JP2016041453A - ロボット - Google Patents
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Description
この特許文献1に記載された「産業用ロボット」は概略次のような構成になっている。まず、水平多関節ロボットがあり、この水平多関節ロボットの先端には、上下軸用ボールネジ機構が設置されている。すなわち、ボールねじナットがあり、このボールねじナットにはボールねじ軸が螺合・配置されている。上記ボールナットを駆動モータにより回転駆動することにより、上記ボールねじ軸を上下方向に移動させる。
まず、特許文献1に記載された「産業用ロボット」においては、ボールねじ軸の上下端に連結部材が設置されているが、コストを低減させるために、これら連結部材の一方を省略する場合が考えられる。しかし、上記連結部材の一方を省略してしまうと、スプライン軸の安定性が損なわれ、振れが発生してしまうことになる。このような上記スプライン軸の振れが発生すると、所定の位置に位置決めする際に時間が掛かり、次の動作をすぐに行うことができず、作業効率が低下してしまうという問題があった。
又、チャック等のワーク把持機構によりワークを把持している場合には、そのワークが落下してしまうという問題もあった。
又、請求項2によるロボットは、請求項1記載のロボットにおいて、上記ガイド軸は上記ボールねじ軸の上端又は下端に設けられた連結部材を介して連結されていることを特徴とするものである。
又、請求項3によるロボットは、請求項1又は請求項2記載のロボットにおいて、上記滑り軸受は上記スライドブッシュの下方に配置されていることを特徴とするものである。
又、請求項4によるロボットは、請求項1〜請求項3の何れかに記載のロボットにおいて、上記滑り軸受は上記ガイド軸を面で支持することを特徴とするものである。
又、請求項5によるロボットは、請求項1〜請求項4の何れかに記載のロボットにおいて、水平多関節型のスカラーロボットであることを特徴とするものである。
又、請求項6によるロボットは、請求項1〜請求項4の何れかに記載のロボットにおいて、直交型ロボットであることを特徴とするものである。
又、請求項2によるロボットによると、請求項1記載のロボットにおいて、上記ガイド軸は上記ボールねじ軸の上端又は下端に設けられた連結部材を介して連結されているので、連結部材が片側のみになっている分構成の簡略化、コストの低減を図ることができる。又、そのような構成であっても、上記したように、上記ガイド軸を安定させて上下方向に動作させることができる。
又、請求項3によるロボットによると、請求項1又は請求項2記載のロボットにおいて、上記滑り軸受は上記スライドブッシュの下方に配置されているため、更に安定した動作を行うことができる。
又、請求項4によるロボットによると、請求項1〜請求項3の何れかに記載のロボットにおいて、上記滑り軸受は上記ガイド軸を面で支持するため、更に安定した動作を行うことができる。
又、請求項5によるロボットによると、請求項1〜請求項4の何れかに記載のロボットにおいて、水平多関節型のスカラーロボットであるため、水平多関節型のスカラーロボットにおいて、上記したような効果を得ることができる。
又、請求項6によるロボットによると、請求項1〜請求項4の何れかに記載のロボットにおいて、直交型ロボットであるため、直交型ロボットにおいて、上記したような効果を得ることができる。
この一実施の形態によるロボット1は、図1及び図2に示すように、水平多関節型のスカラーロボットであり、基部3に対してX・Y2次元平面内で回転可能に設置された第1アーム5とこの第1アーム5に対して、X・Y2次元平面内で回転可能に設置された第2アーム7と、この第2アーム7に対してZ方向(図1中上下方向)に移動可能なガイド軸9、等から構成されている。
このガイド軸9の先端側(図2中下側)には取付部11が設けられており、この取付部11には図示しない治具、例えば、チャック等のワーク把持機構が取り付けられる。以下、各部の構成を詳細に説明する。
上記第1減速機41には、第1減速機ケース43があり、この第1減速機ケース43の内部には、上記第1モータ側出力軸25が連結された太陽歯車45が回転可能に設置されている。この太陽歯車45には、複数の遊星歯車47が噛合されている。これら複数の遊星歯車47は、上記第1減速機ケース43の内周面に固着された環状の内歯車49にも噛合されている。
また、上記第1減速機41には、第1減速機側出力軸51が回転可能に設置されており、この第1減速機側出力軸51の図2中下端側には、遊星キャリア部53が形成されている。この遊星キャリア部53には、図2中下側に向けて上記遊星歯車47が回転可能に設置される遊星歯車用回転軸55が突出・形成されている。
上記第1減速機側出力軸51の図2中上側端は、第1アーム5に固着されており、上記第1モータ17によって、上記第1減速機側出力軸51を介して、第1アーム5が回転・駆動される。
また、上記第2減速機81には、第2減速機側出力軸91が回転可能に設置されており、この第2減速機側出力軸91の図2中上端側には、遊星キャリア部93が形成されている。この遊星キャリア部93には、図2中上側に向けて上記遊星歯車87が回転可能に設置される遊星歯車用回転軸95が突出・形成されている。
上記第2減速機側出力軸91の図2中下側端は、第1アーム5に固着されており、上記第2モータ71によって、上記第2減速機側出力軸91が回転されると、上記第1アーム5に対して、上記第2アーム7が回転・駆動される。
