KR20190005564A - 프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템 - Google Patents

프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템에 관한 것으로, 다수의 프레스와 그 프레스 사이의 이송로봇을 포함하는 프레스부, 그 프레스부 양쪽에서 코일에 감긴 금속판을 펴서 블랭킹한 소재를 이송로봇으로 직접 공급하는 소재공급부, 소재를 스폿용접기로 용접하는 용접부, 소재를 이송하기 위한 컨베이어부와, 제품을 수거하는 제품수거용기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템을 구성하여, 소재공급부에서 공급된 소재를 프레스나 스폿용접기로 가공하고, 가공한 소재를 컨베이어에 의해 제품수거용기로 수거함에 따라, 소재의 공급, 가공 및 수거가 한 시스템에서 이루어지는 원스톱형 가공 시스템에 의해 생산성이 우수하고, 어느 방향으로나 소재 공급과 이동이 가능하므로, 소재에 따라 변경되는 프레스의 여러 가공 공수에도 변경 및 적용이 용이하여 가공 효율성이 높은 것이다.

Description

프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템{the one-stop working system with press machines and spot welders}
본 발명은 프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템에 관한 것으로, 다수의 프레스와 그 프레스 사이의 이송로봇을 포함하는 프레스부, 그 프레스부 양쪽에서 코일에 감긴 금속판을 펴서 블랭킹한 소재를 이송로봇으로 직접 공급하는 소재공급부, 소재를 스폿용접기로 용접하는 용접부, 소재를 이송하기 위한 컨베이어부와, 제품을 수거하는 제품수거용기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템을 구성하여, 소재공급부에서 공급된 소재를 프레스나 스폿용접기로 가공하고, 가공한 소재를 컨베이어에 의해 제품수거용기로 수거함에 따라, 소재의 공급, 가공 및 수거가 한 시스템에서 이루어지는 원스톱형 가공 시스템에 의해 생산성이 우수하고, 어느 방향으로나 소재 공급과 이동이 가능하므로, 소재에 따라 변경되는 프레스의 여러 가공 공수에도 변경 및 적용이 용이하여 가공 효율성이 높은 것이다.
일반적으로, 코일(일정 폭의 금속판을 감은 재료)을 재료로 해서, 감긴 코일을 평평한 금속판으로 펴고, 그 금속판을 블랭킹 가공한 다음, 그 블랭킹 가공된 소재를 프레스, 용접 등의 가공을 거쳐 설계된 제품을 제조한다.
그리고 프레스는 금속판 소재에 힘을 가해서 소성 변형시켜 굽힘·전단·단면수축 등의 가공을 하는 기계이고, 프레스 가공(프레스 가공을 간단히 프레스라고도 한다.)의 종류에는 커터(cutter)로 소정의 모양으로 절단하는 절단가공, 다이(die)와 펀치(punch)로 필요한 모양을 따내는 따내기가공(블랭킹, blanking), 소재에 구멍을 뚫어내는 피어싱(piercing, 펀칭(punching)이라고도 한다), 소재를 필요한 모양으로 구부리는 굽힘가공(벤딩, bending), 원통·각통 등과 같은 바닥이 있고 이음매가 없는 용기를 만드는 드로잉 가공(drawing) 등이 있다.
한편, 이러한 프레스 가공은 다른 금형을 가지는 다수의 프레스를 순차로 거치면서 최종 제품(또는, 부품)이 만들어지고, 필요에 따라 용접기를 통해 추가 가공이 이루어지기도 한다.
그런데 하나의 프레스에 의해 가공된 소재는 큰 용기에 수거되어 다음의 프레스로 옮겨지는데, 수거하는 소재는 프레스에서 용기로 떨어지면서 불규칙적으로 쌓이기 때문에, 다음 프레스 가공을 위해 별도의 장치나 인력(수작업)을 통해서 쌓아서 정렬해야 하며, 정렬된 소재는 다시 프레스가 설치된 곳으로 이동하여, 프레스 금형에 위치하고 가공하는 과정을 반복하게 되는데, 설치와 이동에 따른 과정으로 전체 가공 시간이 많이 소요되고 공간이 많이 필요한 문제점이 있었다.
따라서 소재가 다수의 프레스를 따라 자동으로 이동하면서 가공하는 시스템에 대한 예를 살펴보면, 대한민국특허등록 제1567348호에는, 다수의 프레스 상에 근접하게 수평으로 설치되는 이동대, 다수의 고정부, 이동수단을 포함하는 다수의 아암이 개별 작동하는 다축 정밀 고속 자동화 트랜스퍼 장치에 대한 내용이 게시되어 있다.
그리고 대한민국특허출원 제2015-0100958호에는, 적재이송부, 반전이송부, 배출이송부, 제어부를 포함하는 프레스 자동화 시스템에 대한 내용이 게시되어 있다.
그러나 앞서 첫 번째로 예시한 발명은, 프레스 사이를 통과하는 이동대가 설치되기 때문에 프레스의 작동이나 금형 설치에 간섭이 발생할 수 있고, 가공기가 길어질수록 이동대의 길이도 길어지기 때문에 휨에 따른 오작동의 문제가 발생할 우려가 높았으며, 가공의 종류에 따라 부품을 뒤집어서 공급(반전 공급)하여 가공하는 것이 필요하지만, 이 발명에 따른 장치에서는 반전 공급이 어려운 문제점이 있다.
