KR950002379B1

KR950002379B1 - Rotary type stepping actuator

Info

Publication number: KR950002379B1
Application number: KR1019910009957A
Authority: KR
Inventors: 김명길
Original assignee: 주식회사 동창기연; 전진탁
Priority date: 1991-06-17
Filing date: 1991-06-17
Publication date: 1995-03-17
Also published as: KR930000217A

Abstract

The output shaft (18) of the cylinder part (10) is rotated by a screw (19) when the piston (13) is moved. The brake disk (21) is separated from the brake disk (22) by the fluid pressure of a booster (30) and the elasticity of a spring (36). The piston rod (35) is moved by the elasticity of a spring (36) and the fluid pressure. The encoder bracket (42) is attached to the cylinder bracket (32) of the booster (30). The extended shaft (39) from the output shaft (18) is connected with a rotary encoder (40).

Description

Rotary Stepping Actuators

제 1 도는 본 발명의 사시도.1 is a perspective view of the present invention.

제 2 도는 본 발명의 반단면도.2 is a half cross-sectional view of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 실린더부 11 : 복동실린더10 cylinder portion 11: double acting cylinder

12 : 피스톤공 13, 34 : 피스톤12: piston ball 13, 34: piston

15 : 보올너트 16, 17 : 피스톤커버15: Ball nut 16, 17: Piston cover

18 : 출력축 19 : 보올스크류18: output shaft 19: bowl screw

20 : 브레이크부 21, 22 : 브레이크디스크20: brake portion 21, 22: brake disc

24 : 연결판 30 : 부스터24: connecting plate 30: booster

32 : 실린더브라켓트 33 : 타이로드32: cylinder bracket 33: tie rod

35 : 피스톤로드 36 : 스프링35: piston rod 36: spring

38 : 회동축공 39 : 회동축38: rotating shaft 39: rotating shaft

40 : 로터리엔코더 41 : 축40: rotary encoder 41: axis

42 : 엔코더브라켓트42: encoder bracket

본 발명은 복동실린더의 출력축을 소정의 각도에서 정확하게 정지시킬 수 있고 임의의 중간각도에서 정확한 중간정기가 가능토록된 로터리형 스텝핑 엑츄에이터(Rotary Type Stepping Actuator)에 관한 것이다.The present invention relates to a rotary type stepping actuator capable of accurately stopping an output shaft of a double-acting cylinder at a predetermined angle and allowing an accurate intermediate stop at any intermediate angle.

일반적인 로터리형 스텝핑 엑츄에이터는 실린더내의 출력축이 단순히 일정각으로 선회구동토록 되어 있다.In general rotary stepping actuators, the output shaft in a cylinder is simply rotated at an angle.

그러므로, 상기한 종래의 로터리형 스텝평 엑츄에이터는 출력축을 소정의 중간각도(임의각도)에서 중강정지를 시킬 수 없었고, 유,공압회로를 이용해 중간정지를 시키더라도 임의의 각도에서 중간정지의 허용공차가 너무 크므로 제기능을 발휘치 못하는 것이었다.Therefore, the conventional rotary stepped actuator described above cannot stop the intermediate shaft at a predetermined intermediate angle (arbitrary angle) .Also, even when the intermediate shaft is stopped by a hydraulic or pneumatic circuit, the tolerance of the intermediate stop at an arbitrary angle is allowed. Was too large to function properly.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 피스톤을 관통하여 설치된 출력축의 회전에 따라 로터리 엔코더(Rotary Encoder)로부터 발생되는 펄스설정치에 도달됨과 동시에 부스터가 작동됨에 의해 브레이크 디스크가 서로 압압되므로서 복동실린더의 출력축을 정지시키고자하는 소정의 각도에서 정확하게 중간정지시킬 수 있도록한 스텝핑 에어 엑츄에이터를 제공함에 있는 것이다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, the object is to reach the pulse set value generated from the rotary encoder (Rotary Encoder) in accordance with the rotation of the output shaft installed through the piston by operating the booster at the same time The present invention provides a stepping air actuator that allows the brake discs to be pressed against each other so that the output shaft of the double-acting cylinder can be accurately stopped at a predetermined angle.

본 발명의 다른 목적은 브레이크 디스크의 접촉면에 미세한 방사상의 세레이션 돌기를 마련하므로서 브레이크 디스크의 마찰계수가 증가되어 더욱 신속하게 정지시킬 수 있고 고정도의 위치결정이 이루어지도록한 스텝핑에어 엑츄에이터를 제공함에 있는 것이다.Another object of the present invention is to provide a stepping air actuator for providing a fine radial serration projection on the contact surface of the brake disc to increase the friction coefficient of the brake disc to stop it more quickly and to achieve a high-precision positioning. will be.

