KR101343119B1 - 코일 포장용 로봇 결속장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코일 포장용 로봇 결속장치는 밴드롤로부터 밴딩되는 길의 밴드를 공급하는 밴드 공급유닛과, 코일의 포장에 사용되는 밴드를 잡는 그립유닛; 상기 그립유닛을 지지하며, 상기 밴드를 잡은 상기 그립유닛을 상기 코일의 주변부에서 선회시켜 상기 코일에 상기 밴드가 감기도록 하고, 상기 밴드를 체결위치로 이동시키는 그립로봇;과 상기 밴드를 상기 그립유닛으로 제공하며, 상기 밴드를 그립유닛으로 유도하기 위하여 밴드를 공급하고 체결위치에서 상기 잔량의 밴드를 되감기한 후 상기 밴드를 체결하는 헤드유닛;을 포함하며, 상기 그립유니트는 밴딩 시 헤드유닛에 의해 밴딩되는 동안 지지는 보조 밴드 그립부를 더 구비한다.

Description

코일 포장용 로봇 결속장치{Robot binding apparatus for coil packaging}

본 발명은 포장용 로봇 결속장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코일의 포장 시 밴드의 공급구조의 그립 유니트가 개선된 코일 포장용 로봇 결속장치에 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 형태로 감겨져 제공된다.

도 1은 코일과 코일의 포장용 자재의 결합관계를 나타낸 분해사시도이다. 도 1을 참조하면, 코일 형태로 감긴 강판(이하, 코일)(10)은 방습을 위해 코일(10)의 내, 외주에 권취되는 방청지(11), 코일(10)의 외주면을 보호하는 외주보호판(12), 코일의 내주면을 보호하는 내주보호판(13), 코일(10)의 양측면을 보호하는 단면측판(14), 코일(10)의 내주면에 내주보호판(11)을 고정시키는 내주링(15) 및 코일(10)의 외주면에 외주보호판(12)을 고정시키는 외주링(16)를 포함하는 포장용 자재로 코일(10)의 내, 외주면을 포장한다.

이러한 코일을 결속하기 위한 종래의 코일 결속장치는 코일 결속공정을 위한 공간의 운영이 비효율적이며, 초기 설비투자 비용의 증가로 이어지는 문제점이 있다.

이러한 점을 감안하여 본 발명인은 코일 포장용 로봇 결속장치를 출원한 바 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 밴드의 공급시 밴드와 헤드부와 유닛과의 마찰이 사대적으로 커지는 것을 방지하고, 헤드유닛에 의해 코일이 밴딩되는 과정에서 코일을 그립에 의해 지지하여 코일을 밴딩하는 밴드가 처지는 것을 방지할 수 있는 코일 포장용 로봇 결속장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 그립을 이단 지지하여 그립의 손상을 방지할 수 있는 코일 포장용 로봇 결속장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 코일포장용 로봇 결속장치는
밴드롤로부터 밴딩되는 길이의 밴드를 공급하는 밴드 디스펜서와,
코일의 포장에 사용되는 밴드를 잡는 그립유닛; 상기 그립유닛을 지지하며, 상기 밴드를 잡은 상기 그립유닛을 상기 코일의 주변부에서 선회시켜 상기 코일에 상기 밴드가 감기도록 하고, 상기 밴드를 체결위치로 이동시키는 그립로봇;과
상기 밴드를 상기 그립유닛으로 제공하며, 상기 밴드를 그립유닛으로 유도하기 위하여 밴드를 공급하고 체결위치에서 상기 잔량의 밴드를 되감기한 후 상기 밴드를 체결하는 헤드유닛;을 포함하며,
상기 그립유닛은 밴딩 시 헤드유닛에 의해 밴딩되는 동안 지지하는 보조 밴드 그립부를 구비한 것을 그 특징으로 한다.

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본 발명에 있어서, 상기 밴드 공급유닛은 밴드롤로부터 공급되는 밴드를 양측에서 가압하여 공급하는 한쌍의 공급롤러와, 상기 공급롤러 중 하나를 구동시켜 롤러의 회전수를 제어함으로써 밴드의 공급길이를 제어하기 위한 스탭핑 모터를 구비한다.

본 발명의 코일 포장용 로봇 결속장치는 밴드의 길이를 공급함으로써 헤드부 유닛 밴드와의 마찰을 최소화 할 수 있으며, 그립유닛에 의해 밴드의 파지시 이단그립함으로서 밴드와 그립과의 마찰에 의한 마모를 방지할 수 있다.

그리고 그립유닛에 보조 밴드 그립부가 더 구비되어 있으므로 코일의 밴딩 시 밴드가 밴딩부위로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치를 나타낸 사시도이다. 도 2를 참조하면, 로봇 결속장치는 밴드공급기(100), 헤드유닛(300), 헤드로봇(301), 그립유닛(400), 그립로봇(401) 및 제1, 제2 로봇이송기(302, 402)를 포함한다.

밴드공급기(100)는 코일(50)의 포장에 사용되는 밴드(B)를 감고있는 밴드저장부(110)와, 밴드저장부(110)로부터 밴드(B)를 일정량씨 공급하기 위한 밴드디스팬서(120)를 포함한다.

