KR101674569B1 - 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치 - Google Patents

렌즈 취출 및 원재료 투입 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101674569B1
KR101674569B1 KR1020160071616A KR20160071616A KR101674569B1 KR 101674569 B1 KR101674569 B1 KR 101674569B1 KR 1020160071616 A KR1020160071616 A KR 1020160071616A KR 20160071616 A KR20160071616 A KR 20160071616A KR 101674569 B1 KR101674569 B1 KR 101674569B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mold
lens
hand
vacuum
cavity
Prior art date
Application number
KR1020160071616A
Other languages
English (en)
Inventor
손흥수
Original Assignee
손흥수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=57529105&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR101674569(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 손흥수 filed Critical 손흥수
Priority to KR1020160071616A priority Critical patent/KR101674569B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101674569B1 publication Critical patent/KR101674569B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00432—Auxiliary operations, e.g. machines for filling the moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C37/00—Component parts, details, accessories or auxiliary operations, not covered by group B29C33/00 or B29C35/00
    • B29C37/0003—Discharging moulded articles from the mould
    • B29C37/0007—Discharging moulded articles from the mould using means operable from outside the mould for moving between mould parts, e.g. robots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/0048—Moulds for lenses
    • B29D11/00538—Feeding arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 캐비티별로 개별 구동되도록 형성된 진공흡착노즐에 의해 성형용 금형의 코어를 흡착하도록 구성함으로써, 작업대상 캐비티의 개수에 구애됨 없이 어떠한 경우에도 성형 설비의 지속적인 운전을 가능하게 하는 성형용 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치에 관한 것이다.

Description

렌즈 취출 및 원재료 투입 장치{Apparatus for Extracting Lens and Injecting Raw Material}
본 발명에 따른 일 실시예는 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 따른 일 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
비구면, 구면 또는 기타 광통신 렌즈의 열성형 제작에는 단일 또는 다수의 캐비티(Cavity)를 갖는 성형용 금형(Mold)이 이용되고 있으며, 성형용 금형은 매우 정밀한 가공을 필요로 한다. 렌즈의 열성형 제작과정에는 성형용 금형을 성형기로부터 반출하여 금형을 분해한 후 성형된 렌즈를 취출하고, 렌즈 원재료를 새로 투입한 성형용 금형을 재조립한 후 성형기로 다시 반입시키기 위하여 별도의 노즐장치들과 X,Y 및 Z 축으로 이루어진 로봇이 필요하다.
성형용 금형은 원통형으로 이루어지며 정해진 수만큼의 캐비티가 구비되어 있다. 이와 같이 단일 또는 다수의 캐비티를 갖는 성형용 금형은 상코어(Upper Core), 렌즈, 슬리브(Sleeve), 하코어(Lower Core), 스톱퍼링(Stopper Ring), 금형 홀더(Mold Holder) 및 금형 받침대를 포함하여 구성된다.
스톱퍼링이 분리된 이후 정렬 및 고정장치에 의해 고정된 성형용 금형은 상코어 분리, 슬리브 분리, 렌즈 취출, 렌즈 원재료와 메탈캡 조립 및 상코어 조립의 순서로 성형용 금형의 분해 및 조립 작업이 진행된다.
종래 기술의 단일 또는 다수 캐비티의 성형용 금형을 투입하거나 취출하기 위한 장치는 다음과 같이 구성된다.
1. X, Y 및 Z의 3축 로봇
X,Y 및 Z의 3축으로 된 직교좌표 로봇이며 볼스크류(Ball Screw) 이동 방식으로 이루어져 있다.
2. 성형용 금형의 이동 및 분해조립을 위한 멀티핸드장치
멀티핸드의 구성은 A, B, C, D, E, H, I 및 J의 8가지 핸드와 레이저 변위센서 유닛장치 등으로 구성되어 있으며 상세 내용은 다음과 같다.
2-1) 금형의 스톱퍼링을 분리조립하는 핸드A
2-2) 다수 캐비티 금형의 성형된 렌즈를 흡착 취출하는 핸드B
2-3) 다수 캐비티 금형의 상코어를 분리조립하는 핸드C
2-4) 다수 캐비티 금형의 렌즈 원재료를 흡착 투입하는 핸드D
2-5) 금형을 이동시키는 핸드E
2-6) 단일 캐비티 금형의 상코어를 분리조립하는 핸드H
2-7) 단일 캐비티 금형의 성형된 렌즈를 흡착 취출하는 핸드I
2-8) 단일 캐비티 금형의 렌즈 원재료를 흡착 투입하는 핸드J
2-9) 레이저 변위센서 유닛장치
3. 멀티핸드장치 구성의 설명
3-1) 금형의 스톱퍼링 분리 조립 핸드A
성형용 금형의 스톱퍼링을 분리 및 조립하고 금형을 규정(Centering)부로 이동시키기 위한 유닛장치로써 상승하강용 에어실린더, 스톱퍼링을 파지할 수 있는 클램핑 실린더와 안전 에어실린더 그리고 금형의 유무를 확인할 수 있는 직접반사형 센서 등으로 구성된다.
3-2) 다수 캐비티 금형의 성형된 렌즈를 흡착 취출하는 핸드B
슬라이드 브라켓, 에어실린더, 안전 에어실린더 및 진공노즐보디 등으로 구성되어 있으며 금형의 캐비티 수만큼 하부베이스에 구비된 진공유닛이 캐비티별로 개별적으로 배관되어 있다.
3-3) 다수캐비티 금형의 상코어를 분리조립하는 핸드C
슬라이드 브라켓, 에어실린더, 안전 에어실린더 및 진공노즐보디 등으로 구성되어 있으며 금형의 캐비티 수만큼 진공관로가 형성된 진공브라켓에 단일 진공유닛이 배관 연결되어 있다.
3-4) 다수캐비티 금형의 렌즈 원재료를 흡착 투입하는 핸드D
진공패드만 다를 뿐 상코어 투입취출용 노즐과 구성이 동일하다.
3-5) 금형을 이동하는 핸드E
스톱퍼링이 분리제거된 상태의 성형용 금형을 이송하는 유닛장치로서, 상승하강용 에어실린더, 스톱퍼링이 분리된 성형용 금형을 파지할 수 있는 클램핑 실린더 및 금형의 유무를 확인할 수 있는 직접반사형 센서 등으로 구성되어 있다.
3-6) 단일 캐비티 금형의 상코어를 분리조립하는 핸드H
캐비티의 수만 다를 뿐 다수 캐비티 금형의 상코어를 분리조립하는 핸드C와 구성요소가 동일하다. 단일 진공관로와 단일 진공유닛으로 배관되어 있다.
3-7) 단일 캐비티 금형의 성형된 렌즈를 흡착 취출하는 핸드I
캐비티의 수만 다를 뿐 다수 캐비티 금형의 성형된 렌즈를 흡착 취출하는 핸드B와 구성요소가 동일하다. 단일 진공관로와 단일 진공유닛으로 배관되어 있다.
3-8) 단일 캐비티 금형의 렌즈 원재료를 흡착 투입하는 핸드J
캐비티의 수만 다를 뿐 다수 캐비티 금형의 렌즈 원재료를 흡착 투입하는 핸드D와 구성요소가 동일하다. 단일 진공관로와 단일 진공유닛으로 배관되어 있다.
3-9) 레이저 변위센서 유닛장치
성형용 금형의 상코어를 스프링 프로브를 이용하여 스프링 압축력에 의해 강제 삽입할 수 있는 장치와 상코어의 높이를 측정하여 금형 내부에 렌즈 유무 여부를 확인할 수 있는 레이저 변위센서 등으로 구성되어 있다.
