KR100855833B1 - Fixing apparatus using magnetic - Google Patents

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Abstract

A fixing device using a magnet is provided to prevent shaking of the concerned part without using an additional clamp unit for fixing the part by installing a magnetism generating unit on a support for supporting a metallic part when using a robot for performing a welding operation or the like. A fixing device using a magnet comprises: a post(320) of which a lower end is fixed to a base, and which has a long shaft with a predetermined length in the direction perpendicular to the base; a vertical sliding joint(330) which moves vertically along the long shaft of the post, and of which a corresponding position is fixed in a state that the vertical sliding joint is locked; a magnetization cylinder part(310) having a magnet formed on one end thereof to generate magnetism and a cylinder for supporting a predetermined weight value; and a rotary connecting joint(340) which connects the magnetization cylinder part and the vertical sliding joint, which can be rotated to a predetermined angle around the vertical sliding joint, and of which a corresponding rotary angle is fixed in a state that the rotary connecting joint is locked. The magnetization cylinder part includes a connecting part(311), a cylinder, and a magnet.

Description

자석을 이용한 고정 장치{fixing apparatus using magnetic}Fixing apparatus using magnetic

도 1은 용접작업용 로봇의 일반적인 형상을 설명하기 위한 예시도1 is an exemplary view for explaining the general shape of the robot for welding operation

도 2는 본 발명에 따른 자석을 이용한 고정 장치를 사용하는 상태 예시도Figure 2 is an exemplary view using a fixing device using a magnet according to the present invention

도 3은 본 발명에 따른 자석을 이용한 고정 장치의 결합 관계 예시도Figure 3 is an illustration of a coupling relationship of the fixing device using a magnet according to the present invention

도 4는 본 발명에 따른 자석을 이용한 고정 장치의 예시도Figure 4 is an illustration of a fixing device using a magnet according to the present invention

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 산업용 로봇 200 : 샤시100: industrial robot 200: chassis

300 : 클램프 400 : 베이스300: clamp 400: base

310 : 자화실린더부 311 : 연결부310: magnetization cylinder portion 311: connection portion

312 : 실린더 313 : 자석312 cylinder 313 magnet

320 : 포스트 330 : 상하 슬라이딩 조인트320: Post 330: vertical sliding joint

340 : 회동연결조인트340: pivot joint

본 발명은 다관절 로봇을 이용한 생산현장에서 사용되는 생산품 고정용 지그에 관한 것으로 특히, 용접 등의 작업공정을 위해 로봇을 사용하는 경우 금속재질의 부품을 받쳐주는 지지대에 자력발생 수단을 구비함으로써 부품을 고정하는 별도의 클램프 수단 없이 해당 부품의 흔들림을 방지하도록 하는 자석을 이용한 고정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a jig for fixing a product used in a production site using a multi-joint robot, in particular, when the robot is used for a work process, such as welding by providing a magnetic force generating means in the support for supporting the metal parts It relates to a fixing device using a magnet to prevent the shaking of the parts without a separate clamp means for fixing the.

일반적으로, 산업용 로봇은 부품의 조립, 장착 및 용접이나 인체에 좋지 않은 영향을 미치는 어려운 작업에 적용되는 산업 기계로서, 수직 다관절, 수평 다관절 및 직교 좌표 로봇 등이 있다.In general, industrial robots are industrial machines that are applied to assembly, mounting and welding of parts, or difficult tasks that adversely affect the human body, and include vertical articulated, horizontal articulated, and Cartesian robots.

종래에 이와 같은 로봇들은 회전이 가능케 되는 베이스의 상측에 소정의 각도로 회동되거나 횡방향으로 이송되는 다수의 암(arm)들을 보유하고 있으며, 상기 베이스 및 각각의 암들에는 각종 구동 수단들을 구동하거나 미리 프로그래밍된 프로그램에 따라 각종 제어기기 들을 제어하도록 다수의 케이블이 접속되어 있는데, 상기 케이블들은 베이스의 일측면에 배선되거나 아니면 외부로 노출되는 상태로 배선이 이루어지고 있었다.Conventionally, such robots have a plurality of arms which are rotated at a predetermined angle or traversed in a lateral direction on the upper side of the base to be rotated, and the base and the respective arms drive or drive various driving means in advance. A plurality of cables are connected to control various controllers according to a programmed program. The cables are wired on one side of the base or exposed to the outside.

