KR101490977B1 - 트랜스퍼용 승강 장치 및 이 승강 장치가 적용된 트랜스퍼 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트랜스퍼용 승강 장치 및 이 승강 장치가 적용된 트랜스퍼 로봇에 관한 것으로, 지지프레임, 수직이동수단, 이동체를 포함하는 승강 장치를 구성하되, 지지프레임은 수평지지판에 다수개의 다리가 구비된 수평프레임과, 그 수평프레임에 수직으로 세워지는 수직지지대로 구성하고, 수직이동수단은 상하 방향으로 위치하는 스크류와 그 스크류를 따라 이동하는 너트블록, 상기 스크류를 이동하는 모터로 구성하며, 이동체 내부는 상하로 관통되고, 그 이동체 상부에는 안착판이 설치되며, 상기 이동체 내부에 실린더가 위치되어, 그 실린더 헤드는 아래쪽 수평지지판에 고정되고, 상부의 실린더 로드는 안착판 밖으로 돌출되어 안착판에 고정하며, 상기 이동체는 상기 수직지지대와 리니어 모션 가이드로 연결되어, 이동체가 수직지지대에 대해 상하로 슬라이딩하고, 상기 너트블록은 이동체에 고정된 승강 장치를 구성하여, 승강 장치로 제품을 수직 상하 방향으로 운송, 복귀함에 따라, 수직이동수단에 의해 이동체가 승강할 때, 실린더에 의해 밸런스를 유지하여, 작동의 정확성을 가지며, 상기 승강 장치의 안착판에는 수평 방향으로의 회전이 가능한 회전 운송 수단을 구성하고, 그 회전 운송 수단에는 수평 방향으로 이동 가능한 수평 운송 수단이 구성된 구조의 트랜스퍼 로봇을 구성하여, 제품을 원하는 곳으로 운송·복귀할 수 있는 것이다.

Description

트랜스퍼용 승강 장치 및 이 승강 장치가 적용된 트랜스퍼 로봇{the lift apparatus for transfer and the transfer robot theirwith}

본 발명은 트랜스퍼용 승강 장치 및 이 승강 장치가 적용된 트랜스퍼 로봇에 관한 것으로, 지지프레임, 수직이동수단, 이동체를 포함하는 승강 장치를 구성하되, 지지프레임은 수평지지판에 다수개의 다리가 구비된 수평프레임과, 그 수평프레임에 수직으로 세워지는 수직지지대로 구성하고, 수직이동수단은 상하 방향으로 위치하는 스크류와 그 스크류를 따라 이동하는 너트블록, 상기 스크류를 이동하는 모터로 구성하며, 이동체 내부는 상하로 관통되고, 그 이동체 상부에는 안착판이 설치되며, 상기 이동체 내부에 실린더가 위치되어, 그 실린더 헤드는 아래쪽 수평지지판에 고정되고, 상부의 실린더 로드는 안착판 밖으로 돌출되어 안착판에 고정하며, 상기 이동체는 상기 수직지지대와 리니어 모션 가이드로 연결되어, 이동체가 수직지지대에 대해 상하로 슬라이딩하고, 상기 너트블록은 이동체에 고정된 승강 장치를 구성하여, 승강 장치로 제품을 수직 상하 방향으로 운송, 복귀함에 따라, 수직이동수단에 의해 이동체가 승강할 때, 실린더에 의해 밸런스를 유지하여, 작동의 정확성을 가지며, 상기 승강 장치의 안착판에는 수평 방향으로의 회전이 가능한 회전 운송 수단을 구성하고, 그 회전 운송 수단에는 수평 방향으로 이동 가능한 수평 운송 수단이 구성된 구조의 트랜스퍼 로봇을 구성하여, 제품을 원하는 곳으로 운송·복귀할 수 있는 것이다.

일반적으로, 기계 가공, 제조 공정 등에서는 일련의 과정에서 소재(재료, 제품)는 주로 컨베이어를 따라 이동하면서 이루어지지만, 이러한 과정에서 소재를 한 공정에서 기계로의 공급하거나, 공정을 거친 소재를 제거하거나, 또는, 다음 공정으로의 공급 등과 같이 소재를 운반하는 과정이 필요하며, 이렇게 소재의 운반을 위해서는 다양한 트랜스퍼 로봇이 개발되었다.

이러한 트랜스퍼 로봇은 공정에 필요한 기계의 특성에 따라, 수직 이동 공정(승강 이동 공정), 수평 이동 공정, 회전 이동 공정 등을 포함하여, 한 공정에 필요한 소재를 신속하면서 정확하게 운반해야한다.

예를 들어, 국내특허등록 제1149952호에는, 판 모양의 워크를 수평으로 유지하는 워크 지지 수단과, 상기 워크 지지 수단을 수평 직선 이동 경로를 따라 이동시키는 직선 이동 기구를 구비한 트랜스퍼 로봇에 있어서, 상기 워크 지지 수단에는, 상기 워크의 하면을 지지해서 해당 워크를 소정 방향으로 이동시키기 위한 복수의 롤러가 상기 워크 지지 수단의 상면으로부터 상방측으로 나온 상태이면서, 상기 수평 직선 이동 경로를 따라서 간격을 두고 설치되어 있음과 동시에, 상기 복수의 롤러를 회전시키는 회전 구동 기구가 설치된 구조의 트랜스퍼 로봇에 대한 내용이 게시되어 있다.

또한, 상기 예시한 등록특허의 트랜스퍼 로봇에 포함되는 직선 이동 기구로는, 첫 번째로, 다수의 조인트에 의해 암이 연결되고, 조인트가 모터에 의해 회전하여, 직선 이동, 승강 이동 및 회전 이동이 이루어지도록 하는 방법이 있고, 두 번째로, 레일을 이용한 수평 직선 이동하며, 래크기어에 연결된 승강모터에 의한 승강 이동하고, 승강기구가 고정 베이스에 대해서 연직축 주위에 회전 가능하게 장착되어 회전 이동이 가능하도록 하는 구조의 트랜스퍼 로봇에 대한 예시가 게시되어 있다.

