KR20190000228U - 인서트 삽입 장치 및 이를 포함한 사출성형기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 금형 내 수지를 사출하여 성형품을 사출 성형하는 사출성형기에 사용되는 인서트 삽입 장치에 있어서, 상기 인서트 삽입 장치는, 다관절 로봇암의 말단부에 부착되어 인서트물을 상기 금형에 장착하기 위한 척유닛 및 상기 척유닛이 상기 금형을 향한 이동시 상기 척유닛과 상기 금형이 밀착할 수 있도록, 상기 다관절 로봇암의 말단부와 상기 척유닛 사이에 개재되되 상기 척유닛의 전방을 향해 배치된 적어도 하나의 탄성수단을 포함한 형개거리편차대응유닛을 포함하는 인서트 삽입 장치를 제공한다.

Description

인서트 삽입 장치 및 이를 포함한 사출성형기 {DEVICE FOR INSERT A INSERT PRODUCT AND INJECTION MOLDING MACHINE WITH THE SAME}

본 고안은 인서트 삽입 장치 및 이를 포함한 사출성형기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 성형품 사출 성형시 인서트물을 장착하기 위한 인서트 삽입 장치 및 이를 포함한 사출성형기에 관한 것이다.

일반적으로 사출성형기는 금형에 수지를 사출하여, 자동차 내외장 부품, 각종 가전제품의 케이스 등과 같은 사출 성형품을 만드는 장치이다.

또한, 인서트 사출은 인서트(insert)물이라 칭하는 구조물을 금형에 미리 삽입하고 사출 성형하여 사출성형품 내에 인서트물이 일체로 성형되게 하는 것을 가리킨다.

종래 이러한 인서트 사출은 작업자가 육안으로 확인하면서 인서트물을 사출 금형에 직접 삽입 또는 장착하고 사출 성형을 하곤 하였지만, 인서트물의 개수나 작업자의 숙련도에 따라 일부 인서트물이 누락되거나 다른 인서트물과 위치가 바뀌는 등 사출 성형품에 불량 발생률이 높은 문제가 있었다. 또한, 작업자가 일일이 인서트물을 금형에 삽입 또는 장착하기 때문에 작업성 및 생산성이 저하되는 문제가 있었다.

따라서 최근에는 자동화 로봇을 이용하여 인서트물을 파지하고 파지한 인서트물을 금형에 투입하여 인서트 사출을 하는 인서트 삽입 장치 또는 이를 포함한 사출성형기가 대두되고 있다.

도 1은 종래 사출성형기의 전체 외관을 나타낸 도면이고, 도 2는 종래 사출성형기의 인서트 삽입 장치를 나타낸 도면이다.

종래 사출성형기(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 금형(104, 105)과, 상기 금형(104, 105) 내 용융 수지를 공급하는 수지공급부(102)와, 상기 사출성형기(100)의 본체에 고정되어 말단부에 부착된 척유닛(120)을 다방향으로 이동시키기 위해 복수의 회전관절로 이루어진 다관절 로봇암(110)을 포함할 수 있다. 여기서 척유닛(120)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 다관절 로봇암(110)의 말단부에 부착되어 성형품을 취출하거나 인서트물을 금형에 삽입하는 등 다용도로 활용하기 위한 툴(tool)이다.

수지공급부(102)는 호퍼(101)에 임시 저장된 플라스틱 수지를 히터를 이용하여 가열 가소화하고, 가소화된 수지를 스크류의 전진을 통해 노즐(103)을 거쳐 금형(104, 105) 내로 흘려 보낸다.

한편, 금형(104, 105)은 전후방향으로 이동하는 이동측금형(105)과, 상기 이동측금형(105)과 대향 배치되되 성형시 이동하지 않는 고정측금형(104)을 포함할 수 있다.

이때, 이동측금형(105)은 압력유를 이용한 유압구동부(106)에 의해 전후방향으로 이동함으로써 금형을 개폐하게 된다. 그러나 이동측금형(105)은, 전술한 바와 같이, 압력유를 이용한 유압구동부(106)에 의해 이동하기 때문에, 형개시 기 설정된 형개거리 만큼 정확한 이동 제어가 어려워 형개거리 편차가 발생하는 문제가 있다.

