KR200145206Y1

KR200145206Y1 - 수직등하중 로보트 핸드

Info

Publication number: KR200145206Y1
Application number: KR2019950009452U
Authority: KR
Inventors: 김용건
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-05-04
Filing date: 1995-05-04
Publication date: 1999-06-15

Abstract

본 고안은 수직 등하중 로봇 핸드에 관해 개시한 것으로서, 본 고안에 의한 수직 등하중 로봇 핸드는 작업표면에 대해 툴이 일정한 수식 등하중으로 작용할 수 있도록 하기 위해 종래의 포스센서 대신에 갭센서를 사용하여 툴이 장착되어 있는 유동지그의 변위를 측정하고, 이 변위를 일정하게 유지하도록 로봇 엔드 이펙터부재의 압축력을 제어함으로써, 보다 정밀한 제어가 가능한 동시에 장치의 단가를 절감할 수 있는 효과를 가지도록 한 것이다.

Description

수직 등하중 로봇 핸드

제1도는 종래의 수직 등하중 로봇 핸드를 나타내 보인 개략적인 구성도.

제2도는 본 고안에 의한 수직 등하중 로봇 핸드를 나타내 보인 개략적인 구성도.

제3도는 제2도에 도시된 본 고안 수직 등하중 로봇의 동작상태를 나타내 보인 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 로봇 엔드 이팩터부재 12 : 포스센서

13 : 고정지그 14 : 가이드로드

15 : 압촉코일스프링 16 : 유동지그

17 : 스토퍼 18 : 툴

21 : 로봇 엔드 이팩터부재 22 : 제1고정지그

22a, 22b : 로드바 23 : 제2고정지그

24 : 갭센서 25a, 25b : 가이드로드

26a, 26b : 압축코일스프링 27 : 유동지그

28 : 마그네틱플레이트 29a, 29b : 스토퍼

30 : 툴

본 고안은 로봇 핸드에 관한 것으로서, 특히 드로잉(drawing)작업이나 표면연삭작업 등과 같이 작업 대상 표면에 대하여 수직 등하중을 작용시키는 수직 등하중 로봇 핸드에 관한 것이다.

일반적으로, 드로잉이나 표면연삭, 디버링(deburring)등과 같이 툴이 작업표면에 대하여 일정한 수직 등하중을 받으면서 작용해야 할 필요가 있는 작업을 행하는 경우, 수직 등하중 로봇 햄드에 툴이 장착함으로써 작업대상 표면에 대한 툴의 수직 등하중 작용이 가능하게 된다.

제1도는 상기한 바와 같은 수직 등하중 로봇 핸드의 일예를 개략적으로 나타내 보인 구성도로서, 이를 참조하면 종래의 수직 등하중 로봇 핸드는 도시된 바와 같이 로봇 아암(미도시)에 장착되는 연결부의 역할을 하는 동시에 하방으로 일정한 수직력을 가해주는 역할을 하는 로봇 엔드-이팩트(robot end-effect;11)부재를 구비하고 있으며, 이 로봇 엔드-이팩트부재(11)의 하방에는 포스센서(force sense;12)가 마련되어 있고, 상기 엔드-이펙트(11)부재와 상기 포스센스(12)는 도시된 바와 같이 로봇 콘트롤러에 연결되어 있다. 그리고 상기 포스센서(12)의 하방에는 고정지그(13)가 마련되며, 이 고정지그(13)의 하방에는 소정의 툴(18)이 장착되는 유동지그(16)가 적어도 2개 이상의 가이드로드(14)(14)에 의해 승강가능하도록 지지되어 있는 한편, 상기 가이드로드(14)(14)는 그 외주면을 둘러 싸도록 미련된 코일스프링(15)(15)을 구비하고 있는 동시에, 그 하단부에는 상기 유동지그(16)의 유동 스트로크를 조절하기 위한 스토퍼(17)(17)를 구비하여 된 구조를 이루고 있다.

