KR102020149B1 - Telescopic 6-axis vertical articulated robot - Google Patents

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KR102020149B1
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한성현
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경남대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a telescopic six-axis vertical articulated robot which can selectively expand and reduce a task area of a robot to perform various tasks by a single robot. The telescopic six-axis vertical articulated robot comprises: a base frame; a rotary body rotatably coupled to the base frame; a first telescopic link which has a long shape whose lower portion is rotatably coupled to the rotary body, and is telescopically extended in an upward direction of the rotary body; a first rotary joint member rotatably coupled to an upper portion of the first telescopic link; a second telescopic link telescopically extended in a front direction of the first rotary joint member, wherein a rear end thereof is rotatably coupled to a front of the first rotary joint member; a second rotary joint member rotatably coupled to a front end of the second telescopic link; and a third rotary joint member rotatably coupled to the second rotary joint member.

Description

텔레스코프식 6축 수직 다관절 로봇{TELESCOPIC 6-AXIS VERTICAL ARTICULATED ROBOT}Telescope-type 6-axis vertical articulated robot {TELESCOPIC 6-AXIS VERTICAL ARTICULATED ROBOT}

본 발명은 6축 수직 다관절 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로봇이 작업을 수행하는 경우 로봇의 작업영역을 확장시키도록 로봇의 링크 길이를 신축시킬 수 있는 텔레스코프식 6축 수직 다관절 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a six-axis vertical articulated robot, and more particularly, to a telescope-type six-axis vertical articulated robot capable of stretching the link length of the robot to expand the work area of the robot when the robot performs work. It is about.

현대 산업사회의 다양한 분야에서 있어서 제품의 생산성을 증가시키고, 제품의 품질을 향상시키며, 제품의 생산비용을 절감시키기 위하여 산업자동화의 중요성이 부각되고 있다. 특히, 작업인력을 대체하여 조립, 분해, 용접 및 도장 등의 다양한 작업을 수행하는 산업용 로봇이 산업현장에 사용되고 있다.In various fields of the modern industrial society, the importance of industrial automation is increasing in order to increase the productivity of the product, improve the quality of the product, and reduce the production cost of the product. In particular, industrial robots that perform various tasks such as assembly, disassembly, welding, and painting in place of workforce are used in industrial sites.

이러한 산업용 로봇은 사람의 팔과 같이 회전하면서 움직이게 되는데 회전방식 및 움직임에 따라 직교좌표로봇, 수평다관절로봇, 수직다관절로봇 등으로 분류된다. 여기서, 수직다관절로봇은 작업 동작이 3종류 이상이고, 3개 이상의 회전운동하는 기구를 결합시켜 만든 로봇으로써, 회전축의 개수에 따라 3축, 4축, 5축 및 6축 다관절 로봇으로 세분화된다. 그 중에서도 6축 다관절로봇은 사람의 어깨, 팔, 팔꿈치 및 손목과 유사한 운동을 할 수 있는 관절을 가지고 있어서 사람의 움직임과 유사하게 움직일 수 있다. 따라서, 각종 산업 작업현장에 다른 로봇보다 많이 사용되고 있다.These industrial robots move while rotating like human arms, and are classified into Cartesian coordinate robots, horizontal articulated robots, and vertical articulated robots according to rotational methods and movements. Here, the vertical articulated robot is a robot made by combining three or more kinds of working motions and three or more rotary motion mechanisms, and is divided into three, four, five, and six-axis articulated robots according to the number of rotational axes. do. Among them, the 6-axis articulated robot has joints capable of similar movements to the shoulders, arms, elbows, and wrists of a person, and thus can move similarly to a person's movement. Therefore, it is used more than other robots in various industrial workplaces.

이때, 수직 다관절 로봇은 도 1에 도시된 바와 같이 베이스프레임(10)과, 상기 베이스프레임(10)에 회전 가능하게 결합되는 회전몸체(20)와, 하부가 상기 회전몸체(10)에 회전 가능하게 결합되는 장형의 제1 링크(30)와, 상기 제1 링크(30)의 상부에 회전 가능하게 결합되는 제1 회전조인트부재(40)와, 후단이 상기 제1 회전조인트부재(40)의 전방에 회전 가능하게 결합되는 장형의 제2 링크(50)와, 상기 제2 링크(50)의 전단에 회전 가능하게 결합되는 제2 회전조인트부재(60)와, 상기 제2 회전조인트부재(60)에 회전 가능하게 결합되는 제3 회전조인트부재(70)를 포함하여 이루어진다.At this time, the vertical articulated robot as shown in Figure 1, the base frame 10, the rotating body 20 is rotatably coupled to the base frame 10, and the lower portion is rotated to the rotating body 10 The long first link 30 is coupled to the possible, the first rotary joint member 40 rotatably coupled to the upper portion of the first link 30, the rear end of the first rotary joint member 40 A long second link 50 rotatably coupled to the front of the second coupling member; a second rotation joint member 60 rotatably coupled to the front end of the second link 50; and the second rotation joint member ( It comprises a third rotation joint member 70 rotatably coupled to 60.

즉, 수직 다관절 로봇은 도 1에 도시된 바와 같이 베이스프레임(10)에 대한 회전몸체(20)의 회전 중심이 1축, 회전몸체(20)에 대한 제1 링크(30)의 회전 중심이 2축, 제1 링크(30)에 대한 제1 회전조인트부재(40)의 회전 중심이 3축, 제1 회전조인트부재(40)에 대한 제2 링크(50)의 회전 중심이 4축, 제2 링크(50)에 대한 제2 회전조인트부재(60)의 회전 중심이 5축, 제2 회전조인트부재(60)에 대한 제3 회전조인트부재(70)의 회전 중심이 6축이 되고, 각각의 회전 중심에 형성되는 가상의 축선 상에 X-Y-Z의 3축으로 이루어진 직교 좌표계를 가지게 됨으로 6축 수직 다관절 로봇이라 지칭한다.That is, in the vertical articulated robot, as shown in FIG. 1, the rotation center of the rotation body 20 with respect to the base frame 10 is one axis, and the rotation center of the first link 30 with respect to the rotation body 20 is one axis. 2-axis, the center of rotation of the first rotary joint member 40 with respect to the first link 30 is three axes, the center of rotation of the second link 50 with respect to the first rotary joint member 40 is 4-axis, The center of rotation of the second rotary joint member 60 with respect to the second link 50 is five axes, and the center of rotation of the third rotary joint member 70 with respect to the second rotary joint member 60 is six axes, respectively. It is referred to as a six-axis vertical articulated robot because it has an orthogonal coordinate system consisting of three axes of XYZ on a virtual axis formed at the rotation center of the.

여기서, 회전몸체(20)의 회전 구동을 통해 로봇의 좌우 이동 반경이 형성되고, 제1 링크(30)의 회전 구동을 통해 로봇의 전후 및 상하 이동 반경이 형성된다. 또한, 제2 링크(50)의 회전 구동을 통해 로봇이 이동 반경 내에 작업할 수 있는 영역인 작업영역이 형성되고, 제2 회전조인트부재(60)의 회전 구동을 통해 최종적으로 로봇이 작업영역의 내에 위치하는 대상물과 접촉할 수 있게 되는 것이다. 이때, 제3 회전조인트부재(70)에는 상기 대상물을 파지하기 위한 그리퍼 또는 용접하기 위한 용접용 툴, 도장을 위한 도장용 툴과 같은 작업툴이 결합된다.Here, the left and right movement radius of the robot is formed through the rotational drive of the rotating body 20, the front and rear and the vertical movement radius of the robot is formed through the rotational drive of the first link (30). In addition, a work area, which is an area in which the robot can work within a moving radius, is formed through the rotational drive of the second link 50, and finally, the robot is driven through the rotational drive of the second rotation joint member 60. It will be able to contact the object located within. In this case, a work tool such as a gripper for holding the object or a welding tool for welding, or a painting tool for painting is coupled to the third rotary joint member 70.

