KR960006551Y1

KR960006551Y1 - 산업용 로보트의 회전관절부 배선장치

Info

Publication number: KR960006551Y1
Application number: KR2019930003936U
Authority: KR
Inventors: 황지현
Original assignee: 엘지산전 주식회사; 김희수
Priority date: 1993-03-17
Filing date: 1993-03-17
Publication date: 1996-07-31
Also published as: KR940022223U

Abstract

내용없음

Description

산업용 로보트의 회전관절부 배선장치

제1도는 종래 장치의 구성을 보인 단면도

제2도는 본 고안에 의한 산업용 로보트의 회전관절부 배선장치를 보인 단면도

제3도는 제2도의 요부 확대도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 베이스링크 2 : 제1모터

3 : 제1 감속기어 4 : 제1 샤프트

5 : 제1 베어링 6 : 제1 링크

7 : 제2 모터 8 : 제2 감속기어

9 : 일측 제2 샤프트 10 : 일측 제2 베어링

13 : 제2 링크 14 : 제3 모터

15 : 제3 감속기어 16 : 일측 제3 샤프트

17 : 일측 제3 베어링 20 : 제3 링크

21 : 제4 모터 23 : 제4 샤프트

24 : 제4 베어링 25 : 제4 링크

26 : 제5 모터 27 : 제5 감속기어

28 : 일측 제5 샤프트 29 : 일측 제5 베어링

32 : 제5 링크 33 : 제6 모터

34 : 제6 감속기어 35 : 제6 샤프트

36 : 제6 베어링 37 : 제6 링크

38, 40, 41, 42, 43 : 풀리

38a, 40a, 41a, 42a ,43a : 벨트

38b, 40b, 41b, 42b, 43b : 풀리

39, 44, 45, 46, 47 : 중공형 케이블 안내축

39a, 44a, 45a, 46a, 47a : 베어링

39c, 39d/44c, 44d/45c, 45d/46c, 46d/47c, 47d : 베어링

본 고안은 산업용 로보트의 회전관절부 배선장치에 관한 것으로, 특히 로보트 내부에 모든 케이블을 내장하여 로보트 자체 및 외부의 간섭 요인으로 인하여 발생하는 결함을 방지하고, 외관을 향상하여, 실링 등이 요구되는 작업환경에 적합하게 적용할 수 있도록 한 산업용 로보트의 회전관절부 배선장치에 관한 것이다.

산업 기술의 발달과 함께 산업용 로보트의 보급이 확대되고 있는 추세이며, 그 대표적인 예로서 수평다관절형 로보트와 수직 다관절형 로보트의 보급이 두드러지고 있다.

그리고, 용접용 도장용 자동이적재용, 조립용 및 특수목적용 등 다목적으로 이용되고 있는 수직 다관절형 로보트는 메카니즘의 발달과 함께 그 중요함이 더욱 부각되고 있으며, 로보트 자체 뿐아니라 작업환경에 부합되는 기능을 갖도록 하는 요구가 증대되어 이에 따른 개발이 절실히 요구되고 있다.

종래 산업용 로보트의 배선장치는 제1도에 도시한 바와 같이, 베이스 링크(41) 내부의 제1 모터(42)의 출력단에 제1 감속기어(43)가 연결되고, 그 출력단에 제1 샤프트(44)가 제1 베어링(45)의 지지를 받으면서 제1링크(46)에 연결된다.

제1 링크(46) 내부의 제2 모터(47)의 출력단에 제2 감속기어(48)가 연결되고, 그 출력단에 일측 제2 샤프트(49)가 일측 제2 베어링(50)의 지지를 받으면서 제2 링크(53)에 연결되며, 반대편의 타측 제2 샤프트(51)는 타측 제1 베어링(52)의 지지를 받으면서 역시 제2 링크(53)에 연결된다.

