KR20180114700A - 소재의 외경치수 및 길이 측정이 가능한 자동 소재공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 부품,공작기계 부품 및 화학플랜트 부품 등을 가공하기 위하여 소재를 이송 및 공급시키기 전에 소재의 전장길이와 외경치수를 측정하여 가공 요구조건의 오차범위 내일 경우에만 소재를 이송 및 공급할 수 있게 한 소재의 외경치수 및 길이 측정이 가능한 자동 소재공급장치에 관한 것으로 90°터닝컨베이어(11)의 Y축으로 소재공급 컨베이어(12)를 설치하고 X축으로 소재배출 컨베이어(13)를 설치하며 상기 90°터닝컨베이어(11)의 일측 선단에 소재 스톱퍼(21)를 설치하되 그 연장선상 X축으로 소재배출 컨베이어(13)의 상부 프레임(F) 상에 실린더(22)에 의해 작동하는 푸셔(23)를 설치하며 상기 프레임(F)의 일측에 엔코더(24)를 설치하고 상기 90°터닝컨베이어(11)의 상부 Z축으로 랙(31)(31')과 피니언기어(32) 및 실린더(33)로 작동되는 핸드(H)의 클램퍼(34)를 설치하되 클램퍼(34)의 일측에 엔코더(35)를 설치한 것을 특징으로 한다.

Description

소재의 외경치수 및 길이 측정이 가능한 자동 소재공급장치{Automatic material supply device which can measure outer diameter dimension and lenth of meterial}

본 발명은 자동차 부품,공작기계 부품 및 화학플랜트 부품 등을 가공하기 위하여 소재를 이송 및 공급시키기 전에 소재의 전장길이와 외경치수를 측정하여 가공 요구조건의 오차범위 내일 경우에만 소재를 이송 및 공급할 수 있게 한 소재의 외경치수 및 길이 측정이 가능한 자동 소재공급장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 X축에 설치된 스톱퍼에 소재를 실린더와 푸셔로 밀어서 엔코딩하여 소재의 전장길이를 계측하고 Z축에 랙과 피니언기어 및 실린더로 작동되는 핸드의 클램퍼에 엔코더를 설치하여 소재의 외경치수를 계측할 수 있게 하여 소재의 길이와 외경의 치수가 컨트롤러에 입력된 제원의 오차범위 내일 경우에는 소재를 공급하고 오차범위 외일 경우에는 소재를 배출시킬 수 있게 한 소재공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차,산업플랜트,중 제관제작 설비,주조성형,절삭가공 및 화학 플랜트와 같은 산업 전반에 필수적으로 사용되는 소재공급장치는 소재의 공급과 이송을 수동 또는 반자동 작업에 의하여 소재를 장착,탈착,이송 및 공급시키는 단계에서 소재를 자동으로 이송,공급시킬 뿐만아니라 자동으로 이송,공급하면서 소재의 가공오차 및 불량률을 최소화하기 위하여 소재공급단계에서 소재의 전장길이 및 외경치수를 측정하여 오차범위 내에서 공급시킬 수 있는 자동 소재공급장치가 요구되고 있는 실정이다.

종래의 소재공급장치로 등록특허공보 제10-0719492호(환봉소재의 자동정렬 및 공급장치)와 등록특허공보 제10-1466664호(파이프형 소재공급장치) 등이 제시되었고 전단길이 및 외경치수 측정장치로는 공개실용신안공보 제20-1998-033625호(강편 소재의 전단길이 측정장치)와 등록특허공보 제10-1386758호(측정 대상물의 외경측정장치 및 이를 이용한 외경측정방법) 등이 제시되었다.

상기 전자의 첫 번째 소재공급장치 등록특허는 호퍼피더의 배출구에서 길이방향으로 나열하여 순차 이송공급하는 환봉소재를 경사가이드를 따라 길이방향으로 경사지게 안내하면서 승,하강 작동하는 개폐구에 의해 공급 및 차단하도록 제어하는 제1소재공급수단과 제1소재공급수단에서 낙하되는 환봉소재가 길이방향으로 일정하게 공급되는 안내구의 테이블을 환봉소재의 가공부가 정방향 또는 역방향 위치로 공급됨에 따라 180°방향 전환하여 정렬하는 소재정렬수단과 소재정렬수단에서 정렬된 환봉소재를 푸쉬로드에 의해 피드블록의 장착홈에 자동 공급되게 한 제2소재공급수단으로 구성된다.

