KR0179573B1

KR0179573B1 - Wrist structure of industrial robot

Info

Publication number: KR0179573B1
Application number: KR1019950024596A
Authority: KR
Inventors: 손창수
Original assignee: 석진철; 대우중공업주식회사
Priority date: 1995-08-09
Filing date: 1995-08-09
Publication date: 1999-04-01
Also published as: KR970010031A

Abstract

본 발명은 무거운 하중을 지탱하여야 하는 아암을 갖춘 다관절 산업용 로보트의 손목부구조에 관한 것으로, 상기 아암(1)의 뒤쪽 선단에 제1축 관절운동 및 제2축 관절운동을 위한 제1구동모우터(2)와 제2구동모우터(3)가 설치되고, 상기 아암(1)의 내부에 제3축관절운동을 위한 제3구동모우터(4)가 설치된 구조로 이루어진 것으로서, 상기 제3구동모우터(4)에서 부터 작동요소로 동력을 전달하기 위한 각종 부품들이 필요 없게 되므로, 제조원가가 줄어 들게 됨은 물론, 상기 손목부를 이루는 아암의 내부구조가 간단해지게 되어 제작작업이 간단해지게 되도록 한 것이다.The present invention relates to a wrist structure of a multi-joint industrial robot with an arm that must support a heavy load, the first driving moor for the first axis joint motion and the second axis joint motion at the rear end of the arm (1) The rotor 2 and the second driving motor 3 are installed, and the third driving motor 4 for the third axis joint movement is installed inside the arm 1, wherein the third Since various parts for transmitting power from the driving motor 4 to the operating element are not required, the manufacturing cost is reduced, and the internal structure of the arm constituting the wrist is simplified to simplify the manufacturing work. It is.

Description

Wrist structure of industrial robot

제1도는 본 발명에 따른 산업용 로보트 손목부의 내부구조를 도시한 개략적 단면도.1 is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of the industrial robot wrist portion according to the present invention.

제2도는 종래의 산업용 로보트 손목부의 내부구조를 제1도와 동일한 형태를 도시한 개략적 단면도이다.Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of the conventional industrial robot wrist portion the same as the first view.

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

1 : 아암 2 : 제1구동모우터1: Arm 2: 1st drive motor

3 : 제2구동모우터 4 : 제3구동모우터3: second drive motor 4: third drive motor

5 : 기어 6 : 토오크파이프5: gear 6: torque pipe

7 : 제1감속기 8 : 구동기어7: first reduction gear 8: driving gear

9 : 기어 10 : 토오크파이프9: gear 10: torque pipe

11 : 베벨기어 12 : 제2감속기11: Bevel Gear 12: Second Reducer

13 : 기어 14 : 기어13: gear 14: gear

15 : 제3감속기 16 : 케이블15: third reducer 16: cable

본 발명은 산업용 로보트의 손목부구조에 관한 것으로, 특히 간단한 구성으로 이루어지게 한 스폿(SPOT)용접용 로보트의 손목부 내부구조에 관한 것이다.The present invention relates to a wrist part structure of an industrial robot, and more particularly, to a wrist part internal structure of a spot welding robot made to have a simple configuration.

일반적으로, 산업현장에서 용접용으로 사용하는 산업용 로보트는 그 손목부위는 몸체에서 지지되는 구조물이 없이 돌출되어 있으면서, 그 선단에 용접을 하기 위한 용접팁을 구비함과 더불어, 이 용접팁에 무거운 물체를 지탱하고서 용접을 하도록 되어 있기 때문에, 로보트의 전체적인 구조상의 밸런스를 유지함과 더불어, 손목부 자체의 밸런스를 유지하기 위한 구조상에 어려움이 있다.In general, an industrial robot used for welding in an industrial site has a wrist tip that protrudes without a structure supported by the body, and has a welding tip for welding at the tip, and a heavy object on the welding tip. Since the welding is carried out while supporting the robot, there is a difficulty in maintaining the overall structural balance of the robot and maintaining the balance of the wrist portion itself.

예컨대, 용접용 로보트가 복잡한 가공물의 특정한 부위를 찾아 용접하도록 하기 위해서는 다관절 운동을 할 수가 있어야 하는 바, 이와 같이 다관절 운동이 가능하면서, 손목부자체의 무게는 물론 로보트전체의 구조가 균형을 유지하도록 하여야만 하는 것이다.For example, in order for the welding robot to find and weld a specific part of a complex workpiece, it must be able to carry out articulated joints. Thus, the articulated joints can be moved, and the weight of the wrist part itself and the structure of the entire robot are balanced. It must be maintained.

