JPH10512813A - 工業用ロボットの手首ユニット - Google Patents
工業用ロボットの手首ユニットInfo
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Abstract
(57)【要約】
本発明はロボットアーム(24)の先端に着脱可能に固定するための手首ハウジング(12)を備えた工業用ロボット手首ユニットに関するものである。手首ハウジング(12)には、第1および第2の好適には平行な二次駆動軸(36,56)が設けられ、その入力端(40,60)にはロボットアーム(24)の各一次駆動軸(46,66)上の各円筒形駆動歯車(44,64)と噛合う好適には円筒形歯車(42,63)が取付けられている。端面図で見たとき、歯車(42,63)および駆動歯車(44,64)は、歯車の中心(D,E)を通って延びる想像線(L)が同軸の駆動歯車(44,64)の中心軸線(C)からオフセットするように設置され、手首ハウジング(12)は、一方では駆動歯車(44,64)との間の他方では歯車(42,63)との間の歯車間隔を調節するためロボットアーム(24)の端部に半径方向に調節可能に固定される。
Description
【発明の詳細な説明】
工業用ロボットの手首ユニット
本発明は、ロボットアームの先端に着脱可能に固定するためのそして傾斜ハウ
ジングが旋回可能に取付けられ、傾斜ハウジングは自体回転可能に取付けられか
つその上に外部工具を取付け得るターンテーブルを支持する手首ハウジングを有
し、第1および第2二次駆動軸が手首ハウジングに回転可能に取付けられ、前記
第1および第2二次駆動軸はそれぞれロボットアームの各一次駆動軸上の各駆動
歯車と噛合う歯車を支持する入力端を有し、前記駆動歯車は互いに同軸にかつ軸
線方向に離して配置され、第1二次駆動軸がそれぞれ第1歯車装置を介してター
ンテーブルを第1軸線の周りに回転せしめることができ、第2二次駆動軸が各第
2歯車装置を介して傾斜ハウジングを第1軸線と交差する第2軸線の周りに旋回
せしめることができる、工業用ロボットの手首ユニットに関するものである。
上記型の従来公知の手首ユニットにおいて、手首ハウジングは二つの半部から
なり、各半部はそれぞれ二次駆動軸用の通孔を有する。組立てるとき、ハウジン
グ半部の二次駆動軸用の孔の中心軸線、したがってその上の歯車の中心軸線は、
それらが噛合うロボットアームの一次駆動軸上の中央の同軸の駆動歯車の直径的
に反対側に配置される。換言すれば、直線が二次歯車および同軸の駆動歯車の中
心軸線を通って延長する。このことは駆動歯車と二次駆動軸上のそれらの各歯車
の間隔の調節を困難にする。
本発明の主目的はこの歯車間隔を容易に調節し得る手首ユニットを実現するこ
とである。このことは(端面図で見たときの)歯車および駆動歯車が、歯車の中
心を通って延びる想像線が歯車を通る中心線からオフセットするように相対的に
設置され、手首ハウジングが、一方では一次駆動軸上の駆動歯車との間の他方で
は一次駆動軸上の歯車との間の歯車間隔を調節するためロボットアームの端部に
半径方向に調節可能に固定し得ることによって、冒頭に記載した型の手首ユニッ
トにおいて達成される。
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明するが、その中で、
図1はロボットアームの先端に取付けられた本発明による手首ユニットの部分
縦断面図であり、
図2はロボットアームの端部から見た図1に示された手首ユニットの端面図で
ある。
図1を参照すると、本発明による工業用ロボット用の、全体的に符号10を付
した手首が示されている。手首10は原則として間に溝形空間を画定する二つの
フォークアーム14および16を備えた先端フォーク形手首ハウジング12を有
し、それらの側壁18,20および底壁22は第1図に示されている。
手首ハウジング12は、(図示しない)ねじ固定具によりロボットアーム24
の先端に取付けるためのものである。しかしながら、図2はハウジング12の碇
