KR960003721Y1 - Multi-junction robot shaft structure - Google Patents

Abstract

내용 없음.No content.

Description

수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조3, 4-axis structure of horizontal articulated robot

제1도는 본 고안에 의한 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조의 구성을 나타내는 측단면도.1 is a side cross-sectional view showing the configuration of the three- and four-axis structure of the horizontal articulated robot according to the present invention.

제2도는 종래 기술의 수평 다관절형 로보트의 사시도.2 is a perspective view of a horizontal articulated robot of the prior art.

제3도는 종래 기술의 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조의 구성을 나타내는 측면도이다.3 is a side view showing the configuration of a three- and four-axis structure of the horizontal articulated robot of the prior art.

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

7 : 제2아암 30, 40 : 지지대7: 2nd arm 30, 40: support stand

31 : 구동수단 32 : 샤프트31 drive means 32 shaft

33 : 회전부재 34, 35 : 공압 실린더33: rotating member 34, 35: pneumatic cylinder

36, 37 : 피스턴 로드 38 : 홀더36, 37: piston rod 38: holder

39 : 커플링 41 : 베어링39: coupling 41: bearing

34a : 승강수단34a: lifting means

본 고안은 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조적으로 간단하게 하여 조립에 따른 작업성 향상으로 도모하고, 회전 관성을 줄임은 물론 원가를 절감할 수 있도록 한 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a three- and four-axis structure of a horizontal articulated robot, and more specifically, to simplify the structure to improve the workability according to the assembly, to reduce the rotational inertia as well as to reduce the cost A three- and four-axis structure of a horizontal articulated robot.

일반적으로 수평 다관절형 로보트의 제1, 2아암이 소정의 각도만큼 수평 회전한 다음 수직 상하방향으로 안내되는 제3축의 아래축단에 4측 모우터의 작동에 따라 소정의 각도로 회전 가능한 홀더가 제공되어 이송시키고자 하는 제품을 진공 흡착하여 차 공정으로 이송시키도록 하는 장치로서, 자동화 기기에 관련된 작업물 반송 및 운반장치에 널리 이용되고 있다.In general, the first and second arms of the horizontal articulated robot are rotated horizontally by a predetermined angle, and then the holder is rotatable at a predetermined angle according to the operation of the four-side motor at the lower shaft end of the third shaft which is guided in the vertical vertical direction. It is a device for providing vacuum adsorption and conveying a product to be transported to a car process, and is widely used for a workpiece conveyance and conveyance device related to an automated device.

이러한 수평 다관절형 로보트는 수직 안내되는 볼 스크류 및 볼 스플라인으로 이루어진 제3축이 제2아암의 자유단에 제공되어 중량이 무겁고 구조적으로 복잡하여 제2아암의 회전 이동시 회전 관성이 증대됨은 물론 조립작업에 따른 작업성의 저하로 이를 개선하기 위한 많은 연구가 행하여지고 있다.This horizontal articulated robot has a third axis consisting of a vertically guided ball screw and a ball spline at the free end of the second arm, which is heavy in weight and structurally complex, thereby increasing rotational inertia during rotational movement of the second arm. Many studies have been conducted to improve the workability due to the work.

제2도는 종래 기술의 수평 다관절형 로보트의 사시도이고, 제3도는 종래기술의 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조의 구성을 나타내는 요부측단면도로서, 수평이동부(1), 3축 구동부(2), 승강부(3), 4축 구동부(4)로 이루어져 있다.2 is a perspective view of a horizontal articulated robot of the prior art, and FIG. 3 is a side cross-sectional view showing the structure of a three and four axis structure of the horizontal articulated robot of the prior art. It consists of the drive part 2, the lifting part 3, and the 4-axis drive part 4. As shown in FIG.

상기한 수평 이동부(1)는 베이스(B)에 선회 가능하게 고정 설치됨은 물론 1축 모우터(M)의 작동에 이해 소정의 각도로 수평 회전이동 안내되는 제1아암(5)의 자유단에 2축 모우터(6)의 작동에 의해 소정의 각도로 수평 회전이동 안내되는 제2아암(7)이 선회 가능하게 고정 설치되어 있다.The horizontal moving part 1 is fixed to the base B so as to be pivotally installed as well as the free end of the first arm 5 which is guided in a horizontal rotational movement at a predetermined angle in order to understand the operation of the single-axis motor M. The second arm 7 which is guided in a horizontal rotational movement at a predetermined angle by the operation of the biaxial motor 6 is fixedly rotatably installed.

