KR101970001B1 - 자동 적재 장치 및 자동 적재 방법 - Google Patents

자동 적재 장치 및 자동 적재 방법 Download PDF

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Abstract

자동 적재 장치 및 자동 적재 방법이 개시된다. 개시된 자동 적재 장치는 일방향으로 연속적으로 공급되는 물품들을 미리 결정된 시간 간격으로 타방향으로 하나씩 밀어내도록 구성된 푸쉬 유닛, 전후좌우 상하로 이동 가능하며 상기 푸쉬 유닛에 의해 밀린 물품을 적재하도록 구성된 제1 정렬 유닛, 상하좌우로 이동 가능하며 상기 제1 정렬 유닛에 적재된 물품을 들어 올려 회전시킨 후 토출시키도록 구성된 한쌍의 회전 유닛, 전후좌우 상하로 이동 가능하며 상기 한쌍의 회전 유닛으로부터 토출된 물품을 적재후 토출시키도록 구성된 제2 정렬 유닛, 및 상기 푸쉬 유닛, 상기 제1 정렬 유닛, 상기 회전 유닛 및 상기 제2 정렬 유닛을 포함하는 부품들의 작동을 각각 독립적으로 제어하거나 또는 2 이상의 부품들의 작동을 동시에 제어하도록 구성된 제어부를 포함한다.

Description

자동 적재 장치 및 자동 적재 방법{Apparatus and method for automatically loading article}
자동 적재 장치 및 자동 적재 방법이 개시된다. 보다 상세하게는, 물품을 자동적이고 연속적으로 적재할 수 있는 자동 적재 장치 및 자동 적재 방법이 개시된다.
종래에는 창틀을 압출공정을 거쳐 연속적으로 제작한 후, 이들을 수작업으로 팔래트에 적재하였다. 따라서, 종래에는 압출공정으로 연속적으로 제작되는 창틀을 적재하기 위해 많은 인력, 시간 및 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명자들은 기존에 존재하지 않았던 창틀과 같은 형태를 갖는 물품의 자동 적재 장치를 개발하기에 이르렀다.
본 발명의 일 구현예는 물품을 자동적이고 연속적으로 적재할 수 있는 자동 적재 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 자동 적재 장치를 이용한 자동 적재 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면은,
일방향으로 연속적으로 공급되는 물품들을 미리 결정된 시간 간격으로 타방향으로 하나씩 밀어내도록 구성된 푸쉬 유닛;
전후좌우 상하로 이동 가능하며 상기 푸쉬 유닛에 의해 밀린 물품을 적재하도록 구성된 제1 정렬 유닛;
상하좌우로 이동 가능하며 상기 제1 정렬 유닛에 적재된 물품을 들어 올려 회전시킨 후 토출시키도록 구성된 한쌍의 회전 유닛;
전후좌우 상하로 이동 가능하며 상기 한쌍의 회전 유닛으로부터 토출된 물품을 적재후 토출시키도록 구성된 제2 정렬 유닛; 및
상기 푸쉬 유닛, 상기 제1 정렬 유닛, 상기 회전 유닛 및 상기 제2 정렬 유닛을 포함하는 부품들의 작동을 각각 독립적으로 제어하거나 또는 2 이상의 부품들의 작동을 동시에 제어하도록 구성된 제어부를 포함하는 자동 적재 장치를 제공한다.
상기 제1 정렬 유닛 및 상기 제2 정렬 유닛은 동시에 상하좌우로 이동 가능할 뿐만 아니라 서로 독립적으로 전후 이동도 가능하도록 구성될 수 있다.
상기 각 회전 유닛은 상하좌우로 이동 가능할 뿐만 아니라 전후 이동도 가능하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 정렬 유닛은 물품을 적재하도록 구성된 제1 정렬 테이블 및 상기 푸쉬 유닛과 마주 보도록 배치되어 상기 푸쉬 유닛과 함께 물품의 양단부를 지지하도록 구성된 제1 정렬 실린더를 포함할 수 있다.
상기 제2 정렬 유닛은 물품을 적재하도록 구성된 제2 정렬 테이블 및 상기 제2 정렬 테이블에 적재되어 있는 물품을 밀어내어 토출시키도록 구성된 제2 정렬 실린더를 포함할 수 있다.
상기 자동 적재 장치는 상기 제1 정렬 유닛 및 상기 제2 정렬 유닛을 동시에 상하로 이동시키도록 구성된 정렬 유닛용 승강 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 정렬 유닛용 승강 유닛은 정렬 유닛 승강용 모터, 정렬 유닛 승강용 모터의 구동축, 상기 정렬 유닛 승강용 모터의 구동축에 축 결합된 정렬 유닛 승강용 웜기어, 및 상기 정렬 유닛 승강용 웜기어의 축에 축 결합된 정렬 유닛 승강용 볼 스크류와 그의 LM 가이드를 포함하고, 상기 제1 정렬 유닛 및 상기 제2 정렬 유닛은 상기 정렬 유닛 승강용 볼 스크류가 구동함에 따라 상하로 이동하도록 상기 정렬 유닛용 승강 유닛에 결합되어 있을 수 있다.
상기 정렬 유닛용 승강 유닛은 상기 정렬 유닛 승강용 웜기어의 축에 축 결합된 정렬 유닛 승강용 연결 구동축, 상기 정렬 유닛 승강용 연결 구동축에 축 결합된 추가 정렬 유닛 승강용 웜기어, 및 상기 추가 정렬 유닛 승강용 웜기어의 축에 축 결합된 추가 정렬 유닛 승강용 볼 스크류와 그의 LM 가이드를 더 포함하고, 상기 제1 정렬 유닛 및 상기 제2 정렬 유닛은 상기 정렬 유닛 승강용 볼 스크류 및 상기 추가 정렬 유닛 승강용 볼 스크류가 구동함에 따라 상하로 이동하도록 상기 정렬 유닛용 승강 유닛에 결합되어 있을 수 있다.
