KR100620757B1 - 산업용 로봇의 용접건 스위블유닛트 - Google Patents

Abstract

다관절 로봇의 용접건에 의한 스폿용접시 사용되는 스위블유닛트의 전원입력용 케이블, 냉각수 및 공기압용 호스의 마모 및 파손시 해당 스프링형 케이블만을 용이하게 교체가능하고, 용접건의 사양에 따라 스프링형 케이블의 종류를 자유롭게 변경하여 호환성을 갖도록 한 것으로,

본 발명에 의한 산업용 로봇 스위블유닛트는, 로봇아암의 제1회전축에 고정되는 상부 회전부재와, 상부 회전부재에 고정되는 제2회전축을 회전가능하게 지지하며, 가장자리에 원주방향으로 등간격을 유지하여 입구측이 개방되게 제1결합홈이 형성되는 고정부재와, 제1결합홈에 착탈가능하게 고정되며, 외부로 부터 공급되는 용접전원, 신호, 압축공기 및 냉각수를 용접건에 전달하는 입력공급선 상부를 수용하는 관통공이 형성되는 상부 결합편과, 제2회전축 하단에 고정되고, 가장자리에 원주방향으로 등간격을 유지하여 입구측이 개방되게 제2결합홈이 형성되며, 제1회전축 회전시 연동되어 선회되는 용접건에 고정지지되는 하부 회전부재와, 제2결합홈에 착탈가능하게 고정되며, 입력공급선 하부를 수용하는 관통공이 형성되는 하부 결합편을 구비한다.

산업용 로봇, 스폿용접, 스위블유닛트, 입력공급선, 스프링형 케이블

Description

산업용 로봇의 용접건 스위블유닛트{swivel unit of spot gun of industry robot}

도 1은 일반적인 산업용 로봇의 개략도,

도 2는 종래 기술에 의한 산업용 로봇의 용접건 스위블유닛트의 개략적인 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 스위블유닛트의 사용상태도,

도 4는 본 발명에 의한 산업용 로봇의 용접건 스위블유닛트의 분리사시도,

도 5는 본 발명에 의한 스위블유닛트의 요부발췌단면도,

도 6은 본 발명에 의한 스위블유닛트에서 입력공급선을 수용하는 결합편의 변형예시도이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

4; 로봇아암

5; 용접건

20; 상부 회전부재

21; 제2회전축

22; 제1결합홈

23; 고정부재

24,28,31; 관통공

25; 상부 결합편

26; 제2결합홈

27; 하부 회전부재

29; 하부 결합편

30; 나사공

32; 체결부재

33; 안내턱

34; 리브

본 발명은 다관절 로봇의 용접건(spot gun)에 의한 스폿용접시 사용되는 스위블유닛트의 전원입력용 케이블, 냉각수 및 공기압용 호스의 마모 및 파손시 해당 스프링형 케이블만을 용이하게 교체가능하고, 용접건의 사양에 따라 스프링형 케이블의 종류를 자유롭게 변경하여 호환성을 갖도록 한 산업용 로봇의 용접건 스위블유닛트(swivel unit)에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 로봇아암과 용접건사이에 소정각도범위내에서 선회가능하 게 장착되는 스위블유닛트의 용접전원 입력용 전원선, 신호전달용 신호선, 냉각수 및 공기압을 각각 전달하는 호스, 누수 감지선 등의 파손시 해당 부품만을 용이하게 분리하여 교체할 수 있도록 한 산업용 로봇의 용접건 스위블유닛트에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 산업용 로봇은, 지면에 고정되는 기대(1)와, 회전수단(2)(turning joint)에 의해 기대(1)에 좌우 양방향으로 선회가능하게 장착되는 본체(3)와, 본체(3)에 회동가능하게 고정되는 다관절 로봇아암(4)과, 다관절 로봇아암(4)에 장착되어 스폿용접을 하게되는 용접건(5)과, 스폿용접시 트랜스포머(10)에 의한 저전압,고전류의 용접전원을 전원선(6a)을 통해 용접건(5)에 공급하는 타이머콘택터(6)와, 용접건(5)의 상하 전극을 구동시키도록 공기압을 공급하는 공기압 호스(7)와, 용접건(5)의 전극 통전시 발생되는 열을 냉각시키도록 냉각수를 공급하는 냉각수 호스(8)와, 전극의 파열과 트랜스포머(10)의 과열을 방지하도록 냉각수 흐름을 제어하는 워터플로우 스위치(9)와, 워터플로우 스위치(9) 작동상태를 감지하는 신호선(11)을 구비한다.

