KR102299180B1 - 로드셀을 가진 사출 성형기용 취출로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 사출성형기에 설치되어 성형완료된 사출물을 취출 및 운반을 하는 취출로봇에 있어서, 상기 사출물을 척킹하기 위한 척유닛, 매니퓰레이터의 말단부에 마련되어, 로드셀에 인장력을 인가시키기 위한 지지플레이트, 및 상기 지지플레이트와 상기 척유닛 사이에 개재되어, 상기 척유닛에 의해 집힌 상기 사출물의 무게를 측정하기 위한 로드셀을 포함하고, '-'자형의 몸체와, 상기 몸체의 상부에 위치한 'ㄱ'자형의 상부로드와, 상기 몸체의 하부에 위치한 'ㄴ'자형의 하부로드를 포함한 'ㄹ'자 형상의 상기 로드셀은, 상기 지지플레이트와 고정된 상기 상부로드의 중앙부를 제1 고정점으로 하고, 상기 척유닛과 고정된 상기 하부로드의 중앙부를 제2 고정점으로 하여, 상기 제1 및 제2 고정점에 인가되는 인장력이 상기 몸체에 작용됨으로써, 상기 사출물의 무게가 측정되는 것을 특징으로 하는 로드셀을 가진 사출 성형기용 취출로봇을 제공한다.

Description

로드셀을 가진 사출 성형기용 취출로봇 {TAKE OUT ROBOT HAVING LOAD CELL FOR INJECTION MOLDING}

본 발명은 성형 완료된 사출물을 사출성형기의 금형으로부터 취출 및 이송하는 취출로봇에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 매니퓰레이트 말단부에 로드셀을 구비하여 척킹된 사출물의 무게를 측정할 수 있는 사출 성형기용 취출로봇을 제공하고자 한다.

사출 성형(injection molding)은 가소화 상태의 성형재료(플라스틱 수지)를 밀폐된 금형 내로 사출시키고 이를 경화시켜 성형품을 만드는 가공방법으로, 압출성형 등과 함께 수지재 가공품을 만들기 위한 가공방법으로 널리 사용되고 있다.

이와 같은 사출성형공정은 사출성형기, 취출로봇 등을 통해 자동화 시스템으로 구축되는 것이 일반적이며, 그 중 취출로봇은 사출성형기의 금형이 개방되면 성형 완료된 사출물을 인출 및 이송하기 위해 사용되는 자동화 설비로 작업 효율성 및 생산성을 향상시킨다.

도 1은 사출 성형기용 취출로봇의 전체 외관을 나타낸 도면이다.

일반적인 사출성형기용 취출로봇은, 도 1에 도시한 바와 같이, 매니퓰레이터(1)를 수직방향 및 제1 수평방향으로 이동시키는 제1 이송부(22a, 22b)와, 제1 이송부(22a, 22b)를 제2 수평방향으로 이동시키는 제2 이송부(12)와, 제1 및 제2 이송부(12, 22a, 22b)의 구동을 제어하는 제어부(30)를 포함할 수 있다.

제2 이송부(12)는 모터장치의 구동으로 제2 가이드레일(11)을 따라 슬라이드 이동하고, 제2 이송부(12)의 이동에 따라 이에 결합된 제1 가이드레일(21)이 상기 제2 가이드레일(11)의 길이방향인 제2 수평방향으로 이동하게 된다.

제2 이송부(12)와 별개로 제1 이송부(22a, 22b)는 모터장치의 구동으로 제1 가이드레일(21)을 따라 제1 수평방향으로 슬라이드 이동하고, 또 제1 이송부(22a, 22b)는 또 다른 방향으로 회전축을 가진 모터장치를 이용하여 버티컬암(23a, 23b)과 그 말단에 부착된 매니퓰레이터(1)를 수직방향으로 이동시킨다.

여기서, 제1 가이드레일(11)의 길이방향인 제1 수평방향과 제2 가이드레일(21)의 길이방향인 제2 수평방향은 서로 직교하여, 결국 제1 및 제2 이송부(12, 22a, 22b)의 구동에 의해 매니퓰레이터(1)는 x, y, z축 방향으로 이동 가능하게 된다.

