JP2652354B2 - 工業用ロボツト - Google Patents

工業用ロボツト

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JP2652354B2
JP2652354B2 JP6331003A JP33100394A JP2652354B2 JP 2652354 B2 JP2652354 B2 JP 2652354B2 JP 6331003 A JP6331003 A JP 6331003A JP 33100394 A JP33100394 A JP 33100394A JP 2652354 B2 JP2652354 B2 JP 2652354B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、それぞれの連接軸線で
互いに連接されかつそれぞれの連接軸線のまわりに工業
用ロボツトの各連接要素を回転駆動するための複数のモ
ータおよび各モータとそれぞれの被動要素との間の接続
に挿入される減速歯車ユニツトを備えた複数の要素から
なり、各減速歯車ユニツトが内方歯車減速伝動装置を支
持するケーシングからなる型の工業用ロボツトに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来技術によれば、モータ(電動機)お
よび減速歯車ユニツトはロボツトの種々の連接要素に対
して別個のユニツトであり、かかるユニツトはロボツト
が組み立てられるときこれらの要素に取り付けられる。
【0003】
【発明が解決すべき課題】しかしながら、減速歯車ユニ
ツトがそれぞれの支持構造にいつたん取り付けられると
とくに多数の調整作業の実施を必要とするので、製造お
よび組立ての簡単化の観点から十分なものではなく、結
果として製造コストを増加することとなる。
【0004】本発明の目的は、とくに、少ない部品数か
らなる非常に簡単な構造を有する、例えばアーク溶接作
業を実施するかまたは比較的軽量の物品を処理する小型
のロボツトとして製造されかつ容易なかつ迅速な作業で
組み立てられ得る、冒頭に明記した型の工業用ロボツト
を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、それぞれの連接軸線(1〜6)で互いに
連接されかつそれぞれの連接軸線(1〜6)のまわりに
工業用ロボツトの各連接要素を回転駆動するための複数
のモータ(23,39,51,58)および各モータと
それぞれの被動要素との間の接続に挿入される減速歯車
ユニツトを備えた複数の要素(8,9,10,11,1
2)からなり、各減速歯車ユニツトが内方歯車減速伝動
装置を支持するケーシングからなる工業用ロボツトにお
いて、ロボツトの前記連接された要素(8,9,10,
11,12)の少なくとも幾つかに関して、前記それぞ
れの減速歯車ユニツトが前記ロボツトの要素の構造に一
体にされ、該構造が前記減速歯車ユニツトのケーシング
を構成しかつ減速歯車ユニツトの歯車伝動装置を支持
し、前記減速歯車ユニツトの各々が前記それぞれの連接
要素(20,33,11)の構造内に回転し得るように
取り付けられる入力軸(23a,39a,51a,6
1)および出力軸(18,35,47,12)および予
め定めた減速比にしたがつて前記入力軸を前記出力軸に
接続するために互いに噛み合う少なくとも1対の直線歯
車からなり、各減速歯車ユニツトが少なくとも2つの歯
車対からなり、前記ロボツトの前記連接要素の1つが前
記ロボツトのさらに他の要素(9,11)に連接される
両端を有するアーム(10)でありそして該アーム(1
0)の各端により該アーム(10)の構造(33)に固
定されたモータ(39,51)および前記アームの構造
(33)に一体にされた減速歯車ユニツト(40〜4
5)が連係されており、さらに、前記ロボツトがベース
(8)、該ベース(8)に第1垂直軸線(1)のまわり
に回転可能に取り付けられるコラム(9)、第2水平軸
線(2)のまわりで前記コラム(9)に回転可能に取り
