WO2023153751A1 - 박스 커버의 자동 오프닝 유닛을 포함하는 이재기 - Google Patents

박스 커버의 자동 오프닝 유닛을 포함하는 이재기 Download PDF

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WO2023153751A1
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unit
frame
axis
axis direction
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원승재
정병오
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to a transfer device, and more particularly to a transfer device comprising an automatic opening unit of a box cover.
  • an object of the present invention is to provide a transfer machine that automatically opens a cover by adding an automatic box cover opening unit to a transfer equipment.
  • the present invention includes: a barcode reader for receiving a bobbin loaded with raw materials and reading a barcode attached to a box having a cover; A conveyor unit for placing the box; A centering unit installed outside the conveyor unit and adjusting the position of the box in the X-axis direction corresponding to the width direction or lateral direction and the Y-axis direction corresponding to the longitudinal direction or running direction; Installed on the top of the conveyor unit, chucking the cover of the box in the X-axis direction, box cover cylinder for movement in the X-axis direction during cover chucking, and box detection sensor for detecting the cover , and a fork unit having a distance sensor for detecting a distance to the cover; A driving drive unit that is connected to the fork unit at an upper portion of the fork unit and moves the fork unit in the Z-axis direction corresponding to the height direction or the elevation direction and moves in the Y-axis direction; And Z-axis centering of the fork unit through link
  • the conveyor unit includes: a free roller lane for moving the box in the Y-axis direction; A box stopper installed at the rear end of the Y-axis of the free roller lane for Y-axis centering of the box; A cargo alignment sensor disposed adjacent to the box stopper to check whether the box is positioned in contact with the box stopper; An entry guide block installed at the front end of the Y-axis of the free roller lane to guide the entry path of the transport vehicle; and a transport vehicle end stopper disposed adjacent to the box stopper to prevent a collision between transport vehicles.
  • the centering unit includes: a box pusher that contacts the box for centering the box; an X-axis cylinder that is connected to the box pusher and moves the box pusher in the X-axis direction; Moving plate on which the X-axis cylinder is installed; A Y-axis cylinder connected to the moving plate to move the box pusher in the Y-axis direction; A linear motion (LM) guide connected to the moving plate to guide movement in each axial direction; A centering unit frame in which a Y-axis cylinder is installed; and a size check sensor installed on the centering unit frame to check the size of the box.
  • LM linear motion
  • the fork unit includes: a fork unit frame having a plate-like structure; A cartesian robot having a motor and installed below the fork unit frame to be movable in the X-axis direction; A fork arm installed under the orthogonal robot; A fork installed inside the lower end of the fork arm to chuck the bobbin; a box cover cylinder having a cylinder rod disposed outside the fork arm, a cover pusher disposed inside the fork arm, and a connecting member connecting the cylinder rod and the cover pusher; A box detecting sensor installed on the connection member of the box cover cylinder; A distance sensor installed on the lower part of the orthogonal robot to the inside of the fork arm; A chucking sensor installed at the bottom of the fork arm; a lifting guide shaft installed above the fork unit frame; A sensor support installed on the upper side of the fork unit frame; and an elevation position sensor and an elevation limit sensor installed on the sensor support.
  • the travel drive unit includes: a travel drive unit frame having a plate-like structure; a travel motor for movement in the Y-axis direction installed on an upper portion of the travel drive unit frame; a lift motor for movement in the Z-axis direction installed on an upper portion of the travel drive unit frame; A rack jack installed in the travel drive unit frame to be able to move up and down in the Z-axis direction, converting rotation of the lift motor into linear motion, and being connected to the fork unit to lift the fork unit; a lift guide bush installed on the travel drive unit frame and into which the lift guide shaft of the fork unit is inserted; A sensor support installed in the Z-axis direction on the travel drive unit frame; and an elevation position sensor and an elevation limit sensor installed on the sensor support.
  • the transfer machine may further include a main frame unit;
  • the main frame unit includes: a three-dimensional main frame; A light curtain sensor installed on the side of the main frame and interlocked during maintenance of the lower part; A cable bayer installed on the top of the main frame to guide the cable; An LM guide installed on the upper part of the main frame and connected to the driving drive unit frame to guide the driving direction of the driving drive unit frame; And it may include a driving position sensor and a driving limit sensor installed on the upper part of the main frame.
  • the transfer machine may further include a bobbin stacking stand installed at the rear end of the Y-axis of the main frame unit to place the bobbin on;
  • the bobbin stacker : a three-dimensional structure of the stacker frame;
  • a guide block installed on the top of the stacking stand frame to prevent the bobbin from being pushed in the axial direction;
  • a cargo detection sensor installed on the top of the stacking frame to determine whether or not there is a bobbin in the stacking rack;
  • a bobbin detection sensor installed on the guide block to determine whether the bobbin is present in the guide block; and a transport vehicle end stopper installed at the rear end of the Y-axis of the stacking frame to prevent a collision between the transporting vehicle and the stacking table.
  • the transfer machine may further include a cover assembly installed on the top and side of the main frame unit;
  • the cover assembly includes: a three-dimensional cover assembly frame; A ladder installed on the side of the cover assembly frame to provide a movement path during upper maintenance; And it may include a safety door (door) installed on the side of the cover assembly frame.
  • the transfer machine may further include an entry guide installed at the entrance of the main frame unit to guide the path of the transport vehicle when the box is put;
  • the entry guide includes: a three-dimensional entry guide frame; A roller installed in the Z-axis direction inside the entry guide frame to prevent friction between the transport vehicle and the entry guide; and a pad installed on the front end of the entry guide frame to prevent damage to the transport vehicle and the entry guide.
  • the transfer machine according to the present invention is installed on top of the main frame unit and may additionally include a maintenance frame for mounting the motor during maintenance.
  • the transfer machine may further include a box cover stacking table installed at the rear end of the Y-axis of the conveyor unit;
  • the box cover stacking stand : a plate-like structure stacking stand frame; Centering cylinders installed at both ends of the stacking frame in the X-axis direction to center the cover in the Y-axis direction; An end bracket installed at the rear end of the stacking frame in the Y-axis direction and used for Y-axis centering of the cover; and installation detection sensors installed at both ends of the stacking frame in the X-axis direction to check the correct position of the cover.
  • automation can be performed from opening the box cover to transferring the bobbin in the process of manually opening the box cover and then transferring the bobbin.
  • FIG. 1A and 1B show the overall configuration of the transfer machine according to the present invention.
  • FIGS. 2a and 2b show the main frame unit configuration of Lee Jae-gi according to the present invention.
  • 3a, 3b, 3c, and 3d show the configuration of the traveling drive unit of the Lee Jae-gi according to the present invention.
  • 4a, 4b, and 4c show the fork unit configuration of the transfer machine according to the present invention.
  • 5a, 5b, and 5c show the structure of the centering unit of the transfer machine according to the present invention.
  • FIG 6 shows the structure of the conveyor unit of the transfer machine according to the present invention.
  • 7a and 7b show the configuration of the bobbin stacking table of the transfer machine according to the present invention.
  • FIG 8 shows the configuration of the cover assembly of the Lee Jae-gi according to the present invention.
  • Figure 9 shows the configuration of the entry guide of the Lee Jae-gi according to the present invention.
  • FIG 10 shows the configuration of the box cover stacking table of Lee Jae-gi according to the present invention.
  • FIG 11 shows the structure of the maintenance frame of the transfer machine according to the present invention.
  • 12a and 12b show a foil, bobbin and box.
  • the transfer machine according to the present invention is largely divided into a main frame unit 10, a travel drive unit 20, a fork unit 30, a centering unit 40, a conveyor unit 50, and a bobbin. It may be composed of a loading stand 60, a cover assembly 70, an entry guide 80, a box cover loading stand 90, a maintenance frame 100, a barcode reader, a control unit, and the like.
  • the transfer machine can be used to transfer raw materials.
  • the raw material may be, for example, a foil or a film made of metal or plastic, and may be, for example, a metal foil or a plastic film.
  • the foil may be, for example, a foil used in a battery (for automobiles, etc.), specifically, the foil may be a foil used as a substrate (current collector) of an electrode (anode, cathode), more specifically, copper (Cu ) foil (cathode) and aluminum (Al) foil (anode).
  • the foil 2 may be transferred while being wound around the bobbin 1 in a roll form. Even in the case of a film, it can be transferred in a state wound on the bobbin 1 in a roll form.
  • the bobbin 1 may be composed of a hollow cylindrical structure, and both ends of the bobbin 1 may be open hollow ends 1a, and the forks of the fork unit 30 are attached to the hollow ends 1a. As (33b) is inserted, the fork unit 30 can chuck the bobbin 1.
  • the bobbin 1 on which the foil 2 is wound may be accommodated (loaded) in the box 3 .
  • the box 3 may be, for example, a wooden box made of wood, and may also be made of metal, plastic, paper material, or the like.
  • the box 3 may include a lower box body 3a and an upper box cover 3b.
  • the box body 3a may have a hexahedral structure with an inner space and an open top
  • the box cover 3b may have a hexahedron structure with an inner space and an open bottom.
  • a groove in which the bobbin 1 is placed may be formed at an upper end of the box body 3a.
  • the X-axis may be the transverse direction or the lateral direction of the transfer machine.
  • the Y-axis may be a longitudinal direction or a traveling direction of the transfer machine.
  • the Z-axis may be a height direction or an elevation direction of the transfer machine.
  • the front end of the Y-axis represents the front (front) in FIG. 1A, and the rear end of the Y-axis represents the rear (rear).
  • the front side represents the rear end of the Y axis.
  • the size of the transfer device is not particularly limited and may be appropriately set, and in particular, the length of the transfer device may be very long as needed, unlike the drawings.
  • the main frame unit 10 includes a main frame 11, a light curtain sensor 12, a cable carrier 13, an LM guide 14, a travel position sensor 15, and a travel limit. It may be composed of sensors 16 and 17 and the like.
  • the main frame 11 forms a basic skeleton, and may have a three-dimensional structure in the form of a hexahedron, and may have a size close to the overall size of the transfer machine.
  • the light curtain sensor 12 is installed on the side of the main frame 11 and can be interlocked during lower maintenance.
  • the light curtain sensor 12 has five light curtain sensors, that is, one in the Z-axis direction at the front end and one in the Y-axis direction at the lower end of the front end.
  • the light curtain sensor 12 is a kind of safety sensor, and when a worker or the like is sensed by this sensor, the operation of the transfer machine may be temporarily stopped.
  • the cable carrier 13 is installed on the upper part of the main frame 11 to guide cables. Cable carriers 13 may be installed in the Y-axis direction one by one on both sides of the upper part of the main frame 11 .
  • the LM guide 14 is installed on the upper part of the main frame 11 and is connected to the driving drive unit frame 21 to guide the driving direction of the driving drive unit 20 .
  • the LM guides 14 may be installed one by one on both sides of the cable carrier 13 in the Y-axis direction, and may be connected to the lower portion of the travel drive unit frame 21 .
  • the driving position sensor (or driving origin sensor) 15 is installed on the upper part of the main frame 11 to confirm the origin operation or operation completion of the driving drive unit 20 .
  • the driving position sensor 15 may be installed on the rear end side of the support in the center of the upper part of the main frame 11 .
  • the driving position sensor 15 may be a horseshoe sensor.
  • the travel limit sensors 16 and 17 are installed on the upper part of the main frame 11 to generate an alarm and stop the travel drive unit 20 when the limit is exceeded.
  • the travel limit sensors 16 and 17 may be composed of a travel reverse limit sensor 16 and a travel forward limit sensor 17, which are respectively located on the rear end side and the front end side of the support in the center from the upper part of the main frame 11. can be installed
  • the travel limit sensors 16 and 17 may be limit switch sensors.
  • the travel drive unit 20 includes a travel drive unit frame 21, a travel motor 22, a lift motor 23, a rack jack 24, a lift guide bush ( 25), sensor support 26, elevation position sensor 27, elevation limit sensors 28 and 29, and the like.
  • the traveling drive unit 20 itself can move in the Y-axis direction, is also connected to the fork unit 30 at the top of the fork unit 30, lifts the fork unit 30 in the Z-axis direction, and moves the fork unit 30 in the Y-axis direction. can be moved in either direction.
