KR100923904B1 - 다방향 작업이 가능한 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작업영역에서 제품을 회전시킬 수 있어서, 하나의 로봇으로 임의의 작업면에 나사체결, 용접, 부품 실장 등이 가능하도록 하는 다방향 작업이 가능하고, 제품 반전을 위한 추가적인 작업자가 필요 없는 다방향 가공장치에 관한 것으로서, 가공할 제품을 이송시키는 제1컨베이어; 상기 제품에 필요한 가공을 수행하는 로봇; 상기 로봇의 작업영역에 위치하고, 상기 제1컨베이어와 분리되어 상하로 이동 가능한 제2컨베이어; 상기 제2컨베이어를 상하로 이동시키는 승강수단; 및 상기 제2컨베이어가 하강하더라도 제품의 높이를 유지하도록 고정하고, 상기 제2컨베이어의 하강에 의해 형성된 공간상에서 상기 제품을 회전시켜 원하는 면이 상기 로봇의 가공수단 하측에 올 수 있도록 회전가능한 고정구를 포함하는 다방향 가공장치를 제공한다.

가공장치, 컨베이어, 가공로봇, 고정구

Description

다방향 작업이 가능한 가공장치{Apparatus being able to manufacture multiple workplace}

도1a는 종래기술에 의한 가공장치 구성을 도시한 평면도.

도1b는 종래기술에 의한 가공장치 구성을 도시한 정면도.

도2는 종래 기술에 의한 가공장치 복수개가 배열되어 이루어진 가공라인을 도시한 평면도.

도3a는 본 발명에 의한 다방향 가공장치의 구성을 도시한 정면도.

도3b는 본 발명에 의한 다방향 가공장치의 구성을 도시한 측면도.

도4a는 본 발명에 의한 다방향 가공장치에서 제2컨베이어가 하강한 상태를 도시한 사시도.

도4b는 본 발명에 의한 다방향 가공장치에서, 원하는 가공면을 상측으로 향하게 하기 위해 제품을 회전시키는 과정을 도시한 사시도.

도5는 본 발명에 의한 다방향 가공장치 복수개가 배열되어 이루어진 가공라인을 도시한 평면도.

* 도면의 주요부분에 관한 설명

1, 2, 3 : 작업자 10 : 제품

100, 200 : 가공장치 110 : 가공로봇

120, 220, 221 : 컨베이어 130, 230 : 고정구

240 : 승강수단

본 발명은 나사체결, 용접, 조립 등 제품의 가공면에 가공을 할 수 있는 라인상의 장치에 관한 것으로, 특히, 컨베이어가 작업 영역에서 분리 하강하여 제품을 회전시킬 수 있으므로 일면 뿐만 아니라 다수의 면을 가공할 수 있는 가공장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제품에 나사를 체결하거나, 용접을 하거나, 부품을 실장하는등 제품의 면을 가공하는 경우, 제품의 가공면이 상측을 향하도록 한 상태로 연속적인 컨베이어를 지나가도록 하며, 상기 제품이 작업영역에 도착하면 컨베이어의 진행이 멈춰진 후, 가공하고 다시 컨베이어를 구동시키는 과정을 거쳤다.

상기와 같이, 연속적인 컨베이어의 구동을 통해 제품을 가공하는 경우에는, 컨베이어 상에 놓여진 제품의 상면 외에는 작업을 할 수 없는 문제점이 있었다.

특히, 제품의 나사조립과 같은 경우에는 제품의 상면뿐만 아니라 측면, 하면 등에도 가공을 할 필요가 있다.

도1a내지 도2는 종래기술에 의한 면 가공장치의 일실시예를 나타낸 것이다.

도1a에 도시된 바와 같이, 종래의 가공장치는 제품의 진행을 유도하는 컨베이어(120); 제품이 작업영역에 오면 상기 제품을 가공할 수 있도록 고정하는 고정수단(130, 131); 및 상기 고정수단에 의해 고정된 제품상을 가공하는 로봇(110)으로 구성된다.

상기 로봇(110)은 중심부의 제1회전축(113), 상기 회전축으로부터 소정 거리 떨어진 곳에 위치하는 제2회전축(112) 및, 상기 제1회전축(113)과 제2회전축(112)간의 거리만큼 상기 제2회전축(112)에서 떨어진 곳에 위치하는 가공 헤드(111)를 구비한 로봇 암을 포함하여, 상기 각 회전축의 회전에 의해 상기 가공 헤드(111)가 1점 쇄선으로 표시된 영역 내부의 모든 좌표에서 작업을 수행할 수 있다. 상기 로봇은 원하는 위치에 작업할 수 있도록 좌표를 설정하는 프로그램을 설치하는 것이 가능하다.

