KR200441888Y1 - 산업용 로봇의 케이블 조절장치 - Google Patents

Abstract

개시된 산업용 로봇의 케이블 조절장치는, 산업용 로봇의 암 상부에 설치되며, 폭방향 양단부로부터 상방으로 수직 연장되고, 그 단부에서 하방으로 수직하게 절곡되는 이송슬라이드편을 가지는 본체; 본체의 일단부에 체결되는 고정대; 상부에는 체결판을 가지며, 하부에는 본체에 내삽된 상태로 이송슬라이드편에 의해 가이드 이송되는 복수개의 이송바퀴를 구비하는 전후이송대; 상부에 회전요홈을 형성한 상태로 전후이송대의 체결판 상부에 결합되는 회동브라켓과, 상부에 튜브체결구를 가지면서 하부에는 회동브라켓의 회전요홈에 회동가능하게 체결되는 회동돌기축이 형성된 튜브클램프를 구비하는 튜브회동부; 복수개의 케이블을 감싸는 관체로서, 일단부가 튜브클램프의 튜브체결구에 고정 결합된 상태로 타단부는 산업용 로봇의 헤드에 결합되는 케이블튜브; 양단부가 각각 고정대 및 전후이송대에 결합되어, 산업용 로봇의 헤드 작동시 케이블튜브가 결합된 튜브회동부를 전후이송대에 의해 슬라이드 이송하여도 탄성력에 의해 튜브회동부를 원위치로 복귀시키는 탄성체를 포함한다.

산업용 로봇, 케이블, 조절장치, 탄성체, 스프링

Description

산업용 로봇의 케이블 조절장치{Apparatus for controlling cable of robot}

본 고안은 케이블 조절장치에 관한 것으로서, 특히 산업용 로봇의 작동을 위해 설치되는 케이블을 느슨함 및 꼬임이 없도록 유지하는 산업용 로봇의 케이블 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 로봇은 상대적으로 회전하는 암과 그 암 선단측에 각종 공구를 장착하는 헤드를 가지는 바, 헤드에 전원 및 제어신호를 공급하거나 받는 전원케이블, 조작케이블, 워터케이블, 워터케이블과 같은 복수개의 케이블이 암의 외측을 따라 배선된다.

이러한, 산업용 로봇의 작동에 필요한 복수개의 케이블은 암의 외측을 따라 배선시 작동에 장해가 되므로 암과 헤드 사이는 복수개의 케이블을 케이블튜브 내부에 내장한 상태로 설치하여 로봇의 작동 반경내에서 방해가 되지 않도록 한 후 후부로 연결하게 된다.

그런데, 산업용 로봇(1)의 케이블튜브(4)는 헤드(3)의 동작에 따라 그 길이가 달라지게 되는데, 도 1과 같이 산업용 로봇(1)의 암(2)에 결합된 헤드(3)의 회전작동 전인 초기 상태일 경우에는 암(2)과 헤드(3) 사이에 위치하는 케이블튜브(4)가 느슨함 없는 상태를 유지하지만, 산업용 로봇(1)이 작동하면서 헤드(3)가 회전하면 도 2나 도 3과 같이 그에 따른 회전반경만큼 케이블튜브(4)가 헤드 방향으로 당겨지면서 암(2)과 헤드(3) 사이의 케이블튜브(4)는 느슨해지게 된다.

즉, 종래의 산업용 로봇(1)은 케이블(5)을 암(2) 외측에 배선한 상태에서 헤드(3)가 회전시 헤드(3)와 암(2) 사이의 케이블튜브(4)가 헤드(3) 방향으로 당겨진 후 원 상태로 복귀되지 못하는 바, 헤드(3)와 암(2) 사이의 케이블튜브(4)가 느슨해지게 됨으로 로봇(1) 작동시 꼬임 및 절곡에 의해 내부에 내장된 케이블(5)도 손상이 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 본 출원인은 산업용 로봇의 작동시 꼬임 및 절곡에 의한 케이블 손상을 방지하기 위한 산업용 로봇의 케이블 조절장치를 대한민국 등록실용신안공보 제418443호 및 대한민국 등록실용신안공보 제418444호에 제시한 바 있다.

