KR101995646B1 - 엔드 이펙터, 산업용 로봇, 및 그 운전 방법 - Google Patents

Abstract

엔드 이펙터(4)는, 로봇 아암에 접속되는 엔드 이펙터 기부(5)와, 엔드 이펙터 기부(5)에 설치되며, 탄성 부품(O2)을 유지하기 위한 탄성 부품 유지 수단(9)을 구비한다. 탄성 부품 유지 수단(9)은, 탄성 부품(O2)을 해방 가능하게 파지하는 복수의 탄성 부품 파지 부재(12)와, 복수의 탄성 부품 파지 부재(12)의 각 선단부를, 탄성 부품(O2)을 해방시키는 해방 위치로부터, 탄성 부품(O2)을 파지하는 파지 위치를 향해, 탄발적으로 탄성 가압하기 위한 탄성 가압 수단(14)을 가진다. O링 등의 탄성 부품의 끼움 작업을 간소화할 수 있는 엔드 이펙터를 제공할 수 있다.

Description

엔드 이펙터, 산업용 로봇, 및 그 운전 방법{END EFFECTOR, INDUSTRIAL ROBOT, AND OPERATING METHOD THEREOF}

본 발명은, 엔드 이펙터, 특히 부품의 조립에 사용되는 엔드 이펙터, 및 그 엔드 이펙터를 구비한 산업용 로봇, 및 그 산업용 로봇의 운전 방법에 관한 것이다.

산업용 로봇에 있어서는, 그 작업 내용에 따른 적절한 엔드 이펙터(핸드)를 로봇 아암 선단에 장착하고, 엔드 이펙터로 유지한 취급 대상물을 로봇 아암의 구동에 의해 이송한다. 형상·치수가 상이한 다양한 종류의 취급 대상물(부품)을 조립하면서 제품을 완성시키는 생산 라인에 있어서는, 다종류의 취급 대상물에 대응할 수 있는 산업용 로봇이 필요하다.

만약, 취급 대상물의 종류마다 전용의 로봇을 배치하려고 하면, 그러한 로봇을 설치하기 위해 필요한 공간이 증대하고, 또 로봇의 제조 비용도 증대한다. 그 때문에, 1대의 로봇으로, 상이한 작업 내용이나 취급 대상물에 대응할 수 있도록 하고 싶다는 요청이 있다.

그래서, 로봇 아암의 선단에 장착하는 핸드를, 작업 내용에 따라 그 전체를 자동적으로 교환하거나, 혹은 취급 대상물의 형상·치수에 따라, 로봇 아암 선단에 장착되어 있는 핸드의 구성을 일부 변경할 수 있도록 한 산업용 로봇이 제안되어 있다(특허 문헌 1, 2).

특허 문헌 1 : 일본국 특허공개 2013-192365호 공보 특허 문헌 2 : 일본국 특허공개 2011-177862호 공보

그러나, 로봇 아암 선단에 장착되어 있는 핸드의 구성을, 취급 대상물의 종류나 크기에 따라 변경할 수 있도록 한 산업용 로봇은, 핸드의 구성을 변경하기 위해, 복잡한 구성을 필요로 하며, 교체하는 핸드의 설치 공간이 커져, 복잡한 구성때문에 신뢰성이 저하되고, 또 비용이 증대한다.

이 문제는 특히, 조립 부품의 O링 부착 홈에 O링을 끼우는 작업을 로봇으로 자동화하는 경우에 심각해진다. 즉, 조립 부품의 O링 부착 홈에 O링을 끼우기 위해서는, 우선 처음에 O링을 그 자연 상태로부터 조금 잡아 늘린 상태로 하고, 그 잡아 늘린 상태로부터의 O링의 수축력을 이용하여 O링 부착 홈에 O링을 끼울 필요가 있다. 그 때문에, 작업에 필요한 핸드의 구성이 복잡한 것이 되며, 작업 내용도 복잡화된다.

이 점은, O링에 한정되지 않고, 오일 시일이나 스냅 링 등, 탄성을 가지는 환상 또는 C자 형상의 부품을 로봇에 의해 끼울 때에 문제가 된다.

또, O링 등의 탄성 부품의 끼움 작업이 복잡화된다는 점은, 반드시 교환형의 핸드나 구성 변경형의 핸드를 가지는 로봇에 의한 끼움 작업에 한정되지 않는다.

