KR101395123B1

KR101395123B1 - 금속판재 이송 로봇

Info

Publication number: KR101395123B1
Application number: KR1020130159479A
Authority: KR
Inventors: 정연태
Original assignee: 주식회사 월드이엔지
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2014-05-16

Abstract

본 발명은 금속판재 이송 로봇에 관한 것으로, 서보모터(111)를 구비하고 서보모터(111)의 회전축(111a)에 기어박스(112)를 결합하며 기어박스(112)의 좌우로 전산볼트(113)를 형성하여 각각 결합하되, 각각의 전산볼트(113)에 이송나사관(114)을 결합하여 이송나사관(114)의 간격을 조절하는 좌우이송부(110)와; 상기 좌우이송부(110)에 연결하여 연동하도록 하되, 전산볼트(113)에 평행하는 스플라인봉(123)을 형성하고 스플라인봉(123)의 좌우에 일체로 피니언(125)을 형성시킨 스플라인부시(124)를 각각 결합하며 피니언(125)에 치차 결합하는 래크기어(126)를 수직으로 형성하여 상하로 이동시키되 래크기어(126)의 하부에 상하로 연동하는 하부브래킷(128)을 구비하고 스플라인봉(123)의 일단에 서보모터(121)를 연결한 상하이송부(120)와; 상기 상하이송부(120)에 연결하여 연동하도록 하되, 서보모터(131)를 세워 설치하고 서보모터(131)의 회전축에 피니언(132)을 결합하며 피니언(132)에 래크기어(133)를 수평으로 치차 결합하여 전후로 이동시키는 전후이송부(130); 및 상기 전후이송부(130)에 연결하여 연동하도록 하되 래크기어(133)에 연동하여 전후로 이동하는 이송프레임(141)을 구비하고 본체(10)의 전후로 마주하는 이송프레임(141)에 피드바(144)로 각각 연결하여 판재를 순차적으로 동시에 이송하는 메인이송부(140)로 형성하므로; 3차원 로봇으로 프레스 장치에 동기할 수 있도록 프레스와 3차원 트랜스퍼를 연동시켜 금속판재를 다음 공정으로 동시에 안전하고 정확하게 순차 이송하여 생산성과 효율성을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

Description

금속판재 이송 로봇{metal plates transfer robot}

본 발명은 금속판재 이송 로봇에 관한 것으로, 상세하게는 원활하고 정확하게 다음 공정으로 다수개의 금속판재를 동시에 순차적으로 연속하여 이송할 수 있도록 하는 금속판재 이송 로봇에 관한 것이다.

일반적으로 프레스 타발을 전후하여 프레스(프레스기)의 금형으로 소재(work)를 투입하는 반입공정과, 금형으로 반입된 소재를 타발하는 타발공정과, 타발된 소재를 금형으로부터 배출시키는 반출공정과, 배출된 소재를 다음 타발공정으로 이송하는 이송공정이 수반되므로 프레스기 주변, 또는 프레스 라인에는 소재(work)를 흡착한 다음 프레스기로 반입 반출 및 이송시키는 프레스 소재 이송장치가 설치 및 사용된다.

프레스 소재의 크기가 작고 무게가 가벼운 경우 작업자의 수(手) 작업에 의존하여 반입 반출 및 이송할 수 있으나, 많은 작업자를 필요로 하며, 작업자에게 근골격계 질환을 일으킬 뿐 아니라, 생산성이 떨어지고 안전사고의 위험이 있어서 일부에서는 고(高) 비용의 이송 로봇으로 프레스 소재의 반입과 반출 및 이송을 달성하고 있다.

이러한 이송 로봇은 원활하고 신속하게 판재를 이송하기 용이하지 못할 뿐 만 아니라 설치공간을 많이 차지고 프레스의 금형을 교환할 때마다 비더바를 분리하여야하므로 교환작업이 번거롭고 교환시간이 길어지는 문제점이 있었다.

나아가, 특허등록 제10-1242475호 등이 있다.

