KR102184901B1 - 금속제품 운반 그리퍼 및 이를 이용한 금속제품 적재 설비 - Google Patents

Abstract

자력을 높여 보다 많은 개수의 금속제품을 한 번에 부착하여 운반할 수 있고, 대량의 금속제품을 보다 안정적으로 운반할 수 있도록, 내부에 수용공간을 형성하고 하부에는 금속제품의 정렬면적에 대응하는 크기로 형성되어 금속제품이 부착되는 자성판을 구비한 본체, 상기 본체 내부에서 상기 자성판에 자력을 인가하기 위한 자력유닛, 상기 자력유닛과 상기 자성판 사이 간격을 조절하여 자성판에 자력을 선택적으로 인가하는 승하강부, 상기 본체 일측에 설치되어 적층되는 금속제품 사이에 삽입될 간격재를 선택적으로 고정하여 운반하기 위한 흡착부, 상기 본체 일측에 설치되어 적층되는 금속제품의 최상층에 적재될 탑보드를 선택적으로 고정하여 운반하기 위한 고정부를 포함하는 금속제품용 그리퍼를 제공한다.

Description

금속제품 운반 그리퍼 및 이를 이용한 금속제품 적재 설비{GRIPPER FOR METAL PRODUCT AND METAL PRODUCT PALLETIZING SYSTEM USING THE SAME}

본 개시내용은 캔 등의 금속제품을 운반하여 적재하기 위한 그리퍼 및 이를 이용한 금속제품 적재 설비에 관한 것이다.

일반적으로, 캔음료나 통조림, 금속 뚜껑을 구비한 병 제품 등의 금속 용기 제품들(이하 금속제품이라 한다)은 공정화된 자동 생산 공장에서 대량으로 생산되어 유통된다.

대량으로 생산되는 금속제품을 효율적으로 포장하여 유통시키기 위해, 다수의 금속제품을 이송, 운반 및 적재하기 위한 장치가 사용되고 있다. 이런 장치들은 금속이 자력에 부착되는 성질을 이용하여, 금속제품에 자력을 가함으로써 복수의 제품을 한 번에 고정하여 운반 및 적재할 수 있도록 되어 있다.

그런데, 종래 기술의 경우 동일한 면적 대비 자력을 높이는 데 한계가 있고, 장치의 크기가 커질수록 자력을 전면에 고르게 인가하지 못하여, 보다 많은 개수의 금속제품을 운반하는 데 어려움이 있었다. 이에, 대량의 금속제품을 한 번에 잡고 이송하는 과정에서 금속제품의 배열이 흐트러지면서 제품의 적재가 제대로 이루어지지 못하였다. 또한, 충격으로 인해 자석이 쉽게 파손되며, 자석이 파손되는 경우 장치 전체를 수리하거나 교체해야 하므로, 생산성이 저하되는 문제가 있다.

최근 들어, 제품의 생산성이 더 가속화되고 있어 보다 대량의 제품을 한 번에 운반 및 적재해야 할 필요가 있다. 이에, 종래 금속제품의 그리퍼와 적재설비를 개선하는 것은 사용자에게 많은 장점을 제공한다.

본 과제는, 자력을 높여 보다 많은 개수의 금속제품을 한 번에 부착하여 운반할 수 있도록 된 금속제품 운반 그리퍼 및 이를 이용한 금속제품 적재 설비를 제공하는 것이다.

본 과제는, 대량의 금속제품을 보다 안정적으로 운반할 수 있고, 파렛트 상에 흐트러짐 없이 안정적으로 정렬하여 적재할 수 있도록 된 금속제품 운반 그리퍼 및 이를 이용한 금속제품 적재 설비를 제공하는 것이다.

본 과제는, 교체나 수리가 요구되는 해당 자석 만을 보다 신속하고 용이하게 교체할 수 있도록 된 금속제품 운반 그리퍼 및 이를 이용한 금속제품 적재 설비를 제공하는 것이다.

본 구현예의 적재 설비는, 이송라인을 따라 이송된 금속제품이 정렬되는 정렬라인, 상기 정렬라인에서 이격 배치되고 정렬라인으로부터 운반된 금속제품이 적재될 파렛트가 위치하는 적재라인, 상기 파렛트를 상기 적재라인으로 연속적으로 제공하기 위한 파렛트 공급라인, 상기 파렛트에 적층되는 금속제품의 층과 층 사이에 삽입되는 간격재를 연속적으로 제공하기 위한 간격재 공급라인, 상기 파렛트에 적층된 금속제품의 최상층에 적재되는 탑보드를 연속적으로 제공하기 위한 탑보드 공급라인, 상기 정렬라인에 정렬되어 있는 금속제품과 간격재 및 탑보드를 고정하기 위한 그리퍼, 암 선단에 상기 그리퍼가 장착되며 그리퍼를 이동시키기 위한 로봇 또는 2축 직교 구동 시스템을 포함할 수 있다.

본 구현예의 그리퍼는, 내부에 수용공간을 형성하고 하부에는 금속제품의 정렬면적에 대응하는 크기로 형성되어 금속제품이 부착되는 자성판을 구비한 본체, 상기 본체 내부에서 상기 자성판에 자력을 인가하기 위한 자력유닛, 상기 자력유닛과 상기 자성판 사이 간격을 조절하여 자성판에 자력을 선택적으로 인가하는 승하강부, 상기 본체 일측에 설치되어 적층되는 금속제품 사이에 삽입될 간격재를 선택적으로 고정하여 운반하기 위한 흡착부, 상기 본체 일측에 설치되어 적층되는 금속제품의 최상층에 적재될 탑보드를 선택적으로 고정하여 운반하기 위한 고정부를 포함할 수 있다.

상기 그리퍼는 본체의 자성판에 부착된 복수의 금속제품 측면을 선택적으로 지지하는 측면지지부를 더 포함할 수 있다.

상기 자력유닛은 자력을 인가하는 영구자석, 상기 복수개의 영구자석이 교대로 극성을 달리하여 일렬로 설치되는 튜브를 포함하여 길게 연장된 마그넷바를 포함하고, 상기 복수개의 마그넷바는 간격을 두고 연속적으로 배치된 구조일 수 있다.

상기 자력유닛은 상기 복수개의 마그넷바 상에 설치되어 마그넷바를 고정하는 고정브라켓을 더 포함할 수 있다.

상기 자력유닛은 상기 영구자석 상단에 설치되는 자성체를 더 포함할 수 있다.

상기 자성체는 마그넷바를 따라 길게 연장되고, 측방향 양단은 상기 영구자석의 측면으로 절곡되어 영구자석의 측면을 감싸는 구조일 수 있다.

상기 자력유닛은 이웃하는 마그넷바 사이에서 같은 위치의 영구자석 간 극성이 서로 다른 구조일 수 있다.

상기 승하강부는, 상기 본체의 상단프레임에 이격 배치되어 회전가능하게 결합되는 두 개의 회동축, 상기 회동축에 설치된 레버 사이에 연결 설치되어 회동축을 회전시키기 위한 구동실린더, 상기 회동축과 상기 자력유닛 사이에 설치되어 상기 회동축 회전시 접혀지거나 펼쳐져 상단프레임에 대해 자력유닛을 상하로 승하강시키는 링크부재를 포함할 수 있다.

상기 승하강부는 상기 두 개의 회동축 사이에 연결되고 각 회동축의 회전량을 일치시켜 상기 자력유닛을 수평으로 승하강시키는 균등부를 더 포함할 수 있다.

상기 균등부는 상기 두 회동축 사이 중심부에서 상기 상단프레임에 회전가능하게 설치되는 중심회전축, 상기 회동축에 설치되는 링크바, 상기 중심회전축에 수평방향으로 연장된 수평바, 상기 수평바의 각 선단과 각 회동축의 링크바 사이에 축결합되어 두 회동축 사이를 연결하는 스테빌라이저바를 포함할 수 있다.