그러나 종래의 일반적인 용접용 로보트에 사용되는 손목부구조에서는, 손목부를 관절운동시키기 위한 모우터가 모두아암의 뒤쪽에 설치되어 있기 때문에, 이 모우터에서 발생하는 구동력을 아암의 선단부에 위치하고 있는 손목부까지 전달하기 위해서는 많은 갯수의 부품이 필요하게 되므로, 이러한 많은 개수의 부품이 설치되어 있는 아암의 부피가 너무 커지게 됨은 물론, 이 손목부가 회절운동을 할 수 있게 하기 위해 아암에 장착되어 있는 모우터의 무게가 무겁게 되기 때문에, 모우터의 무게가 로보트의 지탱중량(가반중량)으로 작용되어지게 되므로, 로보트의 몸체에 설치되어 손목부전체를 가동시키기 위한 모우터의 구동용량이 커져야 하는 문제점이 있었다.However, in the conventional wrist part structure used in the conventional welding robot, since all the motors for articulating the wrist part are provided at the rear of the arm, the driving force generated in this motor is located at the tip of the arm. Since a large number of parts are required to deliver up to this point, the volume of the arm where such a large number of parts are installed becomes too large, and a motor mounted on the arm to allow the wrist portion to perform diffraction movement. Since the weight of the motor is heavy, since the weight of the motor is acted as the supporting weight (load weight) of the robot, there is a problem that the driving capacity of the motor for operating the entire wrist is installed on the robot body. .

즉, 제2도에 도시된 바와 같이, 종래의 일반적인 용접용 로보트에 장착되어 있는 손목부의 구조는, 구동모우터(101, 102, 103)가 모두 아암(104)의 뒤쪽에 설치되어, 이 구동모우터(101, 102, 103)에서 발생하는 구동력이 아암(104)의 내부에 설치되어 있는 토오크바아(105)와 토오크파이프(106,107)를 통하여 손목부까지 전달되어지도록 되어 있다.That is, as shown in FIG. 2, in the structure of the wrist portion mounted on a conventional welding robot, all of the driving motors 101, 102, and 103 are provided at the rear of the arm 104. The driving force generated in the motors 101, 102, 103 is transmitted to the wrist through the torque bar 105 and the torque pipes 106, 107 provided inside the arm 104.

이러한 구조의 로보트손목부구조에서는 상기 구동모우터(101,102,103)가 아암(104)의 뒤쪽에 설치되어 있으므로, 이 아암(104)의 손목부에서 지탱되어지는 하중에 대한 웨이트 밸런스(weight balance)의 역할을 하게 된다. 따라서 로보트의 본체에 설치되어 전체아암(104)을지지 및 구동시키기 위한 모우터(도시안됨)의 용량을 적게 할 수가 있는 잇점이 있기는 하지만, 한편으로는 상기에서 설명한 바와 같이 손목부를 가동시키기 위한 모우터(101, 102, 103)가 아암(104)의 뒤쪽에 설치되어 있음으로 인해, 이 모우터(101, 102, 103)에서 발생하는 구동력을 아암(104)에 구비되어 있는 감속기(108, 109, 110)에 직접 전달하기 위해, 상기 아암(104)의 내부에 2쌍의 베벨기어(111, 112 ; 113, 114)와, 1쌍의 스퍼어기어(115, 116) 및 이들 기어를 위한 각종 베어링 등을 필요로 하게 되므로, 전체적으로 구조가 복잡해 지게 된다.In the robot wrist structure having such a structure, since the driving motors 101, 102, and 103 are installed at the rear of the arm 104, the weight balance of the load supported by the wrist of the arm 104 is played. Will be Therefore, although there is an advantage in that the capacity of the motor (not shown) to be installed in the main body of the robot to support and drive the entire arm 104 can be reduced, on the other hand, as described above, Since the motors 101, 102, 103 are provided at the rear of the arm 104, the driving force generated in the motors 101, 102, 103 is provided in the arm 104. Two pairs of bevel gears 111, 112; 113, 114, a pair of spur gears 115, 116 and their gears within the arm 104 for direct transmission to the 109, 110. Since various bearings and the like are required, the overall structure becomes complicated.

그리고, 상기 모우터(101, 102, 103)에서 발생된 동력이 각 모우터(101, 102, 103)에 설치된 구동기어(117, 118)와 다수개의 평기어(119, 120, 121)를 상기 토오크바아(105)와 토오크파이프(106, 107)에 선택적으로 전달되어지도록 되어 있으므로, 상기 구동기어들과 다수개의 평기어 및 이들을 지지하는 베어링의 설치상태가 상당히 복잡하고, 이로 인하여 그 부피도 커지게 되는 문제점이 있었다.The power generated by the motors 101, 102, and 103 may include the driving gears 117, 118 and the plurality of spur gears 119, 120, and 121 installed in the motors 101, 102, and 103. Since it is to be selectively transmitted to the torque bar 105 and the torque pipe (106, 107), the installation state of the drive gears and a plurality of spur gears and bearings that support them is quite complicated, thereby the volume is large There was a problem.

