JPS62181884A

JPS62181884A - モジユ−ル方式の駆動ユニツトを有するガントリ型ロボツト

Info

Publication number: JPS62181884A
Application number: JP2244086A
Authority: JP
Inventors: 束小野; 橋本　寛
Original assignee: Sanyo Machine Works Ltd
Current assignee: Sanyo Machine Works Ltd
Priority date: 1986-02-04
Filing date: 1986-02-04
Publication date: 1987-08-10

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】産業上夏机且分！本発明はモジュール方式の駆動ユニットを有するガント
リ型ロボットに関するものであり、更に詳しくは、作動
域に応じてストロークを変更し得るモジュール方式の駆
動ユニットを連設してなるガントリ型ロボットに関する
ものである。

従漣Ｊ目り訂例えば互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に沿って移
動する作業ロボットの駆動ユニットとして、コンピュー
タによって起動および停止位置を制御される種々の型式
の動力装置が使用されている。

１１＜η’、　　　−−７ｘ　　点上記の如き作業ロボットは、しばしばその作動寸法がワ
ークの加工に必要な作動域よりも短く、移動ストローク
を延長したい場合がある。

また逆にその作動寸法が必要以上に長（外形寸法の過大
による障害を発生せしめる場合がある。このような作動
寸法が不適切な駆動ユニットを備えた作業ロボットによ
ってワークの加工を実行する場合、大型の作業ロボット
では小型の作業ロボットに比較して精度が悪くなり、ま
た駆動ユニットが小型過ぎる場合には作業ロボットの可
ｍｉｘが不足する。このような障害を回避するためには
作業ロボットのアーム長（ストローク）を要求される仕
様に応じである程度変更し得ることが望ましい、しかし
ながら、一般的には作業ロボット、殊にその駆動ユニッ
トの構造をストローク可変型にすることは容易でなく、
慣用のボールスクリュー装置を用いた駆動ユニットに於
いてはこの傾向が特に顕著に認められる。在来の駆動ユ
ニットに於いてストロークを変更しようとすると、一般
的には駆動ユニット自体の基本構造を設計し直さなけれ
ばならず、作業ロボットの作動域の変化に適合すること
は事実上不可能である。

これらの駆動ユニットは、作業ロボットに要求される作
動特性および作動域の多様さに対して迅速、且つ、適確
に対応し得るように、型式ならびに作動域の長さを異に
する複数種類の作業ロボットに対して共用可能な互換性
に富んだ動力伝達機構を備えていることが望ましく、ま
た、作業ロボットの移動距離の変化に対応して寸法的な
制約の少ない、且つ、力学的に安定した動力伝達経路を
形成している必要がある。

しかしながら、在来の作業ロボット用駆動ユニットの多
くは、作業ロボットの機能の多様化ならびに作動域の変
化に関して必ずしも充分な考慮が払われておらず、この
ため上記の要求特性の不備に起因する種々の問題点、例
えば作業ロボットの駆動装置の大型化や複雑化、あるい
は作業ロボットの位置決め精度の低下等の問題を引き起
こしていた。当然のことながら、これらの欠陥からワー
クの加工精度の低下や故障の頻発等の二次的な問題点も
派生するため、結果的に作業ロボットに特有の省力化お
よび生産性の向上等の機能も大幅に阻害されていた。

また、ガントリ型作業ロボットを含む一般的な直交座標
型作業ロボットの駆動ユニットとしてボールスクリュー
装置が多用されているが、ボールスクリュー装置に於い
ては作業ロボットのストロークを延長する際にボールス
クリュー自体の長さを増大させねばならず、駆動ユニッ
トと作業ロボットのストロークとを互いに独立した関係
に置くことは実際上不可能である。また、別法としてラ
ック・アンド・ピニオン機構を採用した場合にも、駆動
ユニットにモジュール性を持たせない限り作業ロボット
のストロークの延長によって駆動ユニットの基本構造に
態形Ｓ′が及ぼされる場合が少なくない。

本発明の主要な目的は、慣用の駆動ユニットを使用した
作業ロボットに認められている上記の如き問題点を解消
することのできる互換性と寸法的な適応性を向上せしめ
たモジュール方式の駆動ユニットを備えたガントリ型ロ
ボットを提供することにある。

