KR200354022Y1 - 전기와 공압방식에 의한 자유하중 바란스 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 산업현장에서 발생되는 각종 물건의 하역 및 이동, 적재를 별도의 스위치 조작에 의해 손쉽게 무중력으로 적재, 하역할 수 있는 전기와 공압방식을 이용한 자유하중 바란스 제어장치에 관한 것으로서, 본 고안은 작업물의 중량을 고속으로 인식할 수 있는 별도의 전기 신호에 의해 에어실린더는 그 압력을 조절하면서 자유하중 상태를 항상 유지할 수 있는 바란스 제어장치을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 지지대의 상부측에 형성된 콘트롤박스는 전기적인 신호를 받아 별도의 유압, 공압실린더의 압력을 조절할 수 있는 장치인 밸브와, 각종 작업 물체의 무게를 감지하는 별도의 또 다른 밸브와 상호 연결됨과 함께 그 신호를 받아 기계적인 장치가 작동될 수 있는 제어 신호를 보낼 수 있게 구성된다.

상기와 같은 구성에 의하면 일정무게 까지 이동시킬 수 있는 신호를 콘트롤박스에 입력시킨 상태에서 고속, 자동으로 그 신호를 감지하므로 인하여 각종 산업현장에서 작업 능률을 크게 향상시킬 수 있는 효과 내지 특징이 있다.

Description

전기와 공압방식에 의한 자유하중 바란스 제어장치{Balance control system with freeload function by electric and pneumatic method}

본 고안은 전기와 공압빙식에 의한 자유하중 바란스 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작업물을 들어올릴 때 실린더의 내부의 압력을 측정하여 작업물의 하중과 평형을 이루는 실린더 내부 공기압을 레귤레이터에 설정해서 작업물의 하중과 평형을 이루는 원리를 갖는 전기와 공압방식에 의한 자유하중 바란스 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 기존의 로드셀 컨트롤식 리프터는 로드셀이라는 하중 센서를 취부하여 작업물의 하중을 측정하고, 그 전기적 신호를 인디케이터로 해석한 후, 다시 아날로그 신호로 증폭 변환하여 변환된 아날로그 신호는 서보밸브를 거쳐 부스터 밸브를 작동시키는 방식으로, 여러가지 고가의 장비들이 포함되어 있는 구조로 이루어져 있다.

또한, 상기 로드셀이라는 하중센서는 인장, 압축, 굽힘 등의 다양한 하중에 유연하게 적용하지 못하고 측정방식이 하나로 정해져 있으므로 인하여 인장방식의 로드셀 경우에 굽힘하중을 가하는 모멘트가 작용한다면 정확한 하중측정이 어렵게 되어 잘못된 하중 값이 적용될 수도 있는 단점이 있다.

따라서, 로드셀의 취부가 항상 문제가 되며 다양한 방식의 하중취부방식에 적용하기 힘든 상황이 발생하게 된다.

그리고, 별도의 스위치 조작없이 동작하는 것이 신속하고 좋을 수도 있으나, 이러한 경우에는 작업도중 작업물에 충격하중이나 다른 외력이 가해지게 되면 그 값을 입력받아 오작동의 소지가 있는 문제점이 있다.

또한, 도 4와 같이 종래에 사용되는 에어바란스의 공기압 회로도의 경우에는그 내용이 복잡하고 많은 공기압 부품들이 사용되어 있어 제작비용이 많이 소요됨은 물론 한 가지 하중만을 Balancing 할 수 있고 다른 하중에 적용할 경우에는 그 내용을 다시 설정해야 하는 번거러움과 불편함이 있다.

따라서, 종래에 사용되는 에어바란스는 항상 같은 무게의 물체만을 들어올리는 목적으로 적용되는 하중에 맞는 실린더의 압력을 설정하여 두고 사용하면서 대상 물체가 변경되어 그 하중이 변화되는 상황에서는 실린더에 공급되는 공기압도 변경되어야 그 하중을 적용할 수 있는 번거로움이 있다.

