KR101155826B1

KR101155826B1 - 코일 포장로봇

Info

Publication number: KR101155826B1
Application number: KR1020100014559A
Authority: KR
Inventors: 김병용
Original assignee: (주)포스코엠텍
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2012-07-03
Also published as: KR20110094863A

Abstract

코일의 포장 공정에 투입되어 코일의 포장공정을 자동화하도록 한 코일 포장로봇이 개시된다. 코일 포장로봇은 코일의 중심축 방향으로 배치되는 지지바;상기 지지바에 결합되며, 상기 코일의 포장을 위해 공급되는 포장재의 선단부를 클램핑하는 클램핑유닛;상기 지지바에 결합되며, 상기 코일에 감긴 상기 포장재 측으로 테이프를 토출하고, 상기 포장재에 접착된 상기 테이프를 절단하는 테이핑유닛; 및 회동단부에 상기 지지바를 회전가능게 지지하며, 상기 지지바를 상기 코일의 외주부에서 선회시켜 상기 포장재가 상기 코일에 감기도록 하는 다관절로봇;을 포함한다.

Description

코일 포장로봇{Robot for Coil packaging}

본 발명은 코일 포장로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포장재를 코일의 외주면에 포장하는 데 사용되는 코일 포장로봇에 관한 것이다.

제철공정은 각종 철광석 등을 주원료를 이용하여 쇳물을 생산하는 제선공정, 쇳물에서 불순물을 제거하여 용강을 만드는 제강공정, 액체상태의 용강을 고체상태로 만드는 연주공정, 고체상태의 철을 강판이나 선재로 만드는 압연공정 등으로 이루어진다.

연주공정은 액체상태인 용강을 주형(mold)에 주입하여 연속 주조기를 통과시켜 냉각 및 응고시켜 연속적인 슬래프(slab), 블룸(bloom), 빌릿(billet) 등의 중간소재로 만든다. 이 중 슬래브는 압연공정에서 회전하는 복수 개의 롤(Roll) 사이를 통과하면서 얇은 강판의 형태의 제품으로 생산된다. 이와 같이 생산되는 강판은 유통의 편의를 위해 코일 형태(이하, 코일)로 감겨 제공되며, 포장재에 의해 포장되어 운반 및 유통된다.

포장재는 코일의 방습을 위해 코일의 외주면 및 측단면을 감싸는 방청지, 코일의 외주면을 보호하는 외주보호판, 코일의 내주면을 보호하는 내주보호판, 코일의 양측면을 보호하는 단면측판, 코일의 내주면에 내주보호판을 고정시키는 내주링 및 코일의 외주면에 외주보호판을 고정시키는 외주링을 포함한다.

이 중에서 외주보호판은 일반적으로 스틸(steel) 재질로 이루어진다. 외주보호판을 이용하여 코일을 포장하는 공정은 코일에 외주보호판을 감는 공정, 코일에 감긴 외주보호판을 코일에 고정시키는 공정을 포함한다.

이러한 외주보호판을 이용하여 코일을 포장하는 공정은 작업자에 의한 수작업으로 이루어지는 것이 일반적이다.

하지만, 외주보호판을 이용하여 코일을 포장하는 공정을 수작업으로 수행할 경우, 스틸재질의 외주보호판을 다루는 작업자에게 안전사고가 빈번하게 발생되며, 수작업에 따른 코일 포장 많은 시간이 소요되어 생산효율을 저하되며, 코일 포장의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 코일의 포장 공정에 투입되어 코일의 포장공정을 자동화하도록 한 코일 포장로봇를 제공하기 위한 것이다.

코일 포장로봇은 코일의 중심축 방향으로 배치되는 지지바;상기 지지바에 결합되며, 상기 코일의 포장을 위해 공급되는 포장재의 선단부를 클램핑하는 클램핑유닛;상기 지지바에 결합되며, 상기 코일에 감긴 상기 포장재 측으로 테이프를 토출하고, 상기 포장재에 접착된 상기 테이프를 절단하는 테이핑유닛; 및 회동단부에 상기 지지바를 회전가능게 지지하며, 상기 지지바를 상기 코일의 외주부에서 선회시켜 상기 포장재가 상기 코일에 감기도록 하는 다관절로봇;을 포함한다.

