KR101247278B1 - 프레스 성형용 소재 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레스 성형용 소재 이송장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프레스 성형 시 사용되는 소재의 센터를 자동으로 감지하여 소재의 흡착 위치에 자동으로 위치하게 되고, 2매 이상의 소재가 붙어있을 시에도 자동으로 1매의 소재만 분리하여 흡착 이송시킬 수 있는 프레스 성형용 소재 이송장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 프레스 성형용 소재 이송장치는, 소정의 간격을 두고 이격 설치되는 복수개의 지지프레임과; 구동부의 구동에 의해 회동되는 로봇 암과; 상기 지지프레임의 상부에 고정되어 상기 로봇 암과 결합되는 로봇 조인트 유닛과; 상기 지지프레임의 하부에 복수개로 설치되어 소재를 진공 흡착시키는 흡착수단과; 상기 흡착수단의 일측에 설치되어 소재의 위치를 감지하여 감지신호를 출력하는 위치감지수단과; 상기 지지프레임의 중간 하부에 설치되어 소재의 두께를 감지하여 감지신호를 출력하는 두께감지수단과; 상기 위치감지수단으로부터 출력되는 감지신호를 전달받아 상기 흡착수단의 작동을 제어하고, 상기 두께감지수단으로부터 출력되는 감지신호를 전달받아 상기 로봇 암의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

프레스 성형용 소재 이송장치{Apparatus for transfer material for press forming}

본 발명은 프레스 성형용 소재 이송장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프레스 성형 시 사용되는 소재의 센터를 자동으로 감지하여 소재의 흡착 위치에 자동으로 위치하게 되고, 2매 이상의 소재가 붙어있을 시에도 자동으로 1매의 소재만 분리하여 흡착 이송시킬 수 있는 프레스 성형용 소재 이송장치에 관한 것이다.

일반적으로, 프레스를 통한 성형작업을 통해 하나의 성형품을 제작하고 있으며, 프레스 작업은 상,하부 금형 사이에 가공소재인 철판 등을 투입하여 철판을 성형하거나 절단하는 기계장치로서, 종래에는 통상 작업자가 수작업에 의해 철판을 상,하부 금형 사이에 투입하고 프레스를 작동하여 작업하였으나, 이는 산업재해의 위험성이 대단히 높아 작업자들이 기피하는 작업일 뿐만 아니라 생산성 또한 저하됨으로써 근래에는 상,하부 금형 사이에 가공할 소재인 철판을 공급하는 공급장치 등이 이용되어 프레스 가공작업이 자동화되고 있다.

최근에는 다축구동의 로봇을 이용한 자동 제조시스템이 개발되어 작업 현장에서 이용되고 있으며, 각각의 요소부품의 다양한 형상의 차이와 앞선 공정에서 다양한 경로로부터 공급되는 각각의 요소부품을 핸들링하기 위해서는 각각의 요소부품에 부응하는 복수의 로봇이 설치되게 된다.

특히, 프레스에서 소재를 자동으로 로딩 및 언로딩하기 위해서 프레스의 일측에 설치된 로봇에는 테이블에 적재되어 있는 소재를 각각 흡착하여 이송시키기 위한 소재 이송장치가 설치되게 된다.

상기 소재 이송장치는 소재를 진공에 의해 흡착하기 위한 복수개의 흡착수단이 설치되며, 소재의 크기 및 형상에 따라 흡착수단의 흡착 위치도 달라진다.