따라서 본 발명의 주 목적은 3차원 로봇으로 프레스 장치에 동기할 수 있도록 프레스와 3차원 트랜스퍼에 연동시켜 금속판재를 다음 공정으로 동시에 안전하고 정확하게 순차 이송하여 생산성과 효율성을 향상시킬 수 있도록 하는 금속판재 이송 로봇을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 피더바를 상부로 최대로 상승시킬 수 있도록 하여 피더바의 분리 없이 프레스의 금형을 손쉽게 교환할 수 있도록 할 뿐만 아니라 이로 인하여 교환시간을 줄일 수 있도록 하고 설치공간을 최소화할 수 있도록 하는 금속판재 이송 로봇을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 금속판재 이송 로봇은 서보모터의 회전축에 기어박스를 결합하며 기어박스의 좌우로 전산볼트를 각각 결합하되, 각각의 전산볼트에 이송나사관을 결합하여 이송나사관의 간격을 조절하는 좌우이송부와; 상기 좌우이송부에 연결하여 연동하도록 하되, 전산볼트에 평행하는 스플라인봉을 형성하고 스플라인봉의 좌우에 일체로 피니언을 형성한 스플라인부시를 각각 결합하며 피니언에 치차 결합하는 래크기어를 수직으로 형성하여 상하로 이동시키되 래크기어의 하부에 상하로 연동하는 하부브래킷을 구비하고 스플라인봉의 일단에 서보모터를 연결한 상하이송부와; 상기 상하이송부에 연결하여 연동하도록 하되, 서보모터를 세워 설치하고 서보모터의 회전축에 피니언을 결합하며 피니언에 래크기어를 수평으로 치차 결합하여 전후로 이동시키는 전후이송부; 및 상기 전후이송부에 연결하여 연동하도록 하되 전후이송부의 래크기어에 연동하여 전후로 이동하는 이송프레임을 구비하고 본체의 전후로 마주하는 이송프레임에 각각 피드바를 연결하여 판재를 순차적으로 동시에 이송하는 메인이송부로 구성함을 그 기술적 구성상 기본 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 금속판재 이송 로봇은 초기상태에서 좌우이송부를 제어하여 피더바의 간격을 좁혀 피더바에 각각의 판재를 좌우에서 끼우고 상하이송부와 전후이송부를 제어하여 피더바를 순차적으로 상승 전진 하강시킨 다음 좌우이송부 조절하여 피더바의 간격을 넓혀 다수의 판재를 동시에 다음 공정으로 이동시키고, 프레스에서 프레싱 공정을 수행하는 동안 피더바를 상승 후진 하강하여 초기화하는 것으로, 이를 연속적으로 반복하여 판재를 대량으로 신속하게 단계적으로 가공할 수 있도록 할 뿐만 아니라 특히 3차원 로봇으로 프레스 장치에 동기할 수 있도록 프레스와 3차원 트랜스퍼에 연동시켜 금속판재를 다음 공정으로 동시에 안전하고 정확하게 순차적으로 이송하여 생산성과 효율성을 향상시킬 수 있도록 하고 피더바를 상부로 최대로 상승시킬 수 있도록 하여 피더바의 분리 없이 프레스의 금형을 손쉽게 교환할 수 있으며 이로 인하여 교환시간을 줄일 수 있도록 하고 설치공간을 최소화할 수 있도록 하는 효과가 있는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 금속판재 이송 로봇의 설치상태를 나타낸 전체 정면도.
도 2 는 본 발명에 따른 금속판재 이송 로봇의 설치상태를 나타낸 전체 평면도.
도 3 은 본 발명에 따른 금속판재 이송 로봇의 설치상태를 나타낸 전체 측면도.
도 4 는 본 발명에 따른 금속판재 이송 로봇의 좌우이송부를 나타낸 정면도.
도 5 는 본 발명에 따른 금속판재 이송 로봇의 좌우이송부를 나타낸 평면도.
도 6 은 본 발명에 따른 금속판재 이송 로봇의 좌우이송부를 나타낸 측면도.
도 7 은 본 발명에 따른 금속판재 이송 로봇의 상하이송부와 전후이송부를 나타낸 정면도.
도 8 은 본 발명에 따른 금속판재 이송 로봇의 상하이송부를 나타낸 평면도.
도 9 는 본 발명에 따른 금속판재 이송 로봇의 상하이송부와 전후이송부를 나타낸 측면도.

