KR20230161346A - 로봇팔 말단 축 기계식 자동 커터 교체 기구 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로봇팔 말단 축 기계식 자동 커터 교체 기구로서, 제1 연결판이 로봇팔 말단 축에 고정되고, 해당 제1 연결판에 제1 가이드 유닛, 제1 링크 유닛과 제1 자기작용 유닛이 구비되며; 복수의 제2 연결판은 복수의 공구 부품이 고정되게 하고, 각 제2 연결판에는 제2 가이드 유닛, 제2 링크 유닛과 제2 자기작용 유닛을 포함하며; 복수의 커터 교체 시트에서 각 제2 연결판은 각 커터 교체 시트에 각각 구비되고 선택적으로 상기 커터 교체 시트를 이탈할 수 있는 것을 포함한다. 해당 로봇팔 말단 축이 해당 제1 연결판을 구동시켜 해당 제2 연결판과 대향되게 미리 설정된 거리까지 근접할 때, 해당 제1 가이드 유닛과 해당 제2 가이드 유닛이 공동으로 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판을 가이드하여 상호 정렬 접합되게 하고, 상기 제1 자기작용 유닛과 상기 제2 자기작용 유닛은 미리 설정된 거리 내에서 자기력을 통하여 상호 흡인되어 자기 결합력을 구비하며, 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판은 해당 자기 결합력을 통하여 상호 결합되고, 해당 자기 결합력의 작용 하에서, 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판은 해당 제1 링크 유닛과 해당 제2 링크 유닛의 기계적으로 연결되어, 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판이 상호 고정되게 한다.
Description
본 발명은 로봇팔 말단 축 기계식 자동 커터 교체 기구에 관한 것으로서, 특히 커터 교체 과정에서, 제1 연결판 및 제2 연결판은 제1 자기작용 유닛 및 제2 자기작용 유닛 사이의 자기 결합력을 통하여 상호 결합되어, 제1 연결판의 제1 링크 유닛 및 제2 연결판의 제2 링크 유닛이 커터 교체 과정에 정확하게 기계식 연결을 완성하게 하여, 제1 연결판과 제2 연결판이 상호 고정되게 하는 발명에 관한 것이다.
가공 장치가 가공물에 대하여 가공을 진행할 때, 커터 마모 또는 가공 부위가 다름으로 인하여 커터를 교체하여야 한다. 현재의 자동화 가공 장치는 모두 자동화 커터 교체 기구를 사용한다.
미국특허출원공고 제US11130243B2호“Tool coupler, tool changer, tool mounter, and tool change system having the same”및 PCT 특허출원공고 제WO2020249465A1호 “TOOL CHANGER FOR COLLABORATIVE ROBOTS, A ROBOT TOOL CHANGER SYSTEM AND A METHOD FOR CONNECTING A TOOL TO A ROBOT ARM” 등 선행 특허에서, 로봇팔이 커터 교체 시트로 진입하여 커터 연결판에 연결되는 방향과 해당 커터 연결판을 구동시켜 커터 교체 시트를 이탈하는 방향이 상호 수직되어, 비교적 작은 공간에서 커터 교체를 진행할 수 있다.
상기 US11130243B2의 선행 특허는 로봇팔 상의 교체기(50)가 자기력 연결 커터 교체 시트(4) 상의 링커(20)를 사용하여 커터 교체를 진행하는 바, 구체적으로는 로봇팔 상의 교체기(50) 상에 자기체(70)가 존재하고, 자기체(70)가 자성 단자(72)를 이용하여 커터 교체 시트(4) 상의 공구(3)가 구비된 링커(20)의 오목부(39)로 진입하여 자기 모듈(40)과 흡착되어, 이로써 교체기(50) 및 링커(20)를 연결시켜 커터 교체를 완성한다. 하지만 자기 흡착은 클램핑 구조가 존재하지 않아, 작업 과정에 충돌로 인하여 링커(20)의 탈락을 초래할 수 있다.
상기 WO2020249465A1의 선행 특허에서, 제1 커터 교체 부품(12) 및 제2 커터 교체 부품(14)이 제1 록킹 어셈블리(28)와 제2 록킹 어셈블리(30) 등 기구를 이용하여 상호 잠금되어 커터 교체를 완성하지만, 로봇팔이 제1 커터 교체 부품(12) 및 제2 커터 교체 부품(14)을 구동시켜 장치 브라켓(44)을 이탈하는 과정에, 제1 록킹 어셈블리(28)와 제2 록킹 어셈블리(30)가 아직 완전하게 제1 커터 교체 부품(12) 및 제2 커터 교체 부품(14)을 록킹하지 못하였을 때, 제2 커터 교체 부품(14)은 진동 또는 파지가 안정적이지 못한 등 요소로 인하여 제1 커터 교체 부품(12)의 위치 정렬에 에러가 발생하여, 제1 록킹 어셈블리(28)와 제2 록킹 어셈블리(3)가 정확하게 제1 커터 교체 부품(12) 및 제2 커터 교체 부품(14)을 록킹하지 못할 수 있다. 상기 WO2020249465A1의 선행 특허의 일반적인 솔루션은 로봇팔을 이용하여 제1 커터 교체 부품(12) 및 제2 커터 교체 부품(14)에 대하여 지속적으로 제1 록킹 어셈블리(28)와 제2 록킹 어셈블리(3)의 작용력 방향과 다른 힘을 인가하여, 제1 커터 교체 부품(12) 및 제2 커터 교체 부품(14)이 커터 교체 과정에 지속적으로 정확하게 결합 및 위치 정렬되게 하는 것이다.
