KR0137114Y1 - 수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조 - Google Patents

Abstract

구조적으로 간단하고 저렴한 공압 실린더를 이용하여 3축의 승강운동이 이루어지도록 함으로써 조립에 따른 작업성 향과 원가 절감을 도모할 수 있는 수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이에 따라 베이스에 지지되어 1,2축 모우터의 작동에 따라 소정의 각도로 수평 회전 이동되는 제1,2아암으로 이루어진 수평 이동부와; 상기한 수평 이동부의 제2아암에 고정 설치됨은 물론 승강 로드를 보유하는 공압 실린더로 구성된 3축 구동부와; 상기한 3축 구동부의 승강 로드와 연결대에 의해 회전 가능하게 연결되어 승강 가능함은 물론 제2아암에 회전 가능하게 수납된 스플라인 너트와 스플라인 결합된 볼 스플라인으로 이루어진 승강부와; 상기한 승강부의 스플라인 너트에 고정 설치된 풀리와 타이밍 벨트로 연결된 서어보 모우터로 이루어진 4축 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조

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

제2도는 본 고안에 관련되는 승강 로드의 단면도.

제3도는 종래 기술의 수평 다관절형 로보트의 사시도.

제4도는 종래 기술의 수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조의 구성을 나타내는 측단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 3축 구동부 11 : 승강 로드

12 : 공압 실린더 13 : 연결대

14 : 회전 방지수단 20 : 승강부

21,22 : 스토퍼 50 : 수평 이동부

51 : 베이스 52 : 1축 모우터

53 : 제1아암 54 : 2축 모우터

55 : 제2아암 73 : 볼 스플라인

74 : 풀리 75 : 스플라인 너트

80 : 4축 구동부 81 : 서어보 모우터

83 : 타이밍 벨트

[산업상의 이용분야]

본 고안은 수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조적으로 간단한 공압 실린더를 이용하여 3축의 승강직선운동이 이루어지도록 함으로써 조립에 따른 작업성 향상으로 도모하고 원가를 절감할 수 있도록 한 수평 다관절형 로봇의 3,4축 구조에 관한 것이다.

[종래의 기술]

일반적으로 수평 다관절형 로보트는 제,2아암이 소정의 각도만큼 수평 회전한 다음 수직방향으로 안내되는 제3축의 아래측단에 4축 모우터의 작동에 따라 소정의 각도로 회전가능한 홀더가 제공되어 이송시키고자 하는 제품을 진공 흡착하여 차 공정으로 이송시키도록 하는 장치로서, 자동화기기에 관련된 작업물 반송 및 운반장치에 널리 이용되고 있다.

제3도는 종래 기술의 수평 다관절형 로보트의 사시도이고, 제4도는 종래 기술의 수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조의 구성을 나타내는 측단면도로서, 수평 이동부(50), 3축 구동부(60), 승강부(70), 4축 구동부(80)로 이루어져 있다.

상기한 수평 이동부(50)는 베이스(51)에 선회 가능하게 고정 설치됨은 물론 1축 모우터(52)의 작동에 의해 소정의 각도로 수평 회전이동 안내되는 제1아암(53)의 자유단에 2축 모우터(54)의 작동에 의해 소정의 각도로 수평 회전이동 안내되는 제2아암(55)이 선회 가능하게 고정 설치되어 제1,2축 모우터(52)(54)의 작동에 의해 소정의 각도로 수평 회전이동되도록 되어 있다.

상기한3축 구동부(60)는 제2아암(55)의 자유단부에 제공된 하우징(61)의 내측에 서어보 모우터(62)가 마련되어 양측단이 제2아암(55)과 하우징(61)에 회전 가능하게 설치된 볼 스크류(63)에 회전력을 전달하도록 타이밍 벨트(64)로 연결되어 있다.

그리고 상기한 승강부(70)는 스토퍼(71)를 보유하는 볼 너트(72)가 볼스크류(63)에 결합되어 그 회전 방향에 따라 선택적으로 승강 안내되도록 되어 있으며, 상기한 볼 너트(72)의 일측에는 함께 승강되는 볼 스플라인(73)이 회전 가능하게 고정 설치되어 있다.

