JPH0641114B2 - 産業ロボツト - Google Patents

産業ロボツト

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JPH0641114B2
JPH0641114B2 JP60105754A JP10575485A JPH0641114B2 JP H0641114 B2 JPH0641114 B2 JP H0641114B2 JP 60105754 A JP60105754 A JP 60105754A JP 10575485 A JP10575485 A JP 10575485A JP H0641114 B2 JPH0641114 B2 JP H0641114B2
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Description

【発明の詳細な説明】 イ.産業上の利用分野 本発明はカルダン原理により構成せる2つの互いに直角
な揺動軸線を有する型式の産業ロボツトにおける装置に
係るものであり、トラニオン又はジヤーナルピンを介し
てキヤリヤ装置のそれぞれの側に揺動できるように取付
けたフレームを設け、第1揺動軸線を中心とせる第1揺
動運動を可能ならしめ、これと共に機械部分がフレーム
内のトラニオン又はジヤーナルピンに支承され第1揺動
軸線に直角に延びる第2揺動軸線を中心にした揺動運動
ができ、機械部分には第2揺動軸線に対し直角に並進運
動のできるユニツト部材が収納され、ユニツト部材は自
由度を作り出す別の可動装置を任意なるもこれを介して
加工装置を保持し、それぞれの上記運動に対してモータ
が設けられ、並進可能のユニツト部材がカルダン式運動
の可能な機械部分内で運動できるようモータから動力を
並進駆動機構に移送する目的に構成される。
ロ.従来の技術 カルダン原理なるものは本文では2つの互いに直角な軸
線を中心としてユニツトを揺動することのできる昔より
良く知られた取付け原理であり、その典型的な例は船舶
羅針盤の懸架支持装置に見られ、フレーム又はリングが
対向するトラニオン上に軸承支持され、このトラニオン
に対して直角におかれた2つのトラニオンが保持され
る。この原理は同様に産業ロボツトに運動性を付与する
のにも利用されている。
カルダン式又はユニバーサル懸架により外部及び内部よ
り見て第2回転軸線に直角の方向に並進運動ができるよ
う構造した部品を保持した上記様式の産業ロボツトの例
は特願昭53−52776号に記載されている。
それぞれ自由度とも呼ばれる客運動に対し別々の駆動モ
ータが設けられ、一般にレベルセンサーの一種が調節さ
れた動きを達成することが可能である。本発明は外部及
び内部より見て第3の運動又は自由度即ち並進運動のた
めの駆動力を作り出すための装置を得ることを目的とす
る。
モータを構造全体の中で「できるだけ外の方に」に好適
にはロボツトの動かない取付部又は同様な装置の近くに
配置し、駆動力を伝達装置を介して可動部材に移送する
のが一般に望ましい。上述の特許出願の主題によれば、
3つのモータはキヤリヤー装置上に堅固に位置し従つて
3つの互いにすりよつた運動を伴わない。この達成のた
め、一連のギヤが使用され、装置系における各自由度に
対するギヤがキヤリヤ装置内に第1フレームを保持する
トラニオンの1つの上に取付けられる。フレームの内側
で動きを駆動する2つの動力伝達装置は自由に走行又は
アイドリングを行いフレーム及びそれぞれの軸上に取付
けたそれぞれのギヤに係合し、これらの軸にはウオーム
ネジが形成されている。ウオームネジの1つは第1揺動
に直角な第2揺動を行うウオーム車輪扇形片に噛合い、
他方もう1つのウオームネジは第2揺動運動のためのト
ラニオンの1つに空回りウオーム輪に噛合い同じ軸上に
空回り又は自由に走行するベベルギヤに接続している。
このベベルギヤはもう1つのベベルギヤに噛合いこの回
転軸線は今述べたトラニオンに直角で上記並進運動の方
向に合致している。この後者のベベルギヤには同心状の
雌ネジが形成されネジを切つたロツドにネジ込まれロツ
ドは回転を阻止される。従つて、ナツトとして働くこの
後者のベベルギヤが回転すると、ネジを切つたロツドは
目的の並進運動を行う。確かに、この公知構造により並
進モータをキヤリヤ装置の近くに配置可能ならしめる目
的が達せられる。
ハ.発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この構造には少なくとも5つの在来のギ
ヤ噛合いと1つのウオームギヤ噛合いの使用が含まれ、
構造をいかに正確に作つてもそれにも抱らず全体の遊び
はいちじるしくなり、又調整による除去も困難である。
このためロボツトの精度の不十分がもたらされる。更
に、ウオームギヤの使用によりローリング作用を有する
ギヤに比較した場合劣等な効率がもたらされる。
ニ.問題点を解決するための手段及び作用並びに発明の
効果 本発明の目的は、上述の並進運動に対する簡単な動力伝
達で更に遊びの累積の可能性を特にギヤ噛合いの数を低
下させることによりこれを減らすこともできるような動
