KR101669844B1

KR101669844B1 - 취출로봇

Info

Publication number: KR101669844B1
Application number: KR1020160063257A
Authority: KR
Inventors: 이원자
Original assignee: 이원자
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2016-10-27

Abstract

사출성형기의 금형으로부터 사출물을 인출 및 이송하는 취출로봇이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 사출성형기로부터 성형 완료된 사출물을 인출 및 이송하기 위한 취출로봇에 있어서, Y축방향으로 연장 형성된 Y축이송암; X축방향으로 연장 형성되며, 상기 Y축이송암을 따라 Y축방향 이동 가능하게 형성되는 X축이송암; Z축방향으로 연장 형성되며, 상기 X축이송암을 따라 X축방향 이동 가능하게 형성되는 Z축이송암; 상기 Z축이송암 하단에 장착되어 X,Y,Z축방향으로 이동 가능하게 형성되며, 상기 사출물을 흡착 가능한 복수의 흡착패드를 구비하는 지그브라켓; 상기 지그브라켓에 장착되며, 금형의 가동측 형판을 촬상하여 영상데이터를 생성하는 카메라; 상기 지그브라켓에 장착되며, 상기 가동측 형판으로 빛을 조사하는 램프; 상기 Y축이송암에 장착되며, 가동 중 발생되는 소리를 감지하여 음향데이터를 생성하는 음향센서; 및 상기 X,Y,Z축이송암 및 상기 지그브라켓을 구동 제어하는 제어부;를 포함하고, 영상데이터 및 음향데이터를 통해 작동오류를 효과적으로 검출할 수 있는 취출로봇이 제공될 수 있다.

Description

취출로봇 {TAKE-OUT ROBOT}

본 발명은 취출로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사출성형기의 금형으로부터 사출물을 인출 및 이송하는 취출로봇에 관한 것이다.

사출성형(injection molding)은 가소화 상태의 성형재료(플라스틱 수지)를 밀폐된 금형 내로 사출시키고 이를 경화시켜 성형품을 만드는 가공방법으로, 압출성형 등과 함께 수지재 가공품을 만들기 위한 가공방법으로 널리 사용되고 있다. 근래 이와 같은 사출공정은 사출성형기, 취출로봇 등을 통해 자동화 시스템으로 구축되는 것이 일반적이다. 특히, 취출로봇은 사출성형기의 금형이 개방되면 성형 완료된 사출물을 인출 및 이송하기 위해 사용되는 자동화 설비로, 기 설정된 경로를 따라 반복적 구동되어 작업 효율성 및 생산성을 향상시키게 된다.

상기와 같은 취출로봇은 종래 단순한 이송 기능만을 수행하던데 반해, 최근에는 여러가지의 부가 기능의 추가가 활발히 연구 및 실용화되고 있다. 예컨대, 취출로봇이 사출물의 이송과 함께 인서트 부재의 공급 기능을 겸하도록 하는 방안이 근래 들어 활발하게 연구 개발된 바 있으며, 최근에는 상당히 넓게 활용되고 있다. 또한, 이에 부가하여 최근에는 작업장에서 발생될 수 있는 안전사고 방지 기능 등의 추가가 고려되고 있으며, 일 예로, 등록특허공보 제10-1576634호에서는 취출로봇에 충격감지센서나 인체감지센서를 마련하여 안전사고를 저감시키도록 한 구성을 제안한 바 있다.

한편, 취출로봇을 비롯한 사출공정의 자동화 시스템에 있어서, 사출성형기 내지 금형은 매우 고가의 설비로 그 취급에 고도의 주의를 요하며, 오작동에 의한 설비의 파손은 사용자에게 막대한 손실을 끼칠 수 있다. 특히, 사출성형기에 있어 빈번히 발생되는 오작동 및 파손의 원인 중 하나는, 사출물의 탈거를 위한 이젝트 핀(eject pin)이나 언더 컷(under cut)의 처리를 위한 슬라이드 코어(slide core)가 사출물 탈거 후 적절히 원위치로 복귀되지 않는 것이다. 이와 같은 경우, 금형이 닫히게 되면, 미복귀된 이젝트 핀이나 슬라이드 코어에 의해 금형이 파손이 생길 수 있으며, 공정비용 및 시간상 막대한 손실을 발생시키게 된다.

따라서 사출성형기나 금형을 모니터링하기 위한 수단들이 강구되어 왔는데, 예컨대, 등록특허공보 제10-0109517호나 등록특허공보 제10-0961339호에서는 사출성형기에 감시카메라 등을 설치하여 공정과정을 감시할 수 있도록 하는 방안을 제안한 바 있다. 그러나 이와 같은 방안들은 취출로봇보다는 사출성형기에 추가되는 기능들로 구성되어 있으며, 사용자의 개입이 요구되거나 정상여부 등을 판별하는 과정에서 공정지연을 초래할 수 있다. 또한, 그 검출 효율성 또한 떨어져 실제 그 활용도가 극히 낮은 실정이다.