이 발명에서 해결하고자 하는 과제는 자동화된 가공 기계에서 발생하는 문제 중 하나인, 공구의 마모 또는 가공 위치의 변화에 따른 공구 교환을 보다 효율적으로 처리하기 위한 것이다. 이를 위해 기존의 자동화된 가공 기계에서 사용되던 공구 교환 기술에 대한 문제점을 보완하고, 기존 기술에서 발생하는 공구 연결 부분에서의 불안정성과 정확성 문제를 개선하여 보다 신속하고 정확한 공구 교환을 가능하게 하는 것이다.
본 발명은 로봇팔 말단 축 기계식 자동 커터 교체 기구를 제공하는 바, 제1 연결판, 복수의 제2 연결판 및 복수의 커터 교체 시트를 포함하며; 해당 제1 연결판은 로봇팔 말단 축 상에 고정되고, 해당 로봇팔 말단 축을 따라 이동하며, 해당 제1 연결판은 제1 가이드 유닛, 제1 링크 유닛, 및 제1 자기작용 유닛을 포함한다. 상기 제2 연결판은 복수의 공구 부품이 고정되게 하고, 각 제2 연결판은 제2 가이드 유닛, 제2 링크 유닛, 및 제2 자기작용 유닛을 포함하며, 각 제2 연결판은 각 커터 교체 시트에 각각 구비되고 선택적으로 상기 커터 교체 시트를 이탈할 수 있다.
상기 제2 연결판이 상기 커터 교체 시트에 구비될 때, 해당 로봇팔 말단 축은 해당 제1 연결판을 구동시켜 상기 어느 한 상기 제2 연결판에 근접하고, 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판을 당겨 상기 커터 교체 시트를 이탈하며, 구체적으로, 해당 로봇팔 말단 축이 해당 제1 연결판을 구동시켜 해당 제2 연결판과 대향되게 미리 설정된 거리까지 근접할 때, 해당 제1 가이드 유닛과 해당 제2 가이드 유닛이 공동으로 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판을 가이드하여 상호 정렬 접합되게 하고, 상기 제1 자기작용 유닛과 상기 제2 자기작용 유닛은 미리 설정된 거리 내에서 자기력을 통하여 상호 흡인되어 자기 결합력을 구비하며, 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판은 해당 자기 결합력을 통하여 상호 결합되고, 해당 자기 결합력의 작용 하에서, 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판은 해당 제1 링크 유닛과 해당 제2 링크 유닛이 기계적으로 연결되어, 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판이 상호 고정되게 한다.
나아가, 해당 제1 자기작용 유닛과 해당 제2 자기작용 유닛이 모두 자석이거나, 또는 하나가 자석이고 다른 하나가 자기 감지 부품이다.
나아가, 해당 제1 가이드 유닛은 돌출부이고, 해당 돌출부는 제3 방향을 따라 제1 가이드 홀을 구비하며, 해당 제1 링크 유닛은 해당 제1 가이드 홀 내의 제1 받침핀을 포함하고, 해당 제1 받침핀은 제1 작용력을 가지며; 해당 제2 가이드 유닛은 해당 돌출부에 대응되는 오목홈이고, 해당 제2 링크 유닛은 해당 제3 방향에서 이동가능하게 각 상기 제2 연결판에 구비된 제2 받침핀, 및 제2 방향에서 이동 가능하게 각 상기 제2 연결판에 구비된 가이드 록을 포함하며, 해당 가이드 록은 해당 제2 받침핀에 연동되어 해당 오목홈으로부터 인출되거나 또는 숨겨지며; 해당 로봇팔 말단 축은 해당 제1 연결판을 구동시켜 제2 방향을 따라 상기 제2 연결판에 근접하고, 해당 돌출부를 통하여 해당 오목홈에 매칭되어 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판이 상호 정렬 접합되게 하며, 해당 제1 자기작용 유닛과 해당 제2 자기작용 유닛이 해당 제2 방향에서 해당 자기 결합력을 생성하는 것을 통하여 상호 결합되고, 해당 로봇팔 말단 축이 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판을 당겨 해당 제1 방향을 따라 상기 커터 교체 시트와 멀어지고, 해당 제1 방향은 해당 제2 방향과 협각을 가지며, 해당 가이드 록은 제2 작용력을 인가하여 해당 제1 작용력을 극복하여 해당 제2 받침핀을 구동시켜 해당 제1 받침핀을 밀어 이동시킴으로써, 해당 제2 받침핀이 해당 제1 가이드 홀에 진입하여 상기 기계식 연결을 형성하게 하며, 이로써 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판이 상호 고정되게 한다.
나아가, 상기 각 커터 교체 시트는 모두 제3 힘 인가 부품 및 적어도 하나의 돌출 기둥을 포함하고, 해당 로봇팔 말단 축으로 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판을 구동시켜 해당 제1 방향을 따라 상기 커터 교체 시트로 이동할 때, 해당 돌출 기둥이 해당 가이드 록을 밀어 해당 제2 작용력을 극복하며, 제1 받침핀은 해당 제1 작용력을 빌어 해당 제2 받침핀을 밀어 이동시켜, 해당 제2 받침핀이 해당 오목홈에 숨겨지게 하여 해당 기계식 연결을 해제하고, 해당 제3 힘 인가 부품은 해당 제2 연결판으로 제3 작용력을 인가하여 해당 제2 연결판이 상기 커터 교체 시트에 구비될 수 있게 하며, 해당 제1 연결판은 해당 제2 방향을 따라 해당 제2 연결판과 멀어진다.
나아가, 해당 제1 작용력, 해당 제2 작용력, 및 해당 제3 작용력은 탄성력 또는 자기력이다.
