JPH0259281A - 産業用ロボットの旋回胴構造 - Google Patents

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、特に、溶接作業やワーク搬
送、位置決め作業（ハンドリング）等の用途に使用され
、ロボット可動部に旋回構造を有するロボットに関し、
この種口ボットにおける固定ベースとその上に旋回可能
に搭載される旋回胴との改良構造として、旋回胴の駆動
モータと減速機との着脱を自在に遂行可能にした産業用
ロボットの旋回胴構造に関する。

〔従来の技術〕

産業用ロボットにおいて、溶接作業やハンドリング作業
用途に使用されるロボットの機体の多くは、多関節型構
造または円筒座標型構造を備え、これらのロボット機体
の多くは、最下部に位置して床面等に据え付けられる固
定ベース上に搭載されて旋回可能なロボット旋回胴を有
している。この場合に、ロボット旋回胴の旋回動作を駆
動するための駆動系は、剛性向上、高い信頼性、低コス
ト化等の見地からベルト、ギア等の伝動要素を削減すべ
く減速機、駆動モータを固定ベースとロボット旋回胴と
の邂逅部分における旋回中心域に配置し、減速機の外筐
を旋回胴に固定し、同じく旋回胴に固定された駆動モー
タから減速機に入力を与え、ロボット固定ベース側に固
定された減速機の出力軸を回転させることにより、旋回
胴を旋回駆動する構成を採っている。また、ロボ、７　
ト旋回胴は固定ベースとの間に設けたロボット構成要素
としての軸受により支持される構成を取っている。

このように構成すると、駆動モータ並びに減速機が固定
ベースとロボット旋回胴との内部に格納された構造とな
るコンパクト性に勝れた構造が得られる。

［発明が解決すべき課題］ 然しなから、ロボットの使用に伴って、駆動モータや減
速機には交換の必要が生ずることは、周知の事実であり
、そのために、減速機或いは駆動モータの交換に際して
は、ロボット旋回胴やその頂部に枢着されたロボット腕
等の可動機構は、固定ベースから分離させ、クレーン等
で吊り上げた状態に維持し、固定ベース上方の開放空間
で減速機を着脱したり、ロボット旋回胴下方の空間を利
用して駆動モータの着脱を行う等、かなり煩瑣な作業が
必要となり、特に、ロボット使用現場にクレーン設備も
準備しなければならない等の解決すべき課題がある。つ
まり、駆動モータや減速機の着脱自在性を細かに配慮し
たロボット機体構造は未だ提供されていなかったのであ
る。

従って、本発明の目的は、斯かる課題を解決可能なロボ
ット機体構造、特に、ロボット旋回胴、固定ベースの改
良構造を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、従来のロボット旋回胴と固
定ベース間に必須の構造部品類の点数を可及的に低減さ
せ、構造の簡素化に伴い、低コスト化と作用信頼性の向
上とを可能にするロボット機体構造、特に、ロボット旋
回胴、固定ベースの改良構造を提供せんとしたものであ
る。

〔解決手段〕

本発明は、上記の発明目的に鑑みて、ロボットの固定ベ
ース上に旋回可能に搭載されると共にその頂部にロボッ
ト腕等の可動機構を有し、また固定ベースとの対向底部
に旋回駆動モータを保持し、該固定ベースの中心部に固
定した減速機の出力反力により旋回作動するロボット旋
回胴において、前記ロボット旋回胴は、上方開口を介し
て駆動モータ、減速機の着脱自在な開放形状を底部側に
具備すると共に前記固定ベースと前記ロボ・ント旋回胴
のとの直接衝合面を両者に設け、かつ前記旋回胴の前記
固定ベースにおける減速機取付は部に接近した位置に前
記減速機の外筐取付はフランジを設け、咳外筐取付はフ
ランジに前記減速機を取付けることに応じて、前記ロボ
ット旋回胴を前記固定ベースに対して浮上させ、前記減
速機内の軸受を介して前記固定ベースに対する前記ロボ
ット旋回胴を旋回自在にした産業用ロボットの旋回胴構
造を提供し、ロボット旋回胴の開放形状部の開口から駆
動モータや減速機の交換時における着脱を遂行するもの
である。以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づい
て、更に詳細に説明する。

〔実施例〕

先ず、第３図を参照して、従来の産業用多関節形ロボッ
トにおけるロボット旋回胴の駆動モータと減速機との着
脱交換工程の大略を説明する。

第３図において、産業用多関節形ロボット１０は固定ベ
ース１２、ロボット旋回胴１４、ロボット腕１６を備え
、ロボット旋回胴１４の下底部１８に旋回駆動用モータ
Ｍθが取付けられると共にその駆動モータＭθの出力軸
に直結した減速機２０は、その出力軸２Ｏａ側が固定ベ
ース１２の取付は部１２ａに固定され、減速機ハウジン
グ側２０ｂが上記ロボット旋回胴１４の下底部１８に固
定されることにより、減速機２０の出ノ〕反力により、
ロボット旋回胴１４の旋回が起動される構成にある。減
速機２０としては、遊星歯車式減速機（例えば、帝人製
機社製の商品名ＲＶ減速機等）が用いられる。また、当
該減速機にはロボットａ体の重量を支持し得る軸受が内
蔵されていないため、固定ベース１２とロボット旋回胴
１４との間に軸受１９が設けられている。ここで、ロボ
ット旋回胴１４の上記下底部１８の上方は中空胴体構造
等が形成され、作業者が簡単に上記駆動モータＭθや減
速機２０に手を近づけ得る構造は具有されていない。ま
た、減速機ハウジング２０ｂは旋回胴１４の下底部１８
の下側に下方から取付けられているため、旋回胴１４を
吊り上げない限り、減速機２０を取り外すことはできな
い。従って、駆動モータＭθや減速機２０の装着ボルト
だけを側方から手を入れて外し、固定ベース１２とロボ
ット旋回胴１４とを分離可能にし、その後にクレーンで
ロボット旋回胴１４を吊り上げてから、駆動モータＭθ
や減速機２０の取り外し、又は装着を遂行するように成
っていた。つまり、ロボット機体外から作業者が容易に
これらモータ、減速機の交換を行うことは不可能な構造
に成っていた。

依って、このような、不利を解消すべく、本発明は改良
構造を有したロボット旋回胴を提供せんとしたものであ
る。

第１図は、本発明の１実施例に係る産業用多関節ロボッ
トの固定ベースとロボット旋回胴と構造要部を示した断
面図であり、第２Ａ図〜第２Ｃ図は、減速機の装着時の
過程を説明し、以て駆動モータ及び減速機の着脱過程が
容易に遂行し得ることを示した部分断面図である。

第１図を参照すると、本実施例に係る産業用多関節ロボ
ント３０は、上方間口形円筒の形状を有した固定ベース
３２、この固定ベース３２の上に搭載されるロボット旋
回胴４０、このロボット旋回胴４０の胴部５２の頂部に
枢着関節部５３を介して枢着されたロボット腕５４を具
備している。

該ロボット腕５４は、多関節ロボットの１つの腕を示し
、通常はこのロボット腕５４の先に更に別のロボット腕
、ロボット手首、エンドエフェクタ等が具備され、該エ
ンドエフェクタが溶接、ハンドリング、シール等の作業
に応じた作業具を構成しているものである。

固定ベース３２は円筒形周壁３４の上面に、環状の水平
支持面３８を備え、この環状水平支持面３８と対向した
ロボット旋回胴４０の環状水平支持面４２を受承可能な
構造を有している。また、固定ベース３２は、中央部に
最下底から上方に延びた減速機取付は部３６を備え、軸
受内蔵形の減速機６０がボルト７０を用いて装着される
と、その減速機６０の出力回転軸６２が、上記減速機取
付は部３６に固定される構成を有している。