등록특허공보 제10-1576634호 (2015.12.04 등록) 등록특허공보 제10-0109517호 (1996.12.20 등록) 등록특허공보 제10-0961339호 (2010.05.26 등록)

본 발명의 실시예들은 사출성형기 등의 오작동을 적절히 감지하여 설비의 파손이나 이로 인한 공정상의 손실을 저감시킬 수 있는 취출로봇을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예들은 오작동 감지에 따른 공정지연을 최소화하고, 검출 효율성이 개선될 수 있는 취출로봇을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 사출성형기로부터 성형 완료된 사출물을 인출 및 이송하기 위한 취출로봇에 있어서, Y축방향으로 연장 형성된 Y축이송암; X축방향으로 연장 형성되며, 상기 Y축이송암을 따라 Y축방향 이동 가능하게 형성되는 X축이송암; Z축방향으로 연장 형성되며, 상기 X축이송암을 따라 X축방향 이동 가능하게 형성되는 Z축이송암; 상기 Z축이송암 하단에 장착되어 X,Y,Z축방향으로 이동 가능하게 형성되며, 상기 사출물을 흡착 가능한 복수의 흡착패드를 구비하는 지그브라켓; 상기 지그브라켓에 장착되며, 금형의 가동측 형판을 촬상하여 영상데이터를 생성하는 카메라; 상기 지그브라켓에 장착되며, 상기 가동측 형판으로 빛을 조사하는 램프; 상기 Y축이송암에 장착되며, 가동 중 발생되는 소리를 감지하여 음향데이터를 생성하는 음향센서; 및 상기 X,Y,Z축이송암 및 상기 지그브라켓을 구동 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 카메라의 영상데이터를 제공받아 제공된 영상데이터에서 상기 가동측 형판의 영역을 추출하고, 추출된 영역의 영상데이터를 그레이(gray) 처리하여 기 설정된 기준 밝기에 따라 흑백영상으로 변환하며, 변환된 흑백영상을 복수개의 슬릿영상으로 분할하는 영상처리부; 상기 영상처리부로부터 제공되는 슬릿영상을 데이터베이스에 저장된 정상상태의 기준영상과 대비하고, 기 설정된 정합도 이하인 경우 오류판정을 내리는 영상판독부; 상기 음향센서의 음향데이터를 제공받아 주파수 스펙트럼으로 변환하는 음향처리부; 및 상기 음향처리부로부터 제공되는 주파수 스펙트럼에 대해 기 설정된 최대허용주파수 이상의 대역에서 기 설정된 최대허용음압 이상이 검출되면, 오류판정을 내리는 음향판독부;를 포함하며, 상기 영상판독부 및 상기 음향판독부는, 오류판정시 상기 사출성형기로 정지신호를 송출하여 상기 사출성형기를 구동 정지시키고, 시청각적 알림수단으로 경고신호를 송출하여 사용자에게 작동오류를 인지시키도록 형성되는, 취출로봇이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 취출로봇은, 카메라를 통해 금형의 가동측 형판에서 이젝트 핀, 슬라이드 코어 등이 적절히 정상 복귀되었는지를 판별할 수 있다. 따라서 이젝트 핀, 슬라이드 코어 등이 적절히 복귀되지 않은 상태에서 금형이 닫힘으로써 발생되는 설비의 막대한 손실을 미연에 방지할 수 있게 된다. 특히, 본 발명의 실시예들에 따른 취출로봇은, 가동측 형판으로 램프를 비추고, 이젝트 핀 등의 그림자 영역을 통해 매우 신속하게 정상 또는 오류판정이 가능하게 된다. 따라서 상기와 같은 설비의 모니터링 및 보호기능이 추가됨에도 불구하고, 종래 대비 공정지연이 거의 없으며, 효율적인 대조방식을 통해 영상 판독의 신뢰도 또한 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 취출로봇은, 상기와 같은 카메라와 더불어 음향센서를 통해서도 설비의 이상유무를 판정하게 된다. 따라서 영상데이터를 통해 적절히 검출되지 않는 설비의 이상유무 또한 검출하여 적절히 경고신호를 보내거나 설비의 가동을 중단할 수 있다. 또한, 2가지 이상의 감지수단을 통해 설비의 정상구동 여부를 판정함으로써, 설비보호수단의 신뢰도 및 안정성도 향상되게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 취출로봇을 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 취출로봇을 보여주는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 취출로봇을 보여주는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그브라켓을 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부를 보여주는 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 다만, 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아님을 알려둔다. 또한, 이하의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로, 불필요하게 본 발명의 기술적 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 공지의 구성에 대해서는 상세한 기술을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 취출로봇(100)을 보여주는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 취출로봇(100)을 보여주는 정면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 취출로봇(100)을 보여주는 측면도이다.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 취출로봇(100)은 사출성형기(P)와 인접하게 배치될 수 있다. 취출로봇(100)은 사출성형기(P)의 금형(M)으로부터 성형 완료된 사출물을 인출하고, 이를 인접한 컨베이어 등으로 이송할 수 있다. 필요에 따라, 취출로봇(100)은 금형(M)에 인서트부재를 공급하는 기능을 겸비할 수 있다. 즉, 사출물에 인서트부재가 포함되는 인서트 사출의 경우, 취출로봇(100)은 성형 완료된 사출물의 인출 후 새로운 인서트부재를 금형(M)으로 공급하게 된다. 취출로봇(100)을 통한 사출물의 인출이나 인서트부재의 공급은 종래 다양한 형태로 공지된 바 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 단, 본 실시예에 따른 취출로봇(100)은 사출물의 인출 및 이송만이 요구되는 일반적인 사출이나, 인서트부재의 공급이 추가로 요구되는 인서트 사출의 경우에 모두 적용 가능하며, 이에 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아님을 알려둔다.