상술한 산업용 로봇 중 용접작업용 로봇의 일반적인 모습은 첨부한 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 회동가능하며 수평/수직 측으로 암을 구동시키는 본체(120)와, 로봇(100)의 기동시 힘의 중심 기준을 제공하고 및 본체(120)의 고정을 위한 베이스(110), 및 상기 암의 최종단부에 위치하며 실질적인 용접의 기능을 수행하는 용접부(130)로 구성된다.The general view of the robot for welding work among the above-mentioned industrial robots, as shown in the accompanying Figure 1, the main body 120 and the center of the force when the robot 100, which is rotatable and drives the arm to the horizontal / vertical side A base 110 for providing a reference and for fixing the body 120, and a weld 130 positioned at the last end of the arm and performing a function of substantial welding.

상기와 같은 용접작업용 로봇(100)을 이용하는 경우 자동화된 설비를 통해 작업 대 상 부품(차체 등)이 로봇(100)의 작업영역으로 이송되어 작업이 수행되어 진다.In the case of using the welding operation robot 100 as described above, a work target part (car body, etc.) is transferred to a work area of the robot 100 through an automated facility, and the work is performed.

이때 해당 작업 대상 부품은 로봇(100)의 작업영역내에 기설정된 수평/수직의 3차원 좌표상에 정확하게 일치하여야 불량이 발생되지 않으며, 이를 위해 작업 대상 부품의 위치를 고정하기 위한 다수의 고정구들이 사용되어진다.At this time, the parts to be worked on must be exactly matched on the horizontal / vertical three-dimensional coordinates set in the working area of the robot 100 so as not to cause defects. It is done.

상술한 고정구들은 통상적으로 로봇(100) 작업을 방해하지 않는 위치의 작업 대상 부품 측면의 여러 부분을 상하로 고정시키는 타입이 대부분인데, 이러한 고정구들은 작업의 신뢰성을 높이기 위해서는 필수적으로 사용하여야 함에도 불구하고 상기 용접부(130)의 형상에 의해 작업을 위한 접근 방향이 한정됨에 따라 로봇(100)의 작업 동선에 막대한 악영향을 끼치게 된다. 즉, 로봇(100)의 작업 동선 상에 고정구가 존재하는 경우 이를 회피하기 위한 불필요한 수직/수평 암의 동작이 발생되며 이 때문에 작업 효율이 떨어지는 문제점이 야기되며, 후 공정이 필요로 하는 등의 불편함이 내재되어 있다.The fasteners described above are usually a type for fixing the various parts of the side of the work object in a position that does not interfere with the operation of the robot 100 up and down, although these fasteners must be used to increase the reliability of the work As the direction of approach for the work is limited by the shape of the welding part 130, the robot 100 may have a huge adverse effect on the work line of the robot 100. That is, when there is a fixture on the working line of the robot 100, an unnecessary vertical / horizontal arm operation is generated to avoid this, and this causes a problem in that work efficiency is lowered, and inconveniences such as a post process are required. The ship is inherent.

상술한 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 다관절 로봇을 이용한 생산현장에서 사용되는 생산품 고정용 지그에 관한 것으로 특히, 용접 등의 작업공정을 위해 로봇을 사용하는 경우 금속재질의 부품을 받쳐주는 지지대에 자력발생 수단을 구비함으로써 부품을 고정하는 별도의 클램프 수단 없이 해당 부품의 흔들림을 방지하도록 하는 자석을 이용한 고정 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems relates to a jig for fixing the product used in the production site using a multi-joint robot, in particular, when using the robot for a work process, such as welding to support the metal parts It is to provide a fixing device using a magnet to prevent the shaking of the part without a separate clamp means for fixing the part by providing a magnetic force generating means in the support.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자석을 이용한 고정 장치의 특징은, 임의의 베이스에 하단이 고정되며 상기 베이스의 연직방향으로 일정 길이의 장축을 갖는 포스트와; 상기 포스트의 장축을 따라 상하 이동하며 록 상태일 경우 해당 위치가 고정되는 상하 슬라이딩 조인트와; 일단에 선택적으로 자력이 생성되는 자석을 구비하고 일정치의 하중을 견디도록 실린더를 구비한 자화실린더부; 및 상기 자화실린더부와 상하 슬라이딩 조인트간의 연결을 위한 구성이며 상기 상하 슬라이딩 조인트를 기준으로 소정 각도 회동 가능하고 록 상태일 경우 해당 회동각도가 고정되는 회동연결조인트를 포함하는 데 있다.Features of the fixing device using a magnet according to the present invention for achieving the above object, the lower end is fixed to any base and having a long axis of a predetermined length in the vertical direction of the base; An up and down sliding joint which moves up and down along the long axis of the post and is fixed at a corresponding position when in a locked state; A magnetization cylinder having a magnet to generate a magnetic force selectively at one end and having a cylinder to withstand a predetermined load; And a rotational connection joint configured to connect the magnetization cylinder unit and the vertical sliding joint, and to rotate a predetermined angle with respect to the vertical sliding joint and to lock the corresponding rotation angle when in the locked state.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자석을 이용한 고정 장치의 부가적인 특징으로, 상기 자화실린더부는 하부에 일정 길이의 단축이 형성되어 상기 단축이 상기 회동연결조인트에 고정 안착되는 연결부와; 상기 연결부의 상단에 구비되어 있는 걸림턱등의 안착부에 하부 하우징이 안착되며 일정치의 하중을 견디도록 구성된 실린더; 및 상기 실린더의 종단에 고정되며 선택적으로 자력이 생성 및 소멸되는 자석을 포함하는 데 있다.As an additional feature of the fixing device using a magnet according to the present invention for achieving the above object, the magnetizing cylinder portion is formed in the lower portion of the short axis of the connection portion is fixed to the pivot connection joint; A cylinder configured to withstand a predetermined load by mounting a lower housing on a seating part such as a locking step provided at an upper end of the connection part; And a magnet fixed to the end of the cylinder and optionally generating and dissipating magnetic force.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above object and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 자석을 이용한 고정 장치를 사용하는 상태 예시도이 고, 도 3은 본 발명에 따른 자석을 이용한 고정 장치의 결합 관계 예시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 자석을 이용한 고정 장치의 예시도이다.2 is a view illustrating a state using a fixing device using a magnet according to the present invention, FIG. 3 is a view illustrating a coupling relationship of a fixing device using a magnet according to the present invention, and FIG. 4 illustrates a magnet according to the present invention. It is an illustration of the fixing device used.

참조번호 200은 생산중인 금속재질의 자동차 부품으로 샤시를 예로 들어 나타내고 있으며, 참조번호 400은 콘베어 등에 의해 생산 부품을 이송하는 베이스를 나타내고, 참조번호 300은 상기 베이스(400)에 고정되며 상기 샤시(200)를 공간좌표상의 기준 위치로 고정하여 지지하도록 하는 클램프를 나타낸다.Reference numeral 200 denotes a chassis as an example of a metallic automobile part being produced, reference numeral 400 denotes a base for transferring production parts by a conveyor, etc., reference numeral 300 is fixed to the base 400 and the chassis ( Clamp 200 is fixed to the reference position on the spatial coordinate to support the clamp.

