KR102530303B1 - Processing system for cnc lathe using 5-axis robot arm - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수치제어를 통해 자동으로 각종 금속소재를 회전시켜서 절삭 가공하는 공작기계인 CNC선반에 5축 수직다관절로봇을 이용하여 효율적으로 소재를 자동으로 이동시켜 투입, 가공, 탈거 및 적재할 수 있는 5축 로봇아암을 이용한 CNC선반 가공시스템에 관한 것으로, 내부에 가공챔버가 형성되고, 외부로부터 상기 가공챔버를 개폐하도록 도어가 구비된 커버프레임과, 상기 커버프레임의 가공챔버 내부 일측면에 회전 가능하게 설치되고, 가공하고자 하는 소재를 탈착 가능하게 고정하는 고정척과, 상기 커버프레임의 가공챔버 내부를 이동하면서 상기 고정척에 고정된 상기 소재를 가공하는 공구가 장착된 공구대를 포함하는 CNC선반과, 상기 커버프레임의 도어 전방 좌측에 이격 설치되고, 가공하고자 하는 복수의 소재가 적재되어 공급되는 인렛스토커와, 상기 커버프레임의 도어 전방 우측에 이격 설치되고, 상기 CNC선반에 의해 가공된 복수의 소재가 적재되어 퇴출되는 아웃렛스토커와, 5축 수직다관절로봇으로 상기 커버프레임의 도어 전방에 이격 설치되고, 상기 인렛스토커에 적재된 가공하고자 하는 상기 소재를 공급받아 상기 CNC선반의 고정척에 상기 소재를 투입시키며, 상기 CNC선반의 고정척으로부터 가공된 상기 소재를 탈거시켜 상기 아웃렛스토커에 적재시키는 로봇아암을 포함하여 이루어진다.The present invention uses a 5-axis vertical multi-joint robot on a CNC lathe, which is a machine tool that automatically rotates and processes various metal materials through numerical control, to efficiently and automatically move materials to input, process, remove, and load. It relates to a CNC lathe processing system using a 5-axis robot arm with a cover frame having a processing chamber inside and provided with a door to open and close the processing chamber from the outside, and rotation on one side of the inside of the processing chamber of the cover frame. A CNC lathe including a fixed chuck that is installed to be capable of detachably fixing the workpiece to be processed, and a tool post on which a tool for processing the workpiece fixed to the fixed chuck is mounted while moving inside the processing chamber of the cover frame. And, an inlet stocker spaced apart from the front left side of the door of the cover frame and loaded with a plurality of materials to be processed, and spaced apart from the front right side of the door of the cover frame and processed by the CNC lathe. An outlet stocker, through which materials are loaded and ejected, and a 5-axis vertical articulated robot are installed at a distance in front of the door of the cover frame, receive the material to be processed loaded in the inlet stocker, and perform the above process on the fixed chuck of the CNC lathe. It includes a robot arm for injecting the material, removing the processed material from the fixed chuck of the CNC lathe and loading it into the outlet stocker.

Description

5축 로봇아암을 이용한 CNC선반 가공시스템{PROCESSING SYSTEM FOR CNC LATHE USING 5-AXIS ROBOT ARM}CNC lathe processing system using 5-axis robot arm {PROCESSING SYSTEM FOR CNC LATHE USING 5-AXIS ROBOT ARM}

본 발명은 수치제어를 통해 자동으로 각종 금속소재를 회전시켜서 절삭 가공하는 공작기계인 CNC선반에 5축 수직다관절로봇을 이용하여 효율적으로 소재를 자동으로 이동시켜 투입, 가공, 탈거 및 적재할 수 있는 5축 로봇아암을 이용한 CNC선반 가공시스템에 관한 것이다.The present invention uses a 5-axis vertical multi-joint robot on a CNC lathe, which is a machine tool that automatically rotates and processes various metal materials through numerical control, to efficiently and automatically move materials to input, process, remove, and load. It is about a CNC lathe processing system using a 5-axis robot arm.

일반적으로 선반은 각종 금속재료를 회전시켜서 바이트로 깎아내는 공작기계이고, CNC(Computerized Numerical Control) 선반은 절삭가공을 하는 경우 가공치수, 형상, 필요한 공구, 이송속도 등을 선택적으로 지시하는 수치 데이터를 기록한 프로그램을 컴퓨터와 직접 실시간으로 연결시켜 자동으로 절삭공구의 위치를 결정하거나 자동절삭을 수행하도록 제어장치가 선반에 결합된 머시닝 센터의 한 종류이다.In general, a lathe is a machine tool that rotates various metal materials and cuts them into bytes, and a CNC (Computerized Numerical Control) lathe generates numerical data that selectively indicates processing dimensions, shapes, required tools, feed rates, etc. It is a type of machining center in which a control device is combined with a lathe to automatically determine the position of a cutting tool or perform automatic cutting by connecting the recorded program directly to a computer in real time.

이러한 CNC선반(1)은 일반적으로 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 내부에 가공챔버(11)가 형성되고, 외부로부터 상기 가공챔버(11)를 개폐하도록 도어(12)가 구비된 커버프레임(10)과, 상기 커버프레임(10)의 가공챔버(11) 내부 일측면에 회전 가능하게 설치되고, 가공하고자 하는 소재(M)를 탈착 가능하게 고정하는 고정척(20)과, 상기 커버프레임(10)의 가공챔버(11) 내부를 이동하면서 상기 고정척(20)에 고정된 소재(M)를 가공하는 복수의 공구(31)가 장착된 공구대(30)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIGS. 1 and 2, such a CNC lathe 1 generally has a processing chamber 11 formed therein, and a cover frame provided with a door 12 to open and close the processing chamber 11 from the outside ( 10), a fixing chuck 20 rotatably installed on one side of the inside of the processing chamber 11 of the cover frame 10 and detachably fixing the material M to be processed, and the cover frame ( 10) includes a tool post 30 equipped with a plurality of tools 31 for processing the material M fixed to the fixed chuck 20 while moving inside the processing chamber 11.

상기 CNC선반(1)의 가공 대상물인 소재(M)는 다양한 품목일 수 있고, 그에 따라 고정척(20)의 형상이나 공구대(30)에 장착된 공구(31) 역시 다양하게 교체, 변경될 수 있다. 다만, 특정 품목의 대량생산 체제하에서는 CNC선반을 해당 품목에 맞게 커버프레임(10)의 크기나 고정척(20)의 형상 및 공구대(30)에 장착된 공구(31)의 종류를 특정하기도 한다.The material M, which is the object to be processed of the CNC lathe 1, may be various items, and accordingly, the shape of the fixed chuck 20 or the tool 31 mounted on the tool post 30 may be variously replaced or changed. can However, under the mass production system of a specific item, the size of the cover frame 10 or the shape of the fixed chuck 20 and the type of tool 31 mounted on the tool post 30 may be specified to suit the item. .

상술한 일반적인 CNC선반(1)을 이용하여 소재(M)를 가공하는 과정을 살펴보면, 가공하고자 하는 소재(M)를 고정척(20)에 물려 고정한 후 고정척(20)을 회전시키고, 공구대(30)를 이동시켜 선택된 공구(31)의 바이트가 상기 소재(M)를 깎아내면서 가공이 완료된다.Looking at the process of processing the material M using the above-described general CNC lathe 1, after fixing the material M to be processed by biting the fixed chuck 20, the fixed chuck 20 is rotated, and the tool post The machining is completed while the bite of the tool 31 selected by moving the 30 cuts the material M.

이때, CNC선반(1)을 이용해 소재(M)를 반복 가공하기 위해서는, 첫째 가공 전 및 후 각각 소재(M)를 고정척(20)에 고정하거나 꺼내기 위하여 커버프레임(10)의 도어(12)를 개방 및 폐쇄해야 하고, 둘째 그 과정에서 작업자가 직접 손으로 소재(M)를 잡고 고정척(20)에 고정하거나 꺼내야 한다. 이 경우, 자동 대량생산 체제하에서 작업자가 소재(M)를 직접 잡고 고정하거나 꺼내게 되면 작업자가 언제나 CNC선반(1)에 붙어 있어야 하므로 인건비 상승은 물론 작업의 일정한 연속성을 보장하기 어려우므로 생산성의 저하를 불러올 수밖에 없다.At this time, in order to repeatedly process the material M using the CNC lathe 1, the door 12 of the cover frame 10 to fix or take out the material M to the fixed chuck 20 before and after the first machining, respectively. Must be opened and closed, and secondly, in the process, the operator must hold the material (M) by hand and fix it to the fixed chuck (20) or take it out. In this case, if the worker directly grabs and fixes or takes out the material (M) under the automatic mass production system, the worker must always be attached to the CNC lathe (1), which increases labor costs and makes it difficult to guarantee constant continuity of work, thereby reducing productivity. have no choice but to call

이러한 작업자의 수작업을 대신하기 위하여 커버프레임(10)의 도어(12) 전방으로 소재(M)를 자동으로 투입 및 인출하는 다관절 로봇아암이나 겐트리형 로봇아암 등이 별도로 설치된다. 즉, 작업자의 손을 대신하여 그립퍼가 소재적재부나 컨베이어 등을 통해 공급되는 소재(M)를 파지하고, 2축 또는 3축 이동하거나 회전이동하면서 커버프레임(10)의 도어(12)가 개방 및 폐쇄될 때 소재(M)를 가공챔버(11)의 내부로 투입하거나 인출하는 것이다. 예컨대, 종래 기술로서 등록특허 제10-1341118호의 '씨앤씨 선반의 공작물 자동 공급 및 인출 기계장치' 또는 등록실용신안 제20-0393854호의 '시앤씨선반의 공작물 공급 및 인출장치' 등이 있다.In order to replace the manual work of the operator, an articulated robot arm or a gantry-type robot arm that automatically inserts and withdraws the material M to the front of the door 12 of the cover frame 10 is separately installed. That is, the door 12 of the cover frame 10 opens and closes while the gripper grips the material M supplied through the material loading unit or the conveyor instead of the operator's hand and moves or rotates in two or three axes. When closed, the material M is put into or taken out of the processing chamber 11 . For example, as a prior art, there is 'automatic work piece supply and take-out device for C&C lathe' in Patent Registration No. 10-1341118 or 'work piece feed and take-out device for C&C lathe' in Registered Utility Model No. 20-0393854.

이를 통하여 소재(M)를 자동으로 투입 및 인출할 수 있는 다관절 로봇아암이나 겐트리형 로봇아암 등을 통해 작업자의 개입없이 자동으로 소재(M)의 가공 전 및 후로 소재(M)를 투입 및 인출함으로써 인건비를 절감하고, 작업의 연속성을 보장함으로써 생산성을 높일 수 있다.Through this, the material (M) is automatically put in and taken out before and after processing of the material (M) without operator intervention through an articulated robot arm or a gantry-type robot arm that can automatically put in and take out the material (M). By doing so, it is possible to reduce labor costs and increase productivity by ensuring work continuity.

