KR20030028434A - 멀티 조인트형 산업 로봇과 그 아암 유닛 - Google Patents

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KR20030028434A
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시미즈신지
기꾸치노리요시
야마조에가쓰히로
고비키다카히로
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니혼 서보 가부시키가이샤
다즈모 가부시키가이샤
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Abstract

다수의 아암을 갖고 있는 산업 로봇에 있어서, 각 아암이 받침대, 다른 아암, 로봇 손과 같은 다른 요소와 함께 결합되어, 레볼루트 조인트의 움직임에 의해 회전된다. 레볼루트 조인트를 움직이기 위한 하나의 모터와, 모터 구동 축의 회전 각도를 감지하기 위한 하나의 인코더와, 모터 구동 제어를 위한 하나의 제어 회로가 동일한 아암에 설치된다. 인코더의 감지 신호를 제어 회로에 송신하기 위한 하나의 신호 케이블이 동일한 아암의 제어 회로에서 끝난다. 신호 케이블을 인코더로부터 받침대에 설치되는 주 제어 회로까지 정렬하지 않아도 된다.

Description

멀티 조인트형 산업 로봇과 그 아암 유닛{Multi-Joint Type Industrial Robot And Arm Unit Thereof}
본 발명은 각각 다수의 레볼루트 조인트(revolute joint)로 결합되는 다수의 아암이 있고, 예를 들어 반도체 장치(device) 제조 프로세스에서 반도체 웨이퍼(wafer)를 운반(convey)하는 데 사용되는 멀티 조인트형 산업 로봇 및 그 산업 로봇의 아암 유닛에 관한 것이다.
수평으로 배열되어 있는 다수의 레볼루트 조인트를 갖고 있는 산업 로봇은 일반적으로 반도체 장치의 제조 설비에서 반도체 웨이퍼와 같은 작업물(works)을 운반하는 데 사용된다. 다수의 조인트를 갖고 있는 종래의 산업 로봇(81)의 구성이 도 4와 도 5에 도시되어 있다. 산업 로봇(81)에는, 하나의 받침대(mounting base)(82)에 하나의 제 1 모터(83)가 설치된다. 하나의 제 1 아암(84)이 제 1 아암(84) 끝 부근의 제 1 모터(83)의 구동 축(drive shift)(83a)과 결합(couple)된다. 하나의 제 2 모터(85)는 제 1 아암(84) 다른 쪽 끝 부근에 설치된다. 하나의 제 2 아암(86)은 제 2 아암(86) 끝 부근의 제 2 모터(85)의 구동 축(85a)과 결합된다. 하나의 제 3 모터(87)는 제 2 아암(86)의 다른 쪽 끝 부근에 설치된다. 반도체 웨이퍼와 같은 작업물(또는 가공대상물)(work)을 집기(nip) 위한 로봇 손(robotic hand)(88)은 로봇 손(88) 끝 부근의 제 3 모터(87)의 구동 축(87a)과 결합된다.
제 1 아암(84)은 제 1 모터(83)의 회전력에 의해 회전된다. 제 2 아암(86)은 제 2 모터(85)의 회전력에 의해 회전된다. 로봇 손(88)은 제 3 모터(87)의 회전력에 의해 회전된다. 작업물 존재 여부를 감지하는 하나의 센서(89)가 로봇 손(88)의 상단(top end) 부근에 설치된다.
하나의 구동 제어 장치(driving controller)(90)가 받침대(82)에 더 설치된다. 전기 케이블(91,92 및 93)이 각각 제 1 모터에서 제 3 모터(83, 85 및 87)까지 전력과 구동 신호를 전달하기 위해 설치된다. 또한 하나의 전선(94)이 센서(89)와 구동 제어 장치(90)를 결합하기 위해 설치된다.
