KR19990011201U

KR19990011201U - 산업용 로봇의 비상정지를 위한 충격감지장치

Info

Publication number: KR19990011201U
Application number: KR2019970024545U
Authority: KR
Inventors: 서충석
Original assignee: 추호석; 대우중공업 주식회사
Priority date: 1997-08-30
Filing date: 1997-08-30
Publication date: 1999-03-25

Abstract

본 고안은 산업용 로봇의 비상정지를 위한 충격감지장치에 관한 것으로, 산업용 로봇의 축선단 공구장착면에 충격감지장치를 설치함에 있어서, 상기 축선단 공구 장착면에 충격센서홀더(100)의 일단을 체결수단으로 고정하고, 상기 충격센서홀더(100)의 타단에 가이드샤프트(110)의 상단을 고정 입설하고, 상기 가이드샤프트(110)의 플랜지부(112) 상면에 통형의 충격센서하우징(120)을 회전자재되게 설치함과 동시에 상기 가이드샤프트(110)의 플랜지부(112) 상면과 충격센서하우징(120)의 턱부(121) 저면 사이에 위치결정용 볼(130)이 위치되도록 각각 위치결정홀(113)(122)을 관통 형성하고, 상기 충격센서하우징(120)의 저면에 다수개의 조절볼트(140)로 플랜지(150)를 장착하고, 상기 가이드샤프트(110)의 플랜지부(112) 저면과 상기 플랜지(150)의 상면 사이에 압축스프링(160)을 탄설하고, 상기 충격센서홀더(100)의 저면과 상기 충격센서하우징(120)의 턱부(121) 상면 사이에 상기 충겨센서홀더(100)가 상하이동시 상기 가이드샤프트(110)를 따라 상기 충격센서홀더(100)에 부착된 온,오프 스위치(200)를 작동케하는 가이드링(170)을 구비하여서 된 것을 특징으로 한다.

Description

산업용 로봇의 비상정지를 위한 충격감지장치

본 고안은 산업용 로봇의 비상정지를 위한 충격감지장치에 관한 것으로, 특히 로봇의 작업중 발생되는 충격 방향에 관계없이 충격을 전달받는 충격감지하우징을 상승 동작시키고, 이를 가이드링을 매개로 하나의 온,오프 스위치의 접점을 절환시켜 순간적으로 비상신호를 보내어 로봇의 급정지가 가능하도록 한 산업용 로봇의 비상정지를 위한 충격감지장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 로봇 예로, 용접로봇은 어퍼암의 선단측 손목부에 클램프를 장착시키고, 이 클램프에 용접토치를 고정하여 용접작업이 이루어지도록 되어 있다.

이같이 용접로봇이 용접토치를 가지고 용접작업을 할 경우 제어장치의 우발적 고장이나, 작업자의 과실 또는 운전 미숙 등으로 인하여 클램프나 용접토치가 다른 물체에 충돌하는 경우 로봇은 충격력을 받게 되어 기능고장 및 부품파손을 유발시키게 된다.

따라서 종래에는 도 6에 도시된 바와 같이 장착판(2)(3)으로 된 본체(1)에 수평판(5),수직판(6)으로 된 가동체(4)가 지지볼트(7)에 의해서 상대 회전이 가능하게 설치되고, 또 상기 지지볼트(7)의 하단에 나사결합된 조절너트(8)와 수평판(5) 사이에 스프링(9)을 끼워 넣어 본체(1)와 가동체(4)가 상호 일정한 압력으로 잡아당기도록 설치되어 있다.

그리고 상기 장착판(3)의 아래면과 수평판(5)의 사이에 볼(10)이 삽입되도록 원추홈(11)(12)을 각각 형성하여, 볼(10)과 원추홈(11)(12)의 대응으로 본체(1)와 가동체(4)가 상호 위치결정이 이루어지도록 되어 있고, 상기 장착판(3)의 3개소에 나사결합된 도그볼트(13)와 수평판(5)의 3개소에 장착된 온,오프 스위치(15)가 상호 대응되게 설치되어 있다.

