KR0160662B1 - 산업용 로보트의 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제2아암의 회전관성을 줄여 모터의 성능을 향상시킨 산업용 로보트의 구동장치에 대해 개시한다. 이를 위한 본 발명은 스플라인(73)을 상하로 이동시키도록 동력을 전달하는 제1모터(100)와 그 스플라인(79)을 회전시키도록 동력을 전달하는 제2모터(74)를 모두 제2아암(70)의 회전중심에 인접하여 설치된 구조를 가진다. 이러한 본 발명은 제2아암(70)의 회전관성을 줄여 제2아암(70)을 회전시키는 모터의 성능을 향상시킨다.

Description

산업용 로봇의 구동장치

제1도는 종래 산업용 로봇을 나타낸 개략 사시도.

제2도는 제1도의 제2아암부분의 단면도.

제3도는 종래 구동장치의 요부발췌도.

제4도는 본 발명에 따른 산업용 로봇을 나타낸 사시도.

제5도는 제4도의 제2아암부분의 단면도.

제6도는 본 발명에 따른 구동장치의 요부 발췌 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

60 : 제1아암 70 : 제2아암

73 : 스크류 74 : 제2모터

75 : 하우징 79 : 스플라인

87 : 대경풀리 88 : 소경풀리

100 : 제1모터

본 발명은 산업용 로봇의 구동장치에 관한 것으로서, 특히 로보트의 구동성능이 향상되고 부품수를 절감시킨 산업용 로보트의 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 로보트는 정해진 프로그램에 따라 제어되어 회전· 상하· 좌우운동을 하여 조작부에 원하는 위치로 이동되어 부품을 자동적으로 조립생산하도록 작동된다.

이러한 산업용 로보트 및 이의 구동장치가 제1도 및 제2도에 도시되어 있다. 이는 대별하여 콘트롤부가 내장된 베이스(1)와, 제1아암(10) 및 제2아암(20)으로 이루어진다. 베이스(1)에 지지된 축(2)의 단부에 제1아암(10)의 일단부가 제1모터(12)에 의해서 회전가능하게 지지 되고, 제1아암(10)의 타단부에 제2아암(20)의 일단부가 회전가능하게 지지되는 바, 제2아암(20)은 제2모터(13)에 의해서 회전가능하게 된다.

그리고 제2아암(20)의 내부에는 제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이 스플라인(25)을 상하 및/또는 회전시키기 위한 제3모터(23) 및 제4모터(24)가 설치된다. 제2도를 참조하면, 제3모터(23)에는 스크류(28)가 커플링(26)으로 연결되고, 그 스크류(28)는 양단이 각각 베어링(27)(40)으로 지지되어 있다. 스크류(28)의 중간부분에는 링크(29)가 고정되고 그 링크(29)에 스플라인(25)이 연결되어 있다. 스플라인(25)은 링크(29)에 설치된 베어링(30)과 베어링(41)에 지지되고, 단부에 제2풀리(32)가 결합되어 있다. 그 스플라인(25)의 단부에는 부품을 잡기위한 연장이나 그리퍼가 결합되어 진다.

그리고 제4모터(24)에는 제1풀리(31)가 마련되어 있고, 이 제4모터(24)와 스플라인(25) 사이에는 대경풀리(36)와 소경풀리(37)를 가지는 2단 감속풀리(42)가 베어링(35)으로 지지된채 마련되어 있다. 제1풀리(31)와 대경풀리(36)에 벨트(33)가 권회되고, 소경풀리(37)와 제2풀리(32)에 벨트(38)가 권회된다. 그리고 벨트(38)에는 제3도에 도시된 바와 같이 텐션을 부여하기 위한 텐션롤러(39)가 설치되어 있다.

이와 같은 구조의 구동장치는 다음과 같이 작동된다. 먼저 제3모터(23)가 구동하게 되면 스크류(28)가 회전하게 되고, 이에 따라서 스플라인(25)이 상하로 이동되게 된다. 그리고 제4모터(24)가 구동하게 되면 벨트(33)(38)에 의해서 스플라인(25)을 회전시키게 된다. 이때 제4모터(24)의 회전력을 2단감속풀리(42)에 의해서 감속되어 스플라인(25)을 회전시키게 된다.

따라서 상기 스플라인(25)은 제3모터(23)의 동력으로 상하로 이송되고 제4모터(24)의 동력으로 회전운동을 하게 되는 것이다.

그런데, 이와 같은 종래의 로보트 구동장치는 다음과 같은 문제점을 가진다.

첫째, 제3모터(23)가 구조상 제2아암(20)의 자유단부측에 위치됨으로써 제2모터(13)의 동력으로 제2아암(20)이 회전될시 회전관성이 커져, 제1모터(12) 및 제2모터(13)의 부하가 커진다는 문제점이 있다.

둘째, 2단감속풀리(42)와 제2풀리(32) 사이의 벨트(38) 장력에 의해서 베어링(35)에 우력(偶力)이 작용하여 구동성능이 저하될 뿐만 아니라, 소음이 발생하고 벨트의 수명이 저하된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다음과 같은 목적을 가진다.