종래의 산업 로봇(81)의 경우, 전기 케이블(92, 93 및 94)은 구동 제어 장치(90)에서 아암(84, 86)과 로봇 손(88)에 설치되는 모터(85, 87) 및 센서(89)까지 직접 연결되어, 받침대(82)에서 인출된(drawn out) 전기 케이블의 수가 보다 많아지게 된다. 전기 케이블(92, 93 및 94)은 아암(84, 86) 및 로봇 손(88)과 세로 방향으로 정렬(align)되어 있기 때문에, 전기 케이블(92에, 93 및 94)이 쉽게 단선(break down)될 수 있으며, 전기 케이블(92, 93 및 94)의 정렬이 복잡해진다. 특히, 아암 수가 증가하면 모터 수 또한 증가한다. 따라서 받침대에서 인출되어 모터와 같은 전기적 요소(element)와 결합되는 전기 케이블 수는 아암 수에 비례하여 증가하게 된다. 아암이 많은 산업 로봇의 경우, 전기 케이블 단선이 발생하기 쉽고 전기 케이블 배열은 보다 복잡해진다.
본 발명의 목적은 받침대에서 인출되어 전기 케이블의 수를 줄여 전기 케이블 단선이 거의 발생하지 않고 전기 케이블 배열이 보다 쉬워질 수 있는, 다수의 조인트를 갖고 있는 산업 로봇을 설치하는 것이다.
본 발명의 한 측면에 따른 한 산업 로봇은 다수의 레볼루트 조인트로 결합되는 다수의 아암을 갖고, 각 아암은 각 레볼루트 조인트를 구동시키는 모터의 구동력에 의해 움직일 수 있다. 산업 로봇은 각 아암에 설치되는 모터를 제어하기 위한 다수의 제어 회로를 포함하여 구성된다. 제어 회로는 각각 모터가 설치되는 아암과 동일한 아암에 설치된다.
그러한 구성을 통해, 모터 구동을 제어하기 위한 제어 회로는 산업 로봇 전체를 제어하기 위한 주(main) 제어 회로와 분리되어, 모터가 설치되는 아암과 동일한 아암에 설치되며, 이로써 모터 제어에 사용되는 신호 케이블은 모터와 제어 회로 사이에만 연결되어, 신호 케이블 길이를 줄일 수 있게 된다. 모터와 주 제어 회로 사이에 신호 케이블을 연결하지 않아도 되므로, 제어 신호 케이블 배열이 단순해질 수 있으며, 아암을 이동하는 경우에도 케이블 단선이 거의 발생하지 않고 전체 케이블 길이가 짧아지게 된다.
도 1은, 본 발명에 의한 멀티 조인트형 산업 로봇의 실시예의 외관을 보여주는 사시도이고;
도 2는, 상기 실시예의 산업 로봇이 레볼루트 조인트에서 분해된 상태를 보여주는 측면도이고;
도 3은, 상기 실시예의 산업 로봇의 제 1 레볼루트 조인트 부분의 배선(wiring) 구성을 보여주는 횡단면도이고;
도 4는, 종래 산업 로봇의 외관을 보여주는 사시도이고;
도 5는, 종래 산업 로봇의 배선 구성을 보여주는 부분 측면도이다.
본 발명에 따른 하나의 멀티 조인트 유형 산업 로봇의 실시예를 설명하기로 한다. 도 1은 이 실시예의 산업 로봇의 외관을 보여준다. 산업 로봇(1)은 공장 바닥에 고정되는 하나의 받침대(2), 하나의 제 1 레볼루트 조인트(3), 제 1 레볼루트 조인트(3)에 의해 받침대(2)와 결합되는 하나의 제 1 아암(4), 하나의 제 2 레볼루트 조인트(5), 제 2 레볼루트 조인트(5)에 의해 제 1 아암(4)과 결합되는 하나의 제 2 아암(6), 하나의 제 3 레볼루트 조인트(7) 및 제 3 레볼루트 조인트(7)에 의해 제 2 아암(6)과 결합되는 하나의 로봇 손(8)을 포함하여 구성된다. 로봇 손(8)은 반도체 웨이퍼(도시되어 있지 않음)와 같은 피가공물을 집는 데 사용된다. 피가공물 존재 여부를 감지하는 하나의 센서(9)가 로봇 손(8) 상단 부근에 설치된다.
