KR0129932Y1 - 수직다관절로보트의 백러쉬 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수직다관절로보트의 손목 메카니즘인 오리엔테이션 3축의 백러쉬 저감장치에 관한 것으로 그 구조를 개선하여 초기 동력전달시 5축링크에 발생되는 것을 최소화 할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 5축모터(4)의 동력이 한쌍의 베벨기어(6)(7)를 통해 전달되어 5축링크(9)를 회전시키도록 된 것에 있어서, 일측의 베벨기어(7)에 고정된 풀리(18)와 중공축(14)에 고정된 풀리(15) 사이에 타이밍벨트(16)를 걸어 5축모터(4)의 동력이 중공축(14)에 전달되도록 함과 동시에 중공축(14)의 외측으로 5축중공감속기(17)를 설치하여 전달된 동력이 상기 5축중공감속기(17)에 의해 감속되어 5축링크(9)를 회전시키도록 된 것이다.

Description

수직다관절로보트의 백러쉬 저감장치

제1도는 종래 수직다관절로보트의 오리엔테이션 3축 구성도.

제2도는 본 고안 장치가 설치된 수직다관절로보트의 오리엔테이션 3축 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 5축모터 6,7 : 베벨기어

9 : 5축링크 15,18 : 풀리

14 : 중공축 16 : 타이밍벨트

17,5 : 축중공감속기

본 고안은 수직다관절로보트의 손목 메카니즘(Machanism)인 오리엔테이션(Orientation) 3축의 백러쉬(Back-lash) 저감장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 그 구조를 개선하여 초기 동력전달시 5축링크에 백러쉬가 발생되는 것을 최소화 할 수 있도록 한 것이다.

근래에는 산업이 고도화 됨에 따라 산업현장의 전반에 걸쳐 자동화 및 성력화에 관한 관심이 높아지고 있다.

특히, 적은 인원으로 대량생산을 하기 위해서는 공장자동화가 반드시 필요하게 된다.

공장자동화에 필요한 핵심 부품으로는 산업용로보트가 널리 사용되고, 그 보급 또한 확대되고 있는 실정이다.

산업용로보트의 종류로는 수평다관절로보트와 수직다관절로보트 기타 원동좌표, 직각좌표 로보트 등이 있는데, 그 중 수직다관절로보트가 가장 널리 사용되고 있다.

상기 수직다관절로보트는 주로 포지션(Position) 3축과 오리엔테이션 3축으로 구성되는데, 손목부인 오리엔테이션 3축(4축, 5축, 6축)은 콤팩트(Compact) 하면서도 동력전달 효율이 우수하고 기구적인 결함이 극소화된 메카니즘을 요구하고 있는 실정이다.

종래의 오리엔테이션 3축은 제1도에 도시한 바와 같이 4축모터(1)의 출력축에 4축감속기(2)가 연결되어 있고 그 출력축에는 4축링크(3)가 장착되어 있으며 그 내부에 있는 5축모터(4)의 출력축에 5축감속기(5)가 연결되어 있다.

상기 5축감속기(5)의 출력축에 베벨기어(6)와 중공베벨기어(7)가 연결되어 있고 이는 다시 베어링(8)의 지지를 받으면서 5축링크(9)가 결합되어 있으며 이는 다시 6축모터(11) 및 6축감속기(12)에 의해 회전되는 6축링크(10)에 연결되어 있다.

로보트케이블(13)은 5축링크(9) 내부로부터 중공베벨기어(7) 내부를 통과하여 4축링크(3) 내부로 연결된다.

이때, α, β, γ는 각 링크의 회전방향을 나타낸 것이다.

따라서 4축모터(1)가 회전하면 4축감속기(2)에서 감속된 출력이 4축링크(3) 이하의 관절 및 링크를 α 방향으로 회전시킨다.

그리고 5축모터(4)가 회전하면 5축감속기(5)에서 감속된 출력이 베벨기어(6)와 중공베벨기어(7)를 구동시키고, 이에 따라 직각으로 전달된 동력은 5축링크(9) 이하의 관절을 β 방향으로 회전시킨다.

또한, 6축모터(11)가 회전하면 6축감속기(12)에서 감속된 출력이 6축링크(End-effector)(10)를 γ 방향으로 회전시키고 중공베벨기어(7)를 통해 4축링크(3) 내부로 연결된 로보트케이블(13)은 5축링크(9)가 β방향 회전시에 동일 방향으로 회전된다.

