KR970001660B1 - Vertical Articulated Robot - Google Patents

Abstract

Translated fromKorean

내용 없음.No content.

Description

Translated fromKorean

수직다관절 로보트Vertical Articulated Robot

제1도는 종래 수직다관절 로보트를 개략적으로 도시한 측면도.1 is a side view schematically showing a conventional vertical articulated robot.

제2도는 제1도의 평면도.2 is a plan view of FIG.

제3도는 본 발명에 따른 수직다관절 로보트를 도시한 사시도.Figure 3 is a perspective view of a vertical articulated robot according to the present invention.

제4도는 제3도는 도시된 베이스부를 발췌하여 도시한 단면도.4 is a cross-sectional view showing an extract of the base portion shown in FIG.

제5도는 제3도에 도시된 아암부를 발췌하여 도시한 단면도.5 is a cross-sectional view taken from the arm portion shown in FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

21 : 베이스부 22 : 어깨부21: base 22: shoulder

23 : 아암 24 : 아암하우징23: arm 24: arm housing

25 : 손목부 26 : 제2축모터25: wrist portion 26: second shaft motor

27 : 제3축모터 28 : 제4축모터27: 3rd axis motor 28: 4th axis motor

29 : 제5축모터 30 : 구동수단29: fifth shaft motor 30: driving means

31 : 제1축모터 32 : 제1베벨기어31: 1st axis motor 32: 1st bevel gear

33 : 제2베벨기어 34 : 브래킷33: second bevel gear 34: bracket

40 : 제1동력전달수단 41 : 커플링40: first power transmission means 41: coupling

42 : 축 43,44 : 베벨기어42: axis 43,44: bevel gear

50 : 제2동력전달수단 51 : 제1풀리50: second power transmission means 51: the first pulley

52 : 제2풀리 53 : 타이밍벨트52: second pulley 53: timing belt

본 발명은 수직다관절 로보트에 관한 것으로서, 특히 소형, 경량화된 구조로, 작업 범위가 넓으며, 동역학적 특성 및 안정성이 향상되도록 개선된 수직다관절 로보트에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical articulated robot, and more particularly, to a vertical, articulated robot with a small, light weight structure, a wide working range, and improved dynamic characteristics and stability.

종래의 수직다관절 로보트는 제1도 및 제2도에 개략적으로 도시되어 있는 바와같이, 레일(5)을 따라 이동되는 베이스부(1)의 선단 하부에 4절링크 방식의 어깨부(2)가 회동가능하게 설치되고, 이 어깨부(2)의 선단에는 아암부(3)가 회동가능하게 설치되며, 아암부(3)의 선단에는 손목부(4)가 회동가능하게 설치되어 있다.The conventional vertical articulated robot has a four-link link shoulder portion 2 at the lower end of the base portion 1 moved along the rail 5, as schematically shown in FIGS. 1 and 2. Is rotatably provided, and an arm portion 3 is rotatably installed at the tip of the shoulder portion 2, and a wrist portion 4 is rotatably provided at the tip of the arm portion 3.

그리고 베이스부(1)에 설치된 제1모터(6)에 의해 어깨부(2)가 회동되고, 어깨부(2) 하단의 양측에 각각 설치된 제2, 제3모터(7)(8)에 의해 링크(9)(10)가 상하로 이동되면서 아암부(3)를 상하로 회동시키도록 되어 있다.And the shoulder part 2 is rotated by the 1st motor 6 provided in the base part 1, and the 2nd and 3rd motors 7 and 8 provided in the both sides of the lower end of the shoulder part 2, respectively, are carried out. As the link 9 and 10 are moved up and down, the arm part 3 is rotated up and down.

그리고 아암부(3)의 후단에 설치된 제4모터(11)에 의해 아암부(3)가 자체 회동되면서 손목부(4)를 회전시키도록 되어 있으며, 아암부(3)의 선단에 설치된 제5모터(12)에 의해 손목부(4)가 상하로 회동하고 제6모터(13)에 의해 손목부 선단이 회전되도록 되어 있다.In addition, the arm part 3 rotates itself by the fourth motor 11 installed at the rear end of the arm part 3, thereby rotating the wrist part 4, and the fifth part installed at the tip of the arm part 3. The wrist part 4 is rotated up and down by the motor 12, and the tip part of the wrist part is rotated by the 6th motor 13. As shown in FIG.

그러나 이와같이 구성된 종래 수직다관절 로보트는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.However, the conventional vertical articulated robot configured as described above has the following problems.