상술한 바와 같이 소재(M)를 자동을 투입 및 인출할 수 있는 다관절 로봇아암이나 겐트리형 로봇아암 등이 설치되는 경우에는 역시 소재(M)를 효율적으로 적재할 수 있는 스토커가 필요하다. 이러한 스토커로는 등록실용신안 제20-0407738호의 '소재 공급용 스토커', 등록특허 제10-2199404호의 '양용형 적재 수단'과 같이 복수의 적재부가 체인-스프로킷 무한궤도 타입으로 설치되고, 상기 적재부는 복수의 소재(M)를 상하로 적재하면서 소재(M)의 다양한 직경에 따라 서로 근접 또는 이격하는 복수의 수직봉에 의해 거치되는 구조를 가진다.As described above, when an articulated robot arm or a gantry-type robot arm capable of automatically inserting and withdrawing the material M is installed, a stocker capable of efficiently loading the material M is also required. As such a stocker, a plurality of loading parts are installed in a chain-sprocket endless track type, such as a 'stocker for material supply' in Registered Utility Model No. 20-0407738 and a 'double-use loading means' in Patent No. 10-2199404, and the loading part It has a structure in which a plurality of materials (M) are mounted by a plurality of vertical rods that are close to or spaced apart from each other according to various diameters of the material (M) while being loaded up and down.

다만, 종래 기술에 따른 스토커는 첫째, 소재(M)가 적재되는 복수의 적재부가 체인-스프로킷 무한궤도 타입으로 긴 장방형의 구조를 가지고 있어 공간활용성이 떨어지고, 둘째 바닥고정형 타입으로 가공하고자 하는 소재(M)를 적재하기 위해 다량의 소재(M)를 스토커에 가져다가 어렵게 적재해주어야 하며, 셋째 체인-스프로킷 무한궤도 타입이 가지는 적재부의 간헐 이동시 정확한 위치고정에 어려움이 따른다는 문제가 있다.However, in the stocker according to the prior art, first, a plurality of loading parts on which the material M is loaded have a long rectangular structure in a chain-sprocket endless track type, so space utilization is poor, and second, the material to be processed in a floor-fixed type In order to load (M), a large amount of material (M) must be brought to the stocker and loaded with difficulty, and there is a problem in that it is difficult to fix the exact position when the loading part of the third chain-sprocket endless track type moves intermittently.

특히 이러한 문제점을 안고 있는 스토커가 설치된 종래 기술에 따른 CNC선반 가공시스템의 경우 다관절 로봇아암이나 겐트리형 로봇아암 등의 설치위치 및 적용 구조 역시 그에 맞출 수밖에 없고, 소재를 자동으로 이동시켜 투입, 가공, 탈거 및 적재하는 과정상 효율적이지 못해 생산성 및 작업품질의 저하를 불러올 수밖에 없다.In particular, in the case of a CNC lathe processing system according to the prior art equipped with a stocker having such a problem, the installation position and application structure of the multi-joint robot arm or gantry robot arm have no choice but to match it, and the material is automatically moved to input, process However, it is not efficient in the process of removing and loading, which inevitably leads to a decrease in productivity and work quality.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 복수의 적재부를 간헐 회전형 타입으로 이동이 가능하도록 스토커의 구조를 간소화시키고, 적재부의 간헐 회전시 정확한 위치고정을 이루어낼 수 있도록 하며, 특히 소재의 공급 및 퇴출을 위해 소재를 적재하는 한 쌍의 인렛스토커와 아웃렛스토커를 구비하면서 5축 수직다관절로봇에 의해 효율적인 작업동선을 구축할 수 있어 생산성 및 작업품질을 향상시킬 수 있는 5축 로봇아암을 이용한 CNC선반 가공시스템을 제공하는 데 있다.An object of the present invention, which was made to solve the above problems, is to simplify the structure of the stocker so that a plurality of loading parts can be moved in an intermittent rotation type, and to achieve accurate positioning during intermittent rotation of the loading part, In particular, it is equipped with a pair of inlet stocker and outlet stocker to load materials for supply and discharge of materials, and an efficient work flow can be established by a 5-axis vertical articulated robot, which can improve productivity and work quality. It is to provide a CNC lathe processing system using an axis robot arm.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, particular advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 5축 로봇아암을 이용한 CNC선반 가공시스템은, 내부에 가공챔버가 형성되고, 외부로부터 상기 가공챔버를 개폐하도록 도어가 구비된 커버프레임과, 상기 커버프레임의 가공챔버 내부 일측면에 회전 가능하게 설치되고, 가공하고자 하는 소재를 탈착 가능하게 고정하는 고정척과, 상기 커버프레임의 가공챔버 내부를 이동하면서 상기 고정척에 고정된 상기 소재를 가공하는 공구가 장착된 공구대를 포함하는 CNC선반과, 상기 커버프레임의 도어 전방 좌측에 이격 설치되고, 가공하고자 하는 복수의 소재가 적재되어 공급되는 인렛스토커와, 상기 커버프레임의 도어 전방 우측에 이격 설치되고, 상기 CNC선반에 의해 가공된 복수의 소재가 적재되어 퇴출되는 아웃렛스토커와, 5축 수직다관절로봇으로 상기 커버프레임의 도어 전방에 이격 설치되고, 상기 인렛스토커에 적재된 가공하고자 하는 상기 소재를 공급받아 상기 CNC선반의 고정척에 상기 소재를 투입시키며, 상기 CNC선반의 고정척으로부터 가공된 상기 소재를 탈거시켜 상기 아웃렛스토커에 적재시키는 로봇아암을 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object, a CNC lathe processing system using a 5-axis robot arm according to the present invention includes a cover frame having a processing chamber formed therein and having a door to open and close the processing chamber from the outside, and the cover A fixed chuck rotatably installed on one side of the inside of the processing chamber of the frame and detachably fixing the material to be processed, and a tool for processing the material fixed to the fixed chuck while moving inside the processing chamber of the cover frame A CNC lathe including a mounted tool post, an inlet stocker installed at a distance on the front left side of the door of the cover frame and loaded with a plurality of materials to be processed, and a spaced apart installation on the right front side at the front door of the cover frame, An outlet stocker, in which a plurality of materials processed by the CNC lathe are loaded and discharged, and a 5-axis vertical articulated robot are installed at a distance in front of the door of the cover frame and supply the materials loaded on the inlet stocker to be processed. and a robot arm for receiving and inputting the material to the fixed chuck of the CNC lathe, removing the processed material from the fixed chuck of the CNC lathe, and loading the outlet stocker.

또한, 상기 로봇아암은, 베이스프레임과, 상기 베이스프레임에 대하여 상하로 수직이동 가능하게 설치된 제1축 링크프레임과, 일단이 상기 제1축 링크프레임의 상부에 좌우로 회전 가능하게 설치되고, 타단이 수평하게 연장된 제2축 링크프레임과, 일단이 상기 제2축 링크프레임의 타단 상부에 좌우로 회전 가능하게 설치되고, 타단이 수평하게 연장된 제3축 링크프레임과, 일단이 상기 제3축 링크프레임의 타단 하부에 좌우로 회전 가능하게 설치되고, 타단이 수평하게 연장된 제4축 링크프레임과, 상기 제4축 링크프레임의 타단 하부에 45도 각도로 경사지게 설치되고, 90도 각도로 수직 및 수평방향을 바라보도록 한 쌍의 제1 및 제2 그립퍼가 회전 가능하게 구비된 제5축 링크프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the robot arm includes a base frame, a first axis link frame installed to be vertically movable with respect to the base frame, and one end rotatably installed left and right on the top of the first axis link frame, and the other end The horizontally extended second axis link frame, one end rotatably installed left and right on the upper part of the other end of the second axis link frame, and the third axis link frame having the other end horizontally extended, and one end of the third axis link frame It is installed rotatably left and right at the lower end of the axis link frame, and the other end is horizontally extended, and the fourth axis link frame is installed at an angle of 45 degrees to the lower end of the other end of the fourth axis link frame, and is installed at an angle of 90 degrees. It is characterized by including a fifth axis link frame provided with a pair of first and second grippers rotatably so as to look in vertical and horizontal directions.

또한, 상기 로봇아암은, 상기 제1 그립퍼로 상기 인렛스토커에 적재된 가공하고자 하는 상기 소재를 파지하여 대기하고, 상기 커버프레임의 도어가 개방되면 상기 제2 그립퍼로 상기 고정척으로부터 가공된 상기 소재를 파지하여 탈거시킨 다음 상기 제1 그립퍼에 파지된 가공하고자 하는 상기 소재를 상기 고정척에 투입시키며, 상기 제2 그립퍼에 파지된 상기 소재를 상기 아웃렛스토커에 적재시키도록 반복하는 것을 특징으로 한다.In addition, the robot arm waits by holding the material to be processed loaded on the inlet stocker with the first gripper, and when the door of the cover frame is opened, the material processed from the fixed chuck with the second gripper. After gripping and removing, the material to be processed, which is gripped by the first gripper, is put into the fixed chuck, and the material, which is gripped by the second gripper, is repeatedly loaded into the outlet stocker.

또한, 상기 인렛스토커 및 아웃렛스토커 각각은, 스토커프레임과, 상기 스토커프레임의 상부에 회전 가능하게 설치된 원형의 회전판과, 각각이 상기 회전판의 회전중심을 기준으로 방사상 일정한 각도로 배열 설치되고, 각각이 복수의 소재를 상하로 적재하는 복수의 적재부와, 상기 스토커프레임의 내부에 설치되고, 상기 회전판을 일정한 각도로 간헐적으로 회전시키는 회전작동부와, 상기 스토커프레임의 내부에 설치되고, 상기 회전작동부에 의해 간헐적으로 회전된 상기 회전판을 일정한 각도마다 위치 고정시키는 위치고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, each of the inlet stocker and outlet stocker has a stocker frame, a circular rotating plate rotatably installed on top of the stocker frame, and each is arranged radially at a constant angle with respect to the rotation center of the rotating plate, each A plurality of loading units for vertically stacking a plurality of materials, a rotation operation unit installed inside the stocker frame and intermittently rotating the rotation plate at a predetermined angle, and a rotation operation unit installed inside the stocker frame and operating the rotation It is characterized in that it comprises a position fixing unit for fixing the position of the rotation plate intermittently rotated by the unit at a predetermined angle.