상기 승하강부는 상기 자력유닛에 수직으로 설치되는 가이드바, 상기 상단프레임에 설치되어 상기 가이드바가 슬라이딩가능하게 삽입되는 가이드홀더를 더 포함할 수 있다.

상기 흡착부는 상기 본체 측면에 일단이 회전가능하게 축결합되어 상기 본체 하단의 자성판 밑으로 이동되는 앵글부재, 상기 앵글부재의 선단에 설치되어 간격재를 흡착하는 빨판, 상기 본체 측면에 설치되고 상기 앵글부재에 연결되어 앵글부재를 회동시키기 위한 회동실린더를 포함할 수 있다.

상기 고정부는 상기 본체 측면에지지 브라켓을 매개로 설치되는 수평실린더, 상기 수평실린더의 피스톤로드 선단에 설치되어 상기 탑보드의 선단을 가압 고정하는 클램프를 포함할 수 있다.

상기 클램프는 탑보드 선단과 접하는 전면에 요철형 돌기가 형성되고, 하단은 외측으로 돌출되어 탑보드의 하단을 받쳐 지지하는 턱이 형성된 구조일 수 있다.

상기 측면지지부는 상기 본체 내부에 설치되는 구동모터, 상기 본체 내에 회전가능하게 설치되고 상기 구동모터의 회전축에 연결되고 정역 회전되는 이송스크류바, 상기 이송스크류바에 설치되어 이송스크류바를 따라 이동되는 이송블럭, 상기 이송블럭에 설치되고 상기 본체의 측면을 관통하여 외측으로 연장되는 이송로드, 상기 이송로드에 설치되어 상기 본체 하부로 연장되는 연결브라켓, 상기 연결브라켓에 설치되고 상기 본체 측면을 따라 길게 연장되어 금속제품 외측에 위치하는 측지지판을 포함할 수 있다.

상기 측면지지부는 상기 연결브라켓 하단에 설치되는 지지블럭, 상기 측지지판에 설치되고 상기 지지블럭에 형성된 홀을 관통하여 연장되는 지지바, 상기 지지바에 끼워져 상기 측지지판과 상기 지지블럭 사이에 탄력 설치되는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

상기 본체의 측면을 따라 이웃하는 측지지판의 선단은 서로 엇갈리게 단턱이 형성되어 서로 간섭되지 않고 교차할 수 있는 구조일 수 있다.

이와 같이 본 구현예에 의하면, 자석의 자력을 높임으로써, 보다 적은 자석으로도 보다 많은 금속제품을 한 번에 부착 운반하여 생산성을 극대화할 수 있게 된다.

파손시 자석을 보다 쉽고 신속하게 교체하여, 정비가 용이하고 정비에 소요되는 시간과 노력을 줄일 수 있게 된다.

부착된 금속제품의 측면을 지지해줌으로써, 운반 과정에서 금속제품이 떨어지거나 흐트러져 적재되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이에, 다량의 제품을 다층으로 안정적으로 적재 및 운반할 수 있게 된다.

하나의 설비를 통해, 금속제품의 운반은 물론 간격재와 탑보드를 포함하여 필요한 자재를 운반할 수 있어,

자력유닛을 수평 상태로 안정적으로 승하강시킬 수 있어, 자력유닛의 크기가 증대되더라도 자력을 전면에 균일하게 가하여, 모든 금속제품을 안정적으로 부착하여 운반할 수 있게 된다.

도 1은 본 실시예에 따른 금속제품 적재설비의 배치 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 금속제품용 그리퍼를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 금속제품용 그리퍼를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 금속제품용 그리퍼의 내부 구성을 도시한 평면도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 금속제품용 그리퍼의 자력유닛과 승하강부 구성을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 금속제품용 그리퍼의 승하강부 작용을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 금속제품용 그리퍼의 마그넷바 구성을 도시한 개략적인 도면이다.
도 8은 본 실시예에 따른 금속제품용 그리퍼의 자석 배열 구조를 도시한 개략적인 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며, 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하, 금속제품은 내용물을 수용하는 외부 용기 또는 용기 입구를 막고 있는 뚜껑이 자석에 부착될 수 있는 금속 재질로 형성된 제품을 의미한다.

도 1은 본 실시예에 따른 금속제품 적재설비의 배치 구조를 나타내고 있다.

본 실시예의 적재설비는, 금속제품(C)이 정렬된 정렬라인(100), 정렬라인(100)에 배치된 다수의 금속제품(C)을 부착하여 고정하는 그리퍼(200), 그리퍼(200)를 이동시키기 위한 로봇(140), 로봇(140)의 회전 반경 내에 배치되는 파렛트 공급라인(110), 간격재 공급라인(120), 탑보드 공급라인(130)을 포함할 수 있다.

이에, 본 실시예의 설비를 통해 파렛트(112) 상에 금속제품(C)을 복수개의 층으로 적재하여 후 공정으로 이송할 수 있게 된다.

로봇(140)은 아암 선단에 그리퍼(200)를 장착한다. 로봇(140)은 회전 및 상하로 움직여 그리퍼(200)를 원하는 위치로 이동시킬 수 있다. 로봇(140)의 형태나 구조는 다양하게 변형될 수 있다. 로봇(140)의 구동에 따라 그리퍼(200)는 정렬라인(100)과 파렛트(112) 사이, 간격재 공급라인(120)과 파렛트(112) 사이 및 탑보드 공급라인(130)과 파렛트(112) 사이를 이동하며 필요한 작업을 수행할 수 있다.

정렬라인(100)은 복수개의 금속제품(C)을 일정한 행과 열로 배열한다. 이송라인을 따라 차례로 이송된 금속제품(C)은 이송라인의 출측에 위치한 정렬라인(100) 상에서 종횡으로 정렬되어, 설정된 행과 열에 맞춰 정렬될 수 있다. 예를 들어, 금속제품(C)은 정렬라인(100) 상에서 100개가 10행과 10열로 배열되어 정렬될 수 있다.

파렛트 공급라인(110)은 금속제품(C)이 놓일 파렛트(112)를 연속적으로 공급한다. 파렛트 공급라인(110)은 예를 들어, 파렛트(112)가 이송되는 이송컨베이어 구조일 수 있다. 파렛트(112)는 파렛트 공급라인(110)을 따라 이동되어 파렛트 공급라인(110) 출측의 설정된 위치에 놓여 대기하게 된다.

본 실시예에서, 파렛트 공급라인(110)의 출측에는 금속제품(C) 적재를 위해 파렛트(112)가 대기하며 금속제품(C) 적재가 이루어지는 적재소(114)가 별도로 마련될 수 있다. 적재소(114)는 파렛트 공급라인(110)과 별도로 분리되어 설정된 위치에 배치될 수 있다. 파렛트 공급라인(110) 출측에는 분리되어 있는 적재소(114)로 파렛트(112)를 이동시키기 위한 이동부(116)가 더 구비될 수 있다. 이동부(116)는 예를 들어, 구동모터와 체인 및 체인에 설치되어 파렛트(112)를 밀어주기 위한 밀대를 포함할 수 있다. 이에, 파렛트 공급라인(110) 출측으로 이동된 파렛트(112)는 밀대에 의해 밀려 적재소(114) 상으로 이동할 수 있게 된다. 이동부는 상기한 구조 외에, 신축 구동되는 유압 실린더를 이용하여 파렛트를 이동하는 구조일 수 있다. 적재소(114)는 금속제품(C)이 적재된 파렛트(112)를 이송하기 위한 이송컨베이어와 연결될 수 있다. 이에, 적재소(114)에서 금속제품(C)을 파렛트(112)에 적재한 상태에서 파렛트(112)를 바로 이송컨베이어를 통해 후 공정을 이송할 수 있게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 설비는 로봇(140)을 중심으로 두 개의 정렬라인(100)과 두 개의 적재소(114)가 마련될 수 있다. 각 정렬라인(100)과 적재소(114)는 설비의 버퍼 역할을 수행할 수 있게 된다. 이에, 일측 정렬라인(100)이나 적재소(114)에서 문제가 발생하더라도 다른 정렬라인(100)이나 적재소(114)를 통해 금속제품(C) 적재 및 운반 작업을 연속적으로 수행할 수 있게 된다. 이동부(116)는 파렛트 공급라인(110)에서 공급되는 파렛트(112)를 두 적재소(114)로 선택적으로 이동하게 된다.

