KR100955530B1

KR100955530B1 - 클린타입 테이블 실린더 직선로봇

Info

Publication number: KR100955530B1
Application number: KR1020090088690A
Authority: KR
Inventors: 한월숙
Original assignee: 한월숙; (주)로보틱스테크놀로지; 알파로보틱스(심천)씨오.,엘티디
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2010-04-30

Abstract

본 발명은 에어실린더 대용으로 IT분야(핸드폰, 반도체, LCD, PDP, GPS, 노트북, 모니터 등), 나노산업은 물론이고 각종 산업기계에도 범용으로 사용할 수 있는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇에 관한 것으로서, 경량이고, 고속운전이 가능하며, 긴 스트로크 제공, 정밀성 및 작동성을 향상을 기대할 수 있고, 정밀한 위치결정, 속도 조정 등이 가능하며 전원공급으로 작동이 이루어질 수 있는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇을 제공코자 한 것이다.

즉, 본 발명은 정역 회전하는 구동모터(110)와 연결되는 볼 스크루(108)에 너트하우징(104)에 조립된 스크루너트(107)를 결합하여 너트하우징(104)과 함께 테이블(116)을 전진 및 후진되게 하는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇(100)에 있어서;

□형 구성의 베이스프레임(101) 내측에 축 방향으로 관통되게 형성한 작동구멍(102) 및 작동구멍(102)의 후단에 가공 형성한 하우징 내입부(103)와; 상기 작동구멍(102)에 삽입되는 너트하우징(104)과, 하우징 내입부(103)의 안쪽에 고정되는 회전베어링(105)이 조립된 베어링하우징(106)과; 상기 작동구멍(102)의 양측으로 형성한 가이드구멍(102a) 및 가이드구멍(102a)에 삽입되도록 너트하우징(104)에 형성한 가이드돌부(104a)와; 상기 너트하우징(104)에 조립되는 스크루너트(107)와; 상기 스크루너트(107)에 나사 결합되며 너트하우징(104)의 내면과 갭을 두어서 축 방향으로 슬라이드 되게 결합한 회전베어링(109)과, 베어링하우징(106)에 조립된 회전베어링(105)에 지지되는 볼 스크루(108)와; 상기 너트하우징(104)의 전방에 결합한 브래킷(114)으로 구성하며, 부가수단으로 밸런스수단(118), 가이드수단(132), 후진 스토퍼(119) 및 전진 스토퍼(121), 테이블(116), 관측창(113), 위치제어수단(124) 등을 설치한 것이다.

클린타입 테이블 실린더 직선로봇, 베이스프레임, 너트하우징, 테이블, 밸런스수단

Description

클린타입 테이블 실린더 직선로봇{Table cylinder for linear robot of clean type}

본 발명은 에어실린더 대용으로 IT분야(핸드폰, 반도체, LCD, PDP, GPS, 노트북, 모니터 등), 나노산업은 물론이고 각종 산업기계에도 범용으로 사용할 수 있는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경량이고, 고속운전이 가능하며, 긴 스트로크 제공, 정밀성 및 작동성을 향상을 기대할 수 있고, 정밀한 위치결정, 속도 조정 등이 가능하며 전원공급으로 작동이 이루어질 수 있는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇을 제공코자 한 것이다.

각종 산업기계, IT분야 장비의 핵심 주 구성원으로 액추에이터(actuator)를 사용하며, 액추에이터의 왕복 작동을 위한 동력원으로 유압 혹은 공압실린더를 사용하고 있다.

특히 공압실린더의 사용은 신속한 작동성을 제공할 수 있고, 다양한 행정거리를 제어할 수 있는 바, 각종 조립장비 등에 적용하여 자동화가 가능하게 하는데 일조하였다.

그러나 공압실린더의 경우 고압의 압축공기를 생산 공급하기 위해서 공기압축기가 필요하고, 공기압축기와 공압실린더를 배관 연결해야 하는 등의 어려움이 있고, 압축공기를 대기 중으로 방출하는 과정에서 과도한 소음이 발생하므로 부수적으로 소음기를 장착해야 함은 물론이고 하기와 같인 운영상의 여러 문제점도 있었다.

첫째 공압실린더는 일정한 두 위치 포인트 간의 이송, 이동이 주요 패턴이므로, 정지 위치가 3점 이상인 경우 특수 장치가 추가로 필요하며, 특수장치를 활용하더라도 정지위치 증가에는 한계가 있는 등 다양한 위치 포인트 작업이 어렵다.

둘째 속도 미세 조정의 어려움으로 속도의 급속 증가로 제품 파손의 우려가 있고, 속도의 급속 하강으로 택트 타임(tact time)에 영향을 줄 수 있으며, 가속도 및 감속도 조정의 어려움으로 하강 운전시 급가속 또는 높은 속도에 의한 충격으로 제품이 손상될 수 있다.

셋째 운전속도 조절이 어렵고, 속도가 안정적이지 못하다.

