JP2002066977A - Z軸昇降機構を備えた卓上型ロボット - Google Patents
Z軸昇降機構を備えた卓上型ロボットInfo
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Abstract
ルをツール固定板に装着し、該ツールを上下方向に移動
させる昇降手段を有する卓上型ロボットにおいて、ツー
ルにかかるトルクによるツール固定板の撓み変形を防止
すること。 【解決手段】 ツールの昇降手段が備えられた卓上型ロ
ボットのZ軸ユニットにおいて、Z軸方向に不動の固定
ベース1と、該固定ベース1に上下左右に配置されたガ
イドプーリ2,2,…と、略剛性体とした昇降ベース8
の幅方向両側に2本のガイド軸7,7が平行に固着され
た昇降体Aとからなり、該昇降体Aの両ガイド軸7,7
は前記ガイドプーリ2,2,…に案内支持されてなるこ
と。
Description
ル,シリンジ等の種々のツールをツール固定板に装着
し、該ツールを上下方向に移動させる昇降手段を有する
卓上型ロボットにおいて、ツールにかかるトルクによる
ツール固定板の撓み変形を防止することができるZ軸昇
降機構を備えた卓上型ロボットに関する。
ボットが多く使用されている。該卓上型ロボットは、ツ
ール固定板にドライバ,ドリル等の種々のツールが装着
され、該ツール固定板とワークとが相対的にX・Y・Z
方向に移動し、孔明け加工,螺子締め等の作業を行うも
のである。特に、ツールをZ軸方向,即ち上下方向に昇
降動作を行わせる機構は、Z軸ユニットに装着されてい
る。
(b)に示すように、ツールのZ方向移動手段即ち昇降
手段の構造は、種々のツールを装着するツール固定板d
に2本のガイド軸c,cが適宜の間隔をおいて、平行に
固着され、該ガイド軸c,cが前記Z軸ユニット内に装
着されたボール軸受b,bに挿通され、ツール固定板d
がモータ制御により適宜に昇降する。その2本のガイド
軸c,cとツール固定板dとによる構造体は、全体的に
剛性が不足し、ツール固定板dは捩じれ易い状態とな
る。
のような構造であるためにツール固定板dが最下点に達
したとき、即ち2本のガイド軸c,cのボール軸受b,
bからの突出量が最も大きくなったときに、ツールのト
ルク反力がツール固定板dにかかると、前記2本のガイ
ド軸c,cが捩じれやすくなり、したがって該ツール固
定板dにも撓みが生じやすくなる。特に、前後方向の捩
じり方向の撓みが大きい〔図7(b)参照〕。
劣化することになるし、工作時の騒音も大きくなりやす
かった。また、ボール軸受ユニットb,bは、比較的,
場所を取り易く、そのためにZ軸ユニットのサイズは、
大きなものになりがちであった。本発明は、主に前述し
たZ軸ユニットにおける全体的な剛性の不足,及びその
ために生じる工作精度の劣化を防止することを目的とす
るものである。
課題を解決すべく、鋭意,研究を重ねた結果、本発明
を、ツールの昇降手段が備えられた卓上型ロボットのZ
軸ユニットにおいて、Z軸方向に不動の固定ベースと、
該固定ベースに上下左右に配置されたガイドプーリと、
略剛性体とした昇降ベースの幅方向両側に2本のガイド
軸が平行に固着された昇降体とからなり、該昇降体の両
ガイド軸は前記ガイドプーリに案内支持されてなるZ軸
昇降機構を備えた卓上型ロボットとしたことにより、昇
降ベースと該昇降ベースに固着されたガイド軸とからな
る昇降体は、略剛性体となり、変形しにくいものとし、
動作中のツールによりツール固定板にトルク反力がかか
っても、ツール固定板の撓みを抑え、ツール固定板の適
正な位置が変移したり、それゆえに工作精度を劣化する
等の不都合を防止することができる。
内支持するガイドプーリは、水平方向の位置調整を可能
としたことにより、ガイド軸とガイドプーリとの間にガ
タが生じた場合にガイドプーリを水平方向に移動させて
位置を調整し、ガタを消滅することができる。また、前
記昇降ベースは、前記ガイドプーリの水平方向位置の調
整による両ガイド軸への押圧にて前記昇降ベースは弾性
変形してなることにより、弾性変形した昇降ベースはそ
の復元力により、前記ガイドプーリとガイド軸との間に
常時適正な予圧がかかり、ガタのない状態を維持し、且
つ昇降体の昇降をスムーズにすることができる。
コ字形状とし、幅方向に弾性を備えた剛体構造としたこ
とにより、昇降ベースは、単純な形状でありながら断面
係数の大きな部材とすることができ、且つZ軸ユニット
内に組み込む場合にそのスペースを有効に利用すること
ができるものである。
基づいて説明する。本発明において、まず卓上型ロボッ
トは、主に作業用テーブル15と,支柱16と,水平状
アーム17と,Y方向移動体18から構成され、前記作
業用テーブル15に支柱16が装着され、該支柱16の
