KR101760733B1 - 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선반에 소재를 로딩 및 언로딩하기 위한 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치는 제1 척 및 상기 제1 척과 서로 직교하는 제2 척을 포함하는 척부; 상기 척부를 회전 시켜 상기 제1 척은 제1 방향 또는 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 향하도록 하고, 상기 제2 척은 상기 제2 방향 또는 상기 제2 방향과 직교하고 상기 제1 방향에 반대되는 제3 방향을 향하도록 하는 회전부; 및 상기 회전부와 결합되어 상기 척부를 선반의 스핀들 척 앞으로 이송시키는 이송부를 포함한다. 본 발명에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치는 피가공물을는 2차원의 이동 만으로 피가공물을 로딩하고 언로딩할 수 있어, 가공 제품의 양산성을 높이고, 불량률을 낮출 수 있다. 또한 장치의 이동을 2차원으로 최소화하여 생산 공장의 공간을 효율적으로 이용할 수 있다.

Description

선반 소재 로딩 및 언로딩 장치{Loading and unloading apparatus for lathe}

본 발명은 선반에 소재를 로딩 및 언로딩하기 위한 장치에 관한 것이다.

기계 공업의 기초가 되는 공작 기계는 일반적으로는 기계 공작의 기초가 되는 절삭·연삭 공정 과정에서 칩을 내면서 금속 등의 재료를 가공하여 필요한 모양을 만들어 내는 기계를 말한다.

이러한 공작 기계 중 절삭 공정을 위한 선반, 밀링머신, 드릴링 머신 등은 피가공물을 소정의 모양으로 깎아내기 위하여 커터를 사용하여, 피가공물 또는 커터를 회전시키거나 왕복 운동시켜 강제적으로 절삭가공한다.

공작기계 중 대표적인 선반은 공작물을 주축에 의해 회전되는 척에 클램핑한 후, 이를 회전시키며 가공 공구로 목적하는 형상을 깎아 피가공물을 가공하게 된다. 이러한 선반도 기계동력으로 선반을 운전하면서, 변환기어 등을 사용하여 사람의 손으로 피가공물을 깎아 오던 방식에서 생산 공장들의 자동화에 따라 자동으로 피가공물을 가공하기 위한 수치제어(Numerical Control; NC) 방식으로 점차 발전되어 왔다.

지속적인 개발의 결과로 현재의 수치제어선반은 컴퓨터와 연동하여 제품을 가공하는 컴퓨터 수치제어(computerized numerical control; CNC)선반이 개발되었다.

다만, 이러한 CNC 선반의 경우 절상 공정은 자동화로 이루어질 수 있으나 피가공물의 로딩 및 언로딩 과정에서는 사람이 직접 가공물을 로딩하고 언로딩해야하는 공정이 요구되었다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 가공물을 자동으로 로딩, 언로딩하는 장치들이 개발되고 있으며, 선행문헌(한국 공개특허 공보 10-2015-0011601(공개일 2015.02.02)은 반전회전을 통한 가공물과 피가공물을 자동으로 로딩, 언로딩하는 장치를 제안하고 있다.

다만, 이러한 선행문헌의 경우 피가공물의 가공을 위해 피가공물을 상하좌우로 이동하여 로딩척에 클램핑하여야하며, 피가공물을 스핀들 척에 클램핑하는데 상하좌우로 이동하여야 한다. 또한, 가공물의 언로딩에도 상술한 복잡한 이동공정을 행함에 따라 가공물의 손상이나 불량 가능성이 증가하는 문제가 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치는 피가공물의 고정 이후에는 2차원의 이동 만으로 피가공물을 로딩하고 언로딩할 수 있는 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 일반적인 선반의 경우 한번에 하나의 면 만을 가공할 수 있으므로 자동으로 가공물의 방향을 가공되지 않은 면이 노출되도록 전환하고 이를 통해 양면 가공될 수 있도록 선반에 주입할 수 있는 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치는 제1 척 및 상기 제1 척과 서로 직교하는 제2 척을 포함하는 척부; 상기 척부를 회전 시켜 상기 제1 척은 제1 방향 또는 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 향하도록 하고, 상기 제2 척은 상기 제2 방향 또는 상기 제2 방향과 직교하고 상기 제1 방향에 반대되는 제3 방향을 향하도록 하는 회전부; 및 상기 회전부와 결합되어 상기 척부를 선반의 스핀들 척 앞으로 이송시키는 이송부를 포함한다.

