JPH11198086A - Speed reduction gear for revolt joint driving of industrial robot - Google Patents
Speed reduction gear for revolt joint driving of industrial robotInfo
- Publication number
- JPH11198086A JPH11198086A JP10304728A JP30472898A JPH11198086A JP H11198086 A JPH11198086 A JP H11198086A JP 10304728 A JP10304728 A JP 10304728A JP 30472898 A JP30472898 A JP 30472898A JP H11198086 A JPH11198086 A JP H11198086A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reduction
- gear
- stage
- robot
- reduction ratio
- 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
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 7
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 36
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は産業ロボットの関節
駆動用減速装置に関する。The present invention relates to a reduction gear for driving a joint of an industrial robot.
【０００２】[0002]
【従来の技術】産業ロボットにおいては、一般に、作業
に適した出力トルクを得るため、アーム等の関節部の駆
動系（あるいは制御系という）には電動サーボモータま
たは電動パルスモータとこの出力を低速高トルクに変換
する減速装置とを用いている。また、産業ロボットに用
いる減速装置は、例えば、減速比１／１２０程度の大減
速比を有していること、また、歯車間のガタ、すなわ
ち、いわゆるバックラッシュが小さいこと、さらに、慣
性を小さくするため軽量であること等が要求される。2. Description of the Related Art In general, in an industrial robot, in order to obtain an output torque suitable for work, an electric servomotor or an electric pulse motor and a low-speed output are used for a drive system (or a control system) of a joint such as an arm. A reduction gear that converts to high torque is used. Further, the reduction gear used for the industrial robot has, for example, a large reduction ratio of about 1/120, and has a small play between gears, that is, a so-called backlash, and further has a small inertia. Therefore, it is required to be lightweight.
【０００３】これらの要求を満たすために、従来の産業
ロボットは１段の減速で大減速比が得られ、また累積バ
ックラッシュが小さく、さらに小型軽量の減速装置が使
用されている。このような、従来の減速装置としては、
例えば、特開昭５９−１９０５４１号公報に開示されて
いるような調和歯車装置言わば、撓み噛合式の遊星歯車
装置および特開昭５９−１０６７４４号公報に開示され
ているような偏心揺動型遊星歯車装置がある。従来、ロ
ボットの制御系においては、前記電動モータと前記減速
装置との組合せが用いられているが、例えば、ロボット
の本体の第１アームに前記電動サーボモータが取り付け
られ、電動サーボモータの出力が、前記偏心揺動型の遊
星歯車装置を介してロボットの第２アームに連結され
る。電動サーボモータの回転数は減速装置で大幅に減速
され、得られた低速高トルクの回転力を有する出力が第
２アームを回動し、作業する。一般に、ロボットアーム
自体は剛性が高いためその固有振動数は高い。しかしな
がら、ロボット全体として見たとき、回動部近辺のロボ
ットの固有振動数は一般に剛性の低い減速装置で決ま
り、減速装置と同程度に低い。したがって、制御系全体
の固有ねじり振動数ｆ0 は一般に数ヘルツと低くなり減
速装置に入力する電動モータの回転数が低い領域でロボ
ットに最も大きな共振現象が生じる。その結果、ロボッ
トのハンド部に振動を振動を生じ、ロボットによる作業
のうち溶接、シーリング、組立等、一般に電送モータの
低回転数領域で行われる作業において、正確な作業軌跡
を得られない等の問題が起こる。In order to satisfy these demands, a conventional industrial robot uses a large reduction ratio with one stage of deceleration, a small accumulated backlash, and a small and lightweight reduction gear. As such a conventional reduction gear,
For example, a so-called harmonic gear device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-190541, a so-called planetary gear device of a bending engagement type, and an eccentric oscillating planetary device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-106744. There is a gear device. Conventionally, in a control system of a robot, a combination of the electric motor and the reduction gear is used. For example, the electric servomotor is attached to a first arm of a robot main body, and the output of the electric servomotor is reduced. , Connected to the second arm of the robot via the eccentric oscillating planetary gear device. The rotation speed of the electric servomotor is greatly reduced by the speed reducer, and the output having the obtained low-speed and high-torque rotational force rotates the second arm to perform work. Generally, since the robot arm itself has high rigidity, its natural frequency is high. However, when viewed as a whole robot, the natural frequency of the robot in the vicinity of the rotating part is generally determined by a low-rigidity reduction gear, and is as low as that of the reduction gear. Accordingly, the natural torsional frequency f 0 of the entire control system is generally as low as several hertz, and the largest resonance phenomenon occurs in the robot in a region where the rotation speed of the electric motor input to the reduction gear is low. As a result, vibration occurs in the hand portion of the robot, and in the work performed by the robot, such as welding, sealing, and assembly, which is generally performed in a low rotation speed region of the electric motor, an accurate work locus cannot be obtained. Problems arise.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このような問題点に対
し、特開昭５８−２１１８８１号公報には、発生した振
動を打ち消すように電動モータの速度指令信号を変化さ
せる電気的制御方式が提案されている。しかしながら、
このような方式においてはフィードバックゲインを大き
くすると系が不安定となり、特に剛性の低いロボット駆
動系においては、逆に発進しやすくなるという問題点を
生じるため、ゲインを大きくできず、従って、充分な振
動打ち消し効果を得られない。また、特開昭５９−１７
５９８６号公報には高張力を与えたタイミングベルトで
減速機を駆動し、該ベルトで振動を吸収する方式のもの
が提案されている。しかしながら、この方式に置いては
タイミングベルトが破断するという危険がある。また、
特開昭５９−１１５１８９号公報には減速機の主軸にね
ばりとおもりから成る吸振機を取り付ける方式が提案さ
れている。しかし、この方式においては遠心力により吸
振機が破損したり、ロボットの負荷荷重に対応しておも
り等を調整しなければならないという問題点がある。そ
こで、本発明は、単一の偏心揺動型式の遊星歯車装置に
より必要な減速比を満足できる産業ロボットの関節駆動
用減速装置において、最も大きな振動がロボットに生じ
るときにポイントを、ロボットによる作業のうち溶接作
業等のように正確な作業軌跡を要する作業の領域外にシ
フトさせることができる産業ロボットの関節駆動用減速
装置を提供することを目的とする。To cope with such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-211881 proposes an electric control system for changing a speed command signal of an electric motor so as to cancel generated vibration. Have been. However,
In such a method, if the feedback gain is increased, the system becomes unstable. In particular, in the case of a low-rigidity robot drive system, there is a problem that the vehicle easily starts. Therefore, the gain cannot be increased. Vibration canceling effect cannot be obtained. Also, JP-A-59-17
Japanese Patent No. 5986 proposes a system in which a speed reducer is driven by a timing belt to which a high tension is applied, and vibration is absorbed by the belt. However, in this method, there is a risk that the timing belt is broken. Also,
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-115189 proposes a method in which a vibration absorber including a stick and a weight is attached to a main shaft of a speed reducer. However, in this method, there are problems that the vibration absorber is damaged by the centrifugal force and that the weight or the like must be adjusted according to the load applied to the robot. Therefore, the present invention relates to a joint drive reduction device for an industrial robot that can satisfy a required reduction ratio by a single eccentric oscillating type planetary gear device. It is an object of the present invention to provide a joint drive reduction device for an industrial robot that can shift to an area outside a work requiring an accurate work trajectory such as a welding work.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】このような問題を解決す
るために、本発明は次のような産業ロボットの関節装置
を採用した。すなわち本発明に係る産業ロボットの関節
装置は、同一軸線上に配設された入力軸部材および出力
軸部材と、内歯歯車、該内歯歯車に噛み合う外歯歯車お
よび該外歯歯車に係合して外歯歯車を駆動するカム軸を
有する偏心揺動型式で、前記入力軸部材と出力軸部材の
間に介在する遊星歯車装置と、を備えた産業ロボットの
関節駆動用減速装置において、前記入力軸部材から出力
軸部材までの総減速比を、偏心揺動形式の遊星歯車装置
単体の実在する減速比の範囲内である１／１１０〜１／
１９０に設定するとともに、前記型式の遊星歯車装置の
入力側に前記形式とは異なる形式の前段減速手段として
の平行軸歯車装置を設け、該前段減速手段の出力側を後
段減速手段としての前記遊星歯車装置の入力軸に係合
し、減速比が１／２〜１／５の範囲内に設定された前記
前段減速手段と減速比が１／２５〜１／６０の範囲内に
設定された前記後段減速手段とにより前記総減速比を満
足するようにしたことを特徴とするものである。In order to solve such a problem, the present invention employs the following articulated device for an industrial robot. That is, the joint device of the industrial robot according to the present invention is configured such that the input shaft member and the output shaft member arranged on the same axis, the internal gear, the external gear meshing with the internal gear, and the external gear engage with the external gear. An eccentric rocking type having a cam shaft for driving the external gear, and a planetary gear device interposed between the input shaft member and the output shaft member; The total reduction ratio from the input shaft member to the output shaft member is 1/110/1 / which is within the range of the actual reduction ratio of the eccentric oscillating type planetary gear device alone.
