KR20190069827A - 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템 - Google Patents

원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템 Download PDF

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KR20190069827A
KR20190069827A KR1020170170118A KR20170170118A KR20190069827A KR 20190069827 A KR20190069827 A KR 20190069827A KR 1020170170118 A KR1020170170118 A KR 1020170170118A KR 20170170118 A KR20170170118 A KR 20170170118A KR 20190069827 A KR20190069827 A KR 20190069827A
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Abstract

몰드 어셈블리(100)와;
상기 몰드 어셈블리(100)를 분리 및 조립하고, 완성된 렌즈를 취출하며, 유리원료를 상기 몰드 어셈블리(100)에 공급하는 렌즈 자동 생산장치(200)를 포함하되,
상기 렌즈 자동 생산장치(200)는 상기 유리원료를 저장하고 있는 원료 공급장치(210)를 포함하며,
상기 원료 공급장치(210)는,
바닥에 제1 플레이트 홀(2111)이 형성된 하부 플레이트(211)와;
상기 하부 플레이트(211)의 상부에 위치하며 구형의 유리원료를 저장할 수 있는 원료저장함(212)과;
상기 제1 플레이트 홀(2111)을 관통하여 상부로 이동할 수 있으며, 진공으로 상기 유리원료를 흡착할 수 있는 진공흡착관(213)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템이 제공된다.

Description

원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템{Manufacturing system of lens}
본 발명은 렌즈 자동 생산 시스템에 관한 것으로서, 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템에 관한 것이다.
스마트폰이나 휴대용 기기에 소형 렌즈가 사용된다. 소형 렌즈는 직경 1mm~3mm 정도의 수준으로 일반적으로 비구면 소형 렌즈가 사용된다. 이러한 소형 렌즈는 몰드에 유리원료를 삽입하고, 열을 가해 몰드의 비구면 형상에 대응하는 렌즈를 제작한다.
이러한 비구면 렌즈는 자동 생산 시스템을 이용하여 제작한다. 선행기술로서 특허등록 제10-1739760호(비구면 렌즈 제조용 자동화 장치)를 보면, 도 1과 같이 팔레트(110)에 배열되어 올려진 유리원료(유리곱)를 이송로봇(120)이 셋팅 이송지그(130)로 이송시킨다. 셋팅 이송지그(130)는 레일을 따라 전방으로 이동한다.
메인로봇(220)은 금형을 분리하여 완성된 렌즈를 취출하거나, 유리원료를 금형내에 삽입한 후, 금형을 조립하는 역할을 한다.
한편, 완성된 렌즈는 메인로봇(220)이 렌즈이송지그(140)로 이동시키고, 렌즈이송지그(140)는 레일을 따라 후방으로 이동한다. 렌즈이송지그(140)에 올려진 렌즈는 이송로봇(120)이 완성된 렌즈를 보관하는 팔레트로 이동시킨다. 이송로봇(120)이 원료의 공급 및 완성된 렌즈를 정렬하는 작업을 모두 수행하기 때문에, 이송로봇(120)이 원활하게 유리원료를 공급하지 못하거나, 렌즈를 정렬하지 못할 경우 나머지 장치들이 쉬어야 하는 문제가 발생하였다. 이로 인하여, 렌즈 생산성이 떨어졌다.
한편, 몰드는 다수의 렌즈를 생산할 수 있도록, 6개 정도의 몰드유닛으로 구성되는데, 완성된 렌즈의 일부가 하부몰드나 상부몰드에 결합되어 있어서, 메인로봇(220)이 진공으로 한 번에 모든 렌즈를 흡착하지 못하는 경우가 있다. 이 경우, 메인로봇(220)의 진공압이 급격히 떨어져서, 메인로봇(220)의 다른 로봇암에 진공으로 흡착하고 있는 상부몰드를 떨어뜨리는 문제가 발생하기도 한다. 몰드는 정밀한 금형부품이기 때문에 손상시 피해가 크게 발생한다.
한편, 렌즈 생산을 위하여 유리원료를 공급하고, 완성된 렌즈를 트레이에 정렬하는 작업이 필요하다. 종래에는 하나의 로봇이 유리원료 공급과 완성된 렌즈의 정렬을 진행하였다. 이로 인하여, 로봇에 과부하로 인하여 전체 시스템의 작업이 지체되는 문제가 발생하였다.
따라서, 렌즈 생산 효율을 높이고, 진공압을 유지할 수 있는 렌즈 자동 생산 시스템의 개발이 필요하다.
한국특허등록 제10-1739760호(비구면 렌즈 제조용 자동화 장치)
본 발명은 진공압의 손실 없이 완성된 렌즈를 안정적으로 취출할 수 있고, 유리원료를 몰드 어셈블리에 삽입할 수 있는 렌즈 자동 생산 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 경통과 몰드유닛 사이의 유격에도 불구하고, 경통을 분리하여 작업함으로써, 핸드로봇이 안정적으로 렌즈를 취출하고 유리원료를 삽입하고, 상부몰드를 분리 및 조립할 수 있도록 하는 렌즈 자동 생산 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명은 원료 공급장치가 개선되어, 완성된 렌즈를 정렬하는 로봇이 원료공급의 업무를 분담하지 않아, 병목현상 없이 빠르게 렌즈 생산작업을 할 수 있는 렌즈 자동 생산 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면에 따르면,
몰드 어셈블리(100)와;
상기 몰드 어셈블리(100)를 분리 및 조립하고, 완성된 렌즈를 취출하며, 유리원료를 상기 몰드 어셈블리(100)에 공급하는 렌즈 자동 생산장치(200)를 포함하되,
상기 렌즈 자동 생산장치(200)는 상기 유리원료를 저장하고 있는 원료 공급장치(210)를 포함하며,
상기 원료 공급장치(210)는,
바닥에 제1 플레이트 홀(2111)이 형성된 하부 플레이트(211)와;
상기 하부 플레이트(211)의 상부에 위치하며 구형의 유리원료를 저장할 수 있는 원료저장함(212)과;
상기 제1 플레이트 홀(2111)을 관통하여 상부로 이동할 수 있으며, 진공으로 상기 유리원료를 흡착할 수 있는 진공흡착관(213)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템이 제공된다.
