KR100287973B1 - Industrial Robot - Google Patents
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Abstract
산업용 로봇은 기부 유닛(4)과, 구동 모터(M6)에 의해서 상기 기부 유닛(4)에 대해서 회전될 수 있는 로봇 아암(22)과, 상기 로봇 아암(22) 상에 장착된 활주 기구(30)를 포함한다. 상기 활주 기구(30)는 활주 유닛(32)과, 상기 활주 유닛(32) 상에서 구동 모터(50)에 의해서 선형으로 이동될 수 있도록 지지되는 캐리지(64)와, 상기 캐리지(64) 상에서 지지되는 로봇 손과 같은 단부 작동체(60)를 갖는다. 캐리지(60)가 주 프레임(36) 상의 전방 위치에 위치될 때, 단부 작동체(60)의 대부분은 활주 유닛(32)에서 외향으로 돌출하여서, 작업 기계 상에서 작업물(84)을 취급할 산업용 로봇의 주요 구성 부재들이 작업 기계 (88 또는 90)와 간섭하지 않게 해준다.The industrial robot includes a base unit 4, a robot arm 22 that can be rotated relative to the base unit 4 by a drive motor M6, and a slide mechanism 30 mounted on the robot arm 22. ). The slide mechanism 30 is supported on the slide unit 32, the carriage 64 supported to be linearly moved by the drive motor 50 on the slide unit 32, and the carriage 64. It has an end effector 60 such as a robot hand. When the carriage 60 is located in the forward position on the main frame 36, most of the end effector 60 protrudes outwardly from the slide unit 32, thereby handling the work piece 84 on the work machine. Main components of the robot do not interfere with the working machine 88 or 90.
Description
발명은 전방 단부에 활주 기구를 구비한 로봇 아암을 갖는 산업용 로봇에 관한 것이다.The invention relates to an industrial robot having a robot arm with a sliding mechanism at its front end.
작업물을 선형으로 이동시킬 수 있는 산업용 로봇은 예컨대 JP-A 제5-76965호 및 제7-60663호에서 개시되어 있다. JP-A 제5-76965호에서 개시된 산업용 로봇은 소정 방향으로 연장된 트랙 상에서 이동할 수 있는 기부 유닛과, 수직 축 둘레를 회전하도록 기부 유닛에 장착된 로봇 본체와, 로봇 본체 상에서 지지되는 로봇 아암 및 로봇 아암에 부착된 로봇 손을 포함한다.Industrial robots capable of linearly moving a workpiece are disclosed, for example, in JP-A 5-76965 and 7-60663. The industrial robot disclosed in JP-A 5-76965 includes a base unit capable of moving on a track extending in a predetermined direction, a robot body mounted on the base unit to rotate about a vertical axis, a robot arm supported on the robot body, and And a robot hand attached to the robot arm.
이런 산업용 로봇에 대한 트랙은 프레스 기계와 같은 작업 기계 사이로 연장된다. 작업물을 제1 작업 기계에서 제2 작업 기계로 운반할 때, 기부 유닛은 트랙의 제1 단부에 위치되고, 로봇 손은 작업물이 기계 가공되는 제1 작업 기계 상의 작업 위치에 위치된 작업물을 보유 지지하고, 로봇 손으로 작업물을 보유 지지하고 있는 산업용 로봇은 제1 작업 기계에 대응하는 트랙의 제1 단부에서 제2 작업 기계에 대응하는 트랙의 제2 단부까지 이동되고 로봇 본체는 트랙의 제1 단부에서 제2단부로 주행하는 동안 180 ° 각도로 회전되어서, 로봇 손은 트랙의 제2 단부에서 작업물을 해제하고, 작업물은 제2 작업 기계 상의 작업 위치에 위치된다.The track for this industrial robot extends between working machines, such as press machines. When conveying the workpiece from the first working machine to the second working machine, the base unit is located at the first end of the track and the robot hand is placed at the working position on the first working machine on which the workpiece is machined. Holding the workpiece with the robot hand and moving from the first end of the track corresponding to the first working machine to the second end of the track corresponding to the second working machine and the robot body moving the track. Rotated at an angle of 180 ° while driving from the first end of the to the second end, the robot hand releases the workpiece at the second end of the track and the workpiece is positioned at the working position on the second working machine.
JP-A 제7-60663호에 개시된 발명의 제1 개념의 산업용 로봇은 기부 유닛과, 기부 유닛 상에 회전하도록 지지된 로봇 아암과, 로봇 아암의 전방 단부에 대해 수직 축 둘레를 회전하도록 부착된 로봇 손과, 로봇 손에 부착된 활주 기구를 포함한다. 활주 기구는 로봇 손에 부착된 기부 단부를 갖는 이동 수단 및 이 기부 단부에서 이동 수단의 전방 단부로 이동시키기 위해서 이동 수단 상에 지지된 작업물 홀더를 갖는다. 이 로봇은 작업물을 운반하기 위해 두개의 작업 기계 사이를 주행한다. 제1 작업 기계에 의해서 기계 가공된 작업물을 제2 작업 기계로 운반할 때, 활주 기구의 제1 단부, 즉 이동 수단의 전방 단부는 제1 작업 기계 상의 작업 영역에 배치된 작업물에 대해서 위치되며, 작업물 홀더는 작업물을 보유 지지한다. 그 후, 작업물을 보유하는 작업물 홀더는 활주 기구의 제2 단부로 이동되고, 로봇 손은 그 회전축을 중심으로 180° 각도로 회전된다. 이어서, 작업물 홀더는 활주 기구의 제2 단부에서 제1 단부로 이동되며, 그 후 작업물 홀더는 작업물을 제2 작업 기계 상의 작업 영역에 위치하도록 작업물을 해제한다.The industrial robot of the first concept of the invention disclosed in JP-A No. 7-60663 has a base unit, a robot arm supported to rotate on the base unit, and attached to rotate about a vertical axis with respect to the front end of the robot arm. A robot hand and a slide mechanism attached to the robot hand. The sliding mechanism has a moving means having a base end attached to the robot hand and a workpiece holder supported on the moving means for moving from the base end to the front end of the moving means. The robot travels between two working machines to carry the workpiece. When conveying the workpiece machined by the first working machine to the second working machine, the first end of the sliding mechanism, ie the front end of the moving means, is positioned relative to the workpiece arranged in the working area on the first working machine. And the workpiece holder holds the workpiece. Then, the workpiece holder holding the workpiece is moved to the second end of the sliding mechanism, and the robot hand is rotated at an angle of 180 ° about its rotation axis. The workpiece holder is then moved from the second end of the slide mechanism to the first end, after which the workpiece holder releases the workpiece to position the workpiece in the work area on the second working machine.
