KR101669846B1 - 취출로봇 - Google Patents

Abstract

사출물의 인출 및 인서트 너트의 공급을 위한 취출로봇이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, Y축이송암; X축이송암; Z축이송암; 및 지그브라켓;을 포함하되, 상기 인서트지그는, 베이스플레이트; 및 하나 이상의 너트인서트장치;를 포함하며, 상기 너트인서트장치는, 실린더바디와 로드와 너트가이드를 구비하는 실린더; 한 쌍의 집게; 및 원동캠과 종동캠을 구비하는 캠부;를 포함하고, 상기 한 쌍의 집게는, 상기 로드가 소정정도 전진되면, 상기 종동캠이 상기 원동캠에 밀려나면서 벌어지는 방향으로 작동되고, 상기 로드가 소정정도 후진되면, 상기 종동캠이 상기 원동캠으로부터 이탈되면서 오므라드는 방향으로 작동되는 것을 특징으로 하는, 취출로봇이 제공될 수 있다.

Description

취출로봇 {TAKE-OUT ROBOT}

본 발명은 취출로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사출성형기의 금형으로부터 사출물을 인출하고, 금형 내 캐비티로 새로운 인서트 부재를 공급하는 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 이송기능만을 수행하던데 반해, 최근에는 여러가지의 부가기능들이 추가되고 있다. 대표적으로, 최근의 취출로봇에는 인서트 사출시 성형 완료된 사출물을 취득함과 함께 금형으로 새로운 인서트 부재를 공급하도록 하는 인서트 공급기능이 부가되고 있다. 인서트 사출은 수지 이외에 금속 등의 재질로 제작되는 인서트 부재를 금형 캐비티에 미리 삽입한 상태에서 수지를 사출함으로써, 수지와 인서트 부재가 일체 성형되도록 하는 성형방식을 의미한다. 이와 같은 인서트 사출은 성형 완료된 사출물의 인출 후, 다음 공정을 위한 인서트 부재의 공급이 요구되게 되는데, 이를 취출로봇을 통해 자동화 구현한 것이다.

본 출원인이 기 출원한 등록특허공보 제10-0952999호는 상기와 같이 인서트 부재의 공급이 가능한 취출로봇의 일 예를 개시하고 있다. 이에 의하면, 취출로봇 일측에는 사출물의 인출 및 인서트 부재의 공급을 위한 취출인서트지그가 마련될 수 있으며, 취출인서트지그는 인서트 부재의 공급을 위한 인서트너트삽입지그와, 사출물의 인출을 위한 사출물취출지그로 구성될 수 있다. 이때, 인서트 너트는 사출물에 일체 성형하기 위한 인서트 부재의 대표적인 한 종류로, 인서트너트삽입지그에 마련된 너트삽착실린더를 통해 취출로봇에 인접 배치된 인서트너트정렬장치로부터 취부되게 된다.

너트삽착실린더는 상기와 같이 인서트 너트를 취부하기 위한 구성으로, 예컨대, 등록실용신안공보 제20-0407135호에서는 이와 유사한 용도의 인서트부재 홀더를 개시하고 있다. 상기의 인서트부재 홀더는, 가이드속핀이 삽입되는 푸싱핀이 삽입될 수 있는 푸싱핀홀과, 인서트부재가 삽입될 수 있는 인서트부재홀이 동일축선상에 형성된 하우징; 하우징의 측단부에 형성되는 하나 이상의 슬릿; 및 슬릿에 삽입 고정되는 판스프링;으로 구성되어 인서트부재홀에 인서트 너트를 삽입 지지하게 된다. 다른 예로, 등록실용신안 제20-0435094호에서는, 내부에 설치홀이 형성된 관상의 몸체; 몸체의 설치홀의 전단부에 설치되는 인서트부재 홀더팁; 몸체의 설치홀의 후단부에 설치되는 가이드속핀조절부; 인서트부재 홀더팁과 가이드속핀조절부 사이에 설치되는 푸싱핀작동부; 인서트부재 홀더팁에서 가이드속핀조절부까지 연장설치되어 가이드속핀조절부에 의해 길이방향으로 미세조정이 가능한 가이드속핀; 및 가이드속핀의 외주를 감싸며 인서트부재 홀더팁에서 푸싱핀작동부까지 연장설치되어 푸싱핀작동부에 의해 길이방향으로 직선왕복이 가능한 푸싱핀;으로 구성된 인서트부재 홀더를 개시하고 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 인서트부재 홀더는 인서트너트정렬장치 등으로부터 인서트 너트를 취출하는 과정에서, 취출되는 인서트 너트의 고정 및 지지를 위해 클램프 부재 내주면에 인서트 너트의 외주면이 억지 끼워지면서 마찰되는 구조를 가지게 된다. 따라서 반복적 사용시 마찰로 인해 클램프 부재의 내주면에 마모가 발생되며, 이로 인해 인서트 너트에 대한 고정력이 약해지는 문제점이 생기게 된다. 또한, 마모에 의해 미세 쇳가루가 발생될 수 있으며, 이러한 미세 쇳가루가 금형 내로 유입되는 경우, 사출물의 표면 불량을 야기하는 문제점도 발생하게 된다.