본 실시예에 따른 취출로봇(100)은 상기와 같이 사출물 인출 등을 위한 것으로, X축이송암(110), Y축이송암(120) 및 Z축이송암(130)을 포함할 수 있다.

X축이송암(110)은 사출물 인출을 위한 지그브라켓(140)을 X축방향(전후방향) 이동시키기 위한 것으로, X축방향으로 연장 형성될 수 있다. Y축이송암(120)은 지그브라켓(140)을 Y축방향(좌우방향) 이동시키기 위한 것으로, Y축방향으로 연장 형성될 수 있다. Z축이송암(130)은 지그브라켓(140)을 Z축방향(상하방향) 이동시키기 위한 것으로, Z축방향으로 연장 형성될 수 있다. 또한, X축이송암(110) 및 Z축이송암(130)은 Y축이송암(120)을 따라 Y축방향(좌우방향)으로 이동 가능하게 형성될 수 있으며, Z축이송암(130)은 X축이송암(110)을 따라 X축방향(전후방향)으로 이동 가능하게 형성될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 취출로봇(100)은 사출물 인출을 위한 지그브라켓(140)을 포함할 수 있다.

지그브라켓(140)은 Z축이송암(130) 하단에 장착될 수 있다. 따라서 지그브라켓(140)은 전술한 X,Y,Z축이송암(110,120,130)에 의해 X,Y,Z축방향으로 각각 이동될 수 있다. 필요에 따라, 지그브라켓(140)은 Y축을 중심으로 Z축이송암(130)에 대해 회전 가능하도록 형성될 수 있다. 보다 바람직하게, 지그브라켓(140)은 제1배치상태와, 상기 제1배치상태로부터 Z축이송암(130)에 대해 Y축을 중심으로 90도 회전된 제2배치상태가 가능하도록 형성될 수 있다. 이와 같은 경우, 지그브라켓(140)은 제1배치상태에서 금형(M)으로부터 사출물을 인출하고, 제2배치상태에서 이송된 사출물을 컨베이어에 배출시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그브라켓(140)을 보여주는 사시도이다.

도 4를 참조하면, 지그브라켓(140)은 흡착패드(141)를 포함할 수 있다. 흡착패드(141)는 성형 완료된 사출물 표면에 진공흡착되어 금형(M)으로부터 사출물을 취득 및 탈거할 수 있다. 흡착패드(141)는 사출물의 형상, 개수 등에 따라 복수개가 구비될 수 있다.

도시되지 않았으나, 필요에 따라, 지그브라켓(140)은 사출물의 인출을 위한 취출지그와, 인서트부재의 공급을 위한 인서트지그를 포함할 수 있다. 이와 같은 경우, 지그브라켓(140)은 취출지그를 통해 금형(M)으로부터 사출물을 인출한 후, 인서트지그를 통해 금형(M)에 새로운 인서트부재를 공급할 수 있다. 예컨대, 본 출원인이 기 출원한 등록실용신안공보 제20-0421394호는 상기와 같이 취출지그와 인서트지그가 함께 구비된 지그브라켓을 개시하고 있다. 단, 본 실시예에 따른 취출로봇(100)은 지그브라켓(140)에 인서트지그가 포함되는지 여부에 관계없이 적용 가능하며, 이에 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다. 참고로, 도 3에 도시된 지그브라켓(140)은 주기능인 사출물 인출을 위한 것이며, 인서트지그 등이 포함되지 않았음을 알려둔다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 취출로봇(100)은 카메라(150)를 포함할 수 있다.

카메라(150)은 사출물 인출 후 금형(M)을 촬상하여 영상데이터를 생성할 수 있다. 구체적으로, 카메라(150)는 흡착패드(141)를 통해 사출물이 금형(M)으로부터 탈거되고 설정시간이 경과되면, 사출물이 탈거된 금형(M)을 촬상하여 영상데이터를 생성할 수 있다. 보다 바람직하게, 카메라(150)는 이젝트 핀(eject pin) 또는 슬라이드 코어(slide core)가 설치되는 금형(M)의 가동측 형판에 대해 영상데이터를 생성할 수 있다. 이는 금형(M)의 가동측 형판에 대해 이젝트 핀 또는 슬라이드 코어가 적절히 초기위치로 복귀하였는지를 판별하기 위한 것으로, 카메라(150)는 생성된 영상데이터를 후술할 제어부(180)로 제공할 수 있다. 한편, 상기의 설정시간은 사출물의 탈거 후 가동측 형판의 이젝트 핀 또는 슬라이드 코어가 초기위치로 복귀하는 걸리는 정상가동시간을 고려하여 설정될 수 있다.

