KR20130077684A - Traverse axes of robot system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 시스템의 주행 축에 관한 것으로 더욱 상세하게는 구동 정밀도가 높고 발생 소음이 낮아 반도체 공정용에 적용 가능한 로봇 시스템의 주행 축에 관한 것이다.
The present invention relates to a travel axis of the system, and more particularly, to a travel axis of the robot system that can be applied to a semiconductor process for high driving accuracy and low noise.
산업용 로봇 시스템은 매우 다양한 분야에 적용되고 있다. 예를 들면 차량의 차체 제작 공정에 적용되는 용접 로봇, 반도체 공정에서 부품의 로딩 및 언로딩 로봇 등을 들 수 있다.Industrial robotic systems are applied in a wide variety of fields. For example, the welding robot applied to the vehicle body manufacturing process of a vehicle, the loading and unloading robot of a component in a semiconductor process, etc. are mentioned.
통상 산업용 로봇은 베이스가 고정이 되어 작업하는 경우가 많으며, 이러한 경우에는 종래 개발된 다양한 방법들을 바로 적용하여 로봇 시스템을 구동할 수 있는 장점은 있으나, 넓은 작업 영역이 필요한 경우 다수의 산업용 로봇 시스템과 컨베이어 시스템을 결합하여 구성해야 하는 단점이 있다.In general, industrial robots often work with fixed bases, and in this case, there is an advantage that the robot system can be directly applied by applying various methods developed in the related art. However, when a large working area is required, The disadvantage is that the conveyor system must be combined.
상기와 같은 단점을 극복하기 위하여 산업용 로봇 시스템 자체가 이동할 수 있는 주행 축이 제안되어 적용되고 있다.In order to overcome the drawbacks described above, a driving axis that can move the industrial robot system itself has been proposed and applied.
상기 주행 축은 로봇 시스템 전체를 일정 거리 이동시킬 수 있는 것으로 상기 주행 축에 의하여 단일 로봇 시스템도 적용할 수 있는 작업이 넓어져 매우 유연한 생산 시스템을 구축할 수 있는 장점이 있다.The traveling shaft can move the entire robot system by a certain distance, and the work axis can be applied to a single robot system by the traveling shaft, thereby providing a very flexible production system.
상기와 같은 주행 축의 종래 구조를 살펴 보면, 공개실용 제1999-009033호 및 공개실용 제실1997-009209에 개시된 바와 같이, 랙 앤 피니언에 서보모터를 적용하여 로봇을 이송시키는 방식이 주로 사용되고 있다.Looking at the conventional structure of the driving shaft as described above, as disclosed in the public room No. 1999-009033 and the public room No. 1997-009209, a method of transferring the robot by applying a servo motor to the rack and pinion is mainly used.
상기와 같은 방식은 많은 표준품들이 생산되어 제작과 설계가 용이한 장점이 있으나, 랙 앤 피니언 자체의 문제로 인하여 항상 백래쉬가 존재하여 위치 오차를 가지는 단점이 있으며, 또한 기어 물림에 의하여 소음이 발생하며, 특히 고속 주행 시 높은 소음이 발생하는 단점이 있어 정숙성과 내구성을 요하는 반도체 공정, 특히 LCD 생산 공정 등에 적용하기에는 다소 무리가 있다.
