JP2007247730A - Geared reducer and joint part structure for industrial robot equipped therewith - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、入力された回転を減速する歯車式減速機および該歯車式減速機を備えた産業用ロボットの関節部構造に関する。 The present invention relates to a gear type speed reducer that reduces input rotation and a joint part structure of an industrial robot equipped with the gear type speed reducer.
一般に、6個の自由度を有する産業用ロボットとしては、種々のものが知られており、多用されているものの例として、以下の特許文献1に記載のようなものを挙げることができる。
この産業用ロボットは、床面上に設置された基台と旋回ヘッドとの間に設けられ、旋回ヘッドに回転力を付与して該旋回ヘッドを垂直な第1軸回りに回転させる第1関節と、旋回ヘッドの上端部と第1アームの基端部との間に設けられ、第1アームに回転力を付与して該第1アームを水平な第2軸回りに揺動させる第2関節と、第1アームの先端部と第2アームの基端部との間に設けられ、第2アームに回転力を付与して該第2アームを水平な第3軸回りに揺動させる第3関節を備えている。 The industrial robot is provided between a base installed on a floor and a turning head, and applies a rotational force to the turning head to rotate the turning head about a vertical first axis. And a second joint that is provided between an upper end portion of the swivel head and a proximal end portion of the first arm, and applies a rotational force to the first arm to swing the first arm about a horizontal second axis. And a third arm which is provided between a distal end portion of the first arm and a proximal end portion of the second arm, and applies a rotational force to the second arm to swing the second arm about a horizontal third axis. Has a joint.
また、前記産業用ロボットは、第2アームの先端部と円筒状をしたハンドの基端部との間に設けられ、ハンドに回転力を付与して該ハンドを自身の中心軸上に位置する第4軸回りに回転させる第4関節と、ハンドとハンド軸との間に設けられ、ハンド軸に回転力を付与して該ハンド軸を第4軸に直交する第5軸回りに揺動させる第5関節と、ハンド軸と取付け台との間に設けられ、取付け台に回転力を付与して該取付け台を第5軸に直交する第6軸回りに回動させる第6関節とを備えている。 The industrial robot is provided between the distal end portion of the second arm and the proximal end portion of the cylindrical hand, and applies a rotational force to the hand so that the hand is positioned on the central axis of the hand. A fourth joint that rotates about the fourth axis and a hand and a hand axis are provided between the hand and the hand axis, and a rotational force is applied to the hand axis to swing the hand axis about the fifth axis orthogonal to the fourth axis. A fifth joint, and a sixth joint that is provided between the hand shaft and the mounting base and applies a rotational force to the mounting base to rotate the mounting base around a sixth axis orthogonal to the fifth axis. ing.
そして、このような産業用ロボットにおける第1〜第6関節はいずれも、モータの回転を減速して出力する歯車式減速機を備えたほぼ同様の構造をしているが、その詳細構造を、例えば前記特許文献2に記載されている第5関節を参照しながら以下に説明する。
And all the 1st-6th joint in such an industrial robot has the almost same structure provided with the gear type reduction gear which decelerates and outputs the rotation of a motor, but the detailed structure is, For example, it demonstrates below, referring the 5th joint described in the said
ここで、前記第5関節は、ハンド(基端側部材)に取り付けられた固定部と、ハンド軸(先端側部材)に締結された出力部と、入力回転が付与される入力部と、入力部からの回転を減速して出力部に出力する歯車減速部とを有する歯車式減速機を備えているが、このものでは、前記出力部とハンド軸との同心度を高精度とするために、出力部の先端部を固定部からハンド軸に向かって突出させるとともに、ハンド軸のフランジに固定部に向かって突出する円筒状の突出部を形成し、該先端部の外周面と円筒状突出部の内周面とを面接触させた状態で出力部とハンド軸とを嵌合させる、いわゆる印籠結合を行っている。そして、このような印籠結合は、通常前述したいずれの関節においても行われている。 Here, the fifth joint includes a fixed portion attached to the hand (base end side member), an output portion fastened to the hand shaft (tip end side member), an input portion to which input rotation is applied, and an input In order to make the concentricity between the output part and the hand shaft highly accurate, the gear type speed reducer has a gear reduction part that decelerates rotation from the part and outputs it to the output part. The front end of the output portion protrudes from the fixed portion toward the hand shaft, and a cylindrical protrusion that protrudes toward the fixed portion is formed on the flange of the hand shaft, and the outer peripheral surface of the front end portion and the cylindrical protrusion A so-called stamping connection is performed in which the output portion and the hand shaft are fitted in a state where the inner peripheral surface of the portion is in surface contact. Such stamping connection is usually performed in any of the joints described above.