그러나 앞서 예시한 등록특허의 트랜스퍼 로봇에서, 직선 이동 기구의 첫 번째 예시를 보면, 조인트에 의해 암이 적절한 각도를 가지며, 이에 따라, 소재(판소재) 등이 하중이 큰 경우에는, 워크 지지 수단으로 소재가 운반되는 과정에서, 암의 변형이나 조인트를 작동하는 모터의 과부하로, 수평 방향의 운반 및 수직 방향의 정확성이 떨어지는 등이 발생할 우려가 있었으며, 더욱이, 직선 이동 기구는 수평, 승강, 회전에 따른 적절한 공간(거리)을 발생하면서 워크 지지 수단의 거리가 멀어짐에 따라, 전체적인 밸런스가 맞지 않아서, 직선 이동 기구에 속한 모터의 부하 발생과 및 암의 변형 또는 암의 변형을 더욱 유발하는 요인이 되며, 또, 다수개의 암이 다수개의 조인트로 연결되어 수평, 승강, 회전 등이 동시에 움직이는 공간과 워크 지지 수단이 차지하는 공간이 많이 차지하는 문제점이 있다.

그리고 앞서 예시한 등록특허의 트랜스퍼 로봇에서, 직선 이동 기구의 두 번째 예시를 보면, 워크 지지 수단은 직선 이동 기구에 의해서 회전 이동, 수직 상향 이동, 수평 직선 이동을 하게 되지만, 직선 이동과 승강 이동은 모터를 동력으로 한 래크 기어를 사용하고 있는데, 래크 기어의 사용은 운반 거리가 길어질수록, 매끄럽지 못하고, 운반 시간이 많이 소요되는 문제점이 있는데, 특히, 직선 운반 거리가 길어질수록, 전체적인 밸런스가 맞지 않고, 소재(판소재)의 하중에 의해서 가이드레일 등이 변형 또는 파손될 우려가 크고, 이에 따라 시간이 지나면서 매끄럽지 못한 운반과 정확하지 못한 운반이 발생하는 문제점이 있었으며, 또한, 회전운송수단은 트랜스퍼 로봇의 제일 하부에 위치되어, 소재와 트랜스퍼 로봇의 하중을 지지하면서 회전하게 되므로 많은 부하가 발생하여 부정확한 작동이 발생할 우려가 있었다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서, 지지프레임, 수직이동수단, 이동체를 포함하는 승강 장치를 구성하되, 지지프레임은 수평지지판에 다수개의 다리가 구비된 수평프레임과, 그 수평프레임에 수직으로 세워지는 수직지지대로 구성하고, 수직이동수단은 상하 방향으로 위치하는 스크류와 그 스크류를 따라 이동하는 너트블록, 상기 스크류를 이동하는 모터로 구성하며, 이동체 내부는 상하로 관통되고, 그 이동체 상부에는 안착판이 설치되며, 상기 이동체 내부에 실린더가 위치되어, 실린더 헤드는 아래쪽 수평지지판에 고정되고, 상부의 실린더 로드는 안착판 밖으로 돌출되어 안착판에 고정하며, 상기 이동체는 상기 수직지지대와 리니어 모션 가이드로 연결되어, 이동체가 수직지지대에 대해 상하로 슬라이딩하고, 상기 너트블록은 이동체에 고정된 승강 장치를 구성하여, 승강 장치로 제품을 수직 상하 방향으로 운송, 복귀함에 따라, 수직이동수단에 의해 이동체가 승강할 때, 실린더에 의해 밸런스를 유지하여, 작동의 정확성을 가지며, 상기 승강 장치의 안착판에는 수평 방향으로의 회전이 가능한 회전 운송 수단을 구성하고, 그 회전 운송 수단에는 수평 방향으로 이동 가능한 수평 운송 수단이 구성된 구조의 트랜스퍼 로봇을 구성하여, 제품을 원하는 곳으로 운송·복귀함에 따라, 수직이동수단에 의해 이동체가 승강할 때, 실린더에 의해 밸런스를 유지하여, 작동의 정확성을 높이도록 한다.

또한, 상기 승강 장치의 안착판에는 회전 가능한 회전 운송 수단을 구성하고, 상기 회전 운송 수단에는 수평 방향으로 이동 가능한 수평 운송 수단이 구성된 구조의 트랜스퍼 로봇을 구성하여, 제품을 원하는 곳으로 운송·복귀할 수 있도록 한다.

또, 상기 수평 운송 수단은, 암이 서로 상대적으로 슬라이딩하여 제품을 운송 및 복귀하는 트랜스퍼용 수평운송부로 구성하되, 베이스암, 그 베이스암 위에 위치하는 미들암, 그 미들암 위에 위치하는 탑암으로 구성하고, 상기 베이스암에는 길이 방향을 따라 위치하는 스크류와 그 스크류를 따라 이동하는 너트블록, 상기 스크류를 이동하는 모터로 구성되는 스크류부가 설치되되, 그 너트블록은 미들암에 고정되며, 상기 수평운송부의 좌우 측면에는 벨트견인부를 구성하되, 상기 베이스암의 좌우 측면에는 벨트를 고정할 수 있는 벨트고정구를 길이 방향으로 서로 떨어지게 한 쌍 구성하고, 상기 탑암의 좌우 측면에는 벨트를 고정할 수 있는 벨트고정구를 길이 방향으로 서로 떨어지게 한 쌍 구성하며, 상기 미들암에는 벨트고정구의 반대측의 좌우 측면에 풀리가 길이 방향으로 서로 떨어지게 구성되어, 벨트의 양단이 베이스암 벨트고정구와 탑암의 벨트고정구에 고정되고, 벨트는 풀리를 감는 구조로 좌우 한 쌍의 벨트로 구성하여, 상기 승강 장치의 안착부에 수평운송부가 위치되어, 승강 장치에 의한 승강 운송과, 수평운송부의 모터에 의해 미들암이 이동하면, 벨트에 의해 탑암이 견인되는 구조의 수평 직선 운송이 정확하고 빠르게 이루어지도록 한다.

