JP2005014098A

JP2005014098A - 産業用ロボットの手首機構

Info

Publication number: JP2005014098A
Application number: JP2003177898A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Etsuno; 越野　　敦; Koji Ono; 耕治大野
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】部品点数が少なく、コンパクトな産業用ロボットの手首機構を提供することを目的とする。
【解決手段】産業用ロボットの手首機構（１）は、ロボットアーム（２）先端に回動自在に取り付けられる。手首機構の回動駆動用に、減速機構を一体に組み込んだ減速機一体型モータ（３）を、ロボットアーム先端に設置する。手首機構（１）の残りの部分（４）は、該モータの減速機構出力軸（９）に直接取り付ける。モータ（３）には、その回転軸線上を通る貫通穴（３０）を設けて、手首機構の残りの部分（５，６）への電気配線（７）を通す。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業用ロボットの先端に回動可能に設ける手首機構に係り、特に、この手首機構の回動軸の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述した種類の手首機構として、図２に示す構造がある（例えば、特許文献１参照）。
この手首機構１１は、産業用ロボットのアーム１２の先端に、矢印ａのように回動自在に支承されている。アーム内には、手首機構の回動軸線からオフセットしてモータ１３が設置されていて、減速機１４、駆動歯車１５、そして従動歯車１６を介して、手首機構１１を駆動する。手首機構上に搭載したモータを制御・駆動するための配線ケーブル１７は、手首機構の回動軸線上の経路を通して設置する。
【０００３】
この構造は、配線ケーブルの取り回しが容易である反面、モータ１３のオフセット配置によって、アーム先端の幅寸法ｂが大きく、形状も複雑になる。さらに、中間伝動歯車などを含む駆動系により部品点数が増えて、ロボット全体のコスト増加につながる。
【特許文献１】特開昭６０−１９７３８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、部品点数が少なく、コンパクトな産業用ロボットの手首機構を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の、ロボットアーム先端に回動自在に取り付ける、産業用ロボットの手首機構は、手首機構の回動駆動用に、減速機構を一体に組み込んだ減速機一体型モータをロボットアーム先端に設置し、手首機構の残りの部分を該モータの減速機構出力軸に直接取り付けるとともに、モータに、その回転軸線上を通る貫通穴を設けて、手首機構の残りの部分への電気配線を通すことを特徴とする。
この構成によると、手首機構の回動駆動系は、他に伝動手段を要さない独立ユニットとなり、部品点数が少なく、コンパクトである。手首機構の残りの部分は、モータ出力軸に直接取り付けるので、回動軸構造が簡単である。また、手首機構の残りの部分への配線ケーブルは、回動軸線上を通すので、取り回しが容易である。
【０００６】
上述のモータは防滴構造であることが好ましい。こうすることによって、別途に防滴手段を設ける必要がなく、手首機構の構造がさらに簡単になる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１と図３を参照して説明する。
図１に示す手首機構１は、駆動用のモータ３を介して、ロボットアーム２に回動自在に取り付けられている。
手首機構１は、全体としてコ字形状を呈するケーシング４を有し、このケーシング上に、工具の回動および揺動用のモータ５，６を搭載している。
【０００８】
モータ３は、後に詳述するように、減速機構を一体に組み込んだ減速機一体型である。モータ３は、ロボットアーム２の先端の軸線上に配置し、そのケース８をアーム２にボルト付けしている。手首機構１は、ケーシング４をモータ３の減速機構出力軸９に直接ボルト付けして、モータ３に連結されている。
このように、モータ３をアーム２と同軸状に取り付けているので、ロボットアームの先端の幅寸法ｂは、図２に示す幅寸法に比べて、小さくなる。また、アーム２の先端部も、例えば円筒形などの単純な形状でよい。
【０００９】
