KR101442808B1 - 로봇을 이용한 플라즈마 절단장치의 소재 자동선별장치 - Google Patents

로봇을 이용한 플라즈마 절단장치의 소재 자동선별장치 Download PDF

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KR101442808B1
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한인호
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(주)로봇플러스
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Abstract

본 발명은 플라즈마 절단장치에서 절단된 가공물의 소재를 크기에 따라 자동으로 선별하여 적재함으로 이송하는 로봇을 이용한 플라즈마 절단장치의 소재 자동선별장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 자동 선별장치(500)는 절단 가공할 소재를 공급 및 이송하는 소재공급부(100)와, 소재 공급부에 의해 공급되는 소재를 셋팅하는 소재셋팅부(300)와, 셋팅이 완료된 소재를 입력된 CAD/CAM 프로그램에 의해 아크절단장치(410)에 의해 절단 가공을 행하는 가공부(400)와, 절단 가공이 완료된 소재를 크기에 따라 자동으로 선별 이송하여 적재함으로 각각 보내는 자동선별장치(500)로 이루어지되;
상기 자동선별장치(500)는 아크절단장치(410)에 의해 절단가공된 소재(길이가 짧은 소재 및 중간급 소재)를 선별 이송하는 제1차선별기(510)와,
상기 아크절단장치(410)에 의해 절단가공된 소재(길이가 긴 소재)를 선별이송하는 제2차선별기(520)와,
상기 제1차선별기(510)에 투입된 중간소재 프된 긴소재를 선별이송하는 제3차선별기(530)를 포함하는 것에 특징이 있다.

Description

로봇을 이용한 플라즈마 절단장치의 소재 자동선별장치{PLASMA CUTTING APPARATUS}
본 발명은 플라즈마 절단장치에서 절단된 가공물의 소재를 크기에 따라 자동으로 선별하여 적재함으로 이송하는 로봇을 이용한 플라즈마 절단장치의 소재 자동선별장치에 관한 것이다.
일반적으로 구조물에 사용되는 형광류 및 파이프 등의 소재는 그 사용 용도에 맞도록 가공 절단하여 조립 또는 용접에 의해 구조물을 구성하고 있다.
이러한 형광류 및 파이프의 절단은 플라즈마 절단장치에 의해 절단을 행하되, CAD/CAM의 프로그램을 입력하여 자동으로 절단을 행하고 있다.
종래의 절단장치를 살펴보면 타출원인에 의해 선출원 등록된 등록특허 제10-0753201호의 로봇 플라즈마 절단장치가 일 예다.
상기한 종래의 플라즈마 절단장치의 구성을 살펴보면 소재를 공급이송하는 공급이송수단(130)과, 공급된 소재를 입력된 CAD/CAM 프로그램에 의해 절단을 행하는 아크절단장치(120)와, 절단된 슬러지를 수거하기 위한 수거함(242) 및 절단가공된 소재를 배출하기 위한 배출이송수단(140)으로 구성된다.
즉, 공급이송수단(130)의 상단으로 가공할 소재를 별도의 장비(지게차 또는 크레인 등)에 의해 올려놓으면 공급이송수단(130)에 의해 소재가 아크절단장치(120)로 이동을 하게 되되, 이동시 일측방향으로 소재를 밀어 셋팅하여 투입이 된다.
이러한 상태에서 아크절단장치(120)에 의해 가공이 행해지며, 절단 가공이 완료된 소재는 배출이송수단(140)에 의해 타측방향으로 이송되고, 적재함으로 적재되는 구조로 이루어진다.
이러한 절단장치에서는 다양한 길이의 소재를 가공하게 이루어진다.
그러나 상기한 플라즈마 절단장치는 절단가공이 완료된 소재를 길이에 따라 선별이 불가능한 문제가 있으며, 가공된 소재는 선별 가정을 거치지 않고 다양한 길이의 소재가 한 적재함에 그대로 쌓이게 되는 문제가 있다.
이와 같이 길이가 서로 다르게 가공된 소재가 싸이면 작업자가 별도로 분리해야하는 번거로운 문제가 있으며, 그에 따른 분리작업의 시간이 별도로 소요되는 문제를 안고 있다.
즉, 작업성 효율이 저하되는 문제가 있는 것이다.
등록특허 10-0753201호(2007.08.22)
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로 다음과 같은 목적을 갖는다.
