KR20130031264A

KR20130031264A - 천장매닮 스칼라형 로봇

Info

Publication number: KR20130031264A
Application number: KR1020127030577A
Authority: KR
Inventors: 요시타카 구마가이; 미츠히로 후카츠
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2013-03-28
Also published as: CN103079776A; WO2012029174A1; JPWO2012029174A1; US20130145893A1; TW201210766A; DE112010005839T5

Abstract

베이스(10)와, 제1 관절축을 중심으로 하는 제1 결합부(14)를 통하여 베이스(10)에 연결되고, 제1 관절축을 중심으로 하여 수평면 내에서 회동 가능하게 된 제1 암(11)과, 제2 관절축을 중심으로 하는 제2 결합부(15)를 통하여 제1 암(11)에 연결되고, 제2 관절축을 중심으로 하여 수평면 내에서 회동 가능하게 된 제2 암(12)과, 제2 암(12)에 장착된 작업축(13)과, 베이스(10)에 장착되고, 작업축(13)의 동작영역에 대해서 연직 상측에 위치하는 설치용 구조체인 빔(2) 위에 베이스(10)를 얹어 놓기 위한 베이스 설치부(16)를 가진다.

Description

천장매닮 스칼라형 로봇 {CEILING-MOUNTED SCARA ROBOT}

본 발명은 천장매닮 스칼라형 로봇에 관한 것이다.

스칼라형 로봇으로 불리는 수평 다관절형의 산업용 로보트의 하나로서, 천장면에서 매달려 설치되는 천장매닮 스칼라형 로봇이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 및 2 참조).

[특허문헌 1] 일본국 특개2005-193347호 공보 [특허문헌 2] 일본국 특개평6-262555호 공보

종래, 천장매닮 스칼라형 로봇은 천장면 구조의 하면에 로봇 설치용의 장착면(기계가공면)이 필요하게 되어 있다. 또, 그 장착면은 로봇의 동작영역에서의 작업면에 대해서 평행인 것이 필요하게 되기 때문에, 천장면 자체를 작업면에 평행하게 구축하는 등, 천장면 구조가 복잡하게 되는 것이 문제가 된다. 또한, 천장면의 하측으로부터 위로 향하여 로봇을 장착하게 되기 때문에, 장착볼트의 체결 등에 의한 로봇의 고정이 완료할 때까지, 설치작업 중에는 로봇의 중량을 지지할 필요가 있다.

본 발명은 상기에 감안하여 이루어진 것으로서 간이한 구조를 사용하여, 용이한 설치작업에 의한 설치를 가능하게 하는 천장매닮 스칼라형 로봇을 얻는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 베이스와, 제1 관절축을 중심으로 하는 제1 결합부를 통하여 상기 베이스에 연결되고, 상기 제1 관절축을 중심으로 하여 수평면 내에서 회동 가능하게 된 제1 암과, 제2 관절축을 중심으로 하는 제2 결합부를 통하여 상기 제1 암에 연결되고, 상기 제2 관절축을 중심으로 하여 수평면 내에서 회동 가능하게 된 제2 암과, 상기 제2 암에 장착된 작업축과, 상기 베이스에 장착되고, 상기 작업축의 동작영역에 대해서 연직 상측에 위치하는 설치용 구조체의 위에 상기 베이스를 얹어 놓기 위한 베이스 설치부를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 천장매닮 스칼라형 로봇은 간이한 구조를 사용하여, 용이한 설치작업에 의한 설치가 가능하다고 하는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 천장매닮 스칼라형 로봇의 정면도이다.
도 2는 천장매닮 스칼라형 로봇의 측면도이다.
도 3은 베이스 및 베이스 설치부의 상면도이다.
도 4는 천장매닮 스칼라형 로봇의 설치에 대해서 설명하는 도면이다.

