JP6050999B2 - Industrial robot - Google Patents
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Description
本発明は、関節部にモータおよび減速機が配置される産業用ロボットに関する。 The present invention relates to an industrial robot in which a motor and a speed reducer are arranged at a joint.
従来、モータと偏心揺動型減速機とが関節部に配置される産業用ロボットが知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の産業用ロボットでは、モータの出力軸の外周側に軸部材が固定されている。この軸部材の長さは、モータの出力軸の、モータ本体からの突出部分の長さよりも長くなっている。また、この軸部材の一端側には、モータの出力軸が挿入されて固定される挿入孔が形成され、軸部材の他端側の外周面には、偏心揺動型減速機の内部に配置される入力歯車に係合する歯車が形成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an industrial robot in which a motor and an eccentric oscillating speed reducer are arranged at a joint is known (for example, see Patent Document 1). In the industrial robot described in Patent Document 1, a shaft member is fixed to the outer peripheral side of the output shaft of the motor. The length of the shaft member is longer than the length of the projecting portion of the motor output shaft from the motor body. Also, an insertion hole for inserting and fixing the motor output shaft is formed on one end side of the shaft member, and the outer peripheral surface on the other end side of the shaft member is disposed inside the eccentric oscillating speed reducer. A gear that engages the input gear is formed.
特許文献1に記載の産業用ロボットでは、軸部材に形成される挿入孔にモータの出力軸が挿入されて固定されているため、モータの出力軸と軸部材の挿入孔との間の隙間の影響で、モータの出力軸の軸方向に対して軸部材に形成される歯車の軸方向が倒れるおそれがある。また、この産業用ロボットでは、モータの出力軸の、モータ本体からの突出部分の長さよりも長い軸部材の他端側の外周面に歯車が形成されており、この歯車とモータ本体との距離が長くなるため、モータの出力軸の軸方向に対して歯車の軸方向が倒れると、歯車のずれ量が大きくなる。軸部材に形成される歯車のずれ量が大きくなると、偏心揺動型減速機の内部に配置される入力歯車と軸部材に形成される歯車とが適切に係合しなくなって、モータの動力が偏心揺動型減速機に適切に伝達されなくなるおそれがある。 In the industrial robot described in Patent Document 1, since the output shaft of the motor is inserted and fixed in the insertion hole formed in the shaft member, the gap between the output shaft of the motor and the insertion hole of the shaft member is Due to the influence, the axial direction of the gear formed on the shaft member may fall with respect to the axial direction of the output shaft of the motor. Further, in this industrial robot, a gear is formed on the outer peripheral surface of the other end side of the shaft member that is longer than the length of the protruding portion of the motor output shaft from the motor body, and the distance between the gear and the motor body. Therefore, when the axial direction of the gear is tilted with respect to the axial direction of the output shaft of the motor, the shift amount of the gear is increased. When the shift amount of the gear formed on the shaft member becomes large, the input gear arranged inside the eccentric oscillating speed reducer and the gear formed on the shaft member are not properly engaged, and the power of the motor is reduced. There is a risk of not being properly transmitted to the eccentric oscillating speed reducer.
そこで、本発明の課題は、偏心揺動型減速機または遊星歯車減速機とモータとが関節部に配置される産業用ロボットにおいて、偏心揺動型減速機または遊星歯車減速機へモータからの動力を適切に伝達することが可能な産業用ロボットを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide power from the motor to the eccentric oscillating speed reducer or planetary gear reducer in an industrial robot in which the eccentric oscillating speed reducer or planetary gear speed reducer and the motor are arranged at the joint. It is to provide an industrial robot capable of appropriately transmitting the above.
上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、ベースフレームと、ベースフレームに回動可能に連結される旋回フレームと、ベースフレームに対する旋回フレームの回動の軸方向である第1方向に直交する第2方向を回動の軸方向とする回動が可能になるように旋回フレームにその基端側が連結される第1アームと、旋回フレームと第1アームとを連結する第2関節部に配置される第2モータと、第2関節部に配置され第2モータの回転速度を減速して伝達する第2減速機とを備え、第2減速機は、第2減速機の軸中心を中心とする同心円上に配置される複数の第2入力歯車を有する偏心揺動型減速機または遊星歯車減速機であり、第2モータは、旋回フレームまたは第1アームのいずれか一方に固定され、第2減速機の出力側は、旋回フレームまたは第1アームのいずれか他方に固定され、第2モータの出力軸には、複数の第2入力歯車に係合する第2出力軸歯車が直接、形成され、旋回フレームには、第2方向における旋回フレームの一方の面から第2方向の他方に向かって窪む第1凹部と、第2方向における旋回フレームの他方の面から第2方向の一方に向かって窪むとともに第1凹部と同軸上に配置される第2凹部とが形成され、第1凹部の中に、第2モータの少なくとも一部が配置され、第2凹部の中に、第2減速機の少なくとも一部が配置されていることを特徴とする。 To solve the problems above SL, industrial robot of the present invention includes a base frame, a rotating frame which is pivotally connected to the base frame, the first is an axial rotation of the pivot frame relative to the base frame A first arm whose base end side is coupled to the revolving frame so as to be able to rotate with a second direction orthogonal to the direction as an axial direction of rotation, and a second arm that connects the revolving frame and the first arm. A second motor disposed in the joint portion, and a second speed reducer disposed in the second joint portion for reducing and transmitting the rotational speed of the second motor, wherein the second speed reducer is a shaft of the second speed reducer. An eccentric oscillating speed reducer or planetary gear speed reducer having a plurality of second input gears arranged on a concentric circle centered on the center, wherein the second motor is fixed to either the swivel frame or the first arm. The output side of the second reducer Is fixed to the other one of the rotating frame or the first arm, the output shaft of the second motor, direct the second output shaft gear for engaging the plurality of second input gear is formed, the revolving frame, the A first recess recessed from one surface of the swivel frame in the two directions toward the other of the second direction; a first recess recessed from the other surface of the swivel frame in the second direction toward one of the second directions; A second recess disposed on the same axis is formed, at least a portion of the second motor is disposed in the first recess, and at least a portion of the second speed reducer is disposed in the second recess. It is characterized by.