넷째 푸시 작동에 문제점이 있다. 즉 미는 힘이 너무 클 경우 제품이 손상될 수 있고, 제품 손상방지를 위해 미는 힘을 줄일 경우 택트 타임에 영향을 미치게 된다. 또한 조절기(감속밸브 등)에 의해 미는 힘이 조절되기는 하나 조절된 미는 힘이 변동적으로 안정되지 못하다.

다섯째 출력신호를 보내기 위해 원하는 위치에 센서를 설치해야 하고, 센서 신호에 따라 작동이 ON/OFF 되어져야 한다.

여섯째 운전 중 에어실린더의 중지가 어렵다.

일곱째 정지 위치의 정밀도 부족으로 이송작업이 어려워 빈번한 제품 운송 에러가 발생한다.

여덟째 에어공급원으로 컴프레서가 반드시 설치되어야 하며, 에어 압력에 변동이 있으므로 압력조절장치를 부가 설치하여 균일한 압력 조정이 필요하다. 또한 이러한 장비 운용에 고 전력이 필요하다.

또한 근자에는 공기압축기에 의해 압축된 공기에 오일, 압축탱크 내부에서 발생하는 부식물(녹) 등을 포함하는 수분입자 등이 대기 중으로 방출되는 등 환경문제가 야기되어 선진국 정상회담에서 이를 해결하기 위한 논의가 있기도 하였다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 수단으로 테이블 직선로봇이 제안되고 있으며, 일부 시판되는 제품들도 있으며 대표적인 예로는 도 1 내지 도 3과 같은 테이블 직선로봇(1)이다.

상기한 종래 테이블 직선로봇(1)은 도시된 바와 같이 '□'형 구성의 베이스프레임(2) 내측의 바닥 좌측과 우측에 각각 안치홈(2a)(2b)을 형성하여 직선베어링블록(3)과, 내부에 회전베어링(5)이 설치되는 회전베어링하우징(4)을 고정하고, 회전베어링하우징(4)이 고정되는 쪽으로 베이스프레임(2) 측방에 정역 회전되는 구동모터(6)가 내장 설치된 모터케이스(7)를 결합하며, 구동축(6a)은 베어링(5)에 지지되는 볼 스크루(9)와 일체 구성된다.

그리고 상기 직선베어링블록(3)에는 상기 볼 스크루(9)의 중심과 일치하도록 작동구멍(3a)을 형성하고, 작동구멍(3a)에는 스크루너트(11)가 내입 고정된 너트하 우징(10)을 삽입되며, 슬라이드구멍(3a)과 너트하우징(10)에는 대응하는 면부(3b)(10a)를 가공하여 회동되지 않고 축 방향으로만 슬라이드 되게 구성하며, 너트하우징(10)의 선단에는 각종 툴 등이 고정되는 테이블(12)과 직각방향으로 고정되는 브래킷(13)을 고정볼트(14)(15) 들로 고정된다.

상기 직선베어링블록(3)의 상부 양측에는 축 방향으로 레일(3c)을 형성하고, 상기 테이블(12)에는 레일(3c)과 면접하는 블록(12b)을 갖는 측벽(12a)을 형성하여 직선베어링블록(3)의 상단을 감싸는 형상이 되도록 구성한다.

그리고 상기 직선베어링블록(3)의 후방과 모터케이스(7) 사이에는 베이스프레임(2)에 형성된 걸림홈(2c)에 끼워지는 돌기(16a)가 길이방향으로 형성된 커버(16)를 결합하여 볼 스크루(9)가 외부로 노출되는 것을 차단되게 하며, 직선베어링블록(3)에 스토퍼홈(3d)을 형성하고, 테이블(12)에 스토퍼(12c)를 형성한 안전장치를 부가 설치한 구성이다.

상기한 종래 테이블 직선로봇(1)은 구동축(6A)와 볼 스크루(9)가 일체 구성이므로 구동모터(6) 고장 시 직선로봇(1)을 폐기해야 하며, 직선베어링블록(3)의 길이가 짧아 테이블(12)의 안정성 있는 안내 및 지지가 어렵고, 볼 스크루(9)와 스크루너트(11)가 헛돌 수 있는 문제점이 있었고, 베이스프레임(2)과 직선베어링블록(3) 및 회전베어링하우징(4) 등이 분리형이므로 강성이 저하되며, 여러 개의 가공된 부품을 조립하여 구성함으로 진원도 불량, 정밀도 저하 등으로 인한 문제점도 있었던 바, IT분야(핸드폰, 반도체, LCD, PDP, GPS, 노트북, 모니터 등), 나노산업에 사용하는데 상당한 어려움이 있었다.