또한,
상기 원료 저장함(212)의 상부에는 상부 플레이트(214)가 형성되며,
상기 상부 플레이트(214)는 상기 진공흡착관(213)의 상단이 돌출될 수 있도록 제2 플레이트 홀(2141)이 형성된 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템이 제공된다.
또한,
상기 몰드 어셈블리(100)는,
복수의 홀이 형성된 경통(10)과 몰드유닛(20)을 포함하되, 상기 몰드유닛(20)은 상기 홀에 각각 결합되며 하부몰드(21)와 상부몰드(22)를 포함하고,
상기 렌즈 자동 생산장치(200)는,
상기 몰드 어셈블리(100)를 정렬하는 몰드 스테이지(220)와;
상기 몰드 어셈블리(100)에서 완성된 렌즈가 일부가 임시적으로 이동시켜 보관될 수 있으며, 상기 완성된 렌즈가 위치하는지 여부를 감지할 수 있도록 렌즈가 위치하는 지점에 형성된 제1 스테이지 진공홀과, 각각의 제1 스테이지 진공홀의 진공압을 감지하는 제1 스테이지 진공센서를 포함하는 보조 스테이지(230)와;
상기 몰드 스테이지(220) 또는 상기 보조 스테이지(230)에서 위치한 완성된 렌즈가 최종적으로 이동되어 집합되는 완성품 스테이지(240)와;
삼축으로 이동가능하여 상기 완성품 스테이지(240)에 위치한 완성된 렌즈를 트레이로 옮기는 제1 이송로봇(250)과;
상기 상부몰드(22)를 분리 및 조립하며, 상기 완성된 렌즈를 취출하여 이동시키며, 상기 유리원료를 상기 몰드 어셈블리(100)로 이동시키는 핸드로봇(260)을 포함하되,
상기 핸드로봇(260)은 ,
진공홀이 형성된 진공패드와 상기 진공패드의 진공압을 감지하는 진공센서를 포함하는 복수의 핸드모듈(261)과;
상기 핸드모듈(261)을 삼축으로 이동시킬 수 있는 제2 이송로봇(262)을 포함하되,
상기 핸드모듈(261)은,
상기 몰드 어셈블리(100)의 상기 경통(10)을 분리 및 조립하는 제1 핸드(2611)와;
상기 상부몰드(22)를 분리 및 조립하는 제2 핸드(2612)와;
완성된 렌즈를 취출하는 제3 핸드(2613)와;
유리원료를 상기 몰드유닛(20)으로 이동하여 공급하는 제4 핸드(2614)를 포함하고,
상기 렌즈 자동 생산장치(200)를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템이 제공된다.
또한,
상기 제어부는,
상기 제2 핸드(2612)가 상기 복수의 상부몰드(22)를 상기 몰드유닛(20)으로부터 분리하여 상기 보조 스테이지(230)로 상기 복수의 상부몰드(22)를 이동시키면,
상기 보조 스테이지(230)에서 진공압으로 상기 상부몰드(22)의 바닥을 흡입하여, 상기 보조 스테이지(230)에서 완성된 렌즈의 일부가 안착되어 있는 것을 감지하면,
상기 제3 핸드(2613)는 상기 보조 스테이지(230)에 안착된 상기 렌즈의 일부가 위치와 대응되는 지점의 진공홀의 진공압을 차단하고, 나머지 진공홀에 진공압을 발생시켜 상기 몰드유닛(20)의 내부에 위치하는 나머지 완성된 렌즈를 취출하여 상기 보조 스테이지(230) 방향으로 이동시키고,
상기 제3 핸드(2613)가 상기 보조 스테이지(230)에 안착된 상기 완성된 렌즈의 일부까지 흡착하여 상기 완성품 스테이지(240)로 이동시키는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템이 제공된다.
또한,
상기 제어부는,
상기 제2 핸드(2612)가 상기 복수의 상부몰드(22)를 상기 몰드유닛(20)으로부터 분리하여 상기 보조 스테이지(230)로 상기 복수의 상부몰드(22)를 이동시키면,
상기 보조 스테이지(230)에서 진공압으로 상기 상부몰드(22)의 바닥을 흡입하고, 이때 상기 보조 스테이지(230)에서 상기 완성된 렌즈가 안착되지 않았음을 감지하면,
상기 제3 핸드(2613)는 상기 몰드유닛(20)의 내부에 위치하는 완성된 렌즈를 모두를 취출하여 상기 완성품 스테이지(240)로 이동시키는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템이 제공된다.