상기 밴드 디스펜서(120)은 코일(50)에 밴딩되는 밴드(B)를 사용량식 지속적으로 간헐적으로 공급하기 위한 것으로, 밴드를 인출하기 위하여 밴드를 양측에서 지지하는 한 쌍의 롤러(121)(122)들과, 상기 롤러(121)(122)들의 회전수를 제어하며 구동시킬 수 있는 스텝핑모터(123)를 구비한다. 여기에서 상기 롤러(121)(122)에는 이의 회전수를 측정할 수 있는 회전수감지센서가 더 구비될 수 있다.

상기 밴드 디스펜서는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 , 코일(50)에 감기는 밴드(B)를 코일에 감기는 길이씩 공급할 수 있는 구조이면 가능하다.

헤드유닛(300)은 밴드공급기(100)로부터 밴드(B)를 공급받아 밴드(B)의 선단를 토출한다. 그립유닛(400)은 헤드유닛(300)으로부터 토출되는 밴드(B)의 선단를 잡는다. 헤드로봇(301) 및 그립로봇(401)은 6축 자유도를 갖는 관절형 로봇으로 마련된다.

제1, 2 로봇이송기(302, 402)는 헤드유닛(300)과 그립유닛(400)을 각각 지지한다. 제1, 2 로봇이송기(302, 402)는 헤드로봇(301)과 그립로봇(401)을 직선이송시킨다. 제1, 제2 로봇이송기(302, 402)는 동력모터와 랙-피니언을 포함하는 리니어 액추에이터, 엘엠모터와 엘엠가이드를 포함하는 리니어 액추에이터, 동력모터과 이송레일 및 볼스크류를 포함하는 리니어 액추에이터 중 어느 하나로 구현할 수 있다.

헤드로봇(301)과 그립로봇(401)은 제1, 제2 로봇이송기(302, 402)에 의해 직선이송되어 7축 자유도가 구현된다.

헤드로봇(301)과 그립로봇(401)의 사이에는 코일지지대(60)가 배치된다. 코일지지대(60)는 방청지(미도시), 단면측판(51), 내주보호판(52), 외주보호판(53), 내주링(54) 및 외주링(55)에 의해 포장된 코일(50)을 지지한다. 코일지지대(60)는 코일(50)을 지면으로부터 이격되도록 지지되는데, 본 발명에 있어서는 별도의 승강수단을 구비할 필요가 없다.

한편, 헤드유닛(300)과 헤드로봇(301)에는 밴드공급기(100)로부터 헤드유닛(300)으로 공급되는 밴드(B)를 지지하는 공급가이드(Ba)가 결합된다. 공급가이드(Ba)는 헤드로봇(301)의 자세 변화에 따라 변형될 수 있는 탄성체로 마련되는 것이 바람직하다. 이러한 공급가이드(Ba)는 헤드유닛(300)으로 공급되는 밴드(B)가 헤드로봇(301) 및 헤드유닛(300)에 감겨 엉키는 것을 방지한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 로봇 결속장치의 구성 및 작용에 대해 좀 더 상세하게 설명하도록 한다.

도 3은 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 헤드유닛을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 헤드유닛을 나타낸 분해사시도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 헤드유닛(300)은 밴드이송부(310), 밴드체결부(320), 패드공급부(330) 및 밴드절단부(340)를 포함한다.

그리고 헤드유닛(300)은 밴드이송부(310), 밴드체결부(320), 패드공급부(330) 및 밴드절단부(340)를 지지하는 브라켓(350)을 포함한다. 브라켓(350)과 헤드로봇(301) 회동단부의 사이에는 회동부(360)가 배치되어, 브라켓(350)이 헤드로봇(301)의 회동단부로부터 회동 가능하도록 한다.

밴드이송부(310)는 밴드공급기(100)로부터 공급되는 밴드(B)를 이송하여 밴드(B)의 선단을 헤드유닛(300)의 외부로 토출한다. 또한, 밴드이송부(310)는 코일(50)에 감긴후 헤드유닛(300)으로 재삽입되는 밴드(B)의 선단을 밴드체결부(320)로 이송한다. 또한, 밴드이송부(310)는 코일(50)에 감긴 밴드(B)를 견고하게 권취하기 위해 밴드(B)를 되감는다.

패드공급부(330)는 헤드로봇(301)에 의해 헤드유닛(300)이 체결위치로 이동되면, 밴드체결부(320)로 패드를 공급한다.

밴드체결부(320)는 밴드(B)의 체결전 코일(50)의 외주면에 패드를 부착시킨다. 또한, 밴드체결부(320)는 서로 겹쳐진 밴드(B)를 용융시켜 밴드(B)를 체결한다.

밴드절단부(340)는 헤드유닛(300)으로 재삽입된 밴드(B)의 선단을 고정하여, 밴드(B)의 되감기를 수행할 수 있도록 한다. 또한, 밴드절단부(340)는 밴드(B)의 체결후 밴드(B)의 체결부위 이후를 절단한다.

도 5는 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 헤드유닛 중 밴드이송부를 나타낸 분해사시도이다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 밴드이송부(310)는 회전력을 제공하는 구동모터(311)와, 구동모터(311)의 회전축에 결합되는 가감속기(312)와, 가감속기(312)의 회전축에 결합되는 이송롤러(313)를 포함한다.

또한, 밴드이송부(310)는 밴드공급기(100)로부터 공급되는 밴드(B)의 경로에 배치되는 복수의 가이드롤러(341a)와, 복수의 가이드롤러(341a)의 하방에 배치되어 밴드절단부(340)로 연장되는 제1 밴드가이드(314b)와, 제1 밴드가이드(314b)의 외측에 배치되어 밴드절단부(340)로 연장되는 제2 밴드가이드(314c)와, 밴드체결부(320)의 하측에 배치되는 밴드스톱퍼(314d)를 포함한다.

