JPH01169168A - Ball thread device for vertical shaft in industrial robot - Google Patents

Ball thread device for vertical shaft in industrial robot

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JPH01169168A
JPH01169168A JP32721987A JP32721987A JPH01169168A JP H01169168 A JPH01169168 A JP H01169168A JP 32721987 A JP32721987 A JP 32721987A JP 32721987 A JP32721987 A JP 32721987A JP H01169168 A JPH01169168 A JP H01169168A
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JP
Japan
Prior art keywords
ball screw
spline
ball thread
coupling
plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP32721987A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobutoshi Torii
信利 鳥居
Susumu Ito
進 伊藤
Akira Tanaka
彰 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP32721987A priority Critical patent/JPH01169168A/en
Publication of JPH01169168A publication Critical patent/JPH01169168A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable a ball thread unit to be easily assembled and replaced only by transversely moving a supporting frame by building the ball thread unit in the supporting frame of squared shape with one end open in a manner wherein a ball thread part can be engaged with the disengaged from a movement receiving part by a coupling. CONSTITUTION:Each iron made upper plate 41, bed plate 42 and supporting plate 43 is welded to a side plate 40, forming a supporting frame 4 of squared shape with one end open. A nut 2 is fitted to a ball thread 1, and its upper end is mounted to the supporting frame 4 by a housing 5 and a holder 6 through a bearing B. A bottom part of the ball thread is supported to the supporting plate 43 through a bearing B. A coupling 3 is vertically slidably fitted to a spline 11. Thus the ball thread can be easily assembled and replaced merely by moving the supporting frame 4 in a lateral direction.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は産業用ロボットの上下軸用ボールネジに関する
ものであり、ボールぶジのロボットへの組付けを合理的
に達成するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a ball screw for the vertical axis of an industrial robot, and is intended to rationally achieve the assembly of a ball screw to the robot.

[従来の技術] 産業用ロボットの上下動を司るボールネジ部をユニット
化して、組付けを容易にすることは、従来より行なわれ
ている。
[Prior Art] It has been conventional practice to unitize the ball screw portion that controls the vertical movement of an industrial robot to facilitate assembly.

第5A図及び5B図は、従来のユニット化ボールネジを
示すものであり、図に示す如く、ナツト2を嵌着したボ
ールネジ1の上端には、支承面5′を有し且つベアリン
グBを保持するハウジング5とホルダ6とを固定し、ボ
ールネジ1の下部には、ベアリングBを保持し、且つ支
承面15′を備えたハウジング15とギヤ13と端部ベ
アリングBとを固定して、第5A図に示すボールネジユ
ニットを形成しておき、第5B図に示す如く、ロボット
本体の上板8の孔H8からボールネジユニットを挿入垂
下し、ベース7の孔H7で下部ハウジング15の支承面
15’を支承し、上板8の孔I−1、で上部ハウジング
5の支承面5′を支承して組付けていた。
5A and 5B show a conventional unitized ball screw, and as shown in the figures, the upper end of the ball screw 1 with the nut 2 fitted therein has a bearing surface 5' and holds the bearing B. The housing 5 and the holder 6 are fixed, and the housing 15 holding the bearing B and having a bearing surface 15', the gear 13, and the end bearing B are fixed to the lower part of the ball screw 1, as shown in FIG. 5A. As shown in FIG. 5B, the ball screw unit is inserted and hung down from the hole H8 in the upper plate 8 of the robot body, and the support surface 15' of the lower housing 15 is supported by the hole H7 in the base 7. However, the upper housing 5 was assembled with the support surface 5' of the upper housing 5 supported by the hole I-1 of the upper plate 8.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

産業用ロボットの上下軸用のボールネジは、軸径が50
mm前後で2〜3メ一トル長であるため、ユニット化さ
れたものは人手で操作出来ない重量物である。従ってユ
ニットボールネジのロボットへの組付けは、吊上げ装置
を用いて行なう必要があるが、天板8の上方から天板の
孔H3を通して垂下するために、ロボット上方に組付は
用の大きなスペースが必要である。そのため、ユニット
ボールネジの組付けは、特定の場所、例えば上方に十分
なスペースを有するロボット組立工場、でしか出来なく
、稼動中の工場内での取替え組付けは不可能であった。
The ball screw for the vertical axis of an industrial robot has a shaft diameter of 50 mm.
Since it is approximately 2 to 3 meters long, it is a heavy object that cannot be operated manually. Therefore, it is necessary to assemble the unit ball screw to the robot using a lifting device, but since it hangs down from above the top plate 8 through the hole H3 in the top plate, a large space is required for assembly above the robot. is necessary. Therefore, the unit ball screw can only be assembled in a specific location, such as a robot assembly factory with sufficient upper space, and replacement or assembly within an operating factory is impossible.

