KR920006517B1 - 산업로보트용 백래쉬제거장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

산업로보트용 백래쉬제거장치

제1도는 본 발명에 따른 백래쉬제거장치가 결합된 산업로보트의 관절부분의 축방향의 단면도(또는 제2도의 선 I - I 를 따라 취해진 단면도).

제2도는 제1도의 선 II-II선을 따라 취해진 단면도.

제 3도는 제1도에서 나타낸 관절부분에서 리미트스위치를 도시하는 평면도.

제4도는 제3도의 IV-IV선을 따라 취해진 단면도.

제5도는 종래의 산업로보트용 백래쉬제거장치를 도시한 부분단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 케이싱 23, 24, 25, 26 : 베어링

6, 7, 41 : 회전축 44 : 출력축

본 발명은 산업로보트의 관절부분에서 베벨기어휠 또는 아암구동부분을 포함하는 회전력 전달시스템의 백래쉬 제거용 백래쉬제거장치에 관한 것이다.

대체로, 관절부분(손목부분 또는 유사한 것) 또는 아암구동부분 또는 산업로보트의 유사한 것에서 회전력 전달시스템이 감속기어로서 백래쉬가 최소로 되는 로보트용 감속기어를 사용할 수 없는, 그렇지 않으면 회전방향을 바꾸기 위하여 감속기어보다 다른 베벨기어를 사용하는 곳에서 백래쉬의 발생은 문제가 된다.

특히 통상적인 기어기구는 큰 백래쉬를 수반하며 따라서, 이러한 큰 백래쉬를 제거하기 위해서 특별한 조치가 요구된다. 그러므로, 제5도에 도시된 바와 같은 베벨기어기구를 포함하는 회전 기계부를 위한 이러한 백래쉬제거장치가 이미 공지되어 있다.

제5도에서, 회전축(41)은 베어링(43)에 의하여 회전을 위하여 회전축의 끝부분에서 지지되며 그리고 회전축의 끝에서 장착된 베벨기어휠(42)을 가진다.

도시되지 않은 모우터와 같은 회전구동부재는 회전축(41)의 다른 끝에 결합되어서 회전축은 회전구동부재에 의하여 회전할 수 있다. 출력축(44)은 회전축(41)에 대하여 수직으로 배치되며 그리고 베어링(45)에 의하여 회전하기 위하여 지지된다. 또 다른 베벨기어휠(46)은 출력축(44)의 끝에 장착되며 그리고 회전축(41)상 베벨기어(42)와 맞물림 상태로 유지된다. 베벨기어휠(46)은 베벨기어휠(42,46) 사이에서, 백래쉬의 조정을 위하여 보울트 사이에 삽입된 라이너(47)와 함께 다수의 보울트(48)에 의하여 출력축(44)에 확실히 고정된다.

따라서, 도시되지 않은 회동구동부재로부터 구동력은 회전축(41) 및 베벨기어휠(42,46)에 의하여 수직으로 뻗은 출력축(44)에 전달된다.

상기 설명된 것처럼 이러한 장치의 베벨기어휠(42,46) 사이에서 가능한 백래쉬를 제거하기 위하여, 처음에 보울트(48)를 풀며 그리고나서 베벨기어휠(46)은 베벨기어휠(42)에 대하여 제5도에서 축선방향으로 상하로 이동시켜서 베벨기어휠(46)의 적당한 위치가 도달될 때까지 베벨기어휠(46) 및 출력축(44) 사이에서 라이너(47)의 두께 또는 이러한 라이너(47)의 수를 조정하며, 그후에 베벨기어휠(46)을 다시 출력축(44)에 단단히 고정되도록 보울트를 조인다.