등록특허공보 제10-0952999호 (2010.4.7 등록) 등록실용신안공보 제20-0407135호 (2006.1.19 등록) 등록실용신안공보 제20-0435094호 (2007.01.02 등록)

본 발명의 실시예들은, 인서트 너트의 취부에 있어서 반복적 사용에도 불구하고 마모 및 이로 인한 고정력 저하를 최소화할 수 있는 취출로봇을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예들은, 인서트 너트의 취부 과정에서 쇳가루 등 마찰이나 마모로 인한 이물질의 발생을 최소화하여 사출물의 표면 불량을 미연에 방지할 수 있는 취출로봇을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 사출성형기로부터 성형 완료된 사출물을 인출 및 이송하고, 금형으로 인서트 너트를 공급하기 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; 및 상기 Z축이송암 하단에 장착되어 X,Y,Z축방향으로 이동 가능하게 형성되며, 상기 인서트 너트를 상기 금형으로 공급하는 인서트지그를 구비하는 지그브라켓;을 포함하고, 상기 인서트지그는, 베이스플레이트; 및 상기 베이스플레이트에 설치되는 하나 이상의 너트인서트장치;를 포함하며, 상기 너트인서트장치는, 전,후측에 각각 압축공기의 주입을 위한 제1,2니플이 연결되는 실린더바디와, 전,후방으로 이동 가능하도록 상기 실린더바디에 체결되는 로드와, 상기 로드 전단으로 소정정도 노출되어 상기 인서트 너트와 결합되는 너트가이드를 구비하는 실린더; 각각 힌지를 매개로 상기 실린더바디에 대해 회동 가능하도록 형성되어 상기 인서트 너트를 파지 및 고정하는 한 쌍의 집게; 및 상기 로드의 전,후방 작동력을 상기 한 쌍의 집게에 전달하기 위한 것으로, 상기 로드의 외측면에 반경방향으로 확장 형성되는 원동캠과, 상기 각 집게의 상기 로드를 향하는 내측면에 돌출 형성되어 상기 원동캠에 접촉 간섭되는 종동캠을 구비하는 캠부;를 포함하고, 상기 한 쌍의 집게는, 상기 로드가 소정정도 전진되면, 상기 종동캠이 상기 원동캠에 밀려나면서 벌어지는 방향으로 작동되고, 상기 로드가 소정정도 후진되면, 상기 종동캠이 상기 원동캠으로부터 이탈되면서 오므라드는 방향으로 작동되는 것을 특징으로 하는, 취출로봇이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 취출로봇은, 인서트 너트를 인서트너트정렬장치 등으로부터 취부하여 금형의 캐비티 내부로 장입시키는 너트인서트장치를 구비함으로써, 인서트 사출시 인서트 너트의 공급을 자동화 구현할 수 있게 된다.

특히, 본 발명의 실시예들에 따른 취출로봇에 있어서, 상기와 같은 너트인서트장치는 로드에 연동하여 작동되는 한 쌍의 집게를 통해 인서트 너트를 파지 및 고정하는 방식으로, 종래 억지끼움방식 등에 비교하여 마찰에 의한 마모나 쇳가루 등의 이물질 발생을 현저히 줄일 수 있게 된다.

따라서 본 발명의 실시예들에 따른 취출로봇은, 장시간의 반복된 사용에도 불구하고 인서트 너트의 고정력이 양호하게 유지될 수 있으며, 이물질 유입으로 인한 사출물의 표면 불량 또한 효과적으로 방지할 수 있게 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 인서트지그를 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트지그의 부분확대도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 너트인서트장치를 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 너트인서트장치의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 너트인서트장치의 제1작동상태도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 너트인서트장치의 제2작동상태도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 너트인서트장치의 제3작동상태도이다.
도 11은 본 발명의 제1변형예에 따른 너트인서트장치의 측면도 및 작동상태도이다.
도 12는 본 발명의 제2변형예에 따른 너트인서트장치의 측면도이다.

