JPH0632917B2 - 産業用ロボツトのア−ム構造 - Google Patents
産業用ロボツトのア−ム構造Info
- Publication number
- JPH0632917B2 JPH0632917B2 JP61222186A JP22218686A JPH0632917B2 JP H0632917 B2 JPH0632917 B2 JP H0632917B2 JP 61222186 A JP61222186 A JP 61222186A JP 22218686 A JP22218686 A JP 22218686A JP H0632917 B2 JPH0632917 B2 JP H0632917B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spline
- nut
- arm
- vertical
- arm shaft
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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アーム構造に関し、特に多関
節型水平アームの最先端に設けられて、末端にロボット
ハンドやその他の作業具等種々のエンドエフェクタを装
着して各種ロボット作業を遂行可能にする縦アーム軸を
上下移動並びに回転作動させる駆動構造に関する。
節型水平アームの最先端に設けられて、末端にロボット
ハンドやその他の作業具等種々のエンドエフェクタを装
着して各種ロボット作業を遂行可能にする縦アーム軸を
上下移動並びに回転作動させる駆動構造に関する。
産業用ロボットにおいては作業対象物を把持して移動さ
せるためのロボットハンド等のエンドエフェクタを取付
ける先端アームが必要である。この先端アームは一般に
該先端アームの軸線方向に移動可能であると共に該軸線
の回りに回転可能に構成されている。この軸線方向の移
動並びに軸線回りの回転を行なわせるための駆動構造と
しては、従来からボールねじ軸とボールナットとの組合
せ駆動機構と、ボールスプライン軸とボールスプライン
ナットとの組合せ駆動機構とを別々に設けて両者を連結
する構造であった。即ち、駆動源であるサーボモータに
よりボールねじ軸が回転させられると、該ボールねじ軸
と螺合しているボールナットがボールねじ軸に沿って直
線移動する。ボールスプラインナットと噛合しているボ
ールスプライン軸を前記ボールナットに連結しておく
と、ボールスプライン軸はボールナットの直線移動に伴
なって直線移動することとなる。また、他のサーボモー
タによりボールスプラインナットを回転させるとボール
スプライン軸も回転する。従ってこうしたボールスプラ
イン軸の先端にエンドエフェクタを取付けて各種作業を
行なわせることが可能であった。
せるためのロボットハンド等のエンドエフェクタを取付
ける先端アームが必要である。この先端アームは一般に
該先端アームの軸線方向に移動可能であると共に該軸線
の回りに回転可能に構成されている。この軸線方向の移
動並びに軸線回りの回転を行なわせるための駆動構造と
しては、従来からボールねじ軸とボールナットとの組合
せ駆動機構と、ボールスプライン軸とボールスプライン
ナットとの組合せ駆動機構とを別々に設けて両者を連結
する構造であった。即ち、駆動源であるサーボモータに
よりボールねじ軸が回転させられると、該ボールねじ軸
と螺合しているボールナットがボールねじ軸に沿って直
線移動する。ボールスプラインナットと噛合しているボ
ールスプライン軸を前記ボールナットに連結しておく
と、ボールスプライン軸はボールナットの直線移動に伴
なって直線移動することとなる。また、他のサーボモー
タによりボールスプラインナットを回転させるとボール
スプライン軸も回転する。従ってこうしたボールスプラ
イン軸の先端にエンドエフェクタを取付けて各種作業を
行なわせることが可能であった。
然しながら、産業用ロボットの先端部は、特に作業対象
物に近接する部分であり、対象物や他の障害物との干渉
を避けるために可能な限りコンパクトな構造が望まし
く、また産業用ロボットの基台部からオーバハングして
離れた位置にあるため、可能な限り軽量化された構造が
望ましい。上述した従来構造による先端アームの駆動構
造では必ずしも前記条件を満足し得るものではなかっ
た。
物に近接する部分であり、対象物や他の障害物との干渉
を避けるために可能な限りコンパクトな構造が望まし
く、また産業用ロボットの基台部からオーバハングして
離れた位置にあるため、可能な限り軽量化された構造が
望ましい。上述した従来構造による先端アームの駆動構
造では必ずしも前記条件を満足し得るものではなかっ
た。
依って、本発明では然る問題点の解決を図るべく、コン
パクトでしかも軽量な先端アームの駆動構造を提供し、
延いてはロボット先端部の高精度な作業制御を可能なら
しめることを目的とする。
パクトでしかも軽量な先端アームの駆動構造を提供し、
延いてはロボット先端部の高精度な作業制御を可能なら
しめることを目的とする。
本発明は上述した発明目的に鑑みて、水平アームと、該
水平アームの先端に旋回および上下動が可能に具備され
ると共にロボット作業要素の装着端を下端に有する縦ア
ーム軸とを備えた産業用ロボットのアーム構造におい
て、前記縦アーム軸の外周に、軸線方向の所定範囲に渡
って螺旋ねじ溝と該螺旋ねじ溝に交叉したスプライン溝
とを重ねて刻設し、前記螺旋ねじ溝に螺合するナットと
前記直線スプライン溝に噛合するスプラインナットとを
前記縦アーム軸に挿入併設すると共に前記水平アームの
先端に軸受を介して夫々独立に回転可能に支持し、前記
ナットを回転駆動する第一の駆動モータと前記スプライ
ンナットを駆動する第二の駆動モータとをコントローラ
によって同期制御することにより、常に、該ナットとス
プラインナットとの回転を同期制御し、前記縦アーム軸
に共通に上下動用送りねじ機構と旋回用スプライン旋回
機構とを設けたことを特徴とする産業用ロボットのアー
ム構造を提供する。
水平アームの先端に旋回および上下動が可能に具備され
ると共にロボット作業要素の装着端を下端に有する縦ア
ーム軸とを備えた産業用ロボットのアーム構造におい
て、前記縦アーム軸の外周に、軸線方向の所定範囲に渡
って螺旋ねじ溝と該螺旋ねじ溝に交叉したスプライン溝
とを重ねて刻設し、前記螺旋ねじ溝に螺合するナットと
前記直線スプライン溝に噛合するスプラインナットとを
前記縦アーム軸に挿入併設すると共に前記水平アームの
先端に軸受を介して夫々独立に回転可能に支持し、前記
ナットを回転駆動する第一の駆動モータと前記スプライ
ンナットを駆動する第二の駆動モータとをコントローラ
によって同期制御することにより、常に、該ナットとス
プラインナットとの回転を同期制御し、前記縦アーム軸
に共通に上下動用送りねじ機構と旋回用スプライン旋回
機構とを設けたことを特徴とする産業用ロボットのアー
ム構造を提供する。
本発明による上記先端アームの駆動構造によると先端ア
ームにねじとスプラインねじとが重ねて設けられている
ため、他にねじ軸を必要としないで、先端アームの軸線
方向移動、並びに軸線回りの回転が可能となり、軽量か
つコンパクトな構造の故に作動制御が高精度に行なわれ
得る。
ームにねじとスプラインねじとが重ねて設けられている
ため、他にねじ軸を必要としないで、先端アームの軸線
方向移動、並びに軸線回りの回転が可能となり、軽量か
つコンパクトな構造の故に作動制御が高精度に行なわれ
得る。
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。第１図は本発明による産業用ロボットの水
平アームの先端に具備された縦アーム軸の駆動構造を示
す。水平多関節腕における最先端アーム１０の先端に縦
アーム軸１２が上下方向Ｚに移動可能に、かつその縦ア
ーム軸１２の軸線回りαに回転可能に設けられている。
しかも縦アーム軸１２は中空構造にしてある。
に説明する。第１図は本発明による産業用ロボットの水
平アームの先端に具備された縦アーム軸の駆動構造を示
す。水平多関節腕における最先端アーム１０の先端に縦
アーム軸１２が上下方向Ｚに移動可能に、かつその縦ア
ーム軸１２の軸線回りαに回転可能に設けられている。
しかも縦アーム軸１２は中空構造にしてある。
まず上記縦アーム軸１２の駆動構造につき説明する。縦
アーム軸１２の外周面にはボールねじ溝３４とボールス
プライン溝３６とがその全長に亘って重設されている。
このボールねじ溝３４と螺合するボールナット１４と、
ボールスプライン溝３６と噛合するボールスプラインナ
ット１８とが縦アーム軸１２に挿入されて、最先端アー
ム１０内に夫々上方、下方に各軸受２０を介して回転可
能に支持されている。ボールナット１４はその外周に歯
付プーリ１４を一体形成しており、ボールスプラインナ
ット１８には他の歯付プーリ１６を固定している。これ
らの歯付プーリ14，16は夫々歯付ベルト30，32を介して
サーボモータ22，26に連結された駆動側歯付プーリ24，
28に連結されている。
アーム軸１２の外周面にはボールねじ溝３４とボールス
プライン溝３６とがその全長に亘って重設されている。
このボールねじ溝３４と螺合するボールナット１４と、
ボールスプライン溝３６と噛合するボールスプラインナ
ット１８とが縦アーム軸１２に挿入されて、最先端アー
ム１０内に夫々上方、下方に各軸受２０を介して回転可
能に支持されている。ボールナット１４はその外周に歯
付プーリ１４を一体形成しており、ボールスプラインナ
ット１８には他の歯付プーリ１６を固定している。これ
らの歯付プーリ14，16は夫々歯付ベルト30，32を介して
サーボモータ22，26に連結された駆動側歯付プーリ24，
28に連結されている。
従ってサーボモータ２２によりボールナット１４が回転
駆動されると、該ボールナット１４と螺合関係にある縦
アーム軸１２が上下方向Ｚに移動する。この場合、サー
ボモータ２２と２６とがコントローラ４２を介して同期
的に制御されており、ボールスプラインナット１８が回
転しないように補償されて、縦アーム軸１２はボールス
プライン溝３６を介してボールスプラインナット１８に
より回転を止められている。また、サーボモータ２６に
よってボールスプラインナット１８が回転駆動される
と、該ボールスプラインナット１８と噛合関係にある縦
アーム軸１２が軸線回りαに回転する。前述と同様この
場合にもコントローラ４２を介してサーボモータ２２と
２６とは同期的に制御されており、縦アーム軸１２と回
転と同期してボールナット１４に同一回転を与えること
により縦アーム軸１２が上下方向Ｚに移動しないように
補償することができる。更には縦アーム軸１２を上下方
向Ｚに移動させると共に、軸線回りαの回転を同時に付
与することも可能である。
駆動されると、該ボールナット１４と螺合関係にある縦
アーム軸１２が上下方向Ｚに移動する。この場合、サー
ボモータ２２と２６とがコントローラ４２を介して同期
的に制御されており、ボールスプラインナット１８が回
転しないように補償されて、縦アーム軸１２はボールス
プライン溝３６を介してボールスプラインナット１８に
より回転を止められている。また、サーボモータ２６に
よってボールスプラインナット１８が回転駆動される
と、該ボールスプラインナット１８と噛合関係にある縦
アーム軸１２が軸線回りαに回転する。前述と同様この
場合にもコントローラ４２を介してサーボモータ２２と
２６とは同期的に制御されており、縦アーム軸１２と回
転と同期してボールナット１４に同一回転を与えること
により縦アーム軸１２が上下方向Ｚに移動しないように
補償することができる。更には縦アーム軸１２を上下方
向Ｚに移動させると共に、軸線回りαの回転を同時に付
与することも可能である。
縦アーム軸１２は中空構造を成しており、該縦アーム軸
１２の先端に装着して多種のロボット作業を遂行可能に
するロボットハンドやその他の作業具等種々のエンドエ
フェクタ（図示せず）に対する電気信号、作動電力、作
動流体等を供給する配線、配管類４０の敷設空間として
使用している。従って、配線、配管類４０が保護される
と共に、該配線、配管類４０と作業対象物との干渉とを
避けることができ、更には軽量化に大きく寄与する。な
おカバー３８は縦アーム軸１２と協動して配線、配管類
４０を保護すると共に該縦アーム軸の駆動機構にごみ等
の異物が入ることを防止している。
１２の先端に装着して多種のロボット作業を遂行可能に
するロボットハンドやその他の作業具等種々のエンドエ
フェクタ（図示せず）に対する電気信号、作動電力、作
動流体等を供給する配線、配管類４０の敷設空間として
使用している。従って、配線、配管類４０が保護される
と共に、該配線、配管類４０と作業対象物との干渉とを
避けることができ、更には軽量化に大きく寄与する。な
おカバー３８は縦アーム軸１２と協動して配線、配管類
４０を保護すると共に該縦アーム軸の駆動機構にごみ等
の異物が入ることを防止している。
送りねじ機構とスプライン旋回機構とをボールを用いた
機構で構成することは摩擦力を低下させることができ
て、上下や回転作動を滑らかに実行でき、延いては高精
度な作動を可能ならしめることができる。
機構で構成することは摩擦力を低下させることができ
て、上下や回転作動を滑らかに実行でき、延いては高精
度な作動を可能ならしめることができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ロボ
ット先端部の縦アーム軸を上下方向移動、並びに軸線回
りの回転作動を実行させる送りねじ機構とスプライン旋
回機構とが前記縦アーム軸を共通に重設使用することに
より余分な軸を必要とせず、従ってコンパクトでしかも
軽量な産業用ロボットのアーム構造が提供され、延いて
はロボット先端部の高精度な作動制御を可能ならしめ
る。好ましくは、縦アーム軸を中空に形成しておくと更
に軽量化が達成れると共に、ロボットハンドやその他の
作業具等種々のエンドエフェクタに対する配線、配管類
をこの穴を介して配設することが可能となり、配線、配
管類を保護すると共に作業対象物との干渉を防止可能と
なる。
ット先端部の縦アーム軸を上下方向移動、並びに軸線回
りの回転作動を実行させる送りねじ機構とスプライン旋
回機構とが前記縦アーム軸を共通に重設使用することに
より余分な軸を必要とせず、従ってコンパクトでしかも
軽量な産業用ロボットのアーム構造が提供され、延いて
はロボット先端部の高精度な作動制御を可能ならしめ
る。好ましくは、縦アーム軸を中空に形成しておくと更
に軽量化が達成れると共に、ロボットハンドやその他の
作業具等種々のエンドエフェクタに対する配線、配管類
をこの穴を介して配設することが可能となり、配線、配
管類を保護すると共に作業対象物との干渉を防止可能と
なる。
第１図は本発明による産業用ロボットの先端アーム部の
構造とコントローラとを連結して示す一部破断断面図。 １０……最先端アーム、１２……縦アーム軸、 １４……歯付プーリ付ボールナット、 １６……歯付プーリ、 １８……ボールスプラインナット、 ３４……ボールねじ溝、 ３６……ボールスプライン溝、 ４０……配線、配管類、４２……コントローラ。
構造とコントローラとを連結して示す一部破断断面図。 １０……最先端アーム、１２……縦アーム軸、 １４……歯付プーリ付ボールナット、 １６……歯付プーリ、 １８……ボールスプラインナット、 ３４……ボールねじ溝、 ３６……ボールスプライン溝、 ４０……配線、配管類、４２……コントローラ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 彰弘 東京都日野市旭が丘３丁目５番地１ ファ ナック株式会社商品開発研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−173875（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】水平アームと、該水平アームの先端に旋回
および上下動が可能に具備されると共にロボット作業要
素の装着端を下端に有する縦アーム軸とを備えた産業用
ロボットのアーム構造において、 前記縦アーム軸の外周に、軸線方向の所定範囲に渡って
