KR101201786B1 - 턴 및 틸팅 동작이 선택 실행되는 수평형 갠트리 그립퍼 장치 - Google Patents

턴 및 틸팅 동작이 선택 실행되는 수평형 갠트리 그립퍼 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산업분야의 소재 이송용 그립퍼 장치 중 갠트리(Gantry) 타입 그립퍼장치의 구조를 대폭 개선하여 턴(Turn)과 틸팅(Tilting) 동작이 선택 실현되면서 각 공정간 소재의 신속 정밀한 수평방향 대응이 가능한 새로운 수직형 그립퍼 장치에 관한 것이다.
즉, 하나이상의 메인 서보모터(110)가 장착된 구동부(100); 상기 메인 서보모터(110)의 회전동력을 하방으로 전달시킬 수 있는 모터 회전력 전달부(300); 상기 모터 회전력 전달부(300)를 통해 전달된 회전력에 따라 턴되는 턴동작용 프레임(400); 상기 모터 회전력 전달부(210)로 부터 전달된 동력에 따라 일정한 속도비로 회전되는 턴구동용 메인 샤프트(500); 상기 그립퍼장치의 틸팅동작에 필요한 회전력을 전달하는 틸팅 동작용 동력전달수단(600); 상기 턴동작용 프레임(400)의 전면에는 실린더(710)의 푸시작동과 상,하측 가이드레일(720)을 따라 간격이 좁거나 넓게 벌어지면서 소재에 대한 그립퍼 동작이 가능한 소재 픽업용 그립퍼 유닛(700); 상기 유동되는 그립퍼 유닛(700)의 움직임에도 원활한 회전동력의 전달이 가능토록하는 가변형 틸팅구동력 전달장치(800)를 설치한 것을 포함하는 것이다.

Description

턴 및 틸팅 동작이 선택 실행되는 수평형 갠트리 그립퍼 장치{The horizontality gantry griper equipment of turn and Tilting selection performance}
본 발명은 산업분야의 소재 이송용 그립퍼 장치 중 갠트리(Gantry) 타입 그립퍼장치의 구조를 대폭 개선하여 턴(Turn)과 틸팅(Tilting) 동작이 선택 실현되면서 각 공정간 소재의 신속 정밀한 수평 대응이 가능한 새로운 수평형 그립퍼 장치에 관한 것이다.
통상 각종 산업활동 중 각 공정간 소재의 신속한 반입과 반출을 목적으로 하는 다양한 방식과 구조의 소재 픽업용 이송장치들이 설치되고 있는데, 그 중에서 갠트리(gantry) 타입 이송장치는,
수직부재인 포스트를 양측에 세운 다음, 상기 포스트의 상부에 X축으로 이송되는 수평빔을 설치하고, 상기 수평빔에 형성된 레일에는 Y축으로 수평 이동하는 캐리어가 설치되고, 상기 캐리어에는 상,하 Z축으로 동작하면서 소재를 픽업하는 그럽퍼장치가 설치된 것이 일반적이다.
한편, 갠트리(Gantry) 이송장치에 설치되는 그립퍼 툴(Gripper tool) 또는 그립퍼 장치에는 각종 소재의 픽업에 요구되는 다양한 기능 및 그 장치가 설치된다.
예를 들어, 중량의 소재를 집어서 끌어 올리고 내리는데 필요한 클램핑장치, 클램핑된 소재를 X,Y 방향으로 회전시키는 틸팅장치(Tilting drive), 소재를 Y축 방향으로 반전시키는 턴 장치(Turn drive) 등이 그것이다.
그러나, 소재 픽업용 그립퍼 장치에 설치/적용되는 종래의 틸팅장치(Tilting drive) 및 턴 장치(Turn drive)는,
자체의 그립퍼 기능에 추가로 부설되는 것임에 따라 상당히 복잡하고 많은 비용이 요구될 뿐 아니라, 각 부품간 유기적인 결합관계가 불명료하여 고장이 잦고 조작성 또한 나쁘고, 체적이나 중량 또한 불필요하게 많이 소요되고, 원활한 고효율 정밀동작 또한 사실상 어렵우며, 게다가 소프트하고 심플한 기기장치의 선호도가 높은 최근 수요자들의 요구에도 크게 반함으로 이에 대한 개선책이 시급한 실정이다.
