JPH01228792A - Linear and rotary motion unit - Google Patents

Linear and rotary motion unit

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Publication number
JPH01228792A
JPH01228792A JP5288588A JP5288588A JPH01228792A JP H01228792 A JPH01228792 A JP H01228792A JP 5288588 A JP5288588 A JP 5288588A JP 5288588 A JP5288588 A JP 5288588A JP H01228792 A JPH01228792 A JP H01228792A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nut
linear
ball screw
spline
motion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5288588A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Yasunaga
安永 耕一
Masayuki Kuwabara
正幸 桑原
Kazuo Kido
一夫 城戸
Keiichi Jin
恵一 神
Masahiro Yoshida
昌弘 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5288588A priority Critical patent/JPH01228792A/en
Publication of JPH01228792A publication Critical patent/JPH01228792A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J18/00Arms

Abstract

PURPOSE:To perform linear progressing motion in high speed for making it possible to perform both linear progressing motion and rotating motion on the same axis by providing spline channels on outer face of a nut for ball screw in order to be able to slide the nut relatively to a guide member. CONSTITUTION:A motor 27 is driven for rotating ball screw shaft 26. In this case, if the ball screw shaft is fixed on linear progressing direction, on account of being regulated a nut 28 in rotary direction with a spline nut 29 (guide member), the nut 28 provided with spline channels on outer periphery of the ball screw 26 performs high speed linear progressing motion. Thereby, a chuck 34 on the top end of the nut 28 also performs linear progressing motion. Again, a motor 32 is driven for rotating the spline nut 29 to make the chuck 34 perform rotary motion around the same axis as linear progressing motion.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は産業用ロボ、l−に使用されてhる直進回転ユ
ニットに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a linear rotation unit used in an industrial robot.

従来の技術 一般に産業用ロボット、特に水平多関節ロボツトは第2
図のような構成をとっている。以下簡単にその構成につ
いて説明する。第2図において1は本体部、2は第1ア
ーム3は第2アーム、4は直進回転部、6はチャックで
ある。上記のような構成をとった水平多関節ロボットで
は、第1アーム及び第2アームの姿勢により、チャック
を平面内で位置決めし、直進回転部4によシ、チャック
5の上下及び回転方向の位置決めを行なっている。
Conventional technology Industrial robots in general, and horizontally articulated robots in particular, are
It has the configuration shown in the figure. The configuration will be briefly explained below. In FIG. 2, 1 is a main body, 2 is a first arm 3 is a second arm, 4 is a linear rotating part, and 6 is a chuck. In the horizontal articulated robot configured as described above, the chuck is positioned in a plane by the postures of the first arm and the second arm, and the linear rotation unit 4 positions the chuck 5 in the vertical and rotational directions. is being carried out.

直進回転部4は、第1アーム2及び第2アーム3から離
れた位置にあるため、平面での位置決めの際には第1ア
ーム2及び第2アーム3を駆動するモータにとって大き
な負荷となる。以上のような理由により、直進回転部4
の軽量化が高速化のための大きな課題となっている。以
下図面を参照しながら、上述した従来の直進回転ユニッ
トの一例について説明する。
Since the linear rotation unit 4 is located at a position apart from the first arm 2 and the second arm 3, it becomes a heavy load on the motor that drives the first arm 2 and the second arm 3 during positioning on a plane. For the reasons mentioned above, the linear rotating section 4
Reducing the weight of the device is a major challenge for increasing speed. An example of the conventional linear rotation unit mentioned above will be described below with reference to the drawings.

第3図は従来の直進回転ユニットの構成を示すものであ
る。第3図において、6はモータであシ、ボールネジ軸
γにタイミングベルトによシ回転が伝えられる。8はボ
ールネジのナットである。9はスプライン軸でプレート
によシボールネジのナツトで接合されているためボール
ネジのナツトと同期して直進運動をする。10はモータ
であシ、スプラインナツト11でモータ10の回転をス
プライン軸9に伝達する。以上のように構成された直進
回転ユニットについて以下その動作について説明する。
FIG. 3 shows the configuration of a conventional linear rotation unit. In FIG. 3, reference numeral 6 is a motor, whose rotation is transmitted to the ball screw shaft γ by a timing belt. 8 is a ball screw nut. 9 is a spline shaft, which is connected to the plate by a ball screw nut, so that it moves linearly in synchronization with the ball screw nut. 10 is a motor, and a spline nut 11 transmits the rotation of the motor 10 to the spline shaft 9. The operation of the linear rotation unit configured as above will be explained below.

