KR101101495B1

KR101101495B1 - 로봇

Info

Publication number: KR101101495B1
Application number: KR1020040093105A
Authority: KR
Inventors: 와카이즈미키요시
Original assignee: 자노메 미싱 고교가부시키가이샤
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2004-11-15
Publication date: 2012-01-03
Also published as: US7241102B2; DE102004058437B4; US20050135916A1; TW200520911A; DE102004058437A1; KR20050054821A; TWI259128B

Abstract

본 발명은 구조가 간결하고 이동범위가 넓은 로봇을 제공함을 그 목적으로 하며, 이동부(1),(1)는 구동장치(4)에 의해 직선운동을 할 수 있도록 구성되고, 이동부(1)와 이동부(1)는 서로 평행으로 직선운동을 하도록 하며, 모터(40),(40)를 포함하는 구동장치(4),(4)는 제어장치(9)에 의해 각각 별도로 제어되도록 하고, 이동부(1),(1)는 서로 다른 속도로 이동 가능하도록 하고, 또 서로 상이한 위치에 위치할 수 있도록 구성되어 있다.

이동부(1),(1)는 각각 아암(2),(2)의 일단이 축받이(10),(10)에서 회동 가능하게 연결되어 있고, 이암(2),(2)의 타단은 워크지지부(3)에 축받이(30),(30)에 의해 회동 가능하게 연결되어 있다. 워크지지부(3)에는 임의의 지그(jig)를 붙였다 떼였다 할 수 있게 되어 있고, 워크지지부(3)가 수평면 또는 수직면 등 임의의 가동 평면상을 이동하여 작업을 하게 된다.

Description

로봇{A Robot}

도 1은 본 발명의 1실시형태를 나타내는 개략도,

도 2는 본 발명의 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 3은 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 4는 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 6은 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 7은 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 8은 본 발명의 1실시형태의 동작설명도,

도 9는 본 발명의 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 10은 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 11은 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 12는 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 13은 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 14는 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 15는 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 16은 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 17은 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 18은 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 19는 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 20은 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 21은 본 발명의 또 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 22는 본 발명의 다른 실시형태를 나타내는 플로차트도,

도 23은 본 발명의 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 24는 본 발명의 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 25는 본 발명의 다른 실시형태를 나타내는 개략도,

도 26은 본 발명의 다른 실시형태를 나타내는 개략도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1: 이동부(move member) 2: 아암(arm)

3: 워크지지부(work holder) 4: 구동장치

5: 증폭기구 6: 기대(base)

7: X-Y 이동기구 8: 한정장치

9: 제어장치 10: 축지점

40: 모터 41: 볼나사

42, 51: 벨트(belt) 43: 가이드

44, 52: 풀리(pulley) 50: 이동기대(move base)

53: 고정부 55: 연결부

70: Y방향 이동기대 71: X방향 이동레일

72: Y방향 구동장치 73: X방향 구동장치

80, 81, 82: 스톱퍼

본 발명은 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가동범위가 확장된 작업공간에서 유연하게 작동하며, 구조가 간단한 로봇에 관한 것이다.

로봇의 구동기구로는 슬라이드 유니트를 사용하는 것과 회전 유니트와 링크를 사용하는 것이 일반적으로 알려져 있다. 슬라이드 유니트를 사용하는것은 일본 공개특허 특개평7-328872호 공보에 게재된 XY로봇이 가장 대표적인 것으로 들 수 있고, 회전 유니트 타입의 로봇으로서는 일본 공개특허 특개평11-114871호 공보에 게재된 수평다관절 로봇을 들 수 있다.

그러나, 상기 XY로봇은 여러개의 직동 슬라이드 유니트를 직교시켜 구성된 것으로, 직선이동과 XY 좌표의 합성 운동궤도를 특징으로 하는 것으로, 컴팩트한 구조는 가능하나, XY 좌표에 의해 합성되는 영역 이외로 워크지지부의 작동영역을 확장시킬수는 없다.

한편, 수평다관절 로봇은 연결되어진 여러개의 아암의 회전운동에 의해 작업영역이 결정되어지고, 또 고속 이동이 가능하지만 아암이 서로 간섭하여 작업이 불가능한 영역이 있게 되는 문제점이 있다. 또, 관절에 작동 가능하게 연결된 워크지지부를 작동하도록 하기 위해 기대에 여러개의 관절을 연결시켜야 하기 때문에 기대나 기대에 가까운 아암에 큰 부하가 걸리게 되고, 이 때문에 강도를 크게 하여야 하며, 결과적으로 소형화 하기가 어렵고, 유니트로서 다른 기계에 조립하여 사용하기 어려운 문제가 있다.

본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점을 해결함을 그 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로봇은 적어도 두개의 이동 가능한 이동부와, 각 이동부에 그 일단이 회동 가능하게 장착된 적어도 두개의 링크와, 이 링크의 타단에 회동될 수 있도록 하는 연결된 워크지지부와, 상기 각 이동부를 독립적으로 구동시킬 수 있는 구동장치와, 상기 구동장치의 구동제어를 할 수 있도록 하는 제어장치를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

이 구성에 있어서, 두개의 이동부의 이동 및 정지에 의해 두개의 링크와 워크지지부가 이동부의 이동 평면상의 가동범위 내에서 XY방향의 임의 방향으로 이동시키고, 임의의 위치에 정지시킬 수 있도록 한다. 또, 워크지지부의 가동범위는 이동부의 이동범위 및 아암의 길이에 의해 결정되도록 한다.

