WO2013191338A1 - 공구결합 자동화 장치 - Google Patents

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WO2013191338A1
WO2013191338A1 PCT/KR2012/010629 KR2012010629W WO2013191338A1 WO 2013191338 A1 WO2013191338 A1 WO 2013191338A1 KR 2012010629 W KR2012010629 W KR 2012010629W WO 2013191338 A1 WO2013191338 A1 WO 2013191338A1
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WO
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holder
tool
block
inner diameter
main body
Prior art date
Application number
PCT/KR2012/010629
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English (en)
French (fr)
Inventor
강문수
고현준
이성희
김남열
윤언경
김성규
김진수
손정언
이상용
이종원
Original Assignee
한국생산기술연구원
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P11/00—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for 
    • B23P11/02—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits
    • B23P11/025—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits by using heat or cold
    • B23P11/027—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits by using heat or cold for mounting tools in tool holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/14—Particular arrangements for handling and holding in place complete dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P11/00—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for 

Definitions

  • the present invention relates to a tool coupling device for assembling a tool and a holder, and more particularly, to a tool coupling device capable of automatically performing both the transport and assembly of a tool and a holder.
  • Shrink fitting is a technique for joining metals using expansion and contraction by heat of the metal. Mechanical joining by welding does not have welding defects and the process is simple. Therefore, it is widely used for tool joining of mechanical parts.
  • the holder is heated and then the tool is inserted into the holder to join the tool and the holder.
  • the process of joining one tool to the holder is simple, but it is very cumbersome to repeat the various types of tools to the holder repeatedly and continuously, and the tools for the holder must be manually found and inserted into the holder. If the assembly time is slow, and if the assembly can not be assembled within a certain time after heating, there is a problem that the assembly failure rate rises due to cooling, productivity is lowered.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, in order to avoid the waste of manpower and productivity degradation by repetitive manual work and to minimize the assembly failure, it is possible to automatically sort the tools and holders and to assemble them automatically.
  • the object of the present invention is to provide a tool-combining automation device that can be used in a narrow space and has excellent maneuverability and prevents a safety accident.
  • the hollow body is formed, the first block is installed on the main body, at least one holder having an inner diameter is disposed, and is installed on the main body, is larger than the inner diameter of the holder or A second block having at least one tool having the same outer diameter as the inner diameter of the holder; and a heating unit installed at the main body to heat the holder to expand the inner diameter of the holder; The holder is heated to install the assembly and the main body for holding the tool from the second block and inserting it into the inner diameter of the holder while the inner diameter of the holder is expanded. And a third block for cooling the holder such that the tool and the holder are firmly coupled in the inserted state to the holder. Extends the inner diameter of the holder group, then inserting the tool to the holder and the inner diameter is expanded by cooling the holder characterized in that it performs the operation that the tool and the holder to be firmly coupled to Automatic.
  • first block, the second block and the third block, the tool, the holder and the holder coupled to the tool is arranged in a circumferential shape, the first block, the sequentially from the heating unit
  • the second block and the third block may be spaced apart from each other.
  • the assembling unit includes a gripping part for holding the tool or the holder, a moving block for horizontally reciprocating the gripping part, an elevating block for elevating the moving block, and rotating the elevating block based on a vertical line. It may include a rotating block.
  • the assembly unit may be moved to the heating unit by holding the holder disposed in the second block,
  • the assembly unit may move the holder to the third block while the tool is inserted into a heated holder.
  • the first block the holder may turn the setting section to move the set distance
  • the second block the tool may turn the setting section to move the set distance
  • the third The block may pivot a set section such that the holder coupled to the tool moves by a set distance.
  • the heating unit may move up and down to heat the holder when the holder comes to a preset position.
  • It may further include an extracting unit for transferring the holder is inserted into the tool to the third block.
  • the apparatus may further include a detector installed at the main body and detecting a type and a size of the tool and the holder.
  • the apparatus may further include a wheel installed at one portion of the main body to move the main body.
  • a safety accident such as a fire or a burn can be prevented by automatically inserting a tool into a heated holder.
  • the tools and holders can be detected automatically, so that the tools corresponding to the holders can be accurately assembled.
  • FIG. 1 is a perspective view of a tool engagement automation device according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view showing the internal structure of the tool engagement automation device according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view of the assembly in the tool engagement automation device according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a plan view showing the operating state of the assembly in the tool engagement automation device according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a side cross-sectional view of the main body removed from the tool engagement automation device according to the first embodiment of the present invention.
  • 6 to 12 are side cross-sectional views schematically showing an operating state of the tool engagement automation device according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 13 is a perspective view of a tool engagement automation device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a plan view schematically showing a first block and a third block in an automated tool engagement according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 15 is a plan view schematically showing a second block in the tool engagement automation device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a side view schematically showing a first block and a second block in an automated tool engagement according to a second embodiment of the present invention.
  • the tool coupling automation device according to the first embodiment of the present invention, the main body 1, the first block 2, the second block 3, the heating unit 4 , Assembly 5, third block 6, and wheels 9.
  • the main body 1 includes a body 11, a door 12, a base plate 13, a support 14, and a support 15.
  • the body 11 is formed in a substantially cylindrical shape to protect the first block 2, the second block 3, the heating unit 4, the assembly unit 5, and the third block 6, which will be described later.