상기 지지바와 상기 테이핑유닛의 사이에 설치되며, 상기 테이핑유닛의 위치를 가변시키는 테이핑구동기를 더 포함할 수 있다.

상기 테이핑구동기는 상기 테이핑유닛을 지지하며, 상기 테이핑유닛을 회전시키는 회전모터;상기 회전모터를 지지하며, 상기 회전모터를 상기 지지바의 길이방향에 교차하는 방향으로 이송하는 제1 접착이송기;및 상기 지지바에 결합되고 상기 제1 접착이송기를 지지하며, 상기 제1 접착이송기를 상기 지지바의 길이방향으로 이송하는 제2 접착이송기;를 포함할 수 있다.

상기 제1 접착이송기는 유압실린더, 공압실린더를 포함하는 리니어액츄에이터일 수 있다.

상기 제2 접착이송기는 엠가이드, 랙 앤 피니언, 솔레노이드를 포함하는 리니어액츄에이터를 포함하는 리니어액츄에이터일 수 있다.

상기 클램핑유닛은 한쌍의 조; 및 한쌍의 상기 조의 사이로 상기 포장재의 선단부가 위치함에 따라 한쌍의 상기 조 중 적어도 어느 하나를 회동시켜 상기 포장재의 선단부가 클램핑되도록 하는 클램핑실린더;를 포함할 수 있다.

상기 테이핑유닛은 상기 테이프를 롤 형태로 지지하는 테이프지지대;상기 테이프지지대로부터 상기 테이프가 풀려나옴에 따라 접착제가 도포된 상기 테이프의 일면이 상기 코일을 향하도록 상기 테이프를 안내하는 안내롤러;상기 포장재에 접착되는 상기 테이프의 이면을 가압하는 제1, 2 접착롤러; 및 상기 제1, 2 접착롤러를 상기 코일 측으로 가압하는 제1, 2 롤러실린더;를 포함할 수 있다.

상기 테이핑유닛은 상기 제1 접착롤러와 상기 제2 접착롤러의 사이에 배치되며, 상기 포장재에 접착되는 상기 테이프의 이면을 진공흡착하는 진공포트;상기 제1 접착롤러와 상기 진공포트의 사이에 배치되는 절단날; 및 상기 절단날을 상기 코일 측으로 이송하여 상기 테이프가 절단되도록 하는 절단실린더;를 더 포함할 수 있다.

상기 다관절로봇은 6축의 관절 자유도를 갖는 관절 구동형 로봇일 수 있다.

본 발명에 따른 코일 포장로봇은 코일 포장공정의 자동화에 따른 인건비의 절감, 안전사고 방지, 코일 포장의 신뢰도 확보 및 생산효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 코일 포장장치를 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 코일 포장장치를 나타낸 측면도다.
도 3은 본 실시예에 따른 코일 포장로봇 중 클램핑유닛을 나타낸 확대도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 코일 포장로봇 중 테이핑유닛 및 테이핑구동기를 나타낸 확대도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 코일 포장장치에 포장재가 공급되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 코일 포장장치로 코일이 이송된 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 코일 포장장치에서 포장재가 코일에 감기는 상태를 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 실시예에 따른 코일 포장장치에서 포장재에 테이프가 부착되는 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 본 실시예에 따른 코일 포장장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 실시예에 따른 코일 포장장치를 나타낸 정면도이며, 도 2는 본 실시예에 따른 코일 포장장치를 나타낸 측면도다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 코일 포장장치(100)에 사용되는 포장재(20)는 다른 포장공정, 코일(10)의 운송 등에서 코일(10)의 외주면이 긁혀 손상되는 것을 방지하기 위해 스틸재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 포장재(20)는 코일(10)의 외주면을 감고 선단부와 말단부가 오버랩(overlap)될 수 있는 길이로 절단된 판상으로 코일 포장장치(100)에 공급된다.

