JPH02237788A - Support structure for arm of industrial robot - Google Patents
Support structure for arm of industrial robotInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、産業用ロボットのアーム支持構造に関し、特
に、水平軸線回りに揺動する第１のロボット腕と、その
揺動第１ロボット腕の先端に同じく水平軸線回りに俯仰
動作する第２のロボット腕を有した多関節腕型産業用ロ
ボットにおけるアーム支持構造に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an arm support structure for an industrial robot, and particularly to a first robot arm that swings about a horizontal axis, and a first robot arm that swings around a horizontal axis. The present invention relates to an arm support structure in a multi-joint arm type industrial robot having a second robot arm at the tip thereof that also moves up and down around a horizontal axis.
多関節腕型産業用ロボットは、ロボット機体の最下部の
ベースに対して縦軸回りに旋回可能に設けられたロボッ
ト胴の上端に、第１のロボ７｝腕が揺動可能に設けられ
、該第１ロボット腕の先端に関節部を介して第２のロボ
ット腕が自在に俯仰動作が可能に設けられている。そし
て、，二の第？のロボット腕の先端にロボット手首を備
え、該手首ニロボットハンド等のエンドエフェクタが装
着された構成を有し、上述のロボット胴から〕二ンドエ
フェクタに至る諸可動要素が夫々、サーボモタ等のモー
タを動作駆動源に備え、ロボ７｝制御装置の指令に従っ
てこれらのザーボモー夕が作動することにより、各可動
要素が動作し、夫々の可動要素の動作の合成により、エ
ンドエフエクタに所望のロボット作業を遂行させる構成
を有している。このとき、従来の多関節腕型産業用ロボ
ットでは、第１のロボット腕と第２のロボッ１一腕とを
相対的に俯仰動作可能に接続する関節部には第２のロボ
ット腕、つまり、先端側のアーム要素を、その自軸回り
に回転可能に支持する構造が設けられている。すなわち
、従来のアーム支持構造は、長さが比較的短いＴ−ムの
場合には、第１３図に示すように、関節ハウジング６の
後端に取イζｌけられた第２ロボット腕７の回転駆動用
モータ８の出力軸が上記関節ハウジング６内で減速装置
９を介して第２ロボット腕７の最後端に結合されており
、このモータ８と第２ロボット腕７の最後端の結合部に
近い位置で軸受１０により、該第２ロボット腕７が関節
ハウジング６に支承された構造が採用され、１つの回転
軸受でアームを支持するように成っている。この場合に
回転軸受としては、周知のクロスローラベアリングが隙
間設定の簡便性や剛性に浸れる等の理由から多用される
。The multi-jointed arm type industrial robot includes a first robot arm (7) that is swingably provided at the upper end of a robot body that is provided to be pivotable about a vertical axis with respect to a base at the bottom of the robot body; A second robot arm is provided at the tip of the first robot arm via a joint so that it can freely move up and down. And, the second one? A robot wrist is provided at the tip of the robot arm, and an end effector such as a robot hand is attached to the wrist, and various movable elements from the robot torso to the second effector are each driven by a motor such as a servo motor. These servo motors are operated according to commands from the robot control device to operate each movable element, and by combining the motions of each movable element, the end effector performs the desired robot work. It has a configuration that allows it to perform. At this time, in the conventional multi-jointed arm type industrial robot, the joint part that connects the first robot arm and the second robot arm so that they can move up and down relative to each other has a second robot arm, that is, A structure is provided that rotatably supports the arm element on the distal end side about its own axis. That is, in the case of a relatively short T-arm, the conventional arm support structure supports the second robot arm 7, which is attached to the rear end of the joint housing 6, as shown in FIG. The output shaft of the rotary drive motor 8 is connected to the rearmost end of the second robot arm 7 through the reduction gear 9 within the joint housing 6, and the joint portion between the motor 8 and the rearmost end of the second robot arm 7 is A structure is adopted in which the second robot arm 7 is supported by the joint housing 6 by a bearing 10 at a position close to the joint housing 6, so that the arm is supported by one rotary bearing. In this case, a well-known cross roller bearing is often used as the rotating bearing because of the ease of setting the gap and the high rigidity.