상기 이동부는 직선 위를 이동하거나 또는 비직선 위를 이동하고, 또 두개의 이동부가 서로 평행으로 이동하거나 또는 서로 비평행 상태로 이동하게 된다.

전술한 적어도 두개의 링크 길이는 서로 같아도 좋고, 서로 달라도 좋으며, 아암의 길이는 서로 변할 수 있도록 할 수도 있다.

두개의 링크는 워크지지부와 같은 위치 또는 서로 다른 위치에 연결될 수 있도록 한다.

전술한 구동장치는 상기 두개의 이동부를 같은 속도로 구동시켜도 좋고, 또 서로 다른 속도로 구동시켜도 좋다. 두개의 이동부의 상대적인 이동속도를 조정함으로써 워크지지부를 임의의 궤도로 운동시킬 수 있게 된다.

상기 워크지지부에 지지되는 워크는 상기 이동부의 이동평면과 평행을 이루는 방향으로 향해 작업을 하도록 설정하여도 좋고, 수직방향으로 설정하여도 좋다. 전자의 경우, 통상적으로 이동부는 수직방향으로 이동하도록 설정하고, 후자의 경우는 통상적으로 이동부를 수평방향으로 이동하도록 설정하는 것이 바람직하다.

상기 이동부를 다른 이동부 상에 설치하여 이동부의 가동범위를 확대하는 것도 가능하다.

본 발명의 로봇에 따르면, 이동부의 가동범위를 벗어나는 범위에 워크지지부의 가동범위를 설정할 수가 있게 되고, 소형화를 이룰 수 있으며, 다른 기계와 조립할 수도 있게 되는 효과를 가지게 된다.

상기 구성에 이 구동장치에 의한 이동부의 구동거리를 증폭시키는 증폭장치 를 추가할 수 있다. 따라서, 이동부에 연결된 워크지지부의 이동범위는 더 확대될 수 있다. 이 증폭장치로는 여러 종류의 구성을 갖는 것이 채용될 수 있으며, 예로써, 일본국 공개특허공보 특개2002-70284호에 개시된 구성을 채용할 수도 있다.

또, 상기 두개의 제1 링크 중 적어도 하나의 링크와 평행을 이루는 제2의 링크를 설치할 수도 있다. 이 평행을 이루는 링크를 형성하는 제2링크에 의해 워크지지부의 자세를 일정하게 유지하는 것도 가능하다. 그러나, 두개의 제2링크는 두개의 제1링크와 각각 평행하게 설치하는 것이 바람직하다.

특히, 상기 두개의 이동부의 상대적 위치관계를 일정범위내로 한정시키는 한정장치를 가질 수도 있다. 이 한정장치는 상기 이동부의 이동을 물리적으로 규제하는 스토퍼를 갖는 구성으로 이루어진다. 또 상기 한정장치는 구동장치를 제어하여 상기 두개의 이동부의 상대적 위치관계를 일정범위내로 한정시키도록 소프트웨어로 구성한다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 따라 설명한다.

도 1에 있어서, 본 발명의 로봇은 두개의 이동부(1),(1)를 가지고 있으며, 이동부(1),(1)는 각각 구동장치(4),(4)에 의해 서로 평행하게 직선운동을 할 수 있도록 구성되어 있다. 이동부(1),(1)는 비직선운동을 할 수 있게 구성하여도 좋고, 서로 비평행으로 운동하도록 구성하여도 좋다.

이와같은 실시형태로는 구동장치(4),(4)는 모터(40),(40)와 볼나사(41),(41) 를 각각 가지고 있으며, 이동부(1)는 볼나사(41) 위에 장착되어 있어서 볼나사(41)의 정,역회전에 따라 직선방향으로 전진 및 후퇴를 할 수 있게 구성되어 있다.

모터(40),(40)는 제어장치(9)에 의하여 각각 개별로 제어되도록 되어 있고, 이동부(1),(1)는 각각 다른 속도로 이동할 수 있도록 구성되어 있으며, 또 서로 다른 위치에 위치할 수 있도록 구성되어 있다.

이동부(1),(1)에는 각각 아암(2),(2)이 축지점(10),(10)에서 회동할 수 있도록 일단에 장착되어 있다. 이와 같은 실시형태에서는 아암(2),(2)는 동일한 길이로 되어 있고, 필요에 따라서 아암(2),(2)의 길이를 서로 다르게 할 수도 있다.

아암(2),(2)의 타단을 워크지지부(3)에 축지점(30),(30)에서 축받이되어 회동할 수 있게 장착되어 있다. 이 실시형태에서는 아암(2),(2)은 동일 축지점(30)에서 워크지지부(3)에 축받이되어 있으나, 도 2에 나타나 있는 바와 같이 축지점(30),(30)을 서로 다른 위치설정으로 축받이가 될 수 있도록 구성되어 워크지지부(3)의 자세를 안정하도록 한다.