또한,
상기 렌즈 자동 생산장치(200)에는 몰드유닛 홀드장치(270)가 더 결합되며,
상기 몰드유닛 홀드장치(270)는,
상기 제1 핸드(2611)가 상기 경통(10)을 상기 몰드 어셈블리(100)로부터 분리하면,
상기 몰드 스테이지(220)에 위치하는 복수의 상기 몰드유닛(20)을 파지하여 위치를 고정시키는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템이 제공된다.
본 발명은 진공압의 손실 없이 완성된 렌즈를 안정적으로 취출할 수 있고, 유리원료를 몰드 어셈블리에 삽입할 수 있는 렌즈 자동 생산 시스템을 제공한다.
또한, 경통과 몰드유닛 사이의 유격에도 불구하고, 경통을 분리하여 작업함으로써, 핸드로봇이 안정적으로 렌즈를 취출하고 유리원료를 삽입하고, 상부몰드를 분리 및 조립할 수 있도록 하는 렌즈 자동 생산 시스템을 제공한다.
본 발명은 원료 공급장치가 개선되어, 완성된 렌즈를 정렬하는 로봇이 원료공급의 업무를 분담하지 않아, 병목현상 없이 빠르게 렌즈 생산작업을 할 수 있는 렌즈 자동 생산 시스템을 제공하고자 한다.
도 1은 종래기술에 따른 렌즈 제조용 자동화 장치의 구성도.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드 어셈블리의 도면.
도 5 내지 도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 자동 생산 시스템의 작동 과정을 설명하기 위한 도면.
도 27 내지 도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 자동 생산 시스템에서 원료 공굽장치를 설명하기 위한 도면.
이하에는, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하되, 이는 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로써 본 발명의 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명의 일측면에 따르면,
몰드 어셈블리(100)와;
상기 몰드 어셈블리(100)를 분리 및 조립하고, 완성된 렌즈를 취출하며, 유리원료를 상기 몰드 어셈블리(100)에 공급하는 렌즈 자동 생산장치(200)를 포함하되,
상기 렌즈 자동 생산장치(200)는 상기 유리원료를 저장하고 있는 원료 공급장치(210)를 포함하며,
상기 원료 공급장치(210)는,
바닥에 제1 플레이트 홀(2111)이 형성된 하부 플레이트(211)와;
상기 하부 플레이트(211)의 상부에 위치하며 구형의 유리원료를 저장할 수 있는 원료저장함(212)과;
상기 제1 플레이트 홀(2111)을 관통하여 상부로 이동할 수 있으며, 진공으로 상기 유리원료를 흡착할 수 있는 진공흡착관(213)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템이 제공된다.
또한,
상기 원료 저장함(212)의 상부에는 상부 플레이트(214)가 형성되며,
상기 상부 플레이트(214)는 상기 진공흡착관(213)의 상단이 돌출될 수 있도록 제2 플레이트 홀(2141)이 형성된 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템이 제공된다.
또한,
상기 몰드 어셈블리(100)는,
복수의 홀이 형성된 경통(10)과 몰드유닛(20)을 포함하되, 상기 몰드유닛(20)은 상기 홀에 각각 결합되며 하부몰드(21)와 상부몰드(22)를 포함하고,
상기 렌즈 자동 생산장치(200)는,
상기 몰드 어셈블리(100)를 정렬하는 몰드 스테이지(220)와;
상기 몰드 어셈블리(100)에서 완성된 렌즈가 일부가 임시적으로 이동시켜 보관될 수 있으며, 상기 완성된 렌즈가 위치하는지 여부를 감지할 수 있도록 렌즈가 위치하는 지점에 형성된 제1 스테이지 진공홀과, 각각의 제1 스테이지 진공홀의 진공압을 감지하는 제1 스테이지 진공센서를 포함하는 보조 스테이지(230)와;
상기 몰드 스테이지(220) 또는 상기 보조 스테이지(230)에서 위치한 완성된 렌즈가 최종적으로 이동되어 집합되는 완성품 스테이지(240)와;
삼축으로 이동가능하여 상기 완성품 스테이지(240)에 위치한 완성된 렌즈를 트레이로 옮기는 제1 이송로봇(250)과;
상기 상부몰드(22)를 분리 및 조립하며, 상기 완성된 렌즈를 취출하여 이동시키며, 상기 유리원료를 상기 몰드 어셈블리(100)로 이동시키는 핸드로봇(260)을 포함하되,
상기 핸드로봇(260)은 ,
진공홀이 형성된 진공패드와 상기 진공패드의 진공압을 감지하는 진공센서를 포함하는 복수의 핸드모듈(261)과;
상기 핸드모듈(261)을 삼축으로 이동시킬 수 있는 제2 이송로봇(262)을 포함하되,
상기 핸드모듈(261)은,
상기 몰드 어셈블리(100)의 상기 경통(10)을 분리 및 조립하는 제1 핸드(2611)와;
상기 상부몰드(22)를 분리 및 조립하는 제2 핸드(2612)와;
완성된 렌즈를 취출하는 제3 핸드(2613)와;
유리원료를 상기 몰드유닛(20)으로 이동하여 공급하는 제4 핸드(2614)를 포함하고,
상기 렌즈 자동 생산장치(200)를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템이 제공된다.
