KR900007194B1

KR900007194B1 - 산업용 로보트의 관절장치

Info

Publication number: KR900007194B1
Application number: KR1019880010553A
Authority: KR
Inventors: 마사나리 이와다
Original assignee: 미쓰비시전기 주식회사; 시끼모리야
Priority date: 1987-09-01
Filing date: 1988-08-19
Publication date: 1990-10-05
Also published as: DE3829755A1; KR890004833A; GB8820657D0; GB2209400A; US4879499A; JPS6464791A; DE3829755C2; GB8821916D0

Abstract

내용 없음.

Description

산업용 로보트의 관절장치

제1도는 이 발명의 한 실시예의 종단면도.

제2도는 제1도의 A-A선 단면도.

제3도 내지 5도는 그 작용 실명도.

제6도 및 제11도는 종래의 산업용 보보트의 관절장치의 단면도.

제7도 내지 제10도는 제6도의 종래예의 작용설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제 1암(arm) 2 : 제 2 스위치

이 발명은 산업용 로보트의 관절장치에 관한 것이다. 제6도는 종래 산업용 로보트의 관절장치의 일예를 표시한 단면도이다. 도면에 있어서, 1은 제1암으로서 그 선단관절부에는 제2암(2)의 선회구동용 모터(3)및 이 모터(3)의 회전운동을 감속시켜 전달축(5)에 전달하는 하모닉 드라이브(hannonic drive)(4)가 설치되어 있으며 전달축(5)의 선단부에는 제2암(2)가 볼트(20)에 의하여 고정되어 있다.

또, 전달축(5)는 볼트(17)에 의하여 하모닉드라이브(4)의 출력속에 결합되어 있음과 동시에 베어링(6)에 의하여 제1암(1)에 회전자재하게 지지되어 있다.

(14)(15)는 베어링(6)의 누름판으로서, 볼트(18)(19)에 의하여 베어링(6)을 견고하게 고정시키고 있다. (13)은 전달축(5)의 외주면에 고정된 제2암(2)의 오버런(over run)검출용 도그(dog),(23)은 제1암(1)의 하면에 부착된 리미트 스위치이다.

제7도는 제6도의 전달축부의 단면도인데 (22)는 우선회 오버런의 리미트 스위치.(23)은 좌선회 오버런의 리미트 스위치이다. 다음에 상기와 같이 구성된 관절장치의 동작에 관하여 설명한다.

제1암(1)위의 모터(3)의 회전운동은 하모닉드라이브(4)의 입력축에 전달되고 하모닉드라이브(4)의 출력축에서 감속된 회전력이 출력되어 전달축(5)을 통하여 제2암(2)을 선회운동시킨다. 전달축(5)에는 도그(13)가 부착되어 있는데, 제2암(2)이 가동범위를 넘어서 선회하면 도그(13)이 제1암(1)에 고정된 오버런 검출용 리미트 스위치(22) 또는 (23)에 접촉되며 이 검출용 리미트스위치(22) 또는 (23)에서 온(ON)신호를 받은 로보트 콘트롤러(도시하지 않았음)는 제2암(2)의 동작(또는 로보트의 전동작)을 긴급 정지시킨다.

이로인하여, 제2암(2)이 가동범위를 넘어서 작동하는 경우에 생기는 여러가지 불합리성을 방지하고 있다.

제8도는 제2암(2)이 우선회(화살표방향)하여 도그(13)가 리미트 스의치(22)에 접촉된 상태를 표시한다. 제9도, 제10도는 제2암(2)의 가동범위를 360°이상으로 하였기 때문에 리미트 스위치(22)는 오버런검출로서가 아니라 원점위치와 도그(13)의 통과를 카운트하는 기능을 갖도록한 것이다.

제9도를 원점위치로서, 작용종료까지 도그(13)가 리미트 스위치(22)에 몇회 접촉하였느냐, 또 이때의 제2암(2)의 회전방향을 메모리에 기억시켜두고 작업종료후 제2암(2)를 반대방향으로 회전시켜 원위치로 되돌림으로써 제1암(1)과 제2암(2)의 사이를 접촉하는 케이블이 꼬이지 않는 범위에서 제2암(2)을 360°이상 회전시킬 수 있다.

