KR100854916B1 - Robot system apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로봇 시스템 장치에 관한 것으로서, 로봇(R)의 팔목에 장착된 공구(3)과 제어판(4)간의 정보의 교환이 무선통신에 의해 이루어지고, 정보통신을 포함한 공구(3)측의 전원이 되는 축전지(1) 및 이에 충전하는 충전기(2)가 각각 복수개 설치되어 있으며, 축전지(1)에는 자동교환기구(1a)가 설치되어 있고, 이 자동교환기구(1a)에 의해 축전지(1)는 필요에 따라 공구(3)측에서 충전기(2)측으로 이동되고, 또는 그 반대로 이동되며, 공구(3)측에 장착된 축전지(1)의 전기량이 적어지면, 그 축전지(1)는 충전을 위해 빈 상태의 충전기(2)에 이동되고, 공구(3)측은 충전된 다른 축전지(1)를 받아들이도록 하고 있어 이 로봇 시스템 장치에 있어서는 로봇의 동작범위의 제한이 적고 생산·작업 라인의 정지가 좀처럼 생기지 않는 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to a robot system apparatus, wherein the exchange of information between the tool (3) mounted on the wrist of the robot (R) and the control panel (4) is performed by wireless communication, The battery 1 serving as a power source and a plurality of chargers 2 charged therein are respectively provided, and the battery 1 is provided with an automatic exchange mechanism 1a, and the battery 1 is provided by the automatic exchange mechanism 1a. Is moved from the tool 3 side to the charger 2 side or vice versa as necessary, and when the electric charge of the storage battery 1 mounted on the tool 3 side decreases, the storage battery 1 is charged. It is moved to the empty charger 2 for the purpose, and the tool 3 side accepts another charged battery 1, and in this robot system apparatus, the robot's operating range is limited and the production / work line stops. It is characterized by a rare occurrence.
Description
도 1은 본 발명의 1 실시형태의 로봇 시스템 장치의 개념도,1 is a conceptual diagram of a robot system device according to one embodiment of the present invention;
도 2는 축전지 사용시에 축전지의 자동교환기구와 공구측의 유지기구 본체와의 관계를 나타낸 단면도,2 is a cross-sectional view showing the relationship between the automatic exchange mechanism of the battery and the holding mechanism main body on the tool side when the battery is used;
도 3은 상기 자동교환기구의 좌측단을 충전기측의 유지기구의 공간에 삽입한 상태를 나타낸 단면도,3 is a cross-sectional view showing a state in which the left end of the automatic exchange mechanism is inserted into the space of the holding mechanism on the charger side;
도 4는 충전기(2)측에 축전지의 자동교환기구가 장착된 상태를 나타낸 단면도, 및4 is a sectional view showing a state in which an automatic exchange mechanism of a storage battery is mounted on the
도 5는 도 4의 상태에서 공구를 떼어낸 상태를 나타낸 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a state in which the tool is removed in the state of FIG. 4.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
R: 로봇 1: 축전지R: robot 1: battery
1a: 자동교환기구 2: 충전기1a: Automatic exchange mechanism 2: charger
3: 공구3: tooling
본 발명은 로봇 시스템 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a robotic system device.
종래의 로봇 시스템 장치는 산업용 로봇의 팔목에 장착된 공구 상의 센서의 신호확인이나 액추에이터의 전원공급을 위해 로봇 제어판 등에서 신호케이블 등의 케이블이 로봇 내부 또는 외부에 설치되어 있었다.In the conventional robot system apparatus, a cable such as a signal cable is installed inside or outside the robot in a robot control panel for signal confirmation of a sensor on a tool mounted on an arm of an industrial robot or power supply of an actuator.
따라서, 상기 로봇 시스템 장치에서는 케이블의 존재에 따라 로봇의 동작에 제한이 생기거나, 경우에 따라서는 케이블 절단때문에 생산·작업 라인이 정지되는 문제가 있었다.Therefore, in the above robot system apparatus, there is a problem in that the operation of the robot occurs due to the existence of the cable, or in some cases, the production and work lines are stopped due to the cable cutting.
따라서, 로봇 시스템 장치를 도입하고 있는 업계에서는 로봇의 동작범위의 제한이 적고, 생산·작업라인의 정지가 좀처럼 생기지 않는 로봇 시스템 장치가 개발되는 것을 기다리고 있다.Therefore, the industry which introduces a robotic system apparatus is waiting for the development of the robotic system apparatus which limits the operation range of a robot and hardly produces the stop of a production line.
