KR20150011601A - 복수대의 cnc선반에 자동으로 소재를 로딩 및 언로딩 시키는 장치 - Google Patents

Abstract

복수대의 CNC선반에 동일한 소재를 공급하면서 동일한 가공물을 배출하고자 할때에, 이들 각각의 CNC선반 사이를 자유롭게 움직이면서 특정 장소로부터 소재를 자동으로 공급하거나 배출시킬 수 있는 로딩 및 언로딩 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 로딩 및 언로딩 장치는 복수대의 CNC선반들 상측에 배치되어 좌우 및 상하로 이동하는 2차원이송대와, 2차원이송대의 하단부에 결합되면서 서로 직교로 교차된 2개의 척이 선택적으로 반전 가능하게 움직이는 척부와, 복수대의 CNC선반들 사이에 배치되어 가공을 위한 소재 및 가공이 완료된 소재가 척부의 반전 가능한 척에 의해 집거나 놓여지는 입출테이블과, CNC선반들, 2차원이송대, 척부 및 입출테이블을 콘트롤하는 제어부를 포함하여 구성된다.

Description

복수대의 CNC선반에 자동으로 소재를 로딩 및 언로딩 시키는 장치{Loading and unloading apparatus for CNC-lathes}

본 발명은 컴퓨터 수치제어 선반(이하, "CNC선반"라 함)의 소재 로딩 및 언로딩 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적어도 2대 이상의 CNC선반에 가공을 위한 소재를 자동으로 로딩시킴과 아울러, 가공이 완료된 소재를 자동으로 언로딩시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 공작기계는 금속 또는 다른 재료로 된 부품을 제작하기 위해 사용하는 고정식 동력기계이다. 이러한 공작기계 중 대표적인 것으로 축, 파이프 등을 가공하는 선반은 공작물을 주축에 의해 회전되는 척에 클램핑한 후, 이를 회전시키며 가공공구로 목적하는 형상을 깎아 제품을 완성하게 된다. 즉, 도 1의 일예에서 보는 것과 같이 환봉 형태의 소재(1)를 제품(1a)으로 가공하는 것을 말한다.

특히, 선반은 기계부속 등을 생산하는 공장의 대부분이 자동화라인을 구축함에 따라 인력에 의존하지 않고 자동으로 제품을 가공하기 위한 수치제어(Numerical Control; NC) 방식의 것이 꾸준히 개발되어 왔다. 이와 같은 개발의 결과로 현재의 수치제어선반은 컴퓨터와 연동하여 제품을 가공하는 컴퓨터 수치제어(computerized numerical control; CNC)선반이 개발되었다.

도 2를 참고하면, CNC선반(10)은 내부에 소재(1)를 고정하도록 척(21)을 갖는 주축대(20)가 구비되어 있고, 소재(1)를 가공하기 위해 적어도 하나 이상의 공구(31)를 갖는 공구대(30)가 설치된다. 이때, 공구대(30)는 상하 및 좌우로 움직일 수 있도록 구성된다. 따라서 소재(1)가 주축대(20)에 의해 고속으로 회전되는 중에 공구대(30)가 설정된 프로그램에 따라 상하 및 좌우로 움직이면서 소재(1)를 가공해 제품(1a)으로 완성하게 된다.

CNC선반에서 사용되는 소재는 길다란 것에서부터 짧은 것까지 다양하게 적용할 수 있는데, 길다란 소재의 경우 본 출원인/발명자에 의해 특허출원하여 등록받은 대한민국 등록특허공보 제1124443호(2012.03.21. 공고, 명칭 : CNC선반용 소재 자동공급 및 배출장치)와, 대한민국 등록특허공보 제0870049호(2008.11.24. 공고, 명칭 : CNC선반용 소재 자동공급 및 배출장치)가 개시된 바 있다.

위 선행기술들은 도 3에서 보는 것과 같이 외부에서 CNC선반(10)의 내부로 소재(1)를 밀어 넣거나 잡아당길 수 있도록 별도의 입출장치(40)를 장치 외부에 부설하게 된다. 그렇지만, 이러한 입출장치는 소재가 길다란 경우에 가능하게 되는 것으로, 짧은 소재의 경우에는 CNC선반을 열어 손으로 직접 척에 고정시키거나 빼내게 되는 불편함이 있는 것이다.

