KR20230150148A - 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치 - Google Patents

자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치 Download PDF

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KR20230150148A
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Abstract

자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치에 관한 것으로,
다수의 일자형 파이프를 자세설정유니트 쪽으로 이송하는 컨베이어; 컨베이어를 통해 운반된 일자형 파이프를 자세설정유니트로 운반하는 운반유니트; 운반유니트를 통해 운반된 일자형 파이프의 회전방향 및 전후위치의 공급자세를 정확하게 설정하는 자세설정유니트;를 포함하는 기술 구성을 통해
공급로봇을 통해 벤딩기계에 공급되는 일자형 파이프의 전후위치 및 회전방향의 공급자세를 정확하게 설정할 수 있게 되어 일자형 파이프를 보다 정밀하게 절곡 성형할 수 있게 되고, 벤딩공정의 불량을 최소화할 수 있게 되는 것이다.

Description

자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치{PIPE SUPPLY AUTOMATIZATION APPARATUS FOR VEHICLE PIPE BENDIG EQUIPMENT}
본 발명은 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 급로봇을 통해 벤딩기계로 공급되는 일자형 파이프의 전후위치 및 회전방향의 공급자세를 일정하게 설정할 수 있도록 하는 것에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 엔진 흡배기계통 및 공기조절, 냉각개통에 많은 파이프 들이 사용되고 있다.
상기 자동차용 파이프는 필요한 유로 형태를 구현하기 위해, 또한 다른 구성부품과의 간섭을 회피하거나 다른 부품과 접속하기 위해 다양한 형태로 굴곡 형성되는 것이 보통이다.
도 1은 본 발명이 관계하는 자동차용 파이프의 예시도이다.
도 1에 예시된 자동차용 파이프는 배기열 회수하는 데에 사용되는 파이프로, 양단이 전후방향 또는 상하방향으로 굴곡된 형태를 가진다.
상기 자동차용 파이프는 포밍 및 벤딩공정으로 기본형태를 성형한 후 선단부와 후단부를 정밀하게 절단하는 절단공정, 그밖의 후공정으로 제조되는 것이 보통이다.
상기에서 벤딩공정은 벤딩머신을 통해 파이프의 각 부위를 전후방향 또는 좌우방향으로 절곡 성형하는 공정이다.
본 발명은 특히 포밍공정을 통해 일정 형태로 포밍된 자동차용 파이프를 벤딩머신에 자동 공급할 수 있도록 하는 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치에 관계한다.
하기의 특허문헌 1에는 컨베이어를 포함하는 파이프 공급유닛을 통해 파이프를 벤딩기계에 공급하는 파이프 벤딩장치가 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1828374호(2018년 02월 06일 등록)
종래 기술에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치는 컨베이어를 통해 공급대기위치로 이송된 일자형 파이프를 공급로봇이 벤딩기계로 공급하는 과정에서 일자형 파이프의 전후위치 및 회전방향의 공급자세를 정확하게 설정하지 못하는 경우가 많았기 때문에 벤딩공정에서 일자형 파이프의 절곡성형 품질이 좋지 못하게 되거나 많은 불량이 발생하게 되는 문제가 있었다.
예를 들어 금속판을 원형으로 말고 양단을 용접하여 외주 일측에 길이방향으로 용접부위를 가지는 일자형 파이프의 경우 벤딩과정에서 용접부위에 강한 절곡하중이 가해지게 되면 변형이나 크랙이 유발될 우려가 많기 때문에 용접부위가 외주상단 중앙에 위치되도록 회전방향을 설정하는 것이 바람직하지만 종래 기술에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치는 회전방향의 공급자세를 설정하기가 매우 어렵게 되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 종래 기술에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 공급로봇을 통해 벤딩기계로 공급되는 일자형 파이프를 공급대기위치에 정확한 전후위치 및 회전방향의 공급자세를 설정할 수 있도록 하는 것에 의해 벤딩공정의 일자형 파이프의 절곡 품질을 향상시킬 수 있도록 하고 불량을 최소화할 수 있도록 하는 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치를 제공하는 데에 있는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치는 다수의 일자형 파이프를 자세설정유니트 쪽으로 이송하는 컨베이어; 컨베이어를 통해 운반된 일자형 파이프를 자세설정유니트로 운반하는 운반유니트; 운반유니트를 통해 운반된 일자형 파이프의 회전방향 및 전후위치의 공급자세를 정확하게 설정하는 자세설정유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치의 운반유니트는, 컨베이어 후방의 자세설정유니트 쪽에 고정 설치되는 고정프레임; 고정프레임)에 좌우이송수단을 통해 좌우방향으로 이송가능하게 설치되는 좌우이송프레임; 좌우이송프레임에 승강수단을 통해 상하방향으로 승강가능하게 