KR100197547B1

KR100197547B1 - Robot hand

Info

Publication number: KR100197547B1
Application number: KR1019960055666A
Authority: KR
Inventors: 이정호
Original assignee: 이정호; 주식회사성산암데코
Priority date: 1996-11-20
Filing date: 1996-11-20
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR970005543A

Abstract

본 발명은 각종 공작물의 자동가공시 사용되는 로보트의 관절형 손에 관한 것으로, 특히 요가공 공작물을 가공기계의 가공 기준면 및 기준핀 또는 척홀더에 부드럽고 정확하게 밀착하여 물리거나 탈거할 수 있는 로보트의 관절형 손에 관한 것이다. 외주 일측면에는 공압 또는 유압을 수급할 수 있는 복수의 포트(PORT)를 갖는 실린더몸체와 상기 실린더몸체 내측에 형성되며 O링을 갖는 솔레노이드 밸브(SOLENOID VALVE)를 형성한 소경 피스톤과, 상기 소경 피스톤을 수용하며 역시 솔레노이드 밸브(SOLENOID VALVE)를 형성한 대경 피스톤과, 상기 소경 피스톤 및 대경 피스톤 외측에 형성되어 공작물을 파지 하는 그리퍼(GRIPPER)를 수용하는 브라켓등으로 구성된 것으로, 종래의 위치결정 정밀도가 떨어지고 많은 제작비가 소요되는 랙 피니언 방식을 탈피한, 작동유체를 공기 또는 기름을 이용한 정압안내 방식을 이용한 것으로 안내면의 마찰계수를 없애고 위치결정 정밀도를 높인 것으로, 공작물을 가공기계의 기준면 및 기준핀에 정확하고 부드러운 척킹 및 탈거를 위한 로보트의 관절형 손을 제공함에 있는 것이다.The present invention relates to an articulated hand of a robot used for automatic machining of various kinds of workpieces. More particularly, the present invention relates to an articulated hand of a robot which can be smoothly and accurately brought into close contact with a machining reference surface of a machining machine and a reference pin or a chuck holder, It is about the hands. A small-diameter piston having a cylinder body having a plurality of ports capable of receiving pneumatic or hydraulic pressure, and a solenoid valve (solenoid valve) formed inside the cylinder body and having an O-ring, Diameter piston and a bracket for receiving a gripper (GRIPPER) formed on the outer side of the small-diameter piston and the large-diameter piston for holding the workpiece. The conventional positioning precision It uses a static pressure guidance system using air or oil to remove the rack pinion method that requires a lot of production costs. It eliminates the friction coefficient of the guide surface and improves the positioning accuracy. By using the workpiece as the reference surface and the reference pin Providing robotic articulated hands for accurate and smooth chucking and removal to be.

Description

Articulated hand of robot

본 발명은 각종 공작물의 자동가공시 사용되는 자동 작업기 즉, 로보트의 관절형 손에 관한 것으로, 특히 요가공 공작물을 가공기계의 가공 기준면 및 기준핀 또는 척홀더에 부드럽고 정확하게 밀착하여 물리거나 탈거할 수 있는 로보트의 관절형 손에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic working machine used for automatic machining of various kinds of workpieces, that is, to an articulated hand of a robot, and in particular, a yaw machining workpiece can be smoothly and accurately brought into close contact with a machining datum surface of a machining center and a reference pin or a chuck holder, Which is related to the articulated hand of the robot.

