WO2017073840A1

WO2017073840A1 - 초고속 하이브리드 프레스를 위한 초고속 이송로봇

Info

Publication number: WO2017073840A1
Application number: PCT/KR2015/013864
Authority: WO
Inventors: 이병국
Original assignee: LOFA Corp
Current assignee: LOFA Corp
Priority date: 2015-10-26
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2017-05-04
Anticipated expiration: 2018-04-26
Also published as: KR101616577B1; JP2017080805A; DE102016218524A1; CN106862410A; US20170113431A1

Abstract

본 발명은 프레스 라인의 각 프레스 사이에서 워크피스를 운반하는 역할을 하는 이송로봇에 관한 것으로서, 로봇를 구성하는 암의 구동시 한 곳에만 집중적으로 하중이 가해지는 것을 방지할 수 있어 유지보수의 필요성이 적다는 특징을 갖는다. 상기 이송로봇은, 길이방향이 워크피스의 이송방향과 직각을 이루며 형성되는 수평한 판형의 중심판재, 상기 중심판재의 길이방향 양단부에 각각 힌지결합하는 것으로서 중심판재와 평행한 면상에서 상호 회전하는 다수 개의 암으로 구성되는 한 쌍의 암 유닛, 양단부에 상기 한 쌍의 암 유닛의 각 말단부가 결합하는 워크피스 결합대 및 상기 중심판재를 상하로 이동시키는 상하이동수단을 포함하여 이루어지되; 상기 암 유닛 각각은, 중심판재에 결합하여 제1모터에 의해 회전하는 제1암과 상기 제1암의 말단에 결합하여 제1암이 회전함에 의해 회전하는 제2암으로 구성되고; 상기 중심판재는 상하이동수단을 기준으로 워크피스의 이송방향으로 슬라이딩되는 것을 특징으로 한다.

Description

초고속 하이브리드 프레스를 위한 초고속 이송로봇

본 발명은 판재를 가공하기 위한 프레스 라인의 고속 서보 프레스들 사이에서 워크피스를 운반하는 역할을 하는 이송로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로봇를 구성하는 암의 구동시 한 곳에만 집중적으로 하중이 가해지는 것을 방지할 수 있어 유지보수의 필요성이 적은 초고속 하이브리드 프레스를 위한 초고속 이송로봇에 관한 것이다.

자동차의 차체 등을 성형하기 위한 프레스 라인에서는 차체를 차례대로 성형하기 위하여 차례대로 배열된 각 프레스들 사이에서 워크피스를 이송하는 수단이 필요하다.

이러한 이송수단으로는 크게 로더/언로더 방식과 로봇 방식이 있다.

로더/언로더 방식에 의한 이송수단은, 상류측 프레스에 설치된 로더, 하류측 프레스에 설치된 언로더 및 상기 로더와 언로더 사이의 대차 등으로 이루어져, 대차 등을 설치할 수 있는 공간이 필요하므로 프레스 라인이 대형화되는 문제가 있다.

일본 특허 제4402013의 '워크 반송 정치'와 같은 로봇 방식의 이송수단은 로더/언로더 방식에서와 같은 대차가 필요하지 않으므로 프레스 라인이 대형화되는 것을 방지할 수 있으나, 로봇의 암이 동일한 구간 내에서 반복해서 작동하면서 한 곳에만 집중적인 하중이 가해지므로 유지보수의 측면에서 불리하다는 문제점을 가진다.

(선행기술문헌)

