KR940007936Y1 - 산업용 로보트의 2축 구동 메카니즘 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

산업용 로보트의 2축 구동 메카니즘

제 1 도는 종래 산업용 로보트의 2축 구동 메카니즘 구성도.

제 2 도는 본 고안에 따라 구성된 로보트의 2축 구동 메카니즘 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 볼스크류 2 : 볼스크류 너트

4 : 풀리 5 : 바디

6 : 모터하우징 7 : 고정자

8 : 회전자축 9 : 마그네트

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

이상과 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.

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.

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.

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.

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.

Claims (1)

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.