워크지지부(3)에는 임의의 지그(jig)를 장착할 수 있게 되어 있어 워크지지부(3)를 수평면 또는 수직면 등 임의의 가동 평면상을 이동하도록 하여 작업을 하도록 구성되어 있다.

이상과 같은 구성에 있어서, 제어장치(9)에 의해서 모터(40),(40)를 구동 제어하고, 이동부(1),(1)의 위치관계를 조정함으로써 워크지지부(3)를 가동 평면상의 임의의 위치에 이동시킬 수 있게 된다.

도 1에 있어서, 이동부(1),(1)를 각각 점선으로 나타낸 이동부(1m)(1m) 위치 로 이동시키면 워크지지부(3)는 점선으로 표시된 워크지지부(3m)의 위치로 이동하게 된다.

워크지지부(3)의 가동범위는 이동부(1),(1)의 이동거리, 이동부(1),(1)의 간격, 아암(2),(2)의 길이에 의해 결정된다. 또 모터(40),(40)를 서로 다른 속도로 구동시킴으로서 워크지지부(3)를 임의의 궤도로 이동시킬 수 있게 된다.

예를 들면, 도 1에 있어서 A에 나타나 있는 바와 같이 좌측의 이동부(1)를 일정속도로 이동시키고, 우측의 이동부(1)를 B에 나타나 있는 바와 같이 속도를 변화시켜 이동시키면 워크지지부(3)의 이동궤도는 C에 나타나 있는 바와 같은 곡선을 그리게 된다.

이상과 같이 상기 구성으로는 모타(40),(40) 등의 액츄에이터를 고정부에 설치할 수 있기 때문에 큰 액츄에이터를 사용할 수 있게 되고, 그 때문에 성능이 떨어지는 일이 없게 된다. 또 이동부(1),(1)의 이동범위에 비해서 워크지지부(3)의 이동범위가 크고 기구본체를 콤팩트화 하여 큰 이동범위를 얻을 수 있게 된다.

더욱이 워크지지부(3)의 이동범위가 대략 4각형에 가깝기 때문에 워크지지부(3)에 장착될 지그 등의 설계가 용이하다. 또 워크지지부(3)는 구동모타(40),(40)가 각각 배치된 기대 밖에서 운동을 하기 때문에 워크를 기대 밖에 설치할 수 있게 되고, 인라인 작업에 적합한 설치가 가능하다. 예를 들면, 워크지지부(3)에 고정된 컷터나 드릴등에 의한 절분(切粉)이나 디스펜서 등의 접착제가 떨어지게 되는 등의 위험한 작업에 적합하다.

도 3과 도 4에서는 구동장치(4),(4)로서 벨트 구동장치를 이용한 경우를 나 타내고 있다. 도 3에서는 이동부(1),(1)가 평행으로 배치된 가이드(43)상을 이동 가능하게 장착되어 있고, 특히 가이드(43),(43)에 평행으로 배설된 벨트(42),(42)에 이동부(1),(1)가 접속되어 있어 이 벨트(42)의 이동에 의해 가이드(43),(43)을 따라 이동부(1),(1)가 직선운동을 하도록 되어 있다.

벨트(42)는 풀리(44),(44)에 감겨 있어서, 어느 한쪽의 풀리(44)가 모터(40)에 의해 회전하도록 구성되어 있다. 또 모터(40),(40)가 제어장치(9)에 의해 각각 구동제어 됨은 상기에서 설명한 바와 같다.

도 4의 실시형태는 아암(2),(2)을 워크지지부(3)에서 축지점(30),(30)에 축받이되어 있는 구성을 나타내고 있다.

상기 설명한 실시형태로는 모터(40)의 구동량과 이동부(1)의 이동량이 1:1 대응하는 경우이나, 모터(40)와 이동부(1) 사이에 이동부(1)의 이동량을 증폭시키는 기구를 설치할 수도 있다. 이 구성에 대하여는 뒤에서 상세히 설명한다.

상기 실시형태의 이동부(1)를 다시 1방향 또는 2방향 및 그 이상의 방향으로 이동 가능한 이동장치에 의해 이동할 수 있게 하고, 가동범위를 확대하는 것도 가능하다.

도 5의 실시형태에서는 X-Y 이동기구(7)를 이용하고, 또 이동부(1)의 XY방향 이동을 하도록 한 경우이다.

전술한 이동부(1),(1), 아암(2),(2), 워크지지부(3) 및 구동장치(4),(4)는 기대(6)위에 장착되어 있고, 이 기대(6)가 X-Y 이동기구(7)의 Y방향 이동기대(70) 위에 설치된 X방향 이동레일(71) 위에 설치되어 있다. 기대(6)는 X방향 이동레일 (71)에 의해 X방향으로 이동 가능하고, 또 Y방향 이동기대(70)에 의해 Y방향으로 이동 가능하게 되어 있다. Y방향 이동기대(70)는 볼나사 기구 등 Y방향 구동자치(72)에 의해 구동되며, X방향 이동레일(71)은 같은 방법으로 볼나사 등의 X방향 구동장치(73)에 의해 구동하도록 되어 있다.

