KR200445753Y1 - 로봇용 오토 툴 체인저의 커플러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 로봇용 오토 툴 체인저의 커플러에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 로봇의 작업용도 등에 따라 툴을 교체하거나 재장착이 이루어지도록 하는 체인저에 구비되어 로봇의 아암과 툴을 상호 기구적으로 연결하여 냉각수를 공급하거나 분리하여 냉각수를 차단하는 기능을 수행하는 커플러에서 냉각수가 외부로 누수되지 않도록 한 로봇용 오토 툴 체인저의 커플러에 관한 것이다.

즉, 로봇측 아암과 연결되고 상단부에 다수의 통공과 가이드구멍이 형성되어 있는 커넥터 몸체와, 상기 커넥터 몸체의 내부 유로 하부에서 슬라이드 되게 스프링으로 탄성지지되고 하단부의 내측에 패킹 및 개폐구멍이 구비된 밀착부재와, 상기 커넥터 몸체의 가이드구멍에 상하로 슬라이드 되게 끼워져서 밀착부재의 개폐구멍을 차단하기 위한 차단판이 구비된 작동부재로 이루어져 있는 로봇측 커넥터와; 툴측의 공급선과 연결되고 상단면은 밀착단면이 구비된 결합부가 구비되어 있는 커넥터 몸체와, 상기 커넥터 몸체의 내부 유로를 따라 상하로 슬라이드 되고 상부 유로입구를 차단하기 위한 형성되며 하부에 스프링으로 탄성지지된 개폐부재가 구비되어 있는 툴측 커넥터;로 이루어지되 상기 로봇측 커넥터의 패킹은, 툴측 커넥터의 밀착단면 및 개폐부재가 밀착되는 대구경 밀착단부와, 그 내측에 로봇측 커넥터의 차단판이 요입상태로 밀착되는 소구경 밀착단부가 형성된 로봇용 오토 툴 체인저의 커플러를 특징으로 한다.

로봇측 커넥터, 툴측 커넥터, 패킹, 냉각수, 누수

Description

로봇용 오토 툴 체인저의 커플러 { Coupler of auto tool changer for robot}

본 고안은 로봇용 오토 툴 체인저의 커플러에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 로봇의 작업용도 등에 따라 툴을 교체하거나 재장착이 이루어지도록 하는 체인저에 구비되어 로봇의 아암과 툴을 상호 기구적으로 연결하여 냉각수를 공급하거나 분리하여 냉각수를 차단하는 기능을 수행하는 커플러에서 냉각수가 외부로 누수되지 않도록 한 로봇용 오토 툴 체인저의 커플러에 관한 것이다.

일반적으로 로봇은 작업용도 등에 따라 툴을 다른 툴로 교체하거나 같은 툴을 다른 자세로 재장착하기 위한 체인저가 구비되어 로봇의 아암과 툴을 상호 기구적으로 연결하여 자동으로 전력이나 작동에어, 냉각수 등을 공급하여 로봇작업을 수행하게 된다.

예를 들어 로복작업시에는 로봇측 아암의 체인저에 구비된 커넥터(이하"로봇 측 커넥터"라 함)와 용접건에 해당되는 툴측의 체인저에 구비된 커넥터(이하"툴측커넥터"라 함)를 서로 연결하여 용접작업을 실시하고 용접작업 과정에서 냉각수를 공급하고자 할 때에는 툴측커넥터를 냉각수 공급선에 해당되는 툴측커넥터로 교체하여 냉각을 하는 등 로봇의 작업용도 등에 따라 툴측커넥터를 교체하거나 재장착이 이루어지게 된다.

즉, 냉각수 공급을 한 다음 냉각수 공급선에 해당되는 툴측 커넥터를 또 다른 툴측커넥터와 교체가 이루어지게 될 때 로봇측 커넥터에서 냉각수 툴측 커넥터를 분리됨과 아울러 툴측 커넥터의 유로입구는 커넥터 몸체의 유로를 따라 슬라이드 되는 구성의 피스톤형 개페부재에 의해 냉각수를 차단하도록 되어 있다.