본 발명은, 상술한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 로봇에 의한 O링 등 탄성 부품의 끼움 작업을 간소화할 수 있는 엔드 이펙터, 및 그 엔드 이펙터를 구비한 산업용 로봇, 및 그 산업용 로봇의 운전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 양태는, 로봇 아암에 장착되는 엔드 이펙터에 있어서, 상기 로봇 아암에 접속되는 엔드 이펙터 기부와, 상기 엔드 이펙터 기부에 설치되며, 탄성 부품을 유지하기 위한 탄성 부품 유지 수단을 구비하고, 상기 탄성 부품 유지 수단은, 상기 탄성 부품을 해방 가능하게 파지하는 복수의 탄성 부품 파지 부재와, 상기 복수의 탄성 부품 파지 부재의 각 선단부를, 상기 탄성 부품을 해방시키는 해방 위치로부터, 상기 탄성 부품을 파지하는 파지 위치를 향해, 탄발적으로 탄성 가압하기 위한 탄성 가압 수단을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 양태는, 제1 양태에 있어서, 상기 엔드 이펙터 기부에 설치되며, 취급 대상물을 유지하기 위한 대상물 유지 수단과, 상기 엔드 이펙터 기부에 설치되며, 상기 탄성 부품 유지 수단을 해방 가능하게 유지하기 위한 유지 기구를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 양태는, 제2 양태에 있어서, 상기 유지 기구에 의해 유지된 상기 탄성 부품 유지 수단을 상기 대상물 유지 수단에 의해 구동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4 양태는, 제3 양태에 있어서, 상기 대상물 유지 수단은, 상기 취급 대상물을 파지하기 위한 대상물 파지 부재를 가지며, 상기 유지 기구에 의해 유지된 상기 탄성 부품 유지 수단을 상기 대상물 파지 부재에 의해 구동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제5 양태는, 제4 양태에 있어서, 상기 유지 기구에 의해 유지된 상기 탄성 부품 유지 수단의 상기 탄성 부품 파지 부재를 상기 대상물 파지 부재에 의해 구동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제6 양태는, 제5 양태에 있어서, 상기 탄성 가압 수단의 탄성 가압력에 저항하여 상기 탄성 부품 파지 부재를 상기 대상물 파지 부재에 의해 상기 탄성 부품을 해방시키는 방향으로 구동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제7 양태는, 제1 내지 제6 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 유지 기구는, 상기 엔드 이펙터 기부의 중앙부에 설치되어 있으며, 상기 대상물 유지 수단은, 상기 유지 기구의 주위에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제8 양태는, 제1 내지 제7 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 복수의 탄성 부품 파지 부재의 선단부가, 상기 탄성 부품이 끼워맞춰진 대상물의 테이퍼 형상 부분의 외면을 따라 하강하면서, 상기 탄성 가압 수단의 탄발력에 저항하여 상기 파지 위치로부터 상기 해방 위치를 향해 변위하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제9 양태는, 제1 내지 제8 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 탄성 부품 파지 부재는, 상기 엔드 이펙터 기부에 유지된 상기 탄성 부품 유지 수단의 유닛 본체에 대해 요동 가능하게 설치된 가늘고 긴 요동 부재를 가지며, 복수의 상기 가늘고 긴 요동 부재의 선단부에서 상기 탄성 부품을 파지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제10 양태는, 제1 내지 제9 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 파지 위치에 있는 상기 복수의 탄성 부품 파지 부재의 상기 각 선단부가, 파지된 상기 탄성 부품의 외주연보다 내측에 위치하는 부분을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제11 양태는, 제1 내지 제10 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 탄성 부품은, 탄성을 가지는 환상 또는 C자 형상의 부품인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제12 양태에 의한 산업용 로봇은, 제1 내지 제11 중 어느 하나의 양태에 의한 엔드 이펙터와, 상기 엔드 이펙터가 장착된 로봇 아암을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제13 양태는, 제12 양태에 의한 산업용 로봇의 운전 방법으로서, 상기 로봇 아암을 구동하여 상기 탄성 부품 유지 수단으로 유지한 상기 탄성 부품을 이송하는 이송 공정과, 상기 탄성 부품 유지 수단을 구동하여, 상기 탄성 부품 유지 수단에 의해 유지하고 있던 상기 탄성 부품을 해방시켜 안내 지그에 끼워맞추는 끼워맞춤 공정과, 상기 탄성 부품 유지 수단의 상기 복수의 탄성 부품 파지 부재의 선단부에 의해, 상기 안내 지그의 외면을 따라 상기 탄성 부품을 압하(押下)하는 압하 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제14 양태는, 제13 양태에 있어서, 상기 끼워맞춤 공정에 있어서, 상기 탄성 부품은, 상기 안내 지그의 테이퍼 형상 부분에 끼워맞춰지며, 상기 압하 공정에 있어서, 상기 복수의 탄성 부품 파지 부재의 선단부는, 상기 안내 지그의 상기 테이퍼 형상 부분의 외면을 따라 하강하면서, 상기 탄성 가압 수단의 탄발력에 저항하여 상기 파지 위치로부터 상기 해방 위치를 향해 변위하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제15 양태는, 제13 또는 제14 양태에 있어서, 상기 탄성 부품은, 탄성을 가지는 환상 또는 C자 형상의 부품인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 로봇을 이용한 O링 등의 탄성 부품의 끼움 작업을 간소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 형태에 의한 엔드 이펙터(제2 대상물 유지 유닛을 떼어낸 상태)가 장착된 산업용 로봇의 개략 구성을 나타낸 측면도.
도 2는 도 1에 나타낸 산업용 로봇의 엔드 이펙터를, 제2 대상물 유지 유닛을 떼어낸 상태로 비스듬하게 하방으로부터 본 사시도.
도 3은 도 2에 나타낸 엔드 이펙터의 정면도.
도 4는 도 2에 나타낸 엔드 이펙터의 저면도.
도 5는 도 2에 나타낸 엔드 이펙터를 제1 종류의 취급 대상물(O링 안내 지그)과 함께 나타낸 종단면도.
도 6은 O링을 장착해야 할 조립 부품에 제1 종류의 취급 대상물(O링 안내 지그)을 끼워맞춘 상태를 나타낸 종단면도.
도 7은 도 2에 나타낸 엔드 이펙터에 제2 대상물 유지 유닛을 장착한 상태를, 제2 종류의 취급 대상물(O링)을 유지한 상태로 나타낸 사시도.
도 8은 도 7에 나타낸 엔드 이펙터를, 제2 종류의 취급 대상물(O링)을 유지한 상태로 나타낸 종단면도.
도 9는 도 7에 나타낸 엔드 이펙터의 제2 대상물 유지 유닛을 구동하여 제2 종류의 취급 대상물(O링)을 해방시킨 상태를 나타낸 사시도.
도 10은 O링 안내 지그의 상단부에 O링이 끼워맞춰진 상태를 나타낸 정면도.
도 11은 도 10의 XI-XI선 화살표 방향으로부터 본 도.
도 12a는 제2 대상물 유지 유닛의 제2 파지 부재에 의해 조립 부품의 O링 부착 홈에 O링을 끼울 때의 작업 공정을 설명하기 위한 정면도.
도 12b는 제2 대상물 유지 유닛의 제2 파지 부재에 의해 조립 부품의 O링 부착 홈에 O링을 끼울 때의 작업 공정을 설명하기 위한 다른 정면도.
도 12c는 제2 대상물 유지 유닛의 제2 파지 부재에 의해 조립 부품의 O링 부착 홈에 O링을 끼울 때의 작업 공정을 설명하기 위한 다른 정면도.
도 12d는 제2 대상물 유지 유닛의 제2 파지 부재에 의해 조립 부품의 O링 부착 홈에 O링을 끼울 때의 작업 공정을 설명하기 위한 다른 정면도.