카메라(150)는 지그브라켓(140)에 장착될 수 있다. 이와 같은 경우, 지그브라켓(140)은 사출물 인출 등을 위해 통상의 구동과정에서 금형(M)으로 접근하게 되므로, 지그브라켓(140)에 장착된 카메라(150)는 금형(M)와 인접한 위치에서 다른 구조물들의 영향을 받지 않고 보다 정확한 영상데이터를 취득할 수 있게 된다. 또한, 카메라(150)는 금형(M)과 인접한 위치에서 금형(M)을 촬상하게 되므로, 상대적으로 저사양의 카메라가 사용되더라도 충분한 식별성능이 확보될 수 있다.

또한, 카메라(150)는 지그브라켓(140)에 마련된 흡착패드(141)와 동일한 방향을 향해 지그브라켓(140)에 장착될 수 있다. 이는 지그브라켓(140)이 제1배치상태에서 흡착패드(141)를 통해 사출물을 탈거하고 설정시간이 경과되면, 즉시 카메라(150)가 금형(M)을 촬상하도록 하여 영상데이터 취득으로 인한 공정지연을 최소화시키기 위함이다.

다만, 카메라(150)의 장착위치는 필요에 따라 변경될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 카메라(150)는 Z축이송암(130)에 직접 장착될 수도 있으며, 금형(M)으로의 시야확보 및 영상취득이 가능한 위치이면 X축이송암(110) 또는 Y축이송암(120)의 일측에도 장착될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 취출로봇(100)은 램프(160)를 포함할 수 있다.

램프(160)는 금형(M)으로 빛을 조사할 수 있다. 구체적으로, 램프(160)는 금형(M)이 개방되면, 금형(M) 내 캐비티로 빛을 조사하여 카메라(150)의 촬상을 보조할 수 있다. 보다 바람직하게, 램프(160)는 이젝트 핀, 슬라이드 코어 등이 배치된 금형(M)의 가동측 형판을 향해 빛을 조사할 수 있다.

필요에 따라, 램프(160)는 금형(M)의 가동측 형판을 향해 소정각도로 빛을 조사할 수 있다. 다시 말하면, 통상 금형(M)은 가동측 형판과 고정측 형판이 YZ평면상에서 접하게 되는바, 램프(160)는 YZ평면에 대해 소정각도로 빛을 조사할 수 있다. 예컨대, 램프(160)는 가동측 형판 또는 YZ평면에 대해 30 내지 60도로 빛을 조사할 수 있다. 이는 카메라(150)의 영상데이터를 통한 이젝트 핀의 검출성능을 향상시키기 위함이다.

상기와 관련하여 부연하면, 통상 이젝트 핀의 경우, 가동측 형판으로부터 X축방향으로 돌출 이동되어 사출물을 가동측 형판으로부터 탈거하게 된다. 또한, 이젝트 핀은 사출물이 탈거되어 지그브라켓(140)에 부착되면, 다시 원위치로 복귀되게 된다. 이때, 이젝트 핀이 오작동으로 복귀되지 않게 되면, 미복귀된 이젝트 핀은 가동측 형판으로부터 X축방향 돌출된 상태에 있게 된다. 따라서 상기와 같이 램프(160)를 가동측 형판 또는 YZ평면에 대해 소정각도로 비추게 되면, 돌출된 이젝트 핀이 영상데이터를 통해 확연히 구분될 수 있다. 이는 영상데이터를 통한 식별 정확도를 개선하고, 확연한 영상 차이를 통해 식별처리의 속도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 램프(160)는 지그브라켓(140)에 장착될 수 있다. 전술한 카메라(150)와 같이 통상의 구동과정에서 금형(M)으로의 접근이 용이하게 때문이다. 다만, 램프(160)의 장착위치는 필요에 따라 변경될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 필요에 따라, 램프(160)는 Z축이송암(130)에 장착될 수 있으며, 금형(M)의 가동측 형판으로 빛을 조사할 수 있는 위치이면, X축이송암(110) 또는 Y축이송암(120)의 일측에도 장착될 수 있다.

다시 도 1 내지 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 취출로봇(100)은 음향센서(170)를 포함할 수 있다.

음향센서(170)는 취출로봇(100) 또는 사출성형기(P)로부터 구동과정 중 발생되는 소리를 감지하여 음향데이터를 생성할 수 있다. 생성된 음향데이터는 취출로봇(100) 또는 사출성형기(P)의 이상여부를 진단하는데 사용될 수 있으며, 음향센서(170)는 음성데이터를 후술할 제어부(180)로 제공할 수 있다.