또한, 상기 인렛스토커 및 아웃렛스토커 각각은, 상기 스토커프레임의 하부에 설치되어 상기 스토커프레임을 이동시키는 이동바퀴와, 상기 스토커프레임의 하부에 설치되고, 상기 스토커프레임을 바닥면에 고정시키는 바닥고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, each of the inlet stocker and the outlet stocker includes a moving wheel installed below the stocker frame to move the stocker frame, and a floor fixing unit installed below the stocker frame and fixing the stocker frame to the floor. It is characterized in that it further comprises.

또한, 상기 적재부 각각은, 상기 회전판의 상부에 상하로 승강 가능하게 설치되고, 복수의 소재를 상하로 적재하는 원형의 적재판과, 각각이 상기 적재판을 관통하여 상기 적재판의 반경방향으로 서로 이격 또는 근접하면서 상기 소재의 외주면에 접촉하여 상기 소재를 거치시키는 복수의 거치봉을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, each of the loading parts is installed to be able to move up and down on the upper part of the rotating plate, and a circular loading plate for vertically stacking a plurality of materials, and each penetrates the loading plate in the radial direction of the loading plate. It is characterized in that it includes a plurality of mounting rods for mounting the material by contacting the outer circumferential surface of the material while being spaced apart or close to each other.

또한, 상기 인렛스토커 및 아웃렛스토커 각각은, 상기 회전판의 특정 각도에 위치하는 어느 일 적재판의 위치를 적재위치라고 정의하고, 상기 적재위치에 대응되도록 상기 스토커프레임의 내부에 설치되어 상기 적재위치에 위치하는 상기 적재판을 상하로 승강시키는 적재판승강부를 더 포함하고, 상기 적재위치는, 상기 인렛스토커의 경우 공급적재위치로 정의하고, 상기 아웃렛스토커의 경우 퇴출적재위치로 정의하는 것을 특징으로 한다.In addition, each of the inlet stocker and outlet stocker defines a loading position as a position of one loading plate located at a specific angle of the rotating plate, and is installed inside the stocker frame to correspond to the loading position, Further comprising a loading plate lifting unit for lifting and lowering the loading plate in position, and the loading position is defined as a supply loading position in the case of the inlet stocker and a withdrawal loading position in the case of the outlet stocker. .

또한, 상기 적재판승강부는, 정역회전하는 승강모터와, 상기 승강모터로부터 회전력을 전달받아 정역회전하는 볼스크류와, 상기 볼스크류에 결합되어 상기 볼스크류의 정역회전에 따라 상하로 승강하는 승강너트와, 상기 승강너트에 결합되어 함께 승강하면서 상기 적재판을 상하로 승강시키는 복수의 승강봉을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the loading plate elevating unit includes an elevating motor that rotates forward and backward, a ball screw that rotates forward and reverse by receiving rotational force from the elevating motor, and an elevating nut that is coupled to the ball screw and moves upward and downward according to the forward and reverse rotation of the ball screw. And, characterized in that it comprises a plurality of lifting rods coupled to the lifting nut and lifting the loading plate up and down while lifting together.

또한, 상기 회전작동부는, 일방향으로 회전하는 회전모터와, 상기 회전판의 하부에 동축으로 결합되어 함께 회전하는 메인샤프트와, 상기 회전모터의 회전력을 상기 메인샤프트에 전달하는 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the rotation operation unit includes a rotation motor rotating in one direction, a main shaft coupled coaxially to the lower portion of the rotation plate and rotating together, and a power transmission means for transmitting rotational force of the rotation motor to the main shaft. to be characterized

또한, 상기 동력전달수단은, 상기 회전모터의 회전축에 결합되어 회전하는 주동스프로킷과, 상기 메인샤프트에 동축으로 결합되어 회전하는 종동스프로킷과, 상기 주동스프로킷 및 종동스프로킷을 연결하는 체인을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the power transmission means includes a main sprocket coupled to the rotating shaft of the rotary motor and rotating, a driven sprocket coupled coaxially to the main shaft and rotating, and a chain connecting the main sprocket and the driven sprocket. to be characterized

또한, 상기 회전판은, 일정한 각도로 배열 설치된 상기 적재부 각각에 대응되도록 하부에 복수의 위치고정홈이 함몰 형성되고, 상기 위치고정부는, 상기 회전판의 특정 각도에 위치하는 어느 일 적재판의 위치를 고정위치라고 정의하고, 상기 고정위치에 대응되도록 상기 스토커프레임의 내부에 고정 설치된 실린더와, 상기 실린더의 작동에 따라 상하로 승강하는 승강로드와, 상기 승강로드에 결합되어 함께 승강하면서 상기 고정위치에 대응되는 상기 회전판의 위치고정홈에 삽입되어 위치고정시키는 위치고정돌기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the rotary plate has a plurality of position fixing grooves formed in the lower portion so as to correspond to each of the loading parts arranged at a predetermined angle, and the position fixing part determines the position of one loading plate located at a specific angle of the rotary plate. Defined as a fixed position, a cylinder fixedly installed inside the stocker frame to correspond to the fixed position, a lifting rod that moves up and down according to the operation of the cylinder, and a lifting rod coupled to the lifting rod to move up and down together to the fixed position It is characterized in that it includes a position fixing protrusion for inserting into the position fixing groove of the corresponding rotation plate and fixing the position.

또한, 상기 동력전달수단은, 원판 형상으로 상기 메인샤프트에 회전중심이 결합되어 함께 회전하고, 외주 둘레에 방사상 일정한 각도로 복수의 구동홈이 형성된 제네바피동휠과, 원판 형상으로 상기 회전모터의 회전축에 결합되어 회전하고, 회전중심으로부터 이격되어 돌출 형성된 단일의 구동핀이 상기 제네바피동휠의 구동홈에 삽입되어 상기 제네바피동휠을 일정한 각도로 간헐적으로 회전시키는 제네바구동휠을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the power transmission means includes a Geneva driven wheel in which the center of rotation is coupled to the main shaft in a disk shape and rotates together, and a plurality of driving grooves are formed at a radially constant angle around the outer circumference, and a rotation shaft of the rotary motor in a disk shape. It is coupled to and rotates, and a single driving pin protruding from the center of rotation is inserted into the drive groove of the Geneva driven wheel to intermittently rotate the Geneva driven wheel at a predetermined angle. .

또한, 상기 위치고정부는, 상기 제네바구동휠과 이격되어 고정 설치되고, 스프링에 의해 탄성 작동하는 작동볼이 상기 제네바피동휠의 구동홈에 삽입되어 상기 제네바피동휠을 위치고정시키는 볼플런저인 것을 특징으로 한다.In addition, the position fixing part is a ball plunger that is fixedly installed and spaced apart from the Geneva driving wheel, and an operating ball elastically operated by a spring is inserted into the driving groove of the Geneva driven wheel to fix the position of the Geneva driven wheel. to be

본 발명에 따른 5축 로봇아암을 이용한 CNC선반 가공시스템은, 복수의 적재부를 간헐 회전형 타입으로 이동이 가능하도록 스토커의 구조를 간소화시키고, 적재부의 간헐 회전시 정확한 위치고정을 이루어낼 수 있도록 하며, 특히 소재의 공급 및 퇴출을 위해 소재를 적재하는 한 쌍의 인렛스토커와 아웃렛스토커를 구비하면서 5축 수직다관절로봇인 로봇아암에 의해 효율적인 작업동선을 구축할 수 있어 생산성 및 작업품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The CNC lathe processing system using a 5-axis robot arm according to the present invention simplifies the structure of the stocker so that a plurality of loading parts can be moved in an intermittent rotation type, and enables accurate position fixation during intermittent rotation of the loading parts, In particular, it is equipped with a pair of inlet stockers and outlet stockers that load materials for supply and discharge of materials, and an efficient work flow can be established by the robot arm, a 5-axis vertical multi-joint robot, which can improve productivity and work quality. There are possible effects.

도 1 및 2는 일반적인 CNC선반을 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 5축 로봇아암을 이용한 CNC선반 가공시스템의 일 실시예를 도시한 평면도이며,
도 4는 도 3의 실시예 중 로봇아암을 도시한 측단면도이고,
도 5는 도 3의 실시예에서 로봇아암이 인렛스토커로부터 가공하고자 하는 소재를 공급받는 상태를 도시한 평면도이며,
도 6은 도 5의 실시예와 대응하여 인렛스토커로부터 가공하고자 하는 소재를 공급받도록 로봇아암의 제1 및 제2 그립퍼의 작동과정을 순서대로 도시한 요부 측단면도이고,
도 7은 도 3의 실시예에서 로봇아암이 CNC선반의 고정척에 가공된 소재를 탈거한 후 가공하고자 하는 소재를 투입하는 상태를 도시한 평면도이며,
도 8은 도 7의 실시예와 대응하여 CNC선반의 고정척에 가공된 소재를 탈거한 후 가공하고자 하는 소재를 투입하도록 로봇아암의 제1 및 제2 그립퍼의 작동과정을 순서대로 도시한 요부 측단면도이고,
도 9는 도 3의 실시예에서 로봇아암이 아웃렛스토커에 가공된 소재를 퇴출시켜 적재하는 상태를 도시한 평면도이며,
도 10은 도 9의 실시예와 대응하여 아웃렛스토커에 가공된 소재를 퇴출시켜 적재하도록 로봇아암의 제1 및 제2 그립퍼의 작동과정을 순서대로 도시한 요부 측단면도이고,
도 11은 도 3의 실시예 중 인렛스토커 또는 아웃렛스토커를 도시한 평면도이며,
도 12는 도 11의 실시예에서 적재부에 소재가 적재된 상태를 도시한 평면도이고,
도 13은 도 11의 실시예에서 스토커프레임의 내부에 설치된 회전작동부, 위치고정부 및 적재판승강부의 제1 실시예를 도시한 평면 투시도이며,
도 14는 도 13의 실시예의 A-A'선에서 바라본 측단면도이고,
도 15는 도 14의 실시예 중 회전작동부를 확대 도시한 측단면도이며,
도 16은 도 13의 실시예의 B-B'선에서 바라본 측단면도이고,
도 17 및 18은 도 16의 실시예 중 위치고정부의 작동과정을 확대 도시한 측단면도이며,
도 19는 도 11의 실시예에서 스토커프레임의 내부에 설치된 회전작동부, 위치고정부 및 적재판승강부의 제2 실시예를 도시한 평면 투시도이고,
도 20은 도 19의 실시예의 C-C'선에서 바라본 측단면도이며,
도 21은 도 20의 실시예 중 회전작동부 및 위치고정부를 확대 도시한 측단면도이고,
도 22는 도 21의 실시예 중 회전작동부의 동력전달수단인 제네바구동휠 및 제네바피동휠과 함께 위치고정부를 확대 도시한 평면도이며,
도 23은 도 22의 실시예를 기준으로 일정한 각도로 간헐 회전하는 작동과정을 도시한 평면도이다.
1 and 2 are perspective views showing a general CNC lathe,
3 is a plan view showing an embodiment of a CNC lathe processing system using a 5-axis robot arm according to the present invention;
4 is a side cross-sectional view showing a robot arm in the embodiment of FIG. 3;
5 is a plan view showing a state in which the robot arm receives the material to be processed from the inlet stocker in the embodiment of FIG. 3;
6 is a side cross-sectional view of main parts sequentially showing the operation process of the first and second grippers of the robot arm to receive the material to be processed from the inlet stocker in correspondence with the embodiment of FIG. 5;
7 is a plan view showing a state in which the robot arm in the embodiment of FIG. 3 removes the processed material from the fixed chuck of the CNC lathe and then inserts the material to be processed;
8 is a main part side showing the operation process of the first and second grippers of the robot arm in order to input the material to be processed after removing the processed material from the fixed chuck of the CNC lathe in correspondence with the embodiment of FIG. 7 is a cross section,
9 is a plan view showing a state in which the robot arm withdraws and loads the processed material in the outlet stocker in the embodiment of FIG. 3;
10 is a side cross-sectional view of main parts sequentially showing the operation process of the first and second grippers of the robot arm to eject and load the processed material in the outlet stocker in correspondence with the embodiment of FIG. 9;
11 is a plan view showing an inlet stocker or an outlet stocker in the embodiment of FIG. 3;
12 is a plan view showing a state in which materials are loaded in the loading unit in the embodiment of FIG. 11;
13 is a planar perspective view showing a first embodiment of a rotation operating unit, a position fixing unit, and a loading plate lifting unit installed inside the stocker frame in the embodiment of FIG. 11;
14 is a cross-sectional side view of the embodiment of FIG. 13 viewed along line A-A';
15 is an enlarged side cross-sectional view of a rotary operation unit in the embodiment of FIG. 14;
16 is a cross-sectional side view of the embodiment of FIG. 13 viewed along line BB';
17 and 18 are side cross-sectional views showing an enlarged operation process of the position fixing unit in the embodiment of FIG. 16;
19 is a planar perspective view showing a second embodiment of a rotary operation unit, a position fixing unit, and a loading plate elevating unit installed inside the stocker frame in the embodiment of FIG. 11;
20 is a cross-sectional side view of the embodiment of FIG. 19 viewed along the line C-C';
21 is an enlarged side cross-sectional view of a rotation operation unit and a position fixing unit in the embodiment of FIG. 20;
FIG. 22 is an enlarged plan view of a position fixing unit together with a Geneva drive wheel and a Geneva driven wheel, which are power transmission means of the rotary operation unit in the embodiment of FIG. 21;
FIG. 23 is a plan view illustrating an operation process of intermittently rotating at a constant angle based on the embodiment of FIG. 22 .