종래에는 상기와 같은 로봇측 커넥터와 냉각수 툴측 커넥터의 구조는 도 2에서 보는 바와 같이,

로봇측 아암과 연결되고 상단부에 다수의 통공(13)과 가이드구멍(14)이 형성된 커넥터 몸체(10)와, 상기 커넥터 몸체(10)의 내부에서 슬라이드 되게 스프링(21)으로 탄성지지되고 하부 내측에 일자형으로 설치된 패킹(22)과 개폐구멍(23)이 구비된 밀착부재(20)와, 상기 커넥터 몸체(10)의 가이드구멍(14)에 끼워져서 밀착부재(20)의 개폐구멍(23)을 차단하기 위한 차단판(31)이 구비된 작동부재(30)로 이루어져 있는 로봇측 커넥터(A);와

툴측의 공급선과 연결되고 상단면에 밀착단면(44)이 구비된 결합부(43)가 구비된 커넥터 몸체(40)와, 상부 유로입구(45)를 차단하기 위한 차단면(51)이 형성되고 스프링(54)으로 탄성지지되어 있는 개폐부재(50)가 구비된 툴측 커넥터(B);로 이루어지되

상기 로봇측 커넥터(A)의 패킹(22)은 일자형으로 이루어진 밀착단부로 형성되어 툴측 커넥터(B)의 밀착단면(44)과 로봇측 커넥터(A)의 차단판(31)이 동일한 수평선상에서 밀착되는 구성으로 되어 있게 때문에 밀착부재(20)의 하부에 차단판(31)이 돌출된 형태로 밀착되도록 되어 있다.

상기와 같은 종래의 구성에서는 로봇측 커넥터와 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 툴측 커넥터를 결합하여 내부유로가 서로 유통되게 한 수단으로 냉각수 공급을 하고 이어서 로봇측 커넥터에서 냉각수 툴측 커넥터를 분리하여 내부유로를 차단하기 위한 커넥터의 분리되는 과정은 스프링의 탄성작용에 의해 로봇측 커넥터의 밀착부재는 하강하고 툴측 커넥터의 개폐부재 상승이 순차적으로 이루어지는 것으로, 이를 편의상 도면에서와 같이 단계별로 설명하면, 1단계에서는 작동부재(30)하단의 차단판(31)에 의해 개폐구멍(23)이 차단됨과 아울러 툴측 커넥터(B)의 개폐부재(50)에 의해 상부 유로입구(45)가 차단되되 상기 차단판(31)은 개폐부재(50)는 상부 유로입구(45)에 놓여진 상태에서 차단되며, 이어서 2단계에서는 툴측 커넥터 몸체(40)의 밀착단면(44)은 로봇측 커넥터(A)의 밀착부재(20)와 이격된 상태로 되는 반면에 상기 개폐부재(50)는 상부 유로입구(45)부분에서 상승되어 개폐부재(50)상단이 유로입구(45)의 상단과 동일선상으로 놓여지는 위치까지 상승하게 되며, 이 어서 3단계에서는 상기 차단판(31)과 개폐부재(220)가 이격되는 형태로 로봇측 커넥터(A)와 툴측 커넥터(B)가 완전 분리되어 교체가능하게 된다.

이때 상기 2단계에서 툴측 커넥터 몸체(40)의 밀착단면(44)은 로봇측 커넥터(A)의 밀착부재(20)와 이격된 상태로 되는 반면에 상기 개폐부재(50)는 상부 유로입구(45)부분을 따라 슬라이드 상승되는 작용에 의해 자연적인 펌핑작용을 하므로 유로입구(45)부분의 슬라이드 틈새부분에 잔류된 냉각수가 툴측 커넥터 몸체(40)의 밀착단면(44)은 로봇측 커넥터(A)의 밀착부재(20)와 이격된 공간을 통해 외부로 누수되어 작업부위를 더럽히는 등 문제점이 있었다.

