JP2003136443A

JP2003136443A - Scalar type robot

Info

Publication number: JP2003136443A
Application number: JP2001331539A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kamogawa; 良加茂川
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2003-05-14
Anticipated expiration: 2021-10-29
Also published as: JP3689034B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scalar type robot capable of securely preventing vibration resulted from run-out of a working shaft. SOLUTION: The working shaft 5 and a tie bar 42 are respectively supported with a second arm 4 in a manner movable in vertical direction by a fitting structure. A bottom end part of the working shaft 5 and a bottom end part of the tie bar 42 are connected by a lower part connection member 41. An upper end part of the working shaft 5 and an upper end part of the tie bar 42 are connected by an upper part connection member 24. At least one of the above two connection members are formed to be attachable and detachable to and from the working shaft 5 and the tie bar 42.

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【発明の属する技術分野】本発明は、回動式アームの回
動端部に作業軸を往復移動自在に設けたスカラ型ロボッ
トに関するものである。【０００２】【従来の技術】従来のこの種のスカラ型ロボットとして
は、例えば特開平１１−１７０１８４号公報に開示され
たものがある。この公報に示されたスカラ型ロボット
は、基台に水平方向へ延びる第１のアームを水平方向へ
回動自在に設けるとともに、この第１のアームの回動端
部に水平方向へ延びる第２のアームを水平方向に回動自
在に設け、この第２のアームの回動端部に作業軸を設け
ている。前記作業軸は、軸線が上下方向を指向し、第２
のアームに上下方向へ移動自在に支持させるとともに、
回転自在に支持させている。前記第１のアームを駆動す
るモータは基台内に設け、第２のアームを駆動するモー
タは、第２のアームの基端部に設けている。また、第２
のアームには、前記作業軸を回転駆動するための回転駆
動装置と、作業軸を昇降させる昇降装置とを支持させて
いる。【０００３】前記第２のアームの回動端部には、作業軸
が振れるのを防ぐために２本のタイバーを設けている。
これらのタイバーは、第２のアームの両側方で上下方向
に延びるように設けており、第２のアームの両側部に設
けた軸受に上下方向に移動自在に支持させ、下端部を作
業軸に連結部材を介して接続している。前記タイバー
は、作業軸が上下方向に移動するときに作業軸と一体的
に上下方向に移動する。このようにタイバーを作業軸に
接続することによって、第２のアームを旋回させたりし
て作業軸に横方向の曲げモーメントが作用したときに、
タイバーによって作業軸を支えることができる。【０００４】【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように構成した従来のスカラ型ロボットにおいては、
作業軸を最も下方へ延びるように作動させた状態では、
急旋回時に作業軸が振れるのを必ずしも確実に防ぐこと
はできなかった。これは、タイバーを軸支する軸受とタ
イバーとの間には微小とはいえクリアランスがあり、こ
のクリアランスを形成する隙間分だけタイバーが軸受に
対して傾動するからである。【０００５】詳述すると、作業軸とともにタイバーが下
方へ大きく突出し、タイバーと作業軸との連結部分が軸
受から大きく離間している状態では、前記隙間分に相当
する傾斜角度だけタイバーが傾動することにより作業軸
の下端部が大きく変位するため、横方向の振動が生じ、
この振動が減衰し停止するまでは作業軸の位置が決まら
ないからである。すなわち、アームの旋回速度が制約さ
れるという不具合があった。【０００６】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、作業軸が振れるのをタイバーによっ
て確実に防ぐことができるスカラ型ロボットを提供する
ことを目的とする。【０００７】【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明に係るスカラ型ロボットは、作業軸と、この
作業軸の先端部に連結部材を介して一端部を接続したタ
イバーとをそれぞれ回動式アームに嵌合構造によって支
持させ、前記作業軸の後端部と前記タイバーの他端部と
を連結部材によって接続し、前記二つの連結部材のうち
少なくとも一方を作業軸およびタイバーに対して着脱可
能に形成したものである。【０００８】本発明によれば、作業軸の後端部がタイバ
ーの前記他端部を保持することになり、タイバーがアー
ムに対して傾斜するのを阻止することができる。また、
作業軸およびタイバーをアームに装着した状態でこれら
に連結部材の少なくとも一方を取付けることができるか
ら、タイバーの傾動を阻止する構造を採っているにもか
かわらず、組立性が低下するようなことはない。【０００９】【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明に係るスカラ型ロボットの一実施の形態を図１ないし
図７によって詳細に説明する。図１は本発明に係るスカ
ラ型ロボットの側面図、図２は同じく平面図、図３は作
