KR20220086583A

KR20220086583A - 핸들링 시스템

Info

Publication number: KR20220086583A
Application number: KR1020227013749A
Authority: KR
Inventors: 아드리안 융커; 파스칼 루츠
Original assignee: 오스터발더 아게
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2020-10-26
Publication date: 2022-06-23
Also published as: US20220410244A1; WO2021083842A1; EP3815853A1; JP2023500441A; CN114585478A

Abstract

본 발명은 프레스 장치로부터 성형 부품을 제거하기 위한 핸들링 시스템(1)으로서, 제어 유닛; 적어도 하나의 선형 가이드(12) 및 적어도 하나의 선형 가이드(12)의 방향으로 서로 독립적으로 이동될 수 있는 제1 가이드 슬라이드(14) 및 제2 가이드 슬라이드(16)를 구비하는 선형 축 시스템(10); 및 제1 가이드 슬라이드(14) 및 제2 가이드 슬라이드(16) 상에 변위 가능하게 유지되고, 적어도 하나의 선형 가이드(12)의 방향과 각도 α를 형성하는 방향으로 이동될 수 있는 가이드 캐리지(24)를 포함하는 핸들링 시스템에 관한 것이다.

Description

핸들링 시스템

본 발명은 특히 프레스 가공 가능한 재료의 성형 부품(molded part)을 프레스 장치로부터 제거하고, 이를 임치 장소(depositing location)로 이송하여 임치 장소에 임치하기 위한, 성형 부품용 핸들링 시스템에 관한 것이다. 임치 장소는 특히 공작물 캐리어일 수 있다.

프레스 장치, 특히 분말 프레스로부터 성형 부품을 제거하고 이송하기 위한 핸들링 시스템 또는 위치 설정 장치가 공지되어 있으며, 이러한 핸들링 시스템 또는 위치 설정 장치는 본질적으로 분말 및/또는 입상 형태인 재료를 사용하는 분말 프레스에서 프레스 가공되는 성형 부품 또는 압분체(green compact)를 제거하고, 이를 추가적인 처리를 위해 공급한다. 특히, 압분체는 동질의 조밀한 성형 부품을 형성하기 위해 압분체가 고온에서 소결되는 후속 소결 공정에 공급된다. 프레스 가공 후에, 프레싱 또는 블랭크로도 알려진 압분체는 일반적으로 프레스 장치의 하측 공구 또는 하측 펀치 배열체 상에 놓이고, 그리퍼 또는 핸들링 시스템의 적절한 요소에 의해 상기 하측 공구 또는 하측 펀치 배열체로부터 픽업 된 후 임치 장소로 이송되어 내려진다. 이 단계에서, 압분체는 일반적으로 다소 복잡한 가는 줄 세공(filigree) 형상을 갖고, 강도 또는 견고성이 최소라는 특징이 있다. 따라서, 특정 동적 응답이 요구되기도 하지만, 압분체를 파지하거나 픽업하고, 이송하고 그리고 내려 놓는 것과 같은 핸들링 작업은 가능한 진동이 적고 정밀하게 수행되어야 한다.

스카라(SCARA) 로봇 또는 다축 암 로봇을 구비하거나, 이에 더해 직렬 배열된 선형 축을 구비하는 시스템이 압분체의 자동 핸들링용으로 공지되어 있다. 가능한 많은 자유도로 병진 및/또는 회전 이동 시퀀스를 수행할 수 있도록 하기 위해, 핸들링은 선형 축 및/또는 관절형 아암 축으로서, 및/또는 회전 축으로서 설계되는 다수의 이동 장치에 의해 수행된다. 개별 선형 및/또는 관절형 축이 서로 보완하여 하나의 축이 하나 이상의 다른 축에 의해 지지되는 직렬 운동학적 시스템(serial kinematic system)을 형성하면, 이동될 질량이 합산된다. 따라서, 정밀성 편차 및/또는 진동 뿐만 아니라 질량 관성이 증가한다.

프레스에서 생산되고, 소결된 재료 또는 프레스 가공 가능한 세라믹 재료로 이루어진 압분체용 핸들링 시스템으로서, 상기 핸들링 시스템은 수평방향 Y-선형 축을 구비하고, 수평방향으로 배열되는 X-선형 축이 수평방향 Y-선형 축 상에 이동 가능하게 배열되고, 이어서 수직방향으로 이동될 수도 있는 그리퍼를 구비한 아암이 X-선형 축 상에 배열되는 핸들링 시스템이 DE 100 02 981호에 공지되어 있다. 제1 선형 축이 제2 선형 축 상에 배열되고, 제2 선형 축이 제3 선형 축 상에 배열되며, 다수의 독립 선형 드라이브가 제공되는 직렬로 배열된 선형 축을 구비한 다른 시스템의 경우와 마찬가지로, 바람직하지 않은 질량비가 발생하고, 이는 선형 축들 중 하나만이라도 이동하는 경우에 특정 가속도 관성의 효과를 갖는다. 따라서, 종래의 핸들링 시스템에 있어서 가속 및 감속될 질량은 종종 이송될 성형 부품의 질량과 완전히 대조되는 경우가 있다. 또한, 이러한 핸들링 시스템에 대해 넓은 설치 공간이 요구되는데, 이는 분말 프레스의 일부 공간적으로 한정된 주변 환경에 있어 불리하다. 또한, 예를 들어, 캐리어의 정밀한 로딩을 위해, 우수한 접근성 및 접근 가능한 넓은 임치 표면이 핸들링 시스템에 요구된다.

