KR20000042618A - Robot of cylindrical coordinates - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원통좌표계로봇에 관한 것으로서, 상세하게는 샤프트-인-샤프트 구조의 아암구동메커니즘을 채용하여 로봇의 사이즈를 컴팩트하게 되는 원통좌표계로봇에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylindrical coordinate system robot, and more particularly, to a cylindrical coordinate system robot which adopts an arm driving mechanism of a shaft-in-shaft structure to compact the size of the robot.
일반적으로, 원통좌표계로봇은 무인화에 의해 제품의 로딩 및 언로딩, 부품의 가공 또는 조립, 완성품의 핸들링 등의 작업을 수행하기 위해 물체를 3방향으로 이동시킬 수 있도록 생산라인에 설치된다. 즉, 산업현장에서의 대부분의 제조공정의 자동화는 그러한 제조공정에 필요한 재료 및 부품을 취급할 수 있는 다양한 형태의 로봇장치들을 양산하였다. 이러한 로봇장치들은 중대한 임무를 띠고 있는 산업용 로봇장치로부터 이 보다 작은 정밀로봇장치에 이르기까지 그 범위가 다양하다. 또한 이러한 로봇장치들은 하나의 특정한 목적 이외에 더 일반적인 목적을 가질 수 있다.In general, a cylindrical coordinate robot is installed in a production line to move an object in three directions to perform tasks such as loading and unloading a product, processing or assembling a part, and handling a finished product. In other words, the automation of most manufacturing processes in the industrial field has produced various types of robotic devices capable of handling materials and components necessary for such manufacturing processes. These robotic devices can range in scope from industrial robotic devices, which are mission critical, to smaller precision robotic devices. Such robotic devices may also have a more general purpose in addition to one specific purpose.
상기 다양한 로봇장치들 중 하위계층의 로봇들은 고정된 원통형 공간 내의 어떤 지점에 대상물을 위치시키도록 고안된 로봇아암 구조가 있을 수 있다. 이러한 종류의 장치에 대한 예는 미국특허 제4,466,769호, 제5,178,512호, 및 제4,728,252호에 개시된바 있다. 그러나, 이러한 로봇장치들은, 평평한 원통형 존 내에서 물체를 움직이며 원통형 존의 수직 방향의 축을 따라 움직임을 연장하는 수단으로서, 종래 승강 메커니즘이 개시된다.Among the various robotic devices, lower layer robots may have a robot arm structure designed to position an object at a certain point in a fixed cylindrical space. Examples of devices of this kind have been disclosed in US Pat. Nos. 4,466,769, 5,178,512, and 4,728,252. However, such robotic devices are disclosed as conventional lifting mechanisms as a means of moving an object in a flat cylindrical zone and extending the movement along the vertical axis of the cylindrical zone.
반도체 제조산업에 있어서, 물품을 취급하는 로봇은 무수한 목적으로 사용될 수 있다. 이러한 것들 중에서 중요한 것은 실리콘 웨이퍼를 취급하는 것이다. 물론 그 절차는 주위 환경이 깨끗한 룸에서 행해지고, 그 로봇은 아주 정밀한 운동이 가능해야 한다. 이 목적을 위해 현재 사용되는 가장 통상적인 장치는 회전할 수 있는 회전수단, 실린더를 승강할 수 있는 승강수단을 가진 일반적인 로봇이다. 나아가, 대상 물체를 쥐고 있는 핸드가 설치되는 아암을 말단 방향으로 연장 수축시키기 위한 수단이 제공된다.In the semiconductor manufacturing industry, robots handling articles can be used for a myriad of purposes. The most important of these is the handling of silicon wafers. The procedure, of course, is done in a room with a clean environment, and the robot must be able to move very precisely. The most common apparatus currently used for this purpose is a general robot with a rotatable means for rotating and a lifting means for lifting a cylinder. Furthermore, a means for extending and contracting in the distal direction the arm on which the hand holding the object is installed is provided.
그러나, 종래 두 개의 아암을 갖는 원통좌표계로봇들은, 각각의 회전축에 감속기와 모터가 직결되고, 로봇의 상부에 위치하는 두 아암을 그 반경 방향으로 움직이게 하기 위해 각각의 아암구동축에도 모터와 감속기가 직접 연결되어 있다. 따라서, 고가의 감속기가 사용되므로 제조 원가가 증가되고, 로봇의 사이즈가 커진다. 뿐만 아니라, 모터의 전원 및 제어신호 케이블이 로봇의 상층부까지 배선되어야 하는 문제점이 있다.However, in the conventional cylindrical coordinate robots having two arms, the reducer and the motor are directly connected to each axis of rotation, and the motor and the reducer are directly added to each arm drive shaft to move the two arms located at the upper part of the robot in the radial direction thereof. It is connected. Therefore, since an expensive reducer is used, manufacturing cost increases and the size of the robot increases. In addition, there is a problem that the power and control signal cables of the motor should be wired to the upper layer of the robot.
또한, 2개의 아암을 갖는 원통좌표계로봇에 있어는 회전축과 직동축 및 아암구동축을 동일축 상에 구성하기가 곤란한 문제점이 있다.In addition, in the cylindrical coordinate system robot having two arms, there is a problem in that it is difficult to configure the rotation axis, the linear drive axis, and the arm drive axis on the same axis.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 착상된 것으로서, 로봇의 회전축과 직동축을 평행하게 위치시키고, 직동축에 연결되는 아암구동축을 직동축과 평행하고 회전축과는 동일축 상에 위치시킨 후 아암구동축은 샤프트-인-샤프트 구조로 구성된 원통좌표계로봇을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been conceived in view of the above problems, the rotation axis and the linear motion axis of the robot is positioned in parallel, the arm drive shaft connected to the linear drive axis and parallel to the linear axis and the rotation axis of the arm drive shaft after The object is to provide a cylindrical coordinate system robot composed of a shaft-in-shaft structure.
본 발명의 다른 목적은 로봇의 회전 또는 승강구동을 위한 다수의 모터, 두 개의 아암을 구동하기 위한 모터들을 로봇 하부에 위치시키고, 상기 샤프트-인-샤프트 구조의 제일 내측의 샤프트에는 케이블링 및 파이핑을 위한 중공이 형성되도록 함으로써 로봇의 중량을 경량화하고 구조를 컴팩트화 할 수 있는 원통좌표계로봇을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to place a plurality of motors for rotating or lifting the robot, the motors for driving two arms in the lower part of the robot, the innermost shaft of the shaft-in-shaft structure cabling and piping It is to provide a cylindrical coordinate system robot that can reduce the weight and compact structure of the robot by forming a hollow for.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통좌표계로봇을 개략적으로 도시한 사시도.1 is a perspective view schematically showing a cylindrical coordinate system robot according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 주요부위의 부분 단면도.2 is a partial cross-sectional view of the main portion of FIG.
도 3은 도 1의 저면도.3 is a bottom view of FIG. 1.