  • the traveling drive unit frame 21 forms the basic skeleton, and may be made of a rectangular plate-like structure, and its lower part is connected to the LM guide 14 of the main frame unit 10 to reciprocate in the Y-axis direction. .
  • the travel motor 22 may be a travel motor for movement in the Y-axis direction installed above the travel drive unit frame 21 .
  • the rotating shaft of the travel motor 22 may be connected to one of a pair of pulleys (or gears) through an appropriate power transmission mechanism, and the pair of pulleys may be connected to a belt.
  • a belt (or chain) may be wound and rotated, and the belt may be directly or indirectly connected to the travel drive unit frame 21 .
  • the pair of pulleys may be disposed at the front and rear ends of the Y-axis, respectively, and may be fixed to the main frame unit 10 or the like.
  • the belt may be disposed long in the Y-axis direction.
  • the travel drive unit frame 21 can reciprocate in the Y-axis direction.
  • other driving mechanisms such as cylinder and piston (or rod) mechanisms, rack and pinion mechanisms, and the like may be used.
  • the lifting motor 23 may be a lifting motor for movement in the Z-axis direction installed above the travel drive unit frame.
  • the rotation shaft of the elevating motor 23 may be connected to the rack jack 24 through an appropriate power transmission mechanism (belt/chain, pulley/gear, rotation shaft, reduction gear, pinion gear, etc.).
  • the rack jack 24 is installed in the Z-axis direction to be able to move up and down on the travel drive unit frame 21, converts the rotation of the lift motor 23 into linear motion, and is connected to the fork unit 30 so that the fork unit 30 ) can be elevated.
  • the rack jack 24 is a rack gear, and can be engaged with a pinion gear for linear motion in the Z-axis direction.
  • a total of four rack jacks 24 may be configured, one pair on each side in the X-axis direction, and upper portions of the pair of rack jacks 24 may be connected through a connecting member.
  • a lower end of the rack jack 24 may be connected to an upper end of the fork unit frame 31 of the fork unit 30 . In FIG. 3, the rack jack 24 is raised to the maximum height.
  • Elevation guide bush 25 is installed on the driving drive unit frame 21, and the elevation guide shaft 38 of the fork unit 30 can be inserted into the elevation guide bush 25.
  • Elevation guide bushes 25 may be composed of a total of four disposed adjacent to the inside of each rack jack 24 in the X-axis direction.
  • the sensor support 26 is installed on the travel drive unit frame 21 in the Z-axis direction, and the elevation position sensor 27 and the elevation limit sensors 28 and 29 may be attached to the sensor support 26.
  • the elevation position sensor (or elevation origin sensor) 27 is installed on the upper end of the sensor support 26 to confirm origin operation or operation completion of the fork unit 30 .
  • the elevation position sensor 27 may be a horseshoe sensor.
  • Elevation limit sensors 28 and 29 are installed on the upper and lower sides of the sensor support 26 to stop the fork unit 30 while generating an alarm when the limit is exceeded.
  • the elevation limit sensors 28 and 29 may be composed of the elevation and elevation limit sensor 28 and the elevation and descent limit sensor 29 .
  • the elevation limit sensors 28 and 29 may be limit switch sensors.
  • the fork unit 30 includes a fork unit frame 31, a cartesian robot 32, a fork arm 33a, a fork 33b, a box cover cylinder 34a, and a box detection It may be composed of a sensor 35, a distance sensor 36, a chucking sensor 37, a lift guide shaft 38, a sensor support 39a, a lift origin sensor 39b, and a lift limit sensor 39c.
  • the fork unit 30 is installed on the lower part of the traveling drive unit 20 and the upper part of the conveyor unit 50, and chucks the cover 3b of the box 3 adjusted in the X-axis direction, and also the box 3 ) can be chucked in the X-axis direction.
  • the fork unit frame 31 forms a basic skeleton, and may be made of a rectangular plate-like structure, and its upper end is connected to the lower end of the rack jack 24 of the driving drive unit 20 so as to move up and down in the Z-axis direction. .
  • the orthogonal robot 32 is for linear reciprocating movement of the chucking member in the X-axis direction, and may be installed below the fork unit frame 31 to be movable in the X-axis direction.
  • the orthogonal robot 32 may include a motor for moving the bobbin 1 in the X-axis direction when chucking.
  • the orthogonal robot 32 may be composed of two disposed at both ends of the fork unit frame 31 in the X-axis direction.
  • the fork arms 33a are installed in the Z-axis direction under both Cartesian robots 32 to support the forks 33b and the box cover cylinder 34a.
  • the fork arm 33a can linearly reciprocate in the X-axis direction along the Cartesian robot 32 .
  • the forks 33b may be installed inside the lower ends of both fork arms 33a in the X-axis direction to chuck the bobbin 1.
  • the forks 33b may be inserted into the open hollow ends 1a of both ends of the bobbin 1 to chuck the bobbin 1, and may linearly reciprocate in the X-axis direction along the fork arm 33a.
  • the box cover cylinder 34a is a cylinder for moving the box cover 3b in the X-axis direction when chucking, and is installed in the middle of both fork arms 33a in the X-axis direction to chuck the box cover 3b.
  • the box cover cylinder 34a includes a cylinder rod 34b disposed outside the fork arm 33a, a cover pusher 34c disposed inside the fork arm 33a, and a cylinder rod 34b and a cover pusher 34c. ) may be provided with a connecting member 34d for connecting them.
  • the box cover cylinder 34a may be a pneumatic cylinder.
  • the cylinder rod 34b rectilinearly reciprocates in the X-axis direction from the outside of the fork arm 33a, and the cover pusher 34c connected to the cylinder rod 34b through the connecting member 34d moves to the inside of the fork arm 33a. can move linearly in the X-axis direction. Accordingly, the cover pusher 34c can linearly reciprocate independently in the X-axis direction regardless of the movement of the fork arm 33a.
  • FIG. 4 the state in which the cover pusher 34b is most advanced to the inside of the fork arm 33a, that is, the state of chucking the box cover 3b is shown, and when the bobbin 1 is chucked, the bobbin of the fork 33b ( 1) In order not to interfere with chucking, it can move backward so as to come into close contact with the fork arm 33a.
  • the box detection sensor 35 is installed on the inside of the fork arm 33a among the connecting members 34d of both box cover cylinders 34a to detect the box cover 3b.
  • the box detecting sensor 35 is required for X-axis centering of the fork unit 30 when the box cover 3b is chucked.
  • the box detection sensor 35 may be a photoelectric sensor.
  • the distance sensor 36 is installed inside both fork arms 33a and below both Cartesian robots 32 to detect the distance (height) from the bobbin 1 and the box cover 3b and to determine whether there is an error in the lifting height. there is.
  • the distance sensor 36 is required for Z-axis centering of the fork unit 30 through interlocking with the barcode reader when the box cover 3b is chucked and the bobbin 1 is chucked.
  • Distance sensor 36 may be an ultrasonic sensor.
  • the chucking sensors 37 are installed at the lower ends of both fork arms 33a to detect chucking of the bobbin 1.
  • the chucking sensor 37 is required for X-axis centering of the fork unit 30 when the bobbin 1 is chucked.
  • the chucking sensor 37 may be a proximity sensor.
  • the elevating guide shaft 38 is installed in the Z-axis direction above the fork unit frame 31 and serves as a guide when the fork unit 30 elevates.
  • Four elevating guide shafts 38 may be respectively inserted into the four elevating guide bushes 25 of the driving drive unit 20 .
  • a sensor support (lift DOG unit) 39a is installed in the Z-axis direction on the upper part of the fork unit frame 31, and a lift position sensor 39b and a lift limit sensor 39c are attached to the sensor support 39a. It can be.
  • the elevation position sensor (or elevation origin sensor) 39b is installed on the upper end of the sensor support 39a to confirm origin operation or operation completion of the fork unit 30 .
  • the elevation position sensor 39b may be a horseshoe sensor.
  • the lifting limit sensor 39c is installed on the upper and lower sides of the sensor support 39a, respectively, and when the limit of the fork unit 30 is exceeded, it can stop while generating an alarm.
  • the elevation limit sensor 39c may be composed of an elevation limit sensor and an elevation/descension limit sensor.
  • the elevation limit sensor 39c may be a limit switch sensor.
  • the sensor support 39a, the elevation position sensor 39b, and the elevation limit sensor 39c are connected to the travel drive unit 20 by the sensor support 26, the elevation position sensor 27, and the elevation limit sensors 28 and 29. Can be omitted if is installed. That is, the sensor support, the elevation position sensor, and the elevation limit sensor may be installed in only one of the driving drive unit 20 and the fork unit 30, or may be installed in both units.
  • the centering unit 40 includes a centering unit frame 41, a Y-axis cylinder 42, a moving plate 43, an X-axis cylinder 44, a box pusher 45, It may be composed of an LM guide 46, a size check sensor 47, and the like.
  • the centering unit 40 is installed outside the conveyor unit 50 in the X-axis direction to adjust (centering, align) the position of the box 3 in the X-axis direction and the Y-axis direction. Regarding the centering sequence, X-axis centering may be performed first, and then Y-axis centering may be performed.
  • the centering unit frame 41 forms a basic skeleton, may be made of a substantially rectangular plate-like structure, and may be installed on both sides of the outer side of the conveyor unit 50 in the X-axis direction.
  • the Y-axis cylinder 42 is installed in the Y-axis direction on both centering unit frames 41 to reciprocate the box pusher 45 in the Y-axis direction.
  • the rod of the Y-axis cylinder 42 may be connected to the lower part of the moving plate 43 .
  • the Y-axis cylinder 42 may be a pneumatic cylinder.
  • the moving plate 43 is connected to the rods of both Y-axis cylinders 42 and can reciprocate in the Y-axis direction.
  • the moving plate 43 may have a rectangular plate-like structure and may be connected to an end of a rod of the Y-axis cylinder 42 .
  • An X-axis cylinder 44 may be installed above the moving plate 43 .
  • the X-axis cylinder 44 is installed in the X-axis direction on both moving plates 43 and can reciprocate along with the moving plate 43 in the Y-axis direction.
  • the rod of the X-axis cylinder 44 is connected to the box pusher 45 to move the box pusher 45 in the X-axis direction.
  • the X-axis cylinder 44 may be a pneumatic cylinder.
  • the box pusher 45 may center the box 3 in contact with the box 3 by reciprocating in the Y-axis direction and the X-axis direction by the Y-axis cylinder 42 and the X-axis cylinder 44, respectively. .
  • the box pusher 45 may be disposed long in the X-axis direction, the outer end in the X-axis direction may be connected to the LM guide 46 installed on the moving plate 43, and the Y-axis of the inner end in the X-axis direction
  • the front end may be connected to the end of the rod of the X-axis cylinder 44, and a pad may be attached to the rear end of the Y-axis among the inner ends in the X-axis direction.
  • the box pusher 45 is in the most advanced state in the Y-axis direction and the X-axis direction, respectively.
  • the LM guides 46 are installed on both centering unit frames 41 and the moving plate 43 to guide movement in each axial direction.
  • the LM guide 46 may be installed in the centering unit frame 41 in the Y-axis direction and connected to the lower portion of the moving plate 43 .
  • the LM guide 46 may be installed on the moving plate 43 in the X-axis direction and connected to the upper part of the moving plate 43 and the lower part of the box pusher 45, respectively.
  • the size check sensor 47 is installed above the centering unit frame 41 to check the size of the box 3.
  • a plurality of size check sensors 47 may be configured, for example, 5 as shown, and the distance between each sensor may gradually become narrower toward the rear end of the Y-axis.
  • the size check sensor 47 may be a light transmitting/receiving sensor.
  • the size check sensor 47 may be supported on the centering unit frame 41 by an appropriate support means (bracket, support, etc.).
  • the conveyor unit 50 may be composed of a free roller lane 51, a box stopper 52, a load alignment sensor 53, an entry guide block 54, a transport vehicle end stopper 55, and the like.
  • the conveyor unit 50 is a conveyor used when adjusting the position of the box 3, and is installed at the front end of the transfer machine, where the box 3 is first placed and transfer begins.
  • the free roller lane 51 is for movement of the box 3 in the Y-axis direction, and the free roller is not driven by itself but can freely rotate by an external force.