상기 자동 적재 장치는 상기 제1 정렬 유닛 및 상기 제2 정렬 유닛을 동시에 전후로 이동시키도록 구성된 정렬 유닛용 전후진 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 정렬 유닛용 전후진 유닛은 정렬 유닛 전후진용 모터, 정렬 유닛 전후진용 모터의 구동축, 상기 정렬 유닛 전후진용 모터의 구동축에 축 결합된 정렬 유닛 전후진용 웜기어, 및 상기 정렬 유닛 전후진용 웜기어의 축에 축 결합된 정렬 유닛 전후진용 볼 스크류와 그의 LM 가이드를 포함하고, 상기 제1 정렬 유닛 및 상기 제2 정렬 유닛은 상기 정렬 유닛 전후진용 볼 스크류가 구동함에 따라 전후진하도록 상기 정렬 유닛용 전후진 유닛에 결합되어 있을 수 있다.
상기 정렬 유닛용 전후진 유닛은 상기 정렬 유닛 전후진용 웜기어의 축에 축 결합된 정렬 유닛 전후진용 연결 구동축, 상기 정렬 유닛 전후진용 연결 구동축에 축 결합된 추가 정렬 유닛 전후진용 웜기어, 및 상기 추가 정렬 유닛 전후진용 웜기어의 축에 축 결합된 추가 정렬 유닛 전후진용 볼 스크류와 그의 LM 가이드를 더 포함하고, 상기 제1 정렬 유닛 및 상기 제2 정렬 유닛은 상기 정렬 유닛 전후진용 볼 스크류 및 상기 추가 정렬 유닛 전후진용 볼 스크류가 구동함에 따라 전후진하도록 상기 정렬 유닛용 전후진 유닛에 결합되어 있을 수 있다.
상기 자동 적재 장치는 상기 한쌍의 회전 유닛을 이들이 서로 가까워지거나 멀어지도록 좌우로 이동시키도록 구성된 회전 유닛용 좌우폭 조절 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 회전 유닛용 좌우폭 조절 유닛은 회전 유닛 좌우이동용 모터, 상기 회전 유닛 좌우이동용 모터의 구동축의 양단부에 하나씩 축 결합된 한쌍의 회전 유닛 좌우이동용 연결 구동축, 상기 각 회전 유닛 좌우이동용 연결 구동축의 일단부에 하나씩 축 결합된 한쌍의 회전 유닛 좌우이동용 볼 스크류와 그의 LM 가이드를 포함하고, 상기 한쌍의 회전 유닛은 상기 한쌍의 회전 유닛 좌우이동용 볼 스크류가 구동함에 따라 좌우로 이동하여 서로 가까워지거나 멀어지도록 상기 회전 유닛용 좌우폭 조절 유닛에 결합되어 있을 수 있다.
상기 자동 적재 장치는 상기 한쌍의 회전 유닛을 동시에 상하로 이동시키도록 구성된 회전 유닛용 승강 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 회전 유닛용 승강 유닛은 회전 유닛 승강용 모터, 회전 유닛 승강용 모터의 구동축, 상기 회전 유닛 승강용 모터의 구동축의 양단부에 하나씩 축 결합된 한쌍의 회전 유닛 승강용 연결 구동축, 상기 각 회전 유닛 승강용 연결 구동축에 하나씩 축 결합된 한쌍의 회전 유닛 승강용 웜기어 및 상기 각 회전 유닛 승강용 웜기어에 하나씩 기어 결합된 한쌍의 제2 회전 유닛 승강용 연결 구동축을 포함하고, 상기 한쌍의 회전 유닛은 상기 한쌍의 제2 회전 유닛 승강용 연결 구동축이 회전함에 따라 상하로 이동하도록 상기 회전 유닛용 승강 유닛에 결합되어 있을 수 있다.
상기 회전 유닛은 상기 각 제2 회전 유닛 승강용 연결 구동축에 하나씩 축 결합되어 있는 한쌍의 회전 유닛 승강용 볼 스크류와 그의 LM 가이드, 상기 각 회전 유닛 승강용 볼 스크류의 LM 가이드에 하나씩 결합된 한쌍의 클램프 회전용 랙 기어, 상기 각 클램프 회전용 랙 기어를 하나씩 구동시키도록 구성된 한쌍의 랙 기어 구동 유닛 및 상기 각 클램프 회전용 랙 기어에 하나씩 기어 결합되어 상기 한쌍의 클램프 회전용 랙 기어가 구동함에 따라 회전하도록 구성된 한쌍의 클램프를 포함할 수 있다.
상기 자동 적재 장치는 상기 제2 정렬 유닛으로부터 토출된 물품을 적재하도록 구성된 팔래트를 더 포함할 수 있다.
상기 자동 적재 장치는 서로 마주 보도록 배치되어 상기 팔래트의 양측단부를 지지하도록 구성된 적어도 한쌍의 팔래트 정렬 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은,
물품들을 일방향으로 연속적으로 공급하는 단계(S10);
제1 정렬 테이블을 적재 위치로 전진시키는 단계(S20);
상기 공급된 물품들을 푸쉬 유닛으로 미리 결정된 시간 간격으로 타방향으로 하나씩 밀어내어 상기 제1 정렬 테이블에 적재시키는 단계(S30);
상기 제1 정렬 테이블에 적재된 상기 물품을 회전 유닛으로 들어 올리는 단계(S40);
상기 제1 정렬 테이블을 원위치로 후진시키는 단계(S50);
상기 들어 올린 상기 물품을 상기 회전 유닛으로 회전시키는 단계(S60);
상기 회전된 상기 물품을 상기 회전 유닛으로부터 토출시켜 상기 제2 정렬 테이블에 적재시키는 단계(S70);
상기 물품을 적재한 상기 제2 정렬 테이블을 팔래트쪽으로 하강시키는 단계(S80); 및
상기 제2 정렬 테이블로부터 상기 물품을 토출시켜 팔래트에 적재시키는 단계(S90)를 포함하는 자동 적재 방법을 제공한다.
