KR20210017354A - Hot forging system using multi articular Robot applicable in high temperature manufacturing environment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고온 제조 환경에서 적용 가능한 다관절 로봇을 이용한 열간단조 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온 제조 환경에서 내열성, 내충격성, 내마모성이 향상된 고온 제조 환경에서 적용 가능한 다관절 로봇을 이용한 열간단조 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hot forging system using an articulated robot applicable in a high temperature manufacturing environment, and more particularly, hot forging using an articulated robot applicable in a high temperature manufacturing environment with improved heat resistance, impact resistance, and abrasion resistance in a high temperature manufacturing environment. It's about the system.
일반적으로, 열간단조공정은 소재를 가열하는 관계로 소재 표면에 산화막이 발생하고 윤활제와의 화학반응으로 인해 작업장의 대기환경이 아주 열악하다. 더욱이, 1250℃ 이상으로 가열된 소재의 열이 프레스 작업자에게 직접 전달되기 때문에 작업자는 특수 작업복을 입은 상태로 작업해야 하고 10-30kg의 고중량 소재를 이동시키는 작업이 동시에 수행되고 있기에 작업자의 육체적 노동 강도는 매우 높은 상태로 대부분의 작업자들이 이 분야 업무를 기피하고 있는 열악한 상황이다.In general, in the hot forging process, an oxide film is generated on the surface of the material due to heating of the material, and the atmospheric environment at the workplace is very poor due to a chemical reaction with a lubricant. Moreover, since the heat of the material heated above 1250℃ is directly transferred to the press worker, the worker must work in a special working uniform and the work of moving 10-30kg of heavy material is simultaneously performed, so the physical labor intensity of the worker Is very high and most of the workers are avoiding work in this field.
즉, 열간 단조 공정의 작업환경을 분석한 결과를 보면, 고중량의 단조재의 처리문제, 고열에 의한 작업자의 환경 및 분진가스 등이 단조작업이 이루어지는 공정에서 작업에 따른 인력난을 심각하게 발생하고 있다.In other words, as a result of analyzing the working environment of the hot forging process, the problem of processing heavy forging materials, the environment of the worker due to high heat, and dust gas are seriously causing a labor shortage due to the work in the process in which the forging work is performed.
상기의 문제를 해결하는 방법으로 다음의 그림과 같이 로봇을 적용하는 것으로 로봇을 적용하는 데 있어 기술적 문제는 없지만, 고가의 로봇가격 문제, 고도의 기술을 갖는 보존/운영 요원의 필요성 등 경제적인 문제가 뒤따르기 때문에 대부분의 영세중소기업에서는 로봇자동화가 쉽지 않은 실정이다.As a way to solve the above problem, as shown in the figure below, there is no technical problem in applying the robot, but there is no technical problem in applying the robot, but economic problems such as the problem of expensive robot price and the need for preservation/operation personnel with advanced technology. It is not easy to automate robots in most small and medium-sized enterprises.
이러한 종래의 로봇자동화 시스템은 일예로 종래의 등록특허공보 제10-1485620호 "산업용 다관절 로봇"에서는 다축으로 마련되며 원호 운동하는 복수의 아암과, 아암에 설치되는 그리퍼를 통해 소재를 파지 및 이동시킬 수 있는 다관절 로봇이 제안되었다.Such a conventional robot automation system, for example, is provided as a multi-axis in the conventional Patent Publication No. 10-1485620 "Industrial Articulated Robot" and grips and moves a material through a plurality of arms that move in an arc and a gripper installed on the arm. An articulated robot that can be used has been proposed.
상술한 종래의 다관절 로봇은 소재를 가공부에 하나의 로봇을 이용하여 투입 및 취출하며, 다양한 모션의 관절 운동을 구현하여 소재를 소정 위치로 전달할 수 있는 점을 특징으로 한다.The above-described conventional articulated robot is characterized in that a material is input and taken out of a processing unit using one robot, and the material can be delivered to a predetermined position by implementing joint motions of various motions.
하지만, 종래의 다관절 로봇을 이용한 로봇자동화 시스템은 하나의 로봇을 이용하여 소재를 투입 및 취출함에 따라 작업 반경이 커서 설치공간을 많이 점유하고 있으며, 동선이 길어서 생산성이 떨어질뿐만 아니라 가격이 고가이고, 유지보수 비용이 높은 등의 문제점이 있었다.However, the conventional robot automation system using an articulated robot occupies a large amount of installation space due to a large working radius as the material is input and taken out using a single robot, and the length of movement leads to a decrease in productivity and high price. , There were problems such as high maintenance cost.
또한, 종래의 열간단조공정에서 사용되는 로봇자동화 시스템은 1250℃ 이상으로 가열된 소재에 의해, 소재를 파지하는 그리퍼가 열에 의해 마모되거나, 그리퍼가 파지하는 힘에 의해 소재가 소성 변형이 일어나는 문제점이 있었다.In addition, the robot automation system used in the conventional hot forging process has a problem in that the material heated above 1250°C causes the gripper to hold the material to be worn out by heat, or the material to be plastically deformed by the force held by the gripper. there was.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가열된 소재를 가공부로 투입시키는 로봇과, 가공이 완료된 소재를 취출시키는 로봇이 별개로 마련되어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 가열된 소재를 파지하는 그리퍼의 내열성 및 내마모성이 강화된 고온 제조 환경에서 적용 가능한 다관절 로봇을 이용한 열간단조 시스템을 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above problems, and a robot that puts a heated material into a processing unit and a robot that takes out a processed material are separately provided to improve productivity, and to hold the heated material. Its main purpose is to provide a hot forging system using an articulated robot that can be applied in a high-temperature manufacturing environment in which the heat resistance and abrasion resistance of the gripper are enhanced.
