KR101158887B1 - 아우터링 그리퍼장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤-코일 제품의 포장공정을 위해 롤-코일 제품의 가장자리에 부착되는 가드프레임을 지지하기 위한 아우터링 그리퍼장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 아우터링 그리퍼장치는 로봇 암에 결합되는 프레임부와, 상기 프레임부에 방사상의 방향으로 슬라이딩 가능하게 체결되며 가드프레임을 파지하기 위한 파지부를 포함하는 다수개의 파지유닛과, 상기 파지유닛이 슬라이딩 구동하게 하는 슬라이딩구동부를 구비하며, 상기 파지유닛은 상기 프레임을 따라 이동하는 이동체와, 상기 이동체의 단부에 마련되어 상기 가드프레임의 외주면을 지지하는 지지대와, 상기 지지대를 향해 진퇴 가능하도록 상기 이동체에 설치되며, 상기 지지대와 함께 가드프레임을 파지하는 진퇴부재와, 상기 진퇴부재를 진퇴구동시키는 진퇴구동부를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 아우터링 그리퍼장치는 롤-코일 제품의 포장시 사용되는 보호프레임의 장착 및 지지가 자동으로 이루어지며, 보호프레임의 크기에 상관없이 적용이 가능한 이점이 있다.

Description

아우터링 그리퍼장치 {Outering gripper}

본 발명은 아우터링 그리퍼장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 롤-코일 제품의 포장공정을 위해 롤-코일 제품의 가장자리에 부착되는 가드프레임을 지지하기 위한 아우터링 그리퍼장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소 등에서 생산되는 철근코일을 비롯한 롤-코일(Roll-Coil) 제품들은 코일형태로 제품을 감아 출하한다.

이러한 롤-코일 제품은 이송 및 보관 과정에서 파손이 발생하는 것을 방지하기 위해 외부에 포장재를 포장한다.

통상적으로 제품의 포장은 롤-코일의 외주면과 양측면을 포장재로 덧대고 이를 테이핑하는 방법으로 이루어지게 되는데, 원주방향 가장자리가 특히 파손 위험이 높기 때문에 이 부분에는 별도의 보호프레임을 덧대 파손을 방지한다.

일반적으로는 이러한 포장공정 과정에서 별도의 고정구를 이용해 보호프레임을 롤-코일에 지지시킨 후 테이핑 작업을 수행하지만 이러한 고정구의 설치를 작업자가 직접하기도 하였는데, 사람이 직접 보호프레임을 부착하는 것은 인건비의 소요가 증가하는 문제가 있으며, 안전사고의 위험도 상주한다.

따라서 롤-코일의 포장을 위해 사용되는 보호프레임의 장착 및 지지가 자동으로 이루어질 수 있는 장치의 필요성이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 롤-코일 제품의 포장을 위해 사용되는 보호프레임의 장착 및 지지가 용이하며, 다양한 크기의 보호프레임을 설치할 수 있는 아우터링 그리퍼장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 아우터링 그리퍼장치는 로봇 암에 결합되는 프레임부와, 상기 프레임부에 방사상의 방향으로 슬라이딩 가능하게 체결되며 가드프레임을 파지하기 위한 파지부를 포함하는 다수개의 파지유닛과, 상기 파지유닛이 슬라이딩 구동하게 하는 슬라이딩구동부를 구비한다.

상기 파지유닛은 상기 프레임을 따라 이동하는 이동체와, 상기 이동체의 단부에 마련되어 상기 가드프레임의 외주면을 지지하는 지지대와, 상기 지지대를 향해 진퇴 가능하도록 상기 이동체에 설치되며, 상기 지지대와 함께 가드프레임을 파지하는 진퇴부재와, 상기 진퇴부재를 진퇴구동시키는 진퇴구동부를 구비할 수 있다.

