KR102458371B1 - 다관절 로봇용 그립장치 - Google Patents

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Abstract

공기압파지부가 공기압을 이용해 가공대상물을 파지 또는 파지 해제하는 동시에 회전부에 의해 180°의 각도로 왕복 회전 가능함으로써, 가공 생산성을 향상시키는 다관절 로봇용 그립장치에 대한 발명이 개시된다.
개시된 다관절 로봇용 그립장치는 다관절 로봇의 최종 관절에 결합되는 지지브라켓과, 상기 지지브라켓에 구비되어 180°의 각도로 왕복 회전되는 회전부 및 상기 회전부에 지지 가능하게 연결되고, 공기압을 이용해 가공대상물을 파지하거나 파지 해제하는 공기압파지부를 포함한다.

Description

다관절 로봇용 그립장치{GRIP DEVICE FOR ARTICULATED ROBOT}
본 발명은 다관절 로봇용 그립장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기압파지부가 공기압을 이용해 가공대상물을 파지 또는 파지 해제하는 동시에 회전부에 의해 180°의 각도로 왕복 회전 가능함으로써, 가공 생산성을 향상시키는 다관절 로봇용 그립장치에 관한 것이다.
일반적으로 프레스장비는 금형을 이용하여 상온에서 소재를 소정의 형태로 가압하여 성형하는 장비로서, 이러한 프레스장비는 상부 금형과 하부 금형으로 구성되는데 하부 금형은 프레스의 베드 위에 장착 고정되고, 상부금형은 수직방향으로 승강하는 승강대 저면에 장착되어 상부금형이 장착된 승강대가 순간적으로 하강하여 고압으로 제품을 성형하게 된다.
이러한 프레스장비를 이용하여 소정의 제품을 성형할 때에는 하부금형의 베드 위에 가공대상물을 공급 안착시키는 소재공급과정과, 성형된 제품을 인출하는 성형제품인출과정으로 이루어진다.
이와 같은 프레스 작업은 작업자의 수작업에 의존하게 되는 경우, 단순 반복 작업이기 때문에 작업자의 부주의로 인한 안전사고가 발생할 수 있음에 따라, 대부분 프레스 작업에 작업자가 직접 투입되지 않고 다관절 로봇 등을 적용 설치하여 해당 작업을 수행하고 있다.
그러나, 종래의 다관절 로봇은 가공대상물을 프레스장비에 공급 또는 인출 작업을 수행하는 과정에서 가공대상물을 반전시킬 때 다수의 관절 동작을 통해 가공대상물을 반전시키기 때문에 작업 공정이 늘어 생산성이 저하되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 가공대상물을 반전시키는 과정에 인접한 프레스장비에 간섭될 수 있어 작업 공간을 충분히 확보해야 하는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
관련 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0006688호(2018.01.19. 공개, 명칭: 로봇 자동화 반전 그리퍼 장치)가 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 공기압파지부가 공기압을 이용해 가공대상물을 파지 또는 파지 해제하는 동시에 회전부에 의해 180°의 각도로 왕복 회전 가능함으로써, 가공 생산성을 향상시키는 다관절 로봇용 그립장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇 연결용 그립장치는 다관절 로봇의 최종 관절에 결합되는 지지브라켓과, 상기 지지브라켓에 구비되어 180°의 각도로 왕복 회전되는 회전부 및 상기 회전부에 지지 가능하게 연결되고, 공기압을 이용해 가공대상물을 파지하거나 파지 해제하는 공기압파지부를 포함한다.
상기 공기압파지부는 상기 회전부의 회전축부에 끼움 결합되는 끼움결합부와, 상기 끼움결합부에 일측이 지지되고, 타측에 슬라이드홈부가 형성되는 가이드블록과, 상기 슬라이드홈부에 한 쌍이 각각 슬라이드 이동 가능하게 구비되어 상기 가공대상물을 파지 또는 파지 해제하는 슬라이드그립부 및 상기 슬라이드그립부가 공기의 압력 변화에 의해 상호 근접되게 슬라이드 이동되거나 상호 이격되게 슬라이드 이동되도록 안내하는 공기압이동안내부를 포함한다.
