KR101173269B1

KR101173269B1 - 센터링 그리퍼장치

Info

Publication number: KR101173269B1
Application number: KR1020100019094A
Authority: KR
Inventors: 윤동환
Original assignee: 다인시스템주식회사
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2012-08-10
Also published as: KR20110100026A

Abstract

본 발명은 롤-코일의 중공으로 삽입되어 롤-코일의 포장 공정 중 중공에 씌워지는 내측커버를 지지하기 위한 센터링 그리퍼장치에 관한 것으로, 센터링 그리퍼장치는 중공을 갖는 제품의 중공으로 삽입되어 중공 내주면을 포장하기 위한 보호시트를 지지하는 것으로서, 상기 중공으로 삽입되며 로봇 암에 체결되는 프레임과, 상기 프레임에 방사상의 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지되는 인출로드와, 상기 인출로드의 단부에 결합되고 외주면이 소정의 곡률을 갖도록 형성된 접촉부재를 포함하는 다수개의 접촉유닛과, 상기 접촉유닛이 상기 프레임으로부터 인출 또는 인입되도록 구동시키는 구동유닛을 구비한다.
본 발명에 따른 센터링 그리퍼장치는 중공을 갖는 제품 특히 제철소에서 생산되는 롤-코일을 포장하는 보호시트를 중공의 내주면에 밀착된 상태로 유지시켜 줌으로써 제품의 포장공정이 용이하게 이루어질 수 있고, 로봇 암에 부착되어 작동할 수 있으므로 자동화가 가능한 이점이 있다.

Description

센터링 그리퍼장치 {Centering gripper apparatus}

본 발명은 센터링 그리퍼장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 롤-코일(Roll-coil)의 중공으로 삽입되어 롤-코일의 포장 공정 중 중공에 씌워지는 내측커버를 지지하기 위한 센터링 그리퍼장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철공장에서 여러공정을 거쳐 냉연공정에서 생산되는 전기강판, 자동차용 강판 또는 도금강판등과 같은 냉연 코일제품은 표면처리를 거쳐서 생산되므로 완제품의 운반 및 보관시 코일제품의 표면이 손상되는 것을 방지하도록 보호시트로 코일외부면을 감싸 포장하게 된다.

즉, 생산 라인에서 연속 생산되는 금속코일을 포장하는 방법은, 포장하고자 하는 코일제품을 회전시키면서 보호시트를 포장하거나, 포장할 코일제품을 들어 올렸다가 보호시트를 깔아 놓은 상태에서 다시 코일 제품을 내려놓고 작업자가 수동으로 포장하는 원시적인 포장 방법을 취하고 있다.

여기서, 기계적인 방법으로 코일제품을 포장하는 종래의 방법은 먼저 포장용 보호시트가 권취된 보호시트코일을 언코일링하면서 절단기로서 보호시트를 일정길이로 절단하여 준비한다.

최근에는 코일제품의 중공부에도 보호시트를 포장함으로써 코일제품의 내외주면 모두를 보호하여 제품의 운반 또는 보관 중의 손상을 방지하는 것이 일반적이며, 이러한 포장작업을 위해 자동으로 테이핑을 하는 로봇장치들이 제공되고 있다.

그런데 코일제품의 내주면에 보호시트를 포장하는 경우, 보호시트는 박막의 금속판 또는 포장지로 형성되기 때문에 형태를 유지하지 못하므로 보호시트가 코일제품의 내주면에 접착된 상태를 유지시키기 위한 별도의 지지조치가 필요하였다.

종래에는 작업자가 직접 보호시트를 코일제품의 중공 내주면에 고정되도록 테이핑하거나 수공구를 이용해 보호시트를 중공 내에 삽입토록 하였는데, 이 경우 온전한 자동화가 이루어지지 못하므로 작업자의 고용에 따른 인건비의 지출과 중량물과 인접한 상태로 작업자가 작업을 수행하는데 따른 안전사고 발생 위험 등의 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 철판코일을 비롯한 다양한 롤-코일의 내주면을 감싸도록 포장되는 보호시트가 롤-코일의 내주면에 밀착된 상태로 유지될 수 있도록 자동으로 구동하는 센터링 그리퍼장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 센터링 그리퍼장치는 중공을 갖는 롤-코일 제품의 중공으로 삽입되어 중공 내주면을 포장하기 위한 보호시트를 지지하는 것으로서, 상기 중공으로 삽입되며 로봇 암에 체결되는 프레임과, 상기 프레임에 방사상의 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지되는 인출로드와, 상기 인출로드의 단부에 결합되고 외주면이 소정의 곡률을 갖도록 형성된 접촉부재를 포함하는 다수개의 접촉유닛과, 상기 접촉유닛이 상기 프레임으로부터 인출 또는 인입되도록 구동시키는 구동유닛을 구비한다.