매니퓰레이터(1)의 말단부에는 척유닛이 장착되어, 취출로봇은 척유닛을 이용하여 사출물을 척킹(chucking)하여 취출하거나 이송(또는 운반)할 수 있다.

통상 사출성형기가 지속하여 사출 동작을 수행하고, 취출로봇은 사출이 완료된 사출물을 척킹하여 그 주변의 컨베이어 벨트로 이송 / 안착시키는 일련의 동작을 수행할 수 있다.

한편, 사출물은 사출온도, 압력, 시간 등 여러 요인으로 과성형되거나 미성형된 불량품이 발생하게 되며, 이를 판정하기 위해 통상 취출로봇은 취출된 사출물을 컨베이어 벨트 상의 저울 위에 안착시켜 무게를 측정케하여, 무게 측정 결과에 따라 컨베이어 벨트의 이송경로를 달리하여 양품과 불량품들 구분 처리토록 한다.

이렇게 별도의 저울을 이용하여 사출물의 양품 여부를 판정하는 것은, 공정상 과정이 추가되어 전체 공정 시간을 지연시키게하는 요인이 된다. 또한 컨베이어 벨트의 이송경로를 전환시켜야하는 것 역시 운반 속도를 지체시키는 요인이 되기 때문에, 이러한 문제를 해소하기 위해 종래 로봇암의 말단부에 로드셀을 이용하여 사출물을 무게를 측정하여 사출물의 양품 여부를 판단하는 내용을 한국특허등록번호 제10-1573345호 "사출물의 무게감지기능을 구비한 취출로봇", 한국특허등록번호 제10-1478488호 "사출물의 무게감지기능을 구비한 취출로봇", 한국특허등록번호 제10-1592338호 "사출물의 무게감지기능을 구비한 취출로봇" 등에서 개시하고 있다.

그러나 또 다른 방법으로 사출물의 무게를 측정할 수 있는 필요기술이 요구되는 실정이다.

KR 10-1573345 B1 KR 10-1478488 B1 KR 10-1592338 B1

본 발명은, 매니퓰레이트 말단부에 구비된 로드셀을 이용하여, 척유닛에 의해 척킹된 사출물의 무게를 측정함으로써, 별도의 저울없이도 사출물의 양품 여부를 판정할 수 있는 사출 성형기용 취출로봇을 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 사출성형기에 설치되어 성형완료된 사출물을 취출 및 운반을 하는 취출로봇에 있어서, 상기 사출물을 척킹하기 위한 척유닛, 매니퓰레이터의 말단부에 마련되어, 로드셀에 인장력을 인가시키기 위한 지지플레이트, 및 상기 지지플레이트와 상기 척유닛 사이에 개재되어, 상기 척유닛에 의해 척킹된 상기 사출물의 무게를 측정하기 위한 로드셀을 포함하고, '-'자형의 몸체와, 상기 몸체의 상부에 위치한 'ㄱ'자형의 상부로드와, 상기 몸체의 하부에 위치한 'ㄴ'자형의 하부로드를 포함한 'ㄹ'자 형상의 상기 로드셀은, 상기 지지플레이트와 고정된 상기 상부로드의 중앙부를 제1 고정점으로 하고, 상기 척유닛과 고정된 상기 하부로드의 중앙부를 제2 고정점으로 하여, 상기 제1 및 제2 고정점에 인가되는 인장력이 상기 몸체에 작용됨으로써, 상기 사출물의 무게가 측정되는 것을 특징으로 하는 로드셀을 가진 사출 성형기용 취출로봇을 제공한다.