대체로 로보트의 출력축(44)이 위치되어야만 하는 위치는 소정의 위치에 앞서 결정되어야만 하고 그리고 변경될 수 없기 때문에, 출력축의 축선방향(제5도에서 상하방향)으로 출력축 자체를 움직이는 것을 불가능하다. 그러므로, 베벨기어휠(42,46)사이에서 백래쉬를 조정하기 위하여 출력축(44)에 대하여 베벨기어휠(46)의 상대적인 위치를 바꾸는 것이 필요하다.

여기에서, 출력축(44)에 대하여 베벨기어휠(46)의 축선방향이동을 허용하면서 회전방향으로 베벨기어휠(46)을 출력축(44)에 고정시키기 위하여 스플라인장치 또는 미끄럼이동식키이장치를 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 이러한 장치는 복잡하며 게다가 이러한 장치는 필시 유극을 발생시킬 수 있는 또 다른 문제를 야기시킨다.

상기 설명된 이러한 이유로부터, 백래쉬 조정은 상기 설명된 이러한 라이너 또는 라이너(47)에 의하여 통상적으로 이루어 질 수 있다

그러나, 상기 설명한 산업로보트용 종래의 백래쉬제거장치는 이러한 라이너 또는 라이너(47)의 수 또는 두께를 조정하는데에 많은 시간이 요구되며 그리고 백래쉬의 재조정 또는 베벨기어휠(42,46)의 마멸로 인한 장치의 유지가 귀찮은 일이 된다는 단점을 가지고 있다. 따라서, 상기 설명된 바처럼 이러한 종래의 백래쉬제거장치의 개선책이 예상되어 왔다.

본 발명의 목적은 백래쉬의 조정을 위한 작동이 유극을 발생시키지 않는 단순한 구조로 쉽게 이루어질 수있는 것을 특징으로 하는 산업로보트용 백래쉬제거장치를 공급하는데에 있다.

본 발명에 따른 목적을 달성하기 위하여 케이싱, 케이싱내부에 위치된 회전구동부재, 회전구동부내의 회전속도를 감소시키기 위한 금속기어, 감소된 속도의 회전을 전달하도록 제공되는 축의 축선방향으로 운동을 위하여 배치된 감속기어, 검속기어의 출력축에 직접적으로 연결되고 로보트의 출력축에 감소된 속도의 회전을 전달하기 위하여 다른 끝에서 제공된 기어장치를 가지는 회전축, 회전을 위하여 회전축을 지지하기 위한 베어링 및 회전축의 축선방향으로 소정의 위치에서 베어링을 유지하기 위한 위치유지장치로 구성되어 있는것을 특징으로 하는 산업로보트용 백래쉬제거장치가 제공된다.

산업용로보트용 백래쉬제거장치에 있어서, 출력축에 회전축의 회전을 전달하기 위한 기어장치의 위치는 베어링과 함께 회천축의 축선방향으로 회전축을 조정하고 위치유지장치에 의하여 이런식으로 조정되는 각각의 축선방향의 위치에서 베어링 및 회전축을 유지함으로써 조정된다. 따라서, 회전축 및 출력축 사이에서 기어장치에 있는 가능한 백래쉬가 적당하게 조정되거나 또는 매우 쉽게 제거될 수 있다. 게다가, 백래쉬제거장치의 구조가 간단하기 때문에, 부품의 절약을 할 수 있으며 그리고 첨가된 부품의 사용에 의하여 능히 야기될 수 있는 새로운 유극의 발생이 방지될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적은, 형상 및 장점이 첨부된 도면과 일치하게 다음의 설명 및 첨부된 청구범위로부터 분명하게 될 것이다.

제1도 및 제2도에서, 본 발명에 따른 백래쉬제거장치가 관절부분용 구동장치와 함께 결합된 산업로보트의 관절부분으로 도시되어 있다. 산업로보트는 여기에서 아아크용접 로보트와 같은 매니플레이터이다. 산업로보트의 관절부분은 축선(S1)주위로 굽힘자유각도(

: 360°보다도 작은 작동각도범위를 가짐) 및 다른 축선(S2) 주위로 자유비틀림각도(β: 360°보다도 큰 작동각도범위를 가짐)를 가지는 2축 로보트 관절부분(20)의 형태이다.