本発明は、上方に大きなスペースの無い場所、例えば稼
動中の工場内、に於ても組付けを可能とするものである
The present invention allows assembly even in places where there is no large space above, such as in an operating factory.

〔問題点を解決するための手段及び作用]例えば第1A
図に示す如く、上板41、側板40及び台板42から成
るコの字形支持枠4にボールネジユニットを組付けて取
付は用ユニットを形成し、ボールネジの受動部を構成す
るギヤをネジ軸と係脱自在の構成としてベースに予じめ
設置しておき、組付けに際しては、ボールネジユニット
部を単にベース上に載置してボールネジ端部を受動部と
連結するものである。
[Means and actions for solving the problem] For example, Section 1A
As shown in the figure, a ball screw unit is assembled to a U-shaped support frame 4 consisting of a top plate 41, a side plate 40, and a base plate 42 to form a mounting unit, and a gear constituting a passive part of the ball screw is connected to a screw shaft. The ball screw unit is installed in advance on the base as a removable structure, and when assembled, the ball screw unit section is simply placed on the base and the ball screw end section is connected to the passive section.

ボールネジユニットがコの字状支持枠形態であ  ・る
ため、支持枠を横移動してベース上で位置合せするだけ
で組付けが達成出来る。
Since the ball screw unit is in the form of a U-shaped support frame, assembly can be accomplished by simply moving the support frame laterally and aligning it on the base.

〔実施例] 第1A図に示す如く、各鉄製の上板41、台板42、支
持板43を側板40に溶接してコの字状支持枠4を形成
し、ナツト2を嵌合したボールネジ1の上端を、ベアリ
ングBを介してハウジング5とホルダ6とにより支持枠
に取付けると共に、下部をベアリングBを介して支持板
43で支持し、ボールネジ下端11はインボリュートス
プライン(第2A図参照)として台板42の下面Fから
突出しないようにし、スプライン11にカップリング3
を上下摺動可能に嵌合した。
[Example] As shown in FIG. 1A, a U-shaped support frame 4 is formed by welding an upper plate 41, a base plate 42, and a support plate 43 made of iron to a side plate 40, and a ball screw is fitted with a nut 2. The upper end of the ball screw 1 is attached to the support frame by the housing 5 and the holder 6 through the bearing B, and the lower end is supported by the support plate 43 through the bearing B, and the lower end 11 of the ball screw is installed as an involute spline (see Fig. 2A). The coupling 3 is connected to the spline 11 so that it does not protrude from the bottom surface F of the base plate 42.
are fitted so that they can slide up and down.

第2A、2B、2C図から明らかな如く、スプライン1
1にはピン孔h2を、カップリング3にはピン孔h+を
設け、カップリング3を台板42の孔H内でスプライン
11上を上昇して、カップリング下端Eがスプラインl
l端面と同一面になった状態でピンPを孔り、、h2に
連通してカップリング3を上昇位置で保持(第2B図)
出来る構成とした。
As is clear from Figures 2A, 2B, and 2C, spline 1
1 is provided with a pin hole h2, and the coupling 3 is provided with a pin hole h+, and the coupling 3 is moved up on the spline 11 within the hole H of the base plate 42, and the lower end E of the coupling is provided with the spline l.
Drill the pin P so that it is flush with the l end face, and connect it to h2 to hold the coupling 3 in the raised position (Fig. 2B)
The configuration was designed to be possible.

一方、ロボット基台G上には、上端にスプライン12を
構成したギヤ13をベアリングBを介して設置した。
On the other hand, on the robot base G, a gear 13 having a spline 12 at its upper end was installed via a bearing B.

第1B図はボールネジユニットを組付けた状態テアリ、
ボールネジユニットのロボットへの組付けは、第2B図
の如(カップリング3をスプライン11上の上昇位置で
ピンPにより仮保持したまま、即ち第1八図に示す形態
のま一1第1B図の如く、ベース7上に載置してスプラ
イン11とスプライン12とを芯合せし、ピンPを抜い
てカップリング3を第2C図に示す如く垂下して、スプ
ライン11と12とを連結し、上板41を固定板10を
介してネジ孔りにネジSを螺入固定して上板8と一体化
した。
Figure 1B shows the ball screw unit assembled.
The ball screw unit is assembled to the robot as shown in Fig. 2B (while the coupling 3 is temporarily held by the pin P in the raised position on the spline 11, that is, in the configuration shown in Fig. 18). Place it on the base 7 and align the splines 11 and 12, remove the pin P, and hang the coupling 3 as shown in FIG. 2C to connect the splines 11 and 12. The upper plate 41 was integrated with the upper plate 8 by screwing screws S into the screw holes through the fixing plate 10.

