KR101435911B1

KR101435911B1 - 실린더의 밸런서를 포함하는 리프터

Info

Publication number: KR101435911B1
Application number: KR1020140058836A
Authority: KR
Inventors: 곽상원; 김진현
Original assignee: (주)티보텍
Priority date: 2014-05-16
Filing date: 2014-05-16
Publication date: 2014-09-01

Abstract

본 발명은 실린더의 밸런서를 포함하는 리프터에 관한 것으로, 한 쌍의 승강어셈블리, 상기 승강어셈블리를 지지하는 지지프레임, 상기 승강어셈블리의 상부를 연결하는 연결체를 포함하는 리프터를 구성하며, 상기 각각의 승강어셈블리는 지지체, 이송케이스, 실린더, 수직이동수단으로 구성하되, 상기 지지체는 상기 지지프레임에 대해 수직으로 세워 설치되고, 수직이동수단은 상하 방향으로 위치하는 스크류와 그 스크류를 따라 이동하는 너트블록, 상기 스크류를 이동하는 모터로 구성하며, 이송케이스 내부는 상하로 관통되고, 그 이송케이스 상부에는 탑커버가 설치되며, 상기 이송케이스 내부에 실린더가 위치되어, 실린더 헤드는 아래쪽 지지프레임에 고정되고, 상부의 실린더 로드는 탑커버 밖으로 돌출되어 탑커버에 고정하며, 상기 지지체와 이송케이스 사이는 리니어 모션 가이드와 수직이동수단이 위치 및 설치되어, 이송케이스가 지지체에 대해 상하로 슬라이딩하는 승강 어셈블리는 거리를 두고 한 쌍을 마주보게 구성하고, 승강어셈블리의 각 탑커버를 연결하는 연결체를 구성하여, 수직이동수단에 의해 이송케이스, 탑커버 및 연결체를 승강하며, 실린더에 의해 모터의 부하를 줄이고, 밸런스를 유지하여, 작동의 정확성을 가지는 것이다.

Description

실린더의 밸런서를 포함하는 리프터{the lifter with balancer of air cylinder}

일반적으로, 기계 가공, 제조 공정 등에서는 일련의 과정에서 소재(재료, 제품)는 주로 컨베이어를 따라 이동하면서 이루어지지만, 이러한 과정에서 소재를 한 공정에서 기계로의 공급하거나, 공정을 거친 소재를 제거하거나, 또는, 다음 공정으로의 공급 등과 같이 소재를 운반하는 과정이 필요하며, 이렇게 소재의 운반을 위해서는 다양한 트랜스퍼 로봇이 개발되었다.

이러한 트랜스퍼 로봇은 공정에 필요한 기계의 특성에 따라, 수직 이동 공정(승강 이동 공정), 수평 이동 공정, 회전 이동 공정 등을 포함하여, 한 공정에 필요한 소재를 신속하면서 정확하게 운반해야한다.

예를 들어, 국내특허등록 제1149952호에는, 판 모양의 워크를 수평으로 유지하는 워크 지지 수단과, 상기 워크 지지 수단을 수평 직선 이동 경로를 따라 이동시키는 직선 이동 기구를 구비한 트랜스퍼 로봇에 있어서, 상기 워크 지지 수단에는, 상기 워크의 하면을 지지해서 해당 워크를 소정 방향으로 이동시키기 위한 복수의 롤러가 상기 워크 지지 수단의 상면으로부터 상방측으로 나온 상태이면서, 상기 수평 직선 이동 경로를 따라서 간격을 두고 설치되어 있음과 동시에, 상기 복수의 롤러를 회전시키는 회전 구동 기구가 설치된 구조의 트랜스퍼 로봇에 대한 내용이 게시되어 있다.

