KR101700128B1

KR101700128B1 - 인서트 공급 및 이송 시스템

Info

Publication number: KR101700128B1
Application number: KR1020150073048A
Authority: KR
Inventors: 고재영
Original assignee: 고재영
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2015-05-26
Publication date: 2017-01-26
Also published as: KR20160138770A

Abstract

본 발명은 1차 사출성형품의 이송 및 냉각공정이 동시에 수행됨으로써 전체 사출 사이클을 현저히 절감시킬 수 있으며, 제품의 불량률을 줄일 수 있고, 1차 사출성형품의 냉각공정을 사출금형장치 내에서 수행하지 않고 별도로 분리하여 수행함으로써 설비가 간단하며, 공정이 간단하게 이루어지고, 1차 사출성형품이 2차 사출금형장치로 이송될 때 안착부의 승강핀에 의해 고정된 상태로 이송되기 때문에 2차 금형 사출이 효율적으로 이루어지며, 인서트를 적재시키는 적재공정과, 적재된 인서트를 지그부로 이송시키는 이송공정과, 지그부에 안착된 인서트가 특정 방향 및 위치를 형성하도록 인서트를 정렬시키는 정렬공정이 멈춤 없이 간단하고 신속하게 이루어짐으로써 작업성을 획기적으로 높일 수 있는 인서트 공급 및 정렬 시스템에 관한 것이다.

Description

인서트 공급 및 이송 시스템{insert supplying and conveying system}

본 발명은 인서트 공급 및 이송 시스템에 관한 것으로서, 상세하게로는 공급받은 인서트를 1차 사출 금형장치로 신속하고 정확하게 공급하고, 1차 금형 사출 된 사출성형품을 2차 사출금형장치로 이송함과 동시에 냉각함으로써 전체 사이클을 현저히 단축시키고, 부적합한 냉각 및 대기시간으로 인한 사출품의 수축, 단차 및 버(burr) 등의 불량률을 획기적으로 절감할 수 있는 인서트 공급 및 이송 시스템에 관한 것이다.

인서트 사출(insert injection)은 금속재질의 인서트를 사출 금형 내에 삽입하여 사출 성형함으로써 수지재질의 사출품 내에 금속재질의 인서트를 일체형으로 성형하는 금형 사출방법이고, 이중 사출은 서로 다른 재질이나 색상의 재료를 단일 사이클 내에서 성형하기 위한 사출방법이다.

특히 외관 품질을 향상시키려는 요구가 높아짐에 따라 서로 다른 색상 및 재질로 이루어져 외관 품질을 높일 수 있는 이중 사출이 널리 사용되고 있고, 이러한 이중 사출방법으로는 인서트 방식, 로터리 방식, 턴테이블 방식, 인덱스 코어 회전 방식, 스틴-폼 방식 등이 있다.

그러나 상기 종래의 이중 사출방법들 중 턴테이블 방식, 인덱스 코어 회전 방식 및 스틴- 폼 방식의 이중 사출은 1차 사출이 이루어지고 나면 금형 또는 코어를 회전시켜 1차 사출성형품을 2차 사출하는 방식으로 구성되기 때문에 금형 구조가 복잡하고, 가공 공정이 증가하는 단점을 갖는다.

이에 따라 1차 사출금형장치에 의해 금형 사출된 1차 사출성형품을 로봇이송장치를 이용하여 2차 사출금형장치로 공급하는 로봇이송에 의한 이중사출 방식에 대한 관심이 급증하고 있다.

종래의 인서트 사출은 공급된 인서트를 적재 및 정렬하는 정렬공정과, 정렬된 인서트를 금형에 삽입한 후 금형을 닫는 형체공정과, 용융된 수지를 설정압력으로 금형에 사출시키는 사출공정과, 금형 내의 용융수지가 경화될 때까지 사출 압력을 유지시키는 보압 공정과, 금형을 열어 코어에 부착된 성형품을 취출하는 취출공정과, 금형 내의 수지를 냉각시키는 냉각공정으로 이루어진다. 이때 냉각공정은 보압 공정 이후, 취출공정 이전에 수행될 수도 있고, 이하 인서트가 금형에 삽입되어 취출하기까지의 형체공정, 사출공정, 보압공정 및 취출공정을 실질공정이라고 하기로 한다.

전술한 인서트 사출의 공정과정을 참조하여 종래의 로봇이송에 의한 인서트 이중사출을 살펴보면, 종래의 로봇이송에 의한 인서트 이중사출은 인서트 정렬공정과, 1차 사출금형장치의 실질공정인 제1 실질공정과, 제1 실질공정에 의해 금형 사출된 1차 사출성형품을 냉각시키는 제1 냉각공정과, 제1 냉각공정에 의해 냉각된 1차 사출성형품을 2차 사출금형장치의 엔드이펙퍼가 척킹하기 위한 기 설정된 위치로 이송하는 이송공정과, 기 설정된 위치로 이송된 1차 사출성형품이 2차 사출금형장치의 캐비티 내로 기 설계된 바에 따라 특정 방향 및 위치로 정렬되어 삽입될 수 있도록 1차 사출성형품을 정렬시키는 제2 정렬공정과, 2차 사출금형장치의 실질공정인 제2 실질공정과, 제2 실질공정에 의해 금형 사출된 2차 사출성형품을 냉각시키는 제2 냉각공정으로 이루어진다.

이때 1차 성형사출품은 한계치 이상으로 냉각되면 과도하게 수축되어 2차 사출금형장치의 캐비티로 삽입될 때 강제적인 힘에 의하여 삽입되어야 하고, 만약 한계치 이하로 냉각되면 소기의 제품 도면치수를 만족하지 못하여 2차 사출금형장치의 캐비티에 정확하게 안착되지 않아 단차 및 버(burr) 등의 불량을 유발한다. 즉 냉각이 얼마나 정확하게 이루어지는가는 제품 품질을 결정하는 매우 중요한 공정이다.

그러나 종래의 로봇이송에 의한 인서트 이중사출은 냉각공정 및 이송공정이 별도로 분리되어 운영되기 때문에 설비가 복잡해지고, 전체 사출 사이클이 증가하는 단점을 갖는다.

또한 인서트는 사출금형장치로 삽입될 때 기 설계된 바에 따른 방향 및 위치를 형성한 후 캐비티로 삽입되지 못할 경우 삽입 오차로 인한 금형사고가 발생하게 되나, 종래의 로봇이송에 의한 인서트 이중사출은 공급된 인서트를 적재 및 정렬하는 제1 정렬공정과, 이송공정에 의해 이송된 1차 사출성형품을 정렬하기 위한 제2 정렬공정이 인력에 의해 이루어지기 때문에 불필요한 인력소모가 유발됨과 동시에 공정시간이 과도하게 지체되는 문제점이 발생한다.

즉 로봇이송에 의한 이중사출은 1)1차 사출성형품의 냉각 및 이송공정이 동시에 이루어지도록 하여 전체 이중사출 사이클을 단축하고, 2)공급된 인서트 및 1차 사출성형품의 정렬이 신속하고 정확하게 이루어지도록 하는 2가지 목적을 기대할 수 있어야 한다.

도 1은 국내등록특허 제10-1177113호(발명의 명칭 : 사출성형품의 절단 및 이송장치)에 개시된 절단 및 이송장치를 나타내는 사시도이다.

도 1의 절단 및 이송장치(이하 종래기술이라고 함)(900)는 사출 성형된 사출품을 공급받아 냉각 및 이송시키는 공급부(912)를 포함한다.

공급부(912)는 지면에 고정되는 베이스(913)와, 베이스(913)의 상부에 장착되어 구동수단(미도시)에 의해 작동하는 제1컨베이어벨트(914)와, 제1컨베이어벨트(914)의 중앙부 진행 방향으로 구비되어 사출성형품이 안착되는 안내부재(915)와, 제1컨베이어벨트(914)의 상부에 설치되는 냉각터널(919)로 이루어진다.

또한 냉각터널(919)은 상부면에 복수개의 냉각팬(919a)들이 설치되어 제1 컨베이어벨트(914)를 따라 이송 중인 사출성형품을 냉각시킨다.

이와 같이 구성되는 종래기술(900)은 공급부(912)가 성형사출품을 냉각하는 냉각공정과, 사출성형품을 소기의 위치로 이송시키기 위한 이송공정을 동시에 수행함으로써 공정시간을 단축할 수 있는 장점을 갖는다.

그러나 상기 종래기술(900)은 이중 사출에 적용될 때 1차 사출성형품이 2차 사출금형장치로 삽입될 때 특정 방향 및 위치로 삽입되도록 1차 사출성형품을 정렬하기 위한 별도의 구성수단이 없기 때문에 삽입오차로 인한 금형사고가 발생하게 된다.

