KR200485424Y1 - 산업용 로봇 운반 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 위치결정정도 및 위치반복정도를 향상시킬 수 있는 산업용 로봇 운반 시스템에 관한 것으로, 산업용 로봇의 이동경로를 형성하는 가이드와, 상기 가이드에 이동 가능하게 설치된 운반수단과, 상기 운반수단에 설치되고 산업용 로봇이 탑재된 팔레트와, 상기 팔레트를 이동시키는 구동수단을 포함한다. 상기 가이드는 평행하게 배치된 한 쌍으로 구성되고, 상기 운반수단은 상기 한 쌍의 가이드에 각각 설치된 한 쌍으로 구성된다. 상기 운반수단은, 상기 가이드의 길이방향으로 연장된 몸체와, 상기 몸체에 설치되고 상기 가이드의 상면, 하면, 측면을 각각 지지하는 캠플로워로 구성된다.

Description

산업용 로봇 운반 시스템{INDUSTRIAL ROBOT TRANSPORT SYSTEM}

본 고안은 산업용 로봇 운반 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 위치결정정도 및 위치반복정도를 향상시킬 수 있는 산업용 로봇 운반 시스템에 관한 것이다.

자동차 생산 공정 중 차체를 조립하는 공정은 프레스 성형된 플로어 바디, 사이드 바디, 루프, 카울, 패키지 트레이 등의 패널을 순서대로 조립 및 용접을 하는 공정이다. 이러한 차체 조립 공정은 정밀한 작업이 요구되는 공정 중 하나로서, 정밀도 및 생산성의 향상을 위하여 로봇을 이용한 자동화 시스템이 적용되어 있다.

대한민국등록특허공보 제10-0623656호(2006.09.06.)에는 고속 주행이 가능하고 소음을 줄일 수 있는 로봇 이송 시스템이 개시되어 있다.

상기 로봇 이송 시스템은, 각종 패널의 운반 또는 용접 및 조립을 위한 로봇이 일정한 경로를 따라 이동되도록 하는 시스템이다. 그 구성을 살펴보면, 적어도 하나의 프레임과, 상기 프레임을 따라 로봇을 이송시키는 이송유닛을 포함한다. 로봇이 탑재된 브라켓에는 구동모터가 설치되고, 구동모터의 회전축에는 피니언 기어(pinion gear)가 결합된다. 또한, 상기 프레임에는 상기 피니언 기어에 맞물리는 랙 기어(rack gear)가 설치된다.

상술한 구조의 로봇 이송 시스템은 구동모터의 구동 시 랙 기어에 맞물린 피니언 기어가 회전을 하며 프레임을 따라 브라켓을 이동시킨다. 이때, 상기 브라켓에 설치된 다수의 롤러는 상기 프레임과 접촉하여 상기 브라켓에 탑재된 로봇이 상기 프레임을 따라 이동될 수 있도록 한다.

그런데 종래의 로봇 이송 시스템은 로봇의 이송을 위한 브라켓(다수의 롤러가 설치된 브라켓)의 설치 시 4개 모서리에서 조립공차가 발생하여 프레임과 롤러 사이의 유격을 증가시킨다. 프레임과 롤러 사이의 유격은 피니언 기어와 랙 기어의 맞물림을 약화시켜 구동모터의 동력 전달을 방해하고, 이로 인해 위치결정정도(positioning accuracy) 및 위치반복정도(positioning repeatability)가 저하된다. 또한, 고속 주행 시 피니언 기어의 흔들림으로 인해 소음이 발생하기도 하며, 심할 경우 프레임 또는/및 브라켓을 손상시킬 우려가 있다.

대한민국등록특허공보 제10-0623656호(2006.09.06.)

본 고안은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 부품의 조립공차와 그로 인해 발생하는 유격을 최소화함으로써 위치결정정도 및 위치반복정도를 향상시킬 수 있는 산업용 로봇 운반 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 고안은 중량의 로봇을 탑재할 수 있도록 큰 하중을 지지할 수 있는 산업용 로봇 운반 시스템의 제공을 추가적인 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 산업용 로봇 운반 시스템은, 산업용 로봇의 이동경로를 형성하는 가이드와, 상기 가이드에 이동 가능하게 설치된 운반수단과, 상기 운반수단에 설치되고 산업용 로봇이 탑재된 팔레트와, 상기 팔레트를 이동시키는 구동수단을 포함한다. 상기 가이드는 평행하게 배치된 한 쌍으로 구성되고, 상기 운반수단은 상기 한 쌍의 가이드에 각각 설치된 한 쌍으로 구성된다. 이때, 한 쌍의 상기 운반수단은 연결부재를 통해 일체로 형성된다.

