KR20080107536A - 3차원 자유플로팅 기능이 내장된 로봇핸드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3차원 자유플로팅 기능이 내장된 로봇핸드에 관한 것으로, 그 목적은 로봇핸드에 자유플로팅 기능을 구비하도록 하여 변형 및 제작편차가 있는 벽면붙이형 팔렛으로부터 엔진베어링 캡의 흐트러짐없이 신속하고 안정적으로 잡아낼 수 있는 3차원 자유플로팅 기능이 내장된 로봇핸드를 제공하는 것이다.

본 발명은 산업용 로봇에 연결설치되는 베이스부와, 엔진베어링 캡을 파지하는 그립퍼부와, 상기 베이스부와 그립퍼부를 연결하는 체인부와, 상기 베이스부에 설치되고 그립퍼부 방향으로 작동되어 그립퍼부를 구속하는 구속부를 포함하도록 되어 있다.

자유플로팅, 엔진베어링 캡, 로봇핸드, 산업용로봇, 유동성

Description

3차원 자유플로팅 기능이 내장된 로봇핸드{Robot hand with 3D-free floating function for depalletizing}

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도

도 2 는 종래의 엔진베어링 캡 이송용 로봇핸드의 구성을 보인 예시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(10) : 베이스부 (11) : 핸드베이스

(12) : 베이스 플레이트 (13) : 사이드 커버

(20) : 그립퍼부 (21) : 그리퍼

(22) : 에이핑거 (23) : 지지플레이트

(30) : 체인부 (40) : 구속부

(41) : 실린더 (42) : 실린더 플레이트

(43) : 구속핀 (44) : 핀가이드

(50) : 팔렛 (51) : 격벽

(60) : 엔진베어링 캡 (70) : 로봇

(80) : 센서 (81) : 센서브래킷

(90) : 서포트부

본 발명은 3차원 자유플로팅 기능이 내장된 로봇핸드에 관한 것으로, 자유플로팅 기능을 구비하여 변형 및 제작편차가 있는 벽면붙이형 팔렛에 적치된 엔진베어링 캡을 로보핸드에 의한 취출시, 자유플로팅기능에 의해 엔진베어링 캡의 흐트러짐 없이 안정적으로 팔렛으로 부터 집어낼 수 있는 3차원 자유플로팅 기능이 내장된 로봇핸드에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 로봇은 로봇의 한 종류로서, 인간을 대신하여 작업현장에서 노동을 행하는 기계를 말하며, 장치는 인간의 지적 두뇌노동까지도 대행하리라 기대되고 있다. 소득수준이 향상된 선진국에서는 주물공장, 단조공장과 같은 이상온도, 습도, 소음 등으로 작업환경이 나쁜 현장 등의 해결수단으로, 또는 인간이 단조로운 반복작업으로 빠지기 쉬운 일에 대한 권태감과 부주의로 생기기 쉬운 제품의 불량률을 최소한으로 하기 위한 수단으로, 용접, 도장작업과 같은 작업환경도 나쁘지만 노동의 숙련도를 필요로 하는 업종에서 해마다 증대되는 작업량에 못 미치는 숙련공 수급문제와 인력부족으로 인한 인건비 상승이 미치는 제품원가의 상승을 해결하는 수단으로, 반도체 소재와 같은 마이크로 레벨의 극소 정밀도가공 또는 심해에서의 잠수작업과 우주공간에서의 작업과 같이 인간의 노동능력으로는 불가능한 일들을 인간을 대신하여 산업 일선에서 노동을 하는 기계가 바로 산업용 로봇이다.

따라서, 산업용 로봇은 작업환경이 나쁜 곳에서 인간이 싫어하는 일과 인가의 노동능력을 초월한 극한노동을 대신해 주며, 인간의 부주의로 생기기 쉬운 실수를 방지하므로, 인간의 노동을 보완하여 인간의 노동인력을 감소시켜 주는 보조기기가 바로 산업용 로봇의 성격이다. 그러므로, 노동인력을 줄이는 생력화와 노동의 질을 향상시키고, 노동의 숙련도를 해결하여 노동의 극한을 추구하는데 산업용 로봇은 작업현장에서 실력을 발휘하고 있다.

현재 사용되고 있는 엔진베어링 캡 적치용 팔렛은 설치된 격벽에 의해 다수개의 공간으로 분할되고, 각각의 공간이 소정깊이를 구비하고 있어, 각 공간마다 엔진베어링 캡이 다층으로 적치되도록 되어 있으며, 이와 같이 다층으로 적치된 엔진베어링 캡은 산업용 로봇에 의해 일렬씩 파지되어 또 다른 작업공정으로 이송된다.

