KR102480626B1 - 안전 커버가 구비되는 동작 유닛을 포함하는, 산업용 기계를 위한, 특히 로봇을 위한 기능 조립체 - Google Patents

Abstract

산업용 기계를 위한, 특히 로봇을 위한 기능 조립체는 로봇 손목(105) 또는 산업용 기계의 다른 요소로의 연결을 위한 플랜지(305)가 제공되는 지지 프레임(3)을 포함한다. 파지 공구 또는 동작 공구와 같은, 동작 유닛(4)이 지지 프레임(3)에 의해 지지된다. 동작 유닛(4)을 위한 안전 커버(5)가 지지 프레임(3)에 의해 보유되고, 수용 체적부를 한정한다. 안전 커버(5)는 동작 유닛을 지지하는 지지 프레임(3)에 견고하게 연결되는, 고정된 부분(5A) 그리고 고정된 부분(5A)에 대해 주 방향(A)을 따라 이동가능하고 그 외측에 위치되는, 부분(5B)을 갖는다. 이동가능 부분(5B)은 지지 프레임(3) 상에 이동가능하게 장착된다. 안전 커버(5)의 이동가능 부분(5B)은 그것이 동작 유닛(4)을 포위하여 완전히 덮는, 하강된 위치와 동작 유닛(4)이 적어도 부분적으로 안전 커버(5)의 이동가능 부분(5B)에 의해 한정되는 수용 체적부 외측에 있는, 상승된 위치 사이에서 이동가능하다. 안전 커버(5)의 고정된 부분(5A) 및 이동가능 부분(5B) 둘 모두는 근접 센서 및/또는 접촉 센서가 제공되는, 공동협력 외부 구조체를 갖고, 그에 따라 기능 조립체가 1명 이상의 인간 작업자와 협력하여 그리고 작업자에게 매우 근접하여 사용될 수 있게 한다.

Description

안전 커버가 구비되는 동작 유닛을 포함하는, 산업용 기계를 위한, 특히 로봇을 위한 기능 조립체{A FUNCTIONAL ASSEMBLY FOR AN INDUSTRIAL MACHINE, IN PARTICULAR FOR A ROBOT, INCLUDING AN OPERATIVE UNIT EQUIPPED WITH A SAFETY COVER}

본 발명은, 산업용 기계를 위한, 특히 로봇을 위한 기능 조립체로서,

- 로봇 손목 또는 산업용 기계의 다른 요소로의 부착을 위한 플랜지가 제공되는, 지지 프레임;

- 상기 지지 프레임에 의해 지지되는, 동작 유닛, 예를 들어, 파지 공구 또는 동작 공구; 및

- 수용 체적부를 한정하는, 상기 지지 프레임에 의해 보유되는, 상기 동작 유닛을 위한 안전 커버

를 포함하고,

- 상기 기능 조립체는 상기 안전 커버가 상기 동작 유닛을 포위하여 덮는, 제1 동작 구성 그리고 상기 동작 유닛이 적어도 부분적으로 상기 안전 커버의 수용 체적부 외측에 있는, 제2 동작 구성을 취할 수 있는,

형태의 기능 조립체에 관한 것이다.

위에서 언급된 형태의 기능 조립체가 문서 제WO 2017/036690 A1호에서 설명 및 예시된다. 이러한 문서의 공지된 디바이스에서, 파지 공구의 형태를 갖는 동작 유닛이 다축 조작 로봇의 손목에 의해 보유된다. 파지 공구는 안전 커버에 의해 포위되고, 피스(piece)를 파지하는 인출된 위치와 그것이 안전 커버 내에 수용되는 후퇴된 위치 사이에서 이동가능하다.

최근에, 수동 작업을 수행하는 작업자가 또한 존재하는, 개방된, 포위되지 않은 환경에서 동작하도록 구성되는, 소위 "공동협력" 형태의 산업용 로봇이 널리 사용되어 왔다. 물론, 이러한 형태의 로봇은 작업자에게 필요한 안전성을 보증하여야 하고, 이러한 이유로, 로봇의 부품이 이물, 특히 동일한 작업 영역 내에 존재하는 작업자에게 과도하게 근접하거나 그와 접촉할 때를 검출할 수 있는 센서 시스템이 제공된다.

따라서, 동일한 안전 기준을 공동협력 로봇에 의해 보유되는 엔드-이펙터(end effector)까지 확장시킬 필요성이 느껴진다. 위에서 언급된 공지된 해결책은 이러한 방향으로의 시도의 예이지만, 안전성, 기능성 및 구조적 단순성의 관점에서 전적으로 만족스러운 것은 아니다.

위에서 언급된 형태의 기능 조립체가 제DE 20 2013 105501 U1호, 제DE 10 2012 217764 A1호 및 제WO 2017/158120 A1호에 또한 개시된다.

본 발명의 목적은 수동 작업을 동일한 작업 영역 내에서 수행하여야 하는 작업자가 접근가능한 개방된 환경에서 그 사용에 대해 매우 높은 안전성을 갖는, 위에서 언급된 형태의 기능 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 목적은 구비되는 안전 커버의 크기에 의해 영향을 받지 않는 성능을 갖는, 위에서-언급된 형태의 기능 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 목적은 전술된 목적을 비교적 간단한, 가벼운 그리고 저-비용의 구조로써 도달하는 것이다.