상기 운반수단은, 상기 가이드의 길이방향으로 연장된 몸체와, 상기 몸체에 설치되고 상기 가이드의 상면, 하면, 측면을 각각 지지하는 캠플로워로 구성된다.

상기 몸체는, 상기 팔레트가 설치되는 제1플레이트와, 상기 제1플레이트에 대해 직각으로 연장된 제2플레이트와, 상기 제1플레이트에 대해 평행을 이루는 제3플레이트로 이루어진다. 이때, 상기 제2플레이트는 상기 제1플레이트의 선단, 중단, 후단에 각각 형성되고, 상기 제3플레이트는 상기 제2플레이트의 사이마다 형성된다.

상기 캠플로워는, 상기 제2플레이트에 설치되고 상기 가이드의 상면을 지지하는 제1캠플로워와, 상기 제1캠플로워와 인접하게 설치되며 상기 가이드의 하면을 지지하는 제2캠플로워와, 상기 제3플레이트에 설치되고 상기 가이드의 측면을 지지하는 제3캠플로워로 구성된다. 이때, 상기 제1캠플로워와 상기 제2캠플로워는 상기 제2플레이트의 측면에 설치되되 상하로 이격되고, 상기 제3캠플로워는 상기 제3플레이트의 하면에 설치되며 상기 몸체의 전후로 배치된 한 쌍으로 구성된다.

상기 제1플레이트의 중단에 형성된 상기 제2플레이트는 ∩자 형상이고, ∩자 형상의 상기 제2플레이트에는 상기 가이드를 상면에서 지지하는 보조캠플로워가 설치된다.

상술한 구성의 본 고안은, 산업용 로봇이 탑재된 팔레트를 이동시키기 위한 운반수단이 한 쌍으로 구성되되 연결부재를 통해 일체로 형성되고, 운반수단에 설치된 복수의 캠플로워가 가이드를 상면, 하면, 측면을 각각 지지하는 구조로 이루어진다. 따라서 부품의 조립공차 및 그로 인해 발생하는 유격을 최소화할 수 있으며, 이를 통해 산업용 로봇의 위치결정정도 및 위치반복정도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 고안은 가이드를 지지하는 제1 내지 제3캠플로워가 몸체의 길이방향으로 일정한 간격마다 설치되므로 중량의 로봇을 탑재할 수 있도록 큰 하중을 지지할 수 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 산업용 로봇 운반 시스템의 사시도.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 산업용 로봇 운반 시스템의 분해사시도.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 산업용 로봇 운반 시스템 중 운반수단의 사시도.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 운반수단 중 슬라이더를 도시한 도면.
도 5와 도 6은 도 4에 도시된 슬라이더의 정면도와 측면도.

첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 고안에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.

본 고안의 일 실시예에 따른 산업용 로봇 운반 시스템은 로봇을 이용한 자동화 시스템에 설치되어 정해진 경로를 따라 로봇을 이동시키는 운반 시스템에 관한 것이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 산업용 로봇 운반 시스템은, 산업용 로봇(R)의 이동경로를 형성하는 가이드(100)와, 가이드(100)에 이동 가능하게 설치된 운반수단(200)과, 운반수단(200)에 설치되고 산업용 로봇(R)이 탑재된 팔레트(300)와, 팔레트(300)를 이동시키는 구동수단(400)을 포함한다.

가이드(100)는 팔레트(300)에 탑재된 산업용 로봇(R)의 이동방향을 안내하는 수단이다. 이러한 가이드(100)는 산업용 로봇(R)의 이동경로를 따라 연장되고 평행하게 배치된 한 쌍으로 구성된다. 가이드(100)는 두께에 비해 폭이 넓은 직사각형 단면의 평판이며, 그 일단(서로 마주보는 내측 일단)에는 기어(110)가 형성된다. 기어(110)는 가이드(100)를 따라 형성된 랙 기어(rack gear)의 형태를 가지며, 후술할 구동수단(400)의 스퍼 기어(420, spur gear)와 함께 구동모터(410)의 회전운동을 직선운동으로 변환한다.

운반수단(200)은 구동수단(400)의 작동 시 산업용 로봇(R)이 탑재된 팔레트(300)를 이동시키는 역할을 한다. 더불어, 운반수단(200)은 팔레트(300)에 탑재된 산업용 로봇(R)의 하중을 분산시켜 지지하는 역할을 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 운반수단(200)은 한 쌍의 가이드(100)에 각각 설치되며 가이드(100)를 따라 이동하는 한 쌍으로 구성된다. 한 쌍의 운반수단(200)은 동일한 구조와 형상을 갖되, 설치 시 후술할 롤러(220~250)가 서로 마주보도록 대향하게 설치된다. 대향하게 설치된 한 쌍의 운반수단(200)은 연결부재(S)를 통해 일체로 형성되어 구동수단(400)의 작동 시 함께 이동을 한다.