상기 프레임은 중공을 가지며, 상기 인출로드가 관통하는 복수개의 관통홀들이 형성되어 있는 원통형으로 형성되며, 상기 인출로드는 외주면에 길이방향을 따라 연장되는 기어치가 형성되어 있으며, 상기 구동유닛은 상기 중공에 상하방향으로 연장되게 설치되고 상단과 하단이 상기 프레임의 상부와 하부에 각각 회전 가능하게 지지되어 있는 회전축을 중심으로 회전 가능하고, 상기 인출로드의 기어치들과 치합되어 있는 피니언과, 상기 피니언이 회전 구동할 수 있도록 구동력을 인가하는 구동력 발생부를 포함하는 것이 바람직한데, 상기 구동력 발생부는 상기 프레임에 지지되고, 상기 복수개의 인출로드 중 선택된 하나 또는 두 개의 인출로드를 방사상의 방향으로 전진 또는 후진시켜 이 인출로드에 의해 상기 피니언이 회전하게 하는 실린더를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 접촉유닛은 상기 인출로드의 단부에 체결되는 체결판과, 상기 접촉부재가 상기 롤-코일 제품의 내주면에 접촉할 때, 완충작용을 할 수 있도록 상기 체결판과 상기 접촉부재의 사이에 설치되는 완충스프링을 더 구비할 수 있으며, 상기 접촉부재의 상부에 설치되며, 상기 제품의 중공 가장자리에 제품의 내주면과 측면을 감싸는 커버판을 지지하는 보조지지부재를 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 센터링 그리퍼장치는 중공을 갖는 롤-코일 제품의 생산공장에서 생산되는 롤-코일을 포장하는 보호시트를 중공의 내주면에 밀착된 상태로 유지시켜 줌으로써 제품의 포장공정이 용이하게 이루어질 수 있고, 로봇 암에 부착되어 작동할 수 있으므로 자동화가 가능한 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 센터링 그리퍼장치가 롤-코일의 중공 내에 장착된 상태를 도시한 정면도,
도 2는 도 1의 센터링 그리퍼장치를 도시한 사시도,
도 3은 도 1의 센터링 그리퍼장치의 분리사시도,
도 4는 접촉유닛과 피니언의 결합상태를 도시한 평면도,
도 5는 접촉유닛을 도시한 분리사시도,
도 6은 보조접촉부재를 더 구비하는 접촉유닛의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

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

도 1 내지 도 5에는 본 발명에 따른 센터링 그리퍼장치(100)의 바람직한 일 실시예가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 센터링 그리퍼장치(100)는 도 1에 도시되어 있는 것처럼 롤-코일(10)의 중공(20)으로 삽입되어 포장에 사용되는 보호시트(30)가 중공(20)의 내주면에 밀착된 상태를 유지할 수 있도록 가압하는 것이다.

이렇게 센터링 그리퍼장치(100)에 의해 보호시트(30)가 롤-코일(10)의 중공(20) 내주면에 밀착된 상태를 유지할 수 있으므로 포장용 테이핑로봇(미도시)에 의해 포장 공정이 진행될 때, 작업자가 직접 보호시트(30)를 지지하는 등의 인력 소모가 없다.

센터링 그리퍼장치(100)는 프레임(110)과, 프레임(110)에 지지되는 접촉유닛(120)과, 접촉유닛(120)을 구동시키기 위한 구동유닛(130)을 포함한다.

프레임(110)은 로봇암(미도시)의 단부에 착탈 가능하도록 형성된 암 체결부(40)와 연결되어 있는데, 로봇암이 상기 암체결부와 연결된 후 보호시트(30)가 설치된 롤-코일(10)의 중공(20) 내부로 센터링 그리퍼장치(100)를 삽입하거나 포장 완료후 인출하게 된다.

프레임(110)은 원통형의 원통체(111)와, 원통체(111)의 상단과 하단에 결합되는 상,하부커버(113,114)를 포함한다.