본 발명의 목적은 상이한 형상의 민감한 물체를 손상 없이, 정밀하고 높은 동적 핸들링, 즉 집어 올리기, 이송 및 내려 두기가 가능한 성형 부품용 핸들링 시스템을 발전시키는 것이다. 또한, 핸들링 시스템에는 최대의 유연성과 더 나아가 양호한 접근성을 위한 모듈식 구조와 넓은 횡단 가능한 영역을 구비한 프레스 장치, 예를 들어 분말 프레스의 영역에 파지 및/또는 처리 유닛이 제공되어야 한다.

이들 목적은 청구항 1에 따른 핸들링 시스템을 통해 달성된다. 이러한 핸들링 시스템의 유리한 상세는 첨부된 청구범위 및 설명에서 인지할 수 있다.

이하에서는, 데카르트 좌표계에 따라, X-방향은 성형 부품이 픽업 장소로부터 셋다운(set-down) 장소로 선형으로 이송되는 수평 방향으로 이해될 것이다. Y-방향은 이에 수직하여 수평방향으로 연장된다. Y 방향은 X 방향과 함께 수평방향 X-Y 평면에 걸쳐 있다. Z 방향은 수평방향 X-Y 평면에 수직으로 연장되는 수직 방향으로서 지정된다. 일반적으로, 각각 선형 유닛으로 지정된 것은 선형 가이드 및 선형 가이드를 따라 병진 이동될 수 있는 가이드 슬라이드를 구비한 피구동 선형 축이며; 또는 회전 축, 예컨대 각각 C- 또는 D-축으로 지정된 것은 회전 요소이다.

본 발명에 따른 핸들링 시스템은 이하에서 각각 성형 부품 또는 압분체의 핸들링과 관련하여, 그리고 프레스 장치와 연관하여 설명되겠지만, 각각 다른 성형 부품 또는 요소를 집어 올리고, 이송하고 내려 놓는데 사용될 수도 있으므로, 프레스 장치와의 결합 형태로만 사용할 수 있는 것은 아니다.

본 발명에 따른 핸들링 시스템은 수평 및/또는 수직 방향으로의 임의의 2개의 축 이동이 2개의 독립적인 드라이브에 의해 그리고 이동 전달 수단과의 작동 연결로 가능하게 되는 원리에 기초한다.

제어 유닛 및 적어도 하나의 선형 가이드 및 적어도 하나의 선형 가이드의 방향으로 서로 독립적으로 이동 가능한 제1 가이드 슬라이드 및 제2 가이드 슬라이드를 구비한 선형 축 시스템, 및 제1 가이드 슬라이드 및 제2 가이드 슬라이드 상에 변위 가능하게 유지되고, 적어도 하나의 선형 가이드의 방향과 각도 α를 형성하는 방향으로 이동 가능한 가이드 캐리지를 포함하는, 프레스 장치로부터 성형 부품을 제거하기 위한 핸들링 시스템이 개시된다.

핸들링 시스템의 일 실시예에서, 제1 가이드 슬라이드는 제1 가이드 수단에 의해 가이드 캐리지에 변위 가능하게 연결되고, 제2 가이드 슬라이드는 제2 가이드 수단에 의해 가이드 캐리지에 변위 가능하게 연결된다. 이에 의해, 가이드 수단은 선형 안내부 및 선형 안내부 내에서 선형으로 변위 가능한 레일을 포함한다. 제1 가이드 수단 및 제2 가이드 수단은 적어도 하나의 선형 가이드의 방향에 대해 상이한 배향으로 배열된다.

본 발명에 따른 핸들링 시스템의 제어 유닛은 좌표화된 방식으로 핸들링 시스템의 이동을 제어하도록 설치되며, 관련된 프레스 장치의 제어에 의해 제공될 수도 있다.

핸들링 시스템의 바람직한 실시예에서, 선형 축 시스템은 제1 가이드 슬라이드를 구비한 제1 선형 축 및 제2 가이드 슬라이드를 구비한 제2 선형 축을 포함하고, 이들 축은 서로 평행하게 배열된다. 예를 들어, 각각 X-가이드 슬라이드를 구비한 X-선형 축으로서, 예를 들어 X-선형 가이드를 구비한 X-선형 축으로서 설계되어, 각각의 가이드 슬라이드는 제어 유닛에 의해 제어되는 방식으로, 선형 가이드의 방향으로 서로 독립적으로 이동될 수 있다. 설명된 실시예에서는, 평행한 선형 축의 가이드 슬라이드 상에 이동 가능하게 유지되는 가이드 캐리지가 X-Z 평면에 배치되고, 이 평면에서 이동 가능하다.

