KR100754764B1 - 로보트 팔에 의해 작동되는 진공흡착시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레스 가공 자동화 생산설비 내에서 별도의 프레스 가공작업을 할 수 있도록 로보트 팔에 의해 작동되는 진공흡착장치를 통해 위치 고정된 파레트 내의 부품을 프레스장치의 금형으로 투입 및 취출이 동시에 이루어지도록 한 로보트 팔에 의해 작동되는 진공흡착시스템에 관한 것이다.

본 발명은 자동화시스템에 의해 작동되는 4∼5대의 프레스 가공 생산설비의 마지막 프레스장치에 로보트 팔을 설치하고, 위치결정수단에 의해 위치 고정된 파레트 내의 부품을 프레스 가공작업이 이루어지도록 로보트 팔에 의해 작동되는 진공흡착시스템에 있어서, 상기 로보트 팔의 일측에 장착되는 그립퍼의 전·후방상에 다수 개의 진공흡착패드가 형성된 취출 진공흡착부와 투입 진공흡착부가 고정 형성된 진공흡착장치; 상기 진공흡착장치가 장착된 로보트 팔을 이용하여 위치결정수단에 의해 위치 결정된 파레트 내의 부품에 진공흡착장치의 투입 진공흡착부가 위치되게 한 후, 부품을 흡착시켜 프레스장치의 금형 내로 투입하고, 프레스 가공작업이 완료된 금형 내부의 부품은 진공흡착장치의 취출 진공흡착부가 위치되게 한 후, 부품을 흡착시켜 취출하는 작업이 동시에 이루어질 수 있도록 제어신호를 인가하는 제어수단;으로 구성되는 로보트 팔에 의해 작동되는 진공흡착시스템에 관한 것이다.

로보트 팔, 진공흡착, 프레스, 파레트, 제어수단

Description

로보트 팔에 의해 작동되는 진공흡착시스템{Vacuum suction system to operate by robot arm}

도1은 종래의 로보트 팔이 사용되는 프레스 가공 생산설비의 구성도

도2는 본 발명에 적용되는 로보트 팔 장착용 진공흡착장치의 사시도

도3은 본 발명에 적용되는 로보트 팔에 의해 작동되는 진공흡착시스템의 사용 상태평면도

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

10. 진공흡착장치 11. 그립퍼

11a. 고정대 12. 취출 진공흡착부

12a. 진공흡착패드 13. 투입 진공흡착부

13a. 진공흡착패드 20. 제어수단

30. 로보트 팔 40. 위치결정수단

본 발명은 로보트 팔에 의해 작동되는 진공흡착시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프레스 가공 자동화 생산설비 내에서 별도의 프레스 가공작업을 할 수 있도록 로보트 팔에 의해 작동되는 진공흡착장치를 통해 위치 고정된 파레트 내의 부품을 프레스장치의 금형으로 투입 및 취출이 동시에 이루어지도록 한 로보트 팔에 의해 작동되는 진공흡착시스템에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 로보트는 각종 제품을 생산하는 생산현장에서 부품의 가공이나 조립 및 완성품 등을 핸들링하는 생산라인에 설치되어 무인화에 의한 제품의 로딩 및 언로딩이나 이재 및 적재 등을 필요로 하는 공정, 예를 들면 사출물의 취출공정이나 용접공정 등에 주로 응용되고 있으며, 또한 반도체소자나 전자회로용 칩부품 등과 같은 소형의 부품을 픽업하기 위하여 로보트 팔에 진공흡착장치를 부착하여 사용하고 있다.

