KR20230002412A - 분류 장치의 멀티툴 그립퍼 헤드 및 그 작동 방법 - Google Patents

Abstract

분류 기기에 있어서의 핸들러용 그립핑 헤드(T) 및 그 작동 방법이 개시된다. 상기 그립핑 헤드(T)는 지지 프레임(1), 및 적어도 하나의 제어 라인용 소켓(25) 및 제 1 유지 수단(200, 202)이 구비된 적어도 하나의 그립핑 툴(U)을 포함하고, 상기 지지 프레임(1) 상에 장착되고, 각각의 복수의 그립핑 툴(U₁-U₅)의 상기 제 1 유지 수단(200, 202)과 결합되기에 적합한 복수의 제 1 해제 가능 맞물림 수단(29a, 29b, 27)이 구비된 리볼버형 캐리어(2), 및 상기 제 2 유지 수단(203)과 결합되기에 적합한 제 2 해제 가능 맞물림 수단(43, 45)이 구비된 적어도 하나의 이송 플랫폼(4)을 더 포함하고, 상기 복수의 그립핑 툴(U₁-U₅)은 제 2 유지 수단(203)을 더 갖고, 상기 이송 플랫폼(4)은 적어도, 상기 그립핑 툴(U₁-U₅)의 제 1 유지 수단(200, 202)이 상기 리볼버형 캐리어(2)의 상기 제 1 해제 가능 맞물림 수단(29a, 29b, 27)과 맞물리는 홈 위치와, 상기 제 2 해제 가능 맞물림 수단(43, 45)이 선택된 그립핑 툴(U)의 상기 제 2 유지 수단(203)과 결합되는 부착 위치와, 상기 그립핑 툴의 제 1 유지 수단(200, 202)이 상기 제 1 해제 가능 맞물림 수단(29a, 29b, 27)으로부터 분리되고, 상기 선택된 그립핑 툴(U)이 상기 리볼버형 캐리어(2)로부터 이격되는 작동 위치 사이에서 상기 지지 프레임(1)에 이동 가능하게 장착된다.

Description

분류 장치의 멀티툴 그립퍼 헤드 및 그 작동 방법

본 발명은 절단 공장에서 시트를 핸들링하는 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 분류 장치의 핸들러용 멀티툴 그립퍼 헤드에 관한 것이다.

시트(금속, 플라스틱, 목재, 합성물 등) 가공 분야에 있어서, 특히 자동 절단 및 분류 스테이션에서는 각각의 창고로부터 가공되지 않은 시트를 인출하여 그것들을 절단 센터의 도입 테이블로 이송하고, 이어서 절단 피스 및 스크랩을 회수하여 후속의 수집 스테이션으로 분배할 수 있는, 자동 시트 핸들링 장비(핸들러 또는 분류 기계라고도 함)가 구비된 절단 기계를 지원해야 할 필요성이 존재한다. 특히 효과적이고 유리한 분류 기계는, 예를 들면 동일한 출원인의 명칭으로 제출된 WO2008/139409에 기재되어 있다.

통상, 이들 기계에는 재료, 두께 및 크기가 상이한 복수의 워크피스를 작동시킬 수 있는 그립핑 헤드가 제공된 핸들러가 구비되어 있다. 이러한 목적을 위해, 이 부문에서는 다양한 상호교환 가능한 수집 툴이 핸들러 그립핑 헤드와 맞물리기에 적합한 것이 일반적이다.

일반적으로, 각각의 그립핑 헤드의 단부에는 범용의 패스닝 부재가 제공되며, 적절한 제어 라인 또는 에너지 라인(공압 유체, 유압 유체, 전류 등)으로 제어되는 복수의 상이한 작동 툴과 맞물릴 수 있다.

상이한 툴은 작동 영역 외부에 위치된 툴 캐리어 영역에 깔끔하게 보관되며, 여기서 그립핑 헤드가 분류 기계로부터 제공되어 그것들을 수집하고, 각각의 작업 단계에서 사용되며, 이어서 특정 작업 단계의 종료 시 그것들을 해제할 수 있다. 명백하게, 그립핑 헤드가 툴 캐리어와 상호작용하게 되는 작동 사이클의 단계('툴 교환 단계'라고도 불림)는 기계 작동 시간 중의 유휴 시간을 나타내는 것이며, 이를 배제하는 것이 바람직할 수 있다.

다른 기술 분야는, 예를 들면 복수의 틀가 동일한 작동 헤드에 직접 장착되는 툴 기계 분야가 존재한다. 그러나, 툴 기계에서 사용되는 기술적 접근 방식은, 주로 멀티툴 헤드의 대부분을 차지하는 일련의 이유로 핸들러 부문에 즉시 적용될 수 없다. 실제로, 분류 기계를 작동하려면 서로 상이한 높이에 적재된 워크피스를 핸들링하기 위래 복수의 그립핑 헤드가 상호작용하고, 가까운 상호거리에서 작동해야 하며: 따라서, 상당한 높이의 그립핑 헤드의 풋프린트는 가능한 한 작아야 한다. 멀티툴 헤드에 장착된 멀티툴의 존재는 분류 기계용 핸들러의 작동과 호환되지 않을 수 있는 플랜 벌크를 결정한다.

