JP2009298477A - コイル包装用ヘッドユニット{Headunitforcoilpackaging} - Google Patents
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Abstract
【課題】コイルに包装用資材を固定するためのバンドを移送及び締結するコイル包装用ヘッドユニットを提供する。
【解決手段】コイル包装用ヘッドユニット300は、コイルの包装のために供給されるバンドBの先端を、上記コイルに巻くロボットが上記バンドBの先端を握ることができる位置に移送し、上記コイルに巻かれた上記バンドBの先端を、上記ロボットが提供することによって、上記バンドBの先端を、上記バンドに重なるように移送するバンド移送部330;及び、上記バンドの先端を上記バンドに締結するバンド締結部320を含む。
【選択図】図3
【解決手段】コイル包装用ヘッドユニット300は、コイルの包装のために供給されるバンドBの先端を、上記コイルに巻くロボットが上記バンドBの先端を握ることができる位置に移送し、上記コイルに巻かれた上記バンドBの先端を、上記ロボットが提供することによって、上記バンドBの先端を、上記バンドに重なるように移送するバンド移送部330;及び、上記バンドの先端を上記バンドに締結するバンド締結部320を含む。
【選択図】図3
Description
本発明は、コイル包装用ヘッドユニットに関し、より詳しくは、コイルに包装用資材を固定するためのバンドを移送及び締結するコイル包装用ヘッドユニットに関する。
製鉄工程は、各種鉄鉱石などを主原料を用いて銑鉄を生産する製銑工程、銑鉄から不純物を取り除いて熔鋼を作る製鋼工程、液体状態の熔鋼を固体状態にする連鋳工程、固体状態の鉄を鋼板や線材で作る圧延工程などからなる。
連鋳工程は、液体状態である熔鋼を鋳型(mold)に注入して連続鋳造機を通過させて冷却及び凝固させて連続的なスラブ(slab)、ブルーム(bloom)、ビレット(billet)などの中間素材で作る。このうち、スラブは圧延工程で回転する複数個のロール(Roll)間を通過しながら薄い鋼板形態の製品に生産される。このように生産される鋼板は流通の便宜のためにコイル形態に巻かれて提供される。
図1は、コイルとコイルの包装用資材の結合関係を示した分解斜視図である。図1を参照すると、コイル形態に巻かれた鋼板(以下、コイル)(10)は、防湿のためにコイル(10)の内外周に巻き取りされる防錆紙(11)、コイル(10)の外周面を保護する外周保護板(12)、コイルの内周面を保護する内周保護板(13)、コイル(10)の両側面を保護する断面側板(14)、コイル(10)の内周面に内周保護板(11)を固定させる内周リング(15)及び、コイル(10)の外周面に外周保護板(12)を固定させる外周リング(16)を含む包装用資材でコイル(10)の内外周面を包装する。
このような包装用資材でコイル(10)の内外周面を包装した以後にはコイル(10)の解れ防止及び包装用資材の結束のために、バンドでコイル(10)の内外周面を覆う結束工程を実施する。
然しながら、従来のコイル結束装置は、コイル(10)を移送させる装置、コイル(10)を持ち上げる装置、及びコイル(10)にバンドが巻かれる方向に応じて各々配置される装置を別途に配置して運営している。
これに伴い、従来のコイル結束装置は、コイル結束工程のための空間の運営が非効率的であり、初期設備投資費用の増加につながる問題点がある。
本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、本発明の目的は、ロボットを用いたコイル包装用結束装置に使われるヘッドユニットを提供することである。
コイル包装用ヘッドユニットは、コイルの包装のために供給されるバンドの先端を、上記コイルに巻くロボットが上記バンドの先端を握ることができる位置に移送し、上記コイルに巻かれた上記バンドの先端を、上記ロボットが提供することによって、上記バンドの先端を、上記バンドに重なるように移送するバンド移送部;及び、上記バンドの先端を上記バンドに締結するバンド締結部を含む。
コイル包装のための結束工程に使われる装置の規模を減らすことができるため、工程空間を效率的に活用でき、且つ初期設備投資費用を減らすことができる効果がある。
以下、本実施例によるコイル包装用ロボット結束装置に対して添付図面を参照して詳細に説明する。
図2は、本実施例によるコイル包装用ロボット結束装置を示した斜視図である。図2を参照すると、ロボット結束装置は、バンド供給機(100)、ヘッドユニット(300)、ヘッドロボット(301)、グリップユニット(400)、グリップロボット(401)及び、第1及び第2のロボット移送機(302、402)を含む。
バンド供給機(100)は、コイル(50)の包装に使われるバンド(B)を巻いているバンド格納部(110)と、バンド格納部(110)からバンド(B)を引き出すバンド補助引き出し部(120)を含む。
バンド補助引き出し部(120)は、バンド格納部(110)のバンド(B)を引き出す引き出しモータ(121)と、引き出しモータ(121)から引き出しされて張力が減少されたバンド(B)を巻いている複数の引き出しローラ(122)を含む。バンド補助引き出し部(120)は、バンド格納部(110)に巻かれているバンド(B)を予め引き出してバンド(B)の張力を減少させるため、バンド(B)の供給を円滑にする。
ヘッドユニット(300)は、バンド供給機(100)からバンド(B)を供給されてバンド(B)の先端を吐き出す。グリップユニット(400)は、ヘッドユニット(300)から吐き出されるバンド(B)の先端を握る。ヘッドロボット(301)及びグリップロボット(401)は6軸自由度を有する関節型ロボットで備えられる。
第1及び2のロボット移送機(302、402)は、ヘッドユニット(300)とグリップユニット(400)を各々支持する。第1及び2のロボット移送機(302、402)は、ヘッドロボット(301)とグリップロボット(401)を直線移送させる。第1及び第2のロボット移送機(302、402)は、動力モータとラック-ピニオンを含むリニアアクチュエータ、LMモータとLMガイドを含むリニアアクチュエータ、動力モータと移送レール及びボールスクリュを含むリニアアクチュエータのうちいずれか一つで具現することができる。
