KR20210114807A - 자동 이송 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서로 다른 사이즈를 갖는 제 1 및 제 2 지지 프레임; 상기 제 1 및 제 2 지지 프레임에 각각 설치된 제 1 및 제 2 휠; 상기 제 1 지지 프레임의 일부 상에 마련된 지지대; 상기 지지대 상에 마련된 안착 플레이트; 및 상기 안착 플레이트의 하부에 고정되며 제 2 안착 플레이트를 승하강시키는 리프트 수단을 포함하는 자동 이송 장치를 제시한다.

Description

자동 이송 장치{Automatic transferring apparatus}

본 발명은 자동 이송 장치에 관한 것으로, 특히 암 구조물 등의 제관품을 외부로부터 용접 로봇을 이용한 자동 용접 장치로 이송시키는 자동 이송 장치에 관한 것이다.

최근, 제조 원가의 절감 및 품질 향상, 산업재해 예방 등을 위해 용접 자동화가 활발히 이루어지고 있다. 그 핵심 장치로서 로봇의 사용이 대중화되어 용접 로봇을 이용하여 굴삭기의 암 구조물, 선박 또는 자동차 등 대형 제품을 용접하고 있다. 이중 굴삭기를 예로 들어 용접 로봇에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 굴삭기의 구조에 대해 설명하면, 굴삭기는 도 1에 도시된 바와 같이 하부 주행체(10)와, 하부 주행체(10) 상에 선회 가능하게 장착되는 상부 선회체(20)와, 상부 선회체(20) 전방에 장착되는 작업 장치(30)를 포함할 수 있다.

상부 선회체(20)는, 상부 프레임(40)에 탑재되는 운전실 캡(22)을 구비하고, 운전실 캡(22)의 후방에는 엔진 및 카운터 웨이트(counter weight) 등이 탑재된다. 상부 프레임(40)의 전방에는 작업 장치(30) 및 유압 장치가 연결되는데, 작업 장치(30)는 상부 프레임(40)의 전방에 회동 가능하게 장착되며 관절 연결된 붐(31), 암(32) 및 버킷(bucket)(33)을 포함하고, 이들을 각각 동작시키기 위한 붐 실린더(35), 암 실린더(36) 및 버킷 실린더(37)를 포함한다.

굴삭기의 암 구조물은, 상판, 측판, 하판 등의 여러 개의 판재를 맞대어 용접하여 팔 모양의 구조물을 만들고, 팔 모양의 구조물에 암 실린더(36)와 버킷 실린더(37)를 연결하기 위한 러그(lug) 등을 용접된 형태로 이루어진다. 이러한 암 구조물은 상판, 측판, 하판 및 러그들을 둘레 몇 군데에 단속 용접(tack welding) 하는 방법으로 가접(假接)을 수행한 후 자동 용접 로봇 라인에 투입하여 로봇에 의해 본 용접을 수행한다.

상기와 같은 붐, 암 등의 암 구조물을 용접하기 위해 자동 이송 장치(RGV)를 이용하여 암 구조물을 클램핑할 수 있는 위치까지 이송시킨다. 종래의 자동 이송 장치는 모대차와 자대차로 구성되어, 모대차는 직선 주행을 하고, 자대차는 모대차 위에 고정된 상태에서 구동한다.

자대차는 특정 위치(용접 로봇 시스템의 모재 투입 위치)에서 90도 수직 방향의 주행 레일을 통해 별도로 움직여서 암 구조물이 용접 위치에서 클램핑할 수 있게 한다.

즉 자동 이송 장치는, 직선 주행을 위한 모대차(Mother)와 90도 수직 방향으로 설계 주행하는 자대차(Child) 형태를 사용하는 것이 일반적이다.

이 경우 모대차의 주행 레일과 자대차의 주행 레일이 서로 수직하면서 상하 다른 높이에 마련된다. 일례로 모대차 구동(직선 구도) 동작 영역은, FL(floor Level) 0mm에서 모대차 높이만큼 Fit를 파고, FL=0 높이에 맞춰져 있는 모대차의 레일 높이에서 모대차가 구동할 수 있는 레일을 설치하며, 그 위에서 모대차가 구동하게 된다.

그런데, 모대차 및 자대차를 이용하는 자동 이송 장치는 두 가지 대차 설계에 따라 구조적으로 복잡하며 크기가 커서 공간 활용에 불합리한 문제가 있다.

