KR101786752B1 - 자동 툴 체인저 - Google Patents

Abstract

로봇 암에 장착되는 로봇측 유닛과 상기 로봇측 유닛에 착탈 가능하게 장착되는 툴측 유닛을 포함하여 이루어지는 자동 툴 체인저로서, 상기 로봇측 유닛은, 바디의 중심축 상에 구비된 실린더와, 상기 실린더에 의해 직선 왕복운동하는 피스 톤로드와, 상기 피스톤로드 선단에 구비된 캠 무버와, 상기 캠 무버에 의해 선단의 위치가 방사방향 외측의 체결위치와 방사방향 내측의 체결해제위치 사이에서 이동되는 캠을 포함하여 이루어지고, 상기 툴측 유닛은, 바디의 중심축 상에 형성되어 상기 실린더가 삽탈 가능하게 수용되는 삽입홀과, 상기 캠의 위치에 대응되도록 상기 삽입홀의 내주부에 구비된 힌지핀을 포함하여 이루어지며, 상기 캠과 상기 힌지핀은, 상기 체결위치에서는 상기 힌지핀에 상기 캠의 선단이 접촉되어 지지되고, 상기 체결해제위치에서는 상기 힌지핀에 상기 캠의 선단이 접촉되지 않도록 배치됨을 특징으로 한다.

Description

자동 툴 체인저 {AUTOMATIC TOOL CHANGER}

본 발명은, 자동 툴 체인저에 관한 것으로서, 보다 상세히는, 하나의 실린더에 의해 작동되어 불균형 결합의 가능성을 없애고, 결합된 상태를 유지할 수 있도록 하는 자동 툴 체인저에 관한 것이다.

일반적으로, 자동 툴(tool: 공구) 체인저가 알려져 있다. 이 자동 툴 체인저는, 스팟(spot)용접 라인에 있어서, 스팟 건, 재료 핸들링 등의 툴을 자동으로 교환하는 장치이다. 자동 툴 체인저는, 로봇 암에 장착되는 툴을 변경함으로써, 다른 용도의 툴에 의한 작업을 가능하게 한다.

자동 툴 체인저는, 로봇 암에 장착되는 로봇측 유닛과, 툴 측에 장착되는 툴측 유닛을 포함하여 이루어진다. 로봇측 유닛은, 로봇 암에 달려 있는 인터페이스로서, 툴측 유닛이 착탈 가능하게 장착될 수 있는 기능을 가지며, 툴에서 필요로 하는 전기, 공압, 유체, 제어신호 등의 소스측과 미리 연결되어 있다. 툴측 유닛은, 툴에 달려 있는 인터페이스로서, 툴과 그 툴에 필요한 전기, 공압, 유체, 제어신호 등의 라인이 구비되어 있다. 따라서, 로봇측 유닛과 툴측 유닛이 결합되면, 로봇 암, 로봇측 유닛, 툴측 유닛, 툴의 단계로 기계적인 결합이 이루어지면서, 전기, 공압, 유체, 제어신호 등의 툴에서 필요로 하는 라인도 함께 연결된다.

아래의 특허문헌에 개시된 기술은, '로봇 등의 조작부측에서 공구측으로 전기, 가스, 공기, 물, 기름 등을 공급하기 위해서 상기 조작부에 부착되는 제1 유닛(2) 또는 상기 공구를 갖는 제2 유닛(3) 중 한쪽에 수측의 연결부를, 다른쪽에 암측의 연결부를 각각 구비시키고, 상기 제1 유닛(2)과 제2 유닛(3)이 적정하게 접합되었을 때에는 수, 암측 연결부 상호가 접속상태로 이루어지는 자동 공구 교환장치에 있어서, 제1, 제2 유닛(2)(3)은 각각 복수의 부착부를 갖는 본체부와, 상기 부착부에 탈착이 자유롭게 부착할 수 있으며, 또한 전기, 가스, 공기, 물, 기름 중 적어도 한 가지 종류의 연결부를 갖는 복수종류의 모듈(5)(6)(32)(33)을 갖는 것으로 되어 있으며, 제2 유닛(3)측에 구비시키고 있는 공구의 종류별에 따라서 각 모듈을 선택하여 본체부의 부착부에 부착할 수 있도록 하고 있는 것을 특징으로 하는 공구자동 교환장치'를 개시하고 있고, 이 기술의 도 1은 본 명세서에서 도 18에 다시 나타내고 있다.

