KR102303902B1 - 배럴연마장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배럴연마장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이송로봇을 이용하여 두 개의 배럴을 장치의 하부에 투입하고, 공전과 자전을 하는 고정수단 내부에 배럴을 장착한 상태에서 회전시켜 배럴 내부의 가공대상물의 연마작업을 할 수 있도록 하는 배럴연마장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 장비의 크기를 줄이면서도 작업량을 증대시킬 수 있어서 연마장치의 효율을 극대화할 수 있으며, 배럴의 투입과 배출을 로봇에 의해 자동으로 수행되도록 함으로써 인건비 절약과 안전사고 예방에 도움이 되며, 장치의 제작비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

배럴연마장치{BARREL-POLISHING APPARATUS}

본 발명은 배럴연마장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이송로봇을 이용하여 두 개의 배럴을 장치의 하부에 투입하고, 공전과 자전을 하는 고정수단 내부에 배럴을 장착한 상태에서 회전시켜 배럴 내부의 가공대상물의 연마작업을 할 수 있도록 하는 배럴연마장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제조과정 중 제품에 생긴 거스러미나 스케일(Scale), 버(burr)의 제거, 제품의 광택처리 등을 연마석(Media)을 이용하여 구현하는 연마기의 경우, 통 구조를 가지도록 구성되어 그 안에 위의 연마석과 연마를 요하는 피가공물이 투입되는 배럴(Barrel)이 구비된다.

배럴은 동력원으로부터 힘을 전달받아 일정한 운동을 하고, 이 과정에서 배럴에 투입된 피가공물은 연마석과 서로 섞이거나 충돌하거나 하면서 발생되는 마찰에 의하여 표면이 깨끗하고 미려하도록 가공된다.

이러한 원심 배럴 연마장치로서 대표적으로는 공전축을 중심으로 수직방향으로 회전하는 터릿(turret)에 복수의 배럴을 자전가능하게 부착하여 가공물을 연마하는 원심 배럴 연마장치가 개시되어 있다.

도 1은 종래기술에 따른 원심 배럴 연마장치의 구조를 나타내는 정면도와 우측면 투시도이며, 도 2는 도 1의 원심 배럴 연마장치에 있어서의 배럴조의 자전 및 공전기구를 나타내는 정면도와 좌측면 투시도이다.

도 1과 2에 나타낸 바와 같이, 종래기술의 원심 배럴 연마장치(1)는, 정면(도면 앞쪽 방향)에 슬라이드도어(30)를 구비한 하우징(10)의 내부에, 복수 개의 배럴조, 본 실시 형태에서는, 4개의 배럴조(11a∼11d)를, 배럴조 케이스(12a∼12d)에 각각 고정하고, 수직방향으로 자·공전가능하게 배치한 것이다.

한편, 배럴조 및 배럴조 케이스의 수는, 4개가 아니라, 임의의 수로 할 수 있다.

배럴조(11a∼11d)는, 피연마물(가공물)과 연마 미디어나 콤파운드 등을 장입가능한 통(筒)형상으로 형성되어 있다.

배럴조 케이스(12a∼12d)는, 수평으로 고정된 공전축(13)을 회전 중심으로 하는 한 쌍의 터릿(공전 원반(圓盤))(14)의 사이에 동심원 상에 등간격으로 배치되어 있고, 공전축(13)에 평행한 자전축(15a∼15d)에 의해 자전 가능하게 지지되어 있으며, 터릿(14)에 대해서는 상대회전이 가능하게 구성되어 있다.

원심 배럴 연마장치(1)는, 터릿(14)을 회전 구동하는 구동 기구로서, 연마기용 모터(20)와 브레이크를 구비한 저속모터(21)를 구비하고 있다.

여기서, 저속모터(21)는, 배럴조(11a∼11d)의 탈부착시에 이용하는 모터이며, 터릿(14)의 주속(周速)을 작업자가 안전한 속도 이하, 예컨대, 533mm/ｓ 이하의 저속으로 구동가능하며, 배럴조(11a∼11d)의 탈부착에 의해 중량 밸런스가 무너져 있을 때라도 터릿(14)을 회전시킬 수 있는 큰 토크를 발생가능한 모터를 채용한다.

연마기용 모터(20)와 저속모터(21)는 클러치(22)에 의해 구동의 전환이 가능하도록 구성되어 있다. 스프로킷(22a)은 체인(22b)에 의해 저속모터와 접속되어 있다. 클러치(22)와 스프로킷(22a)이 떨어진 상태에서는 스프로킷(22a)과 모터의 회전축(23a)은 접속되어 있지 않으며, 상기 회전축(23a)의 구동은 연마기용 모터(20)로부터의 출력에 따른다. 클러치(22)를 스프로킷(22a)에 눌러붙임으로써 상기 회전축(23a)과 저속모터(21)는 접속되어, 상기 회전축(23a)의 구동은, 연마기용 모터(20)에 의한 구동으로부터 저속모터(21)에 의한 구동으로 전환가능하다.

모터의 회전축(23a)에는 모터 풀리(pulley, 23)가 고정되어 있으며, 이 모터 풀리([0031] 23)와 터릿(14)의 외주부에 공전용 벨트(24)를 걸쳐 놓음으로써, 터릿(14)이 공전축(13)을 중심으로 회전가능하게 구성되어 있다.

도 2의 (A)에 나타낸 바와 같이, 공전축(13)에는, 양 터릿(14)으로부터 떨어지는 방향(터릿(14)의 외측)으로, 작은 지름의 공전 풀리(25a, 25b)가 고정되어 있다. 또한, 자전축(15a∼15d)에는 공전 풀리(25a, 25b)와 동일한 지름의 자전 풀리(26a∼26d)가 자전축(15a∼15d)에 각각 고정되어 있다.

터릿(14)의 회전 방향으로 인접하는 자전 풀리(26a, 26b) 및 공전 풀리(25a)는, 터릿(14)의 구동측(도면 중 좌측)에 설치되고, 자전 풀리(26c, 26d) 및 공전 풀리(25b)는, 대향하는 터릿(14)(도면 중 우측)의 외측에 설치되어 있다. 즉, 인접하는 2개의 배럴조의 자전 풀리와 1개의 공전 풀리가 그룹을 형성하며, 각각 대향하는 터릿(14)의 외측에 배치되어 있다.