이와 같은 구조를 이루는 종래의 수직 등하중 로봇 핸드는 상기 유동지그(16)에 마련된 툴(18)을 드로잉이나 연삭 등의 작업을 행하고자 하는 작업대상 표면에 접촉시키고, 상기 로봇 엔드 이팩트부재(11)를 통하여 일정한 압력을 가하게 되면, 상기 유동지그(16)는 상기 작업대상 표면에 대한 작용반작용으로 인하여 코일스프링(15)(15)을 압축하면서 상승하게 된다. 이때 그 압축력은 상기 포스센서(12)에 전달되고, 이 포스센서(12)에 의해 측정된 압축력은 상기 로봇 콘트롤러에 입력됨으로써, 그 콘트롤러가 상기 포스센서(12)에 의해 측정된 압축력이 항상 일정한 힘으로 작용할 수 있도록 상기 로봇 엔드 이펙터부재(11)를 제어하게 된다.

따라서, 작업대상 표면에 요철부가 형성되어 있는 경우에도 상기 로봇 엔드 이펙터부재(11)는 상기 툴(18)이 작업대상 표면에 상태에 영향을 받지 않고 항상 일정한 수직 등하중을 받을 수 있도록 상기 로봇 콘트롤러에 의해 제어된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 수직 등하중 로봇 핸드는 작업대상 표면의 편평한 상태에 따라 가변되는 툴의 압축력을 측정하기 위한 수단으로서 고가의 포스센서를 사용하므로, 장비전체가 단가를 상승시키는 단점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 수직 등하중 로봇 핸드가 rkr지는 단점을 감안하여 이를 개선하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 작업대상 표면의 상태에 영향을 받지 않고 항상 일정한 수직 등하중을 가할 수 있는 수직 등하중 로봇 핸드로서 보다 경제적인 제작이 가능한 수직 등하중 로봇 핸드를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 수직 등하중 로봇 핸드는,

로봇 아암에 장착되는 연결부의 역할을 하는 동시에 일방향으로 일정한 수직 등하중을 가해주는 로봇 엔드-이팩트부재와, 이 로봇 엔드-이팩트부재의 하방에 결합되는 제1고정지그와, 일측에 갭센서를 구비하고 상기 제1고정지그의 하방에 결합되는 제2고정지그와, 외주면이 코일스프링에 의해 둘러 싸여진 적어도 2개 이상의 가이드로드에 의해 상기 제2고정지그의 하방에서 승강가능하도록 지지되는 툴 장착용 유동지그와, 상기 로봇 엔드-이팩트부재와 상기 갭센서는 로봇 콘트롤러에 연결되며, 상기 유동지그의 일측에는 상기 갭센서와 대응하는 마그네틱 플레이트가 마련되고, 상기 가이드로드의 하단부에는 상기 유동지그의 유동스로크를 조절하기 위한 스토퍼를 포함하여, 상기 갭센서에 의해 상기 유동지그의 변위를 측정하고, 이를 통해 상기 로봇 콘트롤러가 상기 로봇 엔드 이펙터부재의 압축력이 항상 일정한 수직 등하중으로 작용할 수 있게 제어하도록 된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

제2도는 본 고안에 의한 수직 등하중 로봇 핸드를 나타내 보인 개략적 구성도이고, 제3도는 제2도에 도시된 본 고안 수직 등하중 로봇의 동작상태를 나타내 보인 도면이다.

제2도 및 제3도를 참조하면, 본 고안에 따른 수직 등하중 로봇 핸드는 로봇 아암(미도시)에 장착되는 연결부의 역할을 하는 동시에 동시에 일방향으로 일정한 수직 등하중을 가해주는 로봇 엔드-이팩트부재(21)를 구비하고 있으며, 이 로봇 엔드-이팩트부재(21)의 하방에는 제1고정지그(22)가 결합되어 있다. 그리고, 이 제1고정지그(22)의 하방에는 일측에 갭센서(24)가 마련된 제2고정지그(23)가 로드바(22a)(22b)에 의해 결합되어 있으며, 이 제2고정지그(23)의 하방에는 외주면이 코일스프링(26a)(26b)에 의해 둘러 싸여진 적어도 2개 이상의 가이드로드(25a)(25b)에 의해 승강가능하도록 지지되는 툴(30) 장착용 유동지그(27)가 마련되어 있다. 한편, 상기 로봇 엔드-이팩트부재(21)와 상기 갭센서(24)는 로봇 콘트롤러에 연결되며, 상기 유동지그(27)의 일측에는 상기 갭센서(24)와 대응하는 마그네틱 플레이트(28)가 마련된다. 그리고, 상기 가이드로드(25a)(25b)의 하단부에는 상기 유동지그(27)의 유동스로크를 조절하기 위한 스토퍼(29a)(29b)를 포함하여 된 구조를 이루고 있다.

