KR20210115339A - 다이아몬드 파우더 자동 계량 공급장치 - Google Patents

Abstract

파우더 공급장치 프레임 상에 설치되는 무게 측정부와, 무게 측정부 상에 설치되며 다이아몬드 파우더를 담기 위한 수용용기가 거치되는 용기 거치대와, 용기 거치대에 놓인 수용용기로 다이아몬드 파우더를 미세 공급하는 파우더 미세 공급유닛과, 수용용기에 담을 다이아몬드 파우더가 저장된 파우더 저장통과, 파우더 저장통의 다이아몬드 파우더를 미세 공급유닛과 수용용기로 공급하기 위한 정량스픈과, 정량스픈에 담기는 파우더의 양을 조절하는 스픈 담지량 조절유닛을 포함하여, 정량스픈은 로봇장치의 로봇팔에 설치되는 픽업장치에 의해 클램핑된 상태로 파우더 저장통의 다이아몬드 파우더를 담아서 수용용기 거치대에 놓인 수용용기와 파우더 미세 공급유닛으로 옮기도록 로봇장치에 의해 동작제어 되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 파우더 자동 계량 공급장치가 개시된다.

Description

다이아몬드 파우더 자동 계량 공급장치{A METERING APPARATUS FOR SUPPLYING DIAMOND POWDER IN CUP AUTOMATICALLY}

본 발명은 다이아몬드 파우더 자동 계량 공급장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다이아몬드 파우더를 수용하기 위한 수용용기에 다이아몬드 파우더를 정밀하게 정량으로 자동 계량하여 공급 할 수 있는 다이아몬드 파우더 자동 정량 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 다이아몬드 파우더는 기계적 특성이 우수하기 때문에 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다.

일예로서 다이아몬드 파우더는 쏘잉(Sawing), 드릴링(Driling), 그라인딩(Grinding) 등에 장착하여 사용되는 다이아몬드 공구의 원재료로 널리 사용되고 있다. 또한, 다이아몬드공구는 석재, 콘크리트 및 아스팔트 등의 각종 경질 난삭재의 절단, 연마 등의 가공 용도에 따라서 다이아몬드 톱, 휠 등의 공구로도 이루어져 사용된다.

이러한 다이아몬드 공구는 일반적으로 몸통을 이루는 철재 코어에 다이아몬드 파우더(입자)와 결합재로 이루어진 세그먼트(segment)를 결합 부착하여 사용된다. 상기 결합재로는 철, 텅스텐, 구리, 코발트, 니켈 등으로 이루어진 합금분말(메탈파우더)로 이루어져 있다.

따라서, 상기 세그먼트를 제조하기 위해서는 다이아몬드 파우더와 상기 결합재를 혼합하여 제조하게 되는데, 다이아몬드 공구의 용도에 따라서 다이아몬드 파우더의 혼합비율을 적절하게 설정해서 투입해야만 한다.

이와 같이 다이아몬드공구뿐만 아니라 산업분야에서 다양하게 사용되는 다이아몬드 파우더는 고가이면서도 정량공급이 중요하므로, 소정의 포장용 용기(컵)에 정량을 담아서 포장하여 사용처로 공급하는 것이 매우 중요하다.

이를 위해서, 종래에는 납작한 컵 모양의 금속용기를 저울 위에 올려놓고, 작업자가 저울의 측정값을 확인하면서 다이아몬드 파우더를 금속용기에 조금씩 담아서 정량을 맞추는 방식으로 작업이 이루어졌다.

때문에, 작업시간이 오래 걸리고, 비용이 상승하는 것은 물론, 작업자의 숙련도에 따라서 정량에서 허용오차를 벗어나는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1230454호

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 다이아몬드 파우더를 정량 계량하여 수용용기에 자동으로 담을 수 있는 다이아몬드 파우더 자동 계량 공급장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 해결하기 위한 본 발명의 다이아몬드 파우더 자동 계량 공급장치는, 파우더 공급장치 프레임 상에 설치되는 무게 측정부; 상기 무게 측정부 상에 설치되며, 다이아몬드 파우더를 담기 위한 수용용기가 거치되는 용기 거치대; 상기 용기 거치대에 놓인 수용용기로 다이아몬드 파우더를 미세 공급하는 파우더 미세 공급유닛; 상기 수용용기에 담을 다이아몬드 파우더가 저장된 파우더 저장통; 상기 파우더 저장통의 다이아몬드 파우더를 상기 미세 공급유닛과 상기 수용용기로 공급하기 위한 정량스픈; 상기 정량스픈에 담기는 파우더의 양을 조절하는 스픈 담지량 조절유닛;을 포함하여, 상기 정량스픈은 로봇장치의 로봇팔에 설치되는 픽업장치에 의해 클램핑된 상태로 상기 파우더 저장통의 다이아몬드 파우더를 담아서 상기 수용용기 거치대에 놓인 수용용기와 상기 파우더 미세 공급유닛으로 옮기도록 상기 로봇장치에 의해 동작제어 되는 것을 특징으로 한다.

이로써, 수용용기에 다이아몬드 파우더를 자동으로 공급하여 담되, 정량으로 계량하여 담을 수 있다.

여기서, 상기 파우더 미세 공급유닛은, 상기 용기 거치대의 상부에 설치되며, 하단에 다이아몬드 파우더가 배출되는 배출구가 형성되는 파우더 미세 공급호퍼; 상기 파우더 미세 공급호퍼에 수용된 다이아몬드 파우더를 유동시켜서 상기 배출구를 통해 배출되도록 배출량을 조절하는 파우더 공급량 조절부; 상기 파우더 미세 공급호퍼에 진동을 발생시키는 진동 발생부;를 포함하며, 상기 파우더 미세 공급호퍼는 깔때기 형상을 가지는 호퍼 본체와 상기 호퍼 본체에 연결되어 상기 파우더 공급장치 프레임에 연결 지지되는 호퍼 지지부;를 포함하는 것이 바람직하다.