しかしながら、このような従来の産業用ロボットの関節部構造にあっては、前述のように出力部と先端側部材との同心度を高精度とするために印籠結合を用いるようにしているため、出力部の先端部と先端側部材に形成された円筒状突出部とが半径方向に重なり合う印籠部の軸方向長さ分だけ、関節部構造の軸方向長さが長くなり、大重量になってしまうという課題があった。特に、このような課題は、小型でありながらハンド軸、取付け台、ツール等の合計重量に耐える必要がある第4軸(第4関節)において顕著であった。 However, in such a joint structure of a conventional industrial robot, since the concentricity between the output unit and the tip side member is made highly accurate as described above, The axial length of the joint structure is increased and the weight is increased by the axial length of the stamping portion where the distal end portion of the output portion and the cylindrical protruding portion formed on the distal end side member overlap in the radial direction. There was a problem of ending up. In particular, such a problem is conspicuous in the fourth shaft (fourth joint) that is small but needs to withstand the total weight of the hand shaft, the mounting base, the tool, and the like.
この発明は、軸方向長さを短縮し、軽量化を図ることができる歯車式減速機および該歯車式減速機を備えた産業用ロボットの関節部構造を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gear type reduction gear capable of reducing the axial length and reducing the weight, and a joint part structure of an industrial robot provided with the gear type reduction gear.
このような目的は、第1に、固定部と、入力回転が付与される入力部と、入力部からの回転を減速する歯車減速部と、歯車減速部により減速された回転を、締結された被回転部材に出力する出力部とを備え、前記出力部の先端面全体を平坦面から構成するとともに、前記被回転部材に一部が挿入可能な位置決めピンの残部が挿入される複数のピン穴を前記出力部の先端面に形成した歯車式減速機により、達成することができる。 The purpose of this is to first fasten the fixed portion, the input portion to which the input rotation is applied, the gear reduction portion that reduces the rotation from the input portion, and the rotation reduced by the gear reduction portion. A plurality of pin holes into which the rest of positioning pins that can be partially inserted into the rotated member are inserted. Can be achieved by a gear-type speed reducer formed on the front end surface of the output portion.
第2に、固定部、入力回転が付与される入力部、入力部からの回転を減速する歯車減速部、および、歯車減速部により減速された回転を出力する出力部を有する歯車式減速機と、前記固定部に取り付けられた産業用ロボットの基端側部材と、前記出力部に締結された先端側部材とを備えた産業用ロボットの関節部構造であって、前記出力部の先端面全体を平坦面から構成するとともに、出力部と前記先端側部材とを、該出力部の先端面と先端側部材に形成された平坦面とのみで面接触させ、かつ、先端側部材の平坦面および出力部の先端面に複数の第1および第2ピン穴をそれぞれ形成するとともに、位置決めピンの一部を前記先端側部材の第1ピン穴に、残部を出力部の第2ピン穴にそれぞれ挿入するようにした歯車式減速機を備えた産業用ロボットの関節部構造により、達成することができる。 Second, a gear-type speed reducer having a fixed portion, an input portion to which input rotation is applied, a gear reduction portion that reduces the rotation from the input portion, and an output portion that outputs the rotation reduced by the gear reduction portion; An industrial robot joint structure comprising a proximal end member of an industrial robot attached to the fixed portion and a distal end side member fastened to the output portion, wherein the entire distal end surface of the output portion And the output portion and the distal end side member are brought into surface contact only with the distal end surface of the output portion and the flat surface formed on the distal end side member, and the flat surface of the distal end side member and A plurality of first and second pin holes are respectively formed on the front end surface of the output part, and a part of the positioning pin is inserted into the first pin hole of the front end side member and the remaining part is inserted into the second pin hole of the output part. Industry with geared reducers The joint structure of the robot can be achieved.