본 발명의 목적은 길이가 각기 다르게 절단가공된 소재를 자동으로 선별하여 각각의 적재함으로 선별 이송하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 각기 다른 길이의 소재를 자동으로 선별해 줌으로써 작업능률을 향상시킴과 아울러 작업시간을 최소화시키는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 아크절단장치에서 절단가공이 완료된 소재(길이가 작은 소재 및 중간소재)를 선별이송하는 제1차선별기와, 아크절단장치에서 절단가공이 완료된 소재(길이가 긴 소재)를 선별이송하는 제2차선별기와, 절단가공된 소재(중간급 소재 및 길이가 긴 소재)를 제2적재함 및 제3적재함으로 이송시켜 선별하는 제3차선별기로 구비함으로써 상기한 목적이 달성된다.
제1차선별기는 롤러가 다수개 구비되는 제1본체와, 롤러가 다수개 구비되며 일측 하단에 각도조절장치가 구비되는 제2본체와, 상기 제1본체 및 제2본체를 회동하여 각도조절이 되도록 연결되는 힌지와, 제2본체의 일측부 설치되어 상기 롤러를 구동하는 구동모터로 구비하여 길이가 짧은 소재 및 중간소재를 선별이송할 수 있다.
제2차선별기는 선반의 상단으로 다수의 롤러가 구비되며, 선반의 하단 양측부에는 회전축이 설치되되, 이 회전축은 본체의 상단 양측에 구비되는 하우징에 결합되어 회동가능하게 이루어지고, 상기 선반의 일측부에는 상기 다수 롤러를 구동하기 위한 구동모터가 구비되며, 본체의 측부에는 상기 선반를 내측 하단으로 회전시키기 위한 실린더가 링크에 의해 회전축과 연동되게 설치되어 길이가 긴 소재를 선별이송 할 수 있다.
제3차선별기는 본체의 상단으로 다수의 롤러가 구비되며 본체의 측부에는 상기 롤러를 구동하는 구동모터가 구비되고, 상기 구동모터와 롤러는 체인에 의해 체결되어 구동되되, 구동모터의 일측부에는 체인의 장력을 조절하기 위한 장력조절기를 구비함으로써, 중간 소재 및 긴 소재를 이송선별할 수 있다.
서술된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 자동 선별장치에 의해 아크절단장치에서 절단이 가공된 소재를 길이에 따라 자동으로 선별을 하여 각각의 적재함으로 보내어 적재함으로써 선별작업시간을 단축시킬 수 있는 효과와, 작업능률을 향상시킬 수 있는 효과를 거둘 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소재 자동선별장치의 사용상태를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동선별장치의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예인 자동선별장치중 제1차선별기의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예인 자동선별장치중 제2차선별기의 구성을 설명하기 위한 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예인 자동선별장치중 제2차선별기의 구성을 설명하기 위한 평면도.
도 6 은 도5의 정면도.
도 7은 제2차선별기의 작동상태도.
도 8는 본 발명의 실시예인 자동선별장치중 제3차선별기의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 9는 자동선별장치의 동작상태를 설명하기 위한 도면.
이하에서, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 소재 자동 선별장치의 구조를 설명한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들은 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
(실시예)
본 발명에 따른 플라즈마 절단장치(10)는 첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이, 다양한 길이의 가공소재를 공급 및 이송하는 소재 공급부(100)와, 공급되는 소재를 세팅하여 고정하는 소재세팅부(300)와, 아크절단장치(410)에 의해 공급된 소재를 절단가공하는 가공부(400)와, 상기 가공부에서 절단 가공이 완료된 소재를 자동선별하여 절재부로 보내는 자동선별장치(500)로 구비된다.
소재 공급부(100)는 측부에서 소재 공급장치(미도시함)에 의해 소재 공급부(100)로 공급을 행하게 되며, 소재가 공급되면 소재 공급부(100)에서 소재셋팅부(300)로 이송을 행하게 된다.
소재셋팅부(300)로 이송된 소재는 기계장치에 의해 셋팅이 완료되며, 셋팅 후 가공부(400)의 아크절단장치(410)에 의해 절단 가공을 행하게된다.
한편, 상기 절단장치의 제어부에는 전 공정을 제어하는 프로그램 및 소재의 절단을 행하는 CAD/CAM 프로그램이 입력되어 있는 제어부(미도시함)가 구비됨이 바람직하다.