즉, 스폿용접 시스템에서는 로봇의 바닥면으로 부터 전원선(6a)과, 신호선(11)과, 냉각수 호스(8)와, 공기압 호스(7) 등으로 이루어지는 입력공급선들이 로봇아암(4)의 용접건(5)에 연결된다.

이때, 전술한 용접건(5)에 의한 스폿용접시 로봇아암(4)의 회전으로 인해 입력공급선들의 꼬임 및 마찰로 인해 이들의 파손을 방지하고, 로봇아암(4)의 회전축(미도시됨) 회전에 따라 연동되어 작동되는 용접건(5)의 원활한 작동을 확보할 수 있도록 스위블유닛트(A)가 제안된 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 산업용 로봇의 용접건 스위블유닛트(A)는, 전술한 로봇아암(4)과 용접건(5)사이에 장착되는 것으로서, 로봇아암(4) 일단에 상부의 고정부(12)가 고정되고, 용접건(5) 상단에 하부의 회전부(13)를 고정시킴에 따라, 로봇아암(4) 회전축이 좌우방향으로 180도 회전될 때 스프링형 케이블(16)의 탄성력에 의해 회전부(13) 및 용접건(5)이 동시에 소정각도범위내에서 회전하게 되어 스폿용접을 하게 된다.

이때, 전술한 고정부(12) 외측면에는 용접용전원, 냉각수, 신호, 공기압을 각각 공급하는 입력용 접속구(14)가 반경방향으로 등간격을 유지하여 형성되고, 반면에 회전부(13) 외측면에는 입력용 접속구(14)와 대응되는 출력용 접속구(15)가 형성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 전술한 로봇아암(4)에 고정되는 고정부(12)는 로봇아암(4)의 회전축 회전에 무관하게 고정된 위치에서 외부로 부터 입력용 접속구(14)를 통해 입력되는 입력공급선들을 수용하고, 로봇아암(4)의 회전축 회전시 고정부(12) 바닥면에 일체형으로 고정된 스프링형 케이블(16) 상단은 고정된 초기상태를 유지하는 반면, 로봇아암(4)의 회전축 회전시 연동되는 회전부(13)의 회전에 따라 스프링형 케이블(16) 하단은 회전부(13) 회전위치까지 비틀림되어 연장 된다.

이로 인해, 종래의 스위블유닛트는, 전술한 로봇아암(4)의 회전축 회전에 따라 연동되는 회전부(13)의 회전으로 인해 전술한 스프링형 케이블(16)이 파손되는 경우, 파손된 스프링형 케이블(16)을 교체하기 위하여 회전부(13)로 부터 스프링형 케이블(16)을 분리하는 작업이 힘들어 작업시간 증가로 인해 작업성이 떨어지는 문제점을 갖는다.

또한, 전술한 스프링형 케이블(16)을 교체하기 위하여 스위블유닛트(A)를 로봇아암(4)과 용접건(5)으로 부터 분리해야 되므로, 스프링형 케이블(16)의 교체작업중 값비싼 로봇아암(4) 구동을 정지하게 되어 자동차 등의 생산라인 가동을 정지시켜 이의 생산성 저하를 초래하는 문제점을 갖는다.

또한, 전술한 용접건(5)에 전원, 압축공기, 신호 등을 공급하는 스프링형 케이블(16)을 전술한 고정부(12)와 회전부(13)사이에 장착하는 해당 부품의 구조가 상이하므로, 용접건(5) 사양에 따른 스프링형 케이블(16) 종류를 임의로 변경할 수 없어 스위블유닛트(A) 전체를 교체하게 되므로 원가 및 제작비용이 상승되는 문제점을 갖는다.

