KR101366248B1 - 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 자동화 장치 및 원소재 투입및 성형렌즈 취출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부 금형을 확실하게 분해하고 대구경의 성형렌즈나 큰 금형도 확실하게 클램핑하며 핸드의 전체 개수를 줄이기 위하여, 상기 반출된 금형의 부쉬부와 상기 부쉬부를 둘러싸는 가이드링을 모두 클램핑하여 회전 규정부로 이송한 후 상기 가이드 링만을 클램핑하여 상기 부쉬부를 회전 규정부에 배치하고, 상기 회전 규정부에서 회전 정렬된 상기 부쉬부를 클램핑하여 금형 규정부로 이송하거나 반대로 금형 규정부에 위치하는 조립된 금형을 상기 성형장치로 공급하는 제1 핸드; 상기 금형 규정부에 배치된 금형의 상부 금형들을 순차적으로 클램핑하여 상부 금형 거치대로 이송하거나 반대로 상기 상부 금형 거치대에 놓인 상부 금형들을 순차적으로 클램핑하여 상기 금형 내에 배치하는 제2 핸드; 및 상기 부쉬부에 수용된 성형렌즈들을 흡착 취출하여 렌즈 정렬대로 이송하거나 반대로 원소재 정렬대에 안착된 원소재들을 흡착 취출하여 상기 금형의 부쉬부에 이송하는 제3 핸드;를 포함하는 제1 로봇 핸들러를 구비하는 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 자동화 장치 및 방법을 제공한다.

Description

원소재 투입 및 성형렌즈 취출 자동화 장치 및 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 방법{Apparatus of loading raw material and unloading molded lens automatically and Method of loading raw material and unloading molded lens}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 자동화장치의 평면도이다.

도 2a는 도 1에 도시된 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 자동화장치의 제1 로봇 핸들러의 정면도이다.

도 2b는 도 1에 도시된 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 자동화장치의 제1 로봇 핸들러의 평면도이다.

도 3은 성형렌즈를 수용하는 부쉬부와 가이드링을 구비하는 금형의 평면도이다.

도 4a는 도 2에 도시된 제1 로봇 핸들러의 제1 핸드가 금형을 클램핑한 모습을 도시하는 도면이다.

도 4b는 도 2에 도시된 제1 로봇 핸들러의 제1 핸드가 금형의 부쉬부를 회전 규정부에 올려 놓는 모습을 도시하는 도면이다.

도 4c는 도 2에 도시된 제1 로봇 핸들러의 제1 핸드가 회전 정렬된 금형의 부쉬부를 다시 클램핑한 모습을 도시하는 도면이다.

도 5는 도 2에 도시된 제1 로봇 핸들러의 제2 핸드의 저면도이다.

도 6은 도 2에 도시된 제1 로봇 핸들러의 제2 핸드가 상부 금형을 클램핑하여 취출하는 모습을 도시하는 도면이다.

도 7a 및 7b는 도 2에 도시된 제1 로봇 핸들러의 제2 핸드가 상부 금형을 상부 금형 거치대에 안착시키는 모습을 도시하는 도면이다.

도 8a 및 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 방법을 도시하는 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 *

1: 성형장치 2: 반출 컨베이어

3: 공급 컨베이어 4: 제1 로봇 핸들러

5: 제2 로봇 핸들러 7: 회전 규정부

8: 금형 규정부 9: 상부 금형 거치대

10: 자동 멀티매거진 장치 11: 근접 감지 센서

68: 렌즈 홀더 69: 원소재 홀더

71: 렌즈 정렬대 72: 원소재 정렬대

80: 원소재 중심정렬 장치 100: 금형

101: 가이드 링 102: 부쉬(bush)부

103: 상부 금형 110: 제1 핸드

111: 가이드링 클램프 척(chuck) 112: 부쉬부 클램프 척

115, 125, 135, 145: 안전 실린더 120: 제2 핸드

121: 클램프 척 130: 제3 핸드

140: 제4 핸드

본 발명은 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 자동화 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 상부 금형을 확실하게 분해하고 대구경의 성형렌즈나 큰 금형도 확실하게 클램핑하며 핸드의 전체 개수를 줄일 수 있는 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 자동화 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근의 디지털 카메라, 카메라폰, 디지털 캠코더 등은 소형화 및 박형화되는 추세에 있으므로 그에 내장되는 카메라 모듈의 크기도 작아져야 한다. 카메라 모듈의 크기를 줄이기 위하여 렌즈들의 개수 및 크기를 줄일 필요가 있는데, 구면 렌즈는 구면수차와 색수차가 커서 이러한 수차들을 없애기 위해서 여러 개의 구면렌즈를 함께 사용하여야 하였으므로, 카메라 모듈의 크기를 증가시키는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 비구면 렌즈가 사용되며, 카메라 모듈의 크기가 줄어드는 상황에서 비구면렌즈의 수요는 크게 증가되고 있다.

