KR20220075471A

KR20220075471A - Industrial transfer parallel robot

Info

Publication number: KR20220075471A
Application number: KR1020200163563A
Authority: KR
Inventors: 이재성
Original assignee: 이재성
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2022-06-08

Abstract

본 발명은 3축 또는 4축 이송 병렬로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 병렬로봇의 작업영역을 확장시키는 볼스크류와, 제1 내지 제3 로봇암을 구동시키는 제1 내지 제3 가이드봉을 이동프레임의 각 모서리에 각각 하나씩 관통 설치하는 한편, 상기 볼스크류와 상기 제1 내지 제3 가이드봉을 구동시키는 제1 내지 제4 엑츄에이터를 고정베이스의 일측부에 가상의 정방형 또는 장방형 내에서 수직방향 및 Y축방향으로 서로 나란하게 정렬되도록 2*2 형태로 배치함으로써 병렬로봇의 정밀도를 안정화시켜 종래의 작업영역 확장형 병렬로봇에 비해 진동 발생을 현저하게 줄일 수 있다. The present invention relates to a 3-axis or 4-axis transfer parallel robot, and more particularly, to a ball screw that expands the working area of the parallel robot, and first to third guide rods for driving the first to third robot arms. While installing one through each corner of the moving frame, first to fourth actuators for driving the ball screw and the first to third guide rods are installed on one side of the fixed base in a vertical direction in a virtual square or rectangle And by arranging in a 2*2 form so that they are aligned side by side in the Y-axis direction, the precision of the parallel robot is stabilized, so that the generation of vibration can be remarkably reduced compared to the conventional work area extension type parallel robot.

Description

산업용 이송 병렬로봇{INDUSTRIAL TRANSFER PARALLEL ROBOT}Industrial transfer parallel robot {INDUSTRIAL TRANSFER PARALLEL ROBOT}

본 발명은 3축 또는 4축 이송 병렬로봇에 관한 것으로, 상세하게는, 직선방향(X축방향)으로 이동하여 확장된 작업영역을 갖는 병렬로봇의 구동시 진동발생을 줄여 동작 정확도와 고속 동작성을 구현할 수 있는 산업용 이송 병렬로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a 3-axis or 4-axis feeding parallel robot, and specifically, by reducing vibration generation when driving a parallel robot having an extended working area by moving in a linear direction (X-axis direction), operation accuracy and high-speed operability It is about an industrial transfer parallel robot that can implement

산업발전에 힘입어 다양한 산업현장에서 공장 자동화가 급격하게 이루어지고 있고, 이로 인해 산업현장에서 이송물, 즉 제품(물품)을 이송하는 각각의 자동화 설비가 작업자(인력)를 대신하여 그 역할을 충실히 수행하고 있다. 그 중 제품을 그립핑(gripping)하여 다양한 제품군을 이송하는 시스템은 사람을 대신해 손쉬운 작업, 정확한 위치, 작업자의 안전 및 생산성 향상을 위해 광범위하게 사용되고 있다.Thanks to industrial development, factory automation is rapidly taking place in various industrial sites, and as a result, each automation facility that transports products (goods) from industrial sites faithfully fulfills its role on behalf of workers (manpower). are performing Among them, a system for transporting various product groups by gripping products is widely used for easy operation on behalf of people, accurate positioning, and improvement of worker safety and productivity.

이송시스템은 제품을 그립핑하여 이송하기 위해 이송로봇을 포함한다. 이송로봇은 대부분이 설계, 제작 및 해석의 단순화로 인해 직렬형 구조를 가지는 직렬로봇(serial robot)이 단순 반복 작업 또는 상대적으로 낮은 정밀도가 요구되는 산업현장에서 주로 사용되고 있다. 하지만 직렬로봇의 경우 큰 하중은 가능하나 고속시 발생되는 진동에 취약하고 각 링크의 오차가 로봇의 종단에 누적되는 등의 단점이 있다.The transport system includes a transport robot for gripping and transporting the product. Most of the transfer robots are serial robots having a serial structure due to the simplification of design, manufacturing and analysis, and are mainly used in industrial sites where simple repetitive tasks or relatively low precision are required. However, in the case of serial robots, large loads are possible, but there are disadvantages such as being vulnerable to vibrations generated at high speed and the error of each link is accumulated at the end of the robot.

이에 따라, 최근에는 높은 정밀도와 고속 동작을 요구하는 산업현장에서는 직렬 로봇 대신에 병렬로봇(parallel robot)이 사용되고 있다. 병렬로봇은 직렬로봇의 단점을 극복하기 위하여 여러 개의 링크를 통해 하중이 분산되므로 높은 강성을 가지게 되고, 링크들 간의 구속은 높은 정밀도를 얻을 수 있는 이점이 있어 과자류와 같은 포장라인에서는 보편적으로 3축 또는 4축 병렬로봇이 주로 사용되고 있다.Accordingly, in recent years, a parallel robot is used instead of a serial robot in an industrial field requiring high precision and high speed operation. In order to overcome the shortcomings of serial robots, parallel robots have high rigidity because the load is distributed through several links, and the restraints between links have the advantage of obtaining high precision. Alternatively, a 4-axis parallel robot is mainly used.

