KR20100025132A - 암의 처짐을 최소화하는 다관절 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 다관절 로봇은, 기초대(60)의 선단부에 제1암(100)을 제1관절축(150)을 중심으로 선회가능하게 설치하고, 상기 제1암(100)의 선단부로부터 하나 이상의 암을 선회가능하게 순차적으로 더 관절연결하며, 최종 암의 선단부에는 워크 취급용 핸드(70)가 장착되는 단부 장착대(300)를 회전가능하게 관절연결 한 다관절 로봇에 있어서, 상기 제1암(100)의 선단부의 반대쪽에 상기 제1관절축(150)을 더 벗어난 지점까지 상기 제1암(100)의 몸체를 더 연장한 역방향 연장부(101)가 형성되고; 상기 제1암(100)의 역방향 연장부(101) 내측에는 수납부(100a)가 형성되며; 상기 제1암(100)의 수납부(100a)에는 모터(50)가 배치되고; 상기 모터(50)의 회전축(51)은 상기 제1관절축(150)에 회전가능하게 설치된 제1구동풀리(110)와 동력연결된다. 이러한 다관절 로봇에 의하면, 모터의 하중이 제1암의 자유 연장부에 작용하지 못하도록 함으로써 제1암의 처짐이 방지되고, 결국에는 핸드의 처짐이 방지되어 정밀하고 정확한 작업을 실현할 수 있으며, 제1암의 자유 연장부에 가해지던 하중이 제거되는 것에 의해 제1관절부에 가해지는 편향 하중이 줄어들어 감속기를 포함하는 구동부 전체에 무리를 주지 않고 원활한 동작이 가능하다.

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Description

암의 처짐을 최소화하는 다관절 로봇{Articulated robot which minimize arm deflection}

본 발명은 다관절 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 암의 처짐을 방지하고 구동부의 하중 편향을 방지하여 정밀하고 안정적인 운용을 가능케 한 암의 처짐을 최소화하는 다관절 로봇에 관한 것이다.

액정 패널용 유리 기판이나 반도체 웨이퍼와 같은 워크(work)의 반송 공정에서 많이 사용되는 다관절 로봇은, 관절부의 구동에 의해 복수의 암(arm)을 신축 및 확장시켜 복수의 지점에 놓인 적재부(예; 카세트) 간에 워크를 옮긴다.

다관절 로봇은, 통상적으로 기초대 상에 복수의 암을 일부분씩 겹치도록 하여 순차적으로 나열하고, 인접한 암끼리 선회가능하게 관절연결하며, 최종 암의 선단부에 단부 장착대를 관절 연결하고, 단부 장착대에는 워크 취급용 핸드(hand)를 장착하며, 각 관절부 사이를 타이밍 벨트에 의해 동력 연결한 형태로 이루어진다. 따라서, 상기 모터와 각각의 타이밍 벨트에 의해 각각의 관절부를 회전시키면 복수의 암이 펼쳐지거나 접혀져서 말단의 핸드가 직선으로 전, 후진하게 된다.

이러한 다관절 로봇에 대한 종래의 다양한 예들 중 하나가 일본특허 제 3881579호 공보에 개시되어 있다.

상기 공보에 개시된 다관절 로봇은, 첨부 도면 도 1에 나타낸 바와 같이, 기초대(9) 상에 제1관절부(2)에 의해 제1암(5)을 선회가능하게 연결하고, 제1암(5)의 선단부에 제2관절부(3)에 의해 제2암(6)을 선회가능하게 연결하며, 제2암(6)의 선단부에 제3관절부(4)에 의해 핸드(10)를 선회가능하게 연결하여 구성하고 있다. 또한, 상기 제1암(5)의 중간 길이방향 중간 지점에 모터(7)를 설치하고, 모터(7)의 풀리(7a) 양쪽으로 제1, 2 타이밍 벨트(15, 16)를 연장하여 각각 제1관절축(17b)의 풀리(11)와 제2관절축(20)의 풀리(12)에 연결하고, 제2관절축(20)의 선단 풀리(13)와 제3관절축(19b)의 풀리(14)를 타이밍 벨트(21)를 연결하고 있다. 또한, 각 관절축(17b, 20, 19b)은 감속장치(17, 18, 19)에 의해 각각 기초대(9), 제2암(6) 및 핸드(10)에 연결된 구조로 이루어져 있다.