전술된 목적 중 하나 이상을 성취할 것을 고려하여, 본 발명은, 산업용 기계를 위한, 특히 로봇을 위한 기능 조립체로서,

- 로봇 손목 또는 산업용 기계의 다른 요소로의 연결을 위한 플랜지가 제공되는, 지지 프레임;

- 상기 지지 프레임에 의해 지지되는, 동작 유닛, 예를 들어, 파지 공구 또는 동작 공구; 및

- 수용 체적부를 한정하는, 상기 동작 유닛을 위한 안전 커버

를 포함하고,

- 상기 기능 조립체는 상기 안전 커버가 상기 동작 유닛을 포위하여 덮는, 제1 동작 구성 그리고 상기 동작 유닛이 적어도 부분적으로 상기 안전 커버의 수용 체적부 외측에 있는, 제2 동작 구성을 취할 수 있고,

상기 안전 커버는 고정된 부분 그리고 고정된 부분에 대해 주 방향을 따라 이동가능한 부분을 갖고, 안전 커버의 상기 이동가능 부분은 그것이 상기 동작 유닛을 포위하여 완전히 덮는, 하강된 위치와 상기 동작 유닛이 덮이지 않는, 상승된 위치 사이에서 이동가능하고,

- 안전 커버의 고정된 부분은 동작 유닛을 지지하는 상기 지지 프레임에 견고하게 연결되고,

- 안전 커버의 이동가능 부분은 고정된 부분 외측에 배열되고, 상기 지지 프레임 상에 이동가능하게 장착되고,

- 상기 안전 커버의 고정된 부분 및 이동가능 부분 둘 모두는 근접 센서 및/또는 접촉 센서가 구비되는, 공동협력 외부 구조체를 갖고, 그에 따라 기능 조립체가 1명 이상의 인간 작업자와 협력하여 그리고 작업자에게 매우 근접하여 사용될 수 있게 하는,

기능 조립체를 제공한다.

본 명세서의 상세한 설명에서 그리고 아래의 청구범위에서, 용어 "공동협력 외부 구조체"는 기능 조립체가 1명 이상의 인간 작업자와 협력하여 그리고 작업자에게 매우 근접하여 사용될 수 있게 하는 임의의 형태의 근접 센서 및/또는 접촉 센서가 구비되는 벽 또는 커버를 지칭하는 데 사용된다. 센서는 로봇의 이동 속도를 자동적으로 감소시키거나 인간 작업자와 같은 이물과의 과도한 근접 또는 접촉이 검출될 때마다, 로봇을 자동적으로 정지할 수 있다. 이것은 로봇의 부근에 인간 작업자가 있는, 개방된, 포위되지 않은 환경에서도 기능 조립체를 안전하게 사용하는 것을 가능케 한다.

전술된 특징으로 인해, 본 발명에 따른 기능 조립체는 필요한 안전 요건을 충족시킬 수 있고; 그것은 안전 커버의 존재에 의해 손상되는 성능을 갖지 않고, 구조적으로 간단하고 사용 중에 효율적이다.

또 다른 바람직한 특징에 따르면, 본 발명의 동작 유닛은 상기 주 방향에 대해 적어도 하나의 횡단 방향으로 상기 지지 프레임에 대해 변위가능하고, 그에 따라 상기 동작 유닛은 안전 커버의 상기 이동가능 부분의 평면 내의 풋프린트 영역(footprint area)의 경계부에 매우 근접하여 이동될 수 있다. 전술된 특징으로 인해, 본 발명에 따른 기능 조립체의 안전 커버는 기능 조립체의 성능에 대한 제한으로서 여겨지지 않는다. 예를 들어, 동작 유닛이 피스를 용기로부터 픽업하는 데 사용되는 파지 공구인 경우에, 안전 커버의 크기는 파지 공구가 용기의 벽에 인접하여 위치될 때에도 피스를 픽업하는 것을 방해하지 않는다. 바람직한 실시예에서, 전술된 동작 유닛은 서로 직각이고 상기 주 방향에 직각인, 2개의 보조 방향으로 상기 지지 프레임에 대해 이동가능하다. 또 다른 실시예에서, 상기 동작 유닛은 또한 상기 주 방향에 직각인 축을 중심으로 상기 지지 프레임에 대해 회전가능하다.

바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 기능 조립체는 다축 조작 로봇의 손목에 연결되도록 의도된다.

안전 커버가 로봇의 부착 플랜지에 대해 고정되고 커버에 대해 이동가능한 것이 파지 공구인, 제WO 2017/036690 A1호에 개시된 해결책에 비해, 본 발명은 몇몇의 이점을 갖는다.

우선, 본 발명에 따른 조립체에서, 이동이 적용되는 주 부품은 "공동협력" 구조체를 갖는, 즉 작업자의 존재 또는 근접을 검출하도록 구성되는 센서가 구비되는, 안전 커버의 전술된 이동가능 부품이다. 이것은 이동이 적용되는 주 부품이 피스의 파지 및 해제를 수행하기 위해 커버로부터 돌출할 것이 요구되는 파지 공구인, 전술된 공지된 해결책에 비해 안전 면에서 상당한 개선으로서 여겨진다. 파지 공구는 그 특성으로 인해, 공동협력 구조체를 가질 수 없고, 그에 따라 그것은 항상 작업 영역 내에 위치되는 작업자에게 위험을 유발한다.

