DE112019007743T5

DE112019007743T5 - Vertikaler Knickarmroboter, einachsiger Roboter und Motoreinheit

Info

Publication number: DE112019007743T5
Application number: DE112019007743.0T
Authority: DE
Inventors: Toshifumi Manome
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2022-08-04
Also published as: US11865710B2; CN114423571B; JPWO2021059403A1; CN114423571A; JP7152615B2; WO2021059403A1; US20220388152A1

Abstract

Ein vertikaler Knickarmroboter (100) umfasst eine Vielzahl von Gelenkachsenabschnitten (10 bis 60), die so konfiguriert sind, dass sie eine Vielzahl von Armen in Drehung versetzen. Die Vielzahl von Gelenkachsenabschnitten umfassen einen schmalen Gelenkachsenabschnitt (20, 30, 50). In dem schmalen Gelenkachsenabschnitt ist zumindest ein Teil einer Bremse (23, 33, 53) und/oder einer Öldichtung (24, 34, 54) innerhalb einer Aussparung (22e, 32e, 52e) angeordnet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen vertikalen Knickarmroboter, einen einachsigen Roboter und eine Motoreinheit, und insbesondere betrifft sie einen vertikalen Knickarmroboter, einen einachsigen Roboter und eine Motoreinheit, die jeweils einen Motor und ein Untersetzungsgetriebe aufweisen.
Technischer Hintergrund
Aus dem Stand der Technik ist ein vertikaler Knickarmroboter mit einem Motor und einem Untersetzungsgetriebe bekannt. Ein solcher vertikaler Knickarmroboter wird zum Beispiel in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-113488 offenbart.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-113488 offenbart einen Industrieroboter, der ein 5-achsiger vertikaler Knickarmroboter ist. In einer zweiten Achse und einer dritten Achse dieses Industrieroboters sind ein Motor und ein Untersetzungsgetriebe über einen Zahnriemen miteinander verbunden.
Stand der Technik
Patentdokument
Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-113488
Kurzdarstellung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Bei dem in der japanischen Patentschrift Nr. 2001 - 113488 offenbarten Industrieroboter sind der Motor und das Untersetzungsgetriebe jedoch über den Zahnriemen miteinander verbunden, und wenn der Zahnriemen gedehnt wird, verringert sich die Positioniergenauigkeit aufgrund der Dehnung des Zahnriemens nachteilig. Um eine Dehnung des Zahnriemens zu verhindern, ist es denkbar, dass der Motor und das Untersetzungsgetriebe direkt miteinander verbunden werden, ohne den Zahnriemen zu verwenden. Wenn der Motor und das Untersetzungsgetriebe jedoch direkt miteinander verbunden sind, vergrößert sich die Größe eines Gelenkachsenabschnitts, der den Motor und die Untersetzungsgetriebeeinheit aufweist, in axialer Richtung, und daher ist es schwierig, den Gelenkachsenabschnitt in axialer Richtung zu verkleinern.
Die vorliegende Erfindung wurde vorgeschlagen, um die oben genannten Probleme zu lösen, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen vertikalen Knickarmroboter, einen einachsigen Roboter und eine Motoreinheit bereitzustellen, die jeweils in der Lage sind, in axialer Richtung verkleinert zu werden, selbst wenn ein Motor und ein Untersetzungsgetriebe direkt miteinander verbunden sind.
Mittel zur Lösung der Probleme
Um das vorgenannte Ziel zu erreichen, umfasst ein vertikaler Knickarmroboter gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Armen und eine Vielzahl von Gelenkachsenabschnitten, die so konfiguriert sind, dass sie die Vielzahl von Armen in Drehung versetzen. Die Vielzahl von Gelenkachsenabschnitten umfassen einen schmalen Gelenkachsenabschnitt, wobei der schmale Gelenkachsenabschnitt einen Motor mit einer Motorwelle, ein direkt mit der Motorwelle verbundenes Untersetzungsgetriebe, eine zum Halten des Motors konfigurierte Bremse und eine auf der Motorwelle montierte Öldichtung aufweist, wobei das Untersetzungsgetriebe des schmalen Gelenkachsenabschnitts eine Aussparung aufweist, die durch zumindest einen Welleneingang und ein Lager definiert ist und entlang einer Drehachsenrichtung ausgespart ist, und in dem schmalen Gelenkachsenabschnitt zumindest ein Teil der Bremse und/oder der Öldichtung innerhalb der Aussparung angeordnet ist.
Bei dem vertikalen Knickarmroboter gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wie oben beschrieben umfasst das Untersetzungsgetriebe des schmalen Gelenkachsenabschnitts die Aussparung, die entlang der Drehachsenrichtung ausgenommen ist, und zumindest eine von zumindest dem Abschnitt der Bremse oder der Öldichtung ist innerhalb der Aussparung angeordnet. Somit kann zumindest einer von zumindest dem Abschnitt der Bremse oder der Öldichtung unter Verwendung eines Raums innerhalb der Aussparung des Untersetzungsgetriebes angeordnet werden. Daher ist es möglich, den vertikalen Knickarmroboter bereitzustellen, der in der Lage ist, den Gelenkachsenabschnitt in der axialen Richtung zu verkleinern, selbst wenn der Motor und das Untersetzungsgetriebe direkt miteinander verbunden sind.
In dem oben erwähnten vertikalen Knickarmroboter gemäß dem ersten Aspekt umfasst der schmale Gelenkachsenabschnitt bevorzugt einen Gelenkachsenabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er den Arm um eine Drehachse in Drehung versetzt, die sich entlang einer Breitenrichtung orthogonal zu einer Richtung erstreckt, in der sich der Arm erstreckt. Dementsprechend kann der Arm in der Breitenrichtung (axiale Richtung) orthogonal zu der Richtung, in der sich der Arm erstreckt, durch eine Verringerung der Größe des Gelenkachsenabschnitts in der axialen Richtung verkleinert werden. Durch die Verkleinerung des Arms in der Breitenrichtung orthogonal zu der Auslegerrichtung kann der vertikale Knickarmroboter in einen engeren Raum eintreten. Folglich kann der Freiheitsgrad für die Arbeit des vertikalen Knickarmroboters verbessert werden.
In diesem Fall umfasst der schmale Gelenkachsenabschnitt bevorzugt einen Handgelenkstruktur-Gelenkachsenabschnitt, der an einer distalen Seite vorgesehen ist. Dementsprechend kann der Arm, welcher der Handgelenkstruktur entspricht, in der Breitenrichtung (axiale Richtung) orthogonal zu der Richtung, in der sich der Arm erstreckt, durch eine Verringerung der Größe des Gelenkachsenabschnitts in der axialen Richtung verkleinert werden. Somit kann der vertikale Knickarmroboter aufgrund einer Verringerung der Größe des Arms, die der Handgelenkstruktur in der Breitenrichtung orthogonal zu der Richtung, in der sich der Arm erstreckt, entspricht, leichter in einen engeren Raum eintreten. Folglich kann der Freiheitsgrad für die Arbeit des vertikalen Knickarmroboters weiter verbessert werden.
In dem oben erwähnten vertikalen Knickarmroboter gemäß dem ersten Aspekt umfasst das Untersetzungsgetriebe bevorzugt ein Welluntersetzungsgetriebe, das Welluntersetzungsgetriebe umfasst bevorzugt einen Wellgenerator als Welleneingang, einen Circular-Spline und einen Flex-Spline, und zumindest ein Teil der Bremse oder der Öldichtung ist bevorzugt innerhalb der Aussparung angeordnet, die durch zumindest den Wellgenerator, den Circular-Spline, den Flex-Spline und das Lager definiert ist. Dementsprechend kann der zumindest eine von dem Abschnitt der Bremse und/oder der Öldichtung unter Verwendung des Raums innerhalb der Aussparung angeordnet werden, die durch den Wellgenerator, den Circular-Spline, den Flex-Spline und das Lager des Welluntersetzungsgetriebe definiert ist, welches das Welluntersetzungsgetriebe ist, und somit kann der Gelenkachsenabschnitt leicht in der axialen Richtung verkleinert werden.
Bei dem vorgenannten vertikalen Knickarmroboter nach dem ersten Aspekt ist die Aussparung bevorzugt motorseitig vorgesehen, und die Bremse oder die Öldichtung ist bevorzugt zumindest teilweise innerhalb der Aussparung angeordnet. Dementsprechend kann der Gelenkachsenabschnitt in axialer Richtung verkleinert werden, während die Bremse oder der Öldichtung zumindest auf der Motorseite angeordnet ist.
Bei dem vorgenannten vertikalen Knickarmroboter nach dem ersten Aspekt ist die Aussparung bevorzugt auf einer der Motorseite gegenüberliegenden Seite vorgesehen, und die Bremse und/oder der Öldichtung ist bevorzugt innerhalb der Aussparung angeordnet. Dementsprechend kann der Gelenkachsenabschnitt in axialer Richtung verkleinert werden, während die Bremse und/oder die Öldichtung auf der der Motorseite gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.
Bei dem oben erwähnten vertikalen Knickarmroboter gemäß dem ersten Aspekt umfasst der schmale Gelenkachsenabschnitt bevorzugt eine Motoreinheit, die den Motor, das Untersetzungsgetriebe, die Bremse und die Öldichtung integral aufweist. Dementsprechend können der Motor, das Untersetzungsgetriebe, die Bremse und die Öldichtung integral gehandhabt werden, und somit können der Motor, das Untersetzungsgetriebe, die Bremse und die Öldichtung leicht montiert und ausgetauscht werden, verglichen mit einem Fall, in dem der Motor, das Untersetzungsgetriebe, die Bremse und die Öldichtung nicht integral gehandhabt werden können.
Bei dem oben erwähnten vertikalen Knickarmroboter gemäß dem ersten Aspekt umfassen die Vielzahl von Gelenkachsenabschnitten bevorzugt einen distalen Gelenkachsenabschnitt, an dem ein Werkzeug befestigt ist, und der schmale Gelenkachsenabschnitt und der distale Gelenkachsenabschnitt sind bevorzugt so konfiguriert, dass sie integral eine distale Gelenkachsenabschnittseinheit bilden. Dementsprechend können der schmale Gelenkachsenabschnitt und der distale Gelenkachsenabschnitt integral gehandhabt werden, und somit können der schmale Gelenkachsenabschnitt und der distale Gelenkachsenabschnitt im Vergleich zu einem Fall, in dem der schmale Gelenkachsenabschnitt und der distale Gelenkachsenabschnitt nicht integral gehandhabt werden können, leicht zusammengebaut und ersetzt werden.
Ein einachsiger Roboter gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Drehachsenabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er einen Arm in Drehung versetzt. Der Drehachsenabschnitt umfasst einen Motor mit einer Motorwelle, ein direkt mit der Motorwelle verbundenes Untersetzungsgetriebe, eine zum Halten des Motors konfigurierte Bremse und eine auf der Motorwelle montierte Öldichtung, das Untersetzungsgetriebe weist eine Aussparung auf, die durch zumindest einen Welleneingang und ein Lager definiert und entlang einer Drehachsenrichtung ausgespart ist, und zumindest ein Teil der Bremse und/oder der Öldichtung ist innerhalb der Aussparung angeordnet.
Der einachsige Roboter gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist wie oben beschrieben konfiguriert. Dementsprechend ähnlich dem vertikalen Knickarmroboter gemäß dem ersten Aspekt ist es möglich, den einachsigen Roboter bereitzustellen, der in der Lage ist, den Drehachsenabschnitt in axialer Richtung zu verkleinern, selbst wenn der Motor und das Untersetzungsgetriebe direkt miteinander verbunden sind.
Eine Motoreinheit gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Motor mit einer Motorwelle, ein direkt mit der Motorwelle verbundenes Untersetzungsgetriebe, eine Bremse, die so konfiguriert ist, dass sie den Motor hält, und eine auf der Motorwelle montierte Öldichtung. Das Untersetzungsgetriebe umfasst eine Aussparung, die durch zumindest einen Welleneingang und ein Lager definiert und entlang einer Drehachsenrichtung ausgespart ist, und zumindest ein Teil der Bremse und/oder der Öldichtung ist innerhalb der Aussparung angeordnet.
Die Motoreinheit gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist wie oben beschrieben konfiguriert. Dementsprechend ist es ähnlich wie bei dem vertikalen Knickarmroboter gemäß dem ersten Aspekt möglich, die Motoreinheit bereitzustellen, die in der Lage ist, in axialer Richtung verkleinert zu werden, selbst wenn der Motor und das Untersetzungsgetriebe direkt miteinander verbunden sind.
Wirkung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, ist es möglich, den vertikalen Knickarmroboter, den einachsigen Roboter und die Motoreinheit bereitzustellen, die jeweils in der Lage sind, in der axialen Richtung verkleinert zu werden, auch wenn der Motor und das Untersetzungsgetriebe direkt miteinander verbunden sind.
Figurenliste

[1] Eine perspektivische Ansicht, welche die Gesamtkonfiguration eines vertikalen Knickarmroboters gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform zeigt.
[2] Eine Schnittansicht, die einen zweiten Gelenkachsenabschnitt des vertikalen Knickarmroboters gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
[3] Eine Schnittansicht, die einen dritten Gelenkachsenabschnitt des vertikalen Knickarmroboters gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
[4] Eine Schnittansicht, die einen fünften Gelenkachsenabschnitt des vertikalen Knickarmroboters gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
[5] Eine perspektivische Ansicht, die eine Motoreinheit eines zweiten Gelenkachsenabschnitts eines vertikalen Knickarmroboters gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
[6] Eine Schnittansicht, die den zweiten Gelenkachsenabschnitt des vertikalen Knickarmroboters gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
[7] Eine perspektivische Ansicht, die eine Motoreinheit eines dritten Gelenkachsenabschnitts des vertikalen Knickarmroboters gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
[8] Eine Schnittansicht, die den dritten Gelenkachsenabschnitt des vertikalen Knickarmroboters gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
[9] Eine perspektivische Ansicht, die eine fünfte und sechste Gelenkachsenabschnittseinheit des vertikalen Knickarmroboters gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
[10] Eine Schnittansicht, die einen fünften und sechsten Gelenkachsenabschnitt des vertikalen Knickarmroboters gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
[11] Eine Schnittansicht, die einen fünften und sechsten Gelenkachsenabschnitt des vertikalen Knickarmroboters gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
[12] Eine Schnittansicht, die einen zweiten Gelenkachsenabschnitt eines vertikalen Knickarmroboters gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
[13] Eine Schnittansicht, die einen dritten Gelenkachsenabschnitt des vertikalen Knickarmroboters gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
[14] Eine perspektivische Ansicht, die eine Motoreinheit eines zweiten Gelenkachsenabschnitts eines vertikalen Knickarmroboters gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
[15] Eine Schnittansicht, die den zweiten Gelenkachsenabschnitt des vertikalen Knickarmroboters gemäß der vierten Ausführungsform zeigt.
[16] Eine perspektivische Ansicht, die eine Motoreinheit eines dritten Gelenkachsenabschnitts des vertikalen Knickarmroboters gemäß der vierten Ausführungsform zeigt.
