KR20130020524A

KR20130020524A - 로봇 및 로봇 시스템

Info

Publication number: KR20130020524A
Application number: KR1020120016169A
Authority: KR
Inventors: 겐타로 다나카; 히사야 이노우에; 사토시 스에요시; 가즈히로 하니야
Original assignee: 가부시키가이샤 야스카와덴키
Priority date: 2011-08-19
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2013-02-27
Also published as: US8825210B2; EP2559523A3; TW201309444A; US20130046409A1; CN102950594A; CN102950594B; EP2559523A2; TWI499490B; KR101583110B1; JP5447455B2; JP2013039648A

Abstract

실시형태에 따른 로봇은 감속기, 제 1 샤프트, 회전 전기 기계, 제 2 샤프트 및 브레이크를 구비한다. 감속기는 입력 유닛에 입력되는 회전을 감속해서 출력한다. 제 1 샤프트는 입력 유닛에 접속된다. 회전 전기 기계는 제 1 샤프트를 회전시킨다. 제 2 샤프트는 입력 유닛에 접속된다. 브레이크는 제 2 샤프트의 회전을 규제한다.

Description

로봇 및 로봇 시스템{ROBOT AND ROBOT SYSTEM}

본 명세서에 개시된 실시형태는 로봇 및 로봇 시스템에 관한 것이다.

종래에, 반송용 로봇, 용접용 로봇 및 도장용 로봇과 같은 각종의 로봇이 생산 현장에서 이용되고 있다.

이러한 종류의 로봇은, 예를 들어 전원이 차단되었을 경우에, 아암 등의 구성요소가 자중에 의해 정상 위치로부터 어긋나는 것을 방지하는 브레이크를 구비할 수 있다. 예를 들면, 일본 공개 특허 제 2008-307618 호 공보에는, 전원 공급시에는 전자력에 의해 제동력이 해제되고, 전원 차단시에는 스프링 등의 기계적 작용에 의해 제동력이 작용되는 무여자 작동식(non-excitation operation type) 전자 브레이크를 구비하는 로봇이 개시되어 있다.

일본 공개 특허 제 2008-307618 호 공보

상기한 바와 같이, 종래 기술에서는, 브레이크를 사용함으로써 아암 등의 구성요소가 제 위치로부터 어긋나는 것을 방지하고 있다. 그러나, 종래 기술은, 아암 등의 구성요소가 제 위치로부터 어긋나는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다는 점에서 추가적인 개선의 여지를 갖고 있다.

예를 들면, 일부의 경우에, 한쪽 아암은 다른쪽 아암에 감속기를 거쳐서 접속될 수 있다. 이러한 경우에, 모터의 회전을 감속기로 입력하는 입력축에 마련된 입력 기어가 경년 열화로 인해 마모되면, 입력 기어가 마모된 마모량만큼 아암의 위치가 어긋난 상태로 아암의 자세가 유지된다. 이 때문에, 자세 관련 연산에 의해 아암의 자세 유지 위치가 확보되지 않을 수도 있다.

종래의 아암은, 예를 들어 입력 기어의 교환을 정기적으로 실시함으로써, 위치 어긋남을 미연에 방지하고 있다. 그렇지만, 아암 등의 구성요소의 위치 어긋남을 보다 확실하게 방지하는 것이 바람직하다.

실시형태의 일 태양에 따르면, 실시형태의 목적은 아암 등의 구성요소의 위치 어긋남을 방지할 수 있는 로봇 및 로봇 시스템을 제공하는 것이다.

실시형태의 일 태양에 따른 로봇은 감속기, 제 1 샤프트, 회전 전기 기계, 제 2 샤프트 및 브레이크를 구비한다. 감속기는 입력 유닛에 입력되는 회전을 감속해서 출력한다. 제 1 샤프트는 입력 유닛에 접속된다. 회전 전기 기계는 제 1 샤프트를 회전시킨다. 제 2 샤프트는 입력 유닛에 접속된다. 브레이크는 제 2 샤프트의 회전을 규제한다.

또한, 실시형태의 일 태양에 따른 로봇 시스템은 로봇 및 제어 장치를 구비한다. 로봇은 감속기, 제 1 샤프트, 회전 전기 기계, 제 2 샤프트 및 브레이크를 구비한다. 감속기는 입력 유닛에 입력되는 회전을 감속해서 출력한다. 제 1 샤프트는 입력 유닛에 접속된다. 회전 전기 기계는 제 1 샤프트를 회전시킨다. 제 2 샤프트는 입력 유닛에 접속된다. 브레이크는 제 2 샤프트의 회전을 규제한다. 또한, 제어 장치는 로봇을 제어한다.

실시형태의 일 태양에 따르면, 아암 등의 구성요소의 위치 어긋남을 방지할 수 있는 로봇 및 로봇 시스템을 제공하는 것이 가능하다.

본 발명의 보다 완전한 인식과 그에 따른 많은 이점은 이하의 발명의 상세한 설명을 참조하여 첨부 도면과 관련하여 고려되면 보다 잘 이해되어, 용이하게 얻어질 것이다.
도 1은 제 1 실시형태에 따른 로봇의 모식 사시도,
도 2는 로봇의 모식 측면도,
도 3은 제 1 관절부 주변을 도시하는 부분적인 사시 다이어그램,
도 4는 입력 유닛 주변을 도시하는 확대도,
도 5a 및 도 5b는 입력 유닛, 제 1 샤프트 및 제 2 샤프트의 다른 구성예를 도시하는 확대도,
도 6은 제 2 실시형태에 따른 제어 장치의 구성예를 도시하는 블록도,
도 7은 진단 처리의 루틴의 일례를 나타내는 흐름도,
도 8은 제 3 실시형태에 따른 로봇의 모식 사시도,
도 9는 제 4 실시형태에 따른 로봇의 일부를 확대하여 얻어진 도면.

이하, 본 명세서의 실시형태에 따른 로봇 및 로봇 시스템을 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 개시되는 실시형태는 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다.

(제 1 실시형태)

우선, 제 1 실시형태에 따른 로봇의 구성에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 제 1 실시형태에 따른 로봇(1)의 모식 사시도이다. 이하, 설명의 편의상, 로봇(1)의 선회 위치가 도 1에 도시된 상태에 있는 것으로 가정하여, 로봇(1)의 구성요소들 사이의 위치 관계를 설명한다. 또한, Z축 방향을 연직 방향이라고 한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 로봇(1)은 선회 기구(10), 승강 기구(20) 및 수평 아암 유닛(30)을 구비한다.

선회 기구(10)는 베이스(11) 및 선회 베이스(12)를 구비한다. 베이스(11)는, 예를 들어 바닥면 등에 마련된다. 베이스(11)의 상부에는, 선회 베이스(12)가 선회축(O)을 중심으로 회전 가능하게 부착된다. 선회 베이스(12)는 연직축인 선회축(O)을 중심으로 선회한다. 선회 베이스(12)의 선회에 따라, 승강 기구(20) 및 수평 아암 유닛(30)은 선회축(O)을 중심으로 선회한다.

