JP5119995B2 - Industrial robot - Google Patents
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本発明は、手首軸にツールを備えた産業用ロボットに関する。 The present invention relates to an industrial robot having a tool on a wrist axis.
産業用ロボットは、車体を溶接したり、ハンドリングしたりするようなロボットに用いられ、抵抗溶接式のスポット溶接や産業用ロボットの手首軸に把持部を設けてハンドリンクするのに用いられている。このような産業用ロボットは、ハンドリングの場合、把持できる部品の重量や形状に合わせて、把持部を使い分けて使用している。また、溶接の場合、車体に対して多点でスポット溶接を行うためにタクトタイムの短縮が望まれている。また、電極チップの磨耗による溶接品質の低下を防止するために定期的にチップドレスを行う必要ある。またはスポット溶接の電動ガンを車体の厚さや箇所に応じて取り替えて溶接作業を行うためのオートツールチェンジャ（以下、ＡＴＣ）を備えるようになってきた。チップドレスやＡＴＣを用いたツールチェンジを如何に速くするかは、タクトタイムの短縮に関わる大きな課題であった。このために、従来の産業用ロボットは、たとえば、発明者らによって図７に示すようなツールチェンジャ−を使用して１台のロボットで電動スポットガンを複数台使用しているものが提案されている。
図７において、１は産業用ロボットの手首軸、２はロボット側ツールチェンジャ、３は前記ツールチェンジャ内部の爪状クランプで４のツール側ツールチェンジャをクランプする。ツール側ツールチェンジャ２には、スポット溶接ガン５が取り付けられている。前記スポット溶接ガン５は電動モータ６を１個装備しており、前記電動モータ６の回転力をプーリ７とベルト８をかいしてボールネジ９に伝達し、ボールネジナット１０により往復運動動作へ変換し、前記ボールネジナット１０に取り付けられたロッド１１と前記ロッド１１に装着された電極チップ１２を往復運動動作し、加圧開放動作を行う。
図８はスポット溶接ガン５を他のスポット溶接ガンに交換するためにロボット側ツールチェンジャ２とツール側ツールチェンジャ４を爪状クランプ３によるクランプをはずして切り離した図である。電動モータ６はツール側のスポット溶接ガン５に装備された状態である。
また、スポット溶接ガンを仮置き台に載置してチップドレスを行うことが開示されている（例えば、特許文献１参照）。スポット溶接ガンを支持するフォークとフォークを支持するスタンドとからなり、フォークにはスポット溶接ガンのＡＴＣとの括れ部分およびアクチュエータを受け入れる溝を形成している。
このように、従来の産業用ロボットは、スポット溶接ガンを動作させる電動モータは、スポット溶接ガンに装備されている構成となっていた。
Industrial robots are used for robots that weld and handle car bodies, and are used for resistance welding type spot welding and hand linking by providing a grip on the wrist axis of industrial robots. . In the case of handling, such an industrial robot uses different gripping parts according to the weight and shape of components that can be gripped. In the case of welding, it is desired to shorten the tact time in order to perform spot welding at multiple points on the vehicle body. Further, it is necessary to perform tip dressing periodically in order to prevent deterioration of welding quality due to wear of the electrode tip. Alternatively, an auto tool changer (hereinafter referred to as ATC) for performing welding work by replacing the spot welding electric gun according to the thickness or location of the vehicle body has come to be provided. How to speed up the tool change using the chip dress or ATC was a big problem related to the reduction of the tact time. For this reason, as a conventional industrial robot, for example, the inventors have proposed a tool changer as shown in FIG. 7 that uses a plurality of electric spot guns in one robot. Yes.
In FIG. 7, 1 is a wrist axis of an industrial robot, 2 is a robot-side tool changer, and 3 is a claw-shaped clamp inside the tool changer to clamp four tool-side tool changers. A spot welding gun 5 is attached to the tool side tool changer 2. The spot welding gun 5 is equipped with one electric motor 6, and the rotational force of the electric motor 6 is transmitted to the ball screw 9 through the pulley 7 and the belt 8, and is converted into a reciprocating motion operation by the ball screw nut 10. The rod 11 attached to the ball screw nut 10 and the electrode tip 12 attached to the rod 11 are reciprocated to perform a pressure releasing operation.
FIG. 8 is a diagram in which the robot side tool changer 2 and the tool side tool changer 4 are separated by removing the clamps by the claw-like clamp 3 in order to replace the spot welding gun 5 with another spot welding gun. The electric motor 6 is mounted on the tool-side spot welding gun 5.
