KR0123804Y1 - 수평 다관절형 로보트의 4축 구조 - Google Patents

Abstract

제2아암의 자유단에 제공되어 소정거리 승강 안내됨은 물론 홀더에 흡착된 제품의 위치를 보정하기 위한 3축의 회전 이동을 소정의 각도 범위로 제한하여 전기적인 배선이나 공압적인 배선의 내구성을 증대시킴은 물론 작업물을 충돌을 방지하여 고장 발생을 미연에 방지함은 물론 안전사고를 방지할 수 있는 수평 다관절형 로보트을 제공하는데 그 목적이 있다.

이에 따라 베이스에 선회 가능하게 고정 설치된 제1아암과, 상기한 제1아암에 힌지 고정 설치된 제2아암이 1축 및 2축 모우터의 작동에 따라 소정의 각도로 회전 이동됨은 물론 제2아암의 장유단에 제공된 3축 및 4축 모우터에 의해 선택적으로 승강 및 회전되고, 볼 스크류와 볼 스플라인이 분리되어 하나의 축으로 이루어짐은 물론 속이 빈 공간부에 길이 방향으로 중심 축이 제공되어 상호 분리되지 않도로 고정 설치되어 있으며, 볼 스플라인이 중심 축에 회전 가능하도록 이루어진 제3축에 의해 제품을 흡착하여 차 공정으로 이송시키고, 제3축의 원점을 설정하기 위한 센싱 도그가 스플라인 너트에 고정 설치된 풀리의 외측에 마련된 수평 다관절형 로보트에 있어서, 상기한 제3축의 스플라인 너트에 고정 설치되어 함께 회전되고 볼 스플라인과 스플라인 결합됨은 물론 복수개의 돌기가 형성된 회전 축과, 상기한 회전 축의 회측에 제공됨은 물론 제2아암에 고정 설치되고 회전 축에 형성된 돌기와 마주보는 소정의 위치에 돌기가 마련된 지지대와, 상기한 회전 축의 돌기와 지지대의 돌기 사이에 구름 마찰 접촉되어 회전 축의 회전각도를 제한하도록 하는 스토퍼로 이루어진 구성에 특징이 있다.

Description

수평 다관절형 로보트의 4축 구조

제1도는 본 고안에 의한 수평 다관절형 로보트의 4축 구조의 구성을 나타내는 측단면도,

제2도는 제1도의 가 - 가선 단면도,

제3도는 종래 기술의 수평 다관절형 로보트의 사시도,

제4도는 종래 기술의 수평 다관절형 로보트의 4축 구조의 구성을 나타내는 측단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 베이스 2 : 1축 모우터

3 :제1아암 4 : 2축 모우터

5 :제2아암 6 :제3축

7 :볼 스크류 8 :볼 스플라인

9 :공간부 10 : 중심축

15 :3축 모우터 19 :스플라인 너트

20 :4축 모우터 27 :센신 도그

30 :회전축 31,32,34 :돌기

33 :지지대 35 :스토퍼

본 고안은 수평 다관절형 로보트의 4축 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제2아암의 자유단에 제공되어 소정거리 승강 안내되는 3축의 회전이동을 소정의 각도 범위로 제한하여 전기적인 배선이나 공압적인 배선의 내구성을 증대시킴은 물론 작업물을 충돌을 방지할 수 있도록 한 수평 다관절 로보트에 관한 것이다.

일반적으로 수평 다관절 로보트은 제1, 2아암이 소정의 각도만큼 수평 회전한 다음 수직상하방향으로 안내되는 제3축의 아래측단에 4축 모우터의 작동에 따라 소적의 각도로 회전가능한 홀더가 제공되어 이송시키고자하는 제품을 진공 흡착하여 차공정으로 이송시키도록 하는 장치로서, 자동화기기에 관련된 작업물 반송 및 운반장치에 널리 이용되고 있다.

이러한 수평 다관절형 로보트은 제2아암의 자유단에 수직 안내되는 3축의 끝단부에 마련된 홀더에 의해 작업물이 진공 흡착되게 되는 바, 상기한 홀더에 의해 흡착된 작업물의 위치를 보정하기 위해 회전기능을 갖는 4축 모우터를 작동시켜 제3축을 회전시키게 된다.

