KR101440066B1

KR101440066B1 - 로봇용 스위블 그리퍼

Info

Publication number: KR101440066B1
Application number: KR1020140023341A
Authority: KR
Inventors: 정기현
Original assignee: (주)위파
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2014-09-17

Abstract

본 발명은 로봇의 암의 선단에 장착되어 사용되는 로봇용 스위블 그리퍼에 관한 것으로, 상세하게는 스위블 그리퍼의 길이를 줄임으로써 로봇에 작용하는 힘의 하중을 줄일 수 있고 또한 로봇 선단축의 회전으로 인한 연결호스와 신호연결 케이블의 꼬임을 방지하기 위해 발명된 로봇용 스위블 그리퍼에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 로봇용 스위블 그리퍼는, 로봇 암의 선단에 구비된 회전연결구에 일단부가 연결설치되어 회전연결구와 함께 회전하는 회전실린더몸체와; 상기 회전실린더몸체의 외주면을 감싸는 한편, 로봇 암에 고정되어 회전하지 않는 고정링몸체와; 상기 회전실린더몸체에 설치되어 회전실린더몸체와 함께 회전하는 한쌍의 고정용 훅걸이가 형성된 고정커버와; 상기 회전실린더몸체와 고정링몸체 사이에 링 형태로 이루어지는 제1 에어챔버와 제2 에어챔버로 이루어진 에어챔버와; 상기 회전실린더몸체 내에 설치되되, 일단부는 한쌍의 고정용 훅걸이 사이에 위치하며, 에어챔버에 공급되는 에어에 의하여 직선운동을 하여 고정용 훅걸이에 놓여지는 고정지그를 고정 및 그 고정을 해제하는 고정용 피스톤를 포함 특징으로 한다.

Description

로봇용 스위블 그리퍼{The Swivel Gripper For Robot}

본 발명은 로봇의 암의 선단에 장착되어 사용되는 로봇용 스위블 그리퍼에 관한 것으로, 상세하게는 스위블 그리퍼의 길이를 줄임으로써 로봇에 작용하는 힘의 하중을 줄일 수 있고 또한 로봇 선단축의 회전으로 인한 연결호스와 신호연결 케이블의 꼬임을 방지하기 위해 발명된 로봇용 스위블 그리퍼에 관한 것이다.

일반적으로 산업현장에서는 생산성과 경제성 및 신뢰성을 높이기 위한 로봇의 사용이 점점 증가되고 있는 실정이다.

이러한 실정에 맞추어 다양한 로봇이 개발되고 있으며, 이 로봇에 부가적으로 설치되어 대상물 또는 그 대상물을 용이하게 고정하기 위한 고정지그 등을 용이하게 고정 및 그 고정상태를 해제하기 위한 다양한 그리퍼(Gripper)게 개발되고 있다.

특히 정밀주조 등과 같은 산업현장에서 사용되는 로봇(암)의 경우에는 필수공정 중 하나인 코팅작업을 위하여 로봇 암의 선단에 장착된 그리퍼로 반제품(주형틀)을 잡아서 이를 상하좌우 이송과 더불어 중심축(선)을 기준으로 회전을 시킨다.

이와 같이 로봇 암이 주형틀을 선단부에 설치를 한 후 상하좌우 및 회전을 시키고자 하는 경우 작업성과 생산성을 위하여 주형틀이 설치되는 고정지그(G)와, 이 고정지그(G)를 로봇 암의 선단부에 고정 및 고정상태를 용이하게 해제할 수 있도록 이루어진 스위블(Swivel)이 가능한 그리퍼(Gripper)가 필요하게 된다.

일반적으로 스위블(Swivel)이 가능한 그리퍼(Gripper)의 경우에는 그리퍼(Gripper)에 스위블(Swivel) 기능을 포함하는 경우에는 그 길이가 길어지며, 이로 인하여 로봇 암에 작용하는 하중(모우멘트)이 커지는 현상이 발생한다.

이처럼 스위블(Swivel)이 가능한 그리퍼(Gripper)의 길이가 길어짐으로써 로봇 암에 작용하는 하중(모우멘트)이 커지는 현상에 의하여 다음과 같은 문제점이 발생한다.

