KR20220051648A - 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그 - Google Patents

하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그 Download PDF

Info

Publication number
KR20220051648A
KR20220051648A KR1020200135294A KR20200135294A KR20220051648A KR 20220051648 A KR20220051648 A KR 20220051648A KR 1020200135294 A KR1020200135294 A KR 1020200135294A KR 20200135294 A KR20200135294 A KR 20200135294A KR 20220051648 A KR20220051648 A KR 20220051648A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
jig
harmonic drive
module
pressing
assembly
Prior art date
Application number
KR1020200135294A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102449599B1 (ko
Inventor
박종훈
이태환
이승제
Original Assignee
주식회사 뉴로메카
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 뉴로메카 filed Critical 주식회사 뉴로메카
Priority to KR1020200135294A priority Critical patent/KR102449599B1/ko
Publication of KR20220051648A publication Critical patent/KR20220051648A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102449599B1 publication Critical patent/KR102449599B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B11/00—Work holders not covered by any preceding group in the subclass, e.g. magnetic work holders, vacuum work holders
    • B25B11/02—Assembly jigs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
    • B25J9/1025—Harmonic drives
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

본 발명은, 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 서브 파트를 정밀하게 조립할 수 있는 지그에 관한 것이다. 본 발명에 따른 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그는 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 구동시 정밀도가 요구되는 동력 전달 요소 및/또는 지지요소 정밀하게 정렬할 수 있으므로 조립 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그{ASSEMBLY JIG FOR ROBOT DRIVE SYSTEM COMPRISING HARMONIC DRIVE}
본 발명은 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그에 관한 것이며, 보다 상세하게는 각각의 서브 파트를 조립하기 위해 정렬을 수행하는 지그 세트에 관한 것이다.
하모닉 드라이브는 산업용 로봇, 공작기계, 각종 제조장치에 널리 사용되고 있다. 하모닉 드라이브는 콤팩트한 디자인으로 구성되어 공간상의 제약이 크지 않으며, 큰 감속비를 가진 장점을 가지고 있다. 한편 하모닉 드라이브는 웨이브 제너레이터(Wave generator)에 의한 진동이 발생되며 고 감속비를 가지며 작동되므로 정교하게 조립될 필요가 있다.
하모닉드라이브는 완성 형태의 모듈로 판매되어지는 제품과 간이유닛타입의 부품형태로 판매되어지는 제품으로 구분된다. 간이유닛타입 부품형태는 디자인의 자유도가 높고 완제품 의존도가 적으며, 직접 조립에 의해서 낮은 단가로 적용할 수 있는 장점이 있으므로 엑츄에이터를 상업적으로 제작/판매하는 기업에서는 그 조립의 방법이 매우 중요하다. 또한 이러한 방식의 엑츄에이터 완성품은 규격화 되어있는 다양한 하모닉드라이브 제조사의 제품을 선택하여 쓸 수 있는 장점이 있다.
또한 로봇에 사용되는 구동계 시스템은 모터, 브레이크, 하모닉 드라이브를 기본으로 하여 작동이 이루어지며, 하나의 조립체로 결합된 상태에서 로봇에 설치된다. 하모닉 드라이브에는 입출력단에 로봇 암과 연결되기 위한 복수의 체결공이 관통되어 형성되는 것이 일반적이다. 일 예로 각각의 입력단과 출력단에는 회전방향을 따라 30도 간격으로 12개씩의 스루홀이 형성될 수 있다. 입력단과 출력단이 로봇암과 복수의 지점에서 견고하게 연결된 경우 Radial/Axial 정렬이 유지될 수 있으며, 크로스 베어링을 통한 출력단의 정렬이 이루어질 수 있어 하모닉드라이브 제조사 수준에서 보장하는 안정된 성능을 구현할 수 있게 된다. 따라서 각각의 모듈이 조립된 상태에서 성능을 확보하고 내구성을 유지하기 위하여 다수의 조립체를 고도의 정밀도를 유지하면서 조립하는 것이 중요하다.
한편 이러한 구동계 시스템의 제조시에 이용되는 지그와 관련하여 대한민국 등록특허 제10152554호(2015.05.28.)가 개시되어 있다. 그러나 이러한 지그는 각각의 정렬상태를 정교하게 유지하면서 각각의 모듈의 조립을 수행하기 어려운 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10152554호(2015.05.28.)
본 발명은 종래의 문제점인 로봇 구동계 시스템을 제조시에 조립 정밀도를 향상시킬 수 있는 지그를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기 과제의 해결 수단으로서, 본 발명에 따라, 샤프트 어셈블리의 조립시 축 방향으로 연결되는 메인 샤프트, 웨이브 제너레이터 및 베어링 샤프트를 반경방향 및 축 방향으로 가압하여 정렬할 수 있도록 구성되는 제1 지그, 조립된 샤프트 어셈블리와 하모닉 드라이브 모듈의 조립시 하모닉 드라이브 모듈을 회전방향으로 구속하는 회전방지핀을 포함하는 제2 지그, 메인 하우징에 스테이터를 삽입시 중심축을 기준으로 소정회전각에 따라 회전시킬 수 있도록 구성되는 제3 지그, 오일 방지캡의 일측에 전방 베어링을 삽입시 오일 방지캡의 축방향의 양측에서 전방 베어링과 오일 방지캡에 적어도 일부가 밀착될 수 있도록 제4 지그를 포함하는 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그가 제공될 수 있다.
한편, 제1 지그는, 제1 베이스, 제1 베이스 상에 구비되며 수평방향으로 배치되어 샤프트 어셈블리를 반경방향으로 가압하여 정렬시킬 수 있도록 구성되는 수평 프레스 모듈 및 샤프트 어셈블리가 가압되어 반경방향으로 정렬된 상태에서 수직방향으로 가압할 수 있도록 구성되는 수직 프레스 모듈을 포함하며, 수평 프레스 모듈은, 베이스 상에서 고정되어 설치되며, 샤프트 어셈블리를 가압할 수 있도록 제1 가압면이 구비된 제1 측면 블록, 제1 가압면과 대면하는 제2 가압면이 구비되는 제2 측면 블록 및 수평방향 파지부를 포함하며, 수평방향 파지부의 피벗 동작에 의해 수평상에서 직선이동 가능하도록 구성되는 수평방향 링크 조립체를 포함하며, 샤프트 어셈블리는 축 방향을 따라 복수의 지점에서 서로 다른 외경을 갖도록 구성되며, 제1 가압면 및 제2 가압면은 샤프트 어셈블리의 부분별 외경에 대응하여 수직방향으로 복수개의 곡률로 구성되며, 제1 가압면 및 제2 가압면의 곡률은 가압시 접촉되는 샤프트 어셈블리의 부분별 외경보다 크게 구성될 수 있다.
또한, 제1 지그는, 제2 측면 블록이 링크 모듈이 작동함에 따라 제1 베이스 상에서 수평이동 가능하도록 제2 측면 블록의 하측에 구비되는 리니어 가이드를 더 포함할 수 있다.
나아가, 제1 지그는, 제1 가압면 및 제2 가압면은 샤프트 어셈블리를 가압하는 위치에서 서로 접촉되지 않도록 서로 이격되어 구성될 수 있다.
