KR20090106698A - 선형 부재를 위한 절단 가공 시스템용 보조 그리퍼 장치 - Google Patents

선형 부재를 위한 절단 가공 시스템용 보조 그리퍼 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 형강류 또는 파이프류 등의 선형 부재의 절단 가공시 선형 부재의 손실을 최소화할 수 있는 절단 가공 시스템용 보조 그리퍼 장치에 관한 것으로서, 본체 ; 상기 본체에 상기 선형 부재의 이송 방향을 따라 이동 가능하게 마련되는 종방향 이동판 ; 상기 종방향 이동판을 종방향으로 이동하기 위한 이동판 이동수단 ; 상기 종방향 이동판의 상부 일측에 횡방향으로 이동가능하게 마련되는 제1그리퍼 ; 상기 제1그리퍼를 횡방향으로 이동하기 위한 그리퍼 이동수단 ; 상기 제1그리퍼와 함께 상기 선형 부재를 잡기 위하여 상기 종방향 이동판의 상부 타측에 마련되는 제2그리퍼 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

선형 부재를 위한 절단 가공 시스템용 보조 그리퍼 장치{AUXILIARY GRIPPER DEVICE FOR CUTTING SYSTEM FOR LINEAR MEMBER}
본 발명은 형강류 또는 파이프류 등의 선형 부재를 절단 가공하기 위한 절단 가공 시스템에 이용되는 보조 그리퍼 장치에 관한 것이다.
형강류(앵글, 찬넬, H-beam 등) 또는 파이프류 등의 선형 부재는 그 길이가 대략 6M, 10M, 12M, 18M 등으로 상당히 긴 길이를 가지고 있다. 또한 이러한 선형 부재는 원하는 용도에 따라 적절한 길이 및 형태로 절단 가공할 필요가 있다.
이때 절단 가공이란 단순히 선형 부재를 일정한 길이로 절단하는 작업 뿐만 아니라 절단 가공 작업을 통하여 선형 부재에 다양한 모양을 가지도록 절단하는 것 또한 포함한다.
본 출원인에 의하여 제시된 절단 가공 장치로서 대한민국 특허등록 제10-0753201호 "로봇 플라즈마 절단장치"(2007년 8월 22일 등록)가 개시된 바 있으며, 상기 종래 기술은 본 명세서에 일체화된 것으로 본다.
통상적으로 절단 가공 시스템을 구현하기 위하여는 로봇 플라즈마 절단장치 등과 같이 절단 가공작업을 수행할 수 있는 절단 가공 장치를 마련하고, 절단 가공 장치의 전단에 절단 가공을 할 선형 부재를 절단 가공 장치로 보내줄 인입용 이송 장치를 마련하고, 절단 가공 장치의 후단에 절단 가공된 선형 부재를 배출하기 위한 배출용 이송 장치를 마련한다.
이러한 절단 가공 시스템은 상기 종래 기술에도 이미 개시되어 있으며, 상기 종래 기술은 본 명세서에 일체화된 것으로 본다.
한편, 절단 가공 장치는 플라즈마 등을 이용하여 절단하기 때문에 절단시 발생하는 불꽃 등으로 인하여 인입용 이송 장치 혹은 배출용 이송 장치가 손상될 수 있기 때문에 절단 가공 장치와 인입용 이송 장치, 혹은 절단 가공 장치와 배출용 이송 장치는 일정한 간격으로 이격되어야 한다.
그러나 이와 같이 이격 거리를 두게 되면 결과적으로 인입용 이송 장치와 배출용 이송 장치는 상당히 긴 이격 거리를 가지게 되며, 이는 선형 부재의 손실율을 높이게 된다.