本発明の産業用ロボットでは、偏心揺動型減速機または遊星歯車減速機の複数の第2入力歯車に係合する第2出力軸歯車が第2モータの出力軸に直接、形成されている。そのため、本発明では、第2モータの出力軸の軸方向に対する第2出力軸歯車の軸方向の傾きをなくすこと、および、第2出力軸歯車と第2モータ本体との距離を短くして、第2モータ本体の内部に配置される出力軸の軸受と第2出力軸歯車との距離を短くすることが可能になる。したがって、本発明では、第2出力軸歯車のずれ量を小さくすることが可能になり、その結果、偏心揺動型減速機または遊星歯車減速機の複数の第2入力歯車と第2出力軸歯車とを適切に係合させて、偏心揺動型減速機または遊星歯車減速機へ第2モータからの動力を適切に伝達することが可能になる。 In the industrial robot of the present invention, the second output shaft gear that engages with the plurality of second input gears of the eccentric oscillating speed reducer or the planetary gear speed reducer is formed directly on the output shaft of the second motor. Therefore, in the present invention, the inclination of the axial direction of the second output shaft gear with respect to the axial direction of the output shaft of the second motor is eliminated, and the distance between the second output shaft gear and the second motor body is shortened, It becomes possible to shorten the distance between the bearing of the output shaft arranged inside the second motor body and the second output shaft gear. Therefore, in the present invention, it is possible to reduce the deviation amount of the second output shaft gear, and as a result, the plurality of second input gears and second output shaft gears of the eccentric oscillating speed reducer or the planetary gear speed reducer. And the power from the second motor can be appropriately transmitted to the eccentric oscillating speed reducer or the planetary gear speed reducer.
また、本発明では、旋回フレームに、第2方向における旋回フレームの一方の面から第2方向の他方に向かって窪む第1凹部と、第2方向における旋回フレームの他方の面から第2方向の一方に向かって窪む第2凹部とが形成され、第1凹部の中に、第2モータの少なくとも一部が配置され、第2凹部の中に、第2減速機の少なくとも一部が配置されているため、第2方向において、第2関節部を小型化することが可能になる。また、第2方向において、第2関節部を小型化することが可能になるため、ベースフレームに対して旋回フレームが回動する際に必要となるモーメントを小さくすることが可能になる。 In the present invention , the swivel frame includes a first recess recessed from one surface of the swivel frame in the second direction toward the other of the second direction, and a second direction from the other surface of the swivel frame in the second direction. A second recess recessed toward one of the first recess, at least a portion of the second motor is disposed in the first recess, and at least a portion of the second speed reducer is disposed in the second recess. because it is, in the second direction, the second joint portion can be miniaturized. Further, since the second joint portion can be reduced in size in the second direction, the moment required when the turning frame rotates with respect to the base frame can be reduced.
本発明において、産業用ロボットは、ベースフレームと旋回フレームとを連結する第1関節部に配置される第1モータを備え、第1アームは、第2方向における旋回フレームの他方の面側に配置され、第1方向と第2方向とから構成される第1仮想平面に直交する方向から見たときに、第2減速機は、第2方向において、第1モータの出力軸である第1出力軸より第1アーム側に配置されるとともに、第1出力軸の仮想延長線は、第2モータの出力軸である第2出力軸と交わっていることが好ましい。このように構成すると、第2方向における第2関節部のバランスを取りやすくなる。したがって、ベースフレームに対して旋回フレームが回動する際に旋回フレームの振動を抑制することが可能になる。 In the present invention, the industrial robot includes a first motor disposed at a first joint that connects the base frame and the turning frame, and the first arm is disposed on the other surface side of the turning frame in the second direction. When viewed from a direction orthogonal to the first virtual plane composed of the first direction and the second direction, the second speed reducer is a first output that is an output shaft of the first motor in the second direction. It is preferable that the virtual extension line of the first output shaft intersects with the second output shaft, which is the output shaft of the second motor, while being arranged closer to the first arm than the shaft. If comprised in this way, it will become easy to balance the 2nd joint part in a 2nd direction. Therefore, it is possible to suppress vibration of the turning frame when the turning frame rotates with respect to the base frame.
また、上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットは、ベースフレームと、ベースフレームに回動可能に連結される旋回フレームと、ベースフレームに対する旋回フレームの回動の軸方向である第1方向に直交する第2方向を回動の軸方向とする回動が可能になるように旋回フレームにその基端側が連結される第1アームと、第2方向と平行な第3方向を回動の軸方向とする回動が可能になるように第1アームの先端側にその基端側が回動可能に取り付けられる第2アームと、第1アームと第2アームとを連結する第3関節部に配置される第3モータと、第3関節部に配置され第3モータの回転速度を減速して伝達する第3減速機とを備え、第3減速機は、第3減速機の軸中心を中心とする同心円上に配置される複数の第3入力歯車を有する偏心揺動型減速機または遊星歯車減速機であり、第3モータは、第1アームまたは第2アームのいずれか一方に固定され、第3減速機の出力側は、第1アームまたは第2アームのいずれか他方に固定され、第3モータの出力軸には、複数の第3入力歯車に係合する第3出力軸歯車が直接、形成され、第2アームには、第3方向における第2アームの一方の面から第3方向の他方に向かって窪む第3凹部と、第3方向における第2アームの他方の面から第3方向の一方に向かって窪むとともに第3凹部と同軸上に配置される第4凹部とが形成され、第3凹部の中に、第3モータの少なくとも一部が配置され、第4凹部の中に、第3減速機の少なくとも一部が配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an industrial robot of the present invention includes a base frame, a turning frame that is rotatably connected to the base frame, and an axial direction of the turning frame that rotates relative to the base frame. A first arm whose proximal end is connected to the revolving frame so that the second direction perpendicular to the first direction can be turned as a turning axial direction, and a third direction parallel to the second direction. A third arm that connects the first arm and the second arm to a distal end side of the first arm so that the first arm is pivotable so as to be pivotable in the axial direction of movement; A third motor disposed in the first portion and a third speed reducer disposed at the third joint portion for decelerating and transmitting the rotational speed of the third motor, wherein the third speed reducer is an axial center of the third speed reducer. A plurality of third input gears arranged concentrically around The third motor is fixed to either the first arm or the second arm, and the output side of the third speed reducer is the first arm or the second gear. A third output shaft gear fixed to one of the other arms and engaged with a plurality of third input gears is directly formed on the output shaft of the third motor , and the second arm has a third output shaft in the third direction. A third recess recessed from one surface of the two arms toward the other in the third direction; and a recess recessed from the other surface of the second arm in the third direction toward one of the third directions and coaxial with the third recess. A fourth recess is formed, at least a portion of the third motor is disposed in the third recess, and at least a portion of the third speed reducer is disposed in the fourth recess. It is characterized by that.