도 2의 (B)에 나타낸 바와 같이, 공전 풀리(25a, 25b)와 자전 풀리(26a∼26d)의 사이에는 자전용 벨트(27a, 27b)가 내주면이 접촉하도록 걸쳐져 있으며, 이완방지 풀리(28)를 자전용 벨트(27a)의 외주면으로부터 접촉시켜, 벨트의 유격(looseness)을 저감시키고 있다. 마찬가지로, 우측의 공전 풀리(25b)와 자전 풀리(26c, 26d)에는 자전용 벨트(27b)가 걸쳐져 있다.

터릿(14)의 회전에 의해 자전축(15a∼15d)이 공전축(13)의 주위로 선회(旋回)하면, 자전용 벨트(27a, 27b)에 의해 공전축(13)의 회전이 자전축(15a∼15d)에 전달되어 자전축(15a∼15d)이 자전한다. 여기서, 공전 풀리(25a, 25b)와 자전 풀리(26a∼26d)는 동일한 지름이므로, 자전축(15a∼15d)은, 공전축(13), 즉 터릿(14)과 같은 회전수로 연동(連動)하여 공전 방향과 반대 방향으로 자전하게 된다. 이것에 의해, 배럴조(11a∼11d)의 자세를 유지한 채, 공전축(13)을 중심으로 회동(回動)시킬 수 있다.

그러나 이러한 종래기술의 연마장치에서는 배럴이 장착되는 공간을 전체적으로 회전시키는 수단과, 각각의 배럴을 회전시키는 수단이 하나의 모터로 구동되어 속도의 제어가 어려운 문제가 있었다.

또한 배럴을 투입하거나 배출하는 과정을 작업자가 손으로 하기 때문에 시간이 오래 걸리고 안전상에도 문제가 발생하였다.

KR 10-0856008 B1 KR 10-2013-0061025 A KR 20-1984-0003031 Y1

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 연마작업을 위해 배럴을 회전시킬 때, 원심력에 의해 회전축이 변형되는 것을 막기 위해 배럴의 공전축과 자전축이 풀리에 의해 기어결합되면서 회전력이 전달되도록 하는 배럴연마장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 외부에서 배럴을 이송하는 이송로봇을 사용할 수 있도록 배럴의 출입구와 투입방향을 정면 및 하부에 형성하고, 배럴을 상하로 이동시키는 실린더를 구비하여 작업자의 동작을 최소화할 수 있도록 하는 배럴연마장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 원터치 방식으로 배럴을 연마장치 내부에 고정시킬 수 있도록 하고, 두 개의 배럴을 동시에 투입하여 회전시키면서 가공작업을 할 수 있도록 하여 작업량을 증가시킬 수 있도록 하는 배럴연마장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 배럴의 구조를 단순하게 하고, 배럴을 고정시키는 락킹장치에 전력의 공급이 끊어져도 락킹 상태를 계속 유지할 수 있도록 함으로써 피가공품의 유출을 방지할 수 있도록 하는 배럴연마장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 공전과 자전을 하는 고정수단의 내부에 배럴(200)을 장착한 상태에서 회전시켜 상기 배럴(200) 내부에 수용된 가공대상물의 연마작업을 진행하는 배럴연마장치로서, 프레임(102)의 정면 하부에 형성된 투입구와 연결되도록 왕복 이동하며, 상기 배럴(200)을 투입 또는 배출하기 위해 이송하는 이송로봇(106)과; 상기 배럴(200)의 위치를 상기 프레임(102)의 내부에서 전후 또는 좌우 방향으로 이동시켜 구동수단의 내부로 투입되거나 외부로 배출되도록 하는 배럴이송부(108)와; 회전력을 각각 발생시키는 제1모터(110) 및 제2모터(112)와; 상기 제1모터(110)에 연결된 제1벨트(114)에 의해 회전력을 전달받아 회전하는 제1풀리(116)와; 상기 프레임(102)의 내부에서 서로 마주보도록 전후 방향으로 이격되게 설치되며, 상기 제1풀리(116)와 가운데 주회전축(120)을 공유하는 두 개의 배럴장착원판(118)과; 상기 배럴장착원판(118)에 부회전축(124)에 의해 회전가능하게 설치되며, 상기 제1풀리(116)의 둘레와 맞물리면서 회전하도록 구성되며, 상기 배럴장착원판(118)의 원주를 따라 등간격으로 설치되는 복수의 제2풀리(122);를 포함한다.

서로 대향하는 두 개의 배럴장착원판(118)의 서로 대향하는 면에 상기 제2풀리의 위치와 대응되는 위치에 설치되며, 상기 배럴(200)의 윗면과 밑면이 각각 접촉하면서 고정되도록 하는 배럴고정부(128);를 추가로 포함한다.

상기 배럴장착원판(118)을 중심으로 상기 배럴고정부(128)의 반대편에 설치되며, 전류의 인가로 인해 선택적으로 전진 또는 후진하면서 상기 배럴고정부(128)의 위치를 고정시키는 락킹실린더(130);를 추가로 포함한다.

상기 배럴이송부(108)는 베이스플레이트(108a)와; 상기 베이스플레이트(108a)의 윗면에서 좌우 방향으로 평행이동 가능하게 설치되는 좌우이송플레이트(108b)와; 상기 좌우이송플레이트(108b)의 윗면에 전후 방향으로 나란하게 설치되는 복수의 수직부재(108c)와; 상기 수직부재(108c)의 측면에 설치되는 복수의 이송바퀴(108d)와; 상기 베이스플레이트(108a)와 상기 좌우이송플레이트(108b)의 하측에 설치되어 상하 방향으로 신축 운동을 하는 수직실린더(108e)와; 상기 수직실린더(108e)에 결합되어 상기 배럴(200)을 윗면에 안착한 상태에서 상하 방향으로 움직이는 배럴안착부(108g);를 포함한다.