또한 상기 파지유닛은 상기 프레임부의 중심으로부터 제1 방향을 따라 상호 대향되는 위치에 설치된 제1 파지유닛과, 상기 제1 방향과 직교하는 방향을 따라 상기 프레임부의 중심을 기준으로 상호 대향되는 위치에 설치되는 제2 파지유닛을 포함하되, 상기 제1 파지유닛은 상기 슬라이딩구동부에 의해 방사상의 방향으로 이동하는 이동체와, 상기 이동체의 단부에 장착된 제1 지지대와, 상기 제1 지지대를 향해 진퇴되어 제1 지지대와 함께 가드프레임을 파지하는 제1 진퇴부재와, 상기 제1 진퇴부재를 진퇴 구동시키도록 상기 이동체에 설치되는 제1 진퇴구동부를 구비하고, 상기 제2 파지유닛은 상기 슬라이딩구동부에 의해 방사상의 방향을 따라 이동하는 메인이동판과, 상기 메인이동판에 상기 메인이동판의 이동방향과 직교하는 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 두 개의 가동판과, 상기 두 개의 가동판의 단부에 각각 설치되어 가드프레임의 외주면을 지지하는 제2 지지대와, 상기 제2 지지대를 향해 진퇴되어 상기 제2 지지대와 함께 가드프레임을 파지하는 제2 진퇴부재와, 상기 제2 진퇴부재를 진퇴 구동시키도록 상기 가동판에 각각 설치된 제2 진퇴구동부 및 상기 가동판들이 상호 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동하도록 구동시키는 가동판구동부를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 프레임부는 본체와, 상기 본체로부터 등간격으로 이격되어 방사상의 방향으로 연장되는 네 개의 연장프레임을 포함하고, 상기 슬라이딩구동부는 상기 본체에 설치된 구동베벨기어와, 상기 구동베벨기어를 회전 구동시키는 구동모터와, 상기 구동베벨기어와 치합되는 네 개의 종동베벨기어와, 상기 네 개의 종동베벨기어와 연결되며 상기 각각의 연장프레임을 따라 연장되게 각각의 연장프레임에 회전 가능하게 지지되는 스크류부재와, 상기 각각의 파지유닛에 고정되고 상기 스크류부재와 나사결합되어 상기 스크류부재의 회전 구동시 스크류부재를 따라 이동하는 연결브라켓을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 아우터링 그리퍼장치는 롤-코일 제품의 포장시 사용되는 보호프레임의 장착 및 지지가 자동으로 이루어지며, 보호프레임의 크기에 상관없이 적용이 가능한 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 아우터링 그리퍼 장치의 사용상태를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 아우터링 그리퍼 장치의 일 실시예를 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 아우터링 그리퍼 장치의 슬라이딩구동부를 도시한 부분발췌 사시도,
도 4a 및 도 4b는 각각 제1, 제2 파지유닛을 도시한 부분발췌 사시도,
도 5는 제2 파지유닛의 하부를 도시한 저면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 아우터링 그리퍼장치를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 아우터링 그리퍼장치(100)는 도 1에 도시되어 있는 것처럼 롤-코일 제품(20)의 포장에 사용되는 가드프레임(10)의 장착을 위한 것이다.

가드프레임(10)은 통상적으로 롤-코일 제품(20)의 원주방향 모서리를 감쌀 수 있게 되는데, 단면이 'ㄱ'자 형태인 반원형으로 제작된다. 따라서 두 개의 가드프레임(10)을 포개어 원형으로 만들고 이를 롤-코일 제품(20)의 가장자리에 위치시킨 다음 테이핑하여 고정하게 된다.

아우터링 그리퍼장치(100)는 프레임부(110)와, 프레임부(110)에 설치되는 파지유닛(120)과, 파지유닛(120)을 슬라이딩 구동시키기 위한 슬라이딩구동부(150)를 포함한다.

프레임부(110)는 소정의 내부공간을 갖는 본체(111)와, 본체(111)로부터 방사상의 방향으로 연장된 네 개의 연장프레임(112)을 포함하는데, 연장프레임(112)들은 원주방향을 따라 등간격으로 즉, 상호 직교하는 방향으로 연장되어 있다.