이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저. 도 1 내지 도 9 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 이송로봇(100)은 서보모터(111)를 구비하고 서보모터(111)의 회전축(111a)에 기어박스(112)를 결합하며 기어박스(112)의 좌우로 전산볼트(113)를 형성하여 각각 결합하되, 각각의 전산볼트(113)에 이송나사관(114)을 결합하여 이송나사관(114)의 간격을 조절하는 좌우이송부(110)와; 상기 좌우이송부(110)에 연결하여 연동하도록 하되, 전산볼트(113)에 평행하는 스플라인봉(123)을 형성하고 스플라인봉(123)의 좌우에 일체로 피니언(125)을 형성시킨 스플라인부시(124)를 각각 결합하며 피니언(125)에 치차 결합하는 래크기어(126)를 수직으로 형성하여 상하로 이동시키되 래크기어(126)의 하부에 상하로 연동하는 하부브래킷(128)을 구비하고 스플라인봉(123)의 일단에 서보모터(121)를 연결한 상하이송부(120)와; 상기 상하이송부(120)에 연결하여 연동하도록 하되, 서보모터(131)를 세워 설치하고 서보모터(131)의 회전축에 피니언(132)을 결합하며 피니언(132)에 래크기어(133)를 수평으로 치차 결합하여 전후로 이동시키는 전후이송부(130); 및 상기 전후이송부(130)에 연결하여 연동하도록 하되 래크기어(133)에 연동하여 전후로 이동하는 이송프레임(141)을 구비하고 본체(10)의 전후로 마주하는 이송프레임(141)에 피드바(144)로 각각 연결하여 판재를 순차적으로 동시에 이송하는 메인이송부(140)로 구성한다.

상기 좌우이송부(110)는 본체(10) 전후면의 이송라인 상측에 지지플레이트(117)를 부착하여 각각 설치하되 지지플레이트(117)의 중앙에 서보모터(111)를 설치하고 서보모터(111)의 회전축(111a)에 기어박스(112)를 결합한다.

더불어, 기어박스(112)의 좌우로 전산볼트(113)를 결합하되 기어박스(112)에 베벨기어(112a)를 조합하여 서보모터(111)의 회전력을 전산볼트(113) 원활하게 전달할 수 있도록 함이 바람직하다.

나아가, 좌우의 전산볼트(113)에는 이송나사관(114)을 각각 결합하되 좌우의 전산볼트(113)의 나사산을 왼나사와 오른나사로 형성하여 전산볼트(113)를 동일방향으로 회전하거나 역회전함에 따라 이송나사관(114)의 간격을 넓히거나 좁힐 수 있도록 함이 바람직하다.

더욱이, 이송나사관(114)에는 이동플레이트(115)를 각각 부착하여 연동하도록 하고 이동플레이트(115)와 지지플레이트(117)를 LM가이드(116)로 연결하여 전산볼트(113)의 회전할 때 원활하게 직선운동하여 좌우 폭을 조절할 수 있도록 하는 것이다,

여기서 LM가이드(116)는 전산볼트(113)와 평행하게 설치함이 당연할 것이다.

상기 상하이송부(120)는 좌우이송부(110)의 이동플레이트(115) 전면에 각각 결합하여 연동하도록 하되, 전산볼트(113)와 평행하는 스플라인봉(123)을 형성하고 스플라인봉(123)의 좌우에 일체로 피니언(125)을 형성시킨 스플라인부시(124)를 각각 결합한다.

아울러, 스플라인봉(123)에 결합시킨 스플라인부시(124)를 이동플레이트(115)에 결합하여 상호 연동하도록 하므로, 스플라인부시(124)의 좌우폭을 조절할 수 있도록 한다.

더욱이, 슬라이드부시(124)의 피니언(125)에는 수직으로 래크기어(126)를 치차 결합하여 래크기어(126)를 상하로 이동시키되, 래크기어(126)의 배면에는 LM가이드(127)를 결합하여 원활하고 정확하게 상하로 이동할 수 있도록 한다.

여기서 LM가이드(127)는 좌우이송부(110)의 이동플레이트(115)에 결합하여 스플라인부시(124)와 동시에 연동하도록 한다.

또한, 래크기어(126) 또는 LM가이드(127)의 하단에는 하부브래킷(128)을 부착하여 상하로 연동하도록 하고 하부브래킷(128)에 근접센서(129)를 구비하며, 스플라인봉(123)의 일단에는 서보모터(121)를 결합하여 스플라인봉(123)을 회전시킬 수 있도록 하되 서보모터(121)와 스플라인봉(123)을 타이밍벨트(122)로 연결하여 서보모터(121)를 본체(10)측으로 설치하여 외향으로 돌출되지 않도록 함이 바람직하다.

따라서, 스플라인봉(123)의 회전 또는 역회전으로 스플라인부시(124)도 회전 또는 역회전하므로 피니언(125)에 치차 결합시킨 래크기어(126)를 상측 또는 하측으로 정확하게 이동시킬 수 있도록 하는 것이다.

상기 전후이송부(130)는 상하이송부(120)의 하부브래킷(128)에 결합하여 상호 연동하도록 하되, 하부브래킷(128)에 서보모터(131)를 세워 설치하고 서보모터(131)의 회전축에 피니언(132)을 수평으로 부착하고 피니언(132)에 치차 결합하는 래크기어(133)를 구비하여 형성한다.