즉, 6축 수직 다관절 로봇은 도 2에 도시된 바와 같이 로봇의 전방에 작업의 대상이 되는 대상물이 위치하는 경우 회전몸체(20)를 통해 로봇과 대상물의 좌우 위치를 조절하게 되고, 제1 링크(30)를 통해 제2 링크(50)와 대상물의 상하 위치를 조절하게 된다. 이후, 제1 회전조인트부재(40)를 통해 제2 링크(50)가 상기 대상물의 상부에 위치하도록 조절하게 되고, 제2 회전조인트부재(60)를 통해 상기 작업툴이 대상물의 상부에 위치하도록 조절하게 되면 작업툴을 통해 대상물에 작업을 수행할 수 있게 된다. 따라서, 6축 수직 다관절 로봇은 제1 링크(30) 및 제2 링크(50)의 길이만큼 회전몸체(10)의 전방으로 작업툴을 이동시킬 수 있다.That is, the 6-axis vertical articulated robot is to adjust the left and right positions of the robot and the object through the rotating body 20 when the target object of the work is located in front of the robot as shown in FIG. The upper and lower positions of the second link 50 and the object are adjusted through the link 30. Thereafter, the second link 50 is adjusted to be positioned above the object through the first rotation joint member 40, and the work tool is positioned above the object through the second rotation joint member 60. Once adjusted, the work tool allows you to work on the object. Therefore, the six-axis vertical articulated robot can move the work tool forward of the rotating body 10 by the length of the first link 30 and the second link 50.

이때, 제1 링크(30) 및 제2 링크(50)의 길이는 로봇을 설계하는 단계에서 로봇이 수행하고자 하는 작업 및 로봇의 최종적인 크기에 따라 결정된다. 따라서, 설계가 완료된 로봇은 제1 링크(30) 및 제2 링크(50)의 길이에 의해 작업영역이 제한된다.In this case, the lengths of the first link 30 and the second link 50 are determined according to the work to be performed by the robot in the designing of the robot and the final size of the robot. Therefore, the work area is limited by the length of the first link 30 and the second link 50, the design of the robot.

예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 컨베이어로부터 이송되는 대상물을 파지하여 다른 컨베이어나 또는 다음 공정라인으로 이동시키는 경우 컨베이어에서 다음 공정라인까지 이동할 수 있는 작업영역을 가지는 로봇을 작업현장에 설치해야 된다.For example, as illustrated in FIG. 2, when the object to be transported from the conveyor is gripped and moved to another conveyor or the next process line, a robot having a work area that can move from the conveyor to the next process line should be installed at the work site.

하지만, 도 3에 도시된 바와 같이 서로 다른 컨베이어로부터 가공이 완료된 가공물을 파지하여 다음 공정라인으로 이동시키고자 하는 경우 로봇의 작업영역이 제1 링크(30) 및 제2 링크(50) 각각의 길이에 따라 제한됨으로 하나의 로봇으로 서로 다른 컨베이어로부터 이송되는 가공물을 다음 공정라인으로 이동시킬 수 없게 된다. 따라서, 서로 다른 컨베이어 각각의 외측방향에 복수의 로봇을 설치하여 각각의 컨베이어로부터 이송된 가공물을 파지한 후 다음 공정라인과 연결된 보조 컨베이어로 가공물을 각각 이동시켜 보조컨베이어를 통해 다음 공정라인으로 가공물을 이동시키게 된다. 이 경우 복수의 로봇이 설치됨으로 제품의 생산비용이 증가하게 될 뿐만 아니라 복수의 로봇이 설치되어야 함으로 작업현장의 공간이 넓어야 하는 단점이 있다.However, as illustrated in FIG. 3, when the workpieces are processed from different conveyors to be gripped and moved to the next process line, the work area of the robot has a length of each of the first link 30 and the second link 50. Due to the limited by one robot can not move the workpieces from different conveyors to the next process line. Therefore, a plurality of robots are installed outside each conveyor to grasp the workpieces transferred from each conveyor, and then the workpieces are moved to a subsidiary conveyor connected to the next process line to move the workpieces to the next process line through the sub conveyor. Will be moved. In this case, not only the production cost of the product is increased by installing a plurality of robots, but also a plurality of robots must be installed.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 로봇이 설치되는 작업현장의 바닥면에 레일을 설치하여 로봇을 컨베이어로 근접 이동시킨 후 가공물을 파지하여 다음 공정라인까지 레일을 따라 로봇을 이동시킴으로 가공물을 다음 공정라인까지 이동시키게 된다. 하지만, 이 경우 컨베이어로부터 다음 공정라인까지 로봇을 이동시키는데 소요되는 시간이 증가하게 되어 생산성이 저감될 뿐만 아니라 레일을 설치하고, 로봇을 이동시키기 위한 구동부를 추가로 설치해야 됨으로 설치비용이 증가한다는 문제점이 있다.In order to solve the above problems, the rail is installed on the floor of the work site where the robot is installed, the robot is moved to the conveyor, and the workpiece is gripped and the robot is moved along the rail to the next process line. Will be moved to. However, in this case, the time required to move the robot from the conveyor to the next process line is increased, which reduces the productivity, installs rails, and installs additional driving parts for moving the robot. There is this.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 하나의 로봇으로 다양한 작업을 수행할 수 있도록 로봇의 작업영역을 선택적으로 확장 및 축소시킬 수 있는 텔레스코프식 6축 수직 다관절 로봇을 제공하는데 있다.An object of the present invention devised to solve the above problems is a telescope-type 6-axis vertical articulated robot that can selectively expand and contract the work area of the robot to perform a variety of tasks with one robot To provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 텔레스코프식 6축 수직 다관절 로봇은, 베이스프레임과, 상기 베이스프레임에 회전 가능하게 결합되는 회전몸체와, 장형으로 하부가 상기 회전몸체에 회전 가능하게 결합되고, 상기 회전몸체의 상방으로 텔레스코프식으로 신축되는 제1 텔레스코픽링크와, 상기 제1 텔레스코픽링크의 상부에 회전 가능하게 결합되는 제1 회전조인트부재와, 후단이 상기 제1 회전조인트부재의 전방에 회전 가능하게 결합되고, 상기 제1 회전조인트부재의 전방으로 텔레스코프식으로 신축되는 제2 텔레스코픽링크와, 상기 제2 텔레스코픽링크의 전단에 회전 가능하게 결합되는 제2 회전조인트부재와, 상기 제2 회전조인트부재에 회전 가능하게 결합되는 제3 회전조인트부재를 포함하여 이루어진다.Telescope-type six-axis vertical articulated robot according to the present invention to achieve the above object, a base frame, a rotating body rotatably coupled to the base frame, the lower portion is rotatable to the rotating body Coupled to the first telescopic link telescopically stretched upwardly of the rotating body, a first rotary joint member rotatably coupled to an upper portion of the first telescopic link, and a rear end of the first rotary joint member A second telescopic link rotatably coupled to the front of the second telescopic link and telescopically stretched telescopically toward the front of the first rotary joint member, and a second rotary joint member rotatably coupled to the front end of the second telescopic link; And a third rotation joint member rotatably coupled to the second rotation joint member.

또한, 상기 제1 텔레스코픽링크는, 장형으로 하부가 상기 회전몸체의 전방에 회전 가능하게 결합되는 제1 링크부재와, 상기 제1 링크부재에 고정 결합되고, 상기 제1 링크부재의 상하 길이방향을 따라 형성되는 상하가이드와, 상기 상하가이드의 상하 길이방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 상하슬라이더와, 장형으로 하부가 상기 상하슬라이더에 고정 결합되어 상기 상하슬라이더의 이동에 따라 상기 제1 링크부재의 상방으로 신축되고, 상부가 상기 제1 회전조인트부재를 회전 지지하는 제2 링크부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first telescopic link is a first link member having a long shape rotatably coupled to the front of the rotating body, and fixedly coupled to the first link member, the vertical length direction of the first link member The upper and lower guides formed along the upper and lower sliders slidably coupled along the upper and lower longitudinal directions of the upper and lower guides, and the lower portion of the upper and lower sliders are fixedly coupled to the upper and lower sliders to move the upper and lower sliders. Stretching upward, the upper portion comprises a second link member for rotationally supporting the first rotary joint member.

또한, 상기 제1 텔레스코픽링크는, 상기 상하가이드와 수평하도록 상기 제1 링크부재에 결합되어 상기 제2 링크부재가 상기 제1 링크부재를 기준으로 신축하는 경우 상기 상하슬라이더의 이동을 보조하는 보조슬라이드부재를 더 포함할 수 있다.In addition, the first telescopic link is coupled to the first link member so as to be horizontal to the upper and lower guides, the auxiliary slide to assist the movement of the vertical slider when the second link member is stretched based on the first link member The member may further include.

