KR101993131B1 - Cnc 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치 - Google Patents

Cnc 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 후가공을 수행하기 위해 연속적으로 반입되는 코어 반제품을 CNC 선반의 에어 척에 자동으로 공급하고 가공이 완료된 코어를 CNC 선반에서 자동으로 인출하여 반출시킬 수 있게 하는 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치에 관한 것으로, 본 발명은 코어 반제품들을 운반하고 운반된 코어 반제품이 용이하게 CNC 선반의 에어 척에 물릴 수 있게 코어 반제품의 보강날개들을 정렬시키는 반입수단; 보강날개가 정렬된 코어 반제품을 에어 척에 물릴 수 있게 공급하며 가공이 완료된 코어를 에어 척에서 분리시켜 인출하는 트랜스퍼; 및 트랜스퍼에 의해 인출된 코어를 넘겨받아 외부로 운반하는 반출수단;을 포함한다.

Description

CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치{DEVICE OF AUTOMATIC LOADING AND UNLOADING FOR CORE-WORKPIECE}
본 발명은 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 후가공을 수행 할 코어 반제품을 CNC 선반의 에어 척에 자동으로 공급하고 가공이 완료된 코어를 CNC 선반에서 자동으로 인출할 수 있게 하는 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치에 관한 것이다.
이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 최근 휴대형 전자기기의 경량화와 고기능화 및 사물인터넷(Internet of things; IoT)이 발전함에 따라 그 구동전원으로 사용이 확산되고 있는 실정이다.
특히, 리튬 이차 전지는 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 전압이 높고, 단위 중량당 에너지 밀도도 높다는 장점이 있어서 그 수요가 증가하고 있다.
이차 전지는 누구나 알 수 있듯이 분리막을 사이에 두고 양극과 음극이 적층된 구조로 제공되는데, 여기서 분리막은 다공성 구조를 가지는 고분자막으로서 리튬 이온이 활발하게 이동할 수 있는 통로를 제공할 뿐만 아니라 양극과 음극의 접촉을 막는 역할을 한다.
그리고 리튬 이차 전지의 분리막으로는 일반적으로 폴리올레핀계 단독, 또는 폴리올레핀계와 초고분자량 폴리에틸렌으로 이루어진 타공성 사트(sheet) 또는 필름(film) 등이 다양하게 사용되어 오고 있으며, 이렇게 시트 또는 필름 형태의 분리막은 원통형상의 코어(core)에 권취되어 사용처로 제공된다.
도 1은 본 발명에 관련된 분리막 권취 코어를 나타낸 도면으로, 코어(10)는 기계적인 변형이나 손상을 막기 위해 기계적 물성이 우수한 합성수지 용융물, 예를 들어 ABS재질의 용융물을 금형(도시되지 않음)의 공동(cavity)으로 주입시킨 후, 공동 내로 주입된 용융물을 경화시켜 제조된다.
도 1의 (a)는 금형에서 경화되어 나온 코어 반제품을 나타낸 것으로, 코어 반제품(1)은 도시된 바와 같이 내측관(2)과, 내측관(2)과 동심원을 이루는 외측관(3), 및 내측관(2)과 외측관(3)을 연결하는 보강날개(4)들이 일체화되도록 금형에서 경화된다.
또한, 코어 반제품(1)에는 용융물을 금형의 공동 측으로 안내하는 러너(runner)를 따라 경화된 버(5; burr)가 내측관(2)의 일단에 일체로 형성되어 나오는데, 이렇게 형성된 버(5)는 도시된 바와 같이 내측관(2)의 일단을 폐쇄시키기 때문에 수작업을 통해 제거한다.
그리고 코어 반제품(1)은 버(5)가 제거된 내측관(2)의 일단 측 내경부를 다듬는 후가공과, 분리막이 권취되는 외측관(3)의 외주면 측을 다듬는 후가공을 거치게 된다.
여기서, 코어 반제품(1)에 대한 후가공은 컴퓨터 수치제어 선반(CNC 선반)이 이용되며, 도 1의 (b)에는 코어 반제품(1)에 대한 후가공이 완료된 코어(10)가 도시되어 있다.
한편, 코어 반제품(1)에 대한 후가공 시 코어 반제품(1)은 CNC 선반의 주축(Main-Spindle; 도시되지 않음)에 장착된 통상의 에어 척(도시되지 않음)에 의해 파지되어 가공이 이루어지는데, 이때 에어 척의 조(jaw)들은 외측관(3)의 내경부와 내측관(2)의 외경부 측으로 삽입된 후 에어 압력에 의해 벌어지면서 외측관(3)의 내경부를 가압해 코어 반제품(1)을 고정시킨다.
그런데, 종래 CNC 선반의 에어 척에 코어 반제품(1)을 고정시키기 위해 코어 반제품(1)을 공급하는 작업 및 후가공이 완료된 코어(10)를 에어 척에서 분리시켜 인출하는 작업은 작업자들의 수작업을 통해 이루어지는데, 이에 의해 수작업에 투입되는 다수의 인력에 대한 인건비가 과도하게 들어가게 되는 문제점이 있었을 뿐만 아니라 작업성 및 생산성이 떨어지는 또 다른 문제점이 있었다.
0001). 대한민국 등록특허 10-1144983(등록일자: 2012.5.3.) 0002). 대한민국 등록특허 10-1516334(등록일자: 2015.4.23.) 0003). 대한민국 등록특허 10-0164689(등록일자: 1998.9.14.) 0004). 대한민국 등록실용신안 20-0385943(등록일자: 2005.5.26.)
본 발명의 목적은, 후가공을 수행하기 위해 연속적으로 반입되는 코어 반제품을 CNC 선반의 에어 척에 자동으로 공급하고 가공이 완료된 코어를 CNC 선반에서 자동으로 인출하여 반출시킬 수 있게 하는 수단을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, CNC 선반의 정면에 설치되며, 후가공을 수행할 코어 반제품을 CNC 선반의 에어 척에 공급하고 가공이 완료된 코어를 CNC 선반의 에어 척에서 인출하는 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치에 있어서, CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치는, 코어 반제품들을 운반하고 운반된 코어 반제품이 용이하게 CNC 선반의 에어 척에 물릴 수 있게 코어 반제품의 보강날개들을 정렬시키는 반입수단; 보강날개가 정렬된 코어 반제품을 에어 척에 물릴 수 있게 공급하며 가공이 완료된 코어를 에어 척에서 분리시켜 인출하는 트랜스퍼; 및 트랜스퍼에 의해 인출된 코어를 넘겨받아 외부로 운반하는 반출수단;에 의해 달성된다.
구체적으로 반입수단은, 코어 반제품을 운반하는 반입 컨베이어; 반입 컨베이어에 의해 운반된 코어 반제품을 안내받으며, 코어 반제품을 회전시켜 보강날개들을 정렬시키는 정렬롤러; 및 보강날개들의 정렬이 완료된 코어 반제품을 트랜스퍼가 용이하게 파지할 수 있도록 코어 반제품을 정렬롤러의 상부 측으로 상승시키는 리프팅 실린더;를 포함할 수 있다.
더 구체적으로, 반입 컨베이어의 상부 측에는 반입 컨베이어에 작동 시 운반되는 코어 반제품들의 유무를 감지하는 코어 반제품 감지센서들이 배치될 수 있다.
구체적으로 정렬롤러는, 반입 컨베이어의 연장단에 인접하게 배치되는 제 1 정렬롤러; 및 제 1 정렬롤러와 이격 배치되는 제 2 정렬롤러로 이루어지되, 제 1 및 제 2 정렬롤러는 각각 반입 컨베이어의 폭 방향을 따라 수평하게 연장되어 반입 컨베이어의 프레임에 회전 가능하게 지지되고, 제 1 및 제 2 정렬롤러 사이로는 반입 컨베이어에 의해 코어 반제품이 운반되며, 제 1 및 제 2 정렬롤러 중 어느 하나에는 제 1 및 제 2 정렬롤러사이로 운반되어 안치된 코어 반제품을 회전시킬 수 있게 하는 정렬모터가 연결되고, 제 1 및 제 2 정렬롤러의 일측에는 코어 반제품의 정렬상태를 실시간으로 감지하는 정렬 감지센서;가 배치될 수 있다.