ヘッドロボット(301)とグリップロボット(401)は、第1及び第2のロボット移送機(302、402)により直線移送されて7軸自由度が具現される。
ヘッドロボット(301)とグリップロボット(401)の間にはコイル支持台(60)が配置される。コイル支持台(60)は、防錆紙(未図示)、断面側板(51)、内周保護板(52)、外周保護板(53)、内周リング(54)及び、外周リング(55)により包装されたコイル(50)を支持する。コイル支持台(60)はコイル(50)を地面から離隔支持する。
一方、ヘッドユニット(300)とヘッドロボット(301)にはバンド供給機(100)からヘッドユニット(300)に供給されるバンド(B)を支持する供給ガイド(Ba)が結合される。供給ガイド(Ba)は、ヘッドロボット(301)の姿勢変化に応じて変形されることができる弾性体で備えられるのが望ましい。このような供給ガイド(Ba)は、ヘッドユニット(300)に供給されるバンド(B)がヘッドロボット(301)及びヘッドユニット(300)に巻かれてからがることを防止する。
以下、本実施例によるロボット結束装置の作動に対して簡略に説明する。
バンド格納部(110)に巻かれているバンド(B)はバンド補助引き出し部(120)によりバンド格納部(110)から引き出しされる。バンド(B)は、張力の減少された状態で複数の引き出しローラ(122)に巻かれてある。複数の引き出しローラ(122)に巻かれているバンド(B)はヘッドユニット(300)に供給される。
ヘッドユニット(300)は、バンド(B)の先端を内部に通過させて外部に吐き出す。グリップユニット(400)はヘッドユニット(300)の外部に吐き出されたバンド(B)の先端を握る。グリップロボット(401)はコイル支持台(60)により支持されるコイル(50)周辺部でグリップユニット(400)を旋回させる。このとき、ヘッドロボット(301)はヘッドユニット(300)をバンド(B)の締結位置に移動させる。グリップロボット(401)により、バンド(B)は、ヘッドユニット(300)を介して引き出しされ、コイル支持台(60)に支持されるコイル(50)の内外周面に巻かれる。
バンド(B)がコイル(50)に巻かれると、グリップロボット(401)はバンド(B)の先端を締結位置に移動させる。ヘッドユニット(300)は内部にバンド(B)を移送してヘッドユニット(300)の内部でバンド(B)がお互いに重ねられるようにする。ヘッドユニット(300)は、コイル(50)に巻かれたバンド(B)をかたく巻き取るためにバンド(B)の先端を固定し、バンド(B)を巻き戻す。ヘッドユニット(300)はお互いに重ねられたバンド(B)を締結し、バンド(B)の締結部位以後を切断する。
このように、ロボット結束機は、コイル(50)の内外周面にバンド(B)を巻き、バンド(B)を締結してコイル(50)に包装用資材(51、52、53、54、55)を結束する。
以下、添付された図面を参照して本実施例によるロボット結束装置の構成及び作用に対してさらに詳細に説明する。
図3は、本実施例によるコイル包装用ロボット結束装置のヘッドユニットを示した斜視図であり、図4は、本実施例によるコイル包装用ロボット結束装置のヘッドユニットを示した分解斜視図である。図3及び図4を参照すると、ヘッドユニット(300)は、バンド移送部(310)、バンド締結部(320)、パッド供給部(330)及び、バンド切断部(340)を含む。
また、ヘッドユニット(300)は、バンド移送部(310)、バンド締結部(320)、パッド供給部(330)及び、バンド切断部(340)を支持するブラケット(350)を含む。ブラケット(350)とヘッドロボット(301)の回動端部の間には回動部(360)が配置され、ブラケット(350)がヘッドロボット(301)の回動端部から回動可能になるようにする。
バンド移送部(310)は、バンド供給機(100)から供給されるバンド(B)を移送してバンド(B)の先端をヘッドユニット(300)の外部に吐き出す。また、バンド移送部(310)は、コイル(50)に巻かれた後、ヘッドユニット(300)に再挿入されるバンド(B)の先端をバンド締結部(320)に移送する。また、バンド移送部(310)はコイル(50)に巻かれたバンド(B)をかたく巻き取るためにバンド(B)を巻き戻す。
パッド供給部(330)は、ヘッドロボット(301)によりヘッドユニット(300)が締結位置に移動すると、バンド締結部(320)にパッドを供給する。
バンド締結部(320)はバンド(B)の締結前コイル(50)の外周面にパッドを付着させる。また、バンド締結部(320)はお互いに重ねられたバンド(B)を溶融させてバンド(B)を締結する。
バンド切断部(340)は、ヘッドユニット(300)に再挿入されたバンド(B)の先端を固定し、バンド(B)の巻き戻しを遂行することができるようにする。また、バンド切断部(340)はバンド(B)の締結後バンド(B)の締結部位以後を切断する。
図5は、本実施例によるコイル包装用ロボット結束装置のヘッドユニットのうちバンド移送部を示した分解斜視図である。図3ないし図5を参照すると、バンド移送部(310)は、回転力を提供する駆動モータ(311)と、駆動モータ(311)の回転軸に結合される加減速機(312)と、加減速機(312)の回転軸に結合される移送ローラ(313)を含む。
また、バンド移送部(310)は、バンド供給機(100)から供給されるバンド(B)の経路に配置される複数のガイドローラ(314a)と、複数のガイドローラ(314a)の下方に配置されてバンド切断部(340)に延びる第1のバンドガイド(314b)と、第1のバンドガイド(314b)の外側に配置されてバンド切断部(340)に延びる第2のバンドガイド(314c)と、バンド締結部(320)の下側に配置されるバンドストッパ(314d)を含む。
