KR20140022172A - 정형물 그리핑용 작업툴 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 일측에 삽입부가 형성되며, 삽입부를 중심으로 나란하게 한 쌍의 이동가이드가 결합 구비된 베이스, 삽입부에 삽입 상태로 결합 설치되는 구동모터, 각 이동가이드 상에 슬라이딩 가능하게 설치되며, 구동모터로부터 회전력을 전달받아 이동가이드 상에서 직선 이동하는 한 쌍의 이동블럭, 상호 대향 배치되도록 각각의 이동블럭에 결합 설치되어, 이동블럭의 이동에 따라 대응되게 이동하면서 대상물을 가압상태로 그리핑하는 한 쌍의 제1죠, 각 제1죠에 외측으로 연장되도록 결합 설치되어, 이동블럭의 이동에 따라 대응되게 이동하면서 제1죠보다 큰 대상물을 가압상태로 그리핑하는 한 쌍의 제2죠를 포함하는 정형물 그리핑용 작업툴을 제공한다.
이와 같이 정형물 그리핑용 작업툴은, 베이스의 이동가이드 상에 구동모터의 구동에 의해 슬라이딩 이동하도록 이동블럭을 설치하고, 이동블럭에는 이동블럭의 이동에 대응되게 이동하는 제1죠 및 제2죠를 연결 설치한 상태에서 대상물을 가압상태로 그리핑하게 되는데, 대상물의 크기에 따라 제1죠들 또는 제2죠들 사이에 대상물이 배치되게 한 후 선택적으로 그리핑할 수 있게 된다.

Description

정형물 그리핑용 작업툴{Gripping device for a workpiece}

본 발명은 정형물 그리핑용 작업툴에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로봇과 같은 장치에 장착된 상태로 정형물을 그리핑하는 정형물 그리핑용 작업툴에 관한 것이다.

일반적으로 로봇의 팔을 구성하는 매니퓰레이터(Manipulator)와, 상기 매니퓰레이터의 끝에 장착되면서 핸들링 대상체와의 접촉을 통해 특정 작업을 수행하는 엔드이펙터(End-Effector) 등은 산업용 로봇 뿐만 아니라 서비스 로봇 분야에 널리 활용되고 있다.

이러한, 엔드이펙터는 용접(Welding) 작업이나 물건을 집어서 특정 위치로 옮겨 놓는 픽 앤 플레이스(Pick and Place) 작업 등 로봇 시스템의 사용 목적에 부합하는 기능들을 수행하기에 적합한 구조를 가져야 한다. 일례로 사람 손 형상 및 동작을 모사하는 로봇 손의 경우, 사람 손과 같이 여러 가지 작업을 수행할 수 있다는 범용성의 장점을 가지나, 기구적 구성 및 제어 관점에서 복잡성을 가지게 된다.

한편 일반 픽 앤 플레이스 작업을 비교적 저렴한 가격으로 구현할 수 있는 그리퍼에 있어, 한 쌍의 죠(Jaw)로 그리핑 대상 두께가 비교적 얇은 정형물과 두께가 비교적 두꺼운 정형물을 모두 그리핑해야 하는 경우, 큰 스트로크를 가질 수 있는 형태로 구현되어야 하며, 이는 구동부의 쳐짐과 같은 비선형성을 가지게 된다. 이러한 비선형성을 최소화하기 위해 고강성 및 고정도를 제공하는 비교적 고가의 기계적 요소들을 채용하여야 하며, 가공 관점에서도 높은 수준의 조립 정밀도를 만족할 수 있도록 연마 공정이 필요하게 되어 전반적인 제작비용의 상승을 유발하게 된다.