상기 슬라이드그립부는 상기 슬라이드홈부에 슬라이드 이동 가능하게 끼워지는 슬라이드부재 및 상기 슬라이드부재에 분리 가능하게 결합되어 상기 가공대상물을 파지하는 그립부재를 포함한다.
상기 공기압이동안내부는 상기 가이드블록의 내부에 형성되어 공기가 강제적으로 출입되는 출입공간부와, 상기 출입공간부가 상기 슬라이드홈부 중 상기 슬라이드부재의 사이에 형성되는 공간에 연통되도록 상기 출입공간부의 내측면에 형성되는 연통홀부 및 상기 출입공간부로 공기가 출입시 상기 슬라이드그립부가 슬라이드 이동되도록 상기 가이드블록에 결합되어 상기 출입공간부와 상기 슬라이드홈부 중 상기 슬라이드그립부의 사이에 형성되는 공간을 밀폐시키는 실링플레이트를 포함한다.
상기 슬라이드부재는 설정이동제어부에 의해 상기 슬라이드홈부에서 설정된 거리로 슬라이드 이동 가능하게 제어되고, 상기 설정이동제어부는 상기 슬라이드부재에 각각 위치 조절 가능하게 구비되는 감지대상부재와, 상기 감지대상부재 중 어느 하나를 감지하고, 감지시 상기 출입공간부로 공기의 주입을 정지시키는 신호를 전송하는 제1슬라이드감지센서 및 상기 감지대상부재 중 다른 하나를 감지하고, 감지시 상기 출입공간부에서 공기의 배출을 정지시키는 신호를 전송하는 제2슬라이드감지센서를 포함한다.
상기 감지대상부재는 위치조절결합부에 의해 상기 슬라이드부재에 위치 조절 가능하게 결합되고,
상기 위치조절결합부는 상기 슬라이드부재에 함몰 형성되는 가이드홈부와, 상기 가이드홈부에 수용되도록 상기 슬라이드부재에 고정 결합되는 지지축부 및 상기 지지축부에 외력에 의한 조작으로 축 이동 가능하게 끼워지도록 상기 감지대상부재에 형성되는 강제끼움홀부를 포함한다.
본 발명에 따른 다관절 로봇용 그립장치는 공기압파지부가 공기압을 이용해 가공대상물을 파지 또는 파지 해제하는 동시에 회전부에 의해 180°의 각도로 왕복 회전 가능한 구조를 가짐에 따라, 가공대상물을 반전시키기 위한 작업 공정이 줄어 가공 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라, 로봇이 움직이는 영역을 최소화시킬 수 있으므로, 협소한 작업 공간에서도 작업 가능한 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇 연결용 그립장치를 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇 연결용 그립장치에서 공기압파지부를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇 연결용 그립장치에서 공기압파지부를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇 연결용 그립장치에서 공기압파지부를 도시한 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇 연결용 그립장치에서 공기압파지부를 도시한 평단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇 연결용 그립장치에서 공기압파지부의 작동 상태를 도시한 작동도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇 연결용 그립장치에서 회전부의 작동 상태를 도시한 작동도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇 연결용 그립장치를 설명하도록 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇 연결용 그립장치를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇 연결용 그립장치에서 공기압파지부를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇 연결용 그립장치에서 공기압파지부를 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇 연결용 그립장치에서 공기압파지부를 도시한 측단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇 연결용 그립장치에서 공기압파지부를 도시한 평단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇 연결용 그립장치에서 공기압파지부의 작동 상태를 도시한 작동도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇 연결용 그립장치에서 회전부의 작동 상태를 도시한 작동도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇 연결용 그립장치는 지지브라켓(100), 회전부(20) 및 공기압파지부(300)를 포함한다.
지지브라켓(100)은 다관절 로봇(R)의 최종 관절에 결합된다. 이러한 지지브라켓(100)은 회전부(200)가 작동 가능하게 설치되는 공간을 제공하는 것으로서, 로봇(R)의 최종 관절 단부에 착탈 가능하게 장착되는 착탈플레이트(110) 및 착탈플레이트(110)에 직교하게 배치되어 회전부(200)의 구동모터(210)를 지지하는 지지플레이트(120)를 포함한다.
