JP2023160066A - 産業用ロボットの製造方法、産業用ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】構造体を挟んだ両側にモータと減速機を配置する構成において、モータと減速機の同軸度を高精度で得ることができる産業用ロボットの製造方法、産業用ロボットを提供する。【解決手段】実施形態による産業用ロボットの製造方法は、軸部１７ｂを有し、２軸用モータ１０の配置構造を疑似的に再現する形状に形成された一面側治具１７を、軸部１７ｂが他面側に露出した状態で構造体の一面側に取り付ける工程と、２軸用減速機１１を軸部１７ｂに対して位置決めしつつ他面側に配置する工程と、一面側治具１７を取り外した位置に２軸用モータ１０を配置する工程とを含んでおり、構造体の両側に配置される減速機とモータとを、一面側に設けられている単一の基準位置を基準にして配置する。【選択図】図１０

Description

本発明は、産業用ロボットの製造方法、および、その製造方法で製造された産業用ロボットに関する。

産業用ロボットは、関節部にモータと減速機とが設けられており、モータを駆動することによって姿勢が制御される。このとき、モータおよび減速機は、例えば特許文献１に記載されているようにフレーム等の構造体を挟んだ両側に配置されることがある。

特許第６０５０９９９号公報

さて、減速機の振動や異音あるいは摩耗を低減するためには、モータの出力側の軸芯と減速機の軸芯とのずれを可能な限り小さくすることが求められる。換言すると、産業用ロボットを製造する際には、モータと減速機の軸芯の一致度が高い状態で配置することが求められる。以下、軸芯の一致度を同軸度とも称する。

しかしながら、従来では、構造体を挟んだ両側にモータと減速機を配置する場合、いわゆるマシニングセンタのような加工機により、構造体の両側に、モータを位置決めするための位置決め構造と減速機を位置決めするための位置決め構造とをそれぞれ形成していた。具体的には、構造体の一方の面に位置決め構造を形成した後、例えば構造体をチャッキングし直して向きを変えたり、回転テーブルを回転させて向きを変えたりした後に、他方の面に位置決め構造を形成していた。

その場合、構造体の向きを変える際に位置がずれたりすると、構造体の両側に形成される位置決め構造自体にずれが生じ、その結果、モータと減速機との同軸度が低下するおそれがあった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、構造体を挟んだ両側にモータと減速機を配置する構成において、モータと減速機の同軸度を高精度で得ることができる産業用ロボットの製造方法、産業用ロボットを提供することにある。

請求項１に記載した発明では、産業用ロボットは、構造体の一面側の所定の位置に位置決めされた状態で配置されるモータと、構造体を挟んでモータとは反対側となる他面側に、モータに対して位置決めされた状態で、モータの出力側の回転部材に連結されて配置される減速機とを備えている。そして、産業用ロボットの製造方法は、回転部材に対応する軸部を有し、モータの配置構造を疑似的に再現する形状に形成された一面側治具を、軸部が他面側に露出した状態で構造体の一面側に取り付ける工程を含んでいる。

これにより、一面側治具を構造体に取り付けた状態では、軸部が他面側に露出することにより、一面側に配置されるモータに対して減速機を位置決めした状態で配置するための基準位置が、構造体を挟んで反対側となる他面側に形成される。換言すると、減速機を、構造体の一面側の所定の位置を基準にした状態で配置することが可能となる。

続いて、減速機を軸部に対して位置決めしつつ他面側に配置することにより、減速機を、疑似的にモータに対して位置決めした状態で配置することができる。そして、一面側治具を取り外した位置にモータを配置することにより、構造体の両側に配置される減速機とモータとを、一面側に設けられている単一の基準位置に基づいて、互いに位置決めした状態で配置することができる。したがって、構造体を挟んだ両側にモータと減速機を配置する構成において、モータと減速機の同軸度を高精度で得ることができる。

請求項２に記載した発明では、構造体の一面に、モータまたはモータを取り付けるための一面側取付部材の少なくとも一部と嵌合される一面側嵌合構造を形成する工程をさらに含み、一面側治具を取り付ける工程では、一面側治具を一面側嵌合構造に嵌合させることにより一面側の所定の位置に位置決めされた状態に取り付ける。これにより、一面側治具を容易に位置決めした状態で取り付けることができるとともに、一面側治具を取り付けるための構造とモータを位置決めするための構造とを同じ一面側嵌合構造によって実現することができることから、加工や製造に要する時間やコストを低減することができる。

請求項３に記載した発明では、産業用ロボットは、産業用ロボットの構造体の一面側に配置されるモータと、構造体を挟んでモータとは反対側となる他面側に、モータの出力側の回転部材に連結されて配置される減速機とを備えている。そして、産業用ロボットの製造方法は、モータの出力側の回転部材を挿入可能な挿入孔を有し、減速機の配置構造を疑似的に再現する形状に形成された他面側治具を構造体の他面側の所定の位置に位置決めした状態で取り付ける工程を含んでいる。

これにより、他面側治具を構造体に取り付けた状態では、挿入孔が一面側に露出することにより、モータを位置決めした状態で配置するための基準位置が、構造体を挟んで反対側となる一面側に形成される。換言すると、モータを、構造体の他面側の所定の位置を基準とした状態で配置することが可能となる。