이에 종래의 기술은, 소재의 크기 및 형상에 따라 흡착수단의 센터 조정을 작업자에 의해 수동으로 직접 조정해야 하는 불편함이 있었으며, 수동으로 하다 보니 소재의 센터에 맞게 흡착수단을 정확하게 조정하지 못함에 따라 소재를 다음 공정의 위치에 정확하게 이송시키지 못하여 불량이 발생하는 문제점이 있었다. 아울러, 수동에 의한 센터 조정 작업으로 인해 프레스 성형 작업이 전체적으로 정지가 되어 생산이 중단됨에 따라 생산 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 소재를 흡착하는 경우에 복수의 소재가 동시에 흡착되는 경우가 발생하면 자동으로 1매 분리가 되지 않아 해당 소재를 별도장소로 빼놓고 작업자가 일일이 분리해야 하는 번거로움이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 프레스 성형 시 사용되는 소재의 센터를 자동으로 감지하여 소재의 흡착 위치에 자동으로 위치하게 되고 소재를 안정적으로 흡착하여 다음 공정으로 이송하는 한편, 소재의 흡착 과정에서 소재의 두께를 감지하여 소재를 자동으로 1매씩 분리하여 1매의 소재만 흡착 이송시킬 수 있는 프레스 성형용 소재 이송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 프레스 성형용 소재 이송장치는, 소정의 간격을 두고 이격 설치되는 복수개의 지지프레임과; 구동부의 구동에 의해 회동되는 로봇 암과; 상기 지지프레임의 상부에 고정되어 상기 로봇 암과 결합되는 로봇 조인트 유닛과; 상기 지지프레임의 하부에 복수개로 설치되어 소재를 진공 흡착시키는 흡착수단과; 상기 흡착수단의 일측에 설치되어 소재의 위치를 감지하여 감지신호를 출력하는 위치감지수단과; 상기 지지프레임의 중간 하부에 설치되어 소재의 두께를 감지하여 감지신호를 출력하는 두께감지수단과; 상기 위치감지수단으로부터 출력되는 감지신호를 전달받아 상기 흡착수단의 작동을 제어하고, 상기 두께감지수단으로부터 출력되는 감지신호를 전달받아 상기 로봇 암의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 프레스 성형용 소재 이송장치는, 프레스 성형 시 사용되는 소재의 센터를 자동으로 감지하여 소재의 흡착 위치에 자동으로 위치하게 되고 소재를 안정적으로 흡착하여 다음 공정으로 이송함으로써, 셋팅 작업시간을 대폭 줄이는 한편 셋팅 작업을 위해 생산라인의 작동을 정지시킬 필요가 없어짐에 따라 생산 가동률을 증대시키는 효과가 있다.

또한, 소재를 흡착하여 이송하는 과정에서 소재의 두께를 감지하여 다수층으로 적층된 소재를 자동으로 1매씩 분리 흡착하여 프레스에 이송할 수 있고 1매 이상의 소재가 붙어있는 경우 이송장치를 이용 소재의 한쪽면만 상승하강을 반복시켜 다시 1매씩 분리되게 한 후 흡착 이송시키는 효과도 있다.

또한, 소재 흡착 시 소재의 형상 및 크기에 따라 소재접촉이 없는 흡착패드 공압라인은 공압을 차단함으로써 공압소모량을 줄이는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 프레스 성형용 소재 이송장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 프레스 성형용 소재 이송장치를 도시한 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 프레스 성형용 소재 이송장치를 도시한 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 프레스 성형용 소재 이송장치를 도시한 측면도.

본 발명에 따른 프레스 성형용 소재 이송장치는, 소정의 간격을 두고 이격 설치되는 복수개의 지지프레임과; 구동부의 구동에 의해 회동되는 로봇 암과; 상기 지지프레임의 상부에 고정되어 상기 로봇 암과 결합되는 로봇 조인트 유닛과; 상기 지지프레임의 하부에 복수개로 설치되어 소재를 진공 흡착시키는 흡착수단과; 상기 흡착수단의 일측에 설치되어 소재의 위치를 감지하여 감지신호를 출력하는 위치감지수단과; 상기 지지프레임의 중간 하부에 설치되어 소재의 두께를 감지하여 감지신호를 출력하는 두께감지수단과; 상기 위치감지수단으로부터 출력되는 감지신호를 전달받아 상기 흡착수단의 작동을 제어하고, 상기 두께감지수단으로부터 출력되는 감지신호를 전달받아 상기 로봇 암의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로봇 조인트 유닛은 상기 지지프레임의 사이에 중간 배치되고 일측이 개구되어 수용공간이 형성되는 케이스와, 상기 케이스의 상부에 고정되며 상기 로봇 암의 선단과 결합되도록 다수의 결합구가 형성되는 조인트 플레이트로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 소재의 크기 및 형상을 감지 후 연산을 통해 소재 중심에 자동으로 흡착수단을 위치시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 소재 흡착 시 소재의 크기 및 형상에 따라 소재와 접촉하고 있는 흡착수단에만 진공압이 발생되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡착수단에 의해 흡착되는 소재가 1매 이상으로 부착되는 경우에 상기 두께감지수단에 의해 출력된 감지신호가 제어부에 전송되고 상기 제어부의 제어에 의해 소재 1매가 분리될 때까지 상기 로봇 암이 상하 회동을 일정 회수 반복하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 프레스 성형용 소재 이송장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 프레스 성형용 소재 이송장치를 도시한 정면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 프레스 성형용 소재 이송장치를 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 프레스 성형용 소재 이송장치를 도시한 측면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프레스 성형용 소재 이송장치는 지지프레임(1), 로봇 암(2), 로봇 조인트 유닛(3), 흡착수단(4), 위치감지수단(5), 두께감지수단(6), 제어부(미도시)를 포함한다.