한편, 제1 지그의 수직 프레스 모듈은, 샤프트 어셈블리와 축 방향으로 접촉되어 가압할 수 있도록 구성되는 제1 수직 가압부 및 수직방향 파지부의 힌지 동작에 의해 제1 수직 가압부가 수직 방향으로 이동될 수 있도록 구성되는 수직방향 링크 모듈을 포함할 수 있다.
한편, 하모닉 드라이브 모듈은 회전방향을 따라 복수로 구비되며, 축 방향으로 관통되어 형성되는 복수의 체결공을 포함하며, 제2 지그는, 하모닉 드라이브 모듈이 안착될 수 있도록 구성되는 하모닉 드라이브 모듈 안착부, 및 하모닉 드라이브 모듈의 안착시 측 방향으로 이탈되지 않도록 구성되는 하모닉 드라이브 모듈 가이드를 포함할 수 있다.
한편, 회전방지핀은, 하모닉 드라이브 모듈 안착부에 수직방향으로 구비되며, 하모닉 드라이브 모듈이 하모닉 드라이브 모듈 안착부에 안착된 상태에서 복수의 체결공 중 하나 이상에 삽입되어 하모닉 드라이브 모듈이 회전하는 것을 방지할 수 있도록 구성될 수 있다.
한편, 제3 지그는, 베이스 플레이트, 베이스 플레이트의 상면의 일측에 구비되며, 메인 하우징을 선택적으로 고정할 수 있도록 구성되는 스테이터 가압 프레임, 메인 하우징을 스테이터 가압 프레임 측으로 가압할 수 있도록 구성되는 하우징 가압 프레임을 더 포함할 수 있다.
또한, 제3 지그는, 고정 프레임은 메인 프레임의 측 방향에 복수로 형성되는 무두볼트 체결공이 외부로 노출된 상태에서 메인 프레임을 고정할 수 있도록 구성되며, 고정 프레임 및 스테이터 가압 프레임은 스테이터를 메인 프레임에 밀착시킨 상태에서 스테이터의 중심축을 기준으로 함께 회전할 수 있도록 구성되는 스텝 회전부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 제4 지그의 상측 지지부는, 하면의 적어도 일부가 오일 방지캡에 베어링이 삽입되었을 때의 형상에 대응하여 단차가 형성될 수 있다.
또한 제4 지그의 상측 지지부는, 가압시 베어링의 내측에 삽입될 수 있도록 구성되는 중심돌기를 포함하며, 가압 위치에서 사베어링의 내륜 및 외륜을 가압할 수 있도록 구성되는 베어링 가압부가 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 지그는 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 구동시 정밀도가 요구되는 동력 전달 요소 및/또는 지지요소 정밀하게 정렬할 수 있으므로 조립 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 발명에 따른 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그의 세트를 도시한 도면이다.
도 5는 제1 지그를 나타낸 사시도이다.
도 6은 제1 지그의 단면도이다.
도 7은 제1 지그의 다른 단면도이다.
도 8a, 8b 및 도 8c는 제1 지그의 작동상태도이다.
도 9은 제2 지그의 사시도이다.
도 10은 제2 지그의 사용상태도이다.
도 11은 제3 지그의 사시도이다.
도 12는 제3 지그의 단면도이다.
도 13a, 13b 및 13c는 제3 지그의 작동상태도이다.
도 14는 제4 지그의 사시도이다.
도 15a, 15b 및 도 15c는 제4 지그의 가압위치에 따른 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그의에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술 분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예인 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 사시도이며, 도 2는 도 1에 나타난 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 분해사시도, 도 3은 도 1에서 I-I'에 의해 절단된 단면을 도시한 단면도이다. 설명의 편의를 위하여 도 3 및 도 4에서는 브레이크 모듈이 생략되어 있다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템(1)은 구동계가 하나의 모듈로 조립되어 구성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 구동계 시스템(1)에서, 샤프트 어셈블리(400)의 회전 중심축을 기준으로 모터 모듈(100)이 하모닉 드라이브 모듈(200)을 바라보는 방향을 '전방', 하모닉 드라이브 모듈(200)이 모터 모듈(100)을 바라보는 방향을 '후방'이라 하고 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템(1)은 모터 모듈(100), 하모닉 드라이브 모듈(200), 샤프트 어셈블리(400), 오일 방지캡(500) 및 브레이크 모듈(800)을 포함하여 구성될 수 있다.
모터 모듈(100)은 외부로부터 전력을 전달받아 샤프트 어셈블리(400)를 회전시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
모터 모듈(100)은 메인 하우징(130), 스테이터(110)(stator), 로터(120)(rotor), 후방 베어링(180) 및 아웃 슬리브(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
메인 하우징(130)은 모터 모듈(100)이 구비될 수 있도록 전방측이 개방되며, 내측이 비어있는 원통형 형상으로 구성될 수 있다. 내측으로 스테이터(110), 샤프트 어셈블리(400)의 일부, 로터(120)가 배치되도록 구성될 수 있다. 메인 하우징(130)은 샤프트 어셈블리(400)의 회전중심축의 방향 중 일 방향인 전방측에서 후술할 하모닉 드라이브 모듈(200)과 연결되도록 구성될 수 있다.
메인 하우징(130)은 원통형 형상에서 측벽을 이루는 서브 하우징(131), 후방 측 윗면에 구비되는 메인 하우징 캡(133) 및 서브 하우징(131)의 일측에서 반경방향으로 연장되어 형성되는 연장부(132)를 포함하여 구성될 수 있다.
연장부(132)는 서브 하우징(131)의 전방측 단부에는 샤프트 어셈블리(400)의 회전중심축을 기준으로 반경방향으로 소정길이로 연장되어 형성된다. 연장부(132)에는 반경방향을 따라 복수의 체결홀이 구성되어 외부의 로봇 암 구조물과 연결되기 위한 고정볼트가 삽입될 수 있도록 구성될 수 있다. 연장부(132)에는 하모닉 드라이브 모듈(200)과 결합시 정밀도를 유지하면서 신속하게 조립이 이루어질 수 있도록 브라켓(140)과 브라켓(140) 수용부가 구비될 수 있다.
서브 하우징(131)의 중심부분에는 샤프트 어셈블리(400)가 통과할 수 있도록 관통홀이 형성될 수 있다. 관통홀의 주변에는 단차를 두어 전방을 향하여 절곡된 단차가 형성될 수 있으며, 후방 베어링(180)이 절곡된 부분에 삽입될 수 있도록 구성될 수 있다. 샤프트 어셈블리(400)는 원활하게 회전할 수 있도록 후방 베어링(180)의 중공에 삽입될 수 있다. 후방 베어링(180)은 메인 하우징(130)의 후방측에서 전방을 향하여 삽입될 수 있다.
스테이터(110)는 외부로부터 전력을 전달받아 자기장을 형성할 수 있도록 구성될 수 있다. 스테이터(110)는 도체의 집합체로서 도넛 형상으로 구성되어 메인 하우징(130)에 삽입될 수 있다. 스테이터(110)는 외부와 전기적으로 연결될 수 있도록 일측에 와이어가 구비되며, 와이어는 하우징의 후방측에 형성된 와이어 홀(170)을 통하여 일측이 외부로 노출될 수 있다.