또한, 상기 보조슬라이드부재는, 상기 상하가이드와 수평하도록 상기 제1 링크부재에 결합되고, 상기 제1 링크부재의 상하 길이방향을 따라 형성되는 보조가이드와, 상기 보조가이드의 상하 길이방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 결합되어 상기 제2 링크부재를 접촉 지지하는 보조슬라이더를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the auxiliary slide member is coupled to the first link member to be horizontal to the upper and lower guides, the auxiliary guide formed along the vertical length direction of the first link member, and sliding along the vertical length direction of the auxiliary guide It is characterized in that it comprises a secondary slider which is movably coupled to support the second link member.

또한, 상기 제2 텔레스코픽링크는, 후단이 상기 제1 회전조인트부재의 전방에 회전 가능하게 결합되는 회전부재와, 상기 회전부재의 전방에 고정 결합되는 고정브라켓과, 장형으로 후단이 상기 고정브라켓에 고정 결합되는 제1 암부재와, 상기 제1 암부재에 고정 결합되고, 상기 제1 암부재의 전후 길이방향을 따라 형성되는 전후가이드와, 상기 전후가이드의 전후 길이방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 전후슬라이더와, 장형으로 후단이 상기 전후슬라이더에 고정 결합되고, 상기 전후슬라이더의 이동에 따라 상기 제1 암부재의 전방으로 신축되는 제2 암부재와, 후단이 상기 제2 암부재의 전단에 고정 결합되고, 전단이 상기 제2 회전조인트부재를 회전 지지하는 회전지지부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the second telescopic link is a rotating member rotatably coupled to the front end of the first rotary joint member, a fixing bracket fixedly coupled to the front of the rotating member, and the rear end is elongated to the fixing bracket. A first arm member fixedly coupled to the first arm member, the front and rear guides fixed along the front and rear longitudinal direction of the first arm member, and slidably movable along the front and rear longitudinal directions of the front and rear guides. The front and rear sliders, the rear end is fixedly coupled to the front and rear sliders in a long shape, the second arm member is stretched forward and backward of the first arm member according to the movement of the front and rear sliders, and the rear end is placed at the front end of the second arm member. It is fixedly coupled, characterized in that the front end comprises a rotation support member for rotationally supporting the second rotation joint member.

또한, 상기 제1 텔레스코픽링크가 상기 회전몸체의 상방으로 신축되는 경우 상기 제2 텔레스코픽링크가 상기 제1 회전조인트부재의 전방으로 신축되도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The control unit may further include a control unit configured to control the second telescopic link to expand and contract to the front of the first rotation joint member when the first telescopic link is stretched upward of the rotating body.

또한, 상기 제어부는, 상기 제1 텔레스코픽링크가 상기 회전몸체의 상방으로 늘어나는 경우 상기 제1 텔레스코픽링크가 늘어난 정도를 감지하여 상기 제2 텔레스코픽링크가 상기 제1 회전조인트부재의 전방으로 늘어나도록 제어하고, 상기 제1 텔레스코픽링크가 수축하는 경우 상기 제1 텔레스코픽링크가 수축된 정도를 감지하여 상기 제2 텔레스코픽링크가 수축하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the controller, when the first telescopic link extends above the rotating body detects the degree of the first telescopic link is extended to control the second telescopic link to extend in front of the first rotary joint member and When the first telescopic link is contracted, the second telescopic link is contracted by detecting the contracted degree of the first telescopic link.

본 발명에 따른 텔레스코프식 6축 수직 다관절 로봇은, 제1 텔레스코픽링크 및 제2 텔레스코픽링크를 통하여 로봇의 작업영역을 확장시키거나 또는 축소시킴으로 하나의 로봇으로 다양한 작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.The telescope-type 6-axis vertical articulated robot according to the present invention has an effect of performing various tasks with one robot by extending or contracting the work area of the robot through the first telescopic link and the second telescopic link. have.

또한, 제어부를 통하여 제1 텔레스코픽링크 및 제2 텔레스코픽링크 각각의 신축을 동시에 제어함으로써, 제1 텔레스코픽링크 및 제2 텔레스코픽링크가 신축하는 경우 제1 텔레스코픽링크 및 제2 텔레스코픽링크의 길이 차이로 인해 형성되는 작업영역의 사각지대를 없앨 수 있는 효과가 있다.In addition, by controlling the expansion and contraction of each of the first telescopic link and the second telescopic link at the same time through the control unit, when the first telescopic link and the second telescopic link is formed due to the difference in the length of the first telescopic link and the second telescopic link There is an effect that can eliminate the blind spot of the working area.

도 1은 종래 기술에 따른 6축 수직 다관절 로봇을 도시한 측면도이고,
도 2는 도 1의 실시예 중 로봇에 결합된 그리퍼를 통해 로봇에 근접한 곳에 위치하는 대상물을 파지하는 상태를 도시한 개념도이며,
도 3은 도 1의 실시예 중 로봇에 결합된 그리퍼를 통해 로봇으로부터 먼 곳에 위치하는 대상물을 파지하는 상태를 도시한 개념도이고,
도 4는 본 발명에 따른 텔레스코프식 6축 수직 다관절 로봇의 일 실시예를 도시한 사시도이며,
도 5는 도 4의 실시예를 측면에서 바라본 측면도이고,
도 6은 도 5의 실시예 중 제1 텔레스코픽링크 및 제2 텔레스코픽링크 각각이 신축하는 상태를 도시한 개념도이며,
도 7은 도 4의 실시예 중 제1 텔레스코픽링크를 분해 도시한 분해도이고,
도 8 및 도 9는 도 7의 실시예의 작동 과정을 단면 도시한 단면도이며,
도 10은 도 4의 실시예 중 제1 텔레스코픽링크가 늘어난 상태를 도시한 측면도이고,
도 11은 도 4의 실시예 중 제2 텔레스코픽링크를 도시한 사시도이며,
도 12는 도 11의 실시예를 분해 도시한 분해도이고,
도 13 및 도 14는 도 12의 실시예의 작동 과정을 단면 도시한 단면도이며,
도 15는 도 7의 실시예 중 제2 텔레스코픽링크가 늘어난 상태를 도시한 측면도이고,
도 16은 도 7의 실시예 중 제1 텔레스코픽링크 및 제2 텔레스코픽링크가 동시에 신축하는 상태를 도시한 측면도이다.1 is a side view showing a six-axis vertical articulated robot according to the prior art,
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a state in which an object located near to the robot is gripped by a gripper coupled to the robot in the embodiment of FIG. 1;
3 is a conceptual diagram illustrating a state of holding an object located far from the robot through the gripper coupled to the robot of the embodiment of FIG.
Figure 4 is a perspective view showing an embodiment of a telescopic six-axis vertical articulated robot according to the present invention,
5 is a side view as viewed from the side of the embodiment of FIG.
6 is a conceptual diagram illustrating a state in which each of the first telescopic link and the second telescopic link is stretched and contracted in the embodiment of FIG. 5;
FIG. 7 is an exploded view illustrating the first telescopic link in the embodiment of FIG. 4;
8 and 9 are cross-sectional views showing the operation of the embodiment of FIG.
FIG. 10 is a side view illustrating a state in which the first telescopic link is stretched in the embodiment of FIG. 4;
11 is a perspective view illustrating a second telescopic link in the embodiment of FIG. 4;
12 is an exploded view illustrating the embodiment of FIG. 11;
13 and 14 are cross-sectional views showing the operation of the embodiment of Figure 12,
FIG. 15 is a side view illustrating a state in which the second telescopic link is stretched in the embodiment of FIG. 7;
FIG. 16 is a side view illustrating a state in which the first telescopic link and the second telescopic link are stretched and contracted simultaneously in the embodiment of FIG. 7.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 텔레스코프식 6축 수직 다관절 로봇의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the telescopic six-axis vertical articulated robot according to the present invention.