원통체(111)는 상하면을 관통하는 중공(20)이 형성되어 있으며, 내외주면을 관통하는 관통홀(112)들이 형성되어 있다.

상기 관통홀(112)들은 후술하는 접촉유닛(120)의 인출로드(121)를 삽입하기 위한 것으로서, 여섯개의 인출로드(121)를 설치할 수 있도록 총 열 두개의 관통홀(112)들이 형성된다.

상기 상,하부커버(113,114)는 후술하는 피니언(132)의 회전축이 회전 가능하게 지지될 수 있도록 베어링(115)이 마련되어 있으며, 체결볼트(116)를 통해 원통체(111)와 결합이 이루어진다.

상기 접촉유닛(120)은 프레임(110)으로부터 방사상의 방향으로 인출되어 상기 보호시트(30)가 롤-코일(10)의 내주면에 접촉되는 것으로서, 프레임(110)에 슬라이딩 가능하게 설치되는 인출로드(121)와, 인출로드(121)의 단부에 체결되는 접촉부재(123)를 포함한다.

접촉유닛(120)은 상기 접촉부재(123)가 프레임(110)의 원주방향을 따라 60°간격으로 이격되도록 인출로드(121)들이 프레임(110)에 결합되어 있는데, 도면에 도시되어 있는 것처럼 나란하게 연장되는 인출로드(121)들이 두 개씩 쌍을 지어 상하로 이격되게 배열되어 있다. 즉, 나란하게 연장되는 두 개의 인출로드(121)가 프레임(110)의 상부에 프레임(110)을 관통하도록 설치되어 있고, 프레임(110)의 중간에도 상부에 설치된 인출로드(121)와 60°각도로 이격되고 나란하게 연장되는 두 개의 인출로드(121)가 설치되어 있으며, 프레임(110)의 하부에도 중간 인출로드(121)와 60°이격된 두 개의 인출로드(121)가 나란하게 연장되도록 설치되어 있다.

나란하게 연장되는 인출로드(121)들에는 각각 대향되는 단부에 상기 접촉부재(123)가 결합됨으로써 결과적으로 접촉부재(123)들이 원주방향을 따라 60°간격으로 이격되어 환상으로 배열되어 있다. 따라서 철판 코일의 중공(20)의 직경에 상관없이 인출로드(121)가 프레임(110)으로부터 방사상의 방향으로 인출되는 길이에 따라 접촉부재(123)가 롤-코일(10)의 중공(20) 내주면에 접촉하게 된다.

그리고 상기 인출로드(121)에는 후술하는 구동유닛(130)의 피니언(132)과 치합될 수 있는 기어치(122)들이 형성되어 있다.

상기 접촉부재(123)는 상술한 것처럼 인출로드(121)의 단부에 설치되어 보호시트(30)를 롤-코일(10)의 내주면에 밀착시키는 것으로서, 보호시트(30)와 접촉하는 외주면은 곡률을 갖는 롤-코일(10)의 중공(20)체와 접촉이 용이하도록 소정의 곡률로 만곡지게 형성되어 있다.

그리고 도 5에 도시된 것처럼, 접촉부재(123)는 인출로드(121)의 단부에 마련되어 있는 체결판(124)을 통해 인출로드(121)와 연결되는데, 접촉부재(123)의 내주면과 체결판(124)의 사이에는 완충스프링(125)이 설치되어 있어서 체결판(124)과 접촉부재(123) 사이의 거리를 소정거릴 이격된 상태로 유지시키며, 후술하는 구동유닛(130)에 의해 인출로드(121)가 인출되어 접촉부재(123)가 롤-코일(10)의 내주면에 접촉할 때, 접촉부재(123)가 롤-코일(10)을 가압하여 롤-코일(10)의 형상이 변형되는 것을 방지할 수 있도록 완충스프링(125)이 압축되어 완충작용을 하게 된다.

구동유닛(130)은 상기 인출로드(121)를 프레임(110)으로부터 인출시키거나 인입되도록 인출로드(121)를 슬라이딩 구동시키는 것으로서, 프레임(110)의 상부커버에 지지되어 있는 두 개의 실린더(131)와, 상술한 피니언(132)을 포함한다.

