JPH0265987A - robot power transmission device - Google Patents

robot power transmission device

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Publication number
JPH0265987A
JPH0265987A JP21378788A JP21378788A JPH0265987A JP H0265987 A JPH0265987 A JP H0265987A JP 21378788 A JP21378788 A JP 21378788A JP 21378788 A JP21378788 A JP 21378788A JP H0265987 A JPH0265987 A JP H0265987A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
link
shaft
arm
bearing
link plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP21378788A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazumitsu Takai
一光 高井
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.)
Pentel Co Ltd
Original Assignee
Pentel Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Pentel Co Ltd filed Critical Pentel Co Ltd
Priority to JP21378788A priority Critical patent/JPH0265987A/en
Publication of JPH0265987A publication Critical patent/JPH0265987A/en
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Abstract

PURPOSE:To absorb the error in the distance between 1st and 2nd link plates due to the working error of a part and the assembly error by making a link freely movable in the axial direction to the link axis by at least either one end at a link pivotally supporting part. CONSTITUTION:Both ends of two links 21, 22 are pivotally supported by bearings so that the phase difference in two links becomes at about 90 deg. and in parallel to a driving axis by a pair of 2 sets of the columns whose distance from the respective rotary center is equally provided on a 1st link plate 13 and 2nd link plate 14 in the length equal to the interaxial distance of the driving axis and a terminal arm axis, and also the two links 21, 22 make the column and bearing or bearing link relatively movable in the supporting axial direction at one end thereof at least. As a result, even if the distance between the 1st link plate 13 and 2nd link plate 14 differs from designed dimension by working error and assembly error, no excessive bending moment is generated on the pivotally supporting part by sliding the inner rings of bearings 19a, 19c, 20a, 20c and link axes 15, 16.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は旋回する関節をもったロボットの動力伝達装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a power transmission device for a robot having rotating joints.

(従来の技術) 従来のアーム開動装置において重量を軽減してアームの
運動性を向上させるべく、アクチュエーターをアーム旋
回軸に直結せずに駆動伝達手段を用いて回転伝達駆動を
行うものがある。
(Prior Art) In order to reduce the weight and improve the mobility of the arm, some conventional arm opening devices perform rotation transmission drive using a drive transmission means without directly connecting the actuator to the arm rotation axis.

駆動伝達手段にはタイミングベルト、スチールベルト、
平行リンクがある。近年のモーターのダイレクトドライ
ブ化やロボットの高精度要求によりガタの生ずる恐れの
あるタイミングベルトよりはスチールベルトや平行リン
クがより有効と考えられている。
Drive transmission means include timing belt, steel belt,
There are parallel links. Steel belts and parallel links are considered to be more effective than timing belts, which can cause looseness due to the recent shift to direct drive motors and the high precision demands of robots.

しかしながら、スチールベルトは耐久性に問題があり、
またテンション装置が必要で適正なテンションを張架す
る作業が大変であった。
However, steel belts have problems with durability,
In addition, a tension device was required, making it difficult to maintain the appropriate tension.

一方、平行リンク方式では耐久性が良いが回動範囲が1
40°程度と小さい欠点があった。
On the other hand, the parallel link system has good durability but the rotation range is 1
There was a small defect of about 40 degrees.

この欠点を解消するものとして特開昭63−77674
号に提示されたダブルリンク方式がある。この方式によ
れば2本のリンクが90’の位相差で回動するので、ア
ームの回動範囲が300°以上とすることができる。
As a solution to this drawback, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-77674
There is a double link method presented in the issue. According to this method, since the two links rotate with a phase difference of 90', the rotation range of the arm can be 300 degrees or more.

(発明が解決しようとする問題点) 従来のハーモニック減速機を使用したロボットでは減速
機自体の剛性が低いため、アーム及び駆動伝達系の剛性
の低さはあまり問題とならなかったばかりか、減速機が
モーターとアーム等の負荷間に介在するので、これがダ
ンパーとなりサーボ系と機構部の共振が発生することが
少なかった。
(Problem to be solved by the invention) In robots using conventional harmonic reduction gears, the reduction gear itself has low rigidity, so the low rigidity of the arm and drive transmission system has not been a problem, and the reduction gear Since it is interposed between the motor and the load such as the arm, it acts as a damper and reduces the occurrence of resonance between the servo system and the mechanism.