JP-A 제7-60663호에 개시된 발명의 제2 개념의 산업용 로봇은 동일 발명의 제1 개념의 산업용 로봇의 활주 기구와 다른 활주 기구를 갖는다. 이 발명의 제2 개념의 활주 기구는 이동 수단과, 이동 수단의 제1 단부에서 제2 단부로 이동하기 위해서 이동 수단 위에 지지된 작업물 홀더를 포함하며, 이 이동 수단은 로봇 손에 그 중간부가 부착된다. 작업물을 제1 작업 기계에서 제2 작업 기계로 운반할 때, 활주 기구의 제1 단부는 제1 작업 기계의 작업 영역 내에 배치되어 기계 가공된 작업물에 대해서 위치하며, 작업물 홀더는 작업물을 보유 지지하고, 작업물을 보유 지지하는 작업물 홀더는 활주 기구의 제1 단부에서 제2 단부로 이동되어서, 작업물 을 제2 작업 기계 상의 작업 영역에 위치하도록 작업물을 해제한다.The industrial robot of the second concept of the invention disclosed in JP-A No. 7-60663 has a sliding mechanism different from that of the industrial robot of the first concept of the same invention. The sliding mechanism of the second concept of the present invention comprises a moving means and a workpiece holder supported on the moving means for moving from the first end to the second end of the moving means, the moving means having its intermediate portion at the robot hand. Attached. When transporting the workpiece from the first working machine to the second working machine, the first end of the sliding mechanism is positioned in relation to the machined workpiece disposed in the working area of the first working machine, the workpiece holder being the workpiece The workpiece holder holding the workpiece and holding the workpiece is moved from the first end to the second end of the sliding mechanism to release the workpiece to position the workpiece in the working area on the second working machine.
그렇지만, 이들 종래 기술에 따르는 산업용 로봇은 해결되어야 할 다음의 문제들을 갖는다. JP-A 제5-76965호에 개시된 산업용 로봇은 기부 유닛이 주행되는 상대적으로 크고 강한 트랙을 필요로 하고, 기부 유닛을 이동시키기 위한 상대적으로 높은 출력 용량을 갖는 원동기를 필요로 하며, 따라서 비싸다. JP-A 제7-60663호에 개시된 발명의 제1 개념의 산업용 로봇에서는, 이동 수단의 기부 단부가 캔틸 레버식으로 로봇 손 상에 지지되기 때문에 지지되기 때문에 이동 수단의 이동 범위를 확장시키기가 어려우며, 활주 기구 및 작업물을 포함하는 큰 관성 하중은 로봇손이 회전할 때 회전되어야 하고 이에 의해서 산업용 로봇의 수명은 단축된다. JP-A 제7-60663호에 개시된 발명의 제2 개념의 산업용 로봇에서, 작업물 홀더는 오직 이동 수단 내에서 이동 수단의 제1 단부 및 제2 단부 사이를 이동될 수 있다. 따라서, 상대적으로 높은 강도를 갖는 이동 수단의 부분이 작업 기계의 작업 영역에 배치되어서 작업물을 보유 지지하며, 작업 기계가 오작동을 하게 되면 작업 기계가 이동 기계에 의해서 손상될 가능성이 있다.However, industrial robots according to these prior arts have the following problems to be solved. The industrial robot disclosed in JP-A 5-76965 requires a relatively large and strong track on which the base unit is driven, requires a prime mover with a relatively high output capacity for moving the base unit, and is therefore expensive. In the industrial robot of the first concept of the invention disclosed in JP-A No. 7-60663, since the base end of the moving means is supported on the robot hand in a cantilever manner, it is difficult to expand the moving range of the moving means. Large inertia loads, including slide mechanisms and workpieces, must be rotated as the robot hand rotates, thereby reducing the life of the industrial robot. In the industrial robot of the second concept of the invention disclosed in JP-A No. 7-60663, the workpiece holder can be moved between the first end and the second end of the moving means only within the moving means. Thus, a portion of the moving means having a relatively high strength is arranged in the working area of the working machine to hold the work, and if the working machine malfunctions, there is a possibility that the working machine is damaged by the moving machine.
따라서, 본 발명의 제1 목적은 작업물의 활주 운동에 대해 충분히 넓은 이동 범위를 확보할 수 있는 산업용 로봇을 제공하는 것이다.Accordingly, a first object of the present invention is to provide an industrial robot capable of securing a sufficiently wide moving range with respect to the sliding motion of a workpiece.
본 발명의 제2 목적은 프레스 기계들 사이에서 작업물을 운반하기에 적절한 산업용 로봇을 제공하는 것이다.It is a second object of the present invention to provide an industrial robot suitable for transporting workpieces between press machines.
본 발명의 제3 목적은 한쌍의 작업 기계 사이의 작업 운반 경로에서 사실상 오프셋 위치에 배치될 수 있는 기부 유닛을 갖는 산업용 로봇을 제공하는 것이다.It is a third object of the present invention to provide an industrial robot having a base unit that can be disposed at a substantially offset position in a work conveying path between a pair of work machines.