또한, 상기 예시한 등록특허의 트랜스퍼 로봇에 포함되는 직선 이동 기구로는, 첫 번째로, 다수의 조인트에 의해 암이 연결되고, 조인트가 모터에 의해 회전하여, 직선 이동, 승강 이동 및 회전 이동이 이루어지도록 하는 방법이 있고, 두 번째로, 레일을 이용한 수평 직선 이동하며, 래크기어에 연결된 승강모터에 의한 승강 이동하고, 승강기구가 고정 베이스에 대해서 연직축 주위에 회전 가능하게 장착되어 회전 이동이 가능하도록 하는 구조의 트랜스퍼 로봇에 대한 예시가 게시되어 있다.

그러나 앞서 예시한 등록특허의 트랜스퍼 로봇에서, 직선 이동 기구의 첫 번째 예시를 보면, 조인트에 의해 암이 적절한 각도를 가지며, 이에 따라, 소재(판소재) 등이 하중이 큰 경우에는, 워크 지지 수단으로 소재가 운반되는 과정에서, 암의 변형이나 조인트를 작동하는 모터의 과부하로, 수평 방향의 운반 및 수직 방향의 정확성이 떨어지는 등이 발생할 우려가 있었으며, 더욱이, 직선 이동 기구는 수평, 승강, 회전에 따른 적절한 공간(거리)을 발생하면서 워크 지지 수단의 거리가 멀어짐에 따라, 전체적인 밸런스가 맞지 않아서, 직선 이동 기구에 속한 모터의 부하 발생과 및 암의 변형 또는 암의 변형을 더욱 유발하는 요인이 되며, 또, 다수개의 암이 다수개의 조인트로 연결되어 수평, 승강, 회전 등이 동시에 움직이는 공간과 워크 지지 수단이 차지하는 공간이 많이 차지하는 문제점이 있다.

그리고 앞서 예시한 등록특허의 트랜스퍼 로봇에서, 직선 이동 기구의 두 번째 예시를 보면, 워크 지지 수단은 직선 이동 기구에 의해서 회전 이동, 수직 상향 이동, 수평 직선 이동을 하게 되지만, 직선 이동과 승강 이동은 모터를 동력으로 한 래크 기어를 사용하고 있는데, 래크 기어의 사용은 운반 거리가 길어질수록, 매끄럽지 못하고, 운반 시간이 많이 소요되는 문제점이 있는데, 특히, 직선 운반 거리가 길어질수록, 전체적인 밸런스가 맞지 않으며, 소재(판소재)의 하중에 의해서 가이드레일 등이 변형 또는 파손될 우려가 크고, 이에 따라 시간이 지나면서 매끄럽지 못한 운반과 정확하지 못한 운반이 발생하는 문제점이 있었으며, 또한, 회전운송수단은 트랜스퍼 로봇의 제일 하부에 위치되어, 소재와 트랜스퍼 로봇의 하중을 지지하면서 회전하게 되므로 많은 부하가 발생하여 부정확한 작동이 발생할 우려가 있었다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자, 한 쌍의 승강어셈블리, 상기 승강어셈블리를 지지하는 지지프레임, 상기 승강어셈블리의 상부를 연결하는 연결체를 포함하는 리프터를 구성하며, 상기 각각의 승강어셈블리는 지지체, 이송케이스, 실린더, 수직이동수단으로 구성하되, 상기 지지체는 상기 지지프레임에 대해 수직으로 세워 설치되고, 수직이동수단은 상하 방향으로 위치하는 스크류와 그 스크류를 따라 이동하는 너트블록, 상기 스크류를 이동하는 모터로 구성하며, 이송케이스 내부는 상하로 관통되고, 그 이송케이스 상부에는 탑커버가 설치되며, 상기 이송케이스 내부에 실린더가 위치되어, 실린더 헤드는 아래쪽 지지프레임에 고정되고, 상부의 실린더 로드는 탑커버 밖으로 돌출되어 탑커버에 고정하며, 상기 지지체와 이송케이스 사이는 리니어 모션 가이드와 수직이동수단이 위치 및 설치되어, 이송케이스가 지지체에 대해 상하로 슬라이딩하는 승강 어셈블리는 거리를 두고 한 쌍을 마주보게 구성하고, 승강어셈블리의 각 탑커버를 연결하는 연결체를 구성하여, 수직이동수단에 의해 이송케이스, 탑커버 및 연결체를 승강하며, 실린더에 의해 모터의 부하를 줄이고, 밸런스를 유지하여, 작동의 정확성을 가지도록 한다.

