KR20190118065A - 간격 조절 가능한 복수 배열 픽업 헤드장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중심에 통상의 델타로봇(2)으로 연결되기 위한 조인트(6)가 마련되고, 상기 조인트(6)의 하측에는 양축 서보모터(8)가 부착 고정되어 있으며, 또한 상기 조인트(6)를 중심으로 1쌍의 프레임(10)이 상기 양측 서보모터(8)의 횡방향 스크루 축(80)에 의해 추진되도록 대향 배치됨과 아울러, 상기 각 프레임(10)의 내측에는 종단의 픽업 헤드(18a~18n)를 승강 이동시키기 위한 복수의 복동실린더(22a~22n)가 각각 전용의 서보모터(28a~28n)에 의해 독립 회전 가능하게 배치된 종방향 스크루 축(26a~26n)으로 나사 관통되어서 상기 횡방향 스크루 축(80)에 교차방향으로 이동 가능하게 설치되어 있는 구성을 통하여 복수 배열된 상기 픽업 헤드(18a~18n) 사이의 간격을 컨트롤러에서 입력한 값으로 서보모터의 회전수를 제어하여 조정함으로써 부품의 교체 없이 간편하게 피포장물의 규격변화에 대응할 수 있도록 간격 조절 가능한 복수 배열 픽업 헤드장치를 제공함에 있다.

Description

간격 조절 가능한 복수 배열 픽업 헤드장치{apparatus having pickup heads with ajust able arrangement distance each other}

본 발명은 컨베이어를 타고 연속 공급되는 피포장물을 일거에 다수를 픽업하여 3차원 반송하는 자동 포장장치에 관한 것으로서, 특히 델타 로봇에 의해 3차원 반송되는 간격 조절 가능한 복수 배열 픽업 헤드장치에 관한 것이다.

본 출원인은 다음 특허문헌 1을 통해 복수 배치된 픽업 헤드로 거리와 간격에 상관없이 직접 제품을 픽업하고, 포장상자의 내부 공간에 맞춰 적재 간격을 조절하고 연속적으로 소요 수량씩 포장될 수 있도록 한 다수 물품의 흡착 전환 이송 집적장치를 개시한 바 있다.

본 출원인이 개발한 장치는 제품에 대하여 픽업 헤드가 하강 이동 - 픽업 - 상승 - 홀수(짝수) 배열 픽업 헤드를 짝수(홀수) 배열 픽업 헤드에 가깝게 수평 이동시킬 수 있게 되어 있다.

또, 본 출원인이 다음 특허문헌 2에서 개시한 장치는 홀수(짝수) 배열 픽업 헤드에 짝수(홀수) 배열 픽업 헤드를 수평 이동시킬 수 있는 구조에 90도 자세 전환구조를 구비하여 피포장물의 포장 방향을 90도 변환시킬 수 있게 한 장치도 제안한 바 있다.

그런데 상기 특허문헌 1 및 2의 장치에서 픽업 헤드의 간격 조절 구조는 한쪽의 고정된 픽업 헤드에 대하여 상대 쪽 픽업 헤드를 위치 이동시키는 구조이기 때문에 4개 이상 배열된 구조에서는 마주보는 둘 사이의 간격만 조절할 수 있으므로 간격 조절 폭이 제한적으로 되는 단점이 있다.

이 때문에 장치에 적용할 수 있는 피포장물의 크기 폭도 제한되어 활용도가 떨어지게 되므로 이에 대한 개선이 요망되고 있다.

특히, 최근에 범용화되고 있는 델타 로봇은 피포장물을 3차원 반송하기에 획기적인 장치로서, 신속하고 정확하게 피포장물을 운반할 수 있어서 자동포장기계에 널리 채용하고 있으나, 상술한 바와 같이 복수 배열된 픽업의 사이 간격을 조절할 수 있는 범위가 좁으므로 자동포장기계를 효율적으로 가동하지 못하게 되는 것이다.