또한 종래기술(900)은 사출성형품이 안착되는 안내부재(915)가 안착되는 사출성형품의 방향 및 위치를 고정시키기 위한 별도의 고정수단이 구성되지 않았기 때문에 사출성형품이 안내부재(915)로 최초 안착될 때 기 설정된 방향 및 위치로 안착된다고 하더라도 이송 중 발생하는 진동에 의한 흔들림으로 인해 사출성형품의 최초의 방향 및 위치가 변동되는 문제점이 발생한다.

또한 종래기술(900)은 냉각터널(919)이 터널 형상으로 형성되어 냉기가 외부로 용이하게 방출되지 못하는 구조로 형성되어 냉각팬(919a)이 지속적으로 운영될 때 내면에 결로가 발생하는 일이 빈번하게 발생하고, 이러한 결로 발생은 이송중인 사출성형품 또는 컨베이어 벨트로 수분이 낙하되어 제품의 품질을 떨어뜨리거나 장비의 고장을 유발하는 단점을 갖는다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 해결과제는 이1차 사출금형장치로부터 취출된 1차 사출성형품을 2차 사출금형장치로 이송시키는 이송공정과, 1차 사출성형품을 냉각시키는 냉각공정을 별도로 운영하지 않고 동시에 수행함으로써 전체 사이클을 현저히 단축시킬 수 있는 인서트 공급 및 이송 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 다른 해결과제는 1차 사출성형품을 2차 사출금형장치로 이송할 때 안착부의 승강핀에 의해 1차 사출성형품이 방향 및 위치를 고정시킴으로써 이송 시 진동이 발생하더라도 1차 사출성형품의 방향 및 위치가 변하지 않고, 2차 사출금형장치로 삽입되어 삽입 오차로 인한 금형사고를 미연에 방지할 수 있는 인서트 공급 및 이송 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 공급받은 인서트의 적재공정과, 적재된 인서트를 1차 사출금형장치의 서보로봇의 척킹이 이루어지는 위치까지 이송시키기 위한 공정과, 이송된 인서트를 특정 방향 및 위치로 정렬시키는 공정이 간단하고 신속하게 이루어짐으로써 불필요한 인력소모를 절감하고, 전체 사출 사이클을 획기적으로 단축시킬 수 있는 인서트 공급 및 이송 시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기 해결과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 금형 내로 삽입되는 삽입대상을 다음 공정으로 이송시키기 위한 인서트 공급 및 이송시스템에 있어서: 1차 금형장치 및 2차 금형장치 사이에 설치되는 이송장치를 포함하고, 상기 이송장치는 적어도 하나 이상의 가이드레일; 하부가 상기 가이드레일과 슬라이딩 방식으로 결합되는 고정판과, 1차 사출금형기로부터 취출된 1차 사출물이 안착되는 안착홈이 일면에 형성되어 상기 고정판의 상면에 적어도 하나 이상 설치되는 안착지그와, 상기 안착홈에 안착된 1차 사출물이 회전되지 않도록 고정시키는 고정수단으로 이루어지는 안착부; 터널 형상으로 형성되어 내부로 상기 가이드레일이 관통되는 하우징과, 하우징 내부로 냉기를 유입시키는 냉기발생부로 이루어지는 냉각부를 포함하는 것이다.

또한 본 발명에서 상기 1차 사출물은 상기 2차 금형장치로 삽입될 때 기 설정된 위치 및 방향으로 삽입되기 위한 기준점을 제공하는 관통공이 적어도 하나 이상 형성되고, 상기 안착부는 상기 1차 사출물의 관통공으로 삽입되는 가이드핀을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 안착지그는 상기 안착홈을 형성하는 외면에 광신호를 송수신하는 광센서를 더 포함하고, 상기 인서트 공급 및 이송시스템을 제어하는 컨트롤러는 상기 광센서의 광신호 수신여부에 따라 상기 1차 사출물이 상기 안착지그에 안착되었는지를 판단하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 1차 사출물은 상기 2차 금형장치로 삽입될 때 기 설정된 위치 및 방향으로 삽입되기 위한 기준점을 제공하는 관통공이 적어도 하나 이상 형성되고, 상기 안착지그는 상하부가 개구되며, 일면에 제1 핀삽입홈이 적어도 하나 이상 형성되는 제1 몸체; 상기 1차 사출물이 안착되며, 제1 상기 몸체 내부에 회동 가능하도록 설치되어 동력생성수단에 의하여 회전되는 안착지그 회전체; 승하강 구동수단에 의하여 승하강 되도록 상기 제1 핀삽입홈에 설치되는 제1 승강핀; 상기 1차 사출물의 관통공의 위치를 감지하는 제1 감지센서를 포함하고, 상기 안착지그 회전체 회전체는 상기 제1 감지센서에 의해 상기 제1 승강핀의 직상부에 상기 1차 사출물의 관통공이 위치하지 않을 때 회전하고, 상기 제1 승강핀은 상기 제1 감지센서에 의해 상기 제1 핀의 직상부에 상기 1차 사출물의 관통공이 위치할 때 승강하여 상기 1차 사출물의 관통공으로 삽입되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 냉각부의 하우징은 내면이 평판으로 형성되어 상기 냉기발생부가 설치되는 평판부와, 상기 평판부의 양측부에 연결되는 곡면부들과, 상기 곡면부들 각각의 단부에 연결되는 경사부들로 이루어지고, 상기 하우징은 높이 방향에서 상기 경사부들의 하단부가 상기 가이드레일 보다 하향되고, 폭 방향에서 상기 경사부들의 하단부가 상기 고정판 보다 외측으로 확장되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 인서트 공급 및 이송 시스템은 상기 1차 사출물의 내부에 배치되어 상기 1차 금형장치의 캐비티로 삽입되며 상기 1차 금형장치로 삽입될 때 기 설정된 위치 및 방향으로 삽입되기 위한 기준점을 제공하는 관통공이 적어도 하나 이상 형성되는 인서트를 상기 1차 금형장치로 공급하는 인서트 공급장치를 더 포함하고, 상기 인서트 공급장치는 지그부를 포함하고, 상기 지그부는 상하부가 개구되며 일면에 제2 핀삽입홈이 적어도 하나 이상 형성되는 제2 몸체와, 상기 인서트가 안착되며 상기 제2 몸체 내부에 회동 가능하도록 설치되어 동력생성수단에 의하여 회전되는 지그부 회전체와, 승하강 구동수단에 의하여 승하강 되도록 상기 제2 핀삽입홈에 설치되는 제2 승강핀과, 상기 인서트의 관통공의 위치를 감지하는 제2 감지센서를 포함하고, 상기 지그부 회전체는 상기 제2 감지센서에 의해 상기 제2 승강핀의 직상부에 상기 인서트의 관통공이 위치하지 않을 때 회전하고, 상기 제2 승강핀은 상기 제2 감지센서에 의해 상기 제2 승강핀의 직상부에 상기 인서트의 관통공이 위치할 때 승강하여 상기 인서트의 관통공으로 삽입되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 인서트는 중공을 더 형성하고, 상기 지그부 회전체는 상기 동력 생성수단에 결합되는 제1 회전체; 상기 제1 회전체의 상부에 설치되어 상기 인서트의 중공으로 삽입되는 제2 회전체를 포함하여 상기 인서트는 회전 시 상기 제2 회전체에 의해 지지되어 유동되지 않는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 인서트 공급 장치는 외부로부터 공급받은 인서트들을 적재시키기 위한 적재부와, 상기 적재부에 적재된 인서트를 척킹하되 전후, 좌우 및 수직 방향으로 이동 가능하도록 구성되는 척킹유닛을 포함하여 상기 적재부에 적재된 인서트들을 상기 지그부로 이송시키는 서보 로봇을 더 포함하고, 상기 적재부는 제2 동력생성수단과, 상기 제2 동력생성수단에 결합되어 회전하는 회전플레이트와, 봉 형상으로 형성되어 상기 회전플레이트의 일면에 수직으로 설치되며, 상기 인서트의 중공이 관통되어 적재되는 가이드 바들을 포함하고, 상기 가이드 바들 중 어느 하나는 적재된 인서트를 지그부로 이송하기 위한 척킹이 이루어지는 척킹유닛의 기 설정된 위치의 직하부에 배치되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 인서트 공급 장치는 상기 척킹유닛의 기 설정된 위치의 하부에 설치되어 인접한 가이드 바에 적재된 인서트를 승하강 시키기 위한 승강부를 더 포함하고, 상기 승강부는 수직 주행프레임; 상기 수직 주행프레임에서 승하강 가능하도록 결합되는 승강플레이트; 상기 인접한 가이드 바를 향하는 상기 승강플레이트의 일면에 일면으로부터 돌출되어 대향되게 설치되어 상기 인접한 가이드 바에 적재된 인서트들 중 최하부에 배치된 인서트의 하부를 지지하는 삽입부를 포함하고, 상기 승강플레이트는 상기 인접한 가이드 바에 적재된 최상부의 인서트가 상기 척킹유닛에 의하여 상기 지그부로 이송되면 상기 인서트의 적재높이만큼 승강하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 적재부는 상기 가이드 바가 삽입되는 삽입공을 갖는 판재로 형성되되 상기 삽입공이 상기 가이드 바의 외경보다 크게 형성되어 상기 가이드 바에서 유동 가능하도록 설치되는 지지플레이트를 더 포함하고, 상기 승강부는 상기 지지플레이트의 하면을 지지하여 상기 인서트들을 승강시키는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 회전플레이트는 다변형의 판재로 형성되며, 평면상으로 바라보았을 때 인접하는 변들이 연접하는 연접영역에는 내측으로 형성되어 상기 승강부의 상기 삽입부가 삽입되는 삽입홈이 형성되고, 상기 지지플레이트는 상기 각 변의 길이보다 길게 형성되어 상기 가이드 바들은 상기 회전플레이트의 삽입홈들 사이의 영역에 수직 설치되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 서보 로봇은 척킹부와, 상기 척킹부의 일측에 결합되어 상기 척킹부를 수평상으로 전후 및 좌우로 이동시키는 레일부를 더 포함하고, 상기 척킹부는 판재로 형성되는 고정브라켓; 상기 고정브라켓의 상면에 결합되어 상기 고정브라켓을 승하강 시키는 승하강 구동부; 상기 고정브라켓의 하부에 결합되며 내부에 실린더들이 설치되어 양측부로 피스톤 로드들 각각이 돌출되는 척킹유닛 구동부; 판재로 형성되며, 일면이 상기 피스톤 로드들 각각의 단부에 결합되는 지지체들; 봉 형상으로 형성되어 상기 지지체들 각각의 하부에 설치되며, 하부가 단턱에 의해 외경이 증가하는 걸림부재를 형성하는 척킹유닛들; 상기 피스톤 로드들 각각이 기 설정된 임계범위를 벗어나 구동하는지를 감지하는 제3 감지센서(S)들을 포함하고, 상기 척킹유닛들은 상기 승하강 구동부에 의해 높이 방향으로 이동 가능하며, 상기 레일부에 의하여 수평 방향으로 이동가능하며, 상기 피스톤 로드들에 의하여 대향되는 척킹유닛과의 이격거리가 조절되고, 상기 인서트 척킹 시 상기 인서트의 중공으로 삽입되어 상기 걸림부재가 상기 인서트의 바닥면을 지지함으로써 상기 인서트를 척킹하는 것이 바람직하다.