이와 같이 본 발명은, 한 쌍의 승강어셈블리, 상기 승강어셈블리를 지지하는 지지프레임, 상기 승강어셈블리의 상부를 연결하는 연결체를 포함하는 리프터를 구성하며, 상기 각각의 승강어셈블리는 지지체, 이송케이스, 실린더, 수직이동수단으로 구성하되, 상기 지지체는 상기 지지프레임에 대해 수직으로 세워 설치되고, 수직이동수단은 상하 방향으로 위치하는 스크류와 그 스크류를 따라 이동하는 너트블록, 상기 스크류를 이동하는 모터로 구성하며, 이송케이스 내부는 상하로 관통되고, 그 이송케이스 상부에는 탑커버가 설치되며, 상기 이송케이스 내부에 실린더가 위치되어, 실린더 헤드는 아래쪽 지지프레임에 고정되고, 상부의 실린더 로드는 탑커버 밖으로 돌출되어 탑커버에 고정하며, 상기 지지체와 이송케이스 사이는 리니어 모션 가이드와 수직이동수단이 위치 및 설치되어, 이송케이스가 지지체에 대해 상하로 슬라이딩하는 승강 어셈블리는 거리를 두고 한 쌍을 마주보게 구성하고, 승강어셈블리의 각 탑커버를 연결하는 연결체를 구성하여, 수직이동수단에 의해 이송케이스, 탑커버 및 연결체를 승강하며, 실린더에 의해 모터의 부하를 줄이고, 밸런스를 유지하여, 작동의 정확성을 가지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 리프터의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 리프터의 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 리프터의 분해사시도.
도 4의 (A)와 (B)는 본 발명에 따른 리프터의 정면도와 연결체가 상승된 상태의 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 리프터의 측면도.

본 발명에 따른 리프터를 도1 내지 도5를 참고하여 설명하면,리프터는 지지프레임(100), 한 쌍의 승강어셈블리, 연결체(300)를 포함하여 구성하며, 먼저, 지지프레임(100)은 적절한 면적의 프레임으로 구성하고, 지지프레임(100)은 다수개의 다리(110)에 의해 지지되는데, 지지프레임(100)은 후에 설명하는 승강어셈블리(200)(200′)를 지지하기 위한 것으로, 지지프레임(100)에는 리프터의 구성품, 정확하게는 승강어셈블리(200)(200′)의 고정을 위한 관통공을 다수개 형성하고, 도4에 도시한 바와 같이, 각 다리(110)는 볼트 및 너트가 구성되어, 판의 수평을 맞출 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

우선, 승강어셈블리(200)(200′)는 지지체(210), 이송케이스(220), 실린더(230), 수직이동수단 등이 포함되어 구성하며, 도1 및 도3에 도시한 바와 같이, 지지체(210)는 지지프레임(100)에 대해 수직으로 세워 설치 되며, 지지체(210)는 적절한 면적과 높이를 가지고, 이 지지체(210)는 리프터의 구성품의 고정을 위한 관통공을 다수개 형성하고, 리프터의 구성품의 설치 및 간섭을 피하기 관통홀을 다수개 형성한다.

또, 도3에 도시한 바와 같이, 이송케이스(220)는 상하로 길이가 긴 육면체의 형상이고, 상하로 관통된 구조로, 저면에는 댐퍼 겸용의 스토퍼(221)를 구성하고, 상부는 플랜지(222)가 일체로 구성되며, 이 플랜지(222)에는 탑커버(223)가 결합되는데, 그 탑커버(223)에는 조립을 위한 관통공을 다수개 형성하며, 이송케이스(220) 측면에는 승강판(240)이 일체로 조립되며, 승강판(240)에는 조립을 위한 관통공이 다수개 형성한다.