그리고, 회전부(200)는 지지브라켓(100)에 구비되어 180°의 각도로 왕복 회전된다. 이러한 회전부(200)는 지지브라켓(100)에 고정 설치되어 구동력을 제공하는 구동모터(210)와, 구동모터(210)에 연결되어 구동모터(210)의 구동력으로 회전되는 회전축부(220) 및 회전축부(220)가 180°의 각도로 왕복 회전 가능하도록 구동모터(210)의 구동 방향을 제어하는 구동방향제어부(230)를 포함한다.
이때, 구동방향제어부(230)는 회전축부(220)의 둘레면에 돌출되도록 구비되는 피감지부재(231) 및 피감지부재(231)의 위치를 감지하여 구동모터(210)에 구동방향 전환 신호를 전송하도록 지지브라켓(100)의 지지플레이트(120)에 한 쌍이 나란한 상태로 이격되게 구비되는 회전감지센서(232)를 포함한다.
즉, 피감지부재(231)가 한 쌍의 회전감지센서(232) 중 어느 하나에 감지된 상태에서 회전축부(220)가 구동모터(20)의 구동력으로 회전되어 한 쌍의 회전감지센서(232) 중 다른 하나에 피감지부재(231)가 감지될 경우, 회전감지센서(232)는 구동모터(20)의 구동력을 정지시키는 동시에 다음 회전시 회전된 반대 방향으로 회전될 수 있도록 구동모터(20)에 신호를 전송한다.
이로써, 회전축부(220)는 공기압파지부(300)를 지지한 채로 180도의 각도로 왕복 회전되어 가공대상물을 간편하게 반전시킬 수 있으므로, 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 로봇(R)이 움직이는 영역을 최소화시킬 수 있어 인접한 프레스장비에 간섭 방지될 수 있게 된다.
한편, 공기압파지부(300)는 회전부(200)의 회전축부(220)에 지지 가능하게 연결되고, 공기압을 이용해 가공대상물을 파지하거나 파지 해제한다.
구체적으로 공기압파지부(300)는 회전부(200)의 회전축부(220)에 끼움 결합되는 끼움결합부(310)와, 끼움결합부(310)에 일측이 지지되고, 타측에 슬라이드홈부(321)가 형성되는 가이드블록(320)과, 슬라이드홈부(321)에 한 쌍이 각각 슬라이드 이동 가능하게 구비되어 가공대상물을 파지 또는 파지 해제하는 슬라이드그립부(330) 및 슬라이드그립부(330)가 공기의 압력 변화에 의해 상호 근접되게 슬라이드 이동되거나 상호 이격되게 슬라이드 이동되도록 안내하는 공기압이동안내부(340)를 포함한다.
여기서, 슬라이드그립부(330)는 슬라이드홈부(321)에 슬라이드 이동 가능하게 끼워지는 슬라이드부재(331) 및 슬라이드부재(331)에 분리 가능하게 결합되어 가공대상물을 파지하는 그립부재(332)를 포함한다.
이때, 슬라이드부재(331)에는 가이드홈부(331a)가 함몰 형성되고, 그립부재(332)에는 가이드홈부(311a)에 걸림 가능하게 삽입되는 걸림턱부(332a)가 돌출 형성된다. 이에 따라, 그립부재(332)는 걸림턱부(332a)가 가이드홈부(311a)에 걸림 가능하게 삽입된 채로 슬라이드부재(331)에 조립할 경우, 안정적으로 설치 위치를 안내할 수 있게 된다.
또한, 그립부재(332)에는 가공대상물과 접촉되는 부위에 오목과 볼록이 교번적으로 배치되는 요철부(332b)가 형성된다. 이로써, 그립부재(332)는 가공대상물을 파지할 때 요철부(332b)에 의해 가공대상물이 미끄러져서 가공대상물을 놓치는 현상을 방지시킬 수 있다.