請求項1に記載のように、歯車式減速機の出力部における先端面全体を平坦面から構成するとともに、該出力部に締結される被回転部材に一部が挿入可能な位置決めピンの残部が挿入される複数のピン穴を前記出力部の先端面に形成したので、出力部に被回転部材を締結する際、出力部と被回転部材との同心度を、これらの印籠結合によることなく、位置決めピンの一部を被回転部材に、残部をピン穴にそれぞれ挿入することで高精度に維持することができる。 According to a first aspect of the present invention, the entire front end surface of the output portion of the gear reducer is configured as a flat surface, and the remaining portion of the positioning pin that can be partially inserted into the rotated member fastened to the output portion is provided. Since the plurality of pin holes to be inserted are formed on the distal end surface of the output part, when the rotated member is fastened to the output part, the concentricity between the output part and the rotated member is not due to these stamped joints, By inserting a part of the positioning pin into the rotated member and the remaining part into the pin hole, high accuracy can be maintained.
このとき、従来必要であった被回転部材の円筒状突出部を省略することが可能となるので、出力部の先端部に該円筒状突出部と重なり合う部位を設ける必要がなくなり、この結果、出力部の先端部の前記固定部からの突出量を、印籠結合のために余分に突出していた分(印籠部の長さ分)だけ短縮することができ、これにより、歯車式減速機の軸方向長さを短縮することができるとともに、軽量化を図ることができる。 At this time, since it is possible to omit the cylindrical protrusion of the rotated member, which has been necessary in the past, it is not necessary to provide a portion overlapping the cylindrical protrusion at the tip of the output portion. The amount of protrusion of the tip of the part from the fixed part can be shortened by the amount of extra protrusion (the length of the stamping part) due to the joining of the stamping stick. The length can be shortened and the weight can be reduced.
また、請求項2に記載のように、位置決めピンの一部が挿入される複数の第1ピン穴を先端側部材に形成された平坦面に、位置決めピンの残部が挿入される複数の第2ピン穴を出力部の先端面にそれぞれ形成すれば、先端側部材と出力部とを締結したときの先端側部材と出力部との同心度を前記第1、第2ピン穴に挿入された位置決めピンにより高精度に維持することができる。 According to a second aspect of the present invention, a plurality of second pins into which the remaining portions of the positioning pins are inserted into a flat surface formed in the tip side member with a plurality of first pin holes into which a part of the positioning pins are inserted. If the pin hole is formed in the tip surface of the output part, the concentricity between the tip side member and the output part when the tip side member and the output part are fastened is positioned inserted into the first and second pin holes. High precision can be maintained by the pins.
このとき、出力部の平坦な先端面に先端側部材の平坦面のみが面接触していると、前述の請求項1と同様に印籠部の長さ分だけ関節の軸方向長さを容易に短くすることができるとともに、該関節を軽量化することができ、産業用ロボットに好適である。しかも、前述のように複数の位置決めピンを先端側部材、出力部に挿入するようにしたので、これら先端側部材と出力部との回転方向位置決めも高精度で行うことができる。 At this time, if only the flat surface of the distal end side member is in surface contact with the flat distal end surface of the output portion, the axial length of the joint can be easily increased by the length of the stamping portion as in the first aspect. While being able to shorten, this joint can be reduced in weight and it is suitable for an industrial robot. In addition, since the plurality of positioning pins are inserted into the distal end side member and the output portion as described above, the rotational direction positioning between the distal end side member and the output portion can be performed with high accuracy.
通常、先端から3個の関節は、手首3軸(手首関節)と呼ばれ、これらは産業用ロボットのアームに取り付けられるが、これらの少なくとも1つに請求項3に記載のように軽量な関節部構造を用いれば、手首関節の性能低下を効果的に抑制することができる。 Usually, the three joints from the tip are called wrist three axes (wrist joints), which are attached to the arm of an industrial robot, but at least one of them is a lightweight joint as claimed in claim 3 If a partial structure is used, the performance fall of a wrist joint can be suppressed effectively.