첫째, 어깨부가 4절링크 방식으로 구성되어 있으므로 구조가 복잡하고, 로보트 중량이 무거워지는 문제점이 있었다.First, since the shoulder part is configured in a four-section link method, there is a problem that the structure is complicated, the robot weight is heavy.

둘째, 손목부를 구동시키기 위한 모터가 아암부의 선단에 설치되어 있고, 어깨부가 베이스부의 하부에 설치되어 있으므로, 로보트의 질량중심이 베이스부로부터 멀게 됨에 따라 어깨부와 베이스에 하중이 많이 걸리게 되어 로보트의 동역학적 특성 및 안정성이 떨어지고, 이로인해 어깨부 모터와 베이스부 모터의 용량을 크게 하여야 하는 문제점이 있었다.Second, since the motor for driving the wrist part is installed at the tip of the arm part and the shoulder part is installed at the lower part of the base part, as the center of mass of the robot moves away from the base part, the load on the shoulder part and the base is increased. The dynamic characteristics and stability are inferior, and there is a problem in that the capacity of the shoulder motor and the base motor is increased.

셋째, 아암부가 4절링크 방식의 어깨부에 의해 상하로 이동되도록 되어 있으므로 상부작업 범위가 좁은 문제점이 있었다.Third, since the arm portion is to be moved up and down by the shoulder section of the four-section link system, there was a narrow upper working range.

본 발명은 상술한 바와같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 구조가 간단하고, 작업 범위가 넓으며, 동역학적 특성 및 안정성이 향상되도록 개선된 수직다관절 로보트를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an improved articulated robot, which has a simple structure, a wide working range, and improved dynamic characteristics and stability.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 베이스부의 상부에 구동수단에 의해 자체 회전되도록 설치되는 어깨부와, 상기 어깨부를 그 후단을 중심으로 회동시키는 제2축모터와, 상기 어깨부의 선단에 그 후단이 아암하우징에 의해 오프세트 방식으로 회동가능하게 결합되고 그 선단에 손목부가 오프세트 방식으로 회동가능하게 설치되는 아암과, 상기 어깨부의 선단에 설치되며 상기 아암을 그 후단을 중심으로 회동시키는 제3축모터와, 상기 아암의 후단에 설치되며 손목부를 회전시키는 제5축모터와, 상기 아암하우징에 상기 5축모터와 나란하도록 설치되며 아암을 회전시키는 제4축모터와, 상기 제5축모터의 동력을 상기 손목부로 전달하기 위한 제1동력전달수단과, 상기 제4축모터의 동력을 상기 아암으로 전달하기 위한 제2동력전달수단을 포함하여 되는 점에 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention, the shoulder portion is installed to rotate itself by the drive means on the upper portion of the base, the second shaft motor for rotating the shoulder portion around the rear end, and the front end of the shoulder portion An arm having a rear end rotatably coupled in an offset manner by an arm housing and having a wrist portion rotatably installed in an offset manner at an end thereof, and an arm provided at the end of the shoulder portion and rotating the arm about its rear end; A three-axis motor, a fifth shaft motor installed at the rear end of the arm and rotating the wrist part, a fourth shaft motor installed in parallel with the five-axis motor in the arm housing and rotating the arm, and the fifth shaft motor. A first power transmission means for transmitting the power of the wrist unit, and a second power transmission means for transmitting the power of the fourth shaft motor to the arm. There are those characterized by over points.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 수직다관절 로보트는 제3도 내지 제5도에 도시되어 있는 바와같이, 베이스부(21)의 상부에 어깨부(22)가 구동수단(30)에 의해 자체 회전되도록 설치되고, 어깨부(22)는 제2축모터(26)에 의해 그 후단을 중심으로 회동되도록 설치되며, 어깨부(22)의 선단에는 아암(23)의 후단이 아암하우징(24)에 의해 오프세트 방식으로 회동가능하게 결합되고, 아암(23)의 선단에는 손목부(25)가 오프세트 방식으로 회동가능하게 설치된다.Vertical articulated robot according to the present invention, as shown in Figures 3 to 5, the shoulder 22 is installed on the upper portion of the base portion 21 so as to rotate itself by the drive means 30, The shoulder portion 22 is installed to be rotated about its rear end by the second shaft motor 26, and the rear end of the arm 23 is offset by the arm housing 24 at the front end of the shoulder portion 22. Is rotatably coupled, and a wrist portion 25 is rotatably installed at an end of the arm 23 in an offset manner.