본 발명에 따른 조립체의 경우에, 이동이 적용되는 주 부품은 공동협력 구조체를 갖는다. 나아가, 그 배열은 전체 조립체가 작업자가 접근불가능한 영역 내에, 예를 들어 피스의 픽업 용기 내에 있을 때에만 공동협력 커버의 이동가능 부품이 그 상승된 위치로 이동되고 그에 따라 동작 유닛이 노출되는, 구성을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 조립체의 추가적인 이점은 안전 커버의 이동의 안내 및 구동 시스템이 파지 공구의 안내 및 구동 시스템에 비해 더 간단하고 더 가볍다는 것이다. 둘째로, 본 발명은 안전 커버의 이동가능 부분의 추가적인 상향 스트로크(stroke)의, 요구에 따른, 제공을 가능케 하고, 그에 따라 그 상승된 위치에서, 이동가능 부분은 상향으로 연장되는 추가적인 안전 배리어(barrier)를 작업 영역 위에 한정할 수 있다.

나아가, 용기 내의 피스의 파지의 적용분야의 경우에, 안전 커버의 이동가능 부분의 치수 및 수직 스트로크는 바람직하게는 파지될 피스의 크기에 따라 선택되고, 그에 따라 일단 피스가 픽업되면, 커버는 픽업된 피스가 안전 커버 내에 수용되는 위치로 하강될 수 있다. 이러한 방식으로, 로봇이 기능 조립체를 부분의 픽업 용기 외측으로 이동시킬 때에, 픽업된 피스는 작업 영역 내의 작업자에게 위험의 근원이 될 수 없다.

또한, 본 발명은 위에서 기재된 것과 같은 기능 조립체가 제공되는 로봇 또는 산업용 기계로서, 상기 로봇 또는 산업용 기계는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 신호를 안전 커버의 상기 근접 센서 및/또는 접촉 센서로부터 수신하여 상기 로봇 또는 산업용 기계의 이동 속도를 자동적으로 감소시키거나 인간 작업자와 같은 이물과의 과도한 근접 또는 접촉이 검출될 때마다 상기 로봇 또는 산업용 기계를 자동적으로 정지하도록 구성되는, 로봇 또는 산업용 기계에 관한 것이다.

본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 순수하게 비-제한적인 예로서 제공되는, 첨부된 도면을 참조하여 후속되는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 제1 동작 상태에 있는, 본 발명에 따른 기능 조립체가 제공되는 산업용 로봇의 사시도.
도 2는 제2 동작 상태에 있는, 도 1의 로봇의 사시도.
도 3은 안전 커버가 제거된, 본 발명에 따른 기능 조립체의 실시예의 정면 사시도.
도 4는 안전 커버가 제거된, 도 3의 기능 조립체의 배면 사시도.
도 5는 도 3의 기능 조립체의 일부를 형성하는 지지 프레임의 사시도.
도 6 및 도 7은 도 3의 기능 조립체가 제공되는 안전 커버의 고정된 부분 및 이동가능 부분의 사시도.
도 8은 안전 커버의 고정된 부분 및 이동가능 부분을 또한 도시하는, 도 3의 기능 조립체의 정면 부분 단면도.
도 9는 안전 커버가 제거된, 도 3의 기능 조립체의 배면 부분 단면도.
도 10은 안전 커버의 고정된 부분 및 이동가능 부분을 또한 도시하는, 도 3의 기능 조립체의 측면 단면도.
도 11, 도 12a, 도 12b 및 도 13은 본 발명의 실시예의 동작 원리를 보여주는 도표.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 이점을 보여주는 도표.

도면은 다축 조작 로봇의 손목에 연결되고 용기(CT) 내에 배열되는 피스(P)를 파지하는 데 사용가능한, 파지 공구의 형태를 갖는 동작 유닛이 구비되는, 본 발명에 따른 기능 조립체를 예로서 도시한다.

도 1 및 도 2에서, 도면부호 1은 기부(100) 그리고 서로 상호 관절연결되는 일련의 로봇 요소(101, 102, 103, 104)를 포함하고 본 발명에 따른 기능 조립체를 연결하는 플랜지(106)가 제공되는 로봇 손목(105)에서 종료되는, 다축 조작 로봇을 전체적으로 표시한다.

물론, 로봇(1)의 구조 및 구성은 임의의 공지된 형태를 가질 수 있다. 이러한 이유로, 다양한 로봇 요소의 이동을 구동하는 모터 그리고 로봇의 전자 제어 시스템과 같은, 로봇(1)의 구조적 세부사항은 또한 이들 세부사항의 도면으로부터의 제거가 그것들을 더 용이하게 그리고 쉽게 이해되게 하기 때문에, 본 명세서에서 설명 또는 예시되지 않는다.

본 발명에 따른 기능 조립체는 직교좌표 조작 로봇 또는 동작 공구를 이동시키도록 구성되는 임의의 다른 형태의 기계와 같은, 다축 조작 로봇과 상이한 산업용 기계에서 또한 사용될 수 있다는 것이 또한 주목되어야 한다.

본 발명의 기능 조립체는 도면부호 2로 도 1 및 도 2에서 전체적으로 표시된다. 기능 조립체는 로봇 손목(105)의 부착 플랜지(106)에 견고하게 연결되는 지지 프레임(3)을 포함한다. 지지 프레임(3)은 도면부호 4로 전체적으로 표시되고(도 3 및 도 4를 또한 참조) 도시된 실시예에서 파지 공구인, 동작 유닛을 지지한다. 본 발명은 임의의 다른 형태의 "엔드 이펙터", 예를 들어, 용접 헤드, 스테이플 헤드, 또는 광-전자 비전 디바이스를 비롯한, 임의의 다른 형태의 공구 또는 디바이스에 적용가능하다는 것이 제대로-이해되어야 한다.

