KR20230082849A

KR20230082849A - 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비

Info

Publication number: KR20230082849A
Application number: KR1020210170702A
Authority: KR
Inventors: 조경모
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2021-12-02
Filing date: 2021-12-02
Publication date: 2023-06-09
Also published as: US20240140748A1; JP2024509319A; WO2023101254A1; JP7601500B2; EP4292957A1; CN117062761A; EP4292957A4

Abstract

개시되는 발명은 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비에 관한 것으로서, 대차에 적재된 롤타입 자재를 X축 방향으로 전달받고, 전달받은 롤타입 자재를 YZ 평면상에서 이송하는 롤 버퍼;와, 상기 롤 버퍼로부터 X축 방향으로 상기 롤타입 자재를 전달받고, 상기 롤타입 자재를 적재한 상태에서 XY 평면상에서 정해진 위치로 이동하며, Z축 방향으로 상향이송하는 트랜스퍼; 및 Z축 방향으로 상승한 상기 트랜스퍼에 적재된 롤타입 자재를 전달받고, 이송레일의 궤도를 따라 목적지로 이동하는 적어도 하나 이상의 레일주행 반송차량을 구비하는 OHT(Overhead Hoist Transport);를 포함한다.

Description

롤타입 자재의 자동 이송공급 설비{AUTOMATED SUPPLY FACILITIES FOR ROLL TYPE MATERIALS}

본 발명은 롤타입으로 제공되는 각종 원부자재의 자동 이송공급 설비에 관한 것으로서, 롤타입 자재를 저장고에서 자동으로 불출하여 OHT(Overhead Hoist Transport)에 전달하고, 더 나아가 OHT가 목적지로 설정된 설비에 도착했을 때 롤타입 자재를 수취하는 일련의 공급물류를 자동으로 수행할 수 있는 자동 이송공급 설비에 관한 것이다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가하고, 또한 화석연료를 대체할 에너지원으로서의 이차전지 수요가 급격히 증가하고 있으며, 이에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.

이차전지를 전지케이스의 형상면에서 보면, 대표적으로 전극조립체가 각각 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다. 그리고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 측면에서 우수한 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.

전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 다수를 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. 또한, 이러한 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 보다 진일보한 구조의 전극조립체로서, 일정한 단위 크기의 양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell) 또는 양극(음극)/분리막/음극(양극)/분리막/양극(음극) 구조의 바이셀(bicell)을 긴 길이의 연속적인 분리필름을 이용하여 폴딩한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체도 개발되었다.

여기서, 단위 전극의 적층 구조를 포함하는 전극조립체를 구성하는 양극, 분리막, 음극의 시트는 롤 형태로서 제공되고, 언와인더와 리와인더 사이에서 롤투롤 방식으로 원부자재 시트를 연속적으로 제공하면서 가공을 수행한다.

롤 형태로서 제공되는 시트를 통칭하여 롤타입 자재라고 할 때, 롤타입 자재를 와인더 설비에 장착하는 것으로부터 일련의 제조공정이 시작된다. 따라서, 중단 없이 제조공정이 원활하게 진행되기 위해서는 적시에 롤타입 자재를 와인더 설비에 제공하고 장착하여야 한다.

그런데, 종래에는 롤타입 자재를 대차를 이용하여 창고에서 수동 적재한 후 해당 와인더 설비까지 운반하여 수동으로 설비에 투입하여 왔는데, 와인더 설비 한 대 기준 시간당 수 개의 롤타입 자재가 필요하고, 설비를 운용하는 작업자가 롤타입 자재까지 운송하기에는 업무가 과중하였다.

과중한 업무를 소화하기 위해 롤타입 자재 투입을 서두르다 보면 원부자재 취급 중에 손상을 입히는 경우도 발생하고, 주된 업무인 제조관리가 미흡하여 품질 문제를 야기하기도 한다. 또한, 작업을 서두르는 과정에서 중량물인 롤타입 자재의 취급 실수로 인한 사고발생의 위험도 있으므로, 롤타입 자재의 불출과 이송, 투입으로 이어지는 일련의 과정을 자동화할 필요성이 대두된다.

일본특허공보 제2993895호 (1999.10.22 등록)

본 발명은 롤타입 자재의 적재, 불출과 이송, 나아가 투입으로 이어지는 일련의 과정을 자동으로 수행할 수 있는 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비를 제공한다. 하나의 예에서, 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비는, 대차에 적재된 롤타입 자재를 X축 방향으로 전달받고, 전달받은 롤타입 자재를 YZ 평면상에서 이송하는 롤 버퍼;와, 상기 롤 버퍼로부터 X축 방향으로 상기 롤타입 자재를 전달받고, 상기 롤타입 자재를 적재한 상태에서 XY 평면상에서 정해진 위치로 이동하며, Z축 방향으로 상향이송하는 트랜스퍼; 및 Z축 방향으로 상승한 상기 트랜스퍼에 적재된 롤타입 자재를 전달받고, 이송레일의 궤도를 따라 목적지로 이동하는 적어도 하나 이상의 레일주행 반송차량을 구비하는 OHT(Overhead Hoist Transport);를 포함한다.