이로써, 수용용기에 다이아몬드 파우더의 공급량을 미세하게 조정하여 정량 계량하여 담을 수 있다.

또한, 상기 파우더 미세 공급호퍼는, 깔때기 형상을 가지며, 하단에 파우더 출구가 형성되는 호퍼 본체; 및 상기 호퍼 본체의 하단에 연결되어, 상기 파우더 공급장치 프레임에 결합되는 호퍼 지지부;를 포함하는 것이 좋다.

이로써, 파우더 미세 공급호퍼를 용이하게 고정 설치하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 파우더 공급량 조절부는, 상기 파우더 미세 공급호퍼 내부에서 상하로 배치된 상태로 회전 가능하게 설치되는 공급량 조절블레이드; 상기 공급량 조절블레이드를 회전 구동키는 블레이드 구동부;를 포함하는 것이 좋다.

이로써, 다이아몬드 파우더를 용이하게 미량 공급하여 계량할 수 있다.

또한, 상기 스픈 담지량 조절유닛은, 상기 정량스픈의 상면으로 노출되는 다이아몬드 파우더를 긁어내는 담지량 조절블레이드; 상기 담지량 조절블레이드를 지지하며, 수평 방향으로 왕복 회동 가능하게 설치되는 회동부재; 상기 회동부재를 왕복 회동시켜서 상기 담지량 조절블레이드를 상기 파우더 저장통의 상부에 위치하거나 벗어나도록 위치 변경시키는 회전 구동부; 및 상기 회동부재에 설치되어 진동을 발생시키는 진동자;를 포함하는 것이 좋다.

이로써, 다이아몬드 파우더를 정량스픈으로 담아서 옮길 때, 옮기는 양을 정확하게 조절할 수 있고, 주변으로 흘러서 손실되거나 주변을 오염시키는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 파우더 저장통에 담긴 파우더를 한쪽으로 밀어서 가이드하도록 상기 픽업장치에 클램핑되어 동작제어되는 파우더 주걱부재를 더 포함하는 것이 좋다.

이로써, 파우더 저장통의 다이아몬드 파우더를 정량 스픈으로 용이하게 퍼서 담을 수 있도록 정리할 수 있다.

본 발명의 다이아몬드 파우더 자동 계량 공급장치에 따르면, 다이아몬드 파우더를 수용용기에 자동으로 정량 계량하여 공급하여 담을 수 있다.

따라서, 종래에 작업자가 수작업으로 계량하여 담던 것에 비하여 생산성을 높여서 비용을 절감하고, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다이아몬드 파우더 정량 자동 공급장치가 적용된 시스템을 나타내 보인 개략적인 평면 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 도 1에 도시된 수용용기 정렬장치를 나타내 보인 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 트레이를 발췌하여 보인 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 수용용기의 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 픽업장치의 정면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 픽업장치의 평면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 픽업장치의 정면도이다.
도 8은 도 2에 도시된 수용용기 정렬장치를 이용하여 수용용기의 픽업위치를 정렬시키는 과정을 설명하기 위한 측면도이다.
도 9는 도 8에서 수용용기의 정렬장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 10은 도 9의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.
도 11a는 도 1에 도시된 다이아몬드 파우더 공급장치를 나타내 보인 개략적인 정면 구성도이다.
도 11b는 도 11a에 도시된 파우더 미세 공급유닛의 요부를 나타내 보인 단면도이다.
도 12는 도 1에 도시된 파우더 저장통과 스픈 담지량 조절유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면 구성도이다.
도 13은 도 12에 도시된 파우더 저장통과 스픈 담지량 조절유닛을 나타내 보인 정면도이다.
도 14는 도 12의 상태에서 회동부재를 회전시킨 후 정량스픈에 다이아몬드 파우더를 담는 과정을 설명하기 위한 평면구성도이다.
도 15 및 도 16 각각은 도 12에 도시된 스픈 담지량 조절유닛을 이용하여 정량스픈에 담긴 다이아몬드 파우더를 계량하는 과정을 설명하기 위한 측면구성도이다.
도 17은 파우더 저장통에 담긴 다이아몬드 파우더를 한쪽으로 긁어서 모아주기 위한 파우더 주걱 부재를 나타내 보인 정면도이다.
도 18 및 도 19 각각은 도 17에 도시된 파우더 주걱 부재를 이용하여 파우더 저장통의 다이아몬드 파우더를 모아주는 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 20은 도 1에 도시된 제1평탄유닛을 나타내 보인 개략적인 정면 구성도이다.
도 21은 도 20에 도시된 제1평탄유닛을 나타내 보인 개략적인 평면 구성도이다.
도 22는 도 21의 요부를 발췌하여 보인 부분 단면 구성도이다.
도 23은 도 22에서 수용용기의 다이아몬드 파우더를 1차로 평탄화하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 24a는 용기 가압부재를 이용하여 용기 장착지그에 놓은 수용용기를 눌러주는 상태를 설명하기 위한 개략적인 측면 구성도이다.
도 24b는 도 24a에 도시된 용기 가압부재를 나타내 보인 개략적인 평면도이다.
도 25는 도 1에 도시된 제2평탄유닛을 나타내 보인 개략적인 정면 구성도이다.
도 26은 도 25에 도시된 제2평탄유닛의 평면도이다.
도 27은 도 25에 도시된 제2평탄유닛의 요부를 발췌하여 보인 부분 단면구성도이다.
도 28은 도 27에서 수용용기의 다이아몬드 파우더를 2차로 평탄화하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다이아몬드 파우더 자동 계량 공급장치를 자세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다이아몬드 파우더 자동 계량 공급장치(500)가 적용된 다이아몬드 파우더 정량 자동 패키징 시스템을 나타내 보인 개략적인 구성도이다. 도 1을 참조하면, 다이아몬드 파우더 정량 자동 패키징 시스템은, 픽업장치(100)와, 수용용기 정렬장치(200), 트레이 로딩부(300), 로봇장치(400), 다이아몬드 파우더 공급장치(500), 파우더 평탄장치(600) 및 제어부(700)를 구비한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 수용용기(10)는 복수가 트레이(20)의 장착부(21)에 장착되어 공급된다. 수용용기(10)는 도 4에 도시된 바와 같이, 원형의 베이스벽(11)과, 베이스벽(11)의 외측 테두리에 연결되는 링형의 외벽(13)을 가진다. 따라서 수용용기(10)는 낮은 컵 모양을 가지며, 금속 재질로 형성되는 것이 좋다.

