KR0129932Y1

KR0129932Y1 - Apparatus to reduce backlash of vertical multiple joint robot

Info

Publication number: KR0129932Y1
Application number: KR2019930026840U
Authority: KR
Inventors: 황지현
Original assignee: 김회수; 엘지산전주식회사
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1993-12-08
Publication date: 1998-12-15
Also published as: KR950017179U

Abstract

본 고안은 수직다관절로보트의 손목 메카니즘인 오리엔테이션 3축의 백러쉬 저감장치에 관한 것으로 그 구조를 개선하여 초기 동력전달시 5축링크에 발생되는 것을 최소화 할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to an orientation 3-axis backlash reduction device, which is a wrist mechanism of a vertical articulated robot, and its structure is improved to minimize the occurrence of the 5-axis link during initial power transmission.

이를 위해, 5축모터(4)의 동력이 한쌍의 베벨기어(6)(7)를 통해 전달되어 5축링크(9)를 회전시키도록 된 것에 있어서, 일측의 베벨기어(7)에 고정된 풀리(18)와 중공축(14)에 고정된 풀리(15) 사이에 타이밍벨트(16)를 걸어 5축모터(4)의 동력이 중공축(14)에 전달되도록 함과 동시에 중공축(14)의 외측으로 5축중공감속기(17)를 설치하여 전달된 동력이 상기 5축중공감속기(17)에 의해 감속되어 5축링크(9)를 회전시키도록 된 것이다.To this end, the power of the 5-axis motor (4) is transmitted through a pair of bevel gears (6) (7) to rotate the 5-axis link (9), which is fixed to one bevel gear (7) The timing belt 16 is hooked between the pulley 18 and the pulley 15 fixed to the hollow shaft 14 so that the power of the 5-axis motor 4 is transmitted to the hollow shaft 14 and at the same time the hollow shaft 14 The power transmitted by installing the 5-axis hollow reducer 17 on the outside of the is reduced by the 5-axis hollow reducer 17 to rotate the 5-axis link (9).

Description

Backlash Reduction Device for Vertical Articulated Robot

제1도는 종래 수직다관절로보트의 오리엔테이션 3축 구성도.1 is a three-axis orientation diagram of a conventional vertical articulated robot.

제2도는 본 고안 장치가 설치된 수직다관절로보트의 오리엔테이션 3축 구성도.2 is an orientation 3-axis configuration diagram of the vertical articulated robot installed with the present invention device.

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

4 : 5축모터 6,7 : 베벨기어4: 5-axis motor 6,7: Bevel gear

9 : 5축링크 15,18 : 풀리9: 5-axis link 15,18: Pulley

14 : 중공축 16 : 타이밍벨트14: hollow shaft 16: timing belt

17,5 : 축중공감속기17,5: shaft reduction gear

본 고안은 수직다관절로보트의 손목 메카니즘(Machanism)인 오리엔테이션(Orientation) 3축의 백러쉬(Back-lash) 저감장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 그 구조를 개선하여 초기 동력전달시 5축링크에 백러쉬가 발생되는 것을 최소화 할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to an orientation 3-axis backlash reduction device, which is the wrist mechanism of a vertical articulated robot, and more specifically, to improve the structure of the vertical articulated robot. This is to minimize the occurrence of backlash.

근래에는 산업이 고도화 됨에 따라 산업현장의 전반에 걸쳐 자동화 및 성력화에 관한 관심이 높아지고 있다.In recent years, with the advancement of the industry, there is a growing interest in automation and energy generation throughout the industrial field.

특히, 적은 인원으로 대량생산을 하기 위해서는 공장자동화가 반드시 필요하게 된다.In particular, factory automation is essential for mass production with fewer people.

공장자동화에 필요한 핵심 부품으로는 산업용로보트가 널리 사용되고, 그 보급 또한 확대되고 있는 실정이다.Industrial robots are widely used as the core parts required for factory automation, and their distribution is also expanding.