上方に水平状アーム17が装着されている。該水平状ア
ーム17には、水平方向なるY方向に移動可能なY方向
移動体18が装着され、図示しないY方向駆動手段にて
Y方向移動体18が前記水平状アーム17をY方向に移
動することができる。前記作業用テーブル15上には、
ワーク取付部19が装着されている。該ワーク取付部1
9は、X方向を移動するスライドテーブル19aが装着
され、スライドテーブル19a上に載置されたワークを
X方向に移動させるものである。
内部に装着されており、主に固定ベース1、ガイドプー
リ2,2,…及び昇降体Aとから構成される。該昇降体
Aは、垂直方向なるZ軸方向に移動する部位である。即
ち、昇降体Aは、該昇降体Aに装着された種々のツール
を昇降させる役目をなす。その昇降体Aは、主にガイド
軸7,7及び昇降ベース8とから構成される。前記固定
ベース1は、前記Y方向移動体18に対してZ軸方向に
不動に固定され、その形状は板状をなしている〔図1
(b)参照〕。該固定ベース1には、複数のガイドプー
リ2,2,…が装着される。具体的には、4個のガイド
プーリ2,2,…が上下,左右に装着されている〔図2
(b)参照〕。該ガイドプーリ2は、外周にレール溝2
aが形成され、該レール溝2aに後述するガイド軸7が
入り込むようになっている〔図4(a),(b)参
照〕。
動自在に固定ベース1に装着されている。前記軸支部材
3は、軸部3aとロックナット3bから構成され、前記
軸部3aがガイドプーリ2の回動中心軸となり、ロック
ナット3bによりガイドプーリ2は軸部3aに回動自在
に固定される。また、ガイドプーリ2と軸部3aとの間
には玉軸受6が装着され、ガイドプーリ2が滑らかに回
動するようになっている。
配列されたガイドプーリ2,2は、その位置を水平方向
(左右方向)に調整可能とした実施例が存在する。この
実施例では、ガイドプーリ2をガイド軸7に押圧し、そ
の接触圧を適宜に調整することができる。この実施例に
おけるガイドプーリ2の支持構造においては、まず前記
軸支部材3の軸部3aがスライド部4に固着されている
〔図4(a)参照〕。一方、前記固定ベース1の表面側
(前記ガイドプーリ2,2,…が装着されている側)に
は、長溝部1aが形成されている〔図4(b)参照〕。
該長溝部1a内に前記スライド部4が挿入され、該スラ
イド溝部4が前記長溝部1aの長手方向に沿って水平方
向(左右方向)に移動することができるようになってい
る。
記長溝部1aと連通する貫通孔1b,1bが2つ形成さ
れている。該貫通孔1b,1bには、ボルト等の固着具
5,5が挿入され、該固着具5,5の締付けにて前記ス
ライド部4が長溝部1a内に固定される。その貫通孔1
bは、固着具5の軸径よりも大きめに形成され、固着具
5が貫通孔1b内を内径の範囲で移動可能とし、これに
よって前記スライド部4が長溝部1aに収納された状態
で移動することができる。前記ガイドプーリ2は、前記
スライド部4の位置を長溝部1a内で調整することによ
り、ガイドプーリ2が左右方向の適宜の位置に設定する
ことができる。
降ベース8は、断面略コ字形状をなし、正面部8aの幅
方向両端から側面部8b,8bが形成されている。さら
に、該側面部8b,8bの他端側(前記正面部8aと側
面部8bとの折曲箇所と反対側)から前記正面部8aの
幅方向外方に向かって屈曲端縁8c,8cが形成されて
いる。両屈曲端縁8c,8cには、それぞれガイド軸
7,7が固着される。該ガイド軸7は、断面円形状であ
り、その長さは前記昇降ベース8の長手方向の長さと略
同一としている〔図2(a)参照〕。また、前記昇降ベ
ース8には、前記屈曲端縁8c,8cが形成されず、両
ガイド軸7,7が両側面部8b,8bの端部に固着され
る実施例も存在する(図5参照)。
物である。ここで略剛性体とは、曲げ,捩じれ等を生じ
させようとする外力に対する変形を極めて小さくなるよ
うにした、即ち剛性率の大きなものである。また、昇降
ベース8は、弾性を有しており、具体的には開放部の幅
方向にバネ性(弾性)を備え、長手方向を剛体構造と
し、所定の範囲の外力により僅かに弾性変形を生じるこ
とができる。昇降ベース8の断面形状は、前記コ字形状
以外に長方形状とした実施例も存在する〔図6(a)参
照〕。
固定板10が設けられている。該ツール固定板10は、
種々のツールを装着するための役目をなすものである。
前記昇降ベース8とツール固定板10とは、接続部材1
1を介して固着される。該接続部材11は、ブロック状
をなし、昇降ベース8の正面部8aにボルト等の固着具
12により固着され、さらに前記ツール固定板10は、
前記接続部材11にボルト等の固着具13により固着さ
れる〔図3(c)参照〕。
記固定ベース1に上下,左右に装着された複数のガイド
プーリ2,2,…によって、案内支持され、図示されな