따라서, 클램프(18) 또는 토치(180)가 외부충격을 받게 되면 순간적으로 온,오프 스위치(15)가 도그볼트(13)에 의해 온 접촉상태에서 떨어져나가 오프상태로 절환되고, 로봇의 제어장치에 오프신호를 보내서 로봇 전체의 작동이 비상정지하게 되어 있다.

이같이 종래 조절너트(8)에 의해 스프링(9)의 신축작용을 위한 압력을 조정하므로 위치결정용 볼(10)이 원추홈(11)(12)에서 벗어나는 데 필요한 외력의 크기를 조절할 수 있다. 그러나 구조적으로 장착판(2)(3)으로 구성된 본체(1)와 수평판(5),수직판(6)으로 된 가동체(4)가 지지볼트(7)에 의해서 상대 회전이 가능하도록 설계되어 있어, 구조가 복잡하고, 조립에 의한 오차 및 지지볼트(7)의 과다에 의한 사용 중 풀림 등의 문제가 발생한다.

특히 장착판(3)의 3개소에 나사결합된 도그볼트(13)와 수평판(5)의 3개소에 장착된 온,오프 스위치(15)를 사용하는 경우에 부품수 증가로 인한 원가상승, 작동의 신뢰성 및 구조의 안정성 등에 문제가 있다.

본 고안은 상기와 같은 사정을 감안하여 안출된 것으로, 외부충격을 감지하여 비상정지하기 위한 감지장치의 구조를 단순화시켜 작동의 신뢰성 및 구조의 안정성을 향상시키도록 한 산업용 로봇의 비상정지를 위한 충격감지장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구체적인 수단은, 산업용 로봇의 축선단 공구장착면에 충격감지장치를 설치함에 있어서, 상기 축선단 공구 장착면에 충격센서홀더(100)의 일단을 체결수단으로 고정하고, 상기 충격센서홀더(100)의 타단에 가이드샤프트(110)의 상단을 고정 입설하고, 상기 가이드샤프트(110)의 플랜지부(112) 상면에 통형의 충격센서하우징(120)을 회전자재되게 설치함과 동시에 상기 가이드샤프트(110)의 플랜지부(112) 상면과 충격센서하우징(120)의 턱부(121) 저면 사이에 위치결정용 볼(130)이 위치되도록 각각 위치결정홀(113)(122)을 관통 형성하고, 상기 충격센서하우징(120)의 저면에 다수개의 조절볼트(140)로 플랜지(150)를 장착하고, 상기 가이드샤프트(110)의 플랜지부(112) 저면과 상기 플랜지(150)의 상면 사이에 압축스프링(160)을 탄설하고, 상기 충격센서홀더(100)의 저면과 상기 충격센서하우징(120)의 턱부(121) 상면 사이에 상기 충겨센서홀더(100)가 상하이동시 상기 가이드샤프트(110)를 따라 상기 충격센서홀더(100)에 부착된 온,오프 스위치(200)를 작동케하는 가이드링(170)을 구비하여서 된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 의한 충격감지장치의 외관도.

도 2는 본 고안의 실시예에 의한 충격감지장치의 단면도.

도 3은 본 고안의 실시예에 의한 측방충격시 충격센서하우징의 작동상태도.

도 4는 본 고안의 실시예에 의한 회전력충격시 충격센서하우징의 작동상태도.

도 5는 도 2의 A-A선 단면도.

도 6은 종래 충격감장치의 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 충격센서홀더 110 : 가이드샤프트

112 : 플랜지부 120 : 충격센서하우징

121 : 턱부 113,122 : 위치결정홀

130 : 위치결정용 볼 150 : 플랜지

160 : 압축스프링 170 : 가이드링

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1, 2,5에 도시된 바와 같이 산업용 로봇의 축선단(F) 공구장착면(Z)에 충격센서홀더(100)의 일단이 고정볼트(60)로 고정되고, 상기 충격센서홀더(100)의 타단에는 가이드샤프트(110)가 입설되어 있고, 또 상기 충격센서홀더(100)에는 후술할 가이드링(170)에 의해 작동하는 온,오프 스위치(200)가 배설되어 있다.