그러나, 선출원한 산업용 로봇의 케이블 조절장치는 케이블튜브가 산업용 로봇의 암에 결합고정된 본체 내부에서 전후 방향으로 직선 왕복 슬라이딩 이송만을 수행하게 되는 바, 산업용 로봇의 헤드가 회전시 케이블튜브가 고정상태로 본체에 구비된 고정링이나 고정체, 지지체와 접하는 부분에서 절곡되거나 마찰이 발생하면서 케이블 및 케이블튜브의 손상이 발생되는 문제점이 있다.

본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 산업용 로봇의 암과 헤드 사이에 배선되는 케이블튜브가 느슨해지는 것을 방지함과 더불어 로봇 작동 에 의한 헤드의 회전시 케이블튜브의 절곡 및 마찰에 의한 손상을 방지하여 케이블과 케이블튜브에 손상이 발생되지 않도록 하는 산업용 로봇의 케이블 조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 산업용 로봇의 암과 헤드 사이에 설치되는 복수개의 케이블이 헤드의 작동시 느슨해짐으로 인한 꼬임이나 절곡에 의해 손상되지 않도록 하는 산업용 로봇의 케이블 조절장치에 있어서, 산업용 로봇의 암 상부에 설치되며, 폭방향 양단부로부터 상방으로 수직 연장되고, 그 단부에서 하방으로 수직하게 절곡되는 이송슬라이드편을 가지는 본체와; 상기 본체의 일단부에 체결되는 고정대와; 상부에는 체결판을 가지며, 하부에는 상기 본체에 내삽된 상태로 상기 이송슬라이드편에 의해 가이드 이송되는 복수개의 이송바퀴를 구비하여, 상기 본체에서 전후 슬라이드 이송 가능하게 설치된 전후이송대와; 상부에 회전요홈을 형성한 상태로 상기 전후이송대의 체결판 상부에 결합되는 회동브라켓과, 상부에 튜브체결구를 가지면서 하부에는 상기 회동브라켓의 회전요홈에 회동가능하게 체결되는 회동돌기축이 형성된 튜브클램프를 구비하는 튜브회동부와; 복수개의 케이블을 감싸는 관체로서, 일단부가 상기 튜브클램프의 튜브체결구에 고정 결합된 상태로 타단부는 산업용 로봇의 헤드에 결합되는 케이블튜브; 및, 양단부가 각각 상기 고정대 및 상기 전후이송대에 결합되어, 산업용 로봇의 헤드 작동시 상기 케이블튜브가 결합된 상기 튜브회동부를 상기 전후이송대에 의해 슬라이드 이송하여도 탄성력에 의해 상기 튜브회동부를 원위치로 복귀시키는 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 회동브라켓의 회전요홈에는 회전걸림홈이 형성되며, 상기 튜브클램프의 회동돌기축에는 베어링체결홈이 형성되고, 상기 베어링체결홈에 외삽 결합된 상태로 상기 회전걸림홈에 체결되어 상기 튜브클램프가 상기 회동브라켓 상부에서 용이하게 회전되도록 하는 볼베어링을 구비하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 본체의 일단부에는 산업용 로봇의 헤드 작동시 전후이송대가 상기 본체에서 이탈되지 않도록 걸림시키는 이탈방지걸림대를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 고안의 산업용 로봇의 케이블 조절장치는, 케이블튜브의 헤드 작동에 의한 당겨짐을 탄성체에 의해 원상태로 복귀시킴으로써 케이블튜브의 느슨함을 방지하여 내부의 케이블 꼬임이나 절곡에 의한 손상을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

더불어, 산업용 로봇의 헤드 회전에 의한 케이블튜브의 움직임 방향에 따라 튜브클램프가 좌우방향으로 대응되게 회동됨으로써, 헤드가 급격하게 회전되더라도 케이블튜브의 절곡 및 마찰에 의한 손상을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니되며, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안 의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 4는 본 고안에 의한 바람직한 일실시예의 산업용 로봇의 케이블 조절장치에 대한 사시도, 도 5는 도 4의 분해사시도, 도 6은 본 고안에 의한 바람직한 일실시예의 산업용 로봇의 케이블 조절장치 설치상태 단면도이다.