음향센서(170)는 지그브라켓(140) 일측에 장착될 수 있다. 다만, 필요에 따라, 음향센서(170)의 장착위치는 변경될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 음향센서(170)는 Y축이송암(120)에 장착될 수 있다. 이와 같은 경우, X,Z축이송암(130)은 Y축이송암(120)을 따라 이동되며 Y축이송암(120)은 위치 고정되기 때문에, 음향센서(170)가 일정한 위치에서 소리를 감지할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 취출로봇(100)은 제어부(180)를 포함할 수 있다.

제어부(180)는 X,Y,Z축이송암(110,120,130) 및 지그브라켓(140)을 구동 제어할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 후술할 바와 같이 카메라(150)의 영상데이터 판독을 통해 금형(M)이 적절히 원위치로 복귀되지 않는 경우, 사출성형기(P)로 정지신호를 송출할 수 있다. 또는, 제어부(180)는 후술할 바와 같이 음향센서(170)의 음향데이터 판독을 통해 비정상적인 음향이 감지되면, 사출성형기(P)로 정지신호를 송출할 수 있다. 사출성형기(P)는 상기와 같은 정지신호에 의해 일시적으로 구동 정지될 수 있다.

필요에 따라, 제어부(180)는 상기와 같은 영상데이터나 음향데이터의 판독 결과에 따라, 사출성형기(P)나 취출로봇(100)의 구동에 이상이 생겼다고 판정되는 경우, 경고신호를 생성할 수 있다. 경고신호는 사출성형기(P) 또는 취출로봇(100)의 일측에 마련된 알림수단에 제공될 수 있으며, 알림수단은 시청각적 방법으로 이를 사용자에게 인지시킬 수 있다. 나아가, 경고신호는 사용자가 소지한 휴대단말기로 제공될 수도 있다. 이와 같은 경우, 사용자는 휴대단말기를 통해 구동 이상을 인식할 수 있다. 휴대단말기는 시청각적 알림수단을 구비하고 이동 및 휴대가 가능한 기기이면 무방하며, 예컨대, 스마트폰을 포함할 수 있다.

한편, 제어부(180)는 카메라(150)로부터 취득된 영상데이터를 분석하여 금형(M)이 적절히 원상태로 복귀하였는지 여부를 판별할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 음향센서(170)로부터 취득된 음향데이터를 분석하여 사출성형기(P) 또는 취출로봇(100)의 이상여부를 판별할 수 있다. 이에 대하여는 아래에서 도 5를 참조하여 부연키로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(180)를 보여주는 블록도이다.

도 5를 참조하면, 제어부(180)는 수신부(181)를 포함할 수 있다. 수신부(181)는 카메라(150) 및 음향센서(170)와 유무선으로 연결되어 영상데이터 및 음향데이터를 수신할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 영상처리부(182)를 포함할 수 있다. 영상처리부(182)는 수신부(181)로부터 제공된 영상데이터를 판독을 위한 소정의 형태로 가공할 수 있다.

구체적으로, 영상처리부(182)는 수신된 영상데이터에서 금형(M) 또는 금형(M)의 가동측 형판 영역을 추출할 수 있다. 본 실시예의 경우, 카메라(150)는 기 설정된 소정위치에서 금형(M) 또는 금형(M)의 가동측 형판을 촬상하도록 형성될 수 있는바, 영상데이터에서 기 설정된 영역을 잘라내어 금형(M) 등의 영역을 추출할 수 있다.

또한, 영상처리부(182)는 잘라낸 영역의 영상데이터를 그레이(gray) 처리하고, 기 설정된 기준 밝기에 따라 흑백영상으로 가공할 수 있다. 이는 영상데이터의 처리속도를 빠르게 하면서도 높은 정확도의 판독결과를 얻기 위함이다.

부연하면, 본 실시예에 따른 제어부(180)는 사출물의 탈거 후 금형(M)의 가동측 형판에 배치된 이젝트 핀 또는 슬라이드 코어가 적절히 원위치로 복귀되었는지는 판별할 수 있다. 이때, 이젝트 핀 또는 슬라이드 코어가 적절히 복귀되지 않게 되면, 전술한 램프(160)에 의해 그림자가 생기거나, 정상상태와는 상이한 영역에 그림자가 생기게 된다. 따라서 영상데이터를 통해 나타나는 그림자 영역을 정상 복귀시의 기준영상과 비교함으로써, 이젝트 핀 또는 슬라이드 코어의 정상복귀여부를 판별할 수 있다. 특히, 통상적으로 금형(M)은 탄소강 등의 금속재질로 이뤄져 백회색을 띄고 있기 때문에, 상기와 같은 그림자 영역은 영상데이터를 통해 확연히 식별될 수 있으며, 데이터 처리속도를 감안한 흑백영상을 사용하더라도 이의 식별에 큰 문제가 없게 된다. 따라서 본 실시예에 따른 영상처리부(182)는 원래의 영상데이터를 기준 밝기에 대응한 흑백영상으로 변환함으로써, 식별 정확도를 해하지 않는 범위에서 영상처리나 판독을 위한 시간을 최소화할 수 있게 된다.