따라서 본 발명은, 지지프레임, 수직이동수단, 이동체를 포함하는 승강 장치를 구성하되, 지지프레임은 수평지지판에 다수개의 다리가 구비된 수평프레임과, 그 수평프레임에 수직으로 세워지는 수직지지대로 구성하고, 수직이동수단은 상하 방향으로 위치하는 스크류와 그 스크류를 따라 이동하는 너트블록, 상기 스크류를 이동하는 모터로 구성하며, 이동체 내부는 상하로 관통되고, 그 이동체 상부에는 안착판이 설치되며, 상기 이동체 내부에 실린더가 위치되어, 실린더 헤드는 아래쪽 수평지지판에 고정되고, 상부의 실린더 로드는 안착판 밖으로 돌출되어 안착판에 고정하며, 상기 이동체는 상기 수직지지대와 리니어 모션 가이드로 연결되어, 이동체가 수직지지대에 대해 상하로 슬라이딩하고, 상기 너트블록은 이동체에 고정된 승강 장치를 구성하여, 승강 장치로 제품을 수직 상하 방향으로 운송, 복귀함에 따라, 수직이동수단에 의해 이동체가 승강할 때, 실린더에 의해 밸런스를 유지하여, 작동의 정확성을 가지며, 상기 승강 장치의 안착판에는 수평 방향으로의 회전이 가능한 회전 운송 수단을 구성하고, 그 회전 운송 수단에는 수평 방향으로 이동 가능한 수평 운송 수단이 구성된 구조의 트랜스퍼 로봇을 구성하여, 제품을 원하는 곳으로 운송·복귀함에 따라, 수직이동수단에 의해 이동체가 승강할 때, 실린더에 의해 밸런스를 유지하여, 작동의 정확성을 높은 효과가 있다.

또한, 상기 승강 장치의 안착판에는 회전 가능한 회전 운송 수단을 구성하고, 상기 회전 운송 수단에는 수평 방향으로 이동 가능한 수평 운송 수단이 구성된 구조의 트랜스퍼 로봇을 구성하여, 제품을 원하는 곳으로 운송·복귀할 수 있다.

또, 상기 수평 운송 수단은, 암이 서로 상대적으로 슬라이딩하여 제품을 운송 및 복귀하는 트랜스퍼용 수평운송부로 구성하되, 베이스암, 그 베이스암 위에 위치하는 미들암, 그 미들암 위에 위치하는 탑암으로 구성하고, 상기 베이스암에는 길이 방향을 따라 위치하는 스크류와 그 스크류를 따라 이동하는 너트블록, 상기 스크류를 이동하는 모터로 구성되는 스크류부가 설치되되, 그 너트블록은 미들암에 고정되며, 상기 수평운송부의 좌우 측면에는 벨트견인부를 구성하되, 상기 베이스암의 좌우 측면에는 벨트를 고정할 수 있는 벨트고정구를 길이 방향으로 서로 떨어지게 한 쌍 구성하고, 상기 탑암의 좌우 측면에는 벨트를 고정할 수 있는 벨트고정구를 길이 방향으로 서로 떨어지게 한 쌍 구성하며, 상기 미들암에는 벨트고정구의 반대측의 좌우 측면에 풀리가 길이 방향으로 서로 떨어지게 구성되어, 벨트의 양단이 베이스암 벨트고정구와 탑암의 벨트고정구에 고정되고, 벨트는 풀리를 감는 구조로 좌우 한 쌍의 벨트로 구성하여, 상기 승강 장치의 안착부에 수평운송부가 위치되어, 승강 장치에 의한 승강 운송과, 수평운송부의 모터에 의해 미들암이 이동하면, 벨트에 의해 탑암이 견인되는 구조의 수평 직선 운송이 정확하고 빠르게 이루어지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 승강 장치가 적용된 트랜스퍼 로봇의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 승강 장치가 적용된 트랜스퍼 로봇의 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 승강 장치의 사시도.
도 4의 본 발명에 따른 승강 장치의 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 승강 장치의 조립 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 승강 장치의 지지프레임에 대한 조립 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 승강 장치의 하부 부분을 이동체 쪽에서 보았을 때의 정면도.
도 8은 본 발명에 따른 트랜스퍼 로봇에 포함된 수평운송부의 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 트랜스퍼 로봇에 포함된 수평운송부의 조립 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 트랜스퍼 로봇에 포함된 회전운송부의 조립사시도.
도 11은 도 4의 상부 부분에 승강 장치에 회전운송부가 조립된 상태를 보여주는 부분 단면도.
도 12는 본 발명에 따른 승강 장치의 트랜스퍼 로봇의 수직 이동과 수평 이동을 보여주는 측면도.
도 13은 본 발명에 따른 수평운송부가 적용된 트랜스퍼 로봇의 회전 이동을 보여주는 평면도.

본 발명은 트랜스퍼용 승강 장치 및 이 승강 장치가 적용된 트랜스퍼 로봇에 관한 것으로, 지지프레임, 수직이동수단, 이동체를 포함하는 승강 장치를 구성하되, 지지프레임은 수평지지판에 다수개의 다리가 구비된 수평프레임과, 그 수평프레임에 수직으로 세워지는 수직지지대로 구성하고, 수직이동수단은 상하 방향으로 위치하는 스크류와 그 스크류를 따라 이동하는 너트블록, 상기 스크류를 이동하는 모터로 구성하며, 이동체 내부는 상하로 관통되고, 그 이동체 상부에는 안착판이 설치되며, 상기 이동체 내부에 실린더가 위치되어, 그 실린더 헤드는 아래쪽 수평지지판에 고정되고, 상부의 실린더 로드는 안착판 밖으로 돌출되어 안착판에 고정하며, 상기 이동체는 상기 수직지지대와 리니어 모션 가이드로 연결되어, 이동체가 수직지지대에 대해 상하로 슬라이딩하고, 상기 너트블록은 이동체에 고정된 승강 장치를 구성하여, 승강 장치로 제품을 수직 상하 방향으로 운송, 복귀함에 따라, 수직이동수단에 의해 이동체가 승강할 때, 실린더에 의해 밸런스를 유지하여, 작동의 정확성을 가지며, 상기 승강 장치의 안착판에는 수평 방향으로의 회전이 가능한 회전 운송 수단을 구성하고, 그 회전 운송 수단에는 수평 방향으로 이동 가능한 수평 운송 수단이 구성된 구조의 트랜스퍼 로봇을 구성하여, 제품을 원하는 곳으로 운송·복귀할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 트랜스퍼용 승강 장치를 먼저 설명하고, 그 승강 장치가 적용된 트랜스퍼 로봇을 설명하기로 한다.