더 구체적으로, 정렬 감지센서는 컨트롤러와 전기적으로 연결되며, 컨트롤러는 정렬 감지센서에 의해 감지된 보강날개들의 정렬상태가 기 설정된 이미지와 상이하면 제 1 또는 제 2 정렬롤러가 회전되도록 정렬모터를 구동시키며, 코어 반제품이 회전하던 중에 정렬 감지센서에 의해 감지된 보강날개가 기 설정된 이미지와 같아지면 컨트롤러는 정렬모터의 구동을 정지시킬 수 있다.
구체적으로, 리프팅 실린더는 정렬롤러의 하부 측에 배치되도록 반입 컨베이어에 지지되되, 리프팅 실린더는 실린더 로드를 제 1 및 제 2 정렬롤러 사이를 통해 수직 방향으로 신장시키고, 신장된 실린더 로드를 복귀시킬 수 있게 배치되며,리프팅 실린더의 실린더 로드 연장단에는 보강날개가 정렬된 코어 반제품을 들어 올릴 수 있도록 리프팅 새들이 연결되고, 리프팅 새들의 상부면은 안정적으로 코어 반제품을 들어 올릴 수 있도록 코어 반제품의 외측관 외경부가 형성하는 호에 대응하도록 오목한 곡률면으로 형성될 수 있다.
구체적으로 트랜스퍼는, 보강날개가 정렬된 코어 반제품을 파지하고 파지한 코어 반제품을 에어 척에 물리게 하는 제 1 그립부와, 가공이 완료된 코어를 파지해 에어 척에서 분리시키고 파지한 코어를 반출수단에 넘겨주는 제 2 그립부를 가지는 그립퍼; CNC 선반의 정면 측으로 안내된 그립퍼를 CNC 선반 내부 및 외부로 안내하는 제 1 이송유닛; 및 코어 반제품을 파지하고 에어 척에 물릴 수 있게 그립퍼를 이동시키며 동시에 가공이 완료된 상태로 에어 척에 물려진 코어를 파지할 수 있게 그립퍼를 이동시키는 제 2 이송유닛;을 포함하되, 제 1 및 제 2 그립부는 반입수단 또는 에어 척과 마주하는 회전 스테이지의 일측면 양단 측에 각각 배치될 수 있다.
구체적으로 제 1 이송유닛은, 평면에서 봤을 때 반입 컨베이어를 따라 수평하게 연장되는 가이드 본체; 및 가이드 본체의 작동에 의해 가이드 본체의 길이 방향을 따라 이동되는 슬라이더;를 포함하며, 제 2 이송유닛은, 이송 실린더;를 포함하되, 이송 실린더는 실린더 로드를 반입수단 또는 에어 척 측으로 수평하게 신장시키고 신장된 실린더 로드를 복귀시킬 수 있게 제 1 이송유닛의 슬라이더에 탑재되며, 이송 실린더의 실린더 로드 연장단에는 제 1 이송유닛의 가이드 본체의 길이 방향을 따라 연장되는 서포트 암이 연결될 수 있다.
구체적으로, 회전 스테이지는 반입수단 또는 에어 척과 마주하는 서포트 암의 연장단에 인접한 일측면에 배치되며, 서포트 암의 일측면에는 회전 실린더가 고정 장착되고, 회전 실린더의 실린더 로드의 연장단은 회전 스테이지의 타측면 중앙부분에 연결되되, 회전 실린더는 회전 스테이지를 180도 회전시켜 제 1 그립부와 제 2 그립부의 위치를 교대로 바꿀 수 있게 할 수 있다.
구체적으로 제 1 그립부는, 회전 스테이지의 일측면 일단 측에 고정 장착되는 제 1 클램핑 실린더; 및 2개의 핑거를 가지며, 코어 반제품 파지 및 코어 반제품에 대한 파지를 해제하는, 제 1 클램핑 실린더의 실린더 로드에 연결되는 제 1 핑거 집게실린더를 포함하고, 제 2 그립부는, 회전 스테이지의 일측면 타단 측에 고정 장착되는 제 2 클램핑 실린더; 및 2개의 핑거를 가지며, 코어 파지 및 코어에 대한 파지를 해제하는, 제 2 클램핑 실린더의 실린더 로드에 연결되는 제 2 핑거 집게실린더를 포함하되, 제 1 클램핑 실린더는 제 1 핑거 집게실린더에 파지된 코어 반제품이 에어 척에 물릴 수 있도록 제 1 핑거 집게 실린더를 회전시키며, 제 2 클램핑 실린더는 제 2 핑거 집게실린더에 파지된 코어를 에어 척에서 분리될 수 있도록 제 2 핑거 집게 실린더를 회전시킬 수 있다.
구체적으로 반출수단은, 반출 컨베이어; CNC 선반의 정면에서 반출 컨베이어 측으로 수평하게 연장되는 가이드 본체와, 가이드 본체의 길이방향을 따라 이동되는 슬라이더를 가지는 반출 가이드 유닛; 반출 가이드 유닛의 슬라이더에 탑재되며, 제 2 그립부로부터 코어를 넘겨받는 리시브 실린더; 및 반출 가이드 유닛 및 리시브 실린더에 의해 안내된 코어를 반출 컨베이어 측으로 안내하는 푸시 실린더;를 포함할 수 있다.
구체적으로, 리시브 실린더는 제 2 그립부로부터 코어를 넘겨받을 수 있도록 실린더 로드를 신장시키고, 신장된 실린더 로드를 복귀시킬 수 있게 반출 가이드 유닛의 슬라이더에 탑재되며, 리시브 실린더의 실린더 로드 연장단에는 코어를 넘겨받는 리시브 새들이 연결되되, 리시브 새들의 상부면은 코어의 외측관 외경부가 형성하는 호에 대응하도록 오목한 곡률면으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 푸시 실린더는 반출 컨베이어와 마주하는 반출 가이드 유닛의 가이드 본체에 장착되되, 푸시 실린더는 코어를 반출 컨베이어 측으로 안내할 수 있도록 실린더 로드를 신장시키고, 신장된 실린더 로드를 복귀시킬 수 있게 장착되며, 푸시 실린더에 대향하는 반출 컨베이어의 상부 측에는 외부로 운반되는 코어의 유무를 감지하는 코어 감지센서가 배치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 후가공을 수행하기 위해 연속적으로 반입되는 코어 반제품을 CNC 선반의 에어 척에 자동으로 공급하고 가공이 완료된 코어를 CNC 선반에서 자동으로 인출하여 반출시킬 수 있기 때문에 작업성 및 생산성 향상을 기대할 수 있으며, 작업 인력을 현저히 줄일 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명과 관련된 분리막 권취 코어를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치를 개략적으로 나타낸 도면이며,
도 3은 도 2에 도시된 반입수단을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3의 정렬롤러의 작동상태를 나타낸 도면으로, 도 4의 (a)는 보강날개가 정렬되지 않은 상태를 나타낸 도면이고, 도 4의 (b)는 보강날개가 정렬된 상태를 나타낸 도면이며,
도 5는 도 2에 도시된 트랜스퍼를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 6은 도 2에 도시된 반출수단을 개략적으로 나타낸 도면이며, 그리고
도 7 내지 도 20은 본 발명에 따른 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치의 작동상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
그리고, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
첨부된 도면 중에서, 도 2 내지 도 6은 본 발명에 따른 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치(100)는 CNC 선반(L)의 정면에 설치되는 것으로, 본 발명은 후가공을 수행할 코어 반제품(1; 도 1 참조)들을 운반하고 운반된 코어 반제품(1)이 용이하게 CNC 선반(L)의 에어 척(도시되지 않음)에 물릴 수 있게 정렬시키는 반입수단(200)과, 정렬된 코어 반제품(1)을 에어 척에 물릴 수 있게 공급하며 가공이 완료된 코어(10; 도 1 참조)를 에어 척에서 분리시켜 인출하는 트랜스퍼(300; transfer), 및 트랜스퍼(300)에 의해 인출된 코어(10)를 넘겨받아 외부로 운반하는 반출수단(400)을 포함한다.