상기 전자의 두 번째 소재공급장치 등록특허는 파이프형소재피더의 일측편에 일측구동실린더가 장착된 일측밀착부재와 고정바이스와 타측구동실린더가 장착된 타측밀착부재로 구성되어 일측밀착부재와 타측밀착부재가 파이프형소재를 절삭위치로 이동시킬 수 있게 구성된다.

상기한 소재공급장치들은 소재를 호퍼피더에서 경사가이드와 개폐구를 통하여 공급하고 안내구와 테이블이 형성된 소재정렬수단을 통하여 소재의 정,역방향으로 정렬하며 푸쉬로드로 피드블럭(장착홈)에 공급하는 구조와 파이프형소재피더를 통하여 소재를 순차적으로 공급하여 각각의 구동실린더로 작동되는 양측 밀착부재가 작동하여 소재를 작업위치로 이송 및 공급하는 장치로 양자의 선행기술은 소재를 피더에서 일반적인 경로와 이송수단을 통하여 순차적 공급과 소재를 정렬하거나 단순하게 소재를 클램핑하여 가공위치로 이송하는 장치인 것입니다.

상기 후자의 전단길이측정장치 공개실용신안은 소재의 전단길이를 상부에서 측정하게 메저링롤러의 양단에 아암을 취부하여 양측의 지지프레임에 지지되게 하되 아암에 실린더의 동작을 전달되게 레버를 연결하고 소재가 통과하는 메저링롤러의 하부측에는 이중의 V형 홈을 갖춘 가이드를 설치하여 소재를 상부측 메저링롤러에서 접촉되게 통과시켜 이의 축에 유니버셜 스핀들로 연결된 구동모터의 부하량에 의해 소재의 전단길이를 측정할 수 있게 한 구조이다.

상기 후자의 외경치수 등록특허는 측정대상물이 접촉하는 바닥지지체와 측정대상물이 접촉하는 제1측면을 형성하고 제1측면을 이동시키는 이동블록과 측정대상물이 바닥면과 제1측면에 접촉한 상태에서 접촉부가 제1측면과 대향하게 구비되어 접촉부가 측정대상물과 접촉함에 따라 힌지를 중심으로 회전하는 회전레버와 측정대상물이 바닥면과 제1측면과 접촉부로 둘러싸인 측정부에 수용되어 3부분이 접촉한 상태에서 회전레버와 회전각을 측정하는 회전각 측정부를 포함하여 구성하여 회전각을 통하여 측정대상물의 외경을 측정하는 구조이다.

상기 전단길이측정장치는 가이더에 안치된 소재의 상부에 모터와 유니버셜스핀들에 의해 작동하는 메저링롤러를 설치하여 소재의 상부가 메저링롤러에 접촉,통과시켜 모터의 부하량으로 전단길이를 측정하는 구조이고 상기 외경치수 측정장치는 바닥면이 형성된 바닥지지체,이동블럭 및 회전레버를 설치하여 측정대상물을 바닥면,제1측면 및 접촉부에 접촉되게하여 회전레버의 회전각을 회전각 측정부에서 측정하여 측정대상물의 외경을 측정하는 구조인 것입니다.

