KR20230044761A - 이형지 부착물의 사행 방지 자동화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부착물이 점착된 이형지가 제 위치를 유지하여 해당 부착물이 지정된 피착면에 부착되도록 원단 또는 부착물의 사행을 방지하는 자동화 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 이형지에 모재가 점착된 원단 공급, 상기 모재 커팅, 스크랩 분리, 및 이형지 분리 공정을 진행하고, 상기 공정이 순차적으로 처리되도록 제어하는 패드체 공급유닛이 구성된 자동화 시스템에 있어서: 상기 패드체 공급유닛은, 상기 원단이 감겨지는 브레이크 롤러와, 상기 브레이크 롤러에 감겨진 원단이 이탈하지 않도록 가압하는 서포트 롤러와, 그리고 상기 브레이크 롤러의 회전이 단속될 수 있도록 마찰재가 게재된 브레이크 고정단이 구성된 브레이크 유닛;을 더 구비한다. 외부 장력에 의해 원단 공급유닛으로부터 강제 인출된 원단을 브레이킹해서 원단 공급유닛과 포지셔닝유닛 사이의 원단이 일정한 장력을 유지하게 하므로 패드지그에 패드체의 점착이 이루어지는 패드체 가이드유닛과 원단 공급유닛 사이에서 원단의 전후 또는 좌우로의 사행을 방지하고, 원단에 대한 제동범위를 확대시켜서 원단에 따라 맞춰야 할 장력 범위 또한 증가시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

이형지 부착물의 사행 방지 자동화 시스템{AUTO SYSTEM FOR PREVENTING SERPENTINE MOVEMENT OF ATTACHMENT ON RELEASE FILM}

본 발명은 라벨이나 필름 또는 패드와 같은 부착물이 점착된 이형지의 이동을 가이드하는 자동화 시스템에 관한 것으로 보다 구체적으로는 부착물이 점착된 이형지가 제 위치를 유지하여 해당 부착물이 지정된 피착면에 부착되도록 원단 또는 부착물의 사행을 방지하는 자동화 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 라벨이나 필름 또는 패드와 같은 부착물(이하 '패드체')을 피착체에 부착할 경우 생산성을 고려하여 자동화 시스템가 이용된다. 상기 자동화 시스템는 컨베이어 및/또는 액추에이터(actuator) 기타 다양한 로봇에 의해 원단 공급, 패드체 분리/이송/부착의 순서로 진행된다. 상기 원단은 이형지에 패드체가 점착된 상태로 제공되며, 상기 이형지의 경우 부직포나 발포체 또는 금속박이나 필름 기타 다양한 재료의 패드체가 쉽게 분리될 수 있도록 매끄러운 평활면으로 표면 가공되어 있다.

한편, 원단 공급, 패드체 분리, 이송, 부착 등의 공정을 자동화하기 위해서는 피착체에 부착되는 패드체의 위치가 보장되어야 하고, 이를 위해서 상기 원단 또는 이형지 분리 이전의 패드체가 전후 또는 좌우로의 사행이 방지되어야 한다.

상기 원단 또는 제단된 패드체가 점착된 이형지는 공급롤에 권취된 상태에서 인출되고 커팅유닛을 통해 패드체로 제단된다. 그런데 이송롤러의 마모와 회전 마찰 또는 제단에 따른 가압 등에 의해 원단 또는 이형지가 중심점을 잃고 한쪽으로 치우치면서 패드체가 지정된 위치에서 벗어나 이동하는 문제가 있었다.

상기한 바와 같은 컨베이어 방식으로 이송되는 원단의 사행을 예방하거나 사행이 발생되었을 때 이를 즉시 조정하기 위한 장치들이 제시되어 있다.

그러나 종래 사행방지장치는, 단순히 원단의 양쪽측면부분에 가이드를 설치하여 원단이 한쪽 방향으로 치우치게 되는 것을 방지하는 것이었다. 다시 말해서, 이송 원단을 평면에서 보았을 때, 이송 원단의 길이방향, 즉 진행방향을 기준으로 하여 좌측이나 우측으로 치우쳐 사행이 발생되게 되면 이를 감지하고 이를 위치조절장치에 의해 이송 원단을 사행반대방향으로 밀어주거나 당겨줌으로써 원단의 사행을 방지하는 것이었다. 하지만 이러한 종래 사행방지장치는 이송 원단의 좌측 또는 우측으로의 사행만을 방지할 뿐, 프레스 방식의 제단에 의한 원단의 전후 사행은 방지할 수는 한계가 있었다.

대한민국 등록특허 10-1183951 대한민국 등록특허 10-0502958

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 원단 공급, 패드체 분리, 이송, 부착 등의 공정을 자동화함에 있어 패드체가 피착체에 보다 정밀하게 부착되도록 원단 또는 제단된 패드체가 점착된 이형지의 사행을 방지하는 자동화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 자동화 시스템은, 이형지에 모재가 점착된 원단 공급, 상기 모재 커팅, 스크랩 분리, 및 이형지 분리 공정을 진행하고, 상기 공정이 순차적으로 처리되도록 제어하는 패드체 공급유닛이 구성된 자동화 시스템에 있어서: 상기 원단이 감겨지는 브레이크 롤러; 상기 브레이크 롤러에 감겨진 원단이 이탈하지 않도록 가압하는 서포트 롤러; 그리고 상기 브레이크 롤러의 회전이 단속될 수 있도록 마찰재가 게재된 브레이크 고정단;을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 자동화 시스템에 있어 외부 장력에 의해 원단 공급유닛으로부터 강제 인출된 원단을 브레이킹해서 원단 공급유닛과 포지셔닝유닛 사이의 원단이 일정한 장력을 유지하게 하므로 패드지그에 패드체의 점착이 이루어지는 패드체 가이드유닛과 원단 공급유닛 사이에서 원단의 전후 또는 좌우로의 사행을 방지하고, 원단에 대한 제동범위를 확대시켜서 원단에 따라 맞춰야 할 장력 범위 또한 증가시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래의 차량용의 오버헤드 콘솔의 케이스를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 피착체에 패드체를 부착하는 자동화 시스템을 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 자동화 시스템을 도시한 평면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 자동화 시스템을 도시한 정면도이고,
도 5는 도 4에 도시한 자동화 시스템을 개략적으로 도시한 정면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 자동화 시스템의 패드체 공급유닛에 구성된 브레이크 유닛을 도시한 부분 단면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 브레이크 유닛에 구성된 브레이크 고정단을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 자동화 시스템에 구성된 패드지그 장착유닛을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 부분 단면도이고,
도 9는 도 2에 표시된 "A" 부분을 확대 도시한 사시도이고,
도 10은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 자동화 시스템의 피착체지그를 도시한 사시도이고,
도 11은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 자동화 시스템의 피착체지그를 도시한 측면도이고,
도 12는 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 자동화 시스템의 피착체지그에 피착체가 안착된 상태를 도시한 C-C 단면도이고,
도 13은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 자동화 시스템에 따른 제어유닛의 블록도이고,
도 14는 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 바닥면부 부착용 패드체의 파지 공정을 도시한 측면도이고,
도 15는 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 제어유닛의 제어에 따라 바닥면부 부착용 패드체의 패드지그 이송유닛과 포지셔닝유닛의 연동 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 16은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 상면부 부착용 패드체의 파지 공정을 도시한 측면도이고,
도 17은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 제어유닛의 제어에 따라 상면부 부착용 패드체의 패드지그 이송유닛과 포지셔닝유닛의 연동 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 18은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 제어유닛의 제어에 따라 피착체의 바닥면부에 해당 패드체의 부착 공정을 개략적으로 도시한 부분 단면도이고,
도 19는 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 제어유닛의 제어에 따라 피착체의 상면부에 해당 패드체의 부착 공정을 개략적으로 도시한 부분 단면도이고,
도 20은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 피착체의 상면부 부착용 패드체를 이송하는 패드지그 장착유닛과 패드지그를 도시한 사시도이고,
도 21은 도 20에 도시한 패드지그 장착유닛과 패드지그의 측면도이다.