여기서, CNC 선반(L)의 정면은 코어 반제품(1)을 가공하기 위해 코어 반제품(1)을 CNC 선반(L)에 공급하는 위치 및 가공이 완료된 코어(10)가 CNC 선반(L)에서 인출되는 위치를 의미한다.
먼저, 반입수단(200)은 반입 컨베이어(210), 정렬롤러(230) 및 리프팅 실린더(260)를 포함한다.
반입 컨베이어(210)는 통상의 벨트 컨베이어(belt conveyor)로 이루어지며, 후가공을 수행할 코어 반제품(1)들을 정렬롤러(230) 측으로 운반한다.
여기서, 벨트 컨베이어로 이루어진 반입 컨베이어(210)의 구성 및 작용은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 반입 컨베이어(210)의 작동에 의해 정렬롤러(230) 측으로 운반되는 코어 반제품(1)들은 에어 척에 물릴 때 버(5; 도 1 참조)가 제거된 내측관(2)의 일단 측이 CNC 선반(L)의 공구대(도시되지 않음)와 마주할 수 있게 반입 컨베이어(210)의 컨베이어 벨트(212) 상에 올려 운반된다.
그리고 반입 컨베이어(210)의 상부 측에는 반입 컨베이어(210) 작동 시 운반되는 코어 반제품(1)들의 유무를 감지하는 코어 반제품 감지센서(220)들이 배치된다.
즉, 코어 반제품 감지센서(220)들은 반입 컨베이어(210)의 컨베이어 벨트(212) 상에 코어 반제품(1)이 감지되지 않을 경우 이를 컨트롤러(도시되지 않음) 측으로 신호로 출력해 작업자가 인지할 수 있게 하거나, 더 나가 반입 컨베이어(210)의 작동을 중지시킬 수 있게 한다.
여기서, 코어 반제품 감지센서(220)들은 다양한 방법으로 반입 컨베이어(210)의 상부 측에 배치될 수 있는데, 일례로 코어 반제품 감지센서(220)들은 반입 컨베이어(210)의 프레임(214)과 연결되는 서브프레임(도시되지 않음)에 의해 지지되어 반입 컨베이어(210)의 상부 측에 배치될 수 있다.
정렬롤러(230)는 반입 컨베이어(210)에 의해 운반된 코어 반제품(1)을 에어 척에 물릴 때 에어 척의 조(jaw)들과 코어 반제품(1)에 형성된 보강날개(4; 도 1 참조)들이 서로 간섭되지 않도록 코어 반제품(1)을 회전시켜 보강날개(4)들을 정렬시킨다.
다시 말해, 에어 척에 코어 반제품(1)을 물릴 때 에어 척의 조(jaw)들은 내측관(2)의 외경부와 외측관(3)의 내경부 사이로 삽입된 후 에어 압력에 의해 벌어지면서 외측관(3)의 내경부를 가압해 코어 반제품(1)을 고정시키는데, 이때 에어 척의 조(jaw)들과 보강날개(4) 사이의 간섭을 피하기 위해서 보강날개(4)들을 정렬시킨다.
정렬롤러(230)는 반입 컨베이어(210)의 연장단에 인접하게 배치되는 제 1 정렬롤러(232)와, 제 1 정렬롤러(232)와 이격 배치되는 제 2 정렬롤러(234)로 이루어지며, 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234)는 각각 반입 컨베이어(210)의 폭 방향을 따라 수평하게 연장되어 반입 컨베이어(210)의 프레임(214)에 회전 가능하게 지지된다.
이때, 반입 컨베이어(210)의 프레임(214)은 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234)를 지지할 수 있도록 그 길이가 연장되어 제공된다.
그리고 이격 배치된 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234) 사이로는 반입 컨베이어(210)에 의해 운반된 코어 반제품(1)이 안치되는데, 이를 위해서 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234)는 코어 반제품(1)의 외경부의 직경보다 짧은 길이로 이격 배치된다.
한편, 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234) 중 어느 하나에는 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234) 사이로 운반되어 안치된 코어 반제품(1)을 회전시킬 수 있게 하는 정렬모터(240)가 연결되고, 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234)의 일측에는 코어 반제품(1)의 정렬상태를 실시간으로 감지해 이를 컨트롤러(도시되지 않음)에 신호로 출력하는 정렬 감지센서(250)가 배치된다.
여기서, 정렬모터(240)는 반입 컨베이어(210)의 프레임(214)에 장착되어 통상의 커플링(도시되지 않음)등을 매개로 제 1 또는 제 2 정렬롤러(232, 234)와 연결되거나, 또는 반입 컨베이어(210)의 하부 측에 배치되어 통상의 체인 및 스프로킷 등을 매개로 제 1 또는 제 2 정렬롤러(232, 234)와 연결될 수 있다.
그리고 정렬 감지센서(250)는 코어 반제품(1)의 회전에 간섭되지 않게 반입 컨베이어(210)의 프레임(214)과 연결되는 서브프레임(도시되지 않음)에 지지되어 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234)의 일측에 배치될 수 있다.
여기서, 코어 반제품(1)의 보강날개(4)에 대한 정렬 과정을 간략하게 설명한다.
우선, 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234) 사이로 코어 반제품(1)이 운반되면, 정렬 감지센서(250)는 코어 반제품(1)의 보강날개(4)들의 정렬상태를 실시간으로 감지해 컨트롤러(도시되지 않음) 측으로 신호로 출력한다. 그리고 컨트롤러는 보강날개(4)의 정렬상태가 기 설정된 이미지(도시되지 않았으며, 도 4의 (b)의 보강날개의 정렬상태와 동일함)와 상이하면(도 4의 (a) 참조) 제 1 또는 제 2 정렬롤러(232, 234)가 회전되도록 정렬모터(240)를 구동시킨다.
이때, 제 1 또는 제 2 정렬롤러(232, 234)가 회전함에 따라 코어 반제품(1)도 회전되는데, 코어 반제품(1)이 회전하던 중에 보강날개(4)가 기 설정된 이미지와 같아지면 컨트롤러(도시되지 않음)는 정렬모터(240)의 구동을 정지시켜 코어 반제품(1)의 보강날개(4)에 대한 정렬을 완료한다(도 4의 (b) 참조).
바람직하게는, 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234)의 외경부에는 코어 반제품(1)의 외경부와의 사이에서 슬립(slip)을 방지할 수 있도록 고무 등으로 제조되는 논슬립 패드(도시되지 않음) 등이 끼워질 수 있다.
더욱 바람직하게는, 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234)는 통상의 고무롤러일 수 있다.
리프팅 실린더(260)는 보강날개(4)들의 정렬이 완료된 코어 반제품(1)을 트랜스퍼(300)가 용이하게 파지할 수 있도록 코어 반제품(1)을 정렬롤러(230)의 상부 측으로 상승시킨다.
리프팅 실린더(260)는 정렬롤러(230)의 하부 측에 배치되도록 반입 컨베이어(210)에 지지되되, 리프팅 실린더(260)는 실린더 로드(262)를 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234) 사이를 통해 수직 방향으로 신장시키고, 신장된 실린더 로드(262)를 복귀시킬 수 있게 배치된다.
