KR200394886Y1 - 성형품 취출로봇에 적용가능한 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 사출성형용 취출로봇의 척플레이트에 냉각장치를 마련함으로써 성형품의 취출과정에서 함께 성형품을 냉각시키는 장치에 관한 것으로서, 취출로봇이 제품을 파지하여 필요한 위치로 이동해서 성형품을 내려놓고 다시 원위치로 복귀하는 동안의 대기시간(대략 10~60초)을 이용하여 척플레이트에 성형품이 파지되어 있는 동안에 냉각을 시키는 장치에 관한 것이다. 본 고안의 일실시예에 따르면, 척플레이트(100)에 냉각패널(110)이 부착되는데, 이 냉각패널(110)의 내부는 빈 공간이 형성되고, 이 공간에는 그 내부에 냉각수를 공급하는 냉각수 유입배관(120)과, 내부 공간으로부터 냉각수가 출수되는 냉각수 출수배관(130)이 설치되어, 냉각수 출수배관과 유입배관(12, 130)에 소정의 냉각수 순환장치(140)에 의해 냉각수가 순환된다. 이렇게 냉각패널(110)을 통해 냉각수가 순환하므로 이 냉각수에 의해서 척플레이트(100)및 이에 파지된 성형품이 냉각된다.

Description

성형품 취출로봇에 적용가능한 냉각장치{Cooling apparatus applicable to extraction robot}

본 고안은 사출성형 공정에 있어서 성형품의 취출과 동시에 성형품을 냉각하는 장치에 관한 것으로서, 성형과정 중, 성형품 취출시 이용되는 자동취출 로봇을 개량하여, 사출성형에서 가장 많은 시간이 소요되는 냉각공정의 시간을 단축하고 그 효율을 올리기 위한 것이다.

사출성형은 다양한 합성수지 제품을 생산하는데 널리 사용되고 있는 방법 중의 하나이다. 그 과정은 수지원료의 용융, 충전, 성형, 냉각, 취출 등의 순서를 거친다. 이러한 공정 중에서 상기 취출과정은 취출 로봇에 의해 자동으로 수행되는 것이 일반적이다.

통상적인 취출로봇의 구성과 동작에 대하여 간략히 소개한다. 도1에 도시된 바와 같이 사출성형기(1)의 고정대(2) 상면에 설치되어 사출성형기(1)로부터 사출물을 취출하여 소정의 위치, 예를 들면, 이송 컨베이어 또는 작업대 등으로 반송하는 장치로서, 사출성형기(1)의 고정대(2) 상면에 취출로봇(10)의 베이스(12)가 고정되어 있다. 상기 사출성형기(1)의 일측에는 작업대(미도시)가 위치하게 된다. 그리고 상기 베이스(12)의 상부에는 좌우 방향으로 배열되는 횡주행 유닛(14)이 고정되어 있으며, 횡주행 유닛(14)의 상부에는 전후방향으로 배열됨과 동시에 횡주행 유닛(14)을 따라 좌우방향으로 이동하는 전후진 가이드(16)가 설치되고, 전후진 유닛(16)에는 상하방향으로 배열됨과 동시에 상기 전후진 유닛(16)을 따라 전후 방향으로 이동하는 상하 유닛(18)이 설치되어 있다. 또한 상기 상하 유닛(18)상에는 선단에 척부착판(30)이 제공되는 암(20)이 승강 가능하게 설치되어 있다.

그리하여 사출성형기(1)에서 성형이 완료되어 금형이 개방되면 대기위치에 있던 암(20)이 하강하여 사출성형기(1) 내로 진입하여 척부착판(30)에 부착된 척플레이트(미도시)로 사출물을 파지(또는 흡착)하여 상승한 후에, 전후진 유닛(16)을 따라 상하 유닛(18)을 소정거리 이동시켜 적절한 위치(작업대와 정렬되는 위치)에서 전후진 유닛(16)이 횡주행 유닛(14)을 따라 이동하여 후속되는 작업을 실시하게 될 위치, 예를 들면 작업대 또는 이송 컨베이어의 상부에 위치하게 된다. 이어서 암(20)이 하강하여 사출물이 작업대상에 놓이게 되면 상기 척부착판(30)을 해제하여 사출물을 작업대 상에 안치하고, 계속하여 암(20)이 대기위치로 복귀하여 다음의 사출물이 성형 완료될 때까지 대기하게 된다.

