KR930003319Y1 - 래들(Ladle)의 노즐교체용 로봇핸드 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

래들(Ladle)의 노즐교체용 로봇핸드

제1도는 본 고안의 일부절개정면도.

제2도는 래들의 노즐을 나타내는 종단면도.

제3도는 본 고안에 의한 노즐결속용 프레임을 나타내는 종단면도.

제4도는 본 고안에 의한 로봇핸드의 작동상태도.

제5도는 제4도의 A-A′선 단면도로서 본 고안에 의한 로봇핸드의 노즐 프레임 회전 작동을 도시한 설명도.

제6도는 종래기술에 따라서 래들의 용강구에 노즐과 노즐프레임을 장착하는 상태를 도시한 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1A,1B : 그리퍼용 공기압실린더 2 : 그리퍼바디

6 : 실리더하우징 7 : 피니언지지대

8 : 피니언기어 9 : 랙기어

10 : 슬라이더 12 : 리프트실린더

13 : 메인바디 14 : 베어링하우징

15 : 회전실린더 17A,17B : 베어링

18A,18B : 회전판 100 : 노즐(Nozzle)

110 : 노즐프레임(Nozzle Flame) 200 : 용강구

본 고안은 래들의 용강구에 사용되는 노즐을 교체할 때, 노즐의 장,탈착을 자동으로 수행하는 래들의 노즐교체용 로봇핸드에 관한 것이다.

일반적으로 제강공장의 래들은 용강을 담아서 운반하고, 연주기에서 용강구를 통하여 용강을 턴디쉬로 흘려보낸다.

용강구는 몇 개의 내화물질로 만들어진 노즐로 구성되어 있으며, 이 노즐은 래들의 매회 사용 후에는 새로운 노즐로 교체하여야 한다.

종래의 노즐교체작업을 작업자의 작동순서에 따라서 설명하면, 먼저 노즐적치 장소에서 노즐을 작업자가 손으로 집어서 래들의 용강구(200)까지 운반하여 삽입한 다음 제6도에 도시된 바와같이 노즐 프레임을 상기와 같이 동일한 방법으로 운반하여 노즐에 끼우고 노즐 프레임(110)에 마련된 돌기부(110b)를 용강구(200)에 마련된 요홈(200a)으로 끼운다음, 해머(210)로 노즐프레임(110)의 손잡이부분(110a)을 일측방향으로 강타하여 노즐프레임(110)의 돌기부(110b)를 용강구(200)의 원주방향 요홈(200b)으로 회전시켜서 결속하게 된다.

그리고, 사용된 노즐(100)을 제거할 때에는 해머(210)로 노즐프레임(110)의 손잡이부분(110a)을 상기와는 반대인 타측방향으로 강타하여 노즐프레임(110)을 역회전시켜서 해체하여 노즐(110)을 분시키는 것이었다.

그러나, 이러한 종래의 노즐교체방법에 있어서는 무거운 노즐(100)과 노즐프레임(110)을 작업자가 직접 운반하여야 하며, 해머(210)로 쳐서 결속 또는 해체시키게 되므로 노즐(100)의 교체에 장시간이 소요됨과 동시에 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 특히 노즐과 프레임을 집어서 운반함과 동시에 프레임을 자동으로 결속 또는 분해함에 의해 짧은 시간내에 노즐의 교체를 용이하게 행할 수 있음과 동시에 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 래들의 노즐교체용 로봇핸드을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 도면에 따라 본 고안의 실시구조를 상세히 설명한다.

본 고안은 제1도에서 도시한 바와 같이, 그리퍼용 공기압 실린더(1A)(1B)를 갖추어 원통형 모양의 노즐(100) 또는 노즐프레임(110)이 그리퍼바디(2) 내부에 놓여지면 그리퍼(16)를 장착한 로드를 앞으로 전진시켜 그리퍼(16)가 노즐(100)과 노즐 프레임(10)을 집는 기능을 가지며, 상기 그리퍼용 공기압실린더는 각각 그리퍼바디(2)의 외부원주면에 120도 간격으로 3개가 부착된다(제1도에서 나머지 하나의 그리퍼용 공기압 실린더는 도시되지 않음).