도1은 본 발명에 따르는 양호한 실시예의 산업용 로봇의 개략적 측면도.1 is a schematic side view of an industrial robot of a preferred embodiment according to the present invention;
도2는 도1의 산업용 로봇에 포함된 활주 기구의 단면도.2 is a cross-sectional view of the sliding mechanism included in the industrial robot of FIG.
도3은 도2의 III-III 라인을 따라서 취한 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
도4는 도1의 산업용 로봇의 작동을 설명하는 데 도움이 되는 개략 평면도.4 is a schematic plan view to help explain the operation of the industrial robot of FIG.
*주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts *
4 : 기부 유닛4: donation unit
6 : 제1 로봇 아암6: first robot arm
8 : 제2 로봇 아암8: second robot arm
10 : 플랜지10: flange
12 : 공구 지지 기구12: tool support mechanism
20 : 제3 로봇 아암20: third robot arm
22 : 제4 로봇 아암22: fourth robot arm
30 : 활주 기구30: sliding mechanism
32 : 활주 유닛32: sliding unit
36 : 주 프레임36: main frame
38, 40 : 지지판38, 40: support plate
본 발명에 따라서, 산업용 로봇은 기부 유닛과, 이 기부 유닛에 대해서 회전할 수 있는 로봇 아암과, 로봇 아암을 회전시키기 위한 제1 구동 수단과, 제1 구동수단을 제어하기 위한 제어 수단, 및 로봇 아암에 장착된 활주 기구로 구성된다. 이 활주 기구는 활주 유닛과, 활주 유닛의 제1 단부 및 제2 단부 사이에서 이동될 수 있는 캐리지와, 이동용 캐리지를 구동시키기 위한 제2 구동 수단, 및 이 캐리지에 장착된 작업물 보유 지지 수단과 같은 단부 작동체(effector)를 포함한다. 활주 유닛은 그 중간부가 로봇 아암의 자유 단부에 결합되며, 단부 작동체의 대부분 또는 사실상 전체 부분은 캐리지가 활주 유닛의 제1 단부에 위치될 때 활주 유닛으로부터 외향으로 돌출한다.According to the invention, an industrial robot comprises a base unit, a robot arm that can rotate about the base unit, first drive means for rotating the robot arm, control means for controlling the first drive means, and a robot. It consists of a slide mechanism mounted to the arm. The sliding mechanism includes a sliding unit, a carriage movable between the first end and the second end of the sliding unit, second driving means for driving the movable carriage, and a workpiece holding means mounted to the carriage; The same end effector. The sliding unit has its intermediate portion coupled to the free end of the robotic arm, and most or substantially all of the end effector projects outwardly from the sliding unit when the carriage is located at the first end of the sliding unit.
활주 유닛의 중간부가 로봇 아암에 결합되기 때문에, 활주 유닛은 상대적으로 길게 될 수 있으며, 작업물 보유 지지 수단은 그에 따라 상대적으로 넓은 범위에서 이동될 수 있다. 단부 작동체의 사실상 전체 부분은 캐리지가 활주 유닛의 제1 단부에 위치될 때 활주 유닛으로부터 외향 돌출한다. 따라서, 단부 작동체가 작업물 보유 지지 수단인 경우에는, 산업용 로봇이 프레스 기계로부터 작업물을 운반하는데 적용될 때 작업 영역내의 활주 유닛의 부분을 프레스 기계 상에 위치시키지 않고도 작업물이 보유 지지 및 해제될 수 있다.Since the intermediate portion of the slide unit is coupled to the robotic arm, the slide unit can be relatively long, and the workpiece holding means can thus be moved in a relatively wide range. Virtually the entire part of the end effector projects outwardly from the slide unit when the carriage is located at the first end of the slide unit. Thus, when the end effector is the workpiece holding means, the workpiece can be held and released without placing the part of the slide unit in the working area on the press machine when the industrial robot is applied to carry the workpiece from the press machine. Can be.
작업물 보유 지지 수단은 작업물을 보유 지지할 수 있는 로봇 손일 수 있다. 로봇 손이 구비된 산업용 로봇은 작업물을 프레스 기계에서 다른 곳으로 운반하는데 적절하다.The workpiece holding means may be a robot hand capable of holding the workpiece. Industrial robots with robotic hands are suitable for transporting workpieces away from press machines.
로봇이 7축 로봇인 경우에, 로봇 아암을 회전시키기 위한 제1 구동 수단은 제6 축 둘레에서의 작동을 위하여 제어 수단에 의해서 제어되는 제1 모터일 수 있으며, 캐리지를 이동시키기 위한 제2 구동 수단이 제7 축 둘레에서의 작동을 위하여 제어 수단에 의해서 제어되는 제2 모터일 수도 있다. 제1 및 제2 구동 수단이 단일 제어 수단에 의해서 제어되기 때문에, 활주 기구의 캐리지는 로봇 아암이 회전되는 동안에 효과적으로 이동될 수 있으며, 변위(displacement)를 위한 산업용 로봇의 작동에 필요한 시간이 저감될 수 있고, 로봇 아암의 관성 모멘트는 로봇 아암의 회전 동안에 저감될 수 있다. 기부 유닛은 로봇 아암이 제6 축 둘레의 작동을 위해 제어되기 때문에 작업 기계들 사이의 경로로부터 오프셋된(offset) 위치에서 배치될 수 있다.In the case where the robot is a seven-axis robot, the first drive means for rotating the robot arm may be a first motor controlled by the control means for operation around the sixth axis, and a second drive for moving the carriage. The means may be a second motor controlled by the control means for operation around the seventh axis. Since the first and second drive means are controlled by a single control means, the carriage of the sliding mechanism can be effectively moved while the robot arm is rotated, and the time required for the operation of the industrial robot for displacement can be reduced. The moment of inertia of the robot arm can be reduced during rotation of the robot arm. The base unit can be arranged in an offset position from the path between the working machines because the robot arm is controlled for operation around the sixth axis.