상기한 바와 같은 소재공급장치와 전단길이,외경치수 측정장치들의 선행기술은 소재를 단순하게 이송,정렬 및 공급하는 장치이고 전단길이와 외경치수 측정은 메저링롤러와 회전각 측정부를 통하여 계측하므로 계측시간,방법 및 공간에 제약이 있는 등의 문제가 있으며 상기한 각각의 장치를 결합시켜 소재의 외경치수 및 길이 측정이 가능한 단일구조의 소재공급장치를 제작할 경우에는 그 구조가 복잡하고 설비비용이 증대되며 장비전체의 부피로 설치공간의 제약과 계측방법과 이송,공급에 따른 시간이 지연되는 등의 문제점이 있는 것이다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 목적으로 창출된 것으로 단일장치에서 소재의 외경치수와 전단길이를 계측하여 컨트롤러에 입력된 수치와 대비하여 오차범위 내일 경우만 이송 및 공급할 수 있게 하기 위하여 소재를 Y축에서 컨베이어로 이송,공급시키고 90°터닝컨베이어 상의 X축에서 스톱퍼에 소재를 실린더와 푸셔로 밀어서 엔코딩하여 소재의 전장길이를 계측하며 Z축에서 랙과 피니언기어 및 실린더로 작동되는 핸드의 클램퍼에 엔코더로 소재의 외경치수를 계측하여 상기 조건을 만족할 경우에만 소재를 가공공정으로 공급할 수 있게 한 자동 소재공급장치를 제공할 수 있게 하였다.

본 발명은 90°터닝컨베이어의 Y축으로 소재공급 컨베이어를 설치하고 X축으로 소재배출 컨베이어를 설치하며 상기 90°터닝컨베이어의 일측 선단에 소재 스톱퍼를 설치하되 그 연장선상 X축으로 소재배출 컨베이어의 상부 프레임 상에 실린더에 의해 작동하는 푸셔를 설치하며 상기 프레임의 일측에 엔코더를 설치하고 상기 90°터닝컨베이어의 상부 Z축으로 랙과 피니언기어 및 실린더로 작동되는 핸드의 클램퍼를 설치하되 클램퍼의 일측에 엔코더를 설치한 것을 특징으로 한다.

또한,프레임의 일측에 설치된 엔코더는 푸셔의 후단 일측을 센싱 이동거리를 계측하여 소재의 전단거리를 측정할 수 있게 하고,핸드의 클램퍼 일측에 설치된 엔코더는 클램퍼의 일측을 센싱 이동거리를 계측하여 소재의 외경치수를 측정할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

그러므로 본 발명은 소재를 가공하기 전에 외경치수와 전단길이를 계측하여 가공 요구조건을 만족시킨 상태에서 이송 및 공급할 수 있는 단일장치로 구성하고 상기 계측에 따른 검출능력(공차범위)을 ±0.2의 조건과 소재의 최대직경 검출능력을 380ø,최대길이 검출능력을 910mm,최대중량 검출능력을 800kg 까지의 조건을 만족하게 하며 소재의 이송,공급 시에 미스피딩에 의한 제품의 불량가공을 미연에 방지하여 생산성 및 품질을 향상시키고 단일장치로 구성하여 설비비용을 최소화하고 가공시간을 단축시키며 설치공간의 확보가 용이하게 하였고 가공공정에서 에너지자원을 고효율화가 가능케 한 등의 효과가 있는 것이다.

도 1 은 본 발명의 전체구조를 도시한 정면구조도
도 2 는 본 발명의 전체구조를 도시한 측면구조도
도 3 은 본 발명의 X축 전장길이 계측구조 개념도
도 4 는 본 발명의 Z축 외경치수 계측구조 개념도

이하 발명의 요지를 첨부된 도면에 연계시켜 그 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1,2 는 본 발명의 전체구조를 도시한 정,측면구조도로 소재공급 컨베이어로 소재를 90°터닝컨베이어로 공급하고 스톱퍼,실린더,푸셔 및 엔코더로 소재의 전장길이를 계측하고 랙과 피니언기어,실린더 및 엔코더가 설치된 클램퍼로 소재의 외경치수를 계측하여 소재의 전장길이와 외경치수가 입력된 제원의 오차범위 내일 경우에는 소재를 공급하고 오차범위 외일 경우에는 소재를 배출시키는 것을 도시하였고,도 3 은 본 발명의 X축 전장길이 계측구조 개념도로 X축에 설치된 스톱퍼,실린더,푸셔 및 엔코더로 소재의 전장길이를 계측하는 구조개념을 도시하였으며,도 4 는 본 발명의 Z축 외경치수 계측구조 개념도로 Z축에 설치된 랙과 피니언기어,실린더 및 엔코더가 설치된 클램퍼로 소재의 외경치수를 계측하는 구조개념을 도시하였다.