제 1 아암(4)은 그 하단 부근의 제 1 레볼루트 조인트(3)와 결합되어, 제 1 레볼루트 조인트(3)의 회전축 주위를 회전할 수 있다. 제 2 레볼루트 조인트(5)는 제 2 아암(4) 상단 부근에 설치된다. 제 2 아암(6)은 그 하단 부근의 제 2 레볼루트 조인트(5)와 결합되어, 수평면의 제 2 레볼루트 조인트(5)의 회전축 주위를 회전할 수 있다. 제 3 레볼루트 조인트(7)는 제 2 아암(6)의 상단 부근에 설치된다. 로봇 손(8)는 그 하단 부근의 제 3 레볼루트 조인트(7)와 결합되어, 수평면의 제 3 레볼루트 조인트(7)의 회전축 주위를 회전할 수 있다.
제 1 레볼루트 조인트(3)의 구동을 제어하기 위한 하나의 제 1 제어 회로(11)가 받침대(2) 상단면(upper face)에 설치된다. 제 2 레볼루트 조인트(5)의 구동을 제어하기 위한 하나의 제 2 제어 회로(12)가 제 1 아암(4)에 설치된다. 제 3 레볼루트 조인트(7)의 구동을 제어하기 위한 하나의 제 3 제어 회로(13)가 제 2 아암(6)에 설치된다. 제어 회로(11, 12 및 13)는, 여러 기능 요소의 역할을 하는 CPU(Central Processing Unit: 중앙 처리 장치), 사전 결정 제어 프로그램을 기억하기 위한 ROM(Read Only Memory) 및 아암의 회전 각도와 같은 여러 제어 데이터를 기억하기 위한 RAM(Random Access Memory)을 갖고 있는 마이크로컴퓨터 시스템에 의해 각각 구성된다.
도 2에서는 레볼루트 조인트 지점에서 분해된 산업 로봇(1)을 보여준다. 제 1 아암(4)은 제 1 레볼루트 조인트(3)의 받침대(2)에서 분리(detach)할 수 있다. 제 2 아암(6)은 제 2 레볼루트 조인트(5)의 제 1 아암(4)에서 분리할 수 있다. 로봇 손(8)은 제 3 레볼루트 조인트(7)의 제 2 아암(6)에서 분리할 수 있다.
제 1 레볼루트 조인트(3)는 하나의 슬립 링(31), 하나의 인코더(32), 하나의모터(33), 받침대(2)에 설치되는 제 1 유닛(unit)을 구성하는 하나의 커플러(34) 및 제 1 아암(4)에 설치되는 제 2 유닛(unit)을 구성하는 하나의 커플러(35)로 구성된다. 커플러(34)는 모터(33)(도 3 참조)의 구동 축(331)에 고정되며, 모터(33)의 구동 축의 회전에 의해 회전된다. 반면에, 커플러(35)는 제 1 아암(4)의 바닥면(제 2 주 면)에 고정된다. 커플러(34)와 커플러(35)를 결합함으로써 제 1 아암(4)은 제 1 레볼루트 조인트(3)에 의해 받침대(2)와 결합된다.
커플러(34, 35)가 결합되어 모터(33)가 구동되면, 모터(33)의 구동력에 의해 제 1 레볼루트 조인트(3)의 운동(회전)에 대응하여(corresponding) 제 1 아암(4)이 회전된다. 모터(33) 구동을 위한 전력은 전기 케이블(23)을 통해 제 1 제어 회로(11)에서 공급된다. 인코더(32)는 모터(33) 구동 축의 회전 각도, 즉 제 1 아암(4)의 회전 각도를 감지하여, 신호 케이블(24)을 통해 제 1 아암(4)의 회전 각도에 상응하는 감지 신호를 출력한다. 제 1 제어 회로(11)에 감지 신호를 송신하기 위한 신호 케이블(24)은 제 1 아암(4)에서 끝난다. 종래의 로봇 아암과 비교할 때, 인코더에서 주 제어 회로로 감지 신호를 송신하기 위한 신호 케이블 길이가 짧아질 수 있다. 더불어, 인코더와 제어 회로 사이에 연결된 신호 선(wire)이 스스로 꼬이거나 레볼루트 조인트 주변에 감기지 않는다.