구체적인 예에서, 상기 롤 버퍼와 트랜스퍼 사이, 그리고 상기 트랜스퍼와 레일주행 반송차량 사이에서 일어나는 롤타입 자재의 이동은 로드 투 로드(rod to rod) 방식으로 이루어진다.

이에 따라, 상기 롤 버퍼, 트랜스퍼, 그리고 레일주행 반송차량에는 각각 상기 롤타입 자재의 중공 허브에 삽입되는 로드가 구비된다.

아울러, 상기 롤 버퍼, 트랜스퍼, 그리고 레일주행 반송차량에는 상기 로드에 적재된 롤타입 자재를 밀어내는 푸셔 유닛이 각각 구비된다.

하나의 예에서, 상기 롤 버퍼와 트랜스퍼 사이, 그리고 상기 트랜스퍼와 레일주행 반송차량 사이에서의 롤타입 자재의 이동은, 상기 롤 버퍼, 트랜스퍼 및 레일주행 반송차량에 각각 구비된 로드가 상호 정렬된 상태에서 상기 푸셔 유닛이 로드에 적재된 롤타입 자재를 밀어냄으로써 일어날 수 있다.

구체적인 예에서, 상기 롤 버퍼는, YZ 평면 상에 배치된 턴 테이블과, 상기 턴 테이블 상에 원주상으로 배치된 적어도 둘 이상의 상기 로드를 포함하고, 상기 턴 테이블은 상기 원주의 중심을 지나는 X축 방향의 회전축을 중심으로 회전하며, 상기 턴 테이블의 회전에 의해 상기 로드에 적재된 롤타입 자재가 상기 트랜스퍼에 접근할 수 있다.

여기서, 상기 턴 테이블 상의 로드에는 복수의 롤타입 자재 적재될 수 있다.

그리고, 상기 롤 버퍼에 구비된 푸셔 유닛은, Y축 방향으로 선형이동하는 푸셔 프레임과, 상기 푸셔 프레임 상에서 X축 방향으로 선형이동하는 푸셔를 포함하고, 상기 푸셔는 상기 턴 테이블 상의 로드에 적재된 복수의 롤타입 자재의 최후방을 밀어내어 최전방의 롤타입 자재를 하나씩 불출할 수 있다.

그리고, 구체적인 예에서, 상기 트랜스퍼는, Y축 방향으로 연장된 베이스 프레임;과, 상기 베이스 프레임 상에서 Y축 방향으로 선형이동하는 미들 프레임;과, 상기 미들 프레임 상에서 X축 방향으로 선형이동하고 Z축 방향으로 연장된 컬럼; 및 상기 컬럼 상에서 Z축 방향으로 선형이동하고, 상기 로드를 구비하며, 상기 로드에 적재된 롤타입 자재의 후방을 밀어내는 상기 푸셔 유닛을 탑재한 이송 유닛;을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 이송 유닛은, 적어도 상기 롤 버퍼의 로드와 상기 레일주행 반송차량의 로드 사이의 거리 만큼 Z축 방향으로 선형이동할 수 있다.

그리고, 상기 레일주행 반송차량의 구체적인 예에서, 상기 레일주행 반송차량의 로드 후방에 상기 푸셔 유닛이 구비되어, 상기 로드에 적재된 롤타입 자재의 후방을 밀어낼 수 있다.

아울러, 상기 이송 유닛은 상기 로드와 푸셔 유닛을 함께 선형이동하는 슬라이더를 더 포함하고, 상기 슬라이더에 의해 선형이동한 상기 이송 유닛의 로드는, 상기 롤 버퍼의 로드 또는 상기 레일주행 반송차량의 로드에 대해 도킹하여 상호 연결될 수 있다.

한편, 하나의 예에서, 상기 이송 유닛의 로드에는, 적재된 롤타입 자재의 중공 허브 안쪽면을 압박하는 척 수단을 구비할 수 있다.

그리고, 상기 이송레일의 궤도 상에 배치된 와인더 포트를 더 포함하고, 상기 와인더 포트는 상기 레일주행 반송차량에 구비된 로드에 접속할 수 있는 로드를 구비할 수 있다.

그리고, 상기 레일주행 반송차량은 상기 로드와 푸셔 유닛을 함께 선형이동하는 슬라이더를 더 포함하고, 상기 슬라이더에 의해 선형이동한 상기 레일주행 반송차량의 로드는, 상기 와인더 포트의 로드에 대해 도킹하여 상호 연결될 수 있다.

하나의 예에서, 상기 레일주행 반송차량의 로드에는, 적재된 롤타입 자재의 중공 허브 안쪽면을 압박하는 척 수단을 구비할 수 있다.

여기서, 상기 레일주행 반송차량의 로드에 구비된 상기 척 수단의 단부에는 상기 중공 허브에 대해 걸림턱을 형성하는 돌출턱을 구비될 수 있다.

상기한 구성을 포함하는 본 발명의 자동 이송공급 설비는, 롤 버퍼에 다량으로 롤타입 자재를 적재해 놓음으로써 현장에서 자재가 소진되기까지 충분한 시간을 확보할 수 있고, 또한 롤타입 자재를 로드 투 로드 방식을 통해 롤 버퍼에서 목적지까지 자동으로 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명의 자동 이송공급 설비를 적용함으로써, 와인더 설비를 운용하는 작업자가 롤타입 자재까지 운송해야 하는 과중한 부대 업무에서 벗어날 수 있어 주요 업무에 더욱 집중할 수 있게 되고, 롤타입 자재가 이동 과정 중에 손상을 입을 위험이 현저히 감소한다.