상기 이송부는 상기 제1 척이 상기 제1 방향에서 가공전 소재를 로딩하면 상기 척부를 상기 스핀들 척 앞으로 이송하고, 상기 제2 척은 상기 스핀들 척에서 가공된 소재를 상기 제2 방향에서 로딩하는 것이 바람직하다.

상기 제2 척이 상기 가공된 소재를 로딩하면 상기 회전부는 상기 제1 척이 상기 제2 방향을 향하도록 상기 척부를 직각 회전시키고, 상기 제1 척은 상기 가공전 소재를 상기 스핀들 척으로 언로딩하는 것이 바람직하다.

상기 이송부는 상기 제1 척이 상기 가공전 소재를 상기 스핀들 척으로 언로딩하면 상기 척부를 원위치로 복귀시키고, 상기 제2 척은 상기 가공된 소재를 상기 제3 방향에서 언로딩하는 것이 바람직하다.

상기 제2 척이 상기 가공된 소재를 언로딩하면 상기 회전부는 상기 제1 척이 상기 제1 방향을 향하도록 상기 척부를 직각 회전 시키고, 상기 가공전 소재는 상기 제1 방향에서 상기 제1 척에 로딩되는 것이 바람직하다.

상기 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치는, 가공전 소재를 상기 제1 방향에서 상기 제1 척에 로딩하기 위한 소재 로딩 수단; 및 가공된 소재를 상기 제3 방향에서 상기 제2 척에서 언로딩하기 위한 소재 언로딩 수단을 더 포함한다.

상기 소재 로딩 수단은 수평면을 기준으로 x축 방향 및 z축 방향으로 운동하여 상기 소재를 로딩하고, 상기 소재 언로딩 수단은 z축 방향으로 운동하여 상기 소재를 언로딩하는 것이 바람직하다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치는 가공전 소재를 로딩하는 제1 척 및 상기 제1 척과 서로 직교하고 1차 가공된 소재를 로딩하는 제2 척을 포함하는 제1 척부; 상기 제2 척으로부터 1차 가공된 소재를 로딩하는 제3 척 및 상기 제3 척과 서로 직교하고 2차 가공된 소재를 로딩하는 제4 척을 포함하는 제2 척부; 상기 제1 척부를 회전 및 이송시키는 제1 이송부; 및 상기 제2 척부를 회전 및 이송시키는 제2 이송부를 포함한다.

상기 제1 척은 제1 방향에서 상기 가공전 소재를 로딩하고, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향에서 상기 가공전 소재를 상기 1차 가공을 위하여 언로딩하는 것이 바람직하다.

상기 제2 척은 상기 제2 방향에서 상기 1차 가공된 소재를 로딩하고, 상기 제2 방향에 반대되는 제3 방향에서 상기 1차 가공된 소재를 상기 2차 가공을 위하여 언로딩하는 것이 바람직하다.

상기 제3 척은 상기 제2 방향에서 상기 1차 가공된 소재를 상기 제2 척에서 로딩하고, 상기 1차 가공된 소재를 상기 2차 가공을 위하여 언로딩하는 것이 바람직하다.

상기 제4 척은 상기 제2 방향에서 상기 2차 가공된 소재를 로딩하고, 상기 제1 방향에 반대되는 제4 방향에서 상기 2차 가공된 소재를 언로딩하는 것이 바람직하다.

상기 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치는, 상기 가공전 소재를 상기 제1 방향에서 상기 제1 척에 로딩하기 위한 소재 로딩 수단; 및 상기 2차 가공된 소재를 상기 제4 방향에서 상기 제4 척에서 언로딩하기 위한 소재 언로딩 수단을 더 포함한다.

상기 소재 로딩 수단은 수평면을 기준으로 x축 방향 및 z축 방향으로 운동하여 상기 소재를 로딩하고, 상기 소재 언로딩 수단은 z축 방향으로 운동하여 상기 소재를 언로딩하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치는 피가공물을는 2차원의 이동 만으로 피가공물을 로딩하고 언로딩할 수 있어, 가공 제품의 양산성을 높이고, 불량률을 낮출 수 있다. 또한 장치의 이동을 2차원으로 최소화하여 생산 공장의 공간을 효율적으로 이용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치를 조합하여 단면이 가공된 가공물을 자동으로 반대면의 가공이 되도록 고정하고 CNC 선반에 로딩하여 양면 가공이 자동으로 이루어질 수 있도록 한다.

나아가, 복수의 가공 공정을 위하여 수평 레일을 연장하고, 일렬로 나열된 복수의 선반에 대하여 순차적으로 가공물을 주입하고 피가공물을 회수할 수 있도록 하여 공정의 효율성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치를 나타내는 예시도이다.
도 2 내지 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치의 동작을 나타내는 예시도이다.
도 7 내지 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치를 나타내는 예시도이다.