상기 트레이(20)는 트레이 로딩부(300)의 로딩프레임(310) 상에 위치하도록 공급된다. 상기 트레이 로딩부(300)의 로딩프레임(310) 상에 위치되는 트레이(20)는 별도의 트레이 공급로봇 또는 미도시된 트레이 공급용 컨베이어 등을 이용하여 공급될 수 있다. 또한, 트레이 로딩부(300)에 이웃하여 빈 공급트레이(20')를 회수하기 위한 트레이 언로딩부(330)가 설치된다.

상기 트레이(20)에는 수용용기(10)가 장착되는 다수의 용기 장착부(21)가 형성된다. 용기 장착부(21)는 수용용기(10)보다 큰 사이즈로 형성되어 수용용기(10)의 장착 및 분리작업이 용이하다.

상기 픽업장치(100)는 로봇팔(410)의 단부에 설치되며, 로봇팔(410)의 제어 동작에 의해 상기 수용용기 로딩위치(A), 정렬위치(B) 및 다이아몬드 파우더 공급위치(C), 파우더 평탄위치(D1,D2) 사이를 이동하면서 수용용기(10)를 픽업하여 위치 이동시킨다. 상기 픽업장치(100)는 로봇팔(410)에 결합되는 픽업장치 본체(110)와, 픽업장치 본체(110)에 설치되어 수용용기(10)를 흡착하여 픽업하는 용기 흡착모듈(120), 픽업장치 본체(110)에 설치되어 상기 트레이(20)를 흡착하여 픽업하는 트레이 흡착모듈(130) 및 도구 클램퍼(140)를 구비한다.

상기 용기 흡착모듈(120)은 픽업장치 본체(110)의 일단에서 일측으로 돌출되게 설치되는 복수의 제1용기 흡착노즐(121)과, 제1용기 흡착노즐(121)의 반대측으로 돌출되게 설치되는 복수의 제2용기 흡착노즐(123)을 구비한다. 제1용기 흡착노즐(121)은 한 쌍이 구비되어 빈 수용용기(10)의 내부 바닥을 흡착하여 픽업하는데 사용될 수 있다. 그리고 상기 제2용기 흡착노즐(123)은 제1용기 흡착노즐(121)의 반대편에 한 쌍이 설치된다. 이러한 제2용기 흡착노즐(123)은 수용용기(10)의 하부면을 흡착하여 픽업하는데 사용될 수 있다. 즉, 로딩위치(A)부터 파우더 공급위치(C)까지는 제1용기 흡착노즐(121)이 수용용기(10)의 내부바닥을 흡착하여 이동시킨다. 그리고 파우더 공급위치(C)에서 다이아몬드 파우더가 담긴 수용용기(10)는 제2용기 흡착노즐(123)의 하부면을 흡착하여 안전하게 이동시킬 수 있다.

상기 트레이 흡착모듈(130)은 픽업장치 본체(110)의 일측면에 설치되는 한 쌍의 트레이 흡착노즐(131)을 구비한다. 트레이 흡착노즐(131)은 트레이(20)의 용기 장착부(21)에 대응되는 사이즈를 가진다. 그리고 복수의 트레이 흡착노즐(131)은 용기 장착부들(21) 간격에 대응되는 간격으로 이격되게 배치된다. 따라서 수용용기(10)에 비하여 비교적 사이즈와 중량이 큰 트레이(20)의 두 곳의 용기 장착부(21)를 복수의 트레이 흡착노즐(131)이 동시에 흡착함으로써 빈 트레이(20')를 픽업하여 트레이 언로딩부(40)로 이동시킬 수 있다.

상기 용기 흡착모듈(120)과 트레이 흡착모듈(130) 각각으로는 진공압을 제공하기 위한 진공압 공급라인(미도시)이 연결됨으로써, 로봇장치(400)의 동작에 연동하여 선택적으로 진공압을 받아서 흡입하여 픽업하는 동작을 할 수 있게 된다. 이처럼 로봇장치(400)에서 진공압을 제공하는 기술 및 구성은 공지의 기술로부터 당업자가 용이하게 적용 가능한 것이므로, 본 발명에서는 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1, 도 8 내지 도 10을 참조하면, 상기 수용용기 정렬장치(200)는 로딩위치(C)에서 파우더 공급위치(C)로 수용용기를 공급하는 과정에서 수용용기(10)의 픽업위치를 설정된 위치로 픽업할 수 있도록 위치값을 정렬(세팅)하기 위한 것이다.

상기 수용용기 정렬장치(200)는 상기 로딩프레임(300)에 상하 소정 각도 경사지게 설치되는 용기 정렬부재(210) 및 상기 용기 정렬부재(210)로 에어를 분사하는 에어 분사부(220)를 구비한다.

상기 용기 정렬부재(210)는 로딩프레임(310)의 선단으로부터 상하 경사지게 설치되는 슬라이드판(211)과, 상기 슬라이드판(211)의 경사면에 돌출되게 설치되는 한 쌍의 용기 가이드리브(213)를 구비한다. 상기 슬라이드판(211)은 상부로 노출된 슬라이드면에 수용용기(10)를 올려놓았을 때, 수용 용기(10)가 슬라이드면과의 마찰력을 이기고 하중에 의해 자연스럽게 미끄러져서 내려갈 수 있도록 충분한 경사각과 마찰력을 갖는 것이 좋다. 바람직하게는 슬라이드면은 대략 40도 내지 50 각도의 경사를 가지며, 마찰력을 최소화할 수 있도록 금속 재질로 형성되는 것이 좋다.