ここで、図３を参照して、本発明に用いる減速機一体型モータ３の構造例を説明する。
図３に示す例は、モータ部２０と、ハーモニックドライブ減速機構２１と、鍔付き円筒状のケース８とを有する。
モータ部２０は、従来のＡＣモータと同様の構成であり、モータ部と同軸状に配した減速機構２１と共に、モータの静止ないし固定側部分となるケース８内に配設している。
【００１０】
減速機構２１は、モータ部２０の出力軸に連結したウェーブジェネレータ２４と、それに隣接して軸受２３で回転可能に支承した出力軸９と、ケース８の内周壁に形成したサーキュラスプライン２５から成る。出力軸９は、ウェーブジェネレータ２４とサーキュラスプライン２５の間に入るフレクスプライン２６を有し、これらの噛み合いを介して、モータ部２０により駆動される。
【００１１】
主軸受２３はクロスローラ軸受であり、ラジアル荷重とスラスト荷重とモーメント荷重を同時に支持することができる。減速機一体型モータは、オイルシ−ル２８，２９や、その他の接合面を密封するＯリングによって内部が密封され、防滴構造である。
なお、主軸受は、クロスローラ軸受のかわりに、アンギュラ玉軸受、テーパコロ軸受など、その他の軸受を用いることができる。
【００１２】
モータ３は、その回動軸線上に、ケース８とモータ部２０の出力軸とウェーブジェネレータ２４とを貫いた貫通穴３０を形成している。この貫通穴３０には、スリーブ２７が設けられている。スリーブ２７は、減速機構の出力軸９に一端を固定していて、出力軸９と共に低速で回転する。
【００１３】
図１を再び参照すると、手首機構１とロボットアーム２には、配線ケーブル７を設置している。配線ケーブル７は、ロボットアーム２内を伸び、モータ３内のスリーブ７を通り、手首機構１上のモータ５，６につながっている。
ロボットの運転時、手首機構１は、モータ３の駆動により、アーム２に対して回動するが、配線ケーブル７はスリーブ２７に覆われていて、回動に伴う擦れなどから保護される。
【００１４】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれら特定の形のみに限定されず、上述した実施形態に種々の変更を加え、或いは別の実施形態とすることができる。
一例として、減速機一体型モータは、上述のハーモニックドライブ減速機のかわりに、例えば、ＲＶ減速機、サイクロ減速機、遊星歯車減速機など、その他の減速手段を用いても良い。また、減速機一体型モータは、モータ部と減速機構とを別個のケースに収めて、これらケース同士を結合する構造でも良い。このモータの貫通穴は、配線ケーブル以外にも、溶接ケーブルなど、作業用のケーブル類を通すように形成することもできる。さらに、図１の手首機構１とモータ３の取付関係を裏返して、モータの出力軸をロボットアームに、モータのケースを手首機構のケーシングに固定するようにしても良い。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は、手首機構の回動駆動に、配線ケーブル用の貫通穴のある減速機一体型モータを用いるので、駆動系をコンパクトに、回転軸の構造を簡単に、配線ケーブルの取り回しを容易にし、これに伴って、ロボットアームの構造・形状も簡単にすることができる。この駆動ユニットは、部品点数が少なく、作動信頼性も高い。このような手首機構を採用することによって、小型で汎用性が高く、作動の確実な産業用ロボットの安価な提供を可能にする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である産業用ロボットの手首機構の部分断面概略図である。
【図２】従来の産業用ロボットの手首機構を説明するための概略図である。
【図３】本発明の手首機構に用いる減速機一体型モータの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１手首機構
２ロボットアーム
３減速機一体型モータ
４ケーシング（手首機構）
７配線ケーブル
９減速機構出力軸
２１減速機構
３０貫通穴

Claims

ロボットアーム先端に回動自在に取り付ける、産業用ロボットの手首機構において、手首機構の回動駆動用に、減速機構を一体に組み込んだ減速機一体型モータをロボットアーム先端に設置し、手首機構の残りの部分を該モータの減速機構出力軸に直接取り付けるとともに、前記モータに、その回転軸線上を通る貫通穴を設けて、手首機構の残りの部分への電気配線を通すことを特徴とする産業用ロボットの手首機構。
請求項１記載の手首機構において、前記モータは防滴構造であることを特徴とする、産業用ロボットの手首機構。