業軸部分の断面図、図４は上部連結部材の平面図で、同
図は要部を破断して描いてある。図５は図３におけるV
−V線断面図、図６は下部連結部材の底面図、図７はア
ームにおけるタイバー貫通部分の断面図である。【００１０】これらの図において、符号１で示すもの
は、この実施の形態によるスカラ型ロボットである。こ
のロボット１は、基台２と、この基台２に水平方向へ回
動自在に設けて水平方向に延びる第１のアーム３と、こ
の第１のアーム３の回動端部の上部に水平方向へ回動自
在に設けて水平方向に延びる第２のアーム４と、この第
２のアーム４の回動端部を貫通して上下方向に延びる作
業軸５などを備えている。この作業軸５は、後述するよ
うに、第２のアーム４に上下方向へ移動自在に支持させ
るとともに、回転自在に支持させている。【００１１】前記基台２は、第１のアーム３を駆動する
モータ１０を内蔵しており、このモータ１０の出力軸に
接続した減速機１１を介して第１のアーム３が接続され
ている。減速機１１は、出力側を第１のアーム３の基端
部に固着しており、前記モータ１０の回転が減速機１１
によって減速されて伝達されることにより、第１のアー
ム３が基台２に対して回動する。【００１２】第１のアーム３の回動端部には、第２のア
ーム４を駆動するための減速機１２を設けている。この
減速機１２は、出力側を第１のアーム３に固着し、入力
側を第２のアーム４のモータ１３に接続している。すな
わち、第２のアーム４は、モータ１３の回転が減速機１
２によって減速されて第１のアーム３に伝達されること
により、第１のアーム３に対してモータ１３を中心にし
て回動する。【００１３】第２のアーム４には、図３に示すように、
前記作業軸５を上下方向に移動させるための昇降装置１
４と、作業軸５を回転させるための回転駆動装置１５
と、これらの装置を覆うカバー１６とを設けている。こ
のカバー１６は、図２に示す平面視において、第２のア
ーム４の側縁４ａに沿う形状であって、第２のアーム４
の回動端部の全域を覆う形状に形成している。同図にお
いて、前記カバー１６に隣接させて設けた符号１７で示
すものは、第２のアーム４に設けた前記駆動用のモータ
１３および昇降装置１４・回転駆動装置１５のモータ１
８，１９（図１参照）に給電する複数の配線およびその
端子（図示せず）などを収容する端子カバーである。こ
の端子カバー１７内において、前記基台２に一端を接続
した配線ケーブル２０の他端を接続している。【００１４】前記昇降装置１４は、前記モータ１８と、
このモータ１８にベルト式伝動装置２１を介して接続し
たボールねじ軸２２と、このボールねじ軸２２に螺合さ
せたボールねじナット２３と、このボールねじナット２
３に一端部を固定するとともに他端部に前記作業軸５を
連結した上部連結部材２４とによって構成している。こ
の昇降装置１４の各回転部材は、軸線が上下方向を指向
するように形成している。前記ベルト式伝動装置２１
は、第２のアーム４の内部に収納している。【００１５】前記ボールねじ軸２２は、下端部を第２の
アーム４に軸受２５によって回転自在に支持させるとと
もに、第２のアーム４に立設したフレーム２６に上端部
を軸受２７によって回転自在に支持させている。前記上
部連結部材２４と作業軸５との接続部分には、作業軸５
が回転することができるように軸受２８を介装してい
る。この軸受２８の内輪は、作業軸５を下方から嵌合さ
せてロックナット２９によって締結させ、外輪は、上部
連結部材２４の軸受孔２４ａに上方から嵌合させてスト
ッパープレート３０と固定用ボルト３１で上部連結部材
２４に固定している。すなわち、作業軸５の上端部を上
部連結部材２４に前記軸受２８によって上下方向への移
動が規制される状態で着脱可能に取付けている。【００１６】前記回転駆動装置１５は、前記モータ１９
と、作業軸５の外周部に回転自在に支持させて前記モー
タ１９にベルト式伝動装置３２を介して接続したハーモ
ニックドライブ（登録商標）減速機３３と、この減速機
３３の出力部材であるフレクスプライン３３ａに固着し
たボールスプラインナット３４とによって構成してい
る。この回転駆動装置１５のベルト式伝動装置３２は、
前記昇降装置１４のベルト式伝動装置２１に較べてプー
リ３２ａの外径を大きく設定し、ベルト３２ｂの内側に
前記ボールねじ軸２２を通した状態で前記昇降装置１４
のベルト式伝動装置２１の上方に配設している。【００１７】回転駆動装置１５のベルト式伝動装置３２
は、作業軸５側のプーリ３２ａを作業軸５に回転自在に
支持させるとともに、前記減速機３３の入力部材である
ウェーブジェネレータ３３ｂに結合させている。このウ
ェーブジェネレータ３３ｂは、円筒状に形成して外周部
を軸受３５によって第２のアーム４に回転自在に支持さ
せている。【００１８】前記ボールスプラインナット３４は、従来
からよく知られているものと同等の構造のもので、作業
軸５に下端部から上端部まで延びるように形成した縦溝
（図示せず）に係入する多数のボールを循環移動できる
ように内蔵し、作業軸５の上下方向への移動を許容しな
がら、作業軸５の回転を規制する構造のものである。す
なわち、ボールスプラインナット３４が前記減速機３３
のフレクスプライン３３ａと一体的に回転することによ
って、作業軸５がボールスプラインナット３４と一体的
に同一回転数で回転する。また、上述した昇降装置１４
のボールねじ軸２２が回転してボールねじナット２３が
上昇または下降することにより、作業軸５が前記ボール
スプラインナット３４に支えられながら上下方向に移動
する。作業軸５は、両端部に軸受嵌合用の小径部５ａ，
５ｂが形成されている他は外径が一定になるように形成
しており、ボールスプラインナット３４に嵌合させるこ
とによって第２のアームに支持させている。【００１９】前記作業軸５は、図３および図６に示すよ
うに、下端部に下部連結部材４１を取付け、この下部連
結部材４１を介してタイバー４２を接続している。作業
軸５の下端部が本発明に係る作業軸の先端部を構成し、
作業軸５の上端部が本発明に係る後端部を構成してい
る。前記下部連結部材４１は、図６に示すように、下方
から見て三角形状に形成し、三角の各頂点に対応する部
分に作業軸５と、２本のタイバー４２とを接続してい
る。下部連結部材４１と作業軸５との接続部分には、図
３に示すように、作業軸５が回転できるように軸受４３
を介装している。この軸受４３の外輪は、下部連結部材
４１の軸受孔４１ａに上方から嵌合させ、内輪は、作業
軸５を上方から嵌合させている。【００２０】前記タイバー４２は、この実施の形態では
断面円形のパイプによって形成し、第２のアーム４の長
手方向とは直交する水平方向（図６において上下方向）