위와 유사하게, 제 2 레볼루트 조인트(5)는 하나의 슬립 링(51), 하나의 인코더(52), 하나의 모터(53), 제 1 아암(4)의 상단면(제 1 주 면)에 설치되는 제 1 유닛을 구성하는 하나의 커플러(54) 및 제 2 아암(6)의 바닥면(제 2 주 면)에 설치되는 제 2 유닛을 구성하는 하나의 커플러(55)로 구성된다. 커플러(54, 55)에 결합되어 모터(53)가 구동되면, 모터(53)의 구동력에 의해 제 2 레볼루트 조인트(5)의 운동에 대응하여 제 2 아암(6)이 회전된다. 모터(53) 구동을 위한 전기는 전기 케이블(25)을 통해 제 2 제어 회로(12)에서 공급된다. 인코더(52)는 모터(53) 구동 축의 회전 각도, 즉 제 2 아암(6)의 회전 각도를 감지하여, 신호 케이블(26)을 통해 제 2 아암(6)의 회전 각도에 상응하는 감지 신호를 출력한다.
제 3 레볼루트 조인트(7)는 하나의 슬립 링(71), 하나의 인코더(72), 하나의 모터(73), 제 2 아암(6)의 상단면(제 1 주 면)에 설치되는 제 1 유닛을 구성하는 하나의 커플러(74) 및 로봇 손(8)의 바닥면에 설치되는 제 2 유닛을 구성하는 하나의 커플러(75)로 구성된다. 커플러(74, 75)에 결합되어 모터(73)가 구동되면, 모터(73)의 구동력에 의해 제 3 레볼루트 조인트(7)의 움직임에 대응하여 로봇 손(8)이 회전된다. 모터(73)의 구동을 위한 전기는 전기 케이블(27)을 통해 제 3 제어 회로(13)에서 공급된다. 인코더(72)는 모터(73)의 구동 축의 회전 각도, 즉 로봇 손(8)의 회전 각도를 감지하여, 신호 케이블(28)을 통해 로봇 손(8)의 회전 각도에 상응하는 감지 신호를 출력한다.
제 1 아암(4)은 제 1 레볼루트 조인트(3)에서 받침대(2)로부터 그리고 제 2 레볼루트 조인트(5)에서의 제 2 아암(6)으로부터 분리될 수 있다. 제 2 아암(6)은 제 2 레볼루트 조인트(5)에서 제 1 아암(4)으로부터 그리고 제 3 레볼루트 조인트(7)에서 로봇 손(8)으로부터 분리될 수 있다. 제 1 아암(4)은 최소한 모터(53), 제 2 제어 회로(12) 및 인코더(72)와 결합된다. 제 2 아암(4)은 최소한 모터(73), 제 3 제어 회로(13) 및 인코더(72)와 결합된다. 커플러(34, 54 및 74)의 형상(shape)은동일하다. 커플러(35, 55 및 75)의 형상은 동일하며, 커플러(34, 54 및 74)와 결합될 수 있다. 하나의 모터, 하나의 인코더 및 하나의 제어 회로가 있는 하나의 아암 유닛이, 제 1 아암(4) 결합체 및 제 2 아암(6) 결합체로서 사용될 수 있는 경우, 산업 로봇(1)의 제 1 아암(4) 결합체 및 제 2 아암(6) 결합체는 서로 또는 다른 아암 장치와 교환될 수 있다.
산업 로봇(1) 전체를 제어하기 위한 하나의 주 제어 회로(20)가 받침대(2) 내부에 설치된다. 주 제어 회로(20)는 제어 신호를 생성하기 위한 하나의 마이크로컴퓨터 시스템과 모터 구동을 위한 전력을 생성하기 위한 하나의 전력 공급 장치로 구성된다. 전력은 전력 케이블(22)를 통해 주 제어 회로(20)에서 제어 회로(11, 12 및 13)로 공급된다. 제어 신호는 제어 신호 케이블(21)을 통해 주 제어 회로(20)에서 제어 회로(11, 12 및 13)로 송신된다. 위에서 언급한 대로, 제어 회로(11, 12 및 13)와 주 제어 회로(20)는, 제어 신호가 제어 회로(11, 12 및 )로 병렬 송신될 수 있도록, 마이크로컴퓨터 시스템에 의해 구성된다. 제어 신호 케이블(21)은 예를 들어 직렬 버스 케이블에 의해 구성될 수 있다. 이 실시예의 설명에서, "케이블"이란 용어는 다수의 전선(wire)의 묶음(bundle)을 의미한다.