설치되는 승강프레임; 승강프레임의 하단에 설치되어 파이프를 파지할 수 있도록 하는 그립퍼;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치의 자세설정유니트는, 상단부와 컨베이어측이 개방된 메인프레임; 메인프레임의 내부 후면에 설치되는 한 쌍의 회전롤러; 메인프레임의 외부 후면에 설치되고, 한 쌍의 회전롤러와 접속되는 회전모터; 메인프레임의 내부 중앙과 내부 전방에 각각 설치되는 한 쌍의 받침롤러; 메인프레임의 후방 상부에 설치되고, 파이프의 외관상태를 감지할 수 있도록 하는 비전센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치의 자세설정유니트는, 메인프레임의 내부 후면의 한 쌍의 회전롤러 사이에 설치되는 스톱퍼; 메인프레임의 전방에 설치되어 한 쌍의 받침롤러 사이에 위치하는 파이프를 스톱퍼 쪽으로 밀어줄 수 있도록 하는 푸싱실린더:를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치에 의하면, 공급로봇을 통해 벤딩기계에 공급되는 일자형 파이프의 전후위치 및 회전방향의 공급자세를 정확하게 설정할 수 있게 되므로 벤딩기계를 통한 일자형 파이프의 벤딩공정에서 일자형 파이프를 보다 정밀하게 절곡 성형할 수 있게 되고, 벤딩공정의 불량을 최소화할 수 있게 되어 벤딩공정의 품질 향상과 생산성 향상, 그리고 원가절감 등을 도모할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치를 통해 공급되는 일자형 파이프의 예시도,
도 2은 도 1의 일자형 파이프의 절곡 성형 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치의 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치의 요부 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치의 요부 사시도,
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치의 푸싱실린더의 작동상태를 나타낸 요부 평면도,
도 7은 본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치의 일자형 파이프 회전작동을 나타낸 요부 정면도.
이하 본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.
그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치를 통해 공급되는 일자형 파이프의 예시도이고, 도 2은 도 1의 일자형 파이프의 절곡 성형 예시도이다.
본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치(100)는 도 1과 같이 금속판을 원형으로 말아서 양단을 용접하여 외주 일측에 길이방향으로 용접부위(W)를 가지는 일자형 파이프(P)를 도 2에 예시된 형태와 같이 전후방향 또는 좌우방향으로 절곡 성형하는 벤딩기계에 안정적으로 자동 공급할 수 있도록 하는 것이다.
즉, 본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치(100)는 공급로봇을 통해 벤딩기계로 공급되는 일자형 파이프(P)의 공급대기위치에서 전후위치 및 회전방향의 공급자세를 일정하게 설정할 수 있도록 하는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치의 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치의 요부 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치의 요부 사시도이다.
본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치(100)는 공급로봇을 통해 벤딩머신으로 공급되는 일자형 파이프(P)를 공급대기위치에서 설정된 공급자세로 전후위치 및 회전방향을 조정하기 위한 것으로, 컨베이어(110), 운반유니트(120), 자세설정유니트(130)를 포함한다.
컨베이어(110)는 다수의 일자형 파이프(P)를 자세설정유니트(130) 쪽으로 이송하는 부분이다.
컨베이어(110)는 회전구동수단을 통해 무한괘도방식으로 순환 회전하는 컨베이어체인(111)의 외부 표면에 좌우방향으로 다수의 적재브라켓트(112)가 등간격으로 배열 설치된 형태를 가진다.
컨베이어(110)는 적재브라켓트(112)에 적재된 한 쌍의 일자형 파이프(P) 사이의 간격을 행정거리로 하여 행정거리만큼씩 컨베이어체인(111) 및 적재브라켓트(112)를 좌우방향으로 이송한다.
운반유니트(120)는 자세설정유니트(130) 쪽에 가장 근접한 위치로 이동된 적재브라켓트(112)에 적재된 일자형 파이프(P)를 자세설정유니트(130)로 운반하는 부분이다.
운반유니트(120)는 컨베이어(110) 후방의 자세설정유니트(130) 쪽에 고정 설치되는 고정프레임(121); 고정프레임(121)에 좌우이송수단을 통해 좌우방향으로 이송가능하게 설치되는 좌우이송프레임(122); 좌우이송프레임(122)에 승강수단을 통해 상하방향으로 승강가능하게 설치되는 승강프레임(123); 그리고 승강프레임(123)의 하단에 설치되어 파이프(P)를 파지할 수 있도록 하는 그립퍼(124);를 포함하는 것으로, 이러한 운반유니트(120)의 기술은 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명하므로 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