본 발명은 제관품 이송 대차의 구성을 단순화하여 이동 공간을 최소화함으로써 작업 영역을 최적화할 수 있는 자동 이송 장치를 제공한다.

본 발명은 모대차 및 자대차를 이용하지 않고 하나의 대차로 제관품을 이송할 수 있고, 주행 방향과 제관품 투입 방향의 레일 높이를 동일하게 설치할 수 있는 자동 이송 장치를 제공한다.

본 발명은 레일 교차 기능과 상하 리프트 기능을 구비하여 하나의 대차를 이용하여 제관품을 이송할 수 있는 자동 이송 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 자동 이송 장치는 서로 다른 사이즈를 갖는 제 1 및 제 2 지지 프레임; 상기 제 1 및 제 2 지지 프레임에 각각 설치된 제 1 및 제 2 휠; 상기 제 1 지지 프레임의 일부 상에 마련된 지지대; 상기 지지대 상에 마련된 안착 플레이트; 및 상기 안착 플레이트의 하부에 고정되며 제 2 지지 프레임을 승하강시키는 리프트 수단을 포함한다.

상기 제 1 및 제 2 휠은 서로 직교하는 방향으로 각각 설치된 제 1 및 제 2 레일 상에 주행된다.

상기 제 1 및 제 2 지지 프레임의 적어도 하나에 설치되며 상기 레일 상에 안착 가압되는 고정부를 더 포함한다.

상기 제 1 지지 프레임은 내측에 개구가 형성되고, 상기 제 2 지지 프레임은 상기 개구를 통해 승하강한다.

상기 제 2 지지 프레임은 상기 리프트 수단의 신장 시 상기 개구를 통해 상기 제 1 지지 프레임보다 낮게 하강하여 상기 제 2 휠이 상기 제 2 레일 상에 안착하고, 상기 리프트 수단의 수축 시 상기 개구를 통해 상기 제 1 지지 프레임보다 높게 승강하여 제 1 휠이 상기 제 1 레일 상에 안착한다.

본 발명은 모대차 및 자대차를 이용하지 않고 하나의 대차를 제관품을 용접 로봇으로 이송할 수 있다. 즉, 하나의 대차에 서로 직교하는 두 방향으로 이송 가능하도록 두 방향으로 회전하는 휠을 장착하고 상하 리프트 기능을 이용하여 두 방향 휠의 레일 접촉을 제어할 수 있다. 예를 들어, 자동 이송 장치는 서로 직교하는 방향으로 각각 마련된 제 1 및 제 2 레일 상을 주행하며, 일 방향으로 주행할 때 제 1 레일 상에 제 1 휠이 안착되어 주행하고, 일 방향과 직교하는 타 방향으로 주행할 때 제 2 레일 상에 제 2 휠이 안착되어 주행한다.

따라서, 제관품 이송 대차의 구성을 단순화함으로써 이동 공간을 최소화할 수 있고 작업 영역을 최적화할 수 있다.

도 1은 일반적인 굴삭기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 이송 장치의 개략도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 이송 장치의 고정부의 상세도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 이송 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 이송 장치의 랙을 설명하는 평면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 이송 장치의 개략도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 이송 장치의 고정부의 상세도이다. 그리고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 이송 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 일측 정면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 이송 장치의 랙을 설명하는 평면도이다.

본 발명에 따른 자동 이송 장치는 암 구조물 등의 제관품을 외부로부터 이송하기 위해 레일(100) 상을 주행한다. 이러한 자동 이송 장치는 지지 프레임(200)과, 지지 프레임(200)에 설치되어 레일(100)을 주행하는 휠(300)과, 지지 프레임(200)의 일부 상에 마련된 지지대(400)와, 지지대(400) 상에 마련된 안착 플레이트(500)와, 안착 플레이트(500)의 하부에 고정되며 자동 이송 장치를 리프트하는 리프트 수단(600)을 포함할 수 있다. 또한, 자동 이송 장치의 흔들림을 방지하기 위한 고정부(700)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 지지 프레임(200)은 서로 다른 사이즈를 갖는 제 1 및 제 2 지지 프레임(210, 220)을 포함하고, 휠(300)은 제 1 및 제 2 지지 프레임(210, 220)에 각각 설치된 제 1 및 제 2 휠(310, 320)를 포함한다.