力伝達を得ることにある。この目的は本発明によれば序
文に述べたような産業ロボツトにおいてモータが上述の
揺動可能に軸承支持されたフレーム上に取付けられ機械
部分が軸承支持された2つのトラニオン又はジヤーナル
ピンの1つに接続されており、更に前記トラニオン又は
ジヤーナルピンはフレーム及び機械部分の両方に回転で
きるよう軸承支持されており前記機械部分にピニオンが
設けられ、このピニオンはモータにより回転しかつ機械
部分の並進運動可能のユニツトに関連するラツクと噛合
い機械部分の運動方向に平行に延びるような構成により
達成される。
本構成をスペース節約可能のものにするために、モータ
軸又は軸線が被駆動トラニオンと好適に一定角度をなし
その間にベベルギヤが取付けられる。これによりギヤ噛
合いの数を2つに減らすことができる。適当なギヤ形態
例えば縮閉線ギヤなどにより、シムなど助けによりベベ
ルギヤについで又相互移動によりピニオンラツク噛合い
について遊びを最小に減らすこともできる。この点につ
いて、一好適実施例によれば揺動可能の機械部分におけ
るトラニオンには偏心型のベアリングリングが含まれリ
ングを回転することにより距離を調節することができ
る。
モータとピニオンとの間に角度分割具が好適に取付けら
れ制御された動きを得る。かかる場合、分割具はモータ
とベベルギヤ間にこれは任意なるも弾性カツプリングを
モータと分割具との間に配して取付けるのが望ましい。
モータ駆動によるトラニオンが固定している際第2揺動
軸線を中心とする機械部分の揺動によりピニオンは機械
部分に対し更にラツクに対し回転せしめられ、従つてか
かる揺動動作により僅かな同時並進運動がもたらされる
ので第2揺動運動は並進運動に僅かに結合されている点
注記されねばならぬ。しかしながら、この弱い結合はモ
ータをしてピニオンを対応する限度まで回転せしめ得る
ようにすることにより容易に補償できる。本文にとり上
げたタイプの産業ロボツトは通常データプロセツサーに
より制御され、必要な補償はプログラム手段により容易
に行われる。勿論、必要とされる補償の大きさは揺動の
行われる角度に直接比例するものである。
本発明は多くの運動自由度をもつ産業ロボツトにおける
単一動作の構成のみに係るけれど、2つの互いに垂直な
揺動運動ならびに並進運動を含む上述の運動により並進
運動可能の部材上の点をスパンに合致する三次元空間内
の任意選択の点上におくことが可能である事は注目に値
する。そこで、それ自体周知な回転及び若しくは揺動機
構、グリツプ装置その他を導入することにより上記の点
において更に次の自由度を実施することができる。本発
明によりいろいろな産業で既に広く使用されているよう
な種類の上記の如き装置その他工具などのための剛性を
有しかつ有益なキヤリヤーが提供される。例えば、車輌
ボデイの製造においていろいろなタイプの溶接ロボツト
の助けにより今日全溶接作業のきわめて大きな割合分が
遂行されている。
次に、図面に示せる実施例を参照に本発明について下記
説明する。
ホ.実施例 第1図に示す斜視図はカルダン式又はユニバーサル式懸
架を組込んだ産業ロボツトを図式的に示しており、フレ
ーム1をキヤリヤ装置2にあるトラニオン又はジヤーナ
ルピンで揺動動作ができるよう取付けることにより第1
揺動軸線Iが設けられており、この揺動はキヤリヤ2上
に取付けたモータ3により行われる。以上は本発明を構
成するものではない。フレーム内にトラニオン又はジヤ
ーナルピン5,6上に揺動できる機械部分4が配置さ
れ、本図ではトラニオンの内5の一端のエンドカバーだ
けが見える。機械部分4における可動部分7の並進運動
を目的にしたモータ9がフレーム1に取付けられてい
る。モータ3と第1図の斜視図では見えない他のモータ
により揺動軸線I及びIIに従つて揺動動作が実施でき
る。これは本発明を構成するものではないのでその機能
については本文では詳述を避ける。可動部材7の並進運
動の達成の方法は以下あきらかにされる。部材7の先端
には更に別の揺動可能のジヨイントが更に本例の場合グ
リツプ装置8が着座しているが、ロボツトには大体にお
いていかなるタイプの工具も取付けても良いものであ
る。この余分の装置も又本発明を構成する部分ではな
く、従つて本文では詳述しない。
上記の本発明利用状況の説明に引き続いて、本発明は第
2図より更に良く理解することができる。第2図は同じ
ロボツトを中心の揺動軸線I及びIIを通じてとつた断面
図である。図示に見られる如く、機械部分4は2つの互
いに垂直な方向に揺動がてきる。第1図では軸線をフレ
ーム1に対し直角に示したモータ9が第2図ではその軸
線12を実用目的上紙面上に揺動した状態で単に示され
ており、従つてこれは第1図の真の実施例とは合致しな
い。
第2図に示すように、機械部分4はフレーム1内の2つ
のトラニオン又はジヤーナルピン5,6上に軸承支持さ
れている。この機械部分4は別のモータにより図示省略
の要領によつてフレーム1内で揺動ができる。トラニオ
ン6はフレーム1にしつかりと取付けられ機械部分4内
に軸承支持され一方トラニオン5はベヤリング19を介