  • the free roller lanes 51 may be composed of a plurality of lanes arranged in the Y-axis direction, for example, three lanes as shown. Specifically, main roller lanes may be disposed at both ends in the X-axis direction, and auxiliary roller lanes having a smaller width than the main roller lane may be disposed in the center.
  • a space between the main roller lane and the auxiliary roller lane may be a space for a transport vehicle (forklift, bogie, etc.) to enter.
  • Each lane 51 may be equipped with a plurality of, for example, eight free rollers as shown.
  • the box stopper 52 is for Y-axis centering of the box 3, and may be installed at the rear end of the Y-axis of both main roller lanes among the free roller lanes 51.
  • the box stopper 52 may be a substantially plate-shaped structure disposed in the Z-axis direction. Y-axis centering may be performed while the box disposed on the free roller lane 51 is pushed in the Y-axis direction by the centering unit 40 and brought into close contact with the box stopper 52 .
  • the load alignment sensor (or box end sensor) 53 may be disposed adjacent to the box stopper 52 at the rear end of the Y axis of both main roller lanes among the free roller lanes 51, and the box 3 is the box stopper ( 52), that is, it is possible to recognize whether the stacked cargo (box) is aligned.
  • the load alignment sensor 53 may be a direct reflection sensor.
  • the entry guide block 54 is installed at the front end of the Y-axis of the auxiliary roller lane among the free roller lanes 51 to guide the entry path of a transport vehicle (eg, a bogie).
  • a transport vehicle eg, a bogie
  • the transport vehicle end stopper 55 is disposed adjacent to the box stopper 52 to prevent a collision between the transport vehicle (forklift truck, etc.) and the box cover rack 90 .
  • the transport vehicle end stopper 55 may be a plate-shaped structure disposed in the Z-axis direction, and may be disposed inside both box stoppers 52 on the same line as the box stopper 52 .
  • the bobbin stacker 60 includes a stacker frame 61, a guide block 62, a cargo detection sensor 63, a bobbin detection sensor 64, a transport vehicle end stopper 65, and the like. may consist of
  • the bobbin stacking table 60 is a place where the bobbin 1 is placed, and may be installed at the rear end of the Y axis of the main frame unit 10.
  • the mounting frame 61 forms a basic skeleton, and may have a three-dimensional structure in the form of a hexahedron.
  • the guide block 62 is installed on the top of the stacking frame 61 to prevent the bobbin 1 from being pushed in the axial direction.
  • the guide block 62 may be disposed in the Y-axis direction at both ends of the X-axis direction among the upper ends of the mounting frame 61, and may include two inclined surfaces facing each other at the center.
  • the cargo detection sensor 63 is installed on the top of the loading platform frame 61 to determine whether or not there is a loaded cargo (bobbin) on the loading platform 60.
  • the cargo detection sensors 63 may be arranged to cross each other in the diagonal direction at both ends in the X-axis direction among the upper ends of the stacking frame 61 .
  • the cargo detection sensor 63 may be a light transmission sensor.
  • the bobbin detection sensor 64 is installed on the guide block 62 to determine the presence or absence of the bobbin 1 in the guide block 62 .
  • Bobbin detection sensors 64 may be installed at both ends of the guide block 62 in the Y-axis direction, respectively.
  • the bobbin detection sensor 64 may be a photoelectric sensor.
  • the transport vehicle end stopper 65 is installed at the rear end of the Y-axis of the stacking frame 61 to prevent collision between the transporting vehicle (forklift, bogie, etc.) and the bobbin stacking table 60.
  • the transport vehicle end stopper 65 may be a substantially plate-shaped structure disposed in the Z-axis direction, and for example, two may be installed.
  • the cover assembly 70 may include a cover assembly frame 71, a ladder 72, a safety door 73, and the like.
  • the cover assembly 70 is installed on the top and side of the main frame unit 70, and collectively refers to a handrail, a ladder, and a safety door above the transfer equipment.
  • the cover assembly frame 71 forms a basic frame and may have a hexahedron-shaped three-dimensional structure.
  • the ladder 72 is installed on the side of the cover assembly frame 71 to provide a movement path during upper maintenance, that is, a passage to go up to the top of the transfer equipment during maintenance.
  • the safety door 73 may be installed on the side of the cover assembly frame 71 and under the ladder 72 . When the safety door 73 is opened, the operation of the transfer equipment may stop due to interlocking.
  • the entry guide 80 may be composed of an entry guide frame 81, a roller 82, a pad 83, and the like.
  • the entry guide 80 is installed at the entrance of the main frame unit 10 to guide the path of a transport vehicle (eg, a truck) when the box 3 is put in.
  • a transport vehicle eg, a truck
  • the entry guide frame 81 forms a basic skeleton and may be formed in a three-dimensional structure.
  • the entry guide frame 81 may be disposed on the front end side of both centering units 40 in the Y-axis direction, and may include a plate-like structure disposed in the Z-axis direction and a support for supporting the plate-like structure.
  • the roller 82 is installed in the Z-axis direction inside the entry guide frame 81 to prevent friction between the transport vehicle (such as a truck) and the entry guide 80.
  • a plurality of rollers 82 may be composed of three as shown in the drawing.
  • the pad 83 is installed on the front end of the entry guide frame 81 to prevent damage to the transport vehicle (trolley, etc.) and the entry guide 80.
  • the pad 83 may be made of stainless steel (SUS).
  • the box cover placement stand 90 may be composed of a placement stand frame 91, a centering cylinder 92, an end bracket 93, a seating detection sensor 94, and the like.
  • the box cover loading table 90 is a place where the box cover 3b is placed, and may be installed between the conveyor unit 50 and the bobbin loading table 60, for example, at an intermediate position of the transfer machine.
  • the stacking frame 91 forms a basic skeleton and may have a plate-like structure.
  • the centering cylinder 92 is a cylinder for Y-axis centering of the box cover 3b, and may be installed at both ends of the stacking frame 91 in the X-axis direction. An end of the rod of the centering cylinder 92 may be connected to a cover pusher disposed in the X-axis direction, and the cover pusher may reciprocate in the Y-axis direction by the centering cylinder 92 .
  • Centering cylinder 92 may be a pneumatic cylinder.
  • the end bracket 93 is a stopper for Y-axis centering of the box cover 3b, and may be installed at the rear end of the stacking frame 91 in the Y-axis direction, and two may be installed in the X-axis direction.
  • the end bracket 93 may be a plate-shaped structure disposed in the Z-axis direction. Y-axis centering can be performed while the box cover 3b is pushed by the cover pusher of the centering cylinder 92 and is brought into close contact with the end bracket 93 .
  • Seating detection sensors 94 are installed at both ends of the stacking frame 91 in the X-axis direction to check the correct position of the box cover 3b.
  • the maintenance frame 100 is for mounting a motor during maintenance and may be installed above the main frame unit 10 .
  • the maintenance frame 100 may have a three-dimensional structure and may be disposed above the motors 22 and 23 .
  • the barcode reader is a device that reads a barcode attached to the box 3 loaded with the bobbin 1, and various information of the bobbin 1 and the box 3 may be stored in the barcode.
  • the barcode reader is located at an appropriate location among the main frame unit 10, the travel drive unit 20, the fork unit 30, the centering unit 40, the conveyor unit 50, and the entry guide 80. can be installed
  • the control unit is Z-axis centering of the fork unit 30 through interlocking with the barcode reader and distance sensor 36, X-axis centering of the fork unit 30 through interlocking with the chucking sensor 37, and
  • the lifting of the bobbin 1 can be automatically controlled by controlling the Z-axis elevation and Y-axis movement, respectively.
  • control unit includes Z-axis centering of the fork unit 30 through interworking with the barcode reader and distance sensor 36, X-axis centering of the fork unit 30 through interworking with the box detection sensor 35, and fork unit ( 30), the opening of the box cover 3b can be automatically controlled by controlling the Z-axis elevation and Y-axis movement, respectively.
  • control unit may be installed in an appropriate place, such as the main frame unit 10, and may be connected to each sensor, motor, cylinder, and the like.
  • control unit includes an arithmetic/processing unit (CPU, MPU, etc.), a storage device (memory, drive, etc.), an input device (keyboard, mouse, button, switch, etc.), an output device (display, touch screen, etc.), and a communication device. (LAN, modem, Wi-Fi, Bluetooth, etc.), circuit board (main board, graphic card, etc.), etc. may be provided.
  • the first step is the opening step of the box cover 3b, and the second step is the first packaging removal step.
  • the first step may be performed automatically by a transfer machine, and the second step may be performed manually by a worker.
  • the box 3 is automatically centered using the centering unit 40.
  • the control unit performs X-axis centering and Y-axis of the box 3 in conjunction with the BCR reading value and the box size check sensor 47. do centering.
  • the box cover 3b is automatically opened using the box cover cylinder 34a of the fork unit 30, the box detection sensor 35, and the distance sensor 36.
  • the control unit controls the BCR reading value and Z-axis centering of the fork unit 30 is performed in conjunction with the distance sensor 36, and X-axis centering is performed in conjunction with the box detecting sensor 35.
  • the cover pushers 34c of both box cover cylinders 34a advance inward on the X axis to chuck the box cover 3b.
  • the fork unit 30 ascends along the Z axis while chucking the box cover 3b and moves backward along the Y axis, then descends from the box cover stacking table 90 and chucks. is released to load the box cover (3b) on the box cover stacking stand (90). Even when the box cover 3b is moved and chucking is released, the control unit can interlock with the distance sensor 36 and the box detecting sensor 35.
  • the box cover 3b is centered in the Y-axis using the centering cylinder 92 on the box cover mounting table 90.
  • the third step is the chucking and transfer step of the bobbin 1
  • the fourth step is the worker bobbin transfer step.
  • the third step may be automatically performed by a transfer machine, and the fourth step may be performed manually by a worker.
  • the bobbin 1 is automatically chucked and lifted using the Cartesian robot 32 of the fork unit 30, the fork 33b, the distance sensor 36, and the chucking sensor 37.
  • the control unit BCR Z-axis centering of the fork unit 30 is performed in conjunction with the reading value of and the distance sensor 36
  • X-axis centering is performed in conjunction with the chucking sensor 37.
  • Both forks 33b of the fork unit 30 advance toward the inside of the X axis and chuck the bobbin 1 while being inserted into the hollow end 1a of the bobbin 1.
  • the fork unit 30 ascends along the Z axis while chucking the bobbin 1 and moves backward along the Y axis, then descends from the bobbin stacking table 60 and releases chucking. Then, the bobbin 1 is loaded on the bobbin stacking table 60. Even when the bobbin 1 is moved and chucking is released, the control unit may interwork with the distance sensor 36 and the chucking sensor 37 .
  • the fork unit 30 moves to the position of the box cover stacking table 90, which is a standby position.
  • the operator transfers the bobbin 1 loaded on the bobbin stacking table 60 using a transport vehicle.
  • the fifth step is the return step of the box cover 3b, and the sixth step is the empty box recovery step.
  • the fifth step may be automatically performed by a transfer machine, and the sixth step may be manually performed by a worker.
  • the fork unit 30 moves to the box cover position, which is the middle position of the transfer machine.
  • the fork unit 30 places the box cover 3b in a Y-axis centered state through the centering cylinder 92 on the box cover mounting stand 90, in the same manner as the above method, by performing Z-axis centering and X-axis centering. Chucks by axis centering.
  • the fork unit 30 ascends in the Z axis and moves forward in the Y axis in the state of chucking the box cover 3b, then descends from the conveyor unit 50 and releases the chucking. Then, the box cover 3b is reassembled with the empty box body 3a without the bobbin 1.
  • the fork unit 30 moves to the position of the box cover stacking table 90, which is a standby position.