1. 레일

먼저, 본 발명에 따른 자동 이송 장치는 레일(100) 상을 주행한다. 즉, 레일(100)은 자동 이송 장치의 이동을 가이드한다. 레일(100)은 제 1 방향(X 방향)으로 마련된 제 1 레일(110)과, 제 1 방향(X 방향)과 직교하는 제 2 방향(Y 방향)으로 마련된 제 2 레일(120)을 포함한다. 제 1 레일(110)은 소정 간격 이격되어 서로 평행한 두개의 레일을 포함하고, 제 2 레일(120) 또한 소정 간격 이격되어 서로 평행한 두개의 레일을 포함한다.

여기서, 제 1 레일(110)은 자동 이송 장치가 외부로부터 암 구조물 등 제관품이 안착되어 이송되는 방향으로 설치된 레일이고, 제 2 레일(120)은 자동 이송 장치에 의해 이송되는 암 구조물이 자동 용접 장치로 이송되는 방향으로 설치된 레일이다. 즉, 제 1 레일(110)은 외부로부터 제관품이 투입되는 방향으로 마련되고, 제 2 레일(120)은 자동 용접 장치 방향으로 마련된다.

본 발명에 따른 자동 이송 장치는 제 1 레일(110) 상을 주행하는 제 1 휠(310)과, 제 2 레일(120) 상을 주행하는 제 2 휠(320)을 포함한다. 즉, 제 1 및 제 2 휠(310, 320)이 하나의 자동 이송 장치에 모두 마련된다.

여기서, 레일(100)은 자동 이송 장치의 폭에 대응되는 간격으로 마련될 수 있다. 즉, 제 1 레일(110)은 제 1 휠(310)의 간격에 대응되는 간격으로 마련될 수 있고, 제 2 레일(120)은 제 2 휠(320)의 간격에 대응되는 간격으로 마련될 수 있다. 이때, 제 1 및 제 2 휠(310, 320)의 간격이 같을 수도 있고 그에 따라 제 1 레일(110)의 간격이 제 2 레일(120)의 간격과 같을 수도 있다. 그러나, 제 1 및 제 2 휠(310, 320)의 간격이 다를 수도 있으며, 그에 따라 제 1 레일(110)의 간격이 제 2 레일(120)의 간격과 다를 수도 있다. 예를 들어, 제 1 휠(310)의 간격이 제 2 휠(320)의 간격보다 클 수 있고, 그에 따라 제 1 레일(110) 사이의 간격이 제 2 레일(120) 사이의 간격보다 클 수 있다.

이러한 레일(100)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 지면에 고정된 지지부(101)와, 지지부(101)로부터 상측 방향으로 소정 높이로 형성된 목부(102)와, 목부(102) 상에 마련된 머리부(103)를 포함할 수 있다. 이때, 목부(102)는 지지부(101)보다 좁은 폭으로 마련될 수 있으며, 머리부(103)는 목부(102)보다 넓은 폭으로 마련될 수 있다. 또한, 머리부(103)는 지지부(101)보다 좁은 폭으로 마련될 수 있다. 따라서, 레일(100)은 단면 형상이 머리부(103)가 지지부(101)보다 폭이 좁은 I자 형태로 마련될 수 있다.

한편, 레일(100)은 휠의 형태에 따라 휠의 하면이 맞닿고 휠의 적어도 일부 높이를 수용하도록 하는 형태로 마련될 수도 있다. 예를 들어, 하면과 두 측면으로 이루어진 요(凹)자 형태로 레일(100)이 설치될 수도 있다. 레일(100)은 서로 다른 형태로 설치될 수도 있는데, 예를 들어 제 1 및 제 2 레일(110, 120) 중 어느 하나가 I자 형태로 설치되고 다른 하나가 요(凹)자 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 레일(110)이 I자 형태로 설치되고 제 2 레일(120)이 요(凹)자 형태로 형성될 수 있다.

2. 지지 프레임

지지 프레임(200)은 휠(300), 지지대(400), 안착 플레이트(500), 리프트 수단(600) 등을 지지하기 위해 마련될 수 있다. 이러한 지지 프레임(200)은 서로 다른 사이즈를 갖는 제 1 및 제 2 지지 프레임(210, 220)을 포함할 수 있다.