상기 제2 링크(53) 내부의 제3 모터(54)의 출력단에 제3 감속기어(55)가 연결되고, 그 출력단에 일측 제3 샤프트(56)가 일측 제3 베어링(57)의 지지를 받으면서 제3 링크(60)에 연결되며, 제3 링크(60) 내부의 제4모터(61)의 출력단에 제4 감속기어(62)가 연결되고, 그 출력단에 제4 샤프트(63)가 제4 베어링(64)의 지지를 받으면서 제4 링크(65)에 연결된다. 그리고, 제4 링크(65) 내부의 제5 모터(66)의 출력단에 제5 감속기어(67)가 연결되고, 그 출력단에 일측 제5 샤프트(68)가 일측 제5 베어링(69)의 지지를 받으면서 제5 링크(72)에 연결되며, 반대편의 타측 제5 샤프트(70)는 타측 제5 베어링(71)의 지지를 받는다.

상기 제5 링크(72) 내부의 제6 모터(73)의 출력단에는 제6 감속기어(74)가 연결되고, 그 출력단에는 제6샤프트(75)가 제6 베어링(76)의 지지를 받으면서 제6 링크(end effector, 77)에 연결된다.

그리고, 상기 각 링크 및 기계요소간의 연결과 아울러 각 링크 내부에 장착된 모터의 전원 및 엔코더 케이블(encoder cable) 등의 케이블(78)이 링크 내부에서 외부로 또한 외부에서 내부로 통하여 각 링크부를 따라 배선된다.

상기한 바와 같은 산업용 로보트는 제1 모터(42)가 회전하면 제1 감속기어(43)를 통해 감속된 출력이 제1링크(46) 이하의 관절을 a 방향으로 회전시킴으로써 케이블(78)을 a 방향으로 휘둘러 감고, 제2 모터(47)가 회전하면 제1 링크(46)를 통해 감속된 출력이 제2 링크(53) 이하의 관절을 b 방향으로 회전시킴으로써 케이블(78)을 c 방향으로 굽힘운동시키며, 제3 모터(54)가 회전하면 제3 감속기어(55)를 통해 감속된 출력이 제3 링크(60) 이하의 관절을 c 방향으로 회전시킴으로 해서 케이블(78)을 c 방향으로 굽힘운동시킨다.

또, 제4모터(61)가 회전하면 제4 감속기어(62)를 통해 감속된 출력이 제4 링크(65) 이하의 관절을 d 방향으로 회전시킴으로 해서 케이블(78)을 d 방향으로 휘둘러 감고, 제5 모터(66)가 회전하면 제5 감속기어(67)를 통해 감속된 출력이 제5 링크(72) 이하의 관절을 e 방향으로 회전시킴으로 해서 케이블(78)을 e 방향으로 굽힘운동시킨다.

상기한 바와 같은 종래의 산업용 로보트는 로보트 본체 외부로 로보트 케이블이 돌출되어 있어 로보트가 운동시 링크와 링크간의 상대운동으로 인하여 로보트 케이블에 치명적인 결함을 줄 수 있다.

즉, 로보트 본체 주변으로 케이블을 휘둘러 감게 되는 베이스 링크(41)과 제1 링크(46) 사이의 관절, 제3 링크(60)와 제4 링크(65) 사이 관절부의 로보트 케이블은 배선시 미리 회전으로 야기되는 여분의 길이 만큼의 케이블로 배선하여야 하며, 굽힘운동을 하는 부분도 여유있는 긴 길이로 배선하여야 하므로 배선 및 결선이 복잡하고 취약한 문제점이 있다.

또한 로보트 본체의 용도상 방수 등의 복수 목적용은 실링을 위하여 배선이 로보트 내부에 설치됨이 바람직하고, 외관 및 작업환경 (돌출구조 사이 작업 가스, 불똥 등 유해작업)을 고려하여 외부로 돌출한 배선은 바람직하지 못하다.

본 고안은 상기한 종래의 결함을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 로보트 본체의 링크간 상재운동으로 야기되는 배선구조의 결함을 방지함과 아울러 작업환경상 돌출된 배선이 취약한 문제점, 방수가 필요한 특수목적용작업 등을 고려하고, 깔끔한 외관을 갖도록 한 산업용 로보트의 회전관절부 배선장치를 제공하기 위한 것이다.