더불어, 박형의 정형물이 조밀하게 배열된 상태에서는 특정 정형물을 그리핑할 때 인접한 정형물에 외형적 손상없이 그리핑할 수 있는 기능 또한 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은, 고정도 고강성 기계요소 및 고가의 가공 공정 없이 저렴한 비용과 비교적 작은 스트로크로 이종 두께를 가지는 정형물 그리핑이 가능하면서, 박형 조밀하게 배열된 정형물을 손상없이 안정적으로 그리핑할 수 있게 하는 정형물 그리핑용 작업툴을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은, 일측에 삽입부가 형성되며, 상기 삽입부를 중심으로 나란하게 한 쌍의 이동가이드가 결합 구비된 베이스, 상기 삽입부에 삽입 상태로 결합 설치되는 구동모터, 각 상기 이동가이드 상에 슬라이딩 가능하게 설치되며, 상기 구동모터로부터 회전력을 전달받아 상기 이동가이드 상에서 직선 이동하는 한 쌍의 이동블럭, 상호 대향 배치되도록 각각의 상기 이동블럭에 결합 설치되어, 상기 이동블럭의 이동에 따라 대응되게 이동하면서 대상물을 가압상태로 그리핑하는 한 쌍의 제1죠, 각 상기 제1죠에 외측으로 연장되도록 결합 설치되어, 상기 이동블럭의 이동에 따라 대응되게 이동하면서 상기 제1죠보다 큰 대상물을 가압상태로 그리핑하는 한 쌍의 제2죠를 포함하는 정형물 그리핑용 작업툴을 제공한다.

또한, 상기 구동모터의 축 단부에는 피니언이 장착 구비되며, 상기 구동모터의 피니언을 마주보는 각 상기 이동블럭의 면부에는 상기 피니언에 치합되는 랙기어가 형성될 수 있다.

또한, 상호 마주보는 각 상기 제1죠의 내측면에는 고무재질의 보호패드가 결합 구비되며, 상기 제1죠의 외측면에는 상기 보호패드보다 마찰계수가 낮은 미끄럼층이 도포될 수 있다.

또한, 상기 제2죠는, 일단이 상기 제1죠의 일측에 수직상태로 외측으로 연장 결합되며, 일측에 가이드홈부가 관통 형성된 연결대와, 상기 가이드홈부에 삽입 배치되도록 상기 연결대에 회전 가능하게 설치되는 가이드롤러 및, 상기 연결대의 타단에 수직 결합되어, 상기 이동블럭의 이동시 상기 대상물에 접한 상태로 가압력을 전달하는 가압단을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 정형물 그리핑용 작업툴은, 베이스의 이동가이드 상에 구동모터의 구동에 의해 슬라이딩 이동하도록 이동블럭을 설치하고, 이동블럭에는 이동블럭의 이동에 대응되게 이동하는 제1죠 및 제2죠를 연결 설치한 상태에서 대상물을 가압상태로 그리핑하게 되는데, 대상물의 크기에 따라 제1죠들 또는 제2죠들 사이에 대상물이 배치되게 한 후 선택적으로 그리핑할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정형물 그리핑용 작업툴의 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 정면도이다.
도 4는 도 1의 측면도이다.
도 5는 도 1의 저면도이다.
도 6은 도 1의 평면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정형물 그리핑용 작업툴의 사시도이며, 도 2는 도 1의 분해사시도이고, 도 3은 도 1의 정면도이며, 도 4는 도 1의 측면도이고, 도 5는 도 1의 저면도이며, 도 6은 도 1의 평면도이다. 도 1 내지 도 6을 참조하면, 상기 정형물 그리핑용 작업툴은, 베이스(100), 구동모터(200), 이동블럭(300), 제1죠(400), 제2죠(500)를 구비하고 있다.

상기 베이스(100)는 로봇(도면미도시)의 암에 연결 설치되는 부분이다. 이러한, 상기 베이스(100)에는 이후 설명될 베이스(100), 구동모터(200), 이동블럭(300), 제1죠(400), 제2죠(500)를 설치한다.