첫째, 회전아암의 회전관성을 줄여 구동모터의 성능이 향상되도록 그 구조가 개량된 산업용 로보트의 구동장치를 제공하는 데 있다.

둘째, 구동소음이 대폭 감소된 산업용 로보트의 구동장치를 제공하는 데 있다.

셋째, 부품수의 감소로 구조가 간단해진 산업용 로보트의 구동장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은 제1아암에 대해 회전가능하게 연결되는 제2아암에 설치된 스플라인을 상하로 이동시키는 이동수단과 그 스프라인을 회전시키는 회전수단을 구비하는 산업용 로보트의 구동장치에 있어서, 상기 이동수단은 상기 제2아암에 대해 수직으로 지지되어 회전가능하며 상기 스플라인이 소정간격 이격된채 평행하게 지지되는 스크류와, 상기 스크류와 상기 제1아암 사이의 제2아암에 설치되며 그 스크류에 동력을 전달하는 제1모터와, 상기 제1모터의 동력을 스크류에 전달하는 전달수단을 구비하여 되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은 제1아암에 대해 회전가능하게 연결되는 제2아암에 설치된 스플라인을 상하로 이동시키는 이동수단과 그 스플라인을 회전시키는 회전수단을 구비하는 산업용 로보트의 구동장치에 있어서, 상기 회전수단은 상기 제1아암과 스플라인 사이의 제2아암에 설치되는 제2모터와, 상기 제2모터와 스플라인 사이에 마련되며 직경이 큰 대경풀리와 이 대경풀리와 동축으로 되는 직경이 작은 소경풀리를 가지며, 그 대경풀리와 소경풀리 사이를 회전가능하게 지지하는 베어링하우징과 상기 모터와 대경풀리를 연결하는 벨트와 상기 소경풀리와 스플라인을 연결하는 벨트를 구비하여 되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은 제1아암에 대해 회전가능하게 연결되는 제2아암에 설치된 스플라인을 상하로 이동시키는 제1모터와, 그 스플라인을 회전시키는 제2모터를 구비하는 산업용 로보트의 구동장치에 있어서, 상기 제1모터와 제2모터가 상기 제1아암과 스플라인 사이의 제2아암에 설치되어 되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 산업용 로보트의 구동장치를 나타낸 제4도 및 제5도를 참조하면, 로보트를 제어하는 콘트롤부가 내장된 베이스(50)에는 축(51)이 지지되어 있고, 그 축(51)에는 제1아암(60)의 일단이 회전가능하게 지지되어 있고, 제1아암(60)의 타단에는 제2아암(70)이 회전가능하게 지지되어 있다. 그리고 제2아암(70)의 단부에는 그리퍼(gripper)와 같은 공구등이 결합되는 스플라인(79)이 상하 및 회전가능하게 설치되어 있는 바, 이는 소정의 이동수단에 의해서 상하로 이동되게 되고 소정의 회전수단에 의해서 회전가능하게 된다.

제1아암(60)의 하우징(65)에는 제1아암(60)을 회전시키는 제3모터(61)와 제2아암(70)을 회전시키는 제4모터(62)가 설치되어 있다.

상기 스플라인(79)을 상하로 이동시키는 이동수단의 구성은 다음과 같다.

상기 제2아암(70)의 단부측에 스크류(73)가 수직으로 배열되어 설치된다. 그 스크류(73)는 지지대(72)에 설치된 베어링(76)과 베어링(86)에 회전가능하게 지지되며, 스크류(73)의 하부측에는 제1풀리(83)가 압입설치된다. 상기 스플라인(79)은 스크류(73)의 중간부분에서 연결되는 링크(77)에 지지된다. 이때 스플라인(79)은 스크류(73)와 평행으로 배열되고 링크(77)에 설치된 베어링(78)과 베어링(80)에 의해서 회전가능하게 된다. 그리고 스크류(73)와 제1아암(60) 사이의 제2아암(70)의 하우징(75)에는 제2풀리(81)를 가지는 제1모터(100)가 설치된다. 그리고 상기 제1풀리(83)와 제2풀리(81)에는 타이밍 벨트(85)가 권회설치된다.

상기 이동수단의 동작은 제1모터(100)의 구동으로 타이밍 벨트(85)가 권회되면서 스크류(73)를 회전시키면, 링크(77)가 스크류(73)의 회전방향에 따라 상하로 이동되면서 스플라인(79)을 상하로 이동시킨다. 이때 스플라인(79)은 두 베어링(78)(80)에 지지되므로 선회되지는 않는다.

이어서 상기 스플라인(79)을 회전시키는 회전수단의 구성은 다음과 같다.