즉, 다양한 종류의 물건을 들어올려야 하는 상황에서는 상기와 같은 형태의 에어바란스는 그 사용이 불가능하면서 작업중 많은 애로 사항이 발생되는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 먼저 간단한 공압회로가 사용되고 전기적으로 시퀸스를 제어하여 비용절감의 효과가 있을 뿐 아니라 제어하중 이하의 모든 하중에 별다른 설정없이 바로 작업 물체를 들어올릴 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 작동암 일측에 형성된 진공패드 부분이 작업물체를 들어올릴 때 실린더 내부의 압력을 자동적으로 측정하여 작업물체의 하중과 평형을 이루는 실린더 내부 공기압을 미리 레귤레이터에 설정해서 작업물체의 하중과 평형을 동시에 이루게 될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 전기와 공압방식에 의한 자유하중 바란스 제어장치에 관한 것이다.

도 1은 본 고안의 요부가 적용된 장치가 작동하는 상태의 정면도

도 2는 본 고안의 요부가 적용된 장치가 작동하는 상태의 측면도

도 3은 본 고안의 요부를 작동시키는 회로도

도 4는 종래에 사용되는 장치의 회로도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10. 본체 11. 실린더

12. 지지바 13. 베이스

14. 콘트롤박스 15,16,17. 작동암

18. 진공패드 19. 이동바퀴

21,22,23,24,25,26. 밸브 27. OR밸브

30,31,32. 레귤레이터 33. 진공발생기

34. 진공게이지 35. 압력게이지

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 요부가 적용된 장치가 작동하는 상태의 정면도이며, 도 2는 본 고안의 요부가 적용된 장치가 작동하는 상태의 측면도이고, 도 3은 본 고안의 요부를 작동시키는 회로도이고, 도 4는 종래에 사용되는 장치의 회로도이다.

먼저, 도 1과 같이 본 고안은 본체(10)와 일체로 형성된 실린더(11)의 작동에 의해 다수의 작동암(15,16,17)이 상하로 움직이게 되는데 있어서, 상기 실린더(11)에 하중이 없는 상태로 공기가 공급되면 레귤레이터(32)에 설정해 놓은 공기압은 또 다른 레귤레이터(31)에 다시 설정되면서 밸브(21)을 통하여 기본 상태의 평형을 이루게 구성된다.

상기의 상황에서 그 동작원리는 도 3과 같이 UP번튼(미도시됨)을 누르면 먼저 밸브(21) 부분이 차단되면서 실린더(11)의 급속한 움직임을 방지하게 구성됨과 아울러 연속해서 진공 밸브(22)는 열리게 되므로 인하여 진공발생기(33)는 원활하게 동작하면서 진공을 발생시키게 구성된다.

그리고 작동암(15,16,17)부분의 일측 끝단에 형성된 진공패드(18) 부분이 작업 물체를 흡착하여 진공패드(18)내의 압력이 진공 상태가 되면 진공게이지(34)가 진공을 확인하게 되고, 이때 밸브(23)는 오픈되면서 실린더(11) 내부로 레귤레이터(30)에 설정되어 있는 공기압이 새롭게 유입되게 구성된다.

상기와 같이 소정의 압력으로 설정된 공기압이 실린더(11) 내부로 유입되면서 작업 물체를 들어올려 바닥에서 떨어지면 UP버튼(미도시됨)을 해제 하게 구성된다.

이때, 밸브(24)는 열렸다 닫히면서 실린더(11) 안에 있는 작업 물체를 들어올린 공기압이 밸브(24)와 OR밸브(27)를 통하여 레귤레이터(31)의 압력을 재설정하게 구성된다.

따라서, 임의의 하중을 가진 물체를 진공으로 흡착하여 들고자 하면 먼저 진공패드(18)를 물체의 표면에 붙이고 UP버튼(미도시됨)을 누르면, 진공이 발생하여 물체가 바닥에서 들어올려지게 되도록 구성되는 것이다.

그리고, 하중을 제거시키고자 한다면 작업 물체를 바닥에 놓고 DOWN버튼(미도시됨)을 누르게 된다.

이때, 상기 DOWN버튼(미도시됨)이 눌려지게 되면 밸브(21)는 차단됨과 아울러 밸브(25)가 오픈되면서 실린더(11) 내부의 공기는 외부로 배출된다.