로봇 아암을 회전시키기 위한 제1 구동 수단은 제6 축 둘레에서의 작동을 위한 제1 제어 수단에 의해서 제어되는 제1 모터일 수 있으며, 캐리지를 이동시키기 위한 제2 구동 수단은 제1 모터를 제어하기 위한 제1 제어 수단이 아닌 제2 제어 수단에 의해서 제어되는 제2 모터일 수도 있다. 제1 및 제2 구동 수단이 개별 제어 수단에 의해서 제어되기 때문에, 활주 기구는 추가 기계로서 종래의 산업용 로봇에 합체될 수 있으며, 산업용 로봇은 저가로 제작될 수 있다. 로봇 아암이 제6축 둘레에서 작동을 하기 위해 제어되기 때문에, 기부 유닛은 작업 기계들 사이의 경로로부터 오프셋된 위치에 배치될 수 있다.The first drive means for rotating the robot arm can be a first motor controlled by the first control means for actuation around the sixth axis, and the second drive means for moving the carriage controls the first motor. It may be a second motor controlled by the second control means, not the first control means. Since the first and second drive means are controlled by separate control means, the sliding mechanism can be incorporated into a conventional industrial robot as an additional machine, and the industrial robot can be manufactured at low cost. Since the robot arm is controlled to operate around the sixth axis, the base unit can be placed at a position offset from the path between the working machines.
본 발명이 상기 및 다른 목적들, 특성들 및 장점들은 첨부 도면과 관련해서 취한 하기의 설명으로부터 좀 더 명확해질 것이다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings.
도1을 참조하면, 본 발명에 따르는 양호한 실시예의 산업용 로봇은 플로어1, the industrial robot of the preferred embodiment according to the present invention is a floor.
(floor)(2)에 설치된 기부 유닛(4)을 갖는다. 제1 로봇 아암(6)은 기부 유닛(4)상에서 회전하도록 지지되며, 제2 로봇 아암(8)은 제1 로봇 아암(6)에 연결된다. 플랜지(10)는 제2 로봇 아암(8)의 전방 단부에 부착되며, 공구 지지 기구(12)는 플랜지(10)에 연결된다. 기부 유닛(4)은 제1 구동 모터(M1)에 의해서 소정의 각 위치로 수직 제1 축(14) 둘레를 회전한다. 제1 로봇 아암(6)은 제2 구동 모터(M2)에 의해서 소정의 각 위치로 수평 축(16), 즉 도면에 수직인 축 둘레를 회전할 수 있다. 제2 로봇 아암(8)은 제3 구동 모터(M3)에 의해서 소정의 각 위치로 수평 축(18), 즉 도면에 수직인 축 둘레를 회전할 수 있다.It has a
공구 지지 기구(12)는 제3 로봇 아암(20) 및 상기 제3 로봇 아암(20)에 연결된 제4 로봇 아암(22)을 갖는다. 제3 로봇 아암(20)은 제2 로봇 아암(8)의 축과 일치하는 제4 축(24), 즉 도1에서 도시된 바와 같은 수평 축 둘레를 회전하도록 제2 로봇 아암(8)에 결합되어서, 제4 구동 모터(M4)에 의해서 소정의 각 위치로 회전 된다. 제4 로봇 아암(22)은 제5 축(26), 즉 도1에서 도시된 바와 같은 도면에 수직인 수평 축 둘레를 회전하도록 제3 로봇 아암(20)에 피봇 결합되어서 제5 모터(M5)에 의해서 소정의 각 위치로 회전된다.The
활주 기구(30)는 제4 아암(22)의 말단에 부착된다. 활주 기구(30)는 제6 축(34), 즉 도1에서 도시된 바와 같은 수직 축 둘레를 회전하도록 제4 아암(22)에 결합된 활주 유닛(32)을 가지며, 제6 모터(M6)에 의해서 소정의 각 위치로 회전된다.The
도1에 관련해서 도2 및 도3을 참조하면, 활주 유닛(32)은 제4 아암(22)에 부착된 주 프레임(36)을 갖는다. 베어링(42, 44)을 각각 지지하는 지지판(38, 40)은 주 프레임(36)의 양 단부에 각각 부착된다. 구동 축(46)은 베어링(42, 44)에서 회전하도록 지지된다. 구동 축(46)은 그 주연부에 수형 나사부가 제공된 로드(rod)이다. 보호 덮개(48)는 주 프레임(36)의 한 단부에 부착되어 있으며, 구동 모터(50)는 주 프레임(36)의 다른 단부 상에 장착된다. 타이밍-벨트 풀리(52)는 구동 모터(50)의 출력 축에 장착되며, 타이밍-벨트 풀리(54)는 지지판(38)에서 돌출한 구동 축(46)의 한 단부에 장착되고, 타이밍 벨트(56)는 타이밍-벨트 풀리(52, 54)사이에서 연장되어서 구동 모터(50)의 구동력을 구동 축(46)으로 전달한다. 보호 덮개(58)는 타이밍-벨트 풀리(52, 54) 및 타이밍 벨트(56)를 덮도록 구동 모터(50)에 부착된다. 구동 모터(50)의 출력 축은 구동 모터(50)의 구동력을 구동축(46)으로 전달하기 위해서 구동 축(46)과 직접적으로 결합될 수 있다.2 and 3 with reference to FIG. 1, the sliding
각각 나사 구멍을 구비하고 있는 한쌍의 지지 부재(62)는 그들 사이에 소정의 축방향 공간을 두고 구동 축(46) 상에 장착되며, 입방형(cuboidal) 형상을 갖는 캐리지(64)가 지지 부재(62)에 부착된다. 한쌍의 돌출부(64A, 64B)는 캐리지(64)의 양 측면에서 상향 돌출하며, 한쌍의 안내 레일(65, 67)은 돌출부(64A, 64B)에 각각 대응하도록 주 프레임(36)에 부착된다. 안내 레일(65, 67)은 주 프레임(36)의 대향하는 길이방향 단부들 사이에서 구동 축(46)에 평행하게 연장된다.The pair of