먼저, 승강 장치를 도1 내지 도7을 참고하여 설명하면, 승강 장치는 지지프레임(110), 이동체(140), 실린더(150), 수직이동수단 등으로 구성되며, 먼저, 지지프레임(110)은, 수평프레임(111)과 수직지지대(112)로 구성되며, 수평프레임(111)은 적절한 면적의 수평지지판(111a)이 다수개의 다리(111b)에 의해 지지되는 구조로, 수평지지판(111a)에는 승강 장치의 구성품의 고정을 위한 관통공을 다수개 형성하고, 각 다리(111b)는 볼트 및 너트가 구성되어, 판의 수평을 맞출 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 수평지지판(111a)에 수직되게 설치되어 일체되는 수직지지대(112)를 구성하는데, 수직지지대(112)는 판형이나 ‘ㄷ’의 단면을 가지며, 적절한 면적과 높이를 가지고, 수직지지대(112)는 승강 장치의 구성품의 고정을 위한 관통공을 다수개 형성하고, 승강 장치의 구성품의 설치 및 간섭을 피하기 관통홀을 다수개 형성한다.

또, 도4 및 도5에 도시한 바와 같이, 이동체(140)는 상하로 길이가 긴 육면체의 형상이고, 상하로 관통된 구조로, 저면에는 스토퍼(141)를 구성하고, 상부는 플랜지(142a)가 일체로 구성되며, 이 플랜지(142a)에는 안착판(142)이 결합되는데, 안착판(142)에는 조립을 위한 관통공을 다수개 형성하며, 이동체(140) 측면에는 이동판(130)이 일체로 조립되며, 이동판(130)에는 조립을 위한 관통공이 다수개 형성한다.

그리고 도5 및 도7에 도시한 바와 같이, 실린더(150)는 통상의 실린더(150)(공압 실린더)로 구성하며, 실린더(150)의 튜브의 직경 및 길이는 이동체(140)의 내부에 포함되도록 구성된다.

그래서 수직지지대(112)의 일면에 이동체(140)가 상하로 슬라이딩 되도록 결합하고, 그 이동체(140) 내부에는 실린더(150)를 위치하는데, 수직지지대(112)와 이동체(140) 사이에는 리니어 모션 가이드가 설치되며, 더욱 자세하게는, 수직지지대(112)의 일면에 레일(120)을 세로로 설치하고, 그와 마주하는 이동판(130)에는 LM블록(121)(리니어 모션 블록, 레일을 타고 이동하는 블록)을 설치하며, 이동체(140) 내부 아래쪽에는 실린더(150)의 헤드가 수평지지판(111a)에 브라켓(151)에 의해 고정되고, 실린더(150)의 로드는 안착판(142) 밖으로 돌출되어, 너트(152)로 고정되며, 실린더(150)로는 압축 공기를 공급할 수 있는 공압 장치를 연결하며, 실린더(150)의 작동으로, 실린더(150)의 로드는 수직 행정에 따라 이동체(140)와 같이 이동하게 된다.

그리고 도5에 도시한 바와 같이, 수직이동수단은 스크류(160)와, 그 스크류(160)에 조립되어 이동하는 너트블록(161), 상기 스크류(160)를 회전하는 모터(162)로 구성되는데, 스크류(160)는 수직지지대(112)와 이동체(140) 사이에 세로로 설치되되, 스크류(160)의 양단은 베어링을 포함하는 블록(160a)(160a′)에 의해 수직지지대(112)에 고정되도록 설치되고, 그 스크류(160)의 일단으로는 모터(162)에 의해 회전력을 전달하는데, 스크류(160)와 모터(162)를 일직선으로 설치하기보다는, 스크류(160)와 모터(162)를 좌우로 평행하게 설치하고, 동력전달수단(풀리와 벨트, 기어, 체인과 스프라켓 등, 도면에서는 풀리(163)를 도시하고 있다)을 통해 모터(162)의 회전력을 스크류(160)로 전달하면 컴팩트한 구조를 가지며, 스크류(160)에 조립된 너트블록(161)은 이동판(130)에 고정되어, 모터(162)의 회전 및 역회전으로, 너트블록(161)의 이동으로 이동판(130) 및 이 이동판(130)에 고정된 이동체(140)가 수직지지대(112)에 대해서 수직 상하 방향으로 슬라이딩할 수 있다.

참고로, 상기 모터(162)는 회전과 역회전이 가능하고, 일반적인 모터, 기어드모터, 스테핑 모터, 서보 모터 중에서 선택하여 사용하며, 필요에 따라, 모터(162)에는 감속기가 연결되어 구성하고, 그 모터(162)를 설치하기 위해서 브라켓(162)이 보조적으로 필요하며, 또한, 수직지지대(112)와 이동체(140) 사이와의 공간확보를 위해서 레일가이드(122)를 설치하는데, 레일가이드(122)는 레일(120)의 길이, 폭 및 수직이송수단의 크기를 고려한 사이즈로 형성하고, 레일가이드(122)에는 길이 방향을 따라 레일(120)이 안착할 수 있는 홈을 형성하여, 수직지지대(112)에, 레일가이드(122)와 레일(120)이 순차적으로 위치 및 조립하고, 이동체(140)와 수직지지대(112) 사이에 수직이동수단이 위치되어, 스크류(160)와 모터(162) 사이에 수직지지대(112)가 위치된다.