상기 자동 적재 방법은, 상기 단계(S90) 이후에, 상기 제2 정렬 테이블을 원위치로 상승시키는 단계(S100)를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 자동 적재 방법은, 상기 단계(S100) 이후에, 상기 단계들(S20 내지 S100)과 동일한 단계들(S120 내지 S200)를 동일한 순서로 더 포함하되, 상기 단계들(S120 내지 S200) 중 서로 인접한 두 단계들 사이에 상기 제1 정렬 테이블 및 상기 제2 정렬 테이블 중 적어도 하나를 전후좌우 상하 중 적어도 한 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 자동 적재 장치 및 자동 적재 방법은 물품을 자동적이고 연속적으로 적재할 수 있기 때문에, 적재 작업에 소요되는 비용, 시간 및 노력을 대폭 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 자동 적재 장치의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 자동 적재 장치의 배면도이다.
도 3은 도 1에서 회전 유닛만을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 구현예에 따른 자동 적재 장치의 작동 과정을 순서대로 도시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 따른 자동 적재 장치를 상세히 설명한다.
본 명세서에서, "전후좌우 상하"란 각각 자동 적재 장치의 전방, 후방, 좌측방, 우측방, 상방 및 하방을 의미한다. 구체적으로, 자동 적재 장치는 물품을 장치의 전방에서 후방으로 밀어냄으로써 작동을 개시한다.
또한 본 명세서에서, "물품"이란 적재되는 물품으로서 창틀 또는 창틀 형상의 물품을 총칭한다.
또한 본 명세서에서, "볼 스크류(ball screw)"란 회전운동을 직선운동으로 바꿀 때 사용되는 것으로, 수나사에 해당하는 볼나사와 암나사에 해당하는 볼 어셈블리 사이에 강구를 넣어 구름 접촉하도록 구성된 동력 전달 부재를 의미한다(https://en.wikipedia.org/wiki/Ball_screw 참조).
또한 본 명세서에서, "웜기어(worm gear)"란 상호간에 직각으로 교차하지 않는 2축간에 큰 감속비의 회전을 전동하는데 사용되는 기어 장치로서, 나사형 웜(worm screw)과 이것에 맞물려지는 웜 휠(worm wheel)로 이루어진 동력 전달 부재를 의미한다.
또한 본 명세서에서, "랙 기어(rack gear)"란 선형 기어 바(linear gear bar)를 의미하고, "피니언 기어(pinion gear)"란 원형 기어(circular gear)를 의미하고, 이들을 통칭하여 랙과 피니언 기어라고 지칭한다(https://en.wikipedia.org/wiki/Rack_and_pinion 참조). 랙과 피니언 기어는 직선 운동을 회전 운동으로 바꾸거나, 회전 운동을 직선 운동으로 바꾸는 동력 전달 부재이다.
또한 본 명세서에서, "LM(linear motion) 가이드"란 LM 레일 및 상기 LM 레일을 따라 슬라이딩하도록 구성된 LM 블록을 총칭하는 것으로서(http://www.thk.com/?q=kr/node/3261 참조), 상기 LM 블록은 판상 부재를 매개로 하여 볼 스크류의 볼 어셈블리(즉, 너트)에 결합되어 있고, 상기 볼 어셈블리는 볼 스크류의 볼나사에 나사 결합되어 있다. 따라서, 상기 볼 스크류의 볼나사가 회전하면 상기 볼 어셈블리가 직선 운동을 하고, 상기 LM 블록도 상기 볼 어셈블리와 같은 방향으로 직선 운동을 하게 된다.
또한 본 명세서에서, "축 결합"이란 두개의 축이 서로 결합되되, 하나의 축이 회전할 경우 이에 결합된 다른 축도 동시에 같은 방향 및 같은 회전 속도로 회전하도록 결합된 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 자동 적재 장치(100)의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 자동 적재 장치(100)의 배면도이고, 도 3은 도 1에서 회전 유닛(180)만을 확대하여 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 자동 적재 장치(100)는 푸쉬 유닛(170), 제1 정렬 유닛(150), 한쌍의 회전 유닛(180), 제2 정렬 유닛(160) 및 제어부(미도시)를 포함한다.
푸쉬 유닛(170), 제1 정렬 유닛(150), 한쌍의 회전 유닛(180), 제2 정렬 유닛(160) 및 상기 제어부를 포함하는 부품들은 자동 적재 장치(100)의 골격을 이루는 프레임(101)에 설치될 수 있다.
도 1을 참조하면, 푸쉬 유닛(170)은 일방향으로 연속적으로 공급되는 물품들(PD)을 미리 결정된 시간 간격으로 타방향으로 하나씩 밀어내도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 푸쉬 유닛(170)은 제1 방향(즉, 우측방)으로 연속적으로 공급되는 물품들(PD)을 미리 결정된 시간 간격으로 상기 제1 방향과 수직한 방향(후방)으로 하나씩 밀어내도록 구성될 수 있다.
푸쉬 유닛(170)은 유압 또는 공압에 의해 피스톤 또는 플런저(plunger)를 왕복 직선 운동시켜 기계적인 일(즉, 피스톤 또는 플런저의 신장 및 수축)을 수행하도록 구성된 유압 또는 공압 실린더일 수 있다. 이 경우, 푸쉬 유닛(170)은 피스톤 또는 플런저가 신장됨에 따라 물품(PD)을 자동 적재 장치(100)의 후방으로(구체적으로, 제1 정렬 테이블(151) 위로) 밀어낸다.
제1 정렬 유닛(150)은 전후좌우 상하로 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 제1 정렬 유닛(150)은 푸쉬 유닛(170)에 의해 밀린 물품(PD)을 적재하도록 구성될 수 있다.
제1 정렬 유닛(150)은 제1 정렬 테이블(151) 및 제1 정렬 실린더(152)를 포함할 수 있다.
제1 정렬 테이블(151)은 물품(PD)을 적재하도록 구성될 수 있다.