이하, 본 발명의 일실시 형태에 의한 산업용 로봇(1)의 엔드 이펙터(4)에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 산업용 로봇(1)은, 다관절형의 로봇 아암(2)과, 로봇 아암 선단의 손목축(3)에 장착된 엔드 이펙터(핸드)(4)를 구비하고 있다.

또한, 본 발명이 적용되는 산업용 로봇의 종류는 특별히 한정되는 것이 아니며, 수직 다관절형 로봇이나 수평 다관절형 로봇 등, 다양한 종류의 산업용 로봇에 적용할 수 있다.

도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에서의 엔드 이펙터(4)는, 로봇 아암(2)(도 1)에 접속된 엔드 이펙터 기부(5)를 구비하고 있다. 엔드 이펙터 기부(5)에는, 제1 종류의 취급 대상물을 유지하기 위한 제1 대상물 유지 기구(6)가 설치되어 있다.

제1 대상물 유지 기구(6)는, 제1 종류의 취급 대상물을 파지하기 위한 복수의 제1 파지 부재(대상물 파지 부재)(7)와, 이러한 제1 파지 부재(7)를 구동하기 위한 파지 부재 구동 수단(8)을 가진다.

본 실시 형태에 있어서는, 3개의 제1 파지 부재(7)가, 엔드 이펙터(4)의 중심축선(L0) 둘레로 등각도 간격(120°)으로 배치되어 있다. 각 제1 파지 부재(7)는, 파지 부재 구동 수단(8)에 의해, 엔드 이펙터(4)의 중심축선(L0)에 관해서 반경 방향으로 전후로 구동된다.

