KR20160148965A - 인조석 탈형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 인조석을 그 성형틀에서 빼내는 공정을 자동화하기 위해, 제1전동 컨베이어에 의해 운반되어 오는 인조석이 담긴 성형틀의 테두리를 클램핑한 상태로 일정 각도 회전하여 그 성형틀을 접듯이 뒤로 돌려 꺾는 클램핑 유닛과, 인조석이 담긴 성형틀을 클램핑 유닛에 의해 뒤로 꺾이도록 가압하고, 제1전동 컨베이어의 전동 방향과 동일한 방향으로 이동하면서 그 성형틀을 뒤집는 셔틀 유닛과, 셔틀 유닛과 함께 베이스에 대하여 왕복 이동하면서 성형틀에 담긴 인조석을 긁어내리고 떨어내는 드래그 유닛과, 베이스에 대하여 왕복 이동하면서 인조석이 탈거된 성형틀을 클램핑 유닛으로부터 전달받아 이송하는 성형틀이송 유닛을 포함하는 인조석 탈형장치를 개시한다.

Description

인조석 탈형장치{APPARATUS FOR FORM REMOVAL OF ARTIFICIAL STONE}

본 발명은 인조석을 성형틀에서 빼내는 공정을 자동으로 수행하는 인조석 탈형장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 성형틀을 이용하여 소정의 형상과 크기로 만드는 인조석을 그 성형틀에서 간편하고 용이하게 빼낼 수 있는 인조석 탈형용 자동화설비에 관한 것이다.

오늘날 건축물의 내외장 마감을 위한 미장재로 널리 사용되고 있는 인조석은 모래, 암석 분쇄물, 안료 따위와 시멘트 등의 결합제를 적당히 배합하고 물로 반죽하여 성형틀(mould)에 넣고 경화시켜 소정 형상으로 성형한다.

이러한 인조석을 소정 형상으로 성형하기 위해 사용하는 성형틀은 주로 목재나 금속으로 이루어져 있으나, 이는 강도 및 내구성이 떨어져 파손 및 손상이 많이 발생하는 데다 무게가 무거워 작업자의 피로도가 증가하고, 인조석의 표면에 다양한 무늬를 형성하는 것이 상당히 어렵다는 한계가 있다.

이에 따라 근래에는 인조석의 표면에 무늬를 다양하게 형성할 수 있고, 무게가 가벼워 취급이 용이하면서 충분한 강도를 얻을 수 있는 실리콘이나 우레탄 따위로 만들어진 탄성 재질의 성형틀이 사용되고 있다.

일반적으로 인조석 제조방법은 대개 일정량의 인조석 반죽(paste)을 성형틀에 넣고, 진공 및 진동 또는 가압 성형을 거친 후, 증기로 양생하거나 소성하여 경화시킨 다음 인조석을 성형틀에서 빼내는 방식으로 이루어지고 있다.

그런데 이와 같이 인조석을 양산하기 위한 종래의 제조공정 중에서 특히 인조석을 성형틀에서 빼내거나 탈형하는 작업은 숙련공이 작업대 앞에 서서 일일이 수작업으로 성형틀을 뒤집어엎고 가압하여서 인조석과 분리하는 방식이기 때문에 작업능률과 생산성이 떨어지는 데다 인조석의 기계적 특성상 분리 과정에서 외력에 의해 깨지거나 금이 가는 흠이 발생하여 제품의 불량률이 높고 상품성의 저하를 초래하는 문제점이 있다.

또한, 인조석이 경화과정을 거치면서 고온으로 가열된 상태여서 작업자가 자칫 화상을 입는 안전사고도 종종 발생할 뿐만 아니라 실리콘이나 우레탄 재질의 성형틀이 갖는 물리적·기계적 특성상 인조석이 쉽게 떨어지지 않는 문제점으로 인해 이 공정의 자동화를 위한 새로운 장치 개발이 절실히 요구되고 있다.

KR 등록특허 10-0980802 B1(2010.09.01) KR 공개특허 10-2010-0085881 A(2010.07.29) KR 등록특허 10-1299662 B1(2013.08.19) KR 등록특허 10-1308503 B1(2013.09.09)

이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려하여 수작업이 갖는 한계 및 문제점의 해결에 역점을 두어 실리콘이나 우레탄 재질의 성형틀에서 인조석을 빼내는 공정을 자동화함으로써 이에 필요한 인력과 시간을 절감하여 작업의 효율성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 새로운 구조의 인조석 탈형장치를 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 성형틀에서 인조석을 간편하고 용이하게 떨어낼 수 있도록 하는 인조석 탈형장치를 제공하는 데 있는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 성형틀에서 인조석을 떨어내는 과정에서 인조석이 손상되는 것을 최소화할 수 있도록 하는 인조석 탈형장치를 제공하는 데 있는 것이다.