本発明の産業用ロボットでは、偏心揺動型減速機または遊星歯車減速機の複数の第3入力歯車に係合する第3出力軸歯車が第3モータの出力軸に直接、形成されている。そのため、本発明では、第3モータの出力軸の軸方向に対する第3出力軸歯車の軸方向の傾きをなくすこと、および、第3出力軸歯車と第3モータ本体との距離を短くして、第3モータ本体の内部に配置される出力軸の軸受と第3出力軸歯車との距離を短くすることが可能になる。したがって、本発明では、第3出力軸歯車のずれ量を小さくすることが可能になり、その結果、偏心揺動型減速機または遊星歯車減速機の複数の第3入力歯車と第3出力軸歯車とを適切に係合させて、偏心揺動型減速機または遊星歯車減速機へ第3モータからの動力を適切に伝達することが可能になる。 In the industrial robot of the present invention, the third output shaft gear that engages with the plurality of third input gears of the eccentric oscillating speed reducer or the planetary gear speed reducer is formed directly on the output shaft of the third motor. Therefore, in the present invention, the inclination of the axial direction of the third output shaft gear with respect to the axial direction of the output shaft of the third motor is eliminated, and the distance between the third output shaft gear and the third motor body is shortened, It becomes possible to shorten the distance between the bearing of the output shaft arranged inside the third motor body and the third output shaft gear. Accordingly, in the present invention, it is possible to reduce the deviation amount of the third output shaft gear, and as a result, a plurality of third input gears and third output shaft gears of the eccentric oscillating speed reducer or the planetary gear speed reducer. And the power from the third motor can be appropriately transmitted to the eccentric oscillating speed reducer or the planetary gear speed reducer.
また、本発明では、第2アームに、第3方向における第2アームの一方の面から第3方向の他方に向かって窪む第3凹部と、第3方向における第2アームの他方の面から第3方向の一方に向かって窪む第4凹部とが形成され、第3凹部の中に、第3モータの少なくとも一部が配置され、第4凹部の中に、第3減速機の少なくとも一部が配置されているため、第3方向において、第3関節部を小型化することが可能になる。また、第3方向において、第3関節部を小型化することが可能になるため、ベースフレームに対して旋回フレームが回動する際に必要となるモーメントを小さくすることが可能になる。 In the present invention , the second arm is provided with a third recess recessed from one surface of the second arm in the third direction toward the other of the third direction, and from the other surface of the second arm in the third direction. A fourth recess recessed toward one side in the third direction is formed, and at least a part of the third motor is disposed in the third recess, and at least one of the third speed reducer is disposed in the fourth recess. since parts are arranged, in the third direction, the third joint portion can be miniaturized. In addition, since the third joint portion can be reduced in size in the third direction, the moment required when the turning frame rotates with respect to the base frame can be reduced.
本発明において、産業用ロボットは、ベースフレームと旋回フレームとを連結する第1関節部に配置される第1モータを備え、第1アームは、第3方向における第2アームの他方の面側に配置され、第1方向と第3方向とから構成される第2仮想平面に直交する方向から見たときに、第3減速機は、第3方向において、第1モータの出力軸である第1出力軸より第1アーム側に配置されるとともに、第1出力軸の仮想延長線は、第3モータの出力軸である第3出力軸と交わっていることが好ましい。このように構成すると、第3方向における第3関節部のバランスを取りやすくなる。したがって、ベースフレームに対して旋回フレームが回動する際に旋回フレームの振動を抑制することが可能になる。 In the present invention, the industrial robot includes a first motor disposed at a first joint portion that connects the base frame and the turning frame, and the first arm is located on the other surface side of the second arm in the third direction. The third reduction gear is the first output shaft of the first motor in the third direction when viewed from the direction orthogonal to the second virtual plane that is arranged and configured by the first direction and the third direction. It is preferable that the virtual extension line of the first output shaft intersects with the third output shaft, which is the output shaft of the third motor, while being arranged on the first arm side from the output shaft. If comprised in this way, it will become easy to balance the 3rd joint part in a 3rd direction. Therefore, it is possible to suppress vibration of the turning frame when the turning frame rotates with respect to the base frame.
以上のように、本発明では、偏心揺動型減速機または遊星歯車減速機とモータとが関節部に配置される産業用ロボットにおいて、偏心揺動型減速機または遊星歯車減速機へモータからの動力を適切に伝達することが可能になる。 As described above, in the present invention, in the industrial robot in which the eccentric oscillating speed reducer or the planetary gear speed reducer and the motor are arranged at the joint, the eccentric oscillating speed reducer or the planetary gear speed reducer is supplied from the motor. It becomes possible to transmit power appropriately.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(産業用ロボットの概略構成)
図1は、本発明の実施の形態にかかる産業用ロボット1の概略構成を説明するための側面図である。図2は、図1のE−E方向から産業用ロボット1を示す背面図である。
(Schematic configuration of industrial robot)
FIG. 1 is a side view for explaining a schematic configuration of an industrial robot 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a rear view showing the industrial robot 1 from the EE direction of FIG.
