KR100684274B1 - 자동분동 이송장치 및 이를 구비한 자동 분동 이송식압력교정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피스톤-실린더 모듈(800)이 구비되어 피스톤 상부에 적층되는 분동의 무게와 같은 압력양을 지시하도록 피교정압력계를 교정하는 분동식 압력 교정기의 분동을 이송하는 장치에 있어서, 분동(700)의 무게에 따른 신호를 발생하거나 해제하는 신호를 발생하는 입력부(100), 발생신호 및 해제신호에 따라 파지수단(400) 및 수직이송수단(500)을 제어하는 분동이송 제어기(200); 분동(700)을 파지하는 파지수단(400)과, 파지수단(400)을 상하로 이동시키는 수직이송수단(500)을 구비하는 분동이송수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 분동의 이동에 따른 인력의 수고를 획기적으로 감소할 뿐만아니라 분동의 훼손을 방지하여 보다 정밀하고 안전한 교정을 행할 수 있는 효과가 있다.

분동, 압력계, 교정, 압력교정기, 압력교정시스템

Description

자동분동 이송장치 및 이를 구비한 자동 분동 이송식 압력교정기{Automated mass setting apparutus and pressure calibration system therewith}

도 1은 통상의 분동식 압력교정기를 보이는 사시도이고,

도 2는 종래의 분동 자동적재장치의 구성을 보이는 측면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 자동분동 이송장치의 블럭도이고,

도 4는 본 발명에 따른 입력부의 일실시예를 보이는 사시도이고,

도 5는 본 발명에 따른 자동분동 이송장치를 보이는 측단면도이고,

도 6은 본 발명에 따른 자동분동 이송장치의 평면도이며,

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 파지수단의 동작도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 입력부 200 : 분동이송 제어기

300 : 거리감지센서 400 : 파지수단

410 : 공기실린더 420 : 걸림턱

500 : 수직이송수단 510, 510', 510" : 리드스크류

530 : 고정바 550 : 플랫폼

560 : 서버모터 571 : 구동풀리

573, 573' : 종동풀리 580 : 벨트

700 : 분동 710 : 홈

800 : 피스톤-실린더모듈 900 : 분동완충대

본 발명은 자동분동 이송장치 및 이를 구비한 자동 분동 이송식 압력교정 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인가하고자 하는 압력에 따라 자동으로 해당질량의 분동을 적층하는 자동분동 이송장치 및 이를 구비한 자동 분동 이송식 압력교정 시스템에 관한 것이다.

도 1은 통상의 분동식 압력교정기를 보이는 사시도이다. 통상 분동식 압력교정기는 본체 상부에 설치되는 직경을 정확히 알고 있는 피스톤과 피스톤이 대응되는 실린더로 구성되는 피스톤-실린더 모듈(미도시), 피스톤-실린더모듈이 설치되는 플랫폼(1), 피스톤 상부에 올려져 피스톤 아래로 중력에 의한 힘을 발생시키는 분동(3)과 분동이 적층되는 분동벨(5)로 구성되는 분동세트, 피스톤의 상태등을 지시하는 피스톤게이지(7), 그리고 압력을 발생하고 조절하는 압력조절부(9)를 포함하여 구성된다.

이러한 분동식 압력교정기는 원하는 피교정압력계를 압력교정기에 설치한 후 피스톤 상부에 분동(3)을 올리고, 분동(3)의 무게와 피스톤의 하부에서 제공되는 압력이 평형상태를 이루도록 압력조절부(9)를 조절하며, 이 때의 압력이 피교정압력계에도 가해지도록 하여 피교정 압력계를 분동(3)의 무게와 동일한 압력이 되는 지 확인하고 교정하는 방식으로 작동된다.