이하에, 본 발명에 관한 천장매닮 스칼라형 로봇의 실시형태를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시형태.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 천장매닮 스칼라형 로봇의 정면도이다. 천장매닮 스칼라형 로봇(1)은 베이스(10), 제1 암(11), 제2 암(12) 및 작업축(13)을 가진다. 제1 암(11)은 제1 관절축을 중심으로 하는 제1 결합부(14)를 통하여 베이스(10)에 연결되어 있다. 제1 암(11)은 제1 관절축을 중심으로 하여 수평면 내에서 회동 가능하게 되어 있다. 베이스(10)에는 제1 암(11)의 구동을 위한 모터나 감속기(모두 미도시)가 고정되어 있다.

제2 암(12)은 제2 관절축을 중심으로 하는 제2 결합부(15)를 통하여 제1 암(11)에 연결되어 있다. 제2 암(12)은 제2 관절축을 중심으로 하여 수평면 내에서 회동 가능하게 되어 있다. 제1 암(11)에는 제2 암(12)의 구동을 위한 모터나 감속기(모두 미도시)가 고정되어 있다.

작업축(13)은 제2 암(12)의 선단부에 상하이동 및 회전 가능하게 마련되어 있다. 작업축(13)에는 워크의 반송이나 가공을 행하기 위한 툴이 장착된다. 제2 암(12)에는 작업축(13)의 구동을 위한 모터나 감속기(모두 미도시)가 고정되어 있다.

제1 암(11)의 암 길이(제1 관절축 및 제2 관절축의 사이의 거리)와, 제2 암(12)의 암 길이(제2 관절축 및 작업축(13)의 중심의 사이의 거리)는 동일하게 되어 있다. 또, 제1 암(11)과 제2 암(12)은 회동면이 상하로 어긋나 있음으로써, 서로 간섭하지 않게 엇갈리도록 구성되어 있다.

베이스 설치부(16)는 베이스(10)의 하면에 장착되어 있다. 베이스 설치부(16)는 2개의 빔(2) 위에 베이스(10)를 얹어 놓기 위한 판상(板狀)부재이다. 빔(2)은 작업축(13)의 동작영역에 대해서 연직 상측에 위치하는 설치용 구조체이다. 2개의 빔(2)은, 예를 들면, 천장매닮 스칼라형 로봇(1)의 작업용 셀의 천장면에 상당하는 개소에서 서로 간격을 갖게 하여 마련되어 있다.

베이스 설치부(16)는 2개의 빔(2)의 사이를 걸쳐지게 하여 설치되어 있다. 천장매닮 스칼라형 로봇(1)은 베이스 설치부(16)보다 위의 베이스(10)가 빔(2)보다 위에, 베이스 설치부(16)보다 아래의 각 구성이 빔(2)의 높이로부터 아래에 위치하도록 2개의 빔(2)의 사이를 통과하여 설치되어 있다.

도 2는 천장매닮 스칼라형 로봇의 측면도이다. 도 2에 나타내는 측면도는 도 1에 나타내는 상태로부터 제2 암(12)을 180도 회동시켜, 제1 암(11)의 아래에 제2 암(12)이 수납된 상태(이하, 적절히 「수납상태」라고 칭함)의 일측면을 나타내고 있다. 이러한 상태에서, 천장매닮 스칼라형 로봇(1)은 도시하는 면내의 좌우방향으로 예를 들면 베이스 설치부(16)의 폭(W1)의 범위 내에 각 구성이 집약하고 있다. 제1 암(11)의 암 폭 및 제2 암(12)의 암 폭의 모두, W1와 같거나, W1보다 좁게 되어 있다. 또한, 암 폭은 제1 암(11) 및 제2 암(12)에 대해서 암 길이의 방향(도 2의 지면 깊이방향)으로 수직 또한 회동면에 포함되는 방향(도 2의 좌우방향)의 폭으로 한다.

도 3은 베이스 및 베이스 설치부의 상면도이다. 도시하는 수평면 내에서, 베이스 설치부(16)는 장변을 W2, 단변을 W1(W2 > W1)로 하는 대략 장방형(長方形)을 이루고 있다. 베이스 설치부(16)의 장변 방향 및 단변 방향은 모두 수평방향에 포함되는 방향으로 한다.