また、バンド移送部(310)は、移送ローラ(313)の上側に配置されるバックアップローラ(315)と、バックアップローラ(315)の回転軸に結合されるバックアップリンク(315a)と、バックアップリンク(315a)に結合されるバックアップシリンダ(316)とを含む。バンド移送部(310)は、加減速機(312)の回転軸に結合される第1の出力ギア(313a)と、バックアップローラ(315)の回転軸に結合される第1の入力ギア(315b)とを含む。
バックアップリンク(315a)はバックアップシリンダ(316)により回動され、バックアップローラ(315)はバックアップリンク(315a)により移動して移送ローラ(313)に接触される。このとき、第1の入力ギア(315b)は第1の出力ギア(313a)に噛み合われる。
以下、ヘッドユニット(300)のバンド(B)移送動作に対して説明する。
バンド供給機(100)から供給されるバンド(B)は複数のガイドローラ(314a)に支持されて移送ローラ(313)に向かう。複数のガイドローラ(314a)はバンド(B)の上、下、左、右を共に支持してバンド(B)が絡むことを防止する。複数のガイドローラ(314a)を通過したバンド(B)は第1のバンドガイド(314b)に沿って移送ローラ(313)に案内される。
駆動モータ(311)は、バンド(B)を移送するために正回転され、加減速機(312)は駆動モータ(311)の回転速度を加減速して移送ローラ(313)を回転させる。このとき、バックアップローラ(315)は移送ローラ(313)に接触され、第1の入力ギア(315b)は第1の出力ギア(313a)に噛み合われた状態である。バックアップローラ(315)は、第1の出力ギア(313a)から第1の入力ギア(315b)へ回転力を伝達され、移送ローラ(313)の回転方向に対して逆方向に回転される。
バンド(B)は、移送ローラ(313)とバックアップローラ(315)に接触されて移送され、第1のバンドガイド(314b)と第2のバンドガイド(314c)の間を通過する。バンド(B)の先端は、バンド切断部(340)とバンド締結部(320)をすぎてバンドストッパ(314d)に到達する。バンドストッパ(314d)はバンド(B)の進行を遮断し、バンド(B)の先端はバンドストッパ(314d)上に位置する。
ここで、バンドストッパ(314d)は、バンド(B)の先端が接触されることによって回動されるように備えられる。バンドストッパ(314d)の回動端部にはバンドストッパ(314d)の回動を感知する位置感知器(314e)が配置される。位置感知器(314e)は、バンドストッパ(314d)が回動されることによって、バンドストッパ(314d)の回動端部に接触されて接触信号を発生させる。
バンド(B)の先端がバンドストッパ(314d)に位置すると、グリップユニット(400)はバンド(B)の先端を握って、グリップロボット(401)はグリップユニット(400)をコイル(50)の周辺部で旋回させる。このとき、バックアップシリンダ(316)はバックアップリンク(315a)を回動させる。バックアップリンク(315a)の回動に応じてバックアップローラ(315)は、移送ローラ(313)から離隔され、バックアップローラ(315)と移送ローラ(313)の間を通過するバンド(B)は円滑に引き出しされる。
一方、グリップロボット(401)はバンド(B)を締結位置に移動させる。バンド(B)の先端は第2のバンドガイド(314c)の外側に挿入される。バンド(B)の先端は第2のバンドガイド(314c)の外側に形成される第1のバンド受容溝(314ca)に受容される。バンド(B)の先端は以後に説明される加圧移送機(317)の加圧移送ローラ(317h)(図6ご参照)によりバンドストッパ(314d)まで到達する。
バンド(B)の先端がバンドストッパ(314d)を接触することに応じてバンドストッパ(314d)は回動されて接触信号を発生させ、駆動モータ(311)は逆回転される。また、接触信号の発生に応じてバックアップシリンダ(316)はバックアップリンク(315a)を回動させる。バックアップリンク(315a)の回動に応じてバックアップローラ(315)は移送ローラ(313)側に移動し、第1の入力ギア(315b)は第1の出力ギア(313a)に噛み合われる。このとき、バンド切断部(340)はバンド(B)の先端を固定し、バックアップローラ(315)と移送ローラ(313)の間にはバンド供給機(100)から供給されるバンド(B)が位置する。
駆動モータ(311)の逆回転に応じて加減速機(312)は駆動モータ(311)の回転速度を加減速して移送ローラ(313)を逆回転させる。このとき、バックアップローラ(315)は、第1の出力ギア(313a)に噛み合われた第1の入力ギア(315b)により回転力を伝達され、移送ローラ(313)の回転方向の逆方向に回転される。
バンド(B)は、移送ローラ(313)とバックアップローラ(315)に接触されて巻き戻しされ、コイル(50)に巻かれたバンド(B)の張力は増加される。
ここで、バックアップローラ(315)の側面には外径のうち一部に突出される段差(315e)が形成され、段差(315e)が形成されたバックアップローラ(315)の側面部にはバックアップローラ(315)の回転に応じて段差(315e)の回転を感知する張力感知器(315f)が配置される。バックアップローラ(315)の回転速度はバンド(B)の張力と反比例する。即ち、バンド(B)の張力が増加されることに応じて、バックアップローラ(315)の回転速度は順次減少する。以後、バンド(B)の張力が駆動モータ(311)の回転力と同一に形成されると、バックアップローラ(315)はこれ以上回転されない。バックアップローラ(315)が回転しなければ、張力感知器(315f)には接触信号が維持されたり、接触信号が発生されない。
このように、張力感知器(315f)の接触信号が一定時間維持されたり、一定時間接触信号が発生されなければ、駆動モータ(311)は逆回転が停止してバンド(B)の巻き戻しが終了される。