본 실시예에서, 제 2 레볼루트 조인트(5) 및 제 3 레볼루트 조인트(7) 구동을 위한 모터(53, 73)의 제어 회로(12, 13)는 각각 제 1 아암(4) 및 제 2 아암(6)에 설치된다. 그러한 구성에 의해, 인코더(52, 72)에서 인출되어 아암(4, 6)의 회전 각도에 상응한 감지 신호를 전송하기 위한 신호 케이블(26 및 28)은 각각 아암(4, 6)의 제어 회로(12, 13)에서 끝난다. 즉, 주 제어 회로(20)에 신호 케이블(26 및28)을 배선하지 않아도 된다.
도 3은 제 1 레볼루트 조인트(3)의 일부의 구성을 보여준다. 도 3에 도시되어 있듯이, 모터(33)의 구동 축(331)은 인코더(32)의 회전 축(321) 및 슬립 링(31)의 회전 축(311)과 직접 결합되어 구동 축(331)의 회전으로 회전 축(311, 321)을 회전시킨다. 구동 축(331)과 회전 축(321, 311)은 내부가 비어 있는 축이므로, 제어 신호 케이블(21)의 일부와 전력 케이블(22)의 일부가 그 곳에 정렬된다. 축(311) 내부에 정렬되어 있는 제어 신호 케이블(21)의 전선은 슬립 링(31)의 회전 축(311)의 외부면에 고정되어 있는 집전(current collecting) 링(312a)에 연결된다. 축(311) 내부에 배열되어 있는 전력 케이블(22)의 전선은 회전 축(311)의 외부면(outside face)에 고정되어 있는 집전 링(312b)에 연결된다. 도 3에는, 간단한 설명을 위해 집전 링(312a, 312b) 중 하나만이 각각 도시되어 있다.
한편, 받침대(2) 내부에 설치된 주 제어 회로(20)에서 직접 인출된 제어 신호 케이블(21)의 다른 부분과 전력 케이블(22)의 다른 부분은 슬립 링(31)의 하우징(313) 내부에 삽입된다. 주 제어 회로(20)에서 인출된 제어 신호 케이블(21)의 전선은 하우징(313)의 내부면(inner face)에 설치되는 브러시(314a)에 연결되며, 브러시(314a)는 집전 링(312a)과 접촉하게 된다. 주 제어 회로(20)에서 인출된 전력 케이블(22)의 전선은 하우징(313)의 내부면의 브러시(314b)에 연결되며, 브러시(314b)는 집전 링(312a)과 접촉하게 된다. 회전 축(311)이 회전되는 동안, 브러시(314a 및 314b)는 전기 접촉을 유지한 채 각각 집전 링(312a, 312b)의 외부면을 활주한다(slide on). 따라서, 회전 축(311)이 회전되는 동안 제어 신호 케이블(21)의 일부와 주 제어 회로(20)에서 직접 뻗어 나온 전력 케이블(22)의 일부는 집전 링(312a, 312b)과 브러시(314a, 314b)를 통해 전력 케이블(22)과 제어 신호 케이블(21)이 회전 축(311) 내부에 정렬된 부분에 전기적으로 연결된다.