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 5축 로봇아암을 이용한 CNC선반 가공시스템의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a CNC lathe processing system using a 5-axis robot arm according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 5축 로봇아암을 이용한 CNC선반 가공시스템은, 도 1 및 2를 참조하여 도 3 내지 5, 7, 9 및 11 내지 14에 도시된 바와 같이 CNC선반(1), 인렛스토커(2), 아웃렛스토커(3) 및 로봇아암(4)을 포함하여 이루어진다.A CNC lathe processing system using a 5-axis robot arm according to the present invention includes a CNC lathe 1, an inlet stocker 2, as shown in FIGS. 3 to 5, 7, 9, and 11 to 14 with reference to FIGS. 1 and 2. ), an outlet stocker (3) and a robot arm (4).

먼저, CNC선반(1)은 도 1 및 2를 참조하여 도 3에 도시된 바와 같이 커버프레임(10), 고정척(20) 및 공구대(30)를 포함하여 이루어지고, 커버프레임(10)은 공작기계의 외관으로서, 내부에 가공챔버(11)가 형성되고, 외부로부터 상기 가공챔버(11)를 개폐하도록 도어(12)가 구비된다. 고정척(20)은 상기 커버프레임(10)의 가공챔버(11) 내부 일측면에 회전 가능하게 설치되고, 가공하고자 하는 소재(M)를 탈착 가능하게 고정한다. 또한, 공구대(30)는 상기 커버프레임(10)의 가공챔버(11) 내부를 이동하면서 상기 고정척(20)에 고정된 상기 소재(M)를 가공하는 복수의 공구(31)가 장착된다. 상술한 커버프레임(10), 고정척(20) 및 복수의 공구(31)가 장착된 공구대(30)는 CNC선반(1)의 일반적인 구성으로 그 구성 및 기능의 상세한 설명은 생략한다.First, the CNC lathe 1 includes a cover frame 10, a fixed chuck 20 and a tool post 30 as shown in FIG. 3 with reference to FIGS. 1 and 2, and the cover frame 10 As an exterior of a machine tool, a processing chamber 11 is formed inside, and a door 12 is provided to open and close the processing chamber 11 from the outside. The fixing chuck 20 is rotatably installed on one side inside the processing chamber 11 of the cover frame 10 and detachably fixes the material M to be processed. In addition, the tool post 30 is equipped with a plurality of tools 31 for processing the material M fixed to the fixed chuck 20 while moving inside the processing chamber 11 of the cover frame 10. . The above-described cover frame 10, fixing chuck 20, and tool post 30 equipped with a plurality of tools 31 are general configurations of the CNC lathe 1, and detailed descriptions of their configurations and functions will be omitted.

다음으로 상기 CNC선반(1)의 전방 좌측 및 우측에 각각 설치된 한 쌍의 인렛스토커(2) 및 아웃렛스토커(3)와 함께 CNC선반(1)의 전방에 설치된 로봇아암(4)을 통해 가공하고자 하는 소재(M)를 자동으로 이동시켜 CNC선반(1)으로의 투입, 가공, 탈거 및 효율적으로 적재할 수 있게 된다.Next, to process through the robot arm 4 installed in front of the CNC lathe 1 together with a pair of inlet stockers 2 and outlet stockers 3 installed on the front left and right sides of the CNC lathe 1, respectively. It is possible to automatically move the material (M) to be put into the CNC lathe (1), process, remove and efficiently load it.

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 인렛스토커(2)는 상기 커버프레임(10)의 도어(12) 전방 좌측에 이격 설치되고, 가공하고자 하는 복수의 소재(M)가 적재되어 공급된다. 또한, 아웃렛스토커(3)는 상기 커버프레임(10)의 도어(12) 전방 우측에 이격 설치되고, 상기 CNC선반(1)에 의해 가공된 복수의 소재(M)가 적재되어 퇴출된다.Specifically, as shown in FIG. 3, the inlet stocker 2 is spaced apart from the front left side of the door 12 of the cover frame 10, and a plurality of materials M to be processed are loaded and supplied. In addition, the outlet stocker 3 is spaced apart from the front right side of the door 12 of the cover frame 10, and a plurality of materials M processed by the CNC lathe 1 are loaded and discharged.

이때, 로봇아암(4)은 도 3 내지 10에 도시된 바와 같이 5축 수직다관절으로 상기 커버프레임(10)의 도어 전방에 이격 설치되고, 상기 인렛스토커(2)에 적재된 가공하고자 하는 상기 소재(M)를 공급받아 상기 CNC선반(1)의 고정척(20)에 상기 소재(M)를 투입시키며, 상기 CNC선반(1)의 고정척(20)으로부터 가공된 상기 소재(M)를 탈거시켜 상기 아웃렛스토커(3)에 적재시킨다.At this time, the robot arm 4 is installed at a distance in front of the door of the cover frame 10 with a 5-axis vertical multi-joint as shown in FIGS. When the material M is supplied, the material M is put into the fixed chuck 20 of the CNC lathe 1, and the material M processed from the fixed chuck 20 of the CNC lathe 1 It is removed and loaded into the outlet stocker (3).

상기 로봇아암(4)은 도 4에 도시된 바와 같이 베이스프레임(40)과, 상기 베이스프레임(40)에 대하여 상하로 수직이동 가능하게 설치된 제1축 링크프레임(50)과, 일단이 상기 제1축 링크프레임(50)의 상부에 좌우로 회전 가능하게 설치되고, 타단이 수평하게 연장된 제2축 링크프레임(60)과, 일단이 상기 제2축 링크프레임(60)의 타단 상부에 좌우로 회전 가능하게 설치되고, 타단이 수평하게 연장된 제3축 링크프레임(70)과, 일단이 상기 제3축 링크프레임(70)의 타단 하부에 좌우로 회전 가능하게 설치되고, 타단이 수평하게 연장된 제4축 링크프레임(80)과, 상기 제4축 링크프레임(80)의 타단 하부에 45도 각도로 경사지게 설치되고, 90도 각도로 수직 및 수평방향을 바라보도록 한 쌍의 제1 및 제2 그립퍼(91, 92)가 회전 가능하게 구비된 제5축 링크프레임(90)을 포함한다.As shown in FIG. 4, the robot arm 4 includes a base frame 40, a first axis link frame 50 installed to be vertically movable with respect to the base frame 40, and one end of the first The second axis link frame 60 is installed rotatably left and right on the upper part of the one-axis link frame 50, and the other end extends horizontally, and one end is left and right on the upper part of the other end of the second axis link frame 60. A third axis link frame 70 rotatably installed, the other end extending horizontally, and one end rotatably installed left and right at the bottom of the other end of the third axis link frame 70, and the other end horizontally An extended 4th axis link frame 80, and a pair of first and second pairs installed inclined at an angle of 45 degrees to the lower part of the other end of the 4th axis link frame 80 and facing the vertical and horizontal directions at an angle of 90 degrees. The second grippers 91 and 92 include a fifth axis link frame 90 rotatably provided.

따라서, 상기 로봇아암(4)은 제1축 링크프레임(50)의 상하 수직으로 직선운동하는 1개의 축과, 제2축 내지 제5축 링크프레임(60 내지 90)의 상대 회전운동하는 4개의 축을 더하여 5축이 되고, 바닥면에 고정 설치된 베이스프레임(40)을 기준으로 제1축 내지 제5축 링크프레임(50 내지 90)이 수직으로 설치되므로 5축 수직다관절로봇이 된다.Therefore, the robot arm 4 is composed of one axis of the first axis link frame 50 vertically and linearly moving, and four axes of the second to fifth axis link frames 60 to 90 performing relative rotational movement. It becomes a 5-axis by adding the axis, and since the first to fifth axis link frames 50 to 90 are installed vertically based on the base frame 40 fixedly installed on the floor, it becomes a 5-axis vertical articulated robot.