そして、モータを挿入孔に対して位置決めしつつ配置することにより、減速機に対して疑似的に位置決めした状態でモータを配置することができる。そして、他面側治具を取り外した位置に減速機を配置することにより、構造体の両側に配置される減速機とモータとを、他面側に設けられている単一の基準位置に基づいて、互いに位置決めした状態で配置することができる。したがって、構造体を挟んだ両側にモータと減速機を配置する構成において、モータと減速機の同軸度を高精度で得ることができる。

請求項４に記載した発明では、構造体の他面に、減速機の少なくとも一部と嵌合される他面側嵌合構造を形成する工程をさらに含み、他面側治具を取り付ける工程では、他面側治具を他面側嵌合構造に嵌合させることにより他面側の所定の位置に位置決めされた状態に取り付ける。これにより、他面側治具を容易に位置決めした状態で取り付けることができるとともに、他面側治具を位置決めするための構造と減速機を位置決めするための構造とを同じ他面側嵌合構造によって実現することができることから、加工や製造に要する時間やコストを低減することができる。

請求項５に記載した発明では、上記した製造方法で産業用ロボットを製造している。これにより、モータと減速機の同軸度を高精度で得ることができ、高い精度で姿勢を制御することができる産業用ロボットを得ることができる。

第１実施形態における産業用ロボットの構成例を模式的に示す図 第２軸（Ｊ２）の構成例を模式的に示す図 モータアッセンブリの構成例を模式的に示す図 構造体の構成例を模式的に示す図 モータと減速機の配置態様例を模式的に示す図 一面側治具の構成例を模式的に示す図 比較例であって、従来の構成例を模式的に示す図 構造体の加工例を模式的に示す図 製造方法の流れを示す図 各工程における配置態様例を模式的に示す図 第２実施形態における構造体の構成例を模式的に示す図 他面側治具の構成例を模式的に示す図 製造方法の流れを示す図 各工程における配置態様例を模式的に示す図

以下、複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。各実施形態では、実質的に共通する部位には同一符号を付すものとし、その詳細な説明は省略する。また、各実施形態は、以下に述べているように、構造体を挟んで両側に配置されるモータと減速機とを、一方の側に設けられている単一の基準位置を基準にして配置するという共通する技術的思想に基づいてなされたものである。
（第１実施形態）

図１に示すように、本実施形態で想定している産業用ロボットとしてのロボット１は、垂直多関節型のいわゆる６軸ロボットである。ただし、産業用ロボットとしては、垂直多関節型のいわゆる７軸ロボットや水平多関節型のいわゆる４軸ロボットを対象とすることもできる。

ロボット１は、設置面に設置されるベース１ａ、ベース１ａに対して第１軸（Ｊ１）を中心として相対回転可能に設けられているショルダ１ｂ、ショルダ１ｂに対して第２軸（Ｊ２）を中心として相対回転可能に設けられている下アーム１ｃ、下アーム１ｃに対して第３軸（Ｊ３）を中心として相対回転可能に設けられている第１上アーム１ｄ、第１上アーム１ｄに対して第４軸（Ｊ４）を中心として同軸で相対回転可能に設けられている第２上アーム１ｅ、第２上アーム１ｅの先端に設けられていて、第２上アーム１ｅに対して第５軸（Ｊ５）を中心として相対回転可能に設けられている手首１ｆ、手首１ｆの先端に取り付けられているフランジ１ｇを有している。

このとき、第１軸（Ｊ１）はロボット１の設置面に対して垂直に設けられており、第２軸（Ｊ２）は第１軸（Ｊ１）に対して垂直に設けられており、第３軸（Ｊ３）は第２軸（Ｊ２）に対して垂直に設けられており、第４軸（Ｊ４）は第３軸（Ｊ３）に対して垂直に設けられており、第５軸（Ｊ５）は第４軸（Ｊ４）に対して垂直に設けられており、第６軸（Ｊ６）は第５軸（Ｊ５）に対して垂直に設けられている。そして、ロボット１は、フランジ１ｇに図示しないハンドやツールが取り付けられた状態で、図示しない制御装置によって制御されることで教示された動作を実行する。また、ロボット１への教示は、制御装置と接続されて作業者が操作する図示しない操作装置などによって行われる。

このとき、ベース１ａ、ショルダ１ｂ、下アーム１ｃ、第１上アーム１ｄ、第２上アーム１ｅ、手首１ｆおよびフランジ１ｇは、動作の精度や位置決めの精度を確保するために、高い剛性を有する例えば金属材料などによりフレームが形成されている。以下、ベース１ａ、ショルダ１ｂ、下アーム１ｃ、第１上アーム１ｄ、第２上アーム１ｅ、手首１ｆおよびフランジ１ｇをアーム部とも称し、アーム部において剛性を確保しているフレームを構造体とも称し、ロボット１の各軸を関節部とも称する。