최근 몇년 동안에 공장 자동화가 급격히 추진되면서 자동화 장치 쪽의 개발 또한 활발히 이루어지고 있다. 따라서, 본 발명 또한 상기한 자동화 장치의 일부로서 사용되는 자동 적재기나 로보트의 관절 아암에 설치하여 보다 향상된 기능과 품질을 얻고자 하는 것으로 사람의 손기능을 최대한 대신할 수 있도록 한 것이다. 여기서, 모든 기계장치의 운동은 직선운동과 회전운동 및 곡선운동으로 나눌수 있는데 NC 공작기계나, 로보트등을 비롯한 생산 자동화 기기에서는 특히 직선운동으로 이루어진 위치결정 및 이송정밀도가 중요시되고 있다. 직선운동의 정밀도는 사용하고 있는 직선운동 안내장치(LINEAR MOTION GUIDE SYSTEM)에 의해서 최종적으로 결정되므로 이의 제작 및 이용기술은 기계의 고정밀화를 위해 매우 중요한 것이다. 직선운동의 안내방식에는 그 원리에 따라 미끄럼안내, 구름안내, 정압안내, 자기안내등이 있다. 이중 특히, 초고정밀도 및 청정환경이 요구되는 곳에는 정압안내 및 자기안내방식이 사용되고 있다. 그 중 이 정압안내는 액체나 기체 즉, 기름이나 공기를 매개로 이용하는 것으로 향후 매우 중요한 장치로 대두될 가능성이 높다. 이렇게 직선안내 시스템에서 정밀도란 일반적으로 운동 정밀도를 말하며 이것은 위치결정 정밀도로 귀결되어진다. 그러나, 종래의 로보트 손은 랙 피니언 방식으로 이루어진 것으로 이는 많은 제작비를 소요하면서도 안내부의 마찰이 커 위치결정 정밀도를 악화시켰다. 즉, 안내부의 마찰력 변동이 작다는 것은 위치결정 정밀도의 향상과 관계가 있다. 또 반대로 마찰력이 크면 위치결정 정밀도가 떨어져 정착한 기준면에 이송과 척킹이 불가하므로 단순히 파지할 수 있는 기능만을 갖게되어 보다 복잡하고 불규칙한 공작물을 정확히 척홀더에 안착시키거나 탈거할 수 없었으므로 별도의 장치를 장착하여 작업을 행하여 왔다. 따라서, 자동화 장치의 컴팩트화에 일조하지 못하고, 작업공간의 점유율을 높였으며 별도의 설치비가 소요되어 원가가 상승하고 이로인해 제품의 경쟁력을 저하시키는등 많은 문제점이 있었다.In recent years, factory automation has been rapidly promoted, and development of automation devices has also been actively pursued. Accordingly, the present invention is also intended to provide a robot arm or an automatic loader which is used as a part of the above-described automation apparatus, so as to obtain a more improved function and quality. Here, the motion of all mechanical devices can be divided into linear motion, rotational motion, and curved motion. In production automation devices including NC machine tools, robots, etc., positioning and transfer accuracy made of linear motion are particularly important. Since the accuracy of linear motion is finally determined by the linear motion guide system in use, its fabrication and utilization techniques are very important for high precision of the machine. There are sliding guides, rolling guides, static pressure guides, magnetic guides, etc. according to the principle of linear motion guidance. Especially, where high precision and clean environment are required, static pressure guidance and magnetic guidance are used. Among these, the static pressure guide uses liquid or gas, that is, oil or air, and is likely to become a very important device in the future. Precision in this type of linear guidance system generally refers to motion accuracy, which results in positioning accuracy. However, the conventional robot hand is made of a rack pinion type, which causes a lot of manufacturing costs, and the friction of the guide portion is large, thereby deteriorating the positioning accuracy. That is, the fact that the friction force variation of the guide portion is small is related to the improvement of the positioning accuracy. On the other hand, if the frictional force is large, the positioning accuracy becomes low, and the transfer and chucking can not be performed on the fixed reference plane. Therefore, only the function of grasping can be achieved. Therefore, more complex and irregular workpieces can not be accurately seated on the chuck holder, So that work has been carried out. Therefore, the automation apparatus can not contribute to the compactness of the apparatus, the occupation rate of the work space is increased, the installation cost is increased, and the cost is increased, thereby reducing the competitiveness of the product.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로, 목적은 종래의 위치결정 정밀도가 떨어지고 많은 제작비가 소요되는 랙 피니언 방식을 탈피하여 공기 또는 기름을 이용한 정압안내 방식을 사용하여 안내면의 마찰계수를 없애고 위치결정 정밀도를 높인 것으로, 공작물을 가공기계에 정확하고 부드러운 이송과 척킹 및 탈거를 위한 로보트의 관절형 손을 제공함에 있는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for controlling the friction coefficient of a guide surface by using a static pressure guidance method using air or oil by removing a rack pinion method, Eliminates the need for a high accuracy positioning and provides the robot's articulated hands for precise and smooth transfer of workpieces to the processing machine and for chucking and removal.

제1도는 본 발명의 정단면도를 나타내는 도면.FIG. 1 is a front sectional view of the present invention. FIG.

