KR20160099362A

KR20160099362A - Multi-Functional Fixed Robot with Horizontal Maintenance Unit

Info

Publication number: KR20160099362A
Application number: KR1020150021738A
Authority: KR
Inventors: 박영삼
Original assignee: 경일대학교산학협력단; 박영삼
Priority date: 2015-02-12
Filing date: 2015-02-12
Publication date: 2016-08-22
Also published as: KR101707831B1

Abstract

The present invention relates to a multifunctional fixed robot with a levelness maintaining unit which maintains levelness of a product at all times when transporting and operating the product and allows a complex operation in three axes. The multifunctional fixed robot with a levelness maintaining unit comprises: a holding mechanism to hold an article; a levelness maintaining unit to maintain levelness of the holding mechanism; a swing rotation mechanism to rotate the levelness maintaining unit around an x-axis; a linear movement mechanism to linearly move the swing rotation mechanism along a y-axis; and a base rotation mechanism to rotate the linear movement mechanism around a z-axis. The levelness maintaining unit comprises a bevel gear powering unit whose one end is rotated to an angle equal to a forward rotation angle in a reverse direction when the other end thereof is rotated to the forward rotation angle in a forward direction by the swing rotation mechanism. The present invention is limited to two rotational axes and one linear axis and comprises the levelness maintaining unit to simplify a structure, allow convenient control, and increase operability and applicability to be used in various fields such as a semiconductor field, an automobile industry, and a distribution industry at a low price.

Description

수평유지 유닛을 구비한 다기능 고정형 로봇{Multi-Functional Fixed Robot with Horizontal Maintenance Unit}[0001] The present invention relates to a multi-function fixed robot having a horizontal holding unit,

본 발명은 수평유지 유닛을 구비한 다기능 고정형 로봇에 관한 것으로서, 제품의 이송 및 동작시 제품이 항상 수평이 유지되게 하며 3축으로 복합적인 동작이 가능하게 하는 수평유지 유닛을 구비한 다기능 고정형 로봇에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multifunctional fixed type robot having a horizontal holding unit, and more particularly to a multifunctional fixed type robot having a horizontal holding unit that allows a product to be always kept horizontal during transportation and operation, .

현대의 산업전반에 걸쳐 빠른 발전 및 변화에 따라 로봇 분야 관련 산업은 국가 신 성장 동력산업으로써 급성장이 예상되며 이미 산업 현장에 두루 활용되어지고 있다.Due to rapid developments and changes in the modern industry, robots industry is expected to grow rapidly as a new growth engine for the nation, and it is already widely used in the industrial field.

다양한 로봇 제품들이 지속적이며 반복적인 작업을 24시간 풀(PULL)가동이 가능하도록 요구되는 대량생산현장에 이미 많은 활용가치를 증명하고 있으며, 다양한 고객들의 요구에 맞도록 연구 및 제작되고 있으나, 아직 기능에 따른 가격대가 높고, 이를 활용하고자 하는 여러 가지 구조에 있어서 보다 저렴하면서 실용적인 구조의 향상된 로봇 제품들의 연구와 개발이 꾸준히 필요한 상황이다.Various robots have already proven their value in mass production sites where continuous and repetitive tasks are required to be able to operate 24 hours a day, and they are being studied and manufactured to meet the needs of various customers. However, It is necessary to continuously research and develop robotic products with lower cost and practical structure in various structures to utilize them.

또한, 반도체 분야 및 특수 산업분야에 맞도록 복합적인 동작을 필요로 하는 로봇의 경우 직교 로봇을 조합하여 X, Y, Z, ?? 등의 동작을 가능하도록 하며, 또는 고가의 다관절 로봇 및 반도체용 전용 로봇을 주로 사용하게 되는데 이에 조합 시 발생되는 프레임 설치 및 공간 활용 면에서의 불편함과 제품의 수평유지를 위한 복합적인 제품 이송장치를 설치해야 하는 등의 복합적인 에러 사항이 발생하게 된다.In addition, in the case of a robot requiring a complex operation to be suitable for the semiconductor field and the special industrial field, an orthogonal robot may be combined into X, Y, Z, and ?? Or an expensive robot for articulated robot and a dedicated robot for semiconductor are mainly used. In this case, a complex product is transported in order to maintain the horizontal position of the product and inconvenience in frame installation and space utilization, A complex error such as the need to install the device occurs.

직교 로봇으로서, 한국등록특허 제1283227호는 라이드를 직선 운동 시키는 볼 스크루가 그 길이 방향을 따라 내부에 배치되는 베이스 바디와, 상기 베이스 바디의 개구부 양측 사이드 코너 영역에서 상기 베이스 바디에 착탈 가능하게 결합되는 한 쌍의 사이드 커버를 구비하는 베이스 및 상기 베이스의 일측에서 상기 볼 스크루와 연결되어 상기 볼 스크루를 회전시키는 모터를 포함한다. 다관절 로봇으로서, 한국공개특허 제2013-0074273은 기준위치결정 작업의 작업시간을 단축하는 것이 가능한 수직다관절 로봇이다. 또한, 반도체용 전용로봇으로서, 한국공개특허 제2006-0035071호가 개시되어 있다.As an orthogonal robot, Korean Patent Registration No. 1283227 discloses a base body having a base body in which a ball screw for linearly moving a ride is disposed along a longitudinal direction of the base body, and a base body which is detachably coupled to the base body in both side corner areas of the opening of the base body. And a motor connected to the ball screw at one side of the base to rotate the ball screw. As the articulated robot, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0074273 is a vertical articulated robot capable of shortening the working time of the reference positioning work. Korean Unexamined Patent Publication No. 2006-0035071 is disclosed as a dedicated robot for semiconductor.