이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시 되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이외같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.

또한, 발명을 설명함에 있어서 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치를 나타내는 도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치는 로딩 되는 소재의 정렬을 위한 소재 정렬부(300), 가공전 소재를 클램핑 하여 선반 이송 수단(100)의 척에 로딩하기 위한 소재 로딩 수단(220), 소재를 선반(1000)에 이송하기 위한 선반 이송 수단(100), 제어를 위한 제어부(400) 및 기타 하우징부(500)로 구성될 수 있다.

소재 정렬부(300)는 일렬로 나열된 소재(10)를 밀어서 차례로 이송시킨다. 즉 소재는 선입선출에 따라 점차 앞으로 이동하고, 소재 로딩 수단은 제일 앞에 위치한 소재를 척으로 클램핑 하여 선반 이송 수단(100)에 언로딩한다.

소재 로딩 수단(220)은 피스톤 운동(230)을 통하여 좌우 상하로 움직일 수 있다. 본 실시예에 따르면 수평면을 기준으로 x축 및 z축으로 이동할 수 있다.

x축 방향으로 이동하여 가공전 소재의 상단으로 이동하고, z축 방향(하방)으로 이동하여 소재를 척(210)으로 고정한다. 다음 다시 z축 방향(상방)으로 이동하여 복귀한 다음, x축 방향으로 이동하여 소재를 고정한 척이 선반 이송 수단(100)의 상단에 이르도록 한다.

구체적으로 선반 이송 수단(100)의 척의 고정 위치 바로 상단에 이르도록 한다. 다음 z축상의 하방 방향으로 이동하여 소재를 언로딩한다.

이러한 소재 로딩 수단(220)은 유압식 피스톤(230)을 이용하여 구현될 수 있다.

이때, 선반 이송 수단(100)은 직교하는 2개의 척 중 하나의 척을 이용하여 선반 이송 수단(100)으로부터 소재를 로딩한다.

소재 로딩 수단(220)이 선반 이송 수단(100)의 상단에 이르게 되면, 소재 로딩 수단의 척(210)과, 선반 이송 수단(100)의 하나의 척(110)은 서로 마주보게 되고 소재 로딩 수단은 z축 하방 방향으로 이동하여 고정하고 있던 소재를 선반 이송 수단(100)의 척(110)으로 전달한다.

다음 선반 이송 수단(100)은 전달 받은 소재를 선반(1000)의 내부로 이송한다.

구체적으로 선반 이송 수단(100)은 척부(110,120), 회전부(130), 이송부(140)를 포함한다.

본 실시예에서 척부(110,120)는 제1 척(110) 및 상기 제1 척(110)과 서로 직교하는 제2 척(120)을 포함한다.

도 1에 따르면 제1 척(110)은 소재 로딩 수단의 척(210)과 마주할 수 있으며 소재를 전달 받고, 90도 회전을 통해 선반(1000)의 스핀들 척(1100)에 전달하는 역할을 수행한다.

제 2 척은 제1 척(110)과 서로 직교한다.

본 실시예에서 서로 직교한다는 것은, 척부(110,120)의 중심을 기준으로 척으로 대상물이 주입되는 방향이 서로 직교한다는 것을 의미한다.

따라서, 본 실시예에서 제1 척(110)과 제2 척(120)은 90도의 각도를 이루게 된다.

도 1 상에서, 제1 척(110)이 소재 로딩 수단으로부터 소재를 전달 받기 위해 상방을 향하고 있는 경우에 제2 척(120)은 좌측을 향하게 된다.

또한, 제1 척(110)이 스핀들 척에 소재를 주입하기 위해 90도, 바람직하게는 반시계 방향으로 90도 회전하게 되면 제2 척(120)은 하방을 향하게 된다.

이상의 동작은 본실시예에서 회전부(130)가 수행한다. 즉, 척부를 회전 시켜 상기 제1 척(110)은 제1 방향 또는 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 향하도록 하고, 상기 제2 척(120)은 상기 제2 방향 또는 상기 제2 방향과 직교하고 상기 제1 방향에 반대되는 제3 방향을 향하도록 할 수 있다.

본 실시예에서 제1 방향은 상방 방향일 수 있으며 제2 방향은 좌측 방향일 수 있다. 또한 제3 방향은 하방 방향일 수 있다.