그리고 동일한 소재를 대량으로 가공하는 경우에는 CNC선반을 여러대 두어 사용하게 되는데, 입출장치를 개별적으로 설치하여 사용해야 하므로 설비라인이 필요 이상으로 비대해지면서 관리가 어렵게 되는 문제가 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 복수대의 CNC선반에 동일한 소재를 공급하면서 동일한 가공물을 배출하고자 할때에, 이들 각각의 CNC선반 사이를 자유롭게 움직이면서 특정 장소로부터 소재를 자동으로 공급하거나 배출시킬 수 있는 로딩 및 언로딩 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은,

복수대의 CNC선반들 상측에 배치되어 좌우 및 상하로 이동하는 2차원이송대;

2차원이송대의 하단부에 결합되면서 서로 직교로 교차된 2개의 척이 선택적으로 반전 가능하게 움직이는 척부;

복수대의 CNC선반들 사이에 배치되어 가공을 위한 소재 및 가공이 완료된 소재가 척부의 반전 가능한 척에 의해 집거나 놓여지는 입출테이블; 및

CNC선반들, 2차원이송대, 척부 및 입출테이블을 콘트롤하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 복수대의 CNC선반에 자동으로 소재를 로딩 및 언로딩 시키는 장치를 제공한다.

이때, 척부는 반전 가능한 2개의 척이 장착되는 회전블록과, 이 회전블록이 장착되면서 2차원이송대의 세로대 하단에 결합되는 몸체블록으로 구성되되, 몸체블록은 세로대의 하단에서 수평방향으로 반력을 갖도록 슬라이딩 가능하게 결합되면서 몸체블록의 움직임을 감지하는 센서를 포함하여 구성될 수 있다.

또는, 입출테이블은 가공할 소재가 올려지는 소재 공급부와, 가공이 완료된 소재 또는 불량 소재가 올려지는 소재 배출부로 구성되며, 소재 공급부 및 소재 배출부는 각 소재들이 올려지도록 공급 컨베이어 및 배출 컨베이어를 포함하여 구성될 수 있다.

여기에서, 공급 컨베이어는 슬릿 컨베이어가 사용되어 적어도 하나 이상의 가공할 소재가 올려지고, 공급 컨베이어의 출구쪽에는 소재를 안으로 감싸쥐어 척부와의 센터를 맞추도록 하는 조우가 설치될 수 있다.

좀더 바람직하게는 조우는 입구는 벌어진 형상을 가지면서 중앙부는 오므려졌을때에 소재의 외경에 대응되는 원형으로 형성되고, 조우의 상측에는 소재의 진입을 감지하는 근접센서가 설치되어, 근접센서의 감지에 의해 조우를 오므리도록 작동시키면서 가공할 소재가 대기중임을 제어부에 전달할 수 있게 된다.

그리고 배출 컨베이어는 슬릿 컨베이어가 사용되어 적어도 하나 이상의 가공이 완료된 소재 또는 불량 소재가 올려지고, 제어부에 한 행에 대한 소재의 배출 개수를 메모리로 할당하여 해당 개수가 채워지면 슬릿 컨베이어를 한칸씩 자동으로 이동시키도록 할 수 있다.

또한, 소재 배출부에는 배출 컨베이어를 움직이는 배출스위치가 설치되어 내려진 소재들을 강제로 배출시키도록 할 수도 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 소재 로딩 및 언로딩 장치는 중간에 위치한 입출테이블을 기점으로 양쪽으로 왔다 갔다 하면서 각각의 CNC선반에 가공할 소재를 넣어주거나 또는, 가공이 완료된 소재를 배출시킬 수 있게 되어 대량으로 가공하는 것이 가능해 지게 되며, 가공을 위한 소재만 공급 컨베이어위에 올려 놓으면 무인으로 작동이 가능한 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 장치는 척부에 불량소재가 로딩되었을때에 소재와 CNC선반의 주축이 부딪히는 것을 척부에서 감지할 수 있도록 하여 장치의 파손을 방지할 수 있는 이점이 있게 된다.