로봇들은 작업 현경에 따라 고정된 상태로 동작하는 것과 이동하며 동작하는 것으로 분류할 수 있다. 고정된 상태의 로봇들은 이동해야 할 물품들을 사람의 팔과 같은 동작으로 특정 위치에서 다른 위치로 근거리 이동하는 게 주요 목적으로 이용되고 있고, 이동형 로봇은 물품을 근거리 또는 장거리 이동시키는 것을 주요목적으로 이용된다. 또한 이동형 로봇은 바퀴를 이용해 바퀴가 바닥에 지지된 상태로 이동하는 것과, 두개 또는 다수개의 다리를 이용해 사람과 같이 직립 보행하는 로봇으로 분류할 수 있다.Robots can be categorized as moving in a fixed state and moving in accordance with a working radius. Robots in a fixed state are used for the main purpose of moving objects to be moved close to another position from a specific position by the same operation as a human arm, and a mobile robot uses a main purpose of moving an article in a short distance or a long distance do. In addition, the mobile robot can be classified into a robot moving with wheels supported on the floor and a robot walking upright like a person using two or more legs.

여기서 통상 고정형 로봇들은 물품의 무게가 비교적 가벼운 것을 이동하는데 이용되는데 반해 이동형 로봇은 비교적 무거운 물품을 이용하고 있고, 고정형 로봇의 경우 바닥 등에 지지된 상태여서 비교적 안정된 자세를 유지할 수 있는 것에 반하여 이동형 로봇은 중량물을 적재한 상태로 이동해야 하므로 각종 장애물과 바닥의 평탄도에 따라 이동성이 좌우되어 로봇의 평행 상태 유지에 대한 문제 개선이 관건이다.In contrast to the fixed type robots, which are relatively light in weight, the movable type robots use relatively heavy articles and the stationary type robots are supported on the floor so that they can maintain a relatively stable posture. On the other hand, Since it is necessary to move the robot in a state where it is loaded with heavy objects, mobility depends on various obstacles and the flatness of the floor.

이동형 로봇에서 수평유지를 가능하게 하는 부재가 구비된 로봇으로서, 한국공개특허 제2011-0078313호가 개시되어 있다. 고정형 로봇에서 워크를 수평으로 유지하면서 이송하기 위한 로봇으로서, 한국공개특허 제2006-0045829호가 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-0078313 discloses a robot equipped with a member capable of maintaining a horizontal position in a mobile robot. Korean Unexamined Patent Publication No. 2006-0045829 discloses a robot for transferring a work while keeping the work horizontally in a fixed type robot.

그런데, 종래 고정형 로봇에서, 다 관절 로봇일 경우, 관절 마다 서보 구동이 되도록 구성되어 있고 다수의 축(보통 3개의 직선축과 1개의 회전축)을 제어해야 하므로 가격대가 높아 경쟁력이 떨어진다는 문제점이 있었다. 또한 종래 고정형 로봇에서, 가격 면에서 저렴한 직교 로봇 조합형인 경우, 동작 요소에 로봇이 조합되어지고 별도의 프레임을 구성해야 하므로 공간적인 제약이 많을 뿐만 아니라, 다양한 제품의 활용도가 떨어진다는 문제점이 있었다. Conventionally, in a conventional fixed type robot, a jointed robot is configured to be servo-driven for each joint and needs to control a plurality of axes (usually three linear axes and one rotation axis), resulting in a high price and low competitiveness . In addition, in the conventional stationary robot, in the case of an inexpensive orthopedic robot combination in terms of cost, the robot has to be combined with an operating element and a separate frame must be formed, so that not only is there a lot of space constraints, but also the utilization of various products is reduced.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 회전축 2개와 직선축 1개로 한정하는 한편 수평유지 유닛을 포함하여 구조를 간단히 하고 제어를 간편하게 하며 동작 및 활용도를 높여, 저렴한 가격으로 다양한 분야에 활용이 가능한 수평유지 유닛을 구비한 다기능 고정형 로봇을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been achieved in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for controlling the operation of the apparatus, which are limited to two rotation axes and one linear axis, And to provide a multifunctional fixed type robot having a horizontal holding unit that can be utilized in various fields at an inexpensive price.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 수평유지 유닛을 구비한 다기능 고정형 로붓은, 물품을 홀딩하는 홀딩기구와, 홀딩기구를 수평으로 유지하는 수평유지 유닛과, 수평유지 유닛을 x축 주위로 회전시키는 스윙회전 기구와, 스윙회전 기구를 y축을 따라 직선이동시키는 직선이동 기구와, 직선이동 기구를 z축 주위로 회전시키는 베이스회전 기구를 포함하며, 수평유지 유닛은 일단이 스윙회전 기구에 의해 일정각도로 정방향 회전시에 타단이 정방향 회전각도와 동일한 각도의 역방향으로 회전되게 하는 베벨기어 전동부를 구비한다.In order to accomplish the above object, the multifunctional stationary brush with the horizontal holding unit according to the present invention comprises a holding mechanism for holding an article, a horizontal holding unit for holding the holding mechanism horizontally, And a base rotating mechanism for rotating the linear moving mechanism about the z axis, wherein the horizontal holding unit has a swing rotating mechanism for swinging the swing rotating mechanism And a bevel gear transmission portion for rotating the other end in the reverse direction of the same angle as the forward rotation angle in the forward rotation at an angle.