상기 해결 수단을 갖는 본 발명에 따르면 1차 사출성형품의 이송 및 냉각공정이 동시에 수행됨으로써 전체 사출 사이클을 현저히 절감시킬 수 있으며, 제품의 불량률을 줄일 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 1차 사출성형품의 냉각공정을 사출금형장치 내에서 수행하지 않고 별도로 분리하여 수행함으로써 설비가 간단하며, 공정이 간단하게 이루어진다.

또한 본 발명에 의하면 1차 사출성형품이 2차 사출금형장치로 이송될 때 안착부의 승강핀에 의해 고정된 상태로 이송되기 때문에 2차 금형 사출이 효율적으로 이루어지게 된다.

또한 본 발명에 의하면 인서트를 적재시키는 적재공정과, 적재된 인서트를 지그부로 이송시키는 이송공정과, 지그부에 안착된 인서트가 특정 방향 및 위치를 형성하도록 인서트를 정렬시키는 정렬공정이 멈춤 없이 간단하고 신속하게 이루어짐으로써 작업성을 획기적으로 높일 수 있다.

도 1은 국내등록특허 제10-1177113호(발명의 명칭 : 사출성형품의 절단 및 이송장치)에 개시된 절단 및 이송장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 인서트를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2의 측단면도이다.
도 4는 도 2의 인서트가 일체형으로 이중 사출 성형된 사출성형품인 MSBU를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예인 인서트 공급 및 이송시스템이 적용되는 이중사출 시스템을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 인서트 이송장치를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 측단면도이다.
도 8은 도 6의 안착부를 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8의 안착지그를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9의 안착지그의 제2 실시예인 제2 안착지그를 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10의 평면도이다.
도 12는 도 9의 냉각부를 나타내는 사시도이다.
도 13은 도 12의 투명하우징의 제2 실시예를 나타내는 정면도이다.
도 14는 도 13의 평면도이다.
도 15는 도 5의 인서트 공급장치를 나타내는 사시도이다.
도 16은 도 15의 적재부를 나타내는 사시도이다.
도 17은 도 16의 회전테이블 및 지지플레이트를 나타내는 평면도이다.
도 18은 도 15의 승강부를 나타내는 사시도이다.
도 19는 도 15의 지그부를 나타내는 사시도이다.
도 20은 도 15의 척킹부를 나타내는 사시도이다.
도 21은 도 20의 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 적용되는 인서트를 나타내는 평면도이고, 도 3은 도 2의 측단면도이고, 도 4는 도 2의 인서트가 일체형으로 이중 사출 성형된 사출성형품인 MSBU를 나타내는 사시도이다.

도 2와 3의 인서트(100)는 본 발명의 일실시예인 후술되는 도 6의 인서트 공급 및 정렬시스템(1)에 의해 1차 사출금형장치의 캐비티 내부로 삽입되어 도 4의 금형 사출품인 자동차 서스펜션용 베어링(MSBU : macpherson strut bearing unit)으로 사출 성형된다.

또한 인서트(100)는 중공(111) 원판 형상의 원판부(101)와, 원판부(101)의 테두리로부터 수직 절곡되는 측벽(103)과, 원형 띠 형상으로 형성되어 측벽(103)의 단부에 수직 연결되는 연장부(105)로 이루어진다.

또한 연장부(105)는 평면상으로 바라보았을 때 원판부(101)의 외측으로 연장되어 원판부(101)보다 큰 외경으로 형성된다.

또한 연장부(105)는 일단부가 측벽(103)에 연결되되 대향되는 타단부를 향할수록 상향되는 제1 경사면(151)과, 제1 경사면(151)에 연결되는 제1 평탄면(153)과, 제1 평탄면(153)에 연결되어 대향되는 단부를 향할수록 하향되는 제2 경사면(155)과, 제2 경사면(155)에 연결되는 제2 평탄면(157)으로 이루어짐으로써 외부로부터 충격을 받을 때 경사면(151), (153)들이 압축 및 복원되어 외부로부터 전달받은 충격 및 진동을 효율적으로 분산 및 흡수할 수 있다.

또한 인서트(100)의 연장부(105)의 제2 평탄면(157)에는 양면을 관통하는 관통공(159)들이 간격을 두고 형성된다. 이때 관통공(159)들은 사출품과의 결합력을 높일 뿐만 아니라 사출 금형장치에 가공되어 있는 핀에 삽입되어 사출품의 중앙에 인서트(100)를 배치시키기 위한 기준점을 제공한다.

이와 같이 구성되는 인서트(100)는 사출 금형장치에 삽입되어 도 4의 MSBU(300) 내부에 일체형으로 이중 사출 성형된다. 이때 도면에는 도시되지 않았지만 인서트(100)가 내부에 일체형으로 사출 성형된 1차 사출성형품은 인서트(100)의 관통공(159)에 대응되는 관통공이 그대로 형성되도록 한다.

MSBU(300)는 자동차 앞바퀴의 서스펜션에 장착되며, 주행 중 노면으로부터 전달받는 충격 및 진동을 흡수하여 충격 및 진동으로 인한 차체의 손상을 방지함과 동시에 승차감을 높이기 위한 장치이다.

또한 MSBU(300)는 스틸, 나일론 및 수지(PA66) 및 고무성분의 수지(TPE) 재질로 이루어진다.

이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 인서트가 도 2와 3으로 구성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나 인서트의 구성은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 도 19의 지그부(39)의 승강핀(398)과, 도 9의 안착지그(553)의 가이드핀(565)이 삽입되는 관통공(159)들을 갖는 다양한 형상 및 구성으로 적용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예인 인서트 공급 및 이송시스템이 적용되는 이중사출 시스템을 나타내는 사시도이다.

본 발명의 일실시예인 인서트 공급 및 이송시스템(1)은 도 5에 도시된 바와 같이 이중사출 시스템(200)에 적용되어 공급받은 도 2의 인서트(100)를 적재 및 정렬하는 인서트 공급 장치(3)와, 1차 사출금형장치(4)에 의해 금형 사출된 1차 사출성형품을 2차 사출금형장치(6)로 이송함과 동시에 냉각하기 위한 인서트 이송 장치(5)로 이루어진다.

이때 1차 사출금형장치(4)는 캐비티 내부로 공급받은 인서트(100)를 삽입한 후 1차 금형사출 공정을 수행하여 1차 사출성형품을 금형 사출하기 위한 장치이고, 2차 사출금형장치(6)는 캐비티 내부로 1차 사출금형장치(4)에 의해 금형 사출된 1차 사출성형품을 삽입하여 2차 사출성형품인 전술하였던 도 4의 MSBU(300)를 금형 사출하기 위한 장치이다.