또, 제11도에 표시한 바와같이 전달축(5)에 기어(5a)를 부착함과 동시에 제1암(1)에 베어링(27)을 통하여 검출축(26)을 회전자재하게 설치하며 이 검출축(26)에 반경이 기어(5a)의 2배의 기어(25)를 부착시켜 기어(5a)와 맞물리고 검출축(26)의 타단에 도그(26a)를 부착시켜 리미트 스위치(22)(23)을 제7도의 경우와 동일하게 설치한 것이다.

이 기구에 의하면 검출축(26)을 전달축(5)의 1/2로 감속하므로써 전달축(5)을 어떤위치에서 360°회전시킨경우, 검출축(26)을 180°만 회전하기 때문에 180°의 위상이 다른점에 리미트 스위치(22)(23)을 배치하여 두면 리미트 스위치(22)(23)의 어느쪽이 동작하느냐에 따라서 전달축(5)의 위치뿐만 아니라 그 상태(360°의위상차의 유무)도 알 수 있으므로 제2암(2)을 360°이상 선회시킬 수 있다.

종래의 장치는 이상과 같이 구성되어 있으므로 제2암(2)을 360°이상의 가동범위(예컨데 400°)로한 경우, 제2암(2)의 어떤 자세에 있어서 제2암(2)를 360'위상차의 어떤 2개의 상태를 취하게 되겠지만, 로보트 시스템으로서는 이 상태를 어떠한 형태로 기억시켜 제2암(2)이 가동범위를 넘어서 설회하지 않도록 하여야만 된다.

그런데, 어떤 원인에 의하여 전원이 차단된 경우 전기적 수단에 의한 상태 메모리가 지워지기 때문에 재차 전원을 투입시켜도 위치정보밖에 얻을 수 없으므로 360°위상차의 어떤 2개의 다른 상태를 판변할 수 없다

이 때문에 제2암(2)이 가동범위를 넘어서 다시 동일방향으로 선회하여 제1암(1)과 제2암(2)을 접속시킨 케이블이 꼬여서 단선사고를 발생시킬 우려가 있었다.

또 이러한 문제를 없애려고 하면 제11도에 표시한 바와같이 관절부에 별개의 감속기구 및 검출축을 설치하여 리미트 스위치를 설치하지 않으면 안되어 관절구조가 복잡하고 무겁다는 문제가 있었다. 이 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로써, 제2암이 360°이상 회전할 수 있으며 또 정전되어도 가동범위를 넘어서 회전할 우려가 없으며 경량이고 구조가 간단한 산업용 로보트의 관절장치를 얻는데 그 목적이 있다.

이 발명에 관한 로보트의 관절장치는 제2암의 검출기구를 전달축에 고정시킨 도그와 제1암 또는 베이스에 요동할 수 있게 부착되고 도그의 회전방향에 의하여 다른 자세를 취하는 요동레버와, 이 요동레버의 다른 자세를 식별하는 검출수단등으로 구성된 것이다.

이 발명의 요동레버는 도그에 접촉되었을 때 그 도그의 회전방향에 의하여 다른 자세를 취하고, 그중 어느 자세인가를 2개의 리미트 위치에 의하여 식별하는 것이다.

제1도는 이 발명 실시예의 종단면도, 제2도는 그 A-A선 단면도이다.

제6도의 종래예와 동일 또는 상당부분에는 같은 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

도면에 있어서 (7)은 제1암(1)에 고정된 축으로써, 컬러(co1or) (8) 및 베어링(9)을 통하여 요동레버(21)이 회전할 수 있게 지지되어 있다.

(22)(23)은 요동레버(21)의 양측에 설치된 자세검출용 리미트 스위치,(10)(12)는 요동 레버(21)가 제1암(1)에 고정된 축으로써, 양자간에는 스프링(11)이 개재되어 있으며 요동레버(21)에 복귀력을 부여하고 있다.

다음에, 상기와 같이 구성된 이 발명의 동작에 관하여 설명한다.

모터(3)의 회전력에 의하여 제2암(2)이 구동되는 구성은 제6도에서 설명한 종래의 것과 동일하다.