일 실시예에 따라, 상기 몸체는, 가운데 두께 방향으로 관통 형성된 관통공을 갖고, 상기 인장력에 의한 상기 관통공의 변형에 따라 상기 사출물의 무게가 측정될 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 지지플레이트와 상기 척유닛 사이에는 복수 개의 로드셀이 마련되되, '-'자 형의 복수 개의 상기 몸체의 설치 방향과 무관하게, 상기 복수 개의 로드셀에 의해 측정된 인장력 값을 평균하여 상기 사출물의 무게로 결정할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 지지플레이트는, 상기 매니퓰레이터의 말단부에 형성된 판상의 말단플레이트에 고정 결합하되, 상기 말단플레이트와 상기 지지플레이트는 상응하는 형상을 가진 가이드홈과 가이드돌기가 끼워진 상태로 슬라이딩되어 결합될 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 가이드홈의 일측말단부에는 상기 가이드돌기의 이동을 저지하는 블럭과, 상기 블럭의 일 면에 마련된 제1 자석과, 상기 블럭과 대향하는 상기 가이드돌기의 일 면에 마련된 제2 자석을 더 포함하되, 상기 제1 및 제2 자석은 서로 반대 극성에 의해 상호 인력이 작용하여, 상기 가이드홈과 상기 가이드돌기 간의 결합을 유도하거나 이탈을 방지할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 가이드홈의 주변에는 상기 가이드홈의 길이방향을 따라 복수 개가 배치된 구형의 제3 자석과, 상기 가이드돌기의 주변에는 상기 가이드돌기의 길이방향을 따라 복수 개가 배치된 구형의 제4 자석을 더 포함하되, 상기 제1 및 제2 자석은 서로 동일 극성에 의해 상호 척력이 작용하여, 상기 가이드홈에 상기 가이드돌기가 체결시 충격이 발생하지 않도록 하되, 상기 제3 및 제4 자석 간의 인력에 의해 서로 인력이 작용하여, 상기 가이드홈과 상기 가이드돌기 간의 결합을 유도하거나 이탈을 방지할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 로드셀에 의해 측정된 상기 사출물의 무게와 기 설정된 기준무게를 서로 비교하여, 상기 사출물의 양품여부를 판정하거나, 판정결과에 따라 상기 사출물의 양품 또는 불량품의 개수를 카운팅하는 제어부, 및 상기 로드셀에 의해 측정된 상기 사출물의 무게를 표시하거나 상기 사출물의 양품 또는 불량품의 개수를 표시하기 위한 디스플레이장치를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 척유닛에 마련된 온도센서에 의해 측정되어 출력된 온도값을 상기 디스플레이장치에 표시토록 할 수 있다.

본 발명에 따른 사출 성형기용 취출로봇은 매니퓰레이트 말단부에 구비된 로드셀을 이용하여, 척유닛에 의해 척킹된 사출물의 무게를 측정함으로써, 별도의 저울없이도 사출물의 양품 여부를 판정할 수 있다.

도 1은 사출 성형기용 취출로봇의 전체 외관을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 매니퓰레이터의 말단부에 로드셀이 구비된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 매니퓰레이터의 말단부에 로드셀이 설치되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로드셀의 측면을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 인장력의 작용점을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 로드셀에 작용하는 인장력을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 매니퓰레이터의 말단부에 로드셀이 설치되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7의 가이드홈 및 가이드돌기의 각 마주하는 면을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 따른 일 실시예에 따른 가이드홈 및 가이드돌기를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

사출성형기용 취출로봇은 사출성형기나 그 주변에 설치되어 성형완료된 사출물을 취출 및 운반을 하는 로봇으로서, 도 1에 도시한 바와 같이, 매니퓰레이터(1)를 수직방향 및 제1 수평방향으로 이동시키는 제1 이송부(22a, 22b)와, 제1 이송부(22a, 22b)를 제2 수평방향으로 이동시키는 제2 이송부(12)와, 제1 및 제2 이송부(12, 22a, 22b)의 구동을 제어하는 제어부(30)를 포함할 수 있다. 여기서, 사출성형기용 취출로봇은 상기 제1 이송부(12)를 둘 이상 포함할 수 있고, 두 개의 제1 이송부(12)는 상호 연동하여 이동하거나 상호 무관하게 따로 이동할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 사출성형기용 취출로봇은 이에 한하지 않고, 로봇암의 말단부에 부착된 척유닛(122)을 다방향으로 이동시키기 위해 복수의 회전관절로 이루어진 다관절 로봇암일 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 매니퓰레이터의 말단부에 로드셀이 구비된 상태를 나타낸 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 사출 성형기용 취출로봇은, 사출물을 척킹하기 위한 척유닛(122)과, 매니퓰레이터(41)의 말단부에 마련되어, 로드셀(111, 112)에 인장력을 인가시키기 위한 지지플레이트(121)와, 상기 지지플레이트(121)와 상기 척유닛(122) 사이에 개재되어 상기 척유닛(122)에 의해 척킹된 사출물의 무게를 측정하기 위한 로드셀(111, 112)을 포함할 수 있다.