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

도 1 내지 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 취출로봇(S)은 사출성형기(P)와 인접하게 배치될 수 있다. 취출로봇(S)은 사출성형기(P)의 금형(M)으로부터 성형 완료된 사출물을 인출하고, 이를 인접한 컨베이어 등으로 이송할 수 있다. 또한, 취출로봇(S)은 금형(M)에 인서트 부재를 공급하는 기능을 겸비할 수 있다. 즉, 사출물에 인서트 부재가 포함되는 인서트 사출의 경우, 취출로봇(S)은 성형 완료된 사출물의 인출 후 새로운 인서트 부재를 금형(M)으로 공급할 수 있다. 인서트 부재는 인서트 너트를 포함할 수 있으며, 이하에서는 이를 중심으로 설명하기로 한다.

본 실시예에 따른 취출로봇(S)은 상기와 같이 사출물 인출 및 인서트 너트의 공급을 위한 것으로, X축이송암(20), Y축이송암(30) 및 Z축이송암(40)을 포함할 수 있다.

X축이송암(20)은 사출물 인출 및 인서트 너트의 공급을 위한 지그브라켓(50)을 X축방향(전후방향) 이동시키기 위한 것으로, X축방향으로 연장 형성될 수 있다. Y축이송암(30)은 지그브라켓(50)을 Y축방향(좌우방향) 이동시키기 위한 것으로, Y축방향으로 연장 형성될 수 있다. Z축이송암(40)은 지그브라켓(50)을 Z축방향(상하방향) 이동시키기 위한 것으로, Z축방향으로 연장 형성될 수 있다. 또한, X축이송암(20) 및 Z축이송암(40)은 Y축이송암(30)을 따라 Y축방향(좌우방향)으로 이동 가능하게 형성될 수 있으며, Z축이송암(40)은 X축이송암(20)을 따라 X축방향(전후방향)으로 이동 가능하게 형성될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 취출로봇(S)은 사출물 인출 및 인서트 너트의 공급을 위한 지그브라켓(50)을 포함할 수 있다.

지그브라켓(50)은 Z축이송암(40) 하단에 장착될 수 있다. 따라서 지그브라켓(50)은 전술한 X,Y,Z축이송암(20,30,40)에 의해 X,Y,Z축방향으로 각각 이동될 수 있다. 도시되지 않았으나, 지그브라켓(50)은 사출물의 인출을 위한 취출지그와, 인서트 너트의 공급을 위한 인서트지그를 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같은 취출지그 및 인서트지그는 당업계에 다양한 형태로 기 공지된 바 있다. 예컨대, 본 출원인이 기 출원한 등록특허공보 제10-0952999호에서는 '인서트너트삽입지그'란 명칭으로 인서트지그의 일 예를 개시하고 있으며, '사출물취출지그'란 명칭으로 취출지그의 일 예를 개시하고 있다.

한편, 본 실시예에 있어서 취출지그는 종래와 동일 유사하게 형성될 수 있으며, 본 발명의 기술적 요지와는 거리가 있으므로, 이하에서는 인서트지그를 중심으로 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트지그(60)를 보여주는 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인서트지그(60)의 부분확대도이다.

도 4 및 5를 참조하면, 인서트지그(60)는 상기의 취출지그와 함께 지그브라켓(50)을 구성하는 것으로, 후술할 너트인서트장치(10)를 통해 인서트 너트를 취부하고, 금형(M)으로 이를 공급하게 된다. 즉, 인서트지그(60)는 X,Y,Z축이송암(20,30,40)에 의해 기 설정된 경로로 이동되면서, 취출로봇(S)에 인접하게 배치된 인서트너트정렬장치(미도시)로부터 인서트 너트를 공급받고, 이를 다시 금형(M) 내 캐비티에 기 설정된 위치로 제공하여 인서트 너트의 공급공정을 자동화 구현하게 된다.

보다 구체적으로, 인서트지그(60)는 베이스플레이트(61)와 이에 설치된 복수의 가이드봉(62) 및 스토퍼(63)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 인서트지그(60)는 베이스플레이트(61)에 설치되어 인서트 너트를 취부하는 복수의 너트인서트장치(10)를 구비할 수 있다. 본 실시예의 경우, 이와 같은 복수의 가이드봉(62), 스토퍼(63) 및 너트인서트장치(10)가 대략 베이스플레이트(61)의 테두리를 따라 장착 배치된 경우를 예시하고 있다. 다만, 이와 같은 배치형태는 사출물의 형상, 인서트 너트의 삽입 위치나 개수 등에 따라 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.

특히, 본 실시예에 따른 인서트지그(60)는 상기와 같이 인서트 너트를 취부하는 너트인서트장치(10)에 있어서 종래방식을 개선하여 마모로 인한 오작동이나 쇳가루 등 이물질의 발생을 저감시킬 수 있다. 이하, 이러한 너트인서트장치(10)의 구성에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 너트인서트장치(10)를 보여주는 사시도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 너트인서트장치(10)의 측면도이다.