실린더(131)는 공압에 의해 구동하는 것으로서, 각각 반대방향으로 인출되는 실린더(131)로드를 가지며, 이 실린더(131)로드가 반대방향으로 인출되는 인출로드(121)에 결합된 접촉부재(123)와 각각 연결되어 있다.

따라서 상기 실린더(131)에 공압이 공급되어 실린더(131)로드가 외측으로 인출되면 실린더(131)의 구동에 의해 접촉부재(123) 및 인출로드(121)가 프레임(110)으로부터 인출되는 방향으로 슬라이딩 이동하여 접촉부재(123)가 롤-코일(10)의 내주면에 접촉하게 된다.

도시되지는 않았으나 상기 실린더(131)에 공압을 공급하는 공압라인이 형성되어 있고, 암 체결부(40)를 통해 로봇암과 결합될 때, 컴프레서와 공압라인이 연결됨으로써 프로그램된 구동신호에 따라 실린더(131)로 공압이 공급된다.

상기 피니언(132)은 상술한 바와 같이 상하방향으로 연장되는 회전축을 중심으로 자축 회전할 수 있도록 프레임(110)의 내부에 설치되는데, 회전축의 상단과 하단은 상술한 것처럼 각각 상,하부커버(113,114)에 형성되어 있는 베어링(115)에 회전 가능하도록 지지되어 있다.

피니언(132)은 상기 인출로드(121)들에 형성되어 있는 기어치(122)들과 치합되어 있기 때문에 피니언(132)의 구동시 인출로드(121)들이 모두 연동하게 되는데, 설명의 편의성을 위해 상기 두 개의 실린더(131)에 의해 인출 또는 인입될 수 있도록 실린더(131)와 연결된 두 개의 인출로드(121)를 구동로드(121a)라 하고, 실린더(131)와 연결되지 않은 나머지 인출로드(121)를 종동로드(121b)라고 하면, 실린더(131)의 구동에 의해 구동로드(121a)가 인출 또는 인입되는 방향으로 슬라이딩 구동하면, 이 구동로드(121a)에 의해 피니언(132)이 회전하게 되며, 피니언(132)의 회전에 의해 나머지 종동로드(121b)도 프레임(110)으로부터 인출되거나 인입되는 방향으로 연동하여 슬라이딩 이동한다.

따라서 구동유닛(130)에 의해 복수개의 접촉부재(123)들이 동시에 방사상의 방향으로 슬라이딩 이동하는 것이 가능하게 된다.

본 실시예에서는 상기 구동유닛(130)으로서 실린더(131)가 적용되었으나, 이와는 달리 감속기에 의해 피니언(132)에 회전력을 전달하는 구동모터를 통해 피니언(132)을 회전구동시키고 이를 통해 인출로드(121)들이 동시에 프레임(110)으로부터 인출 또는 인입되도록 구동유닛(130)이 형성될 수도 있다.

도 6에는 보조접촉부재(140)를 더 구비하는 접촉유닛(120)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 실시예의 보조접촉부재(140)는 접촉부재(123)에 결합되는데, 롤-코일(10)에서 중공(20)의 양단부 즉, 롤-코일(10)의 내주면과 측면에 각각 접촉하도록 단면이 'ㄴ'자로 형성된 커버링(50)을 지지하기 위한 것이다.

커버링(50)은 보호시트(30)와 달리 금속재로 형성되며, 롤-코일(10)의 운반 과정 중 충격 발생률이 높은 가장자리에 추가적으로 설치되어 롤-코일(10)을 보호하는 것인데, 보조접촉부재(140)를 통해 이 커버링(50)을 롤-코일(10)에 밀착된 상태로 유지시킴으로써 테이핑 작업이 용이하게 이루어질 수 있게 하는 것이 바람직하다.

보조접촉부재(140)는 여섯개의 접촉부재(123)에 모두 장착될 수도 있지만 필요에 따라 접촉부재(123)들 중 선택된 지점에 두 개 또는 세 개만 장착될 수도 있다.

본 발명에 따른 센터링 그리퍼장치(100)의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

롤-코일(10)을 포장하는 포장용 로봇의 암에 암 체결부(40)가 장착되게 한 후 로봇이 프로그램된 대로 구동하여 센터링 그리퍼장치(100)를 롤-코일(10)의 중공(20) 내부로 삽입한다.