먼저, 본 발명에 따른 자동화 시스템을 설명하기 위해 사용하는 용어를 설명한다. 상기 피착체의 용어를 사용한다. 상기 피착체는, 일정한 형상의 피착면을 가지는 물품이나 부품이나 또는 제품을 칭한다. 상기 피착면은 패드체가 부착되는 피착체의 외면을 칭한다. 상기 패드체와 관련하여 원단, 이형지, 모재, 및 스크랩과 같은 용어를 사용한다. 상기 원단은 이형지에 모재가 점착된 시트 형상의 재료를 칭한다. 상기 이형지는, 모재가 쉽게 분리될 수 있도록 표면 가공되어 매끄러운 표면을 가지는 박리지를 칭한다. 상기 모재는, 시트 형상으로 이형지에 점착된 것으로 부직포나 발포체 또는 금속박이나 필름을 포함한다. 상기 패드체는, 일정한 형상으로 제단된 모재의 부분을 칭한다. 상기 스크랩은, 패드체가 제거된 모재의 부분을 칭한다. 상기 피착체와 패드체의 방향과 관련하여 x축, y축, z축, s축, t축의 용어를 사용한다. 상기 x축은 패드체가 공급되는 좌우 방향의 축을, 상기 y축은 x축에 직교하는 전후 방향의 축을, 상기 z축은 x축과 y축에 직교하는 상하 방향의 축을, 상기 s축은 x축을 중심으로 회전하는 방향의 축을, 상기 t축은 y축을 중심으로 회전하는 방향의 축을 지칭한다.

다음으로, 본 발명에 따른 장치를 보다 간략하게 요약하여 설명한다.

본 발명에 따른 자동화 시스템은, 이형지에 모재가 점착된 원단 공급, 상기 모재 커팅, 스크랩 분리, 및 이형지 분리 공정을 진행하고, 상기 공정이 순차적으로 처리되도록 제어하는 패드체 공급유닛이 구성된 자동화 시스템에 있어서: 상기 원단이 감겨지는 브레이크 롤러; 상기 브레이크 롤러에 감겨진 원단이 이탈하지 않도록 가압하는 서포트 롤러; 그리고 상기 브레이크 롤러의 회전이 단속될 수 있도록 마찰재가 게재된 브레이크 고정단;을 구비한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들로서 자동화 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 자동화 시스템은 다양한 형상의 피착면에 패드체를 부착하는데 이용될 수 있다. 상기 피착면은 다양한 물품의 외면이나 내면, 또는 수납함의 내면일 수 있다. 상기 수납함은, 그 일예로서 차량용의 오버헤드 콘솔(Overhead Console)이 있다. 상기 차량용의 오버헤드 콘솔은, 탑승자의 머리위에 안경이나 선글라스를 보관할 수 있는 편의 부품으로 제공되며, 그 케이스 내면에 섬유나 부직포 또는 폼질과 같은 패드가 부착되어 안경이나 선글라스를 보호한다.

도 1은 종래의 차량용의 오버헤드 콘솔의 케이스를 도시한 것으로, (a)는 상기 케이스의 외관사시도이며, (b)는 상기 케이스의 횡단면도이며, 그리고 (c)는 상기 케이스의 종단면도이다.

도 1을 참조하면, 차량용 오버헤드 콘솔의 케이스(10; 이하 '피착체')는, 일체로 성형되어 있으며, 이해의 편의를 위해 구분하여 살펴보면, 각 구성체로서 상면체(12), 바닥면체(11), 좌측면체(13), 및 우측면체(14)로 둘러싸여 있다. 상기 바닥면체(11)는 상면체(12), 좌측면체(13), 및 우측면체(14)와의 경계로부터 외향 돌출된 형상으로 지그고정부(15, 16)가 마련된다. 또한 상기 각 구성체의 내면으로 상면부(12a), 바닥면부(11a), 좌면부(13a), 및 우면부(14a)가 마련되며, 각 면부(11a, 12a, 13a, 14a)는 서로 교차하여 배치되고, 좌면부(13a)와 우면부(14a)는 서로 이격하여 배치되고 있다. 상기 상면부(12a)와 바닥면부(11a)의 사이로 수용공간(10a)이 형성되어 안경이나 선글라스가 수용되어 보관되며, 상기 안경이나 선글라스에 스크래치가 발생하지 않도록 각 면부(11a, 12a, 13a, 14a)에 패드체(P2)가 부착된다. 상기 패드체(P2)로는 부직포, 보다 상세하게는 부직포와 스폰지가 열 라미네이션되어 일체로 된 소재가 이용된다. 상기 패드체(P2)는, 피착체(10)의 부분 즉, 상면부(12a), 바닥면부(11a), 좌면부(13a) 및 우면부(14a)에 적합한 형상으로 제단되어 부착되는데, 상기 차량용 오버헤드 콘솔 장착용 케이스를 피착체(10)의 일예로 하고, 상기 피착체(10)의 내면을 피착면의 일예들로 하여 본 발명에 따른 자동화 시스템(M)을 설명한다. 먼저, 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예들로서 도 1의 피착체(10)의 바닥면을 피착면으로 하여 패드체(P2)를 부착하는 자동화 시스템(M)을 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 피착체(10)에 패드체(P2)를 부착하는 자동화 시스템(M)을 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 자동화 시스템(M)을 도시한 평면도이며, 그리고 도 4는 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 자동화 시스템(M)을 도시한 정면도이고, 도 5는 도 4에 도시한 자동화 시스템을 개략적으로 도시한 정면도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 자동화 시스템(M)은, 고정베이스(B)에 고정되는 패드체 공급유닛(100), 패드체 부착유닛(200), 피착체지그(300), 및 제어유닛(400; 도 13 참조)을 포함한다. 상기 자동화 시스템(M)은 패드체 공급유닛(100)으로부터 패드체(P2)가 공급되도록 하고, 패드체 부착유닛(200)에 의해 피착체지그(300)로 이송 및 부착되도록 한다.

상기 패드체 공급유닛(100)은, 원단(P) 공급, 모재 커팅, 스크랩(P3) 분리, 및 이형지(P4) 분리가 순차적으로 이루어지도록 하며, 이를 위해 원단 공급유닛(110), 모재 커팅유닛(120), 패드체 가이드유닛(130), 스크랩 권취유닛(140), 및 이형지 권취유닛(150)을 포함한다. 그리고 원단(P) 공급으로부터 패드체(P2) 공급에 이르기까지 원할히 이루어질 수 있도록, 각각의 모듈은 모재 커팅유닛(120)과 패드체 가이드유닛(130)을 중심으로 원단(P), 스크랩(P3), 및 이형지(P4)가 평행하게 이송되도록 배치된다. 상기 원단(P) 공급이나 모재 커팅은 별도로 수행될 수 있으나, 본 발명에 따른 자동화 시스템(M)와 같이 하나의 장치에서 함께 이루어질 경우 제어유닛(400)에 의한 위치 제어에 보다 유리하므로 바람직하다. 여기서, 상기 원단 공급유닛(110), 스크랩 권취유닛(140), 이형지 권취유닛(150)은 각바나 플레이트로 상호 연결된 프레임(124)에 고정된다.

상기 원단 공급유닛(110)은, 원단(P)이 감겨지는 원단 공급롤(111), 상기 원단(P)이 이송될 수 있도록 안내하는 가이드롤러(112), 상기 원단(P)의 이송을 단속하는 브레이크 유닛(113)을 구비한다. 상기 브레이크 유닛(113)은, 원단(P)이 감겨지는 브레이크 롤러, 및 상기 브레이크 롤러와의 사이에 회전이 단속될 수 있도록 마찰재가 게재된 브레이크 고정단을 구비한다. 이에 따라 원단 공급롤(111)에서 원단(P)이 가이드롤러(112) 및 브레이크 롤러를 통해 공급되고, 상기 브레이크 롤러의 마찰력 이상으로 원단(P)이 당겨지도록 함으로써 모재 커팅유닛(120)을 통과할 때 원단(P)이 전후 또는 좌우로 사행되지 않도록 할 수 있어 바람직하다.