여기서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 기술적 과제의 해결과 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 양태에 따른 구체적 수단은, 일정 거리를 인조석이 담긴 성형틀을 뒤집은 상태로 운반하는 제1전동 컨베이어와, 상기 제1전동 컨베이어에 의해 운반되어 오는 인조석이 담긴 성형틀의 테두리를 클램핑한 상태로 상기 제1전동 컨베이어의 전동 방향과 반대 방향으로 일정 각도 회전하여 그 성형틀을 접듯이 뒤로 돌려 꺾는 클램핑 유닛과, 상기 제1전동 컨베이어의 전동 방향을 따라 베이스에 대하여 왕복 이동하도록 설치되어 인조석이 담긴 성형틀을 상기 클램핑 유닛에 의해 뒤로 꺾이도록 가압하고, 상기 제1전동 컨베이어의 전동 방향과 동일한 방향으로 이동하면서 그 성형틀을 뒤집는 셔틀 유닛과, 상기 셔틀 유닛과 함께 상기 베이스에 대하여 왕복 이동하면서 성형틀에 담긴 인조석을 긁어내리어 그 성형틀에서 인조석을 떨어내는 드래그 유닛과, 상기 셔틀 유닛의 상부에 장착되어 상기 베이스에 대하여 왕복 이동하면서 상기 드래그 유닛에 의해 인조석이 탈거된 성형틀을 상기 클램핑 유닛으로부터 전달받아 이송하는 성형틀이송 유닛과, 상기 제1전동 컨베이어에 의해 운반되어 오는 인조석이 담긴 성형틀의 위치를 감지하여 신호로 출력하는 제1위치센서와, 상기 제1위치 센서로부터 신호를 받아 특정한 순서대로 상기 제1전동 컨베이어, 클램핑 유닛, 셔틀 유닛, 드래그 유닛 및 성형틀이송 유닛의 순차적인 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조석 탈형장치를 제시한다.

이로써 본 발명은 특정 형상으로 경화된 상태로 성형틀에 담긴 다수 개의 인조석을 손상 없이 그 성형틀에서 신속하고 용이하게 떨어낼 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 양태는, 상기 제1전동 컨베이어의 전동 방향과 일렬로 설치되어 상기 드래그 유닛에 의해 성형틀이 탈거된 인조석을 받아서 운반하는 제2전동 컨베이어 및 상기 제1전동 컨베이어와 상기 제2전동 컨베이어 사이에 설치되어 상기 제1전동 컨베이어에 의해 운반되어 오는 인조석이 담긴 성형틀이 상기 클램핑 유닛을 향해 비스듬히 세워져 들어가도록 안내 및 유도하는 가이드를 더 포함하여 이루어짐으로써 더욱 효과적이면서 안정적으로 성형틀에서 인조석을 떨어낼 수 있고, 아울러 효율적이고 안전하게 일정한 거리를 연속적으로 운반할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 양태로, 상기 클램핑 유닛은, 상기 제1전동 컨베이어의 전동 방향과 반대 방향으로 일정 각도 범위 내에서 왕복 회전 가능하도록 설치된 회전판과, 상기 컨트롤러의 제어 신호에 따라 작동하여 상기 회전판의 왕복 회전 작동을 위한 회전 구동력을 발생하는 턴오버 전동기와, 상기 회전판에 적어도 하나 이상으로 장착되어 상기 컨트롤러의 제어 신호에 따라 작동하는 클램핑 액추에이터 및 상기 클램핑 액추에이터의 전후진 작동 시 링크운동으로 인조석이 담긴 성형틀의 테두리를 클램핑하는 클램프를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 양태로, 상기 셔틀 유닛은, 상기 제1전동 컨베이어의 상측에서 상기 베이스에 대하여 직선으로 슬라이딩 이동 가능하게 장착된 새들과, 상기 베이스와 상기 새들 사이의 양측에 설치되어 상기 새들이 상기 제1전동 컨베이어의 전동 방향에 대하여 동일 및 반대 방향으로 직선 이동하도록 안내하는 LM가이드와, 상기 베이스와 상기 새들 사이에 설치되어 회전 운동에 따라 상기 새들을 상기 제1전동 컨베이어의 전동 방향에 대하여 동일 및 반대 방향으로 직선 이동시키는 볼스크류와, 상기 베이스에 고정 설치되어 상기 컨트롤러의 제어 신호에 따라 작동하여 상기 볼스크류의 작동을 위한 회전 구동력을 발생하는 슬라이딩 전동기와, 상기 새들의 전방에 설치되어 상기 컨트롤러의 제어 신호에 따라 실린더 로드가 승강 작동하는 승강 액추에이터와, 상기 승강 액추에이터의 실린더 로드에 고정되어 상기 승강 액추에이터의 작동에 따라 인조석이 담긴 성형틀을 가압하여 잡아주는 가압 롤러 및 상기 베이스에 대한 상기 새들의 위치 이동을 감지하여 신호로 출력하는 제2위치 센서를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 양태로, 상기 드래그 유닛은, 상기 셔틀 유닛의 전방에 설치되어 상기 컨트롤러의 제어 신호에 따라 실린더 로드가 전후진 작동하는 드래그 액추에이터 및 상기 드래그 액추에이터의 실린더 로드와 링크로 연결되어 상기 드래그 액추에이터의 작동에 따라 성형틀에서 인조석을 떨어내는 레이크 롤러를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 양태로, 상기 성형틀이송 유닛은, 인조석이 분리된 성형틀을 궤도 운동에 의해 일정 거리 운반하는 성형틀이송 컨베이어와, 상기 성형틀이송 컨베이어에 얹히는 성형틀의 위치를 감지하여 신호로 출력하는 제3위치 센서 및 상기 컨트롤러의 제어 신호에 따라 작동하여 상기 성형틀이송 컨베이어의 작동을 위한 회전 구동력을 발생하는 성형틀이송 전동기를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기와 같은 기술적 과제의 해결과 목적을 달성하기 위한 수단 및 구성을 갖춘 본 발명의 실시 양태는, 다수 개의 인조석이 성형된 채로 담긴 성형틀을 순차적으로 하나씩 이송하여 뒤집으면서 일정 압력을 가해 성형틀에서 인조석을 자연스럽게 긁어내리듯이 떨어내므로 성형틀 내에 굳어서 붙은 상태의 인조석을 손상 없이 간편하고 용이하게 탈거할 수 있다.