첫째, 상하이동시 로봇 암의 힌지부분에 작용하는 하중(모우멘트)이 커지는 현상으로 인하여 로봇 암이 대형화되는 문제점과 이로 인한 시설비용이 증가하는 단점이 발생한다.

둘째, 상기 첫째 이유와 같이 하중의 문제에 의한 동일한 로봇 암을 사용하고도 이에 설치되는 대상물이 작아져 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

셋째, 스위블(Swivel)이 가능한 그리퍼(Gripper)의 길이가 길어지는 경우 작업반경이 커지는 현상이 발생하는 문제점이 있다.

(KR) 공개특허공보 10-2004-0014477 (KR) 등록특허공보 10-0620757

본 발명은 종래의 문제점을 해결하고자 하는데 목적이 있는 것으로,

본 발명은 로봇의 암의 선단에 설치되어 물체를 회전시킬 수 있도록 고정하는 로봇용 스위블 그리퍼를 제공하되, 그 길이를 최소화할 수 있도록 하여 로봇에 작용하는 하중(모우멘트)의 크기를 작게 하여 로봇이 대형화되는 것을 방지할 수 있도록 이루어진 로봇용 스위블 그리퍼를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 해결하고자 이루어지는 본 발명의 로봇용 스위블 그리퍼는, 로봇 암의 선단에 구비된 회전연결구에 고정되는 연결용 플레이트와; 상기 연결용 플레이트에 일단이 고정되고, 원통 형태로 형성되어 내측에 피스톤 동작홀이 형성된 회전실린더몸체와; 상기 회전실린더몸체의 단부에 설치되어 함께 회전하며, 중심부분에 피스톤 관통홀이 형성되고, 끝 단부분에 고정지그가 설치되는 한 쌍의 고정용 훅걸이가 형성된 고정커버와; 상기 회전실린더몸체의 외주면을 감싸며 에어를 공급하도록 제1 에어공급구와 제2 에어공급구가 구비되는 고정링몸체와; 상기 고정링몸체를 로봇 암의 일측에 연결하여 회전하지 않도록 고정하는 고정대와; 상기 회전실린더몸체의 피스톤 동작홀에 구비되는 피스톤용 디스크판과, 상기 피스톤용 디스크판에 일단이 고정되어 피스톤 관통홀을 관통하는 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드의 끝단에 구비되는 테이퍼형태의 고정용 홀을 구비하는 고정용 헤드를 포함하는 고정용 피스톤으로 이루어지는 한편,

상기 회전실린더몸체와 고정링몸체 사이에는 링 형태의 제1 에어챔버와 제2 에어챔버로 이루어진 에어쳄버가 구비되고; 상기 회전실린더몸체에는 제1 에어챔버와 제2 에어챔버에 공급되는 에어가 피스톤 동작홀로 각각 공급되도록 형성된 제1 에어통로와 제2 에어통로가 구비되며; 상기 고정링몸체에 구비된 제1 에어공급구와 제2 에어공급구는 각각 제1 에어챔버와 제2 에어챔버에 연통함을 특징으로 한다.

이와 같이 이루어진 본 발명의 로봇용 스위블 그리퍼는 회전하는 회전실린더몸체의 선단부에 고정지그를 설치하도록 한 쌍의 고정용 훅걸이를 구비하고, 회전실린더 내에 구비되는 고정용 피스톤을 전후진 시켜 고정용 훅걸이에 설치되는 고정지그를 고정 및 고정상태를 해제시킴으로써 로봇 암의 선단과 고정되는 고정지그 사이의 거리를 단축시킬 수 있다.

이로 인하여 로봇 암에 작용하는 하중의 힘(모우멘트)이 적게 작용하도록 할 수 있는 한편, 로봇의 크기가 커지는 현상으로 발생하는 문제점을 해결할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예인 로봇용 스위블 그리퍼의 도면을 대신한 사진.
도 2는 본 발명의 일 실시 예인 로봇용 스위블 그리퍼의 정면 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예인 로봇용 스위블 그리퍼의 평면 개략단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예인 로봇용 스위블 그리퍼의 평면 분리개략도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예인 로봇용 스위블 그리퍼의 부분단면 개략도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예인 로봇용 스위블 그리퍼의 부분상세 단면개략도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 로봇 암의 선단에 설치되어 고정지그(G)를 회전시킬 수 있도록 고정하고, 그 고정상태를 해지할 수 있도록 이루어진 로봇용 스위블 그리퍼에 관한 것이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면,