(1) 한국특허등록 KR10-0878652 B1

(2) 한국실용등록 KR20-0427931 Y1

(3) 일본특허등록 JP4402013 B2

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 로봇 방식으로 이루어져 프레스 라인이 대형화되는 것을 방지할 수 있으면서도 로봇을 구성하는 암의 구동시 한 곳에만 집중적으로 하중이 가해지는 것을 방지할 수 있어 유지보수의 측면에서도 유리한 초고속 하이브리드 프레스를 위한 초고속 이송로봇을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 프레스 라인의 일 프레스에서 타 프레스로 워크피스를 이송하는 로봇에 있어서, 길이방향이 워크피스의 이송방향과 직각을 이루며 형성되는 수평한 판형의 중심판재, 상기 중심판재의 길이방향 양단부에 각각 힌지결합하는 것으로서 중심판재와 평행한 면상에서 상호 회전하는 다수 개의 암으로 구성되는 한 쌍의 암 유닛, 양단부에 상기 한 쌍의 암 유닛의 각 말단부가 결합하는 워크피스 결합대 및 상기 중심판재를 상하로 이동시키는 상하이동수단을 포함하여 이루어지되; 상기 암 유닛 각각은, 중심판재에 결합하여 제1모터에 의해 회전하는 제1암과 상기 제1암의 말단에 결합하여 제1암이 회전함에 의해 회전하는 제2암으로 구성되고; 상기 중심판재는 상하이동수단을 기준으로 워크피스의 이송방향으로 슬라이딩되는 것을 특징으로 하는 초고속 하이브리드 프레스를 위한 초고속 이송로봇이 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 중심판재의 슬라이딩된 위치와 암 유닛의 각도를 상호 종속적으로 조절하여 암 유닛의 말단이 일정한 지점에서 정지하도록 하는 위치제어수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초고속 하이브리드 프레스를 위한 초고속 이송로봇이 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 상하이동수단을 기준으로 중심판재를 워크피스의 이송방향으로 기울어지게 하는 제1틸팅수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초고속 하이브리드 프레스를 위한 초고속 이송로봇이 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 워크피스 결합대는, 한 쌍의 암 유닛과 결합하는 연결부와 상기 연결부에 평행하게 접합되되 제2틸팅수단에 의해 연결부를 기준으로 워크피스의 이송방향으로 기울어질 수 있는 워크피스 결합부로 구성되는 것을 특징으로 하는 초고속 하이브리드 프레스를 위한 초고속 이송로봇이 제공된다.

본 발명에 의한 이송로봇은 워크피스를 이송하면서 가속도가 클 때 중심판재가 슬라이딩 되므로 이송시 움직이는 암 유닛과 고정되는 부분의 접합부에서 발생하는 충격을 완화할 수 있고 한 곳에만 반복적으로 충격이 가해지는 것을 방지할 수 있으므로 내구성이 우수하다.

위치제어수단은 중심판재가 슬라이딩 되더라도 워크피스 이송의 정확도는 저하되지 않도록 해준다.

제1틸팅수단 및 제2틸팅수단은 이송로봇이 워크피스를 용이하면서도 안정적으로 이송할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 의한 이송로봇의 정면도이다.

도 2는 상기 이송로봇의 평면도이다.

도 3은 상기 이송로봇이 프레스 라인에 설치된 모습이다.

도 4는 상기 이송로봇이 작동하는 방법에 관한 설명도이다.

도 5는 상기 이송로봇의 위치제어수단에 관한 설명도이다.

도 6은 상기 이송로봇의 제1·2틸팅수단에 관한 설명도이다.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

1 : 프레스 라인 10 : 이송로봇

20 : 프레스 100 : 중심판재

200 : 암 유닛 210 : 제1암

220 : 제2암 230 : 제1모터

300 : 워크피스 결합대 310 : 연결부

320 : 워크피스 결합부 400 : 상하이동수단

500 : 제1틸팅수단 600 : 제2틸팅수단

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 도면을 참고하여 자세하게 설명한다.

본 발명은 판재 가공을 위한 초고속 하이브리드 프레스 라인의 일 프레스에서 타 프레스로 워크피스를 이송하는 역할을 하는 로봇에 관한 것으로서, 로봇이 구동될 때에 한 곳에만 집중적인 하중이 반복적으로 가해지는 것을 방지할 수 있어 유지보수의 측면에서 유리하다는 특징을 갖는다.

도 1에는 본 발명에 의한 이송로봇(10)의 정면도가 도시되어 있고, 도 2에는 상기 이송로봇(10)의 평면도가 도시되어 있다. 상기 도면들은 워크피스의 이송방향을 이송로봇(10)의 전후방향으로 하였을 때를 기준으로 한 것이다.