가이드 슬라이드는 동시에 또는 서로에 대해 상대적으로 이동 가능하며, 이에 의해 서로에 대해 상대적으로 이동하는 경우에 가이드 슬라이드는 선형 가이드의 방향으로 서로 오프셋되어 이동된다. 가이드 슬라이드의 선형 가이드의 방향에 따른 상대적인 이동의 경우에, 선형 가이드의 방향 및 이에 수직하는 방향 둘 모두, 예를 들어 X 및 Z 방향으로 생성된 중첩 이동에 의해, 가이드 슬라이드에 연결된 가이드 캐리지의 위치 설정이 이루어진다. 특히, 선형 축 시스템에 있어서 2개의 평행한 독립적인 선형 축의 배열은 이에 의해 이동되는 가이드 캐리지 및 가이드 캐리지 상에서 픽업될 수 있는 요소의 이동에 관하여 특히 바람직한 중량 분포로 인해 매우 동적인 것으로 증명된다.

서로 평행한 2개의 선형 축의 상이한 배열을 고려할 수 있다. 평행한 선형 축은 가이드 슬라이드가 외부 선형 가이드를 따라 이동 가능하도록 서로 인접하여 배열될 수 있다. 대안적으로, 평행한 선형 축은 가이드 슬라이드가 대향하는 내부 선형 가이드 사이에서 이동 가능하도록 서로 거리를 두고 배열될 수 있다.

본 발명에 따른 핸들링 시스템에서, 가이드 캐리지는 가이드 슬라이드에 미끄럼 이동 가능하게 연결되고, 이에 따라 선형 축을 구비한 가이드 슬라이드와 함께 이동 가능한 가이드 캐리지는 선형 가이드의 방향, 예를 들어 X-방향 및 이에 수직인 방향, 특히 Z-방향에 걸쳐있는 평면, 결과적으로 X-Z 평면에서 이동 가능하다. 가이드 캐리지는 예를 들어, 적어도 하나의 측면 부재 및 하나의 크로스 부재를 구비한 프레임형일 수 있으며, 이에 따라 적어도 하나의 측면 부재는 적절한 방식으로, 예를 들어 가이드 슬라이드 상에서 변위 가능한 가이드 수단에 의해 가이드 슬라이드에 연결된다.

가이드 수단은 가이드 캐리지가 적어도 하나의 선형 가이드에 의해 결정되는 방향에 대해 일정 각도로 연장되는 방향으로의 이동을 실행하는 방식으로 설계된다. 이러한 목적을 위해, 가이드 수단은 레일이 선형으로 변위 가능한 방식으로 안내되는 적어도 하나의 선형 안내부를 포함하는 구성이 제공된다. 선형 안내부는 측면 부재 상에 또는 각각의 가이드 슬라이드 상에 배치될 수 있다. 따라서, 이후 선형 안내부 내에 미끄럼 이동 가능하게 안내되는 레일이 가이드 캐리지의 측면 부재 상에 또는 가이드 슬라이드 상에 제공된다.

적어도 하나의 선형 가이드의 방향 및 다른 방향에 걸쳐있는 평면, 예를 들어 X-Z 평면에서의 가이드 캐리지의 이동을 위해서는, 각각의 가이드 슬라이드와 가이드 캐리지의 이동 가능한 연결을 위한 가이드 수단이 서로에 대해 상이한 배향으로 배열될 필요가 있다. 따라서, 예를 들어 가이드 수단은 Z-방향으로 적어도 하나의 측면 부재와 가이드 슬라이드들 중 하나의 변위 가능한 연결을 위해 배열될 수 있으며, 상기 실시예에서, X-선형 축의 방향과 90°의 각도를 형성한다. 측면 부재에 대한 다른 가이드 슬라이드의 변위 가능한 연결을 위한 다른 가이드 수단은 X-선형 축의 방향과 90° 미만의 각도, 바람직하게는 각도 α를 형성한다. 바람직한 실시예에서, 가이드 수단은 가이드 수단이 적어도 하나의 선형 가이드의 방향과 크기는 동일하지만 부호가 상이한 각도를 형성하는 방식으로 배열된다.

가이드 캐리지의 측면 부재들 중 하나 및 가이드 슬라이드들 중 하나의 변위 가능한 연결에 대한 보다 양호한 안정성을 위해, 2개의 측면 부재를 구비한 프레임형 가이드 캐리지를 갖춘 실시예에서, 선형 가이드의 방향과 일정 각도로 서로 평행하게 배향되는 2개의 가이드 수단이 제공된다.

핸들링 시스템의 일 실시예에서, 제어 유닛은 가이드 슬라이드를 적어도 하나의 선형 가이드의 방향을 따라 동시에 또는 서로에 대해 상대적으로 미리 결정 가능한 위치로 이동시키도록 배열된다.