이러한 비구면렌즈는 프레스 성형법으로 생산된다. 프레스 성형법으로 렌즈를 제조하는 공정을 간략하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 상부 금형과 하부 금형 사이에 유리 원소재를 투입한 후, 상부 금형과 하부 금형을 조립한다. 조립된 금형을 성형 장치에 투입 시켜 가열 공정, 프레스 성형 공정 및 냉각 공정을 순차 적으로 거쳐 금형을 반출하고 금형을 분리한다. 그럼으로써 렌즈 성형품들이 완성되며, 이후 성형된 렌즈들을 취출하고, 완성된 렌즈를 홀더에 저장한다. 종래에는 이러한 일련의 공정들을 수작업으로 실시하였으나, 단일 성형공간을 갖는 금형과는 다르게 다수 성형공간을 갖는 금형에서는 크기가 작은 원소재나 성형된 렌즈를 수작업으로는 세밀하고 신속하게 처리하기 어려워, 원소재를 금형의 정확한 위치에 투입하지 못하여 발생하는 성형 불량이 다수 발생하였고 생산성 향상에도 한계가 있었다.

이를 개선하기 위해 자동화 성형법에 의해 렌즈들을 제조하게 되었다. 자동화 성형법을 간단하게 설명하면, 직교 좌표 로봇의 한 축에 베이스를 고정시키고 베이스에 다수의 핸드를 장착하여, 성형 장치로부터 반출되어 나온 다수의 성형 공간을 가지는 금형에서 상부 금형을 일괄 취출 분해하여 성형품을 취출하여 렌즈 정렬 유닛에 안치한다. 그리고 원소재를 정렬하는 유닛으로부터 원소재들을 취출하여 센터링장치로 원소재를 정위치 시키고, 원소재들을 금형에 일괄 투입하는 일련의 공정이 반복된다.

대한민국 공개특허공보 제2006-0001861호 및 제2006-001862호에는 자동화 성형장치의 일 예가 개시되어 있다. 이 자동화 성형장치는 금형의 스토퍼링을 분해 조립하는 핸드 A와, 성형 렌즈를 흡착 취출하는 핸드 B와, 상부 금형을 분해 조립하는 핸드 C와, 원소재를 흡착하여 투입하는 핸드 D와, 금형을 금형 규정부Ⅰ에서 금형 규정부 Ⅱ로 이동시키는 핸드 E를 한 축의 베이스에 집합시킨 성형 렌즈 취출 및 원소재 공급 자동화 장치를 구비한다.

그러나 종래의 성형 렌즈 취출 및 원소재 공급 자동화 장치의 경우, 핸드C로 다수의 상부 금형을 진공 흡착하는 방식으로 일괄 취출 분해할 때 수 um의 공차를 가지는 부쉬와 상부 금형 사이에 마찰이 발생하고, 마찰부에 연속적인 성형 작업에 의해 발생한 불순물이 끼어들어 여러 개의 상부 금형 중 일부가 흡착되지 않는 현상이 발생될 수 있다. 또한, 대형 렌즈의 경우 지름이 큰 금형을 사용하게 되는데, 상부 금형의 자중과 상기 마찰에 의해 핸드 C가 금형을 흡착하지 못하는 현상이 발생될 수 있다. 이러한 흡착 에러로 인하여 생산량이 감소될 뿐만 아니라 일부 상부 금형이 미 흡착됨에 따라 이미 흡착되었던 상부 금형에 비정상적인 흡착 압력이 가해짐으로 기흡착 상부 금형이 일정 높이에서 탈락하는 현상이 발생한다. 이로 인하여 금형의 찍히거나 깨질 수 있다.

또한, 상기 자동화 장치는 다수의 성형 공간을 가지는 금형만 제조하는 공정에 국한됨에 따라 대구경의 성형 렌즈를 성형하거나 단수의 큰 금형을 취급하기는 어려운 단점이 있다.

그리고 상기 자동화 장치는 많은 핸드들을 사용하므로 모델의 변경에 따른 치구, 예를 들면 각 핸드의 그립퍼나 흡착부의 교체 시간이 길어지는 문제점도 있다.