승강 기구(20)는 지주(21) 및 레그 유닛(leg unit; 22)을 구비한다. 지주(21)는 선회 베이스(12)의 선단부로부터 연직 방향으로 세워서 마련되는 부재이다. 레그 유닛(22)은, 기단부가 지주(21)의 선단부에 지지되고, 선단부가 수평 아암 유닛(30)을 지지하는 부재이다. 승강 기구(20)는 레그 유닛(22)의 자세를 변화시켜서, 수평 아암 유닛(30)을 선회축(O)과 평행한 축을 따라 상하로 승강한다.

레그 유닛(22)은 제 1 승강용 아암(24) 및 제 2 승강용 아암(26)을 구비한다. 제 1 승강용 아암(24)의 기단부는 지주(21)의 선단부에 제 1 관절부(23)를 거쳐서 연결된다. 결과적으로, 제 1 승강용 아암(24)은 수평축인 제 1 관절부(23)의 관절축을 중심으로 회전하도록 지주(21)의 선단부에 회전 가능하게 지지된다.

제 2 승강용 아암(26)의 기단부는 제 1 승강용 아암(24)의 선단부에 제 2 관절부(25)를 거쳐서 연결된다. 결과적으로, 제 2 승강용 아암(26)은 수평축인 제 2 관절부(25)의 관절축을 중심으로 회전하도록 제 1 승강용 아암(24)의 선단부에 회전 가능하게 지지된다.

수평 아암 유닛(30)은 제 2 승강용 아암(26)의 선단부에 제 3 관절부(27)를 거쳐서 연결된다. 결과적으로, 수평 아암 유닛(30)은 수평축인 제 3 관절부(27)의 관절축을 중심으로 회전하도록 제 2 승강용 아암(26)의 선단부에 회전 가능하게 지지된다.

이러한 방식으로, 제 1 실시형태에 따른 로봇(1)은 하나의 레그 유닛(22)을 사용하여 수평 아암 유닛(30)을 지지한다. 이 때문에, 로봇이 2개 이상의 승강 아암 유닛을 사용하여 수평 아암 유닛(30)을 지지하는 경우에 비하여, 로봇(1)은 간략화된 구성을 가질 수 있다.

수평 아암 유닛(30)은 하측 아암 유닛(31a) 및 상측 아암 유닛(31b)을 구비한다. 하측 아암 유닛(31a)은 핸드부(33a), 아암부(32a) 및 하측 지지 부재(34a)를 구비한다. 핸드부(33a)는 반송하는 대상물인 박판 형상의 워크피스(workpiece; W)를 상부에 탑재한다. 아암부(32a)에 있어서, 기단부가 하측 지지 부재(34a)에 지지되고, 선단부가 핸드부(33a)를 지지한다. 하측 지지 부재(34a)는 제 3 관절부(27)의 관절축을 중심으로 회전하도록 제 2 승강용 아암(26)의 선단부에 회전 가능하게 지지된다. 상측 지지 부재(34b)의 기단부는 하측 지지 부재(34a)에 고정되고, 아암부(32a)의 기단부는 하측 지지 부재(34a)에 회전 가능하게 지지된다.

상측 아암 유닛(31)은 핸드부(33b), 아암부(32b) 및 상측 지지 부재(34b)를 구비한다. 핸드부(33b)는 반송하는 대상물인 박판 형상의 워크피스(W)(도시하지 않음)를 상부에 탑재한다. 아암부(32b)에 있어서, 기단부는 상측 지지 부재(34b)에 회전 가능하게 지지되고, 선단부는 핸드부(33b)를 지지한다. 상측 지지 부재(34b)의 기단부는 제 3 관절부(27)의 관절축을 중심으로 회전하도록 회전 가능하게 지지되는 방식으로 하측 지지 부재(34a)의 기단부에 연결된다.

수평 아암 유닛(30)은 아암부(32a, 32b)를 신축시킴으로써 핸드부(33a, 33b)를 소정 방향으로 이동시킨다. 예를 들면, 로봇(1)이 도 1에 도시된 선회 위치에 위치될 경우, 로봇(1)은, 승강 기구(20)를 이용하여 수평 아암 유닛(30)을 상승 또는 하강시키는 것에 의해, 스토커(stocker) 내에 보관되는 대상 워크피스(W)의 높이보다 약간 낮은 위치에 핸드부(33a)가 위치되게 한다. 또한, 스토커는, 예를 들어 로봇(1)이 마련되는 공장의 천정 근방의 높이와 바닥면 근방의 높이 사이에 일정한 간격으로 적재된 워크피스(W)를 보관한다.

다음에, 로봇(1)은 아암부(32a)를 구동하여 핸드부(33a)를 수평 방향으로 직선적으로 이동시켜서, 워크피스(W)를 보관하는 스토커 내에 핸드부(33a)를 진입시킨다. 그 후, 로봇(1)은 승강 기구(20)를 이용하여 수평 아암 유닛(30)을 상승시킨다. 결과적으로, 워크피스(W)가 핸드부(33a) 상에 탑재된다.

다음에, 로봇(1)은 아암부(32a)을 수축시켜서 워크피스(W)를 탑재한 핸드부(33a)를 스토커로부터 수평 방향으로 직선적으로 후퇴시킨다. 그 후, 로봇(1)은 핸드부(33a)의 선단부가 워크피스(W)의 반송 위치로 지향되도록 수평 아암 유닛(30) 및 승강 기구(20)를 선회 기구(10)를 이용하여 선회시킨다.

다음에, 로봇(1)은 아암부(32a)를 다시 신장시켜 핸드부(33a)를 수평 방향으로 직선적으로 이동시켜서, 핸드부(33a)를 반송 위치의 상부측으로 진입시킨다. 그리고, 로봇(1)은 승강 기구(20)를 이용하여 수평 아암 유닛(30)을 하강시킨다. 결과적으로, 핸드부(33a)의 위치가 하강하여, 워크피스(W)가 반송 위치에 탑재된다.

이러한 방식으로, 로봇(1)은 아암부(32a, 32b)의 신축에 의해 실행되는 핸드부(33a, 33b)의 이동, 승강 기구(20)에 의해 실행되는 수평 아암 유닛(30)의 승강, 및 선회 기구(10)에 의해 실행되는 수평 아암 유닛(30)의 선회에 의해 워크피스(W)를 반송한다.

이러한 로봇(1)의 동작은 통신 네트워크를 거쳐서 로봇(1)에 접속된 제어 장치(5)의 지시에 의해 실행된다. 또한, 제 1 실시형태에 따른 로봇 시스템(100)은 적어도 로봇(1) 및 제어 장치(5)를 구비한다.

제어 장치(5)는 로봇(1)의 구동을 제어한다. 구체적으로는, 로봇(1)의 각 관절부(23, 25, 27)에는, 모터가 마련된다. 제어 장치(5)는 구동 동작으로 실행하도록 모터에 지시한다. 로봇(1)은, 제어 장치(5)의 지시에 따라서 모터를 임의의 각도만큼 개별적으로 회전시켜, 선회 기구(10), 승강 기구(20) 및 수평 아암 유닛(30)을 구동시킨다. 로봇(1) 및 제어 장치(5)를 접속하는 통신 네트워크로서는, 예를 들어 유선 LAN(Local Area Network) 및 무선 LAN과 같은 일반적인 네트워크가 이용될 수 있다. 또한, 여기에서는 도시되지 않았지만, 선회 베이스(12) 및 아암부(32a, 32b)에도 유사한 모터가 마련되고, 제어 장치(5)는 구동 동작을 실행하도록 이들 모터에 지시한다. 이들 모터는 회전 전기 기계의 일례이다.

