KR101022069B1

KR101022069B1 - Robot having the falling-prevention systems of its arms

Info

Publication number: KR101022069B1
Application number: KR1020080083750A
Authority: KR
Inventors: 최재환; 김성락; 정성현
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2008-08-27
Filing date: 2008-08-27
Publication date: 2011-03-17
Also published as: KR20100025119A

Abstract

본 발명에 따른 로봇은, 워크 취급용 핸드가 장착되는 승강 암(100)과, 상기 승강 암(100)을 상하 이동가능하게 지지하는 제1프레임(110)과, 상기 제1프레임(110)을 상하 이동가능하게 지지하는 제2프레임(120)을 포함하고; 상기 제1프레임(110)에는 상기 승강 암(100)을 상하 이동시키는 제1볼나사(210)가 단독으로 설치됨과 함께 상기 제1볼나사(210)를 제1전동벨트(510)를 매개로 구동하는 제1구동원(310)이 설치되고; 상기 제2프레임(120)에는 상기 제1프레임(110)을 상하 이동시키는 제2볼나사(220)가 단독으로 설치됨과 함께 상기 제2볼나사(220)를 제2전동벨트(520)를 매개로 구동하는 제2구동원(320)이 설치되며; 상기 제1, 2 볼나사(210, 220)의 축 단부에서 제1, 2 볼나사(210, 220)의 회전을 각각 강제로 정지시키기 위한 제1, 2 브레이크 장치(600, 700)와; 상기 제1, 2 전동벨트(510, 520)에 각각 인접한 위치에 설치되어 제1, 2 전동벨트(510, 520)의 파단 여부를 센싱하는 제1, 2 벨트 파단감지센서(650, 750)와; 상기 각 센서(650, 750)와 일련의 신호 연결관계를 형성하며, 상기 각 센서(650, 750)로부터 출력되는 센싱 시그널을 전산처리하여 그 처리결과 상기 제1전동벨트(510) 또는 제2 전동벨트 중 어느 하나의 전동벨트가 파단된 것으로 판단되면, 파단된 쪽에 해당하는 브레이크 장치(600 또는 700)를 구동하거나 또는 모든 브레이크 장치(600 및 700)를 함께 구동하여 상기 제1 볼나사(210) 또는/그리고 제2볼나사(220)를 회전하지 못하도록 구속하며, 상기 제1, 2 구동원(310, 320)의 구동을 정지시키도록 제어하는 추락방지 제어모듈을 포함한다. 이러한 본 발명의 로봇에 의하면, 벨트의 파단 여부를 실시간으로 검출하여 벨트 파단 시 승강 암의 추락을 방지할 수 있고, 더 나아가서는 구동원의 고장 여부도 병행하여 검출하여 승강 암의 추락 가능성을 극소화할 수 있다. The robot according to the present invention includes a lifting arm 100 to which a hand for handling a work is mounted, a first frame 110 supporting the lifting arm 100 to be movable up and down, and the first frame 110. A second frame 120 supporting the vertical movement; The first frame 110 is provided with a first ball screw 210 to move the lifting arm 100 up and down alone, and the first ball screw 210 via a first transmission belt 510. A first driving source 310 for driving is installed; The second frame 120 is provided with a second ball screw 220 for moving the first frame 110 up and down alone, and the second ball screw 220 to the second transmission belt 520. A second drive source 320 for driving is installed; First and second brake devices (600, 700) for forcibly stopping rotation of the first and second ball screws (210, 220) at shaft ends of the first and second ball screws (210, 220), respectively; First and second belt break detection sensors 650 and 750 installed at positions adjacent to the first and second transmission belts 510 and 520 to sense whether the first and second transmission belts 510 and 520 are broken. ; It forms a series of signal connection relationship with each sensor (650, 750), and computerized processing of the sensing signal output from each sensor (650, 750) as a result of the first transmission belt 510 or second transmission If it is determined that one of the transmission belts of the belt is broken, the first ball screw 210 is driven by driving the brake device 600 or 700 corresponding to the broken side or driving all the brake devices 600 and 700 together. Or / and a fall prevention control module configured to restrain the second ball screw 220 from rotating and to stop driving of the first and second driving sources 310 and 320. According to the robot of the present invention, it is possible to prevent the fall of the lifting arm when the belt is broken in real time by detecting whether the belt is broken, or further, to detect the failure of the driving source in parallel to minimize the possibility of the fall of the lifting arm. Can be.

로봇, 워크, 패널, 볼나사, 벨트, 파단, 프레임, 암, 추락, 구동원 Robot, Work piece, Panel, Ball screw, Belt, Break, Frame, Arm, Fall, Driving source

Description

Robot having the falling-prevention systems of its arms}

본 발명은 산업용 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 승강 암 이송용 볼나사를 구동하는 벨트의 파단 여부를 실시간으로 검출하고 벨트 파단 사고에 즉각 대처하여 승강 암의 추락과 그로 인한 장비 및 워크의 파손을 방지할 수 있도록 한 로봇에 관한 것이다. The present invention relates to an industrial robot, and more particularly, to detect in real time whether a belt driving a lifting arm conveying ball screw is broken and to cope with a belt breaking accident in real time so that the lifting arm falls and the equipment and workpieces are damaged. It is about a robot that can prevent.

예를 들어, 액정 패널용 유리 기판과 같은 워크(work)의 반송 공정에서 흔히 볼 수 있는 바와 같이, 수납용 카세트와 공정용 카세트(이하, 수납용 카세트와 공정용 카세트를 모두 '카세트'라고 통칭한다) 간에 워크를 이재(移載)하는 로봇은, 카세트에 다양한 높이로 형성되어 있는 수납홈마다 핸드(즉, 로봇의 손(手)으로서 파지용 암, 흡착용 암, 리프트(포크)용 암 등으로 이루어진다)를 출입시켜야 하기 때문에, 상기 핸드가 장착되어 있는 승강 암을 상승, 하강 및 정지시키고 멈추는 동작을 계속적 반복적으로 수행하게 된다. For example, as commonly seen in a conveyance process of a work such as a glass substrate for a liquid crystal panel, a storage cassette and a process cassette (hereinafter, both the storage cassette and the process cassette are collectively referred to as a 'cassette'). The robot which transfers the workpieces between the hands is a hand (that is, a gripping arm, an adsorption arm, and a lift arm) for each storage groove formed at various heights in the cassette. And the like, so that the lifting arm on which the hand is mounted can be raised, lowered, stopped and stopped continuously.

승강 암의 동작을 정밀하고 안정적으로 수행하기 위한 대책으로서, 도 1에는 본 발명자 등이 새롭게 개발한 로봇이 도시되어 있다. 도 1에 도시된 로봇은, 워크 취급용 핸드가 장착되는 승강 암(100)과, 상기 승강 암(100)을 상하 이동가능하게 지지하는 제1프레임(110), 그리고 상기 제1프레임(110)을 상하 이동가능하게 지지하는 제2프레임(120)을 포함한다. As a countermeasure for precisely and stably performing the operation of the lifting arm, FIG. 1 shows a robot newly developed by the present inventors. The robot shown in FIG. 1 includes a lifting arm 100 to which a hand for handling a work is mounted, a first frame 110 that supports the lifting arm 100 to be movable up and down, and the first frame 110. It includes a second frame 120 to support the movable up and down.

상기 제1프레임(110)에는 상기 승강 암(100)을 상하 이동시키는 제1볼나사(210)가 단독으로 설치되고, 또한, 상기 제1프레임(110)의 내부 또는 외부에 상기 제1볼나사(210)를 구동하는 제1구동원(310)이 설치된다. 상기 제2프레임(120)의 내부에는 상기 제1프레임(110)을 상하 이동시키는 제2볼나사(220)가 단독으로 설치함과 함께, 제2프레임(120)의 내부 또는 외부에 상기 제2볼나사(220)를 구동하는 제2구동원(320)이 설치된 것이다. The first ball screw 210 is installed on the first frame 110 to move the lifting arm 100 up and down alone, and the first ball screw inside or outside the first frame 110. A first driving source 310 for driving 210 is installed. The second ball screw 220 for moving the first frame 110 up and down is installed in the second frame 120 alone, and the second frame 120 inside or outside the second frame 120. The second drive source 320 for driving the ball screw 220 is installed.