본 발명은 상부 금형을 확실하게 분해하고 대구경의 성형렌즈나 큰 금형도 확실하게 클램핑하며 핸드의 전체 개수를 줄일 수 있는 제1 로봇 핸들러를 구비하는 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 자동화 장치와 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 방 법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은, 성형장치로부터 반출된 금형을 분해하여 성형렌즈를 취출한 후 상기 성형렌즈를 렌즈 정렬대에 배치시키거나 반대로 새로운 원소재를 상기 분해된 금형에 투입하고 상기 분해된 금형을 조립하는 제1 로봇 핸들러; 상기 렌즈 정렬대에 위치된 성형렌즈를 순차적으로 렌즈 홀더에 정렬시키거나 반대로 새로운 원소재들이 수용된 원소재 홀더로부터 원소재를 순차적으로 원소재 정렬대에 정렬시키는 제2 로봇 핸들러; 및 상기 렌즈 정렬대에 놓인 성형렌즈를 저장 및 적재하고, 상기 원소재 정렬대에 놓일 원소재를 공급하는 자동 멀티매거진 장치;를 포함하며,

상기 제1 로봇 핸들러는, 상기 반출된 금형의 부쉬부와 상기 부쉬부를 둘러싸는 가이드링을 모두 클램핑하여 회전 규정부로 이송한 후 상기 가이드 링만을 클램핑하여 상기 부쉬부를 회전 규정부에 배치하고, 상기 회전 규정부에서 회전 정렬된 상기 부쉬부를 클램핑하여 금형 규정부로 이송하거나 반대로 금형 규정부에 위치하는 조립된 금형을 상기 성형장치로 공급하는 제1 핸드; 상기 금형 규정부에 배치된 금형의 상부 금형들을 순차적으로 클램핑하여 상부 금형 거치대로 이송하거나 반대로 상기 상부 금형 거치대에 놓인 상부 금형들을 순차적으로 클램핑하여 상기 금형 내에 배치하는 제2 핸드; 및 상기 부쉬부에 수용된 성형렌즈들을 흡착 취출하여 렌즈 정렬대로 이송하거나 반대로 원소재 정렬대에 안착된 원소재들을 흡착 취출하여 상기 금형의 부쉬부에 이송하는 제3 핸드;를 포함하는 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 자동화장치를 개시한다.

이와 같이, 제1 로봇 핸들러는 세 개의 핸드만으로 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 작업을 수행하므로 각 핸드의 치구(tool) 교체에 소요되는 시간을 줄이고 장비의 크기 및 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한, 제1 로봇 핸들러의 제2 핸드는 상부 금형을 클램핑 방식으로 확실하게 잡은 후 상부 금형 거치대로 옮기므로 상부 금형이 흡착되지 않음으로써 발생하는 문제점들을 방지할 수 있다.

상기 부쉬부에 수용된 성형렌즈를 한 개씩 흡착 취출하여 렌즈 정렬대로 이송하거나 반대로 원소재 정렬대에 안착된 원소재를 한 개씩 흡착 취출하여 상기 금형의 부쉬부에 이송하는 제4 핸드를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제3 핸드는 복수의 성형렌즈들을 동시에 흡착 취출하여 렌즈 정렬대로 이송하거나 반대로 복수의 원소재들을 동시에 흡착 취출하여 상기 금형의 부쉬부에 이송한다. 이와 같이, 제4 핸드를 별도로 장착함으로써 소구경 렌즈뿐만 아니라 대구경 렌즈의 취급시에도 장비의 교체없이 곧바로 작업을 수행할 수 있는 이점이 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 본 발명은 (ⅰ)제1 로봇 핸들러의 제1 핸드를 이용하여 성형장치로부터 반출된 금형의 부쉬부와 상기 부쉬부를 둘러싸는 가이드링을 모두 클램핑하여 회전 규정부로 이송하는 단계, (ⅱ)상기 제1 핸드를 이용하여 상기 가이드 링만을 클램핑하여 상기 부쉬부를 회전 규정부에 배치하는 단계, (ⅲ)상기 제1 핸드를 이용하여 상기 회전 규정부에서 회전 정렬된 상기 부쉬부를 클램핑하여 금형 규정부로 이송하는 단계, (ⅳ)제1 로봇 핸들러의 제2 핸드를 이용하여 상기 금형 규정부에 놓인 금형의 상부 금형들을 순차적으로 클램핑하여 상부 금형 거치대로 이송하는 단계, (ⅴ)제1 로봇 핸들러의 제3 핸드나 제4 핸드를 이용하여 상기 부쉬부에 수용된 성형렌즈들을 흡착 취출하여 렌즈 정렬대로 이송하는 단계, (ⅵ)제2 로봇 핸들러를 이용하여 상기 성형렌즈들을 상기 렌즈 정렬대로부터 렌즈 홀더로 이송하는 단계, (ⅶ)상기 제2 로봇 핸들러를 이용하여 원소재들을 원소재 홀더로부터 원소재 정렬대로 이송하는 단계, (ⅷ)상기 제1 로봇 핸들러의 상기 제3 핸드나 상기 제4 핸드를 사용하여 원소재를 흡착 취출하여 원소재 정렬대로부터 상기 금형의 부쉬부에 이송하는 단계, (ⅸ)상기 제2 핸드를 이용하여 상기 상부 금형 거치대에 놓인 상부 금형들을 순차적으로 클램핑하여 상기 금형 내에 배치하는 단계, 및 (ⅹ)상기 제1 핸드를 이용하여 조립된 금형을 클램핑하여 성형장치로 공급하는 단계;를 포함하는 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 방법을 개시한다.