공기압이동안내부(340)는 가이드블록(320)의 내부에 형성되어 공기가 강제적으로 출입되는 출입공간부(341)와, 출입공간부(341)가 상기 슬라이드홈부(321) 중 슬라이드부재(331)의 사이에 형성되는 공간에 연통되도록 출입공간부(341)의 내측면에 형성되는 연통홀부(342) 및 출입공간부(341)로 공기가 출입시 슬라이드부재(331)가 슬라이드 이동되도록 가이드블록(320)에 결합되어 출입공간부(341)와 슬라이드홈부(321) 중 슬라이드부재(331)의 사이에 형성되는 공간을 밀폐시키는 실링플레이트(343)를 포함한다.
즉, 슬라이드부재(331)는 출입공간부(341)에 공기가 강제적으로 주입되면 연통홀부(342)를 통해 슬라이드홈부(321) 중 슬라이드부재(331)의 사이에 형성되는 공간의 압력이 높아지기 때문에 상호 벌어지도록 슬라이드 이동되고, 출입공간부(341)에 공기가 강제적으로 배출되면 연통홀부(342)를 통해 슬라이드홈부(321) 중 슬라이드부재(331)의 사이에 형성되는 공간의 압력이 낮아지기 때문에 상호 좁혀지도록 슬라이드 이동된다.
이때, 슬라이드부재(331)는 설정이동제어부(350)에 의해 슬라이드홈부(321)에서 설정된 거리로 슬라이드 이동 가능하게 제어될 수 있다.
이를 위해, 설정이동제어부(350)는 슬라이드부재(331)에 각각 위치 조절 가능하게 구비되는 감지대상부재(351)와, 감지대상부재(352) 중 어느 하나를 감지하고, 감지시 출입공간부(341)로 공기의 주입을 정지시키는 신호를 전송하는 제1슬라이드감지센서(352) 및 감지대상부재(351) 중 다른 하나를 감지하고, 감지시 출입공간부(341)에서 공기의 배출을 정지시키는 신호를 전송하는 제2슬라이드감지센서(353)를 포함한다.
즉, 출입공간부(341)에 공기가 강제적으로 주입되어 슬라이드부재(331)가 상호 벌어지도록 슬라이드 이동되는 과정에서 감지대상부재(351) 중 어느 하나가 제1슬라이드감지센서(352)에 감지되면 출입공간부(341)로 공기의 주입이 정지되기 때문에 슬라이드부재(331)는 슬라이드홈부(321)에서 이탈 방지되는 위치로 고정 배치될 수 있게 된다.
반대로, 출입공간부(341)의 공기가 강제적으로 배출되어 슬라이드부재(331)가 상호 가까워지도록 슬라이드 이동되는 과정에서 감지대상부재(351) 중 다른 하나가 제2슬라이드감지센서(353)에 감지되면 출입공간부(341)에서 공기의 배출이 정지되기 때문에 슬라이드부재(331)는 그립부재(332)가 가공대상물을 파지 가능한 위치로 고정 배치될 수 있게 된다.
이때, 감지대상부재(351)는 위치조절결합부(354)에 의해 슬라이드부재(331)에 위치 조절 가능하게 결합될 수 있다.
이러한, 위치조절결합부(354)는 슬라이드부재(331)에 함몰 형성되는 가이드홈부(354a)와, 가이드홈부(354a)에 수용되도록 슬라이드부재(331)에 고정 결합되는 지지축부(354b) 및 지지축부(354b)에 외력에 의한 조작으로 축 이동 가능하게 끼워지도록 감지대상부재(351)에 형성되는 강제끼움홀부(354c)를 포함한다.