산업용로보트의 종류로는 수평다관절로보트와 수직다관절로보트 기타 원동좌표, 직각좌표 로보트 등이 있는데, 그 중 수직다관절로보트가 가장 널리 사용되고 있다.Types of industrial robots include horizontal articulated robots, vertical articulated robots, other circular coordinates and rectangular coordinate robots. Among them, vertical articulated robots are the most widely used.

상기 수직다관절로보트는 주로 포지션(Position) 3축과 오리엔테이션 3축으로 구성되는데, 손목부인 오리엔테이션 3축(4축, 5축, 6축)은 콤팩트(Compact) 하면서도 동력전달 효율이 우수하고 기구적인 결함이 극소화된 메카니즘을 요구하고 있는 실정이다.The vertical articulated robot is mainly composed of three positions (Position) and three axes of orientation. The three-axis orientation (four, five, and six axes), which is a wrist part, is compact but has excellent power transmission efficiency and mechanical The situation requires a mechanism where defects are minimized.

종래의 오리엔테이션 3축은 제1도에 도시한 바와 같이 4축모터(1)의 출력축에 4축감속기(2)가 연결되어 있고 그 출력축에는 4축링크(3)가 장착되어 있으며 그 내부에 있는 5축모터(4)의 출력축에 5축감속기(5)가 연결되어 있다.In the conventional orientation three-axis, as shown in FIG. 1, the four-axis reducer 2 is connected to the output shaft of the four-axis motor 1, and the four-axis link 3 is mounted on the output shaft. The 5-axis reducer 5 is connected to the output shaft of the shaft motor 4.

상기 5축감속기(5)의 출력축에 베벨기어(6)와 중공베벨기어(7)가 연결되어 있고 이는 다시 베어링(8)의 지지를 받으면서 5축링크(9)가 결합되어 있으며 이는 다시 6축모터(11) 및 6축감속기(12)에 의해 회전되는 6축링크(10)에 연결되어 있다.The bevel gear 6 and the hollow bevel gear 7 are connected to the output shaft of the 5-axis reducer 5, which is connected to the 5-axis link 9 while being supported by the bearing 8. It is connected to a six-axis link 10 that is rotated by a motor 11 and a six-axis reducer 12.

로보트케이블(13)은 5축링크(9) 내부로부터 중공베벨기어(7) 내부를 통과하여 4축링크(3) 내부로 연결된다.The robot cable 13 is connected to the 4-axis link 3 through the hollow bevel gear 7 from the 5-axis link (9).

이때, α, β, γ는 각 링크의 회전방향을 나타낸 것이다.At this time, α, β, γ represents the rotation direction of each link.

따라서 4축모터(1)가 회전하면 4축감속기(2)에서 감속된 출력이 4축링크(3) 이하의 관절 및 링크를 α 방향으로 회전시킨다.Therefore, when the four-axis motor 1 rotates, the output reduced in the four-axis reducer 2 rotates joints and links below the four-axis link 3 in the α direction.

그리고 5축모터(4)가 회전하면 5축감속기(5)에서 감속된 출력이 베벨기어(6)와 중공베벨기어(7)를 구동시키고, 이에 따라 직각으로 전달된 동력은 5축링크(9) 이하의 관절을 β 방향으로 회전시킨다.When the 5-axis motor 4 rotates, the output reduced in the 5-axis reducer 5 drives the bevel gear 6 and the hollow bevel gear 7, and thus the power transmitted at right angles is the 5-axis link 9. ) The following joints are rotated in the β direction.

또한, 6축모터(11)가 회전하면 6축감속기(12)에서 감속된 출력이 6축링크(End-effector)(10)를 γ 방향으로 회전시키고 중공베벨기어(7)를 통해 4축링크(3) 내부로 연결된 로보트케이블(13)은 5축링크(9)가 β방향 회전시에 동일 방향으로 회전된다.In addition, when the 6-axis motor 11 rotates, the output reduced by the 6-axis reducer 12 rotates the 6-axis link (End-effector) 10 in the γ direction and the 4-axis link through the hollow bevel gear (7). (3) The robot cable 13 connected inside is rotated in the same direction when the 5-axis link 9 rotates in the β direction.