한국 특허등록 제877903호, 한국 특허등록 제1133248호,

본 발명의 목적은 복수 배열된 픽업 헤드를 델타 로봇이 3차원 반송하여 공급위치에서 적재위치로 이송하는 자동 포장설비에서, 복수 배열된 픽업 헤드 사이의 간격을 서보모터의 회전수로 제어하여 부품의 교체 없이 간편하게 피포장물의 규격변화에 능동적으로 적응할 수 있게 하여 간편하게 가동할 수 있는 간격 조절 가능한 복수 배열 픽업 헤드장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상술한 목적을 구현하기 위하여, 자동 포장설비에서 피포장물을 3차원 이송하는 델타 로봇의 구동유닛에 떼고 붙일 수 있도록 구비되는 조인트의 하측으로 폭 방향 조절을 위한 양축 서보모터를 장착하고, 이 양축 서보모터에서 양방향으로 연장된 스크루에 각각 프레임을 나사 연결하여 상호 반대방향으로 추진될 수 있게 하는 한편, 상기 조인트에는 프레임과 나란하게 연장되는 아암을 일체로 설치하고 그 끝 부분에 가이드 포스트를 고정함으로써, 상기 프레임의 추진이 안내될 수 있게 하고, 또한 프레임의 내측에는 각각 급기관에 복수 배열된 솔레노이드밸브를 통해 부압이 인가되는 복수의 픽업 헤드를 각각 전용의 복동실린더로 승강시킬 수 있게 배치하되, 상기 프레임의 내측으로 각각의 복동실린더에 대응하는 스크루축을 나란히 배치하고, 이것으로 각각의 복동실린더를 추진할 수 있도록 서보모터로 구동시키도록 구성한다.

상술한 본 발명의 특징적 구성에서, 각각의 복동실린더에 대응하는 스크루축은 상기 프레임의 중간부에 배치되는 양축 서보모터를 관통하여 연장되는 축의 양단에 설치할 수도 있다.

상술한 본 발명 간격 조절 가능한 복수 배열 픽업 헤드장치의 일 실시예에 의하면, 복수 배열된 픽업 헤드는 각각 전용의 스크루 축을 타고 독립하여 추진될 수 있기 때문에 인접하는 픽업 헤드와의 간격 조절 폭이 넓어지게 된다.

게다가 픽업 헤드의 간격 조절은 컨트롤러에 간격 조절 값이 입력되면 전용의 서보모터 회전수를 각각 계수하고 입력 값에 연산하여 얻어진 결과대로 각각의 서보모터를 정역회전 구동하는 방식으로 행해짐에 따라 대단히 간편하고 정밀하게 조정될 수 있다.

그리고 상기와 같이 복수의 픽업 헤드 사이의 간격을 조절할 수 있음에 따라 복수의 픽업 헤드로 다양한 크기의 피포장물을 3차원 반송할 수 있게 되어 하나의 장치에 여러 종류의 피포장물을 적용할 수 있다는 이점을 얻게 된다.

도 1은 본 발명에 관련된 장치의 일 실시예를 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 주요부를 확대하여 나타내는 사시도.
도 3은 도 1의 다른 주요부를 확대하여 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명에 관련된 장치에서 스크루 축의 종단 축받이 구조를 나타내는 부분 단면도.
도 5는 본 발명에 관련된 장치에서 픽업 헤드 사이의 간격이 변화되는 예를 나타내는 정면도.
도 6은 본 발명에 관련된 장치의 다른 실시예를 나타내는 사시도.
도 7은 도 3에 대비되도록 도 6의 주요부를 확대하여 나타내는 사시도.
도 8은 도 5에 대비되도록 도 6의 장치에서 픽업 헤드 사이의 간격이 변화되는 예를 나타내는 정면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

본 발명의 장치는 도 1로 나타낸 바와 같이, 통상의 델타로봇(2)에 구비된 구동유닛(4)으로 연결되는 조인트(6)를 중심에 보유하고 있다.