또한, 각 관절부(23, 25, 27)에는, 감속기 및 외부 브레이크가 더 마련되어있다. 감속기는 모터의 회전을 감속해서 출력하는 전달 기구이다. 외부 브레이크는, 감속기의 입력축의 회전을 규제함으로써 감속기의 출력축의 회전을 규제하는 브레이크이다. 감속기의 출력축은 수평 아암 유닛(30), 제 1 승강용 아암(24), 제 2 승강용 아암(26)과 같은 아암에 연결된다. 따라서, 외부 브레이크를 작동시킴으로써, 아암의 자중에 의한 위치 어긋남을 방지할 수 있다.

여기서, 제 1 실시형태에 따른 로봇(1)과 같이, 한쪽 아암이 다른쪽 아암에 감속기를 거쳐서 접속될 경우, 감속기의 입력축에 마련된 입력 기어가 경년 열화로 인해 마모될 가능성이 있다. 입력 기어가 마모되면, 마모량에 상당하는 위치 어긋남이 생겨서, 아암의 자세를 유지하는 위치가 정상 위치로부터 어긋나게 될 가능성이 있다.

그러므로, 제 1 실시형태에 따른 로봇(1)에 따르면, 감속기의 입력축에 접속된 샤프트가 모터측의 샤프트 및 외부 브레이크측의 샤프트로 분할되고, 각각의 샤프트에는 입력 기어가 마련된다.

결과적으로, 제 1 실시형태에 따른 로봇(1)은, 모터측의 입력 기어가 마모 또는 파손되었을 경우에도, 외부 브레이크의 제동력을 감속기로 적절하게 전달시킬 수 있다. 따라서, 아암의 위치 어긋남을 확실하게 방지할 수 있다.

이하에서는, 각 관절부(23, 25, 27)에 마련된 모터, 감속기 및 외부 브레이크의 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 로봇(1)의 모식 측면도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 로봇(1)은 제 1 관절부(23), 제 2 관절부(25) 및 제 3 관절부(27)를 구비한다. 제 1 관절부(23)는 제 1 승강용 아암(24)의 기단부와 지주(21)의 선단부를 연결하는 관절부이다. 제 2 관절부(25)는 제 2 승강용 아암(26)의 기단부와 제 1 승강용 아암(24)의 선단부를 연결하는 관절부이다. 제 3 관절부(27)는 수평 아암 유닛(30)과 제 2 승강용 아암(26)의 선단부를 연결하는 관절부이다.

제 1 관절부(23)에는, 모터(41a), 감속기(42a) 및 외부 브레이크(44a)가 마련된다. 제 2 관절부(25)에는, 모터(41b), 감속기(42b) 및 외부 브레이크(44b)가 마련된다. 제 3 관절부(27)에는, 모터(41c), 감속기(42c) 및 외부 브레이크(44c)가 마련된다. 또한, 각 모터(41a 내지 41c)는 내부 브레이크(43a 내지 43c)를 내장한다. 모터(41a 내지 41c)는 회전 전기 기계의 일례이다.

내부 브레이크(43a 내지 43c) 및 외부 브레이크(44a 내지 44c)는 예를 들어 무여자 작동식 전자 브레이크이다. 무여자 작동식 전자 브레이크는, 전원 공급시에는 전자력에 의해 제동이 해제되고, 전원 차단시에는 스프링 등의 기계적 작용에 의해 제동이 실행되는 브레이크이다. 또한, 내부 브레이크 및 외부 브레이크는 무여자 작동식 전자 브레이크 이외의 브레이크일 수도 있다.

제 1 관절부(23)에서는, 모터(41a)의 회전이 감속기(42a)에 의해 감속되어 출력되어서, 제 1 승강용 아암(24)을 회전시키고, 그에 따라 지주(21)에 대한 제 1 승강용 아암(24)의 자세가 변화된다. 또한, 제 1 관절부(23)에서는, 전원 공급 및 차단시에는, 내부 브레이크(43a) 및 외부 브레이크(44a)가 작동되기 때문에, 지주(21)에 대한 제 1 승강용 아암(24)의 자세가 유지된다.

제 2 관절부(25)에서는, 모터(41b)의 회전이 감속기(42b)에 의해 감속되어 출력되어서, 제 2 승강용 아암(26)을 회전시키고, 그에 따라 제 1 승강용 아암(24)에 대한 제 2 승강용 아암(26)의 자세가 변화된다. 또한, 제 2 관절부(25)에서는, 전원 공급 및 차단시에는, 내부 브레이크(43b) 및 외부 브레이크(44b)가 작동되기 때문에, 제 1 승강용 아암(24)에 대한 제 2 승강용 아암(26)의 자세가 유지된다.

제 3 관절부(27)에서는, 모터(41c)의 회전이 감속기(42c)에 의해 감속되어 출력되어서, 수평 아암 유닛(30)을 회전시키고, 그에 따라 제 2 승강용 아암(26)에 대한 수평 아암 유닛(30)의 자세가 변화된다. 또한, 제 3 관절부(27)에서는, 전원 공급 및 차단시에는, 내부 브레이크(43c) 및 외부 브레이크(44c)가 작동되기 때문에, 제 2 승강용 아암(26)에 대한 수평 아암 유닛(30)의 자세가 유지된다.

다음에, 모터(41a 내지 41c), 감속기(42a 내지 42c) 및 외부 브레이크(44a 내지 44c)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다. 여기에서는, 일례로서 제 1 관절부(23)에 마련된 모터(41a), 감속기(42a) 및 외부 브레이크(44a)의 구성에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 제 1 관절부(23) 주변을 도시하는 부분적인 사시 다이어그램이다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 제 1 관절부(23)에서는, 모터(41a)는 지주(21)에 고정되고, 감속기(42a)는 제 1 승강용 아암(24)에 고정된다. 또한, 외부 브레이크(44a)는 감속기(42a)를 거쳐서 모터(41a)와 대향하여 배치되고, 감속기(42a)의 감속기 본체(421)에 대하여 케이싱(450)을 거쳐서 고정된다.

감속기(42a)는, 예를 들어 RV(Rotary Vector) 형태의 감속기이며, 감속기 본체(421), 입력 유닛(422) 및 출력 유닛(423)을 구비한다. 감속기(42a)는 입력 유닛(422)에 입력된 회전을 감속해서 출력 유닛(423)으로 출력한다.

구체적으로는, 입력 유닛(422)에는, 제 1 샤프트(61)가 접속된다. 또한, 제 1 샤프트(61)는 모터(41a)의 출력축(411)에 접속된다. 결과적으로, 모터(41a)의 회전력은 모터(41a)의 출력축(411) 및 제 1 샤프트(61)를 거쳐서 감속기(42a)의 입력 유닛(422)에 입력된다. 그리고, 모터(41a)의 회전력이 입력 유닛(422)에 입력되면, 감속기(42a)는 모터(41a)의 회전 속도보다 느린 회전 속도로 출력 유닛(423)을 회전시킨다.