특허공보 제95-013509호

그런데, 상기 종래기술에 있어서는, 그 기술의 도 2 및 도 3에 개시된 바와 같이, 3군데의 결합위치, 즉 도시된 예에서는 3군데에 방사방향 외향으로 각각 마련된 3개의 수평방향의 에어실린더(17)가 작동함으로써, 캠(15)이 움직여서 걸어맞춤핀(46)에 걸려서, 제1, 제2 유닛(2, 3)이 결합되도록 되어 있다. 분리는 그 반대방향으로 이루어진다.

따라서, 이 기술에서는 에어실린더(17)의 부품 비용이 과다 소요되고, 각 에어실린더(17)에 대한 각각 별도의 관리가 필요하며, 하나라도 고장날 경우에는 불균형 결합이 되어 이탈사고가 발생될 수 있다는 심각한 문제가 있다. 게다가 각 에어실린더(17)는 매우 소용량의 것을 사용할 수밖에 없어서, 결합강도의 제어 및 유지가 곤란하다는 문제도 있다. 또한, 결합된 상태를 유지함으로써 이탈사고를 방지하기 위한 근본적인 수단이 제시되지 않고 있다.

본 발명은, 상기 종래기술의 문제를 해소하기 위한 것으로서, 하나의 실린더에 의해 작동되어 불균형 결합의 가능성을 애초부터 제거한 자동 툴 체인저를 제공하고자 하는 것이다.

그리고 결합된 상태를 유지할 수 있도록 하여 이탈사고의 근본적 방지를 가능하게 하는 자동 툴 체인저를 제공하고자 하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 자동 툴 체인저는, 로봇 암에 장착되는 로봇측 유닛과 상기 로봇측 유닛에 착탈 가능하게 장착되는 툴측 유닛을 포함하여 이루어지는 자동 툴 체인저로서, 상기 로봇측 유닛은, 바디의 중심축 상에 구비된 실린더와, 상기 실린더에 의해 직선 왕복운동하는 피스톤로드와, 상기 피스톤로드 선단에 구비된 캠 무버와, 상기 캠 무버에 의해 선단의 위치가 방사방향 외측의 체결위치와 방사방향 내측의 체결해제위치 사이에서 이동되는 캠을 포함하여 이루어지고, 상기 툴측 유닛은, 바디의 중심축 상에 형성되어 상기 실린더가 삽탈 가능하게 수용되는 삽입홀과, 상기 캠의 위치에 대응되도록 상기 삽입홀의 내주부에 구비된 힌지핀을 포함하여 이루어지며, 상기 캠과 상기 힌지핀은, 상기 체결위치에서는 상기 힌지핀에 상기 캠의 선단이 접촉되어 지지되고, 상기 체결해제위치에서는 상기 힌지핀에 상기 캠의 선단이 접촉되지 않도록 배치됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 캠은, 상기 로봇측 유닛의 상기 바디 또는 상기 실린더에 고정된 캠핀을 중심으로 회동 가능하게 장착된 캠 바디와, 상기 캠 바디에 구비된 상기 선단과, 상기 캠 바디로부터 방사방향 내측으로 뻗어 상기 캠 무버에 접속되는 후단을 포함하여 이루어지고, 상기 피스톤로드의 왕복운동에 의한 상기 캠 무버의 직선운동에 따라, 상기 후단이 상기 캠핀을 중심으로 하는 회동운동을 하고, 상기 회동운동에 의해 상기 선단이 상기 체결위치와 체결해제위치 사이에서 이동되도록 구성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 캠 무버는, 상기 피스톤로드의 선단에 서로 간격을 띄우고 장착된 2개의 원반형상의 턱과, 상기 2개의 턱 사이의 공간부를 포함하여 이루어지고, 상기 공간부에 상기 캠의 상기 후단이 끼워지고, 상기 턱에 의해 상기 캠의 상기 후단이 규제되면서 접속되도록 구성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 로봇측 유닛의 상기 바디 상에 구비된 센서마운트(mount)와, 상기 센서마운트의 센서감지에 따라 자세가 변화되는 센서독(dog)과, 상기 센서독의 자세에 따라 상기 피스톤로드의 운동을 저지하는 위치로 락킹될 수 있는 센서독 핀(pin)을 포함하여 이루어지는 락킹수단을 더 구비함이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 하나의 실린더에 의해 작동되어 불균형 결합의 가능성을 애초부터 제거한 자동 툴 체인저가 제공된다.