그리고, 상기 베이스(100)의 일측에는 이후 설명될 구동모터(200)를 삽입 상태로 설치할 수 있도록 삽입부(110)가 관통 형성된다. 더불어, 상기 베이스(100)에는 상기 삽입부(110)의 단부가 형성된 면부에 상기 삽입부(110)를 중심으로 나란하게 한 쌍의 이동가이드(120)가 결합 설치된다. 이러한, 상기 이동가이드(120)는 이후 설명될 이동블럭(300)을 상기 베이스(100) 상에서 슬라이딩 이동하도록 가이드하게 된다.

또한, 상기 베이스(100)의 일측에는 상기 로봇과 이후 설명될 구동모터(200)를 전기적으로 연결하여, 상기 로봇으로부터 전달되는 신호를 통해 상기 구동모터(200)의 구동을 제어할 수 있도록 하는 커넥터(130)가 결합 설치될 수 있다. 더불어, 상기 베이스(100)에는 상기 커넥터(130) 및 상기 구동모터(200)의 구동시 발생되는 열을 외부로 배출할 수 있도록 방열판(140)이 결합 설치될 수 있다.

상기 구동모터(200)는 이후 설명될 이동블럭(300)을 상기 베이스(100)의 이동가이드(120) 상에서 슬라이딩 이동되도록 구동력을 발생시킨다. 이러한, 상기 구동모터(200)는 상기 베이스(100)의 삽입부(110)에 삽입 배치된 상태로 상기 베이스(100)에 결합 설치된다.

여기서, 상기 구동모터(200)의 축 단부에는, 구동시 발생된 회전력을 이후 설명될 이동가이드(120)로 전달할 수 있도록 피니언(210)이 장착 구비된다.

상기 이동블럭(300)은 상기 베이스(100)의 각 이동가이드(120) 상에 슬라이딩 가능하게 설치되는 한 쌍의 부재이다. 이러한, 상기 이동블럭(300)은 상기 구동모터(200)의 회전구동력을 전달받아 상기 베이스(100)의 이동가이드(120) 상에서 직선 이동하게 된다.

여기서, 상기 이동블럭(300)의 상호 마주보는 일측, 즉 상기 구동모터(200)의 피니언(210)을 마주보는 면부에는 상기 피니언(210)과 치합되는 랙기어(310)가 형성된다. 이같이, 상기 랙기어(310)는 상기 구동모터(200)의 피니언(210)으로부터 회전 구동력을 전달받은 후, 상기 이동블럭(300)이 상기 베이스(100)의 이동가이드(120) 상에서 직선 이동되게 한다.

상기 제1죠(400)는 상기 이동블럭(300)에 결합 설치된 상태에서 상기 이동블럭(300)의 이동에 따라 대응되게 이동하면서 대상물(도면미도시)을 가압상태로 그리핑하는 한 쌍의 부재이다. 이러한, 상기 제1죠(400)들은 상호 대향 배치되도록 각 상기 이동블럭(300)의 일측에 연결 상태로 결합 설치된다. 이같이, 상기 제1죠(400)들은 상기 이동블럭(300)의 일단(301)을 상기 베이스(100)의 삽입부(110) 방향으로 이동시킬 경우에는 상기 대상물을 가압상태로 고정하게 된다. 반대로 상기 이동블럭(300)의 일단(301)을 상기 베이스(100)의 삽입부(110)에서 멀어지도록 이동시킬 경우에는, 상기 제1죠(400)들에 의한 상기 대상물의 가압상태를 해제되게 하거나 좀 더 큰 크기의 상기 대상물을 가압할 수 있도록 상호 마주보는 상기 제1죠(400)의 면부의 이격거리를 멀어지게 할 수 있다.

그리고, 상기 제1죠(400)들의 상호 마주보는 면부, 즉 상기 제1죠(400)들의 각 내측면에는 고무재질의 보호패드(410)를 결합 구비할 수 있다. 이러한, 상기 보호패드(410)는 상기 제1죠(400)들에 의한 상기 대상물의 가압 그리핑시, 상기 대상물에 대한 마찰력을 증대시켜 안정적인 그리핑을 유지되게 함과 더불어 상기 제1죠(400)들이 상기 대상물에 접촉시 상기 대상물에 손상이 발생하는 것을 방지하게 된다.