상기 락킹실린더(130)는 공압 또는 유압에 의해 상기 배럴고정부(128)와 함께 전후진하는 푸셔실린더(130a)와; 상기 푸셔실린더(130a)의 전진방향 측면에 설치되는 가이드(130b)와; 상기 가이드(130b)에 설치되어 탄성에 의해 상기 가이드(130b)를 상기 푸셔실린더(130a)의 가운데 축방향으로 이동하는 힘을 발생시키는 락킹스프링(130c)와; 상기 가이드(130b)를 따라 움직이며, 상기 푸셔실린더(130a)의 중심축과 수직되는 방향으로 움직이면서 상기 푸셔실린더(130a)의 전진 또는 후진을 제한하는 락킹블럭(130d)과; 상기 배럴고정부(128) 및 상기 락킹실린더(130)의 가운데 중심축을 따라 배치되며, 상기 푸셔실린더(130a)가 전진하는 힘에 의해 전진하면서 상기 배럴(200)의 표면을 눌러서 고정시키는 무빙샤프트(130e);를 포함한다.

본 발명에 따르면 장비의 크기를 줄이면서도 작업량을 증대시킬 수 있어서 연마장치의 효율을 극대화할 수 있으며, 배럴의 투입과 배출을 로봇에 의해 자동으로 수행되도록 함으로써 인건비 절약과 안전사고 예방에 도움이 되며, 장치의 제작비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 원심 배럴 연마장치의 구조를 나타내는 정면도와 우측면 투시도.
도 2는 도 1의 원심 배럴 연마장치에 있어서의 배럴조의 자전 및 공전기구를 나타내는 정면도와 좌측면 투시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배럴연마장치의 구조를 나타낸 사시도.
도 4는 프레임의 내부를 도시한 정면 사시도.
도 5는 프레임의 내부를 도시한 배면 사시도.
도 6은 프레임의 내부를 도시한 정면도.
도 7은 프레임의 내부를 도시한 배면도.
도 8은 프레임의 내부를 도시한 좌측면도.
도 9는 프레임의 내부를 도시한 우측면도.
도 10은 배럴이송부의 구조를 나타낸 사시도.
도 11은 배럴이송부의 정면 구조를 나타낸 정면도.
도 12는 배럴이송부의 측면 구조를 나타낸 측면도.
도 13과 14는 배럴장착공간의 구조를 나타낸 사시도.
도 15는 배럴장착공간의 구조를 나타낸 정면도.
도 16은 배럴장착공간의 구조를 나타낸 배면도.
도 17은 배럴장착공간의 상세구조를 나타낸 측면도.
도 18은 배럴이송부에 배럴이 투입되는 모습을 나타낸 측면도.
도 19는 배럴이송부가 상승하여 배럴을 배럴장착공간에 투입하는 모습을 나타낸 측면도.
도 20은 배럴이송부에서 배럴안착부가 상승하는 모습을 나타낸 사시도.
도 21은 배럴고정부가 전진하면서 배럴을 고정시키는 모습을 나타낸 측면도.
도 22는 연마가 종료되고 배럴의 배출을 시작하는 모습을 나타낸 측면도.
도 23은 배럴안착부가 배럴을 다시 이송하기 위해 상승하는 모습을 나타낸 측면도.
도 24는 배럴고정부가 후퇴하면서 배럴이 배럴장착공간으로부터 분리되는 모습을 나타낸 측면도.
도 25는 배럴이 내려와서 배럴이송부에 안착되는 모습을 나타낸 측면도.
도 26은 배럴고정부와 락킹실린더의 구조를 나타낸 사시도.
도 27은 배럴고정부와 락킹실린더를 분해한 상태를 나타낸 분해사시도.
도 28은 배럴고정부와 락킹실린더의 내부 구조를 나타낸 단면도.
도 29는 락킹실린더의 상세 구조를 나타낸 절개사시도.
도 30은 락킹실린더의 배럴 잠금이 해제되는 과정을 나타낸 단면도.
도 31은 락킹실린더의 배럴 잠금이 되는 과정을 나타낸 단면도.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 "배럴연마장치"를 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배럴연마장치의 구조를 나타낸 사시도이며, 도 4는 프레임의 내부를 도시한 정면 사시도, 도 5는 프레임의 내부를 도시한 배면 사시도, 도 6은 프레임의 내부를 도시한 정면도, 도 7은 프레임의 내부를 도시한 배면도, 도 8은 프레임의 내부를 도시한 좌측면도, 도 9는 프레임의 내부를 도시한 우측면도, 도 10은 배럴이송부의 구조를 나타낸 사시도, 도 11은 배럴이송부의 정면 구조를 나타낸 정면도, 도 12는 배럴이송부의 측면 구조를 나타낸 측면도, 도 13과 14는 배럴장착공간의 구조를 나타낸 사시도, 도 15는 배럴장착공간의 구조를 나타낸 정면도 도 16은 배럴장착공간의 구조를 나타낸 배면도, 도 17은 배럴장착공간의 상세구조를 나타낸 측면도이다.

본 발명의 배럴연마장치(100)는 복수의 배럴(200)을 투입한 상태에서 각각의 배럴(200)을 중심축을 중심으로 공전 및 자전시키면서, 복수의 배럴(200)이 배치된 원의 중심축을 중심으로 공전시키면서 배럴(200)의 위치를 변화시키도록 하면서 연마작업을 할 수 있도록 구성된다. 복수의 배럴(200)은 하나의 공전 중심축을 공유하면서 배럴(200)의 투입과 배출을 위해 위치가 변경된다.

배럴(200)은 주된 몸체의 형상이 원통형이며, 길이방향으로 두 개가 결합되어 배럴연마장치(100)에 투입된다. 서로 결합된 두 개의 배럴(200)은 같은 회전축에서 회전하면서 내부의 가공대상물을 연마하게 된다.