[17] Eine Schnittansicht, die den dritten Gelenkachsenabschnitt des vertikalen Knickarmroboters gemäß der vierten Ausführungsform zeigt.
[18] Eine perspektivische Ansicht, welche die Gesamtkonfiguration eines einachsigen Roboters gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.

Modi zur Durchführung der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Konfiguration des vertikalen Knickarmroboters
Der Aufbau eines vertikalen Knickarmroboters 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, ist der vertikale Knickarmroboter 100 ein sechsachsiger Roboter mit sechs Freiheitsgraden. Der vertikale Knickarmroboter 100 wird über eine Basis 100a auf einer Installationsfläche, z.B. einem Boden, installiert.
Der vertikale Knickarmroboter 100 umfasst eine Vielzahl von (sechs) Armen 1 bis 6 und eine Vielzahl von (sechs) Gelenkachsenabschnitten 10 bis 60, um die Vielzahl der Arme 1 bis 6 in Drehung zu versetzen. Die Vielzahl von Armen 1 bis 6 umfasst einen ersten Arm 1, einen zweiten Arm 2, einen dritten Arm 3, einen vierten Arm 4, einen fünften Arm 5 und einen sechsten Arm 6. Die Vielzahl der Gelenkachsenabschnitte 10 bis 60 umfasst einen ersten Gelenkachsenabschnitt 10, einen zweiten Gelenkachsenabschnitt 20, einen dritten Gelenkachsenabschnitt 30, einen vierten Gelenkachsenabschnitt 40, einen fünften Gelenkachsenabschnitt 50 und einen sechsten Gelenkachsenabschnitt 60. Der zweite Gelenkachsenabschnitt 20, der dritte Gelenkachsenabschnitt 30 und der fünfte Gelenkachsenabschnitt 50 sind Beispiele für einen „schmalen Gelenkachsenabschnitt“ in den Ansprüchen. Der fünfte Gelenkachsenabschnitt 50 ist ein Beispiel für einen „Handgelenkstruktur-Gelenkabschnitt“ in den Ansprüchen.
Der erste Gelenkachsenabschnitt 10 versetzt den ersten Arm 1 um eine Drehachse A1 in Drehung, welche sich entlang einer vertikalen Richtung (Z-Richtung) erstreckt. Der erste Arm 1 verbindet den ersten Gelenkachsenabschnitt 10 mit dem zweiten Gelenkachsenabschnitt 20. Der zweite Gelenkachsenabschnitt 20 versetzt den zweiten Arm 2 um eine Drehachse A2 in Drehung, welche sich entlang einer Breitenrichtung (X-Richtung, horizontale Richtung) orthogonal zu einer Richtung erstreckt, in der sich der zweite Arm 2 erstreckt. Der zweite Arm 2 verbindet den zweiten Gelenkachsenabschnitt 20 mit dem dritten Gelenkachsenabschnitt 30. Der dritte Gelenkachsenabschnitt 30 versetzt den dritten Arm 3 um eine Drehachse A3 in Drehung, welche sich entlang der Breitenrichtung (X-Richtung, horizontale Richtung) orthogonal zu einer Richtung erstreckt, in der sich der dritte Arm 3 erstreckt. Der dritte Arm 3 verbindet den dritten Gelenkachsenabschnitt 30 mit dem vierten Gelenkachsenabschnitt 40.
Der vierte Gelenkachsenabschnitt 40 versetzt den vierten Arm 4 um eine Drehachse A4 in Drehung, welche sich entlang einer Richtung (Y-Richtung) erstreckt, in der sich der vierte Arm 4 erstreckt. Der vierte Arm 4 verbindet den vierten Gelenkachsenabschnitt 40 mit dem fünften Gelenkachsenabschnitt 50. Der fünfte Gelenkachsenabschnitt 50 versetzt den fünften Arm 5 um eine Drehachse A5 in Drehung, welche sich entlang der horizontalen Richtung (X-Richtung) erstreckt. Der fünfte Arm 5 verbindet den fünften Gelenkachsenabschnitt 50 mit dem sechsten Gelenkachsenabschnitt 60. Der sechste Gelenkachsenabschnitt 60 versetzt den sechsten Arm 6 um eine Drehachse A6 in Drehung, welche sich entlang einer Richtung (Y-Richtung) orthogonal zu der Drehachse A5 erstreckt. Der sechste Arm 6 ist ein Werkzeugflansch, und ein Werkzeug 6a (Endeffektor) ist an dem sechsten Arm 6 befestigt. Der fünfte Gelenkachsenabschnitt 50, der fünfte Arm 5, der sechste Gelenkachsenabschnitt 60 und der sechste Arm 6 entsprechen einer Handgelenkstruktur, die an der distalen Seite vorgesehen ist.
Konfiguration des zweiten Gelenkachsenabschnitts
Wie in 2 dargestellt, umfasst der zweite Gelenkachsenabschnitt 20 einen Motor 21, ein Untersetzungsgetriebe 22, eine Bremse 23 und eine Öldichtung 24.
Der Motor 21 erzeugt eine Antriebskraft, um den zweiten Arm 2 in Drehung zu versetzen. Der Motor 21 ist mit einem Befestigungswerkzeug wie einer Schraube (nicht dargestellt) an dem ersten Arm 1 befestigt. Der Motor 21 umfasst ein Gehäuse 21a und eine Motorwelle 21b. Das Gehäuse 21a beherbergt einen Stator, einen Rotor usw. Andererseits enthält das Gehäuse 21a nicht die Bremse und die Öldichtung. Das heißt, der Motor 21 ist ein Motor ohne Bremse und Öldichtung, der die Bremse und den Öldichtung nicht in dem Gehäuse 21a enthält. Daher hat das Gehäuse 21a des Motors 21 in axialer Richtung (X-Richtung) eine geringere Länge als das Gehäuse eines Motors mit Bremse und Öldichtung, das die Bremse und die Öldichtung in dem Gehäuse enthält. Die Motorwelle 21b ist eine Abtriebswelle des Motors 21 und erstreckt sich entlang einer Richtung (X-Richtung), in der sich die Drehachse A2 erstreckt. Die Motorwelle 21b ist direkt mit dem Untersetzungsgetriebe 22 verbunden.
Das Untersetzungsgetriebe 22 ist koaxial zu dem Motor 21 angeordnet und direkt mit der Motorwelle 21b des Motors 21 verbunden. Das Untersetzungsgetriebe 22 ist ein Welluntersetzungsgetriebe mit einem Wellgenerator 22a, einem Flex-Spline 22b und einem Circular-Spline 22c. Der Wellgenerator 22a ist ein Eingang des Untersetzungsgetriebes 22, und die Motorwelle 21b ist in eine Durchgangsbohrung 122a zur Verbindung eingesetzt, so dass der Wellgenerator 22a mit der Motorwelle 21b verbunden ist. Der Flex-Spline 22b ist ein fester Teil des Untersetzungsgetriebes 22 und ist an dem Circular-Spline 22c befestigt. Der Circular-Spline 22c ist ein Abtrieb des Untersetzungsgetriebes 22 und ist mit dem zweiten Arm 2 verbunden. Außerdem enthält das Untersetzungsgetriebe 22 ein Lager 22d. Das Lager 22d hält den Circular-Spline 22c drehbar. Bei dem Lager 22d handelt es sich um ein Kreuzrollenlager. Der Wellgenerator 22a ist ein Beispiel für einen „Welleneingang“ in den Ansprüchen.
Der Wellgenerator 22a hat die Form einer elliptischen Scheibe mit einer Durchgangsbohrung 122a zur Aufnahme der Motorwelle 21b im Drehzentrum. Der Wellgenerator 22a ist an der Flex-Spline 22b befestigt, indem er in einen zylindrischen Abschnitt 122b der unten beschriebenen Flex-Spline 22b eingepresst wird. Der Flex-Spline 22b umfasst den zylindrischen Abschnitt 122b und einen Flansch 122c. Der zylindrische Abschnitt 122b hat eine hohle Form und erstreckt sich entlang der Richtung (X-Richtung), in der sich die Drehachse A2 erstreckt. Der zylindrische Abschnitt 122b weist eine Außenverzahnung auf, die mit der Innenverzahnung des Circular-Spline 22c in Eingriff steht. Der Flansch 122c hat eine ringförmige Form und erstreckt sich von einem Ende des zylindrischen Abschnitts 122b auf der Seite des Motors 21 (Seite in X2-Richtung) nach außen (zu einer Seite, die von dem Drehzentrum entfernt ist). Der Circular-Spline 22c hat eine ringförmige Form und umfasst die Innenverzahnung, die mit der Außenverzahnung des Flex-Spline 22b in Eingriff steht.
Der Flex-Spline 22b, der den festen Teil des Untersetzungsgetriebes 22 darstellt, ist an dem ersten Arm 1 mit einem Befestigungswerkzeug 7a, z.B. einer Schraube, an dem Flansch 122c befestigt. Darüber hinaus ist der Circular-Spline 22c, der den Abtrieb des Untersetzungsgetriebes 22 darstellt, mit einem Befestigungswerkzeug, z.B. einer Schraube (nicht dargestellt), an dem zweiten Arm 2 befestigt.
Die Bremse 23 hält den Motor 21 fest. Die Bremse 23 ist eine nicht erregungsbetätigte elektromagnetische Bremse, die den Motor 21 hält, wenn er nicht erregt ist, und die das Halten des Motors 21 löst, wenn er erregt wird. Eine Bremsennabe 23a der Bremse 23 ist an einer Basis der Motorwelle 21b durch Einpressen in die Motorwelle 21b befestigt. Ein Hauptkörper 23b der Bremse 23 ist mit einem Befestigungswerkzeug 7b, z.B. einer Schraube, an einem Bremsenhalter 1a des ersten Arms 1 befestigt. Die Öldichtung 24 dichtet das Schmierfett des Untersetzungsgetriebes 22 ab. Die Öldichtung 24 ist auf der Motorwelle 21b montiert. Die Öldichtung 24 wird von einem Öldichtungshalter 1b des ersten Arms 1 gehalten.
Die Bremse 23 und die Öldichtung 24 sind außerhalb des Gehäuses 21a des Motors 21 getrennt von dem Motor 21 angeordnet. Die Bremse 23 und die Öldichtung 24 sind zwischen dem Gehäuse 21a des Motors 21 und dem Wellgenerator 22a des Untersetzungsgetriebes 22 in der Richtung (X-Richtung) angeordnet, in der die Drehachse A2 verläuft. Die Bremse 23 und die Öldichtung 24 sind in dieser Reihenfolge von der Seite des Motors 21 (Seite der X2-Richtung) zur Seite des Untersetzungsgetriebes 22 (Seite der X1-Richtung) angeordnet.
In der ersten Ausführungsform umfasst das Untersetzungsgetriebe 22 eine Aussparung 22e, die entlang der Richtung (X-Richtung), in der sich die Drehachse A2 erstreckt, ausgespart ist. Die Aussparung 22e wird zumindest durch den Wellgenerator 22a, den Flex-Spline 22b, den Circular-Spline 22c und das Lager 22d gebildet. Insbesondere wird der Boden der Aussparung 22e durch den Wellgenerator 22a gebildet. Eine Seite der Aussparung 22e wird durch den Flex-Spline 22b, den Circular-Spline 22c und das Lager 22d gebildet. Das Untersetzungsgetriebe 22 enthält die Aussparung 22e auf der Seite des Motors 21 (Seite in X2-Richtung). Das heißt, die Aussparung 22e ist von der Seite des Motors 21 (Seite in X2-Richtung) zur Seite des Untersetzungsgetriebes 22 (Seite in X1-Richtung) hin ausgenommen.
Zumindest ein Teil (ein Teil auf der Seite der X1-Richtung) der Bremse 23 und der Öldichtung 24 sind innerhalb der Aussparung 22e angeordnet. Das heißt, zumindest der Teil der Bremse 23 und der Öldichtung 24 sind so angeordnet, dass sie in die Aussparung 22e passen. Zumindest der Teil der Bremse 23 und die Öldichtung 24 überlappen die Aussparung 22e (den zylindrischen Teil 122b der Flex-Spline 22b und das Lager 22d) in einer Richtung (z.B. Y-Richtung oder Z-Richtung) orthogonal zu der Richtung, in der sich die Drehachse A2 erstreckt.
In ähnlicher Weise sind auch der Bremsenhalter 1a und der Öldichtungshalter 1b innerhalb der Aussparung 22e angeordnet. Das heißt, der Bremsenhalter 1a und der Öldichtungshalter 1b sind ebenfalls so angeordnet, dass sie in die Aussparung 22e passen. Der Bremsenhalter 1a und der Öldichtungshalter 1b überlappen auch die Aussparung 22e (den zylindrischen Abschnitt 122b des Flex-Spline 22b und das Lager 22d), wenn man sie in der Richtung (wie der Y-Richtung oder Z-Richtung) orthogonal zu der Richtung betrachtet, in der sich die Drehachse A2 erstreckt.
Konfiguration des dritten Gelenkachsenabschnitts
Wie in 3 dargestellt, umfasst der dritte Gelenkachsenabschnitt 30 einen Motor 31, ein Untersetzungsgetriebe 32, eine Bremse 33 und eine Öldichtung 34.
Der Motor 31 erzeugt eine Antriebskraft, um den dritten Arm 3 in Drehung zu versetzen. Der Motor 31 ist mit einem Befestigungswerkzeug 7c, z.B. einer Schraube, an dem dritten Arm 3 befestigt. Der Motor 31 umfasst ein Gehäuse 31a und eine Motorwelle 31b. Das Gehäuse 31a beherbergt einen Stator, einen Rotor usw. Andererseits enthält das Gehäuse 31a keine Bremse und keine Öldichtung. Das heißt, der Motor 31 ist ein Motor ohne Bremse und Öldichtung, der die Bremse und den Öldichtung nicht im Gehäuse 31a enthält. Daher hat das Gehäuse 31a des Motors 31 in axialer Richtung (X-Richtung) eine geringere Länge als das Gehäuse eines Motors mit Bremse und Öldichtung, das die Bremse und die Öldichtung im Gehäuse enthält. Die Motorwelle 31b ist eine Abtriebswelle des Motors 31 und erstreckt sich entlang einer Richtung (X-Richtung), in der sich die Drehachse A3 erstreckt. Die Motorwelle 31b ist direkt mit dem Untersetzungsgetriebe 32 verbunden.
Das Untersetzungsgetriebe 32 ist koaxial zu dem Motor 31 angeordnet und direkt mit der Motorwelle 31b des Motors 31 verbunden. Das Untersetzungsgetriebe 32 ist ein Welluntersetzungsgetriebe mit einem Wellgenerator 32a, einem Flex-Spline 32b und einem Circular-Spline 32c. Der Wellgenerator 32a ist ein Eingang des Untersetzungsgetriebes 32, und die Motorwelle 31b ist in eine Durchgangsbohrung 132a zur Verbindung eingesetzt, so dass der Wellgenerator 32a mit der Motorwelle 31b verbunden ist. Der Flex-Spline 32b ist ein Abtrieb des Untersetzungsgetriebes 32 und ist mit dem dritten Arm 3 verbunden. Der Circular-Spline 32c ist ein fester Teil des Untersetzungsgetriebes 32 und ist mit dem Flex-Spline 32b verbunden. Außerdem umfasst das Untersetzungsgetriebe 32 ein Lager 32d. Das Lager 32d hält den Flex-Spline 32b drehbar. Bei dem Lager 32d handelt es sich um ein Kreuzrollenlager. Der Wellgenerator 32a ist ein Beispiel für einen „Welleneingang“ in den Ansprüchen.