도시된 바와 같이 본 실시예에 의한 산업용 로봇의 케이블 조절장치는, 본체(100), 고정대(200), 전후이송대(300), 튜브회동부(400), 케이블튜브(500), 탄성체(600)를 구비하고 있다.

상기 본체(100)는 산업용 로봇(10)의 상부에 위치하는 암(20)의 후단부에 설치되는 부재이다.

이러한, 상기 본체(100)는 폭방향 양단부로부터 상방으로 수직연장되고, 그 단부에서 하방으로 수직하게 절곡되는 이송슬라이드편(110)을 가지는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 이송슬라이드편(110)은 이후 설명될 상기 전후이송대(300)를 가이드 한 상태로 상기 본체(100) 상부에서 슬라이드 이송이 가능하게 한다.

또한, 상기 본체(100)의 일단부, 즉 이후 설명될 상기 고정대(200)가 결합되는 상기 본체(100)의 타단부에는 산업용 로봇(10)의 헤드(30) 작동시 상기 전후이송대(300)가 상기 본체(100)에서 이탈되지 않도록 걸림시키는 이탈방지걸림대(120)를 구 비할 수 있다.

상기 고정대(200)는 상기 본체(100)의 일단부에 체결되는 축 부재이다.

이러한, 상기 고정대(200)에는 이후 설명될 상기 탄성체(600)의 일단부가 결합된다.

상기 전후이송대(300)는 상기 본체(100)에서 전후 슬라이드 이송이 가능하게 설치되는 부재이다.

이러한, 상기 전후이송대(300)의 하부에는 상기 본체(100)에 내삽된 상태로 상기 본체(100)의 이송슬라이드편(110)에 의해 가이드 이송될 수 있도록 복수개의 이송바퀴(310)를 구비하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 전후이송대(300) 상부에는 이후 설명될 상기 튜브회동부(400)가 결합되는 체결판(320)을 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 본 고안의 실시예에서는 상기 전후이송대(300) 일측에 상기 탄성체(600)의 일단부를 체결하기 위한 걸림고리(330)를 형성한 것으로 도시하였으나, 상기 탄성체(600)의 일단부를 상기 전후이송대(300) 일측에 용접이나 접착제를 이용하여 결합할 수도 있다.

상기 튜브회동부(400)는 상기 전후이송대(300) 상부에 결합되며, 상기 케이블튜브(500)의 일단부를 체결 지지한 상태로 산업용 로봇(10)의 헤드(30) 구동시 상기 케이블튜브(500)를 좌우방향에 대해 회동가능하게 지지하는 부재이다.

이러한, 상기 튜브회동부(400)는 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 케이블튜브(500)의 일단부를 체결 지지하는 튜브클램프(410)와, 상기 전후이송대(300)의 체결 판(320) 상부에 체결된 상태로 상부에 상기 튜브클램프(410)가 회전가능하게 체결되는 판형상의 회동브라켓(420)을 포함한다.

여기서, 상기 튜브클램프(410)는 상부에 상기 케이블튜브(500)가 내삽 고정되는 튜브체결구(411)를 가지는 링 형상 부재로, 하부에는 회동돌기축(412)이 형성된다.

그리고, 상기 회동브라켓(420) 상부에는 상기 튜브클램프(410)의 회동돌기축(412)이 체결되어 상기 튜브클램프(410)를 회동가능하게 결합하는 회전요홈(421)을 형성하는 것이 바람직하다.

더불어, 상기 튜브클램프(410)가 상기 회동브라켓(420) 상부에서 수평상태를 유지하면서 회동이 가능하도록 상기 회동브라켓(420)의 회전요홈(421) 내부둘레로 회전걸림홈(422)을 형성하고, 상기 튜브클램프(410)의 회동돌기축(412) 둘레에는 베어링체결홈(413)을 형성한 상태에서 상기 베어링체결홈(413)에 외삽 결합되게 한 후 상기 회전걸림홈(422)에 체결되는 볼베어링(430)을 구비할 수 있다.