본 발명의 배럴연마장치(100)에는 가공작업 전의 배럴(200)을 내부에 투입하는 수단과, 가공작업 후의 배럴(200)을 외부로 배출하는 수단이 구비된다. 본 발명에서는 이동수단을 구비하여 배럴연마장치(100)의 배럴(200) 투입구를 향해 이동 가능하도록 구비되는 무인운반차량(AGV)을 사용한다. 본 발명의 상세한 설명과 도면에서는 "이송로봇(106)"으로 표현한다.

배럴연마장치(100)의 몸체를 구성하는 프레임(102)의 정면이나 측면 등에는 컨트롤패널(104)이 설치된다. 컨트롤패널(104)을 통해 작업자는 연마공정의 시작과 종료, 배럴(200)의 투입과 배출 등을 제어할 수 있다.

이송로봇(106)은 프레임(102)의 정면 하부에 형성된 배럴(200) 투입구와 연결되도록 왕복 이동하며, 가공대상물이 저장된 배럴(200)을 배럴(200) 투입구로 이송한다. 그리고 가공이 완료되어 프레임(102)으로부터 배출된 배럴(200)을 별도의 공정을 위해 이송한다.

배럴(200) 투입구 내부에는 배럴이송부(108)가 설치된다. 배럴이송부(108)는 바퀴나 롤러, 컨베이어 벨트 등의 이송수단을 구비하고, 배럴(200)의 위치를 전후 또는 좌우 방향으로 이동시켜 구동수단 내부로 투입되도록 한다. 배럴이송부(108)와 이송로봇(106)은 별도의 장치로 구성되는 것이 일반적이지만, 경우에 따라서는 일련의 이송장치 전체가 배럴이송부(108)와 이송로봇(106)의 역할을 통합적으로 할 수도 있을 것이다.

본 발명에서는 프레임(102)의 방향 중에서 이송로봇(106)이 연결되어 배럴(200)이 출입하는 방향을 정면이라고 설정하여 설명한다.

프레임(102)의 내부에는 제1모터(110)와 제2모터(112)가 설치된다. 제1모터(110)와 제2모터(112)의 위치는 자유롭게 설정할 수 있는데, 본 발명의 설명 및 도면에서는 프레임(102) 내부의 상측에 전후 방향으로 이격된 상태로 설치하는 것으로 도시하였다.

제1모터(110)는 중심축에 제1벨트(114)가 연결된 제1풀리(116)를 회전시킨다. 그리고 제2모터(112)는 중심축에 제2벨트(126)가 연결된 배럴장착원판(118)을 회전시킨다. 제1풀리(116)는 주위에 원주를 따라 등간격으로 설치된 복수의 제2풀리(122)와 맞물려서 회전하고, 제2풀리(122)는 각각의 배럴(200)과 연결되므로, 제1풀리(116) 및 제2풀리(122)의 회전에 의해 배럴(200)이 자전하게 된다. 따라서 제1모터(110)는 배럴(200)을 자전시키는 회전력을 발생시킨다.

또한 배럴장착원판(118)에는 복수의 배럴(200)이 원주를 따라 등간격으로 연결되며, 제2모터(112)는 배럴장착원판(118)을 회전시킨다. 따라서 제2모터(112)는 복수의 배럴(200)을 배럴장착원판(118)의 가운데를 중심으로 공전시키는 회전력을 발생시킨다.

제1풀리(116)와 배럴장착원판(118)은 동일한 회전축을 공유하는데, 본 발명에서는 이를 주회전축(120)이라고 정의한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 프레임(102)의 내부에서 전후 방향으로 지면과 평행되게 배치된 주회전축(120)의 양측에 두 개의 배럴장착원판(118)이 서로 평행하게 설치된다. 또한, 주회전축(120)의 정면 방향 말단에는 제1풀리(116)가 설치된다. 그리고 제1풀리(116)와 인접한 곳에 설치된 한 개의 배럴장착원판(118)에는 원주를 따라 등간격으로 복수의 제2풀리(122)가 설치된다. 제1풀리(116)와 제2풀리(122)는 서로 맞물린 상태에서 회전한다. 제2풀리(122)의 가운데를 부회전축(124)이라고 정의하며, 통상적으로는 배럴장착원판(118) 위에 회전 가능하게 설치될 것이다.

본 발명의 제1모터(110)와 제2모터(112)는 속도의 정밀 제어가 가능한 서보모터(Servo Motor)를 사용하며, 동력의 전달을 위한 제1벨트(114)와 제2벨트(126)는 타이밍벨트 또는 V 벨트 등을 사용할 수 있다.

또한 구동부의 속도를 조절하기 위해 감속기가 추가될 수 있으며, PLC 제어 방식의 컨트롤패널(104)을 적용할 수 있다.

배럴(200)의 적재 수량은 12개 정도가 제일 적당하며, 하나의 투입공간에 공전 및 자전속도는 고정되므로 6개의 제2풀리(122)를 제1모터(110)와 제2모터(112)로 회전속도를 결정한다. 또한, 제1풀리(116)와 제2풀리(122)의 크기, 제1모터(110)의 회전속도 등을 결정한다.

주회전축(120)에 설치된 두 개의 배럴장착원판(118)은 일정한 거리만큼 이격되어 있는데, 대략 배럴(200)의 길이의 두 배 정도가 적당할 것이다. 그리고 두 개의 배럴장착원판(118)의 사이에는 복수의 연결로드가 설치되어 두 개의 배럴장착원판(118)의 결합 상태를 유지한다. 그리고 아래쪽에서 투입되는 배럴(200)은 복수의 연결로드 사이로 투입되어 제2풀리(122)와 대응되는 위치에 고정된다. 제2모터(112)는 배럴장착원판(118)을 회전시켜 배럴(200)이 위쪽으로 상승하면서 투입될 수 있도록 해준다.

한편, 도 10 내지 도 12에는 배럴이송부(108)의 상세한 구조가 도시된다.

배럴이송부(108)는 이송로봇(106)에 의해 배럴연마장치(100)의 정면으로 이송된 배럴(200)을 프레임(102)의 내부로 투입하고, 상측으로 이송하여 배럴장착공간 내부에 투입되도록 한다. 또한 연마 가공이 끝난 배럴(200)을 배럴장착공간으로부터 받아서 외부로 배출하는 기능을 한다.