도1b에 도시된 바와 같이 상기 컨베이어(120)는 고정되어 있으므로 제품(10)의 상면만을 가공할 수 있기 때문에, 다방향의 가공이 불가능하다. 따라서, 예를 들어, 상하면 나사조립과 같은 작업을 수행하는 경우에, 종래에는 도2에 도시된 바와 같이, 두대의 가공장치 사이에서, 컨베이어의 상류측에 제품을 적재하는 제1작업자(1)가 제품을 컨베이어에 적재하고, 첫번째 가공장치의 로봇(100a)에서 상면을 나사조립하고, 제2작업자(2)가 상기 상면 나사조립이 완료된 제품(10)을 하면이 상측을 향하도록 반전시킨 후 두번째 컨베이어에 적재하면, 두번째 가공장치의 로봇(100b)이 하측면을 나사조립하게 되고, 이후, 제3작업자(3)가 제품을 하역한 다.

상기와 같은 종래의 가공장치는 장치 전체의 라인상에 가공면을 지정하기 위한 작업자(2)가 필요하여, 인력 및 비용이 많이 드는 문제점이 있었다.

또한, 작업면이 수평면으로 이루어지지 않은 다각형의 제품을 가공할 수 없는 다른 문제점이 있었다.

또한, 제품의 작업면에 따라 작업량이 다른 경우, 즉, 예를들면, 육면체 제품의 상면에 체결할 나사의 수가 하면의 나사의 수보다 훨씬 많은 경우, 각 제품을 모두 가공하기 위해서 다음 제품이 컨베이어 상에서 대기하는 시간이, 상 하면의 작업량이 같은 때 보다 길어지게 되므로 시간의 소모가 커지는 또 다른 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 작업영역에서, 제품을 회전시킬 수 있어서, 하나의 로봇으로 임의의 작업면에 나사체결, 용접, 부품 실장 등이 가능하도록 하는 다방향 작업이 가능하고, 제품 반전을 위한 추가적인 작업자가 필요없는 다방향 가공장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 복수개의 로봇을 한 라인으로 구성하여 각 로봇마다 작업량을 유사하게 분배할 수 있도록 하여, 각 제품 제작 과정에서 대기시간을 감소시킬 수 있는 다방향 가공장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 이하여, 본 발명은, 가공할 제품을 이송시키는 제1컨베이어; 상기 제품에 필요한 가공을 수행하는 로봇; 상기 로봇의 작업영역에 위치하고, 상기 제1컨베이어와 분리되어 상하로 이동 가능한 제2컨베이어; 상기 제2컨베이어를 상하로 이동시키는 승강수단; 및 상기 제2컨베이어가 하강하더라도 제품의 높이를 유지하도록 고정하고, 상기 제2컨베이어의 하강에 의해 형성된 공간상에서 상기 제품을 회전시켜 원하는 면이 상기 로봇의 가공수단 하측에 올 수 있도록 회전가능한 고정구를 포함하는 다방향 가공장치를 제공한다.

이하 도3a 내지 도4b를 참조하여, 본 발명에 의한 다방향 가공장치의 실시예 구성을 설명한다.

도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 다방향 가공장치(200)는 가공할 제품을 이송시키는 제1컨베이어(220); 상기 제품에 필요한 가공을 수행하는 로봇(110); 상기 로봇(110)의 작업영역에 위치하고, 상기 제1컨베이어(220)와 분리되어 상하로 이동가능한 제2컨베이어(221); 및 상기 제2컨베이어(221)가 하강하더라도 제품의 높이를 유지하도록 고정하고, 상기 제2컨베이어(221)의 하강에 의해 형성된 공간상에서 상기 제품(10)을 회전시켜 원하는 면이 상기 로봇의 가공헤드(211) 하측에 올 수 있도록 회전가능한 고정구(230, 231)를 포함한다.

상기 제2컨베이어(221)는 승강수단(240)에 의해 높이조절이 가능하며, 상기 승강수단은 유압에 의해 길이가 조절되는 실린더를 이용하거나, 구동 모터에 연결된 체인 또는 기어를 이용한 승강장치로 구성할 수 있다.