자세설정유니트(130)는 운반유니트(120)를 통해 운반된 일자형 파이프(P)의 회전방향 및 전후위치의 자세를 정확하게 설정할 수 있도록 하는 부분이다.
자세설정유니트(130)는 상단부와 컨베이어측이 개방된 메인프레임(131); 메인프레임(131)의 내부 후면에 설치되는 한 쌍의 회전롤러(132); 메인프레임(131)의 외부 후면에 설치되고, 한 쌍의 회전롤러(132)와 접속되는 회전모터(133); 메인프레임(131)의 내부 중앙과 내부 전방에 각각 설치되는 한 쌍의 받침롤러(134);를 포함한다.
또한, 자세설정유니트(130)는 메인프레임(131)의 내부 후면의 한 쌍의 회전롤러(132) 사이에 설치되는 스톱퍼(135); 메인프레임(131)의 전방에 설치되어 한 쌍의 받침롤러(134) 사이에 위치하는 파이프(P)를 스톱퍼(135) 쪽으로 밀어줄 수 있도록 하는 푸싱실린더(136): 메인프레임(131)의 후방 상부에 설치되고, 파이프(P)의 외관상태를 감지할 수 있도록 하는 비전센서(137);를 포함한다.
상기에서 푸싱실린더(136)는 실린더본체(136a)로부터 푸싱로드(136b)가 전후방향으로 출몰하는 형태이다.
본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치(100)는 공급로봇을 통해 벤딩공정의 벤딩기계로 공급되는 일자형 파이프(P)를 자세설정유니트(130)의 공급대기위치에 정확한 공급자세로 놓아둘 수 있게 되는 것으로, 이하 그 구체적인 작동을 설명하면 다음과 같다.
우선 작업자 또는 피더를 통해 컨베이어체인(111)에 좌우방향으로 배열 설치된 각 적재브라켓트(112)에 올려진 일자형 파이프(P)는 컨베이어(110)의 작동에 따라 한 쌍의 적재브라켓트(112) 사이의 행정거리만큼씩 좌우방향으로 이동하게 된다.
좌우이송수단, 승강수단 및 그립퍼 작동수단을 가지는 운반유니트(120)는 컨베이어(110)의 자세설정유니트(130) 쪽에 가장 가까운 적재브라켓트(112)의 상부에서 하강하여 일자형 파이프(P)를 그립퍼(124)로 파지한 후 자세설정유니트(130) 쪽으로 이동하여 자세설정유니트(130)의 한 쌍의 회전롤러(132) 사이 및 한 쌍의 받침롤러(134) 사이에 일자형 파이프(P)를 내려놓고, 원위치로 복귀한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치의 푸싱실린더의 작동상태를 나타낸 요부 평면도이다.
도 6a와 같이 운반유니트(120)를 통해 한 쌍의 회전롤러(132) 사이 및 한 쌍의 받침롤러(134) 사이에 일자형 파이프(P)가 놓여지게 되면 자세설정유니트(130)의 푸싱실린더(136)가 신장 작동하게 된다.
도 6b와 같이 푸싱실린더(136)가 신장 작동하게 되면 회전롤러(132) 쪽으로 신장되는 푸싱로드(136b)가 일자형 파이프(P)의 선단을 후방으로 밀게 되고, 그에 따라 일자형 파이프(P)의 후단이 스톱퍼(135)의 선단에 접촉되면서 일자형 파이프(P)의 전후위치가 정확하게 설정된다.
푸싱실린더(136)는 신장 작동으로 일자형 파이프(P)의 전후위치를 설정한 후 다시 수축 작동하게 되고, 그에 따라 신장 작동과정에서 신장되었던 푸싱로드(136b)는 원위치로 복귀하게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치의 일자형 파이프 회전작동을 나타낸 요부 정면도이다.
다음에 도 7과 같이 회전모터(133)의 작동으로 한 쌍의 회전롤러(132)가 회전하게 되고, 그에 따라 한 쌍의 회전롤러(132)에 올려진 일자형 파이프(P)가 함께 회전하게 되는데, 이때 메인프레임(131)의 후방 상부에 설치된 비전센서(137)가 일자형 파이프(P)의 외주에 길이방향으로 형성된 용접부위(W)의 위치를 감지하게 된다.
제어유니트(미도시)는 비전센서(137)의 감지신호에 따라 일자형 파이프(P)의 외주 상단 중앙에 용접부위(W)가 위치되었을 때에 회전모터(133)의 작동을 정지하게 되고, 그에 따라 일자형 파이프(P)의 외주 상단 중앙에 용접부위(W)가 위치된 상태에서 한 쌍의 회전롤러(132)의 회전 및 일자형 파이프(P)의 회전이 정지된다.
이처럼 자세설정유니트(130)는 운반유니트(120)를 통해 한 쌍의 회전롤러(132) 사이 및 한 쌍의 받침롤러(134) 사이로 운반된 일자형 파이프(P)의 전후위치 및 회전방향을 정확하게 설정하게 된다.
자세설정유니트(130)에서 푸싱실린더(136), 회전모터(133), 비전센서(137) 등을 통해 전후위치 및 회전방향의 자세가 정확하게 설정된 일자형 파이프(P)는 공급로봇을 통해 벤딩기계로 공급되어 전후방향 또는 좌우방향으로 절곡 성형된다.
본 발명에 따른 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치(100)는 공급로봇을 통해 벤딩기계로 공급되는 일자형 파이프(P)의 전후위치 및 회전방향의 공급자세를 정확하게 설정할 수 있게 되고, 그에 따라 일자형 파이프(P)의 벤딩공정의 불량을 최소화할 수 있게 되고, 절곡 성형의 품질을 크게 향상시킬 수 있게 된다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
100 : 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치
110 : 컨베이어
112 : 적재브라켓트
120 : 운반유니트
124 : 그립퍼
130 : 자세설정유니트
131 : 메인프레임
132 : 회전롤러
133 : 회전모터
134 : 받침롤러
135 : 스톱퍼
136 : 푸싱실린더
137 : 비전센서
P : 일자형 파이프