또, 앞서 두 번째로 예시한 발명은, 회전 가능한 헤드부를 가진 로봇암에 의해 프레스 가공부재를 180° 회전하여 반전하는 기능을 가지고 있으나, 두 번째 예시한 발명과 첫 번째 예시한 발명은 모두 한 방향으로의 가공만 가능하고, 또한, 가공이 거친 최종 제품은 설치된 프레스를 모두 거쳐야 제품으로 배출(수거)될 수 있으므로, 설치된 프레스보다 가공 공수(일반적으로, 하나의 프레스가 하나의 가공 공수를 가진다)가 많은 경우에는 증설해야 하는 번거로움이 있다.
또한, 앞에 예시한 두 발명은 가공을 시작하는 다수 배열된 프레스를 이동하는 가공만 가능하고, 같은 포지션으로 적재된 소재의 공급과 가공이 끝난 제품도 적재하는 것만 가능하므로, 원재료인 코일로부터의 가공과 가공된 금속판을 일정하게 적재하여 공급하는 과정이 필요하고, 프레스 외의 다른 가공기(예를 들어, 스폿용접기)를 적용하기는 어려우며, 또 가공이 끝난 제품의 검사는 검사자가 별도로 진행해야 하는 문제점이 있었으므로, 프레스의 가공 공수가 변경되어도 장치의 변경을 최소화하면서 유연하게 적용할 수 시스템의 개발이 필요하고, 프레스 외에 다른 가공기의 적용이 가능하고, 또, 코일의 공급, 가공, 제품 수거까지 한 시스템에서 이루어지는 원스톱 형태로 가공이 완료되는 시스템의 개발이 필요하다.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자, 금속판이 감긴 코일을 평평하게 펴서 블랭킹한 소재를 이송로봇으로 공급하는 소재공급부를 양쪽에 구성하고, 그 소재공급부 사이에 프레스부를 구성하되, 프레스부는 다수의 프레스와 그 프레스 사이의 이송로봇에 의해 소재를 이송하면서 프레스 가공하며, 가공한 소재를 이송하는 컨베이어부를 구성하고, 제품을 수거하는 제품수거용기를 포함하는 프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템을 구성하여, 양쪽의 소재공급부에서 공급된 소재를 프레스부에서 가공하면서 특정 프레스에서 가공된 소재를 컨베이어에 의해 제품수거용기로 수거함에 따라, 소재의 공급, 가공 및 수거가 한 시스템에서 이루어지는 원스톱형 가공 시스템에 의해 생산성을 높이도록 하고, 어느 방향으로나 소재 공급과 이동이 가능하므로, 소재에 따라 변경되는 프레스의 여러 가공 공수에도 변경 및 적용이 용이하여 가공 효율성을 높이도록 한다.
또, 소재공급부는 코일을 회전하면서 금속판을 펴는 엔씨레벨러피더와 그 금속판을 특정 형태의 소재로 블랭킹하는 블랭킹용 프레스, 블랭킹한 소재를 받아서 프레스부로 넘겨주는 이송로봇으로 구성하되, 블랭킹용 프레스에서 가공된 소재가 반출되는 반출가이드를 구성하고, 이송로봇에는 비전카메라가 더 구성되어, 이송로봇의 비전카메라가 반출가이드에 위치하는 소재의 포지션과 위치를 파악하고, 이송로봇이 적절한 포지션으로 잡아서 프레스부의 정확한 위치에 이송하도록 한다.
또, 컨베이어부는 소재공급부와 프레스부에서 발생하는 스크랩을 수거하는 스크랩컨베이어, 프레스부를 따라 제품수거용기 전까지 설치되는 메인컨베이어, 특정 프레스나 가공기에서 메인컨베이어로 설치되는 이송컨베이어, 특정 프레스나 가공기에서 전면 방향으로 설치되는 수거컨베이어로 구성하여, 컨베이어를 통해 소재의 이송과 스크랩의 배출이 용이하도록 한다.
또한, 메인컨베이어와 평행한 위치에 용접부를 구성하되, 용접부는 메인컨베이어와 평행한 반출컨베이어와, 메인컨베이어와 인접한 위치의 1차이송로봇, 반출컨베이어 끝의 제품수거용기, 소재를 올려두는 다수의 테이블, 스폿용접기, 각 테이블에 대응하는 2차이송로봇과 스폿용접기로 구성되어, 1차이송로봇이 메인컨베이어의 소재를 각 테이블에 위치하면, 2차이송로봇이 소재를 스폿용접기에 의해 용접하고 반출컨베이어에 위치하고, 반출컨베이어에 의해 제품수거용기로 용접한 소재를 수거하도록 하여, 시스템 내부에서 프레스 가공뿐만 아니라 소재 용접이 용이하게 이루어지도록 한다.
그리고 소재공급부의 블랭킹용 프레스와 프레스부 사이, 또는, 프레스부의 프레스와 프레스 사이의 이송로봇은 180° 회전 및 반전하여 전달하되, 이송로봇을 다관절 로봇으로 구성하거나, 또는, 한 쌍의 이송로봇과 그 이송로봇 사이에 반전장치가 설치된 구조로 구성하여, 다관절 로봇이나 반전장치에 의해 소재를 180° 반전해서 전달하도록 하여 소재의 설계된 부분에 가공을 진행하도록 한다.