2축을 각각 회전시키도록 구동하기 위한 한쌍의 구동모우터(2,3;회전구동부재)가 로보트아암의 케이싱내부에 배치된다. 한쌍의 회전축(6,7)은 한쌍의 감속기어(4,5, 하마노닉 감속기어 또는 사이클론 감속기어)에 의하여 각각 구동모오터(2,3)에 결합된다. 회전축(6,7)은 각각 나사부재에 의하여 직접적으로 회전축의 한끝에서 감속기어(4,5)에 각각 결합된다. 감속기어(4,5)는 각각 회전축의 축선방향으로 운동될 수 있는 타입이며, 감속기어(4,5)에 직접적으로 결합된 회전축(6,7)은 또한 축선방향으로 운동하기 위하여 배치된다.

대응하는 구동모우터(2 또는 3)로부터 회전축(6 또는 7)에 전달되는 회전력은 베벨기어(8 또는 9)에 의하여 회전축(29 또는 30 : 출력축)에 전달되며 그리고 회전축(29)의 회전은 회전축(30)이 베벨기어휠(39)에 의하여 감소된 속도로 축선(S2)주위로 관절부분(20)의 회전으로서 전달되는 동안에 축선(S1)주위로 관절부분(20)의 회전으로서 전달된다.

각각의 베벨기어장치(8,9), 회전축(6 또는 7)의 다른쪽 끝에서 형성된 베벨기어휠(8a 또는 9a) 그리고 보울터(31또는 32)에 의하여 회전축(29 또는 30)의 끝에서 장찰된 또 다른 베벨기어휠(8b 또는 9b)로 구성되며 그리고 베벨기어휠(8a 또는 9a)과 맞물림상태로 유지된다.

각각의 회전축(6,7)은 한쌍의 베어링(23,24 및 25,26)에 의하여 케이싱(1)상에 회전을 위하여 회전축의 대향하는 끝에서 지지된다.

베어링(24.26)의 내부레이스가 각각 수용랭(27,28)에 의하여 회전축(6,7)에 고정되어 있는 반면에 베어링의 외부레이스는 케이싱(1)에 대하여 축선방향(제1도 및 제2도에서 좌측 또는 우측방향)으로 운동되는 것을 억제받지 않는다. 따라서, 베어링(24,26)자체는 각각 회전축(6,7)과 함께 축선방향으로 운동할 수 있다.

베어링(23,25)은 회전축(6,7)의 외부원둘레면과 회전축(6,7)상에 헐겁게 끼워맞춰진 한쌍의 베어링케이스(33,34)의 내부 원둘레면에 사이에서 삽입된다. 베어링(23,25)의 내부레이스는 각각 회전축(6,7)의 외부원 둘레면상에서 형성된 계단모양의 부분(6a,7a)에 의하여 백래쉬를 감소시키는 방향으로 운동되는 것으로부터 억제받는 반면에 베어링(23,25)의 외부레이스는 각각 베어링면(33,34)의 내부원둘레 면상에 형성된 계단모양의 부분(33a,34a)에 의하여 백래쉬를 감소시키는 방향으로 운동되는 것으로부터 억제받는다.

한쌍의 조정케이스(35,36)는 케이싱에 고정되며 그리고 베어링케이스(33,34)상에 끼워맞추어진다. 특히 조정케이스(35,36)의 내부원둘레면상에 형성된 나사로된 부분(35a,36a)은 각각 베어링베이스(33,34)의 외부원둘레면상에 형성된 나사로 조여진 부분(33b,34b)과 나사체결로 유지되어서 베어링케이스(33,34)는 각각 회전되고 그리고 조정케이스(35,36)에 대하여 축선방향으로 운동될 수 있다.