또한, 밴드이송부(310)는 이송롤러(313)의 상측에 배치되는 백업롤러(315)와, 백업롤러(315)의 회전축에 결합되는 백업링크(315a)와, 백업링크(315a)에 결합되는 백업실린더(316)를 포함한다. 밴드이송부(310)는 가감속기(312)의 회전축에 결합되는 제1 출력기어(313a)와, 백업롤러(315)의 회전축에 결합되는 제1 입력기어(315b)를 포함한다.

백업링크(315a)는 백업실린더(316)에 의해 회동되며, 백업롤러(315)는 백업링크(315a)에 의해 이동되어 이송롤러(313)에 접촉된다. 이때 제1 입력기어(315b)는 제1 출력기어(313a)에 치합된다.

이하, 헤드유닛(300)의 밴드(B) 이송 동작에 대해 설명하도록 한다.

밴드공급기(100)로부터 공급되는 밴드(B)는 복수의 가이드롤러(341a)에 지지되며 이송롤러(313)로 향한다. 복수의 가이드롤러(341a)는 밴드(B)의 상, 하, 좌, 우를 함께 지지하여 밴드(B)가 꼬이는 것을 방지한다. 복수의 가이드롤러(341a)를 통과한 밴드(B)는 제1 밴드가이드(314b)를 따라 이송롤러(313)로 안내된다.

구동모터(311)는 밴드(B)를 이송하기 위해 정회전되며, 가감속기(312)는 구동모터(311)의 회전속도를 가감속하여 이송롤러(313)를 회전시킨다. 이때 백업롤러(315)는 이송롤러(313)에 접촉되고, 제1 입력기어(315b)는 제1 출력기어(313a)에 치합된 상태이다. 백업롤러(315)는 제1 출력기어(313a)로부터 제1 입력기어(315b)로 회전력을 전달받아, 이송롤러(313)의 회전방향에 대하여 역방향으로 회전된다.

밴드(B)는 이송롤러(313)와 백업롤러(315)에 접촉되어 이송되며, 제1 밴드가이드(314b)와 제2 밴드가이드(314c)의 사이를 통과한다. 밴드(B)의 선단은 밴드절단부(340)와 밴드체결부(320)를 지나 밴드스톱퍼(314d)에 도달한다. 밴드스톱퍼(314d)는 밴드(B)의 진행을 차단하며, 밴드(B)의 선단은 밴드스톱퍼(314d) 상에 위치한다.

여기서, 밴드스톱퍼(314d)는 밴드(B)의 선단이 접촉됨에 따라 회동되도록 마련된다. 밴드스톱퍼(314d)의 회동단부에는 밴드스톱퍼(314d)의 회동을 감지하는 위치감지기(314e)가 배치된다. 위치감지기(314e)는 밴드스톱퍼(314d)가 회동됨에 따라 밴드스톱퍼(314d)의 회동단부에 접촉되어 접촉신호를 발생시킨다.

밴드(B)의 선단이 밴드스톱퍼(314d)에 위치하면, 그립유닛(400)은 밴드(B)의 선단을 잡고, 그립로봇(401)은 그립유닛(400)을 코일(50)의 주변부에서 선회시킨다. 이때 백업실린더(316)는 백업링크(315a)를 회동시킨다. 백업링크(315a)의 회동에 따라 백업롤러(315)는 이송롤러(313)로부터 이격되며, 백업롤러(315)와 이송롤러(313)의 사이를 통과하는 밴드(B)는 원활하게 인출된다.

한편, 그립로봇(401)은 밴드(B)를 체결위치로 이동시킨다. 밴드(B)의 선단은 제2 밴드가이드(314c)의 외측으로 삽입된다. 밴드(B)의 선단은 제2 밴드가이드(314c)의 외측에 형성되는 제1 밴드수용홈(314ca)에 수용된다. 밴드(B)의 선단은 이후에 설명될 가압이송기(317)의 가압이송롤러(317h)(도 6 참조)에 의해 밴드스톱퍼(314d)까지 도달한다.

밴드(B)의 선단이 밴드스톱퍼(314d)를 접촉함에 따라 밴드스톱퍼(314d)는 회동되어 접촉신호를 발생시키고, 구동모터(311)는 역회전된다. 또한, 접촉신호의 발생에 따라 백업실린더(316)는 백업링크(315a)를 회동시킨다. 백업링크(315a)의 회동에 따라 백업롤러(315)는 이송롤러(313) 측으로 이동되며, 제1 입력기어(315b)는 제1 출력기어(313a)에 치합된다. 이때 밴드절단부(340)는 밴드(B)의 선단을 고정하며, 백업롤러(315)와 이송롤러(313)의 사이에는 밴드공급기(100)로부터 공급되는 밴드(B)가 위치한다.

구동모터(311)의 역회전에 따라 가감속기(312)는 구동모터(311)의 회전속도를 가감속하여 이송롤러(313)를 역회전시킨다. 이때 백업롤러(315)는 제1 출력기어(313a)에 치합된 제1 입력기어(315b)에 의해 회전력을 전달받아, 이송롤러(313) 회전방향의 역방향으로 회전된다.

밴드(B)는 이송롤러(313)와 백업롤러(315)에 접촉되어 되감기며, 코일(50)에 감긴 밴드(B)의 장력은 증가된다.