여기서, 제1축 링크프레임(50)의 상하 수직이동에 의해 상하 높이를 조절하면서 제2축 내지 제5축 링크프레임(60 내지 90) 각각의 좌우 회전구동을 통해 로봇아암(4)의 전후 및 좌우 회전반경이 형성되어 작업영역이 설정된다. 이때, 제5축 링크프레임(90)에는 소재(M)를 파지하기 위한 한 쌍의 제1 그립퍼(91) 및 제2 그립퍼(92)가 구비된다.Here, while adjusting the vertical height by the up and down vertical movement of the first axis link frame 50, the front and back of the robot arm 4 through left and right rotational driving of each of the second to fifth axis link frames 60 to 90. A left and right turning radius is formed and the work area is set. At this time, the fifth axis link frame 90 is provided with a pair of first grippers 91 and second grippers 92 for gripping the material M.

이러한 로봇아암(4)을 이용하여 CNC선반(1), 인렛스토커(2) 및 아웃렛스토커(3)와의 관계에서 소재(M)의 이동을 통한 작동과정을 도 5 내지 10을 참조하여 살펴본다. 즉, 상기 로봇아암(4)은 도 5 및 6에 도시된 바와 같이 상기 제1 그립퍼(91)로 상기 인렛스토커(2)에 적재된 가공하고자 하는 상기 소재(M)를 파지하여 대기하고, 도 7 및 8에 도시된 바와 같이 상기 커버프레임(10)의 도어(12)가 개방되면 상기 제2 그립퍼(92)로 상기 고정척(20)으로부터 가공된 상기 소재(M)를 파지하여 탈거시킨 다음 상기 제1 그립퍼(91)에 파지된 가공하고자 하는 상기 소재(M)를상기 고정척(20)에 투입시키며, 도 9 및 10에 도시된 바와 같이 상기 제2 그립퍼(92)에 파지된 상기 소재를 상기 아웃렛스토커(3)에 적재시키도록 반복한다.Using this robot arm 4, the operation process through the movement of the material M in relation to the CNC lathe 1, the inlet stocker 2 and the outlet stocker 3 will be looked at with reference to FIGS. 5 to 10. That is, as shown in FIGS. 5 and 6, the robot arm 4 holds the material M to be processed loaded on the inlet stocker 2 with the first gripper 91 and waits. As shown in 7 and 8, when the door 12 of the cover frame 10 is opened, the second gripper 92 grips and removes the material M processed from the fixing chuck 20, and then The workpiece M to be processed held by the first gripper 91 is put into the fixed chuck 20, and as shown in FIGS. 9 and 10, the workpiece held by the second gripper 92 is repeated to load the outlet stocker (3).

이러한, 로봇아암(4)의 작동과정은 도 3 내지 10에 도시된 바와 같이 인렛스토커(2), CNC선반(3) 및 아웃렛스토커(4)로 도면상 시계방향으로 회전하면서 효율적으로 소재(M)를 자동으로 이동시켜 투입, 가공, 탈거 및 적재할 수 있게 된다. 이때, 인렛스토커(2) 및 아웃렛스토커(3) 각각은 가공하고자 하는 소재(M) 및 가공된 소재(M)를 각각 효율적으로 적재할 수 있어야 한다.As shown in FIGS. 3 to 10, the operation process of the robot arm 4 efficiently rotates the material (M ) can be automatically moved to input, process, remove and load. At this time, each of the inlet stocker 2 and the outlet stocker 3 must be able to efficiently load the material M to be processed and the processed material M, respectively.

이를 위하여, 인렛스토커(2) 및 아웃렛스토커(3) 각각은, 도 3 및 11 내지 23에 도시된 바와 같이 스토커프레임(100), 회전판(200), 복수의 적재부(300), 회전작동부(400) 및 위치고정부(500)를 포함하여 이루어지고, 적재판승강부(600)를 더 포함할 수 있다.To this end, each of the inlet stocker 2 and the outlet stocker 3 includes a stocker frame 100, a rotating plate 200, a plurality of loading parts 300, and a rotating operation unit as shown in FIGS. 3 and 11 to 23 400 and a position fixing part 500, and may further include a loading plate lifting part 600.

스토커프레임(100)은 도 11 내지 14 및 16에 도시된 바와 같이 외관 및 뼈대를 이루면서 도면상 육면체 형상으로 후술하는 각각의 구성요소가 취부 및 결합된다. 이러한 스토커프레임(100)은 도 14에 도시된 바와 같이 하부에 이동바퀴(110)가 설치되어 바닥면을 따라 원하는 장소로 이동 가능하며, 또한 하부에 바닥고정부(120)가 설치되어 상기 스토커프레임(100)을 바닥면에 고정시킬 수 있다. 이러한 이동형 스토커프레임(100)을 통해 후술하는 복수의 적재부(300)에 가공하고자 하는 소재(M)를 원하는 작업공간에서 용이하게 적재하거나 탈거시킬 수 있고, 특히 CNC선반(1)의 전방에 이격하여 설치할 때 다른 장치들과의 간섭을 회피하면서 원하는 작업공간에 용이하게 배치시킬 수 있는 효과가 있다.As shown in FIGS. 11 to 14 and 16, the stocker frame 100 has an appearance and skeleton, and each component described later is attached and coupled in a hexahedral shape in the drawing. As shown in FIG. 14, the stocker frame 100 has a moving wheel 110 installed at the bottom to be able to move to a desired place along the bottom, and a bottom fixing part 120 is installed at the bottom so that the stocker frame (100) can be fixed to the bottom surface. Through this movable stocker frame 100, it is possible to easily load or remove the material M to be processed in a plurality of loading parts 300 to be described later in a desired work space, and in particular, spaced in front of the CNC lathe 1 When installed, there is an effect that can be easily placed in a desired work space while avoiding interference with other devices.

회전판(200)은 도 11 내지 21에 도시된 바와 같이 원형의 원판으로 상기 스토커프레임(100)의 상부에 회전 가능하게 설치된다. 이러한 회전판(200)은 후술하는 회전작동부(400)에 의해 일정한 각도로 간헐적으로 회전하고, 상부에는 소재(M)가 적재되는 복수의 적재부(300)가 설치되어 회전판(200)과 함께 회전한다.As shown in FIGS. 11 to 21 , the rotating plate 200 is a circular disc and is rotatably installed on the upper part of the stocker frame 100 . The rotary plate 200 is intermittently rotated at a certain angle by a rotary operating unit 400 to be described later, and a plurality of loading parts 300 on which the material M is loaded are installed on the top and rotated together with the rotary plate 200. do.

적재부(300)는 도 11 내지 14에 도시된 바와 같이 복수가 구비되어 각각이 상기 회전판(200)의 회전중심을 기준으로 방사상 일정한 각도로 배열 설치되고, 각각이 복수의 소재(M)를 상하로 적재한다. 도면상 상기 적재부(300)는 8개가 구비되어 각각이 회전판(200)의 상부에 45도 각도로 방사상 배열 설치된다. 그에 따라 회전판(200)은 후술하는 회전작동부(400)에 의해 45도 각도로 간헐적으로 회전하고, 회전판(200)의 상부에 설치된 적재부(300) 역시 회전판(200)과 함께 45도 각도로 간헐적으로 회전하게 된다.As shown in FIGS. 11 to 14, a plurality of loading units 300 are provided, each of which is arranged radially at a constant angle with respect to the center of rotation of the rotating plate 200, and each of the plurality of materials M is placed up and down. load with In the drawing, eight loading units 300 are provided, and each is radially arranged on the top of the rotating plate 200 at an angle of 45 degrees. Accordingly, the rotation plate 200 is intermittently rotated at an angle of 45 degrees by the rotation operation unit 400 to be described later, and the loading unit 300 installed on the top of the rotation plate 200 is also rotated at an angle of 45 degrees together with the rotation plate 200. rotates intermittently.

구체적으로, 상기 적재부(300) 각각은 도 12 및 14에 도시된 바와 같이 상기 회전판(200)의 상부에 상하로 승강 가능하게 설치되고, 복수의 소재(M)를 상하로 적재하는 원형의 적재판(310)과, 각각이 상기 적재판(310)을 관통하여 상기 적재판(310)의 반경방향으로 서로 이격 또는 근접하면서 상기 소재(M)의 외주면에 접촉하여 상기 소재(M)를 거치시키는 복수의 거치봉(320)을 포함한다. 따라서, 복수의 거치봉(320)이 적재판(310)의 반경방향을 따라 서로 이격 또는 근접하면서 소재(M)의 외주면에 접촉하여 거치할 수 있게 되어 소재(M)의 다한 직경에 맞게 복수의 소재(M)를 상하로 적재할 수 있고, 적재된 소재(M)의 상방이 개방되어 있어 도 3, 5, 6, 9 및 10에 도시된 바와 같이 로봇아암(4)의 그립퍼(91, 92)가 용이하게 소재(M)를 파지하여 이동시킬 수 있게 된다.Specifically, as shown in FIGS. 12 and 14, each of the loading units 300 is installed to be able to move up and down on the top of the rotating plate 200, and a circular stack for vertically loading a plurality of materials M. Plate 310, each penetrating the mounting plate 310, spaced apart or close to each other in the radial direction of the mounting plate 310, contacting the outer circumferential surface of the material (M) to mount the material (M) It includes a plurality of mounting rods 320. Therefore, the plurality of mounting rods 320 can be mounted in contact with the outer circumferential surface of the material M while being spaced apart or close to each other along the radial direction of the mounting plate 310, so that a plurality of The material M can be loaded up and down, and the top of the loaded material M is open, so that the grippers 91 and 92 of the robot arm 4 as shown in FIGS. 3, 5, 6, 9 and 10 ) can easily grip and move the material (M).

이때, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 회전판(200)의 특정 각도에 위치하는 어느 일 적재판(310)의 위치를 적재위치라고 정의하고, 상기 적재위치에 대응되도록 상기 스토커프레임(100)의 내부에 설치되어 상기 적재위치에 위치하는 상기 적재판(310)을 상하로 승강시키는 적재판승강부(600)를 더 포함할 수 있다. 상기 적재위치는 로봇아암(4)의 그립퍼(91, 92)의 작업반경 범위 내에서 그립퍼(91, 92)에 의해 소재(M)가 파지되는 위치를 말한다. 이때, 상기 적재위치는 상기 인렛스토커(2)의 경우 도 5 및 6에 도시된 바와 같이 공급적재위치로 정의하고, 상기 아웃렛스토커(3)의 경우 도 9 및 10에 도시된 바와 같이 퇴출적재위치로 각각 구분하여 정의할 수 있다.At this time, as shown in FIG. 3, the position of one loading plate 310 located at a specific angle of the rotating plate 200 is defined as a loading position, and the inside of the stocker frame 100 corresponds to the loading position It may further include a loading plate elevating unit 600 installed in the loading plate 310 to move up and down the loading plate 310 located at the loading position. The loading position refers to a position where the material M is gripped by the grippers 91 and 92 within the working radius of the grippers 91 and 92 of the robot arm 4 . At this time, the loading position is defined as a supply loading position as shown in FIGS. 5 and 6 in the case of the inlet stocker 2, and an exit loading position as shown in FIGS. 9 and 10 in the case of the outlet stocker 3. can be defined separately.