이에 본 발명자는 상기한 종래 테이블 직선로봇이 갖는 제반 문제점을 일소코자 본 발명을 연구 개발한 것으로서, 본 발명에서는 에어실린더 대용으로 IT분야(핸드폰, 반도체, LCD, PDP, GPS, 노트북, 모니터 등), 나노산업은 물론이고 각종 산업기계에도 범용으로 사용할 수 있는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇을 경량이고, 고속운전이 가능하며, 긴 스트로크 제공, 정밀성 및 작동성을 향상을 기대할 수 있고, 정밀한 위치결정, 속도 조정 등이 가능하며 전원공급으로 작동이 이루어질 수 있는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇을 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

과제 해결 수단으로 본 발명에서는,

첫째 정역 회전하는 구동모터와 연결되는 볼 스크루에 너트하우징에 조립된 스크루너트를 결합하여 너트하우징과 함께 테이블을 전진 및 후진되게 하는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇에 있어서, □형 구성의 베이스프레임 내측에 축 방향으로 관통되게 형성한 작동구멍 및 작동구멍의 후단에 가공 형성한 하우징 내입부와; 상기 작동구멍에 삽입되는 너트하우징과, 하우징 내입부의 안쪽에 고정되는 회전베어링이 조립된 베어링하우징과; 상기 작동구멍의 양측으로 형성한 가이드구멍 및 가이드구멍에 삽입되도록 너트하우징에 형성한 가이드돌부와; 상기 너트하우징에 조립되는 스크루너트와; 상기 스크루너트에 나사 결합되며 너트하우징의 내면과 갭을 두어서 축 방향으로 슬라이드 되게 결합한 회전베어링과, 베어링하우징에 조립된 회전베어링에 지지되는 볼 스크루와; 상기 너트하우징의 전방에 결합한 브래킷으로 구성하였다.

둘째 상기 너트하우징의 양측에 일체 형성된 가이드돌부에 축 방향으로 관통되는 구멍을 형성하고, 이 구멍에 인장스프링 또는 에어밸런스를 내입하여 일단을 브래킷에 끼워지는 고정구에 걸고 타단은 베이스프레임의 후단에 걸림되도록 결합한 고정핀에 걸어서 고정한 밸런스수단 더 구비하였다.

셋째 상기 베이스프레임의 양측 가이드구멍 선단에 확관된 부시 결합공을 형성하여 LM 볼 부시를 끼움 결합하고; 상기 너트하우징의 가이드돌부는 후단부를 제외하고 제거하여 LM 볼 부시와 간섭되지 않는 작동홈을 형성하며; 상기 LM 볼 부시에는 LM 샤프트를 결합한 상태에서 LM 샤프트의 양단부를 너트하우징의 선단 이 고정되는 브래킷과 너트하우징의 후단에 있는 가이드돌부에 고정볼트로 고정한 가이드수단을 더 구비하였다.

넷째 상기 베이스프레임의 전방에는 너트하우징과 결합되는 브래킷과 접하는 후진 스토퍼를 결합하였다.

다섯째 상기 베이스프레임의 상측에 위치하도록 브래킷에 고정한 테이블과; 상기 베이스프레임과 테이블 사이에 설치되는 LM(Linear Motion)가이드를 더 설치하였다.

여섯째 상기 베이스프레임의 전방에는 너트하우징과 결합되는 브래킷(114)과 접하는 후진 스토퍼를 결합하고; 상기 테이블의 후단에 스토퍼 판을 설치하고, 베이스프레임의 상단에는 테이블이 완전히 전진한 상태에서 상기 스토퍼 판과 접하는 전진 스토퍼를 설치하였다.

일곱째 상기 베이스프레임의 후단에는 하우징 내입부를 관측할 수 있게 관측창을 형성하되; 상기 관측창은 베이스프레임의 상면, 양측면, 하면에 선택적으로 구성되며, 베이스프레임에 관측구멍을 형성하고, 투명커버를 씌워서 구성하였다.

여덟째 상기 볼 스크루의 후단과 구동모터의 구동축 연결은 하우징 내입부의 바깥쪽 베이스프레임에 고정되는 구동모터가 내장 설치된 모터케이스를 설치하고; 상기 볼 스크루의 후단과 구동모터의 구동축을 커플링으로 직렬 연결하였다.

아홉째 상기 베이스프레임과 테이블에는 길이방향으로 위치제어수단이 설치하되; 상기 베이스프레임의 측면에 고정되는 센서고정구와, 센서고정구에 고정되는 복수의 센서들 및 이 센서들과 접촉되도록 테이블에 고정 설치한 도그로 구성되며; 상기 센서고정구는 상부에 센서 안치홈이 형성되고 그 하측으로 전선내입공간을 형성한 구성이며, 양단부에는 측면커버에 의해 마감되게 하였다.

본 발명에서 제공하는 클린타입 테이블 직선로봇에 의하면 하기와 같은 효과가 있다.

-구성이 간단하고 경량이며 긴 스트로크를 제공한다.

-목표 위치 포인트 설정이 가능하므로 위치 정렬, 셋업 변경 또는 다른 작업 이 용이하다.