전력 케이블(22)과 제어 신호 케이블(21)의 집전 링(312a, 312b)에 연결된 부분은 커넥터(341, 342)와 커플러(34)에 연결되도록 슬립 링(31)의 회전 축(311), 인코더(32)의 회전 축(321) 및 모터(33)의 구동 축(331) 내부를 통해 정렬된다. 예를 들어, 커넥터(341, 342)는 커플러(35)의 암(female) 커넥터(351, 352)에 연결될 숫(male) 커넥터이다. 커플러(34)는 오목 커플링 구조(343)를 갖고 있으며, 커넥터(341, 342)는 오목 커플링 구조(343)의 중앙부에 배치된다. 커플러(35)는 볼록 커플링 구조(343)를 갖고 있으며, 커넥터(351, 352)는 볼록 커플링 구조(353)의 중앙부에 배치된다. 커플러(35)가 커플러(34)와 결합되면, 커넥터(341, 342)는 각각 커넥터(351, 352)에 연결된다. 각 커넥터(341, 342, 351 및 352)에는 각각 제어 신호 케이블(21) 및 전력 케이블(22)의 전선의 수에 해당하는 다수의 접촉 지점이 있다.
제 1 아암(4) 내부에는, 제어 신호 케이블(21)과 전력 케이블(22)이 커넥터(351 및 352)에서 두 방향으로 갈라진다. 즉, 두 세트의 제어 신호 케이블(21)과 전력 케이블(22)이 커넥터(351 및 352)에 연결된다. 하나의 신호 제어 케이블(21)과 전력 케이블(22) 세트는 제 1 아암(4) 내부에서 나와 제 2 제어 회로(12)에 연결된다(도 1 또는 2 참조). 다른 신호 제어 케이블(21)과 전력 케이블(22) 세트는 제 1 아암(4) 내부에 정렬된다. 그러한 구성에 의해, 제어 신호 케이블(21)과 전력 케이블(22)은 모터(33)를 구동하여 제 1 아암(4)이 회전되는 경우에도 절대로 꼬이지 않는다.
도 2에 있어서, 제 2 레볼루트 조인트(5)의 일부에는, 제 1 아암(4) 내부에 정렬되어 있는 제어 신호 케이블(21) 일부와 전력 케이블(22) 일부가, 슬립 링(51)에 설치된 브러시와 집전 링[도시되어 있지 않지만, 브러시(314a, 314b)와 집전 링(312a, 312b)과 거의 동일함]을 통해 슬립 링(51), 인코더(52) 및 모터(53)의 축[도시되어 있지 않지만, 축(311, 321 및 331)과 거의 동일함] 내부에 정렬되어 있는 전력 케이블(22)과 제어 신호 케이블(21)의 다른 부분에 연결된다. 축 내부에 정렬되어 있는 제어 신호 케이블(21)과 전력 케이블(22)의 부분은 커플러(54)의 커넥터[도시되어 있지 않지만 커넥터(341, 342)와 거의 동일함]에 연결된다. 커플러(55)가 커플러(54)와 결합되는 경우, 커플러(55)의 커넥터[도시되어 있지 않지만, 커넥터(351, 352)와 거의 동일함]는 커플러(54)의 커넥터에 전기적으로 연결된다. 이로써, 제어 신호 케이블(21)과 전력 케이블(22)의 축 내부에 정렬되어 있는 부분은 커플러(55)의 커넥터에 전기적으로 연결된다.
제 2 아암(6) 내부에서는, 제어 신호 케이블(21)과 전력 케이블(22)이 커넥터(551, 552)에서 두 방향으로 갈라진다. 두 세트의 제어 신호 케이블(21)과 전력 케이블(22)이 각각 커플러(55)의 커넥터에 연결된다. 제어 신호 케이블(21)과 전력 케이블(22)의 한 세트가 제 2 아암(6) 내부에서 나와 제 2 제어 신호 회로(13)에 연결된다. 제어 신호 케이블(21)과 전력 케이블(22)의 다른 세트가 제 2 아암(6) 내부에 정렬된다.
