KR19990060978A - 안전유리의 필름 트리밍용 로봇 핸드와 커터 자동 교환장치 - Google Patents

Abstract

안전유리의 불필요한 잔존 필름을 제거하는 공정에 있어서 자동화 시스템 구축을 가능하게 하고, 로봇을 이용한 트리밍 가공으로의 전환으로 수작업에 대한 문제점을 해소시키고, 다품종 소량 생산 또는 대량 생산 등의 방식에도 적용을 가능하게 하며, 트리밍 전,후 공정을 자동화 시스템으로 연결할 수 있도록 하여 작업성 및 생산성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 안전유리의 필름 트리밍용 로봇 핸드와 커터 자동 교환장치를 제공하는 것으로, 다관절 로봇의 축 플랜지와 연결되는 핸드 브래킷 및 이 핸드 브래킷에 고정되는 핸드 프레임, 상기 핸드 프레임의 상,하에 고정수단으로 절연 플레이트를 통해 각각 설치된 클램프 브래킷 및 이를 통해 커터를 클램프하는 클램프와 이 클램프를 작동시키는 액추에이터, 상기 클램프 브래킷의 일 측에 핸드 프레임과 절연되게 설치되어 전압에 의해 커터의 파손여부를 검출하는 단자대, 상기 클램프 브래킷에 설치되어 클램프의 클램프/언클램프 상태를 확인하는 근접센서, 상기 핸드 프레임의 상,하에 고정수단으로 각각 설치된 롤러방출용 실린더, 상기 롤러방출용 실린더의 로드와 연결되어 동작되고 글라스를 클램프하는 롤러를 갖는 글라스 클램프용 실린더로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

안전유리의 필름 트리밍용 로봇 핸드와 커터 자동 교환장치

본 발명은 안전유리의 생산과정에서 발생된 잔존 필름을 커팅하는 트리밍(Trimming) 공정을 자동화하고, 또한 필름을 커팅하는 과정에서 커터가 파손될 때는 이를 자동으로 교환시켜 줄 수 있도록 하는 안전유리의 필름 트리밍용 로봇 핸드와 커터 자동 교환장치에 관한 것이다.

안전유리란 필름 층이 형성된 것을 말한다. 즉, 상부 유리와 하부 유리 사이에 필름 층을 둔 것이다.

상기와 같은 안전유리(접합유리)에 있어 차량용 안전유리의 생산과정은, 상,하 유리 사이에 필름을 삽입하여 접합시킨 후 기본적인 유리 형태를 맞추어 잘라내고 열처리 과정을 거치게 된다. 이때 전 공정에서 필름 절단시 잔존해 있던 필름이 열에 의해 약간의 경도를 지니게 되며, 이때 필름은 상,하 유리의 접합면에 오그라든 상태로 남아 있게 된다.(대략 2∼3㎜ 정도)

따라서 안전유리에 남아 있는 필름을 제거해야 하는 바, 종래의 안전유리 생산과정에서의 잔존 필름을 제거하기 위한 커팅과정은 수작업에 의해 이루어졌으며, 이로 인해 공구용 칼날을 사용하는 작업자가 칼날에 의한 안전 사고에 특별히 주의하지 않으면 안되었고, 인력에 의존하는 커팅작업이기 때문에 지속적인 작업 진행이 어려워 작업능률의 저하를 가져왔으며, 인력에 의해서는 일정한 커팅량을 얻을 수 없으므로 제품 품질의 안정성을 기대할 수 없었다.

그리고 차량 안전유리의 경우 대형차량일수록 일반적인 사다리꼴 형태 외에 조립상의 이유로 하변측이 불규칙한 굴곡을 갖는 것일 경우에는 수작업에 의한 커팅작업에 더욱더 어려움을 겪게 되어 작업성을 크게 저하시키게 되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 안전유리의 불필요한 잔존 필름을 제거하는 공정에 있어서 자동화 시스템 구축을 가능하게 하고, 로봇을 이용한 트리밍 가공으로의 전환으로 수작업에 대한 문제점을 해소시키고, 다품종 소량 생산 또는 대량 생산 등의 방식에도 적용을 가능하게 하며, 트리밍 전,후 공정을 자동화 시스템으로 연결할 수 있도록 하여 작업성 및 생산성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 안전유리의 필름 트리밍용 로봇 핸드와 커터 자동 교환장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다관절 로봇의 축 플랜지와 연결되는 핸드 브래킷 및 이 핸드 브래킷에 고정되는 핸드 프레임, 상기 핸드 프레임의 상,하에 고정수단으로 절연 플레이트를 통해 각각 설치된 클램프 브래킷 및 이를 통해 커터를 클램프하는 클램프와 이 클램프를 작동시키는 액추에이터, 상기 클램프 브래킷의 일 측에 핸드 프레임과 절연되게 설치되어 전압에 의해 커터의 파손여부를 검출하는 단자대, 상기 클램프 브래킷에 설치되어 클램프의 클램프/언클램프 상태를 확인하는 근접센서, 상기 핸드 프레임의 상,하에 고정수단으로 각각 설치된 롤러방출용 실린더, 상기 롤러방출용 실린더의 로드와 연결되어 동작되고 글라스를 클램프하는 롤러를 갖는 글라스 클램프용 실린더로 이루어진 안전유리의 필름 트리밍용 로봇 핸드인 것을 특징으로 한다.