본 발명의 다른 목적은 고정도의 위치결정이 가능하여 다관절형의 산업용 로보트 및 각도를 제어하는 인덱스장치로 사용이 가능하고 저렴한 가격으로 로보트의 구성이 이루어질 수 있도록한 스텝핑에어 엑츄에이를 제공함에 있는 것이다.Another object of the present invention is to provide a stepping air actuator that can be used as an indexing device for controlling the angle of the multi-joint type industrial robot to enable high-precision positioning and to make the configuration of the robot at a low price will be.

이하에서 본 발명을 첨부된 도면에 의거 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

즉, 본 발명은 제 1 도 및 제 2 도에 도시된 바와 같이 실린더부(10), 브레이크부(20) 및 부스터(30)로 구성되고 상기 부스터(30)의 실린더 브라켓트(32)에는 실린더부(10)의 출력축(18)으로부터 연장된 회동축(39)에 로터리 엔코더(40)가 연결되도록 취부되어 있다.That is, the present invention is composed of a cylinder portion 10, a brake portion 20 and a booster 30, as shown in Figures 1 and 2 and the cylinder bracket 32 of the booster 30 in the cylinder portion It is attached so that the rotary encoder 40 may be connected to the rotation shaft 39 extended from the output shaft 18 of (10).

상기 실린더부(10)는 복동실린더(11)의 하방으로 편심형성된 피스톤공(12)내에서 피스톤(13)이 양단측의 에어포트(Air Port, 14)로부터 에어가 주입됨에 따라 이송가능케 설치되고, 상기 피스톤(13)에는 보올너트(15)가 분할구성된 피스톤커버(16) (17)에 의해 회전되지 않게 취부되는 한편 상기 피스톤(13)의 보올너트(15)에 출력축(18)의 보올스크류(19)가 체결되어 출력축(18)의 양단이 복동실린더(11)단부에서 연장돌출되게 설치되어 있다.The cylinder part 10 is installed to be transportable as air is injected from the air ports 14 at both ends of the piston 13 in the piston hole 12 eccentrically formed below the double-acting cylinder 11. In addition, the bowl nut 15 of the bowl nut of the output shaft 18 is mounted on the bowl nut 15 of the piston 13 while the bowl nut 15 is not mounted by the piston cover 16 and 17. (19) is fastened so that both ends of the output shaft 18 may protrude from the end of the double-acting cylinder (11).

상기 브레이크부(20)는 2개의 브레이크디스크(21) (22)가 서로 대향되게 설치된 브레이크브라켓트(23)가 실린더부(10)의 복동실린더(11)일측단에 취부되되, 상기 브레이크디스크(21)는 회동축(39)의 단부가 연결되는 연결판(24)이 취부된 상태로 출력축(18)의 일측단에 연결취부되고, 상기 브레이크디스크(22)는 회동축공(38)이 천공된 피스톤로드(35)의 일측단에 취부되어 스프링(36)의 탄성력과 부스터(30)의 증압력에 의해 브레이크 디스크(21)로부터 접리되도록 설치되어 있다.The brake unit 20 has a brake bracket 23 in which two brake discs 21 and 22 are opposed to each other is mounted at one end of the double-acting cylinder 11 of the cylinder unit 10, and the brake disc 21 ) Is connected to one end of the output shaft 18 in a state that the connecting plate 24 is connected to the end of the rotating shaft 39, the brake disk 22 is a rotating shaft hole 38 is perforated It is attached to one end of the piston rod 35 and is provided to be folded from the brake disc 21 by the elastic force of the spring 36 and the increasing pressure of the booster 30.

상기 브레이크디스크(21) (22)의 접촉면은 마찰계수가 크게 하면 좋으나 화학적인 부식방법에 의한 방사상의 미세한 세레이션 돌기를 돌출형성함이 가장 바람직하다.The contact surfaces of the brake discs 21 and 22 may have a large coefficient of friction, but most preferably, protrude radial radial serration projections by a chemical corrosion method.

상기 부스터(30)는 브레이크 브라켓트(23)에 실린더(31)와 실린더 브라켓트(32)가 다수의 타이로드(Tie Rod, 33)로 견고하게 취부되고, 상기 브레이크 브라켓트(23)와 피스톤(34)사이에 스프링(36)이 개재되어 피스톤로드(35)에 취부된 피스톤(34)이 탄성적으로 설치되어 있다. 상기 실린더 브라켓트(32)에는 피스톤(34)을 압압하기 위한 유체가 주입되는 유로(37)가 형성되어 있다.The booster 30 has a cylinder 31 and a cylinder bracket 32 firmly mounted to the brake bracket 23 by a plurality of tie rods 33, and the brake bracket 23 and the piston 34. A piston 34 mounted on the piston rod 35 is provided elastically with a spring 36 interposed therebetween. The cylinder bracket 32 is formed with a flow path 37 through which a fluid for pressing the piston 34 is injected.

상기 실린더 브라켓트(32)에는 로터리엔코더(40)의 축(41)이 내측으로 관통되게 취부된 엔코더브라켓트(42)가 취부되되, 상기 피스톤로드(35)의 회동축공(38)내에 회동축(39)이 관통삽입되어 이 회동축(39)의 일측단이 브레이크디스크(21)의 연결판(24)에 연결되고 회동축(39)의 타측단은 로터리엔코더(40)의 축(41)에 연결취부되어 있다.The cylinder bracket 32 is provided with an encoder bracket 42 mounted so that the shaft 41 of the rotary encoder 40 penetrates inward, and has a rotating shaft (38) in the pivot shaft hole 38 of the piston rod 35. 39 is inserted through, and one end of the rotation shaft 39 is connected to the connecting plate 24 of the brake disc 21, and the other end of the rotation shaft 39 is connected to the shaft 41 of the rotary encoder 40. Connection is attached.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the present invention configured as described in detail as follows.

복동실린더(11)의 에어포트(14)로부터 에어가 주입됨에 따라 피스톤(13)이 직진이송되고 이에 따라 피스톤(13)에 취부된 보올너트(15)와 출력축(18)의 보올스크류(19)에 의해 출력축(18)이 회동되게 된다.As air is injected from the air port 14 of the double-acting cylinder 11, the piston 13 moves straight and thus the bowl nut 19 of the bowl nut 15 and the output shaft 18 mounted on the piston 13 are moved. The output shaft 18 is rotated by this.

이때, 출력축(18)의 일측단에 취부된 브레이크디스크(21)의 연결판(24)을 통해 연결되어 있는 회동축(39)이 회동되고 이 회동축(39)에 연결취부된 로터리 엔코더(40)가 회동됨에 따라 로터리엔코더(40)는 회전당 일정수의 펄스가 발생된다.At this time, the rotary shaft 39 connected through the connecting plate 24 of the brake disc 21 mounted at one end of the output shaft 18 is rotated and the rotary encoder 40 connected to the rotating shaft 39 is mounted. The rotary encoder 40 is rotated as a predetermined number of pulses per revolution.

상기 로터리엔코더(40)의 발생펄스를 수치로 입력제어하고 피스톤(13)의 이송거리를 보올스크류(19)의 리드(피치)로 나누어 정해진 펄스발생시 그 출력으로 브레이크부(20)와 부스터(30)를 유, 공압회로의 소레노이드밸브(Solenoid Valve, 도시되지 않았음)에 세어신호를 보낸다. 상기 소레노이드밸브가 동작하면 부스터(30)의 실리더브라켓트(32)에 형성된 유로(37)를 통해 유체가 주입되므로서 피스톤(34)과 피스톤로드(35)가 브레이크디스크(22)측으로 이송되게 된다.The input pulse of the rotary encoder 40 is controlled by a numerical value, and the feed distance of the piston 13 is divided by the lead (pitch) of the bowl screw 19, and the output of the brake unit 20 and the booster 30 is output when the predetermined pulse is generated. ) Is sent to the solenoid valve (not shown) of the oil and pneumatic circuit to send a signal. When the solenoid valve is operated, fluid is injected through the flow path 37 formed in the cylinder bracket 32 of the booster 30 so that the piston 34 and the piston rod 35 are transferred to the brake disc 22 side. do.

상기 부스터(30)의 실린더(31)내로 유체가 주입됨에 따라 유체압력이 증가되고 이 유체압력이 스프링(36)의 탄성력보다 크게 되면서 부터 피스톤(34)이 브레이크디스크(22)측으로 압압되어 출력축(18) 및 피스톤로드(35)의 브레이크디스크(21) (22)가 서로 접촉되고 이로인해 회동중인 출력축(18)은 정지되게 된다.As the fluid is injected into the cylinder 31 of the booster 30, the fluid pressure is increased, and the fluid pressure is larger than the elastic force of the spring 36. 18 and the brake discs 21 and 22 of the piston rod 35 come into contact with each other, whereby the rotating output shaft 18 is stopped.

상기 출력축(18)을 재구동시키려면 부스터(30)의 실린더 브라켓트(32)에 형성된 유로(37)로 가해지는 유체압력을 해제시킴에 따라 스프링(36)의 탄성력에 의해 피스톤로드(35)는 후퇴되고 가압되었던 유체는 유체저장부(도시되지 않았음)에 되돌려져 출력축(18)을 재가동시킬 수 있게 된다.To re-drive the output shaft 18 releases the fluid pressure applied to the flow path 37 formed in the cylinder bracket 32 of the booster 30, the piston rod 35 by the elastic force of the spring 36 The fluid that has been retracted and pressurized is returned to the fluid reservoir (not shown) to reactivate the output shaft 18.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면은 복동실린더(11)내에 설치된 피스톤(13)이 이송됨에 따라 출력축(18)이 회동되는 실린더부(10), 상기 출력축(18)에 취부된 브레이크 디스크(21)와 피스톤로드(35)에 취부된 브레이크디스크(22)가 브레이크 브라켓트(23)내에 대향설치된 브레이크부(20), 피스톤(34)이 취부된 피스톤로드(35)가 실린더(31)내에서 스프링(36)의 탄성력과 유체압력에 의해 왕복이송되게 설치된 부스터(30) 및 상기 실린더부(10)의 출력축(18)으로부터 연장된 회동축(39)에 연결취부된 로터리 엔코더(40)로 구성되는 로터리형 스텝핑 엑츄에이터를 마련하므로서 복동실린더(11)의 출력축(18)을 정지시키고자 하는 소정각도에서 신속하고 정확하게 정지시킬 수 있고 정확한 다각도 정지가 가능한 것이다.As described above, according to the present invention, as the piston 13 installed in the double-acting cylinder 11 is transferred, the cylinder portion 10 in which the output shaft 18 is rotated, and the brake disc mounted on the output shaft 18 ( 21 and the brake disc 22 mounted on the piston rod 35 face each other in the brake bracket 23, and the piston rod 35 on which the piston 34 is mounted in the cylinder 31. It consists of a booster 30 installed to reciprocate by the elastic force and the fluid pressure of the spring 36 and a rotary encoder 40 connected to the rotation shaft 39 extending from the output shaft 18 of the cylinder portion 10. By providing a rotary stepping actuator, the output shaft 18 of the double-acting cylinder 11 can be stopped quickly and accurately at a predetermined angle and an accurate multi-angle stop is possible.

또한, 본 발명은 브레이크 디스크(21) (22)의 접촉면에 미세한 방사상의 세레이션 돌기가 마련되어 있어 브레이크디스크(21) (22)의 마찰력이 증가되고 이로인해 고정도의 위치결정이 이루어지며 고정도의 다관절형 산업용 로보트 및 각도를 제어하는 인덱스장치로 사용이 유용한 것이다.In addition, the present invention is provided with a fine radial serration projection on the contact surface of the brake disk (21) (22) increases the friction force of the brake disk (21) (22), thereby achieving a high-precision positioning and high accuracy It is useful to use as articulated industrial robot and indexing device to control the angle.

Claims

As the piston 13 installed in the double acting cylinder 11 is transferred, the cylinder part 10 in which the output shaft 18 is rotated by the bowl nut 15 of the piston 13 and the bowl screw 19 of the output shaft 18 is rotated. ; The brake disc 21 is mounted at the end of the output shaft 18 in the brake bracket 23 mounted at one end of the double acting cylinder 11, and the other brake disc 22 is one side of the piston rod 35. A brake unit 20 attached to the end and installed to fold the brake disc 22 from the brake disc 21 by the elastic force of the spring 36 and the pressure in the fluid of the booster 30; The cylinder 31 and the cylinder bracket 32 are mounted to the brake bracket 23 by a plurality of tie rods 33 and the piston rod 35 on which the piston 34 is mounted is provided with a spring 36 in the cylinder 31. Booster 30 and the reciprocating transfer by the elastic force and the fluid pressure of the; The encoder bracket 42 is mounted on the cylinder bracket 32 of the booster 30, and is configured as a rotary encoder 40 connected through a rotation shaft 39 extending from the output shaft 18 of the cylinder portion 10. Rotary stepping actuator, characterized in that.

The rotating shaft hole 38 is formed in the piston rod 35 of the booster 30, and the rotating shaft 39 is inserted into the rotating shaft hole 38 so that one end thereof is the output shaft. (18) a rotary stepping actuator, characterized in that it is connected to the connecting plate (24) of the brake disc (21) and the other end thereof is connected to the shaft (41) of the rotary encoder (40).

The rotary stepping actuator according to claim 1 or 2, wherein radial fine serration projections are formed on the contact surfaces of the brake discs (21) (22).