제1 정렬 실린더(152)는 푸쉬 유닛(170)과 함께 물품(PD)의 양단부를 지지하도록 구성될 수 있다. 제1 정렬 실린더(152)는 상술한 것과 같은 유압 또는 공압 실린더일 수 있다. 이 경우, 푸쉬 유닛(170)과 제1 정렬 실린더(152)는 각각의 피스톤 또는 플런저가 신장됨에 따라 물품(PD)의 일측단부 및 타측단부에 하나씩 밀착되어 그 물품(PD)이 제1 정렬 테이블(151)을 벗어나지 않도록 지지할 수 있다.
또한, 제1 정렬 실린더(152)는 다른 부품들과는 별개로 독립적으로 전후진 가능하도록 구성될 수 있다.
한쌍의 회전 유닛(180)은 상하좌우로 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 한쌍의 회전 유닛(180)은 제1 정렬 유닛(150)(구체적으로, 제1 정렬 테이블(151) 위)에 적재된 물품(PD)을 들어 올려 회전시킨 후 토출시키도록 구성될 수 있다.
도면에는 비록 도시되어 있지 않지만, 각 회전 유닛(180)은 상하좌우로 이동 가능할 뿐만 아니라 전후 이동도 가능하도록 구성될 수 있다.
또한 도 2에 도시된 바와 같이, 자동 적재 장치(100)는 한쌍의 회전 유닛(180)을 이들이 서로 가까워지거나 멀어지도록 좌우로 이동시키도록 구성된 회전 유닛용 좌우폭 조절 유닛(130)을 더 포함할 수 있다.
회전 유닛용 좌우폭 조절 유닛(130)은 회전 유닛 좌우이동용 모터(131), 회전 유닛 좌우이동용 모터(131)의 구동축의 양단부에 하나씩 축 결합된 한쌍의 회전 유닛 좌우이동용 연결 구동축(132), 각 회전 유닛 좌우이동용 연결 구동축(132)의 일단부에 하나씩 축 결합된 한쌍의 회전 유닛 좌우이동용 볼 스크류(133)와 그의 LM 가이드(134)를 포함할 수 있다.
또한, 한쌍의 회전 유닛(180)은 한쌍의 회전 유닛 좌우이동용 볼 스크류(133)가 구동함에 따라 좌우로 이동하여 서로 가까워지거나 멀어지도록 회전 유닛용 좌우폭 조절 유닛(130)에 결합되어 있을 수 있다.
또한 도 2에 도시된 바와 같이, 자동 적재 장치(100)는 한쌍의 회전 유닛(180)을 동시에 상하로 이동시키도록 구성된 회전 유닛용 승강 유닛(140)을 더 포함할 수 있다.
회전 유닛용 승강 유닛(140)은 회전 유닛 승강용 모터(141), 회전 유닛 승강용 모터(141)의 구동축, 회전 유닛 승강용 모터(141)의 구동축의 양단부에 하나씩 축 결합된 한쌍의 제1 회전 유닛 승강용 연결 구동축(142, 143), 각각의 제1 회전 유닛 승강용 연결 구동축(142, 143)에 하나씩 축 결합된 한쌍의 회전 유닛 승강용 웜기어(144) 및 각각의 회전 유닛 승강용 웜기어(144)의 축에 하나씩 축 결합된 한쌍의 제2 회전 유닛 승강용 연결 구동축(145)을 포함할 수 있다. 여기서, 각각의 제1 회전 유닛 승강용 연결 구동축(142, 143)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 두개의 구동축(142, 143)이 서로 축 결합된 것일 수도 있지만, 다른 예로서 단 하나의 구동축으로 일체로 형성된 것일 수도 있다. 또한 여기서, 제2 회전 유닛 승강용 연결 구동축(145)은 생략될 수 있으며, 이 경우 각각의 회전 유닛 승강용 웜기어(144)의 축에 각각의 대응 회전 유닛 승강용 볼 스크류(181)가 직접 축 결합될 수 있다.
또한, 한쌍의 회전 유닛(180)은 한쌍의 제2 회전 유닛 승강용 연결 구동축(145)이 회전함에 따라 상하로 이동하도록 회전 유닛용 승강 유닛(140)에 결합되어 있을 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 회전 유닛(180)은 각각의 제2 회전 유닛 승강용 연결 구동축(145)에 하나씩 축 결합되어 있는 한쌍의 회전 유닛 승강용 볼 스크류(181)와 그의 LM 가이드(182), 각각의 회전 유닛 승강용 볼 스크류(181)의 LM 가이드(182)에 하나씩 결합된 한쌍의 클램프 회전용 랙 기어(183), 각각의 클램프 회전용 랙 기어(183)를 하나씩 구동시키도록 구성된 한쌍의 랙 기어 구동 유닛(185) 및 각각의 클램프 회전용 랙 기어(183)에 하나씩 기어 결합되어 한쌍의 클램프 회전용 랙 기어(183)가 구동함에 따라 회전하도록 구성된 한쌍의 클램프(184)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 각각의 클램프(184)는 피니언 기어(미도시)가 형성되어 있는 구동축을 포함하고, 상기 피니언 기어가 각각의 대응 클램프 회전용 랙 기어(183)에 기어 결합되어 있을 수 있다. 각각의 클램프 회전용 랙 기어(183) 및 각각의 클램프(184)는 열결 부재(187)를 매개로 하여 각각의 회전 유닛 승강용 볼 스크류(181)의 LM 가이드(182)(구체적으로, LM 블록)에 결합되어 있을 수 있다.
각각의 랙 기어 구동 유닛(185)은 상술한 것과 같은 유압 또는 공압 실린더일 수 있다.
또한, 각각의 랙 기어 구동 유닛(185)은 제1 랙 기어 구동 유닛(185-1) 및 제2 랙 기어 구동 유닛(185-2)을 포함할 수 있다. 제1 랙 기어 구동 유닛(185-1) 및 제2 랙 기어 구동 유닛(185-2) 중 적어도 하나를 구동시켜 각각의 클램프 회전용 랙 기어(183)의 이동방향 및 이동거리를 조절함으로써 각각의 클램프(184)의 회전방향 및 회전각도를 조절할 수 있다.