파지 공구(4)는 도면부호 5에 의해 도 1 및 도 2에서 전체적으로 표시되는 것과 같은 안전 커버에 의해 포위되어 덮인다. 계속하여, 본 발명에 따르면, 안전 커버(5)는 지지 프레임(3)에 견고하게 연결되는 고정된 부분(5A) 그리고 주 방향(A)으로 고정된 부분(5A) 및 그 외측에 대해 이동가능한 이동가능 부분(5B)을 포함한다(도 1 및 도 2).

바람직한 실시예에 따르면, 안전 커버(5)의 부분(5A, 5B) 둘 모두는 예를 들어, 이물과의 근접 및/또는 접촉을 검출하도록 구성되는, 용량성 및/또는 압전저항성(piezoresistive) 형태의, 센서가 제공되는 센서화된 외부 구조체를 갖는다. 이들 센서의 구성 및 배열의 세부사항은 그것들이 임의의 공지된 형태를 가질 수 있기 때문에, 본 명세서에서 설명 및 예시되지 않는다.

그러나, 바람직한 실시예에서, 안전 커버의 부분(5A, 5B)의 각각은 본 발명과 동일한 출원인에 의해 출원되고 본 발명의 우선일에서 아직 밝히지 않은, 유럽 특허 출원 제EP 3 246 137 A1호에 개시된 형태의 구조체를 갖는다. 그 특허 출원에서 제안된 해결책에 따르면, 센서화된 커버는,

- 미리결정된 형상을 갖는 강성 또는 반-강성 재료(예를 들어, 금속 또는 플라스틱 재료)의 지지 구조체;

- 지지 구조체의 외부 측면과 관련되는, 탄성적으로 유연한 재료로 형성되는 감쇠 층;

- 하부 전기 전도성 층과 상부 전기 전도성 층 사이에 개재되는 압전저항성 층을 포함하는, 감쇠 층 위의 압전저항성 접촉 센서;

- 전기 절연성 재료로 형성되는 하부 커버링 층 및 상부 커버링 층으로서, 그 사이에 압전저항성 접촉 센서가 개재되는, 하부 커버링 층 및 상부 커버링 층;

- 제1 전기 전도성 층 및 제2 전기 전도성 층을 포함하고, 그 사이에 전기 절연성 재료의 중간 층이 배열되는, 압전저항성 접촉 센서 위에 배열되는, 용량성 근접 센서; 및

- 바람직하게는 전기 절연성 재료로 형성되는, 용량성 근접 센서 위의 외부 구조 층

을 포함하는 복수의 능동 층 및 수동 층을 포함한다.

센서화된 구조체를 갖는 안전 커버(5)의 설계로 인해, 로봇 제어 시스템은 이물과의 과도한 근접 또는 접촉이 검출될 때마다 로봇을 자동적으로 정지할 수 있다. 이것은 로봇의 부근에 작업자가 있는, 개방된, 포위되지 않은 환경에서도 기능 조립체를 안전하게 사용하는 것을 가능케 한다.

물론, 이러한 형태의 적용분야에 대해, 기능 조립체를 보유하는 로봇(1)은 또한 바람직하게는 "공동협력"-형태의 로봇이고, 즉 작업자가 접근할 수 있는 환경에서 안전하게 동작하도록 구성된다. 이러한 목적을 위해, 이들 로봇에는 대체로 로봇의 이동가능 요소를 포위하고 센서화된 외부 표면이 구비되는 케이싱이 구비된다.

본 발명에 따른 기능 조립체의 안전 커버(5)의 이동가능 부분(5B)은 파지 공구(4)가 안전 커버(5)에 의해 완전히 덮여 포위되는, 하강된 위치와 파지 공구가 커버(5) 아래로 돌출하고 그에 따라 그것이 픽업된 피스(P)의 커버(5)에 의한 방해 없이 용기(CT) 내의 피스(P)를 파지할 수 있는, 상승된 위치(도 2) 사이에서 이동가능하다.

물론, 본 명세서의 상세한 설명에서 그리고 첨부된 청구범위에서, 용어 "상승된" 및 "하강된"은 주 방향(A)의 수직 배향을 참조하여 사용된다. 명백하게, 로봇이 주 방향(A)을 변경하도록 기능 조립체를 배향시키고 그에 따라 그것이 더 이상 수직 상태에 있지 않으면, 이동가능 커버의 이동은 그럼에도 불구하고 방향(A)을 추종하지만 이동가능 부분(5B)은 공구(4)가 덮인 극단 위치와 공구(4)가 덮이지 않는 대향 극단 위치 사이에서 이동할 수 있다.

사용 중에, 안전 커버(5)의 이동가능 하부 부분(5B)은 기능 조립체(2)가 용기(CT) 내에서 이동할 때에만 상승되고, 이러한 상태에 있는 동안에, 파지 공구(4)와 이물(특히, 용기(CT) 근처에 있는 작업자) 사이의 접촉이 배제된다. 반면에, 이동가능 부분(5B)은 기능 조립체(2)가 용기(CT) 외측의 영역으로 로봇(1)에 의해 이동될 때에 그 하강된 위치로 유지되고 그에 따라 동일한 영역 내에 존재하는 작업자에게 필요한 안전을 보증한다.