이와 같은 구조의 다관절 로봇은, 모터(7)를 제1암(5)의 길이방향 중간 지점에 배치하고, 이로부터 양측으로 타이밍 벨트(15, 16)를 연장하여 제1관절부(2)와 제2관절부(3)로 연결함으로써, 한 개의 긴 타이밍 벨트로서 연결한 기존의 로봇 구조에 비해 벨트의 강도를 증가시킬 필요가 없고 구동 지연을 방지하여 핸드의 직진성을 확보하고자 한 것에 기술적 특징이 있다.

그러나 이러한 구조의 다관절 로봇은, 모터(7) 장치가 제1암(5)의 중간 지점에 배치되어 있기 때문에, 모터(7) 장치의 무게가 고스란히 제1암(5)에 작용하고, 그에 따라 제1암(5)의 처짐을 유발하는 단점이 있다. 또한, 제1암(5)에 처짐이 발생하면 제2암(6)과 핸드(10)가 처지게 되고, 그에 따라 워크의 위치(높이)가 어긋 나 버려서 정밀하고 정확한 작업이 어렵게 되는 것이다.

또한, 제1암(5)의 처짐이 발생하면 제1관절부(2)의 감속장치(17)에 과도한 편향 모멘트가 작용하여 예컨대, 유성기어세트 등으로 이루어진 감속장치(17)에 한쪽으로 과도한 하중이 가해져서 감속장치(17)를 구성하는 기어 치면(齒面)이나 베어링 등이 쉽게 손상되고 구동이 원활하지 못하게 되며, 이들은 거꾸로 모터(7)에 부담을 가함으로써, 핸드의 직진성을 확보하고자 채용한 구조가 오히려 핸드의 처짐과 구동부에 무리를 주게 되는 역효과를 일으킨다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 암의 처짐을 방지하고 구동부의 하중 편향을 방지하여 정밀하고 안정적으로 로봇을 운용할 수 있도록 한 다관절 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다관절 로봇은, 기초대의 선단부에 제1암을 제1관절축을 중심으로 선회가능하게 설치하고, 상기 제1암의 선단부로부터 하나 이상의 암을 선회가능하게 순차적으로 더 관절연결하며, 최종 암의 선단부에는 워크 취급용 핸드가 장착되는 단부 장착대를 회전가능하게 관절연결 한 다관절 로봇에 있어서, 상기 제1암의 선단부의 반대쪽에 상기 제1관절축을 더 벗어난 지점까지 상기 제1암의 몸체를 더 연장한 역방향 연장부가 형성되고; 상기 제1암의 역방향 연장부 내측에는 수납부가 형성되며; 상기 제1암의 수납부에는 모터가 배치되고; 상기 모터의 회전축은 상기 제1관절축에 회전가능하게 설치된 제1구동풀리와 동력연결되는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명의 다관절 로봇에 있어서, 상기 모터의 회전축에는 모터구동풀리가 구비되고; 상기 제1관절축 상에는, 상기 제1구동풀리와 일체로 결합되면서 제1감속장치를 매개로 상기 제1암과 동력연결되는 메인 드라이브 풀리가 회전가능하게 설치되며; 상기 모터의 모터구동풀리와 상기 메인 드라이브 풀리는 메인 타이밍 벨트에 의해 연결된다.

여기서, 상기 제1암의 선단부에 제2관절축을 중심으로 선회가능하게 관절연결되는 제2암과; 상기 제2관절축 상에 회전가능하게 설치되고 제2감속장치를 매개로 상기 제2암과 동력연결되는 제1피동풀리와; 상기 제1구동풀리와 제1피동풀리 사이의 제1암 내부에 설치되는 제1아이들 풀리와; 상기 제1구동풀리와 제1아이들 풀리를 동력연결하는 제1구동측 타이밍 벨트와; 상기 제1아이들 풀리와 상기 제1피동풀리를 동력연결하는 제1피동측 타이밍 벨트를 더 포함한다.

