KR20160050899A

KR20160050899A - 파지력 제어가 가능한 그리퍼를 포함하는 조립용 로봇 핸드

Info

Publication number: KR20160050899A
Application number: KR1020140150048A
Authority: KR
Inventors: 장대환
Original assignee: 장대환
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2016-05-11
Also published as: KR101667654B1

Abstract

본 발명은 6축의 다관절 로봇의 끝단 아암에 설치되는 로봇 핸드를 구성함에 있어서, 아암의 하단에 설치되어 서보모터에 의한 구동력을 제공하는 원동부와, 원동부의 하단에 회전 가능하게 설치되며 원동부와 동력전달수단으로 연결되어 원동부의 서보모터에 의한 구동력을 제공는 종동부와, 종동부의 전방에 후단이 고정되고 그 선단에는 서로 대향되어 수직방향으로 상하 이동되는 제1그리퍼가 구비된 제1고정부재와, 원동부의 양단에 수직 하방으로 연장되어 형성되며 그 하단에는 서로 대향되어 수평방향으로 좌우 이동되는 제2그리퍼가 구비된 한 쌍의 제2고정부재와, 종동부의 저면에 대향되게 형성되며 선단에는 수직방향으로 상하 이동되는 제3그리퍼가 구비된 한 쌍의 제3고정부재를 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명은 본 발명은 다관절 로봇의 핸드를 구성함에 있어서, 기존 6축 다관절 로봇의 핸드에 1축의 여유 자유도를 부가함으로써 다관절 로봇의 핸드를 이용하여 부품의 조립 정확도를 높이고, 부품의 조립 및 이송작업을 부드럽고 단순화시켜 조립공정의 사이클 타임을 단축시킴으로써 생산성을 더욱 향상시킬 수 있ㅇ으며, 부품의 파지함에 있어 그리퍼의 파지력을 제어할 수 있는 수단이 부가됨에 따라 부품을 파지한 후 외력에 의한 부품의 파지 위치가 변경되거나, 파지력에 의해 부품의 변형 및 파손되는 문제점을 효과적으로 해결할 수 있다.

Description

파지력 제어가 가능한 그리퍼를 포함하는 조립용 로봇 핸드{A robot hand for holding power control assembly including a possible gripper}

본 발명은 부품의 조립에 사용되는 산업용 로봇의 말단 장치인 로봇 핸드에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 6축구동 다관절 로봇에 1개의 자유도를 부가함으로써 로봇 핸드의 효율적인 움직임과 동선의 단순화를 통해 조립작업성을 향상시키고, 로봇 핸드의 파지력을 제어하여 부품을 파지함에 있어 부품의 손상과 변형을 방지할 수 있도록 한 파지력 제어가 가능한 그리퍼를 포함하는 조립용 로봇 핸드에 관한 것이다.

일반적으로 산업이 기계화되고, 자동화되면서 인간을 대신할 수 있는 기계장치의 필요성을 느끼게 됨에 따라 인간의 손, 다리, 머리 기능과 유사한 작용을 하는 자동 기계인 로봇이 만들어지게 되었으며, 이러한 로봇은 인간으로서는 하기 힘든 악 조건하에서도 작업을 가능하게 하고, 정밀작업 또한 적합하여 그 사용영역이 점차 확대되고 있다.

이와 같은 로봇의 설계 목적은 시스템이 요구하는 기능과 성능을 갖추고 시스템의 다른 부분과 조합하여 원하는 목적을 달성하는 것이며, 또한 로봇이 가지고 있어야 할 여러 가지 기계적 특성인 반복성, 정밀성, 진동 특성, 유지보수성, 제작단가 등에 있어서 우수한 성능을 가져야 하는 것이다.

이러한 산업에 이용되는 로봇은 대체로 수직 관절형, 수평 관절형, 직교형 등 다양한 종류가 있으며, 이중 6축의 자유도를 가지는 수직 다관절 로봇은 넓은 작업영역을 확보하기 위하여 2개 이상의 아암을 수직방향으로 연결하고, 관절부에 서보모터와 감속기 및 베어링 등을 설치하여 상대회동이 가능하도록 구성되어 있다.