도 4는 천장매닮 스칼라형 로봇의 설치에 대해서 설명하는 도면이다. 2개의 빔(2)의 간격(S)은 W1보다 크고, 또한 W2보다 작아지도록 설정되어 있다(W1 < S < W2). 우선, 도면 중 상단에 나타내는 바와 같이, 빔(2)의 길이방향으로 수납상태로 한 제1 암(11) 및 제2 암(12)의 암 길이의 방향을 일치시켜, 빔(2)의 상측으로부터 빔(2)끼리의 사이에 천장매닮 스칼라형 로봇(1)을 통과시켜 간다.

빔(2)끼리의 사이를 제1 결합부(14)의 위치까지 통과시키고 나서, 도면 중 하단에 나타내는 바와 같이, 천장매닮 스칼라형 로봇(1)을 수평방향으로 90도 회전시킨다. 천장매닮 스칼라형 로봇(1)을 회전시킴으로써, 베이스 설치부(16)의 튀어나옴 부분(길이방향 양단)이 빔(2) 위에 얹어 놓이고, 2개의 빔(2)의 사이를 통과하여 스칼라형 로봇(1)이 설치된다. 이와 같이, 2개의 빔(2)의 간격에 대해서 제1 암(11) 및 제2 암(12)을 포함하는 부분의 폭을 짧게 하고, 베이스 설치부(16)를 길게 함으로써, 빔(2)의 상측으로부터 천장매닮 스칼라형 로봇(1)을 설치할 수 있다.

또한, 천장매닮 스칼라형 로봇(1)은 빔(2)의 하측으로부터 베이스(10) 및 베이스 설치부(16)를 통과하고 나서 회전시킴으로써, 빔(2)에 설치하는 것으로 하여도 된다. 수납상태에서의 스칼라형 로봇(1) 전체의 폭을 빔(2)의 간격보다 좁게 함으로써, 천장매닮 스칼라형 로봇(1)은 빔(2)의 상측 및 하측 중 어느 한쪽으로부터도 설치하는 것이 가능하게 된다.

천장매닮 스칼라형 로봇(1)은 적어도 제1 암(11) 및 제2 암(12)의 암 폭이 베이스 설치부(16) 가운데 튀어나옴 부분을 이루는 적어도 한 방향의 길이보다 짧게 되어 있으면 된다. 이 경우, 제1 암(11) 및 제2 암(12)의 암 폭보다 길고, 또한 베이스 설치부(16)의 길이보다 짧은 간격을 이루는 빔(2)을 준비함으로써, 천장매닮 스칼라형 로봇(1)은 빔(2) 위로부터 설치할 수 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 베이스 설치부(16)에는 설치용 고정부재(21)와, 잭 업(jack up) 부재(22)가 마련되어 있다. 설치용 고정부재(21)는 베이스 설치부(16)를 빔(2)에 고정한다. 잭 업 부재(22)는 작업축(13)에 의한 작업면에 대한 베이스 설치부(16)의 위치를 조정하기 위한 위치조정기구로서 기능한다.

설치용 고정부재(21)는, 예를 들면, 베이스 설치부(16)를 관통시킨 나사와, 나사를 고정하는 너트를 구비하고, 베이스 설치부(16)의 네 모서리에 마련되어 있다. 잭 업 부재(22)는, 예를 들면, 베이스 설치부(16)를 관통시킨 나사를 구비하고, 설치용 고정부재(21)의 근방에 마련되어 있다. 빔(2)에 베이스 설치부(16)를 얹어 놓고 나서 각 잭 업 부재(22)의 체결 정도를 적절히 조절함으로써, 베이스 설치부(16)의 장착면(하면)이 작업면에 평행하게 되도록, 베이스 설치부(16)를 위치결정한다. 또, 잭 업 부재(22)의 조절에 의해, 작업면에 대한 베이스 설치부(16)의 높이를 조정하는 것으로 하여도 된다.

천장매닮 스칼라형 로봇(1)은 베이스 설치부(16)를 채용함으로써, 빔(2) 위로부터 베이스(10)를 얹어 놓고 장착할 수 있다. 작업자는 베이스 설치부(16) 및 베이스(10)를 빔(2)에 얹어 놓고 나서는, 천장매닮 스칼라형 로봇(1)의 중량을 지지하지 않고 고정작업을 행하는 것이 가능하게 된다.

