JP2694511B2

JP2694511B2 - 直交ロボットの手首軸

Info

Publication number: JP2694511B2
Application number: JP6308146A
Authority: JP
Inventors: 聡次郎河野; 貴美夫丸山
Original assignee: Central Motor Co Ltd
Current assignee: Central Motor Co Ltd
Priority date: 1994-11-17
Filing date: 1994-11-17
Publication date: 1997-12-24
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: CN1132677A; CN1045739C; JPH08141949A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、直交ロボットの手
首軸にかかる。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸等の各移動軸にしたが
って移動する直交ロボットの移動軸の軸先端に設置され
る、いわゆる手首軸に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来、直交ロボットとしては、図１
３、図１４に図示されるような直交ロボットが知られて
いる。即ち、１０１はＸ軸、１０２はＹ軸、１０３はＺ
軸であり各移動軸を構成する。最終軸Ｚ軸１０３には、
手首１０４軸が取り付けられる。手首軸１０４は、直交
する２軸方向に回転される。すなわち、直交させて設置
されたモータ１０５、モータ１０６によりそれぞれ直交
方向に回転される。図１３に図示される直交ロボットで
は、モータ１０５で駆動される軸先端にモータ１０６が
取り付けられ、結果的にモータ１０６で駆動される軸は
直交する２方向に回転される。図１４に図示される直交
ロボットでは、並べて設置される、モータ１０５、モー
タ１０６によりギヤを介して手首軸は直交する２方向に
回転される。この従来例でもモータ１０５、モータ１０
６は、手首軸の移動にともない移動する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
の手首軸では、手首軸の回転、移動にともないモータ１
０５、モータ１０６も移動するため、手首軸が１８０゜
以上回転する場合、モータ１０５、モータ１０６の配線
が引掛かるなどの不都合を生ずる課題を有した。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、ガイド
と、ガイドとベアリングを介して嵌合する被搬送物固定
用部材と、被搬送物固定用部材に固定され表面に電動機
を固定するテーブルと、ガイドの長手方向にガイドとほ
ぼ等しい長さに設けられるラックと、電動機の先端に設
けた駆動輪とを有し、駆動輪とラックを噛み合わせて電
動機の回転により被搬送物固定用部材とガイドがガイド
長手方向に亙って相対的に移動する直線方向搬送装置
を、それぞれ直交する３軸方向に配設してなる直交ロボ
ットにおいて、３軸の直線方向搬送装置の中の１軸の先
端に作業部を設ける手首取付軸が、ガイドに固定されガ
イドとともにガイド長手方向に移動する中空フレーム
と、中空フレームに先端を差し込んで固定される鞘状の
手首軸本体および作業部と連結する複数の軸減速機とか
らなる手首軸と、手首軸の作業部と連結する複数の軸減
速機から離れた位置の中空フレームに固定される複数の
手首軸駆動モータと、中空フレーム内に設け手首軸駆動
モータの回転軸の回転を手首軸に伝達する動力伝達手段
とを有し、手首軸駆動モータが手首軸の回転、移動によ
っては回転、移動しないことを特徴とする直交ロボット
の手首軸、に係る。

【０００５】

【作用】モータを駆動させると、駆動力は動力伝達手
段を介して手首軸に伝わり、手首軸は回転される。モー
タは手首取付軸に固定されているため、手首軸が回転し
ても移動することはない。

【０００６】

【実施例】この発明に使用される、ガイド、ガイドレー
ルの実施例を以下図面に従って説明する。１１は、ガイ
ドである。ガイド１１は、組み立て図をあらわす図１に
図示するように全体として偏平なほぼ直方体からなる。
ガイド１１の上面、及び側面上部にはベアリング１４を
設ける。１２は、ガイドレールである。ガイドレール１
２は、図１、および実施例の端面図をあらわす第２図に
示すように、ガイド１１とほぼ等しい長さの棒状の直方
体からなりその長手方向の一面には、駆動体係止部であ
る、ラック１３を形成する。ガイドレール１２は、ラッ
ク１３形成面を図２に示すように外側に向けて、ガイド
１１に固定しガイド１１の一部を構成する。１５は、被
搬送物固定用部材である、被搬送物固定用プレートであ
る。プレート１５は、図１、図２に図示するように上面
には平らな載置面１６を設けるとともに、断面はコ字型
として、内面を下にしてガイド１１に嵌合する。

【０００７】２１は、テーブルであり、プレート１５上
に固定し、プレート１５の一部を構成する。テーブル２
１の上面には電動機２２を固定する。電動機２２の先端
にはピニオンギアからなる駆動輪２３を固定し、駆動輪
２３は、ラック１３に噛み合わせる。

【０００８】次に、この実施例に使用されるガイドレー
ルの作用について説明する。電動機２２を駆動すると、
駆動輪２３はガイド１１外周面を構成するガイドレール
１２に形成したラック１３に沿って往復移動する。被搬
送物固定用プレート１５は、駆動輪２３の移動に伴って
移動する。２４、２５、２６、２７、２８、２９はそれ
ぞれ取り付け部品である。図３は、テーブル２１の端面
をＬ型とし、ラック１３形成面を下面に向けた実施例の
側面図である。この実施例では、電動機を側面に設置す
るのが容易となる。

【０００９】図４、図５はガイドレール１２を設けず
に、直接ガイド１１にラック１３を設けた実施例の端面
図である。即ち、ラックはガイド１１に直接設けても、
ガイドレール１２に設けてもよい。この実施例では、ガ
イドレール１２を省略出来るため、より加工精度を高め
ることが可能である。そして、駆動輪２３は、直接ガイ
ドレール１２に設けられたラック１３にしたがって移動
する。

【００１０】図６は、図１〜図４に図示する直線方向搬
送装置を、ＸＹＺの３軸方向に組み立てた産業用ロボッ
トの実施例の斜視図である。即ち、３１は、Ｘ軸直線方
向搬送装置であり、３２はＹ軸直線方向搬送装置、３３
はＺ軸直線方向搬送装置である。これら直線方向搬送装
置３１、３２、３３はそれぞれ、図１、図２、図３、図
４、図５等に図示するようにガイド１１、ラック１３、
プレート１５、テーブル２１、電動機２２、駆動輪２３
等から構成される。Ｘ軸直線方向搬送装置３１のテーブ
ル２１には、Ｙ軸直線方向搬送装置３２のガイド１１端
部を、取り付け部品２４、２５を介して固定する。同様
に、Ｙ軸直線方向搬送装置３２のテーブル２１には、Ｚ
軸直線方向搬送装置３２を取り付け部品２４、２５を介
して固定する。Ｚ軸直線方向搬送装置３３の先端には溶
接用スポットガン、その他アクチュエータを固定する作
業部取り付け部３４を設ける。３５は、各電動機２２の
駆動を制御する操作部であり、作業部取り付け部３４に
電流を供給する。

【００１１】つぎに、この実施例に使用されるガイドレ
ールの作用を説明する。操作部３５から作業部取り付け
部３４の所定の位置への移動量を、ＸＹＺの３軸方向の
移動量に分析し、各軸方向の移動量に応じて各電動機２
２に電流を供給する。すると、電動機２２は駆動し各駆
動輪２３を回転する。すると、駆動輪２３はガイド１１
外周面を構成するガイドレール１２、あるいはガイド１
１に直接設けられたラック１３に沿って移動する。その
ため、被搬送物固定用プレート１５は、駆動輪２３の移
動に伴って移動する。各直線方向搬送装置３１、３２、
３３が各々このように移動することで、作業部取り付け
部３４を所望の３次元位置まで移動させる。そして、作
業部取付部３４に取り付けられた溶接用スポットガン等
のアクチュエータを作動させる。更に作業部取付部３４
には他軸を順次設置してもよい。

【００１２】したがって、この発明の実施例に使用され
るガイドレールでは、ガイドは、扁平なほぼ直方体から
なり、プレートは断面ほぼコ字型からなり内周面でガイ
ド外周面に嵌合されているため、安定し、かつ剛性を有
する。更に、ガイドレールを省略出来るため、より加工
精度を高めることが可能で、加工は容易である。さら
に、ガイドとは、別個にフレームを設ける必要がなく、
ガイドがフレームの役目も兼用する。そのため、フレー
ムとガイドとの平行精度を出す必要がなく、また電動機
自体が移動するため停止位置の制御が容易となる。