  • a vent hole (not shown) may be formed on an outer surface of the body 11 to discharge heat generated from the heating unit 4 to the outside of the body 11. Accordingly, it is possible to minimize the increase in the internal temperature of the body 11 by the heat generated from the heating unit (4).
  • the door 12 is formed in plural on the side of the body 11 to open and close the side of the body (11). Accordingly, the holder (H) and the tool (T) to be opened by assembling the door (12) can be arranged inside the body (11). The description thereof will be described later.
  • the base plate 13 is provided in an upper part of the pedestal 15 which will be described later in a substantially disk form.
  • the support 14 is provided in the form of a plurality of pillars therebetween in order to divide the base plate 13 and the layers of the first block 2, the second block 3, and the third block 6, which will be described later. .
  • the pedestal 15 supports the body 11 and the base plate 13 in a substantially rectangular shape. At this time, the wheels 9 are installed on both sides of the pedestal 15. Accordingly, the present invention can be moved freely.
  • the first block 2 is where the holder H before assembly is disposed, and the support panel SP in the form of a washer and the plurality of first supports S1 are equally spaced around the support panel SP. It is installed in the upper portion of the heating unit 4 to be described later.
  • the second block 3 is where the tool T before assembling is disposed, and the support panel SP in the form of a washer and the plurality of second supports S2 are equally spaced around the support panel SP. It is installed as, and is disposed on the upper portion of the first block (2). This is to prevent the temperature of the tool T from rising by the heat generated in the heating unit 4 by placing the second block 3 on which the tool T is to be placed away from the heating unit 4 to be described later. to be. The description thereof will be described later.
  • the heating unit 4 is disposed above the base plate 13 and is installed in front of the washer-shaped support panel S.P.
  • a plurality of first supports S1 may be further installed behind the support panel S.P.
  • more holders H can be arranged or used to align the holders H. That is, when the holders H are disposed in all the first supports S1 of the first block 2, the first support S1 of the margin is required to align the holder H.
  • the first support S1 of the margin is provided. ),
  • the holder H can be aligned by providing the support panel SP far from the heating unit 4.
  • it is possible to minimize the heat generated from the heating unit 4 is conducted to the first support (S1) of the margin.
  • the assembly part 5 moves the tool T, the holder H, and the holder H in which the tool T is assembled, and the driving part 55, the rotation block 54, the lifting block 53, The moving block 52 and the holding unit 51 is included.
  • the driving unit 55 is installed at the center of the upper surface of the base plate 13 to rotate the rotary block 54.
  • the driving unit 55 uses well-known driving means, detailed description thereof will be omitted.
  • the rotary block 54 has guides G formed at both sides thereof and is installed on the upper portion of the driving unit 55, and is installed to protrude from the upper end of the body 11, and rotates by the driving unit 55.
  • the elevating block 53 is fitted between the guides G of the rotary block 54 and ascends or descends on the guides G.
  • the moving block 52 is installed in the upper part of the elevating block 53 in the form of a bar, and moves horizontally, that is, forward or backward.
  • the holding part 51 is installed in front of the moving block 52 in the form of tongs and is used to hold the tool T or the holder H.
  • the third block 6 cools the holder H in which the tool T is assembled.
  • the third block 6 includes a washer-shaped support panel SP and a plurality of first supports S1 around the support panel SP. ) Is provided at equal intervals and is disposed above the second block 3. This is to increase the cooling rate of the holder H in which the tool T is assembled by arranging the third block 6 farthest from the heating part 4.
  • a detection unit for recognizing and detecting the tool T and the holder H may be further installed at a portion of the moving block 52.
  • the holder (H) and the tool (T) can be selected and arranged in the support set in the first block (2) and the second block (3), respectively, but the holder (H) and the tool (T) can be randomly arranged.
  • the detection unit is installed to screen this. Accordingly, the detection unit can automatically find and assemble the tool T corresponding to the holder H, so that the user can omit the work of sorting and arranging the holder H and the tool T and the holder H. And the tool T can be placed more quickly.
  • the door 12 is opened and the holder H and the tool T are disposed in the first block 2 and the second block 3, respectively.
  • the lifting block 53 is lowered to hold the holder H to be transferred to the heating unit 4.
  • the rotary block 54 rotates to select the holder H. At this time, the lifting block 53 and the rotary block 54 may operate at the same time.
  • the grip unit 51 is opened and the movable block 52 is operated to the outside to grasp the holder (H) selected by the grip unit 51, the lifting block 53 is raised The holder H held by the step is separated from the first block 2.
  • the movable block 52 When the holder H is separated from the first block 2, the movable block 52 operates inward, and the lifting block 53 moves downward to move the holder H held near the heating unit 4.
  • the moving block 52 After holding the holder (H) moved near the heating unit 4, the moving block 52 is moved to the outside again to move the holder (H) to the upper portion of the heating unit (4) and the center of the holder (H) Match the center of the heating unit 4.
  • the heating unit 4 heats the holder H to expand the inner diameter of the holder H.
  • the assembly unit 5 finds the tool (T) corresponding to the holder (H), separates it from the second block (3), and then places the tool (T) on the inner diameter of the holder (H). Insert it.
  • the holding part 51 grips the holder H and inserts it into the first support S1 of the third block 6.
  • the holder H is cooled so that the tool T is firmly fixed to the holder H.
  • the assembly part 5 holds the holder H and the tool T while all operations are automatically performed.
