KR200159092Y1

KR200159092Y1 - Cabling for multi-degree freedom robot

Info

Publication number: KR200159092Y1
Application number: KR2019960066051U
Authority: KR
Inventors: 임생기; 이병렬; 조성호; 조기수
Original assignee: 김덕중; 사단법인고등기술연구원연구조합
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1996-12-31
Publication date: 1999-10-15
Also published as: KR19980052871U

Abstract

본 고안은 선체 용접용 다관절 로봇의 케이블에 관한 것으로서, 본 고안은 케이블을 1, 2축과 3, 4, 5, 6축으로 나누어 복렬로 결선함으로서, 내장형 다관절 로봇의 동작 중에 내장된 케이블의 꼬임을 방지하고, 또한 케이블의 꼬임으로 인한 마찰에 의하여 케이블이 손상되어 단선되는 경우를 방지하기 위한 효율적인 케이블 결선의 다관절 로봇을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention relates to a cable of an articulated robot for hull welding, and the present invention divides the cable into 1, 2 axes and 3, 4, 5, and 6 axes, and connects the cables in a double row, so that the cables are built during the operation of the embedded articulated robot. It is an object of the present invention to provide a multi-joint robot for an efficient cable connection to prevent twisting of the cable and to prevent the cable from being damaged due to friction caused by the twisting of the cable.

본 고안은 전술한 목적을 달성하기 위해서 베이스, 어깨부, 암 및 손목부로 구성되고, 케이블이 내부에 결선되는 6축 다관절 로봇에 있어서, 상기 외부로부터 들어온 1, 2, 3, 4, 5, 6축의 케이블은 하부측의 1, 2축과 상부측의 3, 4, 5, 6축 케이블을 분리하여 결선하고, 상기 하부측의 하부 베이스에 대해 상부 베이스가 일방향으로의 회전시에는 겹쳐있던 상기 케이블이 펼쳐지게 되며, 타방향으로 회전시에는 겹쳐지도록 한 특징이 있다.The present invention is composed of the base, shoulder, arm and wrist to achieve the above object, in the 6-axis articulated robot in which the cable is connected inside, 1, 2, 3, 4, 5, The 6-axis cable is connected by separating the 1, 2 axis on the lower side and the 3, 4, 5, 6-axis cable on the upper side, and the upper base overlaps with the lower base on the lower side when rotating in one direction. The cable is unfolded, there is a feature to overlap when rotating in the other direction.

Description

An articulated robot for efficient cable connection

본 고안은 선체 용접용 로봇의 케이블에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 케이블이 내장된 로봇의 동작 중에 내장된 케이블의 꼬임 및 그로 인한 마찰에 의하여 케이블이 손상되거나 단선되지 않도록 한 효율적인 케이블 결선의 다관절 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a cable of a robot for hull welding, and more particularly, to a multi-joint of an efficient cable connection in which the cable is not damaged or disconnected due to the twisting and friction of the cable embedded during the operation of the robot in which the cable is embedded. It's about robots.

일반적으로 모든 산업이 기계화되고 자동화되면서 인간을 대신할 수 있는 기계장치의 필요성을 느끼게 되었다. 따라서 인간의 손, 다리, 머리 기능과 유사한 작용을 하는 자동 기계인 로봇이 탄생하게 되었다.In general, as all industries are mechanized and automated, the need for machinery to replace humans is felt. The result is a robot, an automatic machine that works similarly to human hands, legs and head functions.

로봇의 탄생은 인간으로서는 하기 힘든 악조건하에서도 작업이 가능하게 하고, 또한 정밀작업에 적합하여 그 사용영역이 점점 확대되고 있다.The birth of robots makes it possible to work under unfavorable conditions, which are difficult for human beings, and is also suitable for precision work.

이러한 로봇 시스템 개발에서 기구부의 설계는 크게 두 가지 목적을 가지고 있다. 첫째 시스템의 한 부분으로써 시스템이 요구하는 기능과 성능을 갖추고 시스템의 다른 부분과 조합하여 원하는 목적을 달성하는 것이며, 둘째는 로봇 기구부가 가지고 있어야 할 여러 가지 기계적 특성인 반복성, 정밀도, 진동특성, 유지보수성, 제작단가 등에 있어서 우수한 성능을 가지도록 하는 것이다. 그 이유는 로봇 본체가 시스템의 일부분으로써 충분한 성능을 발휘하여도 로봇 단독적으로 다른 작업에 사용될 수 있기 때문이다.In the development of the robot system, the design of the mechanical part has two main purposes. The first part is to have the functions and performance required by the system and to achieve the desired purpose in combination with the other parts of the system. The second is to maintain various mechanical properties such as repeatability, precision, vibration characteristics, and maintenance. It is to have excellent performance in water retention, manufacturing cost, and the like. This is because the robot body can be used alone for other tasks even if the robot body performs as a part of the system.