본 발명에 따른 프레스 성형용 소재 이송장치는, 제어부의 제어에 의해 작동되어 소재의 이송 및 공급을 하는 다축으로 구성된 로봇의 선단에 결합되어, 소재를 흡착하여 프레스에 공급하는 역할을 하게 된다.

상기 지지프레임(1)은 복수개로 구성되며 소정의 간격을 두고 이격 설치되는 것으로, 직사각형의 바 형태로 이루어져 횡방향으로 서로 이격 배치된다.

상기 지지프레임(1)의 상부에는 상기 복수개의 지지프레임(1)에 교차되게 복수개의 연결프레임(11)이 연결되며, 상기 연결프레임(11)은 측면에 고정되는 'L'자 형태의 연결브라켓(12)에 의해 상기 지지프레임(1)에 연결 고정된다.

상기 각 지지프레임(1)의 상부에는 매니폴드(13)가 설치되며, 상기 매니폴드(13)는 진공발생기와 연결되는 것으로서 다기관으로 구비되는 장치를 말한다. 상기 매니폴드(13)는 관로를 통하여 흡착패드(42)와 연결된다.

한편, 상기 매니폴드(13)에는 솔레노이드밸브(14)가 장착되며, 상기 솔레노이드밸브(14)는 제어부의 제어에 의해 작동되며 관로를 선택적으로 개폐시킬 수 있도록 한다. 따라서, 상기 솔레노이드밸브(14)의 개폐에 따라 흡착패드(42)의 진공을 공급하거나 차단할 수 있는 것이다.

상기 로봇 암(2)은 구동부의 구동에 의해 회동되며, 로봇 조인트 유닛(3)의 조인트 플레이트(32)에 착탈 가능하게 결합된다.

상기 로봇 암(2)은 상기 흡착수단(4)에 의해 흡착되는 소재가 1매 이상으로 부착되는 경우에 상기 두께감지수단(6)에 의해 출력된 감지신호가 제어부에 전송되고 상기 제어부의 제어에 의해 상하로 회동될 수 있다.

따라서, 상기 흡착수단(4)에 의해 2매 이상의 소재가 동시에 흡착되는 경우에 상기 두께감지수단(6)에서 이를 감지하여 감지신호를 상기 제어부에 전송하게 되고, 상기 제어부에서는 감지신호에 따라 상기 로봇 암(2)의 작동을 작동하게 되는데, 이때 상기 로봇 암(2)이 상하 회동을 반복함으로써 소재의 한쪽면만 상승 하강시켜 1매만 분리시키게 되며, 1매의 소재가 분리될 때까지 일정 회수로 계속해서 작동을 하게 된다. 일정 회수이상 반복 시에도 소재의 1매 분리가 이루어지지 않을 경우 지정장소에 해당 소재를 이동시킨 후 재작업을 시작한다.

상기 로봇 조인트 유닛(3)은 상기 지지프레임(1)의 상부에 고정되어 상기 로봇 암(2)과 결합되는 것으로, 상기 지지프레임(1)의 사이에 중간 배치되고 일측이 개구되어 수용공간이 형성되는 케이스(31)와, 상기 케이스(31)의 상부에 고정되며 상기 로봇 암(2)의 선단과 결합되도록 다수의 결합구(321)가 형성되는 조인트 플레이트(32)로 구성된다.

