KR102372058B1 - 가공 로봇의 자동 레벨링 드릴 구조 - Google Patents

가공 로봇의 자동 레벨링 드릴 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다양한 직경과 길이의 드릴(510) 다수개를 교체하며 재료를 가공하는 가공 로봇에 관한 것으로,
지지부(100);
상기 지지부(100)에 설치되어 서보모터(310)에 의해 리프팅부(330)가 상하로 움직이며 제어되는 상하구동부(300);
상기 리프팅부(330)에 설치되어 상기 드릴(510)이 하단에 탈부착식으로 설치되는 드릴부(500);
상기 지지부(100)에 설치되어 상기 드릴(510) 하단의 최대 하강 깊이를 측정하는 레벨측정부(700);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가공 로봇의 자동 레벨링 드릴 구조를 제공한다.

Description

가공 로봇의 자동 레벨링 드릴 구조{the auto leveling structure of drill in drilling machine}
본 발명은 드릴을 교체하는 과정에서 드릴의 원점 세팅을 맞추기 위하여 많은 시간과 노력이 소요되는 점을 개선한 것으로, 원점 세팅이 자동으로 맞추어져 미숙력공이라 하더라도 소정의 품질로 작업할 수 있으므로 제품의 생산성을 높이고 불량률을 낮추는 가공 로봇의 자동 레벨링 드릴 구조에 관한 것이다.
드릴을 이용한 가공 로봇은 현대 산업의 공장에서는 필수적인 장비이다.
통상적으로 드릴은 다양한 직경과 길이를 구비하게 되어 작업과정에서 작업자가 수시로 다양한 규격의 드릴을 수작업으로 교체하여 사용한다.
따라서 교체 후 드릴 하단의 원점 세팅(세팅레벨, SL)을 레벨링하는 작업이 필수적으로 수반된다.
이때 종래의 장비는 아무리 숙련된 작업자라 하더라도 상기 원점 세팅을 레벨링하는 데 많은 시간과 노력이 소요되며, 불량품이 발생하는 단점이 지적되어 왔다.
이에 본 발명자는 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 드릴을 교체하는 과정에서 드릴의 원점 세팅을 맞추기 위하여 많은 시간과 노력이 소요되는 점을 개선한 것으로, 원점 세팅이 자동으로 맞추어져 미숙력공이라 하더라도 소정의 품질로 작업할 수 있으므로 제품의 생산성을 높이고 불량률을 낮추는 가공 로봇의 자동 레벨링 드릴 구조를 개발하기에 이르렀다.
[문헌 1] 대한민국 공개특허 제20-2020-0002225호 '센터 드릴 위치 조정 홀더', 2020년10월12일 [문헌 2] 대한민국 등록실용신안 제1995-0008763호 '드릴링 엔드 퀵 플러깅 머신', 1995년10월14일
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것이다. 그 목적은 드릴을 교체하는 과정에서 드릴의 원점 세팅을 맞추기 위하여 많은 시간과 노력이 소요되는 점을 개선한 것으로, 원점 세팅이 자동으로 맞추어져 미숙력공이라 하더라도 소정의 품질로 작업할 수 있으므로 제품의 생산성을 높이고 불량률을 낮추는 가공 로봇의 자동 레벨링 드릴 구조를 제공하고자 한다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 다양한 직경과 길이의 드릴(510) 다수개를 교체하며 재료를 가공하는 가공 로봇에 관한 것으로,
지지부(100);
상기 지지부(100)에 설치되어 서보모터(310)에 의해 리프팅부(330)가 상하로 움직이며 제어되는 상하구동부(300);
상기 리프팅부(330)에 설치되어 상기 드릴(510)이 하단에 탈부착식으로 설치되는 드릴부(500);
상기 지지부(100)에 설치되어 상기 드릴(510) 하단의 최대 하강 깊이를 측정하는 레벨측정부(700);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가공 로봇의 자동 레벨링 드릴 구조를 제공한다.