또한,
상기 제어부는,
상기 제2 핸드(2612)가 상기 복수의 상부몰드(22)를 상기 몰드유닛(20)으로부터 분리하여 상기 보조 스테이지(230)로 상기 복수의 상부몰드(22)를 이동시키면,
상기 보조 스테이지(230)에서 진공압으로 상기 상부몰드(22)의 바닥을 흡입하여, 상기 보조 스테이지(230)에서 완성된 렌즈의 일부가 안착되어 있는 것을 감지하면,
상기 제3 핸드(2613)는 상기 보조 스테이지(230)에 안착된 상기 렌즈의 일부가 위치와 대응되는 지점의 진공홀의 진공압을 차단하고, 나머지 진공홀에 진공압을 발생시켜 상기 몰드유닛(20)의 내부에 위치하는 나머지 완성된 렌즈를 취출하여 상기 보조 스테이지(230) 방향으로 이동시키고,
상기 제3 핸드(2613)가 상기 보조 스테이지(230)에 안착된 상기 완성된 렌즈의 일부까지 흡착하여 상기 완성품 스테이지(240)로 이동시키는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템이 제공된다.
또한,
상기 제어부는,
상기 제2 핸드(2612)가 상기 복수의 상부몰드(22)를 상기 몰드유닛(20)으로부터 분리하여 상기 보조 스테이지(230)로 상기 복수의 상부몰드(22)를 이동시키면,
상기 보조 스테이지(230)에서 진공압으로 상기 상부몰드(22)의 바닥을 흡입하고, 이때 상기 보조 스테이지(230)에서 상기 완성된 렌즈가 안착되지 않았음을 감지하면,
상기 제3 핸드(2613)는 상기 몰드유닛(20)의 내부에 위치하는 완성된 렌즈를 모두를 취출하여 상기 완성품 스테이지(240)로 이동시키는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템이 제공된다.
또한,
상기 렌즈 자동 생산장치(200)에는 몰드유닛 홀드장치(270)가 더 결합되며,
상기 몰드유닛 홀드장치(270)는,
상기 제1 핸드(2611)가 상기 경통(10)을 상기 몰드 어셈블리(100)로부터 분리하면,
상기 몰드 스테이지(220)에 위치하는 복수의 상기 몰드유닛(20)을 파지하여 위치를 고정시키는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템이 제공된다.
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도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드 어셈블리의 도면이며, 도 5 내지 도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 자동 생산 시스템의 작동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예의 렌즈 자동 생산 시스템(1000)은,
복수의 홀이 형성된 경통(10)과 몰드유닛(20)을 포함하되, 상기 몰드유닛(20)은 상기 홀에 각각 결합되며 하부몰드(21)와 상부몰드(22)를 포함하는 몰드 어셈블리(100)와;
상기 하부몰드(21)와 상기 상부몰드(22) 사이에 유리원료를 삽입하고, 성형하며, 완성된 렌즈를 취출하고, 상기 몰드 어셈블리(100)를 분리 및 조립하는 렌즈 자동 생산장치(200)와;
상기 렌즈 자동 생산장치(200)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다.
도 2는 몰드 어셈블리(100)의 사시도이며, 도 3은 몰드 어셈블리(100)의 분리 사시 도이며, 도 4는 몰드 어셈블리(100)의 단면도이다.
몰드 어셈블리(100)는, 복수의 홀(11)이 형성된 경통(10)과 몰드유닛(20)을 포함한다. 본 실시예의 경통(10)은 3X3배열로 복수의 홀(11)이 형성되어 있으며, 이러한 홀(11)에는 각각 몰드유닛(20)이 삽입된다. 몰드유닛(20)은 하부몰드(21)와 상부몰드(22)와, 하부몰드(21) 및 상부몰드(22)를 감싸는 실린더(23)로 구성된다.
실린더(23)는 경통(10)의 홀(11) 내부에서 0.3mm 정도의 유격이 있다. 반면, 실린더(23)와 상하부몰드(21,22)사이의 간극은 마이크로미터 단위이다. 따라서, 경통(10)에서 실린더(23)가 결합된 상태에서 상부몰드(22)를 분리한 후, 다시 조립하면 실린더(23)가 홀(11)에서 유격만큼 움직여서 추후 상부몰드(22)의 재조립이 용이하지 않게 된다.
따라서, 추후 자세히 설명하겠지만, 상부몰드(22)를 분리할 때는 경통(10)을 미리 분리하고, 실린더(23)가 이동하지 않도록 위치를 고정해주는 장치(몰드유닛 홀드장치)가 필요하다.
상부몰드(22)와 하부몰드(21) 사이에 유리원료가 들어가고, 성형기(300)를 거치면 렌즈가 완성된다.
렌즈 자동 생산장치(200)는 하부몰드(21)와 상부몰드(22) 사이에 유리원료를 삽입하고, 성형하며, 완성된 렌즈를 취출하고, 몰드 어셈블리(100)를 분리 및 조립한다.
렌즈 자동 생산장치(200)의 원료 공급장치(210)는 유리원료를 저장하고 있다. 원료 공급장치(210)는 내부 공간에 저장된 수많은 유리원료 중에서, 일부 유리원료 선별하여 상부로 이동시킬 수 있고, 핸드로봇(260)이 유리원료를 몰드 어셈블리(100)로 이동시킨다.
렌즈 자동 생산장치(200)의 몰드 스테이지(220)는 몰드 어셈블리(100)가 성형기(300)를 거쳐서 이동하면, 정지되는 곳으로서, 몰드 어셈블리(100)를 정렬한다. 몰드 어셈블리(100)가 정확하게 위치하여야만, 핸드로봇(260)이 정확히 몰드 어셈블리(100)를 분리하고, 유리원료를 공급하고, 완성된 렌즈를 취출할 수 있다.