이러한 직각 회전 동작을 이용하여 본 실시예에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치는 가공전 소재를 로딩하고, 가공후 소재를 언로딩한다.

이상의 설명에 따르면 본 실시예에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치는 90도 회전만을 이용하여 소재를 로딩 또는 언로딩한다.

다만, 추가적으로 가공전 소재를 상술한 소재 로딩 수단으로부터 제공 받고 y축 방향으로 선반(1000)의 내부로 이동하기 위한 이송부(140)를 더 포함한다.

이송부(140)는 y축 방향의 이동을 위한 벨트 구조의 이송 장치를 이용하여 척부를 선반(1000)의 스핀들 척 앞으로 이송시킨다.

즉 이송부(140)는 벨트의 타원형 회전 운동을 이용하여 척부를 스핀들 척 앞으로 이송하여 스핀들 척으로의 소재 로딩 및 가공된 소재의 언로딩이 가능하도록 하고, 척부를 다시 원래의 위치로 복귀시켜 소재 로딩 수단의 제1 척(110)으로의 소재 언로딩 및 소재 언로딩 수단을 통한 가공된 소재의 수거를 가능하도록 한다.

따라서, 본 실시예에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치는 제2 척(120)으로부터 가공된 소재를 수거하기 위한 소재 언로딩 수단(600)을 더 포함할 수 있다.

본 실시예에서 소재 언로딩 수단(600)은 제2 척(120)이 하방을 향하는 상태에서 척이 가공된 소재를 언로딩하게 되면 이를 받아서 수거해 간다.

이하, 도 2 내지 6을 참조하여 본 실시예에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치의 동작에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치가 소재 로딩 수단의 척(210)으로부터 소재를 로딩 하는 동작을 나타내는 도이다.

도 2를 참조하면 소재 로딩 수단의 척과 제1 척(110)을 마주보며 소재를 제1 척(110)으로 전달한다. 도시 되지는 않았으나, 이 때 제2 척(120)은 좌측 방향을 향하도록 위치하게 된다.

다음 도 3을 참조하면, 도 3은 선반 이송 수단(100)이 가공전 소재를 선반(1000)으로 이송하는 동작을 나타내는 도이다.

도 3에 따르면, 이송부(140)의 벨트는 y축 방향으로 최대로 확장되어 척부가 선반(1000) 내 스핀들 척 앞으로 이르도록 한다.

이때, 척부의 제1 척(110)의 방향은 도 2에서 소재를 로딩할 때와 같이 상방을 여전히 향하고 있으며, 제2 척(120)은 좌측 방향을 향하고 있다.

이러한 상황에서 이송부(140)는 x축 방향으로 좌측으로 더욱 이동하여 선반(1000)의 스핀들 척과 제2 척(120)이 근접하도록 하고, 이를 통해 제2 척(120)은 스핀들 척에서 가공이 끝난 가공된 소재를 로딩한다.

즉, 본 실시예에서 이송부(140)는 상방의 제1 방향에서 가공전 소재가 상기 제1 척(110)으로 로딩되면 상기 척부를 상기 스핀들 척 앞으로 이송하고, 상기 제2 척(120)은 상기 스핀들 척에서 가공된 소재를 좌측의 제2 방향에서 언로딩한다.

소재를 전달 받은 이후에, 이송부(140)는 x축 방향으로 우측으로 다시 이동하여 회전부(130)가 척부를 회전할 수 있는 공간을 형성한다.

다음 도 4를 참조하면, 도 4는 제1 척(110)이 가공전 소재를 스핀들 척에 전달하는 동작을 나타내는 도이다.

도 4에 따르면, 도 3에 따른 동작이 종료되고, 이송부(140)의 x축 우측 방향 이동에 의해 공간이 형성되면, 회전부(130)는 척부를 90도 반시계 방향으로 회전 시킨다.

이에 따르면, 제2 척(120)은 하방 방향을 향하게 되고 제1 척(110)은 좌측 방향을 향하게 된다.

다음 이송부(140)는 다시 x축 방향으로 좌측으로 이동하여 제1 척(110)과 스핀들 척이 근접하도록 하고, 제1 척(110)이 고정하고 있던 가공전 소재를 스핀들 척으로 전달하여 가공될 수 있도록 한다.

즉, 제2 척(120)이 상기 가공된 소재를 로딩하면 상기 회전부(130)는 상기 제1 척(110)이 상기 제2 방향을 향하도록 상기 척부를 직각 회전시키고, 상기 제1 척(110)은 상기 가공전 소재를 상기 스핀들 척으로 언로딩한다.