本形態の産業用ロボット1(以下、「ロボット1」とする。)は、複数の関節部を有する垂直多関節ロボットである。ロボット1は、具体的には、多関節型の溶接ロボットであり、より具体的には、いわゆる6軸多関節型の溶接ロボットである。このロボット1は、所定の設置面に固定されるベースフレーム2と、ベースフレーム2に回動可能に連結される旋回フレーム3と、旋回フレーム3に回動可能に連結される第1アーム4と、第1アーム4に回動可能に連結される第2アーム5と、第2アーム5に回動可能に連結される手首部6とを備えている。手首部6は、第2アーム5に回動可能に連結される旋回部8と、旋回部8に回動可能に連結される揺動部9と、揺動部9に回動可能に連結されるツール取付部10とを備えている。
The industrial robot 1 of this embodiment (hereinafter referred to as “robot 1”) is a vertical articulated robot having a plurality of joints. The robot 1 is specifically an articulated welding robot, and more specifically, a so-called 6-axis articulated welding robot. The robot 1 includes a
旋回フレーム3は、第1軸A1を中心とする回動が可能となるように(すなわち、第1軸A1の軸方向である第1方向を回動の軸方向とする回動が可能となるように)ベースフレーム2に連結されている。ベースフレーム2と旋回フレーム3とを連結する第1関節部としての関節部11には、第1モータとしてのモータ12が配置されている。関節部11の具体的な構成については後述する。
The revolving
第1アーム4の基端側は、第1軸A1に直交する第2軸A2を中心とする回動が可能となるように(すなわち、第2軸A2の軸方向である第2方向を回動の軸方向とする回動が可能となるように)旋回フレーム3に連結されている。旋回フレーム3と第1アーム4とを連結する第2関節部としての関節部13には、第2モータとしてのモータ14が配置されている。関節部13の具体的な構成については後述する。
The base end side of the
第2アーム5の基端側は、第2軸A2と平行な第3軸A3を中心とする回動が可能となるように(すなわち、第3軸A3の軸方向である第3方向を回動の軸方向とする回動が可能となるように)第1アーム4の先端側に連結されている。第1アーム4と第2アーム5とを連結する第3関節部としての関節部15には、第3モータとしてのモータ16が配置されている。関節部15の具体的な構成については後述する。
The base end side of the
旋回部8の基端側は、第3軸A3に直交する第4軸A4を中心とする回動が可能になるように(すなわち、第4軸A4の軸方向を回動の軸方向とする回動が可能となるように)第2アーム5の先端側に連結されている。第2アーム5には、モータ20が固定されており、旋回部8は、モータ20の動力で第4軸A4を中心に第2アーム5に対して回動する。
The base end side of the swivel unit 8 can be rotated around a fourth axis A4 orthogonal to the third axis A3 (that is, the axial direction of the fourth axis A4 is set as the axial direction of rotation). It is connected to the distal end side of the second arm 5 (so that it can rotate). A
揺動部9の基端側は、第4軸A4に直交する第5軸A5を中心とする回動が可能になるように(すなわち、第5軸A5の軸方向を回動の軸方向とする回動が可能となるように)旋回部8の先端側に連結されている。旋回部8には、モータ21が固定されており、揺動部9は、モータ21の動力で第5軸A5を中心に旋回部8に対して回動する。 The base end side of the oscillating portion 9 can be rotated around a fifth axis A5 orthogonal to the fourth axis A4 (that is, the axial direction of the fifth axis A5 is defined as the axial direction of rotation). It is connected to the tip side of the swivel unit 8 (so that it can be turned). A motor 21 is fixed to the turning portion 8, and the swinging portion 9 is turned with respect to the turning portion 8 about the fifth axis A <b> 5 by the power of the motor 21.
ツール取付部10の基端側は、第5軸A5に直交する第6軸A6を中心とする回動が可能になるように(すなわち、第6軸A6の軸方向を回動の軸方向とする回動が可能となるように)揺動部9の先端側に連結されている。揺動部9には、モータ22が固定されており、ツール取付部10は、モータ22の動力で第6軸A6を中心に揺動部9に対して回動する。 The base end side of the tool mounting portion 10 can be rotated around a sixth axis A6 orthogonal to the fifth axis A5 (that is, the axial direction of the sixth axis A6 is defined as the axial direction of rotation). It is connected to the tip side of the swinging part 9 so that it can be turned. A motor 22 is fixed to the swing part 9, and the tool mounting part 10 is rotated with respect to the swing part 9 about the sixth axis A <b> 6 by the power of the motor 22.
ツール取付部10には、溶接トーチ23を保持するホルダ24が取付可能となっている。また、第2アーム5には、溶接トーチ23に溶接用のワイヤーを供給するワイヤー供給装置25が取付可能となっている。
A
(関節部の構成)
図3は、図1に示す関節部11の構成を説明するための図である。図4は、図1に示す関節部13の構成を説明するための図である。図5は、図1に示す関節部15の構成を説明するための図である。
(Composition of joint part)
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the
関節部11には、上述のモータ12に加え、モータ12の回転速度を減速して伝達する第1減速機としての減速機30が配置されている。減速機30は、偏心揺動型減速機(RV減速機)であり、減速機30の軸中心を中心とする同心円上に配置される複数の入力歯車30aを備えている。本形態の減速機30は、減速機30の軸中心を中心に120°ピッチで配置される3個の入力歯車30aを備えている。入力歯車30aは、平歯車である。
In the
モータ12は、第1出力軸としての出力軸12aを備えている。このモータ12は、その軸中心が第1軸A1と一致するように旋回フレーム3に固定されている。すなわち、モータ12は、出力軸12aの軸中心が第1軸A1と一致するように旋回フレーム3に固定されている。減速機30は、その軸中心が第1軸A1と一致するように配置されている。また、減速機30は、出力軸12aの突出側に配置されている。すなわち、減速機30は、図3におけるモータ12の下側に配置されている。減速機30のケース30bは、旋回フレーム3に固定されている。減速機30の出力側は、ベースフレーム2に固定されている。具体的には、減速機30の出力側部分を構成する出力軸30cがベースフレーム2に固定されている。
The
入力歯車30aは、減速機30の軸方向におけるモータ12側端に配置されている。すなわち、入力歯車30aは、図3における減速機30の上端に配置されている。モータ12の出力軸12aには、3個の入力歯車30aに係合する第1出力軸歯車としての出力軸歯車12bが直接、形成されている。本形態では、モータ12が回転すると、旋回フレーム3が第1軸A1を中心にベースフレーム2に対して回動する。
The
関節部13には、上述のモータ14に加え、モータ14の回転速度を減速して伝達する第2減速機としての減速機31が配置されている。減速機31は、減速機30と同様に、偏心揺動型減速機(RV減速機)であり、減速機31の軸中心を中心とする同心円上に配置される複数の入力歯車31aを備えている。本形態の減速機31は、減速機31の軸中心を中心に120°ピッチで配置される3個の入力歯車31aを備えている。入力歯車31aは、平歯車である。
In addition to the