통상, 도1과 같은 취출 로봇에 의한 성형품 취출 과정 전에 성형품을 냉각시키는 과정이 선행되어야 한다. 현재, 사출성형시의 냉각은 금형의 온도를 관리하여 실행함이 우선이고, 다음으로 수냉이나 공냉의 방법을 이용한다. 특히 제품의 두께가 두껍거나 제품의 특성상 금형온도를 올려서 작업해야 하는 제품의 경우에는 성형품의 두꺼운 부분에 대한 냉각과정에서의 표면 수축발생과 변형이 발생하여 이를 방지키 위한 방법으로 수냉 또는 공냉을 실시한다.

이러한 냉각 과정은 시간을 요하는 과정으로서 성형제품 생산성을 저하시키고 있으며, 특히 뜨거운 상태의 제품을 취급하면서 발생하는 표면 불량과 수냉 등의 공정을 진행하기 위한 번거로움과 시간 소요가 불가피하며, 당연히 자동화가 어려워진다.

이런 문제점들을 해결하기 위하여 본 고안자는, 사출성형품 취출 로봇의 척플레이트를 이용하여 냉각장치를 구현하고 취출과정에서 로봇이 제품을 잡고 있는 시간을 조정함으로써, 제품이 로봇으로부터 탈거될 때에는 이미 냉각이 완전히 이루어져 별도의 냉각과정이 필요없도록 한다. 이렇게 함으로써 성형공정의 완전 자동화는 물론, 냉각공정이 추가되지 않으므로 생산성이 향상됨은 물론, 냉각이 불완전한 상태에서 취급시의 불량도 방지할 수 있다.

본 고안은, 사출성형용 취출로봇의 척플레이트에 냉각장치를 마련함으로써 성형품의 취출과정에서 함께 성형품을 냉각시키는 장치에 관한 것이다. 특히 본 고안은 취출로봇이 제품을 파지(또는 흡착)하여 필요한 위치로 이동해서 성형품을 내려놓고 다시 원위치로 복귀하는 동안의 대기시간(대략 10~60초)을 이용하여 척플레이트에 성형품이 파지되어 있는 동안에 냉각을 시키는 장치에 관한 것이다. 구체적으로 도면을 통해 설명한다.

도2는 본 고안의 일실시예를 나타낸다. 도2는 본 고안의 기술적 사상을 설명하기 위한 것이므로, 구체적으로 성형품을 파지하거나 흡착하는 기구에 대해서는 별도로 표시하지 않았다. 또한, 척플레이트(100)의 형상과 구조도 구체적으로 도시하지 않고 개념적으로 도시하였다.

도2의 고안은 냉각수를 이용한 수냉식에 관한 것인데, 척플레이트(100)에 냉각패널(110)이 부착된다. 이 냉각패널(110)은 척플레이트(100)에 성형품이 파지 또는 흡착되는 위치에 인접하여 설치되는 것이 바람직하다.

냉각패널(110)의 내부는 빈 공간이 형성되어 있는데, 이 공간에는 그 내부에 냉각수를 공급하는 냉각수 유입배관(120)과, 내부 공간으로부터 냉각수가 출수되는 냉각수 출수배관(130)이 설치된다. 이들 냉각수 출수배관과 유입배관(12, 130)에는 소정의 냉각수 순환장치(140)에 의해 냉각수가 순환된다.

이렇게 냉각패널(110)을 통해 냉각수가 순환하므로 이 냉각수에 의해서 척플레이트(100)및 이에 파지된 성형품이 냉각된다.

통상, 취출로봇이 성형장치로부터 성형된 제품을 취출하여 정해진 위치에 내려놓는 데까지의 시간은 수십 초 정도 소요되기 때문에, 본 고안의 냉각장치에 따르면, 성형품을 취출하여 내려놓는 시간 동안에 성형품이 냉각될 수 있으므로, 기존에 취출 전에 제품 냉각을 위해 별도로 필요한 과정이 생략되거나 그 시간이 단축될 수 있게 된다. 성형품이 취출로봇의 척플레이트에 파지된 동안에 냉각되기 때문이다.

한편, 도3은 본 고안의 다른 실시예를 나타낸다. 도2의 냉각장치가 수냉식이라면, 이 실시예는 공랭식이라 할 수 있는데, 그 구성을 보면, 척플레이(100)트에 접촉되는 성형품에 인접하여 형성된 적어도 하나 이상의 배기공(160)과, 상기 각 배기공(160)에 공기를 불어넣기 위하여 척플레이트(100)의 일면에 형성된 적어도 하나 이상의 공기유입공(150)을 포함한다. 소정의 컴프레서 장치(170)에 의해 공기유입공(150)에 공기를 불어넣어서 이 공기가 상기 배기공(160)을 통해 분출시키면, 척플레이트(100)에 파지되어 있는 성형품이 냉각된다.

도3의 실시예는 도2의 실시예에 비해 그 구조가 간단하고 냉각수를 사용하지 않으므로 설치 및 사용이 간편한 장점이 있다.