상기 클램프(300)는 상기 베이스(400)에 하단이 고정되며 상기 베이스(400)에 연직방향으로 일정 길이의 장축을 갖는 포스트(POST; 320)와, 상기 포스트(320)의 장축을 따라 상하 이동하며 록 상태일 경우 해당 위치가 고정되는 상하 슬라이딩 조인트(330)와, 일단에 선택적으로 자력이 생성되는 자석을 구비하고 일정치의 하중을 견디도록 실린더를 구비한 자화실린더부(310), 및 상기 자화실린더부(310)와 상하 슬라이딩 조인트(330)간의 연결을 위한 구성이며 상기 상하 슬라이딩 조인트(330)를 기준으로 소정 각도 회동 가능하고 록 상태일 경우 해당 회동각도가 고정되는 회동연결조인트(340)로 구성된다.The clamp 300 has a lower end fixed to the base 400 and a post (POST) 320 having a long axis of a predetermined length in the vertical direction to the base 400 and vertically moved along the long axis of the post 320. And in the locked state, the upper and lower sliding joint 330 is fixed to the corresponding position, the magnetization cylinder unit 310 having a cylinder to withstand a certain value of load having a magnet to generate a magnetic force selectively at one end, and the Rotating connection joint 340 is configured for the connection between the magnetizing cylinder 310 and the vertical sliding joint 330, and the rotation angle is fixed when the angle can be rotated based on the vertical sliding joint 330 and locked. It consists of.

상기 자화실린더부(310)는 하부에 일정 길이의 단축이 형성되어 상기 단축이 상기 회동연결조인트(340)에 고정 안착되는 연결부(311)와, 상기 연결부(311)의 상단에 구비되어 있는 걸림턱등의 안착부에 하부 하우징이 안착되며 일정치의 하중을 견디도록 구성됨과 동시에 회전력을 발휘하는 실린더(312), 및 상기 실린더(312)의 종단에 고정되며 실린더(312)로부터 회전력을 부여받아 선택적으로 자력이 생성 및 소멸되는 자석(313)으로 구성된다.The magnetization cylinder 310 has a short axis of a predetermined length is formed in the lower portion is connected to the connection portion 311 is fixed seated on the pivot connection joint 340, and the locking step is provided on the upper end of the connection portion 311 The lower housing is seated on the seating part of the back, and is configured to withstand a certain load, and at the same time, the cylinder 312 exerts a rotational force, and is fixed to the end of the cylinder 312 and is subjected to rotational force from the cylinder 312 to be selectively selected. It consists of a magnet 313 is generated and dissipated magnetic force.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 자석을 이용한 고정장치의 동작을 설명하기 전에 상기 자석(313)의 특징을 간략히 살펴보면, 상기 자석(313)의 내부에는 하나의 고정자석과 다른 하나의 회동자석이 구비되며, 구비되는 한 쌍의 자석중 하나가 일정 각도 회전함에 따라 자력이 형성되거나 차단되는 것이다. Before describing the operation of the fixing device using the magnet according to the present invention configured as described above, briefly look at the characteristics of the magnet 313, the inside of the magnet 313 is a fixed magnet and another rotating magnet The magnetic force is formed or blocked as one of the pair of magnets provided is rotated at an angle.

이와 같은 기술은 상용화되어진 기술로써 호주의 맥 스위치사에서 이미 상용화한 제품이므로 이에 대한 작동상의 상세 설명은 생략한다.Since this technology is commercially available and already commercialized by Mac Switch of Australia, detailed description on the operation thereof is omitted.

첨부한 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 자석을 이용한 고정장치를 사용하는 경우, 베이스(400)상에 다수개의 클램프(300)를 설치하되 생산공정을 위한 샤시(200)의 하부면에 참조번호 313으로 지칭되는 자석이 점접촉하도록 한다.As shown in FIG. 2, in the case of using the fixing device using the magnet according to the present invention, a plurality of clamps 300 are installed on the base 400, but the lower part of the chassis 200 for the production process. A magnet, referred to by reference number 313, is in point contact with the face.

이때 자석(313)은 작업자의 요청 혹은 선택에 의해 자력이 발생되며 그로인해 금속재질의 샤시(200)는 상기 클램프(200)에 의해 고정 지지된다. At this time, the magnetic force is generated by the magnet 313 at the request or selection of the operator, and the metal chassis 200 is fixedly supported by the clamp 200.