상기 케이스(31)는 내부에 수용공간이 마련된 사각 형태로 이루어지고 전,후방 및 하부가 개방되게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 조인트 플레이트(32)는 원판 형태로 이루어지고 상기 케이스(31)의 상부에 볼트 등으로 체결되어 고정된다.

상기 흡착수단(4)은 상기 지지프레임(1)의 하부에 복수개로 설치되어 소재를 진공 흡착시키는 역할을 하며, 상기 지지프레임(1)의 측면에 고정되는 홀더(41)와, 상기 홀더(41)에 고정되는 흡착패드(42)로 구성된다.

상기 홀더(41)는 'L'자 형태로 이루어지며 상기 지지프레임(1)에 볼트 등으로 체결 고정되고 상기 지지프레임(1)의 측면에 고정되어 하부 방향으로 수직 형성되며, 소재의 길이에 따라 홀더(41) 및 흡착패드(42)의 개수를 여러 개로 설치할 수 있다.

상기 흡착패드(42)는 상기 홀더(41)의 하부에 고정되며, 실질적으로 소재와 접촉되어 대상물을 흡착하는 역할을 하는 것으로, 통상적으로 이미 공지된 기술로서 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 위치감지수단(5)은 상기 흡착수단(4)의 일측에 설치되어 소재의 위치를 감지하여 감지신호를 출력하는 것으로, 상기 위치감지수단(5)은 위치감지센서로 이루어지며 상기 홀더(41)의 측면에 고정되는 고정브라켓(411)의 측면에 고정 설치된다.

상기 위치감지수단(5)은 상기 흡착수단(4)이 소재에 위치하게 되면 소재에 근접하게 위치한 위치감지수단(5)이 이를 감지하여 제어부에 감지신호를 전송하게 된다.

상기 두께감지수단(6)은 상기 지지프레임(1)의 중간 하부에 설치되어 소재의 두께를 감지하여 감지신호를 출력하는 것으로, 2매 이상의 소재가 부착되어 그 두께가 기 설정된 두께의 값보다 큰 경우 이를 감지하여 신호를 출력하는 2매감지센서로 이루어진다.

한편, 상기 두께감지수단(6)의 하부에는 상기 흡착수단(4)의 흡착패드(42) 보다 큰 직경을 갖는 흡착패드(61)가 구비된다. 따라서, 소재의 중심에 위치하는 두께감지수단(6)에 직경이 큰 흡착패드(61)를 구비함으로써, 소재의 흡착 시 강한 흡착력을 제공하게 된다.

상기 제어부는 상기 위치감지수단(5)으로부터 출력되는 감지신호를 전달받아 상기 흡착수단(4)의 작동을 제어하고, 상기 두께감지수단(6)으로부터 출력되는 감지신호를 전달받아 상기 로봇 암(2)의 작동을 제어하는 역할을 한다.

상기 제어부는 소재 이송장치가 소재 상부에서 전후좌우로 각 1회 이동하면서 소재의 크기 및 형상을 감지 후 연산을 통해 소재 중심에 자동으로 흡착수단(4)을 위치시키도록 제어하고, 소재 흡착 시 소재의 크기 및 형상에 따라 소재와 접촉하고 있는 흡착수단(4)의 흡착패드(42)에만 진공압이 발생되도록 제어하여 흡착 시 공압소모량을 줄일 수 있는 것이다.

상기 제어부는 프레스 생산라인의 최전방에 별도의 제어실을 마련하고 그 내부에 설치되게 하여 작업자 외의 다른 사람은 출입을 제한하게 한다.

이하, 본 발명에 따른 프레스 성형용 소재 이송장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제어부의 제어에 의해 조인트 플레이트(32)에 결합된 로봇 암(2)이 구동되면서 연동되는 소재 이송장치가 다수로 적재되어 있는 소재의 상부를 전후좌우로 각1회씩 이동하면서 위치감지수단(5)이 소재의 크기 및 형상을 감지하여 감지신호를 제어부에 전송하면 제어부는 소재 중심을 연산하여 흡착패드(42)가 소재 센터에 위치하도록 로봇 암(2)을 구동시킨다.

