KR20170009122A - 운반 박스 프레임 자동 조립장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컨테이너 물품을 단위포장하는 금속재의 운반 박스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운반 박스를 구성하는 팔레트 또는 측벽판의 각재 프레임을 하나의 자동화 과정을 통해 조립할 수 있도록 구성한 운반 박스 프레임 자동 조립장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 턴테이블 베이스부와, 경사 기울기를 가지는 선반면에 각재 프레임을 잡아 고정시키는 고정지그와 클램프가 구비된 선반부와, 지지부를 포함하여 구성하고, 선반부의 위치에 따라 회전속도를 제어하는 속도 제어부와 용접로봇부 및 프레이 이송부를 포함하여 구성되고, 이에 따라 하나의 작업장치내에서 프레임의 조립과정을 수행하는 바, 작업의 복잡성을 없애고 전체 설비공간의 필요 면적을 줄이면서도 작업의 편의성 및 효율성을 극대화할 수 있다.

Description

운반 박스 프레임 자동 조립장치{Automated assembly equipment transport box frame}

본 발명은 컨테이너 물품을 단위포장하는 금속재의 운반 박스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운반 박스를 구성하는 팔레트 또는 측벽판의 각재 프레임을 하나의 자동화 과정을 통해 조립할 수 있도록 구성한 운반 박스 프레임 자동 조립장치에 관한 것이다.

일반적으로, 화물을 선박이나 항공기를 이용하여 장거리로 수송할 때는 규격화된 크기의 컨테이너를 이용하게 되는데, 이때 화물은 통상 조립식 운반 박스 내부에 수용되도록 포장되며, 화물이 포장된 조립식 운반 박스는 컨테이너 내부에 다단으로 적재된 상태에서 수송된다.

이러한 조립식 운반 박스는 (특허문헌 0001)과 (특허문헌 0002)를 참조하면, 도시된 바와 같이, 대개 운반이 용이하도록 팔레트를 구비하며, 팔레트 상단 외곽에 복수개의 측벽판이 입설되도록 조립하여 상부로 개방된 박스형상을 취한다.

한편, 보통의 조립식 운반 박스를 구성하는 팔레트 또는 측벽판의 프레임과 판재는 목재 또는 합성수지재를 이용하여 조립하거나, 금속재를 이용하여 조립하고 있다.

그러나, 목재의 경우 병해충 등의 외부 환경에 민감하여 내구성이 떨어지며 외국으로 이동 시 검역을 받아야하는 단점이 있으며, 합성수지재는 내충격성이나 강도가 약하고 쉽게 오염되기 때문에 반복 사용되는 운반 박스의 속성을 크게 만족시키지 못하였다. 따라서, 최근에는 알루미늄, 철재, 스테인리스 스틸 등과 같은 금속 프레임을 조립하여 운반 박스를 만들고 있다.

이러한 금속재의 운반 박스를 조립할 때는, 대개 프로파일이나 판형의 재료에 드릴링, 볼팅, 리벳팅 작업 또는 필요에 따라 용접 작업을 통해 프레임을 조립하고 이러한 프레임을 이동시킨 후 다른 부가적 부품들을 조립하여 하나의 운반 박스를 제조하고 있다.

그러나, 이와 같이 작업자에 의해 각각의 과정을 거치면서 조립함에 따라 그 제조과정이 너무 번거롭고, 작업자가 각 과정을 거칠때 잦은 이동으로 볼트의 풀림 또는 드릴링한 부분, 볼트나 리벳의 부식 등의 문제가 발생하였다.

더불어, 이러한 금속재질의 운반 박스의 제조에 있어서, 팔레트와 사방의 측벽판은 각각 작업자가 프레임과 금속판 등을 자르고 이동하여 하나의 운반 박스를 만들게 되는 바, 제조되는 부품의 작업시간이 굉장히 많이 소요되며, 많은 수의 작업자들이 함께 작업을 진행해야만 하는 문제점이 발생하였다.

또한, 일부분은 기계 장치를 통해 이루어지고는 있으나 대부분의 용접, 조립 등의 가공이 작업자에 의해 이루어져 조립의 정확성이 떨어지는 문제점이 발생되는 것이 사실이다.