  • bobbin 1a: hollow end, 2: foil, 3: box, 3a: box body, 3b: box cover, 10: main frame unit, 11: main frame, 12: light curtain sensor, 13: cable carrier, 14 : LM guide, 15: travel position sensor, 16: travel reverse limit sensor, 17: travel forward limit sensor, 20: travel drive unit, 21: travel drive unit frame, 22: travel motor, 23: elevating motor, 24: Rack jack, 25: lift guide bush, 26: sensor support, 27: lift position sensor, 28: lift lift limit sensor, 29: lift/lower limit sensor, 30: fork unit, 31: fork unit frame, 32: Cartesian robot , 33a: fork arm, 33b: fork, 34a: box cover cylinder, 34b: cylinder rod, 34c: cover pusher, 34d: connection member, 35: box detection sensor, 36: distance sensor, 37: chucking sensor, 38: lifting and lowering Guide shaft, 39a: sensor support, 39b: lifting origin sensor, 39c: lifting limit sensor, 40:

Abstract

본 발명은 박스 커버의 자동 오프닝 유닛을 포함하는 이재기에 관한 것으로: 보빈을 수용하고 커버를 갖는 박스에 부착된 바코드를 리딩하는 바코드 리더기; 박스를 올려 놓는 컨베이어 유닛; 박스의 위치를 X축 및 Y축 방향으로 조정하는 센터링 유닛; 박스의 커버를 X축 방향으로 척킹하며, 커버의 척킹 시에 X축 방향 이동을 위한 박스 커버 실린더, 커버를 감지하는 박스 감지 센서, 및 커버와의 거리를 감지하는 거리 센서를 구비하는 포크 유닛; 포크 유닛을 Z축 방향으로 승강시키고 Y축 방향으로 이동시키는 주행 드라이브 유닛; 및 바코드 리더기 및 거리 센서와의 연동을 통한 포크 유닛의 Z축 센터링, 박스 감지 센서와의 연동을 통한 포크 유닛의 X축 센터링, 포크 유닛의 Z축 승강 및 Y축 이동을 각각 제어함으로써, 커버의 오프닝을 자동으로 제어하는 제어 유닛을 포함하는 이재기를 제공한다.

Description

박스 커버의 자동 오프닝 유닛을 포함하는 이재기
본 발명은 이재기(transfer device)에 관한 것으로, 특히 박스 커버(box cover)의 자동 오프닝 유닛(opening unit)을 포함하는 이재기에 관한 것이다.
포일(foil)과 같은 원자재를 적재한 박스의 커버를 들어올리려면, 양쪽에서 작업자 2인 1조로 수작업으로 들어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 이재기 설비에 박스 커버의 자동 오프닝 유닛을 추가하여 커버를 자동으로 오프닝하는 이재기를 제공하는 것이다.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위해: 원자재가 적재된 보빈(bobbin)을 수용하고 커버를 갖는 박스에 부착된 바코드(bar code)를 리딩(reading)하는 바코드 리더기(reader); 박스를 올려 놓는 컨베이어(conveyor) 유닛; 컨베이어 유닛의 외측에 설치되고, 박스의 위치를 폭 방향 또는 측 방향에 해당하는 X축 방향 및 길이 방향 또는 주행 방향에 해당하는 Y축 방향으로 조정하는 센터링(centering) 유닛; 컨베이어 유닛의 상부에 설치되고, 박스의 커버를 X축 방향으로 척킹(chucking)하며, 커버의 척킹 시에 X축 방향 이동을 위한 박스 커버 실린더(cylinder), 커버를 감지하는 박스 감지 센서(sensor), 및 커버와의 거리를 감지하는 거리 센서를 구비하는 포크(fork) 유닛; 포크 유닛의 상부에서 포크 유닛과 연결되며, 포크 유닛을 높이 방향 또는 승강 방향에 해당하는 Z축 방향으로 승강시키고 Y축 방향으로 이동시키는 주행 드라이브(drive) 유닛; 및 바코드 리더기 및 거리 센서와의 연동을 통한 포크 유닛의 Z축 센터링, 박스 감지 센서와의 연동을 통한 포크 유닛의 X축 센터링, 포크 유닛의 Z축 승강 및 Y축 이동을 각각 제어함으로써, 커버의 오프닝을 자동으로 제어하는 제어 유닛을 포함하는 이재기를 제공한다.
본 발명에서 컨베이어 유닛은: 박스의 Y축 방향 이동을 위한 프리 롤러 레인(free roller lane); 박스의 Y축 센터링을 위해 프리 롤러 레인의 Y축 후단에 설치되는 박스 스토퍼(stopper); 박스 스토퍼와 인접하게 배치되어 박스가 박스 스토퍼에 맞닿게 위치하였는지를 확인하는 화물 정렬 센서; 프리 롤러 레인의 Y축 전단에 설치되어 운반차량의 진입 경로를 안내하는 진입 가이드 블록(guide block); 및 박스 스토퍼와 인접하게 배치되어 운반차량의 충돌을 방지하는 운반차량 엔드(end) 스토퍼를 포함할 수 있다.
본 발명에서 센터링 유닛은: 박스의 센터링을 위해 박스와 접촉하는 박스 푸셔(pusher); 박스 푸셔와 연결되어 박스 푸셔를 X축 방향으로 이동시키는 X축 실린더; X축 실린더가 설치된 이동판; 이동판과 연결되어 박스 푸셔를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 실린더; 이동판과 연결되어 각 축 방향의 이동을 안내하는 LM(linear motion) 가이드; Y축 실린더가 설치된 센터링 유닛 프레임(frame); 및 센터링 유닛 프레임의 상부에 설치되어 박스 사이즈(size)를 확인하는 사이즈 체크(check) 센서를 포함할 수 있다.
본 발명에서 포크 유닛은: 판상 구조의 포크 유닛 프레임; 모터(motor)를 구비하고 포크 유닛 프레임 하부에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 직교 로봇(robot); 직교 로봇 하부에 설치되는 포크 암(arm); 포크 암의 하단 내측에 설치되어 보빈을 척킹하는 포크; 포크 암의 외측에 배치되는 실린더 로드(rod), 포크 암의 내측에 배치되는 커버 푸셔, 및 실린더 로드와 커버 푸셔를 연결하는 연결 부재를 구비하는 박스 커버 실린더; 박스 커버 실린더의 연결 부재에 설치되는 박스 감지 센서; 포크 암 내측으로 직교 로봇 하부에 설치되는 거리 센서; 포크 암의 하단에 설치되는 척킹 센서; 포크 유닛 프레임 상부에 설치되는 승강 가이드 샤프트(shaft); 포크 유닛 프레임에 상부 쪽으로 설치되는 센서 지지대; 및 센서 지지대에 설치되는 승강 정위치 센서 및 승강 리미트(limit) 센서를 포함할 수 있다.
본 발명에서 주행 드라이브 유닛은: 판상 구조의 주행 드라이브 유닛 프레임; 주행 드라이브 유닛 프레임의 상부에 설치되는 Y축 방향 이동용 주행 모터; 주행 드라이브 유닛 프레임의 상부에 설치되는 Z축 방향 이동용 승강 모터; 주행 드라이브 유닛 프레임에 승강 가능하게 Z축 방향으로 설치되고, 승강 모터의 회전을 직선 운동으로 전환하며, 포크 유닛과 연결되어 포크 유닛을 승강시키는 랙 잭(rack jack); 주행 드라이브 유닛 프레임에 설치되고 포크 유닛의 승강 가이드 샤프트가 삽입되는 승강 가이드 부시(bush); 주행 드라이브 유닛 프레임에 Z축 방향으로 설치되는 센서 지지대; 및 센서 지지대에 설치되는 승강 정위치 센서 및 승강 리미트 센서를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이재기는 메인(main) 프레임 유닛을 추가로 포함할 수 있고; 메인 프레임 유닛은: 입체 구조의 메인 프레임; 메인 프레임의 측면에 설치되어 하부 유지 보수(maintenance) 시 연동되는 라이트 커튼(light curtain) 센서; 메인 프레임의 상부에 설치되어 케이블(cable)을 안내하는 케이블베이어(cableveyor); 메인 프레임의 상부에 설치되고 주행 드라이브 유닛 프레임과 연결되어 주행 드라이브 유닛 프레임의 주행 방향을 안내하는 LM 가이드; 및 메인 프레임의 상부에 설치되는 주행 정위치 센서 및 주행 리미트 센서를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이재기는 메인 프레임 유닛의 Y축 후단 쪽에 설치되어 보빈을 올려 놓는 보빈 적치대를 추가로 포함할 수 있고; 보빈 적치대는: 입체 구조의 적치대 프레임; 적치대 프레임의 상부에 설치되어 보빈의 축 방향 밀림을 방지하는 가이드 블록; 적치대 프레임의 상부에 설치되어 적치대에서의 보빈 유무를 판별하는 화물 감지 센서; 가이드 블록에 설치되어 가이드 블록에서의 보빈 유무를 판별하는 보빈 감지 센서; 및 적치대 프레임의 Y축 후단 쪽에 설치되어 운반차량과 적치대의 충돌을 방지하는 운반차량 엔드 스토퍼를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이재기는 메인 프레임 유닛의 상부 및 측면에 설치되는 커버 어셈블리(assembly)를 추가로 포함할 수 있고; 커버 어셈블리는: 입체 구조의 커버 어셈블리 프레임; 커버 어셈블리 프레임의 측면에 설치되어 상부 유지 보수 시 이동 경로를 제공하는 사다리; 및 커버 어셈블리 프레임의 측면에 설치되는 안전 도어(door)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이재기는 메인 프레임 유닛의 입구 쪽에 설치되어 박스 투입 시 운반차량의 경로를 안내하는 진입 가이드를 추가로 포함할 수 있고; 진입 가이드는: 입체 구조의 진입 가이드 프레임; 진입 가이드 프레임의 내부에 Z축 방향으로 설치되어 운반차량과 진입 가이드 간의 마찰을 방지하는 롤러; 및 진입 가이드 프레임의 전단 쪽에 설치되어 운반차량과 진입 가이드의 파손을 방지하는 패드(pad)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이재기는 메인 프레임 유닛의 상부에 설치되어 유지 보수 시 모터 거치를 위한 유지 보수 프레임을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이재기는 컨베이어 유닛의 Y축 후단 쪽에 설치되는 박스 커버 적치대를 추가로 포함할 수 있고; 박스 커버 적치대는: 판상 구조의 적치대 프레임; 적치대 프레임의 X축 방향 양단에 설치되어 커버를 Y축 방향으로 센터링하는 센터링 실린더; 적치대 프레임의 Y축 방향 후단에 설치되어 커버의 Y축 센터링에 사용되는 엔드 브라켓(bracket); 및 적치대 프레임의 X축 방향 양단에 설치되어 커버의 정위치를 확인하는 안착 감지 센서를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이재기를 이용하여 박스 커버의 오프닝을 자동화함으로써 작업자 인원을 저감할 수 있다. 본 발명에서는 박스 커버를 수작업으로 오픈한 후에 보빈의 이재 작업을 하였던 프로세스에서 박스 커버 오픈부터 보빈 이재까지 자동화를 진행할 수 있다.
도 1a 및 1b는 본 발명에 따른 이재기의 전체 구성을 나타낸 것이다.
도 2a 및 2b는 본 발명에 따른 이재기의 메인 프레임 유닛 구성을 나타낸 것이다.
도 3a, 3b, 3c, 및 3d는 본 발명에 따른 이재기의 주행 드라이브 유닛 구성을 나타낸 것이다.
도 4a, 4b, 및 4c는 본 발명에 따른 이재기의 포크 유닛 구성을 나타낸 것이다.
도 5a, 5b, 및 5c는 본 발명에 따른 이재기의 센터링 유닛 구성을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 이재기의 컨베이어 유닛 구성을 나타낸 것이다.
도 7a 및 7b는 본 발명에 따른 이재기의 보빈 적치대 구성을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 이재기의 커버 어셈블리 구성을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 이재기의 진입 가이드 구성을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 이재기의 박스 커버 적치대 구성을 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명에 따른 이재기의 유지 보수 프레임 구성을 나타낸 것이다.
도 12a 및 12b는 포일, 보빈 및 박스를 나타낸 것이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1a 및 1b를 참고하면, 본 발명에 따른 이재기는 크게 구분하여 메인 프레임 유닛(10), 주행 드라이브 유닛(20), 포크 유닛(30), 센터링 유닛(40), 컨베이어 유닛(50), 보빈 적치대(60), 커버 어셈블리(70), 진입 가이드(80), 박스 커버 적치대(90), 유지 보수 프레임(100), 바코드 리더기, 제어 유닛 등으로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 이재기는 원자재를 이재하는데 사용될 수 있다. 원자재는 예를 들어 금속, 플라스틱 등으로 이루어진 포일, 필름 등일 수 있고, 예를 들어 금속 포일, 플라스틱 필름 등일 수 있다. 포일은 예를 들어 전지(자동차용 등)에 사용되는 포일일 수 있고, 구체적으로 포일은 전극(양극, 음극)의 기판(집전체)으로 사용되는 포일일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 구리(Cu) 포일(음극) 및 알루미늄(Al) 포일(양극) 등일 수 있다.