간격재(122)는 파렛트(112) 상에 상하방향을 따라 적층된 금속제품(C)과 금속제품(C) 사이에 삽입되는 판 구조물이다. 간격재(122)는 예를 들어, 플라스틱 재질의 두께가 얇은 시트 구조일 수 있다. 간격재 공급라인(120)은 간격재(122)를 연속으로 공급한다. 간격재 공급라인(120)은 예를 들어, 간격재(122)가 이송되는 이송컨베이어 구조일 수 있다. 간격재(122)는 간격재 공급라인(120)을 따라 이동되어 간격재 공급라인(120) 출측의 설정된 위치에서 대기하게 된다.

탑보드(132)는 파렛트(112) 상에 적층된 금속제품(C)의 최상층 위에 적재되어 금속제품(C)의 상단을 덮어 보호하는 판 구조물이다. 탑보드(132)는 예를 들어, 간격재(122)보다 두께가 상대적으로 두껍게 형성되고 강성을 갖는 구조일 수 있다. 탑보드 공급라인(130)은 탑보드(132)를 연속으로 공급한다. 탑보드 공급라인(130)은 예를 들어, 탑보드(132)가 이송되는 이송컨베이어 구조일 수 있다. 탑보드(132)는 탑보드 공급라인(130)을 따라 이동되어 탑보드 공급라인(130) 출측의 설정된 위치에서 대기하게 된다.

이에, 로봇(140)에 의해 그리프가 이동되면서 정렬라인(100)에 배열된 금속제품(C)과 간격재 공급라인(120)을 통해 공급된 간격재(122)를 적재라인에 놓인 파렛트(112) 상으로 운반하여 교대로 적층한다. 또한, 탑보드 공급라인(130)을 통해 공급된 탑보드(132) 역시 그리프에 의해 이동되어 파렛트(112) 상에 적층된 금속제품(C) 최상층에 적재된다.

도 2 내지 도 3은 본 실시예에 따른 금속제품용 그리퍼의 구성을 나타내고 있다.

이하 설명에서, 상하방향 또는 수직 방향은 도 1에서 z 축 방향을 나타낸다. 또한, 도 1의 z축 방향을 따라 위쪽을 상 또는 상부라 하고, z축 방향을 따라 아래쪽은 하 또는 하부라 한다.

본 실시예의 그리퍼(200)는, 금속제품(C)이 부착되는 자성판(212)을 구비한 본체(210), 자력을 인가하는 자력유닛(220), 자력유닛(220)을 상하로 이동하는 승하강부(230), 간격재(122) 운반을 위한 흡착부(250), 탑보드(132) 운반을 위한 고정부(260), 금속제품(C) 지지를 위한 측면지지부(270)를 포함할 수 있다.

본체(210)는 내부에 수용공간을 구비한 사각의 박스 형태의 구조물일 수 있다. 본체(210)의 바닥면이 자성판(212)을 이룬다. 자성판(212)은 정렬라인(100)에 정렬된 금속제품(C)들의 개수와 정렬 형태에 맞춰 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 자성판(212)은 자석의 자력에 의해 자화되는 재질로 이루어질 수 있다. 자성판(212)은 예를 들어 자성체인 철 재질의 강판으로 이루어질 수 있다.

이에, 본체(210)를 정렬라인(100)의 금속제품(C) 상에 위치하여 자성판(212)에 자력을 인가하면 금속제품(C)이 자력에 의해 자성판(212)에 부착된다. 또한, 자성판(212)에서 자력을 제거하게 되면 금속제품(C)들이 자성판(212)에서 분리된다. 이와 같이, 자성판(212)에 자력을 선택적으로 인가함으로써, 정렬되어 있는 복수개의 금속제품(C)을 정렬된 상태 그대로 그리퍼(200)에 고정시켜 한 번에 파렛트(112)로 운반할 수 있게 된다.

본체(210) 내부에는 자성판(212)에 자력을 인가하기 위한 자력유닛(220)과, 자성판(212)과 자력유닛(220) 사이 간격을 조절하여 자성판(212)에 자력을 선택적으로 인가하는 승하강부(230)가 구비된다. 승하강부(230)에 의해 자력유닛(220)이 상하로 이동됨으로써, 자력유닛(220)과 자성판(212) 사이 간격을 조절되어 자성판(212)에 자력을 인가하거나 제거할 수 있게 된다. 자력유닛(220) 및 승하강부(230)의 구체적인 구조에 대해서는 뒤에서 다시 상세하게 설명하도록 한다.

흡착부(250)는 간격재(122)를 흡착하여 그리퍼(200)에 고정한다.

본 실시예의 흡착부(250)는 본체(210)의 마주하는 양 측면에 설치될 수 있다. 흡착부(250)는 일단이 회전가능하게 축결합되어 본체(210) 하단의 자성판(212) 밑으로 이동되는 앵글부재(251), 앵글부재(251)의 선단에 설치되어 간격재(122)를 흡착하는 빨판(252), 본체(210) 측면에 설치되고 앵글부재(251)에 연결되어 앵글부재(251)를 회동시키기 위한 회동실린더(253)를 포함할 수 있다.

앵글부재(251)는 예를 들어 소정 각도로 굽어져 형성될 수 있다. 앵글부재(251)의 일단은 본체(210) 측면에 회동가능하게 축결합된다. 앵글부재(251)의 타측 선단에는 빨판(252)이 설치된다. 이에, 앵글부재(251)가 본체(210)에서 하방향으로 회전되면 앵글부재(251)의 타측 선단이 본체(210) 하부의 자성판(212) 밑으로 이동된다. 따라서, 앵글부재(251) 타측 선단에 설치된 빨판(252)을 자성판(212) 밑으로 이동시킬 수 있게 된다. 또한, 앵글부재(251)가 상방향으로 회전되면 앵글부재(251) 타측 선단에 설치된 빨판(252)이 본체(210) 측면 외측으로 이동되어 자성판(212)과 간섭되지 않는다.

빨판(252)은 간격재(122)에 진공 흡착력을 가하여 간격재(122)를 부착한다. 빨판(252)은 하단이 개방된 흡착컵 형태를 이룬다. 빨판(252)은, 간격재(122)에 밀착되어 내부 진공압에 의해 간격재(122)를 흡착한다. 빨판(252)은 예를 들어, 진공 흡착력을 제공하기 위한 진공펌프 등에 진공호스를 매개로 연결될 수 있다.

회동실린더(253)는 본체(210) 측면에 설치되어 앵글부재(251)와 연결된다. 회동실린더(253)가 신축 구동됨으로써, 앵글부재(251)가 본체(210)와의 회전축을 중심으로 회동되어 빨판(252) 위치를 가변하게 된다.

본 실시예의 경우 앵글부재(251)가 본체(210) 측면에 설치됨으로서, 앵글부재(251)의 크기나 회동 반경을 최소화할 수 있게 된다. 이에, 그리퍼(200)의 전체적인 크기를 보다 컴팩트하게 구성할 있고, 그리퍼(200)를 이동시키는 과정에서 앵글부재(251)나 빨판(252)이 설비와 간섭되는 것을 방지할 수 있게 된다.

