KR960003721Y1 - 수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조

제1도는 본 고안에 의한 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조의 구성을 나타내는 측단면도.

제2도는 종래 기술의 수평 다관절형 로보트의 사시도.

제3도는 종래 기술의 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조의 구성을 나타내는 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

7 : 제2아암 30, 40 : 지지대

31 : 구동수단 32 : 샤프트

33 : 회전부재 34, 35 : 공압 실린더

36, 37 : 피스턴 로드 38 : 홀더

39 : 커플링 41 : 베어링

34a : 승강수단

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

상기한 구동수단의 축과 샤프트는 분해조립이 용이하도록 커플링으로 연결됨을 특징으로 한다.

또한, 상기한 샤프트는 스텝핑 모우터의 작동에 따라 회전될 때 유동이 방지되도록 제2아암에 제공된 지지대와 베어링이 개재되어 축지지됨을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 고안의 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조의 구성을 나타내는 측면도로서, 종래 기술의 구성과 동일한 부분의 구성은 생략하고 중요한 부분만 상세히 설명한다.

제2아암(7)의 자유단에 고정 설치된 지지대(30)의 선단에 구동수단(31)이 제공되어 후술하는 회전부재에 회전력을 전달하도록 되어 있다.

상기한 구동수단(31)은 제품을 정확히 흡착할 수 있도록 스텝핑 모우터를 사용하는 것이 바람직하다.

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.

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.

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.

상기한 구동수단(31)의 축과 샤프트(32)는 분해 조립이 용이하도록 커플링(39)에 의해 연결되어 있다.

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.

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.

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.

이와 같이 홀더(38)에 의해 제품이 흡착되면 전기한 작동과 반대로 작동시켜 차공정으로 제품을 이송시키면 한 사이클로 완료되며, 일련의 작동을 반복 실시하게 된다.

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.

Claims (5)

1. 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.
2. 제1항에 있어서, 구동수단(31)의 축과 샤프트(32)는 분해 조립이 용이하도록 커플링(39)으로 연결됨을 특징으로 하는 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조.
3. 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.
4. 제1항에 있어서, 구동수단(31)은 스텝핑 모우터가 적용됨을 특징으로 하는 수평 다관절형 로보트의 3, 4축 구조.
5. 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.