본 발명에 따르면 드릴을 교체하는 과정에서 드릴의 원점 세팅을 맞추기 위하여 많은 시간과 노력이 소요되는 점을 개선한 것으로, 원점 세팅이 자동으로 맞추어져 미숙력공이라 하더라도 소정의 품질로 작업할 수 있으므로 제품의 생산성을 높이고 불량률을 낮추는 가공 로봇의 자동 레벨링 드릴 구조를 제공한다.
도 1은 본 발명의 가공 로봇의 자동 레벨링 드릴 구조의 전체 사시도이다.
도 2 내지 3은 도 1에 따른 본 발명의 가공 로봇의 자동 레벨링 드릴 구조의 순서에 따른 작동 과정을 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 확대도이다.
도 5는 도 3의 측면도이다.
도 6은 본 발명에서 레벨측정부를 좌측에서 바라본 사시도이다.
도 7은 본 발명에서 레벨측정부를 우측에서 바라본 사시도이다.
이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 가공 로봇의 자동 레벨링 드릴 구조의 전체 사시도이다.
도 2 내지 3은 도 1에 따른 본 발명의 가공 로봇의 자동 레벨링 드릴 구조의 순서에 따른 작동 과정을 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 확대도이다.
도 5는 도 3의 측면도이다.
도 6은 본 발명에서 레벨측정부를 좌측에서 바라본 사시도이다.
도 7은 본 발명에서 레벨측정부를 우측에서 바라본 사시도이다.
본 발명의 가공 로봇의 자동 레벨링 드릴 구조는,
다양한 직경과 길이의 드릴(510) 다수개를 교체하며 재료를 가공하는 가공 로봇에 관한 것으로,
지지부(100);
상기 지지부(100)에 설치되어 서보모터(310)에 의해 리프팅부(330)가 상하로 움직이며 제어되는 상하구동부(300);
상기 리프팅부(330)에 설치되어 상기 드릴(510)이 하단에 탈부착식으로 설치되는 드릴부(500);
상기 지지부(100)에 설치되어 상기 드릴(510) 하단의 최대 하강 깊이를 측정하는 레벨측정부(700);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 레벨측정부(700)에서 측정된 상기 최대 하강 깊이를 분석하여 상기 서보모터(310)를 제어하여 상기 리프팅부(330)의 하강 깊이를 제어하는 레벨제어부(미도시);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,
선설치된 드릴(510)이 교체되어 후설치된 드릴(510) 하단의 최대 하강 깊이를 측정하여,
후설치된 드릴(510) 하단의 후 세팅레벨(SL2)이 선설치된 드릴(510)의 선 세팅레벨(SL1)과 레벨차이가 발생할 경우,
상기 레벨제어부(미도시)가 상기 레벨차이를 반영하여 상기 서보모터(310)를 제어하고 상기 리프팅부(330)의 하강 깊이를 제어하여,
가공작업시 재료에 천공되는 선설치된 드릴(510)의 하강 깊이와 후설치된 드릴(510)의 하강 깊이를 일치시키는 것을 특징으로 한다.
도 1 등에 도시된 바와 같이,
상기 지지부(100)는,
바닥플레이트(BP)에 견고히 수직으로 설치되는 지지프레임(110)과 상기 지지프레임(110) 전면에 설치되는 지지플레이트(130)로 구성된다.
상기 상하구동부(300)는,
상기 지지플레이트(130)에 브래킷(370)을 설치한 후 상기 브래킷(370)에 설치된 서보모터(310, servo motor)와 상기 리프팅부(330) 그리고 상기 서보모터(310)의 구동을 상기 리프팅부(330)로 전달하는 회전사프트(350)를 포함하여 구성되며,
상기 서보모터(310)는 상기 레벨제어부(미도시)와 유무선 통신수단으로 연결되어 디테일한 제어가 가능하다.