나아가, 상기 제2 연결판은 적어도 하나의 가이드 록 홈을 구비하여 상기 가이드 록과 제2 힘 인가 부품을 수용하고, 상기 가이드 록은 오목홈부 및 가이드 경사면을 구비하며, 해당 제2 받침핀은 해당 가이드 경사면에 대응되게 제2 받침핀 경사면을 구비하고, 상기 제2 연결판이 상기 커터 교체 시트에서 멀어질 때, 해당 제2 힘 인가 부품은 해당 제2 작용력을 인가하여 해당 가이드 록을 구동시키고, 이를 통하여 해당 가이드 경사면과 해당 제2 받침핀 경사면이 배합되어, 해당 제2 받침핀이 해당 오목홈에서 인출되어 해당 제1 작용력을 극복하게 해당 제1 가이드 홀에 진입하게 하며; 상기 제2 연결판이 상기 커터 교체 시트로 이동할 때, 해당 돌출 기둥이 상기 가이드 록 홈에 삽입되고, 상기 돌출 기둥이 해당 가이드 록을 밀어 이동시켜 해당 제2 작용력을 극복하며, 해당 제1 받침핀이 해당 제1 작용력을 이용하여 해당 제2 받침핀을 밀어 해당 오목홈부로 이동시켜, 해당 제2 받침핀이 해당 제1 가이드 홀을 이탈하여 해당 오목홈에 숨겨지게 한다. 더 나아가, 해당 제1 가이드 홀 내에 제1 힘 인가 부품을 구비하고, 해당 제1 힘 인가 부품이 해당 제1 받침핀에 대하여 해당 제1 작용력을 인가한다.
나아가, 해당 제1 연결판은 제1 접촉면을 포함하고, 해당 제1 접촉면에 제1 슬롯을 구비하며, 해당 제1 자기작용 유닛이 해당 제1 슬롯에 삽입되고 해당 제1 자기작용 유닛과 해당 제1 접촉면이 평행하며; 해당 제2 연결판은 제2 접촉면을 포함하고, 해당 제2 접촉면에 제2 슬롯을 구비하며, 해당 제2 자기작용 유닛이 해당 제2 슬롯에 삽입되고 해당 제2 자기작용 유닛과 해당 제2 접촉면이 평행하다.
나아가, 해당 자기 결합력의 방향과 해당 기계식 연결의 방향이 다르다.
상기 기술적 특징에 의하여 하기 효과를 달성할 수 있다.
1. 커터 교체 과정에서, 해당 제1 연결판 및 해당 제2 연결판은 해당 제1 자기작용 유닛 및 해당 제2 자기작용 유닛 사이의 자기 결합력을 통하여 상호 결합되어, 해당 제2 연결판과 해당 커터 교체 시트의 분리 과정이 안정적이고 흔들리거나 진동하지 않게 하여, 해당 제1 연결판의 제1 링크 유닛 및 해당 제2 연결판의 제2 링크 유닛이 정확하게 기계식 연결을 완성하게 하여, 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판이 상호 고정되게 하고, 해당 자기 결합력을 통하여 해당 제1 연결판은 지속적으로 힘을 인가하여 해당 제2 연결판과의 결합 위치 정렬을 확보할 필요가 없다.
2. 수요에 의하여, 해당 제1 자기작용 유닛 및 해당 제2 자기작용 유닛의 자기력 구성은 예를 들면 해당 제2 연결판 및 커터의 중량에 의하여 구성을 진행할 수 있다.
3. 해당 제1 자기작용 유닛과 해당 제2 자기작용 유닛이 모두 자석을 사용할 수 있거나, 또는 하나가 자석이고 다른 하나가 자기 감지 부품이다.
도 1은 본 발명의 실시예의 로봇팔 말단 축의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예의 로봇팔 말단 축이 제1 연결판을 구동시켜 커터 교체 시트 상의 제2 연결판에 대응되게 하는 입체 외관도이다.
도 3은 본 발명의 실시예의 로봇팔 말단 축이 제1 연결판을 구동시켜 커터 교체 시트 상의 제2 연결판에 연결되게 하는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예의 제1 연결판의 입체 외관도이다.
도 5는 본 발명의 실시예의 제1 연결판의 제1 접촉면의 도면이다.
도 6은 도 5의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예의 제2 연결판의 입체 외관도이다.
도 8은 본 발명의 실시예의 제2 연결판의 제2 접촉면의 도면이다.
도 9는 도 8의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예의 제2 연결판이 커터 교체 시트에 구비되고 또한 제1 연결판과 제2 연결판이 상응하게 결합될 때의 입체 외관도이다.
도 11은 본 발명의 실시예의 제2 연결판이 커터 교체 시트에 구비되고 또한 제1 연결판과 제2 연결판이 상응하게 결합될 때의 측면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예의 제2 연결판이 커터 교체 시트에 구비되고 또한 제1 연결판과 제2 연결판이 상응하게 결합될 때의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예의 제2 연결판이 커터 교체 시트에 구비되고 또한 제1 연결판과 제2 연결판이 제1 자기작용 유닛과 해당 제2 자기작용 유닛 사이의 자기 결합력을 통하여 상호 결합되는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예의 로봇팔 말단 축이 제1 연결판 및 제2 연결판을 구동시켜 커터 교체 시트로부터 이탈되는 조작 과정의 입체 외관도이다.
도 15는 본 발명의 실시예의 로봇팔 말단 축이 제1 연결판 및 제2 연결판을 구동시켜 커터 교체 시트로부터 이탈되는 조작 과정의 측면도이다.
도 16은 본 발명의 실시예의 로봇팔 말단 축이 제1 연결판 및 제2 연결판을 구동시켜 커터 교체 시트로부터 이탈되는 조작 과정의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예의 로봇팔 말단 축이 제1 연결판 및 제2 연결판을 구동시켜 완전히 커터 교체 시트로부터 이탈되는 입체 외관도이다.