도 4는 도 1의 배면도.4 is a rear view of FIG. 1.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
110...프레임 120...회전스테이지110.Frame 120.Rotating Stage
130...리드스크류 140...수직가이드봉130 ... Lead screw 140 ... Vertical guide rod
134...리드스크류너트결합체 144...수직가이드봉너트134 ... Lead Screw Nut Assemblies 144Vertical Guide Rod Nuts
150...이동부재 160...샤프트구조물150 ... moving member 160 ... shaft structure
180...아암서포트프레임 190...아암부180 ... arm support frame 190 ... arm part
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하부고정판 및 상부고정판을 포함하는 프레임; 상부원판 및 하부원판을 포함하며 상기 프레임에 대해 회전축을 중심으로 회전가능하게 설치된 회전스테이지; 상기 회전축과 거의 평행한 직동축을 중심으로 회전할 수 있도록 상기 상부원판 및 상기 하부원판에 설치된 리드스크류; 상기 회전축 및 상기 직동축에 각각 거의 평행하게 위치되어 회전할 수 있도록 상기 상부원판과 상기 하부원판에 설치된 수직가이드봉; 상기 리드스크류를 따라 수직방향으로 회전되면서 이동가능하며, 상기 리드스크류와 함께 회전될 수 있도록 상기 리드스크류에 결합 설치된 리드스크류너트결합체; 상기 수직가이드봉이 회전될 때 그 회전력에 의해 회전될 수 있으며, 상기 수직가이드봉을 따라 수직방향으로 자유롭게 이동될 수 있도록 상기 수직가이드봉에 결합 설치된 수직가이드봉너트; 상기 리드스크류너트결합체 및 상기 수직가이드봉너트가 설치되며, 상기 리드스크류와 상기 수직가이드봉을 따라서 상기 상부원판과 상기 하부원판 사이를 자유롭게 이동되도록 설치된 이동부재; 파이핑 및 와이어링을 위한 공동이 길이방향으로 형성된 내부샤프트, 상기 내부샤프트와 동축적으로 설치되어 각각 독립적으로 회전가능한 외부샤프트 및 중간샤프트를 구비하며, 일부분은 상기 이동부재에 결합되고 다른 부분은 상기 상부원판 및 상기 상부고정판을 관통하여 슬라이딩될 수 있도록 설치된 샤프트구조물; 상기 샤프트구조물의 일부분에 설치되며, 상기 회전축에 평행하게 위치되어 회전되는 한 쌍의 아암구동샤프트가 구비된 아암서포트프레임; 상기 프레임에 대해 상기 회전스테이지를 회전시키기 위한 제1구동수단; 상기 프레임에 대해 상기 리드스크류를 회전시키기 위한 제2구동수단; 및 상기 회전스테이지에 대해 상기 샤프트구조물의 각 샤프트를 회전시키기 위한 제3구동수단;을 구비한다.The present invention for achieving the above object, the frame comprising a lower fixing plate and an upper fixing plate; A rotating stage including an upper disc and a lower disc and rotatably installed about a rotation axis with respect to the frame; A lead screw installed on the upper disc and the lower disc to rotate about a linear drive shaft substantially parallel to the rotary shaft; Vertical guide rods disposed on the upper disk and the lower disk so as to be positioned in substantially parallel to the rotary shaft and the linear drive shaft, respectively; A lead screw nut assembly coupled to the lead screw so as to be movable while being rotated along the lead screw in a vertical direction and coupled to the lead screw; A vertical guide rod nut coupled to the vertical guide rod so that the vertical guide rod can be rotated by the rotational force and freely moved in the vertical direction along the vertical guide rod; A moving member having the lead screw nut assembly and the vertical guide rod nut installed to move freely between the upper disc and the lower disc along the lead screw and the vertical guide rod; A cavity for piping and wiring is provided with a longitudinally formed inner shaft, an outer shaft and an intermediate shaft installed coaxially with the inner shaft, each independently rotatable, a part of which is coupled to the moving member and the other part of the A shaft structure installed to slide through the upper disc and the upper fixing plate; An arm support frame installed on a portion of the shaft structure and provided with a pair of arm driving shafts which are rotated in parallel with the rotation axis; First driving means for rotating the rotating stage relative to the frame; Second driving means for rotating the lead screw relative to the frame; And third driving means for rotating each shaft of the shaft structure with respect to the rotating stage.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 리드스크류너트결합체는, 상기 리드스크류를 따라서 회전되면서 수직방향으로 이동가능하도록 설치된 리드스크류너트; 및 상기 리드스크류너트에 일체로 결합되며, 리드스크류를 따라서 자유롭게 수직방향으로 이동되도록 설치된 리드스크류 스플라인너트;를 구비한다.According to another feature of the invention, the lead screw nut assembly, the lead screw nut is installed to be movable in the vertical direction while rotating along the lead screw; And a lead screw spline nut integrally coupled to the lead screw nut and installed to move freely along the lead screw in a vertical direction.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 샤프트구조물은, 상기 한 쌍의 아암구동샤프트의 제1아암구동샤프트에 벨트/풀리수단에 의해 연결되는 외부샤프트; 상기 한 쌍의 아암구동샤프트의 제2아암구동샤프트에 벨트/풀리수단에 의해 연결되며, 상기 외부샤프트의 내측과 상기 내부샤프트 내측에 위치한 중간샤프트;를 구비한다.According to another feature of the invention, the shaft structure, the outer shaft is connected to the first arm drive shaft of the pair of arm drive shaft by a belt / pulley means; And an intermediate shaft connected to a second arm driving shaft of the pair of arm driving shafts by a belt / pulley means and positioned inside the outer shaft and inside the inner shaft.
한편, 본 발명은 상기 샤프트구조물의 개별 샤프트의 회전에 연동되어 회동될 수 있도록 상기 한 쌍의 아암구동샤프트에 각각 수직으로 연장 설치된 한 쌍의 아암부;를 더 구비한다.On the other hand, the present invention further comprises a pair of arm portions each installed to extend perpendicular to the pair of arm drive shaft to be rotated in conjunction with the rotation of the individual shaft of the shaft structure.
본 발명의 바람직하게 진보된 양상에 의하면, 상기 상부고정판과 상기 하부고정판은 지지축에 의해 연결되며; 상기 내부샤프트의 공동에 설치되는 케이블 및 튜브 수를 줄이기 위해 상기 샤프트구조물의 회전에 간섭되지 않도록 상기 상부고정판, 상기 하부고정판, 및 상기 지지축에 필터, 진공센서, 솔레노이드 밸브 등이 위치된다.According to a preferred and advanced aspect of the present invention, the upper fixing plate and the lower fixing plate are connected by a support shaft; In order to reduce the number of cables and tubes installed in the cavity of the inner shaft, a filter, a vacuum sensor, a solenoid valve, and the like are disposed on the upper fixing plate, the lower fixing plate, and the support shaft so as not to interfere with the rotation of the shaft structure.
본 발명의 유익하게 진보된 일 면에 따르면, 상기 제1구동수단은, 상기 회전스테이지에 고정 설치된 전기모터; 입력단이 상기 전기모터에 설치되고, 출력단이 상기 하부고정판에 부착된 감속기;를 구비한다.According to an advantageously advanced aspect of the present invention, the first drive means, the electric motor is fixed to the rotating stage; An input end is installed in the electric motor and an output end is attached to the lower fixing plate.