그리고 도1 및 도4에 도시한 바와 같이, 실린더(230)는 통상의 실린더(230)(공압 실린더)로 구성하며, 실린더(230)의 튜브의 직경 및 길이는 이송케이스(220)의 내부에 포함되도록 구성된다.

그래서 도2 내지 도4에 도시한 바와 같이, 지지체(210)의 일면에 이송케이스(220)가 상하로 슬라이딩 되도록 결합하고, 그 이송케이스(220) 내부에는 실린더(230)를 위치하는데, 지지체(210)와 이송케이스(220) 사이에는 리니어 모션 가이드가 설치되며, 더욱 자세하게는, 지지체(210)의 일면에 레일(250)을 세로로 설치하고, 그와 마주하는 승강판(240)에는 LM블록(251)(리니어 모션 블록, 레일을 타고 이동하는 블록)을 설치하며, 이송케이스(220) 내부 아래쪽에는 실린더(230)의 헤드가 지지프레임(100)에 브라켓(231)에 의해 고정되고, 실린더(230)의 로드는 탑커버(223) 밖으로 돌출되어, 너트(232)로 고정되며, 실린더(230)로는 압축 공기를 공급할 수 있는 공압 장치를 연결하며, 실린더(230)의 작동으로, 실린더(230)는 지지프레임(100)에 고정된 상태에서, 실린더(230)의 로드는 수직 행정에 따라 이송케이스(220)와 같이 이동하게 된다.

그리고 도3에 도시한 바와 같이, 수직이동수단은 스크류(260)와, 그 스크류(260)에 조립되어 이동하는 너트블록(261), 상기 스크류(260)를 회전하는 모터(262)로 구성되는데, 스크류(260)는 지지체(210)와 이송케이스(220) 사이에 세로로 설치되되, 스크류(260)의 양단은 베어링을 포함하는 블록(260a)(260b)에 의해 지지체(210)에 고정되도록 설치되고, 그 스크류(260)의 일단으로는 모터(262)에 의해 회전력을 전달하는데, 스크류(260)와 모터(262)를 일직선으로 설치하기보다는, 도1 및 도3에 도시한 바와 같이, 스크류(260)와 모터(262)를 좌우로 평행하게 설치하고, 동력전달수단(풀리와 벨트, 기어, 체인과 스프라켓 등, 도면에서는 풀리(263)를 도시하고 있다)을 통해 모터(262)의 회전력을 스크류(260)로 전달하면 컴팩트한 구조를 가지며, 스크류(260)에 조립된 너트블록(261)은 승강판(240)에 고정되어, 모터(262)의 회전 및 역회전으로, 너트블록(261)의 이동으로 승강판(240) 및 이 승강판(240)에 고정된 이송케이스(220)가 지지체(210)에 대해서 수직 상하 방향으로 슬라이딩할 수 있다.

참고로, 상기 모터(262)는 회전과 역회전이 가능하고, 일반적인 모터, 기어드모터, 스테핑 모터, 서보 모터 중에서 선택하여 사용하며, 필요에 따라, 모터(262)에는 감속기가 연결되어 구성하고, 그 모터(262)를 설치하기 위해서 브라켓(262a)이 보조적으로 필요하며, 또한, 지지체(210)와 이송케이스(220) 사이와의 공간확보를 위해서 레일가이드(252)를 설치하는데, 레일가이드(252)는 레일(250)의 길이, 폭 및 수직이송수단의 크기를 고려한 사이즈로 형성하고, 레일가이드(252)에는 길이 방향을 따라 레일(250)이 안착할 수 있는 홈을 형성하여, 지지체(210)에, 레일가이드(252)와 레일(250)이 순차적으로 위치 및 조립하고, 이송케이스(220)와 지지체(210) 사이에 수직이동수단이 위치되어, 스크류(260)와 모터(262) 사이에 지지체(210)가 위치된다.