一方、バンド移送部(310)は、バックアップローラ(315)の回転軸に結合されるギアリンク(315c)と、ギアリンク(315c)に結合される第2の出力ギア(315d)とを含む。また、バンド移送部(310)は、第2のバンドガイド(314c)の一側方に配置され、第1のバンド受容溝(314ca)の全面に突出されて第1のバンド受容溝(314ca)を開閉させる加圧移送機(317)を更に含む。
図6は、本実施例によるコイル包装用ロボット結束装置のヘッドユニットのうち加圧移送機を示した分解斜視図である。図6を参照すると、加圧移送機(317)は第2の加圧移送機(317)の一側方に配置される開閉バー(317a)を含む。開閉バー(317a)の所定部には開閉リンク(317b)が結合され、開閉リンク(317b)には開閉シリンダ(317c)が結合される。
また、加圧移送機(317)は、開閉リンク(317b)の両側面に結合される複数の開閉ローラ(317d)と、複数の開閉ローラ(317d)の移動経路を形成する開閉レール(317e)とを含む。開閉レール(317e)は、内部に複数の開閉ローラ(317d)のうちいずれか一つを拘束し、開閉ローラ(317d)の移動度を制限する長孔形態の開閉ガイドホール(317f)が形成される。また、開閉レール(317e)は、開閉ガイドホール(317f)に対応される直線区間と、末端部に開閉ガイドホール(317f)と同軸をなす曲線区間とを含む。
また、加圧移送機(317)は、開閉バー(317a)に結合される第2の入力ギア(317g)と、第2の入力ギア(317g)の回転軸に結合される加圧移送ローラ(317h)とを含む。
以下、ヘッドユニット(300)のバンド(B)の開閉動作に対して説明する。
上述した通り、グリップユニット(400)及びグリップロボット(401)によりヘッドユニット(300)に再挿入されるバンド(B)の先端は、第2のバンドガイド(314c)の外側に形成される第1のバンド受容溝(314ca)に挿入される。このとき、開閉シリンダ(317c)は第1のバンド受容溝(314ca)からバンド(B)が離脱されることを防止するために開閉リンク(317b)を前進させる。
開閉シリンダ(317c)が開閉リンク(317b)を前進させると、複数の開閉ローラ(317d)は開閉レール(317e)の直線区間に沿って移動する。開閉ガイドホール(317f)に拘束される開閉ローラ(317d)は、開閉ガイドホール(317f)の末端部に移動が停止し、残りの開閉ローラ(317d)は開閉レール(317e)の曲線区間に沿ってさらに移動する。従って、開閉リンク(317b)は、開閉ガイドホール(317f)の末端部に、移動が制限される開閉ローラ(317d)を回動軸として第1のバンド受容溝(314ca)側に回動される。開閉バー(317a)は開閉リンク(317b)に沿って回動されて第1のバンド受容溝(314ca)を閉める。
このとき、加圧移送ローラ(317h)は第1のバンド受容溝(314ca)に受容されたバンド(B)を加圧し、第2の入力ギア(317g)は第2の出力ギア(315d)に噛み合われる。加圧移送ローラ(317h)は、第2の出力ギア(315d)を介して第2の入力ギア(317g)に回転力を伝達されて回転し、バンド(B)をバンドストッパ(314d)に移送させる。
図7は、本実施例によるコイル包装用ロボット結束装置のヘッドユニットのうちバンド締結部を示した分解斜視図である。図7を参照すると、バンド締結部(320)は、お互いに重ねられたバンド(B)を溶接するときに必要な電源を供給する電源供給機(321)を含む。電源供給機(321)には第1及び2の電極バー(321a、321b)が連結される。第1の電極バー(321a)には溶接チップ(322a)が装着された溶接ガン(322)が結合され、第2の電極バー(321b)には支持パネル(324)が連結される。溶接ガン(322)は溶接シリンダ(323)により、前後進が可能に備えられる。
以下、ヘッドユニット(300)のバンド(B)の締結動作に対して説明する。
上述した通り、ヘッドユニット(300)にバンド(B)の先端が再挿入されて加圧移送ローラ(317h)によりバンド(B)の先端がバンドストッパ(314d)まで移送されると、バンド(B)はバンド締結部(320)でお互いに重ねられる。このとき、溶接ガン(322)はお互いに重ねられたバンド(B)の内側に位置し、支持パネル(324)はお互いに重ねられたバンド(B)の外側に位置する。
電源供給機(321)は第1及び第2の電極バー(321b)に電源を供給する。第1の電極バー(321a)は溶接ガン(322)に電源を伝達し、第2の電極バー(321b)は支持パネル(324)に電源を伝達する。溶接シリンダ(323)は溶接ガン(322)を前進させる。溶接ガン(322)の前進に応じて溶接チップ(322a)はお互いに重ねられたバンド(B)の内側を加圧し、支持パネル(324)の後面はお互いに重ねられたバンド(B)の外側を支持する。これに伴い、お互いに重ねられたバンド(B)は圧着され、溶接チップ(322a)と支持パネル(324)は通電される。溶接チップ(322a)と支持パネル(324)が通電されることに応じてお互いに圧着されたバンド(B)は発熱され、溶融されて締結される。
一方、溶接ガン(322)と締結されたバンド(B)の間には分離台(322b)が配置される。分離台(322b)は、バンド(B)の締結後、バンド(B)に圧着された溶接チップ(322a)の分離が容易になるように溶接ガン(322)が後進する間バンド(B)を支持する役割をする。
また、溶接ガン(322)と溶接チップ(322a)は複数で備えられるのが望ましい。複数の溶接ガン(322)と複数の溶接チップ(322a)は、お互いに圧着されたバンド(B)の複数個所で溶接点を同時に形成することができる。これに伴い、バンド(B)締結に消費される工程時間を短縮することができ、バンド(B)をかたく締結することができる。
一方、バンド締結部(320)は、支持パネル(324)を支持するパネルバー(325)と、パネルバー(325)に結合されるパネルシリンダ(326)と、一端部がパネルバー(325)にヒンジ結合され、他端部がパネルシリンダ(326)に固定されるパネルリンク(327)を含む。