병렬로봇은 국내등록특허 제10-1798086호, 국내등록특허 제10-2165034호, 국내등록특허 제10-2132097호 등의 선행문헌에서 제안된 바와 같이, 일반적으로, 베이스플레이트(고정프레임)와, 구동부와, 로봇암과, 엔드이펙트(이동프레임)를 포함하고, 상기 로봇암은 각각 베이스플레이트에 장착된 구동부(엑츄에이터)에 결합되어 회동하는 상부암)과, 상기 상부암과 결합되는 하부암을 포함하는 구성으로 이루어진다. Parallel robots, as suggested in prior documents such as domestic registered patent No. 10-1798086, domestic registered patent No. 10-2165034, and domestic registered patent No. 10-2132097, generally include a base plate (fixed frame) and, It includes a driving unit, a robot arm, and an end effect (moving frame), wherein the robot arm is coupled to a driving unit (actuator) mounted on a base plate and rotates, respectively), and a lower arm coupled to the upper arm. It consists of a composition comprising

그러나, 이러한 병렬로봇은 고정된 베이스플레이트를 기준으로 엔드이펙트의 3축 직선 이동만이 가능한 구조로, 상기 베이스플레이트에 의해 제한된 작업영역 내에서만 엔드이펙트의 위치 이동을 수행할 수 있어 활동 반경에 많은 제약이 있었다. However, this parallel robot has a structure in which only 3-axis linear movement of the end effect is possible based on the fixed base plate, and the position movement of the end effect can be performed only within the work area limited by the base plate, so it has a lot of work radius. There were restrictions.

이러한 문제점을 해결하기 위해 국내등록특허 제10-2133109호에서는 직선방향으로의 확장된 작업영역을 가지면서도 고정프레임을 고정시키지 않고, 직선이동 가능한 슬라이더프레임으로 대체하면서 각 링크부의 구동원인 복수의 엑추에이터를 분리 설치하여 하중을 최소화하여 정밀도를 향상시키고, 엔드이펙트의 이송속도를 보다 고속으로 수행할 수 있는 새로운 구조의 확장된 작업영역을 갖는 병렬로봇을 제안하였다. In order to solve this problem, in Korean Patent No. 10-2133109, a plurality of actuators that are the driving sources of each link unit are replaced with a slider frame that can move in a straight line without fixing the fixed frame while having an extended working area in the linear direction. A parallel robot with an expanded work area of a new structure that can be installed separately to minimize the load to improve the precision and to perform the end-effect transfer speed at a higher speed is proposed.

그러나, 국내등록특허 제10-2133109호에서 제안된 병렬로봇은 베이스플레이트에 고정되는 고정식 병렬로봇에 비해 직선방향으로의 확장된 작업영역을 제공하고는 있으나, 링크부를 직선방향으로 이동시키는 슬라이더프레임이 서로 일렬로 나란하게 배치된 볼스크류 및 복수 개의 볼스플라인가이드봉에 결합됨에 따라 구동시 많은 진동이 발생되어 정밀도가 저하되는 한편, 고속 동작을 구현하는데 어려움이 있었다. However, the parallel robot proposed in Korean Patent No. 10-2133109 provides an extended working area in a straight direction compared to the fixed parallel robot fixed to the base plate, but the slider frame that moves the link unit in a straight direction is As they are coupled to the ball screw and the plurality of ball spline guide rods arranged in a line with each other, a lot of vibration is generated during operation, which lowers the precision and makes it difficult to implement high-speed operation.

KR 10-2133109 B1(2020. 07. 06.), "확장된 작업영역을 갖는 병렬로봇"KR 10-2133109 B1 (2020. 07. 06.), "Parallel robot with extended work area"

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 직선방향으로 이동하여 확장된 작업영역을 갖는 병렬로봇의 구동시 진동발생을 줄여 동작 정확도와 고속 동작성을 구현할 수 있는 산업용 이송 병렬로봇을 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention has been devised to solve the above problems, and it is an industrial transfer parallel robot that can realize operation accuracy and high-speed operability by reducing vibration generation when driving a parallel robot having an extended working area by moving in a linear direction. Its purpose is to provide

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 고정베이스와, 정방형 또는 장방형 구조로 이루어지고 상기 고정베이스 내에 설치된 이동프레임과, 상기 이동프레임에 결합되는 제1 내지 제3 동력전달수단과, 상기 제1 내지 제3 동력전달수단에 의해 구동하는 제1 내지 제3 로봇암과, 상기 제1 내지 제3 로봇암의 단부에 연결된 엔드이펙트를 포함하는 산업용 이송 병렬로봇에 있어서, 상기 고정베이스의 일측부에 가상의 정방형 또는 장방형 내에서 수직방향 및 Y축방향으로 서로 나란하게 정렬되도록 2*2 형태로 설치된 제1 내지 제4 엑츄에이터; 상기 이동프레임의 상부 일측 모서리를 관통하도록 상기 고정베이스에 회전가능하게 결합되고, 상기 제1 엑츄에이터로부터 구동력을 제공받아 상기 고정베이스를 축으로 회전하여 상기 이동프레임을 X축방향으로 직선왕복운동시키는 볼스크류; 상기 이동프레임의 상부 타측 모서리에 관통 결합되고, 상기 볼스크류와 Y축방향으로 나란하게 정렬되도록 상기 고정베이스 내에 회전가능하게 결합되어 상기 제2 엑츄에이터로부터 제공되는 구동력을 상기 제1 동력전달수단으로 전달하는 제1 가이드봉; 상기 이동프레임의 하부 일측 모서리에 관통 결합되고, 상기 볼스크류의 하측으로 상기 볼스크류와 수직방향으로 나란하게 정렬되도록 상기 고정베이스 내에 회전가능하게 결합되어 상기 제3 엑츄에이터로부터 제공되는 구동력을 상기 제2 동력전달수단으로 전달하는 제2 가이드봉; 및 상기 이동프레임의 하부 타측 모서리에 관통 결합되고, 상기 제1 가이드봉과 수직방향으로 나란하게 정렬되는 동시에 상기 제2 가이드봉과 Y축방향으로 나란하게 정렬되도록 상기 고정베이스 내에 회전가능하게 결합되어 상기 제4 엑츄에이터로부터 제공되는 구동력을 상기 제3 동력전달수단으로 전달하는 제3 가이드봉을 포함하는 산업용 이송 병렬로봇을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a fixed base, a moving frame having a square or rectangular structure and installed in the fixed base, and first to third power transmission means coupled to the moving frame, and the first to In the industrial transfer parallel robot comprising first to third robot arms driven by a third power transmission means, and an end effect connected to the ends of the first to third robot arms, a virtual part on one side of the fixed base 1st to 4th actuators installed in a 2*2 form to be aligned with each other in a vertical direction and a Y-axis direction within a square or rectangle of; A ball that is rotatably coupled to the fixed base so as to pass through an upper edge of the moving frame, receives a driving force from the first actuator, rotates the fixed base as an axis, and linearly reciprocates the moving frame in the X-axis direction screw; Penetratingly coupled to the other upper corner of the moving frame, and rotatably coupled in the fixed base so as to be aligned in parallel with the ball screw in the Y-axis direction, the driving force provided from the second actuator is transmitted to the first power transmitting means. a first guide rod to; It is coupled through a lower edge of the moving frame, and is rotatably coupled in the fixed base so as to be vertically aligned with the ball screw under the ball screw to apply a driving force provided from the third actuator to the second a second guide rod transmitted to the power transmission means; and coupled through the other lower edge of the moving frame, and rotatably coupled in the fixed base so as to be aligned in parallel with the first guide rod in the vertical direction and parallel to the second guide rod in the Y-axis direction. 4 It provides an industrial transfer parallel robot comprising a third guide rod for transmitting the driving force provided from the actuator to the third power transmission means.