JP S5919292는 맨드릴과 협력하는 선택 지지대를 갖는 교환 툴 기계를 개시한다.

US 2016/0089792는 픽업 헤드가 변위되어야 하는 선형 스토리지에 저장된 엔드 이펙터를 교환하는 기계를 개시한다.

따라서, 툴 교환 작동을 위해 그립핑 헤드가 변위되어야 하는 별도의 툴 캐리어를 분배하도록 배열된 개선된 분류 장치를 제공할 필요성을 느낀다. 특히, 다양한 종류의 틀를 사용할 수 있으며 공지의 그립핑 헤드의 다양성을 유지하지만 툴 교환 작동에 시간과 공간을 소모시키지 않는 분류 기계용 그립핑 헤드를 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상술의 목적은 분류 장치의 그립핑 헤드 및 그 작동 방법에 의해 달성되며, 그 특징은 첨부된 청구항에 규정되어 있다. 본 발명의 다른 바람직한 특징은 종속 청구항에서 규정되어 있다.

본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 어떤 경우에도 단지 비제한적인 예로서 제공되며 첨부된 도면에 예시된, 동일한 바람직한 실시형태에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 콤팩트한 상태의 그립핑 헤드의 사시도이다.
도 2는 상이한 관점에 따른 도 1과 유사한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 그립핑 헤드의 분해 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 리볼버형 캐리어의 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 리볼버형 캐리어의 지지체의 사시도이다.
도 4c는 예시적인 그립핑 툴의 사시도이다.
도 4d는 다른 예시적인 그립핑 툴을 갖는 도 1의 헤드의 사시도이다.
도 5a는 홈 상태에서의 이송 플랫폼 및 액추에이터의 부품이 제거된 사시도이다.
도 5b는 도 5a의 이송 플랫폼의 상세 사시도이다.
도 5c는 도 5b의 플랫폼의 단독 회전 액추에이터의 사시도이다.
도 6a는 홈 상태에서의 본 발명에 따른 그립핑 헤드의 사시 저면도이다.
도 6b는 예시적인 툴과 맞물리는 이송 플랫폼의 상세 중 부품이 제거되고 부분적으로 투시된 사시도이다.
도 6c는 도면을 명확하게 하기 위해 지지 선반이 제거된 도 6b와 유사한 도면이다.
도 7은 덮개 본체가 제거된 도 2와 마찬가지의 사시도이다.
도 8은 상이한 관점에 따른 도 7과 유사한 도면이다.
도 9는 리볼버형 캐리어의 회전축과 동일 평면을 따라 취한 종단면도이다.
도 10은 확장된 작동 상태에서 본 발명의 그립핑 헤드의 사시도이다.
도 11은 연장된 작동 상태에서 본 발명의 그립핑 헤드의 덮개 본체가 제거된 사시도이다.
도 12 및 도 13은 상이한 관점에 따른 도 11과 유사한 도면이다.
도 14는 연장된 작동 조건에서 그립핑 헤드를 갖는 도 9와 유사한 도면이다.
도 15 내지 도 22는 본 발명의 작동 순서를 나타내는 덮개 본체가 제거된 그립핑 헤드의 입면 측면도이다.
도 23은 리볼버형 캐리어에 유지된 툴로 워크피스를 수집하는 본 발명에 따른 헤드의 사시도이다.
도 23a 내지 도 23c는 인발된 워크피스의 회전 순서에 따른 도 23의 헤드의 입면 측면도이다.

분류 기계는 일반적으로, 예를 들면 금속 시트용 레이저 절단 장치(미도시)와 같은 절단 센터와 협력하여 배치된다. 분류 기계는 일반적으로 수평으로 적층하여 배열된 저장 영역으로부터 개별의 가공되지 않은 금속 시트를 픽업하여 절단 장치의 입구로 이송하는 작업을 한다. 금속 시트로부터 여러 형상의 워크피스로 절단이 완료되면, 분류 기계는 개별의 워크피스를 픽업하고, 분류된 방식으로 이송하여, 경우에 따라서는 그것들을 적절한 분류 위치에 적재하는 추가 작업을 한다. 워크피스 이송의 종료 시, 잔존하는 금속 시트 스크랩도 선택기에 의해 폐기 장소로 제거된다.

추측할 수 있는 바와 같이, 다양한 제조 배치에서 가공되지 않은 시트, 개별의 워크피스 및 스크랩은 특성, 크기, 형상 및 중량이 매우 상이할 수 있으므로, 분류 기계는 다양한 그립핑 툴을 사용해야 한다. 그러한 그립핑 작동을 위해, 분류 기계는 그 자체로 공지된 방식으로, 적어도 2개의 수평면과 수직축의 직교축을 따라, 변위 차축을 갖는 시스템에 속하는 핸들링 암의 하단에 장착된 그립핑 툴이 제공된 하나 이상의 그립핑 헤드를 사용한다.