그리고 본 발명에 따른 장치는 가공할 소재를 대기시키는 조우에 근접센서가 설치되어 있어 이 근접센서에 의해 소재의 접근을 감지함은 물론, 이를 정위치에 위치시키면서 정위치된 소재를 제어부에 송출하도록 하는 이점이 있다.

그리고 어떤 하나의 근접센서라도 감지가 되고 있을 때에는 공급 컨베이어가 작동되지 않도록 하며, 어떤 하나의 근접센서라도 감지가 되지 않을 때에는 공급 컨베이어가 작동되는 것은 물론이려니와 척부나 2차원이송대가 근접센서에 의해 공급할 소재의 감지가 이루어지지 않고 있으므로 이를 제어부와 연계하여 더 이상의 소재 로딩 작업을 자동으로 중지할 수 있게 되는 이점도 있게 된다.

도 1은 선반에서 환봉의 가공예를 보인 도면이고,
도 2는 자동선반의 가공모습을 보인 일예이고,
도 3은 종래기술에 따른 소재 입출장치의 일예를 보인 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 로딩 및 언로딩 장치를 전체적으로 나타낸 도면이고,
도 5는 도 4에 도시된 척부를 상세히 나타낸 도면이고,
도 6은 도 4에 도시된 입출테이블을 나타낸 사시도이고,
도 7은 도 6에 도시된 소재 공급부의 조우 작동 모습을 나타낸 도면들이고,
도 8은 본 발명에 따른 장치에 의해 복수대의 CNC선반에 자동으로 소재를 로딩 및 언로딩시키는 모습을 순차적으로 나타낸 도면들이고,
도 9는 척부에 가공할 소재를 집어 CNC선반의 주축에 로딩시키는 모습을 순차적으로 나타낸 도면들이고,
도 10은 척부에 가공할 소재를 집어 CNC선반의 주축에 가공이 완료된 소재를 언로딩시키면서 가공할 소재를 로딩시키는 모습을 순차적으로 나타낸 도면들이며, 그리고
도 11은 소재 배출부의 작동모습을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명에 따른 복수대의 CNC선반에 자동으로 소재를 로딩 및 언로딩 시키는 장치의 전체적인 모습을 나타낸 도면으로서, 이 도면에서 보는 것과 같이 본 발명에 따른 로딩 및 언로딩 장치(100)는 양쪽에 2대의 CNC선반(10)이 배치된 상태에서, 그 상부측에 2차원이송부(110)가 설치되고, 이 2차원이송부(110)의 하단부에는 로딩할 소재와 언로딩할 소재를 번갈아 가면서 죄거나 풀어주는 척부(130)가 결합되며, CNC선반(10)들의 사이에는 로딩할 소재 및 언로딩한 소재들이 올려져 자동으로 공급 및 배출시키기 위한 입출테이블(150)이 배치된다.

먼저, 2차원이송부(110)는 횡방향으로 가로레일(112)이 설치되고, 이 가로레일(112)을 따라 수평하게 움직이는 블록체(114)가 결합되며, 블록체(114)에 의해 가이드를 받아 상하로 움직이는 세로대(116)를 포함하여 구성된다. 이러한 가로레일(112), 블록체(114) 및 세로대(116)는 X축 및 Y축 이송을 위한 통상의 이송수단으로서, 본 발명에서 특별히 제안할 바가 있는 것은 아니다. 이러한 X축 이송 및 Y축 이송을 위해 가로레일(112), 블록체(114) 및 세로대(116)에는 X축 방향 및 Y축 방향으로 움직일 수 있도록 전동모터나 공유압실린더 등의 구동수단이 함께 할 것이다.

따라서 블록체(114)는 가로레일(112)을 따라 좌측의 CNC선반(10a) 위쪽으로 움직이거나 또는 우측의 CNC선반(10b) 위쪽으로 움직이게 될 것이고, 각각의 CNC선반(10)으로 소재를 공급해주기 위해 공급 대기중인 소재가 놓여지는 또는, 가공이 완료된 소재가 놓여지는 입출테이블(150) 위쪽으로 움직이게 되는 것이다. 그리고 세로대(116)는 위와 같이 블록체(114)가 그 해당 지점위에 정지하게 되면 블록체(114)의 가이드를 받아 하강하여 입출테이블(150)로부터 가공할 소재를 물어서 들어 올리거나 또는 가공이 완료된 소재를 CNC선반(10)으로부터 물어서 들어올리며, 반대로 가공을 위한 소재를 CNC선반(10)의 주축대(20)로 넣어주거나 가공이 완료된 소재를 입출테이블(150)로 내려주는 역할을 하게 된다.