상기 조인트(6)의 하측에는 양축 서보모터(8)가 고정 부착됨과 동시에 1쌍의 프레임(10)이 상기 조인트(6)의 양측으로 나란히 배열되어 있고, 그 내부 상측에는 복수의 솔레노이드밸브(12a~12n)가 등 간격으로 배열된 급기관(14)이 길게 설치되어 있다.

또한 급기관(14)에는 상기 솔레노이드밸브(12a~12n)에 각각 배속되는 복수의 플렉시블 호스(16a~16n)가 접속되어 있고 그 끝에는 각각 픽업 헤드(18a~18n)가 접속되어서 부압을 인가받게 되어 있다.

상기 조인트(6)는 도 2에 상세히 묘사하고 있듯이 양 프레임(10)에 나란하게 연장된 1쌍의 아암(60)을 일체로 갖추고 있고, 양 아암(60)의 자유 단에는 각각 횡방향 가이드 포스트(62)가 양 끝 부분이 각각 프레임(10)을 관통하도록 교차방향으로 연장되어 있다.

그리고 제1 양축 서보모터(8)에서 양측으로 연장된 횡방향 스크루 축(80)도 각각 프레임(10)의 대응부위에 설치된 너트부(20)로 나사 연결되어서 이들 양 프레임(10)을 스크루 축(80)에 따라 횡방향으로 추진할 수 있게 되어 있다.

상술한 양 프레임(10)의 내부 하측에 복수로 배열된 픽업 헤드(18a~18n)는 도 3의 도시와 같이, 각각 대응하는 복동실린더(22a~22d)의 피스톤 로드에 부착된 승강 브래킷(24a~24n)과 일체로 연결되어서 상하작동할 수 있게 배치되어 있다.

또한, 각각의 복동 실린더(22a~22n)는 상기 프레임(10)의 내부에서 나란하게 배치된 복수의 종방향 스크루 축(26a~26n)에 각각 나사 관통되어서 축 방향으로 전 후진 이동할 수 있게 되어 있고 이러한 전 후진 이동으로 인하여 상기 복수의 픽업 헤드(18a~18n) 사이의 간격이 조절될 수 있는 것이며, 상기 복수의 종방향 스크루 축(26a~26n)은 각각 전용의 서보모터(28a~28n)에 의해 독립적으로 회전 구동되고, 도시하지 않은 컨트롤러는 각각의 서보모터(28a~28d)의 회전수를 계수하고 연산한 값으로 제어하게 되어 있다.

조를 이루어 동심으로 배치되는 종방향 스크루 축(26a)(26b)과 종방향 스크루 축(26c)(26d)은 각각 프레임(10)의 내측에서 축수부(30)에 의해 회동 가능하게 지지되어 있다.

도면의 미설명부호 32는 복수의 복동실린더(22a~22n)를 안내하는 종방향 가이드 포스트이다.

상술한 구성으로 되어 있는 본 발명의 간격 조절 가능한 복수 배열 픽업 헤드장치는, 통상의 델타로봇(2)에 의해 조인트(6)가 3차원 반송되는 것으로, 각 프레임(10)의 픽업 헤드(18a~18d)가 흡착한 피포장물(도시 생략)은 포장위치로 이송되어 박스로 포장되는 것은 종래의 장치와 동일하게 작동된다.

그런데 장치를 가동하기 전에 인접하는 픽업 헤드 사이의 간격을 피포장물의 규격에 맞춰 조정할 때는 컨트롤러에 간격조절 값을 입력하고 간격조정을 지시하ㄴ는 간단한 조작으로 수행된다.

즉, 현재 픽업 헤드(18a~18d) 사이의 간격에 해당하는 서보모터(28a~28n)의 회전수가 데이터 값으로 메모리 되어 있는 컨트롤러는 이들 서보모터(28a~28n)의 현재 회전수 값과 상기 입력 값을 연산한 값으로 각각의 서보모터(28a~28n)를 회전 제어하여 도 5에서 간격"L" 사이가 증감 조절되는 것이다.