베벨기어 전동부는 스윙회전 기구의 구동 x축에 구비된 구동 베벨기어와, 홀딩 기구의 종동 x축에 구비된 종동 베벨기어와, 구동 베벨기어에 맞물리는 제1전동 베벨기어와, 종동 베벨기어에 맞물리는 제2전동 베벨기어와, 제1전동 베벨기어와 제2전동 베벨기어가 설치되어 연결되는 전동축을 포함한다.The bevel gear transmission includes a driven bevel gear provided on the driving x-axis of the swing rotating mechanism, a driven bevel gear provided on the driven x-axis of the holding mechanism, a first electric bevel gear engaged with the driven bevel gear, And a transmission shaft to which the first electric bevel gear and the second electric bevel gear are installed and connected.

스윙회전 기구는 직선이송 기구의 이동부재에 고정되어 z방향으로 세워진 스윙 프레임과, 스윙 프레임의 상부에 x방향으로 설치된 구동 x축과, 스윙 프레임에 설치되어 구동 x축을 구동하는 스윙 구동모터를 포함한다.The swing rotating mechanism includes a swing frame fixed to the moving member of the linear feed mechanism and standing in the z direction, a driving x axis provided in the upper direction of the swing frame in the x direction, and a swing drive motor installed in the swing frame to drive the driving x axis do.

직선이동 기구는 베이스 회전기구의 회전 테이블에 설치된 리이드 스크류와, 리이드 스크류를 구동하는 스크류 구동모터와, 스크류 구동모터의 구동에 따라 리이드 스크류를 따라 이동하는 이동부재를 포함한다.The linear movement mechanism includes a lead screw provided on a rotary table of the base rotating mechanism, a screw drive motor for driving the lead screw, and a moving member moving along the lead screw in accordance with the driving of the screw drive motor.

베이스회전 기구는 베이스 프레임에 z축 방향으로 세워진 수직 회전축와, 수직 회전축을 회전 구동시키는 회전축 구동모터와, 수직 회전축의 상단에 설치되어 상기 수직 회전축과 함께 회전하는 회전 테이블을 포함한다.The base rotating mechanism includes a vertical rotating shaft set up in the z-axis direction on the base frame, a rotating shaft driving motor rotating the vertical rotating shaft, and a rotating table installed at the upper end of the vertical rotating shaft and rotating together with the vertical rotating shaft.

본 발명에 의한 수평유지 유닛을 구비한 다기능 고정형 로봇에 의하면, 회전축 2개와 직선축 1개로 한정하는 한편 수평유지 유닛을 포함하여 구조를 간단히 하고 제어를 간편하게 하며 동작 및 활용도를 높여, 저렴한 가격으로 반도체 산업, 자동차 산업, 물류 산업 등 다양한 분야에 활용할 수 있다는 효과가 있다.According to the multifunctional fixed robot provided with the horizontal holding unit according to the present invention, the robot is limited to two rotation axes and one linear axis, and includes a horizontal holding unit to simplify the structure, simplify the control, increase the operation and utilization, It can be applied to various fields such as industry, automobile industry, and logistics industry.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 수평유지 유닛을 구비한 다기능 고정형 로봇을 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1의 홀딩 기구와 수평유지 유닛 및 스윙회전 기구를 나타내는 입면도이다.
도 3은 도 2의 평면도이다.
도 4는 도 2의 좌측면도이다.
도 5는 도 2의 홀딩 기구의 하부를 나타내는 우측면도이다.
도 6은 도 2의 홀딩 기구의 상부를 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 2의 수평유지 유닛을 나타내는 평면도이다.
도 8은 도 1의 베이스 회전기구의 회전 테이블을 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 수평유지 유닛을 구비한 다기능 고정형 로봇이 적용된 이송 작업 시스템을 나타내는 구성도이다.1 is a configuration diagram showing a multifunction fixed robot having a horizontal holding unit according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an elevation view showing the holding mechanism, the horizontal holding unit, and the swing rotating mechanism of Fig. 1;
3 is a plan view of Fig.
Fig. 4 is a left side view of Fig. 2; Fig.
Fig. 5 is a right side view showing the lower part of the holding mechanism of Fig. 2;
Fig. 6 is a plan view showing the upper part of the holding mechanism of Fig. 2;
Fig. 7 is a plan view showing the horizontal holding unit of Fig. 2. Fig.
8 is a plan view showing a rotation table of the base rotating mechanism of FIG.
9 is a configuration diagram illustrating a transfer operation system to which a multifunction fixed robot having a horizontal holding unit according to an embodiment of the present invention is applied.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that, in the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols as possible. Further, the detailed description of known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 수평유지 유닛을 구비한 다기능 고정형 로봇을 나타내는 구성도이고, 도 2는 도 1의 홀딩 기구와 수평유지 유닛 및 스윙회전 기구를 나타내는 입면도이며, 도 3은 도 2의 평면도이고, 도 4는 도 2의 좌측면도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 수평유지 유닛을 구비한 다기능 고정형 로봇(10)은 홀딩 기구(100)와, 수평유지 유닛(200)과, 스윙회전 기구(300)와, 직선이동 기구(400)와, 베이스회전 기구(500)를 포함한다.FIG. 1 is a configuration diagram showing a multifunction fixed robot having a horizontal holding unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an elevation view showing the holding mechanism, the horizontal holding unit and the swing rotating mechanism of FIG. 1, 2, and Fig. 4 is a left side view of Fig. The multifunctional fixed robot 10 having the horizontal holding unit according to the embodiment of the present invention includes the holding mechanism 100, the horizontal holding unit 200, the swing rotating mechanism 300, A mechanism 400, and a base rotating mechanism 500.