그리고, 결합된 상태를 유지할 수 있도록 하여 이탈사고의 근본적 방지를 가능하게 하는 자동 툴 체인저가 제공된다.

도 1은, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 툴 체인저의 분리상태 사시도로서, 5개의 모듈이 장착된 상태를 나타낸다.
도 2는, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 툴 체인저의 결합상태 사시도로서, 4개의 모듈이 장착된 상태를 나타낸다.
도 3은, 자동 툴 체인저에 장착 가능한 모듈의 종류를 예시한 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 툴 체인저의 결합상태 사시도로서, 컨트롤 모듈 및 커플러 모듈이 장착되어 그리퍼 타입의 툴로 기능할 수 있는 구성을 나타낸다.
도 5는, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 툴 체인저의 결합상태 사시도로서, 컨트롤 모듈, 서보모터 모듈, 커플러 모듈 및 파워모듈이 장착되어 서보건 타입의 툴로 기능할 수 있는 구성을 나타낸다.
도 6은, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 툴 체인저의 결합상태 사시도로서, 컨트롤 모듈, 커플러 모듈 및 파워모듈이 장착되어 에어건 타입의 툴로 기능할 수 있는 구성을 나타낸다.
도 7은, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 툴 체인저의 결합상태 사시도로서, 컨트롤 모듈, 커플러 모듈, 2개의 서보모터 모듈 및 파워모듈이 장착되어 트윈 서보건 타입의 툴로 기능할 수 있는 구성을 나타낸다.
도 8은, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 툴 체인저의 사시도로서, 도 1의 상태에서 모듈이 제거된 상태를 나타낸다.
도 9는, 도 8의 본 발명의 일실시예에 따른 자동 툴 체인저에 대한 일부절개 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 툴 체인저의 분리상태 사시도로서, 캠이 방사방향 외측으로 회동된 상태를 나타낸다.
도 11은, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 툴 체인저의 분리상태 사시도로서, 캠이 방사방향 내측으로 회동된 상태를 나타낸다.
도 12는, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 툴 체인저의 분리상태 결합직전 사시도이다.
도 13은, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 툴 체인저의 결합도중 일부절개 사시도로서, 도 9의 상태와 유사한 상태를 나타낸다.
도 14는, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 툴 체인저의 접촉완료 체결개시의 일부절개 사시도이다.
도 15는, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 툴 체인저의 접촉완료 체결도중의 일부절개 사시도이다.
도 16은, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 툴 체인저의 접촉완료 체결완료의 일부절개 사시도이다.
도 17은, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 툴 체인저의 접촉완료 체결완료의 일부절개 사시도로서, 실린더로 덮인 상태를 나타낸다.
도 18은, 종래기술의 도 1을 나타낸 분리상태 사시도이다.

이하, 본 발명의 자동 툴 체인저에 대해, 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 다만, 동일구성에 의해 동일기능을 하는 부분에 대해서는, 도면이 달라지더라도 동일부호를 유지함으로써, 그 상세한 설명을 생략하는 경우가 있다. 그리고 이해를 돕기 위하여 설명이나 도면에 과장되게 나타내거나 불필요한 부분을 생략하여 나타내는 경우가 있다. 그리고 어떤 기능을 하는 부분이나 블럭은, 다른 부분이나 블럭과 합체되어 하나로 구현될 수 있고, 반대로 어떤 기능을 하는 부분이나 블럭이, 여러 부분이나 블럭으로 분할되어 구현될 수도 있다. 그리고 어느 부분이 다른 부분과 연결되는 경우에, 그 중간에 다른 중간부재를 끼운 상태로 구현되어도 좋은 경우가 있다.

<기본구성>

본 발명의 자동 툴 체인저는, 도 8과 같이, 로봇 암에 장착되는 로봇측 유닛(10)과 상기 로봇측 유닛(10)에 착탈 가능하게 장착되는 툴측 유닛(20)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 로봇측 유닛(10)은, 도 9와 같이, 실린더(cylinder)(41)와, 피스톤로드(piston rod)(42)와, 캠 무버(cam mover)(45)와, 캠(cam)(43)을 포함하여 이루어진다.

