KR100205615B1 - 액츄에이터 구조체 - Google Patents

Abstract

액츄에이터 구조체(200)는 규격화된 기둥몸체를 접속하여 조립하고, 공작물(216)을 이동시키는 것으로서, 외측면에 T자형 홈이 형성된 기둥몸체 형상의 액츄에이터(204,206,208,210)와 외측면에 T자형 홈이 형성되고, 내부에 관통구멍이 구획형성된 상기 기둥몸체 형상의 기둥부재(202)를 상기 T자형 홈에 결합하고, 또는 상기 관통구멍에 끼워맞춤함으로써, 상기 기둥부재 및 액츄에이터를 연결하는 연결수단으로 구성되어 있다. 따라서, 상기 기둥부재(202) 및 액츄에이터(204,206,208,210)를 상기 연결수단에 의해 소정형상으로 조립하거나 조립을 해체할 수 있다.

Description

[발명의 명칭]

액츄에이터 구조체

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 관한 액츄에이터 구조체의 개략설명도.

제2도는 본 발명의 액츄에이터 구조체에 사용되는 액츄에이터의 제1실시예의 사시도.

제3도는 제2도에 도시하는 액츄에이터의 일부 생략 사시도.

제4도는 제2도에 도시하는 액츄에이터의 부분 종 단면도.

제5도는 제2도에 도시하는 액츄에이터의 제어를 행하기 위한 블록도.

제6도는 제2도에 도시하는 액츄에이터의 끝부의 일부 종단면도.

제7도는 본 발명의 액츄에이터 구조체에 사용되는 액츄에이터의 제2실시예의 분해사시도.

제8도는 제7도에 도시하는 액츄에이터에 배열 설치되는 풀리일체형 인덕션 모터의 분해사시도.

제9도는 제7도에 도시하는 액츄에이터에 배열 설치되는 다른 풀리일체형 인덕션 모터의 분해사시도.

제10도는 제7도에 도시하는 액츄에이터에 배열 설치되는 다른 풀리일체형 인덕션 모터의 종단면도.

제11도는 제7도에 도시하는 액츄에이터에 배열 설치되는 타이밍 벨트와 풀리일체형 인덕션 모터와의 관계를 도시하는 사시도.

제12도는 프레임에 연결 플레이트를 삽입하는 상태를 도시하는 설명도.

제13도는 본 발명의 액츄에이터 구조체에 사용되는 액츄에이터의 제3실시예의 분해사시도.

제14도는 제13도에 도시하는 액츄에이터에 배열 설치되는 다른 풀리일체형 인덕션 모터의 분해사시도.

제15도는 제13도에 도시하는 액츄에이터에 배열 설치되는 다른 풀리일체형 인덕션 모터의 분해사시도.

제16도는 본 발명의 액츄에이터 구조체에 사용되는 액츄에이터의 제4실시예의 분해사시도.

제17도는 제16도에 도시하는 액츄에이터에 배열 설치되는 또 다른 풀리일체형 인덕션 모터의 분해사시도.

제18도는 제16도에 도시하는 액츄에이터에 배열 설치되는 인덕션 모터의 분해사시도.

제19도는 제16도에 도시하는 액츄에이터에 배열 설치되는 인덕션 모터의 분해사시도.

제20도는 본 발명에 관한 액츄에이터 구조체의 제1의 조립예.

제21a도 및 제21b도는 본 발명에 관한 액츄에이터 구조체에 있어서 액츄에이터 및 기둥부재등을 연결하는 연결수단의 제1의 실시예를 도시하는 설명도.

제22도는 제21b도에 도시하는 연결수단의 사시도.

제23도는 연결수단의 제2의 실시예를 도시하는 일부단면도.

제24도는 연결수단의 제3의 실시예를 도시하는 일부단면도.

제25도는 연결수단의 제4의 실시예를 도시하는 일부단면도.

제26도는 연결수단의 제5의 실시예를 도시하는 일부단면도.

제27도는 제26도에 연결수단의 연결상태를 도시하는 일부 단면도.

제28도는 제26도에 도시하는 연결수단의 사시도.

제29a도 및 제29b도는 제26도에 도시하는 연결수단의 연결상태를 도시하는 설명도.

제30도는 연결수단의 제6의 실시예를 도시하는 사시도.

제31도는 제30도에 도시하는 연결수단의 연결상태를 도시하는 일부 단면도.

제32도는 액츄에이터 구조체의 연결부분에 보강부재를 장치하는 경우의 사시도.

제33도는 제32도에 도시하는 보강부재를 장치한 상태를 도시하는 사시도.

제34도는 본 발명에 관한 액츄에이터 구조체에 사용되는 기둥부재의 단면의 측면도.

제35도는 기둥부재의 단면의 측면도.

제36도는 기둥부재의 단면의 측면도.

제37도는 기둥부재의 단면의 측면도.

제38도는 기둥부재의 단면의 측면도.

제39도는 연결수단의 제7의 실시예를 도시하는 사시도.

제40a도 및 제40b도는 제39도에 도시하는 연결수단의 연결상태를 도시하는 설명도.

제41도는 연결수단의 제8의 실시예를 도시하는 사시도.

제42a도 및 제42b도는 제41도에 도시하는 연결수단의 연결상태를 도시하는 설명도.

제43도는 연결수단의 제9의 실시예를 도시하는 사시도.

제44a도 및 제44b도는 제43도에 도시하는 연결수단의 연결상태를 도시하는 측면 설명도 및 종단 설명도.

제45도는 기둥부재의 관통구멍을 도시하는 단면 설명도.

제46도는 기둥부재의 관통구멍에 제어용 도선등을 삽입한 상태의 단면 설명도.

제47도는 기둥부재의 관통구멍에 제어용 도선등을 삽입한 상태의 단면도.

제48도는 기둥부재의 관통구멍에 이동체를 삽입한 상태의 일부 단면도.

제49a도 내지 제49c도는 연결수단의 제10의 실시예를 도시하는 사시도.

제50a도 및 제50c도는 연결수단의 제11의 실시예를 도시하는 사시도 및 단면도.

제51도는 본 발명의 액츄에이터 구조체에 사용되는 밸런서의 제1실시예를 프레임내에 수납함과 동시에 구동테이블을 설치한 상태에 있어서 사시도.

제52도는 제51도에 도시하는 밸런서의 커버를 개방한 상태에 있어서 정면도.

제53도는 제52도에 도시하는 밸런서의 일부 단면 측면도.

제54도는 제53도에 도시하는 밸런서의 A-A선에 따른 일부 단면도.

제55도는 제53도에 도시하는 밸런서의 B-B선에 따른 일부 단면도.

제56도는 제53도에 도시하는 밸런서의 C-C선에 따른 일부 단면도.

제57도는 제53도에 도시하는 밸런서의 D-D선에 따른 일부 단면도.

제58도는 프레임의 바닥부에 구획형성된 여유틈새를 도시하는 개략사시도.

제59도는 밸런서와 액츄에이터와의 연결상태를 도시하는 일부 단면도.

제60a도 내지 제60e도는 각각 밸런서와 액츄에이터와의 조합을 도시하는 사시설명도.

제61도는 밸런서의 제2의 실시예의 일부 단면도.

제62도는 프레임내에 밸런서와 액츄에이터를 일체적으로 조립한 상태를 도시하는 일부 단면도.

제63도는 밸런서에 액츄에이터를 병렬설치하고, 커버를 개방한 상태를 도시하는 일부절결 정면도.

제64도는 제63도의 횡단면도.

제65도는 밸런서에 액츄에이터를 병렬 설치하고, 커버를 개방한 상태를 도시하는 일부 절결 정면도.

제66도는 제65도의 횡단면도.

제67도는 밸런서에 액츄에이터를 병렬 설치하고, 커버를 개방한 상태를 도시하는 일부 절결 정면도.

제68도는 제67도의 횡단면도.

제69도는 복수의 구조부재를 연결하여 조립한 운송장치에 작업대를 연결한 상태를 도시하는 사시도.

제70도는 복수의 구조부재를 연결하여 조립한 반응장치에 운송대를 연결한 상태를 도시하는 사시도.

제71도는 복수의 구조부재 및 액츄에이터 등을 연결한 제1조립예를 도시하는 사시도.

제72도는 복수의 구조부재 및 액츄에이터 등을 연결한 제2조립예를 도시하는 사시도.

제73도는 복수의 구조부재 및 액츄에이터 등을 연결한 제3조립예를 도시하는 사시도.

제74도는 본 발명에 관한 액츄에이터 구조체의 제2의 조립예를 도시하는 사시도.

제75도는 제74도에 도시하는 액츄에이터 구조체의 부분 사시도.

제76도는 제74도에 도시하는 액츄에이터 구조체의 동작을 도시하는 블록도.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 공작물을 운송하는 라인등에 있어서, 유체압 또는 모터에 의하여 구동되는 액츄에이터가 복수개, 조합되어 사용되고 있는 경우에 상기 액츄에이터 및 액츄에이터를 지지하는 지지부재를 연결부재로 적당히 연결 및 떼어내기 가능하게 구성한 액츄에이터 구조체에 관한다.

[배경기술]

종래, 예를들면 흡착용 패드를 사용하여 공작물을 흡착하기 위한 장치로서 또는 메커니컬 핸드이거나 척을 사용하여 잡아서 운송하기 위한 장치로서 애가 사용되고 있다. 이 액츄에이터는 지지부재상의 소정의 위치에 장착되고 볼나사, 또는 타이밍벨트등의 구동기구를 통하여, 서보모터, 스테핑모터등의 구동원에 의하여 테이블로 이루어지는 이동체를 이동시키고 있다.

이 이동에 동반하여 상기 이동체에 연결된 흡착파지수단도 이동하고 상기 흡착파지수단에 흡착된 공작물은 소정의 위치로 운송된다.

그러나 상기 종래의 기술에서는 상기 액츄에이터를 지지부재등에 장착하여 이를 조립한 경우, 상기 액츄에이터의 위치를 조정하거나, 또는 액츄에이터를 교환하는 경우 조립한 지지부재를 분해하여 다시 구성하지 않으면 안되고 번잡하다.

[발명의 개시]

본 발명의 액츄에이터 구조체에서는 각각 기둥몸체 형상으로 형성된 액츄에이터와 기둥부재의 외측면에 T자형의 홈을 형성하고 상기 T자형의 홈에 끼워 맞춤하여 기둥몸체를 연결하는 연결수단을 구비하고 있다.

이 때문에 액츄에이터와 기둥부재로 조립한후, 액츄에이터의 위치의 조정등이 필요한 경우도 연결수단을 떼어내어 액츄에이터를 이동시켜 다시 연결수단에 의하여 고정하는 것 뿐으로 충분하고, 간단히 조정, 교환을 할 수 있다.

또 상기 액츄에이터는 제1인덕션 모터와 제2인덕션 모터로 구성되어 있기 때문에 하나의 모터로 구동하는 것에 비하여 모터의 사이즈를 소형화시킬 수가 있고, 상기 기둥부재의 외측면에서 모터를 외부로 돌출시키는 일없이 기둥부재를 소형화할 수가 있다.

또한, 상기 연결수단은 기둥부재의 관통구멍에 생크가 삽입되고 머리부가 T자형의 홈부에 끼워 맞춤하는 걸어맞춤부재이고, 상기 관통구멍에 연통하는 나사구멍에 체결부재를 외부로부터 나사식으로 넣어, 상기 생크의 오목부를 누름시켜 기둥부재를 기둥몸체와 고착시킨다. 이와같이 간단히 외부로부터 체결부재를 회전운동시킴으로서 고착상태를 변경시킬 수 있다. 동일하게 상기 체결부재와 상기 걸어맞춤부재의 생크에 베벨기어를 설치하여 체결부재를 회전운동시킴으로서 상기 걸어맞춤부재의 머리부를 T자형의 홈에 압접시킬 수도 있다. 또한 이 기둥몸체의 관통구멍을 배선 또는 유체통로로서 이용함으로써 액츄에이터로의 배선 및 유체통로를 간략화할 수 있다.

또한 액츄에이터 내부에 실린더를 설치하고, 상기 실린더의 피스톤 로드의 선단에 이동용 풀리가 장착된 풀리박스를 설치함과 동시에 액츄에이터 본체의 스트로크엔드측에 고정용 풀리를 설치하고 액츄에이터 본체의 스트로크 엔드측에서 이동용 풀리, 고정용 풀리를 매달아서 이동부재까지 와이어 부재가 접속되어 있다.

따라서, 실린더를 구동하여 피스톤 로드를 변위시키면 그 배의 량 정도, 이동체가 변위한다. 결국 피스톤로드의 스트로크 량을 작게, 즉 액츄에이터를 소형화할 수 있다.

또 액츄에이터 본체의 스트로크엔드의 반대측에 고정용 풀리를 또한 설치하고 상기 풀리박스에 조정용 풀리를 설치하고 액츄에이터 본체의 스트로크 엔드의 반대측에서 조정용 풀리, 고정용 풀리를 매달아 이동부재에 새로운 와이어 부재를 접속함으로써 이동부재가 어느방향으로 변위하더라도 그 변위에 의하여 풀리박스가 변위하기 때문에 와이어 부재가 느슨해져서 풀리로부터 벗겨지는 일은 없다.

또한 상기 액츄에이터의 이동부재를 다른 액츄에이터의 이동체와 일체적으로 구성함으로서 그 액츄에이터를 다른 액츄에이터에 대한 밸런서로서 사용할 수 있다.

[발명의 실시하기 위한 최량의 형태]

다음에 본 발명에 관한 액츄에이터 구조체에 대하여 알맞는 실시예를 들어 첨부도면을 참조하면서 이하 상세히 설명한다.

우선, 제1도를 참조하면서 액츄에이터 구조체에 대하여 개략 설명한다.

액츄에이터 구조체(A)는 각각 외측면에 T자형의 홈부를 설치한 기둥부재(B), 액츄에이터(C), 및 밸런서(D)를 도시하지 않는 연결수단으로 접속하고, 흡착용 패드(E)를 소정의 위치에 이동가능하게 설치한다.

상기 액츄에이터(C)를 구동하여 흡착용 패드(E)에 의하여 작업테이블(F) 상의 공작물(G)을 소정의 위치로 이동시킨다.

이와 같이 구성되는 액츄에이터 구조체에 대하여 우선, 각각의 구성 요소인 액츄에이터, 연결수단, 그리고 밸런서에 대하여 설명하고, 최후에 액츄에이터 구조체에 대하여 설명한다.

여기서, 액츄에이터의 제1실시예로부터 설명한다.

제2도는 제1의 실시예에 관한 액츄에이터의 사시도, 제3도는 제2도에 도시하는 액츄에이터의 일부를 생략한 부분사시도, 제4도는 종단면도, 제5도는 제어블록이다.

이 제1의 실시예에 관한 액츄에이터(10)는 볼나사 샤프트(12)의 회전작용하에 선형 가이드(14)에 따라 변위하는 테이블(이동체)(16)이 장척인 프레임(구조부재)(18)내에 배열 설치됨과 동시에 상기 프레임(18)내에 각각 메인모터 및 서브모터로 이루어지는 2개의 인덕션모터(이하, 모터라함)(20a,20b)가 상기 볼나사 샤프트(12)의 양단부에 대향하여 배열설치된 것이다. 상기 모터(20a,20b)는 변위량 검출수단으로서 기능하는 인코더(21)를 통하여 인버터 모터 컨트롤러(이하, 컨트롤러)(23)에 의하여 제어된다.

액츄에이터(10)는 상세히는 바깥틀을 형성하여 개구부(22)를 제외한 측면부에 단면이 대략 T자형인 홈부(24)가 대략 평행으로 구획형성된 프레임(18)과 상기 프레임(18)의 바닥부에 배열설치된 선형가이드(14)와 상기 선형가이드(14)에 따라서 슬라이딩하고, 예를 들면 무한순환 볼베어링 또는 무한순환 크로스 롤러베어링, 니들베어링, 또한 생물적 프로틴을 응용한 것으로 이루어지는 베어링(26)과, 상기 베어링(26)에 고착되고, 볼나사부시(28)에 끼워 맞춤하는 볼나사 샤프트(12)의 회전작용하에 직선상으로 변위하는 테이블(16)과, 상기 볼나사 샤프트(12)의 양단부에 대향하여 배열설치되고 상기 볼나사 샤프트(12)의 베어링을 병용하는 모터(20a,20b)를 갖는다.

상기 테이블(16)과 볼나사 부시(28)와의 접합은 예를 들면 스위블조인트, 올덤조인트등이 알맞는다.

상기 모터(20a,20b)에서는 프레임(18)의 그 모터(20a,20b)의 케이싱을 겸용하고 모터(20a,20b)의 고정자(30a,30b)가 직접프레임(18)에 고착되어 있다(제4도 참조).

상기 볼나사 샤프트(12)는 모터(20a,20b)의 모터샤프트(32a,32b)가 일체적으로 형성되어 그 모터샤프트(32a,32b)에 바구니형 회전자(34a,34b)가 회전운동 자유로이 설치되어 있다. 상기 바구니형 회전자(34a,34b)의 양단부에는 각각 축받이(35a,35b)가 설치되어 모터샤프트(32a,32b)를 지지하고 있다.

이 경우, 제4도에 도시하는 바와 같이 모터샤프트(32a,32b)에 바구니형 회전자(34a,34b)를 직접 연결하여 일체화하여도 좋지만 상기 모터샤프트(32a,32b)가 볼나사 샤프트(12)와의 동심 정확도가 양호한 것으로부터 모터샤프트(32a,32b)에 볼나사 샤프트(12)와 같은 스플라인홈을 구획형성하고 바구니형 회전자(34a,34b)를 복수의 볼(36)을 통하여 스플라인홈에 장치하여도 좋다(제6도 참조).