パネルシリンダ(326)は、パネルバー(325)を前進させ、パネルバー(325)はパネルリンク(327)のヒンジ軸を回動軸として回動される。パネルバー(325)の回動に応じて支持パネル(324)はバンド(B)の締結位置からパッド供給部(330)側に回動される。
このような支持パネル(324)の回動作動は、パッド供給部(330)から供給されるパッドをコイル(50)とバンド(B)の間に移送するためのことである。従って、支持パネル(324)の前面部にはパッド供給部(330)から供給されるパッドが受容されるパッド受容溝(324a)が形成され、パッド受容溝(324a)の内側にはパッドを弾性支持するパッドグリップ(324b)が備えられる。
図8は、本実施例によるコイル包装用ロボット結束装置のうちヘッドユニットのパッド供給部を示した分解斜視図である。図8を参照すると、パッド(P)はコイル(50)に付着が容易になるように内部にマグネチックが含まれて提供される。
パッド供給部(330)は、複数のパッド(P)の格納空間を形成するパッド貯蔵庫(331)と、パッド貯蔵庫(331)の内部に格納された複数のパッド(P)を弾性支持する弾性支持バー(332)とを含む。パッド貯蔵庫(331)の前面にはパッド(P)が排出する排出口(331a)が形成され、排出口(331a)の外部には弾性支持バー(332)により弾性支持されるパッド(P)の離脱を防止し、パッド(P)の供給経路を形成するパッドガイド(333)が配置される。パッドガイド(333)の内部にはパッド加圧バー(334)が備えられ、パッド加圧バー(334)はパッドリンク(335)に結合され、パッドリンク(335)はパッドシリンダ(336)の出力段にヒンジ結合される。
以下、ヘッドユニットのパッド(P)の供給動作に対して説明する。
パッドシリンダ(336)はパッド(P)の供給のためにパッドリンク(335)を前進させる。パッドリンク(335)はヒンジ軸を回動軸として回動され、パッド加圧バー(334)はパッドガイド(333)に待機しているパッド(P)を加圧する。パッド(P)はパッドガイド(333)から支持パネル(324)に供給される。支持パネル(324)に供給されたパッド(P)はパッド受容溝(324a)に受容され、パッドグリップ(324b)によりパッド受容溝(324a)から離脱されるのが防止される。
パッド受容溝(324a)にパッド(P)が受容されると、支持パネル(324)はバンド(B)の締結位置に回動される。このとき、支持パネル(324)の前面部はコイル(50)の外周面に近接され、マグネチックを含むパッド(P)はコイル(50)の外周面に付着される。以後、コイル(50)に巻かれたバンド(B)が巻き戻しされながら、パッド(P)はコイル(50)とバンド(B)の間に固定される。
コイル(50)の外周面に付着されたパッド(P)はバンド(B)を巻き戻した後、コイル(50)の外周面とバンド(B)の間に若干の空間を形成する。パッド(P)により形成された空間はコイル(50)の需要者にバンド(B)の解体工具を挿入できる便宜を提供する。
図9は、本実施例によるコイル包装用ロボット結束装置のヘッドユニットのうちバンド切断部を示した分解斜視図である。図9に示したように、バンド切断部(340)は第2のバンドガイド(314c)に沿って移送されるバンド(B)の経路に配置されるガイドブロック(341)を含む。ガイドブロック(341)は前面に形成される第2のバンド受容溝(341a)が形成される。
また、バンド切断部(340)は、バンド(B)の先端を固定するときに必要な動力を提供する固定シリンダ(342)と、固定シリンダ(342)から提供される動力を用いてバンド(B)を固定する固定器(343)とを含む。
また、バンド切断部(340)は、バンド(B)の締結部位以後を切断するときに必要な動力を提供する切断シリンダ(344)と、切断シリンダ(344)から提供される動力を用いてバンドを切断する切断機(345)とを含む。
また、バンド切断部(340)は、固定シリンダ(342)と切断シリンダ(344)の各動力を固定器(343)と切断機(345)に伝達する動力伝達器(346)を含む。
動力伝達器(346)は、固定シリンダ(342)の出力段に結合される固定駆動ラック(346a)、切断シリンダ(344)の出力段に結合される切断駆動ラック(346b)、固定駆動ラック(346a)と切断駆動ラック(346b)に噛み合われたピニオン(346c)、ピニオン(346c)の回転軸に結合される可動リンク(346d)及び、可動リンク(346d)に一つのヒンジ軸に結合される一対の回動リンク(346e)を含む。固定器(343)は一対の回動リンク(346e)に各々ヒンジ結合される一対のクランプ(343a、343b)を含む。切断機(345)は、可動リンク(346d)のヒンジ軸に結合される移送カッタ(345a)と、ガイドブロック(341)の下段に固定される固定カッタ(345b)とを含む。ガイドブロック(341)と固定カッタ(345b)の間には切断機(345)に向かって進行するバンド(B)を支持する支持ローラ(341b)を含む。
以下、ヘッドユニット(300)のバンド(B)の固定動作及びバンド(B)の切断動作に対して説明する。
グリップロボット(401)によりバンド(B)が引き出しされることに応じてバンド(B)の所定部位は、第1のバンドガイド(314b)と第2のバンドガイド(314c)の間を通過してガイドブロック(341)の前面を通過し、コイル(50)に巻かれたバンド(B)は、第2のバンド受容溝(341a)に挿入されてバンド(B)はガイドブロック(341)からバンドストッパ(314d)までお互いに重ねられる。
