KR20180033708A - 직교로봇의 가이드장치 - Google Patents

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KR20180033708A KR1020160122994A KR20160122994A KR20180033708A KR 20180033708 A KR20180033708 A KR 20180033708A KR 1020160122994 A KR1020160122994 A KR 1020160122994A KR 20160122994 A KR20160122994 A KR 20160122994A KR 20180033708 A KR20180033708 A KR 20180033708A
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Abstract

본 발명은 직교로봇의 가이드장치에 관한 것으로서, 캐리어 블록이 레일(rail) 방식으로 결합되어 이동되도록 하되 외벽에 샤프트 삽입홈부가 형성되는 레일 바디; 및 상기 레일 바디의 샤프트 삽입홈부에 상기 레일 바디의 길이방향을 따라 결합되되 상기 샤프트 삽입홈부의 샤프트 삽입홈에 탄성적으로 결합되는 가이드 샤프트를 포함한다.

Description

직교로봇의 가이드장치{Guide device for robot}
본 발명은, 직교로봇의 가이드장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 종전의 압입 또는 볼트 방식에서 벗어나 레일 바디와 가이드 샤프트 간의 결합을 이끌어냄으로써 가이드 샤프트의 삽입력을 감소시키는 한편 레일 바디의 샤프트 삽입홈부 주변의 응력 또는 변형에 의한 주행부의 변형을 방지하여 직교로봇의 정도를 향상시키고 수명을 연장시킬 수 있는 직교로봇의 가이드장치에 관한 것이다.
반도체 제조라인이나 자동차 부품의 조립라인 등 거의 모든 산업분야에서 소재, 가공품, 완성제품 등을 핸들링하기 위해 직교로봇이 사용된다.
이러한 직교로봇에는 대상 제품을 그립핑하기 위한 수단으로서 그립퍼를 비롯하여 직교로봇의 가이드장치 등이 탑재될 수 있다.
이때, 가이드장치는 캐리어 블록의 직선이동, 즉 리니어(linear)이동을 구현한 것으로서, 그 자체가 단독 구성으로 사용되기도 하고, 혹은 그립퍼의 일 구성으로 사용되기도 한다.
이에 대한 선행기술들이 대한민국특허청 출원번호 제10-2003-0012752호(선행기술 1), 대한민국특허청 출원번호 제20-2003-0024125호(선행기술 2) 등에 개시되어 있다.
상기 선행기술 1은 가이드 샤프트가 레일 바디의 내벽에 배치되어 캐리어 블록의 직선이동을 가이드하는 구조이고, 상기 선행기술 2는 가이드 샤프트가 레일 바디의 외벽에 배치되어 캐리어 블록의 직선이동을 가이드하는 구조이다.
한편, 상기 선행기술들을 비롯하여 이와 유사한 형태의 종래기술의 경우, 그 대부분이 레일 바디에 가이드 샤프트를 고정시키기 위한 방법으로서 압입방법을 사용하고 있다. 즉 레일 바디에 가이드 샤프트가 삽입되기 위한 홈을 내고, 이 홈으로 가이드 샤프트가 압입력에 의해 압입되는 방법을 사용한다.
물론, 상기 선행기술들에는 나타나 있지 않지만 레일 바디의 홈 부분을 상하 2개의 부품으로 나눈 후, 가이드 샤프트를 그 사이에 넣고 상하 2개의 부품을 볼트에 의해 조립하여 볼트의 조임력으로 상하부품 사이에 끼여 있는 가이드 샤프트를 눌러 고정하는 방법을 사용한 예도 있다.
그런데, 전자의 압입에 의한 가이드 샤프트의 고정방식은, 가이드 샤프트를 길이방향으로 압입하는 과정에서 레일 바디에 형성되는 홈 주변의 응력발생 및 변형을 야기할 수 있고, 이로 인해 레일 바디의 길이방향 변형에 의해 레일 바디 전체가 뒤틀리는 현상이 발생되는 문제점이 있다.
그리고 후자의 볼트에 의한 가이드 샤프트의 고정방식은, 그 구조상 가공이 많고 조립품이 많아 생산가격이 상승됨은 물론, 볼트가 조립된 부분과 볼트와 볼트 사이의 가이드 샤프트의 지지력이 달라져서 트랙 롤러 베어링(Track Roller Bearing)의 가이드 샤프트에 대한 예압량이 달라짐에 따라 가이드 샤프트의 직경이 작은 소형의 경우에 품질에 문제를 야기할 수 있는 문제점이 있다.