또한, 상기 제1 동력전달수단은 상기 이동프레임에 설치되고 상기 제1 가이드봉이 관통 결합되는 제1 볼스플라인과, 제1 타이밍벨트를 매개로 상기 제1 볼스플라인으로부터 상기 제1 가이드봉의 구동력을 제공받는 제1 종동풀리와, 상기 제1 종동풀리로부터 구동력을 제공받고 상기 제1 로봇암을 회동시키는 제1 감속기를 포함하고, 상기 제2 동력전달수단은 상기 이동프레임에 설치되고 상기 제2 가이드봉이 관통 결합되는 제2 볼스플라인과, 제2 타이밍벨트를 매개로 상기 제2 볼스플라인으로부터 상기 제2 가이드봉의 구동력을 제공받는 제2 종동풀리와, 상기 제2 종동풀리로부터 구동력을 제공받고 상기 제2 로봇암을 회동시키는 제2 감속기를 포함하고, 상기 제3 동력전달수단은 상기 이동프레임에 설치되고 상기 제3 가이드봉이 관통 결합되는 제3 볼스플라인과, 제3 타이밍벨트를 매개로 상기 제3 볼스플라인으로부터 상기 제3 가이드봉의 구동력을 제공받는 제3 종동풀리와, 상기 제3 종동풀리로부터 구동력을 제공받고 상기 제3 로봇암을 회동시키는 제3 감속기를 포함할 수 있다. In addition, the first power transmitting means is installed on the moving frame and provides a driving force of the first guide rod from the first ball spline through the first ball spline to which the first guide rod is penetrated, and the first timing belt, from the first ball spline. a first driven pulley that receives a driving force from the first driven pulley and a first reduction gear that rotates the first robot arm, wherein the second power transmission means is installed on the moving frame and the second guide rod A second ball spline that is coupled through, a second driven pulley that receives the driving force of the second guide rod from the second ball spline through a second timing belt, and the second driven pulley that receives the driving force from the second driven pulley and a second reducer for rotating the robot arm, wherein the third power transmission means is installed on the moving frame and the third ball spline through which the third guide rod is coupled, and the third ball through a third timing belt It may include a third driven pulley that receives the driving force of the third guide rod from the spline, and a third reducer that receives the driving force from the third driven pulley and rotates the third robot arm.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 산업용 이송 병렬로봇에 따르면, 병렬로봇의 작업영역을 확장시키는 볼스크류와, 제1 내지 제3 로봇암을 구동시키는 제1 내지 제3 가이드봉을 이동프레임의 각 모서리에 각각 하나씩 관통 설치하는 한편, 상기 볼스크류와 상기 제1 내지 제3 가이드봉을 구동시키는 제1 내지 제4 엑츄에이터를 고정베이스의 일측부에 가상의 정방형 또는 장방형 내에서 수직방향 및 Y축방향으로 서로 나란하게 정렬되도록 2*2 형태로 배치함으로써 병렬로봇의 정밀도를 안정화시켜 종래의 작업영역 확장형 병렬로봇에 비해 진동 발생을 현저하게 줄일 수 있다. As described above, according to the industrial transfer parallel robot according to the present invention, the ball screw for expanding the working area of the parallel robot and the first to third guide rods for driving the first to third robot arms are mounted on the moving frame. While installing one through each corner, the first to fourth actuators for driving the ball screw and the first to third guide rods are installed on one side of the fixed base in the vertical direction and the Y axis in an imaginary square or rectangle. By arranging them in a 2*2 shape to be aligned with each other in the direction, the precision of the parallel robot can be stabilized, and the occurrence of vibration can be remarkably reduced compared to the conventional parallel robot with an extended working area.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 산업용 이송 병렬로봇을 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 산업용 이송 병렬로봇을 다른 각도에서 바라본 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 산업용 이송 병렬로봇을 또 다른 각도에서 바라본 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 산업용 이송 병렬로봇을 또 다른 각도에서 바라본 사시도.
도 5는 도 1에 도시된 산업용 이송 병렬로봇을 도시한 정면도.
도 6은 도 1에 도시된 산업용 이송 병렬로봇을 도시한 평면도.
도 7은 도 1에 도시된 산업용 이송 병렬로봇을 도시한 저면도.
도 8은 5에 도시된 'A-A'의 절단면을 따라 도시한 절단면도.
도 9는 도 5에 도시된 'B-B'의 절단면을 따라 도시한 절단면도.
도 10은 도 5에 도시된 'C-C'의 절단면을 따라 도시한 절단면도.
도 11은 도 5에 도시된 'D-D'의 절단면을 따라 도시한 절단면도.
도 12는 도 6에 도시된 'E-E'의 절단면을 따라 도시한 절단면도.
도 13은 도 10에 도시된 'F-F'의 절단면을 따라 도시한 절단면도.1 is a perspective view showing an industrial transfer parallel robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view of the industrial transfer parallel robot shown in Figure 1 viewed from another angle.
Figure 3 is a perspective view of the industrial transfer parallel robot shown in Figure 1 from another angle.
Figure 4 is a perspective view of the industrial transfer parallel robot shown in Figure 1 viewed from another angle.
Figure 5 is a front view showing the industrial transfer parallel robot shown in Figure 1;
Figure 6 is a plan view showing the industrial transfer parallel robot shown in Figure 1;
Figure 7 is a bottom view showing the industrial transfer parallel robot shown in Figure 1;
8 is a cross-sectional view taken along the cross-section 'A-A' shown in FIG.
9 is a cross-sectional view taken along the cross-section 'B-B' shown in FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along a cross-section 'C-C' shown in FIG. 5;
11 is a cross-sectional view taken along a cross-section 'D-D' shown in FIG.
12 is a cross-sectional view taken along the cross-section 'E-E' shown in FIG.
13 is a cross-sectional view taken along the cross-section 'F-F' shown in FIG.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the technical features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 산업용 이송 병렬로봇을 도시한 도면들로서, 도 1 내지 도 4는 사시도, 도 5는 정면도, 도 6은 평면도, 도 7은 저면도이다.1 to 7 are views showing an industrial transfer parallel robot according to an embodiment of the present invention, wherein FIGS. 1 to 4 are a perspective view, FIG. 5 is a front view, FIG. 6 is a plan view, and FIG. 7 is a bottom view.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 산업용 이송 병렬로봇은 고정베이스(1)의 이동거리 내에서 X축방향(직선방향)으로 이동가능하게 구성된다. 1 to 7, the industrial transport parallel robot according to an embodiment of the present invention is configured to be movable in the X-axis direction (linear direction) within the moving distance of the fixed base 1 .