도 18은 본 발명의 실시예의 로봇팔 말단 축이 제1 연결판 및 제2 연결판을 구동시켜 완전히 커터 교체 시트로부터 이탈되는 입체 측면도이다.
도 19는 본 발명의 실시예의 로봇팔 말단 축이 제1 연결판 및 제2 연결판을 구동시켜 완전히 커터 교체 시트로부터 이탈되는 입체 단면도이다.
도 20은 본 발명의 실시예에서, 로봇팔 말단 축이 제1 연결판 및 제2 연결판을 구동시켜 커터 교체 시트로부터 이탈되는 과정에서, 전반 과정에 모두 제1 자기작용 유닛 및 제2 자기작용 유닛 사이의 자기 결합력을 통하여 상호 결합되어 제1 연결판 및 제2 연결판이 정확한 위치 정렬을 유지하고 또한 견고하게 결합되게 하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예의 로봇팔 말단 축이 제1 연결판을 구동시켜 커터 교체 시트 상의 제2 연결판에 대응되게 하는 입체 외관도이다.
도 3은 본 발명의 실시예의 로봇팔 말단 축이 제1 연결판을 구동시켜 커터 교체 시트 상의 제2 연결판에 연결되게 하는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예의 제1 연결판의 입체 외관도이다.
도 5는 본 발명의 실시예의 제1 연결판의 제1 접촉면의 도면이다.
도 6은 도 5의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예의 제2 연결판의 입체 외관도이다.
도 8은 본 발명의 실시예의 제2 연결판의 제2 접촉면의 도면이다.
도 9는 도 8의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예의 제2 연결판이 커터 교체 시트에 구비되고 또한 제1 연결판과 제2 연결판이 상응하게 결합될 때의 입체 외관도이다.
도 11은 본 발명의 실시예의 제2 연결판이 커터 교체 시트에 구비되고 또한 제1 연결판과 제2 연결판이 상응하게 결합될 때의 측면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예의 제2 연결판이 커터 교체 시트에 구비되고 또한 제1 연결판과 제2 연결판이 상응하게 결합될 때의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예의 제2 연결판이 커터 교체 시트에 구비되고 또한 제1 연결판과 제2 연결판이 제1 자기작용 유닛과 해당 제2 자기작용 유닛 사이의 자기 결합력을 통하여 상호 결합되는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예의 로봇팔 말단 축이 제1 연결판 및 제2 연결판을 구동시켜 커터 교체 시트로부터 이탈되는 조작 과정의 입체 외관도이다.
도 15는 본 발명의 실시예의 로봇팔 말단 축이 제1 연결판 및 제2 연결판을 구동시켜 커터 교체 시트로부터 이탈되는 조작 과정의 측면도이다.
도 16은 본 발명의 실시예의 로봇팔 말단 축이 제1 연결판 및 제2 연결판을 구동시켜 커터 교체 시트로부터 이탈되는 조작 과정의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예의 로봇팔 말단 축이 제1 연결판 및 제2 연결판을 구동시켜 완전히 커터 교체 시트로부터 이탈되는 입체 외관도이다.
도 18은 본 발명의 실시예의 로봇팔 말단 축이 제1 연결판 및 제2 연결판을 구동시켜 완전히 커터 교체 시트로부터 이탈되는 입체 측면도이다.
도 19는 본 발명의 실시예의 로봇팔 말단 축이 제1 연결판 및 제2 연결판을 구동시켜 완전히 커터 교체 시트로부터 이탈되는 입체 단면도이다.
도 20은 본 발명의 실시예에서, 로봇팔 말단 축이 제1 연결판 및 제2 연결판을 구동시켜 커터 교체 시트로부터 이탈되는 과정에서, 전반 과정에 모두 제1 자기작용 유닛 및 제2 자기작용 유닛 사이의 자기 결합력을 통하여 상호 결합되어 제1 연결판 및 제2 연결판이 정확한 위치 정렬을 유지하고 또한 견고하게 결합되게 하는 단면도이다.
하기 실시예는 단지 본 발명의 로봇팔 말단 축 기계식 자동 커터 교체 기구를 보조적으로 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 제한하는 것이 아니다.
이해를 돕기 위하여, 하기 실시예의 설명에서 “결합”은 “자기력”에 의한 연결 관계를 설명하고, “고정”은 “기계식 연결”에 의한 고정 관계를 설명한다.
자기 결합력: 자기 흡착 효과를 이용하여 발생시키는 결합력이다.
결합: 두 객체가 자기 결합력을 통하여 형성하는 연결 관계로서, “결합”은 두 객체가 자기력을 통하여 연결을 유지하게 하고, 두 객체는 쉽게 분리되지 않는다.
기계식 연결: 두 객체가 실체 어셈블리 사이의 선택적 링크를 통하여, 두 객체에 대하여 자유도에 대한 제한을 진행하여, 두 객체가 상호 고정되게 한다.