트랙 롤러 타입(Track Roller Type)의 직교로봇은, 레일 바디에 고정된 가이드 샤프트에 대하여 트랙 롤러 베어링에 적정 예압이 가해지도록 밀착 조립하여 트랙 롤러 베어링이 가이드 샤프트 위를 구르면서 주행하는 로봇인데, 만약 레일 바디의 뒤틀림 현상 또는 트랙 롤러 베어링 예압의 주행시간에 따른 편차발생 현상은 직교로봇의 직진성 정도를 저하시키는 한편, 가이드 샤프트 및 트랙 롤러 베어링의 접촉 주행 간 과도한 진동을 발생시켜 주행부의 수명을 급격히 감소시킬 수 있다는 점을 고려해볼 때, 기존의 방식에서 벗어난 새로운 형태의 기술개발이 필요한 실정이다.
선행기술 1 ; 대한민국특허청 출원번호 제10-2003-0012752호 선행기술 2 ; 대한민국특허청 출원번호 제20-2003-0024125호
본 발명의 목적은, 종전의 압입 또는 볼트 방식에서 벗어나 레일 바디와 가이드 샤프트 간의 결합을 이끌어냄으로써 가이드 샤프트의 삽입력을 감소시키는 한편 레일 바디의 샤프트 삽입홈부 주변의 응력 또는 변형에 의한 주행부의 변형을 방지하여 직교로봇의 정도를 향상시키고 수명을 연장시킬 수 있는 직교로봇의 가이드장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 캐리어 블록이 레일(rail) 방식으로 결합되어 이동되도록 하되 외벽에 샤프트 삽입홈부가 형성되는 레일 바디; 및 상기 레일 바디의 샤프트 삽입홈부에 상기 레일 바디의 길이방향을 따라 결합되되 상기 샤프트 삽입홈부의 샤프트 삽입홈에 탄성적으로 결합되는 가이드 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교로봇의 가이드장치에 의해 달성된다.
상기 샤프트 삽입홈부는, 상기 샤프트 삽입홈의 외벽 일측을 이루되 탄성력 부여홈에 의해 탄성적으로 이동되면서 상기 가이드 샤프트를 고정시키는 탄성리브를 포함하며, 상기 탄성리브의 내면에는 상기 가이드 샤프트가 이탈되지 않도록 상기 가이드 샤프트를 아크 형상으로 감싸면서 지지하는 아크형 지지부가 형성될 수 있다.
상기 샤프트 삽입홈부는, 내벽에 함몰되게 형성되며, 상기 가이드 샤프트가 상기 샤프트 삽입홈에 삽입 결합될 때, 면마찰력 감소로 인해 상기 가이드 샤프트의 삽입에 따른 상기 샤프트 삽입홈 주변의 응력을 감소시키는 다수의 응력 감소홈을 더 포함할 수 있다.
일측이 상기 캐리어 블록에 회전 가능하게 결합되고 상기 가이드 샤프트 상에서 가이드되는 트랙 롤러 베어링(Track Roller Bearing)을 포함할 수 있다.
상기 캐리어 블록은, 블록 바디; 및 상기 블록 바디의 양측에서 연장되고, 상기 레일 바디의 양측에 배치되는 한 쌍의 스커트를 포함하며, 상기 트랙 롤러 베어링은 상기 스커트에 결합될 수 있다.