한편 선체 용접용 로봇 시스템을 구축하는데 있어 시스템이 요구하는 기구부의 기능적 요구사항으로는 첫째 경량화로서, 로봇은 운반장치를 통해 이동하므로 가능한 작은 중량을 가져야 한다. 둘째 기구부의 크기로 협소한 작업대상물(선체 블록)의 안에서 용접을 해야 하므로 로봇은 용접부위에 접근이 가능한 크기여야 한다. 셋째 작업범위로서, 작업대상물의 상하부의 작업이 가능한 구조여야 한다. 넷째 용접 작업시 케이블과 로봇 링크와의 간섭이 없어야 한다. 다섯째 설치 및 이동의 수월성으로 비숙련공도 여러대의 로봇을 설치, 운영이 가능해야 한다. 여섯째 로봇 위치 반복정밀도는 ± 0.2 mm 이내여야 한다.On the other hand, as a functional requirement of the mechanical part required for constructing a robot welding system for the hull, first, the weight is light, and the robot must move as a small weight as possible because it moves through the conveying device. Second, the robot should be accessible to the welded part because the welding part must be welded inside the narrow workpiece (the hull block). Third, as the working range, the structure of the upper and lower work objects should be possible. Fourth, there should be no interference between cable and robot link during welding work. Fifth, due to the ease of installation and movement, unskilled workers should be able to install and operate several robots. Sixth robot position repeatability should be within ± 0.2 mm.

전술한 바와 같이 용접용 로봇 시스템을 구축하는데 있어 시스템이 요구하는 기구부의 기능적 요구사항으로서의 용접 작업시 케이블과 로봇 링크와의 간섭이 없어야 하는 것은 로봇 시스템을 구성하는 기본적인 요구사항이라 할 수 있다.As described above, it is a basic requirement for constructing the robot system that there should be no interference between the cable and the robot link during the welding operation as a functional requirement of the mechanical part required for constructing the welding robot system.

종래의 선체 용접용 로봇의 케이블 결선은 많은 케이블을 한 묶음으로 묶어 사용하였다. 또한 몇몇 축들의 구동모터가 로봇 몸체 외부에 위치하고 있기 때문에 케이블이 로봇 몸체 외부로 나와 있다. 또한 로봇의 베이스로부터 각 축의 구동모터까지 직접 연결되어 있다.In the cable connection of the conventional hull welding robot, many cables are bundled and used. Also, because the drive motors of some axes are located outside the robot body, the cables come out of the robot body. It is also directly connected to the drive motor of each axis from the base of the robot.

이와 같이 로봇의 케이블이 한 묶음으로 묶여 있기 때문에 로봇의 동작시 케이블의 곡률반경이 현저히 커짐에 따라 발생되는 케이블의 단선 및 마찰에 의한 케이블의 손상이 발생할 수 있는 문제점이 있다.As such, since the cables of the robot are bundled in a bundle, there is a problem that damage to the cable due to disconnection and friction of the cable may occur as the radius of curvature of the cable increases significantly during the operation of the robot.

또한 로봇의 케이블이 한 묶음으로 묶여 있고, 로봇의 몸체 외부로 케이블이 배선되어 있기 때문에 로봇의 동작시 케이블의 꼬임이 발생한다. 따라서 케이블 서로 간에 마찰이 발생하여 케이블의 손상 및 단선이 발생할 수 있는 문제점이 있다. 그리고 로봇의 동작시 외부로부터의 간섭이 발생하여 케이블의 단선 및 단락이 발생하는 문제점이 있다.In addition, since the cables of the robot are bundled in a bundle and the cables are wired outside the body of the robot, the cable twists when the robot operates. Therefore, there is a problem that the damage and disconnection of the cable may occur due to friction between the cables. In addition, when the robot is operated, interference from the outside occurs, causing disconnection and short circuit of the cable.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안은 케이블을 1, 2축과 3, 4, 5, 6축으로 나누어 복렬로 결선함으로서, 내장형 다관절 로봇의 동작 중에 내장된 케이블의 꼬임을 방지하고, 또한 케이블의 꼬임으로 인한 마찰에 의하여 케이블이 손상되어 단선되는 경우를 방지하기 위한 효율적인 케이블 결선의 다관절 로봇을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above-mentioned problems, and the present invention divides the cables into 1, 2 axes and 3, 4, 5, and 6 axes, and connects them in a double row, so that the built-in cable during operation of the It is an object of the present invention to provide an articulated robot for efficient cable connection to prevent twisting and to prevent the cable from being damaged due to friction caused by the twisting of the cable.