に並べて配設し、作業軸５と平行に、第２のアーム４を
貫通して上下方向へ延びている。タイバー４２の下端部
が本発明に係るタイバーの一端部を構成し、タイバー４
２の上端部が本発明に係る他端部を構成している。【００２１】このタイバー４２の下部連結部材４１への
固定は、図６に示すように、下部連結部材４１の後面
（第２のアーム４の基端部側の面）にホルダ４４を固定
用ボルト４５によって固定し、これらの下部連結部材４
１とホルダ４４とによってタイバー４２の下端部を挟持
することによって行っている。下部連結部材４１とホル
ダ４４におけるタイバー４２を挟持する部分には、下部
連結部材４１とホルダ４４の両方に半円状の切欠き４６
をそれぞれ形成し、これらの切欠き４６にタイバー４２
を嵌合させている。【００２２】一方、タイバー４２の上端部は、図４に示
すように、前記上部連結部材２４の両側面にタイバー毎
にホルダ４７を固定用ボルト４８によって固定し、上部
連結部材２４とホルダ４７とによってタイバー４２の上
端部を挟持している。上部連結部材２４とホルダ４７に
おけるタイバー４２を挟持する部分には、上部連結部材
２４とホルダ４７の両方に半円状の切欠き４９をそれぞ
れ形成し、これらの切欠き４９にタイバー４２を嵌合さ
せている。【００２３】タイバー４２が第２のアーム４を貫通する
部分には、図５および図７に示すように、ボールブッシ
ュ５０を介装している。このボールブッシュ５０は、円
筒状に形成した軸受（具体的には、タイバー４２の表面
に接触可能な軸方向のボール配列のボールが、ボール配
列の一端から内部を通って他端に循環可能とされてなる
環状のボール列を、内周に沿って複数周方向に配置して
なるリニアブッシュ）からなり、内周部にタイバー４２
を摺動自在に嵌挿させるとともに、第２のアーム４の軸
受孔５１に外周面を嵌合させてサークリップ５２（図７
参照）によって固定している。【００２４】前記ボールブッシュ５０を支持する第２の
アーム４は、図２および図５に示すように、作業軸５を
支持する回動端部から第１のアーム３に支持される基部
側へ側縁４ａが直線的に延びるように形成しており、上
方（第２のアーム４の回動軸の軸線方向）から見て前記
側縁４ａよりアーム内側に前記ボールブッシュ５０およ
びタイバー４２を配設している。この実施の形態では、
第２のアーム４の幅寸法は、相対的に外径が大きくなる
減速機３３を第２のアーム４内に収容できるような寸法
に設定している。【００２５】上述したように構成したスカラ型ロボット
は、作業軸５とタイバー４２の下端部どうしを下部連結
部材４１で接続するとともに、上端部どうしを上部連結
部材２４によって接続し、両連結部材を作業軸５および
タイバー４２に対して着脱自在に形成しているから、作
業軸５の上端部がタイバー４２の上端部を支えるように
なり、タイバー４２が第２のアーム４に対して傾動する
のを阻止することができる。【００２６】このため、作業軸５が第２のアーム４から
下方へ大きく突出する状態で第２のアーム４が急速に旋
回したりして作業軸５およびタイバー４２に大きな曲げ
モーメントが作用したときに、タイバー４２の傾動が阻
止されるから作業軸５が振れて振動が生じるのを防ぐこ
とができる。また、作業軸５およびタイバー４２を第２
のアーム４に装着した状態でこれらに上部連結部材２４
や下部連結部材４１を取付けることができるから、タイ
バー４２の傾動を阻止する構造を採っているにもかかわ
らず、組立性が悪くなることはない。【００２７】作業軸５とタイバー４２の第２のアーム４
への組付けは、例えば、先ず、これら両部材の上端部に
上部連結部材２４を取付けて両部材を一つの組立体と
し、作業軸５を第２のアーム４側の支持部（回転駆動装
置１５用ベルト式伝動装置３２のプーリ３２ａの軸孔、
減速機３３のウェーブジェネレータ３３ｂの軸孔、ボー
ルスプラインナット３４の軸孔）に挿通させるととも
に、タイバー４２を第２のアーム４側の支持部（ボール
ブッシュ５０）に挿通させる。【００２８】このとき、昇降装置１４のボールねじ軸２
２の下端のプーリ１４ａにベルト２１が連結されている
場合には、前記組立体はブレーキ付きのモータ１８によ
り重力に逆らって停止する。一方、ボールねじナット２
３を上部連結部材２４に取付けていない場合には、前記
組立体は、重力によって下がるが、上部連結部材２４が
他の部材に接触する位置で停止する。次に、作業軸５と
タイバー４２の下端部に下部連結部材４１を取付ける。
この下部連結部材４１の取付けは、下部連結部材４１に
予め装着した軸受４３の内輪に作業軸５を嵌合させ、下
部連結部材４１とホルダ４４とでタイバー４２を挾持さ
せることによって行う。特に、本実施の形態において
は、作業軸５を外周に縦溝を形成するのみの簡単な形状
にでき、また、第２のアーム４の先端部にボールねじナ
ット２３を配置しない分、先端部の重量を軽減でき、第
２のアーム４の回動性能を向上できる。そして、ボール
ねじ軸２２に嵌合するボールねじナット２３の上下動の
動きを作業軸５に伝達する上部連結部材２４を、タイバ
ー４２と作業軸５とを連結して作業軸５の剛性向上、す
なわち振動軽減にも寄与させることができる。【００２９】この実施の形態によるスカラ型ロボット
は、第２のアーム４を回動端部から基部側（第１のアー
ム３側）へ側縁４ａが直線的に延びるように形成し、こ
の第２のアーム４の回動軸の軸方向から見て前記側縁４
ａよりアーム内側にタイバー４２を配設しているから、
従来に較べてタイバー４２を第２のアーム４の幅方向の
中央に寄せることができる。このため、第２のアーム４
を回動端部が第１のアーム３に近接するように回動させ
たときにタイバー４２が第１のアーム３または基台２に
当接するまでの角度（最大回動角度）を相対的に大きく
とることができる。【００３０】また、このスカラ型ロボットは、第１およ
び第２のアーム３，４の回動方向を水平方向とし、作業
軸５とタイバー４２が上下方向に移動する構造を採り、
第２のアーム４に回動端部の全域を覆うカバー１６を取
付けているから、第２のアーム４における作業軸５およ
びタイバー４２を上下方向に移動自在に支持する嵌合支
持部に装置外の塵埃が付着することがない。このため、
作業軸５とタイバー４２を長期間にわたって円滑に移動
させることができる。特に、この実施の形態では、２本
のタイバー４２，４２を上方から見て第２のアーム４の
内側に配設し、第２のアーム４の側縁４ａを直線状に形
成しているから、カバー１６を単純な形状に形成するこ
とができるし、カバー１６と第２のアーム４との接続部
分にシール部材を介装する場合には、単純な形状のシー