흡착부는 상기한 구조 외에, 앵글부재가 본체 상단에 축결합되고, 회동실린더 역시 본체 상단에 설치되어 앵글부재와 결합된 구조일 수 있다. 이러한 구조의 경우 앵글부재를 위로 회전하여 빨판을 그리퍼의 본체 상부로 완전히 들어 올릴 수 있다. 따라서 본체 측면쪽에서 설비와의 간섭을 보다 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

고정부(260)는 탑보드(132)를 클램핑하여 그리퍼(200)에 고정한다.

본 실시예의 고정부(260)는 본체(210)의 마주하는 양 측면에 설치될 수 있다. 고정부(260)는 본체(210)측면에 지지브라켓(261)을 매개로 설치되는 수평실린더(262), 수평실린더(262)의 피스톤로드 선단에 설치되어 상기 탑보드(132)의 선단을 가압 고정하는 클램프(263)를 포함할 수 있다.

클램프(263)는 본체(210) 하단의 자성판(212)에서 아래쪽으로 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 이에, 클램프(263)는 본체(210) 측면이나 자성판(212)과 간섭되지 않고 탑보드(132)를 고정하여 들어올릴 수 있게 된다.

클램프(263)는 탑보드(132) 선단과 접하는 전면에 요철형 돌기(264)가 형성될 수 있다. 또한, 클램프(263)의 하단에는 외측으로 돌출되어 탑보드(132)의 하단을 받쳐 지지하는 턱(265)이 형성될 수 있다. 이에, 클램프(263)가 탑보드(132) 선단에 보다 견고하게 밀착 고정될 수 있다. 따라서, 그리퍼(200)를 이동하는 과정에서 클램프(263) 사이에 물려 있는 탑보드(132)가 탈락되어 떨어지는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

측면지지부(270)는 본체(210)의 자성판(212)에 부착된 복수의 금속제품(C) 측면을 가압하여 지지한다. 측면지지부(270)에 의해 금속제품(C)의 배열 상태가 흐트러지지 않고 정렬된 상태를 유지할 수 있다. 이에, 정렬된 금속제품(C)들을 흐트러짐없이 그리퍼(200)에 부착하여 이동할 수 있고, 파렛트(112) 상에서도 보다 정렬된 상태로 적재될 수 있다.

본 실시예의 측면지지부(270)는 본체(210)의 사면에 각각 설치되어 정렬된 금속제품(C)들을 사면에서 가압 지지하게 된다.

측면지지부(270)는 본체(210) 내부에 설치되는 구동모터(271), 본체(210) 내에 회전가능하게 설치되고 구동모터(271)의 회전축에 연결되어 정역 회전되는 이송스크류바(272), 이송스크류바(272)에 설치되어 이송스크류바(272)를 따라 이동되는 이송블럭(273), 이송블럭(273)에 설치되고 본체(210) 측면을 관통하여 외측으로 연장되는 이송로드(274), 이송로드(274)에 설치되어 본체(210) 하부로 연장되는 연결브라켓(275), 연결브라켓(275)에 설치되고 본체(210) 측면을 따라 길게 연장되어 금속제품(C)의 외측에 위치하는 측지지판(276)을 포함할 수 있다.

구동모터(271)의 회전축과 이송스크류바(272)에는 각각 구동스프로켓과 피동스프로켓이 설치되고, 구동스프로켓과 피동스프로켓 사이에는 벨트(277)가 연결될 수 있다. 구동모터(271)의 회전력은 구동스프로켓과 벨트(277) 및 피동스프로켓을 통해 이송스크류바(272)로 전달되어, 이송스크류바(272)가 일방향으로 회전된다. 이송스크류바(272)의 회전에 따라 이송스크류바(272)에 나사결합되어 있는 이송블럭(273)이 이송스크류바(272)를 따라 이동하게 된다. 이에, 이송블럭(273)에 연결된 이송로드(274)가 수평방향을 따라 움직이게 된다. 이송로드(274)가 움직임에 다라 이송로드(274)에 연결브라켓(275)을 매개로 설치되어 있는 측지지판(276)은 수평방향으로 움직여 금속제품(C) 측면에 가압 밀착된다.

이송스크류바(272)는 본체(210) 내에서 마주하는 양 측면 사이로 연장되어 본체(210) 내측면에 회전가능하게 결합된다. 본 실시예에서는 두 개의 이송스크류바(272)가 본체(210) 내에서 x축 및 y축으로 배치되어 각각 설치될 수 있다. 이에, 본체(210)의 x축을 따라 양 측면에 배치된 측지지판(276)과 y축 방향으로 양 측면에 배치된 측지지판(276)을 같이 이동시킬 수 있게 된다.

각각의 이송스크류바(272)에 구동모터(271)가 설치되어 각 이송스크류바(272)를 개별 회전시킬 수 있다. 각 이송스크류바(272)는 양 선단쪽에 각각 상이한 방향의 나사선이 형성되어 각 이송블럭(273)이 설치된다. 이에, 구동모터(271)의 구동에 따라 이송스크류바(272)가 일방향으로 회전되면 이송스크류바(272)의 양 선단부에 각각 나사 결합되어 있는 이송블럭(273)이 이송스크류바(272)를 따라 서로 반대방향으로 움직이게 된다. 따라서, 이송블럭(273)에 연결되어 있는 측지지판(276)을 본체(210) 쪽으로 같이 이동시키거나 외측으로 같이 이동시킬 수 있게 된다.

두개의 이송스크류바(272)는 본체(210) 내에서 x축과 y축을 따라 직각으로 배치되어 있어 본체(210)의 사면에서 각각 측지지판(276)을 이동시킬 수 있게 된다.

측지지판(276)은 본체(210) 하단의 자성판(212)에서 아래쪽으로 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 이에, 측지지판(276)이 본체(210) 측면이나 자성판(212)과 간섭되지 않고 본체(210) 밑으로 이동되어 금속제품(C)을 가압하여 지지할 수 있게 된다.

측지지판(276)은 길게 연장된 플레이트 구조물일 수 있다. 측지지판(276)은 금속제품(C) 표면에 접하는 부재로 내측면에는 금속제품(C)과의 접촉시 손상을 방지할 수 있도록 부드러운 재질의 패드가 더 설치될 수 있다.

측지지판(276)은 본체(210)의 자성판(212) 길이 이상으로 길게 연장 형성될 수 있다. 이에, 본체(210)의 일 측면에서 측지지판(276)이 배열된 금속제품(C)을 모두 가압 지지할 수 있게 된다. 또한, 측지지판(276)은 선단에 단턱이 형성될 수 있다. 측지지판(276)에 형성되는 단턱은 본체(210)의 측면을 따라 이웃하는 측지지판(276) 선단과 서로 엇갈리게 형성될 수 있다. 따라서, 이웃하는 측지지판(276) 사이에 서로 간섭되지 않고 교차할 수 있게 된다.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 일측 측지지판(276)의 선단에는 아래쪽에 단턱이 형성되고 이웃하는 측지지판(276)의 선단에는 위쪽에 단턱(278)이 형성될 수 있다. 따라서 이웃하는 측지지판(276)이 서로 교차될 때, 측지지판(276)의 선단이 각각 이웃하는 측지지판(276)의 단턱(278) 쪽으로 지나가면서 서로 간섭되지 않는다.

이에, 정렬된 금속제품(C)의 전체 크기가 작아 측지지판(276)들이 본체(210) 밑으로 더 이동되는 경우에도, 이웃하는 측지지판(276) 선단의 단턱(278)이 서로 비켜가면서 측지지판(276) 간에 서로 간섭되지 않는다. 따라서 정렬된 금속제품(C)의 전체 크기에 관계없이 금속제품(C)을 측면에서 가압하여 지지할 수 있게 된다,.