이 때, 분동(3)의 무게와 피스톤 하부압력이 평형을 이루는 지에 대해서 확인할 수 있도록 피스톤게이지(7)가 제공되어, 평형상태에서는 피스톤이 실린더로부터 소정간격 이격되게 하여 피스톤을 원주방향으로 소정의 힘으로 가하였을 때 회전되는 것을 쉽게 모니터링하도록 구성되는 것이 일반적이다. 이러한 기술은 당업자에게 주지하므로 본 발명의 요지를 흐트리지 않기 위해 자세한 설명은 생략한다. 특히, 도 1에 미도시된 피스톤-실린더 모듈은 본 출원인의 등록특허인 특허공보 제 10-0449151등에 상세히 도시 및 설명되어 있다.

한편, 피교정압력계를 교정함에 있어서, 한 번의 압력측정으로 피압력계의 신뢰성을 담보할 수 없으므로, 통상 분동을 피교정압력계의 최대값을 지시하는 무게에서부터 최소값을 지시하는 무게까지 단계적으로 변화시켜 피교정압력계를 교정한다. 그러나, 이 때 분동들의 인력에 의한 이동은 분동이 무게가 클 경우 그 이동에 따른 불편과 위험이 동반되고, 분동의 상처, 변형, 부식, 이물질 부착등으로 분동의 정확한 무게에 오차가 생기는 문제점이 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위한 발명으로, 한국특허공보 등록번호 제25693호는 분동을 에어실린더에 의해 상하로 움직이고, 솔레노이드로 분동을 파지하는 압력계 시험기의 분동 자동적재장치를 개시하고 있다.

도 2는 이러한 종래의 자동적재장치의 구성을 보이는 측면도이다. 이에 따르면, 핸드밸브(11)를 상하로 움직여 에어실린더(13)에서 공기방향 조절로 분동(15)을 상하로 이동시키며, 핸드밸브(11)를 상하부로 움직일 때에는 리미트 스위치를 작동시켜 솔레노이드(21)가 작동되어 걸림턱(19)이 분동(15)사이의 홈(17)으로 끼워질 수 있게 구성된다.

그러나, 상술한 종래의 자동적재장치는 인력의 수고를 들어주기는 하였으나, 사람이 분동(15)의 높이를 눈대중으로 짐작하여 수동으로 핸드밸브(11)를 조작하여 걸림턱(19)을 분동(15) 사이에 삽입시켜야 하므로 한 번에 정확하게 삽입하는 것이 용이하지 않으며, 핸드밸브(11)를 하부로 움직일 때도 리미트 스위치가 작동하여 걸림턱(19)이 홈(17)에서 빠져 나오려는 힘이 작용하나, 적층된 분동(15)의 무게로 억지로 못빠지게 눌러주도록 구성되어 있어 솔레노이드(21)에 부담을 주거나, 분동(15)이 적게 올려진 경우 걸림턱(19)이 홈(17)에서 빠져 버려 분동(15)이 바닥으로 떨어지는 문제점을 가지고 있었다. 또한, 분동(15)을 에어실린더(13)에서 공급되는 공압만으로 지탱하여야 하므로, 에어실린더(13)가 대형화 되어야 하는 문제점도 가지고 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 한 번의 입력부의 조작으로 원하는 무게의 분동분량을 정확하게 들어올리거나, 내려놓을 수 있는 자동 이송 분동식 압력교정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 분동피스톤-실린더 모듈이 설치된 플렛폼에 상부에 분동벨이 설치되어 분동벨에 다수의 분동이 적층되고, 분동의 무게에 대응하는 압력을 발생 및 조절하여 피교정압력계를 교정하는 분동식 압력 교정기에 있어서, 인가하려는 분동 의 무게를 선택하는 선택신호 또는 선택신호를 해제하는 해제신호를 입력하는 입력부; 선택신호에 따라, 적층된 다수의 분동 중 인가하려는 무게의 분동을 남기고 나머지 분동들은 파지하여 들어올리고, 해제신호에 따라 파지를 해지하여 분동을 원래 적층상태로 위치하도록 제어하는 분동이송 제어기; 분동이송 제어기의 제어에 따라 분동을 파지하는 파지수단 및 분동이송 제어기의 제어에 따라 파지수단을 상하로 이동시키는 수직이송수단으로 구성되는 분동이송수단;을 포함하여 구성되는 자동분동 이송장치이다.