2개의 가이드 슬라이드가 적어도 하나의 선형 가이드를 따라, 예를 들어 적어도 하나의 X-선형 축을 따라 동시에 이동되는 경우, 그 위에 배열된 가이드 캐리지의 병진 이동만이 X-방향으로 발생한다. 이는 예를 들어, 성형 부품의 제거 지점 또는 픽업 지점으로부터 임치 지점으로의 선형 이송 경로에 대응할 수 있으며, 이에 따라 임치 지점은 계량(weighing) 설비이거나, 후속 공정을 위해, 성형 부품이 팰릿화되는 공작물 캐리어이다. 팰릿화는 일반적으로 여러 번의 픽업 및 셋다운 작업을 요구하며, 이에 따라 공정의 이 단계에서 부서기지 쉬운 성형 부품의 반복적인 파지 및 셋다운은 높은 손상 위험과 연관되므로, 정밀하게 수행되어야 한다. 이는 본 발명에 따른 핸들링 시스템의 경량 구조 및 이에 연결될 수 있는 파지 요소의 정밀한 이동 제어에 의해 달성된다.

적어도 하나의 선형 가이드를 따른 가이드 슬라이드의 상대적인 이동의 경우에, 예를 들어 가이드 슬라이드가 동시에 이동되는 것이 아니라 X-선형 축의 방향으로 서로 오프셋되어 있을 때, 가이드 슬라이드에 미끄럼 이동 가능하게 연결되는 가이드 캐리지는 수직방향 상승을 위해 수직 방향으로 이동된다. 선형 가이드의 방향을 따른 가이드 슬라이드의 상대적 이동을 통해, 가이드 캐리지는 가이드 슬라이드와 가이드 캐리지 사이의 연결의 가이드 수단의 배향에 의해 조정 가능한 방향을 따라 선형 가이드에 대해 가이드 캐리지 자신을 변위시켜, 가이드 캐리지가 예를 들어, Z-방향으로 조정 가능하고 위치 설정 가능하게 되며, 즉 수직방향 상승을 수행한다. 이에 따라, 선택된 구조에 의해 가이드 수단의 배향과 선형 가이드의 방향 사이에서 조정될 수 있는 각도 α는 수직방향 상승에 결정적이다.

가이드 캐리지는 핸들링 시스템에 의해 수행될 핸들링 작업에 따라 추가적인 선형 축, 회전 축 및/또는 기능 수단과 모듈 방식으로 결합될 수 있다. 바람직한 실시예에서, Z-방향으로 연장되고, 더욱 상세하게 설명될 기능 요소를 회전 가능하게 유지하도록 설치되는 C-축이 가이드 캐리지 상에 수용될 수 있다. 따라서, 기능 요소는 Z-방향을 중심으로 피벗되거나 회전될 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명에 따른 핸들링 시스템은 예를 들어, 기능 요소를 C-축 상에 상호 교환 가능하게 수용하도록 설치되며, 이에 따라 기능 요소 자체는 상이한 유형을 가질 수 있고, 다른 선형 축 또는 회전 축을 포함할 수도 있다. 따라서, 추가적인 D-축이 제공되어, 예를 들어 파지된 성형 부품의 배향이 변경될 수 있도록, 수용 가능한 기능 요소 중 적어도 하나가 D-축에 의해 회전될 수 있다.

일 실시예에서, 적어도 하나의 교환 가능한 기능 요소는 예를 들어, 분말 프레스의 펀치 조립체로부터 성형 부품을 픽업하기 위한 파지 요소로서 설계될 수 있다. 적절한 파지 요소는 회전, 선회 또는 틸팅을 위한 추가적인 기능을 갖는 진공, 흡입, 홀 또는 핀서 그리퍼로서 설계될 수 있다. 또한, C-축의 회전에 의해 작업 위치로 이동되어질 수 있는 추가적인 기능 요소가 제공될 수 있다. 예를 들어, 이러한 기능 요소는 압분체 또는 성형 부품을 제거한 후에 분말 프레스의 펀치 배열체에서 성형 부품을 생산하기 위해 금형을 세척하도록 설치되는 세척 요소로서 설계될 수 있다.

바람직하게는, 핸들링 시스템은 픽업 장소에서 프레스 장치로부터 성형 부품을 꺼내고, 이를 픽업 장소로부터 임치 장소로 이송하고, 이를 임치 장소에서 위치 설정 방식으로 내려 놓도록 설치된다. 이에 의해, 임치 장소는 계량 설비일 수 있다. 대안적으로, 임치 장소는 공작물 캐리어일 수 있다. 따라서, 핸들링 시스템은 높은 반복, 위치 설정 및 시퀀스 정밀도로 성형 부품을 파지, 상승, 선회, 위치 설정 및 임치가 가능하고, 이에 따라 매우 다양한 부품이 높은 사이클 타임으로 이동될 수 있다.

핸들링 시스템의 일 실시예에 따라, 기능 수단의 위치 설정 또는 Y-축의 방향으로 기능 수단 상에 이동 가능하게 장착되는 적어도 하나의 기능 요소의 위치 설정은 X-방향으로의 이동 중첩 및 C-축 및/또는 D-축을 중심으로 한 회전으로부터 수행된다. 바람직하게는, C-축은 임의의 방식 또는 일반적으로 부품에 위치되는 성형 부품을 픽업 장소에서 픽업하고, 이들 성형 부품을 임치 장소의 적절한 위치 및 배열체에 내려 놓도록 설치된다. 또한, D-축은 각각 C-축에 의해 야기되는 성형 부품의 배향에 있어서의 변경을 실질적으로 보상하거나, 또는 성형 부품을 결정 가능한 배향으로 그리고 이에 따라 제 위치에, 예를 들어 캐리어 팔레트 상에 정밀하게 내려 놓을 수 있도록 하기 위해 설치될 수 있다.

