KR200169731Y1 - 선체 용접용 로봇의 케이블 배선 - Google Patents

Abstract

본 고안은 선체 용접용 로봇의 케이블에 관한 것으로서, 본 고안은 케이블을 로봇의 몸체 내부로 연결하여 외부의 간섭을 방지하고, 또한 각 축의 구동모터에 연결되는 케이블을 적당한 위치에 컨넥터(Connector)를 설치하여 로봇을 분해하지 않고 케이블의 유지보수가 가능하도록 한 선체 용접용 로봇의 케이블 배선을 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안은 전술한 목적을 달성하기 위해서 베이스, 어깨부, 암 및 손목부로 구성되고, 케이블이 배선되는 6축 다관절 로봇에 있어서, 상기 1, 2축과 3, 4, 5, 6축 케이블은 분리형 배선인 특징이 있다.

Description

선체 용접용 로봇의 케이블 배선

본 고안은 선체 용접용 로봇의 케이블에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 로봇의 케이블을 로봇 몸체 내부로 연결하여 외부 간섭이 방지되도록 한 선체 용접용 로봇의 케이블 배선에 관한 것이다.

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.

로봇의 탄생은 인간으로서는 하기 힘든 악조건하에서도 작업이 가능하게 하고, 또한 정밀작업에 적합하여 그 사용영역이 점점 확대되고 있다.

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.

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.

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.

종래의 선체 용접용 로봇의 케이블 연결은 몇몇 축들의 구동모터가 로봇 몸체 외부에 위치하고 있기 때문에 케이블이 로봇 몸체 외부로 나와 있다. 또한 로봇의 베이스로부터 각 축의 구동모터까지 직접 연결되어 있다.

이와 같이 로봇의 몸체 외부로 케이블이 배선되어 있기 때문에 외부로부터의 간섭이 발생하여 케이블의 단선 및 단락이 발생하는 문제점이 있다.

또한 로봇의 베이스로부터 각 축의 구동모터까지 직접 연결되어 있기 때문에 로봇 각 부분을 분해하지 않고는 케이블의 유지보수가 어려운 문제가 있다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안은 케이블을 로봇의 몸체 내부로 연결하여 외부의 간섭을 방지하고, 또한 각 축의 구동모터에 연결되는 케이블을 적당한 위치에 컨넥터(Connector)를 설치하여 로봇을 분해하지 않고 케이블의 유지보수가 가능하도록 한 선체 용접용 로봇의 케이블 배선을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1 는 본 고안의 선체 용접용 로봇의 케이블 배선을 도시한 측면도.

도 2 는 본 고안의 선체 용접용 로봇의 케이블 배선을 도시한 것으로서, 로봇의 손목부를 도시한 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10. 로봇 12. 베이스

12a. 하부 베이스 12b. 상부 베이스

12c. 1축 구동모터 14. 어깨부

14a. 2축 구동모터 14b. 3축 구동모터

16. 암 16a. 4축 구동모터

18. 손목 18a. 5축 구동모터

18b. 6축 구동모터 30. 컨트롤러

40, 42, 44, 44a, 44b. 케이블

51∼58. 제 1∼제 8 고정클립

61∼64. 제 1∼제 4 컨넥터

본 고안은 전술한 목적을 달성하기 위해서 다음과 같이 구성된다. 즉 베이스, 어깨부, 암 및 손목부로 구성되고, 케이블이 배선되는 6축 다관절 로봇에 있어서, 상기 1, 2축과 3, 4, 5, 6축 케이블은 분리형 배선인 특징이 있다.

전술한 구성에서 상기 1축과 2축의 케이블은 베이스에 설치될 수 있다.

또한 상기 베이스에 배선되는 케이블은 나선형 배선 구조일 수 있다.

한편 전술한 상기 3, 4, 5 , 6축의 케이블은 암 및 손목부에 배선될 수 있다.

전술한 상기 암에 배선되는 케이블은 코일형 구조로 배선될 수 있다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1 는 본 고안의 선체 용접용 로봇의 케이블 배선을 도시한 측면도이고, 도 2 는 본 고안의 선체 용접용 로봇의 케이블 배선을 도시한 것으로서, 로봇의 손목부를 도시한 평면도이다.

도 1 및 도 2 의 본 발명의 로봇은 선체 용접용 로봇으로서, 이 로봇 각각의 구동 부위에 회전동력을 제공하는 구동모터가 6개 설치되어 이루어진 것이다. 즉 6축 다관절 로봇이다.

도 3 에 도시된 바와 같이 본 발명의 선체 용접용 로봇(10)은 베이스(12), 어깨부(14), 암(16) 및 손목(18)으로 구성되어 이루어진다.

