KR930005855Y1 - 공작물의 자동반입, 반출장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공작물의 자동반입, 반출장치

제1도는 본 고안을 나타낸 정면도.

제2도는 본 고안의 요부를 나타낸 작동상태도.

제3도는 제1도의 A-A선 단면도.

제4도는 핑거부를 나타낸 종단면도.

제5도는 종래 장치의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 가이드브라켓 4a : 슬라이드홈

6, 23 : 실린더 7 : 연결브라켓

8 : 체인 9 : 스프라켓

10 : 샤프트 11 : 캠팔로워

12 : 회전브라켓 14 : 암

16 : 원통형 실린더 20 : 가공물

21 : 핑거

본 고안은 공작물의 자동반입, 반출장치에 관한 것으로서, 특히 여러가지 타입의 공작기계등과 연계 사용하여 가공물을 자동으로 공작기계측으로 반입시켜 주고 가공된 제품을 자동반출시키도록 함에 따라 무인화 자동공정을 실현하도록 한 것이다.

공작물을 자동반입시켜 주고 반출시켜 주는 장치는 여러가지 기술이 알려져 있는데, 가장 발전된 기술이라고 하면 다관절 로보트를 사용하여 반입으로부터 반출까지의 공정을 완전 자동화시키도록 한 것이 있으나, 이것은 로보트 자체의 간격이 비싸기 때문에 맏대한 설비 투자비가 소요되고 설치면적이 과다하게 소요되기 때문에, 이들 로보트를 설치하는데는 많은 제약요소를 수반하게 된다.

다음으로는 일반적인 장치로서 제5도와 같이 암(31)을 플레이트(32)상에 수평으로 이동가능하게 설치하고, 상기 암에는 공지의 핑거장치(33)를 실린더(34)에 의해 승강 가능하게 설치하여 핑거장치(33)가 좌우, 상하로 이동하면서 공작물을 반입, 반출하도록 한 것이 알려져 있으나, 이와 같은 장치는 서어보모터 등과 같은 전기적 장치의 결합을 통하여 기계적 작동이 이루어지기 때문에, 고가의 전자, 전기 구성부품들에 의해 원가의 부담이 많을 뿐만 아니라 고장이 자주 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 암(31)이 플레이트(32)를 따라 수평 이동하면서 공작물을 반입, 반출시키므로 암(31)의 정확한 위치제어와 정도보정에 대한 어려움이 많이 수반되고, 핑거로 핸들링하는 가공물의 중량과 크기에 대해서도 많은 제한을 받게 되는 단점이 있었다.

이 밖에도 암(31)이 프레이트를 따라 수평이동함과 동시에 핑거장치(33)가 실린더(34)에 승강운동하면서 공작물의 이송작업을 수행하기 때문에, 하나의 가공물에 대한 싸이클 타임이 길레 생산성 향상을 효율적으로 기할 수 없게 되는 문제점도 있었다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 여러가지 문제점들을 개선하기 위한 것으로서, 간단하 기계적인 메카니즘을 통하여 짧은 사이클 타임으로 가공물을 용이하게 자동반입, 반출할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 수행하기 위한 본 고안에 따르면, 실린더와 일단이 고정되게 설치되어 실린더의 작동에 따라 양 가이드브라켓에 안내되면서 슬라딩 이동하는 연결브라켓과, 상기 가이드브라켓에 회전 가능하게 지지됨과 동시에 스프라켓이 고정된 샤프트와, 상기 연결브라켓에 스프라켓과 맞물리게 고정되어 샤프트에 동력을 전달하는 체인과, 상기 샤프트에 고정된 회전브라켓에 편심되게 결합되어 회전브라켓의 회동에 따라 승, 하강되는 암과, 상기 암의 승, 하강을 가이드함과 동시에 암의 회전힌지점 역할을 수행하게 축에 고정된 워통실린더와, 상기 암의 하단부에 고정되어 가공물을 파지하는 공지의 핑거와, 상기 핑거와 로드가 힌지 결합되어 이들 동작시켜 주는 실린더를 포함하여 구성된 공작물을 자동반입, 반출장치가 제공된다.