제2 정렬 유닛(160)은 전후좌우 상하로 이동 가능하며 한쌍의 회전 유닛(180)으로부터 토출된 물품(PD)을 적재후 토출시키도록 구성될 수 있다.
제2 정렬 유닛(160)은 제2 정렬 테이블(161) 및 제2 정렬 실린더(162)를 포함할 수 있다.
제2 정렬 테이블(161)은 물품(PD)을 적재하도록 구성될 수 있다.
제2 정렬 실린더(162)는 제2 정렬 테이블(161)에 적재되어 있는 물품(PD)을 밀어내어 토출시키도록 구성될 수 있다. 제2 정렬 실린더(162)는 상술한 것과 같은 유압 또는 공압 실린더일 수 있다. 이 경우, 제2 정렬 실린더(162)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 피스톤 또는 플런저가 신장됨에 따라 제2 정렬 테이블(161)에 적재되어 있는 물품(PD)을 자동 적재 장치(100)의 전방으로 밀어낸다. 이후, 제2 정렬 실린더(162)에 의해 밀린 물품(PD)은 팔래트(195) 위에 적재되게 된다.
또한, 제2 정렬 유닛(160)은 다른 부품들과는 별개로 독립적으로 좌우로 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
제1 정렬 유닛(150) 및 제2 정렬 유닛(160)은 동시에 상하좌우로 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 나아가, 제1 정렬 유닛(150) 및 제2 정렬 유닛(160)은 서로 독립적으로 전후로 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
또한 도 1 및 도 2를 참조하면, 자동 적재 장치(100)는 제1 정렬 유닛(150) 및 제2 정렬 유닛(160)을 동시에 상하로 이동시키도록 구성된 정렬 유닛용 승강 유닛(110)을 더 포함할 수 있다.
정렬 유닛용 승강 유닛(110)은 정렬 유닛 승강용 모터(111), 정렬 유닛 승강용 모터(111)의 구동축, 상기 정렬 유닛 승강용 모터(111)의 구동축에 플랜지(112)를 매개로 하여 축 결합된 정렬 유닛 승강용 웜기어(113), 및 정렬 유닛 승강용 웜기어(113)의 축에 축 결합된 정렬 유닛 승강용 볼 스크류(115)와 그의 LM 가이드(116)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 정렬 유닛 승강용 웜기어(113)와 정렬 유닛 승강용 볼 스크류(115) 사이에 또 다른 연결 구동축이 축 결합에 의해 개재될 수 있다.
또한, 제1 정렬 유닛(150) 및 제2 정렬 유닛(160)은 정렬 유닛 승강용 볼 스크류(115)가 구동함에 따라 상하로 이동하도록 정렬 유닛용 승강 유닛(110)에 결합되어 있을 수 있다. 구체적으로, 제1 정렬 유닛(150) 및 제2 정렬 유닛(160)은 연결 부재를 매개로 하여 LM 가이드(116)의 LM 블록에 결합될 수 있다. 이에 따라, 정렬 유닛 승강용 볼 스크류(115)가 일방향으로 회전하면 LM 가이드(116)의 상기 LM 블록이 상승 또는 하강하고, 이와 동시에 제1 정렬 유닛(150) 및 제2 정렬 유닛(160)도 상기 LM 블록의 상승 또는 하강 방향과 동일한 방향으로 상승 또는 하강하게 된다.
또한, 정렬 유닛용 승강 유닛(110)은 정렬 유닛 승강용 웜기어(113)의 축에 축 결합된 정렬 유닛 승강용 연결 구동축(114), 정렬 유닛 승강용 연결 구동축(114)에 축 결합된 추가 정렬 유닛 승강용 웜기어(113), 및 추가 정렬 유닛 승강용 웜기어(113)의 축에 축 결합된 추가 정렬 유닛 승강용 볼 스크류(115)와 그의 LM 가이드(116)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 정렬 유닛(150) 및 제2 정렬 유닛(160)은 정렬 유닛 승강용 볼 스크류(115) 및 추가 정렬 유닛 승강용 볼 스크류(115)가 구동함에 따라 상하로 이동하도록 정렬 유닛용 승강 유닛(110)에 결합되어 있을 수 있다. 구체적으로, 제1 정렬 유닛(150) 및 제2 정렬 유닛(160)은 서로 이격되게 나란히 배치된 한쌍의 연결 부재를 매개로 하여 서로 이격되게 나란히 배치된 두개의 대응 LM 가이드(116)의 LM 블록들에 양측이 모두 결합되어 양쪽에서 안정적으로 지지될 수 있다. 이에 따라, 정렬 유닛 승강용 볼 스크류(115) 및 추가 정렬 유닛 승강용 볼 스크류(115)가 일방향으로 회전하면 두개의 LM 가이드(116)의 LM 블록들이 상승 또는 하강하고, 이와 동시에 제1 정렬 유닛(150) 및 제2 정렬 유닛(160)도 상기 두개의 LM 블록들의 상승 또는 하강 방향과 동일한 방향으로 상승 또는 하강하게 된다.
또한 도 1 및 도 2를 참조하면, 자동 적재 장치(100)는 제1 정렬 유닛(150) 및 제2 정렬 유닛(160)을 동시에 전후로 이동시키도록 구성된 정렬 유닛용 전후진 유닛(120)을 더 포함할 수 있다.
정렬 유닛용 전후진 유닛(120)은 정렬 유닛 전후진용 모터(121), 정렬 유닛 전후진용 모터(121)의 구동축, 상기 정렬 유닛 전후진용 모터(121)의 구동축에 플랜지(122)를 매개로 하여 축 결합된 정렬 유닛 전후진용 웜기어(123), 및 정렬 유닛 전후진용 웜기어(123)의 축에 축 결합된 정렬 유닛 전후진용 볼 스크류(125)와 그의 LM 가이드(126)를 포함할 수 있다.