ロボット１の各関節部には、モータと減速機とが設けられている。例えば図２に示すように、第２軸（Ｊ２）には、２軸用モータ１０と２軸用減速機１１が設けられている。なお、図２は、図１に示すように下アーム１ｃが概ね第１軸（Ｊ１）に沿った位置にあるときのＩＩ－ＩＩ線における断面を模式的に示しているが、図面を見やすくするために２軸用モータ１０と２軸用減速機１１にはハッチングを付していない。

下アーム１ｃは、ベース１ａ側となる図示下端側において、その内部が中空に形成されているとともに、ショルダ１ｂによって両側から挟まれた構造となっている。そして、下アーム１ｃの内部に２軸用モータ１０が配置されており、２軸用モータ１０とは下アーム１ｃを挟んで反対側となる下アーム１ｃの外部に２軸用減速機１１が配置されている。

つまり、２軸用モータ１０は、構造体としての下アーム１ｃの壁部の一面側に配置されており、２軸用減速機１１は、壁部つまりは構造体を挟んで２軸用モータ１０とは反対側となる他面側に配置されている。なお、図２では一例として第２軸（Ｊ２）の構造を例示しているが、下アーム１ｃの他方の端部に位置する第３軸（Ｊ３）や、第１軸（Ｊ１）、第４軸（Ｊ４）あるいは第５軸（Ｊ５）なども、モータの大きさや性能、減速機の減速比などが異なることはあるものの、構造体を挟んだ両側にモータと減速機とが配置された構造となっている。

この２軸用モータ１０は、図３に示すように、モータ本体部１０ａ、モータ本体部１０ａに対して回転可能に設けられているモータシャフト１０ｂを有している。そして、２軸用モータ１０は、モータ本体部１０ａがプレート１２に形成されている固定用凹部１２ａに一部挿入された状態で固定され、モータシャフト１０ｂの出力側の端部にインプットギア１３が連結および固定された状態で、図２に示すようにプレート１２を下アーム１ｃに固定することによって下アーム１ｃの一面側に配置されている。

プレート１２は、モータを取り付けるための一面側取付部材に相当するものであり、図３に示すように概ね円盤状に形成されている。本実施形態の場合、プレート１２は旋盤加工によって形成されており、その外形寸法（Ｄ１）が高精度で製造されている。また、プレート１２には、外形寸法（Ｄ２）の２軸用モータ１０の一部を嵌合した状態で固定可能な内径寸法（Ｄ３）の固定用凹部１２ａ、インプットギア１３が通る内径寸法を有する貫通孔１２ｂ、および、下アーム１ｃに固定する際にボルトを通すための複数のボルト孔１２ｃが形成されている。また、図示は省略するが、プレート１２には、モータを締結するためのねじ穴も形成されている。

固定用凹部１２ａは、旋盤加工によって高い寸法精度でプレート１２の所定の位置に形成されている。そのため、プレート１２と２軸用モータ１０との相対的な位置関係は精度よく規定されることになる。なお、図３に示すプレート１２の構成は一例である。また、図３では説明の簡略化のために、プレート１２とインプットギア１３にのみハッチングを付している。

インプットギア１３は、モータの出力側の回転部材に相当するものであり、モータシャフト１０ｂを接続するための接続孔１３ａを有しており、後述する２軸用減速機１１の連結構造部１１ａに挿入された際、図示右方側となる先端が、２軸用減速機１１の図示しない歯車とかみ合う構成となっている。また、インプットギア１３は、図示は省略するが軸方向に中空に形成されており、モータシャフト１０ｂを接続孔１３ａに接続した状態で、モータシャフト１０ｂとは逆側の端部から長ネジによってモータシャフト１０ｂにネジ止めされて固定されている。

以下、本実施形態では２軸用モータ１０にプレート１２およびインプットギア１３を組み付けたものを、モータアッセンブリ１４と称する。換言すると、モータアッセンブリ１４は、構造体の一面側にモータと減速機とを連結した状態で配置するために必要となる構造の総称でもある。このモータアッセンブリ１４は、図２に示すように、図示右方側の一部が下アーム１ｃに嵌合した状態で取り付けられる。

そのため、下アーム１ｃの一面側には、図４に示すように、一面側の表面から窪んでいて、プレート１２を収容可能且つ嵌合可能な一面側凹部１５が形成されている。この一面側凹部１５は、プレート１２の少なくとも一部と嵌合される一面側嵌合構造に相当する。そのため、一面側凹部１５の内径寸法（Ｄ５）は、プレート１２をはめあい嵌合するために、プレート１２の外形寸法（Ｄ１）と同じ大きさに形成されている。また、一面側凹部１５の中央には、一面側凹部１５よりも直径が小さい段差凹部１５ａと、他面側まで連通している連通孔部１５ｂが形成されている。これら一面側凹部１５、段差凹部１５ａおよび連通孔部１５ｂは、いずれも円形の孔部として形成されている。また、下アーム１ｃの逆側の壁部には、モータアッセンブリ１４を挿入可能な比較的大きな円形の開口１５ｄが形成されている。