도 6 및 7을 참조하면, 전체적으로 본 실시예에 따른 너트인서트장치(10)는, 인서트너트정렬장치 등에 준비된 인서트 너트(N)를 취부한 후, 이를 금형(M)의 캐비티 내부로 장입시키는 실린더(100)와, 인서트 너트(N)를 로드(120)에 고정 및 고정해제 하기 위한 한 쌍의 집게(200)를 포함하여 구성될 수 있다.

보다 구체적으로, 실린더(100)는 압축공기의 주입에 따라 로드(120)가 전,후 이동되면서 인서트 너트(N)를 취부하도록 형성될 수 있다. 실린더(100)는 이와 같이 취부된 인서트 너트(N)를 금형(M)의 캐비티 내부로 장입시키게 된다.

실린더(100)는 실린더바디(110)를 포함할 수 있다. 실린더바디(110)는 양단이 폐쇄된 원통형으로 형성되어 내부에 소정의 작동공간을 구비할 수 있다. 실린더바디(110)의 전,후측에는 각각 제1,2니플(111,112)이 설치될 수 있다. 제1,2니플(111,112)은 각각 작동공간의 전,후측에 연통될 수 있다. 따라서 작동공간의 전,후측에는 각각 제1,2니플(111,112)에 의해 압축공기가 선택적 주입될 수 있다. 한편, 제1,2니플(111,112)에는 압축공기가 제공되는 에어호스가 연결될 수 있다.

또한, 실린더(110)는 로드(120)를 포함할 수 있다. 로드(120)는 적어도 일부가 실린더바디(110) 내 작동공간에 배치될 수 있으며, 압축공기의 주입에 따라 실린더바디(110)에 대해 전,후방으로 작동될 수 있다. 예컨대, 도시되지 않았으나, 작동공간 내 배치된 로드(120) 후단부에는 작동공간 내부를 전,후로 구획하는 판 형태의 부재가 구비될 수 있으며, 이로 인해 로드(120)는 제1니플(111)에 압축공기가 주입되면 후방으로 후퇴되고, 제2니플(112)에 압축공기가 주입되는 전방으로 전진되도록 형성될 수 있다.

한편, 로드(120)의 전단부는 실린더바디(110) 외측으로 노출될 수 있다. 이때, 로드(120) 전단에는 인서트 너트(N)의 결합을 위한 너트가이드(121)가 마련될 수 있다. 너트가이드(121)는 길이방향으로 연장되어 로드(120) 내부에 삽입되는 핀 형태로 부재로 형성될 수 있으며, 전단부가 로드(120) 외측으로 소정정도 노출될 수 있다. 또한, 도시되지 않았으나, 필요에 따라, 너트가이드(121)는 로드(120) 내측에 마련된 스프링 등의 탄성부재에 의해 탄성 지지되어, 인서트 너트(N)가 결합되는 과정에서 완충기능을 수행하도록 형성될 수 있다.

한편, 한 쌍의 집게(200)는 실린더(110) 전단부에 각각 힌지를 통해 회동 가능한 구조로 체결될 수 있다. 이와 같은 한 쌍의 집게(200)는 로드(120)가 전,후방 이동됨에 따라 로드(120)의 외면 일측에 접촉되어 벌어지거나 오므라들게 작동될 수 있다. 이를 통해, 한 쌍의 집게(200)는 인서트 너트(N)를 고정 및 고정해제할 수 있다.

좀 더 구체적으로, 각 집게(200)는 후단부 일측이 힌지를 매개로 실린더(100)에 대해 회동 가능하도록 체결될 수 있으며, 한 쌍이 서로 대응되도록 배치될 수 있다. 한 쌍의 집게(200)는 각 집게(200)의 전단이 인서트 너트(N)를 양측에서 파지하여 인서트 너트(N)를 고정 지지할 수 있다. 이때, 인서트 너트(N)가 접촉 파지되는 각 집게(200) 전단의 접촉면은, 인서트 너트(N)의 파지를 용이하게 하고 안정된 고정력을 확보할 수 있도록, 인서트 너트(N)의 외주 형상에 대응된 곡면 또는 홈이 형성될 수 있다.