한쌍의 탭나사(37,38)는 조정의 축선방향의 위치에 베얼이(23,25) 및 회전축(6,7)을 유지하기 위하여 베어링케이스(33,34)의 외부원둘레면에 대하여 접촉하고 그리고 가압하기 위하여 조정케이스(35,36) 내부에서 나사체결된다.

회전축(6,7)용 한쌍의 위치유지장치는 각각 베어링케이스(33,34), 조정케이스(35,36)및 탭나사(37,38)로부터 이런식으로 형성되며, 그리고 본 실시예의 백래쉬제거장치는 위치유지장치의 하나 및 이에 대응하는 베어링(24 또는 27)으로부터 형성된다.

미끄럼이동식키이(10 또는 11)는 각각 케이싱(1) 내부에서 제공되며 그리고 회전축(6,7)의 각각을 따라서 축선방향으로 뻗어 있으며 그리고 탭나사부재(12 또는 13)는 회전축(6,7)의 각각상에서 축선방향의 미끄럼 이동식 이동을 위하여 끼워맞추어 진다. 수나사부재(12,13)는 미끄럼이동식키이(10,11)와 함께 맞물림상태로 유지되어서 그것들은 각각 일체형의 관계(상대적인 회전을 하지 않음)로 회전할 수 있지만 회전축(6)상에서 축방향으로 운동할 수 있다.

수나사부재(12,13)를 안내하기 위한 한쌍의 고정된 가이드(14,15)는 각각 수나사부재(12,13)의 외부측면상에서 케이싱(1)상에 장착된다. 고정된 가이드(14,15)는 각각 수나사부재(12,13)의 외부둘레상에서 수나사산(12a,13)과 함께 너트 또는 래크부분으로서 역할을 한다. 수나사부재(12,13)는 각각 수나사부재(12,13)와 함께 맞물림상태로 유지된 고정된 가이드(14,15)의 안내하에서 회전축(6,7)과 함께 회전되고 있는 동안에 미끄럼이동식키이(10,11)을 따라서 축선방향으로 이런식으로 운동된다. 제2도 내지 제4도에서, 두쌍의 리미트스위치(16a,16b 및 17a,17b)는 수나사부재(12,13)가 각각 회전축(6,7)의 회전위치를 감지하기 위하여 소정의 위치까지 운동될때, 수나사부재(12,13)에 의하여 작동되도록 제공된다. 리미트스위치(16a,16b)는 각각 수나사부재(12)의 나사산(12a)의 대향하는 끝면(12b,12c)에 의하여 접촉 및 작동을 위하여 위치되는 반면에, 리미트스위치(17a,17b)는 각각 수나사부재(13)의 나사산(13a)의 대향하는 끝면(13b,13c)에 의하여 접촉 및 작동을 위하여 위치된다. 제1도에서, 고무재질로 만들어진 한쌍의 정지장치부재(18,19)는 각각 리미트스위치(17a,17b)의 바깥쪽 축선방향으로 회전축(7)의 대향하는 끝부분에서 즉 수나사부재(13)의 축선방향운동을 위하여 대향하는 리미트스위치를 형성하는 소정의 축선방향 위치에서 끼워맞추어지며, 이것에 의하여 축선(S2) 주위운동에 대하여 손목부분(20)용 기계적인 정지장치를 형성한다. 정지장치부재(18,19)는 수나사부재(13)의 축선방향의 운동을 기계적으로 제한하기 위하여 수나사부재(13)의 대향하는 축선방향의 끝면과 접촉상태를 위하여 배치되며 그리고 각각의 리미트스위치에서 회전축(7)의 더 이상의 회전을 기계적으로 억제한다. 이와 반대로, 상기 정확히 설명한 바와 같이 이러한 정지장치부재는 회전축(6)용으로 제공된다. 회전축(6)의 회전은 그러나 손목부분(20)이 케이싱(1)상에 장착된 한쌍의 고무정지장치(21,22)의 각각에 의하여 접촉되어서 정지됨으로써 기계적으로 정지된다.