고정베이스(1)는 제1 내지 제4 프레임(1a~1d)의 각 단부가 서로 연결된 사각 프레임 구조로 이루어진다. 물론, 서로 마주보는 한 쌍의 프레임으로만 이루어질 수도 있다. The fixed base 1 has a rectangular frame structure in which each end of the first to fourth frames 1a to 1d is connected to each other. Of course, it may be formed of only a pair of frames facing each other.

서로 X축방향으로 마주보는 제1 및 제2 프레임(1a, 1b) 사이에는 서로 Y축방향으로 동일선 상에 나란하게 위치되도록 제1 및 제2 LM 가이드(2a, 2b)가 설치된다. Between the first and second frames 1a and 1b facing each other in the X-axis direction, the first and second LM guides 2a and 2b are installed so as to be positioned side by side on the same line in the Y-axis direction.

제1 및 제2 LM 가이드(2a, 2b)의 일단부는 고정베이스(1)의 제1 프레임(1a)에 고정되는 고정프레임(3a)에 고정되고, 타단부는 고정베이스(1)의 제2 프레임(1b)에 각각 고정되는 제1 및 제2 고정대(3b, 3c)의 상단부에 각각 고정 설치된다. One end of the first and second LM guides (2a, 2b) is fixed to the fixed frame (3a) fixed to the first frame (1a) of the fixed base (1), the other end is fixed to the second of the fixed base (1) They are respectively fixedly installed at the upper ends of the first and second fixtures 3b and 3c that are respectively fixed to the frame 1b.

제1 및 제2 LM 가이드(2a, 2b)에는 제1 및 제2 LM 블럭(4a, 4b)을 매개로 지지프레임(5)이 이동가능하게 결합된다. 즉, 지지프레임(5)은 고정프레임(3a)과 제1 및 제2 고정대(3b, 3c)를 안정적으로 지지하기 위한 것으로, 제1 및 제2 LM 블럭(4a, 4b)을 통해 제1 및 제2 LM 가이드(2a, 2b)를 따라 X축방향으로 직선왕복운동한다.The support frame 5 is movably coupled to the first and second LM guides 2a and 2b via the first and second LM blocks 4a and 4b. That is, the support frame 5 is for stably supporting the fixed frame 3a and the first and second fixing tables 3b and 3c, and the first and second LM blocks 4a and 4b It linearly reciprocates along the second LM guide (2a, 2b) in the X-axis direction.

제1 LM 가이드(2a)의 하측으로 고정프레임(3a)과 제1 고정대(3b) 사이에는 볼스크류(6)가 제1 고정대(3b)에 매립된 볼베어링(B1)을 매개로 회전가능하게 결합된다. A ball screw (6) is rotatably coupled to the lower side of the first LM guide (2a) between the fixing frame (3a) and the first fixing table (3b) through the ball bearing (B1) embedded in the first fixing table (3b). do.

볼스크류(6)는 제1 LM 가이드(2a)와 상하로 정렬 배치되고 일단부가 고정프레임(3a)에 장착된 직선이동용 엑츄에이터(7)(이하, 제1 엑츄에이터라 함)에 결합되어 제1 엑츄에이터(7)의 구동시 구동력에 의해 제1 고정대(3b)를 축으로 회전한다. The ball screw 6 is vertically aligned with the first LM guide 2a and is coupled to an actuator 7 for linear movement (hereinafter referred to as a first actuator) with one end mounted on the fixed frame 3a, and the first actuator When driving (7), the first fixing base (3b) is rotated about the axis by the driving force.

도 1 및 도 2와 같이, 볼스크류(6)와 Y축방향으로 나란하게 정렬되도록 고정프레임(3a)과 제2 고정대(3c) 사이에는 제1 내지 제3 로봇암(9a~9c) 중 제1 로봇암(9a)으로 구동력을 전달하는 제1 가이드봉(8a)이 볼베어링(B2)을 매개로 회전가능하게 결합된다. 1 and 2, between the fixing frame 3a and the second fixing table 3c so as to be aligned in parallel with the ball screw 6 in the Y-axis direction, the first to third robot arms 9a to 9c. 1 The first guide rod 8a that transmits the driving force to the robot arm 9a is rotatably coupled via the ball bearing B2.