상기 브레이크 유닛(113)에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 자동화 시스템의 패드체 공급유닛에 구성된 브레이크 유닛을 도시한 부분 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 브레이크 유닛에 구성된 브레이크 고정단을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2 내지 도 7을 참조하면, 상기 브레이크 유닛(113)은, 원단 공급롤(111)로부터 인출된 원단(P)을 감는 브레이크 롤러(1131)와, 상기 브레이크 롤러(1131)에 감겨진 원단(P)이 이탈하지 않도록 가압하는 서포트 롤러(1132)와, 상기 브레이크 롤러(1131)의 회전이 단속될 수 있도록 마찰재가 게재된 브레이크 고정단(1133)을 구비한다. 서포트 롤러(1132)는 브레이크 롤러(1131)에 감겨진 원단(P)의 이탈 방지를 위해서 브레이크 롤러(1131)에 감겨진 원단(P)을 가압하도록 나란하게 배치되므로, 원단(P)은 브레이크 롤러(1131)와 서포트 롤러(1132)의 간극을 통과하며 이송된다. 본 실시예에서 브레이크 롤러(1131)의 양측 제1의 플랜지(1131a)는 간극의 양측을 덮도록 보빈으로부터 돌출하게 형성되고, 서포트 롤러(1132)의 양측 제2의 플랜지(1132a)는 제1의 플랜지(1131a)를 간섭없이 수용하도록 오목하므로, 제1의 플랜지(1131a)와 제2의 플랜지(1132a)는 상호 단차 결합된다. 따라서 상기 간극을 통과하는 원단(P)은 제1의 플랜지(1131a)에 구속되어 이탈이 제한된다. 브레이크 롤러(1131)와 서포트 롤러(1132) 간의 안정된 결합을 위해 좌,우측 한 쌍의 지지프레임(1134)이 브레이크 롤러(1131)의 제1의 회전축(1131b)과 서포트 롤러(1132)의 제2의 회전축(1132b)을 회전 가능하게 지지한다.

한편, 브레이크 롤러(1131)의 제1의 회전축(1131b)은 일측의 지지프레임(1134)을 관통하여 브레이크 고정단(1133)과 연결된다.

상기 브레이크 고정단(1133)은, 상기 브레이크 롤러(1131)의 제1의 회전축(1131b)이 수용되는 클러치 하우징(1133a)과, 상기 브레이크 롤러(1131)의 제1의 회전축(1131b)을 따라 다중으로 나란하게 맞물려 회전하는 클러치 플레이트(1133b)와, 상기 클러치 플레이트(1133a)에 회전없이 마찰하도록 클러치 플레이트(1133b) 사이에 배치하며 클러치 하우징(1133a)에서 축방향으로 이동 가능하게 장착된 클러치 디스크(1133c)와, 상기 제1의 회전축(1131b)을 따라 다중으로 배치된 클러치 플레이트(1133b)와 클러치 디스크(1133c)를 축방향으로 가압하는 가압부(1133d)를 구비한다. 상기 브레이크 고정단(1133)은 다중으로 교차 배치된 클러치 플레이트(1133b) 및 클러치 디스크(1133c)가 가압부(1133d)의 가압에 따라 상호 접합하면서 마찰을 일으키고, 다수의 클러치 플레이트(1133b) 및 클러치 디스크(1133c)가 다중으로 교차 배치된 구조로 인해 발생 마찰력이 크게 증가시키므로, 제1의 회전축(1131a)의 토크를 효과적으로 제한한다.

본 실시예에서 다수의 클러치 플레이트(1133b)는 제1의 회전축(1131b)의 축방향을 따라 나란하게 배치되고, 제1의 회전축(1131b)을 따라 회전하도록 각 끼움되어서 축방향으로 이동 가능하게 연결된다. 또한, 클러치 디스크(1133c)는 클러치 플레이트(1133b)와 면접촉 가능하도록 클러치 플레이트(1133b) 사이에 배치되고, 클러치 플레이트(1133b)의 회전에 간섭없이 제 위치를 유지하도록 클러치 하우징(1133a)에 연결된다. 본 실시예에서 클러치 하우징(1133a)은 제1의 회전축(1131b)에 나란한 가이드라인(GL)이 구성되고, 클러치 디스크(1133c)는 가이드라인(GL)이 관통홀(H)에 관통하게 끼워져서 축방향으로 이동 가능하게 연결된다. 클러치 플레이트(1133b)와 클러치 디스크(1133c) 간의 마찰을 위해 클러치 플레이트(1133b)는 스틸 재질, 클러치 디스크(1133c)는 동 재질인 것이 바람직하나, 상기 재질에 한정하는 것은 아니다.

한편, 가압부(1133d)는 다중 구조의 클러치 플레이트(1133b)와 클러치 디스크(1133c)를 가압해서 클러치 플레이트(1133b)와 클러치 디스크(1133c) 간의 마찰을 발생시킨다. 안정성 및 마모율 감소를 위해서 클러치 플레이트(1133b)는 최외곽에 배치되고, 가압부(1133d)는 최외곽에 위치한 클러치 플레이트(1133b)에 기계적인 압을 가한다. 이를 위한 가압부(1133d)는, 상기 축방향으로 인입출하도록 나사 끼움된 가압볼트(C1)와, 상기 가압볼트(C1)에 가압되어 축방향으로 이동하도록 클러치 하우징(1133a)에 장착된 가압플레이트(C2)와, 최외곽의 클러치 플레이트(1133b)와 접하도록 클러치 하우징(1133a)에서 축방향으로 이동 가능하게 장착된 가압클러치(C3), 그리고 최외곽의 상기 클러치 플레이트(1133b)에 대한 가압클러치(C3)의 가압을 위해서, 상기 가압플레이트(C2)와 가압클러치(C3)를 상호 탄발 지지하도록 장착된 가압스프링(C4)을 구비한다. 작업자는 가압볼트(C1)는 클러치 하우징(1133a)에 대한 인입 정도에 따라 클러치 플레이트(1133b) 및 클러치 디스크(1133c)에 대한 가압 크기를 조절할 수 있으므로, 브레이크 롤러(1131)의 브레이크 크기를 현장 상황에 맞춰 조정할 수 있다. 가압볼트(C1)는 최외곽의 클러치 플레이트(1133b)와 접하는 가압클러치(C3)를 직접 가압하는 것이 아니고, 가압스프링(C4)을 매체로 한 가압플레이트(C2)를 직접 가압하므로, 원단(P)의 장력 변화에 따라 브레이크 고정단(1133)의 단속이 유동성을 갖도록 하였다. 본 실시예에서 가압클러치(C3) 또한 가압스프링(C4)의 탄력에 따라 위치 이동이 가능한 반면, 클러치 플레이트(1133b)의 회전에는 간섭없이 정지 상태를 유지해야 하므로, 클러치 플레이트(1133b)는 클러치 하우징(1133a)에 연결되어야 하며, 본 실시예에서 클러치 디스크(1133c)와 같은 구조로 가이드라인(GL)에 연결된다.

참고로, 전술한 실시예의 브레이크 유닛(113)은 원단 공급유닛(110)의 원단(P)을 강제로 인출하는 포지셔닝유닛(153)의 발생 장력에 대응하여 해당 원단(P)의 이동을 브레이킹 하므로, 브레이크 유닛(113)과 포지셔닝유닛(153) 사이에서 원단(P)에 가해지는 장력은 일정하다. 따라서 브레이크 유닛(113)과 포지셔닝유닛(153) 사이에서 모재 커팅유닛(120)이 원단(P)의 모재에 압을 가해 피착면에 상응하는 형상으로 모재를 제단 해도 원단(P)은 모재 커팅유닛(120)의 가압에 의한 인출 잔여분이 발생하거나, 좌우 또는 전후로의 이탈 없이 일정한 장력을 유지하며 사행 발생을 제한한다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 상기 모재 커팅유닛(120)은, 원단(P)을 지지하는 고정다이(121), 상기 고정다이(121)에 대향하여 승강 가능하게 장착되는 이동다이(122), 상기 이동다이(122)를 승강시키는 유압실린더(123), 및 상기 구성모듈(121, 122, 123)이 장착되는 다이 프레임(124)을 구비한다. 상기 이동다이(122)에는 패드체(P2)의 형상에 상응하여 하향 돌출하는 커터가 장착되며, 상기 유압실린더(123)는 제어유닛(400)에 의해 이동다이(122)가 하강하여 원단(P)에서 모재만이 선택적으로 커팅하도록 제어된다. 이에 따라, 원단(P)이 모재 커팅유닛(120)에 진입하여 고정다이(121)에 위치할 경우, 유압실린더(123)에 의해 커터가 하강으로 모재만이 선택적으로 커팅될 수 있으며, 그 결과 모재는 스크랩(P3)과 패드체(P2)로 구분된다.

상기 패드체 가이드유닛(130)은, 상기 고정다이(121)로부터 x축방향으로 연장 배치된 받침 플레이트(131), 및 상기 받침 플레이트(131)의 양측 가장자리에서 상향 돌출하며 원단(P)의 폭만큼 서로 이격하여 배치되는 한 쌍의 이송가이드(132)를 구비한다. 이에 따라, 상기 패드체 가이드유닛(130)으로 원단(P)이 진입될 경우, 원단(P)은 이송가이드(132)에 안내되어 받침 플레이트(131)를 따라 x축 방향으로 안정적으로 이동될 수 있다.