이하, 본 고안은 일실시예로 도시한 첨부된 도면 제1도 내지 제4도는 참고로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 제1도는 본 고안을 나타낸 정면도이고, 제2도는 본 고안의 요부를 나타낸 작동상태도이며, 제3도는 제1도의 A-A선 단면도로서, 베이스(1)의 양측으로 수직프레임(2)이 고정되어 있고 상기 수직프레임(2)의 상부에는 수평프레임(3)이 고정되어 있으며 수평프레임(3)에는 한 쌍의 가이드브라켓(4)과 설치판(5)(5)이 고정되어 있다.

그리고 한쌍의 가이드브라켓(4)사이에 일축의 설치판(5a)과 고정된 실린더(6)의 동작에 따라 가이드 브라켓에 안내되어 슬라이딩 이동하는 연력브라켓(7)이 설치되어 있고 상기 연결브라켓의 상면으로는 수평방향으로 체인(8)이 고정되어 있으며 상기 가이드브라켓(4)에는 체인(8)과 맞물리게 설치되어 체인의 이동에 따라 회전되는 스라켓(Sprocket)(9)이 고정된 샤프트(10)가 회전가능하게 지지되어 있다.

이때 동력전달수단인 체인(8)과 스프라켓(9) 대신에 랙기어와 피니언을 사용하거나, 이와 유사한 동력전달 수단을 적용할 수도 있다.

상기 가이드브라켓(4)에 안내되어 슬라이딩 이동하는 연결브라켓(7)이 원활하게 이동되도록 본 고안의 일실시예에서는 가이드브라켓(4)의 내측에 수평방향으로 슬라이드홈(4a)이 형성되어 있고 연결브라켓(7)에는 슬라이드홈에 끼워지는 캠팔로워(Cam follower)(11)또는 베어링(bearing)이 설치되어 있으나, 이들을 더브테일(dovetail)로 결합하여 구성할 수도 있다.

또한 샤프트(11)의 일측에 회전브라켓(12)이 연결된(13)으로 고정되어 있고 상기 회전브라켓의 일단에는 샤프트와 편심되게 암(14)이 핀(15)으로 회동 가능하게 결합되어 있어 실린더(6)의 동작으로 체인(8)을 통해 스프라켓(9)에 동력이 전달됨에 따라 암(14)이 일정범위 내에서 회동운동을 하면서 승, 하강 운동을 하게 된다.

이때 상기 암(14)의 하부에 원통형 실린더(16)가 끼워져 있고 상기 원통형 실린더는 수평 프레임(3)에 회동가능하게 결합된 축(17)과 고정편(18)으로 고정되어 있어 상기 암이 회동하면서 승, 하강할 때 원통형 실린더(16)가 암(14)과 함께 회동하면서 회전힌지점 역할을 하게된다.

이때 원통형 실린더(16)가 암(14)의 회전힌지점 역할을 하도록 하도록 한 것은 암(14)의 하단부가 제1도의 일점쇄선과 같이 반구형의 궤적을 그리며 이동되도록 하기 위함이다.

상기 암(14)의 하단부가 반구형의 궤적을 그리는 것은 암의 길이와, 암의 가이드 역할을 하는 회전지점인 원통형 실린더(16)의 설치위치, 회전브라켓(12)의 회전반경 등 각 요소에 따른 설계조건에 의하여 이루어지며, 궤적의 변화는 상기 조건들의 변화에 의하여 달라지게 되는 것이다.

또 암(14)의 하단부 궤적은 수평프레임(3)의 상부에 고정된 설치판(5)(5a)에 스토퍼(19a)(19b)를 조절 가능하게 설치하여 연결브라켓(7)의 이동거리를 가변시키므로서 달라지게 할 수 있다.

그리고 암(14)의 하단부에 가공물(20)을 파지하는 공지의 핑거(21)가 고정되어 있어 상기 핑거가 설치판(22)에 고정된 실린더(23)의 동작에 따라 오므러들면서 가공물(20)을 잡게 된다.

상기 핑거(21)의 구조에 첨부도면 제4도를 참고로 설명하면, 설치판(22)에 한 쌍의 핑거(21)가 핀(24)를 중심으로 회동 가능하게 결합되어 있고 핑거(21)의 힌지점인 핀(24)의 내측으로는 장공(21a)이 형성되어 있으며 상기 장공에는 실린더(23)의 로드(25)에 고정된 결합핀(26)이 끼워져 있어 실린더(23)의 동작에 따라 결합핀(26)이 고정된 로드(25)가 승, 하강 하면 핑거(21)가 핀(24)을 중심으로 회동하면서 가공물(20)을 홀딩하거나, 홀딩상태에서 해제시키게 된다.