안전 커버가 로봇의 부착 플랜지에 대해 고정되고 주 방향(A)으로 이동가능한 것이 파지 공구인, 제WO 2017/036690 A1호에 개시된 해결책에 비해, 본 발명은 몇몇의 이점을 갖는다. 우선, 안전 커버의 이동의 안내 및 구동 시스템은 파지 공구의 안내 및 구동 시스템보다 간단하고 가볍다. 둘째로, 본 발명은 안전 커버의 이동가능 부분의 추가적인 상향 스트로크(도 1 및 도 2 참조)의, 요구에 따른, 배열을 가능케 하고, 그에 따라 그 상승된 위치에서, 이동가능 부분은 안전 배리어를 용기의 벽 위에 생성한다.

나아가, 아래에서 더 상세하게 관찰되는 바와 같이, 본 발명에 따른 시스템은 동작 유닛(4)(도시된 예에서, 파지 공구(4))이 또한 주 방향(A)에 직각인 적어도 하나의 방향으로 이동가능하고, 그에 따라 안전 커버의 이동가능 부분(5B)이 상승될 때에, 동작 유닛(4)이 안전 커버의 이동가능 부분의 수용 체적부의 풋프린트 외측으로 이동될 수 있는 바람직한 실시예를 제공한다. 이러한 방식으로, 동작 유닛의 성능은 안전 커버의 크기로 인해 감소되지 않는다. 언급된 바와 같이, 이러한 양태는 아래에서 더 상세하게 논의될 것이다.

본 명세서에서 예시되는 특정 예의 경우에서의 지지 프레임(3)의 구성은 도 5가 프레임(3)만을 도시하기 때문에, 이러한 도면에서 명확하게 관찰가능하다. 프레임은 2개의 측면 직립부(302) 그리고 돌출형 빔 부분(304)이 돌출하는 중심 직립부(303)에 의해 견고하게 연결되는, 서로 평행하고 이격되는, 상부 크로스바(300) 및 하부 크로스바(301)를 포함한다. 도시된 특정 예를 계속하여 참조하면, 모든 요소(300-304)는 사각형 단면을 갖는, 용접된 금속 시트 요소의 형태를 갖는다. 상부 크로스바(300)의 중심 부분 위에, 원형 플랜지(305)가 용접되고, 원형 플랜지(305)는 로봇(1)의 손목(105)의 플랜지(106)에, 나사결합에 의해, 견고하게 연결하는 데 사용된다.

2개의 측면 직립부(302)의 측면 상에, 2개의 안내 섹션(306)이 안전 커버(5)의 이동가능 부분(5B)의 주 방향(A)으로의 활주 안내를 위해 제공된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 안내 섹션(306) 내에서, 각각의 슈(shoe)(500)가 활주가능하게 장착되고, 2개의 측면 판(501)에 견고하게 연결되고, 2개의 측면 판(501)은 안전 커버(5)의 이동가능 부분(5B)을 지지한다. 각각의 판(501)은 지지 프레임(3)의 대체적인 평면에 기본적으로 직각인 평면 내에서 연장하고, 삼각형 프로파일의 상부 부분(502)을 갖고, 상부 부분(502)으로부터 전방 암(503) 및 후방 암(504)이 돌출한다.

안전 커버(5)의 이동가능 부분(5B)은 도 7에 단독으로 도시된다. 그것은 그 자체 상에 권취되는 금속 또는 합성 재료의 시트로 구성되어 전방 주 벽(505), 후방 주 벽(506) 그리고 2개의 단부 벽(507)을 포함하는 케이싱의 형태를 갖는다. 케이싱 벽은 암(503, 504)의 부착 단부(509)에, 예를 들어 나사결합에 의해, 고정되는 내부 밴드(508)에 (예를 들어, 나사결합 또는 접합에 의해) 견고하게 연결된다. 위에서 언급된 바와 같이, 케이싱(5B)의 지지 구조체는 예를 들어, 위에서 설명된 적층 구조체를 갖는 센서화된 커버를 보유한다.

안전 커버의 이동가능 부분(5B)의 케이싱은 또한 2개의 측면 판(501) 사이의 중간 위치에 배열되는 판(511)의 일부를 형성하는 2개의 암(510)의 부착 단부(509)에 고정된다. 판(511)은 2개의 암(510)이 돌출하고 안전 커버의 이동가능 부분(5B)의 주 방향(A)을 따른 이동을 구동하도록 설계되는 작동기(6)에 의해 직접적으로 제어되는, 상부 부분(512)을 또한 갖는다. 작동기(6)는 임의의 공지된 형태를 가질 수 있고, 예를 들어, 그것은 유체 작동기 또는 전기 작동기일 수 있다. 작동기 본체(6)는 프레임(3)에 의해 지지되고, 프레임(3)의 상부 크로스바(300)에 그리고 하부 크로스바(301)에 견고하게 연결되는 그 양쪽 단부를 갖는다.

도시된 예에서, 작동기(6)는 고정된-길이의 외부 본체 그리고 중간 판(512)의 상부 부분에 견고하게 연결되는 이동가능 부재가 돌출하는 측방 슬롯을 포함하는, 스템을 갖지 않는 형태(non-stem type)의 공압 선형 작동기이다. 작동기(6)의 구조적 세부사항은 이러한 작동기가 임의의 공지된 상업적으로-입수가능한 형태를 갖기 때문에, 본 명세서에서 예시되지 않는다. 이러한 형태의 스템을 갖지 않는 선형 작동기가 예를 들어, 컴퍼니 페스토 아게 & 코. 카게(Festo AG & Co. KG.)에 의해 제조 및 출시된다.