상기한 본 발명의 다관절 로봇에 있어서, 상기 제1암의 선단에 제2관절축을 중심으로 선회가능하게 관절연결되고, 그의 선단부에 제3관절축을 중심으로 단부 장착대가 회전가능하게 관절연결되는 제2암과; 상기 제2관절축 상에 회전가능하게 설치되고 제2감속장치를 매개로 상기 제2암과 동력연결되는 제1피동풀리와; 상기 제1구동풀리와 제1피동풀리 사이의 상기 제1암 내부에 설치되는 제1아이들 풀리와; 상기 제1구동풀리와 제1아이들 풀리를 동력연결하는 제1구동측 타이밍 벨트와; 상기 제1아이들 풀리와 상기 제1피동풀리를 동력연결하는 제1피동측 타이밍 벨트와; 상기 제2관절축의 제1피동풀리와 일체로 결합된 상태로 상기 제2관절축에 회전가능하게 설치되는 제2구동풀리와; 상기 제3관절축 상에 회전가능하게 설치되고 제3감속장치를 매개로 상기 단부 장착대와 동력연결되는 제2피동풀리와; 상기 제2구동풀리와 제2피동풀리 사이의 상기 제2암 내부에 설치되는 제2아이들 풀리와; 상기 제2구동풀리와 제2아이들 풀리를 동력연결하는 제2구동측 타이밍 벨트와; 상기 제2아이들 풀리와 상기 제2피동풀리를 동력연결하는 제2피동측 타이밍 벨트를 더 포함한다.

본 발명의 다른 방향에 따른 다관절 로봇은, 기초대 상에 제1암을 제1관절축을 중심으로 선회가능하게 설치하고, 상기 제1암의 선단부로부터 하나 이상의 암을 선회가능하게 순차적으로 더 관절연결하며, 최종 암의 선단부에는 워크 취급용 핸드가 장착되는 단부 장착대를 회전가능하게 관절연결 한 다관절 로봇에 있어서, 상기 제1관절축을 기준으로 상기 기초대의 선단부 반대쪽으로 이격된 지점에는 그의 회전축 상에 구동풀리가 형성된 모터가 배치되고; 상기 제1관절축의 일단부에는 제1감속장치를 매개로 상기 제1암과 동력연결되는 메인 드라이브 풀리가 회전가능하게 설치되며; 상기 제1관절축의 반대 단부에는 상기 메인 드라이브 풀리와 일체로 결합되는 제1구동풀리가 회전가능하게 설치되고; 상기 모터의 구동풀리와 상기 제1관절축의 메인 드라이브 풀리는 메인 타이밍 벨트에 의해 동력연결되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1암의 선단부에 제2관절축을 중심으로 선회가능하게 관절연결되는 제2암과; 상기 제2관절축 상에 회전가능하게 설치되고 제2감속장치를 매개로 상기 제2암과 동력연결되는 제1피동풀리와; 상기 제1구동풀리와 제1피동풀리 사이의 제1암 내부에 설치되는 제1아이들 풀리와; 상기 제1구동풀리와 제1아이들 풀리를 동력연결하는 제1구동측 타이밍 벨트와; 상기 제1아이들 풀리와 상기 제1피동풀리를 동력연결하는 제1피동측 타이밍 벨트를 더 포함한다.

또한, 상기 제1암의 선단부에 제2관절축을 중심으로 선회가능하게 관절연결되고, 그의 선단부에 제3관절축을 중심으로 상기 단부 장착대가 회전가능하게 관절연결되는 제2암과; 상기 제2관절축 상에 회전가능하게 설치되고 제2감속장치를 매 개로 상기 제2암과 동력연결되는 제1피동풀리와; 상기 제1구동풀리와 제1피동풀리 사이의 상기 제1암 내부에 설치되는 제1아이들 풀리와; 상기 제1구동풀리와 제1아이들 풀리를 동력연결하는 제1구동측 타이밍 벨트와; 상기 제1아이들 풀리와 상기 제1피동풀리를 동력연결하는 제1피동측 타이밍 벨트와; 상기 제2관절축의 제1피동풀리와 일체로 결합된 상태로 상기 제2관절축에 회전가능하게 설치되는 제2구동풀리와; 상기 제3관절축 상에 회전가능하게 설치되고 제3감속장치를 매개로 상기 단부 장착대와 동력연결되는 제2피동풀리와; 상기 제2구동풀리와 제2피동풀리 사이의 상기 제2암 내부에 설치되는 제2아이들 풀리와; 상기 제2구동풀리와 제2아이들 풀리를 동력연결하는 제2구동측 타이밍 벨트와; 상기 제2아이들 풀리와 상기 제2피동풀리를 동력연결하는 제2피동측 타이밍 벨트를 더 포함한다.

