KR940001668Y1

KR940001668Y1 - 오프세트아암을 구비한 다관절아암형 산업용 로보트

Info

Publication number: KR940001668Y1
Application number: KR2019940700003U
Authority: KR
Inventors: 노부또시 도리이; 히또시 미즈노; 마사나오 미야와끼
Original assignee: 화낙 가부시끼가이샤(Fanuc, Ltd.); 이나바 세이우에몽
Priority date: 1989-01-30
Filing date: 1994-01-28
Publication date: 1994-03-23
Also published as: DE69015475D1; US5115690A; KR910700127A; JPH02198781A; WO1990008632A1; EP0407616A1; DE69015475T2; EP0407616B1; JP2564388B2; EP0407616A4

Abstract

내용 없음.

Description

[고안의 명칭]

오프세트아암을 구비한 다관절아암형 산업용 로보트

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 고안의 한 실시예에 의한 오프세트아암구조를 구비한 직립식 나관절아암형 산업용 로보트의 축단면도이다.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 배면도이다.

제3도는 제1도의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 용접토오치동체 2 : 공작물고정구

3 : 고정판 4 : 하광상협 환요홈

5 : 도브테일(DOVETAIL) 6 : 하광상협환돌편

7 : 도브테일 8 : 지지대

9 : 요구 10 : 높이조정나사

11 : 토오치고정요구 12 : 압축스프링

11' : 환요홈부 13 : 토오치고정구

14 : 지지판 15 : 스크류

16 : 나공 17 : 용접토오치

18 : 스프링걸림재치부 19 : 작동대

20 : 토오치연결대 21,21' : 고정 나사

22 : 힌지축 25 : 조절너트

[실용신안의 상세한 설명]

[기술분야]

본 고안은 로보트동체의 상단의 관절에 로보트상박을 제1수평축선의 둘레로 요동할 수 있게 피복식으로 부착하고, 그 로보트상박의 선단의 관절에 별도의 로보트하박을 제2의 수평축선의 둘레로 굽혔다 폈다하는 운동이 가능하게 피봇식으로 부착하여 형성되는 다관절아암형 산업용 로보트에 관한 것이며, 특히 로보트상박의 이면 부위는 상기 로보트동체의 상단에 관절의 수평축심과 상기 로보트상박의 선단의 관절의 2개의 수평축심의 사이를 연결하는 직선을 따라 연장되고 그러한 이면부위에 배선이나 배관류를 포복식으로 부설할 수 있는 구조로 형성된 오프세트형 아암을 구비한 다관절아암형 산업용 로브트에 관한 것이다.

이상에서 설명한 종래분야에 대한 이해를 돕기 위해 본 출원인이 본 출원에 앞서 1987년 1월 26일에 출원하여 1988년 8월 1일에 공개된 일본특허출원공개소화 63-185596호와 1985년 4월 27일에 출원하여 1986년 11월 6일에 공개된 일본특허출원 공개소화 61-249286호에 기재된 기술적 내용을 간단히 언급하기로 한다.

먼저, 일본특허출원공개소화 63-185596호에는 산업용 로보트의 케이블처리장치가 기재되어 있는바, 그것은 로보트상박의 구조를 개선하는 것은 아니며, 로보트동체의 구조를 개선하는 것에 관한 것이고, 그 내용은 로보트동체의 외부에 케이블안내부를 설치함으로써 로보트 동체가 베이스상에서 회전할 때 케이블이 제멋대로 흔들리는 것을 방지하는 것에 관한 것이다.

또한, 일본특허출원 공개소화 61-249286호는 절대위치 검출형 엔코더를 갖춘 구동모터에 의해 각각의 로보트가동부를 작동시키는 산업용 로보트에 있어서의 백업전압공급용 축전지의 탑잭구조에 관한 것으로서, 역시, 로보트작동에 수반하는 배선의 반복적 신장수축이나 비틀림에 따른 단선을 방지하기 위한 목적을 갖는 것이다.

그러나, 위에서 언급한 특허출원들은 물론이고, 기타 공지된 어떤 방법에서도, 본원에서 설명하듯이 로보트 상박 자체의 구조를 개선하는 것은 없으며, 따라서, 다음에서 언급하는 문제점들을 해결할 수는 없었다.

즉, 본원은 다관절 아암형 산업용 로보트에 있어서의 로보트 상박구조의 개선에 관한 것이다.

[종래기술]

고정용 베이스를 최하부에 구비한 몸체의 구조로 된 로보트동체의 상단에 설치된 관절에 대해 로보트상박을 그러한 관절의 수평축심(제1의 수평축심을 말함)의 둘레로 요동할 수 있게 피봇식으로 부착하고, 그러한 로보트상박의 선단에 설치된 관절에 대해 로보트하박을 그러한 관절의 수평축심(제2의 수평축심을 말함)의 둘레로 굽혔다 폈다하는 운동이 가능하게 피봇식으로 부착한 아암구조를 이루고 있는 산업용 로보트가 다관절아암형 로버트라고 불리고 있는 것은 공지의 사실이다.