커터 교환장치 본체에 고정되는 조인트 축을 통해 좌,우 회전 가능하게 설치되는 베이스 브래킷, 상기 베이스 브래킷의 양측에 조인트 축으로 설치되어 베이스 브래킷에 대해 전,후 틸팅 가능하게 설치되는 틸팅 프레임, 상기 틸팅 프레임에 고정된 복수의 리니어 모션 부시를 매개로 슬라이드 가능하게 조립되고 스프링이 개재된 복수의 가이드 샤프트, 상기 가이드 샤프트의 상부와 연결되어 커터 매거진을 수용하는 커터 매거진 장착용 플레이트 및 손잡이, 상기 커터 매거진 플레이트에 커터들이 다수 적첩되는 커터 매거진, 상기 틸팅 프레임의 상부 배면에 설치된 커터 공급용 액추에이터 및 이 액추에이터에 직결되어 상기 커터 매거진에 있는 커터를 1개씩 이송시키는 커터 공급용 롤러, 상기 틸팅 프레임의 상부 일 측에 형성되어 롤러로부터 공급된 커터를 슬라이드 안내하는 슬라이드 플레이트, 상기 슬라이드 플레이트의 일 측 하부에 설치되어 커터의 공급유무를 확인하는 근접센서, 상기 슬라이드 플레이트의 일 측 배면에 설치된 커터 캐치용 실린더 및 이 실린더의 로드에 연결되어 커터를 캐치하는 전자석 홀더, 상기 슬라이드 플레이트 배면에 설치된 실린더 브래킷을 매개로 설치되어 상기 커터 캐치용 실린더를 전,후 동작시켜 커터를 로봇 핸드로 공급하는 커터 공급용 실린더로 이루어진 안전유리의 필름 트리밍용 로봇 핸드의 커터 자동 교환장치인 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 안전유리의 필름 트리밍용 로봇 핸드의 배치구성도.

도 2는 본 발명의 안전유리의 필름 트리밍용 로봇 핸드의 구성도.

도 3은 도 2의 A방향에서 보인 커터의 클램프 상태도.

도 4는 본 발명의 커터 자동 교환장치의 정면도.

도 5는 도 4의 평면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 축 플랜지 12 : 핸드 브래킷

16 : 핸드 프레임 18 : 절연 플레이트

20 : 클램프 브래킷 22 : 클램프

24 : 클램프용 액추에이터 26 : 단자대

28, 76 : 근접센서 30 : 롤러방출용 실린더

32 : 글라스 클램프용 실린더 34 : 롤러

36 : 상자 50, 54 : 조인트 축

52 : 베이스 브래킷 56 : 틸팅 프레임

58 : 리니어 모션 부시 60 : 스프링

62 : 가이드 샤프트 64 : 손잡이

66 : 매거진 장착용 플레이트 68 : 커터 매거진

70 : 커터 공급용 액추에이터 72 : 커터 공급용 롤러

74 : 슬라이드 플레이트 78 : 커터 캐치용 실린더

80 : 전자석 홀더 82 : 실린더 브래킷

84 : 커터 공급용 실린더 100 : 다관절 로봇

102 : 트린밍 핸드 104 : 안전유리

106 : 트리밍 스테이션 108 : 진공컵

110 : 서포트 200 : 커터

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

먼저 도 2는 본 발명의 안전유리의 필름 트리밍용 로봇 핸드의 구성도이고, 도 3은 도 2의 A방향에서 보인 커터의 클램프 상태도를 도시한 것이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 다관절 로봇의 축 플랜지(10)와 핸드 브래킷(12)이 볼트(14)의 고정수단으로 연결되고, 이 핸드 브래킷(12)에는 대략 ㄷ자 형상의 핸드 프레임(16)이 볼트의 고정수단으로 설치된다.