い昇降手段により昇降動作を行うものである。ここで前
記固定ベース1に上下左右に配置されたガイドプーリ
2,2,…は、前記両ガイド軸7,7の外方側から案内
支持される構造とすることが好適であるが、必ずしもこ
れに限定されるものではなく前記両ガイド軸7,7の内
方側が案内支持される構造としてもよい〔図6(b)参
照〕。
のガイドプーリ2,2,…には水平方向に位置調整が行
われることにより、前記昇降体Aの両ガイド軸7,7を
所定の圧力で押圧し、これによって昇降ベース8に、弾
性変形を与える。該昇降ベース8には、その弾性変形に
対する復元力が生じ、ガイドプーリ2,2,…とガイド
軸7,7との間に常時予圧を有することとなり、昇降体
Aとガイドプーリ2,2,…との間にガタのないスムー
ズな摺動動作とすることができる。以下に、本発明によ
るツール固定板10の変形量と従来との比較が表示され
ている。なお、条件は、1kg(9.8N)の荷重が作
用したときのツール固定板10の変形量である。
Z軸ユニットの昇降体Aにおいて、2本のガイド軸7,
7は、略剛性体とした昇降ベース8の幅方向両側に固着
されたものであり、ガイド軸7,7と昇降ベース8とが
一体的となって、高い剛性を得ることができ、ガイド軸
7,7にツールのトルク反力による捩じれ,撓み等の変
形を防止することができ、高い工作精度を得ることがで
きる。また、工作時の騒音を小さくし、且つZ軸ユニッ
トをコンパクトにすることができ、ひいては低価格なも
のとすることができる。
視図 (b)はZ軸ユニットの斜視図
の斜視図
ーリ箇所の拡大断面図 (b)は(a)の一部断面にした要部拡大平面図
た実施例の断面図 (b)は両ガイド軸の内方側をガイドプーリにて案内支
持した断面図
す正面図 (b)は(a)の主要構造を示す略示斜視図
Claims (4)
- 【請求項1】 ツールの昇降手段が備えられた卓上型ロ
ボットのZ軸ユニットにおいて、Z軸方向に不動の固定
ベースと、該固定ベースに上下左右に配置されたガイド
プーリと、略剛性体とした昇降ベースの幅方向両側に2
本のガイド軸が平行に固着された昇降体とからなり、該
昇降体の両ガイド軸は前記ガイドプーリに案内支持され
てなることを特徴とするZ軸昇降機構を備えた卓上型ロ
ボット。 - 【請求項2】 前記昇降体の一方側のガイド軸を案内支
持するガイドプーリ2,2は、水平方向の位置調整を可
能としてなることを特徴とする請求項1記載のZ軸昇降
機構を備えた卓上型ロボット。 - 【請求項3】 前記昇降ベースは、前記ガイドプーリの
水平方向位置の調整による両ガイド軸への押圧にて前記
昇降ベースは弾性変形してなることを特徴とする請求項
2記載のZ軸昇降機構を備えた卓上型ロボット。 - 【請求項4】 前記昇降体の昇降ベースは、断面略コ字
形状とし、幅方向に弾性を備えた剛体構造としてなるこ
とを特徴とする請求項1,2又は3記載のZ軸昇降機構
を備えた卓上型ロボット。
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JP2000256546A JP4327341B2 (ja) | 2000-08-25 | 2000-08-25 | Z軸昇降機構を備えた卓上型ロボット |
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JP2002066977A5 JP2002066977A5 (ja) | 2007-10-11 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012012304B4 (de) * | 2011-07-08 | 2015-04-30 | Engel Austria Gmbh | Teleskopierbarer Handlingarm |
CN113751926A (zh) * | 2020-06-03 | 2021-12-07 | 广东博智林机器人有限公司 | 用于钢筋笼焊接的升降机构及钢筋笼焊接设备 |
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- 2000-08-25 JP JP2000256546A patent/JP4327341B2/ja not_active Expired - Fee Related
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DE102012012304B4 (de) * | 2011-07-08 | 2015-04-30 | Engel Austria Gmbh | Teleskopierbarer Handlingarm |
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