이와 같이 제3축을 회전시키는 4축 모우터의 원점을 설정하기 위한 센싱도그가 마련되어 초기상태를 유지시킴과 아울러 3축의 회전은 사용자의 설정에 따라 정, 역반향이 정해지게 되며, 오동작이 초래되는 경우 제3축의 무한한 회전으로 인하여 전기적인 배선이나 공압적인 배선이 수회 꼬이게 됨으로써 단선이 일어나거나 내구성이 저하됨은 물론 흡착된 공작물의 파손 등 위험요인이 내포되어 있는 바, 3축의 일정량 이상의 회전을 제한하는 제한장치가 요구되고 있는 실정이다.

제3도는 종래 기술의 수평 다관절형 로보트의 사시도이고, 제4도는 종래 기술의 수평 다관절 로보트의 4축 구조의 구성을 나타내는 측단면도로서, 부호(1)은 베이스를 나타내고 있다.

상기한 베이스(1)의 상측에 선회 가능하게 고정 설치됨은 물론 1축 모우터(1)의 작동에 의해 소정의 각도로 수평 회전이동 안내되는 제1아암(3)이 고정 설치되어 있고, 상기한 제1아암(3)의 자유단에는 2축 모우터(4)의 작동에 의해 소정의 각도로 수평 회전 이동되는 제2아암(5)이 선회 가능하게 고정 설치되어 있다.

상기한 제2아암(7)의 자유단에 승강 안내되도록 고정 설치된 제3축(6)은 볼 스크류(7)와 볼 스플라인(8)이 분리되어 이루어지고, 속이 빈 공간부(9)가 형성되어 이 공간부(9)에 길이방향으로 중심 축(10)이 제공되어 상호 분리되지 않도록 함은 물론 그 하단부는 볼 스플라인(8)이 회전 가능하도록 홀더(도시생략)가 제공되는 플랜지(11)에 고정 설치되어 있다.

또한, 상기한 제3축(6)의 상단부에 고정 설치된 지지대(12)는 제2아암(5)에 직립된 상태로 제공된 가이드(13)에 안내되도록 설치되어 제3축(6)이 요동되지 않고 승강되도록 되어 있다.

그리고 제3축(6)의 볼 스크류(7)에 치차 결합된 볼 너트(14)에 회전력을 전달하는 3축 모우터(15)는 축에 재공된 풀리(16)와 볼 너트(14)에 고정 설치된 풀리(17)가 타이밍 벨트(18)로 연결되어 3축 모우터(15)의 회전력에 의해 볼 너트(14)가 회전됨으로써 이에 치차 결합된 볼 스크류(7)가 선택적으로 승강됨에 따라 제3축(6)이 제2아암(5)에 승강 안내되도록 되어 있다.

상기한 제3축(6)과 3축 모우터(15)는 제아암(5)에 제공된 하우징(H)에 수납되어 먼지 등 이물질의 유입을 방지하도록 되어 있다.

또한, 상기한 제3축(6)의 볼 스플라인(8)과 스플라인 결합된 스플라인 너트(19)에 회전력을 전달하는 4축 모우터(20)는 스플라인 너트(19)에 고정 설치된 풀리(21)와 타이밍 벨트(22)로 연결되어 있다.

상기한 4축 모우터(20)는 그 회전 속도를 감속할 수 있도록 제2아암(5)에 크기가 다른 풀리(23)(24)를 보유하는 감속 축(25)이 회전 가능하게 제공되어 크기가 큰 풀리(23)와 타이밍 벨트(22)로 연결되어 있으며, 스플라인 너트(19)에 고정 설치된 풀리(21)와 연결된 타이밍 벨트(22)는 감속 축(25)에 제공된 크기가 작은 풀리(24)에 연결되어 4축 모우터(20)의 회전 속도가 감속되어 스플라인 너트(19)에 전달되도록 되어 있다.

상기한 스플라인 너트(19)에 고정 설치된 풀리(21)의 원점을 설정하기 위한 센싱 도그(27)가 제2아암(5)에 제공되어 4축 모우터(20)와 전기적으로 연결되어 전원이 온(ON) 됨과 동시에 원점이 설정되도독 되어 있다.