이러한 로봇은, 상기 제1구동원(310)과 제1볼나사(210) 및 제2구동원(320)과 제2볼나사(220)를 각각 단독으로 또는 동시에 구동하는 것에 의해 상기 승강 암(100)과 제1프레임(110)이 각각 단독으로 또는 동시에 이동되고, 상기 제1구동원(310)과 제2구동원(320)을 각각 반대방향으로 또는 동일방향으로 회전시키는 것에 의해 상기 승강 암(100)과 제1프레임(110)이 각각 반대방향으로 또는 동일방향으로 이동되도록 한 것으로서, 핸드를 동기나 비동기 방식으로 공정 상황에 맞추어 자유자재로 제어할 수 있고 구동 부하도 적은 로봇을 구현하고 있는 것이다. The robot, the lifting arm 100 by driving the first drive source 310 and the first ball screw 210 and the second drive source 320 and the second ball screw 220, alone or simultaneously, respectively. And the first frame 110 are moved alone or simultaneously, respectively, by rotating the first drive source 310 and the second drive source 320 in the opposite direction or in the same direction, respectively, The first frame 110 is to be moved in the opposite direction or the same direction, respectively, and the hand can be freely controlled according to the process situation in a synchronous or asynchronous manner, and implements a robot with less driving load.

특히, 상기 로봇에서는, 도 1에서 제1볼나사(210) 및 제2볼나사(220)의 하단부에 제1피동풀리(231) 및 제2피동풀리(241)를 각각 형성하고, 이들에 각각 인접하여 배치된 구동원(도시하지 않음)과 제1전동벨트(510) 및 제2전동벨트(520)를 매개로 연결한 동력전달구조를 취하고 있다. In particular, in the robot, the first driven pulley 231 and the second driven pulley 241 are respectively formed at the lower ends of the first ball screw 210 and the second ball screw 220 in FIG. 1, respectively. A power transmission structure in which a driving source (not shown) disposed adjacent to each other and the first transmission belt 510 and the second transmission belt 520 are connected to each other is taken.

이러한 동력전달구조는 기존의 기어전동장치에 비해 구조가 간단하고 경량이면서 소음 및 이물질 발생(기어 박스의 윤활유 누출 및 비산)도 적어 액정 패널과 같은 취약하고 고가인 워크를 취급하는 로봇에 적용하기에 매우 적합하기는 하지만, 볼나사를 구동하는 전동벨트가 파단될 염려를 전혀 배제할 수는 없기 때문에 이에 대한 대책을 함께 마련할 필요가 있다. This power transmission structure is simpler and lighter than the existing gear transmission, and generates less noise and foreign matters (leakage and lubrication of the gear box), so it can be applied to robots that handle weak and expensive workpieces such as liquid crystal panels. Although it is very suitable, it is not possible to exclude the possibility that the electric belt driving the ball screw is broken at all, so it is necessary to prepare countermeasures.

흔치는 않은 일이지만, 만일에 전동벨트(510)(520)가 파단된다면, 구동원에 의해 볼나사(210)(220)를 구속하는 힘이 사라져서 볼나사(210)(220)가 자유로운 상태가 되기 때문에, 승강 암(100)/핸드/워크의 무게를 지탱하고 있는 제1너트(410), 그리고 제1프레임(110)의 무게를 감당하고 있는 제2너트(420)가 오히려 거꾸로 볼나사(210)(220)를 회전시키면서 추락하게 된다. 이렇게 되면 로봇과 워크가 파손되는 것은 물론이고 수리나 교체가 완료될 때까지 공정을 멈춰야만 하기 때문에 막대한 비용적 손실이 발생하는 것이다. In rare cases, if the transmission belts 510 and 520 are broken, the force restraining the ballscrews 210 and 220 by the driving source is lost and the ballscrews 210 and 220 become free. Therefore, the first nut 410 supporting the weight of the lifting arm 100 / hand / work, and the second nut 420 bearing the weight of the first frame 110 are reversed to the ball screw 210. Falling while rotating (220). This not only damages the robot and the workpiece, but also incurs significant cost losses because the process must be stopped until repair or replacement is completed.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여, 벨트의 파단 여부를 실시간으로 검출하여 벨트 파단 사고에 즉각 대처하여 승강 암의 추락을 방지할 수 있는 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a robot capable of preventing the fall of the elevating arm by detecting the belt in real time in real time and immediately responding to the belt breaking accident in order to solve the conventional problems as described above.

이에 더하여, 본 발명은 구동원의 고장 여부도 병행하여 검출하여 승강 암의 추락 가능성을 극소화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. In addition, it is an object of the present invention to detect the failure of the driving source in parallel to minimize the possibility of falling of the lifting arm.

상술한 본 발명의 첫 번째 목적에 따른 로봇은, 수직으로 설치되는 프레임; 일단부에 풀리를 구비하여 상기 프레임에 설치되는 볼나사; 상기 볼나사의 풀리와 연계된 풀리를 구비하는 구동원; 상기 볼나사의 풀리와 상기 구동원의 풀리를 동력연결하는 전동벨트; 상기 볼나사에 나사결합되어 볼나사의 회전에 의해 승강되고, 일측에는 또 다른 하나의 프레임 또는 승강 암이 일체로 결합되는 너트; 상기 볼나사의 축 단부에서 상기 볼나사의 회전을 강제로 정지시키기 위한 브레이크장치; 상기 전동벨트에 인접한 위치에 설치되어 전동벨트의 파단을 센싱하는 파단감지센서; 및 상기 파단감지센서와 일련의 신호 연결관계를 형성하며, 파단감지센서로부터 출력되는 센싱 시그널을 전산처리하여 그 처리결과 전동벨트가 파단된 것으로 판단되면 상기 브레이크 장치를 구동하여 상기 볼나사를 회전하지 못하도록 구속하고, 상기 구동원의 구동을 정지시키도록 제어하는 추락방지 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. Robot according to the first object of the present invention described above, the frame is installed vertically; A ball screw provided at one end thereof with a pulley; A drive source having a pulley associated with the ball screw pulley; An electric belt for power connecting the pulley of the ball screw and the pulley of the driving source; A nut which is screwed to the ball screw and is lifted by the rotation of the ball screw, and one side of which is coupled to another frame or lifting arm integrally; A brake device for forcibly stopping the rotation of the ball screw at the shaft end of the ball screw; A break detection sensor installed at a position adjacent to the drive belt to sense a break of the drive belt; And forming a series of signal connection relations with the break detection sensor, and computerized processing of the sensing signal output from the break detection sensor, and if it is determined that the electric belt is broken, driving the brake device to not rotate the ball screw. It is characterized in that it comprises a fall prevention control module for restraining not to control, to stop the driving of the drive source.

또한, 본 발명의 두 번째 목적에 따른 로봇은, 수직으로 설치되는 프레임; 일단부에 풀리를 구비하여 상기 프레임에 설치되는 볼나사; 상기 볼나사의 풀리와 연계된 풀리를 구비하는 구동원; 상기 볼나사의 풀리와 상기 구동원의 풀리를 동력연결하는 전동벨트; 상기 볼나사에 나사결합되어 볼나사의 회전에 의해 승강되고, 일측에는 또 다른 하나의 프레임 또는 승강 암이 일체로 결합되는 너트; 상기 볼나사의 축 단부에서 상기 볼나사의 회전을 강제로 정지시키기 위한 브레이크장치; 상기 전동벨트에 인접한 위치에 설치되어 전동벨트의 파단 여부를 센싱하는 벨트 파단감지센서; 상기 구동원의 반프로그램적 회전 여부를 검출하여 구동원의 고장 여부를 센싱하는 구동원 고장감지센서; 및상기 벨트 파단감지센서 및 구동원 고장감지센서와 일련의 신호 연결관계를 형성하며, 상기 벨트 파단감지센서와 구동원 고장감지센서로부터 출력되는 센싱 시그널을 전산처리하여 그 처리결과 전동벨트가 파단되거나 구동원이 고장이 난 것으로 판단되면 상기 브레이크 장치를 구동하여 상기 볼나사를 회전하지 못하도록 구속하고, 상기 구동원의 구동을 정지시키도록 제어하는 추락방지 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the robot according to the second object of the present invention, the frame is installed vertically; A ball screw provided at one end thereof with a pulley; A drive source having a pulley associated with the ball screw pulley; An electric belt for power connecting the pulley of the ball screw and the pulley of the driving source; A nut which is screwed to the ball screw and is lifted by the rotation of the ball screw, and one side of which is coupled to another frame or lifting arm integrally; A brake device for forcibly stopping the rotation of the ball screw at the shaft end of the ball screw; A belt breaking sensor installed at a position adjacent to the electric belt to sense whether the electric belt is broken; A drive source failure sensor for detecting whether the drive source is semi-programmed or not and detecting whether the drive source has failed; And a series of signal connection relationships with the belt break detection sensor and the drive source failure detection sensor, and computerized processing of the sensing signal output from the belt break detection sensor and the drive source failure detection sensor. If it is determined that the failure is driven characterized in that it comprises a fall prevention control module for controlling to stop the rotation of the ball screw by driving the brake device, the drive source.