참고로, 상기의 이젝트 핀은 전술한 바와 같이 사출물을 금형(M)에서 탈거시키기 위한 X축방향의 핀 부재를 의미할 수 있으며, 슬라이드 코어는 금형 개폐에 따라 금형 내부에서 슬라이딩 이동되는 슬라이드에 고정되어 사출물에 언더 컷(under cut)을 처리할 수 있도록 하는 코어 부재를 의미할 수 있다.

한편, 상기의 기준 밝기는 백회색의 금형(M) 표면 영역과 램프(160)로 인한 이젝트 핀 또는 슬라이드 코어의 그림자 영역을 흑백 구분해낼 수 있는 정도로 설정됨이 바람직하다. 예컨대, 기준 밝기는 백회색의 표면 영역 밝기와 그림자 영역 밝기의 중간값으로 설정될 수 있다.

또한, 영상처리부(182)는 가공된 흑백영상을 복수의 슬릿영상으로 분할할 수 있다. 다시 말하면, 영상처리부(182)는 하나의 흑백영상을 종방향 또는 횡방향으로 분할하여 10 내지 50개의 슬릿영상을 생성할 수 있다. 이는 후술할 영상판독부(183)에서의 처리속도 및 판독효율을 향상시키기 위함이다. 보다 바람직하게, 복수의 슬릿영상은 램프(160)의 조사방향에 대응되도록 횡방향 또는 종방향으로 분할될 수 있다. 예컨대, 램프(160)가 상측에서 하측으로 또는 하측에서 상측으로 금형(M)에 종방향으로 빛을 조사하는 경우, 복수의 슬릿영상은 종방향으로 분할될 수 있으며, 램프(160)가 좌측에서 우측으로 또는 우측에서 좌측으로 금형(M)에 횡방향 빛을 조사하는 경우, 복수의 슬릿영상은 횡방향으로 분할될 수 있다. 이는 램프(160)의 조사방향에 따른 그림자 영역이 각 슬릿영상에 보다 명확히 반영될 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 제어부(180)는 영상판독부(183)를 포함할 수 있다. 영상판독부(183)는 영상처리부(182)로부터 제공되는 복수의 슬릿영상을 기 저장된 기준영상과 대비하여 금형(M)의 정상복귀여부를 판별할 수 있다. 즉, 영상판독부(183)는 각 슬릿영상을 기 저장된 기준영상의 각 대응영역과 비교하여 정합도를 산출할 수 있으며, 산출된 정합도가 기준치 이상인 경우에는 정상판정을 내리고, 기준치 이하인 경우에는 오류판정을 내릴 수 있다. 이때, 상기의 기준영상은 해당 금형(M)에 있어 이젝트 핀 및 슬라이드 코어 등이 정상적으로 복귀하였을 때의 흑백영상을 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예에 따른 영상판독부(183)의 경우 그림자 영역의 대비를 목표로 분할된 흑백의 슬릿영상을 비교 판단하기 때문에, 매우 신속한 판독이 가능하며, 정상복귀여부 판정 기능이 부가됨에도 불구하고, 종래 대비 공정상 지연이 거의 없는 수준으로 운용될 수 있다.

또한, 영상판독부(183)는 판정결과에 따라 구동제어부(186)나 사출성형기(P)의 제어반 등으로 정지신호를 보낼 수 있다. 즉, 영상판독부(183)는 기준영상과의 정합도가 기준치 이하로 오류판정이 나는 경우, 구동제어부(186)나 사출성형기(P)의 제어반으로 정지신호를 보내 취출로봇(100)이나 사출성형기(P)의 구동을 정지시킬 수 있다. 따라서 이젝트 핀, 슬라이드 코어 등 금형(M)의 구성부품이 적절히 복귀되지 않은 경우, 설비의 가동이 중지될 수 있으며, 이로 인한 설비의 파손이 방지될 수 있다.

또한, 필요에 따라, 영상판독부(183)는 오류판정이 나는 경우, 경고신호를 사출성형기(P)나 취출로봇(100)에 마련된 알림수단이나 사용자의 휴대단말기로 전송하여 시청각적 방법으로 이를 사용자에게 인지시킬 수 있다.

한편, 제어부(180)는 음향처리부(184)를 포함할 수 있다. 음향처리부(184)는 수신부(181)로부터 제공된 음향데이터를 주파수 스텍트럼으로 나타낼 수 있다. 즉, 음향처리부(184)는 푸리에 변환을 사용하여 소정시간 단위의 음향데이터를 주파수 스펙트럼으로 변환할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 음향판독부(185)를 포함할 수 있다. 음향판독부(185)는 음향처리부(184)로부터 소정시간 단위의 주파수 스펙트럼을 제공받고, 이를 기 설정된 기준 스펙트럼과 비교하여 사출성형기(P) 또는 취출로봇(100)의 오작동여부를 판별할 수 있다. 또는, 음향판독부(185)는 제공된 주파수 스펙트럼에 대해 기 설정된 최대허용주파수 이상의 대역에서 최대허용음압 이상이 검출되면, 사출성형기(P) 또는 취출로봇(100)의 동작에 이상이 있는 것으로 오류판정을 내릴 수 있다. 따라서 음향판독부(185)는 사출성형기(P)나 취출로봇(100)의 오작동시 발생되는 기계적 마찰음을 검출할 수 있게 된다.