そして、モータアッセンブリ１４は、プレート１２の外周面が一面側凹部１５の壁面１５ｃに概ね当接した状態で下アーム１ｃに対して固定される。このとき、プレート１２は、上記したようにその外形寸法が精度よく製造されており、そのプレート１２に対する２軸用モータ１０の位置も精度よく規定されている。そのため、本実施形態では、一面側凹部１５の壁面１５ｃは、モータアッセンブリ１４つまりは２軸用モータ１０を一面側の所定の位置に位置決めした状態で配置するために、一面側に単一で設けられている基準位置となっている。

さて、下アーム１ｃの他面側には、他面側の表面から窪んでいて、２軸用減速機１１の一部を収容可能な他面側凹部１６が形成されている。この他面側凹部１６は、その中央付近が一面側凹部１５まで貫通している。本実施形態の場合、他面側凹部１６の内径寸法（Ｄ６）は、２軸用減速機１１の外形寸法（Ｄ７）よりも大きく形成されている。そのため、２軸用減速機１１は、その一部が他面側凹部１６に収容された状態において、他面側凹部１６の壁面１６ａには接触しない状態となっている。換言すると、２軸用減速機１１は、他面側凹部１６内において若干の位置調整が可能な状態で配置されている。

この２軸用減速機１１は、周知の構成を採用することができるため詳細な説明は省略するが、例えば、インプットギア１３が挿入される筒状の連結構造部１１ａを有し、図示右端側にインプットギア１３とかみ合う複数の歯車が配置された偏心揺動型のものや、遊星歯車型のものを採用することができる。ただし、２軸用減速機１１の構成はこれに限定されず、他の構成のものを採用することができる。

そして、２軸用減速機１１は、図５に示すように、下アーム１ｃの一面側に取り付けられているモータアッセンブリ１４に対して、インプットギア１３を連結構造部１１ａに挿入し、インプットギア１３と同軸となる状態、且つ、プレート１２から所定の離間距離（Ｌ８）だけ離間した位置となる状態に配置される。この２軸用モータ１０が駆動されると、シャフトおよびインプットギア１３が回転し、２軸用減速機１１の減速比に応じた速度でモータ本体部１０ａがシャフトに対して相対的に回転することにより、下アーム１ｃがショルダ１ｂに対して相対的に回転する。なお、例えば第１軸（Ｊ１）のようにモータがベース１ａ内に配置されている場合には、モータの出力側に接続されているショルダ１ｂがベース１ａに対して相対的に回転する。

ところで、減速機の振動や異音あるいは摩耗を低減するためには、モータの出力側の軸芯と減速機の軸芯とのずれを可能な限り小さくすることが求められる。換言すると、産業用ロボットを製造する際には、モータと減速機の軸芯の一致度が高い状態で配置することが求められる。以下、軸芯の一致度を同軸度とも称する。

そのため、本実施形態では、ロボット１を製造する際、より厳密に言えば、モータと減速機とを構造体の両側に配置する組み立て作業を行う際、図６に一例として示す一面側治具１７を用いている。なお、一面側治具１７の作用効果の詳細については後述する。この一面側治具１７は、第２軸（Ｊ２）に沿った軸方向から視た正面視、軸方向に対して垂直な方向から視た側面視および平面視として示すように、概ね円盤状に形成されている治具本体部１７ａと、治具本体部１７ａの中心に設けられていて軸方向の他面側に延びている概ね柱状の軸部１７ｂとを有している。

このとき、一面側治具１７は、治具本体部１７ａの外形寸法（Ｄ９）がプレート１２の外形寸法（Ｄ１）と等しく形成されている。この治具本体部１７ａには、構造体にボルトなどで固定するための複数の固定用貫通孔１７ｃ、および、後述するように２軸用減速機１１を固定する際にボルトや工具を通すための複数の作業用長孔１７ｄが周方向に形成されている。

また、一面側治具１７は、軸部１７ｂの長さ（Ｌ１０）が上記した離間距離（Ｌ８）よりも長く、軸部１７ｂの外形寸法（Ｄ１１）が２軸用減速機１１の連結構造部１１ａに挿入可能な寸法で形成されている。つまり、一面側治具１７は、対比例として示すように、治具本体部１７ａがモータアッセンブリ１４のプレート１２に対応し、軸部１７ｂがインプットギア１３の軸芯の位置を示す形状に形成されている。

換言すると、一面側治具１７は、モータアッセンブリ１４のプレート１２よりも他面側の部位、つまりは、モータが配置された際の配置構造の他面側の少なくとも一部を疑似的に再現する形状に形成されている。そして、一面側治具１７は、後述するように構造体に取り付けられた際には、軸部１７ｂが他面側に露出され、減速機の連結構造部１１ａに挿入されることになる。

次に、上記した構成の作用について説明する。
前述のように、減速機の振動や異音あるいは摩耗を低減するためには、モータの出力側の軸芯と減速機の軸芯とのずれを可能な限り小さくすることが求められ、そのためには、モータと減速機との同軸度を高い精度で確保する必要がある。このとき、従来では、構造体を挟んだ両側にモータと減速機を配置する場合、構造体の両側に、モータを位置決めするための位置決め構造と減速機を位置決めするための位置決め構造とをそれぞれ形成していた。