도 5의 붉은색 화살표 방향으로 몰드 어셈블리(100)는 연속적으로 이동한다. 몰드 스테이지(220)에 몰드 어셈블리(100)가 멈추면, 상부몰드(22)를 분리하고, 완성된 렌즈를 취출하고, 유리원료를 삽입한 후, 다시 상부몰드(22)가 체결되고, 이후 다시 성형기(300)로 몰드 어셈블리(100)가 이동한다.
렌즈 자동 생산장치(200)의 보조 스테이지(230)는 완성된 렌즈를 임시적으로 보관하는 테이블이다. 보조 스테이지(230)는 복수의 제1 스테이지 진공홀이 형성되어 있고, 제1 스테이지 진공홀에 진공압이 존재하는지 여부를 제1 스테이지 진공센서가 감지한다.
도 5 및 도 6에 도시된 핸드모듈(261)의 제2 핸드(2612)가 복수의 상부몰드(22)를 들어올린 뒤, 우선 보조 스테이지(230)로 이동한다. 보조 스테이지(230)의 제1 스테이지 진공홀에서 진공압을 발생시켜, 혹시나 붙어 있을지도 모를 상부몰드(22) 아래의 완성된 렌즈를 분리한다. 고온에서 렌즈가 완성되면 간헐적으로 상부몰드(22)에 완성된 렌즈 중에 일부가 달라붙을 수 있다. 본 실시예에서는 보조 스테이지(230)에 제1 스테이지 진공홀이 9개 형성되어 있다. 이중에 일부 제1 스테이지 진공홀에 완성된 렌즈가 안착될 경우, 제1 스테이지 진공홀과 연결된 제1 스테이지 진공센서가 감지한다.
렌즈 자동 생산장치(200)의 완성품 스테이지(240)는 몰드 스테이지(220) 또는 보조 스테이지(230)에 위치한 완성된 렌즈가 최종적으로 이동되어 집합되는 장소이다.
핸드모듈(261)의 제2 핸드(2612)가 상부몰드(22)를 들어올린 후, 보조 스테이지(230)로 먼저 이동한다. 이때, 보조 스테이지(230)에 상부몰드(22)에서 분리된 완성된 렌즈 일부가 안착되면, 제3 핸드(2613)가 몰드 어셈블리(100)에 안착된 다른 렌즈들을 진공으로 흡착하여 다시 보조 스테이지(230)로 이동한다. 보조 스테이지(230)에 이미 안착된 렌즈 일부까지 제3 핸드(2613)가 들어올려, 제3 핸드(2613)가 완성품 스테이지(240)로 9개의 완성된 렌즈를 안착시킨다. 이때, 제3 핸드(2613)에도 9개의 진공압이 형성되는 진공패드가 형성되어 있고, 각각의 진공패드의 진공압을 감지하는 진공센서가 결합된다. 보조 스테이지(230)의 특정 위치에 일부 렌즈가 안착되면, 제3 핸드(2613)는 해당위치의 진공패드에는 진공압이 걸리지 않도록 하여, 제3 핸드(2613)는 나머지 몰드 어셈블리(100)에 있는 렌즈를 취출한다. 이 경우, 진공압 손실없이 렌즈를 이동시킬 수 있다.
한편, 제2 핸드(2612)가 상부몰드(22)를 들어올린 후, 보조 스테이지(230)로 먼저 이동할 때, 보조 스테이지(230)에 안착되는 렌즈가 없을 경우, 모든 렌즈가 몰드 어셈블리(100)에 위치한다. 이때, 제3 핸드(2613)는 몰드 어셈블리(100)에 안착된 모든 렌즈를 흡착하여 완성품 스테이지(240)로 곧바로 이동한다.
렌즈 자동 생산장치(200)의 제1 이송로봇(250)은 삼축(x,y,z)으로 이동가능하여 완성품 스테이지(240)에 위치한 완성된 렌즈를 트레이로 옮긴다. 종래에는 제1 이송로봇이 유리원료의 공급 및 완성된 렌즈의 보관을 모두 수행하여서, 작업속도가 현저히 떨어졌다. 그러나 본 실시예에서는 제1 이송로봇(250)은 완성된 렌즈를 트레이로 옮기는 작업만 한다.
이송장치(280) 몰드 어셈블리(100)를 성형기(300)로 이동시키거나, 성형기(300)를 통과한 몰드 어셈블리(100)를 몰드 스테이지(220)로 이동시킨다.
핸들로봇(260)은, 진공홀이 형성된 진공패드와 상기 진공패드의 진공압을 감지하는 진공센서를 포함하는 복수의 핸드모듈(261)과; 핸드모듈(261)을 삼축으로 이동시킬 수 있는 제2 이송로봇(262)을 포함한다.
핸드모듈(261)은 몰드 어셈블리(100)에서 경통(10)을 분리하고, 상부몰드(22)에서 렌즈를 분리하고, 유리원료를 하부몰드(21) 위에 삽입하고, 상부몰드(22)를 조립하는 동작을 한다. 제2 이송로봇(262)은 핸드모듈(261)을 삼축(xyz)으로 이동시킨다.