The above method has the advantage that many standards are produced and easy to manufacture and design, but there is a disadvantage that there is always a backlash due to the problem of the rack and pinion itself, there is a position error, and noise is generated by gear bites In particular, there is a disadvantage in that high noise is generated during high-speed driving, so it is not suitable to be applied to a semiconductor process that requires quietness and durability, especially an LCD production process.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로 높은 구동 정밀도와 낮은 소음을 가져 LCD 공정용에도 적용 가능한 로봇 시스템의 주행 축을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention has been made to overcome the above-mentioned disadvantages of the prior art, and has as its object to provide a driving axis of a robot system that can be applied to an LCD process with high driving accuracy and low noise.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 산업용 로봇의 작업 영역을 확대시키기 위하여 로봇을 이동시키는 로봇 시스템의 주행 축에 있어서, 상단에 산업용 로봇이 고정되어 이동하는 몸체; 상기 몸체 하단에 상기 몸체의 길이 방향으로 고정되는 선형 전동기의 이동자; 상기 몸체의 무게를 지탱하며, 몸체의 이동성을 제공하며, 몸체 상하좌우 유동을 방지하도록 상기 몸체에 회전 결합하는 롤러셋; 상기 롤러셋과 결합하여 상기 몸체의 이동을 안내하는 레일; 상기 레일이 고정되며, 중앙에는 상기 선형 전동기의 이동자의 추력이 발생하도록 상기 이동자와 대응되는 고정자; 및 상기 레일과 상기 고정자가 고정되는 베이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a driving axis of the robot system for moving the robot to enlarge the work area of the industrial robot, the industrial robot is fixed to the upper body to move; A mover of the linear electric motor fixed to the bottom of the body in the longitudinal direction of the body; A roller set that supports the weight of the body, provides mobility of the body, and is rotatably coupled to the body to prevent the body from moving up, down, left and right; A rail coupled with the roller set to guide the movement of the body; A stator corresponding to the mover so that the rail is fixed and thrust of the mover of the linear motor is generated in the center; And a base to which the rail and the stator are fixed.
바람직하게는, 상기 레일은 상기 베이스 단면 좌우측에 수평으로 각각 하나씩 대칭되는 형태로 고정되며, 상기 롤러셋은 상기 몸체의 측면에 적어도 2개이상 대칭적으로 부착되며, 상기 각 측면의 롤러셋들은 대응되는 좌우측 레일에 결합되며, 상기 롤러셋들의 회전에 의하여 상기 몸체가 상기 레일을 따라 이동하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the rail is fixed in a symmetrical form on the left and right sides of the base cross-section, respectively, the roller set is at least two or more symmetrically attached to the side of the body, the roller sets of each side corresponding It is coupled to the left and right rails, characterized in that the body moves along the rail by the rotation of the roller sets.
더욱 바람직하게는, 상기 롤러셋은 상기 몸체에 부착되는 고정부재에 의하여 회전 고정되는 것을 특징으로 한다.More preferably, the roller set is characterized in that the rotation is fixed by a fixing member attached to the body.
더욱 바람직하게는, 상기 고정부재는 몸체 측면의 수평 방향으로 형성되는 제1축, 상기 제1축과 일정 거리 이격되어 형성되는 제2축 및 상기 몸체 측면에 수직으로 형성되는 제3축을 포함하며, 상기 롤러셋은 상기 제1축에 회전고정되는 상 롤러, 상기 제2측에 회전고정되는 하 롤러 및 상기 제3축에 회전고정되는 측면 롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the fixing member includes a first axis formed in a horizontal direction of the body side, a second axis formed to be spaced apart from the first axis by a predetermined distance, and a third axis formed perpendicular to the body side, The roller set may include an upper roller that is fixed to the first shaft, a lower roller that is fixed to the second side, and a side roller that is fixed to the third shaft.
더욱 바람직하게는, 상기 상 롤러는 상기 레일의 상면에 구름 접촉하고, 상기 하 롤러는 상기 레일의 하면에 구름 접촉하고, 상기 측면 롤러는 상기 레일의 측면에 구름 접촉하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the upper roller is in rolling contact with the upper surface of the rail, the lower roller is in rolling contact with the lower surface of the rail, and the side roller is characterized in that the rolling contact with the side of the rail.
더욱 바람직하게는, 상기 상 롤러는 상기 제1축과 베어링을 매개로 결합하고, 상기 하 롤러는 제2축과 베어링을 매개로 결합하고, 상기 측면 롤러는 상기 제3축과 베어링을 매개로 결합하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the upper roller is coupled via the first shaft and the bearing, the lower roller is coupled via the second shaft and the bearing, and the side roller is coupled via the third shaft and the bearing. Characterized in that.