그러나 이러한 종래의 오리엔테이션 3축은 5축모터(4)은 구동으로 그 출력이 5축감속기(5)에서 감속되어 감속된 출력이 베벨기어(6)와 중공베벨기어(7)를 통해 동력을 직각으로 전달하여 5축링크(9) 이하의 관절을 β방향으로 회전 시킬 때 백러쉬가 큰 베벨기어(6)와 중공베벨기어(7)로 5축링크(9)를 직접 회전시키도록 되어 있으므로 로보트의 정밀도가 저하되었다.However, in the conventional three-axis orientation, the 5-axis motor 4 is driven, and its output is decelerated in the 5-axis reducer 5 so that the decelerated output is perpendicular to the power through the bevel gear 6 and the hollow bevel gear 7. When rotating the joint below the 5-axis link 9 in the β direction, the 5-axis link 9 is directly rotated by the bevel gear 6 and the hollow bevel gear 7 with large backlash. The precision has fallen.

본 고안은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 5축 링크를 회전시키는 최종출력이 종공축타입(Hollow-shaft type)의 감속기를 통해 출력되도록 그 구조를 개선하여 초기 동력전달시 백러쉬의 발생이 최소화 되도록 하는 그 목적을 갖는다.The present invention has been devised to solve such a problem in the prior art, and improved the structure so that the final output of rotating the 5-axis link is output through the hollow-shaft type reducer, so that the back during initial power transmission The purpose is to minimize the occurrence of rush.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 형태에 따르면, 5축모터의 동력이 한쌍의 베벨기어를 통해 전달되어 5축링크를 회전시키도록 된 것에 있어서, 일축의 베벨기어에 고정된 풀리와 중공축에 고정된 풀리 사이에 타이밍벨트를 걸어 5축모터의 동력이 중공축에 전달되도록 함과 동시에 중공축의 외측으로 5축중공감속기를 설치하여 전달된 동력이 상기 5축감속기에 의해 감속되어 5축링크를 회전시키도록 된 수직다관절로보트의 백러쉬 저감장치가 제공된다.According to a form of the present invention for achieving the above object, the power of the five-axis motor is transmitted through a pair of bevel gears to rotate the five-axis link, the pulley and the hollow shaft fixed to the one-axis bevel gear The timing belt is placed between the fixed pulleys so that the power of the 5-axis motor is transmitted to the hollow shaft, and at the same time, the 5-axis hollow reducer is installed outside the hollow shaft to reduce the power transmitted by the 5-axis reducer. A backlash reduction device for a vertical articulated robot is provided.

이하, 본 고안을 일실시예로 도시한 첨부된 도면 제2도를 참고로하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to Figure 2 of the accompanying drawings showing an embodiment of the present invention in more detail as follows.

첨부도면 제2도는 본 고안 장치가 설치된 수직다관절로보트의 오리엔테이션 3축 구성도로서, 본 고안의 구성중 종래 오리엔테이션 3축의 구성과 동일한 부분은 그 설명을 생략하고 동일 부호를 부여하기로 한다.2 is an orientation three-axis configuration diagram of a vertical articulated robot provided with the device of the present invention, and the same parts as those of the conventional orientation three-axis configuration of the present invention will be omitted with the same reference numerals.

본 고안은 4축링크(3)내에 설치된 5축모터(4)의 출력축에 한쌍의 베벨기어(6)(7)가 맞물려 설치되어 있고 상기 베벨기어 중 일축의 베벨기어(7)에 고정된 풀리(18)와 5축링크(9)의 중공축(14)에 고정된 풀리(15) 사이에는 타이밍벨트(16)가 걸려 있다.According to the present invention, a pair of bevel gears (6) and (7) are engaged with an output shaft of a 5-axis motor (4) installed in a 4-axis link (3), and a pulley fixed to one bevel gear (7) of the bevel gears. A timing belt 16 is hung between the 18 and the pulley 15 fixed to the hollow shaft 14 of the 5-axis link 9.