도 4 내지 도 6을 참조하여 운반수단(200)에 대해 살펴보도록 한다.

운반수단(200)은, 산업용 로봇(R)을 탑재한 팔레트(300)를 지지하는 몸체(210)와, 산업용 로봇(R)의 하중을 분산시킴과 동시에 이동 가능하게 지지하는 복수의 캠플로워(220~250)로 구성된다.

몸체(210)는 팔레트(300)가 안착되는 제1플레이트(212)를 포함한다. 제1플레이트(212)는 폭에 비해 길이가 긴 직사각형의 판재이며, 가이드(100)의 길이방향으로 연장되되 팔레트(300)와 평행하도록 수평방향으로 배치된다. 제1플레이트(212)에는 팔레트(300)의 설치를 위한 다수의 체결공(212a)이 형성된다. 또한, 제1플레이트(212)의 일측에는 연결부재(S)의 설치를 위한 앵글 형상의 브래킷(212b)이 마련된다.

제2플레이트(214)는 제1플레이트(212)의 하면에 형성되고 제1플레이트(212)에 대해 직각으로 연장된다. 제2플레이트(214)는 제1플레이트(212)의 선단, 중단, 후단에 각각 위치된 3개(214a,214b,214c)로 이루어진다. 이 중에서, 제1플레이트(212)의 선단과 후단에 형성된 제2플레이트(214a,214c)는 일면(캠플로워가 설치되는 측면)이 직사각형인 판재이고, 제1플레이트(212)의 중단에 형성된 제2플레이트(214b)는 일면이 ∩자 형상인 판재이다.

제2플레이트(214) 중 일부를 ∩자 형상으로 제작할 경우, 가이드(100)의 상면과 하면을 지지하는 캠플로워(220,230)가 일정한 간격마다 설치되어 산업용 로봇(R)의 하중을 효과적으로 분산시킬 수 있다. 특히, ∩자 형상의 제2플레이트(214b)의 중단에 보조캠플로워(250)를 추가할 경우 더 큰 하중의 산업용 로봇(R)을 지지할 수 있다.

제3플레이트(216)는 제2플레이트(214a~214c)의 사이마다 형성된다. 제3플레이트(216)는 가이드(100)의 측면을 지지하는 캠플로워(240)의 설치가 가능하도록 제1플레이트(212)와 평행하게 배치된다.

캠플로워(220~250)는 산업용 로봇(R)의 하중을 분산시킬 수 있도록 복수로 구성된다. 즉, 가이드(100)의 상면을 지지하는 제1캠플로워(220)와, 가이드(100)의 하면의 지지하는 제2캠플로워(230)와, 가이드(100)의 측면을 지지하는 제3캠플로워(240)와, 보조캠플로워(250)로 구성된다.

상술한 캠플로어(220~250)는 전술한 바와 같이 산업용 로봇(R)을 이동 가능하게 지지할 수 있도록 베어링(bearing)과 유사한 구조를 갖는다. 도 4에 도시된 바와 같이, 캠플로워(230)는, 샤프트(238)에 결합되는 내륜(232)과, 내륜(232)에 대해 상대회전을 하는 외륜(234)과, 내륜(232)과 외륜(234) 사이에 개재된 강구(236)로 이루어진다. 이때, 샤프트(238)에 결합된 내륜(232)이 회전되지 않도록 캠플로어(220~250)가 설치되는 제2 및 제3플레이트(214,216)에는 접촉면(218)이 돌출된다.

제1캠플로워(220)와 제2캠플로워(230)는 제2플레이트(214)에 설치된 상태에서 가이드(100)의 상면과 하면을 각각 지지한다. 다시 말해, 제1캠플로워(220)는 제2플레이트(214)의 측면 상부에 설치되고, 제2캠플로워(230)는 제2플레이트(214)의 측면 하부에 설치된다. 이때, 제1캠플로워(220)와 제2캠플로워(230)는 가이드(100)의 두께만큼 상하로 이격된다.

제3캠플로워(240)는 제3플레이트(216)에 설치되어 가이드(100)의 측면을 지지한다. 이를 위하여 제3캠플로워(240)는 제1 및 제2캠플로워(220,230)와 직각으로 배치되며, 몸체(210)의 전후로 배치된 한 쌍으로 구성된다.