이하, 이러한 본 고안을 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도 및 제3도에 도시한 바와 같이, 베이스 링크(1) 내부의 제1 모터(2)의 출력단에 제1 감속기어(3)가 연결되고, 제1 링크(6)이 제1 샤프트(4)가 제1 베어링(5)의 지지를 받으면서 베이스 링크(1)에 연결되며, 제2 링크(13)의 일측 제2 샤프트(9)가 제1 링크(6)의 일측부에 일측 제2 베어링(10)의 지지를 받으면서 연결되고, 제2 링크(13)의 타측 제2 샤프트(11)가 제1 링크(6)의 타측부에 타측 제2 베어링(12)의 지지를 받으면서 연결된다.

상기 제2 링크(13)의 상부 일측에는 제3 링크(20)의 일측 제3 샤프트(16)가 일측 제3 베이링(17)의 지지를 받으면서 연결되고, 제3 링크(20)의 타측 제3 샤프트(18)가 타측 제3 베어링(19)의 지지를 받으면서 연결되며, 상기 제3 링크(20)의 상부에는 제4 링크(25)의 제4 샤프트(23)가 제4 베어링(24)의 지지를 받으면서 연결된다.

상기 제4 링크(25)의 일측부에는 제5 링크(32)의 일측 제5 샤프트(28)가 일측 제5 베어링(29)의 지지를 받으면서 연결되고, 타측 제5 샤프트(30)가 타측 제5 베어링(31)의 지지를 받으면서 연결된다.

그리고, 상기 베이스 링크(1), 제1 링크(6), 제2 링크(13), 제3 링크(20), 제4 링크(25) 및 제5 링크(32)의 내부에는 구동용 제1 모터(2), 제2 모터(7), 제3 모터(14), 제4 모터(21), 제5 모터(26) 및 제6 모터(33)가 각각 고정되고, 상기 제 1, 2, 3, 4, 5, 6 모터(2, 7, 14, 21, 26, 33)에는 제1 감속기어(3), 제2 감속기어(8), 제3 감속기어(15), 제4 감속기어(22), 제5 감속기어(26) 및 제6 감속기어(34)가 각각 고정되어 있으며, 상기 제5 링크(32)측 제6 감속기어(34)의 출력단에는 제6 샤프트(35)가 제6 베어링(36)의 지지를 받으면서 제6 링크(end effector, 37)에 연결된다.

상기 제1 샤프트(4), 일측 제2 샤프트(9), 일측 제3 샤프트(16) 및 일측 제5 샤프트(28)는 중공축으로 형성되고, 그 내부에는 중공상 케이블 안내축(39, 44, 45, 46, 47)이 각각 베어링(39a, 44a, 45a, 46a, 47a)의 지지를 받으면서 결합되고, 그 케이블 안내측(39, 44, 45, 46, 47)의 내부에는 베어링(39c, 39d/44c, 44d/45c, 45d/46c, 46d/47c, 47d)이 양단부측에 각각 결합되어 케이블(RC)을 안내하도록 회전관절부 배선장치가 구성되어 있다.

상기 제1, 2 , 3, 4, 5 모터(2, 7, 14, 21, 26)의 동력 전달구조는 제2도와 제3도에 도시한 구조를 이용할수 있으며, 제2도와 제3도에 도시한 동력 전달구조는 상기 제1, 2, 3, 4, 5 모터(2, 7, 14, 21, 26)에 축 단부에는 풀리(38, 40, 41, 42, 43)가 각각 고정되고, 상기 각 샤프트(4, 9, 16, 23, 28)에는 풀리(38b, 40b, 41b, 42b, 43b)가 각각 고정되어 벨트(38a, 40a, 41a, 42a, 43a)로 각각 연결됨으로써 제1, 2, 3, 4, 5모터(2, 7, 14, 21, 26)의 구동력으로 각 링크(6, 13, 20, 25, 32)가 각각 회전하도록 되어 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안에 의한 산업용 로보트의 회전관절부 배선장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 각 링크(1, 6, 13, 20, 25, 32) 내부에 설치된 제1, 2, 3, 4, 5 모터(2, 7, 14, 21, 26)의 구동력이 풀리(38, 40, 41, 42, 43), 벨트(38a, 40a, 41a, 42a, 43a)를 통하여 각 샤프트(4, 9, 16, 23), (28)의 풀리(38b, 40b, 41b, 42b, 43b)에 전달되면 각 링크(6, 13, 20, 25, 32)가 각각 a, b, c, d, e 방향으로 회전하게 된다.