또한, 상기 실린더(11) 내부의 압력이 낮아지고, 압력게이지(35)에서 그 압력을 자동적으로 측정하여 물체가 없을 때의 압력과 동일하게 되면서 밸브(22)를 차단 진공발생을 중지시키고 밸브(26)를 오픈시켜 진공패드(18) 내부에 발생되어 있는 진공을 해제 시키게 구성된다.

이와 동시에 밸브(24)를 오픈하였다가 차단시키는 상황에서 레귤레이터(31)에 설정되어 있는 공압을 해제하고 레귤레이터(32)의 압력은 타측에 형성된 또 다른 레귤레이터(31)에 의해 설정되게 구성되어 있다.

한편, 작업중 발생될 수 있는 안전장치는 전원공급이 끊어지거나 공기압이끊어지더라도 들려져 있던 물체가 갑자기 떨어지지 않고, 일정시간 동안 매달려 있어서 안전한 장소에 내려놓을 시간을 제공할 수 있도록 구성하는 것은 당연하다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 고안의 작용과 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 고안은 도 3과 같이 진공패드(18) 부분이 작업 물체를 들어올릴 때 실린더(11) 내부의 압력을 측정하여 작업물의 하중과 평형을 이루는 실린더(11) 내부 공기압을 레귤레이터(31)에 설정해서 작업 물체의 하중과 평형을 이루게 구성되어 있다.

즉, 하중이 없는 상태에서 공기가 공급되면 레귤레이터(32)에 설정해 놓은 공기압이 타측의 또 다른 레귤레이터(31)를 설정하고 밸브(21)를 오픈시켜 기본 상태의 평형을 이루게 되는 것이다.

그리고, 본 고안은 별도의 하중측정원이 없이 작동 공압만을 이용하여 하중을 측정하고 적용하기 때문에 작업 물체의 어떠한 취부 방식에도 그 적용이 가능하며, 다양한 종류의 하중에도 적용이 가능하게 된다.

따라서, 본 고안은 UP버튼(미도시됨)을 누르면 밸브(21)가 차단 되면서 실린더(11)의 급속한 움직임을 방지하는 작용을 하게 되며, 연속해서 진공밸브(22)가 열려서 진공발생기(33)가 동작하여 진공을 발생시킴과 아울러 진공패드(18) 부분이 작업 물체를 흡착하여 진공패드(18) 내의 압력이 진공이 되고, 진공게이지(34)는 상기 진공부분을 확인하게 되고, 이때 또 다른 밸브(23)가 열려 실린더(11) 내부로 레귤레이터(30)에 설정되어 있는 새로운 공기압이 유입되게 작용하게 된다.

상기와 같이 공기압은 실린더(11)로 유입되면서 작업 물체를 들어올려 바닥에서 떨어지면 UP버튼(미도시됨)을 해제하며, 이때 밸브(24)는 열렸다 닫히는 작용을 하고, 상기 실린더(11) 안에 있는 물체를 들어올린 공기압이 밸브(24)와 OR밸브(27)를 통하여 레귤에이터(31)의 압력을 설정하게 되는 것이다.

그리고, 하중을 제거시키고자 한다면 작업 물체를 바닥에 놓고 DOWN 버튼(미도시됨)을 누르고, 상기 DOWN 버튼이 눌러지게 되면 밸브(21)가 차단되고 또 다른 밸브(25)가 열려서 실린더(11) 내부의 공기가 외부로 빠져나가 실린더(11) 내부의 압력이 낮아지고 압력게이지(35)에서 압력을 측정하여 작업 물체가 없을 때의 압력과 같아지면 밸브(22)를 차단 진공발생을 중지하고 밸브(26)를 열어 진공패드(18)안에 발생되어 있는 진공을 해제 시키게 된다.

이와 동시에 밸브(24)를 열었다가 닫아주면 레귤레이터(31)에 설정되어 있는 공압은 해제되며, 또 다른 레귤레이터(32)의 압력은 레귤레이터(31)에 다시 설정되는 것이다.

그리고, 한번 하중을 측정하여 들어올리고 나면 그 작업 물체의 하중은 변하지 않기 때문에 작업도중의 하중변화는 더 이상 측정할 필요가 없으므로 하중을 기억하는 동작의 스위치는 있는 것이 보다 안전하며 효율적이다.