도 12a를 참고하면, 포일(2)은 보빈(1)에 롤(roll) 형태로 감겨진 상태로 이재될 수 있다. 필름의 경우에도 보빈(1)에 롤 형태로 감겨진 상태로 이재될 수 있다. 보빈(1)은 내부가 빈 원통형 중공 구조로 구성될 수 있고, 보빈(1)의 양 말단은 개방된 중공 말단(1a)일 수 있으며, 이 중공 말단(1a)에 포크 유닛(30)의 포크(33b)가 삽입됨으로써 포크 유닛(30)이 보빈(1)을 척킹할 수 있다.
포일(2)이 감긴 보빈(1)은 박스(3)에 수용(적재)될 수 있다. 박스(3)는 예를 들어 나무로 구성된 우든 박스(wooden box)일 수 있고, 또한 금속, 플라스틱, 종이 재료 등으로도 제작될 수 있다.
도 12b를 참고하면, 박스(3)는 하부의 박스 본체(3a) 및 상부의 박스 커버(3b)로 구성될 수 있다. 박스 본체(3a)는 내부 공간을 갖고 상부가 개방된 육면체 구조를 가질 수 있으며, 박스 커버(3b)는 내부 공간을 갖고 하부가 개방된 육면체 구조를 가질 수 있다. 박스 본체(3a)의 상단에는 보빈(1)이 적치되는 홈이 형성될 수 있다. 포일(2)이 감긴 보빈(1)을 박스 본체(3a)에 적치한 후, 박스 본체(3a)를 박스 커버(3b)로 덮은 다음, 이 포장 박스 상태로 이재될 수 있다.
도면에서, X축은 이재기의 폭 방향 또는 측 방향일 수 있다. Y축은 이재기의 길이 방향 또는 주행 방향일 수 있다. Z축은 이재기의 높이 방향 또는 승강 방향일 수 있다. Y축 전단은 도 1a에서 앞쪽(전방)을 나타내고, Y축 후단은 뒤쪽(후방)을 나타낸다. 도 1b에서는 반대로 앞쪽이 Y축 후단을 나타낸다. 이재의 크기는 특히 제한되지 않고, 적절하게 설정될 수 있으며, 특히 이재기의 길이는 필요에 따라 도면과 달리 매우 길 수 있다.
도 2a 및 2b를 참고하면, 메인 프레임 유닛(10)은 메인 프레임(11), 라이트 커튼 센서(12), 케이블베이어(13), LM 가이드(14), 주행 정위치 센서(15), 주행 리미트 센서(16, 17) 등으로 구성될 수 있다.
메인 프레임(11)은 기본 골격을 형성하는 것으로, 육면체 형태의 입체 구조로 이루어질 수 있고, 대략 이재기 전체 크기에 근접한 크기를 가질 수 있다.
라이트 커튼 센서(12)는 메인 프레임(11)의 측면에 설치되어 하부 유지 보수 시 연동될 수 있다. 라이트 커튼 센서(12)는 메인 프레임(11)의 측면 중에서, 예를 들어 도 2b(측면도)에 도시된 바와 같이, 5군데, 즉 전단에 Z축 방향으로 1개, 전단 쪽 하단에 Y축 방향으로 1개, 중앙 쪽에 Y축 방향으로 1개, 후단 쪽 하단에 Y축 방향으로 1개, 후단에 Z축 방향으로 1개가 각각 설치될 수 있다. 라이트 커튼 센서(12)는 일종의 안전용 센서로서, 작업자 등이 이 센서에 감지되면, 이재기의 작동이 일시적으로 멈출 수 있다.
케이블베이어(13)는 메인 프레임(11)의 상부에 설치되어 케이블을 안내할 수 있다. 케이블베이어(13)는 메인 프레임(11)의 상부에서 양측에 1개씩 Y축 방향으로 설치될 수 있다.
LM 가이드(14)는 메인 프레임(11)의 상부에 설치되고 주행 드라이브 유닛 프레임(21)과 연결되어 주행 드라이브 유닛(20)의 주행 방향을 안내할 수 있다. LM 가이드(14)는 케이블베이어(13)의 양쪽 외측에 1개씩 Y축 방향으로 설치될 수 있고, 주행 드라이브 유닛 프레임(21)의 하부와 연결될 수 있다.
주행 정위치 센서(또는 주행 원점 센서)(15)는 메인 프레임(11)의 상부에 설치되어 주행 드라이브 유닛(20)의 원점 동작 또는 동작 완료를 확인할 수 있다. 주행 정위치 센서(15)는 메인 프레임(11)의 상부에서 중앙에 있는 지지대의 후단 쪽에 설치될 수 있다. 주행 정위치 센서(15)는 말굽 센서일 수 있다.
주행 리미트 센서(16, 17)는 메인 프레임(11)의 상부에 설치되어 주행 드라이브 유닛(20)의 한계 초과 시 알람(alarm)을 발생시키면서 정지시킬 수 있다. 주행 리미트 센서(16, 17)는 주행 후진 리미트 센서(16) 및 주행 전진 리미트 센서(17)로 구성될 수 있고, 이들은 각각 메인 프레임(11)의 상부에서 중앙에 있는 지지대의 후단 쪽 및 전단 쪽에 설치될 수 있다. 주행 리미트 센서(16, 17)는 리밋 스위치(limit switch) 센서일 수 있다.
도 3a, 3b, 3c, 및 3d를 참고하면, 주행 드라이브 유닛(20)은 주행 드라이브 유닛 프레임(21), 주행 모터(22), 승강 모터(23), 랙 잭(24), 승강 가이드 부시(25), 센서 지지대(26), 승강 정위치 센서(27), 승강 리미트 센서(28, 29) 등으로 구성될 수 있다.
주행 드라이브 유닛(20)은 그 자체가 Y축 방향으로 이동할 수 있고, 또한 포크 유닛(30)의 상부에서 포크 유닛(30)과 연결되며, 포크 유닛(30)을 Z축 방향으로 승강시키고 Y축 방향으로 왕복 이동시킬 수 있다.
주행 드라이브 유닛 프레임(21)은 기본 골격을 형성하는 것으로, 직사각형의 판상 구조로 이루어질 수 있고, 그 하부는 메인 프레임 유닛(10)의 LM 가이드(14)와 연결되어 Y축 방향으로 왕복 이동할 수 있다.
주행 모터(22)는 주행 드라이브 유닛 프레임(21)의 상부에 설치되는 Y축 방향 이동용 주행 모터일 수 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 주행 모터(22)의 회전축은 적절한 동력 전달 메커니즘(mechanism)을 통해 한 쌍의 풀리(pulley)(또는 기어(gear)) 중 하나와 연결될 수 있고, 한 쌍의 풀리에는 벨트(belt)(또는 체인(chain))가 감겨져 회전할 수 있으며, 벨트는 주행 드라이브 유닛 프레임(21)과 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 한 쌍의 풀리는 Y축 전단 및 후단 쪽에 각각 배치될 수 있고, 메인 프레임 유닛(10) 등에 고정될 수 있다. 벨트는 Y축 방향으로 길게 배치될 수 있다. 풀리와 벨트의 정-방향 및 역-방향 회전에 의해, 주행 드라이브 유닛 프레임(21)이 Y축 방향으로 왕복 이동할 수 있다. 이러한 풀리와 벨트 메커니즘 이외에, 다른 구동 메커니즘, 예를 들어 실린더와 피스톤(piston)(또는 로드(rod)) 메커니즘, 랙과 피니언(pinion) 메커니즘 등을 이용할 수도 있다.
승강 모터(23)는 주행 드라이브 유닛 프레임의 상부에 설치되는 Z축 방향 이동용 승강 모터일 수 있다. 도 3a를 참고하면, 승강 모터(23)의 회전축은 적절한 동력 전달 메커니즘(벨트/체인, 풀리/기어, 회전축, 감속 기어, 피니언 기어 등)을 통해 랙 잭(24)과 연결될 수 있다.
랙 잭(24)은 주행 드라이브 유닛 프레임(21)에 승강 가능하게 Z축 방향으로 설치되고, 승강 모터(23)의 회전을 직선 운동으로 전환하며, 포크 유닛(30)과 연결되어 포크 유닛(30)을 승강시킬 수 있다. 랙 잭(24)은 랙 기어로서, 피니언 기어와 맞물려서 Z축 방향으로 직선 운동할 수 있다. 랙 잭(24)은 X축 방향 양측에 한 쌍씩 총 4개로 구성될 수 있고, 한 쌍의 랙 잭(24)의 상부는 연결부재를 통해 연결될 수 있다. 랙 잭(24)의 하단은 포크 유닛(30)의 포크 유닛 프레임(31)의 상단과 연결될 수 있다. 도 3에서는 랙 잭(24)이 최대 높이까지 상승한 상태이다.
승강 가이드 부시(25)는 주행 드라이브 유닛 프레임(21)에 설치되고, 이 승강 가이드 부시(25)에 포크 유닛(30)의 승강 가이드 샤프트(38)가 삽입될 수 있다. 승강 가이드 부시(25)는 각 랙 잭(24)의 X축 방향 내측에 인접하게 배치되는 총 4개로 구성될 수 있다.
센서 지지대(26)는 주행 드라이브 유닛 프레임(21)에 Z축 방향으로 설치되고, 이 센서 지지대(26)에 승강 정위치 센서(27) 및 승강 리미트 센서(28, 29)가 부착될 수 있다.
승강 정위치 센서(또는 승강 원점 센서)(27)는 센서 지지대(26)의 상단 쪽에 설치되어 포크 유닛(30)의 원점 동작 또는 동작 완료를 확인할 수 있다. 승강 정위치 센서(27)는 말굽 센서일 수 있다.
승강 리미트 센서(28, 29)는 센서 지지대(26)의 상단 쪽 및 하단 쪽에 설치되어 포크 유닛(30)의 한계 초과 시 알람을 발생시키면서 정지시킬 수 있다. 승강 리미트 센서(28, 29)는 승강 상승 리미트 센서(28) 및 승강 하강 리미트 센서(29)로 구성될 수 있다. 승강 리미트 센서(28, 29)는 리밋 스위치 센서일 수 있다.
도 4a, 4b, 및 4c를 참고하면, 포크 유닛(30)은 포크 유닛 프레임(31), 직교 로봇(32), 포크 암(33a), 포크(33b), 박스 커버 실린더(34a), 박스 감지 센서(35), 거리 센서(36), 척킹 센서(37), 승강 가이드 샤프트(38), 센서 지지대(39a), 승강 원점 센서(39b), 승강 리미트 센서(39c) 등으로 구성될 수 있다.
포크 유닛(30)은 주행 드라이브 유닛(20)의 하부 및 컨베이어 유닛(50)의 상부에 설치되고, 위치 조정된 박스(3)의 커버(3b)를 X축 방향으로 척킹하며, 또한 박스(3)에 적재된 보빈(1)을 X축 방향으로 척킹할 수 있다.
포크 유닛 프레임(31)은 기본 골격을 형성하는 것으로, 직사각형의 판상 구조로 이루어질 수 있고, 그 상단은 주행 드라이브 유닛(20)의 랙 잭(24) 하단과 연결되어 Z축 방향으로 승강 이동할 수 있다.
직교 로봇(32)은 척킹부재의 X축 방향 직선 왕복 이동을 위한 것으로, 포크 유닛 프레임(31) 하부에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 직교 로봇(32)은 보빈(1) 척킹 시 X축 방향 이동용 모터를 구비할 수 있다. 직교 로봇(32)은 포크 유닛 프레임(31)의 X축 방향 양단에 배치되는 2개로 구성될 수 있다.
