KR101754822B1

KR101754822B1 - 그립장치

Info

Publication number: KR101754822B1
Application number: KR1020170006170A
Authority: KR
Inventors: 이병국
Original assignee: 이병국
Priority date: 2017-01-13
Filing date: 2017-01-13
Publication date: 2017-07-06

Abstract

그립장치가 개시된다. 외팔보 지지아암의 자유단에 결합되어 고열의 철강소재를 그립하는 그립장치는 지지아암에 결합되는 본체부, 본체부의 수평방향 일단부에 수평방향으로 연장되게 고정 결합되는 고정핑거, 고정핑거에 대해 작업물을 파지하는 위치와 해제하는 위치간을 상대 회동하는 가동핑거, 각 핑거의 말단부에는 작업물을 접촉 파지하는 핑거팁을 갖는 그립부, 본체부의 타단부 영역에 설치되어 가동핑거를 회동 구동하는 그립구동부로 마련되며, 핑거팁은 파형을 가지면서 돌출 형성된 돌출부를 갖고, 본체부, 고정핑거 및 가동핑거는 알루미늄소재로 마련하여 고온으로 가열된 철강소재와 접촉면적을 최소화하면서 그립장치 전체의 무게를 감소시키고 핑거팁의 열변형을 방지할 수 있다.

Description

그립장치{Grip Device}

본 발명은 그립장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외팔보 지지아암의 자유단에 결합되어 고열의 철강소재를 그립하는 그립장치에 관한 것이다.

가열된 강판을 가압성형하는 핫스탬핑 공정에서는 고온의 강판 소재를 핫스탬핑 설비로 이송하는 이송공정이 선행된다. 이 이송공정에서는 가열로에서 제공되는 고온 강판의 대향한 양측 연부를 다수의 그립장치로 파지하여 이동시킨다.

이러한 그립장치는 고온의 중량체를 지지하므로 높은 내열 강도를 필요로 한다, 그런 한편 지지구조의 부하를 줄이기 위해서는 최대한 중량이 가벼울 필요가 있다. 특히 종래의 이송설비에서는, 그립장치들이 수직 방향으로 현수된 지지아암의 하단에 결합되어 있기 때문에, 소재 강판에서 상방으로 방사되는 복사열과 접촉에 이해 전달되는 전도열이 그립장치에 그대로 전달되어 그립장치의 열변형 및 오동작을 유발하며 내구 수명을 저하시키는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 첫번째 목적은 고온 소재로부터의 복사열 및 전도열의 영향을 최소화한 그립장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 두번째 목적은 경량화한 그립장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 그립장치는, 외팔보 지지아암의 자유단에 결합되어 고열의 철강소재를 그립하는 그립장치에 있어서, 상기 지지아암에 결합되는 본체부; 상기 본체부의 수평방향 일단부에 수평방향으로 연장되게 고정결합되는 고정핑거, 상기 고정핑거에 대해 작업물을 파지하는 위치와 해제하는 위치간을 상대 회동하는 가동핑거, 상기 고정핑거의 말단에 고정되는 고정핑거팁 및 상기 가동핑거의 말단에 고정되는 가동핑거팁을 갖는 그립부; 및 상기 본체부의 타단부 영역에 설치되어 상기 가동핑거를 회동 구동하는 그립구동부를 포함한다. 이에 의해 고온으로 가열된 철강소재를 그립할 수 있다.

여기서, 상기 고정핑거팁 및 상기 가동핑거팁 중 일측은 타측을 향한 대향부를 가지며, 상기 타측은 상기 일측과 접근되어 대향하는 상기 대향부의 범위를 포함하여 함몰된 함몰부를 가지며, 상기 대향부 및 상기 함몰부 중 적어도 하나는 파형을 가지면서 돌출 형성된 돌출부를 갖는다. 이에 의해 고온으로 가열된 철강소재와 접촉면적을 감소시키며 철강소재를 안정적으로 그립할 수 있다.

그리고, 상기 본체부, 상기 고정핑거 및 상기 가동핑거는 알루미늄소재이며, 상기 핑거팁은 철강소재이다. 이에 의해 그립장치의 무게를 줄일 수 있고 고온으로 가열된 철강소재와 접촉되는 핑거팁의 열변형을 방지할 수 있다.