상기 핸드 프레임(16)의 상,하에 볼트의 고정수단으로 절연 플레이트(18)를 통해 클램프 브래킷(20)이 설치되고, 이 클램프 브래킷(20)을 통해 커터(200)를 클램프 하는 클램프(22)와 이 클램프(22)를 작동시키는 클램프용 액추에이터(24)가 설치된다.

상기 상,하 클램프 브래킷(20)의 일 측에는 핸드 프레임(16)과 절연되게 설치되어 전압(24V)에 의해 작업도중 커터(200)가 파손될 경우 이를 검출하는 단자대(26)가 설치되며, 상기 클램프 브래킷(20)의 클램프(22) 주위에는 클램프(22)의 클램프/언클램프 상태를 확인하는 복수의 근접센서(28)가 설치된다.

그리고 상기 핸드 프레임(16)의 상,하에는 볼트의 고정수단으로 롤러방출용 실린더(30)가 각각 설치되고, 이 롤러방출용 실린더(30)의 로드(30a)에는 글라스 클램프용 실린더(32)가 연결되어 동작되고, 이 글라스 클램프용 실린더(32)의 로드(32a)에는 글라스를 클램프하는 롤러(34)가 설치되어 구성된다. 도면중 설명부호 36은 핸드 프레임(16)의 하부에 부착되어 트리밍된 필름 조각을 수거하는 상자를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명의 커터 자동 교환장치의 정면도이고, 도 5는 도 4의 평면도를 도시한 것이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 커터 교환장치 본체(도시안됨)에 고정되는 조인트 축(50)을 통해 베이스 브래킷(52)이 설치되어 이 베이스 브래킷(52)은 조인트 축(50)을 중심으로 좌,우 회전 가능하게 설치된다.

상기 베이스 브래킷(52)의 상부 양측으로 조인트 축(54)이 연결되고 이를 통해 틸팅 프레임(56)이 설치된다. 따라서 상기 틸팅 프레임(56)은 베이스 브래킷(52)에 대해 조인트 축(54)을 중심으로 전,후 틸팅 가능하게 설치된다.

상기 틸팅 프레임(56)에는 복수의 리니어 모션 부시(58)가 설치되고, 이를 통해 스프링(60)이 개재된 가이드 샤프트(62)가 슬라이드되게 조립된다.

상기 가이드 샤프트(62)의 상부에는 손잡이(64)를 갖는 커터 매거진 장착용 플레이트(66)가 연결되고, 이 커터 매거진 장착용 플레이트(66)의 상부로 커터(200)들이 다수 적첩된 커터 매거진(68)이 수용된다.

그리고 상기 틸팅 프레임(56)의 상부 배면에는 커터 공급용 액추에이터(70)가 설치되고, 이 액추에이터(70)에 직결되어 상기 커터 매거진(68)에 있는 커터(200)를 1개씩 이송시키는 커터 공급용 롤러(72)가 설치된다.

상기 커터 공급용 롤러(72)의 표면은 커터(200)와의 밀착력을 좋게 하기 위해 우레탄이 코팅되어 있으며, 커터 공급용 롤러(72)의 1회전에 의해 1개의 커터(200)가 공급되게 된다.

상기 틸팅 프레임(56)의 상부 일 측에는 커터 공급용 롤러(72)로부터 공급된 커터(200)를 슬라이드 안내하는 슬라이드 플레이트(74)가 형성된다.

상기 슬라이드 플레이트(74)는 커터(200)가 슬라이드 되도록 경사를 갖게 되는데, 이는 앞서 설명된 조인트 축(50)과 연결된 베이스 브래킷(52)의 회전각에 의해 이루어지게 된다.

상기 슬라이드 플레이트(74)의 일 측 하부에는 커터(200)의 공급유무를 확인하는 근접센서(76)가 설치되며, 이 슬라이드 플레이트(74)의 배면에는 커터 캐치용 실린더(78)가 볼트의 고정수단으로 설치되고 이 실린더(78)의 로드(78a)를 통해 커터(200)를 캐치하는 전자석 홀더(80)가 설치된다.