제 1 및 제 2 지지 프레임(210, 220)은 서로 다른 사이즈를 갖고 동일 형상 또는 다른 형상을 가질 수 있다. 먼저, 제 1 지지 프레임(210)은 내측에 소정 크기의 개구가 형성되고 사각형의 외형을 갖도록 마련될 수 있다. 이때, 개구는 제 1 지지 프레임(210)의 외형의 형태로 마련될 수 있다, 즉, 제 1 지지 프레임(210)은 중앙부에 사각형의 개구가 형성되고 사각형으로 소정 폭으로 테두리가 형성된 형태로 마련될 수 있다. 예컨데, 제 1 지지 프레임(210)은 사각형의 틀 형태로 마련될 수 있다. 또한, 제 2 지지 프레임(220)은 제 1 지지 프레임(210)과 동일 형상을 가질 수 있다, 즉, 제 2 지지 프레임(220)은 중앙부에 개구가 형성된 사각형의 틀 형태로 마련될 수 있다. 그러나, 제 2 지지 프레임(220)은 개구가 형성되지 않은 사각형의 플레이트 형상을 가질 수도 있다. 본 발명의 실시 예는 제 2 지지 프레임(220)이 사각형의 플레이트 형상을 가진 경우를 설명한다. 여기서, 제 1 지지 프레임(210)이 제 2 지지 프레임(220)보다 크게 마련될 수 있고, 제 2 지지 프레임(220)이 제 1 지지 프레임(210) 내측의 개구보다 작은 사이즈로 마련될 수 있다.

이때, 제 2 지지 프레임(220)은 제 1 지지 프레임(210)의 내측으로 승하강할 수 있다. 따라서, 제 1 지지 프레임(210) 내측의 개구를 통해 제 2 지지 프레임(220)이 리프트 수단(600)에 의해 승하강할 수 있도록 제 1 지지 프레임(210)의 내측 개구는 제 2 지지 프레임(220)의 사이즈보다 크다.

또한, 제 2 지지 프레임(220)이 승하강할 때 제 1 지지 프레임(210)과 접촉되지 않도록 제 1 지지 프레임(210)의 내측면과 제 2 지지 프레임(220)의 외측면이 소정의 간격을 유지하도록 한다.

한편, 제 2 지지 프레임(220)은 자동 이송 장치가 제 1 방향(X 방향)으로 주행할 때 제 1 지지 프레임(210)의 상측에 위치하고, 자동 이송 장치가 제 2 방향(Y 방향)으로 주행할 때 제 2 지지 프레임(220)의 하측에 위치한다.

3. 휠

휠(300)은 지지 프레임(200)의 하측에 마련되며, 레일(100) 상을 주행할 수 있다. 이러한 휠(300)은 제 1 지지 프레임(210)의 하측에 마련된 제 1 휠(310)과, 제 2 지지 프레임(220)의 하측에 마련된 제 2 휠(320)을 포함할 수 있다.

이때, 휠(300)은 지지 프레임(200)의 하측 네 모서리 부근에 마련될 수 있다. 즉, 제 1 휠(310)은 제 1 지지 프레임(210)의 하측 네 모서리 부근에 마련되고, 제 2 휠(320)은 제 2 지지 프레임(220)의 하측 네 모서리 부근에 마련될 수 있다.

또한, 제 1 및 제 2 휠(310, 320)은 제 1 및 제 2 지지 프레임(210, 220)의 상호 위치에 따라 제 1 및 제 2 레일(110, 120)에 각각 접촉할 수 있다. 즉, 제 2 지지 프레임(220)이 제 1 지지 프레임(210) 상측에 위치할 경우 제 1 휠(310)이 제 1 레일(110) 상에 접촉하고 제 2 지지 프레임(220)이 제 1 지지 프레임(210)의 하측에 위치할 경우 제 2 휠(320)이 제 2 레일(120) 상에 접촉할 수 있다.

제 1 휠(310)이 제 1 레일(110) 상에 접촉할 때 제 2 휠(320)은 지면 또는 레일(100)과 이격되고 제 2 휠(320)이 제 2 레일(120) 상에 접촉할 때 제 1 휠(310)은 지면 또는 레일(100)과 이격된다. 따라서, 제관품이 외부로부터 제 1 방향(X 방향)으로 이송될 때 제 1 휠(310)은 제 1 레일(110)을 따라 주행하고, 제관품이 자동 용접 장치로 이송될 때 제 2 휠(320)은 제 2 레일(120)을 따라 주행할 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 휠(310, 320)은 주행 방향이 서로 직교한다.

한편, 제 1 휠(310) 사이의 간격이 제 2 휠(320) 사이의 간격보다 클 수 있다. 즉, 제 2 지지 프레임(220)이 제 1 지지 프레임(210)의 내측에 위치하므로 제 2 휠(320) 사이의 간격이 제 1 휠(310) 사이의 간격보다 좁을 수 있다. 따라서, 제 1 레일(110) 사이의 간격이 제 2 레일(120) 사이의 간격보다 클 수 있다.