이렇게 지지프레임(110), 이동체(140), 실린더(150), 수직이동수단으로 승강 장치를 구성하고, 도12에 도시한 바와 같이, 이렇게 구성된 승강 장치는 모터(162)와 실린더(150)를 작동하면, 이동체(140)가 상부로 이동하며, 이때 스크류(160)를 따라 이동하는 너트블록(161)은 이동체(140)와 함께 수직 상부로 이동하면서, 안착판(142) 위의 제품을 원하는 높이로 운송하는데, 안착판(142) 위에 무거운 물건이 있거나, 또는, 수평운송부과 같이, 수평으로 작동되면서 좌우로 균형이 불균형한 물건이 있더라도, 실린더(150)에 의해서 이동체(140)가 수직 상부로 이동할 때, 밸런스를 유지하여주므로, 이송 불량이나 오작동 등의 문제를 방지한다.

아울러, 이러한 승강 장치는 앞서 설명한 바와 같이, 그대로 상하 운송을 담당하는 트랜스퍼 로봇으로 사용할 수 있으며(필요에 따라, 안착판에 제품을 옮기기 위한 그리퍼를 추가 설치한다), 또한, 승강 장치의 안착판에 통상의 회전 운송 수단을 구비하면, 승강 이동 및 회전 이동으로 제품을 운송하고 복귀할 수 있으며, 또한, 승강 장치의 안착판에 통상의 수평 운송 수단을 구비하면, 승강 이동 및 수평 이동으로 제품을 이송할 수 있으며, 또한, 승강 장치의 안착판에 통상의 회전 운송 수단과 수평 이동 운송 수단을 모두 구비하면, 어떠한 위치의 제품도 원하는 곳으로 제품을 이송하고 복귀할 수 있는 특징이 있다.

그래서, 승강 장치에는 통상의 트랜스퍼에서 적용되는 회전 운송 수단과 수평 운송 수단을 적용하여 트랜스퍼 로봇을 구성할 수 있으며, 또한, 승강 장치에 적용되어, 정확하고 빠른 수평 신장이 이루어지는 수평 운송 수단인 수평운송부와 승강 장치와 승강 장치 사이에 구성되는 회전 운송 수단인 회전 운송 수단을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도8 및 도9에 도시한 바와 같이, 수평운송부는 베이스암(210), 미들암(220), 탑암(230), 수평이동수단 등으로 구성되어있으며, 먼저, 베이스암(210)은 적정 길이와 폭으로 구성된 구조이고, 이 베이스암(210)은 사각 프레임과 하부의 베이스지지판(211)이 일체되어 구성하며, 베이스지지판(211)에는 연결을 위한 관통공이 다수개 형성된 구조이다.

그리고 미들암(220)은 적정 길이와 폭으로 구성된 구조이고, 이 미들암(220)은 사각 프레임과 하부의 미들지지판(221)이 일체되어 구성한다.

또한, 탑암(230)은 적정 길이와 폭으로 구성된 구조이고, 이 탑암(230)은 사각 프레임과 하부의 탑지지판(231)이 일체되어 구성하며, 탑암(230)의 일측에는 트랜스퍼 로봇이 이동하고자 하는 소재(재료, 제품 등)을 잡을 수 있는 그리퍼(253)가 더 구성하는데, 이 그리퍼(253)는 소재의 종류에 따라 다양한 형태가 적용될 수 있으며, 이 그리퍼(253)는 이 수평운송부에 설치되는 모터(243)의 반대쪽에 설치된다.

그리고 베이스암(210), 미들암(220) 및 탑암(230)은 하부에서 상부로 순차로 적층된 구조로, 도8에 도시한 바와 같이, 미들암(220) 및 탑암(230)은 각각 같은 폭과 길이 등을 가지고, 베이스암(210)은 미들암(220)보다 같거나 더 많이 앞쪽으로 튀어나오도록 더 긴 길이를 가지도록 구성하며,(필요에 따라, 베이스암, 미들암 및 탑암은 각각의 길이와 폭이 달라질 수 있다) 미들암(220)은 베이스암(210)에 대해서 슬라이딩되는 구조이고, 탑암(230)은 미들암(220)에 대해서 슬라이딩 되는 구조로, 이를 위해, 베이스암(210)과 미들암(220) 사이에는 리이어 모션 가이드를 설치하고, 또한, 미들암(220)과 탑암(230) 사이에는 리니어 모션 가이드를 설치한다.

더욱 자세하게는, 베이스암(210) 상부면에 레일(212)을 설치하고, 미들암(220)의 저면에 LM블록(222)(리니어 모션 블록, 레일을 타고 이동하는 블록)을 설치하며, 미들암(220)의 상부면에 레일(223)을 설치하며, 탑암(230)의 저면에는 LM블록(232)(리니어 모션 블록, 레일을 타고 이동하는 블록)을 설치하되, 각 베이스암(210), 미들암(220)의 각 레일(223)은 같은 평행하게 설치되어, 베이스암(210), 미들암(220) 및 탑암(230)은 같은 방향으로 서로 슬라이딩 되는 구조를 가진다.

또한, 도9에 도시한 바와 같이, 수평이동수단은 베이스암(210), 미들암(220) 및 탑암(230)이 서로 슬라이딩되도록 하는 것으로, 수평이동수단은 스크류부(240)와 벨트견인부(250)로 구성되며, 스크류부(240)는 스크류(241)와, 그 스크류(241)에 조립되어 이동하는 너트블록(242), 상기 스크류(241)를 회전하는 모터(243)로 구성되는데, 이 스크류부(240)는 베이스암(210)에 설치하되, 스크류(241)는 베이스암(210)의 길이 방향을 따라 설치되되, 스크류(241)의 양단은 베어링을 포함하는 블록(241)(241a′)에 의해 지지되도록 설치되고, 그 스크류(241)의 일단으로는 회전력을 전달하는 모터(243)가 위치되며, 스크류(241)에 조립된 너트블록(242)은 미들암(220)에 고정되어, 모터(243)의 회전 및 역회전으로, 너트블록(242)이 이동하여, 미들암(220)이 베이스암(210)에 대해서 수평 직선 방향으로 슬라이딩할 수 있다.