더욱 바람직하게는, 상기 베어링은 롤러 베어링인 것을 특징으로 한다.
More preferably, the bearing is a roller bearing.
본 발명에 따른 로봇 시스템의 주행 축은 구동 장치를 비접촉식 선형 전동기를 이용하여 몸체를 이동시키므로, 위치 제어성을 향상과 구동 소음을 최소화하는 효과가 있으며, 또한 가이드 장치를 수평 레일의 상면, 하면 및 측면에 각각 롤러를 접촉시켜, 상하 및 측면의 가이딩 정밀도를 높이는 효과가 있으며, 또한 가이드 장치에 의한 소음 발생을 최소화시키는 효과가 있다.
Since the traveling shaft of the robot system according to the present invention moves the body by using a non-contact linear motor as a driving device, it has an effect of improving position controllability and minimizing driving noise, and also guides the top, bottom and side surfaces of the horizontal rail. The rollers are brought into contact with each other to increase the guiding accuracy of the upper and lower sides, and also to minimize the noise generated by the guide device.
도 1은 본 발명에 따른 로봇 시스템의 주행 축의 사시도이며,
도 2는 도 1의 롤러셋의 단면도이며,
도 3은 도 1의 단면도이다.1 is a perspective view of a travel shaft of a robot system according to the present invention,
2 is a cross-sectional view of the roller set of FIG.
3 is a cross-sectional view of Fig.
이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 로봇 시스템의 주행 축(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상단에 로봇이 탑재되는 몸체(10), 상기 몸체(10) 하단에 부착되는 선형 전동기(20)의 이동자(30), 상기 몸체(10) 측면에 부착되는 롤러셋(50), 베이스(1)에 부착되는 레일(60), 상기 레일(60) 사이에 부착되는 선형 전동기(20)의 고정자(40)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the
먼저 상기 몸체(10)는 로봇 시스템이 지지할 정도의 강성을 가지는 구조이며, 상단의 형상은 어떠한 형태로도 구현 가능하나, 하단은 단면이 일정한 형태로 제작되어야 직선의 베이스(1)를 자유롭게 이동 가능하다.First, the
상기 몸체(10)의 하단 에는 선형 전동기(20)의 이동자(30)가 길이 방향으로 위치한다.At the bottom of the
상기 이동자(30)는 이동계자형, 이동전기자형 또는 동기형 등 어떠한 형태의 선형 전동기의 이동자(30)도 가능하며, 적용되는 시스템의 특성을 고려하여 적절히 선택 가능하다.The
몸체(10) 측면의 배치를 고려하여 상기 이동자(30)는 몸체(10) 중앙에 배치되는 것이 바람직하다.In consideration of the arrangement of the side of the
한편, 상기 몸체(10)의 측면에 하단으로는 롤러셋(50) 부착된다. 상기 롤러셋(50)은 상기 몸체(10)를 가이드하는 역할을 하며, 적어도 몸체(10) 좌측면에 2개 우측면에 2개 전체 4개가 부착되어야 하며, 몸체(10)가 부담하는 무게를 고려하여 좌우측에 동일한 수로 형성하며, 좌측 3개 우측 3개 전체 6개 또는 좌측 4개 우측 4개 전체 8개로도 구성 가능하며, 그 이상도 부착될 수 있다.On the other hand, the lower side on the side of the
