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KR102311068B1 - Gripper structure of robot arm with push function for workpiece - Google Patents

Gripper structure of robot arm with push function for workpiece Download PDF

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Publication number
KR102311068B1
KR102311068B1 KR1020210102939A KR20210102939A KR102311068B1 KR 102311068 B1 KR102311068 B1 KR 102311068B1 KR 1020210102939 A KR1020210102939 A KR 1020210102939A KR 20210102939 A KR20210102939 A KR 20210102939A KR 102311068 B1 KR102311068 B1 KR 102311068B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
workpiece
robot arm
movable plate
movable
gripper
Prior art date
Application number
KR1020210102939A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김기환
Original Assignee
주식회사 에스티에스로보테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에스티에스로보테크 filed Critical 주식회사 에스티에스로보테크
Priority to KR1020210102939A priority Critical patent/KR102311068B1/en
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

The present invention relates to a gripper structure which is provided on an end of a robot arm including a plurality of joint arms and rotating arms, and grips a workpiece. Provided is a gripper structure of a robot arm having a push function for a workpiece. The gripper structure includes: a body (10) in which a pneumatic cylinder is built; a pair of left and right fingers (20) positioned at the central portion of an upper side of the body (10) to be spaced apart from each other by a certain distance and disposed to face each other; an operation plate (31) located to be spaced apart from an upper side portion of the body (10) by a predetermined distance in a vertical and upward direction; a first mill pin (32) with each lower end portion fixed and coupled to each edge portion at an upper side of the body (10), each upper end portion extending, penetrating and coupled to each edge portion of the operation plate (31); a first coil spring (33) with a spring constant of k1, and having a lower end portion attached to each edge portion at the upper side of the body (10) and each upper end portion attached to each edge portion at the lower surface of the operation plate (31) so as to surround each first mill pin (32); an operation cap (34) positioned to be spaced apart from the central portion at the upper side of the operation plate (31) by a predetermined distance in a vertical and upward direction; a second mill pin (35) with a lower end portion penetrating and coupled to a central portion of the operatin plate (31) and an upper end portion fixed and coupled to a lower surface portion at the center of the operation cap (34); and a second coil spring (36) with a spring constant of k2 (k1 〉k2) and having a lower end portion attached to the central portion at the upper side of the operation plate (31) and an upper end portion attached to a lower surface portion at the center of the operation cap (34) so as to surround the second mill pin (35).

Description

가공소재에 대한 푸시 기능이 마련되는 로봇 암의 그리퍼 구조{Gripper structure of robot arm with push function for workpiece}Gripper structure of robot arm with push function for workpiece

본 발명은 로봇 암의 그리퍼 구조에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 가공소재가 다양한 범위의 직경을 가지더라도 매우 안정적인 파지 상태를 유지할 수 있음은 물론 가공소재의 절단면 상태에 관계없이 파지력을 최대한으로 증진시키는 것이 가능한 가공소재에 대한 푸시 기능이 마련되는 로봇 암의 그리퍼 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a gripper structure of a robot arm, and more specifically, it is possible to maintain a very stable gripping state even if the workpiece has a diameter in a variety of ranges, and to maximize the gripping force regardless of the state of the cut surface of the workpiece. It relates to a gripper structure of a robot arm that is provided with a push function for a workpiece capable of being processed.

컴퓨터 수치제어 공작 기계는 입력된 프로그램에 따라 소재를 의도하는 형상으로 가공하는 기계로서, 소재를 척에 고정한 다음 척과 함께 회전하는 소재를 공구로서 가공하게 된다. 이러한 컴퓨터 수치제어 공작 기계로 소재를 공급하고, 가공이 완료된 소재를 회수하는 작업은 대개의 경우 로봇을 이용하여 이루어진다.A computer numerical control machine tool is a machine that processes a material into an intended shape according to an input program. The material is fixed to a chuck and then rotates with the chuck as a tool. In most cases, a robot is used to supply a material to such a computer numerically controlled machine tool and to recover the processed material.

소재의 공급 및 회수를 담당하는 일반적인 로봇에는 도 5a에 개시된 것과 같이 복수 개의 관절암(12) 및 회전암(13)이 마련되며, 회전암(13)에는 소재를 파지할 수 있는 그리퍼(31, 51)가 구비된다. 회전암(13)에 구비되는 그리퍼 중에는 도 5b와 같이 가동판(41)에 밀핀(44)과 코일스프링(42)이 마련되는 구성도 제안되고 있다. A general robot responsible for supply and recovery of material is provided with a plurality of articulation arms 12 and a rotary arm 13 as shown in FIG. 5A, and the rotary arm 13 has a gripper 31 capable of gripping the material; 51) is provided. Among the grippers provided in the rotary arm 13 , a configuration in which a push pin 44 and a coil spring 42 are provided on the movable plate 41 as shown in FIG. 5B has also been proposed.