본 실시예에서, 측면지지부(270)는 금속제품(C)에 탄력적으로 가압되며, 가압과정에서 발생되는 충격을 완충하는 구조일 수 있다.

이를 위해, 측면지지부(270)는 연결브라켓(275) 하단에 설치되는 지지블럭(280), 측지지판(276)에 설치되고 지지블럭(280)에 형성된 홀을 관통하여 연장되는 지지바(281), 지지바(281)에 끼워져 상기 측지지판(276)과 상기 지지블럭(280) 사이에 탄력 설치되는 탄성부재(282)를 더 포함할 수 있다.

구동모터(271)의 작동에 따라 연결브라켓(275)이 측지지판(276)을 이동시켜, 금속제품(C)에 측지지판(276)을 밀착한다. 측지지판(276)은 연결브라켓(275)의 지지블럭(280)에 지지바(281)를 매개로 슬라이딩가능하게 지지된 상태로, 측지지판(276)이 금속제품(C)에 밀착되면서 연결브라켓(275)의 지지블럭(280) 쪽으로 측지지판(276)이 밀리게 된다. 이 과정에서 지지바(281)에 끼워져 있는 탄성부재(282)가 연결브라켓(275)의 지지블럭(280)과 측지지판(276) 사이에서 압축된다.

이에, 측지지판(276)이 금속제품(C)에 접촉하면서 발생된 충격은 탄성부재(282)에 의해 흡수되어 완충될 수 있다. 또한, 탄성부재(282)의 압축에 의한 탄성력이 측지지판(276)에 인가되어 측지지판(276)이 금속제품(C)을 가압하여 지지할 수 있게 된다.

따라서, 측지지판(276)이 정렬되어 있는 금속제품(C)을 네 측면에서 가압 지지함으로써, 그리퍼(200)가 금속제품(C)을 부착하여 이송하는 과정에서 금속제품(C)들의 정렬 상태를 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

이하, 도 5 내지 도 8을 참고하여 본 실시예의 자력 유닛과 승하강부의 구성에 대해 설명한다.

먼저 승하강부(230)에 대해 설명한다. 승하강부(230)는 자력유닛(220)과 본체(210) 상단프레임(214) 사이에 연결 설치되어 자력유닛(220)을 상하로 이동시키게 된다. 이에, 본체(210) 하부의 자성판(212)에 자력을 인가하거나 차단할 수 있게 된다.

이를 위해, 본 실시예의 승하강부(230)는 본체(210)의 상단프레임(214)에 이격 배치되어 회전가능하게 결합되는 두 개의 회동축(231), 각 회동축(231)에 설치된 레버(232) 사이에 연결되어 회동축(231)을 회전시키기 위한 구동실린더(233), 회동축(231)과 자력유닛(220) 사이에 설치되어 회동축(231) 회전시 접혀지거나 펼쳐져 상단프레임(214)에 대해 자력유닛(220)을 상하로 승하강시키는 링크부재(234)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서 링크부재(234)는 두 개의 링크절이 축결합된 구조일 수 있다. 일측 링크절은 회동축(231)에 고정설치되고, 타측 링크절은 아래로 연장되어 자력유닛(220)에 축결합될 수 있다. 예를 들어, 링크부재(234)는 자력유닛(220)의 고정브라켓(225) 상단에 설치될 수 있다.

이에, 구동실린더(233)가 신축 구동되면 레버(232)가 당겨지거나 밀려나면서 두 회동축(231)이 회전된다. 회동축(231)이 회전됨에 따라 회동축(231)에 설치된 링크부재(234)가 회전되어 접어지거나 펼쳐지면서 길이가 가변된다. 따라서 링크부재(234) 하단에 연결되어 있는 자력유닛(220)이 상하로 이동하게 된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 회동축(231)은 상단프레임(214)에 고정된 상태이고, 자력유닛(220)은 링크부재(234) 하단에 설치되어 상대적으로 상하 유동 가능하다. 이에, 회동축(231)에 설치된 링크부재(234)가 접히거나 펼쳐져 길이가 가변됨으로써, 링크부재(234) 하단에 설치된 자력유닛(220)이 링크부재(234)의 가변된 길이만큼 상하로 이동하게 된다. 따라서, 자력유닛(220)이 상하로 이동됨으로써, 본체(210) 하단의 자력유닛(220)이 자성판(212)에 근접하면서 자성판(212)에 자력이 인가되거나, 자성판(212)에서 이격되면서 자력이 차단된다.

이와 같이, 구동실린더(233)를 신축 구동시킴으로써, 자력유닛(220)을 상하로 이동시켜 자성판(212)에 선택적으로 자력을 인가할 수 있게 된다.

또한, 승하강부(230)는 자력유닛(220)이 본체(210) 하부의 자성판(212)에 수직방향을 따라 안정적으로 이동될 수 있도록 가이드바(235)와 가이드홀더(236)를 더 포함할 수 있다. 가이드바(235)는 자력유닛(220)의 고정프레임에 수직방향으로 돌출 설치된다. 예를 들어, 가이드바(235)는 자력유닛(220)의 네 모서리 쪽에 각각 설치될 수 있다. 가이드홀더(236)는 가이드바(235)와 대응되는 위치에서 상단프레임(214)에 고정 설치될 수 있다. 가이드바(235)는 가이드홀더(236)에 삽입되어 상하로 슬라이딩된다. 이에 자력유닛(220)은 가이드바(235)가 가이드홀더(236)에 의해 안내되어 수직방향을 따라 정확히 상하로 이동할 수 있게 된다.

본 실시예의 승하강부(230)는, 두 개의 회동축(231) 사이에 연결되고 각 회동축(231)의 회전량을 일치시켜 자력유닛(220)을 수평으로 승하강시키는 균등부를 더 포함할 수 있다.

균등부는 두 개의 회동축(231) 사이를 연결하는 구동실린더(233)의 신축 구동시, 두 회동축(231)이 동일한 각도로 회전될 수 있도록 한다. 균등부에 의해 두 회동축(231)이 동일하게 회전됨으로써, 자력유닛(220)이 어느 한쪽으로 치우쳐져 기울어지지 않고 전체적으로 균일하게 수평 상태로 상하 이동될 수 있다.

본 실시예의 균등부는, 두 회동축(231) 사이 중심부에서 상단프레임(214)에 회전가능하게 설치되는 중심회전축(240), 회동축(231)에 설치되는 링크바(242), 중심회전축(240)에 수평방향으로 연장된 수평바(241), 수평바(241)의 각 선단과 각 회동축(231)의 링크바(242) 사이에 축결합되어 두 회동축(231) 사이를 연결하는 스테빌라이저바(243)를 포함할 수 있다.

중심회전축(240)은 수직방향으로 설치되고 그 하단에 수평바(241)가 수평방향으로 연장 설치된다. 수평바(241)는 중간 지점이 중심회전축(240)에 설치되어 양 선단은 중심회전축에서 반대방향을 향해 동일한 길이로 연장된다.

각 회동축(231) 일측에 링크바(242)가 고정 설치된다. 두 개의 스테빌라이저바(243)는 각각 일측 회동축(231)의 링크바(242)와 수평바(241)의 일측 선단 사이에 설치된다. 즉, 일측 스테빌라이저바(243)는 일측 회동축(231)의 링크바(242)와 수평바(241)의 일측 선단 사이를 연결한다. 나머지 스테빌라이저바(243)는 타측 회동축(231)의 링크바(242)와 수평바(241)의 타측 선단 사이를 연결한다.

