JP7028826B2

JP7028826B2 - 単軸ロボット

Info

Publication number: JP7028826B2
Application number: JP2019095917A
Authority: JP
Inventors: 彰浩石谷; 卓也青木
Original assignee: Sugino Machine Ltd
Current assignee: Sugino Machine Ltd
Priority date: 2019-05-22
Filing date: 2019-05-22
Publication date: 2022-03-02
Anticipated expiration: 2039-05-22
Also published as: JP2020189372A; US20200368789A1; CN111975758A; EP3741514A1; EP3741514B1

Description

本発明は、単軸ロボットに関する。

一方に開口を持つ箱型の筐体と、筐体の内部に配置された一組の直線ガイドと、一組の直線ガイド上をスライドするスライダと、筐体の内部に配置されたボールねじと、ボールねじに接続するモータと、開口とスライダとの間を覆うカバーを有する単軸ロボットが利用されている（例えば、ＴＨＫ株式会社、“精密ステージシリーズＡ／ＡＸ, ＣＭＸ, ＣＨＸＴＨＫ電動アクチュエータ”、第５ページ、[ｏｎｌｉｎｅ]、[令和元年５月１３日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：／／ｔｅｃｈ．ｔｈｋ．ｃｏｍ／ｕｐｌｏａｄ／ｐｒｏｄｕｃｔ＿ｄａｔａ／ｕｐｆｉｌｅ／ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿ｓｔａｇｅ＿ｓｅｒｉｅｓ．ｐｄｆ？＿ｇａ＝２．６２１４２４４４．１１７７２４３９９３.１５５７７１５６６４－１８４８３７７４６２．１５５７７１５６６４＞、以下、非特許文献１）。

非特許文献１の単軸ロボットのボールねじを交換する場合、サドル側のカバーを取り外す必要があった。本発明は、ボールねじを交換しやすい単軸ロボットを提供する。

代表的な本発明は、単軸ロボットであって、一方にベースプレートを有する筐体と、前記筐体の他方に配置された支持板と、前記筐体内に、前記ベースプレートに配置された直線ガイドと、前記直線ガイドに沿って延びた、前記ベースプレートに配置された第１のサドル穴と、前記筐体内に、前記直線ガイド上に配置され、前記直線ガイドに沿って移動できるスライダと、前記第１のサドル穴を貫通して、前記筐体の外部に突出するように、前記スライダの一方端に配置されたサドルと、前記支持板に、前記スライダの他方端に配置され、前記スライダを駆動する駆動体と、前記筐体の外部に、前記ベースプレートと前記サドルの間に配置された伸縮カバーと、を備え、前記駆動体は、モータと、前記スライダに配置されるナットと、モータ端と、前記モータ端の反対側の端である軸端とを持ち、前記モータと接続されたボールねじと、を含み、前記支持板は、前記モータ及び前記モータ端を支持するモータ支持板と、前記軸端を支持する軸端支持板と、を含み、前記モータ支持板と前記軸端支持板とは、互いに分離して配置されており、前記筐体から取り外し可能である。

本発明によれば、ボールねじを交換しやすい単軸ロボットを提供できる。

実施形態の単軸ロボットを適用した洗浄機の斜視図実施形態の単軸ロボットの斜視図実施形態の単軸ロボットの斜視図図１のIV-IV断面図図４のV-V断面図

図１に示すように、洗浄機５１は、カバー５６、架台５９、単軸ロボット１、アーム５２、ハンド５５、ノズル６０及びノズルブロック５７を含む。単軸ロボット１は、筐体２、伸縮カバー９を含む。筐体２は架台５９の後側に立てて配置される。アーム５２はサドル７に配置される。アーム５２は例えば、５軸アームである。ハンド５５はアーム５２の先端に配置され、対象物７０を把持する。カバー５６は架台５９の上方に配置され、アーム５２、ノズル６０、ノズルブロック５７を覆う。単軸ロボット１はアーム５２を上下方向に駆動する。アーム５２は対象物７０を移動する。アーム５２は対象物７０をノズル６０に対向させて、ノズル６０から噴出した洗浄液によって対象物７０を洗浄する。洗浄液は対象物７０に当たって散乱する。伸縮カバー９はカバー５６内に充満する蒸気や洗浄液噴流が筐体２内に侵入することを抑制する。