특히 자동차의 차체 등과 같은 부품을 가공, 조립하기 위한 4대 또는 5대로 이루어진 프레스 가공 생산설비의 경우를 살펴보면, 도1에 도시된 바와 같이 기본적으로는 4대의 프레스 가공 생산설비를 사용하며, 생산현장 및 가공하는 부품의 특성에 따라 5대의 프레스 가공 생산설비를 사용하기도 하는데, 이러한 프레스 가공 생산설비의 각 프레스의 가공 공정이 항상 동일한 것은 아니지만 통상적으로 제1프레스에서는 성형공정(DRAWING)이 이루어지고, 제2프레스에서는 커팅공정(TRIMMING)이 이루어지며, 제3프레스에서는 구멍뚫기공정(PIERCING)이 이루어지고, 제4프레스에서는 가공할 부품의 특성에 따라 구멍뚫기, 트리밍, 굽힘, 분할작업 등을 할 수 있도록 하고 있다.

상기와 같이 프레스 가공 생산설비의 각 프레스의 특성에 따른 가공이 이루어지면, 가공된 부품을 다음 프레스로 이동시키기 위해 각 프레스 사이에 설치되어 있는 로보트 팔에 장착된 진공흡착장치를 이용하여 프레스 가공된 부품을 다음 프레스로 수평 이동시키도록 하여 작업을 하는데, 가공할 부품 특성상 뒤집기 공정이 있는 경우 또는 설치된 프레스의 수보다 가공공정의 수가 더 많을 경우에는 작업 중인 프레스 가공 생산설비에서 작업을 하지 못하게 된다.

이러한 경우 프레스 가공 생산설비 중 작업이 이루어지지 않는 프레스가 있는 경우 상기의 가공작업을 종료하지 못한 부품에 대한 프레스 가공을 실시하게 되는데, 이 때 부품 특성에 따른 프레스 가공작업을 하기 위해 통상적으로 2∼3명의 작업자가 프레스 생산설비 내에 들어가서 해당 부품의 투입 및 취출작업을 하게 된다.

이 때 상기 프레스 생산설비는 자동화시스템으로 이루어져 있어 작업자가 프레스 생산설비 내로 들어갈 경우에는 프레스장치의 작동이 정지되도록 안전장치가 되어 있는데, 종래의 경우 프레스 생산설비의 안전장치를 해제한 후, 작업자가 내부로 들어가서 프레스 가공작업을 진행하게 된다.

이로 인해 작업자가 프레스 생산설비 내에서 가공작업을 함으로 인해 안전사고의 위험에 노출되어 있으며, 해당 부품의 프레스 가공작업이 수작업으로 이루어짐으로 인해 작업효율이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 자동화시스템에 의해 작동되는 4∼5대의 프레스 가공 생산설비 내에서 별도의 프레스 가공작업시, 작업자를 프레스 가공 생산설비 내에 투입하지 않고 로보트 팔에 의해 작동 되는 진공흡착시스템에 의해 위치 고정된 파래트 내부의 부품을 프레스 가공할 수 있도록 하여 작업자의 안전사고 방지와 작업능률을 향상시키도록 하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 자동화시스템에 의해 작동되는 4∼5대의 프레스 가공 생산설비의 마지막 프레스장치에 로보트 팔을 설치하고, 위치결정수단에 의해 위치 고정된 파레트 내의 부품을 프레스 가공작업이 이루어지도록 로보트 팔에 의해 작동되는 진공흡착시스템에 있어서, 상기 로보트 팔의 일측에 장착되는 그립퍼의 전·후방상에 다수 개의 진공흡착패드가 형성된 취출 진공흡착부와 투입 진공흡착부가 고정 형성된 진공흡착장치; 상기 진공흡착장치가 장착된 로보트 팔을 이용하여 위치결정수단에 의해 위치 결정된 파레트 내의 부품에 진공흡착장치의 투입 진공흡착부가 위치되게 한 후, 부품을 흡착시켜 프레스장치의 금형 내로 투입하고, 프레스 가공작업이 완료된 금형 내부의 부품은 진공흡착장치의 취출 진공흡착부가 위치되게 한 후, 부품을 흡착시켜 취출하는 작업이 동시에 이루어질 수 있도록 제어신호를 인가하는 제어수단;으로 구성되는 로보트 팔에 의해 작동되는 진공흡착시스템을 구현하고자 한 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 적용되는 로보트 팔(30)에 의해 작동되는 진공흡착시스템에 대하여 상세히 설명한다.