본 발명에 따른 고온 제조 환경에서 적용 가능한 다관절 로봇을 이용한 열간단조 시스템은 가공하고자 하는 하나 또는 그 이상의 소재를 순차 이송시키며, 상기 소재를 가공을 위한 온도로 가열시키는 가열부와, 상기 가열부에 일정 간격 이격 설치되되, 상기 가열부에서 투입된 소재를 순차적으로 가공시키는 복수 개의 안착판이 형성되는 가공부와, 상기 가열부와 가공부 사이에 설치되는 제1 본체와, 상기 제1 본체의 상부에 결합되는 제1 회동 부재와, 상기 제1 회동 부재의 상면에 결합되며 적어도 하나 이상의 관절을 포함하는 제1 암 부재와, 상기 제1 암 부재의 단부에 결합되는 제1 그리퍼를 포함하며, 상기 가열부에 위치한 상기 소재를 상기 가공부로 투입시키는 투입부 및 상기 가공부를 기준으로 상기 투입부에 대향되는 위치에 설치되는 제2 본체와, 상기 제2 본체의 상부에 결합되는 제2 회동 부재와, 상기 제2 회동 부재의 상면에 결합되며 적어도 하나 이상의 관절을 포함하는 제2 암 부재와, 상기 제2 암 부재의 단부에 결합되는 제2 그리퍼를 포함하며, 상기 가공부에 위치한 소재를 취출시키는 취출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The hot forging system using an articulated robot applicable in a high-temperature manufacturing environment according to the present invention sequentially transfers one or more materials to be processed, and a heating unit that heats the material to a temperature for processing, and the heating unit A processing unit that is installed spaced apart from the heating unit and has a plurality of seating plates for sequentially processing the material input from the heating unit, a first body installed between the heating unit and the processing unit, and coupled to an upper portion of the first body A first rotation member coupled to an upper surface of the first rotation member and including at least one joint, a first gripper coupled to an end of the first arm member, and the heating unit A second main body installed at a position opposite to the input unit based on the input unit for introducing the material located in the processing unit and the processing unit, a second rotating member coupled to an upper portion of the second main body, and the second body 2 A second arm member coupled to the upper surface of the rotating member and including at least one joint, a second gripper coupled to an end of the second arm member, and a take-out portion for taking out the material located in the processing unit Characterized in that.
또한, 상기 복수 개의 안착판은 상기 투입부로부터 상기 소재가 투입되는 제1 안착판과, 상기 제1 안착판의 측면에 배치되어 상기 소재가 가공되는 제2 안착판 및 상기 제2 안착판의 측면에 배치되며 상기 소재가 취출되는 제3 안착판을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of seating plates include a first seating plate into which the material is injected from the input unit, a second seating plate disposed on a side surface of the first seating plate to process the material, and a side surface of the second seating plate. And a third seat plate from which the material is taken out.
또한, 상기 투입부는 상기 가열부에서 상기 제1 안착판으로 상기 소재를 투입 및 상기 제1 안착판에 위치한 상기 소재를 상기 제2 안착판으로 이동시키고, 상기 취출부는 상기 제2 안착판에 위치한 상기 소재를 제3 안착판으로 이동시키고, 상기 제3 안착판에 위치한 상기 소재를 외부로 배출시키는 점을 특징으로 한다.In addition, the input unit injects the material from the heating unit to the first mounting plate and moves the material located on the first mounting plate to the second mounting plate, and the take-out unit is located in the second mounting plate. It is characterized in that the material is moved to the third seating plate, and the material located on the third seating plate is discharged to the outside.
또한, 상기 제1 그리퍼 및 제2 그리퍼는 상기 암 부재에 결합되는 몸체와, 상기 몸체의 내부에 설치되며 상면이 상기 몸체의 상측으로 돌출되는 로드를 포함하는 실린더와, 상기 로드에 결합되는 운동 블록과, 상기 운동 블록의 수평방향 일측에 힌지 결합되는 제1 파지 유닛과, 상기 운동 블록의 수평방향 타측에 힌지 결합되는 제2 파지 유닛과, 상기 제1 파지 유닛의 상기 제2 파지 유닛에 대한 대향면에 결합되는 제1 파지 패드 및 상기 제2 파지 유닛의 상기 제1 파지 유닛에 대한 대향면에 결합되는 제2 파지 패드를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first gripper and the second gripper are a cylinder including a body coupled to the arm member, a rod installed inside the body and protruding upward from the body, and an exercise block coupled to the rod And, a first gripping unit hinged to one side in the horizontal direction of the movement block, a second gripping unit hinged to the other side in the horizontal direction of the movement block, and the first gripping unit faces the second gripping unit. And a first gripping pad coupled to a surface and a second gripping pad coupled to a surface of the second gripping unit opposite to the first gripping unit.