따라서 6축의 수직형 다관절 로봇은 서로 독립적으로 동작하는 6개의 서보모터와 이를 제어하는 6개의 회로기판 및 각 서보모터의 회전축에 직접 또는 간접적으로 연결되어 있는 6개의 아암으로 구성되어 있으며, 이와 같은 6축의 다관절 로봇의 선행기술로는 국내 등록실용신안 0131401호 "수직 다관절 로봇"을 통해 이미 개시된 바 있다.

한편, 6축의 수직형 다관절 로봇을 이용한 부품의 조립에 있어서, 조립되는 부품의 일 예로 브레이크 모듈을 예로 들면, 브레이크 모듈은 토크 맴버와 브레이크 패드와 브레이크 클립으로 구성될 수 있으며, 6축의 수직형 다관절 로봇에 연결되는 로봇 핸드는 브레이크 패드를 파지하는 제2그리퍼와, 브레이크 클립을 파지하는 제3그리퍼와, 토크 맴버를 파지하는 제1그리퍼를 포함하여 구성될 수 있다.

따라서 다관절 로봇의 제어에 따라 로봇 핸드의 제2그리퍼가 브레이크 패드를 파지하고, 제3그리퍼가 브레이크 클립을 파지하며, 제1그리퍼가 토크 맴버를 파지한 상태에서 조립용 지그에 제1그리퍼가 토크 맴버를 올려놓고, 이후 제3그리퍼가 토크 맴버에 브레이크 클립을 조립한 다음 제2그리퍼가 브레이크 패드를 토크 맴버에 고정시켜 브레이크 모듈을 완성하고, 이후 제1그리퍼가 완성된 브레이크 모듈을 파지하여 다음 공정으로 이송하게 된다.

그러나 종래에는 작업대의 올려지는 토크 맴버의 경우 대칭형상이 아니고 어느 한쪽의 길이가 짧게 구성됨에 따라 작업대 평면으로부터 토크 맴버가 28°기울어져 있으므로 이와 같이 기울어진 토크 맴버를 로봇 핸드의 제1그리퍼가 파지하기 위해서는 6축으로 구성된 다관절 로봇의 아암 회전반경이 제약되면서 복잡한 경로를 가지게 되고, 많은 동작을 하게 됨에 따라 조립의 정확도가 떨어지고, 조립에 따른 소모 시간 또한 길어지게 되는 문제점이 있었다.

또한, 부품 간의 접촉, 충돌, 끼워 넣음이 빈번하게 일어나는 조립 제조 공정에 사용되는 로봇 핸드의 그리퍼는 외력에 의해 부품의 파지위치가 쉽게 틀어지게 거나, 파지력의 제어가 정확하지 못해 파지된 부품을 변형 또는 파손시키게 되면서 이는 작업 불량 및 시스템 에러를 일으키는 원인이 되었다.

따라서 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 6축으로 구성된 다관절 로봇에 1축의 자유도를 부가함으로써 로봇 핸드의 효율적인 움직임과 동선의 단순화를 통해 부품 조립의 정밀도와 조립 작업성을 향상시킬 수 있으며, 부품의 파지력을 제어함으로써 외력에 의해 그리퍼에 파지된 부품의 위치가 변화되거나 파지된 부품의 변형 및 파손을 방지할 수 있도록 한 파지력 제어가 가능한 그리퍼를 포함하는 조립용 로봇 핸드에 관한 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한될 필요는 없으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 아암의 하단에 설치되어 서보모터에 의한 구동력을 제공하는 원동부와, 원동부의 하단에 회전 가능하게 설치되며 원동부와 동력전달수단으로 연결되어 원동부의 서보모터에 의한 구동력을 제공는 종동부와, 종동부의 전방에 후단이 고정되고 그 선단에는 서로 대향되어 수직방향으로 상하 이동되는 제1그리퍼가 구비된 제1고정부재와, 원동부의 양단에 수직 하방으로 연장되어 형성되며 그 하단에는 서로 대향되어 수평방향으로 좌우 이동되는 제2그리퍼가 구비된 한 쌍의 제2고정부재와, 종동부의 저면에 대향되게 형성되며 선단에는 수직방향으로 상하 이동되는 제3그리퍼가 구비된 한 쌍의 제3고정부재를 포함하여 구성된다.