또한, 본 발명의 자동 이송공급 설비는, 슬라이더와 척 수단 등의 각종 구성요소를 더 포함함으로써 로드 투 로드 방식을 통한 롤타입 자재의 이송 및 공급 효율을 향상시키고, 안정적으로 설비를 운용할 수 있게 된다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 상세한 설명으로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비의 전체적인 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명이 포함하는 롤 버퍼를 도시한 도면.
도 3은 본 발명이 포함하는 트랜스퍼를 도시한 도면.
도 4는 도 2와 도 3의 롤 버퍼와 트랜스퍼의 배치를 함께 도시한 도면.
도 5는 롤 버퍼와 트랜스퍼의 배치에 대한 정면도.
도 6은 롤 버퍼와 트랜스퍼 사이에서 수행되는 로드 투 로드 이송을 도시한 도면.
도 7은 본 발명이 포함하는 레일주행 반송차량을 도시한 도면.
도 8은 트랜스퍼와 레일주행 반송차량 사이에서 수행되는 로드 투 로드 이송을 도시한 도면.
도 9는 도 7의 레일주행 반송차량에 구비된 푸셔 유닛과 슬라이더의 구성을 도시한 도면.
도 10은 레일주행 반송차량과 와인더 포트 사이에서 수행되는 로드 투 로드 이송을 도시한 도면.
도 11은 트랜스퍼의 이송 유닛의 로드에 구비된 척 수단을 도시한 도면.
도 12는 레일주행 반송차량의 로드에 구비된 척 수단을 도시한 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 이하에서 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명에서, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 기재된 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 기재된 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐만 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.

본 발명은 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비에 관한 것이다.

하나의 예에서, 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비는, 롤 버퍼, 트랜스퍼, 그리고 OHT(Overhead Hoist Transport)를 포함한다.

롤 버퍼는 대차에 적재된 롤타입 자재를 X축 방향으로 전달받고, 전달받은 롤타입 자재를 YZ 평면상에서 이송한다. 그리고, 트랜스퍼는 롤 버퍼로부터 X축 방향으로 롤타입 자재를 전달받고, 전달된 롤타입 자재를 적재한 상태에서 XY 평면상에서 정해진 위치로 이동하며, 그리고 Z축 방향으로 상향이송한다. 이어지는 과정에서, OHT 시스템에 포함된 레일주행 반송차량은 Z축 방향으로 상승한 트랜스퍼에 적재된 롤타입 자재를 전달받고, 이송레일의 궤도를 따라 목적지로 이동하며, 레일주행 반송차량은 복수 개가 마련되어 있을 수 있다.

구체적인 예에서, 롤 버퍼와 트랜스퍼 사이, 그리고 트랜스퍼와 레일주행 반송차량 사이에서 일어나는 롤타입 자재의 이동은 로드 투 로드(rod to rod) 방식으로 이루어진다. 로드는 롤타입 자재의 중공 허브에 삽입되는 봉 부재를 의미하는 것으로서, 롤타입 자재에는 그 중앙에 와인더 설비에 장착될 수 있는 중공 허브가 구비되어 있다. 본 발명은 롤타입 자재에 중공 허브가 구비되어 있고, 와인더 설비에는 이에 대응하는 로드가 구비되어 있음에 착안하여, 롤타입 자재의 적재, 불출과 이송, 나아가 투입으로 이어지는 일련의 자동화 공정이 로드 투 로드(rod to rod) 방식으로 이루어지도록 구성되어 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비(이하, 간략히 "자동 이송공급 설비"라 칭하기로 함)의 구체적인 실시형태에 대해 설명한다.

[제1 실시형태]

도 1은 본 발명에 따른 자동 이송공급 설비(10)의 전체적인 구성을 도시한 도면이다. 여기서, 본 발명을 설명함에 있어서, 발명의 명확한 이해를 위해 동일한 기능을 가진 구성요소는 동일한 용어를 사용할 것이며, 다만 동일한 용어의 구성요소는 서로 다른 도면부호로서 명확히 구별되도록 할 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 자동 이송공급 설비(10)는, 롤 버퍼(100), 트랜스퍼(200), 그리고 OHT(300)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 본 발명에서는 롤 버퍼(100)와 트랜스퍼(200) 사이, 그리고 트랜스퍼(200)와 레일주행 반송차량(320) 사이에서 일어나는 롤타입 자재(30)의 이동이 로드 투 로드 방식으로 이루어지는데, 로드 투 로드 방식은 각 구성요소의 구체적인 실시형태를 설명함으로써 더욱 명확하게 이해될 수 있다.

도 2는 본 발명이 포함하는 롤 버퍼(100)를 도시한 도면이다. 롤 버퍼(100)는 롤타입 자재(30)를 일시 저장하는 곳으로서, 롤 버퍼(100)는 대차(20)를 이용하여 창고에서 수동으로 불출해온 롤타입 자재(30)를 일정량 보유하고 있으며, 이를 통해 와인더 설비에서 소모되는 롤타입 자재(30)가 짧은 시간 안에 소진되지 않도록 완충하는 역할을 하는 곳이다.

