KR100336373B1 - 산업용로보트의아암구동장치 - Google Patents

Abstract

지지체에 회동가능하도록 지지한 제 1 아암(13)과, 제 1 아암(13)에 회동 가능하도록 지지한 제 2 아암(15)과, 나사부(22)의 단부을 회전가능하도록 지지하는 기부(21)를 상기 지지체에 회전가능하도록 지지한 볼나사(2)와, 제 1 아암(13) 또는 제 2 아암(15)을 구동하는 부재에 회동가능하도록 연결한 너트부(23)와, 볼나사 (2)를 회전구동하는 구동모터(3)를 구비한 산업용 로보트의 아암구동장치에 있어서, 구동모터(3)를 볼나사(2)의 중심축과 평행하게 오프세트한 위치로 배치하고, 구동모터(3)와 볼나사(2)를 토오크전달수단에 의해서 접속한 것이다.

따라서, 저주파영역의 진동의 공진을 방지하고, 로보트 아암의 궤적정도를 높게 유지할 수 있다.

Description

산업용 로보트의 아암 구동 장치

발명의 상세한 설명

종래, 아암을 요동할 수 있는 산업용 로보트는, 예를 들면 제 3 도에 도시한 바와 같이, 베이스(1)위에 선회 가능한 선회베드(11)를 설치하고, 선회베드(11) 위에는 상방향으로 직립하는 1조의 스탠드(12)를 설치하여, 제 1 아암(13)의 일단부와, 구동레버(14)의 일단부를 회동 가능하도록 지지하고 있다. 제 1 아암(13)의 타단부에는 제 2 아암(15)의 중간부를 회동 가능하도록 지지하고, 제 2 아암(15)의 일단부에는 연결레버(16)의 일단부를 회동 가능하도록 연결하고, 연결레버(16)의 타단부와 구동레버(14)의 타단부를 회동 가능하도록 연결하여 평행 크랭크 기구를 형성하고 있다. 또한, 스탠드(12)에는 지지부(17)를 설치하여, 볼나사(2)의 단부를 회전 가능하도록 지지한 기부(21)를 지지부(17)의 선단에서 회동 가능하도록 지지하고 있다. 볼나사(2)의 나사부(22)에 나사결합하는 너트부(23)는 구동레버(14)에 회동가능하도록 연결하고, 볼나사(2)의 기부(21)의 나사부(22)와 반대측 단부에는 볼나사(2)를 회전구동하는 구동모터(3)를 고정하고 있다. 볼나사(2)의 나사측단부는 기부(21)로 부터 나사부(22)에 평행하게 신장된 지지판(24)의 선단에 회동 가능하도록 지지되어 있다.

그런데, 종래기술에서는 볼나사(2)의 기부(21)를 회동가능하도록 지지하고 기부(21)의 회동 중심축으로 부터 떨어진 위치에 구동모터(3)의 중심이 있다. 그 중심에 구동 모터(3)의 무거운 중량이 항상 작용하고 있어서, 볼나사 구동계의 고유진동수가 낮아지며, 구동모터(3)를 회전시키는 경우, 저주파수영역에서 공진이 발생하여 볼나사(2)의 나사부(22)를 만곡하도록 변위시켜, 제 2 아암(15)의 선단의 궤적정도를 저하시킨다고 하는 결점이 있었다.

또한, 구동모터(3)가 지지부(17)로 부터 하방에 배치되어 있어 로보트 전체의 높이를 높게 할 필요가 발생하는 문제도 있었다.

그리고, 볼나사(2)의 단부에 구동모터(3)를 고정하고 있어, 구동모터(3)에 취부되어있는 브레이크나 볼나사의 너트부에서 발생하는 마찰열을 냉각하는 경우, 냉각구조가 복잡하게 되는 문제도 있었다.

발명의 개시

본 발명은 볼나사의 공진영역을 높게 하여 아암선단의 궤적정도를 높게 함과 함께, 로보트의 본체가 콤팩트하고 저렴한 산업용 로보트를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은 지지체에 회동 가능하도록 지지한 제 1 아암과, 상기 제 1 아암에 회동 가능하도록 지지한 제 2 아암과, 상기 지지체에 취부되어 나사부의 단부를 회전 가능하도록 지지하는 기부를 상기 지지체에 회동 가능하도록 지지한 볼나사와,상기 제 1 아암 또는 상기 제 2 아암을 구동하는 부재에 회동 가능하도록 연결하는 너트부와, 상기 볼나사를 회전 구동하는 구동모터를 구비한 산업용 로보트의 아암구동 장치에 있어서, 상기 구동모터를 상기 볼나사의 중심축과 평행하게 오프세트한 위치에 배치하고, 상기 구동모터와 상기 볼나사를 토오크 전달수단에 의해 접속한 것이다. 또한, 상기 볼나사의 축방향으로 관통하는 냉각공과, 상기 볼나사의 단부에 베어링을 개재하여 지지한 하우징과, 상기 하우징에 고정한 브레이크 수단을 냉각하는 냉각홈과, 상기 냉각공과 상기 냉각홈을 연결하는 연결수단을 설치한 것이다.

