JP2005014098A - 産業用ロボットの手首機構 - Google Patents

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越野  敦
Koji Ono
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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 (2)

  1. 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。
  2. 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。
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