ここで、先端から3個目の関節より先端側には、ツールや2個の関節等が設けられるため、先端から3個目の関節と前記2個の関節とを接近させ、該3個目の関節に生じるモーメント負荷を低減させる必要があるが、請求項4に記載のように構成すれば、先端から3個目の関節に生じるモーメント負荷を低減させることができる。このとき、先端側部材および出力部を中空とすれば、該3個目の関節より先端側の関節に回転力を伝達するための駆動軸等を問題なく通すことができるとともに、軽量化を図ることができる。 Here, since a tool, two joints, and the like are provided on the tip side from the third joint from the tip, the third joint from the tip and the two joints are brought close to each other. Although it is necessary to reduce the moment load generated at the joint, the moment load generated at the third joint from the tip can be reduced if configured as described in claim 4. At this time, if the distal end side member and the output portion are made hollow, the drive shaft for transmitting the rotational force from the third joint to the distal end side joint can be passed without any problem, and the weight can be reduced. be able to.
また、請求項5に記載のように構成すれば、固定部と出力部との間(オイルシール)に塵、埃等が侵入する事態を効果的に防止することができ、これにより、オイルシールの寿命を延ばすことができる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to effectively prevent dust, dust, and the like from entering between the fixed portion and the output portion (oil seal). Can extend the lifespan.
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1、2において、11は少なくとも3個の関節、ここでは、6個の関節を備えた6自由度の産業用ロボットであり、この産業用ロボット11は、前述と同様に図示していない第3関節から回転力が付与されることで基端部を中心(水平な第3軸回り)に揺動することができる基端側部材としての第2アーム12を有する。ここで、この第2アーム12は円柱状を呈し、内部に軸方向に貫通した中空孔13が形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 and 2, 11 is an industrial robot with 6 degrees of freedom having at least three joints, here, six joints. The
20は前記第2アーム12と後述のハンドとの間に設けられた第4関節であり、この第4関節20は産業用ロボット11の先端側(取付け台側)から数えて3個目の関節で、歯車式減速機としての偏心揺動型減速機21を有する。この減速機21は略円筒状をした固定部としてのケース22を有し、このケース22の軸方向中央部内周には周方向に等距離離れた多数の内歯としてのピン歯23が設けられている。
25はケース22と前記第2アーム12の先端部との双方にねじ込まれた複数のボルトであり、これらのボルト25によって第2アーム12はケース22に取り付けられている。前記ケース22内にはリング状を呈するピニオン26が複数(ここでは2個)軸方向に並べられて収納され、これらピニオン26の外周には多数の外歯27がそれぞれ形成されている。
ここで、前記ピニオン26の外歯27の歯数は前記ピン歯23の歯数より若干、ここでは1個だけ少なく、また、これらピニオン26とケース22とは内接した状態で外歯27とピン歯23とが噛み合っているが、2つのピニオン26の最大噛み合い部(噛み合いの最も深い部位)は 180度だけ位相がずれている。そして、これらピニオン26の中心軸上には貫通した中心孔31が、また、その内、外周間の中間部には軸方向に貫通した複数(3個)の貫通孔32が周方向に等距離離れて形成されている。
Here, the number of teeth of the
33は前記ケース22内に挿入された出力部としてのキャリアであり、このキャリア33はピニオン26の軸方向両外側に配置された略リング状を呈する一対の端板部34、35と、一側端が端板部34に一体形成され、他側端が端板部35にボルト36により締結された複数(貫通孔32と同数)の柱部37とから構成され、これら柱部37は前記貫通孔32内にそれぞれ遊嵌されている。
33 is a carrier as an output part inserted into the case 22, and this