여기서, 백업롤러(315)의 측면에는 외경 중 일부에 돌출되는 단턱(315e)이 형성되며, 단턱(315e)이 형성된 백업롤러(315)의 측면부에는 백업롤러(315)의 회전에 따라 단턱(315e)의 회전을 감지하는 장력감지기(315f)가 배치된다. 백업롤러(315)의 회전속도는 밴드(B)의 장력과 반비례한다. 즉, 밴드(B)의 장력이 증가됨에 따라, 백업롤러(315)의 회전속도는 점차 감소한다. 이후 밴드(B)의 장력이 구동모터(311)의 회전력과 동일하게 형성되면, 백업롤러(315)는 더 이상 회전되지 않는다. 백업롤러(315)가 회전하지 않으면, 장력감지기(315f)에는 접촉신호가 유지되거나, 접촉신호가 발생되지 않는다.

이와 같이 장력감지기(315f)의 접촉신호가 일정 시간동안 유지되거나, 일정 시간동안 접촉신호가 발생되지 않으면, 구동모터(311)는 역회전이 정지되며 밴드(B)의 되감기가 종료된다.

한편, 밴드이송부(310)는 백업롤러(315)의 회전축에 결합되는 기어링크(315c)와, 기어링크(315c)에 결합되는 제2 출력기어(315d)를 포함한다. 또한, 밴드이송부(310)는 제2 밴드가이드(314c)의 일측방에 배치되며, 제1 밴드수용홈(314ca)의 전면에 출몰되어 제1 밴드수용홈(314ca)을 개폐시키는 가압이송기(317)를 더 포함한다.

도 6은 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 헤드유닛 중 가압이송기를 나타낸 분해사시도이다. 도 6을 참조하면, 가압이송기(317)는 제2 가압이송 기(317)의 일측방에 배치되는 개폐바(317a)를 포함한다. 개폐바(317a)의 소정부에는 개폐링크(317b)가 결합되며, 개폐링크(317b)에는 개폐실린더(317c)가 결합된다.

또한, 가압이송기(317)는 개폐링크(317b)의 양측면에 결합되는 복수의 개폐롤러(317d)와, 복수의 개폐롤러(317d)의 이동경로를 형성하는 개폐레일(317e)을 포함한다. 개폐레일(317e)은 내부에 복수의 개폐롤러(317d) 중 어느 하나를 구속하고, 개폐롤러(317d)의 이동거리를 제한하는 장공 형태의 개폐가이드홀(317f)이 형성된다. 또한, 개폐레일(317e)은 개폐가이드홀(317f)에 대응되는 직선구간과, 말단부에 개폐가이드홀(317f)과 동축을 이루는 곡선구간을 포함한다.

또한, 가압이송기(317)는 개폐바(317a)에 결합되는 제2 입력기어(317g)와, 제2 입력기어(317g)의 회전축에 결합되는 가압이송롤러(317h)를 포함한다.

이하, 헤드유닛(300)의 밴드(B) 개폐 동작에 대해 설명하도록 한다.

상술한 바와 같이, 그립유닛(400) 및 그립로봇(401)에 의해 헤드유닛(300)으로 재 삽입되는 밴드(B)의 선단은 제2 밴드가이드(314c)의 외측에 형성되는 제1 밴드수용홈(314ca)으로 삽입된다. 이때 개폐실린더(317c)는 제1 밴드수용홈(314ca)으로부터 밴드(B)가 이탈되는 것을 방지하기 위해 개폐링크(317b)를 전진시킨다.

개폐실린더(317c)가 개폐링크(317b)를 전진시키면, 복수의 개폐롤러(317d)는 개폐레일(317e)의 직선구간을 따라 이동된다. 개폐가이드홀(317f)에 구속되는 개폐롤러(317d)는 개폐가이드홀(317f)의 말단부에 이동이 정지되며, 나머지 개폐롤러(317d)들은 개폐레일(317e)의 곡선구간을 따라 더 이동된다. 따라서 개폐링크(317b)는 개폐가이드홀(317f)의 말단부에 이동이 제한되는 개폐롤러(317d)를 회 동축으로 하여 제1 밴드수용홈(314ca) 측으로 회동된다. 개폐바(317a)는 개폐링크(317b)을 따라 회동되어 제1 밴드수용홈(314ca)을 닫는다.

이때, 가압이송롤러(317h)는 제1 밴드수용홈(314ca)에 수용된 밴드(B)를 가압하며, 제2 입력기어(317g)는 제2 출력기어(315d)에 치합된다. 가압이송롤러(317h)는 제2 출력기어(315d)를 통해 제2 입력기어(317g)로 회전력을 전달받아 회전하며, 밴드(B)를 밴드스톱퍼(314d)로 이송시킨다.

도 7은 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 헤드유닛 중 밴드체결부를 나타낸 분해사시도이다. 도 7을 참조하면, 밴드체결부(320)는 서로 겹쳐진 밴드(B)를 용접하는데 필요한 전원을 공급하는 전원공급기(321)를 포함한다. 전원공급기(321)에는 제1, 2 전극바(321a, 321b)가 연결된다. 제1 전극바(321a)에는 용접팁(322a)이 장착된 용접건(322)이 결합되며, 제2 전극바(321b)에는 지지패널(324)이 연결된다. 용접건(322)은 용접실린더(323)에 의해 전, 후진이 가능하도록 마련된다.

이하, 헤드유닛(300)의 밴드(B) 체결 동작에 대해 설명하도록 한다.