또한, 상기 제1 암 부재 및 제2 암 부재는 내부에 길이 방향으로 형성되는 유동로와, 상기 유동로로 냉각 윤활유를 순환시키는 냉각 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first arm member and the second arm member may include a flow path formed therein in a longitudinal direction and a cooling unit for circulating cooling lubricant oil through the flow path.
본 발명에 따른 고온 제조 환경에서 적용 가능한 다관절 로봇을 이용한 열간단조 시스템은 가공하고자 하는 소재를 가열하면서 순차 이송시키는 가열부의 소재를 투입부가 순차적으로 가공부에 투입하고, 가공부는 투입된 소재를 가공하며, 취출부는 가공이 완료된 소재를 취출하는 공정이 동시에 진행되어 소재 가공 공정 효율을 현저히 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.In the hot forging system using an articulated robot applicable in a high-temperature manufacturing environment according to the present invention, the input unit sequentially inserts the material of the heating unit that sequentially transfers the material to be processed into the processing unit, and the processing unit processes the input material. , The extraction unit provides an effect of remarkably improving the efficiency of the material processing process by simultaneously performing the process of taking out the processed material.
또한, 가공부에 소재가 안착되는 복수 개의 안착판은 제1 내지 제3 안착판으로 구분되어 제1 안착판에는 소재가 투입되고 제2 안착판에는 소재가 가공되며 제3 안착판에는 소재를 취출하는 공정이 각각 진행되어 소재의 투입, 가공 및 취출 공정 효율을 현저히 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.In addition, the plurality of seating plates on which the material is seated in the processing unit are divided into first to third seating plates, so that the material is input to the first seating plate, the material is processed to the second seating plate, and the material is taken out to the third seating plate. Each process is performed to provide the effect of remarkably improving the efficiency of the input, processing and extraction process of the material.
또한, 가열된 소재를 파지하는 제1 그리퍼 및 제2 그리퍼는 제1 및 제2 파지 유닛과, 제1 및 제2 파지 유닛에 각각 결합되는 제1 및 제2 파지 패드를 통해 가열된 소재를 파지하는 그리퍼가 열에 의해 마모되는 것을 방지할 수 있으며, 제1 및 제 2 파지 패드를 통해 소재에 소성 변형이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, the first gripper and the second gripper for gripping the heated material hold the heated material through the first and second gripping units and the first and second gripping pads respectively coupled to the first and second gripping units. The gripper can be prevented from being worn by heat, and plastic deformation is prevented from occurring in the material through the first and second gripping pads.
또한, 제1 그리퍼 및 제2 그리퍼가 각각 설치되는 제1 암 부재 및 제2 암 부재의 내부에는 냉각 윤활유가 순환되는 유동로가 형성되어 가열된 소재를 제1 그리퍼 및 제2 그리퍼가 파지하는 고온의 작업 환경에서도 열 변형에 의해 정밀도 및 동작 속도의 저하를 방지할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, a flow path through which cooling lubricant oil is circulated is formed inside the first arm member and the second arm member in which the first gripper and the second gripper are respectively installed, and the first gripper and the second gripper hold the heated material Even in the working environment of, it provides the effect of preventing a decrease in precision and operation speed due to thermal deformation.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 고온 제조 환경에서 적용 가능한 다관절 로봇을 이용한 열간단조 시스템를 나타낸 상면도이다.
도 2는 고온 제조 환경에서 적용 가능한 다관절 로봇을 이용한 열간단조 시스템 측면도이다.
도 3은 본 발명의 투입부를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 투입부를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 그리퍼를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 취출부를 나타낸 사시도이다.1 is a top view showing a hot forging system using an articulated robot applicable in a high-temperature manufacturing environment according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a side view of a hot forging system using an articulated robot applicable in a high-temperature manufacturing environment.
3 is a perspective view showing an input part of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the input part of FIG.
5 is a perspective view showing a first gripper of the present invention.
6 is a perspective view showing a take-out part of the present invention.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described in more detail using the accompanying drawings.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.The accompanying drawings are only an example shown to describe the technical idea of the present invention in more detail, so the technical idea of the present invention is not limited to the form of the accompanying drawings.
다만, 본 발명을 설명함에 있어, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.However, in describing the present invention, descriptions of already known functions or configurations will be omitted in order to clarify the subject matter of the present invention.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 고온 제조 환경에서 적용 가능한 다관절 로봇을 이용한 열간단조 시스템를 나타낸 상면도이고, 도 2는 고온 제조 환경에서 적용 가능한 다관절 로봇을 이용한 열간단조 시스템 측면도이다.1 is a top view showing a hot forging system using an articulated robot applicable in a high temperature manufacturing environment according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of a hot forging system using an articulated robot applicable in a high temperature manufacturing environment. .