이에 따라 제어부(미도시)는 매니퓰레이트(41)의 말단부에 구비된 로드셀(111, 112)을 이용하여, 척유닛(122)에 의해 척킹된 사출물의 무게를 측정함으로써, 척유닛(122)이 사출물을 척킹하는 동작만으로 별도의 저울없이도 사출물의 양품 여부를 판정할 수 있다.

도 2에 도시한 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가진 장치로 구현될 수 있음은 물론이다.

이하, 각 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다.

척유닛(122)은, 매니퓰레이터(1) 또는 로봇암의 말단부에 부착되어 사출물을 취출하거나 운반하는 등 다용도로 활용하기 위한 툴(tool)로서, 용도에 따라 그에 맞는 구성요소가 부가될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 척유닛(122)은 사출물을 척킹(chucking), 즉 부착 또는 흡착 등으로 집는 기능을 포함하는 것으로, 일 예로 도 4에 도시한 바와 같이 피고정물에 밀착하여 흡착시킴으로써 고정하는 흡착부재(122, 122)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 척유닛(122)은 사출물을 홀딩(holding) 또는 그래핑(graping)할 수 있는 것이면 그 구현형태는 특별히 한정하지 않는다. 따라서, 도 2 등에서는 척유닛(122)을 개략적으로 판의 형상으로 나타내기로 하며, 명세서에서 사용하는 용어 중 척킹(chucking)은 사출물을 집거나 잡는 것을 의미하도록 사용한다.

매니퓰레이터(41)의 말단부(또는 로봇암의 말단부)에는 척유닛(122)이 부착, 고정될 수 있으며, 척유닛(122)이 상하방향이 아닌 전후방향으로 개방되는 금형의 내면을 향하도록 하기 위해 매니퓰레이터(41)의 말단부에는 회전축(r)을 중심으로 회동 가능하도록 회전체(42)가 결합될 수 있다. 여기서, 회전축(r)의 축방향은 특별히 한정하지 않으나, 도 2에 도시한 바와 같이, 매니퓰레이터(41)의 길이방향과 교차하는 일 방향으로 놓이게 마련될 수 있고, 회전축(r)을 중심으로 회전체(42)가 회동함으로써, 회전체(42)의 말단부에 마련된 척유닛(122)은 마주한 금형들이 개방되었을 때 그들 중 어느 하나의 일 면을 향할 수 있다.

매니퓰레이터(41)의 말단부, 또는 회전체(42)의 말단부에는 판상의 말단플레이트(43)가 마련되되, 말단플레이트(43)의 면직방향이 회전축(r)과 교차하도록 마련될 수 있다. 즉, 판상의 말단플레이트(43)는 사출물을 향하도록 마련된 척유닛(122) 및/또는 지지플레이트(121)와 나란하도록 마련되되, 후술하는 바와 같이 매니퓰레이터(41)의 말단부에 마련된 말단플레이트(43)가 지지플레이트(121)와 면접하도록 고정결합되어, 회전체(42)가 회전축(r)을 중심으로 회동함에 따라 척유닛(122)이 상하방향 또는 전후방향을 향하도록 할 수 있다.

지지플레이트(121)는 도 3에 도시한 바와 같이, 매니퓰레이터(41)의 말단부에 고정결합되어, 척유닛(122)과의 사이에 개재된 로드셀(111, 112)에 인장력을 인가시킬 수 있다.

지지플레이트(121)와, 이로부터 소정거리만큼 이격된 척유닛(122) 사이에는 로드셀(111, 112)이 개재될 수 있고, 척유닛(122)에 척킹된 사출물의 무게에 의해 로드셀(111, 112)에는 상측말단부와 하측말단부 각각을 작용점으로 인장력이 인가될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로드셀의 측면을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 인장력의 작용점을 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 로드셀에 작용하는 인장력을 나타낸 도면이다.

도 4 내지 6에 도시한 바와 같이, 로드셀(111, 112)은 전체적으로 'ㄹ'자 형상을 가져, '-'자형의 몸체(1111)와, 몸체(1111)의 상부에 위치한 'ㄱ'자형의 상부로드(1112)와, 몸체(1111)의 하부에 위치한 'ㄴ'자형의 하부로드(1113)를 포함할 수 있다.