第2軸A2の軸方向である第2方向の一方側(図4の左側)を「左」側とし、第2方向の他方側(図4の右側)を「右」側とすると、図4に示すように、旋回フレーム3には、旋回フレーム3の左側面(すなわち、第2方向における一方の面)から右側に向かって窪む第1凹部としての凹部3aと、旋回フレーム3の右側面(すなわち、第2方向における他方の面)から左側に向かって窪む第2凹部としての凹部3bとが形成されている。凹部3aと凹部3bとは、凹部3a、3bよりも内径の小さい貫通孔3cを介して繋がっている。また、第1アーム4は、旋回フレーム3の右側に配置されている。
If one side (left side in FIG. 4) in the second direction which is the axial direction of the second axis A2 is the “left” side, and the other side (right side in FIG. 4) in the second direction is the “right” side, FIG. As shown in FIG. 4, the revolving
モータ14は、第2出力軸としての出力軸14aを備えている。モータ14は、その軸中心が第2軸A2と一致するように旋回フレーム3に固定されている。すなわち、モータ14は、出力軸14aの軸中心が第2軸A2と一致するように旋回フレーム3に固定されている。モータ14の一部は、凹部3aの中に配置され、モータ14の残りの部分は、旋回フレーム3の左側面から左側へ突出している。
The
減速機31は、その軸中心が第2軸A2と一致するように配置されている。また、減速機31は、出力軸14aの突出側に配置されている。すなわち、減速機31は、モータ14の右側に配置されている。減速機31のほぼ全体は、凹部3bの中に配置されている。減速機31のケース31bは、旋回フレーム3に固定されている。減速機31の出力側は、第1アーム4に固定されている。具体的には、減速機31の出力側部分を構成する出力軸31cの右端側が旋回フレーム3の右側面からわずかに突出しており、出力軸31cの右端が第1アーム4の基端側に固定されている。
The reduction gear 31 is disposed so that the axis center thereof coincides with the second axis A2. Moreover, the reduction gear 31 is arrange | positioned at the protrusion side of the output shaft 14a. That is, the speed reducer 31 is disposed on the right side of the
入力歯車31aは、減速機31の軸方向におけるモータ14側端に配置されている。すなわち、入力歯車31aは、減速機31の左端に配置されている。モータ14の出力軸14aには、3個の入力歯車31aに係合する第2出力軸歯車としての出力軸歯車14bが直接、形成されている。本形態では、モータ14が回転すると、第1アーム4が第2軸A2を中心に旋回フレーム3に対して回動する。
The
第1軸A1の軸方向である第1方向と第2軸A2の軸方向である第2方向とから構成される第1仮想平面(すなわち、図4の紙面に平行な面)に直交する方向(すなわち、図4の紙面に垂直な方向)から見たときに、減速機31は、第2方向において、第1軸A1よりも第1アーム4側(すなわち、右側)に配置されている。すなわち、第1仮想平面に直交する方向から見たときに、減速機31は、モータ12の出力軸12aよりも右側に配置されている。また、第1仮想平面に直交する方向から見たときに、第1軸A1は、モータ14の出力軸14aと交わっている。すなわち、第1仮想平面に直交する方向から見たときに、第1軸A1と一致するモータ12の出力軸12aの仮想延長線は、出力軸14aと交わっている。
A direction orthogonal to a first imaginary plane (that is, a plane parallel to the paper surface of FIG. 4) composed of a first direction that is the axial direction of the first axis A1 and a second direction that is the axial direction of the second axis A2. When viewed from (that is, the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 4), the speed reducer 31 is disposed on the
関節部15には、上述のモータ16に加え、モータ16の回転速度を減速して伝達する第3減速機としての減速機32が配置されている。減速機32は、減速機30と同様に、偏心揺動型減速機(RV減速機)であり、減速機32の軸中心を中心とする同心円上に配置される複数の入力歯車32aを備えている。本形態の減速機32は、減速機32の軸中心を中心に120°ピッチで配置される3個の入力歯車32aを備えている。入力歯車32aは、平歯車である。
In addition to the
第3軸A3の軸方向である第3方向の一方側(図5の左側)を「左」側とし、第3方向の他方側(図5の右側)を「右」側とすると、図5に示すように、第2アーム5には、第2アーム5の左側面(すなわち、第3方向における一方の面)から右側に向かって窪む第3凹部としての凹部5aと、第2アーム5の右側面(すなわち、第3方向における他方の面)から左側に向かって窪む第4凹部としての凹部5bとが形成されている。凹部5aと凹部5bとは、凹部5a、5bよりも内径の小さい貫通孔5cを介して繋がっている。また、第1アーム4は、第2アーム5の右側に配置されている。
If one side (left side in FIG. 5) in the third direction, which is the axial direction of the third axis A3, is the “left” side, and the other side in the third direction (right side in FIG. 5) is the “right” side, FIG. As shown in FIG. 2, the
モータ16は、第3出力軸としての出力軸16aを備えている。モータ16は、その軸中心が第3軸A3と一致するように第2アーム5に固定されている。すなわち、モータ16は、出力軸16aの軸中心が第3軸A3と一致するように第2アーム5に固定されている。モータ16の一部は、凹部5aの中に配置され、モータ16の残りの部分は、第2アーム5の左側面から左側へ突出している。
The
減速機32は、その軸中心が第3軸A3と一致するように配置されている。また、減速機32は、出力軸16aの突出側に配置されている。すなわち、減速機32は、モータ16の右側に配置されている。減速機32の大半部分は、凹部5bの中に配置され、減速機32の残りの部分は、第2アーム5の右側面から右側へ突出している。減速機32のケース32bは、第2アーム5に固定されている。減速機32の出力側は、第1アーム4に固定されている。具体的には、減速機32の出力側部分を構成する出力軸32cの右端が第1アーム4の先端側に固定されている。
The speed reducer 32 is arranged so that the axis center thereof coincides with the third axis A3. Moreover, the reduction gear 32 is arrange | positioned at the protrusion side of the
入力歯車32aは、減速機32の軸方向におけるモータ16側端に配置されている。すなわち、入力歯車32aは、減速機32の左端に配置されている。モータ16の出力軸16aには、3個の入力歯車32aに係合する第3出力軸歯車としての出力軸歯車16bが直接、形成されている。本形態では、モータ16が回転すると、第2アーム5が第3軸A1を中心に第1アーム4に対して回動する。
The
第1軸A1の軸方向である第1方向と第3軸A3の軸方向である第3方向とから構成される第2仮想平面(すなわち、図5の紙面に平行な面)に直交する方向(すなわち、図5の紙面に垂直な方向)から見たときに、減速機32は、第3方向において、第1軸A1よりも第1アーム4側(すなわち、右側)に配置されている。すなわち、第2仮想平面に直交する方向から見たときに、減速機32は、モータ12の出力軸12aよりも右側に配置されている。また、第2仮想平面に直交する方向から見たときに、第1軸A1は、モータ16の出力軸16aと交わっている。すなわち、第2仮想平面に直交する方向から見たときに、第1軸A1と一致するモータ12の出力軸12aの仮想延長線は、出力軸16aと交わっている。
A direction orthogonal to a second imaginary plane (that is, a plane parallel to the paper surface of FIG. 5) composed of a first direction that is the axial direction of the first axis A1 and a third direction that is the axial direction of the third axis A3. When viewed from (that is, the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 5), the speed reducer 32 is disposed on the