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고온 제조 환경에서 적용 가능한 다관절 로봇을 이용한 열간단조 시스템(1000)은 가열부(100), 가공부(200), 투입부(300) 및 취출부(400)를 포함한다.1 and 2, the
먼저, 상기 가열부(100)는 가공하고자 하는 하나 또는 그 이상의 소재를 순차 이송시키며, 상기 소재를 가공을 위한 온도로 가열시킨다.First, the
여기서, 상기 가열부(100)는 가공부(200)에서 소재 가공 시, 가공 효율을 향상시키기 위해 소재를 가공하는 것으로, 일예로 단조 공정 작업 시, 1200℃ 내지 1300℃로 가열시킨다.Here, the
다음으로, 상기 가공부(200)는 가열부(100)에 일정 간격 이격 설치되며, 후술할 투입부(300)를 통해 가열부(100)에서 투입된 소재가 순차적으로 배치 및 가공되는 복수 개의 안착판(210)이 형성된다.Next, the
이때, 상기 복수 개의 안착판(210)에는 가열부(100)에서 가열된 소재가 순차적으로 배치되며, 안착판(210)의 상부에 설치되는 가공 유닛(220)에 의해 소재를 단조, 주조 또는 다이캐스팅과 같은 가공 작업을 수행한다.At this time, the material heated by the
그리고 상기 투입부(300)는 가열부(100)에 위치한 소재를 가공부(200)로 투입하기 위한 구성으로, 제1 본체(310)와, 제1 회동 부재(320)와, 제1 암 부재(330) 및 제1 그리퍼(340)를 포함하여 구성된다.And the
상세하게는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 본체(310)는 투입부(300)의 기본 외형을 이루며, 가열부(100)와 가공부(200) 사이 공간에 설치된다.In detail, as shown in FIGS. 3 and 4, the
또한, 상기 제1 회동 부재(320)는 제1 본체(310)의 상부에 수평 방향으로 회동 가능하게 결합되며, 측면에는 제1 본체(310) 상에서 수평 구동시키는 구동 모터(321)가 설치된다.In addition, the
그리고 상기 제1 암 부재(330)는 제1 회동 부재(320)의 일단에 결합되며, 제1 회동 부재(320)의 회동 동작에 따라 회동되면서, 적어도 하나 이상의 관절을 포함하여 구성된다.In addition, the
상세하게는, 상기 제1 암 부재(330)는 제1 회동 부재(320)의 일단에 회동 가능하게 결합되는 제1 아암(331)과, 상기 제1 아암(331)을 회동 구동시키는 제1 구동 모터(332)와, 상기 제1 아암(331)의 단부에 회동 가능하게 결합되는 제2 아암(333)과, 제2 아암(333)에 결합되며 제2 아암(333)을 회동 구동시키는 제2 구동 모터(334)와, 제2 아암(333)의 단부에 회동 가능하게 결합되는 제3 아암(335)과, 제3 아암(335)에 결합되며 제3 아암(335)을 회동 구동시키는 제3 구동 모터(336)를 포함하여 구성된다.In detail, the
이때, 복수 개의 관절은 상기 제1 아암(331) 내지 제3 아암(335)을 의미하며, 각각은 제1 구동 모터(332) 내지 제3 구동 모터(335)에 의해 회동되어 다축으로 회전 구동될 수 있게 된다.At this time, a plurality of joints mean the
여기서, 상기 제1 아암(331)은 제1 회동 부재(320)에 대해 상하 방향으로 회동 가능하게 결합되며, 제2 아암(333)은 제1 아암(331)의 단부에서 원주 방향으로 회동 가능하게 결합되고, 제3 아암(335)은 제2 아암(333)의 단부에 수직 방향으로 회동 가능하게 결합된다.Here, the
또한, 상기 제3 아암(335)은 제2 아암(333)에 결합되어 복수의 회전축의 회전에 기초하여 복수의 회동 경로를 따라 회동할 수 있으며, 제3 구동 모터(335)에는 복수의 기어 및 복수의 축을 포함할 수 있다.In addition, the
상술한 바와 같이, 상기 제3 아암(335)은 복수의 기어 및 복수의 축에 의해 3축의 회전에 따라 3개의 회동 경로를 따라 회동할 수 있게 된다.As described above, the
따라서, 제3 아암(335)은 3축 회전되고, 제1 아암(331), 제2 아암(333) 및 제1 회동 부재(320)를 통해 6축으로 회동 가능하게 형성될 수 있다.Accordingly, the
다음으로, 상기 제1 그리퍼(340)는 제3 아암(335)의 단부에 결합되고, 소재를 파지하도록 마련되며, 소재를 고정시켜 가열부(100)에서 가동부(200)로 이동시키게 된다.Next, the
또한, 상기 제1 암 부재(330)는 내부에 길이 방향으로 형성되는 유동로(337)와, 복수의 관절 외면에 설치되며 유동로(337)로 냉각 윤활유를 순환시키는 냉각 유닛(338)을 포함하여 구성된다.In addition, the
도 3에는 냉각 유닛(338)을 통해 냉각 윤활유의 유입 및 유출 구조는 별도로 마련되어 있지 않으나, 이러한 유출입구의 위치나 구조는 당업자가 용이하게 도출 또는 결정할 수 있는 사항이라 할 것인바 이에 대해서 추가적인 설명은 생략한다.In FIG. 3, the inflow and outflow structure of the cooling lubricant through the
