KR0180977B1 - 5축 로보트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 X, Y, Z축 외에 2가지의 운동방향이 추가되어 5방향으로의 작업자세가 가능한 5축 로보트에 대한 것으로 특징적인 구성은 기둥에 지지된 X축프레임과, 제1모터의 동력으로써 상기한 X축프레임을 따라 좌,우 이송할 X축 슬라이더 플레이트로 이루어진 X방향 이동기구와, 상기한 X축 슬라이더 플레이트의 내부에 지지된 채 제2모터의 동력으로써 전,후 이동가능한 Y축프레임으로 이루어진 Y방향 이동기구와, 상기한 Y축프레임의 끝단에 형성된 감합부에 세로로 끼워진 채, 측편으로 래크를 가지는 Z축프레임과, 상기한 래크에 치합하되 제3모터로서 정,역 회전하는 피니언으로 이루어진 Z방향 이동기구와, 상기한 Z축프레임의 상단부 위에 마련된 한쌍의 제4모터와 제5모터, 상기한 모터들의 아래에 마련된 기어군에 의해 동력을 전달받되, 상기한 Z축프레임의 내부에서 지지간에 의해 세로로 매설된 이중의 스플라인축, Z축 프레임의 아래에 위치한채 상기한 스플라인축으로부터 동력을 전달받아 일을 하며, 하단에 틀척이 마련된 리스트어셈브리로 이루어진 회전운동기구로 구성하여 상기한 스플라인축을 통해 전달되는 제4모터의 동력이 리스트어셈브리를 자체 회전시킬 수 있도록 하고, 상기한 스플라인축을 통해 전달되는 제5모터의 동력이 상기한 리스트어셈브리를 회동운동 시킬 수 있도록 하는데 있는 것이다.

Description

5축 로보트

제1도는 본 발명의 전체를 보인 좌측면도.

제2도는 본 발명의 우반부를 보인 정면도.

제3도는 본 발명의 요부구성을 보인 사시도.

제4도는 본 발명의 Z축프레임의 요부를 보인 단면도.

제5도는 본 발명의 손목부의 작동상태를 보인 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : X방향 이동기구 2 : Y방향 이동기구

3 : Z방향 이동기구 4 : 회전운동기구

5 : 리스트 어셈블리 11 : 기둥

12 : X축프레임 13 : 제1모터

14 : 슬라이더 플레이트 21 : 래크

22 : Y축프레임 23 : 제2모터

31 : 제3모터 32 : Z축프레임

33 : 래크 34 : 피니언

41, 42 : 모터 43 : 기어군

44, 45 : 스플라인축 46 : 지지간

51 : 감속기 52 : 툴척

본 발명은 각종기계에 있어서 각종작업공구를 물려 일을 하고 제품을 로딩시키는 등 각종 작업에 사용하는 로보트에 대한 것으로 더 자세히 말하자면 X, Y, Z축 외에 2가지의 운동방향이 추가되어 5방향으로의 작업자세가 가능한 5축 로보트에 대한 것이다.

종래의 일반적인 각종기계에서는 중량물을 이송하기 위해 전용장비를 설치하던가 수동 라인에서는 작업자가 직접 핸들링을 할 수 있는 호이스트를 설치하여 사용하였으며, 더욱 발전된 장비로는 워크피스 핸들링(WORK PIECE HACKLING)용으로 간이형 로더(LOADER)를 사용하는데 여기서는 3축미만의 기구로 된 것, 또 에저 실린더로 작동하는 것, 기계전체의 무게가 큰 중량물은 취급하지 못하며, 설치 비용이 많이 들어 바람직하지 못한 것이었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 감안해 이를 보완하고자 안출한 것으로 발명의 주된 목적은 좁은 공간내에 설치가 가능하도록 하여 공장내부의 공간을 넓게 활용할 수 있으며 가공물을 공작기계에 핸들링할 수 있도록 하고, 철차나 버스의 지붕등 대형작업물의 옹접이 가능하도록 하는데 있는 것이다.