상기 롤러셋(50)은 몸체(10)의 상하좌우의 요동을 방지하는 역할을 하는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상 롤러(51), 하 롤러(52), 측면 롤러(53)로 구성되고, 상기 롤러셋(50)은 상기 몸체(10)에 부착되는 고정부재(15)에 고정된다.The
또한 상기 상 롤러(51)는 상기 고정부재(15)의 제1축(16)에 베어링을 매개로 결합되며, 몸체(10)의 대부분의 하중을 지지하므로, 상기 베어링은 롤러 베어링이 바람직하다.In addition, the
상기 하 롤러(52) 역시 상기 고정부재(15)의 제2축(17)에 베어링을 매개로 결합되며, 상기 제2축(17)은 상기 제1축(16)과 일정 거리 이격되어 형성되나 축방향을 동일하다.The
상기 하 롤러(52)는 정지 시에는 몸체(10)의 하중을 받지 않지만, 몸체(10)가 이동 시에 들어 올려지는 것을 방지하는 역할을 하며, 역시 롤러 베어링을 적용하는 것이 바람직하다.The
한편, 상기 측면 롤러(53)는 상기 제1축(16)과 90도 방향으로 상기 고정부재(15)에 고정되는 제3축(18)에 역시 베어링을 매개로 회전 결합한다.On the other hand, the
상기 제3축(18)은 상기 제1축(16) 및 제2축(17)과 간섭을 피하기 위하여 필요한 경우 상기 제1축(16)과 몸체(10) 진행방향으로 일정 거리 이격되어 설치될 수 있다.The
상기 측면 롤러(53)는 몸체(10)의 측면 요동을 잡아주는 역할을 하며, 특히 고속에서 몸체(10) 측면 이탈을 방지하는 역할을 하며, 정지 시에는 몸체(10)의 하중을 받지 않는다. 그러나 베어링 등의 수명을 고려하여 역시 롤러 베어링을 적용하는 것이 바람직하다.The
한편, 상기 베이스(1)는 도 3에 도시된 바와 같이, 단면의 중앙에 선형 전동기의 고정자(40)가 고정된다. 상기 고정자(40)는 상기 이동자(30)와 대응되는 구성으로 선택되는 선형 전동기에 따라 그 구조가 결정된다.On the other hand, the
상기 베이스(1)의 양 측면에는 수평 레일(60)이 부착된다.
상기 레일(60)은 직사각형의 단면을 가지며, 일측은 상기 베이스(1)에 강하게 고정되어 외팔보 형태의 고정 구조를 갖는다.The
상기 레일(60)의 상면에는 상기 상 롤러(51)가 구름 접촉하고, 하면에는 상기 하 롤러(52)가 접촉하며, 측면에는 측면 롤러(53)가 접촉한다.The
따라서, 상기 레일(60)의 상면, 하면 및 측면은 높은 정교한 평탄도와 표면 정밀도가 요구된다.Therefore, the top, bottom and side surfaces of the
한편, 상기 레일(60)의 폭은 상기 상 롤러(51)와 하 롤러(52) 사이의 유격과 동일한 크기가 요구되며, 도 4와 같이 몸체(10)의 상하좌우의 요동이 상기 롤러셋(50)에 의하여 원천적으로 방지된다.On the other hand, the width of the
또한, 상기 상 롤러(51)와 하 롤러(52)를 적절한 크기로 형성하는 경우 레일(60) 이동 시에 회전 수를 줄일 수 있으므로, 이동에 의한 베어링 등의 마찰을 줄일 수 있어 소음을 저감할 수 있는 특징이 있다.In addition, when the
또한, 상기와 같은 롤러셋(50)은 몸체(10) 상단에 고정되는 수톤의 로봇 무게를 적절히 지탱하며, 또한, 선형 전동기(20)는 로봇의 이동에 필요한 4000N 이상의 추력도 적절히 생성하여 LCD 공정에서 필요한 제품의 로딩 및 언로딩을 위한 주행 축(100)으로 적합하게 적용할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the roller set 50 as described above properly supports the ton of the robot weight fixed to the top of the
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, And all of the various forms of embodiments that can be practiced without departing from the technical spirit.
