KR970006957Y1 - 자동취출장치의 자세 제어장치 - Google Patents

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Description

자동취출장치의 자세 제어장치

제1도는 일반적인 자동취출 장치의 구성을 보이는 개략적인 사시도

제2도는 종래의 자세 제어장치의 구성과 문제점을 보이는 측면도들

제3도는 본 고안 자세 제어장치의 구성을 보이는 측면도

제4도는 본 고안 자세 제어장치의 작동을 보이는 순차적 측면도들

제5도는 본 고안 자세 제어장치의 바람직한 구성을 보이는 측면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

Fz : z축 프레임(또는 그 아암)1 : 액튜에이터(actuator)

2,2' : 힌지레버(hinge lever)3,3' : 구동레버

4 : 힌지핀(hinge pin)5 : 링크(link)

본 고안은 성형금형으로부터 성형물을 취출(取出)해내는 자동취출장치에 관한 것으로, 특히 성형물의 파지(chucking)를 제어하는 자세제어 장치에 관한 것이다.

사출성형의 자동화를 위해 성형금형으로부터 성형품을 자동으로 취출하는 취출로보트등의 자동취출장치는 제1도에 도시된 바와 같이 성형금형의 고정형(D1)상에 설치되어 있는데, 가동형(D2)이 열리면 성형품을 성형금형으로부터 취출해내어 이송 컨베이어(C) 등으로 낙하시키도록 되어 있다.

자동취출장치는 성형금형에 교차하는 방향(X축 방향)으로 연장되는 x축 프레임 또는 주 프레임(main frame:Fx)과, 이 주 프레임(Fx)을 따라 x축 방향으로 이동되는 좌우 캐리지(左右 carriage:Kx)와, 좌우 캐리지(Kx)에 설치된 y축 프레임(Fy)을 따라 y축 방향으로 전후진하게 되는 전후진 캐리지(Ky)를 구비한다.

전후진 캐리지(Ky)상에는 z축 방향으로 승강하는 z축 프레임(Fz)이 설치되고 그 선단에는 자세제어부(L)를 통해 척판 또는 지지판(chuck plate: P)이 설치된다. 지지판(P)에는 취출될 성형품의 파지(chucking)를 위한 진공패드등 적절한 파지수단이 구비된다.

이와 같은 자동취출장치의 각 구성부를 x, y, z축을 따라 이동시키기 위해 각 축방향으로 구동수단들이 각각 구비되는데, 좌우 캐리지(Kx) 상에는 주프레임(Fx) 상의 이동을 위한 구동모터(Mx)가, y축프레임(Fy)과 전후진 캐리지(Ky)간에는 유압 또는 공압실린더등의 전후진 액튜에이터(Ay)가, 그리고 전후진 캐리지(Ky) 상에는 승강 액튜에이터(Az)가 각각 구비되어 있다.

이들 구동모터(Mx)와 각 액튜에이터(Ay,Az)는 각각 선형 구동수단들이므로 다른 선형 구동 수단들, 예를 들어 랙-피니언 기구나 볼 스크류등 여러가지로 다양한 구성이 가능하다.

나머지 부호 Sy, Sz는 스트로크(stroke) 단부에서의 충격을 완화시키고 위한 쇽업서버(shock absorber)들이며, Ty 및 Tz는 이들에 대한 접촉판 또는 접촉봉들이다.

여기서 자세제어부(L)는 지지판(P)에 설치되는 파지수단에 의한 성형물의 파지 또는 해제시의 자세를 제어하기 위한 것으로, 일반적으로 제2도에 도시된 바와 같은 구성이 사용되고 있었다.

제2도에서, z축 프레임(Fz)에는 자세제어부(L)를 통해 파지수단의 지지판(P)이 설치되는데, 이 지지판(P)은 제2도 (가)의 상태로 도시되지 않은 성형물을 파지하여 이송 컨베이어(C)상에 제2도 (나)와 같이 90° 전환된 자세로 낙하시키게 된다. 이를 위해 지지판(P)은 그 일측의 힌지레버(12)가 z축 프레임(Fz)의 일측에 힌지(hinge) 결합되고, 이 힌지레버(12)와 별도의 구동레버(13)가 액튜에이터(actuator : 11)의 작동로드(11a) 선단에 힌지 결합되어 있다.