그리고 어깨부(22)의 선단에는 아암(23)을 그 후단을 중심으로 회동시키는 제2축모터(27)가 설치되고, 아암(23)의 후단에는 손목부(25)를 회전시키는 제5축모터(29)가 설치되며, 아암하우징(24)에는 아암(23)을 회전시키는 제4축모터(28)가 상기 제5축모터(29)의 하부에 이와 나란하도록 설치된다.A second shaft motor 27 for rotating the arm 23 around its rear end is provided at the front end of the shoulder 22, and a fifth shaft for rotating the wrist 25 at the rear end of the arm 23. The motor 29 is installed, and the arm housing 24 is provided with a fourth shaft motor 28 for rotating the arm 23 in parallel with the lower portion of the fifth shaft motor 29.

그리고 제4도에 도시되어 있는 바와같이, 상기 구동수단(30)은, 베이스부(21)의 일축에 베이스부(21)의 바닥면과 나란하도록 설치되는 제1축모터(31)와, 제1축모터(31)의 회전축에 설치되는 제1베벨기어(32)와, 베이스부(21)의 상부에 베어링에 의해 회동가능하게 설치되며 그 하부에 제1베벨기어(32)와 치합되는 제2베벨기어(33)가 설치되고 그 상부에 어깨부(22)의 후단이 좌우로 회동가능하게 결합되는 브래킷(34)으로 구성된다.And, as shown in Figure 4, the drive means 30, the first shaft motor 31 is installed on one axis of the base portion 21 parallel to the bottom surface of the base portion 21, and The first bevel gear 32 is installed on the rotating shaft of the single-axis motor 31, the upper portion of the base portion 21 is rotatably installed by the bearing and the first bevel gear 32 is engaged with the lower portion 2 bevel gear 33 is installed and the upper end of the shoulder portion 22 is composed of a bracket 34 is rotatably coupled to the left and right.

그리고 제5축모터(29)의 동력은 제5도에 도시되어 있는 바와같이, 제1동력전달수단(40)에 의해 손목부(25)로 전달되고, 제4축모터(28)의 동력은 제2동력전달수단(50)에 의해 아암(23)으로 전달되도록 구성된다.And the power of the fifth shaft motor 29 is transmitted to the wrist portion 25 by the first power transmission means 40, as shown in Figure 5, the power of the fourth shaft motor 28 It is configured to be delivered to the arm 23 by the second power transmission means 50.

상기 제1동력전달수단(40)은, 제5축모터(29)의 회전축과 커플링(41)에 의해 연결되는 축(42)과, 상기 축(42)의 단부와 상기 손목부(25)에 설치되는 한쌍의 베벨기어(43)(44)로 구성된다.The first power transmission means 40, the shaft 42 is connected by the rotary shaft and the coupling 41 of the fifth shaft motor 29, the end of the shaft 42 and the wrist portion 25 It is composed of a pair of bevel gears (43) (44) installed in.

상기 제2동력전달수단(50)은, 제4축모터(28)의 회전축에 설치되는 제1풀리(51)와, 아암(23)의 외주면에 설치되는 제2풀리(52)와, 제1, 제2풀리(51)(52)를 연결하는 타이밍 벨트(53)로 구성된다.The second power transmission means 50, the first pulley 51 is provided on the rotary shaft of the fourth shaft motor 28, the second pulley 52 is provided on the outer peripheral surface of the arm 23, and the first And a timing belt 53 for connecting the second pulleys 51 and 52.

이와같이 구성된 본 발명에 따른 수직다관절 로보트는 다음과 같이 동작된다.The vertical articulated robot according to the present invention configured as described above is operated as follows.

먼저 제4도에 도시된 바와같이, 베이스부(21)의 일축에 설치된 구동수단(30)으로서의 제1축모터(31)의 구동에 따라 그 동력이 제1베벨기어(33)와 제2베벨기어(33)를 통해 베이스부(21)의 상부에 베어링에 의해 회동가능하게 설치된 브래킷(34)으로 전달되게 됨에 따라 상부에 그 후단이 좌우로 회동가능하게 설치된 어깨부(22)가 제3도에 도시된 바와같이 화살표 A 또는 B 방향으로 회전하게 된다.First, as shown in FIG. 4, the power is driven by the first bevel gear 33 and the second bevel according to the driving of the first shaft motor 31 as the driving means 30 provided on one shaft of the base portion 21. As shown in FIG. As the shoulder portion 22 is pivotally mounted to the upper side of the base portion 21 by the bearing and is pivotably installed at the rear end thereof, the shoulder portion 22 is rotatably installed at the upper side of the base part 21. As shown in the figure, the direction of rotation is the arrow A or B.