물론, 도2의 실시예와 도3의 실시예는 각 작업환경이나 성형온도 등에 따라 선택적으로 사용할 수 있음은 물론, 두 가지 모두 다 한번에 사용할 수도 있다. 이는 당업자에게 자명하다.

본 고안에 따른 냉각장치의 사용상 실례를 들어보면 다음과 같다. 예를 들어, 자동차 도어의 실내측 손잡이는 사출 성형후 도금을 하여 사용하는 제품이 대부분인데, 이 때 도금을 위하여 금형온도를 높이 유지할 뿐만 아니라 제품의 강도와 모양을 위하여 그 두께도 두꺼워야 하므로 더욱 온도가 높아지게 된다. 이러한 제품의 성형 시간은 대분분, 사출성형에 10~15초, 냉각에 30~70초 정도의 시간이 소요된다. 특히, 성형 및 취출 시 뜨거운 상태에서 손으로 취급하게 되면 도금과정에서 불량이 발생하기도 한다.

도2, 도3과 같은 본 고안의 냉각장치를 취출로봇의 척플레이트에 설치하면, 로봇이 성형품을 취출하여 필요한 위치에 이동후 제품을 내려놓는 시간 동안에 냉각이 이루어질 수 있다. 이렇게 하면 취출 전의 냉각시간을 단축하거나, 제품에 따라서는 생략할 수도 있다.

또는, 취출로봇의 운용방식을 변경하여, 취출로봇이 제품을 취출하여 필요한 위치에 이동후 제품을 내려놓고 다시 원위치로 복귀하는 대기시간(제품에 따라 약 10~60초)을 충분히 이용하여, 즉, 취출로봇이 필요위치로 이동한 후에도 바도 제품을 내려놓는 것이 아니라 소정의 대기시간 동안에 제품을 계속해서 파지하고 있다가 대기시간이 완료되는 시점에 제품을 내려놓고 원위치로 복귀하도록 운용할 수도 있다. 이렇게 하면, 냉각시간의 단축이나 생략 효과를 얻는 대신에, 종래에 비해 냉각시간을 충분히 연장하는 효과를 얻을 수 있기 때문에, 제품에 대한 완전한 냉각을 이루게 되어 제품의 완성도를 크게 높일 수 있게 된다. 이 밖에도 당업자는 본 고안에 따른 냉각장치를 이용하여 다양한 방식으로 설비를 운용하여 제품의 냉각효과를 극대화할 수 있을 것이다.

본 고안을 사용하면, 성형품 취출과 별도로 제품의 냉각을 실시할 때, 보다 빨리 제품의 냉각을 이룰 수 있으며, 제품의 특성상 요구되는 높은 금형온도를 유지하면서도 냉각시간을 줄이거나 완전한 냉각을 이룰 수 있어서, 제품에 발생하는 취급상의 불량을 줄이며 제품의 완성도를 높일 수 있다.

도1a,b는 일반적인 취출로봇의 외관도.

도2는 본 고안의 일실시예의 개념도.

도3은 본 고안의 다른 실시예의 개념도.

Claims (3)

1. 사출성형용 취출로봇에 있어서 성형된 제품을 파지하여 이동하는 척플레이트에 있어서,

   척플레이트에 파지되는 성형품에 인접하여 형성되는 냉각수단을 포함하여,

   이 냉각수단의 냉각작용에 의해 척플레이트에 파지된 성형품이 냉각되는 것을 특징으로 하는, 성형품 취출로봇에 적용가능한 냉각장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉각수단은

   척플레이트에 접촉 설치되며 내부에는 빈 공간이 형성되어 있는 냉각패널과,

   상기 냉각패널 내부의 공간에 냉각수를 공급하고 이 공간으로부터 냉각수가 출수되는 냉각수 출입배관을 포함하여,

   상기 냉각수 출입배관을 통해 상기 내악패널의 내부 공간을 통해 냉각수를 순환시킴으로써 상기 척플레이트에 파지되어 있는 성형품을 냉각시키는 것을 특징으로 하는, 성형품 취출로봇에 적용가능한 냉각장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 냉각수단은

   척플레이트에 접촉되는 성형품에 인접하여 상기 척플레이트에 형성된 적어도 하나 이상의 배기공과,

   상기 각 배기공에 공기를 불어넣기 위하여 척플레이트의 일면에 형성된 적어도 하나 이상의 공기유입공을 포함하여,

   상기 공기유입공에 공기를 불어넣어서 이 공기가 상기 배기공을 통해 분출되면서 척플레이트에 파지되어 있는 성형품을 냉각시키는 것을 특징으로 하는, 성형품 취출로봇에 적용가능한 냉각장치.