이를 통하여, 적재위치에 위치하는 적재판(310)에 적재된 복수의 소재(M)가 로봇아암(4)의 그립퍼(91, 92)를 통해 하나씩 CNC선반(1)에 공급될 때마다 적재판(310)을 소재(M)의 높이만큼 상방으로 밀어 올려주어 다음 소재(M)의 파지를 더욱 용이하게 할 수 있다.Through this, whenever a plurality of materials M loaded on the loading plate 310 located at the loading position are supplied to the CNC lathe 1 one by one through the grippers 91 and 92 of the robot arm 4, the loading plate By pushing the material 310 upward as much as the height of the material M, it is possible to more easily grip the next material M.

구체적으로, 상기 적재판승강부(600)는 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 정역회전하는 승강모터(610)와, 상기 승강모터(610)로부터 회전력을 전달받아 정역회전하는 볼스크류(620)와, 상기 볼스크류(620)에 결합되어 상기 볼스크류(620)의 정역회전에 따라 상하로 승강하는 승강너트(630)와, 상기 승강너트(630)에 결합되어 함께 승강하면서 상기 적재판(310)을 상하로 승강시키는 복수의 승강봉(640)을 포함한다. 별도의 도면부호를 도시하지 않았으나 적재판(310)의 승강높이 및 승강너트(630)의 상승위치를 감지할 수 있는 높이감지센서가 구비될 수 있다.Specifically, as shown in FIGS. 13 and 14, the lifting plate lifting unit 600 includes a lifting motor 610 that rotates forward and backward, and a ball screw 620 that rotates forward and backward by receiving rotational force from the lifting motor 610. And, the lifting nut 630 coupled to the ball screw 620 and moving up and down according to the forward and reverse rotation of the ball screw 620, and the mounting plate 310 coupled to the lifting nut 630 while moving up and down together ) includes a plurality of lifting rods 640 for lifting up and down. Although separate reference numerals are not shown, a height sensor capable of detecting the lifting height of the mounting plate 310 and the lifting position of the lifting nut 630 may be provided.

회전작동부(400)는 도 13 내지 15에 도시된 바와 같이 상기 스토커프레임(100)의 내부에 설치되고, 상기 회전판(200)을 일정한 각도로 간헐적으로 회전시킨다. 구체적으로, 회전작동부(400)는 일방향으로 회전하는 회전모터(410)와, 상기 회전판(200)의 하부에 동축으로 결합되어 함께 회전하는 메인샤프트(420)와, 상기 회전모터(410)의 회전력을 상기 메인샤프트(420)에 전달하는 동력전달수단(430)을 포함한다.As shown in FIGS. 13 to 15 , the rotation operation unit 400 is installed inside the stocker frame 100 and intermittently rotates the rotation plate 200 at a predetermined angle. Specifically, the rotation operation unit 400 includes a rotation motor 410 rotating in one direction, a main shaft 420 coaxially coupled to the lower portion of the rotation plate 200 and rotating together, and the rotation motor 410. It includes a power transmission means 430 for transmitting rotational force to the main shaft 420.

이때, 동력전달수단(430)은 14 및 15에 도시된 바와 같이 상기 회전모터(410)의 회전축에 결합되어 회전하는 주동스프로킷(431)과, 상기 메인샤프트(420)에 동축으로 결합되어 회전하는 종동스프로킷(432)과, 상기 주동스프로킷(431) 및 종동스프로킷(432)을 연결하는 체인(433)을 포함할 수 있다. 즉, 회전모터(410)의 회전으로 주동스프로킷(431)이 회전하게 되고, 체인(433)을 통해 종동스프로킷(432)이 회전하게 되어 메인샤프트(420)와 함께 회전판(200)이 회전하게 된다.At this time, as shown in 14 and 15, the power transmission means 430 is coupled to the rotation shaft of the rotation motor 410 and rotates, and the main shaft 420 is coupled to the main shaft 420 to rotate. A driven sprocket 432 and a chain 433 connecting the driven sprocket 431 and the driven sprocket 432 may be included. That is, the rotation of the rotation motor 410 causes the main sprocket 431 to rotate, and the driven sprocket 432 to rotate through the chain 433, so that the rotation plate 200 rotates together with the main shaft 420. .

이때, 회전판(200)이 일정한 각도로, 예컨대 도면상 45도 각도로 간헐적으로 회전하기 위해서는 회전모터(410)의 회전을 제어하여 회전판(200)이 45도 각도만큼만 회전한 후 멈춰야 된다. 그러나, 회전모터(410)의 정밀한 회전제어는 달성될 수 있더라도, 설계나 조립 등의 오차, 오랜 사용에 따른 마모나 늘어짐에 따른 작동상의 오차 등이 발생할 수밖에 없다. 따라서, 회전판(200)이 일정한 각도, 예컨대 도면상 45도 각도로 회전한 후 미세한 오차가 발생하더라도 정확한 위치고정을 위해 위치고정부(500)가 필요하다.At this time, in order for the rotary plate 200 to rotate intermittently at a certain angle, for example, at an angle of 45 degrees in the drawing, the rotation of the rotary motor 410 is controlled to rotate the rotary plate 200 only by an angle of 45 degrees and then stop. However, even if precise rotation control of the rotary motor 410 can be achieved, errors in design or assembly, errors in operation due to wear or sagging due to long use inevitably occur. Therefore, even if a slight error occurs after the rotating plate 200 is rotated at a certain angle, for example, an angle of 45 degrees in the drawing, the position fixing unit 500 is required to accurately fix the position.

즉, 위치고정부(500)는 도 13 및 16 내지 18에 도시된 바와 같이 상기 스토커프레임(100)의 내부에 설치되고, 상기 회전작동부(400)에 의해 간헐적으로 회전된 상기 회전판(200)을 일정한 각도마다 위치 고정시킨다.That is, the position fixing part 500 is installed inside the stocker frame 100 as shown in FIGS. 13 and 16 to 18, and the rotating plate 200 rotated intermittently by the rotary operation part 400 is fixed at a certain angle.

구체적으로, 상기 회전판(200)은 일정한 각도로 배열 설치된 상기 적재부(300) 각각에 대응되도록 하부에 복수의 위치고정홈(210)이 함몰 형성되고, 이때 상기 위치고정부(500)는 실린더(510)의 작동으로 상하로 승강하는 승강로드(520)에 결합되어 함께 승강하는 위치고정돌기(530)가 상기 위치고정홈(210)에 삽입되면서 상기 회전판(200)을 위치고정시키게 된다.Specifically, the rotary plate 200 is formed with a plurality of position fixing grooves 210 recessed at the bottom so as to correspond to each of the mounting parts 300 arranged at a certain angle, and at this time, the position fixing part 500 is a cylinder ( 510), the position fixing protrusion 530, which is coupled to the lifting rod 520 that moves up and down, is inserted into the position fixing groove 210 to fix the position of the rotary plate 200.

즉, 실린더(510)는 도 13 및 16에 도시된 바와 같이 상기 회전판(200)의 특정 각도에 위치하는 어느 일 적재판(310)의 위치를 고정위치라고 정의하고, 상기 고정위치에 대응되도록 상기 스토커프레임(100)의 내부에 고정 설치된다. 이때, 도 17 및 18에 도시된 바와 같이 승강로드(520)는 상기 실린더(510)의 작동에 따라 상하로 승강하고, 위치고정돌기(530)는 상기 승강로드(520)에 결합되어 함께 승강하면서 상기 고정위치에 대응되는 상기 회전판(200)의 위치고정홈(210)에 삽입되어 위치고정시킨다.That is, as shown in FIGS. 13 and 16, the cylinder 510 defines the position of one loading plate 310 located at a specific angle of the rotating plate 200 as a fixed position, and the position corresponding to the fixed position. It is fixedly installed inside the stocker frame 100. At this time, as shown in FIGS. 17 and 18, the lifting rod 520 moves up and down according to the operation of the cylinder 510, and the position fixing protrusion 530 is coupled to the lifting rod 520 and moves up and down together. It is inserted into the position fixing groove 210 of the rotation plate 200 corresponding to the fixing position to fix the position.

이 경우, 상기 위치고정돌기(530)와 위치고정홈(210) 간에 삽입을 용이하게 하기 위하여 상기 위치고정돌기(530)는 상부가 원뿔대 형상으로 상기 위치고정홈(210)에 형합 삽입된다. 따라서, 회전판(200)이 일정한 각도, 예컨대 도면상 45도 각도로 회전한 후 미세한 오차가 발생하더라도 상기 위치고정부(500)의 위치고정돌기(530)가 상기 회전판(200)의 위치고정홈(210)에 형합 삽입되면서 회전판(200)의 미세한 오차를 바로잡을 수 있는 것이다.In this case, in order to facilitate insertion between the position fixing protrusion 530 and the position fixing groove 210, the position fixing protrusion 530 has a truncated cone shape and is inserted into the position fixing groove 210. Therefore, even if a slight error occurs after the rotary plate 200 is rotated at a certain angle, for example, an angle of 45 degrees in the drawing, the position fixing protrusion 530 of the position fixing part 500 is the position fixing groove of the rotary plate 200 ( 210), it is possible to correct minute errors of the rotating plate 200.

한편, 상기 회전작동부(400)의 동력전달수단(430)이 상술한 체인-스프로킷 구조를 채택하게 되면 필연적으로 회전판(200)의 간헐 회전시 미세한 오차가 발생할 수밖에 없고, 상기와 같은 실린더타입의 위치고정홈(210) 및 위치고정돌기(530)의 구성이 요구된다. 따라서, 회전판(200)의 간헐 회전을 보다 정확하게 단속적이면서 간단한 구성으로 위치고정시킬 수 있도록 또 다른 동력전달수단(430)을 제시한다.On the other hand, when the power transmission means 430 of the rotary operation unit 400 adopts the above-described chain-sprocket structure, minute errors inevitably occur during the intermittent rotation of the rotary plate 200, and the cylinder type as described above The configuration of the position fixing groove 210 and the position fixing protrusion 530 is required. Therefore, another power transmission means 430 is proposed so that the intermittent rotation of the rotating plate 200 can be more accurately and intermittently fixed in a simple configuration.

즉, 도 19 내지 23에 도시된 바와 같이 상기 동력전달수단(430)은 제네바피동휠(434) 및 제네바구동휠(435)을 포함할 수 있고, 이때 상기 위치고정부(500)는 볼플런저(540)일 수 있다.That is, as shown in FIGS. 19 to 23, the power transmission means 430 may include a Geneva driven wheel 434 and a Geneva driving wheel 435, and in this case, the position fixing part 500 is a ball plunger ( 540).