상기 드릴부(500)는,
상기 지지플레이트(130)의 전면에 수직으로 설치되는 가이드레일(520);
상기 가이드레일(520) 전면에 설치되어 상기 가이드레일(520) 위를 상하로 활주 가능한 것으로 측단이 상기 리프팅부(330)와 결합된 이동플레이트(530);
상기 이동플레이트(530) 전면에 설치되는 드릴고정브래킷(540);
상기 드릴고정브래킷(540)에 설치되는 회전모터(550);
상기 회전모터(550)의 회전축에 조임구(560)로 설치되는 상기 드릴(510);
을 포함하여 구성된다.
상기 레벨측정부(700)는,
에어실린더(710)에 위해 전후방으로 이동이 가능한 베이스플레이트(720);
상기 베이스플레이트(720) 전면에 설치되는 가이드레일(730);
상단이 ㄱ자로 절곡된 지지부(743)를 형성하고 상기 가이드레일(730) 전면에 설치되어 상하로 이동이 가능한 가이드프레임(740);
상기 가이드레일(730)과 상기 가이드프레임(740)에 접촉하지 않도록 상기 베이스플레이트(720)에 설치되는 수평프레임(750);
상기 수평프레임(750)에 설치되어 스프링(763)으로 상기 지지부(743)의 하부면을 지지하는 장력조절볼트(760);
상기 지지부(743)의 상부에 설치되는 체크플레이트(770);
상기 수평프레임(750)에 설치되고 상단이 상기 체크플레이트(770)의 하부면에 접촉하는 깊이측정센서(780);
를 포함하여 구성되되,
상기 체크플레이트(770)의 상부면에 상기 드릴(510) 하단이 접촉한 후 하강하면 상기 깊이측정센서(780)가 상기 하강 깊이를 측정하는 것을 특징으로 한다.
드릴(510) 교체시에 발생하는 세팅레벨(SL)의 차이는 1~2mm 정도로 육안으로 확인하기 힘들 정도인데,
본 발명에서는 LVDT를 이용한 상기 깊이측정센서(780)가 정밀하게 측정하게 된다.
도 1 내지 3은 본 발명의 가공 로봇의 자동 레벨링 드릴 구조의 순서에 따른 작동 과정을 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 레벨제어부(미도시)의 제어에 따라 리브팅부(330)를 상부로 이동시킨 상태에서 선설치된 드릴(510)을 새 드릴(510)로 교체한다.
그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 레벨제어부(미도시)의 제어에 따라 상기 에어실린더(710)가 작동하여 상기 체크플레이트(770)가 상기 드릴(510)의 하부에 위치한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 레벨제어부(미도시)의 제어에 따라 리브팅부(330)가 미리 제품에 맞게 세팅된 최대 깊이로 하강하여 상기 드릴(510)의 하단이 상기 체크플레이트(770)에 접촉하도록 한다.
이때 도 4와 같이 상기 체크플레이트(770)가 미세하게 하강하게 되어 상기 깊이측정센서(780)가 그 하강 깊이를 측정한다.
상기 하강 깊이가 드릴(510) 교체시에 발생하는 세팅레벨(SL)의 차이이다.
즉, 본 발명은 선설치된 드릴(510)이 교체되어 후설치된 드릴(510) 하단의 최대 하강 깊이를 상기 체크플레이트(770)와 상기 깊이측정센서(780)로 측정하여,
후설치된 드릴(510) 하단의 후 세팅레벨(SL2)이 선설치된 드릴(510)의 선 세팅레벨(SL1)과 레벨차이가 발생할 경우,
상기 레벨제어부(미도시)가 상기 레벨차이를 반영하여 상기 서보모터(310)를 제어하고 상기 리프팅부(330)의 하강 깊이를 제어하여,
가공작업시 재료에 천공되는 선설치된 드릴(510)의 하강 깊이와 후설치된 드릴(510)의 하강 깊이를 일치시키는 것을 주된 특징으로 한다.
이 과정에서 상기 레벨제어부(미도시)는,
상기 서보모터(310)와 상기 깊이측정센서(780)를 이용하여 최초 드릴(510)의 측정된 위치 값을 저장 분석한 후,
교체된 드릴(510)의 측정된 위치 값을 저장 분석하여 상기 서보모터(310)의 제어값을 보정하는 과정을 수행한다.
