KR100677954B1 - 가공 소재의 180도 회전이 가능한 겐츄리 로더의 회전장치. - Google Patents

가공 소재의 180도 회전이 가능한 겐츄리 로더의 회전장치. Download PDF

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Abstract

본 발명은 겐츄리 로더(Gantry Loader)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가공품의 180도 회전이 가능한 회전장치가 장착된 겐츄리 로더에 관한 것이다.
본 발명에 따른 가공 소재의 180도 회전이 가능한 겐츄리 로더의 회전 장치는, CNC(컴퓨터 수치제어) 선반 또는 머시닝 센타 등에 가공할 소재를 공급하는 겐츄리 로더에 있어서, 어느 한쪽이 가공된 가공 소재가 이송되어 놓여지는 제1 위치로부터 상기 한쪽 가공 소재를 클램핑하는 핑거 플레이트(Finger Plate), 일면이 상기 핑거 플레이트에 고정 장착되고, 타면은 캠(Cam)의 일면에 연결되는 제1 캠 샤프트(Cam Shaft), 상기 캠의 타면에 연결되어, 상기 캠에 의해 상기 제1 캠 샤프트와 상기 캠축의 동일 방향으로 움직이는 제2 캠 샤프트, 및 상기 제1 캠 샤프트의 이동시 제2 캠 샤프트의 회전 이동을 안내하는 로드가 형성되는 캠 플레이트(Cam Plate)를 포함하여 이루어진다.
캠, 캠 샤프트, 캠 플레이트, 핑거 플레이트, 베어링 하우징, 가이드 베어링

Description

가공 소재의 180도 회전이 가능한 겐츄리 로더의 회전장치.{Rotation Device of Gantry Loader For 180 Degrees Rotation of Processing Goods}
도 1은 일반적인 겐츄리 로더를 간략화하여 도시한 것이고,
도 2는 가공 소재를 양쪽면 가공시의 가공 소재 180도 회전시키는 메카니즘을 설명하기 위한 개략도이고,
도 3a는 본 발명에 따른 겐츄리 로더의 측면도이고,
도 3b는 본 발명에 따른 겐츄리 로더의 정면도이고,
도 4a는 본 발명에 따른 겐츄리 로더의 회전 장치의 정면도이고,
도 4b는 본 발명에 따른 겐츄리 로더의 회전 장치의 측면도이고,
도 5는 도 4에 도시된 회전부의 분해 사시도이고,
도 6a는 본 발명에 따른 겐츄리 로더의 회전 장치의 회전(0도 에서 90도) 원리를 설명하기 위한 개략도이며,
도 6b는 본 발명에 따른 겐츄리 로더의 회전 장치의 회전(90도 에서 180도) 원리를 설명하기 위한 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
400; 본체 410; 회전부
420; 실린더부 430; 장착부
401; 측면판 402, 403; 커버
404; 하판 405; 상판
411; 가이드 베어링 412; 캠 플레이트
413; 베어링 하우징 414, 416; 캠 샤프트
415; 캠 421; 실린더 피스톤
422; 실린더 플레이트 423; 로드
431; 핑거 플레이트 432; 클램퍼
433, 433a; 가공 소재
본 발명은 겐츄리 로더(Gantry Loader)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가공품의 180도 회전이 가능한 회전장치가 장착된 겐츄리 로더에 관한 것이다.
일반적으로, 겐츄리 로더는 CNC(컴퓨터 수치 제어) 선반 또는 머시닝 센터 등(이하 '가공 선반' 이라 함)에서 가공할 소재를 공급하고 가공한 소재는 적재하는 기능을 동시에 수행하는 장치를 의미한다.
도 1은 일반적인 겐츄리 로더를 간략화하여 도시한 것으로, 겐츄리 로더는 가공한 소재(111a)를 적재하는 배출 리프트(112)와, 가공할 소재(111b)를 적재하는 공급 리프트(113)와, 리프트(112, 113)를 각각 구동하는 배출 리프트 모터(114)와 공급 리프트 모터(115)를 가진다.
