KR940007936Y1 - Biaxial drive mechanism of industrial robot - Google Patents

Abstract

내용 없음.No content.

Description

산업용 로보트의 2축 구동 메카니즘2-axis drive mechanism of industrial robot

제 1 도는 종래 산업용 로보트의 2축 구동 메카니즘 구성도.1 is a block diagram of a two-axis drive mechanism of a conventional industrial robot.

제 2 도는 본 고안에 따라 구성된 로보트의 2축 구동 메카니즘 구성도.2 is a schematic diagram of a two-axis drive mechanism of a robot constructed in accordance with the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 볼스크류 2 : 볼스크류 너트1: Ball screw 2: Ball screw nut

4 : 풀리 5 : 바디4: pulley 5: body

6 : 모터하우징 7 : 고정자6: motor housing 7: stator

8 : 회전자축 9 : 마그네트8: rotor shaft 9: magnet

본 고안은 산업용 로보트(ROBOT)의 2축 구동 메카니즘에 관한 것으로, 특히 승하강(Z축)과 자전(W축)동작을 행하는 메카니즘의 구조를 개선하여 기구의 소형 경량화 및 정밀도 향상을 꾀하도록 함에 주안점을 둔 것이다.The present invention relates to a two-axis driving mechanism of an industrial robot (ROBOT), in particular to improve the structure of the mechanism of moving up and down (Z-axis) and rotating (W-axis) to reduce the size and weight of the mechanism and improve the precision The focus is on.

산업용 로보트의 손목 등은 작업대상 물체를 들어올리거나 하강시킴과 아울러 정 또는 역회전 방향으로 회전동작시키는 2축 구동작용을 행하게 되는 바, 종래의 2축 구동 메카니즘은 제 1 도에 도시된 바와 같이, 볼스크류축(100)을 Z축으로 베어링(101) 지지결합 설치하면서 상부의 타이밍 풀리(102)에 모터측의 벨트(103)를 연결하였고, 그 중앙부위에 볼스크류 너트(104)를 나사결합 설치하였다.The wrist and the like of the industrial robot lifts or lowers the object and performs a two-axis driving action to rotate in a forward or reverse rotation direction. The conventional two-axis driving mechanism is shown in FIG. While the ball screw shaft 100 is supported by Z-axis bearing 101, the belt 103 of the motor side is connected to the upper timing pulley 102, and the ball screw nut 104 is screwed to the center portion thereof. Installed.

그리고 상기 볼스크류축(100)의 측방에는 볼스플라인(Ball Spline)축(105)이 W축으로서 평행하게 지지결합되면서, 전기축의 중앙부에는 별도의 모터와 벨트(107)로 연결된 볼스플라인 너트(106)가 결합설치되고, 상기 볼스크류 너트(100)와 볼스플라인축(105)의 상단부위와는 상호 브라켓트(108)로 연결 구성된 것이다.And while the ball spline shaft 105 is coupled to the side of the ball screw shaft 100 in parallel as the W axis, the ball spline nut 106 connected to the center of the electric shaft by a separate motor and the belt 107 ) Is coupled and installed, and the upper end of the ball screw nut 100 and the ball spline shaft 105 is connected to each other by a bracket (108).

이에따라 Z축 모터가 정 또는 역방향으로 회전하면 볼스크류축(100)이 회전하여 볼스크류 너트(104)가 승강 또는 하강하게 되며, 이와 브라켓트(108)로 연결된 볼스플라인축(105)이 스플라인 결합된 너트(106)를 두고 승강 또는 하강하게 된다.Accordingly, when the Z-axis motor rotates in the forward or reverse direction, the ball screw shaft 100 rotates so that the ball screw nut 104 moves up or down, and the ball spline shaft 105 connected to the bracket 108 is spline-coupled thereto. The nut 106 is raised or lowered.

또한, 손목의 회전은 다른 모터를 회전시키면 볼스플라인 너트(106)가 회전하면서 강제로 볼스플라인축(105)을 회전시키고 볼스크류축(100)은 정지시키는 동작으로 행해지는바, 상기 볼스플라인축(105)의 하단부에서는 수직 승하강 및 자전운동을 얻게 되는 것이다.The rotation of the wrist is performed by forcibly rotating the ball spline shaft 105 while the ball spline nut 106 rotates when the other motor is rotated, and the ball screw shaft 100 stops. At the bottom of the 105 is to obtain a vertical lifting and rotating movement.

