KR0131401Y1 - 수직 다관절 로봇 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수직 다관절 로봇에 관한 것으로서, 6축으로 구성된 수직 다관절 로봇에 있어서, 제5축아암의 상대회동운동을 지지하는 제4축아암의 베어링지지부에 돌출설치된 적어도 하나의 제1스토퍼와; 상기 제1스토퍼의 상대회동방향에 대해 상기 제5축아암에 돌출설치된 제2스토퍼를 포함한다. 이에 의해 스토퍼가 로봇의 외부에 보이지 않아 미관상 수려해지고, 필요에 따라 스토퍼의 위치를 변경할 수 있어 작업범위의 다양성이 증가하며, 부피가 컴팩트해지는 효과가 있다.

Description

수직 다관절 로봇

제1도는 본 고안에 따른 스토퍼 장치가 부착된 수직 다관절 로봇의 측면도.

제2도는 제1도중 제4축아암과 제5축아암의 연결지지부에 대한 부분확대 단면도.

제3도는 제2도중 제5축아암의 저면도.

제4도는 제5축아암의 동작범위와 종래의 스토퍼를 도시한 부분 평면도이다.

본 고안은 수직 다관절 로봇에 관한 것이다.

공장이나 산업시설등에서 인간의 노동력을 대체하여 사용되는 로봇에는 대체로 수직관절형, 수평관절형, 직교형등 다양한 종류가 있다. 이들 로봇중 본 고안은 특히 6축의 자유도를 가진 수직 다관절 로봇의 스토퍼 장치에 관한 것이다.

수직 다관절 로봇은 넓은 작업영역을 확보하기 위하여 2개 이상의 아암을 수직방향으로 연결하고, 관절부에 서보모터와 감속기 및 베어링 등을 설치하여 상대회동이 가능하도록 되어 있다. 따라서 6축의 수직 다관절 로봇은 서로 독립적으로 동작하는 6개의 서보모터와 이를 제어하는 6개의 회로기판 및 각 서보모터의 회전축에 직접 또는 간접적으로 연결되어 있는 6개의 아암으로 구성되어 있다.

그런데 각 아암의 회전운동이나 회동은 로봇의 기구적 특성에 의하여 제한을 받거나 제어프로그램에 의하여 소프트웨어적으로 제한을 받도록 되어 있다. 통상의 경우 로봇의 안전사고를 방지하기 위하여 기구적인 스토퍼 장치와 제어프로그램에 의한 스토퍼가 병행하여 사용되고 있다.

따라서 로봇의 동작이 예정된 수순을 벗어나거나 과대한 외력이 작용할 경우 일차적으로 제어프로그램이 이를 피드백하여 서보모터의 동작시그널을 제한하게 된다. 그러나 제어프로그램이 이상을 일으키거나 전기적인 충격으로 회로가 오동작할 경우 아암이 최고속도로 동작하기 쉽다. 이때 아암사이의 충돌을 방지하기 위하여 충돌부위에 합성고무나 플라스틱으로 된 스토퍼를 부착한다.

제4도는 제5축아암의 동작범위와 종래의 스토퍼를 도시한 부분 평면도로서, 제4축아암(115)의 끝단에는 제5축아암의 회전중심(105)을 기준으로 상대회동 가능한 제5축아암(116)이 연결되어 있다. 제5축아암(116)의 끝단에는 제6축(106)이 설치되어 있어서 회전가능하도록 되어 있다.

제5축아암(116)이 좌측끝단까지 회동한 상태가 점선으로 표시한 제5축아암(116A)이며, 이때 제4축아암(115)의 외면에 설치된 좌측스토퍼(123)에 충돌하면서 더 이상의 회동이 저지되게 된다. 또한 제5축아암(116)이 우측끝단까지 회동한 상태가 점선으로 표시한 제5축아암(116C)이며, 이때 제4축아암(115)의 외면에 설치된 우측스토퍼(125)에 충돌하면서 더 이상의 회동이 저지되게 된다.

그러나 이와 같은 종래의 스토퍼는 아암의 외부에 노출되어 있어서 로봇의 외관상 좋지 않고, 아암의 작업영역을 가변적으로 조절할 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안의 목적은, 수직 다관절 로봇의 외부에 노출되지 않는 스토퍼를 부착한 수직 다관절 로봇을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 고안에 따라, 6축으로 구성된 수직 다관절 로봇에 있어서, 제5축아암의 상대회동운동을 지지하는 제4축아암의 베어링지지부에 돌출설치된 적어도 하나의 제1스토퍼와; 상기 제1스토퍼의 상대회동방향에 대해 상기 제5축아암에 돌출설치된 제2스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 다관절 로봇에 의하여 달성된다.

여기서, 상기 제1스토퍼는 상기 베어링지지부에 고정된 볼트로 구성되어 있는 것이 바람직하고, 상기 제1스토퍼와 상기 제2스토퍼는 상기 4축아암에 대한 상기 5축아암의 회전중심축에 대해 대칭으로 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이하에서 첨부도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.

제1도는 본 고안에 따른 스토퍼 장치가 부착된 수직 다관절 로봇의 측면도를 도시한 것이다.