상기한 본 발명의 로봇에 있어서, 상기 추락방지 제어모듈의 제어하에 상기 전동벨트가 파단된 사실을 경보하는 경보발생기를 더 포함하는 것이 바람직하다. In the robot of the present invention, it is preferable to further include an alarm generator for alarming the fact that the transmission belt is broken under the control of the fall prevention control module.

상기한 본 발명의 로봇에 있어서, 상기 추락방지 제어모듈의 제어하에 상기 구동원이 고장이 난 사실을 경보하는 경보발생기를 더 포함하는 것이 바람직하다. In the robot of the present invention, it is preferable to further include an alarm generator for alarming the fact that the drive source is broken under the control of the fall prevention control module.

본 발명의 더욱 구체적인 구현 형태에 따른 로봇은, 워크 취급용 핸드가 장착되는 승강 암과, 상기 승강 암을 상하 이동가능하게 지지하는 제1프레임)과, 상 기 제1프레임을 상하 이동가능하게 지지하는 제2프레임을 포함하고; 상기 제1프레임에는 상기 승강 암을 상하 이동시키는 제1볼나사가 단독으로 설치됨과 함께 상기 제1볼나사를 제1전동벨트를 매개로 구동하는 제1구동원이 설치되고; 상기 제2프레임에는 상기 제1프레임을 상하 이동시키는 제2볼나사가 단독으로 설치됨과 함께 상기 제2볼나사를 제2전동벨트를 매개로 구동하는 제2구동원이 설치되며; 상기 제1볼나사 및 제2볼나사의 축 단부에서 제1볼나사 및 제2볼나사의 회전을 각각 강제로 정지시키기 위한 제1브레이크 장치 및 제2브레이크장치와; 상기 제1전동벨트 및 제2전동벨트에 각각 인접한 위치에 설치되어 제1전동벨트 및 제2전동벨트의 파단 여부를 센싱하는 제1벨트 파단감지센서 및 제2벨트 파단감지센서와; 상기 각 센서와 일련의 신호 연결관계를 형성하며, 상기 각 센서로부터 출력되는 센싱 시그널을 전산처리하여 그 처리결과 상기 제1전동벨트 또는 제2 전동벨트 중 어느 하나의 전동벨트가 파단된 것으로 판단되면, 파단된 쪽에 해당하는 브레이크 장치를 구동하거나 또는 모든 브레이크 장치를 함께 구동하여 상기 제1 볼나사 또는/그리고 제2볼나사를 회전하지 못하도록 구속하며, 상기 제1, 2 구동원의 구동을 정지시키도록 제어하는 추락방지 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to a more specific embodiment of the present invention, a robot includes a lifting arm on which a work handling hand is mounted, a first frame supporting the lifting arm to be movable up and down), and the first frame supporting the first frame to be movable up and down. Including a second frame; The first frame is provided with a first ball screw for moving the lifting arm up and down alone and a first drive source for driving the first ball screw through a first transmission belt; The second frame is provided with a second ball screw for moving the first frame up and down alone, and a second drive source for driving the second ball screw through a second transmission belt; A first brake device and a second brake device for forcibly stopping rotation of the first ball screw and the second ball screw at the shaft ends of the first ball screw and the second ball screw, respectively; A first belt break detection sensor and a second belt break detection sensor installed at positions adjacent to the first electric belt and the second electric belt to sense whether the first electric belt and the second electric belt are broken; A series of signal connection relationships are formed with each of the sensors, and when the sensing signal output from each sensor is computed and it is determined that any one of the first belt or the second belt is broken, Driving the brake device corresponding to the broken side or driving all the brake devices together to restrain the first ball screw and / or the second ball screw from rotating and to stop the driving of the first and second drive sources. It characterized in that it comprises a fall prevention control module for controlling.

본 발명의 또 다른 형태에 따른 로봇은, 상기한 제1,2 벨트의 파단 뿐만 아니라 구동원의 상태도 검출하여 구동원의 고장에 따른 추락도 병행하여 방지할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 워크 취급용 핸드가 장착되는 승강 암과, 상기 승강 암을 상하 이동가능하게 지지하는 제1프레임과, 상기 제1프레임을 상하 이동가능하게 지지하는 제2프레임을 포함하고; 상기 제1프레임에는 상기 승강 암을 상하 이동 시키는 제1볼나사가 단독으로 설치됨과 함께 상기 제1볼나사를 제1전동벨트를 매개로 구동하는 제1구동원이 설치되고; 상기 제2프레임에는 상기 제1프레임을 상하 이동시키는 제2볼나사가 단독으로 설치됨과 함께 상기 제2볼나사를 제2전동벨트를 매개로 구동하는 제2구동원이 설치되며; 상기 제1볼나사 및 제2볼나사의 축 단부에서 제1볼나사 및 제2볼나사의 회전을 각각 강제로 정지시키기 위한 제1브레이크 장치 및 제2브레이크장치와, 상기 제1전동벨트 및 제2전동벨트에 각각 인접한 위치에 설치되어 제1전동벨트 및 제2전동벨트의 파단 여부를 센싱하는 제1벨트 파단감지센서 및 제2벨트 파단감지센서와, 상기 제1구동원 및 제2구동원의 반프로그램적 회전 여부를 검출하여 그의 고장 여부를 센싱하는 제1구동원 고장감지센서 및 제2구동원 고장감지센서; 및 상기 각 센서와 일련의 신호 연결관계를 형성하며, 상기 각 센서로부터 출력되는 센싱 시그널을 전산처리하여 그 처리결과 어느 하나의 전동벨트가 파단되거나, 또는 어느 하나의 구동원이 고장이 난 것으로 판단되면, 파단되거나 고장이 난 쪽에 해당하는 브레이크 장치를 구동하거나 또는 모든 브레이크 장치를 함께 구동하여 제1 볼나사 또는/그리고 제2볼나사를 회전하지 못하도록 구속하며, 상기 제1, 2 구동원의 구동을 정지시키도록 제어하는 추락방지 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. The robot according to another aspect of the present invention is to detect not only the breakage of the first and second belts, but also the state of the driving source so that the fall due to the failure of the driving source can be prevented in parallel. A lifting arm mounted thereto, a first frame supporting the lifting arm to be movable up and down, and a second frame supporting the first frame to be movable up and down; The first frame is provided with a first ball screw for moving the lifting arm up and down alone and a first drive source for driving the first ball screw through a first transmission belt; The second frame is provided with a second ball screw for moving the first frame up and down alone, and a second drive source for driving the second ball screw through a second transmission belt; A first brake device and a second brake device for forcibly stopping the rotation of the first ball screw and the second ball screw at the shaft ends of the first ball screw and the second ball screw, respectively, and the first electric belt and the first ball screw. A first belt break detection sensor and a second belt break detection sensor installed at positions adjacent to each of the two transmission belts to sense whether the first transmission belt and the second transmission belt are broken, and the first drive source and the second drive source are separated. A first driver failure detection sensor and a second driver failure detection sensor for detecting whether or not a program rotation is detected and its failure; And forming a series of signal connection relationships with each of the sensors, and if it is determined that any one of the electric belts is broken or one of the driving sources has failed as a result of the computerized processing of the sensing signals output from the respective sensors, , Driving the brake device corresponding to the broken or broken side or driving all the brake devices together to restrain the first ball screw and / or the second ball screw from rotating, and stop the driving of the first and second drive sources. It characterized in that it comprises a fall prevention control module for controlling to.