이러한 본 발명의 로봇용 스위블 그리퍼(G)는 크게 로봇 암(1)의 선단에 구비된 중심축(C)를 중심으로 회전하는 회전연결구(2)에 고정되어 상기 회전연결구(2)와 함께 회전하는 회전실린더몸체(10)와, 상기 회전실린더몸체(10)의 단부에 설치되어 함께 회전하며, 끝 단부분에 고정지그(G)가 용이하게 설치되도록 한 쌍의 고정용 훅걸이(22)가 형성된 고정커버(20)와, 상기 회전실린더몸체(10)의 외주면(10a)을 감싸도록 설치되며 로봇 암(1)과 고정대(40)로 연결되어 회전하지 않는 고정링몸체(30)와, 상기 회전실린더몸체(10)의 내측에 구비되는 피스톤 동작홀(12)에 중심축(C) 방향으로 직선운동을 하도록 설치되어 고정용 훅걸이(22)에 설치되는 고정지그(G)를 고정 및 그 고정상태를 해제시키기 위한 고정용 피스톤(50)과, 상기 회전실린더몸체(10)와 고정링몸체(30) 사이에 에어가 공급되는 링 형태의 제1 에어챔버(61)와 제2 에어챔버(62)로 이루어진 에어쳄버(60)로 구성된다.

상기 회전실린더몸체(10)는 로봇 암(1)의 선단에 구비되어 정역회전을 하는 회전연결구(2)에 설치되어 회전연결구(2)와 함께 회전을 하는 구성으로 외측으로 고정링몸체(30)가 구비되고, 내측으로 고정용 피스톤(50)의 일부구성을 수용(구비)할 수 있도록 원동형태로 이루어진다.

이러한 원통 형태인 상기 회전실린더몸체(10)는, 일측에 회전연결구(2)에 고정될 수 있도록 연결용 플레이트(11)가 구비되고, 내측에 피스톤 동작홀(12)이 구비되며, 상기 연결용 플레이트(11)와 반대측에는 고정용 훅걸이(22)가 형성된 고정커버(20)가 설치된다.

상기 내측에 피스톤 동작홀(12)에 설치되는 고정용 피스톤(50)의 피스톤용 디스크판(51)이 작동하도록 피스톤 동작홀(12)에 에어를 공급하는 제1 에어통로(13)와 제2 에어통로(14)가 구비되며, 상기 제1 에어통로(13)와 제2 에어통로(14)는 에어쳄버(60)의 제1 에어챔버(61)와 제2 에어챔버(62)와 각각 연통하며, 상기 제1 에어통로(13)와 제2 에어통로(14)는 각각 복수개로 형성될 수도 있다.

상기 회전실린더몸체(10)의 외주면(10a)에는 회전실린더몸체(10)와 고정링몸체(30) 사이에 제1 에어챔버(61)와 제2 에어챔버(62)로 이루어진 에어쳄버(60)가 형성되도록 이격되게 링 형태의 복수 홈이 형성되며, 복수 홈 사이에는 서로 기밀이 유지될 수 있도록 복수의 실링용 패킹(P)이 설치된다.

상기 고정커버(20)는 고정지그(G)를 고정시킬 수 있도록 하는 구성으로, 회전실린더몸체(10)의 일측에 설치되며 상기 회전실린더몸체(10)와 함께 회전한다.

이러한 상기 고정커버(20)는 회전실린더몸체(10)의 일측에 설치되어 피스톤 동작홀(12)이 기밀이 유지될 수 있도록 하고, 중심부분에 고정용 피스톤(50)의 피스톤 로드(52)가 관통될 수 있도록 피스톤 관통홀(21)이 형성되고, 끝 단부분에는 고정지그(G)에 구비된 걸림축이 걸리(설치되)는 한 쌍의 고정용 훅걸이(22)가 구비되며, 상기 고정용 훅걸이(22)는 교체가능하도록 볼트와 같은 체결구로 고정된다.