그런데 상기와 같은 종래의 장치는 2축 구동을 얻기 위하여 2개의 축과 연결 브라켓트 및 가이드 샤프트 등을 필요로 하므로 그 구성이 복잡하고 많은 설치공간과 상당한 중량을 가지게 되어 제품의 소형 경량화가 매우 어려운 등의 문제점이 있었다.However, the conventional apparatus as described above requires two shafts, a connecting bracket, a guide shaft, and the like to obtain a two-axis drive, and thus, its structure is complicated, and it has a large installation space and considerable weight, making it difficult to reduce the size and weight of the product. There was a problem.

따라서, 본 고안의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결함과 동시, 보다 소형 경량화 되어 컴팩트하며, 정밀도가 향상된 2축 구동 메카니즘을 제공함에 있는 것인 바, 이를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, and to provide a two-axis drive mechanism that is more compact, lighter, more compact, and improved precision, which will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As follows.

도면 제 2 도는 본 고안에 따라 일예시적으로 구성된 2축 구동 메카니즘의 결합상태 정단면도로서, 볼스크류(1)의 소정위치 상측에는 볼스크류 너트(2)가 나사결합되고, 하측에는 별도의 구동모터(도시하지 않음) 측벨트와 결합되는 풀리(4)를 고정부착시킨 볼스플라인 너트(3)가 스플라인 결합 설치되면서, 상하측 너트(2)(3)사이에는 내측에 모터하우징(6)과 볼트결합되는 원통형 바디(5)가 커버링된다.Figure 2 is a front sectional view of the coupling state of the two-axis drive mechanism configured by way of example according to the present invention, the ball screw nut (2) is screwed on the upper side of the predetermined position of the ball screw (1), the separate drive on the lower side The ball spline nut (3) is fixedly attached to the pulley (4) to be coupled to the motor (not shown) side belt, the motor housing (6) and the inner side between the upper and lower nuts (2) (3) The bolted cylindrical body 5 is covered.

그리고, 상기 원통형 바디(5)와 고정된 모터하우징(6)내에 고정자(7)가 고정되고, 대향측에 마그네트(9)를 부착한 중공형 회전자축(8)이 상기 볼스크류(1)를 감싼 구성으로 된다.In addition, the stator 7 is fixed in the cylindrical housing 5 and the motor housing 6 fixed thereto, and the hollow rotor shaft 8 having the magnet 9 attached to the opposite side receives the ball screw 1. It will be wrapped.

즉 회전자축(8)은 베어링(B₁, B₂)으로 지지되어 회전력을 볼스크류 너트(2)에 전달하며 볼스플라인 너트(3)는 베어링(B₃)으로 원통형 바디(5) 하부에 지지되어 별도의 모터에 의한 풀리(4)로써 구동된다.That is, the rotor shaft 8 is supported by the bearings B ₁ and B ₂ to transmit the rotational force to the ball screw nut 2, and the ball spline nut 3 is supported by the bearing B ₃ below the cylindrical body 5. And driven by a pulley 4 by a separate motor.

이상과 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.Looking at the effect of the present invention configured as described above are as follows.

먼저 Z축 구동수단 즉 고정자(7)와 마그네트(9)를 부착한 회전자축(8)에 의해 모터하우징(6) 및 원통형 바디(5)가 정 또는 역회전하게 되면, 상측의 볼스크류 너트(2)와 나사결합된 볼스크류(1)가 상대적으로 상승 또는 하강 동작하여 Z축 구동이 행하여 지고(이때 하측의 볼스프라인 너트(3)는 볼스크류와 스플라인 결합되어 있으므로 볼스크류의 회전하지 않는 상태, 또는 같은 회전수로 회전하는 상태에서는 승하강에는 전혀 지장을 주지 않고 승강의 안내역할을 볼스프라인 너트(3)가 한다.) 구동모터에 의해 풀리(4)를 회전시키게 되면 그 상부에 부착된 볼스프라인 너트(3)가 함께 회전하면서 스플라인 결합된 볼스크류(1)를 강제로 회전시키므로 W축 구동이 행하여 진다.First, when the motor housing 6 and the cylindrical body 5 are rotated forward or reversely by the Z-axis driving means, that is, the rotor shaft 8 to which the stator 7 and the magnet 9 are attached, the upper ball screw nut ( The ball screw 1 screwed with 2) is moved up or down relatively to perform Z-axis driving (at this time, the lower ball spline nut 3 is splined with the ball screw so that the ball screw does not rotate). The ball spline nut (3) plays the guide role of the lifting and lowering without any obstacle in the lifting or lowering in the same or rotating state at the same rotation speed.) When the pulley (4) is rotated by the driving motor, Since the attached ball spline nut 3 rotates together, the spline-coupled ball screw 1 is forcibly rotated so that the W-axis driving is performed.