상기 가이드리브(213)는 한 쌍이 슬라이드면의 상부에 돌출되게 설치되며, 슬라이드면의 상부에서 하부로 갈수록 점진적으로 간격이 좁아지도록 배치된다. 즉, 한 쌍의 가이드리브(213)의 상단은 수용용기(10)의 외경보다 멀게 이격되고, 하단은 수용용기(10)의 외경보다 가깝게 이격되게 설치된다. 따라서, 슬라이드면에 놓인 수용용기(10)는 슬라이드면을 따라서 미끄러져 내려오다가 한 쌍의 가이드리브(213)에 동시에 걸려서 설정된 픽업 기준위치에 멈추게 되어 수용용기(10)를 미리 설정된 픽업 기준위치에 정렬시킬 수 있다.

상기 가이드리브(213)는 슬라이드판(211)과 일체로 형성될 수도 있고, 별도로 제작되어 결합될 수도 있다.

상기 에어 분사부(220)는 슬라이드판(210)의 상부에서 슬라이드면으로 에어를 분사하는 에어 분사노즐(221)과, 상기 에어 분사노즐(221)로 에어를 공급하는 에어 공급부(223)를 구비한다. 에어 분사노즐(221)은 복수가 이격되게 설치되며, 슬라이드판(210)의 상부에 배치되어 슬라이드면을 향해서 하부로 에어를 분사하도록 설치된다. 이처럼 에어 분사노즐(221)에서 슬라이드면으로 에어를 분사하면, 슬라이드면의 이물질을 제거하여 수용용기(10)가 슬라이드면에서 이물질에 의한 마찰력이 증가하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 에어 분사노즐(221)에서 분사되는 에어는 슬라이드면에 놓인 수용용기(10)를 강제로 밀어서 슬라이드면에서 효과적으로 미끄러져서 이동되도록 할 수 있다. 그리고 에어 분사노즐(221)에서 에어를 분사함으로써 미끄러져서 이동된 수용용기(10)가 한 쌍의 가이드리브(223)에 밀착된 상태로 유지되도록 할 수 있다. 따라서, 정렬부재(210)에서 정렬위치에 위치된 수용용기(10)를 픽업유닛(100)으로 정확하게 센터링하여 흡착하여 픽업할 수 있게 된다.

따라서, 다이아몬드 파우더 공급위치(C)에 정확하게 위치시켜 놓을 수 있게 됨으로써, 차후에 수용용기(10)에 다이아몬드 파우더를 자동으로 공급하여 계량할 때 다이아몬드가 수용용기(10) 주변으로 흘려지는 것을 방지하고 정확한 양의 다이아몬드 파우더를 공급할 수 있으며, 다이아몬드 파우더가 정량 담긴 수용용기(10)의 하부를 정확하게 픽업하여 다음 공정(담는 위치:D1)으로 정확하게 이동시킬 수 있게 된다.

상기 로봇장치(400)는 로봇팔(410)의 움직임을 설정된 작업공정에 따라서 순차적으로 동작 제어하기 위한 것이며, 상기 제어부(700)의 제어신호에 따라서 구동 제어된다.

상기 다이아몬드 파우더 공급장치(500)는 파우더 공급장치 프레임(501) 상에 설치되는 무게 측정부(510)와, 용기 거치대(520)와, 용기 거치대(520)에 놓인 수용용기(10)로 다이아몬드 파우더를 미세 공급하는 파우더 미세 공급유닛(530), 상기 수용용기(10)에 담을 다이아몬드 파우더가 저장된 파우더 저장통(540), 상기 파우더 저장통(540)의 다이아몬드 파우더를 상기 미세 공급유닛(530)과 상기 수용용기(10)로 공급하기 위한 정량스픈(550)과, 상기 정량스픈(550)에 담기는 파우더의 양을 조절하는 스픈 담지량 조절유닛(560)을 구비한다.

상기 무게 측정부(510)는 전자저울을 포함할 수 있으며, 측정된 신호는 상기 제어부(700)로 전달되고, 측정된 무게가 설정된 무게와 일치하게 되면, 제어부(700)는 해당 수용용기(10)에 대한 다이아몬드 파우더의 미세 공급동작을 멈추고, 다이아몬드 파우더가 정량 계량되어 담긴 수용용기(10')를 다음 공정(평탄 위치 : D1)으로 이동시키도록 로봇장치(400)와 로봇팔(410) 및 픽업장치(100)를 구동 제어 한다.

도 11a를 참조하면, 상기 용기 거치대(520)는 무게 측정부(510) 상부에 설치되며, 그 상단에 수용용기(10)가 거치될 수 있도록 상부벽(521)은 판구조를 가지는 것이 좋다. 또한, 용기 거치대(520)의 상부벽(521)과 하부벽(522)은 서로 상하로 소정 거리 이격된 구조를 가짐으로써, 그들(521,522) 사이에 소정의 공간이 확보된다. 또한, 상부벽(521)의 용기 거치 위치에는 수용용기(10)의 직경보다 작은 폭으로 통과홀(523)이 형성된다. 따라서, 픽업장치(100)가 상부벽(521)에 놓인 수용용기(10)의 하부를 픽업할 수 있도록 상부벽(521)의 하부공간으로 이동이 가능하며, 상부벽(521)에 놓인 수용용기(10)의 하부가 통과홀(523)로 노출되므로, 픽업장치(100)의 제2용기 흡착노즐(123)을 이용하여 상부벽(521)에 놓인 수용용기(10)의 하부면을 용이하게 픽업하여 위치 이동시킬 수 있게 된다.