또한, 상기 제1암의 선단부 반대쪽을 이루는 몸체의 후단부에 제1암의 선회중심으로부터 멀어지는 방향으로 카운터 밸런스 웨이트부가 더 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다관절 로봇에 의하면, 모터를 제1암의 선단부(자유 연장부) 반대측에 배치하거나, 적어도 모터의 무게가 제1암의 선단부에 작용하지 못하게 구성됨으로써 제1암의 처짐이 방지되고, 결국에는 핸드의 처짐이 방지되어 정밀하고 정확한 작업을 실현할 수 있다.

또한, 상기와 같이 제1암의 자유 연장부에 가해지던 하중이 제거되는 것에 의해 제1관절부에 가해지는 편향 하중이 제거되거나 현격히 줄어들게 되어 감속기 를 포함하는 구동부 전체에 무리를 주지 않고 원활한 동작이 가능한 우수한 다관절 로봇이 구현된다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.

도 2에는 본 발명의 제1실시예에 따른 다관절 로봇의 전체 구조도가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다관절 로봇은, 기초대(60)와, 상기 기초대(60)의 선단에 제1관절축(150)을 중심으로 선회가능하게 관절연결되는 제1암(100)을 포함하고, 상기 제1암(100)의 선단부로부터는 하나 이상의 암(도면에서는 하나의 암, 즉 제2암(200)만을 설치한 형태의 것으로 예시하고 있다)을 선회가능하게 순차적으로 더 관절연결하며, 최종 암(즉, 도면에서는 제2암(200))의 선단부에는 워크 취급용 핸드(70)가 장착되는 단부 장착대(300)를 회전가능하게 설치한 구조로 이루어진다.

상기 제2암(200)은, 상기 제1암(100)의 선단부에 제2관절축(250)을 중심으로 선회가능하게 관절연결되고, 상기 단부 장착대(300)는 상기 제2암(200)의 선단부에 제3관절축(350)을 중심으로 선회가능하게 관절연결된다. 상기 단부 장착대(300)의 상부에는 상기한 워크 취급용 핸드(70)가 장착된다.

이와 같은 다관절 로봇에 있어서, 상기 제1암(100)의 선단부의 반대쪽에 상기 제1관절축(150)을 더 벗어난 지점까지 상기 제1암(100)의 몸체를 더 연장한 역 방향 연장부(101)가 형성되고, 상기 역방향 연장부(101)의 내측에는 수납부(즉, 수납공간)(101a)가 형성되며, 상기 수납부(101a)에는 모터(50)가 배치되어, 상기 역방향 연장부(101)와 상기 모터(50) 장치가 제1암(100)의 카운터 밸런스 웨이트(counter balance weight)의 역할을 하도록 이루어진다.

이는, 모터(50)를 제1암(100)의 길이방향 중간 지점으로부터 제거하여 제1암(100)의 회전 중심인 관절축(150)을 기준으로 후방으로 더 벗어난 지점으로 옮겨 배치함으로써, 제1암(100)의 선단부 쪽의 하중을 경감하는 한편, 상기 역방향 연장부(101)와 모터(5)의 무게를 통해 상기 제1암(100)의 선단부 측에 작용하는 제2암(200), 핸드(70) 및 워크의 무게에 대해 균형을 맞추도록 한 것이다. 따라서, 상기 제1암(100)의 처짐이 방지됨과 더불어, 상기 기초대(60)에 대한 상기 제1암(100)의 관절부에 편향 모멘트의 발생을 줄여 관절부의 구동 부분에 무리한 편향 하중이 작용하지 않게 되어 안정적인 구동이 가능해지고 구동 부분의 피로 내지 손상도 방지된다.

상기 모터(50)의 회전축(51)은 상기 제1관절축(150)에 회전가능하게 설치된 제1구동풀리(110)와 동력연결된다.

본 실시예에서는, 상기 모터(50)의 회전축(51)에 모터구동풀리(52)를 구비하고, 상기 제1관절축(150) 상에는 메인 드라이브 풀리(53)를 설치하며, 상기 모터구동풀리(52)와 메인 드라이브 풀리(53)를 메인 타이밍 벨트(54)로 연결한 구조로 이루어진다.