상기 이송로봇(10)은, 크게 중심판재(100), 한 쌍의 암 유닛(200), 워크피스 결합대(300) 및 상하이동수단(400)을 포함하여 이루어진다.

상기 중심판재(100)는 이송로봇(10)의 각 부분들을 연결하는 역할을 하는 것으로서 그 길이방향이 워크피스의 이송방향과 직각을 이루도록 배치된다.

한 쌍의 암 유닛(200)(arm unit)은 상기 중심판재(100)의 길이방향 양단부에 힌지결합한다. 각각의 암 유닛(200)은 중심판재(100)에 힌지결합하는 제1암(210)과 상기 제1암(210)의 말단에 결합하는 제2암(220)으로 구성된다. 제1암(210)은 제1암(210)과 중심판재(100)의 힌지결합 축 상에 위치한 제1모터(230)에 의해 회전하고, 제2암(220)은 상기 제1암(210)이 회전함에 의해 함께 회전한다. 제1모터(230)와 직접적으로 연결되어 있지 않은 제2암(220)을 제어할 수 있도록 제1모터(230)의 축과 제2암(220)의 회전축은 타이밍벨트 등을 통해 결합하는 것이 바람직하다.

상기 워크피스 결합대(300)는 그 양단부가, 각 암 유닛(200)의 말단부, 보다 정확하게는 제2암(220)의 말단부와 결합하여 제2암(220)의 말단을 연결하는 형상을 취하며, 이송하고자 하는 워크피스와 결합한 후 일 프레스에서 다른 프레스로의 워크피스 이송이 완료되면 워크피스와 분리된다.

워크피스 결합대(300)의 하부에는 다수 개의 흡착판(330)을 형성하여 워크피스의 이송시 워크피스가 워크피스 결합대(300)에 견고하게 고정되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 중심판재(100)는 상하이동수단(400)에 의해 상하로 이동하는데 이때 중심판재(100)와 함께 암 유닛(200) 등이 함께 상하로 한다. 상하이동수단(400)은 워크피스를 운반하는 중에는 중심판재(100)를 상부로 이동시켜 워크피스와 프레스(20)가 닿지 않도록 해주고, 다른 프레스(20)에 워크피스를 놓을 때에는 중심판재(100)를 하부로 이동시켜 워크피스를 프레스 상에 안정적으로 놓을 수 있도록 해준다.

상기 상하이동수단(400)은 도 1 등에 도시되어 있는 것과 같이 중심판재(100)와 결합하는 수직막대(410)와 상기 수직막대(410)를 상하로 이동시키는 제2모터(420) 등으로 구성된다. 제2모터(420)의 회전운동을 수직막대(410)의 상하운동으로 바꾸어 줄 수 있도록, 제2모터(420)의 회전축에는 피니언이 형성되고 수직막대(410)에는 랙이 형성되는 것이 바람직하다.

도 3에는 상기 이송로봇(10)이 프레스 라인(1)에 설치된 모습이 도시되어 있으며, 도 4에는 이송로봇(10)이 작동하는 모습이 도시되어 있다. 프레스 라인(1)은 도 3에 도시되어 있는 것보다 더 많은 수의 프레스(20)를 구비할 수 있음은 당연하다.

상기 이송로봇(10)은 도 4에 도시되어 있는 것과 같이 암 유닛(200)의 제1·2암(210, 220)이 이루는 각도를 변화시키면서 워크피스를 직선으로 이동시키기 때문에 워크피스를 빠르게 이송할 수 있으며 제1·2암(210, 220)이 완전히 겹쳐진 상태에서 이송로봇(10)이 차지하는 공간이 작아 프레스 라인이 대형화되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 이송로봇(10)은, 중심판재(100)가 상하이동수단(400)을 기준으로 워크피스의 이송방향으로 슬라이딩된다는 특징을 갖는다.

이송로봇(10)이 작동할 때, 특히 워크피스와 결합된 상태의 이송로봇(10)이 움직이다가 멈출 때에는 가속도에 의해 암 유닛(200)과 중심판재(100)의 접합부에 충격이 가해지게 되는데, 슬라이딩 가능한 중심판재(100)는 이송로봇(10)의 속도가 크게 변화할 때 슬라이딩 되면서 충격을 완화하고 한 곳에만 반복적으로 충격이 가해지는 것을 방지한다. 따라서 집중하중에 의해 암 유닛(200)과 중심판재(100)의 접합부가 파손될 가능성이 줄어들므로 유지보수의 필요성이 줄어들게 된다.