본 발명의 로봇에 의하면, 구동원으로부터 볼나사로 동력을 전달하는 벨트의 파단을 센싱하고, 벨트 파단 시 즉시 별도의 브레이크에 의해 볼나사를 강제로 구속함으로써 볼나사의 회전을 막아 승강 암이나 프레임의 추락을 방지하고 워크의 훼손을 방지할 수 있는 안전한 로봇이 제공된다. According to the robot of the present invention, the breakage of the belt that transmits power from the driving source to the ball screw is sensed, and when the belt is broken, the ball screw is restrained immediately by a separate brake to prevent the ball screw from rotating, thereby causing the lifting arm or frame to fall. A robot is provided that can prevent the damage and damage of the workpiece.

이에 더하여, 본 발명에 의하면, 구동원의 고장 상태도 병행하여 센싱하여 구동원 고장에 의해 구동원에 의한 볼나사의 구속력이 해제되었을 때에도 볼나사를 강제로 구속함으로써 승강 암이나 프레임의 추락을 더욱 완벽하게 방지할 수 있다. In addition, according to the present invention, the failure state of the drive source is sensed in parallel, and the ball screw is forcibly restrained even when the restraining force of the ball screw is released by the drive source due to the failure of the drive source, thereby more fully preventing the lifting arm or the fall of the frame. can do.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment of this invention is described in detail, referring an accompanying drawing.

도 2 내지 도 6은 본 발명에 따른 로봇 및 추락 방지 장치를 보여주는 것으로서, 도 2에는 로봇의 전체 정면도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 'A' 방향에서 바라본 측면도가, 도 4에는 도 3의 좌측면도가, 도 5에는 도 2의 'B' 방향에서 바라본 측면도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 5의 우측면도가 도시되어 있다. 2 to 6 show a robot and a fall prevention device according to the present invention. In FIG. 2, an entire front view of the robot is shown, FIG. 3 is a side view viewed from the direction 'A' of FIG. 2, and FIG. 4 is shown in FIG. 4. The left side view of FIG. 3 is shown in FIG. 5, the side view seen from the direction 'B' of FIG. 2, and the right side view of FIG. 5 is shown in FIG. 6.

우선 본 발명의 로봇의 전체 구성을 살펴보면, 본 발명의 로봇은 도 2에 도시된 바와 같이 워크 취급용 핸드(도시하지 않음)가 장착되는 승강 암(lift arm)(100)과, 상기 승강 암(100)을 상하 이동가능하게 지지하는 제1프레임(110)과, 상기 제1프레임(110)을 상하 이동가능하게 지지하는 제2프레임(120)을 포함한다. 그리고 상기 제1프레임(110)에는 상기 승강 암(100)을 상하 이동시키는 제1볼나사(210)가 단독으로 설치됨과 더불어 상기 제1볼나사(210)를 구동하는 제1구동원(310)(도 3 참조)이 설치되고, 상기 제2프레임(120)에는 상기 제1프레임(110)을 상하 이동시키는 제2볼나사(220)가 단독으로 설치됨과 더불어 상기 제2볼나사(220)를 구동하기 위한 제2구동원(320)(도 5 참조)이 설치된 구성으로 이루어진다. First, referring to the overall configuration of the robot of the present invention, the robot of the present invention includes a lift arm 100 to which a work handling hand (not shown) is mounted, as shown in FIG. 2, and the lift arm ( And a first frame 110 supporting the first frame 110 to move upward and downward, and a second frame 120 supporting the first frame 110 to move upward and downward. In addition, the first frame 110 is provided with a first ball screw 210 for moving the lifting arm 100 up and down alone, and a first driving source 310 for driving the first ball screw 210 ( 3) and a second ball screw 220 for moving the first frame 110 up and down is installed in the second frame 120 alone and drives the second ball screw 220. It consists of a configuration in which the second drive source 320 (see Fig. 5) is installed.

여기서, 상기 제2프레임(120)은 주로 로봇의 선회 암(50) 위에 탑재되어서, 선회 암(50)의 스윙 동작에 의해 선회 운동하게 된다. Here, the second frame 120 is mainly mounted on the swinging arm 50 of the robot, so that the second frame 120 swings by the swinging motion of the swinging arm 50.

상기한 제1, 2볼나사(210)(220)의 상단부와 하단부는 각각 제1, 2프레임(110)(120)의 상부와 하부에 축받이(211, 212)(221, 222)에 의해 회전가능하게 지지된다. 그리고 상기 제1, 2볼나사(210)(220)의 나선(螺旋) 상에는 내부에 강구(鋼球)를 가지는 제1, 2 너트(410)(420)가 나사결합되어 있다. The upper end and the lower end of the first and second ball screws 210 and 220 are rotated by bearings 211, 212, 221 and 222 on the upper and lower portions of the first and second frames 110 and 120, respectively. Possibly supported. The first and second nuts 410 and 420 having steel balls therein are screwed on the spirals of the first and second ball screws 210 and 220.

또한, 상기 승강 암(100)은 도면에 도시하지는 않았지만 워크를 취급하는 핸드가 장착되는 부분이다. 상기 승강 암(100)의 제1 가이드 블록(101)은 제1프레임(110)의 가이드 홈(110a)에 상하 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 결합되고, 제1 가이드 블록(101)으로부터 연장된 제1 연장 블록(102)이 전술한 제1너트(410)에 고정된다. 따라서, 상기 제1볼나사(210)를 회전시키면 제1너트(410)와 승강 암(100)이 일체로 상하 방향으로 이동된다. In addition, although not shown in the figure, the lifting arm 100 is a portion to which a hand for handling a workpiece is mounted. The first guide block 101 of the lifting arm 100 is slidably coupled to the guide groove 110a of the first frame 110 in a vertical direction and extends from the first guide block 101. The extension block 102 is fixed to the first nut 410 described above. Therefore, when the first ball screw 210 is rotated, the first nut 410 and the lifting arm 100 are integrally moved in the vertical direction.

그리고 상기 제1프레임(110)의 제2 가이드 블록(111)은 제2프레임(120)의 가이드 홈(120a)에 상하 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 결합되며, 제2 가이드 블록(111)의 제2 연장 블록(112)은 전술한 제2너트(420)에 고정된다. 따라서, 제2볼나사(220)를 회전시키면 제2너트(420)와 제1프레임(110)이 일체로 상하 방향으로 이동하도록 되어 있다. In addition, the second guide block 111 of the first frame 110 is coupled to the guide groove 120a of the second frame 120 so as to be slidable in the vertical direction, and the second guide block 111 of the second guide block 111. The extension block 112 is fixed to the second nut 420 described above. Therefore, when the second ball screw 220 is rotated, the second nut 420 and the first frame 110 are integrally moved in the vertical direction.

상기 제1볼나사(210) 및 제2볼나사(220)를 구동하기 위한 구동 장치로서는, 도 2에 도시된 것처럼, 제1볼나사(210)와 제2볼나사(220)의 축 하단부에 각각 제1피동풀리(231)와 제2피동풀리(241)를 형성한 구조로 이루어져 있다. As a driving device for driving the first ball screw 210 and the second ball screw 220, as shown in Figure 2, the lower end of the shaft of the first ball screw 210 and the second ball screw 220 Each of the first driven pulley 231 and the second driven pulley 241 has a structure formed.

상기 제1피동풀리(231)에 대응하여서는, 도 3에 도시된 것처럼, 상기 제1볼나사(210)의 제1피동풀리(231)에 인접한 위치에 제1구동원(310)이 배치되고, 제1구동원(310)의 제1회전축(311)에는 제1구동풀리(331)가 형성되며, 상기 제1구동풀리(331)와 제1피동풀리(231)는 제1전동벨트(510)에 의해 연결되어 있다. In response to the first driven pulley 231, as shown in FIG. 3, a first driving source 310 is disposed at a position adjacent to the first driven pulley 231 of the first ball screw 210, and A first driving pulley 331 is formed on the first rotation shaft 311 of the first driving source 310, and the first driving pulley 331 and the first driven pulley 231 are driven by the first transmission belt 510. It is connected.