-속도의 미세 조정이 가능하다. 즉, 본 발명은 속도를 초당 1mm 스텝으로 조절 가능하며, 미세 속도 조절로 제품 파손의 가능성을 최소화 할 수 있고, 택트 타임(tact time)을 최소화 할 수 있다.

-가속도 및 감속도 조절이 가능하므로 충격 억제 및 제품 손상을 방지할 수 있다.

-운전 중에도 속도 조절이 가능하고, 서보컨트롤 시스템(서보모터, 볼 스크루)으로 속도를 일정하고 안정되게 제공할 수 있다.

-액추에이터 제품에 접촉되기 전에 속도를 감속할 수 있으므로 미는 힘 조절이 용이하며, 미는 힘을 위치 데이터를 활용하여 간편하게 조절 가능하고, 조절된 미는 힘을 균등하게 유지할 수 있다.

-별도의 센서 없이 구역신호 출력이 쉽게 이루어질 수 있다.

-운전 중 가속, 감속, 정지, 재출발 등이 가능하므로 그 활용도가 매우 넓다.

-위치 정밀도가 우수하므로 제품 이송 및 조립작업에 매우 적합하다.

-모터로 구동되므로 전원입력만으로 운전이 가능하다.

-에어실린더 대비 1//10 전력으로 운전이 가능하므로 에너지 절감효과가 있다.

-모터로 구동되는 스크루가 밀폐공간 내부에 위치하므로 외부로부터 이물질 유입이 없어 안정된 작동성을 보장할 수 있고, 작동부가 밀폐 구성되므로 분진 발 생을 근본적으로 차단할 수 있다.

-베이스프레임에 LM(Linear Motion)가이드의 LM블록이 직접 결합되는 구성이므로 고강성 고정도 유지가 가능하고, 베어링하우징 등과의 진원도 및 직진도를 획기적으로 향상시킬 수 있으며, LM블록을 길게 형성하여 작동안전성을 보장할 수 있다.

-내부에 스프링 밸런스를 설치할 경우 특히 Z축 방향 작동용으로 사용할 경우 중량물이 결합되더라도 신속한 복귀동작 구현이 가능한 등 작동성이 매우 우수함은 물론이고 작은 모터를 사용하여도 안정된 작동성을 제공할 수 있다.

-작동구멍의 양측으로 가이드구멍을 형성하고, 상기 너트하우징에 가이드구멍에 삽입되는 가이드돌부를 형성함으로 해서 너트하우징이 회동하는 문제점을 일소할 수 있다.

-관측창이 구비되어 있으므로 커플링 연결 상태를 수시로 확인하여 안전한 운전을 보장할 수 있다.

-에어실린더, 오픈형 액추에이터(actuator)에 비해 작동 소음이 없어 작업장 환경을 획기적으로 개선할 수 있다.

이하에서 첨부 도면에 의거하여 본 발명의 구성을 설명한다.

도 4, 도 5, 도 6은 본 발명의 바람직한 제 1실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 외형을 보인 정면도, 평면도, 측면도를 도시한 것이다.

그리고 도 7은 본 발명의 바람직한 제 1실시예를 보인 클린타입 테이블 실린 더 직선로봇의 분해사시도이며, 도 8a, 8b는 본 발명의 바람직한 제 1실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 구성 및 작동상태를 보인 정단면도, 도 9는 본 발명의 바람직한 제 1실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 조립상태를 보인 평단면도, 도 10은 본 발명의 바람직한 제 1실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 조립상태를 보인 좌측단면도, 도 11은 본 발명의 바람직한 제 1실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 조립상태를 보이기 위한 우측면도로 모터 및 커플링이 분리된 상태도를 도시한 것이다.

본 발명 제 1실시예에서 제공하는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇(100)은 도시된 바와 같이 □형 구성의 베이스프레임(101) 내측에 축 방향으로 작동구멍(102)을 관통 형성하고, 작동구멍(102)의 후단에는 하우징 내입부(103)를 가공 형성한다.

상기와 같이 베이스프레임(101) 내측에 축 방향으로 작동구멍(102)을 관통 형성하는 경우 강성을 향상시킬 수 있고, 아울러 가공을 최소화 할 수 있으며, 정밀도를 높일 수 있다.

상기 작동구멍(102)은 도 11에 도시된 바와 같이 양측으로 가이드구멍(102a)을 관통되게 형성한 구성이다.

상기 작동구멍(102)에는 너트하우징(104)이 삽입되며, 상기 너트하우징(104)에는 상기 가이드구멍(102a)에 삽입되는 가이드돌부(104a)가 일체로 형성된다.

이러한 구성은 너트하우징(104)을 회동 및 흔들림이 없이 보다 안전하게 작동 구현할 수 있다.

상기 하우징 내입부(103)에는 회전베어링(105)이 조립된 베어링하우징(106)을 고정한다.