그러한 다관절아암형 로보트의 조립체(assembly)에는 상기 로보트상박 및 로보트하박의 각각의 로보트아암의 동작의 구동원이 되는 전동모터가 탑재되며, 또한, 그러한 전동모터의 동작량을 탐지하여 로보트아암의 상기 요동이나 굽혔다 폈다하는 운동의 동작량을 탐지함으로써 로보트동작의 제어를 가능하게 하는, 예를 들자면, 공지의 엔코더 등의 회전검출기가 설치되어 있다. 따라서 이러한 전기적 기기로의 배선케이블은 필수적이며, 로보트조립체에는 일반적으로 이러한 전기배선류 및, 필요에 따라서는, 예를들자면, 로보트손목이나 그러한 손목에 부착되는 말단의 작동부 등으로의 보조압력가스등의 배관류가 설치되어 있다. 이때, 종래의 다관절아암형 로보트에 있너서는 로보트동체와 로보트상박을 결합하는 관절에 있어서의 요동중심(이것을 통상 W축선이라함)과, 상기 로보트상박과 로보트하박을 결합하는 관절에 있어서의 굽혔다 폈다하는 운동의 회전중심(U축선)을 연결하는 직선에 주목하면, 로보트상박은 그 구성부분이 앞서 말한 직선을 포함하는 전후방 영역의 모두에 배치된 구성, 즉, 앞서 말한 요동중심과 회전중심을 연결하는 직선이 로보트상박의 거의 중심부분을 관통하여 연장되어 있는 구성으로 되어 있다. 이와 같은 종래의 로보트상박의 구성의 경우에는 앞서 말한 배선 케이블, 또는, 필요에 따라서는 배관류를 로보트조립체에 설치할 때, 특히, 배선케이블의 경우에, 로보트의 바깥쪽 둘레로 기어가도록 배선하는 구성레서는 케이블이 상하기 쉬운 점을 감안하고, 또한 로보트조립체내에 배선하는 구성에서는 로보트아암의 동작에 따라 배선케이블에 심한 흔들림이나 신축작용이 일어나 케이블손상이나 파단을 일으키기 쉽게 되어 로보트조립체 자체의 기능에 지장을 초래하는 점을 감안하여, 로보트동체와 로보트하박의 중간에 있는 로보트상박의 중심선을 따라 배선케이블을 설치하는 방법이 일반적으로 채택되고 있다.

그러나, 이와같은 로보트상박의 중심선을 따라 배선케이블을 설치하는 구조를 채택하면, 로보트의 사용과정중 보수작업시에, 혹은, 전도모터의 고장 등의 수리시에 배선케이블을 로보트로부터 교체하거나, 또는, 보수나 수리후에 다시 케이블을 로보트조립체의 내부에 장착할 때에 케이블을 떼고 붙이는 것이 매우 번거롭고 귀찮은 작업이 되는 단점이 있다.

[고안의 개요]

따라서, 본 고안의 목적은 이와 같은 종래의 다관절아암형 산업용 로보트에 있어서의 단점을 해소함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 로보트조립체에 필수적 배선케이블 또는 배관류의 설치작업이나 보수작업을 로보트조립체의 바깥쪽의 주위에서만 간단히 실행할 수 있게 로보트아암구조, 즉, 오프세트아암구조를 한 다관절 아암형 산업용로보트를 제공하고자 하는 것이다.

본 고안에 의하면, 앞서 설명한 고안의 목적을 달성하기 위해, 최하부에 베이스를 구비하여 전체적으로 위쪽으로 연장된 몸체의 구조로 되고, 또한, 그 몸체의 상단영역에 설치되어 수평축선을 갖는 관절을 갖춘 로보트 동체와, 상기 로보트동체의 관절의 수평축선의 둘레로 요동할 수 있도록 하단부가 피봇식으로 부착되고, 그러한 하단부에서 소정거리만큼 이격된 위치에 선단에 갖고, 그러한 선단에 관절을 갖춘 로보트상박과, 상기 로보트상박의 선단의 관절에 있어서의 수평축선의 둘레로 굽혔다 폈다하는 운동이 가능하게 피봇식으로 부착된 후단을 갖고, 소정거리만큼 이격된 위치에 선단을 갖춘 로보트하박을 갖고, 상기 로보트상박은 상기 로보트동체의 상단의 관절의 수평 축선과 상기 로보트상박의 선단의 관철의 수평축선의 사이에서 거의 직선으로 연장되도록 형성되며, 또한, 상기 로보트상박의 이면부위는 상기 개의 관절의 수평축선들의 중심을 잇는 직선상에서 연장되어 그러한 로보트상바의 이면부위에 전기케이블 등의 배선이나 배관류를 포복식으로 설치하기 위한 영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다관절 아암형 산업용 로보트를 제공하는 것이다. 상기 로보트 상박의 이면부위는 밖에서 간단히 손이 미치는 영역이므로 로보트의 조립시나 보수시에 수반하는 전기케이블 등의 장착이나 교체를 매우 간단하게 수행할 수 있다.