3-2) 종래기술 문제점
1. X, Y 및 Z의 3축 로봇
고품질 렌즈에 대한 수요증가로 인해 성형렌즈의 품질을 결정하는 가장 중요한 요소인 성형용 금형의 가공정밀도가 나날이 높아지고 있다. 예를 들어, 과거에는 ±0.01 ㎜이던 상코어의 가공정밀도가 최근엔 ±0.002∼0.003 mm로 증가할 정도로 성형용 금형이 매우 정밀하게 가공되고 있다.
성형용 금형의 상코어를 정확하게 분리하고 다시 조립하기 위해서는 상코어의 가공정밀도보다 더욱 정교한 정밀도를 갖는 위치제어가 요구된다. 종래 기술은 서보모터에서 볼스크류를 회전시켜 이동하는 방식으로서, 로봇의 위치 반복 정밀도는 볼스크류의 리드가공 정밀도에 의해 정해진다. 현재 기술로는 볼스크류 리드가공 정밀도는 ±0.005 mm 이내는 불가능하며 ±0.005 mm의 정밀도도 로봇의 사용기간이 길어질수록 기계적 마모성으로 인해 정밀도가 더욱 떨어진다. 이 때문에, 볼스크류 이동방식의 로봇에 의해서는 성형용 금형의 정밀도를 극복하기 힘들고, 이에 따라 성형용 금형의 상코어를 정확하게 분리하고 다시 조립할 수 없다.
2. 성형용 금형의 이동 및 분해조립을 하는 멀티핸드장치
다양한 단일 또는 다수 캐비티의 금형에 대해 능동적으로 대처할 수 없고 비구면렌즈에만 대응이 가능한 것과 같은 기술의 한계가 있다.
3. 금형의 스톱퍼링을 분리조립하는 핸드A
성형용 금형의 스톱퍼링을 분리조립하고 금형을 규정부로 이동시키는 유닛장치로써 상승하강용 에어실린더, 스톱퍼링을 파지할수 있는 클램핑실린더, 충돌 시 충격을 완화할 수 있는 충격흡수용 안전 에어실린더 및 금형의 유무를 확인하기 위한 직접반사형 센서 등으로 구성되어 있다. 그러나, 금형의 스톱퍼링을 분리조립하는 핸드A와 금형을 이동하는 핸드E가 이원화되어 있어서 하나의 공정이 추가됨애 의해 사이클 타임이 더 많이 걸리게 된다. 또한, 충격을 흡수할 수 있는 안전 에어실린더는 기본적으로 공기의 압력에 의해 작동되는데 정해진 압력 이상의 충돌 시에만 흡수할 수 있는 특성이 있으며, 특성의 한계 때문에 아무리 정밀하게 제어를 한다 하더라도 압력의 변화 오차가 발생할 수 있고 에어실린더 내부에 로드(Rod)와 패킹(Packing)으로 인해 이동 시 부하조건이 형성되어 있기 때문에, 저압 제어 시 로드가 튕겨지는 틸팅(Tilting) 현상으로 인해 충돌 가속 현상이 나타나 금형 파손으로 이어질 수 있고, 에어실린더의 응답속도 한계 때문에 충격 발생 시 즉각적이고 빠른 대응이 되지 않는다.
4. 다수 캐비티 금형의 성형된 렌즈를 흡착취출하는 핸드B
성형용 금형에서 성형이 완료된 렌즈를 흡착취출하기 위한 노즐장치로써 금형의 캐비티 수만큼 하부베이스에 구비된 진공유닛이 캐비티별로 개별 배관되어 있기 때문에 흡착 에러 발생시 어느 캐비티인지 알 수 있게 되어 있으며, 금형의 스톱퍼링을 분리조립하는 핸드A와 같이 충격흡수용 안전 에어실린더가 있는데 진공유닛이 캐비티별로 개별 배관되어 있기 때문에 흡착 에러 발생 시 어느 캐비티인지 알 수는 있지만 능동적 대응은 불가능한데 그 이유는 다른 핸드유닛에 대한 문제점 설명시 추가 설명하기로 한다.
또한, 진공유닛이 하부베이스에 있기 때문에 진공배관이 하부베이스부터 상부 노즐장치까지 길게 이어져 있다. 진공은 에어 배관이 길면 길수록 응답속도 차이가 많이 발생하게 되고 진공도가 떨어지게 되므로 로봇이 움직일 때 렌즈나 기타 금형부품들을 흡착함에 있어 약간의 진동에도 흡착부품들이 흔들려 정확한 위치에 투입 또는 취출하기 어렵게 된다. 이밖에, 충격흡수용 안전 에어실린더는 금형의 스톱퍼링을 분리조립하는 핸드A와 같은 문제점을 지니고 있다.
5. 다수 캐비티 금형의 상코어를 분리조립하는 핸드C
성형용 금형의 상코어를 투입취출할 수 있는 노즐장치로써 금형의 캐비티 수만큼 진공관로가 형성된 진공브라켓이 단일진공유닛과 배관연결되어 있고 충돌 시 충격을 완화할 수 있는 충격흡수용 안전 에어실린더가 있으나, 한 개의 진공유닛에 배관이 다수 캐비티 수만큼 분배되어 있어 정해진 캐비티 수의 금형만 작업이 가능하다. 또한, 정해진 캐비티 수의 금형만 작업을 하더라도 1개 이상의 상코어가 유실됐거나 사용하지 않을 경우 진공형성(에어 누수로 인해)이 구조적으로 불가능하여 정해진 캐비티 수만큼 상코어가 전량 구비되어야만 설비를 운용할 수 있고 이런 이유로 인해 단일 캐비티용 금형 사용시 캐비티 변화에 따른 능동적 대응이 불가능하다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 핸드H, I 및 J가 추가 구성되어 있지만 기본적으로 단일 캐비티 또는 정해진 캐비티 수의 금형만 작업이 가능하다는 한계를 나타낸다. 앞에서 설명한 다수 캐비티 금형의 성형된 렌즈를 흡착 취출하는 핸드B는 캐비티별로 개별 진공되어 있음에도 불구하고, 상코어 분리조립과 공정이 연계되어 있기 때문에 캐비티 변화에 따른 능동적 대응이 불가능하다.
성형용 금형은 특성상 상당히 고가이며 일정시간 사용하면 금형 수정 작업도 해야 되는 경우가 비일비재하다. 더불어 정해진 캐비티 수만큼 전량이 구성된 채 설비를 운용하는 경우가 거의 없어서 원활한 설비 운영에 상당히 애로가 많다. 또한 충격 흡수용 안전 에어실린더는 금형의 스톱퍼링을 분리조립하는 핸드A와 마찬가지의 문제점이 있다.
6. 다수 캐비티 금형의 렌즈 원재료를 흡착 투입하는 핸드D
앞서 기술한 다수 캐비티 금형의 상코어를 분리조립하는 핸드C 와 구성이 동일하기에 문제점도 동일하다.
7. 금형을 이동하는 핸드E
금형의 스톱퍼링을 분리조립하는 핸드A와 구성요소가 동일하며 스톱퍼링의 분리조립은 하지 않고 스톱퍼링이 분리된 금형만 이동하는 유닛장치로서 금형의 스톱퍼링을 분리조립하는 핸드A와 같은 문제점을 갖고 있다.
8. 핸드 H, I 및 J
앞서 기술한 다수 캐비티 금형의 상코어를 분리조립하는 핸드C의 문제점으로 인해 불가피한 선택이지만 단일 캐비티의 금형에 대한 작업만 가능하기 때문에 다양한 캐비티의 금형에 대한 능동적 대응이 불가능하다.
9. 레이저 변위센서 유닛장치
성형용 금형의 상코어를 스프링 프로브를 이용하여 스프링 압축력에 의해 강제 삽입할 수 있는 장치와 상코어의 높이를 측정하여 금형 내부에 렌즈 유무를 확인할 수 있는 레이저 변위센서 등으로 구성되어 있는데, 스프링 프로브를 이용하여 상코어를 강제 삽입함에 있어서 렌즈 원재료나 금형부품의 파손이 발생할 수 있고, 캐비티별로 상코어 높이를 하나하나 측정하여 렌즈 유무를 확인하다 보니 사이클 타임이 엄청나게 길어져 생산량이 현저하게 떨어지는 문제가 상존한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 캐비티별로 개별 구동되도록 형성된 진공흡착노즐에 의해 성형용 금형의 코어를 흡착하도록 구성함으로써, 작업대상 캐비티의 개수에 구애됨 없이 어떠한 경우에도 성형 설비의 지속적인 운전을 가능하게 하는 성형용 렌즈의 취출 및 원재료 투입 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 캐비티(Cavity)가 구비된 렌즈 성형용 금형(Mold)을 성형기로부터 반출하여 상기 금형을 분해한 후 상기 금형으로부터 성형이 완료된 렌즈를 취출하고, 성형이 완료된 렌즈가 취출된 상기 금형에 렌즈 원재료를 투입한 후 상기 금형을 다시 조립하여 조립된 상기 금형을 상기 성형기로 반입시키기 위한 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치에 있어서, 상기 금형의 스톱퍼링(Stopper Ring)을 분리 또는 조립하고, 상기 스톱퍼링이 분리된 상기 금형을 이동시키도록 형성된 핸드 A; 상기 스톱퍼링이 분리된 상기 금형으로부터 상기 금형의 상코어(Upper Core)를 분리 또는 조립하도록 형성된 핸드 C; 상기 상코어가 분리된 상기 금형으로부터 상기 성형이 완료된 렌즈를 취출하도록 형성된 핸드 B; 및 상기 성형이 완료된 렌즈가 취출된 상기 금형에 상기 렌즈 원재료를 투입하도록 형성된 핸드 E;를 포함하고, 상기 핸드 B, 상기 핸드 C 및 상기 핸드 E 중 적어도 하나는 각 캐비티별로 개별적으로 적어도 하나의 진공관로가 배관되어 형성된 진공흡착노즐을 적어도 하나 구비하는 것을 특징으로 하는 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치를 제공한다.
상기 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치는, 상기 진공흡착노즐을 개별적으로 구동하기 위한 적어도 하나의 진공유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 진공유닛은 상기 핸드 B, 상기 핸드 C 및 상기 핸드 E 중 적어도 하나의 상측에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 진공흡착노즐은, 각 진공관로와 상기 진공유닛을 연결하기 위한 적어도 하나의 에어피팅(Air Fitting); 및 상기 각 진공관로와 연결되고 상기 상코어, 상기 성형이 완료된 렌즈 및 상기 원재료 중 적어도 하나를 흡착하기 위한 적어도 하나의 진공패드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 진공관로의 개수는 상기 캐비티의 개수와 동일한 것을 특징으로 한다.
상기 핸드 A는, 상기 금형의 스톱퍼링을 파지하도록 형성된 스톱퍼링 클램프(Stopper Ring Clamp); 및 상기 스톱퍼링이 분리된 상기 금형을 파지하도록 형성된 금형홀더 클램프(Mold Holder Clamp);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 핸드 C는 상기 상코어의 존재 여부를 확인하도록 형성된 상코어센서를 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 핸드 C는 상기 금형 내에 상기 성형이 완료된 렌즈가 존재하는지 여부를 검출하기 위한 렌즈센서를 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 렌즈 원재료는 메탈캡 및 유리 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 핸드 E에 구비된 진공흡착노즐에 마련된 적어도 하나의 진공패드는 상기 메탈캡을 흡착하도록 형성된 하나 이상의 메탈캡 흡착구 및 상기 유리를 흡착하도록 형성된 하나 이상의 유리 흡착구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치는, 상기 상코어가 분리된 상기 금형으로부터 상기 금형의 슬리브(Sleeve)를 분리 또는 조립하도록 형성된 핸드 D를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 진공흡착노즐과 상기 진공패드는, 하나의 형상인 일체형 구조를 갖거나, 각각 개별 개체로 분리되는 분리형구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 진공패드의 직경은 상기 캐비티의 직경보다 기설정된 수치만큼 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 슬리브는 상기 캐비티의 내면과 상기 메탈캡의 외면 사이에 형성된 공간을 메우도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 캐비티별로 개별 구동되도록 형성된 진공흡착노즐에 의해 성형용 금형의 코어를 흡착하도록 구성함으로써, 작업대상 캐비티의 개수에 구애됨 없이 어떠한 경우에도 성형 설비의 지속적인 운전을 가능하게 하는 는 효과가 있다.
또한, 리니어서보 구동방식의 로봇을 사용함으로써, 렌즈의 품질이 향상되고 렌즈의 생산성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 비구면 렌즈뿐만 아니라 메탈캡을 포함하여 형성되는 광통신 렌즈의 성형에도 유연하게 대응할 수 있는 장점이 있다.
또한, 스톱퍼링의 분리조립 작업과 스톱퍼링이 분리된 금형의 이동 작업을 동시에 수행하는 것이 가능하여, 사이클 타임이 줄어들게 되어 렌즈 생산성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 금형의 1차 규정 과정이 생략될 수 있기 때문에 사이클타임이 단축되어 렌즈 생산성이 향상되는 효과도 기대된다.
또한, 진공유닛을 로봇의 상단에 배치함으로써, 진공배관의 길이가 종래 기술의 배관 길이에 비해 짧아져 진공패드에 의한 흡착의 응답속도가 빠르고, 진공형성의 정도가 높아져 보다 안정적으로 금형의 코어 렌즈를 흡착하여 이동시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 렌즈 성형용 금형을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 렌즈 성형용 금형의 분해결합도이다.
도 3은 도 1에 도시된 렌즈 성형용 금형의 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치의 멀티핸드부를 상세하게 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치의 멀티핸드부의 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치의 핸드 E에 구비된 진공흡착노즐을 상세하게 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치의 핸드 E에 구비된 진공흡착노즐을 상세하게 나타낸 하면사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치의 핸드 E에 구비된 진공흡착노즐의 종단면도이다.
도 11은 렌즈가 메탈캡을 포함하는 경우 사용되는 도 9의 진공패드를 나타낸 저면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명에 따른 일 실시예는 캐비티별로 개별 구동되도록 형성된 진공흡착노즐에 의해 성형용 금형의 코어를 흡착하도록 구성함으로써, 작업대상 캐비티의 개수에 구애됨 없이 어떠한 경우에도 성형 설비의 지속적인 운전을 가능하게 하는 성형용 렌즈의 취출 및 투입 장치를 제안한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 종래 기술처럼 렌즈를 취출하고 원재료를 투입하기 위한 멀티핸드장치를 단일 캐비티 또는 다수 캐비티 각각에 대하여 별도로 마련하지 않고, 캐비티의 개수에 상관없이 캐비티별로 개별 구동되도록 형성된 진공흡착노즐이 구비된 멀티핸드장치에 의해 성형용 금형의 각 구성요소 및 렌즈를 흡착하도록 구성함으로써, 코어가 누락된 캐비티의 확인이 가능하여 작업 대상 캐비티가 작업 도중에 변하더라도 그 변화에 대한 능동적인 대처가 가능하기 때문에 어떠한 경우에도 작업대상 캐비티의 개수 및 배치 형태에 구애됨 없이 성형 설비의 지속적인 운전을 가능하게 하는 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치를 제시한다.
비구면, 구면 또는 기타 광통신 렌즈의 열성형 제작에는 단일 또는 다수의 캐비티(Cavity)를 갖는 성형용 금형이 이용되고 있으며, 성형용 금형은 매우 정밀한 가공을 필요로 한다. 순차이송방식 GMP(Glass Molding Press) 성형공정에서 유리 렌즈 성형용 금형에는 성형 시에는 상온부터 570℃까지, 냉각 시에는 570℃부터 상온까지의 온도변화가 발생된다. 이와 같이, 매우 높은 온도범위까지 변화되는 금형으로부터 성형된 렌즈를 취출하기 위하여 로봇핸드가 장착된 기계장치에 의한 성형용 금형의 분해 및 조립이 수행된다.
성형용 금형은 원통형으로 이루어지며 정해진 수만큼의 캐비티가 구비되어 있다. 분해 및 조립이 가능한 성형용 금형은 상코어(Upper Core), 렌즈, 슬리브(Sleeve), 하코어(Lower Core), 스톱퍼링(Stopper Ring), 금형 홀더(Holder) 및 금형 받침대를 포함하여 구성된다.
도 1은 렌즈 성형용 금형(100)을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 렌즈 성형용 금형(100)의 분해결합도이며, 도 3은 도 1에 도시된 렌즈 성형용 금형(100)의 종단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 렌즈 성형용 금형(100)은 금형 상코어(110), 금형 슬리브(120), 렌즈(130), 금형 하코어(140), 금형 홀더(150), 금형 스톱퍼링(160) 및 금형 받침대(170)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)의 구성 및 동작을 설명함에 있어서, 6개의 캐비티(152)를 갖는 렌즈 성형용 금형(100)을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)의 구성 및 동작을 설명함에 있어서 광통신 렌즈의 경우와 같이 렌즈(130)가 메탈캡(Metal Cap, 132) 및 유리(134)를 포함하여 구성되는 경우를 예로 들어 설명하지만, 렌즈(130)는 이에 한정되지 않고 유리(134)로만 구성되어 열성형 제작될 수 있다.
금형 슬리브(120)는 고정된 치수와 형태를 갖는 각 캐비티(152) 내에서 제작 대상 렌즈(130)에 따라 다양한 형태와 치수로 형성되는 금형 상코어(110), 금형 하코어(140) 및 렌즈(130)가 간극 없이 서로 밀착하여 조립되도록 하는 기능을 수행하도록 형성된다. 특히, 광통신 렌즈의 경우와 같이 렌즈(130)가 메탈캡(132)을 포함하여 형성되는 경우, 다양한 치수와 형태로 제작되는 메탈캡(132)과 고정된 치수와 형태를 갖는 캐비티(152)와의 간극을 금형 슬리브(130)가 메우는 기능를 수행하도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
금형 홀더(150)에는 렌즈 성형용 금형(100)의 정렬과정 수행의 기준이 되는 정렬기준면(154)이 마련될 수 있다. 금형 홀더(150)의 중앙부에는 금형 받침대(170)에 구비된 금형 홀더 체결부(174)가 삽입되어 금형 받침대(170)의 회전에 따라 금형 홀더(150)가 함께 회전하도록 형성되는 센터홀(156)이 마련될 수 있다.
금형 받침대(170)에는 각 캐비티(152)의 위치에 대응되도록 마련되는 하나 이상의 캐비티 홀(172)이 구비될 수 있다.
금형 스톱퍼링(160)은 렌즈(130)의 성형 높이를 결정하는 부분으로 스톱퍼링(160)의 높이에 따라 렌즈(130)의 성형 높이가 결정되는 것이 일반적이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
렌즈의 취출 및 투입장치는 성형이 완료되어 성형기로부터 반출된 성형용 금형을 메인로봇에 장착된 다양한 기능을 가진 멀티 로봇핸드에 의해 분해하여 금형으로부터 렌즈를 취출한 후 렌즈 원재료를 금형에 투입하고 재조립하여 성형기로 반입하기 위한 장치이다.
가압성형이 완료된 후 성형기로부터 반출된 렌즈 성형용 금형이 로봇핸드에 의해 이동되어 회전테이블에 놓여지면, 금형의 정렬 및 고정장치는 서보모터(Servo Motor)를 이용하여 성형용 금형을 정해진 방향으로 회전시키면서 금형 홀더에 마련된 정렬기준면을 센서를 이용하여 검출한다.
금형 홀더의 정렬기준면이 검출되면, 금형 홀더는 규정장치에 의해 고정되고, 회전테이블은 역회전하여 금형받침대에 마련된 캐비티 홀과 금형회전체에 마련된 푸쉬핀 가이드홀이 일치되도록 정해진 초기위치로 다시 돌아간다.
이후, 금형 상코어, 슬리브, 렌즈 및 금형 하코어의 분리가 용이하도록 푸쉬핀이 금형 상코어, 슬리브, 렌즈 및 금형 하코어를 상승시키면 메인로봇에 장착된 다양한 기능을 가진 멀티 로봇핸드에 의해 금형의 각 코어와 렌즈의 분리 및 재조립 작업이 수행된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)의 정면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)의 멀티핸드부(420)를 상세하게 나타낸 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)의 멀티핸드부(420)의 정면도이다.
도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)는 로봇(410) 및 멀티핸드부(420)를 포함한다.
로봇(410)은 X, Y 및 Z의 3축으로 이루어진 직교좌표 로봇이다. 로봇(410)의 X 및 Y축은 리니어서보(Linear Servo) 구동방식의 로봇으로 구성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)는 종래 기술에 사용되는 볼스크류(Ball Screw) 구동방식의 X, Y 및 Z의 3축 직교좌표 로봇과는 다르게 리니어서보 구동방식의 로봇을 사용함으로써, 렌즈 성형용 금형의 가공 정밀도(±0.002∼0.003 mm)보다 높은 위치반복 정밀도(±0.001 mm)를 구현할 수 있기 때문에, 렌즈 성형용 금형의 정교한 분해 및 조립을 실현할 수 있다.
또한, 서보모터의 회전수와 볼스크류의 리드값에 의해 정해지는 종래의 볼스크류 구동방식에 의한 로봇의 이동속도에 비해, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)는 리니어서보 구동방식의 로봇을 사용함으로써, 종래의 볼스크류 구동방식보다 빠른 로봇 이동속도의 구현이 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)는 리니어서보 구동방식의 로봇을 사용함으로써, 렌즈의 품질이 향상되고 렌즈의 생산성이 증대되는 효과를 기대할 수 있다.
멀티핸드부(420)는 로봇(410)의 Z축에 장착된다. 멀티핸드부(420)는 성형이 완료되어 성형기(미도시)로부터 반출된 렌즈 성형용 금형(100)을 분해하여 성형이 완료된 렌즈(130)를 취출한 후 렌즈 원재료(132, 134)를 렌즈 성형용 금형(100)에 투입하고 렌즈 성형용 금형(100)을 재조립하여 성형기(미도시)로 반입시키도록 구성된다.
이를 위해, 멀티핸드부(420)는 렌즈 성형용 금형(100)의 스톱퍼링(160)을 분리 또는 조립하고, 금형 스톱퍼링(160)이 분리된 상태의 렌즈 성형용 금형(100)을 이동시키도록 형성된 핸드 A(610), 금형 스톱퍼링(160)이 분리된 렌즈 성형용 금형(100)으로부터 금형 상코어(100)를 분리 또는 조립하도록 형성된 핸드 C(630), 금형 상코어(100)가 분리된 렌즈 성형용 금형(100)으로부터 성형이 완료된 렌즈(130)를 취출하도록 형성된 핸드 B(620), 금형 상코어(110)가 분리된 렌즈 성형용 금형(100)으로부터 금형 슬리브(120)를 분리 또는 조립하도록 형성된 핸드 D(640) 및 성형이 완료된 렌즈(130)가 취출된 렌즈 성형용 금형(100)에 렌즈 원재료(132, 134)를 투입하도록 형성된 핸드 E(650)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 렌즈 원재료(132, 134)는 메탈캡(132) 및 유리(134)를 편의상 함께 표기한 것으로 이후의 설명에서 동일하게 적용하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)는 캐비티의 개수에 관계없이 단일 또는 다수의 캐비티를 갖는 렌즈 성형용 금형(100)에 능동적으로 대처할 수 있다. 즉, 캐비티의 개수가 하나이든 둘이든 셋이든 여섯이든 구분없이 능동적인 대처가 가능하며, 렌즈 성형 장치의 운전 중에 렌즈 성형용 금형(100)의 상코어(110)가 몇 개 배제되더라도 운전 중 즉각적인 대응이 가능하다. 또한, 비구면 렌즈뿐만 아니라 메탈캡(132)을 포함하여 형성되는 광통신 렌즈의 성형에도 유연하게 대응할 수 있는 장점이 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)가 캐비티의 개수에 관계없이 단일 또는 다수의 캐비티를 갖는 금형에 능동적으로 대처할 수 있고, 비구면 렌즈만이 아니라 광통신 렌즈를 포함한 다양한 형태의 렌즈에 대응할 수 있는 구체적 이유에 대해서 멀티핸드부(420)에 포함된 각 핸드장치의 구성 및 동작에 대해 설명하며 함께 상술하기로 한다.
핸드 A(610)는 금형 스톱퍼링(160)을 파지하도록 형성된 스톱퍼링 클램프(Stopper Ring Clamp, 612) 및 금형 스톱퍼링(160)이 분리된 렌즈 성형용 금형(100)을 파지하도록 형성된 금형홀더 클램프(Mold Holder Clamp, 614)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 금형 스톱퍼링(160)을 파지하도록 형성된 스톱퍼링 클램프(612)와 금형 스톱퍼링(160)이 분리된 렌즈 성형용 금형(100)의 금형 홀더(150)의 외경을 파지하도록 형성된 금형홀더 클램프(614)를 핸드 A(601)에 함께 구비함으로써, 종래 기술에서 이원화되어 있던 금형 스톱퍼링(160)의 분리 또는 조립 작업과 금형 스톱퍼링(160)이 분리된 렌즈 성형용 금형(100)의 이동 작업을 동시에 수행하는 것이 가능하며, 이에 따라 사이클 타임이 줄어들게 되어 렌즈 생산량이 증대되는 효과를 기대할 수 있다.
또한, 금형홀더(150) 파지 후 해제 시 발생할 수 있는 틸팅(Tilting) 현상을 제거하여 금형홀더(150)를 부드럽게 해제하기 위한 스프링장치(도면부호 미부여)를 포함하여 구성함으로써, 렌즈 성형용 금형(100)을 금형 정렬 및 고정장치(미도시)에 안착시킬 때 발생할 수 있는 흔들림을 제거하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 종래 기술에서 필요하던 렌즈 성형용 금형(100)의 1차 규정(금형의 센터링) 과정이 생략될 수 있기 때문에 사이클타임이 단축되어 렌즈 생산량이 증대되는 효과를 기대할 수 있다.
핸드 B(620), 핸드 C(630), 핸드 D(640) 및 핸드 E(650)는 각각 도 8 내지 도 10에 도시된 진공흡착노즐(622, 632, 642, 652)을 적어도 하나 포함할 수 있다. 진공흡착노즐(622, 632, 642, 652)은 금형 상코어(110), 금형 슬리브(120), 성형이 완료된 렌즈(130) 및 렌즈 원재료(132, 134) 중 적어도 하나를 흡착하도록 형성될 수 있다. 진공흡착노즐(622, 632, 642, 652)은 각 진공흡착노즐(622, 632, 642, 652)에 구비된 진공패드(652)를 제외하고는 그 구조가 유사하므로 핸드 E(650)에 구비된 진공흡착노즐(652)을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 진공흡착노즐(652)은 렌즈 성형용 금형(100)에 구비된 각 캐비티(152)에 대응되도록 진공흡착노즐(652) 내부에 형성된 하나 이상의 진공관로(658), 렌즈 원재료(132, 134)를 흡착하기 위한 하나 이상의 진공패드(656) 및 진공흡착노즐(652)을 구동하기 위한 진공유닛(660)과 각 진공관로(658)를 연결하기 위한 하나 이상의 에어피팅(Air Fitting, 654)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 진공관로(658)의 개수는 렌즈 성형용 금형(100)에 구비된 캐비티(152)의 개수와 동일하도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 유사하게, 진공패드(656) 및 에어피팅(654)의 개수도 렌즈 성형용 금형(100)에 구비된 캐비티(152)의 개수와 동일하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)에 포함되는 진공흡착노즐(622, 632, 642, 652)은 각 캐비티(152)에 대응되도록 형성된 진공관로(658)가 각기 개별적으로 형성되고, 개별적으로 형성된 각 진공관로(658)가 진공유닛(660)에 의하여 독립적으로 구동되도록 구성될 수 있다.
이와 같이, 각 캐비티(152)에 대응되도록 개별적으로 형성된 각 진공관로(658)가 진공유닛(660)에 의하여 독립적으로 구동되도록 진공흡착노즐(622, 632, 642, 652)을 구성함으로써, 진공흡착노즐(622, 632, 642, 652)에 의해 금형 상코어(110), 금형 슬리브(120), 성형이 완료된 렌즈(130) 및 렌즈 원재료(132, 134) 중 적어도 하나를 흡착할 때 발생할 수 있는 흡착에러가 어느 캐비티(152)에서 발생했는지 여부를 확인할 수 있다.
또한, 금형 상코어(110)를 분리 또는 조립하는 과정에서 어느 캐비티(152)에 금형 상코어(110)가 누락되어 있는지 확인할 수 있기 때문에 각 캐비티(152)별로 독립적인 흡착이 가능하게 된다. 즉, 어느 캐비티(152)가 비어 있는지를 파악하여 비어 있는 캐비티(152)에는 분리 또는 조립 작업을 수행하지 않고, 비어 있지 않은 캐비티(152)에 한하여 선택적으로 분리 또는 조립 작업을 수행하는 것이 가능하다. 여기서, 각 캐비티(152)별 금형 상코어(110) 누락 여부는 진공센서(미도시)에 의해 검출하도록 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)는 진공유닛(660)이 멀티핸드부(420)의 상단에 배치되도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 진공흡착노즐(622, 632, 642, 652)을 구동하기 위한 진공유닛(660)을 멀티핸드부(420)의 상단에 배치함으로써, 진공유닛(660)과 각 진공흡착노즐(622, 632, 642, 652)을 연결하기 위한 배관의 길이가 종래 기술의 배관 길이에 비해 짧아져 진공패드(656)에 의한 흡착의 응답속도가 빠르고, 진공형성의 정도가 높아져 보다 안정적으로 금형 상코어(110), 금형 슬리브(120), 성형이 완료된 렌즈(130) 및 렌즈 원재료(132, 134)를 흡착하여 이동시킬 수 있다.
진공유닛(660)은 각 진공흡착노즐(622, 632, 642, 652) 및 각 진공흡착노즐(622, 632, 642, 652)에 구비된 각 진공관로(658)를 각기 독립적으로 구동하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)의 구성 및 동작을 설명함에 있어서, 진공유닛(660)이 멀티핸드부(420)의 상단에 집합적으로 배치되는 경우를 예로 들어 설명하지만, 진공유닛(660)이 집합적으로 구성되든 각 진공흡착노즐(622, 632, 642, 652)에 대응하여 개별적으로 분산되어 구성되든 어떤 형태로 구성되더라도, 진공유닛(660)이 각 캐비티(152)별로 형성된 각 진공관로(658) 모두를 각기 독립적으로 구동하는 점에서는 동일하다.
핸드 C(630)는 금형 스톱퍼링(160)이 제거된 렌즈 성형용 금형(100)으로부터 금형 상코어(100)를 분리 또는 조립하기 위한 진공흡착노즐(632) 및 진공센서(미도시)를 포함할 수 있다. 캐비티(152)별로 구동되는 진공흡착노즐(632) 및 진공센서(미도시)에 의해 금형 상코어(110)가 누락되어 있는 캐비티(152)를 확인할 수 있기 때문에, 금형 상코어(110) 분리 과정에서 획득한 캐비티(152)별 금형 상코어(110) 존재 유무 정보를 금형 상코어(110) 분리 이후의 과정에 일괄 적용함으로써, 금형 상코어(110)가 존재했던 캐비티(152)에만 일련의 작업들이 수행되도록 유기적 대응이 가능해지는 장점이 있다.
핸드 C(630)는 진공흡착노즐(632)을 상승 또는 하강시키기 위한 에어실린더(도면부호 미부여) 및 리니어 모션 가이드(Linear Motion Guide, 이하 'LM Guide', 도면부호 미부여)를 포함할 수 있다.
또한, 핸드 C(630)는 진공흡착노즐(632)의 상승 또는 하강 시 발생할 수 있는 충격을 흡수하기 위한 구속력 없는 LM Guide(FREE LM GUIDE, 도면부호 미부여)를 포함하며, FREE LM GUIDE(도면부호 미부여)는 2단으로 구성된다. 핸드 C(630)는 FREE LM GUIDE(도면부호 미부여)가 들렸을 시 확인할 수 있는 말굽형 포토센서(도면부호 미부여)와 2단으로 가공된 센서도그(Sensor Dog, 도면부호 미부여)를 포함할 수 있다.
핸드 C(630)는 2단으로 가공된 센서도그(도면부호 미부여)에 의해 금형 상코어(100)의 높이값을 근거로 렌즈 성형용 금형(100)의 내부에 렌즈(130)가 존재하는지 여부를 확인할 수 있도록 구성될 수 있다. 렌즈 성형용 금형(100)의 내부에 렌즈(130)가 있으면 금형 상코어(110) 분리 후 렌즈(130)를 취출하는 작업으로 이어지고, 만약 렌즈 성형용 금형(100)의 내부에 렌즈(130)가 없으면 금형 상코어(110)의 분리 후 렌즈 원재료(132, 134)를 투입하는 작업으로 유기적으로 이어지도록 구성될 수 있다.
이와 같이, 2단으로 가공된 센서도그(도면부호 미부여)에 의해 렌즈 성형용 금형(100)의 내부에 렌즈(130)가 존재하는지 여부를 확인할 수 있기 때문에, 종래기술의 레이저변위센서가 불필요하게 되고 사이클타임 또한 현저하게 줄어든다.
핸드 B(620)는 금형 상코어(100)가 분리된 렌즈 성형용 금형(100)으로부터 성형이 완료된 렌즈(130)를 취출하기 위한 진공흡착노즐(622)을 포함할 수 있다. 앞에서 설명한, 핸드 C(630)에 의해 획득한 캐비티(152)별 금형 상코어(110) 존재 유무 정보를 근거로 금형 상코어(110)가 존재하는 캐비티(152)에만 선택적으로 렌즈(130) 취출 작업을 수행하도록 구성할 수 있다.
핸드 B(620)는 진공흡착노즐(622)을 상승 또는 하강시키기 위한 에어실린더(도면부호 미부여) 및 LM Guide(도면부호 미부여)를 포함할 수 있다.
또한, 핸드 B(620)는 진공흡착노즐(622)의 상승 또는 하강 시 발생할 수 있는 충격을 흡수하기 위한 구속력 없는 FREE LM GUIDE(도면부호 미부여)를 포함하며, FREE LM GUIDE(도면부호 미부여)는 2단으로 구성된다. 핸드 B(620)는 FREE LM GUIDE(도면부호 미부여)가 들렸을 시 확인할 수 있는 말굽형 포토센서(도면부호 미부여)와 1단으로 가공된 센서도그(Sensor Dog, 도면부호 미부여)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 종래 기술의 안전에어실린더의 저압 시 발생할 수 있는 틸팅 현상을 제거할 수 있고, 압력의 변화에 따른 충돌흡수량의 변화 및 안전에어실린더의 늦은 응답속도에 대해 종래 기술의 경우보다 더욱 빠르고 더욱 부드럽게 대응할 수 있다.
핸드 E(650)는 성형이 완료된 렌즈(130)가 취출된 렌즈 성형용 금형(100)에 렌즈 원재료(132, 134)를 투입하기 위한 진공흡착노즐(652)을 포함할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)에 포함되는 핸드 E(650)에 구비된 진공흡착노즐(652)은 메탈캡(132) 및 유리(134)를 함께 흡착할 수 있도록 진공패드(656)의 흡착면에 메탈캡(132)을 흡착하기 위한 다수의 메탈캡 흡착구(659)와 유리(134)를 흡착하기 위한 유리흡착구(657)가 함께 구비되도록 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 유리(134)를 흡착하기 위한 유리흡착구(657)만 형성되도록 구성될 수도 있다.
이와 같이, 메탈캡(132)과 유리(134)를 함께 흡착할 수 있도록 핸드 E(650)에 구비된 진공흡착노즐(652)을 구성함으로써, 메탈캡(132)과 유리(134)를 각각 흡착하기 위한 로봇핸드의 개수를 줄일 수 있기 때문에 렌즈 성형 설비의 원가를 절감할 수 있다. 또한, 메탈캡(132)과 유리(134)를 함께 흡착 투입함으로써 두 개의 과정을 하나의 과정으로 일원화하여 작업시간을 줄여 생산성 향상을 이룰 수 있다.
한편, 핸드 E(650)에 구비된 진공흡착노즐(652)과 진공패드(656)는 일체형으로 가공될 수도 있고, 분리형으로 개별 가공되어 조립될 수도 있다. 진공흡착노즐(652)과 진공패드(656)를 일체형으로 가공하면 공정이 단순해져 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. 그러나 하나 이상의 렌즈 원재료와 메탈캡을 동시에 진공흡착하는 경우, 렌즈 원재료의 높이와 메탈캡의 높이가 달라 진공누수가 발생할 수 있다는 단점이 있다. 또한, 진공흡착된 렌즈 원재료와 메탈캡을 캐비티(152)에 투입하는 경우에는 캐비티(152) 입구에 진공패드(656)가 충돌할 수 있다.
따라서 진공흡착노즐(652)과 진공패드(656)를 분리시켜 조립할 수 있도록 가공하고, 진공패드(656) 주변에 가공상의 여유(Clearance)를 주어 진공누수를 방지할 수 있다. 또한, 진공흡착노즐(652)과 진공패드(656)가 분리되는 경우, 진공패드(656)는 캐비티(152)를 안내하며 투입되므로, 캐비티(152) 입구에 진공패드(656)가 충돌하는 문제점을 극복할 수 있다.
핸드 D(640)는 금형 상코어(110)가 분리된 렌즈 성형용 금형(100)으로부터 금형 슬리브(120)를 분리 또는 조립하기 위한 진공흡착노즐(642)을 포함할 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이, 금형 슬리브(120)는 광통신 렌즈를 열성형에 의해 제작하는 경우에 사용되는 금형 부품이기 때문에, 금형 슬리브(120)가 필요하지 않은 비구면 렌즈 열성형 제작의 경우에는 핸드 D(640)의 사용을 생략하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 핸드 D(640)를 사용하거나 또는 핸드 D(640)의 사용을 생략할 수 있기 때문에 어떠한 형태의 금형이라도 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)는 유기적으로 대응할 수 있는 장점이 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)의 동작을 설명하기 위한 순서도이다. 이후, 도 12를 참조하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)의 동작을 설명하기로 한다.
도 12에서는 과정 S1202 내지 과정 S1228을 순차적으로 실행하는 것으로 도시하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 12에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나, 과정 S1202 내지 과정 S1228 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나, 필요에 따라 과정 S1202 내지 과정 S1228 중 하나 이상의 과정을 생략하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 12는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
성형기(미도시)로부터 렌즈 성형용 금형(100)이 반출(S1202)되면, 렌즈 성형용 금형(100)은 로봇(410)에 장착된 핸드 A(610)에 의해 금형 스톱퍼링(160)이 제거(S1204)된 후 금형 정렬고정장치(미도시)로 이동(S1206)되어 정렬된다(S1208).
렌즈 성형용 금형(100)의 정렬 및 고정 완료 후, 푸쉬핀(미도시)에 의해 렌즈 성형용 금형(100)의 각 코어 및 렌즈가 상승(S1210)하면, 핸드 C(630)는 금형 스톱퍼링(160)이 제거된 렌즈 성형용 금형(100)으로부터 금형 상코어(110)를 분리한다(S1212). 이후, 광통신 렌즈를 성형 제작하는 경우에는 핸드 D(640)가 금형 상코어(110)가 분리된 렌즈 성형용 금형(100)으로부터 금형 슬리브(120)를 분리한다(S1214). 여기서, 광통신 렌즈를 성형하는 경우가 아니면, S1214 과정은 생략될 수 있다.
금형 상코어(110) 및 금형 슬리브(120)가 분리된 렌즈 성형용 금형(100)으로부터 성형이 완료된 렌즈(130)를 핸드 B(620)에 의해 취출한다(S1216). 성형이 완료된 렌즈(130)가 취출되면, 핸드 E에 의해 렌즈 원재료(132, 134)를 렌즈 성형용 금형(100)에 투입한다(S1218). 이후, 핸드 D(640)에 의해 금형 슬리브(120)를 조립하고(S1220), 핸드 C(630)에 의해 금형 상코어(110)를 조립한다(S1222).
렌즈 성형용 금형(100)에 금형 상코어(110)가 조립되면, 핸드 A에 의해 금형 스톱퍼링(160)이 조립되고(S1224), 이동되어(S1226) 성형기(미도시)로 렌즈 성형용 금형(100)이 반입된다(S1228).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치(400)에 의하면, 금형 상코어(110) 분리(S1212)과정에서 금형 상코어(110)가 누락된 캐비티(152)의 확인이 가능하기 때문에, 성형 작업 대상 캐비티(152)가 성형 작업 도중에 변하더라도 그 변화에 대한 능동적인 대처가 가능해져서 어떠한 경우에도 성형 작업 대상 캐비티(152)의 개수나 배치에 구애됨 없이 성형 설비의 지속적인 운전이 가능하게 한다.
또한, 금형 상코어(110) 분리(S1212)과정에서 획득한 캐비티(152) 정보를 이후의 과정에 일괄 적용하여 금형 상코어(110)가 존재했던 캐비티(152)의 렌즈(130)만 취출하게 하고, 렌즈 원재료(132, 134) 투입 과정에서도 금형 상코어(110)가 존재했던 캐비티(152)에만 투입하도록 함으로써, 유기적이고 능동적인 작업을 가능하게 한다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 렌즈 성형용 금형 110: 금형 상코어
120: 금형 슬리브 130: 렌즈
140: 금형 하코어 150: 금형 홀더
152: 캐비티 154: 정렬기준면
156: 센터홀 160: 금형 스톱퍼링
170: 금형 받침대 172: 캐비티 홀
400: 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치
410: 로봇 420: 멀티핸드부
610: 핸드 A 620: 핸드 B
630: 핸드 C 640: 핸드 D
650: 핸드 E 654: 에어피팅
656: 진공패드 658: 진공관로

Claims (14)

  1. 하나 이상의 캐비티(Cavity)가 구비된 렌즈 성형용 금형(Mold)을 성형기로부터 반출하여 상기 금형을 분해한 후 상기 금형으로부터 성형이 완료된 렌즈를 취출하고, 성형이 완료된 렌즈가 취출된 상기 금형에 렌즈 원재료를 투입한 후 상기 금형을 다시 조립하여 조립된 상기 금형을 상기 성형기로 반입시키기 위한 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치에 있어서,
    상기 금형의 스톱퍼링(Stopper Ring)을 분리 또는 조립하고, 상기 스톱퍼링이 분리된 상기 금형을 이동시키도록 형성된 핸드 A;
    상기 스톱퍼링이 분리된 상기 금형으로부터 상기 금형의 상코어(Upper Core)를 분리 또는 조립하도록 형성된 핸드 C;
    상기 상코어가 분리된 상기 금형으로부터 상기 성형이 완료된 렌즈를 취출하도록 형성된 핸드 B; 및
    상기 성형이 완료된 렌즈가 취출된 상기 금형에 상기 렌즈 원재료를 투입하도록 형성된 핸드 E;
    를 포함하되,
    상기 핸드 B, 상기 핸드 C 및 상기 핸드 E 중 적어도 하나는 적어도 하나의 캐비티를 포함하고, 상기 적어도 하나의 캐비티 중 적어도 하나는 진공관로가 배관되어 형성된 진공흡착노즐을 포함하고, 상기 핸드 E에 구비된 진공흡착노즐에 마련된 적어도 하나의 진공패드는 메탈캡을 흡착하도록 형성된 하나 이상의 메탈캡 흡착구 및 유리를 흡착하도록 형성된 하나 이상의 유리 흡착구를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치는,
    상기 진공흡착노즐을 개별적으로 구동하기 위한 적어도 하나의 진공유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 진공유닛은 상기 핸드 B, 상기 핸드 C 및 상기 핸드 E 중 적어도 하나의 상측에 배치되는 것을 특징으로 하는 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 진공흡착노즐은,
    각 진공관로와 상기 진공유닛을 연결하기 위한 적어도 하나의 에어피팅(Air Fitting); 및
    상기 각 진공관로와 연결되고 상기 상코어, 상기 성형이 완료된 렌즈 및 상기 렌즈 원재료 중 적어도 하나를 흡착하기 위한 적어도 하나의 진공패드;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 진공관로의 개수는 상기 캐비티의 개수와 동일한 것을 특징으로 하는 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 핸드 A는,
    상기 금형의 스톱퍼링을 파지하도록 형성된 스톱퍼링 클램프(Stopper Ring Clamp); 및
    상기 스톱퍼링이 분리된 상기 금형을 파지하도록 형성된 금형홀더 클램프(Mold Holder Clamp);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 핸드 C는,
    상기 상코어의 존재 여부를 확인하도록 형성된 상코어센서(Upper Core Sensor)를 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 핸드 C는,
    상기 금형 내에 상기 성형이 완료된 렌즈가 존재하는지 여부를 검출하기 위한 렌즈센서를 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 원재료는,
    상기 메탈캡 및 상기 유리 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치.
  10. 삭제
  11. 제4항에 있어서,
    상기 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치는,
    상기 상코어가 분리된 상기 금형으로부터 상기 금형의 슬리브(Sleeve)를 분리 또는 조립하도록 형성된 핸드 D를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 진공흡착노즐과 상기 진공패드는,
    하나의 형상인 일체형 구조를 갖거나, 각각 개별 개체로 분리되는 분리형구조를 갖는 것을 특징으로 하는 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 진공패드의 직경은 상기 캐비티의 직경보다 기설정된 수치만큼 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 슬리브는,
    상기 캐비티의 내면과 상기 메탈캡의 외면 사이에 형성된 공간을 메우도록 형성된 것을 특징으로 하는 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치.
KR1020160071616A 2016-06-09 2016-06-09 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치 KR101674569B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160071616A KR101674569B1 (ko) 2016-06-09 2016-06-09 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160071616A KR101674569B1 (ko) 2016-06-09 2016-06-09 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101674569B1 true KR101674569B1 (ko) 2016-11-09

Family

ID=57529105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160071616A KR101674569B1 (ko) 2016-06-09 2016-06-09 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101674569B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101922487B1 (ko) 2018-05-03 2018-11-27 (주)대호테크 렌즈용 이재장치
KR102232896B1 (ko) * 2020-02-07 2021-03-26 (주)대호테크 렌즈 및 금형 이송 시스템
CN113246507A (zh) * 2020-02-07 2021-08-13 株式会社大镐技术 透镜及模具移送系统
KR102295689B1 (ko) * 2020-06-25 2021-08-31 (주)대호테크 렌즈 이송 시스템
KR102295692B1 (ko) * 2020-06-25 2021-08-31 (주)대호테크 렌즈 이송시스템
KR20220057837A (ko) * 2020-10-30 2022-05-09 (주)대호테크 금형 분리 장치
KR20230116400A (ko) 2022-01-28 2023-08-04 주식회사 우림옵틱스 렌즈 가공을 위한 자동 이송 및 투입 배출 시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060001862A (ko) * 2005-11-28 2006-01-06 박명환 다수의 캐비티를 갖는 비구면렌즈 성형용 금형의 취출 및투입용 멀티핸드 장치
KR100574012B1 (ko) * 2006-01-05 2006-04-26 박명환 다수의 캐비티 및 단일캐비티를 갖는 비구면렌즈취출 및투입용 멀티핸드장치
KR20110033003A (ko) * 2009-09-23 2011-03-30 (주)지오메디칼 콘택트렌즈 반몰드식 제조 자동화 시스템의 렌즈 외면연마장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060001862A (ko) * 2005-11-28 2006-01-06 박명환 다수의 캐비티를 갖는 비구면렌즈 성형용 금형의 취출 및투입용 멀티핸드 장치
KR100566641B1 (ko) * 2005-11-28 2006-03-30 박명환 다수의 캐비티를 갖는 비구면렌즈 성형용 금형의 취출 및투입용 멀티핸드 장치
KR100574012B1 (ko) * 2006-01-05 2006-04-26 박명환 다수의 캐비티 및 단일캐비티를 갖는 비구면렌즈취출 및투입용 멀티핸드장치
KR20110033003A (ko) * 2009-09-23 2011-03-30 (주)지오메디칼 콘택트렌즈 반몰드식 제조 자동화 시스템의 렌즈 외면연마장치

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101922487B1 (ko) 2018-05-03 2018-11-27 (주)대호테크 렌즈용 이재장치
KR102232896B1 (ko) * 2020-02-07 2021-03-26 (주)대호테크 렌즈 및 금형 이송 시스템
CN113246507A (zh) * 2020-02-07 2021-08-13 株式会社大镐技术 透镜及模具移送系统
KR102290487B1 (ko) * 2020-02-07 2021-08-17 (주)대호테크 렌즈 및 금형 이송 시스템
KR102295689B1 (ko) * 2020-06-25 2021-08-31 (주)대호테크 렌즈 이송 시스템
KR102295692B1 (ko) * 2020-06-25 2021-08-31 (주)대호테크 렌즈 이송시스템
KR20220057837A (ko) * 2020-10-30 2022-05-09 (주)대호테크 금형 분리 장치
KR102410119B1 (ko) * 2020-10-30 2022-06-20 (주)대호테크 금형 분리 장치
KR20230116400A (ko) 2022-01-28 2023-08-04 주식회사 우림옵틱스 렌즈 가공을 위한 자동 이송 및 투입 배출 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101674569B1 (ko) 렌즈 취출 및 원재료 투입 장치
KR100566641B1 (ko) 다수의 캐비티를 갖는 비구면렌즈 성형용 금형의 취출 및투입용 멀티핸드 장치
KR101366248B1 (ko) 원소재 투입 및 성형렌즈 취출 자동화 장치 및 원소재 투입및 성형렌즈 취출 방법
CN103203329A (zh) 分选器以及检查装置
KR20190069821A (ko) 렌즈 자동 생산 시스템
CN215546611U (zh) 一种汽车发动机传感器接头的总装设备
CN107323998B (zh) 一种高精度定位的多工位振动盘
KR100900487B1 (ko) 원소재 및 성형렌즈 자동 멀티 매거진 장치와 원소재 투입및 성형렌즈 취출 자동화장치
CN108058184B (zh) 一种用于夹钳换接的电磁吸附式换接装置
KR200342818Y1 (ko) 사출물 스프루의 자동 절단장치
KR20080100629A (ko) 렌즈 성형용 금형의 취급 장치 및 취급 방법
CN208600998U (zh) 一种产品组装压机
CN106514276A (zh) 一种法兰盘类零件的数字化加工系统
WO2016104115A1 (ja) 工作機械
KR102178837B1 (ko) 베어링의 외륜 가공장치
KR100574012B1 (ko) 다수의 캐비티 및 단일캐비티를 갖는 비구면렌즈취출 및투입용 멀티핸드장치
JP6469141B2 (ja) 組付システム、組付方法および組付ユニット
KR102011915B1 (ko) 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템
WO2020009209A1 (ja) 成形型の分解組立装置
JP4485874B2 (ja) 成形型の組立装置及びモールドプレス成形装置並びに成形型の組立方法及び成形体の製造方法
CN104669574A (zh) 一种金属件全自动检测装置
JP2010222216A (ja) 成形装置および成形型
JP7287338B2 (ja) 位置決め装置および位置決め方法
KR20080107802A (ko) 원소재 및 성형렌즈 자동 멀티 매거진 장치와 원소재 투입및 성형렌즈 취출 자동화장치
CN217414060U (zh) 机械手万向浮动机构

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
J204 Invalidation trial for patent
J206 Request for trial to confirm the scope of a patent right
J121 Written withdrawal of request for trial
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2017100003579; TRIAL DECISION FOR CONFIRMATION OF THE SCOPE OF RIGHT_DEFENSIVE REQUESTED 20171117

Effective date: 20190628

J206 Request for trial to confirm the scope of a patent right
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2019100002224; TRIAL DECISION FOR CONFIRMATION OF THE SCOPE OF RIGHT_DEFENSIVE REQUESTED 20190710

Effective date: 20190910