구동 모터(50)의 출력 축이 소정의 수직 방향으로 또는 상기 수직 방향에 대향하는 역방향으로 회전하도록 구동될 때, 구동 축(46)은 타이밍-벨트 풀리(52), 타이밍 벨트(56) 및 타이밍-벨트 풀리(54)를 거쳐 회전함으로서, 캐리지(64)는 한 쌍의 지지 부재(62)와 함께 도1 및 도2에서 도시된 바와 같이 좌우로 이동된다. 따라서, 캐리지(64)는 도1에서 이점 쇄선으로 지시되는 전방 위치[활주 유닛(32)의 제1 단부에 대응하는 위치]와 도1에서 실선으로 지시되는 후방 위치[활주 유닛(32)의 제2 단부에 대응하는 위치] 사이에서 이동될 수 있다. 캐리지(64)는 전방 위치와 후방 위치 사이에서 구동 축(46)을 따라 선형으로 이동하며, 이동 동안에는 안내 레일(65, 67)에 의해서 안내된다. 캐리지(64)는 캐리지(64)의 원점(origin)을 탐지하기 위한 원점 탐지기에 의해서 제공되는 신호 및 구동 모터(50)에 장착된 엔코더에 의해 제공되는 암호에 기초해서 소정의 위치에 위치된다. 구동 축(46) 및 지지 부재(62)는 볼-나사 기구(ball-screw mechanism)를 형성할 수 있다.When the output shaft of the
주 프레임(36)의 길이 방향 중간부가 도1에서 도시된 바와 같이 제4 로봇 아암(22)의 자유단에 결합되기 때문에, 캐리지(64)는 주 프레임(36)의 중간부로부터 좌우로 각각 사실상 동일한 거리를 이동한다. 즉, 제4 로봇 아암(22)에 결합된 주프레임(36)의 중간부에 대응하는 증간 위치와 주 프레임(36)의 자유단 사이의 제1거리 및 주 프레임(36)의 중간 위치와 제2 단부 사이의 제2 거리는 사실상 서로 동일하며, 따라서 제1 거리와 제2 거리 사이의 비는 사실상 1:1이다. 제1 및 제2 거리 사이의 비는 1:1이 아닐 수 있으며, 예컨대, 어떤 조건이 주어지는 경우, 그 조건은 작업물(84)(도4)이 이동하는 범위와 작업물(84) 및 작업물 보유 지지 장치 또는 단부 작동체(60)를 포함하는 시스템의 관성 모멘트를 포함하는 것을 필요로 할 때에는 3:7이다. 작업물 보유 지지 단부 작동체(60)는 캐리지(64) 상에서 지지된다. 이 실시예에서, 공구 교환기(66)는 캐리지(64)의 하부 표면에 부착되고, 작업물 보유 지지 단부 작동체(60)는 공구 교환기(66) 상에서 지지된다. 작업물 보유 지지 단부 작동체(60)가 오랫동안 단지 한 번만 교환된다면, 공구 교환기(66)는 생략될 수 있다.Since the longitudinal middle part of the
작업물 보유 지지 장치 또는 단부 작동체(60)는 작업물을 보유 지지하기 위한 로봇 손(68)을 갖는다. 로봇 손(68)은 도1 및 도2에서 도시된 바와 같이 도면에 수직하게 연장된 장착부(70)를 가지며, 세개의 흡입 파이프(72)는 도4에서 도시된 바와 같이 장착부(70)에서 평행하게 이격되어서 장착부(70)의 길이에 수직하도록 연장된다. 흡입 컵들과 같은 흡입 부재(74)가 각각의 흡입 파이프(72)의 중간부 및 단부에 각각 부착된다. 튜브(76)[튜브(76)들 중 오직 하나만 도1에서 도시 됨]들 각각은 흡입 파이프(72)의 기부 단부에 연결된 한 단부 및 주 프레임(36)에 부착된 연결 부재(78)(도1)에 연결된 다른 단부를 갖는다. 연결 부재(78)는 제2 로봇 아암(8)의 기부에 부착된 밸브(82)를 거쳐 진공 펌프와 같은 흡입 장치(P)에 연결된다. 흡입 장치(P)가 작동되는 상태에서, 흡입 파이프(72)에 의해서 발생되는 흡인력은 밸브(82)가 개방되면 튜브(80, 76), 흡입 파이프(72) 및 작업물(84)상의 흡입 부재(74)를 통해서 작용해서 흡입 부재(74)에 의해서 작업물(84)을 흡입하여 보유 지지한다. 밸브(82)가 폐쇄되면, 흡인력은 작업물(84)에서 제거되고 흡입 부재(74)는 작업물을 놓게 된다. 비록 세개의 흡입 파이프(72)가 이 실시예에서의 장착부(70)에 부착되었지만, 임의의 적절한 수의 흡입 파이프들, 예컨대, 하나, 둘 또는 네개 이상의 흡입 파이프도 작업물(84)이 적절하게 보유 지지될 수만 있다면 장착부(70)에 부착될 수 있다. 각각의 흡입 파이프(72)에는 두개의 흡입 부재(74) 대신에 하나 또는 세개 이상의 흡입 부재가 제공될 수 있다.The workpiece holding device or
기부 유닛(4)을 회전시키기 위한 구동 모터(M1), 로봇 아암(6, 8, 20, 22)을 구동시키기 위한 구동 모터(M2 내지 M5), 주 프레임(36)을 회전시키기 위한 구동모터(M6) 및 활주 기구(30)의 구동 모터(50)의 작동은 제어 유닛(100)에 의해서 제어된다. 쉽게 이해되는 바와 같이, 구동 모터(M1 내지 M5)들은 관련 구성 부재들을 제1 내지 제5 축 둘레에서 회전시키기 위해 제어 유닛(l00)에 의해 제어되며, 구동 모터(M6)는 활주 기구(30)를 제6 축 둘레에서 회전시키기 위해 제어 유닛(100)에 의해서 제어되고, 구동 모터(50)는 캐리지(64)를 제7 축을 따라서 이동시키기 위해 제어 유닛(100)에 의해서 제어된다. 활주 기구(30)를 포함하는 산업용로봇의 구성 부재들을 6개의 축 둘레에서 그리고 제7 축을 따라서 작동시키는 것은 종래의 7축 제어 프로그램에 따라서 제어될 수 있다.Drive motor M1 for rotating the