본 발명의 바람직한 실시예 및 도면에서는 2대의 CNC선반(10)으로 설명하였지만, 입출테이블(150)의 양쪽에 각각 1대 또는 2대나 그 이상으로 배치하여 중앙의 입출테이블(150)을 통해 소재를 공급해주거나 가공이 완료된 소재를 배출시킬 수 있게 될 수도 있는 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 복수대의 CNC선반에 소재를 자동으로 로딩 및 언로딩시키는 장치에서 사용되는 척부를 상세히 나타낸 도면이다.

소재를 로딩 시키거나 가공이 완료된 소재를 언로딩 시키기 위한 척부(130)는 도 5에서 보는 것과 같이, 세로대(116)의 하단에 결합되는 고정판(132)과, 이 고정판(132)의 하부면상에 결합되는 몸체블록(134)과, 이 몸체블록(134)에 45° 각도로 비스듬히 결합되어 선택적으로 45° 각도로 회전하는 회전블록(136)과, 회전블록(136)에 서로 직교되도록 결합되어 소재(1)를 죄거나 풀어주는 2개의 척(138)으로 구성된다. 즉, 서로 직교되는 2개의 척(138)은 횡방향으로 1개가 결합되고 종방향으로 1개가 결합되어, 회전블록(136)이 180° 회전하면 횡방향으로 있던 제1척(138a)이 종방향으로 바뀌면서 종방향으로 있던 제2척(138b)이 횡방향으로 바뀌게 되는 것이다.

이처럼 척(138)을 2개로 구비한 이유는 척부(130)가 CNC선반(10)으로 진입하든 아니면 입출테이블(150)로 진입하든 한번 진입할때마다 소재를 언로딩 시킨 후에 바로 로딩까지 시키는 연속작업을 할 수 있게 하기 위함이다.

그리고 척부(130)는 소재의 불량에 따른 가공품질 저하 방지 또는 장치의 파손을 방지하기 위하여 몸체블록(134)이 뒤로 밀려지도록 탄력지지될 수 있는 구조를 갖고 있다. 즉, 소재는 도면에서 보는 것과 같이 파이프 형일 경우 그 중공이 제작상의 문제로 진원일 수도 있고 진원이 아닐 수도 있으며 중공의 크기가 다를 수도 있게 된다. 이처럼 소재의 중공이 불량일 경우 소재가 CNC선반(10)의 주축대(20)에 로딩될때에 중공과 주축이 서로 맞지 않아 주축대가 파손될 수 있는 문제가 있으며, 어찌하여 로딩되었다고 하여도 규격이 맞지 않아 가공품질이 떨어질 문제도 있게 되는 것이다.

본 발명에 따른 척부(130)는 위와 같은 문제점을 해결하고자 몸체블록(134)과 고정판(132)이 서로 결합된 부분에 몸체블록(134)이 뒤로 밀려날 수 있는 구조를 갖도록 구성하였다. 즉, 몸체블록(134)은 고정판(132)에 대해 좌우로 슬라이딩되는 구조를 갖되, 내부에 스프링(140)을 장착하여 반력을 갖도록 하였으며, 외력에 의해 뒤로 밀리는 작용을 센서(142)가 감지하도록 한 것이다. 따라서 소재가 불량일 경우 소재의 중공과 주축대가 서로 일치하지 않는다면, 당연히 소재가 주축대와 간섭을 받아 걸릴 것이고, 이 걸림은 몸체블록(134)을 뒤로 밀리게 하면서 센서(142)가 이를 감지하도록 하는 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 로딩 및 언로딩 장치의 입출테이블을 나타낸 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 소재 공급부의 조우에 대한 작용을 나타낸 도면이다.

도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 입출테이블(150)은 소재공급부(160)와 소재배출부(170)를 포함하여 구성된다.