しかしながら、ダイレクトドライブ(以下、DDという
)モーターを駆動源とした場合、アーム剛性が低いとア
ーム等の負荷が直にモーターの出力軸に連結しているた
め共振が発生し、サーボゲインを高くすることができな
かったり、極端な場合にはサーボゲインが低いためにア
ームを駆動できないこともあった(DDロボットの場合
、共振を防いでサーボゲインを高くするためには、ロボ
ットの固有振動数が100七以上が望ましいとされ、こ
れが50I(z以下であると共振が発生する。ちなみに
ハーモニック減速機を使用したロボットの場合、固有振
動数は15〜20七程度である。)。
However, when a direct drive (hereinafter referred to as DD) motor is used as the drive source, if the arm rigidity is low, resonance will occur because the load of the arm etc. is directly connected to the output shaft of the motor, which will increase the servo gain. In extreme cases, the arm could not be driven due to the low servo gain (in the case of DD robots, in order to prevent resonance and increase the servo gain, the robot's natural frequency must be It is said that a value of 1007 or more is desirable, and this is 50I (resonance will occur if it is less than z. Incidentally, in the case of a robot using a harmonic reduction gear, the natural frequency is about 15 to 207).

アーム剛性の高低を左右するのはアーム自体の剛性の他
に関節部に使用するボールベアリングの剛性がある。通
常、ボールベアリングがバネ系とみなされるため、この
剛性を大きくするため予圧をかける必要がある。
In addition to the stiffness of the arm itself, the stiffness of the ball bearings used in the joints determines the stiffness of the arm. Since ball bearings are usually considered to be spring-based, it is necessary to apply preload to increase their rigidity.

ところが前記特開昭63−77674号に示された様な
ダブルリンク方式ではリンク軸支部のボールベアリング
に序圧をかけることが考えられるが、予圧により駆動伝
達系の剛性が高まるかわりに2本のリンクの設置誤差(
特に軸方向)が吸収できなくなるため、リンク軸支部に
過大な曲げモーメントが発生し、摩擦トルクの増大、ベ
アリング寿命の低下を招き、またリンク回動時の摩擦ト
ルクの変動やロボット位置精度の劣化の恐れがあった。
However, in the double link system as shown in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-77674, it is possible to apply preload to the ball bearing of the link shaft support, but instead of increasing the rigidity of the drive transmission system by preload, the two Link installation error (
(particularly in the axial direction), an excessive bending moment is generated in the link shaft support, leading to an increase in friction torque and a reduction in bearing life.Furthermore, fluctuations in friction torque when the link rotates and deterioration in robot position accuracy. There was a fear that

(問題点を解決するための手段) 本発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、基部アー
ム後部内に配設した第1リンクプレートにダイレクトド
ライブモーターに連結された駆動軸を固着するとともに
、基部アーム前部に軸受を介して先端アーム軸を前記駆
動軸と平行に軸支するとともに、該先端アーム軸に先端
アームを固着し、先端アーム軸に第2リンクプレートを
固着するとともに、駆動軸と先端アーム軸の軸間距離と
等しい長さで、2本のリンクの両端を第1リンクプレー
トと第2リンクプレートにそれぞれ回転中心からの距離
を等しく設けられた一対の支柱二組によって2本のリン
クの位相差が略90度に、かつ前記駆動軸と平行になる
ように軸受によって軸支するとともに、2本のリンクが
少なくともその一端で支柱と軸受もしくは軸受とリンク
が支持軸方向に相対移動可能な如くしたことを特徴とし
ている。
(Means for Solving the Problems) The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and includes fixing a drive shaft connected to a direct drive motor to a first link plate disposed inside the rear part of the base arm. , a tip arm shaft is pivotally supported on the front part of the base arm via a bearing in parallel with the drive shaft, the tip arm is fixed to the tip arm shaft, a second link plate is fixed to the tip arm shaft, and the drive shaft is fixed to the tip arm shaft. With a length equal to the distance between the shaft and the tip arm shaft, both ends of the two links are connected to the first link plate and the second link plate by a pair of supports provided at equal distances from the center of rotation. The book is supported by bearings so that the phase difference between the links is approximately 90 degrees and parallel to the drive shaft, and the two links have at least one end where the support and the bearing or the bearing and the link are aligned in the direction of the support axis. It is characterized by being relatively movable.

