KR100785639B1 - 이송로봇의 수직 회전식 팔구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이송 로봇의 수직 회전식 팔구조에 관한 것으로서, 제품을 자동으로 이송하는 이송로봇 중 다양한 형태의 이송경로를 구현할 수 있으나 구조가 복잡한 다관절 이송로봇을 개선하여 간단한 구조로 안정적인 이송을 할 수 있도록 개발된 것으로;서브모터에 의하여 동력을 전달받아 회전하는 회전축과, 상기 회전축의 후방에 소정간격 이격되어 형성되는 제1 힌지를 포함하여 고정장착되는 고정브라켓과;상기 회전축에 일측 끝단이 장착되어 회전운동하는 회전사프트와;상기 제1 힌지에 일측 끝단이 장착되어 회전운동하는 회전링크와;상기 회전사프트의 타측 끝단이 회전가능하게 장착되는 제2 힌지 및 회전링크의 타측 끝단이 회전가능하게 장착되는 제3 힌지가 형성되되, 항상 상면이 지면과 평행하도록 형성되는 이송브라켓과;상기 이송브라켓의 상면에 장착되어 공압실린더에 의하여 수평방향으로 전후 운동하도록 형성되는 리프트로 구성됨을 특징으로 하는 이송로봇의 수직 회전식 팔구조에 관한 것이다.

이송로봇

Description

이송로봇의 수직 회전식 팔구조{Arm or transfer robot}

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 작동을 나타낸 측면도

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정면도

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 평면도

도 4는 종래 직교 형식의 이송로봇을 나타낸 개략도

도 5는 종래 수평관절방식의 이송로봇을 나타낸 개략도

도 6은 종래 수직관절방식의 이송로봇을 나타낸 개략도

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 고정브라켓

11 : 서브모터 12 : 회전축

13 : 제1 힌지 14 : 제1 센서

2 : 회전샤프트

3 : 회전링크

4 : 이송브라켓

41 : 제2 힌지 42 : 제3 힌지

43 : 완충기

5 : 리프트

51 : 공압실린더 52 : 제2 센서

61 : 수직가이드 62 : 수평가이드

본 발명은 이송로봇의 수직 회전식 팔구조에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 다관절 이송로봇과 같이 안정적이면서, 구조가 간단하여 경제적인 이송로봇의 수직 회전식 팔구조에 관한 것이다.

산업의 발달로 많은 분야에서의 생산 라인은 자동화되어 절단, 용접, 이송, 포장, 도장라인 등 대부분의 공정이 자동화 또는 자동화 로봇에 의하여 처리되고 있는 추세이다.

이중 이송로봇의 경우 다른 로봇과 비교하여 비교적 간단한 구조에서 복잡한 경로를 따라 이송하는 등 여러 가지 다양한 형태의 로봇이 개발되고 있다.

도 4는 종래 직교 형식의 이송로봇을 나타낸 개략도로서, 수직으로 움직이도록 하는 수직가이드(61)와 수평으로 움직이도록 하는 수평가이드(62)에 의하여 작동하는 가장 간단한 구조를 가지는 장점이 있다. 이러한 직교형식은 구동축이 적어서 비교적 저렴한 장점이 있으나 작업반경이 매우 적고 로봇 기구부가 상당히 많은 공간을 차지한다는 단점을 가지고 있다.

도 5는 종래 수평관절방식의 이송로봇을 나타낸 개략도로서, 인체의 팔 관절의 형상을 응용하여 적용한 것으로 비교적 많이 사용되는 구조이나 많은 관절 부분 에 각각의 구동모터를 필요로 하기에 구동모터가 많이 들어가고 연속 이동하는 제품을 들어올릴 때 약간의 미끄러짐이 발생할 수도 있는 단점이 있다.

도 6은 종래 수직관절방식의 이송로봇을 나타낸 개략도로서, 각 관절의 움직임에 따라 다양한 형태의 이송경로를 구성할 수 있는 장점을 가지고 있으나 구동모터가 역시 많이 필요하며 이송경로의 제어를 위하여 고성능의 제어수단을 필요로 하는 단점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 이송로봇의 축을 간소화하여 최소한의 구동모터로 작동 가능한 이송로봇 구조를 제공하는데 있다.