여기서, 상기 핑거팁을 향하여 냉각을 위한 에어를 분사하는 에어분사부를 더 포함한다. 이에 의해 한 쌍의 핑거팁을 냉각시킬 수 있다.

그리고, 상기 고정핑거 및 상기 가동핑거와 상기 핑거팁 각각은 단열소재의 단열부재를 사이에 두고 결합된다. 이에 의해 철강소재에서 핑거팁으로 전달된 열이 열에 약한 재질로 이루어진 고정핑거 및 가동핑거로 전달되는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면 상호 측을 향해 파형을 가지면서 돌출 형성된 돌출부를 갖는 돌출부를 이용하여 고온 소재를 그립하므로 접촉면적을 최소화하면서 그립하여 고온 소재로부터의 복사열 및 전도열의 영향을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 다른 효과는 본체부, 고정핑거 및 가동핑거는 가벼운 재질인 알루미늄재질로 마련되고, 핑거팁은 내열성이 강한 철강소재로 마련하여 그립장치 전체의 무게를 감소시킬 수 있다.

본 발명에 따른 또 다른 효과는 에어분사부에 의해 한 쌍의 핑거팁을 냉각시키며 고정핑거 및 가동핑거와 핑거팁 각각 사이에 단열소재를 개재하여 알루미늄 재질의 고정핑거 및 가동핑거의 열변형을 효율적으로 방지할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 그립장치를 나타내는 사시도.
도 2 는 고정핑거팁 및 가동핑거팁의 형상을 상세하게 나타내는 도면.
도 3 은 가동핑거가 회동하는 동작을 나타내는 도면.
도 4 는 고정핑거팁 및 가동핑거팁의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 그립장치(1)를 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 그립장치(1)를 나타내는 사시도이고, 도 2 는 고정핑거팁(23) 및 가동핑거팁(24)의 형상을 상세하게 나타내는 도면이며, 도 3 은 가동핑거(22)가 회동하는 동작을 나타내는 도면이다. 그립장치(1)는 본체부(10), 그립부(20), 그립구동부(30), 에어분사부(40) 및 단열부재(50)를 포함한다.

본체부(10)는 외팔보 지지아암의 자유단에 결합된다. 이에 의해 본체부(10)가 측부에서 고온으로 가열된 철강판(2)으로 효율적으로 접근할 수 있다. 본체부(10)는 육면체형상을 가지며, 가동핑거(22)가 회동되는 공간인 가동핑거수용부(11)가 내측에 형성되어 있다. 본체부(10)는 가동핑거수용부(11)로부터 연장되어 그립구동부(30) 중 피스톤(31), 실린더(32), 가이드핀(34) 및 구동연결부(35)를 수용하는 구동부수용부(12)가 형성되어 있다. 본체부(10)의 구동부수용부(12)에는 가이드핀(34)이 정해진 루트로 왕복이동되도록 가이드하는 가이드핀슬롯(12-1)이 추가로 형성되어 있다. 가동핑거수용부(11)와 구동부수용부(12)는 하나의 공간으로 구성될 수 있으며, 가동핑거(22)와 피스톤(31), 실린더(32), 가이드핀(34) 및 구동연결부(35)의 회동 및 크기에 대응하여 형성될 수 있다. 본체부(10)는 알루미늄소재로 마련된다.

그립부(20)는 고정핑거(21), 가동핑거(22), 고정핑거팁(23), 가동핑거팁(24)을 포함한다. 고정핑거(21)는 본체부(10)에 대하여 본체부(10)의 수평방향 일단부에 수평방향으로 연장되게 고정 결합된다. 고정핑거(21)는 본체부(10)로부터 연장되어 형성될 수도 있다. 고정핑거(21)는 한쪽방향으로 길게 형성된 본체부(1)의 길이방향 측면에 결합될 수 있으며, 본체부(1) 길이방향의 가로방향으로 고정핑거팁(23)이 결합된다. 고정핑거(21)는 알루미늄소재로 마련된다.