도 3 및 도 4를 계속하여 참조하면, 지지 프레임(3)의 크로스바(300, 301)로부터, 돌출형 전방 브래킷(307) 및 후방 브래킷(308)이 돌출하고, 돌출형 전방 브래킷(307) 및 후방 브래킷(308)에 안전 커버(5)의 상부의 고정된 부분(5A)의 케이싱이 연결된다.

안전 커버의 상부 부분(5A)은 도 6에 단독으로 도시된다. 이러한 경우에도, 안전 커버의 이러한 부분은 그 자체 상에 권취되는 금속 시트 또는 합성 재료로 구성되어 전방 주 벽(510), 후방 주 벽(511) 그리고 2개의 단부 벽(512)을 한정하는 케이싱을 포함한다. 커버 부분(5A)의 케이싱은 원주방향 밴드(513)에 나사에 의해 또는 접합에 의해 고정되고, 원주방향 밴드(513)는 이어서 위에서 설명된 바와 같이 부착 브래킷(307, 308)에 고정된다.

부분(5B)과 같이, 부분(5A)은 예를 들어, 위에서 설명된 적층 구조체를 갖는 센서화된 벽을 보유하는 지지 케이싱을 또한 갖는다.

사용 중에, 작동기(6)는 안전 커버의 이동가능 부분(5B)의 고정된 부분(5A)에 대한 수직 이동(도 3 및 도 4 참조)을 제어하도록 동작된다. 위의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 작동기(6)는 안전 커버의 이동가능 부분(5B)의 케이싱에 고정되는 연결 단부(509)를 갖는, 중간 판(511)을 직접적으로 동작시킨다. 이동가능 부분(5B)의 이동은 작동기(6)에 의해 직접적으로 그리고 측면 판(501)에 의해 보유되는 슈(500)의 2개의 측면 안내 프로파일(306) 내로의 결합에 의해 둘 모두의 방식에 의해 안내된다.

도시된 특정 예를 계속하여 참조하면, 안전 커버(5)의 이동가능 부분(5B)은 셔터 핀(7)의 제1 구멍(513)(도 3 및 도 10) 내로의 또는 제2 구멍(514) 내로의 결합에 의해, 그 하강된 위치 및 그 상승된 위치 둘 모두에서, 정확하게 위치설정 및 로킹가능하다. 구멍(513, 514)은 중간 판(511) 내에 형성된다. 셔터 핀(7)은 지지 프레임(3)의 빔 부분(304)(도 5)에 의해 견고하게 지지되는 본체를 갖는 공압 작동기(8)에 의해 축방향으로 구동된다.

특히 도 8 내지 도 10을 이제부터 참조하면, 도시된 특정 예의 경우에, 동작 유닛(4)은 긴 형상의, 하부 지지 판(9)을 포함하는 파지 공구로 형성되고, 하부 지지 판(9)의 평면은 주 방향(A)에 직각이고, 하부 지지 판(9)은 방향(A)에 직각인 방향(B)에 평행하게 그리고 지지 프레임(3)의 크로스바(300, 301)에 평행하게 연장한다. 저부 판(9)은 도시된 예에서 자석식 또는 전자석식인, 파지 공구(10)를 그 양쪽 단부에서 지지한다.

지지 판(9)은 판(9)(특히 도 8을 또한 참조) 위에 위치되는 상부 지지 판(13)(도 10을 다시 참조)에 의해 보유되는 가이드(12)(도 10 참조) 내로의 슬라이더(11)의 결합에 의해 그 길이 방향(B)을 따라 활주가능하게 안내된다. 판(13)은 또한 주 방향(A)에 직각인 평면 내에 위치되고, 방향(B)에 평행하게 연장하는 긴 형상을 갖는다. 판(13)은 주 방향(A) 및 방향(B) 둘 모두에 직각인 방향(C)으로 지지 프레임(3)에 대해 활주가능하게 안내된다. 판(13)의 지지 프레임(3)에 대한 활주 조립은 판(13)에 의해 보유되는 슬라이더(14)의 지지 프레임(3)의 하부 크로스바(301)에 의해 보유되는 가이드(15) 내로의 결합에 의해 획득된다.

지지 판(9)의 방향(B)으로의 이동은 판(13) 아래에 견고하게 연결되는 2개의 공압 작동기(16)(도 4 및 도 8 참조)에 의해 제어된다. 2개의 작동기(16)는 판(9)의 중심 위치와 2개의 대향 극단 위치 사이에서의 이동을 제어하는 데 사용되고, 각각의 작동기는 중심 위치와 각각의 극단 위치 사이에서의 스트로크를 제어할 수 있다. 물론, 2개의 극단 위치 사이에서의 전체 스트로크를 제어하는, 단일의 더 큰 공압 작동기를 채택하는 것이 또한 가능할 것이다. 판(13)의 방향(C)으로의 이동은 지지 프레임(3)에 견고하게 연결되는, 단일의 작동기(17)(도 3 및 도 9 참조)에 의해 제어된다. 작동기(17)는 또한 바람직하게는 특히 전기 작동기를 비롯한, 임의의 형태의 작동기를 채택하는 것이 가능하면, 공압 작동기이다.