그리고 리프팅 실린더(260)의 실린더 로드(262) 연장단에는 보강날개(4)가 정렬된 코어 반제품(1)을 들어 올릴 수 있도록 대략 판 형상을 가지는 리프팅 새들(264)이 연결된다.
이때, 리프팅 새들(264)의 상부면은 안정적으로 코어 반제품(1)을 들어 올릴 수 있도록 형성되는데, 이를 위해서 리프팅 새들(264)의 상부면은 코어 반제품(1)의 외측관(3) 외경부가 형성하는 호(弧)에 대응하도록 오목한 곡률면으로 형성된다.
즉, 정렬롤러(230)에서 코어 반제품(1)의 보강날개(4)에 대한 정렬이 완료되면, 리프팅 실린더(260)는 실린더 로드(262)를 신장시켜 보강날개(4)가 정렬된 코어 반제품(1)을 정렬롤러(230)의 상부 외측으로 들어 올리는데, 이때 리프팅 실린더(260)의 실린더 로드(262)는 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234) 사이로 신장되고, 리프팅 실린더(260)의 실린더 로드(262)가 신장됨에 따라 리프팅 새들(264)도 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234) 사이를 통해 상승하면서 보강날개(4)가 정렬된 코어 반제품(1)을 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234)의 상부 측으로 들어 올린다.
그리고 트랜스퍼(300)가 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234)의 상부 측으로 들어 올려진 코어 반제품(1)을 파지하면 리프팅 실린더(260)는 실린더 로드(262)를 복귀시키는데, 이때 리프팅 새들(264)과 실린더 로드(262)는 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234) 사이를 통해 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234)의 하부 측으로 복귀된다.
한편, 반입수단(200)은 반입 컨베이어(210)에 의해 운반된 코어 반제품(1)을 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234) 사이로 안내하는 반입 가이드(270)와, 반입 가이드(270)를 통해 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234) 사이로 안내된 코어 반제품(1)이 제 2 정렬롤러(234)를 타고 넘어서지 못하게 하는 스토퍼(280)를 더 포함한다.
반입 가이드(270)는 도시된 바와 같이 반입 컨베이어(210)의 컨베이어 벨트(212) 연장단과 제 1 정렬롤러(132) 사이에 배치되되, 반입 가이드(270)는 판 형상으로 제공되며 평면에서 봤을 때 반입 컨베이어(210)의 폭 방향을 따라 수평하게 연장되어 양 단부가 반입 컨베이어(210)의 프레임(214)에 고정 장착된다.
그리고 반입 가이드(270)는 반입 컨베이어(210)에 의해 운반된 코어 반제품(1)을 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234) 사이로 안내할 수 있도록 측면에서 봤을 때 반입 컨베이어(210)의 컨베이어 벨트(212) 연장단 측에서 제 1 정렬롤러(232) 측으로 기울어지게 연장된다.
스토퍼(280)는 도시된 바와 같이 제 2 정렬롤러(234)를 중심으로 제 1 정렬롤러(232)에 대향하는 측에 배치되며, 제 2 정렬롤러(234)의 회전에 간섭되지 않게 제 2 정렬롤러(234)를 회전 가능하게 지지하는 반입 컨베이어(210)의 프레임(214)에 고정 장착된다.
도 3에서 스토퍼(280)는 반입 컨에비어(210)의 폭 방향을 따라 연장된 대략 수직한 판 형상으로 도시되어 있으나, 스토퍼(280)를 수직한 판 형상으로 한정하는 것은 아니다. 즉 스토퍼(280)는 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234) 사이로 안내되는 코어 반제품(1)이 제 2 정렬롤러(234)를 타고 넘지 못하게 한다면 어떠한 형상을 가지도록 무방하다.
트랜스퍼(300)는 반입수단(200)과 반출수단(400) 사이에 배치되며, 제 1 및 제 2 이송유닛(320, 340)과, 그립퍼(330)를 포함한다.
제 1 이송유닛(320)은 통상의 엘엠(LM)가이드 액츄에이터로 이루어지되, 제 1 이송유닛(320)은 가이드 본체(322)와, 가이드 본체(322)의 작동에 의해 가이드 본체(322)의 길이 방향을 따라 이동되는 슬라이더(324)를 포함한다.
이때, 제 1 이송유닛(320)의 가이드 본체(322)는 도시된 바와 같이 평면에서 봤을 때 반입 컨베이어(210)의 길이 방향을 따라 수평하게 연장되되, 제 1 이송유닛(320)의 가이드 본체(322)는 다리 프레임(도시되지 않음) 등에 의해 본 발명이 설치되는 지면에 지지된다. 그리고 제 1 이송유닛(320)의 슬라이더(324)에는 제 2 이송유닛(340)이 탑재된다.
이러한, 제 1 이송유닛(320)은 가공이 완료된 코어(10)를 파지하고 동시에 코어 반제품(1)을 에어 척에 물릴 수 있게 그립퍼(330)를 CNC 선반(L) 내부로 안내하며, 그립퍼(330)에 파지된 코어(10)를 CNC 선반(L)의 외부로 안내한다.
여기서, 제 1 이송유닛(320)의 슬라이더(324)와 제 1 이송유닛(320)의 가이드 본체(324)의 연결 관계는 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하며, 제 1 이송유닛(320)의 슬라이더(324)를 이동시키는 제 1 이송유닛(320)의 가이드 본체(322)의 구성 및 작용은 공지의 기술이므로 이 또한 상세한 설명은 생략한다.
제 2 이송유닛(340)은 코어 반제품(1)을 파지하고 에어 척에 물릴 수 있게 그립퍼(330)를 이동시키며 동시에 가공이 완료된 상태로 CNC 선반(L)의 에어 척에 물려진 코어(10)를 파지할 수 있게 그립퍼(330)를 이동시킨다.
제 2 이송유닛(340)은 통상의 에어 실린더(air cylinder)로 이루어지며, 도시된 바와 같이 제 1 이송유닛(320)의 슬라이더(324)에 탑재되는 이송 실린더(341)를 포함하는데, 이송 실린더(341)는 실린더 로드(342)를 반입수단(200) 또는 에어 척 측으로 수평하게 신장시키고 신장된 실린더 로드(342)를 복귀시킬 수 있게 제 1 이송유닛(320)의 슬라이더(324)에 탑재된다.
그리고 이송 실린더(341)의 실린더 로드(342) 연장단에는 제 1 이송유닛(320)의 가이드 본체(324)의 길이 방향을 따라 연장되는 서포트 암(344)이 연결된다.
즉, 서포트 암(344)의 연장단 일측에는 그립퍼(330)의 제 1 및 제 2 그립부(360, 370)가 연결되는데, 이송 실린더(341)는 제 1 그립부(360)가 코어 반제품(1)을 파지 할 때, 코어 반제품(1)을 에어 척에 물릴 때, 제 2 그립부(370)가 코어(10)를 파지할 때 실린더 로드(342)를 신장시킨다.
그리고 이송 실린더(341)는 제 1 그립부(360)가 반입수단(200)에서 코어 반제품(1)이 파지하거나 제 2 그립부(370)가 에어 척에서 코어(10)를 파지한 상태로 분리시키면 실린더 로드(342)를 복귀시킨다.
그립퍼(330)는 보강날개(4)가 정렬된 코어 반제품(1)을 파지하고 파지한 코어 반제품(1)을 에어 척에 물리게 하는 제 1 그립부(360)와, 가공이 완료된 코어(10)를 파지해 에어 척에서 분리시키고 파지한 코어(10)를 반출수단(400)에 넘겨주는 제 2 그립부(370)를 포함한다.
제 1 및 제 2 그립부(360, 370)는 도시된 바와 같이 반입수단(200) 또는 에어 척과 마주하는 회전 스테이지(350)의 일측면 양단 측에 각각 배치된다.