홀딩 기구(100)는 수평유지 유닛(200)에 의해 수평으로 유지되면서 물품을 홀딩하는 기구로서, 수평유지 유닛(200)에 연결되는 프레임부(110)와, 프레임부(110)에 고정되어 물품을 집는 핑거부(120)로 이루어진다. 도 5는 도 2의 홀딩 기구(100)의 하부를 나타내는 우측면도이고, 도 6은 도 2의 홀딩 기구(100)의 상부를 나타내는 평면도이다. The holding mechanism 100 is a mechanism for holding the article while being held horizontally by the horizontal holding unit 200 and includes a frame part 110 connected to the horizontal holding unit 200, And a finger 120 for picking up a finger. FIG. 5 is a right side view showing the lower part of the holding mechanism 100 of FIG. 2, and FIG. 6 is a plan view showing the upper part of the holding mechanism 100 of FIG.

프레임부(110)는 아암 프레임(111)과, 아암 프레임(111)에 회전가능하게 설치되어 수평유지 유닛(200)의 회전력을 전달받는 종동 x축(112)과, 아암 프레임(111)에 고정되어 수평방향으로 돌출된 아암 플레이트(113)과, 아암 플레이트(113)의 단부 저면에 고정되어 핑거부(120)에 연결시키는 연결블록(114)을 구비한다. The frame unit 110 includes an arm frame 111 and a driven x-axis 112 which is rotatably mounted on the arm frame 111 and receives the rotational force of the horizontal holding unit 200, And a connecting block 114 fixed to the bottom surface of the end portion of the arm plate 113 and connected to the fingers 120.

핑거부(120)는 공압에 의해 작동하는 핑거(121)에 의해 물품을 집는 부분이다. 핑거부(120)는 아암 플레이트(113)의 길이방향과 직교하는 브리지(122)의 양단에서 서스펜선 아암(123)이 매개부재를 통해 하측으로 매달리고, 양단의 서스펜선 아암(123)의 단부에서 서로 마주보는 방향으로 핑거(121)가 설치되어 물품을 집게 되어 있다. 브리지(122)는 중간에서 하측으로 함몰된 함몰부(122a)에 고정된 지지 포스트(124)에 의해 지지되고, 지지포스트(124)의 상단에 고정된 사각블록(125)을 통해 연결블록(114)에 연결된다.The fingering unit 120 is a part for picking up an object by a finger 121 operated by air pressure. The fingering member 120 is fixed to both ends of the bridge 122 orthogonal to the longitudinal direction of the arm plate 113 by hanging the suspension pen arms 123 downward through the intermediary member and at the ends of the suspension links 123 at both ends Fingers 121 are provided to face each other to grip the articles. The bridge 122 is supported by a support post 124 fixed to a depression 122a which is depressed from the middle to a lower side and is connected to the connection block 114 via a rectangular block 125 fixed to the upper end of the support post 124 .

수평유지 유닛(200)는 홀딩 기구(100)을 수평으로 유지하는 역할을 한다. 수평유지 유닛(200)은 일단이 스윙회전 기구(300)에 의해 일정각도로 정방향 회전시에 타단이 정방향 회전각도와 동일한 각도의 역방향으로 회전되게 하는 베벨기어 전동부(210)를 구비한다. 도 7은 도 2의 수평유지 유닛(200)을 나타내는 평면도이다.The horizontal holding unit 200 serves to hold the holding mechanism 100 horizontally. The horizontal holding unit 200 includes a bevel gear driving unit 210 for rotating the other end of the bevel gear rotating in the opposite direction at the same angle as the forward rotating angle when the swing rotating mechanism 300 rotates forward at a predetermined angle. 7 is a plan view showing the horizontal holding unit 200 of FIG.

베벨기어 전동부(210)는 양측에 베벨기어를 수용하는 수용공간(S1)(S2)이 형성된 사각의 몸체(220)에 설치되며, 스윙회전 기구(300)의 후술하는 구동 x축에 고정된 구동 베벨기어(211)와, 홀딩 기구(100)의 종동 x축(112)에 고정된 종동 베벨기어(212)와, 구동 베벨기어(211)에 맞물리는 제1전동 베벨기어(213)와, 종동 베벨기어(212)에 맞물리는 제2전동 베벨기어(214)와, 제1전동 베벨기어(213)와 제2전동 베벨기어(214)가 양단에 서로 반대방향으로 고정되어 연결되는 전동축(215)을 포함한다. The bevel gear transmission portion 210 is installed on a rectangular body 220 having accommodating spaces S1 and S2 accommodating bevel gears on both sides thereof and fixed to a driving x- A driven bevel gear 211 fixed to the driven x-axis 112 of the holding mechanism 100, a first driven bevel gear 213 engaged with the driven bevel gear 211, A second electric bevel gear 214 which is engaged with the driven bevel gear 212 and a second electric bevel gear 214 which is fixedly connected to both ends of the first electric bevel gear 213 and the second electric bevel gear 214, 215).