즉, 상기 볼베어링(430)에 의해 상기 튜브클램프(410)의 회동돌기축(412)이 상기 회동브라켓(420)의 회전요홈(421)에 체결된 상태에서 이탈되는 것을 방지함과 더불어 상기 튜브클램프(410)를 상기 회동브라켓(420) 상부에서 수평상태로 좌우 회전을 용이하게 할 수 있도록 한다.

상기 케이블튜브(500)는 산업용 로봇(10)에 구비되는 복수개의 케이블(40)을 일체상태로 감싸는 관체이다.

이러한, 상기 케이블튜브(500)는 일단부를 상기 튜브회동부(400)의 튜브클램프(410)에 형성된 튜브체결구(411)에 내삽된 상태로 고정 결합하며, 타단부는 산업용 로봇(10)의 헤드(30)에 결합하는 탄성력을 가지는 부재이다.

상기 탄성체(600)는 일단부를 상기 본체(100)의 일단부에 체결된 상기 고정대(200)에 결합한 상태로 타단부를 상기 전후이송대(300)에 결합되어 산업용 로봇(10)의 헤드(30) 작동시 상기 튜브회동부(400)에 전달된 힘이 상기 전후이송대(300)를 전방으로 슬라이드 이송되게 하여도 탄성력에 의해 상기 전후이송대(300)를 원위치로 복귀되게 하는바, 상기 튜브회동부(400)도 원위치로 복귀되게 한다.

이러한, 상기 탄성체(600)는 탄성력을 가지는 스프링을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 탄성력을 가지는 재료를 선택적으로 적용가능하다.

즉, 상기 탄성체(600)는 도 8에 도시한 바와 같이 산업용 로봇(10)의 헤드(30)가 회전함에 따라 상기 케이블튜브(500)가 산업용 로봇(10)의 헤드(30) 방향으로 잡아 당겨지게 되면, 상기 케이블튜브(500) 일단부에 결합된 상기 튜브회동부(400)에 그 힘이 전달되면서 상기 전후이송대(300)가 상기 본체(100)의 이송슬라이드편(110)을 따라 산업용 로봇(10)의 헤드(30) 방향으로 이송하면서 상기 탄성체(600)를 신장되게 한다.

이후, 산업용 로봇(10)의 헤드(30)가 회동 전의 최초 위치로 되돌아가면 도 9에 도시한 바와 같이 상기 탄성체(600)가 신장되기 전의 원상태로 수축되면서 상기 튜브회전부가 최초 위치로 복귀되어 상기 케이블튜브(500)의 느슨함이 발생되는 것을 방지하여 상기 케이블튜브(500) 및 케이블(40)의 꼬임이나 절곡이 없게 한다.

이와 같이, 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 산업용 로봇(10)의 케이블 조절장치의 동작을 도 4 내지 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 본체(100)를 산업용 로봇(10)의 암(20) 상부에 고정 설치하며, 복 수개의 케이블(40)을 일체상태로 감싼 상기 케이블튜브(500) 일단부를 상기 튜브클램프(410)의 튜브체결구(411)에 내삽한 후 결합하고, 상기 케이블튜브(500) 타단부는 산업용 로봇(10)의 헤드(30)에 결합되게 한다.

이후, 산업용 로봇(10)이 작동되면서 헤드(30)가 회동하게 되면, 헤드(30)에 상기 케이블튜브(500)가 감기면서 헤드(30) 방향으로 상기 케이블튜브(500)가 당겨지게 되며, 상기 전후이송대(300)도 상기 헤드(30) 방향으로 슬라이드 이송되면서 상기 탄성체(600)를 신장되게 한다.