롤 버퍼(100)는 대차(20)에 적재된 롤타입 자재(30)를 X축 방향(도면 1의 좌표축 기준)으로 전달받고, 전달받은 롤타입 자재(30)를 YZ 평면상에서 이송한다.

도 2의 구체적인 예에서, 롤 버퍼(100)는 YZ 평면 상에 배치된 턴 테이블(110)과, 턴 테이블(110) 상에 원주상으로 배치된 적어도 둘 이상의 상기 로드(120)를 포함한다. 로드(120)는 X축 방향을 향하고 있으며, 대차(20)를 이용하여 가져온 다량의 롤타입 자재(30)는 차곡차곡 각 로드(120)에 적재된다. 도시된 예에서는, 4개의 로드(120)가 구비되어 있는데, 한 로드(120) 당 최대 10개의 롤타입 자재(30)가 적재되며, 충실한 버퍼의 역할을 위해서는 가능한 많은 수의 로드(120)를 마련하는 것이 바람직할 것이다.

턴 테이블(110)은 복수의 로드(120)가 이루는 원주의 중심을 지나는 X축 방향의 회전축(112)을 중심으로 회전하는데, 턴 테이블(110)의 회전에 의해 로드(120)에 적재된 롤타입 자재(30)가 트랜스퍼(200)에 접근한다. 즉, YZ 평면 상에 배치된 턴 테이블(110)의 90°회전(360°를 로드의 개수로 나눈 각도)을 통해 각 로드(120)는 순차적으로 트랜스퍼(200)에 접근할 수 있으며, 한 로드(120)에 적재된 롤타입 자재(30)가 모두 불출되면 턴 테이블(110)을 회전시켜 다음번 로드(120)에 적재된 롤타입 자재(30)를 트랜스퍼(200)에 제공하게 된다.

턴 테이블(110) 방식은 한정된 공간에 다수의 로드(120)를 배치할 수 있는 점, 회전을 통해 순차적으로 롤타입 자재(30)를 계속 공급할 수 있는 점, 턴 테이블(110) 상의 모든 롤타입 자재(30)가 소진되기 전에 비어있는 로드(120)에 롤타입 자재(30)를 추가 적재할 수 있는 점 등의 많은 장점을 가진다.

도 3은 본 발명이 포함하는 트랜스퍼(200)를 도시한 도면이다. 트랜스퍼(200)는 롤 버퍼(100)로부터 X축 방향으로 롤타입 자재(30)를 전달받고, 전달된 롤타입 자재(30)를 적재한 상태에서 XY 평면상에서 정해진 위치로 이동하며, 그리고 Z축 방향으로 상향이송한다. 도 3의 구체적인 예에서, 트랜스퍼(200)는 베이스 프레임(210), 미들 프레임(220), 컬럼(230) 및 이송 유닛(240)을 포함한다.

바닥면에 놓인 베이스 프레임(210)은 Y축 방향으로 연장되고, 미들 프레임(220)은 베이스 프레임(210) 상에서 Y축 방향으로 선형이동을 한다. 미들 프레임(220)의 Y축 방향 주행은 통상적인 리니어 모터와 가이드 등의 구성에 의해 구현되며, 미들 프레임(220)의 Y축 방향 주행에 의해 롤 버퍼(100)와의 횡방향 거리(도면 기준)가 조정된다.

컬럼(230)은 미들 프레임(220) 위에 배치되는 Z축 방향으로 연장된 기둥부재인데, 컬럼(230)은 미들 프레임(220) 상에서 X축 방향으로 선형이동한다. 컬럼(230)의 X축 방향 주행 역시 통상적인 리니어 모터와 가이드 등의 구성에 의해 구현되며, 컬럼(230)이 X축 방향 주행에 의해 롤 버퍼(100)와의 종방향 거리(도면 기준)가 조정된다.

그리고, 컬럼(230) 상에는 Z축 방향으로 선형이동을 하는 이송 유닛(240)이 결합한다. 이송 유닛(240)의 주행 역시 리니어 모터 등에 의해 구현되며, 높이방향 이동을 하는 이송 유닛(240)에는 롤 버퍼(100)의 로드(120)에 대응하는 짧은 로드(242)가 구비된다.

미들 프레임(220)에서부터 이송 유닛(240)까지 이루어지는 복수의 선형이동은 결국 이송 유닛(240)이 XYZ 축의 각 방향을 따르는 3축 이동을 가능하게 하고, 이를 통해 이송 유닛(240)의 위치는 이동범위 안의 3차원 좌표 어디에도 위치할 수 있게 된다.

도 4는 도 2와 도 3의 롤 버퍼(100)와 트랜스퍼(200)의 배치를 함께 도시한 도면이고, 도 5는 롤 버퍼(100)와 트랜스퍼(200)의 배치에 대한 정면도다. 롤 버퍼(100)에 구비된 로드(120)는 턴 테이블(110)의 회전반경 안에 위치하는데, 프랜스퍼의 이송 유닛(240)은 3축 이동에 의해 롤 버퍼(100)의 적재된 롤타입 자재(30) 쪽으로 접근할 수 있다. 여기서, 롤 버퍼(100)에 대한 트랜스퍼(200)의 종횡방향 간격은 이송 유닛(240)이 XY 평면에서 가동하는 범위 안에 있어야함은 물론이다.