이럴 경우, 가공소재의 일단 부위가 가동판(41)을 가압하면서 핑거(34)에 의해 파지된 다음 가공소재가 핑거(34)의 파지에서 해방되면, 코일스프링(42)의 복원력에 의해 가공소재는 일정 힘으로 푸시됨에 따라 가공소재는 미도시된 척의 중심축 방향으로 밀려 들어가고, 척은 가공소재의 타단 부위를 안정적으로 파지하여 공구에 의한 가공이 이루어지게 된다.In this case, when one end of the workpiece is gripped by the finger 34 while pressing the movable plate 41 , and then the workpiece is released from the grip of the finger 34 , the workpiece is generated by the restoring force of the coil spring 42 . is pushed with a certain force, the workpiece is pushed in the direction of the central axis of the chuck (not shown), and the chuck stably grips the other end of the workpiece, so that machining is performed by the tool.

그런데, 이 기술은 단일 값의 스프링상수를 가지는 코일스프링을 이용하는 구성이라는 점에서, 단위 길이당 코일스프링의 스프링상수보다 큰 값이 작용한 상태로 가공소재가 파지되지 않으면 코일스프링에 의한 복원력을 기대할 수 없다. 따라서, 로봇 암의 단부가 일정 힘 이상으로 가공소재의 일단부위를 가압하면서 파지해야 하는데, 직경이 작은 가공소재의 경우 일단부위가 손상될 개연성이 있다.However, since this technology uses a coil spring having a single value of spring constant, if the workpiece is not gripped with a value larger than the spring constant of the coil spring per unit length, restoring force by the coil spring can be expected. can't Therefore, the end of the robot arm must be gripped while pressing one end of the workpiece with a certain force or more. In the case of a workpiece with a small diameter, there is a possibility that one end of the workpiece may be damaged.

게다가 대부분의 가공소재는 환봉을 일정길이만큼 절단하여 사용하게 되는데, 현실적으로 절단면이 정확하게 수직을 이루도록 절단 작업을 수행하는 것이 매우 어렵다. 이럴 경우, 그리퍼에 구비되는 가동판이나 가압단과 가공소재 상호 간의 밀착도가 현저히 떨어져 가동판의 푸시 기능을 제대로 이용하지 못하는 한계가 있는데, 절단면의 표면이 매끈하지 않고 거친 경우에는 더욱 그러하였다.In addition, most of the processed materials cut the round bar by a certain length and use it, but in reality, it is very difficult to perform the cutting operation so that the cut surface is accurately vertical. In this case, there is a limit that the push function of the movable plate cannot be used properly because the adhesion between the movable plate or the pressing end and the workpiece provided in the gripper is significantly lowered, especially when the surface of the cut surface is rough and not smooth.

대한민국 등록특허 제2055601호Republic of Korea Patent No. 2055601

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 가공소재의 직경이나 절단면 상태에 무관하게 가공소재를 척의 중심축 방향으로 용이하게 밀어넣을 수 있는 로봇 암의 그리퍼 구조를 제공함에 있다.The present invention has been proposed to improve the problems of the prior art, and an object of the present invention is a gripper structure of a robot arm that can easily push the workpiece in the direction of the central axis of the chuck regardless of the diameter or state of the cut surface of the workpiece. is to provide.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 복수 개의 관절암 및 회전암으로 이루어지는 로봇 암의 단부에 마련되어 가공소재를 파지하는 그리퍼 구조로서, 공압실린더가 내장되는 바디(10); 상호 간에 일정간격 이격되어 대향하는 좌우 한 쌍으로 이루어져 바디(10)의 상측 중앙부위에 위치하는 핑거(20); 바디(10)의 상측부위 수직 상방으로 일정거리 떨어져 위치하는 가동판(31), 각각의 하단부위는 몸체(10)의 상측 모서리부위 각각에 고정결합되고 연장되는 각각의 상단부위는 가동판(31)의 모서리부위 각각을 관통하여 결합되는 제1밀핀(32), 스프링상수 k1을 가지며 각각의 하단부위는 몸체(10)의 상측 모서리부위 각각에 밀착되고 각각의 상단부위는 가동판(31)의 하면 모서리부위 각각에 밀착되어 제1밀핀(32) 각각을 감싸는 제1코일스프링(33), 가동판(31)의 상측 중앙부위에서 수직 상방으로 일정간격 이격되어 위치하는 가동캡(34), 하단부위는 가동판(31)의 중앙부위를 관통하여 결합되고 상단부위는 가동캡(34)의 중앙 하면부위에 고정 결합되는 제2밀핀(35), 스프링상수 k2(k1 〉k2)를 가지며 하단부위는 가동판(31)의 상측 중앙부위에 밀착되고 상단부위는 가동캡(34)의 중앙 하면부위에 밀착되어 제2밀핀(35)을 감싸는 제2코일스프링(36);을 포함하여 이루어지는 기술적 특징이 있다.In order to achieve this object, the present invention provides a gripper structure provided at the end of a robot arm comprising a plurality of articulated arms and a rotating arm to grip a workpiece, the body 10 having a built-in pneumatic cylinder; Fingers 20 located in the upper central portion of the body 10 made of a pair of left and right opposite each other spaced apart from each other; The upper part of the body 10 is a movable plate 31 positioned a certain distance vertically upward, and each lower part is fixedly coupled to each upper edge part of the body 10, and each upper part extending is a movable plate 31 ) has a first mil pin 32 coupled through each of the corners, and has a spring constant k1, and each lower end is in close contact with each of the upper corners of the body 10, and each upper end of the movable plate 31 The first coil spring 33, which is in close contact with each of the lower surface corners and surrounds each of the first push pins 32, the movable cap 34, which is positioned vertically upwardly spaced apart from the upper central portion of the movable plate 31 by a predetermined interval, the lower portion has a second push pin 35, a spring constant k2 (k1 > k2) that is coupled through the central portion of the movable plate 31 and the upper portion is fixedly coupled to the central lower surface of the movable cap 34, and the lower portion is The second coil spring 36 is in close contact with the upper central portion of the movable plate 31 and the upper portion is in close contact with the central lower surface of the movable cap 34 to surround the second push pin 35; have.