도 1 은 본 고안의 효율적인 케이블 결선을 한 다관절 로봇을 도시한 것으로서, 로봇의 베이스를 도시한 내부 평면도.1 is a view illustrating an articulated robot having an efficient cable connection according to the present invention, and showing a base of the robot.

도 2 는 본 고안의 효율적인 케이블 결선을 한 다관절 로봇을 도시한 것으로서, 로봇의 하부를 도시한 내부 측면도.Figure 2 shows an articulated robot with an efficient cable connection of the present invention, an internal side view showing the lower part of the robot.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10. 로봇 12. 하부 베이스10. Robot 12. Lower Base

14. 상부 베이스 20. 케이블14. Upper base 20. Cable

22. 1, 2축 케이블 22a. 1, 2축 인입 케이블22. 1, biaxial cable 22a. 1, 2-axis entry cable

24. 3, 4, 5, 6축 케이블 24a. 3, 4, 5, 6축 인입 케이블24. 3, 4, 5, 6-axis cable 24a. 3, 4, 5, 6-axis entry cable

30. 컨트롤러 40. 제 1 컨넥터30. Controller 40. First connector

42. 제 2 컨넥터42. Second connector

본 고안은 전술한 목적을 달성하기 위해서 다음과 같이 구성된다. 즉 베이스, 어깨부, 암 및 손목부로 구성되고, 케이블이 내부에 결선되는 6축 다관절 로봇에 있어서, 상기 외부로부터 들어온 1, 2, 3, 4, 5, 6축의 케이블은 하부측의 1, 2축과 상부측의 3, 4, 5, 6축 케이블을 분리하여 결선하고, 상기 하부측의 하부 베이스에 대해 상부 베이스가 일방향으로의 회전시에는 겹쳐있던 상기 케이블이 펼쳐지게 되며, 타방향으로 회전시에는 겹쳐지도록 한 특징이 있다.The present invention is configured as follows to achieve the above object. That is, in the 6-axis articulated robot composed of a base, a shoulder, an arm, and a wrist, and the cables are connected inside, the cables of 1, 2, 3, 4, 5, and 6 axes coming from the outside are 1, 2, 3, 4, 5, 6 axis cable of the upper side is separated and connected, and the upper cable is unfolded when the upper base is rotated in one direction with respect to the lower base of the lower side, and the other side is unfolded and rotated in the other direction Poetry is characterized by overlapping.

전술한 구성에서 상기 케이블은 상기 하부측의 하부 베이스에 대해 상부 베이스가 마이너스(-) 방향으로 회전할 때 겹쳐있던 상기 케이블이 펼쳐지고, 플러스(+) 방향으로 회전할 때 겹쳐지도록 할 수 있다.In the above-described configuration, the cable may allow the cable that was overlapped when the upper base rotates in the negative (-) direction with respect to the lower base of the lower side to be unfolded and overlapped when rotated in the positive (+) direction.

또한 상기 1, 2축 케이블과 3, 4, 5, 6축 케이블을 엇갈리지 않게 굽혀서 결선할 수 있다.In addition, the 1, 2-axis cable and the 3, 4, 5, 6-axis cable can be bent so as not to cross the wiring.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention;

도 1 은 본 고안의 효율적인 케이블 결선을 한 다관절 로봇을 도시한 것으로서 로봇의 베이스를 도시한 내부 평면도이고, 도 2 는 본 고안의 효율적인 케이블 결선을 한 다관절 로봇을 도시한 것으로서 로봇의 하부를 도시한 내부 측면도이다.1 is a plan view showing a multi-joint robot with an efficient cable connection according to the present invention, which is an internal plan view showing a base of the robot, and FIG. 2 shows a multi-joint robot with an efficient cable connection according to the present invention. Inside side view shown.

도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이 본 고안의 케이블 결선은 컨트롤러(30)로부터 들어온 케이블(20)이 로봇(10)의 하부 베이스(12)측에 설치된 제 1 컨넥터(40)에서 1, 2축 케이블(22)과 3, 4, 5, 6축 케이블(24)로 분리되어 결선된다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the cable connection of the present invention is performed at the first connector 40 in which the cable 20 coming from the controller 30 is installed on the lower base 12 side of the robot 10. The axial cable 22 and the 3, 4, 5, 6 axis cable 24 are separated and connected.