상기 실린더(41)는, 바디의 중심축 상에 구비되는 구동기구이다. 상기 실린더(41)는, 중심축을 따라 상기 바디에 대해 수직으로 단일하게 배치되므로, 종래기술의 경우처럼 방사방향을 따라 바디에 대해 수평하게 복수개가 배치되는 구성과 다르다.

상기 바디는, 경량화와 강성유지를 위해 복수의 공간부를 가지는 경량강성 소재로 이루어지고, 실시예에서는 6각형을 이루지만, 이에 한하는 것은 아니며, 6각의 외측에 도 3에 예시된 것을 포함하는 기능성 모듈들이 장착(도 1 및 도 2 참조)될 수 있다.

자동 툴 체인저에는 다양한 방식으로 모듈이 장착되어 다양한 툴로 기능하게 될 수 있다. 예컨대 도 4처럼 컨트롤 모듈 및 커플러 모듈이 장착되어 그리퍼 타입의 툴로 기능할 수 있고, 도 5처럼 컨트롤 모듈, 서보모터 모듈, 커플러 모듈 및 파워모듈이 장착되어 서보건 타입의 툴로 기능할 수도 있고, 도 6처럼 컨트롤 모듈, 커플러 모듈 및 파워모듈이 장착되어 에어건 타입의 툴로 기능할 수도 있고, 도 7처럼 컨트롤 모듈, 커플러 모듈, 2개의 서보모터 모듈 및 파워모듈이 장착되어 트윈 서보건 타입의 툴로 기능할 수도 있다. 다만, 이들 구성에 한정되는 것은 아니다.

상기 피스톤로드(42)는, 상기 실린더(41)에 의해 직선 왕복운동한다. 상기 실린더(41)와 마찬가지로 상기 피스톤로드(42)도 상기 바디에 대해 수직으로 단일하게 배치되어 운동된다.

상기 캠 무버(45)는, 상기 캠(43)을 수직방향으로 움직이도록 하는 부재로서, 상기 피스톤로드(42) 선단에 구비된다. 따라서, 캠 무버(45)도 상기 바디에 대해 수직으로 운동된다.

상기 캠(43)은, 상기 캠 무버(45)에 의해 선단의 위치가 방사방향 외측의 체결위치와 방사방향 내측의 체결해제위치 사이에서 이동되는 부재로서, 상기 로봇측 유닛(10)과 상기 툴측 유닛(20)의 결합과 분리를 가능하게 하는 부재이다. 캠(43)의 선단은, 상기 체결위치에서 상기 힌지핀(22)과 접촉될 수 있다.

한편, 상기 툴측 유닛(20)은, 도 9와 같이, 삽입홀(insertion hole)(21)과, 힌지핀(hinge pin)( 22)을 포함하여 이루어진다.

상기 삽입홀(21)은, 바디의 중심축 상에 형성되어 있고, 여기는 상기 실린더(41)가 삽탈 가능하게 수용된다. 상기 실린더(41)가 삽입홀(21)에 삽입 완료되면, 그에 따라 상기 로봇측 유닛(10)의 하면과 상기 툴측 유닛(20)의 상면이 서로 밀착될 수 있다.

상기 힌지핀(22)은, 상기 캠(43)의 위치에 대응되도록 상기 삽입홀(21)의 내주부에 구비된다. 즉, 도시된 예에서는 3개의 캠(43)이 예시되어 있으므로, 그 대응되는 위치에 3개의 힌지핀(22)이 구비된다. 다만, 실시예에서는 힌지핀(22)으로 형성된 경우를 설명하였으나, 이에 한하지 않고, 예컨대 힌지핀 대신에 상기 툴측 유닛(20)의 삽입홀(21)의 내주부에 오목부를 형성하고, 이 오목부에 캠(43)의 선단이 삽입되도록 구성되어도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

그리고, 상기 캠(43)과 상기 힌지핀(22)은, 상기 로봇측 유닛(10)과 툴측 유닛(20)의 착탈 가능한 장착을 위해, 상기 체결위치에서는 상기 힌지핀(22)에 상기 캠(43)의 선단이 접촉되어 지지되고, 상기 체결해제위치에서는 상기 힌지핀(22)에 상기 캠(43)의 선단이 접촉되지 않도록 배치된다.

이하, 동작을 설명한다.