그리고 연장프레임(112)의 하면에는 슬라이딩구동부(150)에 의해 파지유닛(120)이 용이하게 슬라이딩될 수 있도록 가이드레일(114)이 길이방향을 따라 연장되게 형성되어 있다.

도 2를 참조하면, 슬라이딩구동부(150)는 파지유닛(120)이 연장프레임(112)을 따라 방사상의 방향으로 슬라이딩 구동할 수 있게 구동력을 제공하기 위한 것으로서, 구동모터(151)와, 구동축(153), 구동베벨기어(154), 종동베벨기어(155), 스크류부재(156) 및 연결브라켓(158)을 구비한다.

상기 구동모터(151)는 프레임부(110)의 상측에 설치되어 있으며 스크류부재(156)가 회전할 수 있는 회전력을 제공하기 위한 것이다.

구동축(153)은 본체(111)에 상하방향으로 연장되도록 설치되어 있는데, 자축회전이 가능하도록 상부와 하부가 각각 베어링에 의해 본체(111)에 지지되어 있다. 그리고 구동축(153)의 상단은 상기 구동모터(151)와 연결된 감속기(152)에 연결되어 있어서 구동모터(151)의 구동력을 통해 회전이 가능하게 된다.

상기 구동베벨기어(154)는 구동축(153) 상에 형성되어 있어 구동축(153)과 일체로 회전 하게 된다.

상기 스크류부재(156)는 외주면에 나사산이 형성되어 있고, 각각의 연장프레임(112)에 길이방향을 따라 연장되도록 설치되어 있다. 스크류부재(156)는 연장프레임(112)들에 마련되어 있는 필로우블럭(157)에 회전 가능하게 지지되어 있으며, 스크류부재(156)의 단부에는 상기 종동베벨기어(155)가 연결되어 있다.

종동베벨기어(155)는 구동베벨기어(154)와 치합되어 있어서 결과적으로 구동모터(151)의 구동력이 구동베벨기어(154)와 종동베벨기어(155)를 통해 스크류부재(156)를 회전시키도록 전달된다.

상기 연결브라켓(158)은 각각의 파지유닛(120)에 설치되는 것인데, 내주면에 나사산이 형성되어 있는 나사공이 마련되어 있고, 이 나사공을 관통하도록 스크류부재(156)가 나사결합된다.

후술하는 파지유닛(120)은 연장프레임(112)에 지지되어 있는데, 연장프레임(112)의 길이방향을 따라 슬라이딩만 가능할 뿐 회전이 이루어질 수 없도록 구속되어 있다.

따라서 이 파지유닛(120)에 설치된 연결브라켓(158)이 스크류부재(156)의 회전방향에 따라 본체(111)를 향해 전진하거나, 본체(111)로부터 멀어지는 방향으로 후퇴하게 되고, 이에 따라 파지유닛(120) 역시 연장프레임(112)을 따라 이동이 이루어지게 되는 것이다.

상기 연장프레임(112)에는 도시된 것처럼 스크류부재(156)와 파지유닛(120) 사이가 연통되도록 장공(113)이 형성되어 있기 때문에 이 장공(113)이 형성되어 있는 범위 내에서 연결브라켓(158)이 전후방향으로 이동 가능하게 된다.

상기 파지유닛(120)은 가드프레임(10)을 파지하여 롤-코일 제품(20)에 장착시키기 위한 것이다.

파지유닛(120)은 네 개의 연장프레임(112) 중에서 상호 대향되는 방향으로 연장되는 두 개의 연장프레임(112)(이하에서 '제1 연장프레임(115)'이라 함)에 설치되는 제1 파지유닛(121)과, 제1 연장프레임(115)과 직교하는 두 개의 연장프레임(112)(이하에서 '제2 연장프레임(116)'이라 함) 에 설치되는 제2 파지유닛(131)을 구비하는데, 도 4a와, 도 4b에 각각 제1, 제2 파지유닛(121,131)이 도시되어 있다.