상기한 볼 스플라인(73)은 제2아암(55)에 회전 가능하게 수납됨은 물론 4축 구동부(80)의 회전력이 선택적으로 전달되도록 풀리(74)가 고정 설치된 스플라인 너트(75)와 결합되어 승강 및 회전 가능하게 관통 설치되고, 그 하단부에는 제품을 흡착하는 홀더(76)를 장착하기 위한 플랜지(77)가 마련되어 있다.

또한, 상기한 4축 구동부(80)는 제2아암(5)에 제공된 서어보 모우터(81)의 풀리(82)와 스플라인 너트(75)에 고정 설치된 풀리(74)가 타이밍 벨트(83)로 연결되어 선택적으로 작동되는 서어보 모우터(81)의 회전력이 볼 스플라인(73)에 전달되어 홀더(76)에 의해 흡착된 제품이 이송될 때 위치가 보정되도록 되어 있다.

이와 같이 구성되는 종래 기술의 수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조는, 베이스(51)의 상측에 제공된 1축 모우터(52)를 작동시키면 그 회전력이 1축 감속기(도시생략)에 의해 감속되어 제1아암(53)을 소정의 각도로 수평회전 이동시키고, 이러한 상태에서 2축 모우터(54)가 작동되면 2축 감속기(도시생략)에 의해 회전력이 감속되어 제2아암(55)이 소정의 각도로 수평 회전 이동된다.

이러한 상태에서 3축 구동부(60)의 서어보 모우터(62)를 작동시키면, 모우터의 회전력이 타이밍 벨트(64)에 의해 볼 스크류(63)에 전달된다.

따라서 상기한 볼 스크류(63)가 정방향으로 회전되면 이에 결합된 볼 너트(72)가 하강됨에 따라 그 일측에 회전 가능하게 고정 설치된 볼 스플라인(73)이 스플라인 너트(75)에 안내되어 소정 거리 하강됨과 아울러 이송하고자 하는 제품을 홀더(76)에 의해 진공 흡착하게 된다.

이와 같이 홀더(76)에 의해 제품을 흡착한 상태에서 3축 구동부(60)의 서어보 모우터(62)를 역방향으로 작동시키면, 볼 스크류(63)가 전기한 작동과 반대로 회전됨에 따라 볼 스플라인(73)은 소정 거리 상승되고, 흡착된 제품을차 공정으로 이송시키기 위해 1축 및 2축 모우터(52)(54)를 전기한 작동과 반대로 작동시켜 제1,2아암(53)(55)을 이송하고자 하는 위치로 수평 이송시키게 되는 바, 흡착된 제품을 차 공정의 정확한 위치에 자유낙하시키기위해 4축 구도이부(80)의 서어보 모우터(81)를 작동시켜 타이밍 벨트(83)로 연결된 스플라인 너트(75)를 회전시킨다.

따라서 스플라인 너트(75)와 스플라인 결합된 볼 스플라인(73)이 소정의 각도로 회전됨으로써 정확한 위치보정이 이루어짐에 기인하여 차 공정으로 이송되는 제품이 정확한 위치에 이송되게 된다.

[고안이 해결하고자 하는 문제점]

이와 같이 수평 이동부(50)의 작동 후, 볼 스플라인(73)이 3축 구동부(60)의 서어보 모우터(62)와 4축 구동부(80)의 서어보 모우터(81)의 작동에 따라 소정거리 승강됨은 물론 소정의 각도로 회전되어 위치보정이 정확하게 이루어짐에 따라 흡착된 제품을 차 공정으로 정확하게 이송시킬 수 있고, 볼 스플라인(73)의 승강 스트로크를 유동적으로 제어하여 가변되는 위치를 정밀하게 제어할 수 있지만, 구조적으로 복잡하여 조립에 따른 작업성이 저하되고, 가격이 비싸 정밀한 위치정도가 요구되지 않거나 승강 설정위치가 2점만으로 제한될 때 비경제적인 문제점이 내재되어 있다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래 기술으 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 구조적으로 간단하고 저렴한 공압 실린더를 이용하여 3축의 승강운동이 이루어지도록 함으로써 조립에 따른 작업성 향상과 원가 절감을 도모할 수 있는 수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조를 제공하는 데 있다.

[문제점을 해결하기 위한 수단]

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위해 본 고안은, 베이스에 지지되어 1,2축 모우터의 작동에 따라 소정의 각도로 수평 회전 이동되는 제1,2아암으로 이루어진 수평 이동부와; 상기한 수평 이동부의 제2아암에 고정 설치됨은 물론 승강 로드를 보유하는 공압 실린더로 구성된 3축 구동부와; 상기한 3축 구동부의 승강 로드와 연결대에 의해 회전 가능하게 연셜되어 승강 가능함은 물론 제2아암에 회전 가능하게 수납된 스플라인 너트와 스플라인 결합된 볼 스플라인으로 이루어진 승강부와; 상기한 승강부의 스플라인 너트에 고정 설치된 풀리와 타이밍 벨트로 연결된 서어보모우터로 이루더니 4축 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조를 제공한다.

상기한 승강 로드는 공압 실린더 작동시 연결대의 흔들림을 방지하여 볼 스플라인의 정확한 이송이 이루어지도록 길이 방향으로 회전 방지수단이 형성됨을 특징으로 한다.

상기한 회전 방지수단은 하나 이상의 홈이 등간격으로 형성됨을 특징으로 한다.

상기한 승강부의 볼 스플라인 승강 스트로크를 제한하도록 스토퍼가 각각 마련됨을 특징으로 한다.

상기한 스토퍼는 연결대가 위치하는 상측에 상승 스토퍼가 장착되고 볼 스플라인의 상측에 하강 스토퍼가 장착됨을 특징으로 한다.

[작용]

이와 같은 수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조는, 베이스에 지지된 제1,2아암이 1축 및 2축 모우터의 작동에 따라 소정의 각도로 수평 회전 이동된 다음, 3축 구동부의 공압 실린더를 작동시켜 승강 로드를 하강시키면 상기 승강 로드에 고정된 연결대에 의해 승강부의 볼 스플라인이 스플라인 너트에 안내되어 소정거리 하강됨과 아울러 홀더에 의해 이송시키고자 하는 제품을 흡착하게 된다.

이러한 상태에서 3축 구동부의 공압 실린더를 반대로 작동시키면 승강로드가 상승함에 따라 제품을 흡착한 볼 스플라인은 상승되게 되는 바, 흡착된 제품을 차 공정으로 이송시키기 위해 수평 이동부를 전기한 작동과 반대로 작동시킴과 아울러 4축 구동부의 서어보 모우터를 작동시켜 타이밍 벨트로 연결된 스플라인 너트를 회전시킴으로써 이에 스플라인 결합된 볼 스플라인이 소정의 각도로 회전되어 흡착된 제품의 위치보정이 정확하게 이루어지게 됨에 따라 제품의 이송이 정확하게 이루지게 된다.

[실시예]

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 가다.

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

수평 이동부(50)의 제2아암(55)에 3축 구동부(10)가 고정 설치되어 승강부(20)를 선택적으로 승강시키도록 되어 있다.

상기한3축 구동부(10)는 승강 로드(11)를 보유하는 공압 실린더(12)로 이루어지며, 상기의 승강 로드(11)는 볼 스플라인(73)의 하단부와 연결대(13)로 연결되어 함께 승강되도록 되어 있다.

상기한 승강 로드(11)는 제2도에 도시한 바와 같이 공압 실린더(12)의 작동시 연결대(13)의 흔들림을 방지하여 볼 스플라인(73)의 정확한 이송이 이루어지도록 회전 방지수단(14)이 길이 방향으로 형성되어 있다.

본 실시예에서 상기의 회전 방지수단(14)은 하나 이상의 홈이 등간격으로 형성됨은 물론 라운드 형상으로 형성되어 있지만, 이에 한정하지 않고 하나 이상의 돌기는 물론 다각형 형상으로 형성하여도 무방하다.

상기한 승강붐(20)의 볼 스플라인(73)은 연결대(13)와 회전 가능하게 연결되어 있으며, 승강의 스트로크를 제한하는 스토퍼(21)(22)가 마련되어 있다.

상기한 스토퍼(21)(22)는 연결대(13)가 위치하는 상측에 상승 스토퍼가 장착되고 볼 스플라인(73)의 상측에 하강 스토퍼가 장착되어 볼 스플라인(73)의 승강 스트로크를 제한 하도록 되어 있다.

이와 같이 구성되는 본 고안의 수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조는, 베이스(51)의 상측에 제공된 1축 모우터(52)를 작동시키면 그 회전력이 1축 감속기에 의해 감속되어 제1아암(53)을 소정의 각도로 수평회전 이동시키고, 이러한 상태에서 2축 모우터(54)가 작동되면 2축 감속기에 의해 회전력이 감속되어 제2아암(55)이 소정의 각도로 수평 회전 이동된다.