  • productivity can be improved by minimizing the defective rate that can occur during assembly.
  • the device can be miniaturized and thus can be used even in a narrow space, and the maneuverability is improved by providing a movable wheel 9.
  • the tool coupling automation device according to a second embodiment of the present invention, the main body (1 '), the first block (2'), the second block (3 '), the heating unit 4 ', assembly 5', third block 6 ', detector 7 and extractor 8;
  • the main body 1 ' is formed by stepping forward in a substantially rectangular parallelepiped, and the discharge port 16 is formed in the front surface.
  • the first block 2 ′ is where the holder H is disposed, and the chain belt CB, which is substantially pivoting, and the first support S1 ′ in the form of a ring are provided on the chain belt CB at equal intervals. do. That is, when the holder H is inserted into the first support S1 ′, the holder H is pivoted through the chain belt C.B.
  • the second block 3 ' is a place where the tool T is arranged, and the chain belt CB which pivots substantially, and the 2nd support S2' are provided in the chain belt CB at equal intervals, It is disposed on top of one block 2 '. Accordingly, when the tool (T) is mounted to the second support (S2 ′), a predetermined section is turned through the chain belt (C.B). At this time, the center of the first support S1 'and the center of the tool T mounted on the second support S2' coincide with each other in the straight section between the first block 2 'and the second block 3'. Is placed. This is to easily insert the tool T into the holder H disposed below the assembly 5 'to be described later to hold the tool (T).
  • the heating part 4 ' is formed in the inside of the main body 1' with a hole substantially formed, fitted in the guide G, and lifting up.
  • the heating unit 4 ' is disposed between the first block 2' and the second block 3 ', and when the first block 2' is turned, the center of the hole of the heating unit 4 ' It is disposed to coincide with the center of the first support S1 ′. That is, when the first block 2 'is turned, if the center of the holder H fitted to the first support S1' coincides with the hole center of the heating part 4 ', the first block 2' The operation stops, and the heating portion 4 'is lowered so that the holder H is inserted into the hole of the heating portion 4'. The description thereof will be described later.
  • the assembling unit 5 includes an elevating block 53', which is fitted into the guide G, and moves up and down, a moving block 52 'that moves back and forth to a portion of the elevating block 53', and a movable block 52.
  • a gripper 51 'in the form of tongs is installed at a portion of the') and is installed inside the main body 1 'and spaced apart from the second block 3'.
  • the third block 6 ′ is provided inside the main body 1 ′ so that a conveying belt is used and exposed to the front upper surface of the main body 1 ′. Accordingly, when the holder H in which the tool T is assembled is discharged from the discharge port 16 and placed on the upper surface of the third block 6 ', the transfer belt moves at a predetermined interval.
  • the detection unit 7 is disposed inside the main body 1 'by detecting the holder H and the tool T, and is disposed between the heating unit 4' and the assembly unit 5 'on a plane, and functions. Corresponds to the detection unit described above in the first embodiment, and thus a detailed description thereof will be omitted. In this case, the detection unit 7 may be installed in one part of the assembly unit 5 '.
  • the extraction part 8 is for conveying the holder H in which the tool T is assembled to the 3rd block 6 ', and is spaced apart from the assembly part 5' on the plane, and is inside the main body 1 '. Is installed on. Accordingly, the holder H, to which the tool T is assembled, is pulled by the extraction unit 8 and transferred to the third block 6 'through the outlet 16.
  • the driving means required for the operation in the tool coupling automation device according to the second embodiment of the present invention uses well-known driving means, and thus the illustration and detailed description of the drawings will be omitted.
  • the detection unit 7 detects the tool T corresponding to the holder H, and the second block so that the tool T corresponding thereto is disposed at the position of the heated holder H. 3 ') chain belt (CB) is activated.
  • the extractor 8 pulls out the holder H, in which the tool T is assembled, to discharge the outlet ( 16) to the third block 6 '.
  • the holder (H) assembled with the tool (T) can be cooled in the interior of the body (1 ') and then transferred to the third block (6') or transferred to the third block (6 ') and cooled You can also

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Abstract

본 발명은 공구와 홀더를 자동으로 조립하는 공구결합 자동화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중공이 형성된 본체와, 상기 본체에 설치되고, 내경을 가지는 홀더가 하나 이상 배치되는 제1블록과, 상기 본체에 설치되고, 상기 홀더의 내경보다 크거나 상기 홀더의 내경과 동일한 외경을 가지는 공구가 하나 이상 배치되는 제2블록과, 상기 본체에 설치되고, 상기 홀더를 가열하여 상기 홀더의 내경을 확장시키는 가열부와, 상기 본체에 설치되고, 상기 가열부에 의해 상기 홀더가 가열되어 상기 홀더의 내경이 확장된 상태에서 상기 제2블록으로부터 상기 공구를 파지하여 상기 홀더의 내경에 삽입시키는 조립부 및 상기 본체에 설치되고, 상기 공구가 상기 홀더의 내경에 삽입된 상태에서 상기 공구와 상기 홀더가 견고하게 결합되도록 상기 홀더를 냉각시키는 제3블록을 포함하되, 상기 홀더를 가열하여 상기 홀더의 내경이 확장되고, 내경이 확장된 상기 홀더에 상기 공구를 삽입한 후 상기 홀더를 냉각시켜서 상기 공구와 상기 홀더가 견고하게 결합되는 작업을 자동으로 수행하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 화재 및 화상에 따른 안전사고에 방지할 수 있고, 모든 작동이 자동으로 이루어지면서 조립부가 홀더 및 공구의 이동과 홀더 및 공구의 조립을 모두 수행함으로써 공구와 홀더를 신속하면서도 정확하게 조립할 수 있어 작업자의 반복, 지속적인 수행을 완전 배제할 수 있다. 또한, 조립과정에서 발생할 수 있는 불량률을 최소화시킬 수 있어서 생산성이 향상되고, 장치의 소형화를 이룰 수 있으면서 협소한 공간에서도 사용가능하여 기동성이 향상된다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 07.02.2013]　공구결합 자동화 장치
본 발명은 공구와 홀더를 조립하는 공구결합 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 공구와 홀더의 이송 및 조립을 모두 자동으로 수행할 수 있는 공구결합 장치에 관한 것이다.