固定シリンダ(342)はバンド(B)の先端を固定するために固定駆動ラック(346a)を前進させる。固定駆動ラック(346a)の前進に応じてピニオン(346c)と可動リンク(346d)は前進する。このとき、移送カッタ(345a)は可動リンク(346d)の前進に応じて前進されてお互いに重ねられたバンド(B)の内側を加圧する。お互いに重ねられたバンド(B)の内側が加圧されることに応じてお互いに重ねられたバンド(B)のうち内側に位置するバンド(B)、即ち、バンド(B)の先端は一対のクランプ(343a、343b)の回動範囲内に位置し、重ねられたバンド(B)のうち外側に位置するバンド(B)は一対のクランプ(343a、343b)の回動範囲の外部に位置する。
引き続いて、可動リンク(346d)にヒンジ結合される一対の回動リンク(346e)の内角は広くなり、一対の回動リンク(346e)に各々ヒンジ結合される一対のクランプ(343a、343b)の内角は狭まる。一対のクランプ(343a、343b)はバンド(B)の先端を両側面で加圧し、バンド(B)の先端を固定する。このように、一対のクランプ(343a、343b)によりバンド(B)の先端が固定されると、バンド(B)の巻き戻しを始めることができる。
以後、切断シリンダ(344)はバンド(B)の締結部位以後を切断するために切断駆動ラック(346b)を前進させる。切断駆動ラック(346b)の前進に応じてピニオンと可動リンクは前進する。可動リンクのヒンジ軸に結合される移送カッタは前進し、固定カッタと連係されてバンドの締結部位以後を切断する。
図10は、本実施例によるコイル包装用ロボット結束装置のグリップユニットを示した斜視図である。図10を参照すると、グリップユニット(400)は、伸縮部(410)、グリップ部(420)及び、回転制御部(430)を含む。伸縮部(410)は、グリップロボット(401)の端部にヒンジ結合されて回動可能にグリップロボット(401)に結合される。グリップ部(410)は伸縮部(410)の端部に結合され、回転制御部(430)はグリップ部(420)の一側に結合される。
伸縮部(410)は、全長の伸縮に必要な動力を提供する伸縮シリンダ(411)、内部に伸縮シリンダ(411)を支持する外部フレーム(412)及び、伸縮シリンダ(411)の出力段に結合する内部フレーム(413)を含む。
伸縮部(410)は、グリップ部(420)をグリップロボット(401)の端部から伸張させてヘッドユニット(300)から吐き出されたバンド(B)の先端に接近が容易になるようにする。また、伸縮部(410)は、ヘッドユニット(300)から吐き出されたバンド(B)の先端を握っているグリップ部(420)をグリップロボット(401)の端部側に圧縮させてヘッドユニット(300)からバンド(B)を引き出す。
図11は、本実施例によるコイル包装用ロボット結束装置のグリップユニットのうちグリップ部の分解斜視図である。図11を参照すると、グリップ部(420)は内部フレーム(413)の端部に結合されるグリップシリンダ(425)を含む。グリップシリンダ(425)の外側面には一対のグリップフレーム(424)が結合され、グリップフレーム(424)の内側にはグリップシリンダ(425)の出力段に結合されるロードブロック(426)と、ロードブロック(426)の外側面に結合される一対のスライドバー(427)が配置される。一対のスライドバー(427)の間には一対のグリッパ(421)が配置される。一対のグリッパ(421)間には弾性部材(421a)が配置される。各スライドバー(427)と各グリッパ(421)の間にはグリップサポータ(422)が各々配置される。
一対のグリップサポータ(422)は一対のグリッパ(421)の外側面に各々挿入されて固定され、一対のグリッパ(421)はグリップフレーム(424)に回転可能に支持されるグリップ回転軸(423)に軸結合される。
一対のスライドバー(427)はグリップサポータ(422)に向かった内側面に形成される第1の凹凸部(427a)を含み、一対のグリップサポータ(422)は第1の凹凸部(427a)に噛み合われるようにスライドバー(427)に向かった外側面に形成される第2の凹凸部(422a)を含む。第1の凹凸部(427a)にはスライドバー(427)の長さ方向を長軸とする長孔形態で形成され、内部にグリップ回転軸(423)が挿入されるグリップガイドホール(427b)が形成される。
図12及び図13は、本実施例によるコイル包装用ロボット結束装置のバンドグリップ動作を示した作動図である。図12及び図13を参照すると、第1の凹凸部(427a)と第2の凹凸部(422a)が噛み合われた状態で、グリップシリンダ(425)は、ロードブロック(426)を前進させて一対のスライドバー(427)を前進させる。このとき、一対のスライドバー(427)はグリップガイドホール(427b)の内部に位置したグリップ回転軸(423)の支持を受けて前進する。
このとき、一対のスライドバーは一対のグリッパ(421)の外周面に接触される。即ち、第2の凹凸部(422a)の凹部に噛み合われていた第1の凹凸部(427a)の凸部は第2の凹凸部(422a)の凸部にスライディングされる。これに伴い、第1の凹凸部(427a)は一対のグリップサポータ(422)を加圧し、一対のグリップサポータ(422)が加圧されることに応じて一対のグリッパ(421)の間隔が狭くなるようになり、一対のグリッパ(421)はバンド(B)を幅方向に加圧してバンド(B)の先端を握る。
また、図10及び図11を参照すると、回転制御部(430)は、グリップ回転軸(423)に結合される駆動カム(431)、駆動カム(431)にヒンジ結合されるカムリンク(432)、カムリンク(432)にヒンジ結合される制御リンク(433)を含む。また、回転制御部(430)は、グリップフレーム(424)の外側面に固定される支持フレーム(434)と、支持フレーム(434)にヒンジ結合されて制御リンク(433)の上部に配置される掛け金(435)を含む。
また、回転制御部(430)は弾性体で備えられて一端が掛け金(435)に結合され、他端がロードブロック(426)に結合されるロック維持部材(436)と、弾性体で備えられて一端が制御リンク(433)に結合され、他端がグリップフレーム(424)に結合される復帰部材(437)を含む。
