KR20190091905A - 공작물 자동 교환 표면처리 장치 - Google Patents

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KR20190091905A
KR20190091905A KR1020180011051A KR20180011051A KR20190091905A KR 20190091905 A KR20190091905 A KR 20190091905A KR 1020180011051 A KR1020180011051 A KR 1020180011051A KR 20180011051 A KR20180011051 A KR 20180011051A KR 20190091905 A KR20190091905 A KR 20190091905A
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Abstract

본 발명은 표면처리 장치에 공작물을 자동으로 교체하기 위한 교체 시스템을 결합한 표면처리 장치는 공작물을 로딩/언로딩하는 로딩 수단을 포함하며, 상기 로딩 수단은 공작물을 일정한 간격으로 x축과 y축으로 정렬할 수 있는 파레트, 상기 파레트를 지지하고 근접센서에 의해 상기 파레트의 위치를 설정해서 서보모터에 의해 x축과 y축 방향으로 컨트롤 박스로 설정한 위치로 이동할 수 있는 이송 플렛폼, 상기 공작물을 파지하기 위한 집게와 상기 집게를 상하로 이동하는 레일을 포함하는 두 개의 핑거, 상기 핑거를 180도 회전시킬 수 있는 회전 실린더를 통해 연결되어 있는 횡방향 로드와 상기 횡방향 로드를 180도 회전하는 서보모터를 포함하는 회전축을 포함하며, 공작물을 커플링 헤드에 제공하기 위한 로딩 위치와 이와 반대로 공작물을 커플링 헤드에서 제거해서 배출하는 언로딩 위치로 상기 핑거의 집게를 이동시킬 수 있는, 교체 요소와, 상기 커플링 헤드에 공작물을 삽입해서 고정하기 위해서 상기 커플링 헤드의 집게를 벌려다가 조이게 하는 상기 커플링 헤드의 구동 요소를 포함한다.

Description

공작물 자동 교환 표면처리 장치{A SURFACE TREATMENT APPARATUS OF AUTO-EXCHANGING WORKPIECES}
본 발명의 표면처리 장치에 관한 것으로, 특히 가공되어질 공작물을 자동으로 교체가능하는 공작물 자동 교환 표면처리 장치에 관한 것이다.
현재 내·외경 제품(부품)을 포함하는 공작물의 버(burr)제거, 즉 디버링은 대부분 호닝머신을 이용하여 진행하고 있다. 호닝 머신은 1920년 경 미국 자동차 산업의 발달로 자동차에 사용되는 실린더 내면의 정밀 가공을 위해 등장된 기계로써 보링 머신이나 연삭기계(grinding machine)로 가공된 재료를 공구의 회전 운동과 축방향의 직선 왕복운동을 하면서 공작물과 일정한 압력으로 접촉하여 가공 표면을 매끈하게 한다. 호닝 작업은 소음의 발생 원인이 되는 흠집이나 가공 과정에서 생긴 버(burr : 호빙이나 여러 가공 공정에 의해 가공면에 생기는 칩의 잔재)를 짧은 시간에 제거하는 작업에 효과적이다.
이와 관련해서 본 출원인의 소유인 특허 등록번호 10-1601147(등록일자 2016년03월02일)의 발명의 명칭이 "초정밀 표면처리 장치"에서는 공작물의 가동수단을 상단 프레임에 고정하고, 공작물을 초정밀 표면처리하기 위한 연마재를 담고 있는 탱크를 상하로 이동시키는 기구를 제공하며, 도 1을 참고하면, 상단 프레임에 설치된 회전디스크를 포함하는 가동수단(1)과 회전디스크에 연결되어 함께 작동하는, 공작물(4)을 홀딩하기 위한 커플링(5)을 탈착가능하게 하는 공작물 홀더(2)를 포함한다. 커플링(5)에 공작물(4)를 삽입해서 연마재를 담고 있는 탱크(6)에 공작물(4)을 함침시켜서 가동수단(1)를 회전시켜서, 이와 연동해서 회전하는 공작물(4)과 연마재를 마찰시켜서 공작물(4)을 호닝, 디버링, 및 폴리싱 등의 표면처리를 하고 있다. 여기에서 가동수단(1) 및 탱크(6)의 상하 이동 작업은 자동화하여 사용하고 있다.
