JPH01310881A

JPH01310881A - 回転直進ユニットの教示方法

Info

Publication number: JPH01310881A
Application number: JP14030388A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kuwabara; 正幸桑原; Kazuo Kido; 一夫城戸; Yasuhiro Kametani; 亀谷　泰弘; Koichi Yasunaga; 安永　耕一
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-06-06
Filing date: 1988-06-06
Publication date: 1989-12-14
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: JP2649381B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、産業用ロボットの回転直進ユニットの教７ド
方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種回転直進ユニットの一例として、第３図に
示すように、ハウジング（＋）にボールねじ軸（２）を
回転自在に支持し、このボールねじ軸（２）にボールね
じナツト（３）を螺嵌すると共に、このボールねしナツ
ト（３）に支持プレート（４）を固着連動させる一力、
前記支持プレート（４）にボールスプライン軸（５）の
一端部を回転自在に支持させて、このボールスプライン
軸（５）を前記ハウジング（１）に回転自在に支持され
たボールスプラインナツト（６）に回転方向に連動する
状態で軸方向に摺動自在に嵌合し、更に、同ボールスプ
ライン軸（５）の他端部にツール（７）を設けてあり、
ハウジング（１）に取付けた直進軸用モータ（８）にプ
ーリ（９）（９）とタイミングベルト（１０）とからな
る第１回転駆動伝達機構（１１）を介して前記ボールね
じ軸（２）を連動連結すると共に、同じくハウジング（
１）に取付けた回転軸用モータ（１２）にプーリ（１３
）（１３）とタイミングベルｌ−（＋４）とからなる第
２回転駆動伝達機構（１５）を介して前記ボールスプラ
イン軸（５）を連動連結し、史に、前記直進軸用モータ
（８）と回転軸用モータ（１２）とに、各々の回転角度
を検知する手段としてのエンコーダ（ＩＥｉ）（＋７１
を装着したものかある。

このような従来構成のものでは、ツール（７）に直進運
動が要求された場合、直進軸用モータ（８）を回転駆動
させて、第１回転駆動伝達機構（１１）を介してボール
ねじ軸（２）を回転させると、このねじ軸（２）に沿っ
てボールねじナツト（３）が直進し、このねじナツト（
３）の直進運動が支持プレート（４）およびボールスプ
ライン軸（５）を介してツール（７）に伝達される。

また、ツール（７）に回転運動が要求された場合、回転
軸用モータ（１２）を回転駆動させて、第２回転駆動伝
達機構（１５）を介してボールスプライン軸・ソト（６
）を回転させると、このスプライン部・ノド（６）の回
転運動がボールスプライン軸（５）を介してツール（７
）に伝達される。

このように直進軸であるボールねし軸（２）と、回転軸
であるボールスプライン軸（５）とを別個に設け、ボー
ルねしすｙト（３）の直進運動をボールスプライン軸（
５）を介してツール（７）に伝達させるようにしたもの
では、直進軸用モータ（８）と回転軸用モータ（１２）
との両方を非励磁状態にしてソール（７）の作業点を教
示する、いわゆるダイレクトティーチングの際に、直進
運動と回転運動とを独立して動作さぜることがてきる。

しかしなから、１・記のような直進・回転両軸を別個に
設けたものは、近年富みに要請されている小形軽量化を
実現できない。

そこで、」１記のような小形軽量化の実現が可能な回転
直進ユニットとして、例えば第１図に示すように、直進
軸と回転軸とを−・体止したものか提案されている。な
お、第１図において、第３図に示した回転直進ユニｙ）
と共通の構成と作用を有する部分には共通の符号を付し
て、その説明を省略する。