따라서 본 발명은 성형틀에서 인조석을 빼내는 작업에 소요되는 노동력과 시간을 대폭 줄이는 등 양산에 따른 공정의 단축 및 자동화로 인해 작업능률 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

여기서, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인조석 탈형장치의 요부를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 인조석 탈형장치의 요부 중 일부 구성을 제외한 상태로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인조석 탈형장치의 요부를 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 인조석 탈형장치 중 클램핑 유닛의 일부를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 인조석 탈형장치 중 셔틀 유닛과 드래그 유닛의 일부를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 인조석 탈형장치의 작동 상태를 순차적으로 나타낸 정면도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.

또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

여기서, 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.

아울러 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

그리고 "부" 및 "유닛"의 용어에 대한 의미는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위 또는 모듈 형태를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 혹은 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현할 수 있다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 인조석 탈형장치는 크게 제1전동 컨베이어(10), 클램핑 유닛(20), 셔틀 유닛(30), 드래그 유닛(40), 성형틀이송 유닛(50), 제1위치 센서(60), 컨트롤러(미도시), 제2전동 컨베이어(70) 및 가이드(80)를 포함하여 구성되어 있다.

<제1전동 컨베이어>

제1전동 컨베이어(10)는 일정 거리를 직선 궤도 운동하여 인조석(A)이 담긴 성형틀(M)을 뒤집은 상태(인조석이 노출되지 않고 벨트와 마주하는 상태)로 하나씩 연속적으로 운반한다.

즉, 제1전동 컨베이어(10)는 베이스(B)와 인접하도록 설치되어 컨트롤러의 제어 신호에 따라 작동하는 그 전동기에 의해 인조석이 담긴 성형틀(M)을 궤도 운동으로 하나씩 운반한다.

또한, 제1전동 컨베이어(10)는 제1위치 센서(60)의 감지 신호에 의한 컨트롤러의 제어 신호에 따라 특정 위치에서 일정시간 동안 인조석(A)이 담긴 성형틀(M)의 운반을 정지한다.

여기서, 제1전동 컨베이어(10)는 전동기의 회전축에 직접 연결되거나 체인과 스프로킷 또는 벨트와 벨트 풀리 등의 동력전달장치나 전동장치에 의해 연결된 구동롤러와, 이 구동롤러와 일정 간격을 두고 설치된 종동롤러 및 구동롤러와 종동롤러의 외주면을 감아 걸어 상호 연결하면서 순환운동하는 벨트 등으로 이루어져 전동기로부터 성형틀(M)의 운반에 필요한 구동력을 전달받아 벨트를 순환시키는 무한궤도 운동하는 구조를 채택하여 적용할 수 있다.

또한, 제1전동 컨베이어(10)를 구성하는 벨트는 인조석(A)이 담긴 성형틀(M)을 운반하는 사용의 특성상 메쉬형 벨트를 채택하여 적용하는 것이 바람직하다.

한편, 성형틀(M)은 소정의 형상과 모양 및 크기를 갖는 여러 개의 인조석(A)이 만들어지도록 성형공간이 일정하게 구획되어 있고, 그 테두리 부분에는 클램핑 유닛의 클램프(24)로 집기가 용이하도록 상대적으로 두께가 얇은 칼라가 형성되어 있으며, 외력에 탄력적으로 탄성 변형되는 실리콘이나 우레탄 따위의 탄성 재질로 형성되어 있다.

<클램핑 유닛>

클램핑 유닛(20)은 제1전동 컨베이어(10)의 전동 방향(도 6에서 볼 때 성형틀(M)이 우측에서 좌측으로 이동하는 방향)을 따라 일렬로 배치되어 제1전동 컨베이어(10)에 의해 운반되어 오는 인조석이 담긴 성형틀(M)의 테두리를 클램핑한 상태로 제1전동 컨베이어(10)의 전동 방향과 반대 방향으로 즉, 도 6에서 볼 때 좌측에서 우측으로 일정 각도 회전하여 그 성형틀(M)을 접듯이 뒤로 돌려 꺾어서 상하가 뒤바뀌도록 뒤집는다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 클램핑 유닛(20)은, 제1전동 컨베이어(10)의 전동 방향과 반대 방향으로 일정 각도 범위 내에서 왕복 회전 가능하도록 설치된 회전판(21)과, 컨트롤러의 제어 신호에 따라 작동하여 회전판(21)의 왕복 회전 작동을 위한 회전 구동력을 발생하고, 이를 동력전달용 기계요소나 전동장치에 의해 회전판(21)의 회전축에 전달하는 턴오버 전동기(22)와, 그 회전판(21)에 적어도 하나 이상으로 장착되어 컨트롤러의 제어 신호에 따라 작동하는 클램핑 액추에이터(23) 및 클램핑 액추에이터(23)의 전후진 작동 시 링크운동으로 인조석(A)이 담긴 성형틀(M)의 테두리 부분을 클램핑하는 클램프(24)를 포함하여 구성되어 있다.