롤-코일(10)의 중공(20)에는 테이핑 되어야 할 보호시트(30)가 내장된 상태이므로 보호시트(30)를 롤-코일(10)의 중공(20) 내주면에 밀착시키기 위해 센터링 그리퍼장치(100)가 구동한다.

즉, 공압라인을 통해 실린더(131)에 공압을 공급하면, 실린더(131)의 실린더(131)로드가 설정된 거리만큼 인출되며, 실린더(131)로드에 연결된 구동로드(121a) 역시 프레임(110)으로부터 인출된다.

이때, 구동로드(121a)가 인출되면서 치합되어 있는 피니언(132)을 회전시키게 되며, 피니언(132)이 회전함에 따라 피니언(132)에 치합되어 있는 나머지 종동로드(121b)들 역시 프레임(110)으로부터 인출되는 방향으로 슬라이딩 이동하게 됨으로써 결과적으로 모든 접촉부재(123)들이 롤-코일(10)의 중공(20) 내주면에 접촉하도록 프레임(110)으로부터 인출된다.

테이핑이 끝나면 로봇암은 실린더(131)에 공급된 공압을 회수하여 실린더(131)로드를 인입시키게 되고, 이러한 실린더(131)의 구동에 의해 인출로드(121)가 모두 프레임(110)으로 인입되는 방향으로 이동함으로써 접촉부재(123)가 롤-코일(10)의 내주면과 접촉된 상태가 해제되고, 센터링 그리퍼장치(100)를 롤-코일(10)로부터 인출한다.

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.

본 발명에 따른 센터링 그리퍼장치는 롤-코일을 비롯하여 다양한 Roll 코일의 생산시설에서 제품의 포장공정의 자동화를 위해 사용되므로 산업상 이용가능성이 높다.

100; 센터링 그리퍼장치
110; 프레임
111; 원통체 113; 상부커버
114; 하부커버 115; 베어링
120; 접촉유닛
121; 인출로드 123; 접촉부재
124; 체결판 125; 완충스프링
130; 구동유닛
131; 실린더 132; 피니언
140; 보조접촉부재

Claims

삭제
중공을 갖는 롤-코일(Roll-coil) 제품의 중공으로 삽입되어 중공 내주면을 포장하기 위한 보호시트를 지지하는 것으로서,
상기 중공으로 삽입되며 로봇 암에 체결되는 것으로, 중공을 가지며 내주면과 외주면을 관통하는 복수개의 관통홀들이 형성된 원통형의 프레임과;
상기 프레임에 방사상의 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지되며 상기 관통홀을 통해 인출 및 인입 가능하게 설치되는 인출로드와, 상기 인출로드의 단부에 결합되고 외주면이 소정의 곡률을 갖도록 형성된 접촉부재를 포함하는 다수개의 접촉유닛과;
상기 접촉유닛이 상기 프레임으로부터 인출 또는 인입되도록 구동시키는 구동유닛;을 구비하며,
상기 인출로드는 외주면에 길이방향을 따라 연장되는 기어치가 형성되어 있고,
상기 구동유닛은 상기 중공에 상하방향으로 연장되게 설치되고 상단과 하단이 상기 프레임의 상부와 하부에 각각 회전 가능하게 지지되어 있는 회전축을 중심으로 회전 가능하고, 상기 인출로드의 기어치들과 치합되어 있는 피니언과, 상기 피니언이 회전 구동할 수 있도록 구동력을 인가하는 구동력 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 센터링 그리퍼장치.
제 2항에 있어서,
상기 구동력 발생부는 상기 프레임에 지지되고, 상기 복수개의 인출로드 중 선택된 하나 또는 두 개의 인출로드를 방사상의 방향으로 전진 또는 후진시켜 이 인출로드에 의해 상기 피니언이 회전하게 하는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 센터링 그리퍼장치.
제 2항에 있어서,
상기 접촉유닛은 상기 인출로드의 단부에 체결되는 체결판과, 상기 접촉부재가 상기 롤-코일 제품의 내주면에 접촉할 때, 완충작용을 할 수 있도록 상기 체결판과 상기 접촉부재의 사이에 설치되는 완충스프링을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 센터링 그리퍼장치.
제 2항 내지 제 3항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,
상기 접촉부재의 상부에 설치되며, 상기 제품의 중공 가장자리에 제품의 내주면과 측면을 감싸는 커버판을 지지하는 보조지지부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 센터링 그리퍼장치.