상술한 바와 같이, 헤드유닛(300)으로 밴드(B)의 선단이 재삽입되고 가압이송롤러(317h)에 의해 밴드(B)의 선단이 밴드스톱퍼(314d)까지 이송되면, 밴드(B)는 밴드체결부(320)에서 서로 겹쳐진다. 이때 용접건(322)은 서로 겹쳐진 밴드(B)의 내측에 위치하고, 지지패널(324)은 서로 겹쳐진 밴드(B)의 외측에 위치한다.

전원공급기(321)는 제1, 제2 전극바(321b)로 전원을 공급한다. 제1 전극바(321a)는 용접건(322)으로 전원을 전달하며, 제2 전극바(321b)는 지지패널(324) 로 전원을 전달한다. 용접실린더(323)는 용접건(322)을 전진시킨다. 용접건(322)의 전진에 따라 용접팁(322a)은 서로 겹쳐진 밴드(B)의 내측을 가압하고, 지지패널(324)의 후면은 서로 겹쳐진 밴드(B)의 외측을 지지한다. 이에 따라 서로 겹쳐진 밴드(B)는 압착되며, 용접팁(322a)과 지지패널(324)은 통전된다. 용접팁(322a)과 지지패널(324)이 통전됨에 따라 서로 압착된 밴드(B)는 발열되고, 용융되어 체결된다.

한편, 용접건(322)과 체결된 밴드(B)의 사이에는 분리대(322b)가 배치된다. 분리대(322b)는 밴드(B)의 체결후 밴드(B)에 압착된 용접팁(322a)의 분리가 용이하도록 용접건(322)이 후진하는 동안 밴드(B)를 지지하는 역할을 한다.

그리고 용접건(322)과 용접팁(322a)은 복수로 마련되는 것이 바람직하다. 복수의 용접건(322)과 복수의 용접팁(322a)은 서로 압착된 밴드(B)의 복수 개소에서 용접점을 동시에 형성할 수 있다. 이에 따라 밴드(B) 체결에 소비되는 공정시간을 단축할 수 있으며, 밴드(B)를 견고하게 체결할 수 있다.

한편, 밴드체결부(320)는 지지패널(324)을 지지하는 패널바(325)와, 패널바(325)에 결합되는 패널실린더(326)와, 일단부가 패널바(325)에 힌지 결합되고 타단부가 패널실린더(326)에 고정되는 패널링크(327)를 포함한다.

패널실린더(326)는 패널바(325)를 전진시키며, 패널바(325)는 패널링크(327)의 힌지축을 회동축으로 하여 회동된다. 패널바(325)의 회동에 따라 지지패널(324)은 밴드(B)의 체결위치로부터 패드공급부(330) 측으로 회동된다.

이러한 지지패널(324)의 회동작동은 패드공급부(330)로부터 공급되는 패드를 코일(50)과 밴드(B)의 사이로 이송하기 위한 것이다. 따라서 지지패널(324)의 전면부에는 패드공급부(330)로부터 공급되는 패드가 수용되는 패드수용홈(324a)이 형성되며, 패드수용홈(324a)의 내측에는 패드를 탄성지지하는 패드그립(324b)이 마련된다.

도 8은 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치 중 헤드유닛의 패드공급부를 나타낸 분해사시도이다. 도 8을 참조하면, 패드(P)는 코일(50)에 부착이 용이하도록 내부에 마그네틱이 포함되어 제공된다.

패드공급부(330)는 복수의 패드(P)의 저장공간을 형성하는 패드저장고(331)와, 패드저장고(331) 내부에 저장된 복수의 패드(P)를 탄성지지하는 탄성지지바(332)를 포함한다. 패드저장고(331)의 전면에는 패드(P)가 배출되는 배출구(331a)가 형성되며, 배출구(331a)의 외부에는 탄성지지바(332)에 의해 탄성지지되는 패드(P)의 이탈을 방지하며 패드(P)의 공급경로를 형성하는 패드가이드(333)가 배치된다. 패드가이드(333)의 내부에는 패드가압바(334)가 마련되며, 패드가압바(334)는 패드링크(335)에 결합되고, 패드링크(335)는 패드실린더(336)의 출력단에 힌지 결합된다.

이하, 헤드유닛의 패드(P) 공급 동작에 대해 설명하도록 한다.

패드실린더(336)는 패드(P)의 공급을 위해 패드링크(335)를 전진시킨다. 패드링크(335)는 힌지축을 회동축으로 하여 회동되며, 패드가압바(334)는 패드가이드(333)에 대기하고 있는 패드(P)를 가압한다. 패드(P)는 패드가이드(333)로부터 지지패널(324)로 공급된다. 지지패널(324)로 공급된 패드(P)는 패드수용홈(324a)에 수용되며, 패드그립(324b)에 의해 패드수용홈(324a)으로부터 이탈되는 것이 방지된다.

패드수용홈(324a)에 패드(P)가 수용되면, 지지패널(324)은 밴드(B)의 체결위치로 회동된다. 이때 지지패널(324)의 전면부는 코일(50)의 외주면에 근접되고, 마그네틱을 포함하는 패드(P)는 코일(50)의 외주면에 부착된다. 이후 코일(50)에 감긴 밴드(B)가 되감기면서 패드(P)는 코일(50)과 밴드(B)의 사이에 고정된다.