도 1에 도시되어 있는 것과 같이 중심판재(100)와 상하이동수단(400) 중 하나에는 워크피스의 이송방향으로 레일(R)이 형성되고 나머지 하나에는 레일홈(G)이 형성되어 슬라이딩의 경로가 된다.

슬라이딩 경로의 양단부에는 코일 스프링과 같은 탄성부재를 두어 충격 완화의 효과를 보다 크게 할 수 있다.

본 발명에 의한 이송로봇(10)은, 상기 중심판재(100)의 슬라이딩된 위치와 암 유닛(200)의 각도를 상호 종속적으로 조절하는 위치제어수단(미도시)을 더 구비할 수 있다. 도 5에는 상기 위치제어수단에 관한 설명도가 도시되어 있다.

상기 위치제어수단은 중심판재(100)가 슬라이딩 가능하게 형성됨에 의해 워크피스 결합대(300)가 매번 다른 곳에 위치하게 되어 워크피스 이송의 정확도가 저하되는 것을 방지한다. 즉, 도 5의 (a)에 도시되어 있는 것과 같이 중심판재(100)가 워크피스의 위치(W)와 상대적으로 가까운 곳에서 멈추었을 때에는 암 유닛(200)의 제1·2암(210, 220)이 이루는 각도(α)를 작게 하고, 도 5의 (b)에 도시되어 있는 것과 같이 중심판재(100)가 워크피스의 위치(W)와 상대적으로 먼 곳에 멈추었을 때에는 암 유닛(200)의 제1·2암(210, 220)이 이루는 각도(α')를 크게 하여 워크피스 결합대(300)가 항상 같은 곳에 위치하도록 해준다.

상기 이송로봇(10)은, 상하이동수단(400)을 기준으로 중심판재(100)를 워크피스의 이송방향으로 기울어지게 하는 제1틸팅수단(500)을 더 구비할 수 있다. 도 6의 (a)에는 상기 제1틸팅수단(500)에 관한 설명도가 도시되어 있다.

제1틸팅수단(500)이 중심판재(100)를 기울어지게 함에 의해 암 유닛(200)을 통해 중심판재(100)와 결합하는 워크피스 결합대(300)는 상하로 움직이는 것이 가능하다. 이러한 제1틸팅수단(500)은, 워크피스를 운반하는 중에는 워크피스를 상부로 이동시키고 다른 프레스(20)에 워크피스를 놓을 때에는 워크피스를 하부로 이동시킴으로써 상하이동수단(400)과 유사한 작용을 한다.

제1틸팅수단(500)은 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 상하이동수단(400)에 고정되는 제1핀홀부(510), 중심판재(100)에 고정되고 상기 제1핀홀부(510)와 핀결합하는 제2핀홀부(520) 및 모터본체(531)가 제1핀홀부(510)에 고정되고 모터축(532)이 제2핀홀부(520)에 고정되는 제3모터(530)로 이루어져, 제3모터(530)가 작동함에 의해 모터축에 고정된 중심판재(100)가 기울어지게 된다.

상기 이송로봇(10)이 제1틸팅수단(500)을 더 구비할 때에는 워크피스의 이송시 상하이동수단(400)을 매번 작동시키지 않고, 이송하는 워크피스의 규격이 달라지는 등 워크피스 결합대(300)의 높이가 크게 달라져야할 필요가 있는 경우에만 작동시킬 수도 있다.

상기 워크피스 결합대(300)는, 한 쌍의 암 유닛(200)과 결합하는 연결부(310)와 상기 연결부(310)에 평행하게 접합되되 제2틸팅수단(600)에 의해 연결부(310)를 기준으로 워크피스의 이송방향으로 기울어질 수 있는 워크피스 결합부(320)로 구성될 수 있다. 도 6의 (b)에는 상기 제2틸팅수단(600)에 관한 설명도가 도시되어 있다.