특히, 갠트리 타입 이송장치 중 소재에 대하여 수평으로 대응하는 수평형 그립퍼 장치에 설치되는 종래의 팅틸팅장치(Tilting drive) 또는 턴 장치(Turn drive)는 지극히 비합리적으로 구성되어 있어서,
그립퍼 장치 자체의 무게 중심이 어느 한쪽으로 편중될 뿐 아니라 중량의 소재를 그립핑할 경우 그 중량쏠림현상이 더욱 더 심하게 발생하여, 중량의 소재를 픽업하여 각 공정간 대응시킬 때,
진동이나 흔들림, 소음, 큰 저항 등이 발생하고 상당히 불안전할 뿐 아니라 정밀한 위치와 방향으로의 완벽한 소재대응이 어려게 되는 상당한 문제점도 함께 존재함으로 이에 대한 개선안 또한 시급하다.
이에 본 발명에서는 상기한 문제점을 일소하기 위해 창안한 것으로서, 기존과 같이 아주 복잡하고 불합리한 구조를 갖는 기존과 달리 최근 수요자의 선호도에 맞게 보다 간단하고 소프트하면서도 정밀 안전한 그립의 동작과 턴 및 틸팅 선택적으로 구동이 가능할 뿐 아니라 구동을 위한 고효율 동력전달체계와 그 유기적인 결합관계를 확립하고, 나아가 중량의 소재 그립핑 동작시 무게의 편중 또는 중량 쏠림 형상까지 방지할 수 있는 고효율 동력전달수단의 구조적인 체계까지 구축한 신규의 그립퍼장치를 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.
위 기술적 과제를 달성하기 위하기 위한 본 발명은 하나이상의 메인 서보모터(110)가 장착된 구동부(100); 상기 메인 서보모터(110)의 회전동력을 하방으로 전달시킬 수 있는 모터 회전력 전달부(300); 상기 모터 회전력 전달부(300)를 통해 전달된 회전력에 따라 턴(Turn) 되는 턴동작용 프레임(400); 상기 모터 회전력 전달부(210)로 부터 전달된 동력에 따라 일정한 속도비로 회전되는 턴구동용 메인 샤프트(500); 상기 그립퍼장치의 틸팅동작에 필요한 회전력을 전달하는 틸팅 동작용 동력전달수단(600); 상기 턴동작용 프레임(400)의 전면에는 실린더(710)의 푸시작동과 상,하측 가이드레일(720)을 따라 간격이 좁거나 넓게 벌어지면서 소재에 대한 그립퍼 동작이 가능한 소재 픽업용 그립퍼 유닛(700); 상기 유동되는 그립퍼 유닛(700)의 움직임에도 원활한 회전동력의 전달이 가능토록하는 가변형 틸팅구동력 전달장치(800)를 설치한 것을 포함하는 것이다.
상기한 본 발명의 턴 및 틸팅 동작이 동시에 실행되는 수평형 갠트리 그립퍼 장치는, 전술된 바와 같이 간단한 하나의 동작만 틸팅과 턴 동작을 선택적으로 실행시킬 수 있을 뿐 아니라 그 틸팅 및 턴 동작을 위한 각부의 구성요소 및 그들의 유기적인 결합구조, 그리고 상호 작동관계가 아주 바람직하고 능률 효과적으로 구성됨에 따라 그럽퍼장치의 조작성과 기능 및 성능 향상에 크게 기여함은 물론 다양한 소재의 형태나 작업조건에 즉각적이고 신속 정밀한 대응이 가능하며, 설치 및 제작성과 비용적인 측면에서도 아주 유리한 효과를 제공하는 등 그 기대되는 바가 실로 다대한 발명이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 개략적인 정면도
도 2는 본 발명의 모터 회전력 전달수단의 단면도
도 3은 본 발명의 모터 회전력 전달수단의 측면도
도 4는 본 발명의 모터 회전력 전달수단의 또 다른 응용실시상태를 나타낸 예시도
도 5은 본 발명의 모터 회전력 전달수단의 또 다른 응용실시상태를 나타낸 예시도
도 6은 본 발명의 턴구동용 메인 샤프트 및 고정 하우징, 고정기어의 구조를 나타낸 부분 단면도
도 7는 본 발명의 틸팅 동작용 동력전달수단을 나타낸 부분 단면도
도 8은 본 발명의 틸팅 동작용 동력전달수단이 장치된 턴동작용 프레임의 턴 작동 상태도
도 9은 본 발명의 소재 픽업용 그립퍼 유닛의 정면 예시도
도 10은 본 발명의 가변형 틸팅구동력 전달장치에 대한 확대 단면도
도 11은 본 발명의 가변형 틸팅구동력 전달장치의 또 다른 응용 실시상태를 나타낸 예시도.