이와 같이 본 발명은, 프레스부 양쪽의 소재공급부, 용접부, 컨베이어부, 제품수거용기, 스크랩수거용기 등이 포함된 원스톱형 가공 시스템을 구성하고, 프레스부 양쪽에 위치한 소재공급부에 의한 소재의 공급, 프레스부를 통한 소재의 프레스, 용접부를 통한 소재의 용접, 컨베이어를 통한 소재의 수거나 스크랩의 수거가 한 시스템에서 이루어지며, 소재공급부에서 공급된 소재를 프레스나 스폿용접기로 가공하고, 가공한 소재를 컨베이어에 의해 제품수거용기로 수거함에 따라, 소재의 공급, 가공 및 수거가 한 시스템에서 이루어지는 원스톱형 가공 시스템에 의해 생산성이 우수하고, 어느 방향으로나 소재 공급과 이동이 가능하므로, 소재에 따라 변경되는 프레스의 여러 가공 공수에도 변경 및 적용이 용이하여 가공 효율성이 높은 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템 정면도.
도 3은 도 1의 본 발명에 따른 프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템의 소재공급부에 대한 정면도.
도 4는 도 1의 A 부분에 대한 배면도.
도 5는 도 1의 B 부분에 대한 확대도.
도 6은 도 1의 B 부분에 대한 다른 예시도.
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템에 따른 소재 이동을 보여주는 예시 평면도.
본 발명은 프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템에 관한 것으로, 금속판이 감긴 코일을 엔씨레벨러피더에 의해 평평하게 펴서 블랭킹용 프레스에 의해 블랭킹된 소재를 이송로봇이 공급하는 소재공급부를 양쪽에 구성하고, 그 양쪽의 소재공급부 사이에 프레스부를 구성하되, 프레스부는 다수의 프레스와 그 프레스 사이의 이송로봇에 의해 소재를 이송하면서 프레스 가공하며, 스폿용접기에 의해 소재를 용접하는 용접부를 구성하고, 가공된 소재를 이송하는 컨베이어부를 구성하며, 제품을 수거하는 제품수거용기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템을 구성하여, 소재공급부에서 공급된 소재를 프레스나 스폿용접기에 의해 가공하고, 가공한 소재를 컨베이어에 의해 제품수거용기로 수거함에 따라, 소재의 공급, 가공 및 수거가 한 시스템에서 이루어지는 원스톱형 가공 시스템에 의해 생산성이 우수하고, 어느 방향으로나 소재 공급과 이동이 가능하므로, 소재에 따라 변경되는 프레스의 여러 가공 공수에도 변경 및 적용이 용이하여 가공 효율성이 높은 것이다.
본 발명에 따른 프레스부와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템은, 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 소재공급부, 프레스부, 컨베이어부, 제품수거용기(350)(510)(610), 용접부 등이 포함되어 구성하며, 먼저, 소재공급부는 블랭킹용 프레스(120)의 금속판이 감긴 코일(100)을 평평한 판 형태로 펴서 블랭킹 가공을 통해 일정 형태의 소재를 공급한다.
더욱 자세하게는, 도3에 도시한 바와 같이, 소재공급부는 엔씨레벨러피더(110), 블랭킹용 프레스(120), 이송로봇(130)으로 구성하며, 엔씨레벨러피더(110)(NC leveller feeder)는 언코일러(111)와 레벨러(112)에 의해 코일에 감겨있는 금속판을 평평하게 펴는 것으로, 언코일러(111)는 금속판이 감긴 코일(100)이 거치되어 금속판을 풀면서 레벨러(112)로 공급하는데, 코일(100)의 무게가 상당하므로, 코일(100)은 모터에 의해 회전하면서 감긴 금속판을 일정하게 풀어서 공급한다.
그리고 코일(100)에서 풀리면서 공급되는 금속판은 레벨러(112)를 통과하면서 평평하게 펴지는데, 감긴 코일(100)에 의해 호 형태로 구부러진 코일(100)은 펴주기 위해 레벨러(112)가 필요하고, 이 레벨러(112)는 상하로 배치되어 회전하는 워크롤(112a) 사이로 금속판이 통과하면서 코일(100)이 평평하게 펴져서 다음의 블랭킹용 프레스(120)로 공급되도록 한다.
또, 블랭킹용 프레스(120)는 평평하게 펴진 코일(100)의 금속판을 공급받아서 블랭킹 가공을 통해서 설계된 소재의 형태로 찍어내는 것으로, 블랭킹용 프레스(120)는 일정 형태의 소재 모양으로 금속판을 따낸 소재는 다음의 프레스부로 이송되고, 그 외부 부분은 스크랩으로 제거 또는 수거하는데, 블랭킹용 프레스(120)의 블랭킹 가공으로 발생하는 스크랩은 후에 설명하는 배출가이드(420)로 자동 탈락되어 스크랩컨베이어(400)로 떨어져 이동하여 수거한다.
더욱 자세하게는, 도3에 도시한 바와 같이, 블랭킹용 프레스(120)에 의해 블랭킹된 소재는 반출가이드(121)에 의해 배출되어 위치하는데, 반출가이드(121)는 소재보다 넓은 면적으로 구성되어, 필요에 따라 경사 부분을 형성할 수 있으며, 반출가이드(121)는 블랭킹용 프레스(120)의 앞쪽 방향이나 측면 방향에 설치할 수 있다.