상기 설명한 바와 같이 이러한 구조를 가지는 본 발명의 실시예의 산업로보트용 백래쉬제거장치에 있어서, 베벨기어휠(8a,8b 또는 9a,9b) 사이에서 백래쉬를 제거하기 위하여 처음에 탭나사(37 또는 38)를 풀고 그리고 베어링케이스(33 또는 34) 자체가 조정케이스(35 또는 36)에서 베어링케시의 나사로 죄여진 상태를 풀어서 회전되며 그리고 축선방향으로(제1 또는 제2도에서 좌측방향으로 )운동된다.

베어링케이스(33 또는 34)가 축선방향으로 운동될 때 회전축(6 또는 7)은 베어링케이스(33 또는 34) 및 회전축(6 또는 7)에 의하여 위치적으로 억제받는 베어링(23 또는 25)에 의하여 같은 방향으로 운동된다. 이러한 경우에 있어서, 사용되는 감속기어(4 또는 5)가 축선방향으로 운동될 수 있으며 그리고 베어링(24 또는 26)은 상기에서 설명된 바처럼 케이싱(1)에 대하여 축선방향으로 운동을 위하여 배치되기 때문에 전체의 회전축(6 또는 7)은 고장없이 베어링(23,24 또는 25,26)과 함께 축선방향으로 운동된다.

회전축(6 또는 7)은 이런식으로 소정의 축방향 위치까지 축선방향으로 이동된 후, 탭나사(37 또는 38)는 꽉 조여진다. 따라서 조정케이스(35 또는 36)까지 베어링케이스(33 또는 34)의 상대적인 회전 및 이 이후의 회전축(6 또는 7)의 축선방향 운동은 억제되며 그리고 회전축(6 또는 7)은 소정의 축선방향위치에서 유지된다. 회전축(6 또는 7)의 소정의 축선방향 위치에서 회전축(29 또는 30)상의 베벨기어휠(8a 또는 9a)은 베벨기어휠(8a,8b 또는 9a,9b)사이에서 적당히 조정되거나 또는 제거된 백래쉬와 함께 회전축(29 또는 30)상에서 베벨기어휠(8b 또는 9b)에 대하여 위치적으로 조정된 위치에 있다. 회전축(6 또는 7)이 구동모우터(2또는 3)에 의하여 회전되도록 구동될 때 수나사부재(12 또는 13)는 회전축(6 또는 7)과 함께 일체적인 관계로 회전되는 동안에 축선방향으로 운동된다는 것을 알아야 한다. 따라서, 수나사부재(12)는 소정의 축선방향 위치의 어느하나가 도달될 때까지 소정의 회전수로 회전될 때, 수나사의 나사산(12a)의 끝면(12b 또는12c)은 리미트스위치(16a 또는 16b)에 접촉되며 그리고 작동되어서 리미트스위치(16a 또는 16b)는 회전축(6)의 리미트스위치를 감지한다. 이와 반대로, 수나사부재(13)가 회전될 때 리미트스위치(17a 또는 17b)는 비슷하게 작동되어서 리미트스위치는 회전축(7)의 리미트스위치의 하나를 감지한다. 리미트스위치(16a,16b 및 17a,17b)의 하나가 이런식으로 작동될 때, 보통 모우터(2 또는 3)의 작동은 회전축(6 또는 7)의 회전을 정시키기 위하여 정지된다. 따라서, 축선(S1 또는 S2)의 주위로 손목부분(20)의 회전은 손목부분(20)의 소정의 위치에서 정지된다.