まず、直進運動をする場合、モータ6が回転することに
よシタイミングベルトを介して70ボールネジ軸に伝達
される。ボールネジ軸は直進方向は固定されておシ、ス
プライン軸9と接合されているため回転方向も規制され
ているため、ナツト8が直進運動を行なう。ナツ、ト8
の直進運動はプレートを介して9のスプライン軸に伝達
される。
First, in the case of linear motion, the rotation of the motor 6 is transmitted to the 70 ball screw shaft via the shift timing belt. The ball screw shaft is fixed in the linear direction, and since it is connected to the spline shaft 9, the rotational direction is also restricted, so the nut 8 moves in the linear direction. Natsu, To8
The linear motion of is transmitted to the spline shaft 9 through the plate.

以上のようにしてスプライン軸が直進運動を行なう。つ
ぎに回転運動をする場合、モータ1oが回転スることに
よシタイミングベルト及びスプラインナツト11を介し
て9のスプライン軸に伝達される。以上のようにして直
進及び回転運動をする。
In the manner described above, the spline shaft performs linear motion. Next, when performing a rotational movement, the motor 1o rotates and is transmitted to the spline shaft 9 via the timing belt and the spline nut 11. As described above, linear and rotational movements are performed.

次に従来の技術の第2の例について、以下図面を参照し
ながら説明する。この場合特許公開昭62−4970号
公報に述べられているが、以下、その概略を図面を参照
しながら説明する。第4図において12は外周にスプラ
イン溝溝を設けたボーア 7L/ネジである。13はボ
ールネジのナツト、14はポールネジのナツトと接合し
たプーリ、16はタイミングベルト、16はプーリで1
7のモータ出力軸に接合されている。18はスプライン
ナツトで1.19はスプラインナツトと接合されたプー
リである。20はタイミングベ/V )である。
Next, a second example of the conventional technology will be described below with reference to the drawings. This case is described in Japanese Patent Publication No. 62-4970, and its outline will be explained below with reference to the drawings. In FIG. 4, 12 is a Boer 7L/screw with a spline groove provided on its outer periphery. 13 is the nut of the ball screw, 14 is the pulley connected to the nut of the pole screw, 16 is the timing belt, and 16 is the pulley.
It is connected to the motor output shaft of 7. 18 is a spline nut, and 1.19 is a pulley connected to the spline nut. 20 is the timing vector/V).

21は22のモータ出力軸と接合されたプーリである。21 is a pulley connected to the motor output shaft 22.

23は12のポールネジ軸と直結されたチャックである
。以上のように構成された直進回転ユニットについて以
下、その動作について説明する。まず直進運動をする場
合は、モータ17が回転し、その動力がプーリ16.タ
イミングベルト16、プーリ14を介してボールネジ1
3のナツトに伝達される。ポールネジ軸12はスプライ
ンナツト18によシ回転方向の運動を規制されているた
め、チャック23は直進運動を行なう。次に回転運動を
する場合には、モータ22が回転し、プーリ21.タイ
ミングベルト20.プーリ19を介してスプラインナツ
ト18に伝達され、スプライン溝によシボールネジ軸1
2に伝達される。
23 is a chuck directly connected to the pole screw shaft of 12. The operation of the linear rotation unit configured as above will be described below. First, when moving in a straight line, the motor 17 rotates and the power is transferred to the pulley 16. Ball screw 1 via timing belt 16 and pulley 14
It is transmitted to No. 3 Nat. Since the movement of the pole screw shaft 12 in the rotational direction is restricted by the spline nut 18, the chuck 23 moves in a straight line. Next, when performing a rotational movement, the motor 22 rotates and the pulley 21 . Timing belt 20. It is transmitted to the spline nut 18 via the pulley 19, and the ball screw shaft 1 is transmitted to the spline groove.
2.

よってチャック23は回転運動を行なう。以上のように
して、従来の技術の第2の例であるこの直進回転ユニッ
トは直進運動及び回転運動を行なう0発明が解決しよう
とした課題 しかしながら、従来の技術の第1の例では、メカ構成が
複雑であシ重量も大きくなるので水平多関節ロボット等
で第2図の直進回転ユニット4に使用するのには適さな
い。
Therefore, the chuck 23 performs a rotational movement. As described above, this linear rotation unit, which is the second example of the conventional technology, performs linear movement and rotational movement.The problem that the invention sought to solveHowever, in the first example of the conventional technology, the mechanical structure Since the structure is complicated and the weight is large, it is not suitable for use in the linear rotation unit 4 of FIG. 2 in a horizontal articulated robot or the like.