상기 자동선별장치(500)는 아크절단장치(410)에 의해 절단가공된 소재(길이가 짧은 소재 및 중간급 소재)를 선별 이송하는 제1차 선별부기(510)와, 상기 아크절단장치(410)에 의해 절단가공된 소재(길이가 긴 소재)를 선별이송하는 제2차선별기(520)와, 상기 제1차선별기(510)에 투입된 중간소재 및 상기 제2차선별기(520)로 투입된 긴소재를 선별이송하는 제3차선별기(530)로 구비된다.
상기 제1차 선별기(510)는 제1본체(511-1)와 제2본체(511-2)로 구비되되, 힌지축(512)에 의해 회동되어 각도조절이 가능하도록 이루어진다. 이때 회전축(512)의 양 끝단에는 구동스프로킷(512a)가 구비된다.
그리고 상기 제1본체(511-1) 및 제2본체(511-2)의 중앙으로는 다수의 롤러(514)가 구비되되, 롤러의 양측 끝단에는 스프로킷(514a)이 구비된다. 그리고 제1본체의 후단에는 구동스프로킷(513-1a)을 갖는 구동축(513-1)이 구비된다.
또한, 제2본체(511-2)의 선단 측부에는 상기 롤러(514)들을 구동하기 위한 구동모터(513)가 구비된다. 상기 구동모터(513)에는 감속기어(513-1)가 연동되게 설치되며, 감속기어(513-1)는 구동스프로킷(513-1a')가 구비된 구동축(513-1')와 연동되게 설치된다.
그리고 체인(515)에 의해 각각의 스포로킷(513-1a')(514a)(513-1a)이 연동되게 설치되어 모터의 작동에 의해 롤러가 회전되어 소재를 이송하도록 이루어진다.
한편, 제2본체의 선단 양측부에는 힌지축(512)을 중심으로 회전되어 각도조절을 할 수 있는 각도조절장치(516)가 구비된다.
각도조절장치(516)는 유압 또는 공압실린더로 구성함이 바람직하다.
이와 같이 구성된 제1차 선별기(510)는 아크절단장치에서 절단 가공이 완료된 짧은 소재와 중간급 소재를 선별이송을 행하게 된다.
상기 제2차선별기(520)는 본체(521)와, 상기 본체의 상단으로 다수의 롤러(523)가 구비된 선반(522)이 구비된다. 즉, 본체(521)의 상단 양측부에는 상기 선반을 지지하는 하우징(527)이 구비되며, 상기 선반(522)의 하단에는 상기 하우징으로 조립되어 회전하는 회전축(526)이 구비된다.
선반(522)의 측부에는 상기 다수의 롤러(523)을 구동하는 구동모터(528)가 구비된다. 이때, 구동모터(528)와 롤러(523)의 측부에는 스프로킷(528a)(523a)이 구비되며, 체인(529)에 의해 구동되게 이루어진다.
한편, 본체(521)의 측부에는 상기 선반(522)을 내측으로 하강회전시키기 위한 실린더(524)가 구비된다. 이 실린더는 링크(525)에 의해 선반을 지지하고 있는 회전축(526)과 연동되게 설치되어, 실린더의 작동에 의해 링크(525)와 회전축(526)이 내측으로 회전을 행하도록 이루어진다.
이와 같이 회전축과 회전축의 상단 선반 및 롤러가 내측으로 회전 즉 90도 정도로 회전을 행하게 이루어진다.
한편 이러한 제2차선별기는 도면에 도시된 바와 같이, 대칭되게 구성하여 한 쌍으로 구비되되, 롤러와 롤러가 서로 교차 되게 구비하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 제2차선별기(520)는 긴소재를 선별이송을 행하게 된다.
상기 제3차선별기(530)는 본체(531)의 상단으로 다수의 롤러(532)가 구비되며 본체(531)의 측부에는 상기 롤러(532)를 구동하는 구동모터(535)가 구비되고, 상기 구동모터와 롤러는 체인(533)에 의해 체결되어 구동된다.
상기 구동모터의 일측부에는 체인의 장력을 조절하기 위한 장력조절기(534)가 구비된다.
이와 같은 구성으로 이루어진 제3차선별기는 제 1차 및 제 2차선별기에서 이송되는 중간급소재와 긴 소재를 선별하여 이송을 행한다.
한편, 제1선별기(510)의 일단에는 이송된 짧은 소재를 적재하기 위한 제1적재함(540-1)이 구비되고, 제3선별기(520)의 일단에는 중간소재 및 긴 소재를 적재하기 위한 제2적재함(540-2) 및 제3적재함(540-3)이 구비된다.