제1 파지유닛(121)은 반원 형태의 가드프레임(10)의 가운데 부분을 파지하는 것인데, 상기 제1 연장프레임(115)을 따라 슬라이딩 이동하는 이동체(122)와, 이동체(122)의 선단에 설치된 제1 지지대(123)와, 이동체(122)에 장착된 제1 진퇴구동부(124)와, 제1 진퇴구동부(124)에 의해 진퇴구동하는 제1 진퇴부재(125)를 포함한다.

이동체(122)는 상술한 슬라이딩구동부(150)에 의해 제1 연장프레임(115)을 따라 슬라이딩 이동할 수 있으며, 이동의 용이성을 위해 상부에 상기 가이드레일(114)에 결합되는 레일결합부재(126)가 마련되어 있다. 이동체(122)는 본체(111)의 중심으로부터 제1 지지대(123)까지의 거리가 가드프레임(10)의 곡률반경에 대응하도록 이동하여 파지유닛(120)이 가드프레임(10)을 파지할 수 있게 한다.

가드프레임(10)의 외주면에 제1 지지대(123)의 내주면이 지지되도록 한 다음 제1 진퇴구동부(124)가 구동하여 제1 진퇴부재(125)를 제1 지지대(123)를 향해 전진시키게 되면 제1 진퇴부재(125)가 가드프레임(10)의 내주면에 접촉하면서 제1 진퇴부재(125)와 제1 지지대(123)에 의해 가드프레임(10)이 파지된다.

본 실시예에서는 상기 제1 진퇴구동부(124)가 이동체(122)에 설치된 공압실린더로 적용되었다. 컴프레서(미도시)에 의해 공압이 공급되어 공압실린더의 실린더로드가 실린더로부터 인출되거나 인입되는 과정에서 실린더로드의 단부에 장착되어 있는 제1 진퇴부재(125)가 진퇴됨으로써 가드프레임(10)을 파지할 수 있게 된다.

제2 파지유닛(131)은 가드프레임(10)의 양 단부를 파지하기 위한 것으로서, 메인이동판(132)과, 가동판(135), 제2 지지대(137), 제2 진퇴구동부(138), 제2 진퇴부재(139) 및 가동판구동부(140)를 구비한다.

메인이동판(132)은 이동체(122)와 같이 제2 연장프레임(116)을 따라 방사상의 방향으로 이동할 수 있도록 상기 연결브라켓(158)이 상면에 설치되어 있으며 제2 연장프레임(116)의 하면에 형성되어 있는 가이드레일(114)에 연결되는 제1 레일부재(133)가 마련되어 있다. 그리고 하면에는 제1 레일부재(133)와 직교하는 방향으로 연장되어 있는 제2 레일부재(134)가 마련되어 있다.

가동판(135)은 상기 메인이동판(132)의 하부에 두 개가 설치되는데, 제2 연장프레임(116)의 연장방향을 따라 나란하게 소정길이 연장되어 있고, 상기 제2 레일부재(134)와 결합되는 제3 레일부재(136)가 상면에 형성되어 있다. 그리고 제2 레일부재(134)의 길이방향을 따라 상호 소정간격 이격되어 있다. 가동판(135)은 후술하는 가동판구동부(140)에 의해 메인이동판(132)의 하부에서 제2 레일부재(134)의 길이방향을 따라 상호 멀어지거나 가까워지는 방향을 따라 이동할 수 있게 된다.

각각의 가동판(135)의 선단부에는 각각 제2 지지대(137)가 형성되어 있고, 후단부에는 제2 진퇴구동부(138)가 마련되어 있다. 그리고 제2 진퇴구동부(138)는 제2 지지대(137)를 향해 진퇴하여 가드프레임(10)을 파지하는 제2 진퇴부재(139)를 구동시키도록 연결되어 있다.