상기 제2피동풀리(241)에 대응하여서는, 도 5에 도시된 것처럼, 상기 제2볼나사(220)의 제2피동풀리(241)에 인접하여 제2구동원(320)이 배치되고, 제2구동원(320)의 제2회전축(321)에는 제2구동풀리(341)가 형성되며, 상기 제2구동풀리(341)와 제2피동풀리(241)는 제2전동벨트(520)에 의해 연결되어 있다. In response to the second driven pulley 241, as shown in FIG. 5, the second driving source 320 is disposed adjacent to the second driven pulley 241 of the second ball screw 220, and the second A second driving pulley 341 is formed on the second rotation shaft 321 of the driving source 320, and the second driving pulley 341 and the second driven pulley 241 are connected by a second driving belt 520. It is.

상기한 제1전동벨트(510) 및 제2전동벨트(520)는 풀리와의 미끄럼을 방지하고 정확한 회전각 또는 회전수로 제어할 수 있도록 공지의 기어형 벨트로 이루어지는 것이 바람직하다. The first transmission belt 510 and the second transmission belt 520 is preferably made of a known gear-type belt to prevent sliding with the pulley and to be controlled at an accurate rotation angle or rotation speed.

상기 제1구동원(310) 및 제2구동원(320)은, 바람직하게는 전기 모터로 이루어지며, 유압에 의해 작동하는 유압 모터로 이루어질 수도 있다. The first drive source 310 and the second drive source 320 is preferably made of an electric motor, it may be made of a hydraulic motor operated by hydraulic pressure.

이와 같이 이루어진 로봇은, 제1구동원(310)을 구동하면 제1전동벨트(510)에 의해 제1볼나사(210)가 회전하고, 제1볼나사(210)의 회전에 의해 제1너트(410)가 상, 하 방향으로 이동하여 그에 장착된 승강 암(100)을 상승 또는 하강시킨다. In the robot configured as described above, when the first driving source 310 is driven, the first ball screw 210 is rotated by the first transmission belt 510, and the first nut is rotated by the first ball screw 210. The 410 moves in the upward and downward directions to raise or lower the lifting arm 100 mounted thereto.

마찬가지로, 제2구동원(320)을 구동하면 제2전동벨트(520)에 의해 제2볼나사(220)가 회전하고, 제2볼나사(220)의 회전에 의해 제2너트(420)가 상, 하 방향으로 이동하여 그에 장착된 제1프레임(110)을 상승 또는 하강시킨다. Similarly, when the second driving source 320 is driven, the second ball screw 220 is rotated by the second transmission belt 520, and the second nut 420 is raised by the rotation of the second ball screw 220. , And moves in the downward direction to raise or lower the first frame 110 mounted thereto.

이러한 로봇에 있어서, 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1볼나사(210)와 제2볼나사(220)의 축 단부에 각각 제1브레이크장치(600)와 제2브레이크장치(700)를 설치한 구성을 가진다. 상기 제1브레이크장치(600) 및 제2브레이크장치(700)는 후술하는 추락방지 제어모듈의 제어하에 작동하여 상기 제1볼나사(210) 및 제2볼나사(220)를 구속하여 어떠한 방향으로도 회전하지 못하도록 한다. In the robot, as shown in FIG. 2, the first brake device 600 and the second brake device 600 may be formed at shaft ends of the first ball screw 210 and the second ball screw 220, respectively. 700) is installed. The first brake device 600 and the second brake device 700 operate under the control of the fall prevention control module to be described later to restrain the first ball screw 210 and the second ball screw 220 in any direction. Do not allow rotation.

상기 제1, 2 브레이크장치(600)(700)는, 공지의 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 볼나사(210)(220)의 단부에 디스크(251)(252)를 각각 형성하고, 상기 디스크(251)(252)를 마그네트(601)(701)에 의해 잡아주는 전자석 방식의 브레이크를 사용할 수 있다. 또는 상기 디스크(251)(252)를 유압 작동식 마찰패드에 의해 잡아주는 유압 디스크 방식의 브레이크를 사용할 수도 있다. 또는 공지의 밴드 브레이크나 클러치 브레이크 등을 사용할 수도 있다. The first and second brake devices 600 and 700 may be formed in various known forms. That is, as shown in FIG. 2, disks 251 and 252 are formed at the ends of the ball screws 210 and 220, respectively, and the disks 251 and 252 are provided to the magnets 601 and 701. It is possible to use the electromagnetic brake to hold by. Alternatively, a hydraulic disc brake may be used to hold the discs 251 and 252 by a hydraulically operated friction pad. Alternatively, known band brakes, clutch brakes, or the like may be used.

상기한 제1 브레이크장치(600)의 설치에 병행하여, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1전동벨트(510)에 인접한 위치에 제1벨트 파단감지센서(650)가 설치된다. In parallel with the installation of the first brake device 600, as shown in FIGS. 3 and 4, the first belt break detection sensor 650 is installed at a position adjacent to the first electric belt 510. .

마찬가지로, 상기한 제2 브레이크장치(700)의 설치에 병행하여서는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2전동벨트(520)에 인접한 위치에 제2벨트 파단감지센서(750)가 설치된다. Similarly, in parallel to the installation of the second brake device 700, as shown in FIGS. 5 and 6, the second belt break detection sensor 750 is located at a position adjacent to the second electric belt 520. Is installed.

상기 제1, 2 파단감지센서(650, 750)는 공지의 근접센서로 이루어질 수 있다. 이는 상기 제1, 2 전동벨트(510, 520)의 파단을 센싱하고, 해당 신호를 후술하는 추락방지 제어모듈(도 7 참조)로 출력하여, 제1, 2 전동벨트(510, 520)가 파단된 경우 상기 제1, 2 브레이크장치(600, 700)를 구동하여 제1, 2 볼나사(210, 220) 를 구속하도록 하는 것이다. The first and second break detection sensors 650 and 750 may be formed of a known proximity sensor. This senses the breakage of the first and second transmission belts 510 and 520 and outputs the corresponding signal to a fall prevention control module (see FIG. 7) which will be described later, so that the first and second transmission belts 510 and 520 are broken. In this case, the first and second brake devices 600 and 700 are driven to restrain the first and second ball screws 210 and 220.

만일, 제1, 2 전동벨트(510, 520)가 정상적인 상태를 유지하더라도, 제1, 2 구동원(310, 320)에 고장이 발생하면, 제1, 2 구동원(310, 320)은 부하를 지탱하는 힘을 잃게 되어 승강 암(100) 및 제1프레임(110)이 추락하게 된다. Even if the first and second drive belts 510 and 520 maintain a normal state, if a failure occurs in the first and second drive sources 310 and 320, the first and second drive sources 310 and 320 support the load. Loss of force causes the lifting arm 100 and the first frame 110 to fall.

예를 들어, 상기 제1, 2 구동원(310, 320)이 전기 모터로 이루어진 경우, 전기 장치에 고장이 발생하거나 모터 자체에 마련되어 있는 브레이크 장치에 고장이 발생하면 제1, 2 볼나사(410, 420)를 지탱할 수 없게 된다. For example, when the first and second driving sources 310 and 320 are made of electric motors, the first and second ball screws 410 may be used when a failure occurs in the electric device or a failure occurs in the brake device provided in the motor itself. 420 cannot be supported.

마찬가지로, 제1, 2 구동원(310, 320)이 유압 모터로 이루어진 경우, 유압 계통에 고장이 발생하거나 모터 자체에 마련되어 있는 브레이크 회로 및 기구에 고장이 발생하면 이를 검출할 수도 없고 제1, 2 볼나사(410, 420)를 지탱할 수도 없게 된다. Similarly, when the first and second drive sources 310 and 320 are made of hydraulic motors, if a failure occurs in the hydraulic system or a failure occurs in the brake circuit and mechanism provided in the motor itself, the first and second balls may not be detected. It is also impossible to support the screws 410 and 420.