In addition, it is disclosed that a spot welding gun is placed on a temporary table to perform tip dressing (see, for example, Patent Document 1). The fork includes a fork for supporting the spot welding gun and a stand for supporting the fork. The fork is formed with a constricted portion with the ATC of the spot welding gun and a groove for receiving the actuator.
As described above, the conventional industrial robot has a configuration in which the electric motor for operating the spot welding gun is mounted on the spot welding gun.
従来の産業用ロボットは、ＡＴＣを使用してスポット溶接ガンやハンドリングツールを複数個使い分けるような場合はスポット溶接ガンやハンドリングツールごとに電動モータが必要であり、コストがかかるというような問題もあった。
また、特に、スポット溶接ガンの場合には、電動モータが電極チップの移動軸から径方向に張り出した構成となるためにワークへ接近する場合に、電動モータがワークに干渉する恐れがあり、使用できる領域が制限されていた。干渉しないように電動モータとワークをぎりぎりに調整すると、ワークの部品精度や搬送精度によっては干渉し、ワークを傷つけたり、逆に電動モータが破損するといった問題が生じしていた。
さらに、電動モータは制御用信号を電気的にロボットコントローラと接続しているが、ＡＴＣによってスポット溶接ガンを交換する場合、ＡＴＣのツール側に電動ガン用電動モータがあるため、制御用信号を一時的に切り離す処理を行わなければ制御用信号の通信が途絶えた状態になり、アラームとなる。この制御用信号の切り離し処理には、ある程度の時間を必要とするため、タクトタイムが長くなるといった問題が生じていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ＡＴＣを使用する場合でも、複数個のツールを１個の電動モータで駆動することができ、さらに制御用信号の電気的なロボットコントローラとの接続を遮断することなく、タクトタイムの短縮を可能とする産業用ロボットを提供することを目的とする。
Conventional industrial robots use an ATC and use multiple spot welding guns and handling tools, which requires an electric motor for each spot welding gun and handling tool. It was.
In particular, in the case of spot welding guns, the electric motor may protrude from the moving axis of the electrode tip in the radial direction, so the electric motor may interfere with the workpiece when approaching the workpiece. The area that can be used was limited. If the electric motor and the workpiece are adjusted so as not to interfere with each other, there is a problem that the workpiece may be damaged or the electric motor may be damaged due to interference depending on the accuracy of parts of the workpiece and the conveyance accuracy.
Further, the electric motor electrically connects the control signal to the robot controller. However, when the spot welding gun is replaced by the ATC, the control signal is temporarily transmitted because the electric gun electric motor is provided on the ATC tool side. If the disconnection process is not performed, the communication of the control signal is interrupted and an alarm is generated. Since this control signal separation process requires a certain amount of time, there has been a problem that the tact time becomes long.
The present invention has been made in view of such problems. Even when an ATC is used, a plurality of tools can be driven by a single electric motor, and an electric robot having a control signal can be used. An object of the present invention is to provide an industrial robot that can shorten the tact time without interrupting the connection with the controller.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
本発明は、手首軸を含む複数の関節構造からなり、前記手首部にオートツールチェンジャを備え、前記オートツールチェンジャによりツールを取り替えるようにした産業用ロボットにおいて、前記手首部に前記ツールの動力を伝達する少なくとも１つのアクチュエータが備えられたものである。
また、本発明は、前記アクチュエータが、前記手首部と前記オートツールチェンジャとの間に配置されたものである。
また、本発明は、前記オートツールチェンジャが、中央部が所定の寸法で貫通した中空円筒形状が形成されたものである。
また、本発明は、手首軸を含む複数の関節構造からなり、前記手首部に前記オートツールチェンジャを備え、前記オートツールチェンジャにスポット溶接ガンが取り付けられ、前記オートツールチェンジャにより前記スポット溶接ガンを取り替えるようにした産業用ロボットにおいて、前記手首部に前記スポット溶接ガンの電極チップを駆動するアクチュエータを備えたものである。
また、本発明は、前記アクチュエータの出力軸が、前記電極チップを駆動する駆動軸に連結されて前記電極チップを駆動するものである。
また、本発明は、前記オートツールチェンジャが、ロボット側ツールチェンジャとツール側ツールチェンジャから構成され、前記ロボット側ツールチェンジャおよび前記ツール側ツールチェンジャはともに同軸上に貫通した中空円筒部が形成されたものである。
また、本発明は、前記アクチュエータの出力軸が、前記電極チップを駆動する駆動軸と、前記ツールチェンジャに形成された中空円筒部の内部で連結されたものである。
また、本発明は、前記オートツールチェンジャが、ロボット側ツールチェンジャとツール側ツールチェンジャから構成され、前記ロボット側ツールチェンジャの軸方向の端面にはガイドピンが備えられ、前記ツール側ツールチェンジャの端面には前記ガイドピンが挿入されるテーパ穴が形成され、前記アクチュエータの出力軸が前記電極チップを駆動する駆動軸に挿入されるより前に、前記ガイドピンが前記テーパ穴に挿入されるものである。