또한 어깨부(22)는 제2축모터(26)의 구동에 따라 그 후단을 중심으로 화살표 C 또는 D 방향으로 회전하게 된다.In addition, the shoulder 22 is rotated in the direction of the arrow C or D around the rear end in accordance with the drive of the second shaft motor 26.

그리고 아암(23)은 제3축모터(27)의 구동에 따라 어깨부(22)의 선단을 중심으로 화살표 E 또는 F 방향으로 회전하게 된다.And the arm 23 is rotated in the direction of the arrow E or F around the tip of the shoulder portion 22 in accordance with the drive of the third shaft motor (27).

또한 아암(23)은, 아암하우징(24)에 설치된 제4축모터(28)의 구동에 따라 그 동력이 제5도에 도시된 바와같이 제2동력전달수단(50)으로서의 제4축모터(28)의 회전축에 설치되는 제1풀리(51)와, 아암(23)의 외주면에서 설치되는 제2풀리(52)와, 제1, 제2풀리(51)(52)를 연결하는 타이밍벨트(53)에 의해 아암(23)으로 전달되어 제3도에 도시된 바와같이 화살표 G 또는 H 방향으로 회전하게 된다.The arm 23 also has a fourth shaft motor as the second power transmission means 50 whose power is driven by the driving of the fourth shaft motor 28 installed in the arm housing 24 as shown in FIG. A timing belt connecting the first pulley 51 provided on the rotary shaft of the 28, the second pulley 52 provided on the outer circumferential surface of the arm 23, and the first and second pulleys 51, 52 ( 53) to arm 23 to rotate in the direction of arrow G or H as shown in FIG.

그리고 손목부(25)는, 제5축모터(29)의 구동에 따라 그 동력이 제5도에 도시된 바와같이 제1동력전달수단(40)으로서의 제5축모터(29)의 회전축과 커플링(41)에 의해 연결되는 축(42)과, 상기 축(42)의 단부와 상기 손목부(25)에 설치되는 한쌍의 베벨기어(43)(44)에 의해 손목부(25)로 전달되어 제3도에 도시된 바와 같이 화살표 I 또는 J 방향으로 회전하게 된다.The wrist portion 25 couples the rotating shaft of the fifth shaft motor 29 as the first power transmission means 40 with the power thereof as shown in FIG. 5 as the fifth shaft motor 29 is driven. It is transmitted to the wrist part 25 by a shaft 42 connected by a ring 41 and a pair of bevel gears 43 and 44 mounted on the end portion of the shaft 42 and the wrist part 25. And rotate in the direction of arrow I or J as shown in FIG.

이와같이 동작되는 본 발명에 따른 수직다관절 로보트는, 손목부(25)를 회전시키는 제5축모터(29)가 아암(23)을 회전시키는 제4축모터(28)와 상하로 나란하게 아암(23)의 후단부에 설치되고, 어깨부(22)가 베이스부(21)의 상부에 설치되어 있으므로, 종래 손목부 고동모터가 아암의 선단에 설치되고, 어깨부가 베이스부의 하부에 설치되던 방식에 비하여 로보트의 질량 중심위치가 베이스부에 가깝게 됨에 따라 베이스부에 걸리는 하중이 적어 로보트의 동역학적 특성 및 안정성이 향상되게 된다.In the vertical articulated robot according to the present invention operated as described above, the fifth shaft motor 29 for rotating the wrist part 25 is parallel to the fourth shaft motor 28 for rotating the arm 23. 23), the shoulder 22 is provided on the upper portion of the base 21, so that the conventional wrist-driven motor is installed on the tip of the arm, and the shoulder is installed on the lower portion of the base. In comparison, as the center of mass of the robot is closer to the base part, the load on the base part is less, thereby improving the dynamic characteristics and stability of the robot.

그리고 로보트의 질량 중심위치가 베이스부에 가깝게 위치하게 됨에 따라 베이스부 구동용 모터의 용량을 줄일 수 있게 되어 베이스부의 소형화 및 경량화가 가능하고, 타이밍벨트를 사용하여 아암을 회전시키도록 되어 있으므로 아암을 정확하게 회전시킬 수 있게 된다.As the center of mass of the robot is located close to the base part, the capacity of the motor for driving the base part can be reduced, so that the base part can be reduced in size and weight, and the arm is rotated using a timing belt. It can be rotated accurately.