이때, 제1 아암(331) 내지 제3 아암(335)의 내부에는 각각 유동로(337)가 형성되며, 유동로(337) 간에는 서로 연통되어 냉각 유닛(338)으로부터 공급된 냉각 윤활유가 제1 아암(331) 내지 제3 아암(335)을 순환하여 고온에 근접하는 부위인 제1 암 부재(330)를 냉각시킴으로써, 고온의 작업 환경에서도 씰 부품의 내구성 저하, 윤활유 마름 현상, 열 변형으로 인한 정밀도 저하 등의 문제점을 해결할 수 있는 효과를 제공한다.At this time, a
또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 냉각 유닛(338)에는 냉각 윤활유 대신 냉각 기체를 제1 구동 모터(332) 내지 제3 구동 모터(336)에 분사하여 구동 모터에 냉각 기능을 부가시킬 수 있다.Further, in another embodiment of the present invention, a cooling function may be added to the driving motor by injecting a cooling gas into the
다음으로, 상기 제1 그리퍼(340)는 제1 암 부재(330)의 단부에 결합되어 고온의 소재를 파지하도록 마련된다.Next, the
도 5를 참조하여 상기 제1 그리퍼(340)에 대해 상세하게 설명하면, Referring to FIG. 5, the
상기 제1 그리퍼(340)는 실린더(341), 운동 블록(342), 제1 파지 유닛(343), 제2 파지 유닛(344), 제1 파지 패드(345) 및 제2 파지 패드(346)을 포함한다.The
이때, 상기 실린더(341)는 제1 암 부재(330)의 제3 아암(335)에 결합되는 몸체(341a)와, 몸체(341a)의 내부에 설치되며 상면이 몸체(341a)의 상측으로 돌출 형성되는 로드(341b)를 포함한다.At this time, the
상기 몸체(341a)는 통상의 하우징으로, 내부에 작동 유체가 유통된다. The
상기 로드(341b)는 몸체(341a)의 내부에 설치되되, 상면이 몸체(341a)의 상측으로 돌출되며 몸체(341a)의 내부에 유통되는 작동 유체에 의해 상하방향으로 왕복 운동된다.The
그리고 상기 운동 블록(342)은 로드(341b)에 결합되며, 로드(341b)의 상하방향 왕복 운동에 연동되어 상하 방향으로 왕복운동된다.In addition, the
다음으로, 상기 제1 파지 유닛(343)은 운동 블록(342)의 수평 방향 일측에 다수의 핀에 의해 피벗 운동 가능하게 힌지 결합되며, 제2 파지 유닛(344)은 운동 블록(342)의 수평 방향 타측에 다수의 핀에 의해 피벗 운동 가능하게 힌지 결합된다.Next, the first
이때, 상기 운동 블록(342)의 상하 방향 왕복 운동에 의해 제1 파지 유닛(343)과 제2 파지 유닛(344)은 서로 모아져서 부품을 파지하거나 서로 멀어져서 부품을 해제할 수 있다.At this time, the first
다음으로, 상기 제1 파지 패드(345)는 제1 파지 유닛(343)에서 제2 파지 유닛(344)에 대향하는 대향면에 결합되며, 제2 파지 패드(346)는 제2 파지 유닛(344)에서 제1 파지 유닛(343)에 대향하는 대향면에 결합된다.Next, the first
이때, 제1 파지 패드(345)와 제2 파지 패드(346)는 열간 단조된 SKD-11(냉간금형용 합금공구강)로 이루어진다.At this time, the first
이에 따라, 제1 그리퍼(340)는 제1 파지 유닛(343)과 제2 파지 유닛(344)이 부품을 파지하는 각자의 부위에 열간 단조된 SKD-11로 이루어지는 제1 파지 패드(345)와 제2 파지 패드(346)가 구성됨으로써, 제1 파지 유닛(343)과 제2 파지 유닛(344)이 부품을 파지하는 파지력에 의해 발생하는 응력에 의해 소재가 파손되는 것을 방지할 수 있고, 제1 파지 패드(345)와 제2 파지 패드(356)을 통해 가열된 소재를 파지하여 제1 그리퍼(340)가 열에 의해 마모 및 작동 성능 저하를 방지할 수 있게 된다.Accordingly, the
그리고 상기 제1 그리퍼(340)는 운동 블록(342)의 상면에 결합되며 열간단조된 STD 11종 재질로 이루어지는 운동 패드(347)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
이때, 상기 운동 패드(347)는 제1 파지 유닛(343)과 제2 파지 유닛(344) 사이에 파지된 소재가 운동 패드(347)로 밀착되어 운동 블록(342)에 가하는 응력을 완축하는 역할을 한다.At this time, in the
즉, 상기 운동 패드(347)이 응력에 의해 파손되는 것을 방지하는 것이다.That is, the
또한, 제1 그리퍼(340)의 몸체(341a) 내부에는 제1 암 부재(330)의 내부에 길이 방향으로 형성된 유동로(337)와 연통되는 연통로(미도시)가 형성되며, 냉각 유닛(338)에서 제공되는 냉각 윤활유가 유동로(337)를 지나 연통로로 이동되어 제1 그리퍼(340)가 가열된 소재를 파지하는 작업 시에 몸체(341a)의 온도가 올라가는 것을 방지할 수 있게 된다.In addition, a communication path (not shown) communicating with the
상술한 구성으로 형성된 상기 투입부(300)는 제1 회동 부재(320) 및 제1 암 부재(330)를 통해 다축 제어가 가능하며, 제3 아암(335)의 단부에 결합되는 제1 그리퍼(340)를 통해 가열부(100)에서 가열된 소재를 파지하여 가공부(200)로 투입 및 이동시킬 수 있게 된다.The