결국, 다관절 로봇암(110)은 통상 서보 모터와 서보 제어 장치를 이용하여 제어되기 때문에 정확한 위치 또는 방향 제어가 가능하지만, 상술한 바와 같이 유압에 의해 이동이 제어되는 이동측금형(105)은 정확한 위치로 이동하지 못하는 경우가 발생하기 때문에, 이 경우에는 척유닛(120)에 의해 파지된 인서트물이 금형에 삽입 또는 장착되지 못하고 바닥으로 낙하하여 인서트물이 금형 내 누락되는 문제가 발생한다.

따라서, 이와 같은 문제점을 해소하기 위한 기술이 절실히 요구되는 실정이다.

KR 20-0410892 Y1 KR 20-0422425 Y1 KR 10-0738028 B1 KR 10-1034529 B1 KR 10-1532706 B1

본 고안은, 유압력을 이용하여 이동하는 금형의 형개거리편차가 발생하더라도 척유닛을 금형에 밀착할 수 있는 인서트 삽입 장치 및 이를 포함한 사출성형기를 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 고안은 금형 내 수지를 사출하여 성형품을 사출 성형하는 사출성형기에 사용되는 인서트 삽입 장치에 있어서, 상기 인서트 삽입 장치는, 다관절 로봇암의 말단부에 부착되어 인서트물을 상기 금형에 장착하기 위한 척유닛 및 상기 척유닛이 상기 금형을 향한 이동시 상기 척유닛과 상기 금형이 밀착할 수 있도록, 상기 다관절 로봇암의 말단부와 상기 척유닛 사이에 개재되되 상기 척유닛의 전방을 향해 배치된 적어도 하나의 탄성수단을 포함한 형개거리편차대응유닛을 포함하는 인서트 삽입 장치를 제공한다.

일 실시예에 따라, 상기 척유닛은, 상기 척유닛이 상기 금형에 상응하여 위치하도록 전방을 향해 돌출 형성된 적어도 하나의 위치결정핀을 포함하고, 상기 금형은, 상기 위치결정핀에 상응하는 위치에 위치결정구를 포함하되, 상기 형개거리편차대응유닛은, 상기 척유닛의 상기 금형을 향한 전진 이동시 상기 위치결정핀이 상기 위치결정구에 맞닿아 발생하는 충격을 완화하고, 상기 척유닛과 상기 금형이 밀착하도록 할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 다관절 로봇암은, 상기 척유닛을 상기 금형으로 이동시킬 때, 최후 이동 제어는 상기 위치결정핀이 금형 내 위치결정구 내측 말단부에 맞닿을 때까지 상기 척유닛을 전진 이동할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 탄성수단의 길이 변화량은, 상기 사출성형기의 형개거리 편차 범위 이상일 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 형개거리편차대응유닛은, 상기 다관절 로봇암의 말단부와 고정되는 제1 지지플레이트, 상기 척유닛과 고정되는 제2 지지플레이트, 상기 제1 지지플레이트와 상기 제2 지지플레이트 사이에서 상기 제1 지지플레이트와 상기 제2 지지플레이트의 대향 방향으로 신축 가능하도록 설치된 적어도 하나의 스프링 및 일단은 상기 제2 지지플레이트와 고정되고 타단은 상기 제1 지지플레이트를 관통하도록 설치되되, 상기 스프링의 내측 길이방향을 따라 삽입 설치되어 상기 스프링의 신축방향을 따라 상기 제2 지지플레이트가 이동할 수 있도록 지지하기 위한 스프링가이드핀을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 형개거리편차대응유닛은, 상기 제1 지지플레이트의 배면에 고정 입설된 관형으로, 내측에 삽입된 상기 스프링가이드핀이 전후방향의 이동을 지지하기 위한 지지실린더를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 고안은, 상기 인서트 삽입 장치, 상기 다관절 로봇암, 상기 금형 및 상기 금형 내 용융 수지를 공급하는 수지공급부를 포함하고, 상기 금형은 전후방향으로 이동하는 이동측금형과, 상기 이동측금형과 대향 배치되되 성형시 이동하지 않는 고정측금형을 포함하되, 상기 이동측금형은 유압에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 사출성형기를 제공한다.

본 고안에 따른 인서트 삽입 장치 및 이를 포함한 사출성형기는, 유압력을 이용하여 이동하는 금형의 형개거리편차가 발생하더라도 척유닛을 금형에 밀착시킬 수 있다.