본 발명에 따르면, 분류 기계용 그립핑 헤드(T)는 복수의 툴을 하우징하는 하우징 프레임으로 이루어진다. 도 1 및 도 2에 있어서, 그립핑 헤드(T)는 콤팩트한 홈 상태로 도시되어 있고; 덮개 본체(C)의 존재로 인해 내부 구조가 보이지 않으며; 상부에 있어서, 그립핑 헤드(T)의 단부는 분류 기계의 이동 암에 패스닝되는 플랜지(F)를 갖고, 패스닝된 플랜지(F)를 통해, 제어 또는 에너지 전달 라인(L)은, 예를 들면 진공 파이프, 압축 공기 파이프, 하나 이상의 전기 케이블 등을 통과하여, 그립핑 헤드 및 툴의 부재를 적절하게 제어하게 되며; 하부에 있어서, 그립핑 헤드(T)는 이하에 더 잘 설명될 수 있는 복수개의 그립핑 툴을 하우징한다.

특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 그립핑 헤드(T)는 일련의 작동 컴포넌트가 장착되는 패스닝 플랜지(F)와 통합된 지지 프레임(1)으로 이루어진다. 작동 컴포넌트는 축(H)을 중심으로 회전을 구동하기 위한 상대 회전 액추에이터(3)를 갖는 리볼버형 툴 캐리어(2), 및 상대 선형 액추에이터(5)를 갖는 수직 이송 플랫폼(4)을 포함한다. 헤드(T)에는, 플랜지(F)를 가로질러 연장되는 단일 공압 라인을 헤드에 탑재된 다양한 제어 부재에 대하여 복수의 라인과 연통시키는 공압 분배 유닛(6)이 더 바람직하게 제공된다.

도 4a 및 도 4b에 있어서, 액추에이터(3)를 갖는 리볼버형 툴 캐리어(2)가 상세하게 도시되어 있다.

리볼버형 툴 캐리어(2)는 선택 축(H) 주위에 회전 가능하게 장착되고, 기어 모터(M1) 및 톱니 벨트(31)를 포함하는 액추에이터(3)에 의해 작동되는 풀리(22)에 의해 회전 구동되는 맞물림 본체(21)를 실질적으로 포함한다. 맞물림 본체(21) 상에는 툴(U)이 결합되어 있으며, 이는 이하에 더 자세하게 설명될 것이다.

선택 축(H)은 수평인 것이 바람직하다.

회전 유체 분배기(23)가 풀리(22)에 동축으로 바람직하게 제공되고, 맞물림 본체(21)에 유체 연결된다. 분배기(23)는 툴로 향하는 복수의 유체 파이프에 연속성을 부여하여, 분배기 상의 고정된 위치에 배열된 복수의 입력 유체 커넥터(24)를 가동 그립핑 툴에 제공되는 대응하는 복수의 툴 소켓(25)과 연결하는 목적을 갖는다.

분배기(23) 상의 고정 입력 커넥터(24)는 공압 분배 유닛(6)에 연결되어, 핸들링 암(미도시)으로부터 나오는 진공 라인을 맞물림 본체(21)에 회전 이동 가능하게 장착된 툴 소켓(25)까지 적절하게 유체 연결한다. 이러한 이유로, 진공 흡입은 툴로부터 핸들링 암의 상단으로 흡입 기류를 생성한다.

바람직하게는, 툴 소켓(25)과 회전식 유체 분배기(23) 사이에, 각각의 가요성 및 연장 가능한 호스(25')가 제공되며, 예를 들면 도면에 도시된 바와 같이 나선형으로 감겨 있어서, 툴이 회전식 분배기(23)(이하에 더 나타내어질 수 있음)로부터 멀리 이동될 때에도 유체 파이프의 연속성을 허용한다.

회전식 유체 분배기(23)는 바람직하게는 중심 위치에서, 예를 들면 결합 본체(21)와 통합된 전자석(27) 또는 툴(U)에 탑재된 다른 전자석과 같은 다른 전기 장치를 공급하기 위해 전기 관통 와이어를 하우징하기에 적합한 축(H)에 평행한 길이 방향의 관통 구멍(26)을 호스팅한다.

기어 모터(M1)의 회전 제어는 바람직하게는 2개의 반대 방향으로 360° 미만의 회전을 행하도록 교호한다. 이에 의해, 전선의 연속성을 유지하기 위해 슬라이딩 접점을 제공할 필요가 없지만, 전선의 2개 방향의 교호의 비틀림은 허용된다.

도시된 실시형태에 있어서, 맞물림 본체(21)는 4개의 상이한 툴(U₁-U₄)을 하우징하도록 구성된다. 이러한 목적을 위해, 본체(21)는 동일한 수의 그립핑 툴(U₁-U₄)이 결합되는 4개의 직교 측면을 갖는 정사각형 플레이트의 형상을 취한다. 양측에는, 한 쌍의 조절 구멍(28)과 전자석(27)이 제공된다. 각각의 측면에는 한 쌍의 탄성 암(29a, 29b)을 갖는 포크가 더 구비되어 있으며, 한 쪽이 다른 쪽을 향해 탄성적으로 밀어져 그립핑 툴(U₁-U₄)에 대한 그립핑 동작을 규정한다.

전자석(27) 및 탄성 암(29a, 29b)을 갖는 포크는 전체적으로 해제 가능한 맞물림 수단을 형성하며, 이는 상이한 실시형태를 취할 수도 있다. 그것들은 맞물림 본체(21)와 결합된 툴(U₁-U₄)를 유지하지만, 이하에 예시되는 방식과 시간으로, 툴의 제어된 분리를 허용한다.

다양한 그립핑 툴(U₁-U₄)에는 모두 범용 패스닝 베이스(200)(도 4c)가 구비되어 있으며, 여기에는 툴의 유형에 따라 달라지는 활성 컴포넌트가 패스닝된다. 베이스(200)에는 리볼버형 캐리어(2)의 맞물림 본체(21) 상에 존재하는 대응하는 해제 가능한 맞물림 수단과 단단히 맞물리도록 배열된 유지 수단이 구비되어 있다. 특히, 베이스(200)는 맞물림 본체(21)의 대응하는 센터링 구멍(28)과 맞물리도록 의도된 한 쌍의 센터링 핀(201), 및 전자석(27)과 결합하도록 의도된 금속 인서트(202)를 갖는다. 동일한 베이스(200) 상에, 한 쌍의 유지 핀(203)이 추가로 제공되며, 이는 추가로 설명되는 바와 같이 이송 플랫폼(4)에 제공된 맞물림 수단과 맞물리도록 의도된다.

베이스(200)의 측면 설계는 탄성 암(29a, 29b)과 협력하고, 그들 사이에 단단히 스냅 결합된 상태를 유지하도록 고려된다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 리볼버형 캐리어(2)의 맞물림 본체(21)는 센터링 구멍(28)과 센터링 핀(201)의 맞물림 및 탄성 암(29a, 29b) 및 전자석(27)에 의해 부여된 유지 스냅력을 이용하여 4개의 다른 툴을 해제 가능한 방식으로 유지한다. 도 4b에 있어서, 리볼버형 캐리어(2)는 상이한 활성 컴포넌트:

복수의 원형 진공 흡입 캡을 갖는 제 1 툴(U₁),

2개의 장척상 진공 흡입 캡을 갖는 제 2 툴(U₂), 및

4개의 전자석 실린더와 함께 제공되는 제 3 툴(U₃)을 갖는 3개의 예시적인 그립핑 툴에 부착된다.

단일 원형 진공 흡입 캡이 제공된 제 4 툴(U₄)은 이격되어 있으며, 도 4c에서 분리된 것으로 도시되어 있다.

도 4d는 독립적으로 제어되기에 적합한 2개의 동심의 전자석이 제공된 더 바람직한 툴(U₅)(예를 들면, 툴(U₃) 대신에 그립핑 헤드에 장착 가능)을 도시한다. 특히, 제 1 중심 전자석은 원형이며, 직경이 25∼35mm의 범위이고; 이것은 더 작은 워크피스(최대 약 40kg까지)를 수집하기 위한 것이다. 제 2 주변 전자석은 환 형상이며, 이는 수집되는 워크피스가 최대 약 130kg까지 40kg의 중량을 초과할 때에 제 1 전자석의 것에 보조력을 기여하기 위한 것이다. 전자석의 활성화는 대안적으로 2개 또는 동시에 제어할 수 있다. 따라서, 수집되는 워크시트에 따라 프로그래밍 가능한 3중 접힘 형상과 다양한 하중 전달 기능을 갖는 툴이 제공된다.

도 5a는 프레임(T)에 장착된 상대 선형 액추에이터(5)를 갖는 이송 플랫폼(4)을 상세하게 도시한다.

도시된 실시형태에 따르면, 이송 플랫폼(4)은 슬라이딩 축(Y)을 따라 슬라이딩 가능하게 장착된 이동 슬라이더(42)에 패스닝된 선반(41)을 포함한다. 슬라이딩 축(Y)은 수직인 것이 바람직하다.

선반(41)에는 선택된 그립핑 툴에 해제 가능한 방식으로 단단히 고정될 수 있는 맞물림 수단이 제공된다.

선반(41)은 그립핑 헤드의 중심축 방향으로 이동 슬라이더(42)로부터 특정 거리로 캔틸레버식 맞물림 수단을 지지한다는 점에 유의해야 한다. 특히, 맞물림 수단은 소망 시 그립핑 툴(U₁-U₅)의 유지 수단과 맞물릴 수 있는 중앙 영역에 존재한다.

도시된 실시형태에 따르면, 해제 가능한 맞물림 수단은 선반(41)의 말단 몸체(41') 상에서 회전 지지되고, 공압 액추에이터(44)에 의해 교대로 회전 구동되는 샤프트(43)로 이루어진다.

샤프트(43) 및 액추에이터(44)의 회전축은 도면에서 축(W)으로 식별된다.

샤프트(43)는 횡단면이 더 짧은 것과 더 긴 것의 2개의 다른 직교 치수를 갖는 적어도 일부를 갖고: 예를 들면 원통형 섹션 샤프트(43)에는 2개의 대향 측면 리세스(43a)가 제공된다(도 5c). 샤프트(43)는 툴(U₁-U₅)의 2개의 유지 핀(203) 사이에 규정된 포크 특징부와 맞물리기 위한 것이며, 대안적으로 더 크거나 더 작은 직경을 제공하고, 이에 의해 상대적인 횡 방향 분리 운동을 각각 방지하거나 허용한다.