상기한 스플라인 너트(19)에 고정 설치된 풀리(21)에 감겨 회전력을 전달하는 타이밍 벨트(22)는 그 장력을 조절하기 위해 텐셔너(28)가 제2아암(5)에 고정 설치되어 있다.

이와 같이 구성되는 종래 기술의 수평 다관절형 로보트는, 로보트를 작동시키기위해 전원을 온 시키면, 스플라인 너트(19)의 외측에 제공된 도그 센싱(27)에 의해 원점이 설정되도록 4축 모우터(20)가 작동되어 제3축(6)의 하단부에 제공된 플랜지(11)의 홀더가 흡착하기 위한 좌표 설정이 완료된다.

이러한 상태에서 1,2축 모우터(2)(4)를 작동시킴에 따라 제1,2아암(3)(5)이 소정의 각도로 수평 회전이동됨으로써 이송시키고자 하는 제품이 위치에 제3축(6)이 위치하게 되며, 제품을 흡착하기 위해 3축 모우터(15)를 작동시킨다.

상기한 3축 모우터(15)가 작동되어 반시계 방향으로 회전되면, 타이밍 벨트(18)로 연결된 볼 너트(14)가 동일한 방향으로 회전됨에 기인하여 이에 치차 결합된 볼 스크류(7)가 안내되어 소정거리 하강되게 됨에 따라 제3축(6)의 공간부(9)에 제공된 중심 축(10)에 의해 볼 스플라인(8)이 분리되지 않은 상태로 함께 하강된 다음, 볼 스플라인(8)의 하단부에 제공된 플랜지(11)의 홀더에 의해 제품을 흡착하게 된다.

이와 같이 제품의 흡착이 완료되면 3축 모우터(15)를 전기한 작동과 반대로 작동시켜 제3축(6)을 상승시킴과 아울러 차 공정의 제품 위치가 놓여지는 위치의 정확한 제어 즉, 홀더에 흡착된 제품의 위치가 보정되도록 4축 모우터(20)를 작동시킨다.

상기한 4축 모우터920)가 작동되면, 제2아암(5)에 회전 가능하게 설치된 감속 축(25)의 큰 풀리(23)와 타이밍 벨트(22)로 연결됨은 물론 감속축(25)의 작은 풀리(24)와 타이밍 벨트(22)로 연결된 스프라인 너트(19)가 회전됨으로써 이에 스플라인 결합된 볼 스플라인(8)은 플랜지(11)에 회전 가능하게 설치된 중심축(10)을 중심으로 선회되어 제품을 차 공정의 정확한 위치에 위치시키도록 위치보정이 이루어지게 된다.

이와 같이 이송시키고자 하는 제품을 차 공정으로 이송시킴은 물론 제2아암(5)의 자유단에 제공된 제3축(6)의 하단부에 제공된 플랜지(11)의 홀더에 흡착된 제품의 위치 보정을 위해 볼 스플라인(8)을 회전시키는 4축 모우터(20)의 회전 각도 조절은 사용자의 설정에 따라 정해지게 되는 바, 센싱 도그(27)에 의한 원점 설정 기능만 갖추고 있기 때문에 오조작으로 인한 3축(6)의 회전 각도가 무한정한 회전이 이루어지게되면, 전기적으로 연결된 전기 배선 및 공압적으로 연결된 공압 배선이 다수회 꼬임으로써 내구성이 저하되어 각각의 배선이 단락됨에 기인하여 고장 발생의 원인이 되며, 홀더에 흡착된 제품의 파손 등에 의해 안전사고를 일으킬 수 있는 문제점이 내포되어 있다.