본 발명의 목적은, 스폿용접건용 스위블유닛트를 구성하는 용접전원용 전선 등을 포함하는 각종 입력공급선들의 파손시 이들을 용이하게 교체할 수 있어, 파손된 입력공급선 교체에 소요되는 작업시간을 단축시켜 작업성을 향상시키고, 생산라 인 정지되는 것을 최소화하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 산업용 로봇의 용접건 스위블유닛트를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 용접건 사양에 따라 외부로 부터 용접건에 공급되는 용접전원, 신호, 압축공기 및 냉각수용 입력공급선이 호환성을 갖게 되므로 이들의 설계 및 제작이 용이하여 제작비용을 절감할 수 있도록 한 산업용 로봇의 용접건 스위블유닛트를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 로봇아암의 제1회전축에 고정되는 상부 회전부재와,

상부 회전부재에 고정되는 제2회전축을 회전가능하게 지지하며, 가장자리에 원주방향으로 등간격을 유지하여 입구측이 개방되게 제1결합홈이 형성되는 고정부재와,

제1결합홈에 착탈가능하게 고정되며, 외부로 부터 공급되는 용접전원, 신호, 압축공기 및 냉각수를 용접건에 전달하는 입력공급선 상부를 수용하는 관통공이 형성되는 상부 결합편과,

제2회전축 하단에 고정되고, 가장자리에 원주방향으로 등간격을 유지하여 입구측이 개방되게 제2결합홈이 형성되며, 제1회전축 회전시 연동되어 선회되는 용접건에 고정지지되는 하부 회전부재와,

제2결합홈에 착탈가능하게 고정되며, 입력공급선 하부를 수용하는 관통공이 형성되는 하부 결합편을 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 용접건 스위블유닛트를 제공함에 의해 달성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 고정부재의 제1결합홈과 하부 회전부재의 제2결합홈 내측면에 형성되는 나사공과, 나사공에 대응되게 상,하부 결합편에 형성되는 관통공과, 관통공을 통과하여 나사공에 체결되어 제1,2결합홈에 상,하부 결합편을 고정하는 체결부재를 구비한다.

또한, 전술한 제1,2결합홈 내측면에 형성되며, 제1,2결합홈에 상,하부 결합편을 고정시 상,하부 결합편의 고정위치를 가이드하는 안내턱을 더 구비한다.

또한, 전술한 하부 결합편의 관통공에 연장형성되며, 고정부재에 대한 하부 회전부재의 선회시 입력공급선의 꺽임을 방지하는 리브를 더 구비한다.

또한, 전술한 상,하부 결합편은 입력공급선을 수용하는 반원형의 요홈이 대칭되게 형성된 한쌍의 제1,2결합편으로 각각 분리형성 된다.

또한, 전술한 입력공급선은 용접건 사양에 따라 호환성을 갖도록 고정부재 및 하부 회전부재에 장착되어 외부로 부터 용접건에 용접전원, 신호, 압축공기 및 냉각수를 공급하는 입력공급선의 장착위치를 임의로 변경할 수 있도록 형성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 산업용 로봇의 용접건 스위블유닛트는, 전술한 로봇아암(4)의 제1회전축(미도시됨)에 고정되는 상부 회전부재(20)와, 상부 회전부재(20)에 고정되는 제2회전축(21)을 회전가능하게 지지하며, 가장자리에 원주방향으로 등간격을 유지하여 입구측이 개방되게 제1결합홈(22)이 형성되는 고정부재(23)를 구비한다.

또한, 전술한 제1결합홈(22)에 착탈가능하게 고정되며, 외부로 부터 공급되는 용접전원용 전원선(6a), 신호용 케이블(11), 압축공기용 호스(7) 및 냉각수용 호스(8)를 용접건(5)에 전달하는 입력공급선(또는, "스프링형 케이블" 이라 칭함)(A;6a,7,8,11) 상부를 수용하는 관통공(24)이 형성되는 상부 결합편(25)을 구비한다.

또한, 전술한 제2회전축(21) 하단에 고정되고, 가장자리에 원주방향으로 등간격을 유지하여 입구측이 개방되게 제2결합홈(26)이 형성되며, 제1회전축 회전시 연동되어 선회되는 용접건(5)에 고정지지되는 하부 회전부재(27)와, 제2결합홈(26)에 착탈가능하게 고정되며, 입력공급선(A) 하부를 수용하는 관통공(28)이 형성되는 하부 결합편(29)을 구비한다.

이때, 전술한 고정부재(23)의 제1결합홈(22)과 하부 회전부재(27)의 제2결합홈(26) 내측면에 형성되는 나사공(30)과, 나사공(30)에 대응되게 상,하부 결합편(25,29)에 형성되는 관통공(31)과, 관통공(31)을 통과하여 나사공(30)에 체결되어 제1,2결합홈(22,26)에 상,하부 결합편(25,29)을 고정하는 체결부재(32)를 구비한다.

또한, 전술한 제1,2결합홈(22,26) 내측면에 형성되며, 제1,2결합홈(22,26)에 상,하부 결합편(25,29)을 고정시 상,하부 결합편(25,29)의 고정위치를 가이드하는 안내턱(33)을 더 구비한다.