また、本発明は、前記アクチュエータは、回転型電動機から構成され、前記出力軸がスプラインシャフトで構成されているものである。
また、本発明は、前記アクチュエータは、直動回転電動機から構成され、前記出力軸がスプラインシャフトで構成されているものである。
また、本発明は、前記アクチュエータは、前記直動回転電動機から構成され、前記出力軸が前記スプラインシャフトで構成されており、前記アクチュエータの直動動作により前記電極チップを駆動する駆動軸に前記出力軸を連結させ、前記アクチュエータの回転動作により駆動軸を回転させることで電極チップを直動させるものである。
また、本発明は、前記アクチュエータの前記出力軸は、前記電極チップを駆動する駆動軸に連結され、前記駆動軸は回動運動し、前記駆動軸は螺旋形状に形成されたボールネジからなり、前記駆動軸の回動をボールネジナットで直動運動に変換し、前記電極チップを駆動するものである。
また、本発明は、手首軸を含む複数の関節構造からなり、前記手首部にオートツールチェンジャを備え、前記オートツールチェンジャにハンドリング冶具が取り付けられ、前記オートツールチェンジャによりハンドリング冶具を取り替えるようにした産業用ロボットにおいて、前記手首部に前記ハンドリング冶具の把持部を駆動するアクチュエータを備えたものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The present invention is an industrial robot comprising a plurality of joint structures including a wrist shaft, wherein the wrist is provided with an auto tool changer, and the tool is replaced by the auto tool changer, and the power of the tool is applied to the wrist. At least one actuator for transmission is provided.
In the present invention, the actuator is disposed between the wrist and the auto tool changer.
In the present invention, the auto tool changer is formed with a hollow cylindrical shape having a central portion penetrating with a predetermined dimension.
Further, the present invention comprises a plurality of joint structures including a wrist shaft, and includes the auto tool changer at the wrist, and a spot welding gun is attached to the auto tool changer, and the spot welding gun is attached by the auto tool changer. In the industrial robot to be replaced, an actuator for driving an electrode tip of the spot welding gun is provided on the wrist.
In the present invention, an output shaft of the actuator is connected to a drive shaft for driving the electrode chip to drive the electrode chip.
Further, in the present invention, the auto tool changer includes a robot-side tool changer and a tool-side tool changer, and both the robot-side tool changer and the tool-side tool changer are formed with a hollow cylindrical portion that penetrates coaxially. Is.
In the present invention, the output shaft of the actuator is connected to a drive shaft that drives the electrode tip inside a hollow cylindrical portion formed in the tool changer.
According to the present invention, the auto tool changer includes a robot-side tool changer and a tool-side tool changer, and an end face in the axial direction of the robot-side tool changer is provided with a guide pin, and the end face of the tool-side tool changer Is formed with a taper hole into which the guide pin is inserted, and the guide pin is inserted into the taper hole before the output shaft of the actuator is inserted into the drive shaft for driving the electrode chip. is there.
In the present invention, the actuator is composed of a rotary electric motor, and the output shaft is composed of a spline shaft.
According to the present invention, the actuator is composed of a direct acting rotary electric motor, and the output shaft is composed of a spline shaft.
Further, according to the present invention, the actuator is configured by the linear motion rotary motor, the output shaft is configured by the spline shaft, and the output is output to a drive shaft that drives the electrode tip by the linear motion operation of the actuator. The electrode tip is linearly moved by connecting the shafts and rotating the drive shaft by the rotation of the actuator.
Further, in the present invention, the output shaft of the actuator is connected to a drive shaft that drives the electrode chip, the drive shaft rotates, and the drive shaft includes a ball screw formed in a spiral shape, The rotation of the drive shaft is converted into a linear motion by a ball screw nut to drive the electrode tip.
Further, the present invention comprises a plurality of joint structures including a wrist shaft, and includes an auto tool changer at the wrist, a handling jig is attached to the auto tool changer, and the handling jig is replaced by the auto tool changer. In the industrial robot, the wrist portion is provided with an actuator for driving a gripping portion of the handling jig.
本発明によると、ツールを移動させるアクチュエータをロボットの手首部に設けたことにより、電動モータが径方向に大きくはみ出すことがなくなり、ロボットの接近性を向上することができる。また、ツールを移動させるアクチュエータをロボットの手首部に設けたことにより、電動モータのケーブルをコントローラに接続したままにＡＴＣを用いてツールが交換できるので、ツールの取替え時に制御用信号の切り離し作業がなくなり、取替え作業に要する時間をなくすことができることからタクトタイムが長くなるといった問題を解消できる。 According to the present invention, since the actuator for moving the tool is provided on the wrist portion of the robot, the electric motor does not protrude greatly in the radial direction, and the accessibility of the robot can be improved. In addition, by providing an actuator for moving the tool on the wrist of the robot, the tool can be replaced using the ATC while the electric motor cable is connected to the controller, so that the control signal can be disconnected when the tool is replaced. Since the time required for the replacement work can be eliminated, the problem that the tact time is prolonged can be solved.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１および図２は、本発明の産業用ロボットの実施例である。図において、１は産業用ロボットの手首軸、１３は電動モータ、１３ａはスプラインシャフト、２はロボット側ツールチェンジャ、２ａはガイドピン、３は爪状クランプ、４はツール側ツールチェンジャ、５はスポット溶接ガン、９はボールねじ、９ａはスプラインカップリング、１０はボールネジナット、１１はロッド、１２は電動チップである。
本発明が従来技術と異なる部分は、電動モータが産業用ロボットの手首軸に内蔵されていることとその回転力がＡＴＣを介してボールネジに伝達される部分である。
はじめに図１および図２を用いて産業用ロボットおよびスポット溶接ガンについて説明する。不図示の多関節を備えた産業用ロボットの手首軸１の先端には回転型の電動モータ１３が備えられており、手首軸１を通して産業用ロボットを内通するように電動モータ１３の駆動用ケーブルが配線されている。また、電動モータ１３の出力軸にはスプラインシャフト１３ａが備えられており、スプラインシャフト１３ａはスプラインカップリング９ａと勘合し、電動モータ１３の回転力が伝達されている。
電動モータ１３の端面にはロボット側ツールチェンジャ２が取り付けられており、ガイドピン２ａおよび爪状クランプ３を備え、スプラインシャフト１３が通るように中央部が中空円筒構造を形成している。
ガイドピン２ａはスプラインシャフト１３ａよりも軸方向に突出して形成されており、ツール側ツールチェンジャ４に形成された勘合孔に、スプラインシャフト１３ａがスプラインカップリング９ａに挿入されるよりも先に挿入され、スプラインシャフト１３ａの自動調芯を行う。
ロボット側ツールチェンジャ２の対向面には、ツール側ツールチェンジャ４が配置されている。ガイドピン２ａの勘合孔が対向面に複数個形成され、爪状クランプがロックするピンが形成されている。また、ロボット側ルールチェンジャ２同様にスプラインシャフト１３が通るように中央部が中空円筒構造を形成している。
スプラインシャフト１３ａは、ボールネジ９の一方端に形成されたスプラインカップリング９ａとツール側ツールチェンジャの中空円筒部で噛み合う。ボールネジナット１０はボールネジ９の回転力を往復運動動作へ変換し、ロッド１１とその先端に装着された電極チップ１２を往復運動動作させ、加圧開放動作を行う。
このような構成にすることにより、電動モータの交換を行うことなく、スポット溶接ガンの取替えを行うことができるので、タクトタイムを長くすることない。
1 and 2 show an embodiment of the industrial robot of the present invention. In the figure, 1 is a wrist shaft of an industrial robot, 13 is an electric motor, 13a is a spline shaft, 2 is a robot side tool changer, 2a is a guide pin, 3 is a claw-shaped clamp, 4 is a tool side tool changer, and 5 is a spot. A welding gun, 9 is a ball screw, 9a is a spline coupling, 10 is a ball screw nut, 11 is a rod, and 12 is an electric tip.
The difference between the present invention and the prior art is that the electric motor is built in the wrist shaft of the industrial robot and its rotational force is transmitted to the ball screw via the ATC.