본 발명의 다른 유익한 진보된 면에 따르면, 상기 제2구동수단은 상기 이동부재에 고정 설치되어 그 이동부재와 함께 이동될 수 있는 전기모터;이다.According to another advantageous and advanced aspect of the present invention, the second driving means is an electric motor fixed to the moving member and movable with the moving member.
본 발명의 또 다른 유익한 진보된 면에 따르면, 상기 제3구동수단은 독립적으로 제어가능한 상기 회전스테이지에 설치된 2개의 전기모터를 구비하며, 벨트/풀리수단에 의해 그 모터로부터의 회전력을 각각 상기 중간샤프트 및 외부샤프트로 전달한다.According to another advantageous and advanced aspect of the present invention, the third drive means has two electric motors mounted on the independently controllable rotating stage, each of which is adapted to the rotational force from the motor by means of belt / pulley means. Transfer to shaft and outer shaft.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원통좌표계로봇을 개략적으로 도시한 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a cylindrical coordinate system robot according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통좌표계로봇(100)은, 하부고정판(112)과 상부고정판(114)을 포함하는 프레임(110), 하부원판(122)을 포함하며 화살표 "A"방향으로 회전가능한 회전스테이지(120), 하부원판(122)에 각각 화살표 "B","C" 방향으로 회전가능하도록 설치된 리드스크류(130) 및 수직가이드봉(140), 리드스크류(130)에 결합된 리드스크류너트결합체(134), 수직가이드봉(140)에 결합된 수직가이드봉너트(144), 리드스크류(130)와 수직가이드봉(140)을 따라 화살표 "D" 방향으로 자유롭게 왕복운동 가능한 이동부재(150), 일부분이 이동부재(150)에 결합되고 다른 부분은 상부고정판(114)을 관통하여 상기 "D" 방향으로 슬라이딩 가능한 샤프트구조물(160), 이 샤프트구조물(160)의 일부분에 설치되고 한 쌍의 아암부(190)가 설치되는 아암서포트 프레임(180), 프레임(110)에 대해 회전스테이지(120) 및 리드스크류(130)를 회전시키기 위한 제1,2구동수단, 및 회전스테이지(120)에 대해 샤프트구조물(160)의 외부샤프트(162) 및 중간샤프트(164)를 각각 회전시키기 위한 제3구동수단을 구비한다.As shown, the cylindrical coordinate system robot 100 according to a preferred embodiment of the present invention includes a frame 110 and a lower disc 122 including the lower fixing plate 112 and the upper fixing plate 114, the arrow " Rotation stage 120 rotatable in the A "direction, the lead screw 130 and the vertical guide rod 140, the lead screw 130 is installed on the lower disk 122 so as to rotate in the direction of arrows" B "," C ", respectively. Lead screw nut assembly 134 coupled to the vertical guide rod nut 144 coupled to the vertical guide rod 140, the lead screw 130 and the vertical guide rod 140 freely in the direction of the arrow "D" Reciprocating movable member 150, a portion of which is coupled to the movable member 150, the other portion penetrates the upper fixing plate 114, the shaft structure 160 which is slidable in the "D" direction, the shaft structure 160 Arm support frame (1) is installed on a portion of the pair of arm portions 190 are installed 80, first and second drive means for rotating the rotating stage 120 and the lead screw 130 relative to the frame 110, and the outer shaft 162 of the shaft structure 160 relative to the rotating stage 120 And third driving means for rotating the intermediate shaft 164, respectively.
도 1의 주요부위를 개략적으로 도시한 단면도인 도 2를 참조하면, 프레임(110)은 전체 로봇을 지지하는 하부고정판(112)과, 이 하부고정판(112)과 일정한 간격 즉, 원통좌표계로봇이 요구되는 수직상승 거리만큼 떨어진 곳에 위치되고, 다수의 지지축(116)에 의해 하부고정판(112)에 연결되는 상부고정판(114)을 구비한다. 여기서, 샤프트구조물(160)의 외부샤프트(162)와 접촉되는 상부고정판(114)에는 상부고정판 오일부(114a)가 마련되어 샤프트구조물(160)의 상부고정판(114)에 대한 화살표 "A" 방향으로의 슬라이딩을 원활하게 한다.Referring to FIG. 2, which is a cross-sectional view schematically showing the main portion of FIG. 1, the frame 110 includes a lower fixing plate 112 for supporting the entire robot, and a lower distance from the lower fixing plate 112, that is, a cylindrical coordinate system robot. The upper fixing plate 114 is located at a distance of the required vertical rise distance and connected to the lower fixing plate 112 by a plurality of support shafts 116. Here, the upper fixing plate 114 in contact with the outer shaft 162 of the shaft structure 160 is provided with an upper fixing plate oil portion 114a in the direction of arrow "A" with respect to the upper fixing plate 114 of the shaft structure 160. Smooths the sliding.
한편, 프레임(110)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 공압튜브(111), 필터(113), 솔레노이드 밸브(115), 진공센서(미도시)와 같이 로봇의 구동을 위한 여러 부품들이 설치되는 구성요소이다. 이렇게 함으로써, 내부샤프트(166)에 형성된 공동(166a)에 설치되는 케이블 또는 튜브(117)의 수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 샤프트구조물(160)의 회전에 대해 상기 부품들이 간섭되지 않도록 한다.On the other hand, the frame 110, as shown in Figure 3, the pneumatic tube 111, the filter 113, the solenoid valve 115, such as a vacuum sensor (not shown) installed a number of components for driving the robot It is a component. This not only reduces the number of cables or tubes 117 installed in the cavity 166a formed in the inner shaft 166 but also prevents the components from interfering with the rotation of the shaft structure 160.
상기 회전스테이지(120)는 회전축(121)을 중심으로 프레임(110)에 대해 상대적으로 회전될 수 있도록 중공의 중심샤프트(123)에 설치된다. 즉, 회전스테이지(120)의 상부원판(124)은 상부고정판(114)에, 하부원판(122)은 하부고정판(112)에 각각 근접되도록 설치되어 있다. 상부원판(124)에 대해 샤프트구조물(160)이 원할하게 슬라이딩될 수 있도록 상부원판(124)에는 상부원판 오일부(124a)가 마련된다. 여기서, 하부원판(122)과 상부원판(124)은 리드스크류(130)와 수직가이드봉(140)에 의해 각각 연결되어 지지된다.The rotating stage 120 is installed on the hollow central shaft 123 to be rotated relative to the frame 110 about the rotating shaft 121. That is, the upper disk 124 of the rotating stage 120 is provided to the upper fixing plate 114, the lower disk 122 is so close to the lower fixing plate 112, respectively. An upper disc oil part 124a is provided on the upper disc 124 so that the shaft structure 160 smoothly slides with respect to the upper disc 124. Here, the lower disc 122 and the upper disc 124 are connected and supported by the lead screw 130 and the vertical guide rod 140, respectively.