더불어, 상기 제1죠(400)들의 상기 보호패드(410)가 부착된 면부의 타측면, 즉 상기 제1죠(400)들의 외측면에는 마찰계수가 낮은 테프론 계열의 미끄럼층(도면미도시)을 도포할 수 있다. 이러한, 상기 미끄럼층은 상기 대상물을 조밀하게 배치한 상태에서 그리핑하고자 하는 상기 대상물에 인접한 다른 대상물의 표면이 상기 제1죠(400)들의 외측면에 접촉시 손상이 발생하는 것을 억제시킨다.

또한, 상기 제1죠(400)들의 길이방향 테두리단의 외측면에는 상기 대상물에 대한 그리핑시 상기 대상물에 용이하게 인접 배치될 수 있도록 테이퍼진 형상을 가진다.

상기 제2죠(500)는 각 상기 제1죠(400)들에 연결 설치된 상태로 상기 이동블럭(300)의 이동에 따라 대응되게 이동하면서 상기 제1죠(400)에 의한 그리핑 가능한 상기 대상물보다 더 큰 대상물을 가압상태로 그리핑할 때 사용되는 한 쌍의 부재이다. 이러한, 상기 제2죠(500)들은 상기 이동블럭(300)의 이동에 대응되게 이동하는 상기 제1죠(400)들과 연동되는 상태에서 상기 제1죠(400)들보다 더 큰 상기 대상물을 가압상태로 그리핑할 수 있도록 각 상기 제1죠(400)에 외측으로 연장되도록 결합 설치된다. 여기서, 상기 제2죠(500)들은 연결대(510), 가이드롤러(520), 가압단(530)을 포함한다.

상기 연결대(510)는 일단을 상기 제1죠(400)의 일측에 수직하게 외측으로 연장 결합한다. 이러한, 상기 연결대(510)는 상기 가압단(530)에 의한 가압시 그리핑 가능한 상기 대상물의 크기를 결정하게 된다. 즉, 상기 연결대(510)의 길이가 길어질수록 상기 가압단(530)에 의한 그리핑 가능한 상기 대상물의 크기가 커지게 된다. 이러한, 상기 연결대(510)의 일측에는 상기 가이드롤러(520)를 삽입 배치할 수 있도록 가이드홈부(511)가 관통 형성된다.

상기 가이드롤러(520)는 상기 가압단(530)에 의한 상기 대상물의 그리핑시 상기 연결대(510)가 상기 대상물의 표면 상에서 용이하게 슬라이딩 이동되게 하면서, 상기 대상물 및 상기 연결대(510)에 손상이 발생하는 것을 방지하게 된다. 이러한, 상기 가이드롤러(520)는 상기 연결대(510)의 가이드롤러(520) 상에 삽입 배치된 상태로 상기 연결대(510)에 회전 가능하게 결합 설치된다.

상기 가압단(530)은 상기 연결대(520)의 타단에 각각 수직 결합되어, 상기 연결대(510) 상에 접촉 배치된 상기 대상물을 상기 이동블럭(300)의 이동시 상기 대상물에 가압력을 전달하면서 그리핑되게 한다. 즉, 상기 가압단(530)은 상기 연결대(520) 상에 접촉 배치된 상기 대상물로 가압력을 전달하여 그리핑되게 한다. 이러한, 상기 가압단(530)들의 상호 대향되는 면부, 즉 내측면에는 앞서 설명한 상기 제1죠(400)들과 마찬가지로 고무재질의 보호패드(도면미도시)들을 결합 구비할 수도 있음은 물론이다.