한편 1, 2축 케이블(22)은 1, 2축 인입 케이블(22a)이 상부 베이스(14)에서 1, 2축의 제 2 컨넥터(42)에서 분리되어 1축 구동모터(13)와 2축 구동모터(도시하지 않음)로 들어가게 된다.On the other hand, the 1- and 2-axis cables 22 have the 1- and 2-axis pull cables 22a separated from the 1 and 2-axis second connectors 42 on the upper base 14, so that the 1-axis drive motor 13 and the 2-axis drive. Entering a motor (not shown).

그리고 3, 4, 5, 6축 케이블(24)은 상부 베이스(14)를 통해서 3, 4, 5, 6축 인입 케이블(24a)로써 상부로 연결된다.And the 3, 4, 5, 6-axis cable 24 is connected to the top through the upper base 14 as a 3, 4, 5, 6-axis pull cable (24a).

이와 같이 컨트롤러(30)로부터 들어온 케이블(20)이 로봇(10)의 하부 베이스(12)측에 설치된 제 1 컨넥터(40)에서 1, 2축 케이블(22)과 3, 4, 5, 6축 케이블(24)로 분리되어 결선됨에 따라 상부 베이스(14)가 -180°방향으로 회전시 겹쳐있던 케이블(20)이 펼쳐지게 되고, +180°방향으로 회전시에는 두가닥으로 겹쳐지게 됨으로 케이블(20)을 끌고 다니지 않음으로써 마찰을 피할 수 있다.In this way, the cable 20 coming from the controller 30 is connected to the 1, 2 axis cable 22 and 3, 4, 5, 6 axis in the first connector 40 installed on the lower base 12 side of the robot 10. As the cable 24 is separated and connected, the cable 20 overlapped when the upper base 14 rotates in the -180 ° direction is unfolded, and the cable 20 is overlapped when the upper base 14 is rotated in the + 180 ° direction. You can avoid friction by not dragging).

이처럼 1, 2축 케이블(22)과 3, 4, 5, 6축 케이블(24)을 엇갈리지 않게 굽혀서 결선함에 따라 케이블(20)의 꼬임을 방지할 수 있다.As described above, the twisting of the 1, 2-axis cable 22 and the 3, 4, 5, 6-axis cable 24 by twisting the cable 20 can be prevented.

본 고안은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 고안의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.The present invention is not limited to the above-described embodiments and can be carried out in various modifications within the range allowed by the technical idea of the present invention.

이상에서와 같이 본 고안에 따르면 케이블을 1, 2축과 3, 4, 5, 6축으로 나누어 복렬로 결선함으로서, 케이블이 굽혀질 수 있는 곡률반경이 작아짐에 따라 심한 굴곡에 의한 케이블 단선을 줄일 수 있고, 또한 좁은 공간에 배치할 수 있어 케이블의 마찰도 적게 됨에 따라 다관절 로봇의 케이블 결선에 안전하게 사용할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by dividing the cable into 1, 2 axes and 3, 4, 5, and 6 axes in a double row, as the radius of curvature of the cable can be reduced, the cable disconnection due to severe bending is reduced. In addition, since it can be placed in a narrow space and the friction of the cable is less, there is an effect that can be safely used in the cable connection of the articulated robot.

또한 내장형 다관절 로봇의 동작 중에 내장된 케이블의 꼬임을 방지할 수 있어 케이블의 꼬임으로 인한 마찰에 의하여 케이블이 손상되어 단선되는 경우를 방지 할 수 있는 효과도 있다.In addition, the twist of the built-in cable can be prevented during the operation of the built-in articulated robot, thereby preventing the cable from being damaged due to friction caused by the twist of the cable.

Claims

In the six-axis articulated robot composed of the base, shoulder, arm and wrist, the cable is connected inside,

The 1, 2, 3, 4, 5, and 6 axis cables coming in from the outside are connected by separating the 1, 2 axes on the lower side and the 3, 4, 5, 6 axes on the upper side, and the lower base on the lower side. The cable that was overlapped when the upper base is rotated in one direction with respect to the multi-joint robot of the efficient cable connection, characterized in that overlapping when rotated in the other direction.

The method of claim 1,

The cable is designed so that the cable which is overlapped when the upper base is rotated in the negative (-) direction with respect to the lower base of the lower side is unfolded and overlapped when it is rotated in the positive (+) direction. Articulated robot.

The method of claim 2,

An efficient cable connection articulated robot, wherein the 1, 2-axis cable and the 3, 4, 5, 6-axis cable are bent and staggered.