상기 제1구동수단은, 프레임(110)에 대해 회전스테이지(120)를 상대적으로 회전시키기 위한 것으로서, θ모터(126), 감속기(128), θ벨트/풀리수단을 구비한다.The first driving means is for relatively rotating the rotating stage 120 with respect to the frame 110, and includes a θ motor 126, a reducer 128, θ belt / pulley means.
θ모터(126)는 미도시된 제어수단에 의해 동력을 발생시키는 통상적인 전기모터가 사용되며, 하부고정판(112)에 고정된다. θ벨트/풀리수단은 θ모터(126)의 출력축에 설치된 θ모터 구동풀리(126a), 중심샤프트(123)에 설치된 중심샤프트 풀리(123a), θ모터 구동풀리(126a)와 중심샤프트 풀리(123a)를 연결하는 θ모터 구동벨트(127)를 구비한다. 한편, 감속기(128)는 그 입력단이 θ모터(126)에 연결되고 그 출력단이 하부고정판(112)에 고정된다. 따라서, θ모터(126)를 작동시키게 되면, 감속기(128)의 출력단이 하부고정판(112)에 고정되어 있기 때문에 상기 θ벨트/풀리수단에 의해 전달되는 θ모터(126)의 회전력은 하부원판(122)을 하부고정판(112)에 대해 상대적으로 회전시키게 된다.The θ motor 126 is a conventional electric motor that generates power by the control means not shown, and is fixed to the lower fixing plate (112). θ belt / pulley means are θ motor drive pulley 126a installed on the output shaft of θ motor 126, center shaft pulley 123a installed on the center shaft 123, θ motor drive pulley 126a and center shaft pulley 123a ) Is provided with a θ motor driving belt (127). On the other hand, the reducer 128 has its input end connected to the θ motor 126 and its output end is fixed to the lower fixing plate 112. Therefore, when the θ motor 126 is operated, since the output end of the reducer 128 is fixed to the lower fixing plate 112, the rotational force of the θ motor 126 transmitted by the θ belt / pulley means is lowered in the lower disc ( 122 is rotated relative to the lower fixing plate (112).
상기 리드스크류(130)는 통상적인 로봇장치에서 흔히 볼 수 있듯이 로봇의 수직운동을 부여하는 수단으로 제공되는 것으로서, 일반적인 볼스크류가 이용되는 것이 바람직하다. 리드스크류(130)는 상부 리드스크류 베어링(124b)에 의해 상부원판(124)에, 하부 리드스크류 베어링(122a)에 의해 하부원판(122)에 각각 결합된다. 따라서, 리드스크류(130)는 상기 상,하부 리드스크류 베어링(124b,122a)에 의해 지지되어 상,하부원판(124,122)에 대해 화살표 "B" 방향으로 자유롭게 회전될 수 있다. 또한, 리드스크류(130)는 회전축(121)과 거의 평행한 직동축(131)을 중심으로 회전된다.The lead screw 130 is provided as a means for imparting the vertical movement of the robot as is commonly seen in a conventional robot device, it is preferable that a general ball screw is used. The lead screw 130 is coupled to the upper disc 124 by the upper lead screw bearing 124b and to the lower disc 122 by the lower lead screw bearing 122a. Therefore, the lead screw 130 is supported by the upper and lower lead screw bearings (124b, 122a) can be freely rotated in the direction of the arrow "B" with respect to the upper, lower discs (124, 122). In addition, the lead screw 130 is rotated about a linear drive shaft 131 substantially parallel to the rotation shaft 121.
제2구동수단은, 회전스테이지(120)에 대해 리드스크류(130)를 회전시킴으로써 로봇(100)의 아암서포트프레임(180)을 화살표 "A"방향으로 왕복운동시키기 위한 것으로서, Z모터(132), Z벨트/풀리수단을 구비한다. Z모터(132)는 독립적으로 제어가능하고 역회전가능하도록 이동부재(150)에 설치된다. Z벨트/풀리수단은, Z모터(132)의 출력축에 설치되는 Z모터 구동풀리(132a), Z벨트(133)에 의해 리드스크류너트결합체(134)의 일 부분인 리드스크류너트(136)에 설치된 리드스크류너트 풀리(136a)를 구비한다.The second driving means is for reciprocating the arm support frame 180 of the robot 100 in the direction of arrow "A" by rotating the lead screw 130 with respect to the rotation stage 120, Z motor 132 And Z-belt / pulley means. The Z motor 132 is installed on the movable member 150 to be independently controllable and reversely rotatable. The Z belt / pulley means is connected to the lead screw nut 136, which is a part of the lead screw nut assembly 134, by the Z motor driving pulley 132a and the Z belt 133 installed on the output shaft of the Z motor 132. The lead screw nut pulley 136a provided is provided.
상기 Z모터(132)를 구동시키게 되면, Z벨트/풀리수단에 의해 그 회전력이 리드스크류너트(136)로 전달되어 그 리드스크류너트(136)가 리드스크류(130)에 대해 회전되도록 한다. 그러면, 리드스크류너트(136)가 리드스크류(130)를 중심으로 회전되면서 승강운동을 하게되고 이 리드스크류너트(136)가 설치된 이동부재(150)가 상하방향의 왕복운동이 가능하게 된다. 이때, 리드스크류너트결합체(134)의 다른 일부분인 리드스크류 스플라인너트(138)는 회전되지 않고 리드스크류(130)를 따라서 자유롭게 움직이게 된다. 마찬가지로, 수직가이드봉(140)에 결합된 수직가이드봉너트(144)도 그 수직가이드봉(140)을 따라 움직이게 된다.When driving the Z motor 132, the rotational force is transmitted to the lead screw nut 136 by the Z belt / pulley means so that the lead screw nut 136 is rotated relative to the lead screw 130. Then, as the lead screw nut 136 is rotated about the lead screw 130, the lifting movement is performed, and the movable member 150 provided with the lead screw nut 136 is capable of reciprocating up and down. At this time, the lead screw spline nut 138 which is another part of the lead screw nut assembly 134 is free to move along the lead screw 130 without being rotated. Similarly, the vertical guide rod nut 144 coupled to the vertical guide rod 140 also moves along the vertical guide rod 140.
상술한 바와 같이, 리드스크류너트결합체(134)는 리드스크류너트(136) 및 리드스크류 스플라인너트(138)가 일체로 결합된 구성요소이다. 즉, 통상적인 볼스크류너트의 형태를 한 리드스크류너트(136)와 통상적인 스플라인너트 형태를 한 리드스크류 스플라인너트(138)가 함께 작용하는 구조이다. 상기 리드스크류너트(136)는 Z모터(132)의 회전력에 의해 회전되면서 리드스크류(130)를 따라서 수직방향으로 왕복이동 가능하게 설치되며, 상기 리드스크류 스플라인너트(138)는 리드스크류(130)가 회전될 때 그 리드스크류(130)와 함께 회전되도록 설치된다. 또한, 리드스크류 스플라인너트(138)의 상부에는 리드스크류 스플라인너트 풀리(138a)가 설치되어 리드스크류 스플라인너트 벨트(139)에 의해 외부샤프트(162)에 설치된 리드스크류 스플라인너트 종동풀리(162a)에 연결된다.As described above, the lead screw nut assembly 134 is a component in which the lead screw nut 136 and the lead screw spline nut 138 are integrally coupled. That is, the lead screw nut 136 in the form of a conventional ball screw nut and the lead screw spline nut 138 in the form of a conventional spline nut work together. The lead screw nut 136 is installed to be reciprocated vertically along the lead screw 130 while being rotated by the rotational force of the Z motor 132, and the lead screw spline nut 138 is the lead screw 130 When it is rotated is installed to rotate with the lead screw 130. In addition, a lead screw spline nut pulley 138a is installed at an upper portion of the lead screw spline nut 138 to the lead screw spline nut driven pulley 162a installed on the outer shaft 162 by the lead screw spline nut belt 139. Connected.