바람직하게 원동부는 아암의 하단에 고정되며 서보모터를 감싸는 하우징과, 하우징의 저면에 수평방향으로 형성되는 고정플레이트와, 고정플레이트의 저면에 구비되는 한 쌍의 수직브라켓과, 서보모터의 일측 구동축에 설치되는 원동풀리를 포함하고, 종동부는 수직브라켓에 힌지 결합되는 연결브라켓과, 연결브라켓의 하단에 수평하게 설치되는 회전플레이트와, 수직브라켓을 관통한 연결브라켓의 회전축에 설치되는 종동풀리를 포함하여 구성된다.

더 바람직하게 원동풀리의 회전력을 종동풀리에 전달하기 위한 동력전달수단으로 타이밍벨트가 구성된다.

더 바람직하게 원동부에는 텐셔너가 설치되고, 텐셔너는 원동풀리 및 종동풀리와 동력전달수단으로 함께 연결되어 텐셔너의 위치조절에 따라 동력전달수단의 장력이 조절될 수 있도록 구성된다.

더욱 바람직하게 텐셔너는 원동부의 고정플레이트 저면에 체결수단으로 체결되며, 텐셔너는 고정플레이트의 저면 상에서 전후방향을 따라 위치가 조절되도록 구성된다.

바람직하게 제2고정부재는 제2그리퍼의 어느 한쪽 바깥면에 로드셀이 근접 설치되고, 제2그리퍼의 어느 한쪽 상단에는 힌지부가 구성되어 로드셀의 상부와 힌지 결합되며 제2그리퍼의 힌지부 안쪽에는 스토퍼가 구비되어 제2그리퍼가 안쪽으로 회전되는 것을 방지할 수 있도록 구성된다.

본 발명은 다관절 로봇의 핸드를 구성함에 있어서, 기존 6축 다관절 로봇의 핸드에 1축의 여유 자유도를 부가함으로써 다관절 로봇의 핸드를 이용하여 부품의 조립 정확도를 높이고, 부품의 조립 및 이송작업을 부드럽고 단순화시켜 조립공정의 사이클 타임을 단축시킴으로써 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다.

아울러 부품의 파지함에 있어 그리퍼의 파지력을 제어할 수 있는 수단이 부가됨에 따라 부품을 파지한 후 외력에 의한 부품의 파지 위치가 변경되거나, 파지력에 의해 부품의 변형 및 파손되는 문제점을 효과적으로 해결할 수 있다.

아울러, 이와 같은 기재된 본 발명의 효과는 발명자가 인지하는지 여부와 무관하게 기재된 내용의 구성에 의해 당연히 발휘되게 되는 것이므로 상술한 효과는 기재된 내용에 따른 몇 가지 효과일 뿐 발명자가 파악한 또는 실재하는 모든 효과를 기재한 것이라 인정되어서는 안 된다.

또한, 본 발명의 효과는 명세서의 전체적인 기재에 의해서 추가로 파악되어야 할 것이며, 설사 명시적인 문장으로 기재되어 있지 않더라도 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서를 통해 그러한 효과가 있는 것으로 인정할 수 있는 효과라면 본 명세서에 기재된 효과로 보아야 할 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다관절 로봇과 로봇 핸드를 예시한 사시도다.
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 핸드를 확대하여 예시한 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 핸드를 확대하여 예시한 다른 사시도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 핸드의 회전 상태를 예시한 요부 측면도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 핸드의 제2고정부재를 예시한 요부 사시도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

우선, 본 발명에 따른 파지력 제어가 가능한 그리퍼를 포함하는 조립용 로봇 핸드의 구성은 크게 다관절 로봇의 아암에 설치되는 원동부와, 원동부로부터 구동력을 제공받아 회전되는 종동부와, 종동부의 전면에 설치되는 제1고정부재와, 종동부의 저면에 설치되는 제3고정부재와, 원동부의 양단에 수직 하방으로 설치되는 제2고정부재를 포함하며, 이하 각 구성에 대해 예시된 도면을 통해 상세히 살펴보면 다음과 같다.

원동부(100)는,

도 1 내지 도 3 에 예시한 바와 같이 6축 다관절 로봇의 아암 끝단에 설치되며, 서보모터(150)에 의한 구동력을 제공한다.