Der Wellgenerator 32a hat die Form einer elliptischen Scheibe mit einer Durchgangsbohrung 132a zur Aufnahme der Motorwelle 31b im Drehpunkt. Der Wellgenerator 32a ist an dem Flex-Spline 32b befestigt, indem er in einen zylindrischen Abschnitt 132b des unten beschriebenen Flex-Spline 32b eingepresst wird. Der Flex-Spline 32b umfasst den zylindrischen Abschnitt 132b und einen Flansch 132c. Der zylindrische Abschnitt 132b hat eine hohle Form und erstreckt sich entlang der Richtung (X-Richtung), in der sich die Drehachse A3 erstreckt. Der zylindrische Teil 132b weist eine Außenverzahnung auf, die in die Innenverzahnung des Circular-Spline 32c eingreift. Der Flansch 132c hat eine ringförmige Form und erstreckt sich von einem Ende des zylindrischen Abschnitts 132b auf der Seite des Motors 21 (Seite in X2-Richtung) nach außen (zu einer Seite, die von dem Drehzentrum entfernt ist). Der Circular-Spline 32c hat eine ringförmige Form und umfasst die Innenverzahnung, die mit der Außenverzahnung des Flex-Spline 32b in Eingriff steht.
Der Flex-Spline 32b, der den Abtrieb des Untersetzungsgetriebes 32 darstellt, ist mit einem Befestigungswerkzeug 7d, z.B. einer Schraube am Flansch 132c, an dem dritten Arm 3 befestigt. Darüber hinaus ist der Circular-Spline 32c, der den festen Teil des Untersetzungsgetriebes 32 darstellt, mit einem Befestigungswerkzeug wie einer Schraube (nicht dargestellt) an dem zweiten Arm 2 befestigt.
Die Bremse 33 hält den Motor 31 fest. Die Bremse 33 ist eine nicht erregungsbetätigte elektromagnetische Bremse, die den Motor 31 hält, wenn er nicht erregt ist, und das Halten des Motors 31 löst, wenn er erregt wird. Eine Bremsennabe 33a der Bremse 33 ist mit einer Stellschraube an einer Basis der Motorwelle 31b befestigt. Ein Hauptkörper 33b der Bremse 33 ist an einem Bremsenhalter 3a des dritten Arms 3 durch ein Befestigungswerkzeug wie eine Schraube (nicht dargestellt) befestigt. Die Öldichtung 34 dichtet das Schmierfett des Untersetzungsgetriebes 32 ab. Die Öldichtung 34 ist auf der Motorwelle 31b montiert. Die Öldichtung 34 wird von einem Öldichtungshalter 3b des dritten Arms 3 gehalten.
Die Bremse 33 und die Öldichtung 34 sind außerhalb des Gehäuses 31a des Motors 31 getrennt von dem Motor 31 angeordnet. Die Bremse 33 und die Öldichtung 34 sind zwischen dem Gehäuse 31a des Motors 31 und dem Wellgenerator 32a des Untersetzungsgetriebes 32 in der Richtung (X-Richtung) angeordnet, in der die Drehachse A3 verläuft. Die Bremse 33 und die Öldichtung 34 sind in dieser Reihenfolge von der Seite des Motors 31 (Seite der X2-Richtung) zur Seite des Untersetzungsgetriebes 32 (Seite der X1-Richtung) angeordnet.
In der ersten Ausführungsform umfasst das Untersetzungsgetriebe 32 eine Aussparung 32e, die entlang der Richtung (X-Richtung), in der sich die Drehachse A3 erstreckt, ausgespart ist. Die Aussparung 32e wird zumindest durch den Wellgenerator 32a, den Flex-Spline 32b, den Circular-Spline 32c und das Lager 32d definiert. Insbesondere wird der Boden der Aussparung 32e durch den Wellgenerator 32a gebildet. Eine Seite der Aussparung 32e wird durch den Flex-Spline 32b, den Circular-Spline 32c und das Lager 32d gebildet. Das Untersetzungsgetriebe 32 enthält die Aussparung 32e auf der Seite des Motors 31 (Seite in X2-Richtung). Das heißt, die Aussparung 32e ist von der Seite des Motors 31 (Seite in X2-Richtung) in Richtung der Seite des Untersetzungsgetriebes 32 (Seite in X1-Richtung) ausgenommen.
Zumindest ein Teil (ein Teil auf der Seite der X1-Richtung) der Bremse 33 und der Öldichtung 34 sind innerhalb der Aussparung 32e angeordnet. Das heißt, zumindest der Teil der Bremse 33 und der Öldichtung 34 sind so angeordnet, dass sie in die Aussparung 32e passen. Zumindest der Teil der Bremse 33 und der Öldichtung 34 überlappen die Aussparung 32e (den zylindrischen Teil 132b des Flex-Spline 32b und das Lager 32d) in einer Richtung (z.B. Y-Richtung oder Z-Richtung) orthogonal zu der Richtung, in der sich die Drehachse A3 erstreckt.
In ähnlicher Weise sind auch der Bremsenhalter 3a und der Öldichtungshalter 3b innerhalb der Aussparung 32e angeordnet. Das heißt, der Bremsenhalter 3a und der Öldichtungshalter 3b sind ebenfalls so angeordnet, dass sie in die Aussparung 32e passen. Der Bremsenhalter 3a und der Öldichtungshalter 3b überlappen auch die Aussparung 32e (den zylindrischen Abschnitt 312b des Flex-Spline 32b und das Lager 32d), wenn man sie in der Richtung (wie der Y-Richtung oder Z-Richtung) orthogonal zu der Richtung betrachtet, in der sich die Drehachse A3 erstreckt.
Konfiguration des fünften Gelenkachsenabschnitts
Wie in 4 dargestellt, umfasst der fünfte Gelenkachsenabschnitt 50 einen Motor 51, ein Untersetzungsgetriebe 52, eine Bremse 53 und eine Öldichtung 54.
Der Motor 51 erzeugt eine Antriebskraft, um den fünften Arm 5 in Drehung zu versetzen. Der Motor 51 ist mit einem Befestigungswerkzeug wie einer Schraube (nicht dargestellt) an dem fünften Arm 5 befestigt. Der Motor 51 umfasst ein Gehäuse 51a und eine Motorwelle 51b. Das Gehäuse 51a beherbergt einen Stator, einen Rotor usw. Andererseits enthält das Gehäuse 51a keine Bremse und keinen Öldichtung. Das heißt, der Motor 51 ist ein Motor ohne Bremse und Öldichtung, der die Bremse und den Öldichtung nicht in dem Gehäuse 51a enthält. Daher hat das Gehäuse 51a des Motors 51 eine geringere Länge in axialer Richtung (X-Richtung) als das Gehäuse eines Motors mit Bremse und Öldichtung, das die Bremse und die Öldichtung im Gehäuse enthält. Die Motorwelle 51b ist eine Abtriebswelle des Motors 51 und erstreckt sich entlang einer Richtung (X-Richtung), in der sich die Drehachse A5 erstreckt. Die Motorwelle 51b ist direkt mit dem Untersetzungsgetriebe 52 verbunden.
Das Untersetzungsgetriebe 52 ist koaxial zum Motor 51 angeordnet und ist direkt mit der Motorwelle 51b des Motors 51 verbunden. Das Untersetzungsgetriebe 52 ist ein Welluntersetzungsgetriebe mit einem Wellgenerator 52a, einem Flex-Spline 52b und einem Circular-Spline 52c. Der Wellgenerator 52a ist ein Eingang des Untersetzungsgetriebes 52, und die Motorwelle 51b ist in eine Durchgangsbohrung 152a zur Verbindung eingesetzt, so dass der Wellgenerator 52a mit der Motorwelle 51b verbunden ist. Der Flex-Spline 52b ist ein Abtrieb des Untersetzungsgetriebes 52 und ist mit dem fünften Arm 5 verbunden. Der Circular-Spline 52c ist ein fester Teil des Untersetzungsgetriebes 52 und ist mit dem Flex-Spline 52b verbunden. Außerdem enthält das Untersetzungsgetriebe 52 ein Lager 52d. Das Lager 52d hält den Flex-Spline 52b drehbar. Bei dem Lager 52d handelt es sich um ein Kreuzrollenlager. Der Wellgenerator 52a ist ein Beispiel für einen „Welleneingang“ in den Ansprüchen.
Der Wellgenerator bzw. Wave Generator 52a hat die Form einer elliptischen Scheibe mit einer Durchgangsbohrung 152a zur Aufnahme der Motorwelle 51b im Drehzentrum. Der Wellgenerator 52a ist an dem Flex-Spline 52b befestigt, indem er in einen zylindrischen Abschnitt 152b des unten beschriebenen Flex-Spline 52b eingepresst wird. Der Flex-Spline 52b umfasst den zylindrischen Teil 152b und einen Flansch 152c. Der zylindrische Abschnitt 152b hat eine hohle Form und erstreckt sich entlang der Richtung (X-Richtung), in der sich die Drehachse A5 erstreckt. Der zylindrische Teil 152b weist eine Außenverzahnung auf, die in die Innenverzahnung des Circular-Spline 52c eingreift. Der Flansch 152c ist ringförmig und erstreckt sich von einem Ende des zylindrischen Abschnitts 152b auf der Seite des Motors 51 (Seite in X2-Richtung) nach außen (zu einer von dem Drehzentrum abgewandten Seite). Der Circular-Spline 52c hat eine ringförmige Form und enthält die Innenverzahnung, die mit der Außenverzahnung des Flex-Spline 52b in Eingriff steht.
Der Flex-Spline 52b, der den Abtrieb des Untersetzungsgetriebes 52 darstellt, ist an dem fünften Arm 5 durch ein Befestigungswerkzeug wie eine Schraube (nicht dargestellt) am Flansch 152c befestigt. Außerdem ist der Circular-Spline 52c, der den festen Teil des Untersetzungsgetriebes 52 darstellt, mit einem Befestigungswerkzeug 7e, z.B. einer Schraube, an dem vierten Arm 4 befestigt.
Die Bremse 53 hält den Motor 51 fest. Die Bremse 53 ist eine nicht erregungsbetätigte elektromagnetische Bremse, die den Motor 51 hält, wenn er nicht erregt ist, und das Halten des Motors 51 löst, wenn er erregt wird. Eine Bremsennabe 53a der Bremse 53 ist mit einer Stellschraube an einem mittleren Teil der Motorwelle 51b befestigt. Ein Hauptkörper 53b der Bremse 53 ist an einem Bremsenhalter 5a des fünften Arms 5 durch ein Befestigungswerkzeug wie eine Schraube (nicht dargestellt) befestigt. Die Öldichtung 54 dichtet das Schmierfett des Untersetzungsgetriebes 52 ab. Die Öldichtung 54 ist auf der Motorwelle 51b montiert. Die Öldichtung 54 wird von einem Öldichtungshalter 8 gehalten, der getrennt von dem vierten Arm 4 und dem fünften Arm 5 vorgesehen ist.
Die Bremse 53 und die Öldichtung 54 sind außerhalb des Gehäuses 51a des Motors 51, getrennt von dem Motor 51, angeordnet. Die Bremse 53 und die Öldichtung 54 sind zwischen dem Gehäuse 51a des Motors 51 und dem Wellgenerator 52a des Untersetzungsgetriebes 52 in der Richtung (X-Richtung) angeordnet, in der die Drehachse A5 verläuft. Die Bremse 53 und die Öldichtung 54 sind in dieser Reihenfolge von der Seite des Motors 51 (Seite der X2-Richtung) zur Seite des Untersetzungsgetriebes 52 (Seite der X1-Richtung) angeordnet.
In der ersten Ausführungsform umfasst das Untersetzungsgetriebe 52 eine Aussparung 52e, die entlang der Richtung (X-Richtung), in der sich die Drehachse A5 erstreckt, ausgespart ist. Die Aussparung 52e wird zumindest durch den Wellgenerator 52a, den Flex-Spline 52b, den Circular-Spline 52c und das Lager 52d definiert. Insbesondere wird der Boden der Aussparung 52e durch den Wellgenerator 52a gebildet. Eine Seite der Aussparung 52e wird durch den Flex-Spline 52b, den Circular-Spline 52c und das Lager 52d gebildet. Das Untersetzungsgetriebe 52 enthält die Aussparung 52e auf der Seite des Motors 51 (Seite in X2-Richtung). Das heißt, die Aussparung 52e ist von der Seite des Motors 51 (Seite in X2-Richtung) in Richtung der Seite des Untersetzungsgetriebes 52 (Seite in X1-Richtung) ausgenommen.
Zumindest ein Teil (ein Teil auf der Seite der X1-Richtung) der Bremse 53 und der Öldichtung 54 sind innerhalb der Aussparung 52e angeordnet. Das heißt, zumindest der Teil der Bremse 53 und der Öldichtung 54 sind so angeordnet, dass sie in die Aussparung 52e passen. Zumindest der Teil der Bremse 53 und die Öldichtung 54 überlappen die Aussparung 52e (den zylindrischen Teil 152b den Flex-Spline 52b, den Circular-Spline 52c und das Lager 52d) in einer Richtung (wie der Y-Richtung oder Z-Richtung) orthogonal zu der Richtung, in der sich die Drehachse A5 erstreckt.
In ähnlicher Weise ist der Öldichtungshalter 8 auch innerhalb der Aussparung 52e angeordnet. Das heißt, der Öldichtungshalter 8 ist ebenfalls so angeordnet, dass er in die Aussparung 52e passt. Der Öldichtungshalter 8 überlappt auch die Aussparung 52e (den zylindrischen Abschnitt 152b des Flex-Spline 52b, den Circular-Spline 52c und das Lager 52d), in der Richtung (z.B. Y-Richtung oder Z-Richtung) orthogonal zu der Richtung betrachtet, in der sich die Drehachse A5 erstreckt.
Vorteilhafte Wirkungen der ersten Ausführungsform
Gemäß der ersten Ausführungsform werden die folgenden vorteilhaften Wirkungen erzielt.