그리고 회전 스테이지(350)는 마찬가지로 반입수단(200) 또는 에어 척과 마주하는 서포트 암(344)의 연장단에 인접한 일측면에 배치되는데, 서포트 암(344)과 회전 스테이지(350) 사이에는 회전 실린더(352)가 게재된다.
회전 실린더(352)는 통상의 로타리 실린더(rotary cylinder)로 이루어지며, 도시된 바와 같이 서포트 암(344)의 일측면에 고정 장착되고, 회전 실린더(352)의 실린더 로드(354)의 연장단은 회전 스테이지(350)의 타측면 중앙부분에 연결된다.
이렇게 서포트 암(344) 및 회전 스테이지(350) 사이에 게재된 회전 실린더(352)는 회전 스테이지(350)를 180도 회전시켜 제 1 그립부(360)와 제 2 그립부(370)의 위치를 교대로 바꿀 수 있게 한다.
한편, 제 1 그립부(360)는 제 1 핑거 집게실린더(366)와 제 1 클램핑 실린더(362)를 포함하며, 마찬가지로 제 2 그립부(370)는 제 2 핑거 집게실린더(376)와 제 2 클램핑 실린더(372)를 포함한다.
제 1 및 제 2 클램핑 실린더(362, 372)는 통상의 로타리 실린더(rotary cylinder)로 이루어지되, 제 1 클램핑 실린더(362)는 도시된 바와 같이 회전 스테이지(350)의 일측면 일단 측에 고정 장착되고, 제 2 클램핑 실린더(372)는 회전 스테이지(350)의 일측면 타단 측에 고정 장착된다.
이때, 제 1 클램핑 실린더(362)의 실린더 로드(364)에는 제 1 핑거 집게실린더(366)가 연결되며, 제 2 클램핑 실린더(372)의 실린더 로드(374)에는 제 2 핑거 집게실린더(376)가 연결된다.
여기서, 제 1 클램핑 실린더(362)는 제 1 핑거 집게실린더(366)에 파지된 코어 반제품(1)이 에어 척에 물릴 수 있도록 제 1 핑거 집게 실린더(366)를 회전시키며, 제 2 클램핑 실린더(373)는 제 2 핑거 집게실린더(376)에 파지된 코어(10)를 에어 척에서 분리될 수 있도록 제 2 핑거 집게 실린더(376)를 회전시킨다.
그리고 제 1 및 제 2 핑거 집게실린더(366, 376)는 통상의 에어 척 실린더로 이루어지는 것으로, 제 1 및 제 2 핑거 집게실린더(366, 376)는 누구나 알 수 있듯이 각각 2개의 핑거(368, 378)가 제공된다.
제 1 핑거 집게실린더(366)의 핑거(368) 및 제 2 핑거 집게실린더(376)의 핑거(378)는 누구나 알 수 있듯이 제 1 및 제 2 핑거 집게실린더(366, 376)의 작동에 의해 개폐되면서 코어 반제품(1) 및 코어(10)의 외경부 외측을 파지한다.
즉, 제 1 핑거 집게실린더(366)는 코어 반제품(1) 파지 시 코어 반제품(1)의 외측관(3) 외경부 보다 넓게 벌어진 2개의 핑거(368)를 외측관(3)의 외경부에 밀착되도록 이동시켜 코어 반제품(1)을 파지하며, 마찬가지로 제 2 핑거 집게실린더(376)는 코어(10) 파지 시 코어(10)의 외측관(3)의 외경부 보다 넓게 벌어진 2개의 핑거(378)를 외측관(3)의 외경부에 밀착되도록 이동시켜 코어(10)를 파지한다.
여기서, 코어 반제품(1) 및 코어(10)을 파지할 수 있도록 핑거(368, 378)를 작동시키는 제 1 및 제 2 핑거 집게실린더(366, 366)의 구성 및 작용은 공지의 기술이므로 이 또한 상세한 설명은 생략한다.
반출수단(400)은 반출 가이드 유닛(420), 리시브 실린더(430), 푸시 실린더(440) 및 반출 컨베이어(410)를 포함한다.
반출 가이드 유닛(420)은 통상의 엘엠(LM)가이드 액츄에이터로 이루어지되, 반출 가이드 유닛(420)은 리시브 실린더(430)를 CNC 선반(L)의 정면 측에서 푸시 실린더(440) 측으로 안내한다.
반출 가이드 유닛(420)는 가이드 본체(422)와, 가이드 본체(422)의 작동에 의해 가이드 본체(422)의 길이 방향을 따라 이동되는 슬라이더(424)를 포함한다.
이때, 반출 가이드 유닛(420)의 가이드 본체(422)는 CNC 선반(L)의 정면에서 반출 컨베이어(410) 측으로 수평하게 연장되며, 반출 가이드 유닛(420)의 슬라이더(424)에는 리시브 실린더(430)가 탑재된다.
여기서, 반출 가이드 유닛(420)의 가이드 본체(422)는 다리 프레임(도시되지 않음) 등에 의해 본 발명이 설치되는 지면에 지지된다. 그리고 반출 가이드 유닛(420)의 슬라이더(424)와 반출 가이드 유닛(420)의 가이드 본체(424)의 연결 관계는 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하며, 반출 가이드 유닛(420)의 슬라이더(424)를 이동시키는 반출 가이드 유닛(420)의 가이드 본체(422)의 구성 및 작용은 공지의 기술이므로 이 또한 상세한 설명은 생략한다.
리시브 실린더(430)는 그립퍼(330)의 제 2 그립부(370)로부터 코어(10)를 넘겨받으며, 푸시 실린더(440)가 코어(10)를 반출 컨베이어(410) 측으로 밀어 낼 수 있게 코어(10)를 안내한다.
리시브 실린더(430)는 반출 가이드 유닛(420)의 슬라이더(424)에 탑재되되, 리시브 실린더(430)는 그립퍼(330)의 제 2 그립부(370)로부터 코어(10)를 넘겨받을 수 있도록 실린더 로드(432)를 신장시키고, 신장된 실린더 로드(432)를 복귀시킬 수 있게 반출 가이드 유닛(420)의 슬라이더(424)에 탑재된다.
그리고 리시브 실린더(430)의 실린더 로드(432) 연장단에는 코어(10)를 넘겨받을 수 있도록 대략 판 형상을 가지는 리시브 새들(434)이 연결된다.
이때, 리시브 새들(434)의 상부면은 안정적으로 코어(10)을 넘겨받을 수 있도록 형성되는데, 이를 위해서 리시브 새들(434)의 상부면은 코어(10)의 외측관(3) 외경부가 형성하는 호(弧)에 대응하도록 오목한 곡률면으로 형성된다.
즉, 제 1 이송유닛(320)에 의해 코어(10)가 CNC 선반(L)의 외부로 인출되면, 그립퍼(330)의 제 2 그립부(370)로부터 코어(10)를 리시브 새들(434)로 넘겨받을 수 있게 리시브 실린더(430)는 리시브 새들(434)이 상승하도록 실린더 로드(432)를 신장시키며, 리시브 새들(434)에 코어(10)가 안치되면 리시브 실린더(430)는 실린더 로드(432)를 복귀시킨다.
그리고 코어(10)가 안치된 상태로 리시브 새들(434)이 복귀되면 반출 가이드 유닛(420)의 가이드 본체(422)는 슬라이더(424)를 작동시켜 코어(10)가 안치된 리시브 실린더(430)를 푸시 실린더(440) 측으로 이동시킨다.
푸시 실린더(440)는 반출 가이드 유닛(420) 및 리시브 실린더(430)에 의해 안내된 코어(10)를 반출 컨베이어(410) 측으로 안내한다.