상부로드(1112)의 상측면의 중앙부에는 지지플레이트(121)와 체결되는 제1 고정점(f1)이 마련될 수 있고, 하부로드(1113)의 하측면의 중앙부에는 척유닛(122)과 체결되는 제2 고정점(f2)이 마련되어, 제1 및 제2 고정점(f1, f2)을 작용점으로 사출물의 중력에 의한 인장력이 몸체(1111)에 작용될 수 있다.

이때, 'ㄱ'자형 상부로드(1112)의 가로길이와, 'ㄴ'자형 하부로드(1113)의 가로길이와 몸체(1111)의 가로길이는 모두 동일하게 마련되고, 인장력의 작용점인 제1 및 제2 고정점(f1, f2)이 상부로드(1112) 및 하부로드(1113) 각각의 중앙에 마련됨으로써, 제1 및 제2 고정점(f1, f2)을 작용점으로 한 인장력은 몸체(1111)의 중앙에 집중케한다.

따라서, 몸체(1111)는 중앙, 즉 가운데에 두께 방향으로 관통 형성된 관통공(h)을 가질 수 있다. 여기서 관통공(h)의 내경은 특별히 한정하지 않는다.

결국, 제1 및 제2 고정점(f1, f2)을 작용점으로 인장력이 상기 관통공(h) 또는 그 주변에 집중되어, 인장력에 의해 상기 관통공(h)에 변형이 발생하게 되며, 제어부는 그 변형을 근거로 사출물의 무게를 측정할 수 있다. 일 예로, 도 6(a)에 도시한 바와 같이 무부하 상태인 경우 몸체(1111)의 관통공(h)에는 변형이 없으나, 도 6(b)에 도시한 바와 같이 제1 고정점(f1)을 기준으로 연직윗방향으로 그리고 제2 고정점(f2)을 기준으로 연직아랫방향으로 힘이 작용하는 경우 몸체(1111)의 관통공(h)에는 변형이 발생할 수 있다.

외력에 의해 발생하는 관통공(h)의 변형을 감지하기 위한 수단에 대하여, 본 발명은 특별히 한정하지 않으나, 일 실시예에 따라, 관통공(h)의 내측면에 마련된 복수의 스트레인게이지(미도시)에 의해 측정되는 값을 이용할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 로드셀(111, 112)은 지지플레이트(121)와 척유닛(122) 사이에 복수 개가 마련되는 것이 바람직하다.

지지플레이트(121)와 척유닛(122) 사이에 개재된 복수의 로드셀(111, 112)은 지지플레이트(121) 및 척유닛(122)의 중심을 기준으로 하는 가상의 동심원의 원주를 따라, 즉 중심으로부터 동일 거리만큼 이격된 위치에 쌍을 이루어 대향배치될 수 있다. 여기서 상기 가상의 동심원은 하나 또는 그 이상일 수 있다.

다시말해, 복수의 로드셀(111, 112)이 배치될 때, 복수의 로드셀(111, 112) 각각의 제1 및 제2 고정점(f1, f2)이 상기 가상의 동심원 상에 놓이도록 배치되면 족하다.

결국, 제어부는 '-'자형 몸체(1111)가 임의의 방향으로 설치되더라도 설치 방향과 무관하게 복수 개의 로드셀(111, 112)에 의해 측정된 인장력 값을 평균하여 사출물의 무게를 결정하더라도 정확하게 무게를 측정할 수 있다.

물론, 여기서 상기 지지플레이트(121)의 중심, 척유닛(122)의 중심, 그리고 말단플레이트(43)의 중심은 모두 일직선 상에 나란하게 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 매니퓰레이터의 말단부에 로드셀이 설치되는 과정을 나타낸 도면이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 지지플레이트(121)는 말단플레이트(43)에 볼트 따위와 같은 체결수단에 의해 결합될 수 있지만, 로드셀(111, 112)의 교체 편의성 등을 향상시키기 위해 지지플레이트(121)와 말단플레이트(43)는 서로 상응하는 형상을 가진 가이드홈(431)과 가이드돌기(1211)가 끼워진 상태로 슬라이딩되어 결합될 수 있다.