以下、説明の都合上、図２～５に示すように、単軸ロボット１について上下左右前後の方向を設定する。ただし、方向は一例であって、単軸ロボット１の実際の設置方向が限定されるものではない。
単軸ロボット１は、筐体２と、支持板３と、直線ガイド４と、第１のサドル穴５と、スライダ６と、サドル７と、駆動体８と、を備えている。単軸ロボット１は、筐体２の内部に配置されるケーブル保護管４１を含んで良い。

筐体２は、ベースプレート１１を有する。ベースプレート１１は筐体２の前方（一方）に配置される。筐体２は例えば、後方（他方）に開口を持つ箱体である。筐体２は例えば、左右に側板１２、１３を有する。ベースプレート１１は第１のサドル穴５を有する。第１のサドル穴５は、ベースプレート１１の中央部に、上下に延びる。

支持板３は、筐体２の後方に配置される。支持板３は、ベースプレート１１と離間して配置される。支持板３は例えば、側板１２、１３の間に架けられる。支持板３は例えば、位置決めピンによって正確に配置される。支持板３は、筐体２に対して取り外しできる。支持板３は、モータ支持板３Ａ及び軸端支持板３Ｂを含んで良い。
モータ支持板３Ａは、筐体２の上方よりに配置される。モータ支持板３Ａは、モータブラケット２８と、ベアリング２９と、ベアリングホルダ３０を有する。
モータブラケット２８はモータ支持板３Ａの前方に配置される。ベアリングホルダ３０は、モータ支持板３Ａの前方に配置される。ベアリングホルダ３０はベアリング２９を持つ。モータ支持板３Ａは、筐体２に対して取り外しできる。
軸端支持板３Ｂは、筐体２の下方よりに配置される。軸端支持板３Ｂは、ベアリング３１と、ベアリングホルダ３２を有する。ベアリングホルダ３２は、軸端支持板３Ｂの前方（一方）に配置される。ベアリングホルダ３２はベアリング３１を持つ。軸端支持板３Ｂは、筐体２から取り外しできる。

二本一組の直線ガイド４は、ガイドブロック１７を含む。直線ガイド４は、ベースプレート１１の後面に、上下方向に延びて配置される。直線ガイド４は、直線ガイド４Ａ，４Ｂを含む。直線ガイド４Ａ、４Ｂは、第１のサドル穴５の左右にそれぞれ配置される。ガイドブロック１７は、直線ガイド４上に配置され、直線ガイド４上を摺動する。

スライダ６は、ガイドブロック１７を介して直線ガイド４Ａ，４Ｂ上に配置される。スライダ６は、前後方向視で矩形状からなる鉛直板状の部材である。スライダ６は、ナットホルダ２２を持つ。ナットホルダ２２は、スライダ６の後面側に配置される。スライダ６はベースプレート１１の後面側に配置される。

サドル７は、支柱１８と、サドル板１９を含む。サドル７は、第１のサドル穴５を貫通して、筐体２の外部に突出するように、スライダ６の前方端（一方側）に形成されている。支柱１８は、スライダ６の前面に固定され、第１のサドル穴５を貫通する。例えば、支柱１８は、前後方向に沿って延びる左右一対の板状部材である。サドル板１９は、支柱１８の前方端に固定され、筐体２の外部に配置される。サドル板１９は、前後方向視で矩形状であり、ベースプレート１１の前側においてベースプレート１１と平行となるように鉛直面に配置される。

図４に示すように、駆動体８は、例えばボールねじ機構である。駆動体８はモータ２０、ボールねじ２１及びカップリング２７を含む。駆動体８は上下方向に配置される。駆動体８は、スライダ６の後方（他方側）に配置される。駆動体８はスライダ６を駆動する。
ボールねじ２１はねじ軸１０及びナット２３を備える。ボールねじ２１は軸端２５とモータ端２４を持つ。軸端２５はベアリング３１に支持される。モータ端２４はベアリング２９に支持される。ナット２３はナットホルダ２２に固定される。

モータ２０は、モータブラケット２８を介してモータ支持板３Ａに支持される。モータ２０は出力軸２６を有する。モータ２０は例えば、サーボモータやステッピングモータである。モータ２０は出力軸２６を下方に向けて配置される。
カップリング２７は、出力軸２６とねじ軸１０とを直接締結する。