그러나, 상기와 같은 팔렛은 산업용 로봇과의 충돌 및 장기간 사용으로 인하여 격벽이 수직상태를 유지하지 못하는 경우가 발생되고 있으며, 종래에 사용되고 있는 엔진베어링 캡 이송용 산업로봇의 로봇핸드는 도 2 에 도시된 바와 같이, 엔진베어링 캡을 파지하는 그립퍼부가 서포트부(90)에 의해 연결되도록 되어 있어, 그립퍼부가 전후좌우 방향에 대하여 구속되도록 되어 있다.

즉, 종래의 엔진베어링 캡 이송용 로봇핸드(70)는 서포트부(90)에 의해 그립퍼부가 연결되어 있어, 팔렛(50)의 공간내에 적치된 엔진베어링 캡(60)을 파지하여 팔렛(50)으로부터 엔진베어링 캡을 상승시킬 시, 팔렛의 격벽(51)이 수직상태를 유지하게 되면 큰 무리가 없이 엔진베어링 캡을 상승시킬 수 있으나, 격벽의 상태가 양호하지 못할 경우(수직상태를 구비하지 못하거나, 일부가 곡률을 구비하고 있을 경우 등등), 로봇핸드의 그립퍼부에 의해 파지된 엔진베어링 캡이 격벽에 부딪히게 되고 이로 인해 그러퍼부에 파지된 일렬의 엔진베어링 캡 전체가 이탈하여 흐트러지는 현상이 발생되어, 작업이 중단되고, 작업능률 및 전체 생산성이 저하되고, 제품의 불량률이 발생되었다.

즉, 베어링캡 제품 특성상 벽면이 있는 팔렛에 베어링캡을 여러층으로 쌓아 담아오고 이것을 로봇으로 1번에 엔진 1개단위인 5개씩 잡아내어 가공라인에 공급하여야 하는데 비젼을 사용하기가 어렵고, 팔렛이 반복 사용되면서 변형이 일어나므로, 또, 제작시 제작편차도 있어 제품을 집어낼 때 단순히 잡아서 수직 상방으로 들어내다 보면 제품 측면이 변형된 벽면에 접촉하여 흩어지거나, 1~2개가 로봇 핸드에서 이탈하는 등의 문제가 발생되었으며, 이러한 문제는 무인작업라인에서 생산성을 저하시키는 가장 큰 요인이다

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 로봇핸드에 자유플로팅 기능을 구비하도록 하여 팔렛으로부터 엔진베어링 캡을 신속하고 안정적으로 상승시킬 수 있는 자유플로팅 기능이 내장된 로봇핸드를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 자유플로팅 기능과 구속기능을 동시에 구비하도록 하여 팔렛의 정확한 위치로의 로봇핸드 투입하강 및 상승을 용이하게 할 수 있고, 고속운전을 가능하게 하여 전체 생산성 및 작업성을 향상시킬 수 있는 자유플로팅 기능이 내장된 로봇핸드를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 로봇에 연결설치되는 베이스부(10)와, 엔진베어링 캡(60)을 파지하는 그립퍼부(20)와, 상기 베이스부와 그립퍼부를 연결하는 체인부(30)와, 상기 베이스부에 설치되고 그립퍼부 방향으로 작동되어 그립퍼부를 구속하는 구속부(40)로 이루어져 있다.

상기 베이스부(10)는 로봇(70)에 결합되는 것으로, 로봇에 연결설치되는 핸드베이스(11)와, 상기 핸드베이스(11)와 소정간격을 유지하고 설치되는 베이스플레이트(12)와, 상기 베이스 플레이트(12)와 핸드베이스(11)를 연결하는 사이드커버(13)로 이루어져 있다. 즉, 상기 베이스부의 핸드베이스(11)와 베이스플레이트(12)는 사이드커버(13)에 의해 소정간격을 유지하도록 설치된다.

상기 구속부(40)는 그립퍼부(20)의 움직임을 구속 및 자유롭게 하는 것으로, 베이스부(10)에 설치되는 실린더(41)와, 상기 실린더의 로드에 연결되는 실린더 플레이트(42)와, 상기 실린더 플레이트(42)에 설치되는 구속핀(43)과, 상기 그립퍼부(20)에 설치되고 구속핀(43)이 삽입되는 핀가이드(44)로 이루어져 있다. 이때, 상기 구속핀(43)은 실린더의 로드를 중심으로 양측에 위치하도록 또한 서로 대칭되도록 실린더 플레이트(42)에 설치되어 있다.

즉, 상기 구속부(40)는 실린더(41)의 작동에 의해 구속핀(43)이 설치된 실린 더 플레이트(42)가 상/하 작동되고, 실린더 플레이트(42)의 하강작동시, 구속핀(43)이 그립퍼부(20)에 설치된 핀가이드(44)내로 삽입되어 베이스부(10)와 그립퍼부(20)를 일체로 고정 연결함으로써, 그립퍼부(20)의 움직임을 구속하게 된다.