핸드모듈(261)은, 몰드 어셈블리(100)의 상기 경통(10)을 분리 및 조립하는 제1 핸드(2611)와; 상부몰드(22)를 분리하는 제2 핸드(2612)와 완성된 렌즈를 취출하는 제3 핸드(2613)와; 유리원료를 상기 몰드 어셈블리(100)로 이동하여 공급하는 제4 핸드(2614)를 포함한다.
이상의 렌즈 자동 생산 시스템(1000)는 제어부에 의해서 작동이 제어된다. 이하 작동과정을 참조 도면으로 설명한다.
도 5 및 도 6과 같이, 이송장치(280)에 의해 성형기(300)를 통과한 몰드 어셈블리(100)에는 렌즈가 완성되어 있다. 몰드 어셈블리(100)는 몰드 스테이지(220)에 안착되어 정지된다. 몰드 어셈블리(100)의 하부에는 하부몰드(21)를 진공으로 잡아줄 수 있는 진공장치가 결합된다. 본 실시예의 몰드 어셈블리(100)는 3X3의 배열로 9개의 몰드유닛(20)이 안착되어 있다. (도 2 내지 도 6 참조)
도 7 및 도 8과 같이, 핸드모듈(261)의 제1 핸드(2611)가 이동하여 몰드 어셈블리(100)의 경통(10)을 분리한다. 경통(10)과 몰드유닛(20)의 간극은 mm 단위이다. 본 실시에에서는 경통(10)의 홀에 몰드유닛(20)이 삽입될 경우 0.3mm의 유격이 있다. 따라서, 경통(10)이 분리된 뒤, 몰드유닛(20)이 유동하지 않도록 몰드유닛 홀드장치(270)가 몰드유닛(20)의 외부에 체결된다. 도 9 및 도 10은 몰드유닛 홀드장치(270)가 몰드유닛(20)을 파지하는 과정을 보여준다.
도 11 및 도 12와 같이, 핸드모듈(261)의 제2 핸드(2612)는 몰드유닛(20)의 상부몰드(22)를 진공흡착하여 분리한다. 이때, 제2 핸드(2612)는 상부몰드(22)를 보조 스테이지(230)로 이동한다. 이것은 상부몰드(22)에 완성된 렌즈가 부착되어 있을 수도 있기 때문이다.
이때, 제2 핸드(2612)의 상부몰드(22)에 일부 완성된 렌즈가 부착될 경우, 보조 스테이지(230)에서 상부몰드(22)에 부착된 렌즈를 일부를 진공으로 흡착하여 안착 되도록 할 수 있다. 또는, 제2 핸드(2612)의 상부몰드(22)에 렌즈가 부착되어 있지 않을 수 있다. 이러한 두 가지 경우를 나누어 제어부가 핸드로봇(260) 및 핸드모듈(261)을 제어하는 방법을 설명한다.
케이스 1: 상부몰드(22)에 완성된 렌즈 중 일부가 부착되어 있는 경우
도 13 및 도 14과 같이, 제2 핸드(2612)가 9개의 상부몰드(22)를 몰드유닛(20)으로부터 분리하여 보조 스테이지(230)로 이동시킨다. 이때, 상부몰드(22) 하나에 렌즈(400a)가 부착되어 있다. 보조 스테이지(230)의 진공압으로 렌즈(400a)를 흡입하여 보조 스테이지(230) 위에 안착시킨다. 한편, 제어부는 보조 스테이지(230)의 어느 위치에 렌즈(400a)가 안착되었는 지 감지한다. 3X3 형태로 배열된 보조 스테이지(230)의 안착홈에, 본 실시예의 경우 1행 3열에 하나의 완성된 렌즈(400a)가 안착된다.
이후, 제3 핸드(2613)는 보조 스테이지(230)에 안착된 상기 렌즈(400a)가 위치하는 지점의 진공홀의 진공압을 차단하고, 나머지 진공홀에 진공압을 발생시켜 상기 몰드 어셈블리(100)의 내부에 위치하는 나머지 완성된 렌즈(400b)를 취출하여 상기 보조 스테이지(230)로 이동한다. 몰드 어셈블리(100)에서 1행 3열에는 렌즈가 없다. 따라서, 제3 핸드(2613)의 1행 3열에 해당하는 진공패드에는 진공압이 차단되고, 나머지 위치의 진공압을 걸어 몰드 어셈블리(100)에 남은 나머지 8개의 렌즈(400b)를 도 15 와 같이 취출하고, 도 16과 같이 보조 스테이지(230)로 이동된다. 이후, 도 17 및 도 18과 같이 보조 스테이지(230)에 남아 있는 1행 3열의 렌즈(400a)를 제3 핸드(2613)가 흡착하여 완성품 스테이지(240)로 이동한다.
완성품 스테이지(240)에 모든 렌즈들이 모이면, 제1 이송로봇(250)이 완성된 렌즈를 트레이로 이동시킨다.
케이스 2: 상부몰드(22)에 완성된 렌즈 중 일부가 부착되어 있지 않는 경우
제2 핸드(2612)가 복수의 상부몰드(22)를 몰드유닛(20)으로부터 분리하여 보조 스테이지(230)로 복수의 상부몰드(22)를 이동시킨다.
이후, 보조 스테이지(230)에서 진공압으로 상부몰드(22)의 바닥을 흡입하고, 이때 보조 스테이지(230)에서 완성된 렌즈가 안착되지 않았음을 감지하면, 제3 핸드(2613)는 상기 몰드 어셈블리(100)의 내부에 위치하는 완성된 렌즈를 모두를 취출하여 완성품 스테이지(240)로 이동시킨다.