”°　るための斯かる目的に鑑みて本発明は、エンコーダを連設してな
るモータ（１）と、該モータの駆動軸（２）にカップリ
ング（３）を介して係脱自在に接続された第１の動力軸
（４）と、該第１の動力軸に固着されたウオーム（５）
と、該ウオームと噛合うウオームホイール（６）を固着
してなる第２の動力軸（７）と、該第２の動力軸に固着
されたピニオン（８）と、上記構成部材（１）乃至（８
）からなる駆動ユニット本体の支持フレーム（９）に取
付けられ前記ピニオン（８）と噛合うラック（１０）と
によって構成されたモジュール方式の駆動ユニッ）　（
２４ｎ）を有するガントリ型ロボット、ならびにエンコ
ーダを連設してなるモータ（１）と、該モータの駆動軸
（２）にカップリング（３）を介して係脱自在に接続さ
れた第１の動力軸（４）と、該第１の動力軸に固着され
たウオーム（５）および制動装置（１１）と、前記ウオ
ーム（５）と噛合うウオームホイール（６）を固着して
なる第２の動力軸（７）と、該第２の動力軸に固着され
たピニオン（８）と、上記構成部材（１）乃至（８）お
よび（１１）からなる駆動ユニット本体の支持フレーム
（９）に取付けられ前記ピニオン（８）と噛合うラック
（１０）とによって構成されたモジュール方式の駆動ユ
ニット（２４ｎ）を有するガントリ型ロボットを要旨と
するものである。

作置エンコーダを連設してなるモータ（１）の回転駆動力を
、カップリング機構（３）ならびにウオーム・アンド・
ウオームホイール機構（５）（６）を介して第２の動力
軸（７）に固着されたピニオン（８）に伝達することに
よって、駆動ユニットの本体をその支持フレーム（９）
上に取付けられたラック（１０）に沿って移動せしめる
。

また、前記モータ（１）の駆動軸（２）に、カップリン
グ機構（３）を介して制動装Ｅ　（１１）付きの第１の
動力軸（１）を接続し、該第１の動力軸の停止タイミン
グを前記制動装置（１１）によって制御することによっ
て駆動ユニット本体のオーバーランを防止し、該駆動ユ
ニットに付設された作業ロボット等に良好な位置決め精
度を与える。

更に本発明装置に於いては、互いに直交する３種類のビ
ーム（２１）　　（２１）　　（２２）　　（２３）を
有する三次元的な枠組構造（２０）上に、前記第２のビ
ーム（２２）の水平方向移動ならびに第３のビーム（２
３）の鉛直方向移動を介して作業ロボットの本体（２５
）が任意の作動位置を確保し得るように移動自在に支持
されている。従って作業ロボットは、ワークの加ニブロ
グラムに従って所望の位置に移動し所定の加工動作を実
行することができる。

皇施偲第１図は本発明装置を例示する略示的な斜視図であり、
第２図は本発明装置に装着された駆動ユニットを例示す
る部分縦断正面図であり、第３図は第２図に示す駆動ユ
ニットの部分縦断側面図である。

第１図に見られるように、作業ロボットの本体（２５）
並びに該作業ロボットの本体（２５）を互いに直交方向
に移動せしめる３組の駆動ユニット（２４ａ　）　　（
２４ｂ　）　　（２４ｃ　）は、水平方向を指向して対
向配置された固定型の２本の第１のビーム（２１）　　
（２１）と、該２本の第１のビーム（２１）　　（２１
）間に第１のサドル（１２）　　（１２）を介して支持
された水平移動型の第２のビーム（２２）　’と、第２
のサドル（１３）を介して該第２のビーム上に鉛直方向
に沿って上下動自在に支持された第３のビーム（２３）
とによって三次元的な駆動ユニットの移動経路を構成し
てなる枠組構造（２０）上に支持されている。また、前
記第１のビーム（２１）（２１）、第２のビーム（２２
）および第３のビーム（２３）の側壁面には、後記駆動
ユニッ）　（２４ｎ）の動力軸の端部に固着されたピニ
オン（８ｎ）と噛合うラック（１０ｎ　）が上記ビーム
の長手方向に沿って固着されている、以下、第２図およ
び第３図に基づいて駆動ユニン）　（２４ｎ）の本体構
造を説明する。尚、理解を容易にするため、以下の記述
に於いては第２のビーム（２２）上にサドル（１２）　
　（１２）を介して水平移動自在に架装された第１の駆
動ユニット（２４ａ　）に関して例示的に説明を進める
ことにする。