제 3 레볼루트 조인트(7)의 일부에서는, 제 2 아암(6) 내부에 배열되어 있는 제어 신호 케이블(21)과 전력 케이블(22)의 일부가, 슬립 링(71)에 설치된 브러시와 집전 링[도시되어 있지 않지만, 브러시(314a, 314b)와 집전 링(312a, 312b)과 거의 동일함]을 통해 슬립 링(71), 인코더(72) 및 모터(73)의 축[도시되어 있지 않지만, 축(311, 321 및 331)과 거의 동일함] 내부에 정렬되어 있는 전력 케이블과 제어 신호 케이블(21)의 다른 부분에 연결된다. 제어 신호 케이블(21)과 전력 케이블(22)의 축 내부에 정렬되어 있는 부분은 커플러(74)의 커넥터[도시되어 있지 않지만 커넥터(341, 342)와 거의 동일함]에 연결된다. 커플러(75)가 커플러(74)와 결합되는 경우, 커플러(75)의 커넥터[도시되어 있지 않지만, 커넥터(351, 352)와 거의 동일함]는 커플러(74)의 커넥터에 전기적으로 연결된다. 이로써, 제어 신호 케이블(21)과 전력 케이블(22)의 축 내부에 정렬되어 있는 부분은 커플러(75)의 커넥터에 전기적으로 연결된다. 제어 신호 케이블(21)과 전력 케이블(22)의 한 세트가 각각 커플러(75)의 커넥터에 연결된다. 전력 케이블(22)과 제어 신호 케이블(21)의 커플러(75)의 커넥터에 연결되어 있는 부분은 커플러(75)에서 나와 로봇 아암(8)의 길이 방향으로 정렬되어 센서(9)에 연결된다.
위의 구성으로 된 산업 로봇(1)의 경우, 산업 로봇 전체를 제어하기 위해 받침대(2)에 설치된 주 제어 회로(20)에서 제어 신호 케이블(21)과 전력 공급 케이블(22)을 통해 제 1 제어 회로, 제 2 제어 회로 및 제 3 제어 회로(11, 12 및 13)로 전력이 공급되고 제어 신호가 송신된다. 모터(33, 53 및 73)는 제어 회로(11 내지 13)의 제어 하에 각각 구동된다. 제 1 아암(4), 제 2 아암(6) 및 로봇 손(8)은 제어 신호에 상응하게 사전 설정된 회전 각도에 의해 각각 회전된다. 제어 신호 케이블(21)과 전력 케이블(22)은 받침대(2)에서만 인출되기 때문에, 케이블 정렬이 단순해질 수 있고, 케이블 단선이 거의 발생하지 않으며, 전체 케이블 길이가 짧아질 수 있다.
더불어, 모터(33,53 및 73)의 구동을 제어하는 제 1 제어 회로, 제 2 제어 회로 및 3 제어 회로(11, 12 및 13)가 주 제어 회로(20)에서 분리되어 받침대(2) 크기를 줄일 수 있다.
위에서 언급한 실시예에서, 제 1 아암(4)과 제 2 아암(6)의 길이는 언급하지 않았다. 본 발명에서는 상황에 따라 아암 길이를 선택할 수 있다.
위에서 언급한 실시예에서, 제어 신호 케이블(21)과 전력 케이블(22)은 커플러(35, 55 및 75)의 커넥터에서 갈라진다. 그리하여, 한 세트의 제어 신호 케이블(21)과 전력 케이블(22)만이 각 받침대(2), 제 1 아암(4), 제 2 아암(6) 및 로봇 손(8)에서 인출된다. 레볼루트 조인트 구동을 위한 모터 및 아암 수가 증가하는 경우에도, 각 아암에서 인출되는 케이블 수는 동일하다. 받침대에서 인출된 케이블 수를 늘리지 않고도 레볼루트 조인트 수를 선택하여 산업 로봇을 구성할 수 있다.
본 출원은 일본에서 출원된 특허 출원 제 2001-305704호를 기초로 한 것으로서, 그 내용은 이 출원의 일부가 된다.
본 발명을 첨부 도면을 참조하여 예를 드는 방법으로 설명하였으나, 다양한 변경과 수정이 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 가능할 것이다. 따라서, 그러한 변경과 수정이 본 발명의 범위에 벗어나지 않는 한, 그들은 여기에 포함되는것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 상기와 같은 구성을 통해, 모터 구동을 제어하기 위한 제어 회로는 산업 로봇 전체를 제어하기 위한 주(main) 제어 회로와 분리되어, 모터가 설치되는 아암과 동일한 아암에 설치되며, 이로써 모터 제어에 사용되는 신호 케이블은 모터와 제어 회로 사이에만 연결되어, 신호 케이블 길이를 줄일 수 있게 된다. 모터와 주 제어 회로 사이에 신호 케이블을 연결하지 않아도 되므로, 제어 신호 케이블 배열이 단순해질 수 있으며, 아암을 이동하는 경우에도 케이블 단선이 거의 발생하지 않고 전체 케이블 길이가 짧아지게 된다.