상기 베어링하우징(106) 앞쪽의 너트하우징(104)에는 스크루너트(107)를 나사 조립하며, 스크루너트(107)에는 볼 스크루(108)를 나사 결합하되, 상기 볼 스크루(108)의 선단은 너트하우징(104)에 축 방향으로 슬라이드 되게 결합한 회전베어링(109)에 지지되게 조립하고, 후단은 베어링하우징(106)에 조립된 회전베어링(105)에 지지되게 조립한다. 이때 상기 회전베어링(109)은 너트하우징(104)의 내면과 0.2mm 정도의 갭을 두어서 볼 스쿠루(108)의 선단에 조립된 상태에서 축 방향으로 슬라이드 이동이 가능하게 되어 있다.

상기 하우징 내입부(103)의 후방에는 내부에 정역 회전되는 구동모터(110)가 내장 설치된 모터케이스(111)를 베이스프레임(101)에 결합하고, 상기 볼 스크루(108)의 후단과 구동모터(110)의 구동축(110a)을 하우징 내입부(103) 내에서 커플링(112)으로 연결하여 구동모터(110)의 구동력으로 볼 스크루(108)를 정역 회전시켜 너트하우징(104)을 전진 및 후진되게 한다.

상기 베이스프레임(101)의 후단에는 하우징 내입부(103)를 관측할 수 있게 관측창(113)을 형성한다. 상기 관측창(113)은 본 발명에서는 베이스프레임(101)의 상면에 위치되게 설치되어 있다. 그러나 관측창(113)을 베이스프레임(101)의 양측면 또는 하면에 선택적으로 설치할 수 있다.

본 발명에서의 관측창(113)은 베이스프레임(101)에 관측구멍(113a)을 형성하고, 투명커버(113b)를 씌워서 구성한다.

상기 관측창(113)은 본 발명 클린타입 테이블 실린더 직선로봇(100)을 운전 중에 커플링(112)의 결합상태 등을 육안으로 확인할 수 있는 구성요소이다.

그리고 상기 너트하우징(104)의 전방에는 브래킷(114)을 볼트(도시되지 않음)들로 결합 고정한다.

상기 브래킷(114)만 결합한 상태에서 기존의 각종 실린더 대용으로 사용할 수도 있다.

본 발명에서는 상기 브래킷(114)에 테이블(116)을 더 부가한 구성으로 도시되어 있으며 구성을 살펴보면 상기 브래킷(114)에는 상기 베이스프레임(101)의 상측에 위치하는 테이블(116)을 고정 설치하되, 베이스프레임(101)과 테이블(116) 사이에는 LM(Linear Motion)가이드(117)를 설치한다.

즉, 베이스프레임(101)의 상면에는 안치홈(101a)을 형성하여 LM블록(117a)을 설치하고, 테이블(116)에는 LM블록(117a)에 삽입되는 LM레일(117b)을 설치한다.

그리고 베이스프레임(101)의 전방에는 너트하우징(104)에 결합된 브래킷(114)과 접하는 후진 스토퍼(119)가 결합되어 테이블(116) 및 브래킷(114)이 후퇴 작동할 때의 충격이 베이스프레임(101)으로 전달되는 것을 최소화 할 수 있게 하였으며, 테이블(116)의 후단에 스토퍼 판(120)을 설치하고, 베이스프레임(101)의 상단에는 테이블(116)이 완전히 전진한 상태에서 상기 스토퍼 판(120)과 접하는 전진 스토퍼(121)를 테이블(116)이 전진 이동함으로 해서 발생하는 충격을 완충되게 한다.

상기 후진 스토퍼(119) 및 전진 스토퍼(121)는 내충격성을 흡수 처리할 수 있는 우레탄 고무 등으로 구성함이 바람직하다.

그리고 본 발명에서 제공하는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇(100)은 밸런스수단(118)을 더 구비하여 특히 Z축 방향 작동성을 개선토록 구성한다.

상기 밸런스수단(118)은 너트하우징(104)의 선단과 모터케이스(111) 사이에 양단이 결합되는 인장스프링 또는 에어밸런스(118a) 등을 적용함이 바람직하다.

본 발명에서는 너트하우징(104)의 양측에 일체 형성된 가이드돌부(104a)에 축 방향으로 관통되는 구멍(118b)을 형성하고, 이 구멍(118b)에 인장스프링 또는 에어밸런스(118a)가 내입되도록 설치한다.

본 발명에서는 인장스프링 또는 에어밸런스(118a)의 고정방법으로 일단을 브래킷(114)에 끼워지는 고정구(122)에 걸고 타단은 베이스프레임(101)의 후단에 걸림되도록 결합한 고정핀(123)에 걸어서 고정되게 한다.

상기 밸런스수단(118)은 너트하우징(104)이 전진하면서 인출될 때 인장되었다가 너트하우징(104)이 후진할 때 밸런스수단(118)이 복원되므로 구동모터(110)의 구동부하를 최소화하면서도 너트하우징(104)의 복귀가 용이하게 이루어지는 것으로, 특히 Z축 이송용으로 사용할 경우 구동모터(110)의 부하를 최소화 하면서도 작동성을 개선할 수 있다.