또한, 이송로봇(130)은 절단된 소재를 다음의 프레스부 공급하는데, 이 이송로봇(130)은 상하 이동, 수평 직선 이동, 회전 이동 등을 통해서 소재를 원하는 장소로 이동할 수 있고, 이송로봇(130)은 시중의 트랜스퍼 로봇이나 다관절 로봇을 적용하며, 이송로봇(130) 끝에는 진공 흡착 도구, 전자석, 그리퍼 등과 같은 고정구(131)에 의해서 소재를 하나씩 이동한다.
또한, 이 이송로봇(130)은 블랭킹 가공되어 반출가이드(121)에 위치한 소재를 정확한 위치 및 포지션으로 전달하는 것이 필요한데, 이를 위해서, 고정구(131)보다 위쪽에 비전카메라(132)를 수직하게 설치하고, 그 비전카메라(132)가 반출가이드(121)의 소재의 위치 및 포지션을 파악하고, 그 정보를 이송로봇(130)이 전달받아 고정구(131)가 적절한 포지션으로 금속판을 잡아서 프레스부의 정확한 위치에 전달(이송)하도록 한다.
참고로, 이송로봇(130)에 의해서 프레스부로 소재를 전달할 때 소재를 180° 회전(반전)하여 전달할 필요가 있으며, 소재를 반전하여 이송하는 방법에는 세 가지 경우가 있는데, 첫 번째로, 이송로봇(130)을 다관절 로봇으로 적용하여 소재를 잡고 있는 고정구를 180° 회전하여 반전한 상태로 이송하여 프레스부로 소재를 공급한다.
두 번째로, 블랭킹용 프레스(120)와 프레스부의 첫 번째 프레스(200) 사이에 한 쌍의 이송로봇(130)을 위치하고, 그 이송로봇(130) 사이에 센터링(140)을 위치하며, 하나의 이송로봇(130)이 다관절 로봇으로 적용하여 소재를 잡고 있는 고정구(131)를 180° 회전하여 반전한 상태로 센터링(140)으로 이송하고, 그 센터링(140)의 소재를 다음 이송로봇(130)이 잡아서 프레스부로 이송한다.
세 번째로, 블랭킹용 프레스(120)와 프레스부의 첫 번째 프레스(200) 사이에 두 개의 이송로봇(130)을 위치하고, 그 두 이송로봇(130) 사이에 반전장치(미도시)를 위치하여, 하나의 이송로봇(130)이 가공한 소재를 반전장치로 이송하고, 반전장치에서 소재를 180° 회전하여 반전하며, 그 반전장치의 반전된 소재를 다른 이송로봇(130)이 잡아서 프레스부의 첫 번째 프레스(200)로 이송한다.
참고로, 반전장치는 시중에 제품이 있거나, 발명으로 게시된 것이 있으며, 주로 모터에 의해 회전하는 판에 소재를 두고, 그 판을 180° 회전하면서 그 판에 놓인 소재까지 같이 반전하는 구조를 가진다.
이렇게 소재공급부에서는 언코일러(111)에 거치된 코일의 금속판을 풀면서 레벨러(112)에 의해 평평하게 펴고, 편 금속판은 블랭킹용 프레스(120)에서 블랭킹 가공된 소재를 배출하면, 이송로봇(130)이 다음의 프레스부의 첫 번째 프레스(200)에 정확한 위치와 포지션으로 전달한다.
본 발명에 따른 시스템에서는 소재는 프레스부에 의한 프레스 가공과 용접부에 의한 스폿 용접이 이루어지며, 우선, 프레스부는 다수의 프레스(200)와 프레스 사이의 이송로봇(210)에 의해서 소재의 프레스 가공을 실시한다.
참고로, 프레스(200)는 피어싱(펀칭 가공), 노칭, 슬로팅, 슬릿, 퍼포레이팅, 쉐이빙 등의 가공을 진행하는 것으로, 프레스는 상하로 위치되는 금형을 장착하고, 금형 사이에 소재를 위치하여 금형의 맞물림으로 프레스 가공이 이루어진다.
그리고 프레스부에서 연속하는 프레스(200) 사이에는 이송로봇(210)에 의해서 소재를 전달하는데, 이 이송로봇(210)은 상하이동, 수평직선이동, 회전이동 등을 통해서 소재를 원하는 장소로 이동할 수 있으며, 이송로봇(210)은 시중의 트랜스퍼 로봇이나 다관절 로봇을 적용하며, 이송로봇(210) 끝에는 진공 흡착 도구, 전자석, 그리퍼 등과 같은 고정구에 의해서 소재를 하나씩 이송한다.
참고로, 이 이송로봇(210)은 소재공급부의 이송로봇(130)의 구조와 대동소이하며, 이러한 이송로봇(130)(210)은 이후에 본 발명에 대해 설명하면서 도면에 미도시한 이송로봇, 용접부의 1차이송로봇(310), 2차이송로봇(330)의 구조와 대동소이하다.