여기서 나선상의 스플라인 홈에 볼(36)을 걸어맞춤시키는 경우에는 양자의 가공정확도를 향상시키기 위하여 볼(36)의 직경을 적당히 선택하면 된다.

상기 바구니형 회전자(34b)의 축방향으로 바구니형 회전자(34b)의 양단부에는 스플라인 홈이 구획 형성된 모터샤프트 외주면에 수나사(38)가 설치되어 상기 수나사(38)를 통하여 스토퍼(40a,40b)를 끼워맞춤시켜 그 스토퍼(40a,40b)에 의하여 바구니형 회전자(34b)를 고정한다. 또한 상기 스플라인 홈이 구획형성된 모터샤프트의 끝부에는 엔드스토퍼(42)가 끼워 맞춤된다. 기타 다이캐스트, 진공 다이캐스트 등에 의하여 일체적으로 성형된 바구니형 회전자를 압입하거나 코킹, 전자빔 등의 용접에 의하여 볼나사 샤프트(12)와 결합시키거나, 볼나사 샤프트(12)에 바구니형 회전자(34a,34b)를 다이캐스트, 진공다이캐스트 등의 방법에 의하여 직접 일체적으로 성형하여도 좋다.

다음에 볼나사 샤프트(12)의 회전각도의 검출은 볼나사 샤프트(12)의 일단부에 설치된 인코더(21)에 의하여 행해진다. 상기 인코더(12)는 절대형 인코더 또는 적산 카운터 메모리에 의한 절대신호 출력일체 인코더를 사용하면 알맞고, 도시하지 않는 센서신호처리 회로, 시리얼 신호발생회로 등을 갖는다.

모터(20a)에 근접하여 설치되는 컨트롤러(23)는 제5도에 도시하는 바와 같이 그 기능에 따라 드라이버 모듈(44), 컨트롤모듈(46), 커뮤니케이션 인터페이스(48)로 구성된다.

상기 커뮤니케이션 인터페이스(48)와 도시하지 않는 외부기기와의 접속은 커넥터(49a,49b)(제2도 참조)를 통하여 행해진다.

상기 드라이버 모듈(44)은 각각의 모터(20a,20b)를 구동하는 드라이버(50a,50b)와 이들을 통합적으로 제어하는 드라이버 컨트롤러(52)와, 양자를 접속하는 분배기(54)를 갖는다. 또한, 상기 드라이버(50a,50b)는 PWM, 디지탈 제어에 의한 인버터 제어를 행하는 것이다.

컨트롤 모듈(46)은 액츄에이터 동작 프로그램을 관리하고 위치명령 및 속도명령을 드라이버 모듈(44)에 전달한다. 또한 모터(20a,20b) 및 드라이버 모듈(44)의 각 요소로 부터의 피드백 신호를 감시하는 것이다.

커뮤니케이션 인터페이스(48)는 예를 들면 RS232C, RS422에 대표되는 시리얼 인터페이스나 GP-IB, BCD, 센트로닉스 병행 인터페이스 등에 의하여 대표되는 병행 인터페이스 등을 통하여 LAN(56) 또는 외부의 컨트롤러, PC, 컴퓨터 등이나 이서네트, 토큰링, MPA, PC, LAN, WAN, OSI 등으로 대표 커뮤니케이션과 컨트롤모듈(46)과 상호 통신을 행하는 것이다.

이들 컨트롤러(23)의 각 요소는 소형화를 실현하기 위하여 일체적으로 구성하여도 좋고, 또는 각 기능마다 분리가능으로하고 다종류의 액츄에이터와의 공유화를 가능으로 하여 범용화와 저코스트화를 도모하여도 좋다. 예를 들면 컨트롤모듈(46)를 ASIC, one-chipmulti CPU, DSP 등을 사용하여 컨트롤 기능의 완전 디지탈화를 행하고, 고기능과 저코스트를 양립시켜도 좋다. 더욱 소프트웨어를 변환함으로서 각종의 인덕션 모터, AC 서보모터, DC 서보모터, 스테핑모터에 멈추지 않고, 공기압 액츄에이터, 에어밸런서 및 이들의 복합제어, 엔드이펙터, 힘제어, 위치·속도제어, X-, Y-, Z- 축, Q 등의 다축제어, 컨베어, 리프터등의 장치제어도 가능하게 함으로서 보다 한층, 높은 기능과 저코스트를 양립시킬 수가 있다. 이 경우, 피 제어모터나 대응 인터페이스 형식을 임피던스, 회로 구성등이나, 데이터 캐리어 기술을 이용한 식별 메모리, 바코드, ID 태그등엑서 판단하여 자동적으로 소프트웨어적으로 대응하면 네트워크나 라인 구축시에 대폭적인 노력절약, 인텔리전트화를 도모할수가 있다. 또 모터등에 대한 전력 공급원을 이용하여 동시에 신호를 전달하고 대폭적인 배선절약을 행하여도 좋다.

액츄에이터의 소음대책으로서, 액티브노이즈 컨트롤을 행하여도 좋다.

또 인코더(21) 및 컨트롤러(23)의 케이싱은 프레임(18)과 공유화되어 있다.

더욱이, 액츄에이터(10)의 구성상, 상기 케이싱과 프레임(18)을 분할하여도 좋다.

이 경우, 원형, 다각형의 끼워맞춤부재, 핀등에 의하여 끼워맞춤되고 전기, 신호, 버스, LAN, 센서등의 결합도 커넥터등에 의하여 행해지고 끼워맞춤부재와 커넥터에 의한 연결을 동시에 행하고 코오킹이나 전자 및 빔등에 의한 용접에 의하여 고정한다.

또는 컨트롤러, 모터 등의 각각을 모듈화하고, 필요에 따라 부가 이탈시키는 구성으로 하여도 좋다. 액츄에이터(10)의 이들의 구성은 모터(20a,20b)의 간소한 구조에 의하여 실현되는 것이고, 그 액츄에이터(10)의 구성을 간략화함으로서 저코스트화 및 컴팩트화를 도모할 수가 있다. 또한 선형가이드(14)와 볼나사 샤프트(12)에 의한 구성은 그대로 캠종동부나 폴리이미드, 테프론, 나일론, 폴리아세탈 등의 저마찰 자기 윤활성 소재에 의한 미끄럼 가이드와 타이밍벨트, 와이어로프나 개구부를 갖는 다공성의 SUS301, 304, 430, 63SK, 인구리, 니켈등의 금속벨트와의 구성에서도 같다.

또, 인덕션 모터를 분할하는 일없이 단독으로 사용하여 액츄에이터(10)의 구조를 더욱 간략화하여도 좋다. 이 경우, 유압, 공기압, 전자력, 피에조소자, 전기등에 의한 브레이크에 의하여 정지시의 유지 특성을 개선하는 것이 바람직하다.

브레이크를 구성하는 소재는 CFRP나 세라믹스 등의 내열성에 뛰어나는 것이 바람직하다.

제1실시예에 관한 액츄에이터(10)는 기본적으로는 이상과 같이 구성되고, 다음에 그 동작에 대하여 설명한다.

메인모터, 서브모터로 이루어지는 2개의 모터(20a,20b)에 의한 구동력은 볼나사 샤프트(12)를 통하여 볼나사 부시(28)에 전달되고, 상기 볼나사 샤프트(12)에 의한 회전운전이 직선운동으로 변환되어 테이블(16)을 변위시킨다.

상기 메인 및 서브의 모터(20a,20b)는 통상의 테이블(16)의 구동시에는 서로 동일방향으로 구동력을 발생한다. 이 때문에 액츄에이터(10)의 출력은 2개의 모터(20a,20b)의 합으로 된다. 이에 대하여 테이블(16)이 변위하고 있을 경우의 감속시에는 메인, 서브의 모터(20a,20b)중, 한쪽이 그렇지 않으면 양쪽의 모터가 유도브레이크로서 작동한다. 더욱이, 강력한 감속을 필요로 하는 경우에는 적극적으로 양쪽의 모터(20a,20b)로 감속방향의 토크를 발생시킬 필요가 있다.

또 테이블(16)의 정지시에는 2개의 모터(20a,20b)에 서로 역방향의 토크를 발생시켜 양자의 차동력에 의하여 테이블(16)의 정지유지를 행하고, 높은 정확도의 위치결정을 할수가 있다.

한편, 회전형 액츄에이터에 인덕션 모터를 설정한 경우에는 예를 들면 관절부분의 일체적인 구조가 가능하게 되고 회전형 액츄에이터의 대폭적인 소형화, 경량화를 도모할 수가 있다.

복수의 관절을 갖는 회전형 액츄에이터나 XYZ축등의 다축 액츄에이터에서는 피구동 부분의 중량이 위치결정, 속도, 가속도에 크게 영향을 주고, 비교적 경량의 인덕션 모터를 사용함으로서, 상기 위치결정, 속도 가속도 등의 제어정확도를 향상시키는 것이 가능하게 된다.

다음에 동력전달수단으로서 타이밍벨트(90)를 사용하여 타이밍 벨트용 풀리와 인덕션 모터를 일체화한 제2실시예에 관한 액츄에이터를 제7도 내지 제12도에 도시한다.

이하에 도시하는 실시예에 있어서, 제1실시예와 동일의 구성요소에는 동일의 참조 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.

액츄에이터(70)는, 제7도에 도시하는 바와 같이 구조부재를 형성하는 프레임(72)과, 상기 프레임(72)내에 배열설치되고, 메인모터 및 서브모터인 풀리일체형 인덕션모터(이하, 모터라고함) (74a,74b)을 갖는 구동기부(76)와, 상기 구동기부(76)를 프레임(72)내에 연결하기 위한 연결플레이트(78)로 구성된다.

더욱이, 상기 구동기부(76)를 제어하는 컨트롤러(23)가 상기 모터(74a)에 근접하여 설치된다.

프레임(72)은 예를 들면 Aℓ, Mg등의 합금에 의한 경금속 또는 베어링강등의 압출 또는 인발, 금속이나 세라믹스등의 재료에 의한 사출성형, 진공주조, 로스트왁스에 의하여 성형되고 필요에 따라 내벽면에 폭착(explosion)에 의한 피복층을 생성하고 표면경화를 얻어도 좋다. 프레임(72)은 외측면중 3면에 다른 프레임, 패널등을 연이어 설치하고, 또는 배선등을 실시하기 위한 단면이 대략 T자형인 홈부(24)가 각각의 측면에 구획 형성되고 구동기부(76), 컨트롤러(23), 및 연결플레이트(78)를 수용하는 개구부(80)를 갖는다. 또 상기 개구부(80)가 구획형성된 프레임(72)의 바닥부에는 구동기부(76)를 연결하고 고정하기 위한 홈부(82)를 갖고, 그 홈부(82)의 일부에는 연결플레이트(78)를 프레임(72)의 개구부(80)로부터 간편하게 삽입하기 위한 틈새(84)가 설치되어 있다(제12도 참조).

구동기부(76)는 베이스 플레이트(86)의 양단부에 가이드레일(88)를 통하여 모터(74a,74b)가 각각 대향하여 배열설치 되고, 또한 소정거리 이간되어 있는 상기 모터(74a,74b)을 매다는 타이밍벨트(90)와, 상기 타이밍벨트(90)를 유지하는 벨트홀더(92)와, 상기 벨트홀더(92)에 의하여 타이밍 벨트(90)가 유지되고 그 타이밍벨트(90)의 회전운동에 동반하여 직선상으로 변위하는 테이블(94)과, 상기 가이드레일(88)과 테이블(94)을 매개하는 가이드블록(96)을 갖는다. 또한 베이스 플레이트(86), 모터(74a,74b) 및 가이드레일(88)의 연결은 도시하지 않는 나사에 의해 행해지지만 베이스 플레이트(86)에 T슬롯등의 홈을 설치하고, T볼트 등에 의해 연결하여도 좋다.

여기서 상기 베이스 플레이트(86)의 양단부에 대향하여 배열설치되는 모터(74a,74b)에 대하여 설명한다. 또한 상기 모터(74a,74b)는 각각 대략 동일하게 구성되어 있으므로 한쪽의 모터(74a)만을 상세히 설명하여 다른쪽의 모터(74b)의 설명을 생략한다. 모터(74a)는 제8도~제10도에 도시하는 바와 같이 기본적으로는 단면이 대략 ㄷ자 형인 바깥틀(98)과 상기 바깥틀(98)에 회전운동 자유로이 붙여 고정되는 회전체(100)와 나사(102)에 의해 상기 회전체(100)를 바깥틀(98)에 고정하기 위한 고정부재(104a,104b)로 구성된다.

상기 회전체(100)는 개구부를 갖고 대략 원주상을 나타내는 제1하우징(106)와, 상기 개구부에 연결되는 원판상의 제2하우징(108)에 의하여 구성된다.

상기 제1하우징(106)의 외주부는 타이밍벨트(90)를 구동하기 위한 톱니(110)와, 타이밍벨트(90)의 탈락을 방지하기 위한 플랜지(112,113)와, 빛, 자기, CCD-PICKUP, 레저등을 통하여 인코더센서(115)에 의하여 회전각도를 검출하기 위한 인코더로터(114)가 설치되어 있다. 제1하우징(106)의 내측바닥부에는 베어링 고정용의 구멍부(도시안됨)가 구획형성되어 베어링(116)의 외주부가 그 구멍부에 고정된다.

또한 제1하우징(106)의 내주면에는 회전자(118)가 설치되어 상기 제1하우징(106)내에 고정축(120)에 의하여 축받이 되는 고정자(122)를 둘러싸는 부위에 고정되어 있다.

또, 제2하우징(108)의 외주부에는 수나사부(126)가 형성되고, 상기 제1하우징(106)의 개구부에 형성된 암나사부(124)와 끼워맞춤함으로써 타이트하게 체결된다.

상기 고정자(122)의 배선은 고정축(120)의 내부를 통하여 고정축(120)의 끝부로부터 외부로 도출된다. 한편, 고정축(120)의 양측에는 돌기부가 설치되어 크로스 롤러 베어링, 앵귤러베어링, Ex-Cell-O형 베어링, 원뿔구름베어링 등에 의한 1쌍의 베어링(116)이 대치된다. 또 고정축(120)의 양단부는 단면형상의 대략 정사각형이어서 후기하는 모터의 프레임 장치할때의 회전고정의 작용을 이룬다.

기본적으로 이상과 같이 구성된 모터(74a,74b)는 사각형 단면을 가진 고정축(120)의 양단을 맞물림하는 고정부재(104a,104b)에 의해 바깥틀(98)에 고정된다.

그 결과, 모터(74a,74b)가 구동되면, 제1하우징(106) 및 제2하우징(108)의 회전에 의하여 회전력이 발생하고, 외주부의 톱니(110)를 통하여 타이밍벨트(90)을 구동한다.

또 바깥틀(98)에는 인코더센서(115)가 설치되고, 제1하우징(106)의 외주부의 인코더로터(114)와 서로 어울려서 회전각도의 검출을 행한다.

다음에 상기 연결 플레이트(78) 및 베이스플레이트(86)는 Aℓ, Mg 등의 합금에 의한 경금속 또는 베어링강등의 압출 또는 인발, 금속이나 세라믹스 등의 사출성형, 진공주조, 로스트왁스에 의하여 성형되어 있다. 베이스 플레이트(86)는 그 길이방향으로 가이드레일(88)를 장치할때의 위치결정용의 홈부(130)가 구획형성되어 있다(제7도 참조).

더욱이, 베이스 플레이트(86)와 가이드레일(88)은 베어링강 등에 의하여 일체적으로 성형하고, 가이드레일 슬라이딩면을 전해연마, 화학연마 등에 의하여 연삭하여도 좋고, 또는 Aℓ, Mg 등의 합금에 의한 경금속 또는 세라믹스 등을 압출 또는 인발하고 전공다이캐스트, 로스트왁스, 금속사출성형, 세라믹스 사출성형에 의하여 성형하고 가이드레일 슬라이딩부에 베어링강등을 접합하여도 좋다. 더우기 베이스 플레이트(86)는, 연결 플레이트(78)와 연결하기 위한 장치용 구멍부(132)가 구획 형성되어 있다.

동력 전달부재인 타이밍벨트(90)는 모터(74a,74b)에서 발생한 회전운동력을 테이블(94)에 전달한다. 다른 동력 전달부재로서, 끼워맞춤부가 스틸벨트, 체인, 및 와이어로프등을 사용하여도 좋다. 테이블(94)의 위치결정을 정확히 행할필요가 있는 경우에는 예를 들면 체인등의 동기전달기구가 알맞는다. 또 제11도에 도시하는 바와 같이 타이빌벨트(90)는 모터(74a,74b)의 톱니(10)와 맞물리는 벨트톱니(134)를 갖고 있음과 동시에 벨트중앙부에 그 길이방향에 따라 돌기부(136)를 설치함으로써 타이밍벨트(90)의 꾸불꾸불 나아감을 방지하고, 동시에 타이밍벨트(90)의 측면부의 마모를 방지한다.

예를 들면 타이밍벨트(90)를 폴리우레탄의 재질로 성형함으로써, 먼지의 발생을 회피하는 것도 가능하다. 또, 이들 동력전달부재 및 모터(74a,74b), 선형 가이드등의 운동부분의 먼지 발생에 대하여는 구성요소를 프레임(72)에 내장 밀폐하고 외부의 먼지의 확산을 방지한다. 또, 적극적으로 진공 뽑아냄 등에 의하여 내부공기를 외부로 배출함으로써, 예를 들면 클린룸내에서의 반도체등의 제조 및 정밀실험, 유전자 등의 생물학적, 화학적 실험등에서의 사용에 최적하다.