공급 리프트(113)에 가공할 소재(111b)가 안치되면 가공할 소재(111b)의 설정 적재위치(SP)에는 공급 대기점 확인 센서(116)를 설치하고, 프로그래머블 제어기(PLC, 121)를 통하여 인식토록 한다.
프로그래머블 제어기(121)는 수치 제어기(NC, 122)에 의하여 제어된다.
각 리프트(112, 113)에 적재된 소재(111a, 111b)는 배출 그리퍼(131)와 공급 그리퍼(132)를 가지는 겐츄리 로더암(133, 여기서는 겐츄리 로더암으로 기재하였지만, 최근에는 로봇 팔에 의하여 장착된 로더암을 사용한다)에 의하여 공작기계의 척(미도시)으로 이송된다.
여기서, 가공한 소재(111a)의 반대편(즉, 공작기계의 척에 물린 부분)을 가공하려 할 때, 가공한 소재(111a)가 적재된 배출 리프트(112)로부터 일일이 수작업으로 180도 회전시켜 놓는다. 그러나, 수작업으로 가공 소재를 일일이 180도 회전시키는 것은 수율면으로 비효율적인 면이 존재한다.
이러한 문제를 해결하기 위해 최근에는 겐츄리 로더암(133)을 두개를 사용하여 가공 소재를 뒤집어 위치시키도록 하는 방법들이 사용되고 있다. 그 사용 방법을 도 2에서 설명하면 다음과 같다.
도 2는 가공 소재를 양쪽면 가공시의 가공 소재 180도 회전시키는 메카니즘을 설명하기 위한 개략도이다.
먼저, 공작 기계의 척(213)에 물린 가공 소재(210)는 공작 기계에 의해 A 면 (210a)이 가공된다.
A 면(210a)의 가공이 끝난 후 제1 로더 암(211)으로 이송된다(①). 이 때, 제1 로더 암(211)에 클램핑되는 부분은 A 면(210a)이 된다.
다음으로, 제1 로더 암(211)으로부터 제2 로더 암(212)으로 이송된다(②). 이 때, 제2 로더 암(212)에 클램핑되는 부분은 B 면(210b)이 된다.
다시, 제2 로더 암(212)으로부터 공작 기계의 척(213)으로 이송되고(③), 공작 기계의 척(213)에 클램핑되는 부분은 A 면(210a)이 된다. 따라서, B 면(210b)을 공작 기계에 의해 가공하는 것이 가능하게 된다.
그러나, 이 방법은 로더 암을 2개 사용하여야 하는 문제가 있다. 즉, 로더 암 자체의 단가가 고가이며, 이 로더 암이 장착되는 기계(산업용 로봇)가 2 대가 필요하여, 그 비용면에서 효율적이지 못하다는 문제가 있다.
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 가공 소재의 양쪽면 가공시, 가공 소재를 180도 회전시킬 수 있는 회전 장치가 장착된 겐츄리 로더를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 회전 장치가 장착된 겐츄리 로더를 사용함으로써 겐츄리 로더의 전체 설비 비용을 다운시킬 수 있는 겐츄리 로더를 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가공 소재의 180도 회전이 가능한 겐츄리 로더의 회전 장치는, CNC(컴퓨터 수치제어) 선반 또는 머시닝 센타 등에 가공할 소재를 공급하는 겐츄리 로더에 있어서, 어느 한쪽이 가공된 가공 소재가 이송되어 놓여지는 제1 위치로부터 상기 한쪽 가공 소재를 클램핑하는 핑거 플레이트(Finger Plate), 일면이 상기 핑거 플레이트에 고정 장착되고, 타면은 캠(Cam)의 일면에 연결되는 제1 캠 샤프트(Cam Shaft), 상기 캠의 타면에 연결되어, 상기 캠에 의해 상기 제1 캠 샤프트와 상기 캠축의 동일 방향으로 움직이는 제2 캠 샤프트, 및 상기 제1 캠 샤프트의 이동시 제2 캠 샤프트의 회전 이동을 안내하는 로드가 형성되는 캠 플레이트(Cam Plate)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 로드는 순차적으로 제1 직진로, 제1 경사로, 제2 경사로 및 제2 직진로를 갖는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1 경사로와 제2 경사로는 90도의 각을 이루며, 상기 제1 직진로와 제2 직진로는 동일축 상에 위치되는 것이 더욱 바람직하다.