伸縮カバー９は、ベースプレート１１とサドル板１９との間に配置される。伸縮カバー９は、箱体３５と、移動箱３６と、蛇腹３７と、を備えている。
箱体３５は、前方（一方）に開口部３３を、後方（他方）に第２のサドル穴３４を持つ。箱体３５は前後方向に扁平の縦長形状であり、ベースプレート１１の前面に取り付けられている。第２のサドル穴３４は、第１のサドル穴５とほぼ同じ縦長形状であり、第１のサドル穴５と重なるように配置されている。
移動箱３６は、サドル板１９の後面に配置される。移動箱３６は前後方向に扁平の箱形状である。移動箱３６の左右幅は、箱体３５の内側の左右幅よりも小さい。移動箱３６は通し穴３８を持つ。移動箱３６はサドル板１９に固定されて良い。
蛇腹３７は、箱体３５に固定された固定端３９と、移動箱３６に固定された移動端４０とを有しており、移動箱３６の移動方向の両側、つまり本実施形態では移動箱の上方と下方に配置されている。
支柱１８は第２のサドル穴３４及び通し穴３８を貫通する。移動箱３６は、箱体３５内を直線ガイド４Ａ，４Ｂに沿ってサドル７と共に移動する。

図２に示すように、ケーブル保護管４１は、モータ支持板３Ａに固定された固定端４２と、サドル７の後方端に固定された移動端４３と、を有している。ケーブル保護管４１は、Ｕ字状に垂下するように配置されている。ケーブル保護管４１の内部には、例えばアーム５２に接続する信号ケーブル、エア配管や電源ケーブル等が収容される。

ナット２３をナットホルダ２２から取り外し、支持板３を筐体２から取り外すことにより、容易に駆動体８を筐体２から取り外せる。伸縮カバー９はベースプレート１１とサドル板１９の間に配置されているため、筐体２の内部への洗浄液や異物の侵入を抑制する。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１単軸ロボット
２筐体
３支持板
３Ａモータ支持板
３Ｂ軸端支持板
４直線ガイド
４Ａ，４Ｂ直線ガイド
５第１のサドル穴
６スライダ
７サドル
８駆動体
９伸縮カバー
１１ベースプレート
１８支柱
１９サドル板
２０モータ
２１ボールねじ
２３ナット
２４モータ端
２５軸端
３３開口部
３４第２のサドル穴
３５箱体
３６移動箱
３７蛇腹
３９固定端
４０移動端
４１ケーブル保護管
４２固定端
４３移動端

Claims

一方にベースプレートを有する筐体と、
前記筐体の他方に配置された支持板と、
前記筐体内に、前記ベースプレートに配置された直線ガイドと、
前記直線ガイドに沿って延びた、前記ベースプレートに配置された第１のサドル穴と、
前記筐体内に、前記直線ガイド上に配置され、前記直線ガイドに沿って移動できるスライダと、
前記第１のサドル穴を貫通して、前記筐体の外部に突出するように、前記スライダの一方端に配置されたサドルと、
前記支持板に、前記スライダの他方端に配置され、前記スライダを駆動する駆動体と、
前記筐体の外部に、前記ベースプレートと前記サドルの間に配置された伸縮カバーと、
を備え、
前記駆動体は、
モータと、
前記スライダに配置されるナットと、モータ端と、前記モータ端の反対側の端である軸端とを持ち、前記モータと接続されたボールねじと、
を含み、
前記支持板は、
前記モータ及び前記モータ端を支持するモータ支持板と、
前記軸端を支持する軸端支持板と、を含み、
前記モータ支持板と前記軸端支持板とは、互いに分離して配置されており、前記筐体から取り外し可能である、単軸ロボット。
前記直線ガイドは、前記ベースプレートに平行に配置された二本一組の直線ガイドであり、
前記第１のサドル穴は、前記二本一組の直線ガイドの間に配置された、
請求項１の単軸ロボット。
前記サドルは、
前記第１のサドル穴を貫通して前記スライダに立てて固定された支柱と、
前記支柱の一方端に固定され、前記筐体の外部に配置されたサドル板と、を有する、
請求項１又は２の単軸ロボット。
前記伸縮カバーは、
前記ベースプレートに配置され、一方に開口部を、他方に第２のサドル穴を持つ箱体と、
前記箱体の内部に前記サドルが貫通して配置され、前記箱体内を前記直線ガイドに沿って前記サドルと共に移動する移動箱と、
前記箱体に固定された固定端と、前記移動箱に固定された移動端を有し、前記移動箱の移動方向の両側に配置された蛇腹と、を有する、
請求項１～３のいずれか一項の単軸ロボット。
前記モータ支持板に固定された固定端と、
前記サドルの前記他方端に固定された移動端と、を有し、
前記筐体内に配置されたケーブル保護管を、更に備える、
請求項１～４のいずれか一項の単軸ロボット。