도2는 본 발명에 적용되는 로보트 팔(30) 장착용 진공흡착장치의 사시도이고, 도3은 본 발명에 적용되는 로보트 팔(30)에 의해 작동되는 진공흡착시스템의 사용 상태평면도이고, 1은 프레스장치, 2는 파레트, 40a는 베이스 플레이트, 41은 스톱퍼, 42는 리프팅수단, 43은 측면위치고정수단, 43a는 가이드대, 44는 측면위치결정수단, 44a는 가이드대, 45는 클램핑수단, 45a는 클램프 실린더, 45b는 클램프, 46은 공압수단, 47은 감지수단이다.

도시된 바와 같이 프레스 가공 생산설비의 마지막 프레스장치(1)의 일측에 로보트 팔(30)을 설치하여 위치결정수단(40)에 의해 고정된 파레트(2) 내의 부품에 대한 프레스 가공이 이루어지도록 상기 로보트 팔(30)에 진공흡착장치(10)를 장착하되, 제어수단(20)은 로보트 팔(30)에 제어신호를 인가하여 위치결정수단(40)에 의해 고정된 파레트(2) 내의 부품을 프레스장치(1) 내로 투입하고, 프레스 가공이 완료된 부품을 동시에 취출이 가능하도록 하고, 상기 진공흡착장치(10)는 파레트(2) 내의 부품을 프레스장치(1)로 투입 및 취출이 동시에 이루어지는 형상으로 구성한다.

상기 진공흡착장치(10)는 로보트 팔(30)의 일측에 장착되게 구성하되, 상기 로보트 팔(30)의 일측에 형성된 그립퍼(11)의 전·후방상에 취출 진공흡착부(12)와 투입 진공흡착부(13)를 형성하여 구성하며, 상기 취출 진공흡착부(12)는 그립퍼(11)의 전방상에 형성된 고정대(11a)에 진공흡착패드(12a)를 다수 개 고정 결합시키도록 형성하고, 상기 투입 진공흡착부(13)는 그립퍼(11)의 후방상에 형성된 고정대(11a)에 진공흡착패드(13a)를 다수 개 고정 결합시키도록 형성한다.

상기 제어수단(20)은 진공흡착장치(10)가 장착된 로보트 팔(30)을 이용하여 위치결정수단(40)에 의해 고정된 파레트(2) 내의 부품을 프레스장치(1)의 금형 내 로 투입하고, 프레스 가공이 완료된 부품을 동시에 취출할 수 있도록 제어신호를 인가하되, 위치결정수단(40)에 의해 고정된 파레트(2) 내의 부품에 로보트 팔(30)에 장착된 진공흡착장치(10)의 투입 진공흡착부(13)가 위치되게 하여 상기 부품을 부착시켜 프레스장치(1) 내부에 투입할 수 있도록 하고, 상기 프레스장치(1)로 부품을 투입하기 전에 프레스장치(1) 내에 가공이 완료된 부품이 있는 경우에는 상기 진공흡착장치(10)의 취출 진공흡착부(12)가 부품에 위치되게 하여 부품을 부착시켜 부품의 투입 및 취출이 동시에 이루어질 수 있도록 제어신호를 인가하고, 또한 위치결정수단(40)에 투입된 파레트(2)의 움직임을 감지하여 파레트(2)가 지정된 위치에 고정될 수 있도록 상기 위치결정수단(40)을 제어한다.

상기 로보트 팔(30)은 제어수단(20)의 제어신호를 인가받아 그에 따른 작동을 할 수 있도록 하되, 일측에는 그립퍼(11)에 의해 고정된 투입(13) 및 취출 진공흡착부(12)가 형성된 진공흡착장치(10)가 장착되게 구성하는데, 상기 로보트 팔(30)은 공지된 기술로 여기서는 더 이상의 설명은 생략한다.