또한, 본 고안에 따른 인서트 삽입 장치의 위치결정핀은 위치결정구에 삽입 후 고착되기 때문에, 척유닛에 의해 제공되는 인서트물이 상기 금형에 삽입 또는 장착될 때 상호 대응 위치가 일치하지 않고 위치 오차가 있더라도, 상기 척유닛이 인서트물을 상기 금형에 제공시 반작용에 의해 상기 척유닛 본체가 뒤로 밀리지 않도록 할 수 있다.

따라서, 상기 척유닛이 상기 금형에 인서트물을 지속 제공하더라도, 나머지 상기 금형에서 인서트물 장착 위치와 상기 척유닛의 인서트물 제공 위치가 상호 일치하여 위치 오차가 없는 부분에는 인서트물이 바닥에 낙하하지 않고 상기 금형에 지속적으로 삽입 또는 장착될 수 있도록 함으로써, 다수의 인서트물을 포함한 성형품의 경우 작업성 및 생산성의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 본 고안에 따른 인서트 삽입 장치의 위치결정핀은 위치결정구에 삽입 후 고착되어 충격이나 진동이 발생하더라도 척유닛의 위치가 고정되어 인서트물을 금형의 정확한 위치에 삽입 또는 장착할 수 있다.

도 1은 종래 사출성형기의 전체 외관을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 사출성형기의 인서트 삽입 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 인서트 삽입 장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 형개거리편차대응유닛을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 금형의 형개거리편차에 따른 탄성수단의 길이를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 위치결정핀을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 위치결정핀의 분해도이다.
도 8은 도 6의 위치결정핀이 포함된 인서트 삽입 장치를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 4의 형개거리편차대응유닛과 도 6의 위치결정핀이 포함된 인서트 삽입 장치를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 고안의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

인서트 삽입 장치

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 인서트 삽입 장치를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 형개거리편차대응유닛을 나타낸 도면이다.

도 3 및 4에 도시한 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 인서트 삽입 장치는 다관절 로봇암(110)의 말단부에 부착되어 인서트물을 금형에 장착하기 위한 척유닛(120)과, 상기 척유닛(120)이 상기 금형을 향한 이동시 상기 척유닛(120)과 상기 금형이 밀착할 수 있도록, 상기 다관절 로봇암(110)의 말단부와 상기 척유닛(120) 사이에 개재된 형개거리편차대응유닛(130)을 포함한다. 이때, 상기 형개거리편차대응유닛(130)은 척유닛(120)의 전방을 향해 배치된 적어도 하나의 탄성수단(135, 136)을 포함한다.

도 3 내지 4에 도시한 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 인서트 삽입 장치가 구현될 수 있음은 물론이다. 이하, 각 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다.

척유닛(120)은 다관절 로봇암(110)의 말단부에 부착되어 성형품을 취출하거나 인서트물을 금형에 삽입하는 등 다용도로 활용하기 위한 툴(tool)로서, 용도에 따라 그에 맞는 구성요소가 부가될 수 있다. 본 고안에 따른 척유닛(120)은 그 용도를 특별히 한정하지 않으나, 일 예로 너트(nut) 등과 같은 인서트물을 금형에 장착하기 위한 장치를 포함할 수 있다.

척유닛(120)은 전술한 바와 같이 인서트물을 금형에 장착하기 위해, 일면이 다관절 로봇암(110)의 말단부측(구체적으로 후술하는 본 고안의 일 실시예에 따른 형개거리편차대응유닛(130))과 고정되는 베이스플레이트(121)와, 상기 베이스플레이트(121)의 전방에 인서트물을 파지하고 파지한 인서트물을 금형에 삽입 또는 장착하기 위한 척킹유닛(123)과, 상기 척유닛(120) 본체가 상기 금형에 상응하여 위치할 수 있도록 그 위치를 가이드하기 위해 전방으로 돌출 형성된 적어도 하나의 위치결정핀(122a, 122b)를 포함할 수 있다.

상기 위치결정핀(122a, 122b)은 이와 상응하도록 금형에 오목하게 형성된 위치결정구(미도시)(또는 상기 위치결정구에 삽입된 가이드부시(미도시))에 삽입되고, 이때 상기 위치결정핀(122a, 122b)이 상기 위치결정구를 따라 이동함으로써, 상기 척유닛(120)이 상기 금형을 향한 전진 이동시 그 진입을 가이드할 수 있다.

물론 상기 척유닛(120)의 위치결정핀(122a, 122b)이나 척킹유닛(123)의 위치, 크기, 길이 등은 성형품에 따라 달라지므로, 본 고안에서는 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.