In addition to the setting of 190, a parallel shaft gear device is provided on the input side of the above type of planetary gear device as a front stage reduction device of a type different from the above type, and the output side of the front stage reduction device is the planetary gear as the rear stage reduction device. The front-stage speed reducing means engaged with the input shaft of the gear device and having a reduction ratio set within a range of 1/2 to 1/5 and the reduction ratio set within a range of 1/25 to 1/60; The total reduction ratio is satisfied by a post-stage reduction means.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる産業ロボッ
トの関節駆動用減速装置を図面に基づいて説明する。第
１図ないし第３図は、特許請求の範囲第１項の本発明の
一実施例を示す図である。まず、構成について説明す
る。第図１は本発明に係る産業ロボットの関節装置を用
いた産業ロボットの制御系の全体概略図である。１は産
業ロボットの駆動源である電動モータであり、電動モー
タ１のフランジ２は本発明に係る減速装置３の筒体４に
固定されている。筒体４はロボットの第１アーム５の先
端部５ａに固定されている。電動モータ一１の出力回転
軸７は減速装置３の入力回転軸（入力軸部材）８に連結
され、減速装置３の出力は軸（出力軸部材）１０に伝達
され軸１０の先端は円筒体１１の中心を貫通し、ロボッ
トの被駆動部１２、すなわち、第２アームに固定されて
いる。第２アーム１２の基部の筒状体１３と第１アーム
５の先端部５ａの下面から下方に突出する円筒型の突出
体１５との間には一対のベアリング１６が介装されてい
る。突出体１５の内周面と円筒体１１の中央部の外周面
との間には一対のベアリング１７が介装されている。円
筒体１１の上部および下部の内面と軸１０との間にはそ
れぞれ一対のベアリング１８が介装されている。したが
って、減速装置３は駆動部１の回転数を減速してロボッ
トの被駆動部すなわち第２アームを回動させる。減速装
置３は第２図及び第３図に示すように、前段減速手段と
しての第１段減速部２０と後段減速手段としての第２段
減速部２１とから構成され、電動モータ１の回転数を減
速する第１段減速部２０と、第１段減速部２０の出力軸
に結合した第２段減速部の入力軸であるカム軸２４を有
し、第１段減速部の出力回転数をさらに減速する第２段
減速部２１と、を備えている。第２段減速部２１は固定
している内歯歯車２２と、内歯歯車２２に噛み合う外歯
歯車２３と、外歯歯車２３に嵌合して外歯歯車２３を揺
動させながら駆動回転させるカム軸２４と、を有する偏
心揺動型の遊星歯車装置によって構成されている。ま
た、内歯歯車２２はピン歯２６を用いたピン歯車２７で
構成され、且つ外歯歯車２３の歯数より１つだけ多い歯
数を有している。また、第１段減速部２０は第２段減速
部２１の入力側に設けられ、第２段減速部２１の形式と
はわざわざ異なる形式の平行軸歯車装置である通常の平
歯歯車により構成され、駆動源の回転出力が入力されて
いる。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a joint driving reduction device for an industrial robot according to the present invention. FIGS. 1 to 3 show an embodiment of the present invention according to claim 1. First, the configuration will be described. FIG. 1 is an overall schematic diagram of an industrial robot control system using an industrial robot joint device according to the present invention. Reference numeral 1 denotes an electric motor which is a driving source of an industrial robot, and a flange 2 of the electric motor 1 is fixed to a cylinder 4 of a reduction gear 3 according to the present invention. The cylinder 4 is fixed to the tip 5a of the first arm 5 of the robot. An output rotation shaft 7 of the electric motor 1 is connected to an input rotation shaft (input shaft member) 8 of the reduction gear 3, and the output of the reduction gear 3 is transmitted to a shaft (output shaft member) 10, and the tip of the shaft 10 is a cylindrical body. 11 and is fixed to the driven portion 12 of the robot, that is, the second arm. A pair of bearings 16 are interposed between the cylindrical body 13 at the base of the second arm 12 and the cylindrical projection 15 projecting downward from the lower surface of the distal end 5a of the first arm 5. A pair of bearings 17 are interposed between the inner peripheral surface of the protruding body 15 and the outer peripheral surface at the center of the cylindrical body 11. A pair of bearings 18 are interposed between the upper and lower inner surfaces of the cylindrical body 11 and the shaft 10, respectively. Therefore, the speed reduction device 3 reduces the rotation speed of the drive unit 1 to rotate the driven portion of the robot, that is, the second arm. As shown in FIGS. 2 and 3, the speed reducer 3 includes a first-stage speed reducer 20 as a first-stage speed reducer and a second-stage speed reducer 21 as a second-stage speed reducer. And a camshaft 24 which is an input shaft of a second-stage reduction unit coupled to an output shaft of the first-stage reduction unit 20. The output rotation speed of the first-stage reduction unit And a second-stage deceleration unit 21 that further decelerates. The second-stage reduction unit 21 drives the rotating internal gear 22 fixed thereto, the external gear 23 meshing with the internal gear 22, and the external gear 23 fitted to the external gear 23 while swinging the external gear 23. And an eccentric oscillating type planetary gear device having a camshaft 24. The internal gear 22 is constituted by a pin gear 27 using pin teeth 26 and has one more tooth than the external gear 23. The first-stage reduction unit 20 is provided on the input side of the second-stage reduction unit 21, and is configured by a normal spur gear that is a parallel shaft gear device of a type different from the type of the second-stage reduction unit 21. , The rotation output of the drive source is input.
【０００７】第１段減速部２０の減速比と第２段減速部
２１の減速比は電動モータ１の通常制御回転数、この実
施例においては、ロボットの通常作業時、例えば溶接ロ
ボットに主作業たる溶接作業を行わしめる時のモータ回
転数の範囲内でロボットすなわち、第１アーム５および
第２アーム１２と、第２段減速部２１との共振が起きな
いように選択している。一般にロボットの必要減速比は
１／５０〜１／３００であり、この実施例においては、
電動モータ１の通常制御回転数が０〜１０００ｒｐｍ
で、第１段（前段）減速部２０の減速比が１／２〜１／
５、また、第２段（後段）減速部２１の減速比が１／２
５〜１／６０で、減速装置３の総減速比（全体の減速
比）が偏心揺動型式の遊星歯車装置単体の実在する減速
比範囲内となっており、、例えばその総減速比が１／１
２０になるように選択されている。一方、遊星歯車装置
が単体で取りうる減速比は、撓み噛合式（調和歯車装
置）を含めた場合には実在物としての上限が１／３２０
程度、下限が１／１０程度であるが、第２段減速部２１
と同じ型式である偏心揺動型式の遊星歯車装置が単体で
現実にとり得る減速比の範囲は、当該歯車の歯の許容応
力等から自ずと定まる範囲（１／２００程度まで）に制
限される。本実施例における総減速比１／１２０はその
ような偏心揺動型式の遊星歯車装置単体の実在する減速
比の範囲内に設定されている。ここに、総減速比を本実
施例のように１／１２０程度に設定する場合、前段減速
機２０の減速比ｉ1 が１／５未満（分母が大きくなるこ
とを意味する。以下同じ）または後段減速機２１の減速
比ｉ2 が１／２５を超える（分母が小さくなることを意
味する。以下同じ）と、構造の簡単な平行軸減速機を前
段減速機２０に採用することによっては総減速比を１／
１２０程度よりも大きくすることは困難となるので、設
計的経済的に不利となる。また、同様の場合、後段減速
機２１の減速比ｉ2 が１／６０未満または前段減速機２
０の減速比ｉ1 が１／２を超えると、共振を防止できる
ロボットの作業速度範囲が狭くなる。第２アーム１２の
軸１０を中心としたねじりのバネ定数は約３７．５ｋｇ
・ｍ／分である（ここに分とは１度の１／６０の角度の
ことである。）The reduction ratio of the first-stage reduction unit 20 and the reduction ratio of the second-stage reduction unit 21 are the normal control rotation speed of the electric motor 1. In this embodiment, during the normal operation of the robot, for example, the main operation of the welding robot The robot is selected so that resonance does not occur between the robot, that is, the first arm 5 and the second arm 12, and the second-stage reduction unit 21 within the range of the motor rotation speed when performing the barrel welding operation. Generally, the required reduction ratio of the robot is 1/50 to 1/300, and in this embodiment,
Normal control rotation speed of the electric motor 1 is 0 to 1000 rpm
Thus, the reduction ratio of the first-stage (previous-stage) reduction unit 20 is 1/2 to 1 /
5, and the reduction ratio of the second-stage (rear-stage) reduction unit 21 is 1/2.
5 to 1/60, the total reduction ratio (total reduction ratio) of the reduction gear 3 is within the range of the actual reduction ratio of the eccentric oscillating type planetary gear device alone. For example, the total reduction ratio is 1 / 1
20 has been chosen. On the other hand, the reduction ratio that the planetary gear device can take as a single unit has an upper limit of 1/320 as a real object when a bending mesh type (harmonic gear device) is included.
The lower limit is about 1/10, but the second stage
The range of the reduction ratio that the eccentric oscillating type planetary gear device of the same type as that described above can actually take alone is limited to a range (up to about 1/200) determined by the allowable stress of the gear teeth and the like. The total reduction ratio 1/120 in this embodiment is set within the range of the actual reduction ratio of such an eccentric oscillating type planetary gear device alone. Here, when the total reduction ratio is set to about 1/120 as in the present embodiment, the reduction ratio i 1 of the pre-stage reduction gear 20 is less than 1/5 (meaning that the denominator increases. The same applies hereinafter) or When the reduction ratio i 2 of the rear reduction gear 21 exceeds 1/25 (meaning that the denominator becomes smaller; the same applies hereinafter), the adoption of a parallel shaft reduction gear having a simple structure as the front reduction gear 20 may reduce the total. Reduction ratio 1 /
Since it is difficult to make it larger than about 120, it is disadvantageous in terms of design and economy. In the same case, the reduction ratio i 2 of the rear reduction gear 21 is less than 1/60 or
If the reduction ratio i 1 of 0 exceeds １ ／, the working speed range of the robot that can prevent resonance is narrowed. The spring constant of torsion about the axis 10 of the second arm 12 is about 37.5 kg.