대한민국 등록특허공보 제10-0967821호(2010.06.28. 등록) 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0100687호(2011.09.15. 공개)

본 발명은 전술한 문제점들을 해결하고자 안출된 것으로, 작업의 복잡성을 없애고 전체 설비공간의 필요 면적을 줄이면서도 작업 편의성 및 효율성을 크게 높일 수 있도록 운반 박스를 구성하는 팔레트와 측벽판의 프레임을 제품의 생산과정상 하나의 작업 장치상에서 이루어지게 구성한 운반 박스 프레임 자동 조립장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 제품의 생산과정상 작업 속도의 변화에도 안정된 작업 환경을 제공하여 완성된 제품의 불량율을 줄이고 효율성을 극대화한 운반 박스 프레임 자동 조립장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

더불어, 전체 작업공정의 인력을 감축시키면서도 전체 물품의 완성 제조시간을 단축시키고 제조 물품의 정확성을 높여 효율성을 크게 향상시킬 수 있도록 구성된 운반 박스 프레임 자동 조립장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 자동 조립장치는, 내부 구동모터에 의해 제어 각도로 회전하는 턴테이블 베이스부와, 상기 턴테이블 베이스부를 중심으로 대향되는 위치를 가지며 2쌍이 구비되고, 경사 기울기를 가지는 선반면에 각재 프레임을 잡아 고정시키는 고정지그와 클램프가 구비된 선반부와, 상기 턴테이블 베이스부와 선반부를 연결하여 일체형으로 회전되게 하는 지지부를 포함하여 구성된다.

그리고, 바람직하게는 상기 턴테이블 베이스부는, 일측에 상기 선반부의 위치에 따라 상기 내부 구동모터의 회전속도 감속 신호를 발생하는 제1 스토퍼와, 회전 정지신호를 발생하는 제2 스토퍼로 구성된 속도 제어부를 더 포함하여 구성된다. 이때, 제1, 2 스토퍼는 위치센서 또는 접촉센서 중 어느 하나이다.

한편, 상기 지지부는 선반부를 지지하면서 선반면의 기울기를 조절하는 각도조절 실린더를 더 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 선반부의 선반면과 마주보는 대응 위치로 각재 프레임을 용접 결합시키는 용접로봇부를 더 포함하여 구성한다.

또한, 필요에 따라 상기 선반부의 선반면상에 조립된 각재 프레임을 잡아 고정하는 로봇아암과, 상기 프레임을 고정한 로봇아암이 위치이동되는 이송레일로 구성된 프레임 이송부를 더 포함하여 구성된다.

이때, 바람직하게는 상기 프레임 이송부의 로봇아암은, 수직의 제1 아암과, 상기 제1 아암에 관절부에 의해 힌지결합되면서 연장된 제2 아암과, 상기 제2 아암의 단부에 형성된 집게부와, 상기 제2 아암을 제1 아암과 관절부에 의해 힌지 회동될 수 있도록 상기 제2 아암의 일측에 결합된 작동조절 실린더로 구성된다.

이와 같이 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 자동 조립장치는, 단일 생산과정상 하나의 작업장치내에서 프레임의 조립과정을 수행하는 바, 작업의 복잡성을 없애고 전체 설비공간의 필요 면적을 줄이면서도 작업의 편의성 및 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 자동화 설비 장치에 따라 전체 작업자 수를 최소화할 수 있도록 하여, 인력 소모를 감축시키면서도 이로 인한 작업상의 사고 및 불량율을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

더불어, 자동화 설비 장치에 따라 제품의 생산과정상 작업 속도의 변화에도 안정된 작업 환경을 제공하여 완성된 제품의 불량율을 줄이고 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 조립장치를 이용한 프레임을 조립하여 제작한 운반 박스를 보여주는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 조립장치를 적용한 운반 박스 일관 제조 설비를 보여주는 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 조립장치를 보여주는 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 조립장치의 동작을 보여주는 개념도.
도 5는 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 조립장치의 프레임 이송부를 보여주는 평면도.