로터(120)는 스테이터(110)와 상호작용으로 회전할 수 있도록 구성될 수 있다. 로터(120)는 영구자석을 포함하여 구성될 수 있으며, 고리형으로 구성되어 스테이터(110)의 내측에서 자기장의 변화에 따라 회전가능하게 구성될 수 있다. 로터(120)는 모터 모듈(100)이나, 샤프트 어셈블리(400)로 회전력을 전달할 수 있도록 샤프트 어셈블리(400)에 고정될 수 있다.
아웃 슬리브(160)는 전술한 후방 베어링(180)이 메인 하우징 캡(133)으로부터 축방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 구성된다. 아웃 슬리브(160)는 판상 부재로 구성되며, 고리형으로 구성되어 내측으로 베어링을 통과한 샤프트 어셈블리(400)의 일측이 통과할 수 있도록 구성될 수 있다. 아웃 슬리브(160)는 회전방향을 따라 체결공(600)이 형성되며, 볼트를 통하여 메인 하우징 캡(133)의 외측면에 고정될 수 있다.
하모닉 드라이브 모듈(200)은 모터 모듈(100)로부터 발생된 회전력을 감속시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 하모닉 드라이브 모듈(200)은 모터에서 발생된 회전력을 샤프트 어셈블리(400)로 전달받으며, 샤프트 어셈블리(400)에 고정된 웨이브 제너레이터(210)(wave generator)에 의해 플렉스 스플라인의 기어이빨과 서큘러 스플라인(201)의 내측에 구비된 기어이빨이 서로 맞물리면서 플렉스 스플라인(202)과 서큘러 스플라인(201)은 서로 상대적으로 회전하게 된다. 한편, 이러한 원리는 널리 사용되고 있는 하모닉 드라이브에서 널리 사용되고 있는 구성이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
샤프트 어셈블리(400)는 모터 모듈(100)로부터 전달받은 동력을 하모닉 드라이브로 전달할 수 있도록 구성된다. 샤프트 어셈블리(400)는 메인 샤프트(410), 로터(120), 웨이브 제너레이터(210) 및 베어링 샤프트(420)를 포함하여 구성될 수 있다. 메인 샤프트(410)는 샤프트 어셈블리(400) 중 후방측의 일체형 구조물이며, 모터 모듈(100)로부터 회전력을 전달받을 수 있도록 구성된다. 메인 샤프트(410)는 강성확보 및 로터(120)의 체결, 오일 실링 및 베어링과의 연결을 위하여 축방향을 따라 각각 다른 외경을 갖도록 절삭될 수 있다. 메인 샤프트(410)는 후방측이 모터 모듈(100) 내로 삽입되며, 삽입된 위치에서 스테이터(110)와 대응되는 위치에 로터(120)가 구비될 수 있다. 한편, 메인 샤프트(410)의 중심에는 중공이 형성되어 후술할 오일 방지캡(500)이 삽입될 수 있도록 구성될 수 있다.
웨이브 제너레이터(210)는 메인 샤프트(410)의 전방측에 하모닉 드라이브의 일부인 웨이브 제너레이터(210)가 구비될 수 있다. 웨이브 제너레이터(210)의 전방에는 베어링 샤프트(420)가 구비될 수 있다. 웨이브 제너레이터(210)는 메인 샤프트(410)와 베어링 샤프트(420)가 축방향의 양측에서 결합됨으로써 하나의 조립체를 구성할 수 있다.
오일 방지캡(500)은 하모닉 드라이브 모듈(200)의 전방측에 구비되어 샤프트 어셈블리(400)의 일측을 고정하고 하모닉 드라이브 모듈(200)에 도포된 그리스와 같은 유체의 이탈을 방지할 수 있도록 구성될 수 있다. 오일방지 캡은 하모닉 드라이브 모듈(200)의 크기 및 형상에 대응하여 회전 대칭으로 구성될 수 있다.
오일 방지캡(500)은 내부 파이프(510), 전방 베어링(520)을 포함하여 구성될 수 있다.
내부 파이프(510)는 샤프트 어셈블리(400)의 내측에서 샤프트 어셈블리(400)를 지지할 수 있도록 구성될 수 있다. 내부 파이프(510)는 오일 방지캡(500)의 중심부분에 구비되며, 샤프트 어셈블리(400)의 길이에 상응하는 길이로 구성될 수 있다.
전방 베어링(520)은 오일 방지캡(500)의 후방측에서 전방측을 향하여 삽입되어 고정될 수 있다. 삽입된 전방 베어링(520)의 내측에는 전술한 샤프트 어셈블리(400)의 베어링 샤프트(420)가 삽입되어 원활한 회전을 확보할 수 있게 된다.
한편, 하모닉 드라이브 모듈(200)과 모터 모듈(100) 사이에는 고리형 실링판(300)이 구비될 수 있다. 고리형 실링판(300)은 평면상에서 고리형으로 구성되는 형상으로 구성될 수 있다. 고리형 실링판(300)은 하모닉 드라이브 모듈(200)의 내측에 도포되는 그리스가 모터 모듈(100)측으로 침투되는 것을 방지할 수 있도록 구성된다. 고리형 실링판(300)은 내열성을 갖는 재질로 구성될 수 있으며, 일 예로서 폴리카보네이트로 구성될 수 있다. 한편 이와 같은 고리형 실링판(300)의 구성 및 기능에 대하여는 차후 도 4를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
브레이크 모듈(800)은 샤프트에 제동력을 전달할 수 있도록 구성될 수 있다. 모터 모듈(100)의 후방에 연결되는 브레이크 모듈(800) 및 엔코더와 컨트롤러를 포함하여 구성될 수 있다. 일 예로 소정 개수의 기어이빨이 구비된 브레이크 허브(810)가 샤프트 어셈블리(400)에 결합될 수 있으며, 브레이크 모듈(800)은 중심측으로 전술한 샤프트 어셈블리(400)의 일부와 브레이크 허브(810)가 삽입되어 외부 입력에 따라 제동력을 가할 수 있도록 구성딜 수 있다. 엔코더는 모터의 회전수를 전기적 신호로 전환할 수 있도록 구성될 수 있으며, 컨트롤러는 브레이크 모듈(800)과 모터 모듈(100)을 작동시키는데 필요한 제어법칙이 탑재될 수 있다. 한편 이러한 브레이크 모듈(800), 엔코더 및 제어부의 구성은 다양하게 구성될 수 있으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
이하에서는 도 4 내지 도 15를 참조하여 전술한 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템을 조립할 때 사용되는 전용 지그에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그의 세트를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 지그 세트는 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 각각의 파트를 조립하기 위해 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 지그세트는 샤프트 어셈블리(400)를 조립하기 위해 사용되는 제1 지그(1000), 샤프트 어셈블리(400)와 하모닉 드라이브 모듈(200)을 조립할 때 사용되는 제2 지그(2000), 모터 모듈(100)을 조립할 때 사용되는 제3 지그(3000) 및 오일 방지캡(500)을 조립할 때 사용되는 제4 지그(4000)를 포함할 수 있다.
제1 지그(1000) 내지 제4 지그(4000)를 이용하여 각각의 서브 어셈블리를 조립한 이후 전체적으로 조립을 수행하여 로봇 시스템의 구동계 시스템을 완성시킬 수 있다.
이하에서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 제1 지그(1000)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 제1 지그(1000)를 나타낸 사시도이며, 도 6은 제1 지그(1000)의 단면도이다.
도시된 바와 같이 제1 지그(1000)는 메인 샤프트, 웨이브 제너레이터, 베어링 샤프트의 조립시 정렬을 위하여 구비될 수 있다. 메인 샤프트와 웨이브 제너레이터, 베어링 샤프트의 정렬은 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템에서 가장 회전수가 높은 부분이며, 웨이브 제너레이터에 의해 진동이 발생되므로 가장 높은 조립 정밀도를 요구하게 된다. 예를 들어 동심정렬도가 2/100 mm (20 μm) 이하로 요구될 수 있다.
따라서 제1 지그(1000)는 조립시 오차를 최소화할 수 있도록 제1 지그(1000)는 가결합된 샤프트 어셈블리(400)를 축 방향(Axial direction)과 반경 방향(radial direction)으로 가압하면서 정렬할 수 있도록 구성될 수 있다.
제1 지그(1000)는 제1 베이스(1100), 제1 측면 블록(1200), 제2 측면 블록(1300), 수평방향 링크 모듈(1400), 수평방향 파지부(1410), 리니어 가이드(1900), 상측 블록(1600), 수직방향 링크 모듈(1700) 및 수직방향 파지부(1710)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 베이스(1100)는 제1 지그(1000)의 구성요소가 구비될 수 있는 기반이 된다.
제1 측면 블록(1200)과 제2 측면 블록(1300)은 가결합된 샤프트 어셈블리(400)를 반경방향으로 가압하여 수평방향으로 정렬이 이루어지도록 구성될 수 있다.
제1 측면 블록(1200)은 제1 베이스(1100) 상에서 고정되어 설치되며, 제2 측면 블록(1300)을 향하는 일측에 가결합된 샤프트 어셈블리(400)의 형상과 대응되는 가압면이 구비될 수 있다.
제2 측면 블록(1300)은 제1 베이스(1100) 상에서 수평 방향으로 이동될 수 있도록 구성되며, 제1 측면 블록(1200) 측으로 이동됨에 따라 제1 측면 블록(1200)과 제2 측면 블록(1300) 사이에 안착된 가결합된 샤프트 어셈블리(400)를 반경 방향으로 가압할 수 있도록 구성된다.
제1 측면 블록(1200) 및 제2 측면 블록(1300)의 상부는 후술할 상측 블록(1600)이 샤프트 어셈블리(400)를 수직방향으로 가압할 수 있도록 상측 블록(1600)의 형상에 대응하여 일부가 절삭될 수 있다. 또한 가결합된 샤프트 어셈블리(400)가 반경 방향 및 수직 방향으로 가압되어 있는 상태에서 샤프트 어셈블리(400)에 볼트를 체결할 수 있도록 수직방향으로 일부가 절삭되어 볼트 및 체결도구가 샤프트 어셈블리(400)에 접근할 수 있게 된다.
제1 측면 블록(1200)은 가압을 위해 수평방향으로 움직이는 제2 측면블록보다 다소 크게 홈이 형성될 수 있다. 따라서 샤프트 어셈블리(400)를 수평 방향으로 이동시켜 홈에 끼워진 상태를 유지시킬 수 있으며, 제2 측면 블록(1300)을 샤프트 어셈블리(400)로 밀착시킬 때에도 위치가 유지될 수 있다.
리니어 가이드(1900)는 제2 측면 블록(1300)이 제1 베이스(1100) 상에서 수평방향으로 이동될 수 있도록 구성된다. 일 예로, 리니어 가이드(1900)는 정밀 이송을 위해 리니어 가이드 베어링이 될 수 있다.
수평방향 파지부(1410)는 사용자가 파지하여 조작할 수 있도록 구성되며, 사용자가 발휘하는 외력에 의해 피벗 움직임이 발생돌 수 있도록 구성될 수 있다. 수평방향 파지부(1410)는 사용자의 작은 힘으로도 큰 가압을 할 수 있도록 구성되며, 후술할 수평방향 링크 모듈(1400)과 기구적으로 연결되어 회전 운동을 직선 운동으로 전환하게 된다.
수평방향 링크 모듈(1400)은 수평방향 파지부(1410)로부터 힘을 전달받아 수평방향의 움직임으로 전환할 수 있도록 구성된다. 수평방향 링크 모듈(1400)은 적어도 3개의 링크를 포함하며, 수평방향 파지부(1410)의 회전방향에 따라 수평방향의 이동방향이 달라질 수 있도록 구성될 수 있다. 수평방향 링크 모듈(1400)의 일측은 제2 측면 블록(1300)에 연결되며, 타측은 파지부와 함께 베이스 상에 구비되는지지 블록(1500)상에 구비될 수 있다.
수평방향 링크 모듈(1400)의 설치 높이는 제2 측면 블록(1300)이 가결합된 샤프트 어셈블리(400)의 웨이브 제너레이터의 높이에 동일하거나 인접하게 결정될 수 있다. 따라서 웨이브 제너레이터의 축방향 양측에서 결합되는 메인 샤프트와 베어링 샤프트간의 축방향 정렬이 정교하게 이루어질 수 있게 된다.
이는 웨이브 제너레이터 기준으로 메인 샤프트와 F베어링 샤프트의 중간위치에 존재하며, 양쪽에 힘을 고르게 전달할 수 있다.
상측 블록(1600)은 가결합된 샤프트 어셈블리(400)를 축 방향으로 가압할 수 있도록 구성된다. 상측 블록(1600)은 사용자가 수직방향 파지부(1710)를 조절하여 높이가 조절될 수 있도록 수직방향 링크 모듈(1700)과 연결될 수 있다. 상측 블록(1600)의 하부 중 적어도 일부는 샤프트 어셈블리(400)의 축방향 단부의 형상에 대응하여 균일하게 가압할 수 있는 형상으로 구성될 수 있다.
수직방향 링크 모듈(1700) 및 수직방향 파지부(1710)는 전술한 수평방향 링크 모듈(1400)및 제2 수평방향 링크 모듈(1400)과 유사하게 구성될 수 있으며, 사용자가 발생시키는 피벗 움직임에 의해 상측 블록(1600)이 상하 방향으로 이동될 수 있도록 구성될 수 있다.
한편, 수평방향 파지부(1410)및 수직방향 파지부(1710)와 과 더불어, 추후 높은 토크와 내구성을 지니면서 낮은 가격으로 쉽게 적용할 수 있는 DC 리니어 엑츄에이터로 대체될 수 있으며, 추후 자동화 설비로 변환시키기 위한 사전 의도가 포함되어 있다.