푸시 실린더(440)는 반출 가이드 유닛(420)의 슬라이더(424) 및 슬라이더(424)를 따라 이동하는 리시브 실린더(430)에 간섭되지 않게 반출 컨베이어(410)와 마주하는 반출 가이드 유닛(420)의 가이드 본체(422)에 장착되되, 푸시 실린더(440)는 코어(10)를 반출 컨베이어(410) 측으로 밀어 안내 할 수 있도록 실린더 로드(442)를 신장시키고, 신장된 실린더 로드(442)를 복귀시킬 수 있게 가이드 본체(422)에 장착된다.
이때, 푸시 실린더(440)의 실린더 로드(442) 연장단에는 코어(10)를 밀어 안내 할 수 있도록 푸시 브라켓(444)이 연결되며, 코어(10)와 접촉하는 푸시 브라켓(444)의 일측면에는 고무패드(도시되지 않음) 등이 부착될 수 있다.
반출 컨베이어(410)는 통상의 벨트 컨베이어(belt conveyor)로 이루어지며, 반출 컨베이어(410)는 푸시 실린더(440)로부터 안내된 코어(10)를 넘겨받아 본 발명 외부로 안내한다.
즉, 푸시 실린더(440)의 실린더 로드(442)가 신장되어 코어(10)를 반출 컨베이어(410)의 컨베이어 벨트(412) 측으로 안내하면, 반출 컨베이어(410)의 컨베이어 벨트(412)로 안내된 코어(10)는 반출 컨베이어(410)의 컨베이어 벨트(412)를 따라 본 발명의 외부로 안내한다.
여기서, 벨트 컨베이어로 이루어진 반출 컨베이어(410)의 구성 및 작용은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 푸시 실린더(440)에 대향하는 반출 컨베이어(410)의 컨베이어 벨트(412) 상부 측에는 본 발명의 외부로 안내되는 코어(10)를 감지하는 코어 감지센서(416)가 배치된다.
코어 감지센서(416)는 반출 컨베이어(410)에 본 발명의 의해 외부로 안내되는 코어(10)가 반출 컨베이어(410)에서 떨어지지 않게 하기 위한 것으로, 코어 감지센서(416)는 코어(10)가 감지되면 이를 컨트롤러(도시되지 않음) 측으로 신호로 출력해 작업자가 인지할 수 있게 하거나, 더 나가 본 발명의 작동을 중지시킬 수 있게 한다.
이러한 코어 감지센서(416)는 다양한 방법으로 반출 컨베이어(410)의 상부 측에 배치될 수 있는데, 일례로 코어 감지센서(416)는 반출 컨베이어(410)의 프레임(414)과 연결되는 서브 프레임(도시되지 않음)에 의해 지지되어 반출 컨베이어(410)의 상부 측에 배치될 수 있다.
하기에는 전술한 바와 같이 형성된 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치의 작동 상태를 간략하게 설명한다.
본 발명에 따른 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치(100)를 이용해 코어 반제품(1)의 내측관(2) 일단 측 및 외측관(3) 외경부에 대한 후가공을 수행하기 위해서는, 우선 후가공을 수행할 코어 반제품(1)을 반입 컨베이어(210)에 올려 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234) 사이로 운반시킨다(도 7 참조).
이때, 코어 반제품(1)들은 버(5)가 제거된 내측관(2)의 일단 측이 CNC 선반(L)의 공구대와 마주할 수 있게 반입 컨베이어(210)의 컨베이어 벨트(212)에 올려진다.
제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234) 사이로 코어 반제품(1)이 운반되면, 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234)는 코어 반제품(1)을 회전시켜 코어 반제품(1)의 보강날개(4)를 정렬시킨다(도 4 참조).
즉, 코어 반제품(1)이 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234) 사이로 운반되면 정렬 감지센서(250)는 코어 반제품(1)의 보강날개(4)들의 정렬상태를 실시간으로 감지해 이를 컨트롤러(도시되지 않음) 측으로 신호로 출력하는데, 이때 보강날개(4)들의 정렬상태가 기 설정된 이미지와 상이하면 컨트롤러(도시되지 않음)는 제 1 또는 제 2 정렬롤러(232, 234)가 회전되도록 정렬모터(240)를 구동시키며, 회전하는 제 1 및 제 2 정렬롤러(232, 234)를 따라 회전하던 코어 반제품(1)의 보강날개(4)가 기 설정된 이미지와 같아지면 컨트롤러(도시되지 않음)는 정렬모터(240)의 구동을 정지시켜 코어 반제품(1)의 보강날개(4)에 대한 정렬을 완료한다.
그리고 코어 반제품(1)의 보강날개(4)가 정렬이 완료되면, 리프팅 실린더(260)의 실린더 로드(262)를 신장시켜 보강날개(4)가 정렬된 코어 반제품(1)을 정렬롤러(230)의 상부 외측으로 상승시킨다(도 8 참조).
전술한 바와 같이 보강날개(4)가 정렬된 코어 반제품(1)이 리프팅 실린더(260)에 의해 상승하면, 트랜스퍼(300)는 보강날개(4)가 정렬된 코어 반제품(1)을 파지할 수 있도록 제 2 이송유닛(340)의 이송 실린더(341)를 작동시켜 이송 실린더(341)의 실린더 로드(342)를 신장시킨다(도 9 참조).
이송 실린더(341)의 실린더 로드(342)가 신장되면, 그립퍼(330)의 제 1 그립부(360)는 코어 반제품(1) 측으로 이동되고, 제 1 핑거 집게실린더(366)의 2개의 핑거(368) 사이로는 코어 반제품(1)이 위치되는데, 이렇게 제 1 핑거 집게실린더(366)의 2개의 핑거(368) 사이로 코어 반제품(1)이 위치되면 제 1 핑거 집게실린더(366)는 2개의 핑거(368)를 코어 반제품(1)의 외측관(3) 외경부에 밀착되도록 이동시켜 코어 반제품(1)을 파지한다(도 9 참조).
그리고 제 1 핑거 집게실린더(366)가 코어 반제품(1)을 파지하면, 트랜스퍼(300)는 제 2 이송유닛(340)의 이송 실린더(341)를 작동시켜 이송 실린더(341)의 실린더 로드(342)를 복귀시키는데, 이에 의해 코어 반제품(1)을 파지한 그립퍼(330)는 CNC 선반(L)의 정면 측으로 이동된다(도 10 참조).
이때, 제 1 핑거 집게실린더(366)가 코어 반제품(1)을 파지하면 리프팅 실린더(260)는 실린더 로드(262)를 복귀시키고, 정렬롤러(230)는 또 다른 코어 반제품(1)을 반입 컨베이어(210)부터 안내 받아 정렬시킨다.
한편, 전술한 바와 같이 코어 반제품(1)을 파지한 그립퍼(330)가 CNC 선반(L)의 정면 측으로 이동되면, 트랜스퍼(300)는 CNC 선반(L)의 에어 척에 물려있던 가공이 완료된 코어(10)를 파지해 에어 척에서 분리시킨 후, 파지하고 있던 코어 반제품(1)을 에어 척에 물리게 한다.
이를 위해서, 트랜스퍼(300)는 제 1 이송유닛(320)을 작동시켜 제 2 그립부(370)의 제 2 핑거 집게실린더(376)가 CNC 선반(L)의 에어 척에 물려있는 코어(10)와 마주하도록 그립퍼(330)를 이동시킨다(도 11 참조).
이때, 코어 반제품(1)을 파지한 제 1 그립부(360)도 제 1 이송유닛(320)의 작동에 의해 CNC 선반(L) 내부로 이동된다.