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 자동 조립장치(100)의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 조립장치를 이용한 프레임을 조립하여 제작한 운반 박스를 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 조립장치를 적용한 운반 박스 일관 제조 설비를 보여주는 개념도이며, 도 3은 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 조립장치를 보여주는 사시도이다. 그리고, 도 4는 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 조립장치의 동작을 보여주는 개념도이다.

먼저, 도 1과 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 조립장치가 적용된 일관 제조 설비(1)와 이에 의해 조립된 운반 박스(10) 구조를 살펴보면 다음과 같다.

상기 조립식 운반 박스(10)는 바닥판이 구비된 팔레트(10a)의 각 변 위로 다수개의 측벽판(10b), 바람직하게는 사방으로 제1 측벽판(10b-1), 제2 측벽판(10b-2), 제3 측벽판(10b-3), 제4 측벽판(10b-4)을 입설되도록 조립하여 상부로 개방된 박스형상을 가지도록 구성한다.

이때, 상기 조립식 운반 박스(10)의 재질은 프레임부터 각재, 금속판까지 모두 금속 재질, 바람직하게는 철재로 구성하고 용접에 의해 일체로 구성된다.

이와 같이 구성된 조립식 운반 박스(10)는 내부에 화물이 수용되도록 포장되며, 화물이 포장된 조립식 운반 박스(10)는 컨테이너 내부에 다단으로 적재된 상태에서 수송된다.

한편, 상기 측벽판(10b)과 팔레트(10a)는 수평각재 프레임(11a), 수직각재 프레임(11b), 기둥각재 프레임(11c) 등 다수개의 각재 프레임(11)과 금속판(12)의 조립구조에 의해 이루어진다.

보다 상세하게는 수평각재 프레임(11a)와 수직각재 프레임(11b)이 필요의 개수에 따라 격자형상을 가지며 용접조립되어 만들어진 단일 프레임 상에 금속판, 바람직하게는 철재의 철판(12)이 일측면상에 용접되어 하나의 단일 측벽판(10b)을 구성하게 되고, 상기 용접조립된 격자형상의 단일 프레임 상에 기둥각재 프레임(11c)과 필요에 따라 면플레이트(도시되지 않음.)를 결합하여 단일 팔레트(10a)를 구성하게 된다.

그리고, 상기 팔레트(10a)와 측벽판(10b)을 조립하여 하나의 단일 운반박스(10)을 제조하게 된다.

따라서, 각각의 각재(11a, 11b, 11c)를 자동화 공정에 따라 단일 장치상 조립이 가능하도록 구성하고, 필요에 따라 조립된 프레임(11)을 이송시키는 운반 박스 프레임 자동 조립장치(100)이 생산 설비 시설 상에 요구된다.

이때, 운반 박스(10)의 최초 골격을 구성하고 제품의 품질을 결정지을 상기 운반 박스 프레임 자동 조립장치(100)는 바람직하게는 회전가능한 턴테이블 베이스(110)와, 상기 프레임(11)이 직접적으로 조립되는 선반부(120)로 구성된다. 그리고, 상기 프레임(11)을 필요에 따라 용접하는 용접로봇부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 운반 박스 프레임 자동 조립장치(100)는 필요에 따라 팔레트(10a)를 구성하는 각재 프레임(11)과 측벽판(10b)을 구성하는 각재 프레임(11)이 제어부(도시되지 않음.)의 선택에 따라 생산 설비상 선택되어 질 수 있다.

보다 상세하게, 도 2를 참조하여 본 발명의 운반 박스 프레임 자동 조립장치(100)가 적용된 운반 박스 일관 제조 설비(1)를 개략적으로 살펴보면 하기와 같다.

도시된 바와 같이, 운반 박스 일관 제조 설비(1)는, 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 자동 조립장치(100)를 통해 기본적인 프레임(11)을 자동 조립하고, 상기 프레임(11)을 프레임 이송부(160)를 통해 조립 라인상(2)에 이송하여 단일 운반 박스(10)를 제조할 수 있도록 구성되고 있다.