스테빌라이저바(243)는 링크바(242)와 수평바(241) 선단에 각각 피봇 결합된다. 이에, 스테빌라이저바(243)는 링크바(242)와 수평바(241)에 대해 자유롭게 스윙될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 두 개의 회동축(231) 사이에서 구동실린더(233)가 신축 구동되면 스테빌라이저바(243)에 의해 두 회동축(231)은 같이 움직이게 된다. 구동실린더(233)의 구동에 의해 어느 한쪽 회동축(231)이 회전되면 일측 스테빌라이저바(243)가 움직인다. 두 개의 스테빌라이저바(243)가 하나의 수평바(241)에 연결되어 있어서, 하나의 스테빌라이저바가 움직이면 중심회전축이 회전되면서 수평바의 연결된 타측 스테빌라이저바를 움직이게 된다. 따라서 두 개의 스테빌라이저바(243)가 동일하게 움직이게 되고, 스테빌라이저바(243)에 링크바(242)로 연결된 두 회동축(231)이 동일한 각도로 회전하게 된다.

이와 같이, 두 회동축(231)이 동일하게 회전됨으로써, 자력유닛(220)은 수평 상태를 유지하면서 전체적으로 균일하게 상하로 이동할 수 있게 된다. 따라서, 자력유닛(220) 전면에 걸쳐 자성판(212)과의 이격 거리가 같게 되어, 자성판(212) 전체에 동시에 동일한 자력을 인가하거나 동시에 자력을 제거할 수 있게 된다.

이에, 배열되어 있는 복수의 금속제품(C) 전체가 자성판(212)에 일시에 같이 부착할 수 있고, 일시에 같이 자성판(212)으로부터 분리할 수 있게 된다. 따라서, 금소제품(C)의 정렬상태가 흐트러지지 않고 보다 안정적으로 운반할 수 있게 된다.

자력유닛(220)은 승하강부(230)에 의해 본체(210) 내부에서 상하로 이동되어 자성판(212)에 자력을 인가한다. 본 실시예의 자력유닛(220)은 자력을 인가하는 복수개의 마그넷바(221)가 평면상에 간격을 두고 연속적으로 배치될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 마그넷바(221)는 길게 연장 형성된 튜브(222), 튜브(222)를 따라 설치되며 자력을 발생하는 복수개의 영구자석(223)을 포함할 수 있다. 영구자석(223)은 튜브(222)를 따라 교대로 극성을 달리하여 일렬로 설치될 수 있다.

자력유닛(220)은 본체(210) 내부에 삽입되어 상하로 이동가능한 크기로 형성될 수 있다. 자력유닛(220)을 구성하는 마그넷바(221)의 길이나 마그넷바(221)의 평면상 배치된 영역의 크기는 본체(210) 내부 크기에 대응될 수 있다. 이에, 마그넷바(221)의 자력이 본체(210) 하부의 자성판(212)에 전체에 고르게 인가될 수 있다.

복수개의 마그넷바(221)는 도 5에서와 같이 고정브라켓(225)을 매개로 간격을 유지하면서 복수개가 고정 설치될 수 있다. 예를 들어, 각각의 마그넷바(221)는 고정브라켓(225)에 볼트를 매개로 착탈가능하게 결합될 수 있다. 이에, 필요시 해당 마그넷바(221) 만을 쉽게 교체할 수 있게 된다. 튜브(222) 내부에 설치되는 영구자석(223)의 개수 또는 각 마그넷바(221)의 간격은 금속제품(C)의 종류 등에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

튜브(222)는 내부에 공간을 갖는 사각의 파이프 형태를 이룰 수 있다. 튜브(222) 내측에 영구자석(223)이 일렬로 배열 설치될 수 있다. 튜브(222)는 영구자석(223)을 고정하며 영구자석(223)을 감싸 보호한다. 튜브(222)는 비자성체인 금속 재질로 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 튜브(222)는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다. 이에, 마그넷바(221)의 무게를 최소화하면서 강성을 확보하여 영구자석(223)을 안정적으로 지지할 수 있게 된다. 튜브(222)의 일측에는 고정브라켓(225)과 볼트로 체결될 수 있도록 홀이 형성되며 그 내측에 볼트 체결을 위한 너트(226)가 설치될 수 있다.

자력유닛(220)은 영구자석(223) 상단에 설치되는 자성체를 더 포함할 수 있다. 자성체는 자성을 갖는 재질이면 모두 적용가능하다. 본 실시예에서, 자성체는 철판(224)으로 이루어질 수 있다. 철판(224)은 마그넷바(221)를 따라 길게 연장된 판 구조물로, 튜브(222) 내부에서 배열되어 있는 영구자석(223) 위에 설치된다.

이에, 영구자석(223)의 자력은 철판(224)에 의해 하방향으로 집중되어 자성판(212)쪽으로 보다 강한 자력을 가할 수 있게 된다. 따라서, 동일한 자력을 갖는 자석을 사용하더라도 자성체에 인가되는 자력을 보다 높일 수 있게 된다.

본 실시예에서, 철판(224)은 마그넷바(221)를 따라 길게 연장되고, 측방향 양단은 상기 영구자석(223)의 측면으로 절곡되어 영구자석(223)의 측면을 감싸는 구조일 수 있다.

철판(224)이 영구자석(223)의 측면을 감싸 차단함에 따라 영구자석(223)의 자력은 하방향으로 더 집중될 수 있다. 이에, 영구자석(223) 측면으로 분산되는 자력이 하부로 집중되어, 동일한 자력의 영구자석을 사용하더라도 종래와 비교하여 자성판에 인가되는 자력을 1.5배 이상 높일 수 있게 된다.

이와 같이, 자석유닛의 자력을 높임으로써, 자석유닛으로부터 본체(210)의 자성판(212)를 통해 보다 강한 자력을 가할 수 있다. 따라서, 본 실시예의 그리퍼(200)에 보다 많은 개수의 금속제품(C)을 한 번에 부착할 수 있게 된다.

튜브(222) 내에 설치되는 각 영구자석(223)은 극성이 달리하여 교대로 배치된다. 즉, 이웃하는 영구자석(223) 간에 S극 과 N극이 교대로 배치된다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 자력유닛(220)은 이웃하는 마그넷바(221) 사이에서 같은 위치의 영구자석(223) 간 극성이 서로 다른 구조일 수 있다. 같은 위치라 함은 마그넷바(221)의 장축 방향(도 5에서 y축 방향)을 따라 동일한 위치를 의미할 수 있다. 예를 들어, 마그넷바(221)의 장축방향을 따라 첫 번째 영구자석(223)이 N극과 S극으로 배열된 경우, 이웃하는 마그넷바(221)는 장축방향을 따라 같은 위치인 첫 번째 영구자석(223)이 S극와 N극으로 배열될 수 있다.

이와 같이, 튜브(222) 내에서 이웃하는 영구자석(223)은 물론 이웃하는 마그넷바(221) 사이에서 같은 위치에 있는 영구자석(223) 간에 서로 다른 극성으로 배치됨으로써, 자력유닛(220) 전체의 자력을 보다 높일 수 있게 된다. 또한, 그리퍼(200)의 자성판(212)에 부착된 금속제품(C)들 사이에 척력이 발생되는 것을 방지하여 금속제품(C)의 정렬 상태가 흐트러지는 것을 방지할 수 있게 된다.

금속제품(C)이 그리퍼(200)에 부착되면 마그넷바(221)에 구비된 영구자석(223)의 극성이 자성판(212)을 통해 금속제품(C)으로 인가된다. 이에, 금속제품(C)들도 자력을 띄게 된다. 그리퍼(200)에 부착되는 금속제품(C)들은 내용물이 없어 비교적 가벼운 상태로, 이웃하는 금속제품(C)간에 척력이 발생되는 경우 서로를 밀어내면서 정렬상태가 흐트러지게 된다.