상기 가동캡(34)의 상면에는 동일한 직경을 가지되 수직 깊이를 달리하는 복수 개의 밀착면(341, 343, 345)이 형성될 수 있다.A plurality of contact surfaces 341 , 343 , 345 having the same diameter but having different vertical depths may be formed on the upper surface of the movable cap 34 .

이때, 상기 밀착면(341, 343, 345) 각각에는 복수 개의 요철부(342, 344, 346)가 형성될 수 있다.In this case, a plurality of concavo-convex portions 342 , 344 , 346 may be formed on each of the contact surfaces 341 , 343 , and 345 .

본 발명은 가공소재를 파지함에 있어 가공소재의 단부가 접하는 부위에 서로 다른 스프링상수 값을 가지는 코일스프링을 배치하여, 작용하는 가압력에 의해 코일스프링이 순차적으로 압축될 수 있도록 구성함으로써, 가공소재가 다양한 범위의 직경을 가지더라도 단부의 손상없이 매우 안정적인 파지 상태를 유지할 수 있게 해준다.In the present invention, by arranging coil springs having different spring constant values in the portion where the end of the workpiece contacts in gripping the workpiece, the coil springs can be sequentially compressed by the applied pressing force. Even with a wide range of diameters, it is possible to maintain a very stable gripping state without damaging the ends.

또한, 본 발명은 가공소재가 밀착되는 가동캡의 상면부위에 깊이를 달리하는 복수 개의 밀착면을 형성함으로써 별도의 교체 작업 없이 하나의 가동캡으로 다양한 직경을 가지는 가공소재에의 적용이 가능하며, 밀착면 각각에는 복수 개의 요철부를 형성하는 구성을 제안함으로써 가공소재의 절단면 상태에 관계없이 가공소재의 일단부위와 가동캡의 상면부위 사이의 밀착 정도를 최대한으로 증진시키는 것이 가능하다.In addition, the present invention can be applied to processed materials having various diameters with one movable cap without a separate replacement operation by forming a plurality of contact surfaces with different depths on the upper surface of the movable cap to which the processed material is closely adhered, By proposing a configuration in which a plurality of concavo-convex portions are formed on each of the contact surfaces, it is possible to maximize the degree of adhesion between one end of the workpiece and the upper surface of the movable cap regardless of the state of the cut surface of the workpiece.

도 1은 본 발명에 따른 로봇 암 그리퍼의 개략적인 사시구성도.
도 2a 및 도 2b 각각은 본 발명에 따른 로봇 암 그리퍼의 개략적인 정면구성도 및 측면구성도.
도 3a 및 도 3b 각각은 본 발명에 따른 로봇 암의 그리퍼에 있어 가동캡의 개략적인 사시구성도 및 단면구성도.
도 4a 내지 도 4g 각각은 본 발명에 따른 로봇 암 그리퍼의 개략적인 작동구성도.
도 5a는 종래 그리퍼가 마련되는 로봇의 개략적인 일 구성도.
도 5b는 도 5a에 있어 그리퍼의 개략적인 일 구성도.
1 is a schematic isometric configuration diagram of a robot arm gripper according to the present invention.
2A and 2B are a schematic front view and a side view of a robot arm gripper according to the present invention.
3A and 3B are schematic isometric and cross-sectional views of the movable cap in the gripper of the robot arm according to the present invention.
4A to 4G are each a schematic operation configuration diagram of a robot arm gripper according to the present invention.
5A is a schematic configuration diagram of a robot provided with a conventional gripper;
Fig. 5B is a schematic configuration diagram of the gripper in Fig. 5A;

본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. A preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows. In the description of the embodiments of the present invention, there is no direct relation to the technical features of the present invention, or it is common in the technical field to which the present invention pertains. For matters that are obvious to those with the knowledge of

본 발명은 로봇 암의 단부에 마련되는 그리퍼 구조로서, 바디(10), 핑거(20), 가동판(31) 및 가동캡(34), 제1, 2밀핀(32, 35), 제1, 2코일스프링(33, 36)을 포함하여 이루어지는 특징이 있다. 이하 이들 각 구성을 구체적으로 살펴본다.The present invention provides a gripper structure provided at the end of a robot arm, including a body 10, a finger 20, a movable plate 31 and a movable cap 34, first and second mil pins 32, 35, first, It is characterized by including two coil springs (33, 36). Hereinafter, each of these configurations will be described in detail.