모터(3)의 회전에 의하여 전달축(5)아 기준위치(제2도)에서 90+α(이하 180°라 표현한다)좌 회전 시켰을때 도그(13)는 도면의 하방에서 요동레버(21)에 접촉되고, 제3도에 표시한 바와같이 중립상태의 CC방향에서 LL방향으로 기운다.

이때 요동FP버(21)는 리미트 스의치(23)에 접촉되고 전달축(5)이 좌회전되어 현위치에 도달하는 것을 표시한 것이다.

이 상태에서 전달축(5)이 원위치로 되돌아오면 요동레버(21)는 스프링(11)에 의하여 복귀되고 중립상태CC(제2도의 상태)로 복귀한다.

동일하게 하여 전달축(5)이 기준위치(제2도)에서 우회전하였을 때는 요동레버(21)는 도그(13)에 접촉되어 제4도에서 표시한 바와같이 RR방향으로 기울어진다.

이때 요동레버(21)는 리미트 스위치(22)에 접촉되고 전달축(5)이 우회전하여 원위치에 도달한 것을 표시한다.

이 경우에도 전달축(5)의 원위치로의 복귀에 의하여 요동레버(21)에 중립위치로 되돌아온다는 것은 명백한 것이다.

이상과 같이 이 발명에 있어서는 전달축(5)의 회전위치정보 뿐만 아니라 위상차가 다른 상태도 판별할 수있는 겻이다.

이 때문에 제2도의 기준위치에서 전달축(5)이 좌, 또는 우방향으로 180°회전된 제3도 및 제54도의 2개의 상태(제2암(2)의 위치는 같음)에 있는 경우, 전원이 차단되어도 재차 전원이 투입되면 온으로 되어있는 리미트 스위치에 의하여 제2암(2)의 위치뿐만 아니라 위상 (회전방향)도 식별할 수 있다.

이 때문에 전달축(5)을 용이하게 기준위치로 복귀시킬 수 있으므로 제2암(2)이 가동범위를 넘어서 계속하여 동일방향으로 회전되어 케이블을 절단시킬 우려는 없다.

제5도는 이 발명의 관절기구에 의한 신호의 변위를 표시한 것으로써 θ는 전달축(5)의 회전각(θ는 우회전방향,-0는 좌회전방향),0.0'구간은 양 리미트 스위치(22)(23)의 오프상태(제2도에 대응),OH는 리미트 스위치(22)의 작동점, O'H'는 리미트 스위치(23)의 작동점을 표시한다.

상기 실시예에서는 제1암에 제2암을 연결시킨 경우를 표시하였지만 베이스에 직접 제2암을 연결시킨 산업용 로보트에도 이 발명을 실시할 수 있다.

또 관절부에 감속기구를 사용한 경우를 표시하였지만, 감속기가 없는 DD로보트에도 적용할 수 있다.

또한 검출기와 리미트 스위치를 사용한 경우를 표시하였지만, 다른 검출기, 예컨데 포트센서, 자기센서등을 사용하여도 된다는 것은 명백한 것이다.

이상과 같이 이 발명을 전달축에 고정된 도그와, 제1암에 요동할 수 있게 부착된 도그의 회전방향에 의하여 다른 자세를 취하는 요동레버의 다른 자세를 식별하는 검출수단등에 의하여 제2암의 검출기구를 구성하였으므로 검출하기 의한 감속기를 필요로 하지 않으며 정전에 경우에도 확실하게 기준위치로 복귀되며 정량이고 간단한 구조로 가동범위가 360°이상의 로보트의 관절장치를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims

제 1암 또는 베이스와 제 1암 또는 베이스에 대하여 선회운동을 하는 제 2 암등을 갖고 있으며 상기 제1암 또는 베이스에 상기 제 2 암 선회용 모터와, 이 모터의 출력을 전달시키는 전달축과, 상기 제1암 또는 베이스에 대한 제2암의 위치를 검출하는 검출기구등을 구비한 산업용 로보트의 관절장치에 있어서, 상기검출기구는 상기 전달축에 부착된 도그와, 상기 제1암 또는 배이스에 요동할 수 있게 부착된 상기 도그의 회전방향에 의하여 다른 자세를 취하는 요동레버와, 이 요동레버의 다른 자세를 검출하는 검출수단 등에 의하여 구성시킨 것을 특징으로 하는 산업용 로보트의 관절장치.