본 발명에 따른 텔레스코프식 6축 수직 다관절 로봇은, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 베이스프레임(100), 회전몸체(200), 제1 텔레스코픽링크(300), 제1 회전조인트부재(400), 제2 텔레스코픽링크(500), 제2 회전조인트부재(600), 제3 회전조인트부재(700)를 포함하여 이루어지고, 제어부(800)를 더 포함할 수도 있다.Telescope-type six-axis vertical articulated robot according to the present invention, as shown in Figures 4 to 6, the base frame 100, the rotating body 200, the first telescopic link 300, the first rotary joint member ( 400, the second telescopic link 500, the second rotation joint member 600, and the third rotation joint member 700 may be further included, and may further include a control unit 800.

베이스프레임(100)은 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 하방이 바닥면에 고정 설치되고, X-Y-Z의 3축으로 된 고정좌표계가 형성된다. 이때, 고정좌표계는 후술하는 회전몸체(200)의 회전 중심에 형성되고, 베이스프레임(100)의 좌우 방향이 X축, 전후 방향이 Y축이 되며, 베이스프레임(100)의 상하로 Z축이 형성된다.4 to 6, the base frame 100 is fixedly installed on the bottom surface of the base frame 100, and a fixed coordinate system having three axes of X-Y-Z is formed. At this time, the fixed coordinate system is formed at the center of rotation of the rotating body 200 to be described later, the left and right directions of the base frame 100 is the X axis, the front and rear direction is the Y axis, and the Z axis is vertically up and down the base frame 100 Is formed.

회전몸체(200)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 베이스프레임(100)에 회전 가능하게 결합되는데, 이때 회전몸체(200)의 회전 중심은 상기 고정좌표계의 Z축이 된다. 즉, 회전몸체(200)의 회전 구동은 후술하는 제1 텔레스코픽링크(300)를 상기 고정좌표계의 X축 또는 Y축 방향으로 이동시키게 된다. 또한, 회전몸체(200)에 제1 텔레스코픽링크(300)가 결합되는 위치에 X-Y-Z의 3축으로 된 제1 이동좌표계가 형성되고, 각 축의 방향은 고정좌표계와 동일하게 형성된다. 따라서, 회전몸체(200)가 회전하는 경우 고정좌표계를 기준으로 제1 이동좌표계가 움직인 정도를 감지하여 회전몸체(200)의 회전 위치를 알 수 있게 되는 것이다. 이때, 회전몸체(200)에는 제1 구동모터(도면부호 미도시)가 결합되어 회전몸체(200)를 회전 구동시키게 되고, 제1 텔레스코픽링크(300)를 회전 구동시키는 제2 구동모터(미도시)가 결합될 수도 있다.Rotating body 200 is rotatably coupled to the base frame 100 as shown in Figures 4 to 6, wherein the rotation center of the rotating body 200 is the Z axis of the fixed coordinate system. That is, the rotational driving of the rotating body 200 moves the first telescopic link 300 to be described later in the X-axis or Y-axis direction of the fixed coordinate system. In addition, a first moving coordinate system having three axes of X-Y-Z is formed at a position where the first telescopic link 300 is coupled to the rotating body 200, and the directions of each axis are formed in the same manner as the fixed coordinate system. Therefore, when the rotating body 200 rotates, the rotational position of the rotating body 200 may be known by detecting the degree of movement of the first moving coordinate system based on the fixed coordinate system. In this case, a first driving motor (not shown) is coupled to the rotating body 200 to drive the rotating body 200 in rotation, and a second driving motor (not shown) to rotate the first telescopic link 300. ) May be combined.

제1 텔레스코픽링크(300)는 도 4 내지 도 11에 도시된 바와 같이 장형으로 하부가 상기 회전몸체(200)에 회전 가능하게 결합되고, 상기 회전몸체(200)의 상방으로 텔레스코프식으로 신축된다. 여기서, 제1 텔레스코픽링크(300)의 하부는 회전몸체(200)에 형성된 제1 이동좌표계의 X축을 중심으로 회전하도록 회전몸체(200)에 결합된다. 따라서, 제1 텔레스코픽링크(300)가 회전하는 경우 제1 텔레스코픽링크(300)의 상단이 고정좌표계의 Y-Z평면을 따라 곡률반경을 형성하며 회전하게 된다.As shown in FIGS. 4 to 11, the first telescopic link 300 is rotatably coupled to the lower portion of the first telescopic link 300 in a telescopic manner, and is telescopically stretched upward of the rotating body 200. . Here, the lower portion of the first telescopic link 300 is coupled to the rotating body 200 to rotate about the X axis of the first moving coordinate system formed on the rotating body 200. Therefore, when the first telescopic link 300 is rotated, the upper end of the first telescopic link 300 is rotated to form a radius of curvature along the Y-Z plane of the fixed coordinate system.

즉, 제1 텔레스코픽링크(300)가 회전몸체(200)의 상방으로 신축됨으로 제1 텔레스코픽링크(300)가 회전하여 형성하는 곡률반경이 커지게 되거나 또는 작아지게 되어 로봇이 가지는 작업영역이 확장되거나 축소되게 되는 것이다. 이때, 제1 텔레스코픽링크(300)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 제1 링크부재(310), 상하가이드(320), 상하슬라이더(330), 제2 링크부재(340)를 포함하여 이루어진다.That is, the radius of curvature formed by the rotation of the first telescopic link 300 increases or decreases as the first telescopic link 300 expands and contracts above the rotating body 200, thereby extending the work area of the robot. It will be reduced. In this case, the first telescopic link 300 includes a first link member 310, an upper and lower guide 320, an upper and lower slider 330, and a second link member 340 as shown in FIGS. 7 to 9. Is done.

먼저, 제1 링크부재(310)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 장형으로 하부가 상기 회전몸체(200)의 전방에 회전 가능하게 결합되는데 이때, 제1 링크부재(310)의 하부에는 제1 링크부재(310)가 회전하는 경우 제1 링크부재(310)를 회전 지지하는 베어링(미도시)이 결합된다. 즉, 제1 링크부재(310)는 하부에 베어링이 결합되고, 후술하는 상하가이드(320)가 결합되는 장형의 플레이트가 형성된다.First, as shown in FIGS. 7 to 9, the first link member 310 has a long shape, and a lower portion thereof is rotatably coupled to the front of the rotating body 200. In this case, the first link member 310 is disposed below the first link member 310. When the first link member 310 is rotated, a bearing (not shown) for rotationally supporting the first link member 310 is coupled. That is, the bearing is coupled to the lower portion of the first link member 310, and a long plate to which the upper and lower guides 320 to be described later are coupled is formed.

다음으로, 상하가이드(320)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 상기 제1 링크부재(310)에 고정 결합되고, 상기 제1 링크부재(310)의 상하 길이방향을 따라 형성된다. 이때, 상하가이드(320)는 회전모터가 결합되어 후술하는 상하슬라이더(330)를 구동시키는 액추에이터로 형성된다. 즉, 상하가이드(320)의 길이만큼 상하슬라이더(330)가 이동할 수 있음으로 상하가이드(320)의 상하 길이만큼 제1 텔레스코픽링크(300)가 신축할 수 있게 되는 것이다.Next, the upper and lower guides 320 are fixedly coupled to the first link member 310 as shown in FIGS. 7 to 9, and are formed along the vertical length direction of the first link member 310. At this time, the upper and lower guides 320 are coupled to the rotating motor is formed of an actuator for driving the vertical slider 330 to be described later. That is, the upper and lower sliders 330 may move by the length of the upper and lower guides 320 so that the first telescopic link 300 can expand and contract by the upper and lower lengths of the upper and lower guides 320.

계속하여, 상하슬라이더(330)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 상기 상하가이드(320)의 상하 길이방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 결합되어 후술하는 제2 링크부재(340)를 제1 링크부재(310)의 상방으로 이동시키게 된다. 즉, 상하슬라이더(330)의 이동에 따라 제1 텔레스코픽링크(300)의 신축이 결정됨으로 상하슬라이더(330)의 이동을 감지하여 상하슬라이더(330)의 이동 위치를 조절하는 이동감지센서가 상하가이드(310)에 설치될 수도 있다.Subsequently, the upper and lower sliders 330 are slidably coupled along the vertical length direction of the upper and lower guides 320 as shown in FIGS. 7 to 9 to link the second link member 340 to be described later. It is moved above the member 310. That is, since the expansion and contraction of the first telescopic link 300 is determined according to the movement of the up and down slider 330, the movement detection sensor for detecting the movement of the up and down slider 330 and adjusting the moving position of the up and down slider 330 is the up and down guide. It may be installed at 310.