고정: 두 객체가 기계식 링크를 통하여 형성하는 안정적인 연결 관계로서, 해당 기계식 연결은 선택적으로 수행하고 선택적으로 해제할 수 있으며, 기계식 연결을 해제하기 전, “고정”은 두 객체가 서로 분리되지 않게 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예의 자동 커터 교체 기구는 로봇팔 말단 축(A)이 수행하며, 구체적으로 말하면, 해당 로봇팔 말단 축(A)에 제1 연결판(1)이 결합 고정되거나, 또는 해당 제1 연결판(1)이 로봇팔 말단 축(A)으로부터 연장되는 바, 예를 들면 해당 제1 연결판(1)은 해당 로봇팔 말단 축(A)에 성형된 것일 수 있고, 본 발명의 제1 연결판(1)은 로봇팔 말단 축(A)에 록킹(locking) 고정된 것이다. 도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 로봇팔 말단 축(A)이 해당 제1 연결판(1)을 이용하여 공구 교환 장치에서 커터를 교체하는 바, 해당 공구 교환 장치는 복수의 커터 교체 시트(2)를 구비하며, 도 2는 두 커터 교체 시트(2)를 도시하는 바, 해당 두 커터 교체 시트(2)에는 각각 제2 연결판(3)이 구비되고, 또한 예를 들면 가공 커터인 공구 부품이 해당 제2 연결판(3) 상에 고정된다(해당 공구 부품이 해당 제2 연결판(3)에 결합되는 방식은 종래의 커터 교체 기구의 결합 방식을 사용할 수 있기 때문에, 도면에 해당 공구 부품을 도시하지 않음). 해당 로봇팔 말단 축(A)을 조작하여 제2 방향(D2)에 따라 해당 커터 교체 시트(2)에 접근하여, 해당 제1 연결판(1)이 해당 제2 연결판(3)에 근접하게 하고, 그 후 해당 로봇팔 말단 축(A)을 조작하여 해당 제1 연결판(1)과 해당 제2 연결판(3)을 구동시켜 제1 방향(D1)에 따라 해당 커터 교체 시트(2)를 이탈하게 하여, 해당 제1 연결판(1)과 해당 제2 연결판(3)이 상호 고정되어 커터 교체 작업을 완성하게 한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 해당 제1 연결판(1)은 제1 접촉면(11)을 포함하고, 해당 제1 접촉면(11)에 제1 가이드 유닛을 구비하며, 본 실시예의 해당 제1 가이드 유닛은 돌출부(12)이고, 해당 돌출부(12)는 제3 방향(D3)을 따라 연장되며, 해당 제1 접촉면(11)은 또한 두 제1 슬롯(13)을 구비하고, 해당 두 제1 슬롯(13)은 각각 해당 돌출부(12)의 마주하는 양측에 구비되며, 각각 제1 자기작용 유닛(14)이 상기 제1 슬롯(13)에 삽입되고, 해당 제1 자기작용 유닛(14)과 해당 제1 접촉면(11)이 평행하다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 해당 제2 연결판(3)은 제2 접촉면(31)을 포함하고, 해당 제2 접촉면(31)에 제2 가이드 유닛을 구비하며, 본 실시예의 해당 제2 가이드 유닛은 상기 돌출부(12)에 대응되는 오목홈(32)이고, 해당 돌출부(31)는 또한 두 제2 슬롯(33)을 구비하며, 해당 두 제2 슬롯(33)은 각각 해당 오목홈(32)의 마주하는 양측에 구비되고, 각각 제1 자기작용 유닛(34)이 상기 제2 슬롯(33)에 삽입되고, 해당 제2 자기작용 유닛(34)과 해당 제2 접촉면(31)이 평행하다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 해당 로봇팔 말단 축(미도시)이 해당 제1 연결판(1)을 구동시켜 해당 제2 연결판(3)과 미리 설정된 거리(본 실시예에서는 돌출부(12)의 높이)까지 근접할 때, 매칭되는 해당 돌출부(12)가 해당 오목홈(32)에 삽입되어, 해당 제1 연결판(1)의 제1 접촉면(11)이 해당 제2 연결판(3)의 제2 접촉면(31)에 접촉되게 하여 해당 제1 연결판(1)과 해당 제2 연결판(3)이 상호 정렬 접합되게 하고, 상기 제1 자기작용 유닛(14)과 상기 제2 자기작용 유닛(34)은 해당 미리 설정된 거리 내에서 자기력을 통하여 상호 흡인되어 자기 결합력을 구비하며, 해당 제1 연결판(1)과 해당 제2 연결판(3)은 해당 자기 결합력을 통하여 해당 제2 방향(D2)에서 상호 결합된다(도 13 참조). 해당 자기 결합력의 작용 하에서, 해당 제1 연결판(1)과 해당 제2 연결판(3)은 해당 제1 연결판(1)의 제1 링크 유닛과 해당 제2 연결판(3)의 제2 링크 유닛을 통하여 기계적 연결을 형성하여, 해당 제1 연결판(1)과 해당 제2 연결판(3)이 상호 고정되게 하는 바, 상세하게 말하면, 해당 제1 연결판(1)의 돌출부(12)는 해당 제3 방향(D3)에 따라 제1 가이드 홀(121)을 구비하고, 해당 제1 가이드 홀(121) 내 중간 구간에는 제1 힘 인가 부품(15)이 구비되며, 해당 제1 링크 유닛은 해당 제1 가이드 홀(121) 내 마주하는 양단에 제1 받침핀(16)을 포함하고, 상기 제1 받침핀(16)은 해당 제1 힘 인가 부품(15)에 접촉되어, 해당 제1 힘 인가 부품(15)이 상기 제1 받침핀(16)의 제1 작용력을 제공하게 하고, 해당 제1 받침핀(16)의 