KR20000026826A

KR20000026826A - 로봇 핸드

Info

Publication number: KR20000026826A
Application number: KR1019980044532A
Authority: KR
Inventors: 신인승; 박정용
Original assignee: 김형벽; 현대중공업 주식회사
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 2000-05-15

Abstract

본 발명은 대형강관 및 철구조물의 자동용접작업시 소형용접 작업물(철판)을 클램핑시켜 용접대기 시키는 로봇 핸드에 관한 것으로 소형용접 작업물이 적재된 팔레트 상단에서 로봇의 핸드가 마그네트로 작업물을 일차적으로 압착하여 적재된 팔레트의 상단으로 상승시키고 이차적으로 클램퍼로 작업물의 하단에서 클램핑시켜 로봇으로 용접대상 작업물로 이송,수평을 유지시켜 용접대기시키는 것으로 일측에 툴척 결합구(1)가 구비된 메인 프레임(2)에 LM 플레이트(3)와 LM 가이드(4)로서 상부 플레이트(5)를 연결시키고 LM 플레이트(3)와 LM 가이드(4)의 사이에 전후방향으로 스프링(S)을 설치하며 하부 플레이트(6)에는 마그네트 상하작동용 실린더(7)를 장착하여 로드(7a)의 선단 마그네트 플레이트(8)에 마그네트(9)를 착설시켜서 상부 플레이트(5)에서 전,후,좌,우 4방향으로 가이드바(10)(10')를 하부 플레이트(6)와 마그네트 플레이트(8)를 관통,설치하되 상부 플레이트(5)와 하부 플레이트(6) 사이의 가이드 바(10)(10') 외주연부에 스프링(11)(11')을 탄설시키며 하부 플레이트(6)의 양측으로 클램퍼 실린더(12)(12')를 설치하여 로드(12a)의 선단에 클램퍼(13)(13')를 링크(14)(14')로 힌지 결합시키고 하부 플레이트(6)의 선단에는 용접 작업물(A)과 용접 대상물(B)의 수평유지 가이드(15)를 설치하고 후단에는 용접 작업물(A)의 가이드 브라켓트(16)를 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 로봇 핸드.

Description

로봇 핸드

본 발명은 대형강관 및 철구조물의 자동용접작업시 소형(300×500mm,16-80t) 용접 작업물(철판)을 클램핑시켜 용접대기 시키는 로봇 핸드에 관한 것으로 더욱 상세하게는 소형용접 작업물이 적재된 팔레트 상단에서 로봇의 핸드가 마그네트로 작업물을 일차적으로 압착하여 적재된 팔레트의 상단으로 상승시키고 이차적으로 클램퍼로 작업물의 하단에서 클램핑시켜 로봇으로 용접대상 작업물로 이송하여 수평을 유지시켜 용접대기시키는 것이다.

종래에는 대형강관과 철구조물과 같은 용접대상 작업물에 용접 작업물을 용접대기 시킬 때 용접작업물이 소형이어서 자동화 용접이 불가능하였으며 작업자가 공구를 이용하여 수작업으로 소형용접 작업물인 철판을 용접대상 작업물에 용접대기 시키거나 간단한 지그를 이용하여 소형용접 작업물을 용접대상 작업물에 용접대기 시킨후 용접하였으므로 작업공수가 과다하게 투입되어 생산성이 저하되었으며 또한 작업자의 수작업에 의존하므로 수평유지 등의 문제로 인하여 용접불량이 발생하는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 개선하기 위한 목적으로 창출된 것으로 소형용접 작업물을 로봇을 적용시켜 자동화 한 것으로 로봇의 툴척에 소형용접 작업물인 철판을 클램핑 시킬수 있는 로봇 핸드를 구성하여 작업물을 손쉽게 클램핑시키고 정확하게 수평을 유지시킨 상태에서 용접대기시킬수 있는 로봇 핸드를 제공하기 위한 것이다.

상기한 로봇 핸드를 제공하기 위하여 로봇의 툴척에 결합구로 연결설치되는 핸드를 구성함에 있어서 메인프레임과 상부 플레이트 사이에 LM가이드를 LM플레이트로 결합시키고 그 사이에 전,후 방향으로 스프링에 의해 수평 충격을 흡수시키고 하부 플레이트에는 마그네트 실린더를 설치하여 로드의 선단 마그네트 플레이트에 마그네트를 착설하고 상부 플레이트에서 전,후,좌,우 4방향으로 가이드 바를 하부 플레이트와 마그네트 플레이트를 관통시켜 설치하되 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 설치된 가이드 바의 외주연부에 스프링을 설치하여 하부 플레이트의 상,하 충격을 흡수케 하였으며 하부 플레이트의 양측으로 클램퍼 실린더를 설치하여 로드의 선단에 클램퍼를 링크로 힌지 결합시켜 작업물을 클램핑시킬수 있게 하고 하부 플레이트의 선단에는 용접 작업물과 용접 대상물의 수평을 유지할수 있는 수평유지 가이드를 설치하고 후단에는 용접 작업물의 가이드 브라켓트를 설치하여서 소형용접 작업물인 철판과 용접 대상물을 수평을 유지시킨 상태에서 용접대기시켜 자동 용접을 수행할수 있는 로봇 핸드를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 작업물 클램핑 작동 구조도