포크 암(33a)은 양쪽 직교 로봇(32) 하부에 각각 Z축 방향으로 설치되어 포크(33b) 및 박스 커버 실린더(34a) 등을 지지할 수 있다. 포크 암(33a)은 직교 로봇(32)을 따라 X축 방향으로 직선 왕복 이동할 수 있다.
포크(33b)는 양쪽 포크 암(33a)의 하단 내측에 각각 X축 방향으로 설치되어 보빈(1)을 척킹할 수 있다. 포크(33b)는 보빈(1)의 양 말단의 개방된 중공 말단(1a)에 삽입되어 보빈(1)을 척킹할 수 있고, 포크 암(33a)을 따라 X축 방향으로 직선 왕복 이동할 수 있다.
박스 커버 실린더(34a)는 박스 커버(3b) 척킹 시에 X축 방향 이동용 실린더로서, 양쪽 포크 암(33a)의 중간에 각각 X축 방향으로 설치되어 박스 커버(3b)를 척킹할 수 있다. 박스 커버 실린더(34a)는 포크 암(33a)의 외측에 배치되는 실린더 로드(34b), 포크 암(33a)의 내측에 배치되는 커버 푸셔(34c), 및 실린더 로드(34b)와 커버 푸셔(34c)를 연결하는 연결 부재(34d)를 구비할 수 있다. 박스 커버 실린더(34a)는 공압 실린더일 수 있다.
실린더 로드(34b)는 포크 암(33a)의 외측에서 X축 방향으로 직선 왕복 이동하고, 연결 부재(34d)를 통해 실린더 로드(34b)와 연결된 커버 푸셔(34c)는 포크 암(33a)의 내측에서 X축 방향으로 직선 왕복 이동할 수 있다. 따라서, 커버 푸셔(34c)는 포크 암(33a)의 이동과 관계 없이 자체적으로 X축 방향으로 직선 왕복 이동할 수 있다.
도 4에서는 커버 푸셔(34b)가 포크 암(33a)의 내측으로 가장 많이 전진한 상태, 즉 박스 커버(3b)의 척킹 상태를 나타내고, 보빈(1)의 척킹 시에는 포크(33b)의 보빈(1) 척킹을 방해하지 않기 위해 포크 암(33a)과 밀착되도록 후진할 수 있다.
박스 감지 센서(35)는 양쪽 박스 커버 실린더(34a)의 연결 부재(34d) 중 포크 암(33a)의 내측 부위에 설치되어 박스 커버(3b)를 감지할 수 있다. 박스 감지 센서(35)는 박스 커버(3b)의 척킹 시에 포크 유닛(30)의 X축 센터링에 필요하다. 박스 감지 센서(35)는 광전 센서일 수 있다.
거리 센서(36)는 양쪽 포크 암(33a) 내측으로 양쪽 직교 로봇(32) 하부에 설치되어 보빈(1) 및 박스 커버(3b)와의 거리(높이)를 감지하고 승강 높이 오차 여부를 판단할 수 있다. 거리 센서(36)는 박스 커버(3b)의 척킹 및 보빈(1)의 척킹 시에 바코드 리더기와의 연동을 통한 포크 유닛(30)의 Z축 센터링에 필요하다. 거리 센서(36)는 초음파 센서일 수 있다.
척킹 센서(37)는 양쪽 포크 암(33a)의 하단에 설치되어 보빈(1)의 척킹을 감지할 수 있다. 척킹 센서(37)는 보빈(1)의 척킹 시에 포크 유닛(30)의 X축 센터링에 필요하다. 척킹 센서(37)는 근접 센서일 수 있다.
승강 가이드 샤프트(38)는 포크 유닛 프레임(31) 상부에 Z축 방향으로 설치되어 포크 유닛(30)의 승강 시에 가이드 역할을 한다. 4개의 승강 가이드 샤프트(38)가 주행 드라이브 유닛(20)의 4개의 승강 가이드 부시(25)에 각각 삽입될 수 있다.
센서 지지대(승강 DOG 유닛)(39a)는 포크 유닛 프레임(31)의 상부에 Z축 방향으로 설치되고, 이 센서 지지대(39a)에 승강 정위치 센서(39b) 및 승강 리미트 센서(39c)가 부착될 수 있다.
승강 정위치 센서(또는 승강 원점 센서)(39b)는 센서 지지대(39a)의 상단 쪽에 설치되어 포크 유닛(30)의 원점 동작 또는 동작 완료를 확인할 수 있다. 승강 정위치 센서(39b)는 말굽 센서일 수 있다.
승강 리미트 센서(39c)는 센서 지지대(39a)의 상단 쪽 및 하단 쪽에 각각 설치되어 포크 유닛(30)의 한계 초과 시 알람을 발생시키면서 정지시킬 수 있다. 승강 리미트 센서(39c)는 승강 상승 리미트 센서 및 승강 하강 리미트 센서로 구성될 수 있다. 승강 리미트 센서(39c)는 리밋 스위치 센서일 수 있다.
센서 지지대(39a)와 승강 정위치 센서(39b) 및 승강 리미트 센서(39c)는 주행 드라이브 유닛(20)에 센서 지지대(26)와 승강 정위치 센서(27) 및 승강 리미트 센서(28, 29)가 설치되는 경우 생략 가능하다. 즉, 센서 지지대와 승강 정위치 센서 및 승강 리미트 센서는 주행 드라이브 유닛(20) 및 포크 유닛(30) 중 어느 한쪽 유닛에만 설치될 수 있고, 또한 양쪽 유닛 모두에 설치될 수 있다.
도 5a, 5b, 및 5c를 참고하면, 센터링 유닛(40)은 센터링 유닛 프레임(41), Y축 실린더(42), 이동판(43), X축 실린더(44), 박스 푸셔(45), LM 가이드(46), 사이즈 체크 센서(47) 등으로 구성될 수 있다.
센터링 유닛(40)은 컨베이어 유닛(50)의 X축 방향 외측에 설치되어 박스(3)의 위치를 X축 방향 및 Y축 방향으로 조정(센터링, 정렬)할 수 있다. 센터링 순서와 관련하여, 먼저 X축 센터링이 이루어진 후, 그 다음에 Y축 센터링이 이루어질 수 있다.
센터링 유닛 프레임(41)은 기본 골격을 형성하는 것으로, 대략 직사각형의 판상 구조로 이루어질 수 있고, 컨베이어 유닛(50)의 X축 방향 외측 양쪽에 설치될 수 있다.
Y축 실린더(42)는 양쪽 센터링 유닛 프레임(41)에 Y축 방향으로 설치되어 박스 푸셔(45)를 Y축 방향으로 왕복 이동시킬 수 있다. Y축 실린더(42)의 로드는 이동판(43)의 하부와 연결될 수 있다. Y축 실린더(42)는 공압 실린더일 수 있다.
이동판(43)은 양쪽 Y축 실린더(42)의 로드와 연결되어 Y축 방향으로 왕복 이동할 수 있다. 이동판(43)은 직사각형의 판상 구조로 이루어질 수 있고, Y축 실린더(42)의 로드의 말단과 연결될 수 있다. 이동판(43)의 상부에는 X축 실린더(44)가 설치될 수 있다.
X축 실린더(44)는 양쪽 이동판(43)의 상부에 X축 방향으로 설치되어 이동판(43)과 함께 Y축 방향으로 왕복 이동할 수 있다. X축 실린더(44)의 로드는 박스 푸셔(45)와 연결되어 박스 푸셔(45)를 X축 방향으로 이동시킬 수 있다. X축 실린더(44)는 공압 실린더일 수 있다.
박스 푸셔(45)는 Y축 실린더(42) 및 X축 실린더(44)에 의해 Y축 방향 및 X축 방향으로 각각 왕복 이동함으로써, 박스(3)와 접촉하여 박스(3)를 센터링할 수 있다. 박스 푸셔(45)는 X축 방향으로 길게 배치될 수 있고, X축 방향의 외측 말단 쪽은 이동판(43)에 설치된 LM 가이드(46)와 연결될 수 있으며, X축 방향의 내측 말단 중 Y축 전단은 X축 실린더(44)의 로드 말단과 연결될 수 있고, X축 방향의 내측 말단 중 Y축 후단에는 패드가 부착될 수 있다. 도 5에서는 박스 푸셔(45)가 Y축 방향 및 X축 방향으로 각각 가장 전진한 상태이다.
LM 가이드(46)는 양쪽 센터링 유닛 프레임(41) 및 이동판(43)에 각각 설치되어 각 축 방향의 이동을 안내할 수 있다. LM 가이드(46)는 센터링 유닛 프레임(41)에 Y축 방향으로 설치되고 이동판(43)의 하부와 연결될 수 있다. 또한, LM 가이드(46)는 이동판(43)에 X축 방향으로 설치되고 이동판(43)의 상부 및 박스 푸셔(45)의 하부와 각각 연결될 수 있다.
사이즈 체크 센서(47)는 센터링 유닛 프레임(41)의 상부에 설치되어 박스(3)의 사이즈를 확인할 수 있다. 사이즈 체크 센서(47)는 복수 개, 예를 들어 도시된 바와 같이 5개로 구성될 수 있고, 각 센서의 간격은 Y축 후단 쪽으로 갈수록 점점 좁아질 수 있다. 사이즈 체크 센서(47)는 투수광 센서일 수 있다. 사이즈 체크 센서(47)는 적절한 지지수단(브라켓, 지지대 등)에 의해 센터링 유닛 프레임(41)에 지지될 수 있다.
도 6을 참고하면, 컨베이어 유닛(50)은 프리 롤러 레인(51), 박스 스토퍼(52), 화물 정렬 센서(53), 진입 가이드 블록(54), 운반차량 엔드 스토퍼(55) 등으로 구성될 수 있다.
컨베이어 유닛(50)은 박스(3)의 위치 조정 시 사용되는 컨베이어로서, 이재기의 전단 쪽에 설치되어 박스(3)가 처음으로 배치되고 이재가 시작되는 곳이다.
프리 롤러 레인(51)은 박스(3)의 Y축 방향 이동을 위한 것으로, 프리 롤러는 자체적으로 구동되지 않고 외력에 의해 자유롭게 회전할 수 있다. 프리 롤러 레인(51)은 Y축 방향으로 배치되는 복수 개, 예를 들어 도시된 바와 같이 3개의 레인으로 구성될 수 있다. 구체적으로, X축 방향 양단에는 메인 롤러 레인이 배치되고, 중앙에는 메인 롤러 레인보다 폭이 작은 보조 롤러 레인이 배치될 수 있다. 메인 롤러 레인과 보조 롤러 레인 사이의 공간은 운반차량(지게차, 대차 등)이 진입하기 위한 공간일 수 있다. 각 레인(51)에는 복수 개, 예를 들어 도시된 바와 같이 8개의 프리 롤러가 장착될 수 있다.
박스 스토퍼(52)는 박스(3)의 Y축 센터링을 위한 것으로, 프리 롤러 레인(51) 중 양쪽 메인 롤러 레인의 Y축 후단에 설치될 수 있다. 박스 스토퍼(52)는 Z축 방향으로 배치되는 대략 판상의 구조물일 수 있다. 프리 롤러 레인(51)에 배치된 박스가 센터링 유닛(40)에 의해 Y축 방향으로 밀려 박스 스토퍼(52)와 밀착되면서 Y축 센터링이 이루어질 수 있다.
화물 정렬 센서(또는 박스 엔드 센서)(53)는 프리 롤러 레인(51) 중 양쪽 메인 롤러 레인의 Y축 후단에 박스 스토퍼(52)와 인접하게 배치될 수 있고, 박스(3)가 박스 스토퍼(52)에 맞닿게 위치하였는지를 확인할 수 있으며, 즉 적재 화물(박스)의 정렬 여부를 인식할 수 있다. 화물 정렬 센서(53)는 직반사 센서일 수 있다.
진입 가이드 블록(54)은 프리 롤러 레인(51) 중 보조 롤러 레인의 Y축 전단에 설치되어 운반차량(대차 등)의 진입 경로를 안내할 수 있다.
운반차량 엔드 스토퍼(55)는 박스 스토퍼(52)와 인접하게 배치되어 운반차량(지게차 등)과 박스 커버 적치대(90)의 충돌을 방지할 수 있다. 운반차량 엔드 스토퍼(55)는 Z축 방향으로 배치되는 판상의 구조물일 수 있고, 양쪽 박스 스토퍼(52)의 내측에 박스 스토퍼(52)와 동일 선상으로 배치될 수 있다.