제2도 (가)와 같은 상태에 있던 지지판(P)은 액튜에이터(11)의 작동로드(11a)가 축퇴(retraction)됨에 따라 제2도(나)와 같은 상태로 90° 자세전환(점선상태는 그 자세전환의 중간과정으로 45°상태를 도시함)을 하게 되는데, 이때 지지판(P)은 z축 프레임(Fz)의 선단에 결합된 힌지레버(12)의 힌지핀(hinge pin : 14)을 중심으로 회전하게 된다.

이때 작동로드(11a) 선단에 힌지결합된 구동레버(13)도 소정의 원호(arc)상의 경로를 따라 회전하게 되므로 작동로드(11)가 직선운동 상태를 유지하기 위해서는 부득이 액튜에이터(11)의 후단도 힌지핀(10)를 통해 z축 프레임(Fz)에 힌지결합할 수 밖에 없게 된다.

즉 종래의 자세제어부(L)에 있어서는 구동 수단인 액튜에이터(11) 자체가 z축 프레임(Fz)에 대해 자유롭게 회전될 수 있도록 결합되므로 지지판의 정확한 자세 제어가 어려우며, 자동취출장치의 이동과 정지시의 충격 및 진동에 따라 지지판(P)이 유동되게 되어 성형품의 파지에 많은 시간이 지연되고 파지에러(chucking error)가 자주 발생되는 문제가 있었다.

이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 본 고안의 목적은 구동수단을 고정시킨 상태로 지지판의 자세를 제어할 수 있도록 함으로써 파지 상태의 유동이나 취출지연이 발생되지 않는 자세제어장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 고안에 의한 자동취출장치의 자세 제어장치는 z축 프레임 또는 그 아암의 하단에 힌지 결합되는 힌지 레버와, 액튜에이터의 작동로드에 결합되는 구동레버를 지지판에 구비하는 자동취출장치의 자세제어 장치에 있어서, 작동로드의 선단과 구동레버의 선단에 각각 양단이 힌지 결합되는 링크(link)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성에 의하면 지지판 및 구동레버의 회전 운동과 작동로드의 직선운동간의 변위(displacement) 차이를 링크가 보상하게 되므로 액튜에이터는 z축 프레임에 고정될 수 있고, 이에 따라 지지판이 유동이 없어 신속하고 정확한 성형품의 파지가 가능하게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

제3도에서, z축 프레임(Fz) 또는 그 아암의 하단 일측에는 지지판(P)의 일측으로부터 연장되는 힌지레버(2)가 힌지핀(4)으로 힌지 결합된다. 한편 지지판(P)의 타측에는 구동레버(3)가 연장되고, z축 프레임(Fz)에는 액튜에이터(1)가 설치되는데, 본 고안의 특징에 따라 구동레버(3)의 선단과 액튜에이터(1)의 작동로드(1a)선단에는 양단이 이들에 힌지결합되는 링크(5)가 구비된다. 지지판(P)에는 취출될 성형품의 형태와 크기에 따라 적절한 파지수단, 예를들어 척판(6)상에 배열된 복수의 진공패드(vaccum pad : 7)들이 필요에 따라 선택적으로 결합된다.

이와 같은 링크(5)의 구비에 의해 액튜에이터(1)가 z축 프레임(Fz)에 고정되어도 지지판(P)의 회전, 즉 자세 제어가 가능하게 된다. 이 링크(5)의 원리와 작용은 제1도 및 제3도 내지 제4도를 통한 이하의 작동설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

즉 제1도에서 고정형(D1)과 가동형(D2) 사이에 성형수지가 주입되어 성형품의 성형이 완료되고 나면 가동형(D2)이 고정형(D1)으로부터 분리되어 성형금형이 형개(型開)된다. 그러면, z축 프레임(Fz)이 하강하여 가동형(D2)과 고정형(D1) 사이로 진입하고, 다시 전후진 캐리지(Ky)가 도면의 좌측으로 전진함으로써 지지판(P)상의 파지수단, 즉, 진공패드(7)가 도시되지 않은 성형품에 접촉한다. 그러면 진공패드(7)에 부압(負壓)이 인가되어 성형품을 파지한된 전후진 캐리지(Ky)가 후퇴하고 z축 프레임(Fz)이 상승한다. 이 상태에서 좌우 캐리지(Ky)가 이동하여 파지된 성형품을 이송 컨베이어(C) 또는 스프루(sprue)와 스크랩(scrap)들을 절단하거나 정리하는 작업대상으로 이송한다.