구동 베벨기어(211)와 종동 베벨기어(212)는 서로 반대방향으로 설치되어 서로 반대방향으로 회전하게 되어 있다. 전동축(215)은 몸체(220)의 중간 길이방향을 따라 양측 수용공간(S1)(S2) 사이에 설치된다.The driving bevel gear 211 and the driven bevel gear 212 are installed in opposite directions to rotate in mutually opposite directions. The transmission shaft 215 is installed between the two side accommodating spaces S1 and S2 along the intermediate length direction of the body 220. [

스윙회전 기구(300)는 수평유지 유닛(200)을 x축 주위로 회전시키는 기구로서, 직선이송 기구(400)의 후술하는 이동부재에 고정되어 z축 방향으로 세워진 스윙 프레임(310)과, 스윙 프레임(310)의 상부에 x축 방향으로 설치된 구동 x축(320)과, 스윙 프레임(310)에 설치되어 구동 x축(320)을 구동하는 스윙 구동모터(330)를 포함한다.The swing rotating mechanism 300 is a mechanism for rotating the horizontal holding unit 200 around the x axis and includes a swing frame 310 fixed to the moving member described later of the linear moving mechanism 400 and standing in the z axis direction, And a swing drive motor 330 mounted on the swing frame 310 and driving the driving x-axis 320. The driving x-axis 320 is disposed in the x-

스윙 프레임(310)은 두개의 포스트(311)가 수평대(312)로 연결되고, 수평대(312)에는 구동 x축(320)을 베어링으로 보조적으로 지지하는 보조대(313)가 세워지는 구조이다. 구동 x축(320)의 중간에는 구동 베벨기어(211)가 설치되고, 구동 x축(320)의 단부에는 타이밍 벨트(341)를 통해 회전력을 전달받는 x축 풀리(342)가 설치된다. 스윙 구동모터(330)의 모터축에는 타이밍 벨트(341)를 통해 회전력을 전달하는 모터축 풀리(343)가 설치된다. 스윙 구동모터(330)는 구동 x축(320)에 직접 연결될 수도 있다.The swing frame 310 has a structure in which two posts 311 are connected by a horizontal base 312 and an auxiliary base 313 for supporting the driving x-axis 320 by bearings is installed on the horizontal base 312 . A driving bevel gear 211 is provided in the middle of the driving x-axis 320 and an x-axis pulley 342 is provided at the end of the driving x-axis 320 to receive the rotational force through the timing belt 341. The motor shaft of the swing drive motor 330 is provided with a motor shaft pulley 343 for transmitting a rotational force through the timing belt 341. The swing drive motor 330 may be connected directly to the drive x-

직선이동 기구(400)는 스윙회전 기구(300)를 y축을 따라 직선이동시키는 기구로서, 베이스 회전기구(500)의 후술하는 회전 테이블에 설치된 리이드 스크류(410)와, 리이드 스크류(410)를 구동하는 스크류 구동모터(420)와, 스크류 구동모터(420)의 구동에 따라 리이드 스크류(410)를 따라 이동하는 이동부재(430)를 포함한다.The linear movement mechanism 400 is a mechanism for linearly moving the swing rotation mechanism 300 along the y axis and includes a lead screw 410 provided on a rotary table to be described later of the base rotating mechanism 500, And a moving member 430 which moves along the lead screw 410 according to the driving of the screw driving motor 420. [

리이드 스크류(410)는 베이스회전 기구(500)의 회전테이블 상에 설치되며, 리이드 스크류(410)의 일단에는 타이밍 벨트(441)를 통해 회전력을 전달받는 y축 풀리(442)가 설치된다. 스크류 구동모터(420)는 베이스회전 기구(500)의 회전테이블에 브라켓으로 고정설치되며, 스크류 구동모터(420)의 모터축에는 타이밍 벨트(441)을 통해 회전력을 전달하는 모터축 풀리(443)가 설치된다. 스크류 구동모터(420)는 리이드 스크류(410)에 직접 연결될 수도 있다. 이동부재(430)는 스윙 프레임(310)에 고정되는 슬라이더(451)와 함께 y축 방향으로 이동하면서 스윙회전 기구(300)을 직선이동시킨다. 슬라이더(451)는 베이스회전 기구(500)의 후술하는 안내레일을 타고 이동한다.The lead screw 410 is installed on the rotating table of the base rotating mechanism 500 and a y-axis pulley 442 is provided at one end of the lead screw 410 to receive the rotational force through the timing belt 441. The screw driving motor 420 is fixed to the rotating table of the base rotating mechanism 500 by a bracket and is connected to the motor shaft of the screw driving motor 420 via a motor shaft pulley 443, Respectively. The screw drive motor 420 may be connected directly to the lead screw 410. The moving member 430 moves along the y-axis direction together with the slider 451 fixed to the swing frame 310 to linearly move the swing rotating mechanism 300. The slider 451 moves on the guide rails of the base rotating mechanism 500, which will be described later.

베이스회전 기구(500)는 직선이동 기구(400)를 z축 주위로 회전시키는 기구로서, 베이스 프레임(600)에 고정된다. 베이스회전 기구(500)는 베이스 프레임(600)에 z축 방향으로 세워진 수직 회전축(510)와, 수직 회전축(510)을 회전 구동시키는 회전축 구동모터(520)와, 수직 회전축(510)의 상단에 설치되어 수직 회전축(510)과 함께 회전하는 회전 테이블(530)을 포함한다.The base rotating mechanism 500 is a mechanism for rotating the linear moving mechanism 400 around the z axis, and is fixed to the base frame 600. The base rotating mechanism 500 includes a vertical rotating shaft 510 erected in the z axis direction on the base frame 600, a rotating shaft driving motor 520 rotating and driving the vertical rotating shaft 510, And a rotary table 530 installed and rotated together with the vertical rotation shaft 510.