본 실시예의 경우, 영구자석(223) 및 마그넷바(221) 간에 서로 다른 극성으로 배치되어 있어, 금속제품(C) 역시 이웃하는 금속제품(C) 간에 인력이 발생된다. 이에, 금속제품(C)들이 서로 밀쳐내지 않아 그리퍼(200)에 정렬된 상태를 안정적으로 유지하면 부착될 수 있다.

이하, 본 실시예의 그리퍼에 의한 금속제품 운반 공정에 대해 설명한다.

금속제품(C)은 이송라인을 따라 이송되어 정렬라인(100) 상에 설정된 개수로 행과 열을 맞춰 정렬된다. 파렛트(112)는 파렛트 공급라인(110)을 통해 공급되어 적재소(114)로 이동되어 정위치한다. 그리고, 간격재(122)와 탑보드(132) 또한 간격재 공급라인(120)과 탑보드 공급라인(130)을 통해 공급되어 설정된 위치에 대기한다.

파렛트(112) 상에 금속제품(C)을 적재할 준비가 완료되면, 로봇(140)이 구동되어 아암에 설치된 그리퍼(200)를 정렬라인(100)으로 이동한다. 그리퍼(200)는 정렬라인(100)에 정렬되어 있는 금속제품(C) 상부로 이동된다. 이때 그리퍼(200)에 설치된 빨판(252)은 위쪽으로 들어 올려진 상태로 금속제품(C)과 간섭되지 않는다.

그리퍼(200)가 금속제품(C) 위에 도달하면, 자성판(212)은 금속제품(C) 바로 위쪽에 위치하게 된다. 이 상태에서 측면지지부(270)가 구동되어 측지지판(276)이 정렬된 금속제품(C)을 사면에서 가압 지지하게 된다. 그리고 본체(210) 내부에 구비된 자력유닛(220)이 하강하여 자성판(212)에 자력을 인가하여, 금속제품(C)을 자성판(212)에 부착 고정한다. 자력유닛(220)이 자성판(212)쪽으로 하강함에 따라 자성판(212)에 자력이 인가된다. 자성판(212)은 자력유닛(220)의 영구자석(223)으로부터 전달되는 자기력에 의해 자화된다. 자성판(212)의 자력에 의해 금속제품(C)이 일시에 자성판(212)에 부착된다.

금속제품(C)들은 측지지판(276)에 의해 가압 지지되어 있어, 흐트러지지 않고 정렬된 상태를 그대로 유지하면서 자성판(212)에 부착될 수 있다.

이에, 그리퍼(200)는 정렬되어 있는 복수개의 금속제품(C)을 모두 그리퍼(200) 하단에 일시에 부착하여 고정할 수 있게 된다.

그리퍼(200)에 금속제품(C)이 부착되면 로봇(140)이 구동되어 그리퍼(200)를 적재소(114)에 놓인 파렛트(112) 상으로 이동한다. 그리퍼(200)가 파렛트(112) 위로 이동되면 본체(210) 내부에서 자력유닛(220)이 상부로 이동되면서 자성판(212)과 이격된다. 자력유닛(220)이 자성판(212)에서 이격됨에 따라 자성판(212)의 자력이 제거된다. 이에, 자성판(212)으로부터 금속제품(C)이 분리된다. 자성판(212)에서 분리된 금속제품(C)은 정렬된 상태 그대로 파렛트(112) 위에 적재된다.

여기서, 금속제품(C)은 측지지판(276)에 의해 가압 지지되고 있는 상태로 자성판(212)에서 분리되어 파렛트(112) 위에 적재되는 과정에서 흐트러지거나 흔들리지 않고 정렬된 상태를 유지할 수 있다. 이에, 금속제품(C)은 측지지판(276)에 지지된 상태로 파렛트(112) 위에 안정적으로 적재될 수 있다. 금속제품(C)이 파렛트(112) 상에 놓이면 측지지판(276)은 본체(210) 외측 방향으로 이동되어 금속제품(C)에서 이격된다.

이와 같이, 금속제품(C)이 파렛트(112) 상에 적재되면 로봇(140)이 구동되어 그리퍼(200)를 간격재(122) 공급라인 상으로 이동한다. 그리퍼(200) 이동 과정에서 본체(210)에 설치된 빨판(252)이 회동되어 본체(210)의 하부로 이동될 수 있다. 즉, 본체(210)에 설치된 회동실린더(253)가 신장 구동되면 앵글부재(251)가 본체(210)에서 회동되어 밑으로 내려오게 된다. 이에, 앵글부재(251)에 설치된 빨판(252)이 본체(210)의 하부로 이동하여 위치하게 된다.

빨판(252)이 본체(210) 하부에 위치한 상태에서 그리퍼(200)가 간격재(122) 상으로 이동되어 빨판(252)이 간격재(122) 상에 밀착된다. 이 상태에서 빨판(252)을 통해 진공흡착력을 가함으로써, 간격재(122)가 빨판(252)에 흡착되어 그리퍼(200)에 고정된다.

간격재(122)가 빨판(252)에 부착되면 로봇(140)이 구동되어 그리퍼(200)를 적재소(114)의 파렛트(112) 상부로 이동한다. 그리퍼(200)는 파렛트(112)에 적재되어 있는 금속제품(C) 상부로 이동되고, 빨판(252)의 흡착력이 제거되면서 간격재(122)가 빨판(252)에서 분리된다. 빨판(252)에서 분리된 간격재(122)는 파렛트(112)에 적재된 금속제품(C) 위에 놓이게 된다.

상기한 과정을 반복하여, 금속제품(C)과 간격재(122)를 교대로 적층하여 파렛트(112)에 적재할 수 있게 된다. 이 과정에서, 금속제품(C)은 측지지판(276)에 의해 안정적으로 지지되어 정렬된 상태를 유지함으로써, 다층으로 적층하는 과정에서 금속제품(C)이 흐트러지거나 이탈되는 것을 최소화할 수 있게 된다. 따라서, 하나의 파렛트(112) 상에 금속제품(C)을 보다 높이 적층하여 적재할 수 있게 된다. 이에, 금속제품(C)의 운반 효율을 극대화할 수 있게 된다.

금속제품(C)의 적층이 완료되면 로봇(140)이 구동되어 그리퍼(200)를 탑보다 공급라인 상부로 이동한다. 그리퍼(200)가 탑보드 공급라인(130)의 탑보드(132) 위로 이동되면 클램프(263)가 전진하여 탑보드(132)를 고정한다. 탑보드(132)는 클램프(263) 사이에서 양 선단이 가압되어 그리퍼(200)에 고정된다.

탑보드(132)가 클램프(263)에 고정되면 로봇(140)이 구동되어 그리퍼(200)를 적재소(114)의 파렛트(112) 상부로 이동한다. 그리퍼(200)는 파렛트(112)에 적재되어 있는 금속제품(C) 상부로 이동되고, 클램프(263)가 후진하면서 탑보드(132)가 분리된다. 클램프(263)에서 분리된 탑보드(132)는 파렛트(112)에 적재된 최상층 금속제품(C) 위에 놓이게 된다.

이와 같이, 탑보드(132)를 적층된 금속제품(C)의 최상층에 적재함으로써, 파렛트(112)에 금속제품(C)의 적재가 완료될 수 있다. 금속제품(C)의 적재가 완료되면 파렛트(112)는 적재소(114)와 연결되어 있는 이송컨베이어를 따라 후공정으로 이송될 수 있다.