상술한 바와 같이, 상부원판(124)과 하부원판(122)은 리드스크류(130) 외에 수직가이드봉(140)에 의해서도 연결되어 지지되는데, 이 수직가이드봉(140)은 통상적인 로봇장치에서와 같이 일반적인 볼스플라인 형태가 이용된다. 즉, 수직가이드봉(140) 자체의 회전에 의해 그에 연결된 수직가이드봉너트(144)를 회전시키든가, 아니면, 수직가이드봉너트(144)가 고정된 수직가이드봉(140)을 따라 자유롭게 움직일 수 있는 구조이다. 수직가이드봉(140)은 상기 회전축(121) 및 직동축(131)에 각각 거의 평행하게 회전스테이지(120) 사이에 위치되어 화살표 "C"방향으로 회전될 수 있도록 설치된다. 즉, 수직가이드봉(140)은 상부 수직가이드봉 베어링(124c)에 의해 상부원판(124)에, 하부 수직가이드봉 베어링(미도시)에 의해 하부원판(122)에 각각 설치된다. 따라서, 수직가이드봉(140)은 상부 수직가이드봉 베어링(124c)에 의해 상부원판(124)을 지지하고 있으며, 상부원판(124)에 대해 자유롭게 회전될 수 있다.As described above, the upper disk 124 and the lower disk 122 is also supported by a vertical guide rod 140 in addition to the lead screw 130, the vertical guide rod 140 is a conventional robot device and Similar ball spline forms are used. That is, the vertical guide rod nut 144 connected thereto is rotated by the rotation of the vertical guide rod 140 itself, or the vertical guide rod nut 144 can move freely along the fixed vertical guide rod 140. It is a structure. The vertical guide rod 140 is disposed between the rotary stage 120 and substantially parallel to the rotary shaft 121 and the linear drive shaft 131, respectively, so as to be rotated in the direction of arrow "C". That is, the vertical guide rod 140 is installed on the upper disc 124 by the upper vertical guide rod bearing 124c and on the lower disc 122 by the lower vertical guide rod bearing (not shown). Therefore, the vertical guide rod 140 supports the upper disc 124 by the upper vertical guide rod bearing 124c, and can be freely rotated with respect to the upper disc 124.
상기 수직가이드봉너트(144)는 통상적인 로봇장치에서 흔히 볼 수 있는 일반적인 스플라인너트 형태를 취하는 것이 바람직하다. 즉, 수직가이드봉너트(144)는 수직가이드봉(140)이 회전될 때에는 그 수직가이드봉(140)과 함께 회전되어 중간샤프트(164)를 회전시키는 기능을 가지며, Z모터(132)에 의해 이동부재(150)가 승강 될 때에는 수직가이드봉(140)을 따라 수직방향으로 자유롭게 이동될 수 있도록 설치된다. 수직가이드봉너트(144)에는 수직가이드봉너트 풀리(144a)가 설치되어 수직가이드봉너트 벨트(145)에 의해 중간샤프트(164)에 설치된 수직가이드봉너트 종동풀리(164a)에 연결된다.The vertical guide rod nut 144 preferably takes the form of a general spline nut commonly found in conventional robotic devices. That is, the vertical guide rod nut 144 is rotated together with the vertical guide rod 140 when the vertical guide rod 140 is rotated, and has a function of rotating the intermediate shaft 164, by the Z motor 132. When the movable member 150 is elevated, the movable member 150 is installed to be freely moved in the vertical direction along the vertical guide rod 140. The vertical guide rod nut pulley 144a is installed at the vertical guide rod nut 144 and is connected to the vertical guide rod nut driven pulley 164a installed at the intermediate shaft 164 by the vertical guide rod nut belt 145.
상기 이동부재(150)는 상부원판(124)과 하부원판(122) 사이를 왕복운동하는 동안 샤프트구조물(160)이 상부고정판(114) 및 상부원판(124)에 대해 슬라이딩되게 하는 것이다. 또한, 이동부재(150)에는 리드스크류너트결합체(134)가 설치되며, 수직가이드봉너트(144)가 수직가이드봉 베어링(146)에 의해 회전가능하도록 설치된다. 뿐만 아니라, 샤프트구조물(160)의 내부샤프트(166)의 일단이 고정된다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통좌표계로봇(100)의 수직운동시, 리드스크류(130)에 결합된 리드스크류너트결합체(134)가 회전될 때, 수직가이드봉너트(144) 및 샤프트구조물(160)을 상부원판(124)과 하부원판(122) 사이에서 함께 승강시키는 기능을 가진다.The movable member 150 causes the shaft structure 160 to slide with respect to the upper fixing plate 114 and the upper disk 124 while reciprocating between the upper disk 124 and the lower disk 122. In addition, the lead screw nut assembly 134 is installed on the movable member 150, and the vertical guide rod nut 144 is installed to be rotatable by the vertical guide rod bearing 146. In addition, one end of the inner shaft 166 of the shaft structure 160 is fixed. Therefore, during the vertical movement of the cylindrical coordinate system robot 100 according to the preferred embodiment of the present invention, when the lead screw nut coupling body 134 coupled to the lead screw 130 is rotated, the vertical guide rod nut 144 and the shaft The structure 160 has a function of elevating together between the upper disk 124 and the lower disk 122.
상기 샤프트구조물(160)은 그 일단이 이동부재(150)에 설치되고 그 타단이 상부원판(124) 및 상부고정판(114)을 관통하여 아암서포트프레임(180)에 설치되는 것으로서, 각각의 샤프트(162,164,166)가 동축적으로 설치되어 독립적으로 회전가능한 구조 즉, 외부샤프트(162) 내부에 중간샤프트(164)가 이격되어 위치되고, 그 중간샤프트(164) 내부에 내부샤프트(166)가 이격되어 위치되는 소위, 샤프트-인-샤프트(Shaft-in-Shaft) 구조를 하고 있다. 여기서, 외부샤프트(162), 중간샤프트(164), 및 내부샤프트(166) 사이에는 베어링(163,165)이 개재되어 있고, 내부샤프트(166)는 아암구동용 또는 시스템 제어신호용 케이블이 위치될 공동(166a)이 그 내부에 길이방향으로 형성되며, 내부샤프트(166)의 하부는 이동부재(150)에 고정설치된다. 외부샤프트(162)의 상단에는 제1아암구동풀리(182)가 설치되고, 그 일측 외주면에는 상술한 리드스크류 스플라인너트 종동풀리(162a)가 설치된다. 중간샤프트(164)의 상단에는 제2아암구동풀리(184)가 설치되고 그 하단에는 수직가이드봉너트 종동풀리(164a)가 설치된다.The shaft structure 160 is one end is installed in the moving member 150 and the other end is installed in the arm support frame 180 through the upper disk 124 and the upper fixing plate 114, each shaft ( 162, 164 and 166 are coaxially installed to rotate independently, i.e., the intermediate shaft 164 is positioned inside the outer shaft 162, and the inner shaft 166 is spaced apart within the intermediate shaft 164. Has a so-called shaft-in-shaft structure. Here, bearings 163 and 165 are interposed between the outer shaft 162, the intermediate shaft 164, and the inner shaft 166, and the inner shaft 166 is a cavity in which a cable for arm driving or a system control signal is to be located. 166a is formed in the longitudinal direction therein, and a lower portion of the inner shaft 166 is fixed to the moving member 150. The first arm drive pulley 182 is installed at the upper end of the outer shaft 162, and the lead screw spline nut driven pulley 162a described above is installed at one outer peripheral surface thereof. The second arm drive pulley 184 is installed at the upper end of the intermediate shaft 164 and the vertical guide rod nut driven pulley 164a is installed at the lower end thereof.
제3구동수단은 회전스테이지(120)에 대해 샤프트구조물(160)의 외부샤프트(162) 및 중간샤프트(164)를 독립적으로 회전시키기 위한 것으로서, 독립적으로 제어가능하고 역회전가능하도록 회전스테이지(120)에 각각 설치된 제1아암구동모터(도 4의 172) 및 제2아암구동모터(176), 제1,2아암구동 벨트/풀리수단을 구비한다. 이러한 제1,2아암구동모터(172,176)의 회전력은 상응하는 외부샤프트(162) 및 중간샤프트(164)로 전달되어 최종적으로 제1,2아암구동샤프트(186,188)를 회전시키게 된다.The third driving means is for independently rotating the outer shaft 162 and the intermediate shaft 164 of the shaft structure 160 with respect to the rotary stage 120, the rotary stage 120 to be independently controllable and reversely rotatable. And a first arm driving motor (172 of FIG. 4), a second arm driving motor 176, and first and second arm driving belts / pulley means, respectively, installed in the upper and lower arm. The rotational force of the first and second arm drive motors 172 and 176 is transmitted to the corresponding external shaft 162 and the intermediate shaft 164 to finally rotate the first and second arm drive shafts 186 and 188.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1아암구동모터(172)의 출력축에는 제1아암구동 모터풀리(172a)가 설치되며, 이 제1아암구동모터 풀리(172a)는 다수의 벨트와 풀리로 이루어지는 제1아암구동 벨트/풀리수단(173)에 의해 리드스크류(130)의 하단에 설치된 제1아암구동모터 종동풀리(130a)에 연결된다. 본 실시예에서는 제1아암구동 벨트/풀리수단(173)으로서 다수의 벨트와 풀리가 구성되었다. 그러나, 이는 로봇의 다른 구성요소의 배치에 따른 것에 불과하고, 제1아암구동 모터풀리(172a)와 제1아암구동모터 종동풀리(130a)를 하나의 벨트에 의해 연결시키는 것도 가능하다.As shown in FIG. 4, a first arm driving motor pulley 172a is installed at an output shaft of the first arm driving motor 172, and the first arm driving motor pulley 172a is formed of a plurality of belts and pulleys. The first arm driving belt / pulley means 173 is connected to the first arm driving motor driven pulley 130a installed at the lower end of the lead screw 130. In this embodiment, a plurality of belts and pulleys are configured as the first arm driving belt / pulley means 173. However, this is only according to the arrangement of the other components of the robot, it is also possible to connect the first arm drive motor pulley 172a and the first arm drive motor driven pulley 130a by one belt.
따라서, 제1아암구동모터(172)의 회전력이 제1아암구동모터 벨트/풀리수단(173)에 의해 리드스크류(130)에 전달되어 그 리드스크류(130)를 회전시키게 되면, 리드스크류너트결합체(134)의 리드스크류 스플라인너트(138)에 설치된 리드스크류 스플라인너트 벨트/풀리수단에 의해 외부샤프트(162)가 회전되고, 이에 따라 제1아암구동샤프트(186)가 회전되어 종국적으로 제1아암부(192)가 회동될 수 있다. 여기서, 리드스크류(130)가 회전될 때, 리드스크류너트결합체(134)의 또 다른 부분인 리드스크류너트(136)가 수직방향으로 이동되지 않도록 하기 위한 반회전수단이 제공된다. 이 반회전수단은 제1아암구동모터(172)의 회전방향과 반대방향으로 Z모터(132)를 구동시켜 리드스크류너트(130)가 리드스크류(136)에 연동되어 움직이지 않도록 함으로써 가능하다.Therefore, when the rotational force of the first arm driving motor 172 is transmitted to the lead screw 130 by the first arm driving motor belt / pulley means 173 to rotate the lead screw 130, the lead screw nut assembly The external shaft 162 is rotated by the lead screw spline nut belt / pulley means installed in the lead screw spline nut 138 of 134, whereby the first arm drive shaft 186 is rotated to eventually rotate the first arm. The arm 192 may be rotated. Here, when the lead screw 130 is rotated, a semi-rotation means for preventing the lead screw nut 136, which is another part of the lead screw nut assembly 134, from being moved in the vertical direction is provided. The anti-rotation means can be performed by driving the Z motor 132 in a direction opposite to the rotation direction of the first arm driving motor 172 so that the lead screw nut 130 does not move in conjunction with the lead screw 136.
상기 제2아암구동모터(176)의 출력축에는 제2아암구동 벨트/풀리수단의 일환으로 제2아암구동모터 풀리(176a)가 설치되며, 이 제2아암구동모터풀리(176a)는 제2아암구동모터벨트(177)에 의해 수직가이드봉(140)의 하단에 설치된 제2아암구동모터 종동풀리(140a)에 연결된다. 즉, 제2아암구동모터(176)의 회전력이 제2아암구동모터 벨트/풀리수단에 의해 수직가이드봉(140)에 전달되어 그 수직가이드봉(140)을 회전시키게 되면, 수직가이드봉너트(144)에 설치된 수직가이드봉너트 벨트/풀리수단에 의해 중간샤프트(164)가 회전되고, 이에 따라 제2아암구동샤프트(188)가 회전되어 종국적으로 제2아암부(194)가 회동될 수 있다.The second arm driving motor pulley 176a is installed on the output shaft of the second arm driving motor 176 as a part of the second arm driving belt / pulley means, and the second arm driving motor pulley 176a is a second arm. The driving arm belt 177 is connected to the second arm driven motor driven pulley 140a installed at the lower end of the vertical guide rod 140. That is, when the rotational force of the second arm driving motor 176 is transmitted to the vertical guide rod 140 by the second arm driving motor belt / pulley means to rotate the vertical guide rod 140, the vertical guide rod nut ( The intermediate shaft 164 is rotated by the vertical guide rod nut belt / pulley means installed at 144, and thus the second arm drive shaft 188 is rotated, and thus the second arm unit 194 may be rotated. .
상기 아암서포트프레임(180)은 샤프트구조물(160)의 일부분에 설치되어 샤프트구조물(160)의 회동에 의해 함께 회동되며, 상술한 바와 같이, 회전축(121)에 평행하게 위치되어 그 아암서포트프레임(180)에 대해 상대적으로 회전되는 한 쌍의 아암구동샤프트(186,188)가 구비된다. 여기서, 제1,2아암구동샤프트(186,188)와 아암서포트프레임(180) 사이에는 아암구동샤프트 베어링(186a,188a)이 개재되어 아암서포트프레임(180)에 대한 아암구동샤프트(186,188)의 회전을 원할하게 한다.The arm support frame 180 is installed on a portion of the shaft structure 160 and rotated together by the rotation of the shaft structure 160. As described above, the arm support frame 180 is positioned in parallel to the rotation shaft 121. A pair of arm drive shafts 186 and 188 that are rotated relative to 180 is provided. Here, arm drive shaft bearings 186a and 188a are interposed between the first and second arm drive shafts 186 and 188 and the arm support frame 180 to rotate the arm drive shafts 186 and 188 with respect to the arm support frame 180. Make it smooth.
제1아암구동샤프트(186)와 제2아암구동샤프트(188)는 각각 독립적으로 구동되어 회전될 수 있다. 상기 제1아암구동샤프트(186)의 하단에는 제1아암 종동풀리(183)가 설치되어 제1아암 구동벨트(185)에 의해 제1아암 구동풀리(182)에 연결된다. 또한, 제2아암구동샤프트(188)의 하단에는 제1아암 종동풀리(187)가 설치되어 제2아암 구동벨트(189)에 의해 제2아암 구동풀리(184)에 연결된다.The first arm drive shaft 186 and the second arm drive shaft 188 may be independently driven and rotated. A first arm driven pulley 183 is installed at a lower end of the first arm driving shaft 186 and connected to the first arm driving pulley 182 by a first arm driving belt 185. In addition, a first arm driven pulley 187 is installed at a lower end of the second arm driving shaft 188 and is connected to the second arm driving pulley 184 by a second arm driving belt 189.
상기 제1,2아암구동샤프트(186,188)의 상단에는 샤프트구조물(160)의 외부샤프트(162) 및 중간샤프트(164)에 연동되어 각각 회동될 수 있도록 제1,2아암부(192,194)가 그 아암구동샤프트(186,188)에 수직되게 연장 설치된다. 즉, 제1아암부(192)는 제1아암부 벨트/풀리수단 및 베어링(191)에 의해 제1아암구동샤프트(186)의 상단에 설치되고, 제2아암부(194)는 제2아암부 벨트/풀리수단 및 베어링(195)에 의해 제2아암구동샤프트(188)의 상단에 설치된다.First and second arm parts 192 and 194 may be rotated on the upper ends of the first and second arm driving shafts 186 and 188 so as to be rotated in linkage with the outer shaft 162 and the intermediate shaft 164 of the shaft structure 160, respectively. It extends perpendicular to the arm drive shafts (186, 188). That is, the first arm part 192 is installed on the upper end of the first arm driving shaft 186 by the first arm part belt / pulley means and bearing 191, and the second arm part 194 is the second arm. It is installed on the upper end of the second arm drive shaft 188 by the arm belt / pulley means and bearing 195.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통좌표계로봇의 작동을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the cylindrical coordinate system robot according to a preferred embodiment of the present invention configured as described above are as follows.
첫째, 도 1 및 도 2를 참조하여 로봇의 θ방향 회전운동에 대해 설명한다.First, with reference to Figs. 1 and 2 will be described for the rotational motion of the θ direction.
로봇의 제어부가 θ모터(126)를 작동시키면, 그 출력축에 설치된 θ모터 구동풀리(126a)가 회전되어 θ모터 구동벨트(127)에 의해 중심샤프트(123)에 형성된 중심샤프트 풀리(123a)를 회전시키려고 한다. 그러나, θ모터(126)의 출력축에는 그 출력단이 하부고정판(112)에 고정된 감속기(128)의 입력단이 연결되어 있기 때문에, 하부원판(122)에 고정된 θ모터(126)의 회전력은 상기 θ벨트/풀리수단에 의해 하부원판(122)이 하부고정판(112)에 대해 상대적으로 회전하게 됨으로써 회전스테이지(120)가 프레임(110)에 대해 도 1의 화살표 "A"방향으로 회전될 수 있다.When the controller of the robot operates the θ motor 126, the θ motor drive pulley 126a installed on the output shaft is rotated to move the center shaft pulley 123a formed on the center shaft 123 by the θ motor drive belt 127. I want to rotate it. However, since the input end of the reducer 128 whose output end is fixed to the lower fixing plate 112 is connected to the output shaft of the? Motor 126, the rotational force of the? Motor 126 fixed to the lower disc 122 is By rotating the lower disc 122 relative to the lower fixing plate 112 by the belt / pulley means, the rotating stage 120 can be rotated with respect to the frame 110 in the direction of arrow "A" of FIG. .
둘째, 이동부재가 승강운동하여 아암서포트프레임을 상하로 왕복운동시키는 작동을 도 1, 도 2 및 도 4를 참조하여 설명한다.Second, the operation of the movable member to move up and down to reciprocate the arm support frame up and down will be described with reference to Figures 1, 2 and 4.
로봇의 제어부가 Z모터(132)를 구동시키게 되면, 그 출력축에 설치된 Z모터 구동풀리(132a)가 회전되어 Z벨트(133)에 의해 리드스크류너트 풀리(136a)를 회전시킨다. 그러면, 리드스크류너트(136)가 리드스크류(130)를 중심으로 회전되면서 승강운동을 한다. 따라서, 리드스크류너트(136)가 설치된 이동부재(150)가 도 1의 화살표 "D" 방향의 왕복운동을 할 수 있다. 이때, 리드스크류너트결합체(134)의 다른 일부분인 리드스크류 스플라인너트(138)는 회전되지 않고 리드스크류(130)를 따라서 자유롭게 움직이면서 이동부재(150)의 왕복운동을 가이드한다. 마찬가지로, 이동부재(150)에 설치된 수직가이드봉너트(144)도 수직가이드봉(140)을 따라 움직이면서 이동부재(150)의 왕복운동을 가이드한다.When the controller of the robot drives the Z motor 132, the Z motor drive pulley 132a installed on the output shaft is rotated to rotate the lead screw nut pulley 136a by the Z belt 133. Then, the lead screw nut 136 is rotated about the lead screw 130 to perform the lifting movement. Accordingly, the movable member 150 provided with the lead screw nut 136 may reciprocate in the direction of arrow “D” of FIG. 1. At this time, the lead screw spline nut 138, which is another part of the lead screw nut assembly 134, does not rotate and freely moves along the lead screw 130 to guide the reciprocating motion of the movable member 150. Similarly, the vertical guide rod nut 144 installed on the movable member 150 also moves along the vertical guide rod 140 to guide the reciprocating motion of the movable member 150.