제2도는 본 발명의 평면상에서 작동상태를 나타낸 것이다.Figure 2 shows the operating state on the plane of the invention.

제3도는 본 발명의 사시 상태를 나타낸 사시도이다.FIG. 3 is a perspective view showing a strained state of the present invention. FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

1 : 실린더몸체 2,3,4,5 : 포트(PORT)1: cylinder body 2, 3, 4, 5: port (PORT)

6 : 카버 7 : 소경 피스톤6: Carver 7: Small-diameter piston

7a,8a : 솔레노이드 밸브(SOLENOID VALVE)7a, 8a: Solenoid valve (solenoid valve)

8 : 대경 피스톤 9 : 브라켓8: Large diameter piston 9: Bracket

10 : 그리퍼(GRIPPER) 11 : O링10: GRIPPER 11: O-ring

12 : 소음기 13 : 연결공12: silencer 13: connecting ball

14 : 가이드 100 : 관절형 손14: guide 100: articulated hand

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로보트의 관절형 손은, 유압 또는 공압으로 동작 가능하며, 외주 일측면에는 공압 또는 유압을 수급할 수 있는 복수의 포트(PORT)를 갖는 실린더몸체와 상기 실린더몸체 내측에 형성되며 밀폐작용을 하는 O링을 갖는 솔레노이드 밸브(SOLENOID VALVE)를 형성한 소경 피스톤과 상기 소경 피스톤을 수용하며 역시 밀폐작용을 하는 O링을 갖는 솔레노이드 밸브(SOLENOID VALVE)를 형성한 대경 피스톤과 상기 소경 피스톤 및 대경 피스톤 외측에 형성되어 공작물을 파지 하는 그리퍼(GRIPPER)를 수용하는 브라켓과, 상기 브라켓 양측부에 형성된 가이드등으로 구성되어 있다.In order to achieve the above object, the articulated hand of the present invention can be operated by hydraulic pressure or pneumatic pressure, and a cylinder body having a plurality of ports (PORT) capable of receiving pneumatic or hydraulic pressure on one side of its outer periphery, A solenoid valve (SOLENOID VALVE) having a solenoid valve (SOLENOID VALVE) having an O-ring formed inside the body and having an O-ring sealing action and a solenoid valve having an O- A bracket accommodating a gripper (GRIPPER) formed on the outside of the piston, the small-diameter piston and the large-diameter piston to grip the workpiece, and a guide formed on both sides of the bracket.

상기와 같이 구성된 본 발명의 로보트의 관절형 손에 관하여 이하 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the articulated hand of the robot of the present invention constructed as above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는, 본 발명의 로보트의 관절형 손의 구조를 정단면으로 나타낸 도면이고, 제2도는, 본 발명의 평면상에서 동작상태를 나타내는 평면도이며, 제3도는 본 발명의 사시도를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a front view showing a structure of an articulated hand of a robot according to the present invention, FIG. 2 is a plan view showing an operating state on the plane of the present invention, and FIG. 3 is a view showing a perspective view of the present invention.