파렛트(112)가 적재소(114)에서 이송되면 다음 파렛트(112)가 적재소(114)로 이동되고, 상기한 과정을 거쳐 금속제품(C)을 연속적으로 운반할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

100 : 정렬라인 110 : 파렛트 공급라인
120 : 간격재 공급라인 130 : 탑보드 공급라인
140 : 로봇 200 : 그리퍼
210 : 몸체 212 : 자성판
214 : 상단프레임 220 : 자력유닛
221 : 마그넷바 222 : 튜브
223 : 영구자석 224 : 철판
225 : 고정브라켓 230 : 승하강부
231 : 회동축 232 : 레버
233 : 구동실린더 234 : 링크부재
235 : 가이드바 237 : 가이드홀더
240 : 중심회전축 241 : 수평바
242 : 링크바 243 : 스테빌라이저바
250 : 흡착부 251 : 앵글부재
252 : 빨판 253 : 회동실린더
260 : 고정부 262 : 수평실린더
263 : 클램프 270 : 측면지지부
271 : 구동모터 272 : 이송스크류
273 : 이송블럭 274 : 이송로드
276 : 측지지판 277 : 벨트
278 : 단턱 280 : 지지블럭
281 : 지지바 282 : 탄성부재

Claims (12)

1. 이송라인을 따라 이송된 금속제품이 정렬되는 정렬라인, 상기 정렬라인에서 이격 배치되고 정렬라인으로부터 운반된 금속제품이 적재될 파렛트가 위치하는 적재라인, 상기 파렛트를 상기 적재라인으로 연속적으로 제공하기 위한 파렛트 공급라인, 상기 파렛트에 적층되는 금속제품의 층과 층 사이에 삽입되는 간격재를 연속적으로 제공하기 위한 간격재 공급라인, 상기 파렛트에 적층된 금속제품의 최상층에 적재되는 탑보드를 연속적으로 제공하기 위한 탑보드 공급라인, 상기 정렬라인에 정렬되어 있는 금속제품과 간격재 및 탑보드를 고정하기 위한 그리퍼, 및 암 선단에 상기 그리퍼가 장착되며 그리퍼를 이동시키기 위한 로봇을 포함하고,
   상기 그리퍼는, 내부에 수용공간을 형성하고 하부에는 금속제품의 정렬면적에 대응하는 크기로 형성되어 금속제품이 부착되는 자성판을 구비한 본체, 상기 본체 내부에서 상기 자성판에 자력을 인가하기 위한 자력유닛, 상기 자력유닛과 상기 자성판 사이 간격을 조절하여 자성판에 자력을 선택적으로 인가하는 승하강부, 상기 본체 일측에 설치되어 적층되는 금속제품 사이에 삽입될 간격재를 선택적으로 고정하여 운반하기 위한 흡착부, 및 상기 본체 일측에 설치되어 적층되는 금속제품의 최상층에 적재될 탑보드를 선택적으로 고정하여 운반하기 위한 고정부를 포함하고,
   상기 승하강부는, 상기 본체의 상단프레임에 이격배치되어 회전가능하게 결합되는 두 개의 회동축, 상기 회동축에 설치된 레버 사이에 연결 설치되어 회동축을 회전시키기 위한 구동실린더, 상기 회동축과 상기 자력유닛 사이에 설치되어 상기 회동축 회전시 접혀지거나 펼쳐져 상단프레임에 대해 자력유닛을 상하로 승하강시키는 링크부재, 상기 자력유닛에 수직으로 설치되는 가이드바, 및 상기 상단프레임에 설치되어 상기 가이드바가 슬라이딩가능하게 삽입되는 가이드홀더를 포함하는 금속제품 적재 설비.
2. 내부에 수용공간을 형성하고 하부에는 금속제품의 정렬면적에 대응하는 크기로 형성되어 금속제품이 부착되는 자성판을 구비한 본체, 상기 본체 내부에서 상기 자성판에 자력을 인가하기 위한 자력유닛, 상기 자력유닛과 상기 자성판 사이 간격을 조절하여 자성판에 자력을 선택적으로 인가하는 승하강부, 상기 본체 일측에 설치되어 적층되는 금속제품 사이에 삽입될 간격재를 선택적으로 고정하여 운반하기 위한 흡착부, 및 상기 본체 일측에 설치되어 적층되는 금속제품의 최상층에 적재될 탑보드를 선택적으로 고정하여 운반하기 위한 고정부를 포함하고,
   상기 자력유닛은 길게 연장된 복수개의 마그넷바가 단일 평면 내에 간격을 두고 연속적으로 배치되고, 상기 마그넷바는 자력을 인가하는 복수개의 영구자석, 상기 복수개의 영구자석이 교대로 극성을 달리하여 일렬로 설치되는 튜브를 포함하고,
   상기 승하강부는, 상기 본체의 상단프레임에 이격배치되어 회전가능하게 결합되는 두 개의 회동축, 상기 회동축에 설치된 레버 사이에 연결 설치되어 회동축을 회전시키기 위한 구동실린더, 상기 회동축과 상기 자력유닛 사이에 설치되어 상기 회동축 회전시 접혀지거나 펼쳐져 상단프레임에 대해 자력유닛을 상하로 승하강시키는 링크부재, 상기 자력유닛에 수직으로 설치되는 가이드바, 및 상기 상단프레임에 설치되어 상기 가이드바가 슬라이딩가능하게 삽입되는 가이드홀더를 포함하는 금속제품 운반 그리퍼.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 본체의 각 측면에 설치되어 상기 자성판에 부착된 복수의 금속제품 측면을 선택적으로 지지하는 측면지지부를 더 포함하는 금속제품 운반 그리퍼.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 자력유닛은 이웃하는 마그넷바 사이에서 같은 위치의 영구자석 간 극성이 서로 다른 구조의 금속제품 운반 그리퍼.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 자력유닛은 상기 영구자석 상단에 설치되는 자성체를 더 포함하는 금속제품 운반 그리퍼.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 자성체는 마그넷바를 따라 길게 연장되고, 측방향 양단은 상기 영구자석의 측면으로 절곡되어 영구자석의 측면을 감싸는 구조의 금속제품 운반 그리퍼.
7. 삭제
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 승하강부는 상기 두 개의 회동축 사이에 연결되고 각 회동축의 회전량을 일치시켜 상기 자력유닛을 수평으로 승하강시키는 균등부를 더 포함하는 금속제품 운반 그리퍼.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 균등부는 상기 두 회동축 사이 중심부에서 상기 상단프레임에 회전가능하게 설치되는 중심회전축, 상기 회동축에 설치되는 링크바, 상기 중심회전축에 수평방향으로 연장된 수평바, 및 상기 수평바의 각 선단과 각 회동축의 링크바 사이에 축결합되어 두 회동축 사이를 연결하는 스테빌라이저바를 포함하는 금속제품 운반 그리퍼.
10. 제 3 항에 있어서,
    상기 측면지지부는 상기 본체 내부에 설치되는 구동모터, 상기 본체 내에 회전가능하게 설치되고 상기 구동모터의 회전축에 연결되고 정역 회전되는 이송스크류바, 상기 이송스크류바에 설치되어 이송스크류바를 따라 이동되는 이송블럭, 상기 이송블럭에 설치되고 상기 본체의 측면을 관통하여 외측으로 연장되는 이송로드, 상기 이송로드에 설치되어 상기 본체 하부로 연장되는 연결브라켓, 및 상기 연결브라켓에 설치되고 상기 본체 측면을 따라 길게 연장되어 금속제품 외측에 위치하는 측지지판을 포함하는 금속제품 운반 그리퍼.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 측면지지부는 상기 연결브라켓 하단에 설치되는 지지블럭, 상기 측지지판에 설치되고 상기 지지블럭에 형성된 홀을 관통하여 연장되는 지지바, 상기 지지바에 끼워져 상기 측지지판과 상기 지지블럭 사이에 탄력 설치되는 탄성부재를 더 포함하는 금속제품 운반 그리퍼.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 본체의 측면을 따라 이웃하는 측지지판의 선단은 서로 엇갈리게 단턱이 형성되어 서로 간섭되지 않고 교차하는 구조의 금속제품 운반 그리퍼.

Images