도 6을 다시 살펴보면, 제1 지그(1000)가 샤프트 어셈블리(400)를 가압할 때의 상태가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 제1 측면 블록(1200)과 제2 측면 블록(1300)은 샤프트 어셈블리(400)의 외측 형상에 대응하여 일측면이 형성될 수 있다.
제1 측면 블록(1200)에는 샤프트 어셈블리(400)를 바라보는 방향으로 제1 가압면(1210)이 구비되며, 제2 측면 블록(1300)에는 샤프트 어셈블리(400)를 바라보는 방향으로 제2 가압면(1310)이 구비된다. 제1 가압면(1210) 및 제2 가압면(1310)은 복수의 곡률 반경을 갖는 복수의 오목한 곡면이 형성되어 샤프트 어셈블리(400)의 각 서브 부품, 즉 메인 샤프트, 웨이브 제너레이터 및 베어링 하우징을 균일하게 반경 방향으로 가압할 수 있게 된다.
가압 방향이 원을 기준으로 정확히 지름의 대칭으로 상호 향하기 때문에, 내부의 원형체는 원의 중심점을 기준으로 완전한 점으로써 눌리며 정렬된다.
도 7은 제1 지그(1000)의 다른 단면도이다. 도 7을 참조하면, 웨이브 제너레이터를 가압할 때 제1 측면 블록(1200)과 제2 측면 블록(1300) 및 샤프트 어셈블리(400)의 단면이 나타나 있다. 제1 측면 블록(1200)의 가압면과 제2 측면 블록(1300)의 가압면의 적어도 일부는 소정 곡률 반경을 갖는 오목한 면으로 구성되며, 이때 소정 곡률 반경은 가압면과 접촉되는 샤프트 어셈블리(400)의 부분이 갖는 외경보다 더 큰 곡률 반경을 갖도록 구성될 수 있다. 따라서 제1 측면 블록(1200) 및 제2 측면 블록(1300)이 갖는 기구학적 특징에 따라 서로 가까워지는 방향으로 가압하더라도 제1 측면 블록(1200) 및 제2 측면 블록(1300) 사이에 끼워진 샤프트 어셈블리(400)의 수평방향의 정렬이 이루어지게 된다. 즉 샤프트 어셈블리(400)의 외면과 가압면 사이에서 발생하는 힘에 의해 샤프트 어셈블리(400)는 제2 측면 블록(1300)의 좌우 대칭 중심선이 일치하는 방향으로 이동된 상태를 유지하게 된다. 한편 도시되지는 않았으나, 메인 샤프트를 가압하는 가압면과 베어링 샤프트를 가압하는 가압면 또한 접촉되는 샤프트 어셈블리(400)의 외면보다 더 큰 곡률 반경을 갖는 오목한 면으로 구성되될 수 있다. 따라서 샤프트 어셈블리(400)가 수평방향의 일 방향으로 가압될 때 수평상에서 정위치에 정렬될 수 있다.
도 8a, 8b 내지 8c는 제1 지그(1000)의 작동상태도이다. 도 8a를 참조하면 먼저 제1 지그(1000)의 수평방향 파지부(1410) 및 수직방향 파지부(1710)를 조작하여 제2 측면블록과 상측 블록(1600)을 모두 개방한 상태에서 가 결합된 샤프트 어셈블리를 제1 측면블록의 가압면 측으로 안착시킨다.
이후 도 8b와 같이 제1 지그(1000)의 수평방향 파지부(1410)를 조작하여 회전시키면 제2 측면블록이 제1 측면블록 측으로 이동되면서 제1 측면블록과 제2 측면블록에 의해 샤프트 어셈블리(400)가 가압된다. 이때 도 7를 참조하여 설명한 바와 같이 제1 측면블록 및 제2 측면블록은 접촉되는 샤프트 어셈블리(400)의 외경보다 큰 곡률 반경을 가지므로 수평상에서 가압되는 방향 및 가압되는 방향의 수직한 방향으로의 위치정렬이 이루어지게 된다.
다음으로 도 8c를 참조하면, 제1 지그(1000)에서 제1 측면 블록(1200)을 가압위치로 유지한 상태에서 샤프트 어셈블리(400)의 축방향 정렬을 위하여 수직방향 파지부(1710)를 조작하여 상측 블록(1600)을 하강시키게 된다. 상측 블록(1600)이 하강함에 따라 베어링 샤프트, 웨이브 제너레이터 및 메인 샤프트가 축 방향으로 가압되어 서로 밀착된다. 이후 사용자는 제1 측면블록과 제2 측면블록의 상측으로 노출된 절삭부분을 통하여 외부로부터 정렬된 샤프트 어셈블리(400)로 접근할 수 있으며, 정해진 토크값을 이용하여 볼트를 체결하여 샤프트 어셈블리(400)를 고정할 수 있게 된다.
이하에서는 도 9 및 도 10을 참조하여 제2 지그(2000)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 9를 참조하면, 제2 지그(2000)는 하모닉 드라이브와 샤프트 어셈블리(400)를 결합할 때 정렬 및 고정을 위하여 구비된다.
제2 지그(2000)는 하모닉 드라이브 모듈(200) 안착부(2100), 하모닉 드라이브 모듈(200) 가이드(2200) 및 회전 방지핀(2300)을 포함하여 구성될 수 있다.
하모닉 드라이브 모듈(200) 안착부(2100)는 하모닉 드라이브의 형상에 대응하여 원판형으로 구성될 수 있으며 하모닉 드라이브가 여유있게 안착될 수 있도록 하모닉 드라이브 모듈(200)의 넓이보다 큰 넓이의 상면을 갖도록 구성될 수 있다.
하모닉 드라이브 모듈(200) 가이드(2200)는 전술한 하모닉 드라이브 모듈(200) 안착부(2100)에 사용자가 하모닉 드라이브 모듈(200)을 안착시킬 때 외부로 이탈되지 않고 원활하게 수직방향으로 안착될 수 있도록 구성된다. 하모닉 드라이브 모듈(200) 가이드(2200)는 하모닉 드라이브 모듈(200) 안착부(2100)의 외측에서 원형경로를 따라 상측 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
회전 방지핀(2300)은 안착된 하모닉 드라이브 모듈(200)의 회전을 방지할 수 있도록 구성된다. 회전 방지핀(2300)은 하모닉 드라이브 모듈(200) 안착부(2100)의 복수의 지점에서 상측 방향으로 연장되어 형성될 수 있으며, 상측 단부는 후술할 하모닉 드라이브 모듈(200)의 체결공에 원활하게 삽입될 수 있도록 라운딩 또는 테이퍼 절삭이 이루어질 수 있다. 하모닉 드라이브 모듈(200)이 외부의 로봇암과 연결될 때 체결공을 통하여 연결될 수 있으며, 체결공(600)은 하모닉 드라이브의 회전 방향을 따라 복수의 지점에서 축 방향으로 관통되어 형성될 수 있다. 회전 방지 핀은 하모닉 드라이브 모듈(200)의 체결공(600)의 위치에 대응하여 형성될 수 있으며, 하나 이상 구비될 수 있다.
도 10은 제2 지그(2000)의 사용상태도이다.
도 10을 참조하면, 제2 지그(2000)는 도시된 바와 같이 하모닉 드라이브의 플렉스 스플라인 내부에 샤프트 어셈블리(400)와 고정된 웨이브 제너레이터를 삽입시키기 위하여 하모닉 드라이브 모듈(200)을 고정하게 된다. 하모닉 드라이브 모듈(200)의 플렉스 스플라인 내부에 웨이브 제너레이터를 삽입할 때 정교하게 가공된 플렉스 스플라인 및 서큘러 스플라인의 기어이빨의 손상을 방지할 수 있도록 웨이브 제너레이터 자체를 회전시키면서 플렉스 스플라인 내부로 삽입하게 된다. 이때 먼저 안착된 하모닉 드라이브 모듈(200)이 회전 방지 핀에 의해 회전방향으로의 움직임이 구속되므로, 작업자는 샤프트 어셈블리(400)만을 회전시켜가면서 축 방향으로 가압하여 플렉스 스플라인 내부에 웨이브 제너레이터가 위치시켜 샤프트 어셈블리(400)와 하모닉 드라이브간의 조립을 완료한다.
이하에서는 도 11 내지 도 13c를 참조하여 본 발명에 따른 제3 지그(3000)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 11은 제3 지그(3000)의 사시도이며, 도 12는 제3 지그(3000)의 단면도이며, 도 13은 제3 지그(3000)의 작동상태도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 제3 지그(3000)는 모터 모듈(100)을 조립하기 위하여 구비된다. 전술한 바와 같이 모터 모듈(100)은 메인 하우징과 스테이터를 포함하게 된다. 제3 지그(3000)는 메인 하우징 내에 스테이터를 삽입할 수 있도록 구성되며, 삽입된 이후 스테이터를 메인 하우징 내에 고정하기 위한 무두 볼트의 체결이 용이하도록 축 방향으로 회전가능하게 구성될 수 있다.
제3 지그(3000)는 베이스 플레이트(3100), 스테이터 가압 프레임(3200), 하우징 가압 프레임(3300), 스텝 회전부(3400) 및 수평방향 가압링크(3500)를 포함하여 구성될 수 있다.
베이스 플레이트(3100)는 제3 지그(3000)의 구성요소가 구비되는 기반이 된다.
스테이터 가압 프레임(3200)은 측 방향으로 메인 하우징(130)을 가압할 수 있도록 베이스 플레이트(3100) 상에서 수평방향으로 구비될 수 있다. 스테이터 가압 프레임(3200)은 메인 하우징을 외측에서 거치할 수 있도록 구성되며, 메인 하우징의 후방을 지지할 수 있도록 구성된다.
하우징 가압 프레임(3300)은 메인 하우징에 임시로 거치된 스테이터(110)를 축 방향으로 가압할 수 있도록 구성된다. 하우징 가압 프레임(3300)은 베이스 플레이트(3100) 상에서 스테이터 가압 프레임(3200)과 가압부가 대면할 수 있는 위치에 구비되며, 수평방향으로의 위치가 조절되면서 가압이 이루어질 수 있도록 구성될 수 있다. 하우징 가압 프레임(3300)은 베이스 플레이트(3100)의 상측면에 구비된 리니어 가이드(1900)와 연결되어 수평방향으로의 이동방향이 결정될 수 있다.
스텝 회전부(3400)는 스테이터 가압 프레임(3200)에 구비되며, 중심축을 기준으로 회전할 수 있도록 구성된다. 이때 정해진 각도로 회전하고 각도가 고정될 수 있도록 구성된다. 일 예로서 스텝 회전부(3400)는 회전방향을 따라 구비되는 볼-스프링과 볼 안착홈이 구비된 이중 hollow 구조로 구성될 수 있다. 스텝 회전부(3400)의 회전각은 메인 하우징(130)에 삽입된 스테이터(110)를 고정하기 위한 고정부가 구비된 각도에 대응하여 결정될 수 있다. 일 예로서, 메인 하우징의 둘레를 따라 90도 간격으로 부두볼트가 구비되는 경우 스텝 회전부(3400)는 90도 간격으로 회전각이 결정되도록 구성될 수 있다.
수평방향 가압링크(3500)는 일측이 베이스 플레이트(3100)상에 구비되며 하우징 가압 프레임(3300)을 사용자의 조작에 따라 수평위치를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다. 수평방향 가압링크(3500)는 일측에 구비된 파지부(3510)를 피벗시키는 경우 직선운동으로 변환될 수 있도록 복수의 링크를 포함하여 구성될 수 있다. 수평상에서 직선운동을 나타내는 링크의 일측에는 하우징 가압 프레임(3300)의 일측과 연결될 수 있으며, 파지부(3510)의 피벗 동작에 따라 최종적으로 하우징 가압 프레임(3300)이 수평방향으로의 위치가 조절될 수 있도록 구성될 수 있다.
이하에서는 도 13a 내지 도 13c를 참조하여 제3 지그(3000)의 사용에 대하여 설명하도록 한다.
도 13a를 참조하면, 사용자는 먼저 하우징 가압 프레임(3300)을 개방한 상태에서 모터 하우징의 내측이 스테이터의 일부가 삽입된 가결합 모터 모듈(100)을 스테이터 가압 프레임(3200)상에 끼우게 된다. 이때 스테이터의 와이어는 가압에 의한 손상이 발생되지 않도록 측면으로 위치시킨 상태로 안착된다.
이후 도 13b를 참조하면 사용자는 수평방향 가압링크(3500)에 연결된 파지부를 움직여 하우징 가압 프레임(3300)이 스테이터 가압 프레임(3200)측으로 이동시키게 된다. 이 경우 스테이터가 가압디면서 메인 하우징의 내측으로 삽입이 완료된다.
이후 도 13c를 참조하면, 사용자는 메인 하우징의 외측에 구비된 체결홀에 무두볼트(134)를 정해진 토크로 회전시켜 체결한다. 무두볼트의 체결이 완료되면 다음 무두볼투의 체결위치가 접근이 용이한 상측에 위치하도록 스테이터 가압 프레임(3200)과 하우징 가압 프레임(3300), 그리고 임시 결합된 모터 모듈(100)을 함께 회전시키게 된다. 이후 사용자는 무두볼트를 체결하게 되며, 회전과 무두볼트 체결을 반복하여 결합을 완료하게 된다.
이하에서는 도 14 내지 도 15를 참조하여 제4 지그(4000)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 14는 제4 지그(4000)의 사시도이며, 도 15는 제4 지그(4000)의 가압위치에 따른 단면도이다.
도 14를 참조하면, 제4 지그(4000)는 오일 방지캡(500)에 전방 베어링(520)을 삽입할 때 파손을 방지하면서 삽입이 이루어지도록 구성될 수 있다.
베어링(520)은 Radial 하중에는 강하지만 Axial 의 외륜/내륜의 비틀림 모멘트에는 실드붙이 하우징으로 고정되는 구조적인 정/동적 하중에 취약하다. 특히 68 계열 등 좁은 공간에 사용되는 얇은 베어링은 조립시에 충격에 의한 손상이 여타 계열보다 더 약하며, 조립시에 손상과 변형으로 빠른 내구성의 저하와 소음/진동 발생이 빈번하다. 따라서 제4 지그(4000)는 이러한 베어링(520)의 특성에 근거하여 베어링(520)의 체결시베어링 내/외륜의 Axial 충격을 방지할 수 있다.