ル部材を用いてコスト低減を図ることができる。【００３１】（第２の実施の形態）本発明に係るスカラ
型ロボットは、図８ないし図１１に示すように構成する
ことができる。図８は他の実施の形態を示すスカラ型ロ
ボットの側面図、図９は上部連結部材２４の平面図、図
１０は作業軸５とタイバー４２を上部連結部材２４に接
続した状態を示す断面図、図１１は作業軸５と上部連結
部材２４との接続部分の他の例を示す断面図である。こ
れらの図において、前記図１〜図７によって説明したも
のと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付
し詳細な説明を適宜省略する。【００３２】図８〜図１１に示すスカラ型ロボットは、
タイバー４２を上下方向に移動自在に支持する軸受部材
６１を第２のアーム４の側方に配置し、タイバー４２を
第２のアーム４の両側方に配設している。前記軸受部材
６１は、ボールブッシュ（図示せず）を備えており、第
２のアーム４から側方へ突出するステー６２に支持させ
ている。このステー６２は、板状に形成して中央部を第
２のアーム４に固定し、両端部に前記軸受部材６１を支
持させている。【００３３】この実施の形態による上部連結部材２４
は、図１０に示すように、作業軸５の上端部に嵌着させ
た軸受２８を軸受孔６３に嵌合させるとともに、タイバ
ー４２の上端部を嵌合孔６４に嵌合させて固定用ボルト
６５によって固定している。このため、この上部連結部
材２４は、作業軸５およびタイバー４２の上端部に対し
て上方から着脱させることができる。【００３４】上部連結部材２４における作業軸５の上端
部を支持する部分は、図１１に示すように形成すること
ができる。図１１に示す上部連結部材２４は、軸受孔６
６を上方にも開口するように形成し、この上端の開口部
にゴム製の蓋体６７を装着している。また、上部連結部
材２４と作業軸５との間に介装する軸受２８は、内輪に
作業軸５を嵌合させてストッパープレート６８と固定用
ボルト６９とによって固定している。固定用ボルト６９
は、前記開口部の直下に位置しており、蓋体６７を取外
した状態で上方から着脱できるようになっている。すな
わち、固定用ボルト６９を外した状態では作業軸５が上
部連結部材２４に対して着脱自在になるから、組立作業
やメンテナンスを容易に行うことができる。【００３５】上述した第１および第２の両実施の形態で
は、第２のアーム４の回動軸線を上下方向と平行として
第２のアーム４が水平方向へ回動する例を示したが、第
１のアーム３および第２のアーム４は、水平方向に対し
て傾斜させた方向へ回動させることもできる。また、両
実施の形態において、回転および上下動可能な作業軸５
の中心線と、第２のアーム４の回動軸線となるモータ１
３の中心線は共に上下方向をなし、互いに平行としてい
る。しかしながら、作業軸５の中心線とモータ１３の中
心線は必ずしも平行でなくてもよい。なお、モータ１８
の回転軸、ボールねじ軸２２および作業軸５は互いに平
行の方が、ベルトガイド等が不要になり構造が簡単とな
る。【００３６】【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、作
業軸の後端部がタイバーの前記他端部を支えるようにな
り、タイバーがアームに対して傾動するのを阻止するこ
とができるから、作業軸がアームから大きく突出する状
態であっても、作業軸が振れて振動が起きるのをタイバ
ーによって確実に防ぐことができる。すなわち、アーム
の急旋回が可能になるため、ロボットの作業効率の向上
が図れる。【００３７】また、作業軸およびタイバーをアームに装
着した状態でこれらに連結部材の少なくとも一方を取付
けることができるから、タイバーの傾動を阻止する構造
を採っているにもかかわらず、組立性が低下するような
ことはない。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scalar type robot provided with a working shaft reciprocally movable at a rotating end of a rotating arm. 2. Description of the Related Art A conventional scalar robot of this type is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-170184. In the SCARA type robot disclosed in this publication, a first arm extending in a horizontal direction is provided on a base so as to be rotatable in a horizontal direction, and a second arm extending in a horizontal direction is provided at a rotating end of the first arm. Arm is provided rotatably in the horizontal direction, and a working shaft is provided at the rotating end of the second arm. The working axis has a vertical axis,
The arm is supported so that it can move up and down,
It is rotatably supported. The motor for driving the first arm is provided in a base, and the motor for driving the second arm is provided at a base end of the second arm. Also, the second
The arm supports a rotary drive device for rotating and driving the work shaft, and an elevating device for raising and lowering the work shaft. [0003] Two tie bars are provided at the rotating end of the second arm to prevent the working shaft from swinging.