제 2 그립부(370)의 제 2 핑거 집게실린더(376)가 코어(10)와 마주하면, 제 2 그립부(370)의 제 2 핑거 집게실린더(372)가 에어 척에 물려있는 코어(10)을 파지할 수 있도록 제 2 이송유닛(340)의 이송 실린더(341)는 실린더 로드(342)를 신장시켜 제 2 그립부(370)를 이동시키는데, 이렇게 제 2 그립부(370)가 이동됨에 따라 제 2 핑거 집게실린더(376)의 2개의 핑거(378) 사이로는 코어(10)가 위치되고, 제 2 핑거 집게실린더(376)의 2개의 핑거(378) 사이로 코어(10)가 위치되면 제 2 핑거 집게실린더(376)는 2개의 핑거(378)를 코어(10)의 외측관(3) 외경부에 밀착되도록 이동시켜 코어(10)을 파지한다(도 12 참조).
그리고 제 2 핑거 집게실린더(376)가 코어(10)를 파지하면, 그립퍼(330)는 에어 척에서 코어(10)가 분리되도록 제 2 클램핑 실린더(372)를 작동시켜 제 2 핑거 집게실린더(376)를 회전시키고, 코어(10)가 에어 척에서 분리되면 제 2 이송유닛(340)의 이송 실린더(341)는 실린더 로드(342)를 복귀시켜 코어(10)를 에어 척에서 완전하게 이탈시킨다(도 13 참조).
이렇게 코어(10)가 에어 척에서 완전하게 이탈되면, 그립퍼(330)는 제 1 그립부(360)에 파지된 코어 반제품(1)이 에어 척과 마주하도록 회전 실린더(352)를 작동시켜 회전 스테이지(350)를 180도 회전시킨다(도 14 참조).
전술한 바와 같이 코어 반제품(1)이 파지된 제 1 그립부(360)가 에어 척과 마주하면, 제 2 이송유닛(340)의 이송 실린더(341)는 코어 반제품(1)이 에어 척에 끼워질 수 있도록 실린더 로드(342)를 신장시키는데, 이때 코어 반제품(1)이 에어 척에 끼워지면 그립퍼(330)는 에어 척에 코어 반제품(1)이 물리도록 제 1 클램핑 실린더(362)를 작동시켜 제 1 핑거 집게실린더(366)를 회전시킨다(도 15 참조).
그리고 코어 반제품(1)이 에어 척에 물리면 제 1 핑거 집게실린더(366)는 2개의 핑거(368)를 외측관(3) 외경부 외측으로 벌려 코어 반제품(1)에 대한 파지를 해제하고, 제 1 핑거 집게실린더(366)가 코어 반제품(1)에 대한 파지를 해제하면 제 2 이송유닛(340)의 이송 실린더(341)는 실린더 로드(342)를 복귀시킨다(도 16 참조).
한편, 상기와 같이 코어(10)가 제 2 그립부(370)에 파지되고, 제 1 그립부(360)에 파지된 코어 반제품(1)이 CNC 선반(L)의 에어 척에 물리면, 트랜스퍼(330)는 제 1 이송유닛(320)을 작동시켜 코어(10)를 파지한 그립퍼(330)를 CNC 선반(L) 외부로 이동시킨다(도 17 참조).
그리고 코어(10)를 파지한 그립퍼(330)가 CNC 선반(L) 외부로 이동되면, 반출수단(400)의 리시브 실린더(430)는 실린더 로드(432)를 신장시켜 리시브 새들(434)을 상승시키며, 리시브 새들(434)의 상승이 완료되면 제 2 핑거 집게실린더(376)는 2개의 핑거(378)를 코어(10)의 외측관(3) 외경부 외측으로 벌려 코어(10)에 대한 파지를 해제해 코어(10)를 리시브 새들(434)에 안치시킨다(도 18 참조).
리시브 새들(434)에 코어(10)가 안치되면, 리시브 실린더(430)는 실린더 로드(432)를 복귀시키고, 동시에 반출 가이드 유닛(420)의 가이드 본체(422)는 리시브 새들(434)에 안치된 코어(10)가 푸시 실린더(440) 측으로 이동되도록 슬라이더(424)를 이동시킨다(도 19 참조).
그리고 코어(10)가 푸시 실린더(440)와 마주하면, 푸시 실린더(440)는 실린더 로드(442)를 신장시켜 코어(10)를 반출 컨베이어(410)의 컨베이어 벨트(412) 측으로 밀어 내는데, 이렇게 반출 컨베이어(410)의 컨베이어 벨트(412) 측으로 안내된 코어(10)는 반출 컨베이어(410)의 작동에 따라 본 발명의 외부로 안내된다(도 20 참조).
한편, 본 발명에 따른 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치(100)는 상기와 같은 작동을 반복적으로 수행하며, CNC 선반(L) 내부에는 코어 반제품(1) 가공 시 칩(chip)이 정전기에 의해 가공면에 부착되지는 것을 방지할 수 있도록 불활성가스를 분사하는 통상의 이온화기(도시되지 않음)가 배치될 수 있다.
이와 같이 형성된 본 발명에 따른 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치(100)는 후가공을 수행하기 위해 연속적으로 반입되는 코어 반제품(1)을 CNC 선반(L)의 에어 척에 자동으로 공급하고 가공이 완료된 코어(10)를 CNC 선반(L)에서 자동으로 인출하여 반출시킬 수 있기 때문에 작업성 및 생산성 향상을 기대할 수 있으며, 작업 인력을 현저히 줄일 수 있게 한다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치
200 : 반입수단 210 : 반입 컨베이어
230 : 정렬롤러 240 : 정렬모터
250 : 정렬 감지센서 260 : 리프팅 실린더
270 : 반입 가이드 280 : 스토퍼
300 : 트랜스퍼 320 : 제 1 이송유닛
330 : 그립퍼 340 : 제 2 이송유닛
341 : 이송 실린더 360 : 제 1 그립부
362 : 제 1 클램핑 실린더 366 : 제 1 핑거 집게실린더
370 : 제 2 그립부 372 : 제 2 클램핑 실린더
376 : 제 2 핑거 집게실린더 400 : 반출수단
410 : 반출 컨베이어 420 : 반출 가이드 유닛
430 : 리시브 실린더 440 : 푸시 실린더

Claims (13)

  1. CNC 선반의 정면에 설치되며, 후가공을 수행할 코어 반제품을 상기 CNC 선반의 에어 척에 공급하고 가공이 완료된 코어를 상기 CNC 선반의 상기 에어 척에서 인출하는 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치에 있어서,
    상기 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치는,
    상기 코어 반제품들을 운반하고 운반된 상기 코어 반제품이 용이하게 상기 CNC 선반의 상기 에어 척에 물릴 수 있게 상기 코어 반제품의 보강날개들을 정렬시키는 반입수단;
    상기 보강날개가 정렬된 상기 코어 반제품을 상기 에어 척에 물릴 수 있게 공급하며 가공이 완료된 상기 코어를 상기 에어 척에서 분리시켜 인출하는 트랜스퍼; 및
    상기 트랜스퍼에 의해 인출된 상기 코어를 넘겨받아 외부로 운반하는 반출수단;을 포함하되,
    상기 반입수단은,
    상기 코어 반제품을 운반하는 반입 컨베이어;
    상기 반입 컨베이어에 의해 운반된 상기 코어 반제품을 안내받으며, 상기 코어 반제품을 회전시켜 상기 보강날개들을 정렬시키는 정렬롤러; 및
    상기 보강날개들의 정렬이 완료된 상기 코어 반제품을 상기 트랜스퍼가 용이하게 파지할 수 있도록 상기 코어 반제품을 상기 정렬롤러의 상부 측으로 상승시키는 리프팅 실린더;를 포함하며,
    상기 반입 컨베이어의 상부 측에는 상기 반입 컨베이어에 작동 시 운반되는 상기 코어 반제품들의 유무를 감지하는 코어 반제품 감지센서들이 배치되는 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 정렬롤러는,
    상기 반입 컨베이어의 연장단에 인접하게 배치되는 제 1 정렬롤러; 및