【００１３】次に、この発明の実施例について図７〜図
１２にしたがって説明する。４１は直交ロボットであ
る。直交ロボット４１は、Ｘ軸を構成するＸ軸直線方向
搬送装置３１、Ｙ軸を構成するＹ軸直線方向搬送装置３
２、Ｚ軸を構成するＺ軸直線方向搬送装置３３をそれぞ
れ直交させ、各軸は、図１〜図５に図示されるガイド１
１を図６、図１２に図示されるように組み立てられる。
手首取付軸は、この実施例ではＹ軸を構成するＹ軸直線
方向搬送装置３２からなるが、Ｘ軸、Ｚ軸等にからなっ
てもよい。手首取付軸である、Ｙ軸直線方向搬送装置３
２は、図１１に図示されるように方形からなる中空フレ
ーム４２及びガイド１１を相互に固定させてなる。図１
１に図示されるようにプレート１５はＸ軸に取り付けら
れる。４３は第４軸駆動モータ、４４は第５軸駆動モー
タである。第４軸駆動モータ４３、第５軸駆動モータ４
４ともに手首取付軸であるＹ軸直線方向搬送装置３２の
一端に並べて設置される。５１は、手首軸であり、第４
軸駆動モータ４３、第５軸駆動モータ４４の取り付け端
とは反対側端部の中空フレーム４２の先端に取り付けら
れる。手首軸５１は鞘状の手首軸本体５２と、手首軸本
体５２の先端下部に取り付けられる第４軸減速機５３、
第４軸減速機５３先端に取り付けられる第５軸減速機５
４とからなる。鞘状の手首軸本体５２は、中空フレーム
４２先端を差し込んで固定される。５５は、動力伝達手
段である。動力伝達手段５５は、この実施例ではベルト
からなり、中空フレーム４２内で第４軸駆動モータ４３
の駆動軸と第４軸減速機５３の軸との間に設置され駆動
力を伝達する。同様に動力伝達手段５５は、中空フレー
ム４２内で第５軸駆動モータ４４の駆動軸と第５軸減速
機５４の軸との間に設置され駆動力を伝達する。動力伝
達手段５５は、この実施例ではベルトからなるが、チェ
ーン、シャフトによる駆動でおこなってもよい。第５軸
減速機５４の先端には、作業部５６を取り付ける。

【００１４】次に、実施例の作用について説明する。第
４軸駆動モータ４３を駆動させると、駆動力は動力伝達
手段５５を介して手首軸５１を構成する第４軸減速機５
３に伝わり、手首軸５１は回転される。第５軸駆動モー
タ４４を駆動させると、駆動力は動力伝達手段５５を介
して手首軸５１を構成する第５軸減速機５４に伝わり、
手首軸５１は回転される。

【００１５】第５軸駆動モータ４４、第４軸駆動モータ
４３は手首取付軸であるＹ軸直線方向搬送装置３２に固
定されているため、手首軸が回転しても移動することは
ない。作業位置に移動された作業部５６は、被作業物に
作業を行う。

【００１６】

【発明の効果】したがってこの発明では、手首軸の回
転、移動してもモータは回転移動しないため配線に不都
合を生ずることはなく、剛性が向上するとともに、小型
化する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に使用されるガイドレールの
組み立て状態の部品図

【図２】この発明の実施例に使用されるガイドレールの
端面図

【図３】この発明の他の実施例に使用されるガイドレー
ルの端面図

【図４】この発明の他の実施例に使用されるガイドレー
ルの端面図

【図５】この発明の他の実施例に使用されるガイドレー
ルの端面図

【図６】この発明の実施例に使用されるガイドレールの
３軸ロボットに使用状態の斜視図

【図７】この発明の実施例の正面図

【図８】この発明の実施例の一部拡大中央断面図

【図９】この発明の実施例の平面図

【図１０】この発明の実施例のガイドレールへの取付状
態の側面図

【図１１】この発明の実施例の実施例の一部斜視図

【図１２】この発明の実施例の概略斜視図

【図１３】従来例の斜視図

【図１４】従来例の斜視図

【符号の説明】

１１ガイド、１２ガイドレール１３ラック１５プレート２２電動機２３駆動輪３２手首取付軸（Ｙ軸直線方向搬送装置）４３第４軸駆動モータ４４第５軸駆動モータ５１手首軸５５動力伝達手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガイドと、ガイドとベアリングを介して
嵌合する被搬送物固定用部材と、被搬送物固定用部材に
固定され表面に電動機を固定するテーブルと、ガイドの
長手方向にガイドとほぼ等しい長さに設けられるラック
と、電動機の先端に設けた駆動輪とを有し、駆動輪とラ
ックを噛み合わせて電動機の回転により被搬送物固定用
部材とガイドがガイド長手方向に亙って相対的に移動す
る直線方向搬送装置を、それぞれ直交する３軸方向に配
設してなる直交ロボットにおいて、３軸の直線方向搬送
装置の中の１軸の先端に作業部を設ける手首取付軸が、
ガイドに固定されガイドとともにガイド長手方向に移動
する中空フレームと、中空フレームに先端を差し込んで
固定される鞘状の手首軸本体および作業部と連結する複
数の軸減速機とからなる手首軸と、手首軸の作業部と連
結する複数の軸減速機から離れた位置の中空フレームに
固定される複数の手首軸駆動モータと、中空フレーム内
に設け手首軸駆動モータの回転軸の回転を手首軸に伝達
する動力伝達手段とを有し、手首軸駆動モータが手首軸
の回転、移動によっては回転、移動しないことを特徴と
する直交ロボットの手首軸。