First, an industrial robot and a spot welding gun will be described with reference to FIGS. 1 and 2. A rotary electric motor 13 is provided at the tip of the wrist shaft 1 of an industrial robot having a multi-joint (not shown), and the electric motor 13 is driven so that the industrial robot can pass through the wrist shaft 1. The cable is routed. The output shaft of the electric motor 13 is provided with a spline shaft 13a. The spline shaft 13a is engaged with the spline coupling 9a, and the rotational force of the electric motor 13 is transmitted.
A robot-side tool changer 2 is attached to the end face of the electric motor 13, and includes a guide pin 2 a and a claw-shaped clamp 3, and a central portion forms a hollow cylindrical structure so that the spline shaft 13 can pass through.
The guide pin 2a is formed to protrude in the axial direction from the spline shaft 13a, and is inserted into the fitting hole formed in the tool side tool changer 4 before the spline shaft 13a is inserted into the spline coupling 9a. Then, automatic alignment of the spline shaft 13a is performed.
A tool side tool changer 4 is disposed on the opposite surface of the robot side tool changer 2. A plurality of fitting holes for the guide pin 2a are formed on the opposing surface, and a pin for locking the claw-shaped clamp is formed. Further, like the robot-side rule changer 2, the central portion forms a hollow cylindrical structure so that the spline shaft 13 passes.
The spline shaft 13a meshes with a spline coupling 9a formed at one end of the ball screw 9 and a hollow cylindrical portion of the tool side tool changer. The ball screw nut 10 converts the rotational force of the ball screw 9 into a reciprocating motion, reciprocates the rod 11 and the electrode tip 12 mounted on the tip thereof, and performs a pressure releasing operation.
With such a configuration, the spot welding gun can be replaced without replacing the electric motor, so that the tact time is not lengthened.
図2はロボット側ツールチェンジャ2とツール側ツールチェンジャ4を切り離した図であり、図１がロボット側ツールチェンジャ２とツール側ツールチェンジャ４を勘合した図である。図２の切り離した状態から、産業用ロボットを動作させ、ロボット側ツールチェンジャ２の先端に取り付けられたガイドピン2aをツール側ツールチェンジャ４に前記ガイドピン２ａの勘合孔に挿入させる。このガイドピン２ａとガイドピンの勘合孔によってロボット側ツールチェンジャ２とツール側ツールチェンジャ４は位置ズレを起こすことなく勘合可能な位置へ案内される。勘合可能な位置へ案内された後、スプラインシャフト１３ａとスプラインカップリング９ａが勘合し、ロボット側ツールチェンジャ２とツール側ツールチェンジャ４の勘合面が接触するまで産業用ロボットを接近させる。ロボット側ツールチェンジャ２の内部の図示しないシリンダをエアにて駆動する事により爪状クランプ３を駆動し、ツール側ツールチェンジャ４に設けられた爪状クランプ３と対をなすピンをロックする事によりロボット側ツールチェンジャ２とツール側ツールチェンジャ３の勘合が完成する。 FIG. 2 is a diagram in which the robot side tool changer 2 and the tool side tool changer 4 are separated, and FIG. 1 is a diagram in which the robot side tool changer 2 and the tool side tool changer 4 are fitted together. 2, the industrial robot is operated, and the guide pin 2a attached to the tip of the robot side tool changer 2 is inserted into the fitting hole of the guide pin 2a. The robot-side tool changer 2 and the tool-side tool changer 4 are guided to a position where they can be fitted without causing a positional shift by the fitting hole between the guide pin 2a and the guide pin. After being guided to a position where it can be fitted, the spline shaft 13a and the spline coupling 9a are fitted together, and the industrial robot is brought closer until the fitting surfaces of the robot side tool changer 2 and the tool side tool changer 4 come into contact with each other. By driving a claw-shaped clamp 3 by driving a cylinder (not shown) inside the robot-side tool changer 2 with air, and locking a pin paired with the claw-shaped clamp 3 provided on the tool-side tool changer 4 The fitting between the robot side tool changer 2 and the tool side tool changer 3 is completed.