상기 실시형태에 의하면, 기대(6)를 이동시킴으로서 위치변경이 용이하게 이루어지고 워크지지부(3)의 가동범위를 확대시킬 수 있게 되는 효과를 가진다.

도 6은 타의 실시형태를 나타낸다. 이 실시형태는 아암(2),(2)에 평행으로 제2의 아암(2’),(2’)을 설치하여 워크지지부(3)가 회동하지 않고 그 자세를 일정하게 유지할 수 있도록 구성한 것이다.

즉, 이동부(1),(1)에는 각각 제1링크인 아암(2),(2)이 축지점(10),(10)에서 회동할 수 있도록 장착되어 있다. 이 실시형태로는 아암(2),(2)은 동일한 길이로 구성되어 있다. 필요에 따라 아암(2),(2)의 길이가 서로 다르게 할 수도 있다.

아암(2),(2)의 타단은 워크지지부(3)에 축지점(30),(30)에 의해 축지되어 회동할 수 있게 장착되어 있다.

아암(2),(2)에 평행으로 제2의 링크인 아암(2’),(2’)을 설치하여 워크지지부(3)가 회동하지 않고, 그 자세를 일정하게 유지할 수 있도록 구성되어 있다.

아암(2’),(2’)은 이동부(1),(1)에서 축지점(10’),(10’)에 회동할 수 있도록 축지되고, 타단은 워크지지부(3)의 축지점(30’)(30’)에 회동할 수 있도록 축지되어 있다.

아암(2’),(2’)의 길이는 아암(2),(2)의 길이와 같게 하고, 축지점(10)과 축지점(10’)과의 거리를 축지점(30)과 축지점(30’)과의 거리와 같도록 한다. 이와 같은 구성에 의해 아암(2)과 아암(2’)은 평행 링크을 이루게 된다.

이상의 구성에 의해 워크지지부(3)는 예를 들면, 이동부(1)의 이동방향에 대해서 소정의 각도(이 예에서는 거의 직교)를 유지하고 회동하지 않게 된다. 그러나 아암(2’)은 도 7에 도시된바와 같이 어느 한쪽의 아암(2)에만 설치할 수도 있다.

이상의 구성에 있어서, 제어장치(9)에 의해 모터(40),(40)를 구동 제어하여 이동부(1),(1)의 위치관계를 조정함으로써 워크지지부(3)를 가동 평면상의 임의의 위치로 이동시킬 수 있게 된다.

도 6에서 이동부(1),(1)를 각각 점선으로 표시한 이동부(1m)(1m) 위치로 이동시키면 워크지지부(3)는 점선으로 표시한 워크지지부(3m)의 위치로 이동한다. 이 때에 아암(2’),(2’)에 의해 워크지지부(3)의 자세는 항상 일정하게 유지시킬 수 있게 된다. 그러나, 이와 같은 실시형태에 있어서는 워크지지부(3)의 가동범위는 이동부(1),(1)의 이동거리, 이동부(1),(1)의 간격, 아암(2),(2)의 길이에 의해 결정되고, 모터(40),(40)를 서로 다른 속도로 구동시킴으로서 워크지지부(3)를 임의의 궤도로 이동시킬 수 있게 된다.

이미 설명한 바와 같이 예로써, 도 6에 있어서 도 8의 (A)에서 나타나 있는 바와 같이 좌측의 이동부(1)를 일정속도로 이동시키고 우측의 이동부(1)를 도 8의 (B)에 나타나 있는 것과 같이 속도를 변화시켜 이동시키면 워크지지부(3)의 이동궤도는 도 8의 (C)에 나타나 있는 바와 같이 곡선을 그리게 된다.

도 9에 구동장치(4)로서 벨트를 사용한 것을 나타낸다. 도 9에 있어서, 이동 부(1),(1)는 평행으로 설치된 가이드(43),(43) 위에 이동가능하게 장착되어 있고, 또 벨트구동장치(4),(4)의 벨트(42),(42)와 접속되어 이 벨트(42)의 이동에 의해 직선이동을 할 수 있게 된다.

벨트(42)는 풀리(44),(44)에 감겨 있어서 어느 한쪽의 풀리(44)가 모터(40)에 의해 회전 구동할 수 있도록 되어 있다. 이 모터(40),(40)가 제어장치(9)에 의해 각각 구동제어 할 수 있음은 상기한 바와 같다.

이 실시형태에 있어서도 상기 실시형태의 이동부(1)를 다시 1방향 또는 2방향 및 그 이상의 방향으로 이동 가능한 이동장치에 의해 이동시킬 수 있도록 하여 가동범위를 확대시킬 수 있게 한다.

도 10에 도시된 실시형태는 X-Y 이동기구(7)를 이용하여 특히 이동부(1),(1)의 XY방향의 이동을 추가하도록 하고 있다. 앞에서 설명한 이동부(1), 아암(2), 워크지지부(3) 및 구동장치(4)는 기대(6) 상에 장착되어 있고, 이 기대(6)가 X-Y 이동기구(7)의 Y방향 이동기대(70) 위에 설치된 X방향 이동레일(71) 위에 장착하도록 한다. 기대(6)는 X방향 이동레일(71)에 의해 X방향으로 이동 가능하고, 또 Y방향 이동기대(70)에 의해 Y방향으로 이동 가능하도록 되어 있다. Y방향 이동기대(70)는 볼나사 기구등의 Y방향 구동장치(72)에 의해 구동되고, X방향 이동레일(71)은 같이 볼나사 등의 X방향 구동장치(73)에 의해 구동하도록 구성되어 있다.