파지 부재 구동 수단(8)의 종류는 특별히 한정되는 것이 아니며, 에어 실린더 등의 유체압 실린더나, 써보모터 등의 전동 구동원 등, 다양한 구동원을 이용할 수 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 대상물 유지 기구(6)에 의해 제1 종류의 취급 대상물(O1)을 유지할 때에는, 파지 부재 구동 수단(8)에 의해 각 제1 파지 부재(7)를 반경 방향 외측에 위치시킨 상태로 하고, 로봇 아암(2)을 구동하여, 제1 종류의 취급 대상물(O1)의 측둘레면의 주위에 3개의 제1 파지 부재(7)를 위치시킨다.

이 상태로, 각 제1 파지 부재(7)를 반경 방향 내측으로 이동시켜, 제1 종류의 취급 대상물(O1)의 측둘레면을 각 제1 파지 부재(7)에 의해 3방향으로부터 파지한다. 계속해서, 로봇 아암(2)을 구동하여 제1 종류의 취급 대상물(O1)을 소정의 이송처로 이송하고, 파지 부재 구동 수단(8)에 의해 각 제1 파지 부재(7)를 반경 방향 외측으로 이동시켜, 제1 종류의 취급 대상물(O1)의 파지를 해제한다.

제1 종류의 취급 대상물(O1)의 반송처에는, 도 6에 나타낸 바와 같이, O링(제2 종류의 취급 대상물)을 장착해야 할 조립 부품(16)이 작업대 상에 올려놓아져 있다. 로봇 아암(2) 및 엔드 이펙터(4)의 상술한 조작에 의해, 제1 종류의 취급 대상물(O1)이 조립 부품(16)에 그 상방으로부터 끼워맞춰진다. 즉, 제1 종류의 취급 대상물(O1)은, 테이퍼 형상의 상단부를 가지는 통 형상 부재로 형성되어 있으며, 그 하단 개구를 통하여 조립 부품(16)에 상방으로부터 끼워맞춰진다. 조립 부품(16)의 측둘레면에는 O링 부착 홈(17)이 형성되어 있다.

본 예에 있어서는, 제1 종류의 취급 대상물(O1)은, 조립 부품(16)의 O링 부착 홈(17)에 O링을 끼워맞출 때에, O링 부착 홈(17)까지 O링을 안내하기 위한 O링 안내 지그로서 기능한다.

도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 엔드 이펙터 기부(5)의 중앙부에는, 제2 대상물 유지 유닛(탄성 부품 유지 수단)(9)을 해방 가능하게 유지하기 위한 유닛 유지 기구(10)가 설치되어 있다. 제2 대상물 유지 유닛(9)은, 제2 종류의 취급 대상물(O2)을 유지하기 위한 유닛이다. 본 예에 있어서는, 유닛 유지 기구(10)는, 흡착에 의해 제2 대상물 유지 유닛(9)을 유지한다.

단, 유닛 유지 기구(10)가 제2 대상물 유지 유닛(9)을 유지하기 위한 기구는 흡착에는 한정되지 않고, 파지 부재에 의한 파지여도 된다. 요컨데, 엔드 이펙터 기부(5)에 대해 제2 대상물 유지 유닛(9)을 해방 가능하게 고정할 수 있는 기구이면 어떤 것이어도 된다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 제2 종류의 취급 대상물(O2)은, 제1 종류의 취급 대상물(O1)보다, 유지되는 부분의 직경이 작아, 제1 대상물 유지 기구(6)의 제1 파지 부재(7)로 제2 종류의 취급 대상물(O2)을 유지할 수 없다.

즉, 본 실시 형태에 의한 엔드 이펙터에 있어서는, 제1 대상물 유지 기구(6)에서는 유지할 수 없을 정도로 작은 직경을 가지는 취급 대상물이어도, 유닛 유지 기구(10)에 유지된 제2 대상물 유지 유닛(9)에 의해 유지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서의 제2 종류의 유지 대상물(O2)은 O링이다.