또한, 이송로봇(210)에 의해서 다음의 프레스(200) 또는 다른 위치로 소재를 전달할 때, 소재를 180° 회전(반전)하여 전달할 필요가 있으며, 소재를 반전하여 이송하는 방법에는 세 가지 경우가 있는데, 첫 번째로, 이송로봇(210)을 다관절 로봇으로 적용하여 소재를 잡고 있는 고정구를 180° 회전하여 반전한 상태로 이송한다.
두 번째로, 프레스(200) 사이에 한 쌍의 이송로봇(210)을 위치하고, 그 이송로봇 사이에 센터링(220)을 위치하며, 하나의 이송로봇(210)이 다관절 로봇으로 적용하여 소재를 잡고 있는 고정구를 180° 회전하여 반전한 상태로 센터링(220)으로 이송하고, 그 센터링(220)의 소재를 다른 하나의 이송로봇이 잡아서 원하는 위치로 이송한다.
세 번째로, 프레스(200) 사이에 두 개의 이송로봇(210)을 위치하고, 그 두 이송로봇(210) 사이에 반전장치(미도시)를 위치하여, 하나의 이송로봇(210)이 가공한 소재를 반전장치로 이송하고, 반전장치에서 소재를 180° 회전하여 반전하며, 그 반전장치의 반전된 소재를 다른 하나의 이송로봇(210)이 잡아서 원하는 위치로 이송한다.
참고로, 반전장치는 시중에 제품이 있거나, 발명으로 게시된 것이 있으며, 주로 모터에 의해 회전하는 판에 소재를 두고, 그 판을 180° 회전하면서 그 판에 놓인 소재까지 같이 반전하는 구조를 가진다.
이렇게 프레스부에서는 다수의 프레스(200)와 그 프레스(200) 사이의 이송로봇(210)으로 구성하고, 이송로봇(210)에 의해서 소재가 프레스(200)에 위치되도록 이송하면서 프레스 가공하고, 이 프레스부의 프레스(200)는 연속되게 배열하되, 프레스부의 양쪽에는 소재공급부가 배치되어, 배열된 프레스(200)의 양쪽 어느 쪽에서나 소재를 공급받을 수 있다.
그리고 용접부를 설명하기에 앞서 컨베이어부를 설명하되, 컨베이어부는 스크랩컨베이어(400), 메인컨베이어(500), 이송컨베이어(520), 수거컨베이어(600)가 포함되어 구성하며, 도1, 도3, 도4에 도시한 바와 같이, 스크랩컨베이어(400)는 소재공급부의 블랭킹용 프레스(120)부터 스크랩이 발생하는 구간에 설치하고, 그 스크랩컨베이어(400)의 끝에는 스크랩수거용기(410)을 구성한다.
그래서 스크랩컨베이어(400)에 위치되는 스크랩은 스크랩수거용기(410)로 수거할 수 있으며, 도1 및 도4에 도시한 바와 같이, 블랭킹용 프레스(120)나 프레스(200)에는 스크랩컨베이어(400) 쪽으로 이어지는 경사진 배출가이드(420)를 구성하여, 배출가이드(420)에 의해 블랭킹 가공이나 프레스 가공 후 발생한 스크랩을 스크랩컨베이어(400)로 유도하는 것이 바람직하고, 스크랩수거용기(410)는 박스, 팔레트, 박스형 프레임 등 다양하게 적용할 수 있다.
또, 도1, 도2, 도4에 도시한 바와 같이, 메인컨베이어(500)는 소재공급부, 프레스부와 후에 설명하는 용접부를 따라 설치하여(도면에는 메인컨베이어가 소재공급부를 제외하고 도시되어 있지만, 필요에 따라, 메인컨베이어는 소재공급부까지 이어져 설치될 수도 있다), 메인컨베이어(500)는 소재공급부, 프레스부나 용접부 등에서 가공된 소재의 이동, 가공, 수거, 검사 등을 위해 배치하고, 이 메인컨베이어(500)의 끝에는 제품수거용기(510)를 구성하는데, 이 제품수거용기(510)는 박스, 팔레트, 박스형 프레임 등 다양하게 적용할 수 있다.
그래서 메인컨베이어(500)로 이동한 소재는 제품수거용기(510)로 떨어져 수거할 수 있으며, 또는, 메인컨베이어(500)로 이송된 소재를 별도의 이송로봇(미도시)가 잡아서 제품수거용기(510)에 정렬하면서 수거할 수 있다.
한편, 도1 및 도8에 도시한 바와 같이, 특정 프레스(200)로 가공된 소재를 메인컨베이어(500)로 이동을 위해서, 특정 프레스(200)의 측면에서 메인컨베이어(500)로 이어지는 이송컨베이어(520)을 더 구성하여, 특정 프레스(200)로 가공된 소재는 이송로봇(210)에 의해 이송컨베이어(520)로 이송하여 메인컨베이어(500)로 전달되도록 한다.
참고로, 메인컨베이어(500)에서 제품수거용기(510)로 소재가 이동하기 전에, 메인컨베이어(500) 상부에는 비전카메라(미도시)가 설치되어, 메인컨베이어(500)의 소재의 가공이 적절하게 이루어졌는지 검사한 뒤에 수거할 수 있으며, 비전카메라에 의해 불량으로 판명된 소재는 이송로봇(미도시)에 의해 별도의 불량수거용기(미도시)로 수거할 수 있다.