이하, 본 발명의 자동선별기에 따른 작용 및 작동상태를 설명하기로 한다.
먼저, 첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마 절단장치(10)의 제어부에는 절단 가공할 소재의 절단방법에 대한 CAD/CAM 프로그램이 입력된 상태이다.
이러한 상태에서 소재 공급부(100)로 소재를 공급을 행하면, 소재 공급부(100)에서 소재를 일측방향으로 밀착을 시켜 소재셋팅부(300)로 소재 공급을 행한다. 이와 같이 공급된 소재는 소재 셋팅부(300)에서 절단위치 등의 셋팅을 행하게 되고, 셋팅이 완료되면 가공부(400)의 아크절단장치(400)에 의해 입력된 프로그램에 따라 절단 가공을 행하게 된다.
이와 같이 절단 가공이 완료된 소재 (길이가 짧은 소재)는 제1차선별기(510)로 제1본체(511-1)로 낙하 되어 이송된다. 제1본체로 낙하된 짧은 소재는 경사진 제2본체(511-2)로 이동하여 제2본체의 전방에 구비된 제1적재함(540-1)으로 분리적대 된다. 이와 같이 짧은 소재의 가공은 가공을 행해지면 제1차선별기에 의해 제1적재함(540-1)에 선별 적재된다.
그리고 중간급 소재가 가공될 시에는 제2차선별기(520) 다음과 같은 선별과정을 거치게 된다. 이때 중간급 길이의 소재도 상중하로 나눌 수 있다. 즉. 아크절단기의 시작으로 제2차선별기의 진입구 까지의 거리보다 짧으면 하급으로 분류되고, 제2차선별기의 중간 거리 정도의 길이는 중급으로 보며, 제2차선별기의 끝단까지 거리는 상급으로 보면 된다. 제2차선별기의 끝단 이상의 길이는 갖는 소재는 긴 소재로 판단하면 될 것이다.
이와 같이 중간급 소재는 제2차선별기(520)를 통해 선별이 불가능하다. 그 길이가 제2차선별기의 거리 이상 못 미치기 때문에 제2차선별기로 이동시 후단 절단부의 무게하중으로 인해 후방으로 낙하 되기 때문이다.
이러한 문제에 의해 중간급 소재의 절단 가공시에는 제2차선별기(520)의 롤러(523)가 부분이 중간급 소재가 간섭을 받지 않도록 내측으로 하강시켜야 한다.
즉, 실린더(524)가 상부로 작동을 하여 링크를 회전시켜 올리면 링크(525)와 연동되게 설치된 회전축(526)이 회전을 하여 롤러(523)가 배치된 선반(522)이 내측으로 회전하여 대략 90도 정도로 회전된다.
이와 같이 회전 하강되면, 가공되어 배출되는 중간급소재가 상기 제2차선별기에 간섭을 받지 않고 제1차선별기(510)로 낙하하여 제1본체 및 제2본체에 배치된 롤러를 타고 제3차선별기(530)로 이송을 행한다.
이때, 제2차 본체의 각도 조절은 중간급소재가 제3차선별기로 향하는 위치정도로 각도조절을 행하고 있음이 바람직하다.
이와 같이 제1차선별기(510)를 거쳐 제3차선별기(530)로 이송되는 중간급소재는 제2차적재함(540-2)에 낙하하여 적재된다.
한편 길이가 긴 소재의 선별 이송은 다음과 같은 방법에 의해 선별이송된다.
길이가 긴 소재의 절단가공시에는 제2차선별기(520)의 롤러(523)이 상승된 상태에서 수평을 이루고 있어야 한다.
이러한 상태에서 긴 소재가 선단부가 가공이 완료되면, 가공부에서 밀려나와 제2차선별기(520)의 롤러(523)로 선단부가 안착이송되고, 긴 소재의 후단부 또한 절단가공이 완료되면 구동모터(528)의 작동에 의해 롤러(523)이 회전하여 긴 소재를 제3선별기(530)로 이송을 행한다. 이때, 길이기 길기 때문에 소재 선단부가 제3차선별기에 진입한 후도, 제2차선별기에서 소재의 후단을 받쳐 밀어주기 때문에 뒤로 낙하되는 문제가 발생 되지 않는다.
또한 후단부가 2차선별기를 지난 후에도 무게중심이 제3차선별기에 더 쏠리기 때문에 뒤로 낙하 되는 것이 방지된다.