他方、ロボット旋回胴４０は、下向きの上記水平支持面
４２を有した筒形枠４０ａから斜め方向に延びた上記胴
部５２を有し、その頂部にロボット腕５４との関節５３
が形成されている。また、下方部分には上記筒形枠４０
ａの下方に延びた円筒形かつ中央孔付きフランジ４４を
備えている。

このフランジ４４は固定ベース３２における上記減速機
取付は部３６に接近した位置に設けられ、駆動モータＭ
θの取付は座４８と、その下方に減速機６０の外筐６４
の取付は座４６とを有し、取付は座４８には、ロボット
旋回胴４０の駆ｖ１モータＭθにおけるモータフランジ
５６部分が、複数のボルト５８により、固定可能であり
、他の取付は座４６には、減速機６０の外筐６４が同じ
（複数のボルト７０によって固定可能に成っている。

ここで、第４図を参照すると、同図には、本発明の構成
に必須の軸受内蔵形の減速機６０の内部構成が断面図示
されている。この減速機６０は、入力回転軸６１、第１
減速部６０ａ、第２減速部６０ｂ、出力回転軸６２、外
筐６４及び１対の軸受６５を具備して構成され、該軸受
６５が上記第１、第２減速部６０ａ、６０ｔ＋と外筐６
４との間に一体化された内蔵要素として介在し、入力系
と出力系との間の回転軸受を形成し、かつ、本発明にお
いては、ロボット固定ベース３２とロボット旋回胴４０
間の回転支持を行う軸受として機能しているのである。

つまり、従来、第３図に示した固定ベース１２とロボッ
ト旋回胴１４との間に必要とされた軸受１９やその内外
輪を保持するホルダー等のロボット部品を削減可能にな
り、故にロボット部品点数の低減化が可能になり、ロボ
ット機体側に軸受を装着する構造部の形成、軸受を精密
に装着する煩瑣な作業等による工数を実質的に削減可能
とし、しかも、減速機６０内に予め一体装備された減速
機部品であることから、作用信顛性も高いと言う多種の
利点が得られるのである。

また、以下に詳述するように、減速機６０の交換を容易
に行うことができるのである。

再び、第１図を参照すると、同図では、駆動モータＭθ
及び減速機６０が共に組込み状態にある状態を示してい
る。なお、このとき、ロボット旋回胴４０の水平支持面
４２は、固定ベース３２の上向き水平支持面３８から浮
上状態にあり、両者の間に空隙Ｇが形成されることによ
り、ロボット旋回胴４０の円滑旋回は、減速機６０内の
図示されていない回転軸受の作用で支障なく遂行される
。

ロボット旋回胴４０の旋回中心は、駆動モータＭθの出
力回転を減速する減速機６０の出力軸６２の回転中心に
一致し、この旋回中心に対してロボット旋回胴４０にお
ける胴部５２の頂部に有るロボット腕５４との枢着関節
部５３の中心は、従来のロボット旋回胴と異なって縦軸
方向に見て、図の側方（ロボット前方）にずれたオフセ
ット状態を成し、その結果、ロボット旋回胴４０は、そ
の筒形枠４０ａの上方が開口５０を介して機体外に開放
した構造を具備可能に成っている。すなわち、該開口５
０を有した開放空間を利用して、駆動モータと減速機の
交換時に、交換すべき駆動モータＭθと減速機６０とを
ボルト５８．７０．７２の解錠により夫々フランジ４４
や減速機取付は部３６から取外してロボット機外に取り
出し、代わりに新たな交換用減速機６０と駆動モータＭ
θとを順次に開口５０からロボット機体内に搬入して、
減速機取付は部３６及びフランジ４４にクレーン等の外
機を用いることなく、組付は得るのである。

次に、駆動モータＭθと減速機６０の交換過程を、第２
Ａ図〜第２Ｃ図を参照して、更に説明する。

第２Ａ図は、固定ベース３２の上にロボット旋回胴４０
が搭載支持された状態を示し、駆動モータＭθと減速機
６０とは共に組込み前又は、それら両者が取り外された
状態にあるものと理解すれば良い。このとき、固定ベー
ス３２の水平支持面３８の上にロボット旋回胴４０の下
向き水平支持面４２が乗り、これに依り、固定ベース３
２が、ロボット旋回胴４０を支持している。このように
前者の水平支持面３８上に後者の水平支持面４２を載置
、支持する構成により、ロボット旋回胴４０側をクレー
ン等の外機で吊り上げて置く必要がない。次に第２Ａ図
の状態にある固定ベース３２とロボット旋回胴４０とに
対して、先ず、減速機６０の取付け、組込みが行われる
。すなわち、ロボット旋回胴４０の上方開口５０（第１
図）から取付けるべき減速機６０を該旋回胴４０内に作
業者が搬入し、ボルト７０を用いて、第２Ｂ図に示すよ
うに、減速機６０の出力軸６２側を上方から固定ベース
３２の減速機取付は部３６に固定する。この段階では、
ロボット旋回胴４０側は依然として、固定ベース３２側
に支持されており、故に、第１図に示した水平支持面３
８．４２間の空隙Ｇは、未だ形成されていない。然しな
から、このとき、固定ベース３２に固定された減速機６
０の外枠６４はロボット旋回胴４０のフランジ４４にお
ける下方座４６から略空隙Ｇに等しい空隙量だけ浮上し
た状態となるように予めフランジ４４が形成されている
。従って、次に当該減速機６０の外枠６４に上方からボ
ルト７２を挿通し、該外枠６４をフランジ４４の下方座
４６に締め付は固定する。つまり、減速機６０は出力軸
６２側が固定ベース３２に、外枠６４側がロボット旋回
胴４０側に固定され、両者間には内蔵の軸受が介挿され
た状態となる。しかも、上記外枠６４を固定するボルト
７２の締め付は過程で、第２Ｃ図に示すように、ロボッ
ト旋回胴４０側が引き上げられ、固定ベース３２の支持
面３８からロボット旋回胴４０側の支持面４２が浮上し
、空隙Ｇが出現することとなる。こうしてロボット旋回
胴４０は、固定ベース３２に対して減速機６０の内蔵軸
受を介して旋回中心回りに旋回可能となるのである。次
に、第２Ａ図〜第２Ｃ図には示していないが、駆動モー
タＭθがロボット旋回胴４０の開口５０から搬入され、
その出力軸を、既に装着された減速機６０に結合し、更
に第１図に明示のように、モータフランジ５６をボルト
５８でロボット旋回胴４０のフランジ４４に取付ければ
、組込みが完了するのである。

さて、駆動モータＭθと減速機６０とを取り外し工程は
、逆に先ず、上記ボルト５８を解錠して駆動モータＭθ
をフランジ４４から外し、開口５０から機外に取り出し
、次いで、減速機６０の外枠６４を固定しているボルト
７２を解錠すると、ロボット旋回胴４０は再び支持面３
８．４２間において支持状態となり、固定ベース３２上
に安定に着座されるゆ次いで、ボルト７０を解錠すれば
、減速機６０を固定ベース３２の減速機取付は部３６か
ら取り外し可能となる。こうして、駆動モータＭθと減
速機６０の交換が可能となる。

上述の説明は、交換時に就いて説明したが、本ロボット
３０を使用現場で新たに組み立てる過程でも同じように
減速機６０、駆動モータＭθの装着が簡単に、外機を使
用せずに装着可能であることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上の実施例の記載を介して理解できるように、従来は
ロボットの固定ベースと旋回胴間に配設゛したロボット
構造部品としての軸受で回転支持を行う構成にあったが
、本発明によれば、減速機内に一体に組み込まれた軸受
を固定ベース、ロボット旋回胴間の回転支持用軸受とし
て設けたことにより、ロボット機体の構成における機構
部品点数の低減を可能にし、故に、コストの低減も可能
とし併せてロボット性能における信頼製の向上にも寄与
する効果を得ているのである。また、本発明によれば、
ロボット機体において、固定ベース上に旋回胴を有した
産業用ロボットが、旋回駆動モータと減速機とを該旋回
胴下底部に装着、具備する場合には、ロボットの使用現
場においても、簡単にこれら駆動モータや減速機の交換
をクレーン等の外機等を使用すること無しに遂行可能で
あり、従って、駆動モータや減速機等に不具合が発生し
たときに、実際にロボットを使用している現場の作業者
が簡単に交換することができ、ロボットの作業停止時間
を極力、削減して作動効率の低減防止を図ることができ
る。特に、減速機は旋回胴の開口から搬入し、次々にボ
ルトを挿通して同旋回胴のフランジの上方から装着する
構成にあるから、従来、旋回胴の下側から装着しなけれ
ばならかった構成に較べて、著しく交換作業の容易化を
促進する効果を有するのである。

又、使用現場にクレーン等の外機を準備する煩瑣、費用
を回避でき、交換工数の削減による保守性の向上にも寄
与することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の１実施例に係る産業用多関節ロボッ
トの固定ベースとロボット旋回胴と構造要部を示した断
面図、第２Ａ図〜第２Ｃ図は、減速機の装着時の過程を
説明し、以て駆動モータ及び減速機の着脱過程を説明す
る部分断面図、第３図は、従来の産業用多関節形ロボッ
トにおけるロボット旋回胴の駆動モータと減速機との装
着状態を説明した断面図、第４図は本発明に用いられる
軸受内蔵形の減速機の構成を示した断面図。 ３０・・・産業用多関節ロボット、 ３２・・・固定ベース、 ３６・・・減速機取付は部、 ３日・・・水平支持面、 ４０・・・ロボット旋回胴、 ４２・・・下向き水平支持面、 ４４・・・フランジ、 ４６．４８・・・座、 ５０・・・開口、 ５２・・・胴、 ５４・・・ロボット腕、 ５８．７０．７２・・・ボルト、 Ｍθ・・・駆動モータ、 ６０・・・減速機、 ６２・・・出力軸、 ６４・・・外枠、 ６５・・・軸受。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロボットの固定ベース上に旋回可能に搭載されると
   共にその頂部にロボット腕等の可動機構を有し、また固
   定ベースとの対向底部に旋回駆動モータを保持し、該固
   定ベース中心部に固定した減速機の出力反力により旋回
   作動するロボット旋回胴において、前記ロボット旋回胴
   は、上方開口を介して駆動モータ、減速機の着脱自在な
   開放形状を底部側に具備すると共に前記固定ベースと前
   記ロボット旋回胴のとの直接衝合面を両者に設け、かつ
   前記旋回胴の前記固定ベースにおける減速機取付け部に
   接近した位置に前記減速機の外筐取付けフランジを設け
   、該外筐取付けフランジに前記減速機を取付けることに
   応じて、前記ロボット旋回胴を前記固定ベースに対して
   浮上させ、前記減速機内の軸受を介して前記固定ベース
   に対する前記ロボット旋回胴を旋回自在にしたことを特
   徴とした産業用ロボットの旋回胴構造。 ２、前記ロボット旋回胴の頂部を底部に対してオフセッ
   トさせた構造により、前記上方開口を有する開放形状を
   底部側に具備するようにしたことを特徴とした特許請求
   の範囲１、項に記載の産業用ロボットの旋回胴構造。 ３、前記ロボット旋回胴と前記固定ベースとの衝合面は
   、両者の外周部に設けた環状水平面から成る特許請求の
   範囲１、項に記載の産業用ロボットの旋回胴構造。