형개거리편차대응유닛(130)은 상기 다관절 로봇암(110)의 말단부와 상기 척유닛(120) 사이에 개재된다.

상기 다관절 로봇암(110)은 다관절로 이루어지는 것으로, 일단은 사출성형기(100)의 본체에 고정설치되고, 타단의 말단부에 부착된 척유닛(120)의 위치 이동을 제어한다. 상기 다관절 로봇암(110)은, 상기 척유닛(120)의 위치 이동을 제어하기 위해 회전 가능하게 설치되는 복수의 연결암(112, 113)과, 상기 연결암(112, 113)의 말단에 위치하여 상기 척유닛(120)과 고정 결합되는 척고정암(114)을 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 형개거리편차대응유닛(130)의 일 단은 상기 척고정암(114)에 고정설치될 수 있고, 상기 형개거리편차대응유닛(130)의 타 단은 상기 척유닛(120)에 고정설치될 수 있다.

상기 형개거리편차대응유닛(130)은 상기 다관절 로봇암(110)의 말단부 또는 상기 척유닛(120) 전방을 향하여 배설(配設)된 적어도 하나의 탄성수단을 포함할 수 있고, 상기 탄성수단은 상기 제1 지지플레이트(131)를 기준으로 상기 제2 지지플레이트(132)가 상기 다관절 로봇암(110)의 말단부를 향하여 이동함으로써 압착되거나, 이와 반대로 상기 제2 지지플레이트(132)가 상기 척유닛(120)의 전방을 향하여 이동함으로써 신장될 수 있다.

따라서, 상기 금형에 형성된 상기 위치결정구에 상응하는 상기 위치결정핀(122a, 122b)이 삽입된 상태에서, 상기 척유닛(120)은 상기 위치결정핀(122a, 122b)에 의해 상기 위치결정구를 따라 가이드되어 전방으로 이동할 때, 상기 위치결정핀(122a, 122b)의 선단부가 상기 위치결정구의 내측 말단부에 맞닿아 발생하는 충격을 상기 탄성수단이 흡수하거나, 형개거리 편차가 발생하더라도 상기 척유닛(120)과 상기 금형이 밀착할 수 있도록 한다.

이때, 탄성수단은, 도 5에 도시한 바와 같이, 이동측금형(105)의 위치가 ①과 같이 있을 때, 즉 형개거리편차가 (+) 최대일 때, 적어도 길이가 최대 압착시의 최소 길이 이상인 것이 바람직하고, 이와 반대로 이동측금형(105)의 위치가 ②와 같이 있을 때, 즉 형개거리편차가 (-) 최소일 때, 적어도 길이가 최소 압착(또는 0 외력)시의 최대 길이 이하인 것이 바람직하다. 결국, 상기 탄성수단의 길이 변화량은, 상기 이동측금형(105)의 형개거리 편차 범위 이상인 것이 바람직하다.

결국, 상기 다관절 로봇암(110)이 상기 척유닛(120)을 상기 금형으로 이동시킬 때, 최후의 이동 제어는 상기 위치결정핀(122a, 122b)이 금형 내 위치결정구 내측 말단부에 맞닿을 때까지 상기 척유닛(120)을 전진 이동시키는 것이 바람직하다.

전술한 형개거리편차대응유닛(130)은, 구체적으로 도 3 및 4에 도시한 바와 같이, 상기 다관절 로봇암(110)의 말단부와 고정되는 제1 지지플레이트(131)와, 상기 제1 지지플레이트와 평행하게 대향하여 상기 척유닛(120)(구체적으로 베이스플레이트(121))과 고정되는 제2 지지플레이트(132)와, 상기 제1 지지플레이트(131)와 상기 제2 지지플레이트(132) 사이에서 상기 제1 지지플레이트(131)와 상기 제2 지지플레이트(132)의 대향 방향으로 신축 가능하도록 설치된 적어도 하나의 스프링(135, 136)과, 상기 스프링(135, 136)의 내측 길이방향을 따라 내삽(內揷)된 스프링가이드핀(1333, 1343)를 포함할 수 있다.

이때, 스프링(135, 136)의 개수나 배열 형태는 특별히 한정하지 않으나 사각의 제1 또는 제2 지지플레이트(131, 132)의 각 모서리에 배열 설치될 수 있다.