이렇게 지지프레임(100), 이송케이스(220), 실린더(230), 수직이동수단으로 승강어셈블리(200)(200′)를 구성하고, 이렇게 구성된 승강어셈블리(200)(200′)는, 도1 및 도4에 도시한 바와 같이, 지지프레임(100)에 설치되어 구성하되, 지지프레임(100)에 하나의 승강어셈블리(200)를 구성하고, 그 이동케이스 맞은편에 같은 제원의 다른 하나의 승강어셈블리(200′)를 서로 마주보도록 구성하는데, 이렇게 지지프레임(100)에 한 쌍의 승강어셈블리(200)(200′)가 서로 마주보게 구성한다.

다음으로, 도4 및 도5에 도시한 바와 같이, 연결체(300)는 상기 각각의 승강어셈블리(200)(200′)의 탑커버(223)를 연결하는 것이고, 그리퍼(400)는 연결체(300)에 설치되어, 제품을 집거나 잡고, 다시 제품을 놓을 수 있는 것으로, 그리퍼(400)는 제품의 종류에 따라 다양하게 구성할 수 있으며, 연결체(300)는 별도로 구성하거나, 또는, 한 쌍의 승강어셈블리(200)(200′)에 구성하는 두 개의 탑커버(223)를 하나로 일체화하여 구성할 수 있다.

이렇게 구성하는 리프터는 각 모터(262)의 작동으로 각각의 승강어셈블리(200)(200′)의 너트블록(261)은 스크류(260)를 따라 이동하면서 승강하며, 상기 너트블록(261)의 승강으로, 너트블록(261)에 고정된 이송케이스(220)와 이 이송케이스(220)에 고정된 탑커버(223), 탑커버(223)에 고정된 연결체(300)까지 승강할 수 있으며, 이러한 구조에 의해, 연결체(300)의 제품을 원하는 높이로 운송하고, 다시 원래 위치로 복귀하며, 이때 실린더(230)가 같이 움직이면서 흔들림을 방지하여 밸런스를 유지하는 밸런서의 역할하기 때문에, 실린더(230)의 밸런서는 리프터의 승강 과정에서 각 모터(262)의 부하를 줄이는 큰 효과를 가지며, 따라서 연결체(300) 위에 무거운 물건이 있거나, 또는, 좌우로 균형이 불균형한 물건이 있더라도, 실린더(230)의 밸런서 의해서 이송케이스(220)가 수직 상부로 이동할 때, 이송 불량이나 오작동 등의 문제를 방지하는 특징이 있다.

아울러, 이러한 리프터는 앞서 설명한 바와 같이, 그대로 상하 운송을 담당하며, 필요에 따라, 도5에 도시한 바와 같이, 연결체(300)에 제품을 옮기기 위한 그리퍼(400)를 추가 설치한다.

또한, 리프터의 연결체(300)에 통상의 회전 운송 수단을 구비하면, 제품을 승강 이동 및 회전 이동으로 제품을 운송하고 복귀할 수 있으며, 또한, 리프터의 연결체(300)에 통상의 수평 운송 수단을 구비하면, 승강 이동 및 수평 이동으로 제품을 이송할 수 있으며, 또, 리프터의 연결체(300)에 통상의 회전 운송 수단과 수평 이동 운송 수단을 모두 구비하면, 어떠한 위치의 제품도 원하는 곳으로 제품을 이송하고 복귀할 수 있는 특징이 있다.