그래서, 본 발명에서는 로봇의 동작범위의 제한이 적고, 생산·작업라인의 정지가 좀처럼 생기지 않는 로봇 시스템 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a robot system device in which the operation range of the robot is limited and the production and work lines are hardly interrupted.
본 발명의 로봇 시스템 장치는 로봇의 팔목에 장착된 공구와 제어판간의 정보의 교환이 무선통신에 의해 이루어지는 로봇 시스템 장치이다. 정보통신을 포함한 공구측의 전원이 되는 축전지 및 이를 충전하는 충전기를 각각 복수개 설치하고 있고, 상기 축전지에는 접속측을 공구로부터 충전기에 또는 그 반대로 교환하는 자동교환기구를 설치하고 있다. 공구측에 장착된 축전지의 전기량이 적어지면 당해 축전지를 충전시키기 위해 비어 있는 충전기로 되돌아가고(이동하고), 또한 공구는 충전된 다른 축전지를 받아들이도록 하고 있다.The robot system apparatus of the present invention is a robot system apparatus in which information is exchanged between a tool mounted on a wrist of a robot and a control panel by wireless communication. A plurality of accumulators serving as a power source for the tool side including information and communication and a charger for charging the same are respectively provided, and the accumulators are provided with an automatic exchange mechanism for replacing the connection side from the tool to the charger or vice versa. When the amount of electricity of the battery mounted on the tool side decreases, the battery returns to an empty charger (moves) to charge the battery, and the tool accepts another charged battery.
본 발명의 로봇 시스템 장치는 또 축전지가 공구측에 장착되어 있을 때에는 축전지는 공구측의 전원용 배선과 전기적 접속상태가 되고, 축전지가 충전기측에 장착되어 있을 때에는 축전지는 충전기측의 충전용 배선과 전기적 접속상태가 되고 있다.In the robot system apparatus of the present invention, when the battery is mounted on the tool side, the battery is in electrical connection with the power supply wiring on the tool side. When the battery is mounted on the charger side, the battery is electrically connected to the charging wiring on the charger side. The connection state is established.
이하, 본 발명의 실시형태로서 나타낸 도면에 따라 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, it demonstrates according to drawing shown as embodiment of this invention.
도 1은 본 발명의 1 실시형태의 로봇 시스템 장치의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a robot system device according to one embodiment of the present invention.
상기 로봇 시스템 장치의 기본적인 구성에 대해 설명한다. 이 로봇 시스템 장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 로봇(R)의 팔목에 장착된 공구(3)와 제어판(4)간의 정보의 교환이 무선통신에 의해 이루어지도록 한 것이다. 이 로봇 시스템 장치는 정보통신을 포함하는 공구(3)측의 전원이 되는 축전지(1) 및 이를 충전하는 충전기(2)를 2개씩 설치하고, 또한 상기 축전지(1)에는 접속측을 공구(3)에서 충전기(2)에, 또는 그 반대로 교환하는 자동교환기구(1a)를 설치하고 있다. 그리고, 공구(3)측에 장착된 축전지(1)의 전기량이 적어지면, 당해 축전지(1)를 충전시키기 위해 비어있는 충전기(2)에 되돌아가고, 또한 충전된 다른 축전지(1)를 충전기(2)에서 공구(3)측에 받아들이도록 하고 있다. 또, 이 실시형태에서는 작업시에 2개의 충전기(2) 및 1개의 축전지(1)가 충전판(5)에 장착되고, 1개의 축전지(1)는 공구(3)측에 장착된 상태가 되고 있다.The basic configuration of the robot system apparatus will be described. As shown in Fig. 1, the robot system apparatus allows the exchange of information between the
로봇 시스템 장치의 각 주요부의 구성은 이하와 같다.The structure of each main part of a robot system apparatus is as follows.