여기까지 자세제어장치는 지지판(P)을 제3도의 상태로 유지해 주는 바, 이송 컨베이어(C) 또는 작업대상에 도달하면 도시되지 않은 솔레노이드 밸브(solenoid valve) 등의 제어밸브가 개방되어 액튜에이터(1)의 작동로드(1a)를 축퇴(retraction)시키게 된다.

그러면 지지판(P)은 제4도 (가)의 상태, 즉 45° 전환된 상태를 거쳐 제4도 (나)와 같이 90°자세전환 한 뒤, z축 프레임(Fz)을 하강시키고 진공패드(7)의 부압을 해제함으로써 성형품을 이송 컨베이어(C) 또는 작업대상에 언로딩(unloading)시키게 된다.

이 과정에서 지지판(P)은 힌지 레버(2)가 결합된 힌지핀(4)을 중심으로 회전하게 되는데, 이 지지판(P) 및 구동레버(3)의 회전운동과 직선방향으로 축퇴되는 작동로드(1a)의 직선운동간의 변위차이를 링크(5)가 구동레버(3)와 작동로드(1a)의 선단간에서 회전하며 보상하게 된다. 이러한 운동 변위 차이를 기하학적으로 보상하는 링크(5)의 작용은 특히 제4도 (가)에서 잘 알 수 있다.

이와 같이 링크(5)가 직선운동과 회전운동간의 변위차이를 보상하게 되므로 본 고안에 있어서는 액튜에이터(1)가 z축 프레임(Fz)에 완전히 고정될 수 있다. 이에 따라 지지판(P) 및 이에 고정된 파지수단의 정확한 자세 제어가 가능하게 되고 이동이나 정지시의 유동이 없게 되어 신속하고 정확한 작동이 가능하게 된다.

뿐만 아니라 액튜에이터(1)의 작동스트로크도 종래에 비해 현저히 작아지게 되며 지지판(P)의 회전에 대한 축력(軸力)도 작아지게 되므로, 액튜에이터는 소형 경량이며 소용량인 박형(薄形) 실린더등을 사용할 수 있게 된다.

이상에서 본 고안 자세제어 장치를 한 특정한 실시예를 통해 설명하였으나, 이는 단순히 예시의 목적일 뿐 본 고안을 제한하는 것은 아니다. 당업계에 통상적인 지식을 가지는 전문가라면 본 고안 범위내에서 여러가지 변형이 가능한 바, 예를 들어 제5도의 실시예에서는 액튜에이터(1)를 z축 프레임(Fz) 또는 그 아암의 단부에 고정하고 지지판(P)은 이 액튜에이터(1)에 설치된 대략 "L" 자형의 지지브라켓(8)에 힌지핀(4)으로 결합되도록 되어 있다.

한편 힌지레버(2')와 구동레버(3')는 한 몸체로 된 레버 브라켓(9)에 돌출된 형태로 형성되어 있다. 이와 같은 구성은 자세제어 장치가 z축 프레임(Fz)의 중심선과 동축(同軸)으로 구성되므로 파지수단의 균형있는 제어에 특히 유리하다.

이와 같이 본 고안은 자동취출장치의 신속하고 정확한 작동을 보장하여 성형 생산성의 향상에 큰 효과가 있다.

Claims (5)

1. z축 프레임 또는 그 아암에 힌지레버로 힌지 결합되어 파지수단을 지지하는 지지판과, 이 지지판의 구동레버에 힌지 결합된 작동로드를 가지는 액튜에이터를 구비하는 자동취출장치의 자세제어 장치에 있어서,

   상기 구동 레버(3,3')와 상기 액튜에이터(1)의 작동 로드(1a)의 단부에 그 양단이 힌지 결합된 링크(5)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동취출장치의 자세 제어장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 액튜에이터(1)가 상기 z축 프레임(Fz) 또는 그 아암에 대해 고정설치되는 것을 특징으로 하는 자동취출장치의 자세 제어장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 액튜에이터(1)가 상기 z축 프레임(Fz) 또는 그 아암의 단부에 동축으로 설치되는 것을 특징으로 하는 자동취출장치의 자세 제어장치.
4. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 힌지레버(2,2')가 상기 액튜에이터(1)에 설치된 대략 "L"자형의 지지브라켓(8)에 힌지 결합되는 것을 특징으로 하는 자동취출장치의 자세 제어장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 힌지레버(2')와 구동레버(3')가 한 몸체로 된 레버몸체(9)에 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 자동취출장치의 자세 제어장치.