그리고 본 발명에는 베이스프레임(101)과 테이블(116)에는 길이방향으로 위치제어수단(124)이 설치된다.

본 발명에 적용되는 상기 위치제어수단(124)은 전선 처리가 용이하여 외관성을 높일 수 있게 구성한 것으로서, 다양한 구성의 직선로봇들에 적용될 수 있다.

본 발명에 적용된 위치제어수단(124)의 구성을 살펴보면 베이스프레임(101) 의 측면에 고정되는 센서고정구(125)와, 센서고정구(125)에 고정되는 복수의 센서(126)들 및 이 센서(126)들과 접촉되도록 테이블(116)에 고정 설치한 도그(127)를 포함하는 구성으로 이루어진다. 상기 센서(126)는 위치를 제어할 수 있는 다양한 것들이 선택될 수 있다.

상기 센서고정구(125)는 상부에 센서 안치홈(125a)이 형성되고 그 하측으로 전선내입공간(125b)을 형성한 구성이며, 양단부에는 측면커버(128)에 의해 마감되게 한 구성이다.

도 12는 본 발명의 바람직한 제 2실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 구성을 보인 정단면도를 도시한 것이다.

본 발명 제 2실시예에 의하면 베이스프레임(101)과 테이블(116) 사이에는 LM(Linear Motion)가이드(117)를 설치하되, LM(Linear Motion)가이드(117)는 베이스프레임(101)의 상면에는 안치홈(101a)을 형성하여 복수 즉 2개의 LM블록(117a)을 설치하고, 테이블(116)에는 LM블록(117a)에 삽입되는 LM레일(117b)을 설치한다.

이러한 구성은 테이블(116)의 길이를 연장하여 긴 스트로크를 제공할 수 있는 것이다.

도 13은 본 발명의 바람직한 제 3실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 구성을 보인 정단면도를 도시한 것이다.

본 발명 제 3실시예에 의하면 상기 제 1, 제 2실시예의 구동모터(110) 연결이 직렬로 연결된 것과는 달리 병렬로 연결한 구성을 도시한 것이다.

즉, 베이스프레임(101)의 후방에 모터패널(129)을 설치하고, 모터패널(129) 에는 볼 스크루(108)와 병렬 상태로 구동모터(110)를 설치하고, 상기 볼 스크루(108)의 후단과 구동모터(110)의 구동축(110a)을 기어박스(130) 내부의 기어군(131)에 의해 동력 전달되게 한 것이다.

도 14는 본 발명의 바람직한 제 4실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 조립 상태를 보인 정단면도, 도 15는 본 발명의 바람직한 제 4실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 조립상태를 보인 평단면도, 도 16은 본 발명의 바람직한 제 4실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 조립상태를 보인 좌측면도를 도시한 것이다.

본 발명 제 4실시예에서 제공하는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇(100)은 도시된 바와 상기 제 1 내지 3실시예와 같이 □형 구성의 베이스프레임(101) 내측에 축 방향으로 작동구멍(102)을 관통 형성하고, 작동구멍(102)의 후단에는 하우징 내입부(103)를 가공 형성하며, 작동구멍(102)의 양측으로 가이드구멍(102a)을 관통되게 형성한다.

상기 작동구멍(102)에는 상기 가이드구멍(102a)에 삽입되는 가이드돌부(104a)가 일체로 형성된 너트하우징(104)을 삽입하며, 상기 하우징 내입부(103)에는 회전베어링(105)이 조립된 베어링하우징(106)을 고정한다.

상기 베어링하우징(106) 앞쪽의 너트하우징(104)에는 스크루너트(107)를 나사 조립하며, 스크루너트(107)에는 볼 스크루(108)를 나사 결합하되, 상기 볼 스크루(108)의 선단에는 너트하우징(104)의 내면과 갭을 두고 회전베어링(109)을 조립하여 축 방향으로 슬라이드 되게 하고, 후단은 베어링하우징(106)에 조립된 회전베어링(105)에 지지되게 조립한다.

상기 베이스프레임(101)의 후단에는 하우징 내입부(103)를 관측할 수 있게 관측창(113)을 형성한다.

그리고 상기 너트하우징(104)의 전방에는 브래킷(114)을 볼트(도시되지 않음)들로 결합한다.

상기한 구성은 제1 내지 제3실시예와 기본적인 구성이 동일하다.

그리고 본 발명에서 제공하는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇(100)은 가이드수단(132)을 더 부가하여 작동 안전성과 강성을 높일 수 있게 한 것이다.