코일 포장장치(100)는 벤딩부(200), 포장재공급부(300), 포장로봇(400), 코일지지부(500), 밀착부(600) 및 가압부(700)를 포함한다.

벤딩부(200)는 코일 포장장치(100)의 외부로부터 포장재(20)가 제공되는 측에 배치된다. 포장재공급부(300)는 벤딩부(200)로부터 포장재(20)가 토출되는 벤딩부(200)의 일측방에 배치된다. 코일지지부(500)는 포장재공급부(300)로부터 포장재(20)가 공급되는 포장재공급부(300)의 일측방에 배치된다. 밀착부(600)는 포장재공급부(300)와 코일지지부(500)의 사이에 배치되되, 포장재공급부(300)로부터 코일지지부(500)로 향하는 포장재(20)의 하측에 배치된다. 가압부(700)는 코일지지부(500)에 지지되는 코일(10)의 하측에 배치된다. 포장로봇(400)은 코일지지부(500)에 지지되는 코일(10)의 일측방향에 배치된다.

벤딩부(200)는 포장재(20)의 선단부 및 말단부를 구부리는 것으로, 제1, 2 벤딩롤러(210, 220) 및 벤딩판(230)을 포함한다.

제1, 2 벤딩롤러(210, 220)는 포장재공급부(300)로 향하는 포장재(20)의 상측에 각각 배치된다. 벤딩판(230)은 제1, 2 벤딩롤러에 대향되며, 포장재공급부(300)로 향하는 포장재(20)의 하측에 배치된다. 이러한 제1, 2 벤딩롤러(210, 220)는 서로 반대방향으로 회전되어 포장재(20)의 선단부 및 말단부를 각각 코일(10)에 감기는 형태로 구부린다. 따라서 코일(10)에 감겨 오버랩되는 포장재(20)의 선단부 및 말단부는 코일(10)의 외주면에서 들뜨지 않고 코일(10)의 외주면에 밀착될 수 있다.

포장재공급부(300)는 벤딩부(200)에 의해 선단부 및 말단부가 구부려진 포장재(20)를 코일지지부(500) 측으로 공급하는 것으로, 제1, 2 공급롤러(310, 320), 간격조절실린더(311), 공급모터(321), 안내판(330) 및 안내실린더(331)를 포함한다.

제1 공급롤러(310)는 벤딩부(200)로부터 토출되는 포장재(20)의 상측에 배치되며, 제2 공급롤러(320)는 벤딩부(200)로부터 토출되는 포장재(20)의 하측에 배치된다. 제1 공급롤러(310)의 회전축은 간격조절실린더(311)의 출력단에 결합된다. 제2 공급롤러(320)의 회전축은 공급모터(321)의 출력단에 결합된다.

이러한 간격조절실린더(311)는 제1 공급롤러(310)를 승강시켜 제1, 2 공급롤러(310, 320)의 간격을 조절한다. 따라서 선단부 및 말단부가 구부려진 포장재(20)는 제1, 2 공급롤러(310, 320)의 사이로 원활하게 공급될 수 있다. 그리고 제1, 2 공급롤러(310, 320)는 공급모터(321)의 출력에 따라 서로 맞물려 구름 동작된다. 따라서 포장재(20)는 제1, 2 공급롤러(310, 320)에 의해 코일지지부(500) 측으로 원활하게 공급될 수 있다.

안내판(330)은 제1, 2 공급롤러(310, 320)를 통과해 코일지지부(500) 측으로 향하는 포장재(20)의 하측에 배치되며, 안내실린더(331)의 출력단에 결합된다. 안내판(330)은 코일지지부(500) 측으로 향하는 포장재(20)가 후술될 밀착판(610)의 상측으로 진행하도록 안내한다. 안내실린더(331)는 포장재(20)가 밀착판(610)의 상측에 위치함에 따라 후술될 경사판(630)의 회동에 간섭되지 않도록 안내판(330)을 회동시킨다.