具体的には、従来では、図７に従来の形状例として示すように、構造体としての例えば下アーム１ｃの一面側に、プレート１２を嵌合させるための一面側嵌合凹部１０１を形成し、他面側に２軸用減速機１１の一部を収容可能であった２軸用減速機１１を嵌合させるための他面側嵌合凹部１０２を形成していた。なお、図７では、説明の簡略化のために、一面側にはプレート１２だけを示している。

そして、従来の組み付け例として示すように、構造体の一面側においては、プレート１２つまりはモータアッセンブリ１４を一面側嵌合凹部１０１の壁面１０１ａに対して位置決めした状態で配置し、構造体の他面側においては、２軸用減速機１１を他面側嵌合凹部１０２の壁面１０２ａに対して位置決めした状態で配置していた。換言すると、従来では、一面側嵌合凹部１０１の壁面１０１ａと他面側嵌合凹部１０２の壁面１０２ａという異なる基準位置を基準にして、モータと減速機とをそれぞれ位置決めして配置していた。

その場合、それぞれの基準位置にずれが生じると、モータと減速機との同軸度が低下するおそれがあった。これは、図８に示すように、一面側凹部１５をマシニングセンタのエンドミル１８により加工する場合と、他面側凹部１６をエンドミル１８で加工する場合とでは、構造体の向きを変える必要があるためである。つまり、構造体の向きを変える際、例えば構造体をチャッキングし直したり回転テーブルを回転させたりすると、構造体の位置にずれが生じる可能性がある。そして、ずれが生じた場合には、形成される一面側凹部１５と他面側凹部１６との相対的な位置関係にもずれが生じることになる。

その結果、従来例のように一面側凹部１５の側面と他面側凹部１６の側面とをそれぞれの基準位置にして配置しようとすると、モータの軸芯と減速機の軸芯とにずれが生じ、モータと減速機との同軸度が低下するおそれがあった。また、例えば本実施形態で取り上げている下アーム１ｃの場合、長尺なアームの両端に第２軸（Ｊ２）と第３軸（Ｊ３）とが位置しており、ロボット１の姿勢を正確に制御するためには、第２軸（Ｊ２）と第３軸（Ｊ３）とを高精度で平行に配置する必要などもある。

そこで、本実施形態では、上記した一面側治具１７を用いることにより、モータと減速機との同軸度を高精度で得ることができるようにしている。具体的には、本実施形態の産業用ロボットの製造方法は、図９に示す各工程を含んでいる。まず、加工工程（Ｓ１）において、一面側嵌合構造に相当する一面側凹部１５と、他面側凹部１６とが構造体に形成される。

この加工工程では、図８に示したように、例えば一面側凹部１５を形成した後、構造体の向きを変えて、他面側凹部１６が形成される。但し、他面側凹部１６を形成した後に一面側凹部１５を形成する順序であっても構わない。また、加工工程では段差凹部１５ａと連通孔部１５ｂも形成されている。

続いて、治具取り付け工程（Ｓ２）において、構造体に一面側治具１７が取り付けられる。このとき、一面側治具１７は、図１０に示すように、一面側凹部１５に嵌合した状態で取り付けられる。そのため、一面側治具１７は、一面側凹部１５の壁面１５ｃを基準位置とした状態、つまりは、一面側凹部１５に対して位置決めされた状態であって、軸部１７ｂが他面側に露出した状態で取り付けられる。これにより、他面側には、一面側凹部１５の壁面１５ｃを基準位置とした状態で配置されている一面側治具１７の軸部１７ｂが配置される。

さて、一面側治具１７は、上記したようにその寸法精度が高精度に加工されている。そのため、一面側治具１７を取り付けた場合、他面側に露出している軸部１７ｂは、モータアッセンブリ１４を取り付ける際の基準位置となる一面側凹部１５の壁面１５ｃを、間接的に他面側における基準位置として利用可能にしている。つまり、治具取り付け工程は、一面側の所定の位置に配置されるモータに対して減速機を位置決めした状態に配置するための基準位置を、構造体を挟んで反対側となる他面側に形成する工程にも相当する。

一面側治具１７を取り付けた後、図９に示すように、減速機配置工程（Ｓ３）において、構造体の他面側に２軸用減速機１１が配置される。この場合、図１０に示すように、２軸用減速機１１は、一面側治具１７の軸部１７ｂを連結構造部１１ａに挿入した状態で、下アーム１ｃの他面側とショルダ１ｂとにボルトによって固定される。つまり、２軸用減速機１１は、一面側治具１７の軸部１７ｂを基準として位置決めされた状態で他面側に配置される。

続いて、図９に示すように、治具取り外し工程（Ｓ４）において一面側治具１７が取り外され、モータ配置工程（Ｓ５）において、一面側治具１７を取り外した位置に、モータアッセンブリ１４が配置される。このとき、モータアッセンブリ１４は、図１０に示すように、プレート１２を一面側凹部１５に嵌合させた状態で配置される。

そして、上記したように一面側治具１７はモータアッセンブリ１４のプレート１２よりも図示右方側に対応する形状となっているため、モータアッセンブリ１４は、インプットギア１３の軸芯と２軸用減速機１１の軸芯とが一致した状態で配置される。換言すると、一面側治具１７を用いて組み立てることにより、モータと減速機との同軸度を高い精度で得ることができる。