이 때, 파지수단은 공기실린더와, 공기실린더의 피스톤 단부에 부착된 걸림턱으로 구성되고, 수직이송수단은 파지수단에 관통되게 설치되는 리드스크류와, 파지수단을 관통하여 리드스크류와 평행한 적어도 하나의 고정바, 리드스크류 및 고정바의 상단부가 고정되는 상부판, 그리고 리드스크류를 회전시키는 회전수단을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 파지수단은 리드스크류마다 1개씩 구비되고, 리드스크류는 3개인 것이 바람직하다.

또한, 리드스크류는 그 사이에 분동이 위치되도록 삼각형으로 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 회전수단은, 서보모터; 서보모터의 출력축에 연결되고, 리드스크류의 일단에 연결되는 구동풀리; 리드스크류의 일단에 연결되는 종동풀리; 및 구동풀리와 종동풀리를 연결하여 회전력을 전달하는 벨트;를 포함하여 구성할 수 있다.

또한, 상부판의 하부에는 분동과 상부판과의 거리를 측정하기 위한 거리감지 센서가 더 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 입력부는 분동의 무게에 따라 선택신호를 출력하는 다수의 선택버튼과, 분동무게를 해제하는 해제신호를 출력하는 하나의 해제버튼으로 구성될 수 있다.

또한, 플랫폼 상부의 피스톤-실린더모듈의 주변부에는 적층되는 분동을 완충지지하는 분동완충대가 더 포함되어 구성될 수 있다.

이하에서는 본 발명을 도면을 참조하면서 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 자동분동 이송장치의 블럭도이고, 도 4는 본 발명에 따른 입력부의 일실시예를 보이는 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 자동분동 이송장치를 보이는 측단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 자동분동 이송장치의 평면도이다. 이에 따르면, 본 실시예에 따른 자동분동 이송장치는 입력부(100), 분동이송 제어기(200), 거리감지센서(300), 그리고 파지수단(400), 수직이송수단(500)으로 구성되는 분동이송수단을 포함한다.

입력부(100)는 인가하려는 분동(700)의 무게를 선택하는 선택신호 또는 상기 선택신호를 해제하는 해제신호를 입력하는 장치이다. 예컨데, 분동(700) 5kg에 해당하는 경우 이에 해당하는 신호를 발생시켜 제어기로 신호를 전달하고, 분동(700)의 파지를 해제하는 경우 역시 이에 해당하는 신호를 발생시켜 분동이송 제어기(200)로 전달한다. 이 때, 스위치는 회전식 스위치로 구성되거나, 각 무게에 따른 선택버튼과 해제버튼이 별도로 구비되는 스위치로 구성될 수 있다. 예를들어, 10kg 단위로 10kg에서 100kg까지의 10개의 선택버튼(110)과 해제버튼(120), 또는 스위치 의 회전에 따라 무게에 따른 신호가 발생되는 스위치로 구성될 수 있다. 입력부(100)의 스위치 구성은 당업자에게 널리 알려져 있고 다양하게 변형실시될 수 있다.

분동 이송 제어기(200)는 입력부(100)에서 입력된 입력신호에 따라 분동(700)을 파지/해제(왕복수평운동) 또는 상승/하강(왕복수직운동)을 조절한다. 즉, 입력부(100)에 접속되어 선택 신호에 따라 분동벨(미도시)에 적층된 분동(700) 중, 소정 무게의 분동(700)만 남기고 나머지 분동(700)들은 파지하여 들어올리고, 해제 신호에 따라 분동(700) 파지를 해제하여 들려진 분동(700)을 원래상태로 위치하도록 분동이송수단을 제어한다. 예컨데, 입력부의 45kg의 입력신호에 따라 파지수단(400)이 분동(700)을 파지하여, 수직이동수단(500)을 45kg만을 남겨두고 모두 승강시키고, 또한, 해제 상태에 따라, 수직이동수단(500)을 남겨진 분동(700)위로 하강시키고, 분동(700)의 파지를 해제하도록 제어한다.