한편, 각 집게(200)는 힌지 후단부가 집게스프링(210)을 통해 탄성 지지될 수 있다. 집게스프링(210)는 실린더(100)와 각 집게(200)의 후단부 사이에 배치되어 실린더(100) 외측방향으로 집게스프링(210)을 탄성 지지하도록 형성될 수 있으며, 바람직하게는 압축코일스프링으로 구성될 수 있다. 즉, 각 집게(200)는 힌지를 중심으로 전단에 인서트 너트(N)의 파지를 위한 구조가 형성될 수 있으며, 후단이 집게스프링(210)을 통해 실린더(100) 외측방향으로 탄성 지지되게 된다. 따라서 한 쌍의 집게(200)는 외력이 작동되지 않으면, 집게스프링(210)의 탄성에 의해 자연스럽게 오므라지는 방향으로 작동될 수 있다.

이때, 본 실시예에 따른 너트인서트장치(10)는 로드(120)의 작동력을 한 쌍의 집게(200)로 전달하기 위한 캠부(300)를 더 포함할 수 있다.

캠부(200)는 로드(120)의 외측 둘레에 형성된 원동캠(310)과, 이에 대응되도록 각 집게(200)에 형성된 종동캠(320)을 포함하여 구성될 수 있다. 원동캠(310)은 로드(120)가 반경방향으로 소정정도 확장된 형태로 형성될 수 있으며, 로드(120)의 중단 일측을 기점으로 로드(120) 후방으로 소정정도 연장 형성될 수 있다. 또한, 원동캠(310)의 기점 부위는 후방을 향해 소정정도 상향 경사진 형태로 형성될 수 있다. 종동캠(320)은 각 집게(200)에서 로드(120)를 향하는 내측면에 소정정도 돌출 형성될 수 있다. 종동캠(320)은 로드(120)이 전,후방 이동에 따라 원동캠(310)에 접촉되어 각 집게(200)로 작동력을 전달하게 된다. 또한, 경사지게 형성된 원동캠(310)의 기점 부위와 접촉 개시되는 종동캠(320)의 후단 일측은 대응되는 경사면으로 형성될 수 있다.

상기와 같은 캠부(300)는 로드(120)의 전,후방 이동에 따라 각 집게(200)로 작동력을 전달하여 한 쌍의 집게(200)가 벌어지거나 오므라들게 할 수 있다. 구체적으로, 도 2와 같은 상태에서 로드(120)가 전진되면, 로드(120)에 마련된 원동캠(310)에 의해 각 집게(200)의 종동캠(320)이 밀리게 되며, 이로 인해, 한 쌍의 집게(200)를 힌지를 중심으로 벌어지게 된다. 반대의 경우, 상기와 같은 상태에서 로드(120)가 후퇴되면, 원동캠(310)에 밀려났던 종동캠(320)이 다시 도 2와 같은 위치로 복귀될 수 있으며, 한 쌍의 집게(200)는 오므라들게 된다. 이때, 종동캠(320) 내지 각 집게(200)의 복귀는 각 집게(200)를 탄성 지지하는 집게스프링(210)에 의해 이뤄질 수 있다.

특히, 상기와 같은 같은 작동구조는 각 집게(200)가 인서트 너트(N)에 마찰되는 구조가 아니기 때문에, 인서트 너트(N)의 취부 과정에서 마찰로 인한 마모가 발생될 여지가 없으며, 쇳가루 등의 이물질 발생 또한 미연에 방지하게 된다는 점에서, 종래와 구별되는 기술적 이점이 있게 된다. 이에 대하여는 후술할 본 실시예의 작동과 관련하여 좀 더 부연키로 한다.

도 8 내지 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 너트인서트장치의 작동상태도이다.

먼저 도 8을 참조하면, 전술한 바와 같은 너트인서트장치(10)는 인서트너트정렬장치 등을 통해 제공되는 인서트 너트(N)를 로드(120) 전방의 너트가이드(121)에 결합시키게 된다. 이를 위해, 상기 제2니플(112)에 압축공기를 주입하면, 로드(120)가 전진하면서 캠부(300)에 의해 캠 작용이 유발되어 한 쌍의 집게(200)가 로드(120)로부터 벌어진 상태를 유지하게 된다. 이와 같은 상태에서 지그브라켓(50) 및 너트인서트장치(10)가 X,Y,Z축이송암(20,30,40)에 의해 기 설정된 경로로 이동되어 너트가이드(121)에 인서트 너트(N)가 체결된다.

다음으로, 상기와 같이 너트가이드(121)에 인서트 너트(N)가 체결되면, 제2니플(112)로의 압축공기 주입이 중지되고 제1니플(111)로 압충공기가 주입된다. 따라서 로드(120)가 후퇴된다. 또한, 로드(120)가 후퇴됨에 따라, 캠부(300)의 캠 작용이 해제되며, 한 쌍의 집게(200)는 집게스프링(210)의 탄성에 의해 오므라들게 된다. 결국, 인서트 너트(N)는 한 쌍의 집게(200)에 의해 파지된 상태로 고정 지지될 수 있다. 인서트 너트(N)는 이와 같이 한 쌍의 집게(200)에 의해 파지된 상태로 금형(M)의 캐비티 내부로 이송될 수 있다.