These tie bars are provided so as to extend in the vertical direction on both sides of the second arm. The tie bars are movably supported in the vertical direction by bearings provided on both sides of the second arm, and the lower end is used as a working shaft. They are connected via connecting members. The tie bar moves up and down integrally with the work axis when the work axis moves up and down. By connecting the tie bar to the working shaft in this manner, when the second arm is turned and a lateral bending moment acts on the working shaft,
The work axis can be supported by the tie bar. [0004] However, in the conventional scalar robot configured as described above,
With the work axis activated to extend to the lowest point,
It was not always possible to reliably prevent the work axis from swinging during a sharp turn. This is because there is a clearance, albeit minute, between the tie bar and the bearing that supports the tie bar, and the tie bar tilts with respect to the bearing by the gap that forms this clearance. More specifically, when the tie bar protrudes greatly downward together with the working shaft, and the connecting portion between the tie bar and the working shaft is largely separated from the bearing, the tie bar tilts by an inclination angle corresponding to the gap. Because the lower end of the working shaft is greatly displaced, lateral vibration occurs,
This is because the position of the working axis is not determined until this vibration is attenuated and stopped. That is, there is a problem that the turning speed of the arm is restricted. The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a scalar-type robot that can reliably prevent a work axis from swinging by a tie bar. In order to achieve this object, a scalar type robot according to the present invention comprises a working shaft and a tie bar having one end connected to a tip end of the working shaft via a connecting member. Are respectively supported by a rotating arm by a fitting structure, a rear end of the working shaft and the other end of the tie bar are connected by a connecting member, and at least one of the two connecting members is a working shaft and It is formed to be detachable from the tie bar. According to the present invention, the rear end of the working shaft holds the other end of the tie bar, so that the tie bar can be prevented from tilting with respect to the arm. Also,
Since at least one of the connecting members can be attached to the work shaft and the tie bar attached to the arm, it is possible to prevent the tie bar from tilting despite the adoption of a structure for preventing the tie bar from tilting. Absent. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) An embodiment of a scalar robot according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view of a SCARA robot according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of the same, FIG. 3 is a sectional view of a working shaft portion, and FIG. 4 is a plan view of an upper connecting member. It is drawn. FIG. 5 shows V in FIG.
6 is a bottom view of the lower connecting member, and FIG. 7 is a cross-sectional view of a tie bar penetrating portion of the arm. In these figures, the reference numeral 1 designates a scalar robot according to this embodiment. The robot 1 includes a base 2, a first arm 3 provided on the base 2 so as to be rotatable in the horizontal direction and extending in the horizontal direction, and a horizontal arm on the upper end of the rotation end of the first arm 3. A second arm 4 is provided so as to be rotatable in the horizontal direction and extends in the horizontal direction, and a work shaft 5 that extends through the rotating end of the second arm 4 and extends in the vertical direction. As will be described later, the working shaft 5 is supported by the second arm 4 so as to be movable up and down and rotatably supported. The base 2 has a built-in motor 10 for driving the first arm 3, and the first arm 3 is connected to the base 10 via a speed reducer 11 connected to an output shaft of the motor 10. . The reduction gear 11 has an output side fixed to the base end of the first arm 3, and the rotation of the motor 10 is controlled by the reduction gear 11.
As a result, the first arm 3 rotates with respect to the base 2. At the rotation end of the first arm 3, a speed reducer 12 for driving the second arm 4 is provided. The speed reducer 12 has an output side fixed to the first arm 3 and an input side connected to the motor 13 of the second arm 4. That is, the second arm 4 controls the rotation of the motor 13
By being decelerated by the second arm 3 and transmitted to the first arm 3, it rotates about the motor 13 with respect to the first arm 3. As shown in FIG. 3, the second arm 4 has
Elevating device 1 for moving work shaft 5 in the vertical direction
4 and a rotation drive device 15 for rotating the work shaft 5
And a cover 16 for covering these devices. The cover 16 has a shape along the side edge 4a of the second arm 4 in a plan view shown in FIG.
Is formed in a shape that covers the entire area of the rotating end portion. In the same figure, what is indicated by reference numeral 17 provided adjacent to the cover 16 is the driving motor 13 provided on the second arm 4 and the motor 1 of the elevating device 14 and the rotary driving device 15.