이를 위해 배럴이송부(108)는 베이스플레이트(108a)를 구비하며, 베이스플레이트(108a)의 윗면에는 좌우이송플레이트(108b)가 설치된다. 베이스플레이트(108a)의 윗면에는 좌우이송플레이트(108b)의 좌우 방향 평행이동을 위한 레일이나 실린더, 가이드롤러 등이 구비될 수 있다.

좌우이송플레이트(108b)는 배럴(200)을 프레임(102)의 내부에서 좌우 방향으로 이동하면서 비어있는 공간에 가공 전의 배럴(200)을 투입하고, 가공 후의 배럴(200)을 받아서 이송로봇(106)에 전할 수 있도록 위치를 변환하는 기능을 한다.

좌우이송플레이트(108b)의 윗면에는 수직 방향으로 복수의 수직부재(108c)가 나란하게 설치된다. 수직부재(108c)는 프레임(102)의 전후 방향과 동일한 방향으로 배치되며, 한 쌍의 수직부재(108c)가 서로 이격된 상태에서 대향하도록 설치한다. 한 쌍의 수직부재(108c)가 대향하여 설치된 공간 내부에서 하나의 배럴(200)이 이송된다. 본 발명에서는 두 쌍의 수직부재(108c)가 서로 대향하도록 설치하여 배럴(200)의 이송 경로가 두 개가 되도록 하는데, 배럴연마장치(100)의 크기에 따라서 그 수는 증감될 수 있다.

수직부재(108c)의 측면에는 이송바퀴(108d)가 설치된다. 이송바퀴(108d)의 회전축은 지면에 대해 평행이며, 프레임(102)의 좌우 방향으로 설치된다. 이송바퀴(108d)는 수직부재(108c)의 측면에 복수로 설치되며, 배럴(200)이 이송 과정에서 원활하게 움직이도록 회전하게 된다. 배럴(200)의 표면과 접촉하면서 쉽게 회전할 수 있도록 표면을 가공하며, 고무나 실리콘 재질의 오링을 설치하여 배럴(200)과의 접촉시에 발생하는 충격과 소음을 최소화할 수 있다.

베이스플레이트(108a)와 좌우이송플레이트(108b)의 하측에는 수직실린더(108e)가 설치된다. 수직실린더(108e)의 신축로드는 상하 방향으로 움직이며, 베이스플레이트(108a)와 좌우이송플레이트(108b)를 관통하도록 설치된다.

수직실린더(108e)는 배럴안착부(108g)의 밑면에 결합된다. 배럴안착부(108g)는 한 쌍의 수직부재(108c)의 사이에 배치된다. 배럴안착부(108g)의 윗면은 대략 V자 또는 U자로 오목한 단면으로 구성된다. 이러한 오목한 홈에 원통형인 배럴(200)이 안착될 수 있다.

배럴안착부(108g)는 수직부재(108c)에 설치된 이송바퀴(108d)의 회전축과 같거나 약간 아래쪽에 위치한다. 배럴안착부(108g)는 배럴(200)을 배럴장착공간의 내부로 투입하거나, 투입된 배럴(200)의 배출시에 배럴(200)을 받기 위해서 상승한다. 배럴안착부(108g)가 구동수단에 장착된 배럴(200)에 최대한 근접 상승한 상태에서 배럴(200)의 투입 및 배출이 이루어지도록 하여 배럴(200)에 충격이 가해지지 않도록 한다.

배럴안착부(108g)의 밑면에는 하나 또는 그 이상의 가이드(108f)가 설치된다. 가이드(108f)는 수직실린더(108e)의 상승 또는 하강시에 배럴안착부(108g)가 수평을 유지한 상태로 상승 또는 하강할 수 있도록 이동방향을 안내한다. 배럴안착부(108g)의 수평 이동을 보장하기 위해 가이드(108f)는 전후 방향으로 한 쌍을 설치하는 것이 바람직하다.

외부에서 이송로봇(106)에 의해 프레임(102)의 내부로 투입된 배럴(200)은 이송바퀴(108d)를 타고 들어와서 배럴안착부(108g)의 위에 놓인다. 이 상태에서 배럴안착부(108g)가 위로 상승하면 윗면의 오목한 홈에 배럴(200)이 놓이면서 좌우로 굴러떨어지지 않게 된다. 배럴(200)은 배럴안착부(108g)의 상승에 의해 위쪽의 작업공간으로 들어간다.

한편, 도 13 내지 17에는 배럴연마장치(100)의 구동수단이 설치된 배럴장착공간의 구성이 상세하게 도시된다.

배럴장착공간에는 가공대상물을 수용한 배럴(200)이 투입되어 자전과 공전을 하면서 가공대상물과 연마재가 골고루 접촉하면서 연마 작업이 진행된다. 이를 위해 배럴(200)을 고정시키고 회전시키는 수단이 구비된다.

전술한 바와 같이, 구동수단으로는 제1모터(110)와 제2모터(112)가 사용되며, 각각의 구동력은 제1벨트(114)와 제2벨트(126)에 의해 주회전축(120)에 전달된다. 제1벨트(114)에 의해 전해진 구동력은 제1풀리(116)와 제2풀리(122)를 동시에 회전시키며, 제2벨트(126)에 의해 전해진 구동력은 배럴장착원판(118)을 회전시킨다.

제1풀리(116)와 제2풀리(122)는 서로 맞물려서 회전하는데, 제1풀리(116)의 원주 주위에 제2풀리(122)가 배치된다. 가운데에 있는 제1풀리(116)가 회전함에 따라 원주가 서로 맞물린 제2풀리(122)가 회전하고, 제2풀리(122)와 연결된 배럴(200)이 회전(자전)하게 된다.

배럴(200)의 회전속도를 변화시킬 수 있을 것이다.

두 개의 배럴장착원판(118)의 사이에는 배럴고정부(128)가 구비되며, 배럴고정부(128)의 일측에는 락킹실린더(130)가 설치된다.