螺旋ねじ溝と該螺旋ねじ溝に交叉したスプライン溝とを
重ねて刻設し、 前記螺旋ねじ溝に螺合するナットと前記直線スプライン
溝に噛合するスプラインナットとを前記縦アーム軸に挿
入併設すると共に前記水平アームの先端に軸受を介して
夫々独立に回転可能に支持し、 前記ナットを回転駆動する第一の駆動モータと前記スプ
ラインナットを駆動する第二の駆動モータとをコントロ
ーラによって同期制御することにより、常に、該ナット
とスプラインナットとの回転を同期制御し、 前記縦アーム軸に共通に上下動用送りねじ機構と旋回用
スプライン旋回機構とを設けたことを特徴とする産業用
ロボットのアーム構造。 - 【請求項２】前記送りねじ機構とスプライン旋回機構と
が夫々ボール送りねじ機構とボールスプライン旋回機構
とから成る特許請求の範囲第１項に記載の産業用ロボッ
トのアーム構造。 - 【請求項３】前記縦アーム軸は上下に貫通した中空構造
を備え、該縦アーム軸の中空空間を配線空間として備え
た特許請求の範囲第１項に記載の産業用ロボットのアー
ム構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61222186A JPH0632917B2 (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 産業用ロボツトのア−ム構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61222186A JPH0632917B2 (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 産業用ロボツトのア−ム構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6377675A JPS6377675A (ja) | 1988-04-07 |
| JPH0632917B2 true JPH0632917B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=16778505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61222186A Expired - Lifetime JPH0632917B2 (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 産業用ロボツトのア−ム構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632917B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0737765Y2 (ja) * | 1990-05-29 | 1995-08-30 | 株式会社森精機製作所 | ドリルユニット |
| JPH0811378B2 (ja) * | 1990-06-11 | 1996-02-07 | 日東精工株式会社 | 作業工具位置決め装置 |
| JP4704075B2 (ja) * | 2005-03-03 | 2011-06-15 | 旭サナック株式会社 | 粉体塗装ブース装置 |
| JP5544794B2 (ja) * | 2009-09-08 | 2014-07-09 | セイコーエプソン株式会社 | 線状対象物の配管・配線構造、ロボットの作業ヘッドおよびロボット |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3046808A (en) * | 1959-03-06 | 1962-07-31 | Mart Le Roy S De | Translational drive mechanism |
| US3483765A (en) * | 1967-04-13 | 1969-12-16 | Voss Eng Co | Mechanical actuator |
| JPS58146690U (ja) * | 1982-03-25 | 1983-10-03 | 株式会社三協精機製作所 | 工業用ロボツトのヘツド |
| JPS6036193U (ja) * | 1983-08-18 | 1985-03-12 | 株式会社三協精機製作所 | ロボットの上下動軸 |
| US4702668A (en) * | 1985-01-24 | 1987-10-27 | Adept Technology, Inc. | Direct drive robotic system |
| JPS6249070A (ja) * | 1985-08-28 | 1987-03-03 | Daikin Ind Ltd | 軸の駆動装置 |
| JPS62165057A (ja) * | 1986-01-13 | 1987-07-21 | Nippon Seiko Kk | ボ−ルねじ装置 |
-
1986
- 1986-09-22 JP JP61222186A patent/JPH0632917B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6377675A (ja) | 1988-04-07 |
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