한편 베이스(12)에는 하부 베이스(12a)와 상부 베이스(12b)로 이루어지고, 이 베이스(12a, 12b)에는 1축 구동모터(12c)가 설치되어 하부 베이스(12a)에 대해 상부 베이스(12b)가 1축 구동모터(12c)의 회전동력에 의해 회전된다.

상부 베이스(12b)의 상부로는 어깨부(14)의 하부가 결합되고, 이 결합부위의 내측에 2축 구동모터(14a)가 설치되어 이 2축 구동모터(14a)의 회전동력에 의해 어깨부(14)가 상부 베이스(12b)에 대해 일정범위 상하로 회전된다.

어깨부(14)의 상부로는 암(16)의 후방 하부가 결합되는데, 이 결합부위의 내부로 3축 구동모터(14b)가 설치된다. 암(16)은 3축 구동모터(14b)의 회전동력에 의해 상하로 일정범위 회전된다.

한편 로봇(10)의 암(16) 내부로는 4축 구동모터(16a)가 설치되고, 로봇(10)의 손목(18) 내부에는 5축과 6축 구동모터(18a, 18b)가 설치되어 이 4, 5, 6축 구동모터(16a, 18a, 18b)의 회전동력에 의해 손목(18)이 구동되어 용접 작업을 하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 선체 용접용 6축 수직 다관절 로봇(10)은 컴퓨터 제어에 의해 6축의 구동모터(12c, 14a, 14b, 16a, 18a, 18b)가 동시 다발적으로 구동되어 작업을 하게 된다.

이처럼 구성된 로봇(10)은 도 1 에 도시된 바와 같이 모든 축의 구동모터(12c, 14a, 14b, 16a, 18a, 18b)에 연결되는 케이블(40)이 로봇(10)의 몸체 내부로 배선된다. 이때 1축 과 2축 구동모터(12c, 14a)에 연결되는 케이블(42)은 한데 묶어 하부 베이스(12a)의 제 1 고정클립(51)에서 한 번 고정되고, 나선 형태로 하여 상부 베이스(12b)의 제 3 고정클립(53)에 고정되며, 제 2 컨넥터(62)에서 1축과 2축 구동모터(12c, 14a)에 직접 연결된다.

한편 3, 4, 5, 6축 구동모터(14b, 16a, 18a, 18b)의 케이블(44)은 컨트롤러(30)에서 로봇(10)의 몸체로 들어와서 제 1 컨넥터(61)의 위치에서 연결하고 한데 묶어 하부 베이스(12a)의 제 2 고정클립(52)에 고정되며, 나선 형태로 1, 2축 구동모터(12c, 14a)의 케이블(42)과 겹치거나 꼬이지 않게 하여 상부 베이스(12b)의 제 4 고정클립(54)에 고정시켜 어깨부(14)를 거치고 암(16)의 내부에 장치된 제 5 고정클립(55)에서 고정된다.

여기서 3, 4축 구동모터(14b, 16a)의 케이블(44a)은 제 3 컨넥터(63)의 위치에서 각각의 구동모터(14b, 16a)와 연결된다.

한편 도 2 에 도시된 바와 같이 5, 6축 구동모터(18a, 18b)의 케이블(44b)도 제 3 컨넥터(63)의 위치에서 연결하여 암(16) 부분의 제 6 고정클립(56)에서 고정되고, 암(16)의 내부로 들어가 코일(Coil) 형태로 하여 제 7 고정클립(57)에서 고정되어 5축 구동모터(18a)와 제 4 컨넥터(64)의 위치에서 연결된다.

또한 6축 구동모터(18b)도 제 4 컨넥터(64)의 위치에서 연결되어 손목부(18)의 제 8 고정클립(58)에서 고정되어 6축 구동모터(18b)와 연결된다.

이상에서와 같이 본 고안에 따르면 케이블을 로봇의 몸체 내부로 연결함으로서, 외부의 간섭을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 각 축의 구동모터에 연결되는 케이블을 적당한 위치에 컨넥터를 설치하여 로봇을 분해하지 않고 케이블의 유지보수가 가능한 효과가 있다.

Claims (5)

1. 베이스, 어깨부, 암 및 손목부로 구성되고, 케이블이 배선되는 6축 다관절 로봇에 있어서,

   상기 1, 2축과 3, 4, 5, 6축 케이블은 분리형 배선임을 특징으로 하는 선체 용접용 로봇의 케이블 배선.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 1축과 2축의 케이블은 베이스에 설치됨을 특징으로 하는 선체 용접용 로봇의 케이블 배선.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 베이스에 배선되는 케이블은 나선형 배선 구조임을 특징으로 하는 선체 용접용 로봇의 케이블 배선.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 3, 4, 5 , 6축의 케이블은 암 및 손목부에 배선되는 것을 특징으로 하는 선체 용접용 로봇의 케이블 배선.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 암에 배선되는 케이블은 코일형 배선 구조임을 특징으로 하는 선체 용접용 로봇의 케이블 배선.