다음으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 지그브라켓(50) 내지 너트인서트장치(10)가 금형(M)으로 이동되면, 다시 제2니플(112)에 압축공기가 주입되어 로드(120)가 전진 구동되게 된다. 로드(120)가 전진됨에 따라, 다시 캠부(300)에 의한 캠 작용이 유발되어 한 쌍의 집게(200)가 벌어지게 되며, 로드(120)가 금형(M)의 캐비티 내로 접근되어 너트가이드(121)에 결합된 인서트 너트(N)가 소정위치에 장입되게 된다.

이상과 같이 본 실시예에 따른 너트인서트장치(10)는 한 쌍의 집게(200)가 집게스프링(210)의 탄성을 통해 인서트 너트(N)를 파지하는 방식을 취함으로써, 종래 억지끼움방식 등에 의한 마모나 이물질 발생을 방지할 수 있게 된다. 즉, 본 실시예에 따른 너트인서트장치(10)는 너트가이드(121)에 대해 인서트 너트(N)의 위치 안내 정도의 기능만을 부여하고, 인서트 너트(N)의 고정력은 별도로 마련된 한 쌍의 집게(200)를 통해 구현하도록 함으로써, 종래방식에 따른 문제점들을 해소하게 된다. 특히, 본 실시예에 따른 너트인서트장치(10)는 인서트 너트(N)의 파지 및 고정을 위한 한 쌍의 집게(200)를 추가하면서도, 특유한 작동구조를 통해 너트가이드(121)와는 간섭되지 않도록 구성함으로써, 너트가이드(121)에 의한 인서트 너트(N)의 금형(M) 내 장입 등에는 영향이 없도록 하고 있다는 점에서 기술적 이점을 갖게 된다.

한편, 이하에서는 전술한 실시예의 너트인서트장치(10)에 대한 변형예들에 대해 설명하도록 한다.

도 11은 본 발명의 제1변형예에 따른 너트인서트장치(10)의 측면도 및 작동상태도이다.

도 11을 참조하면, 본 변형예에 따른 너트인서트장치(10)는 인서트 너트(N)는 취부하고, 이를 금형(M)의 캐비티 내부로 장입시키는 실린더(100)와, 인서트 너트(N)를 로드(120)에 고정 및 고정해제 하는 한 쌍의 집게(200)를 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같은 실린더(100) 및 집게(200)는 전술한 실시예와 유사하므로, 상세한 설명을 생략하기로 한다.

한편, 본 변형예에 따른 너트인서트장치(10)는 한 쌍의 집게(200)가 벌어진 상태로 유지되게 하는 로드탄성부재(400)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 로드탄성부재(400)는 실린더바디(110) 내 작동공간에 배치되는 전,후방스프링(410,420)을 포함할 수 있다. 전방스프링(410)은 작동공간의 전방측에 배치되어 로드(120)를 후방을 향해 탄성 지지하도록 형성될 수 있으며, 후방스프링(420)은 작동공간의 후방측에 배치되어 로드(120)을 전방을 향해 탄성 지지하도록 형성될 수 있다. 전,후방스프링(410,420)은 각각 압축코일스프링으로 구성될 수 있으며, 각각 탄성계수가 상이하게 형성될 수 있다.

상기와 같은 전,후방스프링(410,420)은 압축공기가 주입되지 않은 초기상태에서 한 쌍의 집게(200)가 벌어진 상태를 유지하도록 로드(120)를 탄성 지지할 수 있다. 즉, 로드(120)는 서로 대향하는 방향으로 탄성력을 가하는 전,후방스프링(410,420)에 의해 초기위치가 설정될 수 있으며, 초기위치에서 캠부(300)로 인해 한 쌍의 집게(200)가 벌어진 상태에 있도록, 각 전,후방스프링(410,420)의 탄성계수나 탄성력이 설정될 수 있다. 이때, 한 쌍의 집게(200)는 전술한 집게스프링(210)에 의해 오므라드는 상태로 탄성력을 받게 되므로, 로드(120)는 집게스프링(210)의 탄성력에 저항하여 소정정도 전진된 상태를 유지하여야 상기와 같이 벌어진 상태로 초기상태가 유지될 수 있다. 따라서 보다 바람직하게, 후방스프링(420)은 탄성계수 또는 탄성력이 전방스프링(410)보다 소정정도 크게 설정될 수 있다.