단부에는 받침핀 플랜지(161)를 구비하고, 해당 제1 가이드 홀(121)의 양단에는 각각 슬리브(122)가 고정되어 있으며, 해당 받침핀 플랜지(161)를 이용하여 해당 슬리브(122)에 접촉되어, 제1 받침핀(16)이 해당 제1 가이드 홀(121)에서 이탈되지 않게 하며; 해당 제2 연결판(3)의 마주하는 양측은 해당 제1 방향(D1)에 내부로 오목진 제1 가이드 록 홈(35)을 구비하고, 해당 가이드 록 홈(35)은 개구(351)를 구비하며, 해당 가이드 록 홈(35) 내에 제2 힘 인가 부품(36)을 구비하고, 해당 제2 링크 유닛은 가이드 록(37)을 포함하여 해당 가이드 록 홈(35) 내에 구비되고 해당 제2 힘 인가 부품(36)에 접촉되며, 해당 제2 링크 유닛은 또한 해당 제3 방향(D3)에 각각 해당 오목홈(32)의 마주하는 양측으로부터 돌출되거나 또는 해당 제2 연결판(3) 내로 수축되는 제2 받침핀(38)을 구비하는 바, 구체적으로, 해당 가이드 록(37)은 오목홈부(371) 및 가이드 경사면(372)을 구비하고, 해당 제2 받침핀(38)의 해당 가이드 록(37)에 대응되는 가이드 경사면(372)에는 받침핀 경사면(381)을 구비하고, 상기 제2 받침핀(38) 상에 스프링(39)이 씌워지며, 해당 스프링(39)은 힘을 제공하여 해당 제2 받침핀(38)이 해당 제2 연결판(3) 내로 수축되게 하고, 해당 제2 받침핀(38)의 오목홈(33)과 멀리 떨어진 일단에는 차단판(382)을 구비하며, 해당 차단판(382)이 가이드 록 홈(35)에 접촉되는 것을 통하여, 해당 제2 받침핀(38)이 해당 오목홈(32)의 극한 위치로 돌출되게 인출되는 것을 제한한다. 해당 제2 힘 인가 부품(36)은 제2 작용력을 제공하여 해당 제2 받침핀(38)이 해당 가이드 경사면(372)을 통하여 해당 제2 받침핀 경사면(381)과 배합되어 해당 오목홈(32)으로부터 인출되게 한다. 여기에서 본 실시예의 해당 제1 힘 인가 부품(15) 및 해당 제2 힘 인가 부품(36)은 탄성 부품을 사용하지만 이에 제한되지 않는 바, 예를 들면 자기 부품을 사용할 수 있다.
상기 커터 교체 시트(2)에는 제3 힘 인가 부품(21)이 구비되어 제3 작용력을 제공할 수 있고, 상기 가이드 록 홈(35)에 대응되게 돌출 기둥(22)이 구비된다. 해당 제2 연결판(3)이 해당 커터 교체 시트(2) 상에 구비될 때, 해당 커터 교체 시트(2)의 돌출 기둥(22)이 해당 개구(351)를 통하여 해당 제2 연결판(3)의 가이드 록 홈(35)에 삽입되고 또한 해당 가이드 록(37)을 밀어 접촉시켜 해당 제2 작용력을 극복함으로써, 해당 제2 받침핀(38)이 해당 오목부(371)에 위치하여 해당 제2 연결판(3) 내로 수축되게 한다. 본 실시예의 해당 제3 힘 인가 부품(21)은 자기 부품을 사용하고, 해당 제2 연결판(3)에는 상응하게 자기 감지 부품(30)이 구비되며, 해당 제3 작용력은 해당 자기 부품의 자기력이고, 해당 제3 작용력이 해당 자기 감지 부품(30)에 작용하는 것을 통하여, 상기 제2 연결판(3)이 해당 제3 작용력에 의하여 상기 커터 교체 시트(2)에 구비되게 하고, 해당 제3 작용력을 통하여, 커터 교체 과정에 해당 제3 연결판(3)이 완전하게 커터 교체 시트(2)와 분리되기 전, 해당 제3 작용력은 여전히 지속적으로 제2 연결판(3)에 힘을 가하여, 해당 제2 연결판(3)이 커터 교체 과정에 떨어지는 것을 방지하며; 마찬가지로, 제2 연결판(3)이 커터 교체 시트(2)로 진입할 때, 해당 제3 작용력은 역시 제2 연결판(3)에 힘을 인가하는 것을 유지하여, 해당 제2 연결판(3)이 커터 교체 과정에 떨어지는 것을 방지한다.
도 14 내지 도 16을 참조하면, 해당 로봇팔 말단 축이 해당 제1 연결판(1)과 해당 제2 연결판(3)을 당겨 제1 방향(D1)을 따라 점차적으로 상기 커터 교체 시트(2)를 이탈할 때, 해당 제2 연결판(3)은 점차적으로 해당 커터 교체 시트(2)의 돌출 기둥(22)을 이탈하여, 해당 제2 힘 인가 부품(36)이 해당 가이드 록(37)에 대하여 해당 제2 작용력을 인가하게 하는 바, 해당 제2 작용력이 해당 스프링(39)이 해당 제2 받침핀(38)에 인가하는 힘보다 크고 또한 해당 제1 힘 인가 부품(17)이 상기 제1 받침핀(18)에 인가하는 제1 작용력보다 크기 때문에, 해당 가이드 록(37)의 가이드 경사면(372)과 해당 제2 받침핀(38)의 받침핀 경사면(381)의 배합을 통하여, 해당 제2 받침핀(38)은 해당 오목홈(32)으로부터 인출되고, 해당 제1 가이드 홀(121)에 삽입되어 상기 기계식 연결을 형성하고, 이를 통하여 해당 제1 연결판(1)과 해당 제2 연결판(3)이 상호 고정되게 한다.
다시 도 17 내지 도 19를 참조하면, 해당 로봇팔 말단 축이 나아가 해당 제1 연결판(1)과 해당 제2 연결판(3)을 당겨 제1 방향(D1)을 따라 완전히 상기 커터 교체 시트(2)를 이탈하고, 이때 해당 제2 연결판(3)은 완전히 해당 커터 교체 시트(2)의 돌출 기둥(22)을 이탈하고, 해당 로봇팔 말단 축에 의하여 구동되어 작업한다.