축전지(1)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 전원용 배선과 전기적 접속하기 위한 접점 핀(P1, P1) 및 충전용 배선과 전기적 접속하기 위한 접점 핀(P2, P2)을 갖고 있다.As shown in FIG. 2, the
또, 이 축전지(1)에는 도 2에 나타낸 바와 같이 상기한 자동교환기구(1a)를 구비시키고 있다. 이 자동교환기구(1a)는 상기 도면에 나타낸 바와 같이, 중앙부에 공간부(10a)를 가진 본체(10)와, 상기 본체(10)를 좌우로 진퇴 자유롭게 관통시키고, 또한 양단부에 둘레홈(11a, 11b)이 설치된 축체(11)와, 상기 공간부(10a)의 중앙부에 장착되고, 또한 공간부(10a)에 수용된 판체(12)와, 상기 판체(12)를 좌측으로 힘을 가하는 스프링(13)과, 축체(11)를 좌측으로 힘을 가하는 스프링(14)과, 상기 본체(10)의 양단부에 회전 자유롭게 설치되고, 또한 뾰족한 부분이 상기 둘레홈(11a, 11b)에 끼워져 있는 걸기용 캠판(15, 16)을 구비하는 것으로 하고 있다.Moreover, this
충전기(2)는 도 1이나 도 2에 나타낸 바와 같이, 자동교환기구(1a)의 좌단부가 삽입되는 공간(21)이 설치되고, 또한 상기 걸기용 캠판(16, 16)과 걸기·비걸기 상태가 되는 걸기용 핀(22)이 설치된 유지기구 본체(20)를 구비하고, 또 충전용 배선에 전기적 접속상태가 되고 있는 접점 핀(P3, P3)을 구비하는 것으로 하고 있다.As shown in FIG. 1 or FIG. 2, the
공구(3)는 여기에서는 특히 무엇에 사용하는 것인지 특정하고 기재하지 않지만, 이 공구(3)에서는 도 1이나 도 2에 나타낸 바와 같이 예를 들면, 센서(3a), 액추에이터(3b), 무선통신수단(3c)을 설치하고 있고, 또 상기 축전지(1) 및 이것에 구비시킨 자동교환기구(1a)를 유지시키기 위한 유지기구 본체(30)를 구비하는 것으로 하고 있다.The
유지기구 본체(30)는 상기 유지기구 본체(20)와 같은 구성이고, 도 2에 나타낸 바와 같이 자동교환기구(1a) 우측 단부가 삽입되는 공간(31)이 설치되며, 또한 상기 걸기용 캠판(15, 15)과 걸기·비걸기 상태가 되는 걸기용 핀(32)이 설치되어 있다. 또, 전원용 배선에 전기적 접속상태가 되고 있는 접점 핀(P4, P4)을 구비시키고 있다.The holding mechanism
또, 상기 센서(3a)의 확인신호나, 로봇 제어판(4)에서의 액추에이터(3b)의 동작신호 등은 무선통신수단(3c)과 로봇 제어판(4)과의 무선신호의 교환에 의해 실행되고 있다.The confirmation signal of the
충전판(5)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 에어 실린더(50)를 구비시키고 있고, 그 출력축(51)을 출몰시키도록 하여 자동교환기구(1a)를 통해 축전지(1)를 공구(3)측에서 충전기(2)측으로, 또는 그 반대로 교환하도록 하고 있다.As shown in FIG. 2, the
축전지(1)가 공구(3)측에서 충전기(2)측으로, 또는 그 반대로 이동하는 태양을 설명한다. 여기에서는 우선 공구(3)측에 접속한 축전지(1)가 자동교환기구(1a)를 통해 어떻게 하여 공구(3)측에서 충전기(2)측으로 이동하고, 그리고 충전기(2)측에 장착되어 있는 축전지(1)가 어떻게 하여 공구측에 이동되는지에 대해 간단하게 설명한다.An embodiment in which the
우선, 축전지(1)의 충전이 필요하게 된 경우의 축전지(1)의 공구(3)측에서 충전기(2)측으로의 이동에 대해 설명한다.First, the movement from the
①. 축전지(1)가 공구(3)측에 접속된 상태(도 2)①. The
이 상태에서는 스프링(13, 14)이 가하는 힘에 의해 축체(11)는 좌측으로 최대한 이동하고 있고, 상기 축체(11)와 걸어 맞추는 걸기용 캠판(15, 15)은 걸기용 핀(32, 32)과 걸어맞춘 상태가 되고 있다. 따라서, 축전지(1)는 공구(3)에 확실히 장착된 상태가 되고 있다.In this state, the
또, 이 상태에서는 접점 핀(P1, P1)과 접점 핀(P4, P4)과의 접촉에 의해 축전지(1)와 전원용 배선과는 전기적 접속상태가 되고 있고, 축전지(1)가 액추에이터(3b)나 센서(3a)의 작동에 필요한 전원이 된다.In this state, the contact pins P1 and P1 and the contact pins P4 and P4 are brought into an electrical connection state between the
②. 자동교환기구(1a)의 좌단측이 공간(21)에 삽입된 상태(도 3)②. The left end side of the automatic exchange mechanism 1a is inserted into the space 21 (Fig. 3).