이러한 휠(300)은 레일(100)의 형상에 따른 형상을 가질 수 있다. 레일(100)이 수직 형태가 I자형으로 설치되는 경우 휠(300)은 레일(100)의 머리부(103) 상면 및 측면에 접속되어 머리부(103)를 감싸는 형태로 마련될 수 있다. 즉, 휠(300)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 레일(100)의 머리부(103) 상면에 접촉되고 머리부(103)의 측면을 감싸는 원형의 형태를 가질 수 있다.

또한, 레일(100)이 요(凹)자 형태로 설치되는 경우 휠(300)은 레일(100) 내측에 수용되는 형태로 마련될 수 있다. 한편, 제 1 및 제 2 휠(310, 320)은 제 1 및 제 2 레일(110, 120)의 형태에 따라 서로 다른 형태로 마련될 수 있는데, 제 1 및 제 2 레일(110, 120)이 예를 들어 I자 및 凹자 형태로 각각 설치되는 경우 제 1 및 제 2 휠(210, 220)는 이에 대응되는 형태로 각각 마련될 수 있다.

4. 지지대

지지대(400)는 제 1 지지 프레임(210)의 상측에 마련되며, 상측에 안착 플레이트(500)가 마련된다. 즉, 지지대(400)는 제 1 지지 프레임(210) 상측에 지지되어 마련되며, 안착 플레이트(400)를 지지한다. 이러한 지지대(400)는 원형 또는 사각형의 기둥 형태로 마련되어 제 1 지지 프레임(210)의 네 귀퉁이로부터 수직 방향(Z 방향)으로 소정 높이로 형성될 수 있다.

이때, 지지대(400)의 내측에는 리프트 수단(600)이 위치한다. 따라서, 지지대(400)는 리프트 수단(600)의 높이에 대응되는 높이를 가질 수 있다. 즉, 리프트 수단(600)이 수축할 때 제 2 휠(320)이 지면 또는 레일(100)과 이격되고 리프트 수단(600)이 신장할 때 제 2 휠(320)이 제 2 레일(120)에 접촉되어야 하므로, 지지대(400)의 높이는 리프트 수단(600)의 수축 및 신장에 따른 제 2 휠(320)의 위치가 가능한 높이를 가질 수 있다.

5. 안착 플레이트

안착 플레이트(500)는 그 상부에 암 구조물 등 제관품을 안착하기 위해 마련된다. 이러한 안착 플레이트(500)는 네개의 지지대(400)에 의해 지지될 수 있다. 또한, 안착 플레이트(500)는 소정 두께를 갖는 사각형의 판 형상으로 마련될 수 있다. 이때, 안착 플레이트(500)는 네개의 지지대(400)에 의해 지지되므로 지지대(400) 사이의 간격보다 큰 폭으로 마련될 수 있다.

또한, 안착 플레이트(500)는 지지되는 제관품의 크기에 따른 크기를 가질 수 있는데, 제관품의 중심을 지지할 수 있도록 바람직하게는 제관품의 크기에 대응되는 크기로 마련될 수 있다. 이때, 안착 플레이트(500)는 제 1 지지 프레임(210)보다 작은 크기로 마련될 수도 있다. 그러나, 안착 플레이트(500)는 제 1 지지 프레임(210)보다 크거나 같은 크기로 마련될 수도 있다.

안착 플레이트(500)의 상방에는, 제관품의 형상에 맞춰 별도의 높이 패드(Pad, 510)가 설치될 수 있다. 이때 패드(510)는 제관품을 안정적으로 지지할 수 있도록 안착 플레이트(500)에서 수직 방향으로 일정 높이를 갖도록 마련되는 구조물일 수 있다.

또한 안착 플레이트(500)에는, 제관품을 안정적으로 이송하기 위한 클램프(520)가 마련될 수 있으며, 클램프(520)는 한 쌍으로 구성되어 한 쌍의 클램프(520)를 이용해 제관품을 클램핑할 수 있다.

물론 안착 플레이트(500)는 제관품을 지지 또는 파지할 수 있도록 위에서 설명한 구성 외의 다양한 구조가 얼마든지 제한 없이 적용될 수 있을 것이다.

