WO2024075155A1 - ポジショナ - Google Patents

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WO2024075155A1
WO2024075155A1 PCT/JP2022/036955 JP2022036955W WO2024075155A1 WO 2024075155 A1 WO2024075155 A1 WO 2024075155A1 JP 2022036955 W JP2022036955 W JP 2022036955W WO 2024075155 A1 WO2024075155 A1 WO 2024075155A1
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WO
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axis
shaft member
distance
rotary table
positioner
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PCT/JP2022/036955
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English (en)
French (fr)
Inventor
徹 長井
Original Assignee
ファナック株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/047—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work moving work to adjust its position between soldering, welding or cutting steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/01—Frames, beds, pillars or like members; Arrangement of ways
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/50—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/54—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only

Definitions

  • This disclosure relates to a positioner.
  • a rotary table device that can rotate a supported workpiece around a tilt axis that extends horizontally and around a rotation axis that is perpendicular to the tilt axis, thereby changing the position of the workpiece around two axes (see, for example, Patent Document 1).
  • This rotating table device is equipped with a rotating table that fixes the workpiece and rotates it around a rotation axis, and a tilting table that supports the rotating table so that it can rotate around a tilting axis.
  • the workpiece mounted on the rotating table may interfere with the components around the tilt table, so the size of the workpiece attached to the rotating table is limited so that it does not protrude too far from the rotating table.
  • the farther the rotary table is from the tilt axis the greater the moment and inertia around the tilt axis. Therefore, there is a demand for a positioner that can reduce the moment and inertia generated when a workpiece is rotated, without restricting the size of the workpiece.
  • One aspect of the present disclosure is a positioner comprising: a base having a pair of support parts arranged at a predetermined interval in the first axial direction; an axial member arranged between the pair of support parts and supported on the base so as to be rotatable about the first axis; and a disk-shaped rotating table supported on the axial member so as to be rotatable about a second axis perpendicular to the first axis and having a mounting surface on which a workpiece can be attached, the rotating table having an outer diameter dimension that fits inside both ends of the axial member in the first axial direction, the distance of the mounting surface from the first axis is set to be greater than the distance of the outermost edge of at least one of the support parts from the first axis about the first axis, and the distance of the back surface of the mounting surface of the rotating table from the first axis is set to be smaller than the distance of the outermost edge from the first axis.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an outline of a positioner according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the positioner of FIG. 1 .
  • FIG. 2 is a side view of the positioner of FIG. 1 .
  • 4 is a side view of the positioner of FIG. 3 in a state where a shaft member is rotated 90° around a first axis line.
  • FIG. 2 is a view of the shaft member of the positioner in FIG. 1 as viewed from the rear side opposite the rotary table.
  • FIG. FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing a modified example of the positioner of FIG. 1 .
  • the positioner 10 includes a base 20 that is placed on a horizontal installation surface such as a floor surface, and a shaft member 30 that is supported rotatably relative to the base 20 about a horizontal first axis A.
  • the positioner 10 also includes a first drive mechanism 40 that rotates the shaft member 30 about the first axis A relative to the base 20.
  • the positioner 10 further includes a rotary table 50 supported on the shaft member 30 so as to be rotatable about a second axis B perpendicular to the first axis A, and a second drive mechanism 60 that drives and rotates the rotary table 50. As shown in FIG. 2, the positioner 10 also includes a power cable 70 that connects the rotary table 50 to an external power supply (not shown).
  • the base 20 includes a bottom portion 23 that is placed on a mounting surface, and flat support portions 21 and 22 that protrude upward from the bottom portion 23 .
  • the support portions 21, 22 are arranged in parallel to each other with a gap therebetween in the direction of the first axis A. As shown in Fig. 3, the upper end surfaces of the support portions 21, 22 have an outer cylindrical shape with the first axis A as the central axis.
  • the support portions 21 and 22 are provided with through holes 21h and 22h that penetrate along the first axis A, respectively.
  • the base 20 is provided with sleeves 24 and 25 which are fitted into the through holes 21h and 22h, respectively.
  • the sleeves 24 and 25 are provided with inner holes 24h and 25h, respectively.
  • the shaft member 30 is a shaft-shaped member having a longitudinal axis, and includes end portions 31 and 32 on both sides in the longitudinal axis direction, and a central portion 33 disposed between the end portions 31 and 32 .
  • the end portion 31 is supported rotatably about the first axis A relative to the sleeve 24.
  • the end portion 32 is supported rotatably about the first axis A relative to the sleeve 25 by a first reducer (reduction gear) 42 (described later) attached between the end portion 31 and the sleeve 25.
  • the shaft member 30 is supported in a doubly supported beam shape between the support portions 21, 22 with the longitudinal axis aligned along the first axis A.
  • the outer diameter dimension of the ends 31, 32 about the first axis A is set to be larger than the outer diameter dimension of the central portion 33 about the first axis A, for example, as shown in FIG. 2.
  • the end 31 has a protrusion 34 at a circumferential position along the second axis B, with a part of the outer circumferential surface protruding radially outward.
  • the tip surface of the protrusion 34 is located on the end 31 side at the outermost edge of the shaft member 30 about the first axis A.
  • the protrusion 34 hits the stopper 26 provided on the support portion 21.
  • the protrusion 34 and the stopper 26 restrict the operating range of the shaft member 30 to ⁇ 90°.