즉, 회전판(21)은 제1 및 제2전동 컨베이어(10)(70)의 전동 방향과 수직 방향의 양측에 그 회전축이 축받이(베어링)에 결합 지지되어 턴오버 전동기(22)의 작동에 의해 회전축을 중심으로 일정 각도 범위 내에서 왕복 회전하며, 클램프(24)는 마치 집게처럼 끝이 두 가닥으로 갈라진 형태로 이루어져 그 아래쪽 부분(24b)은 회전판(21)에 고정되어 있고, 위쪽 부분(24a)은 회전판(21)에 고정된 클램핑 액추에이터(23)의 실린더 로드와 링크운동 가능하게 연결되어 있다.

따라서 클램핑 액추에이터(23)의 전진 작동에 따라 위쪽 부분의 클램프(24a)가 아래쪽 부분의 클램프(24b)와 서로 맞물리면서 성형틀(M)의 테두리 부분을 꽉 조여 이를 견고하게 집은 상태를 유지할 수 있다.

여기서, 턴오버 전동기(22)로는 컨트롤러의 제어 신호에 따른 전압 입력을 회전각으로 바꾸어 정지 및 반전 동작이 신속하고 안정적으로 이루어지는 서모 모터나 펄스에 따라 일정한 각도로 회전하는 스텝 모터 등을 채용할 수 있다. 이외에 클램핑 액추에이터(23)와 클램프(24)가 장착된 회전판(21)을 약 90도 내지 120도 각도로 회전시키는 구조로, 기어(gear) 및 캠(cam) 등으로 구성된 동력 전달구조를 지닌 인덱스 테이블(index table)과 이 인덱스 테이블의 회전축을 구동하기 위한 인덕션 모터(inductionmotor) 및 드라이버, 그리고 인덱스 테이블의 동작을 제어하기 위한 PLC(Programmable Logic Controller) 등을 포함하여 회전판(21)을 특정 분할 각도 및 속도로 회전시키기 위한 기구인 인덱스 드라이브 시스템(index drive system)을 채용할 수도 있다.

또한, 회전판(21)의 회전축 상에는 회전운동을 원활하게 해주는 베어링이 장착될 수 있다.

아울러 클램핑 액추에이터(23)는 유압실린더와 실린더 로드로 이루어져 컨트롤러가 컴프레셔 등의 구동원에 제어 신호를 전달하여 유압이나 공기압으로 그 실린더 로드를 가동시키면 상승 또는 하강하는 구조의 통상적인 액추에이터 기구나 장치를 채용할 수 있음은 물론이다.

<셔틀 유닛>

셔틀 유닛(30)은 제1전동 컨베이어(10)의 전동 방향을 따라 베이스(B)에 대하여 왕복 이동하도록 설치되어 인조석이 담긴 성형틀(M)을 클램핑 유닛의 회전 작동 시 뒤로 꺾이도록 가압하고, 이 상태에서 제1전동 컨베이어(10)의 전동 방향과 동일한 방향으로 일정 거리 이동하면서 그 성형틀(M)을 뒤집는다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 셔틀 유닛(30)은, 제1전동 컨베이어(10)의 상측에서 베이스(B)에 대하여 직선으로 슬라이딩 이동 가능하게 장착된 새들(31)과, 베이스(B)와 새들(31) 사이의 양측에 설치되어 새들(31)이 제1전동 컨베이어(10)의 전동 방향에 대하여 동일 및 반대 방향으로 직선 이동하도록 안내하는 LM가이드(32)와, 베이스(B)와 새들(31) 사이에 설치되어 회전 운동에 따라 새들(31)을 제1전동 컨베이어(10)의 전동 방향에 대하여 동일 및 반대 방향으로 직선 이동시키는 볼스크류(33)와, 베이스(B)에 고정 설치되어 컨트롤러의 제어 신호에 따라 작동하여 볼스크류(33)의 작동을 위한 회전 구동력을 발생하고, 이를 동력전달용 기계요소에 의해 볼스크류(33)의 회전체에 전달하는 슬라이딩 전동기(34)와, 새들(31)의 전방에 설치되어 컨트롤러의 제어 신호에 따라 실린더 로드가 승강 작동하는 승강 액추에이터(35)와, 승강 액추에이터(35)의 실린더 로드에 고정되어 그 작동에 따라 인조석이 담긴 성형틀(M)을 가압하여 잡아주는 가압 롤러(36)와, 베이스(B)에 대한 새들(31)의 위치 이동을 감지하여 신호로 출력하는 제2위치 센서(37)를 포함하여 구성되어 있다.

즉, 새들(31)은 제1 및 제2전동 컨베이어(10)(70)의 상측에서 LM가이드(32)를 따라 베이스(B)에 대하여 직선으로 슬라이딩 이동 가능하게 장착되어 있고, 가압 롤러(36)는 제1 및 제2전동 컨베이어(10)(70)의 전동 방향과 수직 방향으로 가로질러 배치되어 있고 그 회전축이 축받이(베어링)에 결합 지지되어 있다.

여기서, 베이스(B)는 다수 개의 형강, 봉재 등의 프레임을 일정 형태로 결합하여 골격을 이루며 지면에 대하여 일정 높이를 갖도록 고정 설치되어 클램핑 유닛(10)과 드래그 유닛(40) 및 성형틀이송 유닛(50)이 탑재된 셔틀 유닛(30)을 안정적으로 지지 및 지탱한다.