여기서, 상기 핑거 플레이트는, 상기 제1 캠 샤프트가 상기 제1 경사로 및 제2 경사로가 만나는 지점으로 이동시 대략 90도 회전하며, 상기 제1 캠 샤프트가 상기 제2 경사로 및 제2 직전로가 만나는 지점으로 이동시 대략 180도 회전하도록 구성하는 것이 더 더욱 바람직하다.
여기서, 상기 회전 장치는 내부에 상기 제2 캠 샤프트가 삽입되고 양쪽에 상하 이동이 가능하도록 베어링이 장착되어, 베어링 가이드에 의해 상기 회전 장치가 상하 이동되도록 하는 베어링 하우징, 및 상기 베어링 하우징 하부에 고정 장착되 며, 외부 실린더에 연결되는 로드(Rod)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 핑거 플레이트는 'ㄱ'자 형상을 가지며 한면은 상기 제2 캠 샤프트에 연결되고, 타면은 가공 소재를 클램핑할 수 있는 클램퍼가 장착된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3a는 본 발명에 따른 겐츄리 로더의 측면도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 겐츄리 로더의 정면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 겐츄리 로더는 겐츄리 로더 본체(310), 가공할 소재 또는 가공한 소재가 놓여지는 리프트(320), 가공 소재의 180도 회전을 위한 회전 장치(330) 및 실린더(340)를 포함하여 구성된다. 여기서, 회전 장치(330)의 상세한 설명은 다음 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
도 4a는 본 발명에 따른 겐츄리 로더의 회전 장치의 정면도이고, 도 4b는 본 발명에 따른 겐츄리 로더의 회전 장치의 측면도이다.
도시된 바와 같이, 겐트리 로더의 회전 장치(330)는 외함을 이루는 본체(400), 본체의 내부에 장착된 회전부(410), 회전부(410)의 구동을 위한 소스를 제공하는 실린더부(420) 및 가공 소재가 장착되는 장착부(430)를 포함하여 이루어진다.
본체(400)는 측면판(412), 커버(413, 414), 하판(415) 및 상판(416)이 직육면체의 형상으로 용접되어 이루어진다. 본체(400)의 재질은 구조용 압연강재, 특히 SS41(Structural Steel, 인장강도 41-52kg/mm2)을 사용하는 것이 바람직하다.
회전부(410)는 가이드 베어링(411), 캠 플레이트(Cam Plate, 412), 베어링 하우징(Bearing Housing, 413), 제1 캠 샤프트(Cam Shaft, 414), 캠(Cam, 415), 제2 캠 샤프트(Cam Shaft, 416)를 포함하여 이루어진다.
가이드 베어링(411)은 실린더(미표시)로부터 유압 또는 공기압을 받아 피스톤(421)을 따라 실린더 플레이트(422)가 이송되는 라인을 가이드 하는 역할을 담당한다.
캠 플레이트(412)는 실린더와 연결된 베어링 하우징(413)의 이송 경로를 결정하는 역할을 담당하며, 그 이송 경로는 제1 직진로, 제1 경사로, 제2 경사로 및 제2 직진로를 갖는다. 여기서는 가장 바람직한 4 가지의 경로만을 언급하지만, 다른 경로를 더 추가하여 구성하는 것도 가능하다. 이러한 경로에 따라, 가공 소재(433)가 180도 회전하는 원리는 도 6a 및 도 6b을 참조하여 상세하게 설명한다.
베어링 하우징(413)은 양측면에 가이드 베어링(411)이 삽입되어 이송이 용이하게 하며, 중심부에는 베어링으로 구성된 홀이 형성되어 이 홀안에 제2 캠 샤프트(416)가 안착된다.