바람직하게는, 위치 결정을 위해 검출 수단 또는 검출 시스템 각각이 제공될 수 있으며, 이러한 검출 수단 또는 검출 시스템은 예를 들어, 평행한 선형 축의 X-방향에서의 위치를 포착하고 각도 α를 고려한 신호를 처리함으로써, 기능 수단의 X-방향 및 Z-방향에 있어서의 위치를 검출한다. 이는 일반적으로 덜 정밀한 가이드 슬라이드의 간접적인 위치 결정에 비해 유리함을 나타낸다.

일 실시예에 따라, 핸들링 시스템은 중량 보상을 위한 수단을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 핸들링 시스템의 바람직한 실시예에서, 가이드 슬라이드 상에 배치되는 요소의 중량 보상을 위해 가이드 슬라이드 상에 공압 또는 유압 장치가 제공된다. 이에 의해, 대응하는 수단이 예를 들어, 가이드 수단에 평행 및/또는 선형 축에 평행한 상이한 배향으로 배열될 수 있다. 가이드 슬라이드의 중량 및 이에 작용하는 부하 중량에 더해, 기능 수단을 구비한 가이드 캐리지의 질량도 C-축 및/또는 D-축 보상된다. 따라서, 이들 질량은 선형 축, 특히 X-선형 축의 드라이브에 의해 유지되지 않는다. 이에 따르면, 이들이 동적 구동 토크와 더불어 연속 토크를 가할 필요가 없으며, 이는 바람직하지 않은 경우에 구동력을 크게 증가시킬 것이다.

제어 유닛 및 적어도 하나의 선형 가이드 및 적어도 하나의 선형 가이드의 방향을 따라 서로 상대적으로 그리고 또한 서로 독립적으로 이동 가능한 2개의 가이드 슬라이드를 포함하는 선형 축 시스템을 포함하는, 성형 부품용의 본 발명에 따른 핸들링 시스템의 설계의 경우, 관련 요소들의 이동은 보다 동적으로 실행되는 경향이 있다. 핸들링 시스템의 설계는 보다 작은 설치 공간을 필요로 하고, 최대의 유연성을 인해 다른 장비와 쉽게 결합될 수 있다. 특히, 펀치 배열체로부터 성형 부품을 제거하기 위해 프레스 장치와 관련하여 사용되는 경우에는 본 발명에 따른 핸들링 시스템의 콤팩트한 설계로 인해 유리하다는 것이 증명되었으며, 또한 넓은 횡단 가능 영역의 우수한 접근성 및 도달 가능성을 제공한다.

본 발명에 따른 핸들링 시스템의 경우, 포함된 기능 요소의 공간 방향에 있어서 좌표화된 병진 및/또는 회전 이동은 제어 유닛의 제어하에서 수행될 수 있다. 종래 제공되던 Z-선형 축의 부재는 관성의 관점에서 뿐만 아니라, 핸들링 시스템의 단순화된 주변을 통해 케이블 및 공간 조건에 있어서도 이점을 제공한다. 특히, X-방향 및/또는 Y-방향에서의 편차와 더불어 위치 설정될 기능 요소의 오프셋을 야기할 수 있는 Z-선형 축의 안내 오류가 방지될 수 있다.

선형 축 및/또는 회전 축을 구동하기 위해 상이한 드라이브 유닛이 사용될 수 있다. 예를 들어, 높은 이송 속도 및 긴 이송 거리를 위한 벨트 축, 정밀도 증가를 위한 스핀들 축 및 동역학, 정밀도 및 동기화 측면에서의 특별한 요건을 위한 선형 모터 축이 공지되어 있다. 선형 모터의 사용으로 인해 가속도가 가장 높아질 수 있으므로, 다수의 핸들링으로 사이클 타임이 감소된다.

가이드 슬라이드는 롤러, 볼 레일 가이드 또는 슬라이딩 가이드에 의해 선형 축 상에 설계된 대응하는 가이드 프로파일 상에 이동 가능하게 유지될 수 있다.

도면을 참조하여 상이한 실시예들에 대한 이하의 설명에서 본 발명의 추가적인 이점 및 상세를 알 수 있다:
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 핸들링 시스템의 개략적인 사시도를 도시한다;
도 2는 본 발명에 따른 핸들링 시스템의 정면도로 본 발명의 제2 실시예에 따른 핸들링 시스템의 개략적인 사시도를 도시한다;
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 핸들링 시스템의 개략적인 사시도를 도시한다;
도 4는 요소들이 부분적으로 제거된 본 발명의 제3 실시예에 따른 핸들링 시스템의 개략적인 상세도를 도시한다.

도 1에 도시된 핸들링 시스템(1)은 상부 및 하부 펀치 배열체를 구비한 분말 및/또는 입상의 프레스 가공 가능한 재료로부터 성형 부품을 제조하기 위한 장치, 바람직하게는 각각 프레스 장치 또는 분말 프레스에 관련된다. 핸들링 시스템(1)은 분말 프레스의 제어 유닛일 수도 있는 제어 유닛(도시 생략)을 포함한다. 제어 유닛에 의해, 선형 축 시스템이 제어될 수 있는데, 이러한 선형 축 시스템은 도 1의 제1 실시예에서는, X-선형 축(10)으로서 설계되는 선형 축(10) 및 제1 가이드 슬라이드(14) 및 제2 가이드 슬라이드(16)가 배치되는 X-방향으로 연장되는 선형 가이드(12)를 포함한다. 제1 가이드 슬라이드(14) 및 제2 가이드 슬라이드(16)는 제어 유닛에 의해 서로 독립적으로 제어되면서, 선형 가이드(12)를 따라 구동될 수 있다. 따라서, 제1 가이드 슬라이드(14) 및 제2 가이드 슬라이드(16)는 동시에, 즉 서로로부터 동일한 거리(d)를 두고 동일한 속도로 이동될 수 있다. 그러나, 핸들링 시스템(1)은 제1 가이드 슬라이드(14) 및 제2 가이드 슬라이드(16) 각각이 서로 상대적으로 이동하거나, 또는 각각의 종단 위치로 구동할 수 있는 방식으로도 설치되는데, 이 경우에는 X-방향으로의 거리(d)가 제1 및 제2 가이드 슬라이드(14, 16) 사이의 특정 영역에서 조정 가능하다.

제1 가이드 슬라이드(14) 및 제2 가이드 슬라이드(16) 상에는, 제1 가이드 수단(30) 및 제2 가이드 수단(40)에 의해 측면 부재(20)가 미끄럼 이동 가능하게 유지된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 제1 가이드 슬라이드(14) 상에 유지되는 선형 안내부(32) 및 선형 안내부 내에 미끄럼 이동 가능하게 수용되고 측면 부재(20) 상에 유지되는 레일(34)을 포함하는 제1 가이드 수단(30)은 Z-방향으로 배열되는데, 레일(34)은 상기 방향으로 선형으로 이동 가능하다. 제2 가이드 수단(40)은 제2 가이드 슬라이드(16) 상에 유지되는 선형 가이드(42) 및 선형 가이드 내에서 안내되는 레일(44)을 포함하고, 레일은 X-방향에 대해 각도 α로 배향되고 측면 부재(20) 상에 지지된다.

측면 부재(20)는 가이드 캐리지(24)의 요소이고, C-축(60)에 대한 수용부(50)가 제공되는 방식으로 설계된다. C-축(60)은 연결 요소(62)와 작동식으로 연결된다. 기능 요소(70)가 연결 요소(62)에 상호 교환 가능하게 부착될 수 있으며, 기능 요소는 예를 들어, 파지 요소(72)로서 또는 세척 요소(74)로서도 설계되며, C-축(60) 및 제1 가이드 슬라이드(14) 및 제2 가이드 슬라이드(16)의 이동에 의해, 요구되는 위치로 이동될 수 있다. 기능 요소(70) 뿐만 아니라 C-축(60)은 필요에 따라 핸들링 시스템(1)과 모듈 방식으로 결합될 수 있다.

도 2에는 핸들링 시스템(1)의 제2 실시예의 상세가 도시되어 있으며, 여기서는 도 1의 제1 실시예와 동일하거나 유사한 요소는 동일한 참조 번호 또는 부호를 사용하여 지정되었다. 제2 실시예에서, 선형 축 시스템(10)은 제1 가이드 슬라이드(14)를 구비하고 제1 X-선형 축(100)을 형성하는 제1 선형 가이드(12.1) 및 제2 가이드 슬라이드(16)를 구비하고 제2 X-선형 축(102)을 형성하는 제2 선형 가이드(12.2)를 포함하는 2개의 선형 축을 포함한다. 2개의 X-선형 축(100 및 102)은 일정 거리를 두고 서로 평행하게 배치되고, 일정 거리를 두고 서로 평행하게 배열되며, 이에 따라 각각의 가이드 슬라이드(14, 16)는 결과적으로 형성되는 사이 공간 내부에서 안내된다.

각각 제1 가이드 수단(30) 또는 제2 가이드 수단(40)에 의해, 제1 측면 부재(20.1)가 제1 가이드 슬라이드(14) 상에, 제2 측면 부재(20.2)가 제2 가이드 슬라이드(16) 상에 변위 가능한 방식으로 유지된다. 제1 측면 부재(20.1) 및 제2 측면 부재(20.2)는 적어도 하나의 크로스 부재(22)와 함께, 추가적인 축, 예컨대 C-축(60)이 수용될 수 있는 프레임형 가이드 캐리지(24)(도시 생략)를 형성한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 가이드 수단(30) 및 제2 가이드 수단(40)은 이들 각각이 X-방향과 예를 들어 크기 α를 갖지만 부호가 상이한 각도를 형성하는 방식으로 위치된다. 그러나, 제1 및 제2 가이드 수단(30, 40) 사이의 각각의 각도는 X-방향과 상이한 각도를 형성할 수도 있다.