그리고 상기 슬라이드 플레이트(74)의 배면에는 실린더 브래킷(82)이 설치되고, 이를 통해 커터 공급용 실린더(84)가 설치되고 이 실린더(84)의 로드(84a)를 통해 상기 커터 캐치용 실린더(78)가 연결되어 상기 전자석 홀더(80)를 통해 캐치된 커터(200)가 상기 커터 공급용 실린더(84)의 전진동작으로 로봇 핸드에 공급되도록 구성한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면 먼저 도 1에 도시된 안전유리의 필름 트리밍용 로봇 핸드의 배치구성도와 같이 다관절 로봇(100)이 본 발명의 트리밍 핸드(102)와 연결되고, 트리밍할 안전유리(104)가 트리밍 스테이션(106)에 위치되어 복수의 진공컵(108)이 안전유리(104)를 고정하고 있고, 복수의 서포트(110)로 안전유리(104)를 상향 지지하여 유리 곡률을 완만하게 하여 유리 종류에 따라 트리밍 작업면을 항상 일정한 위치에 정렬되도록 하고 있다.

그리고 상기 트리밍 핸드(102)의 핸드 프레임(16)에는 필름 조각을 수거하는 상자(36)가 설치되어 있으며, 도 3과 같이 클램프(22)가 커터(200)를 클램프 하고 있다.

상기와 같이 준비된 상태에서 커터(200)를 안전유리(104)의 트리밍할 면에 밀착시킨 후 유리면을 따라 커팅을 실시하게 되는 바, 도 2에 도시된 바와 같이 커터(200)가 클램프(22)에 의해 장착된 상태에서 글라스 클램프용 실린더(32)를 전진시켜 이와 연결된 롤러(34)를 트리밍할 유리의 가장자리를 클램핑 하도록 하여 유리 형상에 따라 진행하도록 한다.

상기 롤러(34)의 역할은 커터(200)가 필름을 커팅하면서 진행하는 동안에 유리를 안전하게 잡아주어 외부 충격 영향을 최소화시켜 커터(200)의 파손을 줄이고 안정된 작업을 유도하여 품질을 높이도록 하는 것이다.

상기와 같이 잔존 필름의 커팅 작업이 진행되는 도중에 커터(200)가 파손될 경우에는 단자대(26)에서 커터(200)의 파손 여부를 전류로서 검출하게 되어 글라스 클램프용 실린더(32)는 후진하여 롤러(34)가 언클램프되면서 안전유리(104)로부터 떨어져 원위치로 복귀하게 된다.

이후 다관절 로봇(100)은 일정한 곳으로 이동하게 되고, 액추에이터(24)의 동작으로 도 3에 도시된 바와 같이 클램프(22)가 가상선과 같이 오픈되어 파손된 커터(200)를 버리게 된다.

그리고 다관절 로봇(100)은 커터 교환장치가 있는 곳으로 이동하여 커터(200)를 공급받는 자세로 대기하게 된다.

상기와 같이 다관절 로봇(100)이 대기 자세일 때는 커터(200)의 교환시 간섭을 없애기 위해 롤러방출용 실린더(30)가 전진하여 글라스 클램프용 실린더(32)가 도 2의 가상선과 같이 이동하게 된다. 이는 커터(200) 교환시 필요한 공간을 확보하기 위해서이다.

상기와 같은 상태에서 커터 자동 교환장치는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 커터(200)의 파손시 커터 유무를 확인하는 근접센서(76)에 의해 커터(200)가 없다는 신호를 확인하면 커터 공급용 액추에이터(70)가 작동하여 이와 직결된 커터 공급용 롤러(72)를 1회전시키게 된다.

따라서 커터 매거진(68)에 있는 커터(200) 1개가 회전되는 커터 공급용 롤러(72)에 의해 커터 매거진(68)으로부터 슬립 이동되면서 슬라이드 플레이트(74)로 보내져 커터(200)는 계속해서 근접센서(76)가 설치된 위치까지 이동하게 된다. 이때 1개의 커터(200)가 커터 매거진(68)으로부터 빠져 나가면 스프링(60)의 반발력에 의해 매거진 장착용 플레이트(66)가 약간 상승하여 다음 커터 공급에 대기하게 된다.

이에 따라 근접센서(76)의 확인이 끝나면 커터 캐치용 실린더(78)가 전진하여 이에 연결된 전자석 홀더(80)에 전원이 인가됨에 따라 공급된 커터(200)가 전자적 홀더(80)에 달라붙게 된다.

상기와 같이 전자석 홀더(80)에 커터(200)가 부착된 상태에서 커터 공급용 실린더(84)가 전진동작으로 하여 대기하고 있는 다관절 로봇(100)의 커터 장착위치인 클램프(22)에 커터(200)를 공급하게 된다.

다음으로 클램프(22)가 커터(200)를 클램프하게 되고, 근접센서(28)의 확인과 커터 파손 여부를 검출하는 단자대(26)가 이상이 없다고 판단하면 전진되어 있던 롤러방출용 실린더(30)와 글라스 클램프용 실린더(32)가 최초의 위치로 복귀하여 다시 트리밍 작업을 실시하게 되는 것이다.