상기한 3축 구동부(2)는 제2아암(7)의 자유단부에 제공된 하우징(8)의 내측에 고정 설치된 서어보 모우터(10)의 축에 제공된 풀리(11)와 하우징(8)에 제공된 볼 스크류(12)의 풀리(13)에 타이밍 벨트(14)로 서어보 모우터(10)의 회전력이 볼 스크류(12)에 전달되도록 되어 있다.The three-axis drive unit 2 is connected to the pulley 11 and the housing 8 provided on the shaft of the servo motor 10 fixedly installed inside the housing 8 provided at the free end of the second arm 7. The rotational force of the servo motor 10 is transmitted to the ball screw 12 by the timing belt 14 to the pulley 13 of the provided ball screw 12.

상기한 볼 스크류(11)는 제2아암(7)에 형성된 고정 홀(15)에 베어링(16)이 개재된 하우징(17)이 수납되어 고정수단(18)에 의해 고정설치되어 있다.The ball screw 11 is housed in the fixing hole 15 formed in the second arm 7, the housing 17 having the bearing 16 interposed therebetween, and fixed by the fixing means 18.

상기한 승강부(3)는 스토퍼(19)를 보유하는 볼 너트(20)가 볼 스크류(12)에 치차 결합되어 볼 스크류(12)의 회전방향에 따라 선택적으로 승강 안내되도록 되어 있다.The elevating portion 3 is such that the ball nut 20 holding the stopper 19 is gear-coupled to the ball screw 12 to selectively move up and down according to the rotational direction of the ball screw 12.

상기한 볼 너트(20)에는 함께 승강 안내되는 볼 스플라인(21)이 회전 가능하게 고정 설치되어 있으며, 또한, 볼 스플라인(21)의 하단부는 제2아암(7)에 승강 및 회전 가능하게 관통 설치되고 제2아암 (7)에 고정 설치됨과 아울러 볼 스플라인(21)에 스플라인 결합된 풀리(22)가 제공되어 후술하는 서어보 모우터의 회전력이 전달되어 선택적으로 회전하도록 되어 있으며, 끝단부에 홀더(23)를 장착하기 위한 플랜지(24)가 고정 설치되어 있다.The ball spline 21 which is guided up and down is rotatably fixed to the ball nut 20, and the lower end of the ball spline 21 is installed to be elevated and rotatable through the second arm 7. And fixedly installed on the second arm 7 and provided with a pulley 22 splined to the ball spline 21 so that the rotational force of the servo motor, which will be described later, is transmitted and selectively rotates. The flange 24 for attaching 23 is fixed.

상기한 4축 구동부(4)는 제2아암(7)에 제공된 서어보 모우터(25)축에 제공된 풀리(26)와 볼 스플라인(21)에 스플라인 결합된 풀리(22)가 타이밍 벨트(27)로 연결되어 서어보 모우터(25)의 회전력이 전달되도록 되어 있다.The four-axis drive unit 4 has a pulley 26 provided on the servo motor 25 shaft provided on the second arm 7 and a pulley 22 splined to the ball spline 21. The rotational force of the servo motor 25 is transmitted.

이와 같이 구성되는 종래 기술의 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조는 베이스(B)의 상단에 제공된 1축 모우터(M)를 작동시키면 그 회전력이 1축 감속기(도시생략)에 의해 감속되어 제1아암(5)을 소정의 각도로 수평 회전 이동시키며, 이러한 상태에서 2축 모우터(6)를 작동시키면 2축 감속기(도시생략)에 의해 회전속도가 감속되어 제2아암(7)을 소정의 각도로 수평 회전 이동시키게 된다.The three- and four-axis structure of the prior art horizontal articulated robot configured as described above, when the one-axis motor (M) provided on the top of the base (B) is operated, the rotational force is decelerated by the one-axis reducer (not shown). The first arm 5 is rotated horizontally at a predetermined angle. When the two-axis motor 6 is operated in this state, the rotation speed is decelerated by the two-axis reducer (not shown), and the second arm 7 is rotated. To rotate horizontally at a predetermined angle.

이러한 상태에서 3축 구동부(2)의 서어보 모우터(10)를 작동시키면, 모우터축에 제공된 풀리(11)와 볼 스크류(12)에 제공된 풀리(13)가 타이밍 벨트(14)로 연결되어 있으므로 모우터의 회전력이 볼 스크류(12)에 전달된다.When the servo motor 10 of the triaxial drive unit 2 is operated in this state, the pulley 11 provided on the motor shaft and the pulley 13 provided on the ball screw 12 are connected to the timing belt 14. Therefore, the rotational force of the motor is transmitted to the ball screw 12.