또한 1차 사출금형장치(4) 및 2차 사출금형장치(6)는 인서트(100) 및 1차 사출성형품을 척킹(픽업)하기 위한 척킹유닛과, 척킹유닛을 전후, 좌우 및 상하로 이동시킬 수 있는 이동유닛을 포함하여 기 설정된 위치좌표 상에서 이동 및 척킹이 가능하도록 구성된다.

도 6은 도 5의 인서트 이송장치를 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6의 측단면도이다.

도 6의 인서트 이송장치(5)는 1차 사출금형장치(4)에 의해 금형 사출된 1차 사출성형품을 2차 사출금형장치(6)의 척킹이 이루어지는 기 설정된 위치까지 이송시키는 이송공정과, 가열된 상태의 1차 사출성형품을 냉각시키는 냉각공정을 동시에 수행하는 장치이다.

또한 인서트 이송장치(5)는 프레임부(51), 레일부(53), 안착부(55), 냉각부(57) 및 구동제어부(59)로 이루어진다.

프레임부(51)는 장비의 골격을 형성하며, 강성을 가진 바 또는 판재들로 이루어져 구성수단(53), (55), (57), (59)들을 지지한다.

레일부(53)는 프레임부(51)의 상면에 이격되게 설치되는 제2 가이드레일(532) 및 제3 가이드레일(533)과, 제2 가이드레일(532) 및 제3 가이드레일(533) 사이에 설치되는 제1 가이드레일(531)로 이루어진다.

제2, 제3 가이드레일(532), (533)들은 길이를 갖는 막대형상으로 형성되며, 후술되는 도 8의 안착부(55)의 가이드부(555), (556)들 각각의 가이드 홈(555')으로 슬라이딩 방식으로 삽입되어 제2, 제3 가이드레일(532), (533)들을 따라 안착부(55)가 직선 이동할 수 있게 된다.

제1 가이드레일(531)은 길이를 갖는 막대 형상으로 형성되며, 제2 가이드레일(532) 및 제3 가이드레일(533) 사이에 설치된다.

또한 제1 가이드레일(531)은 상면에 상면으로부터 내측으로 가이드홈(531')이 길이방향으로 연장되게 형성된다. 이때 제1 가이드레일(531)의 가이드 홈(531')으로는 안착부(55)의 돌출부(557)가 슬라이딩 방식으로 삽입된다.

도 8은 도 6의 안착부를 나타내는 사시도이다.

안착부(55)는 엔드이펙퍼인 척킹유닛에 의해 1차 사출금형장치로부터 취출된 1차 사출성형품이 안착되며, 구동제어부(59)의 제어에 따라 레일부(53)를 따라 직선 이동하여 1차 사출성형품이 2차 사출금형장치로 이송하게 된다.

또한 안착부(55)는 면적을 갖는 판재로 형성되어 레일부(53)를 따라 이동하는 고정판(551)과, 고정판(551)의 상부에 설치되어 1차 사출성형품이 안착되는 적어도 하나 이상의 안착지그(553)와, 하면에 제2, 제3 가이드레일(532), (533)들 각각이 슬라이딩 방식으로 삽입되는 가이드 홈(555')이 형성되어 고정판(551)의 하면에 대향되게 설치되는 가이드부(555), (556)들과, 가이드부(555), (556)들 사이의 고정판(551)의 하면에 설치되어 제1 가이드레일(531)의 가이드 홈(531')으로 삽입되는 돌출부(557)로 이루어진다.

또한 안착부(55)는 일측이 구동제어부(59)에 결합되어 구동제어부(59)의 제어에 따라 레일부(53)를 따라 직선으로 이동 가능하게 된다.

고정판(551)은 사각형상의 판재로 형성되며, 하부에 결합되는 가이드부(555), (556)들 및 돌출부(557)에 의하여 레일부(53)와 이동 가능하도록 결합된다.

이와 같이 본 발명의 인서트 이송장치(5)는 안착부(55)의 돌출부(557) 및 가이드부(555), (556)들이 레일부(53)의 제1 가이드레일(531) 및 제2, 제3 가이드레일(532), (533)들 각각에 슬라이딩 방식으로 결합됨으로써 안착부(55)에 안착된 1차 사출성형품을 이송할 수 있게 된다.

도 9는 도 8의 안착지그를 나타내는 사시도이다.

안착지그(553)는 고정판(551)의 상면에 적어도 하나 이상 설치되어 1차 사출성형품이 안착된다. 이때 도면에는 안착지그(553)가 고정판(551)의 상면에 4개인 것으로 예를 들어 설명하였으나 안착지그(553)의 수량은 이에 한정되지 않는다.

또한 안착지그(553)는 1차 사출성형품의 형상에 대응되는 형상의 안착홈(563)이 상면에 형성되는 몸체(561)와, 몸체(561)의 상면에 수직으로 설치되어 1차 사출성형품의 관통공으로 삽입되는 가이드 핀(565)들로 이루어진다.

또한 안착홈(563)은 대접되는 1차 사출성형품의 대접면의 형상과 동일한 크기 및 형상으로 형성됨으로써 1차 사출성형품이 견고하게 안착되도록 구성된다.

즉 안착지그(553)는 안착홈(563)으로 1차 사출성형품이 삽입 안착됨과 동시에 가이드 핀(565)들이 1차 사출성형품의 관통공으로 삽입됨으로써 1차 사출성형품을 견고하게 지지하고, 이에 따라 이송 시 진동이 발생하더라도 1차 사출성형품의 방향 및 위치가 변동되지 않아 정렬되어 2차 사출금형장치로 삽입될 수 있게 된다.

이때 본 발명에서는 1차 사출금형장치(4)에서 취출공정이 서보로봇을 이용하여 취출되어 1차 사출성형품이 취출 당시 그대로의 위치 및 방향으로 안착지그(55)에 안착됨으로써 가이드핀(565)이 1차 사출성형품의 관통공으로 삽입되어 1차 사출성형품을 고정시키는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 1차 사출금형장치의 취출이 낙하방식으로 이루어지는 경우 안착지그(55)는 후술되는 도 19의 지그부(39)로 구성되어 지그부(39)가 1차 사출성형품을 회전시켜 대응되는 승강핀(398)의 직상부에 관통공이 위치하도록 한 후 승강핀(398)을 승강시켜 관통공으로 삽입하는 정렬공정이 가능하도록 구성될 수 있다. 이때 지그부(39)의 구성 및 동작은 후술되는 도 19에서 상세하게 설명하기로 한다.

도 10은 도 9의 안착지그의 제2 실시예인 제2 안착지그를 나타내는 사시도이고, 도 11은 도 10의 평면도이다.

도 10과 12의 제2 안착지그(580)는 고정판(551)의 상면에 적어도 하나 이상 설치되어 1차 사출성형품이 안착된다.

또한 제2 안착지그(580)는 제2 몸체(581) 및 제2 가이드 핀(586)들로 이루어진다.

제2 몸체(581)는 면적 및 두께를 판재로 형성되며, 상면에 1차 사출성형품의 형상에 대응되는 형상의 안착홈(583)이 내측으로 형성된다.

또한 제2 몸체(581)의 상면의 테두리에 인접한 위치에는 복수개의 제2 가이드 핀(586)들이 수직 설치된다.

제2 가이드 핀(586)들은 길이를 갖는 핀 형상으로 형성되며, 제2 몸체(581)의 상면의 테두리 영역에 수직 설치되며, 1차 사출성형품이 제2 몸체(581)의 안착홈(583)에 안착될 때 1차 사출성형품의 관통공으로 삽입됨으로써 1차 사출성형품이 기 설정된 위치 및 방향을 향하여 안착홈(583)으로 안착됨과 동시에 이송공정 시 진동 및 충격이 발생하더라도 소망의 위치 및 방향으로 이송될 수 있게 된다.

또한 제2 안착지그(580)는 제2 몸체(581)의 안착홈(583)의 대향되는 내측벽에 광센서(S)가 설치되고, 광센서(S)는 광 신호를 출사하는 송신부 및 광신호를 수신받는 수신부를 포함하여 안착홈(583)으로 1차 사출성형품이 안착될 때 광 신호가 1차 사출성형품에 의하여 차단되어 광 신호를 수신 받게 되고, 안착홈(583)으로 1차 사출성형품이 안착되지 않을 때 광 신호를 수신 받지 않도록 구성된다.