다시 말해, 운반 박스 프레임 자동 조립장치(100)를 거친 프레임(11)은 프레임 위치 고정수단(300)과 용접수단(400) 필요에 따라 부재 용접수단(500) 등을 거치면서 완성된 팔레트(10a) 또는 측벽판(10b)의 형상을 가지게 되며, 최종적으로 상기 팔레트(10a)와 측벽판(10b)을 조립함으로써 하나의 단일 운반 박스(10)를 제조하게 된다.

이와 같이 일관 제조되는 설비 상에 운반 박스 프레임 자동 조립장치(100)를 구축하여 제조 공정을 진행함에 따라 전체적인 작업시간을 단축하고 정확한 제품의 완성을 지향하여 전체 작업 기능과 효율성을 극대화하게 된다. 또한, 전체 작업자 수를 최소화할 수 있도록 하여, 인력 소모를 감축시키고 이로 인한 작업상의 사고 및 불량율을 최소화할 수 있게 되는 것이다.

재차, 도 3은 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 조립장치를 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 조립장치의 동작을 보여주는 개념도이다.

이를 참조하여, 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 자동 조립장치(100)를 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 상기 운반 박스 프레임 자동 조립장치(100)는, 팔레트(10a) 또는 측벽판(10b)을 구성하는 프레임(11)을 단일 작업 장치상에서 조립하여 만들 수 있도록 함을 목적으로 하고 있으며, 크게 중심축(112)을 토대로 제어 각도로 회전하는 턴테이블 베이스부(110)와, 상기 턴테이블 베이스부(110)와 연결되게 위치되고 실제 프레임(11)의 조립이 이루어지는 선반부(120)와, 상기 턴테이블 베이스부(110)와 선반부(120)를 연결하여 일체형으로 회전가능케 지지하는 지지부(130)를 포함하여 구성된다.

그리고, 필요에 따라 상기 선반부(120)에 위치된 프레임(11)을 용접 결합, 바람직하게는 스폿 용접을 통하여 결합시켜 형상을 만드는 용접로봇부(140)를 더 포함하여 구성된다.

또한, 필요에 따라 상기 선반부(120)의 속도를 제어하고 안정적으로 용접로봇부(140)에 의한 용접 작업이 이루어질 수 있게 하는 속도 제어부(150)를 포함하여 구성하거나, 상기 선반부(120)에서 조립된 프레임(11)을 잡아 다음 공정으로 이송시키는 프레임 이송부(160)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

보다 상세하게, 상기 운반 박스 프레임 자동 조립장치(100)의 구성요소를 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 턴테이블 베이스부(110)는, 중심축(112)을 토대로 내부의 구동모터(111)에 의해 회전이동되는데 장치 일측에 형성된 제어부(도시되지 않음.)의 제어신호에 따라 제어되는 속도와 각도로 회전한다.

그리고, 상기 선반부(120)는 상기 턴테이블 베이스부(110)를 중심으로 대향되는 위치를 가지며 2쌍이 구비되는데, 바람직하게는 2쌍, 즉 4개가 상기 턴테이블 베이스부(110)의 중심축(112)을 중심으로 동서남북에 각각 위치되어 작업이 이루어진다.

이때, 상기 선반부(120)의 전면, 즉 선반면(121)은 일정한 경사 기울기(a)를 가지는데, 상기 경사 기울기(a)는 한정된 기울기 각도를 가지는 것은 아니며 작업상의 편의에 따라 그 각도가 선택적 제어될 수 있다.

또한, 상기 선반면(121) 상에는 프레임(11)을 구성하는 수평각재 프레임(11a)과 수직각재 프레임(11b)인 격자 형상을 가지는 프레임(11)으로 조립될 수 있도록 용접가능한 위치에 이를 위치고정시키는 고정지그(122)와 클램프(123)가 구성된다. 이때, 상기 고정지그(122)와 클램프(123)의 구조는 통상적인 일반의 기술이 적용될 수 있으며 설명은 생략하기로 한다.

상기 고정지그(122)와 클램프(123)의 수와 위치는 작업되는 프레임(11)의 크기와 형태에 따라 정해질 수 있는 것으로 한정되는 것은 아니며, 제어부(도시되지 않음.)의 신호에 따라 프레임(11)을 고정하거나 풀 수 있다.