그러나 커플링에 다양한 공작물을 수작업으로 탈부착하여 가공부분에서 상하, 좌우 운동의 반복을 통해서 공작물을 가공처리한다. 이 특허의 표면 처리 장치에 대한 상세한 설명은 상술한 특허의 명세서를 여기서 참고할 수 있어서 더이상 설명은 생략하겠다.
이와 관련해서 본 출원인은 공작물을 원터치 방식으로 삽입고정하는 기술을 개발하여 특허 등록번호 10-1588629호(등록일자 2016년01월20일)로서 보호를 받고 있다. 이는 수작업으로 공작물을 교환하는데 큰 효과를 보고 있다.
그러나 수작업을 통한 커플링에 공구, 즉 공작물의 탈부착은 생산성 저하, 작업효율성 하락, 안전사고 등의 문제를 발생시킨다. 또한, 표면처리 장치의 무인 자동화는 스마트공장 구축을 위한 필수 장비로써 스마트공장을 구축하기 위해서는 설비(장비)·공정이 자동으로 운영되어야 한다.
기존 표면처리 장치에서는 문제점은 다음과 같다.
1) 커플링에 공작물이 수작업으로 교체됨에 따라 공작물에 따른 작업시간이 평균 5분/24개 소요되며 교체 작업인력의 상시 배치가 필요하다.
2) 수작업으로 인한 공작물 교체 작업은 작업자의 부주의로 인한 안전사고(교체에 따른 손찌임, 공작물 낙하로 인한 발찍힘 등)의 발생이 우려될 수 있다.
3) 작업자가 공작물 탈부착시 부주의로 탱크 안으로 낙하하여 공작물의 파손이 자주 발생한다.
4) 스마트공장 구축에 어려움이 있다.
특허 등록번호 10-1601147(등록일자 2016년03월02일)
따라서, 스마트자동화 공장 구축을 위해서, 공작물 자동 교환 표면처리 장치의 개발 통하여 애로사항을 해결하고 생산성을 향상시키고자 한다.
상술한 과제를 달성하기 위해서, 표면처리 장치에 공작물을 자동으로 교체하기 위한 교체 시스템을 결합한 표면처리 장치를 제공하는 것이다.
교체 시스템은 프로그램 세팅된 컨트롤 박스와,
상기 컨트롤 박스에 작업 시간, 작업 종류, 공작물의 크기, 파레트 크기, 등 데이터를 입력하고 통제하는 터치스크린과,
공작물을 로딩(loading)/ 언로딩(unloading)하는 수단(이후에는 간단히 "로딩 수단'으로 칭한다)을 포함한다.
상기 로딩 수단은 공작물을 일정한 간격으로 x축과 y축으로 정렬할 수 있는 파레트,
상기 파레트를 지지하고 근접센서에 의해 상기 파레트의 위치를 설정해서 서보모터에 의해 x축과 y축 방향으로 컨트롤 박스로 설정한 위치로 이동할 수 있는 이송 플렛폼,
상기 공작물을 파지하기 위한 집게와 상기 집게를 상하로 이동하는 레일을 포함하는 두 개의 핑거, 상기 핑거를 180도 회전시킬 수 있는 회전 실린더를 통해 연결되어 있는 횡방향 로드와 상기 횡방향 로드를 180도 회전하는 서보모터를 포함하는 회전축을 포함하며, 공작물을 커플링 헤드에 제공하기 위한 로딩 위치와 이와 반대로 공작물을 커플링 헤드에서 제거해서 배출하는 언로딩 위치로 상기 핑거의 집게를 이동시킬 수 있는, 교체 요소와,
상기 커플링 헤드에 공작물을 삽입해서 고정하기 위해서 상기 커플링 헤드의 집게를 벌려다가 조이게 하는 상기 커플링 헤드의 구동 요소를 포함한다.
본 발명의 양호한 실시 예에서, 상기 두 개의 핑거중 하나의 핑거가 공급 파레트로부터 가공될 공작물을 파지하는 과정 동안 다른 하나의 핑거는 커플링 헤드에서 가동된 공작물을 파지하는 과정을 하며, 하나의 핑거가 커플링 헤드에 가공될 공작물을 삽입하는 과정 동안 다른 하나의 핑거는 가동된 공작물을 배출 파레트에 배출한다.