제2 대상물 유지 유닛(9)은, 유닛 유지 기구(10)에 흡착 유지되는 유닛 본체(11)와, 제2 종류의 취급 대상물(O2)을 파지하기 위한 복수의 제2 파지 부재(탄성 부품 파지 부재)(12)를 가진다. 본 실시 형태에 있어서는, 3개의 제2 파지 부재(12)가, 엔드 이펙터(5)의 중심축선(L0) 둘레로 등각도 간격(120°)으로 배치되어 있다. 각 제2 파지 부재(12)의 하단부(선단부)에는, 제2 종류의 유지 대상물(O2)인 O링이 끼워넣어지는 오목부(12A)가 형성되어 있다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 각 제2 파지 부재(12)는, 유닛 본체(11)에 대해 피벗지지 핀(13)에 의해 요동 가능하게 지지됨과 함께, 압축 스프링(탄성 가압 수단)(14)에 의해, 제2 종류의 취급 대상물(O2)을 파지하는 방향(대상물 파지 방향)으로 탄성 가압되어 있다. 대상물 파지 방향에서의 제2 파지 부재(12)의 요동 동작은, 각 제2 파지 부재(12)에 관해서 반경 방향 내측에 설치된 각 스토퍼 부재(15)에 의해 규제된다.

본 실시 형태에 의한 엔드 이펙터(5)는, 유닛 유지 기구(10)에 의해 유지된 제2 대상물 유지 유닛(9)을, 제1 대상물 유지 기구(6)에 의해 구동하도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 유닛 유지 기구(10)에 의해 유지된 제2 대상물 유지 유닛(9)의 제2 파지 부재(12)를, 제1 대상물 유지 기구(6)의 제1 파지 부재(7)에 의해 구동하도록 구성되어 있다.

즉, 도 7 및 도 8에 나타낸 상태로부터, 제1 대상물 유지 기구(6)의 제1 파지 부재(7)를 반경 방향 내측으로 이동시키면, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 파지 부재(6)의 선단의 걸림부에 의해, 제2 대상물 유지 유닛(9)의 제2 파지 부재(12)의 상단부가, 압축 스프링(14)의 탄성 가압력에 저항하여 밀어넣어진다. 이것에 의해, 각 제2 파지 부재(12)의 하단부가, 제2 종류의 취급 대상물(O2)을 해방시키는 방향으로 구동된다.

유닛 유지 기구(10)에 유지된 제2 대상물 유지 유닛(9)에 의해 제2 종류의 취급 대상물(O2)을 유지할 때에는, 각 압축 스프링(14)의 탄성 가압력에 저항하여 각 제1 파지 부재(7)에 의해 각 제2 파지 부재(12)를 구동하여, 각 제2 파지 부재(12)를 해방 위치로 이동시킨다. 이 상태로 로봇 아암(2)을 구동하여, 제2 종류의 취급 대상물(O2)의 주위에 3개의 제2 파지 부재(12)를 위치 결정한다.

이 상태로 각 제1 파지 부재(7)를 반경 방향 외측으로 이동시켜, 각 압축 스프링(14)의 탄성 가압력에 의해 각 제2 파지 부재(12)를 대상물 파지 방향으로 이동시키고, 이것에 의해, 제2 종류의 취급 대상물(O2)을 각 제2 파지 부재(12)에 의해 3방향으로부터 파지한다.

계속해서, 로봇 아암(2)을 구동하여 제2 종류의 취급 대상물(O링)(O2)을, 제1 종류의 취급 대상물(O1)인 O링 안내 지그의 상방으로 이송한다(이송 공정). 계속해서, 각 제1 파지 부재(7)를 반경 방향 내측으로 이동시켜 각 제2 파지 부재(12)를 대상물 해방 방향으로 이동시키고, 제2 종류의 취급 대상물(O2)의 파지를 해제한다.

O링 안내 지그(O1)의 테이퍼 형상 상단부의 상단 직경은, O링(O2)의 내경보다 작게 설정되어 있으므로, 제2 파지 부재(12)로부터 해방된 O링(O2)은, O링 안내 지그(O1)의 테이퍼 형상의 상단부에 끼워맞춰진다(끼워맞춤 공정).

다음에, O링 안내 지그(O1)의 테이퍼 형상 상단부에 끼워진 O링(O2)을, 조립 부품(16)의 O링 부착 홈(17)에 끼울 때의 작업에 대해서 설명한다.

O링(O2)을 제2 파지 부재(12)로부터 해방하기 위해 반경 방향 내측으로 이동시킨 제1 파지 부재(7)를, 다시 반경 방향 외측으로 이동시켜, 제2 파지 부재(12)의 상단에 대한 제1 파지 부재(7)로부터의 가압력을 해제한다. 그러면, 압축 스프링(14)의 탄성 가압력에 의해 제2 파지 부재(12)의 상단부가 반경 방향 외측으로 눌러져, 제2 파지 부재(12)의 하단부가 반경 방향 내측으로 이동한다(도 8 참조).