그리고 상기 5축링크(9)의 중공축(14) 외측으로 5축모터(4)의 회전수를 감속시키는 5축중공감속기(17)가 설치되어 있다.A five-axis hollow reducer 17 is provided to reduce the rotation speed of the five-axis motor 4 outside the hollow shaft 14 of the five-axis link 9.

또한, 6축모터(11)와 연결된 로보트케이블(13)은 5축링크(9) 내부로부터 5축중공감속기(17) 내부를 통과하여 4축링크(3) 내부로 연결되어 있다.In addition, the robot cable 13 connected to the 6-axis motor 11 passes through the 5-axis hollow reducer 17 from the 5-axis link 9 and is connected to the 4-axis link 3.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the effect of the present invention configured as described above are as follows.

먼저 4축모터(1)가 구동하면 그 회전력이 4축감속기(2)에 전달되어 감속되고, 감속된 출력은 출력축을 통해 4축링크(3) 이하의 관절을 α방향으로 회전시킨다.First, when the four-axis motor 1 is driven, the rotational force is transmitted to the four-axis reducer 2 to decelerate, and the decelerated output rotates the joint below the four-axis link 3 in the α direction through the output shaft.

그리고 5축모터(4)가 구동하면 출력축에 고정된 한쌍의 베벨기어(6)(7)가 회전되므로 일측의 베벨기어(7)와 중공축(14)에 고정된 풀리(18)(15) 및 타이밍벨트(16)에 의해 동력이 5축중공감속기(17)에 전달되어 감속된 출력이 5축링크(9) 이하의 관절을 β방향으로 회전시킨다.When the 5-axis motor 4 is driven, a pair of bevel gears 6 and 7 fixed to the output shaft are rotated so that the pulleys 18 and 15 fixed to the bevel gear 7 and the hollow shaft 14 on one side are rotated. Power is transmitted to the 5-axis hollow reducer 17 by the timing belt 16, and the reduced speed rotates the joint below the 5-axis link 9 in the β direction.

또한, 6축모터(11)가 구동하면 그 회전력이 6축감속기(12)에 전달되어 감속되고, 감속된 출력은 출력축을 통해 6축링크(10)를 γ방향으로 회전시키게 되는 것이다.In addition, when the six-axis motor 11 is driven, the rotational force is transmitted to the six-axis reducer 12 to decelerate, and the reduced output causes the six-axis link 10 to rotate in the γ direction through the output shaft.

이상에서 설명한 바와 같이 동작되는 본 고안은 5축모터(4)의 초기 구동시 베벨기어(6)(7)에서 발생되는 백러쉬를 5축중공감속기(17)에 출력이 전달되기 전에 제거시키게 되므로 5축링크(9)의 동작시 발생되는 백러쉬가 최소화되는 효과를 얻게 된다.The present invention operated as described above is to remove the backlash generated in the bevel gear (6) (7) during the initial drive of the 5-axis motor (4) before the output is transmitted to the 5-axis hollow reducer (17) The backlash generated during the operation of the 5-axis link 9 is minimized.

Claims

The power of the 5-axis motor 4 is transmitted through a pair of bevel gears 6 and 7 to rotate the 5-axis link 9 so that the pulley 18 fixed to the bevel gear 7 on one side is rotated. ) And the power of the 5-axis motor 4 is transmitted to the hollow shaft 14 while the timing belt 16 is fastened between the pulley 15 fixed to the hollow shaft 14 and the outer side of the hollow shaft 14. To reduce the backlash of the vertical articulated robot, wherein the transmitted power is decelerated by the 5-axis hollow reducer (17) to rotate the 5-axis link (9). .