상기 클램프(300)의 높낮이는 기본적으로 상하 슬라이딩 조인트(330)를 위치이동시키는 것으로 수행하며, 이후 샤시(200)의 하부 면의 굴곡상태에 따라 상기 자석(313)이 위치하는 포인트에 따라 회동연결조인트(340)를 조절하여 해당 샤시(200)의 공간좌표를 작업 표준 좌표에 매칭시키게 된다.The height of the clamp 300 is basically performed by moving the vertical sliding joint 330, and then rotates in accordance with the point where the magnet 313 is located in accordance with the bending state of the lower surface of the chassis 200. The joint 340 is adjusted to match the spatial coordinates of the chassis 200 to the work standard coordinates.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments thereof, it is well known in the art that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims. Anyone who owns it can easily find out.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 자석을 이용한 고정장치를 제공하면, 정확한 공간 좌표에 위치되어야 하는 금속재질의 부품을 그 하부에서 점접촉에 의해 고정되게 지지하여 줄 수 있으며, 부품 고정을 위해 해당 부품의 측면이나 상단부분에 돌출되는 것이 아니므로 생산 자동화 기기들의 작업 동선의 설계에 용이하고, 작업 대상인 부품이 평판타입이 아니라고 다수개의 고정장치를 이용하여 하부지지가 가능하다는 효과가 있다.When the fixing device using the magnet according to the present invention as described above is provided, the metal parts to be positioned at the correct spatial coordinates can be fixedly supported by the point contact at the bottom thereof, Since it does not protrude on the side or the upper part of the part, it is easy to design the working line of the production automation devices, and there is an effect that the lower part can be supported by using a plurality of fixing devices because the part to be worked is not a flat plate type.

Claims (2)

임의의 베이스에 하단이 고정되며 상기 베이스의 연직방향으로 일정 길이의 장축을 갖는 포스트와;A post having a lower end fixed to an arbitrary base and having a long axis of a predetermined length in the vertical direction of the base; 상기 포스트의 장축을 따라 상하 이동하며 록 상태일 경우 해당 위치가 고정되는 상하 슬라이딩 조인트와;An up and down sliding joint which moves up and down along the long axis of the post and is fixed at a corresponding position when in a locked state; 일단에 선택적으로 자력이 생성되는 자석을 구비하고 일정치의 하중을 견디도록 실린더를 구비한 자화실린더부; 및A magnetization cylinder having a magnet to generate a magnetic force selectively at one end and having a cylinder to withstand a predetermined load; And 상기 자화실린더부와 상하 슬라이딩 조인트간의 연결을 위한 구성이며 상기 상하 슬라이딩 조인트를 기준으로 소정 각도 회동 가능하고 록 상태일 경우 해당 회동각도가 고정되는 회동연결조인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 고정 장치.A configuration for connection between the magnetizing cylinder portion and the vertical sliding joint, and a fixed angle using the magnet, characterized in that it comprises a rotation connection joint that can be rotated by a predetermined angle relative to the vertical sliding joint and the corresponding rotation angle is fixed in the locked state Device. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자화실린더부는 하부에 일정 길이의 단축이 형성되어 상기 단축이 상기 회동연결조인트에 고정 안착되는 연결부와;The magnetization cylinder portion is formed with a short axis of a predetermined length in the lower portion is connected to the shaft is fixed seated on the pivot connection joint; 상기 연결부의 상단에 구비되어 있는 걸림턱등의 안착부에 하부 하우징이 안착되며 일정치의 하중을 견디도록 구성된 실린더; 및A cylinder configured to withstand a predetermined load by mounting a lower housing on a seating part such as a locking step provided at an upper end of the connection part; And 상기 실린더의 종단에 고정되며 선택적으로 자력이 생성 및 소멸되는 자석을 포함 하는 것을 특징으로 하는 자석을 이용한 고정 장치.And a magnet fixed to the end of the cylinder and selectively generating and extinguishing magnetic force.
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