Gemäß der ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben, umfasst der Gelenkachsenabschnitt 20 (30, 50) den Motor 21 (31, 51), einschließlich der Motorwelle 21b (31b, 51b), und das Untersetzungsgetriebe 22 (32, 52), das direkt mit der Motorwelle 21b (31b, 51b) verbunden ist. Dementsprechend können der Motor 21 (31, 51) und das Untersetzungsgetriebe 22 (32, 52) ohne einen Zahnriemen direkt miteinander verbunden werden, so dass im Gegensatz zu einem Fall, in dem der Motor 21 (31, 51) und das Untersetzungsgetriebe 22 (32, 52) über einen Zahnriemen miteinander verbunden sind, eine Verringerung der Positioniergenauigkeit aufgrund einer Dehnung des Zahnriemens verhindert werden kann. Darüber hinaus umfasst das Untersetzungsgetriebe 22 (32, 52) des Gelenkachsenabschnitts 20 (30, 50), wie oben beschrieben, die Aussparung 22e (32e, 52e), die entlang einer Drehachsenrichtung ausgenommen ist, und zumindest der Abschnitt der Bremse 23 (33, 53) und der Öldichtung 24 (34, 54) sind innerhalb der Aussparung 22e (32e, 52e) angeordnet. Somit können zumindest der Teil der Bremse 23 (33, 53) und der Öldichtung 24 (34, 54) unter Verwendung eines Raums innerhalb der Aussparung 22e (32e, 52e) des Untersetzungsgetriebes 22 (32, 52) angeordnet werden. Daher kann der Gelenkachsenabschnitt 20 (30, 50) in axialer Richtung verkleinert werden, selbst wenn der Motor 21 (31, 51) und das Untersetzungsgetriebe 22 (32, 52) direkt miteinander verbunden sind. Folglich kann der Gelenkachsenabschnitt 20 (30, 50) in axialer Richtung verkleinert werden, während eine Abnahme der Positioniergenauigkeit aufgrund der Dehnung des Zahnriemens verhindert wird.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist, wie oben beschrieben, der Gelenkachsenabschnitt 20 (30, 50), der den Arm 2 (3, 5) um die Drehachse in Drehung versetzt, die sich entlang der Breitenrichtung orthogonal zu der Richtung erstreckt, in der sich der Arm 2 (3, 5) erstreckt, als der schmale Gelenkachsenabschnitt konfiguriert. Dementsprechend kann der Arm 2 (3, 5) in der Breitenrichtung (axiale Richtung) durch eine Verringerung der Größe des Gelenkachsenabschnitts 20 (30, 50) in der axialen Richtung orthogonal zu der Richtung, in der sich der Arm 2 (3, 5) erstreckt, verkleinert werden. Somit kann der vertikale Knickarmroboter 100 aufgrund einer Verringerung der Größe des Arms 2 (3, 5) in der Breitenrichtung orthogonal zu der Richtung, in der sich der Arm 2 (3, 5) erstreckt, in einen engeren Raum eintreten. Folglich kann der Freiheitsgrad für die Arbeit des vertikalen Knickarmroboters 100 verbessert werden.
Gemäß der ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben, ist der Gelenkachsenabschnitt 50, der ein an der distalen Seite vorgesehener Handgelenkstruktur-Gelenkabschnitt ist, als schmaler Gelenkachsenabschnitt konfiguriert. Dementsprechend kann der Arm 5, welcher der Handgelenkstruktur entspricht, in der Breitenrichtung (axiale Richtung) orthogonal zu der Richtung, in der sich der Arm 5 erstreckt, durch eine Verringerung der Größe des Gelenkachsenabschnitts 50 in der axialen Richtung verkleinert werden. Somit kann der vertikale Knickarmroboter 100 aufgrund einer Verringerung der Größe des Arms 5 entsprechend der Handgelenkstruktur in der Breitenrichtung orthogonal zu der Richtung, in der sich der Arm 5 erstreckt, leichter in einen engeren Raum eintreten. Folglich kann der Freiheitsgrad für die Arbeit des vertikalen Knickarmroboters 100 weiter verbessert werden.
Gemäß der ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben, umfasst das Untersetzungsgetriebe 22 (32, 52) das Welluntersetzungsgetriebe. Darüber hinaus umfasst das Welluntersetzungsgetriebe den Wellgenerator 22a (32a, 52a), den Circular-Spline 22c (32c, 52c) und den Flex-Spline 22b (32b, 52b). Darüber hinaus sind zumindest der Teil der Bremse 23 (33, 53) und der Öldichtung 24 (34, 54) innerhalb der Aussparung 22e angeordnet, die zumindest durch den Wellgenerator 22a (32a, 52a), den Circular-Spline 22c (32c, 52c), den Flex-Spline 22b (32b, 52b) und das Lager 22d (32d, 52d) definiert ist. Dementsprechend kann zumindest der Teil der Bremse 23 (33, 53) und der Öldichtung 24 (34, 54) unter Verwendung des Raums innerhalb der Aussparung 22e (32e, 52e) angeordnet werden, die durch den Wellgenerator 22a (32a, 52a), den Circular-Spline 22c (32c, 52c), den Flex-Spline 22b (32b, 52b) und das Lager 22d (32d, 52d) des Untersetzungsgetriebes 22 (32, 52), welches das Welluntersetzungsgetriebe ist, definiert ist, und somit kann der Gelenkachsenabschnitt 20 (30, 50) in der axialen Richtung leicht verkleinert werden.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist, wie oben beschrieben, die Aussparung 22e (32e, 52e) auf der Seite des Motors 21 (31, 51) vorgesehen. Ferner sind zumindest der Teil der Bremse 23 (33, 53) und der Öldichtung 24 (34, 54) innerhalb der Aussparung 22e (32e, 52e) angeordnet. Dementsprechend kann der Gelenkachsenabschnitt 20 (30, 50) in axialer Richtung verkleinert werden, während die Bremse 23 (33, 53) und die Öldichtung 24 (34, 54) auf der Seite des Motors 21 (31, 51) angeordnet sind. Außerdem kann die Bremse 23 (33, 53) auf der Seite des Motors 21 (31, 51) angeordnet werden, und somit kann die Bremse 23 (33, 53) so nah wie möglich an dem Motor 21 (31, 51) angeordnet werden. Somit kann der Motor 21 (31, 51) durch die Bremse 23 (33, 53) stabil gehalten werden.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die 1 und 5 bis 11 beschrieben. In dieser zweiten Ausführungsform wird im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ein Beispiel beschrieben, bei dem ein Gelenkachsenabschnitt eine Motoreinheit enthält. In den Figuren sind die gleichen oder ähnliche Konfigurationen wie die der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
Konfiguration des vertikalen Knickarmroboters
Wie in 1 gezeigt unterscheidet sich ein vertikaler Knickarmroboter 200 gemäß der zweiten Ausführungsform von dem vertikalen Knickarmroboter 100 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass der vertikale Knickarmroboter 200 einen zweiten Gelenkachsenabschnitt 220, einen dritten Gelenkachsenabschnitt 230, einen fünften Gelenkachsenabschnitt 250 und einen sechsten Gelenkachsenabschnitt 260 aufweist. Der zweite Gelenkachsenabschnitt 220, der dritte Gelenkachsenabschnitt 230 und der fünfte Gelenkachsenabschnitt 250 sind Beispiele für einen „schmalen Gelenkachsenabschnitt“ in den Ansprüchen. Der fünfte Gelenkachsenabschnitt 250 ist ein Beispiel für einen „Handgelenkstruktur-Gelenkabschnitt“ in den Ansprüchen. Der sechste Gelenkachsenabschnitt 260 ist ein Beispiel für einen „distalen Gelenkachsenabschnitt“ in den Ansprüchen.
Konfiguration des zweiten Gelenkachsenabschnitts
In der zweiten Ausführungsform, wie in den 5 und 6 gezeigt, umfasst der zweite Gelenkachsenabschnitt 220 eine Motoreinheit 220a, die einen Motor 221, ein Untersetzungsgetriebe 222, eine Bremse 223, eine Öldichtung 224 und ein Halteelement 225 integral aufweist. Die Motoreinheit 220a ist anbringbar und lösbar, während sie den Motor 221, das Untersetzungsgetriebe 222, die Bremse 223, die Öldichtung 224 und das Halteelement 225 integral aufweist.
Der Motor 221, das Untersetzungsgetriebe 222, die Bremse 223 und der Öldichtung 224 haben die gleichen oder ähnliche Konfigurationen wie der Motor 21, das Untersetzungsgetriebe 22, die Bremse 23 und der Öldichtung 24 gemäß der ersten Ausführungsform. Daher wird auf eine ausführliche Beschreibung der gleichen oder ähnlichen Konfigurationen wie bei der ersten Ausführungsform verzichtet, und Konfigurationen, die sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden, werden im Folgenden beschrieben.
Der Motor 221 ist mit einem Befestigungswerkzeug, wie z.B. einer Schraube (nicht dargestellt), an dem Halteelement 225 befestigt. Das Untersetzungsgetriebe 222 ist mit einem Befestigungswerkzeug, z.B. einer Schraube (nicht abgebildet) an dem Halteelement 225 befestigt. Insbesondere ist ein Flex-Spline 22b des Untersetzungsgetriebes 222 mit einem Befestigungswerkzeug wie einer Schraube (nicht dargestellt) an dem Halteelement 225 befestigt. Das Halteelement 225 ist an einem ersten Arm 1 mit einem Befestigungswerkzeug 207b, z.B. einer Schraube, befestigt. Ein Halteelement 226 ist an einem Circular-Spline 22c des Untersetzungsgetriebes 222 vorgesehen, um das Austreten von Schmierfett zu verhindern. Der Circular-Spline 22c des Untersetzungsgetriebes 222 ist über das Halteelement 226 an einem zweiten Arm 2 befestigt. Die Bremse 223 ist an einem Bremsenhalter 225a des Halteelements 225 mit einem Befestigungswerkzeug 207a, z.B. einer Schraube, befestigt. Die Öldichtung 224 wird von einem Öldichtungshalter 225b des Halteelements 225 gehalten. Das Halteelement 225 hält den Motor 221, das Untersetzungsgetriebe 222, die Bremse 223 und die Öldichtung 224 integral. Während der Motor 221, das Untersetzungsgetriebe 222, die Bremse 223, die Öldichtung 224 und das Halteelement 225 integral enthalten sind, ist die Motoreinheit 220a über das Halteelement 225 durch das Befestigungswerkzeug 207b, wie z.B. eine Schraube, an dem ersten Arm 1 und über das Halteelement 226 an dem zweiten Arm 2 befestigt.
Auch bei der zweiten Ausführungsform sind zumindest ein Teil (ein Teil auf der Seite der X1-Richtung) der Bremse 223 und der Öldichtung 224 innerhalb einer Aussparung 22e angeordnet. Das heißt, zumindest ein Teil der Bremse 223 und der Öldichtung 224 sind so angeordnet, dass sie in die Aussparung 22e passen. Zumindest der Teil der Bremse 223 und der Öldichtung 224 überlappen die Aussparung 22e (ein zylindrischer Teil 122b der Flex-Spline 22b und ein Lager 22d) in einer Richtung (z.B. Y-Richtung oder Z-Richtung) orthogonal zu einer Richtung, in der sich eine Drehachse A2 erstreckt.
In der zweiten Ausführungsform sind der Bremsenhalter 225a und der Öldichtungshalter 225b des Halteelements 225 innerhalb der Aussparung 22e angeordnet. Das heißt, der Bremsenhalter 225a und der Öldichtungshalter 225b sind so angeordnet, dass sie in die Aussparung 22e passen. Der Bremsenhalter 225a und der Öldichtungshalter 225b überlappen die Aussparung 22e (den zylindrischen Abschnitt 122b der Flex-Spline 22b und das Lager 22d) in der Richtung (z.B. Y-Richtung oder Z-Richtung) orthogonal zu der Richtung, in der sich die Drehachse A2 erstreckt.
Konfiguration des dritten Gelenkachsenabschnitts
In der zweiten Ausführungsform, wie in den 7 und 8 gezeigt, umfasst der dritte Gelenkachsenabschnitt 230 eine Motoreinheit 230a, die integral einen Motor 231, ein Untersetzungsgetriebe 232, eine Bremse 233, eine Öldichtung 234 und ein Halteelement 235 aufweist. Die Motoreinheit 230a ist anbringbar und lösbar, während sie integral den Motor 231, das Untersetzungsgetriebe 232, die Bremse 233, die Öldichtung 234 und das Halteelement 235 aufweist.
Der Motor 231 und das Untersetzungsgetriebe 232, die Bremse 233 und die Öldichtung 234 haben die gleichen oder ähnliche Konfigurationen wie der Motor 31, das Untersetzungsgetriebe 32, die Bremse 33 und die Öldichtung 34 gemäß der ersten Ausführungsform. Daher wird auf eine ausführliche Beschreibung der gleichen oder ähnlichen Konfigurationen wie bei der ersten Ausführungsform verzichtet, und Konfigurationen, die sich von jenen der ersten Ausführungsform unterscheiden, werden im Folgenden beschrieben.
Der Motor 231 ist mit einem Befestigungswerkzeug, z.B. einer Schraube (nicht dargestellt), an einem Halteelement 236 befestigt. Der Motor 231 ist mit einem Befestigungswerkzeug 207c, z.B. einer Schraube, über das Halteteil 236 an dem Halteteil 235 befestigt. Das Halteelement 235 ist an einem dritten Arm 3 mittels eines Befestigungswerkzeugs, z.B. einer Schraube (nicht dargestellt), befestigt. Das Untersetzungsgetriebe 232 ist mit einem Befestigungswerkzeug wie einer Schraube (nicht dargestellt) an dem Halteelement 235 befestigt. Insbesondere ist ein Flex-Spline 32b des Untersetzungsgetriebes 232 über das Halteelement 235 an dem zweiten Arm 2 befestigt. Ein Halteelement 227 ist an einem Circular-Spline 32c des Untersetzungsgetriebes 322 vorgesehen, um das Austreten von Schmierfett zu verhindern. Der Circular-Spline 32c des Untersetzungsgetriebes 232 ist über das Halteelement 227 an dem zweiten Arm 2 befestigt. Die Bremse 233 ist an einem Bremsenhalter 235a des Halteelements 235 mit einem Befestigungswerkzeug 207d, beispielsweise einer Schraube, befestigt. Die Öldichtung 234 wird von einem Öldichtungshalter 235b des Halteelements 235 gehalten. Das Halteelement 235 hält den Motor 231, das Untersetzungsgetriebe 232, die Bremse 233 und die Öldichtung 234 integral. Während der Motor 231, das Untersetzungsgetriebe 232, die Bremse 233, die Öldichtung 234 und das Halteelement 235 integral enthalten sind, ist die Motoreinheit 230a über das Halteelement 235 mittels eines Befestigungswerkzeugs 207e, z.B. einer Schraube, an dem dritten Arm und über das Halteelement 237 an dem zweiten Arm 2 befestigt.
Auch in der zweiten Ausführungsform sind zumindest ein Teil (ein Teil auf der Seite der X1-Richtung) der Bremse 233 und der Öldichtung 234 innerhalb einer Aussparung 32e angeordnet. Das heißt, zumindest der Abschnitt der Bremse 233 und der Öldichtung 234 sind so angeordnet, dass sie in die Aussparung 32e passen. Zumindest der Teil der Bremse 233 und der Öldichtung 234 überlappen die Aussparung 32e (einen zylindrischen Teil 132b des Flex-Spline 32b und ein Lager 32d) in einer Richtung (wie der Y-Richtung oder Z-Richtung) orthogonal zu einer Richtung, in der sich eine Drehachse A3 erstreckt.