도 5를 참조하면, 도 5는 스핀들 척에 가공전 소재를 전달하고 선반(1000)이 소재를 가공할 수 있도록 척부를 복귀시킨 동작을 나타내는 도이다.

도 5에 따르면, 척부의 제1 척(110)은 가공전 소재를 스핀들 척에 전달할 때와 같이 좌측 방향을 향하고 있으며, 제2 척(120)은 가공된 소재를 고정한 상태에서 하방 방향을 향하게 된다.

이때, 제2 척(120)은 가공된 소재를 상술한 소재 수거부가 수거해갈 수 있도록 소재를 언로딩한다.

즉, 상기 이송부(140)는 상기 제1 척(110)이 상기 가공전 소재를 상기 스핀들 척으로 언로딩하면 상기 척부를 원위치로 복귀시키고, 상기 제2 척(120)은 상기 가공된 소재를 하방의 제3 방향에서 언로딩한다.

도 6을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 도 6은 도 5에서 제2 척(120)이 가공된 소재를 언로딩하는 동작을 나타내는 도이다.

도 6에 따르면, 가공된 소재를 수거하기 위한 소재 언로딩 수단(600)의 수거부가 z축 방향으로 상승 운동하고 상승 운동을 통하여 수거부가 제2 척(120)에 근접하면 제2 척(120)은 소재를 언로딩하게 된다.

소재가 언로딩되면 수거부는 다시 하강 운동하여 소재를 수거하게 된다.

다음 제2 척(120)이 상기 가공된 소재를 언로딩하면 상기 회전부(130)는 상기 제1 척(110)이 상기 제1 방향을 향하도록 상기 척부를 회전 시킨다. 이때의 회전 방향은 시계 방향으로 90도 회전시키는 것일 수 있다.

이를 통해 상술한 도 2와 같은 위치가 되고, 가공전 소재는 상기 제1 방향에서 상기 제1 척(110)에 로딩된다.

이상에서 설명한 동작의 반복을 통해 선반 이송 수단(100)은 자동으로 소재를 로딩 및 언로딩한다. 또한 본 실시예에 따르면 제1 척(110)은 가공전 소재만을 로딩 및 언로딩하고, 제2 척(110)은 가공된 소재만을 로딩 및 언로딩한다.

따라서 경우에 따라서 가공된 소재의 규격이나 요구사항이 가공전에 비하여 차이가 큰 경우 제1 척(110)을 제1 요구사항에 맞추어 구성하고, 제2 척(120)은 제2 요구사항에 맞추어 구성할 수 있다. 이러한 역할의 분리에 따라서 로딩 및 언로딩 과정에서의 오류를 보다 줄일 수 있으며, 다양한 요구사항에 맞춘 소재의 로딩 및 언로딩을 구현할 수 있다.

본 실시예에서 제어부(400)는 이상의 상술한 척부 내 2개의 척의 클램핑 동작을 제어하고, 회전부(130)의 90도 회전을 제어한다. 또한 이송부(140)의 동작, 소재 로딩 수단, 소재 언로딩 수단(600)의 동작을 제어할 수 있다.

구체적으로 회전부(130)의 회전 타이밍, 이송부(140)의 동작 타이밍, 소재 로딩 수단 및 소재 언로딩 수단(600)의 동작 타이밍을 미리 결정된 알고리즘에 따라 판단하고 동작을 제어할 수 있다.

기타 하우징부(500)는 이상의 구성을 내부에 수용하여 가공에 따라 발생하는 칩으로부터 내부 구성이 훼손되는 것을 막고, 외관상 장치의 미적 완성도를 높인다.

이상의 본 발명에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치는 피가공물의 2차원 이동 만으로 피가공물을 로딩하고 언로딩할 수 있어, 가공 제품의 양산성을 높이고, 불량률을 낮출 수 있다. 또한 장치의 이동을 2차원으로 최소화하여 생산 공장의 공간을 효율적으로 이용할 수 있다.

구체적으로 이송부(140)는 x축 및 y축의 수평방향만을 이동하여 소재의 로딩 및 언로딩을 자동화할 수 있다. 또한 회전부(130)는 90도의 반복 회전 만으로 소재를 로딩 하고 언로딩할 수 있으므로 3축 방향의 이동 또는 180도 이상의 회전을 통해 소재를 로딩, 언로딩하는 방식에 비하여 오동작 확률을 줄일 수 있다.

추가적으로 소재 로딩 수단의 x축 및 z축 이동, 소재 언로딩 수단의 수거부의 y축 이동만으로 최대 2차원으로 이동방향을 제한하여 전체 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치를 자동화할 수 있다.