마지막으로 제2 링크부재(340)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 장형으로 하부가 상기 상하슬라이더(330)에 고정 결합되어 상기 상하슬라이더(330)의 이동에 따라 상기 제1 링크부재(310)의 상방으로 신축되고, 상부가 상기 제1 회전조인트부재(400)를 회전 지지하게 된다. 이때, 제2 링크부재(340)의 상부에는 후술하는 제1 회전조인트부재(400)를 회전 지지하는 베어링이 결합되고, 제1 링크부재(310)가 내부에 삽입 결합되도록 내부가 중공으로 형성된다.Lastly, as shown in FIGS. 7 to 9, the second link member 340 is long and fixedly coupled to the upper and lower sliders 330 so that the first link member (340) moves as the upper and lower sliders 330 move. Stretched upward of 310, the upper portion is rotatably supported by the first rotation joint member 400. At this time, a bearing for rotationally supporting the first rotary joint member 400, which will be described later, is coupled to the upper portion of the second link member 340, and the inside thereof is hollow so that the first link member 310 is inserted and coupled therein. .

즉, 도 8에 도시된 바와 같이 상하슬라이더(330)가 상하가이드(320)의 하부로 이동한 경우 제2 링크부재(340)의 하단부가 제1 링크부재(310)의 하부로 이동하여 제1 텔레스코픽링크(300)가 수축된 상태가 된다. 반대로 상하슬라이더(330)가 상하가이드(320)를 따라 상하가이드(320)의 상부로 이동한 경우 도 9에 도시된 바와 같이 제2 링크부재(340)가 제1 링크부재(310)의 상방으로 돌출되어 이동함으로 제1 텔레스코픽링크(300)가 늘어나게 되는 것이다.That is, as shown in FIG. 8, when the upper and lower sliders 330 move to the lower portion of the upper and lower guides 320, the lower end of the second link member 340 moves to the lower portion of the first link member 310 and thus the first and second sliders 330 move downward. The telescopic link 300 is in a contracted state. On the contrary, when the upper and lower sliders 330 move to the upper portion of the upper and lower guides 320 along the upper and lower guides 320, as shown in FIG. 9, the second link member 340 moves upward of the first link member 310. As the protrusion moves, the first telescopic link 300 is extended.

이때, 제1 텔레스코픽링크(300)의 상부에는 후술하는 제1 회전조인트부재(400)가 결합되고, 제1 회전조인트부재(400)에는 후술하는 제2 텔레스코픽링크(500)가 결합된다. 따라서, 제1 텔레스코픽링크(300)의 상하슬라이더(330)에 가해지는 하중이 높아지게 되어 상하가이드(320)가 손상되는 현상이 발생할 수도 있다.At this time, the first rotary joint member 400 to be described later is coupled to the upper portion of the first telescopic link 300, the second telescopic link 500 to be described later is coupled to the first rotary joint member 400. Therefore, the load applied to the vertical slider 330 of the first telescopic link 300 may be increased, thereby damaging the vertical guide 320.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제1 텔레스코픽링크(300)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 상기 상하가이드(320)와 수평하도록 상기 제1 링크부재(310)에 결합되어 상기 제2 링크부재(340)가 상기 제1 링크부재(310)를 기준으로 신축하는 경우 상기 상하슬라이더(330)의 이동을 보조하는 보조슬라이드부재(350)를 더 포함할 수도 있다.Therefore, in order to solve the above problems, the first telescopic link 300 is coupled to the first link member 310 to be horizontal to the upper and lower guides 320 as shown in FIGS. The second link member 340 may further include an auxiliary slide member 350 to assist the movement of the upper and lower sliders 330 when the link member 340 expands and contracts based on the first link member 310.

이때, 보조슬라이드부재(350)는 상기 상하가이드(320)와 수평하도록 상기 제1 링크부재(310)에 결합되고, 상기 제1 링크부재(310)의 상하 길이방향을 따라 형성되는 보조가이드(351)와, 상기 보조가이드(351)의 상하 길이방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 결합되어 상기 제2 링크부재(340)를 접촉 지지하는 보조슬라이더(352)를 포함하여 이루어진다.At this time, the auxiliary slide member 350 is coupled to the first link member 310 so as to be horizontal to the upper and lower guide 320, the auxiliary guide 351 is formed along the vertical direction of the first link member 310 ) And an auxiliary slider 352 coupled to the auxiliary guide 351 to be slidably movable along the longitudinal direction of the auxiliary guide 351 to support the second link member 340.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이 상하슬라이더(330)가 제2 링크부재(340)와 결합되어 제2 링크부재(340)를 제1 링크부재(310)의 상방으로 이동시키는 경우 보조슬라이더(352)가 제2 링크부재(340)와 결합되어 제2 링크부재(340)가 제1 링크부재(310)의 상하 길이방향을 따라 이동할 수 있도록 보조하게 되는 것이다.That is, when the upper and lower sliders 330 are combined with the second link member 340 to move the second link member 340 above the first link member 310 as shown in FIG. 8, the auxiliary slider 352 ) Is coupled to the second link member 340 to assist the second link member 340 to move along the vertical direction of the first link member 310.

따라서, 보조슬라이드부재(350)를 통해 제2 링크부재(340)가 제1 링크부재(310)의 상방으로 이동하는 경우 상하슬라이더(330)에 가해지는 하중이 보조슬라이더(352)로 분산됨으로 상하슬라이더(330)의 손상을 방지할 수 있게 되는 것이다.Therefore, when the second link member 340 moves upward of the first link member 310 through the auxiliary slide member 350, the load applied to the upper and lower sliders 330 is distributed to the auxiliary slider 352 so that the upper and lower parts of the second link member 340 move upward. The slider 330 can be prevented from being damaged.

더욱이 보조가이드(351)가 상하가이드(310)와 수평하게 설치되고, 보조슬라이더(352)가 보조가이드(351)를 따라 이동함으로 제2 링크부재(340)가 제1 링크부재(310)의 상하 길이방향을 따라 정확하게 이동할 수 있게 된다. 이는 제1 텔레스코픽링크(300)가 신축하는 경우 제1 링크부재(310) 및 제2 링크부재(340) 사이에 형성되는 간극에 의한 이동 오차율을 줄일 수 있게 됨으로 제1 텔레스코픽링크(300)의 신축 정밀도를 높일 수 있게 된다.In addition, the auxiliary guide 351 is installed horizontally with the upper and lower guide 310, the auxiliary slider 352 moves along the auxiliary guide 351, so that the second link member 340 is up and down of the first link member 310 It can move accurately along the longitudinal direction. This is because when the first telescopic link 300 is stretched, it is possible to reduce the movement error rate due to the gap formed between the first link member 310 and the second link member 340, so that the stretch of the first telescopic link 300 The precision can be increased.

따라서, 제1 텔레스코픽링크(300)를 통해 도 10에 도시된 바와 같이 회전몸체(200)의 전방 작업영역을 확장하거나 또는 축소시킬 수 있게 됨으로 로봇이 다양한 작업을 수행할 수 있게 되는 것이다.Therefore, as shown in FIG. 10 through the first telescopic link 300, the front work area of the rotating body 200 can be expanded or reduced so that the robot can perform various tasks.

계속하여 제1 회전조인트부재(400)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1 텔레스코픽링크(300)의 상부에 회전 가능하게 결합되는데 이때, 제1 회전조인트부재(400)는 고정좌표계의 X축 방향으로 제1 텔레스코픽링크(300)의 상부에 결합되고, 후술하는 제2 텔레스코픽링크(500)가 고정좌표계의 Y축 방향으로 제1 회전조인트부재(400)에 결합되는 구조를 가진다.Subsequently, the first rotation joint member 400 is rotatably coupled to the upper portion of the first telescopic link 300 as shown in FIGS. 4 to 6, wherein the first rotation joint member 400 is fixed coordinate system. It is coupled to the upper portion of the first telescopic link 300 in the X-axis direction, the second telescopic link 500 to be described later has a structure coupled to the first rotation joint member 400 in the Y-axis direction of the fixed coordinate system.