그러나 이러한 종래의 오리엔테이션 3축은 5축모터(4)은 구동으로 그 출력이 5축감속기(5)에서 감속되어 감속된 출력이 베벨기어(6)와 중공베벨기어(7)를 통해 동력을 직각으로 전달하여 5축링크(9) 이하의 관절을 β방향으로 회전 시킬 때 백러쉬가 큰 베벨기어(6)와 중공베벨기어(7)로 5축링크(9)를 직접 회전시키도록 되어 있으므로 로보트의 정밀도가 저하되었다.

본 고안은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 5축 링크를 회전시키는 최종출력이 종공축타입(Hollow-shaft type)의 감속기를 통해 출력되도록 그 구조를 개선하여 초기 동력전달시 백러쉬의 발생이 최소화 되도록 하는 그 목적을 갖는다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 형태에 따르면, 5축모터의 동력이 한쌍의 베벨기어를 통해 전달되어 5축링크를 회전시키도록 된 것에 있어서, 일축의 베벨기어에 고정된 풀리와 중공축에 고정된 풀리 사이에 타이밍벨트를 걸어 5축모터의 동력이 중공축에 전달되도록 함과 동시에 중공축의 외측으로 5축중공감속기를 설치하여 전달된 동력이 상기 5축감속기에 의해 감속되어 5축링크를 회전시키도록 된 수직다관절로보트의 백러쉬 저감장치가 제공된다.

이하, 본 고안을 일실시예로 도시한 첨부된 도면 제2도를 참고로하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 제2도는 본 고안 장치가 설치된 수직다관절로보트의 오리엔테이션 3축 구성도로서, 본 고안의 구성중 종래 오리엔테이션 3축의 구성과 동일한 부분은 그 설명을 생략하고 동일 부호를 부여하기로 한다.

본 고안은 4축링크(3)내에 설치된 5축모터(4)의 출력축에 한쌍의 베벨기어(6)(7)가 맞물려 설치되어 있고 상기 베벨기어 중 일축의 베벨기어(7)에 고정된 풀리(18)와 5축링크(9)의 중공축(14)에 고정된 풀리(15) 사이에는 타이밍벨트(16)가 걸려 있다.

그리고 상기 5축링크(9)의 중공축(14) 외측으로 5축모터(4)의 회전수를 감속시키는 5축중공감속기(17)가 설치되어 있다.

또한, 6축모터(11)와 연결된 로보트케이블(13)은 5축링크(9) 내부로부터 5축중공감속기(17) 내부를 통과하여 4축링크(3) 내부로 연결되어 있다.

이때, α, β, γ는 각 링크의 회전방향을 나타낸 것이다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저 4축모터(1)가 구동하면 그 회전력이 4축감속기(2)에 전달되어 감속되고, 감속된 출력은 출력축을 통해 4축링크(3) 이하의 관절을 α방향으로 회전시킨다.

그리고 5축모터(4)가 구동하면 출력축에 고정된 한쌍의 베벨기어(6)(7)가 회전되므로 일측의 베벨기어(7)와 중공축(14)에 고정된 풀리(18)(15) 및 타이밍벨트(16)에 의해 동력이 5축중공감속기(17)에 전달되어 감속된 출력이 5축링크(9) 이하의 관절을 β방향으로 회전시킨다.

또한, 6축모터(11)가 구동하면 그 회전력이 6축감속기(12)에 전달되어 감속되고, 감속된 출력은 출력축을 통해 6축링크(10)를 γ방향으로 회전시키게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 동작되는 본 고안은 5축모터(4)의 초기 구동시 베벨기어(6)(7)에서 발생되는 백러쉬를 5축중공감속기(17)에 출력이 전달되기 전에 제거시키게 되므로 5축링크(9)의 동작시 발생되는 백러쉬가 최소화되는 효과를 얻게 된다.

Claims (1)

1. 5축모터(4)의 동력이 한쌍의 베벨기어(6)(7)를 통해 전달되어 5축링크(9)를 회전시키도록 된 것에 있어서, 일측의 베벨기어(7)에 고정된 풀리(18)와 중공축(14)에 고정된 풀리(15) 사이에 타이밍벨트(16)를 걸어 5축모터(4)의 동력이 중공축(14)에 전달되도록 함과 동시에 중공축(14)의 외측으로 5축중공감속기(17)를 설치하여 전달된 동력이 상기 5축중공감속기(17)에 의해 감속되어 5축링크(9)를 회전시키도록 됨을 특징으로 하는 수직다관절로보트의 백러쉬 저감장치.