    상기 제 1 정렬롤러와 이격 배치되는 제 2 정렬롤러로 이루어지되,
    상기 제 1 및 제 2 정렬롤러는 각각 상기 반입 컨베이어의 폭 방향을 따라 수평하게 연장되어 상기 반입 컨베이어의 프레임에 회전 가능하게 지지되고,
    상기 제 1 및 제 2 정렬롤러 사이로는 상기 반입 컨베이어에 의해 상기 코어 반제품이 운반되며,
    상기 제 1 및 제 2 정렬롤러 중 어느 하나에는 상기 제 1 및 제 2 정렬롤러사이로 운반되어 안치된 상기 코어 반제품을 회전시킬 수 있게 하는 정렬모터가 연결되고,
    상기 제 1 및 제 2 정렬롤러의 일측에는 상기 코어 반제품의 정렬상태를 실시간으로 감지하는 정렬 감지센서;가 배치되는 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 정렬 감지센서는 컨트롤러와 전기적으로 연결되며,
    상기 컨트롤러는 상기 정렬 감지센서에 의해 감지된 상기 보강날개들의 정렬상태가 기 설정된 이미지와 상이하면 상기 제 1 또는 제 2 정렬롤러가 회전되도록 상기 정렬모터를 구동시키며,
    상기 코어 반제품이 회전하던 중에 상기 정렬 감지센서에 의해 감지된 상기 보강날개가 기 설정된 이미지와 같아지면 상기 컨트롤러는 상기 정렬모터의 구동을 정지시키는 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 리프팅 실린더는 상기 정렬롤러의 하부 측에 배치되도록 상기 반입 컨베이어에 지지되되,
    상기 리프팅 실린더는 실린더 로드를 상기 제 1 및 제 2 정렬롤러 사이를 통해 수직 방향으로 신장시키고, 신장된 상기 실린더 로드를 복귀시킬 수 있게 배치되며,
    상기 리프팅 실린더의 실린더 로드 연장단에는 상기 보강날개가 정렬된 상기 코어 반제품을 들어 올릴 수 있도록 리프팅 새들이 연결되고, 상기 리프팅 새들의 상부면은 안정적으로 상기 코어 반제품을 들어 올릴 수 있도록 상기 코어 반제품의 외측관 외경부가 형성하는 호에 대응하도록 오목한 곡률면으로 형성되는 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 트랜스퍼는,
    상기 보강날개가 정렬된 상기 코어 반제품을 파지하고 파지한 상기 코어 반제품을 상기 에어 척에 물리게 하는 제 1 그립부와, 가공이 완료된 상기 코어를 파지해 상기 에어 척에서 분리시키고 파지한 상기 코어를 상기 반출수단에 넘겨주는 제 2 그립부를 가지는 그립퍼;
    상기 CNC 선반의 정면 측으로 안내된 상기 그립퍼를 상기 CNC 선반 내부 및 외부로 안내하는 제 1 이송유닛; 및
    상기 코어 반제품을 파지하고 상기 에어 척에 물릴 수 있게 상기 그립퍼를 이동시키며 동시에 가공이 완료된 상태로 상기 에어 척에 물려진 상기 코어를 파지할 수 있게 상기 그립퍼를 이동시키는 제 2 이송유닛;을 포함하되,
    상기 제 1 및 제 2 그립부는 상기 반입수단 또는 상기 에어 척과 마주하는 회전 스테이지의 일측면 양단 측에 각각 배치되는 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 1 이송유닛은,
    평면에서 봤을 때 상기 반입 컨베이어를 따라 수평하게 연장되는 가이드 본체; 및
    상기 가이드 본체의 작동에 의해 상기 가이드 본체의 길이 방향을 따라 이동되는 슬라이더;를 포함하며,
    상기 제 2 이송유닛은,
    이송 실린더;를 포함하되
    상기 이송 실린더는 실린더 로드를 상기 반입수단 또는 상기 에어 척 측으로 수평하게 신장시키고 신장된 상기 실린더 로드를 복귀시킬 수 있게 상기 제 1 이송유닛의 상기 슬라이더에 탑재되며,
    상기 이송 실린더의 실린더 로드 연장단에는 상기 제 1 이송유닛의 상기 가이드 본체의 길이 방향을 따라 연장되는 서포트 암이 연결되는 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 회전 스테이지는 상기 반입수단 또는 에어 척과 마주하는 상기 서포트 암의 연장단에 인접한 일측면에 배치되며,
    상기 서포트 암의 일측면에는 회전 실린더가 고정 장착되고, 상기 회전 실린더의 실린더 로드의 연장단은 상기 회전 스테이지의 타측면 중앙부분에 연결되되,
    상기 회전 실린더는 상기 회전 스테이지를 180도 회전시켜 상기 제 1 그립부와 상기 제 2 그립부의 위치를 교대로 바꿀 수 있게 하는 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 1 그립부는,
    상기 회전 스테이지의 일측면 일단 측에 고정 장착되는 제 1 클램핑 실린더; 및
    2개의 핑거를 가지며, 상기 코어 반제품 파지 및 상기 코어 반제품에 대한 파지를 해제하는, 상기 제 1 클램핑 실린더의 실린더 로드에 연결되는 제 1 핑거 집게실린더를 포함하고,
    상기 제 2 그립부는,
    상기 회전 스테이지의 일측면 타단 측에 고정 장착되는 제 2 클램핑 실린더; 및
    2개의 핑거를 가지며, 상기 코어 파지 및 상기 코어에 대한 파지를 해제하는, 상기 제 2 클램핑 실린더의 실린더 로드에 연결되는 제 2 핑거 집게실린더를 포함하되,
    상기 제 1 클램핑 실린더는 상기 제 1 핑거 집게실린더에 파지된 상기 코어 반제품이 상기 에어 척에 물릴 수 있도록 상기 제 1 핑거 집게 실린더를 회전시키며,
    상기 제 2 클램핑 실린더는 상기 제 2 핑거 집게실린더에 파지된 상기 코어를 상기 에어 척에서 분리될 수 있도록 상기 제 2 핑거 집게 실린더를 회전시키는 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 반출수단은,
    반출 컨베이어;
    상기 CNC 선반의 정면에서 상기 반출 컨베이어 측으로 수평하게 연장되는 가이드 본체와, 상기 가이드 본체의 길이방향을 따라 이동되는 슬라이더를 가지는 반출 가이드 유닛;
    상기 반출 가이드 유닛의 상기 슬라이더에 탑재되며, 상기 제 2 그립부로부터 상기 코어를 넘겨받는 리시브 실린더; 및
    상기 반출 가이드 유닛 및 상기 리시브 실린더에 의해 안내된 상기 코어를 상기 반출 컨베이어 측으로 안내하는 푸시 실린더;를 포함하는 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 리시브 실린더는 상기 제 2 그립부로부터 상기 코어를 넘겨받을 수 있도록 실린더 로드를 신장시키고, 신장된 상기 실린더 로드를 복귀시킬 수 있게 상기 반출 가이드 유닛의 상기 슬라이더에 탑재되며,
    상기 리시브 실린더의 상기 실린더 로드 연장단에는 상기 코어를 넘겨받는 리시브 새들이 연결되되,
    상기 리시브 새들의 상부면은 상기 코어의 외측관 외경부가 형성하는 호에 대응하도록 오목한 곡률면으로 형성되는 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 푸시 실린더는 상기 반출 컨베이어와 마주하는 상기 반출 가이드 유닛의 상기 가이드 본체에 장착되되,
    상기 푸시 실린더는 상기 코어를 상기 반출 컨베이어 측으로 안내할 수 있도록 실린더 로드를 신장시키고, 신장된 상기 실린더 로드를 복귀시킬 수 있게 장착되며,
    상기 푸시 실린더에 대향하는 상기 반출 컨베이어의 상부 측에는 외부로 운반되는 상기 코어의 유무를 감지하는 코어 감지센서가 배치되는 CNC 선반용 코어 공작물 자동 공급 및 인출 장치.
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