먼저, 그 외일측부에 작동 유체(동력원)를 수급할 수 있는 복수의 포트(PORT)(2, 3, 4, 5)를 가지며 그 상면은 로보트의 아암과 체결될 수 있는 연결공(13)을 갖고 내부중앙에는 밀폐작용을 하는 O링(11)을 갖는 솔레노이드 밸브(SOLENOID VALVE)(7a, 8a)를 형성한 소경 피스톤(7)과 대경 피스톤(8)이 안착되며 상기 솔레노이드 밸브(SOLENOID VALVE)(7a, 8a)는 작동 유체의 포트(2, 3, 4, 5)를 변환함으로써 작동 유체의 방향을 바꿀 수 있도록 이루어진 밸브이다. 또 상기 대경 피스톤(8)은 상기 소경 피스톤(7)을 내부에 수용하도록 이루어지고 이 피스톤(7, 8)들은 솔레노이드 밸브(SOLENOID VALVE)(7a, 8a)에 의해 각각 별개로 동작할 수 있게 된다. 그리고 상기 실린더몸체(1) 좌, 우 양측 중앙부에는 각 피스톤(7,8)을 감싸고 있는 실린더 카버(6)가 체결되며, 상기 각 피스톤(7, 8) 일측 끝단에는 양측으로 가이드(14)를 갖고 하부에는 공작물의 형태나 구조에 따라 교체 형성될 수 있는 그리퍼(GRIPPER)(10)를 수용하는 브라켓(9)이 각각 형성된다. 또한 상기 실린더몸체(1) 일측면과 대경 피스톤(8)일측 끝단에는 본 발명의 로보트의 관절형 손 작동시 공기를 흡입 또는 배출작용을 하여 팽창 및 진공 상태를 제거하므로 정숙성을 유지하는 소음기(SILINCER)(12)가 설치되어 있다. 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 동작순서는 실린더몸체(1) 외일측부에 형성된 작동 유체를 수급할 수 있는 포트(PORT)(2, 5) 를 통하여 동력을 공급하여 소경 피스톤(7)과 대경 피스톤(8)을 작동시키게 되는데 포트(2, 5)를 통해 유입된 동력원은 솔레노이드 밸브(SOLENOID VALVE)(7a, 8a)를 갖는 각 피스톤(7, 8)을 내측으로 이동시키게 되므로 소경 피스톤(7) 및 대경 피스톤(8)의 일측단부에 형성된 브라켓(9)하부에 체결되는 그리퍼(GRIPPER)(10)가 공작물을 파지하여 가공 기계에 이송하면 센서(미도시)에 의해 대경 피스톤(8)을 작동하는 솔레노이드 밸브(SOLENOID VALVE)(8a)를 중립위치에 정지시켜 두게되고 소경 피스톤(7)을 작동하는 솔레노이드 밸브(SOLENOID VALVE)(7a)에 의해 포트(PORT)(2)로만 동력원을 공급하여 소경 피스톤(7)만을 작동하게 되므로 제2도에 도시된 바와 같이 공작물을 가공기계의 기준면 또는 기준핀에 정확히 삽입 셋팅된다. 상기 동작이 완료되면 센서(SENSOR)(미도시)의 신호를 받아 대경 피스톤(8)의 솔레노이드 밸브(SOLENOID VALVE)(8a)가 작동하여 포트(3, 4)에 동력원을 공급하게 되고 이때 소경 피스톤(7)과 대경 피스톤(8)은 외측으로 물러나는 동작을 하게 되며 실린더몸체(1) 일측부 및 대경 피스톤(8) 일측끝단에 형성된 소음기(12)는 팽창 및 진공 상태를 제거하여 정숙성을 유지하며 공작물을 파지하고 있던 그리퍼(10)를 갖는 양측 브라켓(9) 역시 밀려나게되어 그리퍼(10)가 공작물에서 탈거된다. 또한 상기와 같이 가공기계에 셋팅 및 가공한 후 공작물을 탈거시키고자 할시에는 상기 셋팅 동작과는 역순으로 작동하게된다. 이렇게 소경 피스톤(7)이 대경 피스톤(8)에 내삽되어 각각 구분되어 동작될 수 있으므로 동작이 부드럽고 위치결정 정밀도가 높아 자동화 작업에 사용되는 로보트의 아암에 형성되어 사용하게된다.First, a plurality of ports (PORT) (2, 3, 4, 5) capable of receiving a working fluid (power source) are provided on the outer side thereof and the upper surface thereof is provided with a connection hole 13 which can be fastened to the arm of the robot A small diameter piston 7 and a large diameter piston 8 in which a solenoid valve 7a and 8a having an O ring 11 sealingly acts are seated in the center of the solenoid valve 7 and a solenoid valve 8, (7a, 8a) are valves which are adapted to change the direction of the working fluid by converting ports (2, 3, 4, 5) of working fluid. The large diameter piston 8 is configured to receive the small diameter piston 7 therein and the pistons 7 and 8 can be operated separately by solenoid valves 7a and 8a . A cylinder cover 6 surrounding each of the pistons 7 and 8 is fastened to both the left and right sides of the cylinder body 1. A guide 14 is provided at one end of each of the pistons 7 and 8 And a bracket 9 for receiving a gripper 10, which can be alternatively formed according to the shape and structure of the workpiece, is formed at the lower portion thereof. In addition, the cylinder body 1 and one end of the large-diameter piston 8 are provided with a silencer (silencer) for sucking or discharging air during the articulated operation of the robot of the present invention to remove the expansion and vacuum, ) 12 are provided. The operation sequence of the present invention having the above-described configuration is performed by supplying power through ports (PORT) 2 and 5 capable of receiving working fluid formed on the outer side of the cylinder body 1 to supply power to the small- The pistons 7 and 8 having the solenoid valves 7a and 8a are moved inward by the power source introduced through the ports 2 and 5 so that the pistons 7 and 8 having the solenoid valves 7a and 8a are moved inward, And a gripper 10 which is fastened to a lower portion of a bracket 9 formed at one end of the large diameter piston 8 grips the workpiece and transfers it to a machining machine to operate the large