코일(50)의 외주면에 부착된 패드(P)는 밴드(B)를 되감은 후 코일(50)의 외주면과 밴드(B)의 사이에 약간의 공간을 형성한다. 패드(P)에 의해 형성된 공간은 코일(50)의 수요자에게 밴드(B)의 해체공구를 삽입할 수 있는 편의를 제공한다.

도 9는 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 헤드유닛 중 밴드절단부를 나타낸 분해사시도이다. 도 9에 도시된 바와 같이 밴드절단부(340)는 제2 밴드가이드(314c)를 따라 이송되는 밴드(B)의 경로에 배치되는 가이드블록(341)을 포함한다. 가이드블록(341)은 전면에 형성되는 제2 밴드수용홈(341a)이 형성된다.

또한, 밴드절단부(340)는 밴드(B)의 선단을 고정하는데 필요한 동력을 제공하는 고정실린더(342)와, 고정실린더(342)로부터 제공되는 동력을 이용해 밴드(B)를 고정하는 고정기(343)를 포함한다.

또한, 밴드절단부(340)는 밴드(B)의 체결부위 이후를 절단하는데 필요한 동력을 제공하는 절단실린더(344)와, 절단실린더(344)로부터 제공되는 동력을 이용해 밴드를 절단하는 절단기(345)를 포함한다.

또한, 밴드절단부(340)는 고정실린더(342)와 절단실린더(344)의 각 동력을 고정기(343)와 절단기(345)로 전달하는 동력전달기(346)를 포함한다.

동력전달기(346)는 고정실린더(342)의 출력단에 결합되는 고정구동랙(346a), 절단실린더(344)의 출력단에 결합되는 절단구동랙(346b), 고정구동랙(346a)과 절단구동랙(346b)에 치합되는 피니언(346c), 피니언(346c)의 회전축에 결합되는 가동링크(346d) 및 가동링크(346d)에 하나의 힌지축에 결합되는 한쌍의 회동링크(346e)를 포함한다. 고정기(343)는 한쌍의 회동링크(346e)에 각각 힌지 결합되는 한쌍의 클램프(343a, 343b)를 포함한다. 절단기(345)는 가동링크(346d)의 힌지축에 결합되는 이송카타(345a)와, 가이드블록(341)의 하단에 고정되는 고정카타(345b)를 포함한다. 가이드블록(341)과 고정카타(345b)의 사이에는 절단기(345)를 향해 진행하는 밴드(B)를 지지하는 지지롤러(341b)를 포함한다.

도 10은 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 그립유닛을 나타낸 사시도이다. 도 10을 참조하면, 그립유닛(400)은 신축부(410), 그립부(420) 및 회전제어부(430)를 포함한다. 신축부(410)는 그립로봇(401)의 단부에 힌지결합되어 회동가능하도록 그립로봇(401)에 결합된다. 그립부(410)는 신축부(410)의 단부에 결합되며, 회전제어부(430)는 그립부(420)의 일측에 결합된다.

신축부(410)는 전장의 신축에 필요한 동력을 제공하는 신축실린더(411), 내부에 신축실린더(411)를 지지하는 외부프레임(412) 및 신축실린더(411)의 출력단에 결합는 내부프레임(413)을 포함한다.

신축부(410)는 그립부(420)를 그립로봇(401)의 단부로부터 신장시켜 헤드유닛(300)으로부터 토출된 밴드(B)의 선단으로 접근이 용이하도록 한다. 또한, 신축 부(410)는 헤드유닛(300)으로부터 토출된 밴드(B)의 선단을 잡고있는 그립부(420)를 그립로봇(401)의 단부 측으로 압축시켜 헤드유닛(300)으로부터 밴드(B)를 인출한다.

도 11은 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 그립유닛 중 그립부의 분해사시도이다. 도 11을 참조하면, 그립부(420)는 내부프레임(413)의 단부에 결합되는 그립실린더(425)를 포함한다. 상기 글립실린더는 2단실린더로 이루어져 밴드(B)의 파지가 이단으로 이루어질 수 있도록 함이 바람직하다.

그립실린더(425)의 외측면에는 한 쌍의 그립프레임(424)이 결합되며, 그립프레임(424)의 내측에는 그립실린더(425)의 출력단에 결합되는 로드블록(426)과, 로드블록(426)의 외측면에 결합되는 한쌍의 슬라이드바(427)가 배치된다. 한쌍의 슬라이드바(427)의 사이에는 한쌍의 그립퍼(421)가 배치된다. 한쌍의 그립퍼(421) 사이에는 탄성부재(421a)가 배치된다. 각 슬라이드바(427)와 각 그립퍼(421)의 사이에는 그립서포터(422)가 각각 배치된다.

한쌍의 그립서포터(422)는 한쌍의 그립퍼(421)의 외측면에 각각 삽입되어 고정되며, 한쌍의 그립퍼(421)는 그립프레임(424)에 회전가능하도록 지지되는 그립회전축(423)에 축결합된다.

한쌍의 슬라이드바(427)는 그립서포터(422)를 향한 내측면에 형성되는 제1 요철부(427a)를 포함하며, 한쌍의 그립서포터(422)는 제1 요철부(427a)에 치합되도록 슬라이드바(427)를 향한 외측면에 형성되는 제2 요철부(422a)를 포함한다. 제1 요철부(427a)에는 슬라이드바(427)의 길이방향을 장축으로 하는 장공형태로 형성되 며, 내부에 그립회전축(423)이 삽입되는 그립가이드홀(427b)이 형성된다.