다시 말해서 종래에는 로봇측 커넥터의 패킹은 일자형으로 이루어진 밀착단부로 형성되어 툴측 커넥터의 밀착단면과 로봇측 커넥터의 차단판이 동일한 수평선상의 패킹하부에 밀착되는 구성이기 때문에 2단계에서 밀착단면과 밀착부재가 이격되고, 3단계에서 차단판과 개폐부재가 이격되는 구성으로 이격시점이 서로 다르므로 개폐부재가 상부 유로입구 부분을 따라 슬라이드 상승되는 과정에서 발생되는 펌핑작용에 의해 그 슬라이드 틈새에 있는 잔류냉각수가 이격된 밀착단면과 밀착부재 사이를 통해 외부로 누수가 되는 문제점이 있었다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 관한 것으로, 로봇의 아암과 툴을 상호 기구적으로 연결하여 냉각수를 공급하거나 분리하여 냉각수를 차단하는 기능을 수행하게 될 때 로봇측 커넥터를 툴측 커넥터와 이격시키는 작용이 이루어지게 되면 로봇측 작동부재 하단의 차단판에 의해 개폐구멍이 차단되고 툴측 커넥터의 개폐부재에 의해 상부 유로입구가 차단되되 개폐부재 상단이 유로입구의 상단과 동일선상으로 놓여지는 위치까지 상승되는 동안 툴측 커넥터 몸체의 밀착단면과 로봇측 커넥터의 밀착부재가 밀착된 상태를 유지하도록 한 구성에 의해 상기 차단판과 개폐부재가 상부 유로입구 부분을 따라 슬라이드 상승되는 과정에서 펌핑작용이 되더라도 개폐면과 밀착부재는 이격되지 않은 상태이므로 슬라이드 되는 미세틈새에 잔류된 냉각수가 외부로 누수되는 것을 방지할 수 있는 오토 툴 체인저의 커플러를 제공함을 목적으로 한다.

본 고안은, 로봇측 아암과 연결되고 상단부에 다수의 통공과 가이드구멍이 형성되어 있는 커넥터 몸체와, 상기 커넥터 몸체의 내부 유로 하부에서 슬라이드 되게 탄성지지되고 하단부의 내측에 패킹 및 개폐구멍이 구비된 밀착부재와, 상기 커넥터 몸체의 가이드구멍에 상하로 슬라이드 끼워져서 밀착부재의 개폐구멍을 차단하기 위한 차단판이 구비된 작동부재로 이루어져 있는 로봇측 커넥터와; 툴측의 공급선과 연결되고 상단면은 밀착단면이 구비된 결합부가 구비되어 있는 커넥터 몸체와, 상기 커넥터 몸체의 내부 유로를 따라 상하로 슬라이드 되고 상부 유로입구를 차단하기 위한 차단면이 형성되며 하부에 스프링으로 탄성지지된 개폐부재가 구비되어 있는 툴측 커넥터;로 이루어지되 상기 로봇측 커넥터의 패킹은, 툴측 커넥터의 밀착단면 및 개폐부재가 밀착되는 대구경 밀착단부와, 그 내측에 로봇측 커넥터의 차단판이 요입상태로 밀착되는 소구경 밀착단부가 형성된 로봇용 오토 툴 체인저의 커플러를 특징으로 한다.

이와 같이 된 본 고안의 로봇용 오토 툴 체인저의 커플러는, 로봇의 아암과 툴을 상호 기구적으로 연결하여 냉각수를 공급하거나 분리하여 냉각수를 차단하는 기능을 수행하게 될 때 개폐면과 밀착부재가 밀착된 상태에서 작동부재하단의 차단판이 개폐구멍을 차단하게 됨과 아울러 툴측 커넥터의 개폐부재는 상부 유로입구가 상단부까지 슬라이드 되어 차단된 상태를 유지하므로 슬라이드 되는 틈새로 펌핑되는 잔류 냉각수가 누수될 염려가 없는 상태에서 로봇측 커넥터와 툴측 커넥터가 분리하므로 커넥터의 교체과정에서 냉각수가 외부가 누수될 염려가 없이 로봇작업을 할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 고안을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 고안의 오토 툴 체인저의 커플러는, 로봇측 아암과 연결하기 위한 연결접속부(111)가 구비되고 내부 유로(112)의 하단부는 개구되어 있고 상단부는 차단되어 다수의 통공(113)과 가이드구멍(114)이 형성되어 있는 커넥터 몸체(110)와, 상기 내부 유로(112)의 하부에서 슬라이드 되게 스프링(121)으로 탄성지지되고 하단부의 내측에 패킹(122) 및 개폐구멍(123)이 구비되어 있는 피스톤형 밀착부재(120)와, 상기 커넥터 몸체(110)의 가이드구멍(114)에 끼워져서 밀착부재(120)의 개폐구멍(123)을 차단하기 위한 차단판(131)이 구비된 작동부재(130)로 이루어져 있는 로봇측 커넥터(100)와; 전력이나 작동에어, 냉각수 등을 공급하기 위한 툴측의 공급선과 연결하기 위한 연결접속부(211)가 구비되고 상단면은 상기 패킹(122)에 밀착되는 밀착단면(214)이 구비된 결합부(213)가 구비되며 내부 유로(212)의 상하는 개방되어 있는 커넥터 몸체(210)와, 상기 내부 유로(212)를 따라 상하로 슬라이드 되고 상부 유로입구(215)를 차단하기 위한 차단면(221)이 형성되며 오링(222) 및 유통공(223)이 구비되어 있고 하부에 스프링(224)이 스톱링(215)사이에서 탄성지지되어 있는 개폐부재(220)가 구비되어 있는 툴측 커넥터(200);로 이루어지되 상기 로봇측 커넥터(100)의 패킹(122)은, 툴측 커넥터(200)의 밀착단면(214) 및 개폐부재(220)가 밀착되는 대구경 밀착단부(122a)와, 그 내측에 로봇측 커넥터(100)의 차 단판(131)이 요입상태로 밀착되는 소구경 밀착단부(122b)가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 대구경 밀착단부(122a)와 그 내측에 소구경 밀착단부(122b)가 형성되되 저면의 중간부에서 수직으로 상향절곡되어 요입된 소구경 밀착단부(122b)가 일체로 형성되는 형태로 되어 있다.