도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이, 반경 방향 내측으로 이동한 제2 파지 부재(12)의 하단부는, O링 안내 지그(O1)의 테이퍼 형상 상단부의 상단 주연보다 외측에 위치하고 있다.

도 10 및 도 11에 나타낸 상태로부터, 로봇 아암(2)을 구동하여 엔드 이펙터(4)를 하방으로 이동시킨다. 그러면, 도 12a에 나타낸 바와 같이, 제2 파지 부재(12)의 하단부가, O링 안내 지그(O1)의 테이퍼 형상 상단부의 외면에 맞닿아, 테이퍼면 상을 슬라이딩하면서, 반경 방향 외측으로 눌러져 변위한다. 즉, 제2 파지 부재(12)의 하단부가, O링 안내 지그(O1)의 테이퍼 형상 상단부의 외면을 따라 하강하면서, 압축 스프링(14)의 탄발력에 저항하여, 파지 위치로부터 해방 위치를 향해 변위한다. 여기서, 파지 위치란, O링(O2)을 파지하는 상태에서의 제2 파지 부재(12)의 하단부의 위치이며, 해방 위치란, O링(O2)을 해방시키는 상태에서의 제2 파지 부재(12)의 하단부의 위치이다.

O링 안내 지그(O1)의 테이퍼 형상 상단부에는, 로봇 아암(2) 및 엔드 이펙터(4)를 이용하여 미리 O링(O2)이 끼워져 있으므로, 테이퍼면 상을 슬라이딩하면서 하강하는 제2 파지 부재(12)의 하단부는, 도 12b에 나타낸 바와 같이 O링(O2)에 맞닿는다. 따라서, 하강하는 제2 파지 부재(12)의 하단부에 의해, O링(O2)은, O링 안내 지그(O1)의 테이퍼면을 따라 압하된다(압하 공정). 즉, O링(O2)은, 그 탄성에 의해 직경을 확대시키면서, O링 안내 지그(O1)의 상단부의 테이퍼면 상을 슬라이딩하여 하강한다.

제2 파지 부재(12)와 함께 하강하는 O링(O2)은, O링 안내 지그(O1)의 테이퍼 형상 상단부를 통과하여, 도 12c에 나타낸 바와 같이 O링 안내 지그(O1)의 스트레이트 부분을 슬라이딩하여 하강한다.

그리고, 도 12d에 나타낸 바와 같이, O링 안내 지그(O1)의 스트레이트 부분의 하단부를 통과한 O링(O2)은, O링 안내 지그(O1)에 의해 확대되어 있던 그 직경을, 자신의 탄성에 의해 축소시킨다. O링 안내 지그(O1)의 스트레이트 부분의 하단부에 대응하는 위치에는, 조립 부품(16)의 측둘레면에 형성된 O링 홈(17)이 위치하고 있다. 그 때문에, O링 안내 지그(O1)로부터 해방되며 그 직경을 줄인 O링(O2)은, 조립 부품(16)의 측둘레면에 형성된 O링 홈(17)에 끼워넣어진다.

상술한 공정에 의해, 조립 부품(16)의 O링 홈으로의 O링(O2)의 끼움 작업이 종료되면, 다시 제1 파지 부재(7)를 반경 방향 내측으로 이동시키고, 제2 파지 부재(12)의 상단부를 밀어넣어 그 하단부를 반경 방향 외측으로 변위시킨다. 이 상태로, 로봇 아암(2)을 구동하여 엔드 이펙터(4)를 상승시켜, 소정의 장소까지 엔드 이펙터(4)를 이동시킨다.

그리고, 제1 파지 부재(7)를 다시 반경 방향 외측으로 이동시켜 제2 파지 부재(12)의 상단부로부터 퇴피시킴과 함께, 유닛 유지 기구(10)를 조작하여 제2 대상물 유지 유닛(9)의 유지 상태를 해제하고, 엔드 이펙터(4)로부터 제2 대상물 유지 유닛(9)을 떼어낸다.

엔드 이펙터(4)로부터 제2 대상물 유지 유닛(9)을 떼어낸 상태로, 로봇 아암(2)을 구동하여 엔드 이펙터(4)를 O링 안내 지그(O1)의 상방으로 이동시킨다. 계속해서, 제1 파지 부재(7)에 의해 O링 안내 지그(O1)를 파지하여, 상방으로 끌어올려 조립 부품(16)으로부터 떼어내고, 소정의 장소로 이송하여 올려놓는다.

상술한 일련의 공정에 의해, 조립 부품(16)의 O링 부착 홈(17)으로의 O링(O2)의 끼움 작업이 종료된다.