그리고 LM가이드(32)는 레일과 슬라이드 블록의 미끄럼 운동을 통해 새들(31)이 베이스(B)에 대하여 왕복 운동하도록 지지하여 베이스(B)의 길이 방향을 따라 수평으로 원활하고 정밀하게 이동하도록 안내함과 동시에 이송에 따른 관성력 및 편하중 등의 힘을 분산시켜 한층 원활한 이송이 가능하면서 고도의 정밀도 동작을 유지하도록 좌우 한 쌍으로 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 볼스크류(33)는 나사축이 회전하면 볼의 회전으로 마찰이나 진동 없이 너트가 이동하는 너트 승강형 볼스크류나 볼스크류잭을 채용할 수 있다. 이 경우 볼스크류의 나사축 부분이 베이스(B)에 고정되고, 너트 부분이 새들(31)에 고정된 채로 전후로 직선 운동이 이루어지게 된다. 이외에 서보 모터와 랙 및 피니언과 같은 기어 구동방식으로 맞물려 서보 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 구조를 채용할 수도 있다. 예를 들어, LM 액추에이터나 리드 스크류 등과 같은 이동수단으로 구성할 수 있다.

아울러 슬라이딩 전동기(34)로는 제어신호에 따른 전압 입력을 회전각으로 바꾸어 정지 및 반전 동작이 신속하게 이루어지는 서보 모터나 스텝 모터를 채용할 수 있고, 그밖에 모터의 회전수를 감속하여 구동에 필요한 힘으로 출력하도록 조절하는 감속기를 포함하는 기어드 모터를 채용할 수도 있다.

<드래그 유닛>

드래그 유닛(40)은 셔틀 유닛(30)의 전방 즉, 제1전동 컨베이어(10)의 전동 방향 끝 부분과 일정 거리를 두는 앞쪽에 장착되어 셔틀 유닛(30)과 함께 베이스(B)에 대하여 왕복 이동하면서 성형틀(M)에 담긴 인조석(A)을 긁어내리듯이 제2전동 컨베이어(70) 위로 떨어뜨린다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 드래그 유닛(40)은, 새들(31)의 전방에 설치되어 컨트롤러의 제어 신호에 따라 실린더 로드가 전후진 작동하는 드래그 액추에이터(41) 및 드래그 액추에이터(41)의 실린더 로드와 링크(43)로 연결되어 드래그 액추에이터(41)의 작동에 따라 성형틀(M)에서 인조석(A)을 떨어내는 레이크 롤러(42)를 포함하여 구성되어 있다.

즉, 레이크 롤러(42)는 제1 및 제2전동 컨베이어(10)(70)의 전동 방향과 수직 방향으로 가로질러 배치되어 있고, 그 회전축이 드래그 액추에이터(41)의 실린더 로드 및 셔틀 유닛의 새들(31)과 링크운동(일정한 한계운동) 가능하게 연결된 링크(43)에 의해 지지되어 있어 드래그 액추에이터(41)의 실린더 로드 전후진 작동에 의해 새들(31)에 고정된 회전축을 중심으로 회전하여 성형틀(M)에서 인조석(A)을 마찰 및 접촉력으로 긁어내리듯이 떨어낸다.

<성형틀이송 유닛>

성형틀이송 유닛(50)은 셔틀 유닛(30)의 상부에 장착되어 셔틀 유닛(30)과 함께 베이스(B)에 대하여 왕복 이동하면서 드래그 유닛(40)에 의해 인조석이 탈거된 성형틀(M)을 클램핑 유닛(20)으로부터 상하가 뒤집힌 상태로 전달받아 성형작업 등의 후속 공정을 위한 외부 라인으로 이송한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 성형틀이송 유닛(50)은, 인조석이 분리된 성형틀(M)을 궤도 운동에 의해 제1전동 컨베이어(10)의 전동 방향과 수직 방향으로 일정 거리 운반하는 성형틀이송 컨베이어(51)와, 성형틀이송 컨베이어(51)에 얹히는 성형틀(M)의 위치를 감지하여 신호로 출력하는 제3위치 센서(52)와, 컨트롤러의 제어 신호에 따라 작동하여 성형틀이송 컨베이어(51)의 작동을 위한 회전 구동력을 발생하고, 이를 동력전달용 기계요소나 전동장치에 의해 성형틀이송 컨베이어(51)의 회전축에 전달하는 성형틀이송 전동기(54)를 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 성형틀이송 컨베이어(51)는 여러 개의 롤러를 좁은 간격으로 나열하고, 그 롤러 자체가 성형틀이송 전동기(54)의 구동력에 의해 자동으로 회전하는 동력식 롤러 컨베이어를 채택하여 적용하는 것이 바람직하다.

<제1위치 센서>

제1위치 센서(60)는 제1전동 컨베이어(10)의 전동 방향 끝 부분에 근접 장착되어 제1전동 컨베이어(10)에 의해 운반되어 오는 인조석(A)이 담긴 성형틀(M)의 위치를 감지하여 전기적인 신호로 출력한다.

즉, 제1위치 센서(60)는 인조석(A)이 담긴 성형틀(M)이 일정 거리 범위 내에 근접하면, 이를 감지하여 컨트롤러로 제1전동 컨베이어(10)의 작동 중지와, 클램핑 액추에이터(23) 실린더 로드의 전진 작동과, 턴오버 전동기(22)의 회전 작동과, 새들(31)의 전진 작동과, 드래그 액추에이터(41) 실린더 로드의 전진 작동 및 성형틀이송 컨베이어(51)의 순차적인 작동을 위한 제어 신호를 출력한다.