M / min (where minute is an angle of 1/60 of one degree)
【０００８】次に、作用について説明する。ロボットの
第２アーム１２を回動する場合、電動モータ１の回転軸
７は制御回転数０〜１０００ｒｐｍの範囲で変化する。
電動モータ１の回転数は減速装置３でほぼ１／１２０に
減速され、出力軸１０は第２アーム１２の出力軸１０を
中心軸として回動を始める。本発明に係る減速装置は、
第２図に示すように、第１段（前段）減速部２０と第２
段（後段）減速部２１とを構成しており、かつ、第１段
減速部（平行軸歯車装置）２０の減速比は１／３および
第２段減速部２１（遊星歯車装置）の減速比は１／４０
として、第１段減速部２０を設けることにより、第２段
減速部２１自体による加振周波数と第２アーム１２の回
動部近辺の固有振動数が一致するときの電動モータ回転
数を高くし、かつ、電動モータ１の通常制御回転数の範
囲外としている。したがって、第２段減速部２１と第２
アームとの間で実質的に有害となるような共振は通常回
転数の範囲（０〜１００ｒｐｍ）では起きない。第１段
減速部２０を設けることにより、減速装置３は部品数お
よび重量は増加すると考えられるが、第１段減速部２０
を設けることにより、第２段減速部２１が小型となり、
また、第１段減速部２０は減速比は小さく、簡単でよ
い。したがって、減速装置３の全体の部品数および重量
はそれほど増加しない。また、第１段減速部２０を設け
ることによりバックラッシュが大きくなるが、部品数は
少なく、バックラッシュの増加量は最小限に留めること
ができる。また、第１段減速部２０のバックラッシュは
第２段減速部２１によって第２段減速部２１の減速比と
同じ比率で縮小され実用上は殆ど問題とならない。Next, the operation will be described. When rotating the second arm 12 of the robot, the rotating shaft 7 of the electric motor 1 changes in the range of the control rotation speed 0 to 1000 rpm.
The rotation speed of the electric motor 1 is reduced to approximately 1/120 by the reduction gear 3, and the output shaft 10 starts rotating around the output shaft 10 of the second arm 12 as a central axis. The reduction gear transmission according to the present invention includes:
As shown in FIG. 2, the first-stage (previous-stage) speed reduction unit 20 and the second-stage
And a reduction gear ratio of the first reduction gear unit (parallel shaft gear device) 20 and a reduction gear ratio of the second reduction gear unit 21 (planetary gear device). Is 1/40
By providing the first-stage speed reducer 20, the electric motor rotation speed when the vibration frequency of the second-stage speed reducer 21 itself and the natural frequency in the vicinity of the rotating portion of the second arm 12 match is increased. In addition, it is outside the range of the normal control rotation speed of the electric motor 1. Therefore, the second-stage speed reducer 21 and the second
Substantially detrimental resonance with the arm does not normally occur in the range of rotational speeds (0-100 rpm). Although it is considered that the number of parts and the weight of the speed reducer 3 are increased by providing the first-stage speed reducer 20,
, The size of the second-stage reduction unit 21 is reduced,
In addition, the first-stage reduction unit 20 has a small reduction ratio, and may be simple. Therefore, the total number of parts and the weight of the reduction gear 3 do not increase so much. Although the backlash increases by providing the first-stage speed reduction unit 20, the number of parts is small, and the increase in the backlash can be minimized. Further, the backlash of the first-stage reduction unit 20 is reduced by the second-stage reduction unit 21 at the same ratio as the reduction ratio of the second-stage reduction unit 21, and there is almost no problem in practical use.
【０００９】（実験例）次に、減速装置の種類を変えた
場合、減速装置とロボットとの共振の発生状態について
実験した。表１において、比較した減速装置は前述の実
施例の減速装置の他に比較例１〜３に示す減速装置であ
る。ただし、前述の実施例を含め偏心揺動型の遊星歯車
装置は、クランク軸および外歯歯車の揺動によるアンバ
ランスを防ぐため、実開昭５９−１２７９５１号公報に
開示されているように外歯歯車を２枚とし、これらを１
８０度の位相差をもって組付けたもので、かつ、内歯歯
車が外歯歯車の歯数より１つ多い歯数を有するものを用
いた。また、調和歯車装置は内歯歯車が外歯歯車の歯数
より２つ多い歯数を有するものを用いた。それぞれの減
速装置の減速段数、減速比ｉ1 、ｉ2 、ねじりばね定数
Ｋ1 、および慣性モーメントＪは表に示してある。(Experimental Example) Next, when the type of the reduction gear was changed, an experiment was conducted on the state of occurrence of resonance between the reduction gear and the robot. In Table 1, the reduction gears compared are the reduction gears shown in Comparative Examples 1 to 3 in addition to the reduction gears of the above-described embodiment. However, the eccentric oscillating type planetary gear set including the above-described embodiment is designed to prevent unbalance due to the swinging of the crankshaft and the external gear as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 59-127951. Two tooth gears, these are 1
The one that was assembled with a phase difference of 80 degrees and the internal gear had one more teeth than the external gear was used. The harmonic gear device used had an internal gear having two more teeth than the external gear. The number of reduction stages, reduction ratios i 1 and i 2 , torsional spring constant K 1 , and moment of inertia J of each reduction gear are shown in the table.
【００１０】[0010]
【表１】 （注１）：遊星歯車減速は偏心揺動型の遊星歯車減速装置を、平歯歯車減速は 平行軸型の平歯歯車列装置を表す。 実験は第５図に示す全体構成図によって実施した。すな
わち、電動サーボモータ３１の出力軸３１ｂに減速装置
３２を取付け、減速装置３２の出力軸３２ａにロボット
の被駆動部（第２アーム）の慣性モーメントに相当する
慣性負荷としてフライホイール３３が取付けられた。ロ
ボットの第２アームの長さに相当するフライホイール側
面３３ａの半径上の位置に、円周方向の加速度および振
幅を測定できる圧電素子を利用した加速度ピックアップ
３４を取り付ける。この加速度ピックアップ３４の出力
はインジケータ３６に連結されている。電動モータの回
転数を変化させて、その時のフライホイールの加速度の
大きさ、および振幅を測定した。測定はフライホイール
３３が低速度で約１回転する範囲で行った。測定結果は
第４図に示す。横軸は電動サーボモータ３１の回転数
（すなわち、減速装置３２の入力軸の回転数）であり、
縦軸はフライホイール３３の加速度ピックアップ３４に
現れる円周方向の加速度（すなわち、振動）の大きさ
（単位、Ｇ）を示す。[Table 1] (Note 1): Planetary gear reduction refers to an eccentric oscillating type planetary gear reduction device, and spur gear reduction refers to a parallel shaft type spur gear train. The experiment was performed according to the overall configuration diagram shown in FIG. That is, the reduction gear 32 is attached to the output shaft 31b of the electric servomotor 31, and the flywheel 33 is attached to the output shaft 32a of the reduction gear 32 as an inertia load corresponding to the inertia moment of the driven part (second arm) of the robot. Was. At a position on the radius of the flywheel side surface 33a corresponding to the length of the second arm of the robot, an acceleration pickup 34 using a piezoelectric element capable of measuring circumferential acceleration and amplitude is attached. The output of the acceleration pickup 34 is connected to an indicator 36. The rotation speed of the electric motor was changed, and the magnitude and amplitude of the acceleration of the flywheel at that time were measured. The measurement was performed in a range where the flywheel 33 makes one rotation at a low speed. The measurement results are shown in FIG. The horizontal axis is the rotation speed of the electric servomotor 31 (that is, the rotation speed of the input shaft of the reduction gear 32),
The vertical axis indicates the magnitude (unit, G) of the circumferential acceleration (i.e., vibration) appearing on the acceleration pickup 34 of the flywheel 33.
【００１１】比較例１、比較例２および比較例３におい
ては、共振のピークはそれぞれ、電動モータ３１の回転
数において、７００ｒｐｍ、５００ｒｐｍおよび２５０
ｒｐｍのときであり、電動モータ３１の通常制御回転数
０〜１０００ｒｐｍの範囲で最も大きな振動が生じてい
る。しかしながら、本発明に係る減速装置を用いた実施
例の場合には、前述の説明のように、共振ピークが生じ
る時の電動モータ回転数は極めて高く、１５００ｒｐｍ
となっており、このポイントで最も大きな振動が生じ
る。表の実施例と比較例１において、慣性モーメントＪ
およびねじりばね定数Ｋ1は殆ど同じであるが、負荷に
共振現象が生じる時の電動モータの回転数に大きな差異
があり、その差は第１段減速比に反比例している。この
理由は、そのような共振現象の主因となる加振力が第１
段減速部ではなく第２段減速部に生じ、その加振周波数
と負荷の固有ねじり振動数が一致したときに共振が起き
るためと考えられる。In Comparative Example 1, Comparative Example 2 and Comparative Example 3, the resonance peaks at 700 rpm, 500 rpm and 250 rpm at the rotation speed of the electric motor 31, respectively.
rpm, and the largest vibration occurs in the range of the normal control rotation speed of the electric motor 31 from 0 to 1000 rpm. However, in the case of the embodiment using the reduction gear transmission according to the present invention, as described above, the electric motor rotation speed when the resonance peak occurs is extremely high and 1500 rpm.
The largest vibration occurs at this point. In the example of the table and the comparative example 1, the moment of inertia J
And the torsion spring constant K 1 but is almost the same, there is a large difference in the rotational speed of the electric motor when the resonance phenomenon occurs in the load, the difference is inversely proportional to the first-stage reduction ratio. The reason for this is that the excitation force that is the main cause of such a resonance phenomenon is the first
It is considered that this occurs in the second-stage deceleration section instead of the step-deceleration section, and resonance occurs when the excitation frequency and the natural torsional frequency of the load match.