이러한 상태에서 3축 구동부(10)의 공압 실린더(12)를 작동시키면, 승강로드(11)가 하강함에 따라 연결대(13)에 의해 연결된 볼 스플라인(73)이 스플라인 너트(75)에 안내되어 소정 거리 하강됨과 아울러 이송하고자 하는 제품이 홀더(76)에 의해 진공 흡착된다.

이와 같이 홀더(76)에 의해 제품을 흡착한 상태에서 3축 구동부(10)의 공압 실린더(12)를 전기한 작동과 반대로 작동시키면, 승강 로드(11)가 상승됨으로써 볼 스플라인(73)은 소정 거리 상승되고, 흡착된 제품을 차 공정으로 이송시키기 위해 축 및 2축 모우터(52)(54)를 전기한 작동과 반대로 작동시켜 제1,2아암(53)(55)을 이송하고자 하는 위치로 수평 이송시키게 되는 바, 흡착된 제품을 차 공정의 정확한 위치에 자유낙하시키기위해 4축 구동부(80)의 서어보 모우터(81)를 작동시켜 타이밍 벨트(83)로 연결된 스플라인 너트(75)를 회전시킨다.

따라서 스플라인 너트(75)와 스플라인 결합된 볼 스플라인(73)이 소정의 각도로 회전됨으로써 정확한 위치보정이 이루어짐에 기인하여 차 공정으로 이송되는 제품이 정확한 위치에 이송되게 된다.

이때 승강부(20)의 볼 스플라인(73) 승강 스트로크는 연결대(13)의 상측과 볼 스플라인(73)의 상단부에 마련된 상승 및 하강 스토퍼(21)(22)에 의해 제한되게 된다.

[효과]

이상 설명한 바와 같이 본 고안의 수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조는, 제품을 흡착하여 차 공정으로 이송시키는 볼 스플라인의 승강을 구조가 간단하고 저렴한 공압 실린더를 이용하여 그 기능을 실현함으로써 장착에 따른 작업 향상을 도모하고, 원가를 절감하여 정밀한 위치정도가 요구되지 않거나 승강 설정위차가 2점만으로 제한하는 제품 이송 공정에 적합하도록 적용함으로써 경제적인 이윤을 추구할 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 베이스(51)에 지지되어 1,2축 모우터(52)(54)의 작동에 따라 소정의 각도로 수평 회전 이동되는 제1,2아암(53)(55)으로 이루어진 수평 이동부(50)와; 상기한 수평 이동부(50)의 제2아암(55)에 고정 설치됨은 물론 승강 로드(11)를 보유하는 공압 실린더(12)로 구성된 3축 구동부(10)와; 상기한 3축 구동부(10)의 승강 로드(11)와 연결대(13)에 의해 회전 가능하게 연결되어 승강 가늠함은 물론 제2아암(55)에 회전 가능하게 수납된 스플라인 너트(75)와 스플라인 결합된 볼 스플라인(73)으로 이루어진 승강부(20)와; 상기한 승강부(20)의 스플라인 너트(73)에 고정 설치된 풀리(74)와 타이밍 벨트(83)로 연결된 서어보 모우터(81)로 이루어진 4축 구동부(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조.
2. 제1항에 있어서, 승강 로드(11)는 공압 실린더(12)의 작동시 연결대(13)의 흔들림을 방지하여 볼 스플라인(73)의 정확한 이송이 이루어지도록 회전 방지수단(14)이 길이방향으로 형성됨을 특징으로 하는 수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조.
3. 제2항에 있어서, 회전 방지수단(14)은 하나 이상의 홈이 등간격으로 형성됨을 특징으로 하는 수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조.
4. 제1항에 있어서, 승강부(20)에는 볼 스플라인(73)의 승강 스트로크를 제한하도록 스토퍼(21)(22)가 각각 마련됨을 특징으로 하는 수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조.
5. 제4항에 있어서, 스토퍼(21)(22) 중 상승 스토퍼는 연결대(13)가 위치하는 상측에, 하강 스토퍼는 볼 스플라인(73)의 상측에 각각 장착됨을 특징으로 하는 수평 다관절형 로보트의 3,4축 구조.