상기 트랙 롤러 베어링은 상기 스커트 하나에 한 쌍씩 배치되며, 상기 트랙 롤러 베어링은, 상기 스커트에 회전 가능하게 결합되는 유닛 결합부; 및 상기 유닛 결합부에 연결되며, 외면에 형성되는 아크형 홈이 상기 가이드 샤프트에 접면되어 회전되는 가이드 롤러를 포함하며, 상기 스커트에는 상기 가이드 롤러의 외측이 부분적으로 노출되도록 하면서 상기 가이드 롤러가 수납되는 롤러 포켓이 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 종전의 압입 또는 볼트 방식에서 벗어나 레일 바디와 가이드 샤프트 간의 결합을 이끌어냄으로써 가이드 샤프트의 삽입력을 감소시키는 한편 레일 바디의 샤프트 삽입홈부 주변의 응력 또는 변형에 의한 주행부의 변형을 방지하여 직교로봇의 정도를 향상시키고 수명을 연장시킬 수 있는 직교로봇의 가이드장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직교로봇의 가이드장치의 사시도,
도 2는 도 1의 평면도,
도 3은 도 1의 부분 분해 사시도,
도 4는 도 1의 완전 분해 사시도,
도 5는 캐리어 블록과 트랙 롤러 베어링의 배치 사시도,
도 6은 도 5의 배면 사시도,
도 7은 도 1의 A-A선에 따른 단면도,
도 8은 도 7의 분리도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직교로봇의 가이드장치의 사시도, 도 2는 도 1의 평면도, 도 3은 도 1의 부분 분해 사시도, 도 4는 도 1의 완전 분해 사시도, 도 5는 캐리어 블록과 트랙 롤러 베어링의 배치 사시도, 도 6은 도 5의 배면 사시도, 도 7은 도 1의 A-A선에 따른 단면도, 그리고 도 8은 도 7의 분리도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 직교로봇의 가이드장치(100)는, 종전의 압입 또는 볼트 방식에서 벗어나 레일 바디(110)와 가이드 샤프트(130) 간의 결합을 이끌어냄으로써 가이드 샤프트(130)의 삽입력을 감소시키는 한편 레일 바디(110)의 샤프트 삽입홈부(111) 주변의 응력 또는 변형에 의한 주행부의 변형을 방지하여 직교로봇의 정도를 향상시키고 수명을 연장시킬 수 있도록 한 것으로서, 레일 바디(110), 캐리어 블록(120), 가이드 샤프트(130), 그리고 트랙 롤러 베어링(140, Track Roller Bearing)을 포함할 수 있다.
레일 바디(110)는 캐리어 블록(120)이 결합되어 도 2의 P1와 P2로 이동될 수 있도록 하는 구조물이다.
직교로봇의 사이즈에 따라서 레일 바디(110)의 길이가 설계될 수 있다. 레일 바디(110)의 양 단부에는 제1 및 제2 단부 캡(151,152)이 결합된다.
한편, 도 7 및 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 레일 바디(110)에는 가이드 샤프트(130)가 부분적으로 삽입되는 샤프트 삽입홈(112)을 구비하는 샤프트 삽입홈부(111)가 마련된다. 가이드 샤프트(130)의 대부분 영역은 샤프트 삽입홈(112)에 삽입되되 일부만 샤프트 삽입홈(112)로부터 노출된다.
이때, 가이드 샤프트(130)가 샤프트 삽입홈(112)에 삽입 결합될 때, 본 실시예에서는 탄성적으로 결합된다. 즉 종전의 압입이나 볼트 방식에서 벗어나 탄성력에 의해 가이드 샤프트(130)가 샤프트 삽입홈(112)에 삽입 결합될 수 있다. 따라서 가이드 샤프트(130)의 삽입력을 감소시키는 한편 레일 바디(110)의 샤프트 삽입홈부(111) 주변의 응력 또는 변형에 의한 주행부의 변형을 방지하여 직교로봇의 정도를 향상시키고 수명을 연장시킬 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 샤프트 삽입홈부(111)는 샤프트 삽입홈(112)의 외벽 일측을 이루되 탄성력 부여홈(113)에 의해 탄성적으로 이동되면서 가이드 샤프트(130)를 고정시키는 탄성리브(114)가 마련된다. 탄성리브(114)의 내면에는 가이드 샤프트(130)가 이탈되지 않도록 가이드 샤프트(130)를 아크 형상으로 감싸면서 지지하는 아크형 지지부(114a)가 형성된다.
그리고 샤프트 삽입홈부(111)의 내벽에는 다수의 응력 감소홈(115)이 형성된다. 응력 감소홈(115)은 가이드 샤프트(130)가 샤프트 삽입홈(112)에 삽입 결합될 때, 면마찰력 감소로 인해 가이드 샤프트(130)의 삽입에 따른 샤프트 삽입홈(112) 주변의 응력을 감소시키는 역할을 한다. 응력 감소홈(115)들은 샤프트 삽입홈부(111)의 내벽에서 방사상으로 다수 개 배치될 수 있다.