도 2 는 본 발명의 용접대기시 충격완화 장치 작동 구조도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(1) 툴척 결합구 (2) 메인 프레임

(3) LM 플레이트 (4) LM 가이드

(5) 상부 플레이트 (6) 하부 플레이트

(7) 마그네트 실린더 (7a) 마그네트 실린더로드

(8) 마그네트 플레이트 (9) 마그네트

(10)(10') 가이드 바 (11)(11') 가이드 바 스프링

(12)(12') 클램퍼 실린더 (12a) 클램퍼 실린더로드

(13)(13') 클램퍼 (14)(14') 링크

(15) 수평유지 가이드 (16a) 가이드 브라켓트

(A) 용접 작업물 (B) 용접 대상물

(S) 스프링

이하 발명의 요지를 첨부된 도면에 연계시켜 그 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 작업물 클램핑 작동 구조도로서 소형용접 작업물인 철판을 클램핑시키는 구조를 도시하였으며,도 2 는 본 발명의 용접대기시 충격완화 장치 작동 구조도로서 작업물을 클램핑시 상하충격과 작업물을 용접대기시킬 때 수평충격을 흡수하는 작동구조도 이다.

로봇의 툴척(도시없음)에 결합되는 로봇 핸드(H)에 있어서,

일측에 툴척 결합구(1)가 구비된 메인 프레임(2)에 LM 플레이트(3)와 LM 가이드(4)로서 상부 플레이트(5)를 연결시키고 LM 플레이트(3)와 LM 가이드(4)의 사이에 전후방향으로 스프링(S)을 설치하며 하부 플레이트(6)에는 마그네트 실린더(7)를 장착하여 로드(7a)의 선단 마그네트 플레이트(8)에 마그네트(9)를 착설시켜서 상부 플레이트(5)에서 전,후,좌,우 4방향으로 가이드바(10)(10')를 하부 플레이트(6)와 마그네트 플레이트(8)를 관통시켜 설치하되 상부 플레이트(5)와 하부 플레이트(6) 사이의 가이드 바(10)(10') 외주연부에 스프링(11)(11')을 탄설시키고 하부 플레이트(6)의 양측으로 클램퍼 실린더(12)(12')를 설치하여 로드(12a)의 선단에 클램퍼(13)(13')를 링크(14)(14')로 힌지 결합시키며 하부 플레이트(6)의 선단에는 용접 작업물(A)과 용접 대상물(B)의 수평유지 가이드(15)를 설치하고 후단에는 용접 작업물(A)의 가이드 브라켓트(16a)를 설치하여서 된 구조이다.

미설명 부호 (16)은 용접 작업물(A)의 접촉 감지봉이고 (17)(17')은 마그네트 플레이트(8)의 상승,하강감지 리미트 스위치이고 (18)은 LM 가이드(4)의 스톱퍼이다.

이와같이된 본 발명은 대형강관이나 철구조물과 같은 용접 대상물(B)에 규격의 가로,세로가 300×500mm이고,두께가 16-80t인 소형용접 작업물(A)이 적재된 팔레트에서 소형용접 작업물(A)인 철판을 1장씩 클램핑시켜서 로봇이 이송하여 수평을 유지시킨 상태에서 자동용접을 대기시켜서 자동용접 로봇이 자동 용접을 완료하는 것이다.

상기와 같이 자동용접을 수행하기 위하여 로봇 핸드(H)는 마그네트 실린더(7)가 작동하여 로드(7a)를 하강시키면 마그네트 플레이트(8)가 리미트 스위치(17')까지 약 50mm를 하강하여 접촉감지봉(16),마그네트(9) 및 수평유지 가이드(15)와 동일한 선상에 위치하게되고 이때 하부 플레이트(6)의 양측에 장착된 클램퍼 실린더(12)(12')는 로드(12a)를 상승시켜 클램퍼(13)(13')가 도 1 의 이점쇄선가 같이 클램퍼(13)(13')를 개방시킨 상태가 된다.

