KR102090098B1 - 지그 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

지그 구동 장치가 개시된다. 지그 구동 장치는 베이스; 상기 베이스의 상부에 놓이며, 상기 베이스의 상면을 따라 직선 이동가능한 이동 플레이트; 상기 이동 플레이트의 상면에 고정 결합되며, Z축을 중심으로 회전가능한 회전 플레이트를 갖는 제1회전 구동부; 상기 회전 플레이트의 상면에 고정 결합하는 지지 프레임; 상기 지지 프레임에 지지되며, 선단에 지그 구동 축이 결합된 지지 블록; 상기 Z축에 수직한 X축을 중심으로 상기 지지 블록을 회전시키는 제2회전 구동부; 및 상기 X축에 수직한 Y축을 중심으로 상기 지그 구동 축을 회전시키는 제3회전 구동부를 포함한다.

Description

지그 구동 장치{Apparatus for moving jig}
본 발명은 지그 구동 장치에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 가공 장치의 공정에 제공되는 대상체를 지지할 수 있는 지그 구동 장치에 관한 것이다.
용접은 용접봉을 용접할 부분에 맞대야 하기 때문에 크기가 큰 피용접물에 경우, 용접을 수행할 장비를 함께 이동시키며 용접을 수행하거나, 용접봉의 접근 가능한 거리에서만 용접을 수행할 수 있었다. 하지만, 운반이 어렵고 크기가 애매한 피용접물, 특히, 금속재의 금형과 같은 피용접물의 둘레를 용접하기 위해서는 작업자가 피용접물의 둘레를 돌며 용접을 수행해야 하기 때문에 용접봉을 잇는 전선 또는 호스 등이 꼬이거나 파손되거나, 작업자가 허리를 숙여 용접을 수행해야 하기 때문에 작업자의 피로도가 증가되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 한국공개특허공보 제10-2012-0074001호(2012.7.5 공개)에는 "회전형 용접 지그"가 개시된다.
그러나 상기 회전용 용접 지그는 하나의 축을 중심으로만 회전가능한 구조이기 때문에, 피용접물이 복잡한 구조를 가질 경우 용접에 적합한 자세를 취하기 어려운 한계가 있다.
본 발명은 대상체의 자세가 다양하게 변경될 수 있도록 대상체를 지지할 수 있는 지그 구동 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 지그 구동 장치는 베이스; 상기 베이스의 상부에 놓이며, 상기 베이스의 상면을 따라 직선 이동가능한 이동 플레이트; 상기 이동 플레이트의 상면에 고정 결합되며, Z축을 중심으로 회전가능한 회전 플레이트를 갖는 제1회전 구동부; 상기 회전 플레이트의 상면에 고정 결합하는 지지 프레임; 상기 지지 프레임에 지지되며, 선단에 지그 구동 축이 결합된 지지 블록; 상기 Z축에 수직한 X축을 중심으로 상기 지지 블록을 회전시키는 제2회전 구동부; 및 상기 X축에 수직한 Y축을 중심으로 상기 지그 구동 축을 회전시키는 제3회전 구동부를 포함한다.
또한, 상기 제1회전 구동부는 상기 회전 플레이트의 하부 영역을 에워싸며, 하단부에 수용홈이 형성된 회전 커버를 포함하고, 상기 지그 구동 장치는, 복수 개의 커버 프레임이 겹쳐 제공되어 상기 베이스의 상부 영역을 덮으며, 상기 이동 플레이트의 이동에 따라 상기 커버 프레임들이 슬라이드 이동하여 서로 중첩되는 베이스 커버를 더 포함하되, 상기 커버 프레임들 중 상기 회전 커버에 가장 인접한 커버 프레임의 일단은 상기 수용홈 내에 수용될 수 있다.