이를 위한 특징적인 구성은 지지된 X축프레임과, 제1모터의 동력으로써 상기한 X축프레임을 따라 좌, 우 이송할 X축 슬라이더 플레이트로 이루어진 X방향 이동기구와, 상기한 X축 슬라이더 플레이트의 내부에 지지된채 제2모터의 동력으로써 전, 후 이동가능한 Y축프레임으로 이루어진 Y방향 이동기구와, 상기한 Y축 프레임의 끝난에 형성된 감합부에 세로로 끼워진 채, 측편으로 래크를 가지는 Z축프레임과, 상기한 래크에 치합하되 제3모터로서 정, 역 회전하는 피니언으로 이루어진 Z방향 이동기구와, 상기한 Z축프레임의 상단부 위에 마련된 한쌍의 제4모터와 제5모터, 상기한 모터들의 아래에 마련된 스퍼기에 의해 동력을 각각 전달받되, 상기한 Z축프레임의 내부에서 지지간에 의해 세로로 매설된 이중의 스폴라인축, Z축프레임의 아래에 위치한 채 상기한 스폴라인축으로부터 베벨기어에 의해 동력을전달받아 일을 하며, 하단에 툴척이 마련된 리스트어셈블리로 이루어진 회전운동기구로 구성하여 상기한 제4모터의 동력을 스퍼기에 의해 스플라인축의 외축을 통해 동력이 전달되고 리스트어셈브리에서 스플라인축 외측의 회전력을 베벨기어로서 전달받아 툴척 자체를 회동시킬 수 있도록 하고, 상기한 제5모터의 동력을 스퍼기어에 의해 스플라인축의 내측을 통해 동력이 전달되고 리스트어셈블리에서 스프라인축 내측의 회전력을 베벨기어로서 전달받아를 툴척자체를 회전운동 시킬 수 있도록 하는데 있는 것이다.

이하 첨부도면에 따라 본 발명의 상세한 구성 및 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 좌측면을 보인을 것이고, 제2도는 본 발명의 일부를 생략해 보인 정면도이다.

제2도를 통해 X방향 이동기구(1)를 볼 수 있는데 도면에서 보듯이 기둥(11)에 지지된 X축프레임(12)이 가로로 배치되어 있고, 그 위에는 제1모터(13)에 의해 좌. 우 즉 X방향으로 이동이 가능한 X축슬라이더 플레이트(14)가 있다.

또한 이 슬라이더 플레이트(14)는 상반부가 요( )형으로 되어 있으며, 제1 도와 제3도에서 보듯이 Y방향 이동기구(2)를 볼 수 있다.

즉, 슬라이더 플레이트(14)의 안쪽이 놓여진 채 래크(21)를 가지는 Y축프레임(22)이 있는데 상기한 슬라이더 플레이트(14)의에 부착된 졔2모터(23)가 피니언을 정해야 역회전 시키므로서 앞, 뒤로 움직이는 것이고, 또한 상기한 Y축프레임(22)의 정면부에는 Z축프레임(32)이 감합되어 있어 Z방향 이동기구(3)볼 수 있다.

이는 제3도 또는 제4도에서 보듯이 Y축프레임(22)의 끝난 측편에 부착된 제3모터(33)가 그 안쪽의 피니언(34)를 회전시키고, 이 피니언(34)은 상기의 Z축프레임(32)를 상하로 이동시키게 되어 있는 것이다.

이상은 기존의 3축 로보트와 대동소이하며, 본 발명에서는 다음과 같은 별도의 회전운동기구(4)부분이 추가로 설치된다.

제3도 및 제4도에서 보듯이 상기한 Z축프레임(32)의 상단부 위에는 제4모터(41)와 제5모터(42)가 마련되어 있고, 이는 그 아래의 스퍼기어군(43)를 통해 Z축프레임(32)의 내부에 매설된 스플라이축(44)(45)에 전달된다.

스플라인축 내외축(44)(45)은 이중의 축으로서 지지간(46)들에 의해 지지되며, 상기한 Z축 프레임(32)의 하단 리스트 어셈브리(5)의 내측으로는 제4모터(41)오 제5모터(42)의 동력을 최동적으로 베벨기어군(53)(53')에 의해 툴척(52)에 작동력을 전달시키는 것이다.

리스트 어셈브리(5)는 측편으로 감속기(51)를 그 아래에는 툴척(52)이 마련되어 있다.

도면중 미설명 부호 15, 25, 35는 다자박스이고, 16, 26, 36은 케이블이다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동상태를 설명한다.

본 발명의 로보트는 상기한 X축프레임(12)상에서 X방향 이동기구(1), Y방향 이동기구(2), Z방향 이동기구(3), 그리고 회전운동기구(4)를 각각 2셋트로 구비하여 X축프레임(12)의 좌반부와 우반부를 반분하여 각각 구동할 수 있고, 또 동시에 구동시켜 사용할 수도 있다.

X방향 이동이구(1)는 제1모터(13)를 구동시켜 X축 슬라이더 플레이트(14)가 좌. 우 X방향으로 이동할 수 있게 하는 것이고, 그 전원은 상측의 단자박스(15)로부터 케이블(16)을 통해 공급받는다.

Y방향 이동기구(2)는 슬라이더 플레이트(14)의 측편에 마련된 제2모터(23)를 구동시켰을 때 그 피니언(도시하지 않았음)이 슬라이더 플레이트(14)에 안치된 Y축프레임(22)의 측편에 부착된 래크(21)를 이동시키므로서 전, 후로 이동이 가능한 것이며, 이 역시 단자박스(25)로부터 케이블(26)을 통해 전원을 공급받는다.