도 11a 및 도 11b를 참조하면, 상기 파우더 미세 공급유닛(530)은 용기 거치대(520)의 상부에 설치되는 파우더 미세 공급호퍼(531)와, 파우더 미세 공급호퍼(531)에 수용된 다이아몬드 파우더를 미량씩 낙하하도록 조절하는 파우더 공급량 조절부(533)와, 파우더 미세 공급호퍼(531)에 진동을 발생시키는 진동 발생부(535)를 구비한다. 미세 공급호퍼(531)는 깔때기 형상을 가지는 호퍼 본체(531a)와, 호퍼 본체(531a)의 하단에 연결되는 호퍼 지지부(531b)를 가진다. 호퍼 본체(531a)의 하단에는 파우더 출구가 형성된다. 호퍼 지지부(531b)는 판구조를 가지며, 파우더 공급장치 프레임(501)에 결합됨으로써, 미세 공급호퍼(531)를 용기 거치대(520)의 상부에 위치 고정시킬 수 있다.

상기 공급량 조절부(533)는 미세 공급호퍼(531) 내부에 회전 가능하게 설치되는 공급량 조절블레이드(533a)와, 공급량 조절블레이드(533a)를 회전 구동키는 블레이드 구동부(533b)를 구비한다. 공급량 조절블레이드(533a)는 판 구조를 가지며, 테두리가 호퍼 본체(531a)의 내면에 접하도록 사하 방향으로 배치된다. 또한, 바람직하게는 공급량 조절블레이드(533a)는 한 쌍이 서로 소정 거리 이격되게 배치된 상태로 블레이드 구동부(533b)에 연결된다. 상기 블레이드 구동부(533b)는 파우더 공급장치 프레임(501)에 설치되는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전력을 상기 공급량 조절블레이드(533a)로 감속하여 전달하는 감속부를 구비할 수 있다. 상기 구성에서 공급량 조절블레이드(533a)가 소정 회전속도로 회전하게 되면, 호퍼 본체(531a)에 수용된 다이아몬드 파우더가 회전하는 공급량 조절블레이드(533a)의 회전운동에 유동하면서 하부의 출구를 통해 미량씩 낙하하여 공급될 수 있게 된다.

또한, 상기 진동발생부(535)는 파우더 공급장치 프레임(501)에 설치되는 타격용 액추에이터(535a)와, 타격용 액추에이터(535a)에 의해 호퍼 본체(533a)를 타격하는 타격부재(635b)를 구비한다. 타격용 액추에이터(535a)가 제어부(700)에 구동 제어되어 설정된 제어로직에 따라서 구동 제어되면, 타격부재(635b)가 일정 간격으로 작동하여 호퍼 본체(533a)의 외측을 타격함으로써, 호퍼 본체(533a)에 진동(충격)이 일정 간격으로 발생하도록 한다. 따라서, 호퍼 본체(533a)에 수용된 다이아몬드 파우더가 호퍼 본체(533a)의 내벽에 달라붙는 것을 방지하고, 뭉치는 것을 방지함으로써 파우더 형태를 유지하면서 원하는 미량씩 투하되도록 제어할 수 있게 된다.

따라서, 용기 거치대(520)에 놓인 수용용기(10)에 다이아몬드 파우더를 정밀하게 제어하여 공급할 수 있게 되어, 다이아몬드 파우더를 자동으로 정밀 계량하여 공급하여 수용용기(10)에 담을 수 있게 된다.

상기 파우더 저장통(540)은 파우더 공급장치 프레임(501)의 상부에 설치되며, 다이아몬드 파우더가 각각 구분되어 수용되는 복수의 수용부(541)는 각 수용부(541)는 격벽(543)에 의해 구획되며, 동일한 수용공간으로 형성되는 것이 좋다. 상기 파우더 저장통(540)은 복수 설치될 수 있다.

상기 정량스픈(550)은 파우더 저장통(540)에 인접하여 설치되는 스픈 거치대(551)에 거치되어 보관된다. 그리고 정량스픈(550)은 복수가 구비 될 수 있으며, 상기 픽업장치(100)의 클램퍼(130)에 의해 클램핑된 상태에서 파우더 저장통(540)의 다이아몬드 파우더를 정량씩 담아서 다이아몬드 공급위치(C)에 놓인 수용용기(10)와 호퍼 본체(533a)로 선택적으로 공급하는데 사용된다.

상기 스픈 담지량 조절유닛(560)은 담지량 조절블레이드(561)와, 담지량 조절블레이드(561)를 지지하는 회동부재(563)와, 회동부재(563)를 소정 각도 왕복 회동시키는 회전 구동부(565)와, 회동부재(563)에 설치되는 진동자(567)를 구비한다.

상기 담지량 조절블레이드(561)는 회동부재(563)의 하부에 수직으로 직립되게 설치되며, 도 12와 같이 파우더 저장통(540)의 상부에 위치된 상태에서 정량스픈(550)에 담긴 다이아몬드 파우더를 정량스픈(550)의 높이만큼만 담기도록 긁어내는 역할을 한다. 즉, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 정량스픈(550)에서 정량스픈(550)보다 높게 담긴 다이아몬드 파우더는 담지량 조절블레이드(561)에 의해 커팅되어 파우더 저장통(540)으로 다시 회수된다. 따라서, 필요 이상으로 정량스픈(550)에 다이아몬드 파우더가 담긴 상태로 호퍼 본체(533a)나 수용용기(10)로 직접 공급되는 것을 방지할 수 있다. 그로 인해 수용용기(10)에 직업 다이아몬드 파우더를 공급할 때 파우더 미세 공급유닛(530)으로 미세 공급하기 전에 일정 수준까지는 수용용기(10)에 직접 공급할 때 필요한 공급횟수를 정확하게 설정하여 사용할 수 있게 된다.

상기 회동부재(563)는 파우더 공급장치 프레임(501)에 설치되는 회전구동부(565)에 의해서 파우더 저장통(540)의 상부에 위치하거나 벗어나도록 왕복 회전될 수 있다. 즉, 정량스픈(550)으로 파우더 저장통(540)의 다이아몬드 파우더를 퍼서 담을 때에는 도 14에 도시된 바와 같이, 회동부재(563)는 파우더 저장통(540)의 상부에서 벗어나서 정량스픈(550)이 간섭되지 않도록 한다.