로봇 암은 복수 개의 관절암 및 회전암으로 이루어진다. 관절암은 관절 상호 간을 연결하는 부분이며, 회전암은 관절암의 단부에 마련된다. 본 발명에 있어 로봇 암은 도 5a에 개시된 것과 같이 관련 업계에서 일반적으로 사용되고 있는 로봇 암 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다.The robot arm consists of a plurality of articulated arms and a rotating arm. The joint arm is a part that connects the joints to each other, and the rotary arm is provided at the end of the joint arm. In the present invention, the robot arm may be made of any one of the robot arms generally used in the related industry as shown in FIG. 5A.

바디(10)에는 공압실린더가 내장되며, 미도시된 회전암에 결합된다. 회전암에는 바디(10)의 결합을 위한 별도의 플레이트가 마련될 수도 있다. 공압실린더 내부에는 주입구(13)로 공급되거나 배출구(11)로 배출되는 공기에 따라 일방향 또는 타방향으로 작동하는 격판이나 피스톤이 마련될 수도 있다. 이러한 공압실린더의 구성 및 작동은 관련업계에 널리 알려져 있는바 상세한 설명은 생략한다.The body 10 has a built-in pneumatic cylinder and is coupled to a rotating arm (not shown). A separate plate for coupling the body 10 may be provided in the rotary arm. A diaphragm or piston operating in one direction or the other depending on the air supplied to the inlet 13 or discharged to the outlet 11 may be provided inside the pneumatic cylinder. The configuration and operation of such a pneumatic cylinder is widely known in the related art, and detailed description thereof will be omitted.

핑거(20)는 가공소재를 파지하는 부분으로 상호 간에 일정간격 이격되어 대향하는 좌우 한 쌍으로 이루어지며, 바디(10)의 상측 중앙부위에 위치한다. 핑거(20)에는 도 1과 같이 파지홈이 형성될 수 있으며, 핑거(20)는 전술한 공압실린더에 의해 작동된다.The fingers 20 are a part for gripping the processed material, and are made of a pair of left and right opposite each other spaced apart from each other at a predetermined distance, and are located in the upper central portion of the body 10 . A gripping groove may be formed in the finger 20 as shown in FIG. 1 , and the finger 20 is operated by the above-described pneumatic cylinder.

가동판(31)은 도 2a 및 도 2b 각각과 같이, 바디(10)의 상측부위에서 수직 상방으로 일정거리 떨어져 위치한다. 제1밀핀(32)은 가동판(31)의 각 모서리 부위에 마련되며, 각각의 하단부위는 몸체(10)의 상측 모서리부위 각각에 고정결합되고, 연장되는 각각의 상단부위는 가동판(31)의 모서리부위 각각을 관통하여 결합된다.The movable plate 31 is positioned vertically upward at a predetermined distance from the upper portion of the body 10, as shown in FIGS. 2A and 2B, respectively. The first push pin 32 is provided at each corner of the movable plate 31 , and each lower end is fixedly coupled to each of the upper corner of the body 10 , and each extending upper end is the movable plate 31 . ) penetrates through each of the corners and is combined.

이때, 제1밀핀(32)의 상단부위가 관통되는 가동판(31)의 관통공은 제1밀핀(32) 직경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 가동판(31)은 도 4c에 개시된 것과 같이 제1밀핀(32)의 상측부위를 통해 수직으로 일정거리만큼 승, 하강할 수 있다.At this time, it is preferable that the through hole of the movable plate 31 through which the upper end of the first mil pin 32 penetrates is formed to be larger than the diameter of the first mil pin 32 . Accordingly, the movable plate 31 can be vertically raised and lowered by a predetermined distance through the upper portion of the first push pin 32 as shown in FIG. 4C .

제1코일스프링(33)은 스프링상수 k1을 가지며, 각각의 하단부위는 몸체(10)의 상측 모서리부위 각각에 밀착되고, 각각의 상단부위는 가동판(31)의 하면 모서리부위 각각에 밀착되어 제1밀핀(32) 각각을 감싼다.The first coil spring 33 has a spring constant k1, and each lower end is in close contact with each of the upper corners of the body 10, and each upper end is in close contact with each of the lower corners of the movable plate 31. Each of the first push pins 32 is wrapped.