보조캠플로워(250)는 ∩자 형상인 제2플레이트(214b)의 중단에 설치되어 가이드(100)의 상면을 지지한다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 운반수단(200)에는 총 13개의 캠플로워(220~250)가 설치된다. 상기 캠플로워(220~250)는 가이드(100)를 상면, 하면, 측면을 각각 지지함으로써 부품의 조립공차 및 그로 인해 발생하는 유격을 최소화할 수 있으며, 이를 통하여 산업용 로봇의 위치결정정도 및 위치반복정도를 향상시킬 수 있다. 더불어, 총 13개의 캠플로워(220~250)가 산업용 로봇(R)의 하중을 효과적으로 분산시킴으로써 가반하중 400㎏(로봇 본체 중량 3,500㎏)인 중량의 산업용 로봇(R)을 탑재할 수 있다.

팔레트(300)는 산업용 로봇(R)이 탑재되는 부분이며, 볼트(310)와 너트(320)를 통해 운반수단(200)에 결합된다.

구동수단(400)은, 팔레트(300)의 일측에 설치된 구동모터(410)와, 구동모터(410)의 회전축에 결합된 스퍼 기어(420)로 구성된다. 스퍼 기어(420)는 가이드(100)에 형성된 랙 기어(110)에 대응되는 피니언 기어로서, 랙 기어(110)에 맞물려 구동모터(410)의 회전운동을 직선운동으로 변환한다.

이상 본 고안을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 고안의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 고안의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 실용신안등록청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 가이드 200: 운반수단
300: 팔레트 400: 구동수단

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 정해진 경로를 따라 산업용 로봇을 운반하는 시스템에 있어서,
   산업용 로봇의 이동경로를 형성하는 가이드;
   상기 가이드에 이동 가능하게 설치된 운반수단;
   상기 운반수단에 설치되고 산업용 로봇이 탑재된 팔레트; 및
   상기 팔레트를 이동시키는 구동수단을 포함하며,
   상기 가이드는 평행하게 배치된 한 쌍으로 구성되고, 상기 운반수단은 상기 한 쌍의 가이드에 각각 설치된 한 쌍으로 구성되며, 한 쌍의 상기 운반수단은 연결부재를 통해 일체로 형성되되,
   상기 운반수단은, 상기 가이드의 길이방향으로 연장된 몸체와, 상기 몸체에 설치되고 상기 가이드의 상면, 하면, 측면을 각각 지지하는 캠플로워로 구성되고,
   상기 몸체는, 상기 팔레트가 설치되는 제1플레이트와, 상기 제1플레이트에 대해 직각으로 연장된 제2플레이트와, 상기 제1플레이트에 대해 평행을 이루는 제3플레이트로 이루어지고,
   상기 캠플로워는, 상기 제2플레이트에 설치되고 상기 가이드의 상면을 지지하는 제1캠플로워와, 상기 제1캠플로워와 인접하게 설치되며 상기 가이드의 하면을 지지하는 제2캠플로워와, 상기 제3플레이트에 설치되고 상기 가이드의 측면을 지지하는 제3캠플로워로 구성되며,
   상기 제2플레이트는 상기 제1플레이트의 선단, 중단, 후단에 각각 형성되고, 상기 제3플레이트는 상기 제2플레이트의 사이마다 형성되며,
   상기 제1캠플로워와 상기 제2캠플로워는 상기 제2플레이트의 측면에 설치되되 상하로 이격되고, 상기 제3캠플로워는 상기 제3플레이트의 하면에 설치되며 상기 몸체의 전후로 배치된 한 쌍으로 구성되며,
   상기 제1플레이트의 중단에 형성된 상기 제2플레이트는 ∩자 형상이고, ∩자 형상의 상기 제2플레이트에는 상기 가이드를 상면에서 지지하는 보조캠플로워가 설치된 것을 특징으로 하는 산업용 로봇 운반 시스템.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제1플레이트의 일측에는 상기 연결부재가 결합되는 브래킷이 마련된 것을 특징으로 하는 산업용 로봇 운반 시스템.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 캠플로워는, 샤프트에 결합되는 내륜과, 상기 내륜에 대해 상대회전을 하는 외륜과, 상기 내륜과 외륜 사이에 개재된 강구로 이루어지며,
   상기 캠플로워가 설치되는 상기 제2플레이트의 측면과 상기 제3플레이트의 하면에는 상기 내륜을 고정하는 접촉면이 돌출된 것을 특징으로 하는 산업용 로봇 운반 시스템.

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