제1 캠 샤프트(414)는 캠 플레이트(412)에 삽입되어, 캠 플레이트(412)의 이송 경로에 따라 실린더의 실린더 작용에 의해 이송된다.
캠(415)에 의해 제1 캠 샤프트(414)와 제2 캠 샤프트(416)은 연결되어 연동된다.
실린더부(420)는 회전부(410)의 이송 및 회전을 구동하기 위한 소오스이다. 실린더부(420)는 실린더 피스톤(421), 실린더 피스톤(421)에 연결된 실린더 플레이트(422) 및 실린더 플레이트(422)와 연결되고 베어링 하우징(413)과 연결되어 실린더 작용에 의해 상하 직선으로 운동하는 로드(423)를 포함한다.
장착부(430)는 가공 소재(433)가 장착되는 핑거 플레이트(Finger Plate, 431), 핑거 플레이트(431)에 장착되어 가공 소재를 클램핑하는 클램퍼(432)를 포함한다.
여기서, 핑거 플레이트(431)는 'ㄱ'자 형상을 가지며, 한쪽은 클램퍼(432)가 장착되고, 다른 쪽은 회전부(410)의 제2 캠 샤프트(416)에 연결된다.
도 5는 도 4에 도시된 회전부의 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 회전부(410)는 이송 경로가 형성된 캠 플레이트(412), 이송 경로에 위치되고 캠(415)의 일면에 결합되는 제1 캠 샤프트(414), 캠(415)의 타면에 장착되고 핑거 플레이트(431)에 연결되는 제2 캠 샤프트(416), 가이드 베어링(411)에 따라 이송가능하도록 홈(413a)이 형성되고 제2 캠 샤프트가 내삽되도록 베어링 홈(413b)이 형성된 베어링 하우징(413), 베어링 하우징(413)의 일면에 장착되어 실린더 작용에 의해 베어링 하우징(413)의 상하 이동을 가능하게 하는 로드(423)가 결합된다.
도 6a는 본 발명에 따른 겐츄리 로더의 회전 장치의 회전(0도 에서 90도) 원리를 설명하기 위한 개략도이며, 도 6b는 본 발명에 따른 겐츄리 로더의 회전 장치의 회전(90도 에서 180도) 원리를 설명하기 위한 개략도이다.
도6 을 참조하면, 도시되지는 않았지만 외부의 실린더의 실린더 작용으로 압력이 가해지면, 제1 캠 샤프트(414)는 캠 플레이트(412)의 이송 경로(610)의 제1 직진로(610a)를 따라 이동하고, 캠(415)에 의해 제2 캠 샤프트(416)도 연동되어 직진 운동을 하며, 제2 캠 샤프트(416)에 장착된 핑거 플레이트(431)도 직선으로 이동된다(600A).
다음으로, 제1 캠 샤프트(414)가 이송 경로(610)의 제1 경사로(610b)에 접어들면서, 제1 캠 샤프트(414)는 제1 경사로(610b)를 따라 이동한다. 제2 캠 샤프트(416)는 제1 캠 샤프트(414)와 캠(415)의 동일축 선상에 놓여지므로 제1 경사로(610b) 만큼의 각도로 이동된다. 이에 의해 제2 캠 샤프트(416)에 연결된 핑거 플레이트(431)도 그 각도 만큼 회전하게 된다(600B).
이어서, 제1 경사로(610b)와 제2 경사로(610c)가 맞닿는 지점에 제1 캠 샤프트(414)가 위치되면, 핑거 플레이트(431)는 원위치를 기준으로 90도의 각도 만큼 회전되어 위치된다.
도 7을 참조하면, 핑거 플레이트(431)의 원위치로부터 90도 방향에서 180도 방향으로 회전하는 원리가 도시되어 있다.
이는 도 6과 같은 이치로 설명이 가능하며, 600C에서 핑거 플레이트(431)는 원위치로부터 90도 회전하여, 600D에서는 90도 ∼ 180도 사이의 각도 만큼 회전된 위치로 움직인다. 이어서, 600E에서 핑거 플레이트(431)의 위치는 원위치로부터 180도 회전한 위치로 이동된다.