따라서, 볼나사구동계의 고유진동수가 높아지게되어, 구동모터를 회전시킨 경우에 발생하는 저주파수영역의 진동에 공진하는 것이 없어지게 된다. 또한, 구동모터가 스탠드의 지지부로부터 하방으로 돌출하는 문제가 없어지므로, 로보트 전체의 높이를 높게할 필요가 없어지게 된다.

또한, 볼나사의 중앙에 축방향으로 관통하는 냉각공을 설치하여, 기부측단부로 부터 나사측단부까지 냉각함과 함께, 나사측단부에 설치한 전자 브레이크를 냉각하므로, 간단한 냉각구조로 전자브레이크나 볼나사의 너트부에서 발생하는 마찰열을 효과적으로 냉각할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면 저주파수영역의 진동의 공진을 방지하고, 로보트 아암의 궤적정도를 높게 유지함과 함께, 볼나사나 전자 브레이크의 냉각구조를 간단하게 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 아암을 요동할 수 있는 산업용 로보트의 아암 구동장치에 관한 것이다.

제 1 도는 본 발명의 실시예의 주요부분을 표시하는,

(a)는 측단면도이며,

(b)는 평단면도이다.

제 2 도는 본 발명의 실시예를 보인 측단면도이다.

제 3 도는 종래의 예를 보인 측단면도이다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

이하 본 발명을 도면에 보인 실시예를 기초로 하여 설명한다.

제 1 도(a)는 본 발명의 실시예의 주요 부분을 도시하는 측단면도, (b)는 B - B단면에 따른 평단면도, 제 2 도는 본 발명의 실시예의 측단면도이다.

도면에서, 베이스(1)위에 선회할 수 있는 베드(11)을 설치하고, 선회 베드(11)위에는 스탠드(12)를 설치하여, 제 1 아암(13)의 일단부와, 구동레버(14)의 일단부를 회동 할 수 있도록 지지하고, 제 1 아암(13)의 타단에는 제 2 아암 (15)의 중간부를 회동 가능하도록 지지하고, 제 2 아암(15)의 일단부에는 연결레버 (16)의 일단부를 회동 가능하도록 연결하고, 연결레버(16)의 타단부와 구동레버 (14)의 타단부를 회동 가능하도록 연결하여 평행크랭크 기구를 형성하고 있다. 스탠드(12)에는 지지부(17)를 설치하여, 볼나사(2)의 단부를 회전 가능하도록 지지하는 기부(21)을 지지부(17)의 선단에 회동 가능하도록 지지하고, 볼나사(2)의 나사부(22)에 나사결합하는 너트부(23)를 구동레버(14)에 회동 가능하도록 연결하고 있다. 볼나사(2)의 나사측단부는 기부(21)로부터 나사부(22)에 평행하게 신장한 지지판(24)의 선단에 회동 가능하도록 지지되어 있다. 이상의 구성은 종래예와 대부분동일한 구성이다.

종래와 다른것은 다음과 같다. 즉, 볼나사(2)의 기부(21)에 모터 베이스(4)를 고정하고, 볼나사(2)의 중심축과 평행하게 오프세트한 위치에 볼나사(2)를 회전 구동하는 구동모터(3)를 단열부재(41)를 개재하여 배치하며, 볼나사(2)의 단부에 설치한 풀리(31)과 구동모터(3)의 구동축에 설치한 풀리(32)와의 사이에 타이밍벨트(33)를 감아 걸쳐, 구동모터(3)로 부터 볼나사(2)에 토크의 전달을 행하도록 하고 있다.

또한, 볼나사(2)에는 축방향으로 관통하는 냉각공(25)을 설치하고, 볼나사(2)의 기부측단부(26)에 시일(51)을 개재하여 끼워 맞춘 자켓(5)을 설치하고 있다. 나사 측단부(27)에는 시일(61)을 개재하여 끼워 맞춘 자켓(6)을 설치하고, 자켓(5)에 설치한 공급구(52)로 부터 공급된 냉각액을 냉각공(25)을 통하여, 자켓 (6)의 중공부(62)에 공급하도록 하고 있다.