따라서, 그립핑 툴(U₁-U₅)의 2개의 유지 핀(203)은 더 좁은 섹션 부분(203')을 갖는다. 이러한 더 좁은 섹션에 대응하여, 2개의 핀의 표면 사이의 중심-대-중심 거리는 리세스(43a)에 대응하는 샤프트(43)의 더 작은 치수보다 크다. 이에 의해, 2개의 유지 핀(203)은 리세스(43a)에 대응하여 샤프트(43)를 가로질러 횡 방향으로 자유롭게 활주할 수 있는 한편, 샤프트(43)의 더 큰 섹션이 핀(203)의 2개의 더 좁은 섹션(203') 사이에 놓이면 횡 방향 변위가 방지된다.

즉, 샤프트(203)가 차지하는 회전 각도에 따라, 이하에 더 잘 설명되는 바와 같이 한 쌍의 유지 핀(203)을 횡 방향으로 포획하거나 자유롭게 유지하는 것이 가능하다.

또한, 선반(41)의 단자 본체(41')는 한 쌍의 유지 핀(203)을 하우징하기 위한 평행 가이드 구멍(45)을 갖는다. 평행 가이드 구멍(45)은 샤프트(43)에 직교하고, 회전 축(W)의 2개의 반대 측면 상에서 샤프트의 회전 시트와 교차한다. 이에 의해, 유지 핀(203)이 가이드 구멍(45)에 삽입될 때, 샤프트(43)와 측면으로 맞물릴 수 있다.

또한, 선반(41)에는 한 쌍의 개방 캠 부재(46)가 설치되어, 샤프트(43)의 양측에 배치되며, 이는 부착 단계에서 개방 탄성 암(29a, 29b)과 접촉하여 펼쳐지도록 설계된다.

가동 슬라이더(42)는 선형 액추에이터(5), 예를 들면 전동 벨트(53)에 의해 전기 모터(52)로 회전 구동되는 볼 나사(51)에 의해 직선 운동으로 제어된다.

바람직하게는, 선형 액추에이터(5)는 탄성 부재, 예를 들면 나선형 스프링을 통해 구동력을 전달하는 플로팅 조인트(54)에 의해 가동 슬라이더(42)를 제어한다. 플로팅 조인트(54)는 선형 액추에이터와 플랫폼 사이의 임의의 오정렬을 보상하는 목적을 갖고, 어떤 경우에도 축(Y)을 따른 이동 제어가 재밍 없이 이송 플랫폼(4)으로 전달되도록 한다.

액추에이터(5)는 이동 가능 슬라이더(42)가 상부 위치에 존재하는 홈 위치, 이송 플랫폼(4)이 소망의 툴에 부착되는 부착 위치(추가 설명될 수 있음), 및 슬라이더(42)가 축(Y)을 따라 더 낮은 위치로 하강하고 플랫폼(4)에 부착된 툴이 그립핑 헤드 아래로 점진적으로 연장되는 하나 이상의 작동 위치 사이에서 이동 플랫폼(4)을 이동시키도록 구성된다(도 5a).

홈 위치(도 6a)에 있어서, 가동 슬라이더(42)는 상부 위치에 존재하고, 리볼버형 캐리어(2)에 대해 실질적으로 중심 위치에 샤프트(43)를 갖는 선반(41)을 유지하며: 축(W)은 축(H)에 근접하여 존재한다. 이 조건에 있어서, 리볼버형 캐리어(2)는 축(H)을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있고, 툴은 간섭 없이 선반 어셈블리(41) 및 액추에이터(44)를 둘러싼다. 실제로, 그러한 목적을 위해, 툴(U₁-U₅)은 선반 어셈블리(41) 및 그 액추에이터(44)에 공간을 남기기에 충분한 회전축(H)으로부터 반경 방향 거리에서 지지 본체(21)와 맞물린다.

부착 위치(도 6b)에 있어서, 가동 슬라이더(42)는 선반 어셈블리(41)의 몸체(41')가 리볼버형 캐리어(2) 상에서 아래쪽 위치에 있는 툴인 선택된 툴(U), 예를 들면 도면에 있어서의 툴(U₄)과 맞물려지기에 충분한 정도로 수직 하향 이동된다. 이러한 조건에 있어서, 유지 핀(203)은 가이드 구멍(205)과 맞물려지고, 각각의 감소된 단면 영역(203')은 샤프트(43)의 측면 근처에 존재한다.

이 위치에 있어서, 취해진 회전 각도에 따라, 샤프트(43)는 2개의 유지 핀(203)으로부터 캡쳐되거나 해제된다.

도 6b 및 도 6c의 샤프트(43)는 2개의 대향하는 유지 핀(203)에 대해 더 큰 직경을 향하고 있으므로(실제로, 리세스(43a)는 샤프트의 상부에서 볼 수 있음), 이들 사이에 고정되고, 이 조건에 있어서 툴(U₄)과 이송 플랫폼(4)은 핀(203)과 구멍(45)의 맞물림으로 인해 축(W)에 평행한 수평 축을 따라, 및 핀(203) 사이에서 샤프트(43)의 맞물림으로 인해 축(Y)에 평행한 수직 축을 따라 일체로 제작된다.