상기에서 커터 자동 교환장치를 별도로 설치한 것을 설명하고 있으나, 다관절 로봇(100)의 주위에 설치된 스탠드를 통해 설치할 수도 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 안전유리의 불필요한 잔존 필름을 제거하는 공정에 있어서 자동화 시스템 구축을 가능하게 하고, 로봇을 이용한 트리밍 가공으로의 전환으로 수작업에 대한 문제점을 해소시키고, 다품종 소량 생산 또는 대량 생산 등의 방식에도 적용을 가능하게 하며, 트리밍 전,후 공정을 자동화 시스템으로 연결할 수 있도록 하여 작업성 및 생산성을 대폭 향상시키는 효과를 갖게 되는 것이다.

Claims (4)

1. 다관절 로봇(100)의 축 플랜지(10)와 연결되는 핸드 브래킷(12) 및 이 핸드 브래킷(12)에 고정되는 핸드 프레임(16),

   상기 핸드 프레임(16)의 상,하에 고정수단으로 절연 플레이트(18)를 통해 각각 설치된 클램프 브래킷(20) 및 이를 통해 커터(200)를 클램프하는 클램프(22)와 이 클램프(22)를 작동시키는 액추에이터(24),

   상기 클램프 브래킷(20)의 일 측에 핸드 프레임(16)과 절연되게 설치되어 전압에 의해 커터(200)의 파손여부를 검출하는 단자대(26),

   상기 클램프 브래킷(20)에 설치되어 클램프(22)의 클램프/언클램프 상태를 확인하는 근접센서(28),

   상기 핸드 프레임(16)의 상,하에 고정수단으로 각각 설치된 롤러방출용 실린더(30),

   상기 롤러방출용 실린더(30)의 로드(30a)와 연결되어 동작되고 글라스를 클램프하는 롤러(34)를 갖는 글라스 클램프용 실린더(32)로 이루어진 것을 특징으로 하는 안전유리의 필름 트리밍용 로봇 핸드.
2. 제 1항에 있어서, 핸드 프렝임(16)의 하부에 트리밍된 필름 조각을 수거하는 상자(36)를 설치한 것을 특징으로 하는 안전유리의 필름 트리밍용 로봇 핸드.
3. 커터 교환장치 본체에 고정되는 조인트 축(50)을 통해 좌,우 회전 가능하게 설치되는 베이스 브래킷(52),

   상기 베이스 브래킷(52)의 양측에 조인트 축(54)으로 설치되어 베이스 브래킷(52)에 대해 전,후 틸팅 가능하게 설치되는 틸팅 프레임(56),

   상기 틸팅 프레임(56)에 고정된 복수의 리니어 모션 부시(58)를 매개로 슬라이드 가능하게 조립되고 스프링(60)이 개재된 복수의 가이드 샤프트(62),

   상기 가이드 샤프트(62)의 상부와 연결되어 커터 매거진(68)을 수용하는 커터 매거진 장착용 플레이트(66) 및 손잡이(64),

   상기 틸팅 프레임(56)의 상부 배면에 설치된 커터 공급용 액추에이터(70) 및 이 액추에이터(70)에 직결되어 상기 커터 매거진(68)에 있는 커터(200)를 1개씩 이송시키는 커터 공급용 롤러(72),

   상기 틸팅 프레임(56)의 상부 일 측에 형성되어 롤러(72)로부터 공급된 커터(200)를 슬라이드 안내하는 슬라이드 플레이트(74),

   상기 슬라이드 플레이트(74)의 일 측 하부에 설치되어 커터(200)의 공급유무를 확인하는 근접센서(78),

   상기 슬라이드 플레이트(74)의 일 측 배면에 설치된 커터 캐치용 실린더(78) 및 이 실린더(78)의 로드(78a)에 연결되어 커터(200)를 캐치하는 전자석 홀더(80),

   상기 슬라이드 플레이트(74) 배면에 설치된 실린더 브래킷(82)을 매개로 설치되어 상기 커터 캐치용 실린더(78)를 전,후 동작시켜 커터(200)를 로봇 핸드로 공급하는 커터 공급용 실린더(84)로 이루어진 것을 특징으로 하는 안전유리의 필름 트리밍용 로봇 핸드의 커터 자동 교환장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 커터 공급용 롤러(72)의 표면은 커터(200)와의 밀착력을 좋게 하기 위해 우레탄이 코팅된 것을 특징으로 하는 안전유리의 필름 트리밍용 로봇 핸드의 커터 자동 교환장치.