한편, 상기에 설명한 바와 같이, 바람직하게는 상기 선반부(120)가 턴테이블 베이스부(110)의 사방에 형성되는데, 이에 따라, 상기 선반부(120)의 개수에 따라 실제 작업가능한 공간인, 4개의 선반면(121)을 가지게 된다.

그리고, 각 선반면(121)은 필요에 따라 각각의 역할을 수행하게 되는데, 측벽판(10b)를 구성하는 프레임(11) 조립을 예로 들면, 상기 각 선반면(121)은 최초 상기 수평각재(11a)와 수직각재(11b)가 이송되어 위치되는 각재장착면이 되기도 하고, 회전되어 다음 턴으로 돌아갔을 때 장착된 상기 수평각재(11a)와 수직각재(11b)를 용접결합할 수 있도록 상기 용접로봇부(140)가 위치되어 용접되는 제1 용접면이 될 수도 있으며, 제1 용접면이 된 이후 회전되어 다음 턴으로 돌아갔을 때 필요에 따라 용접되지 않은 다른 부분을 용접하거나 재차 용접되는 제2 용접면이 될 수도 있다.

그리고, 상기 선반면(121)은 용접이 완료된 상태에서는 프레임 이송부(160)에 의해 상기 용접 완료된 프레임(11)이 이송될 준비가 될 수 있도록 위치고정되는 위치고정면 역할을 할 수도 있다.

이와 같은, 선반부(120)의 선반면(121)은 제어부의 선택에 따라 회전되면서 용접로봇부(140)와 대응되는 위치에 놓이게 될 수 있으며, 선택적으로 상술된 각재장착면, 제1 용접면, 제2 용접면, 위치고정면으로서의 역할를 수행하게 된다. 그리고, 이와 같은 선반면(121)의 역할은 한정되는 것은 아니며 제어부(도시되지 않음.)의 신호에 따라 각각의 역할이 변경될 수 있다. 즉, 팔레트(10a) 또는 측벽판(10b)의 선택적인 작업 공정에 따라 변경될 수 있다.

한편, 상기 선반부(120)의 선반면(121)은 최초 상술한 바와 같이 바람직하게 일정 경사 기울기(a)를 가지는데, 경사진 선반면(121)은 작업이 용이하도록 하며, 용접로봇부(140)의 용접이 수월하게 이루어질 수 있게 한다.

그리고, 상기 선반부(120) 선반면(121)의 경사 기울기(a)는 각도조절 실린더(131)에 의해 각도가 조절될 수 있으며, 상기 각도조절 실린더(131)는 상기 지지부(130)의 일측에 구성되어 상기 턴테이블 베이스부(110)와 선반부(120)를 일체형으로 고정하면서 실린더 구조에 의해 상기 선반부(120)의 선반면 각도를 조절하게 된다.

한편, 도면상에 도시되지는 않았으나, 프레임(11)을 구성하는 최초의 수직각재 프레임(11b)과 수평각재 프레임(11a)은 작업자에 의해 직접 선반부(120)의 고정지그(122), 클램프(123)에 각각 끼워져 위치고정될 수 있으며, 필요에 따라 별도의 로봇팔 등 이송수단에 의해 각 각재가 전달되어 자동적으로 끼워져 작업 준비가 이루어질 수 있다. 이는 전체 작업라인 및 작업 설비가 설치될 공간의 환경 등을 고려하여 선택적으로 적용될 수 있음은 물론이다.

이어서, 상기 지지부(130)는 상술한 바와 같이, 상기 턴테이블 베이스부(110)와 선반부(120)를 연결하여, 상기 턴테이블 베이스부(110)의 회전에 따라 상기 선반부(120)가 함께 회전되도록 하는데 이의 구조는 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 다수개의 기둥, 프레임 등 상기 턴테이블 베이스부(110)의 회전력을 견디면서 상기 선반부(120)를 공고하게 지지할 수 있는 구조라면 어느 것이든 가능하다.

그리고, 상기 지지부(130)는 상술한 바와 같이, 상기 선반부(120)를 지지하면서 선반면(121)의 기울기(a)를 조절하는 각도조절 실린더(131)를 더 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 용접로봇부(140)는 상기 선반부(120)의 선반면(121)과 마주보는 대응 위치로 프레임(11)을 용접 결합시키는데, 상기 용접로봇부(140)의 용접 위치는 미리 세팅되어 있으며 제어부의 지시에 따라 순차적으로 정확한 부위를 용접하게 된다.