코일지지부(500)는 포장재공급부(300)로부터 포장재(20)가 공급되는 측에 코일(10)을 지지하는 것으로, 코일(10)의 외주면에 포장재(20)를 용이하게 감을 수 있도록 코일(10)의 내경부에 코일지지대(510)가 삽입되어 코일(10)의 외주면이 바닥면으로부터 이격되도록 코일(10)을 지지하는 것이 바람직하다.

도시되지 않았지만, 코일 포장장치(100)의 외측에는 코일(10)을 코일 포장장치(100)로 반입시키며, 코일 포장장치(100)에 위치하는 코일(10)을 코일 포장장치(100)의 외부로 반출 할 수 있는 코일 이송장치(미도시)가 마련되는 것이 바람직하다.

포장로봇(400)은 포장재(20)의 선단부를 클램핑하여 포장재(20)를 코일(10)의 외주면에 감고, 오버랩된 포장재(20)의 선단부 및 말단부에 테이프(30)를 접착하여 포장재(20)를 코일(10)의 외주면에 고정하는 것으로, 다관절로봇(410) 및 툴바(420)를 포함한다.

다관절로봇(410)은 코일지지부(500)에 지지되는 코일(10)의 일측방에 배치된다. 다관절로봇(410)은 6축의 관절 자유도를 갖는 관절 구동형 로봇, 또는 3축 이상의 축 이동 및 회전이 가능한 직교 구동형 로봇 등이 사용될 수 있다. 이러한 다관절로봇(410)은 공지의 기술이며 다양한 실시예에 의해 구현될 수 있는 것이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

툴바(420)는 지지바(421), 클램핑유닛(422), 테이핑유닛(423) 및 테이핑구동기(424)를 포함한다.

지지바(421)는 코일(10)의 축방향으로 배치되어 다관절로봇(410)의 회동단부에 결합되되, 코일(10)에 포장재(20)가 감기는 방향으로 회전가능하도록 결합된다.

도 3은 본 실시예에 따른 코일 포장로봇 중 클램핑유닛을 나타낸 확대도이다.

도 3을 참조하면, 클램핑유닛(422)은 지지바(421)의 길이방향에 복수로 배치되며, 지지바(421)의 일면에 결합된다. 복수의 클램핑유닛(422)은 한쌍의 조(jaw)(422a) 및 클램핑실린더(422b)를 각각 포함한다. 클램핑실린더(422b)는 한쌍의 조(422a) 중 적어도 어느 하나를 회동시켜 한쌍의 조(422a)가 포장재(20)의 선단부를 클램핑하도록 한다.

도 4는 본 실시예에 따른 코일 포장로봇 중 테이핑유닛 및 테이핑구동기를 나타낸 확대도이다.

테이핑유닛(423)은 테이프(30)가 지지바(421)의 일면을 향해 토출도록 지지바(421)의 이면에 설치된다. 테이핑유닛(423)은 테이프지지대(423a), 안내롤러(423b), 제1, 2 접착롤러(423c, 423d), 제1, 2 롤러실린더(423e, 423f), 진공포트(423g), 절단날(423h) 및 절단실린더(423i)를 포함한다.

테이프지지대(423a)는 롤(Roll) 형태의 테이프(30)가 원활하게 풀리도록 테이프(30)를 지지한다. 안내롤러(423b)는 접착제가 도포된 테이프(30)의 일면이 포장재(20)를 향하도록 테이프(30)를 제1, 2 접착롤러(423c, 423d)로 안내한다. 제1, 2 접착롤러(423c, 423d)는 제1, 2 롤러실린더(423e, 423f)의 출력단에 결합되며, 제1, 2 롤러실린더(423e, 423f)는 테이프(30)의 이면을 가압하여 테이프(30)가 포장재(20)에 접착되도록 한다.

진공포트(423g)는 제1 접착롤러(423c)와 제2 접착롤러(423d)의 사이에 배치되어, 제1 접착롤러(423c)와 제2 접착롤러(423d)의 사이를 지나는 테이프(30)의 이면을 흡착한다. 절단날(423h)은 제1 접착롤러(423c)와 진공포트(423g)의 사이에 배치되며, 절단실린더(423i)의 출력단에 결합된다. 절단실린더(423i)는 절단날(423h)을 코일(10) 측으로 전송하여 절단날(423h)에 의해 테이프(30)가 절단되도록 한다.