A terminal cover for accommodating a plurality of wirings for supplying power to terminals 8 and 19 (see FIG. 1) and their terminals (not shown). In the terminal cover 17, the other end of the wiring cable 20 having one end connected to the base 2 is connected. The elevating device 14 includes the motor 18,
A ball screw shaft 22 connected to the motor 18 via a belt-type transmission 21; a ball screw nut 23 screwed to the ball screw shaft 22;
3 and an upper connecting member 24 having the other end connected to the working shaft 5. Each rotating member of the elevating device 14 is formed such that the axis is directed in the up-down direction. The belt type transmission 21
Are housed inside the second arm 4. The lower end of the ball screw shaft 22 is rotatably supported by the second arm 4 by a bearing 25, and the upper end of the ball screw shaft 22 is rotatably supported by a bearing 27 on a frame 26 erected on the second arm 4. I support them. The connecting portion between the upper connecting member 24 and the working shaft 5 includes a working shaft 5
The bearing 28 is interposed so that can rotate. The inner ring of the bearing 28 is fitted with the working shaft 5 from below and fastened by a lock nut 29, and the outer ring is fitted into the bearing hole 24 a of the upper connecting member 24 from above to form the stopper plate 30 and the fixing bolt 31. And is fixed to the upper connecting member 24. That is, the upper end of the working shaft 5 is detachably attached to the upper connecting member 24 in a state where the movement in the vertical direction is restricted by the bearing 28. The rotation driving device 15 is provided with the motor 19
A harmonic drive (registered trademark) speed reducer 33 rotatably supported on the outer peripheral portion of the working shaft 5 and connected to the motor 19 via a belt-type transmission device 32, and a flex as an output member of the speed reducer 33 It comprises a ball spline nut 34 fixed to the spline 33a. The belt-type transmission 32 of the rotation drive device 15 is
The outer diameter of the pulley 32a is set to be larger than that of the belt type transmission 21 of the elevating device 14 and the ball screw shaft 22 is passed through the inside of the belt 32b.
Is disposed above the belt-type transmission 21. The belt drive 32 of the rotary drive 15
The pulley 32a on the working shaft 5 side is rotatably supported by the working shaft 5 and is coupled to a wave generator 33b which is an input member of the speed reducer 33. The wave generator 33b is formed in a cylindrical shape, and the outer peripheral portion is rotatably supported by the second arm 4 by a bearing 35. The ball spline nut 34 has a structure similar to a well-known ball spline nut, and is engaged with a vertical groove (not shown) formed on the working shaft 5 so as to extend from a lower end to an upper end. It has a structure in which a large number of incoming balls are built in so as to be able to circulate, and regulate the rotation of the work shaft 5 while allowing the work shaft 5 to move in the vertical direction. That is, the ball spline nut 34 is
The working shaft 5 rotates integrally with the ball spline nut 34 at the same rotation speed by rotating integrally with the flex spline 33a. In addition, the above-described elevating device 14
The ball screw shaft 22 rotates and the ball screw nut 23 moves up or down, whereby the working shaft 5 moves up and down while being supported by the ball spline nut 34. The working shaft 5 has small-diameter portions 5a for bearing fitting at both ends.
Except for the formation of 5b, the outer diameter is formed to be constant, and is fitted to the ball spline nut 34 to be supported by the second arm. As shown in FIGS. 3 and 6, a lower connecting member 41 is attached to the lower end of the working shaft 5, and a tie bar 42 is connected via the lower connecting member 41. The lower end of the working shaft 5 constitutes the tip of the working shaft according to the present invention,
The upper end of the working shaft 5 constitutes the rear end according to the present invention. As shown in FIG. 6, the lower connecting member 41 is formed in a triangular shape when viewed from below, and the work shaft 5 and two tie bars 42 are connected to portions corresponding to the vertices of the triangle. As shown in FIG. 3, a bearing 43 is provided at a connecting portion between the lower connecting member 41 and the working shaft 5 so that the working shaft 5 can rotate.
Is interposed. The outer ring of the bearing 43 is fitted into the bearing hole 41a of the lower connecting member 41 from above, and the inner ring is fitted with the working shaft 5 from above. The tie bar 42 is formed of a pipe having a circular cross section in this embodiment, and is arranged in a horizontal direction perpendicular to the longitudinal direction of the second arm 4 (vertical direction in FIG. 6).
And extends vertically in parallel with the working shaft 5 through the second arm 4. The lower end of the tie bar 42 constitutes one end of the tie bar according to the present invention.
The upper end of 2 constitutes the other end according to the present invention. As shown in FIG. 6, the tie bar 42 is fixed to the lower connecting member 41 by fixing a holder 44 to a rear surface of the lower connecting member 41 (a surface on the base end side of the second arm 4). 45, these lower connecting members 4
1 and the holder 44 to clamp the lower end of the tie bar 42. A semicircular notch 46 is provided in both the lower connecting member 41 and the holder 44 at a portion where the tie bar 42 is sandwiched between the lower connecting member 41 and the holder 44.
Are formed, and the tie bars 42 are formed in these notches 46.