또한 어깨부가 4절링크 방식으로 구성된 종래의 방식에 비하여 구조가 간단하여 보수유지 작업이 간편하게 되고, 로보트의 상부작업 범위가 넓어지게 된다.In addition, the shoulder portion is simpler structure compared to the conventional method consisting of a four-section link method, maintenance and maintenance work becomes simple, and the upper work range of the robot is widened.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명 수직다관절 로보트에 의하며, 소량, 경량으로 구조가 간단하고, 상부작업 범위가 넓으며, 동역학적 특성 및 안정성이 향상되게 되는 이점을 가진다.As described above, according to the vertical articulated robot of the present invention, the structure is simple in a small amount and light weight, the upper working range is wide, and the dynamic characteristics and stability are improved.

본 발명에 따른 수직다관절 로보트는 특히 작업공간이 협소하고 작업환경이 열악한 곳에서의 작업 예를들면 선체 블록의 용접작업등에 유리하다.The vertical articulated robot according to the present invention is particularly advantageous in the work where the working space is narrow and the working environment is poor, for example, welding of the hull block.

Claims (4)

Translated fromKorean

베이스부의 상부에 구동수단에 의해 자체 회전되도록 설치되는 어깨부와, 상기 어깨부를 그 후단을 중심으로 회동시키는 제2축모터와, 상기 어깨부의 선단에 그 후단이 아암하우징에 의해 오프세트 방식으로 회동가능하게 결합되고 그 선단에 손목부가 오프세트 방식으로 회동가능하게 설치되는 아암과, 상기 어깨부의 선단에 설치되며 상기 아암을 그 후단을 중심으로 회동시키는 제3축모터와, 상기 아암의 후단에 설치되며 손목부를 회전시키는 제5축모터와, 상기 아암하우징에 상기 5축모터와 나란하도록 설치되며 아암을 회전시키는 제4축모터와, 상기 제5축모터의 동력을 상기 손목부로 전달하기 위한 제1동력전달수단과, 상기 제4축모터의 동력을 상기 아암으로 전달하기 위한 제2동력전달수단을 포함하여 되는 수직다관절 로보트.A shoulder part installed to be self-rotated by a driving means on an upper part of the base part, a second shaft motor for rotating the shoulder part about its rear end, and a rear end thereof at the distal end of the shoulder part by an arm housing An arm, which is coupled to be possible and is rotatably installed at the front end of the wrist in an offset manner, a third shaft motor installed at the front end of the shoulder and pivoting the arm about its rear end, and installed at the rear end of the arm. And a fifth shaft motor for rotating the wrist, a fourth shaft motor installed in the arm housing to be parallel to the five shaft motor, and a first shaft for transmitting power of the fifth shaft motor to the wrist. And a second power transmission means for transmitting the power of the fourth shaft motor to the arm.제1항에 있어서, 상기 구동수단은, 제1축모터와, 상기 제1축모터의 회전축에 설치되는 제1베벨기어와, 상기 베이스부의 상부에 회동가능하게 설치되며 그 하부에 상기 제1베벨기어와 치합되는 제2베벨기어가 설치되고 그 상부에 상기 아암의 후단이 좌우로 회동가능하게 결합되는 브래킷을 구비하여 되는 것을 특징으로 하는 수직다관절 로보트.According to claim 1, wherein the drive means, the first bevel gear is installed on the rotating shaft of the first shaft motor, the first shaft motor, and the first bevel is rotatably installed on the upper portion of the base portion; A second articulated robot, comprising: a second bevel gear meshed with a gear, the bracket having a rear end of the arm rotatably coupled to the left and right;제1항에 있어서, 상기 제1동력전달수단은, 상기 제5축모터의 회전축과 커플링에 의해 연결되는 축과, 상기 축의 단부와 상기 손목부에 설치되는 한쌍의 베벨기어를 구비하여 되는 것을 특징으로 하는 수직다관절 로보트.The method of claim 1, wherein the first power transmission means, the shaft is connected to the rotary shaft and the coupling of the fifth shaft motor, and a pair of bevel gears provided at the end of the shaft and the wrist portion Vertical articulated robot.제1항에 있어서, 상기 제2동력전달수단은, 상기 제4측모터의 회전축에 설치되는 제1풀리와, 상기 아암의 외주면에 설치되는 제2풀리와, 상기 제1, 제2풀리를 연결하는 타이밍벨트를 구비하여 되는 것을 특징으로 하는 수직다관절 로보트.The method of claim 1, wherein the second power transmission means, the first pulley provided on the rotating shaft of the fourth side motor, the second pulley provided on the outer peripheral surface of the arm, the first and second pulleys are connected Vertical articulated robot, characterized in that it is provided with a timing belt.