지지프레임(1)에 고정된 복수개의 흡착패드(42)가 소재의 상면에 면접하면서 위치감지수단(5)이 이를 감지하여 제어부에 감지신호를 전송한다.

위치감지수단(5)의 감지신호를 전달받은 제어부는 진공펌프(미도시)를 가동시킨 후 소재를 흡착하는 흡착패드(42)에만 진공을 공급하기 위해 매니폴드(13)에 있는 솔레노이드밸브를 개방하도록 제어한다.

한편, 흡착패드(42)에 의해 소재를 흡착하면서 2매 이상의 소재가 동시에 흡착되는 경우에는 상기 두께감지수단(6)에서 이를 감지하여 감지신호를 상기 제어부에 전송하게 되고, 상기 제어부에서는 감지신호에 따라 상기 로봇 암(2)의 작동을 작동하게 되는데, 이때 소재 1매로 분리될 때까지 상기 로봇 암(2)이 상하 회동을 일정 회수 반복한다. 따라서 소재는 한쪽면만 상승하강 운동하게 되면서 1매만 분리 된다.

일정 회수이상 반복 시에도 소재의 1매 분리가 이루어지지 않을 경우 지정장소에 해당 소재를 이동시킨 후 재작업을 진행한다.

상기 흡착패드(42)에 의해 원활하게 흡착된 소재는 로봇 암(2)의 작동에 따라 이송되어 프레스에 공급한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

1 : 지지프레임
11 : 연결프레임
12 : 연결브라켓
13 : 매니폴드
14 : 솔레노이드밸브
2 : 로봇 암
3 : 로봇 조인트 유닛
31 : 케이스
32 : 조인트 플레이트
321 : 결합구
4 : 흡착수단
41 : 홀더
411 : 고정브라켓
42 : 흡착패드
5 : 위치감지수단
6 : 두께감지수단
61 : 흡착패드

Claims (5)

1. 소정의 간격을 두고 이격 설치되는 복수개의 지지프레임(1)과;
   구동부의 구동에 의해 회동되는 로봇 암(2)과;
   상기 지지프레임(1)의 상부에 고정되어 상기 로봇 암(2)과 결합되는 로봇 조인트 유닛(3)과;
   상기 지지프레임(1)의 하부에 복수개로 설치되어 소재를 진공 흡착시키는 흡착수단(4)과;
   상기 흡착수단(4)의 일측에 설치되어 소재의 위치를 감지하여 감지신호를 출력하는 위치감지수단(5)과;
   상기 지지프레임(1)의 중간 하부에 설치되어 소재의 두께를 감지하여 감지신호를 출력하는 두께감지수단(6)과;
   상기 위치감지수단(5)으로부터 출력되는 감지신호를 전달받아 상기 흡착수단(4)의 작동을 제어하고, 상기 두께감지수단(6)으로부터 출력되는 감지신호를 전달받아 상기 로봇 암(2)의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 로봇 조인트 유닛(3)은 상기 지지프레임(1)의 사이에 중간 배치되고 일측이 개구되어 수용공간이 형성되는 케이스(31)와, 상기 케이스(31)의 상부에 고정되며 상기 로봇 암(2)의 선단과 결합되도록 다수의 결합구(321)가 형성되는 조인트 플레이트(32)로 구성되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 소재 이송장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 소재의 크기 및 형상을 감지 후 연산을 통해 소재 중심에 자동으로 흡착수단(4)을 위치시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형소재 이송장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 소재 흡착 시 소재의 크기 및 형상에 따라 소재와 접촉하고 있는 흡착수단(4)에만 진공압이 발생되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 소재 이송장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 흡착수단(4)에 의해 흡착되는 소재가 1매 이상으로 부착되는 경우에 상기 두께감지수단(6)에 의해 출력된 감지신호가 제어부에 전송되고 상기 제어부의 제어에 의해 소재 1매가 분리될 때까지 상기 로봇 암(2)이 상하 회동을 일정 회수 반복하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 소재 이송장치.

Images