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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Horizontal-Gelenkroboter und ein Verfahren zu seiner umgekehrten Installation.
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STAND DER TECHNIK
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Bisher ist ein Horizontal-Gelenkroboter bekannt, der eine Basis, einen ersten Arm dessen eines Ende, das so an der Basis befestigt ist, dass er fähig ist, sich horizontal um eine erste vertikale Achse zu drehen, einen zweiten Arm, der an dem anderen Ende des ersten Arms so befestigt ist, dass er fähig ist, sich horizontal um eine zweite vertikale Achse zu drehen, und eine Kugelumlaufspindel-Keilwelle, die so an einem Ende des zweiten Arms befestigt ist, dass sie fähig ist, sich vertikal entlang einer dritten vertikalen Achse zu bewegen und sich um die dritte Achse zu drehen, umfasst (siehe beispielsweise PTL 1).
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Der in
JP 2014-4638 erörterte Horizontal-Gelenkroboter weist einen Aufbau auf, bei dem eine Kugelgewindemutter, die um die dritte Achse gedreht wird, um dadurch zu bewirken, dass sich die Kugelumlaufspindel-Keilwelle in eine Richtung entlang der dritten Achse bewegt, und eine Kugelnutmutter, die um die dritte Achse gedreht wird, um dadurch zu bewirken, dass sich die Kugelumlaufspindel-Keilwelle um die dritte Achse dreht, parallel in der Längsrichtung der Kugelumlaufspindel-Keilwelle vorgesehen sind. Von Motoren wird durch Riemen, die über Riemenscheiben laufen, die an der Kugelgewindemutter bzw. der Kugelnutmutter fixiert sind, Kraft zur Kugelgewindemutter und zur Kugelnutmutter übertragen, und dadurch werden die Kugelgewindemutter und die Kugelnutmutter um die dritte Achse gedreht.
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Bei dem Horizontal-Gelenkroboter, der einen Aufbau wie vorstehend beschrieben aufweist, wird ein Werkstück an einem unteren Ende der Kugelumlaufspindel-Keilwelle befestigt und vertikal entlang der dritten Achse bewegt und um die dritte Achse gedreht.
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In diesem Fall wirkt aufgrund der Trägheit des Werkstücks ein Biegemoment an der Kugelumlaufspindel-Keilwelle, wenn der erste Arm oder der zweite Arm horizontal gedreht wird.
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Da die Kugelgewindemutter empfindlich hinsichtlich des an der Kugelumlaufspindel-Keilwelle wirkenden Biegemoments ist, muss das erzeugte Biegemoment von der Kugelnutmutter aufgenommen werden. Dementsprechend ist es erforderlich, die Kugelnutmutter an einer Position, die näher am Werkstück ist als die Kugelgewindemutter, d. h. unterhalb der Kugelgewindemutter, anzuordnen.
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ENTGEGENHAL TUNGSLISTE
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PATENTLITERATUR
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PTL 1 Japanische nicht geprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2014-4638
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHE AUFGABE
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In Abhängigkeit von einer Verwendungsumgebung eines Benutzers oder einer von einem Benutzer vorgenommenen Anordnungsänderung wird jedoch der Horizontal-Gelenkroboter, der einen Aufbau wie vorstehend beschrieben aufweist, installiert, indem entweder ein bodenstehender Typ, bei dem eine untere Oberfläche einer Basis an einem Fußboden oder dergleichen befestigt wird, oder ein deckenhängenden Typ, bei dem die untere Oberfläche der Basis an einer Decke oder dergleichen befestigt wird, ausgewählt wird. Dementsprechend ist bei der Ausgestaltung des Horizontal-Gelenkroboters zur Verwendung als bodenstehender Typ mit der unterhalb der Kugelgewindemutter angeordneten Kugelnutmutter die Lagebeziehung zwischen der Kugelgewindemutter und der Kugelnutmutter umgekehrt, wenn der Horizontal-Gelenkroboter zum deckenhängenden Typ umgerüstet ist, was insofern ein Nachteil ist, als an der Kugelgewindemutter ein Biegemoment wirkt, das aufgrund der Trägheit eines Werkstücks erzeugt wird.
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Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehend beschriebenen Gegebenheiten gemacht worden, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Horizontal-Gelenkroboter und ein Verfahren zu seiner umgekehrten Installation bereitzustellen, die vermeiden, dass an einer Kugelgewindemutter ein Biegemoment wirkt, selbst wenn der Horizontal-Gelenkroboter umgekehrt installiert ist.