なお、本形態では、関節部11において、ベースフレーム2は、第1部材であり、旋回フレーム3は、第1部材であるベースフレーム2に回動可能に連結される第2部材である。また、関節部13においては、旋回フレーム3は、第1部材であり、第1アーム4は、第1部材である旋回フレーム3に回動可能に連結される第2部材である。また、関節部15においては、第1アーム4は、第1部材であり、第2アーム5は、第1部材である第1アーム4に回動可能に連結される第2部材である。
In this embodiment, in the
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、減速機30の3個の入力歯車30aに係合する出力軸歯車12bがモータ12の出力軸12aに直接、形成されている。そのため、本形態では、出力軸12aの軸方向に対する出力軸歯車12bの軸方向の傾きをなくすことが可能になり、出力軸歯車12bのずれ量を小さくすることが可能になる。また、本形態では、出力軸歯車12bが出力軸12aに直接、形成されているため、出力軸歯車12bとモータ12の本体との距離を短くして、モータ12の本体の内部に配置される出力軸12aの軸受(図示省略)と出力軸歯車12bとの距離を短くすることが可能になる。特に本形態では、出力軸歯車12bが係合する入力歯車30aが、減速機30の軸方向におけるモータ12側端に配置されているため、出力軸歯車12bとモータ12の本体との距離をより短くして、モータ12の本体の内部に配置される出力軸12aの軸受と出力軸歯車12bとの距離をより短くすることが可能になる。したがって、本形態では、仮に、出力軸12a自体が傾いていても、出力軸歯車12bのずれ量を小さくすることが可能になる。このように、本形態では、出力軸歯車12bのずれ量を小さくすることが可能になるため、3個の入力歯車30aと出力軸歯車12bとを適切に係合させて、減速機30へモータ12からの動力を適切に伝達することが可能になる。
(Main effects of this form)
As described above, in this embodiment, the output shaft gear 12 b that engages with the three input gears 30 a of the speed reducer 30 is formed directly on the output shaft 12 a of the
同様に、本形態では、減速機31の3個の入力歯車31aに係合する出力軸歯車14bがモータ14の出力軸14aに直接、形成されているため、出力軸14aの軸方向に対する出力軸歯車14bの軸方向の傾きをなくすこと、および、出力軸歯車14bとモータ14の本体との距離を短くして、モータ14の本体の内部に配置される出力軸14aの軸受(図示省略)と出力軸歯車14bとの距離を短くすることが可能になる。特に本形態では、出力軸歯車14bが係合する入力歯車31aが、減速機31の軸方向におけるモータ14側端に配置されているため、出力軸歯車14bとモータ14の本体との距離をより短くして、モータ14の本体の内部に配置される出力軸14aの軸受と出力軸歯車14bとの距離をより短くすることが可能になる。したがって、本形態では、出力軸歯車14bのずれ量を小さくすることが可能になり、その結果、3個の入力歯車31aと出力軸歯車14bとを適切に係合させて、減速機31へモータ14からの動力を適切に伝達することが可能になる。
Similarly, in this embodiment, since the output shaft gear 14b that engages with the three
また、同様に、本形態では、減速機32の3個の入力歯車32aに係合する出力軸歯車16bがモータ16の出力軸16aに直接、形成されているため、出力軸16aの軸方向に対する出力軸歯車16bの軸方向の傾きをなくすこと、および、出力軸歯車16bとモータ16の本体との距離を短くして、モータ16の本体の内部に配置される出力軸16aの軸受(図示省略)と出力軸歯車16bとの距離を短くすることが可能になる。特に本形態では、出力軸歯車16bが係合する入力歯車32aが、減速機32の軸方向におけるモータ16側端に配置されているため、出力軸歯車16bとモータ16の本体との距離をより短くして、モータ16の本体の内部に配置される出力軸16aの軸受と出力軸歯車16bとの距離をより短くすることが可能になる。したがって、本形態では、出力軸歯車16bのずれ量を小さくすることが可能になり、その結果、3個の入力歯車32aと出力軸歯車16bとを適切に係合させて、減速機32へモータ16からの動力を適切に伝達することが可能になる。
Similarly, in this embodiment, since the
本形態では、旋回フレーム3に形成される凹部3aの中にモータ14の一部が配置され、凹部3bの中に減速機31のほぼ全体が配置されている。そのため、本形態では、第2軸A2の軸方向である第2方向において、関節部13を小型化することが可能になる。同様に本形態では、第2アーム5に形成される凹部5aの中にモータ16の一部が配置され、凹部5bの中に減速機32の大半部分が配置されているため、第3軸3Aの軸方向である第3方向において、関節部15を小型化することが可能になる。また、第2方向において、関節部13を小型化することが可能になり、かつ、第3方向において、関節部15を小型化することが可能になるため、ベースフレーム2に対して旋回フレーム3が回動する際に必要となるモーメントを小さくすることが可能になる。
In this embodiment, a part of the
本形態では、図4の紙面に垂直な方向から見たときに、減速機31は、第2方向において、第1軸A1よりも第1アーム4側に配置され、第1軸A1と一致するモータ12の出力軸12aの仮想延長線は、モータ14の出力軸14aと交わっている。そのため、本形態では、第2方向における関節部13のバランスを取りやすくなる。同様に本形態では、図5の紙面に垂直な方向から見たときに、減速機32は、第3方向において、第1軸A1よりも第1アーム4側に配置され、第1軸A1と一致するモータ12の出力軸12aの仮想延長線は、モータ16の出力軸16aと交わっている。そのため、本形態では、第3方向における関節部15のバランスを取りやすくなる。したがって、本形態では、ベースフレーム2に対して旋回フレーム3が回動する際に旋回フレーム3の振動を抑制することが可能になる。
In this embodiment, when viewed from the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 4, the speed reducer 31 is disposed closer to the
(他の実施の形態)
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
(Other embodiments)
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
上述した形態では、モータ12および減速機30のケース30bは旋回フレーム3に固定され、減速機30の出力軸30cはベースフレーム2に固定されている。この他にもたとえば、モータ12およびケース30bがベースフレーム2に固定され、出力軸30cが旋回フレーム3に固定されても良い。また、上述した形態では、モータ14および減速機31のケース31bは旋回フレーム3に固定され、減速機31の出力軸31cは第1アーム4に固定されているが、モータ14およびケース31bが第1アーム4に固定され、出力軸31cが旋回フレーム3に固定されても良い。さらに、上述した形態では、モータ16および減速機32のケース32bは第2アーム5に固定され、減速機32の出力軸32cは第1アーム4に固定されているが、モータ16およびケース32bが第1アーム4に固定され、出力軸32cが第2アーム5に固定されても良い。
In the embodiment described above, the
上述した形態では、図4の紙面に垂直な方向から見たときに、減速機31は、第1軸A1よりも右側に配置されている。この他にもたとえば、図4の紙面に垂直な方向から見たときに、減速機31の一部が第1軸A1より左側に配置されても良い。同様に、上述した形態では、図5の紙面に垂直な方向から見たときに、減速機32は、第1軸A1よりも右側に配置されているが、図5の紙面に垂直な方向から見たときに、減速機32の一部が第1軸A1より左側に配置されても良い。 In the embodiment described above, the speed reducer 31 is disposed on the right side of the first axis A1 when viewed from the direction perpendicular to the paper surface of FIG. In addition, for example, a part of the speed reducer 31 may be disposed on the left side of the first axis A1 when viewed from the direction perpendicular to the paper surface of FIG. Similarly, in the embodiment described above, the speed reducer 32 is arranged on the right side of the first axis A1 when viewed from the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 5, but from the direction perpendicular to the paper surface of FIG. When viewed, a part of the speed reducer 32 may be arranged on the left side of the first axis A1.