본 발명의 턴 및 틸팅 동작이 선택 실행되는 수평형 갠트리 그립퍼 장치는 첨부된 각 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 하기와 같다.
즉, 본 발명은 갠트리 타입(Gantry type) 소재 이송장치에 연결된 지지대(10)에는,
상부 프레임(100)을 구성한 후 그 상부 프레임(100)의 일측 하방으로는 상호 "ㄱ"형을 이루는 하측 지지프레임(200)을 구성시키고,
상기 하측 지지프레임(200)의 하부 일단에는 일정한 길이의 턴구동용 메인 샤프트(500)를 구성시키며,
상기 턴구동용 메인 샤프트(500)에는 그 중심에서 Z축 방향으로 턴(TURN) 동작이 이루어지는 턴동작용 프레임(400)을 결합 설치하고,
상기 턴동작용 프레임(400)의 전면에는 상,하측 가이드레일(720)을 따라 중심을 향해 동시에 좁혀지거나 넓게 벌어지면서 소재를 그립핑할 수 있는 소재 픽업용 그립퍼 유닛(700)을 설치한 것을 기본적인 구조적 특징으로 하였다.
이와 같은 구조로 수평형 갠트리 그립퍼 장치를 구축하면 소재 이송장치에 연결된 지지대(10) 하부에 장치되는 상기 그립퍼 장치의 전체적인 구조물과 그 하중이, 어느 일측으로 크게 편중되거나 쏠림없이 아주 균형있고 안정된 자세가 제공될 수 있음에 따라, 이를 이용한 소재 이송시 최소의 부하, 저항, 진동, 흔들림, 소음 등이 발생될 수 있고, 각 공정간 소재 대응시에도 보다 정밀한 이송과 픽업대응이 가능함으로 아주 유용한 발명이다.
아울러, 상기 제시한 각 요소들의 상세한 구성과 작용 등에 대하여 살펴보면,
1. 소재 픽업용 그립퍼 유닛(700)
상기한 구성요소 중 상기 소재 픽업용 그립퍼 유닛(700)은, 상기 턴동작용 프레임(400)의 전면에 설치되며,
상,하측에 마련된 가이드레일(720) 위에 유,공압 실린더(710)의 푸시작동에 따라 상기 턴동작용 프레임(400)의 중심부를 향해 동시에 움직이면서 간격을 좁히거나 벌려 넓히는 그립퍼 아암(730)이 각각 구성되고,
상기 각각의 그립퍼 아암(730)에는 틸팅용 회전축(740)이 내측을 향해 각각 돌출 구비되며,
상기 회전축(740) 끝에는 그립퍼 고정판(750)과 픽업대상물인 소재의 형태에 맞게 제작된 그립퍼 툴(750')이 구비된 구조를 갖는다.
이때, 상기 그립퍼 동작의 동력요소를 상기와 같이 유, 공압 중 어느 하나의 실린더(710)로 구성할 수 있지만, 때에 따라서는 서보모터 등의 구동수단을 적용할 수도 있다.
2. 턴구동용 메인 서보모터(110-1) 및 틸팅구동용 메인 서보모터(110-2)
그리고, 상측에 설치되는 상기 상부 프레임(100)에는 각각 회전축(111)을 갖는 턴구동용 메인 서보모터(110-1)와 틸팅구동용 메인 서보모터(110-1)를 일측과 타측에 각각 내장 설치하여 턴 및 틸팅동작 중 어느하나의 회전동력이 각각 제공될 수 있게 하였다.