또한, 상기 그리퍼 바디(2)는 원통형태이고, 3개의 그리퍼용 공기압실린더(1A,1B)를 부착하고 있으며, 단부의 원주면에 180도 간격으로 프레임 지지홈(19)을 설치하여 노즐 프레임(110)의 손잡이 부분(110a)을 끼울 수 있음과 동시에 상부면 중앙에 형성된 중심축(2a)이 그 상부의 실린더하우징(6) 내부에 베어링(미도시)를 통해 끼워짐으로서 약 45도 정도 회전할 수 있어 노즐(100)과 노즐 프레임(110)을 회전시키는 기능을 가지게 된다.

그리퍼 바디 회전대(3)는 실린더 하우징(6)에 보울트에 의해서 결속되고, 실린더 고정대(5)를 회전가능토록 연결한다. 그리고, 상기 그리퍼 바디 회전대(3)의 좌우측에 수직으로 위치되는 그리퍼 바디 연결대(4A,4B)는 봉형상이고, 하단부가 그리퍼바디(2)의 상부에 대응을 이루어 각각 고정되며, 상단부는 공기압실린더(27)의 작동로드(27a)에 고정되는 실린더 로드 결속대(20)에 각각 연결된다.

따라서, 실린더 하우징(6)의 좌우에 서로 반대방향으로 결합되어 있는 공기압실린더(27)의 로드가 전진 또는 후진의 직선운동을 하면 상기 실린더 로드 결속대(20)에 각각 연결된 그리퍼바디 연결대(4A,4B)가 중심축(2a)을 기준으로 그리퍼바디(2)를 회전시키게 된다(제5도 참조).

따라서, 그리퍼바디(2)가 실린더하우징(6)내의 중심축(2a)을 회전축으로 하여 그리퍼 바디연결대(4A,4B)의 미는 힘에 의해서 회전운동을 하게 되면, 이 힘에 의해서 상기 프레임지지홈(19)에 놓여져 있는 노즐프레임(110)의 손잡이부분(110a)을 회전시켜서 노즐(100)과 노즐프레임(110)을 래들의 용강구에 결속시키게 된다. 이에 대한 작동설명은 이후에 보다 상세히 설명한다.

또한, 실린더 고정대(5)는 실린더하우징(6)의 좌우에서 공기압실린더(27)를 제결하고 있으며, 상하에 설치된 저어널(Journal)(미도시)이 설린더하우징(6)의 구멍과 그리퍼바디회전대(3)의 구멍에 지지되어, 공기압실린더(27)의 로드(27a)가 직선운동을 할 때, 그리퍼바디연결대(4A)(4B)를 각각 밀면서 회전하게 된다. 그리고 상기 그리퍼바디 연결대(4A,4B)는 한단부가 고정볼트(21)에 의해서 그리퍼바디(2)에 고정체결되어 공기압실린더(27)의 로드(27a)가 작동할 때 이힘의 반발력을 지탱해주게 된다.

한편, 피니언지지대(7)는 고정볼트(26)로 실린더하우징(6)의 상부에 결합되며, 고정볼트(23)를 통해서 피니언기어(8)를 고정하고, 상기 피니언 기어(8)는 그 상부에서 랙기어(9)와 맞물려 있으며 랙기어(9)가 전진, 후퇴하면 회전운동을 하게되고, 상기 피니언기어(8)가 회전하면 그 하부의 피니어지지대(7), 실린더하우징(6), 그리고 그리퍼바디(2) 전체가 피니언기어(8)의 중심을 회전축으로 하여 회전하게 된다.(제4도 참조)

또한, 상기 랙기어(9)는 슬라이드(10)에 의해서 리프트용 실린더(12)의 실린더로드(11)와 연결되어 있어 상기 실린더 로드(11)가 움직이면 같이 움직이게 되며, 랙기어(9)는 리프트용 실린더(12)의 직선운동을 회전운동으로 변환하기 위해 피니언기어(8)과 맞물려있고 슬라이드(10)는 랙기어(8)와 실린더로드(11)를 연결해주며, 랙기어(9)와 피니언기어(8)가 맞물릴 때 기어의 반지름 방향으로 작용하는 힘을 지탱해준다.

메인바디(13)는 리프트용 실린더(12)와 피니언기어(8)장치부를 부착하고, 슬라이드(10)가 직선운동을 할 수 있도록 슬라이딩 안내면(미도시)을 가지고 있다.

상기 메인바디(13)의 상부에 위치한 베어링 하우징(14)은 내부에 베어링(17A,17B)이 설치되도록 저어널을 가지고 있으며 회전판(18A,18B)에 고정볼트(24)를 통해서 메인바디(13)가 결합되어 지지되며, 회전실린더(15)가 고정볼트(25)를 통해서 상기 베어링하우징(14)의 상부에 체결되어 있다. 여기서, 상기 회전실린더(15)의 로드는 회전판(18B)에 체결되기 때문에, 회전판(18A,18B)에 고정된 메인바디(13)는 회전실린더(15)의 회전에 따라서 동일한 각 속도로 회전한다.