上述した形態では、減速機30〜32は、3個の入力歯車30a〜32aを備えているが、減速機30〜32は、2個の入力歯車30a〜32aを備えていても良い。また、上述した形態では、減速機30〜32は、偏心揺動型減速機であるが、減速機30〜32は、遊星歯車減速機であっても良い。
In the form mentioned above, although the reduction gears 30-32 are provided with the three
上述した形態では、ロボット1は、6軸多関節型のロボットであるが、ロボット1は、5軸多関節型のロボットであっても良いし、4軸多関節型のロボットであっても良い。また、ロボット1は、7軸多関節型のロボットであっても良い。この場合には、第1アーム4が2分割されるとともに、第2軸A2の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として、分割された一方のアーム部分が他方のアーム部分に対して相対回動する。また、上述した形態では、ロボット1は、溶接ロボットであるが、ロボット1は、塗装、シーリングまたは組立等の他の用途に用いられるロボットであっても良い。また、ロボット1は、水平多関節ロボット等の、垂直多関節ロボット以外のロボットであっても良い。
In the embodiment described above, the robot 1 is a 6-axis multi-joint type robot, but the robot 1 may be a 5-axis multi-joint type robot or a 4-axis multi-joint type robot. . The robot 1 may be a 7-axis articulated robot. In this case, the
1 ロボット(産業用ロボット)
2 ベースフレーム(第1部材)
3 旋回フレーム(第1部材、第2部材)
3a 凹部(第1凹部)
3b 凹部(第2凹部)
4 第1アーム(第1部材、第2部材)
5 第2アーム(第2部材)
5a 凹部(第3凹部)
5b 凹部(第4凹部)
11 関節部(第1関節部)
12 モータ(第1モータ)
12a 出力軸(第1出力軸)
12b 出力軸歯車(第1出力軸歯車)
13 関節部(第2関節部)
14 モータ(第2モータ)
14a 出力軸(第2出力軸)
14b 出力軸歯車(第2出力軸歯車)
15 関節部(第3関節部)
16 モータ(第3モータ)
16a 出力軸(第3出力軸)
16b 出力軸歯車(第3出力軸歯車)
30 減速機(第1減速機)
30a 入力歯車(第1入力歯車)
31 減速機(第2減速機)
31a 入力歯車(第2入力歯車)
32 減速機(第3減速機)
32a 入力歯車(第3入力歯車)
1 Robot (industrial robot)
2 Base frame (first member)
3 Revolving frame (first member, second member)
3a recess (first recess)
3b recess (second recess)
4 First arm (first member, second member)
5 Second arm (second member)
5a recess (third recess)
5b recess (fourth recess)
11 Joint (first joint)
12 Motor (first motor)
12a Output shaft (first output shaft)
12b Output shaft gear (first output shaft gear)
13 Joint (second joint)
14 Motor (second motor)
14a Output shaft (second output shaft)
14b Output shaft gear (second output shaft gear)
15 joint (third joint)
16 Motor (third motor)
16a Output shaft (third output shaft)
16b Output shaft gear (third output shaft gear)
30 Reducer (first reducer)
30a Input gear (first input gear)
31 Reducer (second reducer)
31a Input gear (second input gear)
32 Reducer (3rd reducer)
32a Input gear (third input gear)
Claims (4)
前記第2減速機は、前記第2減速機の軸中心を中心とする同心円上に配置される複数の第2入力歯車を有する偏心揺動型減速機または遊星歯車減速機であり、
前記第2モータは、前記旋回フレームまたは前記第1アームのいずれか一方に固定され、
前記第2減速機の出力側は、前記旋回フレームまたは前記第1アームのいずれか他方に固定され、
前記第2モータの出力軸には、複数の前記第2入力歯車に係合する第2出力軸歯車が直接、形成され、
前記旋回フレームには、前記第2方向における前記旋回フレームの一方の面から前記第2方向の他方に向かって窪む第1凹部と、前記第2方向における前記旋回フレームの他方の面から前記第2方向の一方に向かって窪むとともに前記第1凹部と同軸上に配置される第2凹部とが形成され、
前記第1凹部の中に、前記第2モータの少なくとも一部が配置され、前記第2凹部の中に、前記第2減速機の少なくとも一部が配置されていることを特徴とする産業用ロボット。 A base frame, a revolving frame connected to the base frame so as to be rotatable, and a second direction orthogonal to a first direction that is an axial direction of rotation of the revolving frame with respect to the base frame is defined as an axial direction of rotation. A first arm whose base end is connected to the swivel frame so as to be able to rotate, a second motor disposed at a second joint that connects the swivel frame and the first arm, A second speed reducer disposed at the second joint portion for reducing and transmitting the rotational speed of the second motor;
The second speed reducer is an eccentric oscillating speed reducer or planetary gear speed reducer having a plurality of second input gears arranged on a concentric circle centered on the axial center of the second speed reducer,
The second motor is fixed to either the turning frame or the first arm,
The output side of the second reducer is fixed to the other of the swivel frame or the first arm,
A second output shaft gear that engages with the plurality of second input gears is directly formed on the output shaft of the second motor ,
The swivel frame includes a first recess recessed from one surface of the swivel frame in the second direction toward the other of the second direction, and a first recess from the other surface of the swivel frame in the second direction. A second recess is formed which is recessed toward one of the two directions and is arranged coaxially with the first recess.