또한, 유닛 유지 기구(10)는, 상기대로 제2 대상물 유지 유닛(9)을 유지하기 위해 사용하는 것이지만, 제3 종류의 취급 대상물을 유지하기 위해 사용할 수도 있다. 유닛 유지 기구(10)로 제3 종류의 취급 대상물을 유지한 상태로 로봇 아암(2)을 구동하여, 제3 종류의 취급 대상물을 소정의 장소로 이송한다.

이상 서술한 바와 같이 본 실시 형태에 의하면, 제2 대상물 유지 유닛(9)을, O링(O2)을 유지하고 O링 안내 지그(O1)까지 이송할 때에 사용할 수 있음과 함께, O링 안내 지그(O1)의 외면을 따라 O링(O2)을 압하하여, 조립 부품(16)의 안내 홈(17)까지 이동시킬 때에도 이용할 수 있으므로, O링 부착 홈(17)으로의 O링(O2)의 끼움 작업을, 간소한 구성에 의해, 적은 작업 공정에서 단시간에 행할 수 있다.

또, 본 실시 형태에 의하면, 엔드 이펙터 기부(5)에 제1 대상물 유지 기구(6)와 유닛 유지 기구(10)를 설치함과 함께, 유닛 유지 기구(10)에 유지된 제2 대상물 유지 유닛(9)의 제2 파지 부재(12)를 제1 대상물 유지 기구(6)의 제1 파지 부재(7)로 구동하도록 했으므로, 산업용 로봇(1)의 제조 비용의 증대, 구성의 복잡화에 수반하는 신뢰성 저하 및 교체 핸드 설치 공간의 증대를 억제하면서, 취급 가능한 취급 대상물의 종류나 크기의 범위를 큰폭으로 확대할 수 있다.

또, 제2 대상물 유지 유닛(9)을 유지하기 위한 유닛 유지 기구(10)를, 취급 대상물의 유지에 사용할 수도 있으므로, 취급 가능한 취급 대상물의 종류나 크기의 범위를 더 확대할 수 있다.

또한, 상술한 예에 있어서는, 제2 종류의 취급 대상물로서 O링의 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명에서의 제2 종류의 취급 대상물은 O링에 한정되는 것이 아니며, 오일 시일이나 스냅 링 등, 탄성을 가지는 환상 또는 C자 형상의 부품을 널리 대상으로 하는 것이다.

또, 상술한 예에 있어서는, 제2 대상물 유지 유닛(탄성 부품 유지 수단)(9)을 엔드 이펙터 기부(5)에 대해 착탈 가능한 구성으로 하고 있지만, 본 발명에 있어서 이 점은 반드시 필수가 아니며, 탄성 부품 유지 수단을 엔드 이펙터 기부에 대해 고정적으로 설치할 수도 있다.

또, 상술한 예에 있어서는, O링 안내 지그(O1)를 통하여 조립 부품(16)의 O링 부착 홈에 O링(O2)을 끼우는 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명에 있어서 이 점은 반드시 필수가 아니며, 예를 들면 조립 부품 자신의 테이퍼 형상을 이용하여 O링 등의 탄성 부품을 끼울 수도 있다.

1 산업용 로봇 2 로봇 아암
3 손목축 4 엔드 이펙터(핸드)
5 엔드 이펙터 기부
6 제1 대상물 유지 기구(대상물 유지 수단)
7 제1 파지 부재(대상물 파지 부재) 8 파지 부재 구동 수단
9 제2 대상물 유지 유닛(탄성 부품 유지 수단)
10 유닛 유지 기구 11 유닛 본체
12 제2 파지 부재(탄성 부품 파지 부재) 12a 제2 파지 부재의 오목부
13 피벗지지 핀
14 압축 스프링(탄성 가압 수단) 15 스토퍼 부재
16 조립 부품 17 조립 부품의 O링 부착 홈
O1 제1 종류의 취급 대상물(O링 안내 지그)
O2 제2 종류의 취급 대상물(O링)

Claims (15)