가동핑거(22)는 고정핑거(21)에 대해 고온으로 가열된 철강판(2)인 작업물을 파지하는 위치와 해제하는 위치간을 상대 회동한다. 가동핑거(22)는 알루미늄소재로 마련되는 가동핑거본체(22-1), 본체회동레버(22-2), 본체회동축(22-5) 및 레버회동축(22-6)을 포함한다. 가동핑거본체(22-1)는 한쪽방향으로 길게 형성된 본체부(1)의 하면에 형성된 가동핑거수용부(11)로부터 고정핑거팁(23)의 하측까지 구부러진 형상을 갖는다. 가동핑거본체(22-1) 말단에는 가동핑거팁(24)이 결합된다. 가동핑거본체(22-1)에는 본체회동축(22-5)가 삽입되어 회동되도록 본체회동공(22-3)이 형성된다. 본체회동축(22-5)은 가동핑거수용부(11)의 내측 중 측부에 형성된 축수용홈에 수용되어 회동될 수 있다.

본체회동레버(22-2)는 가동핑거본체(22-1)에 형성된 본체회동공(22-3)으로부터 연장되어 레버형상으로 형성된다. 본체회동레버(22-2)는 가동핑거본체(22-1)로부터 연장된 말단에 레버회동축(22-6)이 삽입되어 상대 회동되도록 레버회동공(22-4)이 형성된다. 본체회동레버(22-2)는 레버회동공(22-4)에 삽입된 레버회동축(22-6)에 의해 후술할 구동연결부(35)와 회동 가능하게 연결된다. 레버회동축(22-6)은 축을 수용하는 홈과 같은 곳에 고정되어 회동되지 않고 상대적으로 회동된다.

고정핑거팁(23)은 고정핑거(21)의 말단에 단열소재의 단열부재(50)를 사이에 두고 결합된다. 고정핑거팁(23)은 내열성이 강한 철강소재로 마련된다. 고정핑거팁(23)은 가동핑거팁(24)을 향한 대향부(23-1)를 가진다. 고정핑거팁(23)은 평평한 대향부(23-1)를 가질 수 있으며, 돌출된 대향부(23-1)를 가질 수 있다. 고정핑거팁(23)은 파형을 가지면서 돌출 형성된 고정핑거돌출부(23-2)를 갖는다. 고정핑거돌출부(23-2)는 본체부(10)의 길이방향으로 고정핑거팁(23)의 대향부(23-1) 가장자리를 따라 형성되어 있다.

가동핑거팁(24)은 가동핑거(22)의 말단에 단열소재의 단열부재(50)를 사이에 두고 결합된다. 가동핑거팁(24)은 내열성이 강한 철강소재로 마련된다. 가동핑거팁(24)은 고정핑거팁(23)의 대향부(23-1) 영역의 범위를 포함하여 함몰된 함몰부(24-1)를 갖는다. 가동핑거팁(24)은 함몰되지 않은 부분에 파형을 가지면서 돌출 형성된 가동핑거돌출부(24-2)를 갖는다. 가동핑거돌출부(24-2)는 본체부(10)의 길이방향으로 가동핑거팁(24)의 함몰되지 않은 부분에 형성되어 있다. 함몰부(24-1)는 가동핑거팁(24)의 가장자리에 본체부(10)의 길이방향으로 가동핑거돌출부(24-2)가 형성되면서 중앙부분이 함몰되어 형성될 수 있다.

그립구동부(30)는 본체부(10)의 타단부 영역에 설치되어 가동핑거(22)를 회동 구동한다. 그립구동부(30)는 피스톤(31), 실린더(32), 컴프레셔(33), 가이드핀(34) 및 구동연결부(35)를 포함한다. 피스톤(31)은 가이드핀(34)과 연결되어 가이드핀(34)의 양단부가 가이드핀슬롯(12-1)을 따라 슬라이딩되면서 왕복이동 되도록 한다. 피스톤(31)은 말단이 가이드핀(34)의 양단부 영역에 동시에 연결되도록 하는 형상을 가진 피스톤헤드(31-1)를 가질 수 있다. 피스톤헤드(31-1)는 가이드핀(34)이 삽입되어 회동 가능하게 마련된 핀회동공(31-11)이 형성되어 있다. 피스톤(31)은 실린더(32)에 결합되어 왕복이동된다. 실린더(32)는 컴프레셔(33)로부터 에어를 공급받는 에어공급공과 공급된 에어가 배출되는 에어배출공이 형성되어 있어 연결된 피스톤(31)를 이동시킨다. 가이드핀(34)은 핀형상으로 구동연결부(35)에 형성된 핀연결회동공(35-2)에 삽입되어 연결되며 구동연결부(35)에 대하여 회전할 수 있다. 구동연결부(35)에는 레버회동축(22-6)이 삽입되어 본체회동레버(22-2)에 대하여 상대 회동되도록 레버연결회동공(35-1)이 형성되어 있다.