상기 메인 드라이브 풀리(53)는 상기 제1구동풀리(110)와 일체로 결합되는 한편 제1감속장치(130)를 매개로 상기 제1암(100)과 동력연결된다. 상기 모터(50)의 회전축(51)과 상기 제1구동풀리(110)는 반드시 전술한 풀리(52, 53)와 벨트(54)로 연결하는 것으로 한정되지는 않으며, 예를 들어 기어 장치나 체인 장치에 의해 연결하여도 좋다.

본 발명의 바람직한 방향에 따르면, 상기 제1암(100)의 선단부에 제2관절축(250)을 중심으로 제2암(200)을 선회가능하게 관절연결하고, 더 나아가서 상기 제2암(200)의 선단부에 제3관절축(350)을 중심으로 전술한 단부 장착대(300)를 회전가능하게 관절연결한 구조를 채용할 수 있다.

또한, 제2관절축(250) 상에는 제1피동풀리(210)가 회전가능하게 설치되고, 이의 제1피동풀리(210)는 제2감속장치(230)를 매개로 상기 제2암(200)과 동력연결된다. 또한, 상기 제3관절축(350) 상에는 제2피동풀리(310)가 회전가능하게 설치되고, 이의 제2피동풀리(310)는 제3감속장치(330)를 매개로 상기 단부 장착대(300)와 동력연결된다.

본 발명의 바람직한 방향에 따라서, 상기 각 암(100)(200)의 양측 관절부 사이에 각각 제1아이들 풀리(idle pully)(400)와 제2아이들 풀리(500)를 설치하고, 양측 관절부를 연결하는 타이밍 벨트를 2분할 하여, 분할된 각 타이밍 벨트가 상기 아이들 풀리(400)(500)를 경유하도록 함으로써, 타이밍 벨트의 길이를 줄여 벨트가 늘어지는 현상과 그에 따른 구동력 전달의 불안정을 해소하고 벨트 자체의 폭도 줄일 수 있도록 한다.

구체적으로, 제1아이들 풀리(400)는 상기 제1관절축(150)과 제2관절축(250) 사이의 상기 제1암(100) 내부에 장착되고, 제2아이들 풀리(500)는 상기 제2관절축(250)과 제3관절축(350) 사이의 상기 제2암(200) 내부에 설치된다.

그리고 상기 제2관절축(150)에는 제2구동풀리(220)가 상기한 제1피동풀리(210)와 일체로 결합된 상태로 회전가능하게 설치된다. 상기 제2구동풀리(220)는 상술한 제3관절축(350)의 제2피동풀리(310)와 연결된다.

상기 제1구동풀리(110)와 제1피동풀리(210)를 연결하는 타이밍 벨트는, 제1구동측 타이밍 벨트(610)와 제1피동측 타이밍 벨트(611)로 분할되어서, 상기 제1구동측 타이밍 벨트(610)는 상기 제1구동풀리(110)와 제1아이들 풀리(400)에 연결되고, 상기 제1피동측 타이밍 벨트(611)는 상기 제1아이들 풀리(400)와 상기 제1피동풀리(210)에 연결된다.

마찬가지로, 제2구동풀리(220)와 제2피동풀리(310)를 연결하는 타이밍 벨트는, 제2구동측 타이밍 벨트(620)와 제2피동측 타이밍 벨트(621)로 분할되어서, 상기 제2구동측 타이밍 벨트(620)는 상기 제2구동풀리(220)와 제2아이들 풀리(500)에를 연결되고, 상기 제2피동측 타이밍 벨트(621)는 상기 제2아이들 풀리(500)와 상기 제2피동풀리(310)를 연결된다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 다관절 로봇의 전체 구조도가 도시되어 있다. 본 실시예에 따른 다관절 로봇은 전술한 제1실시예와 모터(50)의 배치 구조 및 카운터 벨런스 웨이트의 형성 구조만 다르고 나머지의 구성은 동일하다. 따라서 도 2와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하며 반복 설명은 생략한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 다관절 로봇은, 상기 제1관절축(150)을 기준으로 상기 기초대(60)의 선단부 반대쪽으로 이격된 지점에 모터(50)를 수납하여 배치한 구성이다. 이는 제1암(100)의 선단부로부터 모터(50)를 제거함으로써 모터(50)에 의한 제1암(100)의 처짐을 방지하면서 모터(50)를 제1암(100)으로부터 기초대(60)로 옮겨 모터의 구동 토크를 감소시켜 좀 더 빠른 동작이 가능하게 한 것이다. 예컨대, 상기 제1암(100)과 제2암(200)을 동시에 회전시켜야 하는데, 모터(50)가 제1암(100)에 설치되어 있다면 모터(50)는 제1암(100) 및 제2암(100)의 중량뿐만 아니라 모터(50) 자신의 중량도 감당하여 회전시켜야 함으로써 모터(50)의 구동 토크가 증가하게 된다. 그러나, 본 실시예와 같이 모터(50)를 기초대(60)로 옮긴 경우에는 제1암(100) 및 제2암(200)의 중량만을 감당할 뿐 모터(50)의 중량은 감당할 필요가 없어지므로 모터(50)의 구동 토크가 감소하게 되는 것이다.