감속기(42a)의 출력 유닛(423)은 지주(21)에 고정되어 있다. 이 때문에, 모터(41a)의 회전이 입력 유닛(422)에 입력되면, 제 1 관절부(23)에서는, 출력 유닛(423) 대신에 감속기 본체(421)가 회전한다. 결과적으로, 제 1 관절부(23)에서는, 감속기 본체(421)를 고정하는 제 1 승강용 아암(24)이 회전하여, 지주(21)에 대한 제 1 승강용 아암(24)의 자세가 변화된다.

또한, 감속기(42a)는 RV 형태의 감속기에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 감속기(42a)는 다른 타입의 감속기일 수도 있다.

감속기(42a)의 입력 유닛(422)에는, 제 2 샤프트(62)가 더 접속된다. 제 2 샤프트(62)에 있어서, 기단부는 제 1 샤프트(61)의 선단부 근방에 마련되고, 그 중심축은 제 1 샤프트(61)의 중심축과 동일하다.

즉, 제 1 실시형태에서는, 감속기(42a)의 입력 유닛(422)에 접속되는 샤프트는 2개의 샤프트로 분할되어 있다.

외부 브레이크(44a)는 브레이크 샤프트(441) 및 브레이크 본체(442)를 구비한다. 브레이크 샤프트(441)는 제 2 샤프트(62)의 선단부와 연결되고, 또한 그 중심축은 제 2 샤프트(62)의 중심축과 동일하다.

브레이크 본체(442)는 예를 들어 필드 코어(field core), 코일, 사이드 플레이트, 아마추어, 스프링, 브레이크판 등을 구비한다. 필드 코어는 연자성 재료로 형성된 관형 부재이다. 코일은 필드 코어 내부에 마련된다. 사이드 플레이트는 볼트 등을 거쳐서 필드 코어에 고정된다. 아마추어는 필드 코어와 사이드 플레이트 사이에 마련되어 있다. 스프링은 아마추어를 축방향으로 바이어싱한다. 브레이크판은 아마추어와 사이드 플레이트 사이에 마련되어, 브레이크 샤프트(441)의 회전에 따라 회전한다.

브레이크 본체(442)는, 예를 들어 연자성 재료로 형성된 관형의 필드 코어, 필드 코어 내부에 마련된 코일, 및 볼트 등을 거쳐서 필드 코어에 고정된 사이드 플레이트를 구비한다. 또한, 브레이크 본체(442)는 필드 코어와 사이드 플레이트 사이에 마련된 아마추어, 아마추어를 축방향으로 바이어싱하는 스프링, 및 아마추어와 사이드 플레이트 사이에 마련되어 브레이크 샤프트(441)의 회전에 따라 회전하는 브레이크판을 구비한다.

코일에 전류가 가해지면, 외부 브레이크(44a)는 여자 상태가 되고, 아마추어가 스프링의 탄성력에 저항해서 필드 코어에 자기 흡인된다. 결과적으로, 브레이크판에 대한 가압력이 개방되어, 브레이크 샤프트(441) 및 제 2 샤프트(62)가 회전 가능한 상태가 된다.

한편, 구동 전원이 차단되어 외부 브레이크(44a)가 무여자 상태로 되면, 스프링의 탄성력에 의해 아마추어가 사이드 플레이트쪽으로 가압된다. 결과적으로, 브레이크판의 회전이 아마추어 및 사이드 플레이트 사이의 마찰력에 의해 규제되고, 그에 따라 브레이크 샤프트(441) 및 제 2 샤프트(62)의 회전이 규제된다.

감속기(42a)에서는, 외부 브레이크(44a)에 의해 제 2 샤프트(62)의 회전이 규제되면, 제 2 샤프트(62)에 접속된 입력 유닛(422)의 회전이 규제되고, 출력 유닛(423)의 회전이 규제된다. 결과적으로, 로봇(1)에서는, 지주(21)에 대한 제 1 승강용 아암(24)의 자세가 유지된다.

이러한 방식으로, 감속기(42a)의 입력 유닛(422)에는, 제 1 샤프트(61) 및 제 2 샤프트(62)의 2개의 샤프트가 접속된다.

이하에서는, 제 1 샤프트(61), 제 2 샤프트(62) 및 입력 유닛(422)의 구성에 대하여 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 4는 입력 유닛(422) 주변을 도시하는 확대도이다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 입력 유닛(422)은, 예를 들어 스퍼 기어(spur gear)이며, 제 1 치형 기어(425)를 구비한다. 제 1 샤프트(61) 및 제 2 샤프트(62)는 각각 입력 기어(611, 621)를 구비한다. 입력 기어(611, 621)는 각각 제 2 치형 기어 및 제 3 치형 기어의 일례이다.

입력 기어(611) 및 입력 기어(621)는 각각 입력 유닛(422)의 제 1 치형 기어(425)와 맞물린다. 감속기(42a)에서는, 제 1 치형 기어(425)가 입력 기어(611)와 맞물리고, 그에 따라 모터(41a)의 회전이 입력 기어(611) 및 제 1 치형 기어(425)를 거쳐서 입력 유닛(422)에 입력된다. 결과적으로, 감속기(42a)에서는, 입력 유닛(422)이 회전하고, 그에 따라 입력 유닛(422)의 회전에 따라 출력 유닛(423)이 회전한다.

또한, 감속기(42a)에서는, 제 1 치형 기어(425)이 입력 기어(621)와 맞물리고, 그에 따라 외부 브레이크(44a)의 제동력이 입력 기어(621) 및 제 1 치형 기어(425)를 거쳐서 입력 유닛(422)에 입력된다. 결과적으로, 감속기(42a)에서는, 입력 유닛(422)의 회전이 규제된다.

여기서, 로봇(1)은, 예를 들어 제 1 승강용 아암(24)을 정지한 상태로부터 선회시키고, 선회중의 제 1 승강용 아암(24)을 정지시키는 동작을 빈번하게 실행한다. 이 때문에, 입력 기어(611)는 비교적 큰 부하를 받기 쉽다.

한편, 외부 브레이크(44a)가 작동하지 않는 상태에서는, 입력 기어(621)는, 제 1 치형 기어(425)의 회전에 따라 회전하고 있을 뿐이기 때문에, 입력 기어(611)보다 큰 부하를 받을 가능성이 낮다. 또한, 외부 브레이크(44a)는 통상 제 1 승강용 아암(24)이 정지된 상태 또는 속도가 저감된 상태에서 작동하기 때문에, 입력 기어(621)는, 외부 브레이크(44a)를 작동시켰을 경우에도, 입력 기어(611)보다 큰 부하를 받을 가능성이 낮다.

이러한 방식으로, 입력 기어(611)는, 입력 기어(621)에 비하여 큰 부하를 받기 쉽기 때문에, 입력 기어(621)보다 빨리 열화하기 쉽다. 입력 기어(611)가 열화되어, 입력 기어(611)와 제 1 치형 기어(425) 사이에 백래쉬(backlash)가 발생할 수 있다.