図３は、本発明の第２の実施例である産業用ロボットである。実施例１と同符号の部分については説明を省略し、実施例１と異なる部分について説明する。図３において、１４は手首軸１先端に配置された図４に示す直動回転アクチュエータである。直動回転アクチュエータとしては、例えば、特願２００５−３０７２８０に記載されているものが適用できる。
本発明が実施例１と異なる部分は、スポット溶接ガンの電極チップを駆動する電動モータに直動回転アクチュエータを用いた部分である。
直動回転アクチュエータ１４の出力軸先端にはスプラインシャフト１４ａがとりつけられ、１３ｂは直動回転アクチュエータ１４の出力軸には、また爪状クランプ押さえ１３ｂが取り付けられ、外周に回転摺動できる回転摺動部材１５が取り付けられている。２はロボット側ツールチェンジャであり、中央部に直動回転アクチュエータ１４及びスプラインシャフト１４ａ及び爪状クランプ押さえ１４ｂ及び回転摺動部材１５が貫通配置できる中空円筒構造が形成されている。４はツール側ツールチェンジャであり、直動回転アクチュエータ１４の直動軸を動作させることにより、直動回転アクチュエータ１４の出力軸に取り付けられた爪状クランプ押さえ１３ｂを直動回転アクチュエータ１４の直動動作によって爪状クランプ３を駆動することによって、ロボット側ツールチェンジャ２にクランプされる。
また、直動回転アクチュエータ１４の直動動作によって前記スプラインシャフト６ａと噛み合い、噛み合った後は直動回転アクチュエータ１４の回転動作により回転力をボールネジ９へ伝達する。これは、スプラインカップリングでなくてもオルダムカップリングやキー構造のような、はめ合いによって回転力を伝達できる機構であればよい。ボールネジナット１０は前記ボールネジ９の回転力を直線往復運動動作へ変換し、ロッド１１とその先端に装着された電極チップ１２を直線往復運動動作させ、加圧及び開放動作を行う。
FIG. 3 shows an industrial robot according to a second embodiment of the present invention. Description of the portions having the same reference numerals as those in the first embodiment will be omitted, and portions different from those in the first embodiment will be described. In FIG. 3, reference numeral 14 denotes a linear motion rotary actuator shown in FIG. As the linear motion rotary actuator, for example, one described in Japanese Patent Application No. 2005-307280 can be applied.
The present invention is different from the first embodiment in that a linear motion rotary actuator is used for an electric motor that drives an electrode tip of a spot welding gun.
A spline shaft 14a is attached to the front end of the output shaft of the linear motion rotary actuator 14, and a claw-shaped clamp retainer 13b is attached to the output shaft of the direct motion rotary actuator 14 so that it can rotate and slide on the outer periphery. A member 15 is attached. A robot-side tool changer 2 has a hollow cylindrical structure in which the linear motion rotary actuator 14, the spline shaft 14 a, the claw-shaped clamp retainer 14 b, and the rotary sliding member 15 can be disposed through the center. Reference numeral 4 denotes a tool-side tool changer. By operating the linear motion shaft of the linear motion rotary actuator 14, the claw-shaped clamp holder 13 b attached to the output shaft of the linear motion rotary actuator 14 moves the linear motion of the linear motion rotary actuator 14. By driving the claw-shaped clamp 3 by operation, the robot-side tool changer 2 is clamped.
Further, the linear motion rotary actuator 14 is engaged with the spline shaft 6a by the linear motion operation, and after the mesh, the rotational force is transmitted to the ball screw 9 by the rotational motion of the linear motion rotary actuator 14. This may be a mechanism that can transmit rotational force by fitting, such as Oldham coupling or key structure, instead of spline coupling. The ball screw nut 10 converts the rotational force of the ball screw 9 into a linear reciprocating motion, performs a linear reciprocating motion of the rod 11 and the electrode tip 12 attached to the tip thereof, and performs a pressurizing and releasing operation.
図５に示すように爪状クランプ３は、直動回転アクチュエータ１４のロボット側への直動動作によって爪状クランプ押さえ１４ｂがロボット側へ移動し、爪状クランプ３への押し付けを開放した際には爪状クランプ３の位置が、初期状態である図５の状態になるように、図示しないバネにて初期荷重が掛けられている。ツールチェンジャを切り離した際、ツール側ツールチェンジャ４に装備されたスポット溶接ガン５には直動回転アクチュエータ１４は装着されていない。
産業用ロボットは、同様のツール側ツールチェンジャ構造を持つ図示しない他のスポット溶接ガンへ移動し、直動回転アクチュエータの直動軸を駆動し、このスポット溶接ガンを把持することでガンチェンジを行う。
このような構成にすることにより直動回転アクチュエータ１がロボット手首軸１先端に配置されることによって、電力線なしにガンチェンジが可能で、ガンチェンジしても同一の一つの直動回転アクチュエータで交換したスポット溶接ガンを駆動できることと、直動回転アクチュエータを電気的にも切り離すことなくスポット溶接ガンを交換することができるものもある。
As shown in FIG. 5, the claw-shaped clamp 3 is moved when the claw-shaped clamp retainer 14b is moved to the robot side by the linear motion of the linear motion rotary actuator 14 to the robot side and the pressing to the claw-shaped clamp 3 is released. An initial load is applied by a spring (not shown) so that the position of the claw-shaped clamp 3 is in the initial state shown in FIG. When the tool changer is cut off, the linear motion actuator 14 is not attached to the spot welding gun 5 mounted on the tool side tool changer 4.