즉, 제1 회전조인트부재(400)를 통해 제2 텔레스코픽링크(500)가 회전몸체(200)의 전방에 위치하면서 제2 텔레스코픽링크(500)를 Y-Z평면을 따라 곡률반경을 형성하도록 회전시키게 됨으로 최종적으로 로봇의 작업영역이 결정되는 것이다.That is, the second telescopic link 500 is positioned in front of the rotating body 200 through the first rotation joint member 400 to rotate the second telescopic link 500 to form a radius of curvature along the YZ plane. Finally, the working area of the robot is determined.

제2 텔레스코픽링크(500)는 도 11 내지 도 15에 도시된 바와 같이 후단이 상기 제1 회전조인트부재(400)의 전방에 회전 가능하게 결합되고, 상기 제1 회전조인트부재(400)의 전방으로 텔레스코프식으로 신축된다. 여기서, 제2 텔레스코픽링크(300)의 후단은 고정좌표계의 Y축 방향으로 제1 회전조인트부재(400)의 전방에 결합된다. 따라서, 제2 텔레스코픽링크(500)가 회전하는 경우 제2 텔레스코픽링크(50))의 전단이 고정좌표계의 X-Z평면을 따라 원을 형성하며 회전하게 된다.As shown in FIGS. 11 to 15, the second telescopic link 500 is rotatably coupled to the front of the first rotary joint member 400 and to the front of the first rotary joint member 400. Telescopic telescopic construction. Here, the rear end of the second telescopic link 300 is coupled to the front of the first rotary joint member 400 in the Y-axis direction of the fixed coordinate system. Therefore, when the second telescopic link 500 rotates, the front end of the second telescopic link 50 rotates in a circle along the X-Z plane of the fixed coordinate system.

즉, 제2 텔레스코픽링크(500)가 제1 회전조인트부재(400)의 전방으로 신축됨으로 최종적으로 확장되는 로봇의 작업영역이 결정되게 된다. 이때, 제2 텔레스코픽링크(500)는 도 11 내지 도 15에 도시된 바와 같이 회전부재(510), 고정브라켓(520), 제1 암부재(530), 전후가이드(540), 전후슬라이더(550), 제2 암부재(560) 및 회전지지부재(570)를 포함하여 이루어지고, 각각의 구성들은 다음과 같다.That is, as the second telescopic link 500 is stretched in front of the first rotation joint member 400, the work area of the robot to be finally extended is determined. At this time, the second telescopic link 500, as shown in Figures 11 to 15, the rotating member 510, the fixing bracket 520, the first arm member 530, front and rear guide 540, front and rear slider 550 ), The second arm member 560 and the rotation support member 570, and the respective components are as follows.

먼저, 회전부재(510)는 도 11 내지 도 15에 도시된 바와 같이 후단이 상기 제1 회전조인트부재(400)의 전방에 회전 가능하게 결합는데, 이때 회전부재(510)의 후단에는 베어링이 결합되어 회전부재(510)의 회전의 지지하게 되고, 전단에는 후술하는 고정브라켓(520)이 결합된다. 즉, 회전부재(510)의 회전을 통해 후술하는 제2 회전조인트부재(600)의 방향을 조절하게 된다.First, as shown in FIGS. 11 to 15, the rotating member 510 is rotatably coupled to the front end of the first rotating joint member 400, in which a bearing is coupled to the rear end of the rotating member 510. It is to support the rotation of the rotating member 510, the front end of the fixing bracket 520 is coupled to the coupling. That is, the direction of the second rotary joint member 600 to be described later through the rotation of the rotating member 510 is adjusted.

다음으로, 고정브라켓(520)은 도 11 내지 도 15에 도시된 바와 같이 상기 회전부재(510)의 전방에 고정 결합되는데, 이때 고정브라켓(520)은 회전부재(510)의 전방에 탈착 가능하도록 볼트로 결합될 수도 있고, 용접 결합될 수도 있다.Next, the fixing bracket 520 is fixedly coupled to the front of the rotating member 510 as shown in Figures 11 to 15, wherein the fixing bracket 520 is detachable to the front of the rotating member 510. It may be bolted together or welded together.

계속하여 제1 암부재(530)는 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이 장형으로 후단이 상기 고정브라켓(520)에 고정 결합되는데, 이때 제1 암부재(530)는 후술하는 전후가이드(540)가 안착되어 고정되도록 케이스 형상으로 형성될 수도 있고, 플레이트 형상으로 형성될 수도 있다.12 and 14, the rear end is fixedly coupled to the fixing bracket 520, and the first arm member 530 is a front and rear guide 540 which will be described later. ) May be formed in a case shape to be seated and fixed, or may be formed in a plate shape.

다음으로 전후가이드(540)는 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이 상기 제1 암부재(530)에 고정 결합되고, 상기 제1 암부재(530)의 전후 길이방향을 따라 형성된다. 이때, 전후가이드(540)는 회전모터가 결합되어 후술하는 전후슬라이더(550)를 구동시키는 액추에이터로 형성된다. 즉, 전후가이드(540)의 길이만큼 전후슬라이더(550)가 이동할 수 있음으로 전후가이드(540)의 전후 길이만큼 제2 텔레스코픽링크(500)가 신축할 수 있게 되는 것이다.Next, the front and rear guides 540 are fixedly coupled to the first arm member 530, as shown in FIGS. 12 to 14, and are formed along the front and rear longitudinal directions of the first arm member 530. At this time, the front and rear guide 540 is formed of an actuator for driving the front and rear slider 550 to be described later coupled to the rotary motor. That is, since the front and rear slider 550 can be moved by the length of the front and rear guide 540, the second telescopic link 500 can be stretched by the front and rear length of the front and rear guide 540.

계속하여 전후슬라이더(550)는 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이 상기 전후가이드(540)의 전후 길이방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 결합되어 후술하는 제2 암부재(560)를 제1 암부재(530)의 전방으로 이동시키게 된다. 즉, 전후슬라이더(550)의 이동에 따라 제2 텔레스코픽링크(500)의 신축이 결정됨으로 전후슬라이더(550)의 이동을 감지하여 전후슬라이더(550)의 이동 위치를 조절하는 위치감지센서가 전후가이드(540)에 설치될 수도 있다.12 and 14, the front and rear sliders 550 are slidably coupled along the front and rear longitudinal directions of the front and rear guides 540, so that the second arm member 560, which will be described later, is connected to the first arm member. It is moved forward of the 530. That is, since the expansion and contraction of the second telescopic link 500 is determined according to the movement of the front and rear slider 550, the position detecting sensor for detecting the movement of the front and rear slider 550 and adjusting the moving position of the front and rear slider 550 is the front and rear guide. 540 may be installed.

다음으로 제2 암부재(560)는 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이 장형으로 후단이 상기 전후슬라이더(550)에 고정 결합되고, 상기 전후슬라이더(550)의 이동에 따라 상기 제1 암부재(530)의 전방으로 신축되는데, 이때 제1 암부재(530)가 내부에 삽입되도록 내부가 중공으로 형성된다.Next, as shown in FIGS. 12 to 14, the second arm member 560 has a long shape, and a rear end thereof is fixedly coupled to the front and rear slider 550, and the first arm member is moved as the front and rear slider 550 moves. Stretched in front of the 530, wherein the inside is hollow so that the first arm member 530 is inserted therein.

마지막으로 회전지지부재(570)는 도 11 내지 도 15에 도시된 바와 같이 후단이 상기 제2 암부재(560)의 전단에 고정 결합되고, 전단이 상기 제2 회전조인트부재(600)의 회전을 지지하게 된다. 이때, 회전지지부재(570)의 전방에는 베어링이 설치되어 후술하는 제2 회전조인트(600)를 회전 지지하게 된다.Finally, as shown in FIGS. 11 to 15, the rear support member 570 is fixedly coupled to the front end of the second arm member 560, and the front end rotates the second rotation joint member 600. Will be supported. At this time, a bearing is installed in front of the rotation supporting member 570 to support the second rotation joint 600 to be described later.