에어분사부(40)는 컴프레셔(33)와 연결되어 고정핑거팁(23)과 가동핑거팁(24)을 향하여 고정핑거팁(23)과 가동핑거팁(24)을 냉각하기 위해 에어를 분사한다. 에어분사부(40)는 컴프레셔(33)와 연결되는 에어배관(41), 에어의 이동을 단속하는 에어밸브(42) 및 에어를 분사하는 에어노즐(43)을 포함한다. 에어노즐(43)은 본체부(10)로부터 고정핑거팁(23)과 가동핑거팁(24)으로 에어가 분사되도록 방향이 설정되어 있는 것이 바람직하다.

단열부재(50)는 고정핑거(21)와 고정핑거팁(23), 가동핑거(22)와 가동핑거팁(24)의 사이에 개재되어 고정핑거팁(23)과 가동핑거팁(24)으로 부터 고정핑거(21)와 가동핑거(22)로 열이 전달되는 것을 방지한다. 단열부재(50)로 사용되는 단열소재는 세라믹계열소재, 유리섬유 등으로 마련될 수 있다.

도 3 은 가동핑거(24)이 회동하는 동작을 나타내는 도면이다.

(a) 컴프레셔(33)로부터 압축된 에어가 실린더(32)의 에어공급공으로 공급되면 피스톤(31)이 좌측으로 이동된다. 이에 피스톤헤드(31-1)에 연결된 가이드핀(34)이 좌측으로 이동된다. 가이드핀(34)이 좌측으로 이동되면서 가이드핀(34)이 핀연결회동공(35-2)과 연결된 구동연결부(35)가 가동핑거수용부(11)를 따라 좌측으로 이동되게 된다. 구동연결부(35)의 레버연결회동공(35-1)과 본체회동레버(22-2)의 레버회동공(22-4)에 삽입되는 레버회동축(22-6)에 의해 본체회동레버(22-2)가 좌측으로 가동핑거수용부(11)를 따라 회동된다. 본체회동레버(22-2)가 회동되면서 본체회동레버(22-2)와 일체로 연장되어 형성된 가동핑거본체(22-1)가 회동된다. 이에 의해 가동핑거본체(22-1)의 말단에 결합된 가동핑거팁(24)이 고정핑거팁(23)으로부터 이격되게 된다. (a)는 이렇게 가동핑거팁(24)이 고정핑거팁(23)으로부터 이격되어 고온으로 가열된 철강소재인 작업물(2)의 측부에서 작업물을 파지할 수 있는 상태를 나타낸다.

(b) 컴프레셔(33)로부터 압축된 에어가 실린더(32)의 에어배출공으로 공급되면 피스톤(31)이 우측으로 이동된다. 이에 피스톤헤드(31-1)에 연결된 가이드핀(34)이 우측으로 이동된다. 가이드핀(34)이 우측으로 이동되면서 가이드핀(34)이 핀연결회동공(35-2)과 연결된 구동연결부(35)가 가동핑거수용부(11)를 따라 우측으로 이동되게 된다. 구동연결부(35)의 레버연결회동공(35-1)과 본체회동레버(22-2)의 레버회동공(22-4)에 삽입되는 레버회동축(22-6)에 의해 본체회동레버(22-2)가 우측으로 가동핑거수용부(11)를 따라 회동된다. 이에 의해 가동핑거본체(22-1)의 말단에 결합된 가동핑거팁(24)이 고정핑거팁(23)에 접근하게 되며, 고온으로 가열된 철강소재인 작업물(2)을 파지하게 된다.