상기 스크랩 권취유닛(140)은, 받침 플레이트(131)의 상측에 인접하여 배치된 스크랩 이송롤러, 상기 스크랩 이송롤러를 통과한 스크랩(P3)이 상향하여 이송될 수 있도록 안내하는 가이드롤러(142), 상기 스크랩(P3)을 감지하는 스크랩 감지센서, 상기 스크랩(P3)에 올려진 웨이트(143), 상기 웨이트(143)의 단부가 장착되어 자중에 따라 상하로 움직일 수 있도록 안내하는 웨이트 가이드(144), 상기 웨이트(143)의 단부의 상하 위치가 감지될 수 있도록 상측과 하측에 서로 이격하여 웨이트 가이드(144)에 설치된 웨이트 감지센서, 상기 스크랩(P3)이 권취되는 스크랩 권취롤(141), 및 상기 스크랩 권취롤(141)에 연결된 스크랩 권취모터(145)를 구비한다. 여기서, 상기 웨이트 가이드(144)는 LM 가이드일 수 있으며, 상기 웨이트 감지센서는 LM 가이드의 상측과 하측에 각각 설치된 근접센서일 수 있으며, 상기 스크랩 감지센서는 스크랩(P3)에 인접하여 다이프레임에 설치된 근접센서일 수 있다. 상기 웨이트 감지센서는 웨이트(143)의 상측 및 하측 위치에 따라 위치신호를 발생시키고, 상기 스크랩 감지센서는 모재 커팅유닛(120)에서 커팅되지 않거나 부정확한 커팅에 대해 오류신호를 발생시킨다. 이에 따라, 상기 모재 커팅유닛(120)을 통과한 원단(P)은 스크랩 이송롤러에서 스크랩(P3)이 분리되어 스크랩 권취롤(141)로 이송될 수 있으며, 상기 웨이트(143)가 상측에 위치할 경우 그 자중에 따라 하측으로 내려올 때까지 대기하고, 상기 웨이트(143)가 하측에 위치할 경우 제어유닛(400)에 의해 스크랩 권취모터(145)가 구동되어 하여 스크랩 권취롤(141)에 스크랩이 권취될 수 있다.

상기 이형지 권취유닛(150)은, 상기 받침 플레이트(131)의 하측 후방으로 이형지(P4)를 안내하는 가이드롤러(152), 상기 받침 플레이트(131)로 패드체(P2)가 순차적으로 노출되도록 이형지(P4)를 잡아당기는 포지셔닝유닛(153), 상기 이형지(P4)에 올려진 웨이트(154), 상기 웨이트(154)의 단부가 장착되어 자중에 따라 상하로 움직일 수 있도록 안내하는 웨이트 가이드(155), 상기 웨이트(154)의 단부의 상하 위치가 감지될 수 있도록 상측과 하측에 서로 이격하여 웨이트 가이드(155)에 설치된 웨이트 감지센서, 상기 이형지(P4)가 권취되는 이형지 권취롤(151), 및 상기 이형지 권취롤(151)에 연결된 이형지 권취모터를 구비한다. 그리고 상기 포지셔닝유닛(153)은, 이형지(P4)가 감겨지는 포지셔닝롤러(153a), 및 상기 포지셔닝롤러(153a)에 연결되어 t축 방향으로 회전시키는 포지셔닝모터(153b)를 구비한다. 여기서, 상기 포지셔닝롤러(153a)의 경우, 2개의 가이드롤러가 인접 배치되도록 하는 것이 이형지(P4)의 슬립 방지에 바람직하며, 상기 포지셔닝모터(153b)는 서보모터가 바람직하다. 이에 따라 상기 포지셔닝모터(153b)의 구동을 제어하여 포지셔닝롤러(153a)에 의해 이형지(P4)가 일정 간격으로 잡아 당겨지도록 할 경우, 브레이크 유닛(113)과의 사이에서 이형지(P4)가 적정한 장력으로 이송가이드(132)에 안내됨으로써 받침 플레이트(131)의 위에서 패드체(P2)가 점진적으로 이동되도록 할 수 있다. 그리고, 상기 받침 플레이트(131)에 노출된 패드체(P2)는 패드체 부착유닛(200)에 의해 분리 및 이송되며, 이는 후술한다. 한편, 포지셔닝유닛(153)를 통과하여 이송된 이형지(P4)는 웨이트(154)를 통과하여 이형지 권취롤(151)로 이송되는데, 상기 스크랩 권취유닛(140)에서 살펴본 바와 같이, 상기 웨이트(154)가 상측에 위치할 경우 그 자중에 따라 하측으로 내려올 때까지 대기하고, 상기 웨이트(154)가 하측에 위치할 경우 제어유닛(400)에 의해 이형지 권취모터가 구동되어 이형지 권취롤(151)에 이형지(P4)가 권취될 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 자동화 시스템에 구성된 패드지그 장착유닛을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 부분 단면도이고, 도 9는 도 2에 표시된 "A" 부분을 확대 도시한 사시도이다..

도 2 내지 도 9를 참조하면, 상기 패드체 부착유닛(200)은, 패드체 공급유닛(100)으로부터 공급된 패드체(P2)를 이형지(P4)로부터 분리 및 이송하여 피착체(10)에 부착하며, 이를 위해 패드지그 이송유닛(210), 패드지그 장착유닛(220) 및 패드지그(230)를 구비한다.

상기 패드지그 이송유닛(210)은, x축과 z축의 좌표공간에서 움직이는 로봇을 포함하며, 위치 정밀도나 기계적 강성을 고려하여 x축 로봇(211)과 z축 로봇(212)으로 조합된 2축 직교로봇이 바람직하다. 상기 x축 로봇(211)에는 x축 베이스(211a), x축 모터, x축 볼스크류(미도시), x축 슬라이더(211b)가 포함된다. 상기 x축 슬라이더(211b)는 x축 모터 구동에 따라 x축 베이스(211a)를 따라 피착체(10)가 공급되는 방향 즉, x축 방향으로 움직인다. 그리고 상기 x축 슬라이더(211b)에 z축 로봇(212)이 장착되는데, 상기 z축 로봇(212)에는 z축 베이스(212a), z축 모터(212b), z축 볼스크류(미도시), z축 슬라이더(212c)가 포함된다. 상기 z축 슬라이더(212c)는 z축 모터(212b)의 구동에 따라 z축 베이스(212a)를 따라 피착체(10)가 위치한 방향 즉, z축 방향으로 움직인다. 여기서, 상기 직교로봇은 볼스크류 가이드 직교로봇으로 다양하게 공지되고 있으며, 또한 x축 모터와 z축 모터(212b)는 서보모터로서 제어유닛(400)에 연결되어 제어된다. 참고로, 패드지그(230)를 피착체(10)에 이송하는 직교로봇은 전술한 바와 같이 크게 베이스프레임, 액추에이터, 볼 스크루 등으로 구성되어 있는데, 베이스 프레임은 모든 기구적 부품들이 장착되는 알루미늄 압출소재이며, 액추에이터는 베이스 프레임 내부의 공간의 회전 동력을 발생시킨다. 볼 스크루는 이 같은 회전 동력을 직선운동으로 변환하는 역할을 맡는다. 직교좌표 로봇은 다양한 특징을 가지고 있다. 먼저 직교로봇은 직선운동을 기본으로 하기 때문에 각 운동방향으로 운동이 기구학적으로나 동력학적으로 모두 완전히 독립되어 있다는 장점을 지니고 있다. 또한 작업영역의 모든 위치에서 기구학과 동역학이 변하지 않기 때문에 균일한 제어 특성을 가지고 있어 제어가 간단하다. 뿐만 아니라 기구적으로 독립적인 운동을 하기 때문에 한 축씩 모듈(Module)형으로 설계되는 것도 용이하다. 본 실시예에서 상기 패드지그 이송유닛(210)은 x축 방향과 z축 방향의 2축 직교로봇으로 예시했으나, 패드지그 이송유닛(210)의 위치 대비 피착체(10)의 위치 또는 패드체(P2)의 위치에 따라 y축 방향으로의 운동이 보강된 3축 직교로봇을 이룰 수도 있다.

상기 패드지그 장착유닛(220)은, 상기 패드지그 이송유닛(210)에 고정되어 이송되는 이송블럭(221), 상기 이송블럭(221)에 t축 방향으로 회동할 수 있도록 연결된 공압실린더(222), 및 상기 공압실린더(222)와 이송블럭(221)에 각각 t축 방향으로 회동할 수 있도록 연결된 연결링크(223)를 구비한다. 여기서, 상기 이송블럭(221)은 z축 슬라이더(212c)에 일체 거동하도록 고정된다. 그리고 상기 공압실린더(222)는, 공압 포트(미도시)가 마련된 헤드커버(222a)와 로드커버(222b), 상기 헤드커버(222a)와 로드커버(222b) 사이에 배치되어 밀폐되는 튜브본체(222c), 상기 튜브본체(222c)에 수용되는 피스톤(222d), 및 상기 피스톤(222d)에 연결되어 로드커버(222b)의 외부로 노출되는 피스톤 로드(222e)를 구비한다. 또한 상기 헤드커버(222a)는 t축 방향으로 회동할 수 있도록 제1의 힌지핀(AX1)으로 이송블럭(221)에 연결되며, 상기 피스톤 로드(222e)는 t축 방향으로 회동할 수 있도록 제2의 힌지핀(AX2)으로 연결링크(223)에 연결되며, 그리고 상기 연결링크(223)는 t축 방향으로 회동할 수 있도록 제2의 힌지핀(AX2)과 제3의 힌지핀(AX3)으로 이송블럭(221)에 연결된다. 한편, 상기 연결링크(223)에는 패드지그(230)가 고정되기 때문에 자세 조정이 필요하다. 이를 위해 상기 이송블럭(221)에는 연결링크(223)가 제3의 힌지핀(AX3)을 중심으로 회전하는 범위의 상측과 하측 각각에 조정유닛(NA1, NA2)이 마련된다. 이에 따라 상기 연결링크(223)의 수평자세를 조정하고자 할 경우 상측 조정유닛(NA1)을 돌려 조정하며, 상기 연결링크(223)의 회전자세 즉, 각운동 범위를 조정하고자 할 경우 하측 조정유닛(NA2)을 돌려 조정한다. 본 실시 예에서 상기 조정유닛(NA1, NA2)은 조정나사로 이루어졌으나, 이외에 패드지그 연결링크(223)로 진퇴가능한 구조의 부재라면 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 연결링크(223)의 회동을 위해서 이송블럭(221)과의 사이에 패드지그 회동유닛이 구성되며, 상기 패드지그 회동유닛은 피스톤 로드(222e)가 연결링크(223)에 연결된 공압실린더(222)일 수 있다.

상기 패드지그(230)는, 파지면(231)이 하향하도록 연결링크(223)에 고정된다. 상기 파지면(231)은, 도시된 예의 경우, 피착체(10)의 피착면과 서로 닮은 형상의 프로파일을 가지며, 피착면인 상면부(12a), 바닥면부(11a), 좌면부(13a), 및 우면부(14a) 각각에 상응하도록 볼록면을 갖는다. 특히 상기 볼록면 형상의 파지면(231)은 순차적으로 피착면에 접촉될 수 있도록 피착면보다 큰 곡률을 가진다. 그리고 상기 파지면(231)에는 패드체(P2) 파지수단(미도시)이 위치한다. 상기 패드체(P2) 파지수단은, 본 발명의 분야에서 다양하게 공지된 진공흡착수단이 적용될 수 있다. 상기 진공흡착수단은, 라벨이나 필름의 파지수단으로 본 발명의 분야에서 다양하게 사용되고 있다. 그런데 섬유나 부직포 기타 다공성 재질의 피착체(10)의 경우, 패드체(P2) 파지수단으로 진공흡착수단이 적용될 경우, 파지면(231)에 여러 개소의 흡착구가 마련되어야 하므로 장치가 복잡해지고 비용도 커진다. 더욱이 흡착면에서 진공압의 부분 제어도 용이하지 않다. 따라서 상기 다공성 패드체(P2)의 경우, 진공 흡착수단보다는 핀이나 벨크로 타입의 파지수단이 바람직하다. 일반적으로 벨크로 또는 벨크로테이프는 후크와 후크고리가 맞물려 부착되는 것으로 단추 대용으로 많이 애용된다. 섬유나 부직포는 실질적으로 후크고리에 해당하므로, 후크형 벨크로가 파지면(231)에 부착되어 패드체(P2) 파지수단으로 유용하게 사용될 수 있다.

참고로, 패드지그 장착유닛(220)은 패드지그(230)에 점착된 패드체(P2)를 해당 피착면의 전면 곳곳에 공극없이 긴밀하게 부착시킬 수 있도록, 패드지그 이송유닛(210)의 가압에 따라 파지면(231)이 탄발지지되면서 피착면을 따라 움직이게 하는 탄성유닛(224; 도 16 참조)을 더 포함할 수 있다. 본 실시 예에서 탄성유닛(224)은 패드지그 장착유닛(220)에 장착되었으나, 이외에도 상기 탄성유닛은 고정베이스(B)와 피착체지그(300) 사이에 장착되어서 패드지그 이송유닛(210)의 가압에 따라 피착제지그(300)가 파지면(231)을 탄발지지하도록 할 수 있다. 탄성유닛(224)은 실리콘, 고무 또는 공기의 탄성작용에 의해 작동되는 것일 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 자동화 시스템(M)의 피착체지그(300)를 도시한 사시도이고, 도 11은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 자동화 시스템(M)의 피착체지그(300)를 도시한 측면도이며, 그리고 도 12는 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 자동화 시스템(M)의 피착체지그(300)에 피착체(10)가 안착된 상태를 도시한 C-C 단면도이다.

도 1과 도 10 내지 도 12를 참조하면, 상기 피착체지그(300)는, 도 1에 도시된 바와 같이 피착면이 노출되도록 피착체(10)가 안착되는 피착체 수용체(310), 및 상기 피착체 수용체(310)에 피착체(10)를 고정하거나 해제하기 위한 잠금장치(320)를 구비한다.

상기 피착체 수용체(310)는, 패드체(P2)가 공급되는 x축 방향에서 고정베이스(B)에 고정되며 상면체(12)가 수용되는 폭과 길이 보다 다소 크게 연장된 수평베이스(311), 상기 수평베이스(311)의 폭방향의 가장자리에서 z축 방향으로 상향 돌출하고 x축 방향으로 단차공(312a)이 마련된 수직서포터(312), 상기 수평베이스(311)의 길이방향의 양측 가장자리에서 z축 방향으로 상향 돌출하고 바닥면체(11)의 하측 지그고정부(15)가 유동가능하게 끼워지도록 수용홈(313a)이 마련된 측벽(313), 및 상기 수직서포터(312)의 단차공(312a)에 끼워져서 x축 방향에서 진퇴될 수 있도록 단차체(314a)를 구비함과 동시에 단차체(314a)에 끼워져서 탄발지지하도록 탄성스프링(314b)이 단차공(312a)에 삽입된 탄발지지체(314)를 구비한다. 여기서, 상기 단차체(314a)는 피착체(10)의 원할한 지지를 위해 피착면에 접촉하는 그 단부에 인장, 압축, 및 비트림 탄성을 가지는 고무, 특히 실리콘 고무가 부착되는 것이 바람직하다. 상기 탄발지지체(314)는 패드지그 이송유닛(210) 또는 패드지그 장착유닛(220)의 가압에 따라 파지면(231)이 탄발지지되면서 피착면을 따라 움직이도록 피착체지그(300)에 장착되는 탄성유닛이다.

상기 잠금장치(320)는, 수직서포터(312)의 상단에 고정되며 수평베이스(311)의 폭방향으로 힌지축(321a)이 배치된 가이드판(321), 상기 힌지축(321a)에 끼워져서 회동가능하게 결합되는 힌지결합부(322a)를 구비한 후크부재(322), 상기 후크부재(322)가 바닥면체(11)의 상측 지그고정부(16)에 걸려 고정될 수 있도록 일향 탄발지지하는 리턴스프링(323)을 구비한다. 여기서, 상기 후크부재(322)는, 바닥면체(11)의 상측 지그고정부(16)에 걸려 고정되는 후크부(322b), 및 상기 후크부(322b)의 타측에서 힌지축(321a)을 중심으로 후크부(322b)를 회동시키기 위한 레버(322c)를 구비한다. 여기서, 상기 수직서포터(312)에서 돌출된 후크부(322b)의 길이는, 측벽(313)의 수용홈(313a)이 위치한 거리보다 짧으며, 상기 리턴스프링(323)은 비틀림스프링으로 일측이 후크부(322b)에 고정되고 타측이 가이드판(321)에 고정된다. 이에 따라, 상기 측벽(313)의 수용홈(313a)에 바닥면체(11)의 하측 지그고정부(15)를 끼우고, 후크부(322b)로 바닥면체(11)의 상측 지그고정부(16)를 걸어 고정하면, 탄발지지체(314)에 바닥면체(11)가 경사지게 받쳐지면서 피착체(10)가 피착체지그(300)에 고정될 수 있다. 그리고, 상기 후크부재(322)의 레버(322c)를 누르면 바닥면체(11)의 상측 지그고정부(16)에서 후크부(322b)가 해제됨으로써 피착체지그(300)로부터 피착체(10)를 분리할 수 있다.