상기 가동판구동부(140)는 상술한 것처럼 가동판(135)들이 제2 레일부재(134)를 따라 상호 가까워지거나 멀어지는 방향으로 슬라이딩 구동시키는 것으로, 본 실시예에서는 두 개의 공압실린더가 적용되었다.

도 5에 도시되어 있는 것처럼, 가동판구동부(140)는 하나는 일측 가동판(135)의 선단에 실린더바디가 고정되고 타측 가동판(135)의 선단에 실린더로드가 고정되도록 설치되고, 다른 하나는 일측 가동판(135)의 후단에 실린더로드가 고정되고, 타측 가동판(135)의 후단에 실린더바디가 고정되도록 설치되어 있어서, 이 각각의 가동판구동부(140)의 실린더 로드가 인출 또는 인입되면서 가동판(135)들이 상호 가까워지거나 멀어지는 방향으로 슬라이딩 구동이 이루어지는 것이 가능하도록 되어 있다.

상술한 것처럼 가드프레임(10)은 반원형이며, 두 개의 가드프레임(10)을 원형으로 연결하여 롤-코일 제품(20)에 장착하게 되는데, 제1 연장로드의 단부에 형성되어 있는 제1 파지유닛(121)들이 각각으 가드프레임(10)의 중앙부분을 파지하게 되고, 제2 파지유닛(131)이 각각 두 개씩 제2 지지대(137)와 제2 진퇴부재(139)를 포함하고 있기 때문에 각각 다른 가드프레임(10)의 단부를 파지하게 연결된다.

처음 가드프레임(10)을 파지할 때에는 상기 가동판(135)들이 멀리 이격되어 있는 상태로 세팅되어 있고, 가드프레임(10)을 파지한 후, 가동판(135)들을 상호 가까워지는 방향으로 인접시킴으로써 가드프레임(10)의 단부가 소정길이 겹쳐지면서 두 개의 가드프레임(10)이 하나의 원형프레임을 형성하도록 연결한다.

본 실시예에서는 상기 가동판구동부(140)와, 제1, 제2 진퇴구동부(138)로서 모두 공압실린더가 적용되었으나, 이와는 달리 슬라이딩 구동부처럼 스크류의 회전에 의해 진퇴되는 타입 또는 유압실린더와 같이 다양한 형태의 액튜에이터가 적용될 수 있다.

본 발명의 아우터링 그리퍼장치(100)의 작동은 다음과 같은 과정을 통해 이루어진다.

먼저 포장대상 롤-코일 제품(20)의 직경에 대응하는 가드프레임(10)을 준비한다.

구동모터(151)를 구동시켜 제1, 제2 지지대(137)가 상기 가드프레임(10)의 외주면을 지지할 수 있도록, 즉 제1, 제2 지지대(137)가 프레임부(110)의 중앙으로부터 이격되는 거리가 가드프레임(10)의 반경에 대응하게 위치될 수 있도록 제1, 제2 파지유닛(121,131)을 방사상의 방향으로 이동시킨다.

제1, 제2 지지대(137)가 가드프레임(10)의 외주면에 지지되게 한 후, 제1, 제2 진퇴구동부(138)를 구동하여 제1, 제2 진퇴부재(139)가 가드프레임(10)의 내주면에 접촉되게 함으로써 가드프레임(10)을 파지한다.

이후 프레임부(110)에 연결된 로봇암의 구동으로 가드프레임(10)을 롤-코일 제품(20)의 측면에 부착하고 테이핑을 통해 고정시킴으로써 가드프레임(10)의 장착을 마무리 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100; 아우터링 그리퍼장치
110; 프레임부
111; 본체 112; 연장프레임
120; 파지유닛
121; 제1 파지유닛
122; 이동체 123; 제1 지지대
124; 제1 진퇴구동부 125; 제1 진퇴부재
131; 제2 파지유닛
132; 메인이동판 135; 가동판
137; 제2 지지대 138; 제2 진퇴구동부
139; 제2 진퇴부재 140; 가동판구동부
150; 슬라이딩구동부
151; 구동모터 152; 감속기
153; 구동축 154; 구동베벨기어
155; 종동베벨기어 156; 스크류부재
158; 연결브라켓