소정의 외경과 길이를 갖는 소재(W)를 가공하기 위하여 자동으로 소재(W)의 외경치수와 전단길이를 검출하여 공급하는 장치에 있어서,

90°터닝컨베이어(11)의 Y축으로 소재공급 컨베이어(12)를 설치하고 X축으로 소재배출 컨베이어(13)를 설치하며 상기 90°터닝컨베이어(11)의 일측 선단에 소재 스톱퍼(21)를 설치하되 그 연장선상 X축으로 소재배출 컨베이어(13)의 상부 프레임(F) 상에 실린더(22)에 의해 작동하는 푸셔(23)를 설치하며 상기 프레임(F)의 일측에 엔코더(24)를 설치하고 상기 90°터닝컨베이어(11)의 상부 Z축으로 랙(31)(31')과 피니언기어(32) 및 실린더(33)로 작동되는 핸드(H)의 클램퍼(34)를 설치하되 클램퍼(34)의 일측에 엔코더(35)를 설치한 구조이다.

상기 프레임(F)의 일측에 설치된 엔코더(24)는 푸셔(23)의 후단 일측을 센싱 이동거리를 계측하여 소재(W)의 전단거리를 측정할 수 있게 하였다.

상기 핸드(H)의 클램퍼(34) 일측에 설치된 엔코더(35)는 클램퍼(34)의 일측을 센싱 이동거리를 계측하여 소재(W)의 외경치수를 측정할 수 있게 하였다.

도면 중 미설명 부호 (1)은 90°터닝컨베이어의 구동프레임이고,(2)는 소재배출 컨베이어의 구동프레임이며,(44)는 가공소재 배출 클램퍼이다.

이와 같이 된 본 발명은 Y축의 소재공급 컨베이어로 소재를 90°터닝컨베이어로 공급하고 X축에서 스톱퍼로 소재를 실린더와 푸셔로 밀어서 엔코딩하여 소재의 전장길이를 계측하며 Z축에서 랙과 피니언기어 및 실린더로 작동되는 핸드의 클램퍼에 엔코더로 소재의 외경치수를 계측하여 측정치가 컨트롤러에 입력된 수치와 대비하여 오차범위 내일 경우에만 소재를 가공공정으로 공급할 수 있게 단일장치로 구성되는 자동 소재공급장치를 제공하기 위한 것이다.

도 1,2 에 도시된 바와 같이 본 발명은 소재(W)를 공급하고 계측하여 오차범위 내,외에 따라 소재를 배출하거나 가공공정으로 공급하는 작동구조를 갖는다.

소재(W)의 공급과 계측대기 및 배출을 위하여 소재공급 컨베이어(12),90°터닝컨베이어(11) 및 소재배출 컨베이어(13)가 설치된다.

또한 소재(W)의 전장길이를 계측하기 위하여 X축에 설치된 스톱퍼(21),실린더(22),푸셔(23) 및 엔코더(24)로 소재의 전장길이를 계측한다.

소재(W)의 외경치수를 계측하기 위하여 Z축에 설치된 랙(31)(31')과 피니언기어(32) 및 실린더(33)로 작동되는 핸드(H)에 엔코더(35)가 설치된 클램퍼(34)에 의해 소재의 외경치수를 계측하는 것이다.

상기한 바와 같이 가공하고자 하는 소재(W)를 Y축에 설치된 소재공급 컨베이어(12)로 90°터닝컨베이어(11)로 안치시키면 X축에 설치된 실린더(22)가 작동하여 푸셔(23)를 전진시켜 소재(W)의 후단을 밀어 전단이 소재 스톱퍼(21)에 접촉되면 푸셔(23)의 작동이 중지된다.

이때 프레임(F) 상에 설치된 엔코더(24)는 푸셔(23)의 후단 일측을 센싱하여 이동거리를 계측하고 계측한 전단길이 측정치를 컨트롤러에 입력된 기준 측정값과 비교하여 오차범위 내이면 푸셔(23)를 원위치시키고 다음 작업을 진행하고 오차범위를 벗어나면 90°터닝컨베이어(11)를 90°회전시켜 소재배출 컨베이어(13)를 통하여 배출시킨다.