도 3의 개략적인 사시도에는, 2개의 평행한 X-선형 축(100, 102)을 포함하는 핸들링 시스템(1)의 제3 실시예가 도시되어 있다. 또한, 각각 제1 선형 가이드(12.1) 또는 제2 선형 가이드(12.2)에서 X-방향을 따라 이동 가능한 제1 가이드 슬라이드(14) 및 제2 가이드 슬라이드(16)가 도시되어 있다. 따라서, 제1 가이드 슬라이드(14) 및 제2 가이드 슬라이드(16)는 각각 선형 가이드(12.1 또는 12.2) 상에 변위 가능한 방식으로 유지되고, 선형 가이드(12.1 및 12.2)에 평행하게 위치되거나 이들에 일체화되는 드라이브 유닛, 예를 들어 선형 모터에 의해 이동 가능하다. 가이드 캐리지(24)는 X-선형 축(100, 102)에 의해 이동 가능하다.

가이드 캐리지(24)는 서로 평행하게 배치되는 측면 부재(20.1, 20.2)를 포함하는 일종의 프레임으로서 설계되며, 측면 부재 각각은 가이드 수단(30, 40)에 의해 각각 제1 가이드 슬라이드(14) 또는 제2 가이드 슬라이드(16) 상에서 미끄럼 이동 가능한 방식으로 수용된다. 따라서, 가이드 캐리지(24)는 X-Z 평면에서 이동 가능하며, 이는 X-방향과 각도 α를 형성한다.

X-선형 축(100, 102)의 위치 설정은 예컨대, 각각 선형 가이드(12.1 또는 12.2)를 따르는 마킹을 참조하여 이루어질 수 있고, 이러한 마킹은 평행하고 독립적인 X-선형 축(100, 102)의 각각의 현재 위치를 결정하기 위해, 스캐닝 헤드(도시 생략)에 의해 스캔된다. 대안적으로, X-선형 축(100, 102)의 위치 설정은 드라이브 유닛을 통해 간접적으로 이루어질 수 있다. 종래의 위치 제어기에 연결되는 기능 요소가 위치 설정될 수 있도록 각각의 미리 결정 가능한 목표 위치를 제어하기 위해 종래의 위치 제어기가 모든 가동 축, 즉 선형 축 및 회전 축에 대해 사용될 수 있다.

추가적인 선형 축, 회전 축 또는 기능 수단이 가이드 캐리지(24) 상에 수용될 수 있다. 수용부(50)에 C-축(60)이 수용되는 것으로 도시되어 있고, C-축(60)에 의해 Z-방향을 중심으로 회전되는 추가적인 기능 요소가 연결 요소(62)에 의해 상호 교환 가능하게 추가될 수 있다. 기능 요소들 중 하나의 미리 결정된 이동으로부터의 편차가 교정되고, 이에 따라 병진 및 회전운동의 자유도는 적절한 기준 시스템과 관련하여 적절한 측정 시스템에 의해 결정된다.

기능 캐리지(24)는 본질적으로 X-방향을 따라 이동하지만, 본 발명에 따른 핸들링 시스템에 의하면 이를 위해 별도의 선형 축을 제공하지 않더라도 Z-방향으로도 이동 가능하다. 2개의 평행한 독립적인 X-선형 축(100, 102)의 또는 이들 상에 미끄럼 이동 가능하게 수용되는 제1 및 제2 가이드 슬라이드(14, 16)의 상대적인 이동은 X-방향에 대해 각도 α를 이루는 방향을 따라 가이드 수단(30, 40)(도시 생략) 및 이들과 함께 가이드 캐리지(24)에 의해, 미끄럼 이동 가능하게 제1 및 제2 가이드 슬라이드에 연결되는 측면 부재(20.1, 20.2)의 이동을 생성한다. 따라서, 기능 캐리지(24)는 이러한 목적을 위해 다른 Z-선형 축을 필요로 함이 없이 수직 방향 상승을 수행한다.

도 4에는 보다 명확한 개시를 위해 일부 부품을 생략한 핸들링 시스템(1)의 제3 실시예의 사시도가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 예시는 대체로 도 3의 예시에 대응하며, 따라서 측면 부재(20) 중 하나, 즉 측면 부재(20.1)는 가이드 수단(30, 40)의 배열을 보여주기 위해, 생략되었거나, 개략적으로만 도시되어 있다. 각각의 측면 부재(20.1, 20.2) 상에, 각각의 경우에 있어서 2개의 가이드 수단(30 및 40)이 서로 평행하게 배열되고, 이들은 각각의 측면 상에서 X-방향에 대해 동일한 크기이지만 부호가 반대인 각도 α를 형성한다. 제1 및 제2 가이드 슬라이드(14, 16)와 각각의 측면 부재(20.1, 20.2)를 측면마다 제2 가이드 수단(30, 40)에 의해 연결하면 이동 거동, 특히 강성을 개선하고, 진동을 방지한다. 또한, 선형 축(100, 102) 상에 작용하는 중량을 보상하기 위해, 중량 보상부(weight compensation)(80)가 각각의 측면 부재(20.1, 20.2) 상에 제공된다.