또한, 제1 정렬 유닛(150) 및 제2 정렬 유닛(160)은 정렬 유닛 전후진용 볼 스크류(125)가 구동함에 따라 전후진하도록 정렬 유닛용 전후진 유닛(120)에 결합되어 있을 수 있다.
정렬 유닛용 전후진 유닛(120)은 정렬 유닛 전후진용 웜기어(123)의 축에 축 결합된 정렬 유닛 전후진용 연결 구동축(124), 정렬 유닛 전후진용 연결 구동축(124)에 축 결합된 추가 정렬 유닛 전후진용 웜기어(123), 및 추가 정렬 유닛 전후진용 웜기어(123)의 축에 축 결합된 추가 정렬 유닛 전후진용 볼 스크류(125)와 그의 LM 가이드(126)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제1 정렬 유닛(150) 및 제2 정렬 유닛(160)은 정렬 유닛 전후진용 볼 스크류(125) 및 추가 정렬 유닛 전후진용 볼 스크류(126)가 구동함에 따라 전후진하도록 정렬 유닛용 전후진 유닛(120)에 결합되어 있을 수 있다.
또한 도 1을 참조하면, 자동 적재 장치(100)는 제2 정렬 유닛(160)(구체적으로, 제2 정렬 테이블(161))으로부터 토출된 물품(PD)을 적재하도록 구성된 팔래트(195)를 더 포함할 수 있다.
또한 도 1 및 도 2를 참조하면, 자동 적재 장치(100)는 서로 마주 보도록 배치되어 팔래트(195)의 양측단부를 지지하도록 구성된 적어도 한쌍의 팔래트 정렬 유닛(190)을 더 포함할 수 있다. 각각의 팔래트 정렬 유닛(190)은 상술한 것과 같은 유압 또는 공압 실린더일 수 있다. 이 경우, 한쌍의 팔래트 정렬 유닛(190)은 각각의 피스톤 또는 플런저가 신장됨에 따라 팔래트(195)의 일측단부 및 타측단부에 하나씩 밀착되어 팔래트(195)가 제자리를 벗어나지 않도록 지지할 수 있다.
상기 제어부(미도시)는 푸쉬 유닛(170), 제1 정렬 유닛(150), 회전 유닛(180) 및 제2 정렬 유닛(160)을 포함하는 부품들의 작동을 각각 독립적으로 제어하거나 또는 2 이상의 부품들의 작동을 동시에 제어하도록 구성될 수 있다.
또한, 비록 도면에는 도시되어 있지 않지만, 자동 적재 장치(100)는 제1 정렬 유닛(150) 및 제2 정렬 유닛(160)을 동시에 좌우로 이동시킬 수 있는 정렬 유닛용 좌우이동 유닛을 더 포함할 수 있다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 구현예에 따른 자동 적재 장치(100)의 작동 과정을 순서대로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 물품(PD)은 그의 제조공정(예를 들어, 압출공정)에서 생산된 후 미리 결정된 크기로 절단되어 자동 적재 장치(100)의 준비 테이블 위로 토출된다. 이러한 물품(PD)의 생산, 절단 및 토출은 연속적으로 이루어질 수 있다. 이때, 제1 정렬 테이블(151)이 상기 준비 테이블쪽으로 이동한다. 이때, 푸쉬 유닛(170), 제1 정렬 실린더(152) 및 제2 정렬 실린더(162)는 수축 상태로 유지된다.
이후 도 5를 참조하면, 푸쉬 유닛(170) 및 제1 정렬 실린더(152)가 동시에 신장된다. 이때, 물품(PD)은 푸쉬 유닛(170)의 피스톤 또는 플런저에 의해 밀려서 상기 준비 테이블로부터 제1 정렬 테이블(151)로 이동한 후, 제1 정렬 실린더(152)의 피스톤 또는 플런저에 의해 지지되어 제1 정렬 테이블(151) 위에 안착한다.
이후 도 6을 참조하면, 푸쉬 유닛(170)은 수축되고, 회전 유닛(180)이 구동되어 한쌍의 클램프(184)가 동시에 물품(PD)의 양측단부를 홀딩하고, 제1 정렬 실린더(152)는 후진한다. 이후, 한쌍의 클램프(184)가 동시에 90° 또는 180°만큼 회전함으로써 물품(PD)을 90° 또는 180°만큼 회전시킨다.
이후 도 7을 참조하면, 한쌍의 클램프(184)가 동시에 풀려 물품(PD)의 양측단부를 놓아줌으로써 회전된 물품(PD)이 한쌍의 클램프(184)로부터 토출되어 제2 정렬 실린더(162) 위에 안착한다.
이후 도 8을 참조하면, 정렬 유닛용 승강 유닛(110)이 구동되어, 회전된 물품(PD)을 적재한 제2 정렬 테이블(161)이 제1 정렬 테이블(151), 제1 정렬 실린더(152) 및 제2 정렬 실린더(162)와 함께 팔래트(195)쪽으로 하강한다.
이후 도 9를 참조하면, 제2 정렬 실린더(162)가 신장된다. 이때, 물품(PD)은 제2 정렬 실린더(162)의 피스톤 또는 플런저에 의해 밀려서 제2 정렬 테이블(161)을 벗어나 팔래트(195) 위에 안착한다.
이후, 상기와 같이 연속적으로 공급되는 물품들(PD)을 하나씩 제1 정렬 테이블(151)로 밀어내고, 한쌍의 클램프(184)로 홀딩하여 회전시킨 후 제2 정렬 테이블(161) 위에 적재하고, 필요에 따라 정렬 유닛용 승강 유닛(110), 정렬 유닛용 전후진 유닛(120) 및/또는 선택적인 정렬 유닛용 좌우이동 유닛(미도시)을 구동시켜, 팔래트(195)의 빈곳으로 회전된 물품(PD)을 적재한 제2 정렬 테이블(161)을 이동시키는 동작들을 반복하여 팔래트(195)의 모든 부분에, 빈틈없이, 회전된 물품들(PD)을 자동적이고 연속적으로 적재한다.