그리고 정량스픈(550)에 다이아몬드 파우더를 담은 후에는 도 12 및 도 13과 같이 파우더 저장통(540)의 상부에 회동부재(563)가 위치하도록 회동시킨다. 이 상태에서 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 정량스픈(550)이 담지량 조절블레이드(561)의 하부에 접촉된 상태로 이동하도록 함으로써 정량스픈(550)에 일정 높이 이상의 다이아몬드 파우더가 담기지 않도록 조절할 수 있게 된다.

또한, 회전부재(563)에는 진동자(567)가 더 설치되는 것이 좋다. 이 진동자(567)는 도 16에 도시된 바와 같이, 담지량 조절블레이드(561)에 정량스픈(550)이 접촉되도록 한 상태에서 이동될 때 구동함으로써, 담지량 조절블레이드(561)를 통해 정량스픈(550)에도 진동이 발생하도록 한다. 따라서, 담지량 조절블레이드(561)와 정량스픈(550)의 표면에 달라붙은 다이아몬드 파우더가 진동에 의해 분리되어 파우더 저장통(540)으로 회수되도록 한다. 따라서, 정량스픈(550)을 수용용기(10)나 호퍼 본체(533a)로 옮기는 과정에서 필요 이상으로 담긴 다이아몬드 파우더나 정량스픈(550)에 묻은 다이아몬드 파우더가 주변으로 떨어져서 손실되고, 주변을 오염시키는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 도 17 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 파우더 저장통(540)에 담긴 다이아몬드 파우더를 한쪽으로 긁어서 모아주기 위한 파우더 주걱부재(570)를 더 구비하는 것이 좋다. 파우더 주걱부재(570)는 파우더 공급장치 프레임(501)에 설치되는 거치부재(미도시)에 거치되어 보관될 수 있다. 이러한 파우더 주걱부재(570)는 주걱부재 본체(571)와, 주걱부재 본체(571)에서 분기되어 연결되는 복수의 가이드부재(573)와, 픽업장치(100)의 클램퍼(130)에 의해 클램핑되는 클램핑부(575)를 구비한다.

상기 구성을 갖는 파우더 주걱부재(570)는 도 19에 도시된 바와 같이, 파우더 저장통(540) 내의 다이아몬드 파우더가 어느 한쪽으로 쏠려 있는 경우, 픽업장치(100)의 클램퍼(130)로 주걱부재(570)의 클램핑부(575)를 클램핑하여 가이드부재(573)가 파우더 저장통(540) 내부에 위치하도록 한다. 그 상태에서 로봇팔(410)을 동작시켜서 파우더 주걱부재(570)를 이동시키면 파우더 저장통(540) 내의 다이아몬드 파우더를 정량스픈(550)으로 퍼내기에 적합한 위치로 모아줄 수 있다.

상기 파우더 평탄장치(600)는 제1평탄유닛(610)과, 제2평탄유닛(620)을 구비한다. 도 20 내지 도 24b를 참조하면, 제1평탄유닛(610)은 수용용기(10)에 수북하게 쌓인 다이아몬드 파우더(P)를 수용용기(10) 보다 낮은 높이로 1차적으로 평탄화시키기 위한 것이다.

상기 제1평탄유닛(610)은 유닛 프레임(611)과, 유닛 프레임(611)에 회전 가능하게 설치되는 용기 장착지그(613)와, 용기 장착지그(613)를 회전 구동시키는 지그 구동부(615)와, 용기 장착지그(613)에 안착된 수용용기(10)의 다이아몬드 파우더(P)를 평탄화하기 위한 1차 평탄모듈(617)과, 1차 평탄모듈(617)을 승강 구동시키기 위한 제1평탄용 승강구동부(619)를 구비한다.

용기 장착지그(613)는 유닛 프레임(611)의 상부에 회전 가능하게 설치되며, 복수가 서로 이웃하여 설치될 수 있다. 용기 장착지그(613)는 도 22에 도시된 바와 같이, 회전체(613a)와, 회전체(613a)의 상부에 설치되는 지그 몸체(613b)를 가진다. 회전체(613a)는 중앙에 공간을 가지는 사각 틀 구조를 가지며, 하단은 유닛 프레임(611)에 회전 가능하게 설치된다. 회전체(613a)의 상부에 설치되는 지그 몸체(613b)는 상면에서 소정 깊이로 인입된 용기 장착홈(613c)을 가진다. 회전체(613a)의 상면과 지그 몸체(613b) 각각에는 상하로 관통된 관통 슬릿(s1,s2)이 형성되어 용기 장착홈(613c)에 수용용기(10)를 장착시에 픽업장치(100)가 간섭되지 않게 된다. 상기 용기 장착홈(613c)은 수용용기(10)의 높이보다 작은 깊이로 형성되며, 바닥에는 진공압을 제공하기 위한 진공압 발생홀(h1)이 형성된다. 진공압 발생홀(h1)에는 진공압 공급부(616)에서 제공되는 흡입압력이 발생되어 용기 장착홈(163c)에 장착된 수용용기(10)가 진공압에 의해 지그 몸체(613b)에 밀착되어 고정된 상태로 함께 안정적으로 회전될 수 있게 된다. 진공압 공급부(616)는 진공펌프(616a)와, 진공압 전달라인(616b)을 구비한다. 진공압 전달라인(616b)은 진공펌프(613a)와 상기 진공압 발생홀(h1)이 형성되는 지그 몸체(613b)를 연결하도록 구비되며, 바람직하게는 지그 구동부(615)의 중심축과 회전체(613a)를 경유하여 지그 몸체(613b)의 진공압 유로로 연결되도록 설치될 수 있다.

상기 지그 구동부(615)는 유닛 프레임(611)에 설치되어 상기 회전체(613a))를 회전 구동시키도록 설치되는 구동모터를 구비한다. 이러한 지그 구동부(615)는 상기 제어부(700)에 의해 구동 제어된다.