이에 더하여, 본 실시예에 따른 다관절 로봇은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1암(100)의 선단부 반대쪽에 카운터 밸런스 웨이트를 추가할 수 있다. 즉, 상기 제1암(100)의 선단부 반대쪽을 이루는 몸체의 후단부에 제1암(100)의 선회중심(즉, 제1관절축(150))으로부터 선단부 반대쪽으로 더 멀어지는 방향으로 카운터 밸런스 웨이트부(100b)를 형성한다.

상기 카운터 밸런스 웨이트부(100b)는 상기 제1암(100)의 선단부 측에 작용하는 하중과 균형을 맞추게 되어 제1암(100)의 관절부에 설치된 구동부에 편향 모멘트가 발생하는 현상 및 하중이 편중되는 현상을 방지하게 된다.

상기 카운터 밸런스 웨이트부(100b)는, 상기 제1암(100)의 후단에 별도의 중량체를 부착하는 형태로 설치하여도 좋고, 제1암(100)의 후단부를 더 연장한 형태로 설치하여도 좋다.

또한, 상기 모터(50)의 회전축(51a)은 상기 제1관절축(150)에 회전가능하게 설치된 제1구동풀리(110)와 동력연결된다. 본 실시예에서는, 상기 모터(50)의 회전축(51a)에 모터구동풀리(52a)를 구비하고, 상기 제1관절축(150) 상에는 메인 드라이브 풀리(53a)를 설치하며, 상기 모터구동풀리(52a)와 메인 드라이브 풀리(53a)를 메인 타이밍 벨트(54a)로 연결한 구조로 이루어져 있다.

또한, 상기 메인 드라이브 풀리(53a)는 상기 제1구동풀리(110)와 일체로 결합되는 한편 제1감속장치(130)를 매개로 상기 제1암(100)과 동력연결된다. 상기 모터(50)의 회전축(51a)과 상기 제1구동풀리(110)는 반드시 전술한 풀리(52a, 53a)와 벨트(54a)로 연결하는 것으로 한정되지는 않으며, 예를 들어 기어 장치나 체인 장치에 의해 연결하여도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 다관절 로봇은, 모터를 제1암의 선단 연장부로부터 제거하여 제1암의 선단부 반대측이나 기초대에 배치하고, 그 모터의 배치에 적합한 형태의 동력연결구조를 제공한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 제1암의 처짐이 방지되고, 결국에는 핸드의 처짐이 방지되어, 정밀하고 정확한 반송 작업을 실현할 수 있다. 또한, 관절부에 가해지는 편향 하중을 제거하여 감속기를 포함하는 구동부 전체에 무리를 주지 않고 원 활한 동작이 가능해진다.

따라서, 본 발명에 의한 다관절 로봇을 평면 패널류(예; LCD, PDP, FED, OLED)나 반도체 웨이퍼류 제조 공정 라인의 반송 시스템, 로딩/언로딩 시스템과 같이 특히 정밀도와 정확도를 요하고 생산성 경쟁이 심한 공정에 투입하면 다관절 로봇의 정밀하고 안정적인 운용이 보장되어 제품 품질과 생산성 향상을 기대할 수 있다.

이상에서는 첨부 도면에 도시된 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 형태에 대한 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이상과 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시예들은 당연히 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속한다.