Claims

프레스 장치로부터 성형 부품(molded part)을 제거하기 위한 핸들링 시스템(1)으로서,
- 제어 유닛,
- 적어도 하나의 선형 가이드(12) 및 상기 적어도 하나의 선형 가이드(12)의 방향으로 서로 독립적으로 이동 가능한 제1 가이드 슬라이드(14) 및 제2 가이드 슬라이드(16)를 구비한 선형 축 시스템(10), 및
- 상기 제1 가이드 슬라이드(14) 및 제2 가이드 슬라이드(16) 상에 변위 가능하게 유지되고, 상기 적어도 하나의 선형 가이드(12)의 방향과 각도 α를 형성하는 방향으로 이동 가능한 가이드 캐리지(24)
를 포함하는 핸들링 시스템(1).
제1항에 있어서, 상기 제1 가이드 슬라이드(14)는 제1 가이드 수단(30)에 의해 상기 가이드 캐리지(24)에 변위 가능하게 연결되고, 상기 제2 가이드 슬라이드(16)는 제2 가이드 수단(40)에 의해 상기 가이드 캐리지(24)에 변위 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 핸들링 시스템(1).
제2항에 있어서, 상기 가이드 수단(30, 40)은 각각의 선형 안내부(32, 42) 및 상기 선형 안내부 내에서 선형으로 변위 가능한 각각의 레일(34, 44)을 포함하고, 이에 따라 상기 제1 가이드 수단(30) 및 상기 제2 가이드 수단(40)은 상기 적어도 하나의 선형 가이드(12)의 방향과는 상이한 배향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 핸들링 시스템(1).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선형 축 시스템(10)은 상기 제1 가이드 슬라이드(14)를 구비한 제1 선형 축(100) 및 상기 제2 가이드 슬라이드(16)를 구비한 제2 선형 축(102)을 포함하고, 제1 선형 축(100) 및 제2 선형 축(102)은 서로 평행하게 배열되는 X-선형 축(100, 102)으로서 구성되고, 이에 따라 상기 제1 가이드 슬라이드(14) 및 상기 제2 가이드 슬라이드(16) 상에 변위 가능하게 유지된 상기 가이드 캐리지(24)는, X-Z 평면에 배열되는 것을 특징으로 하는 핸들링 시스템(1).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 제1 가이드 슬라이드(14) 및 상기 제2 가이드 슬라이드(16)를 상기 적어도 하나의 선형 가이드(12)의 방향을 따라 미리 결정 가능한 위치로 동시에 또는 서로에 대해 상대적으로 이동시키도록 제공되는 것을 특징으로 하는 핸들링 시스템(1).
제5항에 있어서, 상기 제1 가이드 슬라이드(14) 및 상기 제2 가이드 슬라이드(16)가 상대적으로 이동하는 경우에, 이들 가이드 슬라이드 상에 변위 가능하게 유지된 상기 가이드 캐리지(24)는 상기 적어도 하나의 선형 가이드(12)의 방향에 수직인 방향으로 조정 가능한 이동을 실행하는 것을 특징으로 하는 핸들링 시스템(1).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드 캐리지(24)는 선형 축, 회전 축(60) 및/또는 기능 수단과 조합되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 핸들링 시스템(1).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 기능 요소(70)가 상기 가이드 캐리지(24) 상에 교환 가능하게 수용되는 것을 특징으로 하는 핸들링 시스템(1).
제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 기능 요소(70)는 성형 부품용 파지 요소(72)로서 구성되는 것을 특징으로 하는 핸들링 시스템(1).
제9항에 있어서, 파지 요소(72)로서 구성되는 상기 기능 요소(70)는, 상기 기능 요소에 의해 파지된 성형 부품의 배향이 변경될 수 있도록 D-축(60)에 의해 회전 가능한 것을 특징으로 하는 핸들링 시스템(1).
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 기능 수단(70)은 세척 요소(74)인 것을 특징으로 하는 핸들링 시스템(1).
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 픽업 장소에서 분말 프레스로부터 성형 부품을 픽업하고, 상기 성형 부품을 상기 픽업 장소로부터 임치 장소로 이송하고, 상기 성형 부품을 상기 임치 장소에 내려 놓도록 제공되는 것을 특징으로 하는 핸들링 시스템(1).
제12항에 있어서, 상기 임치 장소는 계량(weighing) 설비인 것을 특징으로 하는 핸들링 시스템(1).
제12항에 있어서, 상기 임치 장소는 공작물 캐리어인 것을 특징으로 하는 핸들링 시스템(1).
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 가이드 슬라이드(14) 및/또는 상기 제2 가이드 슬라이드(16) 상에 중량 보상부(weight compensation)(80)가 제공되는 것을 특징으로 하는 핸들링 시스템(1).