付けられるアーム(10)、前記第2水平軸線(2)に
対して平行な、第3水平軸線(3)のまわりで前記アー
ム(10)に回転可能に取り付けられる前方アーム(1
1)、該前方アーム(11)の延長部に取り付けられか
つ前記前方アーム(11)の長手方向軸線と一致する、
第4軸線(4)のまわりに回転し得る軸(12)および
該軸(12)の端部に取り付けられかつ互いに垂直であ
る第5および第6軸線(5,6)のまわりに連接される
リストからなることを特徴とする工業用ロボツトを提供
する。
【0006】前記特徴により、ロボツトの構造は非常に
簡単化されかつ非常に減少された数の部品からなる。ロ
ボツトを組み立てる作業は、減速歯車ユニツトの種々の
部品がロボツトのそれぞれの要素の構造により直接支持
されかつそれらの位置の調整を必要としないので、簡単
でかつ迅速である。
【0007】また、上記構成において、複数対の直線歯
車の使用することによって、製造の簡単化および経済
性、遊びを取ることの簡単性および組立ての簡単化を図
ることも可能である。
【0008】さらに、ある程度のモジユール方式で製造
することを許容するように、ロボツトの種々の区域で、
相互に同一構造の減速歯車ユニツトを使用してもよい。
【0009】本発明によるロボツトの1部分を形成す
る、両端で連接される前記アームは第1実施例によるロ
ボツトにおいて第2および3軸線を接続するアーム、お
よび本発明の第2実施例によるロボツトにおいて第1お
よび第2軸線を接続するアームの両方であつても良い。
【0010】本発明のさらに他の特徴および利点は、非
限定の例としてのみ示される、添付図面を参照して行う
説明から明らかとなる。
【0011】
【実施例】図1を参照して、符号1,2,3,4,5お
よび6でそれぞれ示されるアーチ状の矢印はロボツトの
6個の連接軸線を示す。ロボツトは参照符号7により総
括的に示されそしてコラム9が垂直軸線1のまわりに回
転可能に取り付けられる下方ベース8からなる。コラム
9は順次水平軸線2のまわりにアーム10を回転可能に
支持する。アーム10は順次水平軸線3のまわりに前方
アームの構造11を回転可能に支持する。前方アーム
は、該前方アーム11の長手方向軸線と一致する、ロボ
ツトの軸線4のまわりに構造11により回転可能に支持
される軸12により延長される。該軸12は互いに垂直
である2つの軸線5,6のまわりに連接されるロボツト
リスト13で終端する。より詳細には、リスト13は軸
12の自由端に固定される本体14、軸線5のまわりで
本体14に回転可能に取り付けられる本体15および軸
線6のまわりで本体15に回転可能に取り付けられる本
体16を包含する。
【0012】図2はベース8へのコラム9の回転し得る
取り付けを詳細に示す。ベース8は図2に部分的に示さ
れる構造8aを有し、該構造の上方に、ネジ17により
その軸線が軸線1と一致する垂直軸18が固定される。
該軸18は、ロボツトの電源用ケーブルの通過を許容す
るように中空である。軸18は、テーパローラベアリン
グ19により、軸線1のまわりに本体20を回転可能に
支持し、該本体20の上方にネジ21によりコラム9の
構造が固定される。さらに、本体20の上方には軸線1
のまわりにコラム9を回転駆動するためであるモータ2
3がその上に固定される蓋22が取り付けられる。該蓋
22はモータ23の軸23aを軸18接続する歯車減速
伝動装置を収容する閉止室24を本体20に沿って画成
する。それゆえ、本体20は、蓋22に沿って、かくし
てロボツトに一体にされる歯車減速ユニツトのケーシン
グを画成する。減速歯車ユニツトの入力軸は符号23a
で示される、モータ23の軸であり、これに対して減速
歯車ユニツトの出力軸は軸18である。軸18は固定さ
れるので、モータ23の作動は、軸18のまわりで、本
体20、蓋22およびそれに取り付けられたコラム9か
らなる構造全体の回転を生じる。より詳細には、モータ
23の軸23aは同様に直線歯車である歯車26と噛み
合う直線ピニオン25を有する。歯車26は本体20に