도 4 는 고정핑거팁(23) 및 가동핑거팁(24)의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.

(a)는 파형을 가지면서 돌출 형성된 돌출부(23-2, 24-2)의 한 형태이다. 고정핑거돌출부(23-2)와 가동핑거돌출부(24-2)는 대향부(23-1)의 가장자리와 가동핑거팁(24)의 함몰되지 않은 부분에 본체부(10)의 길이방향 즉 피스톤(31)이 이동되는 방향으로 줄지어 형성된다. 고정핑거돌출부(23-2)와 가동핑거돌출부(24-2) 파형의 형태는 주파수 형태 중 가장 높은 부분이 지속되는 형태를 가짐으로써 주파수 형태 중 가장 높은 부분이 뾰족한 형태인 경우보다 고온으로 가열된 철강소재인 작업물(2)을 파지하였을 때 자국을 남기지 않고 부드럽게 파지할 수 있다.

(b)는 고정핑거팁(23)은 중앙부분이 돌출되어 있으며, 가동핑거팁(24)은 중앙부분이 함몰되어 있으며 가장자리부분이 본체부(10)의 길이방향 즉 피스톤(31)이 이동되는 방향으로 이어지는 형상을 가진다. 가동핑거팁(24)은 고정핑거팁(23)의 중앙부분 범위와 접근 방향에 대하여 중첩되지 않게 함몰되어 있으며, 그 외의 부분은 피스톤(31)이 이동되는 방향의 단면이 중앙으로 갈수록 혹은 중앙을 벗어날수록 경사지게 형성될 수 있다.

고정핑거돌출부(23-2)와 가동핑거돌출부(24-2)는 본체부(10)의 길이방향 즉 피스톤(31)이 이동되는 방향으로 형성될 수 있으며, 둘중 적어도 하나는 본체부(10)의 길이방향 즉 피스톤(31)이 이동되는 방향에 대한 가로방향으로 형성될 수도 있다. 고정핑거돌출부(23-2)와 가동핑거돌출부(24-2)는 규칙적인 파형으로 형성될 수도 있으며, 불규칙적인 파형으로 형성될 수도 있다. 본 발명에서는 가동핑거(22)가 회동되어 고정핑거팁(23)에 가동핑거팁(24)이 접근 및 이격되게 되지만, 가동핑거(22)는 회동이 아닌 직선이동에 의해 고정핑거팁(23)에 가동핑거팁(24)이 접근 및 이격되게 할 수도 있다.

상기 그립장치(1)로 인하여, 외팔보 지지아암의 자유단에 결합되어 고열의 철강소재(2)를 그립하는 그립장치(1)는 지지아암에 결합되는 본체부(10), 본체부(10)의 수평방향 일단부에 수평방향으로 연장되게 고정 결합되는 고정핑거(21), 고정핑거(21)에 대해 작업물을 파지하는 위치와 해제하는 위치간을 상대 회동하는 가동핑거(22), 각 핑거의 말단부에는 작업물을 접촉 파지하는 핑거팁을 갖는 그립부(20), 본체부(10)의 타단부 영역에 설치되어 가동핑거(22)를 회동 구동하는 그립구동부(30)로 마련되며, 핑거팁(23, 24)은 파형을 가지면서 돌출 형성된 돌출부(23-2, 24-2)를 갖고, 본체부(10), 고정핑거(21) 및 가동핑거(22)는 알루미늄소재로 마련하여 고온으로 가열된 철강소재(2)와 접촉면적을 최소화하면서 그립장치(1) 전체의 무게를 감소시키고 핑거팁(23, 24)의 열변형을 방지할 수 있다.