してフレーム1とベヤリング21を介し機械部分4の両
方に軸承支持されている。これによりトラニオン5を機
械部分4に対する位置又は運動に影響を及ぼさずに揺動
軸線IIに対し回転させることができる。トラニオン5
は、弾性カツプリング13と軸上にしつかり取付けたブ
レーキ14と軸12上のギヤ17及びトラニオン5上の
ギヤ18よりなるベベルギヤ装置を介してモータ9(第
1図)により回転ができる。図示してはいないが、モー
タには周知型式の分割具が組合わされ回転を調節するこ
とができる。
機械部分4の外方部分を形成しかつトラニオン5がボー
ルベヤリング21で軸承支持されているボツクス状構造
体の内側でトラニオン5には機械部分4の並進運動可能
の部材7上に取付けたラツク11と噛合うピニオン10
が設けられている。この可動部材は機械部分4の外面を
形成するボツクス状構造体内にしつかり固定したガイド
30,31上に取付けられている。第2図に示せる可動
部材7の部分は大体において第1図で同じ番号7で示し
た外方突起ロツドに接続されたあるタイプのプラツトフ
オームを形成している。部材7の外方突起部分を回転す
るための装置などその他装置は第1図によればこの摺動
可能のプラツトフオーム上に取付けられ、従つてガイド
30及び31上に摺動できる。しかし、これは本発明を
構成するものではなく従つてこれ以上説明は与えない。
モータ9(第1図)により軸12が回転すると、ギヤ1
7が回転しギヤ18を動かしそれによりトラニオン5を
回転し、ラツク11に噛合うピニオン10を回転し可動
部材7をガイド30及び31にそつて移動する。
本発明による装置では僅か2つのギヤ噛合いが使用さ
れ、これは先行技術に比べてかなりの改善である。これ
らギヤ噛合いにおける遊びも又最小に減らされ通常のへ
だたり以外の中心間距離でも良好に機能するギヤ形態例
えばエボリユートギヤ形態が選ばれる。次に、ベベルギ
ヤ装置17,18は適当なシムの配置により調整が可能
であり、シムによりベベルギヤ18はベベルギヤ17に
対し中心軸線よりの調整可能のへだたりにおいて配置す
ることができる。ラツク11とピニオン10の間の係合
について、ラツクはガイド30及び31にもたれるガイ
ド支持具に平行でなければならぬ。又、ピニオン10と
ラツク11との間の距離の調整も可能でなければならぬ
し、常に確実な最小の遊びに依存できるものでなければ
ならぬ。
この点で高度の要件を実現する構造の詳細図を第3図に
示す。
先ず、トラニオン5上に取付けられネジ継手で一体に保
たれた2部分割りリング22により2つのローラベヤリ
ング19,19′が最小遊びに調整ができる点注記され
る。このリング22はボールベヤリング20の内側リン
グ23に接し、リング23は中間リング24を介してロ
ーラベヤリング19の内側リング25に接している。ギ
ヤ18の切られたトラニオン5のフランジ内に3つの軸
方向に向いたネジ27があり、その内の1つだけが図示
されているが、このネジはねじ込まれると外側ローラベ
ヤリング19′の内側ベヤリング26を最初に述べた内
側ベヤリングリング25の方へ押し込む。ローラベヤリ
ング19,19′はトラニオン5に引張力を発生させる
ことにより所要程度の緊密度に締めつけられ、もしくは
中間に中間リング(図示省略)の挿入により一定の緊度
に締めつけられる。次に、ギヤ17に対するギヤ18の
軸方向位置は例えば28における如くシムの助けにより
調整することができる。第4図に概略図示せる好適実施
例においてベベルギヤ装置17,18を有するモータと
ベヤリング19,20を用いたトラニオン5が組合され
別の組立体を形成し、この組立体は別の部品として取付
け取外し、取替えができる。そこで、ボールベヤリング
21の外側ベヤリングリングは第4図には示されてない
が偏心リング21に取付けられ、リング21が回転する
とピニオン10とラツク11との間の片側におけるへだ
たりの調整が可能となる。トラニオン6のベヤリング6
0についての同様な偏心構成によりピニオン10をラツ
ク11の歯の方向と平行にすることができる。従って、
このような組立体はフレーム1に取付けられる前にベン
チ上で調整がてき、フレームには合致する凹所と組立体
をフレームにボルト締めするための適宜の装着ネジ孔が
設けられている。
本発明はその意図する解決すべき問題に対し特に有用な
解決法を与えるものであり、例えば第1図による産業ロ
ボツト組立体において約1メートルのストローク長をロ
ボツトがもつている場合約0.2mmの調整精度を可能な
らしめる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による構成を有する産業ロボツトの概略
斜視図、 第2図は本発明を示す概略平面図、 第3図は拡大詳細図、 第4図はトラニオンとモータとが一体に結合され組立体
を形成する構成を示す。 1……フレーム、2……キヤリヤ装置、4……機械部
分、5,6……ジヤーナルピン又はトラニオン、7……
可動部材、8……グリツプ装置、9……モータ、10,
11……ピニオン,ラツク並進駆動機構、17,18…
…ベベルギヤ、20……ボールベヤリング、21……外
側リング、I……第1揺動軸線、II……第2揺動軸線。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ジンバルリング原理により構成された2つ
    の互いに垂直な揺動軸線(I,II)を示す産業ロボツト
    における装置にして、キヤリヤ装置(2)の両側にジヤ
    ーナル装置により揺動可能に軸承支持され第1揺動軸線
    (I)を中心にした第1揺動運動を可能ならしめるフレ
    ーム(1)を有し、該フレーム内のジヤーナル装置
    (5,6)に機械部分(4)が軸承支持され第1揺動軸
    線に直角に延びる第2揺動軸線(II)を中心とした揺動
    動作ができ、前記機械部分(4)は第2揺動軸線(II)
    に対し直角に並進運動できるよう構成される部材(7)
    を収容し、該部材内に、任意なるも自由度を作り出す別
    の装置を介して加工装置(8)を取付けることができ、
    それぞれの前記動作に対し別のモータが設けられてお
    り、本装置はモータ(9)から並進駆動機構(10,1
    1)に動力を移送しジンバル型の可動機械部分における
    並進可動部材を動かす目的に向けられている産業ロボツ
    トにおける装置において、モータ(9)は前記揺動可能
    に軸承支持されたフレーム(1)上に取付けられ、かつ
    機械部分が軸承支持される2つのジヤーナル装置の内の
    1つ(5)に接続され、該ジヤーナル装置はフレーム
    (1)及び機械部分(4)の両方に対回転できるよう軸
    承支持されかつ機械部分においてピニオン(10)がモ
    ータにより回転可能に設けられ、該ピニオンは機械部分
    の並進可動部材(7)に関連するラツク(11)に噛合
    い前記部材の運動方向と平行に延びることを特徴とする
    産業ロボツトにおける装置。
  2. 【請求項2】ジヤーナル装置(5)はその一端に前記ピ
    ニオン(10)を設け他端にはベベルギヤ(18)が設
    けられ、更に、モータ(9)の軸がもう一つのベベルギ
    ヤ(17)に直接接続し両方のギヤは一緒にベベルギヤ
    装置を形成することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    による装置。
  3. 【請求項3】機械部分(4)のベヤリング(20)はト
    ラニオンと同軸状で機械部分(4)内の調整装置の円筒
    状内面に合致する外側リング内に配され、更に、外側リ
    ング(21)の円筒状外面は前記円筒状内面に平行なる
    も僅かに食い違つた中心線を有し、外側リング(21)
    は回転できるように配され機械部分(4)内に固定で
    き、それによりピニオンをラツク(11)に対するその
    位置に調整可能ならしめることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項による装置。
JP60105754A 1984-05-18 1985-05-17 産業ロボツト Expired - Lifetime JPH0641114B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8402689A SE453973B (sv) 1984-05-18 1984-05-18 Anordning for drivning av en translationsrorelse vid en industrirobot med tva kardanskt anordnade svengningsaxlar
SE8402689-7 1984-05-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60255379A JPS60255379A (ja) 1985-12-17
JPH0641114B2 true JPH0641114B2 (ja) 1994-06-01

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ID=20355933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60105754A Expired - Lifetime JPH0641114B2 (ja) 1984-05-18 1985-05-17 産業ロボツト

Country Status (5)

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US (1) US4636134A (ja)
EP (1) EP0174916B1 (ja)
JP (1) JPH0641114B2 (ja)
DE (1) DE3572940D1 (ja)
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