In der zweiten Ausführungsform sind der Bremsenhalter 235a und der Öldichtungshalter 235b des Halteelements 235 innerhalb der Aussparung 32e angeordnet. Das heißt, der Bremsenhalter 235a und der Öldichtungshalter 235b sind so angeordnet, dass sie in die Aussparung 32e passen. Der Bremsenhalter 235a und der Öldichtungshalter 235b überlappen die Aussparung 32e (den zylindrischen Abschnitt 132b des Flex-Spline 32b und das Lager 32d), wenn man sie in der Richtung (z.B. Y-Richtung oder Z-Richtung) betrachtet, die orthogonal zu der Richtung ist, in der sich die Drehachse A3 erstreckt.
Konfigurationen der fünften und sechsten Gelenkachsenabschnitte
Wie in den 9 bis 11 gezeigt bilden der fünfte Gelenkachsenabschnitt 250 und der sechste Gelenkachsenabschnitt 260 eine fünfte und sechste Gelenkachsenabschnittseinheit 250a, die integral den fünften Gelenkachsenabschnitt 250, den sechsten Gelenkachsenabschnitt 260, einen fünften Arm 5 und einen sechsten Arm aufweist. Die fünfte und sechste Gelenkachsenabschnittseinheit 250a ist anbringbar und lösbar, während sie integral den fünften Gelenkachsenabschnitt 250, den sechsten Gelenkachsenabschnitt 260, den fünften Arm 5 und den sechsten Arm 6 aufweist. Die fünfte und sechste Gelenkachsenabschnittseinheit 250a ist ein Beispiel für eine „distale Gelenkachsenabschnittseinheit“ in den Ansprüchen.
Der fünfte Gelenkachsenabschnitt 250 umfasst einen Motor 251, ein Untersetzungsgetriebe 252, eine Bremse 253 und eine Öldichtung 254. Der Motor 251, das Untersetzungsgetriebe 252, die Bremse 253 und die Öldichtung 254 haben die gleichen oder ähnliche Konfigurationen wie der Motor 51, das Untersetzungsgetriebe 52, die Bremse 53 und die Öldichtung 54 gemäß der ersten Ausführungsform. Daher wird auf eine ausführliche Beschreibung der gleichen oder ähnlichen Konfigurationen wie bei der ersten Ausführungsform verzichtet, und Konfigurationen, die sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden, werden im Folgenden beschrieben.
Auch in der zweiten Ausführungsform sind zumindest ein Teil (ein Teil auf der Seite der X1-Richtung) der Bremse 253 und der Öldichtung 254 innerhalb einer Aussparung 52e angeordnet. Das heißt, zumindest der Abschnitt der Bremse 253 und der Öldichtung 254 sind so angeordnet, dass sie in die Aussparung 52e passen. Zumindest der Teil der Bremse 253 und der Öldichtung 254 überlappen die Aussparung 52e (ein zylindrischer Teil 152b eines Flex-Spline 52b, eines Circular-Spline 52c und ein Lager 52d) in einer Richtung (wie die Y-Richtung oder Z-Richtung) orthogonal zu einer Richtung gesehen, in der sich eine Drehachse A5 erstreckt.
Der sechste Gelenkachsenabschnitt 260 umfasst einen Motor 261 und ein Untersetzungsgetriebe 262, eine Bremse 263 und einen Riemenmechanismus 264.
Der Motor 261 erzeugt eine Antriebskraft, um den sechsten Arm 6, der ein Werkzeugflansch ist, in Drehung zu versetzen. Der Motor 261 ist mit dem fünften Arm 5 durch ein Befestigungswerkzeug wie z.B. eine Schraube (nicht dargestellt) verbunden. Der Motor 261 umfasst ein Gehäuse 261a und eine Motorwelle 261b. Das Gehäuse 261a beherbergt einen Stator, einen Rotor usw. Andererseits ist in dem Gehäuse 261a keine Bremse untergebracht. Das heißt, der Motor 261 ist ein bremsenloser Motor, der keine Bremse im Gehäuse 261a enthält. Daher hat das Gehäuse 261a des Motors 261 eine geringere Länge in axialer Richtung (Y-Richtung) als das Gehäuse eines Motors mit Bremse, das die Bremse im Gehäuse enthält. Die Motorwelle 261b ist eine Abtriebswelle des Motors 261 und erstreckt sich entlang einer Richtung (Y-Richtung), in der sich eine Drehachse A6 erstreckt. Die Motorwelle 261b ist über den Riemenmechanismus 264 mit dem Untersetzungsgetriebe 262 verbunden.
Das Untersetzungsgetriebe 262 ist so angeordnet, dass seine Achse die Achse des Motors 261 nicht überlappt, und ist über den Riemenmechanismus 264 mit der Motorwelle 261b des Motors 261 verbunden. Das Untersetzungsgetriebe 262 ist ein Welluntersetzungsgetriebe mit einem Wellgenerator 262a, einem Flex-Spline 262b und einem Circular-Spline 262c. Der Wellgenerator 262a ist ein Eingang des Untersetzungsgetriebes 262, und eine Eingangswelle 362a ist mit einer Riemenscheibe 264b des unten beschriebenen Riemenmechanismus 264 verbunden, so dass der Wellgenerator 262a über den Riemenmechanismus 264 mit der Motorwelle 261b verbunden ist. Der Flex-Spline 262b ist ein Abtrieb des Untersetzungsgetriebes 262 und ist mit dem sechsten Arm 6 verbunden. Der Circular-Spline 262c ist ein fester Teil des Untersetzungsgetriebes 262 und ist mit dem Flex-Spline 262b verbunden. Das Untersetzungsgetriebe 262 enthält ein Lager 262d. Das Lager 262d hält den Flex-Spline 262b drehbar. Das Lager 262d ist ein Kreuzrollenlager.
Der Wellgenerator 262a umfasst die Eingangswelle 362a und eine Scheibe 362b. Die Scheibe 362b wird in einen zylindrischen Abschnitt 362c des unten beschriebenen Flex-Spline 262b eingepresst, so dass der Wellgenerator 262a an dem Flex-Spline 262b befestigt ist. Der Flex-Spline 262b hat die Form eines Bechers und umfasst den zylindrischen Abschnitt 362c, der eine Seite des Bechers darstellt, und einen Boden 362d des Bechers. Der zylindrische Abschnitt 362c hat eine hohle Form und erstreckt sich entlang der Richtung (Y-Richtung), in der sich die Drehachse A6 erstreckt. Der zylindrische Teil 362c hat eine Außenverzahnung, die in die Innenverzahnung des Circular-Spline 262c eingreift. Der Boden 362d erstreckt sich von einem Ende des zylindrischen Abschnitts 362c auf einer Seite (Seite in Y1-Richtung), die der Seite des Motors 261 gegenüberliegt, nach innen (zu einer Seite, die näher am Drehzentrum liegt). Der Circular-Spline 262c hat eine ringförmige Form und umfasst die Innenverzahnung, die mit der Außenverzahnung des Flex-Spline 262b in Eingriff stehen.
Der Flex-Spline 262b, der den Abtrieb des Untersetzungsgetriebes 262 bildet, ist an dem sechsten Arm 6 mit einem Befestigungswerkzeug 207g, z.B. einer Schraube am unteren Ende 362d, befestigt. Der Circular-Spline 262c, der den festen Teil des Untersetzungsgetriebes 262 darstellt, ist an dem fünften Arm 5 mit einem Befestigungswerkzeug wie einer Schraube (nicht dargestellt) befestigt.
Die Bremse 263 hält den Motor 261 fest. Die Bremse 263 ist eine nicht erregungsbetätigte elektromagnetische Bremse, die den Motor 261 hält, wenn er nicht erregt ist, und das Halten des Motors 261 löst, wenn er erregt wird. Die Bremse 263 ist außerhalb des Gehäuses 261a des Motors 261 getrennt von dem Motor 261 angeordnet. Die Bremse 263 ist so angeordnet, dass sie dem Motor 261 quer zum Motor 251 in der Richtung (Z-Richtung) orthogonal zur Richtung, in der sich die Drehachse A5 erstreckt, gegenüberliegt.
Der Riemenmechanismus 264 überträgt die Antriebskraft des Motors 261 auf das Untersetzungsgetriebe 262. Der Riemenmechanismus 264 überträgt die Haltekraft der Bremse 263 auf den Motor 261. Der Riemenmechanismus 264 umfasst eine Vielzahl von (drei) Riemenscheiben 264a bis 264c und eine Vielzahl von (zwei) Riemen 264d und 264e. Die Riemenscheibe 264a ist mit einem Befestigungswerkzeug 207h, z.B. einer Schraube, an der Motorwelle 261b befestigt. Die Riemenscheibe 264b ist an der Eingangswelle 362a des Wellgenerators 262a mit einem Befestigungswerkzeug 207i, beispielsweise einer Schraube, befestigt. Die Riemenscheibe 264c ist an einer Eingangswelle 263a der Bremse 263 mit einem Befestigungswerkzeug 207j, beispielsweise einer Schraube, befestigt. Der Riemen 264d ist zwischen der Riemenscheibe 264a und der Riemenscheibe 264b aufgehängt. Der Riemen 264e ist zwischen der Riemenscheibe 264b und der Riemenscheibe 264c angebracht.
Die fünfte und sechste Gelenkachsenabschnitteinheit 250a umfasst integral den Motor 251, das Untersetzungsgetriebe 252, die Bremse 253 und die Öldichtung 254 des fünften Gelenkachsenabschnitts 250, den Motor 261, das Untersetzungsgetriebe 262, die Bremse 263 und den Riemenmechanismus 264 des sechsten Gelenkachsenabschnitts 260, einen Öldichtungshalter 8, den fünften Arm 5 und den sechsten Arm 6.
Die übrigen Konfigurationen der zweiten Ausführungsform sind ähnlich wie jene der ersten Ausführungsform.
Vorteilhafte Wirkungen der zweiten Ausführungsform
Gemäß der zweiten Ausführungsform werden die folgenden vorteilhaften Wirkungen erzielt.
Gemäß der zweiten Ausführungsform, wie oben beschrieben, ist der Gelenkachsenabschnitt 220 (230, 250) ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform konfiguriert. Dementsprechend kann der Gelenkachsenabschnitt 220 (230, 250) ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform in axialer Richtung verkleinert werden, selbst wenn der Motor 21 (31, 51) und das Untersetzungsgetriebe 22 (32, 52) direkt miteinander verbunden sind.
Gemäß der zweiten Ausführungsform, wie oben beschrieben, umfasst der Gelenkachsenabschnitt 220 (230) die Motoreinheit 220a (230a), die integral den Motor 221 (231), das Untersetzungsgetriebe 222 (232), die Bremse 223 (233) und die Öldichtung 224 (234) aufweist. Dementsprechend können der Motor 221 (231), das Untersetzungsgetriebe 222 (232), die Bremse 223 (233) und die Öldichtung 224 (234) integral gehandhabt werden, und somit können der Motor 221 (231), das Untersetzungsgetriebe 222 (232), die Bremse 223 (233), und die Öldichtung 224 (234) leicht zusammengebaut und ausgetauscht werden können, verglichen mit einem Fall, in dem der Motor 221 (231), das Untersetzungsgetriebe 222 (232), die Bremse 223 (233) und die Öldichtung 224 (234) nicht integral gehandhabt werden können.
Gemäß der zweiten Ausführungsform, wie oben beschrieben, bilden der fünfte Gelenkachsenabschnitt 250 und der sechste Gelenkachsenabschnitt 260 integral die fünfte und sechste Gelenkachsenabschnittseinheit 250a. Dementsprechend können der fünfte Gelenkachsenabschnitt 250 und der sechste Gelenkachsenabschnitt 260 integral gehandhabt werden, und somit können der fünfte Gelenkachsenabschnitt 250 und der sechste Gelenkachsenabschnitt 260 im Vergleich zu einem Fall, in dem der fünfte Gelenkachsenabschnitt 250 und der sechste Gelenkachsenabschnitt 260 nicht integral gehandhabt werden können, leicht montiert und ausgetauscht werden. Darüber hinaus können der fünfte Gelenkachsenabschnitt 250 und der sechste Gelenkachsenabschnitt 260, die Teile sind, die der Handgelenkstruktur entsprechen, als fünfte und sechste Gelenkachsenabschnittseinheit 250a ausgebildet werden, und somit kann die Handgelenkstruktur im Vergleich zu einem Fall, in dem der fünfte Gelenkachsenabschnitt 250 und der sechste Gelenkachsenabschnitt 260 nicht als Einheit ausgebildet ist, verkleinert werden. Folglich kann der vertikale Knickarmroboter 200 aufgrund einer Verringerung der Größe der Handgelenkstruktur leichter in einen engeren Raum eintreten. Somit kann der Freiheitsgrad für die Arbeit des vertikalen Knickarmroboters 200 weiter verbessert werden.
Die übrigen vorteilhaften Wirkungen der zweiten Ausführungsform sind jenen der ersten Ausführungsform ähnlich.
Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die 1, 12 und 13 beschrieben. In dieser dritten Ausführungsform wird im Gegensatz zur ersten und zweiten Ausführungsform ein Beispiel beschrieben, bei dem ein Untersetzungsgetriebe eine Aussparung auf einer der Motorseite gegenüberliegenden Seite aufweist. In den Figuren sind die gleichen oder ähnliche Konfigurationen wie die der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und ihre Beschreibung entfällt.
Konfiguration des vertikalen Knickarmroboters
Wie in 1 gezeigt, unterscheidet sich ein vertikaler Knickarmroboter 300 gemäß der dritten Ausführungsform von dem vertikalen Knickarmroboter 100 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass der vertikale Knickarmroboter 300 einen zweiten Gelenkachsenabschnitt 320 und einen dritten Gelenkachsenabschnitt 330 aufweist. Der zweite Gelenkachsenabschnitt 320 und der dritte Gelenkachsenabschnitt 330 sind in den Ansprüchen Beispiele für einen „schmalen Gelenkachsenabschnitt“.
Konfiguration des zweiten Gelenkachsenabschnitts
Wie in 12 dargestellt umfasst der zweite Gelenkachsenabschnitt 320 einen Motor 321, ein Untersetzungsgetriebe 322, eine Bremse 323 und eine Öldichtung 324.
Der Motor 321 erzeugt eine Antriebskraft, um einen zweiten Arm 2 in Drehung zu versetzen. Der Motor 321 ist mit einem Befestigungswerkzeug, wie z.B. einer Schraube (nicht dargestellt), an einem ersten Arm 1 befestigt. Der Motor 321 umfasst ein Gehäuse 321a und eine Motorwelle 321b. Das Gehäuse 321a beherbergt einen Stator, einen Rotor usw. Andererseits enthält das Gehäuse 321a keine Bremse und keine Öldichtung. Das heißt, der Motor 321 ist ein Motor ohne Bremse und Öldichtung, der die Bremse und den Öldichtung nicht im Gehäuse 321a enthält. Daher hat das Gehäuse 321a des Motors 321 in axialer Richtung (X-Richtung) eine geringere Länge als das Gehäuse eines Motors mit Bremse und Öldichtung, das die Bremse und die Öldichtung im Gehäuse enthält. Die Motorwelle 321b ist eine Abtriebswelle des Motors 321 und erstreckt sich entlang einer Richtung (X-Richtung), in der sich eine Drehachse A2 erstreckt. Die Motorwelle 321b ist direkt mit dem Untersetzungsgetriebe 322 verbunden.
Das Untersetzungsgetriebe 322 ist koaxial mit dem Motor 321 angeordnet und direkt mit der Motorwelle 321b des Motors 321 verbunden. Das Untersetzungsgetriebe 322 ist ein Welluntersetzungsgetriebe mit einem Wellgenerator 322a, einem Flex-Spline 322b und einem Circular-Spline 322c. Der Wellgenerator 322a ist ein Eingang des Untersetzungsgetriebes 322, und die Motorwelle 321b ist in eine Durchgangsbohrung 422a zur Verbindung eingesetzt, so dass der Wellgenerator 322a mit der Motorwelle 321b verbunden ist. Der Flex-Spline 322b ist ein Abtrieb des Untersetzungsgetriebes 322 und ist mit dem zweiten Arm 2 verbunden. Der Circular-Spline 322c ist ein fester Teil des Untersetzungsgetriebes 322 und ist mit dem Flex-Spline 322b verbunden. Außerdem umfasst das Untersetzungsgetriebe 322 ein Lager 322d. Das Lager 322d hält den Flex-Spline 322b drehbar. Bei dem Lager 322d handelt es sich um ein Kreuzrollenlager. Der Wellgenerator 322a ist ein Beispiel für einen „Welleneingang“ in den Ansprüchen.
Der Wellgenerator 322a hat die Form einer elliptischen Scheibe mit einer Durchgangsbohrung 422a zur Aufnahme der Motorwelle 321b im Drehpunkt. Der Wellgenerator 322a ist an der Flex-Spline 322b befestigt, indem er in einen zylindrischen Abschnitt 422b der unten beschriebenen Flex-Spline 322b eingepresst wird. Der Flex-Spline 322b umfasst den zylindrischen Teil 422b und einen Flansch 422c. Der zylindrische Abschnitt 422b hat eine hohle Form und erstreckt sich entlang der Richtung (X-Richtung), in der sich die Drehachse A2 erstreckt. Der zylindrische Teil 422b weist eine Außenverzahnung auf, die in die Innenverzahnung des Circular-Spline 322c eingreift. Der Flansch 422c hat eine ringförmige Form und erstreckt sich von einem Ende des zylindrischen Abschnitts 422b auf einer Seite (X1-Richtungsseite), die der Seite des Motors 321 gegenüberliegt, nach außen (zu einer Seite, die vom Drehzentrum entfernt ist). Der Circular-Spline 322c hat eine ringförmige Form und umfasst die Innenverzahnung, die mit der Außenverzahnung des Flex-Spline 322b in Eingriff stehen.
Der Flex-Spline 322b, der den Abtrieb des Untersetzungsgetriebes 322 darstellt, ist am zweiten Arm 2 durch ein Befestigungswerkzeug wie eine Schraube (nicht dargestellt) am Flansch 422c befestigt. Außerdem ist der Circular-Spline 322c, der den festen Teil des Untersetzungsgetriebes 322 darstellt, mit einem Befestigungswerkzeug 307a, z.B. einer Schraube, am ersten Arm 1 befestigt.
Die Bremse 323 hält den Motor 321 fest. Die Bremse 323 ist eine nicht erregungsbetätigte elektromagnetische Bremse, die den Motor 321 hält, wenn er nicht erregt ist, und das Halten des Motors 321 löst, wenn er erregt wird. Eine Bremsennabe 323a der Bremse 323 ist an einem distalen Ende der Motorwelle 321b befestigt, indem sie in die Motorwelle 321b eingepresst wird. Ein Hauptkörper 323b der Bremse 323 ist an einem Bremsenhalter 2a des zweiten Arms 2 durch ein Befestigungswerkzeug wie eine Schraube (nicht dargestellt) befestigt. Der Öldichtung 324 dichtet das Schmierfett des Untersetzungsgetriebes 322 ab. Die Öldichtung 324 ist auf der Motorwelle 321b montiert. Die Öldichtung 324 wird von einem Öldichtungshalter 2b des zweiten Arms 2 gehalten.
Die Bremse 323 und die Öldichtung 324 sind außerhalb des Gehäuses 321a des Motors 321 getrennt vom Motor 321 angeordnet. Die Bremse 323 und die Öldichtung 324 sind außerhalb des Gehäuses 321a des Motors 321 und des Wellgenerators 322a des Untersetzungsgetriebes 322 in der Richtung (X-Richtung) angeordnet, in der die Drehachse A2 verläuft. Die Öldichtung 324 und die Bremse 323 sind in dieser Reihenfolge von der Seite des Motors 321 (Seite der X2-Richtung) zur Seite des Untersetzungsgetriebes 322 (Seite der X1-Richtung) angeordnet.
In der dritten Ausführungsform umfasst das Untersetzungsgetriebe 322 eine Aussparung 322e, die entlang der Richtung (X-Richtung), in der sich die Drehachse A2 erstreckt, ausgespart ist. Die Aussparung 322e wird zumindest durch den Wellgenerator 322a, den Flex-Spline 322b, den Circular-Spline 322c und das Lager 322d gebildet. Insbesondere wird der Boden der Aussparung 322e durch den Wellgenerator 322a gebildet. Eine Seite der Aussparung 322e wird durch den Flex-Spline 322b, den Circular-Spline 322c und das Lager 322d gebildet. Das Untersetzungsgetriebe 322 enthält die Aussparung 322e auf der Seite (Seite in X1-Richtung), die der Seite des Motors 321 gegenüberliegt. Das heißt, die Aussparung 322e ist von der Seite des Untersetzungsgetriebes 322 (Seite in X1-Richtung) in Richtung der Seite des Motors 321 (Seite in X2-Richtung) ausgespart.
Zumindest ein Teil (ein Teil auf der Seite der X1-Richtung) der Bremse 323 und der Öldichtung 324 sind innerhalb der Aussparung 322e angeordnet. Das heißt, zumindest der Abschnitt der Bremse 323 und der Öldichtung 324 sind so angeordnet, dass sie in die Aussparung 322e passen. Zumindest der Abschnitt der Bremse 323 und der Öldichtung 324 überlappen die Aussparung 322e (den zylindrischen Abschnitt 422b der Flex-Spline 322b und das Lager 322d) in einer Richtung (z.B. Y-Richtung oder Z-Richtung) orthogonal zu der Richtung, in der sich die Drehachse A2 erstreckt.
In ähnlicher Weise sind auch der Bremsenhalter 2a und der Öldichtungshalter 2b innerhalb der Aussparung 322e angeordnet. Das heißt, der Bremsenhalter 2a und der Öldichtungshalter 2b sind ebenfalls so angeordnet, dass sie in die Aussparung 322e passen. Der Bremsenhalter 2a und der Öldichtungshalter 2b überlappen auch die Aussparung 322e (den zylindrischen Abschnitt 422b der Flex-Spline 322b und das Lager 322d), wenn man sie in der Richtung (z.B. Y-Richtung oder Z-Richtung) orthogonal zu der Richtung betrachtet, in der sich die Drehachse A2 erstreckt.
In der dritten Ausführungsform ist die Bremse 323 so angeordnet, dass sie einem Bremsenwartungsdeckel 2c des zweiten Arms 2 zugewandt ist. Der Bremsenwartungsdeckel 2c ist an einem Hauptkörper des zweiten Arms 2 anbringbar und von diesem lösbar. Der Bremsenwartungsdeckel 2c legt die Bremse 323 zusammen mit dem Befestigungswerkzeug der Bremse 323 nach außen frei, wenn er von dem Hauptkörper des zweiten Arms 2 entfernt wird. Somit kann die Wartung der Bremse 323, wie z.B. der Austausch der Bremse 323, leicht durchgeführt werden. Außerdem deckt der Bremsenwartungsdeckel 2c die Bremse 323 ab, wenn sie am Hauptkörper des zweiten Arms 2 befestigt ist. Die Bremse 323 ist in der Nähe oder angrenzend an die Außenfläche des zweiten Arms 2 angeordnet.
Konfiguration des dritten Gelenkachsenabschnitts
Wie in 13 dargestellt umfasst der dritte Gelenkachsenabschnitt 330 einen Motor 331, ein Untersetzungsgetriebe 332, eine Bremse 333 und eine Öldichtung 334.
Der Motor 331 erzeugt eine Antriebskraft, um einen dritten Arm 3 in Drehung zu versetzen. Der Motor 331 ist mit dem dritten Arm 3 durch ein Befestigungswerkzeug wie z.B. eine Schraube (nicht dargestellt) verbunden. Der Motor 331 umfasst ein Gehäuse 331a und eine Motorwelle 331b. Das Gehäuse 331a beherbergt einen Stator, einen Rotor usw. Andererseits enthält das Gehäuse 331a keine Bremse und keine Öldichtung. Das heißt, der Motor 331 ist ein Motor ohne Bremse und Öldichtung, der die Bremse und die Öldichtung nicht im Gehäuse 331a enthält. Daher hat das Gehäuse 331a des Motors 331 eine geringere Länge in axialer Richtung (X-Richtung) als ein Gehäuse eines Motors mit Bremse und Öldichtung, das die Bremse und die Öldichtung im Gehäuse enthält. Die Motorwelle 331b ist eine Abtriebswelle des Motors 331 und erstreckt sich entlang einer Richtung (X-Richtung), in der sich eine Drehachse A3 erstreckt. Die Motorwelle 331b ist direkt mit dem Untersetzungsgetriebe 332 verbunden.
Das Untersetzungsgetriebe 332 ist koaxial zum Motor 331 angeordnet und ist direkt mit der Motorwelle 331b des Motors 331 verbunden. Das Untersetzungsgetriebe 332 ist ein Welluntersetzungsgetriebe mit einem Wellgenerator 332a, einem Flex-Spline 332b und einem Circular-Spline 332c. Der Wellgenerator 332a ist ein Eingang des Untersetzungsgetriebes 332, und die Motorwelle 331b ist in ein Durchgangsloch 432a zur Verbindung eingesetzt, so dass der Wellgenerator 332a mit der Motorwelle 331b verbunden ist. Der Flex-Spline 332b ist ein fester Teil des Untersetzungsgetriebes 332 und ist an dem Circular-Spline 332c befestigt. Der Circular-Spline 332c ist ein Abtrieb des Untersetzungsgetriebes 332 und ist mit dem dritten Arm 3 verbunden. Außerdem enthält das Untersetzungsgetriebe 332 ein Lager 332d. Das Lager 332d hält den Circular-Spline 332c drehbar. Bei dem Lager 332d handelt es sich um ein Kreuzrollenlager. Der Wellgenerator 332a ist ein Beispiel für einen „Welleneingang“ in den Ansprüchen.
Der Wellgenerator 332a hat die Form einer elliptischen Scheibe mit einer Durchgangsbohrung 432a zur Aufnahme der Motorwelle 331b im Drehpunkt. Der Wellgenerator 332a ist an dem Flex-Spline 332b befestigt, indem er in einen zylindrischen Abschnitt 342b des unten beschriebenen Flex-Spline 332b eingepresst wird. Der Flex-Spline 332b umfasst den zylindrischen Abschnitt 342b und einen Flansch 342c. Der zylindrische Abschnitt 342b hat eine hohle Form und erstreckt sich entlang der Richtung (X-Richtung), in der sich die Drehachse A3 erstreckt. Der zylindrische Teil 342b weist eine Außenverzahnung auf, die in die Innenverzahnung des Circular-Spline 332c eingreift. Der Flansch 432c hat eine ringförmige Form und erstreckt sich von einem Ende des zylindrischen Abschnitts 342b auf einer Seite (X1-Richtungsseite), die der Seite des Motors 331 gegenüberliegt, nach außen (zu einer Seite, die vom Drehzentrum entfernt ist). Der Circular-Spline 332c hat eine ringförmige Form und enthält die Innenverzahnung, die mit der Außenverzahnung des Flex-Spline 332b in Eingriff steht.
Der Flex-Spline 332b, der den festen Teil des Untersetzungsgetriebes 332 darstellt, ist an dem zweiten Arm 2 durch ein Befestigungswerkzeug wie eine Schraube (nicht dargestellt) an dem Flansch 432c befestigt. Außerdem ist der Circular-Spline 332c, der den Abtrieb des Untersetzungsgetriebes 322 darstellt, mit einem Befestigungswerkzeug 307b, z.B. einer Schraube, an dem dritten Arm 3 befestigt.
Die Bremse 333 hält den Motor 331 fest. Die Bremse 333 ist eine nicht erregungsbetätigte elektromagnetische Bremse, die den Motor 331 hält, wenn er nicht erregt ist, und den Halt des Motors 331 löst, wenn er erregt wird. Eine Bremsennabe 333a der Bremse 333 ist an einem distalen Ende der Motorwelle 331b befestigt, indem sie durch eine Stellschraube an der Motorwelle 331b fixiert ist. Ein Hauptkörper 333b der Bremse 333 ist an einem Bremsenhalter 2d des zweiten Arms 2 durch ein Befestigungswerkzeug wie eine Schraube (nicht dargestellt) befestigt. Die Öldichtung 334 dichtet das Schmierfett des Untersetzungsgetriebes 332 ab. Die Öldichtung 334 ist auf der Motorwelle 331b montiert. Die Öldichtung 334 wird von einem Öldichtungshalter 2e des zweiten Arms 2 gehalten.
Die Bremse 333 und die Öldichtung 334 sind außerhalb des Gehäuses 331a des Motors 331 getrennt von dem Motor 331 angeordnet. Die Bremse 333 und die Öldichtung 334 sind außerhalb des Gehäuses 331a des Motors 331 und des Wellgenerators 332a des Untersetzungsgetriebes 332 in der Richtung (X-Richtung) angeordnet, in der die Drehachse A3 verläuft. Der Öldichtung 334 und die Bremse 333 sind in dieser Reihenfolge von der Seite des Motors 331 (Seite der X2-Richtung) zur Seite des Untersetzungsgetriebes 332 (Seite der X1-Richtung) angeordnet.
In der dritten Ausführungsform enthält das Untersetzungsgetriebe 332 eine Aussparung 332e, die entlang der Richtung (X-Richtung), in der sich die Drehachse A3 erstreckt, ausgespart ist. Die Aussparung 332e wird zumindest durch den Wellgenerator 332a, den Flex-Spline 332b, den Circular-Spline 332c und das Lager 332d definiert. Insbesondere wird der Boden der Aussparung 332e durch den Wellgenerator 332a gebildet. Eine Seite der Aussparung 332e wird durch den Flex-Spline 332b, den Circular-Spline 332c und das Lager 332d gebildet. Das Untersetzungsgetriebe 332 enthält die Aussparung 332e auf der Seite (Seite in X1-Richtung), die der Seite des Motors 331 gegenüberliegt. Das heißt, die Aussparung 332e ist von der Seite des Untersetzungsgetriebes 332 (Seite in X1-Richtung) in Richtung der Seite des Motors 321 (Seite in X2-Richtung) ausgespart.