1 : 그립장치 2 : 철강소재(작업물)
10 : 본체부 11 : 가동핑거수용부
12 : 구동부수용부 12-1 : 가이드핀슬롯
20 : 그립부 21 : 고정핑거
22 : 가동핑거 22-1 : 가동핑거본체
22-2 : 본체회동레버 22-3 : 본체회동공
22-4 : 레버회동공 22-5 : 본체회동축
22-6 : 레버회동축 23 : 고정핑거팁
23-1 : 대향부 23-2 : 고정핑거돌출부
24 : 가동핑거팁 24-1 : 함몰부
24-2 : 가동핑거돌출부 30 : 그립구동부
31 : 피스톤 32 : 실린더
33: 컴프레셔 34 : 가이드핀
35 : 구동연결부 35-1 : 레버연결회동공
35-2 : 핀연결회동공 40 : 에어분사부
50 : 단열부재

Claims

외팔보 지지아암의 자유단에 결합되어 고열의 철강소재를 그립하는 그립장치에 있어서,
상기 지지아암에 결합되는 본체부;
상기 본체부의 수평방향 일단부에 수평방향으로 연장되게 고정결합되는 고정핑거, 상기 고정핑거에 대해 작업물을 파지하는 위치와 해제하는 위치간을 상대 회동하는 가동핑거, 상기 고정핑거의 말단에 고정되는 고정핑거팁 및 상기 가동핑거의 말단에 고정되는 가동핑거팁을 갖는 그립부; 및
상기 본체부의 수평방향 타단부 영역에 설치되어 상기 가동핑거를 회동 구동하는 그립구동부를 포함하며,
상기 본체부는 가동핑거가 회동되는 공간인 가동핑거수용부가 형성되며,
상기 가동핑거는 알루미늄소재로 마련되는 가동핑거본체 및 본체회동레버를 포함하고,
상기 가동핑거본체는 상기 본체부의 일면에 형성된 상기 가동핑거수용부로부터 고정핑거팁의 하측까지 구부러진 형상을 가지며,
상기 본체회동레버는 상기 가동핑거본체에 회동축이 삽입되도록 형성된 본체회동공으로부터 연장되어 레버형상으로 형성되며, 상기 그립구동부와 연결되고,
상기 고정핑거팁은 상기 가동핑거팁을 향한 대향부를 가지며, 상기 대향부에는 가장자리를 따라 상기 본체부의 길이방향으로 파형을 갖는 한 쌍의 고정핑거돌출부가 돌출 형성되고,
상기 가동핑거팁은 상기 대향부 영역의 범위를 포함하여 함몰된 함몰부를 가지며, 상기 가동핑거팁의 함몰되지 않은 부분에는 상기 본체부의 길이방향으로 파형을 갖는 한 쌍의 가동핑거돌출부가 돌출 형성되되,
상기 한 쌍의 고정핑거돌출부 사이의 간격은 상기 한 쌍의 가동핑거돌출부 사이의 간격보다 좁으며,
상기 본체회동레버는 상기 가동핑거본체로부터 연장된 말단에 레버회동축이 삽입되어 상대 회동되도록 형성된 레버회동공을 갖고,
상기 그립구동부는 상기 본체부에 형성된 가이드핀슬롯에 연결되는 가이드핀, 상기 가이드핀과 연결되어 상기 가이드핀의 양단부가 상기 가이드핀슬롯을 따라 슬라이딩되면서 왕복이동 되도록 하는 피스톤 및 상기 피스톤과 상기 본체회동레버 각각에 대하여 회동 가능하게 연결되는 구동연결부를 포함하며,
상기 구동연결부는 상기 레버회동축이 삽입되어 상기 본체회동레버에 대하여 상대 회동되도록 형성된 레버연결회동공 및 상기 가이드핀이 삽입되어 상기 피스톤에 대하여 회전되도록 형성된 핀연결회동공을 갖는 것을 특징으로 하는 그립장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 본체부, 상기 고정핑거 및 상기 가동핑거는 알루미늄소재이며, 상기 고정핑거팁 및 가동핑거팁은 철강소재인 것을 특징으로 하는 그립장치.
제 1 항에 있어서,
상기 고정핑거팁 및 가동핑거팁을 향하여 냉각을 위한 에어를 분사하는 에어분사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그립장치.
제 1 항에 있어서,
상기 고정핑거 및 상기 가동핑거와 상기 고정핑거팁 및 가동핑거팁 각각은 단열소재의 단열부재를 사이에 두고 결합되는 것을 특징으로 하는 그립장치.