このキャリア33、詳しくは端板部34の先端面38(軸方向一側端面)全体は軸方向に直交する平坦面から構成されており、この平坦な先端面38の内、外周間の略中間部には後述するハンド側に開口した軸方向に延びる複数(ここでは2個)の第2ピン穴39が周方向に離れて(ここでは周方向に 120度離れて)形成されている。また、前記キャリア33の中心軸上には前記中心孔31とほぼ同径の中心孔41が形成されている。
The
42は前記キャリア33、詳しくは端板部34、35の外周とケース22の軸方向両端部内周との間に介装された一対の軸受であり、これらの軸受42によりキャリア33はケース22に対し相対回転可能に支持される。43は各ピニオン26に成形された軸方向に延びる貫通した複数(3個)のクランク孔であり、これらのクランク孔43は周方向に等距離離れるとともに、前記貫通孔32と交互に配置されている。
42 is a pair of bearings interposed between the outer periphery of the
47は複数本(クランク孔43と同数)の入力部としてのクランク軸であり、これらのクランク軸47は周方向に等距離離れて配置されている。これらクランク軸47とキャリア33、詳しくは端板部34、35との間には軸方向に離れた一対の軸受48がそれぞれ介装され、これにより、前記クランク軸47の軸方向両端部はこれら一対の軸受48を介してキャリア33に回転可能に支持される。
また、前記クランク軸47は軸方向中央部にクランク軸47の中心軸から等距離だけ偏心したピニオン26と同数(2個)の偏心部49を有し、これら偏心部49は軸方向に隣接して配置されるとともに、互いに 180度だけ位相がずれている。そして、前記クランク軸47の偏心部49はピニオン26のクランク孔43内にそれぞれころ軸受50を介して挿入されており、この結果、前記ピニオン26とクランク軸47とは相対回転が許容されている。
Further, the
51は軸方向一側の軸受42より軸方向一側に配置されたオイルシールであり、このオイルシール51は、ケース22の軸方向一側端部内周とキャリア33、詳しくは端板部34の軸方向一側端部外周との間に設けられることで、ケース22とキャリア33との間をシールし、これらの間を通って減速機21内の潤滑剤等が外部に漏出したり、塵や埃等が内部に侵入する事態を防止する。
51 is an oil seal disposed on one axial side of the bearing 42 on the one axial side, and this
55は第2アーム12の中空孔13内に収納され、内部に中空孔56が形成された円筒状の伝達軸であり、この伝達軸55の中心軸は減速機21および第2アーム12の中心軸と同軸である。そして、この伝達軸55は図示していない駆動源(駆動モータ)から駆動力を受けることで、自身の回転軸回りに回転することができる。前記伝達軸55の先端(軸方向一側端)には第1外歯車57が設けられており、この第1外歯車57は前記駆動源から駆動力が伝達されると、軸線回りに回転する。
55 is a cylindrical transmission shaft housed in the
58は少なくともいずれか1本、ここでは全てのクランク軸47の軸方向片側端(軸方向他側端)にそれぞれ取り付けられた第2外歯車であり、これら全ての第2外歯車58は前記第1外歯車57の周囲に等角度離れて配置されるとともに、該第1外歯車57に噛み合っている。これにより、前記駆動源を作動して伝達軸55を回転させると、全てのクランク軸47は伝達軸55から入力回転が付与されて、自身の中心軸回りに回転する。
58 is a second external gear attached to at least one of them, here the one axial end (the other axial end) of all the
そして、これらクランク軸47の偏心部49からの偏心回転がピニオン26に伝達されると、該ピニオン26は偏心揺動回転するが、このとき、ピニオン26の外歯27の歯数がケース22のピン歯23の数より1個だけ少ないので、該ピニオン26はその偏心揺動回転によりクランク軸47からの回転を大幅に減速し、キャリア33に伝達する。
When the eccentric rotation from the
前述したピン歯23、ピニオン26は全体として、クランク軸(入力部)47からの回転を減速する歯車減速部59を構成し、この歯車減速部59により減速された回転は、キャリア33から該キャリア33に締結された後述のハンドに出力される。また、前述した固定部としてのケース22、出力部としてのキャリア33、入力部としてのクランク軸47および歯車減速部59は全体として、クランク軸47に入力された回転を減速してキャリア33から出力する前記偏心揺動型減速機21を構成する。
The aforementioned pin teeth 23 and
また、前述した第1、第2外歯車57、58は全体として、偏心揺動型減速機21のクランク軸47に伝達軸55からの回転を伝達する歯車列60を構成するが、このような歯車列60をキャリア33の軸方向他側面から入力側(駆動源側)に突出させて配置したので、出力側(後述のハンド62側)においてキャリア33内に遊嵌させた状態で配置した場合に比較し、軽量化を図ることができる。なお、この歯車列60を前段減速機とし、ここで回転を減速するようにしてもよい。
The first and second
62は中心軸上に中心孔63が形成された被回転部材(産業用ロボット11の先端側部材)としての略円筒状のハンドであり、このハンド62の基端部(軸方向他側端部)に形成されたリング状のフランジ64は前記キャリア33、詳しくは端板部34に複数のボルト66によって締結されている。前記ハンド62は減速機21の軸方向に延びるとともに、その中心軸は減速機21、第2アーム12の中心軸と同軸であり、このハンド62は前記減速機21(キャリア33)から回転力が付与されることで、自身の中心軸上に位置する第4軸回りに回転することができる。
