KR100924638B1 - 냉연코일 라벨 부착용 로봇핸드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코일의 직경 변화와 스키드의 형상 변화에 대응하여 정확한 라벨의 부착위치에 용이하게 부착할 수 있도록 한 냉연코일 라벨 부착용 로봇핸드에 관한 것으로서, 스키드에 안치되어 공급되는 코일에 부착할 라벨을 인쇄하도록 구비하는 인쇄기와, 상기 인쇄기의 측방에 설치되어 인쇄기를 통하여 인쇄된 라벨을 코일에 부착하는 부착기와, 상기 부착기의 부착기바디와 연결되어 인쇄기와 코일을 왕복하면서 코일에 로봇을 이용하여 라벨을 부착하는 부착용 로봇핸드를 포함하는 냉연코일 라벨부착 시스템에 있어서;

상기 부착용 로봇핸드는 사이드플레이트와 어퍼플레이트 및 로어플레이트를 결합하여 구비하는 핸드바디와, 상기 로어플레이트의 중앙부 양측에 고정되는 소켓에 스프링을 개재하여 결합되는 작동로드와, 상기 작동로드의 하단에 진공수단과 연결되게 구비하는 흡착바디와, 상기 흡착바디의 하방에 진공으로 라벨을 흡착하도록 흡착공을 형성하여 결합되는 흡착패드와, 상기 로어플레이트의 상면에 설치하여 작동로드의 움직임을 감지하여 과도한 작동을 정지시키는 근접센서와, 상기 핸드바디에 부착되어 코일에 라벨 부착위치를 산출하는 레이저변위센서를 포함한다.

냉연코일, 라벨, 부착, 로봇핸드

Description

냉연코일 라벨 부착용 로봇핸드{LABEL ATTACHMENT TOOL}

본 발명은 냉연코일 라벨 부착용 로봇핸드에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 제조되어 배출되는 코일에 코일정보를 인쇄한 라벨을 용이하게 부착할 수 있도록 개선한 로봇핸드의 제공에 관한 것이다.

냉연 라인에서 생산된 코일은 배출라인에서 생산된 코일의 사양과 규격 무게 등과 같은 다양한 정보를 인쇄한 라벨을 부착하게 된다.

종래에도 라벨을 기계적으로 부착하기 위한 라벨 부착장치가 다수 개발되어 사용되고 있으며, 대표적인 예를 도 6을 통하여 살펴보면 다음과 같다.

종래 기술이 적용되는 라벨 부착장치(1)는 라벨(2)을 인쇄하는 인쇄기와 코일(3) 사이의 갠트리(5)에 설치되는 승강수단(6)에 의하여 상,하 방향과 좌,우 방향으로 움직이는 작동자(7)를 구비한다.

상기 작동자(7)에는 스프링(8)을 가지는 링크(9)의 하단에 롤러(10)를 설치하여 하강에 의하여 롤러(10)가 벌어지도록 하고, 상기 링크(9)의 양측으로는 흡착바(11)를 연결하여 라벨(2)을 흡착할 수 있도록 한다.

상기 흡착바(11)에 의하여 라벨(2)을 흡착하여 코일(3)의 표면에 연접됨과 동시에 흡착바(11)는 흡착을 해제하고, 롤러(10)가 가압 되는 힘에 의하여 벌어지면서 라벨(2)의 표면을 눌러서 부착할 수 있는 구성이다.

상기와 같은 종래 기술에서는 생산되는 코일의 직경 변화 또는 코일을 안치하는 스키드의 규격 등에 따라 코일의 위치가 항상 일정한 위치에 있지 않고 미세하게 가변 되는 형태를 취함에도 불구 하고 동일한 위치에만 라벨을 연속하여 부착하는 형태를 취하고 있다.

이러한 이유에 의하여 라벨을 부착하기 위한 부착장치와 코일 사이의 오차로 인하여 접착불량 상태가 발생하고, 정확한 위치에 라벨이 부착되지 못하게 되는 등의 문제점이 있다.

그리고, 라벨의 양측을 흡착한 상태에서 롤러에 의하여 중앙부위를 눌러주면서 흡착상태가 해제되기 때문에 이 과정에서 정확한 타이밍을 놓치게 되면 라벨이 찢어지는 등의 손상을 입게 된다.

특히, 라벨이 코일의 표면에 연접됨과 동시에 롤러에 의한 압착이 이루어지고 흡착상태의 해제가 이루어져야 정상적인 접착이 가능하게 되고, 이러한 동시 동작에 오차가 발생하면 접착불량 또는 라벨의 손상으로 이어지게 된다.

또한, 종래 기술에서는 실질적으로 라벨을 부착하는 작동자가 갠트리에 의하여 움직이게 되므로 신속한 동작이 불가능하여 작업이 지연되고, 코일의 직경 변화 또는 코일이 안치된 스키드의 변화에 대응하지 못하고 단순하게 라벨만 부착하기 때문에 부착작업의 신뢰가 저하되는 등 여러 문제점이 있다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서 스키드에 안치되어 공급되는 코일에 부착할 라벨을 인쇄하도록 구비하는 인쇄기와, 상기 인쇄기의 측방에 설치되어 인쇄기를 통하여 인쇄된 라벨을 코일에 부착하는 부착기와, 상기 부착기의 부착기바디와 연결되어 인쇄기와 코일을 왕복하면서 코일에 라벨을 부착하는 부착용 로봇핸드를 포함하는 냉연코일 라벨부착 시스템에 있어서;

상기 부착용 로봇핸드는 사이드플레이트와 어퍼플레이트 및 로어플레이트를 결합하여 구비하는 핸드바디와, 상기 어퍼플레이트에 부착기바디와 결합하도록 형성하는 연결공과, 상기 로어플레이트의 중앙부 양측에 고정되는 소켓과, 상기 소켓에 스프링을 개재하여 결합되는 작동로드와, 상기 작동로드의 상단에 작동로드의 이탈방지를 위하여 결합되는 단속캡과, 상기 작동로드의 하단에 진공수단과 연결되게 구비하는 흡착바디와, 상기 흡착바디의 하방에 진공으로 라벨을 흡착하도록 흡착공을 형성하여 결합되는 흡착패드와, 상기 로어플레이트의 상면에 설치하여 작동로드의 움직임을 감지하여 과도한 작동을 정지시키는 근접센서와, 상기 핸드바디에 부착되어 코일에 라벨 부착위치를 코일 크기에 따라 자동적으로 산출하는 레이저변위센서를 포함하여,

코일의 직경 변화와 스키드의 형상 변화에 대응하여 정확한 라벨의 부착위치에 용이하게 부착하여 효율적인 작업을 수행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 생산 또는 공급되는 코일의 직경 변화는 물론 코일을 안치하는 스키드의 변화에 대응하여 코일 직경을 측정하여 정확한 라벨의 부착위치와 방향을 연산할 수 있는 기능을 가지는 부착용 로봇핸드를 제공하여 라벨 부착작업을 효율적으로 수행할 수 있는 등 기대되는 효과가 많은 발명이다.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위하여 도시한 냉연코일에 라벨부착 시스템을 도시한 레이아웃도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 냉연코일 라벨 부착용 로봇핸드를 발췌하여 도시한 사시도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 냉연코일 라벨 부착용 로봇핸드의 A - A선 단면도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 냉연코일 라벨 부착용 로봇핸드의 B - B선 단면도, 도 5는 본 발명의 기술이 적용된 냉연코일 라벨 부착용 로봇핸드의 레이저변위센서부 구성도로서 함께 설명한다.

냉연코일 라벨부착 시스템(100)은 생산된 상태에서 스키드(101)에 안치되어 공급되는 코일(102)에 부착할 라벨(103)을 인쇄하는 인쇄기(104)가 구비되고, 상기 인쇄기(104)의 측방에는 인쇄기(104)를 통하여 인쇄된 라벨(103)을 코일(102)에 부착하기 위한 부착기(105)가 설치된다.

상기 부착기(105)는 다관절(또는 하이브리드) 로봇으로 구비되는 부착기바디(106)에 의하여 인쇄기(104)와 코일(102)을 왕복하도록 하고, 상기 부착기바디(106)에는 실질적으로 라벨(103)을 부착하는 부착용 로봇핸드(110)가 구비된 다.

본 발명에서는 상기 부착용 로봇핸드(110)를 개선하여 코일(102)의 직경 변화와 스키드의 형상변화에 적극적으로 대처하면서 라벨(103)의 부착위치와 방향을 결정하여 용이하게 부착할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 부착용 로봇핸드(110)는 사이드플레이트(111)와 어퍼플레이트(112) 및 로어플레이트(113)를 결합하여 개략 박스타입으로 핸드바디(114)를 구비하고, 상기 어퍼플레이트(112)에는 부착기바디(106)와 결합하기 위한 연결공(115)을 형성한다.

상기 로어플레이트(113)의 중앙부 양측에는 소켓(116)을 고정하여 완충역할을 수행할 수 있는 스프링(117)을 개재한 작동로드(118)을 결합하고, 상기 작동로드(118)의 상단에는 이탈방지를 위한 수단으로 단속캡(119)을 결합한다.

상기 작동로드(118)의 하단에는 진공수단과 연결되는 흡착바디(120)를 연결하고, 상기 흡착바디(120)의 하방에는 진공으로 라벨(103)을 흡착할 수 있도록 다수개의 흡착공(121)을 형성한 흡착패드(122)를 결합하여 구성한다.

상기 흡착패드(122)는 라벨(103)을 부착할 때 긴밀한 상태의 밀착이 가능하게 눌러주면서 라벨(103)에는 손상을 주지않도록 실리콘 재질의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 로어플레이트(113)의 상면에는 라벨(103)을 흡착 또는 부착하기 위하여 인쇄기(104)와 코일(102)과 연접될 때 상승하는 작동로드(118)를 감지하여 과도한 작동을 정지시키기 위한 근접센서(123)를 설치한다.

그리고, 상기 핸드바디(114)의 내부 또는 외부의 적정 위치에는 공급되는 코 일(102) 표면상의 여러 점을 획득하여 코일반경을 획득하고, 코일을 안치하는 스키드의 형상 구속조건을 이용하여 코일센터 값을 산출하고, 산출된 코일 센터 값을 을 토대로 실제 코일에 라벨을 부착하고자 하는 위치(각도)를 구하는 논리부를 가지는 레이저변위센서(130)를 더 가지도록 하여 부착기(105) 자체적으로 코일(102)의 크기 변화에 대응하면서 부착할 수 있도록 한다.

상기와 같은 본 발명의 냉연코일 라벨 부착용 로봇핸드(110)는,

부착기(105)를 구성하는 부착기바디(106)에 연결함으로서 작동준비가 완료되며, 이러한 상태에서 부착기(105)가 공급되는 코일(102)의 정보를 라벨(103)에 인쇄한 인쇄기(104)로 이동하여 라벨(103)을 흡착한다.

상기와 같이 라벨(103)을 흡착한 부착기(105)는 코일(102) 방향으로 이동하여 코일(102)의 표면에 라벨(103)을 부착하게 되고, 이러한 동작을 반복하여 코일(102)에 라벨(103)을 부착하게 된다.

상기 부착용 로봇핸드(110)에 의하여 라벨(103)을 흡착하고 부착하는 동작을 상세하게 살펴보면, 부착(105)에 의하여 툴(110)이 인쇄기(104)로 이동하여 라벨(103)을 흡착하기 위하여 흡착패드(122)가 라벨(103)과 연접하게 된다.

그러면, 흡착패드(112)를 유지하는 흡착바디(120)와 핸드바디(114)사이에 스프링(117)을 개재하여 결합 되는 작동로드(118)가 상승하게 되고, 이를 핸드바디(114)의 내부에 설치되는 근접센서(123)가 감지하면 콘트롤러가 인식하여 급격한 동작을 정지시키고 미세한 상태의 동작을 제어하게 된다.

이와 같이 흡착바디(120)의 하단에 결합된 흡착패드(122)가 라벨(103)과 밀 착되면 진공수단이 작동하여 진공상태로 만들게 되므로 흡착패드(122)의 흡착공(121)을 통하여 라벨(103)을 흡착하게 된다.

라벨(103)의 흡착이 이루어진 상태에서는 부착기(105)에 의하여 공급된 코일(102)의 상면으로 이동하게 되고, 이동된 상태에서 핸드바디(114)에 구비되는 레이저변위센서(130)에 의하여 코일(103)의 직경과 센터 값을 산출하여 부착위치를 구하여 콘트롤러로 인가하게 된다.

상기 레이저변위센서(130)에 의한 부착위치의 산출은 공급되는 코일(102) 표면상의 여러 점을 획득하여 코일반경을 1차적으로 획득하고, 코일을 안치하는 스키드의 형상 구속조건을 이용하여 코일센터 값을 2차적으로 산출하고, 산출된 코일 센터 값을 을 토대로 실제 코일에 라벨을 부착하고자 하는 위치와 자세를 연산하는 논리부를 가지고 있음으로서 가능하며, 이러한 논리부에 대한 구체적인 수식이나 제어관계 등은 부착용 로봇핸드(110)에 적용되는 부가적인 사항이므로 설명을 생략한다.

상기와 같이 레이저변위센서(130)에 의하여 라벨(103)의 부착위치가 결정을 인가받은 콘트롤러는 부착기(105)를 움직이도록 제어하고, 부착기(105)에 의하여 핸드바디(114)를 코일(103)의 부착위치로 이동시켜 하강시킨다.