이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 자동 적재 방법을 상세히 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 자동 적재 방법은 하기 단계들을 포함한다:
(1) 물품들을 일방향으로 연속적으로 공급하는 단계(S10).
(2) 제1 정렬 테이블을 적재 위치로 전진시키는 단계(S20).
(3) 상기 공급된 물품들을 푸쉬 유닛으로 미리 결정된 시간 간격으로 타방향으로 하나씩 밀어내어 상기 제1 정렬 테이블에 적재시키는 단계(S30).
(4) 상기 제1 정렬 테이블에 적재된 상기 물품을 회전 유닛으로 들어 올리는 단계(S40).
(5) 상기 제1 정렬 테이블을 원위치로 후진시키는 단계(S50).
(6) 상기 들어 올린 상기 물품을 상기 회전 유닛으로 회전시키는 단계(S60).
(7) 상기 회전된 상기 물품을 상기 회전 유닛으로부터 토출시켜 상기 제2 정렬 테이블에 적재시키는 단계(S70).
(8) 상기 물품을 적재한 상기 제2 정렬 테이블을 팔래트쪽으로 하강시키는 단계(S80).
(9) 상기 제2 정렬 테이블로부터 상기 물품을 토출시켜 팔래트에 적재시키는 단계(S90).
또한 상기 자동 적재 방법은, 상기 단계(S90) 이후에, 상기 제2 정렬 테이블을 원위치로 상승시키는 단계(S100)를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 자동 적재 방법은, 상기 단계(S100) 이후에, 상기 단계들(S20 내지 S100)과 동일한 단계들(S120 내지 S200)를 동일한 순서로 더 포함하되, 상기 단계들(S120 내지 S200) 중 서로 인접한 두 단계들 사이에 상기 제1 정렬 테이블 및 상기 제2 정렬 테이블 중 적어도 하나를 전후좌우 상하 중 적어도 한 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 자동 적재 장치(100) 및 자동 적재 방법은 수작업이 줄어들어 인력을 절감할 수 있으며, 자동적이고 연속적으로 적재작업을 수행함으로써 작업속도가 빠른 이점을 갖는다.
본 발명은 도면을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 구현예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 자동 적재 장치 101: 프레임
110: 정렬 유닛용 승강 유닛 111, 121, 131,141: 모터
112, 122: 플랜지
114, 124, 132, 142, 143, 145, 146: 구동축
115, 133, 181: 볼 스크류 116, 134, 182: LM 가이드
113, 123, 144: 웜기어 120: 정렬 유닛용 전후진 유닛
130: 회전 유닛용 좌우폭 조절 유닛 140: 회전 유닛용 승강 유닛
150: 1차 정렬 유닛 151: 1차 정렬 테이블
152: 1차 정렬 실린더 160: 2차 정렬 유닛
161: 2차 정렬 테이블 162: 2차 정렬 실린더
170: 푸쉬 유닛 180: 회전 유닛
183: 랙 기어 184: 클램프
185: 랙 기어 구동 유닛 190: 팔래트 정렬 유닛
195: 팔래트 PD: 물품

Claims (21)

  1. 일방향으로 연속적으로 공급되는 물품들을 미리 결정된 시간 간격으로 타방향으로 하나씩 밀어내도록 구성된 푸쉬 유닛;
    전후좌우 상하로 이동 가능하며 상기 푸쉬 유닛에 의해 밀린 물품을 적재하도록 구성된 제1 정렬 유닛;
    상하좌우로 이동 가능하며 상기 제1 정렬 유닛에 적재된 물품을 들어 올려 회전시킨 후 토출시키도록 구성된 한쌍의 회전 유닛;
    상기 한쌍의 회전 유닛을 이들이 서로 가까워지거나 멀어지도록 좌우로 이동시키도록 구성된 회전 유닛용 좌우폭 조절 유닛;
    전후좌우 상하로 이동 가능하며 상기 한쌍의 회전 유닛으로부터 토출된 물품을 적재후 토출시키도록 구성된 제2 정렬 유닛; 및
    상기 푸쉬 유닛, 상기 제1 정렬 유닛, 상기 회전 유닛 및 상기 제2 정렬 유닛을 포함하는 부품들의 작동을 각각 독립적으로 제어하거나 또는 2 이상의 부품들의 작동을 동시에 제어하도록 구성된 제어부를 포함하는 자동 적재 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 정렬 유닛 및 상기 제2 정렬 유닛은 동시에 상하좌우로 이동 가능할 뿐만 아니라 서로 독립적으로 전후 이동도 가능하도록 구성된 자동 적재 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 각 회전 유닛은 상하좌우로 이동 가능할 뿐만 아니라 전후 이동도 가능하도록 구성된 자동 적재 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 정렬 유닛은 물품을 적재하도록 구성된 제1 정렬 테이블 및 상기 푸쉬 유닛과 마주 보도록 배치되어 상기 푸쉬 유닛과 함께 물품의 양단부를 지지하도록 구성된 제1 정렬 실린더를 포함하는 자동 적재 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 정렬 유닛은 물품을 적재하도록 구성된 제2 정렬 테이블 및 상기 제2 정렬 테이블에 적재되어 있는 물품을 밀어내어 토출시키도록 구성된 제2 정렬 실린더를 포함하는 자동 적재 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 정렬 유닛 및 상기 제2 정렬 유닛을 동시에 상하로 이동시키도록 구성된 정렬 유닛용 승강 유닛을 더 포함하는 자동 적재 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 정렬 유닛용 승강 유닛은 정렬 유닛 승강용 모터, 정렬 유닛 승강용 