상기 로봇(110)은 종래기술과 같이, 제1회전축(113), 제2회전축(112) 및 가공 헤드(111)를 구비하여, 작업영역의 모든 좌표에서 원하는 작업을 수행할 수 있다.

도4a 및 도4b를 참조하여, 상기와 같이 구성된 상기 본 발명의 실시예의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

제품(10)이 이동하는 동안에는 상기 제1컨베이어(220)와 제2컨베이어(221)가 동일한 높이에서 구동되어 제품을 연속적으로 이동시킨다. 상기 제품이 상기 가공 로봇(110)의 작업영역인 제2컨베이어(221) 상부에 오면, 상기 고정구(230, 231)가 양측에서 상기 제품(10)을 파지하여 상기 제품(10)이 고정되면, 상기 제2컨베이어(221)가 승강수단(240)에 의해 하측으로 이동한다. 이때, 상기 도4b에 도시된 바와 같이, 제품 하부에 공간이 생겨 제품을 회전시킬 수 있게 된다. 상기 고정구(230)를 회전시켜 제품의 가공할 면이 상측을 향하도록 하면 상기 로봇(110)에 의해 가공이 이루어 지게된다. 따라서, 제품을 다방향에서 가공할 수 있다. 또한, 종래기술의 도2에서 도시한 반전을 위한 작업자(2)가 필요없어진다. 또한, 가공장치(100)하나 만으로도 제품전체의 가공이 가능하므로, 가공라인의 크기가 감소될 수 있다.

도5에 도시된 바와 같이, 상기의 다방향 가공장치는 복수개가 연속적으로 배치되어 라인을 형성할 수 있다.

상기와 같은 가공 라인에서는, 예를 들어, 제품상하면을 나사체결하는 가공을 하는 경우에, 상하면의 작업량이 다른경우 두대의 가공장치를 이용하여, 작업량 을 분배하여 각 제품이 대기하는 시간을 단축시킬 수 있다.

즉, 상면 나사체결부위가 15군데이고 하면 체결부위가 5개 인 경우에, 제품을 반전시키는 시간을 나사 3개를 체결하는 시간과 같다고 하면, 제품반전시간을 고려하여, 제1가공장치(200a)에서 상면의 나사를 12개를 체결하고 제2가공장치(200b)에서 상면의 나사 4개와 하면의 나사 5개를 체결하면, 상기 제1가공장치(200a) 및 제2가공장치(200b)에서 소모되는 시간이 같게 된다. 따라서 종래에는 상면 나사 15개를 체결하는 동안 다음 제품이 대기하였으나, 본 실시예에 의하면, 12개를 체결하는 동안만 대기하기 때문에, 나사 3개를 체결하는 시간만큼 대기 시간이 단축된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 컨베이어 벨트가 하강하여 생긴 공간에서 제품을 회전시킬 수 있으므로 다방향에서 제품을 가공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 제품 가공면이 상측으로 향하게 하기 위한 작업자를 필요로 하지 않기 때문에 인력 및 비용이 감소되는 다른 효과가 있다.

또한, 복수개의 다방향 가공장치를 배치하여 하나의 장치에서 수행하는 작업 량을 분배시켜 제품의 대기시간을 단축시킬 수 있으므로 생산성을 향상시킬 수 있는 또 다른 효과가 있다.

Claims (4)

1. 가공할 제품을 이송시키는 제1컨베이어;

   상기 제품에 필요한 가공을 수행하는 가공수단을 구비하는 로봇;

   상기 로봇의 작업영역에 위치하고, 상기 제1컨베이어와 분리되어 상하로 이동가능한 제2컨베이어;

   상기 제2컨베이어를 상하로 이동시키는 승강수단; 및

   상기 제2컨베이어가 하강하더라도 제품의 높이를 유지하도록 고정하고, 상기 제2컨베이어의 하강에 의해 형성된 공간상에서 상기 제품을 회전시켜 원하는 면이 상기 로봇의 가공수단의 하측에 올 수 있도록 회전가능한 고정구를

   포함하는 다방향 가공장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 승강수단은 유압에 의해 길이가 조절되는 실린더로 이루어진

   다방향 가공장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 승강수단은 구동 모터에 연결된 체인 또는 기어로 이루어진

   다방향 가공장치.
4. 삭제

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