상기 가이드수단(132)은 베이스프레임(101)의 양측 가이드구멍(102a) 선단에 확관된 부시 결합공(133)을 형성하여 LM(Linear Motion) 볼 부시(134)를 끼움 결합하고, 너트하우징(104)의 가이드돌부(104a)는 후단부를 제외하고 전방을 제거하여 LM 볼 부시(134)와 간섭되지 않는 작동홈(135)을 형성하며, LM 볼 부시(134)에는 LM 샤프트(136)를 결합한 상태에서 LM 샤프트(136)의 양단부를 너트하우징(104)의 선단 및 테이블(116)이 고정되는 브래킷(114)과 너트하우징(104)의 후단에 있는 가이드돌부(104a)에 고정볼트(137)로 고정한다.

이러한 구성은 너트하우징(104)이 전진 및 후진할 때 베이스프레임(101)에 고정되고 LM 샤프트(136)에 삽입되는 2개의 LM 샤프트(136)와 함께 작동되므로 너트하우징(104)을 안정적으로 지지하게 되는 것이다.

그리고 베이스프레임(101)의 전방에는 너트하우징(104)과 결합되는 브래킷(114)과 접하는 후진 스토퍼(138)가 결합되어 테이블(116) 및 브래킷(114)이 후퇴 작동할 때의 충격이 베이스프레임(101)으로 전달되는 것을 최소화 할 수 있게 하였으며, LM 볼 부시(134)의 후방에는 테이블(116)이 완전히 전진한 상태에서 너트하우징(104)의 가이드돌부(104a)가 접하는 전진 스토퍼(139)를 설치하여 충격을 완충되게 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에서 제공하는 클린타입 테이블 직선로봇(100)은 에어실린더 대용으로 IT분야(핸드폰, 반도체, LCD, PDP, GPS, 노트북, 모니터 등), 나노산업은 물론이고, 각종 산업기계에서 일반 범용 또는 클린 환경에서도 기존 에어실린더를 대체할 수 있을 것으로 예상된다.

도 1은 종래 직선로봇의 실시예를 보인 사시도

도 2는 도 1의 정단면도

도 3은 도 1의 측단면도

도 4는 본 발명의 바람직한 제 1실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 외형을 보인 정면도

도 5는 본 발명의 바람직한 제 1실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 외형을 보인 평면도

도 6은 본 발명의 바람직한 제 1실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 외형을 보인 측면도

도 7은 본 발명의 바람직한 제 1실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 분해사시도

도 8a는 본 발명의 바람직한 제 1실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 구성 및 작동상태를 보인 정단면도로서 너트하우징이 인출되기 전 상태도

도 8b는 본 발명의 바람직한 제 1실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 구성 및 작동상태를 보인 정단면도로서 너트하우징이 인출된 후 상태도

도 9는 본 발명의 바람직한 제 1실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 조립상태를 보인 평단면도

도 10은 본 발명의 바람직한 제 1실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 조립상태를 보인 좌측단면도

도 11은 본 발명의 바람직한 제 1실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 조립상태를 보이기 위한 우측면도로 모터 및 커플링이 분리된 상태도

도 12는 본 발명의 바람직한 제 2실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 구성을 보인 정단면도

도 13은 본 발명의 바람직한 제 3실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 구성을 보인 정단면도

도 14는 본 발명의 바람직한 제 4실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 조립 상태를 보인 정단면도

도 15는 본 발명의 바람직한 제 4실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 조립상태를 보인 평단면도

도 16은 본 발명의 바람직한 제 4실시예를 보인 클린타입 테이블 실린더 직선로봇의 조립상태를 보인 좌측면도

■도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■

100:(클린타입 테이블 실린더) 직선로봇

101:베이스프레임 102:작동구멍

102a:가이드구멍 103:하우징 내입부

104:너트하우징 104a:가이드돌부

105:회전베어링 106:베어링하우징

107:스크루너트 108:볼 스크루

109:회전베어링 110:구동모터

110a:모터축 111:모터케이스

112:커플링 113:관측창

113a:관측구멍 113b:투명커버

114:브래킷 115:고정볼트

116:테이블 117:LM(Linear Motion)가이드

117a:LM블록 117b:LM레일

118:밸런스수단 118a:인장스프링 또는 에어밸런스

118b:구멍 119:후진 스토퍼

120:스토퍼 판 121:전진 스토퍼

122:고정구 123:고정핀

124:위치제어수단 125:센서고정구

126:센서 127:도그

125a:센서 안치홈 125b:전선내입공간

128:측면커버 132:가이드수단

133:부시 결합공 134:부시

135:작동홈 136:가이드핀

136:가이드핀 137:고정볼트

Claims

정역 회전하는 구동모터(110)와 연결되는 볼 스크루(108)에 너트하우징(104)에 조립된 스크루너트(107)를 결합하여 너트하우징(104)을 전진 및 후진되게 하는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇(100)에 있어서,

□형 구성의 베이스프레임(101) 내측에 축 방향으로 관통되게 형성한 작동구멍(102)과, 작동구멍(102)의 후단에 가공 형성한 하우징 내입부(103)와;