도 13 및 도 20을 참조하면, 해당 제2 연결판(3)과 해당 커터 교체 시트(2)가 아직 완전히 분리되지 않거나 또는 해당 제1 연결판(1) 및 해당 제2 연결판(3)이 아직 완전하게 상호 고정되지 않을 때, 해당 제1 연결판(1) 및 해당 제2 연결판(3)은 해당 제1 자기작용 유닛(14) 및 제2 자기작용 유닛(34) 사이의 자기 결합력을 통하여 상호 결합될 수 있고, 해당 자기 결합력의 방향과 해당 기계식 연결의 방향이 다르며, 구체적으로 말하면 해당 자기 결합력의 방향이 해당 제1 힘 인가 부품(15) 및 해당 제2 힘 인가 부품(36)의 작용력과 달라, 해당 제2 연결판(3)과 해당 커터 교체 시트(2)의 분리 과정에 안정적이고 흔들리고 떨리지 않으며 엇갈림이 발생하지 않고 해당 제1 연결판(1)과 정확한 위치 정렬을 유지하고 견고하게 결합되어, 해당 제1 연결판(1)이 지속적으로 힘을 인가하여 해당 제2 연결판(3)과의 위치 정력을 유지할 필요가 없고, 자기력 구성은 예를 들면 해당 제2 연결판 및 커터의 중량에 의하여 구성을 진행할 수 있으며, 수요에 따라 해당 제1 자기작용 유닛(14) 및 제2 자기작용 유닛(34)은 모두 자기 부품을 사용하거나, 또는 그 중의 하나가 자석이고, 다른 하나가 자기 감지 부품일 수 있다.
상기 실시예의 설명을 종합하면, 이상에서는 본 발명을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.
A: 로봇팔 말단 축
1: 제1 연결판
11: 제1 접촉면
12: 돌출부
121: 제1 가이드 홀
122: 슬리브
13: 제1 슬롯
14: 제1 자기 부품
15: 제1 힘 인가 부품
16: 제1 받침핀
161: 받침핀 플랜지
2: 커터 교체 시트
21: 제3 힘 인가 부품
22: 돌출 기둥
3: 제2 연결판
31: 제2 접촉면
32: 오목홈
33: 제2 슬롯
34: 제2 자기 부품
35: 가이드 록 홈
351: 개구
36: 제2 힘 인가 부품
37: 가이드 록
371: 오목부
372: 가이드 경사면
38: 제2 받침핀
381: 받침핀 경사면
382: 차단판
39: 스프링
30: 자기 감지 부품
D1: 제1 방향
D2: 제2 방향
D3: 제3 방향
1: 제1 연결판
11: 제1 접촉면
12: 돌출부
121: 제1 가이드 홀
122: 슬리브
13: 제1 슬롯
14: 제1 자기 부품
15: 제1 힘 인가 부품
16: 제1 받침핀
161: 받침핀 플랜지
2: 커터 교체 시트
21: 제3 힘 인가 부품
22: 돌출 기둥
3: 제2 연결판
31: 제2 접촉면
32: 오목홈
33: 제2 슬롯
34: 제2 자기 부품
35: 가이드 록 홈
351: 개구
36: 제2 힘 인가 부품
37: 가이드 록
371: 오목부
372: 가이드 경사면
38: 제2 받침핀
381: 받침핀 경사면
382: 차단판
39: 스프링
30: 자기 감지 부품
D1: 제1 방향
D2: 제2 방향
D3: 제3 방향
Claims (8)
- 로봇팔 말단 축 기계식 자동 커터 교체 기구에 있어서,
제1 연결판, 복수의 제2 연결판, 및 복수의 커터 교체 시트를 포함하며;
해당 제1 연결판은 로봇팔 말단 축 상에 고정되고, 해당 로봇팔 말단 축을 따라 이동하고, 제1 가이드 유닛, 제1 링크 유닛, 및 제1 자기작용 유닛을 포함하며, 해당 제1 가이드 유닛은 돌출부이고, 해당 돌출부는 제3 방향을 따라 제1 가이드 홀을 구비하고, 해당 제1 링크 유닛은 해당 제1 가이드 홀 내의 제1 받침핀을 포함하고, 해당 제1 받침핀은 제1 작용력을 가지며;
복수의 제2 연결판은 복수의 공구 부품이 고정되게 하고, 각 제2 연결판은 제2 가이드 유닛, 제2 링크 유닛, 및 제2 자기작용 유닛을 포함하며, 해당 제2 가이드 유닛은 해당 돌출부에 대응되는 오목홈이고, 해당 제2 링크 유닛은 해당 제3 방향에서 이동 가능하게 각 상기 제2 연결판에 구비된 제2 받침핀, 및 제2 방향에서 이동 가능하게 각 상기 제2 연결판에 구비된 가이드 록을 포함하며, 해당 가이드 록은 해당 제2 받침핀에 연동되어 해당 오목홈으로부터 인출되거나 또는 숨겨지며;
복수의 커터 교체 시트에서 각 제2 연결판은 각 커터 교체 시트에 각각 구비되고 선택적으로 상기 커터 교체 시트를 이탈할 수 있으며;
해당 로봇팔 말단 축은 해당 제1 연결판을 구동시켜 제2 방향을 따라 상기 제2 연결판에 근접하고, 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판이 대향되게 미리 설정된 거리까지 근접할 때, 해당 돌출부 형태의 해당 제1 가이드 유닛과 해당 오목홈 형태의 해당 제2 가이드 유닛이 상호 매칭되어 공동으로 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판을 가이드하여 상호 정렬 접합되게 하고, 상기 제1 자기작용 유닛과 상기 제2 자기작용 유닛은 해당 제2 방향에서 미리 설정된 거리 내에서 자기력을 통하여 상호 흡인되어 자기 결합력을 구비하며, 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판은 해당 자기 결합력을 통하여 상호 결합되고, 해당 자기 결합력의 작용 하에서, 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판은 해당 제1 링크 유닛과 해당 제2 링크 유닛의 기계적으로 연결되어, 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판이 상호 고정되게 하는 바, 해당 로봇팔 말단 축이 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판을 당겨 해당 제1 방향을 따라 상기 커터 교체 시트와 멀어지고, 해당 제1 방향은 해당 제2 방향과 협각을 가지며, 해당 가이드 록은 제2 작용력을 인가하여 해당 제1 작용력을 극복하여 해당 제2 받침핀을 구동시켜 해당 제1 받침핀을 밀어 이동시킴으로써, 해당 제2 받침핀이 해당 제1 가이드 홀에 진입하여 상기 기계식 연결을 형성하게 하며, 이로써 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판이 상호 고정되게 하는 것을 특징으로 하는, 로봇팔 말단 축 기계식 자동 커터 교체 기구. - 제1항에 있어서,
해당 제1 자기작용 유닛과 해당 제2 자기작용 유닛이 모두 자석이거나, 또는 하나가 자석이고 다른 하나가 자기 감지 부품인 것을 특징으로 하는, 로봇팔 말단 축 기계식 자동 커터 교체 기구. - 제1항에 있어서,
상기 각 커터 교체 시트는 모두 제3 힘 인가 부품 및 적어도 하나의 돌출 기둥을 포함하고, 해당 로봇팔 말단 축으로 해당 제1 연결판과 해당 제2 연결판을 구동시켜 해당 제1 방향을 따라 상기 커터 교체 시트로 이동할 때, 해당 돌출 기둥이 해당 가이드 록을 밀어 해당 제2 작용력을 극복하며, 제1 받침핀은 해당 제1 작용력을 빌어 해당 제2 받침핀을 밀어 이동시켜, 해당 제2 받침핀이 해당 오목홈에 숨겨지게 하여 해당 기계식 연결을 해제하고, 해당 제3 힘 인가 부품은 해당 제2 연결판으로 제3 작용력을 인가하여 해당 제2 연결판이 상기 커터 교체 시트에 구비될 수 있게 하며, 해당 제1 연결판은 해당 제2 방향을 따라 해당 제2 연결판과 멀어지는 것을 특징으로 하는, 로봇팔 말단 축 기계식 자동 커터 교체 기구. - 제3항에 있어서,
해당 제1 작용력, 해당 제2 작용력, 및 해당 제3 작용력은 탄성력 또는 자기력인 것을 특징으로 하는, 로봇팔 말단 축 기계식 자동 커터 교체 기구. - 제3항에 있어서,
상기 제2 연결판은 적어도 하나의 가이드 록 홈을 구비하여 상기 가이드 록과 제2 힘 인가 부품을 수용하고, 상기 가이드 록은 오목홈부 및 가이드 경사면을 구비하며, 해당 제2 받침핀은 해당 가이드 경사면에 대응되게 제2 받침핀 경사면을 구비하고, 상기 제2 연결판이 상기 커터 교체 시트에서 멀어질 때, 해당 제2 힘 인가 부품은 해당 제2 작용력을 인가하여 해당 가이드 록을 구동시키고, 이를 통하여 해당 가이드 경사면과 해당 제2 받침핀 경사면이 배합되어, 해당 제2 받침핀이 해당 오목홈에서 인출되어 해당 제1 작용력을 극복하게 해당 제1 가이드 홀에 진입하게 하며; 상기 제2 연결판이 상기 커터 교체 시트로 이동할 때, 해당 돌출 기둥이 상기 가이드 록 홈에 삽입되고, 상기 돌출 기둥이 해당 가이드 록을 밀어 이동시켜 해당 제2 작용력을 극복하며, 해당 제1 받침핀이 해당 제1 작용력을 이용하여 해당 제2 받침핀을 밀어 해당 오목홈부로 이동시켜, 해당 제2 받침핀이 해당 제1 가이드 홀을 이탈하여 해당 오목홈에 숨겨지게 하는 것을 특징으로 하는, 로봇팔 말단 축 기계식 자동 커터 교체 기구. - 제5항에 있어서,
해당 제1 가이드 홀 내에 제1 힘 인가 부품을 구비하고, 해당 제1 힘 인가 부품이 해당 제1 받침핀에 대하여 해당 제1 작용력을 인가하는 것을 특징으로 하는, 로봇팔 말단 축 기계식 자동 커터 교체 기구. - 제1항에 있어서,
해당 제1 연결판은 제1 접촉면을 포함하고, 해당 제1 접촉면에 제1 슬롯을 구비하며, 해당 제1 자기작용 유닛이 해당 제1 슬롯에 삽입되고 해당 제1 자기작용 유닛과 해당 제1 접촉면이 평행하며;
해당 제2 연결판은 제2 접촉면을 포함하고, 해당 제2 접촉면에 제2 슬롯을 구비하며, 해당 제2 자기작용 유닛이 해당 제2 슬롯에 삽입되고 해당 제2 자기작용 유닛과 해당 제2 접촉면이 평행한 것을 특징으로 하는, 로봇팔 말단 축 기계식 자동 커터 교체 기구. - 제1항에 있어서,
해당 자기 결합력의 방향과 해당 기계식 연결의 방향이 다른 것을 특징으로 하는, 로봇팔 말단 축 기계식 자동 커터 교체 기구.
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