diameter piston 8 by a sensor The solenoid valve 8a is stopped at the neutral position and the solenoid valve 7a which operates the small diameter piston 7 supplies the power source to the port 2 only, Since only the piston 7 is operated, as shown in Fig. 2 This setting is inserted exactly on the reference surface or the reference pin of the machined workpiece. When the operation is completed, a solenoid valve 8a of the large diameter piston 8 is operated by a signal of a sensor (not shown) to supply a power source to the ports 3 and 4. At this time, The piston 7 and the large diameter piston 8 move outward and the silencer 12 formed at one side of the cylinder body 1 and at one end of the large diameter piston 8 is kept quiet by removing the expansion and vacuum state Both side brackets 9 having the gripper 10 holding the workpiece are also pushed out, so that the gripper 10 is removed from the workpiece. In addition, when the workpiece is to be removed after setting and processing on the processing machine as described above, the setting operation is performed in the reverse order to the setting operation. Since the small-diameter piston 7 is inserted into the large-diameter piston 8 and can be separately operated, the operation is smooth and the positioning accuracy is high, so that it is formed on the arm of the robot used for the automation work.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 공장 자동화에 사용되는 로보트의 아암에 연결되어 자동화가 어려운 복잡하고 불규칙한 공작물까지도 가공기계의 기준면 또는 기준핀에 정확하고 부드럽게 밀착 또는, 삽입시키고 공작물의 가공후 탈거작업을 용이하도록 하는 자동화 작업에 사용되는 로보트의 관절형 손을 제공함으로써, 공작물의 가공 정밀도를 높이고 컴팩트한 구성으로 작업공간의 점유율을 최소화하며 위치결정 정밀도를 높인 정압안내방식을 채택하고 또, 각 피스톤을 각각으로 동작 가능하게 하여 공작물의 오차 및 적재기의 오차를 흡수하여 공작물 가공시에 우수한 품질을 얻게되며 이로 인하여 경쟁력 향상은 물론 점점 가속화 되고 있는 공장 자동화에 큰 효과를 거둘 수 있다.As described in detail above, according to the present invention, a complex and irregular workpiece, which is connected to an arm of a robot used for factory automation, can be accurately and smoothly inserted or inserted into a reference surface or a reference pin of a processing machine, , It is possible to increase the machining accuracy of the workpiece, to minimize the occupation rate of the work space with a compact structure, to adopt a constant pressure guidance system that increases the positioning accuracy, and furthermore, So as to absorb the error of the workpiece and the error of the loader, thereby obtaining excellent quality at the time of machining the workpiece. Thus, it is possible to improve the competitiveness and greatly improve the factory automation, which is accelerating.

Claims

(2, 3, 4, 5) capable of receiving a working fluid on its outer side, the upper surface of which has a plurality of connection holes (13 Diameter piston (1) having a solenoid valve (7a) having a cover (6) on both sides of the cylinder body (1) and an O-ring (11) Diameter piston (8) having a solenoid valve (8a) having an O-ring (11) for receiving the small-diameter piston (7) And a bracket (9) formed on the outside of the gripper (8) for receiving a gripper (10) for gripping the workpiece.

The small-diameter piston (7) and the large-diameter piston (8) are provided with solenoid valves (7a, 8a) at the ports (2, 3, 4, 5) Wherein the pistons (7, 8) are separately formed so as to be separately operated or simultaneously operated even when the body (1) is stopped.

The muffler according to claim 1, further comprising a silencer (12) installed at one side of the cylinder body (1) and at one end of the large diameter piston (8) to maintain the quietness by removing expansion and vacuum during operation Articulated hand of a robot.

The articulated hand of a robot according to claim 1, wherein a plurality of guides (14) linearly moving together with the pistons (7, 8) are formed on both sides of the bracket (9).