상기 회전실린더(15)는 그리퍼바디(2)내에 고정되어 있는 노즐(100) 또는 노즐프레임(110)의 중심축이 래들 용강구의 중심축과 일치하게 각도를 조정하는 기능을 가지게된다. 또한, 상기 회전판(18A,18B)은 상기 베어링(17A,17B)에 의해 지지되어 회전운동을 하고, 회전실린더(15)의 회전운동을 메인바디(13)에 전달하는 구성으로 된다.

이와같이 구성된 본 고안에 의한 실시구조의 작용 및 효과를 설명한다.

즉, 본 고안은 제4도에서 도시한 바와같이, 노즐(100)과 노즐프레임(110)이 사전에 서로 결합된 상태에서 그리퍼 바디(2)의 내부에 놓여지면, 그리퍼용 공기압실린더(1A,1B)의 로드가 전진하여 그리퍼(16)가 노즐(100)의 외주면에 접하여 노즐(100)을 집게되며, 노즐프레임(110)의 손잡이 부분(110a)은 그리퍼바디(2)의 프레임 지지홈(19)에 각각 끼워 위치된다.

이때 리프트용 실린더(12)의 실린더로드(11)가 앞으로 뻗어나는 상태에서 뒤로 후진하면, 랙기어(9)에 맞물려 있는 피니언기어(9)가 시계방향으로 회전하면서 노즐(100)과 노즐프레임(110)을 들어올리게된다.

또한, 회전실린더(15)가 회전함에 따라서 메인바디(13)의 하부, 즉 피니언지지대(7), 실린더하우징(8), 및 그리퍼바디(2) 전체가 노즐(100)과 함께 회전하여 노즐(100)이 래들의 용강구에 들어갈 수 있도록 각도를 조절한 후 용강구에 일치시킨다. 이때, 용강구 내부로 노즐(100)과 노즐프레임(110)을 삽입시키는 작동은 본 고안이 장착된 로봇(Robots)(미도시) 또는, 자동화기기에 의해서 이루어지며, 이는 본 고안의 범주와는 무관한 공지기술을 이용하여 쉽게 이루어진다. 즉, 노즐(100)과 노즐프레임(110)이 용강구로 삽입되면, 노즐프레임(110)에 마련된 돌기부(110b)가 용강구의 길이방향 요홈(200a)을 따라 삽입되어 원주방향의 요홈(200b)에 도달한 상태에서 정지한다.

상기한 상태에서 공기압실린더(27)의 작동로드(27a)가 그리퍼바디연결대(4A,4B)를 밀게되면, 이힘에 의해서 그리퍼바디(2)가 작동축(2a)을 기준으로 회전하면서 노즐프레임(110)의 돌기부(110b)가 원주방향의 요홈(200b)을 따라 진행하여 노즐(100)과 노즐프레임(100)을 래들에 자동으로 용이하게 결속시키게 된다.

또한, 상기와는 반대로 래들에서 노즐(100)과 노즐프레임(110)을 분해하고자 할때에는 조립의 역순으로 실행하면 된다.

이와같이 된 본 고안은 노즐과 노즐프레임을 자동으로 운반하여 래들에 자동으로 결속시키는 기능을 갖게됨에 의해서 작업자의 과도한 노동력이 불필요하게 되고, 자동화에 의한 노즐교체작업을 용이하게 수행할 수 있으며, 또한 생산성향상의 효과가 있는 실용적인 고안이다.

Claims (1)

1. 다수개의 그리퍼용 공기압실린더(1A,1B)와 그리퍼(16)가 마련된 그리퍼바디(2)를 좌우로 공기압실린더(27)가 마련된 실린더하우징(6)에 회전가능토록 고정하고; 상기 실린더하우징(6)상단에는 피니언기어(8)가 마련된 피니언 지지대(7)와 랙기어(9), 슬라이드(10) 및 리프트실린더(12)가 마련된 메인바디(13)고정하며, 상기 메인바디(13)의 상단에는 회전실린더(15)와 베어링(17A,17B) 및 회전판(18A,18B)를 갖춘 베어링하우징(14)이 회전가능토록 연결됨을 특징으로 하는 래들(Ladle)의 노즐 교체용 로봇핸드.