원동부(100)의 구성은 서보모터(150)를 감싸며, 상면이 아암에 결합되는 하우징(120)과, 하우징(120)의 저면에 수평방향으로 길게 형성되는 장방형의 고정플레이트(130)와, 고정플레이트(130)의 저면에 대향되게 설치되는 한 쌍의 수직브라켓(140)과, 서보모터(150)의 구동축에 설치되는 원동풀리(110)를 포함한다.

원동부(100)의 서보모터(150)는 소형 스텝모터가 될 수 있으며, 어느 하나로 정해질 필요 없이 제어된 회전력을 발생시킬 수 있는 구동수단으로 변형될 수 있다.

원동부(100)의 서보모터(150)는 위치정밀도 0.01도, 최대 구동속도 10 rad/s, 0도에서 90도의 위치 이동 범위를 가질 수 있다.

원동풀리(110)의 수직 하방에 위치하는 고정플레이트(130)에는 관통된 구멍이 형성되며, 이러한 관통된 구멍에는 원동풀리(110)와 연결되는 후술될 동력전달수단(300)이 관통된다.

종동부(200)는,

전술한 원동부(100)의 하단에 회전 가능하게 설치되며, 원동부(100)와 연결되어 서보모터(150)의 구동에 따라 소정의 각도 범위 내에서 소정의 속도로 회전된다.

종동부(200)의 구성을 보면 전술한 원동부(100)의 수직브라켓(140)에 회전 가능하게 결합되는 연결브라켓(210)과, 연결브라켓(210)의 하단에 수평의 평판 형태로 설치되는 회전플레이트(220)와, 연결브라켓(210)의 한쪽 중심에 구비되어 수직브라켓(140)에 힌지 결합되면서 관통되는 회전축에 설치되는 종동풀리(230)를 포함한다.

종동부(200)의 종동풀리(230)는 원동부(100)의 원동풀리(110)와 동력전달수단을 통해 서로 연결됨에 따라 원동풀리(110)의 회전력이 동력전달수단(300)을 통해 종동풀리(230)로 전달된다.

제1고정부재(500)는,

전술한 종동부(200)의 회전플레이트(220) 전방 상면에 후단이 고정되고, 그 전단에는 서로 마주하여 상하방향으로 오므라지거나 벌어져 작동되는 제1그리퍼(510)가 구비된다.

도 4 에 예시한 바와 같이 제1고정부재(500)는 종동부(200)의 회전플레이트(220)에 고정됨에 따라 종동부(200)의 회전에 따라 함께 회전되며, 제1고정부재(500)의 제1그리퍼(510)는 유압 또는 공압 또는 전기제어장치 등에 의해 제어될 수 있다.

제1고정부재(500)의 개수 및 설치위치는 어느 하나로 정해질 필요는 없으며, 조립되는 부품에 따라 변형이 가능하고, 제1그리퍼(510)의 크기 및 작동 방향 또한 조립되는 부품에 따라 변경이 가능하다.

제2고정부재(600)는,

한 쌍으로 구성되고, 전술한 원동부(100)의 고정플레이트(130) 양단 저면에 각각 설치되어 고정플레이트(130)로부터 수직 하방으로 소정길이만큼 연장되며, 각각의 하부 끝단에는 서로 마주하여 수평하게 좌우방향으로 오므라지거나 벌어져 작동되는 제2그리퍼(610)가 구비된다.

제2고정부재(600)의 제2그리퍼(610) 또한 유압 또는 공압 또는 전기제어장치 등에 의해 제어될 수 있다.

제2고정부재(600)의 개수 및 설치위치 또한 어느 하나로 정해질 필요는 없으며, 조립되는 부품에 따라 변형이 가능하고, 제2그리퍼(610)의 크기 및 작동 방향 또한 조립되는 부품에 따라 변경이 가능하다.

제2고정부재(600)의 다른 실시 예로는 도 5 에 예시한 바와 같이 제2그리퍼(610)가 파지력이 제어되도록 구성될 수 있으며, 그 실시 예를 보면, 제2그리퍼(610)의 어느 한쪽 바깥면에 하중계, 하중센서, 힘센서라고도 불리는 로드셀(620)을 설치함으로써, 제2그리퍼(610) 한쪽에 가해지는 힘을 로드셀(620)을 통해 측정하여 제2그리퍼(610)의 파지력이 제어되도록 구성할 수 있다.