[고안의 양호한 실시예]

제1도 내지 제3도를 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 다관절아암형 산업용 로보트는 최하부에 설치된 베이스를 구비함과 동시에 앞쪽(10a)과 뒤쪽(10b)을 구비한 몸체를 이루고 있는 로보트동체(10)를 갖추고 있으며, 이러한 로보트동체(10)는 상자형 몸체로 형성되어 외부에서 그러한 상자형 로보트동체(10)에 설치한 개구(도시않음)를 경유하여 내부에 배선케이블이나 배관류를 도입할 수 있게 명성되어 있다.

상자형 구조의 로보트동체(10)의 위쪽 영역에는 앞위쪽을 향해서 경사지게 돌출한 오프세트부 또는 코모양부재(12)를 갖추고, 그 측면에는 좌우 한쌍인 지지부(14)를 갖추고 있다.

이러한 코모양부재(12)와 지지부(14)로 지지된 구조에 의해, 상기 로보트동체(10)의 정수리부(16)에 로보트상박(20)이 수평축심, 즉, W축선을 중심으로 요동할 수 있게 피봇식으로 부착되어 있다. 이러한 로보트상박(20)의 로보트동체(10)에 대한 관절결합 부분은 가로형의 원통체의 형상을 한 하단부(10)에 대한 관절결합 부분은 가로형의 원통체의 형상을 한 하반부(22)로 형성되고, 이러한 원통형 하단부(22)는 상기 로보트동체(10)의 정수리부(16)에 있어서의 지지부(14)의 중앙부분에 지지되어(제2도 참고) 요동선회가 가능하게 구성되며, 이러한 원통형 하단부(22)의 수평중심선이 W축선과 일치한 구조로 형성되어 있다 이때, 로보트상박(20)은 제1도에서 명백한 바와 같이 로보트동체(10)의 상기 코모양 부재(12)의 상부에서 위쪽으로 연장된 기립위치로 세울 수 있는 길쭉한 통형 구조를 갖고, 따라서, 로보트동체(10)의 중심부에 대해서는 로보트조립체의 전방으로 오프세트한 상태로 설치된 구조의 아암으로 형성되어 있다. 이러한 로보트상박(20)의 정수리부(24)에는 로보트하박(30)의 말단부(32)가 수평축선, 즉, U축선의 둘레로 굽혔다 폈다하는 운동이 가능하게 피봇식으로 부착되어 있다.

이러한 로보트하박(30)의 말단부(32)의 내부에는 도시하지 아니한 로보트손목을 구동하는 전동모터(M₃) 및 회전검출기가 일체로 조합되어 있다. 그러므로, 이러한 전동모터(M₃)나 회전 검출부에는 전력공급이나 전기신호를 주고받기 위한 전기케이블의 배선이 필요해진다.

또한, 앞서 설명한 로보트상박(20)인 로보트동체(10)의 정수리부(16)에 피봇식으로 부착된 상기 워통형 하단부(22)의 양쪽에는 제2도에 명시하는 바와같이 상기 정수리부(16)에 가로방향에서 자유롭게 떼고 붙일 수 있게 설치된 구조로 된 2개의 전동모터(M₁, M₂)가 로보트상박(20)을 요동시키는 구동원 및 로보트하박(30)을 굽혔다 폈다하는 운동의 구동원으로 설치되어 있다.

여기에서 주목할 것은 상기 로보트상박(20)이 앞서 설명한 바와같이 로보트동체(10)의 기하학적 중심에서 보아 전방쪽으로 오프세트식으로 관절결합된 구조를 갖고, 그러한 원통형 하단부(22)의 중심, 즉, 요동동작의 중심을 이루는 W축선과, 앞서 설명한 로보트하박(30) 말단(32)의 굽혔다 폈다하는 운동의 회전중심을 이루는 U축선을 연결한 직선은 제1도의 기립상태에서는 거의 수직선과 일치하며, 로보트상박(20)의 이면부위 (26)의 표면이 그러한 직선을 포함해서 연장되어 있는 것이다. 또한, 제3도에 도시한 로보트상박(20)의 단면에서 명백한 바와 같이, 상기 로보트상박(20)의 이면부위(26)의 표면에는 내부쪽으로 움푹파인 오목홈(28)을 구비하고, 그러한 오목홈(28)을 전기케이블(40)의 포복식 배선영역으로 사용할 수 있게 형성되어 있다.