다시 말해, 본 실시예의 경우, 탄성력 부여홈(113)과 응력 감소홈(115)의 구조를 통해 탄성리브(114)를 생성시키고, 이러한 탄성리브(114)의 탄성에 의해 가이드 샤프트(130)를 잡아 고정시키고 있으므로 가이드 샤프트(130)의 삽입력을 감소시키는 한편 레일 바디(110)의 샤프트 삽입홈부(111) 주변의 응력 또는 변형에 의한 주행부의 변형을 방지할 수 있다. 즉 종전과는 상이한 샤프트 삽입홈부(111)의 구조적인 특징에 의해 가이드 샤프트(130)의 삽입 결합 시 샤프트 삽입홈(112) 주변의 응력 및 변형이 탄성리브(114)로 국한될 수 있게 되어 레일 바디(110)의 변형이 없게 되는 것이다.
캐리어 블록(120)은 레일 바디(110)에 레일(rail) 방식으로 결합되어 레일 바디(110)의 길이방향을 따라 이동되는 구조물이다.
이러한 캐리어 블록(120)은 블록 바디(121)와, 블록 바디(121)의 양측에서 연장되고, 레일 바디(110)의 양측에 배치되는 한 쌍의 스커트(122)를 포함한다.
블록 바디(121)에 예컨대, 이동 대상의 이동체가 연결될 수 있기 때문에 이동체는 도 2의 P1와 P2로 이동되면서 해당 작업을 수행할 수 있다.
한 쌍의 스커트(122)에 트랙 롤러 베어링(140)이 결합된다. 스커트(122)에는 트랙 롤러 베어링(140)의 가이드 롤러(142)가 수납되는 롤러 포켓(123)이 형성된다. 즉 스커트(122)에는 도 7 및 도 8처럼 가이드 롤러(142)의 외측이 부분적으로 노출되도록 하면서 가이드 롤러(142)가 수납되는 롤러 포켓(123)이 형성된다.
가이드 샤프트(130)는 레일 바디(110)의 양측 외벽에 레일 바디(110)의 길이방향을 따라 결합된다. 즉 본 실시예의 경우, 레일 바디(110)의 양측 외벽에 가이드 샤프트(130)가 결합되고, 이를 매개로 하여 캐리어 블록(120)이 가이드되기 때문에 동작이 매우 안정적일 수 있다. 이때, 가이드 샤프트(130)는 앞서 기술한 샤프트 삽입홈부(111)의 샤프트 삽입홈(112)에 탄성적으로 결합될 수 있다.
트랙 롤러 베어링(140)은 그 일측이 캐리어 블록(120)에 회전 가능하게 결합된 상태에서 가이드 샤프트(130) 상에서 가이드된다.
트랙 롤러 베어링(140)은 캐리어 블록(120)에 형성되는 한 쌍의 스커트(122)에 결합될 수 있다. 이때, 트랙 롤러 베어링(140)은 스커트(122) 하나에 한 쌍씩 배치될 수 있다. 따라서 캐리어 블록(120)의 이동이 더욱 안정적일 수 있다.
이러한 트랙 롤러 베어링(140)은 스커트(122)에 회전 가능하게 결합되는 유닛 결합부(141)와, 유닛 결합부(141)에 연결되며, 외면에 형성되는 아크형 홈(142a)이 가이드 샤프트(130)에 접면되어 회전되는 가이드 롤러(142)를 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 유닛 결합부(141)가 회전 가능하게 연결될 수 있도록 롤러 포켓(123)의 상측에는 회전 지지부(124)가 형성된다. 그리고 롤러 포켓(123)의 하부에는 관통공(125)이 형성된다.
이에, 도 4와 같은 구조를 도 1 및 도 2와 같이 조립한 상태에서 장치에 리니어 전원이 인가되면 캐리어 블록(120)은 도 2의 P1와 P2의 방향으로 이동될 수 있게 되는데, 이때 트랙 롤러 베어링(140)의 가이드 롤러(142)에 형성되는 아크형 홈(142a)이 가이드 샤프트(130)에 접면되어 회전되면서 가이드되기 때문에 캐리어 블록(120)의 안정적인 동작을 이끌어낼 수 있다.