또한 이송로봇의 장치 구성이 간단하며 생산비용이 저렴한 이송로봇을 제공하는데 있다.

또 이송경로 구현 및 조작이 간편한 이송로봇을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 서보모터에 의하여 동력을 전달받아 회전하는 회전축과, 상기 회전축의 후방에 소정간격 이격되어 형성되는 제1 힌지를 포함하여 고정장착되는 고정브라켓과; 상기 회전축에 일측 끝단이 장착되어 회전운동하는 회전사프트와; 상기 제1 힌지에 일측 끝단이 장착되어 회전운동하는 회전링크와; 상기 회전사프트의 타측 끝단이 회전가능하게 장착되는 제2 힌지 및 회전링크의 타측 끝단이 회전가능하게 장착되는 제3 힌지가 형성되되, 항상 상 면이 지면과 평행하도록 형성되는 이송브라켓과; 상기 이송브라켓의 상면에 장착되어 공압실린더에 의하여 수평방향으로 전후 운동하도록 형성되는 리프트로 구성됨을 특징으로 한다. 아울러, 상기 이송브라켓의 배면에는 후방으로 소정길이 돌출되어 일정 이송지점에서 탄성지지되도록 하는 완충기가 돌출 형성됨을 특징으로 한다. 또한, 상기 회전축에는 상기 회전샤프트의 회전각을 정밀 감지할 수 있는 말굽형태의 제1 센서가 장착되며, 상기 리프트의 하단에는 물품의 안착 상태를 감지하는 제2 센서가 장착됨을 특징으로 한다.

이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 작동을 나타낸 측면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 평면도로서, 서보모터(11)에 의하여 동력을 전달받아 회전하는 회전축(12)과, 상기 회전축(12)의 후방에 소정간격 이격되어 형성되는 제1 힌지(13)를 포함하여 고정장착되는 고정브라켓(1)과; 상기 회전축(12)에 일측 끝단이 장착되어 회전운동하는 회전사프트(2)와; 상기 제1 힌지(13)에 일측 끝단이 장착되어 회전운동하는 회전링크(3)와; 상기 회전사프트(2)의 타측 끝단이 회전가능하게 장착되는 제2 힌지(41) 및 회전링크(3)의 타측 끝단이 회전가능하게 장착되는 제3 힌지(42)가 형성되되, 항상 상면이 지면과 평행하도록 형성되는 이송브라켓(4)과; 상기 이송브라켓(4)의 상면에 장착되어 공압실린더(51)에 의하여 수평방향으로 전후 운동하도록 형성되는 리프트(5)로 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 구성은 상기 회전샤프트(2)와 회전링크(3)이 고정브라켓(1)과 연결되 는 회전축(12)과 제1 힌지(13)은 고정단이 되며, 이송브라켓(4)과 연결되는 제2 힌지(41)와 제3 힌지(42)는 자유단이 될 때, 상기 회전축(12)과 제2 힌지(41) 사이의 거리와 상기 제1 힌지(13)과 제3 힌지(42)의 거리가 동일하면 상기 이송브라켓(4)은 이송경로를 따라 이송하면서 지면과 평행인 상태를 그대로 유지하게 된다.

즉 상기 회전링크(3)는 수평을 유지하기 위한 수단으로 별도의 수평 제어프로그램이나, 수평 유지용 구동모터가 없어도 리프트(5)의 수평상태를 용이하게 유지할 수 있도록 하기 위하여 개발된 것이다.

또한 물품을 들어올리는데 소모되는 힘은 회전에 의한 것이므로 하중ㅧsinθ(θ: 각도)의 힘으로 들어올리게 되어 전체적으로는 적은 힘으로 이송경로를 구현할 수 있게 된다.

또한 상기 리프트(5)는 공압실린더(51)에 의하여 수평으로 전후진 하는 운동을 하게 되어, 이송될 물품이 접근하면 리프트(5)를 물품의 하단으로 전진시켜 들어올리고 빼는 동작을 하게 된다.

이때 이러한 일련의 동작 즉 회전샤프트(2)의 회전에 의한 운동과 공압실린더(51)의 수평 왕복운동을 조합하여 여러 가지 다양한 형태로의 이송경로를 구현 할 수 있게 된다.