이하에서는, 첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 자동화장치의 평면도이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 자동화장치는 공급 컨베이어(3), 반출 컨베이어(2), 제1 로봇 핸들러(4), 제2 로봇 핸들러(5), 및 자동 멀티매거진 장치(10)를 구비한다.

성형장치(1)의 정면 양측에는 성형장치(1)로부터 성형이 완료된 금형(6)을 이송하는 반출 컨베이어(2)와 성형장치(1)에 원소재를 공급하는 공급 컨베이어(3)가 설치된다. 성형장치(1)의 정면 일측 및 중앙부에는 제1 로봇 핸들러(4)가 설치되어 있으며, 제1 로봇 핸들러(4)는 상기 반출된 금형(100)을 분해하여 성형렌즈를 취출한 후 상기 성형렌즈를 렌즈 정렬대(71)에 배치시키며, 새로운 원소재를 상기 분해된 금형에 투입하고 상기 분해된 금형을 조립한다. 그리고 성형장치(1)의 정 면 타측에는 제2 로봇 핸들러(5)가 설치되어 있으며, 제2 로봇 핸들러(5)는 상기 렌즈 정렬대(71)에 정렬된 성형렌즈를 순차적으로 렌즈 홀더(68)에 정렬시키며, 새로운 원소재들이 수용된 원소재 홀더(69)로부터 상기 원소재를 순차적으로 원소재 정렬대(101)에 정렬시킨다.

성형장치(1)의 정면에는 회전 규정부(7), 금형 규정부(8), 및 상부 금형 거치대(9)가 설치되어 있다. 그리고 성형장치(1)의 반대쪽에는 성형장치(1)에 투입될 원소재를 공급하고 성형장치(1)에서 나온 성형렌즈를 저장하는 원소재 및 성형렌즈 자동 멀티매거진 장치(10)가 설치되어 있다.

도 2a 및 2b는 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 자동화장치의 제1 로봇 핸들러의 평면도이다. 일 실시예에 따른 제1 로봇 핸들러는 제1 핸드(110), 제2 핸드(120) 및 제3 핸드(130)를 구비한다.

제1 핸드(110)는 작업단에서 가이드 링 클램프 척(111)과 부쉬부 클램프 척(112)을 구비한다. 가이드링 클램프 척(111)은 가이드링 클램프 실린더(116)에 의해 가이드 링(101)의 외부 측면에서 가이드 링(101)을 꽉 잡거나 풀도록 구동된다. 부쉬부 클램프 척(112)은 부쉬부 클램프 실린더(117)에 의해 부쉬부(102)의 하부면에 접촉하거나 접촉하지 않도록 구동된다. 또한 제1 핸드(110)는 안전 실린더(115)를 구비하는데, 안전 실린더(115)는 제1 핸드(110)가 어떤 물체와 부딪혀서 소정 압력 이상으로 충격이 전달되면, 안전 실린더(115) 내에 부착되어 있는 센서가 OFF되면서 전체 장치의 동작을 멈추게 한다. 이러한 안전 실린더(125, 135, 145)는 제2 핸드(120), 제3 핸드(130), 및 제4 핸드(140)에도 장착된다.

도 3은 제1 핸드(110)의 작업 위치로 이송된 금형(100)의 모습을 도시하는 평면도이다. 반출된 금형(100)은 여섯 개의 성형공간을 가지는 부쉬부(102)와 부쉬부를 둘러싸는 가이드 링(101)을 구비한다. 각 성형공간에는 성형된 렌즈가 배치되며, 성형된 렌즈의 상부와 하부에는 상부 금형(103)과 하부 금형이 위치된다. 부쉬부(102)는 전체적으로 원형의 형상인데, 부쉬부(102)의 적어도 일 부분(도 3에서는 양쪽 부분)에는 직선 면(102a)이 형성되어 있다. 이 직선 면(102a)은 회전 규정부(7)에서 부쉬부(102)를 회전 방향으로 정렬할 때 사용된다.