6. 리프트 수단

리프트 수단(600)은 상측이 안착 플레이트(500)의 하면에 고정되고, 하측에는 제 2 지지 프레임(220)이 연결된다. 이러한 리프트 수단(600)은 가위식으로 수축 및 신장하여 제 2 지지 프레임(220)을 승하강시킨다.

즉, 리프트 수단(600)은 수축 시 제 2 지지 프레임(220)을 승강시켜 제 2 지지 프레임(220)이 제 1 지지 프레임(210)의 상측에 위치하도록 하고, 신장 시 제 2 지지 프레임(220)을 하강시켜 제 2 지지 프레임(220)이 제 1 지지 프레임(210)의 하측에 위치하도록 한다.

이를 위해 리프트 수단(600)은 예를 들어 크로스 프레임과 유체 실린더로 이루어져 유체 실린더의 신장 및 수축 작동에 따라 크로스 프레임을 가위식으로 움직임으로써 제 2 지지 프레임(220)의 위치를 조절한다. 즉, 유체 실린더가 수축되면 크로스 프레임이 수축되고 그에 따라 제 2 지지 프레임(220)이 제 1 지지 프레임(210)의 상측에 위치하여 제 2 휠(320)이 지면과 이격된다.

이와 반대로, 유체 실린더가 신장되면 크로스 프레임이 수축되고 그에 따라 제 2 지지 프레임(220)이 제 1 지지 프레임(210)의 하측에 위치하여 제 2 휠(320)이 제 2 레일(120) 상에 접촉된다.

여기서, 리프트 수단(600)은 신장 시 제 2 지지 프레임(220)이 제 1 지지 프레임(210) 하측에 위치하여 제 2 휠(320)이 레일(100) 상에 접촉될 수 있도록 지지대(400)의 높이와 제 1 지지 프레임(210)의 두께보다 긴 신장 높이를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 리프트 수단(600)은 수축 시 제 2 지지 프레임(220)의 하단이 제 1 지지 프레임(210)의 하단보다 상측에 위치하여 제 1 휠(310)이 레일(100) 상에 접촉될 수 있도록 지지대(400)의 높이와 제 1 지지 프레임(210)의 두께보다 짧은 신장 높이를 갖는 것이 바람직하다. 한편, 리프트 수단(600)은 상측이 안착 플레이트(500)에 직접 접촉되어 고정되고, 하측이 제 2 지지 프레임(220)에 직접 접촉되어 고정될 수 있다.

즉, 크로스 프레임의 상측이 안착 플레이트(500)에 고정되고 하측이 제 2 지지 프레임(220)에 고정될 수 있다. 그러나, 리프트 수단(600)과 안착 플레이트(500) 및 제 2 지지 프레임(220) 사이에 소정 두께를 갖는 보강 부재가 마련될 수 있다. 보강 부재의 두께에 따라 리프트 수단(600)의 신장 및 수축 길이가 짧아질 수 있다. 즉, 보강 부재의 두께가 두꺼울수록 리프트 수단(600)의 신장 및 수축 길이가 짧아지고 보강 부재의 두께가 얇을수록 리프트 수단(600)의 신장 및 수축 길이가 길어질 수 있다.

7. 고정부

또한, 지지 프레임(200)에는 지지 프레임(200)을 위치 조절한 상태로 고정하고 흔들림을 방지하기 위한 고정부(700)가 구비될 수 있다. 이러한 고정부(700)는 안착 플레이트(200)의 일측에 마련될 수 있다.

고정부(700)는 안착 플레이트(500) 상에 제관품이 안착될 때 자동 이송 장치의 흔들림을 방지하기 위해 마련될 수 있다. 또한, 고정부(700)는 안착 플레이트(500) 상에 안착된 제관품이 자동 용접 장치에 클램핑될 때 자동 이송 장치의 흔들림을 방지하기 위해 마련될 수 있다. 따라서, 고정부(700)는 제 1 지지 프레임(210)의 일측 및 제 2 지지 프레임(220)의 일측에 각각 마련될 수 있다,

고정부는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 지지 프레임(200)에 장착되는 유압 실린더(710)와, 유압 실린더(710)의 피스톤 로드(720) 단부에 설치되는 고정구(730)와, 고정구(730)에 고정핀(740)으로 결합된 걸림 조(jaw)(750)로 이루어질 수 있다.