ネジ29により固定される支持構造にローラベアリング
28により自由に回転し得るように取り付けられる軸2
7に取り付けられる。該軸27はまた、同様に直線であ
る歯車31と噛合する直線ピニオン30を支持し、歯車
31は軸18に取り付けられかつそれにネジ32により
固定される。モータ23の軸23aおよび軸18はそれ
ゆえ二重減速を提供する2つの歯車対により互いに接続
される。
【0013】図3および図4は図1のロボツトのアーム
10を示し、その両端は軸線2のまわりアーム10の回
転および軸線3のまわりの前方アーム11の回転をそれ
ぞれ駆動するために一体にされた2つの減速歯車ユニツ
トを有する。アーム10は、例えば軽合金または鋼から
なるケーシングにより得られる本体33を有し、該本体
はロボツトの軸線2と一致するその軸線を有しかつネジ
36によりコラム9の構造に固定される軸35にテーパ
ローラベアリング34により回転可能に取り付けられ
る。その下方部分において、本体33は軸線2のまわり
のアーム10の回転駆動するためであるモータ39がネ
ジ38によりそれに固定される蓋37を備えている。ま
た、この場合に、アームの構造33は、蓋37に沿っ
て、その回転部分が前記要素により直接支持されかつこ
の場合に3つの連続する減速により、モータ39の軸を
軸35に接続する減速歯車ユニツトのケーシングを画成
する。また、この場合に、軸35は、図6および図7の
説明においてより明瞭になるように、ロボツトの電源用
ケーブルの通過を許容するために中空である。、そのう
え、またこの場合に、軸35はコラム9の構造に固定さ
れるので、モータ39の作動は軸線2のまわりのアーム
10の構造33全体の回転を生じる。
【0014】より詳細には、モータ39の軸39aはピ
ニオン42と同軸である歯車41(図3)と噛合する歯
付き直線ピニオン40を有する。ピニオン42はピニオ
ン44と同軸の歯車43と噛合する。ピニオン44は軸
35に取り付けられる歯車45と噛合する。それゆえ、
3つの歯車対40,41;42,43および44,45
はモータ39から回転軸線2のまわりにこのモータを支
持する構造33の回転の伝達に三重の減速を提供する。
【0015】アーム10の反対端において、構造33
は、テーパローラベアリング46によつて、軸線3のま
わりで軸47に回転可能に支持し、この軸はまたロボツ
トの電源ケーブルの通過を許容するために中空である。
軸47はネジ48により前方アームの構造11のフランジ
49に固定される。アーム10の本体33のこの部分に
はさらに他の減速歯車ユニツトのケーシングをアーム3
3に沿って画成する蓋50が取り付けられ、この減速歯
車ユニツトは、軸47に、蓋50にネジ52により固定
されるモータ51の軸を接続する。この場合に、モータ
51の軸51aは軸47に取り付けられた歯車56と噛
合するピニオン55と順次同軸である歯車54と噛合す
るピニオン53を支持する。
【0016】前記説明から明瞭であるように、アーム1
0は2つの軸線2,3のまわりに回転駆動するためであ
りかつそれ自体アームに直接接続される2つの減速歯車
ユニツトが一体にされる構造を有する。図5は軸47に
固定されかつ前方アームの構造11を支持するフランジ
49を詳細に示す。構造11は、ボールベアリング57
ににより、軸線4のまわりに軸12を回転可能に支持す
る。軸線4のまわりの軸12の回転はモータ58により
駆動され、該モータ58はネジ59により構造11に固
定されかつそのケーシングが構造11自体により構成さ
れる減速歯車ユニツトにより軸12に接続される。構造
11は実質上筒状形状(図1)および一端で構造11の
キヤビテイを閉止する蓋60を有する。
【0017】詳細には、モータ58の出力軸61は順次
軸12に取り付けられた歯車65と係合するピニオン6
4と同軸である歯車63と噛合するピニオンを支持す
る。かくして、軸12は二重減速によりモータ58によ
つて駆動される。
【0018】図1を参照して、最後に、リスト13は軸
線5,6のまわりの要素15,16の回転を駆動するた