제1 가이드봉(8a)은 일단부가 고정프레임(3a)에 고정된 제2 엑츄에이터(10a)에 결합되어 제2 엑츄에이터(10a)의 구동력을 전달받아 볼베어링(B2)을 매개로 회전한다. The first guide rod (8a) is coupled to a second actuator (10a) whose one end is fixed to the fixed frame (3a), receives the driving force of the second actuator (10a), and rotates through the ball bearing (B2).

도 3과 같이, 제1 가이드봉(8a)의 구동력은 이동프레임(11)에 결합된 제1 동력전달수단, 즉 제1 볼스플라인(12a), 제1 타이밍벨트(미도시), 제1 종동풀리(13a) 및 제1 감속기(14a)를 통해 제1 로봇암(9a)으로 전달되어 제1 로봇암(9a)을 구동시킨다. 3, the driving force of the first guide rod 8a is a first power transmission means coupled to the moving frame 11, that is, the first ball spline 12a, the first timing belt (not shown), the first driven It is transmitted to the first robot arm 9a through the pulley 13a and the first reducer 14a to drive the first robot arm 9a.

볼스크류(6)의 하측에는 볼스크류(6)와 수직방향으로 나란하게 정렬되도록 제2 가이드봉(8b)이 설치된다. 제2 가이드봉(8b)은 고정프레임(3a)과 제1 고정대(3b) 사이에 설치되고 제1 고정대(3b)에 매입된 볼베어링(B3)을 매개로 제1 고정대(3b)를 축으로 회전한다. A second guide rod (8b) is installed on the lower side of the ball screw (6) so as to be vertically aligned with the ball screw (6). The second guide rod (8b) is installed between the fixed frame (3a) and the first fixed base (3b) and rotates the first fixed base (3b) as an axis through the ball bearing (B3) embedded in the first fixed base (3b). do.

제2 가이드봉(8b)은 제1 엑츄에이터(7)의 수직방향으로 하측에 설치된 제3 엑츄에이터(10b)구동력을 제2 동력전달수단, 즉 제2 볼스플라인(12b), 제2 타이밍벨트(미도시), 제2 종동풀리(13b) 및 제2 감속기(14b)를 통해 제2 로봇암(9b)으로 전달한다. The second guide rod 8b transmits the driving force of the third actuator 10b installed on the lower side in the vertical direction of the first actuator 7 to the second power transmission means, that is, the second ball spline 12b, the second timing belt (not shown). time), it is transmitted to the second robot arm 9b through the second driven pulley 13b and the second reducer 14b.

제1 가이드봉(8a)의 하측에는 제1 가이드봉(8a)과 수직방향으로 나란하게 정렬되도록 위치되는 동시에 Y축방향(수평방향)으로 제2 가이드봉(8b)과 나란하게 정렬되도록 제3 가이드봉(8c)이 설치된다. 제3 가이드봉(8c)은 고정프레임(3a)과 제2 고정대(3c) 사이에 설치되고 제2 고정대(3c)에 매입된 볼베어링(B4)을 매개로 회전한다. On the lower side of the first guide rod (8a), the third guide rod (8a) and the first guide rod (8a) are positioned to be aligned in the vertical direction and at the same time aligned with the second guide rod (8b) in the Y-axis direction (horizontal direction). A guide rod 8c is installed. The third guide rod (8c) is installed between the fixed frame (3a) and the second fixed base (3c) and rotates through the ball bearing (B4) embedded in the second fixed base (3c).

제3 가이드봉(8C)은 제2 엑츄에이터(10a)의 수직방향으로 하측에 설치된 제4 엑츄에이터(10c)의 구동력을 제3 동력전달수단, 즉 제3 볼스플라인(12c), 제3 타이밍벨트(미도시), 제3 종동풀리(13c) 및 제3 감속기(14c)를 통해 제3 로봇암(9c)으로 전달한다. The third guide rod 8C transmits the driving force of the fourth actuator 10c installed on the lower side in the vertical direction of the second actuator 10a to the third power transmission means, that is, the third ball spline 12c, the third timing belt ( (not shown), the third driven pulley 13c and the third reducer 14c are transferred to the third robot arm 9c.

제1 내지 제3 로봇암(9a~9c)는 각각 상부암과 하부암을 포함하고, 상기 상부암은 제1 내지 제3 감속기(14a~14c)에 결합되고, 상기 하부암은 엔드이펙트(15)에 연결된다. The first to third robot arms 9a to 9c each include an upper arm and a lower arm, the upper arm is coupled to the first to third reducers 14a to 14c, and the lower arm is an end effect 15 ) is connected to

제1 내지 제3 동력전달수단은 제1 내지 제3 가이드봉(8a~8c)의 구동력을 제1 내지 제3 로봇암(9a~9c)으로 전달하기 위해 볼스플라인(12a~12c), 제1 내지 제3 타이밍벨트, 제1 내지 제3 종동풀리(13a~13c) 및 제1 내지 제3 감속기(14a~14c)를 포함한다. The first to third power transmission means are the ball splines 12a to 12c, the first to transmit the driving force of the first to third guide rods 8a to 8c to the first to third robot arms 9a to 9c. to third timing belts, first to third driven pulleys 13a to 13c, and first to third reduction gears 14a to 14c.

도 6과 같이, 제2 내지 제4 엑츄에이터(10a~10c)의 구동력은 고정프레임(3a)의 내부에 설치된 구동풀리(16a)와 종동풀리(16b), 구동풀리(16a)와 종동풀리(16b)를 연결하는 타이밍벨트(미도시)를 통해 제1 내지 제3 가이드봉(8a~8c)으로 전달된다. 6, the driving force of the second to fourth actuators 10a to 10c is the driving pulley 16a and the driven pulley 16b installed inside the fixed frame 3a, the driving pulley 16a and the driven pulley 16b ) is transmitted to the first to third guide rods 8a to 8c through a timing belt (not shown) connecting them.