본 발명의 양호한 실시 예에서, 상기 컨트롤 박스는 공작물 시작점, 공작물 간격, 공작물 설치 개수를 포함하는 정보와, 파레트의 구멍수, 구멍 직경, 크기를 포함하는 파레트 정보, 공작물의 종류, 직경, 수량을 포함하는 공작물 정보, 연삭재 정보와 탱크의 상승 및 하강 위치 정보와 커플링의 개수와 커플링의 정역회전 비율과 회전속도등의 표면처리 장치의 정보와, 입출력 리스트를 포함한다.
본 발명의 양호한 실시 예에서, 상기 파레트를 대기 상태로 유지하고 있는 트레이를 더 포함하며, 상기 이송 플렛폼은 상기 트레이에 대기 중인 파레트를 장착하기 위한 수단을 더 포함한다.
본 발명의 양호한 실시 예에서, 상기 커플링 헤드의 구동 요소는 공기배출구를 포함한다.
본 발명의 양호한 실시 예에서, 상기 표면처리 장치로부터 이물질의 이동을 차단하는 차단벽을 상기 표면처리 장치와 상기 교체 시스템사이에 제공한다.
본 발명의 공작물 자동 교환 표면처리 장치를 제공하여, 공작물의 교체속도를 사람이 하는 경우에 비해서, 2배 이상으로 향상시킬 수 있어, 생산성 효율을 200% 이상으로 달성할 수 있으며, 작업자 안전성을 보장할 수 있다.
더욱이, 이러한 자동 시스템으로 표면처리 장치를 스마트자동화 공장에 구축할 수 있게 된다.
도 1은 종래 초정밀 표면처리 장치의 측면도로, 탱크가 휴지 위치인 아래로 다운되어진 상태를 도시한다.
도 2는 본 발명의 공작물 자동 교환 표면처리 장치의 사시 정면도를 도시한다.
도 3은 도 2의 상면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 시스템의 개략적인 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 로딩 수단의 두 개의 파레트(40, 40')를 도시한다.
도 6은 도 3의 교체 시스템의 일부분 확대도로서 본 발명의 파레트(40, 40')의 이송 플래폼(50)을 도시한다.
도 7은 본 발명의 교체 요소(60)를 사진으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 커플링 헤드의 구동 요소(70)를 도시한다.
도 9는 본 발명의 공작물 자동 교환 표면처리 장치의 교체 요소가 파레트로부터 공작물을 파지하는 단계를 도시한다.
도 10은 교체 요소가 커플링 헤드에 공작물을 로딩하는 단계를 도시한다.
도 11은 교체 요소가 파레트상에 공작물을 배치키는 단계를 도시한다.
본 발명에 따른 공작물 자동 교환 표면처리 장치의 상기 과제를 해결하기 위한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 즉 본 발명의 공작물 자동 교환 표면처리 장치에는 필수적 요소이나 본원 발명의 특징 구성과 관련없는 구성요소는 설명을 생략하기로 한다. 그리고 구조상 대칭인 경우에 한쪽에 대해서만 설명한다. 다른 쪽의 구조도 동일하게 적용될 것이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 2는 기존의 표면처리 장치에 본 발명의 기술적 요소인 교체 시스템을 결합한 정면도를 도시한다. 그리고 도 3은 이의 상면도이다. 이들 도면에서 알 수 있듯이, 본 발명은 가공하고자 하는 공작물(4)을 교체 요소(60)에 의해 자동적으로 커플링(5)의 헤드에 로딩/언로딩하는 교체 시스템을 표면처리 장치에 결합하여 표면처리 장치를 자동화한 것이다.