이와 같이 제3차선별기(530)에 의해 이송되는 소재는 제3적재함(540-3)으로 적재가 완료된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 자동선별기에 의하면 길이가 짧거나 중간급 소재 또는 길이가 긴 소재라 하더라도 작업자가 별도 선별 및 적재하지 않고도 자동으로 선별 적재함으로써 작업시간이 최소화되며, 작업 능률을 향상시킬 수 있다.
이상으로 본 발명의 특정 실시예들에 대하여 설명하였다.
그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 특별히 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해해야 할 것이다.
따라서, 전술된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
500: 자동선별장치 510: 제1차선별기
512: 힌지 516: 각도조절장치
520: 제2차선별기 522: 테이블
523: 롤러 524: 실린더
525: 링크 530: 제3차선별기
534: 장력조절기

Claims (6)

  1. 절단 가공할 소재를 순차적으로 공급하여 셋팅 한 후, 입력된 CAD/CAM 프로그램에 의해 아크절단기에 의해 절단 가공을 행하고 절단이 가공된 소재를 크기에 따라 자동으로 선별을 행하도록 이루어지는 로봇을 이용한 플라즈마 절단장치의 소재 자동선별장치에 있어서,
    상기 자동선별장치(500)는 아크절단장치(410)에 의해 절단가공된 길이가 짧은 소재와 중간급 소재를 선별하되, 길이가 짧은 소재는 적재함으로 자유낙하되며, 중간급 소재는 제3선별기로 이송하는 제1차선별기(510)와,
    상기 아크절단장치(410)에 의해 절단가공된 길이가 긴 소재를 선별이송하여 제3선별기로 보내는 제2차선별기(520)와,
    상기 제1차선별기(510)에서 이송된 중간소재 및 상기 제2차선별기(520)에서 이송된 길이가 긴 소재를 각각의 적재함으로 선별이송하는 제3차선별기(530)로 구비되는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 플라즈마 절단장치의 소재 자동선별장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1차선별기(510)는 길이가 짧은 소재 및 중간소재를 선별이송하는 것으로,
    롤러(514)가 다수개 구비되는 제1본체(511-1)와, 롤러(514)가 다수개 구비되며 일측 하단에 각도조절장치(516)가 구비되는 제2본체(511-2)와, 상기 제1본체 및 제2본체를 회동하여 각도조절이 되도록 연결되는 힌지(512)와, 제2본체(511-2)의 일측부에 설치되어 상기 롤러(514)를 구동하는 구동모터(513)로 구비되는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 플라즈마 절단장치의 소재 자동선별장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제2차선별기(520)는 길이가 긴 소재를 선별이송하는 것으로,
    선반(522)의 상단으로 다수의 롤러(523)가 구비되며, 선반의 하단 양측부에는 회전축(526)이 설치되되, 이 회전축(526)은 본체(521)의 상단 양측에 구비되는 하우징(527)에 결합되어 회동가능하게 이루어지고, 상기 선반(522)의 일측부에는 상기 다수 롤러(523)를 구동하기 위한 구동모터(528)가 구비되며, 본체(521)의 측부에는 상기 선반(522)을 내측 하단으로 회전시키기 위한 실린더(524)가 링크(525)에 의해 회전축(526)과 연동되게 설치되는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 플라즈마 절단장치의 소재 자동선별장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제2차선별기(520)는
    좌.우측으로 대칭되게 구비되되, 좌.우측의 롤러가 서로 교차되게 구비되는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 플라즈마 절단장치의 소재 자동선별장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제3차선별기(530)는 제 1차 및 제2차선별기로 이송되는 중간급 소재 및 긴 소재를 선별이송하는 것으로,
    본체(531)의 상단으로 다수의 롤러(532)가 구비되며 본체(531)의 측부에는 상기 롤러(532)를 구동하는 구동모터(535)가 구비되고, 상기 구동모터와 롤러는 체인(533)에 의해 체결되어 구동되되, 구동모터의 일측부에는 체인의 장력을 조절하기 위한 장력조절기(534)가 구비되는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 플라즈마 절단장치의 소재 자동선별장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1차 선별기(510)의 후방에는 상기 1차 선별기를 통과한 길이가 짧은 소재가 적재되는 제1적재함(540-1)이 구비되고, 제3차 선별기(530)의 후방에는 중간급 소재가 적재되는 제2적재함(540-2) 및 긴 소재가 적재되는 제3적재함(540-3)이 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 플라즈마 절단장치의 소재 자동선별장치.
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