Z방향 이동기구(3)는 Z축프레임(32)이 상기한 Y축프레임(22)의 선단김합부(30)에 감합된 채 상. 하 이동이 가능한데 이때는 Y축프레임(22)의 측편에 부착된 제3모터(33)가 피니언(34)를 회전시키고, 또 여기에 치합된 래크(31)가 상하 이동하므로서 Z축프레임(32)이 상, 하 이동할 수 있게 되는 것이고, 단자박스(35)로부터 케이블(36)를 통해 전원을 공급받는다.

한편, 회전운동기구(4)는 Z축프레임(32)의 상반부에 마련된 제4모터(14)와 제5모터(42)로서 구동하는데 이들 모터의 구동력은 그 아래에 내장된 스퍼기어군(43)에 전달되고, 스퍼기어군(43)에서 적당한 힘으로 변환된 동력은 각각 스플라인축 내외측(44)(45)따라 Z축프레임(32)의 아래에 마련된 리스트 어셈브리(5)의 내측으로 스플라인축 내외측(44)(45)의 하단에서 회전력을 각각의 베벨기어군(53)(53')를 통해를 툴척(52)에 각각 회동, 회전력을 전달되는데 이 리스트 어셈브리(5)는 저면부에 툴척(52)이 마련되어를 있을 뿐만 아니라 측편으로 감속기(51)를 가지고 있어 원하는 회전수 및 회동구간에 맞게 작동될 수 있도록 하게 되는 것이다.

이를 더 자세히 설명하자면 제4모터(41)는 그 동력을 스퍼기어(43)에 의해 스플라인축 외축(44)으로 전달하여 하단에서 리스트 어셈브리(5)내측의 베벨기어(53)에 의해 툴척(52)을 보듯이 제자리에서 Z방향에 대해 좌. 우로 회동할 수 있도록 하며, 제5모터(42)는 그 동력을 스퍼기어(43)에 의해 스폴라인측 내측(45)를 통해 전달하되 하단에서 리스트 어셈브리(5)가 내측의 베벨기어(53')에 의해 툴척(52)를 제4도에서 보듯이 Z방향으로 축으로 회전운동하도록 하는 것이다.

따라서 위에서 자세히 설명한바와 같은 본 발명은 공구 또는 제품을 파지시켜 작동하되, 기준의 X방향 이동기구(1) Y방향 이동기구(2), Z방향 이동기구(3)로서 이루어지는 3방향의 작업 외에 파지된 공구나 제품을 회전시켜 주는 기능과 이를 회종시켜 주는 기능 2가지가 추가 되어 있기 때문에 보다 다양하고 폭넓은 작업을 할 수 있으므로 유용한 것이다.

Claims (1)

1. 기둥(11)에 지지된 X축프레임(12)과, 제1모터(13)의 동력으로써 상기한 X축프레임을 따라 좌. 우 이송할 슬라이더 플레이트(14)로 이루어진 X방향 이동기구(1)와; 상기한 X축 슬라이더 플레이트(14)의 내부에 지지된채 제2모터(23)의 동력으로써 전, 후 가능한한 Y축프레임(22)으로 이루어진 Y방향 이동기구(2)와; 상기한 Y축프레임(22)의 끝단에 형성된 감합부(30)에 세로로 끼워진 채, 측편으로 래크(31)를 가지는 Z축프레임( 32)과, 상기한 래크(31)에 치합하되 제3모터(33)로서, 정, 역 회전하는 피니언(34)으로 이루어진 Z방향이동기구(3)와; 상기한 Z축프레임(32)의 상단부 외에 마련된 한쌍의 제4모터(41)와 제5모터(42), 상기한 모터들의 아래에 마련된 스퍼기어군(43)에 의해 동력을 전달받되, 상기한 Z축프레임(32)의 내부에서 지지간(46)에 의해 세로로 매설된 이중의 스플라인축 내외측(44)(45), Z축프레임(32)의 하단에 위치한채 상기한 스플라인축 내외측(44)(45)으로부터 베벨기어군(53)(53')에 의해 동력을 전달받아 일을 하며, 하단에 툴척(52)이 마련된 리스트어셈브리(5)로 이루어진 회전운동기구(4)와; 로 구성하여 상기한 스플라인축(44)를 통해 전달되는 제4모터(41)의 동력이 리스트어셈브리(5)의 베벨기어(53)에 의해 툴척(52)를 자체 회동시킬 수 있도록 , 상기한 스플라인축(45)를 통해 전달되는 제5모터(42)의 동역이 상기한 리스트어셈브리(5)의 베벨기어(53')에 의해 툴척(52)를 특징으로 하는 5축 로보트.