산업용 로봇의 작동은 주로 도1 및 도4를 참조로 설명될 것이다. 산업용 로봇은 도4에서 도시된 바와 같이 좌측에 배치된 제1 작업 기계(88)와 도4에서 도시된 바와 같이 우측에 배치된 제2 작업 기계(90) 사이에 배치된다. 이 경우에, 작업 기계(88, 90)는 프레스 기계로 전제되며, 작업물(84)은 프레스 기계 상에서 프레스 가공되는 판(plate)이다. 작업물(84)을 제1 작업 기계(88)에서 제2 작업 기계(90)로 옮길 때, 산업용 로봇은 도4의 실선에 의해서 지시되는 위치에 설정되며, 여기에서 구동 모터(M6)는 제2 로봇 아암(8)에 대해 주 프레임(36)을 반시계 방향, 즉 화살표(95) 방향으로 소정의 각으로 회전하도록 작동되며, 구동 모터(50)는 캐리지(64)를 주 프레임(36)의 전방 단부로 화살표(93)(도1) 방향으로 이동시키도록 작동된다.Operation of the industrial robot will be mainly described with reference to FIGS. 1 and 4. The industrial robot is disposed between the first working
도1 및 도4에서 도시된 바와 같이, 캐리지(64)가 주 프레임(36)의 전방 단부에 위치되면, 작업물 보유 지지 단부 작동체(60)의 대부분 또는 사실상 전체 부분, 즉 흡입 파이프(72)의 대부분은 주 프레임(36)의 외측으로 연장되고, 흡입 부재(74)는 제1 작업 기계(88)의 작업 영역에 위치된 판형 작업물(84) 상에 위치하게 된다. 이런 상태에서, 상대적으로 높은 강도를 갖는 부재들, 즉 주 프레임(36), 기부 부재 등은 작업 기계(88)의 작업 영역의 외부에 유지되며, 상대적으로 낮은 강도를 갖는 흡입 파이프(72) 및 흡입 부재(74)만이 작업 영역 위에 위치된다. 그러므로, 작업 기계(88)가 오작동을 하게 되면 작업 기계(88)의 작업력은 오직 흡입파이프(72)와 흡입 부재(74)에만 작용된다. 따라서, 작업물 작업용 다이와 같은 작업 기계(88)의 구성 부재는 손상을 받지 않는다.1 and 4, when the
그 후, 제어 유닛은 산업용 로봇을 제어해서 흡입 부재(74)가 작업물(84)의 상면과 접촉하게 되는 거리까지 활주 기구(30)를 작업물(84)쪽으로 이동시키고, 이어서 밸브(82)가 열리게 된다. 결국, 흡입 장치(P)의 흡인력은 작업물(84) 상에 작용하고, 작업물(84)은 흡입 작용에 의해서 작업물 보유 지지 단부 작동체(60) 상에 보유 지지된다. 이렇게 작업물(84)이 작업물 보유 지지 단부 작동체(60) 상에 보유 지지된 후, 활주 기구(30)는 어느 정도 상승되며, 구동 모터(50)는 캐리지(64)를 주 프레임(36) 상의 전방 위치에서 후방 위치로 화살표(94)(도1) 방향으로 이동시키기 위해서 역 방향으로 나사 구동축(46)을 회전시키도록 작동한다. 제2상태에서의 작업물 보유 지지 단부 작동체(60), 흡입 파이프(72) 및 작업물(84)이 각각 도면 부호(60A), (72A) 및 (84A)로 표시되어 있다. 캐리지(64)가 후방 위치에 위치될 때, 흡입 파이프(72)의 대부분은 주 프레임(36)의 아래쪽에 위치되며, 흡입 파이프(72)의 단지 작은 길이만이 주 프레임(36)에서 외부로 돌출한다. 작업물 보유 지지 단부 작동체(60)가 이렇게 후퇴되기 때문에, 작업물 보유 지지 단부작동체(60) 및 상기 작동체(60) 상에 보유 지지된 작업물(84)과 예컨데 컬럼(column)과 같은 작업 기계(88)의 구성 부재들 간의 충돌은 작업물 보유 지지 단부작동체(60)의 회전 동안에 피할 수가 있다.Thereafter, the control unit controls the industrial robot to move the
다음으로, 기부 유닛(4)은 시계 방향, 즉 도4의 화살표(96) 방향으로 회전해서, 로봇의 상태를 제3 상태를 거쳐 제4 상태로 변경시킨다. 제3 상태에서, 작업물 보유 지지 단부 작동체(60)는 작업 기계(88, 90)의 사실상 증간에 있게 된다. 제4 상태에서, 작업물 보유 지지 단부 작동체(60)는 작업물(84)을 제2 작업 기계(90)로 이전하기 위한 위치에 있다. 제3 상태에서의 주 프레임(36)과, 작업물 보유 지지 단부 작동체(60)와, 흡입 파이프(72) 및 작업물(84)은 각각 도면 부호(36B), (60B), (72B) 및 (84B)로 표시된다. 제4 상태에서의 주 프레임(36)과, 작업물 보유 지지 단부 작동체(60)와, 흡입 파이프(72) 및 작업물(84)은 각각 도면부호 (36C), (60C), (72C) 및 (84C)로 표시된다. 도4에서 명백한 바와 같이, 캐리지(64)와, 작업물 보유 지지 단부 작동체(60) 및 작업물(84)은 기부 유닛(4)의 회전 축에 대응하는 제1 축(14)에 인접해서 보유 지지되며, 작업물 보유 지지 단부작동체(60) 및 작업물(84)은 캐리지(64)가 후방 위치에 보유 지지되기 때문에 제6축(34)에서 인접해서 보유 지지된다. 따라서, 작업물 보유 지지 단부 작동체(60)와, 캐리지(64) 및 작업물(84)을 포함하는 시스템의 관성 모멘트는 상대적으로 작으며, 로봇 아암(6, 8, 20, 22)과, 작업물 보유 지지 단부 작동체(60) 및 작업물(84)은 산업용 로봇의 회전운동 동안에 크게 하중을 받지 않는다. 따라서, 로봇은 높은 가속 및 높은 감속으로 작동될 수 있다. 제2 상태의 위치에서 제4 상태의 위치로 로봇이 회전 운동을 하는 동안에, 구동 모터(M1 내지 M6)는 제어 유닛(100)에 의해서 동시에 제어된다. 따라서, 활주 기구(30)는 기부 유닛(4)이 회전하는 동안 회전될 수 있으며, 따라서 작업물 보유 지지 단부 작동체(60)를 소정의 위치로 위치시키는데 필요한 시간을 저감시킬 수 있다. 자연적으로, 기부 유닛(4) 및 활주기구(30)는 연속적으로 회전할 수 있다.Next, the
이 실시예에서, 기부 유닛(4) 및 활주 기구(30)는 캐리지(64)가 후방 위치에 위치된 후 회전된다. 그렇지만, 활주 기구(30) 및 기부 유닛(4)의 회전은 캐리지(64)가 후방 위치로 다가서는 동안 시작되거나 또는 활주 기구(30)의 회전이 시작된 후 기부 유닛(4)의 회전이 시작될 수도 있다.In this embodiment, the