제2틸팅수단(600)에 의해 기울어지는 것이 가능한 워크피스 결합부(320)는 일정하지 않은 형상의 워크피스를 운반할 때 워크피스가 안정적인 각도를 이루도록 기울여 어느 일측으로 워크피스의 하중이 쏠리지 않도록 한다. 그리고 제1틸팅수단(500)과 함께 구성되는 경우에는, 중심판재(100)가 기울어져 워크피스 결합대(300) 전체가 기울어지더라도 제2틸팅수단(600)에 의해 워크피스를 안정적인 각도로 유지해줄 수 있다.

제2틸팅수단(600)으로는 연결부(310)에 고정되는 모터본체(610)와 워크피스 결합부(320)에 고정되는 모터축(620)으로 이루어지는 제4모터가 있을 수 있다.

본 발명에 의한 이송로봇(10)은 상기와 같은 구성들 외에도 암 유닛(200)의 각도, 각도 변화, 상하이동수단(400)의 작동에 의한 중심판재(100) 등의 높이 및 제1·2틸팅수단(599, 600)에 의한 암 유닛(200) 등의 기울어진 각도를 자동으로 조절해주는 제어수단을 더 구비할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 도면을 참고하여 설명하였으나, 청구범위의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자가 본 발명을 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것이며, 이 또한 청구범위의 기재에 따라 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

본 발명은 판재를 가공하기 위한 프레스 라인의 고속 서보 프레스들 사이에서 워크피스를 운반하는 역할을 하는 이송로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로봇를 구성하는 암의 구동시 한 곳에만 집중적으로 하중이 가해지는 것을 방지할 수 있어 유지보수의 필요성이 적은 초고속 하이브리드 프레스를 위한 초고속 이송로봇에 이용 가능하다

Claims

프레스 라인의 일 프레스에서 타 프레스로 워크피스를 이송하는 로봇에 있어서,

길이방향이 워크피스의 이송방향과 직각을 이루며 형성되는 수평한 판형의 중심판재(100), 상기 중심판재(100)의 길이방향 양단부에 각각 힌지결합하는 것으로서 중심판재(100)와 평행한 면상에서 상호 회전하는 다수 개의 암으로 구성되는 한 쌍의 암 유닛(200), 양단부에 상기 한 쌍의 암 유닛(200)의 각 말단부가 결합하는 워크피스 결합대(300) 및 상기 중심판재(100)를 상하로 이동시키는 상하이동수단(400)을 포함하여 이루어지되;

상기 암 유닛(200) 각각은, 중심판재(100)에 결합하여 제1모터(230)에 의해 회전하는 제1암(210)과 상기 제1암(210)의 말단에 결합하여 제1암(210)이 회전함에 의해 회전하는 제2암(220)으로 구성되고;

상기 중심판재(100)는 상하이동수단(400)을 기준으로 워크피스의 이송방향으로 슬라이딩되는 것을 특징으로 하는 초고속 하이브리드 프레스를 위한 초고속 이송로봇.
제1항에 있어서,

상기 중심판재(100)의 슬라이딩된 위치와 암 유닛(200)의 각도를 상호 종속적으로 조절하여 암 유닛(200)의 말단이 일정한 지점에서 정지하도록 하는 위치제어수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초고속 하이브리드 프레스를 위한 초고속 이송로봇.
제1항에 있어서,

상기 상하이동수단(400)을 기준으로 중심판재(100)를 워크피스의 이송방향으로 기울어지게 하는 제1틸팅수단(500)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 초고속 하이브리드 프레스를 위한 초고속 이송로봇.
제1항에 있어서,

상기 워크피스 결합대(300)는, 한 쌍의 암 유닛(200)과 결합하는 연결부(310)와 상기 연결부(310)에 평행하게 접합되되 제2틸팅수단(600)에 의해 연결부(310)를 기준으로 워크피스의 이송방향으로 기울어질 수 있는 워크피스 결합부(320)로 구성되는 것을 특징으로 하는 초고속 하이브리드 프레스를 위한 초고속 이송로봇.