피착체지그(300)는 피착체(10)의 장착 여부를 감지하는 센서를 더 포함할 수 있고, 상기 센서는 피착체(10) 장착시 감지신호를 생성해서 제어유닛(400)에 전달한다.

도 13은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 자동화 시스템(M)에 따른 제어유닛(400)의 블록도를 도시한 것이다.

도 13을 참조하면, 상기 제어유닛(400)은, 입력부(410), 출력부(420), 저장부(430), 및 제어부(440)를 포함한다. 상기 제어부(440)는 정해진 순서에 따라 연산을 처리하는 장치이며, 상기 저장부(430)는 제어부(440)에 의해 실행되는 프로그램과 데이타가 저장되는 메모리 반도체나 자기디스크 장치이며, 상기 입력부(410)는 사용자에 의하거나 오프라인에서 데이타를 입력하는 장치이며, 그리고 상기 출력부(420)는 제어부(440)에 의한 처리결과를 디스플레이에 출력하는 장치이다. 상기 제어유닛(400)은 각종 센서와 액추에이터에 연결되며, 상기 센서로부터 수신된 상태정보를 처리하고 제어신호를 발생시켜서 모터나 유압실린더(123) 또는 공압실린더(222)를 구동한다. 그리고 상기 제어유닛(400)에는 장치 및 피착체(10)에 관한 제반정보가 저장되며, 또한 상기 제반정보와 상태 정보가 처리될 수 있도록 처리정보가 프로그램되어 저장된다. 여기서 상기 제반정보는 각 구성유닛과 피착체(10)의 기학학적 형상이나 치수, 위치, 회전 방향과 속도, 물리적 특성 및 모션 정보를 포함된다. 이에 따라 상기 센서로부터 상태정보가 수신되고 제어신호가 발생되어 프로그램된 프로세스에 따라 모터나 유압실린더(123) 또는 공압실린더(222)가 구동됨으로써 원단(P) 공급, 스크랩(P3) 분리, 패드체(P2) 분리, 이형지(P4) 분리, 패드체(P2) 이송 및 패드체(P2) 부착이 자동화될 수 있다. 참고로, 상기 제어부(440)는, 모재커팅부, 피더제어부, 로봇제어부, 지그터닝부, 및 권취부를 포함하며, 원단(P)에서 패드체(P2)가 분리, 이송 및 부착의 순서로 처리될 수 있도록 각 구성유닛의 동작을 제어한다. 여기서 상기 모재커팅부는 유압실린더(123)의 동작을 제어하고, 상기 피더제어부는 t축 액추에이터를 제어하고, 상기 로봇제어부는 x축 액추에이터와 z축 액추에이터를 제어하고, 상기 지그터닝부는 공압실린더(222)의 동작을 제어하고, 상기 권취부는 스크랩 권취모터(145)와 이형지 권취모터의 동작을 제어한다. 상기 제어유닛(400)은 메인 컴퓨터에 장착되거나, 또는 메인 컴퓨터 내부에서 프로그램으로 구현된 것일 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예에 따른 자동화 시스템(M)을 이용하여 바닥면체(11)의 바닥면부(11a)를 피착면으로 하여 패드체(P2)를 부착하는 공정을 살펴본다.

도 1과 도 10을 참조하면, 상기 자동화 시스템(M)의 경우에 사전작업으로, 사용자가 도 10의 피착체지그(300)에 도 1의 피착체(10)를 고정하고, 원단 공급롤(111)에 원단(P)을 걸어 가이드롤러(112), 브레이크 유닛(113), 및 모재 커팅유닛(120)을 통과시키고, 상기 모재 커팅유닛(120)을 통과한 원단(P)에서 모재를 분리하여 스크랩 권취유닛(140)을 통해 스크랩 권취롤(141)에 감아 고정하며, 또한 원단(P)에서 이형지(P4)를 패드체 가이드유닛(130), 및 이형지 권취유닛(150)을 통해 이형지 권취롤(151)에 감아 고정한다. 여기서, 패드체(P2)는 다공성 소재인 부직포로서 이에 적합한 파지수단으로 후크형 벨크로를 파지면(231)에 부착한다. 따라서 모재 커팅유닛(120)의 커팅을 통해 모재에서 커팅된 패드체(P2)는 패드체 부착유닛(200)에 의해 피착제지그(300)로 전달된다.

일반적으로 2축의 직교로봇으로 패드체(P2)를 파지하여 xz평면 상에서 이송하는 것은 가능하다. 그러나 섬유질이나 부직포 또는 폼질과 같은 패드체(P2)의 경우, 간섭에 따라 서로 달라붙어 엉키게 되므로 문제가 있다. 따라서 패드체(P2)가 엉김없이 이형지(P4)로부터 분리되어 패드체지그(230)의 파지면(231)에 정확히 파지되어야 한다.

본 실시 예에서 패드체 부착유닛(200)은 패드체(P2)가 패드체지그(230)의 파지면(231)에 공극 없이 긴밀히 점착되며 이형지(P4)로부터 분리되도록, 제어유닛(400)은 패드체지그(230) 이송용 패드지그 이송유닛(210)과 패드체(P2) 이송용 이형지 권취유닛(150)의 포지셔닝유닛(153)의 구동을 제어한다.

패드체 부착유닛(200)에 의한 패드체(P2)의 파지 공정을 살펴본다.

도 14는 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 바닥면부 부착용 패드체(P2)의 파지 공정을 도시한 측면도이고, 도 15는 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 제어유닛의 제어에 따라 바닥면부 부착용 패드체(P2)의 패드지그 이송유닛과 포지셔닝유닛의 연동 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2와 도 14 내지 도 15를 참조하면, 제어유닛(400)은 제1의 패드체지그(230)가 이형지(P4)에 점착된 바닥면부(11a) 부착용 제1의 패드체(P2)의 이동방향과 속도에 맞춰 동작하도록 패드지그 이송유닛(210)과 포지셔닝유닛(153)의 구동을 제어한다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 포지셔닝유닛(153)의 포지셔닝모터(153b)가 제어유닛(400)의 제어에 따라 구동하며 포지셔닝롤러(153a)를 회전시키고, 제1의 패드체(P2)가 점착된 이형지(P4)는 받침 플레이트(131)에서 포지셔닝모터(153b)의 회전속에 맞춰 이동한다. 이에 맞춰 제어유닛(400)은 패드지그 이송유닛(210)의 x축 로봇(211)을 제어해서 패드체(P2)의 이동방향에 상응하는 x1 내지 x5 방향으로 제1의 패드체지그(230)를 이동시킨다. 이와 더불어 제어유닛(400)은 패드지그 이송유닛(210)의 z축 로봇(212)을 제어해서 제1의 패드체지그(230)의 파지면(231)이 제1의 패드체(P2)의 상면에 접하도록 z1 내지 z5 방향으로 제1의 패드체지그(230)를 이동시킨다. 이때, 제1의 파지면(231)이 바닥면부(11a)에 대향하여 θ1의 각도로 경사지게 배치되도록 제1의 패드지그(230)가 패드지그 장착유닛(220)에 장착되므로, z1 내지 z5 방향으로 제1의 패드체지그(230)가 이동하여 받침 플레이트(131)에서 제1의 패드체(P2)의 상면과 접하여도 제1의 파지면(231)은 패드체(P2)의 전면이 아닌 일부분이 우선 접하며 파지된다. 상기 제1의 파지면(231)과 바닥면부(11a)는 서로 닮은 형상의 프로파일을 이루고 제1의 패드체(P2)는 바닥면부(11a)에 맞춘 형상을 이루므로, 제1의 파지면(231)의 전면에 제1의 패드체(P2)의 전면을 정확히 맞춰져 파지하는 것이 바람직하다. 따라서 경사진 자세의 제1의 파지면(231)의 전단부는 제1의 패드체(P2)의 전단부를 시점으로 순차로 파지되도록 한다. 이를 위해 제1의 파지면(231)과 제1의 패드체(P2) 간의 파지는 이형지(P4)의 이송방향이 전환되는 받침 플레이트(131)의 전단(F)에서 이루어지고, 패드지그 이송유닛(210)은 제1의 파지면(231)이 전단(F)에서 제1의 패드체(P2)와 접하며 파지되도록 제1의 파지면(231)의 경사각을 따라 제1의 패드체지그(230)를 x축 방향과 z축 방향으로 이동시킨다.