The industrial robot moves to another spot welding gun (not shown) having the same tool-side tool changer structure, drives the linear motion axis of the linear motion rotary actuator, and performs a gun change by gripping this spot welding gun. .
With this configuration, the linear motion rotary actuator 1 is arranged at the tip of the robot wrist axis 1 so that the gun can be changed without a power line. Some spot welding guns can be driven, and some spot welding guns can be exchanged without electrically separating the linear motion actuator.
図６は、本発明の第３の実施例であり、ワーク形状に合わせてワーク把持クランプの間隔を調整可能とするハンドリング冶具に適用した場合である。実施例１と同符号の部分については説明を省略し、実施例１と異なる部分について説明する。
図において、１は産業用ロボットの手首軸、１３は電動モータ、１３ａはスプラインシャフト、２はロボット側ツールチェンジャ、２ａはガイドピン、３は爪状クランプ、４はツール側ツールチェンジャ、１６はハンドリング冶具、９はボールねじ、９ａはスプラインカップリング、９ｂはベベルギヤ、１０はボールネジナット、１７はワーク把持クランプである。
本発明が実施例１および実施例２と異なる部分は、スプラインシャフト１３ａが、ボールネジ９の一方端に形成された１対のベベルギヤ９ｂを介してスプラインカップリング９ａとツール側ツールチェンジャの中空円筒部で噛み合う点である。
ボールネジナット１０はボールネジ９の回転力を往復運動動作へ変換し、ワーク把持クランプ１７を往復運動動作させ、ワーク把持を行う。
このような構成にすることにより、実施例１と同様に電動モータの交換を行うことなく、ハンドリング冶具の取替えを行うことができるので、タクトタイムを長くすることがない。
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention, which is a case where the present invention is applied to a handling jig that can adjust the interval between workpiece gripping clamps according to the workpiece shape. Description of the portions having the same reference numerals as those in the first embodiment will be omitted, and portions different from those in the first embodiment will be described.
In the figure, 1 is a wrist shaft of an industrial robot, 13 is an electric motor, 13a is a spline shaft, 2 is a robot side tool changer, 2a is a guide pin, 3 is a claw-shaped clamp, 4 is a tool side tool changer, and 16 is handling A jig, 9 is a ball screw, 9a is a spline coupling, 9b is a bevel gear, 10 is a ball screw nut, and 17 is a workpiece gripping clamp.
The present invention differs from the first and second embodiments in that the spline shaft 13a is connected to a hollow cylindrical portion of the spline coupling 9a and the tool side tool changer via a pair of bevel gears 9b formed at one end of the ball screw 9. This is the point of meshing.
The ball screw nut 10 converts the rotational force of the ball screw 9 into a reciprocating motion, and reciprocates the workpiece gripping clamp 17 to grip the workpiece.
By adopting such a configuration, the handling jig can be replaced without replacing the electric motor in the same manner as in the first embodiment, so that the tact time is not lengthened.