본 고안은 상기한 바와 같이 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 제2아암의 자유단에 제공되어 소정거리 승강 안내됨은 물론 홀더에 흡착된 제품의 위치를 보정하기 위한 3축의 회전 이동을 소정의 각도 범위로 제한하여 전기적인 배선이나 공압적인 배선의 내구성을 증대시킴은 물론 작업물을 충돌을 방지하여 고장 발생을 미연에 방지함은 물론 안전사고를 방지할 수 있는 수평 다과절형 로보트을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위해 본 고안은, 베이스에 선회 가능하게 고정 설치된 제1아암과, 상기한 제1아암에 한지 고정 설치된 제2아암이 1축 및 2축 모우터의 작동에 따라 소정의 각도로 회전 이동됨은 물론 제2아암의 자유단에 제공된 3축 및 4축 모우터에 의해 선택적으로 승강 및 회전되고, 볼 스크류와 볼 스플라인이 분리되어 하나의 축으로 이루어짐은 물론 속이 빈 공간부에 길이 방향으로 중심 축이 제공되어 상호 분리되지 않도록 고정 설치되어 있으며, 볼 스플라인이 중심 축에 회전 가능하도록 이루어진 제3축에 의해 제품을 흡착하여 차 공정으로 이송시키고, 제3축의 원점을 설정하기 위한 센싱 도그가 스플라인 너트에 고정 설치된 풀리의 외측에 마련된 수평 다관절형 로보트에 있어서, 상기한 제3축의 스플라인 너트에 고정 설치되어 함께 회전되고 볼 스플라인과 스플라인 결합됨은 물론 복수개의 돌기가 형성된 회전 축과, 상기한 회전 축의 외측에 제공됨은 물론 제2아암에 고정 설치되고 회전축에 형성된 돌기와 마주보는 소정의 위치에 돌기가 마련된 지지대와, 상기한 회전 축의 돌기와 지지대의 돌기 사이에 구름 마찰 접촉되어 회전 축의 회전각도를 제한하도록 하는 스토퍼로 이루어진 수평 다관절형 로보트의 4축 구조를 제공한다.

상기한 회전 축의 돌기는 제3축의 회전 범위가 540。 이내로 제한되도록 소정거리 이격되어 형성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 고안의 수평 다관절형 로보트의 4축 구조의 구성을 나타내는 측단면도이고, 제2도는 제1동의 가 - 가선 단면도로서, 종래 기술의 구성과 동일한 부분의 구성은 생략하고 중요한 부분만 상세히 설명한다.

제2아암(5)의 자유단에 승강 안내되는 제3축(6)의 볼 스플라인(8)에 결합되어 4축 모우터(20)의 작동에 따라 회전력을 전달하는 스플라인 너트(19)에 고정 설치된 회전 축(30)은 불 스플라인(8)과 스플라인 결합되어 제3축(6)이 승강 안내됨은 물론 외측에 복수개의 돌기(31)(32)가 형성되어 있다.

상기한 회전축(30)의 외측에 마련됨과 아울러 제2아암(5)의 하단부에 고정 설치된 지지대(33)는 회전축(30)에 형성된 돌기(31)(32)와 마주보는 소정의 위치에 돌기(34)가 형성되어 있다.

또한 상기한 회전축(30)의 돌기(31)(32) 중 어느 하나와 지지대(33)의 돌기(34) 사이에 스토퍼(35)가 이탈되지 않고 구름 접촉 가능하게 제공되어 제3축(6)의 회전에 따라 함께 회전되는 회전축(30)의 회전 각도를 제한하도록 되어 있다.

또한 상기한 회전축(30)의 돌기(31)(32)는 제3축(6)의 회전 각도가 540。 이내로 제한되도록 송정 거리 이격되어 형성됨이 바람직하다.

이와 같이 구성되는 본 고안의 수평 다관절형 로보트의 4축 구조는, 로보트을 작동시키기 위해 전원을 온 시키면, 스플라인 너트(19)에 제공된 풀리(21)의 외측에 마련된 센싱 도그(27)에 의해 원점이 설정되게 되면, 이러한 상태에서 1,2축 모우터(2)(4)를 작동시켜 제1,2아암(3)(5)을 소정의 각도로 수평 회전이동시킨다.

이와 같이 제2아암(5)이 회전 이동되어 흡착하고자 하는 제품의 위치에 도달하면, 3축 모우터(15)를 작동시켜 제3축(6)을 소정 거리 하강시킨 다음 홀더에 의해 흡착한다.

상기한 제3축(6)의 홀더에 의해 제품이 흡착되면, 3축 모우터(15)를 전기한 작동과 반대로 작동시켜 제3축(6)을 상승시킴과 아울러 차 공정으로 이송시키기 위해 1,2축 모우터(2)(4)를 작동시켜 수평 이동시킨다.