3. 턴용 모터 회전력 전달수단(210-1) 및 틸팅용 모터 회전력 전달수단(210-2)
또한, 상기 상부 프레임(100)에 장착된 상기 턴구동용 메인 서보모터(110-1), 틸팅구동용 메인 서보모터(110-2) 각각의 회전축(111)에서 부터 하측 지지프레임(200)의 하단에 위치한 턴구동용 메인 샤프트(500)에 이르는 그 사이에는,
상기 턴구동용 메인 서보모터(110-1)와 상기 틸팅구동용 메인 서보모터(110-1)의 각 회전동력을 용이하게 전달시키기 위한 턴용 모터 회전력 전달수단(210-1)과 틸틴용 모터 회전력 전달수단(210-2)을 각각 설치시키는 데,
이 턴용 모터 회전력 전달수단(210-1)과 틸팅용 모터 회전력 전달수단(210-2)은 그립퍼 대상 소재의 특성이나 기타 작업조건 등에 따라 다양한 기계요소 및 구조로 설계될 수 있다.
예컨데, 상기 턴구동용 메인 서보모터(110-1)와 틸팅구동용 메인 서보모터(110-2) 각각의 회전축(111)에는,
턴용 출력기어(211-1)와 틸팅용 출력기어(211-2)을 개별로 각각 축삽 설치하고,
이와 대응하는 하측의 상기 턴구동용 메인 샤프트(500)에는, 턴구동용 기어(222-1)를 키이로 결합하여는 한편,
다른 일측에는 내측에 베어링(521)이 끼워져 상기 턴구동용 메인 샤프트(500)와 공회전 되는 틸팅구동용 하우징(520)의 일측에 틸팅구동용 기어(222-2)를 형성시킨 다음,
상기 턴구동용기어(222-1)와 턴용 출력기어(211-1) 사이와, 그리고 상기 틸팅구동용 기어(222-2)와 틸팅용 출력기어(211-2) 사이에,
각각 하나이상의 동력 연결용 피동기어(223-1, 223-2)를 상,하로 치(齒)물림 구성시킨 기어연결식으로 구성하면 보다 정밀하고 원활한 동력전달이 가능함으로 보다 바람직하고,
이때, 상기 하나이상의 동력 연결용 피동기어(223-1,223-2)는, 도면에 도시된 바와 같이 위에서 부터 아래측까지 직경이 서로 같거나 다른 제 1기어(123-1), 제 2기어(123-2), 제 3기어(123-3), 제 4기어(123-4)를 순차로 서로 맞물림 시킨 구조로 하는 것인 최적으로 보이나 상황에 따라서는 기어의 갯수 및 직경 크기를 선택 변화시켜 구성할 수 있음은 물론,
상기 제 1기어(123-1), 제 2기어(123-2), 제 3기어(123-3), 제 4기어(123-4) 중 어느하나는 기어간 물림시 수반하는 백래시(backlash)를 방지할 수 있는 백래시 방지용 기어로 대체 적용할 수 있다.
그러나, 상기한 턴용 모터 회전력 전달수단(210-1)과 틸팅용 모터 회전력 전달수단(210-2)은,
상기와 같은 기어연결식 외에도 그 상황에 따라, 상기 턴구동용 메인 서보모터(110-1)와 틸팅 구동용 메인 서보모터(110-1) 각각의 회전축(111)에 출력용 스프라켓(225)을 축삽하고, 일정간격 유지된 상기 아래측의 턴구동용 샤프트(500)에는 입력용 스프라켓(226)를 축설시킨 후 그 사이에 동력연결용 체인(225-1)을 걸어서 구성시킨 체인연결식으로 구성하거나,
또는, 상기 턴구동용 메인 서보모터(110-1)와 틸팅구동용 메인 서보모터(110-2) 각각의 회전축(111)에 출력용 풀리(227)을 축삽하고, 일정간격 유지된 상기 아래측의 턴구동용 샤프트(500)에는 입력용 풀리(228)을 축설시킨 후 그 사이에 동력연결용 벨트(227-1)을 걸어서된 벨트연결식으로 구성시킬 수도 있다.
4. 턴구동용 메인 샤프트(500)
또, 상기 턴용 모터 회전력 전달수단(210-1)과 틸팅용 모터 회전력 전달수단(210-2)을 통해 전달된 동력을 회전되는 상기 턴구동용 메인 샤프트(500)는,
전술된 바와 같이 그 일부는 상기 하측 지지프레임(200)의 하부에 삽입된 상태에서 턴용 모터 회전력 전달수단(210-1)과 틸팅용 모터 회전력 전달수단(210-2)로 부터 각각 회전동력을 인가 받을 수 있도록 구성하는 반면,
타측 일부는 상기 턴동작용 프레임(400)의 중심부에 축삽된 상태에서 결합볼트(510)로 볼팅 결합됨에 따라, 상기 턴동작용 프레임(400)의 용이한 턴동작이 가능하게 되는 것이다.
5. 틸팅구동용 중간기어(530)
또한, 상기 턴구동용 메인 샤프트(500) 중 턴구동용 기어(222-1)의 일측에 별도로 축삽되는 상기 틸팅구동용 기어(222-2)의 내측에는 베어링(521)이 끼워져 상기 턴구동용 메인 샤프트(500)와 공회전 되는 틸팅구동용 하우징(520)의 일측에 형성됨에 따라, 상기 턴구동용 메인 샤프트(500)의 회전과 상관없이 개별로 회전 유동될 수 있는 상태로 구성시키되,
상기 틸팅구동용 하우징(520) 일측에는 틸팅구동용 기어(222-2) 및 상기 틸팅구동용 하우징(520)과 고정 결합되어 있어 동시 회전이 실현되는 틸팅구동용 중간기어(530)가 축삽된다.
6. 틸팅 동작용 동력전달수단(600)
한편, 상기 틸팅구동용 중간기어(530)가 속해있는 상기 턴동작용 프레임(400)에는 상기 틸팅구동용 중간기어(530)를 중심으로 그 상, 하측에는,
상기 턴구동용 메인 샤프트(500)의 회전에 따라 상기 턴동작용 프레임(400)이 턴동작이 실현되면,
상기 틸팅구동용 중간기어(530)의 회전에 따라 회전하면서 소재 픽업용 그립퍼 유닛(700)의 틸팅동작에 필요한 회전동력을 인가하는 틸팅 동작용 동력전달수단(600)이 각각 설치되는 데,
이 틸팅 동작용 동력전달수단(600)은, 제 1 지지축(531)에 축지지된 상태에서 상기 틸팅구동용 중간기어(530)와 직접적으로 기어 치물림된 제 1 연결기어(540)를 구성한 다음,
상기 제 1 연결기어(540)의 외측에는 제2 지지축(541)으로 축 지지된 상태에서 상기 제 1 연결기어(540)와 기어 치물림된 제 2 연결기어(550)를 구성시킨 구조를 갖는다.
이러한 상기 제 1 연결기어(540)는 전술된 바와 같이 정지상태에 있는 중앙부의 상기 틸팅구동용 중간기어(530) 외곽 둘레의 기어와 맞물려 있는 상태에서,
상기 제 1지지축(531)으로 상기 턴동작용 프레임(400)에 축 결합되어 있음으로 상기 틸팅구동용 중간기어(530)의 회전에 따라 동시 회전되며,
상기 제 1 연결기어(540)의 외측에 기어 물림된 상기 제 2연결기어(550) 역시 상기 제 1 연결기어(540)의 회전에 따라 연속으로 회전되면서 회전동력의 전달을 무리없이 수행될 수 있게 된다.
이때, 상기 제 1지지축(531)에 축삽되는 상기 제 1 연결기어(540)는 베어링으로 결합되어 공회전 상태가 되지만, 제 2 지지축(541)에 축삽되는 상기 제 2 유성기어(550)는 그 지지축(541)과 키이 결합됨에 따라 상기 제 2 지지축(541) 상기 제 2 연결기어(550)의 회전시 동시 회전되는 구조를 갖는다.
7. 가변형 틸팅구동력 전달장치(800)
아울러, 상기 소재 픽업용 그립퍼 유닛(700)에 설치되는 상기 상,하부 그립퍼 아암(730)에 구비된 각각의 틸팅용 회전축(740)과 상기 턴동작용 프레임(400)에 설치된 틸팅 동작용 동력전달수단(600) 사이에는 상기 상,하 그립퍼 아암(730)의 상,하 일정간격 유동에도 불구하고 원활한 회전동력의 전달이 가능토록하는 가변형 틸팅구동력 전달장치(800)이 설치되는데,
이 가변형 틸팅구동력 전달장치(800)는, 상기 상,하부 그립퍼 아암(730)에 구비된 각각의 틸팅용 회전축(740)과 90°직교하는 방향으로 짧은 길이의 베벨기어축(760)을 구성한 다음,
그 베벨기어축(760)과 상기 회전축(740) 사이에 베벨기어(761)를 설치해 동력연결하고,
상기 베벨기어축(760)의 타측 끝단부와 상기 틸팅 동작용 동력전달수단(600) 의 제 2 지지축(541) 사이에는 일정한 각도가 변하더라도 회전동력의 연결에 문제가 없는 플렉시블(flexible)한 회전 조인트(770)를 결합한 구조를 갖는다.
이때, 상기 베벨기어(761) 대신 다 같이 직각방향으로 동력을 전환해 전달할 수 있는 워엄기어(761-1)를 결합시킬 수도 있고, 그외에도 직각방향으로 동력을 전환해 전달할 수 있는 다양한 종류의 기어나 기타 기계요소들이 적용될 수 있음은 물론이다.
그리고, 상기 조인트(770)는 그 양측의 연결부(771,772) 사이의 간격이 그립퍼의 동작에 따라 유동적이기 때문에,
어느 하나의 끝단에는 삽입홈(773)을 형성시키고, 다른 하나의 끝단부(774)는 좀더 길게 형성시킨 다음,
이들을 서로 끼워서 피스톤 또는 안테나와 같이 그 길이가 유동적으로 변하면서도 서로 빠지지 않는 구조로 이루어짐이 바람직하다.
이와 같이 구성될 수 있는 본 발명의 턴 및 틸팅 동작이 선택적으로 실행되는 수평형 갠트리 그립퍼 장치(A)는,
상기 상측의 구동부(100)의 턴용 메인 서보모터(110-1)와 틸팅용 메인 서보모터(110-1) 중,
어느 하나 즉, 상기 턴용 메인 서보모터(110-1)를 선택하여 회전 구동시키면,
상기 회전축(111)에 결합된 턴용 출력기어(211-1)를 거친 후 상기 턴용 출력기어(211-1)와 연결된 상기 턴용 모터 회전력 전달수단(210-1)를 거친 후 상기 턴구동용 메인 샤프트(500) 일측의 축삽된 턴구동용 기어(222-1)를 회전시키는 동시에,
상기 턴구동용 기어(222-1)와 키이 결합된 상기 턴구동용 메인 샤프트(500)가 회전하면서 상기 턴구동용 메인 샤프트(500)와 볼트 결합된 상기 턴구동용 프레임(400)을 턴 회전시킬 수 있게 된다.
한편, 상기 상측 구동부(100)의 턴용 메인 서보모터(110-1)와 틸팅용 메인 서보모터(110-1) 중,
다른 하나인 상기 틸팅용 메인 서보모터(110-1)를 구동시키면, 상기 회전축(111)에 결합된 틸팅용 출력기어(211-2)를 거친 후 상기 틸팅 출력기어(211-2)와 연결된 상기 틸팅용 모터 회전력 전달수단(210-2)를 거친 후 상기 틸팅용 메인 샤프트(500)의 다른 일측에 축삽된 상기 틸팅 구동용 기어(222-2)가 회전되는 동시에,
상기 다 같이 일체로 형성된 틸팅구동용 기어(222-2), 틸팅구동용 하우징(520), 틸팅구동용 중간기어(530)가 함께 회전하고,
이어서, 상기 틸팅구동용 중간기어(530)의 상,하측으로 각각 기어물림으로 구비하는 상기 틸팅 구동용 동력전달수단(600)이 회전 동작되면서, 그립퍼장치측으로의 동력전달이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 그립퍼 장치(A)는 상부 프레임(100)에 설치된 상기 턴용 메인 서보모터(110-1) 또는 틸팅용 메인 서보모터(110-1)를 선택적으로 구동시키면,
상기 턴구동용 프레임(400)을 턴 시키거나 또는 상기 이송용 그립퍼장치(700)의 그립퍼 툴(750')의 틸팅을 선택적으로 동작시킬 수 있는 유용한 발명이다.
A: 그럽퍼장치 100: 상부 프레임
110-1: 서보모터 110-2: 서보모터
111: 회전축 123-1: 제 1기어
123-2: 제 2기어 123-3: 제 3기어
123-4: 제 4기어 200: 하측 지지프레임
210: 모터 회전력 전달수단 210-1: 전달수단
210-2: 전달수단 211: 출력용기어
222-2: 틸팅구동용 기어 222: 입력용기어
223: 피동기어 225: 스프라켓
226: 스프라켓 225-1: 체인
227: 풀리 228: 체인
227-1: 체인 500: 메인 샤프트
400: 턴동작용 프레임 510: 결합볼트
521: 베어링 520: 틸팅구동용 하우징
522: 고정부 523: 고정볼트 530: 고정기어 531: 제 1 지지축
540: 제 1 유성기어 541: 제2 지지축
550: 제 2유성기어 600: 동력전달수단
700: 그립퍼 유닛 710: 유,공압 실린더
720: 상,하측 가이드레일 730: 그립퍼 아암
740: 회전축 750: 고정판
750': 그립퍼 툴 760: 베벨기어축
761: 베벨기어 770: 회전 조인트
761-1: 워엄기어 771,772: 연결부
774: 끝단부 800: 틸팅구동력 전달장치
800: 가변형 틸팅구동력 전달장치

Claims (14)

  1. 갠트리 타입(Gantry type) 소재 이송장치에 연결된 지지대(10)에는, 회전축(111)을 갖는 턴구동용 메인 서보모터(110-1)와 틸팅구동용 메인 서보모터(110-2)를 일측과 타측에 각각 하나씩 개별로 설치한 상부 프레임(100)을 구성한 후 그 상부 프레임(100)의 일측 하방으로는 상호 "ㄱ"형을 이루는 하측 지지프레임(200)을 구성시키고,
    상기 하측 지지프레임(200)의 하부 일단에는 일정한 길이의 턴구동용 메인 샤프트(500)를 구성시키며,
    상기 턴구동용 메인 샤프트(500)에는 그 중심에서 Z축 방향으로 턴(TURN) 동작이 이루어지는 턴동작용 프레임(400)을 결합 설치하고,
    상기 턴동작용 프레임(400)의 전면에는 상,하측 가이드레일(720)을 따라 중심을 향해 동시에 좁혀지거나 넓게 벌어지면서 소재를 그립핑할 수 있는 소재 픽업용 그립퍼 유닛(700)을 설치 하되,
    상기 상부 프레임(100)에 장착된 상기 턴구동용 메인 서보모터(110-1), 틸팅구동용 메인 서보모터(110-2) 각각의 회전축(111)과 상기 턴구동용 메인 샤프트(500) 사이에는,
    상기 턴구동용 메인 서보모터(110-1)와 상기 틸팅구동용 메인 서보모터(110-2)의 각 회전동력을 용이하게 전달시키기 위한 턴용 모터 회전력 전달수단(210-1)과 틸팅용 모터 회전력 전달수단(210-2)을 설치한 것을 특징으로 한 턴 및 틸팅 동작이 선택실행되는 수평형 갠트리 그립퍼 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 턴용 모터 회전력 전달수단(210-1)과 틸팅용 모터 회전력 전달수단(210-2)은,
    상기 턴구동용 메인 서보모터(110-1)와 틸팅구동용 메인 서보모터(110-2) 각각의 회전축(111)에는 턴용 출력기어(211-1)와 틸팅용 출력기어(211-2)을 개별로 각각 축삽 설치하고,
    이와 대응하는 하측의 상기 턴구동용 메인 샤프트(500)에는, 턴구동용 기어(222-1)를 키이로 결합하는 한편,
    다른 일측에는 베어링(521)이 끼워져 상기 턴구동용 메인 샤프트(500)와 공회전 되는 틸팅구동용 하우징(520)을 구성하는 동시에 상기 틸팅구동용 하우징(520)의 일측에 틸팅구동용 기어(222-2)를 형성시킨 다음,
    상기 턴구동용기어(222-1)와 턴용 출력기어(211-1) 사이와, 그리고 상기 틸팅구동용 기어(222-2)와 틸팅용 출력기어(211-2) 사이에,
    각각 하나이상의 동력 연결용 피동기어(223-1, 223-2)를 각각 상,하로 치(齒)물림 구성시킨 기어연결식으로 구성시킨 것을 특징으로 한 턴 및 틸팅 동작이 선택실행되는 수평형 갠트리 그립퍼 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하나이상의 동력 연결용 피동기어(223-1,223-2)는, 위에서 부터 아래측까지 직경이 서로 같거나 다른 제 1기어(123-1), 제 2기어(123-2), 제 3기어(123-3), 제 4기어(123-4)를 순차로 서로 맞물림 시킨것으로 구성시킬 수 있는 것을 특징으로 한 턴 및 틸팅 동작이 선택 실행되는 수평형 갠트리 그립퍼 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 턴구동용 메인 샤프트(500)의 상,하 일측에는, 내측에 베어링(521)이 끼워져 상기 턴구동용 메인 샤프트(500)와 공회전되는 틸팅구동용 하우징(520)이 구성되고, 상기 틸팅구동용 하우징(520) 일측에는 틸팅구동용 기어(222-2) 및 상기 틸팅구동용 하우징(520)과 고정 결합되어 동시에 회전되는 틸팅구동용 중간기어(530)가 축삽된 것과;
    상기 틸팅구동용 중간기어(530)가 속해있는 상기 턴동작용 프레임(400)에는 상기 틸팅구동용 중간기어(530)를 중심으로 그 상,하측에는, 상기 턴구동용 메인 샤프트(500)의 회전에 따라 상기 턴동작용 프레임(400)이 턴동작이 실현되면, 상기 틸팅구동용 중간기어(530)의 회전에 따라 회전하면서 소재 픽업용 그립퍼 유닛(700)의 틸팅동작에 필요한 회전동력을 인가하는 틸팅 동작용 동력전달수단(600)이 각각 설치된 것을 특징으로 한 턴 및 틸팅 동작이 선택실행되는 수평형 갠트리 그립퍼 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 틸팅 동작용 동력전달수단(600)은,
    제 1 지지축(531)에 축지지된 상태에서 상기 틸팅구동용 중간기어(530)와 직접적으로 기어 치물림된 제 1 연결기어(540)를 구성한 다음,
    상기 제 1 연결기어(540)의 외측에는 제2 지지축(541)으로 축 지지된 상태에서 상기 제 1 연결기어(540)와 기어 치물림된 제 2 연결기어(550)를 구성시킨 것을 특징으로 한 턴 및 틸팅 동작이 선택실행되는 수평형 갠트리 그립퍼 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 소재 픽업용 그립퍼 유닛(700)에 설치되는 상기 그립퍼 아암(730)에 구비된 각각의 틸팅용 회전축(740)과 상기 턴동작용 프레임(400)에 설치된 틸팅 동작용 동력전달수단(600) 사이에는,
    상기 상,하 그립퍼 아암(730)의 상,하 일정간격 유동에도 불구하고 원활한 회전동력의 전달이 가능토록하는 가변형 틸팅구동력 전달장치(800)를 설치한 것을 특징으로 한 턴 및 틸팅 동작이 선택실행되는 수평형 갠트리 그립퍼 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가변형 틸팅구동력 전달장치(800)은,
    상,하부 그립퍼 아암(730)에 구비된 각각의 틸팅용 회전축(740)과 90°직교하는 방향으로 짧은 길이의 베벨기어축(760)을 구성한 다음,
    그 베벨기어축(760)과 상기 회전축(740) 사이에 베벨기어(761)를 설치해 동력연결하고,
    상기 베벨기어축(760)의 티측 끝단부와 상기 틸팅 동작용 동력전달수단(600) 의 제 2 지지축(541) 사이에는 일정한 각도가 변하더라도 회전동력의 연결에 문제가 없는 플렉시블(flexible)한 회전 조인트(770)를 결합한 구조로 구성시킬 수 있는 것을 특징으로 한 턴 및 틸팅 동작이 선택 실행되는 수직형 갠트리 그립퍼 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 베벨기어(761) 대신 워엄기어(761-1)를 결합시킬 수 있는 것을 특징으로 한 턴 및 틸팅 동작이 동시에 실행되는 수평형 갠트리 그립퍼 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 회전 조인트(770)는 그 양측의 연결부(771,772) 사이의 간격이 그립퍼의 동작에 따라 유동적인 것을 고려해,
    그 어느 하나의 끝단에는 삽입홈(773)을 형성시키고, 다른 하나의 끝단부(774)는 좀더 길게 형성시킨 다음, 이들을 서로 끼워 구성시킨 것을 특징으로 한 턴 및 틸팅 동작이 동시에 실행되는 수평형 갠트리 그립퍼 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101508682B1 (ko) 2014-11-21 2015-04-14 대한민국 회전인양장치
CN111843587A (zh) * 2020-07-28 2020-10-30 张竹青 一种工业机器人用管件夹取装置

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