상기 가이드샤프트(110)는 상단에 나사부가 형성되어 너트(115)로 충격센서홀더(100)에 고정되어 있고, 또 그 하단부에는 플랜지부(112)가 형성되어 있고, 이 플랜지부(112)의 상면에 원주상으로 3개소에 일정간격(120도)으로 관통된 위치결정홀(113)이 형성되어 있다.

그리고 상기 가이드샤프트(110)의 플랜지부(112) 상면에는 위치결정용 볼(130)을 매개로 회전자재되게 설치된 통형의 충격센서하우징(120)이 지지되어 있다.

상기 충격센서하우징(120)의 상단측 턱부(121)에는 상기 가아드샤프트(110)의 위치결정홀(113)에 대응하는 3개의 위치결정홀(122)이 관통 형성되어 있다.

그리고 상기 각 위치결정홀(113)(122)의 사이에 각각의 위치결정용 볼(130)이 개재되어 있다.

상기 충격센서하우징(120)의 저면에는 다수개의 조절볼트(140)로 고정된 플랜지(150)가 장착되어 있고, 이 플랜지(150)의 상면과 상기 가이드샤프트(110)의 플랜지부(112) 저면 사이에는 압축스프링(160)이 소정의 탄반력을 가지고 설치되어 있다.

즉, 상기 압축스프링(160)의 압축력이 플랜지(150)를 매개로 충격센서하우징(120)의 턱부(121)를 하방으로 눌러서 각각의 위치결정용 볼(130)이 위치결정홀(113)(122)의 사이에서 소정의 압력을 받도록 되어 있다.

이때 상기 조절볼트(140)를 조이고 풀음에 따라 압축스프링(160)의 압축력이 조절되고, 이것에 의해 위치결정용 볼(130)이 각 위치결정홀(113,122)에서 벗어나는 데 필요한 외력의 크기를 조절할 수 있도록 되어 있다.

상기 충격센서홀더(100)의 저면과 상기 충격센서하우징(120)의 턱부(121) 상면 사이에는 충격센서홀더(100)가 외부로부터 충격력 또는 회전력을 전달받아 상하이동시 상기 가이드샤프트(110)를 따라 상기 충격센서홀더(100)에 부착된 온,오프 스위치(200)를 작동케하는 가이드링(170)이 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 작동상태를 설명한다.

로봇 작동중 용접토치(60)나 기타 고정구에 충격이 상방으로 작용하게 되면, 토치홀더(50)를 매개로 충격이 충격센서하우징(120)에 전달되고 도 3에서와 같이 충격센서하우징(120)은 어느 하나의 위치결정용 볼(130)에 지지된 상태로 은선으로 도시한 상방으로 기울어져 올라가게 되고, 이로 인해 충격센서하우징(120)의 턱부(121)에 접촉하고 있는 가이드링(170)은 가이드샤프트(110)를 따라 순간 상승하여 온,오프 스위치(170)의 접점이 온상태에서 오프상태로 절환되고, 오프되는 신호가 케이블(27)을 통해 로봇 제어장치에 비상신호를 보내게 되고, 이 제어장치에 의해 로봇 전체의 작동이 정지하게 된다.

이와 반대로 충격센서하우징(120)에 충격이 하방으로 작용하게 되면, 도 3에서와 같이 어느 하나의 위치결정용 볼(130)에 지지된 상태로 충격센서하우징(120)은 일점쇄선으로 도시한 상방으로 기울어져 올라가게 되고, 이로 인해 충격센서하우징(120)의 턱부(121)에 접촉하고 있는 가이드링(170)은 가이드샤프트(110)를 따라 순간 상승하여 온,오프 스위치(200)의 접점이 온상태에서 오프상태로 절환되고, 오프되는 신호가 케이블(27)을 통해 로봇 제어장치에 비상신호를 보내게 되고, 이 제어장치에 의해 로봇 전체의 작동이 정지하게 된다.