도 4a 내지 3c를 참조하여 제1 핸드(110)의 작동 방법을 설명한다.

먼저, 제1 핸드(110)가 제1 로봇 핸들러 메인 플레이트(105)로부터 하강한 후, 도 4a와 같이 제1 핸드(110)의 부쉬부 클램프 척(112)과 가이드링 클램프 척(111)이 부쉬부(102)와 가이드 링(101)을 각각 클램핑하고 제1 핸드(110)가 다시 상승한다. 부쉬부(102)와 가이드 링(101)을 클램핑한 상태로, 제1 로봇 핸들러(4)가 이동하여 제1 핸드(110)가 회전 규정부(7) 위로 위치한다. 제1 핸드(110)를 회전 규정부(7)의 바로 위까지 위치시킨 후, 도 4b에 도시된 바와 같이 부쉬부(102)의 클램핑을 해제한다. 그러면 부쉬부(102)가 자연스럽게 회전 규정부(7)상에 배치된다. 그리고 나서 제1 핸드(110)는 상승한다. 회전 규정부(7)에 놓인 부쉬부(102)는 부쉬부의 직선 면(102a)이 소정의 위치에 올 때까지 회전한다. 그럼으로써 부쉬부(102)는 회전 방향으로 정렬된다. 이때, 회전 정렬은 발광부와 수광부를 구비한 레이저 센서(미도시)의 작동에 의하여 이루어질 수 있다.

부쉬부(102)의 회전 정렬이 완료되면, 도 4c에 도시된 바와 같이, 제1 핸 드(110)가 하강하여 가이드링 클램프 척(111)이 부쉬부(102)를 잡게 된다. 그리고 나서 제1 핸드(110)가 상승하고 제1 로봇 핸들러(4)가 이동하여 제1 핸드(110)를 금형 규정부(8)의 상부에 위치시킨다. 이 후, 부쉬부(102)의 클램핑이 해제되도록 부쉬부 클램프 척(112)이 구동되면 부쉬부(102)는 금형 규정부(8)에 배치되고, 금형 규정부(8)에 의해 부쉬부(102)는 고정된다.

한편, 제1 로봇 핸들러의 제1 핸드(110)는 금형 규정부(8)에 위치하는 조립된 금형을 클램핑하여 성형장치로 공급하는 기능도 수행한다.

도 5는 제1 로봇 핸들러의 제2 핸드(120)의 저면도이다. 제2 핸드(120)는 상부 금형(103)들을 하나씩 클램핑하여 금형(100)을 분해하는 역할을 하며, 상부 금형(103)을 클램핑하기 위하여 작업단에 120 간격으로 배치된 클램프 척(131)들을 구비한다. 클램프 척(131)들이 중심방향으로 전진 또는 후진 이동하면서 상부 금형(103)을 잡기도 하고 놓기도 한다.

도 6은 제1 로봇 핸들러의 제2 핸드(120)가 상부 금형(103)을 클램핑하여 취출하는 모습을 도시하는 도면이다. 제1 로봇 핸들러(4)가 이동하여 제2 핸드(120)를 금형 규정부(8)에 놓인 반출 금형 위까지 배치시키면, 제2 핸드(120)가 하강하고 클램프 척 실린더(122)를 구동하여 클램프 척(131)들이 중심방향으로 이동하면서 상부 금형(103)을 잡게 된다. 상부 금형(103)을 잡은 상태로 제2 핸드(120)가 상승하고 제2 핸드(120)를 다시 상부 금형 거치대(9)쪽으로 이동한다. 또한, 제2 핸드(120)는 센터링 디바이스(123)를 구비하며, 센터링 디바이스(123)는 상부 금형(103)을 취출하거나 조립할 때 중심을 잡기 위한 일종의 보상 장치이다.

도 7a 및 7b는 제1 로봇 핸들러의 제2 핸드(120)가 상부 금형(103)을 상부 금형 거치대(9)에 안착시키는 모습을 도시하는 도면이다. 도 7a에 도시된 바와 같이 제2 핸드(120)가 상부 금형 거치대(9) 위에 위치하게 되면, 도 7b에 도시된 바와 같이 제2 핸드(120)가 하강하여 상부 금형(103)을 상부 금형 거치대(9)에 안착시킨다. 이때, 상부 금형 거치대(9)의 하부에는 근접 감지 센서가 장착되어 있어서, 상부 금형(103)이 상부 금형 거치대(9)에 올바르게 안착되었는지 여부를 감지하고 신호를 발생시킨다.