여기서, 제 1 샤프트(61) 및 제 2 샤프트(62)가 일체적으로 형성된 하나의 샤프트이며, 입력 기어(611) 및 입력 기어(621)가 일체적으로 형성된 하나의 입력 기어라고 가정한다. 즉, 모터(41a)의 회전력 및 외부 브레이크(44a)의 제동력이 하나의 입력 기어를 거쳐서 제 1 승강용 아암(24)에 전달된다고 가정한다.

이러한 경우에, 입력 기어와 제 1 치형 기어(425) 사이에 백래쉬가 생기면, 외부 브레이크(44a)를 동작시키더라도, 외부 브레이크(44a)의 제동력이 제 1 승강용 아암(24)에 전달되지 않아서, 제 1 승강용 아암(24)의 자세가 백래쉬량만큼 어긋난 상태로 유지될 가능성이 있다.

그러나, 제 1 실시형태에 따른 로봇(1)에서는, 외부 브레이크(44a)의 제동력을 전달하는 입력 기어(621)는 모터(41a)의 회전력을 전달하는 입력 기어(611)와는 별개로 마련된다. 이 때문에, 외부 브레이크(44a)의 제동력은, 입력 기어(611)와 제 1 치형 기어(425) 사이에 백래쉬가 생기더라도, 입력 기어(621)를 거쳐서 제 1 승강용 아암(24)에 적절하게 전달된다. 따라서, 제 1 실시형태에 따른 로봇(1)에 따르면, 제 1 승강용 아암(24) 등의 구성요소의 위치 어긋남을 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 제 1 실시형태에서는, 제 1 샤프트 및 제 2 샤프트가 감속기의 입력 유닛에 접속되고, 모터가 제 1 샤프트를 회전시키고, 외부 브레이크가 제 2 샤프트의 회전을 규제하는 것으로 설명했다. 따라서, 제 1 실시형태에서는, 아암 등의 구성요소의 위치 어긋남을 방지할 수 있다.

또, 모터(41a)는 내부 브레이크(43a)를 내장한다(도 2 참조). 내부 브레이크(43a)는 무여자 상태에서 모터(41a)의 출력축(411)의 회전을 규제한다. 즉, 로봇(1)은 내부 브레이크(43a)를 작동시킴으로써, 외부 브레이크(44a)를 작동시켰을 경우와 마찬가지로, 지주(21)에 대한 제 1 승강용 아암(24)의 자세를 유지할 수 있다.

이러한 방식으로, 로봇(1)은 하나의 모터(41a)에 대하여 내부 브레이크(43a) 및 외부 브레이크(44a)의 2개의 브레이크를 마련하는 것으로 했다. 이 때문에, 모터(41a)의 회전을 내부 브레이크(43a)만으로 규제하는 경우와 비교하여 제동력을 높일 수 있다.

또한, 어떠한 원인으로부터 내부 브레이크(43a)의 브레이크 토크가 저하되어, 내부 브레이크(43a)만으로 아암을 유지할 수 없게 되었을 경우에도, 외부 브레이크(44a)를 동작시킴으로써 아암을 유지할 수 있기 때문에, 아암의 자유 낙하를 방지할 수 있어, 안전성을 높일 수 있다. 마찬가지로, 입력 기어(611)가 마모되어 다른 기어와 맞물리지 않게 되었을 경우에도, 입력 기어(621)에 의해 자세 유지 토크를 전달할 수 있기 때문에, 아암이 자유 낙하할 가능성이 없다.

여기에서는, 제 1 샤프트(61)가 모터(41a)의 출력축(411)과 별개인 것으로 설명했다. 그렇지만, 제 1 샤프트(61) 및 모터(41a)의 출력축(411)은 사전에 일체적으로 형성될 수도 있다. 마찬가지로, 제 2 샤프트(62)가 외부 브레이크(44a)의 브레이크 샤프트(441)와 별개인 것으로 설명했다. 그렇지만, 제 2 샤프트(62) 및 외부 브레이크(44a)의 브레이크 샤프트(441)는 사전에 일체적으로 형성될 수도 있다.

반면, 도 4에는, 제 1 치형 기어(425)의 축방향에 있어서, 입력 기어(611)가 제 1 치형 기어(425)와 접촉하는 길이와, 입력 기어(621)가 제 1 치형 기어(425)와 접촉하는 길이가 동일한 경우가 도시되어 있다. 그렇지만, 입력 기어(611, 621)가 제 1 치형 기어(425)와 접촉하는 길이는 서로 상이할 수도 있다.

이하에서는, 입력 기어(611, 621)가 제 1 치형 기어(425)과 접촉하는 길이가 서로 상이한 경우에 대하여 도 5a를 참조하여 설명한다. 도 5a는 입력 유닛(422), 제 1 샤프트(61) 및 제 2 샤프트(62)의 다른 구성예를 도시하는 확대도이다.

도 5a에 도시하는 바와 같이, 제 1 샤프트(61a)의 입력 기어(611a)가 제 1 치형 기어(425)과 접촉하는 길이는 제 2 샤프트(62a)의 입력 기어(621a)가 제 1 치형 기어(425)와 접촉하는 길이보다 길다. 구체적으로는, 제 1 샤프트(61a)는 도 4에 도시된 제 1 샤프트(61)보다 길게 형성된다. 또한, 제 2 샤프트(62a)는 도 4에 도시된 제 2 샤프트(62)보다도 짧게 형성된다.

전술한 바와 같이, 제 1 샤프트(61a)의 입력 기어(611a)는 제 2 샤프트(62a)의 입력 기어(621a)에 비하여 부하를 받기 쉬운 경향이 있다. 따라서, 입력 기어(611a)가 제 1 치형 기어(425)와 접촉하는 길이를 도 4에 도시된 경우보다 길게 함으로써, 입력 기어(611a)의 내구성을 높일 수 있다. 결과적으로, 입력 기어(611a)의 백래쉬의 발생을 억제할 수 있다.

도 5a에는, 입력 기어(611a)가 제 1 치형 기어(425)와 접촉하는 길이를, 입력 기어(621a)가 제 1 치형 기어(425)와 접촉하는 길이보다 길게 하는 경우가 도시되어 있다. 그러나, 입력 기어(621a)가 제 1 치형 기어(425)와 접촉하는 길이를, 입력 기어(611a)가 제 1 치형 기어(425)와 접촉하는 길이보다 길게 할 수도 있다. 이러한 경우에, 입력 기어(621a)의 내구성을 높일 수 있어, 입력 기어(621a)의 백래쉬의 발생을 억제할 수 있다.

도 4에서는, 제 1 샤프트(61)에 구비되는 입력 기어(611)의 치(齒) 개수와, 제 2 샤프트(62)에 구비되는 입력 기어(621)의 치 개수를 동일하게 했다. 그렇지만, 입력 기어(611)의 치 개수는 입력 기어(621)의 치 개수와 상이할 수도 있다. 이하에서는, 입력 기어(611)의 치 개수가 입력 기어(621)의 치 개수와 상이한 경우에 대하여 도 5b를 참조하여 설명한다. 도 5b는 입력 유닛(422), 제 1 샤프트(61) 및 제 2 샤프트(62)의 다른 구성예를 도시하는 확대도이다.