테이핑구동기(424)는 지지바(421)에 대한 테이핑유닛(423)의 위치를 가변시킨다. 테이핑구동기(424)는 회전모터(424a), 제1 접착이송기(424b) 및 제2 접착이송기(424c)를 포함한다.

회전모터(424a)는 출력단에 테이핑유닛(423)을 지지하며, 테이핑유닛(423)을 회전시킨다. 이에 따라 테이핑유닛(423)에 지지되는 테이프(30)는 지지바(421)의 길이방향, 또는 지지바(421)의 길이방향에 교차되는 방향으로 풀려나올 수 있는 자세를 취할 수 있다.

제1 접착이송기(424b)는 출력단에 회전모터(424a)를 지지하며, 회전모터(424a)를 지지바(421)의 길이방향에 교차하는 방향으로 이송한다. 이에 따라 테이핑유닛(423)으로부터 토출되는 테이프(30)는 지지바(421)의 길이방향에 교차되는 방향으로 포장재(20)에 접착될 수 있다. 이러한 제1 접착이송기(424b)는 유/공압실린더를 포함하는 리니어액츄에이터를 사용할 수 있다.

제2 접착이송기(424c)는 출력단에 제1 접착이송기(424b)를 지지하며, 제1 접착이송기(424b)를 지지바(421)의 길이방향으로 이송하여 테이핑유닛(423)이 지지바(421)의 길이방향으로 이송되도록 한다. 이에 따라 테이핑유닛(423)으로부터 토출되는 테이프(30)는 지지바(421)의 길이방향으로 포장재(20)에 접착될 수 있다. 이러한 제2 접착이송기(424c)는 엘엠가이드, 랙 앤 피니언, 솔레노이드를 포함하는리니어액츄에이터를 사용할 수 있다.

다시, 도 1 및 도 2를 참조하면, 밀착부(600)는 포장재공급부(300)로부터 공급되는 포장재(20)를 코일(10)의 외주면에 밀착시키는 것으로, 밀착판(610), 밀착실린더(611), 밀착판이송기(620), 경사판(630) 및 경사실린더(631)를 포함한다.

밀착판(610)은 포장재공급부(300)로부터 공급되는 포장재(20)의 하측에 배치되며, 밀착실린더(611)의 출력단에 결합된다. 밀착판이송기(620)는 경사판(630)에 설치되며, 밀착판(610) 및 포장재공급부(300)를 지지한다. 경사판(630)은 경사실린더(631)의 출력단에 결합된다.

밀착판이송기(620)는 코일(10)의 외경에 따라 밀착판(610) 및 밀착실린더(611)를 선형이송시킨다. 즉, 코일(10)의 외경이 비교적 크면 밀착판(610) 및 밀착실린더(611)를 포장재공급부(300) 측으로 이송시키며, 코일(10)의 외경이 비교적 작으면 밀착판(610) 및 밀착실린더(611)를 코일지지부(500) 측으로 이송시킨다. 이러한 밀착판이송기(620)는 엘엠가이드, 랙 앤 피니언, 솔레노이드를 포함하는 리니어액츄에이터를 사용할 수 있다.

경사실린더(631)는 코일(10)의 외경에 따라 경사판(630)의 기울기를 조절하여 코일(10)의 외주면에 대한 밀착판(610)의 기울기를 조절한다. 밀착실린더(611)는 포장재(20)의 이면을 지지하는 밀착판(610)을 회동시켜 포장로봇(400)에 의해 코일(10)에 감기는 포장재(20)가 코일(10)의 외주면에 밀착되도록 한다.

가압부(700)는 코일에 감긴 포장재(20)의 말단부를 코일(10) 측으로 가압하는 것으로, 가압롤러(710) 및 가압실린더(711)를 포함한다.

가압롤러(710)는 코일지지부(500)에 지지되는 코일(10)의 하측에 배치되며, 가압실린더(711)의 출력단에 결합된다. 가압실린더(711)는 코일(10)과 가압롤러(710)의 사이에 포장재(20)의 말단부가 위치하면, 가압롤러(710)를 코일(10) 측으로 상승시켜 가압롤러(710)가 포장재(20)를 가압하도록 한다. 따라서 코일(10)의 외주면에 감긴 포장재(20)는 말단부는 코일(10)의 외주면으로부터 이탈되지 않고 포장재(20)의 선단부에 포장로봇(400)에 의해 말단부에 오버랩될 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 코일 포장장치의 작동에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 5는 본 실시예에 따른 코일 포장장치에 포장재가 공급되는 상태를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 포장재(20)는 코일 포장장치(100)의 외부로부터 제1, 2 벤딩롤러(210, 220)와 벤딩판(230)의 사이로 제공된다. 포장재(20)의 선단부는 제1, 2 벤딩롤러(210, 220)와 벤딩판(230)의 사이에 위치한다. 제1 벤딩롤러(210)는 포장재(20)가 공급되는 방향으로 회전되어 포장재(20)의 선단부를 코일(10)에 감기는 형태로 구부린다.

포장재(20)의 선단부는 제1, 2 공급롤러(310, 320) 측으로 향한다. 간격조절실린더(311)는 제1 공급롤러(310)를 상승시켜 제1 공급롤러(310)와 제2 공급롤러(320)의 사이를 이격시킨다. 포장재(20)의 선단부는 제1 공급롤러(310)와 제2 공급롤러(320)의 사이에 위치한다.

간격조절실린더(311)는 제1 공급롤러(310)를 하강시킨다. 제1 공급롤러(310)가 하강됨에 따라 제1 공급롤러(310)와 제2 공급롤러(320)는 포장재(20)를 사이에 두고 서로 맞물린다. 공급모터(321)는 제2 공급롤러(320)를 회전시킨다. 제2 공급롤러(320)가 회전됨에 따라 제1 공급롤러(310)와 제2 공급롤러(320)는 포장재(20)의 일면 및 이면에 각각 접촉되어 회전되며, 포장재(20)를 밀착부(600)로 공급한다.

도 6은 본 실시예에 따른 코일 포장장치로 코일이 이송된 상태를 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 안내판(330)은 포장재(20)를 지지하며, 포장재(20)를 (600)로 밀착판(610)의 상측으로 안내한다. 포장재(20)의 선단부는 밀착판(610)의 상측을 통과하며, 가압롤러(710)에 지지된다.

한편, 코일(10)은 코일이송기(미도시)에 의해 코일 포장장치(100)로 이송되며, 코일지지대(510)는 가압롤러(710)에 지지되는 포장재(20)의 상측에 코일(10)이 위치하도록 코일(10)을 지지한다.

그리고 다관절로봇(410)은 클램핑유닛(422)이 포장재(20)의 선단부를 클램핑할 수 있는 위치로 툴바(420)를 이송한다. 클램핑유닛(422)은 포장재(20)의 선단부를 클램핑한다(단계;S13).

클램핑유닛(422)이 포장재(20)의 선단부를 클램핑하면, 안내실린더(331)는 경사판(630)의 회동에 안내판(330)이 간섭되는 것을 방지하기 위해 안내판(330)을 회동시킨다.

도 7은 본 실시예에 따른 코일 포장장치에서 포장재가 코일에 감기는 상태를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 밀착판이송기(620)는 코일(10)의 외경에 따라 밀착판(610)을 포장재공급부(300) 측, 또는 코일지지부(500) 측으로 밀착판(610)을 이송한다. 경사실린더(631)는 경사판(630)을 기울여 밀착판(610)을 기울인다. 밀착실린더(611)는 포장재(20)가 코일(10)의 외주면에 밀착되어 코일(10)에 감기도록 밀착판(610)을 코일(10) 측으로 회동시킨다. 이와 같이 포장재(20)는 코일(10)의 외주면에 밀착되어 코일(10)에 감긴다(단계;S14).

계속해서, 다관절로봇(410)은 툴바(420)를 코일(10)의 외주부에서 선회시켜, 포장재(20)를 코일(10)의 외주면에 감는다(단계;S15).

한편, 포장재(20)가 코일(10)의 외주면에 감김에 따라 포장재(20)의 말단부는 제2 벤딩롤러(220)와 벤딩판(230)의 사이에 위치한다. 제2 벤딩롤러(220)는 포장재(20)가 공급되는 방향의 반대방향으로 회전되어 포장재(20)의 말단부를 코일(10)에 감기는 형태로 구부린다(단계;S16)(도 4 참조).

포장재(20)의 말단부는 제1, 2 공급롤러(310, 320)에 의해 밀착부(600)로 공급된다. 포장재(20)의 말단부가 코일(10)과 밀착판(610)의 사이에 위치하면, 가압실린더(711)는 가압롤러(710)를 코일(10) 측으로 상승시킨다. 가압롤러(710)는 포장재(20)를 코일(10) 측으로 가압하여 포장재(20)의 말단부가 코일(10)의 외주면으로부터 이탈되는 것을 방지한다(단계;S17).

이와 같이 포장재(20)의 말단부는 가압부(700)에 의해 코일(10) 측으로 가압되고 밀착부(600)에 의해 밀착되며, 포장재(20)의 선단부는 포장로봇(400)에 의해 포장재(20)의 말단부에 오버랩된다(단계;S18).

도 8 및 도 9는 본 실시예에 따른 코일 포장장치에서 포장재에 테이프가 부착되는 상태를 나타낸 도면이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 다관절로봇(410)은 테이핑유닛(423)으로부터 토출되는 테이프(30)의 일면이 포장재(20)에 가압되어 밀착될 수 있는 위치로 툴바(420)를 이송한다. 이러한 상태에서 코일 포장장치(100)는 테이프(30)를 지지바(421)의 길이방향, 또는 지지바(421)의 길이방향에 교차하는 방향으로 포장재(20)에 접착할 수 있다.

테이프(30)를 지지바(421)의 길이방향으로 접착하는 경우, 테이핑구동기(424)는 테이핑유닛(423)에 지지되는 테이프(30)가 지지바(421)의 길이방향으로 풀려나오는 자세를 취하도록 테이핑유닛(423)을 회전시킨다. 그리고 테이핑구동기(424)는 테이핑유닛(423)을 지지바(421)의 길이방향으로 이송한다. 이에 따라 테이핑유닛(423)으로부터 토출되는 테이프(30)는 지지바(421)의 길이방향으로 포장재(20)에 접착된다. 테이핑유닛(423)은 테이프(30)를 절단하고, 다관절로봇(410)은 테이핑유닛(423)으로부터 토출되는 테이프(30)의 일면이 포장재(20)로부터 이격되는 위치로 툴바(420)를 이송한다.

한편, 테이프(30)를 지지바(421)의 길이방향에 교차되는 방향으로 포장재(20)에 접착하는 경우, 테이핑구동기(424)는 테이핑유닛(423)에 지지되는 테이프(30)가 지지바(421)의 길이방향에 교차되는 방향으로 풀려나오는 자세로 테이핑유닛(423)을 회전시킨다. 그리고 테이핑구동기(424)는 테이핑유닛(423)을 지지바(421)에 교차하는 방향으로 이송한다. 이에 따라 테이핑유닛(423)으로부터 토출되는 테이프(30)는 지지바(421)의 길이방향에 교차되는 방향으로 포장재(20)에 접착된다. 테이핑유닛(423)은 테이프(30)를 절단하고, 다관절로봇(410)은 테이핑유닛(423)으로부터 토출되는 테이프(30)의 일면이 포장재(20)로부터 이격되는 위치로 툴바(420)를 이송한다.

이어, 테이핑구동기(424)는 테이핑유닛(423)를 지지바(421)의 길이방향으로 이송한다. 테이핑유닛(423)이 지지바(421)의 길이방향으로 이송됨에 따라 테이핑유닛(423)의 위치가 가변된다. 다관절로봇(410)은 테이핑유닛(423)으로부터 토출되는 테이프(30)의 일면이 포장재(20)에 가압되어 밀착될 수 있는 위치로 툴바(420)를 이송한다. 테이핑구동기(424)는 가변된 테이핑유닛(423)을 지지바(421)의 길이방향에 교차되는 방향으로 이송한다. 이와 같이 테이프(30)는 오버랩된 포장재(20)의 복수 개소에서 지지바(421)의 길이방향에 교차되는 방향으로 접착되어 포장재(20)를 코일(10)에 고정시킨다(단계;S19).

상술한 바와 같이, 코일 포장장치(100)는 코일(10)의 외주면을 포장하는 공정을 자동화하여 인건비를 절감하고, 안전사고를 방지할 수 있으며, 코일(10) 포장의 신뢰도를 확보할 수 있다.

400 : 포장로봇 410 : 다관절로봇
420 : 툴바 421 : 지지바
422 : 클램핑유닛 423 : 테이핑유닛
424 : 테이핑구동기

Claims

코일의 중심축 방향으로 배치되는 지지바;
상기 지지바에 결합되며, 상기 코일의 포장을 위해 공급되는 포장재의 선단부를 클램핑하는 클램핑유닛;
회동단부에 상기 지지바를 회전가능게 지지하며, 상기 지지바를 상기 코일의 외주부에서 선회시켜 상기 포장재가 상기 코일에 감기도록 하는 다관절로봇;
상기 코일에 감긴 상기 포장재 측으로 테이프를 토출하고, 상기 포장재에 접착된 상기 테이프를 절단하는 테이핑유닛;
상기 테이핑유닛을 지지하며, 상기 테이핑유닛을 회전시키는 회전모터;
상기 회전모터를 지지하며, 상기 회전모터를 상기 지지바의 길이방향에 교차하는 방향으로 이송하는 제1 접착이송기;및
상기 지지바에 결합되고 상기 제1 접착이송기를 지지하며, 상기 제1 접착이송기를 상기 지지바의 길이방향으로 이송하는 제2 접착이송기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 포장로봇.
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제1 항에 있어서, 상기 제1 접착이송기는
유압실린더, 공압실린더를 포함하는 리니어액츄에이터인 것을 특징으로 하는 코일 포장로봇.
제1 항에 있어서, 상기 제2 접착이송기는
엠가이드, 랙 앤 피니언, 솔레노이드를 포함하는 리니어액츄에이터를 포함하는 리니어액츄에이터인 것을 특징으로 하는 코일 포장로봇.
제1 항에 있어서, 상기 클램핑유닛은
한쌍의 조;및
한쌍의 상기 조의 사이로 상기 포장재의 선단부가 위치함에 따라 한쌍의 상기 조 중 적어도 어느 하나를 회동시켜 상기 포장재의 선단부가 클램핑되도록 하는 클램핑실린더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 포장로봇.
제1 항에 있어서, 상기 테이핑유닛은
상기 테이프를 롤 형태로 지지하는 테이프지지대;
상기 테이프지지대로부터 상기 테이프가 풀려나옴에 따라 접착제가 도포된 상기 테이프의 일면이 상기 코일을 향하도록 상기 테이프를 안내하는 안내롤러;
상기 포장재에 접착되는 상기 테이프의 이면을 가압하는 제1, 2 접착롤러;및
상기 제1, 2 접착롤러를 상기 코일 측으로 가압하는 제1, 2 롤러실린더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 포장로봇.
제7 항에 있어서, 상기 테이핑유닛은
상기 제1 접착롤러와 상기 제2 접착롤러의 사이에 배치되며, 상기 포장재에 접착되는 상기 테이프의 이면을 진공흡착하는 진공포트;
상기 제1 접착롤러와 상기 진공포트의 사이에 배치되는 절단날;및
상기 절단날을 상기 코일 측으로 이송하여 상기 테이프가 절단되도록 하는 절단실린더;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 포장로봇.
제1 항에 있어서, 상기 다관절로봇은
6축의 관절 자유도를 갖는 관절 구동형 로봇인 것을 특징으로 하는 코일 포장로봇.