상기 핸드바디(114)가 하강하여 흡착패드(122)에 흡착된 상태에 있는 라벨(103)이 코일(102)과 연접됨과 동시에 작동로드(118)는 상승하게 되고, 상기 작동로드(118)의 상승을 감지한 근접센서(123)가 콘트롤러로 하여금 핸드바디(114)를 급격하게 움직이지 않고 서서히 움직이도록 제어한다.

그러면 흡착패드(122)로의 진공상태를 해제함으로서 라벨(103)은 코일(102)의 표면에 부착된 상태가 되고, 부착기(105)에 의하여 핸드바디(114)가 서서히 가압하게 되므로 실리콘 재질로 구성되는 흡착패드(122)에 의하여 라벨(103)이 코일(102)의 표면에 긴밀한 상태로 밀착되어 부착되는 것이다.

이와 같은 본 발명은 부착기(105)가 별도의 상위 콘트롤러로부터 명령을 전달받아 작동하지 않고, 근접센서(123)와 레이저변위센서(130)를 통하여 제공되는 정보를 토대로 자체적인 동작을 취하게 됨으로서 작동의 용이성을 제공하는 것은 물론, 오 정보 등에 의하여 작업시간이 지연되는 등의 현상을 방지할 수 있는 장점을 가진다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위하여 도시한 냉연코일에 라벨부착 시스템을 도시한 레이아웃도.

도 2는 본 발명의 기술이 적용된 냉연코일 라벨 부착용 로봇핸드를 발췌하여 도시한 사시도.

도 3은 본 발명의 기술이 적용된 냉연코일 라벨 부착용 로봇핸드의 A - A선 단면도.

도 4는 본 발명의 기술이 적용된 냉연코일 라벨 부착용 로봇핸드의 B - B선 단면도.

도 5는 본 발명의 기술이 적용된 냉연코일 라벨 부착용 로봇핸드의 레이저변위센서부 구성도.

도 6은 종래 기술이 적용된 냉연코일 라벨 부착장치를 도시한 구성도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

100; 라벨부착 시스템

105; 부착기

110; 부착용 로봇핸드

114; 핸드바디

118; 작동로드

120; 흡착바디

122; 흡착패드

Claims (2)

1. 스키드(101)에 안치되어 공급되는 코일(102)에 부착할 라벨(103)을 인쇄하도록 구비하는 인쇄기(104)와;

   상기 인쇄기(104)의 측방에 설치되어 인쇄기(104)를 통하여 인쇄된 라벨(103)을 코일(102)에 부착하는 부착기(105)와;

   상기 부착기(105)의 부착기바디(106)와 연결되어 인쇄기(104)와 코일(102)을 왕복하면서 코일(102)에 라벨(103)을 부착하는 부착용 로봇핸드(110)를 포함하는 냉연코일 라벨부착 시스템(100)에 있어서;

   상기 부착용 로봇핸드(110)는 사이드플레이트(111)와 어퍼플레이트(112) 및 로어플레이트(113)를 결합하여 구비하는 핸드바디(114)와;

   상기 어퍼플레이트(112)에 부착기바디(106)와 결합하도록 형성하는 연결공(115)과;

   상기 로어플레이트(113)의 중앙부 양측에 고정되는 소켓(116)과;

   상기 소켓(116)에 스프링(117)을 개재하여 결합되는 작동로드(118)와;

   상기 작동로드(118)의 상단에 작동로드(118)의 이탈방지를 위하여 결합되는 단속캡(119)과;

   상기 작동로드(118)의 하단에 진공수단과 연결되게 구비하는 흡착바디(120)와;

   상기 흡착바디(120)의 하방에 진공으로 라벨(103)을 흡착하도록 흡착공(121) 을 형성하여 결합되는 흡착패드(122)와;

   상기 로어플레이트(113)의 상면에 설치하여 작동로드(118)의 움직임을 감지하여 과도한 작동을 정지시키는 근접센서(123)와;

   상기 핸드바디(114)에 부착되어 코일(102)에 라벨(103) 부착위치를 산출하는 레이저변위센서(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연코일 라벨 부착용 로봇핸드.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 레이저변위센서(130)에는 공급되는 코일 표면상의 여러 점을 획득하여 코일반경을 획득하고;

   상기 코일을 안치하는 스키드의 형상 구속조건을 이용하여 코일센터 값을 산출하고;

   상기와 같이 산출된 코일 센터 값을 을 토대로 실제 코일에 라벨을 부착하고자 하는 위치를 구하는 논리부를 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 냉연코일 라벨 부착용 로봇핸드.

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