62 is a substantially cylindrical hand as a rotated member (a tip side member of the industrial robot 11) having a center hole 63 formed on the center axis, and the base end portion (the other end portion in the axial direction) of the hand 62 The ring-shaped
70はハンド62の軸方向他側端面(キャリア33側端面)全体に形成され軸方向に直交する平坦面であり、この平坦面70はキャリア33の先端面38に面接触している。このようにハンド62とキャリア33とは、先端面38と平坦面70とのみが面接触しており、従来のようにハンドがキャリアの外周面に接触することはない。また、この平坦面70の内、外周間の略中間部には第2アーム12側が開口した軸方向に延びる複数(ここでは前記第2ピン穴39と同数の2個)の第1ピン穴71が周方向に離れて(ここでは周方向に 120度離れて)形成され、これらの第1ピン穴71には後述する位置決めピンの一部が挿入可能である。そして、前述のようにキャリア33とハンド62とが締結されたとき、前記第1、第2ピン穴71、39は同軸に配置される。
Reference numeral 70 denotes a flat surface formed on the entire other end surface in the axial direction of the hand 62 (end surface on the
74は前記第1ピン穴71に一部(軸方向一側部)が挿入された複数本(2本)の位置決めピンであり、これらの位置決めピン74の残部(軸方向他側部)は前記第2ピン穴39に挿入されている。このようにキャリア33の先端面38に第2ピン穴39を形成すれば、キャリア33(端板部34)にハンド62を締結する際、キャリア33とハンド62との同心度を、従来のようなこれらの印籠結合によることなく、位置決めピン74の一部をハンド62の第1ピン穴71に、残部をキャリア33の第2ピン穴39にそれぞれ挿入することで、高精度に維持することができる。
このとき、前述のようにキャリア33と前記ハンド62とを、該キャリア33の平坦な先端面38とハンド62に形成された平坦面70とのみで面接触させると、従来必要であった印籠結合用の円筒状突出部を省略することができるので、キャリア33の先端部(軸方向一端部)に該円筒状突出部と重なり合う部位を設ける必要がなくなり、この結果、キャリア33の先端部の前記ケース22からの突出量を、印籠結合のために余分に突出していた分(印籠部の長さ分)だけ短縮することができ、これにより、第4関節20(偏心揺動型減速機21)の軸方向長さを短縮することができるとともに、軽量化を図ることができ、産業用ロボット11に好適である。
At this time, as described above, when the
しかも、前述のように複数の位置決めピン74をハンド62、キャリア33に挿入するようにしたので、これらハンド62とキャリア33との回転方向位置決めも位置決めピン74により高精度で行うことができる。ここで、前述の位置決めピン74としては、平行ピン(JIS B1354)やスプリングピン(JIS B2808)を用いることができる。なお、この実施例ではハンド62とキャリア33とを前述のように位置決めピン74により同心度を維持しながら締結するようにしたが、第2アーム12とケース22とを印籠結合ではなく、同様に位置決めピンを用いながら締結するようにしてもよい。
In addition, since the plurality of positioning pins 74 are inserted into the hand 62 and the
また、前記ハンド62と図示していないハンド軸との間には、ハンド軸に回転力を付与して該ハンド軸を第4軸に直交する第5軸回りに揺動させる第5関節が設けられており、さらに、該ハンド軸と溶接手段等のツールが取り付けられる取付け台との間には、該取付け台に回転力を付与して該取付け台を第5軸に直交する第6軸回りに回動させる第6関節が設けられている。 A fifth joint is provided between the hand 62 and a hand shaft (not shown) to apply a rotational force to the hand shaft and swing the hand shaft about a fifth axis orthogonal to the fourth axis. Furthermore, a rotational force is applied to the mounting base between the hand shaft and a mounting base on which a tool such as a welding means is attached, and the mounting base is rotated around the sixth axis orthogonal to the fifth axis. A sixth joint is provided for pivoting.