제2 핸드(120)는 상기한 작업을 반복하여 나머지 상부 금형(103)들도 하나씩 순차적으로 상부 금형 거치대(9)로 안착시킨다. 만약, 제2 핸드(120)가 상부 금형(103)들을 동시에 흡착 취출하여 분해한다면, 수 ㎛의 공차를 가지는 부쉬부(102)와 상부 금형(103) 사이의 부분에 마찰이 발생하고 마찰부에 불순물이 끼어 있어 일부 상부 금형(103)들이 흡착되지 않는 흡착 에러가 발생하여 생산량이 감소될 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에서는 상기한 바와 같이 상부 금형(103)을 일괄적으로 옮기지 않고 하나씩 클램핑하여 순차적으로 옮긴다.

도 2a에 도시된 제3 핸드(130)는 부쉬부(102)에 수용된 성형렌즈들을 동시에 흡착 취출하여 렌즈 정렬대(71)로 이송한다. 이와 반대로, 제3 핸드(130)는 원소재 정렬대(72)에 안착된 원소재들을 흡착 취출하여 금형의 부쉬부(102)에 안착시키기도 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1 로봇 핸들러는 제4 핸드(140)를 구비할 수도 있다. 제4 핸드(140)는 부쉬부(102)에 수용된 성형렌즈를 한 개씩 흡착 취출하 여 렌즈 정렬대(71)로 이송하거나 반대로 원소재 정렬대(72)에 안착된 원소재를 한 개씩 흡착 취출하여 금형의 부쉬부(102)에 이송하는 역할을 한다. 제3 핸드(130)는 다수 개의 원소재 또는 성형렌즈를 동시에 흡착 취출하는 반면, 제4 핸드(140)는 하나의 원소재 또는 성형렌즈를 순차적으로 흡착 취출한다. 제4 핸드(140)를 구비함으로써, 일 실시예에 따른 제1 로봇 핸들러(4)는 대구경 렌즈에 사용되는 하나의 큰 금형을 확실하게 취출 분해할 수 있다. 따라서 하나의 큰 성형렌즈의 취출 및 원소재의 투입을 에러 없이 확실하게 수행할 수 있다. 다시 말하면, 제4 핸드(140)는 상황에 따라서 제3 핸드(130)의 대용으로 사용할 수 있으며, 제3 핸드(130)와 함께 부착되어 있다. 따라서 일 실시예에 따른 제1 로봇 핸들러(4)는 소구경 렌즈 뿐만 아니라 대구경 렌즈의 취급시에도 장비의 교체없이 곧바로 작업을 수행할 수 있는 장점을 가진다.

한편, 제1 로봇 핸들러의 메인 플레이트(105)의 하부 측면에는 거리 감지 센서, 예를 들면 레이저 센서(150)가 부착되어 있다. 레이저 센서(150)는 금형 내에 있는 렌즈 또는 원소재의 유무를 판단하는 역할을 한다. 예를 들면, 빈 금형일 때 측정값 및 렌즈 또는 원소재가 있을 때의 측정 값을 일정 오차 범위로 저장시켜 놓고 그 범위에 맞는 동작을 행하도록 지시한다.

이하에서는 도 8a 및 도 8b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 로봇 핸들러(4)를 구비하는 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 자동화장치가 원소재를 투입하고 성형렌즈를 취출하는 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 성형장치(1)에서 성형된 렌즈를 자동 멀티매거진 장치(10)의 렌즈 홀 더(68)에 저장하는 과정을 설명한다.

성형된 렌즈가 내부에 수용된 금형이 반출 컨베이어(2)를 타고 이송되면(S10), 푸셔(미도시)에 의해서 금형이 제1 위치로 이송된다.(S20) 그러면 제1 로봇 핸들러의 제1 핸드(110)가 금형의 부쉬부(102)와 가이드 링(101)을 클램핑하여 금형을 회전 규정부(7)로 이송한다.(S30) 이후, 가이드 링(101)은 제1 핸드(110)에 의해 고정되고 부쉬부(102)만 빠져나와 회전 규정부(7)에 안착되고(S40) 회전 규정부(7)에서는 부쉬부(102)를 회전방향으로 정렬한다.(S50) 그리고 나서 제1 핸드(110)가 다시 부쉬부(102)를 클램핑하여 금형 규정부(8)로 이송한다.(S60) 금형 규정부(8)에서는 좌우에 위치한 부쉬부(102)를 고정하는 장치, 예를 들면 서보 모터나 실린더 액추에이터에 의해 부쉬부(102)가 고정된다.(S70)

이제 제1 로봇 핸들러의 제2 핸드(120)가 부쉬부(102)의 상부 금형(103)들을 하나씩 순차적으로 클램핑한 후, 상부 금형 거치대(9)로 이송한다.(S80) 그리고 제1 로봇 핸들러의 제3 핸드(130)가 성형렌즈를 일괄적으로 흡착 취출하여 렌즈 정렬대(71)에 안착시킨다.(S90)