한편, 본 실시 예에서 제1의 패드체지그(230)의 파지면(231)은 볼록 형상(볼록면)이므로, 제어유닛(400)은 제1의 파지면(231)이 전단(F)에서 제1의 패드체(P2)와 접하며 파지되도록 제1의 파지면(231)의 경사진 곡면을 따라 제1의 패드체지그(230)를 x축 방향과 z축 방향으로의 이동속도를 조정한다.

도 16은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 상면부 부착용 패드체(P2)의 파지 공정을 도시한 측면도이고, 도 17은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 제어유닛의 제어에 따라 상면부 부착용 패드체(P2)의 패드지그 이송유닛과 포지셔닝유닛의 연동 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2와 도 16 내지 도 17을 참조하면, 제어유닛(400)은 제2의 패드체지그(230')가 이형지(P4)에 점착된 상면부(12a) 부착용 제2의 패드체(P2')의 이동방향과 속도에 맞춰 동작하도록 패드지그 이송유닛(210)과 포지셔닝유닛(153)의 구동을 제어한다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 포지셔닝유닛(153)의 포지셔닝모터(153b)가 제어유닛(400)의 제어에 따라 구동하며 포지셔닝롤러(153a)를 회전시키고, 제2의 패드체(P2')가 점착된 이형지(P4)는 받침 플레이트(131)에서 포지셔닝모터(153b)의 회전속에 맞춰 이동한다. 이에 맞춰 제어유닛(400)은 패드지그 이송유닛(210)의 x축 로봇(211)을 제어해서 패드체(P2)의 이동방향에 상응하는 x1 내지 x5 방향으로 제2의 패드체지그(230')를 이동시킨다. 이와 더불어 제어유닛(400)은 패드지그 이송유닛(210)의 z축 로봇(212)을 제어해서 제2의 패드체지그(230')의 파지면(231')이 제2의 패드체(P2')의 상면에 접하도록 z1 내지 z5 방향으로 제2의 패드체지그(230')를 이동시킨다. 이때, 제2의 파지면(231')이 상면부(12a)에 대향하여 θ1' 내지 θ3의 각도로 경사지게 배치되도록 제2의 패드지그(230')가 패드지그 장착유닛(220)에 장착되므로, z1 내지 z5 방향으로 제2의 패드체지그(230')가 이동하여 받침 플레이트(131)에서 제2의 패드체(P2')의 상면과 접하여도 제2의 파지면(231')은 패드체(P2)의 전면이 아닌 일부분이 우선 접하며 파지된다. 상기 제2의 파지면(231')과 상면부(12a)는 서로 닮은 형상의 프로파일을 이루고 제2의 패드체(P2')는 상면부(12a)에 맞춘 형상을 이루므로, 제2의 파지면(231')의 전면에 제2의 패드체(P2')의 전면을 정확히 맞춰져 파지하는 것이 바람직하다. 따라서 경사진 자세의 제2의 파지면(231')의 전단부는 제2의 패드체(P2')의 전단부를 시점으로 순차로 파지되도록 한다. 이를 위해 제2의 파지면(231')과 제2의 패드체(P2') 간의 파지는 이형지(P4)의 이송방향이 전환되는 받침 플레이트(131)의 전단(F')에서 이루어지고, 패드지그 이송유닛(210)은 제2의 파지면(231')이 전단(F)에서 제2의 패드체(P2')와 접하며 파지되도록 제2의 파지면(231')의 경사각을 따라 제2의 패드체지그(230')를 x축 방향과 z축 방향으로 이동시킨다.

한편, 본 실시 예에서 제2의 패드체지그(230')의 파지면(231')은 볼록 형상(볼록면)이므로, 제어유닛(400)은 제2의 파지면(231')이 전단(F')에서 제2의 패드체(P2')와 접하며 파지되도록 제2의 파지면(231')의 경사진 곡면을 따라 제2의 패드체지그(230')를 x축 방향과 z축 방향으로의 이동속도를 조정한다.

제1의 파지면(231) 또는 제2의 파지면(231')에 패드체(P2, P2')가 파지되면 패드지그 부착유닛(200)의 패드지그 이송유닛(210)은 패드체지그(230, 230')를 피착체지그(300, 300')로 이송해서 피착체지그(300, 300')에 장착된 피착체(10)의 해당 피착면에 강제 부착한다. 이와 같은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예에 따른 자동화 시스템(M)을 이용하여 바닥면체(11)의 바닥면부(11a)를 피착면으로 하여 패드체(P2)를 부착하는 공정을 살펴본다.

도 18는 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 제어유닛의 제어에 따라 피착체(10)의 바닥면부(11a)에 해당 패드체의 부착 공정을 개략적으로 도시한 부분 단면도이다.

도 1과 도 2와 도 5 및 도 18를 참조하면, 제어유닛(400)은 패드체 이송유닛(210)이 제1의 패드체 장착유닛(220)을 x축 방향과 z축 방향으로 이동하도록 제어해서, 제1의 파지면(231)에 제1의 패드체(P2)가 파지된 제1의 패드지그(230)를 도 18의 (a)도면 및 (b)도면과 같이 피착체(10)의 수용공간(10a)에 삽입한다. 여기서 패드지그 이송유닛(210)은 제1의 파지면(231)이 바닥면부(11a)에 대향하여 경사지게 배치되도록 제1의 패드지그 장착유닛(220)을 이송한다. 본 실시예에서 제1의 파지면(231)은 바닥면부(11a)에 대향하여 θ1만큼 경사지므로, 제1의 파지면(231)에 점착된 제1의 패드체(P2)는 바닥면부(11a)의 하단에 우선 접한다.

이후, 제어유닛(400)은 패드체 장착유닛(220)의 공압실린더(222)에 공압이 증가하도록 제어해서 제1의 패드체(P2)가 바닥면부(11a)의 하단으로 압을 받도록 피스톤 로드(222e)를 튜브본체(222c)로부터 인출한다. 이 과정에서 연결링크(223)는 제2의 힌지핀(AX2)과 제3의 힌지핀(AX3)을 기준으로 t축 방향으로 회전하며 제1의 패드체(P2)의 하단이 바닥면부(11a)의 하단에 부착된다. 이후, 제어유닛(400)은 공압실린더(222)의 공압을 낮춰서 피스톤로드(222e)를 튜브본체(222c)에 인입한다. 이 과정에서 연결링크(223)는 제2의 힌지핀(AX2)과 제3의 힌지핀(AX3)을 기준으로 t축 방향으로 역회전하며 도 18의 (c)도면과 같이 제1의 패드체(P2)의 상단이 바닥면부(11a)의 상단에 접한다. 전술한 동작 과정을 통해 수용공간(10a)에서 회전하는 패드지그(230)는 제1의 파지면(231)의 제1의 패드체(P2)가 바닥면부(11a)에 접한 상태를 유지하도록 해서 바닥면부(11a)에 제1의 패드체(P2)가 하단에서 상단으로 순차로 부착되게 한다. 또한, 제1의 파지면(231)의 곡률을 바닥면부(11a)의 곡률보다 크게 함으로써 제1의 패드체(P2)와 바닥면부(11a)를 선접촉시키고, 이를 통해 패드체 장착유닛(220)이 패드지그(230)를 통해 바닥면부(11a)에 가하는 압력을 접촉 선상에 집중시켜서 바닥면부(11a)에 대한 제1의 패드체(P2)의 부착 효율을 높인다.

도 19는 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 제어유닛의 제어에 따라 피착체(10)의 상면부(12a)에 해당 패드체의 부착 공정을 개략적으로 도시한 부분 단면도이고, 도 20은 본 발명에 따른 바람직한 제1의 실시예로서 피착체의 상면부 부착용 패드체를 이송하는 패드지그 장착유닛과 패드지그를 도시한 사시도이고, 도 21은 도 20에 도시한 패드지그 장착유닛과 패드지그의 측면도이다.