수직 회전축(510)는 베이스 프레임(600)의 상단에 고정되는 수직 포스트(550) 내에 회전가능하게 설치되며, 수직 회전축(510)의 하단에는 타이밍 벨트(541)를 통해 회전력을 전달받는 z축 풀리(542)가 설치된다. 회전축 구동모터(520)는 베이스 프레임(600)에 브라켓으로 고정설치되며, 회전축 구동모터(520)의 모터축에는 타이밍 벨트(541)을 통해 회전력을 전달하는 모터축 풀리(543)가 설치된다. 회전축 구동모터(520)는 수직 회전축(510)에 직접 연결될 수도 있다. The vertical rotation shaft 510 is rotatably installed in a vertical post 550 fixed to the upper end of the base frame 600 and a z axis pulley (542). The rotating shaft driving motor 520 is fixed to the base frame 600 by a bracket and a motor shaft pulley 543 for transmitting a rotating force to the motor shaft of the rotating shaft driving motor 520 through a timing belt 541 is installed. The rotation axis driving motor 520 may be connected directly to the vertical rotation axis 510. [

회전 테이블(530)은 수직 회전축(510)의 상단에 원통부(531)가 고정되고, 원통부(511)의 상단에 대체로 직사각 플레이트 형상의 사각 테이블부(532)가 고정된 구조이다. 도 8은 도 1의 베이스 회전기구(500)의 회전 테이블(530)을 나타내는 평면도이다. 사각 테이블부(532)의 상면에는 리이드 스크류(410)가 길이방향을 따라 설치되고, 리이드 스크류(410)의 양측에는 슬라이더(451)가 안내되면서 이동하는 안내레일(533)이 평행하에 설치되어 있다.
The rotary table 530 has a structure in which a cylindrical portion 531 is fixed to the upper end of the vertical rotation shaft 510 and a rectangular table portion 532 having a rectangular plate shape is fixed to the upper end of the cylindrical portion 511. 8 is a plan view showing the rotation table 530 of the base rotating mechanism 500 of FIG. On the upper surface of the rectangular table portion 532, lead screws 410 are provided along the longitudinal direction and guide rails 533 which move while guiding the slider 451 are installed on both sides of the lead screw 410 in parallel .

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 수평유지 유닛을 구비한 다기능 고정형 로봇(10)에서, 회전축 구동모터(520)의 회전에 따라 모터축 풀리(543)와 타이밍 벨트 (541) 및 z축 풀리(542)를 통해 순차적으로 회전력이 전달되어 수직 회전축(510)이 회전됨에 따라 회전 테이블(530)이 회전된다. 따라서 도시하지 않은 제어부에 의해 회전축 구동모터(520)가 제어되어 고정형 로봇(10)이 x-y 평면상에서 회전 제어된다.In the multifunctional fixed type robot 10 having the horizontal holding unit according to the embodiment of the present invention configured as described above, the motor shaft pulley 543, the timing belt 541, and the z- The rotary table 530 is rotated as the rotary shaft 510 is rotated by sequentially transmitting the rotary force through the rotary shaft 542. Therefore, the rotation axis driving motor 520 is controlled by a control unit (not shown), and the fixed robot 10 is controlled to rotate on the xy plane.

그리고, 스크류 구동모터(420)의 회전에 따라 모터축 풀리(443)와 타이밍 벨트 (441) 및 y축 풀리(442)를 통해 순차적으로 회전력이 전달되어 리이드 스크류(410)가 회전됨에 따라 이동부재(430)가 y축 방향으로 이동되고, 스윙회전 기구(300)가 직선 이동한다. 따라서 도시하지 않은 제어부에 의해 스크류 구동모터(520)가 제어되어 고정형 로봇(10)은 y축 방향을 따라 직선 이동 제어된다.Rotation force is sequentially transmitted through the motor shaft pulley 443, the timing belt 441, and the y-axis pulley 442 in accordance with the rotation of the screw driving motor 420. As the lead screw 410 is rotated, The swing arm 430 is moved in the y-axis direction, and the swing rotation mechanism 300 linearly moves. Therefore, the screw drive motor 520 is controlled by a control unit (not shown), and the fixed robot 10 is linearly moved along the y-axis direction.

또한, 스윙 구동모터(330)의 회전에 따라 모터축 풀리(343)와 타이밍 벨트 (341) 및 x축 풀리(342)를 통해 순차적으로 회전력이 전달되어 구동 x축(320)이 회전됨에 따라, 수평유지 유닛(200)을 매개로 홀딩 기구(100)가 항상 수평을 유지하면서 z축 방향(높이 방향)으로 이동하는 한편 y축 방향(길이 방향)으로 이동한다. 따라서, 도시하지 않은 제어부에 의해 스윙 구동모터(330)가 제어되어 고정형 로봇(10)은 z축 방향 및 y축 방향을 따라 이동 제어된다.The rotational force is sequentially transmitted through the motor shaft pulley 343, the timing belt 341 and the x-axis pulley 342 in accordance with the rotation of the swing drive motor 330 to rotate the driven x-axis 320, The holding mechanism 100 is always moved horizontally while moving in the z-axis direction (height direction) and the y-axis direction (longitudinal direction) via the horizontal holding unit 200. Therefore, the swing drive motor 330 is controlled by a control unit (not shown), and the fixed robot 10 is controlled to move along the z-axis direction and the y-axis direction.