제4 지그(4000)는 상측 지지부(4100) 및 하측지지부를 포함하여 구성될 수 있다. 한편, 이러한 제4 지그(4000)의 구체적인 형상은 오일 방지캡(500)의 형상에 대응하여 다양하게 달라질 수 있으므로 하나의 실시예만을 상세하게 설명하도록 한다.
상측 지지부(4100)와 하측 지지부(4200)는 오일 방지캡(500)의 상측과 하측을 각각 지지하면서 외부로부터 힘이 작용되었을 때 가결합된 베어링과 오일 방지캡(500)을 가압할 수 있도록 구성된다.
상측 지지부(4100)는 오일 방지캡(500)을 가압하는 방향에 형성된 면, 즉 하측 면은 오일 방지캡(500)이 하모닉 드라이브 모듈(200)과 결합되는 방향, 즉 후방 측 면의 형상에 대응되어 구성될 수 있다. 구체적으로 오일 방지캡(500)에 베어링이 삽입되었을 때의 단차에 대응하여 복수의 단차를 가진 구조로 형성될 수 있다.
상측 지지부(4100)는 베어링(520)의 삽입 시 베어링의 반경 방향의 위치를 고정할 수 있도록 가압 위치에서 베어링의 중심부분에 축방향으로 삽입될 수 있는 중심돌기(4110)가 구비될 수 있다. 또한 상측 지지부(4100)는 중심돌기(4110)에 인접하여 구비되며, 가압시 베어링의 내륜 및 외륜을 동시에 가압할 수 있도록 중심돌기(4110)와 단차를 두어 형성되는 베어링 가압부(4120)를 더 포함할 수 있다.
하측 지지부(4200)는 오일 방지캡(500)이 안착된 상태에서 가압시 안정적으로 위치가 고정될 수 있도록 오일 방지캡(500)의 전방 외측의 형상에 대응하여 안착면이 형성될 수 있다.
이하에서는 도 15a 내지 도 15c를 참조하여 제4 지그(4000)의 사용예에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 15a를 참조하면, 먼저 오일 방지캡(500)에 전방 베어링(520)이 가결합된 상태, 즉 전방 베어링의 일부만이 오일 방지캡(500)에 삽입된 상태에서 오일 방지캡(500)을 하측 지지부(4200)에 안착시킨다.
이후 도 15b와 같이 상측 지지부(4100)를 오일 방지캡(500)의 상측에 위치시키고 밀착시킨다.
이후 도 15c와 같이 상측 지지부(4100)와 하측 지지부(4200)를 가압하여 상측 지지부(4100)의 베어링 가압부(4120)가 전방 베어링(520)의 내륜과 외륜을 동시에 지지하면서 오일 방지캡(500)에 전방 베어링(520)을 완전히 삽입시키게 된다. 한편, 가압은 외부에 구비된 프레스를 이용하여 수행될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그는 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 구동시 정밀도가 요구되는 동력 전달 요소 및/또는 지지요소 정밀하게 정렬할 수 있으므로 조립 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
1000: 제1 지그
1100: 제1 베이스
1200: 제1 측면 블록
1210: 제1 가압면
1300: 제2 측면 블록
1310: 제2 가압면
1400: 수평방향 링크 모듈
1410: 수평방향 파지부
1500: 지지 블록
1600: 상측 블록
1700: 수직방향 링크 모듈
1710: 수직방향 파지부
1900: 리니어 가이드
2000: 제2 지그
2100: 하모닉 드라이브 모듈 안착부
2200: 하모닉 드라이브 모듈 가이드
2300: 회전 방지핀
3000: 제3 지그
3100: 베이스 플레이트
3200: 고정 프레임
3300: 스테이터 가압 프레임
3400: 스텝 회전부
3500: 수평방향 가압링크
3510: 파지부
4000: 제4 지그
4100: 상측 지지부
4110: 중심돌기
4120: 베어링 가압부
4200: 하측 지지부

Claims (11)

  1. 샤프트 어셈블리의 조립시 축 방향으로 연결되는 메인 샤프트, 웨이브 제너레이터 및 베어링 샤프트를 반경방향 및 축 방향으로 가압하여 정렬할 수 있도록 구성되는 제1 지그;
    조립된 상기 샤프트 어셈블리와 하모닉 드라이브 모듈의 조립시 상기 하모닉 드라이브 모듈을 회전방향으로 구속하는 회전방지핀을 포함하는 제2 지그;
    메인 하우징에 스테이터를 삽입시 중심축을 기준으로 소정회전각에 따라 회전시킬 수 있도록 구성되는 제3 지그;
    오일 방지캡의 일측에 전방 베어링을 삽입시 상기 오일 방지캡의 축방향의 양측에서 상기 전방 베어링과 상기 오일 방지캡에 적어도 일부가 밀착될 수 있도록 제4 지그를 포함하는 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 지그는,
    제1 베이스;
    상기 제1 베이스 상에 구비되며 수평방향으로 배치되어 샤프트 어셈블리를 반경방향으로 가압하여 정렬시킬 수 있도록 구성되는 수평 프레스 모듈; 및
    상기 샤프트 어셈블리가 가압되어 반경방향으로 정렬된 상태에서 수직방향으로 가압할 수 있도록 구성되는 수직 프레스 모듈을 포함하며,
    상기 수평 프레스 모듈은,
    상기 베이스 상에서 고정되어 설치되며, 상기 샤프트 어셈블리를 가압할 수 있도록 제1 가압면이 구비된 제1 측면 블록;
    상기 제1 가압면과 대면하는 제2 가압면이 구비되는 제2 측면 블록; 및
    수평방향 파지부를 포함하며, 상기 수평방향 파지부의 피벗 동작에 의해 수평상에서 직선이동 가능하도록 구성되는 수평방향 링크 조립체를 포함하며,
    상기 샤프트 어셈블리는 축 방향을 따라 복수의 지점에서 서로 다른 외경을 갖도록 구성되며,
    상기 제1 가압면 및 상기 제2 가압면은 상기 샤프트 어셈블리의 부분별 외경에 대응하여 수직방향으로 복수개의 곡률로 구성되며,
    상기 제1 가압면 및 상기 제2 가압면의 곡률은 가압시 접촉되는 상기 샤프트 어셈블리의 부분별 외경보다 크게 구성되는 것을 특징으로 하는 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 지그는,
    상기 제2 측면 블록이 상기 링크 모듈이 작동함에 따라 상기 제1 베이스 상에서 수평이동 가능하도록 상기 제2 측면 블록의 하측에 구비되는 리니어 가이드를 더 포함하는 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 지그는,
    상기 제1 가압면 및 상기 제2 가압면은 상기 샤프트 어셈블리를 가압하는 위치에서 서로 접촉되지 않도록 서로 이격되어 구성되는 것을 특징으로 하는 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 지그의 수직 프레스 모듈은,
    상기 샤프트 어셈블리와 축 방향으로 접촉되어 가압할 수 있도록 구성되는 제1 수직 가압부 및 수직방향 파지부의 힌지 동작에 의해 상기 제1 수직 가압부가 수직 방향으로 이동될 수 있도록 구성되는 수직방향 링크 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 하모닉 드라이브 모듈은 회전방향을 따라 복수로 구비되며, 축 방향으로 관통되어 형성되는 복수의 체결공을 포함하며,
    상기 제2 지그는,
    상기 하모닉 드라이브 모듈이 안착될 수 있도록 구성되는 하모닉 드라이브 모듈 안착부; 및
    상기 하모닉 드라이브 모듈의 안착시 측 방향으로 이탈되지 않도록 구성되는 하모닉 드라이브 모듈 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 회전방지핀은,
    상기 하모닉 드라이브 모듈 안착부에 수직방향으로 구비되며,
    상기 하모닉 드라이브 모듈이 상기 하모닉 드라이브 모듈 안착부에 안착된 상태에서 상기 복수의 체결공 중 하나 이상에 삽입되어 상기 하모닉 드라이브 모듈이 회전하는 것을 방지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 지그는,
    베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트의 상면의 일측에 구비되며, 상기 메인 하우징을 선택적으로 고정할 수 있도록 구성되는 스테이터 가압 프레임; 및
    상기 메인 하우징을 상기 스테이터 가압 프레임 측으로 가압할 수 있도록 구성되는 하우징 가압 프레임을 더 포함하는 것으 특징으로 하는 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제3 지그는,