가동캡(34)은 가공소재의 일단 부위가 밀착되는 부분으로, 가동판(31)의 상측 중앙부위에서 수직 상방으로 일정간격 이격되어 위치한다. 제2밀핀(35)은 그 하단부위가 가동판(31)의 중앙부위를 관통하여 결합되고, 그 상단부위는 가동캡(34)의 중앙 하면부위에 고정 결합된다.The movable cap 34 is a portion to which one end of the processed material is in close contact, and is positioned vertically upward at a predetermined interval from the upper central portion of the movable plate 31 . The lower end of the second push pin 35 is coupled through the central portion of the movable plate 31 , and the upper end thereof is fixedly coupled to the central lower surface of the movable cap 34 .

이때, 제2밀핀(35)의 하단부위가 관통되는 가동판(31)의 관통공은 제2밀핀(35) 직경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 가동캡(34)은 가동판(31)과 달리 도 4b에 개시된 것과 같이 제2밀핀(35)의 하측부위를 통해 수직으로 일정거리만큼 승, 하강할 수 있다.At this time, it is preferable that the through hole of the movable plate 31 through which the lower end of the second mil pin 35 penetrates is formed to be larger than the diameter of the second mil pin 35 . Accordingly, unlike the movable plate 31 , the movable cap 34 can ascend and descend by a predetermined distance vertically through the lower portion of the second push pin 35 as shown in FIG. 4B .

제2코일스프링(36)은 스프링상수 k2를 가지며, 그 하단부위는 가동판(31)의 상측 중앙부위에 밀착되고, 그 상단부위는 가동캡(34)의 중앙 하면부위에 밀착되어 제2밀핀(35)을 감싼다.The second coil spring 36 has a spring constant k2, and its lower end is in close contact with the upper central portion of the movable plate 31, and its upper end is in close contact with the central lower surface of the movable cap 34, so that the second mil pin wrap (35).

이때, 제2코일스프링(36)의 스프링상수 k2는 제1코일스프링(33)의 스프링상수 k1보다 작은 값을 가진다. 즉, 본 발명에 있어 제1, 2코일스프링(33, 36) 각각은 k1 〉k2을 가지도록 구성한 특징이 있다.At this time, the spring constant k2 of the second coil spring 36 has a smaller value than the spring constant k1 of the first coil spring 33 . That is, in the present invention, each of the first and second coil springs 33 and 36 is configured to have k1 > k2.

본 발명과 같이 가동판(31)에 서로 다른 스프링상수를 가지는 제1, 2코일스프링(33, 36)을 마련하되, 가공소재의 일단부위가 밀착되는 가동캡(34)에 상대적으로 작은 스프링상수를 가지는 제2코일스프링(36)을 마련하게 되면, 과도한 가압력에 의해 단부 부위가 손상되는 일없이 상대적으로 직경이 작은 가공소재를 매우 안정적인 상태로 가동캡(33)에 밀착시킬 수 있다.As in the present invention, the first and second coil springs 33 and 36 having different spring constants are provided on the movable plate 31, but the spring constant is relatively small to the movable cap 34 to which one end of the workpiece is in close contact. By providing the second coil spring 36 having

한편, 본 발명은 도 2a 및 도 2b 각각에 개시된 것과 같이, 가동캡(34)의 상면에 복수 개의 밀착면(341, 343, 345)이 형성되는 경우를 제안한다. 이때, 밀착면(341, 343, 345) 각각은 동일한 직경을 가지도록 형성되고, 그 각각의 수직 깊이는 달리 형성되며, 중앙으로 갈수록 작은 직경을 가지도록 구성되는 것이 바람직하다.Meanwhile, the present invention proposes a case in which a plurality of contact surfaces 341 , 343 , 345 are formed on the upper surface of the movable cap 34 , as disclosed in FIGS. 2A and 2B , respectively. At this time, the contact surfaces 341 , 343 , and 345 are each formed to have the same diameter, each of which has a different vertical depth, and is preferably configured to have a smaller diameter toward the center.

가동캡(34)의 상면부위는 가공소재의 일단부위가 밀착되는 부분으로, 가공소재의 일단부위가 가동캡(34)의 상면부위에 밀착되면, 가공소재의 중심축은 핑거(20)에 의해 가동캡(34)의 중심축에 정렬된다. 가공소재의 중심축이 가동캡(34)의 중심축에 정확하게 정렬되어야 제1코일스프링(33) 또는 제1, 2코일스프링(33, 36)의 복원력에 의해 가공소재가 미도시된 척의 중심축 방향으로 정확하게 전달된다. The upper surface portion of the movable cap 34 is a portion to which one end of the processed material is in close contact. When one end of the processed material is in close contact with the upper surface of the movable cap 34 , the central axis of the processed material is moved by the finger 20 . aligned with the central axis of the cap 34 . The central axis of the chuck is not shown by the restoring force of the first coil spring 33 or the first and second coil springs 33 and 36 when the central axis of the workpiece is precisely aligned with the central axis of the movable cap 34 . direction is transmitted accurately.