또한 도 9를 참조하면, 도 1에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치의 소재 로딩 수단(200) 또는 선반 이송 수단(100)의 이송부(140)의 x축 방향의 이동 거리를 확장하는 것을 통해 복수의 선반(1000)에 대해 순차적인 소재 로딩 및 언로딩이 이루어지도록 할 수있다.

즉, 소재 로딩 수단의 x축 방향의 이동을 위한 피스톤(230)의 길이를 연장하여 소재 정렬부(300)에서 제공된 가공전 소재를 해당되는 선반(1000)까지 이송하여 이를 선반 이송부(140)에 전달하도록 할 수 있다.

이와 함께 선반 이송 수단(100)의 x축 방향의 이동을 위한 수단(150)의 이동 거리를 함께 연장하여 소재 이송 수단으로부터 제공 받은 가공전 소재를 선반 이송부(140)가 해당되는 선반(1000)의 스핀들 척에 전달할 수 있도록 한다.

다만, 경우에 따라서는 소재 로딩 수단(200)은 도 1을 기준으로 추가적인 연장을 하지 않고, 선반 이송부(140)의 x축 방향의 이동을 위한 연장만을 수행하여 직접 선반(1000) 이송부(140)가 해당되는 선반(1000)에 이동하여 소재를 전달하게 하는 것도 가능하다.

나아가, 도시하지는 않았으나 선반(1000) 별로 요구하는 소재의 종류나 크기 등이 다른 경우에, 상술한 소재 정렬부(300)는 일렬로 소재를 나열하되, 선반(1000)의 순서에 따라 각각의 소재를 나열하는 것을 통해 다양한 공정을 지원하게 하는 것도 가능하다.

즉, 소재 정렬부(300)는 선입선출 방식으로 소재를 제공하는 바, 소재 정렬부(300)에 소재의 주입 순서를 가까운 선반의 요구 순서의 역으로 하면, 소재 로딩 수단을 통해 다양한 소재를 선반(1000)에 순차적으로 제공할 수 있다.

구체적으로 요구되는 소재의 크기가 커지는 순으로 소재 정렬부(300)의 소재를 나열하게 되면, 선반(1000)에 제공되는 소재는 크기가 작아지는 순으로 순차적으로 선반(1000)에 제공될 수 있다.

즉, 선반(1000)에서 요구되는 소재의 순서의 역순으로 소재 정렬부(300)의 소재 배열 순서를 배치하는 것을 통해 복수의 선반(1000a, 1000b, 1000N) 각각의 요구사항을 맞추는 자동화 공정을 구현할 수 있다.

또한, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치의 추가적인 실시예에 대하여 설명한다.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치는 도 1에 따른 선반 이송 수단(100a, 100b)을 쌍으로 구성할 수 있다.

일반적으로 선반(1000)을 위해 가공이 요구되는 소재의 경우 양방향의 가공을 요하는 경우가 있으며, 이러한 경우 선반(1000)은 스핀들 척에 고정되는 부분에 대해서 가공이 어려운 문제가 있다.

종래에는 사람이 직접 소재를 반대로 고정시켜, 양방향의 가공을 수행하여야 했다.

이와 관련하여, 본 실시예에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치는 선반 이송 수단(100a, 100b)을 쌍으로 구성하되 한 측의 선반 이송 수단(100a)의 척의 회전 반경을 180도로 하여 선반 이송 수단(100a, 100b) 간의 소재 전달이 가능하도록 구현할 수 있다.

즉, 도 7을 기준으로 좌측의 선반 이송 수단을 제1 선반 이송 수단(100a)이라 하면, 제1 선반 이송 수단(100a)은 가공전 소재를 로딩 하는 제1 척(110a) 및 상기 제1 척(110a)과 서로 직교하고 1차 가공된 소재를 로딩하는 제2 척(120a)을 포함하는 제1 척부를 포함한다.

제2 선반 이송 수단(100b)는 상기 제2 척(120a)으로부터 1차 가공된 소재를 로딩 하는 제3 척(110b) 및 상기 제3 척(110b)과 서로 직교하고 2차 가공된 소재를 언로딩하는 제4 척(120b)을 포함하는 제2 척부를 포함한다.

이때, 제1 선반 이송 수단(100a)의 제1 척(110a)은 상술한 도 1에 따른 제1 척(110a)과 동일한 방식으로 z축 상 상측의 제1 방향으로부터 소재를 로딩하고, x축 상 좌측의 스핀들 척에 소재를 공급한다.