【００１２】[0012]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
総減速比を、本来なら、偏心揺動型式の遊星歯車装置単
体でとり得る減速比範囲内（偏心揺動形式の遊星歯車装
置単体の実在する減速比範囲内）である１／１１０〜１
／１９０に設定した産業ロボットの関節駆動用減速装置
において、後段減速手段としての偏心揺動型式の遊星歯
車装置の入力側にわざわざ偏心揺動型式の遊星歯車装置
とは異なる形式の前段減速手段としての平行軸歯車装置
を設け、該前段減速手段と後段減速手段とにより上記総
減速比を得るようにしているので、本発明に係る減速装
置をロボットの関節駆動に用いてロボットに共振が生じ
るとしても最大の共振現象の生じるポイント若しくは最
も大きな振動の生じるポイントを従来に比し格段に高い
駆動源（電動モータ）の回転数領域あるいは所望の駆動
源回転数領域にシフトさせることができる。したがっ
て、最も大きな振動の生じる時のポイントをロボットに
よる作業のうち溶接作業等のように正確な作業軌跡を要
する作業の領域外に、すなわち、使用する回転領域外に
シフトさせることができ、ロボットの作業効率の向上に
寄与することができる。また、産業ロボット用減速装置
として多用される総減速比１／１１０〜１／１９０を満
足するのに、前段減速手段の減速比が１／５より大きく
ならない範囲とされ後段減速手段の減速比が１／２５よ
り小さくならない範囲とされているので、前段減速手段
である平行軸減速機を簡単な構造のものとすることがで
き、かつ、後段減速手段の減速比が１／６０より大きく
ならない範囲とされ前段減速手段の減速比が１／２より
小さくならない範囲とされているので、共振を防止でき
るロボットの作業速度範囲を広くすることができる。As described above, according to the present invention,
The total reduction ratio is within the range of reduction ratios that can be taken by the eccentric oscillating type planetary gear unit alone (within the actual reduction ratio range of the eccentric oscillating type planetary gear unit alone).
In the reduction device for driving an joint of an industrial robot set to / 190, the input side of the eccentric oscillating type planetary gear device as the latter-stage reduction device is bothersome as a front-stage reduction device different from the eccentric oscillating type planetary gear device. Is provided so that the total reduction ratio is obtained by the front-stage reduction unit and the rear-stage reduction unit. Therefore, it is assumed that resonance occurs in the robot by using the reduction unit according to the present invention for driving the joint of the robot. Also, the point where the maximum resonance phenomenon or the point where the largest vibration occurs can be shifted to a remarkably higher drive source (electric motor) rotation speed region or a desired drive source rotation speed region as compared with the related art. Therefore, the point at which the largest vibration occurs can be shifted out of the area of the robot operation requiring an accurate work trajectory such as welding work, that is, out of the rotation area to be used, and the robot can be shifted. It can contribute to improvement of work efficiency. Also, in order to satisfy the total reduction ratio of 1/110 to 1/190, which is frequently used as a reduction gear for an industrial robot, the reduction ratio of the preceding reduction gear is set not to be larger than 1/5, and the reduction ratio of the latter reduction gear is set to be less than 1/5. Since the range is set not to be smaller than 1/25, the parallel shaft speed reducer as the front-stage reduction unit can have a simple structure, and the reduction ratio of the rear-stage reduction unit does not become larger than 1/60. Therefore, the speed reduction ratio of the first-stage speed reduction means is set to a range that does not become smaller than 1/2, so that the working speed range of the robot that can prevent resonance can be widened.
【図１】本発明に係る産業ロボットの関節駆動用減速装
置の一実施例の全体概略説明図である。FIG. 1 is an overall schematic explanatory diagram of an embodiment of a joint drive reduction device for an industrial robot according to the present invention.
【図２】図１の要部断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a main part of FIG.
【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken on line AA of FIG. 2;
【図４】本発明に係る産業ロボットの関節駆動用減速装
置の実施例および比較例の性能を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the performance of an embodiment and a comparative example of a joint drive reduction device for an industrial robot according to the present invention.
【図５】図４に係る実験例の全体構成図である。FIG. 5 is an overall configuration diagram of an experimental example according to FIG. 4;
１ 電動モータ（駆動源） ３ 減速装置 ８ 入力回転軸（入力軸部材） １０ 軸（出力軸部材） ２０ 第１段減速部（前段減速手段） ２１ 第２段減速部（後段減速手段） ２２ 内歯歯車 ２３ 外歯歯車 ２４ カム軸（入力軸） ２７ ピン歯車 REFERENCE SIGNS LIST 1 electric motor (drive source) 3 reduction gear 8 input rotating shaft (input shaft member) 10 shaft (output shaft member) 20 first-stage reduction unit (front reduction unit) 21 second-stage reduction unit (rear reduction unit) 22 Tooth gear 23 External gear 24 Camshaft (input shaft) 27 Pin gear
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１０年１１月１２日[Submission date] November 12, 1998
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【書類名】 明細書[Document Name] Statement
【発明の名称】 産業ロボットの関節駆動用減速装置[Title of the Invention] Reducer for joint drive of industrial robot
【特許請求の範囲】[Claims]
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は産業ロボットの関節
駆動用減速装置に関する。The present invention relates to a reduction gear for driving a joint of an industrial robot.
【０００２】[0002]
【従来の技術】産業ロボットにおいては、一般に、作業
に適した出力トルクを得るため、アーム等の関節部の駆
動系（あるいは制御系という）には電動サーボモータま
たは電動パルスモータとこの出力を低速高トルクに変換
する減速装置とを用いている。また、産業ロボットに用
いる減速装置は、例えば、減速比１／１２０程度の大減
速比を有していること、また、歯車間のガタ、すなわ
ち、いわゆるバックラッシュが小さいこと、さらに、慣
性を小さくするため軽量であること等が要求される。2. Description of the Related Art In general, in an industrial robot, in order to obtain an output torque suitable for work, an electric servomotor or an electric pulse motor and a low-speed output are used for a drive system (or a control system) of a joint such as an arm. A reduction gear that converts to high torque is used. Further, the reduction gear used for the industrial robot has, for example, a large reduction ratio of about 1/120, and has a small play between gears, that is, a so-called backlash, and further has a small inertia. Therefore, it is required to be lightweight.
【０００３】これらの要求を満たすために、従来の産業
ロボットは１段の減速で大減速比が得られ、また累積バ
ックラッシュが小さく、さらに小型軽量の減速装置が使
用されている。このような、従来の減速装置としては、
例えば、特開昭５９−１９０５４１号公報に開示されて
いるような調和歯車装置（撓み噛合式の遊星歯車装置）
および特開昭５９−１０６７４４号公報に開示されてい
るような偏心揺動型遊星歯車装置がある。従来、ロボッ
トの制御系においては、前記電動モータと前記減速装置
との組合せが用いられているが、例えば、ロボットの本
体の第１アームに前記電動サーボモータが取り付けら
れ、電動サーボモータの出力が、前記偏心揺動型の遊星
歯車装置を介してロボットの第２アームに連結される。
電動サーボモータの回転数は減速装置で大幅に減速さ
れ、得られた低速高トルクの回転力を有する出力が第２
アームを回動し、作業する。一般に、ロボットアーム自
体は剛性が高いためその固有振動数は高い。しかしなが
ら、ロボット全体として見たとき、回動部近辺のロボッ
トの固有振動数は一般に剛性の低い減速装置で決まり、
減速装置と同程度に低い。したがって、制御系全体の固
有ねじり振動数ｆ０ は一般に数ヘルツと低くなり減速
装置に入力する電動モータの回転数が低い領域でロボッ
トに最も大きな共振現象が生じる。その結果、ロボット
のハンド部に振動を生じ、ロボットによる作業のうち溶
接、シーリング、組立等、一般に電動モータの低回転数
領域で行われる作業において、正確な作業軌跡を得られ
ない等の問題が起こる。In order to satisfy these demands, a conventional industrial robot uses a large reduction ratio with one stage of deceleration, a small accumulated backlash, and a small and lightweight reduction gear. As such a conventional reduction gear,
For example, a harmonic gear device (flexible mesh type planetary gear device) as disclosed in JP-A-59-190541.
And an eccentric oscillating type planetary gear device as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-106744. Conventionally, in a control system of a robot, a combination of the electric motor and the reduction gear is used. For example, the electric servomotor is attached to a first arm of a robot main body, and the output of the electric servomotor is reduced. , Connected to the second arm of the robot via the eccentric oscillating planetary gear device.
The rotation speed of the electric servomotor is greatly reduced by the reduction gear, and the output having the obtained low-speed and high-torque rotation
Rotate the arm and work. Generally, since the robot arm itself has high rigidity, its natural frequency is high. However, when viewed as a whole robot, the natural frequency of the robot near the rotating part is generally determined by a low-rigidity reduction device,
As low as reduction gears. Accordingly, the natural torsional frequency f0 of the entire control system is generally as low as several hertz, and the largest resonance phenomenon occurs in the robot in a region where the rotation speed of the electric motor input to the reduction gear is low. As a result, the hand portion of the robot vibrates, and in the work performed by the robot, such as welding, sealing, and assembly, which is generally performed in a low rotation speed region of the electric motor, there is a problem that an accurate work locus cannot be obtained. Occur.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このような問題点に対
し、特開昭５８−２１１８８１号公報には、発生した振
動を打ち消すように電動モータの速度指令信号を変化さ
せる電気的制御方式が提案されている。しかしながら、
このような方式においてはフィードバックゲインを大き
くすると系が不安定となり、特に剛性の低いロボット駆
動系においては、逆に発進しやすくなるという問題点を
生じるため、ゲインを大きくできず、従って、充分な振
動打ち消し効果を得られない。また、特開昭５９−１７
５９８６号公報には高張力を与えたタイミングベルトで
減速機を駆動し、該ベルトで振動を吸収する方式のもの
が提案されている。しかしながら、この方式に置いては
タイミングベルトが破断するという危険がある。また、
特開昭５９−１１５１８９号公報には減速機の主軸にば
ねとおもりから成る吸振機を取り付ける方式が提案され
ている。しかし、この方式においては遠心力により吸振
機が破損したり、ロボットの負荷荷重に対応しておもり
等を調整しなければならないという問題点がある。そこ
で、本発明は、単一の遊星歯車装置により必要な減速比
を満足できる産業ロボットの関節駆動用減速装置におい
て、ロボットによる作業のうち溶接作業等のように振動
のない正確な作業軌跡を要する所定作業を行なうときの
モータ回転数領域での共振を防止することができる産業
ロボットの関節駆動用減速装置を提供することを目的と
する。To cope with such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-211881 proposes an electric control system for changing a speed command signal of an electric motor so as to cancel generated vibration. Have been. However,
In such a method, if the feedback gain is increased, the system becomes unstable. In particular, in the case of a low-rigidity robot drive system, there is a problem that the vehicle easily starts. Therefore, the gain cannot be increased. Vibration canceling effect cannot be obtained. Also, JP-A-59-17
Japanese Patent No. 5986 proposes a system in which a speed reducer is driven by a timing belt to which a high tension is applied, and vibration is absorbed by the belt. However, in this method, there is a risk that the timing belt is broken. Also,
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-115189 proposes a method in which a vibration absorber including a spring and a weight is attached to a main shaft of a speed reducer. However, in this method, there are problems that the vibration absorber is damaged by the centrifugal force and that the weight or the like must be adjusted according to the load applied to the robot. Therefore, the present invention requires an accurate work locus without vibration, such as welding work, among the work performed by a robot, in a joint drive speed reducer of an industrial robot that can satisfy a required reduction ratio by a single planetary gear device. It is an object of the present invention to provide a joint drive reduction device for an industrial robot that can prevent resonance in a motor rotation speed region when performing a predetermined operation.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】このような問題を解決す
るために、本発明は次のような産業ロボットの関節駆動
用減速装置を採用した。すなわち本発明に係る産業ロボ
ットの関節駆動用減速装置は、産業ロボットの関節を駆
動するモータの出力回転を入力するための入力部と、ロ
ボット関節の被駆動部に出力を伝達するための出力部
と、を備え、入力部と出力部との間でモータの回転を減
速し、入力部から出力部までの総減速比が遊星歯車装置
単体の実在する減速比の範囲内である１／５０〜１／３
００であり、かつ、ロボットに所定作業を行なわしめる
ときの毎秒当たりのモータ回転数範囲に当該駆動系の固
有振動数を含む産業ロボットの関節駆動用減速装置にお
いて、内歯歯車、内歯歯車に噛み合う外歯歯車、外歯歯
車に係合して外歯歯車を駆動するカム軸および前記出力
部を有し減速比が１／２５〜１／６０の偏心揺動型遊星
歯車装置と、前記入力部を有し回転出力を偏心揺動型遊
星歯車装置に入力する前段減速機としての平行軸歯車装
置と、を設け、平行軸歯車装置の減速比の値を、前記モ
ータ回転数範囲において前記偏心揺動型遊星歯車装置の
加振周波数が前記固有振動数を超えない値とすると共に
前記減速比１／２５〜１／６０とにより前記総減速比１
／５０〜１／３００を満足する値としたことを特徴とす
るものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve such a problem, the present invention employs the following joint drive reduction device for an industrial robot. That is, an industrial robot joint drive reduction device according to the present invention includes an input unit for inputting an output rotation of a motor that drives a joint of an industrial robot, and an output unit for transmitting output to a driven unit of the robot joint. And reducing the rotation of the motor between the input unit and the output unit, wherein the total reduction ratio from the input unit to the output unit is within the range of the actual reduction ratio of the planetary gear unit alone, 1/50 to 1/3
00, and in the reduction gear for driving a joint of an industrial robot including the natural frequency of the drive system in the range of the number of rotations of the motor per second when the robot performs a predetermined operation. An eccentric oscillating planetary gear device having an external gear that meshes, a camshaft that engages with the external gear and drives the external gear, and the output unit, and that has a reduction ratio of 1/25 to 1/60; A parallel shaft gear device as a front-stage speed reducer having a portion and inputting a rotational output to an eccentric oscillating type planetary gear device, wherein a value of a reduction ratio of the parallel shaft gear device is set to the eccentricity in the motor rotation speed range. The oscillation frequency of the oscillating planetary gear device is set to a value that does not exceed the natural frequency, and the total reduction ratio 1 is determined by the reduction ratio 1/25 to 1/60.
/ 50 to 1/300.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる産業ロボッ
トの関節駆動用減速装置の一実施例を図１、図２、図３
により説明する。まず、構成について説明する。図１は
本発明に係る産業ロボットの関節駆動用減速装置を用い
た産業ロボットの制御系の全体概略図である。１は産業
ロボットの関節を駆動する電動モータであり、電動モー
タ１のフランジ２は本発明に係る減速装置３の筒体４の
開口している一端面（モータ取付面）に固定されてい
る。筒体４の開口している他端面は、該筒体４の軸線と
ほぼ直交する第１の関節部材取付面となっており、ロボ
ットの第１アーム５の先端部５ａに固定されている。ロ
ボットの関節を駆動する電動モータ１の出力回転軸７は
減速装置３の入力回転軸（入力部）８に連結されてい
る。減速装置３の回転出力は、後述する支持体に形成さ
れた第２の関節部材取付面（図１および図２において、
軸１０のフランジ面と接する面）を軸１０に結合するこ
とにより、軸１０（被駆動部）に伝達される。該第２の
関節部材取付面は、筒体４の一方の開口部（上記他端面
側）に位置すると共に、上記第１の関節部材取付面とほ
ぼ同一な平面上に位置している。軸１０の先端は円筒体
１１の中心を貫通し、ロボットの第２アーム１２に固定
されている。第２アーム１２の基部の筒状体１３と第１
アーム５の先端部５ａの下面から下方に突出する円筒型
の突出体１５との間には一対のベアリング１６が介装さ
れている。突出体１５の内周面と円筒体１１の中央部の
外周面との間には一対のベアリング１７が介装されてい
る。円筒体１１の上部および下部の内面と軸１０との間
にはそれぞれ一対のベアリング１８が介装されている。
したがって、減速装置３は電動モータ１の回転数を減速
してロボットの第２アームを回動させる。減速装置３は
図２及び図３に示すように、前段減速手段としての第１
段減速部２０と後段減速手段としての第２段減速部２１
とから構成され、ロボットの関節を駆動する電動モータ
１の回転数を減速する第１段減速部２０と、第１段減速
部２０の出力軸に結合した第２段減速部の入力軸である
カム軸２４を有し、第１段減速部の出力回転数をさらに
減速する第２段減速部２１と、を備えている。カム軸２
４は、図２に示すように、上下一対のプレートとこれら
プレートを結合する柱部とからなる支持体に軸受けを介
して回転自在に支持されている。支持体における筒体の
上記他端面側が、前述した第２の関節部材取付面であ
る。支持体の回転軸線および筒体４の中心軸線は入力回
転軸８の軸線と同一軸線上にある。第１段減速部２０と
第２段減速部２１は筒体４で囲まれている。第２段減速
部２１は筒体４の内周に設けられた内歯歯車２２と、内
歯歯車２２に噛み合う外歯歯車２３と、外歯歯車２３に
嵌合して外歯歯車２３を揺動させながら駆動回転させる
カム軸２４と、を有する偏心揺動型の遊星歯車装置によ
って構成されている。また、内歯歯車２２はピン歯２６
を用いたピン歯車２７で構成され、且つ外歯歯車２３の
歯数より１つだけ多い歯数を有している。また、第１段
減速部２０は第２段減速部２１の入力側に設けられ、第
２段減速部２１の形式とはわざわざ異なる形式の平行軸
歯車装置である通常の平歯歯車により構成され、電動モ
ータ１の回転出力が入力回転軸８に入力されるようにな
っている。この実施例では、筒体４が固定されているの
で、入力回転軸８の回転により支持体が減速装置３の出
力部として回転し、ロボット関節の被駆動部たる軸１０
に減速装置の出力を伝達する。FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 3 show an embodiment of an industrial robot joint drive reduction device according to the present invention.
This will be described below. First, the configuration will be described. FIG. 1 is an overall schematic diagram of a control system of an industrial robot using a reduction device for driving a joint of an industrial robot according to the present invention. Reference numeral 1 denotes an electric motor for driving a joint of an industrial robot, and a flange 2 of the electric motor 1 is fixed to one open end surface (motor mounting surface) of a cylindrical body 4 of a speed reducer 3 according to the present invention. The other end face of the opening of the cylindrical body 4 is a first joint member mounting surface substantially orthogonal to the axis of the cylindrical body 4 and is fixed to the distal end portion 5a of the first arm 5 of the robot. An output rotating shaft 7 of the electric motor 1 for driving a joint of the robot is connected to an input rotating shaft (input unit) 8 of the reduction gear 3. The rotation output of the reduction gear transmission 3 is determined by a second joint member mounting surface (see FIGS. 1 and 2) formed on a support described later.
By coupling the shaft 10 (the surface in contact with the flange surface) to the shaft 10, the power is transmitted to the shaft 10 (the driven portion). The second joint member attachment surface is located at one opening (the other end surface side) of the cylindrical body 4 and is located on substantially the same plane as the first joint member attachment surface. The tip of the shaft 10 passes through the center of the cylindrical body 11 and is fixed to the second arm 12 of the robot. The cylindrical body 13 at the base of the second arm 12 and the first
A pair of bearings 16 are interposed between the arm 5 and a cylindrical projection 15 projecting downward from the lower surface of the tip 5a. A pair of bearings 17 are interposed between the inner peripheral surface of the protruding body 15 and the outer peripheral surface at the center of the cylindrical body 11. A pair of bearings 18 are interposed between the upper and lower inner surfaces of the cylindrical body 11 and the shaft 10, respectively.
Therefore, the reduction gear 3 reduces the rotation speed of the electric motor 1 to rotate the second arm of the robot. As shown in FIGS. 2 and 3, the speed reducer 3 is a first speed reducer as a first stage speed reducer.
Stage reduction unit 20 and second stage reduction unit 21 as a subsequent stage reduction unit
A first-stage speed reduction unit 20 configured to reduce the rotation speed of the electric motor 1 that drives the joint of the robot, and an input shaft of a second-stage reduction unit coupled to an output shaft of the first-stage reduction unit 20. A second-stage speed reducer 21 having a camshaft 24 and further reducing the output rotation speed of the first-stage speed reducer. Camshaft 2
As shown in FIG. 2, 4 is rotatably supported via a bearing on a support comprising a pair of upper and lower plates and a column connecting these plates. The other end surface side of the cylindrical body in the support is the above-described second joint member mounting surface. The rotation axis of the support and the center axis of the cylinder 4 are on the same axis as the axis of the input rotation shaft 8. The first-stage reduction section 20 and the second-stage reduction section 21 are surrounded by the cylindrical body 4. The second-stage reduction portion 21 is provided with an internal gear 22 provided on the inner periphery of the cylindrical body 4, an external gear 23 meshing with the internal gear 22, and fitted to the external gear 23 to swing the external gear 23. An eccentric oscillating type planetary gear device having a cam shaft 24 that is driven and rotated while being moved. The internal gear 22 has a pin tooth 26.
And the number of teeth is one more than the number of teeth of the external gear 23. The first-stage reduction unit 20 is provided on the input side of the second-stage reduction unit 21, and is configured by a normal spur gear that is a parallel shaft gear device of a type different from the type of the second-stage reduction unit 21. The rotation output of the electric motor 1 is input to the input rotation shaft 8. In this embodiment, since the cylinder 4 is fixed, the rotation of the input rotation shaft 8 causes the support to rotate as the output unit of the reduction gear 3, and the shaft 10 as the driven part of the robot joint.
To the output of the speed reducer.
【０００７】第１段減速部２０の減速比と第２段減速部
２１の減速比は電動モータ１の通常制御回転数範囲、こ
の実施例においては、ロボットの通常作業時、例えば溶
接ロボットに主作業たる溶接作業を行わしめる時のモー
タ回転数の範囲でロボットすなわち、第１アーム５およ
び第２アーム１２と、第２段減速部２１との共振が起き
ないように選択している。共振が起きないようにすると
いうことは、かかるモータ回転数範囲においては、ロボ
ットに振動のない正確な軌跡を要する所定作業を行わし
めることができるようにするということである。この実
施例においては、図４に示すように電動モータ１は０〜
２０００ｒｐｍの回転能力範囲を有するが、その範囲の
うち、通常制御回転数範囲を０〜１０００ｒｐｍとし、
その回転数範囲において駆動系に共振が起きないように
（具体的には、後述する実験例から理解できる通り、毎
秒当たりの上記モータ回転数範囲において、第２段（後
段）減速部２１の加振周波数が上記固有振動数を超えな
いように）第１段（前段）減速部２０の減速比が１／２
〜１／５の範囲で選択される。また、そのように選択し
た減速比と、第２段（後段）減速部２１の減速比１／２
５〜１／６０とにより、減速比（総減速比）１／５０〜
１／３００を満足することができる。この総減速比１／
５０〜１／３００は遊星歯車装置単体の実在する減速比
範囲内であり、本実施例では、その総減速比が１／１２
０になるように選択している。遊星歯車装置が単体で取
りうる減速比は、実在物としての上限が１／３２０程
度、下限が１／１０程度である。本実施例における総減
速比１／１２０はそのような遊星歯車装置単体の実在す
る減速比の範囲内にある。ここに、総減速比を本実施例
のように１／１２０程度に設定する場合、前段減速機２
０の減速比ｉ１ が１／５未満（分母が大きくなること
を意味する。以下同じ）または後段減速機２１の減速比
ｉ２ が１／２５を超える（分母が小さくなることを意
味する。以下同じ）と、構造の簡単な平行軸減速機を前
段減速機２０に採用することによっては総減速比を１／
１２０程度よりも大きくすることは困難となるので、設
計的経済的に不利となる。また、同様の場合、後段減速
機２１の減速比ｉ２ が１／６０未満または前段減速機
２０の減速比ｉ１ が１／２を超えると、共振を防止で
きるロボットの作業速度範囲が狭くなる。第２アーム１
２の軸１０を中心としたねじりのバネ定数は約３７．５
ｋｇ・ｍ／分である（ここに分とは１度の１／６０の角
度のことである。）The speed reduction ratio of the first-stage speed reduction unit 20 and the speed reduction ratio of the second-stage speed reduction unit 21 are within the normal control speed range of the electric motor 1. The robot is selected so that resonance does not occur between the robot, that is, the first arm 5 and the second arm 12, and the second-stage reduction unit 21 within the range of the motor rotation speed at the time of performing the welding work. Preventing resonance from occurring means that the robot can perform a predetermined operation requiring an accurate trajectory without vibration in such a motor rotation speed range. In this embodiment, as shown in FIG.
It has a rotation capability range of 2000 rpm, and of the range, the normal control rotation speed range is set to 0 to 1000 rpm,
In order to prevent resonance in the drive system in the rotation speed range (specifically, as can be understood from an experimental example described later, the acceleration of the second-stage (rear-stage) reduction unit 21 in the motor rotation speed range per second is considered. The reduction ratio of the first-stage (previous-stage) reduction unit 20 is set to 1/2 so that the vibration frequency does not exceed the natural frequency.
It is selected within the range of １ ／. Further, the reduction ratio thus selected and the reduction ratio 1/2 of the second-stage (rear-stage) reduction unit 21 are used.
Reduction ratio (total reduction ratio) 1/50 to 5/1/60
1/300 can be satisfied. This total reduction ratio 1 /
50 to 1/300 is within the actual reduction ratio range of the planetary gear unit alone, and in this embodiment, the total reduction ratio is 1/12.
It is selected to be 0. The reduction ratio that the planetary gear device can take as a single unit has an upper limit of about 1/320 as a real object and a lower limit of about 1/10. The total reduction ratio 1/120 in this embodiment is within the range of the actual reduction ratio of such a single planetary gear unit. Here, when the total reduction ratio is set to about 1/120 as in the present embodiment, the former reduction gear 2
A reduction ratio i1 of 0 is less than 1/5 (meaning that the denominator increases; the same applies hereinafter) or a reduction ratio i2 of the rear reduction gear 21 exceeds 1/25 (meaning that the denominator decreases. The same applies hereinafter.) ) And adopting a simple-structure parallel shaft reducer as the pre-stage reducer 20, the total reduction ratio can be reduced to 1 /
Since it is difficult to make it larger than about 120, it is disadvantageous in terms of design and economy. In the same case, if the reduction ratio i2 of the rear reduction gear 21 is less than 1/60 or the reduction ratio i1 of the previous reduction gear 20 exceeds 1/2, the working speed range of the robot that can prevent resonance is narrowed. Second arm 1
The spring constant of torsion about the second shaft 10 is about 37.5.
kg · m / min (here, the minute is 1/60 of an angle).
【０００８】次に、作用について説明する。ロボットの
第２アーム１２を回動する場合、電動モータ１の回転数
は減速装置３でほぼ１／１２０に減速され、出力軸１０
は第２アーム１２の出力軸１０を中心軸として回動を始
める。実施例に係る減速装置は、図２に示すように、第
１段（前段）減速部２０と第２段（後段）減速部２１と
を構成しており、かつ、第１段減速部（平行軸歯車装
置）２０の減速比は１／３および第２段減速部２１（遊
星歯車装置）の減速比は１／４０として、第１段減速部
２０を設けることにより、第２段減速部２１自体による
加振周波数と第２アーム１２の回動部近辺の固有振動数
が一致するときの電動モータ回転数を高くし、かつ、電
動モータ１の通常制御回転数の範囲外としている。した
がって、第２段減速部２１と第２アームとの間で実質的
に有害となるような共振は通常回転数の範囲（０〜１０
００ｒｐｍ）では起きない。第１段減速部２０を設ける
ことにより、減速装置３は部品数および重量は増加する
と考えられるが、第１段減速部２０を設けることによ
り、第２段減速部２１が小型となり、また、第１段減速
部２０は減速比は小さく、簡単でよい。したがって、減
速装置３の全体の部品数および重量はそれほど増加しな
い。また、第１段減速部２０を設けることによりバック
ラッシュが大きくなるが、部品数は少なく、バックラッ
シュの増加量は最小限に留めることができる。また、第
１段減速部２０のバックラッシュは第２段減速部２１に
よって第２段減速部２１の減速比と同じ比率で縮小され
実用上は殆ど問題とならない。Next, the operation will be described. When rotating the second arm 12 of the robot, the rotation speed of the electric motor 1 is reduced to approximately 1/120 by the reduction gear 3 and the output shaft 10
Starts rotating about the output shaft 10 of the second arm 12 as a central axis. As shown in FIG. 2, the speed reducer according to the embodiment includes a first-stage (front-stage) speed-reduction unit 20 and a second-stage (rear-stage) speed-reduction unit 21 and a first-stage speed-reduction unit (parallel). By setting the reduction ratio of the shaft gear device 20 to 1/3 and the reduction ratio of the second-stage reduction portion 21 (planetary gear device) to 1/40, by providing the first-stage reduction portion 20, the second-stage reduction portion 21 The rotation speed of the electric motor when the vibration frequency by itself and the natural frequency in the vicinity of the rotating portion of the second arm 12 match is increased, and is outside the range of the normal control rotation speed of the electric motor 1. Therefore, the substantially detrimental resonance between the second-stage speed reducer 21 and the second arm falls within the normal rotation speed range (0 to 10).
00 rpm) does not occur. It is considered that the number of parts and the weight of the speed reducer 3 are increased by providing the first-stage speed reducer 20. However, by providing the first-stage speed reducer 20, the second-stage speed reducer 21 is reduced in size, and The one-stage reduction unit 20 has a small reduction ratio and is simple. Therefore, the total number of parts and the weight of the reduction gear 3 do not increase so much. Although the backlash increases by providing the first-stage speed reduction unit 20, the number of parts is small, and the increase in the backlash can be minimized. Further, the backlash of the first-stage reduction unit 20 is reduced by the second-stage reduction unit 21 at the same ratio as the reduction ratio of the second-stage reduction unit 21, and there is almost no problem in practical use.
【０００９】（実験例）次に、減速装置の種類を変えた
場合、減速装置とロボットとの共振の発生状態について
実験した。表１において、比較した減速装置は前述の実
施例の減速装置の他に比較例１〜３に示す減速装置であ
る。ただし、前述の実施例を含め偏心揺動型の遊星歯車
装置は、クランク軸および外歯歯車の揺動によるアンバ
ランスを防ぐため、実開昭５９−１２７９５１号公報に
開示されているように外歯歯車を２枚とし、これらを１
８０度の位相差をもって組付けたもので、かつ、内歯歯
車が外歯歯車の歯数より１つ多い歯数を有するものを用
いた。また、調和歯車装置は内歯歯車が外歯歯車の歯数
より２つ多い歯数を有するものを用いた。それぞれの減
速装置の減速段数、減速比ｉ１ 、ｉ２ 、ねじりばね
定数Ｋ１ 、および慣性モーメントＪは表に示してあ
る。(Experimental Example) Next, when the type of the reduction gear was changed, an experiment was conducted on the state of occurrence of resonance between the reduction gear and the robot. In Table 1, the reduction gears compared are the reduction gears shown in Comparative Examples 1 to 3 in addition to the reduction gears of the above-described embodiment. However, the eccentric oscillating type planetary gear set including the above-described embodiment is designed to prevent unbalance due to the swinging of the crankshaft and the external gear as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 59-127951. Two tooth gears, these are 1
The one that was assembled with a phase difference of 80 degrees and the internal gear had one more teeth than the external gear was used. The harmonic gear device used had an internal gear having two more teeth than the external gear. The number of reduction stages, reduction ratios i1, i2, torsional spring constant K1, and moment of inertia J of each reduction gear are shown in the table.
【００１０】[0010]
【表１】 （注１）：遊星歯車減速は偏心揺動型の遊星歯車減速装
置を、平歯歯車減速は平行軸型の平歯歯車列装置を表
す。 実験は第５図に示す全体構成図によって実施した。すな
わち、電動サーボモータ３１の出力軸３１ａに減速装置
３２を取付け、減速装置３２の出力軸３２ａにロボット
の被駆動部（第２アーム）の慣性モーメントに相当する
慣性負荷としてフライホイール３３が取付けられた。ロ
ボットの第２アームの長さに相当するフライホイール側
面３３ａの半径上の位置に、円周方向の加速度および振
幅を測定できる圧電素子を利用した加速度ピックアップ
３４を取り付ける。この加速度ピックアップ３４の出力
はインジケータ３６に連結されている。電動モータの回
転数を変化させて、その時のフライホイールの加速度の
大きさ、および振幅を測定した。測定はフライホイール
３３が低速度で約１回転する範囲で行った。測定結果は
図４に示す。横軸は電動サーボモータ３１の回転数（す
なわち、減速装置３２の入力軸の回転数）であり、縦軸
はフライホイール３３の加速度ピックアップ３４に現れ
る円周方向の加速度（すなわち、振動）の大きさ（単
位、Ｇ）を示す。[Table 1] (Note 1): Planetary gear reduction refers to an eccentric oscillating type planetary gear reduction device, and spur gear reduction refers to a parallel shaft type spur gear train device. The experiment was performed according to the overall configuration diagram shown in FIG. That is, the reduction gear 32 is attached to the output shaft 31 a of the electric servomotor 31, and the flywheel 33 is attached to the output shaft 32 a of the reduction gear 32 as an inertia load corresponding to the inertia moment of the driven part (second arm) of the robot. Was. At a position on the radius of the flywheel side surface 33a corresponding to the length of the second arm of the robot, an acceleration pickup 34 using a piezoelectric element capable of measuring circumferential acceleration and amplitude is attached. The output of the acceleration pickup 34 is connected to an indicator 36. The rotation speed of the electric motor was changed, and the magnitude and amplitude of the acceleration of the flywheel at that time were measured. The measurement was performed in a range where the flywheel 33 makes one rotation at a low speed. FIG. 4 shows the measurement results. The horizontal axis is the rotation speed of the electric servomotor 31 (that is, the rotation speed of the input shaft of the reduction gear 32), and the vertical axis is the magnitude of the circumferential acceleration (that is, vibration) that appears on the acceleration pickup 34 of the flywheel 33. (Unit: G).
【００１１】比較例１、比較例２および比較例３におい
ては、共振のピークはそれぞれ、電動モータ３１の回転
数において、７５０ｒｐｍ、５００ｒｐｍおよび２５０
ｒｐｍのときであり、電動モータ３１の通常制御回転数
０〜１０００ｒｐｍの範囲で最も大きな振動が生じてい
る。しかしながら、本発明に係る減速装置を用いた実施
例の場合には、前述の説明のように、共振ピークが生じ
る時の電動モータ回転数は極めて高く、１５００ｒｐｍ
となっており、このポイントで最も大きな振動が生じ
る。表の実施例と比較例１において、慣性モーメントＪ
およびねじりばね定数Ｋ１は殆ど同じであるが、負荷に
共振現象が生じる時の電動モータの回転数に大きな差異
があり、その差は第１段減速比に反比例している。この
理由は、そのような共振現象の主因となる加振力が第１
段減速部ではなく第２段減速部に生じ、その加振周波数
と負荷の固有ねじり振動数が一致したときに共振が起き
るためと考えられる。以上より、振動を起こさせたくな
い所定作業を行うときのモータ回転数の範囲で共振を防
ぐためには、該所定作業時における毎秒当たりモータ回
転数範囲において、偏心揺動型遊星歯車装置の加振周波
数が、上記モータ回転数範囲に含まれる当該関節駆動系
固有振動数を超えないように、平行軸歯車装置の減速比
を設定することであることが分かる。In Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Comparative Example 3, the resonance peaks at 750 rpm, 500 rpm, and 250 rpm, respectively, at the rotation speed of the electric motor 31.
rpm, and the largest vibration occurs in the range of the normal control rotation speed of the electric motor 31 from 0 to 1000 rpm. However, in the case of the embodiment using the reduction gear transmission according to the present invention, as described above, the electric motor rotation speed when the resonance peak occurs is extremely high and 1500 rpm.
The largest vibration occurs at this point. In the example of the table and the comparative example 1, the moment of inertia J
And the torsional spring constant K1 are almost the same, but there is a large difference in the number of revolutions of the electric motor when a resonance phenomenon occurs in the load, and the difference is inversely proportional to the first-stage reduction ratio. The reason for this is that the excitation force that is the main cause of such a resonance phenomenon is the first
It is considered that this occurs in the second-stage deceleration section instead of the step-deceleration section, and resonance occurs when the excitation frequency and the natural torsional frequency of the load match. As described above, in order to prevent resonance in the range of the motor rotation speed when performing a predetermined operation in which vibration is not to be caused, the vibration of the eccentric oscillating type planetary gear device should be controlled within the motor rotation speed per second during the predetermined operation. It can be seen that the reduction ratio of the parallel shaft gear device is set so that the frequency does not exceed the natural frequency of the joint drive system included in the motor rotation speed range.
【００１２】[0012]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
総減速比が遊星歯車装置の実在する減速比の範囲内の１
／５０〜１／３００であり、かつ、ロボットに所定作業
を行なわしめるときの毎秒当たりのモータ回転数範囲に
当該駆動系の固有振動数を含む産業ロボットの関節駆動
用減速装置において、偏心揺動型遊星歯車装置の入力側
にわざわざ前段減速手段としての平行軸歯車装置を設
け、該偏心揺動型遊星歯車装置の減速比を１／２５〜１
／６０とし、上記平行軸歯車装置の減速比の値を、上記
モータ回転数範囲において上記偏心揺動型遊星歯車装置
の加振周波数が上記固有振動数を超えない値とすると共
に上記減速比１／２５〜１／６０とにより上記総減速比
１／５０〜１／３００を満足する値としているので、本
発明に係る減速装置をロボットの関節駆動に用いた場合
に、上記モータ回転数範囲での共振を防止することがで
きる。また、産業ロボット用減速装置として多用される
総減速比１／５０〜１／３００を満足する場合の平行軸
歯車装置の減速比を、１／５より大きくならない値とす
れば、前段減速手段である平行軸減速機を簡単な構造の
ものとすることができ、１／２より小さくならない値と
すれば、共振を防止できる範囲を広く確保することがで
きる。さらに、平行軸歯車装置および偏心揺動型遊星歯
車装置を、内周に内歯歯車を設けた筒体で囲み、該筒体
に筒体軸線とほぼ直交する第１の関節部材取付面を設
け、偏心揺動型減速装置のカム軸を回転自在に支える支
持体に、上記筒体の一方の開口部で、上記第１の関節部
材取付面と平行な第２の関節部材取付面を設ければ、減
速装置がシンプルな形状となると共にこれをロボットの
関節駆動部にコンパクトに取付けることができる。As described above, according to the present invention,
The total reduction ratio is within the range of the actual reduction ratio of the planetary gear set.
An eccentric oscillating device for a joint drive of an industrial robot in which the natural frequency of the drive system is included in the range of the motor rotation speed per second when the robot performs a predetermined operation. A parallel shaft gear unit is provided on the input side of the planetary gear unit as a preceding stage reduction unit, and the reduction ratio of the eccentric oscillating planetary gear unit is 1/25 to 1
/ 60, the value of the reduction ratio of the parallel shaft gear device is set to a value such that the excitation frequency of the eccentric oscillating planetary gear device does not exceed the natural frequency in the motor rotation speed range, and the reduction ratio of 1 is set. / 25 to 1/60 is a value that satisfies the above-described total reduction ratio of 1/50 to 1/300. Therefore, when the reduction gear transmission according to the present invention is used for driving a joint of a robot, the above-described motor rotation speed range is not satisfied. Can be prevented from resonating. In addition, if the reduction ratio of the parallel shaft gear device when satisfying the total reduction ratio of 1/50 to 1/300 frequently used as the reduction device for industrial robots is set to a value that does not become larger than 1/5, the front-stage reduction means A certain parallel shaft reducer can have a simple structure, and if the value is not smaller than 1/2, a wide range in which resonance can be prevented can be secured. Further, the parallel shaft gear device and the eccentric oscillating planetary gear device are surrounded by a cylinder having an internal gear provided on the inner periphery, and a first joint member mounting surface substantially orthogonal to the cylinder axis is provided on the cylinder. A support for rotatably supporting a cam shaft of the eccentric oscillating type reduction gear is provided with a second joint member mounting surface parallel to the first joint member mounting surface at one opening of the cylindrical body. In this case, the speed reducer has a simple shape and can be compactly mounted on the joint drive section of the robot.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明に係る産業ロボットの関節駆動用減速装
置の一実施例の全体概略説明図である。FIG. 1 is an overall schematic explanatory diagram of an embodiment of a joint drive reduction device for an industrial robot according to the present invention.
【図２】図１の要部断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a main part of FIG.
【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken on line AA of FIG. 2;
【図４】本発明に係る産業ロボットの関節駆動用減速装
置の実施例および比較例の性能を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the performance of an embodiment and a comparative example of a joint drive reduction device for an industrial robot according to the present invention.
【図５】図４に係る実験例の全体構成図である。FIG. 5 is an overall configuration diagram of an experimental example according to FIG. 4;
【符号の説明】 １ 電動モータ（駆動源） ３ 減速装置 ８ 入力回転軸（入力軸部材） １０ 軸（出力軸部材） ２０ 第１段減速部（前段減速手段） ２１ 第２段減速部（後段減速手段） ２２ 内歯歯車 ２３ 外歯歯車 ２４ カム軸（入力軸） ２７ ピン歯車[Description of Signs] 1 Electric motor (drive source) 3 Reduction gear 8 Input rotating shaft (input shaft member) 10 Shaft (output shaft member) 20 First stage reduction unit (front reduction unit) 21 Second stage reduction unit (back stage) Reduction gear 22 internal gear 23 external gear 24 camshaft (input shaft) 27 pin gear
Claims (1)
出力軸部材と、内歯歯車、該内歯歯車に噛み合う外歯歯
車および該外歯歯車に係合して外歯歯車を駆動するカム
軸を有する偏心揺動型式で、前記入力軸部材と出力軸部
材の間に介在する遊星歯車装置と、を備えた産業ロボッ
トの関節駆動用減速装置において、 前記入力軸部材から出力部材までの総減速比を、偏心揺
動型式の遊星歯車装置単体の実在する減速比の範囲内で
ある１／１１０〜１／１９０に設定するとともに、 前記型式の遊星歯車装置の入力側に前記形式とは異なる
形式の前記減速手段としての平行軸歯車装置を設け、該
前段減速手段の出力側を後段減速手段としての前記遊星
歯車装置の入力軸に係合し、減速比が１／２〜１／５の
範囲内に設定された前記前段減速手段と減速比が１／２
５〜１／６０の範囲内に設定された前記後段減速手段と
により前記総減速比を満足するようにしたことを特徴と
する産業ロボットの関節駆動用減速装置。1. An input shaft member and an output shaft member disposed on the same axis, an internal gear, an external gear meshing with the internal gear, and engaging with the external gear to drive the external gear. A planetary gear device interposed between the input shaft member and the output shaft member, the joint drive speed reduction device for an industrial robot, comprising: The total reduction ratio of the planetary gear unit of the eccentric oscillating type is set to 1/110 to 1/190 which is within the range of the actual reduction ratio of the planetary gear unit alone. Is provided with a parallel shaft gear device as the speed reducing means of a different type, the output side of the front stage speed reducing means is engaged with the input shaft of the planetary gear device as the rear stage speed reducing means, and the reduction ratio is 1/2 to 1/1 / 5 and the pre-stage deceleration means set in the range of 5 The ratio is 1/2
A joint drive reduction device for an industrial robot, wherein the total reduction ratio is satisfied by the post-stage reduction means set within a range of 5/1/60.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10304728A JPH11198086A (en) | 1985-01-18 | 1998-10-13 | Speed reduction gear for revolt joint driving of industrial robot |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61061636A JPS62218087A (en) | 1985-01-18 | 1986-03-18 | Reduction gear for industrial robot |
| JP10304728A JPH11198086A (en) | 1985-01-18 | 1998-10-13 | Speed reduction gear for revolt joint driving of industrial robot |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61061636A Division JPS62218087A (en) | 1985-01-18 | 1986-03-18 | Reduction gear for industrial robot |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10336487A Division JP3046958B2 (en) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | Eccentric oscillating planetary gear reducer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11198086A true JPH11198086A (en) | 1999-07-27 |
Family
ID=13176882
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61061636A Granted JPS62218087A (en) | 1985-01-18 | 1986-03-18 | Reduction gear for industrial robot |
| JP10304728A Pending JPH11198086A (en) | 1985-01-18 | 1998-10-13 | Speed reduction gear for revolt joint driving of industrial robot |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61061636A Granted JPS62218087A (en) | 1985-01-18 | 1986-03-18 | Reduction gear for industrial robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JPS62218087A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006016616A1 (en) * | 2004-08-11 | 2006-02-16 | Nabtesco Corporation | Speed reducer installed at articulation of industrial robot |
| JP2007211976A (en) * | 2007-02-02 | 2007-08-23 | Nabtesco Corp | Speed reducer |
| JP2011229393A (en) * | 2011-06-07 | 2011-11-10 | Yaskawa Electric Corp | Motor with speed reducer |
| US8435149B2 (en) | 2006-02-07 | 2013-05-07 | Nabtesco Corporation | Reduction gear device |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE602007014320D1 (en) | 2006-01-26 | 2011-06-16 | Nabtesco Corp | GEAR UNIT |
| JP5174657B2 (en) | 2006-04-28 | 2013-04-03 | ナブテスコ株式会社 | Reduction gear and its manufacturing method |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3129611A (en) * | 1960-10-14 | 1964-04-21 | Lee Engineering Company | Speed reducers |
| GB927684A (en) * | 1960-10-20 | 1963-06-06 | Merritt & Company Engineering | Epicyclic gearing |
| JPS591895B2 (en) * | 1979-08-31 | 1984-01-14 | 帝人製機株式会社 | Decelerator |
| JPS56152594A (en) * | 1980-04-25 | 1981-11-26 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Reduction gear for manipulator |
| DE3048067C2 (en) * | 1980-12-19 | 1984-08-09 | Kuka Schweissanlagen + Roboter Gmbh, 8900 Augsburg | Gear arrangement for the joint head of a manipulator |
| JPS607856Y2 (en) * | 1981-03-31 | 1985-03-18 | 日立造船株式会社 | Precision punching equipment for thin plates |
| JPS58211881A (en) * | 1982-06-02 | 1983-12-09 | 松下電器産業株式会社 | Industrial robot |
| JPS59124093U (en) * | 1983-02-04 | 1984-08-21 | 株式会社神戸製鋼所 | Wrist mechanisms for industrial robots, etc. |
| JPS59106744A (en) * | 1982-12-07 | 1984-06-20 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Method and device for installing eccentric body in planetary gear mechanism |
| JPS59115189A (en) * | 1982-12-20 | 1984-07-03 | 松下電器産業株式会社 | Joint device for robot |
| JPS607856A (en) * | 1983-06-27 | 1985-01-16 | 株式会社クラレ | Anionic body fluid treating membrane |
| JPS618760A (en) * | 1984-06-20 | 1986-01-16 | Mitsubishi Electric Corp | Tracking error detection |
-
1986
- 1986-03-18 JP JP61061636A patent/JPS62218087A/en active Granted
-
1998
- 1998-10-13 JP JP10304728A patent/JPH11198086A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006016616A1 (en) * | 2004-08-11 | 2006-02-16 | Nabtesco Corporation | Speed reducer installed at articulation of industrial robot |
| US8435149B2 (en) | 2006-02-07 | 2013-05-07 | Nabtesco Corporation | Reduction gear device |
| JP2007211976A (en) * | 2007-02-02 | 2007-08-23 | Nabtesco Corp | Speed reducer |
| JP2011229393A (en) * | 2011-06-07 | 2011-11-10 | Yaskawa Electric Corp | Motor with speed reducer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62218087A (en) | 1987-09-25 |
| JPH0513794B2 (en) | 1993-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0429986Y2 (en) | ||
| US4787262A (en) | Wrist device of robot | |
| WO1986005470A1 (en) | Joint driving apparatus for industrial robots | |
| EP1577062A1 (en) | Industrial robot with speed reducer in rotary joints | |
| JP2005528993A (en) | Delta robot | |
| JP2561227B2 (en) | Decelerator for joint drive of industrial robot | |
| TWI805890B (en) | flex mesh gearing | |
| JPH11198086A (en) | Speed reduction gear for revolt joint driving of industrial robot | |
| JPH10230491A (en) | Planetary gear reduction gear | |
| JP2841060B2 (en) | Industrial Robot Joint Device | |
| JPH02190288A (en) | Wrist mechanism for robot for industrial use | |
| JP2590404B2 (en) | Industrial Robot Joint Device | |
| JPS63109994A (en) | Wrist mechanism for industrial robot | |
| JPH0513795B2 (en) | ||
| JP2742912B2 (en) | Industrial Robot Joint Device | |
| JP3046958B2 (en) | Eccentric oscillating planetary gear reducer | |
| EP0855252A1 (en) | Industrial robot | |
| JP2534231B2 (en) | Industrial robot joint drive | |
| JPH1029189A (en) | Joint device for industrial robot | |
| JPH10586A6 (en) | Industrial Robot Joint Device | |
| JP2561227C (en) | ||
| JP2000233392A (en) | Power transmission mechanism of industrial robot | |
| JP2590404C (en) | ||
| JPS59115189A (en) | Joint device for robot | |
| JP2676286B2 (en) | Control device using internally meshing planetary gear reduction mechanism |