Zumindest ein Teil (ein Teil auf der Seite der X1-Richtung) der Bremse 333 und der Öldichtung 334 sind innerhalb der Aussparung 332e angeordnet. Das heißt, zumindest der Teil der Bremse 333 und der Öldichtung 334 sind so angeordnet, dass sie in die Aussparung 332e passen. Zumindest der Teil der Bremse 333 und der Öldichtung 334 überlappen die Aussparung 332e (den zylindrischen Teil 432b des Flex-Spline 332b und das Lager 332d) in einer Richtung (z.B. Y-Richtung oder Z-Richtung) orthogonal zu der Richtung, in der sich die Drehachse A3 erstreckt.
In ähnlicher Weise sind auch der Bremsenhalter 2d und der Öldichtungshalter 2e innerhalb der Aussparung 332e angeordnet. Das heißt, der Bremsenhalter 2d und der Öldichtungshalter 2e sind ebenfalls so angeordnet, dass sie in die Aussparung 332e passen. Der Bremsenhalter 2d und der Öldichtungshalter 2e überlappen auch die Aussparung 332e (den zylindrischen Abschnitt 432b des Flex-Spline 332b und das Lager 332d), wenn man sie in der Richtung (wie die Y-Richtung oder Z-Richtung) orthogonal zu der Richtung betrachtet, in der sich die Drehachse A3 erstreckt.
In der dritten Ausführungsform ist die Bremse 333 so angeordnet, dass sie einem Bremsenwartungsdeckel 2f des zweiten Arms 2 zugewandt ist. Der Bremsenwartungsdeckel 2f ist an dem Hauptkörper des zweiten Arms 2 anbringbar und von diesem lösbar. Der Bremsenwartungsdeckel 2f legt die Bremse 333 zusammen mit dem Befestigungswerkzeug der Bremse 333 nach außen frei, wenn er von dem Hauptkörper des zweiten Arms 2 abgenommen wird. Auf diese Weise können Wartungsarbeiten an der Bremse 333, wie z.B. der Austausch der Bremse 333, leicht durchgeführt werden. Außerdem deckt der Bremsenwartungsdeckel 2f die Bremse 333 ab, wenn sie an dem Hauptkörper des zweiten Arms 2 befestigt ist. Die Bremse 333 ist in der Nähe oder in der Nähe der Außenfläche des zweiten Arms 2 angeordnet.
Die übrigen Konfigurationen der dritten Ausführungsform sind jenen der ersten Ausführungsform ähnlich.
Vorteilhafte Wirkungen der dritten Ausführungsform
Gemäß der dritten Ausführungsform werden die folgenden vorteilhaften Wirkungen erzielt.
Gemäß der dritten Ausführungsform, wie oben beschrieben, umfasst der Gelenkachsenabschnitt 320 (330) den Motor 321 (331) einschließlich der Motorwelle 321b (331b) und das direkt mit der Motorwelle 321b (331b) verbundene Untersetzungsgetriebe 322 (332). Dementsprechend können der Motor 321 (331) und das Untersetzungsgetriebe 322 (332) ohne Zahnriemen direkt miteinander verbunden werden, so dass im Gegensatz zu einem Fall, in dem der Motor 321 (31) und das Untersetzungsgetriebe 322 (332) über einen Zahnriemen miteinander verbunden sind, eine Abnahme der Positioniergenauigkeit aufgrund der Dehnung des Zahnriemens verhindert werden kann. Darüber hinaus umfasst das Untersetzungsgetriebe 322 (332) des Gelenkachsenabschnitts 320 (330), wie oben beschrieben, die Aussparung 322e (332e), die entlang einer Drehachsenrichtung ausgespart ist, und zumindest der Abschnitt der Bremse 323 (333) und die Öldichtung 324 (334) sind innerhalb der Aussparung 322e (332e) angeordnet. Somit kann zumindest der Abschnitt der Bremse 323 (333) und der Öldichtung 324 (334) unter Verwendung eines Raums innerhalb der Aussparung 322e (332e) des Untersetzungsgetriebes 322 (332) angeordnet werden, und somit kann, selbst wenn der Motor 321 (331) und das Untersetzungsgetriebe 322 (332) direkt miteinander verbunden sind, der Gelenkachsenabschnitt 320 (330) in axialer Richtung verkleinert werden. Folglich kann der Gelenkachsenabschnitt 320 (330) in der axialen Richtung verkleinert werden, während eine Abnahme der Positioniergenauigkeit aufgrund der Dehnung des Zahnriemens verhindert wird.
Gemäß der dritten Ausführungsform ist, wie oben beschrieben, die Aussparung 322e (332e) auf der dem Motor 321 (331) gegenüberliegenden Seite vorgesehen. Außerdem sind zumindest der Teil der Bremse 323 (333) und der Öldichtung 324 (334) innerhalb der Aussparung 322e (332e) angeordnet. Dementsprechend kann der Gelenkachsenabschnitt 320 (330) in axialer Richtung verkleinert werden, während die Bremse 323 (333) und die Öldichtung 324 (334) auf der dem Motor 321 (331) gegenüberliegenden Seite angeordnet sind. Darüber hinaus kann die Bremse 323 (333) auf der dem Motor 321 (331) gegenüberliegenden Seite angeordnet werden, und somit kann die Bremse 323 (333) so nah wie möglich an der Oberfläche des Arms 2 angeordnet werden. Folglich kann die Bremse 323 (333) an einer Position angeordnet werden, an der Wartungsarbeiten an der Bremse 323 (333), wie z.B. der Austausch der Bremse 323 (333), leicht durchgeführt werden können.
Die übrigen vorteilhaften Wirkungen der dritten Ausführungsform sind jenen der ersten Ausführungsform ähnlich.
Vierte Ausführungsform
Eine vierte Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die 1 und 14 bis 17 beschrieben. In dieser vierten Ausführungsform wird im Gegensatz zur dritten Ausführungsform ein Beispiel beschrieben, bei dem ein Gelenkachsenabschnitt eine Motoreinheit enthält. In den Figuren sind die gleichen oder ähnliche Konfigurationen wie jene der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
Konfiguration des vertikalen Knickarmroboters
Wie in 1 gezeigt unterscheidet sich ein vertikaler Knickarmroboter 400 gemäß der vierten Ausführungsform von dem vertikalen Knickarmroboter 100 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass der vertikale Knickarmroboter 400 einen zweiten Gelenkachsenabschnitt 520 und einen dritten Gelenkachsenabschnitt 530 aufweist. Der zweite Gelenkachsenabschnitt 520 und der dritte Gelenkachsenabschnitt 530 sind Beispiele für einen „schmalen Gelenkachsenabschnitt“ in den Ansprüchen.
Konfiguration des zweiten Gelenkachsenabschnitts
In der vierten Ausführungsform, wie in den 14 und 15 gezeigt, umfasst der zweite Gelenkachsenabschnitt 520 eine Motoreinheit 520a, die integral einen Motor 521, ein Untersetzungsgetriebe 522, eine Bremse 523, eine Öldichtung 524 und Halteelemente 225 und 526 aufweist. Die Motoreinheit 520a ist anbringbar und lösbar, während sie integral den Motor 521, das Untersetzungsgetriebe 522, die Bremse 523, die Öldichtung 524 und die Halteelemente 525 und 526 aufweist.
Der Motor 521 und das Untersetzungsgetriebe 522, die Bremse 523 und die Öldichtung 524 haben die gleichen oder ähnliche Konfigurationen wie der Motor 231, das Untersetzungsgetriebe 232, die Bremse 323 und die Öldichtung 234 gemäß der dritten Ausführungsform. Daher wird auf eine ausführliche Beschreibung der gleichen oder ähnlichen Konfigurationen wie bei der dritten Ausführungsform verzichtet, und Konfigurationen, die sich von denen der dritten Ausführungsform unterscheiden, werden im Folgenden beschrieben.
Der Motor 521 ist mit einem Befestigungswerkzeug wie einer Schraube (nicht dargestellt) an dem Halteelement 525 befestigt. Das Untersetzungsgetriebe 522 ist mit einem Befestigungswerkzeug wie einer Schraube (nicht dargestellt) an dem Halteelement 525 befestigt. Die Bremse 523 ist mit einem Befestigungswerkzeug, z.B. einer Schraube (nicht dargestellt), an einem Bremsenhalter 526a des Halteelements 526 befestigt. Die Öldichtung wird von einem Öldichtungshalter 526b des Halteteils 526 534 gehalten. Die Halteelemente 525 und 526 halten den Motor 521, das Untersetzungsgetriebe 522, die Bremse 523 und die Öldichtung 524 integral. Während der Motor 521, das Untersetzungsgetriebe 522, die Bremse 523, die Öldichtung 524 und die Halteteile 525 und 526 integral enthalten sind, ist die Motoreinheit 520a über das Halteteil 525 mittels des Befestigungswerkzeugs 507a, z.B. einer Schraube 526, an einem ersten Arm 1 und über das Halteteil 25 an einem zweiten Arm 2 befestigt.
Auch in der vierten Ausführungsform sind zumindest ein Teil (ein Teil auf der Seite der X1-Richtung) der Bremse 523 und der Öldichtung 524 innerhalb einer Aussparung 322e angeordnet. Das heißt, zumindest der Abschnitt der Bremse 523 und die Öldichtung 524 sind so angeordnet, dass sie in die Aussparung 322e passen. Zumindest der Teil der Bremse 523 und der Öldichtung 524 überlappen die Aussparung 322e (ein zylindrischer Teil 422b einer Flex-Spline 322b und ein Lager 322d) in einer Richtung (z.B. Y-Richtung oder Z-Richtung) orthogonal zu einer Richtung, in der sich eine Drehachse A2 erstreckt.
In der vierten Ausführungsform sind der Bremsenhalter 526a und der Öldichtungshalter 526b des Halteelements 526 innerhalb der Aussparung 322e angeordnet. Das heißt, der Bremsenhalter 526a und der Öldichtungshalter 526b sind so angeordnet, dass sie in die Aussparung 322e passen. Der Bremsenhalter 526a und der Öldichtungshalter 526b überlappen die Aussparung 322e (den zylindrischen Abschnitt 422b des Flex-Splines 322b und das Lager 322d), wenn man sie in der Richtung (wie der Y-Richtung oder Z-Richtung) orthogonal zu der Richtung betrachtet, in der sich die Drehachse A2 erstreckt.
Konfiguration des dritten Gelenkachsenabschnitts
In der vierten Ausführungsform, wie in 16 und 17 gezeigt, umfasst der dritte Gelenkachsenabschnitt 530 eine Motoreinheit 530a, die integral einen Motor 531, ein Untersetzungsgetriebe 532, eine Bremse 533, eine Öldichtung 534 und Halteelemente 535 und 536 aufweist. Die Motoreinheit 530a ist anbringbar und lösbar, während sie den Motor 531, das Untersetzungsgetriebe 532, die Bremse 533, die Öldichtung 534 und die Halteelemente 535 und 536 integral aufweist.
Der Motor 531 und das Untersetzungsgetriebe 532, die Bremse 533 und der Öldichtung 534 haben die gleichen oder ähnliche Konfigurationen wie der Motor 331, das Untersetzungsgetriebe 332, die Bremse 333 und der Öldichtung 334 gemäß der dritten Ausführungsform. Daher wird auf eine ausführliche Beschreibung der gleichen oder ähnlichen Konfigurationen wie bei der dritten Ausführungsform verzichtet, und Konfigurationen, die sich von denen der dritten Ausführungsform unterscheiden, werden im Folgenden beschrieben.
Der Motor 351 ist mit einem Befestigungswerkzeug wie einer Schraube (nicht dargestellt) an dem Halteelement 355 befestigt. Das Untersetzungsgetriebe 352 ist mit einem Befestigungswerkzeug wie einer Schraube (nicht dargestellt) an dem Halteelement 355 befestigt. Die Bremse 533 ist mit einem Befestigungswerkzeug 507b, z.B. einer Schraube (nicht abgebildet), an einem Bremsenhalter 356a des Halteelements 356 befestigt. Der Öldichtung 534 wird von einem Öldichtungshalter 356b des Halteteils 356 gehalten. Die Halteelemente 355 und 356 halten den Motor 351, das Untersetzungsgetriebe 352, die Bremse 353 und den Öldichtung 354 integral. Während der Motor 351, das Untersetzungsgetriebe 352, die Bremse 353, der Öldichtung 354 und die Halteelemente 355 und 536 integral enthalten sind, ist die Motoreinheit 350a über das Halteelement 355 mittels eines Befestigungswerkzeugs 507c, z.B. einer Schraube, an einem dritten Arm 3 und über das Halteelement 536 an dem zweiten Arm 2 befestigt.
Auch in der vierten Ausführungsform sind zumindest ein Teil (ein Teil auf der Seite der X1-Richtung) der Bremse 353 und der Öldichtung 354 innerhalb einer Aussparung 332e angeordnet. Das heißt, zumindest der Abschnitt der Bremse 353 und der Öldichtung 354 sind so angeordnet, dass sie in die Aussparung 332e passen. Zumindest der Teil der Bremse 533 und die Öldichtung 534 überlappen die Aussparung 332e (ein zylindrischer Teil 432b eines Flex-Spline 332b und ein Lager 332d) in einer Richtung (z.B. Y-Richtung oder Z-Richtung) orthogonal zu einer Richtung, in der sich eine Drehachse A3 erstreckt.
In der vierten Ausführungsform sind der Bremsenhalter 356a und der Öldichtungshalter 356b des Halteelements 356 innerhalb der Aussparung 332e angeordnet. Das heißt, der Bremsenhalter 356a und der Öldichtungshalter 356b sind so angeordnet, dass sie in die Aussparung 332e passen. Der Bremsenhalter 356a und der Öldichtungshalter 356b überlappen die Aussparung 332e (den zylindrischen Abschnitt 342b des Flex-Spline 332b und das Lager 332d) in der Richtung (z.B. Y-Richtung oder Z-Richtung) orthogonal zu der Richtung, in der sich die Drehachse A3 erstreckt.
Die übrigen Konfigurationen der vierten Ausführungsform sind denen der ersten Ausführungsform ähnlich.
Vorteilhafte Wirkungen der vierten Ausführungsform
Gemäß der vierten Ausführungsform werden die folgenden vorteilhaften Wirkungen erzielt.
Gemäß der vierten Ausführungsform, wie oben beschrieben, ist der Gelenkachsenabschnitt 520 (530) ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform konfiguriert. Dementsprechend kann der Gelenkachsenabschnitt 520 (530) ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform in axialer Richtung verkleinert werden, selbst wenn der Motor 321 (331) und das Untersetzungsgetriebe 322 (332) direkt miteinander verbunden sind.