상기 실시형태에 따르며 기대(6)를 이동시킴으로서 위치변경이 용이하게 이루어지는 동시에 워크지지부(3)의 가동범위를 확대시킬수 있는 효과가 있다.

다음에 모터(40)와 이동부(1) 사이에 이동량을 증폭시키는 기구를 설치한 타 의 실시형태를 도 11에 의해 설명한다.

이 실시형태에서는 이동부(1)는 가이드(43) 위를 직선 이동하고 전술한 바와 같이 증폭기구(5)에 의해 구동되도록 되어 있다. 가이드(43)는 증폭기구(5)의 이동기대(50)에 장착되어 있다.

이동기대(50)는 연결부(55)에서 볼나사(41)에 접속되고 모터(40)의 회전에 의해 직선방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 이동기대(50)에는 풀리(52),(52)에 감겨져 있는 벨트(51)가 있어서, 이 벨트(51)에 이동부(1)가 연결되어 있다. 벨트(51)는 고정부(53)에 의해 이동기대(50)의 계외에 고정되어 있으며 이동기대(50)의 이동에 의해 벨트(51)는 이동기대(50)의 계에 있어서 회동할 수 있도록 되어 있다.

즉, 벨트(51)는 고정부(53)에 의해 고정되어 있으므로 이동기대(50)가 이동하더라도 벨트(51)는 고정한 상태 그대로이며 이동기대(50)의 계에서 본 경우 풀리(52),(52)간을 회동하게 된다.

이상의 구성에 있어서, 이동기대(50)는 볼나사(41)의 길이만큼 이동 가능하고 이동기대(50)의 이동에 의해서 벨트(51)도 같은 길이만큼 이동하게 되므로 도 12에 도시된 바와 같이 벨트(51)에 연결된 이동부(1)는 이동기대(50)의 이동량과 벨트(51)의 이동량을 합한 길이 만큼만 이동하게 된다.

따라서 이동기대(50)의 이동길이가 이동부(1)에서 두배로 증폭된 이동길이가 된다. 그러나 이와 같은 구성의 경우 증폭기구(5)를 위한 동력은 별도로 필요하지 않고 구동장치(4)의 구동력만으로 가동이 된다. 그러나 증폭기구로는 여러 가지의 태양이 있을 수 있고 그 중 어떠한 기구도 채용 가능하다.

그러나 상기 구성에 있어서도 도 13에 나타나 있는 바와 같이 축지점(30),(30)은 서로 다른 위치설정으로 축지하도록 구성하여 워크지지부(3)의 자세를 안정시키도록 하여도 좋다.

더욱이 도 14에 도시된 바와 같이 아암(2),(2)에 평행으로 제2의 아암(2’) ,(2’)을 설치하여 워크지지부(3)가 회동 하지 않고 그 자세를 일정하게 유지하도

록 구성하여도 좋다. 또 아암(2’),(2’)은 이동부(1),(1)에서 축지점(10’),(10’)에 회동 가능하게 축받이 되어 있고, 타단은 워크지지부(3)의 축지점(30’)(30’)에 회동 가능하게 축받이 되어 있다.

이상의 구성에 의해 워크지지부(3)는 예를 들면, 이동부(1)의 이동방향에 대해서 소정의 각도(이 예에서는 거의 직교)를 유지하고 회동은 전혀 하지 않는다.

제2의 아암(2’)은 어느 한쪽의 아암(2)만을 설치 할 수도 있고, 이 구성을 도 15에 나타내었다.

이상의 구성에 있어서 제어장치(9)에 의해 모터(40),(40)를 구동 제어하고

증폭기구(5)에 의해 이동부(1),(1)를 이동시켜 그 위치관계를 조정함으로써 워크지지부(3)를 가동 평면상의 임의의 위치로 이동시킬수 있게 된다. 도 16에서 이동부(1),(1)를 각각 점선으로 표시한 이동부(1m),(1m)의 위치에 이동시키면 워크지지부(3)는 점선으로 나타낸 워크지지부(3m)의 위치로 이동한다.

이와 같은 구성에 있어서도 같은 방법으로 워크지지부(3)의 가동범위는 이동부(1),(1)의 이동거리, 이동부(1),(1)의 간격, 아암(2),(2)의 길이에 의해 결정된다. 또 모터(40),(40)를 서로 다른 속도로 구동시킴으로서 워크지지부(3)를 임의의 궤도에서 이동시킬수 있게 된다.

이상에서와 같이 상기 구성으로는 증폭기구(5)에 의해 연결부(55)를 볼나사(41)의 길이 범위에서 이동시키는 것 뿐으로 워크지지부(3)를 크게 움직일 수 있게 된다.

상기 실시형태의 이동부(1)를 1방향 또는 2방향 및 그 이상의 방향으로 이동 가능한 이동장치에 의해 이동 가능하게 되고, 가동범위를 확대하는 것도 가능하다.