第4A図は本発明を通用したロボットの略示平面であり
、第4B図はその側面略示図である。
FIG. 4A is a schematic plan view of a robot to which the present invention is applied, and FIG. 4B is a schematic side view thereof.

本適用例にあっては、上下軸構造が3隅の支柱25、2
5.25と1隅のボールネジユニットの支持枠4と、こ
れら隅部材間の囲い板26,26.26で3方を閉止し
、前方のロボットアーム22を案内するスライダー21
の上下で且つ両側の支柱間にジ中バラ27.27を張設
するだけで上下軸構造は外部からごみの入らない密室構
造と出来、ケーブルベアを軸中央部に配置するためのス
ペースが確保出来ると共に、レール23とブロック24
とから成るLMガイド及びボールネジlのごみ防護対策
が有効に実施出来た。
In this application example, the vertical shaft structure consists of the three corner supports 25 and 2.
5.25 and the support frame 4 of the ball screw unit at one corner, and the slider 21 that is closed on three sides by the shroud plates 26, 26.26 between these corner members and guides the robot arm 22 in the front.
By simply installing the inner roses 27.27 above and below and between the pillars on both sides, the vertical shaft structure can be made into a closed structure that prevents dirt from entering from the outside, and a space is secured for placing the cable carrier in the center of the shaft. As soon as possible, the rail 23 and block 24
We were able to effectively implement measures to protect the LM guide and ball screw l from dust.

また、ボールネジ構造の組込みは、支持枠4としてボー
ルネジユニットがまとめられているため、単に支持枠4
の設置として作業すれば良いので、ボールネジの組込み
が簡単に、且つ狭い場所でも出来た。
In addition, since the ball screw units are assembled together as the support frame 4, the ball screw structure can be assembled simply by using the support frame 4.
Since the ball screw can be installed easily, it is possible to install the ball screw even in a narrow space.

またボールネジの取外しは、カップリング3を第2C図
の状態から引上げてスプライン11上に第2B図の状態
にビンPで仮固定すれば、支持枠4の下面Fはベース7
上の面摺動が可能となって簡単に移動取外しが出来た。
To remove the ball screw, pull up the coupling 3 from the state shown in Fig. 2C and temporarily fix it on the spline 11 in the state shown in Fig. 2B with a pin P.
The upper surface can now slide, making it easy to move and remove.

結局ボールネジユニットの取付は取外しは、支持枠4の
横方向からの取付は取外しとして作業すれば良くなり、
従来品の場合の如くボールネジ全てを上板8より上方に
持上げる必要がなくなった。
In the end, the installation and removal of the ball screw unit and the installation from the side of the support frame 4 can be done as removal.
It is no longer necessary to lift all the ball screws above the upper plate 8 as in the case of conventional products.

第3図はスプライン11とカップリング3との仮固定の
変形例であり、スプライン11の上部に無歯部1丁を形
成し、カップリング3を無歯部まで上昇させた後、カッ
プリング3を少し回動すればカップリングは仮保持され
る。
FIG. 3 shows a modification of the temporary fixation of the spline 11 and the coupling 3. After forming one toothless part on the upper part of the spline 11 and raising the coupling 3 to the toothless part, the coupling 3 If you rotate it a little, the coupling will be temporarily held.

その他、各種のカップリン夛保持機構が実施可能であり
、要はカップリング3を台板42の下面Fより内方まで
引上げた状態で仮保持出来れば良い。
In addition, various types of coupling holding mechanisms are possible, and the point is that it is sufficient to temporarily hold the coupling 3 in a state in which it is pulled up from the lower surface F of the base plate 42.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

ボールネジユニットをコの字形の溶接構造物(支持枠)
に組付け、インボリュートスプラインでボールネジ部と
受動部(ギヤ部)とを係脱するようにしたので、支持枠
を横方向に動かすだけで容易に組付け、取替え可能であ
る。
A U-shaped welded structure (support frame) for the ball screw unit
Since the ball screw part and the passive part (gear part) are assembled and disengaged using an involute spline, it can be easily assembled and replaced by simply moving the support frame laterally.

天井の低い工場内でもボールネジユニットの組付け、取
替えが可能である。
Ball screw units can be assembled and replaced even in factories with low ceilings.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1A図は本発明のボールネジユニットの側面図であり
、第1B図は第1A図のユニット組付は状態の側面図で
ある。 第2A図は、本発明スプライン部の斜視図であり、第2
B図はカップリングの仮保持状態を、第2C図はカップ
リングの連結状態を示す略示側面図である。 第3図は、スプラインの変形例の斜視図である。 第4A図及び第4B図は、それぞれ本発明を適用したロ
ボット上下軸の平面図及び側面図である。 第5A図は、従来のボールネジユニットの側面図であり
、第5B図は第5A図のユニットを組付けた状態の側面
図である。 l・・・ボールネジ、   2・・・ボールネジナツト
、3・・・カップリング、  4・・・支持枠、5.1
5・・・ハウジング、   6・・・ホルダ、7・・・
ベース、     8・・・上板、11.12・・・イ
ンボリュートスプライン、13・・・ギヤ、20・・・
取付片、    21・・・スライダー、22・・・ア
ーム、    23・・・レール、24・・・ブロック
、   25・・・支柱、28・・・ケーブルへア。 1・・・ボールネジ      13・・・ギヤ5.1
5・・・ハウシンク23・・・レール6・・・ホルダ 
       24・・・ブロック+Ij2・・・ イ
ンゴリュートスプライン第2A図 第2B図       勇2C図 第3図 第5A図 第5B図
FIG. 1A is a side view of the ball screw unit of the present invention, and FIG. 1B is a side view of the unit shown in FIG. 1A in an assembled state. FIG. 2A is a perspective view of the spline portion of the present invention;
Figure B is a schematic side view showing the temporarily held state of the coupling, and Figure 2C is a schematic side view showing the connected state of the coupling. FIG. 3 is a perspective view of a modified example of the spline. 4A and 4B are a plan view and a side view, respectively, of the vertical axis of a robot to which the present invention is applied. FIG. 5A is a side view of a conventional ball screw unit, and FIG. 5B is a side view of the unit shown in FIG. 5A assembled. l...Ball screw, 2...Ball screw nut, 3...Coupling, 4...Support frame, 5.1
5...Housing, 6...Holder, 7...
Base, 8...Top plate, 11.12...Involute spline, 13...Gear, 20...
Mounting piece, 21... Slider, 22... Arm, 23... Rail, 24... Block, 25... Support column, 28... Cable hair. 1...Ball screw 13...Gear 5.1
5... House sink 23... Rail 6... Holder
24...Block+Ij2... Ingolute spline Fig. 2A Fig. 2B Isamu 2C Fig. 3 Fig. 5A Fig. 5B

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、上板(41)、側板(40)及び台板(42)から
成るコの字形支持枠(4)にボールネジユニットを組付
け、ボールネジ(1)の端部のスプライン(11)と受
動部のスプライン(12)とをカップリング(3)によ
り係脱自在とした産業用ロボットの上下軸のボールネジ
装置。 2、ボールネジの端部のスプライン(11)先端が支持
枠(4)の台板(42)の底面(F)から突出しないよ
うに組付けた特許請求の範囲第1項のボールネジ装置。 3、カップリング(3)の先端が台板(42)の底面(
F)よりも内方まで、スプライン(11)上を摺動可能
である特許請求の範囲第2項のボールネジ装置。
[Claims] 1. A ball screw unit is assembled to a U-shaped support frame (4) consisting of a top plate (41), a side plate (40), and a base plate (42), and a spline at the end of the ball screw (1) is attached. A ball screw device for the vertical axis of an industrial robot, in which the spline (11) and the spline (12) of the passive part can be freely engaged and detached by a coupling (3). 2. The ball screw device according to claim 1, wherein the spline (11) at the end of the ball screw is assembled so that the tip of the spline (11) does not protrude from the bottom surface (F) of the base plate (42) of the support frame (4). 3. The tip of the coupling (3) is on the bottom of the base plate (42) (
The ball screw device according to claim 2, wherein the ball screw device is capable of sliding on the spline (11) to the inside of the ball screw device F).
JP32721987A 1987-12-25 1987-12-25 Ball thread device for vertical shaft in industrial robot Pending JPH01169168A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5099707A (en) * 1988-08-11 1992-03-31 Fanuc Ltd. Direct-acting actuator for an industrial robot
JP2003513204A (en) * 1999-10-27 2003-04-08 アボット・ラボラトリーズ Universal type coupler
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