도 12 및 도 13는 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 밴드 그립동작을 나타낸 작동도이다. 도 12 및 도 13을 참조하면, 제1 요철부(427a)와 제2 요철부(422a)가 치합된 상태에서 그립실린더(425)는 로드블록(426)을 전진시켜 한쌍의 슬라이드바(427)를 전진시킨다. 이때 한쌍의 슬라이드바(427)는 그립가이드홀(427b)의 내부에 위치한 그립회전축(423)의 지지를 받으며 전진한다.

이때, 한쌍의 슬라이드바는 한쌍의 그립퍼(421)의 외주면에 접촉된다. 즉, 제2 요철부(422a)의 오목부에 치합되어 있던 제1 요철부(427a)의 볼록부는 제2 요철부(422a)의 볼록부로 슬라이딩된다. 이에 따라 제1 요철부(427a)는 한쌍의 그립서포터(422)를 가압하고, 한쌍의 그립서포터(422)가 가압됨에 따라 한쌍의 그립퍼(421)의 간격이 좁아지게 되고 한쌍의 그립퍼(421)는 밴드(B)를 폭방향으로 가압하여 밴드(B)의 선단을 잡는다. 여기에서 상기 그립실린더는 이단으로 이루어져 있으므로 파지시 밴드(B)를 파지력이 가하여지지 않은 상태로 지지하고, 이 상태에서 코일(50)의 밴딩 시 밴드를 따라 이동될 수 있다.

다시 도 10 및 도 11을 참조하면, 회전제어부(430)는 그립회전축(423)에 결합되는 구동캠(431), 구동캠(431)에 힌지 결합되는 캠링크(432), 캠링크(432)에 힌지 결합되는 제어링크(433)를 포함한다. 또한, 회전제어부(430)는 그립프레임(424)의 외측면에 고정되는 지지프레임(434)과, 지지프레임(434)에 힌지결합되고 제어링크(433)의 상부에 배치되는 걸림쇠(435)를 포함한다.

또한, 회전제어부(430)는 탄성체로 마련되어 일단이 걸림쇠(435)에 결합되 고, 타단이 로드블록(426)에 결합되는 걸림유지부재(436)와, 탄성체로 마련되어 일단이 제어링크(733)에 결합되거 타단이 그립프레임(424)에 결합되는 복귀부재(437)를 포함한다.

상기 그립프레임(424)에는 보조 밴드 그립부(500)가 더 구비된다. 이 보조 밴드 그립부(500)는 도 14a 내지 14c에 도시된 바와 같이 상기 그립프레임(424)의 하면, 즉, 그립퍼(421)가 설치되는 부위의 하면에 보조 그립퍼(501)(502)가 회전가능하게 설치된다. 이 보조 그립퍼(501)(502)는 그립퍼(421)가 270ㅀ를 유지한 상태에서 밴드가 이탈되지 보조 프레임(420)의 양측으로 돌출될 수 있도록 설치된다.

이 보조 그립퍼(501)(502)는 상기 그립서포트(427)와 핀결합되어 연동될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 별도의 액튜에이터에 의해 회동될 수도 있다.

그리고 보조 밴드 그립부(500)의 보조그립퍼는 하방으로 회동될 수 있으며, 그립서포트의 이송력을 이용하여 작동될 수 있다. 도면에 도시되어 있지 않으나 상기 보조 그립부는 독립적인 파지부를 가진 구조로 이루어질 수도 있다.

도 14는 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 그립유닛 중 회전제어기의 그립퍼 회전제어 동작을 나타낸 작동도이다. 도 14를 참조하면, 헤드유닛(300)의 외부로 토출된 밴드(B)의 선단을 그립퍼(421)가 잡을 때, 구동캠(431)의 위치를 0ㅀ 라고 가정하자. 구동캠(431)의 위치가 0ㅀ도 일 때 캠링크(432)는 수평상태를 유지한다. 이때 걸림쇠(435)는 제어링크(733)의 상면에 위치하여 제어링 크(733)에 의해 지지된다.

계속해서, 그립로봇(401)에 의한 그립유닛(400)의 자세 변화에 따라 그립퍼(421)는 회전된다. 이때 구동캠(431)의 위치가 270ㅀ에 도달하면 캠링크(432)는 하향 회동된다. 캠링크(432)가 하향 회동됨에 따라 제어링크(733)는 그립퍼(421) 측으로 직선 이동된다. 이때, 걸림쇠(435)는 제어링크(733)의 지지를 받지 못하고 회동된다. 걸림쇠(435)는 제어링크(733)의 단부에 걸리며, 걸림유지부재(436)는 걸림쇠(435)를 탄성지지하여 제어링크(733)가 그립퍼(421)의 반대 측으로 직선 이동되는 것을 제한한다. 또한, 복귀부재(437)는 제어링크(733)의 자세가 수평을 유지하도록 탄성지지하여, 캠링크(432)의 회전각도가 270ㅀ를 넘지 않도록 한다.

만약, 구동캠(431)의 위치가 270ㅀ를 넘게 되면, 캠링크(432)는 다시 상승하게 되고, 제어링크(733)에 연결된 캠링크(432)는 제어링크(733)를 그립퍼(421)의 반대 측으로 이동시키게 된다. 하지만 걸림쇠(435)가 제어링크(733)의 단부에 걸려있으므로, 제어링크(733)와 캠링크(432)에 의해 구동캠(431)이 구속되는 그립퍼(421)는 더 이상 회전되지 않는다.