이때, 수평유지 유닛(200)은 구동 x축(320)의 회전에 따라 구동 베벨기어(211)와 제1전동 베벨기어(213)가 서로 물려 회전하고, 전동축(215)의 양단에 설치된 제1전동 베벨기어(213)와 제2전동 베벨기어(214)가 동일한 방향으로 회전하며, 제2전동 베벨기어(214)는 종동 x축(112)에 설치된 종동 베벨기어(212)에 서로 물려 회전한다. 따라서, 구동 x축(320)과 종동 x축(112)은 서로 역방향으로 회전하게 되어 구동 x축(320)이 정방향으로 회전하는 만큼 종동 x축(112)이 역방향으로 회전하게 되므로, 수평유지 유닛(200)의 몸체(220)가 어떤 각도에 있더라도 홀딩 기구(100)의 프레임부(110)는 최초 수평 세팅시의 수평상태를 유지하게 되어, 홀딩 기구(100)로 정확한 위치로 물품을 핸들링할 수 있게 된다. At this time, the horizontal holding unit 200 rotates the driven bevel gear 211 and the first electric bevel gear 213 by rotating with the rotation of the driving x-axis 320, The first electric bevel gear 213 and the second electric bevel gear 214 rotate in the same direction and the second electric bevel gear 214 is engaged with the driven bevel gear 212 disposed on the driven x- do. Accordingly, the driving x-axis 320 and the driven x-axis 112 rotate in opposite directions to each other, and the driven x-axis 112 rotates in the opposite direction as the driven x-axis 320 rotates in the forward direction, The frame part 110 of the holding mechanism 100 maintains the horizontal state at the time of the initial horizontal setting so that the holding mechanism 100 can handle the article at the correct position regardless of the angle of the body 220 of the holding mechanism 100 .

홀딩 기구(100)는 도시하지 않은 제어부의 제어에 따라 공압으로 핑거부(120)의 핑거(121)를 통해 물품을 집어 핸들링하게 된다.The holding mechanism 100 picks up and handles the article through the finger 121 of the finger reflex 120 under the control of a control unit (not shown).

이와 같이 구성되고 작동되는 본 발명의 실시예에 의한 수평유지 유닛을 구비한 다기능 고정형 로봇에 의하면, 회전축 2개와 직선축 1개로 한정하는 한편 수평유지 유닛을 포함하여 구조를 간단히 하고 제어를 간편하게 하며 동작 및 활용도를 높여, 저렴한 가격으로 반도체 산업, 자동차 산업, 물류 산업 등 다양한 분야에 활용할 수 있다.
According to the multifunctional fixed robot having the horizontal holding unit according to the embodiment of the present invention configured and operated as described above, the robot is limited to two rotation axes and one linear axis, and includes a horizontal holding unit to simplify the structure, And it can be utilized in various fields such as semiconductor industry, automobile industry, and logistics industry at a low price.

도 9는 본 발명의 실시예에 의한 수평유지 유닛을 구비한 다기능 고정형 로봇(10)이 적용된 이송 작업 시스템의 예를 나타내는 구성도이다. 도시한 바와 같이, 이송 작업 시스템은 이동가능한 이동 프레임(20)에 로봇이 설치된 예를 나타낸다. 9 is a configuration diagram showing an example of a transfer operation system to which a multifunctional fixed type robot 10 having a horizontal holding unit according to an embodiment of the present invention is applied. As shown, the transfer work system shows an example in which a robot is installed in a movable frame 20.

이송 작업 시스템은 이동 프레임(20)의 중간에 다기능 고정형 로봇(10)이 설치되고, 다기능 고정형 로봇(10)의 일측에 제1작업 테이블(30)이 설치되며, 다기능 고정형 로봇(10)의 타측에 제2작업 테이블(40)이 설치된다. 그리고, 제2작업 테이블(40)의 상측에는 보조 로봇(50)이 설치된다.The transfer operation system is provided with a multifunction fixed robot 10 in the middle of the moving frame 20 and a first work table 30 on one side of the multifunction fixed robot 10, The second work table 40 is installed. An auxiliary robot 50 is provided on the upper side of the second work table 40.

다기능 고정형 로봇(10)은 실시예의 작동에서 설명한 바와 같이 그 홀딩기구가 z축 방향의 주위로 회전하는 한편 x-y평면 상에서 이동하고 높이(z축)방향으로 이동하면서 제1작업 테이블(30)과 제2작업 테이블(40) 사이에서 물품(W)을 핸들링하면서 이송작업을 하게 된다. 한편, 보조 로봇(50)은 제2작업 테이블(40) 위에서 보조적으로 물품(W)을 집어 이송함으로서 작업능률을 높이게 된다.
The multifunctional fixed robot 10 is moved in the xy plane while moving in the z-axis direction and moved in the height (z-axis) direction as described in the operation of the embodiment, 2, the workpiece W is transported between the work tables 40 while being handled. On the other hand, the auxiliary robot 50 picks up and transports the article W on the second work table 40 in an auxiliary manner, thereby improving work efficiency.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of the present invention in order to facilitate description of the present invention and to facilitate understanding of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