다음으로, 상기 취출부(400)는 가공부(200)에서 가공이 완료된 소재를 취출하기 위한 구성으로, 제2 본체(410), 제2 회동 부재(420), 제2 암 부재(430) 및 제2 그리퍼(440)를 포함하여 구성된다.Next, the take-out
상세하게는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 본체(410)는 취출부(400)의 기본 외형을 이루며, 가공부(200)를 기준으로 투입부(300)에 대향되는 위치에 설치된다.In detail, as shown in FIG. 6, the second
또한, 상기 제1 회동 부재(320)는 제1 본체(310)의 상부에 수평 방향으로 회동 가능하게 결합되며, 측면에는 제1 본체(310) 상에서 수평 구동시키는 작동 모터(321)가 설치된다.In addition, the
그리고 상기 제2 암 부재(430)는 제1 회동 부재(320)의 일단에 결합되며, 제1 회동 부재(320)의 회동 동작에 따라 회동되면서, 적어도 하나 이상의 관절을 포함하여 구성된다.In addition, the
상세하게는, 상기 제2 암 부재(430)는 제1 회동 부재(420)의 일단에 회동 가능하게 결합되는 제1 연결암(431)과, 상기 제1 연결암(431)을 회동 구동시키는 제1 작동 모터(432)와, 상기 제1 연결암(431)의 단부에 회동 가능하게 결합되는 제2 연결암(433)과, 제2 연결암(433)에 결합되며 제2 연결암(433)을 회동 구동시키는 제2 작동 모터(434)와, 제2 연결암(433)의 단부에 회동 가능하게 결합되는 제3 연결암(435)과, 제3 연결암(435)에 결합되며 제3 연결암(435)를 회동 구동시키는 제3 작동 모터(436)를 포함하여 구성된다.In detail, the
이때, 복수 개의 관절은 상기 제1 연결암(431) 내지 제3 연결암(435)을 의미하며, 각각은 제1 작동 모터(432) 내지 제1 작동 모터(435)에 의해 회동되어 다축으로 회전 구동될 수 있게 된다.At this time, the plurality of joints mean the
여기서, 상기 제1 연결암(431)은 제1 회동 부재(420)에 대해 상하 방향으로 회동 가능하게 결합되며, 제2 연결암(433)은 제1 연결암(431)의 단부에서 원주 방향으로 회동 가능하게 결합되고, 제3 연결암(435)은 제2 연결암(433)의 단부에 수직 방향으로 회동 가능하게 결합된다.Here, the first connecting
다음으로, 상기 제2 그리퍼(440)는 제3 연결암(435)의 단부에 결합되고, 소재를 파지하도록 마련되며, 소재를 고정시켜 가열부(100)에서 가동부(200)로 이동시키게 된다.Next, the second gripper 440 is coupled to the end of the
또한, 상기 제2 암 부재(430)는 내부에 길이 방향으로 형성되는 유동로(337)와, 복수의 관절 외면에 설치되며 유동로로(337)로 냉각 윤활유를 순환시키는 냉각 유닛(338)을 포함하여 구성된다.In addition, the
이때, 제1 연결암(431) 내지 제3 연결암(435)의 내부에는 각각 유동로(337)가 형성되며, 유동로(337) 간에는 서로 연통되어 냉각 유닛(338)으로부터 공급된 냉각 윤활유가 제1 연결암(431) 내지 제3 연결암(435)을 순환하여 고온에 근접하는 부위인 제2 암 부재(430)를 냉각시킴으로써, 고온의 작업 환경에서도 씰 부품의 내구성 저하, 윤활유 마름 현상, 열 변형으로 인한 정밀도 저하 등의 문제점을 해결할 수 있는 효과를 제공한다.At this time, a
그리고 상기 제2 그리퍼(440)는 제2 암 부재(430)의 단부에 결합되어 고온의 소재를 파지하도록 마련된다.In addition, the second gripper 440 is coupled to an end portion of the
상기 제2 그리퍼(440)는 상술한 제1 그리퍼(340)와 동일한 구성으로 이루어지는 것은 자명하므로, 상세한 설명은 생략하도록 한다.Since it is obvious that the second gripper 440 has the same configuration as the
한편, 상술한 복수 개의 안착판(210)은 투입부(300)로부터 소재가 투입되는 제1 안착판(211)과, 제1 안착판(211)의 다음 공정 위치에 배치되어 소재가 가공되는 제2 안착판(212)과, 제2 안착판(212)의 다음 공정 위치에 배치되며 소재가 취출되도록 마련되는 제3 안착판(213)으로 이루어진다.On the other hand, the plurality of
상기 제1 안착판(212)은 가열부(100)에서 기설정된 온도로 가열되어진 소재가 가공부(200)에서 가공되기 이전에 가공부(200)에 배치되는 공간으로, 투입부(300)가 가열부(100)에 위치한 소재를 제1 안착판(212)으로 투입시키게 된다.The
이때, 상기 투입부(300)는 가열부(100)에 위치한 소재를 제1 안착판(211)으로 투입시키고, 제1 안착판(211)에 위치한 소재를 제2 안착판(212)으로 이동시킨다.At this time, the