제1 내지 제3 가이드봉(8a~8c)은 각각 엑츄에이터(10a~10c)의 구동풀리(16a)와 타이밍벨트와 연결된 종동풀리(16b)에 결합되어 구동력을 전달받아 회전하게 된다. The first to third guide rods 8a to 8c are respectively coupled to the driving pulley 16a of the actuators 10a to 10c and the driven pulley 16b connected to the timing belt to receive the driving force and rotate.

도 8은 5에 도시된 'A-A'의 절단면을 따라 도시한 절단면도이고, 도 9는 도 5에 도시된 'B-B'의 절단면을 따라 도시한 절단면도이고, 도 10은 도 5에 도시된 'C-C'의 절단면을 따라 도시한 절단면도이고, 도 11은 도 5에 도시된 'D-D'의 절단면을 따라 도시한 절단면도이고, 도 12는 도 6에 도시된 'E-E'의 절단면을 따라 도시한 절단면도이고, 도 13은 도 10에 도시된 'F-F'의 절단면을 따라 도시한 절단면도이다.8 is a cross-sectional view taken along a cross-section of 'A-A' shown in 5, FIG. 9 is a cross-sectional view taken along a cross-section of 'B-B' shown in FIG. 5, and FIG. 10 is FIG. It is a cross-sectional view taken along the cross-section of 'C-C' shown in Fig. 11, and Fig. 11 is a cross-sectional view along the cross-section of 'D-D' shown in Fig. It is a cross-sectional view taken along the cross-section of E-E', and FIG. 13 is a cross-sectional view along the cross-section of 'F-F' shown in FIG. 10 .

도 1 내지 도 13을 참조하면, 이동프레임(11)은 제1 및 제2 고정대(3b, 3c)와 고정프레임(3a), 바람직하게는 고정프레임(3a)에 고정된 제3 및 제4 고정대(3d, 3e) 사이에 각 고정대(3b~3e)에 대면하도록 수직으로 세워진 판상형으로 이루어진다.1 to 13 , the movable frame 11 includes first and second fixing brackets 3b and 3c and the fixing frame 3a, preferably the third and fourth fixing brackets fixed to the stationary frame 3a. Between (3d, 3e), it consists of a plate shape erected vertically to face each fixing table (3b~3e).

이동프레임(11)은 상부 일측 모서리에 제1 엑츄에이터(7)의 구동력을 전달받아 회전하는 볼스크류(6)가 관통 결합된다. 이에 따라 이동프레임(11)은 볼스크류(6)의 정회전 및 역회전에 따라 볼스크류(6)의 길이방향(X축방향)으로 직선운동한다. The moving frame 11 receives the driving force of the first actuator 7 to the upper corner and the rotating ball screw 6 is coupled therethrough. Accordingly, the moving frame 11 linearly moves in the longitudinal direction (X-axis direction) of the ball screw 6 according to the forward and reverse rotation of the ball screw 6 .

그리고, 도 8 내지 도 10과 같이, 이동프레임(11)의 상부 타측 모서리에는 제1 가이드봉(8a)이 제1 볼스플라인(12a)을 매개로 관통 결합되고, 하부 일측 모서리에는 제2 가이드봉(8b)이 제2 볼스플라인(12b)을 매개로 관통결합된다. 또한, 하부 타측 모서리에는 제3 가이드봉(8c)이 제3 볼스플라인(12a)을 매개로 관통 결합된다. And, as shown in Figs. 8 to 10, the first guide rod (8a) is coupled through the first ball spline (12a) to the other upper corner of the moving frame 11, and the second guide rod is at the lower one corner. (8b) is through-coupled via the second ball spline (12b). In addition, a third guide rod (8c) is coupled through the third ball spline (12a) to the lower edge of the other side.

이동프레임(11)은 볼스크류(6)의 회전시에만 볼스크류(6)의 길이방향으로 직선왕복운동하도록 구성되고, 제1 내지 제3 가이드봉(8a~8c)의 회전시에는 간섭되지 않는다. 이를 위해 제1 내지 제3 가이드봉(8a~8c)이 결합되는 제1 내지 제3 볼스프라인(12a~12c)은 도 13과 같이, 볼베어링(B5)을 매개로 이동프레임(11)과 결합된다. The moving frame 11 is configured to reciprocate linearly in the longitudinal direction of the ball screw 6 only when the ball screw 6 rotates, and does not interfere with the rotation of the first to third guide rods 8a to 8c. . For this purpose, the first to third ball splines 12a to 12c to which the first to third guide rods 8a to 8c are coupled are coupled to the moving frame 11 via the ball bearing B5 as shown in FIG. 13 . do.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 산업용 이송 병렬로봇의 동작특성을 설명하기로 한다. Hereinafter, the operating characteristics of the industrial transfer parallel robot according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1 내지 도 4와 같이, 제2 내지 제4 엑츄에이터(10a~10c)를 구동시키면, 제2 내지 제4 액츄에이터(10a~10c)의 구동력은 구동풀리(16a)와 종동풀리(16b)를 통해 제1 내지 제3 가이드봉(8a~8c)으로 전달되어 제1 내지 제3 가이드봉(8a~8c)을 회전시킨다. 제1 내지 제3 가이드봉(8a~8c)이 제2 내지 제4 엑츄에이터(10a~10c)의 구동력에 의해 회전하면, 제1 내지 제3 가이드봉(8a~8c)에 결합된 상기 제1 내지 제3 동력전달수단, 즉 제1 내지 제3 볼스플라인(12a~12c), 제1 내지 제3 타이밍벨트, 제1 내지 제3 종동풀리(13a~13c) 및 제1 내지 제3 감속기(14a~14c)를 통해 제1 내지 제3 가이드봉(8a~8c)의 회전력은 제1 내지 제3 로봇암(9a~9c)으로 각각 전달된다. 결국 제1 내지 제3 로봇암(9a~9c)의 종단부에 연결된 엔드이펙트(15)는 회동한다. 한편, 제1 엑츄에이터(7)가 구동되면, 볼스크류(6)는 구동풀리(16a)와 종동풀리(16b)를 통해 제1 엑츄에이터(7)의 구동력을 전달받아 회전한다. 볼스크류(6)의 회전에 따라 볼스크류(6)에 결합된 이동프레임(11)은 볼스크류(6)의 길이방향으로 볼스크류(6)를 따라 고정베이스(11)의 이동거리 내에서 직선방향으로 이동하게 된다. 1 to 4, when the second to fourth actuators 10a to 10c are driven, the driving force of the second to fourth actuators 10a to 10c is transmitted through the driving pulley 16a and the driven pulley 16b. It is transmitted to the first to third guide rods (8a to 8c) to rotate the first to third guide rods (8a to 8c). When the first to third guide rods 8a to 8c rotate by the driving force of the second to fourth actuators 10a to 10c, the first to third guide rods 8a to 8c are coupled to the first to third guide rods 8a to 8c. The third power transmission means, that is, the first to third ball splines 12a to 12c, the first to third timing belts, the first to third driven pulleys 13a to 13c, and the first to third reducers 14a to 14c), the rotational force of the first to third guide rods 8a to 8c is transmitted to the first to third robot arms 9a to 9c, respectively. As a result, the end effect 15 connected to the ends of the first to third robot arms 9a to 9c rotates. On the other hand, when the first actuator 7 is driven, the ball screw 6 rotates by receiving the driving force of the first actuator 7 through the driving pulley 16a and the driven pulley 16b. The moving frame 11 coupled to the ball screw 6 according to the rotation of the ball screw 6 is a straight line within the moving distance of the fixed base 11 along the ball screw 6 in the longitudinal direction of the ball screw 6 . will move in the direction