Claims (4)

1. 단면이 'ㄱ'자 형태인 롤코일 제품의 가드프레임을 운반하기 위한 것으로,
   로봇 암에 결합되는 본체와, 상기 본체로부터 상호 직교하는 방향을 따라 방사상으로 연장된 네 개의 연장프레임을 포함하는 프레임부와;
   상기 네 개의 연장프레임에 각각 슬라이딩 가능하게 체결되며 상기 가드프레임을 파지하기 위한 파지부를 포함하는 파지유닛과;
   상기 파지유닛이 상기 연장프레임을 따라 슬라이딩 구동하게 하는 슬라이딩구동부;를 구비하며,
   상기 파지유닛은 상기 연장프레임에 이동 가능하게 설치된 이동체와,
   상기 이동체의 단부에 마련되어 상기 가드프레임의 외주면을 지지하는 지지대와,
   상기 지지대를 향해 진퇴 가능하도록 상기 이동체에 설치되며, 상기 지지대와 함께 가드프레임을 파지하도록 전진시 상기 가드프레임의 내주면을 지지하는 진퇴부재와,
   상기 진퇴부재를 진퇴구동시키는 진퇴구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 아우터링 그리퍼장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 파지유닛은 상기 프레임부의 중심으로부터 제1 방향을 따라 상호 대향되는 위치에 설치된 제1 파지유닛과,
   상기 제1 방향과 직교하는 방향을 따라 상기 프레임부의 중심을 기준으로 상호 대향되는 위치에 설치되는 제2 파지유닛을 포함하되,
   상기 제1 파지유닛은 상기 슬라이딩구동부에 의해 방사상의 방향으로 이동하는 이동체와, 상기 이동체의 단부에 장착된 제1 지지대와, 상기 제1 지지대를 향해 진퇴되어 제1 지지대와 함께 가드프레임을 파지하는 제1 진퇴부재와, 상기 제1 진퇴부재를 진퇴 구동시키도록 상기 이동체에 설치되는 제1 진퇴구동부를 구비하고,
   상기 제2 파지유닛은 상기 슬라이딩구동부에 의해 방사상의 방향을 따라 이동하는 메인이동판과, 상기 메인이동판에 상기 메인이동판의 이동방향과 직교하는 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 두 개의 가동판과, 상기 두 개의 가동판의 단부에 각각 설치되어 가드프레임의 외주면을 지지하는 제2 지지대와, 상기 제2 지지대를 향해 진퇴되어 상기 제2 지지대와 함께 가드프레임을 파지하는 제2 진퇴부재와, 상기 제2 진퇴부재를 진퇴 구동시키도록 상기 가동판에 각각 설치된 제2 진퇴구동부 및 상기 가동판들이 상호 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동하도록 구동시키는 가동판구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 아우터링 그리퍼장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 프레임부는 본체와, 상기 본체로부터 등간격으로 이격되어 방사상의 방향으로 연장되는 네 개의 연장프레임을 포함하고,
   상기 슬라이딩구동부는 상기 본체에 설치된 구동베벨기어와, 상기 구동베벨기어를 회전 구동시키는 구동모터와, 상기 구동베벨기어와 치합되는 네 개의 종동베벨기어와, 상기 네 개의 종동베벨기어와 연결되며 상기 각각의 연장프레임을 따라 연장되게 각각의 연장프레임에 회전 가능하게 지지되는 스크류부재와, 상기 각각의 파지유닛에 고정되고 상기 스크류부재와 나사결합되어 상기 스크류부재의 회전 구동시 스크류부재를 따라 이동하는 연결브라켓을 구비하는 것을 특징으로 하는 아우터링 그리퍼장치.

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