이와같이 하므로서 첫째 Z축 구동수단만이 작동되고 하측의 풀리(4)가 회전하지 않고 정지되어 있을 경우는 볼스크류(1)의 승하강 동작만이 행하여지고, 둘째 Z축 구동수단과 풀리(4)가 회전하되 양자의 회전속도가 동일한 경우는 볼스크류(1)의 자전동작만이 행하여지며, 셋째 양자의 회전속도가 상이할 경우에는 볼스크류의 승하강 및 자전동작이 상관성을 가지며 복합적으로 행해진다.In this way, when only the first Z-axis driving means is operated and the lower pulley 4 is stopped without rotation, only the lifting and lowering operation of the ball screw 1 is performed, and the second Z-axis driving means and the pulley 4 are performed. When the rotational speed of both is the same, only the rotational motion of the ball screw 1 is performed. Third, when the rotational speeds of the two are different, the lifting and lowering motion of the ball screw is correlated and combined. .

위와 같이 Z축 구동수단을 이용한 볼스크류 너트(2)와, 풀리(4)를 이용한 볼스플라인 너트(3)의 회전 및 회전속도를 가변조절하므로서 볼스크류(1) 말단의 관점부(도시안됨)의 승하강 및 회전 그리고 승하강 +회전운동의 3가지 출력을 얻을 수 있다.As described above, the ball screw nut (2) using the Z-axis drive means and the ball spline nut (3) using the pulley (4) by varying the rotation and the rotational speed of the ball screw (1) end point of view (not shown) We can get three outputs of descent and rotation and descent + rotation motion.

이상과 같이 구성되고 작동되는 본 고안은 2축 구동 메카니즘이 종래의 2개의 축을 이용하던 것으로부터 1개의 축에 Z축 구동수단 및 풀리와 연결된 볼스플라인 너트를 이용하여 복합 가능하도록 하므로서 구동 메카니즘의 소형 경량화로 컴팩트한 설계가 가능케 되었고, Z축 구동수단이 직접 볼스크류에 결합설치되면서 종래와 같이 벨트 풀리 등의 동력전달 장치를 통하지 않음에 따른 모터 효율증대 효과와 함게 구동축 상에 엔코더(ENCODER)를 장착하면 위치 정밀도를 향상 시킬 수 있는 특출한 효과가 있다.The present invention constructed and operated as described above allows the two-axis drive mechanism to be complex by using a Z-axis drive means and a ball spline nut connected to a pulley from one of two conventional shafts, thereby miniaturizing the drive mechanism. The lightweight design enables compact design, and the Z-axis driving means is directly coupled to the ball screw, and the encoder (ENCODER) is mounted on the driving shaft with the effect of increasing the motor efficiency due to not passing through the power transmission device such as a belt pulley. Equipped with a special effect that can improve the position accuracy.

Claims (1)

볼스크류에 2축 구동 메카니즘을 구성함에 있어서, 볼스크류(1)의 소정위치 상측에 볼스크류 너트(2)를 나사결합하되, 외측에 마그네트(9)를 부착한 중공형 회전자축(8)에 내설되며, 상기 마그네트 대응위치에 고정자(7)를 가지는 모터하우징(6) 및 이와 고정되어 감싸는 바디(5) 하측에는 별도의 W축 구동용 모터와 벨트로서 연결 구동되는 풀리(4)로 회전되는 스플라인 너트(3)가 상기 바디와 베어링 설치됨과 동시에 볼스크류(1)와 스플라인 결합설치됨을 특징으로 하는 산업용 로보트의 2축 구동 메카니즘.In configuring the biaxial drive mechanism on the ball screw, screw the ball screw nut 2 above the predetermined position of the ball screw 1, and attach it to the hollow rotor shaft 8 having the magnet 9 attached to the outside. It is internally rotated by a motor housing 6 having a stator 7 at the magnet corresponding position and a pulley 4 connected and driven as a separate W-axis driving motor and a belt at a lower side of the body 5 which is fixed and wrapped therewith. The spline nut (3) is a two-axis drive mechanism of the industrial robot, characterized in that the ball screw (1) and the spline coupled to the body and the bearing is installed at the same time.