먼저, 소재 공급부(160)는 소재(1)가 올려져 이 소재를 어느 일측 방향으로 이송시키는 공급 컨베이어(161)와, 이 공급 컨베이어(161)의 상부에 설치되어 이송되는 소재(1)가 안쪽으로 들어와 멈추도록 되는 조우(162)와, 소재(1)가 조우(162)로 들어온 것을 감지하는 근접센서(163)를 포함하여 구성된다. 이때, 공급 컨베이어(161)는 소재를 가로열로 적어도 하나 이상 배열할 수 있을 정도의 폭으로 형성하여 한번에 여러 개의 소재를 미리 대기시킬 수 있으며, 이럴 경우 조우(162)는 소재의 가로열 개수와 일치하는 개수로 설치해야 할 것이다.

그리고 소재들이 도면에서 보는 것과 같이 세워져서 올려지기 때문에 흔들림을 최소화 하면서 소재들이 조우(162)로 들어가기 전에 미리 어느 정도의 열을 맞출 수 있게 하기 위해 공급 컨베이어(161)는 에이프런 컨베이어(apron conveyor)중 슬릿 컨베이어를 사용할 수 있다. 이러한 슬릿 컨베이어는 일정한 폭을 가진 막대형 판이 체인에 의해 무한 반복 회전하는 것으로, 각각의 슬릿에 다수의 소재를 올려 놓으면 그 위에 올려진 소재들이 동시에 조우(162) 속으로 들어가게 될 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 소재 공급부(160)의 조우(162)는 도 7에서 보는 것과 같이, 선택적으로 오므라들거나 벌어지게 되는 구조를 갖는 것으로, 소재가 들어오는 쪽은 크게 벌어져 있으면서 그 안쪽은 조우(162)가 오므라 들때에 원형이 되도록 형성된다. 즉, 소재를 받기 위해서는 입구가 벌어진 상태가 되며, 소재가 안쪽으로 들어온 후에는 조우(162)를 오므려 소재의 중심이 조우(162)의 중심과 일치하도록 하는 것이다. 이는 척부(130)가 소재(1)를 집어 올리기 위해 척부(130)의 중심과 조우(162)의 중심이 일치되어 있기 때문에 그 사이에서 소재(1)의 중심도 척부(130)의 중심과 일치시키기 위함이다.

이와 같은 각각의 조우(162)는 개별적으로 마련된 엑츄에이터(164)에 의해 작동되며, 조우(162)의 바로 위 상측에 근접센서(163)가 결합되어, 소재(1)가 조우(162)의 중심 근처에 들어온 것을 감지하면 엑츄에이터(164)를 통해 조우(162)를 오므려 소재(1)를 정위치시키게 된다. 이때, 조우(162)는 공급 컨베이어(161)의 이송 종착지 상측에 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 조우(162)와 공급 컨베이어(161)는 서로 간섭되지 않도록 조우(162)와 공급 컨베이어(161)가 유격을 갖게 되어야 하며, 조우(162)의 움직임을 제어하는 엑츄에이터(164)도 공급 컨베이어(161)와 간섭되지 않게 결합되기 위해서는 공급 컨베이어(161)의 종착지 바깥쪽에 설치되어야 하기 때문이다.

본 발명에 따른 소재 공급부(160)의 근접센서(163)는 소재(1)가 근접해 왔음을 확인하는 역할 외에도 소재(1)가 어느 하나라도 감지되지 않았음을 반대로 인식하여 공급 컨베이어(161)를 구동시키는 역할도 하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 소재 공급부(160)의 공급 컨베이어(161)는 항상 회전운동을 하면 안되므로 이를 근접센서(163)가 소재(1)들의 현재 위치 등을 고려하여 공급 컨베이어(161)의 작동을 제어하게 되는 것이다.

다시 도 6을 참고하면, 소재 배출부(170)는 소재 공급부(160)의 공급 컨베이어(161)에서 사용한 것과 동일한 형태의 배출 컨베이어(171)로 구성된다. 배출 컨베이어(171)는 척부(130)에서 가공이 완료된 소재(1a)가 올려지는 곳으로, 두가지 제어에 의해 작동된다.

우선, 척부(130)에서 가공이 완료된 소재를 배출할때에는 배출 컨베이어(171)의 시작부 어느 일측에서부터 타측으로 배출 포인트를 두어 순차적으로 내려 놓게 된다. 이러한 배출 컨베이어(171)의 첫 번째 작동 제어는 척부(130)가 가공이 완료된 소재(1a)를 내려 놓게 되면, 그 내려 놓은 개수를 메모리하여 기 설정된 개수만큼 횡열로 내려 놓았으면 이를 초기화하면서 배출 컨베이어(171)를 한 개의 슬릿만큼 이송시키게 하는 것이다. 배출 컨베이어(171)의 두 번째 작동 제어는 배출 컨베이어(171)의 종착지 쪽에 배출스위치(도시되지 않음)를 별도로 두어 배출 컨베이어(171)를 강제로 순환시키게 하는 것이다.

위에서처럼 배출스위치를 작동시키더라도 척부(130)의 배출 메모리가 초기화 되는 것은 아니며 배출 컨베이어(171)가 움직인 후에도 다음 차례의 배출 포인트에 가공이 완료된 소재(1a)를 내려 놓게 된다.

한편, 소재가 공급될때에 불량 소재의 경우는 로딩시키지 않고 그대로 배출시켜야 하는데, 이 불량 소재(1b)는 배출 컨베이어(171)를 통해 배출된다. 이러한 불량 소재(1b)는 그 위치가 배출 컨베이어(171)쪽에 있으면서 가공이 되지 않은 상태이므로 한눈에 쉽게 식별할 수 있어 다시 재사용하는 오류를 금할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 소재 로딩 및 언로딩 장치(100)는 제어부를 포함하여 구성되어야 할 것이다. 즉, 각각의 CNC선반(10)과, 2차원이송부(110), 척부(130), 입출테이블(150)은 서로 그 순서나 타이밍이 유기적으로 작동되어야 하는데, 이러한 순서나 타이밍 또는 메모리 등이 제어부의 프로그램이나 연산 및 콘트롤러에 의해 작동을 하게 되는 것이다.

하기에는 본 발명에 따른 소재 로딩 및 언로딩 장치(100)의 작동순서 및 그 작용들에 대해 도면을 참고하여 간략하게 설명한다.

도 8은 본 발명에 따른 소재 로딩 및 언로딩 장치가 작동되는 모습을 순차적으로 도시한 도면이고, 도 9는 척부에 의해 소재가 로딩되는 모습을 순차적으로 나타낸 도면들이고, 도 10은 척부에 의해 소재가 언로딩 되면서 로딩도 함께 되는 모습을 순차적으로 나타내 도면들이며, 그리고 도 11은 소재 배출부의 배출모습을 나타낸 도면이다.

우선, 입출테이블(150)의 소재 공급부(160)에는 공급 컨베이어(161)의 슬릿들위에 가공을 위한 소재들을 행열로 올려 놓는다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 행으로 5개를 놓을 수 있도록 슬릿의 크기를 한정하였고, 열으로는 약 10개를 놓을 수 있도록 공급 컨베이어(161)의 길이를 한정하였으며, 이 소재(1)를 홀딩하기 위한 조우(162)들도 5개로 한정하였으나, 기 설명한 바와 같이 그 개수는 장치의 규모나 작업시간 등에 따라 변형이 가능할 수 있다.

그리고 소재 배출부(170)에는 아무 것도 올려지지 않은 빈 상태가 되며, 소재 공급부(160)에서 행으로 5개를 설정하였듯이 소재 배출부(170)에도 가공이 완료된 소재 또는 불량소재가 놓여지는 행의 개수를 5개로 한정하였고, 이에 따른 5개의 배출 포인트나 순서 및 개수를 제어부에 프로그램 및 메모리 할당하게 된다.

본 발명에 따른 소재 로딩 및 언로딩 장치(100)가 구동하기 시작하면, 제일 먼저 공급될 소재(1)가 어느 위치에 있는지 확인을 하게 된다. 즉, 소재 공급부(160)의 근접센서(163)가 소재(1)가 있는지를 확인하게 되는데, 아무런 확인이 되지 않으면 공급 컨베이어(161)를 구동시켜 근접센서(163)가 감지하도록 돌려주게 되며, 그러던 중 감지가 확인되면 공급 컨베이어(161)의 구동을 멈추고 도 8의 첫 번째 도면에서 보는 것과 같이, 감지된 근접센서(163)에 있는 선택 소재(1)를 향해 2차원이송부(110) 및 척부(130)가 향하게 된다.

이러한 소재 공급부(160)의 근접센서(163)가 가공을 위한 소재(1)를 감지하지 않는한 본 발명의 장치는 어떠한 작동도 하지 않게 된다. 그리고 근접센서(163)들도 반드시 어느 하나만 소재를 감지하는 것이 아니라 한번에 여러개를 동시에 감지할 수도 있기 때문에 프로그램에서는 우선순위를 정하는 것이 바람직할 것이다.

위와 같이 근접센서(163)가 감지한 위치의 소재(1)를 향해 척부(130)가 향한 후, 척부(130)의 제2척(138b)이 소재(1)를 집어서 들어 올린다. 소재(1)를 집은 척부(130)는 도 8의 두 번째 도면에서 보는 것과 같이, 순위에 따른 어느 한곳의 CNC선반(10a)쪽으로 움직이고, 그 CNC선반(10a)은 게이트를 열어 소재(1)를 받게 된다.

도 9의 첫 번째 도면에서 보는 것과 같이, CNC선반(10a)의 내부로 진입한 척부(130)는 아래로 향하고 있는 소재(1)를 로딩을 위해 측면을 향하도록 하기 위해 도 9의 두 번째 도면 및 세 번째 도면에서 보는 것과 같이, 회전블록(136)을 180°회전시켜 물고 있는 소재(1)를 주축대(20)에 장착시킨다. 여기에서, 위 설명은 본 발명의 로딩 및 언로딩 장치(100)가 최초로 작동되기 때문에 먼저 로딩을 시켰으나, 도 10에서 보는 것과 같이, CNC선반(10a)에 이미 가공이 완료된 소재(1a)가 있는 상태라면, 측면을 향하고 있는 제1척(138a)으로 가공이 완료된 소재(1a)를 먼저 언로딩 시킨다음 회전블록(136)을 돌려 가공할 소재(1)를 로딩시키게 되는 것이다. 그리고 로딩 시키고자 하는 소재가 불량일 경우에는 제2척(138b)이 그대로 소재를 물고 되돌아가게 된다.

가공이 완료된 소재(1a)를 물고 되돌아온 척부(130)는 도 8의 세 번째 도면에서 보는 것과 같이, 소재 배출부(170)위에 정지한 상태에서 하강하여 메모리된 위치에 제1척(138a)에 있는 가공이 완료된 소재(1a) 또는 제2척(138b)에 있는 불량 소재(1b)를 내려 놓게 된다. 소재 배출부(170)는 도 11에서 보는 것과 같이, 기 설정된 5개의 가공이 완료된 소재 또는 불량소재가 모두 할당되면 제어부의 콘트롤에 의해 배출 컨베이어(171)를 자동으로 한 슬릿만큼 이송하여 연속 작업이 가능하게 해준다.

소재 배출이 완료되면, 척부(130)는 다시 소재 공급부(160)로 이동하여 근접센서(163)에 의해 감지된 다음 소재(1)를 물어 다른 CNC선반(10b)을 향해 이동하고, 이 CNC선반(10b)에서도 위 설명 처음의 CNC선반(10a)에서와 동일한 순서로 소재를 로딩시키거나 언로딩 시키게 되며, 언로딩 된 소재는 역시 소재 배출부(170)의 배출 컨베이어(171)위에 올려 준다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 소재 로딩 및 언로딩 장치(100)는 중간에 위치한 입출테이블(150)을 기점으로 양쪽으로 왔다 갔다하면서 각각의 CNC선반(10)에 가공할 소재를 넣어주거나 또는 가공이 완료된 소재를 배출시킬 수 있게 되어 대량으로 가공하는 것이 가능해 지게 되며, 가공을 위한 소재만 공급 컨베이어(161)위에 올려 놓으면 무인으로 작동이 가능하게 된다.

위에서 설명된 실시 예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시 예들은 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

100 : 로딩 및 언로딩 장치
110 : 2차원이송대 112 : 가로레일
114 : 블록체 116 : 세로대
130 : 척부 132 : 고정판
134 : 몸체블록 136 : 회전블록
138 : 척 140 : 스프링
142 : 센서 150 : 입출테이블
160 : 소재 공급부 161 : 공급 컨베이어
162 : 조우 163 : 근접센서
170 : 소재 배출부 172 : 배출 컨베이어
1 : 가공할 소재 1a : 가공이 완료된 소재
1b : 불량 소재

Claims (7)

1. 복수대의 CNC선반(10)들 상측에 배치되어 좌우 및 상하로 이동하는 2차원이송대(110);
   상기 2차원이송대(110)의 하단부에 결합되면서 서로 직교로 교차된 2개의 척(138)이 선택적으로 반전 가능하게 움직이는 척부(130);
   상기 복수대의 CNC선반(10)들 사이에 배치되어 가공을 위한 소재(1) 및 가공이 완료된 소재(1a)가 상기 척부(130)의 반전 가능한 척(138)에 의해 집거나 놓여지는 입출테이블(150); 및
   상기 CNC선반(10)들, 2차원이송대(110), 척부(130) 및 입출테이블(150)을 콘트롤하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 복수대의 CNC선반에 자동으로 소재를 로딩 및 언로딩 시키는 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 척부(130)는 반전 가능한 2개의 척(138)이 장착되는 회전블록(136)과, 상기 회전블록(136)이 장착되면서 상기 2차원이송대(110)의 세로대(116) 하단에 결합되는 몸체블록(134)으로 구성되되, 상기 몸체블록(134)은 상기 세로대(116)의 하단에서 수평방향으로 반력을 갖도록 슬라이딩 가능하게 결합되면서 상기 몸체블록(134)의 움직임을 감지하는 센서(142)를 포함함을 특징으로 하는 복수대의 CNC선반에 자동으로 소재를 로딩 및 언로딩 시키는 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 입출테이블(150)은 가공할 소재(1)가 올려지는 소재 공급부(160)와, 가공이 완료된 소재(1a) 또는 불량 소재(1b)가 올려지는 소재 배출부(170)로 구성되며, 상기 소재 공급부(160) 및 소재 배출부(170)는 각 소재들이 올려지도록 공급 컨베이어(161) 및 배출 컨베이어(172)를 포함함을 특징으로 하는 복수대의 CNC선반에 자동으로 소재를 로딩 및 언로딩 시키는 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 공급 컨베이어(161)는 슬릿 컨베이어가 사용되어 적어도 하나 이상의 소재(1)가 올려지고, 상기 공급 컨베이어(161)의 출구쪽에는 상기 소재(1)를 안으로 감싸쥐어 상기 척부(130)와의 센터를 맞추도록 하는 조우(162)가 설치됨을 특징으로 하는 복수대의 CNC선반에 자동으로 소재를 로딩 및 언로딩 시키는 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 조우(162)는 입구는 벌어진 형상을 가지면서 중앙부는 오므려졌을때에 상기 소재(1)의 외경에 대응되는 원형으로 형성되고, 상기 조우(162)의 상측에는 상기 소재(1)의 진입을 감지하는 근접센서(163)가 설치되어, 상기 근접센서(163)의 감지에 의해 상기 조우(162)를 오므리도록 작동시키면서 가공할 소재(1)가 대기중임을 상기 제어부에 전달함을 특징으로 하는 복수대의 CNC선반에 자동으로 소재를 로딩 및 언로딩 시키는 장치.
   
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 배출 컨베이어(172)는 슬릿 컨베이어가 사용되어 적어도 하나 이상의 가공이 완료된 소재(1a) 또는 불량 소재(1b)가 올려지고, 상기 제어부에 한 행에 대한 소재(1a, 1b)의 배출 개수를 메모리로 할당하여 해당 개수가 채워지면 상기 슬릿 컨베이어를 한칸씩 자동으로 이동시킴을 특징으로 하는 복수대의 CNC선반에 자동으로 소재를 로딩 및 언로딩 시키는 장치.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 소재 배출부(170)에는 상기 배출 컨베이어(172)를 움직이는 배출스위치가 설치되어 내려진 소재(1a, 1b)들을 강제로 배출시킴을 특징으로 하는 복수대의 CNC선반에 자동으로 소재를 로딩 및 언로딩 시키는 장치.
   

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