산업용 로봇이 제4 상태에서 설정된 후, 구동 모터(50)는 캐리지(64)를 활주유닛(32) 상의 전방 위치로 화살표(93)(도1) 방향으로 이동시키도록 작동되어서 산업용 로봇을 제5 상태로 설정한다. 제5 상태에서의 작업물 보유 지지 단부 작동체(60)와, 흡입 파이프(72) 및 작업물(84)은 각각 도면 부호 (60D), (72D) 및 (84D)로 표시된다. 캐리지(64)가 전방 위치에 위치될 때, 작업물 보유 지지 단부 작동체(60)의 대부분은 주 프레임(36)에서 외부로 돌출되고, 흡입 부재(74)에 의해서 보유 지지된 작업물(84)은 제2 작업 기계(90)의 작업 영역 위에 위치된다. 제5 상태에서, 주 프레임(36) 및 기부 부재(70)는 제2 작업 기계(90)의 작업 영역 외부에 있게 되고, 상대적으로 낮은 강도를 갖는 흡입 파이프(72)와 흡입 부재(74)만이 작업 영역 위에 위치된다. 그러므로, 작업 기계(90)의 작업력은 작업 기계(90)가 오작동되는 경우 오직 흡입 파이프(72)와 흡입 부재(74)에만 작용한다. 따라서, 작업물(84) 작업용 다이와 같은 작업 기계(90)의 구성 부재들은 손상을 받지 않는다.After the industrial robot is set in the fourth state, the
그 후, 제어 유닛(100)은 산업용 로봇을 제어하며 활주 기구(30)를 작업 영역 쪽으로 하강시키므로서, 흡입 부재(74)에 의해서 보유 지지된 작업물(84)이 제2작업 기계(90)의 작업 영역에 위치되도록 한다. 결국, 밸브(82)는 작업물(84)을 흡입 부재(74)로부터 해제시키도록 폐쇄하므로서, 작업물(84)이 작업 영역에 위치되게 한다.Thereafter, the
산업용 로봇은 전술한 작동 단계들을 역전시켜서 전술한 작업물 이송 사이클을 반복하도록 해서 작업물(84)을 제1 작업 기계(88) 상의 작업 영역에서 제2 작업 기계(90) 상의 작업 영역으로 이송시킨다. 제2 작업 기계(90)는 소정의 처리 작동을 수행해서 제2 작업 기계(90) 상의 작업 영역에 위치된 작업물(84)을 처리한다.The industrial robot reverses the above-described operating steps to repeat the above-described workpiece transfer cycle to transfer the workpiece 84 from the work area on the
도4에서 도시된 바와 같이, 활주 유닛 기구(30)가 결합된 제4로봇 아암(22)은 제6 축(34) 둘레를 회전되도록 제어되며, 작업물 보유 지지 단부 작동체(60)의 대부분은 주 프레임(36)으로부터 돌출될 수 있다. 따라서, 산업용 로봇의 기부 유닛(4)은 작업 기계(88, 90) 상의 작업 영역을 상호 연결하는 중간 영역에 배치될 필요가 없으며 중간 영역으로부터 오프셋 영역에 배치될 수도 있다. 따라서, 도4로부터 알 수 있는 바와 같이, 작업물(84)은 기부 유닛(4)을 회전시키므로서 상대적으로 작은 각으로 비교적 짧은 시간 동안에 제1 작업 기계(88)에서 제2 작업 기적으로 작은 각으로 비교적 짧은 시간 동안에 제1 작업 기계(88)에서 제2 작업 기계(90)로 옮겨질 수 있다. 주 프레임(36)의 중간부가 제4 로봇 아암(22)에 결합되기 때문에, 캐리지(64)는 확대된 범위에서 이동될 수 있다.As shown in FIG. 4, the fourth robot arm 22 to which the
비록 활주 기구(30)의 구동 모터(50)가 본 실시예에서 산업용 로봇의 구동모터(M1 내지 M6)를 제어하는 제어 유닛(100)에 의해서 제어된다 할지라도, 구동모터(50)는 다른 제어 유닛에 의해서 제어될 수도 있다. 구동 모터(50)가 개별적으로 제어된다면, 활주 기구(30)는 활주 기구를 구비한 저가의 산업용 로봇을 제공하기 위해서 표준 산업용 로봇의 제4 로봇 아암(22)에 부착될 수 있다.Although the
넓은 범위에서 선형으로 이동하는 작업물 보유 지지 단부 작동체(60)를 지지하는 활주 기구(30)를 구비한 산업용 로봇은 작업물을 프레스 기계와 같이 하나의 작업 기계에서 다른 작업 기계로 이송하는데 사용하기 적절하다. 활주 기구(30)상에 지지되는 작업물 보유 지지 작동체(60)는 다른 단부 작동체로 대체되어서, 산업용 로봇을 부품 등을 세척하기 위한 세척 로봇이나, 두개의 부재를 용접하기 위한 용접 로봇 또는 부품들을 도장하기 위한 도장 로봇으로 사용할 수 있다. 산업용 로봇이 세척 로봇, 용접 로봇 또는 도장 로봇으로 사용되게 되면, 세척 노즐과 같은 단부 작동체는 캐리지가 주 프레임 상의 전방 위치에 있을 때 단부 작동체의 대부분이 활주 기구의 주 프레임에서 돌출하도록 지지된다. 그러므로, 단부 작동체는 작업 중에 기부 유닛에서 상대적으로 큰 거리로 분리되며, 따라서 세척액 등으로 인한 산업용 로봇의 오염이 방지될 수 있다.Industrial robots with sliding
활주 기구는 벽-장착식 산업용 로봇이나 트랙을 따라서 주행하는 주행식 산업용 로봇과 같이 다양한 종류의 산업용 로봇에 합체될 수 있다. 활주 기구는 또한 5축, 4축 및 3축의 산업용 관절형 로봇으로 합체될 수 있다.The sliding mechanism can be incorporated into various types of industrial robots, such as wall-mounted industrial robots or traveling industrial robots running along tracks. The sliding mechanism can also be incorporated into 5-axis, 4-axis and 3-axis industrial articulated robots.