완성품 스테이지(240)에 모든 렌즈들이 모이면, 제1 이송로봇(250)이 완성된 렌즈를 트레이로 이동시킨다.
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한편, 이상과 같은 케이스 1과 케이스 2의 선택적 방법으로 렌즈 취출이 이루어지면, 유리원료를 다시 하부몰드(21)에 올려놓아야 한다. 도 19 내지 도 21은, 제4 핸드(2614)는 원료 공급장치(210) 위의 유리원료(500)를 몰드유닛(20) 방향으로 이동시켜, 하부몰드(21)위에 안착시키는 과정을 보여준다.
도 22 및 도 23과 같이, 제2 핸드(2612)는 상부몰드(22)를 몰드 어셈블리(100)로 이동시켜, 하부 몰드(21)의 상부에 결합시킨다.
이후, 도 24와 같이, 제1 핸드(2611)가 몰드유닛 홀드장치(270)가 파지하고 있던 몰드유닛(20)들을 풀어놓고 놓고, 원위치로 이동한다.
이후, 도 25와 같이, 제1 핸드(2611)가 파지하고 있던 경통(10)을 몰드유닛(20) 위로 이동하여 체결되도록 한다.
이후 도 26과 같이, 몰드 어셈블리(100)는 제1 핸드(2611)와 이송장치(280)에 의해서 성형기(300)로 이동 및 반출되는 과정을 진행한다.
성형기(300)에서 고열에 의해서 유리원료가 녹아 다시 완성된 렌즈가 제조되면, 몰드 어셈블리(100)는 성형기(300)를 빠져나오게되고, 다시 핸드모듈(261)은 완성된 렌즈를 취출한다. 이렇게, 렌즈 자동 생산 시스템(100)은 핸드모듈(261)에 의해서 몰드 어셈블리(100)를 분리 및 조립을 하고, 유리원료를 삽입하고, 완성된 렌즈를 취출하게 된다. 아울러, 이러한 과정은 반복적 연속적으로 자동화된다.
본 발명에서는 원료 공급장치(210)에도 기술적 특징이 있다. 종래에는 하나의 이송로봇이 원료의 공급과 완성된 렌즈의 이송을 하였다. 이로 인하여 병목현상이 발생하여 다른 시스템이 대기하여야 하였다. 그러나, 본 실시예에서는 유리원료 의 공급은 원료 공급장치(210)가 수행한다.
도 27 내지 도 29를 참조로 원료 공급장치(210)를 설명한다.
본 실시예의 원료 공급장치(210)는, 바닥에 제1 플레이트 홀(2111)이 형성된 하부 플레이트(211)와; 하부 플레이트(211)의 상부에 위치하며 구형의 유리원료를 저장할 수 있는 원료 저장함(212)과; 제1 플레이트 홀(2111)을 관통하여 상부로 이동할 수 있으며, 진공으로 유리원료를 흡착할 수 있는 진공흡착관(213)을 포함한다.
또한, 원료저장함(212)의 상부에는 상부 플레이트(214)가 형성되며, 상부 플레이트(214)는 진공흡착관(213)의 상단이 돌출될 수 있도록 제2 플레이트 홀(2141)이 형성되어 있다.
진공흡착관(210)이 제1 플레이트 홀(2111)을 관통하여 상부로 솟아올라 올 때, 진공흡착관(210)의 상부에 유리원료(500)를 진공흡착한다. 본 실시예에서는 9개의 진공흡착관(210)이 3X3로 배열되어 있다. 제4 핸드(2614)는 원료 공급장치(210)의 상부 플레이트(214)의 표면으로 돌출된 유리원료(500)를 진공으로 흡착하여 몰드 유닛(20)으로 이동시킨다. 진공흡착관(210)에는 각각 진공센서가 결합되어 있어서, 진공흡착관(210)이 상부로 돌출시 유리원료(500)를 흡착했는지 여부를 감지할 수 있다. 유리원료(500)가 진공흡착관(210)에 결합되지 않을 경우, 진공흡착관(210)은 상하로 반복적 동작을 통해서 유리원료(500)가 흡착되도록 한다.
이상과 같은 구조의 원료 공급장치(210)를 이용하여, 안정적으로 유리원료를 공급할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명하였으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 이로써 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 실시예를 바탕으로 균등한 범위까지 당업자가 변형 및 추가하는 범위도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
경통(10) 몰드유닛(20)
하부몰드(21) 상부몰드(22)
몰드 어셈블리(100) 렌즈 자동 생산장치(200)
원료 스테이지(210) 몰드 스테이지(220)
보조 스테이지(230) 완성품 스테이지(240)
제1 이송로봇(250) 핸드로봇(260)
핸드모듈(261) 제2 이송로봇(262)
제1 핸드(2611) 제2 핸드(2612)
제3 핸드(2613) 제4 핸드(2614)
렌즈 자동 생산 시스템(1000)

Claims (6)

  1. 몰드 어셈블리(100)와;
    상기 몰드 어셈블리(100)를 분리 및 조립하고, 완성된 렌즈를 취출하며, 유리원료를 상기 몰드 어셈블리(100)에 공급하는 렌즈 자동 생산장치(200)를 포함하되,

    상기 렌즈 자동 생산장치(200)는 상기 유리원료를 저장하고 있는 원료 공급장치(210)를 포함하며,

    상기 원료 공급장치(210)는,
    바닥에 제1 플레이트 홀(2111)이 형성된 하부 플레이트(211)와;
    상기 하부 플레이트(211)의 상부에 위치하며 구형의 유리원료를 저장할 수 있는 원료저장함(212)과;
    상기 제1 플레이트 홀(2111)을 관통하여 상부로 이동할 수 있으며, 진공으로 상기 유리원료를 흡착할 수 있는 진공흡착관(213)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템.
  2. 제2항에 있어서,
    상기 원료 저장함(212)의 상부에는 상부 플레이트(214)가 형성되며,
    상기 상부 플레이트(214)는 상기 진공흡착관(213)의 상단이 돌출될 수 있도록 제2 플레이트 홀(2141)이 형성된 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 몰드 어셈블리(100)는,
    복수의 홀이 형성된 경통(10)과 몰드유닛(20)을 포함하되, 상기 몰드유닛(20)은 상기 홀에 각각 결합되며 하부몰드(21)와 상부몰드(22)를 포함하고,

    상기 렌즈 자동 생산장치(200)는,
    상기 몰드 어셈블리(100)를 정렬하는 몰드 스테이지(220)와;
    상기 몰드 어셈블리(100)에서 완성된 렌즈가 일부가 임시적으로 이동시켜 보관될 수 있으며, 상기 완성된 렌즈가 위치하는지 여부를 감지할 수 있도록 렌즈가 위치하는 지점에 형성된 제1 스테이지 진공홀과, 각각의 제1 스테이지 진공홀의 진공압을 감지하는 제1 스테이지 진공센서를 포함하는 보조 스테이지(230)와;
    상기 몰드 스테이지(220) 또는 상기 보조 스테이지(230)에서 위치한 완성된 렌즈가 최종적으로 이동되어 집합되는 완성품 스테이지(240)와;
    삼축으로 이동가능하여 상기 완성품 스테이지(240)에 위치한 완성된 렌즈를 트레이로 옮기는 제1 이송로봇(250)과;
    상기 상부몰드(22)를 분리 및 조립하며, 상기 완성된 렌즈를 취출하여 이동시키며, 상기 유리원료를 상기 몰드 어셈블리(100)로 이동시키는 핸드로봇(260)을 포함하되,

    상기 핸드로봇(260)은 ,
    진공홀이 형성된 진공패드와 상기 진공패드의 진공압을 감지하는 진공센서를 포함하는 복수의 핸드모듈(261)과;
    상기 핸드모듈(261)을 삼축으로 이동시킬 수 있는 제2 이송로봇(262)을 포함하되,
    상기 핸드모듈(261)은,
    상기 몰드 어셈블리(100)의 상기 경통(10)을 분리 및 조립하는 제1 핸드(2611)와;
    상기 상부몰드(22)를 분리 및 조립하는 제2 핸드(2612)와;
    완성된 렌즈를 취출하는 제3 핸드(2613)와;
    유리원료를 상기 몰드유닛(20)으로 이동하여 공급하는 제4 핸드(2614)를 포함하고,

    상기 렌즈 자동 생산장치(200)를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 핸드(2612)가 상기 복수의 상부몰드(22)를 상기 몰드유닛(20)으로부터 분리하여 상기 보조 스테이지(230)로 상기 복수의 상부몰드(22)을 이동시키면,
    상기 보조 스테이지(230)에서 진공압으로 상기 상부몰드(22)의 바닥을 흡입하여, 상기 보조 스테이지(230)에서 완성된 렌즈의 일부가 안착되어 있는 것을 감지하면,
    상기 제3 핸드(2613)는 상기 보조 스테이지(230)에 안착된 상기 렌즈의 일부가 위치와 대응되는 지점의 진공홀의 진공압을 차단하고, 나머지 진공홀에 진공압을 발생시켜 상기 몰드유닛(20)의 내부에 위치하는 나머지 완성된 렌즈를 취출하여 상기 보조 스테이지(230) 방향으로 이동시키고,
    상기 제3 핸드(2613)가 상기 보조 스테이지(230)에 안착된 상기 완성된 렌즈의 일부까지 흡착하여 상기 완성품 스테이지(240)로 이동시키는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 핸드(2612)가 상기 복수의 상부몰드(22)를 상기 몰드유닛(20)으로부터 분리하여 상기 보조 스테이지(230)로 상기 복수의 상부몰드(22)를 이동시키면,
    상기 보조 스테이지(230)에서 진공압으로 상기 상부몰드(22)의 바닥을 흡입하고, 이때 상기 보조 스테이지(230)에서 상기 완성된 렌즈가 안착되지 않았음을 감지하면,
    상기 제3 핸드(2613)는 상기 몰드유닛(20)의 내부에 위치하는 완성된 렌즈를 모두를 취출하여 상기 완성품 스테이지(240)로 이동시키는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템.
  6. 제4항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 렌즈 자동 생산장치(200)에는 몰드유닛 홀드장치(270)가 더 결합되며,
    상기 몰드유닛 홀드장치(270)는,
    상기 제1 핸드(2611)가 상기 경통(10)을 상기 몰드 어셈블리(100)로부터 분리하면,
    상기 몰드 스테이지(220)에 위치하는 복수의 상기 몰드유닛(20)을 파지하여 위치를 고정시키는 것을 특징으로 하는 원료 공급장치가 개선된 렌즈 자동 생산 시스템.

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