테이블(94)은 예를 들면 Aℓ, Mg 등의 합금에 의한 경금속 또는 베어링등의 압출 또는 인발 금속, 세라믹스등의 재료에 의한 사출성형, 진공다이캐스트, 로스트왁스드의 방법에 의하여 성형된다. 상기 테이블(94)에는 공작물을 장치하기 위한 나사구멍(138)과 장치 위치결정용의 구멍(140)이 그 테이블(94)의 양측면에 설치되어 있다.

또 상기 테이블(94)에는 도시하지 않는 자석이 연결되고 예를 들면 프레임(72)의 측면부에 구획형성된 단면이 대략 T자형인 홈부(24)에 센서를 삽입하고 그 센서가 그 자석의 자력을 검지하여 테이블(94)의 위치를 검출할 수가 있다.

이 센서는 다만, 리미트 스위치로서 기능시켜도 좋고, 선형자기인코더, 선형 광 인코더 등에 의하여 더욱더 정확히 위치결정을 행하고 위치·속도피드백 정보를 얻어도 좋다.

이 경우, 제1실시예와 같이 구동원인 모터(74a,74b)의 회전속도등을 검출하는 인코더(21)를 설정할 필요가 없을뿐아니라 피드백 루프내에 볼나사, 타이밍 벨트등의 동력 전달계가 포함되기 때문에 위치 및 속도의 제어 정확도의 향상을 도모할수가 있다.

타이밍벨트(90)를 테이블(94)에 연결하는 수단으로서는 타이밍벨트(90)의 양단을 그 타이밍벨트(90)의 벨트톱니(134)의 형상에 맞추어서 성형된 벨트홀더(92)와 함께 테이블 측면에 나사 코오킹등에 의해 고정한다.

가이드레일(88)은 결합부재인 베이스 플레이트(86)상에 볼트등으로 연결되어 볼 및 원통롤러, 코로스 롤러등을 사용하여 구름안내로서 가이드블록(96)이 가이드레일(88)상을 이동한다. 선형가이드로서는 구름안내외에 가이드레일 및 가이드블록을 폴리이미드, 테프론, 나일론, 폴리아세탈 등의 저마찰 자기윤활성 소재로 성형하여 미끄럼안내로한 평면형 가이드를 사용하여도 좋다. 또 이들의 합금 또는 수지등을 사용하여 테이블드의 이동체의 일부, 또는 전체를 성형한 것을 사용하여도 좋다. 또 유사하게 가이드레일(88)과 결합부재인 베이스 플레이트(86)를 일체적으로 성형하여도 좋다.

모터(74a,74b)와 타이밍벨트(90)등의 동력전달부재와의 접속은 일반적으로 모터(74a,74b)의 구동축에 도기하지 않는 벨트구동용 풀리를 접속하고, 그 벨트 구동용 풀리를 통하여 모터 구동력을 타이빙벨트(90)에 전달하는 방법이 취해지고 있다.

그러나 모터(74a,74b)의 구동축에 벨트구동용 풀리를 접속하는 방법은 모터(74a,74b) 및 벨트구동용 풀리의 전장을 크게하고, 프레임(72)으로부터 모터(74a,74b)가 돌출해 버리는 좋지않은 현상이 있다. 한편, 모터(74a,74b)를 프레임(72)의 외측면에서 돌출시키는 일없이 수납하기 위해서는 모터(74a,74b)와 벨트구동용 풀리의 회전축과의 직교수단이 필요로 되어 더욱 구조가 복잡화 된다.

이 때문에 본 실시예에 있어서는 모터(74a,74b)를 인덕션 모터로하고 그 간소한 구조를 이용하여 벨트구동용 풀리와 일체화하여 구동부분의 소형화를 실현하고 있다.

이로서, 간소한 구조로 모터(74a,74b)를 프레임(72)의 외측면에서 돌출시키는 일없이 하나의 면으로 형성하여 그 모터(74a,74b)를 수납하고 있다.

이 경우, 모터(74a,74b)를 프레임(72)의 외측면으로부터 돌출시켜 사용하여도 좋은 것은 물론이다.

또, 본 실시예에 있어서도 메인, 서브로 이루어지는 2개의 모터(74a,74b)의 제어는 컨트롤러(23)에 의하여 행해지고, 상기 제1실시예와 같이 프레임(72)를 포개도 좋지만, 개구부(80)를 갖는 프레임(72) 내부에 블록상으로 수납하여도 좋다.

또, 컨트롤러(23)의 구성 및 작용은 제1실시예와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

제13도 내지 제15도에 제3의 실시예를 도시한다.

이 제3의 실시예에 관한 액츄에이터(150)는 상기 제2실시예와 같이 구동력전달수단으로서 타이밍벨트(90a)를 갖고, 모터(152a,152b)을 사용하여 동력부의 소형화를 도모한 것이다. 또 상기 제2실시예와 대응하는 구성요소에는 동일의 참조부호에 a를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.

액츄에이터(150)는 구조부재를 형성하는 프레임(154)과, 모터(152a,152b)의 구동작용하에 타이밍벨트(90a)를 회전운동시킴으로써 변위하는 테이블(156)을 구비하는 구동기부(157)를 포함한다.

상기 테이블(156)은 Aℓ, Mg 등의 합금에 의한 경금소 또는 베어링강등의 압출 또는 인발 금속, 세라믹스등의 사출성형, 진공주조, 로스트왁스에 의하여 성형된다.

상기 테이블(156)의 바닥부에 대략 평행하여 설치된 선형가이드 베어링(158,159)는 일부가 개구한 중공 원통상으로 형성되어, 원통내면에는 2개의 가이드축(160,161)에 슬라이딩하여 무한 순환운동하는 스틸볼을 수납한 복수개의 통로가 구성되어 있다.

선형가이드 베어링(158,159)에 대체하여 폴리이미드, 테프론, 나일론, 폴리아세탈 등의 저마찰 자기윤활성 소재에 의하여 성형한 평면가이드를 사용하여도 좋다.

또한, 이들을 사용하여 테이블(156)등의 일부, 또한 전체를 성형한 것을 사용하여도 좋다.

또 모터(152a,152b)는 제14도에 도시하는 바와 같이 나사(162)에 의하여 제1고정부재(164) 및 제2고정부재(166)에 회전체(100a)가 고정되어 그 제1고정부재(164) 및 제2고정부재(166)에 구획 형성된 오목부(168,169)에 의하여 회전체(100a)의 양단부의 고정축(120a,120a)을 지지한다. 기타의 작용효과는 제1실시예와 같으므로 그 상세한 설명은 생략한다.

제16도 내지 제19도에 제4의 실시예를 도시한다.

제4의 실시예에 관한 액츄에이터(170)은 구동력 전달수단으로서 볼나사 샤프트(172)를 갖고, 모터(174a,174b)를 사용하여 동력부의 소형화를 도모한 것이다.

더욱이, 제2실시예와 대응하는 구성요소에는 동일의 참조부호에 b를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다.

액츄에이터(170)은 구조부재를 형성하는 프레임(176)과 모터(174a,174b)의 구동작용하에 볼나사 샤프트(172)의 회전운동시킴으로써 변위하는 테이블(178)을 구비하는 구동기부(180)를 포함한다.

상기 구동기부(180)는 연결 플레이트(182)에 의해 상기 프레임(176)의 바닥부에 고정되고, 상기 연결 플레이트(182)의 상면에 베이스 플레이트(184)가 연결되고, 그 베이스 플레이트(184)상에 가이드레일(186)이 체결된다.

또, 베이스 플레이트(184) 및 가이드레일(186)은 일체 성형하여도 좋다.

테이블(178)는 가이드레일(186)상을 직선사으로 이동하는 도시하지 않는 가이드블록상에 고정된다. 또 테이블(178)에는 볼나사 너트(188)가 고정되고, 그 볼 나사너트(188)에 볼나사 샤프트(172)가 끼워맞춤됨으로써, 모터(174a,174b)의 회전구동력을 직선 구동력으로 변환하여 테이블(178)을 직선상으로 변위시킬 수가 있다.

더욱이, 상기 볼 나사너트 (188)의 축심은 테이블(178)의 높이를 억제하기 위하여 가이드레일(186)의 축심에서 편심시키고 있다. 이 때문에 볼나사 샤프트(172) 및 가이드 레일(186)의 축심은 함께 액츄에이터(170)의 중심축에서 이간하여 설치되어 있다.

일반적으로 볼나사 샤프트(172)의 모터(174a,174b)의 접촉은 볼나사 샤프트(172)의 끝부와 모터축 끝부에 올덤 커플링, 플렉시블 커플링, 고무등에 의한 유니버설 커플링 등에 의해 행해진다. 또, 제1의 실시예에 표시한 바와 같이 모터(20a,20b)를 사용하여 볼나사 샤프트(172)와 모터축을 일체화하여도 좋다.

그러나, 볼나사 샤프트(172)의 축심이 액츄에이터(170)의 중심축으로부터 이간하고 있는 경우, 볼나사 샤프트(172)와 모터축과 축으로 하면 모터(174a,174b)가 프레임(176)의 상면에서 돌출해 버린다. 이와 같은 경우는 모터(174a,174b)가 프레임(176)로 부터의 돌출하는 것을 막기 위하여 통상 볼나사 샤프트(172)의 축심과 모터축의 축심을 이간시켜, 그 양자를 톱니바퀴를 사용하여 접속하는 방법이 채용되지만, 그 경우 동력부분의 복잡화를 초래하는 문제가 생긴다. 본 실시예에서는 볼나사 샤프트(172)의 축심과 모터축의 축심을 이간시켜 그 양자를 타이밍벨트(90)를 사용하여 접속하고 상기 제2 및 제3실시예와 같이 풀리일체형 인덕션 모터를 사용하여 동력부분의 대폭적인 소형화, 간략화를 실현하고 있다. 이 경우, 모터(174a,174b)를 유지하는 고정부재(166b)는 도시하지 않는 베어링에 의하여 볼나사 샤프트(172)의 축끝을 유지하고 있다. 볼나사 샤프트(172)의 축끝에는 피구동풀리(192)가 접속되고, 타이밍벨트(190)에 의하여 모터(174a,174b)의 회전구동력이 전달된다.

더욱이, 피구동용 풀리(192)는 볼나사 샤프트(172)와 일체적으로 성형하여도 좋은 것은 말할것도 없다.

실시예2 내지 4에 있어서 액츄에이터(70,150,170)은, 인덕션모터와 그 간단한 그조를 이용하여 구동용풀리와 일체화하고 구동부분의 소형화를 실현하여 모터를 프레임의 외측면으로부터 돌출시키는 일없이 수용하고 있다.

또 이들의 액츄에이터(70,150,170)는 공장등에서의 제조라인등에 짜 넣는 것이 가능하게 되도록 외측에 단면이 대략 T자형인 홈부(24)를 갖고 있고, 더욱 호환성이 있으므로 다른 액츄에이터의 프레임이나 패널, 보호금망, 난간등의 장치에 이용할 수 있을뿐아니라 배선이나 배관, 또는 전자밸브, 전자밸브가 달린 이젝터를 유니트 및 이들의 매니폴드 등을 고정할수가 있다. 그 결과, 본 액츄에이터(70,150,170)의 프레임을 후기하는 액츄에이터 구조체를 구축하는 구조부재로서 사용할수가 있고, 종래와 같이 장치하기 위한 비임이나 패널등을 사용하는 일없이, 용이하게 액츄에이터 구조체로 짜넣을 수가 있다. 또 일단 구축한 액츄에이터 구조체에 있어서 액츄에이터등의 장치위치를 변경할 필요가 생겼을 경우, 종래의 액츄에이터로서는 보의 위치를 변경 하거나 패널에 구멍을 다시 뚫는 등의 작업이 필요하였지만, 본 액츄에이터의 경우는 후기하는 바와 같이 체결부재의 부착볼트를 느슨하게 하여 프레임내를 소요량 만큼 이동시킨후, 다시 장치볼트를 체결하는 것만으로 되므로 작업이 간략화할 뿐만아니라, 작업 공정수를 삭감할수가 있다. 또한 트러블등이 생긴 경우나 보수 점검의 경우에는 액츄에이터를 액츄에이터 구조체로부터 간편하게 떼어낼 수 있으므로 작업성이 향상할 뿐만아니라, 별도의 액츄에이터와 교환하여 재빠르게 작업을 행할 수가 있다.

또한 하나의 장척의 프레임에 대하여 복수의 액츄에이터를 짜넣을수도 있으므로 그 액츄에이터의 소형화를 도모할 수가 있다.

다음에 액츄에이터 및 에어밸런서를 복수개 연결하여 조립하여 액츄에이터 구조체로서 사용하는 경우에 대하여 설명한다.

제20도에 도시하는 바와 같이 제1의 조립예에 관한 액츄에이터 구조체(200)는 뼈대를 형성하는 복수의 기둥부재(구조부재)(202)와, 제1 내지 제4액츄에이터(204,206,208,210)와, 제2액츄에이터(206)에 병렬로 설치되어 에어밸런서(이하, 밸런서라함)(212)와 작업테이블(214)과, 공작물(216)과 공작물 수납박스(218)와, 공작물 유지플레이트(220)와, 이동체(222,224,226,228)와, 공작물 잡음 수단으로서의 흡착용 패드(230)가 연결된 실린더(232)와, 필터·레귤레이터·루부리케이터 컨트롤러(240)와, 도시하지 않는 컴프레서, 제습기, 에프터 쿨러등으로 구성된다. 또한, 제20중의 액츄에이터(204,206,208,210)는 상기 제1 내지 제4실시예중의 액츄에이터와 기본구성을 동일로 한다.

또 도시하지 않는 컴프레서, 제습기 애프터 쿨러등은 일체화하여 각 액츄에이터9204,206,208,210)의 블록내에 삽입되어 있다.

이 경우, 기둥부재내에 일체화 또한 접속하여 배선된다.

또, 공지된 컴프레서, 스크롤 컴프레서등의 흡기를 사용하여 진공압력을 순환전송하여 이용하는 것도 가능하다. 또, 이들의 컴프레서, 제습기, 애프터 쿨러, 공지된 컴프레서, 스크롤 컴프레서 등은 후기하는 각 액츄에이터의 모터 박스 밸브 유니트등으로 분산내장하여도 좋다.

제1액츄에이터(204)는 그 이동체(222)의 상면에 장치된 제2액츄에이터(206)와 밸런서(212)를 직선 방향으로 이동하기 위한 것이고, 상기 제1액츄에이터(204)에 직교하여 접속하는 제2액츄에이터(206) 및 제2액츄에이터(206)에 병렬 설치된 밸런서(212)는 그 이동체(224)에 장치된 제3액츄에이터(208)를 연직방향으로 이동하기 위한 것이다.

또한, 상기 제2액츄에이터(206) 및 제2액츄에이터(206)에 병렬 설치된 밸런서(212)에 직교하여 접속되는 제3액츄에이터(208)의 이동체(226)에는 흡착용 패드(280)가 연결된 실린더(232)가 연이어 접속되어 있다. 또, 제4액츄에이터(210)의 이동체(228)에는 실린더(236)가 연이어 접속되고 공작물(216)의 운송, 위치 결정에 사용된다.

또 제1액츄에이터(204)와 기둥부재(202)와의 연결부재에는 모터박스(242)가, 제4액츄에이터(210)와 기둥부재(202)와의 연결부에는 밸브유니트(244)가 각각 배열 설치되어 있다. 물론 상기 모터박스(242) 및 밸브유니트(244)는 예를 들면 제2액츄에이터(206)에 도시하는 바와 같이 상면으로 부터의 돌출을 피한 동일면의 형상으로 하여도 좋은 것은 말할 것도 없다. 또, 모터박스(242) 및 밸브유니트(244)에 상기의 전동액츄에이터용 컨트롤 박스(238)의 일부를 분산하여 내장시켜도 좋다.

동작에 대하여는 우선 제3액츄에이터(208)에 연결된 실린더(232)에 기둥부재(202)내의 유체통로를 통하여 압축공기를 공급한다.

상기 압축공기의 공급에 의하여 실린더(232)의 실린더로드가 아래쪽으로 변위하여 공작물 수납박스(218)내로 배치된 공작물(216)이 흡착용패드(230)에 의하여 흡착된다.

다시 압축공기의 공급에 의하여 실린더 로드를 상방으로 변위시켜 그 상태를 유지하면서 제2액츄에이터(206)에 병렬로 설치된 밸런서(212)의 이동체(224)를 상방으로 이동시켜, 제3액츄에이터(208)를 상방으로 이동시킨다.

또한, 제1액츄에이터(204)의 이동체(222)를 세로축 방향으로 이동시켜, 상기 제1액츄에이터(204)의 이동체(222)에 연결된 제2액츄에이터(206) 및 그 제2액츄에이터(206)에 병렬로 설치된 밸런서(212)를 이동시킨다.

상기 제1액츄에이터(204) 및 제3액츄에이터(208)는 흡착용 패드(23)에 흡착된 공작물(216)이 소정의 위치의 상방으로 근접하였을때에 이동을 멈추고, 제2액츄에이터(206) 및 이에 병렬로 설치된 밸런서(212)의 이동체(224) 및 실린더(232)의 실린더로드 및 아래쪽으로 변위시켜, 공작물(216)을 공작물 유지플레이트(220)의 구멍부(246)에 삽입한다. 이때, 제4액츄에이터(210)의 실린더로드(234)를 변위시켜, 공작물(216)을 상기 구멍부(246)에 위치결정할수가 있다. 또한, 제4액츄에이터(210)는 그 이동체(228) 및 실린더(236)에 의하여 작업테이블(214)에 공작물(216)을 운송할수가 있다.

또, 상기 공작물 수납박스(218) 및 공작물 유지 플레이트(220)는 작업테이블(214)상에 있어서, 도시하지 않는 위치 결정수단에 의하여 위치결정된다.