도 4는 본 발명의 기본 개념도를 도시한다. 도 4에서 알 수 있듯이, 상술한 과제를 달성하기 위한 공작물 자동 교환 표면처리 장치는 교체 시스템을 포함한다. 교체 시스템은 프로그램 세팅된 컨트롤 박스(20), 컨트롤 박스(20)에 작업 시간, 작업 종류, 공작물의 크기, 파레트 크기, 등 데이터를 입력하고 통제하는 입력장치, 예를 들어 터치 스크린(30), 공작물(4)을 로딩(loading)/ 언로딩(unloading)하는 수단(이후에는 간단히 "로딩 수단'으로 칭한다)을 포함한다. 로딩 수단(40, 50, 60, 70)은 공작물을 일정한 간격으로 x축과 y축으로 정렬할 수 있는 파레트(40), 파레트(40)를 지지하고 근접센서에 의해 파레트(40)의 위치를 설정해서 서보모터에 의해 x축과 y축 방향으로 프로그램을 포함하는 컨트롤 박스로 설정한 위치로 이동할 수 있는 이송 플렛폼(50), 파레트(40)상에 배치된 공작물(4)을 그립핑하기 위한 핑거(62)가 양 단부 부근에 제공하는 횡방향 로드(63),횡방향 로드(63)를 서보모터에 의해 180도 회전시키는 회전축(64), 핑거(62)의 상하 방향을 따라서 이동하고 공작물(4)을 파지하고 해제하는 집게(61)를 포함하는 교체 요소(60)와 커플링 헤드에 공작물(4)을 삽입해서 고정하기 위해서 커플링 헤드를 벌려다가 조이게 하는 상기 커플링 헤드의 구동 요소(70)를 포함한다. 핑거(62)는 횡방향 로드(63)에 대해서 회전 실린더(65)에 의해 180도 회전한다. 교체 요소(60)는 횡방향 로드(63)와 핑거(62)가 공작물(4)을 커플링 헤드(5-1)에 제공하기 위한 로딩 위치와 이와 반대로 핑거(62)가 공작물(4)을 파레트(40)상에 언로딩하기 위한 언로딩 위치로 회전 이동할 수 있게 한다. 상술한 각 부품과 요소에는 서보모터가 제공되어 있어, 서보모터의 회전속도 및 회전량은 신호를 통해서 콘트롤 박스(20)로 전송하여, 한 동작 다음에 다음 동작을 연속해서 할 수 있게 한다. 또한 상술한 각 부품과 요소에 각각의 센서가 장착되어 있어서, 이들 부품과 요소들의 작동이 정확하게 작동하고 있는지 아니면 오작동하는지 검출하여 오작동인 경우에 모든 작업을 중지하고 경고음을 발생한다.
다음에는 로딩 수단의 각 구성요소에 대해서 보다 상세히 설명하겠다.
도 5는 본 발명의 로딩 수단의 두 개의 파레트(40, 40')를 도시한다. 하나의 파레트(40)는 공작물(4)을 배치시켜두고 이를 표면처리 장치에 로딩하기 위한 것이고, 다른 하나의 파레트(40')는 표면처리 장치에서 가공이 완료된 공작물을 회수하기 위한 것이다. 파레트(40)는 후술하는 이송 플래폼(50)에 의해 지지되고 이송 플레품(50)에 의해 원점이 맞추어진다. 그리고 양호한 실시 예에서는 파레트(40)를 대기 상태로 유지하고 있는 트레이(41)를 더 포함할 수 있다. 이송 플렛폼(50)은 트레이(41)에 대기 중인 파레트(40) 장착하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다.
도 6은 도 3의 교체 시스템의 일부분 확대도로서 본 발명의 파레트(40, 40')의 이송 플래폼(50)을 도시한다. 이송 플래폼(50) 위에 파레트(40, 40')가 지지되고 이송 플래폼(50)의 이동에 따라서 파레트(40, 40')도 따라서 이동된다. 이송 플래폼(50)은 횡방향 양 단부 가이드 레일(53)과 종방향 단부 가이드 레일(54)와 횡방향 중앙 가이드 레일(55)을 따라서, x축 및 y축으로 이동가능하다. 이송 플래폼(50)은 횡방향 나사 로드(51)과 종방향 나사 로드(52)의 회전에 의해 나사선을 따라서 x축 및 y축으로 이동된다. 로드는 서보모터에 의해 회전된다. 서보모터의 회전수에 따라서 이송 플래폼(50)의 이동 위치를 x축 및 y축으로 정확하게 설정할 수 있다. 그리고 서보모터의 회전수 등의 데이터는 컨트롤 박스(20)으로 보내져서 어느 공작물(4)이 로딩을 위해 대기중인지의 정보를 다음 작동 요소인 교체 요소(60)에 통지한다.
