KR0133459Y1 - 수직 다관절 로보트의 동작 제한 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 6축 수직 다관절 로보트의 동작 제한 장치에 관한 것으로, 4축 구동부의 아암 축(3)쪽 프레임(4)에 돌출부(5)가 형성되어 있고, 아암 축(3)의 감속기(2)측 선단에 리미트 보울트(6)가 설치되어 있으며, 상기 돌출부(5)와 리미트 보울트(6) 사이에 양쪽에 돌기(8a,8b)가 형성되어 있는 스토퍼 링(7)이 삽입 설치되어 간단한 구조이면서도 리미트 기능의 효과가 확실하며, 회동 동작의 한계 범위가 넓으며, 또 전기적인 방법이 아니므로 작업 환경의 특성에 관계없이 안정적으로 사용할 수 있게 한 것이다.

Description

수직 다관절 로보트의 동작 제한 장치

제1도는 본 고안에 따른 수직 다관절 로보트의 동작 제한 장치의 개략도.

제2도는 제1도의 A 부분의 확대도.

제3도의 (a),(b),(c)는 각각 본 고안에 적용된 스토퍼 링의 단면도, 좌측면도 및 우측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 구동 모우터 2 : 감속기

3 : 아암 축 4 : 프레임

5 : 돌출부 6 : 리미트 보울트

7 : 스토퍼링 8a,8b'돌기

본 고안은 수직 다관절 로보트의 동작 제한 장치에 관한 것으로, 특히 회전 한계 제어의 효과가 확실하고 동작 범위를 넓게한 수직 다관절 로보트의 동작 제한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 6축 다관절 산업용 로보트에서 어퍼 아암인 4축은 로보트의 손목부를 시계 및 반시계 방향으로 회동 운동을 시키게 되는데, 구동력은 4축에서 감속기를 거쳐 아암 축으로 전달된다.

이때 회전 운동의 회전 한계는 1차로 4축 구동 모우터를 소프터 웨어에 의한 제어를 하게 되나, 한계치를 벗어나거나 오동작을 하는 경우에는 이를 방지하기 위한 2차적 제어 장치가 필요하게 된다.

이러한 동작 범위 제한의 수단으로는 전기적인 방법인 리미트 스위치를 사용하는 것과 기계적인 방법인 기계적 스토퍼를 사용하는 것이 있다.

그중에서 전기적인 방법인 리미트 스위치의 경우 모우터의 동작을 전기적인 신호의 단락으로 제한하므로, 인화성 가스가 존재하는 곳에서는 스파크의 위험이 있을 뿐만 아니라 동작 범위 제한의 효과도 엄밀하지 못하다는 단점이 있다.

한편 기계적인 방법인 기계적 스토퍼를 사용하는 경우, 회동 운동을 기계적으로 정지시킨 후 별도로 모우터를 정지시키는 수단이 필요한 면이 있으나 동작 범위 제한의 효과는 즉시적이고 확실한 것이 장점인 데, 종래의 경우 4축 구동부의 케이싱과 축에 돌기를 형성시킨 기계적 스토퍼가 있으나 회동의 제한 범위가 작다는 단점이 있었다.

이에 본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 구조가 간단하면서도 스토퍼로서의 기능이 확실한 동작 제한 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 4축 구동부의 아암 축쪽 프레임에 돌출부가 형성되어 있고, 아암 축의 감속기측 선단에 리미트 보울트가 설치되어 있으며, 상기 돌출부와 리미트 보울트 사이에 양쪽에 돌기가 형성되어 있는 스토퍼 링이 삽입 설치된 구조로 이루어져 있다.

이러한 구조에서 리미트 스토퍼의 작동 과정을 살펴보면, 먼저 아암 축에 있는 리미트 보울트가 스토퍼 링의 돌기에 걸려 스토퍼 링이 같이 회전하게 되고 일정한 만큼 회전하면 스토퍼 링의 반대편의 돌기가 4축 구동부의 프레임에 형성된 돌기에 걸려 더 이상 돌지 않게 된다. 반대 방향 회전의 경우도 같은 원리로 회전 범위가 제한된다. 또한 회전각의 조절을 스토퍼 링의 돌기의 수나 위치의 변경으로 가능하다.