상기 1차 평탄모듈(617)은 평탄 블레이드(617a)와, 평탄 블레이드(617a)가 상하 수직 자세로 고정 설치되는 블레이드 홀더(617b)를 구비한다. 평탄 블레이드(617a)는 얇은 판 구조 또는 나이프 구조를 가지며, 수평 방향으로의 길이는 수용용기(10)의 내경보다 짧게 형성된다. 상기 평탄 블레이드(617a)는 도 22에 도시된 바와 같이, 용기 장착홈(613c)에 장착되는 수용용기(10)의 중앙에 위치하도록 배치되며, 하강시 도 23에 도시된 바와 같이 일부분이 수용용기(10)의 내부로 진입되어, 용기 장착지그(613)의 회전시에 수용용기(10)의 중앙 부분에 수북하게 쌓인 다이아몬드 파우더(P)를 평탄화하여 수용용기(10) 전체적으로 펼쳐지도록 하는 역할을 한다.

상기 제1평탄용 승강구동부(619)는 1차 평탄모듈(617)을 승강 구동시키기 위한 것으로서, 1차 평탄모듈(617)을 지지하며 상하 이동 가능하게 설치되는 승강프레임(619a)과, 유닛 프레임(611)의 상부에 설치되어 승강 프레임(619a)을 상하 이동 가능하게 가이드 지지하는 승강 가이드부재(619b)와, 상기 승강프레임(619a)을 제1평탄용 액추에이터(619c)를 구비한다. 상기 제1평탄용 액추에이터(619c)는 승강 프레임(619a)을 직접 승강 이동시키는 유압실린더를 구비 할 수 있고, 또한, 승강프레임(619 a)에 나사 결합되는 리드스크류와, 그 리드스크류를 양방향 회전 구동시켜서 승강프레임을 승강 이동시키는 구동모터를 포함하는 구성을 가질 수도 있다.

또한, 도 24a에 도시된 바와 같이, 용기 장착지그(613)에 놓인 수용용기(10)가 용기 장착홈(613c)에 밀착되어 안착될 수 있도록 수용용기(10)를 눌러주기 위한 용기 가압부재(618)를 더 구비할 수 있다. 용기 가압부재(618)는 유닛 프레임(611)에 설치되는 거치대(611a)에 거치되어 보관되며, 필요시 로봇팔(410)에 연결된 지그장치(100)의 클램퍼(130)를 이용하여 클램핑부(618a)를 클램핑하여 용기 장착지그(613)에 장착된 수용용기(10)를 위에서부터 아래로 눌러서 가압하는 데 사용된다. 이러한 용기 가압부재(618)는 클램핑부(618a)를 기준으로 상하로 이격된 한 쌍의 용기 가압부(618b)를 가지며, 용기 가압부(618b)를 연결하는 연결부에 클램핑부(618a)가 봉 형태로 연결된다. 용기 가압부(618b)의 중앙에는 원형 홀(h2)이 형성되어서, 수용용기(10)를 가압할 때 수용용기(10)의 중앙 부분에 쌓인 다이아몬드 파우더(P)가 용기 가압부재(618)에 묻거나, 간섭되어 수용용기(10)에서 이탈하는 것을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 정량으로 계량되어 담긴 수용용기(10)의 다이아몬드 파우더(P)의 양이 변하는 것을 방지하면서, 1차 평탄화 공정을 수행할 수 있다.

도 25 내지 도 28을 참조하면, 제2평탄유닛(620)은 유닛 프레임(611)과, 유닛 프레임(611)에 회전 가능하게 설치되는 용기 장착지그(613)와, 용기 장착지그(613)를 회전 구동시키는 지그 구동부(615)와, 용기 장착지그(613)에 안착된 수용용기(10)의 다이아몬드 파우더(P)를 평탄화하기 위한 2차 평탄모듈(627)과, 2차 평탄모듈(627)을 승강 구동시키기 위한 제2평탄용 승강구동부(629)를 구비한다.

상기 제2평탄유닛(620)에서 제1평탄유닛(610)의 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여였으므로, 동일한 구성요소에 대해서는 자세한 설명은 생략한다. 제2평탄유닛(620)은 제1평탄유닛(610)에서 1차로 평탄화된 수용용기(10) 내의 다이아몬드 파우더의 표면을 더욱 평탄화하기 위한 것이다. 따라서 제1평탄유닛(610)에서 1차로 평탄과 과정을 거친 수용용기(10)는 로봇팔(410)의 구동에 의해 픽업장치(100)에 의해 픽업되어 제2평탄유닛(620)의 용기 장착지그(613)로 옮겨진 후 2차 평탄모듈(627)에 의해 2차로 평탄화 된다.

이를 위해 상기 2차 평탄모듈(627)은 원기둥형상의 평탄원반(727a)과, 평탄원반(727a)을 지지하는 평탄원반 홀더(727b)를 구비한다. 평탄원반(727a)은 소정 두께의 원반 형상을 가지며, 바람직하게는 수용용기(10)의 내경보다 작은 외경을 가지며, 하면은 거칠기가 작고 매끄럽게 표면 처리된 구성을 가지는 것이 좋다. 이로써, 용기 장착지그(613)가 회전될 때, 2차 평탄모듈(627)이 제2평탄용 승강구동부(629)의 구동에 의해 하강하여 수용용기(10) 내의 다이아몬드 파우더(P)에 밀착되어 평탄화 공정을 할 수 있게 된다.

상기 2차 평탄모듈(627)은 제2평탄용 승강구동부(629)에 의해 승강 구동된다. 제2평탄용 승강구동부(629)는 앞서 설명한 제1평탄용 승강구동부(619)의 구성과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 1차 및 2차에 걸쳐서 평탄화 과정을 거친 수용용기(10)는 차후의 패키징 공정을 위해서 픽업장치(100)에 의해 픽업되어 이동된다.