또한, 지지판(24)선단에는, 볼나사(2)의 나사측단부(27)를 지지하는 베어링 (28)과, 축수(28)를 보지하는 하우징(7)을 설치하고 있다. 볼나사(2)의 나사측단부 (27)에는 전자브레이크(8)의 회전부(81)를 고정하고, 고정부(82)는 하우징(7)에 고정하고 있다. 하우징(7)의 고정부(82)를 취부한 면에는 냉각액을 통하는 냉각홈(71)을 설치하고 있으며, 냉각홈(71)에는 공급구와 배출구를 설치하고, 공급구와 자켓(6)의 중공부(62)와 배관(72)에 의해서 연통하고, 냉각액을 냉각홈(71)에 통과시켜 전자브레이크를 냉각할 수 있도록 하고 있다.

따라서, 구동모터(3)의 중심이 볼나사(2)의 기부(21)를 회동 가능하도록 지지한 회전중심축의 근방에 배치되므로, 볼나사 구동계의 고유전동수가 높아지게 되며, 구동모터(3)를 회전시키는 경우 발생하는 저주파수 영역의 진동에 공진하는 것이 없어지게 된다. 또한, 구동모터(3)가 지지부(17)로 부터 하방으로 돌출하는 것이 없어지므로, 로보트 전체의 높이를 높여야할 필요가 없어지게 된다.

또한, 볼나사(2)의 가운데에 축방향으로 관통하는 냉각공(25)을 설치하여, 기부측단부(26)로 부터 나사측단부(27)까지 냉각함과 함께, 나사측단부(27)에 설치한 전자브레이크(8)를 냉각하므로, 간단한 냉각구조로 전자브레이크(8)와 볼나사의 너트부(23)에 발생하는 마찰열을 효과적으로 냉각할 수 있다.

또한, 구동모터(3)는 모터베이스(4)에 단열부재(41)를 개재하여 고정하고 있으므로, 볼나사(2)에는 구동모터(3)에서 발생하는 열은 전달되기 어려워 볼나사(2)에 열영향을 줄 수 없게된다.

더구나, 상기 설명에서 볼나사의 나사부에 나사결합하는 너트부를 구동레버에 연결하고, 제 2 아암을 구동하는 볼나사에 관해서 서술했지만, 너트부를 제 1아암에 직접 연결한 것에 관해서도 같은 효과가 얻어질 수 있다.

또한, 이상의 설명에서 볼나사를 사용한 것에 관해서 서술했지만, 다른 직선이동장치에 의해서 너트부를 이동하도록 한 것에 있어서도 같은 효과가 있다.

본 발명은 아암을 요동할 수 있는 산업용 로보트의 아암구동장치에 적용하여, 저주파수영역의 진동의 공진을 방지하고, 로보트 아암의 궤적정도를 높게 유지함과 함께, 볼나사나 전자 브레이크의 냉각구조를 간단하게 할 수 있는 산업용 로보트의 아암 구동장치의 제조, 제공하는 분야에 이용 가능하다.

Claims (3)

1. 지지체에 회동할 수 있게 지지한 제 1 아암과, 상기 제 1 아암에 회동할 수 있게 지지한 제 2 아암과, 상기 지지체에 취부되어있고 나사부의 단부를 회전할 수 있게 지지하는 기부를 상기 지지체에 회동할 수 있게 지지한 볼나사와, 상기 제 1 아암 또는 상기 제 2 아암을 구동하는 부재에 회동할 수 있게 연결한 너트부와, 상기 볼나사를 회전구동하는 구동모터를 구비한 산업용 로보트의 아암구동장치에 있어서, 상기 구동모터를 상기 볼나사의 중심축과 평행하게 오프세트한 위치에 배치하고, 상기 구동모터와 상기 볼나사를 토오크전달수단에 의해 접속한 것을 특징으로하는 산업용 로보트의 아암구동장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 볼나사의 축방향으로 관통하는 냉각공과, 상기 볼나사의 단부에 베어링을 개재하여 지지한 하우징과, 상기 하우징에 고정한 브레이크수단을 냉각하는 냉각홈과, 상기 냉각공과 상기 냉각홈을 연결하는 연결수단을 설치한 청구항 1 기재의 산업용 로보트의 아암구동장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 볼나사와 상기 구동모터와의 사이에 단열부재를 설치한 산업용 로보트의 아암구동장치.