JPS6328752B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はドリルやねじドライバあるいは溶接
棒などの作業具を支持する作業腕が支持腕に軸支
され、両腕の旋回により作業具を所定の作業位置
へ導く工業用ロボツトに関するもので、特に作業
腕を支持腕に対し予定の角度だけ正確に回動さ
せ、作業具を作業位置へ正しく移動させることの
できる装置を得ることを目的とする。

従来、作業腕を枢軸によつて支持腕へ連結して
関節を形成し、電動機と歯車列との組合せあるい
は油圧シリンダなどによつて屈曲自在に構成した
工業用ロボツトが公知であり、特に、前者は関節
部分の構造が簡単で重量も少なく、作動腕の弾性
歪に起因する誤差が少なく、又慣性重量が小さい
ことから迅速な動作が可能となるなどの利点を有
する反面、減速機における歯車列の有する背隙の
ため作動腕が背隙相当の角度だけ遊動し、作業具
を所定の位置へ移動する際、比較的大きい誤差を
伴う不具合がある。

そこで、例えば実開昭52−76070号公報に示す
ように、関節部に背隙のないハーモニツクドライ
ブ（商品名）を使用した手首装置が提案されてい
る。しかし、この装置も駆動軸と作動腕とを内外
に分けた別々の軸受で軸支する構造を採つている
ため、ロボツトの作動腕としては致命的ともいえ
る関節部分が大型化するとともに重量が大きくな
り姿勢誤差が生じやすくなるという欠点がある。

この発明は、このような事情に鑑みなされたも
ので、作業腕基端の二つの軸受部と支持腕とを連
結している枢軸を両腕に対して回転自在に軸支さ
せ、この枢軸に従動傘歯車と減速機のカムを固定
するとともに、作業腕の一方の軸受部と支持腕と
の合面に設けた凹孔内に減速機の内歯車とカムを
配設することにより、剛性が高く小型で軽量の関
節をもつた工業用ロボツトの作動腕装置を提供す
るものである。

第１図は本発明に係る工業ロボツトの平面図
と、一部を断面して示す側面図である。図中１は
工作機械のベツドその他の基台であり、上面にワ
ーク２を支持している。３はブロツク４を介して
基台へ取付けられた工業用ロボツトであり、主柱
５と作動腕６とからなつている。主柱５は円筒状
をなし、ブロツク４に対し軸方向摺動及び回動調
節可能であり、調節後固定される。主柱５の内部
には主駆動軸７が軸受８，８によつて支持されて
おり、主駆動軸７は主柱５の下端に取付けられた
電動機９へ減速機１０を介して連結されると共に
その上端部がピン１１によつて前記作動腕６の根
部に連結されている。作動腕６は前記主駆動軸７
に連結された支持腕１２と、この支持腕１２へ枢
軸１４によつて連結された作業腕１５とからなつ
ており、作業腕１５の先端には作業具１６が取付
けられている。即ち、ドリルその他の作業具１６
を支持したエアモータ１７はブラケツト１８に支
持されており、ブラケツト１８は２本のバーガイ
ド１９によつて前記作業腕１５に摺動自在に支持
され、作業腕１５上のシリンダ２１によつて上下
動される。

支持腕１２はその根部において前記主駆動軸７
に固定されており、その軸７に対して作業腕１５
と対称の位置に電動機２２を設け重量、慣性力の
バランスを図つてある。電動機２２は作業腕１５
を駆動するもので、継手２３によつて第２駆動軸
２４に連らなり、第２駆動軸２４の軸端に設けた
駆動傘歯車２５と、作業腕１５に係止した従動傘
歯車２６とによつて作業腕１５に旋回を与える。
２７は減速機、２８，２８は軸受である。

第２図は本発明の要部となる支持腕１２と作業
腕１５との間の関節の詳細を示すものである。同
図において、支持腕１２の先端部には、二つのテ
ーパローラベアリング２９，２９を介して枢軸２
４が回転自在に軸支されており、この枢軸２４上
には前記従動傘歯車２６と後述する減速機２７の
カム３５が固定されている。作業腕１５の基端部
は二股状に形成されることによつて互いに対向す
る２個の軸受部１５ａ，１５ｂが設けられ、この
両軸受部１５ａ，１５ｂにはそれぞれテーパロー
ラベアリング３０，３０が固設されている。した
がつて、この軸受部１５ａ，と１５ｂとの間に前
記支持腕１２の先端部を挿入し枢軸２４を挿通す
ることによつて両腕１２，１５が連結される。