(構 成) 以下、図示した実施例に基づいて具体的に説明する。固
定台1上部にフランジ2が固定されている。固定台1に
は基部アーム駆動用ダイレクト(以下、DD)モーター
3のステータ一部3aが固定されている。該DDモモ−
−3のローター上部にはスペーサ4が固定され、該スペ
ーサ4には基部アーム5の後(基)部5aが固定されて
いる。
(Structure) A detailed description will be given below based on the illustrated embodiment. A flange 2 is fixed to the upper part of a fixed base 1. A stator portion 3a of a direct (hereinafter referred to as DD) motor 3 for driving a base arm is fixed to the fixed base 1. The DD Momo
A spacer 4 is fixed to the upper part of the rotor -3, and a rear (base) part 5a of a base arm 5 is fixed to the spacer 4.

一方、基部アーム5先端5bの基部アーム駆動用DDモ
ーター3と反対側では支持部材6がアームの長手方向に
前記基部アーム駆動用DDモーター3の出力軸と直角方
向に位置が調節できるよう長穴にボルトによって基部ア
ーム5に締結されている。該支′持部材6には押え板7
によってクロスローラー軸受8が固定されており、クロ
スローラー軸受8は先端アーム軸9を基部アーム駆動用
DDモーター3の出力軸と平行に軸支している。10は
その後部において先端アーム軸に連結している先端アー
ムである。
On the other hand, on the opposite side of the base arm 5 tip 5b from the base arm drive DD motor 3, a support member 6 has an elongated hole so that its position can be adjusted in the longitudinal direction of the arm in a direction perpendicular to the output shaft of the base arm drive DD motor 3. The base arm 5 is fastened to the base arm 5 by bolts. A press plate 7 is attached to the support member 6.
The cross roller bearing 8 is fixed by the cross roller bearing 8, and the cross roller bearing 8 supports the tip arm shaft 9 in parallel with the output shaft of the DD motor 3 for driving the base arm. 10 is a tip arm connected to the tip arm shaft at its rear.

また、前記スペーサ4には先端アーム叩動軸11が軸受
12a、12bによって、基部アーム駆動用DDモータ
ーの出力軸と同軸に軸支されている。該先端アーム暉動
軸11の基部アーム5内突出端には第1リンクプレート
13が、嵌合穴13aを先端アーム湘動軸11の嵌合軸
11aに嵌合して結合している。また、先端アーム軸9
の基部アーム5側にも第2リンクプレート14が、嵌合
穴14aを先端アーム軸9の嵌合軸9aに嵌合して結合
している。第1リンクプレート13、第2リンクプレー
ト14の対向するそれぞれの面にはリンクプレートの回
転中心よりr工l  r、、rエ 、r2′ の距離に
嵌合穴15,16゜17.18があけられている。この
嵌合穴15゜16.17.18と前記の嵌合穴13a、
14aは第1リンクプレート13、第2リンクプレート
14を同時加工にて製作されているので、それぞれの回
転中心からの距離はr工=r1  r。
Further, a tip arm knocking shaft 11 is coaxially supported on the spacer 4 by bearings 12a and 12b, and coaxially with the output shaft of a DD motor for driving the base arm. A first link plate 13 is connected to the protruding end of the tip arm sliding shaft 11 in the base arm 5 by fitting a fitting hole 13a into a fitting shaft 11a of the tip arm sliding shaft 11. In addition, the tip arm shaft 9
A second link plate 14 is also connected to the base arm 5 side by fitting the fitting hole 14a to the fitting shaft 9a of the distal arm shaft 9. Fitting holes 15, 16° and 17.18 are provided in the opposing surfaces of the first link plate 13 and the second link plate 14 at distances r, r,, r, and r2' from the center of rotation of the link plate. It's open. This fitting hole 15° 16, 17, 18 and the fitting hole 13a,
14a is manufactured by simultaneously machining the first link plate 13 and the second link plate 14, so the distance from the rotation center of each is r machin = r1 r.