거리감지센서(300)는 분동(700)이 설정된 소정 구간 이상으로 승강될 경우 분동 이송 제어기(200)에 신호를 출력하여, 제어기(200)가 분동의 수직이동수단(500)의 상승을 멈추도록 한다. 이는 아래에서 설명한 서보모터(560)의 이상동작이 발생할 경우 본 장치를 보호하기 위함이다. 거리감지센서(300)는 아래에 설명될 상부판(540)의 하부에 설치되는 것이 바람직하다.

파지수단(400)은 분동(700)을 파지하는 수단으로서, 일 실시예로 공기실린더(410)와 공압에 의해 공기실린더 내외로 출몰하는 걸림턱(420)으로 구성되어, 분동(700)의 홈(710) 사이로 공기실린더(410)의 걸림턱(420)이 돌출하게 하거나, 공기 실린더(410) 내측으로 걸림턱(420)이 들어가게 함으로써 분동(700)을 파지 또는 해제할 수있다. 이 경우, 파지수단(400)은 적어도 2개이상 설치되고, 걸림턱(420)은 파지수단(400)마다 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 기능의 공기실린더(410)의 내부구성은 당업자에게 주지되어 있으므로 이에 대한 자세한 설명을 생략한다. 한편, 파지수단(400)은 내면에 암나사가 형성된 관통홀(미도시)이 형성되어 아래에서 설명될 외면에 수나사가 형성된 리드스크류(510)를 타고 오르내릴 수 있도록 구성된다. 다른 실시예로서, 파지수단(400)은 공지의 집개형 로봇팔등으로 구성될 수 있을 것이다. 그러나, 본원발명에서의 행해지는 작업의 간단성에 비추어 걸림턱(420)으로 구성하는 것이 보다 바람직하다.

수직이송수단(500)은 플랫폼(550) 상부에 설치되어, 파지수단(400)을 상하부로 승하강시키는 수단으로서, 일실시예로 파지수단(400)을 관통하여 끼워지는 적어도 하나의 리드스크류(510, 510', 510")와, 파지수단(400)이 리드스크류(510)의 회전시 동반하여 회전되지 않도록 파지수단(400)을 고정하며 각 리드스크류(510)와 나란하게 연장되는 적어도 하나의 고정바(520, 530), 그리고 리드스크류(510, 510', 510")와 고정바들(520, 530)의 상단부가 연결 고정되는 상부판(540) 그리고 상부판(540) 상부에 설치되어 리드스크류들(510, 510', 510")을 구동시키는 회전수단을 포함하여 구성될 수 있다.

이 때, 리드스크류(510, 510', 510")는 분동(700)을 사이에 두고 플랫폼(550)에서 상부판(540)으로 연장되며, 파지수단(400)의 갯수만큼이 설치된다. 상부판(540) 상부로 소정 길이 돌출되는 리드스크류(510, 510', 510")를 회전시키기 위 해서, 회전수단이 구비되는데 회전수단의 일실시예는 제어기(200)에 의해 적절한 회전량이 결정될 수 있는 서보모터(560), 서버모터(560)의 출력축에 베벨기어(563)로 연결되어 서보모터(560)의 회전에 따라 회전하는 구동풀리(571), 구동풀리(571)와 벨트(580)로 연결되어 회전하는 적어도 하나의 종동풀리(573, 573')를 포함하여 구성되고, 리드스크류(510, 510', 510")는 각 풀리 하부에 결합되어, 각 풀리의 회전에 따라 동반하여 회전하도록 구성된다. 이 경우, 종동풀리(573, 573')는 2개로 구성되어, 하나의 구동풀리(571)와 두개의 종동풀리(573, 573')의 내부에 분동(700)이 위치되도록 삼각형으로 배치되는 것이 안정감을 위해서 바람직할 것이다. 이 때, 각 풀리 사이의 일 구간에는 텐션 풀리(575)를 설치하여 벨트(580)의 텐션을 일정하게 유지하는 것이 바람직할 것이다. 다른 실시예로서, 서보모터(560)와 구동풀리(571)는 웜기어, 스퍼기어등으로 연결되는 것도 가능할 것이다.