즉, 제2 텔레스코픽링크(500)는 회전부재(510)와 회전지지부재(570) 사이에 고정브라켓(520), 제1 암부재(530), 전후가이드(540), 전후슬라이더(550) 및 제2 암부재(560)가 결합되어 회전부재(510)의 전단을 기준으로 회전지지부재(570)를 근접 또는 이격시켜 제2 텔레스코픽링크(500)를 신축시키게 되는 구조를 가지게 된다. 이때, 도 13에 도시된 바와 같이 전후슬라이더(550)가 전후가이드(540)의 후방으로 이동한 경우 제2 암부재(560)의 후단부가 고정브라켓(520)과 접촉하여 제2 텔레스코픽링크(500)가 수축된 상태가 된다. 반대로 전후슬라이더(550)가 전후가이드(540)를 따라 전후가이드(520)의 전방으로 이동한 경우 도 14에 도시된 바와 같이 제2 암부재(560)가 제1 암부재(530)의 전방으로 돌출되도록 이동함으로 제2 텔레스코픽링크(500)가 늘어나게 되는 것이다.That is, the second telescopic link 500 may include a fixing bracket 520, a first arm member 530, a front and rear guide 540, a front and rear slider 550 between the rotation member 510 and the rotation support member 570. The second arm member 560 is coupled to have a structure in which the second telescopic link 500 is stretched by proximate or spaced apart from the rotary support member 570 based on the front end of the rotary member 510. At this time, as shown in FIG. 13, when the front and rear sliders 550 are moved to the rear of the front and rear guides 540, the rear end portion of the second arm member 560 contacts the fixing bracket 520 and the second telescopic link 500. ) Is in a contracted state. On the contrary, when the front and rear sliders 550 move forward of the front and rear guides 520 along the front and rear guides 540, the second arm member 560 moves forward of the first arm member 530 as shown in FIG. 14. The second telescopic link 500 is extended by moving to protrude.

따라서, 제2 텔레스코픽링크(500)를 통해 도 15에 도시된 바와 같이 회전몸체(200)의 전방 작업영역을 확장하거나 또는 축소시킬 수 있게 됨으로 최종적으로 로봇이 가지는 작업영역이 확장될 수 있는 것이다.Therefore, as shown in FIG. 15, the front work area of the rotating body 200 may be expanded or reduced through the second telescopic link 500, so that the work area of the robot may be extended.

제2 회전조인트부재(600)는 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이 상기 제2 텔레스코픽링크(500)의 전단에 회전 가능하게 결합되는데, 이때 제2 회전조인트부재(600)는 후술하는 제3 회전조인트부재(700)를 고정좌표계의 Y-Z평면을 따라 원을 형성하도록 회전시키게 된다. 즉, 제2 회전조인트부재(600)는 제3 회전조인트부재(700)가 대상물을 상방에 위치하도록 제3 회전조인트부재(700)의 위치를 조절하게 된다. 따라서, 제2 회전조인트부재(600)에는 베어링이 설치되고, 제3 회전조인트부재(700)를 회전 구동시키는 구동모터가 설치될 수도 있다.15 and 16, the second rotary joint member 600 is rotatably coupled to the front end of the second telescopic link 500. In this case, the second rotary joint member 600 will be described later. The rotary joint member 700 is rotated to form a circle along the YZ plane of the fixed coordinate system. That is, the second rotary joint member 600 adjusts the position of the third rotary joint member 700 such that the third rotary joint member 700 is positioned above the object. Therefore, a bearing may be installed in the second rotation joint member 600, and a driving motor may be installed to rotate the third rotation joint member 700.

제3 회전조인트부재(700)는 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이 상기 제2 회전조인트부재(600)에 회전 가능하게 결합되는데, 이때 제3 회전조인트부재(700)에는 로봇이 작업을 수행하기 위한 작업툴이 설치된다. 즉, 제3 회전조인트부재(700)는 작업툴과 대상물의 방향을 일치시키는 역할을 수행하게 된다.As shown in FIGS. 15 and 16, the third rotation joint member 700 is rotatably coupled to the second rotation joint member 600, wherein the robot performs an operation on the third rotation joint member 700. Work tools are installed to do this. That is, the third rotary joint member 700 serves to match the direction of the work tool and the object.

따라서, 사람의 팔을 어깨, 윗팔, 팔꿈치, 아랫팔, 손목 및 손으로 나누는 경우 어깨가 회전몸체(200), 윗팔이 제1 텔레스코픽링크(300), 제1 회전조인트부재(400)가 팔꿈치, 아랫팔이 제2 텔레스코픽링크(500), 손목이 제2 회전조인트부재(600) 및 제3 회전조인트부재(700)와 각각 대응되고, 사람의 손이 제3 회전조인트부재(700)에 결합되는 작업툴과 대응되는 구조를 가지게 된다.Therefore, when a person's arm is divided into a shoulder, an upper arm, an elbow, a lower arm, a wrist, and a hand, the shoulder is the rotating body 200, the upper arm is the first telescopic link 300, the first rotating joint member 400 is the elbow, The lower arm corresponds to the second telescopic link 500, the wrist corresponds to the second rotary joint member 600 and the third rotary joint member 700, respectively, and a human hand is coupled to the third rotary joint member 700. It has a structure corresponding to a work tool.

즉, 본 발명에 따른 텔레스코프식 6축 수직 다관절 로봇은 제1 텔레스코픽링크(300) 및 제2 텔레스코픽링크(500) 각각이 신축됨으로 로봇의 작업영역이 확장되거나 또는 수축되어 로봇이 수행하고자 하는 작업 따라 선택적으로 작업영역을 설정할 수 있게 되는 것이다.That is, in the telescope-type 6-axis vertical articulated robot according to the present invention, as the first telescopic link 300 and the second telescopic link 500 are each stretched, the robot's working area is expanded or contracted, and thus the robot is to perform. The work area can be set selectively according to the work.

하지만, 제1 텔레스코픽링크(300)가 늘어나고, 제2 텔레스코픽링크(500)가 수축된 경우 제1 텔레스코픽링크(300)에 비해 제2 텔레스코픽링크(500)가 짧아지게 됨으로 로봇의 작업영역이 회전몸체(200)의 상방에 형성되어 바닥면에 위치하는 대상물을 대상으로 작업할 수 없게 되거나 또는 제1 텔레스코픽링크(300)가 수축되고, 제2 텔레스코픽링크(500)가 늘어난 경우 제1 텔레스코픽링크(300)에 비해 제2 텔레스코픽링크(500)가 길어지게 됨으로 로봇의 작업영역이 회전몸체(200)의 하방에 형성되고, 길이의 차이가 큰 경우 로봇의 작업영역의 일부가 바닥면의 하부에 위치하게 되어 작업영역 전체를 사용할 수 없는 문제점이 있다.However, when the first telescopic link 300 is extended and the second telescopic link 500 is contracted, the second telescopic link 500 is shorter than the first telescopic link 300, so that the working area of the robot is rotated. The first telescopic link 300 is formed when the upper telescopic link 300 is contracted and the second telescopic link 500 is stretched. 2) the second telescopic link 500 is longer, so that the work area of the robot is formed below the rotating body 200, and if the difference in length is large, a part of the work area of the robot is located below the bottom surface. There is a problem that can not use the entire work area.

상기와 같은 문제점을 보완하기 위해 상기 제1 텔레스코픽링크(300)가 상기 회전몸체(200)의 상방으로 신축되는 경우 상기 제2 텔레스코픽링크(500)가 상기 제1 회전조인트부재(400)의 전방으로 신축되도록 제어하는 제어부(800)를 더 포함할 수도 있다.In order to compensate for the above problems, when the first telescopic link 300 is stretched above the rotating body 200, the second telescopic link 500 moves forward of the first rotation joint member 400. The control unit 800 may be further included to control the expansion and contraction.

즉, 제어부(800)는 도 16에 도시된 바와 같이 상기 제1 텔레스코픽링크(300)가 상기 회전몸체(200)의 상방으로 늘어나는 경우 상기 제1 텔레스코픽링크(300)가 늘어난 정도를 감지하여 상기 제2 텔레스코픽링크(500)가 상기 제1 회전조인트부재(400)의 전방으로 늘어나도록 제어하고, 반대로 상기 제1 텔레스코픽링크(300)가 수축하는 경우 상기 제1 텔레스코픽링크(300)가 수축된 정도를 감지하여 상기 제2 텔레스코픽링크(500)가 수축하도록 제어하게 되는 것이다.That is, as shown in FIG. 16, when the first telescopic link 300 extends above the rotating body 200, the controller 800 detects the degree of extension of the first telescopic link 300 and the first telescopic link 300. 2 controls the telescopic link 500 to extend in front of the first rotary joint member 400, and conversely, when the first telescopic link 300 contracts, the degree of contraction of the first telescopic link 300 is reduced. Sensing and controlling the second telescopic link 500 to contract.