걸림 조(750)는 레일(100)의 머리부(103) 아래쪽의 목부(102) 양측에 위치된다. 이러한 고정부(700)는 도 4에 도시된 바와 같이 피스톤 로드(720)를 하강시키면 걸림 조(750)가 레일(100)의 머리부(101) 아래로 내려가 레일(100)로부터 이격됨으로써 이송 수단의 이동이 가능해지고 피스톤 로드(720)를 상승시키면 걸림 조(750)가 위로 당겨져서 레일(100)의 머리부(103)의 하면을 밀착하여 가압함으로써 이송 장치가 고정된다.

8. 랙

본 발명의 지지 프레임(200)을 포함하는 자동 이송 장치는, 레일(100)을 따라 휠(300)이 주행하면서 이동할 수 있는데, 이때 휠(300)은 자동 이송 장치의 이동을 가이드하고, 실제 이동은 랙(800)에 의해 이루어질 수 있다.

자동 이송 장치가 랙(800)을 따라 이동하기 위해, 지지 프레임(200)에는 피니언(230)이 마련될 수 있으며, 피니언(230)은 도시하지 않은 다양한 구동원(모터 등)에 의하여 회전함에 따라, 피니언(230)이 랙(800)에 맞물려 회전하면서, 피니언(230)을 갖는 자동 이송 장치가 랙(800)을 따라 직선 운동할 수 있다.

랙(800)은 레일(100)과 대응하여 마련될 수 있으며, 제1 레일(110) 및 제2 레일(120)을 구성하는 한 쌍의 레일 사이의 중앙에 마련될 수 있다.

랙(800)은 제1 레일(110) 내에 위치하며 제1 레일(110)과 평행하게 제1 방향(X 방향)으로 마련되는 제1 랙(810)을 포함한다. 제1 랙(810)은 제1 레일(110)과 마찬가지로 제관품이 자동 이송 장치에 의해 이송되는 방향으로 설치될 수 있다.

랙(800)은 제1 랙(810)과 수직한 방향으로 마련되며 제2 레일(120) 내에 위치하고 제2 레일(120)에 평행하게 제2 방향(Y 방향)으로 마련되는 제2 랙(820)을 포함한다. 제2 랙(820)은 제2 레일(120)과 마찬가지로 제관품이 자동 용접 장치 방향으로 이송되는 방향으로 설치될 수 있다.

제1 랙(810)과 제2 랙(820) 사이에는, 회전랙(830)이 설치되어 있다. 회전랙(830)은 자동 이송 장치의 움직임에 따라 제1 랙(810) 또는 제2 랙(820)과 나란하도록 마련된다. 즉 회전랙(830)은 자동 이송 장치가 제관품을 이송하는 경우에는 제1 랙(810)과 나란하게 놓여 있다가, 제관품을 자동 용접 장치 방향으로 이송해야 하는 경우에는 회전하여 제2 랙(820)과 나란하게 놓인다.

즉, 본 발명은 이송되는 방향과 자동 용접 장치로의 전달 방향을 전환할 수 있도록 회전랙(830)을 사용하여, 이송되는 제관품이 자동 용접 장치에서 원하는 방향으로 자동 용접 장치에 전달되도록 할 수 있다. 다만 제관품의 이송 방향과 자동 용접 장치로의 전달 방향이 나란해도 무관하다면, 위와 같은 회전랙(830)은 생략될 수 있다.

회전랙(830)은 다양한 구동기구(840)에 의하여 회전이 이루어질 수 있으며, 자동 이송 장치의 지지 프레임(200)이 회전랙(830) 상에 위치할 때 작동하여 회전랙(830)을 회전시킬 수 있다. 이때 피니언(230)은 회전랙(830)의 회전을 간섭하지 않도록 지지 프레임(200)에 설치될 수 있다.

회전랙(830)의 회전은 공압 실린더 등을 이용할 수 있으며, 회전랙(830)에 바(bar), 암(arm), 링크(link) 등의 구조를 통해 연결된 공압 실린더가 직선 운동을 하면 회전랙(830)이 회전 운동을 하도록 이루어질 수 있다. 물론 회전랙(830)의 회전을 위한 구동기구(840)의 구성은 제한되지 않고 다양하게 이루어질 수 있다.

9. 기타 구성

한편, 본 발명의 자동 이송 장치는 레일 상의 주행 위치를 판단하기 위한 수단이 마련될 수 있다. 예를 들어, 일 방향(X 방향)과 이와 직교하는 타 방향(Y 방향)의 교차점을 판단하기 위해 리미트 센서(limit senser) 등이 마련될 수 있다. 즉, 제 1 지지 프레임(210)의 일측 가장자리, 예를 들어 X 방향의 좌측 가장자리와 제 1 레일(110)의 소정 위치에 자동 이송 장치의 X 방향으로의 주행을 정지시키기 위한 리미트 센서가 마련될 수 있다.