또한, 상기 지그 구동 축에 고정 결합하는 지그 프레임; 상기 지그 프레임의 둘레를 따라 복수 개 제공되는 상기 지그 프레임에 결합하는 핑거부들을 더 포함하되, 상기 핑거부들 각각은, 상기 지지 프레임에 결합하는 실린더; 상기 실린더 내의 유압에 따라 이동하는 실린더 로드; 및 상기 실린더 로드의 일 단에 결합하며, 상기 실린더 로드의 길이방향에 대해 소정 각도로 경사지게 제공되는 핑거를 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지 프레임에 결합하며, 상기 실린더 로드와 나란하게 배치되는 지지 로드; 및 상기 지지 로드의 길이 방향을 따라 소정 간격 이격하여 배치되며, 상기 핑거들에 파지되는 대상체의 유무를 감지하는 복수 개의 센서들을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지 블록의 후단에 결합하는 무게 추를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 지그 구동 장치의 구동으로, 대상체는 일 방향으로 직선이동할 수 있고, X축, Y축 그리고 Z축을 중심으로 회전가능하여 가공 공정에 다양한 자세로 지지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 지그 구동 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 지그 구동 장치를 나타내는 정면도이다.
도 3은 도 1의 이동 플레이트와 베이스 커버를 나타내는 도면이다.
도 4는 지그 유닛의 지지 로드와 센서를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 지그 구동 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 지그 구동 장치를 나타내는 정면도이고, 도 3은 도 1의 이동 플레이트와 베이스 커버를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 지그 구동 장치(10)는 대상체(미도시)를 파지하고, 가공에 필요한 방향 및 자세로 대상체를 구동한다. 지그 구동 장치(10)는 베이스(110), 이동 플레이트(120), 제1회전 구동부(130), 베이스 커버(140), 지지 프레임(150), 지지 블록(160), 제2회전 구동부(170), 제3회전 구동부(미도시), 그리고 지그 유닛(180)을 포함한다.
베이스(110)는 사각 프레임 구조로, 지면 또는 선반에 고정 결합한다. 베이스(110)의 상면에는 한 쌍의 이동 레일(111)이 일 방향으로 제공될 수 있다.
이동 플레이트(120)는 사각 형상의 판으로, 베이스(110)의 상부에 놓인다. 이동 플레이트(120)는 상기 이동 레일(111)을 따라 일 방향으로 직선 이동할 수 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 이동 플레이트(120)의 하부에는 이동 플레이트(120)의 이동을 위해 구동부가 제공될 수 있다. 구동부는 이동 플레이트(120)의 이동 방향으로 배치된 볼 스크류와 상기 볼 스크류를 회전시키는 구동 모터를 포함할 수 있다. 이동 플레이트(120)의 선단과 후단에는 각각 걸림 돌기(121)가 형성될 수 있다.
제1회전 구동부(130)는 이동 플레이트(120)의 상면에 고정 결합한다. 제1회전 구동부(130)는 회전 플레이트(131), 구동부(미도시), 그리고 회전 커버(132)를 포함한다.
회전 플레이트(131)는 소정 반경을 갖는 원판으로, 이동 플레이트(120)의 상면으로부터 소정 높이에 위치한다. 회전 플레이트(131)는 구동부에 의해 지지 및 회전된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 구동부는 회전 플레이트(131)의 하부에 제공되며 회전 플레이트(131)를 지지하는 지지 로드와 상기 지지 로드를 회전시키는 구동 모터를 포함할 수 있다. 회전 플레이트(131)는 Z축을 중심으로 회전 가능하다.
회전 커버(132)는 얇은 두께를 갖는 원통으로, 회전 플레이트(132)의 하부 영역을 에워싸도록 제공된다. 회전 커버(132)는 하단부가 이동 플레이트(120)에 고정 결합한다. 회전 커버(132)의 하단부 양측에는 수용홈(132a)이 형성된다.
베이스 커버(140)는 베이스(110)의 상면에 설치된다. 베이스 커버(140)는 제1회전 구동부(130)의 전방과 후방에 각각 제공된다. 베이스 커버(140)는 복수 개의 커버 프레임(141)이 겹쳐 제공된다. 커버 프레임(141)들 중 회전 커버(132)에 인접한 커버 프레임(141)의 일단은 회전 커버(132)의 수용홈(132a) 내에 위치한다. 이동 플레이트(120)의 이동에 따라, 커버 프레임(141)들은 베이스(110)의 상부 영역을 덮을 수 있다. 구체적으로, 이동 플레이트(120)가 전방으로 이동할 경우, 전방에 위치한 베이스 커버(140)는 회전 커버(132)에 밀려 커버 프레임(141)들이 순차적으로 이동하여 중첩된다. 반면, 후방에 위치한 베이스 커버(140)는 이동 플레이트(120)의 후방에 위치한 걸림 돌기(121)에 커버 프레임(141)의 선단이 걸려 커버 프레임(141)들이 순차적으로 전방으로 이동한다. 이동 플레이트(120)가 후방으로 이동할 경우에는 이와 반대로, 전방에 위치한 커버 프레임(141)들이 순차적으로 후방으로 이동하고, 후방에 위치한 커버 프레임(141)들이 순차적으로 후방으로 이동하여 중첩된다. 상기 구동에 의해, 이동 플레이트(120)의 이동과 연동되어 베이스(110)의 상부 영역은 항상 베이스 커버(140)에 의해 덮인 상태를 유지할 수 있다.