판(9) 및 판(13)의 동작 위치가 또한 정확하게 설정될 수 있고, 셔터 디바이스를 작동시킴으로써 로킹가능하다. 예를 들어, 도 9는 판(13)에 의해 보유되는 공압 작동기(18)를 도시하고, 공압 작동기(18)는 판(9)과 일체형인 요소 내에 형성되는 구멍(20)(그 중 하나가 도 3에서 관찰가능함)과 선택적으로 협력하고 그에 따라 판(9)을 그 양쪽 동작 단부 위치로 위치설정 및 로킹하도록 구성되는, 셔터 핀(19)을 동작시킨다. 판(13)의 동작 위치가 또한 정확하게 설정가능하고, 판(13)과 일체형인 요소 내에 형성되는 구멍(22)(그 중 하나가 도 3에서 관찰가능함) 내로의 작동기(21)에 의해 동작되는 셔터 핀의 결합에 의해 로킹가능하다. 작동기(18, 21)는 또한 임의의 형태를 가질 수 있다.

마지막으로, 도시된 예의 기능 조립체에는 자석식 디바이스(10)에 추가하여, 안전을 위해 제공되는 파지 핸드(24)를 동작시키는, 예를 들어 공압 형태의, 2개의 작동기(23)(도 3 및 도 9)가 제공되고, 그에 따라 공구에 의해 파지되는 피스(P)가 자석식 디바이스의 고장 시에 떨어질 수 없는 것을 보증한다.

지지 프레임(3) 상에, 2개의 제어 유닛(E)이 또한 기능 조립체에 의해 제공되는 모든 작동기 디바이스 상에 장착된다. 작동기 디바이스가 모두 공압 형태를 갖는, 도시된 특정 예의 경우에, 제어 유닛은 솔레노이드 밸브의 전자 제어 유닛 내에 프로그래밍되는 미리결정된 로직에 따라 다양한 작동기의 동작을 제어하는 솔레노이드 밸브의 조립체를 포함한다.

기능 조립체에는 또한 바람직하게는 광-전자 유닛(H)이 제공된다.

도 11 그리고 도 12a 및 도 12b는 안전 커버의 이동가능 부분(5B)이 하강된 동작 상태(도 11)에서 그리고 이동가능 부분(5B)이 상승된 위치에 있는 동작 상태(도 12a 및 도 12b, 여기서 도 12a는 정면도를 도시하고, 도 12b는 측면도를 도시함)에서, 위에서 설명된 기능 조립체의 개략도를 도시한다. 도 12a 및 도 12b는 안전 커버의 이동가능 부분(5B)이 상승되면, 파지 공구(4)가 방향(B)(도 12a)으로 그리고 방향(C)(도 12b)으로 둘 모두로 횡단방향으로 이동될 수 있고 그에 따라 안전 커버(5)의(특히, 하부 부분(5B)의) 풋프린트 영역의 경계부로 이동하고, 그에 따라 그것이 또한 커버(5)의 용기(CT)에 의한 방해의 위험성 없이 용기(CT)의 측벽에 인접하여 동작할 수 있는 상태를 도시한다. 본 발명의 이러한 관점으로부터의 이점은 도 14 내지 도 16으로부터 명백해진다. 도 1a는 본 발명에 따른 조립체가 피스를 픽업하여야 하는 용기(CT)를 개략 평면도로 도시한다. 도 14에서, 도면부호 5B는 안전 커버(5)의 이동가능 부분(5B)이 용기(CT)의 코너에 위치될 때의, 그것의 풋프린트를 표시한다. 계속하여, 도 14에서, 도면부호 4는 파지 공구(4)가 항상 안전 커버의 중심에 남아 있었을 경우의 이것의 풋프린트를 표시한다. 명백한 바와 같이, 이러한 상태는 공구(4)가 용기(CT)의 벽과 접촉할 수 없는 상태로 이어질 것이다. 도 14에서, 도면부호 NR로 표시되는 파선으로 된 전체 주변부 영역에는 공구가 도달불가능할 것이다(도달가능하지 않은 상태). 반면에, 도 15 및 16은 본 발명에 따른 조립체에서, 공구(4)를 도 12a 및 도 12b에 표시된 방향(B 및 C)로 이동시킬 수 있는 가능성으로 인해, 공구(4)가 용기의 4개의 코너 중 임의의 코너와 접촉할 수 있는 것 또는 물론 공구가 용기(CT)의 단일 벽에 인접할 때에 도시된 것들 사이의 임의의 중간 위치에서 접촉할 수 있는 것을 도시한다.

도 13은 파지 공구(4)가 지지 프레임에 연결되고 그에 따라 그것이 또한 고정된 프레임(3)에 대해 적어도 하나의 축(30)을 중심으로 회전가능할 수 있는 실시예를 도시한다. 도시된 예는 구형 조인트가 제공되는 경우를 나타낸다. 도 13은 본 발명에 따른 기능 조립체의 추가적인 이점을 보여준다. 관찰될 수 있는 바와 같이, 안전 커버의 이동가능 부분(5B)은 그것이 고정된 부분(5A) 위로 돌출할 수 있는 상승된 위치를 갖도록 배열될 수 있다. 따라서, 특히, 커버(5)의 이동가능 부분을 그것이 로봇의 단부와 높이 면에서 중첩하여 로봇의 단부를 포위하고 그에 따라 로봇이 동작하는 영역에서의 안전성을 증가시키는 방식으로 배열하는 것이 가능하다.