이때 홀딩된 제품의 위치를 보상하기 위해 사용자의 설정에 따라 4축 모우터(20)를 동작시키게 되는 바, 상기한 모우터(20)의 작동에 따라 각각의 타이밍 벨트(26)(22)에 의해 회전력이 감속되어 스플라인 너트(19)에 전달되게 된다.

따라서 이에 스플라인 결합된 제3축(6)의 볼 스플라인(8)이 소정 각도 회전됨과 동시에 스플라인 너트(19)에 고정 설치된 회전 축(30)이 함께 회전되게 됨으로써 회전 축(30)의 외주면에 형성된 돌기(31)(32)에 의해 지지대(33)의 돌기(34)의 일측에 제공된 스토퍼(35)를 이송시켜 돌기(34)의 타측에 위치시킴으로써 회전 축(30)의 회전 범위가 제한되게 되는 바, 상기한 회전 축(30)이 반시계 방향으로 회전되면 회전 축(30)에 형성된 돌기(32)가 회전되어 지지대(33)에 형성된 돌기(34)의 일측에 제공된 스토퍼(35)를 이송시켜 제2도의 일점쇄선으로 도시한 바와 같이 돌기(34)의 타측으로 위치시킴으로써 회전 축(30)의 회전 범위를 제한하게 된다.

이러한 상태에서 회전 축(30)이 시계 방향으로 회전되면 회전 축(30)에 형성된 돌기(31)가 회전되어 스토퍼(35)를 반대로 이송시킴으로써 제2도의 실선으로 도시한 바와 같이 회전 축(30)의 회전 범위를 제한하게 함으로써 사용자의 오조작에 따른 제3축(6)의 회전 범위를 소정의 각도 범위내로 제한하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안의 수평 다관절형 로보트의 4축 구조는, 제3축 홀더에 의해 흡착된 제품의 위치를 보정함은 물론 무한정으로 회전될 수 있는 회전 각도를 제한함으로써 전기적인 배선이나 공압적으로 연결된 공압 배선의 내구성을 향상시켜 단락되는 현상을 방지할 수 있기 때문에 고장 발생의 원인을 제거함은 물론 홀더에 흡착된 제품의 파손을 미연에 방지하여 안전 사고를 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 베이스(1)에 선회 가능하게 고정 설치된 제1아암(3)과, 상기한 제1아암(3)에 힌지 고정 설치된 제2아암(5)이 1축 및 2축 모우터(2)(4)의 작동에 따라 소정의 각도로 회전 이동됨은 물론 제2아암(5)의 자유단에 제공된 3축 및 4축 모우터(15)(20)에 의해 선택적으로 승강 및 회전되고, 볼 스크류(7)와 볼 스플라인(8)이 분리되어 하나의 축으로 이루어짐은 물론 속이 빈 공간부(9)에 길이 방향으로 중심 축(10)이 제공되어 상호 분리되지 않도로 고정 설치되어 있으며, 볼 스플라인(8)이 중심 축(10)에 회전 가능하도록 이루어진 제3축(6)에 의해 제품을 흡착하여 차 공정으로 이송시키고, 제3축(6)의 원점을 설정하기 위한 센싱 도그(27)가 스플라인 너트(19)에 고정 설치된 풀리(21)의 외측에 마련된 수평 다관절형 로보트에 있어서, 상기한 제3축(6)의 스플라인 너트(19)에 고정 설치되어 함께 회전되고 볼 스플라인(8)과 스플라인 결합됨은 물론 복수개의 돌기(31)(32)가 형성된 회전 축(30)과, 상기한 회전 축(30)의 외측에 제공됨은 물론 제2아암(5)에 고정 설치되고, 회전 축(30)에 형성된 돌기(31)(32)와 마주보는 소정의 위치에 돌기(34)가 마련된 지지대(33)와, 상기한 회전 축(30)의 돌기(31)(32)와 지지대(33)의 돌기(34) 사이에 구름 마찰 접촉되어 회전 축(30)의 회전각도를 제한하도록 하는 스토퍼(35)로 이루어짐을 특징으로 하는 수평 다관절형 로보트의 4축 구조,
2. 제1항에 있어서, 회전 축(30)의 돌기(31)(32)는 제3축(6)의 회전 범위가 540°이내로 제한되도록 소정거리 이격되어 형성됨을 특징으로 하는 수평 다관절형 로보트의 4축 구조.