도17에 도시된 실시형태는 X-Y이동기구(7)를 이용하여 특히 XY방향의 이동을 하도록 한 것이다.

전기한 이동부(1), 아암(2), 워크지지부(3) 및 구동장치(4)와 증폭기구(5)는 기대(6)상에 장착되어 있고, 이 기대(6)가 X-Y이동기구(7)의 Y방향 이동기대(70) 위에 설치된 X방향 이동레일(71) 위에 장착되어 있다.

기대(6)는 X방향 이동레일(71)에 의해 X방향으로 이동 가능하고, 또 Y방향 이동기대(70)에 의해 Y방향으로 이동 가능하게 되어 있다. Y방향 이동기대(70)는 볼나사 기구 등의 Y방향 구동장치(72)에 의해 구동되고, X방향 이동레일(71)은 똑같이 볼나사 등의 X방향 구동장치(73)에 의해 구동되도록 구성되어 있다.

상기 실시형태에 의하면 기대(6)를 이동시킴으로서 위치변경이 용이하게 이루어지고, 워크지지부(3)의 가동범위를 확대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 다른 실시형태를 나타내는 것으로, 한정장치가 모타(40)와 이동부(1) 사이에 장착되어 이동부의 구동량을 증가시키게 된다.

도18은 타의 실시형태를 나타내고 있다.

이 형태에서는 이동부(1), (1)는 한정장치(8)에 의해 상대적인 이동범위를 규제받게 된다. 이 예에서는 어느 한쪽의 이동부(1)에 스토퍼(80)와 스토퍼(81)를 설치하고 다른 한쪽의 이동부(1)에 스토퍼(82)를 설치하고 있으며, 스토퍼(82)는 스토퍼(80)와 스토퍼(81)를 서로 끼워 맞출 수 있게 되어있다.

스토퍼(80)와 스토퍼(81)는 이동부(1)의 이동방향에 소정의 거리 L만큼 띄어두고, 스토퍼(82)는 이 거리 L내에서 이동가능하게 되어있어 이동부(1), (1)의 상대적인 위치관계는 일정한 범위내에 한정되게 된다.

이상과 같은 구성에 의해 스토퍼(80), (81), (82)의 위치를 조정함으로서 이동부(1), (1)의 위치관계를 규제하게 되고 이로 인해서 아암(2), (2)의 직선이동과 회전이동을 규제할 수 있고, 아암(2), (2)의 상호간섭을 방지할 수 있다.

이상의 구성에 있어서, 규제장치(9)에 의해 모터(40), (40)를 구동제어하여 이동부(1), (1)의 위치관계를 조정함으로서 워크지지부(3)를 가동 평면상의 임의의 위치에 이동시킬 수 있게 된다.

도18에 있어서, 이동부(1), (1)를 각각 점선으로 표시된 이동부(1m), (1m)의 위치로 이동시키면 워크지지부(3)는 점선으로 나타나 있는 워크지지부(3m)의 위치로 이동한다.

그리하여 워크지지부(3)의 이동범위는 전술한 바와 같이 한정장치(8)에 의해 규제된다.

도19 내지 도21에 의해 이 동작을 설명한다. 도19 내지 도21은 후술하는 증폭기구(5)를 구비한 장치이고, 또 아암(2´)에 의한 워크지지부(3)의 자세 규제기 구를 갖추고 있는 실시형태를 나타낸 것이다.

도19의 상태에서 이동부(1)를 이동시켜 스토퍼(82)가 스토퍼(81)에 끼워져 그 이동이 규제된 상태가 도20의 상태이다. 도21은 그 반대로 스토퍼(82)가 스토퍼(80)에 끼워져 이동이 규제된 상태를 나타낸 것이다. 이 스토퍼(80)와 스토퍼(81) 및 스토퍼(82)로 이루어지는 한정장치(8)에 의해 워크 지지부(3)의 가동범위는 M로 표시된 범위로 한정되어진다.

이와 같이 한정장치(8)의 설정에 의해 임의의 가동범위를 얻을 수 있게 되고, 아암(2), (2)의 상호 간섭의 방지를 도모할 수 있다. 또 위험을 예방할 수도 있게 된다.

또한, 한정장치(8)는 구동장치(4)를 제어함으로서 실현되어질 수 있는 것이다. 예를들면 제어장치(9) 내에 소프트웨어로서 구성할 수도 있다.

도22에 그의 플로우차트의 1예를 나타낸다.

이동장치(1)의 구동지령이 있게 되면(스텝S1), 한정장치(8)는 이동부(1), (1) 사이의 거리가 소정범위내인가 아닌가를 판단하고(스텝S2), 소정범위내에 있게 되면 구동장치(4)에 이동부(1)의 구동이 실현되도록 한다(스텝S3). 소정범위내가 아니라면 동작을 종료시킨다. 지령 이동량 만큼 이동한 경우에는(스텝S4) 동작을 종료하고, 이동을 하지 않고 있는 경우에는 스텝S2로 되돌아온다.

도23은 타의 실시형태를 나타내는 것으로 여기서는 축지점(30), (30)을 서로 다른 위치에 설정 축지하도록 구성되어 있어 워크지지부(3)의 자세의 안정을 도모할 수 있게 된다.