지지 프레임(150)은 회전 플레이트(131)의 상부에 고정 결합되며, 회전 플레이트(131)와 함께 회전한다. 지지 프레임(150)은 두 개의 프레임이 서로 이격하여 배치되어 전방 및 후방, 그리고 상부가 개방된 수용 공간을 형성한다.
지지 블록(160)은 상기 수용 공간에 위치하며, 양 단이 지지 프레임(150)에 지지된다. 지지 블록(160)은 지지 프레임(150)에 대해 상대 회전 가능하도록 결합한다. 지지 블록(160)은 Z축에 수직한 X축을 중심으로 회전 가능하다. 지지 블록(160)의 선단에는 지그 구동 축(161)이 결합된다. 지그 구동 축(161)은 지지 블록(160)에 대해 상대 회전 가능하다. 구체적으로, 지그 구동 축(160)은 X축에 수직한 Y축을 중심으로 회전 가능하다.
제2회전 구동부(170)는 지지 블록(160)의 회전 축과 결합하며, X축을 중심으로 지지 블록(160)을 회전시킨다.
제3회전 구동부는 지지 블록(160) 내부에 위치하며, 지그 구동 축(161)을 Y축을 중심을 회전시킨다.
지그 유닛(180)은 지그 구동 축(161)의 선단에 고정 결합한다. 지그 유닛(180)은 대상체를 파지할 수 있다. 지그 유닛(180)은 지그 프레임(210), 핑거부(220), 지지 로드(230), 그리고 센서(240)를 포함할 수 있다.
도 4는 지그 유닛의 지지 로드와 센서를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 지지 프레임(210)은 소정 형상을 갖는 프레임으로, 지그 구동 축(161)의 선단에 고정 결한다.
핑거부(220)는 지지 프레임(210)의 둘레를 따라 복수 개 제공되며, 지지 프레임(210)과 함께 대상체를 파지한다. 각각의 핑거부(220)는 실린더(221), 실린더 로드(222), 그리고 핑거(223)를 포함한다.
실린더(221)는 지지 프레임(210)의 둘레를 따라 소정 간격으로 배치되며, 지지 프레임(210)과 결합한다. 실린더(221)는 내부에 유압 유체가 제공될 수 있다.
실린더 로드(222)는 일단이 실린더(221) 내에 위치하고, 타단이 실린더(221) 외부에 위치한다. 실린더 로드(222)는 실린더(221) 내부의 유압에 따라 전후 방향으로 이동할 수 있다.
핑거(223)는 실린더 로드(222)의 타 단에 결합하며, 실린더 로드(222)의 길이방향에 대해 소정 각도로 경사지게 제공된다.
상술한 핑거부(220)들은 실린더(221) 내부의 유압에 따라 실린더 로드(222)들과 핑거(223)들이 함께 직선 이동하며, 핑거(223)들이 대상체를 고정한다.
지지 로드(230)는 작은 직경을 갖는 로드 형상으로, 지그 프레임(210)에 고정 결합한다. 지지 로드(230)는 그 길이 방향이 실린더 로드(222)와 나란하게 배치된다.
센서(240)들은 지지 로드(230)의 일 측면에, 지지 로드(230)의 길이 방향을 따라 서로 이격하여 제공될 수 있다. 센서(240)들은 지그 유닛(180)에 대상체의 파지 유무를 감지한다. 센서(240)들은 광학 센서가 사용될 수 있다.