또, 수거컨베이어(600)는 특정 프레스(200)의 측면에 전후 방향(전면 방향, 앞쪽 방향)으로 구성하거나, 도1에 도시한 바와 같이, 이송컨베이어(520)와 이어지도록 구성하며, 그 수거컨베이어(600) 끝에는 제품수거용기(610)를 구성하는데, 이 제품수거용기(610)는 박스, 팔레트, 박스형 프레임 등 다양하게 적용할 수 있다.
그래서 특정 프레스(200)에서 가공된 소재를 이송로봇(210)이 잡아서 수거컨베이어(600)에 두면, 수거컨베이어(600)로 이동한 소재는 제품수거용기(610)로 떨어져 수거할 수 있으며, 또는, 수거컨베이어(600)로 이송된 소재를 별도의 이송로봇(미도시)이 잡아서 제품수거용기(610)에 정렬하면서 수거할 수 있다.
앞서 설명한 컨베이어부의 이송컨베이어(520)와 수거컨베이어(600)는 설치 위치가 가공 종류나 공수에 따라 변경될 수 있기 때문에, 이송컨베이어(520)에는 바퀴를 달아서 이동식으로 구성하는 것이 바람직하다.
그리고 도1, 도5 및 도6에 도시한 바와 같이, 용접부는 스폿용접기(300)를 적용하여 소재를 가공하는 것으로, 스폿용접기(300)는 소재공급부 또는 프레스부에서 가공된 소재를 전달받아 가공을 하는데, 용접부는 스폿용접기(300), 1차이송로봇(310), 테이블(320), 2차이송로봇(330), 반출컨베이어(340), 제품수거용기(350), 불량수거용기(360) 등이 포함되어 구성하며, 1차이송로봇(310)은 메인컨베이어(500)와 인접한 위치에서 테이블(320)로 소재를 이송하고, 2차이송로봇(330)은 테이블(320)의 소재를 스폿용접기(300)로 전달하여 용접한 다음 반출컨베이어(340)로 두고, 반출컨베이어(340)에 위치된 소재는 제품수거용기(350)로 수거된다.
더욱 자세하게는, 메인컨베이어(500)에서 용접부로 이동하는 소재는 비전카메라에 의해서 포지션과 위치 또는 소재 상태에 대한 검사를 할 수 있으며, 이것은 1차이송로봇(310)의 고정구에 비전카메라(미도시)를 설치하거나, 또는, 도5에 도시한 바와 같이, 1차이송로봇(310)이 메인컨베이어(500)의 소재가 통과하는 위치의 메인컨베이어(500)의 상부에 비전카메라(341)를 설치한다.
또, 도6에 도시한 바와 같이, 메인컨베이어(500)와 나란한 반출컨베이어(340)를 구성하고, 그 반출컨베이어(340) 끝에는 제품수거용기(350)를 구성하고, 메인컨베이어(500)와 인접한 위치에 1차이송로봇(310)를 구성하며, 반출컨베이어(340)와 인접한 위치에 2차이송로봇(330)과 스폿용접기(300)를 구성하고, 1차이송로봇(310)과 2차이송로봇(330) 사이에 테이블(320)을 설치하며, 2차이송로봇(330)과 인접한 위치에 불량수거용기(360)를 구성한다.
참고로, 용접부의 제품수거용기(350)나 불량수거용기(360)는 박스, 팔레트, 박스형 프레임 등 다양하게 적용할 수 있다.
또한, 용접부는 1차이송로봇(310)이 메인컨베이어(500)의 소재를 테이블(320)에 이송하도록 구성하고, 이 테이블(320)과 일대일 대응하는 2차이송로봇(330)을 구성하며, 도5에 도시한 바와 같이, 필요에 따라, 테이블(320)과 그 테이블(320)과 대응하는 2차이송로봇(330)은 다수 구성하고, 하나의 2차이송로봇(330)에 대응하는 다수의 스폿용접기(300)를 구성하여 설계된 용접에 맞는 스폿용접기(300)를 선택 용접할 수 있다.
그리고 반출컨베이어(340)는 제품수거용기(350) 쪽으로 소재를 이동하는 컨베이어로, 반출컨베이어(340) 상부에는 비전카메라(341)가 설치되어 소재를 최종적으로 검사하고, 설계대로 용접이 완료된 소재는 반출컨베이어(340)를 따라 이동하여 제품수거용기(350)로 떨어져 수거하거나 별도의 이송로봇(미도시)에 의해 제품수거용기(350)로 수거하며, 비전카메라(341)에 의해 불량으로 판정된 소재는 2차이송로봇(330)이나 별도의 이송로봇(미도시)에 의해 불량수거용기(360)로 수거하며, 도6에 도시한 바와 같이, 반출컨베이어(340)는 하나로 구성하거나, 또는, 도5에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 반출컨베이어(340)가 서로 마주보게 일직선으로 구성하여 동시에 두 곳에서 용접된 소재를 수거하도록 하는데, 반출컨베이어(340)에는 바퀴를 달아서 이동식으로 구성하면, 용접부에서 다양하게 배치할 수 있는 특징이 있다.
따라서, 용접부에서는 1차이송로봇(310)이 메인컨베이어(500)의 소재를 잡아서 다수 테이블(320)에 이송하고, 그 테이블(320)의 소재는 2차이송로봇(330)이 잡아서 용접기로 이동하여 용접한 다음 반출컨베이어(340)에 두면, 반출컨베이어(340)의 비전카메라(341)에 의해서 소재의 불량 여부를 검사한 뒤에 제품수거용기(350)나 불량수거용기(360)로 수거한다.