第2の例では、回転トルクをすべてボールネジ軸12上
に設けたスプライン溝で伝達する。あるいはスプライン
溝付きのポールネジ軸12にチャック等を取付は作業を
するため剛性が必要であシ、スプライン溝付きのポール
ネジ軸12の径を末きくしなければならないO,X、プ
ラインH付きのポールネジ軸12の径が大きくなった場
合ナツト13の径も大きくなる。高速直進運動の際には
、このナツト13を急激に加減速しなければならないた
め、モータ17にとって大きな負荷となる。
In the second example, all rotational torque is transmitted through a spline groove provided on the ball screw shaft 12. Alternatively, when attaching a chuck or the like to the spline grooved pole screw shaft 12, rigidity is required for work, and the diameter of the spline grooved pole screw shaft 12 must be minimized. When the diameter of nut 12 becomes larger, the diameter of nut 13 also becomes larger. During high-speed straight motion, this nut 13 must be rapidly accelerated or decelerated, which places a large load on the motor 17.

本発明は上記問題点にがんかみ高速で直進運動すること
ができ、同軸上で直進運動と回転運動が可能となる直進
回転ユニットを提供するものであ上記問題点を解決する
ため、本発明の直進回転ユニットは、送シねじと前記送
シねじを直進が不可能回転が可能となるように支持した
ハウジングと内面の一部または全部に前記送シねじと螺
合するねじ部をもち、外周にねじの送り方向と平行な方
向に溝をもったナツトと、前記ナツトに設けた溝に沿い
前記ナツトの回転方向を規制するガイド部という構成を
備えたものである。
The present invention addresses the above-mentioned problems and provides a linear rotation unit that is capable of linear movement at high speed and capable of linear movement and rotational movement on the same axis. The linear rotation unit has a feed screw, a housing that supports the feed screw so that it cannot move in a straight line but can rotate, and a threaded portion that is threadedly engaged with the feed screw on a part or all of the inner surface, The nut has a structure including a nut having a groove on its outer periphery in a direction parallel to the direction in which the screw is fed, and a guide portion that regulates the direction of rotation of the nut along the groove provided in the nut.

作   用 本発明は上記した構成によシ、送りねじ部に関しては、
チャックを取シ付けないし、回転トルりの伝達も行なわ
ないため、径を小さくすることが可能である。高速直進
運動の際には、前記ネジ軸を急激に加減速するが、ネジ
軸の径を小さくした場合、ロータイナーシャは小さくな
るので、モータにとっては小さな負荷ですみ高速直進運
動が可能となる。
Function The present invention has the above-described configuration, and regarding the feed screw portion,
Since no chuck is attached and no rotational torque is transmitted, the diameter can be reduced. During high-speed linear motion, the screw shaft is rapidly accelerated or decelerated, but if the diameter of the screw shaft is reduced, the rotor inertia is reduced, so high-speed linear motion is possible with a small load on the motor.

実施例 以下本発明の一実施例の直進回転ユニットについて図面
を参照しながら説明する。
EXAMPLE Hereinafter, a linear rotation unit according to an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の実施ににおける直進回転ユニットの構
成を示すものである。第1図において、24はプーリで
、ボールネジ軸26に固定されている。25はモータ2
7の出力軸と直結しているプーリ、2θはボールネジ軸
、28は外周にスプライン溝を有するボールネジのナツ
ト、29はスープラインのナツト、3oはスプラインの
ナットに固定したプーリ、プーリ31はプIJ−30と
タイミングベルトでつながっている。32のモータの出
力軸は31のプーリと直結している。33は26のボー
ルネジ軸及び29のスプラインナツトを直進を不可能に
回転を可能にしたハウジングである。34はチャックで
28のナツトに接合されている。以上のように構成され
た直進回転ユニットに関して以下その動作について説明
する。
FIG. 1 shows the configuration of a linear rotation unit in accordance with the present invention. In FIG. 1, a pulley 24 is fixed to a ball screw shaft 26. As shown in FIG. 25 is motor 2
7 is a pulley directly connected to the output shaft, 2θ is a ball screw shaft, 28 is a ball screw nut with a spline groove on the outer periphery, 29 is a supline nut, 3o is a pulley fixed to a spline nut, and pulley 31 is a pulley fixed to the spline nut. It is connected to -30 by a timing belt. The output shaft of the motor 32 is directly connected to the pulley 31. 33 is a housing that allows the ball screw shaft 26 and the spline nut 29 to rotate without being able to move straight. 34 is joined to the nut 28 by a chuck. The operation of the linear rotation unit configured as above will be described below.