도 1은 종래의 다관절 로봇의 전체 구조도이다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 다관절 로봇의 전체 구조도이다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 다관절 로봇의 전체 구조도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

50: 모터 51, 51a: 회전축

52, 52a: 모터구동풀리 53, 53a: 메인 드라이브 풀리

54, 54a: 메인 타이밍 벨트 60: 기초대

70: 핸드 100: 제1암

100a: 수납부 100b: 카운터 밸런스 웨이트부

101: 역방향 연장부 110: 제1구동풀리

130: 제1감속장치 150: 제1관절축

200: 제2암 210: 제1피동풀리

220: 제2구동풀리 230: 제2감속장치

25: 제2관절축 300: 단부 장착대

310: 제2피동풀리 320: 제3감속장치

350: 제3관절축 400: 제1아이들 풀리

500: 제2아이들 풀리 610: 제1구동측 타이밍 벨트

611: 제1피동측 타이밍 벨트 620: 제2구동측 타이밍 벨트

621: 제2피동측 타이밍 벨트

Claims (8)

1. 기초대(60)의 선단부에 제1암(100)을 제1관절축(150)을 중심으로 선회가능하게 설치하고, 상기 제1암(100)의 선단부로부터 하나 이상의 암을 선회가능하게 순차적으로 더 관절연결하며, 최종 암의 선단부에는 워크 취급용 핸드(70)가 장착되는 단부 장착대(300)를 회전가능하게 관절연결 한 다관절 로봇에 있어서,

   상기 제1암(100)의 선단부의 반대쪽에 상기 제1관절축(150)을 더 벗어난 지점까지 상기 제1암(100)의 몸체를 더 연장한 역방향 연장부(101)가 형성되고,

   상기 제1암(100)의 역방향 연장부(101) 내측에는 수납부(100a)가 형성되며,

   상기 제1암(100)의 수납부(100a)에는 모터(50)가 배치되고,

   상기 모터(50)의 회전축(51)은 상기 제1관절축(150)에 회전가능하게 설치된 제1구동풀리(110)와 동력연결되는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇.
2. 제1항에 있어서,

   상기 모터(50)의 회전축(51)에는 모터구동풀리(52)가 구비되고,

   상기 제1관절축(150) 상에는, 상기 제1구동풀리(110)와 일체로 결합되면서 제1감속장치(130)를 매개로 상기 제1암(100)과 동력연결되는 메인 드라이브 풀리(53)가 회전가능하게 설치되며,

   상기 모터(50)의 모터구동풀리(52)와 상기 메인 드라이브 풀리(53)는 메인 타이밍 벨트(54)에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1암(100)의 선단부에 제2관절축(250)을 중심으로 선회가능하게 관절연결되는 제2암(200)과,

   상기 제2관절축(250) 상에 회전가능하게 설치되고 제2감속장치(230)를 매개로 상기 제2암(200)과 동력연결되는 제1피동풀리(210)와,

   상기 제1구동풀리(110)와 제1피동풀리(210) 사이의 제1암(100) 내부에 설치되는 제1아이들 풀리(400)와,

   상기 제1구동풀리(110)와 제1아이들 풀리(400)를 동력연결하는 제1구동측 타이밍 벨트(610)와,

   상기 제1아이들 풀리(400)와 상기 제1피동풀리(210)를 동력연결하는 제1피동측 타이밍 벨트(611)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇.
4. 제2항에 있어서,

   상기 제1암(100)의 선단에 제2관절축(250)을 중심으로 선회가능하게 관절연결되고, 그의 선단부에 제3관절축(350)을 중심으로 단부 장착대(300)가 회전가능하게 관절연결되는 제2암(200)과,

   상기 제2관절축(250) 상에 회전가능하게 설치되고 제2감속장치(230)를 매개로 상기 제2암(200)과 동력연결되는 제1피동풀리(210)와,

   상기 제1구동풀리(110)와 제1피동풀리(210) 사이의 상기 제1암(100) 내부에 설치되는 제1아이들 풀리(400)와,

   상기 제1구동풀리(110)와 제1아이들 풀리(400)를 동력연결하는 제1구동측 타이밍 벨트(610)와,

   상기 제1아이들 풀리(400)와 상기 제1피동풀리(210)를 동력연결하는 제1피동측 타이밍 벨트(611)와,

   상기 제2관절축(250)의 제1피동풀리(210)와 일체로 결합된 상태로 상기 제2관절축(250)에 회전가능하게 설치되는 제2구동풀리(220)와,

   상기 제3관절축(350) 상에 회전가능하게 설치되고 제3감속장치(330)를 매개로 상기 단부 장착대(300)와 동력연결되는 제2피동풀리(310)와,