１ 産業用ロボットの手首軸
２ ロボット側ツールチェンジャ
２ａ ガイドピン
３ 爪状クランプ
４ ツール側ツールチェンジャ
５ スポット溶接ガン
６ 電動モータ
７ プーリ
８ ベルト
９ ボールネジ
９ａ スプラインカップリング
９ｂ ベベルギヤ
１０ ボールネジナット
１１ ロッド
１２ 電極チップ
１３ 電動モータ
１３ａ スプラインシャフト
１４ 直動回転アクチュエータ
１４ａ スプラインシャフト
１４ｂ 爪状クランプ押さえ
１５ 回転摺動部材
１６ ハンドリング治具
１７ ワーク把持クランプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Industrial robot wrist axis | shaft 2 Robot side tool changer 2a Guide pin 3 Claw-shaped clamp 4 Tool side tool changer 5 Spot welding gun 6 Electric motor 7 Pulley 8 Belt 9 Ball screw 9a Spline coupling 9b Bevel gear 10 Ball screw nut 11 Rod 12 Electrode Chip 13 Electric motor 13a Spline shaft 14 Direct rotation actuator 14a Spline shaft 14b Claw-shaped clamp retainer 15 Rotating sliding member 16 Handling jig 17 Work gripping clamp
Claims (10)
前記ツールに対して動力を伝達する少なくとも１つのアクチュエータが、前記オートツールチェンジャよりも基端側の前記手首軸に備えられており、
前記オートツールチェンジャは、
前記手首軸へ取り付けられるロボット側ツールチェンジャと、前記ツールへ取り付けられるツール側ツールチェンジャとに分割可能に構成され、
前記ロボット側ツールチェンジャおよび前記ツール側ツールチェンジャには、
同軸上に貫通した中空円筒部がそれぞれ形成されたこと
を特徴とする産業用ロボット。 In an industrial robot comprising a plurality of joint structures including a wrist axis, including an auto tool changer at the tip of the wrist axis, and replacing the tool with the auto tool changer ,
At least one actuator for transmitting power to the front SL tool, is provided with the wrist axis of the base end side than the auto tool changer,
The auto tool changer is
The robot-side tool changer attached to the wrist shaft and the tool-side tool changer attached to the tool are configured to be splittable,
In the robot side tool changer and the tool side tool changer,
An industrial robot characterized in that a hollow cylindrical portion penetrating on the same axis is formed .
スポット溶接ガンであり、
前記アクチュエータは、
前記スポット溶接ガンの電極チップを駆動すること
を特徴とする請求項１に記載の産業用ロボット。 The tool is
Spot welding gun ,
The actuator is
Industrial robot according to claim 1, characterized in that to drive the electrode tip of the spot welding gun.
前記電極チップを駆動する駆動軸に連結されて前記電極チップを駆動すること
を特徴とする請求項２に記載の産業用ロボット。 The output shaft of the actuator is
The industrial robot according to claim 2, wherein the industrial robot is connected to a drive shaft that drives the electrode chip to drive the electrode chip.
前記電極チップを駆動する駆動軸と、前記ツールチェンジャに形成された前記中空円筒部の内部で連結されたこと
を特徴とする請求項３に記載の産業用ロボット。 The output shaft of the actuator is
Industrial robot according to claim 3, characterized in that the driving shaft for driving the electrode tip, which is connected with the interior of the formed tool changer the hollow cylindrical portion.
を特徴とする請求項４に記載の産業用ロボット。 Guide pins provided on the end face on the axial direction before Symbol robot side tool changer, wherein the end face of the tool-side tool changer tapered hole in which the guide pin is inserted is formed, the output shaft of the actuator is the electrode tip The industrial robot according to claim 4 , wherein the guide pin is inserted into the tapered hole before being connected to a drive shaft that drives the robot.
回転型電動機から構成され、前記出力軸がスプラインシャフトで構成されていること
を特徴とする請求項３、４または５に記載の産業用ロボット。 The actuator is
The industrial robot according to claim 3, 4 or 5 , wherein the industrial robot is constituted by a rotary electric motor, and the output shaft is constituted by a spline shaft.
直動回転電動機から構成され、前記出力軸がスプラインシャフトで構成されていること
を特徴とする請求項３、４または５に記載の産業用ロボット。 The actuator is
The industrial robot according to claim 3, 4, or 5 , wherein the industrial robot is constituted by a linear motion electric motor, and the output shaft is constituted by a spline shaft.
を特徴とする請求項７に記載の産業用ロボット。 The linear operation before Symbol actuator is connected to the output shaft to the drive shaft for driving the electrode tip, and wherein the linearly moving the electrode tip by rotating the drive shaft by rotation of the actuator The industrial robot according to claim 7 .
螺旋形状に形成されたボールネジであり、該ボールネジの回動運動をボールネジナットで直動運動に変換することで前記電極チップを駆動することを特徴とする請求項３〜８のいずれか１つに記載の産業用ロボット。 Before Symbol drive shaft,
Ri ball screw der formed in screw旋形shape, it claims 3-8, characterized in that to drive the electrode tip by converting the rotational movement of said ball screw to linear motion of the ball screw nut 1 Industrial robot described in 1.
ワークを把持する把持機構を含んだハンドリング部であり、
前記アクチュエータは、
前記ハンドリング部の前記把持機構を駆動すること
を特徴とする請求項１に記載の産業用ロボット。 The tool is
It is a handling unit that includes a gripping mechanism that grips the workpiece .
The actuator is
The industrial robot according to claim 1, wherein the gripping mechanism of the handling unit is driven.
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