An industrial robot characterized in that at least a part of the second motor is disposed in the first recess, and at least a part of the second speed reducer is disposed in the second recess. .
前記第1アームは、前記第2方向における前記旋回フレームの他方の面側に配置され、
前記第1方向と前記第2方向とから構成される第1仮想平面に直交する方向から見たときに、前記第2減速機は、前記第2方向において、前記第1モータの出力軸である第1出力軸より前記第1アーム側に配置されるとともに、前記第1出力軸の仮想延長線は、前記第2モータの前記出力軸である第2出力軸と交わっていることを特徴とする請求項1記載の産業用ロボット。 A first motor disposed at a first joint that connects the base frame and the swivel frame;
The first arm is disposed on the other surface side of the turning frame in the second direction,
The second speed reducer is an output shaft of the first motor in the second direction when viewed from a direction orthogonal to a first virtual plane composed of the first direction and the second direction. The first output shaft is disposed closer to the first arm, and a virtual extension line of the first output shaft intersects with a second output shaft that is the output shaft of the second motor. The industrial robot according to claim 1 .
前記第3減速機は、前記第3減速機の軸中心を中心とする同心円上に配置される複数の第3入力歯車を有する偏心揺動型減速機または遊星歯車減速機であり、
前記第3モータは、前記第1アームまたは前記第2アームのいずれか一方に固定され、
前記第3減速機の出力側は、前記第1アームまたは前記第2アームのいずれか他方に固定され、
前記第3モータの出力軸には、複数の前記第3入力歯車に係合する第3出力軸歯車が直接、形成され、
前記第2アームには、前記第3方向における前記第2アームの一方の面から前記第3方向の他方に向かって窪む第3凹部と、前記第3方向における前記第2アームの他方の面から前記第3方向の一方に向かって窪むとともに前記第3凹部と同軸上に配置される第4凹部とが形成され、
前記第3凹部の中に、前記第3モータの少なくとも一部が配置され、前記第4凹部の中に、前記第3減速機の少なくとも一部が配置されていることを特徴とする産業用ロボット。 A base frame, a revolving frame connected to the base frame so as to be rotatable, and a second direction orthogonal to a first direction that is an axial direction of rotation of the revolving frame with respect to the base frame is defined as an axial direction of rotation. A first arm whose base end is connected to the revolving frame so that the revolving frame can be rotated, and a revolving operation in which a third direction parallel to the second direction is a rotation axial direction. A second arm whose proximal end is connected to the distal end side of the first arm, a third motor disposed at a third joint that connects the first arm and the second arm, and the third arm. A third speed reducer that is disposed at a joint and decelerates and transmits the rotational speed of the third motor;
The third speed reducer is an eccentric oscillating speed reducer or planetary gear speed reducer having a plurality of third input gears arranged on a concentric circle centered on the axis center of the third speed reducer,
The third motor is fixed to either the first arm or the second arm;
The output side of the third reducer is fixed to either the first arm or the second arm,
A third output shaft gear that engages with the plurality of third input gears is directly formed on the output shaft of the third motor ,
The second arm includes a third recess recessed from one surface of the second arm in the third direction toward the other of the third direction, and the other surface of the second arm in the third direction. A fourth recess that is recessed from the third direction toward one side in the third direction and is arranged coaxially with the third recess,
An industrial robot characterized in that at least a part of the third motor is disposed in the third recess, and at least a part of the third speed reducer is disposed in the fourth recess. .
前記第1アームは、前記第3方向における前記第2アームの他方の面側に配置され、
前記第1方向と前記第3方向とから構成される第2仮想平面に直交する方向から見たときに、前記第3減速機は、第3方向において、前記第1モータの出力軸である第1出力軸より前記第1アーム側に配置されるとともに、前記第1出力軸の仮想延長線は、前記第3モータの前記出力軸である第3出力軸と交わっていることを特徴とする請求項3記載の産業用ロボット。 A first motor disposed at a first joint that connects the base frame and the swivel frame;
The first arm is disposed on the other surface side of the second arm in the third direction,
The third speed reducer is an output shaft of the first motor in the third direction when viewed from a direction orthogonal to a second virtual plane composed of the first direction and the third direction. The first extension shaft is disposed closer to the first arm than the first output shaft, and a virtual extension line of the first output shaft intersects with a third output shaft that is the output shaft of the third motor. Item 4. The industrial robot according to Item 3 .
Priority Applications (3)
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