상기한 볼 스크류(12)가 정방향으로 회전되면 이에 치차 결합된 볼 너트(20)가 하강됨에 따라 볼 너트(20)에 회전 가능하게 고정 설치된 볼 스플라인(21)은 제2아암(7)에 안내되어 소정 거리 하강되게 되어 이송하고자 하는 제품을 홀더(23)에 의해 흡착하게 된다.As the ball screw 12 rotates in the forward direction, the ball spline 21 rotatably fixed to the ball nut 20 is guided to the second arm 7 as the ball nut 20 geared thereto is lowered. It is lowered by a predetermined distance is to be absorbed by the holder 23 to the product to be conveyed.

상기한 볼 스플라인(21)이 소정거리 하강되어 제품을 흡착한 상태에서 3축 구동부(2)의 서어보 모우터(10)를 역방향으로 작동시키면 전기한 작동과 반대로 작동됨에 따라 볼 스플라인(21)은 소정거리 상승되고, 차 공적으로 이송시키기 위해 1축 모우터(M) 및 2축 모우터(6)를 역방향으로 작동시켜 이송하고자 하는 위치로 이송하게 되는 바, 차 공정의 정확한 위치를 제어하기 위해 4축 구동부(4)의 서어보 모우터(25)를 작동시켜 타이밍 벨크(27)로 연결된 볼 스플라인(21)을 소정의 각도로 회전시킨다.When the servo motor 10 of the 3-axis drive unit 2 is operated in the reverse direction in the state where the ball spline 21 is lowered by a predetermined distance and the product is adsorbed, the ball spline 21 is operated in the opposite direction to the aforementioned operation. In order to control the exact position of the car process, the predetermined distance is increased and the 1-axis motor (M) and the 2-axis motor (6) are operated in the reverse direction in order to transfer them to the desired position. In order to operate the servo motor 25 of the four-axis drive unit 4 to rotate the ball spline 21 connected to the timing belt 27 at a predetermined angle.

이와 같이 수평 회전 이동되는 제1아암(5) 및 제2아암(7)에 의해 제품을 흡착할 수 있는 위치에 이르면, 3축 구동부(2)의 서어보 모우터(10)를 작동시켜 볼 스플라인(21)을 하강시킴과 동시에 제품을 흡착하여 차 공정으로 이송시키게 되며, 이때 4축 구동부(4)의 서어보 모우터(25)를 작동시켜 볼 스플라인(21)을 소정의 각도로 회전시킴으로써 차 공정의 제품이 위치되는 위치를 정확하게 제어할 수 있게 된다.When the first arm 5 and the second arm 7 which are horizontally rotated in this way reach the position where the product can be adsorbed, the servo motor 10 of the 3-axis drive unit 2 is operated to produce a ball spline. At the same time as the lowering (21) and the product is adsorbed and transferred to the tea process, at this time by operating the servo motor 25 of the four-axis drive unit 4 by rotating the ball spline 21 at a predetermined angle It is possible to precisely control the position where the product of the process is located.

이와 같이 수평 이동되는 각각의 아암(5)(7)과 제2아암(7)의 자유단부에 제공된 3축 구동부(2)의 서어보 모우터(10)에 의해 연동되는 볼 스크류(12)와 이 볼 스크류(12)의 회전방향에 따라 선택적으로 승강되는 볼 스플라인(21)이 각각 별개로 설치되어 있기 때문에 구조적으로 복잡함은 물론 무게가 무거워 제2아암(7)의 회전 관성 모우멘트가 증대되어 고속 성능이 저하됨에 따라 작업성이 저하되고, 조립 시간이 많이 소요됨은 물론 원가가 상승되는 제반 문제점이 내재되어 있다.The ball screw 12 which is interlocked by the servo motor 10 of the three-axis drive part 2 provided in the free end of each arm 5 and 7 and the horizontal arm which are thus moved horizontally; Since the ball splines 21 which are selectively lifted in accordance with the rotation direction of the ball screw 12 are installed separately, they are structurally complicated and heavy, so that the rotational inertia moment of the second arm 7 is increased. As the high speed performance is lowered, workability is lowered, assembly time is required, and costs are inherent.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 구조적으로 간단하게 하여 조립에 따른 작업성 향상을 도모하고, 회전 관성을 줄임은 물론 원가를 절감할 수 있는 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조를 제공하는 데 있다.The present invention is devised to solve the problems of the prior art as described above, the object of the present invention is to simplify the structure to improve the workability according to the assembly, reducing the rotational inertia as well as reduce the cost To provide three- and four-axis construction of a horizontal articulated robot.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위해 본 고안은, 제2아암의 자유단에 고정 설치된 지지대에 제공된 구동수단과, 상기한 구동수단이 축과 연결되어 함께 회전되는 샤프트의 자유단에 고정 설치된 회전부재에 제공됨은 물론 하단부에 홀더가 마련되어 선택적으로 승강시키는 승강수단으로 이루어진 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a driving means provided on a support fixed to the free end of the second arm, and a rotating member fixed to the free end of the shaft in which the driving means is connected to the shaft and rotated together. It is provided in the as well as the holder is provided on the lower end provides a three- and four-axis structure of the horizontal articulated robot consisting of lifting means for selectively lifting.