그와 반대로, 선반(41)이 선택된 툴(U)에 가까워지면, 수직 축을 따른 상대 이동이 허용되어야 하고, 샤프트(43)가 90° 회전되어, 더 작은 직경 부분(리세스(43a))이 2개의 대향하는 유지 핀(203)을 향하도록 한다. 툴 부착 단계에 있어서, 한 쌍의 개방 웨지(46)는 접촉하게 되고, 탄성 암(29a, 29b)을 떨어져 펼쳐지게 하므로, 더 이상 툴(U)을 리볼버형 캐리어에 유지하지 않으며, 샤프트(43)가 회전하지 않고, 2개의 유지 핀(203)과 맞물리는 한, 툴은 전자석(27)의 동작에 의해서만 리볼버형 캐리어(2)에 결합된 상태로 유지된다. 툴이 최종적으로 이송 플랫폼(4)에 부착되면, 전자석(27)이 비활성화될 수 있으므로(27), 툴이 리볼버형 캐리어(2)로부터 완전히 해제되고, 이송 플랫폼(4)과 일체로 이동할 수 있다.

소망의 툴(U)이 이송 플랫폼(4)에 일체로 제작되고, 리볼버형 캐리어(2)로부터 해제되면, 선반 어셈블리(41)는 수직 축(Y)을 따라 슬라이더(42)의 추가 변형을 통해, 그립핑 헤드로부터 멀리 떨어진 작동 위치로 이동될 수 있다.

도 10 내지 도 14에 있어서, 툴(U₄)이 작동 위치에서 하향 연장되고, 슬라이더(42)가 최대 연장으로 연장된 상태의 그립핑 헤드의 다양한 도면이 도시되어 있다.

이 조건에 있어서, 선택된 툴(U)은 리볼버형 캐리어(2)의 더 큰 부피와 전체 그립핑 헤드(T)의 영향을 받지 않고, 수집되는 워크피스에 쉽게 동작할 수 있도록 그립핑 헤드로부터 충분한 거리에 존재한다.

그립핑 툴에 가해지는 중량이 선형 액추에이터(5)에 가해지는 것을 방지하기 위해, 이동 단부 작동 위치에서, 슬라이더(42)를 프레임(1)의 구조에 직접 단단히 고정시키는 정지 수단이 제공되는 것이 바람직하다. 도 13에 도시된 실시형태에 있어서, 이들 정지 수단은 프레임(1)과 일체인 한 쌍의 후크(11)에 인접하는 슬라이더(42)와 일체인 한 쌍의 핀(42a)의 형상으로 존재한다. 이 경우에 있어서도, 플로팅 조인트(54)의 존재로 인해, 정지 수단의 미세 조정을 제공할 필요가 없으며, 제어 부재에 재밍 또는 손상을 일으키지 않고 임의의 장착 부정확성이 플로팅 조인트(54)에 의해 흡수되기 때문이다.

도 15 내지 도 22에 있어서, 본 발명에 따른 그립핑 헤드의 상이한 선택 단계가 도시된다.

도 15에 있어서, 그립핑 헤드(T)는 기준 상태에 있고, 리볼버형 캐리어(2)는 "0"의 회전 각도를 취하며, 이송 플랫폼(4)은 상부 홈 위치에 존재한다.

도 16에 있어서, 리볼버형 캐리어(2)를 축(H) 주위에서, 예를 들면 90° 회전시킴으로써 더 낮은 위치로 제공되는 툴(U₄)이 선택된다.

도 17에 있어서, 이송 플랫폼(4)은 유지 핀(203)을 가이드 구멍(45)과 맞물리고, 탄성 암(29a, 29b)을 떨어져 펼치기 위해 부착 위치로 이동된다. 또한, 툴은 전자석(27)의 동작에 의해 리볼버형 캐리어(2) 상에 유지된다.

도 18에 있어서, 이송 플랫폼(4)과 툴의 최종 맞물림 단계가 도시된다. 공압 액추에이터(44)는 샤프트(43)를 회전시켜, 2개의 유지 핀(203) 사이의 캡쳐를 결정하고, 이동 축(Y)을 따라 툴(U₄)을 이송 플랫폼(4)에 클램핑한다. 전자석(27)은 비활성화되어, 리볼버형 캐리어(2)로부터 툴을 완전히 분리한다.

도 19에 있어서, 툴의 작동 단계가 도시된다. 슬라이더(42)는 하향 연장되어, 툴(U₄)을 작동 위치, 예를 들면 부착 위치의 200mm 아래로 제공된다. 이 단계에 있어서, 툴(U₄)은 제어 라인에 의해 또는 그 기능과 일치하는 에너지 전달에 의해 전력 공급되고, 예를 들면 진공 흡입은 연장 가능한 파이프(25')를 따라 활성화된다.

이 조건에 있어서, 그립핑 헤드(T)는 작동 위치에서 선택된 툴로 프로그래밍된 작업을 행한다. 예를 들면, 새로운 금속 시트를 수집하여 절단 센터 입구로 이송한다.

이 작업 주기의 종료 시, 다른 툴로 다른 그립을 행해야 할 필요가 있는 경우, 현재 툴이 다시 부착 위치로 돌아가고, 제어 라인을 따라 전원 공급이 중단된다(도 20).

이송 플랫폼(4)이 다시 부착 위치로 돌아가면, 현재 툴이 샤프트(43)로부터 해제되고, 전자석(27)에 의해 다시 취해진다(도 21). 그 후, 이송 플랫폼(4)이 홈 위치로 돌아가고(도 22), 툴은 탄성 암(29a, 29b)에 의해 다시 단단히 맞물리며, 리볼버형 캐리어(2)는 소망의 툴의 새로운 선택을 행하기 위해 다시 회전할 수 있다.

본 발명에 따른 헤드의 특정 레이아웃으로 인해, 리볼버형 캐리어에 탑재된 모든 툴은 어떤 경우에도 전자석(27)과 탄성 암(29a, 29b)을 통해, 단단히 맞물릴 뿐만 아니라, 정확하게(전기적으로 또는 공압적으로) 공급되며: 따라서, 완벽하게 작동하며, 홈 위치에서 이동 플랫폼과 관련하여 방해가 없다. 따라서, 추가 작동 모드를 활용할 수 있다. 실제로, 툴은 리볼버형 캐리어에 탑재되어 있음에도 불구하고, 과도한 중량의 워크피스를 수집하는데 사용될 수 있다(적어도 바람직한 실시형태에서 제공된 레이아웃에서, 하중은 회전축(H)에 의해 및 높은 힘을 부여하지 않는 해제 가능 맞물림 수단에 의해 지지되기 때문이다).

이에 의해, 워크피스는 수평 축(즉, 축(H))에 대해 회전될 수 있으며, 이어서 수평 자세에서 기울어진 자세로 하여, (하나를 다른 하나의 상단부 상에 적재하는 대신에) 인접한 워크피스 열의 랙 또는 피더에 놓여질 수 있다. 용접 스테이션, 의인화된 로봇 또는 임의의 경우에 자동화 스테이션은 비수평 증착의 이점을 얻을 수 있다. 도 23 내지 도 23c의 순서로 도시된 바와 같이, 워크피스(P)는 수평 자세로 수집되고, 이어서 리볼버형 캐리어를 축(H)을 중심으로 회전시킴으로써 서서히 수직 자세로 회전될 수 있다.

상술한 설명으로부터 명확하게 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 분류 장치용 그립핑 헤드 및 관련 작동 방법은 설정된 객체에 완전히 도달할 수 있게 한다.

실제로, 그립핑 헤드는 리볼버형 캐리어에 장착된 일련의 다른 툴을 장착할 수 있도록 배열되어 있고; 따라서, 필요한 툴의 선택은 그립핑 헤드를 툴의 교환을 행하는 주변 캐리어 영역으로 움직일 필요 없이 단시간에 일어날 수 있다. 이렇게 하면, 작동 사이클 시간을 크게 절약할 수 있다.

복수의 완전하게 작동하는 툴을 수평축 주위를 회전하는 방식으로 지지하는 리볼버형 캐리어를 제공하는 것은 워크피스의 핸들링에 있어서 추가적인 이점을 제공한다.

또한, 선택된 툴을 전송 플랫폼으로 픽업하는 작동은 개별 툴을 툴 캐리어로부터 충분한 거리로 이동시킬 수 있으므로, 동일한 툴 캐리어가 체적이 큼에도 불구하고 툴의 특정 작업 제약을 초래하지 않는다. 따라서, 그립핑 헤드는 종래의 단일 툴 핸들러와 동일한 방식이지만, 훨씬 빠르고 유연한 방식으로 작동할 수 있다.

그러나, 본 발명은 도시된 특정 실시형태에 한정되는 것으로 간주되어서는 안되며, 본 발명에 대해 이하의 청구항에 의해서만 규정되는 보호 범위를 벗어나지 않고 당업자가 도달 가능한 범위 내에서 모두 상이한 변형이 가능한 것으로 이해되어야 한다.

예를 들면, 설명에서 항상 4개의 툴과 상대적으로 해제 가능한 맞물림 수단을 갖는 리볼버형 캐리어에 대해 설명했지만, 상기 툴의 각각의 체적에 따라 또한 4개 이상의 툴도 캐리어 유닛 상에 장착될 수 있다는 것을 배제하지 않는다.

또한, '리볼버형 캐리어'라는 표현은, 이동 플랫폼에 의해 픽업 및 이격될 수 있는 가동 캐리어의 특정 위치에 하우징된 소망의 툴이 선택 가능하다면, 예를 들면 직선 운동 또는 더 복잡한 변위를 수반하는 운동으로 재구성되는 상이한 선택 작동으로 회전하는 툴 랙, 툴 캐러셀, 툴 터릿뿐만 아니라 다수의 툴용 캐리어 유닛을 의미하는 것으로 이해된다.

마지막으로, 툴의 맞물림 및 유지 수단은 본 명세서에 제공된 교시 내에 포함되어 있음에도 불구하고, 도면에 도시된 것과는 상당히 다를 수 있다는 점에 유의해야 한다.