본 변형예에 따른 너트인서트장치(10)의 작동은 도 11의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같다. 즉, 로드탄성부재(400)에 의해 도 11의 (a)와 같이 한 쌍의 집게(200)가 벌어진 상태에서, 인서트 너트(N)가 너트가이드(121)에 결합 취부된다. 인서트 너트(N)가 취부되면, 제1니플(111)에 압축공기가 주입되며, 이 압력으로 인해 로드(120)가 후퇴된다. 이때, 로드(120)를 전방으로 탄성 지지하는 후방스프링(420)은 압축공기의 압력에 인해 탄성적으로 압축 변형될 수 있다. 또한, 이와 같이 로드(120)가 후퇴되면, 한 쌍의 집게(200)가 오므라들며 너트가이드(121)에 취부된 인서트 너트(N)를 파지 및 고정하게 된다.

한편, 상기와 같이 인서트 너트(N)가 고정되면, 지그브라켓(50) 내지 너트인서트장치(10)는 금형(M)의 캐비티 내부로 이동되어 기 설정된 위치에 배치되게 된다. 또한, 도 11의 (c)와 같이, 제2니플(112)로 압축공기가 주입되며, 이로 인해 로드(120)가 전진하게 된다. 로드(120)가 전진되면, 다시 캠부(200)에 의해 한 쌍의 집게(200)가 벌어지면서 인서트 너트(N)의 고정이 해제되고, 이와 함께 로드(120)가 캐비티 내부로 전진되면서 너트가이드(121)에 취부된 인서트 너트(N)를 캐비티 내에 장입시키게 된다.

도 12은 본 발명의 제2변형예에 따른 너트인서트장치(10)의 측면도이다.

본 변형예에 따르면, 전술한 실시예 또는 변형예에서 집게스프링(210)을 집게링(220)으로 대체한 형태의 너트인서트장치(10)가 개시될 수 있다. 이를 제외한 나머지 구성은 전술한 실시예 또는 변형예와 동일 유사하게 형성될 수 있다.

집게링(220)은 각 집게(200)의 힌지 전단부에서 한 쌍의 집게(200)에 띠 형태로 감겨지도록 형성될 수 있으며, 고무 등의 탄성재질로 이뤄질 수 있다. 따라서 한 쌍의 집게(200)는 집게링(220)에 의해 오므라드는 방향으로 탄성력을 받을 수 있게 된다. 필요에 따라, 각 집게(200)에는 집게링(220)이 끼움 고정될 수 있는 링고정홈(221)이 마련될 수 있다. 집게링(220)의 기능은 전술한 실시예 또는 변형예의 집게스프링(210)과 유사하며, 본 변형예에 따른 너트인서트장치(10)의 작동 또한 전술한 실시예와 크게 다르지 않으므로, 이하 작동 등에 관한 구체적 설명은 생략키로 한다.

이상에서 설명한 바, 본 발명의 실시예들에 따른 취출로봇(S)은, 인서트 너트(N)를 인서트너트정렬장치 등으로부터 취부하여 금형(M)의 캐비티 내부로 장입시키는 너트인서트장치(10)를 구비함으로써, 인서트 사출시 인서트 너트의 공급을 자동화 구현할 수 있게 된다. 특히, 본 발명의 실시예들에 따른 취출로봇(S)에 있어서, 상기와 같은 너트인서트장치(10)는 로드(120)에 연동하여 작동되는 한 쌍의 집게(200)를 통해 인서트 너트(N)를 파지 및 고정하는 방식으로, 종래 억지끼움방식 등에 비교하여 마찰에 의한 마모나 쇳가루 등의 이물질 발생을 현저히 줄일 수 있게 된다. 따라서 본 발명의 실시예들에 따른 취출로봇(S)은, 장시간의 반복된 사용에도 불구하고 인서트 너트(N)의 고정력이 양호하게 유지될 수 있으며, 이물질 유입으로 인한 사출물의 표면 불량 발생을 효과적으로 방지할 수 있게 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.

S: 취출로봇 10: 너트인서트장치
20: X축이송암 30: Y축이송암
40: Z축이송암 50: 지그브라켓
60: 인서트지그 100: 실린더
110: 실린더바디 120: 로드
200: 집게 210: 집게스프링
220: 집게링 300: 캠부
310: 원동캠 320: 종동캠
400: 로드탄성부재 N: 인서트 너트
P: 사출성형기 M: 금형

Claims (4)