1. 로봇 아암에 장착되는 엔드 이펙터에 있어서,
   상기 로봇 아암에 접속되는 엔드 이펙터 기부와,
   상기 엔드 이펙터 기부에 설치되며, 탄성 부품을 유지하기 위한 탄성 부품 유지 수단을 구비하고,
   상기 탄성 부품 유지 수단은,
   상기 탄성 부품을 해방 가능하게 파지하는 복수의 탄성 부품 파지 부재와,
   상기 복수의 탄성 부품 파지 부재의 각 선단부를, 상기 탄성 부품을 해방시키는 해방 위치로부터, 상기 탄성 부품을 파지하는 파지 위치를 향해, 탄발적으로 탄성 가압하기 위한 탄성 가압 수단을 가지고,
   상기 엔드 이펙터는,
   상기 엔드 이펙터 기부에 설치되며, 취급 대상물을 유지하기 위한 대상물 유지 수단과,
   상기 엔드 이펙터 기부에 설치되며, 상기 탄성 부품 유지 수단을 해방 가능하게 유지하기 위한 유지 기구를 더 구비한, 엔드 이펙터.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 유지 기구에 의해 유지된 상기 탄성 부품 유지 수단을 상기 대상물 유지 수단에 의해 구동하도록 구성되어 있는, 엔드 이펙터.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 대상물 유지 수단은, 상기 취급 대상물을 파지하기 위한 대상물 파지 부재를 가지며,
   상기 유지 기구에 의해 유지된 상기 탄성 부품 유지 수단을 상기 대상물 파지 부재에 의해 구동하도록 구성되어 있는, 엔드 이펙터.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 유지 기구에 의해 유지된 상기 탄성 부품 유지 수단의 상기 탄성 부품 파지 부재를 상기 대상물 파지 부재에 의해 구동하도록 구성되어 있는, 엔드 이펙터.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 탄성 가압 수단의 탄성 가압력에 저항하여 상기 탄성 부품 파지 부재를 상기 대상물 파지 부재에 의해 상기 탄성 부품을 해방시키는 방향으로 구동하도록 구성되어 있는, 엔드 이펙터.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유지 기구는, 상기 엔드 이펙터 기부의 중앙부에 설치되어 있으며,
   상기 대상물 유지 수단은, 상기 유지 기구의 주위에 설치되어 있는, 엔드 이펙터.
7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복수의 탄성 부품 파지 부재의 선단부가, 상기 탄성 부품이 끼워맞춰진 대상물의 테이퍼 형상 부분의 외면을 따라 하강하면서, 상기 탄성 가압 수단의 탄발력에 저항하여 상기 파지 위치로부터 상기 해방 위치를 향해 변위하도록 구성되어 있는, 엔드 이펙터.
8. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 탄성 부품 파지 부재는, 상기 엔드 이펙터 기부에 유지된 상기 탄성 부품 유지 수단의 유닛 본체에 대해 요동 가능하게 설치된 가늘고 긴 요동 부재를 가지며, 복수의 상기 가늘고 긴 요동 부재의 선단부에서 상기 탄성 부품을 파지하도록 구성되어 있는, 엔드 이펙터.
9. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 파지 위치에 있는 상기 복수의 탄성 부품 파지 부재의 상기 각 선단부가, 파지된 상기 탄성 부품의 외주연보다 내측에 위치하는 부분을 가지는, 엔드 이펙터.
10. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 부품은, 탄성을 가지는 환상 또는 C자 형상의 부품인, 엔드 이펙터.
11. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 엔드 이펙터와,
    상기 엔드 이펙터가 장착된 로봇 아암을 구비한, 산업용 로봇.
12. 청구항 11에 기재된 산업용 로봇의 운전 방법으로서,
    상기 로봇 아암을 구동하여 상기 탄성 부품 유지 수단으로 유지한 상기 탄성 부품을 이송하는 이송 공정과,
    상기 탄성 부품 유지 수단을 구동하여, 상기 탄성 부품 유지 수단에 의해 유지하고 있던 상기 탄성 부품을 해방시켜 대상물에 끼워맞추는 끼워맞춤 공정과,
    상기 탄성 부품 유지 수단의 상기 복수의 탄성 부품 파지 부재의 선단부에 의해, 상기 대상물의 외면을 따라 상기 탄성 부품을 압하(押下)하는 압하 공정을 구비한, 산업용 로봇의 운전 방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 끼워맞춤 공정에 있어서, 상기 탄성 부품은, 상기 대상물의 테이퍼 형상 부분에 끼워맞춰지며,
    상기 압하 공정에 있어서, 상기 복수의 탄성 부품 파지 부재의 선단부는, 상기 대상물의 상기 테이퍼 형상 부분의 외면을 따라 하강하면서, 상기 탄성 가압 수단의 탄발력에 저항하여 상기 파지 위치로부터 상기 해방 위치를 향해 변위하는, 산업용 로봇의 운전 방법.
14. 청구항 12에 있어서,
    상기 탄성 부품은, 탄성을 가지는 환상 또는 C자 형상의 부품인, 산업용 로봇의 운전 방법.
15. 삭제

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