배럴고정부(128)는 두 개의 배럴장착원판(118)의 서로 대향하는 면에 설치된다. 배럴고정부(128)는 배럴(200)의 윗면과 밑면이 각각 접촉하면서 고정된다. 배럴(200)의 윗면과 밑면에 형성된 구조와 배럴고정부(128)의 표면에 형성된 구조는 서로 맞물리도록 되어 있으며, 고속으로 회전하는 배럴(200)이 구동수단 바깥으로 이탈하지 않도록 견고하게 고정시켜준다.

서로 대향하고 있는 두 개의 배럴고정부(128) 중에서 어느 하나 또는 둘 모두는 가운데에 있는 배럴(200)의 반대방향으로 이동가능하도록 설치된다. 따라서 배럴(200)이 구동수단의 내부로 들어올 때에는 배럴고정부(128)가 서로 멀어지면서 배럴(200)이 투입될 공간을 형성한다. 그리고 배럴(200)이 제 자리에 위치하면 배럴고정부(128)가 안쪽으로 가까워지면서 배럴(200)의 윗면과 밑면에 닿게 된다. 이로써 배럴(200)이 배럴고정부(128)에 결합되면서 배럴장착공간 내부에 고정될 수 있다.

배럴고정부(128)는 제2풀리(122)의 위치와 대응되는 위치에 설치된다. 따라서 제2풀리(122)가 회전함에 따라 배럴고정부(128)에 고정된 배럴(200)이 함께 회전할 수 있다.

락킹실린더(130)는 어느 하나의 배럴장착원판(118)을 중심으로 배럴고정부(128)의 반대편에 설치된다. 락킹실린더(130)는 배럴고정부(128)를 어느 일측으로 밀어내는 힘을 발생한다. 이러한 힘으로 인해 배럴고정부(128)가 배럴(200)과 단단하게 접촉할 수 있다. 락킹실린더(130)에는 전류의 인가로 인해 전진 또는 후진하는 실린더가 구비된다. 실린더는 배럴고정부(128)의 위치를 결정하는 수단으로서, 실린더가 전진하면 배럴고정부(128)와 배럴(200)의 결합이 유지된다. 실린더가 후진하면 배럴고정부(128)가 배럴(200)의 윗면 또는 밑면으로부터 멀어지면서 배럴(200)이 배출될 수 있다.

락킹실린더(130)에 구비된 실린더는 전류가 인가될 때에는 후진하면서 배럴(200)이 배출 가능한 상태가 된다. 그러나 락킹실린더(130)에 전류가 인가되지 않을 때에는 스프링 등의 탄성체에 의해 전진하면서 배럴(200)을 고정시켜준다. 따라서 배럴연마장치(100)의 오작동이나 정전사고 등으로 인해 전류가 차단되면, 락킹실린더(130)에도 전력이 공급되지 않으면서 실린더가 전진한 상태가 된다. 이 상태에서는 배럴고정부(128)와 배럴(200)이 분리되지 않으므로 배럴(200)이 배럴연마장치(100)의 내부에 장착된 상태를 그대로 유지하게 된다.

서로 대향하는 두 개의 배럴고정부(128)의 사이에는 길이방향으로 연결된 두 개의 배럴(200)이 동시에 투입된다. 본 발명에서는 연마 가공 과정에서 서로 연결된 두 개의 배럴(200)을 배럴조립체라고 정의한다. 본 발명에서는 6개의 배럴조립체가 배럴장착공간에 동시에 장착될 수 있도록 설계하였으며, 이로 인해 총 12개의 배럴(200)을 동시에 가공할 수 있다.

이와 같은 구성을 적용함으로써 정전 등의 사고시에도 배럴(200)이 외부로 이탈하면서 장치를 파손시키는 등의 사고를 예방할 수 있다.

도 18은 배럴이송부에 배럴이 투입되는 모습을 나타낸 측면도이며, 도 19는 배럴이송부가 상승하여 배럴을 배럴장착공간에 투입하는 모습을 나타낸 측면도, 도 20은 배럴이송부에서 배럴안착부가 상승하는 모습을 나타낸 사시도, 도 21은 배럴고정부가 전진하면서 배럴을 고정시키는 모습을 나타낸 측면도, 도 22는 연마가 종료되고 배럴의 배출을 시작하는 모습을 나타낸 측면도, 도 23은 배럴안착부가 배럴을 다시 이송하기 위해 상승하는 모습을 나타낸 측면도, 도 24는 배럴고정부가 후퇴하면서 배럴이 배럴장착공간으로부터 분리되는 모습을 나타낸 측면도, 도 25는 배럴이 내려와서 배럴이송부에 안착되는 모습을 나타낸 측면도이다.

도면을 참조해서 배럴(200)의 투입과 배출 등의 과정을 순서대로 설명한다.

먼저 도 18에 도시된 바와 같이, 배럴장착공간이 비어있는 상태에서 이송로봇(106)이 배럴(200)을 프레임(102)의 내부로 이송하고, 배럴이송부(108)의 배럴안착부(108g) 위에 올려놓는다. 배럴이송부(108)의 입구에 놓여진 배럴(200)은 이송바퀴(108d)와의 접촉을 통해 슬라이딩 이동하여 배럴안착부(108g) 위에 놓여질 것이다.

다음으로 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 수직실린더(108e)가 상승하면서 배럴안착부(108g)가 동시에 상승한다. 배럴안착부(108g)는 배럴(200)이 비어있는 공간(두 개의 배럴고정부(128)가 서로 마주보는 공간)에 들어갈 때까지 상승한다.

배럴이송부(108)에는 두 개의 배럴(200)이 길이방향으로 연결된 배럴조립체 두 개를 동시에 이송할 수 있다. 이를 위해 이송바퀴(108d)와 배럴안착부(108g)가 좌우 방향으로 하나씩 배치된다. 두 개의 배럴안착부(108g)에 배럴조립체 하나씩 놓여진 상태에서 어느 하나에 놓여진 배럴조립체가 위로 상승하여 투입되고 나면, 좌우이송플레이트(108b)가 옆으로 이동하면서 남아있는 배럴조립체가 위로 투입될 수 있는 위치에 오게 된다. 그리고 다시 배럴안착부(108g)가 상승하면서 배럴조립체가 배럴장착공간의 내부로 투입된다.