이를 대비하여, 본 발명에서는, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제1구동원(310) 및 제2구동원(320)의 반프로그램적 회전 여부를 검출하여 그의 고장 여부를 센싱하는 제1구동원 고장감지센서(661) 및 제2구동원 고장감지센서(662)를 더 설치하고 있다. 여기서, '반프로그램적 회전'이라 함은, 추락방지 제어모듈의 제어하에 이루어지는 정상적인 회전 이외의 비정상적인 회전, 또는 추락방지 제어모듈의 제어하에 이루어지는 정상적인 회전과 상이하거나 이를 벗어나는 회전 등을 말한다. In contrast, in the present invention, as shown in Figs. 3 to 6, the first drive source for detecting whether the first drive source 310 and the second drive source 320 is a semi-programmed rotation to detect the failure of the first drive source A failure detection sensor 661 and a second driver failure detection sensor 662 are further provided. Here, the "semi-programmable rotation" refers to an abnormal rotation other than the normal rotation made under the control of the fall prevention control module, or a rotation different from or different from the normal rotation made under the control of the fall prevention control module.

예를 들어, 추락방지 제어모듈은 구동원에 정지 시그널을 인가하였으나 구동원의 회전축은 정지하지 않고 회전하는 경우이다. 정지 명령에도 불구하고 구동원 의 회전축이 회전하는 경우는 구동원에 고장이 발생하였거나 적어도 정상적이지는 않다는 것을 의미하기 때문이다. 상기 고장감지센서(661)(662)는, 회전하는 축의 회전각과 회전수를 검출할 수 있는 공지의 인코더(encoder)로 이루어지는 것이 바람직하다. For example, the fall prevention control module applies a stop signal to the drive source, but the rotation axis of the drive source rotates without stopping. This is because if the rotation axis of the drive source rotates despite the stop command, it means that the drive source has failed or at least is not normal. The failure detection sensors 661 and 662 are preferably made of a known encoder capable of detecting the rotation angle and the rotation speed of the rotating shaft.

첨부 도면 도 7에는 본 발명에 따른 로봇의 제어 계통도가 도시되어 있다. 7 is a control schematic diagram of a robot according to the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 전술한 제1, 2 구동원(310, 320), 제1, 2 브레이크 장치(600, 700), 제1, 2 벨트 파단감지센서(650, 750), 제1, 2 구동원 고장감지센서(661, 662)는 추락방지 제어모듈(800)과 인터페이스(801)를 통해 전기·신호적인 연결관계를 형성한다. As shown in FIG. 7, the aforementioned first and second drive sources 310 and 320, first and second brake devices 600 and 700, first and second belt break detection sensors 650 and 750, and first and second The two drive source failure detection sensors 661 and 662 form an electrical and signal connection relationship through the fall prevention control module 800 and the interface 801.

추락방지 제어모듈(800)은 전술한 각종 센서(650, 750, 661, 662)로부터 출력되는 센싱 시그널을 전산처리하고, 그 결과에 따라 상기 제1, 2 브레이크 장치(600, 700) 및 제1, 2 구동원(310, 320)을 포함하는 구동 단말을 제어한다. The fall prevention control module 800 computes the sensing signals output from the various sensors 650, 750, 661, and 662 described above, and according to the results, the first, second brake devices 600, 700, and the first. And a driving terminal including two driving sources 310 and 320.

또한, 본 발명의 로봇은, 벨트 파단이나 구동원의 고장을 경보하기 위한 경보발생기(910)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 경보발생기(910)는 사고상황에 대한 경보음을 발생하는 스피커나 시각적으로 알리는 경광등으로 이루어질 수 있고, 이 두 가지를 병용할 수도 있다. 이와 더불어, 공정 통제실의 모니터(920)에도 사고 상황을 디스플레이함으로써 공장 전체에 걸쳐 신속하게 대응하도록 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. In addition, the robot of the present invention preferably further includes an alarm generator 910 for alarming belt breakage or failure of the drive source. The alarm generator 910 may include a speaker for generating an alarm sound for an accident situation or a warning light visually indicating, and may use both of them. In addition, it is desirable to display the accident situation on the monitor 920 of the process control room so that the plant can respond quickly throughout the factory.

상기한 추락방지 제어모듈(800)은, 구체적으로 신호처리모듈(810), 추락방지 구동 컨트롤러(820), 구동실행모듈(830)을 포함하고, 상기 신호처리모듈(810)과 연 계하는 신호처리 기준정보 저장부(840)를 더 포함할 수 있다. The fall prevention control module 800 specifically includes a signal processing module 810, a fall prevention driving controller 820, and a driving execution module 830, and a signal associated with the signal processing module 810. The processing reference information storage unit 840 may further include.

상기 신호처리모듈(810)은 상기 센서들(650, 750, 661, 662)과 일련의 신호연결관계를 형성하면서 그들로부터 인가되는 센싱 시그널을 수취하여 처리한다. 신호 처리모듈(810)은, 구체적으로 제1~제4 벨트 파단감지센서 신호처리부(811, 812, 813, 814)를 포함한다. The signal processing module 810 forms a series of signal connection relationships with the sensors 650, 750, 661, and 662, and receives and processes sensing signals applied from them. Specifically, the signal processing module 810 includes first to fourth belt break detection sensor signal processing units 811, 812, 813, and 814.

상기 추락방지 구동 컨트롤러(820)는 상기 신호처리모듈(810)을 전산제어하며, 신호처리모듈(810)에 의해 수취된 센싱 시그널을 사전에 입력·저장된 기준 값 즉, 상기 신호처리 기준정보 저장부(840)에 설정된 기준 값과 비교분석하고, 해당 분석결과에 따른 제어 신호를 출력한다. The fall prevention driving controller 820 is a computerized control of the signal processing module 810, the reference value pre-input and stored the sensing signal received by the signal processing module 810, that is, the signal processing reference information storage unit Comparative analysis with the reference value set at 840, and outputs a control signal according to the analysis result.

상기 구동실행모듈(830)은, 상기 추락방지 구동 컨트롤러(820)에 의한 전산 통제하에, 추락방지 구동 컨트롤러(820)에 의한 제어 신호에 따른 구동 시그널을 생성하고, 생성된 구동 시그널을 상기 제1, 2 브레이크장치(600, 700), 제1, 2 구동원(310, 320), 경보발생기(910) 및 모니터(920)를 포함하는 각 구동 단말에 출력한다. 이러한 구동실행모듈(830)은, 제1, 2 벨트파단 감지센서(650, 750) 및 제1, 2 구동원 고장감지센서(661, 662)의 센싱 신호 분석 결과에 따라, 상기 추락방지 구동 컨트롤러(820)의 제어하에, 브레이크 구동 시그널을 생성하고, 생성된 브레이크 구동 시그널을 상기 제1, 2 브레이크장치(600, 700)로 출력하는 브레이크 구동부(831)와, 구동원 동작 정지 시그널을 생성하고, 생성된 구동원 동작 정지 시그널을 상기 제1, 2 구동원(310, 320)으로 출력하는 구동원 구동부(832)를 포함한다. 또한, 상기 벨트 파단 시그널이나 구동원 고장 시그널에 따른 경보 시그널을 생성 하여 상기 경보 발생기(910)로 출력하는 경보발생부(833) 및 상기 벨트 파단 시그널이나 구동원 고장 시그널에 따른 경보 메시지를 생성하여 상기 모니터(920)로 출력하는 표시구동부(834)를 포함할 수 있다. The driving execution module 830 generates a drive signal according to a control signal by the fall prevention drive controller 820 under computerized control by the fall prevention drive controller 820, and generates the generated drive signal into the first drive signal. And 2 brake devices 600 and 700, first and second drive sources 310 and 320, an alarm generator 910, and a monitor 920. The driving execution module 830 includes the fall prevention drive controller according to a sensing signal analysis result of the first and second belt break detection sensors 650 and 750 and the first and second drive source failure detection sensors 661 and 662. Under the control of 820, the brake driving signal is generated, and the brake driving unit 831 for outputting the generated brake driving signals to the first and second brake devices 600 and 700, and a driving source operation stop signal are generated and generated. And a drive source driver 832 for outputting the driven source operation stop signal to the first and second drive sources 310 and 320. In addition, the alarm generating unit 833 to generate an alarm signal according to the belt break signal or the drive source failure signal and output to the alarm generator 910 and to generate an alarm message according to the belt break signal or drive source failure signal to monitor The display driver 834 outputs the output to 920.