여기서, 제1위치 센서(60)를 비롯하여 제2 내지 제3위치 센서(37)(52)로는 검출코일에 금속물체가 접근하면 전자유도작용에 의하여 검출코일에 접속된 발진회로의 발진 주파수나 발진 진폭이 변화하면서 스위칭 동작이 이루어지는 고주파 발진형 혹은 도체 전극을 가진 검출부에 피검지 물체가 접근하면 센서 부분의 정전용량이 크게 변화하는 현상을 이용한 정전용량형 혹은 물체가 근접한 것을 비접촉으로 감지하여 그 위치를 검출하는 광섬유 근접센서 등을 채용할 수 있다.

<컨트롤러>

컨트롤러(미도시)는 스위치 개폐 신호나 제1위치 센서(60) 내지 제2 및 제3위치 센서(37)(52) 등으로부터 감지 신호를 받고, 이를 기초로 하여 특정한 순서대로 제1전동 컨베이어(10), 클램핑 유닛(20), 셔틀 유닛(30), 드래그 유닛(40) 및 성형틀이송 유닛(50)의 순차적인 작동과 함께 전반적인 가동을 설정 및 제어한다.

여기서, 컨트롤러는 클램핑 유닛(20)의 방향전환과 회전에 따른 속도 및 회전비와, 셔틀 유닛(30)의 전후진 왕복 이동거리와 성형틀(M)의 이송에 소요되는 시간 등을 종합하여 각 구성요소 간의 작동 간섭이나 충돌없이 유기적으로 번갈아서 원활하게 작동하도록 설정 및 제어할 수도 있다. 이와 같은 작동 및 연동관계는 전기적인 시퀀스에 의해 간단하게 응용 및 제어할 수 있는 것이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 컨트롤러는 클램핑 유닛(20)과 셔틀 유닛(30) 및 드래그 유닛(40) 그리고 성형틀이송 유닛(50) 등의 순차적인 작동관계 및 연동은 제1위치 센서(60)와, 베이스(B) 등에 마련되는 다수 개의 센서 도그와, 이를 감지하는 제2위치 센서(37) 및 제3위치 센서의 감지 신호와 미리 입력된 설정 프로그램에 의해 작동 신호를 송출하는 제어장치 등에 의해 구현될 수 있다.

<제2전동 컨베이어>

제2전동 컨베이어(70)는 제1전동 컨베이어(10)의 전동 방향과 일렬로 설치되어 드래그 유닛(40)에 의해 성형틀이 탈거된 인조석(A)을 자연스럽게 받아서 포장작업 등의 후속 공정을 위한 외부 라인으로 운반한다.

즉, 제2전동 컨베이어(70)는 셔틀 유닛(30)과 연동하면서 드래그 유닛(40)에 의해 긁어져 내려오는 인조석(A)을 받음과 동시에 제1전동 컨베이어(10)의 전동 방향과 동일한 방향으로 일정 거리 이송함으로써 외력에 의한 손상을 최소화할 수 있다.

여기서, 제2전동 컨베이어(70)는 전동기의 회전축에 직접 연결되거나 체인과 스프로킷 또는 벨트와 벨트 풀리 등의 동력전달장치나 전동장치에 의해 연결된 구동롤러와, 이 구동롤러와 일정 간격을 두고 설치된 종동롤러 및 구동롤러와 종동롤러의 외주면을 감아 걸어 상호 연결하면서 순환운동하는 벨트 등으로 이루어져 전동기로부터 성형틀(M)의 운반에 필요한 구동력을 전달받아 벨트를 순환시키는 무한궤도 운동하는 구조를 채택하여 적용할 수 있다.

또한, 제2전동 컨베이어(70)는 컨트롤러의 제어 신호에 따라 작동하는 전동기에 의해 인조석(A)을 궤도 운동으로 일정 거리 운반하다가 특정 위치에서 일정시간 동안 운반을 정지할 수도 있다.

아울러 제2전동 컨베이어(70)를 구성하는 벨트는 인조석(A)을 운반하는 사용의 특성상 메쉬형 벨트를 채택하여 적용하는 것이 바람직하다.

<가이드>

가이드(80)는 제1전동 컨베이어(10)와 제2전동 컨베이어(70) 사이에 설치되어 제1전동 컨베이어(10)에 의해 운반되어 오는 인조석(A)이 담긴 성형틀(M)이 클램핑 유닛(20)을 향해 비스듬히 세워져 들어가도록 안내 및 유도한다.

즉, 가이드(80)는 성형틀(M)의 테두리 부분이 클램프(24a)(24b)들 사이로 정확하고 자연스럽게 들어가서 클램프(24)에 의한 클램핑이 원활하고 안정적으로 이루어질 수 있도록 안내한다.

<작동원리>

이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 인조석 탈형장치의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 경화된 인조석(A)이 다수 개 담긴 성형틀(M)(뒤집힌 상태)은 제1전동 컨베이어(10)에 의해 클램핑 유닛(20)을 향해 순차적으로 하나씩 운반되다가 그 테두리 부분이 가이드(80)의 안내 및 유도에 의해 클램핑 유닛의 클램프(24)들 사이로 비스듬히 세워져 들어가게 된다.

이때, 제1위치 센서(60)가 성형틀(M)을 감지하면, 컨트롤러로 감지 신호를 출력하고, 이에 따라 컨트롤러는 제1전동 컨베이어(10)의 작동을 일정시간 동안 정지하도록 제어하고, 이와 동시에 클램핑 액추에이터(23)의 실린더 로드가 전진 작동하도록 제어한다.