가령 인입용 이송 장치와 배출용 이송 장치의 간격이 1M라고 가정하고, 10M길이의 앵글 부재를 절단 가공하면서 마지막 0.9M 길이가 남은 경우 마지막으로 남은 0.9M 길이의 앵글 부재는 절단 가공할 수 있는 방법이 없기 때문에(절단 가공 작업시 0.9M 길이의 앵글 부재를 고정할 수 있는 방법이 없기 때문에) 이는 절단 가공 시스템에서 가공되지 못하고 자재의 손실분으로 처리되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 선형 부재의 절단 가공시 선형 부재의 손실을 최소화할 수 있는 절단 가공 시스템용 보조 그리퍼 장치를 제안하고자 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 형강류 또는 파이프류 등의 선형 부재를 절단 가공하기 위한 절단 가공 장치를 사이에 두고 인입용 이송 장치와 배출용 이송 장치가 마련되는 절단 가공 시스템을 위하여 상기 배출용 이송 장치와 상기 절단 가공 장치 사이에 마련되기 위한 보조 그리퍼 장치에 있어서 : 본체 ; 상기 본체에 상기 선형 부재의 이송 방향을 따라 이동 가능하게 마련되는 종방향 이동판 ; 상기 종방향 이동판을 종방향으로 이동하기 위한 이동판 이동수단 ; 상기 종방향 이동판의 상부 일측에 횡방향으로 이동가능하게 마련되는 제1그리퍼 ; 상기 제1그리퍼를 횡방향으로 이동하기 위한 그리퍼 이동수단 ; 상기 제1그리퍼와 함께 상기 선형 부재를 잡기 위하여 상기 종방향 이동판의 상부 타측에 마련되는 제2그리퍼 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 상기 제1그리퍼 및 상기 제2그리퍼는 각각 측면지지판과 상기 측면지지판의 하부에서 내측으로 돌출된 하부지지판을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기에 있어서, 상기 측면지지판과 상기 하부지지판의 내측 연결부에 앵글의 끝단부가 장착되기 위한 삽입홈이 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명에 의하여, 선형 부재의 절단 가공시 선형 부재의 손실을 최소화할 수 있는 절단 가공 시스템용 보조 그리퍼 장치가 제공된다.
이하 본 발명에 의한 일 실시례에 따라 그 구성과 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 선형 부재를 위한 절단 가공 시스템의 평면도 및 측면도이며, 도 2는 도 1의 평면도의 주요부 확대도이며, 도 3은 도 1의 측면도의 주요부 확대도이다.
절단 가공 시스템은 크게 선형 부재의 이송 방향을 따라 인입용 이송 장치(100), 절단 가공 장치(300), 배출용 이송 장치(500)의 순서로 배치된다.
인입용 이송 장치(100) 및 배출용 이송 장치(500)는 롤러 컨베이어 형태로 구성된다.
절단 가공 장치(300)는 로봇 플라즈마 절단 가공 장치 등으로 이루어질 수 있다.
인입용 이송 장치(100)의 후단에 절단 가공 장치(300)가 절단 가공 작업을 수행하기 직전에 앵글 등의 선형부재를 미리 지정된 위치에 위치시키고 그 흔들림 등을 방지할 수 있는 가이드 장치(200)가 마련된다.
도 4a는 가이드 장치의 개념 평면도이며, 도 4b는 도 4a의 A-A 선에서 바라본 측면도이며, 도 4c 및 도 4d는 도 4a의 B-B선에서 바라본 좌우 가이드 롤러 세 트의 작동 개념도 및 상하 가이드 롤러 세트의 작동 개념도이다.
가이드 장치(200)는 3개의 상하 가이드 롤러 세트와 2개의 좌우 가이드 롤러 세트로 이루어진다.
상하 가이드 롤러 세트는 하부에 고정되어 마련되는 3개의 하부 고정 롤러(211)와 이에 대응하여 그 상부에 마련되어 상하로 이동가능하게 마련되는 상부 이동 롤러(212)와, 상기 상부 이동 롤러(212)를 이동하기 위하여 마련되는 에어 실린더(213)를 포함하여 이루어지는 상부 이동 롤러 이동수단으로 이루어진다.
좌우 가이드 롤러 세트는 일측에 고정되어 마련되는 2개의 측면 고정 롤러(221)와 이에 대응하여 그 타측에 마련되어 좌우로(즉 횡방향으로) 이동가능하게 마련되는 측면 이동 롤러(222)와, 상기 측면 이동 롤러(222)를 이동하기 위하여 마련되는 에어 실린더(223)를 포함하여 이루어지는 측면 이동 롤러 이동수단으로 이루어진다.