도 7은 본 발명의 교체 요소(60)를 도시하는 사시도이다. 핑거(62)는 공작물(4)를 파지하고 놓아주는 집게(61)를 포함하며, 집게(61)는 핑거(62)를 통해서 횡방향 로드(63)의 양 끝단에 설치되며, 핑거(62)의 슬라이드 레일을 따라서 따라서 상하로 이동되며, 공작물(4)를 커플링 헤드 또는 파레트에서 파지하고 이와 반대로 커플링 헤드 또는 파레트 정위치에 놓고 해제한다. 핑거(62)는 회전 실린더(65)를 통해서 횡방향 로드(63)를 중심으로 180도 회전한다. 그리고 횡방향 로드(63)의 중심은 서보모터에 의해 회전되는 회전축(64)에 연결되어 있어서, 횡방향 로드(63)는 회전축(64)의 회전에 의해 180도 회전가능하다.
도 8은 본 발명의 커플링 헤드의 구동 요소(70)를 도시한다. 커플링 헤드의 구동 요소(70)는 커플링 헤드에 공작물(4)을 삽입해서 고정하기 위해서 커플링 헤드를 벌려다가 조이게 하는 역할을 한다. 구동 요소(70)는 구동 요소(70)를 좌우 상하로 작동하는 수단(도시 생략)과 커플링 헤드를 들어올려서 벌어지게 하는 암(72)와 암(72)의 상하로 이동시켜서 작동시키는 수직 로드(73)를 포함한다.
양호한 실시 예에는 탱크(6) 내의 연마재의 입자가 가공이 완료된 공작물(4)에 부착되는 경우에 이를 제거하기 위해서 공기를 배출하는 공기 배출구(71)를 포함할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 공작물 자동 교환 표면처리 장치의 작동 과정에 대해서 도 9 내지 도 11를 참조해서 설명하겠다.
1) 자동 모드
작동하기 전에, 파레트 상에 장착된 공작물(4)의 종류, 직경 및 개수의 정보, 근접센서 x축 근접센서와 y축 근접센서에 의한 파레트의 원점등의 포함하는 파레트 정보를 터치 스크린에 의해 입력한다.
그리고 터치 스크린의 시작 버튼을 누르면, 파레트가 시작 위치로 이송되고, 서보보터가 컨트롤 박스로 신호로 보내면 컨트롤 박스에서 신호를 바꾸어서 실린더나 다른 장치, 교체 요소 등에 신호를 전달하여 작업을 시작한다.
먼저, 두 핑거중 한쪽만 설명하면, 교체 요소(60)의 핑거(62)의 집게(61)가 공급 파레트 위의 로딩되어질 공작물(4) 바로 위에 위치하고 핑거(62)의 슬라이드레일을 따라서 집게(61)가 하향이동해서 공작물(4)을 파지하고, 다시 상향이동한다(도 9참조). 그리고 나서 횡방향 로드(63)를 180도 회전시켜서 핑거(62)를 표면처리 장치쪽으로 돌리고, 핑거(62)를 180도 회전시켜서 집게(62)가 커플링 헤드의 집게(5-1)와 대면하게 한다. 연속해서, 로딩되어질(가공될) 공작물(4)을 파지하고 있는 집게(61)는 벌어져 있는 커플링 헤드의 집게(5-1) 아래에 이동하고 핑거(62)를 따라서 상향 이동하여 공작물(4)을 집게(5-1)에 삽입한다. 삽입후 커플링 헤드의 구동 요소(70)를 작동시켜서 커플링 헤드의 집게를 닫게 하여 공작물(4)을 커플링 헤드에 확고하게 로딩한다(도 10 참조).
한편, 두 핑거중 다른 쪽의 핑거(62')에 대해서 설명하면, 빈 상태로 있는 집게(61')를 가공된 공작물(4)을 파지하고 있는 커플링 헤드 아래로 이동시키고 집게(61')를 상향 이동시키서 공작물(4)을 파지하면 커플링 헤드의 구동 요소(70)의 암(73)을 작동시켜서 커플링 헤드의 집게(5-1)를 벌리게 한다. 핑거(62')의 집게(61')를 하향 이동시키고, 횡방향 로드(63)를 180도 회전시키고 핑거(62')를 180도 회전시켜서 가공된 공작물(4)을 파지하고 있는 집게(61')를 배출 파레트(40')의 정해진 위치로 이동시킨다. 그리고 집게(61')를 하향 이동해서 공작물(4)를 정해진 위치에 놓는다(도 11참조).