물론, 리미트 센서 이외에 자동 이송 장치의 X 방향으로의 이동을 확인 및 정지하기 위한 다양한 형태의 수단이 마련될 수도 있다. 예를 들어, 핀 실린더, 스토퍼가 마련되어 자동 이송 장치의 이동을 확인 및 정지시킬 수 있다. 또한, 제관품이 안착된 상태에서 높이를 제어하기 위한 선형 엔코더가 마련되어 가위 구조의 리프트 수단(600)의 높이와 위치 데이터를 저장할 수 있다.

자동 이송 장치의 구동 방법

상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 이송 장치는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 일 방향(X 방향)으로 주행할 때 제 1 레일(110) 상에 제 1 휠(310)이 안착되어 주행하고, 일 방향(X 방향)과 직교하는 타 방향(Y 방향)으로 주행할 때 제 2 레일(120) 상에 제 2 휠(320)이 안착되어 주행한다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이 제관품이 안착 플레이트(500) 상에 안착되고 일 방향(X 방향)으로 주행할 때 제 1 휠(310)이 제 1 레일(110) 상에 안착되어 주행된다. 이때, 리프트 수단(600)이 수축하여 제 2 지지 프레임(220)이 제 1 지지 프레임(210) 내측에 수용되고 제 2 휠(320)이 지면으로부터 이격된다.

한편, 안착 플레이트(500) 상에 제관품이 안착될 때 고정부(700)가 제 1 레일(110)에 접촉 가압되어 자동 이송 장치의 흔들림을 방지할 수 있다. 또한, 제관품이 안착된 상태에서 자동 이송 장치가 일 방향(X 방향)으로 이송되어 타 방향(Y 방향)과의 교차점까지 주행된 후 자동 이송 장치의 주행이 정지된다. 자동 이송 장치의 정지는 센서 등의 스토퍼 기능에 의해 구현될 수 있다. 이때, 고정부(700)가 제 1 레일(110)에 접촉 가압되어 자동 이송 장치의 흔들림을 방지할 수 있다.

이어서, 리프트 수단(600)이 신장되어 제 2 휠(320)이 제 2 레일(120) 상에 접촉되고 고정부(700)가 상측으로 이동되어 제 1 레일(110)로부터 떨어지게 된다. 제 1 휠(310)이 제 1 레일(110)로부터 이탈될 때까지 리프트 수단(600)이 신장된 후 제 2 휠(320)이 제 2 레일(120) 상을 주행하여 용접 로봇을 구비하는 자동 용접 장치 방향으로 제관품을 이송한다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다. 또한, 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100 : 레일 200 : 지지 프레임
300 : 휠 400 : 지지대
500 : 안착 플레이트 600 : 리프트 수단
700 : 고정부 800: 랙

Claims (5)

1. 서로 다른 사이즈를 갖는 제 1 및 제 2 지지 프레임;
   상기 제 1 및 제 2 지지 프레임에 각각 설치된 제 1 및 제 2 휠;
   상기 제 1 지지 프레임의 일부 상에 마련된 지지대;
   상기 지지대 상에 마련된 안착 플레이트; 및
   상기 안착 플레이트의 하부에 고정되며 제 2 지지 프레임을 승하강시키는 리프트 수단을 포함하는 자동 이송 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 휠은 서로 직교하는 방향으로 각각 설치된 제 1 및 제 2 레일을 각각 주행하는 자동 이송 장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 지지 프레임의 적어도 하나에 설치되며 레일 상에 안착 가압되는 고정부를 더 포함하는 자동 이송 장치.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 제 1 지지 프레임은 내측에 개구가 형성되고, 상기 제 2 지지 프레임은 상기 개구를 통해 승하강하는 자동 이송 장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 제 2 지지 프레임은 상기 리프트 수단의 신장 시 상기 개구를 통해 상기 제 1 지지 프레임보다 낮게 하강하여 상기 제 2 휠이 상기 제 2 레일 상에 안착하고, 상기 리프트 수단의 수축 시 상기 개구를 통해 상기 제 1 지지 프레임보다 높게 승강하여 제 1 휠이 상기 제 1 레일 상에 안착하는 자동 이송 장치.

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