그리고 가공부(200)는 제2 안착판(212)에 배치된 소재를 가공시키는 가공 유닛(220)이 마련되며, 가공 유닛(220)은 소재를 단조, 주조 또는 다이캐스팅과 같은 가공 작업을 수행하게 된다.And the
또한, 가공 유닛(220)을 통해 가공이 완료된 소재는 취출부(400)에 의해 제2 안착부(212)에서 제3 안착부(213)로 이동되며, 제3 안착부(213)에 위치한 소재는 취출부(400)가 외부로 배출시키게 된다.In addition, the material processed through the processing unit 220 is moved from the
여기서, 투입부(300)의 작동 반경은 가열부(100)와, 제1 안착판(211) 및 제2 안착판(212) 사이에서 가열부(100)에 위치한 소재를 제1 안착판(211) 및 제2 안착판(212)으로 투입 및 이동시킬 수 있으며, 제3 안착판(213)에는 미치지 않는 정도의 반경을 가지게 형성된다.Here, the operating radius of the
반면, 취출부(400)의 작동 반경은 도시하지는 않았으나, 가공부(200)를 기준으로 가열부(100)에 대향되는 위치에 배치된 취출 공간과, 제2 안착판(212) 및 제3 안착판(212)으로 소재를 운반시킬 수 있도록 마련되며, 제1 안착판(211)에는 미치지 않는 정도의 반경을 가지게 형성된다.On the other hand, although the operating radius of the take-out
아울러, 상술한 구성을 포함하는 본 발명의 고온 제조 환경에서 적용 가능한 다관절 로봇을 이용한 열간단조 시스템(1000)은 소재를 단조, 주조 또는 다이캐스팅과 같은 가공 작업을 신속하게 수행하면서, 가열된 소재를 용이하게 투입 및 취출시킬 수 있는 고온 제조 환경에서 적용 가능한 다관절 로봇을 이용한 열간단조 시스템을 제공하고자 한다.In addition, the hot forging
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and of course, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.
1000 : 고온 제조 환경에서 적용 가능한 다관절 로봇을 이용한 소재 이송 시스템.
100 : 가열부
200 : 가공부
210 : 안착판
220 : 가공 유닛
300 : 투입부
310 : 제1 본체
320 : 제1 회동 부재
321 : 구동 모터
330 : 제1 암 부재
331 : 제1 아암
332 : 제1 구동 모터
333 : 제2 아암
334 : 제2 구동 모터
335 : 제3 아암
336 : 제3 구동 모터
340 : 제1 그리퍼
341 : 실린더
341a : 몸체
341b : 로드
342 : 운동 블록
343 : 제1 파지 유닛
344 : 제2 파지 유닛
345 : 제1 파지 패드
346 : 제2 파지 패드
347 : 운동 패드
400 : 취출부
410 : 제2 본체
420 : 제2 회동 부재
430 : 제2 암 부재
440 : 제2 그리퍼1000: Material transfer system using articulated robot applicable in high temperature manufacturing environment.
100: heating part 200: processing part
210: mounting plate 220: processing unit
300: input unit 310: first body
320: first rotating member 321: drive motor
330: first arm member 331: first arm
332: first drive motor 333: second arm
334: second drive motor 335: third arm
336: third drive motor 340: first gripper
341:
341b: rod 342: exercise block
343: first gripping unit 344: second gripping unit
345: first gripping pad 346: second gripping pad
347: exercise pad 400: outlet
410: second body 420: second rotating member
430: second arm member 440: second gripper
Claims (5)
상기 가열부에 일정 간격 이격 설치되되, 상기 가열부에서 투입된 소재를 순차적으로 가공시키는 복수 개의 안착판이 형성되는 가공부;
상기 가열부와 가공부 사이에 설치되는 제1 본체와, 상기 제1 본체의 상부에 결합되는 제1 회동 부재와, 상기 제1 회동 부재의 상면에 결합되며 적어도 하나 이상의 관절을 포함하는 제1 암 부재와, 상기 제1 암 부재의 단부에 결합되는 제1 그리퍼를 포함하며, 상기 가열부에 위치한 상기 소재를 상기 가공부로 투입시키는 투입부; 및
상기 가공부를 기준으로 상기 투입부에 대향되는 위치에 설치되는 제2 본체와, 상기 제2 본체의 상부에 결합되는 제2 회동 부재와, 상기 제2 회동 부재의 상면에 결합되며 적어도 하나 이상의 관절을 포함하는 제2 암 부재와, 상기 제2 암 부재의 단부에 결합되는 제2 그리퍼를 포함하며, 상기 가공부에 위치한 소재를 취출시키는 취출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 제조 환경에서 적용 가능한 다관절 로봇을 이용한 열간단조 시스템.