여기서 로드셀(620)에 근접되는 제2그리퍼(610)의 한쪽 상단에 힌지부(611)를 구성하고, 로드셀(620)의 상부에 제2그리퍼(610) 한쪽의 상단 힌지부(611)를 힌지 결합하여 제2그리퍼(610)의 한쪽에 전달되는 힘에 의하여 제2그리퍼(610)의 한쪽이 바깥쪽으로 회전되면 그 회전되는 정도에 따라 로드셀(620)이 판단하여 제2그리퍼(610)의 파지력을 제어할 수 있도록 한 것이다.

아울러, 제2그리퍼(610)의 한쪽에 구비되는 힌지부(611)의 내측으로는 제2그리퍼(610)의 한쪽이 안쪽방향으로 회전되면서 부품의 파지가 어려워지는 문제점을 해결하기 위한 스토퍼(630)가 구비될 수 있다.

로드셀(620)은 전술한 바와 같이 대향된 양쪽의 제2그리퍼(610) 중 어느 하나 또는 모두에 설치될 수 있으며, 전술한 제1그리퍼(510) 및 후술되는 제3그리퍼(710)에도 개별적 또는 복합적으로 설치될 수 있다.

제3고정부재(700)는,

한 쌍으로 구성되고, 전술한 종동부(200)의 회전플레이트(220) 저면에 전후방향으로 각각 설치되며, 각각의 선단에는 서로 마주하여 상하방향으로 오므려지거나 벌어져 작동되는 제3그리퍼(710)가 구비된다.

제3고정부재(700)는 회전플레이트(220)의 저면에 전후방향으로 대향되게 설치될 때 서로 동일선상에 설치될 수 있으며, 대각선 방향으로 서로 마주하여 엇갈리게 설치될 수도 있다.

제3고정부재(700)의 제3그리퍼(710) 또한 유압 또는 공압 또는 전기제어장치 등에 의해 제어될 수 있다.

제3고정부재(700)의 개수 및 설치위치 또한 어느 하나로 정해질 필요는 없으며, 조립되는 부품에 따라 변형이 가능하고, 제3그리퍼(710)의 크기 및 작동 방향 또한 조립되는 부품에 따라 변경이 가능하다.

한편, 동력전달수단(300)은 원동부(100)의 원동풀리(110)와 종동부(200)의 종동풀리(230)를 서로 연결하여 원동부(100)의 동력이 종동부(200)에 전달되도록 하기 위한 수단으로써, 원동풀리(110)와 종동풀리(230)에 상응하여 결합될 수 있는 타이밍벨트가 될 수 있다.

동력전달수단(300)은 원동풀리(110)와 종동풀리(230)에 따라 그에 상응하게 변형되어 적용될 수 있으며, 예를 들어 원동풀리(110)와 종동풀리(230)의 원주면이 기어형상인 경우 내면에 기어형상의 홈이 구비된 타이밍벨트가 적용될 수 있고, 원동풀리(110)와 종동풀리(230)의 원주면이 V홈으로 형성되는 경우에는 동력전달수단(300)은 내면에 V홈이 형성된 V홈벨트가 적용될 수 있다.

아울러, 원동풀리(110)와 종동풀리(230)가 동력전달수단을 통해 연결되어 함께 회전될 때 원동풀리(110)의 회전력이 종동풀리(230)에 정확히 전달될 수 있도록 원동풀리(110)와 종동풀리(230)의 사이에서 동력전달수단(300)에 함께 연결되는 텐셔너(400)를 설치함으로써, 텐셔너(400)의 장력조절을 통하여 원동풀리(110)의 회전력이 종동풀리(230)에 정확히 전달될 수 있도록 구성됨이 바람직하다.

텐셔너(400)는 바람직하게 고정플레이트(130)의 저면에 체결수단을 통해 체결될 수 있으며, 필요에 따라 텐셔너(400)의 체결위치를 가변 시킴으로써, 동력전달수단(300)의 장력을 조절할 수 있다.