他方、比較的長いＴ−ムの支持構造は、第４図に図示の
ように、関節ハウジング６内に第３図の関節部と同様に
１つの回転軸受１０を設けると共に第２ロボット腕７の
外周にスリーブ部！；１’ｌｌを配設；一、第２ロボッ
ト腕の先端側のロボン１一手首１２との結合部近くにお
いて、上記スリーブ部材１１の内周と第２ロボット腕７
の外周との間に他の回転軸受１３を配設し、相互に距離
を隔てて配置した２つの回転軸受で支持する構造が採ら
れている。On the other hand, as shown in FIG. 4, the support structure for a relatively long T-arm is provided with one rotary bearing 10 in the joint housing 6, similar to the joint shown in FIG. Sleeve part on the outer periphery! ; 1'll is arranged; 1. The inner periphery of the sleeve member 11 and the second robot arm 7 are arranged near the joint part with the robot 1 and the wrist 12 on the distal end side of the second robot arm.
Another rotary bearing 13 is disposed between the outer periphery of the rotary bearing 13 and the rotary bearing 13 is supported by two rotary bearings arranged at a distance from each other.
然しなから、上述した従来のロボットアーム支持構造で
は、前者の比較的短いロボットアームでも単一の回転軸
受で支持する構造の場合、支持構造部の剛性とロボット
動作を遂行する上での負荷容量とが共に不足する問題が
あり、また、後者の比較的長いロボットアームでは２つ
の軸受を使用するときには、必然的に第２ロボット腕周
囲にスリーブ部材を設けなければならないために、コス
ト高となり、アーム重量も増加し、構造的にも関節部と
手首近《の２か所にアーム支持部を設ける構造であるこ
とから、必然的に複雑になる等の問題があった。依って
、本発明は、これらの問題を解決すべく、ロボットアー
ム長の如何に係わり無く採用可能な多関節腕型産業用ロ
ボットのアーム支持構章を提供せんとするものである。However, in the conventional robot arm support structure described above, in the case of the former structure in which even a relatively short robot arm is supported by a single rotating bearing, the rigidity of the support structure and the load capacity for performing robot operations are limited. Furthermore, when using two bearings with the latter relatively long robot arm, it is necessary to provide a sleeve member around the second robot arm, resulting in high costs. The weight of the arm increases, and since the arm support section is provided at two locations, one at the joint and the other near the wrist, this inevitably results in problems such as complexity. Therefore, in order to solve these problems, the present invention provides an arm support structure for an articulated arm type industrial robot that can be adopted regardless of the length of the robot arm.
上述の発明の目的に鑑み、本発明は、容易に人手可能な
軸受内蔵型の同軸式の減速装置を用いることにより、関
節部におけるアーム支持構造を強化するようにしたもの
である。すなわち、本発明に依れば、ロボットアームの
後端に自軸回りの回転駆動源を備え、先端にロボット手
首の装着端を有する産業用ロボットのアームを回転可能
に支持する産業用ロボットのアーム支持構造において、
上記のロボットアームの後端を囲繞するように設けられ
た関節ハウジングと、上記関節ハウジングの後端部の外
側に装着されて該関節ハウジング内に出力軸を突出させ
た前記回転駆動源のモータの該出力軸端に結合した入力
部と前記口ボットアムの後端に結合した出力部とを有し
て、上記関節ハウジング内に保持された軸受内蔵型の同
軸式減速装置と、上記関節ハウジングの前端邪の装着さ
れ、前記ロボットアームを回転可能に支持した上記軸受
とを具備して構成され、減速装置の内蔵軸受と上記前方
軸受の２組の軸受によりロボントア一人を関節ハウジン
グ内で支持するようにした産業用ロボットのアーム支持
構造を提供するものである。In view of the above-mentioned object of the invention, the present invention strengthens the arm support structure at the joint by using a coaxial reduction gear with a built-in bearing that can be easily handled manually. That is, according to the present invention, there is provided an industrial robot arm that rotatably supports an industrial robot arm that has a rotary drive source around its own axis at the rear end of the robot arm and has a robot wrist attachment end at its tip. In the support structure,
a joint housing provided to surround the rear end of the robot arm, and a motor of the rotary drive source that is attached to the outside of the rear end of the joint housing and has an output shaft protruding into the joint housing. a coaxial speed reducer with a built-in bearing held in the joint housing, having an input part coupled to the output shaft end and an output part coupled to the rear end of the mouthbottom; and a front end of the joint housing. and the bearing rotatably supporting the robot arm, and one robot arm is supported within the joint housing by two sets of bearings, the built-in bearing of the reduction gear and the front bearing. The present invention provides an arm support structure for an industrial robot.