도24는 또다른 타의 실시형태를 나타낸다. 이 실시형태로는 아암(2), (2)에 평행으로 제2의 아암(2´), (2´)을 설치하여 아암(2), (2)과의 사이에서 각각 평행링크를 형성하고, 워크지지부(3)가 회동하지 않고 그 자세를 일정하게 유지할 수 있도록 구성된 것이다. 아암(2´), (2´)은 이동부(1), (1)에 있어서 축지점(10´), (10´)에 회동가능하게 축지되어 있고, 타단은 워크지지부(3)의 축지점(30´), (30´)에 회동가능하게 축지되어 있다.

이상의 구성에 의해 워크지지부(3)는 예를 들면, 이동부(1)의 이동방향에 대해서 소정의 각도(이 예에서는 거의 직교)를 유지하여 회동하지 않게 된다. 또한 제2의 아암(2´)은 어느 한쪽의 아암(2)에 설치되어 있어도 좋다.

상기 설명한 실시형태에 있어서도 모터(40)와 이동부(1)와의 사이에 이동량을 증폭시키는 기구를 설치할 수도 있다.

도25는 그 1예를 나타낸 것이다.

이 실시형태는 이동부(1)가 가이드(43) 위를 직선이동하고, 증폭기구(5)에 의해 구동되도록 구성되어 있다. 가이드(43)는 증폭기구(5)의 이동기대(50)에 장착되어 있다.

이 이동기대(50)는 연결부(55)에서 볼나사(41)에 접속되어 있고, 모터(40)의 회전에 의해 직선방향으로 이동가능하게 되어 있다.

이동기대(50)에는 풀리(52), (52)가 감겨져 있는 벨트(51)가 있어, 이 벨트(51)에 이동부(1)가 연결되어 있다.

벨트(51)는 고정부(53)에 의해 이동기대(50)의 계밖에서 고정되어 있고, 이 동기대(50)의 이동에 의해 벨트(51)는 이동기대(50)의 계에서 회동하도록 되어 있다.

이상의 구조에 있어서, 이동기대(50)는 볼나사(41)의 길이만큼 이동가능하고 이동기대(50)의 이동에 의해 벨트(51)도 같은 길이만 이동하므로 벨트(51)에 연결된 이동부(1)는 이동기대(50)의 이동량과 벨트(51)의 이동량을 합한 길이만큼 이동하게 된다.

따라서 이동기대(50)의 이동길이는 이동부(1)에서 두배로 증폭된 이동길이가 된다.

상기 실시형태의 이동부(1)에 다시 1방향 또는 2방향 및 그 이상의 방향으로 이동 가능한 이동장치에 의해 이동가능하게 되고, 가동범위를 확대시킬 수 있게 된다.

도26에 나타나 있는 실시형태는 X-Y이동기구(7)를 이용하여 여기에 XY방향의 이동을 추가한 것이다. 전술한 이동부(1), 아암(2), 워크지지부(3) 및 구동장치(4)는 기대(6)상에 장착되어 있고, 이 기대(6)가 X-Y이동기구(7)의 Y방향 이동기대(70) 위에 설치된 X방향 이동레일(71) 위에 장착되어 있다. 기대(6)는 X방향 이동레일(71)에 의해 X방향으로 이동가능하고 또 Y방향 이동기대(70)에 의해 Y방향으로 이동가능하게 되어 있다. Y방향 이동기대(70)는 볼나사 기구 등의 Y방향 구동장치(72)에 의해 구동되고, X방향 이동레일(71)은 같은 방식으로 볼나사 등의 X방향 구동장치(73)에 의해 구동하도록 구성되어 있다.

상기 실시형태에 의하면 기대(6)를 이동시킴으로서 위치변경을 용이하게 할 수 있고, 또 워크지지부(3)의 가동범위를 확대시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 로봇에 따르면, 이동부의 가동범위를 벗어나는 범위에 워크지지부의 가동범위를 설정할 수가 있게 되고, 소형화를 이룰 수 있으며 다른 기계와 조립할 수도 있게 되는 등의 효과를 가질 수 있게 된다.

Claims

이동 가능한 두개의 이동부와 각 이동부에 그 일단이 회동 가능하도록 장착된 적어도 두개의 링크, 이 링크의 타단에서 이 링크를 회동가능하게 축지하는 워크지지부, 상기 각 이동부를 독립적으로 구동가능하게 하는 구동장치, 상기 구동장치의 구동제어를 할 수 있게 하는 제어장치, 및 상기 구동장치에 의한 구동거리를 증폭시키는 증폭장치를 구비함을 특징으로 하는 로봇.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 증폭장치가 상기 구동장치에 의해 구동되고, 또 그 구동거리를 증폭시킴을 특징으로 하는 로봇.
이동 가능한 두개의 이동부와 각 이동부에 그 일단이 회동 가능하도록 장착된 적어도 두개의 링크, 이 링크의 타단에서 이 링크를 회동가능하게 축지하는 워크지지부, 상기 각 이동부를 독립적으로 구동가능하게 하는 구동장치, 상기 구동장치의 구동제어를 할 수 있게 하는 제어장치, 상기 구동장치에 의한 구동거리를 증폭시키는 증폭장치, 및 상기 두개의 이동부의 상대적 위치관계를 일정범위 내로 한정시키는 한정장치를 구비함을 특징으로 하는 로봇.
청구항 4에 있어서,