또한, 상기 스프링가이드핀(1333, 1343)은 일단이 상기 제2 지지플레이트(132)에 고정되고 타단이 상기 제1 지지플레이트(131)를 관통하도록 설치되어, 상기 제2 지지플레이트(132)가 상기 스프링(135, 136)의 신축방향을 따라 이동할 수 있도록 지지할 수 있다.

나아가, 상기 제1 지지플레이트(131)의 배면에는 고정 입설된 관형의 지지실린더(1331, 1341)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 지지실린더(1331, 1341) 내측에 상기 스프링가이드핀(1333, 1343)이 삽입 설치되어 상기 제2 지지플레이트(132)가 상기 스프링(135, 136)의 신축방향을 따라 이동할 때 상기 지지실린더(1331, 1341)는 상기 스프링가이드핀(1333, 1343)의 전후방향 이동을 지지할 수 있다.

구체적으로, 상기 지지실린더(1331, 1341)는 상기 제1 지지플레이트(131)를 관통하여 설치되되, 상기 제1 지지플레이트(131)의 전면에 상기 지지실린더(1331, 1341)의 플랜지가 걸쳐지도록 고정설치될 수 있다. 이때, 상기 스프링가이드핀(1333, 1343)은 상기 지지실린더(1331, 1341)에 삽입되되 일단부는 상기 제2 지지플레이트(132)에 고정될 수 있고, 타단부는 상기 관형의 지지실린더(1331, 1341)또는 제1 지지플레이트(131)로부터 이탈되지 않도록 상기 지지실린더(1331, 1341)에 걸쳐질 수 있는 이탈방지블럭(1334, 1344)을 포함할 수 있다.

따라서, 외력에 의해 스프링(135, 136)은 신축되어, 상기 제2 지지플레이트(132)(또는 이에 고정된 척유닛(12))는 상기 스프링(135, 136)의 신축방향을 따라 이동할 수 있다.

이에 따라 상기 인서트 삽입 장치는, 유압력에 의해 이동하는 금형의 형개거리편차가 발생하더라도 척유닛을 금형에 밀착시킬 수 있고, 이에 따라, 척유닛(120)에 의해 파지된 인서트물이 금형에 삽입 또는 장착되지 못하고 바닥으로 낙하함으로써 발생할 수 있는 금형 내 인서트물 누락 문제를 해소할 수 있다.

사출성형기

전술한 인서트 삽입 장치는 사출성형기(100) 구체적으로 다관절 로봇암(110)의 말단부에 부착될 수 있다.

사출성형기(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 금형(104, 105)과, 상기 금형(104, 105) 내 용융 수지를 공급하는 수지공급부(102)와, 상기 사출성형기(100)에 고정되어 말단부에 순차적으로 부착된 인서트 삽입 장치 및 척유닛(120)을 다방향으로 이동시키기 위해 복수의 회전관절로 이루어진 다관절 로봇암(110)을 포함할 수 있다.

수지공급부(102)는 호퍼(101)에 임시 저장된 플라스틱 수지를 가열실린더 외부에 감긴 히터에 의해 가열 가소화하고, 스크류의 전진을 통해 가소화된 수지를 상기 가열실린더 선단부에 위치한 노즐(103)을 거쳐 금형(104, 105) 내로 흘려보낸다.

또한, 금형(104, 105)은 전후방향으로 이동하는 이동측금형(105)과, 상기 이동측금형(105)과 대향 배치되되 성형시 이동하지 않는 고정측금형(104)을 포함할 수 있다.

여기서, 이동측금형(105)은 압력유를 이용한 유압구동부(106)에 의해 전후방향으로 이동함으로써 금형을 개폐하게 된다. 그러나 이동측금형(105)은, 전술한 바와 같이, 압력유를 이용한 유압구동부(106)에 의해 이동하기 때문에, 형개시 기 설정된 형개거리 만큼 정확한 위치로의 이동 제어가 어려워 형개거리 편차가 발생하는 문제가 있으나, 전술한 인서트 삽입 장치에 의해 인서트물의 누락 없이 이동측금형(105)에 삽입 또는 장착할 수 있다.

한편, 본 명세서에서 사용하는 용어 중 척유닛(120)의 전방은 이동측금형(105)을 향한 방향을 가리킨다.

위치결정핀

도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 위치결정핀을 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6의 위치결정핀의 분해도이다.