도 1과 도 2 및 도 19 내지 도 21을 참조하면, 제어유닛(400)은 패드체 이송유닛(210)이 제2의 패드체 장착유닛(220')을 x축 방향과 z축 방향으로 이동하도록 제어해서, 제2의 파지면(231')에 패드체(P2')가 파지된 제2의 패드지그(230')를 도 19의 (a)도면 및 (b)도면과 같이 피착체(10)의 수용공간(10a)에 삽입한다. 여기서 패드지그 이송유닛(210)은 제2 파지면(231')이 상면부(12a)에 대향하여 경사지게 배치되도록 제2의 패드지그 장착유닛(220')을 이송한다. 본 실시예에서 제2의 파지면(231')은 상면부(12a)에 대향하여 도 19의 (a)도면과 같이 경사지므로, 제2의 파지면(231')에 점착된 제2의 패드체(P2')는 상면부(12a)의 하단에 우선 접한다.

이후, 제어유닛(400)은 패드체 이송유닛(210)이 제2의 패드체 장착유닛(220')을 z축 방향으로 이동시켜서 도 19의 (c)도면과 같이 제2의 패드체(P2')가 상면부(12a)의 하단으로 압을 받도록 하고, 이 과정에서 제2의 패드지그(230')는 탄성유닛(224)에 의해 θ1' 만큼 기울어지면서 제2의 패드지그(230')를 회전시킨다. 더 나아가 패드체 이송유닛(210)은 z축 방향 이동과 더불어 제2의 패드체 장착유닛(220')을 x축 방향으로도 이동시켜서 도 19의 (d)도면과 같이 제2의 패드지그(230')를 탄성유닛(224)에 의해 θ2' 만큼 기울인다. 결국, 상면부(12a)의 하단에 우선 접한 제2의 패드체(P2')는 패드체 이송유닛(210)의 동작을 따라 수용공간(10a)에서 회전하며 상면부(12a)에 제2의 패드체(P2')가 하단에서 상단으로 순차로 부착되게 한다. 또한, 제2의 파지면(231')의 곡률을 상면부(12a)의 곡률보다 크게 함으로써 제2의 패드체(P2')와 상면부(12a)를 선접촉시키고, 이를 통해 제2의 패드체 장착유닛(220')이 제2의 패드지그(230')를 통해 상면부(12a)에 가하는 압력을 접촉 선상에 집중시켜서 상면부(12a)에 대한 제2의 패드체(P2')의 부착 효율을 높인다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 자동화 시스템는, 패드체 공급유닛(100), 패드체 부착유닛(200), 피착체지그(300), 및 제어유닛(400)과 더불어 인덱스 테이블을 예시적으로 도시하고 설명하였으나, 해당 구성 장치들의 형상이나 배치는 다양하게 변경할 수 있음은 당연하다. 따라서, 본 발명에 따른 자동화 시스템로서 설명되고 도시된 예에 한정하여 해석되어서는 안되고 설명과 이해의 편의를 위한 것으로 이해되어야 하며, 상술된 형상이나 배치 또는 모양이나 부품이나 부분으로 제한하여 해석되어서는 안되며, 본 발명의 설명에 반하여 다른 문헌을 이용하여 제한하여 해석되어서도 안되며, 본 발명에 따른 자동화 시스템의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 한다.

M. M1, M2, M3, M4; 자동화 시스템 100. 패드체 공급유닛
110. 원단 공급유닛 , 111. 원단 공급롤
112. 가이드롤러 , 113. 브레이크 유닛
120. 모재 커팅유닛 121. 고정다이
122. 이동다이 123. 유압실린더
124. 다이 프레임 130. 패드체 가이드유닛
131. 받침 플레이트 132. 이송가이드
140. 스크랩 권취유닛 141. 스크랩 권취롤
142. 가이드롤러 143. 웨이트
144. 웨이트 가이드 150. 이형지 권취유닛
151. 이형지 권취롤 152. 가이드롤러
153. 포지셔닝유닛 154. 웨이트
155. 웨이트 가이드 200. 패드체 부착유닛
210. 패드지그 이송유닛 211. x축 로봇
212. z축 로봇 220. 패드지그 장착유닛
221. 이송블럭 222. 공압실린더
223. 연결링크 230. 패드지그
231. 파지면 300. 피착체지그
310. 피착체 수용체 320.잠금장치
400. 제어유닛

Claims (7)

1. 이형지에 모재가 점착된 원단 공급, 상기 모재 커팅, 스크랩 분리, 및 이형지 분리 공정을 진행하고, 상기 공정이 순차적으로 처리되도록 제어하는 패드체 공급유닛이 구성된 자동화 시스템에 있어서: 상기 패드체 공급유닛은,
   상기 원단이 감겨지는 브레이크 롤러와, 상기 브레이크 롤러에 감겨진 원단이 이탈하지 않도록 가압하는 서포트 롤러와, 그리고 상기 브레이크 롤러의 회전이 단속될 수 있도록 마찰재가 게재된 브레이크 고정단이 구성된 브레이크 유닛;
   을 더 구비함으로써 이형지 부착물의 사행을 방지하는 자동화 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 브레이크 고정단은,
   상기 브레이크 롤러의 회전축이 수용되는 클러치 하우징;
   상기 브레이크 롤러의 회전축을 따라 다중으로 나란하게 맞물려 회전하는 클러치 플레이트;
   상기 클러치 플레이트에 마찰하도록 클러치 플레이트 사이에 배치하며, 상기 클러치 하우징에서 축방향으로 이동 가능하게 장착된 클러치 디스크; 그리고
   상기 회전축을 따라 다중으로 배치된 클러치 플레이트와 클러치 디스크를 축방향으로 가압하는 가압부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동화 시스템.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 가압부는,
   상기 축방향으로 인입출하도록 나사 끼움된 가압볼트;
   상기 가압볼트에 가압되어 축방향으로 이동하도록 클러치 하우징에 장착된 가압플레이트;
   최외곽의 클러치 플레이트와 접하도록 클러치 하우징에서 축방향으로 이동 가능하게 장착된 가압클러치; 그리고
   최외곽의 상기 클러치 플레이트에 대한 가압클러치의 가압을 위해서, 상기 가압플레이트와 가압클러치를 상호 탄발 지지하도록 장착된 가압스프링;을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동화 시스템.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 클러치 디스크는 동 재질인 것을 특징으로 하는 자동화 시스템.
   
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 클러치 하우징은,
   다중의 상기 클러치 디스크가 회전없이 축방향을 따라 이동하도록, 상기 클러치 디스크를 관통하며 회전축에 나란하게 배치되는 가이드라인;을 구비한 것을 특징으로 하는 자동화 시스템.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 패드체 공급유닛은,
   이형지에 모재가 점착된 원단이 감겨지는 원단 공급롤, 및 상기 원단 공급롤로부터 풀려져서 원단이 공급될 수 있도록 가이드롤러를 구비하는 원단 공급유닛;
   상기 원단 공급유닛에 의해 공급된 원단이 통과하고, 상기 원단의 모재만이 커팅되어 스크랩과 패드체로 구분될 수 있도록 상하로 이동하는 프레스커터를 구비하는 모재 커팅유닛;
   상기 커팅유닛을 통과한 스크랩이 이형지로부터 분리될 수 있도록 안내하는 스크랩 가이드롤, 및 상기 스크랩 가이드롤을 통과하여 이송되어서 감겨지는 스크랩 권취롤을 구비하는 스크랩 권취유닛;
   상기 커팅유닛을 통과한 패드체가 패드지그에 의해 이형지로부터 분리될 수 있도록 안내하는 패드체 가이드유닛;
   상기 패드체 받침유닛을 통과한 이형지가 이송되어 감겨지는 이형지 권취롤을 구비하는 이형지 권취유닛;을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동화 시스템.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 패드체가 파지되어 이송될 수 있도록 파지면이 마련된 패드지그;
   상기 피착면이 노출되도록 피착체가 안착되는 피착체지그;
   상기 패드지그가 장착되는 패드지그 장착유닛;
   상기 패드지그 장착유닛과 연결되어 파지면이 피착면에 대향하여 경사지게 배치되도록 패드지그 장착유닛을 이송하는 패드지그 이송유닛; 그리고
   상기 패드지그 이송유닛의 가압에 따라 파지면이 탄발지지되면서 피착면을 따라 움직이도록 패드지그 장착유닛 또는 피착체지그에 장착되는 탄성유닛;를 구비함으로써 곡면 형상의 피착면에 패드체를 부착하는 자동화 시스템.

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