또한, 음향판독부(185)는 전술한 영상판독부(183)와 유사하게 판정결과에 따라 사출성형기(P) 등으로 정지신호나 경고신호를 생성하여 송출할 수 있다. 따라서 오작동으로 인한 기계적 마찰음 등이 발생되는 경우, 사출성형기(P)나 취출로봇(100)이 적절히 구동 정지될 수 있으며, 사용자는 알림수단이나 휴대단말기를 통해 이를 인지할 수 있게 된다.

한편, 제어부(180)는 취출로봇(100)의 전반적인 구동을 제어하는 구동제어부(186)를 포함할 수 있다. 구동제어부(186)는 X,Y,Z축이송암(110,120,130) 및 지그브라켓(140) 등을 구동 제어할 수 있으며, 전술한 영상판독부(183)나 음향판독부(185)의 판정결과에 따라 적절히 설비를 구동 정지시킬 수 있다.

또한, 제어부(180)는 데이터베이스(187)를 포함할 수 있다. 데이터베이스(187)는 정상상태에서의 금형(M) 가동측 형판에 대한 기준영상, 정상상태에서의 기준 스펙트럼이나 허용주파수 및 음압의 설정치 등을 저장할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 실시예의 취출로봇(100)은 하기와 같은 과정을 거쳐 작동될 수 있다.

금형(M) 내에서 사출물의 성형이 완료되고 금형(M)이 개방되면, 취출로봇(100)이 하강하여 지그브라켓(140)이 금형(M) 내 캐비티로 접근된다. 지그브라켓(140)은 흡착패드(141)를 통해 성형 완료된 사출물을 흡착하고, 금형(M)의 가동측 형판에 마련된 이젝트 핀이 돌출되면서 사출물이 금형(M)으로부터 탈거된다. 사출물이 탈거되면 지그브라켓(140)에 마련된 카메라(150)가 금형(M)의 가동측 형판을 촬상한다. 이때, 카메라(150)는 이젝트 핀, 슬라이드 코어 등의 복귀시간을 고려하여 기 설정된 설정시간 경과 후 촬상을 진행할 수 있다. 또한, 지그브라켓(140)은 카메라(150)가 항상 동일한 위치에서 가동측 형판을 촬상할 수 있도록 사출물 탈거 후 소정시간 위치를 유지하거나, 기 설정된 설정위치(촬상위치)에서 대기될 수 있다.

카메라(150)는 가동측 형판의 영상데이터를 제어부(180)로 전송하고, 전송된 영상데이터는 영상처리부(182) 및 영상판독부(183)를 거쳐 금형(M)의 정상복귀여부를 판정하는데 사용된다. 이때, 전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 영상처리부(182) 등은 램프(160)에 의한 이젝트 핀 등의 그림자 영역을 흑백영상으로 대조하기 때문에, 정상복귀여부 판정은 공정상 지연이 거의 없을 정도로 매우 신속하게 이뤄질 수 있다.

한편, 이후의 작동은 영상판독부(183)의 정상판정 또는 오류판정에 따라 이뤄질 수 있다. 영상판독부(183)에서 정상판정이 나는 경우, 취출로봇(100) 및 사출성형기(P)는 기 설정된 경로 내지 가동순서에 따라 정상 구동될 수 있다. 반면, 영상판독부(183)에서 오류판정이 나는 경우, 취출로봇(100) 또는 사출성형기(P)는 정지신호나 경고신호를 수신하고, 가동을 중지하거나 알림수단 등을 통해 사용자에게 이를 인지시키게 된다.