이렇게 되면 도 7에 도시된 바와 같이 클램핑 액추에이터(23)의 실린더 로드 및 회전판(21)과 링크 조합으로 핀 이음 연결되어 있는 위쪽 클램프(24a)가 회전판(21)에 고정되어 있는 아래쪽 클램프(24b)와 서로 맞물리면서 그 사이에 위치된 성형틀(M)의 테두리 부분을 양쪽에서 죄듯이 클램핑하게 된다.

계속해서, 컨트롤러는 도 8에 도시된 바와 같이 승강 액추에이터(35)의 실린더 로드가 하강 작동하도록 제어 신호를 출력함으로써 그 실린더 로드에 장착되어 있는 가압 롤러(36)가 인조석(A)이 담긴 성형틀(M)의 상면 즉, 뒤집힌 상태에서 윗면을 가압하게 되고, 이 상태에서 컨트롤러는 턴오버 전동기(22)를 시계 방향으로 일정 각도로 회전시키는 제어 신호를 출력함으로써 회전판(21)과 클램프(24)가 제1전동 컨베이어(10)의 전동 방향과 반대 방향으로 성형틀(M)을 꺾어서 뒤집게 된다.

계속해서, 컨트롤러는 도 9에 도시된 바와 같이 슬라이딩 전동기(34)를 작동시키는 제어 신호를 출력함으로써 볼스크류(33)가 작동하여 새들(31)을 제1전동 컨베이어(10)의 전동 방향과 동일한 방향으로 일정 거리 이동시키게 되고, 이 과정에서 인조석(A)은 뒤집힌 상태의 성형틀(M)에서 빠져나오면서 가압 롤러(36)에 의해 떼밀듯이 긁어져 하방으로 자연스럽게 떨어지고, 아울러 성형틀(M)은 상하가 뒤집힌 상태로 성형틀이송 컨베이어(51)의 위에 얹히게 된다.

이때, 제2위치 센서(37)가 베이스(B)에 대한 새들(31)의 이동 거리 및 위치를 감지하고, 제3위치 센서(52)가 성형틀이송 컨베이어(51)의 위에 얹힌 성형틀(M)을 감지하여 컨트롤러로 감지 신호를 출력하면, 컨트롤러는 슬라이딩 전동기(34)가 역방향으로 회전하도록 제어 신호를 출력함으로써 볼스크류(33)가 새들(31)을 제1전동 컨베이어(10)의 전동 방향과 반대 방향으로 즉, 원래의 위치로 일정 거리 이동시키게 된다.

이후, 새들(31)이 원래의 위치로 이동하면, 제2위치 센서(37)가 이를 감지하여 컨트롤러로 감지 신호를 출력하고, 이에 따라 컨트롤러는 클램핑 액추에이터(23)의 실린더 로드가 후진 작동하도록 제어하고, 이렇게 되면 도 10에 도시된 바와 같이 위쪽 클램프(24a)와 아래쪽 클램프(24b)의 맞물림 상태가 해제되면서 그 사이에 위치된 성형틀(M)의 테두리를 놓게 되고, 이와 동시에 컨트롤러는 성형틀이송 전동기(54)가 작동하도록 제어하여 성형틀이송 컨베이어(51) 위에 얹힌 성형틀(M)을 제1전동 컨베이어(10)와 직교하는 방향으로 일정 거리 운반함으로써 후속 공정 라인으로 이송을 위한 별도의 컨베이어로 전달한다.

이 과정에서 제2전동 컨베이어(70)를 연동하도록 작동시키면 성형틀(M)에서 빠져나온 인조석(A)이 외력 등에 의해 손상되는 것을 최소화하면서 더욱 효율적이고 안전하게 일정한 거리를 운반할 수 있다.

이후, 성형틀(M)이 성형틀이송 컨베이어(51)에서 완전히 빠져나와서 일정 거리 이동하면, 이를 감지하여 신호를 출력하는 제3위치 센서(52)의 감지 신호가 출력되지 않게 되고, 이렇게 되면 컨트롤러는 도 11에 도시된 바와 같이 회전판(21)과 가압 롤러(36) 및 레이크 롤러(42)가 원래의 위치로 돌아가도록 턴오버 전동기(22)와 승강 액추에이터(35) 및 드래그 액추에이터(41)에 제어 신호를 출력한다.

이렇듯, 순차적인 작동을 반복적으로 자동 수행함으로써 성형틀(M)에서 인조석(A)을 자동으로 간편하고 신속하게 떨어낼 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 인조석 탈형장치는 성형틀(M)에서 인조석(A)을 빼내는 대량 작업에 따른 노동력과 시간을 줄여 원가 절감은 물론 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지 변형과 응용이 가능함은 물론 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 명백하다.

그러므로 본 발명의 특징에 대한 변형과 응용에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.

10: 제1전동 컨베이어 20: 클램핑 유닛
21: 회전판 22: 턴오버 전동기
23: 클램핑 액추에이터 24: 클램프
30: 셔틀 유닛 31: 새들
32: LM가이드 33: 볼스크류
34: 슬라이딩 전동기 35: 승강 액추에이터
36: 가압 롤러 37: 제2위치 센서
40: 드래그 유닛 41: 드래그 액추에이터
42: 레이크 롤러 50: 성형틀이송 유닛
51: 성형틀이송 컨베이어 52: 제3위치 센서
54: 성형틀이송 전동기 60: 제1위치 센서
70: 제2전동 컨베이어 80: 가이드
A: 인조석 B: 베이스
M: 성형틀

Claims (6)