도 7a 및 7b를 참고하면, 보빈 적치대(60)는 적치대 프레임(61), 가이드 블록(62), 화물 감지 센서(63), 보빈 감지 센서(64), 운반차량 엔드 스토퍼(65) 등으로 구성될 수 있다.
보빈 적치대(60)는 보빈(1)을 올려 놓는 곳으로, 메인 프레임 유닛(10)의 Y축 후단 쪽에 설치될 수 있다.
적치대 프레임(61)은 기본 골격을 형성하는 것으로, 육면체 형태의 입체 구조로 이루어질 수 있다.
가이드 블록(62)은 적치대 프레임(61)의 상부에 설치되어 보빈(1)의 축 방향 밀림을 방지할 수 있다. 가이드 블록(62)은 적치대 프레임(61)의 상단 중 X축 방향 양단에 각각 Y축 방향으로 배치될 수 있고, 중앙에는 서로 마주보는 2개의 경사면을 포함할 수 있다.
화물 감지 센서(63)는 적치대 프레임(61)의 상부에 설치되어 적치대(60)에서의 적재 화물(보빈) 유무를 판별할 수 있다. 화물 감지 센서(63)는 적치대 프레임(61)의 상단 중 X축 방향 양단에 대각 방향으로 교차하여 배치될 수 있다. 화물 감지 센서(63)는 투수광 센서일 수 있다.
보빈 감지 센서(64)는 가이드 블록(62)에 설치되어 가이드 블록(62)에서의 보빈(1) 유무를 판별할 수 있다. 보빈 감지 센서(64)는 가이드 블록(62)의 Y축 방향 양단에 각각 설치될 수 있다. 보빈 감지 센서(64)는 광전 센서일 수 있다.
운반차량 엔드 스토퍼(65)는 적치대 프레임(61)의 Y축 후단 쪽에 설치되어 운반차량(지게차, 대차 등)과 보빈 적치대(60)의 충돌을 방지할 수 있다. 운반차량 엔드 스토퍼(65)는 Z축 방향으로 배치되는 대략 판상의 구조물일 수 있고, 예를 들어 2개가 설치될 수 있다.
도 8을 참고하면, 커버 어셈블리(70)는 커버 어셈블리 프레임(71), 사다리(72), 안전 도어(73) 등으로 구성될 수 있다.
커버 어셈블리(70)는 메인 프레임 유닛(70)의 상부 및 측면에 설치되는 것으로, 이재기 설비 위쪽 난간, 사다리, 안전 문을 총칭한다.
커버 어셈블리 프레임(71)은 기본 골격을 형성하는 것으로, 육면체 형태의 입체 구조로 이루어질 수 있다.
사다리(72)는 커버 어셈블리 프레임(71)의 측면에 설치되어 상부 유지 보수 시 이동 경로를 제공할 수 있고, 즉 유지 보수 시 이재기 설비 상부로 올라가는 통로일 수 있다.
안전 도어(73)는 커버 어셈블리 프레임(71)의 측면에 그리고 사다리(72) 하부에 설치될 수 있다. 안전 도어(73)의 오픈(open) 시 연동되어 이재기 설비의 작동이 멈출 수 있다.
도 9를 참고하면, 진입 가이드(80)는 진입 가이드 프레임(81), 롤러(82), 패드(83) 등으로 구성될 수 있다.
진입 가이드(80)는 메인 프레임 유닛(10)의 입구 쪽에 설치되어 박스(3)의 투입 시 운반차량(대차 등)의 경로를 안내할 수 있다.
진입 가이드 프레임(81)은 기본 골격을 형성하는 것으로, 입체 구조로 이루어질 수 있다. 진입 가이드 프레임(81)은 Y축 방향으로 양쪽 센터링 유닛(40)의 전단 쪽에 배치될 수 있고, Z축 방향으로 배치되는 판상 구조물 및 이 판상 구조물을 지지하는 지지대를 구비할 수 있다.
롤러(82)는 진입 가이드 프레임(81)의 내부에 Z축 방향으로 설치되어 운반차량(대차 등)과 진입 가이드(80) 간의 마찰을 방지할 수 있다. 롤러(82)는 복수 개, 예를 들어 도면에 도시된 바와 같이 3개로 구성될 수 있다.
패드(83)는 진입 가이드 프레임(81)의 전단 쪽에 설치되어 운반차량(대차 등)과 진입 가이드(80)의 파손을 방지할 수 있다. 패드(83)는 스테인리스 스틸(SUS)로 제작될 수 있다.
도 10을 참고하면, 박스 커버 적치대(90)는 적치대 프레임(91), 센터링 실린더(92), 엔드 브라켓(bracket)(93), 안착 감지 센서(94) 등으로 구성될 수 있다.
박스 커버 적치대(90)는 박스 커버(3b)를 올려 놓는 곳으로, 이재기의 중간 위치, 예를 들어 컨베이어 유닛(50) 및 보빈 적치대(60) 사이에 설치될 수 있다.
적치대 프레임(91)은 기본 골격을 형성하는 것으로, 판상 구조로 이루어질 수 있다.
센터링 실린더(92)는 박스 커버(3b)의 Y축 센터링용 실린더로서, 적치대 프레임(91)의 X축 방향 양단에 설치될 수 있다. 센터링 실린더(92)의 로드의 말단은 X축 방향으로 배치되는 커버 푸셔와 연결될 수 있고, 커버 푸셔는 센터링 실린더(92)에 의해 Y축 방향으로 왕복 이동할 수 있다. 센터링 실린더(92)는 공압 실린더일 수 있다.
엔드 브라켓(93)은 박스 커버(3b)의 Y축 센터링용 스토퍼로서, 적치대 프레임(91)의 Y축 방향 후단에 설치될 수 있고, X축 방향으로 2개가 설치될 수 있다. 엔드 브라켓(93)은 Z축 방향으로 배치되는 판상 구조물일 수 있다. 박스 커버(3b)가 센터링 실린더(92)의 커버 푸셔에 밀려 엔드 브라켓(93)에 밀착되면서 Y축 센터링이 이루어질 수 있다.
안착 감지 센서(94)는 적치대 프레임(91)의 X축 방향 양단에 설치되어 박스 커버(3b)의 정위치를 확인할 수 있다.
도 11을 참고하면, 유지 보수 프레임(100)은 유지 보수 시 모터 거치를 위한 것으로, 메인 프레임 유닛(10)의 상부에 설치될 수 있다. 유지 보수 프레임(100)은 입체 구조로 이루어질 수 있고, 모터(22, 23) 상부에 배치될 수 있다.
바코드 리더기는 보빈(1)을 적재한 박스(3)에 부착된 바코드를 리딩하는 기기로서, 바코드에는 보빈(1) 및 박스(3)의 각종 정보가 저장될 수 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 바코드 리더기는 메인 프레임 유닛(10), 주행 드라이브 유닛(20), 포크 유닛(30), 센터링 유닛(40), 컨베이어 유닛(50), 진입 가이드(80) 중 적절한 위치에 설치될 수 있다.
제어 유닛은 바코드 리더기 및 거리 센서(36)와의 연동을 통한 포크 유닛(30)의 Z축 센터링, 척킹 센서(37)와의 연동을 통한 포크 유닛(30)의 X축 센터링, 포크 유닛(30)의 Z축 승강 및 Y축 이동을 각각 제어함으로써, 보빈(1)의 리프팅(lifting)을 자동으로 제어할 수 있다.
또한, 제어 유닛은 바코드 리더기 및 거리 센서(36)와의 연동을 통한 포크 유닛(30)의 Z축 센터링, 박스 감지 센서(35)와의 연동을 통한 포크 유닛(30)의 X축 센터링, 포크 유닛(30)의 Z축 승강 및 Y축 이동을 각각 제어함으로써, 박스 커버(3b)의 오프닝(opening)을 자동으로 제어할 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 제어 유닛은 메인 프레임 유닛(10) 등과 같은 적절한 장소에 설치될 수 있고, 각 센서와 모터 및 실린더 등과 연결될 수 있다. 또한, 제어 유닛은 연산/처리 장치(CPU, MPU 등), 저장 장치(메모리, 드라이브 등), 입력 장치(키보드, 마우스, 버튼, 스위치 등), 출력 장치(디스플레이, 터치 스크린 등), 통신 장치(랜, 모뎀, 와이파이, 블루투스 등), 회로 기판(메인 보드, 그래픽 카드 등) 등을 구비할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 이재기의 작동 과정을 설명한다.
제1단계는 박스 커버(3b)의 오픈 단계이고, 제2단계는 1차 포장 제거 단계이다. 제1단계는 이재기에 의해 자동으로 수행되고, 제2단계는 작업자에 의해 수동으로 수행될 수 있다.
먼저, 바코드 리더기(BCR)를 통해 박스(3)에 부착된 바코드를 리딩한 후, 박스(3)를 컨베이어 유닛(50)에 투입한다.
다음, 센터링 유닛(40)을 이용하여 박스(3)를 자동으로 센터링하는데, 이때 제어 유닛이 BCR의 리딩 값 및 박스 사이즈 체크 센서(47)와 연동하여 박스(3)의 X축 센터링 및 Y축 센터링을 수행한다.
다음, 포크 유닛(30)의 박스 커버 실린더(34a)와 박스 감지 센서(35) 및 거리 센서(36)를 이용하여 박스 커버(3b)를 자동으로 오픈하는데, 이때 제어 유닛이 BCR의 리딩 값 및 거리 센서(36)와 연동하여 포크 유닛(30)의 Z축 센터링을 수행하고, 또한 박스 감지 센서(35)와 연동하여 X축 센터링을 수행한다. 양쪽 박스 커버 실린더(34a)의 커버 푸셔(34c)가 X축 내측으로 전진하여 박스 커버(3b)를 척킹한다.
다음, 주행 드라이브 유닛(20)을 통해, 포크 유닛(30)이 박스 커버(3b)를 척킹한 상태에서 Z축으로 상승하고 Y축으로 후진한 후, 박스 커버 적치대(90)에서 하강하고 척킹을 해제하여 박스 커버(3b)를 박스 커버 적치대(90)에 적재한다. 박스 커버(3b)의 이동 및 척킹 해제 시에도, 제어 유닛이 거리 센서(36) 및 박스 감지 센서(35)와 연동할 수 있다.
다음, 박스 커버 적치대(90)에서 센터링 실린더(92)를 이용하여 박스 커버(3b)를 Y축으로 센터링한다.
제3단계는 보빈(1)의 척킹 및 이재 단계이고, 제4단계는 작업자 보빈 이송 단계이다. 제3단계는 이재기에 의해 자동으로 수행되고, 제4단계는 작업자에 의해 수동으로 수행될 수 있다.
먼저, 이재부재인 주행 드라이브 유닛(20) 및 포크 유닛(30)이 원점인 컨베이어 유닛(50) 위치로 이동한다.
다음, 포크 유닛(30)의 직교 로봇(32)과 포크(33b) 및 거리 센서(36)와 척킹 센서(37)를 이용하여 보빈(1)을 자동으로 척킹 및 리프팅하는데, 이때 제어 유닛이 BCR의 리딩 값 및 거리 센서(36)와 연동하여 포크 유닛(30)의 Z축 센터링을 수행하고, 또한 척킹 센서(37)와 연동하여 X축 센터링을 수행한다. 포크 유닛(30)의 양쪽 포크(33b)가 X축 내측으로 전진하여 보빈(1)의 중공 말단(1a)에 삽입되면서 보빈(1)을 척킹한다.
다음, 주행 드라이브 유닛(20)을 통해, 포크 유닛(30)이 보빈(1)을 척킹한 상태에서 Z축으로 상승하고 Y축으로 후진한 후, 보빈 적치대(60)에서 하강하고 척킹을 해제하여 보빈(1)을 보빈 적치대(60)에 적재한다. 보빈(1)의 이동 및 척킹 해제 시에도, 제어 유닛이 거리 센서(36) 및 척킹 센서(37)와 연동할 수 있다.
다음, 포크 유닛(30)이 대기 위치인 박스 커버 적치대(90) 위치로 이동한다.