결론으로 본 발명은 드릴의 원점 세팅을 맞추기 위하여 많은 시간과 노력이 소요되는 점을 개선한 것으로, 원점 세팅이 자동으로 맞추어져 미숙력공이라 하더라도 소정의 품질로 작업할 수 있으므로 제품의 생산성을 높이고 불량률을 낮추는 가공 로봇의 자동 레벨링 드릴 구조를 제공하는 장점이 있다.
본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.
따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.
BP: 바닥플레이트
SL: 세팅레벨
SL1: 선 세팅레벨
SL2: 후 세팅레벨
100: 지지부
110: 지지프레임
130: 지지플레이트
300: 상하구동부
310: 서보모터
330: 리프팅부
350: 회전사프트
370: 브래킷
500: 드릴부
510: 드릴
520: 가이드레일
530: 이동플레이트
540: 드릴고정브래킷
550; 회전모터
560: 조임구
700: 레벨측정부
710: 에어실린더
720: 베이스플레이트
730: 가이드레일
740: 가이드프레임
741; 지지부
750: 수평프레임
760; 장력조절볼트
763: 스프링
770: 체크플레이트
780: 깊이측정센서

Claims (3)

  1. 다양한 직경과 길이의 드릴(510) 다수개를 교체하며 재료를 가공하는 가공 로봇에 관한 것으로,
    지지부(100); 상기 지지부(100)에 설치되어 서보모터(310)에 의해 리프팅부(330)가 상하로 움직이며 제어되는 상하구동부(300); 상기 리프팅부(330)에 설치되어 상기 드릴(510)이 하단에 탈부착식으로 설치되는 드릴부(500); 상기 지지부(100)에 설치되어 상기 드릴(510) 하단의 최대 하강 깊이를 측정하는 레벨측정부(700);를 포함하여 구성되고,
    상기 레벨측정부(700)에서 측정된 상기 최대 하강 깊이를 분석하여 상기 서보모터(310)를 제어하여 상기 리프팅부(330)의 하강 깊이를 제어하는 레벨제어부(미도시);를 포함하여 구성되며,
    선설치된 드릴(510)이 교체되어 후설치된 드릴(510) 하단의 최대 하강 깊이를 측정하여, 후설치된 드릴(510) 하단의 후 세팅레벨(SL2)이 선설치된 드릴(510)의 선 세팅레벨(SL1)과 레벨차이가 발생할 경우, 상기 레벨제어부(미도시)가 상기 레벨차이를 반영하여 상기 서보모터(310)를 제어하고 상기 리프팅부(330)의 하강 깊이를 제어하여, 가공작업시 재료에 천공되는 선설치된 드릴(510)의 하강 깊이와 후설치된 드릴(510)의 하강 깊이를 일치시키는 것을 특징으로 하되,
    상기 레벨측정부(700)는,
    에어실린더(710)에 위해 전후방으로 이동이 가능한 베이스플레이트(720);
    상기 베이스플레이트(720) 전면에 설치되는 가이드레일(730);
    상단이 ㄱ자로 절곡된 지지부(743)를 형성하고 상기 가이드레일(730) 전면에 설치되어 상하로 이동이 가능한 가이드프레임(740);
    상기 가이드레일(730)과 상기 가이드프레임(740)에 접촉하지 않도록 상기 베이스플레이트(720)에 설치되는 수평프레임(750);
    상기 수평프레임(750)에 설치되어 스프링(763)으로 상기 지지부(743)의 하부면을 지지하는 장력조절볼트(760);
    상기 지지부(743)의 상부에 설치되는 체크플레이트(770);
    상기 수평프레임(750)에 설치되고 상단이 상기 체크플레이트(770)의 하부면에 접촉하는 깊이측정센서(780);
    를 포함하여 구성되며,
    상기 체크플레이트(770)의 상부면에 상기 드릴(510) 하단이 접촉한 후 하강하면 상기 깊이측정센서(780)가 상기 하강 깊이를 측정하는 것을 특징으로 하는 가공 로봇의 자동 레벨링 드릴 구조.
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