바닥에 고정되어 있는 제1축모터(1)에는 제1축아암이 연결되어 있어서 로봇 전체를 축중심으로 회전시키고, 제2축모터(2)는 제2축아암(12)을 통해 로봇의 상부를 앞으로 기울이거나 들어올리게 된다. 제3축모터(도시되어 있지 않음.)는 로봇의 중심축에 대해 제2축모터(2)의 대칭되는 영역에 설치되어 있어서 제3축아암(13)을 제2축모터(2)를 중심으로 회동시키고, 제4축모터(4)는 상부힌지(3)를 중심으로 회동하는 상부아암(14)의 내부에 설치되어 제4축아암(15)을 좌우회전운동을 시킨다.

제4축아암(15)의 끝단에는 제5축모터(5)가 설치되어 있어서, 힌지고정된 제5축아암(16)을 소정의 각도내에서 회동시키고, 제5축아암(16)의 내부에는 제6축아암(18)을 회전구동시키는 제6축모터(6)가 설치되어 있다.

제2도는 제1도중 제4축아암(15)과 제5축아암(16)의 연결지지부에 대한 부분 확대단면도를 도시한 것이다.

제2도에서 보는 바와 같이, 제4축아암(15)의 끝단에는 베어링지지부(27)가 고정나사(29)에 의하여 고정되어 있고, 베어링지지부(27)의 상부턱에는 베어링(21)의 내륜이 압입되어 고정되어 있다. 베어링(21)의 외륜은 제5축아암(16)의 베어링안내면(31)에 끼워져 있어서 제4축아암(15)과 제5축아암(16)의 상대회동을 지지하도록 되어 있다.

베어링지지부(27)중 제5축아암(16)에 대향하는 면에 암나사가 형성되어 있는 관통구를 마련하고, 볼트로 고정하여 볼트의 머리가 제1스토퍼(23) 역할을 하도록 되어 있다.

제5축아암(16)에는 베어링지지부(27)와 베어링(21) 및 제1스토퍼(23)를 수용할 수 있는 공간이 내부로 함몰되어 형성되어 있다. 이 공간중 베어링(21)의 외륜이 끼워지는 영역에는 베어링안내면(31)이 형성되어 있고, 베어링안내면(31)의 가장자리에는 베어링설치면(33)이 마련되어 있다.

제5축아암(16)의 회동축선을 중심으로 한 제1스토퍼(23)의 상대회동방향에 대해 제5축아암(16)의 내면에는 제2스토퍼(25)가 돌출되어 설치되어 있다. 제2스토퍼(25)는 별도의 부품을 조립한 것이 아니라 제5축아암(16)의 본체를 돌출시켜 형성한 것이다.

제3도는 제2도중 제5축아암(16)의 저면도를 도시한 것이다.

제5축아암(16)에는 제5축아암(16)의 회동축을 중심으로 다수의 동심면이 함몰형성되어 있다. 가장 안쪽에는 제1스토퍼(23)의 볼트머리가 삽입될 수 있는 스토퍼설치홈(35)이 형성되어 있고, 이 홈(35)의 일부를 돌출시켜 홈(35)을 막음으로써 제2스토퍼(25)가 형성되게 된다.

스토퍼설치홈(35)의 바깥쪽에는 소정의 폭을 가진 베어링설치면(33)이 동심원상에 마련되어 있고, 베어링설치면(33)의 외측은 지면에 수직한 방향으로 베어링안내면(31)이 형성되어 있다.

이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 제4축아암(15)에 대해 제5축아암(16)이 상대회동할 경우 제1스토퍼(23)는 제5축아암(16)의 스토퍼설치홈(35)내에서 상대회전하게 된다.

제5축아암(16)의 상대회동 각도가 소정의 각도 이상이 될 경우 제1스토퍼(23)는 제2스토퍼(25)에 충돌하여 회동이 저지되게 된다. 그 후 제5축아암(16)의 회동방향이 반대가 될 경우 제1스토퍼(23)와 제2스토퍼(25)는 떨어지게 되고, 제1스토퍼(23)는 제2스토퍼(25)의 반대면을 향하여 회전하게 된다.

제5축아암(16)의 상대회동 각도를 조절할 필요가 있는 경우에는 제1스토퍼(23)를 소정의 각도만큼 이격시켜 두 개를 설치할 수 있고, 제1스토퍼(23)를 한 개만 사용할 경우 제2스토퍼(25)의 원주각도를 증가시키거나 변경하여 실시할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면 스토퍼가 로봇의 외부에 보이지 않아 미관상 수려해지고, 필요에 따라 스토퍼의 위치를 변경할 수 있어 작업범위의 다양성이 증가하며, 부피가 컴팩트해지는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 6축으로 구성된 수직 다관절 로봇에 있어서, 제5축아암의 상대회동운동을 지지하는 제4축아암의 베어링지지부에 돌출설치된 적어도 하나의 제1스토퍼와; 상기 제1스토퍼의 상대회동방향에 대해 상기 제5축아암에 돌출설치된 제2스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 다관절 로봇.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1스토퍼는 상기 베어링지지부에 고정된 볼트로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수직 다관절 로봇.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1스토퍼와 상기 제2스토퍼는 상기 4축아암에 대한 상기 5축아암의 회전중심축에 대해 대칭으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 수직 다관절 로봇.