제2 척(120a)은 x축 상 좌측 방향의 스핀들 척으로부터 1차 가공된 소재를 로딩한다. 다만, 상술한 실시예에서는 90도 회전하여 z축 상 하측 방향으로 소재를 언로딩하였으나 본 실시예에서는 180도 회전하여 x축 상 우측 방향에서 소재를 언로딩하게 된다.

이때, 도 7을 기준으로 우측의 제2 선반 이송 수단(100b)의 제3 척(110b)은 x축 좌측 방향을 향하도록 결정되어 있으며, 이를 통해 제1 선반 이송 수단(100)의 제2 척(120a)에 고정된 1차 가공된 소재는 제3 척(110b)의 제1 척(110a)으로 전달 될 수 있다.

도 8을 참조하면, 도 8은 도 7에서 1차 가공된 소재를 2차 가공을 위하여 전달하는 과정을 나타내는 도로서, 서로 마주보는 제1 선반 이송 수단(100a)의 제2 척(120a)이, 제2 선반 이송 수단(100b)의 제3 척(110b)으로 소재를 전달한다.

이러한 과정에서 제2 척(120a)에서 소재의 1차 가공된 면은 제3 척(110b)에 물리게 되고, 제2 척(120)에서 물려있던 소재의 미가공 면은 제3 척(110b)에서 노출되게 된다.

이를 통해 본 실시예에 따른 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치는 소재의 양방향 가공이 가능하게 된다.

구체적인 동작 순서를 설명하면, 제1 선반 이송 수단(100a)의 제1 척(110a)은 상측의 제1 방향에서 상기 가공전 소재를 로딩하고, 제1 이송부가 제1 척부를 선반(1000)의 스핀들 척 앞으로 이동시킨다.

제2 척(120a)은 상측의 제1 방향에 직교하는 좌측의 제2 방향에서 상기 1차 가공된 소재를 로딩한다.

다음, 회전부는 척부를 반시계 방향으로 90도 회전시킨다.

제1 척(110a)은 회전으로 제2 방향을 향하고 가공전 소재를 상기 1차 가공을 위하여 스핀들 척으로 언로딩한다.

제1 척(110a)이 소재를 언로딩하고 나면 제1 이송부는 제1 척부를 원위치 시킨다. 다음, 제1 척부를 반시계 방향으로 90도 회전시킨다.

이에 따라 제2 척(120a)은 좌측의 제2 방향에 반대되는 우측의 제3 방향을 향하게 되며, 1차 가공된 소재의 2차 가공을 위하여 제2 선반 이송 수단(100b)의 제3 척(110b)으로 소재를 전달 할 수 있게 된다.

즉, 제2 선반 이송 수단(100b)의 제3 척(110b)은 좌측의 제2 방향에서 상기 1차 가공된 소재를 상기 제2 척(120a)에서 로딩하고, 제2 선반 이송 수단(100b)이 척부를 스핀들 척 앞으로 이동시키면 1차 가공된 소재를 상기 2차 가공을 위하여 언로딩한다.

다만, 언로딩전에 스핀들 척에 기 가공된 소재가 존재하는 경우에는 제2 척부는 90도 직각으로 시게 방향 회전하여 제4 척(120b)이 좌측의 제2 방향을 향하도록 하고 제4 척(120b)은 상기 제2 방향에서 상기 2차 가공된 소재를 로딩한다.

다시 제3 척(110b)이 제2 방향을 향하도록 90도 반시계 방향 회전한 후 1차 가공된 소재를 스핀들 척에 전달한다.

마지막으로, 제4 척(120b)은 상기 상측 제1 방향에 반대되는 하측의 제4 방향에서 상기 2차 가공된 소재를 언로딩하는 것으로 양방향의 소재 공정을 완료할 수 있다.

즉, 이상의 설명에 따르면 단면 가공에 있어 소재의 로딩 언로딩을 자동화할 수는 있으나 양면 가공을 요구하는 상황에서 사용자의 소재 방향 교체 작업이 필요한 문제를 해결하고, 전면적인 소재 가공의 자동화를 이룰 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10:소재 12:가공된 소재
110:제1 척 120:제2 척
130:회전부 140,150:이송부
200(210,220,230):소재 로딩 수단 300:소재 정렬부
400:제어부 500:하우징부
600:소재 언로딩 수단
1000a,1000b,1000n:선반 1100:스핀들척
100a:제1 선반 이송 수단 100b:제2 선반 이송 수단
110a:제1 척 120a:제2 척
110b:제3 척 120b:제4 척

Claims (14)