Gemäß der vierten Ausführungsform, wie oben beschrieben, umfasst der Gelenkachsenabschnitt 520 (530) die Motoreinheit 520a (530a), die integral den Motor 521 (531), das Untersetzungsgetriebe 522 (532), die Bremse 523 (533) und die Öldichtung 524 (534) aufweist. Dementsprechend können der Motor 521 (531), das Untersetzungsgetriebe 522 (532), die Bremse 523 (533) und die Öldichtung 524 (534) integral gehandhabt werden, und somit können der Motor 521 (531), das Untersetzungsgetriebe 522 (532), die Bremse 523 (533), und die Öldichtung 524 (534) leicht zusammengebaut und ausgetauscht werden können, verglichen mit einem Fall, in dem der Motor 521 (531), das Untersetzungsgetriebe 522 (532), die Bremse 523 (533) und die Öldichtung 524 (534) nicht integral gehandhabt werden können.
Die übrigen vorteilhaften Wirkungen der vierten Ausführungsform sind jenen der ersten Ausführungsform ähnlich.
Fünfte Ausführungsform
Eine fünfte Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 18 beschrieben. In dieser fünften Ausführungsform wird ein Beispiel für einen einachsigen Roboter beschrieben, im Gegensatz zu den ersten bis vierten Ausführungsformen, in denen ein Beispiel für einen vertikalen Knickarmroboter beschrieben wird.
Konfiguration des einachsigen Roboters
Wie in 18 dargestellt, ist ein einachsiger Roboter 500 gemäß der fünften Ausführungsform ein Roboter, der eine spritzgegossene Scheibe 601b mit einem Freiheitsgrad aus einer Spritzgießmaschine entnimmt. Der einachsige Roboter 500 wird über einen Sockel 500a auf einer Aufstellfläche, z.B. einem Boden, installiert.
Der einachsige Roboter 500 umfasst einen Arm 601 und einen Drehachsenabschnitt 602, der den Arm 601 in Drehung versetzt. Der Drehachsenabschnitt 602 versetzt den Arm 601 um eine Drehachse A7 in Drehung, die sich entlang einer Breitenrichtung (horizontale Richtung) orthogonal zu einer Richtung erstreckt, in der sich der Arm 601 erstreckt. Am distalen Ende des Arms 601 befindet sich ein Saugnapf 601a. Der Arm 601 saugt die Scheibe 601b, bei der es sich um ein spritzgegossenes Produkt handelt, durch den Sauggreifer 601 am distalen Ende an.
Obwohl auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wird, hat der Drehachsenabschnitt 602 die gleiche oder eine ähnliche Konfiguration wie die Motoreinheit 220a des zweiten Gelenkachsenabschnitts 220 gemäß der zweiten Ausführungsform. Das heißt, der Drehachsenabschnitt 602 hat die in den 5 und 6 gezeigte Struktur. Der Drehachsenabschnitt 602 kann die gleiche oder eine ähnliche Konfiguration wie die Motoreinheit 520a des zweiten Gelenkachsenabschnitts 520 gemäß der vierten Ausführungsform aufweisen. In ähnlicher Weise kann der Drehachsenabschnitt 602 die gleiche oder eine ähnliche Konfiguration wie die Motoreinheit 230a des dritten Gelenkachsenabschnitts 230 gemäß der zweiten Ausführungsform oder die Motoreinheit 530a des dritten Gelenkachsenabschnitts 530 gemäß der vierten Ausführungsform haben.
Die übrigen Konfigurationen der fünften Ausführungsform sind denen der ersten Ausführungsform ähnlich.
Vorteilhafte Auswirkungen der fünften Ausführungsform
Gemäß der fünften Ausführungsform werden die folgenden vorteilhaften Wirkungen erzielt.
Gemäß der fünften Ausführungsform ist der Drehachsenabschnitt 602, wie oben beschrieben, ähnlich wie die Motoreinheit 220a des zweiten Gelenkachsenabschnitts 220 gemäß der zweiten Ausführungsform konfiguriert. Dementsprechend kann, ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform, der Drehachsenabschnitt 602 in axialer Richtung verkleinert werden, während eine Abnahme der Positioniergenauigkeit aufgrund der Dehnung eines Zahnriemens verhindert wird.
Die übrigen vorteilhaften Wirkungen der fünften Ausführungsform sind ähnlich wie die der ersten Ausführungsform.
Geänderte Beispiele
Die nun offenbarten Ausführungsformen sind in allen Punkten als illustrativ und nicht einschränkend zu betrachten. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird nicht durch die obige Beschreibung der Ausführungsformen gezeigt, sondern durch den Schutzumfang der Patentansprüche, und alle Modifikationen (modifizierte Beispiele) innerhalb der Bedeutung und des Umfangs äquivalent zu dem Umfang der Patentansprüche sind weiter enthalten.
Obgleich das Beispiel, in dem der vertikale Knickarmroboter ein sechsachsiger Roboter mit sechs Freiheitsgraden ist, in jeder der vorgenannten ersten bis vierten Ausführungsformen gezeigt wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. In der vorliegenden Erfindung kann der vertikale Knickarmroboter ein Roboter mit fünf oder weniger Freiheitsgraden oder ein Roboter mit sieben oder mehr Freiheitsgraden sein.
Obgleich das Beispiel, in dem sowohl zumindest der Teil der Bremse und der Öldichtung innerhalb der Aussparung angeordnet sind, in jeder der vorgenannten ersten bis vierten Ausführungsformen gezeigt wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann auch nur eines von zumindest dem Teil der Bremse und dem Öldichtung innerhalb der Aussparung angeordnet sein.
Obgleich das Beispiel, in dem der schmale Gelenkachsenabschnitt gemäß der vorliegenden Erfindung der zweite Gelenkachsenabschnitt, der dritte Gelenkachsenabschnitt oder der fünfte Gelenkachsenabschnitt ist, der den Arm um die Drehachse in Drehung versetzt, die sich entlang der Breitenrichtung orthogonal zu der Richtung erstreckt, in der sich der Arm erstreckt, in jeder der vorgenannten ersten bis vierten Ausführungsformen gezeigt wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. In der vorliegenden Erfindung kann der schmale Gelenkachsenabschnitt ein Gelenkachsenabschnitt (wie der vierte Gelenkachsenabschnitt gemäß jeder der ersten bis vierten Ausführungsformen) sein, der einen Arm um eine Drehachse in Drehung versetzt, die sich entlang einer Richtung erstreckt, in der sich der Arm erstreckt.
Obgleich das Beispiel, in dem alle Gelenkachsenabschnitte (der zweite Gelenkachsenabschnitt, der dritte Gelenkachsenabschnitt und der fünfte Gelenkachsenabschnitt), die den Arm um die Drehachse in Drehung versetzt, die sich entlang der Breitenrichtung orthogonal zu der Richtung erstreckt, in der sich der Arm erstreckt, die schmalen Gelenkachsenabschnitte gemäß der vorliegenden Erfindung sind, in jeder der oben genannten ersten bis vierten Ausführungsformen gezeigt wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. In der vorliegenden Erfindung, wenn es eine Vielzahl von Gelenkachsenabschnitten, die den Arm um die Drehachse entlang der Breitenrichtung orthogonal zu der Richtung in Drehung versetzt, in der sich der Arm erstreckt, kann nur eine oder einige der Vielzahl von Gelenkachsenabschnitten die schmale Gelenkachsenabschnitte gemäß der vorliegenden Erfindung sein.
Obgleich das Beispiel, in dem das Untersetzungsgetriebe ein Welluntersetzungsgetriebe ist, in jeder der vorgenannten ersten bis vierten Ausführungsformen gezeigt wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Untersetzungsgetriebe auch ein anderes Untersetzungsgetriebe als das Welluntersetzungsgetriebe sein, solange das Untersetzungsgetriebe eine Aussparung aufweist, die in Richtung der Drehachse ausgespart ist.
Obgleich das Beispiel, in dem das Untersetzungsgetriebe des zweiten Gelenkachsenabschnitts und des dritten Gelenkachsenabschnitts jeweils die Aussparung auf der der Motorseite gegenüberliegenden Seite aufweisen, in jeder der vorgenannten dritten und vierten Ausführungsformen gezeigt wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. In der vorliegenden Erfindung kann das Untersetzungsgetriebe des fünften Gelenkachsenabschnitts, welcher der Handgelenkstruktur entspricht, eine Aussparung auf der der Motorseite gegenüberliegenden Seite aufweisen.
Bezugszeichenliste

1 bis 6: Arm
6a: Werkzeug
10: erster Gelenkachsenabschnitt (Gelenkachsenabschnitt)
20, 220, 320, 520: zweiter Gelenkachsenabschnitt (Gelenkachsenabschnitt, schmaler Gelenkachsenabschnitt)
30, 230, 330, 530: dritter Gelenkachsenabschnitt (Gelenkachsenabschnitt, schmaler Gelenkachsenabschnitt)
40: Vierter Gelenkachsenabschnitt (Gelenkachsenabschnitt)
50, 250: fünfter Gelenkachsenabschnitt (Gelenkachsenabschnitt, schmaler Gelenkachsenabschnitt, Handgelenkstruktur-Gelenkabschnitt)
60, 260: sechster Gelenkachsenabschnitt (distaler Gelenkachsenabschnitt)
21,31,51,221,231,251,321,331,521,531: Motor
21b, 31b, 51b, 321b, 331b: Motorwelle
22, 32, 52, 222, 232, 252, 322, 332, 522, 532: Untersetzungsgetriebe (Welluntersetzungsgetriebe)
22a, 32a, 52a, 322a, 332a: Wellgenerator (Achseneingang)
22b, 32b, 52b, 322b, 332b: Circular-Spline
22c, 32c, 52c, 322c, 332c: Flex-Spline
22d, 32d, 52d, 322d, 332d: Lager
22e, 32e, 52e, 322e, 332e: Aussparung
23, 33, 53, 223, 233, 253, 323, 333, 523, 533: Bremse
24, 34, 54, 224, 234, 254, 324, 334, 524, 534: Öldichtung
100, 200, 300, 400: vertikaler Knickarmroboter
220a, 230a, 520a, 530a: Motoreinheit
250a: fünfte und sechste Gelenkachsenabschnittseinheit (distale Gelenkachsenabschnittseinheit)
500: Einachsiger Roboter
601: Arm
602: Drehachsenabschnitt
A1 bis A6: Drehachse Y-Richtung, Z-Richtung (Richtung, in der der Arm ausfährt) X-Richtung (Breitenrichtung orthogonal zur Richtung, in der sich der Arm erstreckt)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2001 [0005]
JP 113488 [0005]

Claims

Vertikaler Knickarmroboter, aufweisend: eine Vielzahl von Armen; und eine Vielzahl von Gelenkachsenabschnitten, die so konfiguriert sind, dass sie die Vielzahl von Armen in Drehung versetzen; wobei die Vielzahl der Gelenkachsenabschnitte einen schmalen Gelenkachsenabschnitt aufweisen; der schmale Gelenkachsenabschnitt aufweist: einen Motor mit einer Motorwelle; ein direkt mit der Motorwelle verbundenes Untersetzungsgetriebe; eine Bremse, die zum Halten des Motors konfiguriert ist; und eine auf der Motorwelle montierte Öldichtung; das Untersetzungsgetriebe des schmalen Gelenkachsenabschnitts eine Aussparung aufweist, die durch zumindest einen Welleneingang und ein Lager definiert ist und entlang einer Drehachsenrichtung ausgespart ist; und in dem schmalen Gelenkachsenabschnitt ein Teil der Bremse und/oder der Öldichtung innerhalb der Aussparung angeordnet ist.
Vertikaler Knickarmroboter nach Anspruch 1, wobei der schmale Gelenkachsenabschnitt einen Gelenkachsenabschnitt aufweist, der so konfiguriert ist, dass er den Arm um eine Drehachse in Drehung versetzt, die sich entlang einer Breitenrichtung orthogonal zu einer Richtung erstreckt, in der sich der Arm erstreckt.
Vertikaler Knickarmroboter nach Anspruch 2, wobei der schmale Gelenkachsenabschnitt einen Handgelenkstruktur-Gelenkachsenabschnitt aufweist, der an einer distalen Seite vorgesehen ist.
Vertikaler Knickarmroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Untersetzungsgetriebe ein Welluntersetzungsgetriebe aufweist; das Welluntersetzungsgetriebe einen Wellgenerator als Welleneingang, einen Circular-Spline und einen Flex-Spline aufweist; und der zumindest eine von zumindest dem Teil der Bremse oder der Öldichtung innerhalb der Aussparung angeordnet ist, die durch zumindest den Wellgenerator, den Circular-Spline, den Flex-Spline und das Lager definiert ist.
Vertikaler Knickarmroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Aussparung auf der Motorseite vorgesehen ist; und der zumindest eine von zumindest dem Teil der Bremse oder der Öldichtung innerhalb der Aussparung angeordnet ist.
Vertikaler Knickarmroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Aussparung auf einer der Motorseite gegenüberliegenden Seite vorgesehen ist; und der zumindest eine von zumindest dem Teil der Bremse oder der Öldichtung innerhalb der Aussparung angeordnet ist.
Vertikaler Knickarmroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der schmale Gelenkachsenabschnitt eine Motoreinheit aufweist, welche den Motor, das Untersetzungsgetriebe, die Bremse und die Öldichtung integral aufweist.
Vertikaler Knickarmroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Vielzahl von Gelenkachsenabschnitten einen distalen Gelenkachsenabschnitt aufweisen, an dem ein Werkzeug befestigt ist; und der schmale Gelenkachsenabschnitt und der distale Gelenkachsenabschnitt so konfiguriert sind, dass sie integral eine distale Gelenkachsenabschnittseinheit bilden.
Einachsiger Roboter, aufweisend: einen Drehachsenabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er einen Arm in Drehung versetzt; wobei der Drehachsenabschnitt aufweist: einen Motor mit einer Motorwelle; ein direkt mit der Motorwelle verbundenes Untersetzungsgetriebe; eine Bremse, die zum Halten des Motors konfiguriert ist; und eine auf der Motorwelle montierte Öldichtung; das Untersetzungsgetriebe eine Aussparung aufweist, die durch zumindest einen Welleneingang und ein Lager definiert ist und entlang einer Drehachsenrichtung ausgespart ist; und zumindest ein Teil der Bremse und/oder der Öldichtung innerhalb der Aussparung angeordnet ist.
Motoreinheit, aufweisend: einen Motor mit einer Motorwelle; ein direkt mit der Motorwelle verbundenes Untersetzungsgetriebe; eine Bremse, die zum Halten des Motors konfiguriert ist; und eine auf der Motorwelle montierte Öldichtung; wobei das Untersetzungsgetriebe eine Aussparung aufweist, die durch zumindest einen Welleneingang und ein Lager definiert ist und entlang einer Drehachsenrichtung ausgespart ist; und zumindest einer von dem Teil der Bremse und/oder der Öldichtung innerhalb der Aussparung angeordnet ist.