여기서, 상기 기둥부재(202) 및 액츄에이터(204,2506,280,210), 밸런서(212)등을 접속하는 연결수단에 대하여 제21도 내지 제50도를 사용하여 설명한다.

제21a도, 제21b도 및 제22도는 연결수단의 제1실시예를 도시하고, 제21a도는 기둥부재 끼리를 연결한 경우의 일부 생략한 정면도, 제21b도는 상기 제21a도의 일부단면 측면도, 제22도는 분해 사시도이다.

제21a도, 제21b도에 있어서, 대략 동일하게 형성된 기둥부재(248)에는 각 측면의 길이방향으로 직선상의 홈부(250)가 구획형성되어 있다.

상기 홈부(250)에는 나사(252)를 통하여 나사고정되는 플레이트(254)가 슬라이딩 자유로이 배열설치된다. 상기 나사(252)의 선단부(256)는 원뿔상으로 형성되어 있다.

상기 기둥부재(248)의 양단부의 네모퉁이부에는 공기, 오일, 물 등의 유체의 전송로인 유체통로(258)가 관통하여 형성되어 있음과 동시에 대략 중심부에는 스프링(260)을 통하여 볼트(262)를 삽입하기 위한 구멍부(264)가 구획형성되어 있다.

이 볼트(262)의 머리부(266)는 상기 홈부(250)의 단면형상에 상응하여 형성되고, 상기 기둥부재(248)의 일단측에서 대략 직교하는 방향으로 지향하여 이동가능하게 끼워진다. 또, 상기 볼트(262)의 중간부에는 V자형의 홈(268)이 파여져 있고 상기 머리부(266)의 반대측에는 스프링 받이부로 되는 원형의 오목부(270)가 설치되어 있다.

여기서, 상기 기둥부재(248) 끼리를 연결하여 접속하는 경우, 한쪽의 기둥부재(248)의 일단측에서 플레이트(254)를 홈부(250)에, 스프링(260) 및 볼트(262)를 구멍부(264)에 그 길이방향으로 지향하여 삽입함과 동시에 상기 볼트(262)의 머리부(266)를 기두부재(248)의 일단부의 홈부(250)와 직교하는 방향으로 지향하여 이동가능하게 끼운다.

계속하여 나사(252)가 홈부(250)를 통하여 상기 플레이트(254)에 나사 박음되어 볼트(262)를 통하여 기둥부재(248) 끼리가 대략 직각방향으로 연결 고정된다.

즉, 제21b도에 도시하는 바와 같이 상기 나사(252)의 선단부(256)와 일체화된 머리부(266)가 V자형의 홈(268)의 경사면에 맞닿음으로써 상기 볼트(262)와 일체화된 머리부(266)가 화살표 A방향으로 변위한다. 이 머리부(266)의 변위에 의하여 홈부(250)에 이동가능하게 끼워져 있는 머리부(266)의 안측과 상기 홈부(250)가 맞닿아서 기두부재(248)가 고장된다. 이와 같이 하여 기둥부재(248) 끼리를 간편하게 연결하는 것이 가능하게 되고, 기둥부재(248)내의 유체통로(258)를 통하여 유체압 신호를 전송하는 것이 가능하게 된다.

다음에 상기 연결을 해제하여 기둥부재(248)를 이간시키는 경우에는 상기 나사(252)를 느슨하게 함으로서 스프링(260)의 탄발력에 의하여 볼트(262)가 화살표 B방향으로 변위한다. 상기 볼트(262)의 변위에 의하여 볼트(262)의 머리부(266)의 안측이 홈부(250)로부터 이간되어 다시 볼트(262)의 머리부(266)가 홈부(250)에 있어서 이동가능하게 끼워진 상태로 된다. 상기 볼트(262)의 머리부(266)의 이동가능하게 끼워짐에 의하여 한쪽의 기둥부재(248)의 홈부(250)로부터 다른편의 기둥부재(248)에 삽입된 볼트(262)의 머리부(266)가 슬라이딩 가능하게 되고, 홈부(250)에 따라 기둥부재(248)를 이동시킴으로써 떼어 내는 것이 가능하게 된다.

또, 상기 연결수단의 제1실시예로서 기둥부재(248) 끼리를 연결하는 경우에 대하여 설명하였지만, 기둥부재(248)와 상기 액츄에이터(204,206,208,210) 그렇지 않으면 밸런서(212) 끼리를 연결하는 경우에 있어서도 같고, 그 상세한 설명은 생략한다.

다음에 제23도에 도시한 연결수단의 제2실시예에서는 기둥부재(272)의 일측면에 평행한 홈부(250)를 구획형성함과 동시에 상기 홈부(250)에 이동가능하게 끼워지는 머리부(276)와 일체화된 볼트(278)가 2개 배열 설치되어 있는 점에서 상기 실시예와 다르다. 또, 연결수단의 제2실시예 이하에 있어서 상기 제1실시예와 대략 동일의 구성요소에는 동일의 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.

계속하여 제24도 및 제25도에 도시하는 연결수단의 제3 및 제4실시예에서는 예를들면 각각 기둥부재를 대략 직교한 3방향으로 연결하고 있다.

제24도에 도시하는 제3실시예에서는 제20도에 도시한 병렬로 설치된 밸런서(212)와 제2액츄에이터(206)의 각각의 측면에 연결수단의 제1실시예에서 도시한 기둥부재(248)를 접속하고, 또한 밸런서(212)와 제2액츄에이터(206)의 각각의 프레임(280,282)에 걸치고, 기둥부재(248)에 대략 직교하여 기둥부재(272)를 밸런서(212)와 제2액츄에이터(206)의 각각 프레임(280,282)의 각 바닥면에 평행한 홈부(250)에 대응하도록 2개의 볼트(262)에 의하여 접속하고 있다.

또, 제25도에 도시하는 연결수단의 제4실시예에서도 상기와 같이 액츄에이터(284)와 밸런서(212)를 병렬로 설치한 것에 각각 기둥부재(248,286)를 연결하고 있고, 그 상세한 설명은 생략한다.

다음에, 연결수단의 제5실시예에 대하여 제26도 내지 제28도를 사용하여 설명한다. 제26도는 기둥부재 및 연결부재의 사시도, 제27도는 기둥부재에 연결부재를 연결한 상태에 있어서 일부단면도, 제28도는 연결부재에 의해 기둥부재끼리를 연결한 상태를 도시하는 사시도이다.

제26도에 있어서, 기둥부제(288)의 길이방향에 대하여 대략 연직으로 절단된 절단단면으로 접속되고, 연결수단으로서 기능하는 접속용 블록(이하, 블록이라함)(290)은 다이캐스트, 정밀주조, 알맞게는 진공다이캐스트, 진공주조, 로스트 왁스법, 압출, 인발, 금속분말사출 또는 세라믹스등에 의하여 성형되고, 상기 블록(290)이 기둥부재(28)와 접합하는 면의 대략 중심부에는 대략 원통형상으로 형성된 돌출부(292)가 설치되어 있다. 이 돌출부(292)는 부착되는 한쪽의 기둥부재(288)의 축선방향중심부로 구획 형성되고, 유체통로로서 기능하는 관통구멍(294)에 끼워 맞춤의 치수공차를 갖고 끼워 넣어진다. 이로서, 기둥부재(288)의 절단면이 길이방향에 대하여 연직으로 절단되어 있고, 기둥부재(288)의 관통구멍(294)은 길이방향에 대하여 평행으로 성형되어 있으므로 기둥부재(288)의 길이방향에 대하여 블록(290)의 맞닿음 면은 연직으로 교정되는 것으로 된다.

상기 블록(290)은 돌출부(292)를 둘러쌓도록 각각 대향하여 배치되는 클릭부(296a~296d)이 설치되어 있다. 이 클릭부(296a~296d)에는 대략 원형의 구멍부(298a~298d)가 구획형성되어 있다. 상기 클릭부(296a~296d)는 기둥부재(288)의 단면이 대략 T자형인 홈부(300)에 삽입되어 상기 구멍부(298a~298d)를 통하여 고정나사(302)을 평행하게 체결함으로써, 그 고정나사(302)가 기둥부재(288)에 구획형성된 홈부(300)의 안쪽부(304)에 파고들어 탄성변형 또는 소성변형, 알맞게는 소성변형함으로써 확실히 연결할수가 있다. 또, 상기 고정나사(302)의 끼워넣기 방향과는 역방향으로 상기 클릭부(296a~296d)의 선단부(305)가 외측으로 확장함으로써 클릭부(296a~296d)가 상기 홈부(300)와 안쪽부(304)와의 경사면에 파고들어가 블록(290) 빠짐방지효과를 보다 확실히 얻을 수가 있다(제27도 참조).

이때 고정나사(302)의 체결량의 차이에 의한 블록(290)의 어긋남 방지를 위하여 상기 돌출부(292)가 관통구멍(294)에 삽입되고, 또한 블록(290)의 단면에 대향하여 부설되는 각각의 클릭부(296a~296d)가 기둥부재(288)의 홈부(300)의 길이방향에서 삽입되어 확실히 위치 결정할수가 있다.

기둥부재(288)에 부착된 블록(290)에 대략 T자형상을 갖는 볼트부재(306)를 스프링(308)과 함께 삽입하고, 그 볼트부재(306)의 머리부(310)를 접속하고 싶은 상대방 기둥부재(288)의 길이방향 측면에서 삽입하고, 약 90°회전시킴으로써 빠짐방지작용을 발휘시킬수가 있다. 상기 볼트부재(306)는 고정나사(312)를 체결함으로써 스프링(308)의 탄발력에 의하여 회전하거나, 흔들리는 일없이 기둥부재(288)에 블록(290)을 확실히 동시에 용이하게 연결할 수가 있다(제27도 참조).

또, 연결된 상대측 기둥부재(288)로부터 이들 블록(290)을 떼어 낼때 고정나사(312)를 느슨하게 하면 스프링(308)의 탄발력이 볼트부재(306)를 상대측 기둥부재(288)에서 이간시키는 방향으로 작용하고, 용이하게 기둥부재(288)를 떼어내어 재구축할 수가 있다.

여기서, 제29a도 및 제29b도에 도시하는 바와 같이 상기 블록(290)에 볼트부재(306)의 머리부(310)가 연겨된 기둥부재(288)의 일부가 소성변형, 또는 탄성변형,알맞게는 탄성변형 경우에 대하여 설명한다. 볼트부재(306)가 블록(290)측에 삽입되는 경우, 상기 볼트부재(306)의 머리부(310)의 뒷면부(314)가 단면이 대략 T자형인홈부(300)의 평면부(316)에 맞닿는다. 상기 평면부(316)의 반대의 블록측에 맞닿는면에는 계단부(318)가 구획형성되고, 상기 볼트부재(306)의 뒷면부(314)가 홈부(300)의 평면부(316)를 누름함으로써 각부(320)가 블록(290)측으로 변형하여 블록(290)에 끼워 맞춤된다.

다음에 제30도 및 제31도에 도시하는 바와 같이 기둥부재(288) 끼리를 연결하는 제6의 실시예에 대하여 설명한다. 기둥부재(288)의 절단끝면에 4개의 6각 구멍이 달린 태핑나사(322)에 의하여 부착된 장방향 블록(324)의 관통구멍(326)에 볼트부재(328)와 스프링(330)를 삽입하고 고정나사(332)를 체결함으로써, 한쪽의 기둥부재(288)의 다른 편의 기둥부재(288)를 간편히 연결할 수 있다.

또 스프링(330)의 작용으로는 연결할때에 스프링(330)의 탄발력에 반하여 볼트부재(328)를 삽입하여 누르기 때문에 볼트부재(328)의 홈의 위치가 회전하여 어긋나거나 흔들리거나 하는 것을 방지함과 동시에 연결후, 다시 고정나사(332)를 체결할때 볼트부재(328)가 한쪽의 기둥부재(288)와 다른쪽의 기둥부재(288)를 용이하게 이간시키는 작용을 한다.

상기 장방형 블록(324)의 네모퉁이에는 상기 육각구멍이 달린 태핑나사(322)가 끼워 맞춤하는 구멍부(334)가 구획형성되고, 기둥부재(288)의 단면의 대략 중심부에 구획형성되어 있는 관통구멍(294)을 압축공기등의 각종 유체통로로서 사용되는 경우, 기둥부재(288)의 끝면에 추가 가공하는 것이 곤란한 가스킷 홈을 미리 장방형 블록측으로 형성하여 두고, 시일함으로서, 쉬트상의 가스킷을 사용하면 결합부의 강성저하, 구조부재의 연결시의 치수변화등의 문제가 발생하는 일없이 기둥부재(288) 내부의 각종 유체의 누설을 방지하고 기둥부재(288)의 끝면의 관통구멍(294)의 개구부로부터 유체의 출입이 가능하게 된다. 기둥부재(288)와 장방형블록(324)와 그리고 이것에 연결된 기둥부재(288)와 통하여 가스킷 홈 및 시일부재를 설치하고, 복수의 연결된 기둥부재(288) 사이를 유체통로로 하여도 좋다.

다음에, 복수의 기둥부재(288)를 연결하여 구조체를 조립한후, 보강부재 또는 다른 기둥부재등을 부착하는 경우에 대하여 설명한다.

제32도 및 제33도에 도시하는 바와 같이 기둥부재(336)의 측면부에 구획형성된 단면이 대략 T자형인 홈부(300)에 볼트부재(338)를 삽입한다.

이 경우, 상기 볼트부재(338)의 머리부(337)의 장변부(339)를 홈부(300)의 길이방향에 따라서 삽입한후, 상기 볼트부재(338)의 머리부(337)를 약 90°회전시킴으로써 회전 고정하고, 홈부(300)의 소정의 위치에 볼트부재(338)를 고정한다.

이와 같이 하여 기둥부재(336)의 측면부의 홈부(300)의 볼트부재(338)를 고정한후, 제33도에 도시하는 바와 같이 각 연결부위에 대응하는 형상의 보강부재(340,341,342,343)를 너트부재(344)에 의하여 평행하게 체결할수가 있다.

따라서 볼트부재(338) 및 보강부재(340,341,342,343)등을 사용함으로써, 구축한 구조체의 강도결합을 보강하고, 전체로서 강성이 올라가고, 액츄에이터 등을 접속한 사용시의 정확도의 저하를 방지할 뿐만 아니라, 다른 기둥부재(336)등을 연결함으로써 설비의 확대등을 간편히 행할 수가 있다.

다음에 다른 각종 기둥부재의 단면의 측면도를 제34도 내지 제38도에 도시한다.

제34도 내지 제36도는 소정의 형상으로 조립된 구조체에 대하여 강도의 하중이 걸리는 부위에 사용하여 알맞은 기둥부재(346,348,350)를 예시하고, 제37도 및 제38도는 공간부를 구획형성함으로써 한층 경량으로한 기둥부재(352,354)를 예시하고 있다. 상기 기둥부재(346,348,350,352,354)는 알루미늄합금, 마그네슘합금, 알루미늄, 실리콘 등의 경금속의 재질로 성형되고, 알루마이트코팅, 경질 알루마이트코팅, 티타늄코오팅, 시멘트코팅, PVD코팅, CVD코팅 등의 표면처리를 행함으로써 그 기계적 강도의 향상 및 각종 부재의 부착 또는 떼어내기의 경우에 발생하는 표면의 상처의 경감을 도모할수가 있다. 또 도장에 의한 착색, 알맞게는 유색알루마이트 처리에 의한 착색을 행하고, 설비등의 식별이나 절연에 이용하여도 좋다.

또 기둥부재에는 레저트리밍, 잉크제트프린트 등에 의하여, 제조번호, 연월일, 품번, 절단길이, 제조업자명, 판매회사, 사용자등을 부호화한 데이터, 예를 들면 바코드를 마킹하고, 부설시에 그 데이터를 운송, 가공, 조립설비의 컴퓨터 베이스에 등록하고, 예를 들면 CIM 등의 총합생산에 있어서 설비 전체로 소유하는 기둥부재 및 액츄에이터등을 용이하게 관리할수가 있고, 설비변경 및 증설하는 경우에, CIM의 데이터 베이스의 일부로서 효율적으로 재구축하는 것이 가능하게 된다.

다음에, 연결수단의 제7의 실시예를 제 39도 및 제40a도, 제40b도에 도시한다. 또, 이하의 실시예에 있어서 제7실시예와 동일의 구성요소에는 동일의 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.

제39도에 있어서, 기둥부재(356)를 서로 연결하는 경우, 한쪽의 기둥부재(356)의 절단선단면에 접속용 블록(358)을 붙여 고정한다. 이 접속용 블록(358)은 기둥부재((356)의 절단선단면의 대략 중앙의 관통구멍(360)에 삽입되고, 복수의 슬릿(362a~362f)이 각각 설치된 돌기부(364)를 갖는다.

상기 슬릿(362a~362f)에 의하여 복수매로 분할된 돌기부(364)의 선단부의 외주면에는 클릭부(366a~366f)가 설치되고, 상기 돌기부(364)에 근접하는 네모퉁이부 각각에는 연결용 볼록부(368)가 부설되어 있다.

한편, 상기 돌기부(364)가 갖는 반대의 측면에는 선단부가 테이퍼부(370)로 이루어지는 단면이 대략 T자형인 볼트부재(372)를 삽입하기 위한 구멍부(373)가 구획형성되어 있다. 접속용 블록(358)의 상면부에는 외주면에 수나사부가 각각 설치된 고정나사(374)와 끼워 맞춤하는 암나사부(376)가 설치되고, 상기 고정나사(374)의 선단부는 테이퍼부(378)가 형성되고, 상기 볼트부재(372)에 구획형성된 테이퍼상의 오목부(380)에 걸어맞춤된다.