다음으로 도 21에 도시된 바와 같이, 락킹실린더(130)가 전진하면서 배럴고정부(128)도 함께 전진하고, 이에 따라 배럴(200)이 견고하게 고정되는 상태가 된다.

다음으로 도 22에 도시된 바와 같이, 배럴안착부(108g)가 아래로 하강하면서 배럴(200)의 연마 가공이 가능한 상태가 된다. 경우에 따라서는 배럴이송부(108)가 배럴장창공간으로부터 바깥으로 빠져나가도록 구성할 수도 있을 것이다. 그리고 내부에 형성된 배럴장착공간이 모두 배럴(200)로 채워질 때가지 배럴(200)의 이송과 상승, 장착 작업이 반복된다. 컨트롤패널(104)은 제2모터(112)를 적절한 정도만큼 회전시키면서 빈 공간이 배럴안착부(108g)의 바로 위에 오도록 한다.

배럴(200)이 필요한만큼 장착이 완료되면, 회전하면서 배럴(200)을 고속으로 공전 및 자전시킨다. 배럴(200)의 공전 및 자전에 의해 내부에 수용된 가공대상물과 연마재가 서로 마찰을 일으키게 되고, 가공대상물의 표면이 매끄럽게 연마된다.

연마작업이 끝나면, 도 23에 도시된 바와 같이, 배럴안착부(108g)가 배출 대상이 되는 배럴(200)의 아래쪽에서 상승하여 배럴(200)의 표면과 닿는다.

다음으로 도 24에 도시된 바와 같이, 배럴고정부(128)가 락킹실린더(130)의 후퇴와 함께 후진하면서 배럴(200)이 바깥으로 빠져나올 수 있는 해제 상태가 된다.

다음으로 도 25에 도시된 바와 같이, 배럴안착부(108g)가 아래쪽까지 내려오면서 배럴(200)이 이송바퀴(108d)에 얹히게 된다. 그리고 배럴(200)은 이송바퀴(108d) 위를 굴러서 이송로봇(106)으로 배출되며, 새로운 가공대상물을 수용한 배럴(200)이 투입되면서 연마 작업이 새로 시작된다.

전술한 바와 같이, 좌우이송플레이트(108b)가 좌우 방향으로 이동하면서 두 개의 배럴조립체를 번갈아가면서 투입 또는 배출시키므로, 총 네 개의 배럴(200)이 한 번의 이송과정에서 투입 또는 배출될 수 있다.

한편, 도 26은 배럴고정부와 락킹실린더의 구조를 나타낸 사시도이며, 도 27은 배럴고정부와 락킹실린더를 분해한 상태를 나타낸 분해사시도, 도 28은 배럴고정부와 락킹실린더의 내부 구조를 나타낸 단면도, 도 29는 락킹실린더의 상세 구조를 나타낸 절개사시도, 도 30은 락킹실린더의 배럴 잠금이 해제되는 과정을 나타낸 단면도, 도 31은 락킹실린더의 배럴 잠금이 되는 과정을 나타낸 단면도이다.

배럴고정부(128)와 락킹실린더(130)는 연마공정 과정에서 배럴(200)이 견고하게 고정될 수 있도록 하며, 원심력에 의해 배럴연마장치(100)로부터 이탈하지 않도록 잡아준다.

배럴고정부(128)는 배럴(200)의 표면에 접촉한 상태에서 고정시키는데, 락킹실린더(130)는 전력이 공급되지 않는 상황에서도 배럴(200)를 락킹시킨 상태를 유지해야 한다. 이를 위해 탄성체를 사용하여 배럴(200)이 고정된 상태를 유지하도록 하고, 락킹실린더(130)에 전력이 공급되어야 배럴(200)의 고정이 해제되도록 구성한다.

락킹실린더(130)는 푸셔실린더(130a)를 구비한다. 푸셔실린더(130a)는 배럴고정부(128)의 전후진에 따라 함께 전후진한다. 푸셔실린더(130a)는 공압 또는 유압에 의해 전진하면서 배럴고정부(128)를 배럴(200)을 향해 움직이도록 하는 힘을 발생시킨다.

푸셔실린더(130a)의 전진방향 측면에는 가이드(130b)가 설치된다.

그리고 가이드(130b)에는 락킹스프링(130c)이 설치된다. 락킹스프링(130c)의 탄성에 의해 가이드(130b)는 푸셔실린더(130a)의 가운데 축방향으로 이동하는 힘을 받게 된다. 따라서 다른 힘이 가해지지 않는 이상 가이드(130b)는 푸셔실린더(130a)의 축 방향으로 움직이면서 푸셔실린더(130a)가 후진(배럴의 반대방향)하지 않도록 잡아준다.

락킹블럭(130d)은 가이드(130b)를 따라 움직인다. 가이드(130b)는 푸셔실린더(130a)의 중심축과 수직되는 방향으로 움직인다. 락킹블럭(130d)는 언락푸셔(132)의 움직임을 따라 푸셔실린더(130a)의 중심축에 대해 수직인 방향으로 움직인다.

무빙샤프트(130e)는 배럴고정부(128) 및 락킹실린더(130)의 가운데 중심축을 따라 배치되며, 푸셔실린더(130a)를 밀어서 후진시킨다. 푸셔실린더(130a)가 전진하는 힘에 의해 무빙샤프트(130e)는 함께 전진하고, 이러한 힘에 의해 배럴(200)의 표면을 강하게 눌러서 고정시킨다. 그리고 푸셔실린더(130a)가 후진하게 되면 함께 후진하게 되고, 이로 인해 배럴(200)의 고정력이 없어지면서 외부로 배출될 수 있다.