셋째, 한 쌍의 아암부 중 제1아암부를 구동시키는 작동을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.Third, the operation of driving the first arm portion of the pair of arm portions will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
로봇의 제어부가 상기 제1아암구동모터(172)를 구동시킨다. 그러면, 그 출력축에 설치된 제1아암구동 모터풀리(172a)가 회전되고 이 회전력은 제1아암구동모터 벨트/풀리수단(173)에 의해 리드스크류(130)의 하단에 설치된 제1아암구동모터 종동풀리(130a)로 전달된다. 이렇게 전달된 회전력은 리드스크류(130)를 도 2의 화살표 "B" 방향으로 회전시키게 된다. 그러면, 리드스크류(130)에 결합된 리드스크류 스플라인너트(138)가 함께 회전되어 그 외주면에 설치된 리드스크류 스플라인너트 풀리(138a)를 회전시킨다. 이 회전력은 리드스크류 스플라인너트 벨트(139)에 의해 리드스크류 스플라인너트 종동풀리(162a)로 전달되어 외부샤프트(162)를 회전시키게 된다. 이러한 외부샤프트(162)의 회전은 그 상단에 설치된 제1아암구동풀리(182)를 회전시키게 되고 그 회전력은 제1아암 구동벨트(185)에 의해 제1아암 종동풀리(183)로 전달됨에 따라 제1아암구동샤프트(186)가 회전된다. 따라서, 제1아암구동샤프트(186)에 설치된 제1아암부(192)는 수평방향의 소망하는 방향으로 회동될 수 있다.The controller of the robot drives the first arm driving motor 172. Then, the first arm drive motor pulley 172a installed on the output shaft is rotated, and this rotational force is driven by the first arm drive motor belt / pulley means 173 at the lower end of the lead screw 130. It is delivered to the pulley (130a). The rotational force thus transmitted causes the lead screw 130 to rotate in the direction of arrow “B” in FIG. 2. Then, the lead screw spline nut 138 coupled to the lead screw 130 is rotated together to rotate the lead screw spline nut pulley 138a installed on the outer circumferential surface thereof. This rotational force is transmitted to the lead screw spline nut driven pulley 162a by the lead screw spline nut belt 139 to rotate the outer shaft 162. The rotation of the external shaft 162 rotates the first arm driving pulley 182 installed on the upper end thereof, and the rotational force is transmitted to the first arm driven pulley 183 by the first arm driving belt 185. The first arm drive shaft 186 is rotated. Therefore, the first arm portion 192 provided in the first arm drive shaft 186 can be rotated in a desired direction in the horizontal direction.
넷째, 한 쌍의 아암부 중 제2아암부를 구동시키는 작동을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.Fourth, an operation of driving the second arm part of the pair of arm parts will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
로봇의 제어부가 제2아암구동모터(176)를 구동시킨다. 그러면, 그 출력축에 설치된 제2아암구동 모터풀리(176a)가 회전되고 이 회전력은 제2아암구동 벨트(177)에 의해 수직가이드봉(140) 하단에 설치된 /풀리수단의 일환으로 제2아암구동모터 풀리(176a)가 설치되며, 이 제2아암구동모터풀리(176a)는 제2아암구동모터벨트(177)에 의해 수직가이드봉(140)의 하단에 설치된 제2아암구동모터 종동풀리(140a)로 전달된다. 이렇게 전달된 회전력은 수직가이드봉(140)을 도 2의 화살표 "C" 방향으로 회전시키게 된다. 그러면, 수직가이드봉(140)에 결합된 수직가이드봉너트(144)가 함께 회전되어 그 외주면에 설치된 수직가이드봉너트 풀리(144a)를 회전시킨다. 이 회전력은 수직가이드봉너트 벨트(145)에 의해 수직가이드봉너트 종동풀리(164)로 전달되어 중간샤프트(164)를 회전시키게 된다. 이러한 내부샤프트(164)의 회전은 그 상단에 설치된 제2아암구동풀리(184)를 회전시키게 되고 그 회전력은 제2아암 구동벨트(189)에 의해 제1아암 종동풀리(187)로 전달됨에 따라 제2아암구동샤프트(188)가 회전된다. 따라서, 제2아암구동샤프트(188)에 설치된 제2아암부(194)는 수평방향의 소망하는 방향으로 회동될 수 있다.The controller of the robot drives the second arm driving motor 176. Then, the second arm drive motor pulley 176a installed on the output shaft is rotated and the rotational force is driven by the second arm drive belt 177 as a part of the pulley means installed at the bottom of the vertical guide rod 140. The motor pulley 176a is installed, and the second arm driving motor pulley 176a is driven by the second arm driving motor belt 177 at the lower end of the vertical guide rod 140. The second arm driving motor driven pulley 140a. Is delivered. The transmitted rotational force is to rotate the vertical guide rod 140 in the direction of the arrow "C" of FIG. Then, the vertical guide rod nut 144 coupled to the vertical guide rod 140 rotates together to rotate the vertical guide rod nut pulley 144a installed on the outer circumferential surface thereof. This rotational force is transmitted to the vertical guide rod nut driven pulley 164 by the vertical guide rod nut belt 145 to rotate the intermediate shaft 164. The rotation of the inner shaft 164 rotates the second arm driving pulley 184 installed at the upper end thereof, and the rotational force is transmitted to the first arm driven pulley 187 by the second arm driving belt 189. The second arm drive shaft 188 is rotated. Thus, the second arm portion 194 provided in the second arm drive shaft 188 can be rotated in the desired direction in the horizontal direction.
상기 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원통좌표계로봇은 다음과 같은 효과를 가진다.Cylindrical coordinate system robot according to a preferred embodiment of the present invention having the above configuration has the following effects.
첫째, 로봇의 θ방향의 회전을 위한 고가의 감속기를 하나만 로봇 하부에 위치시키고 다른 아암구동용 내지 수직 승강운동용 감속기가 제거됨으로써 비용이 절감되고 로봇 사이즈가 감소된다.First, cost is reduced and robot size is reduced by positioning only one expensive gearhead for the robot's rotation in the θ direction and eliminating the other arm drive to vertical lift motion reducers.
둘째, 한 쌍의 아암부를 원통의 반경 방향으로 움직이기 위한 동력전달 메커니즘이 동일 센터를 갖는 샤프트-인-샤프트 구조의 샤프트구조물과 이와 평행하게 샤프트구동축을 위치시킴으로써 로봇의 컴팩트화를 획득할 수 있다.Second, the compaction of the robot can be obtained by positioning the shaft drive shaft in parallel with the shaft structure of the shaft-in-shaft structure having the same center, so that the power transmission mechanism for moving the pair of arm portions in the radial direction of the cylinder can be obtained. .
셋째, 샤프트구조물의 내부샤프트에 공동을 형성하여 로봇의 제어신호 케이블을 내장시킴으로써 로봇의 아암부로 배선되는 케이블링 또는 파이핑의 난제를 해결한다.Third, by forming a cavity in the inner shaft of the shaft structure to embed the control signal cable of the robot solves the difficulty of cabling or piping wired to the arm of the robot.
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