또한, 회전수단은 플랫폼 내부에 설치하는 것을 배제하지 않으나, 상부판(540)의 상부에 설치되는 것이 관리 및 구조상 바람직할 것이다. 이 때, 상부판의 중앙에는 상부에서 분동의 이동을 볼 수 있고, 상부판의 무게를 감소시키기 위해 원형홀(541)이 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 파지수단(400)이 걸림턱(420)일 경우 분동(700)을 용이하게 파지하도록 하기위해서, 각 분동(700)의 테두리에 단차를 형성하여 적층시에 홈(710)이 형성되게 구비되고, 모든 분동(700)은 본 장치의 동작시 분동벨에 적층되어 있는 상태로 제공된다.

추가적으로, 플랫폼 상부에는 적층되는 분동들의 하중이 피스톤-실린더모듈 (800)에 집중되는 것을 방지하기 위한 분동완충대(900)를 설치한다. 이 때, 분동완충대(900)는 피스톤-실린더모듈(800)의 피스톤이 운동하는 구간보다 낮은 높이로 설치되어, 피스톤의 움직임을 방해하지 않게 구성하는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기능 및 작용을 보다 상세히 설명한다. 도 7a, 및 도 7b는 본 발명에 따른 파지수단의 동작도이다. 입력부(100)에서 원하는 분동(700)의 무게를 선택하여 입력하면, 그 신호는 분동이송 제어기(200)에 전달되고, 분동이송 제어기(200)는 파지수단(400)이 해당 분동(700)의 무게에 해당하는 위치로 이동하도록 수직이동수단의 서보모터(560) 회전량을 제어한다. 파지수단(400)이 서보모터(560)의 회전에 따라, 소정의 위치로 이동되어 서보모터(560)의 센서가 제어기(200)에 신호를 보내면 제어기(200)는 파지수단(400)의 걸림턱(420)이 분동(700)을 향하여 돌출되도록 하고, 분동(700)사이의 홈(710)으로 삽입되게 한 후, 삽입이 완료되면 서보모터(560)를 다시 회전시켜 파지수단(400)을 소정 높이로 승강시켜 원하는 무게의 분동(700)만을 남긴다. 이 때, 파지수단(400)의 걸림턱(420)들은 적어도 3 방향 이상에서 분동(700) 사이의 홈(710)으로 삽입되므로, 안정되게 분동(700)을 승강시킬 수 있다.

분동(700)의 무게와 피스톤이 평형을 이룬 상태에서 피압력교정계의 교정이 이루어진 후, 다시 입력부(100)에 해제버튼(120)을 눌러 해제신호를 발생시키면, 입력부(100)에서 해제신호를 받은 분동이송 제어기(200)의 제어에 따라 서보모터(560) 회전량이 조절되어 파지수단(400)은 하강하여 원래 적층상태로 복귀되고, 분동(700)사이의 홈(710)에 삽입된 파지수단(400)의 걸림턱(420)이 공기실린더(410) 내부로 들어가게 되며 파지수단(400)은 기준 위치로 이동한다.

한편, 원래 상태로 복귀된 적층된 분동(700)들은 피스톤-실린더 모듈(800)에만 지지되는 것이 아니라, 분동완충대(900)에도 지지되므로 분동의 하중이 피스톤-실린더 모듈(800)에만 집중되는 것이 방지된다. .