이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 산업용 이송 병렬로봇의 작용 효과를 설명하면, 이동프레임(11)이 볼스크류(6)를 따라 고정베이스(11)의 이동거리 내에서 직선방향으로 이동가능함에 따라 고정베이스(11)의 이동거리만큼 병렬로봇의 작업영역을 확장시킬 수 있다. 그리고, 병령로봇의 작업영역을 확장시키는 볼스크류(6)와 제1 내지 제3 로봇암(9a~9c)을 구동시키는 제1 내지 제3 가이드봉(8a~8c)이 정방형 또는 장방형 구조로 이루어진 이동프레임(11)의 각 모서리에 각각 하나씩 관통 설치되어 가상의 정방형 또는 장방형에서 수직방향 및 Y축방향을 서로 나란하게 정렬되도록 2*2 배치 구조로 이루어지고, 이들을 구동하는 제1 내지 제4 엑츄에이터(7, 10a~10c) 또한 수직방향 및 Y축방향으로 2*2 형태의 배치구조로 이루어짐으로써 병렬로봇의 구동시 종래에 비해 진동 발생을 현저하게 줄일 수 있다. When explaining the effect of the industrial transport parallel robot according to the embodiment of the present invention having such a configuration, the moving frame 11 can move in a straight direction along the ball screw 6 within the moving distance of the fixed base 11 Accordingly, the working area of the parallel robot can be expanded by the moving distance of the fixed base 11 . In addition, the ball screw 6 for expanding the working area of the Byeongnyeong robot and the first to third guide rods 8a to 8c for driving the first to third robot arms 9a to 9c have a square or rectangular structure. The first to fourth actuators that are installed one by one at each corner of the moving frame 11 so as to align the vertical and Y-axis directions in parallel with each other in an imaginary square or rectangle, and drive them. (7, 10a~10c) Also, since it has a 2*2 arrangement in the vertical direction and the Y-axis direction, it is possible to remarkably reduce the generation of vibration when driving the parallel robot compared to the prior art.

이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예1 내지 4의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.As described above, the technical idea of the present invention has been specifically described in the preferred embodiment, but the preferred embodiment is for the purpose of explanation and not for limitation. As such, a person of ordinary skill in the art will be able to understand that various embodiments are possible through the combination of Embodiments 1 to 4 of the present invention within the scope of the technical spirit of the present invention.

1 : 고정베이스
1a~1d : 제1 내지 제4 프레임
2a~2b : 제1 및 제2 LM 가이드
3a : 고정프레임
3b~3e : 제1 내지 제4 고정대
4a~4b: 제1 및 제2 LM 블럭
6 : 볼스크류
B1~B5 : 볼베어링
7 : 제1 엑츄에이터
8a~8c : 제1 내지 제3 가이드봉
9a~9c : 제1 내지 제3 로봇암
10a~10c : 제2 내지 제3 엑츄에이터
11 : 이동프레임
12a~12c : 제1 내지 제3 볼스플라인
13a~13c : 제1 내지 제3 종동풀리
14a~14c : 제1 내지 제3 감속기
15 : 엔드이펙트
16a : 구동풀리
16b : 종동풀리1: Fixed base
1a~1d: first to fourth frames
2a~2b : 1st and 2nd LM Guides
3a: fixed frame
3b~3e: first to fourth fixing brackets
4a~4b: first and second LM blocks
6: Ball screw
B1~B5 : Ball bearing
7: first actuator
8a~8c: first to third guide rods
9a~9c: first to third robot arms
10a to 10c: second to third actuators
11: moving frame
12a to 12c: first to third ball splines
13a~13c: first to third driven pulleys
14a to 14c: first to third reducers
15: end effect
16a: drive pulley
16b: driven pulley