다시 말하면 제2 안착지그(580)는 광센서(S)를 통해 안착홈(583)으로 1차 사출성형품이 안착되었는지를 판단할 수 있고, 기 설정된 공정 절차에 따라 안착홈(583)으로 1차 사출성형품이 안착되어야 하는 시점에 1차 사출성형품이 안착되지 않는 경우 설비 컨트롤러로 1차 사출성형품이 안착되지 않아 이송공정의 동작을 정지하라는 알림신호를 전송함으로써 금형 및 설비 사고를 사전에 방지할 수 있게 된다.

즉 제2 안착지그(580)는 제1 안착지그(553)와 동일한 형상 및 구성으로 이루어지되 안착홈(583)으로 1차 사출성형품의 안착여부를 감지하는 광센서(S)를 더 포함하도록 구성됨으로써 제1 안착지그(553)가 1차 사출성형품의 안착여부를 감지하지 못하여 금형 및 설비 사고가 발생하는 문제점을 해결할 수 있게 된다.

이때 인서트 공급 및 이송시스템(1)을 제어하는 제어부는 광센서(S)의 광신호 수신여부에 따라 1차 사출물이 제1 안착지그(553)에 안착되었는지를 판단하게 된다.

도 12는 도 9의 냉각부를 나타내는 사시도이다.

도 12의 냉각부(57)는 프레임부(51)의 상면, 상세하게로는 길이방향으로 레일부(53)의 중간지점에 레일부(53) 및 레일부(53)를 따라 이송하는 안착부(55)에 접촉되지 않도록 설치되며, 냉기를 발생시켜 안착부(55)에 안착된 1차 사출성형품이 이송할 때 가열된 상태의 1차 사출성형품을 냉각시킨다.

또한 냉각부(57)는 투명재질의 터널 형상으로 형성되어 프레임부(51)의 상면에 설치되는 투명하우징(571)과, 투명하우징(571)의 상면에 설치되어 투명하우징(571) 내부로 냉기를 공급하는 냉각블로워(573)들로 이루어진다.

투명하우징(571)은 각면을 갖는 터널 형상으로 형성되며, 상면에 냉각블로워(573)들로부터 공기를 유입받기 위한 유입공(미도시)들이 형성된다.

또한 투명하우징(571)은 투명재질로 형성되어 1차 사출성형품의 손상 및 오염 확인이 용이하게 이루어지도록 한다.

냉각블로워(573)는 냉기를 배출하는 배출공(미도시)이 투명하우징(571)의 유입공에 연설되도록 투명하우징(571)의 상면에 설치된다.

이와 같이 본 발명의 인서트 이송장치(5)는 안착부(55), 레일부(53) 및 구동제어부(59)에 의한 1차 사출성형품의 이송공정과, 냉각부(57)에 의한 1차 사출성형품의 냉각공정이 동시에 수행함으로써 종래에 이송공정 및 냉각공정이 분리되어 수행되어 설비가 복잡하며, 전체 사출 사이클이 증가하는 문제점을 해결할 수 있다.

또한 인서트 이송장치(5)는 안착부(55)의 안착지그(553)가 안착홈(563)을 형성함과 동시에 1차 사출성형품의 관통공에 삽입되는 가이드핀(565)으로 구성됨으로써 2차 사출금형장치로 1차 사출성형품이 특정 방향 및 위치로 정렬된 상태로 삽입될 수 있고, 이에 따라 삽입 오차로 인한 금형사고를 획기적으로 방지할 수 있다.

도 13은 도 12의 투명하우징의 제2 실시예를 나타내는 정면도이고, 도 14는 도 13의 평면도이다.

도 13과 14의 투명하우징(671)의 제2 실시예는 곡면을 갖는 터널 형상으로 형성되어 냉각블로워(573)로부터 지속적으로 냉기가 유입되어 결로가 발생할 때 발생된 결로가 곡면 및 경사면을 따라 1차 사출성형품 및 설비로 낙하되지 않고 외측으로 용이하게 배수되도록 한다.

또한 투명하우징(671)은 냉각블로워(573)들이 설치되는 평탄면(672)과, 평탄면(672)의 양단부에 연결되는 곡면(673), (673')들과, 곡면(673), (673')들에 연결되어 평면상으로 바라보았을 때 대향되는 단부를 향할수록 하향되는 경사면(675), (675')들로 이루어진다.

또한 투명하우징(571)은 경사면(675)들의 단부가 높이방향으로 레일부(53)보다 하향되고, 폭방향으로 레일부(53)보다 외측으로 배치됨으로써 결로가 발생할 때 발생된 결로가 곡면 및 경사면을 따라 이동하도록 구성된다.

도 15는 도 5의 인서트 공급장치를 나타내는 사시도이다.

도 15의 인서트 공급장치(3)는 전술하였던 도 2와 3의 인서트(100)를 사출 성형하는 사출성형 공정 이전에 수행되는 전처리 공정을 수행하기 위한 장비로서 , 상세하게로는 외부로부터 공급받은 인서트(100)를 간단하고 신속하게 적재부(33)에 적재시키는 공정과, 서보 로봇(servo-robot)을 이용하여 적재부(33)에 적재된 인서트(100)를 지그부(39)로 신속하고 정확하게 이송시키는 공정과, 금형 사출 시 캐비티 중앙에 인서트(100)가 배치되도록 지그부(39)에 안착된 인서트(100)를 특정 방향 및 위치로 정렬시키는 공정을 수행하도록 구성된다.

또한 인서트 공급장치(3)는 상부가 개구된 육면체로 형성되어 측면에 투명판(321)이 설치되는 하우징(32)과, 인서트(100)들이 적재되는 가이드 바(335)를 구비하며 하우징(32) 내부에 설치되는 적재부(33)와, 하우징(32)과 인접하게 설치되는 함체부(34)와, 인서트를 척킹(파지)하기 위한 척킹부(371)를 구비하여 전후 및 좌우의 이동이 가능하도록 함체부(34)의 상부에 이격 설치되는 서보 로봇(37)과, 서보로봇(37)의 척킹부(371)에 의해 인서트(100)가 파지(척킹)되어 지그부(39)로 이송되면 이송된 인서트(100)의 하부에 배치된 인서트가 가이드 바(335)의 최상부에 배치되도록 인서트(100)들을 승강시키는 승강부(38)와, 서보 로봇(37)에 의하여 가이드 바(335)로부터 이송된 인서트(100)가 안착되며 안착된 인서트(100)를 정렬시키는 지그부(39)와, 하우징(32) 및 함체부(34)의 하부에 설치되는 캐스터(310)로 이루어진다.

이때 서보로봇(37)은 인서트(100)를 척킹(파지)하기 위한 한 쌍의 척킹유닛들을 포함하는 척킹부(371)와, 척킹부(371)를 좌우 방향(X축)으로 이송시키기 위한 좌우 주행레일(373)과, 척킹부(371)를 전후 방향(Y축)으로 이송시키기 위한 전후 주행레일(375)로 이루어진다. 이때 척킹부(371)가 주행레일(373), (375)들을 따라 이송하는 방법 및 구성은 엔드 이펙퍼 및 로봇 제어 시스템에 있어서 통상적으로 사용되는 기술이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 16은 도 15의 적재부를 나타내는 사시도이다.

도 16의 적재부(33)는 하우징(32) 내부에 회전 가능하도록 설치되며, 외부로부터 공급 받은 인서트(100)들이 적재되며, 적재된 인서트(100)들이 서보 로봇(37)의 척킹부(371)에 의해 용이하게 척킹되어 지그부(39)로 신속하게 이송될 수 있도록 구성된다.

또한 적재부(33)는 팔변형 판재로 형성되어 후술되는 동력 생성수단(33)의 회전에 따라 회전하는 회전테이블(331)과, 회전테이블(331)의 하면에 결합되어 회전운동을 발생시키는 동력 생성수단(333)과, 길이를 갖는 봉 형상으로 형성되어 회전테이블(331)의 상면의 테두리에 인접한 지점에 상호 이격되게 수직으로 설치되는 가이드 바(335)들과, 삽입공(338)을 갖는 판재로 형성되어 삽입공(338)으로 가이드 바(335)가 삽입되어 가이드 바(335)에서 승하강 가능하도록 설치되는 지지플레이트(337)로 이루어진다.

도 17은 도 16의 회전테이블 및 지지플레이트를 나타내는 평면도이다.

회전테이블(331)은 도 17에 도시된 바와 같이 하면이 동력생성수단(333)과 결합되고, 상면에 가이드 바(335)들이 설치됨으로써 동력생성수단(333)의 회전에 따라 회전하여 가이드 바(335)들을 회전시킨다.

또한 회전테이블(331)은 팔변형의 판재로 형성되며, 평면상으로 바라보았을 때 각 변이 연접하는 연접영역에 판재의 중앙을 향하여 내측으로 만곡되는 삽입홈(311)들이 형성된다. 이하 삽입홈(311) 사이에 돌출 형성되는 회전테이블(331)을 돌출부(313)라고 하기로 한다.