도 6 및 7에 도시한 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 위치결정핀(140a, 140b)은 일단부가 막힌 실린더(141, 142)와, 상기 실린더(141, 142)에 삽설(揷設)되어 피스톤구동부(145)에 의해 전후방향으로 이동하는 피스톤(143)을 포함하고, 상기 실린더(141, 142)는, 일단부의 측면에 원주방향을 따라 형성된 적어도 하나의 관통공(h)과, 상기 실린더의 일단부 내측면에 배치된 락킹볼(미도시)를 더 포함하여, 상기 피스톤(143)이 전방 이동시 상기 락킹볼을 상기 실린더의 방사방향으로 밀어내 상기 락킹볼의 일부가 상기 관통공(h)을 통해 외부로 돌출되도록 하여, 상기 위치결정핀과 상기 위치결정구가 고착되도록 할 수 있다.

도 6 내지 7에 도시한 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 위치결정핀이 구현될 수 있음은 물론이다. 이하, 각 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다.

실린더(141, 142)는 일단부가 막힌 관형으로서, 상기 실린더(141, 142)의 일단부에는 외주면에 원주방향을 따라 적어도 하나의 관통공(h)이 형성될 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 실린더(141, 142)는 관형의 실린더몸체(142)와, 상기 실린더몸체(142)의 일단부를 덮는 돔(dome)형의 실린더커버(141)로 이루어질 수 있고, 상기 적어도 하나의 관통공(h)은 상기 실린더커버(141)의 외주면에 원주방향을 따라 형성될 수 있다.

락킹볼(미도시)은 소정 크기 이상의 강성을 가진 구형의 공으로서, 상기 관통공(h)과 상응하는 개수의 락킹볼이 상기 실린더(141, 142)의 일단부 내부에 배치될 수 있다.

상기 관통공(h)의 구경은 상기 락킹볼의 외경보다 작은 크기를 가져, 상기 락킹볼이 상기 관통공(h)을 통해 외부로 이탈되지 않도록 하는 것이 바람직하되, 상기 락킹볼의 외경은 일부가 상기 관통공(h)을 통해 외부로 노출되어 돌출될 수 있도록 과도하게 크지 않은 것이 바람직하다. 즉, 복수의 락킹볼이 복수의 관통공(h)을 통해 일부분이 노출됨으로써 복수의 락킹볼은 실린더(141, 142)의 일단부에 돌륜 형성될 수 있다. 이렇게, 상기 위치결정핀(140a, 140b)이 상기 위치결정구 내에 삽입된 상태에서 상기 락킹볼이 상기 실린더(141, 142)의 일단부에 돌륜 형성하게 되면 상기 위치결정핀(140a, 140b)은 상기 위치결정구 내에서 위치가 고정될 수 있다.

한편, 피스톤(143)은 상기 실린더(141, 142) 내에 삽설되어 피스톤구동부(145)에 의해 전후방향으로 이동할 수 있고, 상기 피스톤(143)이 전방, 즉 상기 실린더(141, 142)의 일단부로 이동하는 경우, 상기 피스톤(143)은 상기 실린더(141, 142) 일단부의 내부에 위치한 락킹볼을 상기 관통공(h)을 통해 방사방향으로 밀어낼 수 있고, 이와 반대로 상기 피스톤(143)이 후방, 즉 상기 실린더(141, 142)의 타단부로 이동하는 경우 상기 실린더(141, 142)의 일단부 내부에 위치한 락킹볼은 자중 또는 그 밖의 수단에 의해 상기 관통공(h) 내부로 인입될 수 있다.

이때, 상기 피스톤(143)의 전방 일부는 테이퍼진 형상을 가지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 피스톤(143)이 전후방 이동시 상기 락킹볼이 테이퍼진 상기 피스톤(143)의 외면에 접한 채로 상기 관통공(h)을 통해 외부로 노출되거나 내부로 인입되도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 피스톤(143)이 전방 이동하는 경우, 상기 락킹볼은, 테이퍼진 외면과 면접한 상태를 유지하면서 상기 락킹볼은 상기 관통공(h)을 통해 외부로 노출될 수 있고, 이와 반대로 상기 피스톤(143)이 후방 이동하는 경우, 상기 락킹볼은, 테이퍼진 외면과 면접한 상태를 유지하면서 자중에 의해 상기 관통공(h) 내부로 인입할 수 있다.