도 5b에 도시하는 바와 같이, 제 2 샤프트(62b)에 구비되는 입력 기어(621b)의 치 개수는 제 1 샤프트(61b)에 구비되는 입력 기어(611b)의 치 개수보다 많다.

제 1 샤프트(61b)는 도 4에 도시된 입력 기어(611)와 유사한 입력 기어(611b)를 구비한다. 한편, 제 2 샤프트(62b)는 입력 기어(611b)보다 큰 직경을 갖는 입력 기어(621b)를 구비한다. 입력 기어(621b)의 치 개수는 입력 기어(611b)의 치 개수보다 많다.

입력 유닛(422a)은 예를 들어 2단 기어 기구를 구비한다. 구체적으로는, 입력 유닛(422a)은 제 1 치형 기어로서 대직경 치형 기어(425a) 및 소직경 치형 기어(425b)를 구비한다. 대직경 치형 기어(425a)는 입력 기어(611b)와 맞물린다. 소직경 치형 기어(425b)는 입력 기어(621b)와 맞물린다.

이러한 방식으로, 도 5b에서는, 제 2 샤프트(62b)에 구비되는 입력 기어(621b)의 치 개수가 제 1 샤프트(61b)에 구비되는 입력 기어(611b)의 치 개수보다 많은 것으로 설명했다. 보다 구체적으로는, 입력 기어(621b)의 직경은 입력 기어(611b)의 직경보다 크다. 결과적으로, 입력 기어(621b)의 백래쉬를 억제할 수 있다.

도 5b에서는, 입력 기어(621b)의 치 개수가 입력 기어(611b)의 치 개수보다 많은 것으로 설명했다. 반대로, 입력 기어(611b)의 치 개수가 입력 기어(621b)의 치 개수보다 많을 수도 있다. 이러한 경우에는, 입력 기어(611b)의 백래쉬를 억제할 수 있다. 또한, 도 5b에서는, 입력 기어(611b)가 대직경 치형 기어(425a)와 접촉하는 길이와, 입력 기어(621b)가 소직경 치형 기어(425b)와 접촉하는 길이를 동일하게 했다. 그렇지만, 도 5a에 도시하는 바와 같이, 입력 기어(611b, 621b)가 각 치형 기어와 접촉하는 길이가 상이할 수도 있다.

(제 2 실시형태)

다음에, 제 2 실시형태로서, 제어 장치(5)에 의해 실행되는 로봇(1)의 동작 제어에 대하여 설명한다. 제어 장치(5)는, 모터(41a 내지 41c)의 구동 제어에 부가하여, 제 1 샤프트(61)의 입력 기어(611)와 제 1 치형 기어(425) 사이에 백래쉬가 생기는지 여부를 진단하는 진단 처리를 실행한다.

또한, 제어 장치(5)로부터 이상을 수신한 상위 제어기는 이상 대응 처치를 실행함으로써 안전성을 확보할 수 있다. 더욱이, 생산 라인의 정지를 회피하기 위해서 현재의 생산 방법을 서브-라인(sub-line) 생산 방법으로 전환하는 프로그램을 짜넣는 것에 의해, 이상시의 생산량의 저하를 최소화할 수 있다.

우선, 제어 장치(5)의 구성에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 제어 장치(5)의 구성예를 도시하는 블록도이다. 또한, 도 6에는, 제어 장치(5)의 특징을 설명하는데 필요한 구성요소만이 도시되어 있고, 일반적인 구성요소에 관한 기재가 생략된다.

이하에서는, 외부 브레이크(44a 내지 44c) 중 임의의 외부 브레이크(44a 내지 44c)가 "외부 브레이크(44)"라고 지칭될 수 있다. 마찬가지로, 내부 브레이크(43a 내지 43c) 중 임의의 내부 브레이크(43a 내지 43c)가 "내부 브레이크(43)"라고 지칭될 수 있다. 또한, 도 6에서는, 내부 브레이크(43)가 「Br1」로서 기재되고, 외부 브레이크(44)가 「Br2」로서 기재된다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 제어 장치(5)는 컨버터(51), 서보 엠프(52), DC 전원(53), 스위치(54a, 54b) 및 제어 유닛(55)을 구비한다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 로봇(1)은 인코더(46)를 더 구비한다. 인코더(46)는 모터(41)의 회전 위치를 검출하는 검출 유닛의 일례이며, 각 모터(41)에 대응하여 마련된다. 인코더(46)에 의해 검출된 모터(41)의 회전 위치(이하, "인코더값"이라 함)는 제어 유닛(55)에 출력된다.

여기에서는, 인코더(46)가 절대값 인코더인 것으로 한다. 그렇지만, 실시형태는 이것에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 인코더(46)는 증분형 인코더(incremental encoder)일 수도 있다. 또한, 인코더(46) 대신에, 리졸버(resolver)가 위치 검출 유닛으로서 사용될 수도 있다.

컨버터(51)는 AC(Alternating Current; 교류) 주 전원(2)으로부터 공급되는 AC 전력을 이용하여 모터(41)의 구동 전력을 생성하는 장치이다. 컨버터(51)에 의해 생성된 구동 전력은 서보 엠프(52)에 입력된다. 서보 엠프(52)는 제어 유닛(55)의 지령에 따라서 PWM 제어를 실행하고, 모터(41)에 구동 전력을 공급하는 처리 유닛이다.

DC 전원(53)은 AC 주 전원(2)으로부터 공급된 AC 전력으로부터 DC 전력을 생성한다. DC 전원(53)에 의해 생성된 DC 전력은 내부 브레이크(43) 및 외부 브레이크(44)에 공급된다. 또한, 도시하지 않지만, DC 전원(53)에 의해 생성된 DC 전력은 제어 유닛(55)에도 공급된다.

스위치(54a)는 내부 브레이크(43)의 전원 스위치이며, 내부 브레이크(43)에 대한 DC 전원(53)으로부터의 DC 전력의 공급 및 차단을 전환한다. 또한, 스위치(54b)는 외부 브레이크(44)의 전원 스위치이며, 외부 브레이크(44)에 대한 DC 전원(53)으로부터의 DC 전력의 공급 및 차단을 전환한다.

스위치(54a, 54b)의 전환은 제어 유닛(55)에 의해 실행된다. 또한, 내부 브레이크(43) 및 외부 브레이크(44)는 스위치(54a, 54b)를 오프(off)로 함으로써, 즉 전원 공급을 차단함으로써 작동되어 모터(41)의 회전을 규제한다.

제어 유닛(55)은, 펜던트(pendant) 등의 조작 유닛 또는 PC(Personal Computer) 등의 상위 제어기의 지령 데이터와, 인코더(46)로부터 취득한 인코더값에 근거하여 모터(41)의 제어에 필요한 연산 처리를 실행하고, PWM 파형을 생성하여 서보 엠프(52)에 출력한다. 또한, 서보 엠프(52)에서는, PWM 파형에 따라서 PWM 제어가 실행된다.

제어 유닛(55)은 조작 유닛 또는 상위 제어기의 지령에 근거하여 진단 처리를 실행한다. 여기에서, 진단 처리란, 제 1 샤프트(61)의 입력 기어(611)와 제 1 치형 기어(425) 사이에 백래쉬가 생기는지 여부를 진단하는 처리이다.