이와 같이 회전제어부(430)는 그립퍼(421)의 회전각도를 270ㅀ 이내로 제한하여, 밴드(B)가 그립퍼(421)에 엉키는 것을 방지한다.

이상에서 설명된 로봇 결속기는 도 15에 도시된 바와 같이 코일지지대(60)에 지지되는 코일(50)에 밴드(B)의 세로결속을 수행한다. 밴드(B)의 세로결속은 밴드(B)를 코일(50)의 외주면을 따라 감고, 밴드(B)를 체결한다.

또한, 로봇 결속기는 도 16에 도시된 바와 같이 코일지지대(60)에 지지되는 코일(50)에 밴드(B)의 가로결속을 수행한다. 가로결속은 밴드(B)를 코일(50)의 내주면으로 통과시켜 외주면에 감고, 밴드(B)를 체결하는 것이다.

이상에서, 로봇 결속기는 중심축이 지면에 대해 수평되도록 지지되는 코일(50)에 결속 공정을 수행하는 예를 들어 설명하고 있다. 하지만, 도 17에 도시된 바와 같이 로봇 결속기는 중심축이 지면에 대해 수직되도록 지지되는 코일(50)에 밴드(B)의 결속 공정을 수행할 수 있다.

한편, 로봇 결속기는 도 18에 도시된 바와 같이, 밴드(B)의 종류에 따라 코일(B)의 결속 공정을 수행할 수 있도록 복수의 헤드유닛(300)과 복수의 헤드로봇(301)을 포함할 수 있다.

도 19는 다른 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 밴드체결부 중 일부를 나타낸 사시도이다. 도 18을 참조하면, 밴드(B)가 열가소성 합성수지재로 공급될 경우, 밴드체결부(520)는 서로 겹쳐진 밴드(B)의 일측방에 배치되는 히팅바(510)와, 히팅바(510)를 이송하는 히팅실린더(521), 서로 겹쳐진 밴드(B)의 내측에 배치되는 가압바(520) 및 가압바(520)를 서로 겹쳐진 밴드(B)의 외측으로 이송하는 가압실린더(521)를 포함한다.

히팅바(510)은 전원공급기(521)로부터 전원을 공급받아 발열된다. 히팅실린더(521)는 서로 겹쳐진 밴드(B)의 사이로 히팅바(510)을 이송한다. 발열된 히팅건(510)이 서로 겹쳐진 밴드(B)의 사이로 이송됨에 따라 서로 겹쳐진 밴드(B)는 용융되며, 가압바(520)는 가압실린더(521)에 의해 서로 겹쳐진 밴드(B)의 외측으로 이송된다. 이때 서로 겹쳐진 밴드(B)의 외측은 지지패널(324)의 후면이 지지하고 있으므로, 서로 겹쳐진 밴드(B)는 압착되어 체결된다.

도 1은 코일과 코일의 포장용 자재의 결합관계를 나타낸 분해사시도이다.

도 2는 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치를 나타낸 사시도이다.

도 2a는 밴디 디스펜서를 나타내 보인 사시도,

도 3은 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 헤드유닛을 나타낸 사시도이다.

도 4는 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 헤드유닛을 나타낸 분해사시도이다.

도 5는 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 헤드유닛 중 밴드이송부를 나타낸 분해사시도이다.

도 6은 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 헤드유닛 중 가압이송기를 나타낸 분해사시도이다.

도 7은 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 헤드유닛 중 밴드체결부를 나타낸 분해사시도이다.

도 8은 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치 중 헤드유닛의 패드공급부를 나타낸 분해사시도이다.

도 9는 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 헤드유닛 중 밴드절단부를 나타낸 분해사시도이다.

도 10은 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 그립유닛을 나타낸 사시도이다.

도 11은 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 그립유닛 중 그립부를 나타낸 분해사시도이다.

도 12 및 도 13는 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 밴드 그립동작을 나타낸 작동도이다.

도 14는 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 그립유닛 중 회전제어기의 그립퍼 회전제어 동작을 나타낸 작동도이다.

도 14a 내지 도 14c는 본 발명에 따른 그립유닛을 나타내 보인 도면.

도 15는 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 세로결속 밴딩 동작 을 나타낸 작동도이다.

도 16은 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 가로결속 밴딩 동작을 나타낸 작동도이다.

도 17은 본 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치를 나타낸 사시도이다.

도 18은 다른 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치를 나타낸 사시도이다.

도 19는 다른 실시예에 따른 코일포장용 로봇 결속장치의 밴드체결부 중 일부를 나타낸 사시도이다.

Claims (1)

1. 밴드롤로부터 밴딩되는 길이의 밴드를 공급하는 밴드 디스펜서와,

   코일의 포장에 사용되는 밴드를 잡는 그립유닛; 상기 그립유닛을 지지하며, 상기 밴드를 잡은 상기 그립유닛을 상기 코일의 주변부에서 선회시켜 상기 코일에 상기 밴드가 감기도록 하고, 상기 밴드를 체결위치로 이동시키는 그립로봇;과

   상기 밴드를 상기 그립유닛으로 제공하며, 상기 밴드를 그립유닛으로 유도하기 위하여 밴드를 공급하고 체결위치에서 상기 잔량의 밴드를 되감기한 후 상기 밴드를 체결하는 헤드유닛;을 포함하며,

   상기 그립유닛은 밴딩 시 헤드유닛에 의해 밴딩되는 동안 지지하는 보조 밴드 그립부를 구비한 것을 특징으로 하는 코일 포장용 로봇 결속장치.

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