열박음(shrink fitting)은 금속의 열에 의한 팽창 및 수축을 이용하여 금속을 접합하는 기술이다. 용접에 의하지 않는 기계적인 접합으로 용접결함 등이 없고 공정이 간단하다는 장점이 있어 기계부품 등의 공구결합에 많이 이용되고 있다.
예를 들면 공구를 홀더에 결합시키기 위해서 홀더를 가열한 후 공구를 홀더에 삽입하여 공구와 홀더를 결합한다.
그런데, 하나의 공구를 홀더에 결합시키는 것은 공정이 간단하지만 다양한 종류의 공구를 홀더에 반복하여, 연속적으로 결합시키는 것은 매우 번거로운 일이며, 홀더에 맞는 공구를 일일이 사람이 직접 찾아 홀더에 삽입해야 하므로 조립시간이 더디고, 가열 후 일정시간 이내에 조립하지 못할 경우에는 냉각으로 인하여 조립불량률이 상승하여 생산성이 저하되는 문제가 발생한다.
게다가, 홀더를 가열한 후 수작업으로 공구를 가열된 홀더에 삽입해야 하므로 화상 등의 위험이 따른다.
위험요소를 제거하기 위해서, 공구와 홀더를 자동으로 조립하는 열박음 장치를 제작하더라도 공구가 다양한 경우에는 공구와 홀더를 일일이 선별하여 배치해야 하므로 공정과정에서 공정시간이 늘어나는 문제점은 여전히 발생하고, 특히 잘못 배치하는 경우에는 조립불량이 발생하여 생산성 저하 및 비용이 상승하는 문제점 또한 여전히 발생한다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 반복적인 수작업에 의한 인력 낭비 및 생산성 저하를 피하고 조립불량을 최소화시키기 위해서, 공구 및 홀더를 자동으로 선별하고 이를 자동으로 조립할 수 있으며, 협소한 공간에서도 사용가능하면서 기동성이 우수하고, 안전사고를 방지할 수 있는 공구결합 자동화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 중공이 형성된 본체와, 상기 본체에 설치되고, 내경을 가지는 홀더가 하나 이상 배치되는 제1블록과, 상기 본체에 설치되고, 상기 홀더의 내경보다 크거나 상기 홀더의 내경과 동일한 외경을 가지는 공구가 하나 이상 배치되는 제2블록;과, 상기 본체에 설치되고, 상기 홀더를 가열하여 상기 홀더의 내경을 확장시키는 가열부와, 상기 본체에 설치되고, 상기 가열부에 의해 상기 홀더가 가열되어 상기 홀더의 내경이 확장된 상태에서 상기 제2블록으로부터 상기 공구를 파지하여 상기 홀더의 내경에 삽입시키는 조립부 및 상기 본체에 설치되고, 상기 공구가 상기 홀더의 내경에 삽입된 상태에서 상기 공구와 상기 홀더가 견고하게 결합되도록 상기 홀더를 냉각시키는 제3블록을 포함하되, 상기 홀더를 가열하여 상기 홀더의 내경이 확장되고, 내경이 확장된 상기 홀더에 상기 공구를 삽입한 후 상기 홀더를 냉각시켜서 상기 공구와 상기 홀더가 견고하게 결합되는 작업을 자동으로 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1블록, 상기 제2블록 및 상기 제3블록은, 상기 공구, 상기 홀더 및 상기 공구와 결합된 상기 홀더가 원주상으로 배열되고, 상기 가열부로부터 순차적으로 상기 제1블록, 상기 제2블록 및 상기 제3블록이 이격되어 배치될 수 있다.
그리고, 상기 조립부는, 상기 공구 또는 상기 홀더를 파지하는 파지부와, 상기 파지부를 수평왕복운동 시키는 이동블록과, 상기 이동블록을 승강시키는 승강블록과, 수직선상을 기준으로 상기 승강블록을 회전시키는 회전블록을 포함할 수 있다.
또한, 상기 조립부는, 상기 제2블록에 배치된 상기 홀더를 파지하여 상기 가열부로 이동시킬 수 있고,
상기 조립부는, 가열된 홀더에 상기 공구가 삽입된 상태에서 상기 홀더를 상기 제3블으로 이동시킬 수 있다.
한편, 상기 제1블록은, 상기 홀더가 설정거리만큼 이동하도록 설정구간을 선회할 수 있고, 또한 상기 제2블록은, 상기 공구가 설정거리만큼 이동하도록 설정구간을 선회할 수 있으며, 상기 제3블록은, 상기 공구와 결합된 상기 홀더가 설정거리만큼 이동하도록 설정구간을 선회할 수 있다.