또, 상기 기둥부재(356)의 외주측면부에는 단면이 대략 T자형인 홈부(384)가 구획형성되어 있다.

여기서, 접속용 블록(358)의 상기 연결용 볼록부(368)를 기둥부재(356)의 네모퉁이부 각각에 구획형성된 구멍부(382)에 그리고 상기 돌기부(364)를 관통구멍(360)에 각각 삽입하여 접속용 블록(358)을 그 기둥부재(356)의 절단단면에 장착한다.

다음에 볼트부재(372)의 테이퍼부(370)가 돌기부(364)의 선단부(386)의 내주면에 맞닿는다(제40a도 참조). 또, 상기 볼트부재(372)의 머리부(388)는 다른편의 머리부재(356)의 홈부(384)에 걸어맞춤시켜 둔다.

계속하여 접속용 블록(358)의 암나사부(376)에 고정나사(374)의 선단부가 볼트부재(372)의 오목부(380)의 경사면을 누름하고, 볼트부재(372)는 화살표 A방향으로 변위한다. 상기 볼트부재(372)가 화살표 A방향으로 변위함으로서, 그 볼트부재(372)의 머리부(388)가 한쪽의 기둥부재(356)를 다른편의 기둥부재(356)의 축심방향으로 인장하여 양자가 연결된다(제40b도 참조). 그 경우, 볼트부재(372)의 선단부의 테이퍼부(370)가 돌기부(364)의 선단부(386)를 외주측으로 지향하여 눌러 열리도록 작용하기 때문에 그 돌기부(364)의 선단부(386)의 외주면에 각각 설치된 클릭부(366a~366f)가 관통구멍(360)의 내주면에 파고들어가 빠져나감을 방지하는 작용을 한다.

이와 같이 하여 한쪽의 기둥부재(356)와 다른쪽의 기둥부재(356)를 간편하게 연결할수가 있다.

다음에 연결수단의 제8의 실시예를 제41도 및 제42a도, 제42b도에 도시한다.

이 제8실시예에 있어서, 상기 제7실시예와 다른 점은 접속용 블록(358)의 돌기부(364)의 선단부외주면에 클릭부(366a~366f)를 설치하는것 대신에 C링(390)을 끼워붙여,그 C링(390)의 외주면에 소정간격 이간하여 끝이 뾰죽한 클릭부(392)를 각각 설치하고 있는 점이다. 이와 같이 클릭부(392)를 갖는 C링(390)을 돌기부(364)의 선단부에 장착함으로써 기둥부재(356) 끼리를 일단 연결한 후, 양자를 분리할 때는 볼트부재(372)를 뽑음으로써 탄성변형하여 확경하고 있던 C링(390)이 축경하여 원상태로 복귀하여 간편하게 기둥부재(356) 끼리 이간시킬 수 있다고 하는 이점이 있다.

또하, 기타 구성 및 연결시의 동작에 대해서는 상기 실시예와 같으므로 상세한 설명을 생략한다.

다음에, 연결수단의 제9실시예를 제43도 및 제44a도, 제44b도에 나타낸다.

본 실시예에 관한 기둥부재(394)는 외주면에 형성된 단면이 대략 T자형인 홈부(396)의 입구부에 그 기둥부재(394)의 길이방향으로 뻗어서 대향하는 선형홈(398)이 구획 형성되고, 상기 홈부(396)의 바닥부에 단면이 대략 장원형의 관통구멍(400)을 설치하고, 기둥부재(394)의 축심에 따라 설치되는 관통구멍(402)과 직교하여 연통하도록 형성되어 있다. 이 관통구멍(400)에느 유지부재(404)가 삽입되고, 상기 유지부재(404)는 하부에 제1베벨기어(406)가 일체화하여 연결되고, 상부에 C링(408)을 장착하기 위한 환상홈(410)이 구획형성하고, 상면부에 단면이 대략 6각형구멍부(412)가 구획형성되어 있다. 한편, 기둥부재(394)의 절단부 단면의 관통구멍(402)의 입구근방에는 암나사부(414)가 형성되고, 그 관통구멍(402)에 볼트부재(416)가 끼워져 있다.

이 볼트부재(416)느 제43도에 도시하는 바와 같이 상기 유지부재(404)의 제1베벨기어(406)와 맞물리는 제2베벨기어(418)와, 상기 관통구멍(402)의 암나사부(414)와 끼워 맞춤하는 수나사부(420)와, 연결되는 다른쪽 기둥부재(394)의 홈부(396)에 걸어맞춤하는 머리부(422)가 일체적으로 형성되어 있다.

그래서, 한쪽 기둥부재(394)와 다른쪽 기둥부재(394)를 연결할 때에는 한쪽 기둥부재(394)의 홈부(396)에 볼트부재(416)의 머리부(422)를 걸어맞춤시키고, 그 볼트부재(416)를 다른쪽 기둥부재(394)의 관통구멍(402)내에 끼워넣는다. 이어서, 다른쪽 기둥부재(394)의 홈부(396)에 구획형성된 정원형의 관통구멍(400)에서 유지부재(404)를 삽입하고, 상기 홈부(396)의 입구부에 구획형성된 선형홈(398)에 유지부재(404)의 환상홈(410)에 끼워붙인 C링(408)을 장착하여 그 유지부재(404)의 빠져나감을 방지한다(제44a도 참조). 그리고, 상기 유지부재(404)의 상면에 구획형성된 단면이 대략 6각형인 구멍부(412)에 삽입되는 6각 렌치 등에 의해 그 유지부재(404)를 소정방향으로 회전시킨다. 상기 유지부재(404)의 회전에 의해 그 유지부재(404) 의 하부에 일체화된 제1베벨기어(406)가 회전하고, 상기 제1베벨기어 (406)와 맞물리는 제2베벨기어(418)로 회전한다. 상기 제2베벨기어(418)의 회전에 의해 볼트부재(416)는 화살표 A방향으로 나가끼움되고, 한쪽의 기둥부재(394)를 다른쪽 기둥부재(394)의 축심방향으로 인장한다(제44b도 참조). 이와 같이 하여 기둥부재(394) 끼리를 간편하게 연결할 수 있음과 동시에 상기 실시예와 같이 단순히 고정나사의 선단부와 볼트부재의 오목부 경사면과의 접촉에 의해 연결하는 것보다 제1, 제2베벨기어(406,418)를 의해 연결하는 것이 보다 약한 토크로 확실하게 기둥부재(394) 끼리를 연결할 수가 있다.

또, 진동이나 충격에 의한 연결부의 이완등이 경감되는 이점이 있다.

다음에, 제45도에 도시하는 단면형상의 기둥부재(424)의 중심부에 구획형성된 관통구멍(426)을 이용하여 운송, 가공, 조립등의 각종 설비에 사용할 경우에 대하여 설명한다.

제46도에 도시한 바와 같이 기둥부재(424)의 관통구멍(426)의 내벽면에는 4개소의 홈부(428)가 구획형성되어 있고, 이 홈부(428)에 걸어맞춤하는 부위에 볼록부를 갖는 관통부재(430)를 상기 관통구멍(426)내에 삽입한다. 이 관통부재(430)는 가령, 수지, 알루미늄, 마그네슘 합금등에 의해 압출성형되고, 그 관통부재(430)의 관내에는 각각 분할된 복수의 구멍부(432a~432d)가 구획형성되어 있다. 상기 구멍부(432a~432d)에는 각각 배선(434), 동축·광섬유 케이블(436), 에어배관(438), 액상유체관로(440)등이 설치되어 있다. 따라서, 외관의 미화, 구멍부(432a~432d)내에서 각배선·배관등의 얽힘이 방지되고, 각 배선·배관 도중에서의 누설 또는 단선등이 있을 경우에 다른 부재등에 영향을 미치는 일이 없는 등의 이점이 있다.

또, 제47도의 도시와 같이, 관통구멍(426) 내벽만을 코팅함으로써 마이크로웨이브 등의 에너지 전달로(442)로서 이용할 수 있다.

또한, 제48도의 도시와 같이, 볼스플라인(444)을 이용하여, 기둥부재(424) 자체가 스플라인 너트(446)에 대하여 상대적으로 이동하는 이동체로서 이용하여도 좋다.

이 경우, 스플라인너트(446)와의 축의 회전정지구로 하고, 또한, 고정나사(450)를 외측면에 나사끼움함으로써 스플라인너트(446)의 탈락을 방지할 수 있다.

다음에 연결수단의 제10실시예를 제49a도 내지 제49c도에 나타낸다.

이 제10실시예는 대략 단면이 T자형인 홈부를 갖는 기둥부재를 이용하여 구축된 운송장치, 가공, 조립 등의 각종 설비에 용이하게 부착한 가능한 설린더 부착블록에 대하여 설명한다.

제49a도 내지 제49c도에 도시한 바와 같이, 헤드측에 원형 오목부(452)를 가지고, 네모서리부 각각의 관통구멍(454)이 죔나사 가공이 실시되어 있는 공기압실린더(456)는 종래에, 가령, 브라킷, 볼트 등에 의해 각종 설비에 부착되어 있다.

그래서, 이 공기압실린더(456)에 접속용 블록(458)을 연결하고, 상기 접속용 블록(458)의 네모서리부 각각에 구획형성된 관통구멍(460)에 볼트(461)를 삽입하여 양자를 연결할 수 있다. 상기 연결에 있어서, 접속용 블록(458)에 구획형성딘 원형상 볼록부(464)가 공기압실린더의 원형상의 오목부(452)에 삽입되어 위치결정된다. 공기압실린더(456)에 접속용 블록(458)을 연결한 후, 단면이 대략 T자형인 볼트부재(462)를 접속용 블록(458)의 구멍부(466) 에 삽입하고, 고정나사(468)를 통하여 용이하게 상기 볼트부재(462)를 죄거나 또는 풀거나할 수 있다. 또한, 상기 공기압실린더(456) 및 접속용 블록(458)은 다이캐스팅, 정밀주조, 적합하게는 진공다이캐스팅, 진공주조, 로스트 왁스법 압출, 인발, 금속분말사출 또는 세라믹스 등에 의해 성형된다.

다음에, 연결수단의 제11실시예를 제50a도 및 제50b도에 도시한다. 이 제11실시예는 다른 종류의 기둥부재(470,472) 끼리를 연결함과 동시에 상기 한쪽의 기둥부재(472)에 전자밸브(474)를 탑재한 진공 이젝터시스템(475)을 연결할 경우에 대하여 설명한다.

제50b도는 기둥부재(472)의 측면도를 나타내고, 부착용 관통구멍(476), 유체통로용 관통구멍(478) 및 단면이 대략 T자형인 홈부(480)를 갖는 기둥부재(472)에 대해 가스킷등에 의해 밀봉된 접속용 블록(482)을 통하여 다른쪽 기둥부재(470)에 연결한다.

각종 설비에 사용되는 기둥부재(472)에 전자밸브(474), 진공이젝터 시스템(475)등의 공기압 기기를 설치하고 싶을 경우, 한쪽의 기둥부재(472)의 외측면에 공기 빼내기용 횡구멍 가공을 행함으로써 그 기둥부재(472)에 전자밸브(474)를 탑재한 진공이젝터 시스템(475)을 연결한다. 기둥부재(472)의 개방면에 암나사가공을 시행하고, 거기서부터 압축공기의 공급, 배기등의 배관을 행함으로써 한쪽의 기둥부재(472)를 매니폴드 블록과 동일하게 사용하기가 가능하다. 상기 압축공기의 공급, 배기는 유체통로용 관통구멍(478)을 통하여 행할 수 있다. 또한, 기둥부재(472) 및 전자밸브(474), 진공이젝터시스템(475)은 다이캐스팅, 정밀주조, 적합하게는 진공다이캐스팅, 진공주조, 로스트 왁스법, 압출, 인발, 금속분말사출 또는 세라믹스드에 의해 형성되고, 경우에 따라 일체적으로 구성된다.

이와 같이, 액추에이터 구조체에 관한 연결수단은 기둥부재, 에어밸런서, 액츄에이터등의 단부단면을 4각형, 6각형 등의 다각형상으로 형성함으로써 측면수를 증가시킬 수 있다. 또, 원형 또는 대략 원형이라도 좋은 것도 물론이다. 그래서, 상기 측면에 소정의 홈부를 구획형성하고, 상기 홈부에 볼트를 여유있게 끼우고, 나사고정함으로써 여러 방향으로 간편하게 연결할 수 있다.

다음에, 상기 액츄에이터 및 상기 기둥부재를 상기 연결수단으로 연결하여 구성된 액츄에이터 구조체에 있어서, 대략 연직방향으로 설치된 액츄에이터에 장착됨으로써 해당 액츄에이터의 부하를 경감하는 밸런서에 대하여 설명한다.

제51도는 밸런서의 제1실시예를 프레임내에 수납함과 동시에, 구동테이블을 설치한 밸런서의 사시도, 제52도는 제51도에 도시한 밸런서의 커버를 개방한 상태의 정면도, 제53도는 제52도에 도시한 밸런서의 일부 단면 측면도, 제54도 내지 제57도는 제53도의 각각 A-A선, B-B선, C-C선, D-D선에 따른 일부 단면도이다.

제1실시예에 관한 밸런서(510)는 기본적으로 외부틀을 구성하는 프레임(512)과, 상기 프레임(512)의 오목내부에 수납되는 실린더(514)와 실린더로드(이하, 로드라함; 516)의 신축을 전달하고, 와아어로프(518)에 연결된 고정용 풀리(520) 및 구동용 풀리(522)를 갖는 전달기구(524)와, 상기 전달기구(524)에 의해 직선상을 변위하는 구동테이블(525)과, 도시하지 않는 압축공기 공급원에 접속되고, 실린더(514)에 공급되는 압축공기의 압력을 제어하는 정밀감압밸브(528)로 구성된다.

상세하게는 프레임(512)은 직선상으로 뻗은 기둥몸체의 일측면에 개구부(530)로 하여 오목부가 구획형성되고, 상기 개구부(530)로서의 일측면을 제외한 다른 각각의 측면에는 단면이 대략 T자형인 홈부(532)가 구획형성되어 있다. 상기 홈부(532)는 후기의 연결수단을 통하여 액츄에이터(534; 제60a도 내지 제60e도 참조), 또는 기타의 밸런서등에 연결하기 위한 것이다.

다음에, 상기 프레임(512)의 오목부내에 수납되는 실린더(514)는 단동, 편로드(516)로 되고, 구동용 풀리(522)의 로드(516)방향으로 회전멈춤구가 형성되고, 로드(516)측에 실린더로드커버(536)가 부설되고, 상기 실린더로드커버(536)에 근접하게, 도시하지 않은 실린더실내에 압축공기를 공급하기 위한 구동포트(538)가 구획형성되어 있다.

한편, 상기 로드(516)와 반대측에는 실린더커버(540)가 설치되어 있다.

다음에, 실린더(514)의 직선운동을 전달하는 전달기구(524)는 실린더(514)의 로드(516)선단부에 연결되는 풀리박스(542)내에 설치되는 구동용 풀리(522)와, 상기 구동용 풀리(522)와 와이어 로프(518)를 통하여 연결되고, 프레임(512)측에 고정되는 고정용 풀리(520)로 구성된다. 상기 실린더(514)의 로드(516)와 풀리박스(542)는 제55도에 도시한 바와 같이 회전정지키이(544)에 의해 유지됨과 동시에 상기 풀리박스(542)는 프레임(512) 및 가이드레일(546) 하면에 접하고, 회전정지구로서 기능하는 가이드불록(548a,548b)이 설치되어 있다. 이 가이드불록(548a,548b)의 재질은 듀라콘 등의 자기 윤활성수지, 합유성수지, 자기윤활성 연질금속, 함유성 연질금속, 테프론 등의 저마찰수지 또는 저마찰금속이 사용된다.

상기 풀릴박스(542)는 적당하게는 금속압출에 의해 성형되고, 또, 인발성형, 금속사출 성형, 세라믹사출성형, 플라스틱사출성형 등에 의해 행하여도 좋다. 또한, 상기 풀리박스(542)의 스트로크에 대한 안전성을 위하여 회전정지 가이드를 갖는 실린더, 타원 또는 장원피스톤실린더 등을 사용하여도 좋다. 한편, 풀리박스(5542)를 캠종동부 또는 선형운동 베어링 등으로 직접 가이드하여도 좋다.

구동용 풀리(522)는 외주부에 와이어로프(518)용 홈부가 구획형성되고, 풀리박스(542)의 후드(552)에 의해 덮혀 있다. 상기 후드(552)는 그 구동용 풀리(522)의 홈부(550)에서 와이어로프(518)가 벗어나는 것을 방지하기 위하여 설치되어 있다.

한편, 구동용 풀리(522)의 스트로크 끝부에는 고정용 풀리(520)가 설치된 풀리박스(554)가 고정되어 있다. 상기 풀리박스(554)에 설치되는 고정용 풀리(520)는 구동용 풀리(522)와 동일하게 와이어로프(518)를 걸리 위한 홈부(550)가 구획형성되고, 상기 와이어로프(518)가 벗어나는 것을 방지하기 위하여 후드(522)가 설치되어 있다.

상기 풀리박스(554)에는 와이어로프(518) 일단부를 고정함과 동시에 스트로크 조정용 구멍부(556)가 구획형성되어 있다. 상기 풀리박스(554), 실린더로드커버(536), 실린더커버(540)는 구동테이블(526)용 가이드레일일(546)에 고정되고, 상기 가이드레일(546)을 통하여 실린더(514), 풀리박스(554)와 일체적으로 구성되어 있다.