또한, 상기한 바와 같이 아암(104)의 내부에 동력을 전달하기 위한 부품이 많이 설치되어야 하므로, 그 제작비가 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.In addition, as described above, since a number of components for transmitting power inside the arm 104 must be installed, the manufacturing cost is excessively required.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소시켜, 로보트의 손목부 구조를 간단하게 하므로써 제작작업이 간단하고, 그 구성부품의 갯수가 적어짐과 더불어, 특히 몸체에 설치되어 아암의 가동을 담당하는 구동모우터의 용량을 작게 할 수 있게 하므로써, 제작원가를 낮출수 있게한 다축 관절형 산업용 로보트의 손목부구조를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention solves the problems described above, thereby simplifying the robot wrist structure, making the work simpler, and reducing the number of components. It is an object of the present invention to provide a wrist structure of a multi-axis articulated industrial robot which can reduce manufacturing cost by reducing the capacity of a motor.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 로보트의 손목부에서 다축관절이 이루어지도록 한 로보트 손목부에 있어서, 아암의 뒤쪽선단에 2개의 구동모우터가 설치되고, 상기 손목부내에 다른 하나의 관절작동을 위한 구동모우터가 설치된 구조로 이루어져 있다.The present invention for achieving the above object, in the robot wrist portion to be a multi-axis joint in the wrist portion of the robot, two drive motors are provided at the rear end of the arm, the other one in the wrist portion It consists of a structure in which a drive motor is installed for the joint operation of the body.

이러한 구조로 이루어진 본 발명의 로보트 손목부구조에 있어서는, 상기 구동모우터에서 부터 각 관절작동부위로 동력을 전달하기 위한 구성이 간단해지게 되고, 그 조립과정도 간단해지게 된다.In the robot wrist portion structure of the present invention having such a structure, the configuration for transmitting power from the driving motor to each joint operating portion is simplified, and the assembly process is also simplified.

이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.

제1도는 본 발명에 따른 산업용 로보트의 손목부구조를 3축 관절운동을 하도록 된 아암에 설치된 아암의 개략적 단면도로서, 아암(1)의 뒤쪽 선단에 제1축 관절운동 및 제2축관절운동을 위한 제1구동모우터(2)와 제2구동모우터(3)가 설치되고, 상기 아암(1)의 손목부를 이루는 선단부에 제3축 관절운동을 위한 제3구동모우터(4)가 설치된 구조로 이루어져 있다.1 is a schematic cross-sectional view of the arm installed in the arm to the three-axis joint movement of the wrist structure of the industrial robot according to the present invention, the first axis joint movement and the second axis joint movement at the rear end of the arm (1) The first driving motor 2 and the second driving motor 3 are installed, and the third driving motor 4 for the third axis joint movement is installed at the front end of the arm 1. It consists of a structure.

상기 제1구동모우터(2)는 평기어(5)와 토오크파이프(6)를 통해서 제1축 관절운동을 위한 제1감속기(7)와 연결되어 있는 한편, 평기어(8,9)와 토오크파이프(10) 및 베벨기어(11)를 통해서 제2축관절운동을 위한 제2감속기(12)와 연결되어 있다.The first driving motor 2 is connected to the first reduction gear 7 for the first axis joint movement through the spur gear 5 and the torque pipe 6, and the spur gears 8 and 9, respectively. The torque pipe 10 and the bevel gear 11 are connected to the second reducer 12 for the second shaft joint movement.

그리고, 상기 제3구동모우터(4)는 평기어(13,14)를 통하여 제3축 관절운동을 위한 제3감속기(15)와 연결된 구조로 되어 있다.In addition, the third driving motor 4 has a structure connected to the third reducer 15 for the third axis joint movement through the spur gears 13 and 14.

상기한 바에서, 제1 및 제2등과 같이 명칭을 정한 것은 이들의 기본적인 기능과 명칭이 동일한 것이므로, 서로 다른 부분에 사용되는 것이 서로 다른 것임을 나타내기 위한 것일 뿐 별다른 의미가 있는 것은 아니다.In the foregoing description, the names such as the first and the second, and the like are defined as their basic functions and names are the same, and are used only to indicate that they are used in different parts and have no meaning.

특히, 제1축 관절운동과, 제2축 관절운동 및 제3축 관절운동이라는 명칭 및 작동의 설명과정에 있어서, 이는 단지 본 발명에 관련한 다관절 산업용 로보트의 일부분인 손목부만의 작동을 두고 동작을 구별지우기 위한 것이지, 로보트 전제의 구조 및 작동순서를 기초로 하여 명칭을 정하거나 설명을 하는 것은 아니다.In particular, in the process of describing the names and operations of the first axis joint motion, the second axis joint motion, and the third axis joint motion, it is based on the operation of only the wrist part which is part of the multi-joint industrial robot according to the present invention. It is intended to distinguish the operation, not to name or describe it based on the structure and order of operation of the robot premises.