참고로, 스폿용접기(300)는 종류에 따라 추가적인 보조장치(미도시)를 더 구성하는데, 예를 들어, 스폿용접기(300)를 통해 소재에 다른 금속 제품을 용접할 수 있으며, 더욱 구체적으로는, 소재의 피어싱한 위치에 너트를 두고 용접하여 일체화하는 경우에는, 다수의 너트를 정렬하여 원하는 포지션으로 하나씩 너트를 공급하는 너트공급장치를 보조장치(미도시)로 적용하며, 이와 같이, 스폿용접기(300)에는 스폿용접기(300)의 가공하는 방법에 따라 추가로 보조장치(미도시)를 적용한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템은, 금속판이 감긴 코일(100)을 펴서 블랭킹 가공된 소재로 공급하는 소재공급부, 블랭킹한 소재를 공급받아서 다수의 프레스(200)에 의해 프레스 가공하는 프레스부, 스폿용접기(300)에 의해 소재를 용접하는 용접부, 소재를 이송하는 컨베이어부, 제품을 수거하여 담거나 적재하는 제품수거용기(350)(510)(610)를 포함하여 구성하되, 소재공급부는 프레스부의 양쪽으로 구성하고, 컨베이어부는 소재공급부와 프레스부에서 발생하는 스크랩을 수거하는 스크랩컨베이어(400), 프레스부를 따라 제품수거용기(510) 전까지 설치되는 메인컨베이어(500), 특정 프레스(200)에서 메인컨베이어(500)로 설치되는 이송컨베이어(520), 특정 프레스(200)에서 전면 방향(앞쪽 방향)으로 설치되는 수거컨베이어(600)로 구성한다.
이렇게 원스톱형 가공 시스템은 양쪽의 소재공급부에서 소재가 공급되므로, 진입된 방향의 프레스(200)를 따라 순차로 가공할 수 있고, 도6에 도시한 바와 같이, 공급된 소재가 프레스(200) 가공으로 설계된 가공이 완료되면, 메인컨베이어(500)와 제품수거용기(510), 또는, 수거컨베이어(600)와 제품수거용기(610)를 통해서 소재를 수거하므로, 소재의 공급과 가공, 수거가 하나의 시스템에서 이루어지는 원스톱(one-stop) 타입으로 가공이 이루어진다.
또, 양쪽의 소재공급부에서 공급되는 소재로 동시에 많은 수량의 소재를 가공할 수 있으며, 수거컨베이어(600)는 가공이 끝나는 특정 프레스(200)에 위치되어 소재를 배출하면서 수거할 수 있으므로, 프레스(200) 가공 수(공수)나 가공 단계가 변경되어도 이송컨베이어(520)와 수거컨베이어(600)의 위치 변경으로 다양한 가공 공정으로의 적용이 용이하다.
또한, 특정 프레스(200)에서 가공된 소재는 메인컨베이어(500)를 통해 이동하여 다른 프레스(200)나 스폿용접기(300)로 이동하여 추가로 가공을 할 수 있으며, 가공이 끝나면 메인컨베이어(500)와 제품수거용기(510), 또는, 수거컨베이어(600)와 제품수거용기(610), 또는, 반출컨베이어(340)의 제품수거용기(350)에 프레스 가공 또는 용접이 끝난 소재를 수거할 수 있다.
이렇게 원스톱형 가공 시스템은 소재의 공급과 가공이 끝난 소재의 수거가 순차로 진행되고, 양방향의 소재공급부에서 소재를 공급하여 가공할 수 있으므로, 일방향에 따른 프레스 가공에 비해서 생산성이 우수한 특징이 있다.
그리고 원스톱형 가공 시스템은, 도7 내지 도9에 소재의 흐름에 따른 다양한 예시를 보인 바와 같이, 소재의 이동이 양방향 이동, 정방향 이동, 역방향 이동, 건너뛰어 이동 등 어느 방향으로나 이동이 가능하므로, 소재의 종류에 따라 달라지는 프레스의 여러 가공 공수에도 변경 및 적용이 용이하여 가공 효율성이 높은 것이다.
또, 소재공급부에서 블랭킹된 소재는 반출가이드(121)로 배출되고, 이송로봇(130)에는 비전카메라(132)가 설치되어 반출가이드의 소재를 정확한 포지션으로 정확한 위치에 직접 전달하는 특징이 있고, 스크랩컨베이어(400)에 의해서 발생하는 스크랩을 수거하므로 현장이 깨끗한 특징이 있으며, 프레스부의 프레스(200)와 용접부의 스폿용접기(300)에 의해서 프레스 가공과 스폿 용접을 함께 적용할 수 있는 특징이 있다.