구동테이블(526)은 가이드레일(546)상에 설치되고, 와이어로프(518)를 고정하기 위한 홈부(560) 및 홀더(561)를 구비한다. 상기 구동테이블(526)은 액츄에이터(534)에 설치될 경우, 연결테이블(562)에 의해 액츄에이터(534)의 테이블과 연결되나(제60a도 내지 제60e도 참조), 밸런서(510)를 액츄에이터(534)에 이격하여 사용하거나, 또는 밸런서(510) 자체를 단일체로 사용할 경우는 직접 공작물을 적재하여도 좋다.

상기 구동테이블(526)의 재질 및 성형은 상기 구동용 풀리박스(542)와 동일하다.

본 실시예에 관한 밸런서(510)는 병용되는 액츄에이터(534)의 연직 스트로크 사용시의 몸체감성 및 가이드레일의 내 모멘트 강성을 보강하고, 또한, 밸런서(510)의 단일체 사용을 가능하게 하기 위하여 고강성의 구동테이블(526), 가이드레일(546) 및 프레임(512)를 구비하고 있다.

그러나, 사용되는 액츄에이터(534)의 가이드레일과 밸런서(510)의 가이드레일(546)과의 설치시에 있어서의 평행도 블록에서 오는 수명 저하를 회피하고, 또, 액츄에이터(534)의 연직스트로크 사용시의 강성부족을 보강할 필요가 없고, 단일체 사용의 필요가 없을 경우, 또한, 액츄에이터(534) 및 밸런서(510)의 구동부를 공통프레임(512) 상에 일체적으로 구성할 경우(후기 제3실시예 참조), 상기 고강성의 구동테이블(526), 가이드레일(546) 및 프레임(512)이 필요 없는 것은 안할나위 없다. 이 경우, 구동테이블(526)의 액츄에이터 테이블 또는 공작물과의 접속은 플렉시블 조인트 등에 의해 연직방향의 위치결정 만으로 행하고, 액츄에이터(534)의 가이드레일의 수명 저하를 방지한다.

또 구동테이블(526)의 스트로크 방향의 안내를 구동용 풀리박스(542)와 동일하게 선형 미끄럼 베어링, 캡종동부 등에 의해 행하고, 의도적인 저강성화에 의해 수명 확보를 행하고, 또한 경량화 및 저코스트화를 도모하기도 가능하다.

또한, 구동풀리(526)를 제거하고, 액츄에이터(534) 또는 공작물에 직접 와이어로프(518)를 고정하고, 대폭적인 경량화, 저코스트화를 실현하는 구성으로 하여도 된다.

다음에, 구동테이블(526)용의 가이드레일(546) 끝부에는 쿠션(564)를 구비한 액드블록(566)이 설치되고, 와이어로프(518)의 파단, 실린더(514)에 공급하는 에어가 정지하는 등의 고장에 의한 항연직하중의 결여로, 일어나는 공작물 탈락이 방지된다.

또, 쿠션(564)은 우레탄고무를 사용하고 있으나 내충격 흡수성수지, 스프링, 충격흡수기 등을 연직하중에 따라 사용하여도 좋다.

엔드블록(566)은 밸런서(510)의 구동부 커버(568) 및 공기압 조절부커버(570)가 부착된다.

실린더(514)에 의한 구동은 와이어로프(518)에 의해 구동테이블(526)에 전달된다. 이 동안, 구동용풀리(522) 및 고정용 풀리(520)에 의해 실린더 스트로크의 2배의 스트로크가 구동테이블(526)에 전달된다.

이에 의해 실린더 스트로크는 밸런서 스트로크의 약 절반으로도 되고, 밸런서(510)의 소형화만이 아니고, 밸런서 스트로크시의 돌출부분을 존재시킬 필요가 없게 된다.

또한, 절반의 실린더 스트로크는 동시에 실린더 스트로크시의 실린더(514)의 내압변화를 더 낮게 잡을 수 있고, 내압콘트롤에 대단히 유리해진다.

한편, 실린더(514)의 출력은 반대로 밸런서 출력의 2배가 되어버린다. 그러나, 실린더(14)의 공급압력을 높게 잡음으로써, 고출력화를 도모하면, 고압공기에 의한 유속증대를 기대할 수 있고, 내압콘트롤에 유리해진다. 와이어로프(518)는 양단에 수나사 모양의 단자(572)를 구비하여 고정풀리박스(554)의 2개의 고정용 구멍부(556)를 통하여 너트(574)에 의해 고정되어 있다.

와이어로프(518)의 중앙부는 구동테이블(526)의 고정홈에 걸려지고, 홀더(561)에 의해 고정된다.

구동테이블(526)의 스트로크 위치의 조정은 전장이 상이한 와이어로프(518)를 구별하여 사용함으로써 행해지나, 양단 수나사 단자(572)와 너트(574)에 의해 미세조정을 행할 수 있다. 또, 구동테이블(526)의 조정기구를 설치하여도 좋다. 와이어로프(518)는 인장하중에 대하여 비교적 단면적이 작고, 또한, 3차원적인 굽힘이 행해지므로 풀리의 설계 및 배치의 자유도가 높고, 배속기구의 소형화가 가능해진다.

와이어로프(518)는 스테인레스 스틸의 꼬임 와이어에 내마모유를 주입한 폴리우레탄, 테프론, 나일론등의 수지를 피복한 것을 사용하고 있으나, 텅스텐 꼬임 와이어, 폴리 이미드섬유, 아모르퍼스 꼬임 와이어, 수지 꼬임 와이어, 복합재 꼬임 와이어 등이라도 좋다.

또, 이차원적인 굽힘에 단지 이 와이어로프(518)가 필요될 경우에도 아모르퍼스 등의 금속벨트, 와이어벨트, 체인, 고무벨트 등이라도 좋다. 본 실시예에 관한 밸런서(510)의 경우, 연직하중은 도면중, 우방향으로 작용하고, 로드(516)에는 항상 인장 하중이 걸린다. 이에 의해 대 스트로크시에도 로드(516)의 좌굴을 방지할 수 있다. 연직하중에 저항하는 구동력은 실린더(14)의 내압에 의해 발생하고, 실린더스트로크에 불구하고 항상 일정하게 제어되지 않으면 안된다.

밸런서(510)는 이 공기압 조정용으로 정밀감압밸브(528)를 사용하고, 조정나사부(576)에 의해 연직하중에 상응한 실린더내압 설정을 행할 수 있다. 상기 실린더 내압은 압력게이지(578)에 의해 확인된다. 실린더(514)의 구동포트(538)는 정밀감압밸브(528)의 출력포트(580)에 접속되고, 밸런서(510)의 스트로크에 의해 실린더(514)내의 용적이 증대하고, 내압이 설정압력 이하가 되면 정밀감압밸브(528)의 작용에 의해 압축공기공급포트(582)로 부터의 압축공기가 신속하게 실린더(514)에 공급된다.

반대로 실린더 용적이 감소되고, 내압이 설정압력 이상이 되면 실린더(514) 내의 압축공기가 배기포트(584)에 의해 대기 중으로 배출된다.

또, 정밀감압밸브(528) 대신에, 도시하지 않은 전자공기식 비례밸브 등의 서보식 밸브와 콘트롤러 및 센서를 사용할 수 있다. 이 경우, 구동력을 설정하고, 구동력에 센서에 의해 조정을 행하여도 좋고, 연직하중 센서에 의해 저항하중 설정으로 자동적으로 제어하여도 된다. 또, 액츄에이터(534)의 모터콘트롤러(도시않음)와 통신하고, 모터 위치 또는 모터부하에 의해 실린더내압을 제어하여도 된다.

또한, 실린더내압을 일정하게 제어하는 것이 아니고, 액츄에이터 구동방향으로 의도적으로 구동력을 증대 또는 감소시켜 연직하중만이 아니라 연직방향 가속도에 의한 구동력도 부담시켜 더욱 능동적인 밸런서(510)로 하고, 실린더(514)와 모터에 의한 공기압-전기 복합시스템을 구성하여도 된다.

한편, 가이드레일(546)을 통하여 일체적으로 구성되는 밸런스 구동부 및 정밀감압밸브(528)는 프레임(512) 내측의 바닥부에 각각 설치된 레일형상의 홈부(586)에 삽입된 플레이트(588)에 나사 등에 의해 죔고정된다. 상기 레일형상의 홈부(586)에는 제58도에 도시한 바와 같이 유극(589)이 설치되고, 이 유극(589)에 의해 플레이트(588)를 경사시켜 프레임(512)의 개구부(530)에서 삽입할 수 있다. 이 구조에 의해 플레이트(588)상의 구성물은 플레이트(588)와 함께 프레임(512)의 길이방향으로 자유롭게 설치할 수 있다. 그 유극(589)은 또, 밸런서(510)의 스트로크 위치의 조정에 유용할 뿐만 아니라 충분한 길이를 갖는 프레임(512)내의 임의의 위치에 플레이트(588)를 고정하거나, 단일 프레임(512)내의 임의의 위치에 복수개 설치할 수 있다.

프레임(512)은 양외측면 및 외바닥부에 홈부(532) 또는 T자형 슬롯을 가지는, 부착면을 한정시키지 않고, T볼트(후기함) 등에 의해 용이하게 설치할 수 있다. 프레임(512)은 압출 또는 인발, 금속 사출성형 및 세라믹스 사출성형 등에 의해 성형된다. 프레임(512) 양단부는 원통상홈부(590) 및 구멍부(592)를 통하여 엔드블록(594)이 나사고정된다.

본 발명에 관한 밸런서(510)는 제59도에 도시한 바와 같이 밸런서(510)의 프레임(512)과 동일하게 형성되고, 외측면에 단면이 대략 T자형인 홈부(532)를 갖는 액츄에이터(534)의 프레임(512)과 연달아 설치할 수 있다. 밸런스(510)의 엔드블록(594)에는 수평방향의 T볼트용 구멍부(591)가 2개소 설치되어 있다. T볼트(593)는 확대외경부(595)와 엔드블록(594)의 확대구멍부(597)가 끼워맞춤되도록 형성되고, 반대측 구멍부에서 6각형구멍이 부착된 너트(599)에 의해 죔으로써 밸런서(510)와 액츄에이터(534)를 연결시킨다.

엔드블록(594)의 상기 확대구멍부(597)은 좌우 대칭으로 되어 있고, 그 때문에 밸런서(510)는 액츄에이터(534)의 좌우 어느 한측면에도 부착할 수 있다. 또한, 액츄에이터(534)와 밸런서(510)의 스트로크 방향의 단면이 대략 T자형인 홈부(532)를 통한 부착은 액츄에이터(534)와 밸런서(510)의 스트로크 위치의 조정을 가능하게 한다.

제60a도 내지 제60e도에는 콤팩트한 형상으로, 스트로크 위치를 다양하고 용이하게 조정하는 방법에 의해 그리고 단면이 대략 T자형인 홈부(532)로 액츄에이터를 부착하는 부착수단에 의해 모든 액츄에이터를 이음하고, 연직하중을 부담할 뿐만아니라 높은 프레임 강성 및 가이드 강성을 부가할 수 있는 공기압을 이용한 본 실시예에 관한 배속형 밸런서가 도시되어 있다.

본 밸런서(510)는 이상의 특징에 의해 액츄에이터(534)에 이음되는 밸런서(510)의 증감으로 연직부하능력을 대폭 조정할 수 있고, 높은 프레임강성, 가이드능력, 부착성을 이용하여 단독 사용은 물론, 액츄에이터(534)에서 이격시켜 부하에 상응한 배치를 취할 수 있다.

다음에, 제61도에 밸런서의 제2실시예를 예시한다. 또한, 본 실시예 이후에 있어서, 제1실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 부기하여 그 상세한 설명은 생략한다. 풀리를 이용한 배속기구는 와이어로프(518) 자체의 이완 이외에 연수하중방향과 역방향으로 하중이 걸리거나 무부하가 될 경우, 풀리에서 와이어로프(518)가 벗겨져 버릴 우려가 있다. 제1실시예의 겨우, 고정용 풀리(520) 및 구동용 풀리(522)에 후드(552)를 설치함으로써 이것을 방지하였다.

제2실시예에 관한 밸런서(600)는 구동테이블(602)의 위치 및 부하상태에 상관없이 항상 와이어로프(604)에 장력이 부여되는 구조로 하여, 와이어로프(604)가 벗겨지는 것을 방지하고 있다. 또, 구동용 폴리박스(606)는 제1 및 제2의 구동용 풀리(608,610)를 구비하고 있다.

또한, 실린더(612)의 헤드커버(614)를 제2고정용 풀리박스로 하고, 여기에 제2의 고정용 풀리(613) 및 제2의 와이어 로프고정구멍(615)을 구비하고 있다.

와이어로프(604)는 제1와이어 로프고정구멍(616)에 그 일단이 고정된 후, 제1구동용 풀리(608), 제1고정용 풀리(618)를 통하여 구동테이블(602)의 와이어 고정블록(620)에 고정되고, 그후, 제2고정용 풀리(613) 및 제2고정용 풀리(610)를 통하여 제2의 와이어 로프고정구멍(615)에 타단이 고정된다.

제2실시예에 관한 밸런서(600)는 이상과 같이 구성되고, 다음에 그 동작에 대하여 설명한다.

연직방향 부하는 도면중 화살표(A)방향으로 부여된다. 실린더(612)의 인입력에 의한 구동력은 제1구동용 풀리(608)및 제1고정용 풀리(618)를 통하여 와이어로프(604)에 의해 실린더(612)의 2배의 스트로크로 구동테이블(602)에 전달되는 점은 제1실시예와 동일하다.

이때, 제2구동용 풀리(610)는 제2고정용 풀리(613)에 접근하고, 구동테이블(602)에서 제2고정용 풀리(613)로 이르는 부분에 실린더(612) 스트로크의 2배, 즉, 구동테이블(602)의 이동분량의 와이어로프(604)를 전개한다.

실린더(612)의 구동력이 없는 상태로 연직하중 방향과 역방향으로 구동테이블(602)이 이동할 경우, 구동테이블(602)로 부터의 와이어로프(604)가 제2고정용 풀리(613)를 통하여 제2구동용 풀리(610)에 힘을 전달하고, 그에 의해 구동용 풀리박스(606) 자체가 도면중, 화살표(B) 방향으로 이동하고, 제1구동용 풀리(608)가 구동테이블(602)에서 제1고정용 풀리(618)로 이르는 와이어로프(604)를 구동테이블(602)의 이동량의 길이분만큼 수용한다.

이들에 의해 부하 및 구동테이블(602)의 위치에 관계없이 와이어로프(604)에 항상 장력이 주어진다.

또한, 와이어로프(604)의 구동테이블(602)에 고정하는 위치를 변경함으로써 구동테이블(602)의 스트로크 위치를 대폭, 게다가 쉽게 변경할 수 있다.

또, 실린더(612)의 포트를 변경하고, 실린더(612)를 압출형으로 하면, 역방향의 구동력을 발생시킬 수 있고, 밸런서(600) 자체를 상하 반대로 하여 사용할 수 있다. 이에 의해 정밀감압밸브(622) 및 스트로크 위치를 더욱 자유롭게 선택할 수 있다.

한편, 실린더(612)를 복식타입으로 하면 이것은 그대로 수평 스트로크를 가진 로드 래스실린더로서 사용할 수 있고, 제1실시예에 예시한 서보밸브와 콘트롤러 및 전동액츄에이어터와의 공기-전기 복합구동 시스템으로 하여 공작물 이동을 공기압에 의해 행하고, 위치결정을 전동에 의해 행하여도 된다.

이 경우, 공작물 이동속도의 감속을 가령, 도시하지 않는 모터에 의한 자기제동체 의하여도 좋다. 배속기구의 와이어로프 등의 풀리로 부터의 탈락방지는 이 밖에도 스프링력 등에 의해 실린더(612)에 항상 와이어로프(604)의 장력을 부여하는 방향으로 충분한 구동력을 발생시키는 방법이 있다. 가령, 제61도에 있어서는 실린더내에 로드레스실린더의 수축방향으로 구동력이 작용하도록 스프링을 내장시키고, 항상 구동풀리박스(606)의 도면중 우측방향으로 힘을 부여하여, 와이어로프(604)의 느슨함에 의한 탈락을 방치하여도 좋다. 또한, 별도로 로프 또는 벨트의 텐셔너를 설치하여도 좋다.

그런데, 항연직 하중은 로프 또는 벨트만으로 지지하는 것이기 때문에 절단시의 안전성을 생각하면, 특히 중부하시에 있어서 자동식 브레이크 등이 필요하다는 것은 말할나위 없다.

다음에, 액츄에이터 및 밸런서의 구동부를 공통 프레임상에 일체적으로 구성한 제3실시예를 제62도에 도시한다.

도면에 있어서, 일체적으로 형성된 공통 프레임(630)의 개구부의 내측바닥부에는 액츄에이터(534) 및 밸런서(510)의 구동부를 고정하는 플레이트(588)를 삽입하기 위한 홈부(586)가 각각 대략 평행으로 두가닥 배치되고, 상기 각 구동부는 풀리(588)를 통하여 프레임(630)내에 고정된다. 또한, 상기 프레임(630)의 외측면에는 단면이 대략 T자형인 홈부(532)가 구획형성되어 있다.

밸런서(510)의 풀리박스(542)는 도시하지 않은 가이드 부착 실린더의 로드부(632a,632b,632c) 선단에 고정되어 있고, 도시않는 회전정지기구에 의해 회전이 정지된다. 이 밸런서(510)는 구동테이블(634)을 액츄에이터(534)의 구동테이블(634)과 공유하고 있으며, 이 때문에 와이어로프(518)는 액츄에이터 구동테이블(634)에 고정된다. 공작물의 연직방향 안내는 액츄에이터(534)의 가이드레일(636)에 의해 행해진다. 이 때문에 상기 가이드레일(636)은 고강성의 것이 적합하다.