따라서, 로보트 전체구조의 동작과는 상관 없고 단지 이 손목부만을 기준으로 하여 순서 없이 명칭을 정하고, 이들 명칭이 단지 동일한 여러개의 동작과 부품을 서로 구별지우기 위한 것임에 불과한 것임을 밝혀 둔다.Therefore, it is irrelevant to the operation of the entire robot structure, and names are ordered on the basis of only this wrist part, and it is clear that these names are merely for distinguishing several same operations and parts from each other.

한편, 상기 제3구동모우터(4)에 연결된 전원케이블 및 엔코드용케이블(16)은, 토오크파이프(10)와 제1감속기(7) 및 토오크파이프(6)의 내부를 통하여 로보트의 몸체와 연결되어, 상기 전기케이블(16)이 외부로 노출되지 않도록 하여 깨끗한 외형을 이루도록 한 구조로 되어 있다.On the other hand, the power cable and the cable for encoding 16 connected to the third drive motor (4), the body of the robot through the torque pipe 10, the first reducer (7) and the torque pipe (6) Is connected to the structure, so that the electric cable 16 is not exposed to the outside to achieve a clean appearance.

상기한 바와 같은 구조로 이루어진 본 고안은, 상기 제1구동모우터(2)의 구동력이 기어(5)로 전달되어지면, 이 기어(5)가 토오크파이프(6)를 구동시켜서 제1감속기(7)로 동력을 전달하여 로보트의 손목부가 제1축을 기준으로 하여 관절운동하게 된다.According to the present invention having the structure as described above, when the driving force of the first driving motor 2 is transmitted to the gear 5, the gear 5 drives the torque pipe 6 so that the first reducer ( 7) By transmitting power to the wrist portion of the robot to the joint movement relative to the first axis.

그리고, 상기 제2구동모우터(3)의 구동력이 기어(8,9)로 전달되어지면, 상기 기어(9)로 전달된 동력이 상기 토오크파이프(10)와 베벨기어(11)를 통해 감속기(12)로 전달되어져, 로보트의 손목부가 제2축을 기준으로 하여 관절운동하게 된다.When the driving force of the second driving motor 3 is transmitted to the gears 8 and 9, the power transmitted to the gear 9 is reduced through the torque pipe 10 and the bevel gear 11. And the wrist portion of the robot is articulated about the second axis.

또한, 상기 제3구동모우터(4)가 가동되면 그 구동력이 기어(13,14)를 통해서 제3감속기(15)로 전달되어서, 로보트의 손목부가 제3축을 기준으로 하여 관절운동하게 된다.In addition, when the third driving motor 4 is operated, the driving force is transmitted to the third reduction gear 15 through the gears 13 and 14, so that the wrist portion of the robot is articulated based on the third axis.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 다관절 용접용 로보트의 손목부구조는, 손목부의 관절운동을 위해 설치되는 다수개의 구동모우터중의 하나가 직접 손목부에 설치된 구조로 이루어져 있으므로, 이 구동모우터에서 부터 작동요소로 동력을 전달하기 위한 각종 부품들이 필요 없게 되므로, 제조원가가 줄어 들게 됨은 물론, 상기 손목부를 이루는 아암의 내부구조가 간단해지게 되어 제작작업이 간단해지는 효과가 있는 것이다.As described above, the wrist part structure of the robot for multi-joint welding according to the present invention has one of a plurality of driving motors installed for the joint movement of the wrist part and is directly installed on the wrist part. Since various parts for transmitting power from the rotor to the operating element are not necessary, manufacturing cost is reduced, and the internal structure of the arm constituting the wrist is simplified, thereby making the manufacturing work simple.

그리고, 상기한 바와 같이 손목부를 이루는 구성부품의 개수가 줄어들게 되므로, 원가절감에 기여할 수 있는 효과가 있다.As described above, since the number of components forming the wrist part is reduced, there is an effect that can contribute to cost reduction.

Claims

In a multi-joint industrial robot having a plurality of joints and a plurality of motors for the movement of these joints, wherein the respective motors and joints are connected via a gear, a reducer, a torque pipe, and the like. A first driving motor 2 and a second driving motor 3 are installed at the rear end for the first axis joint motion and the second axis joint motion, and a third part is formed at the front end of the arm 1. Wrist part structure of the industrial robot, characterized in that the third drive motor (4) for the axis joint movement is installed.

The wrist part structure of an industrial robot according to claim 1, wherein an electric cable (16) connected to the third driving motor (4) is installed through the inside of the torque pipes (6, 10).