Claims (11)

1. 지지 프레임(1), 및
   적어도 하나의 제어 라인용 소켓(25) 및 제 1 유지 수단(200, 202)이 구비된 적어도 하나의 그립핑 툴(U)을 포함하는 분류 기계에 있어서의 핸들러의 그립핑 헤드(T)로서,
   상기 지지 프레임(1) 상에 장착되고, 각각의 복수의 그립핑 툴(U₁-U₅)의 상기 제 1 유지 수단(200, 202)과 결합되기에 적합한 복수의 제 1 해제 가능 맞물림 수단(29a, 29b, 27)이 제공된 맞물림 본체(21)가 구비된 리볼버형 캐리어(2), 및
   상기 제 2 유지 수단(203)과 결합되기에 적합한 제 2 해제 가능 맞물림 수단(43, 45)이 구비된 적어도 하나의 이송 플랫폼(4)을 더 포함하고,
   상기 복수의 그립핑 툴(U₁-U₅)은 제 2 유지 수단(203)을 더 갖고,
   상기 이송 플랫폼(4)은 적어도 홈 위치와, 부착 위치와, 작동 위치 사이에서 슬라이딩 축(Y)을 따라 상기 지지 프레임(1)에 이동 가능하게 장착되고,
   상기 그립핑 툴(U₁-U₅)의 제 1 유지 수단(200, 202)이 상기 리볼버형 캐리어(2)의 상기 제 1 해제 가능 맞물림 수단(29a, 29b, 27)과 맞물리고,
   상기 제 2 해제 가능 맞물림 수단(43, 45)이 선택된 그립핑 툴(U)의 상기 제2 유지 수단(203)과 결합되며,
   상기 그립핑 툴의 제 1 유지 수단(200, 202)이 상기 제 1 해제 가능 맞물림 수단(29a, 29b, 27)으로부터 분리되고, 상기 선택된 그립핑 툴(U)이 상기 리볼버형 캐리어(2)로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 그립핑 헤드(T).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 맞물림 본체(21)는 상기 슬라이딩 축(Y)에 수직인 선택 축(H) 주위에 회전 가능하게 장착되는 그립핑 헤드(T).
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 리볼버형 캐리어(2)는 회전식 액추에이터(3)에 의해 상이한 선택 위치에서 제어되는 그립핑 헤드(T).
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 회전식 액추에이터(3)와 상기 리볼버형 캐리어(2) 사이에 회전식 유동 분배기(23)가 제공되어 상기 그립핑 툴(U₁-U₅)용 유동 파이프를 고정 위치(24)로부터 상기 리볼버형 캐리어(2)와 일체로 회전하는 제어 라인용 상기 소켓(25)에 연결하는 그립핑 헤드(T).
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 해제 가능 맞물림 수단은 스냅 작동하는 탄성 암(29a, 29b) 및 적어도 작동 가능한 전자석(27)을 갖는 포크를 포함하는 그립핑 헤드(T).
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이송 플랫폼(4)은 선형 액추에이터(5)에 의해 제어되는 변위 슬라이더(42)에 장착된 선반 어셈블리(41) 캔틸레버를 포함하는 그립핑 헤드(T).
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 변위 슬라이더(42)와 상기 선형 액추에이터(5) 사이에 탄성 수단에 의해 제어 동작을 전달하기에 적합한 플로팅 조인트가 제공되는 그립핑 헤드(T).
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
   상기 선반 어셈블리(41)는 수직 하우징 시트와 교차하는 2개의 가이드 평행 구멍(45)이 구비된 단자 본체(41')를 포함하며, 비원형 섹션(43a)을 갖는 부분이 구비된 샤프트(43)는 회전 가능하게 지지되는 그립핑 헤드(T).
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 샤프트(43)는 2개의 위치 회전 액추에이터(44)에 의해 회전 구동되는 그립핑 헤드(T).
10. 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 선반(41) 상에 한 쌍의 개방 웨지(46)가 더 설치되고, 상기 탄성 암(29a, 29b)과 접촉하고 또한 떨어져 펼쳐지도록 배열되는 그립핑 헤드(T).
11. 지지 프레임(1)을 제공하고, 리볼버형 캐리어(2)가 복수의 그립핑 툴(U₁-U₅), 상기 리볼버형 캐리어(2)용 선택 액추에이터(3), 이송 플랫폼(4) 및 상기 이송 플랫폼(4)용 선형 액추에이터(5)와 함께 하우징되는, 분류 기계에 있어서의 핸들러용 그립핑 헤드(T)의 작동 방법으로서,
    상기 선택 액추에이터(3)에 의해 상기 리볼버형 캐리어(2) 상의 소망의 그립핑 툴(U)을 선택하는 단계,
    상기 선형 액추에이터(5)에 의해 상기 이송 플랫폼(4)을 슬라이딩 축(Y)을 따라 홈 위치로부터 상기 선택된 그립핑 툴(U)과 결합되는 부착 위치로 변위시키는 단계,
    상기 선택된 그립핑 툴(U)을 상기 리볼버형 캐리어(2)로부터 해제하고, 그것을 상기 리볼버형 캐리어(2)로부터 이격된 작동 위치에서 상기 이송 플랫폼(4)에 일체로 이송하는 단계,
    상기 선택된 그립핑 툴(U)로 그립핑 사이클을 행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그립핑 헤드(T)의 작동 방법.

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