前記支持腕１２と一方の軸受部１５ａとの合面
１２ａ，１５ｃには、それぞれ凹孔４１，４２が
設けられ、この凹孔４１，４２内に前記減速機２
７が設けられている。この減速機２７は、ハーモ
ニツクドライブ（商品名）と呼ばれる歯車機構を
利用した減速機であり、支持腕１２の凹孔４１内
に固定した駆動内歯車３１、軸受部１５ａの凹孔
４２内に固定され前記内歯車３１と歯数が異なる
従動内歯車３２、これら両内歯車３１，３２に噛
合し前記カム３５と内歯車３１，３２との間に介
装された弾性歯輪３３とから構成されている。す
なわち、弾性歯輪３３の内周面には枢軸１４にキ
ー３４で固定された楕円形のカム３５が摺接して
おり、弾性歯輪３３はカム３５の長径Ｒ部で外方
へ膨出させられ両内歯車３１，３２に噛合すると
ともに小径ｒ部において解離している。したがつ
て、カム３５の回転に伴つて内歯車３１，３２に
対する弾性歯輪３３の噛合位置が周方向へ移動す
る。カム３５が一回転すると従動内歯車３２は駆
動内歯車３１に対して、歯数の差だけ相対的に回
動し、これに伴つて作業腕１５が回動することに
なる。

よつて、電動機９を駆動すると主柱５に対して
作動腕６全体が回動し、支持腕１２の基端側に設
けた電動機２２を駆動すると作業腕１５のみが回
動する。この電動機２２から作業腕１５に至る駆
動系の最終段すなわち傘歯車装置２５，２６の下
流側に減速比がきわめて大きい減速機２７を設け
たから、傘歯車装置２５，２６の背隙に起因する
誤差はきわめて小さなものとなる。

以上説明したように本発明によれば、支持腕と
作業腕とを連結する枢軸を両腕に対して回転自在
に軸支させることによつて枢軸を駆動系の軸とし
て利用するとともに、両腕間の合面に設けた凹孔
内に減速機を配設したものであるから、関節部の
小型化と軽量化がはかれる。したがつて、姿勢誤
差すなわち作業腕の位置や主柱の取付角度に起因
する作動位置が不正確になるのを防止できる。ま
た、慣性重量も相対的に小さくなるから動作誤差
を可及的に小さくできる。さらに、作業腕を互い
に離れた二つの軸受部で軸承する構造であるから
関節において高い剛性が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る工業用ロボツトの平面図
と一部を断面して示す側面図、第２図は関節部の
拡大図、第３図はその−断面図である。 ５……主柱、１２……支持腕、１４……枢軸、
１５……作業腕。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 作業腕１５の基端部を二股状に形成すること
   によつて互いに対向する２個の軸受部１５ａ，１
   ５ｂを設け、この軸受部１５ａ，１５ｂ間に支持
   腕１２の先端部を挿入し枢軸１４を介して連結
   し、この支持腕１２内に軸支された駆動軸２４か
   ら傘歯車装置２５，２６および減速機２７を介し
   て作業腕１５を回動させる工業用ロボツトであつ
   て、前記減速機２７を、カム３５、歯数が異なる
   ２個の内歯車３１，３２、この内歯車３１，３２
   に噛合し前記カム３５と内歯車３１，３２との間
   に介装された弾性歯輪３３とから構成し、前記枢
   軸１４を支持腕１２および作業腕１５の両軸受部
   １５ａ，１５ｂに対してそれぞれ回転自在に軸支
   させ、この枢軸１４に従動傘歯車２６と前記カム
   ３５を固定し、前記支持腕１２と軸受部の一方１
   ５ａとの合面１２ａ，１５ｃにそれぞれ凹孔４
   １，４２を設け、この凹孔４１，４２内に前記内
   歯車３１，３２をそれぞれ固定するとともに前記
   カム３５を配設してなる工業用ロボツトの作動腕
   装置。