도 30에 도시된 바와 같이, 배럴연마장치(100)에 장착되었던 배럴(200)의 락킹을 해제하기 위해 먼저 언락푸셔(132)가 가이드(130b)를 밀어올린다. 이로 인해 락킹블럭(130d)이 함께 밀리면서 락킹블럭(130d)이 푸셔실린더(130a)를 잡고 있던 힘이 없어진다. 그리고 푸셔실린더(130a)가 후진하면서 무빙샤프트(130e)가 함께 후진하고, 이로 인해 배럴(200)을 고정시키던 힘이 없어진다.

반대로, 도 31에 도시된 과정을 통해 배럴(200)의 고정 작업이 이루어진다. 즉, 배럴(200)이 배럴연마장치(100)에 투입된 상태에서 푸셔실린더(130a)가 전진한다. 그리고 언락푸셔(132)가 가이드(130b)를 밀고 있던 힘을 제거하면 락킹스프링(130c)의 탄성력에 의해 락킹블럭(130d)이 가운데로 이동한다. 이와 동시에 푸셔실린더(130a)가 전전하면서 무빙샤프트(130e)가 배럴고정부(128)를 배럴(200) 방향으로 밀어낸다. 배럴(200)은 배럴고정부(128)에 고정된다.

락킹블럭(130d)은 푸셔실린더(130a)의 중심축 방향으로 이동하면서 푸셔실린더(130a)와 접촉하고, 푸셔실린더(130a)가 후진하지 못하도록 고정시켜준다. 이로 인해 배럴(200)은 고정공간 내부에 고정된 상태를 유지하게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 배럴연마장치 102 : 프레임
104 : 컨트롤패널 106 : 이송로봇
108 : 배럴이송부 110 : 제1모터
112 : 제2모터 114 : 제1벨트
116 : 제1풀리 118 : 배럴장착원판
120 : 주회전축 122 : 제2풀리
124 : 부회전축 126 : 제2벨트
128 : 배럴고정부 130 : 락킹실린더
132 : 언락푸셔 200 : 배럴

Claims (5)

1. 공전과 자전을 하는 고정수단의 내부에 배럴(200)을 장착한 상태에서 회전시켜 상기 배럴(200) 내부에 수용된 가공대상물의 연마작업을 진행하는 배럴연마장치로서,
   프레임(102)의 정면 하부에 형성된 투입구와 연결되도록 왕복 이동하며, 상기 배럴(200)을 투입 또는 배출하기 위해 이송하는 이송로봇(106)과;
   상기 배럴(200)의 위치를 상기 프레임(102)의 내부에서 전후 또는 좌우 방향으로 이동시켜 구동수단의 내부로 투입되거나 외부로 배출되도록 하는 배럴이송부(108)와;
   회전력을 각각 발생시키는 제1모터(110) 및 제2모터(112)와;
   상기 제1모터(110)에 연결된 제1벨트(114)에 의해 회전력을 전달받아 회전하는 제1풀리(116)와;
   상기 프레임(102)의 내부에서 서로 마주보도록 전후 방향으로 이격되게 설치되며, 상기 제1풀리(116)와 가운데 주회전축(120)을 공유하는 두 개의 배럴장착원판(118)과;
   상기 배럴장착원판(118)에 부회전축(124)에 의해 회전가능하게 설치되며, 상기 제1풀리(116)의 둘레와 맞물리면서 회전하도록 구성되며, 상기 배럴장착원판(118)의 원주를 따라 등간격으로 설치되는 복수의 제2풀리(122);를 포함하며,
   상기 배럴이송부(108)는
   베이스플레이트(108a)와;
   상기 베이스플레이트(108a)의 윗면에서 좌우 방향으로 평행이동 가능하게 설치되는 좌우이송플레이트(108b)와;
   상기 좌우이송플레이트(108b)의 윗면에 전후 방향으로 나란하게 설치되는 복수의 수직부재(108c)와;
   상기 수직부재(108c)의 측면에 설치되는 복수의 이송바퀴(108d)와;
   상기 베이스플레이트(108a)와 상기 좌우이송플레이트(108b)의 하측에 설치되어 상하 방향으로 신축 운동을 하는 수직실린더(108e)와;
   상기 수직실린더(108e)에 결합되어 상기 배럴(200)을 윗면에 안착한 상태에서 상하 방향으로 움직이는 배럴안착부(108g);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배럴연마장치.
2. 제1항에 있어서,
   서로 대향하는 두 개의 배럴장착원판(118)의 서로 대향하는 면에 상기 제2풀리의 위치와 대응되는 위치에 설치되며, 상기 배럴(200)의 윗면과 밑면이 각각 접촉하면서 고정되도록 하는 배럴고정부(128);를 추가로 포함하는, 배럴연마장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 배럴장착원판(118)을 중심으로 상기 배럴고정부(128)의 반대편에 설치되며, 전류의 인가로 인해 선택적으로 전진 또는 후진하면서 상기 배럴고정부(128)의 위치를 고정시키는 락킹실린더(130);를 추가로 포함하는, 배럴연마장치.
4. 삭제
5. 제3항에 있어서,
   상기 락킹실린더(130)는
   공압 또는 유압에 의해 상기 배럴고정부(128)와 함께 전후진하는 푸셔실린더(130a)와;
   상기 푸셔실린더(130a)의 전진방향 측면에 설치되는 가이드(130b)와;
   상기 가이드(130b)에 설치되어 탄성에 의해 상기 가이드(130b)를 상기 푸셔실린더(130a)의 가운데 축방향으로 이동하는 힘을 발생시키는 락킹스프링(130c)와;
   상기 가이드(130b)를 따라 움직이며, 상기 푸셔실린더(130a)의 중심축과 수직되는 방향으로 움직이면서 상기 푸셔실린더(130a)의 전진 또는 후진을 제한하는 락킹블럭(130d)과;
   상기 배럴고정부(128) 및 상기 락킹실린더(130)의 가운데 중심축을 따라 배치되며, 상기 푸셔실린더(130a)가 전진하는 힘에 의해 전진하면서 상기 배럴(200)의 표면을 눌러서 고정시키는 무빙샤프트(130e);를 포함하는, 배럴연마장치.

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