めの2つのモータ66,67からなる。要素15の回転
は要素11と連係する減速歯車ユニツトと実質上同一の
要素14(図示せず)内に一体にされた減速歯車ユニツ
トにより駆動される。要素16を駆動する減速歯車ユニ
ツトは代わりに、基本的にはリストの大きさが非常に減
少されるので、構造に一体にされない、通常の型のユニ
ツトである。それゆえ、この減速ユニツトの構造は、ど
のような公知の型からなつても良いので、本書では示さ
れない。しかしながら、またロボツトの軸線6と連係す
る減速歯車ユニツトがロボツト自体の構造に一体にされ
得ることは明らかである。
【0019】前記に示されたごとく、上述したロボツト
はとくにアーク溶接作業を実施するかまたは比較的軽量
の物品を処理するためにに比較的小型のロボツトの形に
おいて設けられるようになされる。本出願人によりなさ
れた1実施例において、上述した型の小さいロボツトは
8キロの負荷能力を有して設けられた。
【0020】図6および図7は上記で既に説明された部
品を示しかつロボツト電源ケーシングの通過を許容する
ために中空の軸の利用を示す。
【0021】前記説明から、本発明によるロボツトが顕
著な簡単化および少ない部品数により特徴付けられるこ
とは明瞭である。ロボツトの種々の減速歯車ユニツトは
本当に別個のユニツトを形成せず、しかもロボツトの構
造に完全に一体であり、ロボツトは構成要素の数を広範
に減少することに加えて、通常のロボツトに普通必要で
ある調整作業を実施する必要が除去されるので、ロボツ
トの組立ておよび調整作業を著しく簡単化する。
【0022】もちろん、本発明の原理は同じままにしな
がら、構造の細部および実施例は例としてのみ説示され
たものに関連して、本発明の範囲から逸脱することな
く、幅広く変更することができる。例えば減速歯車ユニ
ツトの歯車はまた直線歯車でなくても良い。
【0023】
【発明の効果】叙上のごとく、本発明は、それぞれの連
接軸線で互いに連接されかつそれぞれの連接軸線のまわ
りに工業用ロボツトの各連接要素を回転駆動するための
複数のモータおよび各モータとそれぞれの被動要素との
間の接続に挿入される減速歯車ユニツトを備えた複数の
要素からなり、各減速歯車ユニツトが内方歯車減速伝動
装置を支持するケーシングからなる工業用ロボツトにお
いて、ロボツトの前記連接された要素の少なくとも幾つ
かに関して、前記それぞれの減速歯車ユニツトが前記ロ
ボツトの要素の構造に一体にされ、該構造が前記減速歯
車ユニツトのケーシングを構成しかつ減速歯車ユニツト
の歯車伝動装置を支持し、前記減速歯車ユニツトの各々
が前記それぞれの連接要素の構造内に回転し得るように
取り付けられる入力軸および出力軸および予め定めた減
速比にしたがつて前記入力軸を前記出力軸に接続するた
めに互いに噛み合う少なくとも1対の直線歯車からな
り、各減速歯車ユニツトが少なくとも2つの歯車対から
なり、前記ロボツトの前記連接要素の1つが前記ロボツ
トのさらに他の要素に連接される両端を有するアームで
ありそして該アームの各端により該アームの構造に固定
されたモータおよび前記アームの構造に一体にされた減
速歯車ユニツトが連係されており、さらに、前記ロボツ
トがベース、該ベースに第1垂直軸線のまわりに回転可
能に取り付けられるコラム、第2水平軸線のまわりで前
記コラムに回転可能に取り付けられるアーム、前記第2
水平軸線に対して平行な、第3水平軸線のまわりで前記
アームに回転可能に取り付けられる前方アーム、該前方
アームの延長部に取り付けられかつ前記前方アームの長
手方向軸線と一致する、第4軸線のまわりに回転し得る
軸および該軸の端部に取り付けられかつ互いに垂直であ
る第5および第6軸線のまわりに連接されるリストから
なる構成としたので、少ない部品数からなる非常に簡単
な構造を有する、例えばアーク溶接作業を実施するかま
たは比較的軽量の物品を処理する小型のロボツトとして
製造されかつ容易なかつ迅速な作業で組み立てられ得る
工業用ロボツトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるロボツトの第1実施例を示す斜視
図である。
【図2】図1のロボツトの細部を示す部分拡大断面図で
ある。
【図3】図1のロボツトの1部分を形成するアームを示
す図である。
【図4】図3の線IV−IVに沿う断面図である。
【図5】図1のロボツトのさらに他の細部を示すさらに
他の部分拡大断面図である。
【図6】ロボツトへの電源用ケーブルの通過を示す図3
のアームの正面図である。
【図7】ロボツトへの電源用ケーブルの通過を示す図3
のアームの断面図である。
【符号の説明】
1 垂直軸線 2 水平軸線 3 水平軸線 4 水平軸線 5 垂直軸線 6 軸線 7 ロボツト 8 要素(下方ベース) 9 要素(コラム) 10 要素(アーム) 11 要素(前方アーム) 12 要素(軸)) 13 リスト 18 垂直軸(出力軸) 20 連接要素(本体) 23 モータ 23a 軸(入力軸) 33 連接要素(本体) 35 軸(出力軸) 39 モータ 39a 入力軸 40 減速歯車ユニツト 51 モータ 51a 入力軸 71 固定本体 72 本体 75 平行四辺形リンク機構 80 リスト

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれの連接軸線(1〜6)で互いに
    連接されかつそれぞれの連接軸線(1〜6)のまわりに
    工業用ロボツトの各連接要素を回転駆動するための複数
    のモータ(23,39,51,58)および各モータと
    それぞれの被動要素との間の接続に挿入される減速歯車
    ユニツトを備えた複数の要素(8,9,10,11,
    )からなり、各減速歯車ユニツトが内方歯車減速伝動
    装置を支持するケーシングからなる工業用ロボツトにお
    いて、 ロボツトの前記連接された要素(8,9,10,11,
    12)の少なくとも幾つかに関して、前記それぞれの減
    速歯車ユニツトが前記ロボツトの要素の構造に一体にさ
    れ、該構造が前記減速歯車ユニツトのケーシングを構成
    しかつ減速歯車ユニツトの歯車伝動装置を支持し、 前記減速歯車ユニツトの各々が前記それぞれの連接要素
    (20,33,11)の構造内に回転し得るように取り
    付けられる入力軸(23a,39a,51a,61)お
    よび出力軸(18,35,47,12)および予め定め
    た減速比にしたがつて前記入力軸を前記出力軸に接続す
    るために互いに噛み合う少なくとも1対の直線歯車から
    なり、 各減速歯車ユニツトが少なくとも2つの歯車対からな
    り、 前記ロボツトの前記連接要素の1つが前記ロボツトのさ
    らに他の要素(9,11)に連接される両端を有するア
    ーム(10)でありそして該アーム(10)の各端によ
    り該アーム(10)の構造(33)に固定されたモータ
    (39,51)および前記アームの構造(33)に一体
    にされた減速歯車ユニツト(40〜45)が連係されて
    おり、さらに、 前記ロボツトがベース(8)、該ベース(8)に第1垂
    直軸線(1)のまわりに回転可能に取り付けられるコラ
    ム(9)、第2水平軸線(2)のまわりで前記コラム
    (9)に回転可能に取り付けられるアーム(10)、前
    記第2水平軸線(2)に対して平行な、第3水平軸線
    (3)のまわりで前記アーム(10)に回転可能に取り
    付けられる前方アーム(11)、該前方アーム(11)
    の延長部に取 り付けられかつ前記前方アーム(11)の
    長手方向軸線と一致する、第4軸線(4)のまわりに回
    転し得る軸(12)および該軸(12)の端部に取り付
    けられかつ互いに垂直である第5および第6軸線(5,
    6)のまわりに連接されるリストからなることを特徴と
    する工業用ロボツト。
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