그런데, 핑거(20)에 의한 가공소재의 중심축 정렬은 현실적으로 일정한 한계가 있다. 이를 위해, 본 발명은 가동캡(34)의 상면부위에 가공소재의 직경에 대응하는 서로 다른 밀착면(341, 343, 345)을 형성함으로써, 직경을 달리하는 가공소재 각각의 중심축이 가동캡(34)의 중심축에 보다 정확하게 정렬될 수 있게 된다. However, the alignment of the central axis of the workpiece by the finger 20 has a practically certain limit. To this end, in the present invention, by forming different contact surfaces 341, 343, 345 corresponding to the diameter of the workpiece on the upper surface of the movable cap 34, the central axis of each of the workpieces having different diameters is the movable cap. (34) can be more precisely aligned with the central axis.

또한, 가동캡(34)의 상면부위에 직경을 달리하는 밀착면을 복수 개 형성하게 되면 단일의 가동캡(34)으로 다양한 직경을 가지는 가공소재에 적용이 가능하다는 점에서, 작업하고자 하는 가공소재의 직경에 대응하는 가동캡(34)을 복수 개 준비한 다음 가공소재의 직경이 달라질 때마다 일일이 가동캡(34)을 교체해야 하는 번거로움을 사전에 방지할 수 있다.In addition, if a plurality of contact surfaces having different diameters are formed on the upper surface of the movable cap 34, the single movable cap 34 can be applied to processed materials having various diameters. After preparing a plurality of movable caps 34 corresponding to the diameter of , it is possible to prevent in advance the hassle of having to replace the movable caps 34 one by one whenever the diameter of the workpiece changes.

이때, 밀착면(341, 343, 345) 각각에는 복수 개의 요철부(342, 344, 346)가 더 형성될 수 있다. 본 발명에 따라 복수 개의 밀착면(341, 343, 345) 각각에 형성되는 요철부(342, 344, 346)는 도면에 개시된 것과 같이 환형의 홈 형상으로 이루어질 수 있다.In this case, a plurality of concavo-convex portions 342 , 344 , 346 may be further formed on each of the contact surfaces 341 , 343 , and 345 . According to the present invention, the concavo-convex portions 342 , 344 , 346 formed on each of the plurality of contact surfaces 341 , 343 , 345 may have an annular groove shape as shown in the drawings.

가공소재는 환봉을 일정길이만큼 절단하여 사용하게 되는데, 통상적으로 그 절단면은 정확한 수직 상태를 이루지 않으며 표면 상태 역시 매끄럽지 않기 때문에, 가압력이 작용하더라도 가공소재의 일단부위는 가동캡(34)의 상면부위에 긴밀하게 밀착되지 않는다.The processed material is used by cutting the round bar by a certain length, but the cut surface does not form an accurate vertical state and the surface state is also not smooth. not closely adhered to

이럴 경우, 본 발명과 같이 가공소재의 일단부위가 접하는 가동캡(34)의 상면부위에 요철부(342, 344, 346)를 형성하게 되면, 가공소재의 일단부위와 가동캡(34)의 상면부위 상호 간의 접촉 부위를 확장할 수 있다는 점에서, 제1, 2코일스프링(33, 36) 각각의 복원력에 의한 푸시 기능을 최대한 활용하는 것이 가능하다.In this case, when the concave-convex portions 342 , 344 , 346 are formed on the upper surface of the movable cap 34 in contact with one end of the processed material as in the present invention, one end of the processed material and the upper surface of the movable cap 34 . In that the contact area between the areas can be expanded, it is possible to maximize the push function by the restoring force of each of the first and second coil springs 33 and 36 .

이러한 구성으로 이루어지는 본 발명의 개략적인 작동을 전술한 설명부분과 첨부된 도면을 참조하여 살펴본다.The schematic operation of the present invention having such a configuration will be looked at with reference to the above description and the accompanying drawings.

로봇 암이 작동하여 암 단부를 가공소재가 적재된 지점으로 이동시킨다. 암 단부가 가공소재가 적재된 지점으로 이동하면, 회전암을 일정각도 회전시켜 그리퍼의 중심축 부위를 가공소재의 중심축과 정렬시킨 다음 도 4a와 같이 그리퍼가 탑재된 암 단부를 가공소재(P) 방향으로 하강시킨다. 이때, 핑거(20)는 공기압의 작동으로 인해 좌우로 개방된 상태이다.The robot arm is activated to move the arm end to the point where the workpiece is loaded. When the end of the arm moves to the point where the workpiece is loaded, the rotating arm is rotated at a certain angle to align the central axis of the gripper with the central axis of the workpiece, and then, as shown in FIG. ) to descend. At this time, the fingers 20 are opened left and right due to the operation of the pneumatic pressure.

핑거(20)가 개방된 상태에서 그리퍼가 하강하면, 가공소재(P)의 일단부위는 핑거(20)의 사이 공간을 통과하며 가동캡(34)의 상면과 접한다. 이 상태에서, 그리퍼가 조금 더 하강하면, 제1, 2코일스프링(33, 36) 각각의 스프링상수는 k1 〉k2의 관계에 있기 때문에, 작용하는 가압력 f1에 의해 도 4b와 같이 가공소재(P)의 일단부위는 제2코일스프링(36)을 압축하며 가동캡(34)을 수직으로 이동시킨다. When the gripper descends while the fingers 20 are open, one end of the workpiece P passes through the space between the fingers 20 and comes into contact with the upper surface of the movable cap 34 . In this state, if the gripper descends a little further, the spring constant of each of the first and second coil springs 33 and 36 has a relationship of k1 > k2, ) compresses the second coil spring 36 and moves the movable cap 34 vertically.

가공소재(P)의 일단부위가 제2코일스프링(36)을 압축하며 이동한 상태에서 그리퍼가 조금 더 하강하면, 작용하는 가압력 f2에 의해 도 4c와 같이 가압판(31)은 제1코일스프링(33)을 압축하며 수직으로 더 이동한다. 이에 따라, 가공소재(P)의 일단부위는 가동캡(34) 상면부위에 긴밀하게 밀착된 상태를 이룬다. 가동캡(34) 상측에 밀착면이나 요철부가 형성되면 밀착 정도는 더욱 증대될 수 있음은 물론이다.When the gripper descends a little while the one end portion of the processed material P moves while compressing the second coil spring 36, the pressing plate 31 is operated by the first coil spring ( 33) and move further vertically. Accordingly, one end portion of the processing material (P) forms a state in close contact with the upper surface portion of the movable cap (34). Of course, when a contact surface or an uneven portion is formed on the upper side of the movable cap 34, the degree of adhesion may be further increased.

합력 f1 + f2에 의해 가공소재(P)의 일단부위가 가동캡(34) 상면부위에 긴밀하게 밀착되면, 공기압의 작동으로 인해 도 4d와 같이 핑거(20)가 폐쇄되면서 가공소재(P)를 파지한다. 가공소재(P)가 핑거(20)에 의해 파지되면, 로봇 암이 작동하여 암 단부를 미도시된 컴퓨터 수치제어 공작 기계 내부의 척이 위치한 지점으로 이동한 다음, 가공소재(P)의 중심축이 척의 중심축과 일치되도록 정렬한다.When one end of the workpiece (P) is in close contact with the upper surface of the movable cap 34 by the resultant force f1 + f2, the finger 20 is closed as shown in FIG. Grab it. When the workpiece P is gripped by the finger 20, the robot arm operates to move the arm end to the point where the chuck is located inside the computer numerical control machine tool (not shown), and then the central axis of the workpiece P Align it so that it coincides with the central axis of this chuck.

가공소재(P)의 중심축이 척의 중심축과 일치되면, 공기압이 다시 작동하면서 도 4e와 같이 핑거(20)가 개방된다. 가공소재(P)를 파지하고 있던 핑거(20)가 개방되면, k1 〉k2의 관계에 있는 스프링상수의 상대 값으로 인해 가동판(31)에 의해 압축되어 있던 제1코일스프링(33)의 복원력 -f2가 작동하면서 도 4f와 같이 가동판(31)을 수직으로 밀어낸다. When the central axis of the workpiece P coincides with the central axis of the chuck, the finger 20 is opened as shown in FIG. 4E while the air pressure is operated again. When the finger 20 holding the workpiece P is opened, the restoring force of the first coil spring 33 compressed by the movable plate 31 due to the relative value of the spring constant in the relationship k1 > k2 While -f2 operates, the movable plate 31 is vertically pushed as shown in FIG. 4f.

그리고, 뒤이어 가동캡(34)에 의해 압축되어 있던 제2코일스프링(36)의 복원력 -f1이 작동하며 가동캡(34)을 수직으로 더 밀어낸다. 이에 따라, 가공소재(P)는 도 4g와 같이 제1, 2코일스프링(33, 36)의 복원력 (-f1) + (-f2) 합력에 의해 푸쉬되면서 미도시된 척의 중심축 방향으로 밀려 들어가게 되고, 가공소재(P)의 일단부위가 척의 중심축에 정렬된 상태로 밀착되면 척이 작동되어 가공소재(P)를 파지한다.Then, the restoring force -f1 of the second coil spring 36 compressed by the movable cap 34 then operates to further push the movable cap 34 vertically. Accordingly, the processed material P is pushed in the direction of the central axis of the chuck (not shown) while being pushed by the restoring force (-f1) + (-f2) resultant force of the first and second coil springs 33 and 36 as shown in FIG. 4G . When one end of the workpiece (P) is in close contact with the central axis of the chuck aligned, the chuck is operated to grip the workpiece (P).

이후, 로봇 암이 작동하여 그리퍼가 컴퓨터 수치제어 공작 기계로부터 벗어나면, 공작 기계는 입력된 프로그램 순서에 따라 공구를 이용하여 가공소재(P)에 대한 작업을 수행하고, 공구에 의한 작업이 완료되면 로봇 암이 다시 작동하여 컴퓨터 수치제어 공작 기계로부터 작업이 완료된 부품을 취출함으로써 소재에 대한 가공 작업이 완료된다.After that, when the robot arm operates and the gripper is removed from the computer numerically controlled machine tool, the machine tool performs the work on the workpiece P using the tool according to the input program sequence, and when the work by the tool is completed The robot arm operates again to take out the finished part from the computer numerically controlled machine tool to complete the machining operation on the material.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.In the above description, the preferred embodiments of the present invention are limited, but this is only an example, and the present invention is not limited thereto and can be changed and implemented in various ways, and further, separate technical features are provided based on the disclosed technical idea. It will be obvious that it can be implemented in addition.

10 : 바디 20 : 핑거
31 : 가동판 32 : 제1밀핀
33 : 제1코일스프링 34 : 가동캡
35 : 제2밀핀 36 : 제2코일스프링
341, 343, 345 : 밀착면 342, 344, 346 : 요철부
10: body 20: finger
31: movable plate 32: first mil pin
33: first coil spring 34: movable cap
35: second mil pin 36: second coil spring
341, 343, 345: contact surface 342, 344, 346: uneven part

Claims (3)

복수 개의 관절암 및 회전암으로 이루어지는 로봇 암의 단부에 마련되어 가공소재를 파지하는 그리퍼 구조로서,
공압실린더가 내장되는 바디(10);
상호 간에 일정간격 이격되어 대향하는 좌우 한 쌍으로 이루어져 바디(10)의 상측 중앙부위에 위치하는 핑거(20);
바디(10)의 상측부위 수직 상방으로 일정거리 떨어져 위치하는 가동판(31), 각각의 하단부위는 몸체(10)의 상측 모서리부위 각각에 고정결합되고 연장되는 각각의 상단부위는 가동판(31)의 모서리부위 각각을 관통하여 결합되는 제1밀핀(32), 스프링상수 k1을 가지며 각각의 하단부위는 몸체(10)의 상측 모서리부위 각각에 밀착되고 각각의 상단부위는 가동판(31)의 하면 모서리부위 각각에 밀착되어 제1밀핀(32) 각각을 감싸는 제1코일스프링(33), 가동판(31)의 상측 중앙부위에서 수직 상방으로 일정간격 이격되어 위치하는 가동캡(34), 하단부위는 가동판(31)의 중앙부위를 관통하여 결합되고 상단부위는 가동캡(34)의 중앙 하면부위에 고정 결합되는 제2밀핀(35), 스프링상수 k2(k1 〉k2)를 가지며 하단부위는 가동판(31)의 상측 중앙부위에 밀착되고 상단부위는 가동캡(34)의 중앙 하면부위에 밀착되어 제2밀핀(35)을 감싸는 제2코일스프링(36);을
포함하는 가공소재에 대한 푸시 기능이 마련되는 로봇 암의 그리퍼 구조.
A gripper structure provided at an end of a robot arm comprising a plurality of articulated arms and a rotating arm to grip a processed material, the gripper structure comprising:
a body 10 having a built-in pneumatic cylinder;
Fingers 20 located in the upper central portion of the body 10, consisting of a pair of left and right opposite each other spaced apart from each other;
The upper part of the body 10 is a movable plate 31 positioned vertically upward a certain distance apart, and each lower part is fixedly coupled to each upper edge part of the body 10 and each extended upper part is a movable plate 31 . ) has a first mil pin 32 coupled through each of the corners, a spring constant k1, and each lower end is in close contact with each of the upper corners of the body 10, and each upper end of the movable plate 31 The first coil spring 33, which is in close contact with each of the lower surface corners and surrounds each of the first push pins 32, the movable cap 34, which is located vertically upwardly spaced apart from the upper central portion of the movable plate 31 at regular intervals, the lower portion has a second push pin 35, a spring constant k2 (k1 > k2) that is coupled through the central portion of the movable plate 31 and the upper portion is fixedly coupled to the central lower surface of the movable cap 34, and the lower portion is The second coil spring 36 is in close contact with the upper central portion of the movable plate 31 and the upper portion is in close contact with the central lower surface of the movable cap 34 to surround the second push pin 35;
A gripper structure of a robot arm provided with a push function for a workpiece containing it.
제1항에 있어서,
상기 가동캡(34)의 상면에는 동일한 직경을 가지되 수직 깊이를 달리하는 복수 개의 밀착면(341, 343, 345)이 형성되는 것을 특징으로 하는 가공소재에 대한 푸시 기능이 마련되는 로봇 암의 그리퍼 구조.
According to claim 1,
A gripper of a robot arm provided with a push function for a workpiece, characterized in that a plurality of contact surfaces (341, 343, 345) having the same diameter but having different vertical depths are formed on the upper surface of the movable cap (34) structure.
제2항에 있어서,
상기 밀착면(341, 343, 345) 각각에는 복수 개의 요철부(342, 344, 346)가 형성되는 것을 특징으로 하는 가공소재에 대한 푸시 기능이 마련되는 로봇 암의 그리퍼 구조.
3. The method of claim 2,
A gripper structure of a robot arm provided with a push function for a workpiece, characterized in that a plurality of concavo-convex portions (342, 344, 346) are formed on each of the contact surfaces (341, 343, 345).
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