이제, 진단 처리의 구체적인 루틴에 대하여 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 진단 처리의 루틴의 일례를 나타내는 흐름도이다. 또한, 진단 처리는, 스위치(54a, 54b)를 모두 온(on)으로 한 상태, 즉 내부 브레이크(43) 및 외부 브레이크(44)kr 모두 해제된 상태에서 시작된다. 또한, 진단 처리는, 제어 장치(5)가 조작 유닛 또는 상위 제어기로부터의 지령을 수신했을 경우에 시작될 수 있거나, 또는 사전 결정된 주기로 정기적으로 시작될 수도 있다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 진단 처리를 시작하면, 제어 장치(5)의 제어 유닛(55)은 외부 브레이크(44)를 작동시킨다(단계 S101). 다음에, 제어 유닛(55)은 모터(41)를 우회전시키고(단계 S102), 소정의 모터 토크값에서 인코더값을 취득한다(단계 S103). 여기에서는, 단계 S103에서 취득된 인코더값은 "우측 인코더값"으로 지칭된다.

다음에, 제어 유닛(55)은 모터(41)를 좌회전시키고(단계 S104), 소정의 모터 토크값에서 인코더값을 취득한다(단계 S105). 여기에서는, 단계 S105에서 취득된 인코더값은 "좌측 인코더값"으로 지칭된다.

다음에, 제어 유닛(55)은 단계 S103에서 취득된 우측 인코더값 및 단계 S105에서 취득된 좌측 인코더값에 근거하여 모터(41)의 회전 각도를 산출한다(단계 S106). 보다 구체적으로는, 제어 유닛(55)은 우측 인코더값과 좌측 인코더값 사이의 차이를 산출하고, 산출된 차이를 회전 각도로 환산한다. 제어 유닛(55)은 산출된 회전 각도를 RAM(Random Access Memory) 등의 기억 유닛(도시하지 않음)에 저장한다.

다음에, 제어 유닛(55)은 단계 S106에서 산출된 회전 각도(현재의 백래쉬량)와, 과거에 산출된 회전 각도(기준 백래쉬량)의 차이가 소정값 이상인지 여부를 판정한다(단계 S107).

그리고, 제어 유닛(55)은 현재의 회전 각도와 과거에 산출된 회전 각도의 차이가 소정값 미만일 경우에는(단계 S107: 아니오), 제 1 샤프트(61)의 입력 기어(611) 및 제 1 치형 기어(425)가 정상이라고 판정하고(단계 S108), 처리를 종료한다. 즉, 현재의 백래쉬량과 기준 백래쉬량 사이에 대폭적인 변화가 없을 경우에는, 제어 유닛(55)은 제 1 샤프트(61)의 입력 기어(611)와 제 1 치형 기어(425) 사이에 백래쉬가 생기지 않고 있다고 판정한다.

한편, 현재의 회전 각도와 과거에 산출된 회전 각도의 차이가 소정값 이상이라고 판정했을 경우에는(단계 S107, 예), 제 1 샤프트(61)의 입력 기어(611) 또는 제 1 치형 기어(425)가 정상이 아니라고 판정하고(단계 S109), 처리를 종료한다. 즉, 현재의 백래쉬량이 기준 백래쉬량과 비교하여 대폭 변화되었을 경우에는, 제 1 샤프트(61)의 입력 기어(611)과 제 1 치형 기어(425) 사이에 백래쉬가 생겼다고 판정한다.

단계 S109에서 이상으로 판정되었을 경우에는, 제어 유닛(55)은 모터(41)를 구동시켜서 로봇(1)이 퇴피 자세를 취하게 할 수 있다. 퇴피 자세란, 로봇(1)의 각 아암[제 1 승강용 아암(24) 및 제 2 승강용 아암(26)]을 최하측 위치까지 하강시킨 자세이다. 이러한 방식으로, 로봇(1)이 퇴피 자세를 취하게 하면, 로봇(1)의 아암의 위치가 자중으로 인해 어긋나게 될 가능성이 높더라도, 위치 어긋남에 대한 안전성을 확보할 수 있다.

제어 유닛(55)은, 로봇(1)이 퇴피 자세를 취하게 한 후에, 모터(41)에의 전원 공급을 차단하는 처리를 실행할 수도 있다. 결과적으로, 로봇(1)의 아암의 위치 어긋남에 대한 안전성을 더욱 높일 수 있다.

전술한 바와 같이, 제 2 실시형태에서는, 로봇(1)이 제 1 샤프트(61)의 회전을 검출하는 인코더(46)를 더 구비하는 것으로 설명했다. 또한, 제 2 실시형태에서는, 외부 브레이크(44)를 작동시킨 상태에서 모터(41)를 구동시켰을 경우의 인코더(46)의 검출 결과에 근거하여, 제어 장치(5)가 제 1 샤프트(61) 또는 입력 유닛(422)의 이상을 검출하는 것으로 설명했다. 따라서, 예를 들어 제 1 샤프트(61)의 입력 기어(611)와 제 1 치형 기어(425) 사이에 백래쉬가 생기는지 여부를 용이하게 진단할 수 있다.

도 7에서는, 모터(41)를 우회전시켜 우측 인코더값을 취득한 후에, 모터(41)를 좌회전시켜 좌측 인코더값을 취득하는 것으로 설명했다(단계 S102 내지 단계 S105 참조). 그렇지만, 모터(41)의 회전 방향은 반대일 수도 있다. 즉, 제어 유닛(55)은 모터(41)를 좌회전시켜 좌측 인코더값을 취득한 후에, 모터(41)를 우회전시켜 우측 인코더값을 취득할 수도 있다.

한편, 전술한 실시형태에서는, 로봇이 하나의 레그 유닛을 이용하여 수평 아암 유닛을 지지하는 것으로 설명했다. 그렇지만, 로봇의 타입은 이것에 한정되는 것은 아니다.

(제 3 실시형태)

예를 들면, 로봇은 2개 이상의 레그 유닛을 이용하여 수평 아암 유닛을 지지할 수도 있다. 따라서, 이하에서는, 제 3 실시형태로서, 로봇의 다른 예에 대하여 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은 제 3 실시형태에 따른 로봇(1a)의 모식 사시도이다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 제 3 실시형태에 따른 로봇(1a)은 베이스(310), 승강 기구(320) 및 수평 아암 유닛(330)을 구비한다. 승강 기구(320)는, 베이스(310)에 회전 가능하게 부착된 선회 유닛(321)과, 선회 유닛(321)의 양단부에 각각 세워서 마련된 지주 유닛(322, 323)과, 수평 아암 유닛(330)을 회전 가능하게 지지하는 지지 베이스(324)를 구비한다. 또한, 승강 기구(20)는, 기단부가 지주 유닛(322, 323)에 각각 지지되고, 선단부가 지지 베이스(324)를 지지하는 2개의 레그 유닛(325, 326)을 구비한다.