상기 전단길이를 계측을 통과한 소재(W)는 Z축에 설치된 핸드(H)의 클램퍼(34)가 하강하여 소재(W)의 외경을 랙(31)(31')과 피니언기어(32) 및 실린더(33)가 작동하여 클램퍼(34)로 소재(W)의 외경을 클램핑한다.

이때 클램퍼(34)의 일측에 설치된 엔코더(35)가 일측 클램퍼(34)의 이동거리를 센싱하여 계측하고 계측한 측정치를 컨트롤러에 입력된 외경치수 기준 측정값과 비교하여 오차범위 내이면 소재(W)를 클램핑한 상태에서 상승하여 가공공정으로 이송시키고 오차범위를 벗어나면 클램퍼(34)를 언클램핑시키고 90°터닝컨베이어(11)를 90°회전시켜 소재배출 컨베이어(13)를 통하여 배출시킨다.

상기 핸드(H)의 타측에 설치된 클램퍼(44)는 전단길이와 외경치수의 측정치가 오차범위 내의 소재(W)를 클램핑한 클램퍼(34)와 함께 가공공정으로 이송하여 가공공정(후속단계)에서 가공된 소재(W)를 배출시키는 클램퍼이다.

아래 표는 상기의 본 발명을 적용하여 소재(W)의 전단길이와 외경치수를 측정한 실시 예를 표기하였다.

시제품 실제크기:ø278.6,512.8mm 기준 측정값
일련번호	길 이	외 경
1	512.8	278.5
2	512.6	278.5
3	512.6	278.5
4	512.7	278.5
5	512.8	278.5
6	512.7	278.5
7	512.8	278.5
8	512.8	278.5
9	512.8	278.5
10	512.8	278.5
오 차	+0/-0.2	+0/-0.1

상기 표와 같이 본 발명을 적용하여 10회 측정한 실시 예는 전단길이와 외경치수의 계측에 따른 ±0.2의 검출능력 조건과 소재의 최대직경 검출능력을 380ø,최대길이 검출능력을 910mm,최대중량 검출능력을 800kg 까지의 조건을 모두 만족시킬 수 있는 결과를 도출하였다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

11: 90°터닝컨베이어 12: 소재공급 컨베이어
13: 소재배출 컨베이어 21: 소재 스톱퍼
22: 실린더 23: 푸셔
24: 엔코더 31,31': 랙
32: 피니언기어 33: 실린더
34: 클램퍼 35: 엔코더
F: 프레임 H: 핸드
W: 소재

Claims (3)

1. 소정의 외경과 길이를 갖는 소재(W)를 가공하기 위하여 자동으로 소재(W)의 외경치수와 전단길이를 검출하여 공급하는 장치에 있어서,
   90°터닝컨베이어(11)의 Y축으로 소재공급 컨베이어(12)를 설치하고 X축으로 소재배출 컨베이어(13)를 설치하며 상기 90°터닝컨베이어(11)의 일측 선단에 소재 스톱퍼(21)를 설치하되 그 연장선상 X축으로 소재배출 컨베이어(13)의 상부 프레임(F) 상에 실린더(22)에 의해 작동하는 푸셔(23)를 설치하며 상기 프레임(F)의 일측에 엔코더(24)를 설치하고 상기 90°터닝컨베이어(11)의 상부 Z축으로 랙(31)(31')과 피니언기어(32) 및 실린더(33)로 작동되는 핸드(H)의 클램퍼(34)를 설치하되 클램퍼(34)의 일측에 엔코더(35)를 설치한 것을 특징으로 하는 소재의 외경치수 및 길이 측정이 가능한 자동 소재공급장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 프레임(F)의 일측에 설치된 엔코더(24)는 푸셔(23)의 후단 일측을 센싱 이동거리를 계측하여 소재(W)의 전단거리를 측정할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 소재의 외경치수 및 길이 측정이 가능한 자동 소재공급장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 핸드(H)의 클램퍼(34) 일측에 설치된 엔코더(35)는 클램퍼(34)의 일측을 센싱 이동거리를 계측하여 소재(W)의 외경치수를 측정할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 소재의 외경치수 및 길이 측정이 가능한 자동 소재공급장치.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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