그리고, 각 링크(6, 13, 20, 25, 32)의 구동은 필요에 따라 선택적으로 구동하게 되며, 제5 링크(32) 내부의 제6 모터(33)가 회전하면 제6 감속기어(34)의 출력단에 고정된 제6 링크(end efector, 37)가 회전하게 된다.

그리고, 상기와 같이 각 링크(6, 13, 20, 25, 32)가 회전하는 경우 각 링크의 각 샤프트(4, 9, 16, 23, 28)의 중심을 통과하는 케이블(RC)은 회전관절부 배선장치의 지지를 받아 꼬임 현상 등이 없이 안정하게 유지된다.

기존의 로보트 케이블 배선은 로브트 본체 외부로 돌출되어 있어서 로보트가 운동시 링크간의 상대운동으로 인하여 배선부에 결함이 발생하고, 작업환경이, 돌출된 구조물들로 인하여 간섭을 일으키는 환경 및 사용 목적상 실링이 필요한 환경 등에서 여러가지 문제점이 야기되었으나, 본 고안에서는 산업용 로보트의 회전관절부 중심에 베어링과 중공축을 설치하고 그 사이로 로보트 케이블을 처리하여 상기한 종래의 결함을 해소할 수 있게되는 이점이 있다.

Claims

제1, 2, 3, 4, 5 모터(6, 13, 20, 25, 32)의 제1, 2, 3, 4, 5 샤프트(4, 9, 16, 23, 28)가 중공축으로 형성되고, 서로 연결되는 링크들중 일측 링크에는 중공형 케이블 안내축(39, 44, 45, 46, 47)이 베어링(39a, 44a, 45a, 46a, 47a)으로 지지되며 그 내부는 안내축(39, 44, 45, 46, 47)에 베어링(39c, 39d/44c, 44d/45c, 45d/46c, 46d/47c, 47d)이 장착되어 로보트 케이블(RC)이 안내축(39, 44, 45, 46, 47)을 통하여 양측 링크내로 연결됨을 특징으로 하는 산업용 로보트의 회전관절부 배선장치
제1항에 있어서, 제1, 2, 3, 4, 5 모터(2, 7, 14, 21, 26)의 축 단부에 풀리(38,40, 41, 42, 43)가 각각 고정되고 아울러 상기 각 샤프트(4, 9, 16), (23, 28)에는 풀리(38b, 40b, 41b, 42b, 43b)가 각각 고정되고, 이들 풀리(38, 38b/40, 40b/41, 41b/42, 42b/43, 43b)가 벨트(38a, 40a, 41a, 42a, 43a)로 각각 연결되어 제1, 2, 3, 4, 5, 6 모터(2, 7, 14, 21, 26, 33)의 구동력으로 각 링크가 각각 회전하도록 구성된 것을 특징으로 하는 산업용 로보트의 회전관절부 배선장치
제1항에 있어서, 제1, 4 모터(2, 21)에 축 단부에는 풀리(38, 42)가 각각 고정되고, 상기 각 샤프트(4, 23)에는 풀리(38b, 42b)가 각각 고정되어 벨트(38a, 42a)로 각각 연결되며, 제2, 3, 5 모터(7, 14, 26)의 축 선단부가 타측 샤프트(11, 18, 30)에 직결되어 구성됨을 특징으로 하는 산업용 로보트의 회전관절부 배선장치