1. 일정 거리를 인조석이 담긴 성형틀을 뒤집은 상태로 운반하는 제1전동 컨베이어;
   상기 제1전동 컨베이어에 의해 운반되어 오는 인조석이 담긴 성형틀의 테두리를 클램핑한 상태로 상기 제1전동 컨베이어의 전동 방향과 반대 방향으로 일정 각도 회전하여 그 성형틀을 접듯이 뒤로 돌려 꺾는 클램핑 유닛;
   상기 제1전동 컨베이어의 전동 방향을 따라 베이스에 대하여 왕복 이동하도록 설치되어 인조석이 담긴 성형틀을 상기 클램핑 유닛의 회전 작동 시 뒤로 꺾이도록 가압하고, 상기 제1전동 컨베이어의 전동 방향과 동일한 방향으로 이동하면서 그 성형틀을 뒤집는 셔틀 유닛;
   상기 셔틀 유닛과 함께 상기 베이스에 대하여 왕복 이동하면서 성형틀에 담긴 인조석을 떨어내는 드래그 유닛;
   상기 셔틀 유닛의 상부에 장착되어 상기 베이스에 대하여 왕복 이동하면서 상기 드래그 유닛에 의해 인조석이 탈거된 성형틀을 상기 클램핑 유닛으로부터 전달받아 이송하는 성형틀이송 유닛;
   상기 제1전동 컨베이어에 의해 운반되어 오는 인조석이 담긴 성형틀의 위치를 감지하여 신호로 출력하는 제1위치센서;
   상기 제1위치 센서로부터 신호를 받아 특정한 순서대로 상기 제1전동 컨베이어, 클램핑 유닛, 셔틀 유닛, 드래그 유닛 및 성형틀이송 유닛의 순차적인 작동을 제어하는 컨트롤러;
   를 포함하는 인조석 탈형장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1전동 컨베이어의 전동 방향과 일렬로 설치되어 상기 드래그 유닛에 의해 성형틀이 탈거된 인조석을 받아서 운반하는 제2전동 컨베이어; 및
   상기 제1전동 컨베이어의 전동 방향 끝 부분에 설치되어 상기 제1전동 컨베이어에 의해 운반되어 오는 인조석이 담긴 성형틀이 상기 클램핑 유닛을 향해 비스듬히 세워져 들어가도록 안내 및 유도하는 가이드;
   를 더 포함하는 인조석 탈형장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클램핑 유닛은,
   상기 제1전동 컨베이어의 전동 방향과 반대 방향으로 일정 각도 범위 내에서 왕복 회전 가능하도록 설치된 회전판;
   상기 컨트롤러의 제어 신호에 따라 작동하여 상기 회전판의 왕복 회전 작동을 위한 회전 구동력을 발생하는 턴오버 전동기;
   상기 회전판에 적어도 하나 이상으로 장착되어 상기 컨트롤러의 제어 신호에 따라 작동하는 클램핑 액추에이터; 및
   상기 클램핑 액추에이터의 전후진 작동 시 링크운동으로 인조석이 담긴 성형틀의 테두리를 클램핑하는 클램프;
   를 포함하는 인조석 탈형장치.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 셔틀 유닛은,
   상기 제1전동 컨베이어의 상측에서 상기 베이스에 대하여 직선으로 슬라이딩 이동 가능하게 장착된 새들;
   상기 베이스와 상기 새들 사이의 양측에 설치되어 상기 새들이 상기 제1전동 컨베이어의 전동 방향에 대하여 동일 및 반대 방향으로 직선 이동하도록 안내하는 LM가이드;
   상기 베이스와 상기 새들 사이에 설치되어 회전 운동에 따라 상기 새들을 상기 제1전동 컨베이어의 전동 방향에 대하여 동일 및 반대 방향으로 직선 이동시키는 볼스크류;
   상기 베이스에 고정 설치되어 상기 컨트롤러의 제어 신호에 따라 작동하여 상기 볼스크류의 작동을 위한 회전 구동력을 발생하는 슬라이딩 전동기;
   상기 새들의 전방에 설치되어 상기 컨트롤러의 제어 신호에 따라 실린더 로드가 승강 작동하는 승강 액추에이터;
   상기 승강 액추에이터의 실린더 로드에 고정되어 상기 승강 액추에이터의 작동에 따라 인조석이 담긴 성형틀을 가압하여 잡아주는 가압 롤러; 및
   상기 베이스에 대한 상기 새들의 위치 이동을 감지하여 신호로 출력하는 제2위치 센서;
   를 포함하는 인조석 탈형장치.
   
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 드래그 유닛은,
   상기 셔틀 유닛의 전방에 설치되어 상기 컨트롤러의 제어 신호에 따라 실린더 로드가 전후진 작동하는 드래그 액추에이터; 및
   상기 드래그 액추에이터의 실린더 로드와 링크로 연결되어 상기 드래그 액추에이터의 작동에 따라 성형틀에서 인조석을 떨어내는 레이크 롤러;
   를 포함하는 인조석 탈형장치.
   
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 성형틀이송 유닛은,
   인조석이 분리된 성형틀을 궤도 운동에 의해 일정 거리 운반하는 성형틀이송 컨베이어;
   상기 성형틀이송 컨베이어에 얹히는 성형틀의 위치를 감지하여 신호로 출력하는 제3위치 센서; 및
   상기 컨트롤러의 제어 신호에 따라 작동하여 상기 성형틀이송 컨베이어의 작동을 위한 회전 구동력을 발생하는 성형틀이송 전동기;
   를 포함하는 인조석 탈형장치.
   

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