천장매닮 스칼라형 로봇(1)은 잭 업 부재(22)를 이용함으로써, 빔(2)에 베이스 설치부(16)를 얹어 놓고 나서, 작업면에 대한 베이스(10)의 평행도를 용이하고 또한 정밀도 좋게 조정할 수 있다. 천장면이나 빔(2)의 구축에 의해서만 작업면과의 평행도를 확보하는 것이 불필요하게 되기 때문에, 간이한 구조에 의한 천장매닮 스칼라형 로봇(1)의 설치가 가능하게 된다. 이것에 의해, 천장매닮 스칼라형 로봇(1)은 간이한 구조를 사용하여, 용이한 설치작업에 의한 설치가 가능하게 된다.

또한, 잭 업 부재(22)의 수 및 위치는 본 실시형태에서 설명하는 경우에 한정되지 않고, 적절히 변경해도 된다. 또, 위치조정기구는 나사를 사용하는 잭 업 부재(22)인 경우에 한정되지 않고, 베이스 설치부(16)의 기울기 및 높이 중 적어도 하나를 조정 가능하면 어느 구성을 채용해도 된다.

설치용 구조체는 2개의 빔(2)인 경우에 한정되지 않는다. 설치용 구조체는 천장매닮 스칼라형 로봇(1) 중 적어도 베이스 설치부(16)보다 아래의 부분을 통과시켜, 베이스 설치부(16)의 튀어나옴 부분을 얹어 놓는 것이 가능하면, 어느 물건이라도 된다. 설치용 구조체로서는, 예를 들면, 개구를 가지는 판상부재 등이라도 된다.

설치용 구조체는 로봇마다의 작업 에어리어를 단위로 하는 작업용 셀에 설치되는 것인 경우에 한정되지 않는다. 설치용 구조체는 작업면에서 연직 상측 중 어느 장소에 마련된 것이라도 된다. 설치용 구조체는, 예를 들면, 복수 대의 로봇이 작업하는 작업 에어리어의 천장면에 장착된 것이나, 실내의 천장면에 장착된 것 등으로 해도 된다.

<산업상의 이용 가능성>

이상과 같이, 본 발명에 관한 천장매닮 스칼라형 로봇은 설치를 위한 구조의 간이화, 설치작업의 간이화가 가능하기 때문에, 생산 라인의 신설이나 증설, 로봇의 교환 등에서의 작업의 효율화에 적합하고 있다.

1 천장매닮 스칼라형 로봇 2 빔
10 베이스 11 제1 암
12 제2 암 13 작업축
14 제1 결합부 15 제2 결합부
16 베이스 설치부 21 설치용 고정부재
22 잭 업 부재

Claims

베이스와,
제1 관절축을 중심으로 하는 제1 결합부를 통하여 상기 베이스에 연결되고, 상기 제1 관절축을 중심으로 하여 수평면 내에서 회동 가능하게 된 제1 암과,
제2 관절축을 중심으로 하는 제2 결합부를 통하여 상기 제1 암에 연결되고, 상기 제2 관절축을 중심으로 하여 수평면 내에서 회동 가능하게 된 제2 암과,
상기 제2 암에 장착된 작업축과,
상기 베이스에 장착되고, 상기 작업축의 동작영역에 대해서 연직 상측에 위치하는 설치용 구조체의 위에 상기 베이스를 얹어 놓기 위한 베이스 설치부를 가지는 것을 특징으로 하는 천장매닮 스칼라형 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 암 및 상기 제2 암에 대해서, 암 길이의 방향으로 수직 또한 회동면에 포함되는 방향의 폭을 암 폭으로 하면,
상기 베이스 설치부 가운데, 수평방향에 포함되는 적어도 한 방향에 대해서의 길이가 상기 제1 암의 상기 암 폭 및 상기 제2 암의 상기 암 폭 중 어느 것보다도 긴 것을 특징으로 하는 천장매닮 스칼라형 로봇.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 작업축에 의한 작업면에 대한 상기 베이스 설치부의 위치를 조정하기 위한 위치조정기구를 가지는 것을 특징으로 하는 천장매닮 스칼라형 로봇.