図示するように、交流サーボモータ（１）に、回転変位
の制御装置として、エンコーダ（図示省略）が連設され
ている。上記交流サーボモータ（１）の駆動軸（２）に
は、自在接手（３）を介して第１の動力軸（４）が係脱
自在に接続されており、該第１の動力軸には、複リード
型式のウオーム（５）が固着されている。第１の動力軸
（４）と略直交するように水平に支持された第２の動力
軸（７）には、前記複リード型式のウオーム（５）と噛
合うウォームホイール（６）が固着されており、該第２
の動力軸（７）の先端には、ピニオン（８）が固着され
ている。一方、上記構成部材（１）乃至（８）を水平移
動自在に支持する駆動ユニット本体の支持ビーム（９）
には、前記ピニオン（８）と噛合う斜出ラック（１０）
が略水平方向を指向して固着されている。

本発明の更に好ましい実施態様に於いては、上記構成部
材（１）乃至（８）よりなる駆動ユニット本体のオーバ
ーラン防止ならびに位置決め装置として、前記第１の動
力軸（４）の先端部に消磁型多板ブレーキ装置（１１）
が取付けられている。

このブレーキ装置（１１）は、特に鉛直方向に移動する
第３の駆動ユニット（２４ｃ）に於いて、該駆動ユニッ
トの自重による落下を防止し、良好な位置決め’１ｌｒ
ｉ度を保証する。

斯かる構造を有する駆動ユニット（例えば２４ａ）は、
交流サーボモータ（１）、消磁型多板ブレーキ装置（１
１）の作動状態を前記エンコーダによって制御すること
によって、所望の定格ｆｌｕ力を保持することができる
。

以上の説明から理解されるように、本発明装置は、エン
コーダを連設してなるモータの回転駆動力をカップリン
グ機構ならびにウオーム・アンド・ウオームホイール機
構を介して出力用ピニオンに伝達することによって、モ
ジュール方式の駆動ユニットの本体を、その支持ビーム
上に取付けられたランクに沿って移動せしめるように構
成されている。

また、前記モータの駆動軸にカップリング機構を介して
制動装置付きの第１の動力軸を接続し、該第１の動力軸
の停止タイミングを前記制動装置によって制御すること
によって、駆動ユニット本体のオーバーランを防止し、
該駆動ユニットに付設された作業ロボット等に良好な位
置決め精度を与える。

尚、上記実施例に於いては１本のビーム上に１個の駆動
ユニットが装着されているが、走行の円滑性を向上せし
めるため１本のビーム上に２個の駆動ユニットを１組に
して架装することも可能である。

溌１辺盈五以上の説明から理解されるように本発明装置は、モータ
とウオーム・アンド・ウオームホイール機構を含むモジ
ュール方式の動力伝達装置とを、カップリング機構を介
して係脱自在に接続しているから、走行域の長さを自由
に選択することができる。また、制動装置ならびに動力
伝達装置の作動タイミングが、モータに連設されたエン
コーダによって制御されているから、作業ロボット、例
えば水ジェツトによるワーク切断装置を移動自在に支承
してなる多関節ロボット等に良好な位置決め精度を与え
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を例示する略示的な斜視図であり、
第２図は本発明装置に装着された駆動ユニットを例示す
る部分縦断側面図であり、第３図はその部分縦断側面図
である。（１）　−エンコーダ付きモータ（３）・・−カップリング（５）　−ウオーム（６）−・・つす−ムホイール（８）　−ピニオン（１０）　−一・ラック（１１）　−制動装置（２０）・・−・−枠組構造（２１）　−第１のビーム（２２）　−一一第２のビーム（２３）−・−第３のビーム（２４ｎ）−駆動ユニット。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エンコーダを連設してなるモータと、該モータの
駆動軸にカップリングを介して係脱自在に接続された第
１の動力軸と、該第１の動力軸に固着されたウォームと
、該ウォームと噛合うウォームホィールを固着してなる
第２の動力軸と、該第２の動力軸に固着されたピニオン
と、上記構成部材からなる駆動ユニット本体の支持フレ
ームに取付けられ前記ピニオンと噛合うラックとによっ
て構成されたモジュール方式の駆動ユニットを有するガ
ントリ型ロボット。
（２）エンコーダを連設してなるモータと、該モータの
駆動軸にカップリングを介して係脱自在に接続された第
１の動力軸と、該第１の動力軸に固着されたウォームお
よび制動装置と、前記ウォームと噛合うウォームホィー
ルを固着してなる第２の動力軸と、該第２の動力軸に固
着されたピニオンと、上記構成部材からなる駆動ユニッ
ト本体の支持フレームに取付けられ前記ピニオンと噛合
うラックとによって構成されたモジュール方式の駆動ユ
ニットを有するガントリ型ロボット。