그리고, 상기 가열부는, 상기 홀더가 기 설정된 위치에 오면 상기 홀더를 가열하도록 승강할 수 있고,
상기 공구가 삽입된 홀더를 상기 제3블록으로 이송시키는 추출부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체에 설치되고 상기 공구와 상기 홀더의 종류 및 크기를 검출하는 검출부를 더 포함할 수 있고,
상기 본체를 이동시키도록 상기 본체의 한 부분에 설치되는 바퀴를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 가열된 홀더에 공구를 자동으로 삽입함으로써 화재 또는 화상 등의 안전사고를 방지할 수 있다.
또한, 공구 및 홀더를 무작위로 배치하더라도 공구 및 홀더를 자동으로 검출할 수 있어서 홀더에 대응하는 공구를 정확하게 조립할 수 있다.
또한, 협소한 공간에도 설치가 가능하고 이동할 수 있어서 범용성이 넓다.
또한, 모든 조립단계를 자동으로 처리함으로써, 작업자의 노동력과 숙련도의 요구를 완전 배제하여, 신속한 조립이 가능하고 생산성이 향상되며 불량률을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 공구결합 자동화 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 공구결합 자동화 장치의 내부 구조를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 공구결합 자동화 장치에서 조립부의 사시도.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 공구결합 자동화 장치에서 조립부의 작동상태를 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 공구결합 자동화 장치에서 본체를 제거한 측단면도.
도 6 내지 도 12는 본 발명의 제1실시 예에 따른 공구결합 자동화 장치의 작동상태를 개략적으로 나타낸 측단면도.
도 13은 본 발명의 제2실시 예에 따른 공구결합 자동화 장치의 사시도.
도 14는 본 발명의 제2실시 예에 따른 공구결합 자동화 장치에서 제1블록 및 제3블록을 개략적으로 나타낸 평면도.
도 15는 본 발명의 제2실시 예에 따른 공구결합 자동화 장치에서 제2블록을 개략적으로 나타낸 평면도.
도 16은 본 발명의 제2실시 예에 따른 공구결합 자동화 장치에서 제1블록 및 제2블록을 개략적으로 나타낸 측면도.
본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
<제1실시 예>
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시 예에 따른 공구결합 자동화 장치는, 본체(1), 제1블록(2), 제2블록(3), 가열부(4), 조립부(5), 제3블록(6) 및 바퀴(9)를 포함한다.
본체(1)는, 몸체(11), 도어(12), 베이스플레이트(13), 지지대(14), 받침대(15)를 포함한다.
몸체(11)는, 대략 원통형으로 형성되어 후술할 제1블록(2), 제2블록(3), 가열부(4), 조립부(5) 및 제3블록(6)을 보호한다.
여기서, 몸체(11)의 외면에는 가열부(4)로부터 발생하는 열을 몸체(11)의 외부로 방출시키도록 통기공(미도시)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 가열부(4)로부터 발생하는 열에 의해 몸체(11)의 내부온도가 상승하는 것을 최소화시킬 수 있다.
도어(12)는, 몸체(11)의 측면에 복수로 형성되어 몸체(11)의 측면을 개폐한다. 이에 따라, 도어(12)를 열고 조립될 홀더(H) 및 공구(T)를 몸체(11)의 내부에 배치할 수 있다. 이에 따른 설명은 후술한다.
베이스플레이트(13)는, 대략 원판형태로 후술할 받침대(15)의 상부에 설치된다.
지지대(14)는, 베이스플레이트(13)와 후술할 제1블록(2), 제2블록(3) 및 제3블록(6)의 층을 나누기 위해서 각각의 사이마다 복수의 기둥형태로 설치된다.
받침대(15)는, 대략 직사각 형태로 몸체(11) 및 베이스플레이트(13)를 받쳐 지지한다. 이때, 받침대(15)의 양측에는 바퀴(9)가 설치된다. 이에 따라, 본 발명을 자유롭게 이동할 수 있다.
제1블록(2)은, 조립되기 전의 홀더(H)가 배치되는 곳으로, 와셔형태의 서포트패널(S.P)과, 서포트패널(S.P)의 둘레에 복수의 제1서포트(S1)가 등 간격으로 설치되고, 후술할 가열부(4)의 상부에 배치된다.
제2블록(3)은, 조립되기 전의 공구(T)가 배치되는 곳으로, 와셔형태의 서포트패널(S.P)과, 서포트패널(S.P)의 둘레에 복수의 제2서포트(S2)가 등 간격으로 설치되고, 제1블록(2)의 상부에 배치된다. 이는, 공구(T)가 배치될 제2블록(3)을 후술할 가열부(4)로부터 멀리 배치시켜 가열부(4)에서 발생하는 열에 의해 공구(T)의 온도가 상승하는 것을 방지하기 위함이다. 이에 따른 설명은 후술한다.