Claims

고정베이스와, 정방형 또는 장방형 구조로 이루어지고 상기 고정베이스 내에 설치된 이동프레임과, 상기 이동프레임에 결합되는 제1 내지 제3 동력전달수단과, 상기 제1 내지 제3 동력전달수단에 의해 구동하는 제1 내지 제3 로봇암과, 상기 제1 내지 제3 로봇암의 단부에 연결된 엔드이펙트를 포함하는 산업용 이송 병렬로봇에 있어서,
상기 고정베이스의 일측부에 가상의 정방형 또는 장방형 내에서 수직방향 및 Y축방향으로 서로 나란하게 정렬되도록 2*2 형태로 설치된 제1 내지 제4 엑츄에이터;
상기 이동프레임의 상부 일측 모서리를 관통하도록 상기 고정베이스에 회전가능하게 결합되고, 상기 제1 엑츄에이터로부터 구동력을 제공받아 상기 고정베이스를 축으로 회전하여 상기 이동프레임을 X축방향으로 직선왕복운동시키는 볼스크류;
상기 이동프레임의 상부 타측 모서리에 관통 결합되고, 상기 볼스크류와 Y축방향으로 나란하게 정렬되도록 상기 고정베이스 내에 회전가능하게 결합되어 상기 제2 엑츄에이터로부터 제공되는 구동력을 상기 제1 동력전달수단으로 전달하는 제1 가이드봉;
상기 이동프레임의 하부 일측 모서리에 관통 결합되고, 상기 볼스크류의 하측으로 상기 볼스크류와 수직방향으로 나란하게 정렬되도록 상기 고정베이스 내에 회전가능하게 결합되어 상기 제3 엑츄에이터로부터 제공되는 구동력을 상기 제2 동력전달수단으로 전달하는 제2 가이드봉; 및
상기 이동프레임의 하부 타측 모서리에 관통 결합되고, 상기 제1 가이드봉과 수직방향으로 나란하게 정렬되는 동시에 상기 제2 가이드봉과 Y축방향으로 나란하게 정렬되도록 상기 고정베이스 내에 회전가능하게 결합되어 상기 제4 엑츄에이터로부터 제공되는 구동력을 상기 제3 동력전달수단으로 전달하는 제3 가이드봉;
을 포함하는 산업용 이송 병렬로봇.
A fixed base, a moving frame having a square or rectangular structure and installed in the fixed base, first to third power transmitting means coupled to the moving frame, and the first to third power transmitting means driven by the first to third power transmitting means In the industrial transfer parallel robot comprising the first to third robot arms, and an end effect connected to the ends of the first to third robot arms,
First to fourth actuators installed on one side of the fixed base in a 2*2 form to be aligned in a vertical direction and a Y-axis direction in a virtual square or rectangle;
A ball that is rotatably coupled to the fixed base so as to pass through an upper edge of the moving frame, receives a driving force from the first actuator, rotates the fixed base as an axis, and linearly reciprocates the moving frame in the X-axis direction screw;
Penetratingly coupled to the other upper corner of the moving frame, and rotatably coupled in the fixed base so as to be aligned in parallel with the ball screw in the Y-axis direction, the driving force provided from the second actuator is transmitted to the first power transmitting means. a first guide rod to;
It is coupled through a lower edge of the moving frame, and is rotatably coupled in the fixed base so as to be vertically aligned with the ball screw under the ball screw to apply a driving force provided from the third actuator to the second a second guide rod transmitted to the power transmission means; and
It is coupled through the other lower edge of the moving frame, and is rotatably coupled in the fixed base so as to be vertically aligned with the first guide rod and aligned with the second guide rod in the Y-axis direction, so that the fourth a third guide rod for transmitting the driving force provided from the actuator to the third power transmitting means;
Industrial transfer parallel robot that includes.

제 1 항에 있어서,
상기 제1 동력전달수단은 상기 이동프레임에 설치되고 상기 제1 가이드봉이 관통 결합되는 제1 볼스플라인과, 제1 타이밍벨트를 매개로 상기 제1 볼스플라인으로부터 상기 제1 가이드봉의 구동력을 제공받는 제1 종동풀리와, 상기 제1 종동풀리로부터 구동력을 제공받고 상기 제1 로봇암을 회동시키는 제1 감속기를 포함하고,
상기 제2 동력전달수단은 상기 이동프레임에 설치되고 상기 제2 가이드봉이 관통 결합되는 제2 볼스플라인과, 제2 타이밍벨트를 매개로 상기 제2 볼스플라인으로부터 상기 제2 가이드봉의 구동력을 제공받는 제2 종동풀리와, 상기 제2 종동풀리로부터 구동력을 제공받고 상기 제2 로봇암을 회동시키는 제2 감속기를 포함하고,
상기 제3 동력전달수단은 상기 이동프레임에 설치되고 상기 제3 가이드봉이 관통 결합되는 제3 볼스플라인과, 제3 타이밍벨트를 매개로 상기 제3 볼스플라인으로부터 상기 제3 가이드봉의 구동력을 제공받는 제3 종동풀리와, 상기 제3 종동풀리로부터 구동력을 제공받고 상기 제3 로봇암을 회동시키는 제3 감속기를 포함하는,
산업용 이송 병렬로봇.The method of claim 1,
The first power transmission means is a first ball spline installed in the moving frame and coupled to the first guide rod through a first ball spline and a first ball spline that receives a driving force of the first guide rod from the first ball spline via a first timing belt. 1 driven pulley, and a first reduction gear that receives a driving force from the first driven pulley and rotates the first robot arm,
The second power transmission means is a second ball spline installed on the moving frame and through which the second guide rod is coupled, and a second ball spline receiving the driving force of the second guide rod from the second ball spline via a second timing belt. 2 driven pulleys, and a second reducer receiving a driving force from the second driven pulley and rotating the second robot arm,
The third power transmission means is a third ball spline installed on the moving frame and coupled through the third guide rod, and a third ball spline receiving the driving force of the third guide rod from the third ball spline via a third timing belt. Comprising a third driven pulley, and a third speed reducer that receives a driving force from the third driven pulley and rotates the third robot arm,
Industrial transport parallel robot.