요약하면 핑거(62)는 공급 파레트로부터 가공될 공작물 파지하는 과정과, 커플링 헤드에 공작물 삽입하는 과정을 하고, 이와 동시에 핑거(62')는 배출 파레트에 공작물 배출하는 과정과 커플링 헤드에서 가동된 공작물 파지하는 과정을 한다. 즉, 하나의 핑거(62)가 가공될 공작물을 커플링 헤드에 제공하기 위한 로딩 위치로 이동하고, 다른 하나의 핑거(62')는 이와 반대로 가공된 공작물을 커플링 헤드에서 제거해서 배출하는 언로딩 위치로 이동한다.
보다 상세히 설명하면, 핑거(62)가 공급 파레트로부터 가공될 공작물을 파지하는 과정 동안 핑거(62')는 커플링 헤드에서 가동된 공작물을 파지하는 과정을 하며, 핑거(62)가 커플링 헤드에 가공될 공작물을 삽입하는 과정 동안 핑거(62')는 가동된 공작물을 배출 파레트에 배출하는 과정을 한다.
본 발명에서는 두 개의 핑거가 동시에 작동한다. 따라서 다른 하나는 상술한 순서와 반대로, 도 10의 과정을 거쳐서 도 9의 과정으로 진행한다. 따라서 교체 작업의 속도를 2배로 증가시킬 수 있다.
2)수동 모드
표면처리 장치에서는 다수의 커플링 헤드에 다수의 공작물(4)이 로딩되어 가공되어진다. 그리고 파레트에 다수의 공작물(4)이 장착되어질 수 있다. 수동 모드에서는 원하는 커플링 헤드에 원하는 공작물을 로딩해서 가공할 수 있다. 즉 수동 모드에서는 원하는 커플링 헤드의 번호를 입력하고, 파레트의 배열의 나열 번호를 입력하면, 핑거(62)는 파레트에 놓여진 정해진 공작물을 집어서 정해진 커플링 헤드에 공작물을 삽입할 수 있다. 이는 소량의 공작물로서 서로 크기와 종류가 상이한 경우에 유용하다.
각 요소에 설치된 서보 모터와 센서들에 의해서 각 구성 요소들이 순차적으로 또는 동시에 원활하게 작동되도록 한다. 센서들은 각 구성 요소들이 정상적으로 작동되는지 검출하여 알람 또는 점등으로 사용자게 알려준다. 구성요소가 정상작동되지 않을 경우에, 해당 구성요소에 점등이 들어오지 않고 모든 구성요소는 작동을 멈춘다. 사용자는 점등이 들어오지 않는 구성 요소를 찾아서 보수해서 재작동할 수 있다.
본 발명의 양호한 실시 예에서, 상기 컨트롤 박스는 시작점, 간격, 공작물 설치 개수 등, 파레트 정보, 공작물의 종류, 직경, 수량 등을 포함하는 공작물 정보, 연삭재 정보와 탱크의 상승 및 하강 위치 정보와 커플링의 개수와 커플링의 정역회전 비율과 회전속도등의 표면처리 장치의 정보와, 입출력 리스트를 포함한다.
본 발명의 양호한 실시 예에서, 상기 표면처리 장치로부터 이물질의 이동을 차단하는 차단벽(도시 생략)을 상기 표면처리 장치와 상기 교체 시스템사이에 제공한다.
본 발명자는 본 발명의 공작물 자동 교환 표면처리 장치와 종래 사람에 의한 공작물 교체 작업과의 비교를 위해서 실제로 측정해본 결과는 다음과 같다.
사람이 6개의 커플링 헤드에 공작물을 로딩 및 언로딩할 경우에, 로딩시 90초, 언로딩시 50초 걸렸다. 본 발명의 공작물 자동 교환 표면처리 장치를 이용하여 18개의 커플링 헤드에 공작물을 로딩 및 언로딩할 경우에, 로딩시 120초, 언로딩시 120초 걸렸다. 따라서 6개의 커플링 헤드에 공작물을 로딩 및 언로딩 한다면, 로딩시 40초 걸린다고 볼 수 있다.