まずモータ27を駆動することによシ、プーリ26及び
プーリ24を介してボールネジ軸26が回転する。ボー
ルネジ軸26の直進方向を固定しておけば、ナツト28
はスプラインナツト29により回転方向を規制されてい
るため、ボτルネジ28のナツトは直進運動をおこなう
。よってチャック34は直進運動をする。又モータ32
を駆動させることにより、プーリ30,31を介してス
プラインのナツト29に回転運動を伝えるためチャック
34は回転する。ポールネジのナツトは任意に回転する
ことができるよってチャック34も回転運動する。以上
のように本実施例によれば同軸上で直進運動及び回転運
動ができるユニツ1−の構成が可能である。
First, by driving the motor 27, the ball screw shaft 26 is rotated via the pulley 26 and the pulley 24. If the straight direction of the ball screw shaft 26 is fixed, the nut 28
Since the rotation direction of the ball screw 28 is restricted by the spline nut 29, the nut of the ball screw 28 moves in a straight line. Therefore, the chuck 34 moves in a straight line. Also motor 32
By driving the chuck 34, the chuck 34 rotates in order to transmit rotational motion to the spline nut 29 via the pulleys 30,31. Since the nut of the pole screw can be rotated arbitrarily, the chuck 34 also rotates. As described above, according to this embodiment, it is possible to configure the unit 1- which can perform linear movement and rotational movement on the same axis.

発明の効果 以上のように本発明はボールネジのナツトの外周にスプ
ライン溝を設けることによシ、同軸上で高速で直進運動
が可能である直進回転ユニットを提供することができる
Effects of the Invention As described above, by providing a spline groove on the outer periphery of the nut of the ball screw, the present invention can provide a linear rotation unit that is capable of coaxial linear movement at high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例における産業用ロボット
の直進回転ユニットの要部断面図、第2図は産業用ロボ
ットの斜視図、第3図は従来の産業用ロボットの直進回
転ユニットの斜視図、第4図は従来の他の直進回転ユニ
ットの要部断面図である0 26・・・・・・ポールネジ、28・・・・・・ナツト
、29・・・・・・スプラインナツト、33・・・・・
・ハウジング。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか16第 
 1  図        w−−一朴ルネ史−2g−
11kD=スフ′ライン1lt15f5f−r14’t
akl第4図
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a linear rotation unit of an industrial robot according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the industrial robot, and FIG. 3 is a linear rotation unit of a conventional industrial robot. Fig. 4 is a sectional view of main parts of another conventional linear rotation unit. , 33...
·housing. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao et al. 16th
1 Figure w--History of René Ippoku-2g-
11kD=Suf'line 1lt15f5f-r14't
akl figure 4

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)回転可能な送りねじと、この滞りねじを直進が不
可能であり、回転可能になるように支持したハウジング
と、内面が前記送りねじと螺合するねじ部をもつナット
と、ナットの回転を規制するガイド部とからなり、前記
ナットはその外面に設けられた溝によりガイド部と相対
的に摺動可能となることを特徴とした直進回転ユニット
(1) A rotatable feed screw, a housing that supports the stagnant screw so that it cannot move in a straight line and is rotatable, a nut whose inner surface has a threaded portion that engages with the feed screw, and a nut. 1. A linear rotation unit comprising a guide portion for regulating rotation, wherein the nut is slidable relative to the guide portion through a groove provided on an outer surface of the nut.
(2)前記ガイド部は前記ナットを任意に回転させるこ
とが可能であることを特徴とした特許請求の範囲第1項
記載の直進回転ユニット。
(2) The linear rotation unit according to claim 1, wherein the guide portion is capable of arbitrarily rotating the nut.
JP5288588A 1988-03-07 1988-03-07 Linear and rotary motion unit Pending JPH01228792A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999003649A1 (en) * 1997-07-14 1999-01-28 Fanuc Ltd Industrial robot
FR3055383A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-02 Sigma Clermont MECHANICAL TRANSMISSION DEVICE AND SYSTEM COMPRISING SUCH A DEVICE

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