따라서 앵글 등의 선형 부재가 가이드 장치(200)로 인입되면 상부 이동 롤러(212)가 하부로 내려와서 선형 부재의 상하가 상부 이동 롤러(212)와 하부 고정 롤러(211) 사이에서 가이드되며, 측면 이동 롤러(222)가 측면 고정 롤러(221)측으로 이동하여 선형 부재의 좌우가 측면 이동 롤러(222)와 측면 고정 롤러(221) 사이에서 가이드된다.
이와 같이 가이드 장치(200)는 후단의 절단 가공 장치(300)가 절단 가공 작업을 수행할 수 있도록 선형 부재를 미리 지정된 위치에 위치시키며 그 흔들림 등을 방지하게 된다. 또한 가이드 장치(200)의 각각의 롤러들(211,212,221,222)은 선 형 부재와 접촉하는 경우에도 회전될 수 있으므로 선형 부재의 이송을 방해하지 않는다.
가이드 장치(200)와 배출용 이송 장치(500) 사이에 보조 그리퍼 장치(400)가 마련된다.
도 5a는 가이드 장치의 개념 측면도이며, 도 5b는 제2종방향 이동판의 평면도이며, 도 5c는 제1종방향 이동판 및 제2종방향 이동판의 작동을 설명하기 위한 도 5a의 작동 상태도이며, 도 5d는 제1그리퍼의 작동을 설명하기 위한 도 5b의 작동 상태도이며, 도 5e는 선형부재인 앵글이 제1그리퍼 및 제2그리퍼 사이에 잡힌 상태의 형태를 도시한 도면이다.
보조 그리퍼 장치(400)는 본체(410), 상기 본체(410) 상부에 마련되는 제1종방향 이동판(420), 상기 제1종방향 이동판(420) 상부에 마련되는 제2종방향 이동판(430), 상기 제2종방향 이동판(430) 상부에 마련되는 제1그리퍼(440) 및 제2그리퍼(450) 등으로 이루어진다.
본체(410)의 상부에 선형 부재의 이송 방향, 즉 종방향을 따라 슬라이딩 가능하게 마련되는 제1종방향 이동판(420)이 마련된다.
제1종방향 이동판(420)을 종방향으로 강제 슬라이딩시키기 위하여, 이동판 가능수단으로서 본체(410)의 상부에 제1에어실린더(421)가 고정 마련되며, 제1에어실린더(421)의 피스톤 로드가 제1종방향 이동판(420)의 하부에 고정된다.
따라서 제1종방향 이동판(420)은 제1에어실린더(421)의 구동에 의하여 본체(410) 상부에서 종방향으로 슬라이딩될 수 있다.
제1종방향 이동판(420)의 상부에 종방향을 따라 슬라이딩 가능하게 마련되는 제2종방향 이동판(430)이 마련된다.
제2종방향 이동판(430)을 종방향으로 강제 슬라이딩시키기 위하여, 이동판 가능수단으로서 제1종방향 이동판(420)의 상부에 제2에어실린더(431)가 고정 마련되며, 제2에어실린더(431)의 피스톤 로드가 제2종방향 이동판(430)의 하부에 고정된다.
따라서 제2종방향 이동판(430)은 제2에어실린더(431)의 구동에 의하여 제1종방향 이동판(420) 상부에서 종방향으로 슬라이딩될 수 있다.
결과적으로 제2종방향 이동판(430)은 본체(410)에 대하여 제1에어실린더(421) 및 제2에어실린더(431) 각각의 구동에 의한 이동길이의 합산만큼 이동될 수 있다.
제2종방향 이동판(430)의 상부 일측에 횡방향으로 그리퍼용 실린더(441)가 마련되며, 그리퍼용 실린더(441)의 피스톤 로드에 제1그리퍼(440)가 마련된다.
따라서 제1그리퍼(440)는 그리퍼용 실린더(441)의 구동에 의하여 제2종방향 이동판(420) 상부에서 횡방향으로 이동될 수 있다.
한편, 제1그리퍼(440)의 맞은 편, 즉 제2종방향 이동판(430)의 상부 타측에 제2그리퍼(450)가 마련된다.
또한 제1그리퍼(440)가 횡방향으로 이동하여 제2그리퍼(450)에 접근함으로써, 그 사이에 위치한 선형 부재를 잡을 수 있다.
제1그리퍼(440) 및 제2그리퍼(450)의 형태는 여러가지 형태가 제시될 수 있지만, 본 실시례에서는 제1그리퍼(440) 및 제2그리퍼(450) 각각이 측면지지판(442,452)과 상기 측면지지판(442,452)의 하부에서 내측으로 돌출된 하부지지판(443,453)으로 이루어지도록 하여, 전체적으로 "L"자 형태를 가지도록 하였다.
이러한 "L"자 형태의 그리퍼(440,450)는 앵글 등과 같이 각이 진 선형 부재가 그리퍼(440,450)에 의하여 잡힐 때 자세가 변경되는 것을 막아준다.
또한 바람직하게는 각 그리퍼(440,450)의 측면지지판(442,452)과 하부지지판(443,453)의 내측 연결부에는 앵글의 끝단부가 장착되기 위한 삽입홈(444,454)이 형성되는 것이 바람직하다.
삽입홈(444,454)은 선형 부재 중 앵글의 끝단부가 정확하게 그리퍼(440,450)의 측면지지판(442,452)과 하부지지판(443,453)의 내측 연결부에 장착되는 것을 도와준다.
이와 같은 보조 그리퍼 장치(400)는 배출용 이송 장치(500)와 절단 가공 장치(300) 사이에 마련되어, 절단 가공 장치(300)가 선형 부재를 일정한 길이로 절단하는 작업을 수행하기 직전에 그리퍼용 실린더(441)가 구동하여 제1그리퍼(440)가 제2그리퍼(450)와 조합하여 선형 부재를 잡아주며, 절단 가공 장치(300)가 일정한 길이로 절단하는 작업을 완료하면 제1종방향 이동판(420) 및/또는 제2종방향 이동판(430)이 배출용 이송 장치(500)측으로 이동한 후 제1그리퍼(440)가 원위치로 복 귀함으로써 절단 가공이 완료된 선형 부재를 배출용 이송 장치(500) 측으로 보내준다.
이후 다시 제1종방향 이동판(420) 및/또는 제2종방향 이동판(430)이 절단 가공 장치(300) 측으로 이동하여 다음 선형 부재를 잡을 준비를 하게 되고, 이후 동일한 과정이 반복된다.
이와 같은 작업에 의하여 전체 길이 중 짧은 잔여 길이를 가진 선형 부재의 경우에도 보조 그리퍼 장치(400)가 선형 부재를 잡아 고정시킬 수 있기 때문에, 자재의 손실분이 매우 감소하게 된다.
한편, 보조 그리퍼 장치(400)의 에어 실린더 등은 절단 가공 장치(300)로부터 발생하는 불꽃 등이 닿지 않도록 보호 커버를 덮어두는 것이 바람직하다.
또한 본 실시례에서는 2개의 에어실린더(421, 431)를 이용하여 제1그리퍼(440) 및 제2그리퍼(450)의 종방향 위치가 변경되도록 하였다. 실시례에 따라서는 하나의 에어실린더를 서보제어함으로써 종방향 이동판의 위치를 변경시킬 수도 있다. 그러나 본 실시례에서는 서보제어를 채택하지 않고서도 행정거리가 다른 2개의 에어실린더(421, 431)를 이용함으로써, 제1그리퍼(440)의 종방향 위치는 총 4개의 지점에서 그 위치가 변경될 수 있다.
2개의 에어실린더(421, 431)에 따른 제1그리퍼(440)의 종방향 위치는 설계에 따라 달라질 수 있지만, 배출용 이송 장치(500)에 선형 부재를 넘기는 위치(위치 1)와, 절단 가공 장치(300)와 가장 인접하여 선형 부재를 잡게 되는 위치(위치 4) 를 기본적으로 필요로 하며, 본 실시례와 같이 선형 부재를 잡은 위치인 위치 4에서 위치 1 방향으로 조금 이동하여 선형 부재에 대한 절단 가공 작업을 수행할 수 있는 복수의 위치(위치 2, 위치 3)를 설정할 수 있다.
상기의 실시례는 본 발명의 바람직한 실시례일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상은 당업자에 의하여 다양하게 변형 내지 조정되어 실시될 수 있다. 이러한 변형 내지 조정이 본 발명의 기술적 사상을 이용한다면 이는 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
본 발명은 형강류 또는 파이프류 등의 선형 부재를 절단 가공하기 위한 절단 가공 시스템에서 선형 부재의 손실분을 줄일 수 있다.
도 1은 선형 부재를 위한 절단 가공 시스템의 평면도 및 측면도이며, 도 2는 도 1의 평면도의 주요부 확대도이며, 도 3은 도 1의 측면도의 주요부 확대도이다.
도 4a는 가이드 장치의 개념 평면도이며, 도 4b는 도 4a의 A-A 선에서 바라본 측면도이며, 도 4c 및 도 4d는 도 4a의 B-B선에서 바라본 좌우 가이드 롤러 세트의 작동 개념도 및 상하 가이드 롤러 세트의 작동 개념도이다.
도 5a는 가이드 장치의 개념 측면도이며, 도 5b는 제2종방향 이동판의 평면도이며, 도 5c는 제1종방향 이동판 및 제2종방향 이동판의 작동을 설명하기 위한 도 5a의 작동 상태도이며, 도 5d는 제1그리퍼의 작동을 설명하기 위한 도 5b의 작동 상태도이며, 도 5e는 선형부재인 앵글이 제1그리퍼 및 제2그리퍼 사이에 잡힌 상태의 형태를 도시한 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
400 : 보조 그리퍼 장치 410 : 본체
420 : 제1종방향 이동판 421 : 제1에어실린더
430 : 제2종방향 이동판 431 : 제2에어실린더
440 : 제1그리퍼 441 : 그리퍼용 실린더
442 : 측면지지판 443 : 하부지지판
444 : 삽입홈
450 : 제2그리퍼 452 : 측면지지판
453 : 하부지지판 454 : 삽입홈

Claims (3)

  1. 형강류 또는 파이프류 등의 선형 부재를 절단 가공하기 위한 절단 가공 장치를 사이에 두고 인입용 이송 장치와 배출용 이송 장치가 마련되는 절단 가공 시스템을 위하여 상기 배출용 이송 장치와 상기 절단 가공 장치 사이에 마련되기 위한 보조 그리퍼 장치에 있어서 :
    본체 ;
    상기 본체에 상기 선형 부재의 이송 방향을 따라 이동 가능하게 마련되는 종방향 이동판 ;
    상기 종방향 이동판을 종방향으로 이동하기 위한 이동판 이동수단 ;
    상기 종방향 이동판의 상부 일측에 횡방향으로 이동가능하게 마련되는 제1그리퍼 ;
    상기 제1그리퍼를 횡방향으로 이동하기 위한 그리퍼 이동수단 ;
    상기 제1그리퍼와 함께 상기 선형 부재를 잡기 위하여 상기 종방향 이동판의 상부 타측에 마련되는 제2그리퍼 ;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선형 부재를 위한 절단 가공 시스템용 보조 그리퍼 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1그리퍼 및 상기 제2그리퍼는 각각 측면지지판과 상기 측면지지판의 하부에서 내측으로 돌출된 하부지지판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선형 부재를 위한 절단 가공 시스템용 보조 그리퍼 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 측면지지판과 상기 하부지지판의 내측 연결부에 앵글의 끝단부가 장착되기 위한 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 선형 부재를 위한 절단 가공 시스템용 보조 그리퍼 장치.
KR1020080031992A 2008-04-07 2008-04-07 선형 부재를 위한 절단 가공 시스템용 보조 그리퍼 장치 KR20090106698A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105436789A (zh) * 2015-12-04 2016-03-30 武汉市神风汽车工业有限责任公司 新能源车b柱横梁总成焊接夹具

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