또한 본 발명에서는 상기 이송브라켓(4)의 배면에는 후방으로 소정길이 돌출되어 일정 이송지점에서 탄성지지되도록 하는 완충기(43)가 돌출 형성되는 실시 예를 추가로 제시하였다. 이는 이송브라켓(4)에 물품이 올려진 상태에서 일정 위치에서 정지하게 되는데 이때 관성에 의하여 물품의 위치가 변하거나 또는 반복되는 무 리한 정지에 따른 충격으로 장치의 정밀도나 내구성이 떨어지는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 흔하게 사용되는 내부에 스프링이 장착되어 탄성지지되도록 하는 것이 가장 사용이 용이하며 일반적일 것이다.

또한 본 발명에서는 상기 회전축(12)에는 상기 회전샤프트(2)의 회전각을 정밀 감지할 수 있는 말굽형태의 제1 센서(14)가 장착되며, 상기 리프트(5)의 하단에는 물품의 안착 상태를 감지하는 제2 센서(52)가 장착되는 실시 예를 나타내었다. 상기 실시 예는 정확한 이송경로의 구현을 위하여 회전샤프트(2)의 회전각을 상기 제1 센서에 의하여 감지하도록 하고, 물품의 원활한 이송을 위하여 최초 리프트(5)에 의하여 물품이 들어 올려질 때 이를 감지하여 이송경로에 의하여 이송하고 이송된 물품을 내려놓고 리프트(5)에 물품이 없음을 감지하여 최초 이송전 단계로 복귀하는 일련의 동작을 하기 위하여 제2 센서(52)를 장착한 것이다.

이러한 구성에 의하여 본 발명은 작업반경이 " 2 ㅧ sinθ ㅧ 회전사프트(2)의 길이 + 공압실린더(51)에 의한 직선운동 거리 "가 되어 비교적 작은 장치로 큰 작업반경을 구현할 수 있게 된다.

또한 간단한 구조와 적은 구동전력으로 이송로봇을 구현할 수 있게 되어 종전의 수입장치를 대체할 수 있게 되며 자동화 투자에 여력이 부족한 중소기업에서도 용이하게 사용할 수 있게 된다.

또 장치의 구성이 간단하여 이에 따른 고장요인의 감소로 유지보수도 용이한 효과가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 링크 연결구조를 응용하여 이송로봇의 축을 간소화하여 하나의 구동모터와 공압실린더로 이송경로를 구현하여 그 구조가 간단하면서 다관절 이송기구의 효과를 얻을 수 있게 된다.

또한 이송로봇의 장치 구성이 간단하며 제작이 용이하고 저렴한 효과가 있다.

또 이송경로 구현 및 조작이 간편한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 서보모터(11)에 의하여 동력을 전달받아 회전하는 회전축(12)과, 상기 회전축(12)의 후방에 이격되어 형성되는 제1 힌지(13)가 고정장착되는 고정브라켓(1)과;

   상기 회전축(12)에 일측 끝단이 장착되어 회전운동하는 회전사프트(2)와;

   상기 제1 힌지(13)에 일측 끝단이 장착되어 회전운동하는 회전링크(3)와;

   상기 회전사프트(2)의 타측 끝단이 회전가능하게 장착되는 제2 힌지(41) 및 회전링크(3)의 타측 끝단이 회전가능하게 장착되는 제3 힌지(42)가 형성되되, 항상 상면이 지면과 평행하도록 형성되는 이송브라켓(4)과;

   상기 이송브라켓(4)의 상면에 장착되어 공압실린더(51)에 의하여 수평방향으로 전후 운동하도록 형성되는 리프트(5)로 구성됨을 특징으로 하는 이송로봇의 수직 회전식 팔구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 이송브라켓(4)의 배면에는 후방으로 돌출되어 일정 이송지점에서 탄성지지되도록 하는 완충기(43)가 돌출 형성됨을 특징으로 하는 이송로봇의 수직 회전식 팔구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 회전축(12)에는 상기 회전샤프트(2)의 회전각을 감지할 수 있는 제1 센서(14)가 장착되며, 상기 리프트(5)의 하단에는 물품의 안착 상태를 감지하는 제2 센서(52)가 장착됨을 특징으로 하는 이송로봇의 수직 회전식 팔구조.

Images