상기한 구동수단의 축과 샤프트는 분해조립이 용이하도록 커플링으로 연결됨을 특징으로 한다.The shaft and the shaft of the drive means is characterized in that coupled to the coupling to facilitate disassembly.

또한, 상기한 샤프트는 스텝핑 모우터의 작동에 따라 회전될 때 유동이 방지되도록 제2아암에 제공된 지지대와 베어링이 개재되어 축지지됨을 특징으로 한다.In addition, the shaft is characterized in that the shaft is supported by the support and the bearing provided on the second arm so as to prevent the flow when rotated in accordance with the operation of the stepping motor.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 고안의 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조의 구성을 나타내는 측면도로서, 종래 기술의 구성과 동일한 부분의 구성은 생략하고 중요한 부분만 상세히 설명한다.1 is a side view showing the configuration of the three- and four-axis structure of the horizontal articulated robot of the present invention, the configuration of the same parts as the prior art configuration is omitted and only important parts will be described in detail.

제2아암(7)의 자유단에 고정 설치된 지지대(30)의 선단에 구동수단(31)이 제공되어 후술하는 회전부재에 회전력을 전달하도록 되어 있다.A driving means 31 is provided at the tip of the support 30 fixedly fixed to the free end of the second arm 7 so as to transmit rotational force to the rotating member described later.

상기한 구동수단(31)은 제품을 정확히 흡착할 수 있도록 스텝핑 모우터를 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable that the driving means 31 uses a stepping motor to accurately adsorb the product.

상기한 구동수단(31)의 축과 연결되어 회전력을 전달하는 샤프트(32)의 자유단에 회전부재(33)가 제공되어 있으며, 이 회전부재(33)에는 승강수단(34a)이 고정설치되어 있다.The rotating member 33 is provided at the free end of the shaft 32 which is connected to the shaft of the driving means 31 to transmit the rotational force, and the lifting member 34a is fixedly installed. have.

상기한 승강수단 (34a)은 복수개의 공압 실린더(34)(35)로 이루어져 별도로 마련된 컨트를 수단(도시생략)에 의해 공급되는 공압에 의해 선택적으로 승강되는 피스턴 로드(36)(37)가 제공되어 있으며, 그 자유단에는 이송시키고자 하는 제품을 흡착하는 홀더(38)가 제공되어 있다.The lifting means 34a is composed of a plurality of pneumatic cylinders 34 and 35 provided by piston rods 36 and 37 which are selectively lifted by pneumatically supplied by means (not shown) to control separately provided. The free end is provided with a holder 38 for adsorbing a product to be conveyed.

상기한 홀더(38)의 선택적 승강 동작은, 일반적인 구성의 공압 실린더(34)(35)를 컨트를 수단으로 제어하여 실현될 수 있는데, 그러한 제어는 통상적으로 공압 실린더로 압축 공기를 공급하거나, 공급된 압축공기를 배출하는 것에 의해 이루어질 수 있다.The selective lifting operation of the holder 38 can be realized by controlling the pneumatic cylinders 34 and 35 in a general configuration by means of a control, which control typically supplies or supplies compressed air to the pneumatic cylinders. By discharging the compressed air.

상기한 구동수단(31)의 축과 샤프트(32)는 분해 조립이 용이하도록 커플링(39)에 의해 연결되어 있다.The shaft of the drive means 31 and the shaft 32 are connected by a coupling 39 to facilitate disassembly and assembly.

또한 샤프트(32)는 구동수단(31)의 회전력 전달시 유동이 방지되도록 제2아암(7)의 자유단에 고정 설치된 지지대(40)와 베어링(41)이 개재되어 축지지됨이 바람직하다.In addition, the shaft 32 is preferably axially supported by the support 40 and the bearing 41 is fixed to the free end of the second arm (7) so that the flow is prevented during the transmission of the rotational force of the drive means (31).