상기 신호처리 기준정보 저장부(840)는, 상기한 신호처리모듈(810)의 시그널 처리에 필요한 각종의 기준 정보를 체계적으로 저장 및 관리함으로써 센싱 시그널 처리 및 운용 과정이 본 발명의 목적에 따라 별다른 문제없이 원활하게 진행될 수 있도록 가이드 하게 된다. 이러한 신호처리 기준정보 저장부(840)는, 도 7에 보이는 바와 같이, 벨트파단 감지신호처리 기준정보 저장부(841)와 구동원 고장감지신호처리 기준정보 저장부(842)를 포함할 수 있다. The signal processing reference information storage unit 840 systematically stores and manages various reference information necessary for signal processing of the signal processing module 810 so that a sensing signal processing and operation process is different according to the object of the present invention. It will guide you through the process without any problems. As illustrated in FIG. 7, the signal processing reference information storage unit 840 may include a belt break detection signal processing reference information storage unit 841 and a driving source failure detection signal processing reference information storage unit 842.

상기 벨트파단 감지신호처리 기준정보 저장부(841)는, 예를 들어 벨트 파단 신호가 발생하였을 경우에 취해야할 행동 요령, 센싱 시그널 수취 대기시간, 파단 시그널 평가(판단) 관련 정보 등을 체계적으로 저장, 관리한다. The belt break detection signal processing reference information storage unit 841 systematically stores, for example, an action method to be taken when a belt break signal occurs, a waiting time for receiving a sensing signal, information related to a break signal evaluation (decision), and the like. , Manage.

마찬가지로, 상기 구동원 고장감지신호처리 기준정보 저장부(842)는, 예를 들어 구동원 고장감지센서(661, 662)의 센싱 값(예; 구동원의 회전축 회전 각도), 구동원이 반프로그램적으로 회전하는 것을 평가하고 판단하기 위한 조건(값, 비교 값)들에 대한 정보, 구동원 고장 신호가 발생하였을 경우에 취해야할 행동 요령, 센싱 시그널 수취 대기시간, 구동원 고장 시그널에 관련한 정보 등을 체계적으로 저장, 관리한다. Similarly, the drive source failure detection signal processing reference information storage unit 842, for example, the sensing value of the drive source failure detection sensor (661, 662) (for example, the rotation axis rotation angle of the drive source), the drive source is rotated semi-programmatically Systematic storage and management of information on conditions (values, comparison values) for evaluating and judging the information, actions to be taken when a drive source failure signal occurs, waiting time for receiving a sensing signal, and information related to a drive source failure signal do.

본 발명은 이와 같이 이루어져 있으므로, 로봇을 작동하는 과정에서 제1벨트 파단감지센서(650) 또는 제2벨트 파단감지센서(750)로부터 벨트파단신호가 수취되 면, 벨트파단신호가 발생한 센서에 해당하는 브레이크장치(600 또는 700)를 즉시 구동하여 그에 해당하는 볼나사(210 또는 220)를 구속하여 회전할 수 없는 상태로 하거나, 더 바람직하게는 벨트파단신호가 발생한 센서에 해당하는 브레이크장치뿐만 아니라 나머지의 브레이크장치까지 모든 브레이크장치 즉, 제1, 2 브레이크장치(600, 700)를 모두 구동하여 제1,2볼나사(210, 220)를 모두 회전할 수 없는 상태로 구속함으로써 벨트가 파단 되더라도 승강 암(100)이나 제1프레임(110)이 추락하는 것을 방지한다. Since the present invention is made in this manner, when the belt break signal is received from the first belt break detection sensor 650 or the second belt break detection sensor 750 in the process of operating the robot, the belt break signal corresponds to the sensor. Immediately drive the brake device 600 or 700 to restrain the ball screw (210 or 220) corresponding to the non-rotating state, or more preferably, as well as the brake device corresponding to the sensor in which the belt breaking signal occurs Even if the belt is broken by driving all the brake devices, that is, the first and second brake devices 600 and 700, to the rest of the brake devices and restraining the first and second ball screws 210 and 220 in a non-rotatable state. The lifting arm 100 or the first frame 110 is prevented from falling.

또한, 이와 함께 모든 구동원, 즉 제1, 2 구동원(310, 320)을 오프(OFF)하여 정지시키고, 또한 이와 더불어 로봇의 모든 구동원 또는 로봇에 연계된 다른 설비나 장치의 구동을 정지시키고 관리자의 조치를 기다린다. In addition, all of the driving sources, that is, the first and second driving sources 310 and 320 are turned off and stopped, and at the same time, the driving of all driving sources of the robot or other facilities or devices connected to the robot is stopped, Wait for action

한편, 제1, 2 구동원 고장감지센서(661, 662)로부터의 고장 신호로서는, 예를 들어 현재 제1, 2 구동원(310, 320)에 구동신호를 인가하였으나 제1, 2 구동원 고장감지센서(661, 662)로부터는 사전에 설정된 회전수를 벗어난 회전수가 수취되거나, 또는 제1, 2 구동원(310, 320)에 정지신호를 인가하였으나 제1, 2 구동원 고장감지센서(661, 662)로부터는 회전신호가 수취되거나, 또는 제1, 2 구동원 고장감지센서(661, 662)로부터 제1, 2 구동원(310, 320)에 인가한 방향에 대해 반대방향으로 회전하고 있다는 신호가 수취되는 경우가 있을 수 있다. On the other hand, as a failure signal from the first and second drive source failure detection sensors 661 and 662, for example, a drive signal is currently applied to the first and second drive sources 310 and 320, but the first and second drive source failure detection sensors ( 661 and 662 receives a rotation speed outside the preset rotation speed, or applies a stop signal to the first and second drive sources 310 and 320, but fails from the first and second drive source failure detection sensors 661 and 662. The rotation signal may be received, or a signal may be received from the first and second drive source failure detection sensors 661 and 662 to rotate in a direction opposite to the direction applied to the first and second drive sources 310 and 320. Can be.

이 경우에는, 해당 고장 신호가 발생한 센서에 해당하는 브레이크장치(600 또는 700)를 즉시 구동하여 그에 해당하는 볼나사(210 또는 220)를 구속하여 회전할 수 없는 상태로 하거나, 더 바람직하게는 구동원 고장신호가 발생한 센서에 해 당하는 브레이크장치뿐만 아니라 나머지의 브레이크장치까지 모든 브레이크장치 즉, 제1, 2 브레이크장치(600, 700)를 모두 구동하여 제1,2볼나사(210, 220)를 모두 회전할 수 없는 상태로 구속함으로써 구동원이 고장 나더라도 승강 암(100)이나 제1프레임(110)이 추락하는 것을 방지한다. In this case, the brake device 600 or 700 corresponding to the sensor in which the failure signal is generated is immediately driven to restrain the corresponding ball screw 210 or 220 so as not to rotate, or more preferably, a driving source. The first and second ball screws 210 and 220 are driven by driving all the brake devices, that is, the first and second brake devices 600 and 700, as well as the brake device corresponding to the sensor that has generated the failure signal. By restraining in a non-rotating state, even if the driving source fails, the lifting arm 100 or the first frame 110 is prevented from falling.