또한, 전술한 하부 결합편(29)의 관통공(31)에 연장형성되며, 고정부재(23)에 대한 하부 회전부재(27)의 선회시 입력공급선(A)의 꺽임을 방지하는 리브(34)를 더 구비한다.

또한, 전술한 입력공급선(A)은 용접건(5) 사양에 따라 호환성을 갖도록 고정부재(23) 및 하부 회전부재(27)에 장착되어 외부로 부터 용접전원, 신호, 압축공기 및 냉각수를 용접건(5)에 공급하는 입력공급선(A)의 장착위치를 임의로 변경할 수 있도록 형성된다.

도면중 미설명부호 B는 고정부재(23)에 장착되어 상부 회전부재(20)를 회전가능하게 지지하는 베어링부재이다.

이하에서, 본 발명에 의한 산업용 로봇의 용접건 스위블유닛트의 작동을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 전술한 로봇아암(4)의 제1회전축(미도시됨) 구동에 따른 회전력이 제1회전축에 연결된 상부 회전부재(20)의 제2회전축(21)을 통하여 용접건(5)에 전달된다. 제1회전축 구동시 연동되어 회전되는 용접건(5) 에 의해 자동차 샤시 등과 같은 피용접물을 스폿용접을 하게 된다.

이때, 전술한 용접건(5)에 의한 스폿용접시 외부로 부터 공급되는 용접전원, 냉각수, 압축된 공기압, 신호는 전술한 고정부재(23)와 하부 회전부재(27)사이에 고정되는 탄성력을 갖는 스프링형 입력공급선(A)을 통하여 용접건(5)에 전달된다.

즉, 입력공급선(A)의 공급측은 고정부재(23) 가장자리에 원주방향으로 등간격을 유지하여 형성된 제1결합홈(22)에 결합되는 상부 결합편(25)의 관통공(24)을 통과하여 로봇아암(4) 소정위치에 접속되고(약 2.5M길이를 갖는다), 입력공급선(A)의 출구측은 하부 회전부재(27) 가장자리에 원주방향으로 등간격을 유지하여 형성된 제2결합홈(26)에 결합되는 하부 결합편(29)의 관통공(28)을 통과하여 용접건(5) 소정위치에 접속된다(약 1M길이를 갖는다).

따라서, 스폿용접을 하기 위하여 로봇아암(4)의 제1회전축 회전시 연동되는 용접건(5)이 좌측 또는 우측방향으로 회전될 때(약 210°범위의 회전각도를 갖는다), 탄성체의 입력공급선(A)각각의 상단은 고정부재(23)의 상부 결합편(25)에 고정지지된 초기상태를 유지한다.

반면에, 입력공급선(A) 하단은 전술한 하부 회전부재(27)의 하부 결합편(29)에 고정지지되므로, 입력공급선(A) 하단은 하부 회전부재(27) 회전에 따라 연동되어 비틀림상태로 휨변형되므로, 전술한 고정부재(23)의 고정부위보다 하부 회전부재(27)의 고정부위가 상대적으로 쉽게 마모 또는 파손된다.

이와 같이, 전술한 로봇아암(4)에 회전가능하게 고정된 용접건(5)을 이용하 여 반복적인 스폿용접 작업으로 인해 전술한 입력공급선(A)이 마모 또는 파손되는 경우, 용접건(5)에 공급되는 용접전원, 냉각수 및 압축된 공기압 등이 단절되어 용접건(5)을 제대로 구동시키지 못해 스폿용접을 중단하게 되고, 또한 용접건(5) 파손을 초래하므로 입력공급선(A)을 신속하게 교체해주어야 된다.

즉, 전술한 상부 결합편(25)을 고정부재(23)의 제1결합홈(22)에 착탈가능하게 고정시킨 체결부재(32)를 제1결합홈(22) 내측면에 형성된 나사공(30)으로 부터 분리하고, 하부 결합편(29)을 하부 회전부재(27)의 제2결합홈(26)에 착탈가능하게 고정시킨 체결부재(32)를 제2결합홈(26) 내측면에 형성된 나사공(30)으로 부터 분리한다.

이때, 전술한 고정부재(23)의 관통공(24)을 통과하여 로봇아암(4) 소정위치에 접속되는 입력공급선(A)의 공급측 연결부위(미도시된 커플링 등을 말함)를 분리하고, 하부 회전부재(27)의 관통공(28)을 통과하여 용접건(5) 소정위치에 접속되는 입력공급선(A)의 출구측 연결부위(미도시된 커플링 등을 말함)를 분리한다.