상기 작동구멍(102)에 삽입되는 너트하우징(104) 및 하우징 내입부(103)의 안쪽에 고정되는 회전베어링(105)이 조립된 베어링하우징(106)과;

상기 작동구멍(102)의 양측으로 형성한 가이드구멍(102a) 및 가이드구멍(102a)에 삽입되도록 너트하우징(104)에 형성한 가이드돌부(104a)와;

상기 너트하우징(104)에 조립되는 스크루너트(107)와;

상기 스크루너트(107)에 나사 결합되며 너트하우징(104)의 내면과 갭을 두어서 축 방향으로 슬라이드 되게 결합한 회전베어링(109)과, 베어링하우징(106)에 조립된 회전베어링(105)에 지지되는 볼 스크루(108)와;

상기 너트하우징(104)의 전방에 결합한 브래킷(114)으로 구성된 것을 특징으로 하는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇.
제 1항에 있어서;

상기 너트하우징(104)의 양측에 일체 형성된 가이드돌부(104a)에 축 방향으로 관통되는 구멍(118b)을 형성하고, 이 구멍(118b)에 인장스프링 또는 에어밸런스(118a)를 내입하여 일단을 브래킷(114)에 끼워지는 고정구(122)에 걸고 타단은 베이스프레임(101)의 후단에 걸림되도록 결합한 고정핀(123)에 걸어서 고정한 밸런스수단(118) 더 구비한 것을 특징으로 하는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇.
제 1항에 있어서;

상기 베이스프레임(101)의 양측 가이드구멍(102) 선단에 확관된 부시 결합공(133)을 형성하여 LM 볼 부시(134)를 끼움 결합하고;

상기 너트하우징(104)의 가이드돌부(104a)는 후단부를 제외하고 제거하여 LM볼 부시(134)와 간섭되지 않는 작동홈(135)을 형성하며;

상기 LM 볼 부시(134)에는 LM 샤프트(136)를 결합한 상태에서 LM 샤프트(136)의 양단부를 너트하우징(104)의 선단 및 브래킷(114)과 너트하우징(104)의 후단에 있는 가이드돌부(104a)에 고정볼트(137)로 고정한 가이드수단(132)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇.
제 3항에 있어서;

상기 베이스프레임(101)의 전방에는 너트하우징(104)과 결합되는 브래 킷(114)과 접하는 후진 스토퍼(138)가 결합하고, LM 볼 부시(134)의 후방에는 테이블(116)이 완전히 전진한 상태에서 너트하우징(104)의 가이드돌부(104a)가 접하는 전진 스토퍼(139)를 설치한 것을 특징으로 하는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇.
제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서;

상기 베이스프레임(101)의 전방에는 너트하우징(104)과 결합되는 브래킷(114)과 접하는 후진 스토퍼(119)를 결합한 것을 특징으로 하는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서;

상기 베이스프레임(101)의 상측에 위치하도록 브래킷(114)에 고정한 테이블(116)과;

상기 베이스프레임(101)과 테이블(116) 사이에 설치되는 LM(Linear Motion)가이드(117)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇.
제 6항에 있어서;

상기 베이스프레임(101)의 전방에는 너트하우징(104)과 결합되는 브래 킷(114)과 접하는 후진 스토퍼(119)를 결합하고;

상기 테이블(116)의 후단에 스토퍼 판(120)을 설치하고, 베이스프레임(101)의 상단에는 테이블(116)이 완전히 전진한 상태에서 상기 스토퍼 판(120)과 접하는 전진 스토퍼(121)를 설치한 것을 특징으로 하는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서;

상기 베이스프레임(101)의 후단에는 하우징 내입부(103)를 관측할 수 있게 관측창(113)을 형성하되;

상기 관측창(113)은 베이스프레임(101)의 상면, 양측면, 하면에 선택적으로 구성되며, 베이스프레임(101)에 관측구멍(113a)을 형성하고, 투명커버(113b)를 씌워서 구성한 것을 특징으로 클린타입 테이블 실린더 직선로봇.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서;

상기 볼 스크루(108)의 후단과 구동모터(110)의 구동축(110a) 연결은 커플링(112)으로 직렬 연결한 것을 특징으로 하는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇.
제 6항에 있어서;

상기 베이스프레임(101)과 테이블(116)에는 길이방향으로 위치제어수단(124)이 설치하되;

상기 베이스프레임(101)의 측면에 고정되는 센서고정구(125)와, 센서고정구(125)에 고정되는 복수의 센서(126)들 및 이 센서(126)들과 접촉되도록 테이블(116)에 고정 설치한 도그(127)로 구성되며;

상기 센서고정구(125)는 상부에 센서 안치홈(125a)이 형성되고 그 하측으로 전선내입공간(125b)을 형성한 구성이며, 양단부에는 측면커버(128)에 의해 마감되게 한 것을 특징으로 하는 클린타입 테이블 실린더 직선로봇.