가이드홈(431)과 가이드돌기(1211)는 말단플레이트(43)와 지지플레이트(121)각각에 형성될 수 있지만, 이에 한하지 않고 지지플레이트(121)와 말단플레이트(43) 각각에 형성될 수도 있음은 물론이며, 본 발명의 용이한 설명을 위해 도 7에 도시한 바와 같이, 가이드홈(431)은 말단플레이트(43)의 바닥면에 일 방향으로 길게 형성된 요홈일 수 있고, 가이드돌기(1211)는 가이드홈(431)의 단면형상과 상응하는 단면형상으로 지지플레이트(121)의 상면에 상기 가이드홈(431)과 동일한 방향으로 길게 돌출 형성된 돌기일 수 있다.

이때, 가이드홈(431)에 가이드돌기(1211)가 끼워진 상태로 슬라이딩되어 결합되되, 결합력을 향상시키기 위해, 가이드홈(431)의 양측 내면은 내측으로 테이퍼진 경사면(432, 433)을 가질 수 있고, 이와 상응하여 가이드돌기(1211)의 양측 외면은 내측으로 테이퍼진 경사면(1212, 1213)을 가져, 가이드홈(431)에 가이드돌기(1211)가 끼워졌을 때, 하부에 위치한 지지플레이트(121)가 말단플레이트(43)로부터 이탈되지 않도록 할 수 있다.

다만, 말단플레이트(43) 및 지지플레이트(121)가 회전축(r)을 중심으로 회동할 때, 가이드돌기(1211)가 가이드홈(431)의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동할 수 있기 때문에, 이러한 문제를 해소하기 위해, 가이드홈(431)의 일측말단부에는 가이드돌기(1211)가 길이방향으로 이동하는 것을 저지하는 블럭(4315)이 마련될 수 있다.

이때, 도 8에 도시한 바와 같이, 블럭(4315)의 일 면에는 제1 자석(4314)이 마련되고, 상기 블럭(4315)과 대향하는 가이드돌기(1211)의 일 면에는 제2 자석(1214)이 마련되되, 제1 및 제2 자석(4314, 1214)은 서로 반대 극성을 가져 상호 인력이 작용토록 함으로써, 회전체(42)가 회전축(r)을 중심으로 회동하거나 척유닛(122)이 이동하더라도 가이드홈(431)과 가이드돌기(1211) 간의 결합을 유도하여 상호 이탈되지 않도록 할 수 있다.

한편, 도 9는 본 발명의 또 따른 일 실시예에 따른 가이드요홈 및 가이드돌기를 나타낸 도면이다.

도 9에 도시한 바와 같이, 가이드홈(431)의 주변, 구체적으로 가이드홈(431)의 양측에는 가이드홈(431)의 길이방향을 따라 구형(求刑)의 제3 자석(m21~m26) 복수 개가 배치될 수 있다.

이와 상응하여, 가이드돌기(1211)의 주변, 구체적으로 가이드돌기(1211)의 양측에는 가이드돌기(1211)의 길이방향을 따라 구형(求刑)의 제4 자석(m11~m16) 복수 개가 배치될 수 있다.

구형의 제3 및 제4 자석(m21~m26, m11~m16)은 표면 내측에 자전가능하도록 매립될 수 있으며, 제3 및 제4 자석(m21~m26, m11~m16)은 상호 인접하였을 때, 각각은 상호 간에 반대 극성이 서로 마주하도록 자전할 수 있고, 자력(磁力)으로 자전운동이 정지되었을 때, 제3 자석(m21~m26)을 가진 말단플레이트(43)와 제4 자석(m11~m16)을 가진 지지플레이트(121)는 상호 인력이 작용하여 결착력이 향상될 수 있다.

가이드홈(431) 및/또는 가이드돌기(1211)의 길이방향으로 외력이 작용하였을 때, 가이드돌기(1211)는 가이드홈(431)의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동할 수 있으며, 이동에 따라 제3 및 제4 자석(m21~m26, m11~m16)은 배치 순서에 따라 순차대로 자전하여 상호 결착되기 때문에, 서로 반대 극성을 가진 자석들 간의 결착력으로 외력에 민감한 로드셀(111, 112)에 충격이 전달되지 않도록 할 수 있다.