앞서 설명한 것처럼, 본 발명의 자동 이송공급 설비(10)는 롤 버퍼(100)와 트랜스퍼(200) 사이에서 롤타입 자재(30)의 이동이 로드 투 로드(rod to rod) 방식으로 이루어진다. 즉, 롤 버퍼(100)와 트랜스퍼(200)에 구비된 로드(120, 242)가 서로 동축으로 정렬되고, 정렬된 로드(120, 242)를 통해 롤 버퍼(100)에서 트랜스퍼(200)의 이송 유닛(240)으로 롤타입 자재(30)가 이동한다. 여기서, 본 발명은 롤타입 자재(30)가 이동하는 힘을 제공하기 위한 푸셔 유닛(130, 246, 326)을 구비한다.

도 6은 롤 버퍼(100)와 트랜스퍼(200) 사이에서 수행되는 로드 투 로드 이송을 도시한 도면이다. 롤 버퍼(100)와 트랜스퍼(200) 사이에서 수행되는 로드 투 로드 이송에서는, 롤 버퍼(100)에 롤타입 자재(30)가 적재되어 있으므로, 롤 버퍼(100)에 구비된 푸셔 유닛(130)이 롤타입 자재(30)를 이동시킨다.

롤 버퍼(100)에 구비된 푸셔 유닛(130)은 도 2에 잘 나타나 있다. 도면을 참조하면, 롤 버퍼(100)의 푸셔 유닛(130)은, Y축 방향으로 선형이동하는 푸셔 프레임(132)과, 푸셔 프레임(132) 상에서 X축 방향으로 선형이동하는 푸셔(134)를 포함한다. 푸셔 프레임(132)은 푸셔 유닛(130)과 로드(120) 사이의 거리를 조정한다. 즉, 턴 테이블(110)을 회전시킬 때에는 간섭이 일어나지 않도록 푸셔 프레임(132)을 -Y축 방향으로 후퇴시키고, 롤타입 자재(30)를 불출할 때에는 Y축 방향으로 전진하여 푸셔(134)가 롤타입 자재(30) 쪽으로 접근하도록 거리를 조정한다.

도 6으로 돌아오면, 푸셔 유닛(130)은 턴 테이블(110)의 로드(120)에 접근하고, 푸셔(134)는 턴 테이블(110) 상의 로드(120)에 적재된 복수의 롤타입 자재(30)의 최후방을 밀어내어 최전방의 롤타입 자재(30)를 하나씩 불출한다. 여기서, 트랜스퍼(200)의 말단을 이루는 이송 유닛(240)에 탑재된 로드(242)는 그 3차원 위치가 롤 버퍼(100)의 푸셔(134)가 작동 중인 로드(120)와 동축을 이루도록 정렬되어 있다. 따라서, 롤 버퍼(100)의 푸셔(134)가 밀어낸 최전방의 롤타입 자재(30) 한 개는 이송 유닛(240)의 로드(242)로 이동한다.

롤 버퍼(100)에 적재된 롤타입 자재(30)를 전달받은 트랜스퍼(200)의 이송 유닛(240)은 이동하여 그 3차원 위치를 OHT(300)의 레일주행 반송차량(320) 쪽으로 이동, 즉 컬럼(230)을 따라 위로 상승한다.

도 7은 레일주행 반송차량(320)을 도시한 도면이다. 도시된 레일주행 반송차량(320)은 천장에 설치된 이송레일(310)의 궤도를 따라 설정 내지 입력된 목적지로 이동하는 자동화된 전동차량이며, 레일주행 반송차량(320)에는 출발지에서 자재를 수령하여 목적지에 전달할 수 있는 취급수단이 구비된다.

본 발명의 레일주행 반송차량(320)에는 자재 취급수단으로서 로드(322)와 푸셔 유닛(326)을 구비하며, 도 7에는 로드(322)에 롤타입 자재(30)가 적재된 상태가 도시되어 있다. 여기서, 도 7의 레일주행 반송차량(320)에는 바디 프레임과 드라이빙 유닛 등이 함께 도시되어 있는데, 이러한 구성은 공지의 구성요소이므로 상세한 설명은 생략한다.

도 1을 참조하면, 레일주행 반송차량(320)은 Z축 방향으로 상승한 트랜스퍼(200)의 이송 유닛(240)에 적재된 롤타입 자재(30)를 전달받고, 이송레일(310)의 궤도를 따라 목적지로 이동한다. 도면에는 생략되었지만, 이송 레일은 출발지인 트랜스퍼(200)에서 시작하여 목적지, 예를 들어 와인더 설비를 거쳐 다시 트랜스퍼(200)로 돌아오는 순환궤도를 이루고 있다.

도 8은 트랜스퍼(200)와 레일주행 반송차량(320) 사이에서 수행되는 로드 투 로드 이송을 도시한 도면이다. 트랜스퍼(200)의 이송 유닛(240)은 하방에 위치한 롤 버퍼(100)에서 롤타입 자재(30)를 불출하여 상방에 위치한 레일주행 반송차량(320)에 전달하는 중간 매개체이므로, 이송 유닛(240)은 적어도 롤 버퍼(100)의 로드(120)와 레일주행 반송차량(320)의 로드(322) 사이의 거리(높이)만큼 Z축 방향으로 선형이동할 수 있어야 한다.

도 8을 참조하면, 트랜스퍼(200)와 레일주행 반송차량(320) 사이에서 수행되는 로드 투 로드 이송은, 도 6의 롤 버퍼(100)와 트랜스퍼(200) 사이에서 수행되는 로드 투 로드 이송과 개념적으로 동등하다. 다만, 도 8에서는 이송 유닛(240)에 롤타입 자재(30)가 적재되어 있으므로, 이송 유닛(240)에 구비된 푸셔 유닛(246)이 작동한다는데 차이가 있을 뿐이다.

Z축 방향으로 상승한 이송 유닛(240)은 롤타입 자재(30)를 적재한 자신의 로드(242)가 레일주행 반송차량(320)의 로드(322)와 동축을 이루도록, XYZ 좌표 상의 정해진 지점으로 이동한다. 두 개의 로드(242, 322)가 정렬된 상태에서 이송 유닛(240)의 푸셔 유닛(246)이 롤타입 자재(30)의 후방을 밀어냄으로써, 롤타입 자재(30)는 트랜스퍼(200)와 레일주행 반송차량(320) 사이에서 로드 투 로드 방식으로 옮겨진다.

이상의 설명과 같이, 본 발명의 자동 이송공급 설비(10)는 롤 버퍼(100)에 다량으로 롤타입 자재(30)를 적재해 놓음으로써 현장에서 자재가 소진되기까지 충분한 시간을 확보할 수 있고, 또한 롤타입 자재(30)를 로드 투 로드 방식을 통해 롤 버퍼(100)에서 목적지까지 자동으로 공급할 수 있다.

따라서, 본 발명의 자동 이송공급 설비(10)를 적용함으로써, 와인더 설비를 운용하는 작업자가 롤타입 자재(30)까지 운송해야 하는 과중한 부대 업무에서 벗어날 수 있어 주요 업무에 더욱 집중할 수 있게 되고, 롤타입 자재(30)가 이동 과정 중에 손상을 입을 위험이 현저히 감소한다.

[제2 실시형태]

이상에서 설명한 본 발명의 제1 실시형태는 롤 버퍼(100)에서 레일주행 반송차량(320)까지 이어지는 일련의 자동 이송공급 설비(10)에 대해 설명하였으며, 이를 통해 와인더 설비를 운용하는 작업자가 롤타입 자재(30)까지 운송해야 하는 부담이 경감될 수 있다.

본 발명의 제2 실시형태는, 제1 실시형태를 더욱 효율적으로 운용할 수 있는 부가적인 구성을 포함하고 있으며, 이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 8은 트랜스퍼(200)와 레일주행 반송차량(320) 사이에서 수행되는 로드 투 로드 이송을 도시한 도면인데, 우측의 도면을 보면, 트랜스퍼(200)의 이송 유닛(240)은 로드(242)와 푸셔 유닛(246)을 일체로 선형이동하는 슬라이더(248)를 더 포함할 수 있다.

슬라이더(248)에 의해 선형이동한 이송 유닛(240)의 로드(242)는, 롤 버퍼(100)의 로드(120) 및 레일주행 반송차량(320)의 로드(322)에 대해 도킹하여 상호 연결될 수 있다. 도킹 이후에 롤타입 자재(30)가 푸셔 유닛(246)에 의해 이동되고, 슬라이더(248)는 롤타입 자재(30)의 전달이 완료된 이후에 로드(242)와 푸셔 유닛(246)을 원위치로 후퇴시킨다.

이와 같이, 슬라이더(248)는, 로드 투 로드 이송에 있어서, 대면하는 로드(242, 322)가 단순히 동축을 이루도록 하는 것에서 더 나아가 상호 연결하여 하나의 축처럼 만듦으로써 롤타입 자재(30)가 중간에 걸리거나 이탈할 염려 없이 안정되게 이동하는 것을 보장한다.

특히, 이송 유닛(240)과 레일주행 반송차량(320) 사이의 로드 투 로드 이송은 고소(高所)에서 이루어지므로, 롤타입 자재(30)의 이동에 문제가 생기면 해결하기가 곤란하고 낙하에 의한 사고의 우려가 높기도 한다. 또한, 슬라이더(248)에 의해 로드(242)의 유효 길이가 실질적으로 연장되는 효과도 있으므로, 3차원 운동을 하는 이송 유닛(240)의 로드(242)를 짧게 만들어서 예기치 않은 간섭이나 충돌의 위험을 낮추는 부가적인 효과도 얻을 수 있다.

도 9는 레일주행 반송차량(320)에 구비된 푸셔 유닛(326)과 슬라이더(328)의 구성을 도시한 도면이며, 레일주행 반송차량(320)에 구비된 슬라이더(328) 역시 로드(322)와 푸셔 유닛(326)을 함께 선형이동한다. 레일주행 반송차량(320)에 슬라이더(328)를 추가하는 구성은, 롤타입 자재(30)를 취급하는 각종 와인더 설비(미도시)에 도킹 시스템으로서 와인더 포트(400)를 구비하는 실시형태를 고려한 것이다.

와인더 포트(400)는 도 10에 나타나 있는데, 레일주행 반송차량(320)으로 운송된 롤타입 자재(30)를 수령하는 목적지에 해당한다. 와인더 포트(400)에도 롤타입 자재(30)의 중공 허브(32)에 대응하는 로드(410)가 구비된다. 여기서, 와인더 포트(400)에 접수된 롤타입 자재(30)를 와인더 설비(도면 미도시)에 장착하는 구성은 본 발명의 범위를 넘는 것이기에 이에 대한 설명은 생략한다.

도 10은 레일주행 반송차량(320)과 와인더 포트(400) 사이에서 수행되는 로드 투 로드 이송을 도시한 도면이다. 본 발명에서 로드 투 로드 이송은 동등한 구조와 방식을 일관되게 유지하고 있으며, 레일주행 반송차량(320)의 이동 궤적에 맞춰져 있는 와인더 포트(400)의 로드(410)는 레일주행 반송차량(320)의 로드(322)와 동축을 이루는 방향과 높이를 이루고 있다.

도 9에 나타난 것처럼, 레일주행 반송차량(320)은 로드(322)와 푸셔 유닛(326)을 함께 선형이동하는 슬라이더(328)를 더 포함하고 있다. 그리고, 도 10에서와 같이 슬라이더(328)에 의해 선형이동한 레일주행 반송차량(320)의 로드(322)는 와인더 포트(400)의 로드(410)에 대해 도킹하여 상호 연결되고, 도킹이 이루어어진 후에 푸셔 유닛(326)이 롤타입 자재(30)를 밀어서 와인더 포트(400)의 로드(410)로 이동시킨다. 그리고, 슬라이더(328)는 롤타입 자재(30)의 전달이 완료된 이후에 로드(322)와 푸셔 유닛(326)을 원위치로 후퇴시킨다.

한편, 고소에서 이루어지는 롤타입 자재(30)의 이동을 안정적으로 유지하기 위한 추가 수단이 더 구비될 수 있다. 이 수단은 척 수단(244, 324)으로서, 반경방향을 따라 이동하는 복수의 조(jaw)가 부재를 고정하는 공지의 수단을 말한다. 본 발명의 예시적인 일 시형태에서는, 전동 또는 공압으로 구동되는 3개의 조를 가진 연동 척이 사용되었다.

도 11은 트랜스퍼(200)의 이송 유닛(240)의 로드(242)에 구비된 척 수단(244)을 도시한 도면이다. 도시된 척 수단(244)은 로드(242)를 중공으로 형성하고 그 공간에 3개의 조를 배치한 일례를 보여준다. 이송 유닛(240)의 로드(242)에 구비된 척 수단(244)은 롤타입 자재(30)의 중공 허브(32) 안쪽면을 압박함으로써, 로드(242)에 대해 롤타입 자재(30)를 단단히 고정하고 있다. 척 수단(244)으로 고정된 롤타입 자재(30)는 이송 유닛(240)이 3차원으로 이동하는 중에도 고정상태가 견고하게 유지된다.

도 12는 레일주행 반송차량(320)의 로드(322)에 구비된 척 수단(324)을 도시한 도면이다. 레일주행 반송차량(320)의 척 수단(324)도 기본적으로는 트랜스퍼(200)의 척 수단(244)과 동등한 구조를 가지고 있으며, 3개의 조가 롤타입 자재(30)의 중공 허브(32) 안쪽면을 압박한다.

다만, 레일주행 반송차량(320)은 이송레일(310)의 궤도를 따라 이동하면서 가속, 정지, 곡선궤도를 주행할 때의 원심력 등의 각종 관성력을 받을 경우가 많으므로 좀더 확실하게 롤타입 자재(30)를 고정하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 레일주행 반송차량(320)의 척 수단(324)은 그 단부에 중공 허브(32)에 대해 걸림턱을 형성하는 돌출턱(325)을 구비하고 있다. 돌출턱(325)이 중공 허브(32)가 로드(322) 밖으로 이탈하는 것을 억지(抑止)함으로써, 레일주행 반송차량(320)이 복잡한 궤도주행을 하더라도 롤타입 자재(30)의 고정상태는 확실하게 보장된다.

이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10: 자동 이송공급 설비 20: 대차
30: 롤타입 자재 32: 중공 허브
100: 롤 버퍼 110: 턴 테이블
112: 회전축 120: 로드
130: 푸셔 유닛 132: 푸셔 프레임
134: 푸셔 200: 트랜스퍼
210: 베이스 프레임 220: 미들 프레임
230: 컬럼 240: 이송 유닛
242: 로드 244: 척 수단
246: 푸셔 유닛 248: 슬라이더
300: OHT 310: 이송레일
320: 레일주행 반송차량 322: 로드
324: 척 수단 325: 돌출턱
326: 푸셔 유닛 328: 슬라이더
400: 와인더 포트 410: 로드

Claims

대차에 적재된 롤타입 자재를 X축 방향으로 전달받고, 전달받은 롤타입 자재를 YZ 평면상에서 이송하는 롤 버퍼;
상기 롤 버퍼로부터 X축 방향으로 상기 롤타입 자재를 전달받고, 상기 롤타입 자재를 적재한 상태에서 XY 평면상에서 정해진 위치로 이동하며, Z축 방향으로 상향이송하는 트랜스퍼; 및
Z축 방향으로 상승한 상기 트랜스퍼에 적재된 롤타입 자재를 전달받고, 이송레일의 궤도를 따라 목적지로 이동하는 적어도 하나 이상의 레일주행 반송차량을 구비하는 OHT(Overhead Hoist Transport);
를 포함하는 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비.
제1항에 있어서,
상기 롤 버퍼와 트랜스퍼 사이, 그리고 상기 트랜스퍼와 레일주행 반송차량 사이에서 일어나는 롤타입 자재의 이동은 로드 투 로드(rod to rod) 방식인 것을 특징으로 하는 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비.
제2항에 있어서,
상기 롤 버퍼, 트랜스퍼, 그리고 레일주행 반송차량에는 각각 상기 롤타입 자재의 중공 허브에 삽입되는 로드가 구비되는 것을 특징으로 하는 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비.
제3항에 있어서,
상기 롤 버퍼, 트랜스퍼, 그리고 레일주행 반송차량에는 상기 로드에 적재된 롤타입 자재를 밀어내는 푸셔 유닛이 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비.
제4항에 있어서,
상기 롤 버퍼와 트랜스퍼 사이, 그리고 상기 트랜스퍼와 레일주행 반송차량 사이에서의 롤타입 자재의 이동은,
상기 롤 버퍼, 트랜스퍼 및 레일주행 반송차량에 각각 구비된 로드가 상호 정렬된 상태에서 상기 푸셔 유닛이 로드에 적재된 롤타입 자재를 밀어냄으로써 일어나는 것을 특징으로 하는 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비.
제4항에 있어서,
상기 롤 버퍼는,
YZ 평면 상에 배치된 턴 테이블과, 상기 턴 테이블 상에 원주상으로 배치된 적어도 둘 이상의 상기 로드를 포함하고,
상기 턴 테이블은 상기 원주의 중심을 지나는 X축 방향의 회전축을 중심으로 회전하며,
상기 턴 테이블의 회전에 의해 상기 로드에 적재된 롤타입 자재가 상기 트랜스퍼에 접근하는 것을 특징으로 하는 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비.
제6항에 있어서,
상기 턴 테이블 상의 로드에는 복수의 롤타입 자재 적재되는 것을 특징으로 하는 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비.
제7항에 있어서,
상기 롤 버퍼에 구비된 푸셔 유닛은,
Y축 방향으로 선형이동하는 푸셔 프레임과, 상기 푸셔 프레임 상에서 X축 방향으로 선형이동하는 푸셔를 포함하고,
상기 푸셔는 상기 턴 테이블 상의 로드에 적재된 복수의 롤타입 자재의 최후방을 밀어내어 최전방의 롤타입 자재를 하나씩 불출하는 것을 특징으로 하는 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비.
제4항에 있어서,
상기 트랜스퍼는,
Y축 방향으로 연장된 베이스 프레임;
상기 베이스 프레임 상에서 Y축 방향으로 선형이동하는 미들 프레임;
상기 미들 프레임 상에서 X축 방향으로 선형이동하고 Z축 방향으로 연장된 컬럼; 및
상기 컬럼 상에서 Z축 방향으로 선형이동하고, 상기 로드를 구비하며, 상기 로드에 적재된 롤타입 자재의 후방을 밀어내는 상기 푸셔 유닛을 탑재한 이송 유닛;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비.
제9항에 있어서,
상기 이송 유닛은, 적어도 상기 롤 버퍼의 로드와 상기 레일주행 반송차량의 로드 사이의 거리만큼 Z축 방향으로 선형이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비.
제4항에 있어서,
상기 레일주행 반송차량의 로드 후방에 상기 푸셔 유닛이 구비되어, 상기 로드에 적재된 롤타입 자재의 후방을 밀어내는 것을 특징으로 하는 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비.
제9항에 있어서,
상기 이송 유닛은 상기 로드와 푸셔 유닛을 함께 선형이동하는 슬라이더를 더 포함하고,
상기 슬라이더에 의해 선형이동한 상기 이송 유닛의 로드는, 상기 롤 버퍼의 로드 또는 상기 레일주행 반송차량의 로드에 대해 도킹하여 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비.
제12항에 있어서,
상기 이송 유닛의 로드에는, 적재된 롤타입 자재의 중공 허브 안쪽면을 압박하는 척 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비.
제11항에 있어서,
상기 이송레일의 궤도 상에 배치된 와인더 포트를 더 포함하고,
상기 와인더 포트는 상기 레일주행 반송차량에 구비된 로드에 접속할 수 있는 로드를 구비하는 것을 특징으로 하는 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비.
제14항에 있어서,
상기 레일주행 반송차량은 상기 로드와 푸셔 유닛을 함께 선형이동하는 슬라이더를 더 포함하고,
상기 슬라이더에 의해 선형이동한 상기 레일주행 반송차량의 로드는, 상기 와인더 포트의 로드에 대해 도킹하여 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비.
제15항에 있어서,
상기 레일주행 반송차량의 로드에는, 적재된 롤타입 자재의 중공 허브 안쪽면을 압박하는 척 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비.
제16항에 있어서,
상기 척 수단의 단부에는 상기 중공 허브에 대해 걸림턱을 형성하는 돌출턱을 구비되는 것을 특징으로 하는 롤타입 자재의 자동 이송공급 설비.