무게 추(190)는 지지 블록(160)의 후방에 결합한다. 무게 추(190)는 소정 무게를 갖는 중량체로, 실시 예에 의하면 지그 유닛(180) 및 대상체의 무게 합에 상응하는 무게를 갖는다. 무게 추(190)는 대상체의 무게에 따라 교체 가능하다. 무게 추(190)는 지지 블록(160)의 X축 방향 회전축에 대해 지그 유닛(180) 및 대상체와 무게 평형을 유지하도록 제공된다.
이하, 상술한 지그 구동 장치의 동작 과정에 대해 설명한다.
상기 실린더(221)의 구동에 따라 실린더 로드(222) 및 핑거(223)가 이동하여 대상체를 파지한다. 대상체가 파지된 상태로, 대상체의 가공 장치(미도시) 측으로 이동 플레이트(120)가 직선 이동한다. 이동 플레이트(120)의 이동에 따라 베이스 커버(140)는 항상 베이스(110)의 상부 영역을 덮는다. 이에 따라 가공 장치가 대상체를 처리하는 과정에서 발생된 부산물이 이동 플레이트(120)의 구동부로 유입되는 것이 차단될 수 있다.
지그 구동 장치(10)는 가공 장치가 대상체를 가공하는 가공 공정 동안 대상체의 위치 및 자세를 다양하게 변경할 수 있다. 구체적으로, 회전 플레이트(131)가 Z축을 중심으로 회전함에 따라 대상체의 위치가 이동될 수 있다. 그리고 제2회전 구동부(170)와 제3회전 구동부의 구동으로, 대상체가 X축과 Y축을 중심으로 회전하여 대상체의 자세가 변경될 수 있다.
상술한 지그 구동 장치(10)를 통해, 가공 장치는 대상체의 각 영역에 대한 가공 공정을 원활히 수행할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10: 지그 구동 장치
110: 베이스
120: 이동 플레이트
130: 제1회전 구동부
140: 베이스 커버
150: 지지 프레임
160: 지지 블록
170: 제2회전 구동부
180: 지그 유닛

Claims (5)

  1. 베이스;
    상기 베이스의 상부에 놓이며, 상기 베이스의 상면을 따라 직선 이동가능한 이동 플레이트;
    상기 이동 플레이트의 상면에 고정 결합되며, Z축을 중심으로 회전가능한 회전 플레이트를 갖는 제1회전 구동부;
    상기 회전 플레이트의 상면에 고정 결합하는 지지 프레임;
    상기 지지 프레임에 지지되며, 선단에 지그 구동 축이 결합된 지지 블록;
    상기 Z축에 수직한 X축을 중심으로 상기 지지 블록을 회전시키는 제2회전 구동부;
    상기 X축에 수직한 Y축을 중심으로 상기 지그 구동 축을 회전시키는 제3회전 구동부;
    상기 지그 구동 축에 고정 결합하는 지그 프레임;
    상기 지그 프레임의 둘레를 따라 복수 개 제공되는 상기 지그 프레임에 결합하는 핑거부들;
    상기 지지 프레임에 결합하며, 실린더 로드와 나란하게 배치되는 지지 로드; 및
    상기 지지 로드의 길이 방향을 따라 소정 간격 이격하여 배치되며, 상기 핑거들에 파지되는 대상체의 유무를 감지하는 복수 개의 센서들을 포함하되,
    상기 핑거부들 각각은,
    상기 지지 프레임에 결합하는 실린더;
    상기 실린더 내의 유압에 따라 이동하는 실린더 로드; 및
    실린더 로드의 일 단에 결합하며, 실린더 로드의 길이방향에 대해 소정 각도로 경사지게 제공되는 핑거를 포함하는 지그 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1회전 구동부는
    상기 회전 플레이트의 하부 영역을 에워싸며, 하단부에 수용홈이 형성된 회전 커버를 포함하고,
    상기 지그 구동 장치는,
    복수 개의 커버 프레임이 겹쳐 제공되어 상기 베이스의 상부 영역을 덮으며, 상기 이동 플레이트의 이동에 따라 상기 커버 프레임들이 슬라이드 이동하여 서로 중첩되는 베이스 커버를 더 포함하되,
    상기 커버 프레임들 중 상기 회전 커버에 가장 인접한 커버 프레임의 일단은 상기 수용홈 내에 수용되는 지그 구동 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 블록의 후단에 결합하는 무게 추를 더 포함하는 지그 구동 장치.
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