以上説明した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
産業用ロボットは、構造体の一面側の所定の位置に位置決めされた状態で配置されるモータと、構造体を挟んでモータとは反対側となる他面側に、モータに対して位置決めされた状態で、モータの出力側の回転部材に連結されて配置される減速機とを備えている。そして、産業用ロボットの製造方法は、回転部材に対応する軸部１７ｂを有し、モータの配置構造を疑似的に再現する形状に形成された一面側治具１７を、軸部１７ｂが他面側に露出した状態で構造体の一面側に取り付ける工程を含んでいる。

これにより、一面側治具１７を構造体に取り付けた状態では、軸部１７ｂが他面側に露出することにより、一面側に配置されるモータに対して減速機を位置決めした状態で配置するための基準位置が、構造体を挟んで反対側となる他面側に形成される。換言すると、減速機を、構造体の一面側の所定の位置を基準にした状態で配置することが可能となる。

続いて、減速機を軸部１７ｂに対して位置決めしつつ他面側に配置することにより、減速機を、疑似的にモータに対して位置決めした状態で配置することができる。そして、一面側治具１７を取り外した位置にモータを配置することにより、構造体の両側に配置される減速機とモータとを、一面側に設けられている単一の基準位置に基づいて、互いに位置決めした状態で配置することができる。

したがって、構造体を挟んだ両側にモータと減速機を配置する構成において、モータと減速機の同軸度を高精度で得ることができる。また、同軸度を高精度で得ることができることから、減速機の振動や異音あるいは摩耗を低減することができる。また、治具を用いて減速機を位置決めすることから、例えば一面側に実際のモータアッセンブリ１４を配置し、そのモータアッセンブリ１４に対して減速機をずらしながら位置決めする手法と比べて、減速機の歯車やインプットギア１３が損傷するおそれを低減することができる。

また、産業用ロボットの製造方法では、構造体の一面に、モータまたはモータを取り付けるための一面側取付部材の少なくとも一部と嵌合される一面側嵌合構造を形成する工程をさらに含み、一面側治具１７を取り付ける工程では、一面側治具１７を一面側嵌合構造に嵌合させることにより一面側の所定の位置に位置決めされた状態に取り付ける。これにより、一面側治具１７を容易に位置決めした状態で取り付けることができるとともに、一面側治具１７を取り付けるための構造とモータを位置決めするための構造とを同じ一面側嵌合構造によって実現することができることから、加工や製造に要する時間やコストを低減することができる。

また、上記した製造方法でロボット１を製造することにより、モータと減速機の同軸度を高精度で得ることができ、高い精度で姿勢を制御することができるロボット１を得ることができる。

また、本実施形態ではプレート１２を介して間接的にモータを一面側凹部１５に取り付ける構成例を示したが、モータを直接的に一面側凹部１５に嵌合させる構成とすることができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、治具を構造体の他面側に設ける点において第１実施形態と異なっている。図１１に示すように、本実施形態の場合、構造体として下アーム１ｃの一面側に一面側凹部２１が形成されており、他面側に他面側凹部２２が形成されている。他面側凹部２２は、減速機の少なくとも一部と嵌合される他面側嵌合構造に相当する。

これら一面側凹部２１と他面側凹部２２とは、上記した図８と同様に形成される。ただし、一面側凹部２１の内径寸法（Ｄ２０）は、プレート１２の外形寸法（Ｄ１）よりも大きく、他面側凹部２２の内径寸法（Ｄ２１）は、２軸用減速機１１の外形寸法（Ｄ７）と概ね同じであるものの、２軸用減速機１１を嵌合するために若干大きく形成されている。また、一面側凹部２１の中央には、一面側凹部２１よりも直径が小さい段差凹部２１ａと、他面側まで連通している連通孔部２１ｂが形成されている。

そして、本実施形態では、構造体の一面側にモータを配置した後、そのモータに対して軸合わせした状態で減速機を配置する手順でロボット１が製造される。つまり、本実施形態では、他面側凹部２２の壁面２２ａが、モータおよび減速機を配置するために他面側に設けられている単一の基準位置となっている。

具体的には、本実施形態では、図１２に示す他面側治具２３を用いている。この他面側治具２３は、第２軸（Ｊ２）に沿った軸方向から視た正面視、軸方向に対して垂直な方向から視た側面視および平面視として示すように、概ね円盤状に形成されている治具本体部２３ａと、治具本体部２３ａの中心に設けられていて軸方向の一面側に延びている中空の概ね柱状に形成されている中空軸部２３ｂとを有している。

このとき、他面側治具２３は、治具本体部２３ａの外形寸法（Ｄ２２）が２軸用減速機１１の外形寸法（Ｄ７）と等しくなるように、その寸法精度が高精度に形成されている。この治具本体部２３ａには、構造体にボルトなどで固定するための複数の固定用貫通孔２３ｃが周方向に形成されている。また、中空軸部２３ｂは、その長さ（Ｌ２３）が一面側に露出可能に設定されており、その外形寸法（Ｄ２４）が構造体の連通孔部１５ｂに挿入可能であるとともに、その中心にインプットギア１３を挿入可能な挿入孔２３ｄが形成されている。この挿入孔２３ｄは、連結構造部１１ａとほぼ共通する大きさに形成されている。