상기 제어부(700)는 로봇장치(400)를 제어하여 수용용기(10)의 로딩, 정렬, 다이아몬드 파우더 공급, 평탄과 공정에 따라서 수용용기(10)를 위치 이동시키도록 로봇팔(410)과 픽업장치(100)의 동작을 제어한다.

또한, 제어부(700)는 다이아몬드 파우더 공급장치(500)의 구동을 제어하여 수용용기(10)에 정확한 무게로 다이아몬드 파우더가 계량되어 담길 수 있도록 제어하며, 파우더 평탄장치(600)도 독립적으로 구동 제어함으로써 평탄화 공정이 자동으로 순차 진행되도록 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 시스템은, 언로딩위치(A)에서 트레이(20)에 장착된 빈 수용용기(10)를 픽업하여 정렬위치(B)에서 위치 정렬시킨다. 그리고 나서 위치 정렬된 수용용기(10)를 파우더 공급위치(C)로 이동시킨 상태에서, 파우더 공급장치(500)를 이용하여 다이아몬드 파우더를 정량 계량하여 미세 공급하여 담는다.

그리고 다이아몬드 파우더가 정량 계량되어 담긴 수용용기(10)는 제1 및 제2평탄위치(D12,D2) 각각에서 제2평탄유닛(610)과 제2평탄유닛(620) 각각에 의해 단계적으로 평탄화 과정을 거친 후 다음 공정을 위해 이동 공급된다.

이처럼, 수용용기(10)의 공급, 정렬, 다이아몬드 파우더의 미세 공급 및 정량계량, 평탄화 공정이 순차적으로 자동으로 이루어질 수 있게 된다.

따라서, 수용용기(10)에 다이아몬드 파우더를 정량으로 계량하여 담고, 이를 평탄화하는 전 과정을 자동화함으로써, 종래에 작업자가 수작업으로 진행함에 따른 여러 가지 문제점을 해결할 수 있다. 특히, 정확한 계량을 통해서 정확한 양을 담고, 이를 자동으로 수행하도록 함으로써, 작업성을 향상시키고, 시간을 단축함은 물론 계량의 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

10..수용용기 20..트레이
100..픽업장치 110..유닛 본체
200..정렬유닛 210..정렬부재
211..가이드판 213..가이드리브
220..에어 분사부재 300..로딩부
400..로봇장치 410..로봇팔
500..다이아몬드 파우더 공급장치 501..파우더 공급장치 프레임
510..무게 측정부 520..용기 거치대
530..파우더 미세 공급유닛 540..파우더 저장통
550..정량스픈 560..스픈 담지량 조절유닛
600..파우더 평탄장치 610..제1평탄유닛
620..제2평탄유닛

Claims (6)

1. 파우더 공급장치 프레임 상에 설치되는 무게 측정부;
   상기 무게 측정부 상에 설치되며, 다이아몬드 파우더를 담기 위한 수용용기가 거치되는 용기 거치대;
   상기 용기 거치대에 놓인 수용용기로 다이아몬드 파우더를 미세 공급하는 파우더 미세 공급유닛;
   상기 수용용기에 담을 다이아몬드 파우더가 저장된 파우더 저장통;
   상기 파우더 저장통의 다이아몬드 파우더를 상기 미세 공급유닛과 상기 수용용기로 공급하기 위한 정량스픈;
   상기 정량스픈에 담기는 파우더의 양을 조절하는 스픈 담지량 조절유닛;을 포함하여,
   상기 정량스픈은 로봇장치의 로봇팔에 설치되는 픽업장치에 의해 클램핑된 상태로 상기 파우더 저장통의 다이아몬드 파우더를 담아서 상기 수용용기 거치대에 놓인 수용용기와 상기 파우더 미세 공급유닛으로 옮기도록 상기 로봇장치에 의해 동작제어 되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 파우더 자동 계량 공급장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 파우더 미세 공급유닛은,
   상기 용기 거치대의 상부에 설치되며, 하단에 다이아몬드 파우더가 배출되는 배출구가 형성되는 파우더 미세 공급호퍼;
   상기 파우더 미세 공급호퍼에 수용된 다이아몬드 파우더를 유동시켜서 상기 배출구를 통해 배출되도록 배출량을 조절하는 파우더 공급량 조절부;
   상기 파우더 미세 공급호퍼에 진동을 발생시키는 진동 발생부;를 포함하며,
   상기 파우더 미세 공급호퍼는 깔때기 형상을 가지는 호퍼 본체와 상기 호퍼 본체에 연결되어 상기 파우더 공급장치 프레임에 연결 지지되는 호퍼 지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 파우더 자동 계량 공급장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 파우더 미세 공급호퍼는,
   깔때기 형상을 가지며, 하단에 파우더 출구가 형성되는 호퍼 본체; 및
   상기 호퍼 본체의 하단에 연결되어, 상기 파우더 공급장치 프레임에 결합되는 호퍼 지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 파우더 자동 계량 공급장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 파우더 공급량 조절부는,
   상기 파우더 미세 공급호퍼 내부에서 상하로 배치된 상태로 회전 가능하게 설치되는 공급량 조절블레이드;
   상기 공급량 조절블레이드를 회전 구동키는 블레이드 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 파우더 자동 계량 공급장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스픈 담지량 조절유닛은,
   상기 정량스픈의 상면으로 노출되는 다이아몬드 파우더를 긁어내는 담지량 조절블레이드;
   상기 담지량 조절블레이드를 지지하며, 수평 방향으로 왕복 회동 가능하게 설치되는 회동부재;
   상기 회동부재를 왕복 회동시켜서 상기 담지량 조절블레이드를 상기 파우더 저장통의 상부에 위치하거나 벗어나도록 위치 변경시키는 회전 구동부; 및
   상기 회동부재에 설치되어 진동을 발생시키는 진동자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 파우더 자동 계량 공급장치.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 파우더 저장통에 담긴 파우더를 한쪽으로 밀어서 가이드 하도록 상기 픽업장치에 클램핑되어 동작 제어되는 파우더 주걱부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 파우더 자동 계량 공급장치.

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