A heating unit that sequentially transfers one or more materials to be processed and heats the material to a temperature for processing;
A processing unit provided at a predetermined interval in the heating unit and having a plurality of seating plates for sequentially processing the material input from the heating unit;
A first body installed between the heating unit and the processing unit, a first rotating member coupled to an upper portion of the first body, and a first arm coupled to an upper surface of the first rotating member and including at least one joint An input unit including a member and a first gripper coupled to an end of the first arm member, and inputting the material located in the heating unit into the processing unit; And
A second body installed at a position opposite to the input part based on the processing part, a second rotation member coupled to an upper portion of the second body, and at least one joint connected to the upper surface of the second rotation member. Applicable in a high-temperature manufacturing environment, comprising: a second arm member including a second arm member and a second gripper coupled to an end portion of the second arm member, and a take-out part configured to take out a material located in the processing part. Hot forging system using articulated robot.
상기 복수 개의 안착판은,
상기 투입부로부터 상기 소재가 투입되는 제1 안착판과, 상기 제1 안착판의 측면에 배치되어 상기 소재가 가공되는 제2 안착판 및 상기 제2 안착판의 측면에 배치되며 상기 소재가 취출되는 제3 안착판을 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 제조 환경에서 적용 가능한 다관절 로봇을 이용한 열간단조 시스템.
The method of claim 1,
The plurality of seating plates,
A first seating plate into which the material is injected from the input unit, a second seating plate disposed on a side of the first seating plate to process the material, and a side surface of the second seating plate, and the material is taken out. A hot forging system using an articulated robot applicable in a high-temperature manufacturing environment, comprising a third seating plate.
상기 투입부는,
상기 가열부에서 상기 제1 안착판으로 상기 소재를 투입 및 상기 제1 안착판에 위치한 상기 소재를 상기 제2 안착판으로 이동시키고,
상기 취출부는,
상기 제2 안착판에 위치한 상기 소재를 제3 안착판으로 이동시키고, 상기 제3 안착판에 위치한 상기 소재를 외부로 배출시키는 점을 특징으로 하는 고온 제조 환경에서 적용 가능한 다관절 로봇을 이용한 열간단조 시스템.
The method of claim 2,
The input unit,
Injecting the material from the heating unit to the first mounting plate and moving the material located on the first mounting plate to the second mounting plate,
The take-out part,
Hot forging using an articulated robot applicable in a high-temperature manufacturing environment, characterized in that the material located on the second mounting plate is moved to a third mounting plate and the material located on the third mounting plate is discharged to the outside. system.
상기 제1 그리퍼 및 제2 그리퍼는,
상기 암 부재에 결합되는 몸체와, 상기 몸체의 내부에 설치되며 상면이 상기 몸체의 상측으로 돌출되는 로드를 포함하는 실린더;
상기 로드에 결합되는 운동 블록;
상기 운동 블록의 수평방향 일측에 힌지 결합되는 제1 파지 유닛;
상기 운동 블록의 수평방향 타측에 힌지 결합되는 제2 파지 유닛;
상기 제1 파지 유닛의 상기 제2 파지 유닛에 대한 대향면에 결합되는 제1 파지 패드; 및
상기 제2 파지 유닛의 상기 제1 파지 유닛에 대한 대향면에 결합되는 제2 파지 패드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 제조 환경에서 적용 가능한 다관절 로봇을 이용한 열간단조 시스템.
The method of claim 1,
The first gripper and the second gripper,
A cylinder including a body coupled to the arm member and a rod installed inside the body and having an upper surface protruding upward of the body;
An exercise block coupled to the rod;
A first gripping unit hinged to one side of the movement block in the horizontal direction;
A second gripping unit hinged to the other side of the movement block in the horizontal direction;
A first gripping pad coupled to a surface of the first gripping unit opposite to the second gripping unit; And
And a second gripping pad coupled to a surface of the second gripping unit opposite to the first gripping unit. A hot forging system using an articulated robot applicable in a high temperature manufacturing environment.
상기 제1 암 부재 및 제2 암 부재는,
내부에 길이 방향으로 형성되는 유동로와, 상기 유동로로 냉각 윤활유를 순환시키는 냉각 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 제조 환경에서 적용 가능한 다관절 로봇을 이용한 열간단조 시스템.The method of claim 1,
The first arm member and the second arm member,
A hot forging system using an articulated robot applicable in a high-temperature manufacturing environment, comprising: a flow path formed therein in a longitudinal direction and a cooling unit circulating cooling lubricant oil through the flow path.
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JP3197269B2 (en) * | 1990-10-09 | 2001-08-13 | エア・ウォーター株式会社 | Oxygen-free forging method |
KR101794639B1 (en) * | 2017-05-15 | 2017-11-07 | 주식회사 스맥 | Multiple robot having heat-resistant reinforcement part |
KR101805611B1 (en) * | 2016-09-01 | 2017-12-06 | (주)영창로보테크 | Manufacturing method of gripper having enhanced Heat resistance, impact resistance and wear resistance |
-
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- 2019-08-08 KR KR1020190096472A patent/KR102231486B1/en active IP Right Grant
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KR101794639B1 (en) * | 2017-05-15 | 2017-11-07 | 주식회사 스맥 | Multiple robot having heat-resistant reinforcement part |
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