본 실시예의 경우에도 가이드홈(431)의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동하는 가이드돌기(1211)의 이동을 저지하기 위한 블럭(4315)가 마련될 수 있으나, 이때, 블럭(4315)의 일 면에 마련된 제1 자석(4314)과, 상기 블럭(4315)과 대향하는 가이드돌기(1211)의 일 면에 마련된 제2 자석(1214)은 서로 동일 극성을 가져 상호 척력이 작용하도록 하되, 척력의 크기는 제3 및 제4 자석(m21~m26, m11~m16) 간의 이력보다는 작은 것이 바람직하다.

결국, 제1 및 제2 자석(4314, 1214) 간에 작용하는 척력에 의해, 가이드돌기(1211)가 가이드홈(431)의 길이방향을 따라 이동할 때, 가이드돌기(1211)가 블럭(4315)과 마주하여 발생하는 충격이 로드셀(111, 112)에 전달되지 않도록 할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 제어부(미도시)는 로드셀(111, 112)에 의해 측정된 사출물의 무게를 근거로, 즉 척킹된 사출물에 대해 측정된 무게와 기 설정된 기준무게를 서로 비교하여, 측정 무게가 기준무게를 기준으로 한 소정범위의 허용무게범위를 벗어난 경우에는 해당 사출물이 불량품임을 판정하거나, 이와 반대로 측정 무게가 기준무게를 기준으로 한 허용무게범위 내에 속하는 경우에는 해당 사출물이 양품임을 판정할 수 있다.

사출성형기가 지속하여 사출 동작을 수행하고, 취출로봇은 지속하여 사출이 완료된 사출물을 척킹할 때, 제어부는 양품 및/또는 불량품의 개수를 각각 카운팅(counting)할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치를 나타낸 도면이다.

각종 정보를 화면(210, 220)에 출력하는 디스플레이장치(10a)는 취출로봇에 내장되거나, 외부에 별도의 장치로 구현될 수 있으나, 본 발명은 특별히 한정하지 않는다.

디스플레이장치(10a)는 제어부로부터 수신된 각종 정보를 외부에 표시하기 위한 화면(210, 220)을 가질 수 있고, 디스플레이장치(10a)는 제어부에 의해 판정된 척킹된 사출물에 대하여 측정된 무게, 해당 사출물의 양품 여부, 현재까지 누적 카운팅된 양품 또는 불량품의 개수 등을 표시할 수 있다.

여기서, 미설명도면부호 10은 제2 가이드레일(11)이 안착된 취출로봇의 주행축을 가리키며, 디스플레이장치(210)는 상기 주행축(10)의 말단부에 화면(210)이 표시되도록 마련될 수 있다. 또한 미설명도면부호 10a는 취출로봇과 물리적으로 구분된 별도의 디스플레이장치를 가리키며, 별도의 디스플레이장치(10a)는 일 면, 일 예로 상면에 복수의 자석이 마련되어 취출로봇의 일부에 부착하여 각종 정보를 화면(220)에 표시할 수 있다.

또 다른 일 실시예에 따라, 도면에 도시하지 않았으나, 척유닛(122)에는 주변 또는 척킹되는 사출물에 대한 온도를 측정하기 위한 온도센서가 마련될 수 있다.

제어부는 온도센서로부터 측정된 온도값을 디스플레이장치(10a)에 전달하여 화면(210, 220)에 표시되도록 할 수 있고, 누적적으로 온도값을 지속하여 저장하여 정상온도범위를 기 설정된 소정횟수이상 벗어난 경우에도 알람을 화면(210, 220)에 표시하여, 사출성형기의 사출 동작에 문제가 있음을 외부에 알릴 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 매니퓰레이터 11: 제2 가이드레일
12: 제2 이송부 21: 제1 가이드레일
22a, 22b: 제1 이송부 23a, 23b: 버티컬암
41: 매니퓰레이터 42: 회전체
43: 말단플레이트 431: 가이드홈
4314: 제1 자석 4315: 블럭
111, 112: 로드셀 1111: 몸체
1112: 상부로드 1113: 하부로드
121: 지지플레이트 1211: 가이드돌기
1214: 제2 자석 122: 척유닛
1221, 1222: 흡착부재 r: 회전축
f1: 제1 고정점 f2: 제2 고정점
h: 관통공

Claims (8)