또한 삽입홈(311)들은 인접하는 돌출부(313)들의 이격거리가 외측에서 내측을 향할수록 작아지게 형성되고, 삽입홈(311)들에는 후술되는 도 18의 승강부(38)의 삽입부(831)가 삽입된다.

또한 회전플레이트(331)들은 회전 시 평면상에서 바라보았을 때 가이드 바(335)에 적재된 인서트(100)를 지그부(39)로 이송하기 위한 척킹이 이루어지는 척킹부(371)의 기 설정된 위치 좌표가 회전플레이트(331)의 회전 반경, 상세하게로는 가이드 바(335)들의 회전경로에 포함되도록 구성됨으로써 가이드 바(335)들 중 어느 하나는 척킹부(371)의 직하부에 위치하게 된다.

지지플레이트(337)는 내부에 한 쌍의 가이드 바(335)들이 각각 삽입되는 삽입공(338)들이 형성되는 판재로 형성되며, 회전 플레이트(331)의 돌출부(313)의 상면에 안착된다. 이때 지지플레이트(337)의 삽입공(338)들은 가이드 바(335)의 외경보다 큰 내경으로 형성됨으로써 지지플레이트(337)는 가이드 바(335) 내에서 승하강 가능하게 된다.

또한 지지플레이트(337)는 길이가 돌출부(313)의 길이(각 변의 길이) 보다 크게 형성됨으로써 돌출부(313)에 안착될 때 길이방향으로 양 단부가 삽입홈(313)까지 돌출된다.

가이드 바(335)들은 길이를 갖는 봉 형상으로 형성되며, 회전플레이트(331)의 돌출부(313)의 상면에 한 쌍의 단위로 수직 설치된다.

또한 가이드 바(335)들은 우선 지지플레이트(337)가 관통 설치되고, 이후 인서트(100)들이 관통되어 적재됨으로써 인서트(100)들은 지지플레이트(337)의 상부에 적재된다.

도 18은 도 15의 승강부를 나타내는 사시도이다.

도 18의 승강부(38)는 하우징(32)을 향하는 함체부(34)의 일측면에 수직으로 설치되며, 지지플레이트(337)들 중 회전플레이트(331)의 회전에 따라 인접하게 배치된 지지플레이트(337)를 승강시켜 가이드 바(335)들에 적재된 인서트(100)들을 승강 시킨다. 이때 승강부(38)는 승강 대상인 지지플레이트(337)에 적재된 인서트(100)가 지그부(39)로 이송이 완료되면 해당 지지플레이트(337)를 하강시킨 후 대기한다.

또한 승강부(38)는 함체부(34)에 수직으로 설치되는 승강 주행프레임(381)과, 승강 주행프레임(381)에 결합되어 승강 주행프레임(381) 내에서 승하강 되도록 구성되는 승강 플레이트(383)로 이루어진다.

또한 승강 플레이트(383)는 적재부(33)를 향하는 일면에 일면으로부터 돌출되어 대향되게 설치되는 삽입부(831)들을 포함하고, 삽입부(831)들은 전술하였던 도 17의 회전플레이트(331)의 일측 돌출부(313)의 양측의 삽입홈(311)들로 각각 삽입된다.

도 19는 도 15의 지그부를 나타내는 사시도이다.

도 19의 지그부(39)는 함체부(34)의 상면에 설치되며, 척킹부(37)에 의해 인서트(100)가 안착되면 안착된 인서트(100)가 사출 금형장치의 캐비티에 삽입될 때 최적의 방향 및 위치로 삽입될 수 있도록 인서트(100)를 정렬하는 기능을 수행한다. 이때 본 발명에서는 인서트(100)의 관통공(159)이 사출 금형장치에 돌출 형성된 가이드 핀에 관통하여 금형사출 시 캐비티의 중앙에 인서트(100)가 배치할 수 있게 되고, 이에 따라 지그부(39)는 인서트(100)의 관통공(159)들 중 어느 하나를 감지하여 고정시키는 정렬공정을 수행함으로써 최적의 위치에서 인서트 사출 성형이 이루어질 수 있게 된다.

또한 지그부(39)는 상하부가 개구된 육면체 형상으로 형성되어 함체부(34)의 상면에 설치되는 지그부 몸체(391)와, 지그부 몸체(391)의 내부에 회전 가능하도록 설치되는 회전체(393)와, 회전체(393)의 하부에 결합되어 회전운동을 발생시키는 모터 및 감속기 등을 포함하는 동력 생성수단(미도시)과, 길이를 갖는 봉 형상으로 형성되어 지그부 몸체(391)의 승강핀 삽입홈(913)에 승하강 가능하도록 설치되는 승강핀(398)과, 광 신호를 송신 및 수신하는 광센서(397) 로 이루어진다.

이때 도 19에서는 설명의 편의를 위해 동력 생성수단이 모터 및 감속기 등으로 구성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나 동력 생성수단의 구성은 이에 한정되지 않으며 공지된 다양한 방법 및 구성이 적용될 수 있다.

또한 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 안착된 인서트(100)의 관통공(159)이 승강핀(398)의 직상부에 위치하는 지를 감지하는 감지수단이 광센서인 것으로 예를 들어 설명하였으나 감지수단은 이에 한정되지 않으며, 공지된 다양한 센서 및 방법들이 적용될 수 있다.

지그부 몸체(391)는 상하부가 개구된 육면체로 형성되며, 함체부(34)의 상면에 설치된다.

또한 지그부 몸체(391)는 내측면에 회전체(393)가 회동 가능하도록 설치된다.

또한 지그부 몸체(391)는 상면에 상면으로부터 내측으로 형성되어 승강핀(398)이 설치되는 승강핀 삽입홈(913)이 적어도 하나 이상 형성된다.

또한 회전체(393)는 원판 형상으로 형성되어 몸체(391) 내부에 회동 가능하도록 설치되는 제1 회전체(931)와, 제1 회전체(931)보다 직경이 작은 원판 형상으로 형성되되 상면에 내측으로 원 형상으로 홈(934)이 형성되어 제1 회전체(931)의 상부에 결합되는 제2 회전체(933)로 이루어지고, 제1 회전체(931)의 하부가 동력생성수단(미도시)에 결합됨으로써 동력생성수단의 회전에 따라 회전하게 된다.

또한 회전체(393)는 지그부 몸체(391)에 설치될 때 제1 회전체(931)의 상면이 지그부 몸체(391)의 상면보다 하향되고, 제2 회전체(933)의 상면이 지그부 몸체(391)의 상면보다 상향되도록 설치되고, 지그부 몸체(391)의 내측면 및 제2 회전체(933)의 외측면 사이로 간격이 형성된다.

이와 같이 구성되는 지그부(39)로 인서트(100)가 삽입되는 과정을 살펴보면, 제1 회전체(931)가 인서트(100)의 중공(111)으로 삽입되면서 인서트(100)의 원판부(101)는 제1 회전체(931)에 안착되고, 인서트(100)의 측벽(103)은 지그부 몸체(391)의 내측면 및 제2 회전체(933)의 외측면 사이에 배치되고, 인서트(100)의 연장부(105)는 지그부 몸체(391)의 상면의 직상부에 이격된 상태로 안착된다. 이때 지그부(39)에 안착된 인서트(100)는 회전체(393)의 회전에 따라 회전하게 된다.

승강핀(398)은 지그부 몸체(391)의 승강핀 삽입홈(913)에 수직방향으로 이동 가능하도록 설치되고, 하부가 승강핀 구동제어부에 결합되어 승강핀 구동제어부의 동작에 따라 승하강 하게 된다.

이때 승강핀(398)은 하강 시 단부가 지그부 몸체(391)의 상면으로부터 돌출되지 않으며, 승강 시 단부가 지그부 몸체(391)의 상면으로부터 돌출, 상세하게로는 안착된 인서트(100)의 연장부(105)보다 높게 상향되도록 승강핀 삽입홈(913)에 설치된다.

또한 승강핀(398)은 인서트(100)가 안착될 때 평면상에서 인서트(100)의 관통공(159)들과 동일한 원호 상에 배치됨으로써 광센서(397)에 의해 승강핀(398)의 직상부에 인서트(100)의 관통공(159)들 중 어느 하나가 배치되면 승강하여 직상부의 관통공(159)으로 삽입되고, 이에 따라 인서트(100)는 금형 사출 시 캐비티 중앙에 배치될 수 있게 된다.

광센서(397)는 광신호를 송신 및 수신하는 장치이며, 인서트(100)가 안착될 때 평면상에서 인서트(100)의 관통공(159)들과 동일한 원호를 형성하도록 지그부 몸체(391)의 상면에 설치된다.