이와 반대로, 리미트스위치(16a,16b 및 17a,17b)의 어느것도 전기적 파손으로 인하여 작동되지 않는다면, 회전축(7)의 경우에 있어서 또한 억제되어서 수나사부재(13)과 함께 회전축(7)의 더 이상의 일체형 회전이 또한 억제되어서 수나사부재(13)의 끝면(13d 또는 13e)은 회전축(7)상의 충격력을 흡수하기 위하여 정지장치부재(18 또는 19)에 의하여 접촉되며 그리고 정지되고 수나사부재(13)의 더이상의 이동을 억제한다. 이와 반대로, 회전축(6)의 경우에 있어서 손목부분(20)의 끝면은 케이상의 적당한 위치에서 제공된 정지장치(21 또는 22)에 의하여 접촉되며 그리고 정지된다. 따라서 회전축(6)의 더 이상의 회전은 억제되고 축선(S1) 주위로 손목부분(20)의 더 이상의 회전은 소정의 리미트스위치의 하나에서 기계적으로 억제된다.

이런식으로, 만약 본 실시예에서 감속기어(4 또는 5)에 직접 결합된 회전축(6 또는 7)이 축선방향으로 감속기어(4 또는 5)의 공차를 이용하는 베어링케이스(33 또는 34) 및 조정케이스(35 또는 36)에 의하여 축선방향으로 운동되고 따라서 탭나사(37 또는 38)에 의하여 소정의 축선방향 위치에서 유지된다면, 베벨기어휠(8a,8b 또는 9a,9b) 사이에서 백래쉬되는 조정(유지를 위하여 재조정)되거나 또는 라이너타입의 종래의 백래쉬제거장치에 있어서 백래쉬제거작동과 비교할 때 매우 신속히 제거된다. 게다가, 구조가 간단하기 때문에, 부품의 절약이 되며 그리고 첨가된 부품의 사용에 의하여 능히 야기될 수 있는 새로운 유극의 발생이 방지될 수 있다.

상기 설명된 실시예에서, 본 발명에 따른 장치가 로보트의 손목부분(20)에 적용되어 설명되는 동안에, 본 발명은 특별한 배열에 한정되지 않으며 유사한 구조를 가지는 어떤 다른 관절부분에 비슷하게 적용될 수 있다는 것을 알아야만 한다.

본 발명을 이제 충분히 설명했기 때문에, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 여기에서 설명된바처럼 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어남이 없이 많은 변화 및 수정을 할 수 있다는 것은 분명하다.

Claims (2)

1. 케이싱, 상기 케이싱에 배치된 회전구동부재, 상기 회전구동부재의 회전속도를 감소시키고, 감소된 속도의 회전을 전달하기 위하여 구비된 축의 축선방향으로의 운동을 위하여 배치된 감속기어, 상기 감속기어의 출력측에 직접적으로 연결되고, 감소된 속도의 회전을 상기 로보트의 출력축에 전달하기 위하여 다른 쪽끝에 구비된 기어기구를 가진 회전축, 상기 회전축을 지지하기 위한 베어링, 및 상기 베어링을 상기 회전축의 축선방향에 있어서 소정의 위치에 유지하기 위한 위치유지기구로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 산업로보트용 백래쉬제거장치.
2. 케이싱, 상기 케이싱내에 배치된 회전구동부재, 상기 회전구동부재의 회전속도를 감소시키기 위한 감속기어, 한쪽 끝에서 상기 감속기어의 출력측에 연결되고, 상기 회전축의 축선방향으로의 운동을 위하여 배치된 감속기어, 상기 로보트의 상기 감속기어로부터 출력축에 이 감속된 속도의 회전을 전달하기 위하여 상기 회전축의 다른쪽 끝에 구비된 기어기구, 회전용 상기 회전축을 지지하며, 상기 회전축의 축선방향으로의 상기 회전축의 일체적인 운동을 위하여 배치된 베어링, 및 상기 베어링을 상기 케이싱상에 상기 회전축의 축선방향으로 조정가능하게 그리고 확고하게 위치결정하기 위한 위치결정기구로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 산업 로보트용 백래쉬제거장치.

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