図14は、本実施例によるコイル包装用ロボット結束装置のグリップユニットのうち回転制御器のグリッパ回転制御動作を示した作動図である。図14を参照すると、ヘッドユニット(300)の外部に吐き出されたバンド(B)の先端をグリッパ(421)が握る時、駆動カム(431)の位置を0゜と仮定する。駆動カム(431)の位置が0゜である時、カムリンク(432)は水平状態を維持する。このとき、掛け金(435)は制御リンク(433)の上面に位置して制御リンク(433)により支持される。
引き続いて、グリップロボット(401)によるグリップユニット(400)の姿勢変化に応じてグリッパ(421)は回転される。このとき、駆動カム(431)の位置が270゜に到達するとカムリンク(432)は下向き回動される。カムリンク(432)が下向き回動されることに応じて制御リンク(433)はグリッパ(421)側に直線移動される。このとき、掛け金(435)は制御リンク(433)の支持を受けなく回動される。掛け金(435)は制御リンク(433)の端部にかかって、ロック維持部材(436)は掛け金(435)を弾性支持して制御リンク(433)がグリッパ(421)の反対側に直線移動することを制限する。また、復帰部材(437)は制御リンク(433)の姿勢が水平を維持するように弾性支持し、カムリンク(432)の回転角度が270゜を越えないようにする。
もし、駆動カム(431)の位置が270゜を越えるようになると、カムリンク(432)は再び上昇するようになって、制御リンク(433)に連結されたカムリンク(432)は制御リンク(433)をグリッパ(421)の反対側に移動させるようになる。然しながら、掛け金(435)が制御リンク(433)の端部にかかっているため、制御リンク(433)とカムリンク(432)により駆動カム(431)が拘束されるグリッパ(421)はこれ以上回転されない。
このように、回転制御部(430)はグリッパ(421)の回転角度を270゜以内に制限し、バンド(B)がグリッパ(421)に絡むことを防止する。
以上で説明されたロボット結束機は、図15に示したように、コイル支持台(60)に支持されるコイル(50)にバンド(B)の縦結束を遂行する。バンド(B)の縦結束はバンド(B)をコイル(50)の外周面に沿って巻き、バンド(B)を締結する。
また、ロボット結束機は、図16に示したように、コイル支持台(60)に支持されるコイル(50)にバンド(B)の横結束を遂行する。横結束とは、バンド(B)をコイル(50)の内周面に通過させて外周面に巻き、バンド(B)を締結することである。
以上、ロボット結束機は、中心軸が地面に対して水平となるように支持されるコイル(50)に結束工程を遂行する例を挙げて説明している。然しながら、図17に示したように、ロボット結束機は中心軸が地面に対して垂直となるように支持されるコイル(50)にバンド(B)の結束工程を遂行することができる。
また、図1ないし図17では板材で生産されて包装されるコイル(50)を結束するロボット結束機を示している。然しながら、ロボット結束機は、図18に示したように、線材で生産されて包装されるコイル(70)を結束するときに使用することができる。
一方、ロボット結束機は、図19に示したように、バンド(B)の種類に応じてコイル(B)の結束工程を遂行することができるように複数のヘッドユニット(300a, 300b)と複数のヘッドロボット(301a, 301b )を含むことができる。
図20は、他の実施例によるコイル包装用ロボット結束装置のバンド締結部のうち一部を示した斜視図である。図20を参照すると、バンド(B)が熱可塑性合成樹脂材で供給される場合、バンド締結部(520)はお互いに重ねられたバンド(B)の一側方に配置されるヒーティングバー(510)と、ヒーティングバー(510)を移送するヒーティングシリンダ(511)、お互いに重ねられたバンド(B)の内側に配置される加圧バー(522)及び、加圧バー(522)をお互いに重ねられたバンド(B)の外側へ移送する加圧シリンダ(523)を含む。
ヒーティングバー(510)は電源供給機(521)から電源を供給されて発熱する。ヒーティングシリンダ(511)はお互いに重ねられたバンド(B)の間にヒーティングバー(510)を移送する。発熱されたヒーティングガン(510)がお互いに重ねられたバンド(B)の間に移送されることに応じてお互いに重ねられたバンド(B)は溶融され、加圧バー(522)は加圧シリンダ(523)によりお互いに重ねられたバンド(B)の外側に移送される。このとき、お互いに重ねられたバンド(B)の外側は支持パネル(324)の後面が支持しているため、お互いに重ねられたバンド(B)は圧着されて締結される。
10 コイル
11 防錆紙
12 外周保護板
13 内周保護板
14 断面側板
15 内周リング
16 外周リング
100 バンド供給機
110 バンド格納部110
120 バンド補助引き出し部
121 引き出しモータ
122 引き出しローラ
300 ヘッドユニット
301 ヘッドロボット
302、402 第1及び第2のロボット移送機
310 バンド移送部
311 駆動モータ
312 加減速機
313 移送ローラ
313a 出力ギア
314a ガイドローラ
314b 第1のバンドガイド
314c 第2のバンドガイド
314d バンドストッパ
314ca 第1のバンド受容溝
314e 位置感知器
315 バックアップローラ
315a バックアップリンク
315b 第1の入力ギア
315c ギアリンク
315d 第2の出力ギア
315e 段差
315f 張力感知器
316 バックアップシリンダ
317 加圧移送機
317h 加圧移送ローラ
320 バンド締結部
330 パッド供給部
340 バンド切断部
400 グリップユニット
401 グリップロボット
11 防錆紙
12 外周保護板
13 内周保護板
14 断面側板
15 内周リング
16 外周リング
100 バンド供給機
110 バンド格納部110
120 バンド補助引き出し部
121 引き出しモータ
122 引き出しローラ
300 ヘッドユニット
301 ヘッドロボット
302、402 第1及び第2のロボット移送機
310 バンド移送部
311 駆動モータ
312 加減速機
313 移送ローラ
313a 出力ギア
314a ガイドローラ
314b 第1のバンドガイド
314c 第2のバンドガイド
314d バンドストッパ
314ca 第1のバンド受容溝
314e 位置感知器
315 バックアップローラ
315a バックアップリンク
315b 第1の入力ギア
315c ギアリンク
315d 第2の出力ギア
315e 段差
315f 張力感知器
316 バックアップシリンダ
317 加圧移送機
317h 加圧移送ローラ
320 バンド締結部
330 パッド供給部
340 バンド切断部
400 グリップユニット
401 グリップロボット
Claims (12)
- コイルの包装のために供給されるバンドの先端を、上記コイルに巻くロボットに提供し、上記コイルに巻かれた上記バンドの先端を、上記ロボットが提供することによって、上記バンドの先端を、上記バンドに締結するコイル包装用ヘッドユニットにおいて、
上記ロボットが上記バンドの先端を握ることができる位置に移送し、上記コイルに巻かれた上記バンドの先端を、上記ロボットが提供することによって、上記バンドの先端を、上記バンドに重なるように移送するバンド移送部;及び、
上記バンドの先端を上記バンドに締結するバンド締結部を含むことを特徴とするコイル包装用ヘッドユニット。 - 請求項1において、
上記バンド移送部は、
上記バンドを移送するための回転力を提供する駆動モータ;
上記バンドを支持して上記駆動モータにより回転されて上記ロボットが上記バンドの先端を握ることができる位置に移送する移送ローラ;及び、
上記移送ローラに支持される上記バンドを加圧し、上記移送ローラと共に回転されるバックアップローラを含むことを特徴とするコイル包装用ヘッドユニット。 - 請求項2において、
上記バンド移送部は、
上記バックアップローラの回転軸に結合されて上記バックアップシリンダは上記バンドの移送時上記バックアップローラを上記移送ローラ側に加圧し、上記ロボットによる上記バンドの引き出し時上記バックアップローラを上記移送ローラから離隔させるバックアップシリンダを更に含むことを特徴とするコイル包装用ヘッドユニット。 - 請求項2において、
上記バンド移送部は、
上記ロボットに提供される上記バンドの先端の経路に配置され、上記バンドの先端が接触されることによって回動されるバンドストッパ;及び、
回動される上記バンドストッパに接触され、上記バンドの先端の位置を感知する位置感知器を更に含むことを特徴とするコイル包装用ヘッドユニット。 - 請求項2において、
上記バンド移送部は、
上記バックアップローラの回転速度を感知し、上記バンドの張力を感知する張力感知器を更に含むことを特徴とするコイル包装用ヘッドユニット。 - 請求項2において、
上記バンド移送部は、
上記ロボットにより提供される上記バンドの先端を、上記ロボットに提供される上記バンドの経路に案内するバンドガイド;及び、
上記バンドガイドにより案内される上記バンドの先端を加圧し、上記バンドガイドに位置する上記バンドの先端を、上記ロボットに提供される上記バンドに重なるように移送する加圧移送機を含むことを特徴とするコイル包装用ヘッドユニット。 - 請求項1において、
上記バンド締結部は、
上記バンドの先端が重ねられた上記バンドの内側に配置され、電源を供給される溶接ガン;
上記溶接ガンを移動させて上記バンドの先端が重ねられた上記バンドを加圧する溶接シリンダ;及び、
上記溶接シリンダにより上記溶接ガンが上記バンドを加圧することによって、上記バンドに重ねられた上記バンドの先端を支持して上記バンドと上記バンドの先端が圧着されるようにし、電源を供給されて上記溶接ガンと通電される支持パネルを含むことを特徴とするコイル包装用ヘッドユニット。 - 請求項1において、
上記バンド締結部は、
お互いに重ねられた上記バンドの先端と上記バンドの側方に配置されて発熱されるヒーティングバー;
上記ヒーティングバーをお互いに重ねられた上記バンドの先端と上記バンドの間に移送するヒーティングシリンダ;
上記ヒーティングバーが上記バンドの先端が重ねられた上記バンドの内側に配置される加圧バー;
上記加圧バーを移動させて上記バンドの先端が重ねられた上記バンドを加圧する加圧シリンダ;及び、
加熱した上記ヒーティングバーによりお互いに重ねられた上記バンドと上記バンドの先端部が加熱し、上記加圧シリンダにより上記加圧バーが、上記バンドが加圧することによって、上記バンドに重ねられた上記バンドの先端部を支持し、上記バンドと上記バンドの先端部が圧着されるようにする支持パネルを含むことを特徴とするコイル包装用ヘッドユニット。 - 請求項7または請求項8において、
上記バンドの締結位置から上記支持パネルを回動させるパネルシリンダを更に含み、
上記バンドの締結位置から回動される上記支持パネルの経路に配置されてマグネチックが含まれたパッドを供給するパッド供給部を更に含み、
上記支持パネルは、上記パッドを上記バンドの締結位置に移送し、上記コイルに上記バンドが巻かれる前に上記コイルの外周面に上記パッドを付着させるように作動されることを特徴とするコイル包装用ヘッドユニット。 - 請求項1において、
上記バンドの締結部位以後を切断するバンド切断部を更に含むことを特徴とするコイル包装用ヘッドユニット。 - 請求項10において、
上記バンド切断部は、
上記バンドの切断に使われる動力を提供する切断シリンダ;
上記切断シリンダから提供される動力を伝達する動力伝達器;及び、
上記動力伝達器により伝達される動力により上記バンドの締結部位以後を切断する切断機を含むことを特徴とするコイル包装用ヘッドユニット。 - 請求項11において、
上記バンド切断部は、
上記バンドの固定に使われる動力を提供する固定シリンダ;及び、
上記動力伝達器により伝達される動力により上記バンドの先端を固定する固定器を含むことを特徴とするコイル包装用ヘッドユニット。
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