=r2、また角度α=βとなっている。嵌合穴15,1
6と17.18にはそれぞれ長さの異る一対のリンク軸
15a、16aと17a、18aが前記先端アーム暉動
軸11と平行に取付けられている。
= r2, and the angle α = β. Fitting hole 15,1
A pair of link shafts 15a, 16a and 17a, 18a having different lengths are attached to the tip arm sliding shaft 11, respectively.

長リンク軸15aと短リンク軸17a、短リンク軸16
aと長リンク軸18aは、軸受19a、20a、19b
、20b、19c、20c、19d、20dを介してそ
れぞれリンク21.22によって連結している。リンク
21とリンク22はリンクプレート13.14が回転し
ても干渉しないよう回動面が異っている。
Long link shaft 15a, short link shaft 17a, short link shaft 16
a and the long link shaft 18a are bearings 19a, 20a, 19b.
, 20b, 19c, 20c, 19d, 20d by links 21.22, respectively. The links 21 and 22 have different rotation surfaces so that they do not interfere with each other even when the link plates 13, 14 rotate.

また、リンク21.22は同時加工によってそれぞれの
軸間距離811 e、が等しくなっている。またe□t
 e、は設計寸法が基部アーム5の軸間距離りと等しく
設定されている。
Furthermore, the links 21 and 22 are made equal in distance 811e between their axes by simultaneous machining. Also e□t
The design dimension of e is set equal to the distance between the axes of the base arm 5.

なお、リンク21 、.22のそれぞれの軸支部は2個
の軸受間に皿バネ23.24が挿入されており、押え板
25によって軸受の外輪、球、軸受の内輪、皿バネ、軸
受の内輪、球、軸受の外輪にわたって予圧が設定されて
いる。26は押え板25をリンク21.22に締結して
いるネジである。
In addition, link 21, . Disc springs 23 and 24 are inserted between the two bearings in each shaft support of 22, and the retaining plate 25 is used to connect the outer ring of the bearing, the ball, the inner ring of the bearing, the disc spring, the inner ring of the bearing, the ball, and the outer ring of the bearing. The preload is set over the entire range. 26 is a screw that fastens the presser plate 25 to the link 21.22.

それぞれのリンク21.22の両端軸支部は第7図に示
す如く予圧が設定されていて、がっ少なくとも一方の軸
支部は軸方向のアライメントのため、リンク軸とリンク
(軸受内輪)とは軸方向に移動可能となっている 即ち、軸受内輪とリンク軸15,16との嵌合を精密な
スキマハメとして、かつ軸受内輪がリンク軸15.16
の軸方向に多少移動できる様、隙間をもたせるようにし
である。
The shaft supports at both ends of each link 21 and 22 are preloaded as shown in Fig. 7, but at least one shaft support is aligned in the axial direction, so the link shaft and the link (bearing inner ring) are not axially aligned. In other words, the inner ring of the bearing and the link shafts 15, 16 are fitted with precise clearance, and the inner ring of the bearing is fitted with the link shafts 15, 16.
A gap is provided to allow some movement in the axial direction.