이렇게 기계적 스토퍼에 의해 아암 축의 회전이 정지되면 구동 모우터에 과부하가 걸린 정보가 제어기에 인식되고 모우터가 정지되도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 구조로 된 본 고안의 리미트 스토퍼를 채용함으로써, 간단한 구조이면서도 리미트 기능의 효과가 확실하며, 회동 동작의 한계 범위가 넓으며, 또 전기적인 방법이 아니므로 작업 환경의 특성에 관계없이 안정적으로 사용할 수 있게 된다.

이하 본 고안을 첨부한 예시 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

제1도는 본 고안에 따른 리미트 스토퍼 장치의 개략도이고, 제2도는 제1도의 A 부분의 확대도로서, 본 고안은 4축 구동 모우터(1)의 구동력이 감속기(2)를 거쳐 아암 축(3)으로 전달되어 로보트의 손목부를 시계 및 반시계 방향으로 회동 운동시키게 되어 있는 4축 구동부에서, 4축 구동부의 아암 축(3)쪽 프레임(4)에 돌출부(5)가 형성되어 있고, 아암 축(3)의 감속기측 선단에 리미트 보울트(6)가 설치되어 있으며, 돌출부(5)와 리미트 보울트(6) 사이에 스토퍼 링(7)이 설치된 구조로 이루어져 있다.

제3도의 (a),(b),(c)는 본 고안에 적용된 스토퍼 링의 단면도와 좌우 측면도를 각각 나타내고 있는데, 스토퍼 링(7)의 한쪽면에는 4축 구동부의 프레임(4)에 형성된 돌출부(5)에 걸리게 되는 돌기(8a)가 형성되어 있으며, 다른 쪽면에는 아암 축(3)에 설치되어 있는 리미트 보울트(6)에 걸리게 되는 돌기(8b)가 형성되어 있다.

이러한 리미트 스토퍼 장치의 작동은 다음과 같이 이루어진다. 모우터(1)의 구동을 받는 아암 축(3)에 있는 리미트 보울트(6)가 스토퍼 링의 돌기(8b)가 걸려서, 스토퍼 링(7)도 같이 회전하다가 회전 제한 범위를 벗어나면 스토퍼 링(7)의 다른쪽 돌기(8a)가 4축 구동부의 프레임(4)에 있는 돌출부(5)에 걸리게 되므로, 아암 축(3)이 더 이상 회전할 수 없게 되어 정지하게 되고, 이에 따라 4축 구동 모우터(1)에 과부하가 걸리게 되므로 제어기를 매개로 구동 모우터(1)를 정지시키게 된다.

상기 실시예에서는 스토퍼 링의 돌기(8a,8b)가 같은 위치에 형성되어 있는 것을 설명하였으나, 돌기의 형성 위치나 수에 따라 회동 운동의 회전 범위를 달리하여 변형 실시할 수 있게 된다. 예컨대, 돌기의 형성 위치가 스토퍼 링(7)에서 원주의 반대 위치에 있는 경우 회전 각의 제한 범위가 줄어들게 될 것이다.

그리고, 또 상기 실시예의 설명에서는 산업용 로보트의 4축 구동부에 적용한 것을 예로 들었으나, 이에 한정되지 않고 상대 회전하는 구동 부품의 동작 범위를 제한하는 다른 분야에도 적용할 수 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 리미트 스토퍼 장치는 부품수가 적을 뿐 아니라 구조가 간단하면서도 회전 제한의 효과가 확실하다는 장점이 있고, 기계적 방법이므로 전기적 스파크의 위험이 없으며, 동작의 제한 범위가 넓고 스토퍼 링에 형성시킨 돌기의 위치에 따라 회동 한계 범위의 조절이 가능하게 된다.

Claims (1)

1. 6축 다관절 산업용 로보트의 구동부에서, 4축 구동부의 아암 축(3)쪽 프레임(4)에 돌출부(5)가 형성되어 있고, 아암 축(3)의 감속기(2)측 선단에 리미트 보울트(6)가 설치되어 있으며, 상기 돌출부(5)와 리미트 보울트(6) 사이에 양쪽 측면에 돌기(8a,8b)가 각각 형성되어 있는 스토퍼 링(7)이 삽입 설치된 것을 특징으로 하는 수직 다관절 로보트의 동작 제한 장치.