Claims (4)

  1. 다수의 일자형 파이프(P)를 자세설정유니트(130) 쪽으로 이송하는 컨베이어(110);
    컨베이어(110)를 통해 운반된 일자형 파이프(P)를 자세설정유니트(130)로 운반하는 운반유니트(120);
    운반유니트(120)를 통해 운반된 일자형 파이프(P)의 회전방향 및 전후위치의 공급자세를 정확하게 설정하는 자세설정유니트(130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치.
  2. 제1항에 있어서,
    운반유니트(120)는,
    컨베이어(110) 후방의 자세설정유니트(130) 쪽에 고정 설치되는 고정프레임(121);
    고정프레임(121)에 좌우이송수단을 통해 좌우방향으로 이송가능하게 설치되는 좌우이송프레임(122);
    좌우이송프레임(122)에 승강수단을 통해 상하방향으로 승강가능하게 설치되는 승강프레임(123);
    승강프레임(123)의 하단에 설치되어 파이프(P)를 파지할 수 있도록 하는 그립퍼(124);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    자세설정유니트(130)는,
    상단부와 컨베이어측이 개방된 메인프레임(131);
    메인프레임(131)의 내부 후면에 설치되는 한 쌍의 회전롤러(132);
    메인프레임(131)의 외부 후면에 설치되고, 한 쌍의 회전롤러(132)와 접속되는 회전모터(133);
    메인프레임(131)의 내부 중앙과 내부 전방에 각각 설치되는 한 쌍의 받침롤러(134);
    메인프레임(131)의 후방 상부에 설치되고, 파이프(P)의 외관상태를 감지할 수 있도록 하는 비전센서(137);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치.
  4. 제2항에 있어서,
    자세설정유니트(130)는,
    메인프레임(131)의 내부 후면의 한 쌍의 회전롤러(132) 사이에 설치되는 스톱퍼(135);
    메인프레임(131)의 전방에 설치되어 한 쌍의 받침롤러(134) 사이에 위치하는 파이프(P)를 스톱퍼(135) 쪽으로 밀어줄 수 있도록 하는 푸싱실린더(136):를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 파이프 벤딩설비의 파이프 공급 자동화장치.
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