특히, 본 실시예의 경우는 한 쌍의 가이드 샤프트(130)가 레일 바디(110)의 양측에 결합된 상태에서 이를 매개로 캐리어 블록(120)이 리니어이동되기 때문에 안정적인 가이드 동작이 구현될 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 종전의 압입 또는 볼트 방식에서 벗어나 레일 바디(110)와 가이드 샤프트(130) 간의 결합을 이끌어냄으로써 가이드 샤프트(130)의 삽입력을 감소시키는 한편 레일 바디(110)의 샤프트 삽입홈부(111) 주변의 응력 또는 변형에 의한 주행부의 변형을 방지하여 직교로봇의 정도를 향상시키고 수명을 연장시킬 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 직교로봇의 가이드장치 110 : 레일 바디
111 : 샤프트 삽입홈부 112 : 샤프트 삽입홈
113 : 탄성력 부여홈 114 : 탄성리브
114a : 아크형 지지부 115 : 응력 감소홈
120 : 캐리어 블록 121 : 블록 바디
122 : 스커트 123 : 롤러 포켓
124 : 회전 지지부 125 : 관통공
130 : 가이드 샤프트 140 : 트랙 롤러 베어링
141 : 유닛 결합부 142 : 가이드 롤러
142a : 아크형 홈 151 : 제1 단부 캡
152 : 제2 단부 캡

Claims (6)

  1. 캐리어 블록이 레일(rail) 방식으로 결합되어 이동되도록 하되 외벽에 샤프트 삽입홈부가 형성되는 레일 바디; 및
    상기 레일 바디의 샤프트 삽입홈부에 상기 레일 바디의 길이방향을 따라 결합되되 상기 샤프트 삽입홈부의 샤프트 삽입홈에 탄성적으로 결합되는 가이드 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 직교로봇의 가이드장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트 삽입홈부는, 상기 샤프트 삽입홈의 외벽 일측을 이루되 탄성력 부여홈에 의해 탄성적으로 이동되면서 상기 가이드 샤프트를 고정시키는 탄성리브를 포함하며,
    상기 탄성리브의 내면에는 상기 가이드 샤프트가 이탈되지 않도록 상기 가이드 샤프트를 아크 형상으로 감싸면서 지지하는 아크형 지지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 직교로봇의 가이드장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 샤프트 삽입홈부는,
    내벽에 함몰되게 형성되며, 상기 가이드 샤프트가 상기 샤프트 삽입홈에 삽입 결합될 때, 면마찰력 감소로 인해 상기 가이드 샤프트의 삽입에 따른 상기 샤프트 삽입홈 주변의 응력을 감소시키는 다수의 응력 감소홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직교로봇의 가이드장치.
  4. 제1항에 있어서,
    일측이 상기 캐리어 블록에 회전 가능하게 결합되고 상기 가이드 샤프트 상에서 가이드되는 트랙 롤러 베어링(Track Roller Bearing)을 포함하는 것을 특징으로 하는 직교로봇의 가이드장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어 블록은,
    블록 바디; 및
    상기 블록 바디의 양측에서 연장되고, 상기 레일 바디의 양측에 배치되는 한 쌍의 스커트를 포함하며,
    상기 트랙 롤러 베어링은 상기 스커트에 결합되는 것을 특징으로 하는 직교로봇의 가이드장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 트랙 롤러 베어링은 상기 스커트 하나에 한 쌍씩 배치되며,
    상기 트랙 롤러 베어링은,
    상기 스커트에 회전 가능하게 결합되는 유닛 결합부; 및
    상기 유닛 결합부에 연결되며, 외면에 형성되는 아크형 홈이 상기 가이드 샤프트에 접면되어 회전되는 가이드 롤러를 포함하며,
    상기 스커트에는 상기 가이드 롤러의 외측이 부분적으로 노출되도록 하면서 상기 가이드 롤러가 수납되는 롤러 포켓이 형성되는 것을 특징으로 하는 직교로봇의 가이드장치.
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CN112060063A (zh) * 2020-10-16 2020-12-11 佛山智昂科技有限公司 一种工业机器人的导向装置及其工作方法
KR20230067080A (ko) 2021-11-09 2023-05-16 최중식 농경지의 비점오염물질 및 토사유출을 방지하는 우수로

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