상기 위치결정수단(40)은 작업장 바닥면에 설치된 베이스 플레이트(40a)상의 후방 양측에 스톱퍼(41)를 형성하고, 전·후방 양측에 리프팅수단(42)을 형성하여 스톱퍼(41)에 밀착된 파레트(2)의 일정 높이를 유지할 수 있도록 하며, 상기 베이스 플레이트(40a) 좌·우측의 일정거리 이격된 일측부위에 고정된 가이드대(43a)를 형성한 측면위치고정수단(43)을 고정 설치하고, 타측부위에 측면위치결정수단(44)에 의해 작동되는 가이드대(44a)를 형성하여 파레트(2)의 좌우 위치를 결정할 수 있도록 하며, 상기 베이스 플레이트(40a) 전방에 클램핑수단(45)을 형성하여 클램 프 실린더(45a)에 의해 작동되는 클램프(45b)에 의해 위치결정된 파레트(2)를 고정시키도록 하고, 감지수단(47)은 파레트(2)의 움직임을 감지하여 제어수단(20)으로 전송하고, 제어수단(20)은 각 공압수단(46)에 제어신호를 인가하여 각 실린더를 작동하여 위치결정된 파레트(2) 내의 부품을 로보트 팔(30)을 이용하여 프레스장치(1)로 이송할 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 발명의 일실시례에 의해 구성된 로보트 팔(30) 장착용 진공흡착장치(10)의 작용에 대하여 설명한다.

프레스장치(1)가 설치된 작업장 바닥면 소정의 위치에 베이스 플레이트(40a)를 설치하되, 상기 베이스 플레이트(40a) 전·후방 좌·우 양측에 리프팅수단(42)을 형성하고, 후방 좌·우 양측에 스톱퍼(41)를 형성하여 고정 설치하며, 상기 베이스 플레이트(40a)를 중심으로 일정 거리 이격된 일측부위인 작업장 바닥면에 측면위치고정수단(43)을 형성하며, 상기 측면위치고정수단(43) 반대편에 측면위치결정수단(44)을 고정 설치하되, 투입되는 파레트(2)의 폭보다 상기 측면위치고정수단(43)과 측면위치결정수단(44) 사이가 더 넓은 상태를 유지되게 구성하며, 상기 베이스 플레이트(40a)의 후방에 클램핑수단(45)을 설치하여 투입된 파레트(2)의 후방 중앙부를 클램핑하여 고정할 수 있도록 한다.

제어수단(20)의 제어신호를 인가받아 그에 따른 작동을 하는 로보트 팔을(30) 프레스장치(1)와 파레트 위치결정수단(40) 사이에 고정 설치하고, 프레스장치(1)의 전방에는 컨베이어벨트장치(50)를 설치하여 프레스 가공된 부품이 로보트 팔(30)에 의해 취출되어 컨베이어벨트장치(50)에 의해 이송되고, 상기 컨베이어벨 트장치(50)에 의해 이송된 부품은 해당 파레트에 적재될 수 있도록 한다.

프레스 가공작업을 할 부품이 적재된 파레트(2)가 위치결정수단(40)의 측면위치고정수단(43)과 측면위치결정수단(44)의 내측에 형성된 가이드대(43a,44a) 사이로 투입되면, 상기 파레트(2)의 전방부위는 베이스 플레이트(40a) 후방 좌·우 양측에 형성된 스톱퍼(41)에 맞닿아 밀착되어 더 이상 진행되지 않으며, 이 때 감지수단(47)은 파레트(2)의 정상위치에 투입된 것을 감지하여 제어수단(20)으로 전송한다.

상기 제어수단(20)은 리프팅수단(42)을 작동하여 파레트(2)가 일정한 높이 위치를 유지할 수 있도록 한 후, 측면위치결정수단(44)을 작동하여 리프팅수단(42)에 의해 높이 위치가 결정된 파레트(2) 일측을 밀어서 좌·우 위치를 결정하도록 하고, 클램핑수단(45)을 작동하여 파레트(2)의 후방 중앙부에 맞닿아 고정되어 파레트(2)의 전·후 위치가 고정될 수 있도록 제어한다.