이에 따라, 감지대상부재(351)는 강제끼움홀부(352c)가 지지축부(352b)에 끼워진 상태에서 외력에 의한 조작을 통해 지지축부(352b)의 축 방향으로 이동될 수 있으므로, 그립부재(332)가 가공대상물을 파지하도록 상호 좁혀지는 간격과 그립부재(332)가 가공대상물을 파지 해제하도록 상호 벌어지는 간격을 자유롭게 설정할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 지지브라켓 110: 착탈플레이트
120: 지지플레이트 200: 회전부
210: 구동모터 220: 회전축부
230: 구동방향제어부 231: 피감지부재
232: 회전감지센서 300: 공기압파지부
310: 끼움결합부 320: 가이드블록
330: 슬라이드그립부 331: 슬라이드부재
332: 그립부재 340: 공기압이동안내부
341: 출입공간부 342: 연통홀부
343: 실링플레이트 350: 설정이동제어부
351: 감지대상부재 352: 제1슬라이드감지센서
353: 제2슬라이드감지센서 354: 위치조절결합부

Claims (6)

  1. 다관절 로봇의 최종 관절에 결합되는 지지브라켓;
    상기 지지브라켓에 구비되어 180°의 각도로 왕복 회전되는 회전부; 및
    상기 회전부에 지지 가능하게 연결되고, 공기압을 이용해 가공대상물을 파지하거나 파지 해제하는 공기압파지부;를 포함하고,
    상기 공기압파지부는 상기 회전부의 회전축부에 끼움 결합되는 끼움결합부와, 상기 끼움결합부에 일측이 지지되고, 타측에 슬라이드홈부가 형성되는 가이드블록과, 상기 슬라이드홈부에 한 쌍이 각각 슬라이드 이동 가능하게 구비되어 상기 가공대상물을 파지 또는 파지 해제하는 슬라이드그립부 및 상기 슬라이드그립부가 공기의 압력 변화에 의해 상호 근접되게 슬라이드 이동되거나 상호 이격되게 슬라이드 이동되도록 안내하는 공기압이동안내부를 포함하며,
    상기 슬라이드그립부는 상기 슬라이드홈부에 슬라이드 이동 가능하게 끼워지는 슬라이드부재 및 상기 슬라이드부재에 분리 가능하게 결합되어 상기 가공대상물을 파지하는 그립부재를 포함하고,
    상기 공기압이동안내부는 상기 가이드블록의 내부에 형성되어 공기가 강제적으로 출입되는 출입공간부와, 상기 출입공간부가 상기 슬라이드홈부 중 상기 슬라이드부재의 사이에 형성되는 공간에 연통되도록 상기 출입공간부의 내측면에 형성되는 연통홀부 및 상기 출입공간부로 공기가 출입시 상기 슬라이드그립부가 슬라이드 이동되도록 상기 가이드블록에 결합되어 상기 출입공간부와 상기 슬라이드홈부 중 상기 슬라이드그립부의 사이에 형성되는 공간을 밀폐시키는 실링플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇 연결용 그립장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이드부재는 설정이동제어부에 의해 상기 슬라이드홈부에서 설정된 거리로 슬라이드 이동 가능하게 제어되고,
    상기 설정이동제어부는,
    상기 슬라이드부재에 각각 위치 조절 가능하게 구비되는 감지대상부재;
    상기 감지대상부재 중 어느 하나를 감지하고, 감지시 상기 출입공간부로 공기의 주입을 정지시키는 신호를 전송하는 제1슬라이드감지센서; 및
    상기 감지대상부재 중 다른 하나를 감지하고, 감지시 상기 출입공간부에서 공기의 배출을 정지시키는 신호를 전송하는 제2슬라이드감지센서;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇 연결용 그립장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 감지대상부재는 위치조절결합부에 의해 상기 슬라이드부재에 위치 조절 가능하게 결합되고,
    상기 위치조절결합부는,
    상기 슬라이드부재에 함몰 형성되는 가이드홈부;
    상기 가이드홈부에 수용되도록 상기 슬라이드부재에 고정 결합되는 지지축부; 및
    상기 지지축부에 외력에 의한 조작으로 축 이동 가능하게 끼워지도록 상기 감지대상부재에 형성되는 강제끼움홀부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇 연결용 그립장치.


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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20170044179A (ko) * 2014-10-22 2017-04-24 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 로봇 핸드 및 로봇
KR20170109351A (ko) * 2016-03-21 2017-09-29 케이시시정공 주식회사 그리퍼

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