한편, 가공위치로 이동되어온 가공물(20)을 클램핑하기 위해 베이스(1)에 고정플램프(27a)와 가동클램프(27b)가 설치되어 있고 상기 가동클램프에는 클램핑실린더(28)가 고정되어 있어 클램핑 실린더가 동작함에 따라 클램프 사이에 가공물(20)이 클램핑되거나, 클램핑 상태에서 해제된다.

이때 가공물(20)을 가공위치로 자동 반입시킴과 동시에 반출시키기 위해서는 핑거(21)가 설치된 암(14)을 수평되게 한 쌍 설치하여야 하며, 암의 하단에 설치된 핑거의 궤적이 교차되는 부위에는 클램프가 위치되도록 하여야 된다.

또한, 가공물 반입측과 반출측에는 안착판(29)(30)이 가공물(20)의 이송측으로 경사지게 설치되어 있고 경사부의 끝단에는 가공물의 이송을 중단시키기 위한 요입홈(29a)(30a)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 고안은 가공물 공급수단에 의해 가공물(20)이 안착판(29)으로 1개씩 공급되어 요입홈(29a)내에서 대기함과 동시에 가공부로 이송된 가공물은 클램프(29a)(27b)에 의해 클램핑되어 작업이 진행되는 것으로 그 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 설치판(5a)에 고정된 실린더(6)가 동작하여 연결브라켓(7)을 제1도의 좌우측으로 이동시키면 상기 연결브라켓에는 캠팔로워(11) 또는 베어링이 설치되어 있기 때문에 연결브라켓은 가이드브라켓(4)의 슬라이드홈(4a)을 따라 안전되게 이송되어 설치판(5)에 고정된 스토퍼(19a)와 접속되므로 이송이 중간된다.

이에 따라 연결브라켓(7)에 고정된 체인(8)도 함께 이송되어 체인(8)과 맞물리게 샤프트(10)에 고정된 스프라켓(9)을 제1도에 도시한 상태에서 반시계방향으로 회전시키게 되므로 샤프트(10)와 고정된 회전브라켓(12)에 핀(15)으로 회동 가능하게 결합된 암(14)은 실선과 같은 상태에서 "B"위치의 일점쇄선 상태로 회동되어 일측의 암(14)은 가공물 반입측에, 그리고 다른 일측의 암은 가공부의 클램프에 클램핑된 가공물 상부에 위치되는데, 이때 핑거(21)은 실린더(23)의 동작으로 상호 벌어진 상태이다.

이와 같이 샤프트(10)와 고정된 회전브라켓(12)의 회동으로 암(14)이 회동됨과동시에 승, 하강 운동을 할때 상기 암은 축(17)과 고정편(18)으로 고정된 원통형 실린더(16)에 끼워져 상기 원통형 실린더를 힌지점으로 회동 및 승, 하강 운동을 하게 되므로 제1도의 일점쇄선과 같은 궤적을 갖게 된다.

상기 실린더(23)의 동작으로 상호 벌려진 상태로 이송되어온 핑거(21)는 실린더(23)에 의해 로드(25)가 실선과 같이 상승하면서 각 핑거의 장공(21a)에 끼워진 결합핀(26)이 핑거를 잡아당기게 되므로 각핑거가 핀(24)을 중심으로 오므러들면서 가공물(20)을 홀딩하게 된다.

그후 가동클램프(27b)는 클램핑 실린더(28)의 동작으로 제1도의 좌측으로 이동되어 가공물(20)의 클램핑상태를 해제시킴과 동시에 설치판(5a)에 고정된 또 다른 실린더(6)가 동작된다.

이에 따라 도면상 우측으로 이동되었던 연결브라켓(7)이 도면상 죄측으로 이동되어 스토퍼(19b)에 의해 이송이 중단된다.