또한, 소재공급부의 블랭킹용 프레스(120)와 프레스부 사이에는 이송로봇(130)이 배치되며, 프레스부의 프레스(200)에는 이송로봇(210)이 배치되고, 용접부에 스폿용접기(300)에는 1차이송로봇(310)과 2차이송로봇(330)이 배치되어 정확한 포지션으로 정확한 위치에 소재를 직접 이송 및 공급할 수 있으며, 제품의 수거도 별도의 이송로봇(미도시)를 적용하면 제품수거용기(350)(510)(610)에 차곡차곡 쌓을 수 있는 특징이 있으며, 특히, 소재공급부와 프레스부의 이송로봇(130)(210)은 다관절 로봇으로 구성하거나, 중간에 반전장치를 가지는 한 쌍의 트랜스퍼 로봇으로 구성하여 소재를 180° 회전하여 반전하여 공급할 수 있는 특징이 있다.
100: 코일 110: 엔씨레벨러피더
111: 언코일러 112: 레벨러 112a: 워크롤
120: 블랭킹용 프레스 121: 반출가이드
130: 이송로봇 131: 고정구 132: 비전카메라
140: 센터링
200: 프레스 210: 이송로봇 220: 센터링
300: 스폿용접기
310: 1차이송로봇 311: 비전카메라 320: 테이블
330: 2차이송로봇
340: 반출컨베이어 341: 비전카메라
350: 제품수거용기 360: 불량수거용기
400: 스크랩컨베이어 410: 스크랩수거용기 420: 배출가이드
500: 메인컨베이어
510: 제품수거용기 520: 이송컨베이어
600: 수거컨베이어 610: 제품수거용기

Claims (7)

  1. 금속판이 감긴 코일을 펴서 블랭킹 가공된 소재를 이송로봇에 의해 직접 공급하는 소재공급부, 다수의 프레스와 그 프레스 사이의 이송로봇에 의해 소재를 이송하면서 프레스하는 프레스부, 스폿용접기에 의해 소재를 용접하는 용접부, 소재를 이송하기 위한 컨베이어부, 제품을 수거하여 담는 제품수거용기를 포함하여 구성하되, 소재공급부는 프레스부 양쪽에 구성하고, 컨베이어부는 소재공급부와 프레스부에서 발생하는 스크랩을 수거하는 스크랩컨베이어, 프레스부를 따라 제품수거용기 전까지 설치되는 메인컨베이어, 특정 프레스에서 메인컨베이어로 설치되는 이송컨베이어, 특정 프레스에서 전면 방향으로 설치되는 수거컨베이어를 포함하는 원스톱형 가공 시스템을 구성하여,
    소재공급부에서 소재를 공급하여 프레스나 스폿용접기를 거쳐, 메인컨베이어나 수거컨베이어에 의해 소재를 수거함에 따라, 소재의 공급, 가공, 수거가 한 시스템에서 이루어지는 원스톱 형태를 가짐을 특징으로 하는 프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    소재공급부는 언코일러, 레벨러, 블랭킹용 프레스, 이송로봇이 순차로 배열되어 구성하되,
    언코일러는 거치한 코일을 풀면서 금속판을 공급하고, 레벨러는 상하로 다수 배열되는 워크롤에 의해 금속판을 펴며, 블랭킹용 프레스는 펴진 금속판을 블랭킹하여 소재로 가공하고, 이송로봇은 만들어진 소재를 프레스부로 이송 및 공급함을 특징으로 하는 프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    소재공급부의 블랭킹용 프레스에는 블랭킹된 소재가 반출해서 위치되는 반출가이드를 구성하고,
    소재공급부의 이송로봇에는 반출가이드에 위치한 소재의 포지션과 위치를 파악하는 비전카메라를 구성함을 특징으로 하는 프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    용접부는 스폿용접기, 1차이송로봇, 테이블, 2차이송로봇, 반출컨베이어, 제품수거용기를 포함하여 구성하되, 1차이송로봇은 메인컨베이어의 소재를 테이블로 이송하고, 2차이송로봇이 테이블의 소재를 스폿용접기로 전달하여 용접한 다음, 2차이송로봇이 반출컨베이어에 용접한 소재를 두면, 반출컨베이어의 끝에 구성한 제품수거용기로 소재를 수거함을 특징으로 하는 프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    용접부에는 불량수거용기를 더 구성하고,
    용접부에서는 비전카메라에 의해 소재의 상태를 확인하되,
    메인컨베이어의 상부나 1차이송로봇에는 비전카메라가 구성되어, 비전카메라에 의해 확인된 소재를 용접부의 1차이송로봇에 의해 이송하며,
    반출컨베이어의 상부에는 비전카메라가 설치되어 용접된 소재를 검사하고, 불량 판정된 소재는 불량수거용기로 수거함을 특징으로 하는 프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    이송컨베이어, 보조컨베이어, 반출컨베이어는 이동용 바퀴를 구비하며,
    소재공급부의 블랭킹용 프레스와 프레스부의 프레스에는, 스크랩컨베이어로 이어지는 경사 구조의 배출가이드를 구비함 특징으로 하는 프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    소재공급부의 이송로봇이나 프레스의 이송로봇은 소재를 180° 회전하여 반전한 상태로 공급하되,
    이송로봇을 다관절 로봇으로 구성하여 소재를 180° 반전하여 공급하거나, 한 쌍의 이송로봇 사이에 센터링이 구비되어, 하나의 이송로봇이 센터링으로 소재를 180° 반전하여 공급하거나, 한 쌍의 이송로봇 사이에 소재를 180° 반전하는 반전장치에 의해 소재를 180° 반전하여 공급함을 특징으로 하는 프레스와 스폿용접기를 포함하는 원스톱형 가공 시스템.
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