본 실시예에서는 밸런서(510)의 구동테이블(634), 가이드레일(636), 프레임(630)을 액츄에이터(534)와 공유화함으로써 대폭적인 경량화, 저코스트화를 실현할 수 있다. 또, 액츄에이터(534) 및 밸런서(510)를 공통프레임(630) 내에 설치할 경우, 밸런서(510)는 액츄에이터(534)의 전장에 비해 소형화가 가능하다고 하는 이점도 있다.

다음에, 제1실시예에 관한 밸런서(510)에 액츄에이터를 병렬로 설치할 경우를 제63도 내지 제68도에 예시한다.

제63도, 제65도 및 제67도는 각각 밸런서(510)에 액츄에이터(638,640,642)를 병렬 설치하고, 각각의 커버를 개방한 상태에 있어서의 정면도이고, 제64도, 제66도 및 제68도는 각각 제63도, 제65도 및 제67도의 일부 횡단면도이다.

액츄에이터(638)는 밸런서(510)의 프레임(512)과 대략 동일하게 형성되는 프레임(512)을 구비하고, 상기 프레임(512)에 구획형성된 오목부에 설치되고, 모터(644)의 구동작용하에 모터풀리유니트(646)와 아이들 풀리유니트(648)에 걸린 타이밍벨트(650)를 회전시킨다. 상기 타이밍벨트(650)의 회전에 의해 타이밍벨트(650)에 지지된 테이블(652)이 직선상으로 변위됨과 동시에 그 테이블(652) 및 밸런서(510)의 구동테이블(526)에 연결된 길다란 연결테이블(562)이 대략 연직 방향으로 지향되어 직선상으로 변위한다. 이와 같이 액츄에이터(638)는 모터(644)의 구동작용하에 상기 연결테이블(562)을 대략 연직방향으로 변위시켜, 가령 공작물을 대략 연직방향으로 이동할 수 있다. 이 경우, 밸런서(510)는 상기와 같은 동작하에 액츄에이터(638)의 모터(644)에 대한 부하를 경감하는 작용을 한다.

다음에, 제65도에 도시하는 액츄에이터(640)는 밸런서(510)의 프레임(512)의 외측면에 구획형성된 대략 단면이 T자형인 홈부(532)를 가짐과 동시에 상기 프레임(512)보다 폭이 확대된 프레임(654)의 오목부내에 모터풀리유니트(656), 테이블(658) 및 아이들 풀리유니트(660)가 설치되어 있다. 상기 모터풀리유니트(656)에는 풀리(662)가 장전되고, 모터(664)의 구동축에 연결된 베벨기어(666)에 풀리(662)와 동축으로 연결되는 베벨기어(668)가 물림으로써 풀리(662)를 회전시킬 수 있다.

상기 풀리(662)의 회전에 따라 타이밍벨트(670)에 지지된 테이블(672)이 직선상으로 변위된다. 상기 테이블(672)은 2개의 셔프트(674a,674b)에 지지되고, 슬라이딩 가능하게 형성되어 있다. 기타 구성 및 동작에 대해서는 상기와 같으며, 그 상세한 설명을 생략한다.

다음에 제67도에 도시한 액츄에이터(642)는 상기 프레임(654)과 동일하게 폭이확대된 프레임(676)의 오목부내에 볼나사(678)의 일단측을 지지하는 제1하우징(680)과, 상기 볼나사(678)의 타단측을 지지하는 제2하우징(682)과 관통구멍에 볼나사(678)가 끼워 맞춤되어 직선상으로 변위하는 테이블(684)과 상기 제2하우징(682)에 근접하고 볼나사(678)의 선단부에 연결된 풀리(686)와 모터(688)의 구동축에 연결된 풀리(690)를 걸리게 하는 타이밍벨트(692)가 설치되어 있다. 이 경우, 모터(688)의 구동작용하에 풀리를 통하여 타이밍벨트(692)가 회전하고, 상기 타이밍벨트(692)의 회전에 의해 풀리(686)가 회전하고, 상기 풀리(686)와 동축으로 형성되는 볼나사(678)가 회전함으로써 테이블(684)을 변위시킬 수 있다.

또한, 액츄에이터(642)는 한정된 스페이스에 있어서 유익하고, 그 때문에 볼나사(678)의 축심을 프레임(676)의 단부 가까이에 배치함과 동시에 타이밍벨트(692)를 통하여 상기 볼나사(678)의 축심의 축방향에도 배치하고 있다. 따라서, 종횡방향이 제한되는 스페이서에 있어서는 상기 볼나사(678)와 모터(688)의 구동축을 가령, 수평방향에 설치하면 좋다는 것은 물론이다. 이와 같이 액츄에이터(642)는 여러 방향의 한정된 스페이스에 대응할 수 있다.

본 조립예에 관한 액츄에이터 구조체에 있어서는 여러가지로 액츄에이터 구조체를 조립하여 복수의 액츄에이터 및 에어밸런서를 배치하여 공작물을 운송할 경우에 대하여 설명하였으나 이같은 조립예에 한정되는 것은 아니고, 그 밖의 복수의 기둥부재 및 액츄에이터 등을 사용하여 여러가지의 조합에 의해 액츄에이터 구조체를 형성하고, 상기 구조체에 의해 상하 사방 자유롭게 공작물 운송하기가 가능해진다. 그와 같은 예에 대하여 이하에 설명한다.

즉, 상기 구조부재 및 접속용 블록을 이용하여 구축되는 운송장치 및 조립용 작업대의 실시예를 제69도 및 제70도에 도시한다.

제69도에 도시한 바와 같이 접속용 블록(714)를 이용하여 구축된 운송장치(716)는 대략 직방체의 틀짜임새를 구성하는 복수의 구조부재(718,719)를 구비하고, 대략 평행으로 설치된 길다란 구조부재(718)의 한쪽의 일단측에 연결되는 구동용 모터(720)와, 타이밍벨트(722)를 통하여 구동용 모터(720)의 구동하에 회전하는 복수의 회전롤러(724) 등으로 구성된다. 또한, 상기 회전롤러(724) 자체에 구동용 모터(720)를 결합한 샤프트모터를 사용하여도 좋다. 상기 운송장치(716)에는 하중에 걸리는 부분에 설비의 강성을 향상시키기 위하여 보강부재(726)가 부설되어 있다.

기본적으로 이상과 같이 구성된 운송장치(716)를 구축한 후, 가령, 설비변경, 확대등을 행할 경우에는 일단, 조립된 운송장치(716)를 분해하지 않고, 그 운송장치(716)에 다른 구조부재 및 기기등을 간단하게 연결하는 것만으로도 된다. 여기서는 제69도에 도시하는 바와 같이 구조부재(719)의 외측면의 단면이 대략 T자형인 홈부(728)를 통하여 구조부재(730)를 연결함으로써 용이하게 작업대(732)를 부설할 수 있다.

또, 제70도에 도시한 바와 같이, 운송장치(716)에 구조부재(734)를 통하여 액츄에이터(736) 및 운송대(738)를 연결하고, 상기 액츄에이터(736)의 이동체(740)에 2개의 로드를 갖는 실린더(742)를 연결하고, 상기 실린더(742)의 로드의 선단부에 에어척(744)이 설치되어 있다. 따라서, 운송대(738)에 의해 운송되어 오는 공작물(도시않음)을 에어척(744)에 의해 파지한 상태로 액츄에이터(736)를 구동하고, 그 액츄에이터(730)의 이동체(740)에 연결된 실린더(742)를 운송장치(716)측으로 지향하여 이동시킴으로써 그 공작물을 운송할 수 있다.

다음에, 복수의 구조부재 및 액츄에이터를 연결한 조립예를 제71도 내지 제73도에 도시한다. 또한, 제71도 내지 제73도에 있어서, 동일한 구조요소에는 동일부호를 부가하여 그 상세한 설명을 생략한다.

제71도에 나타내는 제1조립례(745)는 골조를 형성하는 복수의 구조부재(746,747,748,749)와 제1 내지 제3액츄에이터(750,751,752)와 작업테이블(754)과 공작물(756)과, 공작물 유지플레이트(758) 및 공작물 수납 박스(759)와 이동체(760,761,762)와 공작물 파지수단으로서의 흡착용 패드(764)가 연결된 제1실린더(766)와, 실린더 로드가 돌출한 상태의 제2실린더(768)로 구성된다.

제1액츄에이터(750)는 그 이동체(760) 상면에 부착된 제2액츄에이터(751)를 직선방향으로 이동하기 위한 것이고, 상기 제1액츄에이터(750)에 직교하여 접속되는 제2액츄에이터(751)의 이동체(761)에는 흡착용 패드(764)가 연결된 제1실린더(760)가 연이어 설치되어 있다. 또, 제3액츄에이터(752)의 이동체(762)에는 제2실린더(768)가 연이어 설치되고, 공작물(756)을 위치결정하기 위하여 사용된다. 또한, 제1액츄에이터(750)와 구조부재(748)와의 연결부에는 모터박스(770)가 제3액츄에이터(752)와 구조부재(748)와의 연결부에는 밸브유니트(772)가 각각 설치되어 있다.

동작에 대해서는 우선 제2액츄에이터(751)에 연결된 제1실린더(766)에 구조부재내의 유체통로(도시않음)를 통하여 압축공기를 공급한다. 상기 압축공기의 공급에 의해 제1실린더(766)이 흡착용 패드(764)에 의해 흡착된다. 재차 압축공기의 공급에 의해 실린더로드를 상방으로 변위시켜, 그 상태를 유지하면서 제1액츄에이터(750)의 이동체(760)를 수평축 방향으로 이동시키고, 상기 제1액츄에이터(750)의 이동체(760)에 연결된 제2액츄에이터(751)를 이동시킨다. 상기 제2액츄에이터(751)는 흡착용 패드(764)에 흡착된 공작물(756)이 소정 위치 상방에 근접할 때에 이동을 정지하고, 제2액츄에이터(751)의 이동체(761)를 수평축 방향으로 이동시켜서 공작물(756)을 공작물 유지플레이트(758)의 소정구멍부(774)에 삽입되도록 제3액츄에이터(752)의 실린더 로드를 변위시켜서 위치결정한다.

제72도 및 제73도는 제2 및 제3의 조립체(776,778)를 나타내고, 구조부재(780)에 액츄에이터 콘크리트로서 기능하는 프로그래밍 보드부착 시퀀서(782,784)를 각각 부착한 상태를 나타낸다. 제3의 조립체(778)를 나타내는 제73도에는 제1실린더(766)의 선단부에 메카니컬 핸드(786)가 접속되어 있다. 이 프로그래밍 보드부착 시퀀서(782,784)는 상기 구조부재(780)에 착탈자재로 부착되어 있다. 상기 프로그래밍 보드부착 시퀀서(782,784)에 근접하여 무한 벨트(788,789)가 설치된 벨트콘베이어 액츄에이터(790)가 연이어 설치되어 있다. 이 벨트콘베이터 액츄에이터(790)에 의해 플레이트 부재(792)를 운송할 수 있다. 또한, 제72도 및 제73도에 있어서, 프로그래밍 보드부착 시퀀서(782,784)에 입력되는 각종신호, 가령, 전기신호, 유체압신호 등의 전달은 상기한 바와 같이 각각 구조부재 및 액츄에이터의 내부통로(도시않음)를 통하여 행해진다.

다음에, 제19도와 동일한 액츄에이터 구조체의 제2조립례를 제74도에 도시한다. 또한, 도면중에 있어서 제19도와 동일한 구성요소에는 동일 부호를 부기하고, 그 상세한 설명은 생략한다.

제74도의 액츄에이터 구조체(800)는 작업공정에 따라 제1섹션(802)과, 상기 제1섹션(802)에 병렬로 설치되는 제2섹션(804)으로 기본적으로 구성되고, 그 제1센션(802)에 벨트콘베이어(806)가 병렬로 설치되어 있다.

제1섹션(802)에는 액츄에이터(808) 일단부에 그 액츄에이터(808) 상면과 동일면으로 설치된 모터박스(810) 및 표시부를 갖는 콘트롤러(812)가 설치되어 있다. 이 모터박스(810) 및 콘트롤러(812)는 이들이 설치되는 액츄에이터(808) 상면과 동일면으로형성함으로써 기타 부재에 부착할 때의 호환성을 가짐과 동시에 형상이 콤팩트하기 때문에 스페이스의 유효한 이용을 도모할 수 있다. 따라서, 도면중에 표시하는 기타의 모터박스(242)등에 있어서도 설치된 액츄에이터(210) 상면과 동일면으로 형성하기가 가능하다.

한편, 상기 제2섹션(804)은 액츄에이터에 병렬로 설치된 밸런서가 각각 대향하여 설치되고, 상기 병렬로 설치된 액츄에이터(814,816) 및 밸런서(818,820)의 이동체에는 액츄에이터(822)의 양단부가 각각 연결된다. 상기 액츄에이터(822)는 상기 액츄에이터(814,816) 및 밸런서(818,820)에 대하여 각각 대략 직교함과 동시에 대략 수평상태를 유지하여 연결된다. 상기 액츄에이터(822)의 이동체(824)에는 액츄에이터(208)가 연결되고, 상기 액츄에이터(208)의 이동체(226)에는 로드의 선단부에 메카니컬 핸드(826)가 접속된 실린더(828)가 연결되어 있다. 상기 제1섹션(802)과 제2섹션(804)이 연결되는 부위 및 그 길이방향으로 지향하여 액츄에이터(210,210)가 연이어 설치되고, 상기 액츄에이터의 이동체(228,228)에는 각각 위치결정용 실린더로드(234,234)를 갖는 실린더(236,236)가 연결되어 있다.

그런데, 상기 제1섹션(802)에 커플링되어 벨트콘베이어(806)가 설치되고, 그 커플링 부위에는 제어시스템의 입출력장치로서의 기능을 갖는 프로그래밍 키보드(830,832)가 설치되어 있다. 이 프로그래밍 키보드(830,832)는 기둥부재(202)에 대하여 착탈자재로 부착되고, 본 구조체(800) 내에 수용된 각종 기기, 구체적으로는 각종 액츄에이터(210,206,208,808,814,816), 밸런서(212,818,820), 실린더(232,236,828), 메카니컬 핸드(826) 및 벨트콘베이어(806)등을 후기하는 제어시스템에 의해 통괄적으로 관리할 수 있다. 또한, 상기 제어시스템을 구성하는 각종 콘트롤러, 프로세서 및 가령 광신호, 전기신호, 유체압신호 등으로 되는 각종 신호의 전달회로 및 무선신호의 송·수신회로는 각각 액츄에이터(210,206,208,808,814,816) 및 기둥부재(202) 내부에 수납된다.

또, 제75도는 제1섹션(802)의 액츄에이터(208)를 다른 액츄에이터(834)로 교체한 것이다. 또한, 참조부호 836은 이동체를 표시한다.

다음에, 상기 액츄에이터 구조체(800)가 전체에 있어서 복수공정을 가지고, 독립된 생산라인으로서 기능할 경우에 대하여 설명한다.

제76도에 도시한 바와 같이, 창고(838)에서 무인차(840)를 통하여 벨트콘베이어(806)를 통해 도시하지 않은 ID 모듈을 구비한 부품 팰리트(841)가 운송된다. 이 부품 필리트(841)는 상기 구조체(800)의 제1섹션(802)에 반입되어, 소정공정이 실시된다.

또한, 공작물(216)에도 동일하게 ID 모듈이 구비되어 있는 것으로 한다.

그 후, 도시하지 않은 운송수단을 통하여 상기 부품 팰리트(842)를 제2섹션(804)에 반입한다. 그 제2섹션(804)에 있어서는 소정공정이 시행된 후, 소정의 생산라인의 전공정을 마치고 다시 다른 공정으로 운송된다.

한편, 상기 액츄에이터 구조체(800)의 각 섹션(802,804)이 독립된 생산라인으로서 기능하는 경우에 대하여 설명한다.

제74도, 제76도에 있어서, 액츄에이터(808)는 액츄에이터 콘트롤러(1)에 의해 액츄에이터(208), 실린더(232) 및 흡착용 패드(230)는 액츄에이터 콘트롤러(2)에 의해 그리고 액츄에이터(206) 및 밸런서(212)는 밸런서 콘트롤러(1)에 의해 각각 제어된다.

또한, 액츄에이터 콘트롤러(1,2) 및 밸런서 콘트롤러(1)는 각각 멀티버스(842)를 통하여 다축 콘트롤러(1)에 접속되고, 하나의 작업단위로서 통합적으로 제어된다.

또, 액츄에이터(210) 및 실린더(236)는 액츄에이터 콘트롤러(3)에 의해 제어되고, 멀티버스(844)를 통하여 다축 콘트롤러(2)에 접속되고, 하나의 작업단위로서 통합적으로 제어된다.

이와 같이, 구조체(800)에 있어서의 제1섹션(802)의 통합적 제어는 전기신호, 광신호, 무선통신 등을 이용한 LAN에 의해 다축콘트롤러(1), 다축콘트롤러(2)에 접속된 관리용 마이크로 프로세서(1)를 통하여 행해진다.

구조체(800)에 있어서의 제2섹션(804)에 있어서, 상기와 같이, 액츄에이터(822)는 액츄에이터 콘트롤러(4)에 의해, 액츄에이터(208), 실린더(828) 및 메카니컬 핸드(826)는 액츄에이터 콘트롤러(5)에 의해, 액츄에이터(210) 및 실린더(236)는 액츄에이터 콘트롤러(6)에 의해, 액츄에이터(814) 및 밸런서(818)는 밸런서 콘트롤러(2)에 의해, 그리고 액츄에이터(816) 및 밸런서(820)는 밸런서 콘트롤러(3)에 의해 각각 제어된다.