상기 제어수단(20)에 의해 프레스 가공작업을 할 부품이 적재된 파레트(2)가 위치결정수단(40)에 위치 결정이 되면, 로보트 팔(30)을 작동하여 위치결정수단(40)에 고정된 파레트(2) 내의 부품을 프레스 가공작업을 하기 위해 프레스(1) 금형 내부로 이송하되, 로보트 팔(30)의 일측에 장착된 진공흡착장치(10), 즉 그립퍼(11)의 후방상에 고정된 투입 진공흡착부(13)의 각 진공흡착패드(13a)가 위치 고정된 파레트(2) 내의 부품을 흡착하여 프레스장치(1)의 금형 내부에 투입할 수 있도록 한다.

이 때 상기 프레스장치(1)의 금형 내부에 가공작업이 완료된 부품이 존재하 는 경우에는 진공흡착장치(10)의 그립퍼(11) 전방상에 고정된 취출 진공흡착부(12)의 각 진공흡착패드(12a)가 금형 내부에 있는 부품을 먼저 흡착하여 전방으로 전진하면서 투입 진공흡착부(13)에 흡착된 부품을 금형 내부로 이송한 후, 로보트 팔(30)이 후진하면서 취출 진공흡착부(12)에 흡착된 가공작업이 완료된 부품을 컨베이어벨트장치(50)로 이송시킬 수 있도록 하고, 상기 컨베이어벨트(50)상으로 이송된 프레스 가공작업이 완료된 부품은 컨베이스벨트장치(50)에 의해 대기 중인 파레트상에 적재될 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 발명은 프레스 가공작업시, 부품의 뒤집기 작업에 의한 가공을 하거나 설치된 프레스량보다 가공작업 수가 많아서 별도의 프레스 가공작업을 해야 할 경우 프레스 가공설비 내에 작업자가 들어가지 않고도 로보트 팔(30)에 장착된 진공흡착장치(10)에 의해서 용이하게 프레스 가공작업을 할 수 있도록 한 것으로, 이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시례 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.

본 발명은 생산현장에 설치되어 자동화시스템으로 작동되는 프레스 가공 생산설비 내에서 별도의 프레스 가공작업을 할 수 있도록 로보트 팔에 의해 작동되는 진공흡착장치를 이용하여 위치 고정된 파레트 내의 부품을 프레스장치의 금형 내부로 투입 및 취출이 동시에 이루어질 수 있도록 함으로써, 프레스 가공작업에 따른 작업자의 안전사고를 미연에 방지하며, 프레스 가공작업의 능률을 향상시키도록 하는데 효과가 있다.

Claims (1)

1. 자동화시스템에 의해 작동되는 4∼5대의 프레스 가공 생산설비의 마지막 프레스장치에 로보트 팔을 설치하고, 위치결정수단에 의해 위치 고정된 파레트 내의 부품을 프레스 가공작업이 이루어지도록 로보트 팔에 의해 작동되는 진공흡착시스템에 있어서,

   상기 로보트 팔의 일측에 장착되는 그립퍼의 전·후방상에 다수 개의 진공흡착패드가 형성된 취출 진공흡착부와 투입 진공흡착부가 고정 형성된 진공흡착장치; 상기 진공흡착장치가 장착된 로보트 팔을 이용하여 위치결정수단에 의해 위치 결정된 파레트 내의 부품에 진공흡착장치의 투입 진공흡착부가 위치되게 한 후, 부품을 흡착시켜 프레스장치의 금형 내로 투입하고, 프레스 가공작업이 완료된 금형 내부의 부품은 진공흡착장치의 취출 진공흡착부가 위치되게 한 후, 부품을 흡착시켜 취출하는 작업이 동시에 이루어질 수 있도록 제어신호를 인가하는 제어수단;으로 구성됨을 특징으로 하는 로보트 팔에 의해 작동되는 진공흡착시스템.

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