1: 베이스 10: 몸체
15: 고정부재 16: 제1축
17: 제2축 18: 제3축
20: 선형 전동기 30: 이동자
40: 고정자 50: 롤러셋
51: 상 롤러 52: 하 롤러
53: 측면 롤러 60: 레일
100: 주행 축1: base 10: body
15: fixing member 16: first axis
17: 2nd axis 18: 3rd axis
20: linear electric motor 30: mover
40: stator 50: roller set
51: upper roller 52: lower roller
53: side roller 60: rail
100: driving axis
Claims (7)
상단에 산업용 로봇이 고정되어 이동하는 몸체;
상기 몸체 하단에 상기 몸체의 길이 방향으로 고정되는 선형 전동기의 이동자;
상기 몸체의 무게를 지탱하며, 몸체의 이동성을 제공하며, 몸체 상하좌우 유동을 방지하도록 상기 몸체에 회전 결합하는 롤러셋;
상기 롤러셋과 결합하여 상기 몸체의 이동을 안내하는 레일;
상기 레일이 고정되며, 중앙에는 상기 선형 전동기의 이동자의 추력이 발생하도록 상기 이동자와 대응되는 고정자; 및
상기 레일과 상기 고정자가 고정되는 베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템의 주행 축.
In the traveling axis of the robot system for moving the robot to enlarge the working area of the industrial robot,
An industrial robot is fixed to the upper body to move;
A mover of the linear electric motor fixed to the bottom of the body in the longitudinal direction of the body;
A roller set that supports the weight of the body, provides mobility of the body, and is rotatably coupled to the body to prevent the body from moving up, down, left and right;
A rail coupled with the roller set to guide the movement of the body;
A stator corresponding to the mover so that the rail is fixed and thrust of the mover of the linear motor is generated in the center; And
And a base on which the rail and the stator are fixed.
상기 롤러셋은 상기 몸체의 측면에 적어도 2개이상 대칭적으로 부착되며,
상기 각 측면의 롤러셋들은 대응되는 좌우측 레일에 결합되며,
상기 롤러셋들의 회전에 의하여 상기 몸체가 상기 레일을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템의 주행 축.
The method of claim 1, wherein the rail is fixed in a form that is symmetrical to each other horizontally on the left and right sides of the base section,
The roller set is at least two symmetrically attached to the side of the body,
The roller sets of each side are coupled to the corresponding left and right rails,
Traveling axis of the robot system, characterized in that for moving the body along the rail by the rotation of the roller sets.
The driving shaft of the robot system according to claim 2, wherein the roller set is fixed by rotation by a fixing member attached to the body.
상기 롤러셋은 상기 제1축에 회전고정되는 상 롤러, 상기 제2측에 회전고정되는 하 롤러 및 상기 제3축에 회전고정되는 측면 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템의 주행 축.
The method of claim 3, wherein the fixing member includes a first axis formed in a horizontal direction of the body side, a second axis formed to be spaced apart from the first axis and a third axis formed perpendicular to the body side,
The roller set includes an upper roller rotated to the first shaft, a lower roller rotated to the second side, and a side roller rotated to the third shaft.
The robot system of claim 4, wherein the upper roller is in rolling contact with the upper surface of the rail, the lower roller is in rolling contact with the lower surface of the rail, and the side roller is in rolling contact with the side of the rail. Driving axis.
The method of claim 5, wherein the upper roller is coupled via the first shaft and the bearing, the lower roller is coupled via the second shaft and the bearing, and the side roller is coupled via the third shaft and the bearing. Traveling axis of the robot system, characterized in that.
The traveling shaft of claim 6, wherein the bearing is a roller bearing.
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KR1020110146529A KR20130077684A (en) | 2011-12-29 | 2011-12-29 | Traverse axes of robot system |
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Publications (1)
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KR (1) | KR20130077684A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106429279A (en) * | 2016-05-09 | 2017-02-22 | 何浚炫 | Divergent goods distribution device, method and system |
CN112606040A (en) * | 2020-12-18 | 2021-04-06 | 南京昱晟机器人科技有限公司 | Steering device for industrial robot and use method thereof |
CN114248254A (en) * | 2022-01-10 | 2022-03-29 | 北京华能新锐控制技术有限公司 | Driving mechanism of track robot |
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2011
- 2011-12-29 KR KR1020110146529A patent/KR20130077684A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106429279A (en) * | 2016-05-09 | 2017-02-22 | 何浚炫 | Divergent goods distribution device, method and system |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |