KR20150095985A - 벨트구동 직교좌표 로봇의 벨트맞물림 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벨트구동 직교좌표 로봇의 벨트맞물림 방지장치에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 좌표로봇의 가이드레일과; 상기 가이드레일에 왕복 이동가능하게 구비된 구동체와; 상기 구동체의 양측으로 이격되며 상기 가이드레일을 따라 왕복 이동가능하게 구비된 벨트맞물림 방지블록; 및 상기 구동체의 양측에 각각 와이어의 일측 단부가 연결되며 상기 와이어의 타측 단부가 벨트맞물림 방지블록을 경유하여 좌표로봇의 베이스에 각각 고정됨을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 구동체가 가이드레일을 따라 왕복 이동되는 과정에서 상대적으로 긴 스크로크에 의하여 발생되는 벨트 처짐 및 맞물림현상을 방지할 수 있도록 하며 이로 인해 구동체의 이동이 불가능해지는 것을 방지할 수 있도록 하는 가운데 마찰소음을 줄이고, 마모로 인한 벨트 미립자가 발생되는 것을 막을 수 있게 된다.

Description

벨트구동 직교좌표 로봇의 벨트맞물림 방지장치{Belt drive belt bite prevention device of cartesian coordinates robot}

본 발명은 벨트구동 직교좌표 로봇의 벨트맞물림 방지장치에 관한 것으로서, 특히 좌표로봇의 가이드레일에 왕복 이동가능하게 구비된 구동체의 양측으로 별도의 구동력을 필요치 않는 벨트맞물림 방지블록이 구비되도록 한 것이다.

일반적으로 한정된 이송 레일 상에서 활주할 수 있도록 하여 유한범위 내에서 직선형 운동을 수행하는 리니어 가이드 장치를 갖춘 X축과 Y축의 직교 좌표형 로봇장치는 정밀기계나 반도체 제조장비에서 주로 사용된다. 직교좌표 로봇이 부품이송 및 삽입, 나사체결 고정, 반도체 가공설비 등에 활용된다.

직교좌표 로봇은 보드와 같은 가공물 상에서 높은 수준의 위치 정밀도로 다양하게 동작하며, 통상적으로는 Y축 테이블 상에서 캔틸레버(cantilever) 방식으로 지지되는 X축 테이블을 구비한다. X축 테이블에는 X축 방향을 따라 임의의 위치에 놓일 수 있는 작업단 본체가 장착된다. 작업단 본체는 가공물 및 부품 흡착노즐과 같은 작업부재의 위치를 인식하기 위한 위치 인식수단인 센서들과 함께 장착된다.

직교좌표 로봇은 X축 테이블과 Y축 테이블에 의해서 작업단 본체가 가공물의 가공 위치로 이동되는 경우 위치 인식수단에 의해 작업단 본체의 작업위치를 정확하게 인식할 수 있다.

그리고, 작업단 본체는 인식된 작업위치와 원하는 가공 치수를 기초로하여 X축 테이블 또는 Y축 테이블에 의해서 이동하게 된다. 이에 의해, 가공부재는 원하는 동작의 실행을 위해 가공 위치로 이동하게 되고, 결과적으로 피가공물이 가공된다.

이러한 종래 직교 좌표 로봇은 도1에 도시된 바와 같이, 장방형태를 갖는 로봇 프레임(10)의 일측에 구동기어(31)를 갖는 구동부(30)가 구비되어있고, 로봇 프레임(10)의 타측에 피동기어(32)가 회전 가능하게 구비되어 있다.

로봇 프레임(10)의 상부 양측에는 각각 길이방향을 갖는 가이드레일(20)이 구비되어 있고, 가이드레일(20)에는 구동체(40)가 슬라이드 왕복 이동 가능하게 구비되어 있다.

구동체(40)는 양측에 벨트(50)가 연결되며, 벨트(50)의 양측은 각각 구동기어(31)와 피동기어(32)를 감싸도록 구비되어 있어 구동부(30)의 구동에 따라 구동기어(31)가 회전하는 회전량 만큼 구동체(40)가 가이드레일(20)을 따라 왕복 이동되면서 작업이 이루어진다.

그러나 로봇 프레임(10), 가이드레일(20) 및 벨트(50)의 길이가 상대적으로 길어 구동체(40)의 스트로크가 길어지게 될 경우에는 도2에 도시된 바와 같이, 구동체(40)가 가이드레일(20)을 따라 왕복 이동되는 과정에서 벨트(50)의 처짐현상이 발생하여 상부측 벨트(50)와 하부측 벨트(50)의 상부측이 맞대어져 맞물리는 문제점이 있었다.

이러한 문제점으로 인하여 벨트(50)를 포함하는 구동체(40)의 이동이 불가능해지거나 맞대어지는 부분이 파손되는 문제점이 있었다.

또한, 이로 인해 구동체(40)가 구동되는 과정에서 마찰소음이 발생되는 또 다른 문제점이 있었고, 마찰로 인해 벨트 미립자가 발생되는 문제점이 있었다.

그리고 이러한 문제점으로 인하여 심각한 기구적인 손상이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 구동체가 가이드레일을 따라 왕복 이동되는 과정에서 상대적으로 긴 스크로크에 의하여 발생되는 벨트 처짐현상을 방지할 수 있도록 하고, 이를 통해 벨트가 맞물리는 원인과 아울러 이동이 불가능해지는 것을 막을 수 있도록 하고, 아울러 마찰소음과 벨트 미립자의 발생을 최소화하는 가운데 기구적인 손상을 방지하여 수명을 연장시킬 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 좌표로봇의 가이드레일과; 상기 가이드레일에 왕복 이동가능하게 구비된 구동체와; 상기 구동체의 양측으로 이격되며 상기 가이드레일을 따라 왕복 이동가능하게 구비된 벨트맞물림 방지블록; 및 상기 구동체의 양측에 각각 와이어의 일측 단부가 연결되며 상기 와이어의 타측 단부가 벨트맞물림 방지블록을 경유하여 좌표로봇의 베이스에 각각 고정됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 벨트맞물림 방지블록은 상부홈과 하부홈이 형성된 블록몸체와; 상기 블록몸체의 양측 하부에 결합된 가이드레일홈을 갖는 가이드레일홈부재; 및 상기 상부홈과 하부홈에 각각 회전 가능하게 구비된 상부로울러와 하부로울러로 구성되되, 상기 상부로울러는 구동체에 연결된 벨트의 상부측이 걸쳐지고, 상기 하부로울러는 구동체에 연결된 벨트의 하부측이 걸쳐짐을 특징으로 한다.

그리고 상기 벨트맞물림 방지블록은 블록몸체의 하부에 와이어 안내 로울러가 구비됨을 특징으로 한다.

본 발명은 좌표로봇의 가이드레일에 왕복 이동가능하게 구비된 구동체의 양측으로 벨트맞물림 방지블록이 구비되도록 함으로써, 구동체가 가이드레일을 따라 왕복 이동되는 과정에서 상대적으로 긴 스크로크에 의하여 발생되는 벨트 처짐현상을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 이를 통해 벨트가 맞물리는 것을 방지하는 가운데 구동체의 이동이 불가능해지는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 이를 통해 벨트의 마찰소음을 줄이는 가운데 벨트 마모로 인한 벨트 미립자가 발생되는 것을 더 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

그리고 이를 통해 기구적인 손상을 방지하여 수명을 더 연장시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도1은 종래 기술에 따른 벨트구동 직교좌표 로봇의 사시도.
도2는 종래 기술에 따른 벨트구동 직교좌표 로봇에 있어서 벨트의 처짐현상을 도시한 예시도.
도3은 본 발명에 따른 벨트구동 직교좌표 로봇의 벨트맞물림 방지를 도시한 사시도.
도4는 본 발명에 따른 벨트맞물림 방지장치가 구비된 벨트구동 직교좌표 로봇을 도시한 예시도.
도5a 내지 도5c는 본 발명에 따른 벨트구동 직교좌표 로봇의 벨트맞물림 방지장치의 작동 상태를 도시한 예시도.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명에 따른 벨트구동 직교좌표 로봇의 벨트맞물림 방지를 도시한 사시도이고, 도4는 본 발명에 따른 벨트맞물림 방지장치가 구비된 벨트구동 직교좌표 로봇을 도시한 예시도이다.

본 발명에 따른 벨트구동 직교좌표 로봇의 벨트맞물림 방지장치는 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 별도의 구동력이 필요치 않은 상태에서 작동되도록 한 것으로 좌표로봇(A)은 가이드레일(20), 구동체(40), 벨트맞물림 방지블록(60), 와이어(70) 및 좌표로봇(A)에 고정된 베이스(80)로 구성되어 구동체(40)가 가이드레일(20)을 따라 왕복 이동되는 과정에서 발생되는 벨트(50)의 처짐현상을 방지함으로써, 이동이 불가능해지는 것을 방지할 수 있도록 하고, 아울러 벨트(50)의 마찰소음을 줄이는 가운데 벨트(50) 마모로 인한 벨트 미립자가 발생되는 것을 더 방지할 수 있게 된다.

여기에서, 가이드레일(20)은 좌표로봇(A)의 로봇프레임(10) 상부에 길이방향으로 구비되어 상기 구동체(40)가 가이드레일(20)을 따라 벨트(50)에 의하여 왕복 이동가능하게 구비되어 있다.

상기 벨트맞물림 방지블록(60)은 구동체(40)의 양측으로 일정 간격으로 이격되며 상기 가이드레일(20)을 따라 왕복 이동가능하게 구비되어 벨트(50)의 처짐현상과 처짐현상으로 인한 맞물림현상을 방지할 수 있게 된다.

상기 구동체(40)의 양측에는 벨트맞물림 방지블록(60)이 일정한 간격으로 유지되도록 하기 위한 방안으로 각각 와이어(70)의 일측 단부가 연결되며 상기 와이어(70)의 타측 단부가 벨트맞물림 방지블록(60)을 경유하여 좌표로봇(A)에 고정된 베이스(80)에 각각 연결되도록 구성되어 있다.

상기 벨트맞물림 방지블록(60)은 도3에 확대 도시된 바와 같이, 상부홈(611)과 하부홈(612)이 형성된 블록몸체(61)의 양측 하부에 가이드레일홈(621)을 갖는 가이드레일홈부재(62)가 결합되어 있다.

상기 상부홈(611)과 하부홈(612)에는 상부로울러(63)와 하부로울러(64)로 각각 회전 가능하게 구비되어 있고, 상기 상부로울러(63)는 구동체(40)에 연결된 벨트(50)가 걸쳐지게 맞대어지며, 상기 하부로울러(64)는 구동체(40)에 연결된 벨트(50)가 걸쳐진 상태로 맞대어져 와이어(70)가 당겨지는 과정에서 발생되는 마찰력을 최소화할 수 있게 되어 있다.

상기 벨트맞물림 방지블록(60)은 구동체(40)를 왕복 이동시키는 벨트(50)가 좌,우로 왕복 이동되는 과정에서 발생되는 이동력에 의하여 와이어(70)가 베이스(80)에 연결되어 팽팽한 상태가 유지됨에 따라 연동되어지게 된다. 즉, 별도의 이동력 내지는 구동력이 필요치 않은 상태에서 상기 벨트맞물림 방지블록(60)은 구동체(40)로부터 일정한 간격이 유지된 상태로 같이 이동됨에 따라 벨트(50)가 처지는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 이러한 좌표로봇(A)은 가이드레일(20)을 갖는 프레임(10)의 길이방향 일측에 구동부(30)에 연결된 구동기어(31)가 구비되고, 상기 구동기어(31)와 대응되는 피동기어(32)가 로봇프레임(10)의 길이방향 타측에 구비되어 있다.

상기 가이드레일(20)에는 길이방향을 따라 왕복 이동이 가능한 구동체(40)가 구비되어 있고, 상기 구동체(40)는 양측에 각각 구동기어(31)와 피동기어(32)를 감싼 벨트(50)의 양측 단부가 결합되어 있다.

이와 같은 벨트구동 직교좌표 로봇은 먼저, 미도시한 제어부를 통해 구동부(30)가 구동되면 구동기어(31)가 연동됨으로써, 구동기어(31)에 맞물린 벨트(50)가 당겨지게 되고, 이어 구동체(40)가 가이드레일(20)을 따라 이동되면서 작업이 이루어진다.

이와 동시에 도5a에 도시된 바와 같이, 구동체(40)가 화살표 방향과 같이 좌측으로 이동됨과 동시에 좌측으로 위치된 와이어(70)에 압축력이 작용되어 느슨해지려고 하나, 이때, 구동체(40)의 우측으로 위치된 와이어(70)가 베이스(80) 및 구동체(40)의 양측에 각각 고정된 상태가 유지됨에 따라 인장력이 작용하게 됨으로써, 구동체(40)의 좌측으로 위치된 와이어(70)에 압축력이 안장력으로 작용하여 팽팽한 상태가 유지됨에 따라 벨트맞물림 방지블록(60)은 도5b에 도시된 바와 같이, 구동체(40)로부터 일정한 간격이 유지된 상태로 같이 이동됨에 따라 벨트(50)가 처지는 것을 방지할 수 있게 된다. 즉, 별도의 구동력이 필요치 않은 상태에서 구동체(40)가 이동되는 구동력을 이용하여 구동될 수 있게 된다. 이때, 구동체(40)에 연결된 와이어(71)가 당겨지는 과정에서 발생되는 마찰력은 블록몸체(61)의 하부에 회전 가능하게 결합된 와이어 안내 로울러(65)에 의하여 최소화된다.

한편, 구동체(40)가 우측으로 이동됨과 동시에 우측으로 위치된 와이어(70)에 압축력이 작용되어 느슨해지려고 하나, 이때, 구동체(40)의 좌측으로 위치된 와이어(70)가 베이스(80) 및 구동체(40)의 양측에 각각 고정된 상태가 유지됨에 따라 인장력이 작용하게 됨으로써, 구동체(40)의 우측으로 위치된 와이어(70)에 압축력이 안장력으로 작용하여 팽팽한 상태가 유지됨에 따라 벨트맞물림 방지블록(60)은 도5c에 도시된 바와 같이, 구동체(40)로부터 일정한 간격이 유지된 상태로 같이 이동됨에 따라 벨트(50)가 처지는 것을 방지할 수 있게 된다.

20:가이드레일 40:구동체
60:벨트맞물림 방지블록 61:블록몸체
62:가이드레일홈부재 63:상부로울러
64:하부로울러 65:와이어 안내 로울러
70:와이어 80:베이스
611:상부홈 612:하부홈
621:가이드레일홈

Claims (3)

1. 좌표로봇(A)의 가이드레일(20)과;
   상기 가이드레일(20)에 왕복 이동가능하게 구비된 구동체(40)와;
   상기 구동체(40)의 양측으로 이격되며 상기 가이드레일(20)을 따라 왕복 이동가능하게 구비된 벨트맞물림 방지블록(60); 및
   상기 구동체(40)의 양측에 각각 와이어(70)의 일측 단부가 연결되며 상기 와이어(70)의 타측 단부가 벨트맞물림 방지블록(60)을 경유하여 좌표로봇(A)의 베이스(80)에 각각 고정됨을 특징으로 하는 벨트구동 직교좌표 로봇의 벨트맞물림 방지장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 벨트맞물림 방지블록(60)은 상부홈(611)과 하부홈(612)이 형성된 블록몸체(61)와;
   상기 블록몸체(61)의 양측 하부에 결합된 가이드레일홈(621)을 갖는 가이드레일홈부재(62); 및
   상기 상부홈(611)과 하부홈(612)에 각각 회전 가능하게 구비된 상부로울러(63)와 하부로울러(64)로 구성되되, 상기 상부로울러(63)는 구동체(40)에 연결된 벨트(50)의 상부측이 걸쳐지고, 상기 하부로울러(64)는 구동체(40)에 연결된 벨트(50)의 하부측이 걸쳐짐을 특징으로 하는 벨트구동 직교좌표 로봇의 벨트맞물림 방지장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 벨트맞물림 방지블록(60)은 블록몸체(61)의 하부에 와이어 안내 로울러(65)가 구비됨을 특징으로 하는 벨트구동 직교좌표 로봇의 벨트맞물림 방지장치.

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