다시 말해, 필요에 따라 상기 4개의 선반면(121)에 전부 설치되거나 일부 설치될 수 있고, 기울기(a)를 가지는 선반면(121)에 대하여 최적의 용접이 이루어질 수 있도록 위치된다.

한편, 재차 도 3과 도 4를 참조하면, 필요에 따라 상기 운반 박스 프레임 자동 조립장치(100)의 턴테이블 베이스부(110)에는 다수개의 선반부(120)가 각각의 공정을 거치면서 상기 턴테이블 베이스부(110)의 회전축(112)을 중심으로 회전할 때 회전 속도를 제어할 수 있도록 속도 제어부(150)를 일측에 더 포함하여 구성된다.

보통 각 각재가 장착되고 회전되어 용접되는 과정을 거칠 때, 상기 선반부(120)는 턴테이블 베이스부(110)의 중심축에 대하여 사방의 위치에 있는 바 그 회전은 90'의 각도를 가지며 회전하게 된다. 이때, 전체 운반 박스(10)의 생산 작업 속도에 따라 상기 선반부(120)의 회전은 빨라지거나 느려질 수 있으며, 작업량이 많아 작업 속도가 빠를 때는 회전 속도에 의해 고정된 각재가 위치를 이탈하거나 용접로봇부(140)와의 용접 지점이 정확히 위치되지 않을 수 있는 바, 제어수단으로서 속도 제어부(150)를 구비하여 그 회전 속도를 조절하고 보다 안정적으로 작업위치에 놓일 수 있게 한다.

보다 상세하게, 상기 속도 제어부(150)는 턴테이블 베이스부(110)의 바닥 지지판 상에 설치되며, 상기 선반부(120)의 위치에 따라 상기 턴테이블 베이스부(110) 내부 구동모터(111)의 회전속도 감속 신호를 발생하는 제1 스토퍼(151)와, 상기 턴테이블 베이스부(110) 내부 구동모터(111)의 회전 정지신호를 발생하는 제2 스토퍼(152)로 구성된다.

상기 제1 스토퍼(151)와 제2 스토퍼(152)에 의해 턴테이블 베이스부(110)의 속도를 조절하여 안정적인 프레임 조립과정이 이루어질 수 있게 한다.

한편, 상기 제1, 2 스토퍼(151, 152)는 필요에 따라 제어부(도시되지 않음.)로 신호를 보내어 속도를 제어할 수 있는 장치라면 어느 것이든 적용될 수 있을 것이며, 바람직하게는 위치센서 또는 접촉센서 중 어느 하나를 사용한다.

그리고 필요에 따라 하나 또는 그 이상이 사용될 수 있다.

참조하여, 상기 속도 제어부(150)를 이용한 턴테이블 베이스부(110)와 선반부(120)의 속도 조절을 살펴보면 하기와 같다.

운반 박스(10)의 측벽판(10b)을 구성하는 프레임(11) 작업을 예로 든다면, 상술한 바와 같이, 상기 선반부(120)의 선반면(121)은 필요에 따라 각재장착면, 제1 용접면, 제2 용접면, 위치고정면으로서의 역할을 수행하게 되고 해당 작업을 수행하는 선반부(120)는 다음 단계의 조립과정을 수행하게 위해 턴테이블 베이스부(110)의 구동모터(111)에 의해 중심축(112)을 중심으로 회전하여 다음 조립과정으로 이동하게 된다.

이때, 작업 속도에 따라 그 회전의 속도는 제어될 수 있으며 정확한 용접의 위치 등 작업위치에 안착될 수 있도록 속도 제어부(150)를 이용한다.

상세하게는, 상기 선반부(120)가 A의 각도내에서 빠르게 회전하여 이동하면 어느 위치에 왔을 때, 제1 스토퍼(151)가 감지하여 속도를 제어하라는 신호를 제어부(도시되지 않음.)로 보내게 되며, 상기 턴테이블 베이스부(110)의 내부구동모터(111)는 속도를 줄이게 되고, 이에 따라 상기 선반부(120)가 B의 각도내에서는 천천히 회전하게 된다.

그리고 제2 스토퍼(152)에 의해 상기 선반부(120)가 정확한 작업위치로 오게 됨을 확인하면 정지신호를 제어부로 보내고 다시 제어부는 상기 내부 구동모터(111)의 속도를 멈춰 정지할 수 있게 한다.

필요에 따라, 상기 선반부(120) 또는 이를 지지하는 지지부(130)의 일측에는 상기 제1, 2 스토퍼(151, 152)와 신호를 주고 받거나 근접 위치 확인, 접촉 확인이 가능하도록 대응되는 센서부(도시되지 않음.)가 구비될 수 있다.

이에 따라, 작업 공정상의 업무량과 작업환경에 따라 프레임 조립수단(100)의 조립과정을 보다 능률적으로 조절할 수 있게 되어, 작업효율을 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.

상기의 속도 제어부(150)는 선택적 치환가능한 구조로서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형 및 변경이 가능할 것이다.

한편, 도 5는 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 조립장치의 프레임 이송부를 보여주는 평면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 조립장치(100)는, 선반부(120)의 선반면(121) 상에 조립된 프레임(11)을 다음 공정으로 이송할 수 있도록 프레임 이송부(160)를 더 포함하여 구성한다.

이를 위해, 상기 프레임 이송부(160)는 선반부(120)의 기울어진 선반면(121) 상의 프레임(11)을 잡아 고정할 수 있는 로봇아암(160a)과, 상기 프레임(11)을 고정한 로봇아암(160a)이 위치이동되는 이송레일(160b)로 구성된다.

보다 상세하게, 상기 로봇아암(160a)은, 선반부(120)의 상부 천정측에서 연장된 수직의 제1 아암(161)과, 상기 제1 아암(161)과 관절부(162)에 의해 힌지결합되면서 연장된 제2 아암(163)과, 상기 제2 아암(163)의 단부에 형성되어 프레임(11)을 흡착 또는 집어서 잡아 고정하는 집게부(164)로 구성된다.

그리고, 상기 집게부(164)가 프레임을 잡을 수 있도록 작동조절 실린더(165)가 상기 제2 아암(163)의 일측에 구비되는데, 상기 작동조절 실린더(165)는 상기 제2 아암(163)이 관절부(162)에 의해 힌지 회동할 수 있도록 상기 프레임(11) 측으로 밀어 움직이는 역할을 한다.

다시 말하면, 바람직하게 상기 작동조절 실린더(165)는 상기 제2 아암(163)의 일측에 결합되어 제어부의 지시에 따라 실린더의 길이조절을 이용해 상기 제2 아암(163)이 관절부(162)에 의해 힌지 회동할 수 있게 한다.

이와 같이 작동된 프레임 이송부(160)의 로봇아암(160a)는 제어부의 지시에 의해 선반부(120) 선반면(121)에 위치된 용접완료된 프레임(11)을 집게부(164)에 의해 집어 들어올린다.

그리고, 상기 로봇아암(160a)은 프레임(11)을 잡고 있는 상태로 지지대와 연결되게 형성된 상부의 이송레일(160b)을 따라 이동한다.

이때, 상기 이송레일(160b)은 단순히 로봇아암(160a)의 이동을 위한 레일부로 그 구조와 형상이 한정되지 않으며 필요에 따라 일반적인 레일 구조를 따라 형성될 수 있음은 물론이다.

재차 상기 프레임 이송부(160)의 로봇아암(160a)의 작동을 살펴보면, 작동조절 실린더(165)의 작동에 따라 상기 제2 아암(163)은 제1 아암(161)의 관절부(162)를 중심으로 힌지 회동하여 선반면(121)과 대응되는 기울기로 마주보는 위치에 집게부(164)가 위치하게 한다.

이때 바람직하게 상기 로봇아암(160a)는 'ㄴ'자 형상으로, 제2 아암(163)이 힌지 회동되면서 선반부(120) 선반면(121)의 경사 기울기와 동일 기울기를 가지도록 꺾여지게 되고, 상기 집게부(164)는 용접 완료된 프레임(11)이 위치된 선반면(121)과 마주보는 면상을 가지도록 위치된다.

그리고, 상기 집게부(164)는 집게 작동 조절유닛(164a)의 작동에 따라 작동하여 흡착 또는 집게 등의 변형가능한 형태 중 하나의 방법으로 상기 프레임(11)을 잡아 고정하게 된다.

이어서, 상기 제2 아암(163)은 제어부의 지시에 따라 원위치되고, 상기 로봇아암(160a)은 이송레일(160b)을 따라 운반 박스(10) 조립의 다음 공정 위치상으로 이동하게 된다.

상기에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 운반 박스 프레임 자동 조립장치(100)는, 조립식 운반 박스(10)를 구성하는 팔레트(10a)와 측벽판(10b)을 구성하는 프레임(11)을 단일 장치 상에서 조립하여 수행하는 바, 작업의 복잡성을 없애고 전체 설비공간의 필요 면적을 줄이면서도 작업의 편의성 및 효율성을 극대화할 수 있게 된다.

더불어, 제품의 생산과정상 작업 속도의 변화에도 안정된 작업 환경을 제공하여 완성된 제품의 불량율을 줄이고 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

***도면의 주요 부분에 대한 부호 설명***
10 : 운반 박스 11 : 각재 프레임
10a : 팔레트 10b : 측벽판
100 : 운반 박스 프레임 자동 조립장치
110 : 턴테이블 베이스부 120 : 선반부
130 : 지지부 131 : 각도 조절실린더
140 : 용접로봇부 150 : 속도제어부
160 : 프레임 이송부

Claims (7)

1. 내부 구동모터(111)에 의해 제어 각도로 회전하는 턴테이블 베이스부(110)와,
   상기 턴테이블 베이스부(110)를 중심으로 대향되는 위치를 가지며 2쌍이 구비되고, 경사 기울기(a)를 가지는 선반면(121)에 각재 프레임(11)을 잡아 고정시키는 고정지그(122)와 클램프(123)가 구비된 선반부(120)와,
   상기 턴테이블 베이스부(110)와 선반부(120)를 연결하여 일체형으로 회전되게 하는 지지부(130)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 운반 박스 프레임 자동 조립장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 턴테이블 베이스부(110)는,
   상기 선반부(120)의 위치에 따라 상기 내부 구동모터(111)의 회전속도 감속 신호를 발생하는 제1 스토퍼(151)와,
   상기 내부 구동모터(111)의 회전 정지신호를 발생하는 제2 스토퍼(152)로 구성된 속도 제어부(150)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 운반 박스 프레임 자동 조립장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제1, 2 스토퍼(151,152)는 위치센서 또는 접촉센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 운반 박스 프레임 자동 조립장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 지지부(130)는 상기 선반부(120)를 지지하면서 선반면(121)의 기울기(a)를 조절하는 각도조절 실린더(131)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 운반 박스 프레임 자동 조립장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 선반부(120)의 선반면(121)과 마주보는 대응 위치로 각재 프레임(11)을 용접 결합시키는 용접로봇부(140)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 운반 박스 프레임 자동 조립장치.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 선반부(120)의 선반면(121)상에 조립된 각재 프레임(11)을 잡아 고정하는 로봇아암(160a)과,
   상기 프레임(11)를 고정한 로봇아암(160a)이 위치이동되는 이송레일(160b)로 구성된 프레임 이송부(160)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 운반 박스 프레임 자동 조립장치.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 프레임 이송부(160)의 로봇아암(160a)은,
   수직의 제1 아암(161)과,
   상기 제1 아암(161)에 관절부(162)에 의해 힌지결합되면서 연장된 제2 아암(163)과,
   상기 제2 아암(163)의 단부에 형성된 집게부(164)와,
   상기 제2 아암(163)을 제1 아암(161)과 관절부(162)에 의해 힌지 회동될 수 있도록 상기 제2 아암(163)의 일측에 결합된 작동조절 실린더(165)로 구성된 것을 특징으로 하는 운반 박스 프레임 자동 조립장치.

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