또한, 밸런서 콘트롤러(2) 및 밸런서 콘트롤러(3)는 액츄에이터(822)를 수평상태로 유지하면서 대략 연직방향으로 이동시키기 위하여 각각 로컬콘트롤러(846)에 접속되고, 통합동기제어가 행해진다. 상기 액츄에이터 콘트롤러(4,5) 및 로컬콘트롤러(846)는 각각 멀티버스(848)를 통하여 다축 콘트롤러(3)에 접속되고, 하나의 작업단위로서 통합적으로 제어된다. 따라서, 제2섹션(804)에 있어서의 통합적 제어도, 전기신호, 광신호, 무선통신을 이용한 LAN에 의해 다축콘트롤러(3,4)에 접속된 관리용 마이크로 프로세서(2)에 의해 행해진다. 또한, 이들 액츄에이터 콘트롤러(1~6)는 각각 밸런서 콘트롤러로서 기능하는 것도 가능하고, 한편, 밸런서 콘트롤러(1~3)는 액츄에이터 콘트롤럭로서 기능하기도 가능하다.

다음에, 벨트콘베이어(806)는 벨트콘베이어용 콘트롤러(850)에 의해 제어되고, 무인차(840) 및 창고(838)는 각각 도시하지 않는 제어장치, 제어시스템 등에 의해 제어된다.

관리용 마이크로 프로세서(1,2), 벨트콘베이어용 콘트롤러(850) 및 무인차(840), 창고(838)의 각 제어장치(도시않음)는 각각 전기신호, 광신호, 무선통신 등을 이용한 LAN에 의해 네트워크화되어 있고, 상호 자유롭게 정보를 전달할 수 있고, 이 때문에 독립된 생산라인으로서의 액츄에이터 구조체(800)의 통합적인 제어시스템을 구성할 수 있다.

상기한 제어계의 구성은 시스템 전체의 통합적 제어가 특정 호스트 컴퓨터에 의존하고, 그 노드를 통하여 각 제어기기를 제어하는 중앙 집충형 제어계를 구성하고 있다.

이 중앙 집중형 제어계는 많은 이점을 가지고 있는 반면, 호스트 컴퓨터의 다운에 의해 네트워크 전체가 다운하거나, 노드나 제어기기의 변경이나 추가에 대하여 대규모의 제어 응용 프로그램을 변경하지 않으면 안되는 등 결점이 존재한다. 그래서, 제어계의 각 제어장치, 제어단위는 자기를 제어하는 제어 응용 프로그램을 가지고, 서로 통신하여 작동하고, 호스트 컴퓨터를 필요로 하지 않는 LON(Local Operting Network)에 의한 분산형 지적 제어계로 하여도 좋다. 분산형 지적 제어계에서는 각 노드로 분산하고 있는 제어응용 프로그램은 단순한 구조를 가지고, 네트워크나 노드 제어기기의 추가나 변경에 유연하게 대응할 수 있다(일본국 특공평 3-504066호 및 동국 특공평 3-505642호 참조).

상기 LAN네트워크에는 동일한 생산라인으로서의 액츄에이터 구조체(800)의 제어시스템에 그치지 않고, 다른 생산, 관리, 정보, 통신, 제어시스템이 접속되어서, 더욱 대규모의 통합 생산관리 시스템이 구축된다. 가령, LAN 네트워크에 FA, CIM에 볼 수 있는 상위의 경영 컴퓨터로서 작용하는 생산관리 컴퓨터(850)를 접속하고, 더욱이 대규모의 통합생산시스템의 네트워크의 일부로 하여도 좋다. 이 경우 CIM에 의해 관리된 공정, 발주시스템에 응하여 발주, 공정관리, 조립, 가공, 운송수순과 거기에 수반하는 각각의 액츄에이터, 센서, 팰리트, 로봇, 제어장치 등의 제어 대상을 상기 공정에 따라 작동시키도록 적절히 프로그램 수순 또는 프로그램 편집을 실시간으로 행한다.

이들 시스템의 유저인테페이스로는 제74도에 도시하는 바와 같은 프로그래밍 키보드(830,832)등의 입출력장치(854)가 준비되어 있다. 이들 입출력장치(854)는 RS232C, RS422C 등의 범용 인터페이스나 전기신호, 광동축통신, 무선신호 등에 의한 LAN 및 멀티버스, 이서네트, 토큰링에 의해 자유로이 각 콘트롤러, 프로세서, 컴퓨터 등에 접속할 수 있다. 또, 상위의 CIM 컴퓨터나 콘트롤러, 프로세서 등에 접속가능한 입출력장치(856) 또는 범용 인터페이스가 준비되어 있다. 이 경우, 콘트롤프로프램의 편집, 작성, 변경, 다운로드, 업로드, 입출력 등의 작용 전체를 상위의 CIM 컴퓨터에만 그치지 않고, 각 콘트롤러, 프로세서, 컴퓨터 등으로 행할 수 있다. 또한, 임의의 콘트롤러, 프로세서, 컴퓨터에 액세스할 수 있다. 이 경우, 상기 멀티버스, LAN을 통하여 통신을 행하여도 되나, 각각 모든 콘트롤러, 프로세서, 컴퓨터를 서로 네트워크에 의해 직접적으로 연결하여도 좋다. 또, 소프트웨어적으로 가상네트워크에 의해 직접적으로 연결하여도 된다. 이에 따라 작업 현장에 있어서의 전체의 제어, 관리정보의 감시, 조작이 가능해지고, 작업성 뿐만이 아니라, 각 작업, 공정단위에 있어서의 시스템 전체의 통합성을 유지한 독립 개별 제어가 가능하다. 이것은 시스템 전체의 유연성을 높이게 되고, 시스템 변경, 보수, 다품종 소량 생산에 매우 유효하다.

그런데, 이들 콘트롤러, 프로세서, 컴퓨터는 상기 멀티버스, LAN을 통하여 통신을 행하여도 좋으나, 각각 모든 콘트롤러, 프로세서, 컴퓨터를 서로 네트워크에 의해 직접적으로 연결하여도 좋다. 또, 소르프웨어적으로 가상 네트워크를 설정하여도 된다.

또한, 상위 컴퓨터, 하위 컴퓨터, PC, 로컬콘트롤러도 UNIX나 미니컴퓨터, 마이크로 컴퓨터의 OS에 의해 통합하여도 좋다. 매킨토시와 같이 스플래시보드의 윈도우에의해 오프젝트 아키텍쳐에 의한 실행이라도 좋다. 그래픽/이차원/솔리드모델링프로그램, 가령 SDRC사의 Ideas나 IBM사의 CADAM 또는 DB2, CATIA사의 CAE, AUTOCAD사의 DXF 등의 CAD/CAM/CAE/LA 데이타 구조를 이용하여 콘커렌트 엔지니얼링으로서 설계·개발 시뮬레이션을 행하여도 좋다. 이 경우, 맨·머신인터페이스(MMI)로서 가상현실 기술을 활용하면 유효하다.

또, 시스템의 유저인터페이스로서, 일본국 특원평 5-36901호와 같이 가상현실을 도입하여도 좋다, 이 경우, 시스템 인식의 보조로서 실존의 생산 시스템이나 네트워크, 부품, 발주상황 등을 가상공간으로서 제공하여도 좋으나, 더 나아가 현실의 공장설비, FA 시스템의 구성, 배치에 불구하고 사용자(시스템 구성자, 프로그램머, 생산계획자, 보수관리자등)에 따라 가상인식시스템을 제공하고, 작업성, 이해를 돕는다. 이에 의해 인식되는 시스템과 현실구성 시스템의 분리가 가능하고 현실구성 시스템을 사용자의 능력에 맞출 필요가 없고, 가령, 단일의 현실구성 시스템을 동시에 복수의 가상인식 시스템으로서 인식하여 운용하는 현실구성 시스템을 하드웨어적인 변경 없이 가상인식 시스템의 변경에 의해 변경가능케 한다. 현실구성 시스템을 시간적으로 세분하여 운용(타임셰어링) 하거나, 현실구성 시스템을 공간적으로 세분하여 운용대(멀티레이어링)하는 등과 같이 공간적, 시간적으로 사용자의 인식 한계를 초월한 시스템 운용이 가능해진다.

또한, 이 시스템은 현실구성 시스템을 통합 관리제어하는 시스템(GOD)과 그것들을 가상인식 시스템으로 번역하여 사용자에 제공하는 시스템(DEVIL)에 의해 구성된다.

이들 CIM 관리하에 규격화된 액츄에이터 구조체(800)의 생산시스템에 있어서, 공작물(216)을 그 구성요소인 규격화된 구조체(800) 및 액츄에이터(210,206,208,808,814,816), 흡착용 패드(230), 메카니컬 핸드(826), 실린더(232,236,828)로 대체하여 생산시스템 자체를 스스로 형성, 보수하는 자기재생 CIM시스템(ALCIM)으로 하여도 된다.

또한, 최저단위의 ALCIM시스템에서 생산라인이나 공장전체는 말할나위 없고, 지역적 공장군 생산에 까지 자기증식하여도 된다. 이들 기술은 장래적인 유전자 기술의 발전에 의해 생산학적인 구성으로 하기도 가능하다. 이 경우, 가령, 한낟알의 초 DNA/RNA에 의한 종자에서 생산시스템이나 공장에 까지 자기증식하여도 좋다.

완전한 자기증식 생산시스템(ALMS)은 공장, 유통외에 의료, 일반가정, 나아가서는 원자력, 진공, 슈포크린룸 등의 특수환경, 극지, 혹한지역, 심해, 우주공간, 혹성등, 생존환경이 극단적으로 지독한 지경의 개발에 크게 유효하다. 또, 한정된 단일환경에 복수의 생산목적을 갖는 ALMS를 배치하고, 서로 시스템 규모, 능력, 효율을 통합시켜 단일환경 단위 규모에서의 요구능력, 환경조건 등에 따라 최적의 복합 LAMS를 구축하기가 가능하다. 이 경우, 자지증식, 자기개조, 또한 돌연변위적인 시스템 변경 등의 능력을 계속적으로 갖게하면 끊임없이 변화하는 요구능력, 환경조건에 최대한 적응한 단일환경 단위의 복합 ALMS를 육성하기가 가능하다. 이들 시스템 경합에 의한 최적하의 개념은 가령, AI등, 자기 개변능력을 갖게한 시스템에 대해서도 유효하고, ALMS에 한정되지 않고 시스템 관리 소프트웨어, 네트워크 순위, 제조라인 구축, 제조순위, 공정분할·구축 등의 최적화에 유효하다. 한편, 시스템 경합에 의한 최적화 개념은 또한 독립제어성을 갖는 복수의 시스템 경합에 의한 CIM 시스템의 운용가능성을 암시하고 있다.

이 경우, CIM 시스템은 구체적인 집중제어계를 구비하지 않았고, 시스템 전체의 통합적 운용은 시스템 전체를 구성하는 모든 독립제어시스템의 전체로서의 의지에 의해 운용되게 된다. 이들 통합 의지는 구체적으로는 특정한 독립제어시스템에 의해 정리하여도 되고, 하드웨어적 시점에 있어서의 분산된 집중제어계로서 시스템 전체를 구성하는 모든 독립제어 시스템의 특정부분이 각각 유지적으로 링크하여 기능하여도 좋다.

이 같은 상황하에서 각 독립제어 시스템의 요구나 임무의 중요성을 가미하여 통합의지의 결정을 행하면 항상 최적한 전체 제어가 가능해진다.

Claims (23)

1. 공작물의 이동을 위한 액츄에이터 구조체에 있어서, 복수의 기둥몸체중 하나의 상기 기둥몸체가 각각의 외측면을 따라 구획형성된 T자형홈을 가지는 액츄에이터로 구성되는 복수의 기둥몸체; 각각의 외측면을 따라 구획 형성된 복수의 T자형 홈을 가지는 기둥부재 및 상기 기둥부재의 내부에 형성된 관통구멍으로 구성되는 상기 기둥몸체중의 다른 기둥몸체; 그리고, 상기 액츄에이터의 적어도 하나의 T자형 홈에 그 머리부를 끼워맞추고, 상기 기둥부재의 상기 관통구멍에 다른 단부를 고정하여 상기 액츄에이터 및 상기 기둥부재를 연결하는 연결수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
2. 제1항에 있어서, 상기 액츄에이터는 상기 기둥몸체중의 하나의 기둥몸체의 상기 외측면중의 어느 하나의 외측면내에 구획형성된 오목부를 포함하고, 상기 오목부에 수납되고, 메인모터인 제1인덕션 모터와, 상기 메인모터를 보조 또는 제어하는 서브모터인 제2인덕션 모터로 구성되는 구동원; 상기 구동원의 구동력을 이동체에 전달하는 구동력 전달수단; 상기 이동체의 변위량을 검출하는 변위량 검출수단; 및 상기 변위량 검출수단에 의해 검출된 변위량에 의거하여 상기 메인모터 및 서브모터 각각의 구동력을 제어함으로써 상기 이동체의 이동위치 또는 이동속도를 제어하는 제어수단으로 더 구성되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
3. 제2항에 있어서, 구동력 전달수단은 볼나사 샤프트인 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
4. 제2항에 있어서, 구동력 전달수단은 타이밍벨트인 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
5. 제4항에 있어서, 상기 타이밍 벨트를 구동하는 구동용 풀리를 상기 인덕션모터와 일체적으로 형성한 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
6. 제2항에 있어서, 인덕션모터의 회전력을 전달하는 기어와 상기 기어에 결합하는 톱니를 갖는 타이밍 벨트를 구비한 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
7. 제4항에 있어서, 타이밍벨트의 길이방향으로 돌기부를 설치한 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
8. 제2항에 있어서, 변위량 검출수단은 모터의 회전각도를 검출하는 엔코더인 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
9. 제2항에 있어서, 변위량 검출수단은 이동체에 설치된 자석과 구조부재에 설치된 자력센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
10. 제2항에 있어서, 이동체는 구조부재에 설치된 가이드부재상에서 슬라이딩 자재로 설치되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
11. 제1항에 있어서, 상기 연결수단은 한쪽의 기둥몸체 단부에 설치되고, 다른쪽 기둥 몸체의 외측면에 형성된 T자형 홈부에 끼워맞춤되는 T자형 머리부를 갖는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
12. 제1항에 있어서, 상기 연결수단은, 상기 기둥부재의 관통구멍에 삽입되는 생크와, T자형 홈에 대응하는 머리부가 형성되고, 상기 생크 일부에 오목부가 형성되어 있는 결합부재와, 상기 관통구멍에 연통하는 상기 기둥부재에 형성된 나사구멍에 나사식으로 들어가고, 선단부분에 원추부가 형성되어 있는 죔부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
13. 제1항에 있어서, 상기 연결수단은, 한쪽의 기둥부재의 관통구멍에 삽입되는 볼록부와, 상기 기둥부재의 T자형 홈에 삽입되는 클릭부를 한쪽면에 형성하고, 다른쪽 면에 제1오목부를 형성하고 있음과 동시에 측면에서 상기 제1오목부를 지향하여 나사구멍이 형성된 블록과, 상기 블록의 제1오목부에 삽입되고, 그 측면에 제2오목부가 형성된 생크와, T자형 홈에 대응하는 머리부로 이루어지는 결합부재와, 상기 관통구멍에 연통하는 상기 기둥부재에 형성된 상기 나사구멍에 나사식으로 삽입되고, 선단부분이 원추체 형상으로 형성되어 있는 죔부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
14. 제1항에 있어서, 연결수단은, 기둥부재의 관통구멍 단부에 나사식으로 끼워지는 생크와 T자형 홈에 대응하는 머리부가 형성되고, 상기 생크 일부에 제1베벨기어가 형성되어 있는 결합부재와, 상기 관통구멍에 연통하는 상기 기둥부재에 형성된 구멍부에 삽입되고, 선단부분에 상기 제1베벨기어에 맞물리는 제2베벨기어가 형성되어 있는 죔부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
15. 제1항에 있어서, 상기 기둥몸체의 하나의 외측면에 2개의 평행인 홈부가 구획형성된 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
16. 제1항에 있어서, 기둥부재의 관통구멍이 복수의 관통구멍으로 분할된 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
17. 제1항 또는 제16항에 있어서, 기둥부재의 관통구멍에는 액츄에이터 등을 구동하는 배선이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
18. 제1항 또는 제16항에 있어서, 기둥부재의 관통구멍은 유체통로인 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
19. 제1항 또는 제16항에 있어서, 상기 관통구멍은 내벽이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
20. 제1항에 있어서, 연결수단은 2개의 구조부재 각각의 외측면에 맞닿는 보강부재와, 상기 보강부재의 구멍부를 통하여 구조부재의 T자형 홈부에 삽입되는 볼트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
21. 제1항에 있어서, 상기 액츄에이터는, 피스톤을 변위시키는 실린더와, 액츄에이터 본체의 상기 실린더의 스트로크엔드측에 설치되는 고정용 풀리와, 상기 실린더의 피스톤 로드에 연결된 풀리박스에 설치된 구동용 풀리와, 상기 실린더의 구동력에 의해 변위하는 이동부재와, 일단부가 상기 실린더의 스트로크엔드측의 밸런서 본체에 고착되고, 구동용 풀리 및 고정용 풀리에 걸려서 타단부가 상기 연결부재에 고착되는 와이어 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
22. 제1항에 있어서, 상기 액츄에이터는 액츄에이터 본체의 실린더의 스트로크엔드측의 반대측에 설치되는 고정용 풀리와, 상기 풀리박스에 장착되는 조정용 풀리와, 일단부가 상기 실린더의 스트로크엔드측의 반대측의 밸런서 본체에 고착되고, 고정용 풀리 및 조정용 풀리에 걸려서 타단부가 이동부재에 고착되는 와이어부재를 구비한 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.
23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 이동부재를 이동체와 일체적으로 구성한 것을 특징으로 하는 액츄에이터 구조체.