10 : 다기능 고정형 로봇
100 : 홀딩기구 110 : 프레임부
112 : 종동 x축 120 : 핑거부
121 : 핑거 200 : 수평유지 유닛
210 : 베벨기어 전동부 220 : 몸체
300 : 스윙회전 기구 310 : 스윙 프레임
320 : 구동 x축 330 : 스윙 구동모터
400 : 직선이동 기구 410 : 리이드 스크류
420 : 스크류 구동모터 430 : 이동부재
500 : 베이스회전 기구 510 : 수직 회전축
520 : 회전축 구동모터 530 : 회전 테이블
600 : 베이스 프레임10: Multifunction fixed robot
100: holding mechanism 110: frame part
112: driven x-axis 120:
121: finger 200: horizontal holding unit
210: bevel gear transmission 220: body
300: swing rotating mechanism 310: swing frame
320: drive x-axis 330: swing drive motor
400: linear movement mechanism 410: lead screw
420: screw driving motor 430: moving member
500: base rotating mechanism 510: vertical rotating shaft
520: rotating shaft driving motor 530: rotating table
600: base frame

Claims

물품을 홀딩하는 홀딩 기구와,
상기 홀딩 기구를 수평으로 유지하는 수평유지 유닛과,
상기 수평유지 유닛을 x축 주위로 회전시키는 스윙회전 기구와,
상기 스윙회전 기구를 y축을 따라 직선 이동시키는 직선이동 기구와,
상기 직선이동 기구를 z축 주위로 회전시키는 베이스회전 기구를 포함하며,
상기 수평유지 유닛은 일단이 상기 스윙회전 기구에 의해 일정각도로 정방향 회전시에 타단이 정방향 회전각도와 동일한 각도의 역방향으로 회전되게 하는 베벨기어 전동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 수평유지 유닛을 구비한 다기능 고정형 로붓.A holding mechanism for holding the article,
A horizontal holding unit for horizontally holding the holding mechanism,
A swing rotating mechanism for rotating the horizontal holding unit about the x axis,
A linear moving mechanism for linearly moving the swing rotating mechanism along the y axis,
And a base rotating mechanism for rotating the linear movement mechanism about the z axis,
Wherein the horizontal holding unit is provided with a bevel gear transmission unit for rotating the other end of the bevel gear in the opposite direction at an angle equal to the forward rotational angle when the one end is rotated forward by a predetermined angle by the swing rotating mechanism Multifunction fixed type.

청구항 1에 있어서,
상기 베벨기어 전동부는
상기 스윙회전 기구의 구동 x축에 구비된 구동 베벨기어와,
상기 홀딩 기구의 종동 x축에 구비된 종동 베벨기어와,
상기 구동 베벨기어에 맞물리는 제1전동 베벨기어와,
상기 종동 베벨기어에 맞물리는 제2전동 베벨기어와,
상기 제1전동 베벨기어와 상기 제2전동 베벨기어가 설치되어 연결되는 전동축을 포함하는 것을 특징으로 하는 수평유지 유닛을 구비한 다기능 고정형 로붓.The method according to claim 1,
The bevel gear transmission portion
A driving bevel gear provided on a driving x-axis of the swing rotating mechanism,
A driven bevel gear provided on a driven x axis of the holding mechanism,
A first electric bevel gear engaged with the driven bevel gear,
A second electric bevel gear engaged with the driven bevel gear,
And a transmission shaft to which the first electric bevel gear and the second electric bevel gear are installed and connected to each other.

청구항 1에 있어서,
상기 스윙회전 기구는
상기 직선이송 기구의 이동부재에 고정되어 z방향으로 세워진 스윙 프레임과,
상기 스윙 프레임의 상부에 x방향으로 설치된 구동 x축과,
상기 스윙 프레임에 설치되어 상기 구동 x축을 구동하는 스윙 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평유지 유닛을 구비한 다기능 고정형 로붓.The method according to claim 1,
The swing-
A swing frame fixed to the moving member of the linear feed mechanism and standing in the z direction,
A driving x-axis provided in the x direction on the swing frame,
And a swing drive motor installed in the swing frame for driving the driving x-axis.

청구항 1에 있어서,
상기 직선이동 기구는
상기 베이스회전 기구의 회전 테이블에 설치된 리이드 스크류와,
상기 리이드 스크류를 구동하는 스크류 구동모터와,
상기 스크류 구동모터의 구동에 따라 상기 리이드 스크류를 따라 이동하는 이동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평유지 유닛을 구비한 다기능 고정형 로붓.The method according to claim 1,
The linear movement mechanism
A lead screw provided on a rotating table of the base rotating mechanism,
A screw driving motor for driving the lead screw,
And a moving member which moves along the lead screw according to driving of the screw driving motor.

청구항 1에 있어서,
상기 베이스회전 기구는
베이스 프레임에 z축 방향으로 세워진 수직 회전축와,
상기 수직 회전축을 회전 구동시키는 회전축 구동모터와,
상기 수직 회전축의 상단에 설치되어 상기 수직 회전축과 함께 회전하는 회전 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 수평유지 유닛을 구비한 다기능 고정형 로붓.The method according to claim 1,
The base rotating mechanism
A vertical rotation axis set in the z-axis direction on the base frame,
A rotary shaft drive motor for rotationally driving the vertical rotary shaft,
And a rotary table installed at an upper end of the vertical rotary shaft and rotating together with the vertical rotary shaft.