참고로, 상기 베이스암(210)에 레일(212)을 설치하기 전에는 레일가이드(212a)를 같이 설치하고, 또한, 미들암(220)에 레일(223)을 설치하기 전에는 레일가이드(223a)를 같이 설치하며, 상기 모터(243)는 회전과 역회전이 가능하고, 일반적인 모터, 기어드모터, 스테핑 모터, 서보 모터 중에서 선택하여 사용하며, 필요에 따라, 모터(243)에는 감속기가 연결되어 구성하며,

그리고 도8 및 도9에 도시한 바와 같이, 벨트견인부(250)는 벨트고정구(251)(252)와 풀리(253) 및 벨트(254)로 구성되는데, 벨트고정구(251)(252)는 벨트(254) 끝을 고정할 수 있는 구조로, 베이스암(210)의 좌우 측면에 벨트고정구(251)를 한 쌍 구성하고, 탑암(230)의 좌우 측면에 벨트고정구(252)를 한 쌍 구성하며, 풀리(253)는 미들암(220)의 측면에 한쌍 구성한다.

더욱 자세하게는, 베이스암(210)의 벨트고정구(251)는 길이 방향(베이스암의 길이 방향)을 따라 서로 거리를 두고 위치하고, 탑암(230)의 벨트고정구(252)는 길이 방향(탑암의 길이방향)을 따라 서로 거리를 두고 위치하며, 미들암(220)의 풀리(253)는 길이 방향(미들암의 길이 방향)을 따라 서로 거리를 두고 위치하되, 한 측면에 위치하는 베이스암(210)과 탑암(230)의 각 벨트고정구(251)(252)는 모터(243)와 같은 방향쪽에 설치되면, 그 측면 방향쪽 미들암(220)의 풀리(253)는 각 벨트고정구(251)(252)의 반대 방향(길이 방향에 따른 반대 쪽)에 거리를 두고 설치되며, 그 마주하는 측면에 위치하는 베이스암(210)과 탑암(230)의 각 벨트고정구(251)(252)는 모터(243)와 반대 방향쪽(길이 방향에 따른 반대 쪽)에 설치되고, 그 측면 방향쪽 미들암(220)의 풀리(253)는 각 벨트고정구(251)(252)의 반대 방향쪽(길이 방향에 따른 반대 쪽)에 거리를 두고 설치된다.

또한, 벨트(254)는 베이스암(210), 미들암(220) 및 탑암(230)의 좌우 양측면에 한 쌍으로 설치되는데, 벨트(254)의 양단은 베이스암(210)의 벨트고정구(251) 및 그 상부의 탑암(230)의 벨트고정구(252) 고정되고, 벨트(254)의 중앙은 풀리(253)를 감아 돌도록 설치된다.

한편, 벨트(254)는 타이밍벨트를 적용함에 따라, 풀리(253)도 타이밍벨트가 적용되는 풀리(253)로 구성되며, 또한, 벨트고정구(251)(252)도 벨트(254)의 타이밍벨트에 대응되는 홈을 형성하는데, 벨트고정구(251)(252)는 적어도 두 개로 분리되도록 구성하여, 볼트 등의 고정부재로 조립되도록 구성되어, 벨트(254)의 장력을 조절할 수 있도록 하며, 또한, 이 벨트고정구(251)(252)는 설치된 면에 대해서 각각 자유회전되도록 설치하는 것이 바람직하다.

이렇게 베이스암(210), 미들암(220) 및 탑암(230) 및 수평이동수단으로 수평운송부를 구성하며, 이 수평운송부는 모터(243)의 작동(회전)으로, 스크류(241)가 회전하여 너트블록(242)이 이동하면서 미들암(220)이 베이스암(210)에 대해서 슬라이딩하면서 이동하고, 이와 동시에, 벨트(254)에 의해서 탑암(230)이 견인되면서 탑암(230)이 미들암(220)에 대해서 슬라이딩하면서 이동하여, 탑암(230)의 그리퍼(253)가 제품을 잡거나 해제하여 수평 방향으로 운송할 수 있으며, 이 수평운송부는 모터(243)의 작동(역회전)으로, 스크류(241)의 반대 회전하면, 베이스암(210), 미들암(220) 및 탑암(230)은 원래 위치로 복귀한다.

이러한 수평운송부는, 도12에 도시한 바와 같이, 모터(243)의 작동으로 그리퍼(253)는 수평으로 직선 이동, 복귀하여 제품을 운송하는데, 이러한 수평운송부는 제품을 운송할 행정 거리가 길더라도, 필요한 행정 거리의 반을 미들암(220)이 모터(243)에 의해 이동하면, 벨트견인부(250)에 의해 나머지 반을 탑암(230)이 이동하게 되므로, 작동이 정확하고, 운송에 따른 시간이 단축되는 장점이 있다.

그리고 도10 및 도11에 도시한 바와 같이, 회전운송부는 모터부와 회전부로 구성되며, 모터부는 모터(310), 브라켓(311), 기어(313), 고정구(312)로 구성되며, 모터(310)는 회전과 역회전이 가능하고, 일반적인 모터, 기어드모터, 스테핑 모터, 서보 모터 중에서 선택하여 사용하고, 필요에 따라, 그 모터(310)에는 감속기가 연결되어 구성하며, 브라켓(311)은 모터(310)를 설치하는데 필요하며, 기어(313)는 모터(310)는 회전부로 회전력을 전달하는데, 이 기어(313)는 고정구(312)(파워록)에 의해 모터(310)에 연결된다.