구체적으로, 상기 제네바피동휠(434)은 원판 형상으로 상기 메인샤프트(420)에 회전중심이 결합되어 함께 회전하고, 외주 둘레에 방사상 일정한 각도로 복수의 구동홈(434a)이 형성된다. 또한, 제네바구동휠(435)은 원판 형상으로 상기 회전모터(410)의 회전축에 결합되어 회전하고, 회전중심으로부터 이격되어 돌출 형성된 단일의 구동핀(435a)이 상기 제네바피동휠(434)의 구동홈(434a)에 삽입되어 상기 제네바피동휠(434)을 일정한 각도로 간헐적으로 회전시킨다. 도면상 제네바피동휠(434)의 구동홈(434a)은 45도 각도로 8개의 구동홈(434a)이 형성되어 일정한 각도, 즉 45도 각도로 간헐 회전하게 된다.Specifically, the Geneva driven wheel 434 has a disk shape, and the center of rotation is coupled to the main shaft 420 to rotate together, and a plurality of drive grooves 434a are formed around the outer circumference at a radially constant angle. In addition, the Geneva drive wheel 435 has a disc shape and is coupled to the rotation shaft of the rotation motor 410 to rotate, and a single drive pin 435a protruding away from the rotation center drives the Geneva driven wheel 434. It is inserted into the groove 434a to intermittently rotate the Geneva driven wheel 434 at a constant angle. As shown in the drawing, eight driving grooves 434a of the Geneva driven wheel 434 are formed at an angle of 45 degrees to intermittently rotate at a constant angle, that is, at an angle of 45 degrees.

즉, 제네바피동휠(434)과 제네바구동휠(435)은 상호 구동홈(434a)과 구동핀(435a)에 의한 간헐 회전기구인 제네바기구(Geneva mechanism)이다. 회전모터(410)는 상기 제네바구동휠(435)을 일정한 방향으로 회전시킨다. 따라서, 회전모터(410)의 일방향 회전력을 제네바구동휠(435)이 전달받아 구동핀(435a)이 회전하고, 구동핀(435a)은 제네바피동휠(434)의 구동홈(434a)에 삽입되어 제네바피동휠(434)을 회전시킨 후 빠져나오면서 제네바피동휠(434)의 그 다음 구동홈(434a)에 삽입되어 제네바피동휠(434)을 회전시키는 반복 작동에 의한 제네바피동휠(434)의 간헐 회전을 이루어낸다. 제네바피동휠(434)의 간헐 회전은 메인샤프트(420) 및 회전판(200)의 간헐 회전으로 이어지고, 회전판(200)의 상부에 방사상 배열 설치된 복수의 적재부(300)는 일정한 각도로 간헐 회전이송되는 것이다.That is, the Geneva driven wheel 434 and the Geneva driving wheel 435 are a Geneva mechanism, which is an intermittent rotation mechanism by the mutual driving groove 434a and the driving pin 435a. The rotation motor 410 rotates the Geneva driving wheel 435 in a certain direction. Therefore, the drive pin 435a rotates when the Geneva drive wheel 435 receives the one-way rotational force of the rotation motor 410, and the drive pin 435a is inserted into the drive groove 434a of the Geneva drive wheel 434. Intermittent movement of the Geneva driven wheel 434 by the repeated operation of rotating the Geneva driven wheel 434 and then being inserted into the next driving groove 434a of the Geneva driven wheel 434 while coming out of it and rotating the Geneva driven wheel 434. make a rotation The intermittent rotation of the Geneva driven wheel 434 leads to the intermittent rotation of the main shaft 420 and the rotating plate 200, and the plurality of loading parts 300 radially arranged on the top of the rotating plate 200 intermittently rotate and transfer at a constant angle. It will be.

상술한 회전작동부(400)의 구동으로 회전판(200) 및 복수의 적재부(300)가 간헐 회전이송되고, 각각의 적재부(300)가 회전이송 및 멈춤 동작을 반복하게 되는데, 이때 회전판(200)의 멈춤 동작이 이루어질 때 제네바피동휠(434)의 위치고정을 위해 위치고정부(500)인 볼플런저(540)를 통해 간단한 구조로 위치고정시킬 수 있다.By driving the above-described rotation operation unit 400, the rotation plate 200 and the plurality of loading units 300 are intermittently rotated and transferred, and each loading unit 300 repeats rotation transfer and stopping operations. At this time, the rotation plate ( 200), the position of the Geneva driven wheel 434 can be fixed with a simple structure through the ball plunger 540, which is the position fixing part 500, to fix the position of the Geneva driven wheel 434.

즉, 상기 위치고정부(500)는 상기 제네바구동휠(435)과 이격되어 고정 설치되고, 스프링(541)에 의해 탄성 작동하는 작동볼(542)이 상기 제네바피동휠(434)의 구동홈(434a)에 삽입되어 상기 제네바피동휠(434)을 위치고정시킨다. 그에 따라, 제네바피동휠(434)과 결합되어 함께 회전하는 메인샤프트(420) 및 회전판(200) 역시 위치고정되며, 회전판(200)의 상부에 설치된 적재부(300) 역시 정확한 각도로 회전되어 위치고정되게 된다.That is, the position fixing part 500 is fixedly installed at a distance from the Geneva driving wheel 435, and the actuating ball 542 elastically operated by the spring 541 is the drive groove of the Geneva driven wheel 434 ( 434a) to fix the position of the Geneva driven wheel 434. Accordingly, the main shaft 420 and the rotary plate 200 coupled to the Geneva driven wheel 434 and rotating together are also fixed in position, and the loading part 300 installed on the upper part of the rotary plate 200 is also rotated at an accurate angle to position to be fixed

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 5축 로봇아암을 이용한 CNC선반 가공시스템은, 복수의 적재부(300)를 간헐 회전형 타입으로 이동이 가능하도록 스토커(2, 3)의 구조를 간소화시키고, 적재부(300)의 간헐 회전시 정확한 위치고정을 이루어낼 수 있도록 하며, 특히 소재(M)의 공급 및 퇴출을 위해 소재(M)를 적재하는 한 쌍의 인렛스토커(2)와 아웃렛스토커(3)를 구비하면서 5축 수직다관절로봇인 로봇아암(4)에 의해 효율적인 작업동선을 구축할 수 있어 생산성 및 작업품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the CNC lathe processing system using the 5-axis robot arm according to the present invention simplifies the structure of the stockers 2 and 3 so that the plurality of loading parts 300 can be moved in an intermittent rotation type, and the loading During the intermittent rotation of the part 300, it is possible to achieve accurate position fixation, and in particular, a pair of inlet stocker (2) and outlet stocker (3) for loading the material (M) for supply and discharge of the material (M) While having a 5-axis vertical multi-joint robot arm 4, it is possible to build an efficient work line, thereby improving productivity and work quality.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can improve and change the technical spirit of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and changes will fall within the protection scope of the present invention as long as they are obvious to those skilled in the art.

M : 소재
1 : CNC선반 2 : 인렛스토커
3 : 아웃렛스토커 4 : 로봇아암
10 : 커버프레임 11 : 가공챔버
12 : 도어 20 : 고정척
30 : 공구대 31 : 공구
40 : 베이스프레임 50 : 제1축 링크프레임
60 : 제2축 링크프레임 70 : 제3축 링크프레임
80 : 제4축 링크프레임 90 : 제5축 링크프레임
91 : 제1 그립퍼 92 : 제2 그립퍼
100 : 스토커프레임
110 : 이동바퀴 120 : 바닥고정부
200 : 회전판 210 : 위치고정홈
300 : 적재부
310 : 적재판 320 : 거치봉
400 : 회전작동부
410 : 회전모터 420 : 메인샤프트
430 : 동력전달수단 431 : 주동스프로킷
432 : 종동스프로킷 433 : 체인
434 : 제네바피동휠 434a : 구동홈
435 : 제네바구동휠 435a : 구동핀
500 : 위치고정부 510 : 실린더
520 : 승강로드 530 : 위치고정돌기
540 : 볼플런저
541 : 스프링 542 : 작동볼
600 : 적재판승강부
610 : 승강모터 620 : 볼스크류
630 : 승강너트 640 : 승강봉
M: material
1: CNC lathe 2: Inlet stocker
3: Outlet Stalker 4: Robot Arm
10: cover frame 11: processing chamber
12: door 20: fixed chuck
30: tool stand 31: tool
40: base frame 50: first axis link frame
60: 2nd axis link frame 70: 3rd axis link frame
80: 4th axis link frame 90: 5th axis link frame
91: first gripper 92: second gripper
100: stalker frame
110: moving wheel 120: floor fixing part
200: rotary plate 210: position fixing groove
300: loading part
310: loading plate 320: mounting rod
400: rotation operation unit
410: rotation motor 420: main shaft
430: power transmission means 431: driving sprocket
432: driven sprocket 433: chain
434: Geneva driven wheel 434a: driving groove
435: Geneva drive wheel 435a: drive pin
500: position fixing part 510: cylinder
520: lifting rod 530: position fixing protrusion
540: ball plunger
541: spring 542: operating ball
600: loading plate lifting part
610: lifting motor 620: ball screw
630: lifting nut 640: lifting bar

Claims (13)