상기 고정링 몸체(30)는 회전실린더몸체(10)의 외주면에 설치되되, 회전실린더몸체(10)와 함께 중심축(C)을 중심으로 회전하지 않는 구성이다.

이러한 상기 고정링 몸체(30)는 회전실린더몸체(10)의 외주면(10a)에 설치되어 제1 에어챔버(61)와 제2 에어챔버(62)로 이루어지는 에어쳄버(60)를 형성하는 것으로, 보통 내주면(30a)의 둘레에 회전실린더몸체(10)의 외주면(10a)에 형성된 복수의 링 형태의 홈과 대응하도록 복수의 링 형태의 홈이 형성되어 제1 에어챔버(61)와 제2 에어챔버(62)로 이루어지는 에어쳄버(60)이 형성되도록 한다.

또한, 상기 에어쳄버(60)의 제1 에어챔버(61)와 제2 에어챔버(62)에 각각 에어를 공급할 수 있도록 제1 에어공급구(31)와 제2 에어공급구(32)가 형성된다.

이러한 상기 고정링 몸체(30)는 도 1과 도 3과 같이 일단이 로봇 암(1)에 고정되는 고정대(40)에 고정설치되어 회전실린더몸체(10)와 함께 회전하지 않도록 함으로써 제1 에어공급구(31)와 제2 에어공급구(32)에 연결되어 에어를 공급하도록 하는 에어관(33)의 꼬임을 방지할 수 있게 된다.

상기 고정용 피스톤(50)은 에어쳄버(60)를 통하여 공급되는 에어에 의하여 직선(전후진) 운동을 하여 고정커버(20)의 고정용 훅걸이(22)에 걸려 있는 고정지그(G)를 고정 및 그 고정상태를 해제시키도록 하는 구성이다.

이러한 상기 고정용 피스톤(50)은 회전실린더몸체(10)의 피스톤 동작홀(12)에 구비되는 피스톤용 디스크판(51)과, 상기 피스톤용 디스크판(51)에 일단이 고정되고 타단은 피스톤 관통홀(21)을 관통하여 돌출되는 피스톤 로드(52)와, 상기 피스톤 로드(52)의 끝단에 구비되는 고정용 홀(54)을 구비하는 고정용 헤드(53)를 포함한다.

상기 고정용 홀(54)은 테이퍼형태로 형성되며, 이는 단부가 테이퍼형태의 돌기를 구비하는 고정지그(G)를 신속하고 안정되게 고정할 수 있도록 한다.

상기 에어쳄버(60)는 회전실린더몸체(10)의 외주면(10a)과 고정링 몸체(30)의 내주면(30a) 사이에 서로 이격되고 기밀이 유지되는 제1 에어챔버(61)와 제2 에어챔버(62)로 링 형태로 이루어진다.

이러한 에어쳄버(60)는 회전실린더몸체(10)의 외주면(10a)에 홈을 형성하여 이루어지도록 하거나 또는 고정링 몸체(30)의 내주면(30a) 홈을 형성하여 이루어지도록 하거나 또는 회전실린더몸체(10)의 외주면(10a)과 고정링 몸체(30)의 내주면(30a)에 각각 홈을 형성하여 이루어지도록 할 수 있다.

미설명된 도면부호인 P는 기밀유지를 위한 실링 또는 패킹링이며, 도면부호 PS는 피스톤 실(PISTON SEAL)이며, 도면부호 OB는 오일부쉬(OILESS BUSH)이며, 도면부호 RS는 로드실(ROD SEAL)이며, 기밀을 위하여 다수의 오링(O-Ring), V-링(V-Ring) 등이 설치된다.

이와 같이 이루어진 본 발명의 로봇용 스위블 그리퍼(G)는 로봇 암(1)의 선단부에 설치되어 고정지그(G)를 이동하는 로봇 암(1)에 안정적이며 신속하게 고정시키는 한편, 고정된 대상물(W)을 정역회전을 시킬 수 있도록 할 수 있는 것이다.

즉, 고정커버(20)의 고정용 훅걸이(22)에 걸려 있는 고정지그(G)는 에어를 공급하여 고정용 피스톤(50)을 전진 이동시키게 되면 고정되이 이루어지게 되며, 다시 에어를 공급하여 고정용 피스톤(50)을 후진 이동시키게 되면 고정상태의 고정지그(G)는 해제되게 된다.