상기와 같은 상태에서 마그네트(9)를 ON 시키고 소형용접 작업물(A)이 적재된 팔레트의 상단으로 로봇이 작동하여 로봇 핸드(H)를 하강시켜 팔레트의 최상단에 적재된 소형용접 작업물(A)인 철판이 마그네트(9)에 부착되고 그 후단에 장착된 접촉감지봉(16)이 작업물을 부착한 것을 감지하여 로봇 핸드(H)를 상승시킨다.

철판이 마그네트(9)에 부착될 때 접촉감지봉(16)이 센싱 신호를 보내기 전까지 로봇 핸드(H)는 하강하기 때문에 이때 하부 플레이트(6)와 상부 플레이트(5) 사이에 설치된 가이드 바(10)(10')의 외주연부에 탄설된 스프링(11)(11')이 하부 플레이트(6) 전체가 상승하는 충격을 흡수하는 것이다.

그리고 마그네트(9)에 의해 부착 상승한 소형용접 작업물(A)은 하부 플레이트(6)의 양측에 클램퍼 실린더(12)(12')가 하강작동하여 로드(12a)를 밀면 클램퍼는 링크(14)(14')의 힌지축을 중심으로 상승하여 도 1 의 일점쇄선과 같이 소형용접 작업물(A)을 크램핑 하는 것이고 마그네트(9)는 OFF 시키고 마그네트 실린더(7)가 상승작동하여 리미트 스위치(17)까지 마그네트 플레이트(8)가 상승하여 마그네트(9)를 단절시키고 로봇이 작동하여 로봇 핸드(H)를 용접 대상물(B)로 이송시키고 용접대상물(B)의 선단에 소형용접 작업물(A)을 대기시키기 위하여 하부 플레이트(6)의 선단에 장착된 수평유지 가이드(15)로 용접 대상물(B)의 상단에서 슬라이딩시켜 소형용접 작업물(A)과 용접 대상물(B)을 수평을 유지시킨 상태에서 접촉시켜 용접대기 하는 것이다.

상기와 같이 소형용접 작업물(A)과 용접대상물(B)을 접촉시킬 때 발생되는 전후충격 및 위치편차 대응은 상부 플레이트(5)와 메인 플레이트(3) 사이에 설치된 LM 가이드(4)와 LM 플레이트(3)가 그 사이에 설치된 전후 스프링(S)에 의해 LM 가이드(4)에 부착연결된 상,하부 플레이트(5)(6) 전체가 LM 플레이트(3)를 따라 일차적으로 후진 후 스프링(S)의 탄발력에 의해 LM 가이드(4)가 스톱퍼(18)까지 원위치 하면서 전,후 충격을 흡수하는 것이다.

그러므로 본 발명은 용접 작업물이 소형이여서 자동화가 불가능한 공정을 전용 로봇 핸드를 창출하여 자동화시켜 공수를 절감시킬수 있게 하였으며 또한 로봇 핸드에 전달되는 상하충격과 전후충격을 효과적으로 흡수시킬수 있게하여 기계적인 피로도 제거하고 자동용접의 품질을 향상시킬수 있는 효과적인 로봇 핸드를 제공할수 있게 한 것이다.

Claims

로봇의 툴척(도시없음)에 결합되는 로봇 핸드(H)에 있어서,

일측에 툴척 결합구(1)가 구비된 메인 프레임(2)에 LM 플레이트(3)와 LM 가이드(4)로서 상부 플레이트(5)를 연결시키고 LM 플레이트(3)와 LM 가이드(4)의 사이에 전후방향으로 스프링(S)을 설치하며 하부 플레이트(6)에는 마그네트 실린더(7)를 장착하여 로드(7a)의 선단 마그네트 플레이트(8)에 마그네트(9)를 착설시켜서 상부 플레이트(5)에서 전,후,좌,우 4방향으로 가이드바(10)(10')를 하부 플레이트(6)와 마그네트 플레이트(8)를 관통시켜 설치하되 상부 플레이트(5)와 하부 플레이트(6) 사이의 가이드 바(10)(10') 외주연부에 스프링(11)(11')을 탄설시키고 하부 플레이트(6)의 양측으로 클램퍼 실린더(12)(12')를 설치하여 로드(12a)의 선단에 클램퍼(13)(13')를 링크(14)(14')로 힌지 결합시키고 하부 플레이트(6)의 선단에는 용접 작업물(A)과 용접 대상물(B)의 수평유지 가이드(15)를 설치하고 후단에는 용접 작업물(A)의 가이드 브라켓트(16)를 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 로봇 핸드.