第１図に示した回転直進ユニットでは、ねじ部（１８ａ
）およびスプライン部（＋８ｂ）を同心−１−に何する
ボールねしスプライン軸（１８）にボールねしナツト（
３）を螺嵌すると共に、ボールスプラインナット（６）
を回転方向に連動する状態で軸方向に摺動自在に嵌合し
てあり、直進軸用モータ（８）を回転駆動させ、第１回
転駆動伝達機構（ＩＩ）を介してボールねしナツト（３
）を回転させると、ボールねじスプライン軸（１８）を
介してこの軸（１８）に取付けたツール（７）が直進運
動を行う。但し、この場合、ボールねしスプライン軸（
Ｉ８）はボールスプラインナツト（６）により回り止め
されていなければならないため、直進運動の間、回転軸
用モータ（Ｉ２）を固定する必要がある。

このような回転直進ユニット機構においては、いずれか
のモータ（８）または（Ｉ２）を非励磁状態にして作業
点の」−下方向のデータを教示するダイレクトティーチ
ングを行う場合、直進軸用モータ（８）のみを非励磁状
態にして、回転軸用モータ（１２）を励磁状態にしてお
くことによりツール（７）を−Ｌド方向にのみ動作させ
ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ツール（７）に作業点の回転方向のデー
タを教示するために、前記直進力向データの教示時とは
逆に、直進軸用モータ（８）を励磁状態にすると共に回
転軸用モータ（１２）を非励磁状態にしてツール（７）
を回転させると、ボールねしスプライン軸（Ｉ８）はツ
ール（７）の回転方向に共回りするが、同軸（１８）に
螺嵌しているボールねじナツト（３）は的進軸用モータ
（８）によって回転方向に固定されているため、前記ボ
ールねしスプライン軸（１８）は回転と同１１．′ｌに
直進することになる。このため、ツール（７）を軸方向
の所定位置で固定したまま、回転方向のみの教示を行う
ことは不１ｆ能であるという問題点がある。

本発明は、Ｌ記問題点に鑑みてなされたもので、回転軸
と直進軸とを−・体止した構成の回転直進ユニットにお
いて、的°進方向には静止した状態で回転方向の教示を
行うことができる回転直進ユニットの教示力ｑ大を提供
することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記［二１的を達成するために本発明は、ねじ部および
スプライン部を同心上に有する軸と、ｆｌ’ｌ記軸と係
合するボールねしナツトおよびポールスブラインナノド
と、前記ボールねしナツトおよびボールスプラインナッ
トの各々を回転させる手段と、その回転角度を検知する
手段とからなる回転直進ユニットにおいて、ボールスプ
ラインナットの回転角度に対応して前記ボールねしナッ
トの回転角度を補１Ｆすることにより回転方向のみの教
示を行うことを特徴とするものである。

〔作　　　用〕

本発明は上記構成により、ボールスプラインナツトを回
転させる手段を自由回転状態にしてツールの作業点を教
示する場合、ツールを取付けた軸を回転させることによ
って、これに共回りするボールスプラインナツトの回転
角度を、その検知手段によって検知すると共に、これに
よって得られたボールスプラインナツトの回転角度の変
位量に対応してボールねしナツトの回転角度を補正する
。

すなわち、軸とボールスプラインナツトとは同方向に同
時回転するものであるため、この軸のねし部が同軸方向
に亙って−・定のピッチで刻まれているとした場合、ボ
ールスプラインナツトの回転角度変位１１１と等しい角
度だけ、ボールねしナツトを同時に同方向に変位させる
と、ボールねじナツトは軸と同方向に同速度で等しく回
転変位することになり、ボールねじナツトと軸との相対
位置関係は変わらない。したがって、軸は回転しながら
も、軸方向へは静止状態を保持するので、回転方向のみ
の教示を行わせることができる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。なお、この実施例では本発明方法を上記した第
１図に示した回転直進ユニットに適用したものについて
説明する。また、第２図は前記第１図に示したものと同
等の基本構造を備えた回転直進ユニットが取付けられた
ロボットの全体構成を示しており、同図において、第１
図に示すものと共通の構成・作用を有する部分には共通
の符号を伺してその説明を省略することとする。