  • the end portion 31 is provided with a hollow portion (first hollow portion) 31h extending from the end face along the first axis A.
  • the sleeve 24 is inserted into the hollow portion 31h from the end face side, and the bearing 11 is disposed between the outer peripheral surface of the sleeve 24 and the inner peripheral surface of the hollow portion 31h.
  • the end portion 31 is supported rotatably around the first axis A with respect to the sleeve 24.
  • the hollow portion 31h opens on the opposite side to the rotary table 50 (hereinafter also referred to as the back side) on the central portion 33 side from the portion supported by the bearing 11. This forms a hollow path 35 that penetrates from the outside of the support portion 21 in the first axis A direction to the back side of the shaft member 30 via the inner hole 24h of the sleeve 24 and the hollow portion 31h.
  • the central portion 33 has a recessed shape along the second axis B toward the first axis A, and has a cylindrical inner surface around the second axis B.
  • the first drive mechanism 40 includes a first motor 41 fixed to the support portion 22 of the base 20, and a first reducer 42 that reduces the rotation of the motor shaft 41a of the first motor 41 and transmits it to the shaft member 30.
  • the first motor 41 is fixed to the outer surface side of the sleeve 25 that is fitted into the through hole 22h of the support portion 22.
  • the motor shaft 41a of the first motor 41 passes through the inner hole 25h of the sleeve 25 from the outside and is arranged along the first axis A.
  • the first reducer 42 has a fixed part 43 fixed to the inner surface side of the sleeve 25, and an output part 44 that can be rotated around the first axis A relative to the fixed part 43.
  • the first reducer 42 houses a plurality of gears (not shown), including a gear that meshes with a gear 45 fixed to the motor shaft 41a.
  • the output part 44 is fixed to the end face of the end part 32 of the shaft member 30. As a result, the rotation of the motor shaft 41a of the first motor 41 is reduced in speed by the first reducer 42 and transmitted to the end part 32.
  • the outer peripheral surface of the output portion 44 is the outermost edge around the first axis A of the first reducer 42 on the end portion 32 side.
  • the outer peripheral surface of the output portion 44 is disposed radially outward from the upper end surfaces of the support portions 21, 22 and the tip surface of the protrusion 34 of the shaft member 30, centered on the first axis A. That is, the outer peripheral surface of the output portion 44 is located at the outermost edge around the first axis A of the first reducer 42 , the shaft member 30 and the base 20 .
  • the rotating table 50 is made of a conductive material and has a disk shape, and is provided with a mounting surface 51 on which the workpiece W is attached.
  • the rotating table 50 is positioned so that its central axis coincides with the second axis B, and is supported by the second reducer 62, which will be described later, so as to be rotatable about the second axis B relative to the shaft member 30.
  • the outer diameter of the turntable 50 is set to a size that fits inside the ends 31, 32 in the direction along the first axis A.
  • the turntable 50 is disposed at a position that does not overlap with the ends 31, 32 in the direction along the first axis A.
  • the distance between the first axis A and the mounting surface 51 of the rotary table 50 is set to be slightly larger than the outer diameter dimension of the outer circumferential surface of the output portion 44 .
  • the distance from the first axis A to the rear surface 52 of the rotary table 50 is set to be smaller than the outer diameter dimension of the outer circumferential surface of the output portion 44, as shown in FIGS.
  • the second drive mechanism 60 includes a second motor 61 fixed to the shaft member 30 at a position offset parallel to the second axis B. As shown in FIG. 2, the second drive mechanism 60 also includes a second reducer 62 that reduces the rotation of the motor shaft (not shown) of the second motor 61 and transmits it to the rotary table 50. Furthermore, the second drive mechanism 60 includes a protective cover 65 fixed to the shaft member 30 and surrounding the periphery of the second motor 61.
  • the second reducer 62 is disposed between the central portion 33 of the shaft member 30 and the rotating table 50.
  • the second reducer 62 is fixed to the central portion 33, and reduces the rotation of the motor shaft of the second motor 61 and transmits it to the rotating table 50, thereby rotating the rotating table 50 around the second axis B relative to the shaft member 30.
  • a hollow portion (second hollow portion) 63 penetrating along the second axis B is provided in the turntable 50, the second reducer 62, and the central portion 33 of the shaft member 30 in an area including the second axis B.
  • One end of the hollow portion 63 in the second axis B direction opens to the mounting surface 51 side of the turntable 50, and the other end opens to the back side of the shaft member 30.
  • an adapter 55 made of a conductive material is fixed to the opening of the hollow portion 63 on the rotary table 50 side at a position that closes the opening so as to be detachable from the mounting surface 51 side.
  • the adapter 55 is provided with a terminal 56 to which a power cable 70 is connected.
  • One end of the power cable 70 is connected to the terminal 56 of the adapter 55, and the other end is connected to a power distribution box 71 installed on the side of the support portion 22.
  • a power distribution box 71 installed on the side of the support portion 22.
  • the positioner 10 when arc welding is performed on a workpiece W using a welding robot (not shown), first, the positioner 10 according to this embodiment is installed at a predetermined position within the working area of the welding robot. Then, the workpiece W is attached on the mounting surface 51 of the rotary table 50 of the positioner 10.
  • the power distribution box 71 fixed to the side of the support portion 22 of the base 20 is connected to an external welding power source.
  • the welding torch fixed to the tip of the wrist of the welding robot is connected to the positive electrode of the welding power source.
  • the welding robot is then operated with the tip of the welding torch brought close to the surface of the workpiece W at a predetermined distance. This generates an arc between the workpiece W and the welding torch, allowing the workpiece W to be welded.
  • the rotating table 50 is positioned so as not to overlap with the ends 31, 32 of the shaft member 30 in the direction along the first axis A. Therefore, as shown in FIG. 3, the area of the rotating table 50 near the central axis of the back surface 52 is closer to the first axis A than the outer peripheral surface of the output section 44.
  • the mounting surface 51 can be positioned closer to the first axis A. This allows the workpiece W, which is a heavy object mounted on the mounting surface 51, to be positioned closer to the first axis A.
  • the mounting surface 51 is always positioned radially outward from the outer circumferential surface of the output section 44, centered on the first axis A.
  • the first reducer 42, shaft member 30, and support sections 21 and 22 are not positioned on the movement path of the workpiece W placed on the mounting surface 51. This makes it possible to prevent the workpiece W from interfering with the components of the positioner 10 when the posture of the workpiece W is changed around the first axis A.
  • the workpiece W attached to the rotating table 50 can be placed in a position that does not interfere with the positioner 10, while being brought close to the first axis A.
  • the rotational moment and inertia when the workpiece W is rotated around the first axis A can be kept small, without restricting the size of the workpiece W attached to the rotating table 50.
  • the power cable 70 in this embodiment is led from the power distribution box 71, for example, along the bottom 23 of the base 20 to the outside of the support portion 21. Then, at a position where it is curved upward along the support portion 21, it is fixed to the support portion 21 by the first clamp 81, and then introduced from the outside of the support portion 21 into the hollow path 35.
  • the power cable 70 introduced into the hollow path 35 extends along the first axis A near the first axis A within the hollow path 35, and is fixed to the shaft member 30 by the second clamp 82 at a position where it passes through the hollow portion 31h of the shaft member 30. Thereafter, the power cable 70 is bent in a direction away from the rotary table 50, and then bent approximately 180° into a U-shape. The power cable 70 then extends along the second axis B, is introduced into the hollow portion 63, and has one end detachably fixed to the terminal 56 provided on the adapter 55.
  • the portion of the power cable 70 that is deformed by rotation of the shaft member 30 about the first axis A can be made different from the portion that is deformed by rotation of the turntable 50 about the second axis B. This makes it possible to prevent the movements of the power cable 70 from being compounded and causing it to vibrate wildly even when the rotation of the shaft member 30 about the first axis A and the rotation of the turntable 50 about the second axis B are performed simultaneously.
  • the power cable 70 between the second clamp 82 and the terminal 56 is deformed as the turntable 50 rotates about the second axis B.
  • the position of the power cable 70 may be maintained even when the turntable 50 rotates about the second axis B.
  • an adapter 55 is attached to a rotary table 50, the adapter 55 having a cylindrical shaft 57 made of a conductive material and a rotary joint 58 attached to the shaft 57.
  • a current collecting brush 90 is attached to the rear side of the central portion 33 of the shaft member 30 at two locations spaced apart in the circumferential direction around the second axis B.
  • the current collecting brush 90 comprises a carbon brush portion 91 and a pressing portion 92 that presses the brush portion 91 against the outer circumferential surface of the shaft 57.
  • the pressing portion 92 is fixed to the rear surface of the central portion 33, so that the pair of brush portions 91 clamp the outer circumferential surface of the shaft 57 from the radially outer side.
  • the tip of the power cable 70 is connected to terminals (not shown) provided on the pair of brush portions 91.
  • the rotating table 50 can continue to be connected to the negative electrode while maintaining the orientation of the power cable 70. Also, even if the shaft member 30 is rotated around the first axis A, only the portion of the power cable 70 between the first clamp 81 and the second clamp 82 is deformed, and the power cable 70 from the second clamp 82 to the tip side does not deform.
  • the outer peripheral surface of the output portion 44 of the first reducer 42 is the outermost edge of the positioner 10 around the first axis A within the movable range of the rotary table 50.
  • another component may be disposed at the outermost edge of the positioner 10 around the first axis A.
  • the protrusion 34 provided on the end portion 31 of the shaft member 30 may protrude radially outwardly about the first axis A beyond the outer circumferential surface of the output portion 44 .
  • the mounting surface 51 can be positioned slightly radially outward from the tip surface of the protrusion 34, centered on the first axis A.
  • the upper end surfaces of the support portions 21 and 22 may be disposed radially outwardly about the first axis A from the outer circumferential surface of the output portion 44 and the tip surfaces of the projections 34.
  • the mounting surface 51 may be disposed slightly radially outwardly about the first axis A from the upper end surfaces of the support portions 21 and 22.
  • the upper end surfaces of the support portions 21, 22 may have an outer surface shape consisting of half a cylindrical surface with the first axis A as the central axis and a radial dimension slightly shorter than the distance from the first axis A to the mounting surface 51.
  • an adapter member having a larger diameter than the rotary table 50 may be interposed between the mounting surface 51 of the rotary table 50 and the workpiece W. This allows the workpiece W to be supported on a surface larger than the mounting surface 51 of the rotary table 50.
  • the positioner 10 in this embodiment is provided with the power cable 70 that connects the negative electrode to the rotary table 50, but in addition to this, the positioner 10 may be provided with piping that supplies a fluid such as pressurized air to the rotary table 50 side.
  • the piping for supplying the fluid to the rotary table 50 may be routed along the same path as the power cable 70.
  • this piping may be fixed together with the power cable 70 by a first clamp 81 and a second clamp 82.

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Abstract

第１軸線（Ａ）方向に所定の間隔をあけて配置される一対の支持部（２１），（２２）を有するベース（２０）と、一対の支持部の間に配置され、ベースに対して、第１軸線回りに回転可能に支持された軸部材（３０）と、軸部材に対して、第１軸線に直交する第２軸線（Ｂ）回りに回転可能に支持され、ワーク（Ｗ）を取付可能な搭載面（５１）を有する円板状の回転テーブル（５０）とを備え、回転テーブルが、軸部材の両端よりも第１軸線方向の内側に収まる外径寸法を有し、回転テーブルの第１軸線回りの可動範囲において、搭載面の第１軸線からの距離が、少なくとも一方の支持部における第１軸線回りの最外縁の第１軸線からの距離よりも大きく設定され、かつ、回転テーブルの搭載面の裏面の第１軸線からの距離が、最外縁の第１軸線からの距離よりも小さく設定されているポジショナ（１０）。

Description

ポジショナ
　本開示は、ポジショナに関するものである。
　支持したワークを、水平方向に延びる傾斜軸回りおよび傾斜軸に直交する回転軸回りに回転させて、ワークの姿勢を２軸回りに変更可能とする回転テーブル装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
　この回転テーブル装置は、ワークを固定し回転軸回りに回転させる回転テーブルと、回転テーブルを傾斜軸回りに回転可能に支持する傾斜テーブルとを備えている。
実開平０６－０００６２５号公報
　回転テーブルの表面を傾斜軸に近接させると、回転テーブルに搭載したワークが傾斜テーブルの周囲の部材に干渉する可能性がある。そのため、回転テーブルに取り付けるワークの大きさは、回転テーブルから大きくはみ出さないように制限される。
　一方、回転テーブルを傾斜軸から離すほど、傾斜軸回りのモーメントおよびイナーシャが大きくなる。
　したがって、ワークの大きさを制限することなく、ワークを回転させた際に発生するモーメントおよびイナーシャを小さく抑えられるポジショナが望まれている。
　本開示の一態様は、第１軸線方向に所定の間隔をあけて配置される一対の支持部を有するベースと、一対の前記支持部の間に配置され、前記ベースに対して、前記第１軸線回りに回転可能に支持された軸部材と、前記軸部材に対して、前記第１軸線に直交する第２軸線回りに回転可能に支持され、ワークを取付可能な搭載面を有する円板状の回転テーブルとを備え、該回転テーブルが、前記軸部材の両端よりも前記第１軸線方向の内側に収まる外径寸法を有し、前記回転テーブルの前記第１軸線回りの可動範囲において、前記搭載面の前記第１軸線からの距離が、少なくとも一方の前記支持部における前記第１軸線回りの最外縁の前記第１軸線からの距離よりも大きく設定され、かつ、前記回転テーブルの前記搭載面の裏面の前記第１軸線からの距離が、前記最外縁の前記第１軸線からの距離よりも小さく設定されているポジショナである。
本開示の一実施形態に係るポジショナの概略を示す斜視図である。 図１のポジショナの縦断面図である。 図１のポジショナの側面図である。 図３のポジショナの軸部材を第１軸線回りに９０°回転させた状態の側面図である。 図１のポジショナの軸部材を回転テーブルとは反対の背面側から見た図である。 図１のポジショナの変形例を示す縦断面図である。
　本開示の一実施形態に係るポジショナ１０について、図面を参照して以下に説明する。
　本実施形態に係るポジショナ１０は、例えば、図１に示すように、床面等の水平な設置面に設置されるベース２０と、水平な第１軸線Ａ回りにベース２０に対して回転可能に支持された軸部材３０とを備えている。また、ポジショナ１０は、ベース２０に対して、軸部材３０を第１軸線Ａ回りに回転させる第１駆動機構４０を備えている。
　さらに、ポジショナ１０は、軸部材３０に対して、第１軸線Ａに直交する第２軸線Ｂ回りに回転可能に支持された回転テーブル５０と、回転テーブル５０を回転駆動する第２駆動機構６０とを備えている。また、ポジショナ１０は、図２に示すように、回転テーブル５０と外部の電源装置（図示略）とを接続する電源ケーブル７０を備えている。
　ベース２０は、設置面上に載置される底部２３と、それぞれ底部２３から上方に向かって突出した平板状の支持部２１，２２とを備えている。
　支持部２１，２２は、互いに第１軸線Ａ方向に間隔をあけて平行に配置されている。支持部２１，２２の上端面は、図３に示すように、第１軸線Ａを中心軸とする円筒面状の外面形状を有している。
　また、支持部２１，２２には、図２に示すように、それぞれ第１軸線Ａに沿って貫通する貫通孔２１ｈ，２２ｈが設けられている。
　ベース２０は、貫通孔２１ｈ，２２ｈに、それぞれ嵌合されたスリーブ２４，２５を備えている。スリーブ２４，２５には、それぞれ内孔２４ｈ，２５ｈが設けられている。
　軸部材３０は、図２に示すように、長手軸を有する軸状の部材であって、長手軸方向の両側の端部３１，３２と、端部３１，３２の間に配置される中央部３３とを備えている。
　端部３１は、スリーブ２４に対して第１軸線Ａ回りに回転可能に支持されている。また、端部３２は、スリーブ２５との間に取り付けられた後述する第１減速機（減速機）４２により、スリーブ２５に対して第１軸線Ａ回りに回転可能に支持されている。これにより、軸部材３０は、長手軸を第１軸線Ａに沿わせて、支持部２１，２２の間に両持ち梁状に支持されている。
　端部３１，３２の第１軸線Ａ回りの外径寸法は、例えば、図２に示すように、中央部３３の第１軸線Ａ回りの外径寸法よりも大きく設定されている。また、端部３１は、第２軸線Ｂに沿う周方向位置において、外周面の一部を径方向外方に突出させた突起３４を備えている。突起３４の先端面は、端部３１側において、軸部材３０における第１軸線Ａ回りの最外縁に位置している。
　また、突起３４は、第２軸線Ｂが鉛直方向に配置された位置から、軸部材３０が第１軸線Ａ回りに所定の角度、例えば、±９０°を超えて回転したときに、支持部２１に設けられたストッパ２６に突き当たる。これにより、突起３４およびストッパ２６は、軸部材３０の動作範囲を±９０°に規制する。
　また、端部３１には、端面から第１軸線Ａに沿って延びる中空部（第１中空部）３１ｈが設けられている。中空部３１ｈ内には、スリーブ２４が、端面側から挿入され、スリーブ２４の外周面と中空部３１ｈの内周面との間には軸受１１が配置されている。これにより、端部３１は、スリーブ２４に対して第１軸線Ａ回りに回転可能に支持されている。
　また、中空部３１ｈは、軸受１１によって支持されている部分よりも中央部３３側において、回転テーブル５０とは反対側（以下、背面側ともいう。）に開口している。これにより、支持部２１の第１軸線Ａ方向の外側から、スリーブ２４の内孔２４ｈおよび中空部３１ｈを経由して、軸部材３０の背面側に貫通する中空経路３５が構成されている。
　中央部３３は、第２軸線Ｂに沿って、第１軸線Ａに向かって窪んだ形状を有しており、第２軸線Ｂ回りの円筒内面を備えている。
　第１駆動機構４０は、ベース２０の支持部２２に対して固定された第１モータ４１と、第１モータ４１のモータシャフト４１ａの回転を減速して軸部材３０に伝達する第１減速機４２とを備えている。第１モータ４１は、支持部２２の貫通孔２２ｈに嵌合されたスリーブ２５の外面側に固定されている。第１モータ４１のモータシャフト４１ａは、スリーブ２５の内孔２５ｈを外側から貫通し、第１軸線Ａに沿って配置されている。
　第１減速機４２は、スリーブ２５の内面側に固定される固定部４３と、固定部４３に対して第１軸線Ａ回りに回転させられる出力部４４とを備えている。第１減速機４２の内部には、モータシャフト４１ａに固定されたギヤ４５に噛み合うギヤを含む複数枚のギヤ（図示略）が収容されている。出力部４４は、軸部材３０の端部３２の端面に固定されている。これにより、端部３２には、第１モータ４１のモータシャフト４１ａの回転が、第１減速機４２により減速されて伝達される。
　出力部４４の外周面は、端部３２側において、第１減速機４２における第１軸線Ａ回りの最外縁である。また、出力部４４の外周面は、支持部２１，２２の上端面および軸部材３０の突起３４の先端面よりも、第１軸線Ａを中心とする径方向外側に配置されている。
　すなわち、出力部４４の外周面は、第１減速機４２、軸部材３０およびベース２０における第１軸線Ａ回りの最外縁に位置している。
　回転テーブル５０は、導電性の材料により円板状に形成されており、ワークＷを取り付ける搭載面５１を備えている。回転テーブル５０は、中心軸を第２軸線Ｂに一致させた位置に配置され、後述する第２減速機６２によって、軸部材３０に対して第２軸線Ｂ回りに回転可能に支持されている。
　また、回転テーブル５０の外径寸法は、図２に示すように、端部３１，３２よりも、第１軸線Ａに沿う方向の内側に収まる大きさに設定されている。すなわち、回転テーブル５０は、第１軸線Ａに沿う方向において、端部３１，３２と重複しない位置に配置されている。
　また、回転テーブル５０の搭載面５１の第１軸線Ａからの距離は、出力部４４の外周面の外径寸法よりも、僅かに大きく設定されている。
　一方、回転テーブル５０の裏面５２の第１軸線Ａからの距離は、図３および図４に示すように、出力部４４の外周面の外径寸法よりも小さく設定されている。
　第２駆動機構６０は、図５に示すように、第２軸線Ｂに対して平行にオフセットした位置において、軸部材３０に固定された第２モータ６１を備えている。また、第２駆動機構６０は、図２に示すように、第２モータ６１のモータシャフト（図示略）の回転を減速して回転テーブル５０に伝達する第２減速機６２を備えている。さらに、第２駆動機構６０は、軸部材３０に固定され、第２モータ６１の周囲を取り囲む保護カバー６５を備えている。
　第２減速機６２は、軸部材３０の中央部３３と回転テーブル５０との間に配置されている。また、第２減速機６２は、中央部３３に固定され、第２モータ６１のモータシャフトの回転を減速して回転テーブル５０に伝達することにより、軸部材３０に対して、回転テーブル５０を第２軸線Ｂ回りに回転させる。
　また、回転テーブル５０、第２減速機６２および軸部材３０の中央部３３には、第２軸線Ｂを含む領域に、第２軸線Ｂに沿って貫通する中空部（第２中空部）６３が設けられている。中空部６３の第２軸線Ｂ方向の一端は、回転テーブル５０の搭載面５１側に開口し、他端は軸部材３０の背面側に開口している。
　中空部６３の回転テーブル５０側の開口には、図２に示すように、開口を閉塞する位置に導電性の材料からなるアダプタ５５が、搭載面５１側から着脱可能に固定されている。アダプタ５５には、電源ケーブル７０が接続される端子５６が設けられている。
　電源ケーブル７０は、一端がアダプタ５５の端子５６に接続され、他端が、支持部２２の側面に設置された配電ボックス７１に接続されている。これにより、例えば、配電ボックス７１が、図示しない外部の溶接用電源（電源装置）に接続されることにより、電源ケーブル７０およびアダプタ５５を経由して、回転テーブル５０が負電極に接続される。
　このように構成された本実施形態に係るポジショナ１０の作用について、以下に説明する。
　例えば、溶接ロボット（図示略）を用いて、ワークＷにアーク溶接を行う場合には、まず、本実施形態に係るポジショナ１０を、溶接ロボットの作業領域内の所定の位置に設置する。そして、ポジショナ１０の回転テーブル５０の搭載面５１上に、ワークＷを取り付ける。
　次いで、ベース２０の支持部２２の側面に固定された配電ボックス７１を外部の溶接用電源に接続する。これにより、電源ケーブル７０、アダプタ５５および回転テーブル５０を経由して、ワークＷに負電極が接続される。また、溶接ロボットの手首先端に固定された溶接トーチを、溶接用電源の正電極に接続する。そして、溶接トーチの先端を、ワークＷの表面に所定の距離だけ離して近接させて、溶接ロボットを操作する。これにより、ワークＷと溶接トーチとの間に、アークを発生させてワークＷを溶接することができる。
　また、この場合においては、第１モータ４１を作動すると、モータシャフト４１ａの回転が、第１減速機４２により減速され、軸部材３０に伝達される。そして、軸部材３０が、ベース２０に対して、第１軸線Ａ回りに回転させられる。
　また、第２モータ６１を作動すると、第２モータ６１のモータシャフトの回転が、第２減速機６２により減速されて回転テーブル５０に伝達される。その結果、回転テーブル５０が、軸部材３０に対して、第２軸線Ｂ回りに回転させられる。
　これにより、ワークＷの姿勢を第１軸線Ａ回りおよび第２軸線Ｂ回りに変更することができる。すなわち、溶接トーチの先端が近接するワークＷの表面の位置を２軸回りに変更することができ、ワークＷの所望の箇所を溶接することができる。
　また、本実施形態においては、回転テーブル５０は、第１軸線Ａに沿う方向において、軸部材３０の端部３１，３２と重複しない位置関係にある。そのため、回転テーブル５０は、図３に示すように、裏面５２の中心軸近傍の領域が、出力部４４の外周面よりも第１軸線Ａに近づけられている。
　すなわち、回転テーブル５０全体を、出力部４４の外周面よりも第１軸線Ａを中心とする径方向外方に配置する場合と比較して、搭載面５１を第１軸線Ａに近接させることができる。これにより、搭載面５１に搭載される重量物であるワークＷを、第１軸線Ａに近接して配置することができる。
　ワークＷを第１軸線Ａに近接させることにより、軸部材３０を第１軸線Ａ回りに回転させた際に、回転テーブル５０に作用する第１軸線Ａ回りの回転モーメントおよびイナーシャを小さく抑えることができる。その結果、ワークＷの第１軸線Ａ回りの位置決め精度を向上することができるとともに、第１モータ４１のモータシャフト４１ａにかかる負荷を軽減することができる。
　この場合において、図３および図４に示すように、回転テーブル５０の第１軸線Ａ回りの可動範囲全体において、搭載面５１が、常に出力部４４の外周面よりも第１軸線Ａを中心とする径方向外側に配置される。すなわち、搭載面５１に載置されるワークＷの移動経路上には、第１減速機４２、軸部材３０および支持部２１，２２が配置されない。これにより、ワークＷの姿勢を第１軸線Ａ回りに変更した際に、ワークＷがポジショナ１０の構成部材と干渉してしまうことを防ぐことができる。
　このように、本実施形態によれば、回転テーブル５０に取り付けたワークＷを、ポジショナ１０と干渉しない位置に配置しつつ、第１軸線Ａに近接させることができる。すなわち、回転テーブル５０に取り付けるワークＷの大きさを制限することなく、ワークＷを第１軸線Ａ回りに回転させた際の回転モーメントおよびイナーシャを小さく抑えることができる。
　また、本実施形態における電源ケーブル７０は、図２に示すように、配電ボックス７１から、例えば、ベース２０の底部２３に沿って支持部２１の外側へと導かれる。そして、支持部２１に沿って上方に湾曲させられた位置において、第１クランプ８１により支持部２１に固定された後に、支持部２１の外側から中空経路３５内に導入される。
　中空経路３５内に導入された電源ケーブル７０は、中空経路３５内において第１軸線Ａ近傍を第１軸線Ａに沿って延び、軸部材３０の中空部３１ｈを通過した位置において、第２クランプ８２により軸部材３０に固定される。
　その後、電源ケーブル７０は、回転テーブル５０から離れる方向に湾曲させられた後に、Ｕ字状に約１８０°湾曲させられる。そして、電源ケーブル７０は、第２軸線Ｂに沿って延び、中空部６３内に導入され、一端がアダプタ５５に設けられた端子５６に着脱可能に固定されている。
　この場合において、ベース２０に対して軸部材３０を第１軸線Ａ回りに回転させると、その回転動作に追従して、第１クランプ８１と第２クランプ８２との第１軸線Ａ回りの相対位置が変化させられる。そのため、第１クランプ８１と第２クランプ８２との間の電源ケーブル７０は、第１軸線Ａ回りの曲げ変形を伴って、第１軸線Ａ回りに捩じられる。一方、第２クランプ８２と端子５６との間の電源ケーブル７０は、軸部材３０と一体的に第１軸線Ａ回りに回転させられるため変形しない。
　また、軸部材３０に対して、回転テーブル５０を第２軸線Ｂ回りに回転させると、電源ケーブル７０には第２軸線Ｂ回りの捩り方向の力が作用する。そのため、第２クランプ８２と端子５６との間の電源ケーブル７０に設けられたＵ字状の余長に、第２軸線Ｂ回りの捩れ変形および曲げ変形が発生する。
　また、回転テーブル５０の第２軸線Ｂ回りの回転により、電源ケーブル７０に作用する第２軸線Ｂ回りの捩り方向の力は、第２クランプ８２により遮断される。そのため、第２クランプ８２よりも第１クランプ８１側の電源ケーブル７０は変形せずに済む。
　このような配線にすることで、電源ケーブル７０における軸部材３０の第１軸線Ａ回りの回転により変形させられる部分と、回転テーブル５０の第２軸線Ｂ回りの回転により変形させられる部分とを異ならせることができる。
　これにより、軸部材３０の第１軸線Ａ回りの回転と、回転テーブル５０の第２軸線Ｂ回りの回転とが、同時に実行された場合であっても、電源ケーブル７０の動きが合成されて大きく暴れてしまうことを防ぐことができる。
　また、軸部材３０および回転テーブル５０を各軸線回りに回転させた際に、電源ケーブル７０に、捩り変形だけでなく曲げ変形をも発生させることができる。これにより、電源ケーブル７０に作用する捩り方向の力を効果的に吸収することができるという利点もある。
　なお、本実施形態においては、回転テーブル５０の第２軸線Ｂ回りの回転に伴い、第２クランプ８２と端子５６との間の電源ケーブル７０が変形する構成であった。これに代えて、回転テーブル５０が第２軸線Ｂ回りに回転した場合であっても、電源ケーブル７０の姿勢が維持される構成であってもよい。
　例えば、図６に示すように、回転テーブル５０に、導電性の材料からなる円筒状のシャフト５７と、シャフト５７に取り付けられたロータリジョイント５８とを装着したアダプタ５５を取り付ける。また、軸部材３０の中央部３３の背面側に、集電ブラシ９０を、第２軸線Ｂ回りの周方向に間隔をあけた２箇所に取り付ける。
　集電ブラシ９０は、カーボン製のブラシ部９１と、ブラシ部９１をシャフト５７の外周面に押し付ける押し付け部９２とを備えている。そして、押し付け部９２を中央部３３の背面に固定することにより、一対のブラシ部９１が、シャフト５７の外周面を径方向外側から挟む。この場合において、電源ケーブル７０の先端は、一対のブラシ部９１に設けられた端子（図示略）に接続されている。
　このような構成においては、回転テーブル５０を第２軸線Ｂ回りに回転させると、回転テーブル５０とともにシャフト５７も第２軸線Ｂ回りに回転する。一方、集電ブラシ９０は、第２軸線Ｂ回りに回転することなく、ブラシ部９１とシャフト５７の外周面との接触状態を維持する。
　したがって、回転テーブル５０が、第２軸線Ｂ回りに無限に回転しても、電源ケーブル７０の姿勢を維持したまま、回転テーブル５０を負電極に接続し続けることができる。また、軸部材３０が第１軸線Ａ回りに回転させられた場合にも、電源ケーブル７０は、第１クランプ８１と第２クランプ８２との間の部分だけが変形し、第２クランプ８２から先端側の電源ケーブル７０は変形せずに済む。
　これにより、第２クランプ８２よりも先端側の電源ケーブル７０に設ける余長を必要最小限にすることができ、電源ケーブル７０の短縮化やポジショナ１０全体の小型化を図ることができる。
　また、本実施形態おいては、第１減速機４２の出力部４４の外周面が、回転テーブル５０の可動範囲におけるポジショナ１０の第１軸線Ａ回りの最外縁であった。これに代えて、他の構成部材が、ポジショナ１０における第１軸線Ａ回りの最外縁に配置されてもよい。
　例えば、軸部材３０の端部３１に設けた突起３４が、出力部４４の外周面よりも、第１軸線Ａを中心とする径方向外方に突出していてもよい。
　この場合には、突起３４の先端面が、ポジショナ１０の第１軸線Ａ回りの最外縁となるため、搭載面５１を、突起３４の先端面よりも、僅かに第１軸線Ａを中心とする径方向外側に配置すればよい。
　これにより、上記と同様に、第１軸線Ａ回りの回転モーメントおよびイナーシャを小さく抑えつつ、回転テーブル５０に取り付けるワークＷの大きさを制限せずに済む。
　同様に、支持部２１，２２の上端面が、出力部４４の外周面および突起３４の先端面よりも、第１軸線Ａを中心とする径方向外側に配置されていてもよい。この場合には、搭載面５１を支持部２１，２２の上端面よりも、僅かに第１軸線Ａを中心とする径方向外側に配置すればよい。
　また、この場合においては、支持部２１，２２の上端面を、第１軸線Ａを中心軸とし、第１軸線Ａから搭載面５１までの距離よりも僅かに短い半径寸法を有する円筒面の半周分からなる外面形状としてもよい。
　また、本実施形態においては、回転テーブル５０の搭載面５１とワークＷとの間に、回転テーブル５０よりも大径のアダプタ部材を介在させてもよい。これにより、ワークＷを回転テーブル５０の搭載面５１よりも広い面で支持することができる。
　また、本実施形態におけるポジショナ１０は、回転テーブル５０に負電極を接続する電源ケーブル７０を備えていたが、これに加えて、加圧空気などの流体を回転テーブル５０側に供給する配管を備えていてもよい。
　この場合には、回転テーブル５０に流体を供給する配管は、電源ケーブル７０と同じ経路により配線されてもよい。また、この配管は、第１クランプ８１、第２クランプ８２によって、電源ケーブル７０とともに固定されてもよい。
　以上、本開示の実施形態について詳述したが、本開示は上述した個々の実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、または、特許請求の範囲に記載された内容とその均等物から導き出される本発明の思想および趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、置き換え、変更、部分的削除等が可能である。例えば、上述した実施形態において、各動作の順序や各処理の順序は、一例として示したものであり、これらに限定されるものではない。
　１０　ポジショナ
　２０　ベース
　２１　支持部
　２１ｈ　貫通孔
　２２　支持部
　２２ｈ　貫通孔
　３０　軸部材
　３１ｈ　中空部（第１中空部）
　４２　第１減速機（減速機）
　５０　回転テーブル
　５１　搭載面
　５２　裏面
　６２　第２減速機
　６３　中空部（第２中空部）
　７０　電源ケーブル
　８１　第１クランプ
　８２　第２クランプ
　Ａ　第１軸線
　Ｂ　第２軸線
　Ｗ　ワーク

Claims (4)

  1. 　第１軸線方向に所定の間隔をあけて配置される一対の支持部を有するベースと、
    　一対の前記支持部の間に配置され、前記ベースに対して、前記第１軸線回りに回転可能に支持された軸部材と、
    　前記軸部材に対して、前記第１軸線に直交する第２軸線回りに回転可能に支持され、ワークを取付可能な搭載面を有する円板状の回転テーブルとを備え、
    　該回転テーブルが、前記軸部材の両端よりも前記第１軸線方向の内側に収まる外径寸法を有し、
    　前記回転テーブルの前記第１軸線回りの可動範囲において、前記搭載面の前記第１軸線からの距離が、少なくとも一方の前記支持部における前記第１軸線回りの最外縁の前記第１軸線からの距離よりも大きく設定され、かつ、前記回転テーブルの前記搭載面の裏面の前記第１軸線からの距離が、前記最外縁の前記第１軸線からの距離よりも小さく設定されているポジショナ。
  2. 　一方の前記支持部と前記軸部材の一方の端部との間に、前記支持部に対して前記軸部材を前記第１軸線回りに回転可能に支持する減速機を備え、
    　前記軸部材および前記減速機における前記第２軸線方向の外面の前記第１軸線からの距離が、前記搭載面の前記第１軸線からの距離よりも小さく、かつ、前記裏面の前記第１軸線からの距離が、前記外面の前記第１軸線からの距離よりも小さく設定されている請求項１に記載のポジショナ。
  3. 　少なくとも一方の前記支持部の前記第１軸線回りの外周面の一部が、前記第１軸線回りの円筒面により形成されている請求項１または請求項２に記載のポジショナ。
  4. 　前記回転テーブルと外部の電源装置とを接続する電源ケーブルと、
    　前記軸部材と前記回転テーブルとを、前記第２軸線回りに相対回転可能に接続する第２減速機とを備え、
    　一方の前記支持部が、前記第１軸線に沿って貫通する貫通孔を備え、
    　前記軸部材が、前記貫通孔と連絡する第１中空部を備え、
    　前記第２減速機が、前記第２軸線に沿って延びる第２中空部を備え、
    　前記電源ケーブルは、一方の前記支持部に沿って、前記第１軸線に向かって導かれ、第１クランプによって、一方の前記支持部の外面に固定されるとともに、前記貫通孔を経由して前記第１中空部内に導入され、前記回転テーブルから離れる方向に湾曲された位置において、第２クランプにより前記軸部材に固定された後に、余長を持ちつつ湾曲され、前記第２軸線に沿って前記第２中空部を貫通して、一端が前記回転テーブルに接続される請求項１または請求項２に記載のポジショナ。
     
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