1. 사출성형기(P)로부터 성형 완료된 사출물을 인출 및 이송하고, 금형(M)으로 인서트 너트(N)를 공급하기 위한 취출로봇에 있어서,
   Y축방향으로 연장 형성된 Y축이송암(30);
   X축방향으로 연장 형성되며, 상기 Y축이송암(30)을 따라 Y축방향 이동 가능하게 형성되는 X축이송암(20);
   Z축방향으로 연장 형성되며, 상기 X축이송암(20)을 따라 X축방향 이동 가능하게 형성되는 Z축이송암(40); 및
   상기 Z축이송암(40) 하단에 장착되어 X,Y,Z축방향으로 이동 가능하게 형성되며, 상기 인서트 너트(N)를 상기 금형(M)으로 공급하는 인서트지그(60)를 구비하는 지그브라켓(50);을 포함하고,
   상기 인서트지그(60)는,
   베이스플레이트(61); 및
   상기 베이스플레이트(61)에 설치되는 하나 이상의 너트인서트장치(10);를 포함하며,
   상기 너트인서트장치(10)는,
   전,후측에 각각 압축공기의 주입을 위한 제1,2니플(111,112)이 연결되는 실린더바디(110)와, 전,후방으로 이동 가능하도록 상기 실린더바디(110)에 체결되는 로드(120)와, 상기 로드(120) 전단으로 소정정도 노출되어 상기 인서트 너트(N)와 결합되는 너트가이드(121)를 구비하는 실린더(100);
   각각 힌지를 매개로 상기 실린더바디(110)에 대해 회동 가능하도록 형성되어 상기 인서트 너트(N)를 파지 및 고정하는 한 쌍의 집게(200); 및
   상기 로드(120)의 전,후방 작동력을 상기 한 쌍의 집게(200)에 전달하기 위한 것으로, 상기 로드(120)의 외측면에 반경방향으로 확장 형성되는 원동캠(310)과, 상기 각 집게(200)의 상기 로드(120)를 향하는 내측면에 돌출 형성되어 상기 원동캠(310)에 접촉 간섭되는 종동캠(320)을 구비하는 캠부(300);를 포함하고,
   상기 한 쌍의 집게(200)는,
   상기 로드(120)가 소정정도 전진되면, 상기 종동캠(320)이 상기 원동캠(310)에 밀려나면서 벌어지는 방향으로 작동되고,
   상기 로드(120)가 소정정도 후진되면, 상기 종동캠(320)이 상기 원동캠(310)으로부터 이탈되면서 오므라드는 방향으로 작동되는 것을 특징으로 하는, 취출로봇.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 로드(120)는,
   상기 제1니플(111)에 의해 상기 실린더바디(110) 내 작동공간의 전방측으로 압축공기가 주입되면, 상기 실린더바디(110)에 대해 후진 작동되고, 상기 제2니플(112)에 의해 상기 작동공간의 후방측으로 압축공기가 주입되면, 상기 실린더바디(110)에 대해 전진 작동되도록 형성되고,
   상기 각 집게(200)는,
   상기 힌지 후단에서 상기 각 집게(200)와 상기 실린더바디(110) 사이에 개재되어 상기 각 집게(200)를 상기 실린더바디(110) 외측으로 탄성 지지하는 집게스프링(210)에 의해 탄성 지지되며,
   상기 한 쌍의 집게(200)는,
   외력이 가해지지 않는 초기상태에서 상기 집게스프링(210)의 탄성력에 의해 오므라진 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는, 취출로봇.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 실린더바디(110) 내 작동공간에 배치되어 상기 로드(120)를 탄성 지지하는 로드탄성부재(400);를 더 포함하되,
   상기 로드탄성부재(400)는,
   상기 작동공간의 전방측에 배치되어 상기 로드(120)를 후방으로 탄성 지지하는 전방스프링(410); 및
   상기 작동공간의 후방측에 배치되어 상기 전방스프링(410)에 대향되도록 상기 로드(120)를 전방으로 탄성 지지하는 후방스프링(420);을 포함하며,
   상기 한 쌍의 집게(200)는,
   외력이 가해지지 않는 초기상태에서 상기 로드탄성부재(400)의 탄성력에 의해 벌어진 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는, 취출로봇.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 로드(120)는,
   상기 제1니플(111)에 의해 상기 실린더바디(110) 내 작동공간의 전방측으로 압축공기가 주입되면, 상기 실린더바디(110)에 대해 후진 작동되고, 상기 제2니플(112)에 의해 상기 작동공간의 후방측으로 압축공기가 주입되면, 상기 실린더바디(110)에 대해 전진 작동되도록 형성되고,
   상기 한 쌍의 집게(200)는,
   집게링(210)에 의해 오므라드는 방향으로 탄성 지지되며,
   상기 집게링(210)은,
   상기 각 집게(200)의 외면에 형성된 링고정홈(221)에 끼움 결합되어, 상기 힌지 전단부에서 상기 한 쌍의 집게(200)에 띠 형태로 감겨지는 탄성부재로 형성되는 것을 특징으로 하는, 취출로봇.

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