레그 유닛(325)은, 지주부(322)에 대하여 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 1 레그(325a)와, 제 1 레그(325a)의 선단부에 대하여 기단부가 회전 가능하게 지지되고, 선단부가 지지 베이스(324)를 지지하는 제 2 레그(325b)를 구비한다. 마찬가지로, 레그 유닛(326)은, 지주 유닛(323)에 대하여 기단부가 회전 가능하게 지지된 제 1 레그(326a)와, 제 1 레그(326a)의 선단부에 대하여 기단부가 회전 가능하게 지지되고, 선단부가 지지 베이스(324)를 지지하는 제 2 레그(326b)를 구비한다.

수평 아암 유닛(330)은 워크피스(W)를 상부에 탑재하는 핸드부(331a, 331b)와, 핸드부(331a, 331b)를 선단부에서 지지하는 아암부(332a, 332b)를 구비한다. 제 1 실시형태에 따른 수평 아암 유닛(30)과 마찬가지로, 수평 아암 유닛(330)은 아암부(332a, 332b)의 신축에 따라 핸드부(331a, 331b)를 소정 방향으로 이동시킨다.

승강 기구(320)는 2개의 레그 유닛(325, 326)의 자세를 변화시켜서 수평 아암 유닛(330)을 상하 방향으로 이동시킨다. 또한, 승강 기구(320)는, 2개의 레그 유닛(325, 326)을 이용하여 수평 아암 유닛(330)을 지지하기 때문에, 제 1 실시형태에 따른 승강 기구(20)와 비교하여 수평 아암 유닛(330)을 보다 확실하게 유지할 수 있다.

승강 기구(320)의 각 관절부에는, 내부 브레이크를 내장한 모터, 감속기 및 외부 브레이크가 마련되어 있다. 모터, 감속기 및 외부 브레이크의 구성은 전술한 실시형태에서 설명한 모터, 감속기 및 외부 브레이크와 동일하다.

이러한 방식으로, 로봇은 2개의 레그 유닛을 이용하여 수평 아암 유닛을 지지할 수도 있다. 이러한 경우에, 전술한 제 1 및 제 2 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 도 8에는, 2개의 레그 유닛을 구비하는 로봇이 도시되어 있다. 그렇지만, 레그 유닛의 개수는 2개 이상일 수도 있다.

(제 4 실시형태)

로봇은 예를 들어 직동형 반송 로봇일 수도 있다. 따라서, 이하에서는, 제 4 실시형태로서, 로봇이 직동형 반송 로봇인 경우에 대하여 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는 제 4 실시형태에 따른 로봇(1b)의 일부를 확대하여 얻어진 도면이다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 제 4 실시형태에 따른 로봇(1b)은 회전력을 직선 운동으로 변환하여 상하 방향으로의 이동을 실행하는 랙-앤-피니언(rack-and-pinion) 로봇이다. 보다 구체적으로는, 로봇(1b)은 상하 방향으로 연장되는 랙 유닛(510)과, 랙 유닛(510)에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하게 유지된 직동체(520)와, 직동체(520) 상에 탑재된 모터 유닛(530)을 구비한다.

모터 유닛(530)은 직동체(520)에 세워서 마련된 지지부(531)와, 지지부(531)에 고정된 모터(532)와, 모터(532)의 회전을 감속해서 출력하는 감속기(533)를 구비한다. 또한, 모터 유닛(530)은 모터(532)의 회전을 규제하는 외부 브레이크(534)와, 감속기(533)의 출력축(533a)의 선단부에 부착된 피니언 기어(535)를 구비한다. 또한, 모터(532)는 전술한 실시형태에 따른 모터와 마찬가지로 내부 브레이크를 내장한다.

로봇(1b)은 모터(532)의 구동에 의해 피니언 기어(535)를 랙 유닛(510)과 맞물린 상태로 회전시켜서, 직동체(520)를 상하 방향으로 이동시킨다.

이러한 방식으로, 로봇은 도 9에 도시하는 바와 같은 직동형 로봇일 수도 있다. 이러한 경우에, 전술한 제 1 및 제 2 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

상기 실시형태에서는, 제 2 샤프트와 감속기의 입력 유닛이 치형 기어와 맞물려서 서로 접속되는 것으로 설명했다. 그렇지만, 제 2 샤프트와 감속기의 입력 유닛은 치형 기어 이외의 접속 방법을 이용하여 접속될 수도 있다. 또한, 제 2 샤프트와 감속기의 입력 유닛은 사전에 일체적으로 형성될 수도 있다.

전술한 실시형태에서는, 모터가 내부 브레이크를 구비하는 것으로 설명했다. 그렇지만, 모터는 반드시 내부 브레이크를 구비하지 않을 수도 있다.

1 : 로봇 5 : 제어 장치
10 : 선회 기구 20 : 승강 기구
30 : 수평 아암 유닛 23, 25, 27 : 관절부
41a, 41b, 41c : 모터 42a, 42b, 42c : 감속기
43a, 43b, 43c : 내부 브레이크
44a, 44b, 44c : 외부 브레이크
61 : 제 1 샤프트 61 : 제 2 샤프트
100 : 로봇 시스템 422 : 입력 유닛
423 : 출력 유닛

Claims

로봇에 있어서,
입력 유닛에 입력되는 회전을 감속해서 출력하는 감속기와,
상기 입력 유닛에 접속되는 제 1 샤프트와,
상기 제 1 샤프트를 회전시키는 회전 전기 기계와,
상기 입력 유닛에 접속되는 제 2 샤프트와,
상기 제 2 샤프트의 회전을 규제하는 브레이크를 포함하는
로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 감속기는 상기 입력 유닛으로서 작용하는 제 1 치형 기어를 구비하고,
상기 제 1 샤프트는 상기 제 1 치형 기어와 맞물리는 제 2 치형 기어를 구비하며,
상기 제 2 샤프트는 상기 제 1 치형 기어와 맞물리는 제 3 치형 기어를 구비하는
로봇.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 치형 기어의 축방향에서 상기 제 2 치형 기어가 상기 제 1 치형 기어와 접촉하는 길이는, 상기 제 1 치형 기어의 축방향에서 상기 제 3 치형 기어가 상기 제 1 치형 기어와 접촉하는 길이와 상이한
로봇.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제 2 치형 기어의 치 개수는 상기 제 3 치형 기어의 치 개수와 상이한
로봇.
로봇 시스템에 있어서,
로봇과,
상기 로봇을 제어하는 제어 장치를 포함하며,
상기 로봇은,
입력 유닛에 입력되는 회전을 감속해서 출력하는 감속기와,
상기 입력 유닛에 접속되는 제 1 샤프트와,
상기 제 1 샤프트를 회전시키는 회전 전기 기계와,
상기 입력 유닛에 접속되는 제 2 샤프트와,
상기 제 2 샤프트의 회전을 규제하는 브레이크를 구비하는
로봇 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 로봇은 상기 제 1 샤프트의 회전을 검출하는 검출 유닛을 더 구비하며,
상기 제어 장치는, 상기 브레이크를 작동시킨 상태에서 상기 회전 전기 기계를 구동시켰을 경우의 상기 검출 유닛의 검출 결과에 근거하여, 상기 제 1 샤프트 또는 상기 입력 유닛의 이상을 검출하는
로봇 시스템.