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LÖSUNG DER AUFGABE
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Um das vorstehend genannte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen bereit.
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Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sieht einen Horizontal-Gelenkroboter vor, umfassend: eine Basis; einen oder mehrere Arme, die so an der Basis befestigt sind, dass sie fähig sind, sich horizontal zu drehen; eine Kugelumlaufspindel-Keilwelle, die so angeordnet ist, dass sie fähig ist, sich an einem Ende des einen oder der mehreren Arme um eine Längsachse zu drehen, welche sich in einer vertikalen Richtung erstreckt, und fähig ist, sich linear entlang der Längsachse zu bewegen, und die an einem Ende der Kugelumlaufspindel-Keilwelle ein Werkstück lagert; eine Kugelgewindemutter, durch die die Kugelumlaufspindel-Keilwelle verläuft, wobei die Kugelgewindemutter in einer Richtung entlang der Längsachse in Bezug auf den einen oder die mehreren Arme angetrieben wird; und zwei Kugelnutmuttern, die ausgestaltet sind, die Kugelumlaufspindel-Keilwelle so zu lagern, dass sie fähig ist, sich um die Längsachse zu drehen, wobei die Kugelumlaufspindel-Keilwelle jeweils durch die Kugelnutmuttern auf beiden Seiten der Kugelgewindemutter, die sich dazwischen befindet, in einer Längsrichtung verläuft. Die Kugelumlaufspindel-Keilwelle, die durch mindestens eine der Kugelnutmuttern verläuft, wird um die Längsachse in Bezug auf den einen oder die mehreren Arme angetrieben.
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Gemäß dem Aspekt wird das Werkstück an dem unteren Ende der Kugelumlaufspindel-Keilwelle gelagert und der eine oder die mehreren Arme werden in Bezug auf die Basis horizontal gedreht, wodurch ermöglicht wird, dass sich das Werkstück in der horizontalen Richtung bewegt. Die Kugelgewindemutter wird um die Längsachse gedreht, um zu bewirken, dass sich die Kugelumlaufspindel-Keilwelle vertikal entlang der Längsachse bewegt, welche sich in der vertikalen Richtung erstreckt, und um dadurch dem Werkstück, das von einem Auflageteil gelagert wird, ein Hoch- und Herunterfahren zu ermöglichen. Mindestens eine Kugelnutmutter wird gedreht, um zu bewirken, dass sich die Kugelumlaufspindel-Keilwelle um die Längsachse dreht, und dadurch dem Werkstück, das von dem Auflageteil gelagert wird, zu ermöglichen, sich horizontal auf der Stelle zu drehen.
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In diesem Fall, wenn der Horizontal-Gelenkroboter als sogenannter bodenstehender Typ verwendet wird, bei dem die untere Oberfläche der Basis auf einer Bodenoberfläche installiert ist, ist eine der Kugelnutmuttern, die unterhalb der Kugelgewindemutter angeordnet ist, nahe an dem Werkstück angeordnet, das am unteren Ende der Kugelumlaufspindel-Keilwelle gelagert ist, und wenn der eine oder die mehreren Arme horizontal gedreht werden, wird das Biegemoment, das aufgrund der Trägheit des Werkstücks an der Kugelumlaufspindel-Keilwelle wirkt, von einer der Kugelgewindemuttern aufgenommen.
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Wenn der Horizontal-Gelenkroboter als sogenannter deckenhängender Typ verwendet wird, bei dem die untere Oberfläche der Basis an einer Decke installiert ist, ist hingegen die Lagebeziehung zwischen der Kugelgewindemutter und der Kugelnutmutter umgekehrt zu der des bodenstehenden Typs, und das Werkstück wird an einem Ende der Kugelumlaufspindel-Keilwelle gelagert, das von jenem bei dem bodenstehenden Typ verschieden ist. In diesem Fall kann, gemäß dem Aspekt, selbst wenn der Horizontal-Gelenkroboter als deckenhängender Typ verwendet wird, ohne die Achskonfiguration zu ändern, dadurch, dass die Kugelnutmuttern auf beiden Seiten der Kugelgewindemutter angeordnet sind, die sich dazwischen befindet, die andere Kugelnutmutter näher am Werkstück angeordnet sein als die Kugelgewindemutter. Folglich wird bei einem horizontalen Drehen eines oder mehrerer Arme das Biegemoment, das aufgrund der Trägheit des Werkstücks an der Kugelumlaufspindel-Keilwelle wirkt, von der anderen Kugelnutmutter aufgenommen.
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Folglich kann gemäß dem Aspekt der deckenhängende Typ oder der bodenstehende Typ frei, ohne Änderung der Achskonfiguration, ausgewählt werden. Bei beiden Typen kann vermieden werden, dass das Biegemoment an der Kugelgewindemutter wirkt. Im Besonderen ist keine Abwandlung beim Ändern des Horizontal-Gelenkroboters vom bodenstehenden Typ zum deckenhängenden Typ erforderlich, und eine freie Anordnungsgestaltung und Anordnungsänderung kann kostengünstig vorgenommen werden.
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Gemäß dem Aspekt kann eine der Kugelnutmuttern an dem einen oder den mehreren Armen lösbar befestigt sein.
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Bei diesem Aufbau wird eine Kugelnutmutter, die nicht benötigt wird, wenn der Horizontal-Gelenkroboter als bodenstehender Typ oder deckenhängender Typ verwendet wird, abmontiert, und dadurch werden eine Reduzierung des Gewichts und der Maße des Roboters um einen Betrag erzielt, der der Kugelnutmutter entsprechend ist.
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Unter einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur umgekehrten Installation eines Horizontal-Gelenkroboters bereitgestellt, der Folgendes umfasst: eine Basis; einen oder mehrere Arme, die so an der Basis befestigt sind, dass sie fähig sind, sich horizontal zu drehen; eine Kugelumlaufspindel-Keilwelle, die so angeordnet ist, dass sie fähig ist, sich an einem Ende des einen oder der mehreren Arme um eine Längsachse zu drehen, welche sich in einer vertikalen Richtung erstreckt, und fähig ist, sich linear entlang der Längsachse zu bewegen, und die ein Auflageteil zum Lagern eines Werkstücks an einem Ende der Kugelumlaufspindel-Keilwelle umfasst; eine Kugelgewindemutter, durch die die Kugelumlaufspindel-Keilwelle verläuft, wobei die Kugelgewindemutter in einer Richtung entlang der Längsachse in Bezug auf den einen oder die mehreren Arme angetrieben wird; eine antreibende Kugelnutmutter, die ausgestaltet ist, die Kugelumlaufspindel-Keilwelle um die Längsachse in Bezug auf den einen oder die mehreren Arme zu drehen, wobei die Kugelumlaufspindel-Keilwelle, die durch die antreibende Kugelnutmutter auf einer Seite des Horizontal-Gelenkroboters verläuft, dem Auflageteil näher ist als die Kugelgewindemutter. Auf der Seite des Horizontal-Gelenkroboters, die in Bezug auf die Kugelgewindemutter der antreibenden Kugelnutmutter gegenüberliegt, verläuft die Kugelumlaufspindel-Keilwelle durch eine Hilfskugelnutmutter, und die Hilfskugelnutmutter ist an dem einen oder den mehreren Armen fixiert.
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In einem Zustand, bevor der Horizontal-Gelenkroboter umgekehrt wird, wird das Werkstück an dem unteren Ende der Kugelumlaufspindel-Keilwelle gelagert und der eine oder die mehreren Arme werden in Bezug auf die Basis horizontal gedreht, und dadurch wird dem Werkstück ermöglicht, sich in der horizontalen Richtung zu bewegen. Die Kugelgewindemutter wird um die Längsachse gedreht, um zu bewirken, dass sich die Kugelumlaufspindel-Keilwelle vertikal entlang der Längsachse bewegt, die sich in der vertikalen Richtung erstreckt, und dadurch wird dem Werkstück, das von dem Auflageteil gelagert wird, ein Hoch- und Herunterfahren ermöglicht. Überdies wird die antreibende Kugelnutmutter gedreht, um zu bewirken, dass sich die Kugelumlaufspindel-Keilwelle um die Längsachse dreht, und dadurch wird dem Werkstück, das von dem Auflageteil gelagert wird, ermöglicht, sich horizontal auf der Stelle zu drehen.
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In diesem Fall ist die antreibende Kugelnutmutter, die unterhalb der Kugelgewindemutter angeordnet ist, nahe dem Werkstück angeordnet, das am unteren Ende der Kugelumlaufspindel-Keilwelle gelagert ist, und wenn der eine oder die mehreren Arme horizontal gedreht werden, wird das Biegemoment, das aufgrund der Trägheit des Werkstücks an der Kugelumlaufspindel-Keilwelle wirkt, von der antreibenden Kugelgewindemutter aufgenommen. Dadurch kann vermieden werden, dass das Biegemoment an der Kugelgewindemutter wirkt.
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Gemäß dem Aspekt ist auf einer Seite des Horizontal-Gelenkroboters, die der antreibenden Kugelgewindemutter gegenüberliegt, wobei die Kugelgewindemutter dazwischen angeordnet ist, bevor er umgekehrt wird, die Hilfskugelnutmutter an dem einen oder den mehreren Armen fixiert und das Werkstück wird am unteren Ende der Kugelumlaufspindel-Keilwelle des Horizontal-Gelenkroboters befestigt, nachdem er umgekehrt installiert worden ist, und dadurch wird ermöglicht, die Hilfskugelnutmutter an einer Position anzuordnen, die näher am Werkstück ist als die Kugelgewindemutter.
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Folglich kann nur mittels Fixieren der Hilfskugelnutmutter auch bei dem umgekehrt installierten Horizontal-Gelenkroboter vermieden werden, dass das Biegemoment auf die Kugelgewindemutter wirkt. Mit anderen Worten, wenn der Horizontal-Gelenkroboter umgekehrt installiert wird, ist es nicht erforderlich, Arme auszuwechseln oder Bauteile auszutauschen, und eine Anordnungsänderung und dergleichen kann kostengünstig vorgenommen werden.
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VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine vorteilhafte Wirkung zu erzielen, die darin besteht, dass auch dann ein Wirken eines Biegemoments an einer Kugelgewindemutter vermieden wird, wenn ein Horizontal-Gelenkroboter umgekehrt installiert ist.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Längsschnittdarstellung zur Veranschaulichung eines Falls, in dem ein Horizontal-Gelenkroboter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Horizontal-Gelenkroboter des bodenstehenden Typs verwendet wird.
- 2 ist eine vergrößerte Längsschnittdarstellung zur teilweisen Veranschaulichung eines Vertikalantriebsteil und eines Drehantriebsteil des in 1 veranschaulichten Horizontal-Gelenkroboters.
- 3 ist eine Längsschnittdarstellung zur Veranschaulichung eines Falls, in dem der in 1 veranschaulichte Horizontal-Gelenkroboter als deckenhängender Typ verwendet wird.
- 4 ist eine Längsschnittdarstellung zur Veranschaulichung eines Horizontal-Gelenkroboters des bodenstehenden Typs, bevor ein Verfahren zur umgekehrten Installation gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Vertikalantriebsteils und eines Drehantriebsteils des in 4 veranschaulichten Horizontal-Gelenkroboters.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend wird ein Horizontal-Gelenkroboter 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Wie in 1 veranschaulicht, umfasst der Horizontal-Gelenkroboter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Basis 2, die auf einer Bodenoberfläche oder dergleichen installiert wird, einen ersten Arm (Arm) 3 mit einem Ende, das so an einem oberen Teil der Basis 2 befestigt ist, dass er fähig ist, sich um eine erste vertikale Achse A zu drehen, einen ersten Antriebsteil 4, der bewirkt, dass sich der erste Arm 3 in Bezug auf die Basis 2 dreht, einen zweiten Arm (Arm) 5, der am anderen Ende des ersten Arms 3 so befestigt ist, dass er fähig ist, sich um eine zweite vertikale Achse B zu drehen, einen zweiten Antriebsteil 6, der bewirkt, dass sich der zweite Arm 5 in Bezug auf den ersten Arm 3 dreht, eine Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7, die an einem Ende des zweiten Arms 5 angeordnet ist und so gelagert ist, dass sie fähig ist, sich entlang einer dritten vertikalen Achse C vertikal zu bewegen und sich um die dritte Achse C zu drehen, einen Vertikalantriebsteil 8, der bewirkt, dass sich die Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7 vertikal bewegt, und einen Drehantriebsteil 9, der bewirkt, dass sich die Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7 dreht. Wie in den Zeichnungen veranschaulicht, erstreckt sich eine Kabelführung 10 so, dass sie die Basis 2 mit dem zweiten Arm 5 koppelt und beispielsweise ein Kabel (nicht gezeigt) zur Stromversorgung eines zweiten Motors 15, eines dritten Motors 21 und eines vierten Motors 25, die nachstehend beschrieben sind, in dem zweiten Arm 5 führt.
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Die Basis 2 ist in einer Hohlkastenform ausgebildet und beherbergt einen ersten Motor 11, der Bestandteil des ersten Antriebsteils 4 ist.
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Der erste Antriebsteil 4 umfasst den ersten Motor 11 und ein erstes Untersetzungsgetriebe 12, die entlang der ersten Achse A in Reihe angeordnet sind. Der erste Motor 11 ist mit einer senkrecht nach oben orientierten Abtriebswelle 11a angeordnet, und die Abtriebswelle 11a ist in das erste Untersetzungsgetriebe 12 eingeführt, das aufwärts angeordnet ist. In dem ersten Untersetzungsgetriebe 12 ist an der Abtriebswelle 11a ein Zahnrad befestigt, das mit einem Antriebsrad kämmt, das nicht veranschaulicht ist.
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Das erste Untersetzungsgetriebe 12 umfasst einen Montageteil 13, der in einer Scheibenform, die eine vorbestimmte Dicke aufweist, ausgebildet ist und an einer oberen Oberfläche der Basis 2 fixiert ist, und eine Abtriebswelle 14, die so gelagert ist, dass sie fähig ist, sich um die erste Achse A in Bezug auf den Montageteil 13 zu drehen. Das erste Untersetzungsgetriebe 12 verlangsamt die Drehung des ersten Motors 11 und verstärkt das Drehmoment des ersten Motors 11 entsprechend dem Kehrwert eines Untersetzungsverhältnisses, um ein Drehen der Abtriebswelle 14 zu bewirken.
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Der zweite Antriebsteil 6 umfasst den zweiten Motor 15 und ein zweites Untersetzungsgetriebe 16, die entlang der zweiten Achse B in Reihe angeordnet sind. Bei dem zweiten Motor 15 ist eine Abtriebswelle 15a vertikal abwärts angeordnet, und die Abtriebswelle 15a ist in das zweite Untersetzungsgetriebe 16 eingeführt, das abwärts angeordnet ist. In dem zweiten Untersetzungsgetriebe 16 ist an der Abtriebswelle 15a ein Zahnrad befestigt, das mit einem Antriebsrad kämmt, das nicht veranschaulicht ist.
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Das zweite Untersetzungsgetriebe 16 umfasst einen Montageteil 17, der in einer Scheibenform mit einer vorbestimmten Dicke ausgebildet ist und am zweiten Arm 5 fixiert ist, und eine Abtriebswelle 18, die so gelagert ist, dass sie fähig ist, sich um die zweite Achse B in Bezug auf den Montageteil 17 zu drehen. Das zweite Untersetzungsgetriebe 16 verlangsamt die Drehung des zweiten Motors 15 und verstärkt das Drehmoment des zweiten Motors 15 entsprechend einem Kehrwert des Untersetzungsverhältnisses, um ein Drehen der Abtriebswelle 18 zu bewirken.
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Der zweite Arm 5 umfasst einen Basisteil 19, an den der zweite Motor 15 und der Montageteil 17 des zweiten Untersetzungsgetriebes 16 montiert sind, und eine Abdeckung 20, die am Basisteil 19 befestigt ist und den zweiten Motor 15 und dergleichen in einem Raum zwischen dem Basisteil 19 und der Abdeckung 20 beherbergt.
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Wie in 1 und 2 veranschaulicht, umfasst der Vertikalantriebsteil 8 den dritten Motor 21, der am Basisteil 19 fixiert ist, eine Kugelgewindemutter 22, durch die die Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7 verläuft und die am Basisteil 19 fixiert ist, Riemenscheiben 23a und 23b, die an der Kugelgewindemutter 22 bzw. am dritten Motor 21 fixiert sind, und einen Riemen 24, der über die Riemenscheiben 23a und 23b läuft.
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Wie in 1 und 2 veranschaulicht, umfasst der Drehantriebsteil 9 den vierten Motor 25, der am Basisteil 19 fixiert ist, zwei Kugelnutmuttern 26 und 27, durch die die Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7 verläuft und die auf beiden Seiten der Kugelgewindemutter 22, die sich dazwischen befindet, am Basisteil 19 fixiert sind, Riemenscheiben 28a und 28b, die an der Kugelnutmutter 26, welche eine der zwei Kugelnutmuttern ist, und am vierten Motor 25 fixiert sind, und einen Riemen 29, der über die Riemenscheiben 28a und 28b läuft. Die Kugelnutmutter 27, welche die andere der zwei Kugelnutmuttern ist, ist nicht mit einer Riemenscheibe ausgestattet und wird nicht vom vierten Motor 25 angetrieben.
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Die Kabelführung 10 ist ein aus einem biegsamen Material hergestellter Schlauch, der von einer äußere Kraft verformbar ist. Die Kabelführung 10 steigt von der oberen Oberfläche der Basis 2 vertikal aufwärts und ist in einer umgekehrten J-Form gekrümmt, und ein unteres Ende eines geradlinigen Teils, der sich entlang der zweiten Achse B erstreckt, ist an einer oberen Oberfläche der Abdeckung 20 des zweiten Arms 5 fixiert. Die Kabelführung 10 beherbergt ein Kabel für die Stromversorgung und Signalübertragung zu dem zweiten Motor 15, dem dritten Motor 21 und dem vierten Motor 25, die im zweiten Arm 5 untergebracht sind.
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Nachstehend wird ein Betrieb des Horizontal-Gelenkroboters 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, der einen Aufbau wie vorstehend beschrieben aufweist.
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Bei dem Horizontal-Gelenkroboter, der wie in 1 veranschaulicht als bodenstehender Typ betrieben wird, bei dem die untere Oberfläche der Basis 2 an einer Bodenoberfläche fixiert ist, wird, wenn der erste Motor 11 des ersten Antriebsteils 4 betrieben wird, die Drehung des ersten Motors 11 von dem ersten Untersetzungsgetriebe 12 verlangsamt, um das Drehmoment zu verstärken, und dadurch wird bewirkt, dass sich die Abtriebswelle 14 in Bezug auf den Montageteil 13 um die erste Achse A dreht. Der Montageteil 13 ist an der oberen Oberfläche der Basis 2 fixiert, und die Abtriebswelle 14 ist am ersten Arm 3 fixiert. Dementsprechend treibt der erste Motor 11 den ersten Arm 3 an, sodass er sich in Bezug auf die Basis 2 horizontal um die erste Achse A dreht.
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Wird der zweite Motor 15 des zweiten Antriebsteils 6 betrieben, wird die Drehung des zweiten Motors 15 von dem zweiten Untersetzungsgetriebe 16 verlangsamt, um das Drehmoment zu verstärken, und dadurch wird bewirkt, dass sich die Abtriebswelle 18 in Bezug auf den Montageteil 17 um die zweite Achse B dreht. Der Montageteil 17 ist am zweiten Arm 5 fixiert, und die Abtriebswelle 18 ist am ersten Arm 3 fixiert. Dementsprechend treibt der zweite Motor 15 den zweiten Arm 5 an, sodass er sich in Bezug auf den ersten Arm 3 horizontal um die zweite Achse B dreht. Eine Kombination der Drehung des ersten Arms 3 und der Drehung des zweiten Arms 5 ermöglicht zweidimensionale Lageänderungen der Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7, die an einem Ende des zweiten Arms 5 gehalten wird, in der horizontalen Richtung.
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Wenn der dritte Motor 21 des Vertikalantriebsteils 8 betrieben wird, wird die Drehung des dritten Motors 21 mittels der Riemenscheiben 23a und 23b und des Riemens 24 zur Kugelgewindemutter 22 übertragen, um zu bewirken, dass sich die Kugelgewindemutter 22 um die dritte Achse C entlang der Längsachse der Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7 dreht, und dadurch zu ermöglichen, dass sich die Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7 vertikal bewegt. Dadurch wird das Auflageteil (nicht veranschaulicht) vertikal bewegt, der am unteren Ende der Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7 vorgesehen ist und das Werkstück W lagert.
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Wenn der vierte Motor 25 des Drehantriebsteils 9 betrieben wird, wird die Drehung des vierten Motors 25 mittels der Riemenscheiben 28a und 28b und dem Riemen 29 zur Kugelnutmutter 26 übertragen, welche eine der zwei Kugelnutmuttern ist, um zu bewirken, dass sich die Kugelmutter 26 um die dritte Achse C dreht, und dadurch zu ermöglichen, dass sich die Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7 um die dritte Achse C dreht. Folglich kann das Werkstück W um die dritte Achse C gedreht werden.
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Somit wird gemäß dem Horizontal-Gelenkroboter 1 der vorliegenden Ausführungsform die Position des Werkstücks W, das vom Auflageteil am unteren Ende der Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7 gelagert wird, in der horizontalen Richtung zweidimensional verlagert und zwar mittels des ersten Arms 3 und des zweiten Arms 5 in einem Zustand, in dem das Werkstück W in einer waagerechten Haltung bleibt, und die Höhenposition des Werkstücks W wird mittels des Vertikalantriebsteils 8 so eingestellt, dass die Drehstellung des Werkstücks W in der horizontalen Richtung mittels des Drehantriebsteils 9 eingestellt werden kann.
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In diesem Fall wirkt, wenn das Werkstück W durch das Betreiben des ersten Arms 3 und des zweiten Arms 5 in der horizontalen Richtung bewegt wird, aufgrund der Trägheit des Werkstücks W ein Biegemoment an der Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7.
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Das Biegemoment wird von der Kugelnutmutter 26 aufgenommen, die an einer Position angeordnet ist, die dem Werkstück W am nächsten ist, somit kann vermieden werden, dass das Biegemoment an der Kugelgewindemutter 22 wirkt, die biegemomentempfindlich ist.
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Entsprechend dem Horizontal-Gelenkroboter 1 der vorliegenden Ausführungsform, wie in 3 veranschaulicht, ist die Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7 vertikal umgekehrt, wenn der Horizontal-Gelenkroboter als deckenhängender Typ betrieben wird, bei dem die untere Oberfläche der Basis 2 an der Decke fixiert ist. Dementsprechend ist das Ende der Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7, an dem das Werkstück W gelagert ist, so ausgetauscht, dass das Werkstück W am unteren Ende der Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7 gelagert wird. In diesem Zustand kann das Werkstück W wie bei dem bodenstehenden Typ gehandhabt werden.
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In diesem Fall bewirkt, wie bei dem bodenstehenden Typ, das Betreiben des ersten Arms 3 und des zweiten Arms 5, dass aufgrund der Trägheit des Werkstücks W ein Biegemoment an der Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7 wirkt. Gemäß dem Horizontal-Gelenkroboter 1 der vorliegenden Ausführungsform kann dadurch, dass die Kugelnutmuttern 26 und 27 auf beiden Seiten der Kugelgewindemutter 22 angeordnet sind, die sich dazwischen befindet, eine der Kugelnutmuttern 26, 27 nahe dem Werkstück W am unteren Ende der Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7 angeordnet sein, wenn der Horizontal-Gelenkroboter als bodenstehender Typ oder als deckenhängender Typ installiert ist.
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Somit weist der Horizontal-Gelenkroboter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Vorteil auf, der darin besteht, dass sowohl bei dem bodenstehenden Typ als auch bei dem deckenhängenden Typ vermieden werden kann, dass das Biegemoment an der Kugelgewindemutter 22 wirkt, die biegemomentempfindlich ist. Im Besonderen weist der Horizontal-Gelenkroboter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Vorteil auf, der darin besteht, dass er verwendet werden kann, wie er ist, ohne die Achskonfiguration zu verändern, selbst wenn aufgrund einer Veränderung in der Einsatzumgebung vor Ort oder einer Anordnungsänderung der Horizontal-Gelenkroboter 1, der als bodenstehender Typ verwendet wird, zum deckenhängenden Typ umgerüstet wird oder umgekehrt.
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Die vorliegende Ausführungsform veranschaulicht zwar den Horizontal-Gelenkroboter 1, bei dem das Paar Kugelnutmuttern 26 und 27 vorläufig auf beiden Seiten der Kugelgewindemutter 22 angeordnet ist, die sich dazwischen befindet, doch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
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Im Besonderen stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur umgekehrten Installation auch in einem Fall bereit, in dem, wie in 4 und 5 veranschaulicht, der Horizontal-Gelenkroboter 1 des bodenstehenden Typs (oder des deckenhängenden Typs), bei dem die antreibende Kugelnutmutter 26 nur unterhalb der Kugelgewindemutter 22 angeordnet ist, zum deckenhängenden Typ (oder zum bodenstehenden Typ) umgerüstet wird.
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Im Besonderen ist das Verfahren zur umgekehrten Installation des Horizontal-Gelenkroboters 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Verfahren, das angewendet wird, wenn der Horizontal-Gelenkroboter 1, der ausschließlich als bodenstehender Typ konzipiert ist, umgekehrt wird, um den deckenhängenden Typ, wie in 4 veranschaulicht, zu erzielen. Dieses Verfahren zur umgekehrten Installation ist ein Verfahren für den Horizontal-Gelenkroboter 1, das ausschließlich für den bodenstehenden Typ verwendet wird, bei dem eine Hilfskugelnutmutter 27, durch die die Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7 verläuft, am Basisteil 19 des zweiten Arms 5 auf der der antreibenden Kugelnutmutter 26 gegenüberliegenden Seite in Bezug auf die Kugelgewindemutter 22 fixiert ist.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1 bis 3 veranschaulicht, ist die Hilfskugelnutmutter 27 durch einen rohrförmigen Adapter 30 am Basisteil 19 fixiert. Der Adapter 30 kann einstückig mit dem Basisteil 19 ausgebildet sein oder kann getrennt vom Basisteil 19 ausgebildet sein.
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Die Hilfskugelnutmutter 27 wird nicht mit einer Antriebskraft beaufschlagt, sondern wird entsprechend der Drehung der Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7 um die dritte Achse C gedreht. Bei diesem Aufbau wird selbst dann, wenn der Horizontal-Gelenkroboter 1 des bodenstehenden Typs umgekehrt ist und die untere Oberfläche der Basis 2 an einer Decke fixiert ist, wie in 3 veranschaulicht, das Biegemoment, das aufgrund der Trägheit des Werkstücks W, das am unteren Ende der Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7 befestigt ist, an der Kugelumlaufspindel-Keilwelle 7 wirkt, von der Hilfskugelnutmutter 27 aufgenommen, die nahe dem Werkstück W angeordnet ist.
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Folglich kann auch dann, wenn der Horizontal-Gelenkroboter 1, der als bodenstehender Typ verwendet wird, zum deckenhängenden Typ umgerüstet wird, ein Vorteil erzielt werden, der darin besteht, dass der Horizontal-Gelenkroboter 1 ohne Änderung der Achskonfiguration verwendet werden kann. Bei diesem Aufbau besteht keine Notwendigkeit, die Hilfskugelnutmutter 27 zu verwenden, wenn der Horizontal-Gelenkroboter 1 als bodenstehender Typ verwendet wird, sondern es ist ausreichend, die Hilfskugelnutmutter 27 nur dann zu fixieren, wenn der Horizontal-Gelenkroboter 1 als deckenhängender Typ verwendet wird.
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Dementsprechend besteht keine Notwendigkeit, die Hilfskugelnutmutter 27 zu befestigen, wenn der Horizontal-Gelenkroboter 1 als bodenstehender Typ verwendet wird, was zu einer Reduzierung des Gewichts und der Gesamtbauhöhe des zweiten Arms 5 führt. Wenn der Horizontal-Gelenkroboter 1 als deckenhängender Typ verwendet wird, genügt es, die Hilfskugelnutmutter 27 zu fixieren und folglich besteht keine Notwendigkeit, die Bauteile, wie etwa den Basisteil 19 des zweiten Arms 5, auszuwechseln, was insofern vorteilhaft ist, als der Horizontal-Gelenkroboter ausgehend vom bodenstehenden Typ kostengünstig umgerüstet werden kann.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Hilfskugelnutmutter 27 befestigt, wenn der Horizontal-Gelenkroboter vom bodenstehenden Typ zum deckenhängenden Typ umgerüstet wird, jedoch kann stattdessen die Hilfskugelnutmutter 27 befestigt werden, wenn der Horizontal-Gelenkroboter vom deckenhängenden Typ zum bodenstehenden Typ umgerüstet wird.
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Auf die Hilfskugelnutmutter 27 wird keine Antriebskraft übertragen, jedoch kann stattdessen eine Antriebskraft auf die Hilfskugelnutmutter 27 übertragen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Horizontal-Gelenkroboter
- 2
- Basis
- 3
- erster Arm (Arm)
- 5
- zweiter Arm (Arm)
- 7
- Kugelumlaufspindel-Keilwelle
- 22
- Kugelgewindemutter
- 26
- antreibende Kugelnutmutter (Kugelnutmutter)
- 27
- Hilfskugelnutmutter (Kugelnutmutter)
- W
- Werkstück
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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