つまり、他面側治具２３は、減速機が配置された際の配置構造の一面側の少なくとも一部を疑似的に再現する形状に形成されている。そして、他面側治具２３は、後述するように構造体に取り付けられた際には、中空軸部２３ｂにインプットギア１３が挿入されることになる。ただし、他面側治具２３は、挿入孔２３ｄを有していればよく、中空軸部２３ｂが無い構造、つまりは、治具本体部２３ａに挿入孔２３ｄが形成されている構成とすることもできる。

具体的には、本実施形態の産業用ロボットの製造方法は、図１３に示す各工程を含んでいる。まず、加工工程（Ｓ１１）において、一面側凹部２１と、他面側嵌合構造に相当する他面側凹部２２とが構造体に形成される。この加工工程では、図１１に示したように、例えば一面側凹部２１を形成した後、構造体の向きを変えて他面側凹部２２が形成される。但し、他面側凹部２２を形成した後に一面側凹部２１を形成する順序であっても構わない。また、加工工程では段差凹部１５ａと連通孔部１５ｂも形成されている。

続いて、治具取り付け工程（Ｓ１２）において、構造体に他面側治具２３が取り付けられる。このとき、他面側治具２３は、図１４に示すように、他面側凹部２２に嵌合した状態で取り付けられる。そのため、他面側治具２３は、他面側凹部２２の壁面２２ａを基準位置とした状態、つまりは、他面側凹部２２に対して位置決めされた状態であって、中空軸部２３ｂが一面側に露出した状態で取り付けられる。換言すると、他面側治具２３は、一面側から挿入孔２３ｄにインプットギア１３を挿入可能な状態で配置される。

さて、他面側治具２３は、上記したようにその寸法精度が高精度に加工されている。そのため、他面側治具２３を取り付けた場合には、２軸用減速機１１を取り付ける際の基準位置となる他面側凹部２２の壁面２２ａを、間接的に一面側において位置合わせする際の基準位置として利用可能になる。つまり、治具取り付け工程は、他面側の所定の位置に配置される減速機に対してモータを位置決めした状態に配置するための基準位置を、構造体を挟んで反対側となる一面側に形成する工程にも相当する。

他面側治具２３を取り付けた後、図１３に示すように、モータ配置工程（Ｓ１３）において、構造体の一面側に２軸用モータ１０が配置される。この場合、図１４に示すように、２軸用モータ１０は、他面側治具２３の中空軸部２３ｂの挿入孔２３ｄにインプットギア１３を挿入した状態で、下アーム１ｃの一面側にボルトによって固定される。つまり、２軸用モータ１０は、他面側治具２３の中空軸部２３ｂ、より厳密に言えば、挿入孔２３ｄを基準として位置決めされた状態で一面側に配置される。

続いて、図１３に示すように、治具取り外し工程（Ｓ１４）において他面側治具２３が取り外され、減速機配置工程（Ｓ１５）において、他面側治具２３を取り外した位置に、２軸用減速機１１が配置される。このとき、２軸用減速機１１は、図１４に示すように、他面側凹部２２に嵌合させた状態で配置され、２軸用減速機１１に設けられているざぐり穴を利用して、他面側からボルトなどによって下アーム１ｃに固定される。そして、上記したように他面側治具２３は減速機の少なくとも一部を疑似的に再現する形状となっているため、減速機は、インプットギア１３の軸芯と一致した状態で配置される。換言すると、他面側治具２３を用いて組み立てることにより、モータと減速機との同軸度を高い精度で得ることができる。

以上説明した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
産業用ロボットは、産業用ロボットの構造体の一面側に配置されるモータと、構造体を挟んでモータとは反対側となる他面側に、モータの出力側の回転部材に連結されて配置される減速機とを備えている。そして、産業用ロボットの製造方法は、モータの出力側の回転部材を挿入可能な挿入孔２３ｄを有し、減速機の配置構造を疑似的に再現する形状に形成された他面側治具２３を構造体の他面側の所定の位置に位置決めした状態で取り付ける工程を含んでいる。

これにより、他面側治具２３を構造体に取り付けた状態では、中空軸部２３ｂが他面側に露出することにより、減速機を位置決めした状態で配置するための基準位置が、構造体を挟んで反対側となる一面側に形成される。換言すると、モータを、構造体の他面側の所定の位置を基準として配置することが可能となる。

続いて、モータを挿入孔２３ｄに対して位置決めしつつ一面側に配置することにより、疑似的に減速機に対して位置決めした状態でモータを配置することができる。そして、他面側治具２３を取り外した位置に減速機を配置することにより、構造体の両側に配置される減速機とモータとを、他面側に設けられている単一の基準位置に基づいて、互いに位置決めした状態で配置することができる。