가열부(4)는, 베이스플레이트(13)의 상부에 배치되되, 와셔형태의 서포트패널(S.P)의 전방에 설치된다. 이때, 서포트패널(S.P)의 후방에는 복수의 제1서포트(S1)가 더 설치될 수 있다. 이에 따라, 더욱 많은 홀더(H)를 배치하거나 홀더(H)를 정렬하는데 사용할 수 있다. 즉, 제1블록(2)의 모든 제1서포트(S1)에 홀더(H)가 배치되면 홀더(H)를 정렬하기 위해서 여유분의 제1서포트(S1)가 필요한데 이 여유분의 제1서포트(S1)를 가열부(4)와 멀리 떨어진 서포트패널(S.P)에 설치함으로써 홀더(H)를 정렬할 수 있다. 또한, 가열부(4)의 반대쪽에 배치함으로써, 가열부(4)로부터 발생하는 열이 여유분의 제1서포트(S1)로 전도되는 것을 최소화할 수 있다.
조립부(5)는, 공구(T), 홀더(H) 및 공구(T)가 조립된 홀더(H)를 이동시키는 것으로, 구동부(55), 회전블록(54), 승강블록(53), 이동블록(52) 및 파지부(51)를 포함한다.
구동부(55)는, 베이스플레이트(13)의 상면 중앙에 설치되고 회전블록(54)을 회전시킨다. 여기서, 구동부(55)는 주지된 구동수단을 이용하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
회전블록(54)은, 양측에 가이드(G)가 형성되어 구동부(55)의 상부에 설치되고, 몸체(11)의 상단으로부터 돌출되도록 설치되며, 구동부(55)에 의해 회전한다.
승강블록(53)은, 회전블록(54)의 가이드(G) 사이에 끼워지고 가이드(G)를 타고 상승 또는 하강한다.
이동블록(52)은, 대략 바(bar) 형태로 승강블록(53)의 상부에 설치되고, 수평방향 즉 전방 또는 후방으로 이동한다.
파지부(51)는, 집게 형태로 이동블록(52)의 전방에 설치되어 공구(T) 또는 홀더(H)를 파지하는데 사용된다.
여기서, 승강블록(53), 이동블록(52) 및 파지부(51)의 구동수단은 주지된 구동수단을 이용하므로 도시 및 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제3블록(6)은, 공구(T)가 조립된 홀더(H)를 냉각시키는 곳으로, 와셔형태의 서포트패널(S.P)과, 서포트패널(S.P)의 둘레에 복수의 제1서포트(S1)가 등 간격으로 설치되고, 제2블록(3)의 상부에 배치된다. 이는, 제3블록(6)을 가열부(4)로부터 가장 멀리 배치함으로써 공구(T)가 조립된 홀더(H)의 냉각속도를 높이기 위함이다.
여기서, 이동블록(52)의 한 부분에 공구(T) 및 홀더(H)를 인식하여 검출할 수 있는 검출부(미도시)가 더 설치될 수 있다. 물론 제1블록(2) 및 제2블록(3)에서 설정된 서포트에 홀더(H) 및 공구(T)를 각각 선별하여 배치할 수 있지만, 홀더(H) 및 공구(T)를 무작위로 배치할 경우 이를 선별하기 위해서 검출부를 설치하는 것이다. 이에 따라, 검출부에 의해서 홀더(H)에 대응하는 공구(T)를 자동으로 찾아서 조립할 수 있어서 사용자는 홀더(H) 및 공구(T)를 선별하여 배치하는 작업을 생략할 수 있고 홀더(H) 및 공구(T)를 더욱 신속하게 배치할 수 있다.
이하 도 1 및 도 5 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 제1실시 예에 따른 공구결합 자동화 장치의 작동상태를 설명하기로 한다.
먼저 도어(12)를 열고 홀더(H) 및 공구(T)를 제1블록(2) 및 제2블록(3)에 각각 배치한다.
배치가 끝나면 가열부(4)로 이송시킬 홀더(H)를 파지하기 위해서 승강블록(53)이 하강한다.
승강블록(53)이 하강한 후 홀더(H)를 선택하기 위해서 회전블록(54)이 회전한다. 이때, 승강블록(53)과 회전블록(54)은 동시에 작동할 수 있다.
회전블록(54)의 회전이 끝나면 파지부(51)가 벌어지고 이동블록(52)이 외측으로 작동하여 파지부(51)가 선정된 홀더(H)를 파지한 후 승강블록(53)이 상승하여 파지한 홀더(H)를 제1블록(2)으로부터 이탈시킨다.
제1블록(2)으로부터 홀더(H)가 이탈하면 이동블록(52)이 내측으로 작동하고, 승강블록(53)이 하강하여 파지한 홀더(H)를 가열부(4) 근처로 이동시킨다.
파지한 홀더(H)가 가열부(4) 근처로 이동한 후 다시 이동블록(52)이 외측으로 이동하면서 홀더(H)를 가열부(4)의 상부로 이동시키되 홀더(H)의 중심과 가열부(4)의 중심을 일치시킨다.
홀더(H)의 중심과 가열부(4)의 중심이 일치되면 승강블록(53)이 하강하면서 홀더(H)를 가열부(4)에 삽입시킨다.
가열부(4)에 홀더(H)가 삽입되면 가열부(4)는 홀더(H)를 가열하여 홀더(H)의 내경을 확장시킨다.
홀더(H)의 내경이 확장되면 조립부(5)는 홀더(H)에 대응하는 공구(T)를 찾아서 제2블록(3)으로부터 이탈시킨 후 홀더(H)의 내경에 공구(T)를 삽입한다.
홀더(H)에 공구(T)가 삽입되면 파지부(51)는 홀더(H)를 파지하여 제3블록(6)의 제1서포트(S1)에 삽입한다.
