JPS6347080A - 多関節形産業用ロボツトのア−ム駆動装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多関節形産業用ロボットのアーム駆動装置に関
し、特にボールねじ軸とボールナットとを用いたアーム
駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

第２図は多関節形産業用ロボットの１例としての６軸形
産業用ロボツトの斜視図である。ベース４０上には垂直
軸線（図示せず）周りに旋回可能な旋回台４２が設けら
れている。この旋回台４２上にはアーム支持台４４が載
設されており、該アーム支持台４４に支持されて、水平
な軸線Ｗ周りに回転可能なＷ軸アーム４６が取り付けら
れている。Ｗ軸アーム４６の先端には、水平な軸線Ｕ周
りに回転可能なＵ軸アーム４８が取り付けられ、そのＵ
軸アーム４８の先端にはロボット手首部５０が設けられ
ている。

更に、アーム支持台４４にはコの字形形状を有したブラ
ケット部材５４が固定されており、該ブラケット部材５
４には水平な軸６０周りに回転可能な継手ハウジング５
８を介して、サーボモータ５６と後述のボールナツト６
４に螺合したボールねじ軸６２とがＷ軸アーム４６と平
行に取り付けられ、Ｗ軸アーム４６のＷ軸線まわりの旋
回機構を形成している。Ｗ軸アーム４６とボールねじ軸
６２とは互いに干渉しないように適切に離隔させて設け
である。なおサーボモータ５６の駆動軸とボールねじ軸
６２とは、継手ハウジング５８内において適宜の継手、
例えばオルダム継手を介して連結されている。一方、Ｗ
軸アーム４６の下部背面側、つまりボールねじ軸６２が
設けられている一側には突出形状をした支持アーム部５
２が設けられており、該支持アーム部５２に回転可能に
支持された連結棒６６が取り付けられている。前述のボ
ールねじ軸６２と螺合したボールナット６４はこの連結
棒６６に保持されている。

以上のＷ軸アーム旋回機構を具備した構成の産業用ロボ
ットにおいて、サーボモータ５６を作動させると第３図
に略示した如くＷ軸アーム４６が軸線Ｗ周りに旋回する
。つまり、サーボモータ５６の駆動によりボールねじ軸
６２を回転駆動すると、螺合構造に基づいてボールナツ
ト６４が上昇（或いは下降）動作する。ボールナツト６
４は連結棒６６を介して支持アーム部５２と連結されて
いるので、Ｗ軸アーム４６は実線図示位置と想像線図示
位置との間でＷ軸線を中心にして回転する。この時ボー
ルナット６４は支持アーム部５２に対して連結棒６６と
共に回転しており、またサーボモータ５６は軸６０を回
転軸として回転変位している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ボールねじ軸６２が回転してボールナラ１へ６２を」二
昇移動させる時の状態を説明するため、ホールナツト６
４周りを産業用ロボットの後方から見た断面図である第
４図を参照する。ボールナラ１−６４と連結棒６６の一
端とはボール等を介して完全に固定されており、連結棒
６６の他端は軸受６６を介して支持アーム部５２に支持
されている。ボールナツト６４が上昇しようとすると、
支持アーム部５２は慣性のため瞬時には動かず連結棒６
６の他端側は拘束され、またボールナツト６４と支持ア
ーム部５２とは干渉を避けるため距離Ｉ７だけのオフセ
ント量があるため、想像線でやや誇張して明示するよう
にボールナツト６４が傾斜するようにモーメントＭが作
用する。この様にボールナツト６４が傾くとボールナツ
ト６４のボールねじ軸６２に沿う移動には円滑性を欠く
ことになる。

従って、サーボモータ５６に掛る負荷変動から起動トル
クが変動すると共に、両ねじ部の摩耗が起こり、正確に
Ｗ軸アーム４６　（第２図）を回転位置決めさせること
が困難となり、延いては手首部５０　（第２図）先端の
位置決め精度の劣化を招く結果となる。

依って、本発明は斯る問題点の解決を図るべく、ボール
ねじ軸とポールナンドとを用いたアーム駆動装置におい
て、ボールナツトに不都合なモーメントが作用しない様
改善した構造を提供し、延いてはロボソＩ・の位置決め
精度の向上を図ると共に、部品の長寿命化を図らんとす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上述した発明目的に鑑みて、多関節形産業用
ロボ・ノドのロボットアームから離隔し、軸径方向軸線
周りに回転可能に支持され、軸長方向軸線周りに回転可
能に保持されると共に回転駆動源に結合されたボールね
じ軸と、該ホールね、し軸と螺合したボールナツトと、
該ボールナツトと結合して前記ロボットアームから突出
させた支持アーム部と回転可能に連結した連結桿とを有
したロボットアーム駆動ｘＩにおいて、前記ボールナン
ドと前記連結桿との間に、該連結桿と前記ボールねじ軸
との両者に略垂直な軸線周りに回転自在なピン結合によ
る枢着構造部を設けたことを特徴とする多関節形産業用
ロボットのアーム駆動装置を提供する。

〔作　用〕

本発明による上記装置によれば、ボールねじ軸を回転さ
せてボールナツトを移動させ、連結棒を介してロボット
アームを回転させる場合に、ボールナットが枢着構造部
で無理なく逃げ動作できるから、連結棒からモーメント
を受けることが無く、従ってボールナットとボールねじ
軸との相対的傾斜が生ずることがない為、ボールねじ軸
の回転駆動源に対する負荷軽減をもたらし、かつ両ねじ
部の摩耗が起こらない。

〔実施例〕

第１図は第２図に示した産業用ロボットのＷ軸アーム４
６を回転駆動するための本発明によるボールねじ・ナツ
ト機構部を拡大した斜視図である。

第２図に図示したＷ軸アーム４６の背部下方に、後方に
向かって突設された支持アーム部５２が存在する。一方
Ｗ軸アーム４６（第２図）は水平軸線Ｗ（第２図）の周
りに回転可能となっている。

このＷ軸アーム４６の回転平面に対し垂直方向に連結棒
１２が配設され、その一端は支持アーム部５２の先端部
に回転可能に支持され、他端にはコの字形ブラケット部
材１４の背面部１６の外面側に固定されている。該コの
字形ブラケット部材１４の背面部１６の外面側に固定さ
れている。該コの字形ブラケット部材１４の２つの側面
部１８の間にホールねじ軸６２と螺合しているボールナ
ットとは該ナツト６４の長手方向中央に立設された左右
２本の軸２０を（１本は見えない）を介してピン結合さ
れている。ボールねじ軸６２は前述のＷ軸アーム４６の
回転平面に対し平行に配設されており、軸２０はボール
ねじ軸６２と連結棒１２とに互いに直交する方向に設け
られている。本実施例では軸２０の夫々の一端はホール
ナツト６４に固定されており、夫々の他端は側面部１８
内に軸受（図示せず）を介して回転可能に支持されてい
る。

本実施例では本発明によるアーム駆動装置をＷ軸アーム
（第１アーム）に適用したが、Ｕ軸アーム（第２アーム
）に適用することも可能である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、支持
アーム部とボールナットとを連結する連結棒がボールナ
ンドとピン結合されているので、ロボットアーム駆動時
にボールナットがモーメントを受けることが無く、従っ
てボールねじ軸との相対的傾斜が起こらないためボール
ナットはボールねじ軸に沿って滑らかに移動可能となり
、更に両ねじ部の摩耗は起こらない。このため長期に亘
りロボットアームを正確に回転位置決めさせることがで
き、延いてはロボットの手首部先端の位置決めが長期に
亘り正確に行なえることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は多関節形産業用ロボットのアームを回転駆動す
る本発明によるアーム駆動装置の斜視図、第２図は６軸
形産業用ロボツトの略示斜視図、第３図は第２図に示し
たロボットのアーム駆動時の様子を側部から見た模式図
、第４図は従来形のアーム駆動装置の断面図。 １２・・・連結棒、　　　　１４・・・ブラケット部材
、２０・・・軸、　　　　　　　４６・・・Ｗ軸アーム
、４８・・・Ｕ軸アーム、　　５０・・・手首部、５２
・・・支持アーム部、 ５４・・・他のブラケット部材、 ５６・・・ザーボモータ、　６０・・・他の軸、・・・
　−６２・・・ボールねじ軸、 ６＋・・・木゛−ルーｒ−／ト、　　６６・・・連結棒
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多関節形産業用ロボットのロボットアームから離隔
   し、軸径方向軸線周りに回転可能に支持され、軸長方向
   軸線周りに回転可能に保持されると共に回転駆動源に結
   合されたボールねじ軸と、該ボールねじ軸と螺合したボ
   ールナットと、該ボールナットと結合して前記ロボット
   アームから突出させた支持アーム部と回転可能に連結し
   た連結桿とを有したロボットアーム駆動装置において、
   前記ボールナットと前記連結桿との間に該連結桿と前記
   ボールねじ軸との両者に略垂直な軸線周りに回転自在な
   ピン結合による枢着構造部を設けたことを特徴とする多
   関節形産業用ロボットのアーム駆動装置。 ２、前記枢着構造部がコの字形ブラケット部材を具備し
   、前記連結桿は該コの字形ブラケット部材の背面部に一
   端が固定され、コの字形ブラケット部材の２つの側面部
   に垂直な軸線周りに回転可能に軸受された２つの軸を前
   記ボールナットの中央部に立設固定してなる特許請求の
   範囲第１項に記載の多関節形産業用ロボットのアーム駆
   動装置。