이와 같은 구조를 가지는 본 고안에 의한 수직 등하중 로봇 핸드는, 상기 유동지그(27)에 마련된 툴(30)을 드로잉이나 연삭 등의 작업을 행하고자 하는 작업대상 표면에 접촉시키고, 상기 로봇 엔드 이팩트부재(21)를 통하여 일정한 압력을 가하게 되면, 상기 유동지그(27)는 상기 작업대상 표면에 대한 작용반작용으로 인하여 코일스프링(26a)(26b)을 압축하면서 상승하게 된다. 이때, 상기 갭센서(24)와 상기 마그네틱 플레이트부재(28)가 이루는 X거리만큼의 갭은 로봇 콘트롤러에 입력된다. 그리고, 제3도에 예시된 바와 같이 코일스프링(26a)(26b)이 변위 d만큼 압축된 상태가 될 때 작업표면에 작용하게 되는 수직력은 다음식(1)과 같게 된다.

즉,

여기서, F는 수직력[N]이고, K는 압축스프링 상수[N/m], 그리고 d는 압축길이[m]이다.

이와 같은 상태에서 로봇 핸드가 작업표면 상에 툴을 접촉시킨채 일정한 방향으로 이동하게 될 때, 상기 로봇 콘트롤러는 상기 갭센서(24)와 상기 마그네틱 플레이트부재(28)가 이루는 갭 X거리가 항상 일정하게 유지될 수 잇도록 상기 로봇 엔드 이펙터부재(21)를 제어하게 된다. 이렇게 함으로써, 작업표면에는 항상 수직방향으로 압축량 d에 비례하는 수직력 F가 작용하게 되어, 상기 툴(30)이 작업표면에 대해 항상 일정한 수직 등하중으로 작용할 수 있게 된다.

그리고, 제3도에 예시된 바와 같이 툴이 작업표면에 형성되어 있는 돌출부를 지나게 될 때에는 압축량 d가 커지게 되므로, 상기 갭센서(24)에 의해 측정되는 유동지그의 변위 X에 변화가 생기기 때문에 로봇 핸드는 변위 X를 일정하게 유지할 수 있도록 전체적으로 승강제어된다.

따라서, 작업대상 표면에 요철부가 형성되어 있는 경우에도 상기 로봇 엔드 이펙터부재(21)는 상기 툴(30)이 작업대상 표면의 상태에 영향을 받지 않고 항상 일정한 수직 등하중을 받을 수 있도록 상기 로봇 콘트롤러에 의해 제어된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 수직 등하중 로봇 핸드는 작업표면에 대해 툴이 일정한 수직 등하중으로 작용할 수 있도록 하기 위해 종래의 포스센서 대신에 갭센서를 사용하여 툴이 장착되어 있는 유동지그(27)의 변위를 측정하고, 이 변위를 일정하게 유지하도록 로봇 엔드 이펙터부재의 압축력을 제어함으로써, 보다 정밀한 제어가 가능한 동시에 장치의 단가를 절감할 수 있는 효과를 가진다.

Claims

로봇 아암에 장착되는 연결부의 역할을 하는 동시에 일방향으로 일정한 수직 등하중을 가해주는 로봇 엔드-이팩트부재와, 이 로봇 엔드-이팩트부재의 하방에 결합되는 제1고정지그와, 일측에 갭센서를 구비하고 상기 제1고정지그의 하방에 결합되는 제2고정지그와, 외주면이 코일스프링에 의해 둘러 싸여진 적어도 2개 이상의 가이드로드에 의해 상기 제2고정지그의 하방에서 승강가능하도록 지지되는 툴 장착용 유동지그와, 상기 로봇 엔드-이팩트부재와 상기 갭센서는 로봇 콘트롤러에 연결되며, 상기 유동지그의 일측에는 상기 갭센서와 대응하는 마그네틱 플레이트가 마련되고, 상기 가이드로드의 하단부에는 상기 유동지그의 유동스트로크를 조절하기 위한 스토퍼를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 수직 등하중 로봇 핸드.