着フランジ28における碇着ねじ用の四つの通孔26を示している。
手首ハウジング12には、横軸線Aの周りに旋回可能に取付けられ、かつ縦方
向に配置された軸線Bの周りに回転可能に取付けられたターンテーブル32を自
体公知の方法で支持するいわゆる傾斜ハウジング30が設けられている。ターン
テーブル32上には、溶接ユニット、つかみ装置、噴霧塗装ノズル等のような、
(図示しない)選択された工具を取付けることができる。ターンテーブル32お
よびその軸34を支持する傾斜ハウジング30の部分は、フォークアーム14,
16の間の空間内で、360°以下の円弧上で軸線Aの周りに旋回可能である。
軸線Aはターンテーブル32の回転軸線Bに垂直に配置されている。
ターンテーブル32を回転せしめるため、手首ハウジング12内には、ハウジ
ング12の縦方向の、好適にはターンテーブル32の回転軸線に平行な孔を通っ
て延長する第1二次駆動軸36が取付けられている。複列の角接触玉軸受38内
に軸線方向および半径方向に支持し得る駆動軸36は、好適には円筒形の歯車4
2が回転不能に取付けられる入力端40を有し、歯車42はロボットアーム24
の手首ハウジング12内に挿入し得る第1一次駆動軸46の端部の好適には円筒
形の駆動歯車44に噛合う。二次駆動軸36の他端はハイポイド歯車50に噛合
うハイポイドピニオン48の形式の出力端であり、ハイポイド歯車50は駆動軸
36に垂直な軸線Aの周りに回転可能にかつピニオン48の外側に取付けられて
いる。ハイポイドピニオン48およびハイポイド歯車50は一緒に第1ハイポイ
ド歯車装置を形成する。ハイポイド歯車50のハブには円錐形の駆動歯車52が
回転不能に取付けられ、円錐形の駆動歯車52自体傾斜ハウジング30に回転可
能に取付けられかつターンテーブル32の軸34に回転不能に接続された傘歯車
54に噛合っている。
ロボットアーム24の第1一次駆動軸46が回転するとき、回転運動は歯車装
置44,42を介して二次駆動軸36に伝達され、二次駆動軸36自体第1ハイ
ポイド歯車装置48,50およびアングル歯車装置52,54を介して、軸線B
の周りの回転運動を軸34にしたがってターンテーブル32に伝達する。軸線B
は図1に示す中立位置において、一次駆動軸46の中心軸線Cと同軸である。中
心軸線Cを、ロボットアーム24がその周りに回転する軸線とするのが好適であ
る。
傾斜ハウジング30を手首ハウジング12の軸線Aの周りに旋回せしめるため
、第2二次駆動軸56もまた回転可能に取付けられている。二次駆動軸56はハ
ウジング12の縦方向の、好適には第1二次駆動軸36に平行な孔を通って延長
している。第1二次駆動軸36のように、第2二次駆動軸56は二列の角接触玉
軸受58に軸線方向にかつ半径方向に取付けられ、また好適には円筒形の歯車6
2が回転不能に取付けられた入力端60を有し、歯車62はロボットアーム24
の第2一次駆動軸66の端部上の好適には円筒形の駆動歯車64と係合している
。駆動歯車64は第1一次駆動軸46上の円筒形の駆動歯車44と同軸に、ただ
しそれから軸線方向に離して配置されている。図示の実施例において、円筒形駆
動歯車44,64は同数の歯を有し、したがって、一次および二次駆動軸46,
36および66,56の歯車比はそれぞれ1:1である。歯数したがってこれら
の歯車装置における歯車比は、もちろん、所望に応じて変更することができる。
第2二次駆動軸56の他端は、第1二次駆動軸36のように、ハイポイドピニ
オン68の形式の出力端であり、ハイポイドピニオン68は二次駆動軸56に垂
直な軸線Aの周りに回転可能に取付けられかつ第1ハイポイド歯車装置48,5
0のハイポイド歯車50と同軸であるハイポイド歯車70と噛合っている。ハイ
ポイド歯車50はピニオン68の外側に設置されている。ハイポイド歯車70は
ねじ72によって傾斜ハウジング30に固定的に接続されている。
ロボットアーム24の第1一次駆動軸46を同軸的に囲む第2一次駆動軸66