1. 사출성형기에 설치되어 성형완료된 사출물을 취출 및 운반을 하는 취출로봇에 있어서,
   상기 사출물을 척킹하기 위한 척유닛;
   매니퓰레이터의 말단부에 마련되어, 로드셀에 인장력을 인가시키기 위한 지지플레이트; 및
   상기 지지플레이트와 상기 척유닛 사이에 개재되어, 상기 척유닛에 의해 척킹된 상기 사출물의 무게를 측정하기 위한 로드셀;
   을 포함하고,
   '-'자형의 몸체와, 상기 몸체의 상부에 위치한 'ㄱ'자형의 상부로드와, 상기 몸체의 하부에 위치한 'ㄴ'자형의 하부로드를 포함한 'ㄹ'자 형상의 상기 로드셀은, 상기 지지플레이트와 고정된 상기 상부로드의 중앙부를 제1 고정점으로 하고, 상기 척유닛과 고정된 상기 하부로드의 중앙부를 제2 고정점으로 하여, 상기 제1 및 제2 고정점에 인가되는 인장력이 상기 몸체에 작용됨으로써, 상기 사출물의 무게가 측정되는 것을 특징으로 하되,
   상기 지지플레이트와 상기 척유닛 사이에는 복수 개의 로드셀이 마련되되, 상기 복수 개의 로드셀 각각의 상기 제1 및 제2 고정점이 상기 지지플레이트와 상기 척유닛의 중심을 기준으로 하는 가상의 둘 이상의 동심원의 원주를 따라 쌍을 이루어 대향배치됨으로써, '-'자 형의 복수 개의 상기 몸체의 설치 방향과 무관하게, 상기 복수 개의 로드셀에 의해 측정된 인장력 값을 평균하여 상기 사출물의 무게로 결정하는 것을 특징으로 하며,
   상기 지지플레이트는, 상기 매니퓰레이터의 말단부에 형성된 판상의 말단플레이트에 고정 결합하되, 상기 말단플레이트와 상기 지지플레이트는 상응하는 형상을 가진 가이드홈과 가이드돌기가 끼워진 상태로 슬라이딩되어 결합되고,
   상기 가이드홈의 일측말단부에는 상기 가이드돌기의 이동을 저지하는 블럭과, 상기 블럭의 일 면에 마련된 제1 자석과, 상기 블럭과 대향하는 상기 가이드돌기의 일 면에 마련된 제2 자석을 더 포함하며,
   상기 가이드홈의 주변에는 상기 가이드홈의 길이방향을 따라 복수 개가 배치된 구형의 제3 자석과, 상기 가이드돌기의 주변에는 상기 가이드돌기의 길이방향을 따라 복수 개가 배치된 구형의 제4 자석을 더 포함하되,
   상기 제1 및 제2 자석은 서로 동일 극성에 의해 상호 척력이 작용하여, 상기 가이드홈에 상기 가이드돌기가 체결시 충격이 발생하지 않도록 하되, 상기 제3 및 제4 자석 간의 인력에 의해 서로 인력이 작용하여, 상기 가이드홈과 상기 가이드돌기 간의 결합을 유도하거나 이탈을 방지하는 것을 특징으로 하는 로드셀을 가진 사출 성형기용 취출로봇.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸체는, 가운데 두께 방향으로 관통 형성된 관통공을 갖고, 상기 인장력에 의한 상기 관통공의 변형에 따라 상기 사출물의 무게가 측정되는 것을 특징으로 하는 로드셀을 가진 사출 성형기용 취출로봇.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 로드셀에 의해 측정된 상기 사출물의 무게와 기 설정된 기준무게를 서로 비교하여, 상기 사출물의 양품여부를 판정하거나, 판정결과에 따라 상기 사출물의 양품 또는 불량품의 개수를 카운팅하는 제어부; 및
   상기 로드셀에 의해 측정된 상기 사출물의 무게를 표시하거나 상기 사출물의 양품 또는 불량품의 개수를 표시하기 위한 디스플레이장치;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로드셀을 가진 사출 성형기용 취출로봇.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 척유닛에 마련된 온도센서에 의해 측정되어 출력된 온도값을 상기 디스플레이장치에 표시토록 하는 것을 특징으로 하는 로드셀을 가진 사출 성형기용 취출로봇.

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