음향센서(170)는 상기와 같은 구동과정에서 취출로봇(100) 또는 사출성형기(P)에서 발생되는 소리를 감지하고, 제어부(180)로 음향데이터를 전송한다. 음향처리부(184) 및 음향판독부(185)는 수집된 음향데이터의 주파수 스펙트럼을 산출하고, 기 설정된 최대허용주파수 이상의 대역에서 최대허용음압 이상이 검출되면, 오류판정을 하고, 정지신호나 경고신호를 취출로봇(100) 또는 사출성형기(P)로 송출하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 취출로봇(100)은 카메라(150)를 통해 금형(M)의 가동측 형판에서 이젝트 핀, 슬라이드 코어 등이 적절히 정상복귀되었는지를 판별할 수 있다. 따라서 이젝트 핀, 슬라이드 코어 등이 적절히 복귀되지 않은 상태에서 금형(M)이 닫힘으로써 발생되는 설비의 막대한 손실을 미연에 방지할 수 있게 된다. 특히, 본 실시예에 따른 취출로봇(100)은 가동측 형판으로 램프(160)를 비추고, 이젝트 핀 등의 그림자 영역을 통해 매우 신속하게 정상 또는 오류판정이 가능하게 된다. 따라서 상기와 같은 설비의 모니터링 및 보호기능이 추가됨에도 불구하고, 종래 대비 공정지연이 거의 없으며, 효율적인 대조방식을 통해 영상 판독의 신뢰도 또한 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에 따른 취출로봇(100)은 상기와 같은 카메라(150)와 더불어 음향센서(170)를 통해서도 설비의 이상유무를 판정하게 된다. 따라서 영상데이터를 통해 적절히 검출되지 않는 설비의 이상유무 또한 검출하여 적절히 경고신호를 보내거나 설비의 가동을 중단할 수 있다. 또한, 2가지 이상의 감지수단을 통해 설비의 정상구동 여부를 판정함으로써, 설비보호수단의 신뢰도 및 안정성도 향상되게 된다.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100: 취출로봇 110: X축이송암
120: Y축이송암 130: Z축이송암
140: 지그브라켓 141: 흡착패드
150: 카메라 160: 램프
170: 음향센서 180: 제어부
181: 수신부 182: 영상처리부
183: 영상판독부 184: 음향처리부
185: 음향판독부 186: 구동제어부
187: 데이터베이스

Claims

사출성형기(P)로부터 성형 완료된 사출물을 인출 및 이송하기 위한 취출로봇에 있어서,
Y축방향으로 연장 형성된 Y축이송암(120);
X축방향으로 연장 형성되며, 상기 Y축이송암(120)을 따라 Y축방향 이동 가능하게 형성되는 X축이송암(110);
Z축방향으로 연장 형성되며, 상기 X축이송암(110)을 따라 X축방향 이동 가능하게 형성되는 Z축이송암(130);
상기 Z축이송암(130) 하단에 장착되어 X,Y,Z축방향으로 이동 가능하게 형성되며, 상기 사출물을 흡착 가능한 복수의 흡착패드(141)를 구비하는 지그브라켓(140);
상기 지그브라켓(140)에 장착되며, 금형(M)의 가동측 형판을 촬상하여 영상데이터를 생성하는 카메라(150);
상기 지그브라켓(140)에 장착되며, 상기 가동측 형판으로 빛을 조사하는 램프(160);
상기 Y축이송암(120)에 장착되며, 가동 중 발생되는 소리를 감지하여 음향데이터를 생성하는 음향센서(170); 및
상기 X,Y,Z축이송암(110,120,130) 및 상기 지그브라켓(140)을 구동 제어하는 제어부(180);를 포함하며,
상기 제어부(180)는,
상기 카메라(150)의 영상데이터를 제공받아 제공된 영상데이터에서 상기 가동측 형판의 영역을 추출하고, 추출된 영역의 영상데이터를 그레이(gray) 처리하여 기 설정된 기준 밝기에 따라 흑백영상으로 변환하며, 변환된 흑백영상을 복수개의 슬릿영상으로 분할하는 영상처리부(182);
상기 영상처리부(182)로부터 제공되는 슬릿영상을 데이터베이스(187)에 저장된 정상상태의 기준영상과 대비하고, 기 설정된 정합도 이하인 경우 오류판정을 내리는 영상판독부(183);
상기 음향센서(170)의 음향데이터를 제공받아 주파수 스펙트럼으로 변환하는 음향처리부(184); 및
상기 음향처리부(184)로부터 제공되는 주파수 스펙트럼에 대해 기 설정된 최대허용주파수 이상의 대역에서 기 설정된 최대허용음압 이상이 검출되면, 오류판정을 내리는 음향판독부(185);를 포함하며,
상기 영상판독부(183) 및 상기 음향판독부(185)는,
오류판정시 상기 사출성형기(P)로 정지신호를 송출하여 상기 사출성형기(P)를 구동 정지시키고, 시청각적 알림수단으로 경고신호를 송출하여 사용자에게 작동오류를 인지시키도록 형성되며,
상기 램프(160)는,
상기 가동측 형판이 배치된 YZ평면과 소정각도를 이루도록 상기 가동측 형판에 빛을 조사하여, 상기 가동측 형판에 구비된 이젝트 핀(eject pin) 또는 슬라이드 코어(slide core)에 대해 그림자를 생성하도록 형성되며,
상기 영상처리부(182)의 기준 밝기는,
상기 금형(M)의 백회색 표면과, 상기 이젝트 핀 또는 상기 슬라이드 코어의그림자가 흑백 구분될 수 있는 중간값으로 설정되는 것을 특징으로 하는, 취출로봇.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 램프(160)는,
상기 가동측 형판을 향해 상부에서 하부 또는 하부에서 상부로 종방향 빛을 조사하거나, 좌측에서 우측 또는 우측에서 좌측으로 횡방향 빛을 조사하도록 형성되며,
상기 영상처리부(182)는,
상기 종방향 또는 상기 횡방향에 대응되도록, 변환된 흑백영상을 복수개의 종방향 또는 횡방향 슬릿영상으로 분할하는 것을 특징으로 하는, 취출로봇.