Are fitted. On the other hand, as shown in FIG. 4, the upper end of the tie bar 42 is fixed to each side of the upper connecting member 24 with a fixing bolt 48 for each tie bar. The upper end of the tie bar 42 is held between the tie bars 42. A semicircular notch 49 is formed in both the upper connecting member 24 and the holder 47 at a portion where the tie bar 42 is sandwiched between the upper connecting member 24 and the holder 47, and the tie bar 42 is fitted into these notches 49. Let me. As shown in FIGS. 5 and 7, a ball bush 50 is interposed in the portion where the tie bar 42 passes through the second arm 4. The ball bush 50 has a cylindrical bearing (specifically, a ball having an axial ball arrangement capable of contacting the surface of the tie bar 42 can be circulated from one end of the ball arrangement to the other end. (A linear bush) in which a plurality of annular ball rows are arranged in a plurality of circumferential directions along the inner circumference.
7 is slidably fitted, and the outer peripheral surface is fitted into the bearing hole 51 of the second arm 4 so that the circlip 52 (FIG.
See). As shown in FIGS. 2 and 5, the second arm 4 supporting the ball bush 50 is moved from a rotation end supporting the working shaft 5 to a base side supported by the first arm 3. The side edge 4a is formed to extend linearly, and the ball bush 50 and the tie bar 42 are disposed inside the arm from the side edge 4a when viewed from above (in the axial direction of the rotation axis of the second arm 4). Has been established. In this embodiment,
The width of the second arm 4 is set such that the speed reducer 33 having a relatively large outer diameter can be accommodated in the second arm 4. In the SCARA type robot constructed as described above, the working shaft 5 and the lower end of the tie bar 42 are connected to each other by the lower connecting member 41, and the upper ends are connected to each other by the upper connecting member 24. Since the work shaft 5 and the tie bar 42 are detachably formed, the upper end of the work shaft 5 supports the upper end of the tie bar 42, and the tie bar 42 tilts with respect to the second arm 4. Can be prevented. For this reason, when the second arm 4 turns rapidly and a large bending moment acts on the work shaft 5 and the tie bar 42 in a state where the work shaft 5 projects greatly downward from the second arm 4. In addition, since the tilting of the tie bar 42 is prevented, it is possible to prevent the working shaft 5 from swinging and generating vibration. In addition, the work shaft 5 and the tie bar 42 are
The upper connecting member 24
And the lower connecting member 41 can be attached, so that the assemblability does not deteriorate even though the structure for preventing the tie bar 42 from tilting is employed. Work shaft 5 and second arm 4 of tie bar 42
For example, first, the upper connecting member 24 is attached to the upper end portions of these two members to make the two members into one assembly, and the working shaft 5 is connected to the support portion (rotation driving device) on the second arm 4 side. 15, a shaft hole of the pulley 32a of the belt-type transmission 32,
The tie bar 42 is inserted through the shaft hole of the wave generator 33b of the speed reducer 33 and the shaft hole of the ball spline nut 34, and the tie bar 42 is inserted through the support portion (the ball bush 50) on the second arm 4 side. At this time, the ball screw shaft 2 of the lifting device 14
When the belt 21 is connected to the pulley 14a at the lower end of 2, the assembly is stopped against gravity by the motor 18 with the brake. On the other hand, ball screw nut 2
When 3 is not attached to the upper connecting member 24, the assembly is lowered by gravity, but stops at a position where the upper connecting member 24 comes into contact with another member. Next, the lower connecting member 41 is attached to the lower ends of the working shaft 5 and the tie bar 42.
The lower connecting member 41 is attached by fitting the working shaft 5 to the inner ring of the bearing 43 previously mounted on the lower connecting member 41 and holding the tie bar 42 between the lower connecting member 41 and the holder 44. In particular, in the present embodiment, the working shaft 5 can be formed into a simple shape in which only a vertical groove is formed on the outer circumference, and the ball screw nut 23 is not disposed at the tip of the second arm 4. Can be reduced, and the rotation performance of the second arm 4 can be improved. The upper connecting member 24 for transmitting the vertical movement of the ball screw nut 23 fitted to the ball screw shaft 22 to the working shaft 5 is connected to the tie bar 42 and the working shaft 5 to improve the rigidity of the working shaft 5. That is, it can also contribute to vibration reduction. In the SCARA type robot according to this embodiment, the second arm 4 is formed such that the side edge 4a extends linearly from the rotation end to the base side (the first arm 3 side). The side edge 4 when viewed from the axial direction of the rotation axis of the second arm 4.
Since the tie bar 42 is arranged inside the arm from a,
The tie bar 42 can be moved closer to the center of the second arm 4 in the width direction than in the related art. Therefore, the second arm 4
The angle (maximum rotation angle) until the tie bar 42 comes into contact with the first arm 3 or the base 2 when the rotation end is rotated so as to approach the first arm 3 is relatively determined. Can be large. This SCARA type robot adopts a structure in which the rotation direction of the first and second arms 3 and 4 is horizontal, and the working shaft 5 and the tie bar 42 move vertically.
Since the cover 16 that covers the entire area of the rotating end is attached to the second arm 4, the outside of the device is mounted on the fitting support portion of the second arm 4 that supports the working shaft 5 and the tie bar 42 movably in the vertical direction. No dust adheres. For this reason,
The work shaft 5 and the tie bar 42 can be moved smoothly for a long period of time. Particularly, in this embodiment, the two tie bars 42, 42 are disposed inside the second arm 4 when viewed from above, and the side edge 4a of the second arm 4 is formed in a straight line. , The cover 16 can be formed in a simple shape, and when a seal member is interposed at the connection portion between the cover 16 and the second arm 4, the cost can be reduced by using the seal member having a simple shape. Can be planned. (Second Embodiment) A scalar robot according to the present invention can be configured as shown in FIGS. 8 is a side view of a SCARA type robot showing another embodiment, FIG. 9 is a plan view of the upper connecting member 24, and FIG. 10 is a sectional view showing a state where the working shaft 5 and the tie bar 42 are connected to the upper connecting member 24. FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of a connecting portion between the working shaft 5 and the upper connecting member 24. In these drawings, the same or equivalent members as those described with reference to FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be appropriately omitted. The scalar robot shown in FIGS.