상기 구동장치에 의한 구동거리를 증폭시키는 증폭장치를 추가로 구비함을 특징으로 하는 로봇.
청구항 4에 있어서,

상기 한정장치가 상기 이동부의 이동을 물리적으로 규제하는 스톱퍼를 가지는 것을 특징으로 하는 로봇.
청구항 4에 있어서,

상기 한정장치가 상기 구동장치를 제어하여 상기 두개의 이동부의 상대적 위치관계를 일정범위 내로 한정시킴을 특징으로 하는 로봇.
이동 가능한 두개의 이동부와 각 이동부에 그 일단이 회동가능하게 장착된 제1링크, 이 제1링크의 타단에서 이 제1링크를 회동가능하게 축지하는 워크지지부, 상기한 적어도 어느 한쪽의 제1링크와 평행링크을 형성하는 제2의 링크, 상기 각 이동부를 독립적으로 구동가능하게 하는 구동장치, 상기 구동장치의 구동제어를 행하는 제어장치, 및 상기 구동장치에 의한 구동거리를 증폭시키는 증폭장치를 구비함을 특징으로 하는 로봇.
삭제
이동 가능한 두개의 이동부와 각 이동부에 그 일단이 회동가능하게 장착된 제1링크, 이 제1링크의 타단에서 이 제1링크를 회동가능하게 축지하는 워크지지부, 상기한 적어도 어느 한쪽의 제1링크와 평행링크을 형성하는 제2의 링크, 상기 각 이동부를 독립적으로 구동가능하게 하는 구동장치, 상기 구동장치의 구동제어를 행하는 제어장치, 상기 구동장치에 의한 구동거리를 증폭시키는 증폭장치, 및 상기 두개의 이동부의 상대적 위치관계를 일정범위 내로 한정시키는 한정장치를 구비함을 특징으로 하는 로봇.
청구항 8 또는 10 중 어느 한 항에 있어서,

상기 두개의 제1링크의 길이가 동일함을 특징으로 하는 로봇.
청구항 8 또는 10 중 어느 한 항에 있어서,

상기 두개의 제1링크의 길이가 서로 다름을 특징으로 하는 로봇.
청구항 8 또는 10 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 및 제2링크의 길이가 가변함을 특징으로 하는 로봇.
청구항 8 또는 10 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1의 링크가 상기 워크지지부의 동일위치에서 회동 가능하게 축지되어 있음을 특징으로 하는 로봇.
청구항 1 또는 4 또는 8 또는 10 중 어느 한 항에 있어서,

상기 이동부가 직선상을 이동함을 특징으로 하는 로봇.
청구항 1 또는 4 또는 8 또는 10 중 어느 한 항에 있어서,

상기 이동부가 비직선상을 이동함을 특징으로 하는 로봇.
청구항 1 또는 4 또는 8 또는 10 중 어느 한 항에 있어서,

상기 두개의 이동부가 서로 평행으로 이동함을 특징으로 하는 로봇.
청구항 1 또는 4 또는 8 또는 10 중 어느 한 항에 있어서,

상기 두개의 이동부가 서로 비평행으로 이동함을 특징으로 하는 로봇.
청구항 1 또는 4 중 어느 한 항에 있어서,

상기 적어도 두개의 링크 길이가 동일함을 특징으로 하는 로봇.
청구항 1 또는 4 중 어느 한 항에 있어서,

상기 적어도 두개의 링크 길이가 서로 다름을 특징으로 하는 로봇.
청구항 1 또는 4 중 어느 한 항에 있어서,

상기 적어도 두개의 링크 길이가 가변하는 것을 특징으로 하는 로봇.
청구항 1 또는 4 중 어느 한 항에 있어서,

상기 적어도 두개의 링크가 상기 워크지지부의 서로 다른 위치에서 회동 가능하도록 축지됨을 특징으로 하는 로봇.
청구항 1 또는 4 중 어느 한 항에 있어서,

상기 적어도 두개의 링크가 상기 워크지지부의 동일 위치에서 회동 가능하도록 축지됨을 특징으로 하는 로봇.
청구항 1 또는 4 또는 8 또는 10 중 어느 한 항에 있어서,

상기 구동장치가 상기 두개의 이동부를 서로 다른 속도로 구동시킴을 특징으로 하는 로봇.
청구항 1 또는 4 또는 8 또는 10 중 어느 한 항에 있어서,

상기 워크지지부에 지지되는 워크가 상기 이동부의 이동평면과 평행을 이루는 방향으로 향하도록 함을 특징으로 하는 로봇.
청구항 1 또는 4 또는 8 또는 10 중 어느 한 항에 있어서,

상기 워크지지부에 지지되는 워크가 상기 이동부의 이동평면과 수직을 이루는 방향으로 향하도록 함을 특징으로 하는 로봇.
청구항 1 또는 4 또는 8 또는 10 중 어느 한 항에 있어서,

상기 이동부가 타의 이동부 위에 설치됨을 특징으로 하는 로봇.