이와 같이 구성되는 본 고안의 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조는 각각의 모우터(M)(6)에 의해 제1, 2아암(5)(7)이 소정의 각도로 수평 회전이동된 다음, 이송시키고자 하는 제품을 흡착하기 위해 승강수단(34a)의 공압실린더(34)(35)를 작동시킴과 아울러 구동수단(31)을 작동시켜 홀더(38)가 제품을 흡착할 수 있도록 홀더(38)의 위치를 보정한다.The three- and four-axis structures of the horizontal articulated robot of the present invention configured as described above have the first and second arms (5) and (7) rotate horizontally by a predetermined angle with each motor (M) 6. Next, the pneumatic cylinders 34 and 35 of the elevating means 34a are operated to adsorb the product to be conveyed, and the driving means 31 is operated to allow the holder 38 to adsorb the product. The position of the holder 38 is corrected.

이와 같이 위치 보정이 이루어짐과 동시에 공압 실린더(34)(35)가 작동되면, 피스톤 로드(36)(37)가 제1도의 일점쇄선으로 도시한 바와 같이 하강되어 홀더(38)에 의해 제품을 진공 흡착하게 된다.When the pneumatic cylinders 34 and 35 are operated at the same time as the position correction is made, the piston rods 36 and 37 are lowered as shown by the dashed line in FIG. 1 to vacuum the product by the holder 38. Adsorption.

이와 같이 홀더(38)에 의해 제품이 흡착되면 전기한 작동과 반대로 작동시켜 차공정으로 제품을 이송시키면 한 사이클로 완료되며, 일련의 작동을 반복 실시하게 된다.When the product is adsorbed by the holder 38 as described above, the product is operated in the reverse operation to transfer the product in the next process, and is completed in one cycle, and a series of operations are repeated.

이상 설명한 바와 같이 본 고안의 수평 다관절형 로보트의 4축 구조는, 이송시키고자 하는 제품을 흡착하여 차공정으로 이송시키는 기능을 실현함은 물론 그 구조가 간단하여 조립에 따른 작업성 향상을 도모할 수 있으며, 중량이 가벼워 회전 관성 모멘트를 줄임으로써 고속 성능을 향상시킴과 아울러 원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.As described above, the four-axis structure of the horizontal articulated robot according to the present invention realizes the function of absorbing the product to be transported and transported to the next step, as well as improving the workability due to its simple structure. It is possible to reduce the rotational moment of inertia due to the light weight, thereby improving the high speed performance and reducing the cost.

Claims (5)

제2아암(7)의 자유단에 고정 설치된 지지대(30)와, 이 지지대의 선단에 구동수단(31)이 설치되며, 그 구동수단(31)의 축과 연결되어 함께 회전되는 샤프트(32)의 자유단에 고정 설치된 회전부재(33)와, 하단부에 홀더(38)를 보유하면서 상기한 회전부재(33)에 설치되는 승강수단(34a)을 포함하는 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조.The support 30 is fixed to the free end of the second arm (7), and the drive means 31 is provided at the tip of the support, the shaft 32 is connected to the axis of the drive means 31 and rotated together Three and four axes of the horizontal articulated robot including a rotating member 33 fixed to the free end of the lifting member and lifting means 34a installed on the rotating member 33 while holding the holder 38 at the lower end thereof. rescue. 제1항에 있어서, 구동수단(31)의 축과 샤프트(32)는 분해 조립이 용이하도록 커플링(39)으로 연결됨을 특징으로 하는 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조.The three- and four-axis structure of a horizontal articulated robot according to claim 1, wherein the shaft and the shaft of the drive means are connected by a coupling to facilitate disassembly and assembly. 제1항에 있어서, 샤프트(32)는 구동수단(31)의 작동에 따라 회전될 때 유동이 방지되도록 제2아암(7)에 제공된 지지대(40)와 베어링(41)이 개재되어 축지지됨을 특징으로 하는 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조.2. The shaft 32 according to claim 1, wherein the shaft 32 is axially supported by the support 40 and the bearing 41 provided on the second arm 7 so as to prevent flow when the shaft 32 is rotated according to the operation of the driving means 31. Three- and four-axis construction of horizontal articulated robot. 제1항에 있어서, 구동수단(31)은 스텝핑 모우터가 적용됨을 특징으로 하는 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조.The three- and four-axis structure of a horizontal articulated robot according to claim 1, wherein the driving means (31) is a stepping motor. 제1항에 있어서, 승강수단(34a)은 피스턴 로드(36)(37)를 보유하는 복수개의 공압 실린더(34)(35)로 이루어짐을 특징으로 하는 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조.3. The three- and four-axis structure of a horizontal articulated robot according to claim 1, wherein the elevating means (34a) consists of a plurality of pneumatic cylinders (34) (35) holding piston rods (36) (37). .