이와 같이 구성되는 일실시예에 따른 상기 정형물 그리핑용 작업툴의 동작을 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 로봇을 통해 상기 베이스(100)를 그리핑하고자 하는 상기 대상물에 인접 배치되게 한다. 이때, 상기 구동모터(200)를 작동시켜 상기 대상물의 크기에 따라 상기 대상물이 상기 제1죠(400)들의 마주보는 내측면 사이 또는 상기 2죠(500)들의 가압단(530) 사이에 배치되도록 상기 이동블럭(300)을 이동시킨다.

이후, 다시 상기 구동모터(200)를 작동시켜 상기 이동블럭(300)이 상기 베이스(100)의 이동가이드(120) 상에서 반대방향으로 이동되게 하여, 상기 제1죠(400)들 또는 상기 제2죠(500)들의 가압단(530)에 의해 상기 대상물을 가압상태로 그리핑하게 된다.

이와 같이, 일실시예의 상기 정형물 그리핑용 작업툴은, 상기 베이스(100)의 이동가이드(120) 상에 상기 구동모터(200)의 구동에 의해 슬라이딩 이동하도록 상기 이동블럭(300)을 설치하고, 상기 이동블럭(300)에는 상기 이동블럭(300)의 이동에 대응되게 이동하는 상기 제1죠(400) 및 상기 제2죠(500)를 통해 상기 대상물을 가압상태로 그리핑하게 되는데, 상기 대상물의 크기에 따라 상기 제1죠(400)들 또는 상기 제2죠(500)들 사이에 상기 대상물이 배치되게 한 상태에서 선택적으로 그리핑할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 베이스 110: 삽입부
120: 이동가이드 200: 구동모터
210: 피니언 300: 이동블럭
310: 랙기어 400: 제1죠
410: 보호패드 500: 제2죠
510: 연결대 520: 가이드롤러
530: 가압단

Claims (4)

1. 일측에 삽입부가 형성되며, 상기 삽입부를 중심으로 나란하게 한 쌍의 이동가이드가 결합 구비된 베이스와;
   상기 삽입부에 삽입 상태로 결합 설치되는 구동모터와;
   각 상기 이동가이드 상에 슬라이딩 가능하게 설치되며, 상기 구동모터로부터 회전력을 전달받아 상기 이동가이드 상에서 직선 이동하는 한 쌍의 이동블럭과;
   상호 대향 배치되도록 각각의 상기 이동블럭에 결합 설치되어, 상기 이동블럭의 이동에 따라 대응되게 이동하면서 대상물을 가압상태로 그리핑하는 한 쌍의 제1죠; 및,
   각 상기 제1죠에 외측으로 연장되도록 결합 설치되어, 상기 이동블럭의 이동에 따라 대응되게 이동하면서 상기 제1죠보다 큰 대상물을 가압상태로 그리핑하는 한 쌍의 제2죠를 포함하는 정형물 그리핑용 작업툴.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 구동모터의 축 단부에는 피니언이 장착 구비되며,
   상기 구동모터의 피니언을 마주보는 각 상기 이동블럭의 면부에는 상기 피니언에 치합되는 랙기어가 형성된 정형물 그리핑용 작업툴.
3. 청구항 1에 있어서,
   상호 마주보는 각 상기 제1죠의 내측면에는 고무재질의 보호패드가 결합 구비되며,
   상기 제1죠의 외측면에는 상기 보호패드보다 마찰계수가 낮은 미끄럼층이 도포된 정형물 그리핑용 작업툴.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2죠는,
   일단이 상기 제1죠의 일측에 수직상태로 외측으로 연장 결합되며, 일측에 가이드홈부가 관통 형성된 연결대와,
   상기 가이드홈부에 삽입 배치되도록 상기 연결대에 회전 가능하게 설치되는 가이드롤러 및,
   상기 연결대의 타단에 수직 결합되어, 상기 이동블럭의 이동시 상기 대상물에 접한 상태로 가압력을 전달하는 가압단을 포함하는 정형물 그리핑용 작업툴.
   
   

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