第２図において、（＋９）はロボ・ノドの基台、（２０
）は第１アーム、（２１）は第２アームであって、第１
アーｌ、（２０）は基台（１９）に対して、また第２ア
ーム（２１）は第１アーム（２０）に対してそれぞれ水
平旋回自在に連結されており、前記第１アーム（２０）
にはボールねしスプライン軸（１８）および同軸（＋８
）のねじ部（＋８ａ）に螺合させたボールねじナツト（
３）、スプライン部（＋８ｂ）に回転方向に連動すると
共に軸方向に摺動自在に嵌合させたボールスプラインナ
ツト、更に直進軸用モータ（８）と第１回転駆動伝達機
構（Ｉｆ）並びに直進軸の回転角検知用エンコーダ（１
６）が組込まれる＝一方、第２アーム（２Ｉ）には第２
回転駆動伝達機構（１５）と、回転軸用モータ（１２）
並びに回転軸の回転角検知用エンコーダ（１７）が組込
まれている。

上記構成のロボットに作業点を教示する場合、ボールね
じスプライン軸（＋８）の軸端に取付けられたツール（
７）を作業者が直接教示するダイレクトティーチングが
行われる。

次に、第１図に示した回転直進ユニットを参照して、こ
の実施例方法について説明すると、回転軸用モータ（１
２）を非励磁状態にしてツール（７）を回転させると、
ボールねじスプライン軸（１８）とボ一ルスプラインナ
ツト（６）が同時回転する。このときのボールスプライ
ンナ、・１・（６）の回転角変位量を回転軸用エンコー
ダ（１７）で検知し、この検知した角Ｉｌｌ変位色同じ
たけボールねしナツト（３）を回転させるように直進軸
用モータ（８）を回転させるものである。

このようにボールスプラインナツト（６）の回転角度変
位量を検知して、ボールねしナラ１−（３）にそれと同
じだけの回転変位を与えるように補正することにより、
ツール（７）の回転によってボールねじスプライン軸（
＋８）を回転させても、ボールねじスプライン軸（１８
）は軸方向には静止した状態で回転のみ行うことになる
。

〔発明の効果〕

以−１ｘ説明したように本発明の回転直進ユニットの教
示方法によれば、ボールスプラインナツトの回転角度に
対応してボールねじナツトの回転角度を補正することに
より回転方向のみの教示を１］うものとしたので、作業
者がボールスプラインナツトを回転させる手段を自由回
転状態にしてツールの作業点を教示する場合、軸は回転
しながらも、軸方向へは静止状態を保持させることかで
き、したがって回転方向のみの教示を直進方向の教示と
は別に独立して行わせることができるものとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法が菅効に適用される回転曲進ユニッ
トの断面図、第２図は第１図に示したものと同等の構成
を有する回転直進ユニットが装着されたロボットの断面
図、第３図は従来の回転直進ユニットを示す断面図であ
る。（３）・・・ボールねじナツト、（６）・・・ボールス
プラインナツト、（８）・・・ボールねしナットの回転
手段、（１２）・・・ボールスプラインナツトの回転手
段、（１６）・・・ボールねしナツトの回転角度検知手
段、（＋７）・・・ボールスプラインナツトの回転角度
検知手段、（１８）・・・軸、（＋８ａ）・・・軸のね
じ部、（＋８ｂ）・・・軸のスプライン部。第２図第β図、ｏ／ｌ　　９・・　　ロア′：パ□

Claims

【特許請求の範囲】

ねじ部およびスプライン部を同心上に有する軸と、前記
軸と係合するボールねじナットおよびボールスプライン
ナットと、前記ボールねじナットおよびボールスプライ
ンナットの各々を回転させる手段と、その回転角度を検
知する手段とからなる回転直進ユニットにおいて、ボー
ルスプラインナットの回転角度に対応して前記ボールね
じナットの回転角度を補正することにより回転方向のみ
の教示を行うことを特徴とする回転直進ユニットの教示
方法。