공구(T)가 홀더(H)에 견고하게 고정되도록 홀더(H)를 냉각시킨다.
홀더(H)가 냉각되면 홀더(H)의 내경이 점차 수축하면서 공구(T)가 홀더(H)에 견고하게 고정된다.
상술한 작동을 반복하여 공구(T)와 홀더(H)를 자동으로 조립한다.
따라서, 몸체(11)의 내부에서 모든 작동이 이루어짐으로써, 화재 및 화상에 따른 안전사고에 방지할 수 있고, 모든 작동이 자동으로 이루어지면서 조립부(5)가 홀더(H) 및 공구(T)의 이동과 홀더(H) 및 공구(T)의 조립을 모두 수행함으로써 공구(T)와 홀더(H)를 신속하면서도 정확하게 조립할 수 있다. 게다가, 조립과정에서 발생할 수 있는 불량률을 최소화시킬 수 있어서 생산성이 향상된다. 또한, 본 발명을 원통 형태로 형성함으로써, 장치의 소형화를 이룰 수 있고 이에 따라 협소한 공간에서도 사용가능하며, 이동 가능한 바퀴(9)를 설치함으로써 기동성이 향상된다.
<제2실시 예>
도 13 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시 예에 따른 공구결합 자동화 장치는, 본체(1'), 제1블록(2'), 제2블록(3'), 가열부(4'), 조립부(5'), 제3블록(6'), 검출부(7) 및 추출부(8)를 포함한다.
본체(1')는, 대략 직육면체로 전방이 단차져 형성되고, 전면에 배출구(16)가 형성된다.
제1블록(2')은, 홀더(H)가 배치되는 곳으로, 대략 선회하는 체인벨트(C.B)와, 체인벨트(C.B)에 링 형태의 제1서포트(S1')가 등 간격으로 설치된다. 즉, 제1서포트(S1')에 홀더(H)를 끼우면 체인벨트(C.B)를 통해 일정구간을 선회한다.
제2블록(3')은, 공구(T)가 배치되는 곳으로, 대략 선회하는 체인벨트(C.B)와, 체인벨트(C.B)에 제2서포트(S2')가 등 간격으로 설치되며, 제1블록(2')의 상부에 배치된다. 이에 따라, 제2서포트(S2')에 공구(T)를 장착하면 체인벨트(C.B)를 통해 일정구간을 선회한다. 이때, 제1블록(2')과 제2블록(3')의 직선구간에는 제1서포트(S1')의 중심과 제2서포트(S2')에 장착되는 공구(T)의 중심이 일치되도록 배치된다. 이는, 후술할 조립부(5')가 공구(T)를 파지하여 하부에 배치된 홀더(H)에 공구(T)를 용이하게 삽입하기 위함이다.
가열부(4')는, 대략 구멍이 형성되어 가이드(G)에 끼워져 승강하고 본체(1')의 내부에 설치된다. 이때, 가열부(4')는 제1블록(2')과 제2블록(3') 사이에 배치되되 제1블록(2')이 선회할 때, 가열부(4')의 구멍 중심이 제1서포트(S1')의 중심과 일치할 수 있도록 배치된다. 즉, 제1블록(2')이 선회할 때, 제1서포트(S1')에 끼워진 홀더(H)의 중심이 가열부(4')의 구멍 중심과 일치하면 제1블록(2')의 작동이 멈추고, 홀더(H)가 가열부(4')의 구멍에 삽입되도록 가열부(4')가 하강한다. 이에 따른 설명은 후술한다.
조립부(5')는, 대략 가이드(G)에 끼워져 승강하는 승강블록(53')과, 승강블록(53')의 한 부분에 전후로 이동하는 이동블록(52')과, 이동블록(52')의 한 부분에 집게 형태의 파지부(51')가 설치되어 본체(1')의 내부에 설치되고 제2블록(3')으로부터 이격되어 배치된다.
제3블록(6')은, 대략 이송벨트가 사용되며 본체(1')의 전방 상면에 노출되도록 본체(1')의 내부에 설치된다. 이에 따라, 배출구(16)로부터 공구(T)가 조립된 홀더(H)가 배출되어 제3블록(6')의 상면에 놓이면 이송벨트는 일정간격으로 이동한다.
검출부(7)는, 홀더(H) 및 공구(T)를 검출하는 것으로 본체(1')의 내부에 배치되되 평면상에서 가열부(4')와 조립부(5') 사이에 배치되며, 기능은 제1 실시예에서 상술한 검출부에 대응하므로 상세한 설명은 생략한다. 이때, 검출부(7)는 조립부(5')의 한 부분에 설치될 수도 있다.
추출부(8)는, 공구(T)가 조립된 홀더(H)를 제3블록(6')으로 이송시키기 위한 것으로, 평면상에서 조립부(5')와 이격되어 본체(1')의 내부에 설치된다. 이에 따라, 공구(T)가 조립된 홀더(H)를 추출부(8)가 견인하여 배출구(16)를 통해 제3블록(6')으로 이송시킨다.
여기서, 본 발명의 제2실시 예에 따른 공구결합 자동화 장치에서 작동에 필요한 구동수단은 주지된 구동수단을 이용하므로 도면의 도시 및 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이하 본 발명의 제2실시 예에 따른 공구결합 자동화 장치의 작동상태를 간략하게 설명하기로 한다.