텐셔너(400)는 고정플레이트(130)에 탄성부재를 통해 탄성력을 가지면서 설치되어 동력전달수단(300)의 장력을 항상 일정하게 유지시킬 수도 있다.

이와 같은 본 발명에 의한 파지력 제어가 가능한 그리퍼를 포함하는 조립용 로봇 핸드의 이용한 부품의 조립과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 로봇 핸드에 의해 조립 및 이동될 수 있는 부품은 로봇 핸드에 구비되는 그리퍼의 개수와 위치와 사양 등의 설계 변경을 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 본 발명에서는 브레이크 모듈을 조립용 지그를 통해 조립하는 실시 예로 설명한 것이다.

브레이크 모듈은 브레이크 클립과 토크 맴버와 브레이크 패드가 서로 결합되어 구성되는 것으로서, 먼저 다관절 로봇의 아암과 함께 로봇 핸들가 브레이크 클립의 상부로 이동된 상태에서 제3고정부재(700)의 양측 제3그리퍼(710)가 2개의 브레이크 클립을 파지하고, 이후 로봇 핸드가 브레이크 패드의 상부로 이동된 다음 제2고정부재(600)의 양측 제2그리퍼(610)가 2개의 브레이크 패드를 각각 파지한 상태에서 로봇 핸드는 토크 맴버의 상측으로 이동하게 된다.

여기서 토크 맴버는 중앙을 중심으로 양측이 대칭구조가 아니므로 어느 한쪽이 기울어져 작업대의 바닥면을 기준으로 토크 맴버의 상면이 대략 28도 기울어져 경사면을 이루게 된다.

따라서, 제3그리퍼(710)와 제2그리퍼(610)에 의해 브레이크 클립과 브레이크 패드가 파지된 로봇 핸드가 토크 맴버를 파지하기 위하여 토크 맴버의 상면으로 접근하게 될 때 서보모터(150)의 회전에 따라 원동풀리(110)가 회전되면, 그러한 원동풀리(110)와 동력전달수단(300)에 의해 연결된 종동풀리(230)가 함께 회전되면서 종동풀리(230)에 연결된 종동부(200)의 회전플레이트(220)가 회전을 하게 되고, 이에 따라 회전플레이트(220)의 전방에 위치한 제1고정부재(500)가 작업대의 바닥면과 수평을 이룬 초기 상태에서 대략 28도 기울어진 상태로 접근하여 제1고정부재(500)의 제1그리퍼(510)가 토크 맴버의 상측을 신속하고 정확하면서 안정적으로 파지하게 된다.

여기서 파지하고자 하는 부품이 토크 맴버로 예시되면서 기울기가 28도가 되었으나, 대상 부품에 따라 기울기는 달라질 수 있으며, 그러한 기울기에 따라 서보모터(150)의 회전량을 조절하여 제1고정부재(500)의 회전 기울기를 대상 부품의 기울기에 상응하도록 조절할 수 있는 것이다.

이와 같이 로봇 핸드의 제1고정부재(500)의 제1그리퍼(510)와, 제2고정부재(600)의 제2그리퍼(610)와, 제3고정부재(700)의 제3그리퍼(710)를 이용하여 토크 맴버와 브레이크 패드와 브레이크 클립을 파지한 다음에는 작업대에 놓여진 조립용 지그쪽으로 로봇 핸드를 이동시킨다.

그리고 제1그리퍼(510)에 고정되어 있는 토크 맴버를 조립용 지그에 놓여지도록 한 다음 놓여진 토크 맴버 양측에 제3그리퍼(710)에 고정되어 있는 브레이크 클립을 각각 끼워 고정시키고, 이후 토크 맴버의 전후방 양측으로 제2그리퍼(610)에 고정되어 있는 브레이크 패드를 각각 끼워 고정시킴으로써, 브레이크 모듈이 완성될 수 있다.

브레이크 모듈이 완성되면 완성된 브레이크 모듈을 제1고정부재(500)의 제1그리퍼(510)가 다시 파지하여 다음 공정으로 이송을 하게 된다.

여기서 브레이크 클립을 파지하는 제3고정부재(700)와 브레이크 패드를 파지하는 제2고정부재(600)는 제2그리퍼(610)와 제3그리퍼(710)의 구조 변경을 통해 반대로 브레이크 클립을 제2고정부재(600)가 파지하고, 브레이크 패드는 제3고정부재(700)가 파지할 수도 있다.