예를 들어, 도1, 도2, 도4 및 도5에는 리프터의 연결체(300)에 수평 운송 수단을 적용한 것을 보여주는데, 연결체(300)는 그 양쪽으로 측벽을 마주보게 구성하여, 연결체(300)의 단면이 하부가 트인‘ㄷ’자의 단면을 가지거나, 또는 내부가 비고 양쪽이 트인 ‘ㅁ’자의 단면을 가지도록 구성하고, 연결체(300)의 내측에는 이동바(500)를 구성하는데, 이 이동바(500)는 연결체(300)보다 길어서 연결체(300)의 길이 방향 양쪽으로 돌출되게 구성하고, 이동바(500)의 양쪽에는 이동박스(510)가 일체로 구성한다.

그리고 연결체(300)의 양단에 모터(520)(회전, 역회전이 가능한 모터, 서보모터 등)을 각각 구성하고, 그 모터(520)의 각 축에는 이동바(500)의 내측, 정확하게는 이동박스(510) 내부로 둘출되며, 모터(520)의 축과 이동박스(510)는 동력전달수단에 의해 연결된다.

동력수단의 예로는, 모터(520)의 축에 피니언기어를 구성하고, 이동박스(510)에는 랙을 설치하여, 모터(520)의 피니언기어가 랙과 결합하면, 모터(520)의 작동으로 이동바(500)가 이동하면서 이동바(500)의 수평 직선 방향으로 왕복 이동 가능하다.

이렇게 본 발명에 따른 리프트는 실린더의 밸런서에 의해 흔들림이나 오작동 없이 승강 왕복 이동이 가능하고, 또한, 리프트에 회전 운송 수단이나 수평 운송 수단을 설치하여, 원하는 위치에 제품을 운송할 수 있는 특징이 있다.

100 : 지지프레임 110 :다리
200, 200′ : 승강어셈블리 210 : 지지체
220 : 이송케이스 221 : 스토퍼
222 : 플랜지 223 : 탑커버
230 : 실린더 231 : 브라켓
232 : 너트 240 : 승강판
250 : 레일 251 : LM블록
252 : 레일가이드 260 : 스크류
260a, 260b : 블록 261 : 너트블록
262 : 모터 262a : 브라켓
263 : 풀리 300 :연결체
400 : 그리퍼 500 : 이동바
510 : 이동박스 520 : 모터

Claims

제품을 수직 상하 방향으로 운송 및 복귀하는 리프터에 있어서,
리프터는 한 쌍의 승강어셈블리, 상기 승강어셈블리를 지지하는 지지프레임, 상기 승강어셈블리의 상부를 연결하는 연결체로 구성하고,
상기 각각의 승강어셈블리는 지지체, 이송케이스, 실린더, 수직이동수단으로 구성하되,
상기 지지체는 상기 지지프레임에 대해 수직으로 세워설치되고,
수직이동수단은 상하 방향으로 위치하는 스크류와 그 스크류를 따라 이동하는 너트블록, 상기 스크류를 이동하는 모터로 구성하며,
이송케이스 내부는 상하로 관통되고, 그 이송케이스 상부에는 탑커버가 설치되며, 상기 이송케이스 내부에 실린더가 위치되어, 실린더 헤드는 아래쪽 지지프레임에 고정되고, 상부의 실린더 로드는 탑커버 밖으로 돌출되어 탑커버에 고정하며,
상기 지지체와 이송케이스 사이는 리니어 모션 가이드와 수직이동수단이 위치 및 설치되어, 이송케이스가 지지체에 대해 상하로 슬라이딩하는 승강 어셈블리는 거리를 두고 한 쌍을 마주보게 구성하고,
승강어셈블리의 각 탑커버를 연결하는 연결체를 구성하여,
수직이동수단에 의해 이송케이스, 탑커버 및 연결체를 승강하며, 실린더에 의해 모터의 부하를 줄이고, 밸런스를 유지하여, 작동의 정확성을 가짐을 특징으로 하는 실린더의 밸런서를 포함하는 리프터.
제 1항에 있어서,
상기 이송케이스 하부에는 스토퍼를 구성하고,
상기 지지프레임에는 다수개의 다리가 구비되고, 각 다리는 높이 조절이 가능함을 특징으로 하는 리프터.