1. 제1 척 및 상기 제1 척과 서로 직교하는 제2 척을 포함하는 척부;
   상기 척부를 회전 시켜 상기 제1 척은 제1 방향 또는 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 향하도록 하고, 상기 제2 척은 상기 제2 방향 또는 상기 제2 방향과 직교하고 상기 제1 방향에 반대되는 제3 방향을 향하도록 하는 회전부;
   상기 회전부와 결합되어 상기 척부를 선반의 스핀들 척 앞으로 이송시키는 이송부;
   가공전 소재를 상기 제1 방향에서 상기 제1 척에 로딩하기 위하여 상기 제3 방향으로 이동하는 소재 로딩 수단; 및
   가공된 소재를 상기 제3 방향에서 상기 제2 척에서 언로딩하기 위하여 제1 방향으로 이동하는 소재 언로딩 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 이송부는 상기 제1 척이 상기 제1 방향에서 가공전 소재를 로딩하면 상기 척부를 상기 스핀들 척 앞으로 이송하고,
   상기 제2 척은 상기 스핀들 척에서 가공된 소재를 상기 제2 방향에서 로딩하는 것을 특징으로 하는 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제2 척이 상기 가공된 소재를 로딩하면 상기 회전부는 상기 제1 척이 상기 제2 방향을 향하도록 상기 척부를 직각 회전시키고,
   상기 제1 척은 상기 가공전 소재를 상기 스핀들 척으로 언로딩하는 것을 특징으로 하는 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 이송부는 상기 제1 척이 상기 가공전 소재를 상기 스핀들 척으로 언로딩하면 상기 척부를 원위치로 복귀시키고,
   상기 제2 척은 상기 가공된 소재를 상기 제3 방향에서 언로딩하는 것을 특징으로 하는 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제2 척이 상기 가공된 소재를 언로딩하면 상기 회전부는 상기 제1 척이 상기 제1 방향을 향하도록 상기 척부를 직각 회전 시키고,
   상기 가공전 소재는 상기 제1 방향에서 상기 제1 척에 로딩되는 것을 특징으로 하는 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 소재 로딩 수단은 수평면을 기준으로 x축 방향 및 z축 방향으로 운동하여 상기 소재를 로딩하고,
   상기 소재 언로딩 수단은 z축 방향으로 운동하여 상기 소재를 언로딩하는 것을 특징으로 하는 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치
8. 가공전 소재를 로딩하는 제1 척 및 상기 제1 척과 서로 직교하고 1차 가공된 소재를 로딩하는 제2 척을 포함하는 제1 척부;
   상기 제2 척으로부터 1차 가공된 소재를 로딩하는 제3 척 및 상기 제3 척과 서로 직교하고 2차 가공된 소재를 로딩하는 제4 척을 포함하는 제2 척부;
   상기 제1 척부를 회전 및 이송시키는 제1 이송부; 및
   상기 제2 척부를 회전 및 이송시키는 제2 이송부를 포함하고,
   상기 제3 척은 제2 방향에서 상기 1차 가공된 소재를 상기 제2 척에서 로딩하고, 상기 1차 가공된 소재를 상기 2차 가공을 위하여 언로딩하는 것을 특징으로 하는 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제1 척은 제1 방향에서 상기 가공전 소재를 로딩하고, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향에서 상기 가공전 소재를 상기 1차 가공을 위하여 언로딩하는 것을 특징으로 하는 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 척은 상기 제2 방향에서 상기 1차 가공된 소재를 로딩하고, 상기 제2 방향에 반대되는 제3 방향에서 상기 1차 가공된 소재를 상기 2차 가공을 위하여 언로딩하는 것을 특징으로 하는 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치
11. 삭제
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제4 척은 상기 제2 방향에서 상기 2차 가공된 소재를 로딩하고, 상기 제1 방향에 반대되는 제4 방향에서 상기 2차 가공된 소재를 언로딩하는 것을 특징으로 하는 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치는,
    상기 가공전 소재를 상기 제1 방향에서 상기 제1 척에 로딩하기 위한 소재 로딩 수단; 및
    상기 2차 가공된 소재를 상기 제4 방향에서 상기 제4 척에서 언로딩하기 위한 소재 언로딩 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 소재 로딩 수단은 수평면을 기준으로 x축 방향 및 z축 방향으로 운동하여 상기 소재를 로딩하고,
    상기 소재 언로딩 수단은 z축 방향으로 운동하여 상기 소재를 언로딩하는 것을 특징으로 하는 선반 소재 로딩 및 언로딩 장치

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