上述の手段によれば、アームはその後端の関節ハウジン
グ内において、軸方向に隔てて設けた２つの回転軸受に
より支持されるから、支持剛性と負荷容量の増強を図る
ことが可能になり、従ってスリーブ部材等は用いること
なく、部材の削減とアーム軽量化を図ることができる。According to the above-mentioned means, since the arm is supported within the joint housing at the rear end by two rotation bearings spaced apart in the axial direction, it is possible to increase support rigidity and load capacity, and therefore Without using a sleeve member or the like, it is possible to reduce the number of members and reduce the weight of the arm.
以下、本発明を添付図面に示す実施例により、更に詳細
に説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.
第１図は、本発明による産業用ロボッｌ・のアーム支持
構造を示す拡大断面図、第２図は同アーム支持構造を備
えた多関節腕型産業用ロボ７｝の外観正面図である。FIG. 1 is an enlarged sectional view showing an arm support structure of an industrial robot 1 according to the present invention, and FIG. 2 is an external front view of an articulated arm type industrial robot 7 equipped with the same arm support structure.
第１図において、ロボッ｝Ｔ−ム２０は、ｉ＆［２２が
中空の関節ハウジング２４内に臨み、最後端にブラケッ
ト２６が固定ねじにより強固に取付けられている。本実
施例では、軽量化のために、ロボットアーム２０は、中
空軸体の構造を有している。In FIG. 1, the robot T-arm 20 has i&[22 facing into a hollow joint housing 24, and a bracket 26 is firmly attached to the rearmost end with a fixing screw. In this embodiment, the robot arm 20 has a hollow shaft structure to reduce weight.
上記関節ハウジング２４は、ロボットアーム２０と他の
図示されていない第１のロボットアームとの間の関節結
合部の囲繞部材を成しており、第１ロボットアームに対
して上記ロボットアーム２０が俯仰勅作する回転軸心と
なる支点部２８を下方部に有している。上記関節ハウジ
ング２４の後端の外側には、ロボットアーム２０をその
軸線回りに回転（Ｕ軸回転）させる駆動モータ３０が取
伺けねじを用いて適宜に取付けられ、該駆動モータ３０
の出力軸３２は、関節ハウジング２４内に設けられた軸
受内蔵型の同軸式減速装置３・１の入力部３４ａに結合
されている。また、同減速装置３４の出力部３４ｂは、
上述したロボットアーム２０の最後端のブラケット２６
に強固に結合されている。上記軸受内蔵型の同軸式減速
装置３４には、内部に２つの回転軸受３６ａ，３６ｂを
具備して一般的にはＲＶ−Ａ型減速機（帝人製機社の登
録商標）として市販されているものが最も好ま｛一＜利
用することができる。また、関節ハウジング２４の前端
には、ロボットアーム２０の外径に応じた回転軸受３８
が設けられ、エンドプレート４０によって端面を抑圧、
保持され、同エンドブ１ノ一ト４０には軸封用のシール
４２が設けられている。The joint housing 24 constitutes a surrounding member of a joint joint between the robot arm 20 and a first robot arm (not shown), and allows the robot arm 20 to be raised or raised relative to the first robot arm. It has a fulcrum part 28 in the lower part that serves as a rotational axis for rotation. A drive motor 30 for rotating the robot arm 20 around its axis (U-axis rotation) is appropriately attached to the outside of the rear end of the joint housing 24 using a mounting screw.
The output shaft 32 is coupled to an input portion 34a of a coaxial reduction gear 3/1 with a built-in bearing provided within the joint housing 24. Furthermore, the output section 34b of the speed reduction device 34 is
Bracket 26 at the rearmost end of the robot arm 20 described above
is strongly connected to. The coaxial reduction gear 34 with a built-in bearing has two rotating bearings 36a and 36b inside, and is generally commercially available as an RV-A type reduction gear (registered trademark of Teijin Seiki Co., Ltd.). The one that is most preferred is the one that can be used. Further, at the front end of the joint housing 24, a rotation bearing 38 corresponding to the outer diameter of the robot arm 20 is provided.
is provided, the end face is suppressed by the end plate 40,
The end knob 1 knot 40 is provided with a seal 42 for shaft sealing.
上記の回転軸受３８には、周知のクロスローラベアリン
グが、ロボットアーム２０の回転精度を高度に維持し、
また、高剛性を有していることから最適に用いられる。The rotary bearing 38 is a well-known cross roller bearing that maintains high rotational accuracy of the robot arm 20.
It is also optimally used because it has high rigidity.