Claims (6)

  1. 복수의 레볼루트 조인트에 의해 결합되고 각 레볼루트 조인트를 구동하는 모터의 구동력에 의해 각각 움직일 수 있는 복수의 아암을 가지며,
    각 아암에 설치되는 모터를 제어하기 위한 제어 회로들을 포함하여 구성되고,
    상기 제어 회로는 각각 모터가 설치된 아암과 동일한 아암에 설치되는, 산업 로봇.
  2. 제 1항에 있어서,
    산업 로봇 전체를 제어하기 위한 하나의 주 제어 회로와;
    주 제어 회로와 제어 회로들 사이에 각각 연결되고, 모터 제어에 사용되는 제어 신호를 송신하기 위한, 제어 신호 케이블들과;
    주 제어 회로와 제어 회로들 사이에 각각 연결되고 모터 구동에 사용되는 전력을 공급하기 위한 전력 케이블들과;
    모터 구동력에 의한 각 아암의 움직임에 상응하는 신호를 제어 회로들에 송신하기 위한 신호 케이블;을 더 포함하여 구성되며, 각 신호 케이블이 각 아암 내에서 끝나는, 산업 로봇.
  3. 제 1항에 있어서,
    모터의 구동 축의 회전 각도를 감지하기 위한 인코더를 더 포함하여 구성되며, 상기 인코더가 각각 모터가 설치되는 아암과 동일한 아암에 설치되는, 산업 로봇.
  4. 제 3항에 있어서,
    산업 로봇 전체를 제어하기 위한 하나의 주 제어 회로와;
    주 제어 회로와 제어 회로들 사이에 각각 연결되고 모터 제어에 사용되는 제어 신호 전송을 위한, 제어 신호 케이블들과;
    모터 구동에 사용되는 전력을 공급하기 위한 주 저어 회로와 제어 회로들 사이에 각각 연결되는 전력 케이블들과;
    인코더를 사용하여 감지한 신호를 제어 회로들에 송신하기 위한 신호 케이블들을 더 포함하여 구성되고, 상기 각 신호 케이블이 각 아암 안에서 끝나는, 산업 로봇.
  5. 제 4항에 있어서,
    산업 로봇의 하나의 받침대와 제 1 아암을 회전 결합하기 위한 하나의 제 1 레볼루트 조인트와;
    상기 제 1 아암과 제 2 아암을 회전 결합하기 위한 하나의 제 2 레볼루트 조인트와;
    상기 제 2 아암과 하나의 로봇 손을 회전 결합하기 위한 제 3 레볼루트 조인트를 더 포함하여 구성되고, 각 레볼루트 조인트가, 주 제어 회로로부터의 각 제어 신호 케이블과 전력 케이블을 전기적으로 연결하기 위한 하나의 슬립 링과, 상기 레볼루트 조인트를 두 부분으로 탈착가능하게 분리하기 위한 하나의 커플러를 가지며,
    제어 신호 케이블들과 전력 케이블들이 아암 내부와 레볼루트 조인트의 중공부에 정렬되는, 산업 로봇.
  6. 임의의 수의 아암으로 구성될 수 있는 산업로봇용 아암 유닛으로서,
    아암을 다른 아암과 결합시키는 하나의 레볼루트 조인트를 갖고 있는 하나의 아암과;
    레볼루트 조인트 구동을 위한 하나의 모터와;
    모터 구동 제어를 위한 하나의 제어 회로와;
    모터의 구동 축의 회전 각도를 감지하기 위한 인코더를 포함하여 구성되고, 한 유닛이 다른 임의의 유닛과 결합될 수 있도록 구성하기 위해 상기 모터, 제어 회로 및 인코더가 아암에 설치되는, 산업 로봇용 아암 유닛.
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