A bearing member 61 that supports the tie bar 42 movably in the vertical direction is disposed on the side of the second arm 4, and the tie bar 42 is disposed on both sides of the second arm 4. The bearing member 61 includes a ball bush (not shown), and is supported by a stay 62 projecting sideways from the second arm 4. The stay 62 is formed in a plate shape, the center portion is fixed to the second arm 4, and the bearing member 61 is supported at both ends. The upper connecting member 24 according to this embodiment
As shown in FIG. 10, the bearing 28 fitted to the upper end of the working shaft 5 is fitted in the bearing hole 63, and the upper end of the tie bar 42 is fitted in the fitting hole 64 to fix the fixing bolt. It is fixed by 65. For this reason, the upper connecting member 24 can be detachably attached to the working shaft 5 and the upper end of the tie bar 42 from above. The portion of the upper connecting member 24 that supports the upper end of the working shaft 5 can be formed as shown in FIG. The upper connecting member 24 shown in FIG.
6 is formed so as to also open upward, and a rubber lid 67 is attached to the opening at the upper end. The bearing 28 interposed between the upper connecting member 24 and the working shaft 5 is fixed by a stopper plate 68 and a fixing bolt 69 by fitting the working shaft 5 to the inner race. Fixing bolt 69
Is located immediately below the opening, and can be detached from above with the lid 67 removed. That is, when the fixing bolt 69 is removed, the working shaft 5 becomes detachable from the upper connecting member 24, so that assembling work and maintenance can be easily performed. In both the first and second embodiments described above, an example has been shown in which the second arm 4 rotates in the horizontal direction with the rotation axis of the second arm 4 being parallel to the vertical direction. The first arm 3 and the second arm 4 can also be rotated in a direction inclined with respect to the horizontal direction. In both embodiments, the working shaft 5 that can rotate and move up and down is used.
Motor 1 which is the center line of
The center lines 3 are vertically oriented and parallel to each other. However, the center line of the working shaft 5 and the center line of the motor 13 are not necessarily parallel. The motor 18
When the rotating shaft, the ball screw shaft 22 and the working shaft 5 are parallel to each other, a belt guide or the like is not required and the structure is simplified. As described above, according to the present invention, the rear end of the working shaft supports the other end of the tie bar, thereby preventing the tie bar from tilting with respect to the arm. Therefore, even if the working shaft protrudes greatly from the arm, the tie bar can reliably prevent the working shaft from swinging and causing vibration. That is, since the arm can turn sharply, the work efficiency of the robot can be improved. In addition, since at least one of the connecting members can be attached to the working shaft and the tie bar mounted on the arm, assemblability is deteriorated despite the adoption of a structure for preventing the tie bar from tilting. There is nothing to do.

【図面の簡単な説明】【図１】本発明に係るスカラ型ロボットの側面図であ
る。【図２】本発明に係るスカラ型ロボットの平面図であ
る。【図３】作業軸部分の断面図である。【図４】上部連結部材の平面図である。【図５】図３におけるV−V線断面図である。【図６】下部連結部材の底面図である。【図７】アームにおけるタイバー貫通部分の断面図で
ある。【図８】他の実施の形態を示すスカラ型ロボットの側
面図である。【図９】上部連結部材の平面図である。【図１０】作業軸とタイバーを上部連結部材に接続し
た状態を示す断面図である。【図１１】作業軸と上部連結部材との接続部分の他の
例を示す断面図である。【符号の説明】１…スカラ型ロボット、２…基台、３…第１のアーム、
４…第２のアーム、５…作業軸、２４…上部連結部材、
４１…下部連結部材、４２…タイバー。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side view of a SCARA robot according to the present invention. FIG. 2 is a plan view of the SCARA type robot according to the present invention. FIG. 3 is a sectional view of a working shaft portion. FIG. 4 is a plan view of an upper connecting member. FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 3; FIG. 6 is a bottom view of the lower connecting member. FIG. 7 is a sectional view of a tie bar penetrating portion of the arm. FIG. 8 is a side view of a scalar robot showing another embodiment. FIG. 9 is a plan view of an upper connecting member. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which a working shaft and a tie bar are connected to an upper connecting member. FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of the connection portion between the working shaft and the upper connection member. [Description of Signs] 1 ... SCARA robot, 2 ... Base, 3 ... First arm,
4 second arm, 5 working shaft, 24 upper connecting member,
41: Lower connecting member, 42: Tie bar.

Claims

Claims: 1. A working shaft is provided at a rotating end of a rotatable arm so as to reciprocate through the rotating end, and a tie bar parallel to the working shaft is movable. A scalar type robot in which one end of the tie bar is connected to a distal end of the working shaft via a connecting member, wherein the working shaft and the tie bar are respectively supported by the arm by a fitting structure. A scalar robot in which a rear end of the tie bar is connected to the other end of the tie bar by a connecting member, and at least one of the two connecting members is formed detachably with respect to the working shaft and the tie bar.