이와 더불어, 벨트 파단이나 구동원 고장에 따른 경보 시그널을 생성하여 경보 발생기(910)로 출력하여 관리자에게 경보하고, 이와 더불어 벨트 파단 시그널이나 구동원 고장 시그널에 따른 경보 메시지를 생성하여 상기 모니터(920)로 출력하여 관리자로 하여금 벨트 파단이나 구동원 고장에 관련한 구체적인 정보, 예를 들어 파단이나 고장이 발생한 로봇의 제원 등에 대한 정보, 그 로봇의 현 위치 정보, 그 로봇의 파단 또는 고장 개소(위치) 등에 대한 정보를 출력하여 관리자로 하여금 정확하게 진단하고 신속하게 조치할 수 있도록 한다. In addition, by generating an alarm signal according to the belt breakage or drive source failure, and outputs to the alarm generator 910 to alert the administrator, and generates an alarm message according to the belt breakage signal or drive source failure signal to the monitor 920 The administrator can print out specific information related to the belt breakage or the failure of the driving source, for example, information about the specifications of the robot in which the breakage or failure occurs, information on the current position of the robot, the breakdown of the robot or the location of the failure (location), etc. This function allows the administrator to accurately diagnose and act quickly.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 로봇은, 전동벨트의 파단 여부를 실시간으로 검출하여 벨트 파단에 즉각적으로 대처할 수 있고, 더 나아가서는 구동원의 고장 여부도 실시간으로 검출하여 구동원 고장에 즉각적으로 대처할 수 있으므로, 승강 암의 추락과 그로 인한 장비 및 워크의 파손을 걱정할 필요 없는 안전하고 신뢰할 수 있는 로봇을 구현할 수 있다. As described above, the robot according to the present invention can detect the failure of the electric belt in real time and cope with the belt break immediately, and furthermore, it can detect the failure of the drive source in real time and respond to the drive source failure immediately. Therefore, it is possible to implement a safe and reliable robot without having to worry about the fall of the lifting arm and the damage of the equipment and the work.

또한, 본 발명자에 의해 함께 개발한 로봇, 즉 제1구동원(310)/제1볼나사(210)/승강 암(100), 그리고 제2구동원(320)/제2볼나사(220)/제1프레임(110)을 각각 단독으로 또는 동시에 이동시킬 수 있고, 승강 암(100)과 제1프레임(110)을 각각 반대방향으로 또는 동일방향으로 이동시킬 수 있음으로써, 워크를 취급하는 핸드를 공정 상황에 알맞게 동기와 비동기 방식으로 자유자재로 제어하고 구동 부하를 줄일 수 있는 한편 소음 및 이물질 발생이 적은 장점을 가지는, 본 발명의 실시예를 통하여 설명한 로봇에 적용하는 경우, 상기한 장점들을 극대화하면서 한층 더 안전한 로봇을 실현할 수 있다. In addition, the robot developed by the present inventors, that is, the first drive source 310 / first ball screw 210 / lifting arm 100, and the second drive source 320 / second ball screw 220 / first One frame 110 can be moved individually or simultaneously, and the lifting arm 100 and the first frame 110 can be moved in opposite directions or in the same direction, respectively. When applied to the robot described through the embodiment of the present invention, which can freely control and reduce the driving load in a synchronous and asynchronous manner according to the situation, and has a low noise and foreign matter generation, while maximizing the above advantages A safer robot can be realized.

따라서, 본 발명에 의한 로봇을 평면 패널류(예; LCD, PDP, FED, ELD) 반도체 웨이퍼류 제조 공정 라인의 반송 시스템과 같이 특히 정밀도와 청결을 요하고, 생산성 경쟁이 심하며, 고가의 장비와 제품을 취급하는 공정에 투입하면 전체 공정이 안전하고 원활해지며 제품의 품질과 수율 향상도 극대화할 수 있다. Therefore, the robot according to the present invention requires precision and cleanliness in particular, such as a flat panel (e.g. LCD, PDP, FED, ELD) semiconductor wafer manufacturing process line, and has a high productivity competition, Putting it into the process of handling the product makes the whole process safe and smooth, and can maximize the quality and yield of the product.

도 1은 종래의 로봇의 정면도이다. 1 is a front view of a conventional robot.

도 2는 본 발명에 따른 로봇을 나타낸 정면도이다. 2 is a front view showing a robot according to the present invention.

도 3은 도 2의 'A' 방향에서 바라본 주요부 측면도이다. 3 is a side view of the main part viewed from the direction 'A' of FIG. 2.

도 4는 도 3의 좌측면도이다. 4 is a left side view of FIG. 3.

도 5는 도 2의 'B' 방향에서 바라본 주요부 측면도이다. 5 is a side view of the main part viewed from the direction 'B' of FIG. 2.

도 6은 도 5의 우측면도이다. 6 is a right side view of FIG. 5.

도 7은 본 발명에 따른 로봇 제어 계통도이다. 7 is a robot control system diagram according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 설명> Description of the main parts of the drawing

50: 선회 암(swing arm) 60: 핸드(hand) 50: swing arm 60: hand

100: 승강 암 100: lifting arm

101: 제1 가이드 블록(guide block part)101: first guide block part

102: 제1 연장 블록 110: 제1프레임 102: first extension block 110: first frame

111: 제2 가이드 블록 112: 제2 연장블록 111: second guide block 112: second extension block

120: 제2프레임 210: 제1볼나사120: second frame 210: first ball screw

211, 212: 축받이 220: 제2볼나사 211, 212: bearing 220: second ball screw

221, 222: 축받이 231: 제1피동풀리 221, 222: bearing 231: first driven pulley

241: 제2피동풀리 310: 제1구동원 241: second driven pulley 310: first driving source

311: 제1회전축 321: 제2구동원 311: first axis of rotation 321: second drive source

321: 제2회전축 331: 제1구동풀리 321: second axis of rotation 331: first drive pulley

341: 제2구동풀리 410: 제1너트 341: 2nd driving pulley 410: 1st nut

420: 제2너트 510: 제1전동벨트 420: second nut 510: first transmission belt

520: 제2전동벨트 600: 제1브레이크장치 520: second electric belt 600: first brake device

650: 제1 벨트파단감지센서 661: 제1 구동원 고장감지센서 650: first belt break detection sensor 661: first drive source failure detection sensor

662: 제1 구동원 고장감지센서 700: 제1브레이크장치 662: first drive source failure detection sensor 700: first brake device

750: 제2 벨트파단감지센서 800: 추락방지 제어모듈 750: second belt break detection sensor 800: fall prevention control module

810: 신호처리모듈 820: 추락방지 구동 컨트롤러 810: signal processing module 820: fall prevention drive controller

830: 구동실행모듈 840: 신호처리 기준정보 저장부 830: driving execution module 840: signal processing reference information storage unit

910: 경보 발생기 920: 모니터 910: alarm generator 920: monitor

Claims

delete

A lifting arm 100 on which a hand for handling a work is mounted;

A first frame 110 supporting the lifting arm 100 to be movable up and down; And

It includes a second frame 120 for supporting the first frame 110 to move up and down,

The first frame 110 is provided with a first ball screw 210 for moving the lifting arm 100 up and down, and a first driving source 310 for driving the first ball screw 210. The first ball screw 210 and the first drive source 310 are powered by the first transmission belt 510;

The second frame 120, the second ball screw 220 for moving the first frame 110 up and down, and the second drive source 320 for driving the second ball screw 220 is installed and Together, the second ball screw 220 and the second drive source 320 are powered by the second transmission belt 520;

The first brake device is installed at the shaft end of the first ball screw 210 and the second ball screw 220 to forcibly stop the rotation of the first ball screw 210 and the second ball screw 220, respectively. 600 and the second brake device 700,

A first belt break detection sensor 650 installed close to the first drive belt 510 to sense whether the break occurs by directly recognizing the first drive belt 510;

A second belt break detection sensor 750 installed close to the second drive belt 520 to sense whether a break occurs by directly recognizing the second drive belt 520;

A first driver failure detection sensor 661 for detecting whether the first driver 310 is semi-programmed or not and detecting a failure;

A second driver failure detection sensor 662 which detects whether the second driver 320 is semi-programmed or not and detects a failure;

Form a series of signal connection with each sensor (650, 750, 661, 662), and computerized processing of the sensing signal output from each sensor (650, 750, 661, 662) as a result of any If it is determined that the transmission belt 510 or 520 is broken or any one of the driving sources 310 or 320 is broken, the first brake device 600 and the second brake device 700 are operated to operate the first brake. While outputting a control signal for restraining both the ball screw 210 and the second ball screw 220 from rotating, to stop both driving of the first drive source 310 and the second drive source 320. And a fall prevention control module for outputting a control signal to output a warning signal for notifying the fact that the belt is broken or the motor is broken.