이와 같이 이루어져 작동되는 본 발명의 로봇용 스위블 그리퍼(G)는 고정지그(G)가 걸리는 고정커버(20)가 설치되는 회전실린더몸체(10)의 내측에 고정지그(G)의 고정과 그 고정상태를 해제하도록 하는 구성인 고정용 피스톤(50)이 구비되고, 상기 회전실린더몸체(10)의 외측으로 고정용 피스톤(50)을 작동시키기 위한 에어챔버(60)가 형성되도록 고정링 몸체(30) 구비되고, 상기 고정링 몸체(30)는 에어를 공급하는 에어 관의 꼬임을 방지하도록 로봇 암(1)에 고정된다.

이렇게 이루어지는 본 발명의 로봇용 스위블 그리퍼(G)는 그 길이를 작게 할 수 있음으로써 로봇 암(1)에 작용하는 하중(모우멘트)을 적게 할 수 있게 된다.

G : 로봇용 스위블 그리퍼 W : 고정지그
1 : 로봇 암 2 : 회전연결구
10 : 회전실린더몸체
20 : 고정커버 22 : 고정용 훅걸이
30 : 고정링몸체
40 : 고정대
50 : 고정용 피스톤
60, 61, 62 : 에어챔버

Claims

로봇 암(1)의 선단에 구비된 회전연결구(2)에 고정되는 연결용 플레이트(11)를 일측에 구비하고, 원통 형태로 형성되어 내측에 피스톤 동작홀(12)이 형성된 회전실린더몸체(10)와;
상기 회전실린더몸체(10)의 단부에 설치되어 함께 회전하며, 중심부분에 피스톤 관통홀(21)이 형성되고, 끝 단부분에 고정지그(G)가 설치되는 한 쌍의 고정용 훅걸이(22)가 형성된 고정커버(20)와;
상기 회전실린더몸체(10)의 외주면(10a)을 감싸며 에어를 공급하도록 제1 에어공급구(31)와 제2 에어공급구(32)가 구비되는 고정링몸체(30)와;
상기 고정링몸체(30)를 로봇 암(1)의 일측에 연결하여 회전하지 않도록 고정하는 고정대(40)와;
상기 회전실린더몸체(10)의 피스톤 동작홀(12)에 구비되는 피스톤용 디스크판(51)과, 상기 피스톤용 디스크판(51)에 일단이 고정되고 타단은 피스톤 관통홀(21)을 관통하여 돌출되는 피스톤 로드(52)와, 상기 피스톤 로드(52)의 끝단에 구비되는 테이퍼형태의 고정용 홀(54)을 구비하는 고정용 헤드(53)를 포함하는 고정용 피스톤(50)으로 이루어지는 한편,
상기 회전실린더몸체(10)와 고정링몸체(30) 사이에는 링 형태의 제1 에어챔버(61)와 제2 에어챔버(62)로 이루어진 에어쳄버(60)가 구비되고,
상기 회전실린더몸체(10)에는 제1 에어챔버(61)와 제2 에어챔버(62)에 공급되는 에어가 피스톤 동작홀(12)로 각각 공급되도록 형성된 제1 에어통로(13)와 제2 에어통로(14)가 구비되며,
상기 고정링몸체(30)에 구비된 제1 에어공급구(31)와 제2 에어공급구(32)는 각각 제1 에어챔버(61)와 제2 에어챔버(62)에 연통함을 특징으로 하는 로봇용 스위블 그리퍼.
제1항에 있어서,
상기 제1 에어챔버(61)와 제2 에어챔버(62)는 회전실린더몸체(10)의 외주면 둘레 또는 고정링몸체(30)의 내주면 둘레 중 적어도 어느 하나에 형성된 링형태의 홈으로 이루어짐을 특징으로 하는 로봇용 스위블 그리퍼.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 고정용 피스톤(50)가 피스톤 로드(52)의 길이방향으로 전후진함으로써 고정커버(20)의 고정용 훅걸이(22)에 걸려있는 고정지그(G)를 고정 및 해제시킴을 특징으로 하는 로봇용 스위블 그리퍼.
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