상기 스크류(73)와 제1모터(100) 사이의 하우징(75)에는 제3풀리(82)를 가지는 제2모터(74)가 설치된다. 제2모터(74)와 스플라인(79) 사이에는 제2모터(74)의 동력을 감속하여 전달하는 감속유니트(110)가 설치된다. 이 감속유니트(110)는 회전축을 가지며 그 축의 일단부에 직경이 작은 소경풀리(88)와, 축의 타단부에 직경이 큰 대경풀리(87)와, 축을 지지하는 베어링(89)과 그 하우징(90)으로 이루어진다. 그리고 상기 제3풀리(82)와 대경풀리(87)에 벨트(93)가 권회된다. 그리고 스플라인(79)에 제4풀리(84)를 압입설치하여 소경풀리(88)와의 사이에 벨트(91)로 권회시킨다.

여기서 상기 감속유니트(110)는 제6도에 도시된 바와 같이 그 하우징(90)에 고정플레이트(92)를 착탈식으로 설치하여서, 하우징(75)에 고정시킬 수 있도록 하였다.

이러한 회전수단의 동작은, 먼저 제2모터(74)가 구동하게 되면 벨트(93)를 통해 동력이 감속유니트(110)로 전달되고, 그 감속유니트(110)에 의해서 감속된 동력은 벨트(91)에 의해서 스플라인(79)에 전달되어 회전시킨다.

본 발명에 따른 산업용 로보트의 구동장치는 다음과 같은 이점을 가진다.

첫째, 감속유니트(110)는 대경풀리(87)와 소경풀리(88) 사이에 베어링(89)을 구비함으로써, 벨트(91)의 회전에 따른 장력에 의해서 베어링(89)에 발생되는 모우멘트 하중을 종래보다 상대적으로 적게 발생되게 한다. 이에 따라서 소음이 감소되고 베어링의 수명을 연장시킬 수 있는 이점을 가진다. 즉, 제2도를 참조하면 종래에는 대경풀리(36)와 소경풀리(37)를 이들의 단부에서 베어링(35) 지지시킴으로써, 베어링(35)과 소경풀리(37) 사이의 거리가 본 발명에서보다 길게므로, 벨트(38)에 의한 장력으로 발생하는 모우멘트 하중이 베어링(35)에서 크게 작용하게 되는 것이다.

둘째, 제1모터(100)와 제2모터(74)가 제1아암(60)과 스크류(73) 사이에 설치됨으로써, 제2아암(70)의 회전에 따른 회전관성을 적게 한다. 즉, 종래에는 스크류를 회전시키는 모터(23)가 제2아암(20)의 단부측에 마련됨으로써 제2아암(20)의 회전시 관성부하가 커져서 제2아암(20)을 회전시키는 모터의 부하를 크게하므로 모터의 성능이 저하되었던 것과는 달리, 본 발명은 제2아암(70)의 회전관성을 적게 함으로써 제2아암(70)을 회전시키는 모터(62)의 성능을 향상시키게 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 스플라인을 상하/회전시키는 두 모터를 제2아암의 회전중심에 인접하여 설치함으로써 제2아암의 회전관성을 줄여, 그 제2아암을 회전시키는 모터의 성능을 향상시킬 수 있는 산업용 로보트의 구동장치를 제공한다.

Claims (4)

1. 제1아암에 대해 회전가능하게 연결되는 제2아암에 설치된 스플라인을 상하로 이동시키는 이동수단과 그 스프라인을 회전시키는 회전수단을 구비하는 산업용 로보트의 구동장치에 있어서, 상기 이동수단은 상기 제2아암에 대해 수직으로 지지되어 회전가능하며 상기 스플라인이 소정간격 이격된채 평행하게 지지되는 스크류와, 상기 스크류와 상기 제1아암 사이의 제2아암에 설치되며 그 스크류에 동력을 전달하는 제1모터와, 상기 제1모터의 동력을 스크류에 전달하는 전달수단을 구비하여 되는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트의 구동장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전달수단은 상기 스크류에 제1풀리를 결합하고 제1모터에 제2풀리를 결합하여서, 두 풀리 사이를 벨트로 권회하여 되는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트의 구동장치.
3. 제1아암에 대해 회전가능하게 연결되는 제2아암에 설치된 스플라인을 상하로 이동시키는 이동수단과 그 스플라인을 회전시키는 회전수단을 구비하는 산업용 로보트의 구동장치에 있어서, 상기 회전수단은 상기 제1아암과 스플라인 사이의 제2아암에 설치되는 제2모터와, 상기 제2모터와 스플라인 사이에 마련되며 직경이 큰 대경풀리와 이 대경풀리와 동축으로 되는 직경이 작은 소경풀리를 가지며, 그 대경풀리와 소경풀리 사이를 회전가능하게 지지하는 베어링하우징과, 상기 모터와 대경풀리를 연결하는 벨트와 상기 소경풀리와 스플라인을 연결하는 벨트를 구비하여 되는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트의 구동장치.
4. 제1아암에 대해 회전가능하게 연결되는 제2아암에 설치된 스플라인을 상하로 이동시키는 제1모터와, 그 스플라인을 회전시키는 제2모터를 구비하는 산업용 로보트의 구동장치에 있어서, 상기 제1모터와 제2모터가 상기 제1아암과 스플라인 사이의 제2아암에 설치되어 되는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트의 구동장치.