또한, 회전부는 설치브라켓(320), 하우징(330)과 기어허브(334), 기어(335) 및 고정브라켓(336)으로 구성하며, 설치브라켓(320)은 하우징(330) 설치용으로, 설치브라켓(320)에는 하우징(330)의 안착을 위한 홈과, 설치를 위한 관통공이 형성되며, 하우징(330)은 내부가 원통형으로 관통된 형상으로, 하우징(330) 내부에 상하로 베어링(331)(331′)을 한 쌍 포함하고, 하우징(330)의 상부와 하부는 각각의 캡(333)(333′)에 의해 베어링(331)(331′)의 위치를 고정하고, 하우징(330)이 설치브라켓(320)에 안착함에 따라 스페이서(332)가 더 필요로 한다.

또, 기어허브(334)는 하우징(330) 내부로 끼움되어 상부로 돌출된 구조이고, 기어(335)는 상부로 돌출된 기어(335) 상부에 조립이 되며, 고정브라켓(336)은 고정을 위한 관통공, 또는, 암나사가 다수개 구성되어, 고정브라켓(336)은 기어(335)의 상부에서 기어(335)로 고정되고, 이 고정브라켓(336)으로, 회전부에 의해 회전되는 승강 장치를 설치할 수 있다.

추가로, 하우징(330) 측면에는 고정구(340)를 설치하고, 이 고정구(312)(340)에는 댐퍼(341)를 설치하여, 댐퍼(341)가 하우징(330) 상부로 돌출되게 구성하며, 또한, 회전부의 기어(335) 저면에는 스토퍼(342)(342′)가 돌출되게 한 쌍 설치하되, 기어(335)의 적절한 각도의 회전으로 스토퍼(342)(342′)가 댐퍼(341)에 닿도록 구성한다.

이렇게 모터부와 회전부로 구성되는 회전운송부는, 모터부의 모터부의 기어(313)와 회전부의 기어(313)가 결합되어, 도13에 도시한 바와 같이, 모터(310)의 작동으로 기어(313)가 회전부의 기어(335)로 회전력을 전달하면, 상부의 고정브라켓(336)은 회전하고, 그 아래의 하우징(330) 및 설치브라켓(320)은 회전하지 않으며, 모터(310)의 제어로 원하는 각도만큼 회전하고 복귀하는 것이 가능하다.(도13에 보이는 화살표 반대 방향으로의 회전도 가능하다)

이와 같이, 승강 장치는 수평운송부와 회전운송부와 함께 결합하여 트랜스퍼 로봇을 구성하는데, 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 승강 장치의 상부, 즉, 안착판(142)의 상부에 하우징(330)을 포함하는 회전부가 위치되고, 그 측면의 안착판(142)에는 브라켓(311)을 이용해 모터(310)를 조립하여, 모터부의 모터부의 기어(313)와 회전부의 기어(313)가 결합된 구조로 회전운송부를 승강 장치에 결합하며, 회전운송부의 상부로 수평운송부를 결합하되, 수평운송부 하부의 베이스지지판(211)을 승강 장치의 고정브라켓(336)으로 안착 및 조립하여, 수평운송부를 회전운송부에 결합한다.

이렇게 승강 장치, 수평운송부와 회전운송부로 구성하는 트랜스퍼 로봇은, 제품의 가공, 제조, 제작, 포장 등의 공정에서 제품을 수평으로 운송하는 트랜스퍼 로봇으로 적용하며, 도12 및 도13에 도시한 바와 같이, 제품을 운송할 때는, 승강 장치의 모터(162)에 의해서 수직 상하 이동을 하고, 회전운송부에 의해서 필요한 각도로 회전하며(도13에 보이는 화살표 반대 방향으로의 회전도 가능하다), 수평운송부에 의해서 원하는 거리만큼 수평 이동하여, 그리퍼(253)에 의해 제품을 운송하고 복귀하는데, 수평운송부는 회전부에 비해 일측으로 편심된 상태로 설치되어있고, 제품의 하중까지 더해져 있더라도, 승강운동부에 의한 승강 시에 실린더(150)가 같이 작동하여 밸런스를 맞춰주며, 또한, 수평운송부가 수평 방향으로 신장되어도, 밸런스가 유지되어 작동이 정확하고, 작동의 정확성이 유지되는 특징이 있다.

110 : 지지프레임 111 : 수평프레임 111a : 수평지지판
111b :다리 112 : 수직지지대 113 : 스토퍼
120 : 레일 121 : LM블록 130 : 이동판
140 : 이동체 150 : 실린더 151 : 브라켓
160 : 스크류 161 : 너트블록 162 : 모터
163 : 회전전달수단
210 : 베이스암 211 : 베이스지지판 212 : 그리퍼
213 : LM가이드 220 : 미들암 221 : 미들지지판
222 : LM블록 223 : LM가이드 230 : 탑암
231 : 탑지지판 232 : LM블록 240 : 스크류부
241 : 스크류 242 : 너트블록 243 : 모터
250 : 벨트견인부 251, 252 : 벨트고정구 253 : 풀리
310 : 모터 311 : 모터브라켓
312 : 고정구 313 : 기어

Claims (9)

1. 제품을 수직 상하 방향으로 운송 및 복귀하는 트랜스퍼용 승강 장치에 있어서,
   승강 장치는 지지프레임, 수직이동수단, 이동체로 구성하되,
   지지프레임은 수평프레임과, 그 수평프레임에 수직으로 세워지는 수직지지대로 구성하고,
   수직이동수단은 상하 방향으로 위치하는 스크류와 그 스크류를 따라 이동하는 너트블록, 상기 스크류를 이동하는 모터로 구성하며,
   이동체 내부는 상하로 관통되고, 그 이동체 상부에는 안착판이 설치되며, 상기 이동체 내부에 실린더가 위치되어, 실린더 헤드는 아래쪽 수평프레임에 고정되고, 상부의 실린더 로드는 안착판 밖으로 돌출되어 안착판에 고정하며,
   상기 수직지지대와 이동체 사이는 리니어 모션 가이드와 수직이동수단이 위치 및 설치되어, 이동체가 수직지지대에 대해 상하로 슬라이딩하며,
   수직이동수단에 의해 이동체가 승강할 때, 실린더에 의해 밸런스를 유지하여, 작동의 정확성을 유지함을 특징으로 하는 트랜스퍼용 승강 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 이동체 하부에는 스토퍼를 구성하고,
   상기 지지프레임의 수평프레임에는 다수개의 다리가 구비되고, 각 다리는 높이 조절이 가능함을 특징으로 하는 트랜스퍼용 승강 장치.
   