상기 체인부(30)는 베이스부(10)와 그립퍼부(20)를 연결하고, 그립퍼부(20)에 자유 유동성을 부여하기 위한 것으로, 베이스부(10)와 그립퍼부(20) 사이에 위치하도록 다수개의 체인이 설치되어 있다. 즉, 상기 체인부(30)는 일측단이 베이스부(10)에 연결되고 타측단이 그립퍼부(20)에 연결되도록 되어 있다.

상기 그립퍼부(20)는 팔렛(50)내의 엔진베어링 캡(60)을 파지하는 것으로, 엔진베어링 캡(60)을 직접적으로 파지하는 그리퍼(21)와, 상기 그리퍼(21)를 작동시키는 에어핑거(22)와, 상기 에어핑거(22)가 설치되고 체인부(30) 및 베이스부(10)에 연결되는 지지플레이트(23)로 구성되어 있다.

즉, 상기와 같이 구성된 본 발명은 구속부의 핀가이드(44)가 그립퍼부의 지지플레이트(23)에 설치되고, 체인부(30)는 베이스부의 베이스플레이트(12)와 그립퍼부의 지지플레이트(23) 사이에 위치하도록 설치되며, 구속핀(43)을 작동시키는 실린더(41)는 베이스부의 핸드베이스(11)에 고정설치되도록 되어 있다.

또한, 본 발명은 상기 구속부의 작동을 감지하는 센서부(80)가 베이스부(10)에 연결되어 설치되어 있다. 즉, 상기 센서부(80)는 베이스부 베이스 플레이트(12) 하부에 위치하도록 센서브래킷(81)에 의해 설치되어 있으며, 구속부 실린더(41)의 작동시 승하강되는 실린더 플레이트(42)의 위치를 감지하여 구속부(40)의 작동력을 조절하는 역할을 하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 팔렛내 공간에 적치된 엔진베어링 캡을 파지하고자 할 경우, 구속부의 실린더가 하강 작동되어 구속핀을 핀가이드내로 삽입함으로써 그립퍼부의 움직임을 구속하고, 이와 같이 그립퍼부의 움직임이 구속된 상태로 산업용 로봇은 팔렛의 정확한 위치에 그립퍼부를 투입한다.

그립퍼부가 팔렛내로 투입되면, 에어핑거에 의해 그리퍼가 작동되어 팔렛내 적치된 일렬의 엔진베어링 캡을 파지하게 되며, 이와 같이 엔진베어링 캡이 그립퍼부에 의해 파지되면, 구속부의 실린더가 상승작동되어 핀가이드로부터 구속핀을 이탈시킴으로써, 그립퍼부에 자유 유동성을 부여하게 된다.

상기에서와 같이 구석핀 홀더와 구속핀이 분리된 상태에서 그립퍼부를 상승시키면, 상승되는 그립퍼부는 자유 유동성을 구비하게 되므로, 팔렛 격벽과의 마찰 발생시 그립퍼부가 이에 따라 유동적으로 움직여 파지된 엔진베어링 캡의 이탈없이 안정적으로 팔렛으로부터 엔진베어링 캡을 상승시키게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 구속부와 체인부에 의해 그립퍼부가 구속 또는 자유 유동성을 구비하도록 되어 있어, 로봇핸드의 정확하고 신속한 위치 투입을 가능하게 하고, 로봇핸드의 고속운전이 가능하며, 이를 통해 작업시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 엔진베어링 캡을 파지하는 그러퍼부가 파지 후 상승시, 자유 유동성을 구비하도록 되어 있어, 팔렛의 격벽상태에 대응할 수 있으며, 이로 인해 일렬로 파지된 다수개의 엔진베어링 캡의 흐트러짐 없이 안정적으로 이송할 수 있는 등 많은 효과가 있다.

Claims (3)

1. 산업용 로봇에 연결설치되는 베이스부와,

   엔진베어링 캡을 파지하는 그립퍼부와,

   상기 베이스부와 그립퍼부를 연결하는 체인부와,

   상기 베이스부에 설치되고 그립퍼부 방향으로 작동되어 그립퍼부를 구속하는 구속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자유플로팅 기능이 내장된 로봇핸드.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 구속부는 베이스부에 설치되는 실린더와, 상기 실린더의 로드에 연결되는 실린더 플레이트와, 상기 실린더 플레이트에 설치되는 구속핀과, 상기 그립퍼부에 설치되어 구속핀이 삽입되는 핀가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 자유플로팅 기능이 내장된 로봇핸드.
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 그립퍼부는 엔진베어링 캡을 직접적으로 파지하는 그리퍼와, 상기 그리퍼를 작동시키는 에어핑거와, 상기 에어핑거가 설치되고 체인부 및 베이스부에 연결되는 지지플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 자유플로팅 기능이 내장된 로 봇핸드.

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