여기서 피니언(132)에는 전후 수평으로 래크기어(133)를 치차 결합하여 피니언(132)의 회전으로 래크기어(133)를 전후로 이동시킬 수 있도록 한다.

또한, 전후이송부(130)의 하부브래킷(128)에는 전후로 래크기어(133)와 평행하는 가이드레일(134)을 형성하되, 가이드레일(134)에 걸림턱을 형성하는 슬라이드홈(135)을 형성하고 슬라이드홈(135)에 베어링을 부착하여 형성함이 바람직하다.

상기 메인이송부(140)는 전후이송부(130)의 래크기어(133)에 이송프레임(131)을 결합하여 연동하도록 하되 본체(10)의 전후로 마주하는 이송프레임(141)에 판재를 클램핑하는 피드바(144)를 연결하여 판재를 순차적으로 동시에 이송하도록 한다.

아울러, 이송프레임(141)과 전후이송부(130)의 가이드레일(134) 사이에는 슬라이드브래킷(142)을 결합하여 원활하고 정확하게 이송프레임(141)을 이동시킬 수 있도록 하는 것이다.

여기서 슬라이드브래킷(142)에는 걸림돌출부(143)를 형성하여 걸림돌출부(143)를 가이드레일(134)의 슬라이드홈(135)에 끼워 정확하고 원활하게 이동할 수 있도록 한다.

한편, 이송로봇에는 각부에 신호를 인가하는 다수의 케이블베어(102)를 형성함이 일반적이다.

또한, 에어실린더(101)을 구비하여 각부에 호스(나타내지 않음) 등으로 연결하고 공기를 분사하여 판재의 가공시 발생하는 금속찌꺼기 등을 원활하게 제거할 수 있도록 함이 바람직하다.

이러한 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 초기상태에서 좌우이송부(110)의 서보모터(111)를 제어하여 전산볼트(113)를 회전시키면, 전산볼트(113)에 나사결합시킨 좌우 이송나사관(114)이 간격을 좁히게 되고 이로 인하여 이송나사관(114)에 연결시킨 상하이송부(120)의 LM가이드(127)와 스플라인부시(124)도 스플라인봉(123)을 따라 연동하여 간격을 좁히게 된다.

따라서 LM가이드(127)의 하부에 부착시킨 전후이송부(130)와 메인이송부(140)의 간격도 좁혀지므로 메인이송부(140)의 피더바(144)가 판재를 좌우에서 끼우게 된다.

여기서 피더바(144)가 판재를 고정하면, 상하이송부(120)의 서보모터(121)를 제어하여 스플라인봉(123)을 회전시키고 이로 인하여 스플라인봉(123)에 결합된 스플라인부시(124)도 회전하여 스플라인부시(124)에 일체로 형성된 피니언(125)도 회전하므로 피니언(125)에 치차 결합된 래크기어(126)가 상승한다.

따라서 래크기어(126)에 결합된 LM가이드(127)도 상승하고 이와 동시에 LM가이드(127)의 하부에 부착시킨 전후이송부(130)와 메인이송부(140)의 상승하므로 메인이송부(140)의 피더바(144)에 끼워진 판재를 들어올리게 된다.

여기서 피더바(144)에 의해 판재가 적정위치까지 상승하면, 전후이송부(130)의 서보모터(131)를 제어하여 피니언(132)을 회전시키고 이로 인하여 피니언(132)에 치차 결합시킨 래크기어(133)가 전진하게 된다.

따라서 래크기어(133)에 부착된 메인이송부(140)의 이송프레임(141)이 전진하므로 피더바(144)에 의해 상승한 판재가 전진하여 다음 공정의 상부까지 이동한다.

이러한 상태에서 상기의 역순으로 상하이송부(130)를 조절하여 피더바(144)를 하강시키고 프레스(1)의 작업 다이에 판재를 안치시킨다.

여기서 판재가 다음 공정의 이동이 완료되면 상기의 역순으로 좌우이송부(110)를 제어하여 피더바(144)의 간격을 넓힌 다음 상하이송부(120)을 제어하여 피드바(144)을 상승시키고 다시 전후이송부(130)을 제어하여 피드바(144)을 후진시킨 다음 상하이송부(120)를 제어하여 간격이 넓혀진 피더바(144)를 하강시켜 복기하여 초기화 상태로 전환한다.

더욱이, 판재의 이동완료 후 피더바(144)의 복기와 동시에 프레스(1)는 각각의 공정을 동시에 프레싱하여 작업을 완료한다.