내부에 가공챔버가 형성되고, 외부로부터 상기 가공챔버를 개폐하도록 도어가 구비된 커버프레임과, 상기 커버프레임의 가공챔버 내부 일측면에 회전 가능하게 설치되고, 가공하고자 하는 소재를 탈착 가능하게 고정하는 고정척과, 상기 커버프레임의 가공챔버 내부를 이동하면서 상기 고정척에 고정된 상기 소재를 가공하는 공구가 장착된 공구대를 포함하는 CNC선반과,
상기 커버프레임의 도어 전방 좌측에 이격 설치되고, 가공하고자 하는 복수의 소재가 적재되어 공급되는 인렛스토커와,
상기 커버프레임의 도어 전방 우측에 이격 설치되고, 상기 CNC선반에 의해 가공된 복수의 소재가 적재되어 퇴출되는 아웃렛스토커와,
5축 수직다관절로봇으로 상기 커버프레임의 도어 전방에 이격 설치되고, 상기 인렛스토커에 적재된 가공하고자 하는 상기 소재를 공급받아 상기 CNC선반의 고정척에 상기 소재를 투입시키며, 상기 CNC선반의 고정척으로부터 가공된 상기 소재를 탈거시켜 상기 아웃렛스토커에 적재시키는 로봇아암을 포함하여 이루어진 5축 로봇아암을 포함하고,
상기 인렛스토커 및 아웃렛스토커 각각은,
스토커프레임과, 상기 스토커프레임의 상부에 회전 가능하게 설치된 원형의 회전판과, 각각이 상기 회전판의 회전중심을 기준으로 방사상 일정한 각도로 배열 설치되고, 각각이 복수의 소재를 상하로 적재하는 복수의 적재부와, 상기 스토커프레임의 내부에 설치되고, 상기 회전판을 일정한 각도로 간헐적으로 회전시키는 회전작동부와, 상기 스토커프레임의 내부에 설치되고, 상기 회전작동부에 의해 간헐적으로 회전된 상기 회전판을 일정한 각도마다 위치 고정시키는 위치고정부를 포함하고,
상기 회전작동부는,
일방향으로 회전하는 회전모터와, 상기 회전판의 하부에 동축으로 결합되어 함께 회전하는 메인샤프트와, 상기 회전모터의 회전력을 상기 메인샤프트에 전달하는 동력전달수단을 포함하고,
상기 동력전달수단은,
원판 형상으로 상기 메인샤프트에 회전중심이 결합되어 함께 회전하고, 외주 둘레에 방사상 일정한 각도로 복수의 구동홈이 형성된 제네바피동휠과,
원판 형상으로 상기 회전모터의 회전축에 결합되어 회전하고, 회전중심으로부터 이격되어 돌출 형성된 단일의 구동핀이 상기 제네바피동휠의 구동홈에 삽입되어 상기 제네바피동휠을 일정한 각도로 간헐적으로 회전시키는 제네바구동휠을 포함하고,
상기 위치고정부는,
상기 제네바구동휠과 이격되어 고정 설치되고, 스프링에 의해 탄성 작동하는 작동볼이 상기 제네바피동휠의 구동홈에 삽입되어 상기 제네바피동휠을 위치고정시키는 볼플런저인 것을 특징으로 하는 5축 로봇아암을 이용한 CNC선반 가공시스템.
A processing chamber is formed inside, a cover frame equipped with a door to open and close the processing chamber from the outside, and rotatably installed on one side of the inside of the processing chamber of the cover frame and detachably fixing the material to be processed A CNC lathe including a fixed chuck and a tool post equipped with a tool for processing the material fixed to the fixed chuck while moving inside the processing chamber of the cover frame;
An inlet stocker installed at a distance from the front left side of the door of the cover frame and loading and supplying a plurality of materials to be processed;
An outlet stocker installed at a distance from the front right side of the door of the cover frame and loading and ejecting a plurality of materials processed by the CNC lathe;
It is a 5-axis vertical multi-joint robot installed at a distance in front of the door of the cover frame, receives the material to be processed loaded in the inlet stocker, puts the material into the fixed chuck of the CNC lathe, and fixes the CNC lathe. A 5-axis robot arm comprising a robot arm for removing the processed material from the chuck and loading it into the outlet stocker,
Each of the inlet stocker and outlet stocker,
A stocker frame, a circular rotating plate rotatably installed on the upper part of the stocker frame, each of which is radially arranged at a constant angle with respect to the center of rotation of the rotating plate, and a plurality of stacks for vertically stacking a plurality of materials A rotation operation unit installed inside the stocker frame and intermittently rotating the rotation plate at a constant angle, and a rotation operation unit installed inside the stocker frame and rotated intermittently by the rotation operation unit to a constant Including a position fixing unit for fixing the position for each angle,
The rotating operation part,
A rotary motor rotating in one direction, a main shaft coaxially coupled to the lower portion of the rotary plate and rotating together, and a power transmission means for transmitting rotational force of the rotary motor to the main shaft,
The power transmission means,
A Geneva driven wheel in a disc shape with a center of rotation coupled to the main shaft to rotate together, and a plurality of drive grooves formed at a radially constant angle around the outer circumference;
A Geneva drive that rotates by being coupled to the rotation shaft of the rotation motor in a disk shape, and a single driving pin protruding from the center of rotation is inserted into the driving groove of the Geneva driven wheel to intermittently rotate the Geneva driven wheel at a certain angle. including wheels,
The position fixing unit,
A 5-axis robot arm, characterized in that a ball plunger that is fixedly installed at a distance from the Geneva driving wheel and has an actuating ball elastically operated by a spring inserted into the driving groove of the Geneva driven wheel to fix the position of the Geneva driven wheel Used CNC lathe processing system.
제1항에 있어서,
상기 로봇아암은,
베이스프레임과,
상기 베이스프레임에 대하여 상하로 수직이동 가능하게 설치된 제1축 링크프레임과,
일단이 상기 제1축 링크프레임의 상부에 좌우로 회전 가능하게 설치되고, 타단이 수평하게 연장된 제2축 링크프레임과,
일단이 상기 제2축 링크프레임의 타단 상부에 좌우로 회전 가능하게 설치되고, 타단이 수평하게 연장된 제3축 링크프레임과,
일단이 상기 제3축 링크프레임의 타단 하부에 좌우로 회전 가능하게 설치되고, 타단이 수평하게 연장된 제4축 링크프레임과,
상기 제4축 링크프레임의 타단 하부에 45도 각도로 경사지게 설치되고, 90도 각도로 수직 및 수평방향을 바라보도록 한 쌍의 제1 및 제2 그립퍼가 회전 가능하게 구비된 제5축 링크프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 5축 로봇아암을 이용한 CNC선반 가공시스템.
According to claim 1,
The robot arm,
base frame,
A first axis link frame installed to be vertically movable with respect to the base frame;
A second axis link frame having one end rotatably installed left and right on the top of the first axis link frame and the other end extending horizontally;
A third axis link frame having one end rotatably installed left and right on the upper part of the other end of the second axis link frame and the other end extending horizontally;
A fourth axis link frame having one end rotatably installed in the lower part of the other end of the third axis link frame and the other end extending horizontally;
A 5th axis link frame installed at an angle below the other end of the 4th axis link frame at an angle of 45 degrees and having a pair of first and second grippers rotatably provided so as to face vertical and horizontal directions at an angle of 90 degrees A CNC lathe processing system using a 5-axis robot arm, characterized in that it comprises.
제2항에 있어서,
상기 로봇아암은,
상기 제1 그립퍼로 상기 인렛스토커에 적재된 가공하고자 하는 상기 소재를 파지하여 대기하고, 상기 커버프레임의 도어가 개방되면 상기 제2 그립퍼로 상기 고정척으로부터 가공된 상기 소재를 파지하여 탈거시킨 다음 상기 제1 그립퍼에 파지된 가공하고자 하는 상기 소재를 상기 고정척에 투입시키며, 상기 제2 그립퍼에 파지된 상기 소재를 상기 아웃렛스토커에 적재시키도록 반복하는 것을 특징으로 하는 5축 로봇아암을 이용한 CNC선반 가공시스템.
According to claim 2,
The robot arm,
The first gripper grips and waits for the material to be processed loaded on the inlet stocker, and when the door of the cover frame is opened, the second gripper grips and removes the material processed from the fixed chuck, and then the A CNC lathe using a 5-axis robot arm, characterized in that the workpiece to be processed, which is gripped by the first gripper, is put into the fixed chuck, and the workpiece, which is gripped by the second gripper, is repeatedly loaded into the outlet stocker. processing system.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 인렛스토커 및 아웃렛스토커 각각은,
상기 스토커프레임의 하부에 설치되어 상기 스토커프레임을 이동시키는 이동바퀴와,
상기 스토커프레임의 하부에 설치되고, 상기 스토커프레임을 바닥면에 고정시키는 바닥고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 5축 로봇아암을 이용한 CNC선반 가공시스템.
According to claim 1,
Each of the inlet stocker and outlet stocker,
A moving wheel installed below the stocker frame to move the stocker frame;
The CNC lathe processing system using a 5-axis robot arm, characterized in that it further comprises a floor fixing part installed at the bottom of the stocker frame and fixing the stocker frame to the floor surface.
제1항에 있어서,
상기 적재부 각각은,
상기 회전판의 상부에 상하로 승강 가능하게 설치되고, 복수의 소재를 상하로 적재하는 원형의 적재판과,
각각이 상기 적재판을 관통하여 상기 적재판의 반경방향으로 서로 이격 또는 근접하면서 상기 소재의 외주면에 접촉하여 상기 소재를 거치시키는 복수의 거치봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 5축 로봇아암을 이용한 CNC선반 가공시스템.
According to claim 1,
Each of the loading parts,
A circular loading plate installed on the upper part of the rotating plate to be able to move up and down and vertically loading a plurality of materials;
CNC using a 5-axis robot arm, characterized in that each includes a plurality of mounting rods for holding the material by contacting the outer circumferential surface of the material while being spaced apart or close to each other in the radial direction of the mounting plate through the mounting plate. lathe processing system.
제6항에 있어서,
상기 인렛스토커 및 아웃렛스토커 각각은,
상기 회전판의 특정 각도에 위치하는 어느 일 적재판의 위치를 적재위치라고 정의하고, 상기 적재위치에 대응되도록 상기 스토커프레임의 내부에 설치되어 상기 적재위치에 위치하는 상기 적재판을 상하로 승강시키는 적재판승강부를 더 포함하고,
상기 적재위치는,
상기 인렛스토커의 경우 공급적재위치로 정의하고, 상기 아웃렛스토커의 경우 퇴출적재위치로 정의하는 것을 특징으로 하는 5축 로봇아암을 이용한 CNC선반 가공시스템.
According to claim 6,
Each of the inlet stocker and outlet stocker,
The position of any one loading plate located at a specific angle of the rotating plate is defined as a loading position, and is installed inside the stocker frame to correspond to the loading position to raise and lower the loading plate located at the loading position. Including further trial elevation,
The loading position is
A CNC lathe processing system using a 5-axis robot arm, characterized in that the inlet stocker is defined as a supply loading position and the outlet stocker is defined as an exit loading position.
제7항에 있어서,
상기 적재판승강부는,
정역회전하는 승강모터와,
상기 승강모터로부터 회전력을 전달받아 정역회전하는 볼스크류와,
상기 볼스크류에 결합되어 상기 볼스크류의 정역회전에 따라 상하로 승강하는 승강너트와,
상기 승강너트에 결합되어 함께 승강하면서 상기 적재판을 상하로 승강시키는 복수의 승강봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 5축 로봇아암을 이용한 CNC선반 가공시스템.
According to claim 7,
The loading plate lifting part,
An elevating motor that rotates forward and backward;
A ball screw that receives rotational force from the lifting motor and rotates forward and backward;
a lifting nut coupled to the ball screw and moving up and down according to forward and reverse rotation of the ball screw;
The CNC lathe processing system using a 5-axis robot arm, characterized in that it includes a plurality of lifting rods coupled to the lifting nut and lifting the stacking plate up and down while lifting together.
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