したがって、構造体を挟んだ両側にモータと減速機を配置する構成において、モータと減速機の同軸度を高精度で得ることができる。また、同軸度を高精度で得ることができることから、減速機の振動や異音あるいは摩耗を低減することができる。また、治具を用いてモータを位置決めすることから、例えば他面側に実際の減速機を配置し、その減速機に対してモータをずらしながら位置決めする手法と比べて、減速機の歯車やインプットギア１３が損傷するおそれを低減することができる。

また、産業用ロボットの製造方法では、構造体の他面に、減速機の少なくとも一部と嵌合される他面側嵌合構造を形成する工程をさらに含み、他面側治具２３を取り付ける工程では、他面側治具２３を他面側嵌合構造に嵌合させることにより他面側の所定の位置に位置決めされた状態に取り付ける。これにより、他面側治具２３を容易に位置決めした状態で取り付けることができるとともに、他面側治具２３を位置決めするための構造と減速機を位置決めするための構造とを同じ他面側嵌合構造によって実現することができることから、加工や製造に要する時間やコストを低減することができる。

また、上記した製造方法でロボット１を製造することにより、モータと減速機の同軸度を高精度で得ることができ、高い精度で姿勢を制御することができるロボット１を得ることができる。

また、本実施形態では他面側凹部２２に減速機を直接的に取り付ける構成としたが、減速機を取り付けるための他面側取付部材を設け、他面側取付部材の少なくとも一部を他面側凹部２２に嵌合させる構成とすることができる。

本発明は、上記した、あるいは、図面に記載した実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲での種々の変形、拡張あるいは他の構成との組み合わせすることができ、それらは均等の範囲に含まれる。

例えば、実施形態の製造方法は、第３軸（Ｊ３）、第１軸（Ｊ１）、第４軸（Ｊ４）あるいは第５軸（Ｊ５）など、モータの大きさや性能、減速機の減速比などが異なることはあるものの構造体を挟んだ両側にモータと減速機とが配置された構造の部位に適用することができる。

図面中、１はロボット、１ａはベース（構造体）、１ｂはショルダ（構造体）、１ｃは下アーム（構造体）、１ｄは第１上アーム（構造体）、１ｅは第２上アーム（構造体）、１ｆは手首（構造体）、１０は２軸用モータ（モータ）、１１は２軸用減速機（減速機）、１２はプレート（一面側取付部材）、１３はインプットギア（回転部材）、１５は一面側凹部（一面側嵌合構造）、１６は他面側凹部、１７は一面側治具、１７ｂは軸部、２１は一面側凹部、２２は他面側凹部（他面側嵌合構造）、２３は他面側治具、２３ｂは中空軸部を示す。

Claims (5)

1. モータおよび減速機を備える産業用ロボットの製造方法であって、
   前記モータは、前記産業用ロボットの構造体の一面側に配置されるものであり、
   前記減速機は、前記構造体を挟んで前記モータとは反対側となる他面側に、前記モータの出力側の回転部材に連結されて配置されるものであり、
   前記回転部材に対応する軸部を有し、前記モータの配置構造を疑似的に再現する形状に形成された一面側治具を、前記構造体の一面側の所定の位置に位置決めした状態で取り付ける工程と、
   前記減速機を、前記軸部に対して位置決めしつつ他面側に配置する工程と、
   前記一面側治具を取り外す工程と、
   前記一面側治具を取り外した一面側に前記モータを配置する工程と、
   を含む産業用ロボットの製造方法。
2. 前記構造体の一面に、前記モータまたは前記モータを取り付けるための一面側取付部材の少なくとも一部と嵌合される一面側嵌合構造を形成する工程をさらに含み、
   前記一面側治具を取り付ける工程では、前記一面側治具を前記一面側嵌合構造に嵌合させることにより一面側の所定の位置に位置決めされた状態に取り付ける請求項１記載の産業用ロボットの製造方法。
3. モータおよび減速機を備える産業用ロボットの製造方法であって、
   前記モータは、前記産業用ロボットの構造体の一面側に配置されるものであり、
   前記減速機は、前記構造体を挟んで前記モータとは反対側となる他面側に、前記モータの出力側の回転部材に連結されて配置されるものであり、
   前記モータの出力側の回転部材を挿入可能な挿入孔を有し、前記減速機の配置構造を疑似的に再現する形状に形成された他面側治具を前記構造体の他面側の所定の位置に位置決めした状態で取り付ける工程と、
   前記モータを、前記回転部材を前記中空軸部に挿入して位置決めしつつ一面側に配置する配置する工程と、
   前記他面側治具を取り外す工程と、
   前記他面側治具を取り外した他面側に前記減速機を配置する工程と、
   を含む産業用ロボットの製造方法。
4. 前記構造体の他面には、前記減速機または前記減速機を取り付けるための他面側取付部材の少なくとも一部と嵌合される他面側嵌合構造を形成する工程をさらに含み、
   前記他面側治具を取り付ける工程では、前記他面側治具を前記他面側嵌合構造に嵌合させることにより他面側の所定に位置に位置決めされた状態に取り付ける請求項３記載の産業用ロボットの製造方法。
5. 請求項１から４のいずれか一項記載の製造方法で製造した産業用ロボット。
   

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