が回転するとき、回転運動は円筒形の歯車装置64,62を介して第2二次駆動
軸56に伝達され、第2二次駆動軸56自体第2ハイポイド歯車装置68,70
を介して軸線Aの周りに取付けられた傾斜ハウジング30およびターンテーブル
32に回転を伝達する。
本発明の手首ハウジング12の好適な実施例によれば、二次駆動軸36,56
したがってそれらの円筒形の歯車42,62の中心軸線DおよびEは、(図2か
ら分かるように)同軸の円筒形の駆動歯車44,64を通る中心面Fの同じ側に
設置され、歯車42,62の中心D,E通って延びる想像線Lは、同軸の駆動歯
車44,64の中心Cから離されている。このことは、歯車噛み合い、したがっ
て二つの円筒形の歯車列それぞれ44,42および64,62の間隔を、手首ハ
ウジング12全体を僅かに半径方向に図2の矢印Pの方向に変位させることによ
って、同時に調節することが可能であることを意味する。このことは、ハウジン
グ12とアーム24の間の(図示しない)ねじ固定具を弛めて(図示しない)調
節工具をハウジングに取付け、歯車装置の歯車間隔を孔26を通るハウジングの
半径方向調節により、所望の値に、好適には最少間隔に調節することによって実
施される。
ハウジング12は本発明の好適な実施例においては一体に製造され、通常の分
割されたハウジングより多くの利点を有する。手首に組立てるときハウジング半
部の嵌合に伴う問題は生じない。また一体に製造されるとき孔および接合面を機
械加工するとき一層簡単に高い製造公差を得ることができる。歯車、軸受シール
等の組立ても容易である。そうでなければハウジング半部の間の好ましくない運
動を生ずるハウジング半部のねじ組立ては必要がない。最後に、ごみが手首に侵
入するのを防止するため、また手首の歯車装置ないのオイルがハウジングから漏
洩するのを防止するため、少数のシール部材しか必要としない。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.ロボットアーム(24)の先端に着脱可能に固定するためのそして傾斜ハ ウジング(30)が旋回可能に取付けられ、傾斜ハウジング(30)は自体回転 可能に取付けられかつその上に外部工具を取付け得るターンテーブル(32)を 支持する手首ハウジング(12)を有し、第1および第2二次駆動軸(36,5 6)が手首ハウジング(12)に回転可能に取付けられ、前記第1および第2二 次駆動軸(36,56)はそれぞれロボットアーム(24)の各一次駆動軸(4 6,66)上の各駆動歯車(44,64)と噛合う歯車(42,62)を支持す る入力端(40,60)を有し、前記駆動歯車(44,64)は互いに同軸にか つ軸方向に離して配置され、第1二次駆動軸(36)がそれぞれ第1歯車装置( 48,50)を介してターンテーブル(32)を第1軸線(B)の周りに回転せ しめることができ、第2二次駆動軸(56)が各第2歯車装置(68,70)を 介して傾斜ハウジング(30)を第1軸線(B)と交差する第2軸線(A)の周 りに回転せしめることができる工業用ロボットの手首ユニットにおいて、(端面 図で見たとき)歯車(42,62)および駆動歯車(44,64)は相対的に歯 車(42,62)の中心(D,E)を通って延びる想像線が歯車(44,64) を通る中心線(C)からオフセットするように設置され、手首ハウジング(12 )が、一方では一次駆動軸(46,66)上の駆動歯車(44,64)との間の 他方では二次駆動軸(36,56)上の歯車(42,62)との間の歯車間隔を 調節するためロボットアーム(24)の端部上で半径方向に調節可能に固定され ることを特徴とする工業用ロボットの手首ユニット。 2.歯車(42,62)および駆動歯車(44,64)が円筒形であることを 特徴とする請求項1に記載された手首ユニット。 3.手首ハウジング(12)が一体に製造されることを特徴とする請求項1ま たは2に記載された手首ユニット。
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