上述の構成によれば、ロボットアーム２０は、強固に結
合された同軸式減速機３４内の内蔵軸受３６ａ，３６ｂ
と関節ハウジング２４の前端に設けた回転軸受３８との
両者が軸方向に隔てたロボットアーム２０の２点を支持
するから、ロボットアーム２０に対する支持剛性が向」
ニし、且つ、アーム回転精度を高度に維持することがで
きる。ｌ，かも、上述したアーム支持構造１は、市販さ
れている軸受内蔵型減速機３４を巧みに利用しているこ
とから、コスト上昇を回避でき、しかも、従来の第４図
に示したロボットのアーム支持構造のように、支持構造
を形成するために、殊更、スリーブ部材を設ける複雑性
も解消することができ、むしろコスト低減に寄与するこ
とができるのである。According to the above-described configuration, the robot arm 20 is equipped with built-in bearings 36a and 36b within the coaxial reducer 34 that are firmly coupled.
Since both the rotary bearing 38 provided at the front end of the joint housing 24 support two points of the robot arm 20 separated in the axial direction, the support rigidity for the robot arm 20 is improved.
In addition, a high degree of arm rotation accuracy can be maintained. The arm support structure 1 described above skillfully utilizes the commercially available reduction gear 34 with a built-in bearing, so it is possible to avoid an increase in cost, and moreover, it is possible to avoid an increase in cost, and moreover, the arm support structure 1 described above skillfully utilizes the commercially available reducer 34 with a built-in bearing. The complexity of providing a sleeve member to form the support structure, such as the arm support structure, can be eliminated, and this can actually contribute to cost reduction.
なお、関節ハウジング２４の前端に設けた回転軸受３８
は、好ましくは、クロスローラベアリングに依って形成
される。Note that the rotation bearing 38 provided at the front end of the joint housing 24
are preferably formed by crossed roller bearings.
第２図は、上述したロボットアーム支持構造を具備した
多関節腕型産業用ロボットの外観を示しており、第１図
と同一の参照番号は、同一の要素や部材を示している。FIG. 2 shows the external appearance of a multi-jointed arm type industrial robot equipped with the above-described robot arm support structure, and the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same elements and members.
第２図において、第１ロボットアーム５０は、ロボット
胴部５２の」二端の関節５４に揺動可能に結合されてお
り、ロボット胴部５２はロボットベース５６上に縦軸線
回りに旋回可能に取付けられている。第１ロボットアー
ム５０の先端には、上述した関節ハウジング２４を介し
て第２ロボット腕としてのロボットアーム２０が俯仰勤
作可能に取付けられており、該俯仰動作の駆動機構を形
成する平行リンク機構５８が、第１ロボット腕５０と関
節ハウジング２４の最後端との間に配置されている。前
述した支点部２８により、第１、第２のロボットアーム
５０と２０とが枢着、結合されている。In FIG. 2, a first robot arm 50 is swingably coupled to a joint 54 at two ends of a robot body 52, and the robot body 52 is pivotable about a vertical axis on a robot base 56. installed. A robot arm 20 as a second robot arm is attached to the tip of the first robot arm 50 via the above-mentioned joint housing 24 so as to be able to move up and down, and a parallel link mechanism forms a drive mechanism for the up and down movement. 58 is located between the first robot arm 50 and the rearmost end of the articulation housing 24 . The first and second robot arms 50 and 20 are pivotally connected to each other by the fulcrum portion 28 described above.
以上の実施例の説明を介して明らかなように、本発明に
よれば、ロボットアームの支持構造において、該ロボッ
トアームの後端に設けた関節ハウジング内で、軸受内蔵
型の同軸式減速装置の軸受と、その前方に配設された回
転軸受との両軸受によりアームを支持する構造、つまり
、２点支持構造を関節ハウジング内において実現し、従
って、高い支持剛性を得ることができ、かつ、ロボット
アームの自軸まわりの回転を高精度化することができる
。また、関節ハウジング内部でアームに２点支持を行う
ことにより、ロボットアームが中空腕構造を有するとき
には、ロボット手首に近い、アーム先端側では回転軸受
を用いこと無く、安定、強固な支持を得ることができる
。As is clear from the above description of the embodiments, according to the present invention, in a support structure for a robot arm, a coaxial reduction gear with a built-in bearing is installed in a joint housing provided at the rear end of the robot arm. A structure in which the arm is supported by both a bearing and a rotary bearing disposed in front of the bearing, that is, a two-point support structure is realized within the joint housing, and therefore, high support rigidity can be obtained, and The rotation of the robot arm around its own axis can be made with high precision. In addition, by supporting the arm at two points inside the joint housing, when the robot arm has a hollow arm structure, stable and strong support can be obtained without using a rotational bearing on the arm tip side near the robot wrist. I can do it.