제1블록(2') 및 제2블록(3')에 홀더(H) 및 공구(T)를 배치하면, 각각의 체인벨트(C.B)가 선회한다. 이때, 제1블록(2')의 체인벨트(C.B)와 제2블록(3')의 체인벨트(C.B)의 회전방향은 동일하다.
제1블록(2')에 배치된 홀더(H) 중심이 가열부(4')의 구멍 중심과 일치하면 제1블록(2')의 작동은 멈추고 가열부(4')가 하강하여 홀더(H)를 가열한다.
홀더(H)를 가열하여 홀더(H)의 내경이 확장되면 가열부(4')가 상승하고, 제1블록(2')의 체인벨트(C.B)는 다시 작동하여 가열된 홀더(H)를 이송한다.
홀더(H)가 이송되면 검출부(7)는 홀더(H)에 대응하는 공구(T)를 검출하고, 가열된 홀더(H)의 위치에 이에 대응하는 공구(T)가 배치되도록 제2블록(3')의 체인벨트(C.B)가 작동한다.
가열된 홀더(H)와 이에 대응하는 공구(T)가 조립부(5')의 위치에 도달하면 조립부(5')는 공구(T)를 파지하여 가열된 홀더(H)의 내경에 공구(T)를 삽입한다.
공구(T)가 조립된 홀더(H)가 제1블록(2)의 체인벨트(C.B)에 의해 이동하면 추출부(8)는 공구(T)가 조립된 홀더(H)를 견인하여 배출구(16)를 통해 제3블록(6')으로 이동시킨다. 이때, 공구(T)가 조립된 홀더(H)는 본체(1')의 내부에서 냉각시킨 후 제3블록(6')으로 이송시킬 수 있고 또는 제3블록(6')으로 이송시킨 후 냉각시킬 수도 있다.
이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 된다. 따라서 상기에서 설명한 것 외에도 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 실시 예에 대한 설명만으로도 쉽게 상기 실시 예와 동일 범주 내의 다른 형태의 본 발명을 실시할 수 있거나, 본 발명과 균등한 영역의 발명을 실시할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 중공이 형성된 본체;
    상기 본체에 설치되고, 내경을 가지는 홀더가 하나 이상 배치되는 제1블록;
    상기 본체에 설치되고, 상기 홀더의 내경보다 크거나 상기 홀더의 내경과 동일한 외경을 가지는 공구가 하나 이상 배치되는 제2블록;
    상기 본체에 설치되고, 상기 홀더를 가열하여 상기 홀더의 내경을 확장시키는 가열부;
    상기 본체에 설치되고, 상기 가열부에 의해 상기 홀더가 가열되어 상기 홀더의 내경이 확장된 상태에서 상기 제2블록으로부터 상기 공구를 파지하여 상기 홀더의 내경에 삽입시키는 조립부; 및
    상기 본체에 설치되고, 상기 공구가 상기 홀더의 내경에 삽입된 상태에서 상기 공구와 상기 홀더가 견고하게 결합되도록 상기 홀더를 냉각시키는 제3블록;을 포함하되,
    상기 홀더를 가열하여 상기 홀더의 내경이 확장되고, 내경이 확장된 상기 홀더에 상기 공구를 삽입한 후 상기 홀더를 냉각시켜서 상기 공구와 상기 홀더가 견고하게 결합되는 작업을 자동으로 수행하는 것을 특징으로 하는 공구결합 자동화 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1블록, 상기 제2블록 및 상기 제3블록은,
    상기 공구, 상기 홀더 및 상기 공구와 결합된 상기 홀더가 원주상으로 배열되고, 상기 가열부로부터 순차적으로 상기 제1블록, 상기 제2블록 및 상기 제3블록이 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 공구결합 자동화 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 조립부는,
    상기 공구 또는 상기 홀더를 파지하는 파지부와,
    상기 파지부를 수평왕복운동 시키는 이동블록과,
    상기 이동블록을 승강시키는 승강블록과,
    수직선상을 기준으로 상기 승강블록을 회전시키는 회전블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 공구결합 자동화 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 조립부는,
    상기 제2블록에 배치된 상기 홀더를 파지하여 상기 가열부로 이동시키는 것을 특징으로 하는 공구결합 자동화 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 조립부는,
    가열된 홀더에 상기 공구가 삽입된 상태에서 상기 홀더를 상기 제3블으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 공구결합 자동화 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1블록은,
    상기 홀더가 설정거리만큼 이동하도록 설정구간을 선회하는 것을 특징으로 하는 공구결합 자동화 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2블록은,
    상기 공구가 설정거리만큼 이동하도록 설정구간을 선회하는 것을 특징으로 하는 공구결합 자동화 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3블록은,
    상기 공구와 결합된 상기 홀더가 설정거리만큼 이동하도록 설정구간을 선회하는 것을 특징으로 하는 공구결합 자동화 장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 가열부는,
    상기 홀더가 기 설정된 위치에 오면 상기 홀더를 가열하도록 승강하는 것을 특징으로 하는 공구결합 자동화 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 공구가 삽입된 홀더를 상기 제3블록으로 이송시키는 추출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공구결합 자동화 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체에 설치되고 상기 공구와 상기 홀더의 종류 및 크기를 검출하는 검출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공구결합 자동화 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체를 이동시키도록 상기 본체의 한 부분에 설치되는 바퀴;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공구결합 자동화 장치.
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