このように先端から3個目の関節、即ち第4関節20より先端側には2個の第5、第6関節が設けられているため、該第4関節20は小型であるにも拘わらずハンド軸、取付け台、第5、第6関節、ツール等の合計重量に耐える必要がある。このため、この実施例では、先端から3個目の関節(第4関節20)と前記2個の関節とを接近させて、該第4関節20に生じるモーメント負荷を低減させるために、該第4関節20を前述のような構造とし、これにより、第4関節20の軸方向長さを短くして、モーメント負荷を低減させるようにしている。
As described above, since the third joint from the tip, that is, the fifth and sixth joints are provided on the tip side from the fourth joint 20, the fourth joint 20 is small in size. It is necessary to withstand the total weight of the hand shaft, mounting base, fifth and sixth joints, tools, and the like. Therefore, in this embodiment, in order to reduce the moment load generated in the fourth joint 20 by bringing the third joint (fourth joint 20) from the tip close to the two joints, The four
また、前記ハンド62に中心孔63を、キャリア33に中心孔41を設けることで、これらハンド62、キャリア33を中空とすれば、第4関節20より先端側の第5、第6関節に回転力をそれぞれ伝達するための中空駆動軸77、駆動軸78、必要に応じて制御用のケーブル、配管等を、これら中心孔63、41を通じて問題なく通すことができるとともに、軽量化を図ることもできる。
If the hand 62 and the
なお、この実施例においては、第4関節20を前述のような構造としたが、先端から3個の関節、通常、手首3軸(手首関節)と呼ばれている第4、第5、第6関節のうちの少なくともいずれか一つに前述のような関節部構造を用いることが好ましく、このような軽量な関節部構造を用いれば、手首関節の性能低下を効果的に抑制することができる。 In this embodiment, the fourth joint 20 has the above-described structure. However, the four joints from the tip, usually called the wrist three axes (wrist joints) are the fourth, fifth, and fifth joints. It is preferable to use the joint structure as described above for at least one of the six joints. If such a lightweight joint structure is used, it is possible to effectively suppress the performance degradation of the wrist joint. .
また、この実施例では前述のような位置にオイルシール51を設けるとともに、固定部または出力部のうち、半径方向外側に配置されたもの、ここでは固定部としてのケース22の軸方向一端に、前記ハンド62の平坦面70を、お互いが摺接しない程度で極く近接して配置している。この結果、ケース22とキャリア33との間(オイルシール51)に塵、埃等が侵入する事態を効果的に防止することができ、これにより、オイルシール51の寿命を延ばすことができる。
Further, in this embodiment, the
ここで、キャリア33とハンド62との同心度を高精度とするために、中心孔63の孔径D1を中心孔41の孔径D2より小径とすることで、ハンド62の半径方向内端部にキャリア33に向かって延びる環状の突出部を形成し、該突出部の外周面と前記中心孔41の内周面とを面接触させてキャリア33とハンド62とを印籠結合させることも考えられる。
Here, in order to make the concentricity between the
しかしながら、このようにすると、ハンド62が大重量となるとともに、ハンド62の内部に前述のような駆動軸等を通過させる場合の制約が増すという事態が生じてしまう。このため、この実施例においては、前記ハンド62に設けられた中心孔63の孔径D1を前記中心孔41の孔径D2より大とし、これにより、ハンド62を軽量化するとともに、ハンド62の内部を駆動軸等が容易に通過することができる。
However, if this is done, the hand 62 becomes heavy, and a situation arises in which restrictions are imposed when the above-described drive shaft or the like is passed through the hand 62. For this reason, in this embodiment, the hole diameter D1 of the center hole 63 provided in the hand 62 is made larger than the hole diameter D2 of the
次に、前記実施例の作用について説明する。
前述のような産業用ロボット11を用いて、例えば溶接作業を行う場合には、第1〜第6関節を作動して取付け台に取付けられている溶接手段をワークの溶接箇所まで移動させる。このときの第1〜第6関節の作動を代表して第4関節20で説明する。
Next, the operation of the embodiment will be described.