本発明の産業用ロボットのアーム支持構造によれば、ア
ーム支持剛性を向上させ、かつ、負荷容量ノ高いロボッ
｝７−ム支持構造を実現することができる。また、関節
ハウジング内部でアーム支持構造を実現できるから、ア
ームを囲繞したスリーブ部材を省略でき、また、アーム
先端側の支持構造を省略でき、故に、構造の簡単化と共
にコストの低減を図ることができる。According to the arm support structure for an industrial robot of the present invention, it is possible to realize a robot arm support structure with improved arm support rigidity and high load capacity. In addition, since the arm support structure can be realized inside the joint housing, the sleeve member surrounding the arm can be omitted, and the support structure on the arm tip side can be omitted. Therefore, it is possible to simplify the structure and reduce costs. can.
第１図は、本発明による産業用ロボットのアム支持構造
を示す拡大断面図、第２図は同アーム２０・・・ロボッ
トアーム、２４・・・関節ハウジンク２６・・・ブラケ
ット、３０・・・駆動モータ、３２・・・出力軸、３４
・・・軸受内蔵型同軸式減速機、３６ａ，３６ｂ・・・
内蔵軸受、３８・・・回転軸受。FIG. 1 is an enlarged sectional view showing the arm support structure of an industrial robot according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the arm 20 of the invention.Robot arm 24 Joint housing 26 Bracket 30... Drive motor, 32...output shaft, 34
...Coaxial reducer with built-in bearing, 36a, 36b...
Built-in bearing, 38...Rotating bearing.
Claims (1)
え、先端にロボット手首の装着端を有した産業用ロボッ
トのアームを回転可能に支持する産業用ロボットのアー
ム支持構造において、前記ロボットアームの後端を囲繞
するように設けられた関節ハウジングと、 前記関節ハウジングの後端部の外側に装着されて該関節
ハウジング内に出力軸を突出させた前記回転駆動源のモ
ータの該出力軸端に結合した入力部と前記ロボットアー
ムの後端に結合した出力部とを有して、前記関節ハウジ
ング内に保持された軸受内蔵型の同軸式減速装置と、 前記関節ハウジングの前端部に装着され、前記ロボット
アームを回転可能に支持した前方軸受とを、 具備して構成され、前記減速装置の内蔵軸受と前記前方
軸受の２組の軸受によりロボットアームを支持するよう
にしたことを特徴とした産業用ロボットのアーム支持構
造。 ２、前記軸受内蔵型の同軸式減速装置は、ＲＶ減速装置
（帝人製機社登録商標）から成る請求の範囲１に記載の
産業用ロボットのアーム支持構造。[Claims] 1. An industrial robot arm that rotatably supports an industrial robot arm that has a rotary drive source around its own axis at the rear end of the robot arm and has a robot wrist attachment end at its tip. The support structure includes: a joint housing provided to surround the rear end of the robot arm; and the rotary drive source mounted on the outside of the rear end of the joint housing so as to cause an output shaft to protrude into the joint housing. a coaxial reduction gear with a built-in bearing held in the joint housing, the joint housing having an input part coupled to the output shaft end of the motor, and an output part coupled to the rear end of the robot arm; A front bearing is attached to the front end of the housing and rotatably supports the robot arm, and the robot arm is supported by two sets of bearings: the built-in bearing of the reduction gear and the front bearing. An arm support structure for an industrial robot that is characterized by: 2. The arm support structure for an industrial robot according to claim 1, wherein the coaxial reduction gear with a built-in bearing is an RV reduction gear (registered trademark of Teijin Seiki Co., Ltd.).
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| JPH02237788A true JPH02237788A (en) | 1990-09-20 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107717956A (en) * | 2017-09-30 | 2018-02-23 | 广东拓斯达科技股份有限公司 | A kind of axle construction of segmented high leakproofness robot four |
| JP2018111139A (en) * | 2017-01-06 | 2018-07-19 | 株式会社メディカロイド | Joint driving mechanism of multijoint robot arm, multijoint robot arm, and robot operating table |
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-
1989
- 1989-03-09 JP JP1054990A patent/JP2567085B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2567085B2 (en) | 1996-12-25 |
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