또한 광센서(397)는 광신호를 송신한 후 반사 신호 수신 여부에 따라 승강핀(398)의 직상부에 인서트(100)의 관통공(159)이 위치하는지를 알 수 있게 된다. 상세하게 말하면 광센서(397)는 수신된 광신호 정보를 제어부(미도시) 또는 컨트롤러(미도시)로 전송하고, 제어부 또는 컨트롤러는 만약 광센서(397)에 의해 광신호를 수신 받으면 승강핀 삽입홈(913)의 직상부에 인서트(100)의 관통공(159)이 위치하지 않았다고 판단하며, 광센서(397)에 의해 광신호가 수신되지 않으면 승강핀 삽입홈(913)의 직상부에 인서트(100)의 관통공(159)이 위치하였다고 판단하여 승강핀 구동제어부(미도시)에 의해 승강핀(398)이 승강하도록 제어한다.

이와 같이 구성되는 지그부(39)의 동작 과정을 살펴보면, 지그부(39)는 척킹유닛에 의해 인서트(100)가 안착되면 광센서(397)에서 광신호가 송출되며, 광신호를 이용하여 승강핀(398)의 직상부에 인서트(100)의 관통공(159)이 위치하는지를 판단하고, 만약 승강핀(398)의 직상부에 인서트(100)의 관통공(159)이 위치하지 않는다고 판단되면 동력 생성수단에 의해 승강핀(398)의 직상부에 안착된 인서트(100)의 관통공(159)이 배치되도록 회전체(393)가 회전된다. 이때 승강핀(398)의 직상부로 인서트(100)의 관통공(159)이 배치되면 승강핀(398)이 상승하여 관통공(159)으로 삽입됨으로써 인서트(100)는 사출 금형장치의 캐비티 중앙에 배치할 수 있게 된다.

또한 본 발명에서는 인서트(100)가 특정 방향 및 위치로 사출 금형장치에 삽입되는 것이 아니라 단순히 사출 금형장치의 캐비티 중앙에 배치되도록 하고, 이에 따라 인서트(100)의 관통공(159)들이 복수개 형성되고, 승강핀(398)이 인서트(100)의 관통공(159)들 중 어느 하나에 삽입되는 것으로 예를 들어 설명하였으나 인서트(100)가 특정 방향 및 위치를 가지는 경우에는 인서트(100)의 관통공(159)을 하나로 형성하여 인서트(100)의 방향 및 위치를 정렬시키는 것으로 구성될 수 있다.

도 20은 도 15의 척킹부를 나타내는 사시도이고, 도 21은 도 20의 측면도이다.

척킹부(371)는 도 20과 21에 도시된 바와 같이 'ㄴ'자 형상의 판재로 형성되는 고정브라켓(715)과, 고정브라켓(715)의 상면에 결합되어 고정브라켓(715)을 승하강 시키는 승하강 구동부(713)와, 고정브라켓(715)의 하면에 결합되며 내부에 실린더가 설치되어 양측부로 피스톤 로드(761)들이 돌출되는 척킹유닛 구동부(716)와, 판재로 형성되어 척킹유닛 구동부(716)의 양측부로 돌출되는 피스톤 로드(761)들 각각에 수직 결합되는 지지체(712)들과, 지지체(712)들 각각에 설치되며 하부에 한 쌍의 척킹유닛(711)이 설치되는 고정부(717)들과, 척킹유닛 구동부(716)의 내측에 설치되어 실린더의 움직임을 감지하는 감지센서(S)들로 이루어진다. 이때 승하강 구동부(713) 및 척킹유닛 구동부(716)는 액츄이에터 및 실린더 등의 공지된 동력수단이 적용될 수 있다.

척킹유닛(711)은 봉 형상으로 형성되되 단부에 단턱(722)에 의해 외경이 증가하는 걸림부재(721)가 형성된다. 이때 척킹부(371)는 일측 고정부(717)에 설치되는 척킹유닛(711)들과 타측 고정부에 설치되는 척킹유닛들의 이격거리는 피스톤 로드(761)의 동작에 따라 변하게 된다.

또한 척킹유닛(711)을 지지하는 고정부(717) 및 지지체(712)는 척킹유닛 구동부(716)로부터 돌출되는 피스톤 로드(761)의 단부에 결합됨에 따라 피스톤 로드(761)의 길이 연장 및 축소에 따라 수평 이동할 수 있게 된다.

또한 척킹부(371)는 척킹유닛(711)들의 이격거리가 전술하였던 도 2와 3의 인서트(100)의 중공(111)의 내경보다 작게 형성되도록 척킹유닛 구동부(716)의 피스톤 로드(761)가 축소되면, 승하강 구동부(713)에 의하여 척킹유닛(711)들이 하강하여 인서트(100)의 중공(111)으로 삽입되고, 이러한 상태에서 척킹유닛 구동부(716)의 피스톤 로드(761)가 확장되면 척킹유닛(711)의 걸림부재(721)가 인서트(100)의 원판부(101)의 하면을 지지하게 되고, 승하강 구동부(713)에 의하여 척킹유닛(711)들이 승강하면 인서트(100)의 원판부(101)가 걸림부재(721)에 의해 지지됨과 동시에 척킹유닛(711)의 외주면이 인서트(100)의 중공(111)을 형성하는 내측벽을 가압함으로써 인서트(100)를 견고하게 척킹할 수 있게 된다.

감지센서(S)는 척킹유닛 구동부(711)의 내부에 설치되며, 피스톤 로드(761)의 동작을 감지하도록 구성됨으로써 피스톤 로드(761)가 기 설정된 범위를 벗어나 구동되는 경우 알림 및 경고메시지를 설비 컨트롤러로 전송함으로써 이후의 공정 사고를 미연에 방지함과 동시에 공정오류를 신속하게 대처할 수 있게 된다. 예를 들어 감지센서(S)는 척킹유닛 구동부(711)의 피스톤 로드(761)가 동작하지 않는 경우 이를 감지하도록 구성되고, 피스톤 로드(761)가 동작하지 않는 것은 척킹유닛(711)들에 의한 인서트(100)의 척킹이 이루어지지 않았다는 것을 의미하기 때문에 본 발명에서는 감지센서(S)를 이용하여 척킹여부를 정확하게 판단할 수 있게 된다.

또한 본 발명에서는 설명되지 않았지만 척킹부(371)는 척킹유닛(711)에 설치되어 인서트(100)의 척킹여부를 검출하는 센서(미도시)를 더 포함하여 척킹부(371) 이동 시 척킹된 인서트의 낙하 및 유실을 즉각적으로 감지하도록 구성될 수 있다.

또한 척킹부(371)는 좌우 주행프레임(373) 및 전후 주행프레임(375)에 의하여 평면상의 기 설정된 위치좌표 데이터로 이동할 수 있게 되고, 승하강 구동부(713)에 의하여 수직방향으로 이동할 수 있게 된다.

또한 척킹부(371)는 가이드 바(335)에 적재된 인서트(100)를 척킹할 때 전술하였던 도 16의 승강부(38)의 승강플레이트(383)의 직상부에 위치하고, 척킹된 인서트(100)를 지그부(39)에 안착시킬 때 지그부(39)의 직상부에 위치하도록 위치좌표 데이터가 기 설정됨으로써 가이드 바(335)의 적재된 인서트(100)들은 척킹부(371)에 의해 지그부(39)로 신속하고 정확하게 이송될 수 있다.

또한 척킹부(371)는 승강플레이트(383) 또는 지그부(39)의 직상부에 위치하면 승하강 구동부(713)에 의해 척킹유닛(711)이 하강하여 인서트(100)를 척킹 또는 척킹해제 한다.

1:인서트 공급 및 이송 시스템 3:인서트 공급 장치
4:1차 사출금형장치 5:인서트 이송 장치
6:2차 사출금형장치 32:하우징 33:적재부
34:함체부 37:서보 로봇 38:승강부
39:지그부 51:프레임부 53:레일부
55:안착부 57:냉각부

Claims

금형 내로 삽입되는 삽입대상을 다음 공정으로 이송시키기 위한 인서트 공급 및 이송시스템에 있어서:
1차 금형장치 및 2차 금형장치 사이에 설치되는 이송장치를 포함하고,
상기 이송장치는
적어도 하나 이상의 가이드레일;
하부가 상기 가이드레일과 슬라이딩 방식으로 결합되는 고정판과, 1차 사출금형기로부터 취출된 1차 사출물이 안착되는 안착홈이 일면에 형성되어 상기 고정판의 상면에 적어도 하나 이상 설치되는 안착지그와, 상기 안착홈에 안착된 1차 사출물이 회전되지 않도록 고정시키는 고정수단으로 이루어지는 안착부;
터널 형상으로 형성되어 내부로 상기 가이드레일이 관통되는 하우징과, 하우징 내부로 냉기를 유입시키는 냉기발생부로 이루어지는 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인서트 공급 및 이송시스템.
청구항 제1항에 있어서, 상기 1차 사출물은 상기 2차 금형장치로 삽입될 때 기 설정된 위치 및 방향으로 삽입되기 위한 기준점을 제공하는 관통공이 적어도 하나 이상 형성되고,
상기 안착부는 상기 1차 사출물의 관통공으로 삽입되는 가이드핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인서트 공급 및 이송시스템.
청구항 제2항에 있어서, 상기 안착지그는 상기 안착홈을 형성하는 외면에 광신호를 송수신하는 광센서를 더 포함하고,
상기 인서트 공급 및 이송시스템을 제어하는 제어부는 상기 광센서의 광신호 수신여부에 따라 상기 1차 사출물이 상기 안착지그에 안착되었는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 인서트 공급 및 이송시스템.
청구항 제1항에 있어서, 상기 1차 사출물은 상기 2차 금형장치로 삽입될 때 기 설정된 위치 및 방향으로 삽입되기 위한 기준점을 제공하는 관통공이 적어도 하나 이상 형성되고,
상기 안착지그는
상하부가 개구되며, 일면에 제1 핀삽입홈이 적어도 하나 이상 형성되는 제1 몸체;
상기 1차 사출물이 안착되며, 제1 상기 몸체 내부에 회동 가능하도록 설치되어 동력생성수단에 의하여 회전되는 안착지그 회전체;
승하강 구동수단에 의하여 승하강 되도록 상기 제1 핀삽입홈에 설치되는 제1 승강핀;
상기 1차 사출물의 관통공의 위치를 감지하는 제1 감지센서를 포함하고,
상기 안착지그 회전체 회전체는 상기 제1 감지센서에 의해 상기 제1 승강핀의 직상부에 상기 1차 사출물의 관통공이 위치하지 않을 때 회전하고, 상기 제1 승강핀은 상기 제1 감지센서에 의해 상기 제1 핀의 직상부에 상기 1차 사출물의 관통공이 위치할 때 승강하여 상기 1차 사출물의 관통공으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 인서트 공급 및 이송 시스템.
청구항 제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 냉각부의 하우징은 내면이 평판으로 형성되어 상기 냉기발생부가 설치되는 평판부와, 상기 평판부의 양측부에 연결되는 곡면부들과, 상기 곡면부들 각각의 단부에 연결되는 경사부들로 이루어지고,
상기 하우징은 높이 방향에서 상기 경사부들의 하단부가 상기 가이드레일 보다 하향되고, 폭 방향에서 상기 경사부들의 하단부가 상기 고정판 보다 외측으로 확장되는 것을 특징으로 하는 인서트 공급 및 이송 시스템.
청구항 제5항에 있어서, 상기 인서트 공급 및 이송 시스템은
상기 1차 사출물의 내부에 배치되어 상기 1차 금형장치의 캐비티로 삽입되며 상기 1차 금형장치로 삽입될 때 기 설정된 위치 및 방향으로 삽입되기 위한 기준점을 제공하는 관통공이 적어도 하나 이상 형성되는 인서트를 상기 1차 금형장치로 공급하는 인서트 공급장치를 더 포함하고,
상기 인서트 공급장치는 지그부를 포함하고, 상기 지그부는 상하부가 개구되며 일면에 제2 핀삽입홈이 적어도 하나 이상 형성되는 제2 몸체와, 상기 인서트가 안착되며 상기 제2 몸체 내부에 회동 가능하도록 설치되어 동력생성수단에 의하여 회전되는 지그부 회전체와, 승하강 구동수단에 의하여 승하강 되도록 상기 제2 핀삽입홈에 설치되는 제2 승강핀과, 상기 인서트의 관통공의 위치를 감지하는 제2 감지센서를 포함하고,
상기 지그부 회전체는 상기 제2 감지센서에 의해 상기 제2 승강핀의 직상부에 상기 인서트의 관통공이 위치하지 않을 때 회전하고, 상기 제2 승강핀은 상기 제2 감지센서에 의해 상기 제2 승강핀의 직상부에 상기 인서트의 관통공이 위치할 때 승강하여 상기 인서트의 관통공으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 인서트 공급 및 이송 시스템.
청구항 제6항에 있어서, 상기 인서트는 중공을 더 형성하고,
상기 지그부 회전체는
상기 동력 생성수단에 결합되는 제1 회전체;
상기 제1 회전체의 상부에 설치되어 상기 인서트의 중공으로 삽입되는 제2 회전체를 포함하여 상기 인서트는 회전 시 상기 제2 회전체에 의해 지지되어 유동되지 않는 것을 특징으로 하는 인서트 공급 및 이송 시스템.
청구항 제7항에 있어서, 상기 인서트 공급장치는 외부로부터 공급받은 인서트들을 적재시키기 위한 적재부와, 상기 적재부에 적재된 인서트를 척킹하되 전후, 좌우 및 수직 방향으로 이동 가능하도록 구성되는 척킹유닛을 포함하여 상기 적재부에 적재된 인서트들을 상기 지그부로 이송시키는 서보 로봇을 더 포함하고,
상기 적재부는 제2 동력생성수단과, 상기 제2 동력생성수단에 결합되어 회전하는 회전플레이트와, 봉 형상으로 형성되어 상기 회전플레이트의 일면에 수직으로 설치되며, 상기 인서트의 중공이 관통되어 적재되는 가이드 바들을 포함하고, 상기 가이드 바들 중 어느 하나는 적재된 인서트를 지그부로 이송하기 위한 척킹이 이루어지는 척킹유닛의 기 설정된 위치의 직하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 인서트 공급 및 이송 시스템.
청구항 제8항에 있어서, 상기 인서트 공급 장치는 상기 척킹유닛의 기 설정된 위치의 하부에 설치되어 인접한 가이드 바에 적재된 인서트를 승하강 시키기 위한 승강부를 더 포함하고,
상기 승강부는
수직 주행프레임;
상기 수직 주행프레임에서 승하강 가능하도록 결합되는 승강플레이트;
상기 인접한 가이드 바를 향하는 상기 승강플레이트의 일면에 일면으로부터 돌출되어 대향되게 설치되어 상기 인접한 가이드 바에 적재된 인서트들 중 최하부에 배치된 인서트의 하부를 지지하는 삽입부를 포함하고,
상기 승강플레이트는 상기 인접한 가이드 바에 적재된 최상부의 인서트가 상기 척킹유닛에 의하여 상기 지그부로 이송되면 상기 인서트의 적재높이만큼 승강하는 것을 특징으로 하는 인서트 공급 및 이송 시스템.
청구항 제9항에 있어서, 상기 적재부는 상기 가이드 바가 삽입되는 삽입공을 갖는 판재로 형성되되 상기 삽입공이 상기 가이드 바의 외경보다 크게 형성되어 상기 가이드 바에서 유동 가능하도록 설치되는 지지플레이트를 더 포함하고,
상기 승강부는 상기 지지플레이트의 하면을 지지하여 상기 인서트들을 승강시키는 것을 특징으로 하는 인서트 공급 및 이송 시스템.
청구항 제10항에 있어서, 상기 회전플레이트는 다변형의 판재로 형성되며, 평면상으로 바라보았을 때 인접하는 변들이 연접하는 연접영역에는 내측으로 형성되어 상기 승강부의 상기 삽입부가 삽입되는 삽입홈이 형성되고,
상기 지지플레이트는 상기 각 변의 길이보다 길게 형성되어 상기 가이드 바들은 상기 회전플레이트의 삽입홈들 사이의 영역에 수직 설치되는 것을 특징으로 하는 인서트 공급 및 이송 시스템.
청구항 제11항에 있어서, 상기 서보 로봇은 척킹부와, 상기 척킹부의 일측에 결합되어 상기 척킹부를 수평상으로 전후 및 좌우로 이동시키는 레일부를 더 포함하고,
상기 척킹부는
판재로 형성되는 고정브라켓;
상기 고정브라켓의 상면에 결합되어 상기 고정브라켓을 승하강 시키는 승하강 구동부;
상기 고정브라켓의 하부에 결합되며 내부에 실린더들이 설치되어 양측부로 피스톤 로드들 각각이 돌출되는 척킹유닛 구동부;
판재로 형성되며, 일면이 상기 피스톤 로드들 각각의 단부에 결합되는 지지체들;
봉 형상으로 형성되어 상기 지지체들 각각의 하부에 설치되며, 하부가 단턱에 의해 외경이 증가하는 걸림부재를 형성하는 척킹유닛들;
상기 피스톤 로드들 각각이 기 설정된 임계범위를 벗어나 구동하는지를 감지하는 제3 감지센서(S)들을 포함하고,
상기 척킹유닛들은 상기 승하강 구동부에 의해 높이 방향으로 이동 가능하며, 상기 레일부에 의하여 수평 방향으로 이동가능하며, 상기 피스톤 로드들에 의하여 대향되는 척킹유닛과의 이격거리가 조절되고, 상기 인서트 척킹 시 상기 인서트의 중공으로 삽입되어 상기 걸림부재가 상기 인서트의 바닥면을 지지함으로써 상기 인서트를 척킹하는 것을 특징으로 하는 인서트 정렬 시스템.