이 실시예에서 양축 서보모터(8)를 구동하여 양측의 횡방향 스크루 축(80)을 타고 양 프레임(10) 사이의 간격을 조절하는 과정도 상술한 바와 같이 컨트롤러에 입력시킨 값을 양축 서보모터(8)의 회전수에 연산한 값으로 회전 제어하여 수행한다.

다만, 양측 횡방향 스크루 축(80)의 나선방향은 상호 반대로 형성되어야 한다.

도 6 내지 도 8은 본 발명에 관련된 간격 조절 가능한 복수 배열 픽업 헤드장치의 다른 실시예를 나타내고 있다.

이 실시예에서도 이웃하는 픽업 헤드(18a~18n) 사이의 간격 조절은 상술한 실시예와 마찬가지로 컨트롤러를 통해 입력한 값을 연산한 값만큼 서보모터를 회전 제어하여 수행하는 점은 동일하지만, 도 7에 상세히 묘사한 바와 같이 양 프레임(10)의 내측 중간에 배치되는 축수부(30)에 1쌍 1조로 양축 종방향 서보모터(28e)(28f)가 부착 고정되고, 이들 양축 종방향 서보모터(28e)(28f)에서 각각 양측으로 연장되는 종방향 스크루 축(26a~26n)이 각각 대응하는 복동실린더(22a~22n)에 나사 관통되어서 이들을 추진할 수 있게 한 구성에 차이가 있다.

물론, 상기의 구조에서 종방향 스크루 축(26a~26n)의 나선방향은 대응하는 것끼리 반대방향으로 형성되어야 한다.

이 실시예의 구성에 의하면 2개의 서보모터로 1쌍 1조의 픽업 헤드(18a, 18n)와 픽업 헤드(18b, 18c) 사이를 간격 조절하게 되는 것이므로 부품수의 절감 효과를 기대할 수 있는 반면에 상술한 실시예 보다 간격 조절범위가 정형화되는 단점이 있다.

2: 델타 로봇 4: 구동유닛
6: 조인트
60: 아암 62: 횡방향 가이드 포스트
8: 양축 서보모터 80: 횡방향 스크루 축
10: 프레임 12a~12n: 솔레노이드 밸브
14: 급기관 16a~16n: 플렉시블 호스
18a~18n: 픽업 헤드 20: 너트부
22a~22n: 복동실린더 24a~24n: 승강 브래킷
26a~26n: 종방향 스크루 축 28a~28n: 서보모터
30: 축수부 32: 종방향 가이드 포스트

Claims (2)

1. 중심에 통상의 델타로봇(2)으로 연결되기 위한 조인트(6)가 마련되고, 상기 조인트(6)의 하측에는 양축 서보모터(8)가 부착 고정되어 있으며, 또한 상기 조인트(6)를 중심으로 1쌍의 프레임(10)이 상기 양측 서보모터(8)의 횡방향 스크루 축(80)에 의해 추진되도록 대향 배치됨과 아울러, 상기 각 프레임(10)의 내측에는 종단의 픽업 헤드(18a~18n)를 승강 이동시키기 위한 복수의 복동실린더(22a~22n)가 각각 전용의 서보모터(28a~28n)에 의해 독립 회전 가능하게 배치된 종방향 스크루 축(26a~26n)으로 나사 관통되어서 상기 횡방향 스크루 축(80)에 교차방향으로 이동 가능하게 설치되어 있는 구성을 포함한 간격 조절 가능한 복수 배열 픽업 헤드장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 프레임(10)의 내측으로 배치되는 복수의 종방향 스크루 축(26a~26n)은 각 프레임(10)의 중간으로 설치된 양축 종방향 서보모터(28e)의 양측으로 연장된 종방향 스크루 축(26a, 26n)과 양축 종방향 서보모터(28f)의 양측으로 연장된 종방향 스크루 축(26b, 26c)으로 한정되는 구성으로 되어 있음을 특징으로 하는 간격 조절 가능한 복수 배열 픽업 헤드장치.

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