이와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관한 방법을 설명을 하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 원동부 110 : 원동풀리
120 : 하우징 130 : 고정플레이트
140 : 수직브라켓 150 : 서보모터
200 : 종동부 210 : 연결브라켓
220 : 회전플레이트 230 : 종동풀리
300 : 동력전달수단 400 : 텐셔너
500 : 제1고정부재 510 : 제1그리퍼
600 : 제2고정부재 610 : 제2그리퍼
611 : 힌지부 620 : 로드셀
630 : 스토퍼 700 : 제3고정부재
710 : 제3그리퍼

Claims

6축의 다관절 로봇의 끝단 아암에 설치되는 로봇 핸드를 구성함에 있어서,
아암의 하단에 설치되어 서보모터에 의한 구동력을 제공하는 원동부;
상기 원동부의 하단에 회전 가능하게 설치되며, 상기 원동부와 동력전달수단으로 연결되어 원동부의 서보모터에 의한 구동력을 제공는 종동부;
상기 종동부의 전방에 후단이 고정되고, 그 선단에는 서로 대향되어 수직방향으로 상하 이동되는 제1그리퍼가 구비된 제1고정부재;
상기 원동부의 양단에 수직 하방으로 연장되어 형성되며, 그 하단에는 서로 대향되어 수평방향으로 좌우 이동되는 제2그리퍼가 구비된 한 쌍의 제2고정부재; 및
상기 종동부의 저면에 대향되게 형성되며, 선단에는 수직방향으로 상하 이동되는 제3그리퍼가 구비된 한 쌍의 제3고정부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 파지력 제어가 가능한 그리퍼를 포함하는 조립용 로봇 핸드.
제 1 항에 있어서,
상기 원동부는,
아암의 하단에 고정되며 상기 서보모터를 감싸는 하우징;
상기 하우징의 저면에 수평방향으로 형성되는 고정플레이트;
상기 고정플레이트의 저면에 구비되는 한 쌍의 수직브라켓; 및
상기 서보모터의 일측 구동축에 설치되는 원동풀리를 포함하고,
상기 종동부는,
상기 수직브라켓에 힌지 결합되는 연결브라켓;
상기 연결브라켓의 하단에 수평하게 설치되는 회전플레이트; 및
상기 수직브라켓을 관통한 연결브라켓의 회전축에 설치되는 종동풀리를 포함하는 것을 특징으로 하는 파지력 제어가 가능한 그리퍼를 포함하는 조립용 로봇 핸드.
제 2 항에 있어서,
상기 원동풀리의 회전력을 종동풀리에 전달하기 위한 동력전달수단으로 타이밍벨트인 것을 특징으로 하는 파지력 제어가 가능한 그리퍼를 포함하는 조립용 로봇 핸드.
제 2 항에 있어서,
상기 원동부에는 텐셔너가 설치되고, 상기 텐셔너는 원동풀리 및 종동풀리와 동력전달수단으로 함께 연결되어 상기 텐셔너의 위치조절에 따라 동력전달수단의 장력이 조절될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 파지력 제어가 가능한 그리퍼를 포함하는 조립용 로봇 핸드.
제 4 항에 있어서,
상기 텐셔너는 원동부의 고정플레이트 저면에 체결수단으로 체결되며, 상기 텐셔너는 고정플레이트의 저면 상에서 전후방향을 따라 위치가 조절되어 동력전달수단의 장력이 조절될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 파지력 제어가 가능한 그리퍼를 포함하는 조립용 로봇 핸드.
제 1 항에 있어서,
상기 제2고정부재는,
제2그리퍼의 어느 한쪽 바깥면에 로드셀이 근접 설치되고, 제2그리퍼의 어느 한쪽 상단에는 힌지부가 구성되어 로드셀의 상부와 힌지 결합되며, 제2그리퍼의 힌지부 안쪽에는 스토퍼가 구비되어 제2그리퍼가 안쪽으로 회전되는 것을 방지할 수 있도록 한 파지력 제어가 가능한 그리퍼를 포함하는 조립용 로봇 핸드.