이와 같이 연결브라켓(7)이 이동되면 상기 연결브라켓에 고정된 체인(8)과 맞물린 스프라켓(9)이 화살표방향으로 회동되어 "C" 위치로 이동되는데, 이는 암(14)이 축(17)에 회동 가능하게 결합된 원통형 실린더(16)에 끼워져 상기 원통형 실린더를 힌지점으로 승, 하강하면서 회동되기 때문에 가능하게 된다.

이에 따라 가공완료된 가공물은 반출측 안착판(30) 상부에 위치되고, 가공되기전의 가공물은 클램프(27a)(27b)사이에 위치된다.

이와 같은 상태에서 도면상 좌측으로 이동되었던 가동클램프(27b)가 클램핑 실린더(28)에 의해 최초의 상태로 환원되어 가공물(20)을 크램핑함과 동시에 핑거(21)를 벌려주기 위한 각 실린더(23)가 동작하여 로드(25)를 하강시키게 되므로 내측으로오므러들어 가공물을 홀딩하고 있던 핑거(21)는 핀(24)을 중심으로 벌어져 가공물의 홀딩 상태를 해제시키게 되고, 이에 따라 가공완료된 가공물은 반출측 안착판(30)을 따라 반출되고 가공부의 클램프(27a)(27b)에 클램핑된 가공물은 클램프에 지지된 상태를 유지하게 된다.

상기 동작완료 후 가공물의 가공시 핑거(21)가 공구와 간섭을 일으키지 않으면 암(14)을 "C"의 위치에 그대로 있게 하여도 되지만, 만약 공구와의 간섭을 일으키게 되면 실린더(6)를 동작시켜 회전브라켓(12)을 상사점에 위치시키면 된다.

즉, 제1도의 실선과 같은 상태인 "B", "C"의 중간위치로 이동시켜 놓으면 된다.

지금까지 설명한 것은 1개의 가공물을 가공한 상태에서 이를 반출 시킴과 동시에 가동되기 전에 가공물을 가공부로 반입시키는 1싸이클(cycle)을 설명한 것으로 이와 같은 동작이 반복수행됨은 이해 가능한 것이다.

이상에서와 같이 본 고안 장치는 한 상의 암(14)을 일정 궤적을 갖도록 설치하고 상기 암에는 가공물을 홀딩하는 핑거(21)를 설치하는 기계적 메카니즘을 통해 실린더(6)의 동작으로 암(14)이 회동 및 승, 하강 운동을 함에 따라 핑거(21)가 일정궤적을 가지면서 가공물을 자동으로 반입, 반출하도록 되어 있으므로 가공물의 반입, 반출에 따른 싸이클 타임을 줄일 수 있게 되고, 이에 따라 생산성을 향성 시키게 됨을 물론 기계적 메카니즘의 채택에 따른 원가절감, 조작 및 보수의 용이성을 기할 수 있게 되는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 실린더(6)와 일단이 고정되게 설치되어 실린더의 작동에 따라 양 가이드브라켓(4)에 안내되면서 슬라이딩 이동하는 연결브라켓(7)과, 상기 가이드브라켓에 회전 가능하게 지지됨과 동시에 스프라켓(9)이 고정된 샤프트(10)와, 상기 연결브라켓에 스프라켓과 맞물리게 고정되어 샤프트에 동력을 전달하는 체인(8)과, 상기 샤프트에 고정된 회전브라켓(12)에 편심되게 결합되어 회전 브라켓의 회동에 따라 승, 하강되는 암(14)과, 상기 암의 승, 하강을 가이드함과 동시에 암의 회전힌지점 역할을 수행하게 측(17)에 고정된 원통실린더(16)와, 상기 암의 하단부에 고정되어 가공물(20)을 잡아주는 공지의 핑거(21)와, 상기 핑거를 동작시켜 주는 실린더(23)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 공작물의 자동반입, 반출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 가이드브라켓(4)의 내측에 수평 방향으로 슬라이드홈(4a)을 형성하고 연결브라켓(7)에는 슬라이드(4a)에 끼워지게 캠 팔로워(11) 또는 베어링을 설치하여서 됨을 특징으로 하는 공작물의 자동반입, 반출장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 체인(8)과 이에 맞물리는 스프라켓(9)을 랙기어와 피니언으로 하여서 됨을 특징으로 하는 공작물의 자동반입, 반출장치.