또한, 사람이 교체할 경우에, 장치를 정지한 상태로 공작물을 로딩 및 언로딩해야 하나, 본 발명의 공작물 자동 교환 표면처리 장치는 파레트만 교체해주면 장치는 중단없이 계속작업할 수 있다. 이는 생산성을 기존에 비해서 3배 이상 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
40: 파레트
41:트레이
50: 이송 플래폼
51: 횡방향 나사로드, 52: 종방향 나사로드, 53, 54, 55: 가이드 레일
60: 교체 요소
61: 집게, 62: 핑거, 63: 횡방향 로드, 64: 회전축, 65: 회전 실린더
70: 커플링 헤드의 구동 요소
71: 공기 배출구, 72:암, 73: 수직 로드

Claims (7)

  1. 표면처리 장치에 공작물을 자동으로 교체하기 위한 교체 시스템을 결합한 표면처리 장치로서,
    상기 교체 시스템은 프로그램 세팅된 컨트롤 박스와,
    상기 컨트롤 박스에 작업 시간, 작업 종류, 공작물의 크기, 파레트 크기, 등 데이터를 입력하고 통제하는 터치스크린과,
    공작물을 로딩/언로딩하는 로딩 수단을 포함하며,
    상기 로딩 수단은 공작물을 일정한 간격으로 x축과 y축으로 정렬할 수 있는 파레트,
    상기 파레트를 지지하고 근접센서에 의해 상기 파레트의 위치를 설정해서 서보모터에 의해 x축과 y축 방향으로 컨트롤 박스로 설정한 위치로 이동할 수 있는 이송 플렛폼,
    상기 공작물을 파지하기 위한 집게와 상기 집게를 상하로 이동하는 레일을 포함하는 두 개의 핑거, 상기 핑거를 180도 회전시킬 수 있는 회전 실린더를 통해 연결되어 있는 횡방향 로드와 상기 횡방향 로드를 180도 회전하는 서보모터를 포함하는 회전축을 포함하며, 공작물을 커플링 헤드에 제공하기 위한 로딩 위치와 이와 반대로 공작물을 커플링 헤드에서 제거해서 배출하는 언로딩 위치로 상기 핑거의 집게를 이동시킬 수 있는, 교체 요소와,
    상기 커플링 헤드에 공작물을 삽입해서 고정하기 위해서 상기 커플링 헤드의 집게를 벌려다가 조이게 하는 상기 커플링 헤드의 구동 요소를 포함하는, 공작물 자동 교환 표면처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 하나의 핑거가 공급 파레트로부터 가공될 공작물을 파지하는 과정 동안 다른 하나의 핑거는 커플링 헤드에서 가동된 공작물을 파지하는 과정을 하며, 하나의 핑거가 커플링 헤드에 가공될 공작물을 삽입하는 과정 동안 다른 하나의 핑거는 가동된 공작물을 배출 파레트에 배출하는, 공작물 자동 교환 표면처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤 박스는 공작물 시작점, 공작물 간격, 공작물 설치 개수를 포함하는 정보와, 파레트의 구멍수, 구멍 직경, 크기를 포함하는 파레트 정보, 공작물의 종류, 직경, 수량을 포함하는 공작물 정보, 연삭재 정보와 탱크의 상승 및 하강 위치 정보와 커플링의 개수와 커플링의 정역회전 비율과 회전속도등의 표면처리 장치의 정보와, 입출력 리스트를 포함하는, 공작물 자동 교환 표면처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 파레트를 대기 상태로 유지하고 있는 트레이를 더 포함하며, 상기 이송 플렛폼은 상기 트레이에 대기 중인 파레트 장착하기 위한 수단을 더 포함하는, 공작물 자동 교환 표면처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 커플링 헤드의 구동 요소는 공기배출구를 포함하는, 공작물 자동 교환 표면처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 표면처리 장치로부터 이물질의 이동을 차단하는 차단벽을 상기 표면처리 장치와 상기 교체 시스템사이에 제공하는, 공작물 자동 교환 표면처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 공작물을 폴리싱, 호닝 또는 디버링의 표면처리하는데 이용되는, 공작물 자동 교환 표면처리 장치.
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