따라서, 제어부(800)를 통해 제1 텔레스코픽링크(300)가 늘어나거나 또는 수축되는 정도를 감지하여 제2 텔레스코픽링크(500)를 신축하게 됨으로 작업영역의 사각지대를 없앨 수 있게 되는 것이다.Therefore, the second telescopic link 500 is stretched by detecting the degree of the first telescopic link 300 being stretched or contracted through the controller 800, thereby eliminating the blind spot of the work area.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above and illustrated in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention, as will be apparent to those skilled in the art.

100 : 베이스프레임
200 : 회전몸체
300 : 제1 텔레스코픽링크 310 : 제1 링크부재
320 : 상하가이드 330 : 상하슬라이더
340 : 제2 링크부재 350 : 보조슬라이드부재
351 : 보조가이드 352 : 보조슬라이더
400 : 제1 회전조인트부재
500 : 제2 텔레스코픽링크 510 : 회전부재
520 : 고정브라켓 530 : 제1 암부재
540 : 전후가이드 550 : 전후슬라이더
560 : 제2 암부재 570 : 회전지지부재
600 : 제2 회전조인트부재
700 : 제3 회전조인트부재
800 : 제어부100: base frame
200: rotating body
300: first telescopic link 310: first link member
320: vertical guide 330: vertical slider
340: second link member 350: auxiliary slide member
351: Auxiliary Guide 352: Auxiliary Slider
400: first rotation joint member
500: second telescopic link 510: rotating member
520: fixing bracket 530: first arm member
540: Front and rear guide 550: Front and rear slider
560: second arm member 570: rotation support member
600: second rotation joint member
700: third rotation joint member
800: control unit

Claims (7)

베이스프레임과, 상기 베이스프레임에 회전 가능하게 결합되는 회전몸체와, 장형으로 하부가 상기 회전몸체에 회전 가능하게 결합되고, 상기 회전몸체의 상방으로 텔레스코프식으로 신축되는 제1 텔레스코픽링크와, 상기 제1 텔레스코픽링크의 상부에 회전 가능하게 결합되는 제1 회전조인트부재와, 후단이 상기 제1 회전조인트부재의 전방에 회전 가능하게 결합되고, 상기 제1 회전조인트부재의 전방으로 텔레스코프식으로 신축되는 제2 텔레스코픽링크와, 상기 제2 텔레스코픽링크의 전단에 회전 가능하게 결합되는 제2 회전조인트부재와, 상기 제2 회전조인트부재에 회전 가능하게 결합되는 제3 회전조인트부재를 포함하고,
상기 제1 텔레스코픽링크는,
하부가 상기 회전몸체의 전방에 회전 가능하게 결합되는 장형의 제1 링크부재와, 상기 제1 링크부재에 고정 결합되고, 상기 제1 링크부재의 상하 길이방향을 따라 형성되는 상하가이드와, 상기 상하가이드의 상하 길이방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 상하슬라이더와, 중공인 내부 하방으로 상기 제1 링크부재가 삽입되도록 하부가 상기 상하슬라이더에 고정 결합되고, 상기 상하슬라이더의 이동에 따라 상기 제1 링크부재의 상방으로 신축되며, 상부가 상기 제1 회전조인트부재를 회전 지지하는 장형의 제2 링크부재와, 상기 상하가이드와 수평하도록 상기 제1 링크부재에 결합되어 상기 제2 링크부재가 상기 제1 링크부재를 기준으로 신축하는 경우 상기 상하슬라이더의 이동을 보조하는 보조슬라이드부재를 포함하고,
상기 보조슬라이드부재는,
상기 상하가이드와 수평하도록 상기 제1 링크부재에 결합되고, 상기 제1 링크부재의 상하 길이방향을 따라 형성되는 보조가이드와, 상기 보조가이드의 상하 길이방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 결합되어 상기 제2 링크부재를 접촉 지지하는 보조슬라이더를 포함하고,
상기 제2 텔레스코픽링크는,
후단이 상기 제1 회전조인트부재의 전방에 회전 가능하게 결합되는 회전부재와, 상기 회전부재의 전방에 고정 결합되는 고정브라켓과, 후단이 상기 고정브라켓에 고정 결합되는 장형의 제1 암부재와, 상기 제1 암부재에 고정 결합되고, 상기 제1 암부재의 전후 길이방향을 따라 형성되는 전후가이드와, 상기 전후가이드의 전후 길이방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 전후슬라이더와, 중공인 내부 후방으로 상기 제1 암부재가 삽입되도록 후단이 상기 전후슬라이더에 고정 결합되고, 상기 전후슬라이더의 이동에 따라 상기 제1 암부재의 전방으로 신축되는 장형의 제2 암부재와, 후단이 상기 제2 암부재의 전단에 고정 결합되고, 전단이 상기 제2 회전조인트부재를 회전 지지하는 회전지지부재를 포함하고,
상기 제1 텔레스코픽링크가 상기 회전몸체의 상방으로 늘어나는 경우 상기 제1 텔레스코픽링크가 늘어난 정도를 감지하여 상기 제2 텔레스코픽링크가 상기 제1 회전조인트부재의 전방으로 늘어나도록 제어하고, 상기 제1 텔레스코픽링크가 수축하는 경우 상기 제1 텔레스코픽링크가 수축된 정도를 감지하여 상기 제2 텔레스코픽링크가 수축하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 텔레스코프식 6축 수직 다관절 로봇.A base frame, a rotatable body rotatably coupled to the base frame, a first telescopic link rotatably coupled to the rotatable body in a long shape, and telescopically stretched upwardly of the rotatable body; A first rotary joint member rotatably coupled to an upper portion of the first telescopic link, and a rear end rotatably coupled to the front of the first rotary joint member, and telescopically stretched in front of the first rotary joint member A second telescopic link, a second rotary joint member rotatably coupled to the front end of the second telescopic link, and a third rotary joint member rotatably coupled to the second rotary joint member,
The first telescopic link,
A long first link member having a lower portion rotatably coupled to the front of the rotating body, a top and bottom guide fixedly coupled to the first link member, and formed along a vertical length direction of the first link member, and the upper and lower portions The upper and lower sliders are slidably coupled along the up and down longitudinal direction of the guide, and a lower part is fixedly coupled to the upper and lower sliders so that the first link member is inserted into the hollow inside and downward, and the first slider is moved according to the movement of the vertical sliders. The second link member is stretched upwardly of the link member, and is coupled to the first link member so that an upper portion thereof is rotatably supporting the first rotary joint member, and the first link member is horizontal to the upper and lower guides. When the expansion and contraction based on the link member includes an auxiliary slide member for assisting the movement of the upper and lower sliders,
The auxiliary slide member,
An auxiliary guide coupled to the first link member so as to be horizontal to the upper and lower guides, the auxiliary guide being formed along the vertical length direction of the first link member, and slidably coupled along the vertical length direction of the auxiliary guide to the second; An auxiliary slider for contact supporting the link member,
The second telescopic link,
A rotating member having a rear end rotatably coupled to the front of the first rotating joint member, a fixing bracket fixedly coupled to the front of the rotating member, and a long first arm member having a rear end fixedly coupled to the fixing bracket; A front and rear guide fixedly coupled to the first arm member, the front and rear guides formed along the front and rear longitudinal directions of the first arm member, the front and rear sliders slidably coupled along the front and rear longitudinal directions of the front and rear guides, and a hollow inner rear The rear end is fixedly coupled to the front and rear sliders so that the first arm member is inserted into the long arm member, and the rear end is extended to the front of the first arm member according to the movement of the front and rear sliders. Is fixedly coupled to the front end of the member, the front end includes a rotation support member for rotationally supporting the second rotation joint member,
When the first telescopic link extends above the rotatable body, the first telescopic link is sensed to increase and the second telescopic link is extended to the front of the first rotary joint member, and the first telescopic link is controlled. And a control unit for controlling the second telescopic link to contract when the first telescopic link contracts when the telescopic link contracts. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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