그러면, 제2 로봇 핸들러(5)가 렌즈 정렬대(71)에 안착된 성형렌즈를 렌즈 홀더(68)로 순차적으로 정렬하여 저장한다. 이렇게 해서 렌즈 홀더(68)가 렌즈로 모두 채워지면 채워진 렌즈 홀더(68)가 자동 멀티매거진 장치(10)에 의해 렌즈 홀더 매거진(48)으로 이송 적재된다. 그리고 빈 렌즈 홀더(68)가 렌즈 홀더 매거진(48)으로부터 제2 로봇 핸들러(5)의 작업 위치로 이송된 후 제2 로봇 핸들러(5)에 의해 성형렌즈의 저장 작업이 계속된다. 성형렌즈로 채워진 렌즈 홀더(68)들이 렌즈 홀더 매거진(48) 내에 모두 적재될 때까지 이와 같은 작업이 반복 수행된다.

다음으로, 성형장치(1)에서 투입될 원소재를 자동 멀티매거진 장치(10)의 원소재 홀더로부터 성형장치(1)까지 공급하는 과정을 설명한다. 자동 멀티매거진 장치(10)가 원소재가 정렬되어 채워진 원소재 홀더(69)를 1개씩 성형장치(1)쪽으로 빼면 제2 로봇 핸들러(5)가 원소재 홀더(69)에 있던 원소재를 원소재 정렬대(101)에 안착시킨다.(S110) 이제 제1 로봇 핸들러의 제3 핸드(130)가 원소재 정렬대(72)에 놓여진 원소재를 일괄적으로 흡착 취출하여 금형의 부쉬부(102)에 투입한다.(S120)

그러면 제1 로봇 핸들러의 제2 핸드(120)가 상부 금형 거치대(9)로부터 상부 금형(103)을 하나씩 순차적으로 옮겨와 금형 규정부(8)에 있는 부쉬부(102)에 투입함으로써 금형을 조립한다.(S130) 이후, 제1 로봇 핸들러의 제1 핸드(110)가 부쉬부(102)와 가이드 링(101)을 합체한 금형을 공급 컨베이어(3)에 올려놓는다.(S140) 여기서, 원소재를 금형(100)에 투입하기 전, 원소재의 형상에 따라 원소재 중심 정렬장치(80)를 거칠 수도 있다. 마지막으로 금형은 공급 컨베이어(3)를 통해 성형장치(1)로 투입되고 가열 공정, 프레스 공정, 냉각 공정을 거쳐 성형이 완성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1 로봇 핸들러는 세 개의 핸드만으로 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 작업을 수행하므로 각 핸드의 치구(tool) 교체에 소요되는 시간을 줄이고 장비의 크기 및 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한, 상부 금형을 클램핑 방식으로 확실하게 잡은 후 상부 금형 거치대로 옮기므로 상부 금형이 흡착되지 않음으로써 발생하는 문제점들을 방지할 수 있다. 마지막으로 제4 핸드를 별도로 장착함으로써 소구경 렌즈 뿐만 아니라 대구경 렌즈의 취급시에도 장비의 교체없이 곧바로 작업을 수행할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

1. 성형장치로부터 반출된 금형을 분해하여 성형렌즈를 취출한 후 상기 성형렌즈를 렌즈 정렬대에 배치시키거나 반대로 새로운 원소재를 상기 분해된 금형에 투입하고 상기 분해된 금형을 조립하는 제1 로봇 핸들러;

   상기 렌즈 정렬대에 위치된 성형렌즈를 순차적으로 렌즈 홀더에 정렬시키거나 반대로 새로운 원소재들이 수용된 원소재 홀더로부터 원소재를 순차적으로 원소재 정렬대에 정렬시키는 제2 로봇 핸들러; 및

   상기 렌즈 정렬대에 놓인 성형렌즈를 저장 및 적재하고, 상기 원소재 정렬대에 놓일 원소재를 공급하는 자동 멀티매거진 장치;를 포함하며,

   상기 제1 로봇 핸들러는,

   상기 반출된 금형의 부쉬부와 상기 부쉬부를 둘러싸는 가이드링을 모두 클램핑하여 회전 규정부로 이송한 후 상기 가이드링만을 클램핑하여 상기 부쉬부를 회전 규정부에 배치하고, 상기 회전 규정부에서 회전 정렬된 상기 부쉬부를 클램핑하여 금형 규정부로 이송하거나 반대로 금형 규정부에 위치하는 조립된 금형을 상기 성형장치로 공급하는 제1 핸드;