따라서, 파손된 입력공급선(A)을 새것으로 교환한 후, 전술한 고정부재(23)의 관통공(24)과 하부 회전부재(27)의 관통공(28)을 각각 통과시켜 로봇아암(4)과 용접건(5)에 양단부를 각각 결합시키면 이들의 교체작업은 완료된다.

한편, 전술한 입력공급선(A)은 호환성을 갖게 되므로, 반복적인 스폿용접 작업으로 인해 파손된 입력공급선(A)을 쉽게 교체할 수 있고, 용접건(5) 사양에 따라 입력공급선(A)의 장착위치를 임의로 변경할 수 있다.

즉, 전술한 용접건(5) 규격 등에 따라 전술한 고정부재(23)와 하부 회전부재(27)사이에 장착되는 압축공기압용 호스(7) 또는 냉각수용 호스(8) 등을 선택적으로 복수개 배치할 수 있음은 물론이다.

도 6은 본 발명에 의한 스위블유닛트에서 입력공급선을 수용하는 결합편의 변형예시도이다.

도시된 바와 같이, 전술한 상부 결합편(25)은 입력공급선(A)을 수용하는 반원형의 요홈(35)이 밀착면에 대칭되게 형성된 한쌍의 제1,2결합편(25a,25b)으로 각각 분리형성 된다. 이때 하부 결합편(29)이 입력공급선(A)을 수용하는 반원형의 요홈(미도시됨)이 밀착면에 대칭되게 형성되는 한쌍의 제1,2결합편(미도시됨)으로 분리형성될 수 있음은 물론이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의한 산업용 로봇의 용접건 스위블유닛트는 아래와 같은 이점을 갖는다.

스폿용접건용 스위블유닛트를 구성하는 용접전원용 전선 등을 포함하는 각종 입력공급선들의 파손시 이들을 용이하게 교체할 수 있어, 파손된 입력공급선 교체에 소요되는 작업시간을 단축시켜 작업성을 향상시키고, 생산라인 정지되는 것을 최소화하여 생산성을 향상시켜 신뢰성을 갖는다.

또한, 용접건 사양에 따라 외부로 부터 용접건에 공급되는 용접전원, 신호, 압축공기 및 냉각수용 입력공급선이 호환성을 갖게 되므로 이들의 설계 및 제작이 용이하여 제작비용을 절감할 수 있어 가격 경쟁력을 갖는다.

Claims (6)

1. 로봇아암의 제1회전축에 고정되는 상부 회전부재(20);

   상기 상부 회전부재(20)에 고정되는 제2회전축(21)을 회전가능하게 지지하며, 가장자리에 원주방향으로 등간격을 유지하여 입구측이 개방되게 제1결합홈(22)이 형성되는 고정부재(23);

   상기 제1결합홈(22) 내측면에 형성된 안내턱(33)에 안착되어 체결부재(32)로서 착탈가능하게 고정되며, 외부로 부터 공급되는 용접전원, 신호, 압축공기 및 냉각수를 용접건에 전달하는 입력공급선(A) 상부를 수용하는 관통공(24)이 형성되는 상부 결합편(25);

   상기 제2회전축(21) 하단에 고정되고, 가장자리에 원주방향으로 등간격을 유지하여 입구측이 개방되게 제2결합홈(26)이 형성되며, 제1회전축 회전시 연동되어 선회되는 용접건에 고정지지되는 하부 회전부재(27); 및

   상기 제2결합홈(26) 내측면에 형성된 안내턱(33)에 안착되어 체결부재(32)로서 착탈가능하게 고정되며, 입력공급선(A) 하부를 수용하는 관통공(28)이 형성되는 하부 결합편(29)를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 용접건 스위블유닛트.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서, 상기 하부 결합편(29)의 관통공(28)에 연장형성되며, 고정부재(23)에 대한 하부 회전부재(27)의 선회시 입력공급선(A)의 꺽임을 방지하는 리브(34)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 용접건 스위블유닛트.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 상,하부 결합편(25,29)은 입력공급선(A)을 수용하는 반원형의 요홈(35)이 대칭되게 형성된 한쌍의 제1,2결합편(25a,25b)으로 각각 분리형성되는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 용접건 스위블유닛트.
6. 삭제

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