이러한 본 발명에 따른 구성에 의해, 겐츄리 로더의 회전 장치는 가공 소재 의 양쪽면을 가공할 때 유용하게 사용할 수 있다.
다시 도 4b로 돌아가서 살펴보면, 한 쪽면이 가공된 가공 소재(433)는 공작기계(미도시)로부터 로더 암(미도시)에 의해 도 4b에 도시된 가공 소재(433)와 같이 놓여지게 된다.
도 4b에 도시된 가공 소재(433)의 위쪽 면이 가공된 면이고, 아랫쪽 면이 미가공 면이 된다.
놓여진 가공 소재(433)는 도 6a 및 도 6b에서 설명한 바와 같이 180도 회전한 위치로 이동된다(433a).
그렇게 되면, 가공된 면이 위쪽 면으로, 미가공 면이 아랫쪽 면으로 향하게 됨으로써, 미가공 면을 로더 암이 클램핑하여 공작기계의 척에 물리게 되면, 미가공된 면을 가공하는 것이 가능하게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 가공 소재의 양쪽 가공시, 가공 소재를 180도 회전시킬 수 있는 회전 장치가 장착된 겐츄리 로더를 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 회전 장치가 장착된 겐츄리 로더를 사용함으로써 겐츄리 로더의 전체 설비 비용을 다운시키는 것이 가능하게 된다.

Claims (6)

  1. CNC(컴퓨터 수치제어) 선반 또는 머시닝 센타 등에 가공할 소재를 공급하는 겐츄리 로더에 있어서,
    어느 한쪽이 가공된 가공 소재가 이송되어 놓여지는 제1 위치로부터 상기 한쪽 가공 소재를 클램핑하는 핑거 플레이트(Finger Plate),
    일면이 상기 핑거 플레이트에 고정 장착되고, 타면은 캠(Cam)의 일면에 연결되는 제1 캠 샤프트(Cam Shaft),
    상기 캠의 타면에 연결되어, 상기 캠에 의해 상기 제1 캠 샤프트와 상기 캠축의 동일 방향으로 움직이는 제2 캠 샤프트, 및
    상기 제1 캠 샤프트의 이동시 제2 캠 샤프트의 회전 이동을 안내하는 로드가 형성되는 캠 플레이트(Cam Plate)를 포함하는 가공 소재의 180도 회전이 가능한 겐츄리 로더의 회전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로드는 순차적으로 제1 직진로, 제1 경사로, 제2 경사로 및 제2 직진로를 갖는, 가공 소재의 180도 회전이 가능한 겐츄리 로더의 회전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 경사로와 제2 경사로는 90도의 각을 이루며, 상기 제1 직진로와 제 2 직진로는 동일축 상에 위치되는, 가공 소재의 180도 회전이 가능한 겐츄리 로더의 회전 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 핑거 플레이트는,
    상기 제1 캠 샤프트가 상기 제1 경사로 및 제2 경사로가 만나는 지점으로 이동시 대략 90도 회전하며,
    상기 제1 캠 샤프트가 상기 제2 경사로 및 제2 직전로가 만나는 지점으로 이동시 대략 180도 회전하는, 가공 소재의 180도 회전이 가능한 겐츄리 로더의 회전 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전 장치는,
    내부에 상기 제2 캠 샤프트가 삽입되고, 양쪽에 베어링이 장착되어 베어링 가이드에 의해 상하 이동이 가능한 베어링 하우징, 및
    상기 베어링 하우징 하부에 고정 장착되며, 외부 실린더에 연결되는 로드(Rod)를 더 포함하는, 가공 소재의 180도 회전이 가능한 겐츄리 로더의 회전 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 핑거 플레이트는 'ㄱ'자 형상을 가지며 일면은 상기 제2 캠 샤프트에 연결되고, 타면은 가공 소재를 클램핑할 수 있는 클램퍼가 장착되는, 가공 소재의 180도 회전이 가능한 겐츄리 로더의 회전 장치.
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