JP4722616B2 - 産業用ロボット - Google Patents
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Description
すなわち、ロボットの多関節アームは、鉛直面上を上下に回動するために、図5に示す塗装ロボットであれば、それぞれ各関節部に駆動ユニット5、7が設けられており、これらの駆動ユニット5、7は、駆動モータと減速機を備えた重量のあるユニットである。さらに、多関節アームの先端部には、塗装ガン10のようなエンドエフェクタを駆動するための手首ユニット9を設ける必要がある。
複数の水平アームからなる水平多関節アームを有し、制御軸を少なくとも4軸以上有する産業用ロボットにおいて、
第1軸駆動用のモータと、第2軸駆動用モータと、第3軸駆動用モータと、第4軸駆動用モータからなるモータユニットを備え最上位位置に配置されたベース部と、
第1軸を中心に前記ベース部よりも下位にある水平面上を回動する第1アームと、前記第1アームの先端部で第2軸を中心に前記第1アームの下位にある水平面上を回動する第2アームとからなる水平アームと、
前記ベース部と第1アームを連結する関節部に設けられる第1の減速機と、
前記第1アームと第2アームの関節部に設けられる第2の減速機と、
前記手首部を上下方向に昇降させる第3軸を構成するボールねじ機構と前記手首部を揺動させる第4軸を構成する揺動機構を具備する上下アームと、
前記第1減速機と第2減速機のそれぞれに同軸の多重中空軸ユニットとベルト伝動ユニットの組み合わせからなり、前記第2軸乃至第4軸の各軸に動力を伝動する、共通するサイズのプーリーとタイミングベルトとを同軸に重ね合わせてユニット化した伝動ユニットと、を備え、
前記伝動ユニットは、
前記第1アーム内部に組み込まれ、第2軸乃至第4軸の各軸への動力の伝動を、共通するサイズのベルトおよびプーリーを用いて伝動する第1のベルト伝動ユニットと、
前記第2アーム内部に組み込まれ、第3軸および第4軸への動力の動力を、前記第1のベルト伝動ユニットのベルトおよびプーリーと共通するサイズのベルトおよびプーリーを用いて伝動する第2のベルト伝動ユニットと、
前記モータユニットから前記第1ベルト伝動ユニットに動力を伝動し、前記第1減速機に同軸に貫通する第1の同軸多重伝動軸と、
前記第1ベルト伝動ユニットから前記第2ベルト伝動ユニットに動力を伝動し、前記第2減速機に同軸に貫通する第2の同軸多重伝動軸と、
からなることを特徴とするものである。
図1は、本発明の産業用ロボットを塗装ロボットに適用した実施形態の側面図であり、図1において、参照番号10は、塗装ロボットの全体を示し、11はベース部、12は2つの水平アームからなる水平多関節アームを示す。この実施形態では、水平多関節アーム12は、第1アーム14と第2アーム16とからなり、第2アーム16の先端には上下アーム18が設けられている。上下アーム18の先端の手首部20には、エンドエフェクタとして塗装ガン22が取り付けられている。
第1軸の伝動系
第1軸モータ30の回転軸にはプーリ36が軸着されている。第1減速機34の入力軸にはプーリ37が軸着されている。プーリ36とプーリ37にはタイミングベルト38が巻き掛けられており、第1軸モータ30の動力は、プーリ36、37、タイミングベルト38からなるベルト伝動機構を介して第1減速機34に伝えられ、第1減速機34の出力軸に直結した第1アーム14が回動するようになっている。
第2軸の伝動系は、大きくみると、第2軸モータ31の動力を第1伝動軸40から第2アーム16内に組み込まれたベルト伝動機構により第2減速機35に伝える構成になっている。この実施形態では、第1伝動軸40は、第2軸モータ31の回転軸に直結しており、第1減速機34を同軸に貫通して第1アーム14側まで延びている。第1アーム14の内部では、第1伝動軸40の先端部にプーリ41が固着され、第2減速機35の入力軸にはプーリ42が取り付けられている。そして、これらのプーリ41、42にタイミングベルト43が巻き掛けられて、これらは、第1伝動軸40から動力を第2減速機35に伝達する第1ベルト伝動機構を構成している。
次に、第3軸の伝動系は、第3軸モータ32の動力を手首部20を上下方向に昇降させるボールねじ機構に伝動する伝動系である。この第3軸伝動系は、大きくみると、第2伝動軸44と、第3伝動軸45と、第1アーム14内でこれらの伝動軸間でベルト伝動を行う機構と、第2アーム16内で第3伝動45とボールナット46との間でベルト伝動を行う機構とから構成されている。
次に、上下アーム18の手首部20を揺動させる揺動機構に第4軸モータから動力をベルト伝動する第4軸伝動系について説明する。
この第4伝動系は、大きくみると、図2において第4軸モータ(第3軸モータ32に隠れて図示されず)から順に、第4伝動軸70、第5伝動軸72、スプラインナット68、ボールねじ54と、各伝動軸間をつなげるベルト伝動機構とから構成されている。
この平行リンク機構は、基本的に、中空プーリ軸80と、プーリ軸82と、これらのプーリ軸のそれぞれに設けられたプーリとタイミングベルトから構成されている。
11 ベース部
12 水平多関節アーム
14 第1アーム
16 第2アーム
18 上下アーム
20 手首部
22 塗装ガン(エンドエフェクタ)
30 第1軸モータ
31 第2軸モータ
32 第3軸モータ
34 第1減速機
35 第2減速機
46 ボールナット
54 ボールねじ
63 ウォーム
64 ウォームホイール
68 スプラインナット
Claims (1)
- 複数の水平アームからなる水平多関節アームを有し、制御軸を少なくとも4軸以上有する産業用ロボットにおいて、
第1軸駆動用のモータと、第2軸駆動用モータと、第3軸駆動用モータと、第4軸駆動用モータからなるモータユニットを備え最上位位置に配置されたベース部と、
第1軸を中心に前記ベース部よりも下位にある水平面上を回動する第1アームと、前記第1アームの先端部で第2軸を中心に前記第1アームの下位にある水平面上を回動する第2アームとからなる水平アームと、
前記ベース部と第1アームを連結する関節部に設けられる第1の減速機と、
前記第1アームと第2アームの関節部に設けられる第2の減速機と、
前記手首部を上下方向に昇降させる第3軸を構成するボールねじ機構と前記手首部を揺動させる第4軸を構成する揺動機構を具備する上下アームと、
前記第1減速機と第2減速機のそれぞれに同軸の多重中空軸ユニットとベルト伝動ユニットの組み合わせからなり、前記第2軸乃至第4軸の各軸に動力を伝動する、共通するサイズのプーリーとタイミングベルトとを同軸に重ね合わせてユニット化した伝動ユニットと、を備え、
前記伝動ユニットは、
前記第1アーム内部に組み込まれ、第2軸乃至第4軸の各軸への動力の伝動を、共通するサイズのベルトおよびプーリーを用いて伝動する第1のベルト伝動ユニットと、
前記第2アーム内部に組み込まれ、第3軸および第4軸への動力の動力を、前記第1のベルト伝動ユニットのベルトおよびプーリーと共通するサイズのベルトおよびプーリーを用いて伝動する第2のベルト伝動ユニットと、
前記モータユニットから前記第1ベルト伝動ユニットに動力を伝動し、前記第1減速機に同軸に貫通する第1の同軸多重伝動軸と、
前記第1ベルト伝動ユニットから前記第2ベルト伝動ユニットに動力を伝動し、前記第2減速機に同軸に貫通する第2の同軸多重伝動軸と、
からなることを特徴とする産業用ロボット。
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