이때, 상기 피스톤(143)이 후방 이동한 경우, 상기 락킹볼은, 이에 대응하는 상기 관통공(h)의 위치에서 일부분이 관통공(h)에 걸쳐질 수 있도록 하여 별도의 수단 없이도 굴러다니지 않고 상기 피스톤(143)의 외면에 안착된 상태를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 관통공(h) 및 이에 대응하는 락킹볼의 개수는 특별히 한정하지 않으나 상기 실린더 또는 상기 실린더커버(141)의 외주면을 따라 적어도 4개 이상인 것이 바람직하다.

또한, 전술한 바와 같이, 상기 실린더(141, 142)는, 관형의 실린더몸체(142)와, 상기 실린더몸체(142)의 일단부에 위치한 실린더커버(141)로 이루어질 수 있으나, 이 경우, 상기 실린더몸체(142)와 상기 실린더커버(141)는 나사 결합에 의해 체결되는 것이 바람직하다. 즉, 작업자가 필요에 따라 실린더커버(141)를 상기 실린더몸체(142)로부터 탈장착을 용이하도록 함으로써, 상기 락킹볼의 교체를 용이하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 피스톤구동부(145)는 상기 피스톤(143)을 전방 또는 후방으로 이동시키기 위한 수단으로서, 유체를 매체로 하여 피이동물에 힘을 가압 또는 감압시켜 이동시킬 수 있다. 물론, 상기 피스톤구동부(145)는 별도의 제어 장치에 의해 동작이 제어될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

일 예로, 공기유입로(146a)를 통해 공기를 주입하여 공기를 통해 상기 피스톤(143)을 가압함으로써 상기 피스톤(143)을 전방으로 이동시키고 그 상태를 유지(락킹볼 노출에 의한 위치결정핀의 위치결정구 내 고착 상태 유지)하도록 할 수 있고, 이와 반대로 공기유출로(146b)를 통해 공기를 흡입하여 상기 피스톤(143)에 대하여 감압함으로써 상기 피스톤(143)을 후방으로 이동시켜 위치결정핀(140a, 140b)과 위치결정구 간의 고착 상태를 해지할 수 있다.

상기 피스톤(143)은 상기 피스톤구동부(145)와 결합하도록 타단부에 가이드돌기(144)를 형성할 수 있고, 상기 피스톤(143)은 상기 가이드돌기(144)에 의해 구동력을 전달받아 전후방으로 이동할 수 있다.

결국, 본 고안에 따른 인서트 삽입 장치의 위치결정핀(140a, 140b)은, 대응하는 위치결정구에 삽입되어 상기 위치결정구를 따라 이동함으로써, 상기 척유닛(120)의 상기 금형을 향한 전진 이동을 가이드할 수 있음은 물론이고, 상기 위치결정핀(140a, 140b)의 선단부가 상기 위치결정구 내부 말단부에 맞닿은 이후에 상기 피스톤(143)은 전진 이동함으로써 상기 락킹볼의 일부분을 외부에 노출시켜 상기 락킹볼에 의해 상기 위치결정핀(140a, 140b)과 상기 위치결정구를 고착시킬 수 있다.

이렇게 고착된 상기 위치결정핀(140a, 140b)과 상기 위치결정구에 의해, 상기 척유닛(120)은 외부 충격이 있더라도 척유닛의 위치가 고정되어 인서트물을 금형의 정확한 위치에 삽입 또는 장착할 수 있음은 물론이고, 나아가 상기 위치결정핀은 상기 위치결정구에 삽입 후 고착되기 때문에, 상기 척유닛(120)에 의해 제공되는 인서트물이 상기 금형에 삽입 또는 장착될 때 상호 대응 위치가 일치하지 않고 위치 오차가 있더라도, 상기 척유닛(120)이 인서트물을 상기 금형(104, 105)에 제공시 반작용에 의해 상기 척유닛(120) 본체가 뒤로 밀리지 않도록 할 수 있다.

따라서, 상기 척유닛(120)이 상기 금형(104, 105)에 인서트물을 지속 제공하더라도, 나머지 상기 금형(104, 105)에서 인서트물 장착 위치와 상기 척유닛(120)의 인서트물 제공 위치가 상호 일치하여 위치 오차가 없는 부분에는 인서트물이 바닥에 낙하하지 않고 상기 금형(104, 105)에 지속적으로 삽입 또는 장착될 수 있도록 함으로써, 다수의 인서트물을 포함한 성형품의 경우 작업성 및 생산성의 저하를 방지할 수 있다.