   상기 제2구동풀리(220)와 제2피동풀리(310) 사이의 상기 제2암(200) 내부에 설치되는 제2아이들 풀리(500)와,

   상기 제2구동풀리(220)와 제2아이들 풀리(500)를 동력연결하는 제2구동측 타이밍 벨트(620)와,

   상기 제2아이들 풀리(500)와 상기 제2피동풀리(310)를 동력연결하는 제2피동측 타이밍 벨트(621)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇.
5. 기초대(60) 상에 제1암(100)을 제1관절축(150)을 중심으로 선회가능하게 설치하고, 상기 제1암(100)의 선단부로부터 하나 이상의 암을 선회가능하게 순차적으로 더 관절연결하며, 최종 암의 선단부에는 워크 취급용 핸드(60)가 장착되는 단부 장착대(300)를 회전가능하게 관절연결 한 다관절 로봇에 있어서,

   상기 제1관절축(150)을 기준으로 상기 기초대(60)의 선단부 반대쪽으로 이격된 지점에는 그의 회전축(51a) 상에 모터구동풀리(52)가 형성된 모터(50)가 배치되고,

   상기 제1관절축(150)의 일단부에는 제1감속장치(130)를 매개로 상기 제1암(100)과 동력연결되는 메인 드라이브 풀리(53a)가 회전가능하게 설치되며,

   상기 제1관절축(150)의 반대 단부에는 상기 메인 드라이브 풀리(53a)와 일체로 결합되는 제1구동풀리(110)가 회전가능하게 설치되고,

   상기 모터(50)의 모터구동풀리(51a)와 상기 제1관절축(150)의 메인 드라이브 풀리(53a)는 메인 타이밍 벨트(54a)에 의해 동력연결되는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제1암(100)의 선단부에 제2관절축(250)을 중심으로 선회가능하게 관절연결되는 제2암(200)과,

   상기 제2관절축(250) 상에 회전가능하게 설치되고 제2감속장치(230)를 매개로 상기 제2암(200)과 동력연결되는 제1피동풀리(210)와,

   상기 제1구동풀리(110)와 제1피동풀리(210) 사이의 제1암(100) 내부에 설치되는 제1아이들 풀리(400)와,

   상기 제1구동풀리(110)와 제1아이들 풀리(400)를 동력연결하는 제1구동측 타이밍 벨트(610)와,

   상기 제1아이들 풀리(400)와 상기 제1피동풀리(210)를 동력연결하는 제1피동측 타이밍 벨트(611)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇.
7. 제5항에 있어서,

   상기 제1암(100)의 선단부에 제2관절축(250)을 중심으로 선회가능하게 관절연결되고, 그의 선단부에 제3관절축(350)을 중심으로 상기 단부 장착대(300)가 회전가능하게 관절연결되는 제2암(200)과,

   상기 제2관절축(250) 상에 회전가능하게 설치되고 제2감속장치(230)를 매개로 상기 제2암(200)과 동력연결되는 제1피동풀리(210)와,

   상기 제1구동풀리(110)와 제1피동풀리(210) 사이의 상기 제1암(100) 내부에 설치되는 제1아이들 풀리(400)와,

   상기 제1구동풀리(110)와 제1아이들 풀리(400)를 동력연결하는 제1구동측 타이밍 벨트(610)와,

   상기 제1아이들 풀리(400)와 상기 제1피동풀리(210)를 동력연결하는 제1피동측 타이밍 벨트(611)와,

   상기 제2관절축(250)의 제1피동풀리(210)와 일체로 결합된 상태로 상기 제2관절축(250)에 회전가능하게 설치되는 제2구동풀리(220)와,

   상기 제3관절축(350) 상에 회전가능하게 설치되고 제3감속장치(330)를 매개로 상기 단부 장착대(300)와 동력연결되는 제2피동풀리(310)와,

   상기 제2구동풀리(220)와 제2피동풀리(310) 사이의 상기 제2암(200) 내부에 설치되는 제2아이들 풀리(500)와,

   상기 제2구동풀리(220)와 제2아이들 풀리(500)를 동력연결하는 제2구동측 타이밍 벨트(620)와,

   상기 제2아이들 풀리(500)와 상기 제2피동풀리(310)를 동력연결하는 제2피동측 타이밍 벨트(621)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 제1암(100)의 선단부 반대쪽을 이루는 몸체의 후단부에 제1암(100)의 선회중심으로부터 멀어지는 방향으로 카운터 밸런스 웨이트부(100b)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇.

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