전술한 설명에서 명백한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 활주 유닛의 중간부는 로봇 아암에 결합되고, 따라서 활주 유닛은 상대적으로 길게 되며, 작업물 보유지지 수단은 그에 따라 상대적으로 넓은 범위에서 이동될 수 있다. 작업물 보유지지 수단의 대부분은 캐리지가 활주 유닛의 전방 단부에 위치될 때 활주 유닛에서 외향 돌출한다. 따라서, 산업용 로봇이 한 작업 기계에서 다른 작업 기계로 작업물을 운반하는데 사용될 때, 작업물은 활주 유닛의 부품들을 프레스 기계와 같은 작업 기계상의 작업 영역에 위치시키지 않고도 보유 지지되고 해제될 수가 있다.As is evident from the foregoing description, according to the present invention, the intermediate portion of the slide unit is coupled to the robot arm, so that the slide unit is relatively long, and the workpiece holding means can thus be moved in a relatively wide range. . Most of the workpiece holding means protrude outwardly from the slide unit when the carriage is located at the front end of the slide unit. Thus, when an industrial robot is used to transport a workpiece from one work machine to another, the work piece can be held and released without placing the parts of the slide unit in a work area on the work machine, such as a press machine.
단부 작동체가 작업물을 보유 지지할 수 있는 로봇 손이기 때문에, 산업용 로봇은 작업물을 프레스 기계에서 다른 프레스 기계로 운반하는데 적절하다.Since the end effector is a robot hand capable of holding the workpiece, the industrial robot is suitable for transporting the workpiece from the press machine to another press machine.
제1 구동 수단 및 제2 구동 수란이 제어 수단에 의해서 제어되기 때문에, 활주 유닛의 캐리지는 로봇 아암이 회전을 하는 동안에 효과적으로 이동될 수 있으며, 변위를 위한 산업용 로봇의 작동에 필요한 시간이 저감될 수 있고, 로봇 아암의 관성 모멘트가 로봇 아암의 회전 동안에 저감될 수 있다. 로봇 아암이 제6 축둘레를 작동하기 위해 제어되기 때문에, 기부 유닛은 작업 기계들 사이의 경로로부터 오프셋된 위치에 배치될 수 있다.Since the first drive means and the second drive eggs are controlled by the control means, the carriage of the slide unit can be effectively moved while the robot arm is rotating, and the time required for the operation of the industrial robot for displacement can be reduced. And the moment of inertia of the robot arm can be reduced during rotation of the robot arm. Since the robot arm is controlled for operating the sixth axis, the base unit can be arranged at a position offset from the path between the working machines.
로봇 아암을 회전시키기 위한 제1 구동 수단이 제1 제어 수단에 의해서 제어 될 수 있고, 캐리지를 이동시키기 위한 제2 수동 수단이 제2 제어 수단에 의해서 제어될 수 있기 때문에, 활주 유닛은 종래의 산업용 로봇에 부가적인 기계로서 합체될 수 있다. 따라서, 저가의 산업용 로봇이 제공된다. 로봇 아암이 제6 축 둘레를 작동하기 위해 제어되기 때문에, 기부 유닛은 작업 기계들 사이의 경로로부터 오프셋된 위치에 배치될 수 있다.Since the first driving means for rotating the robot arm can be controlled by the first control means, and the second manual means for moving the carriage can be controlled by the second control means, the sliding unit is conventional It can be incorporated as an additional machine to the robot. Thus, a low cost industrial robot is provided. Since the robot arm is controlled to operate around the sixth axis, the base unit can be arranged in a position offset from the path between the working machines.
본 발명은 비록 어느 정도 특정된 양호한 형태로 기술되었지만, 명백한 많은 변경 및 개조가 가능하다. 따라서, 본 발명은 그 범주 및 정신을 벗어나지 않고 본문에 특정하여 설정된 것과 다르게 실시될 수도 있다.Although the present invention has been described in some specific and preferred forms, many obvious changes and modifications are possible. Accordingly, the invention may be practiced otherwise than as specifically set forth in the text without departing from its scope and spirit.
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