이와 같이 된 본 고안은 작업용도 등에 따라 툴을 다른 툴로 교체하거나 같은 툴을 다른 자세로 재장착하기 위한 체인저가 구비되어 로봇의 아암과 툴을 상호 기구적으로 연결하여 자동으로 전력이나 작동에어, 냉각수 등을 공급하여 로봇작업을 수행하게 된다.

그리고 작업과정에서 냉각수를 공급하고자 할 때에는 툴측 커넥터를 냉각수 공급선에 해당되는 툴측 커넥터로 교체하여 ,냉각수 공급을 한 다음 냉각수 공급선에 해당되는 툴측 커넥터를 또 다른 툴측 커넥터와 교체가 이루어지게 될 때 로봇측 커넥터(100)에서 냉각수 툴측 커넥터(200)를 분리하게 된다.

상기와 같이 로봇측 커넥터(100)에서 냉각수 툴측 커넥터(200)를 분리하는 경우에 스프링의 탄성작용에 의해 로봇측 커넥터의 밀착부재는 하강하고 툴측 커넥터의 개폐부재 상승이 순차적으로 순차적으로 이루어지게 될 때 본 고안에서는 1단 계에서 밀착부재(120)의 하강시에 작동부재(130)하단의 차단판(131)에 패킹(122)의 소구경 밀착단부(122b)요입된 상태로 밀착되어 개폐구멍(123)을 차단하게 됨과 아울러 툴측 커넥터(200)의 개폐부재(220)는 상부 유로입구(215)가 상단부까지 슬라이드 되어 차단된 상태를 유지한다.

즉, 툴측 커넥터 몸체(200)의 밀착단면(214)과 로봇측 커넥터(100)의 밀착부재(120)가 밀착된 상태에서 상기 개폐부재(220)가 상부 유로입구(215)부분을 따라 슬라이드 상승되므로 슬라이드 틈새부분에 잔류된 냉각수가 자연적인 펌핑작용을 하더라도 툴측 커넥터 몸체(210)의 밀착단면(214)과 로봇측 커넥터(100)의 밀착부재(120)의 밀착된 부분을 통해 누수되지 않고 내부유로(112)(212)에 펌핑된 잔류 냉각수가 보내지게 된다.

이어서, 2단계에서 툴측 커넥터 몸체(200)의 밀착단면(214) 로봇측 커넥터(100)의 밀착부재(120)가 이격됨과 아울러 상기 차단판(131)과 개폐부재(220)가 이격되는 형태로 로봇측 커넥터(100)와 툴측 커넥터(200)가 완전 분리되어 교체가능하게 된다.