3. 청구항 1에 해당하는 트랜스퍼용 승강 장치로, 수직이동수단에 의해 이동체가 실린더에 의해 정확하게 상하로 승강하는 승강 장치;
   상기 승강 장치를 수평 방향으로 회전하는 회전 운송 수단이 구비된 트랜스퍼 로봇을 구성하여,
   수직 상하 방향으로의 운송과 회전 전환이 가능함을 특징으로 하는 승강 장치가 적용된 트랜스퍼 로봇.
   
4. 청구항 1에 해당하는 트랜스퍼용 승강 장치로, 수직이동수단에 의해 이동체가 실린더에 의해 정확하게 상하로 승강하는 승강 장치;
   상기 승강 장치를 수평 방향으로 이송하는 수평 운송 수단이 구비된 트랜스퍼 로봇을 구성하여,
   수직 상하 방향으로의 운송과 수평 방향으로의 운송이 가능함을 특징으로 하는 승강 장치가 적용된 트랜스퍼 로봇.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 수평 운송 수단은, 암이 서로 상대적으로 슬라이딩하여 제품을 운송 및 복귀하는 트랜스퍼용 수평운송부로 구성하되,
   상기 수평운송부는,
   베이스암, 그 베이스암 위에 위치하는 미들암, 그 미들암 위에 위치하는 탑암으로 구성하고,
   상기 베이스암에는 길이 방향을 따라 위치하는 스크류와 그 스크류를 따라 이동하는 너트블록, 상기 스크류를 이동하는 모터로 구성되는 스크류부가 설치되되, 그 너트블록은 미들암에 고정되며,
   상기 수평운송부의 좌우 측면에는 벨트견인부를 구성하되,
   상기 베이스암의 좌우 측면에는 벨트를 고정할 수 있는 벨트고정구를 길이 방향으로 서로 떨어지게 한 쌍 구성하고,
   상기 탑암의 좌우 측면에는 벨트를 고정할 수 있는 벨트고정구를 길이 방향으로 서로 떨어지게 한 쌍 구성하며,
   상기 미들암에는 벨트고정구의 반대측의 좌우 측면에 풀리가 길이 방향으로 서로 떨어지게 구성되어,
   벨트의 양단이 베이스암 벨트고정구와 탑암의 벨트고정구에 고정되고, 벨트는 풀리를 감는 구조로 좌우 한 쌍의 벨트로 구성하여,
   상기 승강 장치의 안착부에 수평운송부가 위치되어,
   승강 장치에 의한 승강 운송과, 수평운송부의 모터에 의해 미들암이 이동하면, 벨트에 의해 탑암이 견인되는 구조의 수평 운송이 가능함을 특징으로 하는 승강 장치가 적용된 트랜스퍼 로봇.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 수평운송부의 베이스암과 미들암 사이는 리니어 모션 가이드에 의해 슬라이딩하고,
   상기 미들암 탑암 사이는 리니어 모션 가이드에 의해 슬라이딩하며,
   상기 베이스암의 벨트 고정구는 베이스암의 측면에 대해 회전하는 구조를 가지고,
   상기 탑암의 벨트 고정구는 베이스암의 측면에 대해 회전하는 구조를 가지며,
   상기 벨트는 타이밍 벨트를 적용함을 특징으로 하는 승강 장치가 적용된 트랜스퍼 로봇.
   
7. 제 4항 내지 제 6항에 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 승강 장치와 이동체 사이에는,
   상기 승강 장치를 수평 방향으로 회전하는 회전 운송 수단이 구비된 트랜스퍼 로봇을 구성하여,
   수직 상하 방향 운송과 회전 전환 운송, 수평 방향 운송이 가능함을 특징으로 하는 승강 장치가 적용된 트랜스퍼 로봇.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 회전 운송 수단은,
   모터부와 회전부를 포함하는 회전운송부로 구성하며,
   모터부는 모터와, 그 모터를 설치하기 위한 브라켓, 모터축에 연결되는 기어로 구성하고,
   그리고 회전부는 설치브라켓, 내부에 베어링을 포함하는 하우징, 상기 하우징에 끼움되어 상부로 돌출되는 기어허브, 상기 기어허브에 고정되는 기어, 상기 기어에 고정되는 고정브라켓으로 구성되어,
   상기 모터부의 기어와 회전부의 기어가 결합한 구조의 회전운송부를 구성하여,
   상기 모터부의 브라켓에 의해 모터를 안착부에 고정하고, 회전부의 설치브라켓에 의해 회전부를 안착부에 고정하며,
   고정브라켓의 상부로 수평운송부가 위치되어,
   모터의 작동으로 고정브라켓은 회전으로 수평운송부의 회전이 가능함을 특징으로 하는 승강 장치가 적용된 트랜스퍼 로봇.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 이동체 하부에는 스토퍼를 구성하고,
   상기 지지프레임의 수평프레임에는 다수개의 다리가 구비되고, 각 다리는 높이 조절이 가능하며,
   상기 회전부의 하우징 측면에는 고정구를 구성하고,
   그 고정구에는 댐퍼를 고정하여, 댐퍼가 하우징 상부로 돌출되게 구성하며,
   회전부의 기어 저면에는 스토퍼가 돌출되게 한 쌍 설치함을 특징으로 하는 승강 장치가 적용된 트랜스퍼 로봇.

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