   상기 금형 규정부에 배치된 금형의 상부 금형들을 순차적으로 클램핑하여 상부 금형 거치대로 이송하거나 반대로 상기 상부 금형 거치대에 놓인 상부 금형들을 순차적으로 클램핑하여 상기 금형 내에 배치하는 제2 핸드; 및

   상기 부쉬부에 수용된 성형렌즈들을 흡착 취출하여 렌즈 정렬대로 이송하거 나 반대로 원소재 정렬대에 안착된 원소재들을 흡착 취출하여 상기 금형의 부쉬부에 이송하는 제3 핸드;를 포함하는 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 자동화장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 부쉬부에 수용된 성형렌즈를 한 개씩 흡착 취출하여 렌즈 정렬대로 이송하거나 반대로 원소재 정렬대에 안착된 원소재를 한 개씩 흡착 취출하여 상기 금형의 부쉬부에 이송하는 제4 핸드를 더 포함하며,

   상기 제3 핸드는 복수의 성형렌즈들을 동시에 흡착 취출하여 렌즈 정렬대로 이송하거나 반대로 복수의 원소재들을 동시에 흡착 취출하여 상기 금형의 부쉬부에 이송하는 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 자동화장치.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 제1 핸드는 상기 금형의 가이드링을 상기 가이드링의 외부 측면에서 클램핑하는 가이드링 클램프 척과 상기 부쉬부를 상기 부쉬부의 하부에서 선택적으로 클램핑하는 부쉬부 클램프 척을 구비하는 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 자동화장치.
4. 제1 로봇 핸들러의 제1 핸드를 이용하여 성형장치로부터 반출된 금형의 부쉬부와 상기 부쉬부를 둘러싸는 가이드링을 모두 클램핑하여 회전 규정부로 이송하는 단계;

   상기 제1 핸드를 이용하여 상기 가이드링만을 클램핑하여 상기 부쉬부를 회전 규정부에 배치하는 단계;

   상기 제1 핸드를 이용하여 상기 회전 규정부에서 회전 정렬된 상기 부쉬부를 클램핑하여 금형 규정부로 이송하는 단계;

   제1 로봇 핸들러의 제2 핸드를 이용하여 상기 금형 규정부에 놓인 금형의 상부 금형들을 순차적으로 클램핑하여 상부 금형 거치대로 이송하는 단계;

   제1 로봇 핸들러의 제3 핸드나 제4 핸드를 이용하여 상기 부쉬부에 수용된 성형렌즈들을 흡착 취출하여 렌즈 정렬대로 이송하는 단계;

   제2 로봇 핸들러를 이용하여 상기 성형렌즈들을 상기 렌즈 정렬대로부터 렌즈 홀더로 이송하는 단계;

   상기 제2 로봇 핸들러를 이용하여 원소재들을 원소재 홀더로부터 원소재 정렬대로 이송하는 단계;

   상기 제1 로봇 핸들러의 상기 제3 핸드나 상기 제4 핸드를 사용하여 원소재를 흡착 취출하여 원소재 정렬대로부터 상기 금형의 부쉬부에 이송하는 단계;

   상기 제2 핸드를 이용하여 상기 상부 금형 거치대에 놓인 상부 금형들을 순차적으로 클램핑하여 상기 금형 내에 배치하는 단계; 및

   상기 제1 핸드를 이용하여 조립된 금형을 클램핑하여 성형장치로 공급하는 단계;를 포함하는 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 방법.
5. 제4 항에 있어서,

   상기 부쉬부에 수용된 성형렌즈들을 흡착 취출하여 렌즈 정렬대로 이송하는 단계에서 상기 제3 핸드는 복수의 상기 성형렌즈들을 동시에 흡착 취출하고 상기 제4 핸드는 상기 성형렌즈를 한 개씩 흡착 취출하며,

   상기 원소재를 흡착 취출하여 상기 원소재 정렬대로부터 상기 금형의 부쉬부에 이송하는 단계에서 상기 제3 핸드는 복수의 상기 원소재를 동시에 흡착 취출하고 상기 제4 핸드는 상기 원소재를 한 개씩 흡착 취출하는, 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 방법.
6. 제5 항에 있어서,

   상기 부쉬부를 회전 규정부에 배치하는 단계는 제1 핸드의 가이드링 클램프 척은 상기 가이드링을 클램핑하고 제1 핸드의 부쉬부 클램프 척은 상기 부쉬부를 클램핑하지 않음으로써 수행되고,

   상기 부쉬부를 클램핑하여 금형 규정부로 이송하는 단계는 상기 제1 핸드의 부쉬부 클램프 척이 상기 부쉬부를 클램핑함으로써 수행되는 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 방법.

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