For example, when performing a welding operation using the
この第4関節20において駆動源からの駆動力により伝達軸55が回転すると、この伝達軸55の回転は第1、第2外歯車57、58を介して全てのクランク軸47に伝達され、これらクランク軸47を自身の中心軸回りに同一方向に同一速度で回転させる。このとき、クランク軸47の偏心部49がピニオン26のクランク孔43内において偏心回転してピニオン26を偏心揺動回転させるが、前記ピニオン26の外歯27の歯数がケース22のピン歯23の数より1個だけ少ないので、キャリア33はピニオン26の偏心揺動回転により減速され低速回転する。その後、前記キャリア33の回転はハンド62に伝達され、該ハンド62を回転させる。
When the
このとき、ハンド62の軸方向他側端面全体を平坦面70とするとともに、該平坦面70に複数の第1ピン穴71を形成し、一方、キャリア33の先端面38全体を平坦面から構成するとともに、該先端面38に複数の第2ピン穴39を形成し、これら第1、第2ピン穴71、39に複数の位置決めピン74の一部および残部をそれぞれ挿入するようにしたので、キャリア33にハンド62を締結する際、キャリア33とハンド62との同心度を、従来のようなこれらの印籠結合によることなく、高精度に維持することができる。
At this time, the entire other end surface in the axial direction of the hand 62 is formed as a flat surface 70, and a plurality of first pin holes 71 are formed in the flat surface 70, while the entire
しかも、従来必要であったハンドの円筒状突出部を省略することができるので、第4関節20(偏心揺動型減速機21)の軸方向長さを短縮することができるとともに、軽量化を図ることができる。さらに、前述の位置決めピン74により、ハンド62とキャリア33との回転方向位置決めも高精度で行うことができる。
Moreover, since the cylindrical protrusion of the hand, which has been necessary in the past, can be omitted, the axial length of the fourth joint 20 (eccentric rocking reduction gear 21) can be shortened and the weight can be reduced. Can be planned. In addition, the positioning pins 74 described above can position the hand 62 and the
なお、前述の実施例においては、固定部としてのケース22を第2アーム12に固定する一方、出力部としてのキャリア33から減速された回転をハンド62に出力するようにしたが、この発明においては、キャリアを固定部として第2アームに固定する一方、ケースを出力部としてハンドに減速された回転を出力するようにしてもよい。また、前述の実施例においては、歯車式減速機として偏心揺動型減速機21を用いたが、遊星歯車減速機等の高比で減速することができる減速機を用いてもよい。
In the above-described embodiment, the case 22 as the fixing portion is fixed to the second arm 12, while the rotation reduced from the
また、前述の実施例においては、全て(3本)のクランク軸47に第2外歯車58を取り付けるとともに、1個の第1外歯車57にこれら全ての第2外歯車58を噛み合わせるようにしたが、この発明においては、いずれか1本のクランク軸のみに第2外歯車を取り付けるとともに、第1外歯車に第2外歯車を1対1で噛み合わせるようにしてもよい。さらに、前述の実施例においては、偏心揺動型減速機21におけるピン歯23の歯数と外歯27との歯数差が1であったが、この発明においては2以上であってもよい。また、この発明は、回転中心にクランク軸を配置したセンタークランク方式にも適用することができる。
In the above-described embodiment, the second external gear 58 is attached to all (three)
さらに、前述の実施例においては、ハンド62の軸方向他側端面全体を平坦面70としたが、この発明においては、キャリアの先端面に対向する部位が平坦面であればよく、該部位より半径方向外側がキャリア側に突出していてもよい。しかしながら、このような突出部、特に内周は印籠結合となってしまうので、固定部(キャリア)に面接触してはならない。 Further, in the above-described embodiment, the entire other end surface in the axial direction of the hand 62 is the flat surface 70. However, in the present invention, the portion facing the front end surface of the carrier may be a flat surface, The radially outer side may protrude toward the carrier side. However, since such a protrusion, particularly the inner periphery, becomes an imprint joint, it should not come into surface contact with the fixed part (carrier).
この発明は、入力された回転を減速する歯車式減速機および該歯車式減速機を備えた産業用ロボットの関節部構造に適用できる。 The present invention can be applied to a gear-type speed reducer that decelerates input rotation and a joint part structure of an industrial robot including the gear-type speed reducer.
11…産業用ロボット 12…基端側部材
21…歯車式減速機 22…固定部
33…出力部 38…先端面
39…第2ピン穴 47…入力部
51…オイルシール 59…歯車減速部
62…被回転(先端側)部材 70…平坦面
71…第1ピン穴 74…位置決めピン
11 ... industrial robot 12 ... base end side member
21 ... Gear reducer 22 ... Fixed part
33 ...
39…
51…
62 ... Rotated (tip side) member 70 ... Flat surface
71 ...
Claims (5)
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