상기 로봇측 유닛(10)과 툴측 유닛(20) 서로 분리되어 있는 상태(분리상태)에서는, 로봇 암에는 상기 로봇측 유닛(10)이 설치되어 있고, 상기 툴측 유닛(20)에는 툴(미도시) 및 이 툴에 필요한 모듈(도 1~도 7 참조)가 설치되어 있다. 그리고, 상기 캠(43)은, 도 10과 같이 체결위치에 있도록 자세가 형성될 수도 있고, 도 11과 같이 체결해제위치에 있도록 자세가 형성될 수도 있다.

두 유닛(10, 20)의 결합을 위해서는, 상기 실린더(14)를 작동시켜서 상기 피스톤 로드(42)를 하방으로 뻗어서, 상기 캠 무버(45)에 의해 도 11과 같이 상기 캠(43)이 체결해제위치가 되도록 한 후, 도 12와 같이 두 유닛(10, 20)을 서로 접근시킨다. 그리고 더 접근시키면, 도 13과 같이 로봇측 유닛(10)의 실린더(41)가 툴측 유닛(20)의 삽입홀(21)에 삽입된다. 이때, 보다 확실한 위치맞춤을 위해 로봇측 유닛(10)의 가이드핀(11)이 툴측 유닛(20)의 핀홀(12)에 삽입되도록 할 수 있다. 그리고 더 접근시키면, 도 14와 같이 로봇측 유닛(10)의 하면과 툴측 유닛(20)의 상면이 서로 밀착된다.

그리고 이 상태에서, 상기 실린더(41)를 작동시켜서 상기 피스톤로드(42)를 상방으로 상승시키면, 상기 피스톤로드(42)의 선단에 구비된 캠 무버(45)도 상방으로 이동되고, 이에 따라 상기 캠(43)은, 도 15와 같이 체결해제위치에서 체결위치 쪽으로 변화되기 시작한다. 그리고 미리 정해진 한계까지 상기 피스톤로드(42)가 더 상승하면, 도 16과 같이 상기 캠(43)은 완전히 체결위치로 변화되고 유지된다. 이때, 상기 로봇측 유닛(10)의 상기 캠(43)의 선단은, 상기 툴측 유닛(20)의 상기 힌지핀(22)과 접촉되어 있고, 또한 서로 힘을 받도록 지지되어 있다. 따라서 상기 로봇측 유닛(10)과 상기 툴측 유닛(20)은 서로, 분리되는 방향으로 이동하지 못하게 규제되어 결합된다.

이러한 구성에 있어서, 상기 실린더(41)는, 로봇측 유닛(10)의 중심축 상에 구비된 단일 부재로 이루어지므로, 제어도 이 하나의 실린더(41)에 대해 이루어진다. 따라서 복수의 실린더에 대한 경우보다 제어가 간소화되고, 불균형 결합의 가능성이 전혀 없게 된다.

또한, 수평방향의 복수의 소용량 실린더가 아니라, 수직방향의 단일 대용량 실린더에 의해 구동되므로, 구동력의 확실한 전달과 함께, 체결위치를 형성한 후에 그 자세를 유지하는 정지기능의 확실한 구현이 가능하다.

<캠의 구체적 형상 예>

상기 캠(43)은, 캠 바디와, 상기 선단과, 후단을 포함하여 이루어진다.

상기 캠 바디는, 상기 로봇측 유닛(10)의 상기 바디 또는 상기 실린더(41)에 고정된 캠핀(44)을 중심으로 회동 가능하게 장착된다. 상기 회동에 따라 상기 캠 바디는, 양 유닛(10, 20)의 결합상태의 자세인 체결위치와 분리상태의 자세인 체결해제위치 사이에서 변화된다.

상기 선단은, 상기 캠 바디에 구비된다. 상기 선단은, 결합상태에서 상기 힌지핀(22)과 접촉되어 지지되는 부분이다. 도시된 예에서는 선단은 라운드된 주변부를 가지는 대량 평평한 선단면을 가지는 것으로 예시되어 있으나, 상기 선단면의 중심부에 상기 힌지핀(22)이 안착될 수 있도록 오목부가 형성되어 있음이 바람직하다.

상기 후단은, 상기 캠 바디로부터 방사방향 내측으로 뻗어 상기 캠 무버(45)에 접속된다. 도시된 예에서는, 상기 캠핀(44)과 상기 선단이 이루는 선분과 상기 캠핀(44)과 상기 후단이 이루는 선분이, 대략 100도의 각도를 이루는 예가 나타나 있으나, 이에 한하지 않는다.