이와 같이 본 고안은 밀착단면(214)과 밀착부재(120)가 밀착된 상태에서 작동부재(130)하단의 차단판(131)이 개폐구멍(123)을 차단하게 됨과 아울러 툴측 커넥터(200)의 개폐부재(220)는 상부 유로입구(215)가 상단부까지 슬라이드 되어 차 단된 상태를 유지하므로 슬라이드 되는 틈새로 잔류 냉각수가 누수될 염려가 없는 상태에서 로봇측 커넥터(100)와 툴측 커넥터(200)가 분리하므로 커넥터의 교체과정에서 냉각수가 외부로 누수될 염려가 없는 것이다.

즉, 본 고안은 상기 툴측 커넥터(200)의 밀착단면(214)은 패킹(122)의 대구경 밀착단부(122a)에 밀착되고 로봇측 커넥터(100)의 차단판(131)은 패킹(122)에 요입된 소구경 밀착단부(122b)에 밀착되는 구성으로 되어 있어서 개폐부재(220)는 상부 유로입구(215)가 상단부까지 슬라이드 되어 패킹(122)에 밀착되는 시점까지 밀착단면(214)과 밀착부재(120)가 밀착된 상태를 유지하므로 개폐부재(220)가 상부 유로입구(215)가 상단부까지 슬라이드되면서 발생되는 슬라이드틈새의 잔류냉각수가 외부누수를 방지하게 된다.

이상에서 본 고안은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 고안의 기술사상범위내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

도 1은 로봇에서 툴체인저의 사용상태를 예시한 도면

도 2는 종래의 툴체인저에 구비된 커넥터 단면도

도 3은 종래의 툴체인저에 구비된 커넥터의 분리과정을 나타낸 도면

도 4의 (가)는 본 고안의 툴체인저에 구비된 로봇측 커넥터의 분해 사시도

도 4의 (나는 본 고안의 툴체인저에 구비된 툴측 커넥터의 분해 사시도

도 5는 본 고안의 툴체인저에 구비된 커넥터 단면도

도 6은 본 고안의 툴체인저에 구비된 커넥터의 분리과정을 나타낸 도면

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 로봇측 커넥터 110 : 커넥터 몸체

111: 연결접속부 112 : 내부 유로

113 : 통공 114 : 가이드 구멍

120 : 밀착부재 121 : 스프링

122 : 패킹 122a : 대구경 밀착단부

122b : 소구경 밀착단부 123 : 개폐구멍

130 : 작동부재 131 : 차단판

200 : 툴측 커넥터 210 : 커넥터 몸체

211 : 연결접속부 212 : 내부 유로

213 : 결합부 214 : 밀착단면

215 : 유로입구 220 : 개폐부재

221 : 차단면 222 : 오링

223 : 유통공 224 : 스프링

225 : 스톱링

Claims (2)

1. 로봇측 아암과 연결되고 상단부에 다수의 통공(113)과 가이드구멍(114)이 형성되어 있는 커넥터 몸체(110)와, 상기 커넥터 몸체(110)의 내부 유로(112) 하부에서 슬라이드 되게 스프링(121)으로 탄성지지되고 하단부의 내측에 패킹(122) 및 개폐구멍(123)이 구비된 밀착부재(120)와, 상기 커넥터 몸체(110)의 가이드구멍(114)에 밀착부재(120)의 개폐구멍(123)을 차단하기 위한 차단판(131)이 구비된 작동부재(130)로 이루어져 있는 로봇측 커넥터(100)와;

   툴측의 공급선과 연결되고 상단면은 밀착단면(214)이 구비된 결합부(213)가 구비되어 있는 커넥터 몸체(210)와, 상기 커넥터 몸체(210)의 내부 유로(212)를 따라 상하로 슬라이드 되게 스프링으로 탄성지지되고 상부 유로입구(215)를 차단하기 위한 차단면(221)이 형성되어 있는 개폐부재(220)가 구비되어 있는 툴측 커넥터(200);로 이루어지되

   상기 로봇측 커넥터(100)의 패킹(122)은,

   툴측 커넥터(200)의 밀착단면(214) 및 개폐부재(220)가 밀착되는 대구경 밀착단부(122a)와, 그 내측에 로봇측 커넥터(100)의 차단판(131)이 요입상태로 밀착되는 소구경 밀착단부(122b)가 형성되되,

   저면의 중간부에서 수직으로 상향절곡되어 요입된 소구경 밀착단부(122b)가 일체로 형성됨을 특징으로 하는 로봇용 오토 툴 체인저의 커플러
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