    상기 하우징 가압 프레임은 상기 메인 프레임의 측 방향에 복수로 형성되는 무두볼트 체결공이 외부로 노출된 상태에서 상기 메인 프레임을 고정할 수 있도록 구성되며,
    상기 하우징 가압 프레임 및 상기 스테이터 가압 프레임은 상기 스테이터를 상기 메인 하우징 측으로 가압한 상태에서 상기 스테이터의 중심축을 기준으로 함께 회전할 수 있도록 구성되는 스텝 회전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제4 지그의 상기 상측 지지부는,
    하면의 적어도 일부가 상기 오일 방지캡에 베어링이 삽입되었을 때의 형상에 대응하여 단차가 형성되는 것을 특징으로 하는 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제4 지그의 상측 지지부는,
    가압시 상기 베어링의 내측에 삽입될 수 있도록 구성되는 중심돌기를 포함하며, 가압 위치에서 사상기 베어링의 내륜 및 외륜을 가압할 수 있도록 구성되는 베어링 가압부가 구비되는 것을 특징으로 하는 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그.
KR1020200135294A 2020-10-19 2020-10-19 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그 KR102449599B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200135294A KR102449599B1 (ko) 2020-10-19 2020-10-19 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200135294A KR102449599B1 (ko) 2020-10-19 2020-10-19 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220051648A true KR20220051648A (ko) 2022-04-26
KR102449599B1 KR102449599B1 (ko) 2022-10-04

Family

ID=81391555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200135294A KR102449599B1 (ko) 2020-10-19 2020-10-19 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102449599B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114799818A (zh) * 2022-06-24 2022-07-29 国茂精密传动(常州)有限公司 一种波发生器自动化压装工装及方法
CN116260294A (zh) * 2023-05-15 2023-06-13 长沙锐博特科技有限公司 一种汽车电机定子自动压装设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4006580B2 (ja) * 2002-05-01 2007-11-14 株式会社富士通ゼネラル モータの組立装置
KR101772962B1 (ko) * 2017-04-28 2017-08-30 김유식 모터하우징과 스테이터 조립장치
KR101858134B1 (ko) * 2016-10-21 2018-05-15 (주)우진하이텍 로봇을 이용한 샤프트레버 자동조립기
KR101952554B1 (ko) 2008-04-18 2019-02-26 티-모바일 유에스에이, 인크. 로보트식 디바이스 테스터
KR102126650B1 (ko) * 2020-03-23 2020-06-24 김영만 오일 팬 부품 조립 장치
KR102154664B1 (ko) * 2018-10-26 2020-09-10 (주)동일전자 모터 자동조립기

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4006580B2 (ja) * 2002-05-01 2007-11-14 株式会社富士通ゼネラル モータの組立装置
KR101952554B1 (ko) 2008-04-18 2019-02-26 티-모바일 유에스에이, 인크. 로보트식 디바이스 테스터
KR101858134B1 (ko) * 2016-10-21 2018-05-15 (주)우진하이텍 로봇을 이용한 샤프트레버 자동조립기
KR101772962B1 (ko) * 2017-04-28 2017-08-30 김유식 모터하우징과 스테이터 조립장치
KR102154664B1 (ko) * 2018-10-26 2020-09-10 (주)동일전자 모터 자동조립기
KR102126650B1 (ko) * 2020-03-23 2020-06-24 김영만 오일 팬 부품 조립 장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114799818A (zh) * 2022-06-24 2022-07-29 国茂精密传动(常州)有限公司 一种波发生器自动化压装工装及方法
CN114799818B (zh) * 2022-06-24 2022-09-09 国茂精密传动(常州)有限公司 一种波发生器自动化压装工装及方法
CN116260294A (zh) * 2023-05-15 2023-06-13 长沙锐博特科技有限公司 一种汽车电机定子自动压装设备
CN116260294B (zh) * 2023-05-15 2023-08-11 长沙锐博特科技有限公司 一种汽车电机定子自动压装设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR102449599B1 (ko) 2022-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102449599B1 (ko) 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그
JP3623922B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
US20140224065A1 (en) Standard Gear Unit, Assembly Kit and Drive
CN102049786A (zh) 转动机构及使用该转动机构的机器人
EP3249260B1 (en) Power transmission device
WO2018043398A1 (ja) 電動機付き波動歯車減速機
US20240116196A1 (en) Collaborative robot arm and joint module
KR101957349B1 (ko) 전동식 파워 스티어링 시스템
EP0758156B1 (en) Electric drive motor with a compound bearing assembly
US20190382047A1 (en) Power steering apparatus
KR102449604B1 (ko) 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템의 조립 지그
WO1998053215A1 (en) Self-aligning/rigid spherical bearing assembly
JP4463595B2 (ja) 回転電機
KR102373795B1 (ko) 하모닉 드라이브를 포함하는 로봇 구동계 시스템
US20210262527A1 (en) Spring seat and damper device
CN212419235U (zh) 一种折弯机用的折弯装置
CN109477513B (zh) 模块轴承及具备该模块轴承的动力传递装置
JPS622830A (ja) 可逆型モ−タ
WO2020045516A1 (ja) 車両用駆動伝達装置、及び、油路形成ユニット
US6364600B1 (en) Pinion support
US20230243400A1 (en) Damper device and method of assembling same
US11975635B2 (en) Gear device
EP4265937A1 (en) Method of manufacturing speed reducer, speed reducer, and rotating device
WO2021125215A1 (ja) 把持装置
CN113977628A (zh) 一种减小驱动输出轴附加受载的转动关节与方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant