JP2006305637A - 産業用ロボット - Google Patents
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Abstract
【課題】 並列に掛け渡された複数本のタイミングベルトのそれぞれに、全長にわたり均一で、かつ所定の張力を付与可能にする。
【解決手段】 並列に掛け渡された第一及び第二タイミングベルト24、25の入力軸である回転軸17には、第一及び第二タイミングベルト24、25にそれぞれ対応させて区分された第一及び第二プーリ20、21が取り付けられている。第一プーリ20は、キー26により回転軸17に回転不能に固定されているが、第二プーリ21は、回転軸17及び第一プーリ20に対して位相を自由に調整可能に取り付けられると共に、位相調整後にボルト27で固定される。このように構成することにより第一及び第二タイミングベルト24、25は、互いに他に影響されることなく、全長にわたり均一で、かつ所定の張力を与えることができる。
【選択図】 図2
【解決手段】 並列に掛け渡された第一及び第二タイミングベルト24、25の入力軸である回転軸17には、第一及び第二タイミングベルト24、25にそれぞれ対応させて区分された第一及び第二プーリ20、21が取り付けられている。第一プーリ20は、キー26により回転軸17に回転不能に固定されているが、第二プーリ21は、回転軸17及び第一プーリ20に対して位相を自由に調整可能に取り付けられると共に、位相調整後にボルト27で固定される。このように構成することにより第一及び第二タイミングベルト24、25は、互いに他に影響されることなく、全長にわたり均一で、かつ所定の張力を与えることができる。
【選択図】 図2
Description
この発明は、産業用ロボットに係り、特に駆動部にタイミングベルトを用いた産業用ロボットに関する。
産業用ロボットは、特開平7−290384号公報等に記載されているように、アームや作用軸(ハンドや工具等の作用ヘッドを取り付ける軸)の旋回や回転の駆動にベルト駆動機構を用いることが多い。
特開平7−290384号公報
ところで、ベルトは、切断することがあるため、2本以上のベルトを並列に掛け渡し、1本のベルトが切断しても駆動を続けられるようにすることが好ましい。また、ベルトは、テンショナーで適切な張力を与える必要があるが、ベルトには個体差があるため、個々に張力を与えることが好ましい。さらにまた、平ベルトやVベルトを用いたベルト駆動機構は、すべりを生じるため、ベルトにはタイミングベルト(歯付ベルト)を用いることが好ましい。
ところで、プーリに並列に掛け渡された複数本のタイミングベルトに対して個々に張力を与える場合、1本目のタイミングベルトに張力を与えると、これに伴ってプーリが回転し、張力を与えたタイミングベルトには全長にわたり均一な張力が加わる。しかしながら、残りの他のタイミングベルトは、上記プーリの回転によりプーリ間を往復する部分のうちの張力を付与する側と反対側の部分にのみ張力が発生し、この状態でこの他のタイミングベルトに張力を与えても、上記1本目のタイミングベルトの張力によりプーリが回転しないため、張力を付与する側の部分にのみ張力が与えられ、かつ、個々のタイミングベルトには個体差があるため、全長にわたり均一な張力を与えることができない。このため、ベルト寿命への影響などの悪影響を発生するという課題があった。
この発明は、上記課題を解決し、並列に掛け渡された複数本のタイミングベルトのそれぞれに、全長にわたり均一で、かつ所定の張力を与えることのできる産業用ロボットを提供することを目的としている。
上記目的を達成するためのこの発明は、駆動部にタイミングベルトを用いた産業用ロボットにおいて、前記駆動部を構成する入力軸及び出力軸にそれぞれ取り付けられたタイミングベルト用のプーリと、これらの両プーリに並列に掛け渡された複数本のタイミングベルトと、これらのタイミングベルトに対して個々に張力を与えるテンショナーと、を有し、前記両プーリのうちの一方は、前記複数本のタイミングベルトの一本毎に区分され、区分された各プーリは、前記入力軸又は出力軸に対して互いに位相を自由に調整して固定可能に構成されていることを特徴としている。
なお、前記区分されたプーリは、そのうちの1つが前記入力軸又は出力軸に固定され、他はこの固定されたプーリに位相を自由に調整して固定可能に構成することができ、また、前記位相を自由に調整するための自由度は、少なくとも前記タイミングベルトのベルト山の1ピッチ分であればよい。
この発明は、入力軸及び出力軸にそれぞれ取り付けられたタイミングベルト用のプーリの一方が、複数本のタイミングベルトの一本毎に区分され、区分された各プーリは、前記入力軸又は出力軸に対して互いに位相を自由に調整して固定可能に構成されているため、テンショナーにより1本目のタイミングベルトに張力を与えるとき、他のタイミングベルトを掛け渡したプーリの位相を自由に調整可能な状態に置いて1本目のタイミングベルトに張力を与えれば、上記他のタイミングベルトに影響を及ぼすことなく、1本目のタイミングベルトに対して全長にわたり均一な張力を与えることができる。次いで、2本目すなわち上記他のタイミングベルトに張力を与えると、この他のタイミングベルトを掛け渡したプーリは、位相を自由に調整可能な状態にあるため、上記1本目のタイミングベルトに影響を及ぼすことなく、全長にわたり均一な張力を与えることができる。こうして、それぞれのタイミングベルトに所定の張力を与えた後、タイミングベルト毎に区分された各プーリを入力軸又は出力軸に対して固定する。これによりベルト寿命への影響などの悪影響のない良好なベルト駆動を行うことができるという効果が得られる。
以下図1ないし図3によりこの発明の一実施形態例について説明する。図1は、この発明を適用した産業用ロボットの一例を示すもので、10はロボット本体、11はロボット本体10に回転自在に取り付けられた第一中空回転軸、12は第一中空回転軸11の下端に固着された第一旋回アーム、13は第一旋回アーム12の先端に回転自在に取り付けられた第二中空回転軸、14は第二中空回転軸13の下端に固着された第二旋回アーム、15は第二旋回アーム14の先端に回転自在に取り付けられた作用軸、16は作用軸15の下端に固着された作用ヘッドとしての塗装ヘッドである。
第一及び第二旋回アーム12、14は、ロボット本体10内に設けられた図示しないサーボモータ等の駆動源及び第一中空回転軸11及び第一旋回アーム12内に設けられた同じく図示しないベルト駆動機構等により第一及び第二中空回転軸11、13を回転させることにより旋回され、作用軸15を任意の水平方向位置へ移動させるようになっている。この第一及び第二旋回アーム12、14の駆動機構自体は、公知であるため、詳述を避ける。
図2は、第二旋回アーム14の内部構造を示す断面図であり、第二旋回アーム14の元端側には、回転軸17が第二中空回転軸13と同一軸心上に配置されて軸受18により回転自在に取り付けられている。この回転軸17は、ロボット本体10内に設けられた図示しないサーボモータ等の駆動源から第一中空回転軸11及び第一旋回アーム12内に設けられた同じく図示しないベルト駆動機構等により回転を与えられる。第二旋回アーム14の先端側には、上記作用軸15が軸受19により回転自在に取り付けられている。
回転軸17には、タイミングベルト用の第一及び第二プーリ20、21が並列に嵌着され、同じく作用軸15には、タイミングベルト用の第三及び第四プーリ22、23が並列に嵌着され、第一プーリ20と第三プーリ22には第一タイミングベルト24が掛け渡され、第二プーリ21と第四プーリ23には第二タイミングベルト25が掛け渡されている。ここで、回転軸17は、第一及び第二タイミングベルト24、25に対して入力軸を構成し、作用軸15は、出力軸を構成する。
上記第一プーリ20は、キー26により回転軸(入力軸)17に回転不能に嵌着されている。他方、第二プーリ21は、回転軸(入力軸)17に対しては回転可能に嵌着され、ボルト27により第一プーリ20に固定されるようになっている。
図3は、図2のA−A線による断面図であり、この図3に示すように、ボルト27を嵌入する第二プーリ21のボルト穴28は、回転軸(入力軸)17と同心の円弧状に形成され、第二プーリ21の位相を第一プーリ20に対してすなわち回転軸(入力軸)17に対して調整して固定できるように構成されている。なお、このボルト穴28の円弧の長さは、第一及び第二タイミングベルト24、25のベルト山の1ピッチ分であればよい。
他方、第三及び第四プーリ22、23は、キー29により共に作用軸(出力軸)15に回転不能に嵌着されている。なお、この第三及び第四プーリ22、23は、第一及び第二タイミングベルト24、25毎に区分せずに1つのプーリとしてもよい。図3において、30は回転自在なローラを2つ有するテンショナーであり、図示省略した押し付け機構により第一及び第二タイミングベルト24、25の背面に上記ローラをそれぞれ個別に押し付けて張力を与えるように構成されている。
次いでこの産業用ロボットの作用すなわち第一及び第二タイミングベルト24、25の張力調整について説明する。この産業用ロボットの製造組立時又は使用途中における第一及び第二タイミングベルト24、25の張力調整時には、ボルト27を緩め、テンショナー30の2つのローラのうちの1つのローラにより、まず、第一タイミングベルト24に張力を与える。
このとき、第二プーリ21は、ボルト27を緩められ、第一プーリ20に対して位相を自由に調整可能な状態に置かれているため、第二タイミングベルト25に対して影響を及ぼすことなく、第一タイミングベルト24にその全長にわたり均一な張力を与えることができる。
次いで、テンショナー30の残りの1つのローラにより、第二タイミングベルト25に張力を与える。このとき、第二プーリ21は、ボルト27を緩められ、第一プーリ20に対して位相を自由に調整可能な状態に置かれているため、第二タイミングベルト25は第一タイミングベルト24に影響を及ぼさないと同時に第一タイミングベルト24に影響されることなく、全長にわたり均一な張力が与えられる。
こうして、第一及び第二タイミングベルト24、25に所定の張力を与えた後、ボルト27を締め付けて第二プーリ21を第一プーリ20に固定する。なお、第一及び第二タイミングベルト24、25に張力を与える順番は、上記と逆であってもよく、また、同時であってもよい。
上記のようにボルト27を締め付けて第二プーリ21を第一プーリ20に固定することにより、第二プーリ21は第一プーリ20を介して回転軸(入力軸)17に回転不能に結合される。このように第一及び第二タイミングベルト24、25のそれぞれの全長にわたり均一な張力が与えられて第一及び第二プーリ20、21が回転軸(入力軸)17に回転不能に結合されるため、ベルト寿命への影響などの悪影響のない良好なベルト駆動が行われる。
前述した実施の形態では、第二プーリ21を第一プーリ20に連結固定する手段として、ボルト27を用いた例を示したが、メカロックなど種々の連結固定手段を用いることができ、さらに、第二プーリ21は、第一プーリ20に連結固定せず、回転軸(入力軸)17に対して直接位相を自由に調整して固定する構成としてもよい。
また、前述した実施の形態では、回転軸(入力軸)17側のプーリを、第一及び第二タイミングベルト24、25の一本毎に区分して第一及び第二プーリ20、21とし、互いに位相を自由に調整して固定可能な構成とした例を示したが、この発明はこれに限定されるものではなく、作用軸(出力軸)15側の第三及び第四プーリ22、23を、上記第一及び第二プーリ20、21と同様の構成としてもよい。
また、前述した実施の形態では、産業用ロボットとして、塗装ロボットにおける実施形態例を説明し、エンドエフェクタとして塗装へッドを作用ヘッドに使用した例を示したが、この発明は、この実施形態に限らず、他の用途の産業用ロボットにおいて使用されても良い。すなわち、動力をタイミングベルトにより伝達する構成の産業ロボットならば、いかなる用途の産業用ロボットで使用してもよく、ロボットの使用形態、用途等には限定されない。
この発明は、駆動部にタイミングベルトを用いた産業用ロボットのタイミングベルトの全部又は一部に適用できる。
10 ロボット本体
11 第一中空回転軸
12 第一旋回アーム
13 第二中空回転軸
14 第二旋回アーム
15 作用軸(出力軸)
16 作用ヘッド(塗装ヘッド)
17 回転軸(入力軸)
18、19 軸受
20 第一プーリ
21 第二プーリ
22 第三プーリ
23 第四プーリ
24 第一タイミングベルト
25 第二タイミングベルト
26、29 キー
27 ボルト
28 ボルト穴
30 テンショナー
11 第一中空回転軸
12 第一旋回アーム
13 第二中空回転軸
14 第二旋回アーム
15 作用軸(出力軸)
16 作用ヘッド(塗装ヘッド)
17 回転軸(入力軸)
18、19 軸受
20 第一プーリ
21 第二プーリ
22 第三プーリ
23 第四プーリ
24 第一タイミングベルト
25 第二タイミングベルト
26、29 キー
27 ボルト
28 ボルト穴
30 テンショナー
Claims (3)
- 駆動部にタイミングベルトを用いた産業用ロボットにおいて、
前記駆動部を構成する入力軸及び出力軸にそれぞれ取り付けられたタイミングベルト用のプーリと、これらの両プーリに並列に掛け渡された複数本のタイミングベルトと、これらのタイミングベルトに対して個々に張力を与えるテンショナーと、を有し、
前記両プーリのうちの一方は、前記複数本のタイミングベルトの一本毎に区分され、区分された各プーリは、前記入力軸又は出力軸に対して互いに位相を自由に調整して固定可能に構成されていることを特徴とする産業用ロボット。 - 前記区分されたプーリは、そのうちの1つが前記入力軸又は出力軸に固定され、他はこの固定されたプーリに位相を自由に調整して固定可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の産業用ロボット。
- 前記位相を自由に調整するための自由度は、少なくとも前記タイミングベルトのベルト山の1ピッチ分であることを特徴とする請求項1又は2に記載の産業用ロボット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005127241A JP2006305637A (ja) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | 産業用ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005127241A JP2006305637A (ja) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | 産業用ロボット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006305637A true JP2006305637A (ja) | 2006-11-09 |
Family
ID=37473125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005127241A Pending JP2006305637A (ja) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | 産業用ロボット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006305637A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150009979A (ko) * | 2012-04-30 | 2015-01-27 | 쓰렛 스펙트럼 인코포레이티드 | 위치 결정 디바이스 |
-
2005
- 2005-04-26 JP JP2005127241A patent/JP2006305637A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20150009979A (ko) * | 2012-04-30 | 2015-01-27 | 쓰렛 스펙트럼 인코포레이티드 | 위치 결정 디바이스 |
JP2015521258A (ja) * | 2012-04-30 | 2015-07-27 | スレット スペクトラム インコーポレイテッド | 位置決めデバイス |
KR101918340B1 (ko) * | 2012-04-30 | 2018-11-13 | 쓰렛 스펙트럼 인코포레이티드 | 위치 결정 디바이스 |
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