물론, 본 발명의 원리를 손상시키지 않으면, 구성의 세부사항 그리고 상기 실시예는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고도 순수하게 예로서 설명 및 예시된 것들에 대해 폭넓게 변할 수 있다.

Claims (10)

1. 로봇을 위한 기능 조립체로서,
   - 로봇 손목(105)으로의 부착을 위한 플랜지(305)가 제공되는, 지지 프레임(3);
   - 상기 지지 프레임(3)에 의해 지지되는, 동작 유닛(4); 및
   - 수용 체적부를 한정하는, 상기 동작 유닛(4)을 위한 안전 커버(5)
   를 포함하고,
   - 상기 기능 조립체는 상기 안전 커버(5)가 상기 동작 유닛(4)을 포위하여 덮는, 제1 동작 구성 그리고 상기 동작 유닛(4)이 적어도 부분적으로 상기 안전 커버(5)의 수용 체적부 외측에 있는, 제2 동작 구성을 취할 수 있고,
   상기 안전 커버(5)는 고정된 부분(5A) 그리고 고정된 부분(5A)에 대해 주 방향(A)을 따라 이동가능한 부분(5B)을 갖고, 안전 커버(5)의 상기 이동가능 부분(5B)은 그것이 상기 동작 유닛(4)을 포위하여 완전히 덮는, 하강된 위치와 상기 동작 유닛(4)이 덮이지 않는, 상승된 위치 사이에서 이동가능하고,
   - 안전 커버(5)의 고정된 부분(5A)은 동작 유닛을 지지하는 상기 지지 프레임(3)에 견고하게 연결되고,
   - 안전 커버(5)의 이동가능 부분(5B)은 고정된 부분 외측에 배열되고, 상기 지지 프레임(3) 상에 이동가능하게 장착되고,
   - 상기 안전 커버(5)의 고정된 부분(5A) 및 이동가능 부분(5B) 둘 모두에는 근접 센서 및/또는 접촉 센서가 구비되는, 공동협력 외부 구조체가 제공되고,
   - 상기 동작 유닛(4)은 상기 지지 프레임(3)에 대해 2개의 보조 방향(B, C)으로 이동가능하고, 상기 보조 방향(B, C)은 서로 직각이고 상기 주 방향(A)에 직각이고,
   - 상기 지지 프레임(3) 상에서 제1 보조 방향(C)을 따라 활주가능하게 안내되는, 제1 판(13) 그리고 하나 이상의 동작 공구(10)를 보유하고 상기 제1 판(13) 상에서 제1 보조 방향(C) 및 주 방향(A)에 직각인 제2 보조 방향(B)으로 안내되는, 제2 판(9)을 포함하는,
   기능 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 동작 유닛(4)은 상기 주 방향(A)에 대해 적어도 하나의 횡단 방향(B, C)으로 상기 지지 프레임(3)에 대해 이동가능하고, 그에 따라 안전 유닛(5)의 상기 이동가능 부분(5B)이 그 상승된 위치에 있을 때에, 상기 동작 유닛(4)은 안전 커버(5)의 상기 이동가능 부분(5B)에 의해 한정되는 수용 체적부의 풋프린트 외측의 위치로 이동가능한 것을 특징으로 하는, 기능 조립체.
3. 제1항에 있어서, 안전 커버(5)의 이동가능 부분(5B)을 이동시키는 제1 작동기 디바이스(6), 상기 제1 판(13)을 이동시키는 제2 작동기 디바이스(17) 그리고 상기 제2 판(9)을 이동시키는 제3 작동기 디바이스(16) 그리고 또한 안전 커버(5)의 상기 이동가능 부분(5B), 상기 제1 판(13) 및 상기 제2 판(9)을 정확하게 위치설정 및 로킹하는 복수의 셔터 디바이스(8, 18, 21)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기능 조립체.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동작 유닛(4)은 또한 지지 프레임(3)에 대해 적어도 하나의 축(30)을 중심으로 회전가능한 방식으로 지지되는 것을 특징으로 하는, 기능 조립체.
5. 제3항에 있어서, 상기 지지 프레임(3) 상에, 적어도 하나의 제어 유닛(E)이 상기 제1, 제2 및 제3 작동기 디바이스(6, 17, 16) 및 상기 셔터 디바이스를 제어하도록 장착되는 것을 특징으로 하는, 기능 조립체.
6. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 그 상승된 위치에서, 안전 커버(5)의 이동가능 부분(5B)은 상기 플랜지(305) 위로 연장하는 것을 특징으로 하는, 기능 조립체.
7. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동작 유닛은 용기(C) 내의 피스(P)를 파지하는 파지 공구(4)이고, 안전 커버의 이동가능 부분의 치수 및 수직 스트로크는 파지될 피스의 크기에 따라 미리결정되고, 그에 따라 일단 피스(P)가 픽업되면, 안전 커버의 이동가능 부분(5B)은 픽업된 피스가 안전 커버 내에 수용되는 위치로 하강될 수 있는 것을 특징으로 하는, 기능 조립체.
8. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 따른 기능 조립체가 제공되는 로봇으로서, 상기 로봇은 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 신호를 안전 커버(5)의 상기 근접 센서 및/또는 접촉 센서로부터 수신하여 상기 로봇의 이동 속도를 자동적으로 감소시키거나 인간 작업자와 같은 이물과의 과도한 근접 또는 접촉이 검출될 때마다 상기 로봇을 자동적으로 정지하도록 구성되는, 로봇.
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