한편, 용접토치(60)나 토치홀더(50)에 외부측방에서 좌,우측 회전방향으로 충격이 가해지게 되면, 이 회전력에 의해 충격센서하우징(120)은 회전하게 되고 동시에 위치결정용 볼(130)이 도 4에서와 같이 각각의 위치결정홀(113)(122)에서 이탈하고, 이로 인해 충격센서하우징(120)이 순간적으로 상방으로 이동하여서 가이드링(170)이 온,오프 스위치(200)의 접점을 온상태에서 오프상태로 절환시키고, 이 절환신호가 로봇의 제어장치에 비상신호를 보내게 되고, 이 결과 제어장치에 의해 로봇 전체의 작동이 정지되어 로봇의 충격에 의한 피해를 줄일 수 있게 된다.

이후 비상정지의 요인을 제거한 후 회전된 충격센서하우징(120)을 원위치로 돌리게 되면 위치결정용 볼(130)이 구름운동하여 각각의 위치결정홀(113)(122)의 사이에 압축스프링(160)의 압력으로 탄착되게 된다.

이와 같이 충격센서하우징(120)은 로봇의 작업중 측면, 상하, 좌우 회전방향 등 어떠한 방향으로 외력을 받더라도 순간적으로 가이드링(170)을 매개로 1개의 온,오프 스위치(20)를 동작케하여 로봇의 비상정지를 가능하게 함으로써 종래의 3개의 온,오프 스위치를 내장하는 구조보다 구조가 간단하고, 제작비용도 낮출 수 있다.

또, 충격센서하우징(120)이 가이드샤프트(110)에 안정적으로 지지되어 승강동작하므로 충격감지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 본 고안에 의하면 로봇의 작업중 발생되는 충격 방향에 관계없이 충격을 전달받는 충격감지하우징이 상승 동작하고, 이를 가이드링을 매개로 하나의 온,오프 스위치의 접점을 절환시켜 순간적으로 비상신호를 보내어 로봇의 급정지가 가능하다.

또 하나의 온,오프 스위치로서 충격감지를 실현함으로 제작비용을 절감을 꾀할 수 있고, 가이드샤프트와 충격센서하우징의 위치결정 구조가 간단해 안정된 작동 및 신뢰성의 향상을 기대할 수 있다.

Claims

산업용 로봇의 축선단 공구장착면에 충격감지장치를 설치함에 있어서, 상기 축선단 장착면에 충격센서홀더(100)의 일단을 체결수단으로 고정하고, 상기 충격센서홀더(100)의 타단에 가이드샤프트(110)의 상단을 고정 입설하고, 상기 가이드샤프트(110)의 플랜지부(112) 상면에 통형의 충격센서하우징(120)을 회전자재되게 설치함과 동시에 상기 가이드샤프트(110)의 플랜지부(112) 상면과 충격센서하우징(120)의 턱부(121) 저면 사이에 위치결정용 볼(130)이 위치되도록 각각 위치결정홀(113)(122)을 관통 형성하고, 상기 충격센서하우징(120)의 저면에 다수개의 조절볼트(140)로 플랜지(150)를 장착하고, 상기 가이드샤프트(110)의 플랜지부(112) 저면과 상기 플랜지(150)의 상면 사이에 압축스프링(160)을 탄설하고, 상기 충격센서홀더(100)의 저면과 상기 충격센서하우징(120)의 턱부(121) 상면 사이에 상기 충겨센서홀더(100)가 상하이동시 상기 가이드샤프트(110)를 따라 상기 충격센서홀더(100)에 부착된 온,오프 스위치(200)를 작동케하는 가이드링(170)을 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 비상정지를 위한 충격감지장치.