모터의 구동축, 상기 정렬 유닛 승강용 모터의 구동축에 축 결합된 정렬 유닛 승강용 웜기어, 및 상기 정렬 유닛 승강용 웜기어의 축에 축 결합된 정렬 유닛 승강용 볼 스크류와 그의 LM 가이드를 포함하고, 상기 제1 정렬 유닛 및 상기 제2 정렬 유닛은 상기 정렬 유닛 승강용 볼 스크류가 구동함에 따라 상하로 이동하도록 상기 정렬 유닛용 승강 유닛에 결합되어 있는 자동 적재 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 정렬 유닛용 승강 유닛은 상기 정렬 유닛 승강용 웜기어의 축에 축 결합된 정렬 유닛 승강용 연결 구동축, 상기 정렬 유닛 승강용 연결 구동축에 축 결합된 추가 정렬 유닛 승강용 웜기어, 및 상기 추가 정렬 유닛 승강용 웜기어의 축에 축 결합된 추가 정렬 유닛 승강용 볼 스크류와 그의 LM 가이드를 더 포함하고, 상기 제1 정렬 유닛 및 상기 제2 정렬 유닛은 상기 정렬 유닛 승강용 볼 스크류 및 상기 추가 정렬 유닛 승강용 볼 스크류가 구동함에 따라 상하로 이동하도록 상기 정렬 유닛용 승강 유닛에 결합되어 있는 자동 적재 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 정렬 유닛 및 상기 제2 정렬 유닛을 동시에 전후로 이동시키도록 구성된 정렬 유닛용 전후진 유닛을 더 포함하는 자동 적재 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 정렬 유닛용 전후진 유닛은 정렬 유닛 전후진용 모터, 정렬 유닛 전후진용 모터의 구동축, 상기 정렬 유닛 전후진용 모터의 구동축에 축 결합된 정렬 유닛 전후진용 웜기어, 및 상기 정렬 유닛 전후진용 웜기어의 축에 축 결합된 정렬 유닛 전후진용 볼 스크류와 그의 LM 가이드를 포함하고, 상기 제1 정렬 유닛 및 상기 제2 정렬 유닛은 상기 정렬 유닛 전후진용 볼 스크류가 구동함에 따라 전후진하도록 상기 정렬 유닛용 전후진 유닛에 결합되어 있는 자동 적재 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 정렬 유닛용 전후진 유닛은 상기 정렬 유닛 전후진용 웜기어의 축에 축 결합된 정렬 유닛 전후진용 연결 구동축, 상기 정렬 유닛 전후진용 연결 구동축에 축 결합된 추가 정렬 유닛 전후진용 웜기어, 및 상기 추가 정렬 유닛 전후진용 웜기어의 축에 축 결합된 추가 정렬 유닛 전후진용 볼 스크류와 그의 LM 가이드를 더 포함하고, 상기 제1 정렬 유닛 및 상기 제2 정렬 유닛은 상기 정렬 유닛 전후진용 볼 스크류 및 상기 추가 정렬 유닛 전후진용 볼 스크류가 구동함에 따라 전후진하도록 상기 정렬 유닛용 전후진 유닛에 결합되어 있는 자동 적재 장치.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 회전 유닛용 좌우폭 조절 유닛은 회전 유닛 좌우이동용 모터, 상기 회전 유닛 좌우이동용 모터의 구동축의 양단부에 하나씩 축 결합된 한쌍의 회전 유닛 좌우이동용 연결 구동축, 상기 각 회전 유닛 좌우이동용 연결 구동축의 일단부에 하나씩 축 결합된 한쌍의 회전 유닛 좌우이동용 볼 스크류와 그의 LM 가이드를 포함하고, 상기 한쌍의 회전 유닛은 상기 한쌍의 회전 유닛 좌우이동용 볼 스크류가 구동함에 따라 좌우로 이동하여 서로 가까워지거나 멀어지도록 상기 회전 유닛용 좌우폭 조절 유닛에 결합되어 있는 자동 적재 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 한쌍의 회전 유닛을 동시에 상하로 이동시키도록 구성된 회전 유닛용 승강 유닛을 더 포함하는 자동 적재 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 회전 유닛용 승강 유닛은 회전 유닛 승강용 모터, 회전 유닛 승강용 모터의 구동축, 상기 회전 유닛 승강용 모터의 구동축의 양단부에 하나씩 축 결합된 한쌍의 제1 회전 유닛 승강용 연결 구동축, 상기 각 제1 회전 유닛 승강용 연결 구동축에 하나씩 축 결합된 한쌍의 회전 유닛 승강용 웜기어 및 상기 각 회전 유닛 승강용 웜기어에 하나씩 기어 결합된 한쌍의 제2 회전 유닛 승강용 연결 구동축을 포함하고, 상기 한쌍의 회전 유닛은 상기 한쌍의 제2 회전 유닛 승강용 연결 구동축이 회전함에 따라 상하로 이동하도록 상기 회전 유닛용 승강 유닛에 결합되어 있는 자동 적재 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 회전 유닛은 상기 각 제2 회전 유닛 승강용 연결 구동축에 하나씩 축 결합되어 있는 한쌍의 회전 유닛 승강용 볼 스크류와 그의 LM 가이드, 상기 각 회전 유닛 승강용 볼 스크류의 LM 가이드에 하나씩 결합된 한쌍의 클램프 회전용 랙 기어, 상기 각 클램프 회전용 랙 기어를 하나씩 구동시키도록 구성된 한쌍의 랙 기어 구동 유닛 및 상기 각 클램프 회전용 랙 기어에 하나씩 기어 결합되어 상기 한쌍의 클램프 회전용 랙 기어가 구동함에 따라 회전하도록 구성된 한쌍의 클램프를 포함하는 자동 적재 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제2 정렬 유닛으로부터 토출된 물품을 적재하도록 구성된 팔래트를 더 포함하는 자동 적재 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    서로 마주 보도록 배치되어 상기 팔래트의 양측단부를 지지하도록 구성된 적어도 한쌍의 팔래트 정렬 유닛을 더 포함하는 자동 적재 장치.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
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