이 상태는 축전지(1)가 충전기(2)측에 접속되는 준비 상태이고, 걸기용 캠판(15, 15)은 걸기용 핀(32, 32)과 걸어맞춤 상태이다. 따라서, 축전지(1)는 공구(3)측에 확실히 장착된 상태이다.This state is a ready state in which the
③. 축전지(1)가 충전기(2)측에 접속된 상태(도 4)③. The
이 상태에서는 출력축(51)에 눌려져 축체(11)는 우측으로 최대한 이동하고 있고, 상기 축체(11)와 걸어맞추는 걸기용 캠판(15, 15)은 걸기용 핀(32, 32)과 비걸어맞춤 상태가 되는 동시에 걸기용 캠판(16, 16)은 걸기용 핀(22, 22)과 걸어맞춤 상태가 되고 있다. 따라서, 축전지(1)는 충전기(2)측에 확실히 장착된 상태가 되고 있다.In this state, the
④. 공구(3)가 충전기(2)측에서 떨어진 상태(도 5)④. The
상기 ③의 상태에서 공구(3)를 충전기(2)측에서 떼어내도록 하면, 축전지(1)는 공구(3)에서 벗어나 충전기(2)에 남아 있다.When the
또, 이 상태에서는 접점 핀(P2, P2)과 접점 핀(P3, P3)과의 접촉에 의해 축전지(1)와 전원용 배선과는 전기적 접속상태가 되고 있고, 축전지(1)에 대해 충전이 개시된다.
In this state, the contact between the contact pins P2 and P2 and the contact pins P3 and P3 is in an electrical connection state between the
다음에 다른 충전기(2)측에 장착된 다른 축전지(1)를 공구측에 장착하는 경우에 대해 설명한다.Next, the case where the
⑤. 공구(3)의 유지기구 본체(30)의 공간(31)을 다른 충전기(2)에 장착된 상태의 자동교환기구(1a)의 우측단을 외부삽입시킨다(도 4, 도 5 참조).⑤. The right end of the autochanging mechanism 1a with the
이 때, 실린더(5)의 출력축(50)은 후퇴하고, 스프링(13, 14)이 가하는 힘에 의해 축체(11)가 좌측으로 이동하고, 그 결과 걸기용 캠판(15, 15)은 걸기용 핀(32, 32)과 걸어맞춤 상태가 되는 동시에 걸기용 캠판(16, 16)은 걸기용 핀(22, 22)과 비걸어맞춤 상태가 된다(도 3 참조).At this time, the
따라서, 축전지(1)는 공구(3)측에 확실히 장착된 상태가 되고 있다.Therefore, the
이 상태에 있어서, 공구(3)를 충전기(2)에서 떼어내면, 축전지(1)는 충전기(2)에서 벗어나 공구(3)에 이동하여 그곳에 남아 있다.In this state, when the
⑥. 상기 ①~⑤에서 이 로봇 시스템 장치는 축전지(1)를 단시간에 용이하게 교환할 수 있다.⑥. In the above ① to ⑤, the robot system apparatus can easily replace the
이 로봇 시스템 장치는 상기한 바와 같이 구성하고 있고, 제어판(4)에서 공구(3)로의 케이블은 존재하지 않기 때문에, 로봇의 동작범위의 제한이 적고, 생산·작업라인의 정지가 좀처럼 생기지 않는 우수한 점을 가진다.The robot system device is constructed as described above, and since there is no cable from the
상기 실시형태에서는 축전지(1) 및 충전기(2)를 2개로 했는데, 이것에 한정되는 것이 아니라 2개 이상이어도 좋다. 이 경우에 있어서, 공구(3)에 축전지(1)를 2개 장착하는 형식으로 할 수 있다.In the said embodiment, although the
본 발명은 상기한 바와 같은 구성이기 때문에, 로봇의 동작범위의 제한이 적고, 생산·작업 라인의 정지가 좀처럼 생기지 않는 로봇 시스템 장치를 제공할 수 있다.Since the present invention has the above configuration, it is possible to provide a robot system apparatus in which the operation range of the robot is limited and the production and work lines are hardly interrupted.
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