도 8은 도 6의 위치결정핀이 포함된 인서트 삽입 장치를 나타낸 도면이고, 전술한 실시예들의 조합에 의해 도 9에 도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 인서트 삽입 장치는 형개거리편차대응유닛(130)과 위치결정핀(140a, 140b)을 포함할 수 있다.

이상으로 본 고안의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 고안의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 고안의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 사출성형기 101: 호퍼
102: 수지공급부 103: 노즐
104: 고정측금형 105: 이동측금형
106: 유압구동부 110: 다관절 로봇암
111: 고정부 112, 113: 연결암
114: 척고정암 120: 척유닛
121: 베이스플레이트 122a, 122b: 위치결정핀
123: 척킹유닛 130: 형개거리편차대응유닛
131: 제1 지지플레이트 132: 제2 지지플레이트
1331, 1341: 지지실린더 1332, 1342: 플랜지
1333, 1343: 스프링가이드핀 1334, 1344: 이탈방지블럭
135, 136: 스프링 140a. 140b: 위치결정핀
141: 실린더커버 142: 실린더몸체
143: 피스톤 144: 가이드돌기
145: 피스톤구동부 146a, 146b: 공기유출입로
h: 관통공 t: 테이퍼부

Claims (7)

1. 금형 내 수지를 사출하여 성형품을 사출 성형하는 사출성형기에 사용되는 인서트 삽입 장치에 있어서,
   상기 인서트 삽입 장치는,
   다관절 로봇암의 말단부에 부착되어 인서트물을 상기 금형에 장착하기 위한 척유닛; 및
   상기 척유닛이 상기 금형을 향한 이동시 상기 척유닛과 상기 금형이 밀착할 수 있도록, 상기 다관절 로봇암의 말단부와 상기 척유닛 사이에 개재되되 상기 척유닛의 전방을 향해 배치된 적어도 하나의 탄성수단을 포함한 형개거리편차대응유닛;
   을 포함하는 인서트 삽입 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 척유닛은, 상기 척유닛이 상기 금형에 상응하여 위치하도록 전방을 향해 돌출 형성된 적어도 하나의 위치결정핀을 포함하고,
   상기 금형은, 상기 위치결정핀에 상응하는 위치에 위치결정구를 포함하되,
   상기 형개거리편차대응유닛은, 상기 척유닛의 상기 금형을 향한 전진 이동시 상기 위치결정핀이 상기 위치결정구에 맞닿아 발생하는 충격을 완화하고, 상기 척유닛과 상기 금형이 밀착할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 인서트 삽입 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 다관절 로봇암(110)은, 상기 척유닛(120)을 상기 금형으로 이동시킬 때, 최후 이동 제어는 상기 위치결정핀(122a, 122b)이 금형 내 위치결정구 내측 말단부에 맞닿을 때까지 상기 척유닛(120)을 전진 이동하는 것을 특징으로 하는 인서트 삽입 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 탄성수단의 길이 변화량은, 상기 사출성형기의 형개거리 편차 범위 이상인 것을 특징으로 하는 인서트 삽입 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 형개거리편차대응유닛은,
   상기 다관절 로봇암의 말단부와 고정되는 제1 지지플레이트;
   상기 척유닛과 고정되는 제2 지지플레이트;
   상기 제1 지지플레이트와 상기 제2 지지플레이트 사이에서 상기 제1 지지플레이트와 상기 제2 지지플레이트의 대향 방향으로 신축 가능하도록 설치된 적어도 하나의 스프링; 및
   일단은 상기 제2 지지플레이트와 고정되고 타단은 상기 제1 지지플레이트를 관통하도록 설치되되, 상기 스프링의 내측 길이방향을 따라 삽입 설치되어 상기 스프링의 신축방향을 따라 상기 제2 지지플레이트가 이동할 수 있도록 지지하기 위한 스프링가이드핀;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 인서트 삽입 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 형개거리편차대응유닛은,
   상기 제1 지지플레이트의 배면에 고정 입설된 관형으로, 내측에 삽입된 상기 스프링가이드핀이 전후방향의 이동을 지지하기 위한 지지실린더;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인서트 삽입 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 상기 인서트 삽입 장치;
   상기 다관절 로봇암;
   상기 금형; 및
   상기 금형 내 용융 수지를 공급하는 수지공급부;
   를 포함하고,
   상기 금형은 전후방향으로 이동하는 이동측금형과, 상기 이동측금형과 대향 배치되되 성형시 이동하지 않는 고정측금형을 포함하되, 상기 이동측금형은 유압에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 사출성형기.

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