그리고, 상기 피스톤로드(42)의 왕복운동에 의한 상기 캠 무버(45)의 직선운동에 따라, 상기 후단이 상기 캠핀(44)을 중심으로 하는 회동운동을 하고, 상기 회동운동에 의해 상기 선단이 상기 체결위치와 체결해제위치 사이에서 이동되도록 구성된다.

따라서, 상기 캠(43)의 상기 선단은, 체결위치에서 상기 힌지핀(22)와 접촉되고 지지력을 발휘함으로써 강성을 유지하기 위한 구조의 역할을 하고, 상기 캠(43)의 후단은, 상기 체결위치와 체결해제위치 사이의 회동을 위한 작동력을 받는 역할을 한다. 이렇게 역할을 나눠서 캠의 선단과 후단을 활용함으로써, 예컨대 선단에는 강성지지를 위한 열처리를 행하고, 후단에는 마찰저감이나 내구력 향상을 위한 열처리를 행하는 등의 별개 독립적인 가공이 가능해진다.

<캠 무버의 구체적 구성예 >

바람직한 실시예로서 상기 캠 무버(45)는, 도 9 내지 도 16과 같이, 2개의 원반형상의 턱과, 공간부를 포함하여 이루어진다.

상기 턱은, 상기 피스톤로드(42)의 선단에 서로 간격을 띄우고 장착된 2개의 원반형상의 구조물이다. 원반형상이므로, 설령 상기 실린더(41)에 대해 상기 피스톤로드(42)가 돌아가더라도, 상기 턱과 상기 캠(43)의 후단의 결합은 변함없이 유지된다.

상기 공간부는, 상기 2개의 턱 사이에 형성되는 오목부이다.

그리고, 상기 공간부에 상기 캠(43)의 상기 후단이 끼워지고, 상기 턱에 의해 상기 캠의 상기 후단이 규제되면서 접속되도록 구성된다.

이로써, 상기 캠(43)의 후단은, 방사방향 외향으로 오픈된 오목부인 공간부에 삽입되는 구성이 된다. 따라서 핀결합이나 크랭크, 링크 기타의 복잡한 구성의 결합구성을 가지지 않으므로, 유지보수가 간편하다는 장점을 가진다.

<안전수단>

상기 자동 툴 체인저는, 락킹(locking)수단을 더 구비할 수 있다. 이 락킹수단은, 로봇측 유닛(10)과 툴측 유닛(20)이 서로 결합된 상태에서, 제어장치나 실린더(41)의 결함이나 오동작이 있더라도 이 양 유닛(10, 20)의 결합상태가 계속 유지될 수 있도록 하기 위한 구성이다.

상기 락킹수단은, 센서마운트(mount)(15)와, 센서독(dog)(13)과, 센서독 핀(pin)(14)을 포함하여 이루어진다.

상기 센서마운트(15)는, 상기 로봇측 유닛(10)의 상기 바디 상에 구비된다. 상기 센서마운트(15)에는, 상기 캠(43)이 체결위치에 도달했는지를 감지하는 센서가 탑재된다.

상기 센서독(dog)(13)은, 상기 센서마운트(15)의 센서감지에 따라 자세가 변화된다.

상기 센서독 핀(pin)(14)은, 상기 센서독(13)의 자세에 따라 상기 피스톤로드(42)의 운동을 저지하는 위치로 락킹될 수 있도록 한다.

따라서, 센서마운트(15)에 대해 센서독(13)이 미리 정해진 위치로 설정되면, 상기 센서독 핀(14)이 상기 피스톤로드(42)의 운동을 저지하므로, 캠 무버(45)나 캠(43)이 움직이지 않게 락킹된다. 따라서 결합된 상태를 유지할 수 있게 되므로, 오동작에 의한 이탈사고의 근본적 방지가 가능해진다.

이상, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한하는 것이 아니다.

예컨대 캠(44)은 3개가 예시되어 설명되었으나, 불균형을 허용한다면 하나로 족하고, 불균형을 허용하지 않는다면, 적어도 2개 구비되어야 한다. 2개의 캠(44)은 180도로 배치되어야 불균형이 해소된다. 2개로 이루어지는 경우, 캠(44)과 캠핀(44), 힌지핀(22)의 강성을 높임으로써, 부품 수를 줄일 수 있다는 효과가 있다. 다만, 캠(44)이 배치되지 않은 쪽으로 기울어질 때 쏠림현상이 발생될 여지가 있다.