다음, 작업자가 운반차량을 이용하여 보빈 적치대(60)에 적재된 보빈(1)을 이재한다.
제5단계는 박스 커버(3b)의 리턴 단계이고, 제6단계는 공 박스 회수 단계이다. 제5단계는 이재기에 의해 자동으로 수행되고, 제6단계는 작업자에 의해 수동으로 수행될 수 있다.
먼저, 포크 유닛(30)이 이재기의 중간 위치인 박스 커버 위치로 이동한다.
다음, 포크 유닛(30)이, 박스 커버 적치대(90)에서 센터링 실린더(92)를 통해 Y축으로 센터링된 상태의 박스 커버(3b)를, 전술한 방법과 동일하게, Z축 센터링 및 X축 센터링을 통해 척킹한다.
다음, 주행 드라이브 유닛(20)을 통해, 포크 유닛(30)이 박스 커버(3b)를 척킹한 상태에서 Z축으로 상승하고 Y축으로 전진한 후, 컨베이어 유닛(50)에서 하강하고 척킹을 해제하여 박스 커버(3b)를 보빈(1)이 없는 빈 박스 본체(3a)와 재조립한다.
다음, 포크 유닛(30)이 대기 위치인 박스 커버 적치대(90) 위치로 이동한다.
마지막으로, 작업자가 운반차량을 이용하여 컨베이어 유닛(50)에서 재조립된 공 박스(3)를 이재하여 회수한다.
[부호의 설명]
1: 보빈, 1a: 중공 말단, 2: 포일, 3: 박스, 3a: 박스 본체, 3b: 박스 커버, 10: 메인 프레임 유닛, 11: 메인 프레임, 12: 라이트 커튼 센서, 13: 케이블베이어, 14: LM 가이드, 15: 주행 정위치 센서, 16: 주행 후진 리미트 센서, 17: 주행 전진 리미트 센서, 20: 주행 드라이브 유닛, 21: 주행 드라이브 유닛 프레임, 22: 주행 모터, 23: 승강 모터, 24: 랙 잭, 25: 승강 가이드 부시, 26: 센서 지지대, 27: 승강 정위치 센서, 28: 승강 상승 리미트 센서, 29: 승강 하강 리미트 센서, 30: 포크 유닛, 31: 포크 유닛 프레임, 32: 직교 로봇, 33a: 포크 암, 33b: 포크, 34a: 박스 커버 실린더, 34b: 실린더 로드, 34c: 커버 푸셔, 34d: 연결 부재, 35: 박스 감지 센서, 36: 거리 센서, 37: 척킹 센서, 38: 승강 가이드 샤프트, 39a: 센서 지지대, 39b: 승강 원점 센서, 39c: 승강 리미트 센서, 40: 센터링 유닛, 41: 센터링 유닛 프레임, 42: Y축 실린더, 43: 이동판, 44: X축 실린더, 45: 박스 푸셔, 46: LM 가이드, 47: 사이즈 체크 센서, 50: 컨베이어 유닛, 51: 프리 롤러 레인, 52: 박스 스토퍼, 53: 화물 정렬 센서, 54: 진입 가이드 블록, 55: 운반차량 엔드 스토퍼, 60: 보빈 적치대, 61: 적치대 프레임, 62: 가이드 블록, 63: 화물 감지 센서, 64: 보빈 감지 센서, 65: 운반차량 엔드 스토퍼, 70: 커버 어셈블리, 71: 커버 어셈블리 프레임, 72: 사다리, 73: 안전 도어, 80: 진입 가이드, 81: 진입 가이드 프레임, 82: 롤러, 83: 패드, 90: 박스 커버 적치대, 91: 적치대 프레임, 92: 센터링 실린더, 93: 엔드 브라켓, 94: 안착 감지 센서, 100: 유지 보수 프레임

Claims (11)

  1. 원자재가 적재된 보빈을 수용하고 커버를 갖는 박스에 부착된 바코드를 리딩하는 바코드 리더기;
    박스를 올려 놓는 컨베이어 유닛;
    컨베이어 유닛의 외측에 설치되고, 박스의 위치를 폭 방향 또는 측 방향에 해당하는 X축 방향 및 길이 방향 또는 주행 방향에 해당하는 Y축 방향으로 조정하는 센터링 유닛;
    컨베이어 유닛의 상부에 설치되고, 박스의 커버를 X축 방향으로 척킹하며, 커버의 척킹 시에 X축 방향 이동을 위한 박스 커버 실린더, 커버를 감지하는 박스 감지 센서, 및 커버와의 거리를 감지하는 거리 센서를 구비하는 포크 유닛;
    포크 유닛의 상부에서 포크 유닛과 연결되며, 포크 유닛을 높이 방향 또는 승강 방향에 해당하는 Z축 방향으로 승강시키고 Y축 방향으로 이동시키는 주행 드라이브 유닛; 및
    바코드 리더기 및 거리 센서와의 연동을 통한 포크 유닛의 Z축 센터링, 박스 감지 센서와의 연동을 통한 포크 유닛의 X축 센터링, 포크 유닛의 Z축 승강 및 Y축 이동을 각각 제어함으로써, 커버의 오프닝을 자동으로 제어하는 제어 유닛을 포함하는 이재기.
  2. 제1항에 있어서,
    컨베이어 유닛은: 박스의 Y축 방향 이동을 위한 프리 롤러 레인; 박스의 Y축 센터링을 위해 프리 롤러 레인의 Y축 후단에 설치되는 박스 스토퍼; 박스 스토퍼와 인접하게 배치되어 박스가 박스 스토퍼에 맞닿게 위치하였는지를 확인하는 화물 정렬 센서; 프리 롤러 레인의 Y축 전단에 설치되어 운반차량의 진입 경로를 안내하는 진입 가이드 블록; 및 박스 스토퍼와 인접하게 배치되어 운반차량의 충돌을 방지하는 운반차량 엔드 스토퍼를 포함하는 이재기.
  3. 제1항에 있어서,
    센터링 유닛은: 박스의 센터링을 위해 박스와 접촉하는 박스 푸셔; 박스 푸셔와 연결되어 박스 푸셔를 X축 방향으로 이동시키는 X축 실린더; X축 실린더가 설치된 이동판; 이동판과 연결되어 박스 푸셔를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 실린더; 이동판과 연결되어 각 축 방향의 이동을 안내하는 LM 가이드; Y축 실린더가 설치된 센터링 유닛 프레임; 및 센터링 유닛 프레임의 상부에 설치되어 박스 사이즈를 확인하는 사이즈 체크 센서를 포함하는 이재기.
  4. 제1항에 있어서,
    포크 유닛은: 판상 구조의 포크 유닛 프레임; 모터를 구비하고 포크 유닛 프레임 하부에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 직교 로봇; 직교 로봇 하부에 설치되는 포크 암; 포크 암의 하단 내측에 설치되어 보빈을 척킹하는 포크; 포크 암의 외측에 배치되는 실린더 로드, 포크 암의 내측에 배치되는 커버 푸셔, 및 실린더 로드와 커버 푸셔를 연결하는 연결 부재를 구비하는 박스 커버 실린더; 박스 커버 실린더의 연결 부재에 설치되는 박스 감지 센서; 포크 암 내측으로 직교 로봇 하부에 설치되는 거리 센서; 포크 암의 하단에 설치되는 척킹 센서; 포크 유닛 프레임 상부에 설치되는 승강 가이드 샤프트; 포크 유닛 프레임에 상부 쪽으로 설치되는 센서 지지대; 및 센서 지지대에 설치되는 승강 정위치 센서 및 승강 리미트 센서를 포함하는 이재기.
  5. 제4항에 있어서,
    주행 드라이브 유닛은: 판상 구조의 주행 드라이브 유닛 프레임; 주행 드라이브 유닛 프레임의 상부에 설치되는 Y축 방향 이동용 주행 모터; 주행 드라이브 유닛 프레임의 상부에 설치되는 Z축 방향 이동용 승강 모터; 주행 드라이브 유닛 프레임에 승강 가능하게 Z축 방향으로 설치되고, 승강 모터의 회전을 직선 운동으로 전환하며, 포크 유닛과 연결되어 포크 유닛을 승강시키는 랙 잭; 주행 드라이브 유닛 프레임에 설치되고 포크 유닛의 승강 가이드 샤프트가 삽입되는 승강 가이드 부시; 주행 드라이브 유닛 프레임에 Z축 방향으로 설치되는 센서 지지대; 및 센서 지지대에 설치되는 승강 정위치 센서 및 승강 리미트 센서를 포함하는 이재기.
  6. 제5항에 있어서,
    메인 프레임 유닛을 추가로 포함하고;
    메인 프레임 유닛은: 입체 구조의 메인 프레임; 메인 프레임의 측면에 설치되어 하부 유지 보수 시 연동되는 라이트 커튼 센서; 메인 프레임의 상부에 설치되어 케이블을 안내하는 케이블베이어; 메인 프레임의 상부에 설치되고 주행 드라이브 유닛 프레임과 연결되어 주행 드라이브 유닛 프레임의 주행 방향을 안내하는 LM 가이드; 및 메인 프레임의 상부에 설치되는 주행 정위치 센서 및 주행 리미트 센서를 포함하는 이재기.
  7. 제6항에 있어서,
    메인 프레임 유닛의 Y축 후단 쪽에 설치되어 보빈을 올려 놓는 보빈 적치대를 추가로 포함하고;
    보빈 적치대는: 입체 구조의 적치대 프레임; 적치대 프레임의 상부에 설치되어 보빈의 축 방향 밀림을 방지하는 가이드 블록; 적치대 프레임의 상부에 설치되어 적치대에서의 보빈 유무를 판별하는 화물 감지 센서; 가이드 블록에 설치되어 가이드 블록에서의 보빈 유무를 판별하는 보빈 감지 센서; 및 적치대 프레임의 Y축 후단 쪽에 설치되어 운반차량과 적치대의 충돌을 방지하는 운반차량 엔드 스토퍼를 포함하는 이재기.
  8. 제6항에 있어서,
    메인 프레임 유닛의 상부 및 측면에 설치되는 커버 어셈블리를 추가로 포함하고;
    커버 어셈블리는: 입체 구조의 커버 어셈블리 프레임; 커버 어셈블리 프레임의 측면에 설치되어 상부 유지 보수 시 이동 경로를 제공하는 사다리; 및 커버 어셈블리 프레임의 측면에 설치되는 안전 도어를 포함하는 이재기.
  9. 제6항에 있어서,
    메인 프레임 유닛의 입구 쪽에 설치되어 박스 투입 시 운반차량의 경로를 안내하는 진입 가이드를 추가로 포함하고;
    진입 가이드는: 입체 구조의 진입 가이드 프레임; 진입 가이드 프레임의 내부에 Z축 방향으로 설치되어 운반차량과 진입 가이드 간의 마찰을 방지하는 롤러; 및 진입 가이드 프레임의 전단 쪽에 설치되어 운반차량과 진입 가이드의 파손을 방지하는 패드를 포함하는 이재기.
  10. 제6항에 있어서,
    메인 프레임 유닛의 상부에 설치되어 유지 보수 시 모터 거치를 위한 유지 보수 프레임을 추가로 포함하는 이재기.
  11. 제1항에 있어서,
    컨베이어 유닛의 Y축 후단 쪽에 설치되는 박스 커버 적치대를 추가로 포함하고;
    박스 커버 적치대는: 판상 구조의 적치대 프레임; 적치대 프레임의 X축 방향 양단에 설치되어 커버를 Y축 방향으로 센터링하는 센터링 실린더; 적치대 프레임의 Y축 방향 후단에 설치되어 커버의 Y축 센터링에 사용되는 엔드 브라켓; 및 적치대 프레임의 X축 방향 양단에 설치되어 커버의 정위치를 확인하는 안착 감지 센서를 포함하는 이재기.
PCT/KR2023/001696 2022-02-08 2023-02-07 박스 커버의 자동 오프닝 유닛을 포함하는 이재기 WO2023153751A1 (ko)

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US5738484A (en) * 1992-12-03 1998-04-14 Mcneall Engineering Pty. Ltd. Palletiser
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KR20210061488A (ko) * 2019-11-19 2021-05-28 주식회사 씨엔아이 로봇을 이용한 물류 파렛트 적치시스템

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