물론, 전기케이블 이외의 배관 등도 설치할 수 있다. 또한, 그러한 오목홈(28)에는 적절한 덮개(42)가 설치되어 전기케이블(40)을 보호하도록 피복한 구조를 갖추고 있다. 따라서, 전기케이블(40)은 앞서 설명한 바와같이 로보트동체(10)로 도입되어 코모양부재(12)의 배면에서 적절한 케이블클램프(44)에 의해 로보트동체(10)에 고정되고, 이어서, 로보트상박(20)의 가로원통형의 하단부(22)의 하단개구(22a)로 부터 들어가서 그러한 가로원통형의 하단부(22)의 상방개구(22b)에서 다시 케이블 클램프(44)에 의해 그러한 원통형의 하단부(22)에 고정되며, 이때, 그러한 가로원통형의 하단부(22)의 내부에서는 요동중심인 W축선 또는 그 근처를 통과하고, 또한, 개구(22b)를 통과한 후에는 앞서 말한 직선, 즉, W축선과 U축선을 잇는 직선을 따라 포복식으로 배선되어 로보트상박(20)의 W축선의 둘레로 요동동작할때도 전기케이블(40)자체는 상기 직선에 겹치게 설치되므로 흔들림이나 신축 등의 전기케이블의 손상 또는 파손의 원인이 되는 악영향을 받지 아니하는 것이다 즉, 전기케이블(40)의 안전한 보호를 도모할 수 있는 것이다. 또한, 이와같은 배선 구조에서는 전기케이블(40)이 로보트상박(20)의 이면부위(26)에 있으므로 로보트조립체의 외부영역에 포복식으로 배선되어 있어, 예를들자면, 로보트의 조립시 및 로보트의 보수시 등에 오목홈(28)내의 전기케이블(40)은 덮개(42)를 떼어내는 것만으로 간단하게 손이 미치는 것이다. 그러므로, 전기케이블(40)을 떼고 붙이는 조작을 매우 간단하게 처리할 수 있는 것이다.

이상의 설명에서 명백한 바와같이 본 고안에 의하면 다관절아암형 산업용 로보트에 있어서의, 로보트조립체에 대한 전기케이블 등의 케이블류의 배선처리형태가 로보트상박의 이면 부위에 포복식으로 설치할 수 있고, 또한, 그러한 케이블의 연장선이 로보트상박의 요동중심과 로보트하박의 굽혔다 폈다하는 운동의 회전중심을 잇는 직선상에 있는 형태이므로 로보트상박이나 로보트하박의 동작시에 케이블에 흔들림이나 신축 등을 발생하게 하는 악영향이 미치는 일이 없고, 따라서, 로보트조립체의 조립이나 보수작업시에 간단하게 전기케이블을 떼고 붙일 수 있는 장점과, 케이블의 손상 및 파손의 우려가 매우 적은 장점을 갖는 효과가 얻어지는 것이다.

Claims

로보트상박을 로보트동체의 상단의 관절의 수평축선(제1수평축선)의 둘레로 요동할 수 있게 상기 로보트 동체의 상단의 관절에 대해 피봇식으로 부착하고, 로보트하박을 상기 로보트상박의 선단의 관절의 수평축선(제2수평축선)의 둘레로 굽혔다 폈다하는 운동이 가능하게 상기 로보트상박의 선단의 관절에 대해 피봇식으로 부착해서 구성한 다관절아암형 산업용 로보트에 있어서, 상기 로보트상박(20)이 상기 제1수평축선과 제2수평축선의 사이에서 연장된 오프세트아암구조로 되고, 상기 로보트상박(20)의 이면부위(26)에 전기케이블(40)을 포복식으로 배치하기 위한 오목홈(28)을 구비하며, 상기 로보트상박(20)의 오프세트구조는 상기 제1수평축선의 중심과 제2수평축선의 중심을 잇는 직선에 대해서 로보트동체(10)의 전방쪽을 향해서 오프세트한 구조이고, 상기 로보트동체(10)의 내부로부터 나온 상기 전기케이블(40)은 상기 로보트상박(20)의 하단에 설치된 가로원통형의 하단부(22)를 경유하여 상기 로보트상박(20)의 이면부위의 오목홈(28)내에 포복식으로 설치되게 구성된 것을 특징으로 하는 다관절아암형 산업용 로보트.
제1항에 있어서, 상기 로보트상박(20)의 이면부위의 상기 오목홈(28)은 덮개(42)로 피봇된 것을 특징으로 하는 다관절아암형 산업용 로보트.