그리고, 산업용 로봇(10)의 헤드(30)가 반대방향으로 회전하면서 최초 회동 전의 동일위치까지 복귀시에는 상기 헤드(30) 방향으로 상기 케이블튜브(500)의 당겨지는 힘은 해제되면서 상기 탄성체(600)의 탄성력에 의한 수축으로 상기 전후이송대(300)도 슬라이드 이송되면서 최초 회동 전의 위치로 복귀하게 된다.

따라서, 상기 전후이송대(300)와 같이 상기 튜브회동부(400)가 상기 케이블튜브(500) 산업용 로봇(10)의 암(20) 후방으로 당겨지면서 상기 케이블튜브(500)의 느슨해짐이 발생되지 않아 꼬임이나 절곡에 의한 내부의 케이블(40)이 손상되지 않게 된다.

더불어, 산업용 로봇(10)의 헤드(30) 회전에 의한 상기 케이블튜브(500)의 움직임 방향에 따라 상기 튜브회동부(400)의 튜브클램프(410)가 좌우방향으로 대응되게 회동됨으로써, 상기 케이블튜브(500)가 상기 전후이송대(300) 상부에 지지된 상태에서 상기 헤드(30)가 급격하게 회전되더라도 케이블튜브(500)의 절곡 및 마찰에 의해 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 1 내지 3은 종래의 산업용 로봇의 작동시 케이블 상태도

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 산업용 로봇의 케이블 조절장치 사시도

도 5는 도 4의 분해사시도

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 산업용 로봇의 케이블 조절장치의 설치 상태도

도 7은 도 5에 나타낸 튜브회동부의 분해사시도

도 8 및 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 산업용 로봇의 케이블 조절장치의 작동 상태 단면도

Claims (3)

1. 산업용 로봇의 암과 헤드 사이에 설치되는 복수개의 케이블이 헤드의 작동시 느슨해짐으로 인한 꼬임이나 절곡에 의해 손상되지 않도록 하는 산업용 로봇의 케이블 조절장치에 있어서,

   산업용 로봇의 암 상부에 설치되며, 폭방향 양단부로부터 상방으로 수직 연장되고, 그 단부에서 하방으로 수직하게 절곡되는 이송슬라이드편을 가지는 본체와;

   상기 본체의 일단부에 체결되는 고정대와;

   상부에는 체결판을 가지며, 하부에는 상기 본체에 내삽된 상태로 상기 이송슬라이드편에 의해 가이드 이송되는 복수개의 이송바퀴를 구비하여, 상기 본체에서 전후 슬라이드 이송 가능하게 설치된 전후이송대와;

   상부에 회전요홈을 형성한 상태로 상기 전후이송대의 체결판 상부에 결합되는 회동브라켓과, 상부에 튜브체결구를 가지면서 하부에는 상기 회동브라켓의 회전요홈에 회동가능하게 체결되는 회동돌기축이 형성된 튜브클램프를 구비하는 튜브회동부와;

   복수개의 케이블을 감싸는 관체로서, 일단부가 상기 튜브클램프의 튜브체결구에 고정 결합된 상태로 타단부는 산업용 로봇의 헤드에 결합되는 케이블튜브; 및,

   양단부가 각각 상기 고정대 및 상기 전후이송대에 결합되어, 산업용 로봇의 헤드 작동시 상기 케이블튜브가 결합된 상기 튜브회동부를 상기 전후이송대에 의해 슬라이드 이송하여도 탄성력에 의해 상기 튜브회동부를 원위치로 복귀시키는 탄성체를 포함하는 산업용 로봇의 케이블 조절장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 회동브라켓의 회전요홈에는 회전걸림홈이 형성되며, 상기 튜브클램프의 회동돌기축에는 베어링체결홈이 형성되고, 상기 베어링체결홈에 외삽 결합된 상태로 상기 회전걸림홈에 체결되어 상기 튜브클램프가 상기 회동브라켓 상부에서 용이하게 회전되도록 하는 볼베어링을 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 케이블 조절장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 본체의 일단부에는 산업용 로봇의 헤드 작동시 전후이송대가 상기 본체에서 이탈되지 않도록 걸림시키는 이탈방지걸림대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 케이블 조절장치.

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