上記ボールねじナット103の両端側(図3中上下端側)には、それぞれエンドキャップ109a、109bが設置されている。これらエンドキャップ109a、109bの内部には図示しないリターン路が形成されている。
上記ボールねじ軸141の螺旋溝143と上記ボールねじナット103の螺旋溝105との間の空間、上記エンドキャップ109aの図示しないリターン路、上記ボールねじナット103の図示しない無負荷循環路、及び、上記エンドキャップ109bの図示しないリターン路内には複数の鋼球145が循環している。
なお、上記第3モータ153の図2中上側にはエンコーダ167が設置されている。このエンコーダ167も、前述したエンコーダ27と同様の構成であり、エンコーダケース169、エンコーダホイール171、基板173等から構成され、上記第3モータ153の回転を検出するものである。
上記第3モータ153により上記タイミングベルト165を介して上記ボールねじナット103が回転されると上記ボールねじ軸141がZ方向(図3中上下方向)に移動される。
また、上記ボールねじ軸固定用ブッシュ185と押圧部材189は、上記ボールねじ軸固定用ブッシュ185と上記押圧部材189の図示しない貫通孔に複数のボルト191を貫通させ、上記ボールねじ軸固定用ブッシュ185に螺合させることにより固定されている。
なお、図4に示すように、上記滑り軸受209は、その一部を切り欠かれており、C字型の横断面形状を成すものである。
第1モータ17によって、基部3に対して、第1アーム5がX・Y2次元平面内で回転される。また、第2モータ71によって、上記第1アーム5に対して、第2アーム7がX・Y2次元平面内で回転される。これにより、上記第2アーム7の先端側(図1中左端側)に設置されたガイド軸9の取付部11側が、X・Y2次元平面内の任意の位置に移動される。
また、第3モータ153によって、ガイド軸9がZ方向に移動される。
これらの動作により、上記ガイド軸9の取付部11側を、X・Y・Z3次元空間内の任意の位置に移動させることができる。
まず、ガイド軸9は、スライドブッシュ207と滑り軸受209の両方によって支持されるため、上記ガイド軸9を安定させてZ方向に移動させることができる。
また、これにより、例えば、上記ガイド軸9とボールねじ軸141の上下両端を連結部材によって連結させることで上記ガイド軸9を安定して支持するような構成とする必要はなく、本実施の形態のように、上記ガイド軸9と上記ボールねじ軸141を下端の連結部材181のみによって連結される構成で事足りることになり、それによって、部品点数を少なくし、コストを低減させることができる。
また、上記滑り軸受209は、その内周面213を介して点ではなく面で上記ガイド軸9を摺動可能に支持しているため、このことによっても、上記ガイド軸9の安定性が高くなる。
また、滑り軸受209を設置することにより上記ボールねじ軸141とガイド軸9の不用意な落下を防止することができる。
例えば、前記一実施の形態の場合、ガイド軸9はZ方向に移動するのみであるが、上記ガイド軸9をZ方向に移動可能であると共に、Z方向の軸を中心に回転可能に構成してもよい。この場合、上記ガイド軸9は第2アームハウジング67に対して、例えば、軸受によって回転可能に支持され、上記第2アームハウジング67には、上記ガイド軸9をZ方向の軸を中心に回転・駆動させるモータが追加される。
また、前記一実施の形態では、本発明を水平多関節型のスカラーロボットに適用したが、本発明を直交型ロボットに適用してもよい。
また、前記一実施の形態の場合には、スライドブッシュ207の下方に滑り軸受209を配置したが、スライドブッシュ207の上方に滑り軸受209を配置する構成も考えられる。
また、前記一実施の形態の場合には、上下軸用ボールねじ軸の下端に連結部材を設置したが、上端に連結部材を設置してガイド軸と連結する構成も考えられる。
また、前記一実施の形態では、滑り軸受を1個設置した場合を例に挙げて説明したが、2個以上設置する構成も考えられる。
また、前記一実施の形態では、滑り軸受209は、金属製の外環部材209aと、この外環部材209aの内周側に設置された樹脂製の内環部材209bと、から構成されているが、内環部材209bを金属製とすることも考えられる。また、金属製の環部材、樹脂製の環部材単独で構成しても良い。また、滑り軸受の構成、材質は、その他にも様々な場合が考えられる。
その他、図示した構成はあくまで一例である。
9 ガイド軸
101 上下軸用ボールねじ機構
141 ボールねじ軸(上下軸用ボールねじ機構の一部)
207 スライドブッシュ
209 滑り軸受
213 内周面
Claims (6)
- 先端に上下軸用ボールねじ機構を備えるとともに該ボールねじ機構のボールねじ軸と平行に設置されたガイド軸を備えたロボットにおいて、
上記ガイド軸をスライドブッシュで支持するとともに滑り軸受で支持するようにしたことを特徴とするロボット。 - 請求項1記載のロボットにおいて、
上記ガイド軸は上記ボールねじ軸の上端又は下端に設けられた連結部材を介して連結されていることを特徴とするロボット。 - 請求項1又は請求項2記載のロボットにおいて、
上記滑り軸受は上記スライドブッシュの下方に配置されていることを特徴とするロボット。 - 請求項1〜請求項3の何れかに記載のロボットにおいて、
上記滑り軸受は上記ガイド軸を面で支持するものであることを特徴とするロボット。 - 請求項1〜請求項4の何れかに記載のロボットにおいて、
水平多関節型のスカラーロボットであることを特徴とするロボット。 - 請求項1〜請求項4の何れかに記載のロボットにおいて、
直交型ロボットであることを特徴とするロボット。
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