이상과 같은 구성에 의해 진공패드 부분이 작업 물체를 들어올릴 때 실린더 내부의 압력을 측정하여 작업 물체의 하중과 평형을 이루는 실린더 내부 공기압을 레귤레이터에 설정해서 작업 물체의 하중과 평형을 이루는 작용을 갖게 되는 것이다.

이상에서 설명한 본 고안은, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

이상과 같은 본 고안은 일반적인 몇 가지의 밸브를 이용하여 회로를 구성하기 때문에 생산원가를 크게 절감시킬 수 있는 특징과 함께 별도의 하중측정원이 없이 작동 공압만을 이용하여 하중을 측정하고 적용하기 때문에 작업 물체의 어떠한 취부 방식에도 적용이 가능하며, 다양한 종류의 하중에 적용이 가능한 효과가 있다.

Claims (7)

1. 지지바 상측에 고정된 실린더의 작동에 의해 작동암 일측에 고정된 진공패드 부분이 이동하면서 작업 물체를 흡착할 수 있는 리프트 장치에 있어서,

   상기 작동암 일측에 형성된 진공패드(18) 부분이 작업 물체를 들어 올릴 때 실린더(11) 내부의 압력을 측정하여 작업 물체의 하중과 평형을 이루는 실린더 내부 공기압을 레귤레이터(32)에 설정해서 작업 물체의 하중과 평형을 동시에 이루게 될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 전기와 공압방식에 의한 자유하중 바란스 제어장치
2. 제 1항에 있어서,

   상기 실린더(11)에 하중이 없는 상태에서 공기가 공급되면 레귤레이터(32)에 설정해 놓은 공기압이 다시 레귤레이터(31)를 설정함과 아울러 밸브(21)를 열어 기본 상태의 평형을 이루게 되도록 구성함을 특징으로 하는 전기와 공압방식에 의한 자유하중 바란스 제어장치
3. 제 1항에 있어서,

   상기 작동암 부분의 일측 끝단에 형성된 진공패드(18) 부분이 작업 물체를 흡착하여 진공패드 내의 압력이 진공이 되면 진공게이지(34)가 진공을 확인하게 됨과 함께 밸브(23)가 오픈되면서 실린더(11) 내부로 래귤레이터(30)에 설정되어 있는 공기압이 새롭게 유입될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 전기와 공압방식에 의한 자유하중 바란스 제어장치
4. 제 1항에 있어서,

   상기 실린더(11) 안에 있는 작업 물체를 들어올린 공기압이 밸브(24)와 OR밸브(27)를 통하여 레귤레이터(31)의 압력을 설정되도록 구성함을 특징으로 하는 전기와 공압방식에 의한 자유하중 바란스 제어장치
5. 제 4항에 있어서,

   상기 밸브(24)를 오픈하였다가 차단시키는 상황에서 레귤레이터(31)에 설정되어 있는 공압을 해제하고 레귤레이터(32)의 압력은 타측에 형성된 또 다른 레귤레이터(31)에 의해 설정될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 전기와 공압방식에 의한 자유하중 바란스 제어장치
6. 제 1항에 있어서,

   상기 진공패드(18)를 작업 물체의 표면에 붙이고 UP버튼을 누르면 진공이 발생되어 물체를 바닥에서 올림과 아울러 DOWN버튼을 누르면 하중이 제거되면서 물체를 바닥에 내려질 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 전기와 공압방식에 의한 자유하중 바란스 제어장치
7. 제 6항에 있어서,

   상기 DOWN 버튼을 누르면 밸브(21)는 차단됨과 아울러 밸브(25)는 오픈되면서 실린더(11) 내부의 공기가 외부로 배출되며, 상기 실린더(11) 내부의 압력은 낮아지고 압력게이지(35)에서 그 압력을 측정하여 작업 물체가 없을 때의 압력과 동일하게 되면서 밸브(22)를 차단한 후, 진공발생을 중지시킴과 함께 밸브(26)를 오픈시켜 진공패드(18) 내부에 발생되어 있는 진공을 해제시킬 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 전기와 공압방식에 의한 자유하중 바란스 제어장치