본 발명은 상기 실시예를 기준으로 주로 설명되어졌으나, 발명의 요지와 범위를 벗어나지 않고 많은 다른 가능한 수정과 변형이 이루어 질 수 있다. 예컨데, 파지수단(400)의 형상의 변경, 파지방법의 변경, 분동 형상의 변경, 입력부 스위치의 변경등은 당업자가 용이하게 변경할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 자동 이송 분동식 압력교정기는 종래 수동 또는 반자동식 압력교정기에서 발생하는 분동의 이동에 따른 인력의 수고를 획기적으로 감소할 뿐만아니라 분동의 훼손을 방지하여 보다 정밀하고 안전한 교정을 행할 수 있는 효과가 있다.

전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.

Claims (9)

1. 분동피스톤-실린더 모듈(800)이 설치된 플렛폼(550)에 상부에 분동벨이 설치되어 상기 분동벨에 다수의 분동(700)이 적층되고, 상기 분동(700)의 무게에 대응하는 압력을 발생 및 조절하여 피교정압력계를 교정하는 분동식 압력 교정기에 있어서,

   인가하려는 상기 분동(700)의 무게를 선택하는 선택신호 또는 상기 선택신호를 해제하는 해제신호를 입력하는 입력부(100);

   상기 선택신호에 따라, 적층된 다수의 분동(700) 중 인가하려는 무게의 분동(700)을 남기고 나머지 분동(700)들은 파지하여 들어올리고, 상기 해제신호에 따라 파지를 해지하여 분동(700)을 원래 적층상태로 위치하도록 제어하는 분동이송 제어기(200);

   상기 분동이송 제어기(200)의 제어에 따라 상기 분동을 파지하는 파지수단 (400)및 상기 분동이송 제어기(200)의 제어에 따라 상기 파지수단(400)을 상하로 이동시키는 수직이송수단(500)으로 구성되는 분동이송수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동분동 이송장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 파지수단(400)은 공기실린더(410)와, 상기 공기실린더(410)의 피스톤 단부에 부착된 걸림턱(420)으로 구성되고,

   상기 수직이송수단(500)은 상기 파지수단(400)에 관통되게 설치되는 리드스크류(510)와, 상기 파지수단(400)을 관통하여 상기 리드스크류(510)와 평행한 적어도 하나의 고정바(520), 상기 리드스크류(510) 및 고정바(520)의 상단부가 고정되는 상부판(540), 그리고 상기 리드스크류(510)를 회전시키는 회전수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동분동 이송장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 파지수단(400)은 상기 리드스크류(510, 510', 510")마다 1개씩 구비되고, 상기 리드스크류(510, 510', 510")는 3개인 것을 특징으로 하는 자동분동 이송장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 리드스크류(510, 510', 510")는 내부에 분동(700)이 위치되도록 삼각형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 자동분동 이송장치.
5. 청구항 4에 있이서,

   상기 회전수단은,

   서보모터(560);

   상기 서보모터(560)의 출력축에 연결되고, 상기 리드스크류(510)의 일단에 연결되는 구동풀리(571);

   상기 리드스크류(510', 510")의 일단에 연결되는 종동풀리(573); 및

   상기 구동풀리(571)와 종동풀리(573)를 연결하여 회전력을 전달하는 벨트(580);를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 자동분동 이송장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 상부판(540)의 하부에는 분동(700)과 상부판(540)과의 거리를 측정하기 위한 거리감지 센서(300)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 자동 분동 이송장치.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 입력부(100)는 분동의 무게에 따라 선택신호를 출력하는 다수의 선택버튼과(110), 분동무게를 해제하는 해제신호를 출력하는 하나의 해제버튼(120)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동분동 이송장치.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 플랫폼(550) 상부의 상기 피스톤-실린더모듈(800)의 주변부에는 적층되는 분동을 완충지지하는 분동완충대(900)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 자동분동 이송장치.
9. 청구항 8의 자동 분동이송 장치가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 분동 이송식 압력교정기.

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