이러한 공정을 반복적으로 연속하여 수행하므로 순차적으로 판재를 동시에 프레싱하여 신속하고 정확하게 가공할 수 있도록 하는 것이다.

1 : 다단프레스 10 : 본체
100 : 이송로봇 101 : 에어실린더
102 : 케이블베어 110 : 좌우이송부
111 : 서보모터 111a : 회전축
112 : 기어박스 112a : 베벨기어
113 : 전산볼트 114 : 이송나사관
115 : 이동플레이트 116 : LM가이드
117 : 지지플레이트 120 : 상하이송부
121 : 서보모터 122 : 타이밍벨트
123 : 스플라인봉 124 : 스플라인부시
125 : 피니언 126 : 래크기어
127 : LM가이드 128 : 연결브래킷
129 : 근접센서 130 : 전후이송부
131 : 서보모터 132 : 피니언
133 : 래크기어 134 : 가이드레일
135 : 슬라이드홈 140 : 메인이송부
141 : 이송프레임 142 : 슬라이드브래킷
143 : 걸림돌출부 144 : 피드바

Claims

서보모터(111)를 구비하고 서보모터(111)의 회전축(111a)에 기어박스(112)를 결합하며 기어박스(112)의 좌우로 전산볼트(113)를 형성하여 각각 결합하되, 각각의 전산볼트(113)에 이송나사관(114)을 결합하여 이송나사관(114)의 간격을 조절하는 좌우이송부(110)와;
상기 좌우이송부(110)에 연결하여 연동하도록 하되, 전산볼트(113)에 평행하는 스플라인봉(123)을 형성하고 스플라인봉(123)의 좌우에 일체로 피니언(125)을 형성시킨 스플라인부시(124)를 각각 결합하며 피니언(125)에 치차 결합하는 래크기어(126)를 수직으로 형성하여 상하로 이동시키되 래크기어(126)의 하부에 상하로 연동하는 하부브래킷(128)을 구비하고 스플라인봉(123)의 일단에 서보모터(121)를 연결한 상하이송부(120)와;
상기 상하이송부(120)에 연결하여 연동하도록 하되, 서보모터(131)를 세워 설치하고 서보모터(131)의 회전축에 피니언(132)을 결합하며 피니언(132)에 래크기어(133)를 수평으로 치차 결합하여 전후로 이동시키는 전후이송부(130); 및
상기 전후이송부(130)에 연결하여 연동하도록 하되 래크기어(133)에 연동하여 전후로 이동하는 이송프레임(141)을 구비하고 본체(10)의 전후로 마주하는 이송프레임(141)에 피드바(144)로 각각 연결하여 판재를 순차적으로 동시에 이송하는 메인이송부(140)로 구성한 것을 특징으로 하는 금속판재 이송 로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 좌우이송부(110)는 본체(10) 전후면의 이송라인 상측에 지지플레이트(117)를 부착하여 각각 설치하고 지지플레이트(117)의 중앙에 서보모터(111)를 수직으로 설치하고 서보모터(111)의 회전축(111a)에 베벨기어(112a)로 형성한 기어박스(112)를 결합하되 좌우 전산볼트(113)의 나사산을 왼나사와 오른나사로 형성하고, 상기 이송나사관(114)에는 이동플레이트(115)를 각각 부착하여 연동하도록 하되 이동플레이트(115)와 지지플레이트(117)를 LM가이드(116)로 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 금속판재 이송 로봇.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 상하이송부(120)는 좌우이송부(110)의 이동플레이트(115) 전면에 LM가이드(127)와 스플라인부시(124)를 각각 결합하여 연동하도록 하되, LM가이드(127)에 래크기어(126)의 배면을 결합하고 하부브래킷(128)에 근접센서(129)를 구비하여 구성한 것을 특징으로 하는 금속판재 이송 로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 전후이송부(130)는 상하이송부(120)의 하부브래킷(128)에 결합하여 상호 연동하도록 하되, 하부브래킷(128)에 전후로 래크기어(133)에 평행하는 가이드레일(134)을 형성하고 가이드레일(134)에 걸림턱을 형성한 슬라이드홈(135)을 형성하고 슬라이드홈(135)에 베어링을 형성하여 구성한 것을 특징으로 하는 금속판재 이송 로봇.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 메인이송부(140)는 이송프레임(141)과 전후이송부(130)의 가이드레일(134) 사이에 슬라이드브래킷(142)을 결합하되 슬라이드브래킷(142)에 걸림돌출부(143)를 형성하여 걸림돌출부(143)를 가이드레일(134)의 슬라이드홈(135)에 끼워 구성한 것을 특징으로 하는 금속판재 이송 로봇.