따라서 바람직하게는 캠(44)은 120도 간격으로 3개 구비되는 것이 최소의 개수로 어느 각도로도 쏠림현상이 발생되지 않는 구성이 된다. 그러나 이에 한하지 않고, 3개를 초과하여 등간격으로 배치되어도 본 발명의 범위를 벗어나는 것은 아니다.

이처럼, 청구범위에 기재된 사항으로부터 당업자가 용이하게 변형, 개량, 변경한 정도의 기술은, 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명은, 자동 툴 체인저의 산업에 이용될 수 있다.

10: 로봇(robot)측 유닛
11: 가이드핀(pin)
12: 핀홀(hole)
13: 센서독(dog)
14: 센서독 핀(pin)
15: 센서마운트(mount)
20: 툴(tool)측 유닛
21: 삽입홀(hole)
22: 힌지핀(pin)
31: 파워모듈
32: 컨트롤모듈
33: 서보모듈
34: 커플러모듈
41: 실린더
42: 피스톤로드(rod)
43: 캠
44: 캠핀(pin)
45: 캠 무버(mover)

Claims (4)

1. 로봇 암에 장착되는 로봇측 유닛과 상기 로봇측 유닛에 착탈 가능하게 장착되는 툴측 유닛을 포함하여 이루어지는 자동 툴 체인저로서,
   상기 로봇측 유닛은,
   바디의 중심축 상에 구비된 실린더와,
   상기 실린더에 의해 직선 왕복운동하는 피스톤로드와,
   상기 피스톤로드 선단에 구비된 캠 무버와,
   상기 캠 무버에 의해 선단의 위치가 방사방향 외측의 체결위치와 방사방향 내측의 체결해제위치 사이에서 이동되는 캠
   을 포함하여 이루어지고,
   상기 툴측 유닛은,
   바디의 중심축 상에 형성되어 상기 실린더가 삽탈 가능하게 수용되는 삽입홀과,
   상기 캠의 위치에 대응되도록 상기 삽입홀의 내주부에 구비된 힌지핀
   을 포함하여 이루어지며,
   상기 캠과 상기 힌지핀은, 상기 체결위치에서는 상기 힌지핀에 상기 캠의 선단이 접촉되어 지지되고, 상기 체결해제위치에서는 상기 힌지핀에 상기 캠의 선단이 접촉되지 않도록 배치되고,
   상기 캠 무버는,
   상기 피스톤로드의 선단에 서로 간격을 띄우고 장착된 2개의 원반형상의 턱과,
   상기 2개의 턱 사이의 공간부
   를 포함하여 이루어지고,
   상기 공간부에 상기 캠의 후단이 끼워지고 상기 턱에 의해 상기 캠의 상기 후단이 규제되면서 접속되도록 구성됨
   을 특징으로 하는 자동 툴 체인저.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 캠은,
   상기 로봇측 유닛의 상기 바디 또는 상기 실린더에 고정된 캠핀을 중심으로 회동 가능하게 장착된 캠 바디와,
   상기 캠 바디에 구비된 상기 선단과,
   상기 캠 바디로부터 방사방향 내측으로 뻗어 상기 캠 무버에 접속되는 후단
   을 포함하여 이루어지고,
   상기 피스톤로드의 왕복운동에 의한 상기 캠 무버의 직선운동에 따라, 상기 후단이 상기 캠핀을 중심으로 하는 회동운동을 하고, 상기 회동운동에 의해 상기 선단이 상기 체결위치와 체결해제위치 사이에서 이동되도록 구성됨
   을 특징으로 하는 자동 툴 체인저.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 로봇측 유닛의 상기 바디 상에 구비된 센서마운트(mount)와,
   상기 센서마운트의 센서감지에 따라 자세가 변화되는 센서독(dog)과,
   상기 센서독의 자세에 따라 상기 피스톤로드의 운동을 저지하는 위치로 락킹될 수 있는 센서독 핀(pin)
   을 포함하여 이루어지는 락킹수단을 더 구비함
   을 특징으로 하는 자동 툴 체인저.
4. 삭제

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