また、この部分の別な実施例として第8図に示す方法も
ある。これは第1リンクプレート101に固着した短リ
ンク軸102に、外輪にカラー103を入れた一対のア
ンギュラベアリング104゜105の内輪に短リンク軸
102にねじ込まれたベアリングナツト106によって
予圧を付加するとともに、リンク107の一端をアンギ
ュラベアリング104.105の外輪に固着する一方、
リンク107の他端において外輪にカラー108を入れ
た一対のアンギュラベアリング109.110の内輪に
、第2リンクプレート111に固着した長リンク軸11
2に摺動自在に嵌合したスリーブ113を嵌合させると
ともにスリーブ113の一端に形成されたネジ部に螺合
したベアリングナツト114によって前記アンギュラベ
アリング109.110の内輪に予圧を与える一方、第
2リンクプレート111に固着した短リンク軸115と
第1リンクプレート101の固着した長リンク軸116
とを連結するリンク117の両端においても、リンク1
07と同様に短リンク軸115側では外輪にカラー11
6を入れた一対のアンギュラベアリング117.118
を短リンク軸に嵌合させるとともに、短リンク軸先端に
形成されたねじ部にベアリングナツト119を螺合させ
ることによりアンギュラベアリングに予圧を与え、また
長リンク軸116側では外輪にカラー120を入れた一
対のアンギュラベアリング121゜122の内輪に長リ
ンク軸116に摺動自在に嵌合したスリーブ123を嵌
合させるとともに、スリーブ123の一端に形成された
ネジ部に螺合したベアリングナツト124によってアン
ギュラベアリング121.122の内輪に予圧を与えた
ものである。
There is also a method shown in FIG. 8 as another embodiment of this part. This is done by adding preload to the short link shaft 102 fixed to the first link plate 101 by means of a bearing nut 106 screwed into the short link shaft 102 into the inner ring of a pair of angular bearings 104 and 105 having a collar 103 in the outer ring. , while fixing one end of the link 107 to the outer ring of the angular bearing 104, 105,
A long link shaft 11 fixed to a second link plate 111 is attached to the inner ring of a pair of angular bearings 109 and 110 having a collar 108 in the outer ring at the other end of the link 107.
A sleeve 113 is slidably fitted into the angular bearing 109, 110, and a bearing nut 114 screwed into a threaded portion formed at one end of the sleeve 113 applies preload to the inner ring of the angular bearing 109, 110. Short link shaft 115 fixed to link plate 111 and long link shaft 116 fixed to first link plate 101
At both ends of the link 117 connecting the link 1
Similar to 07, there is a collar 11 on the outer ring on the short link shaft 115 side.
A pair of angular bearings containing 6 117.118
At the same time, a bearing nut 119 is screwed into the threaded part formed at the tip of the short link shaft to apply preload to the angular bearing, and a collar 120 is inserted into the outer ring on the long link shaft 116 side. A sleeve 123 that is slidably fitted to the long link shaft 116 is fitted to the inner rings of a pair of angular bearings 121 and 122, and a bearing nut 124 that is screwed into a threaded portion formed at one end of the sleeve 123 is inserted into the angular bearing. Preload is applied to the inner rings of bearings 121 and 122.

125.126.127.128はそれぞれカラー10
3゜108、116.120をリンク107.117に
固定するセットねじ、129.130はそれぞれスリー
ブ123,113を長リンク軸116.112に固定す
るセットねじである。
125.126.127.128 are each color 10
Set screws 129 and 130 fix the sleeves 123 and 113 to the long link shafts 116 and 112, respectively.

なお、27.28は基部アーム5に取付けられた組立時
に使用するフタである。
Note that 27 and 28 are lids attached to the base arm 5 and used during assembly.

又、嵌合穴13aと14a、15aと17a、16aと
18a及びリンク21.22の軸受穴の径はそれぞれ等
しくなっている。
Further, the diameters of the fitting holes 13a and 14a, 15a and 17a, 16a and 18a, and the bearing holes of the links 21 and 22 are the same.

一方、固定台1内部には固定台1の底部1aに先端アー
ム駆動用DDモーター27のステーター27aが固定さ
れている。先端アーム駆動用DDモーター27はその出
力軸(ローター)27bが、前記先端アーム駆動軸11
と同軸になるよう設けられている。先端アーム能動用D
Dモーター27の出力軸27bは先端アーム駆動軸11
の下端11bに結合したフランジ28に締結されている
On the other hand, inside the fixed base 1, a stator 27a of a DD motor 27 for driving the tip arm is fixed to the bottom 1a of the fixed base 1. The output shaft (rotor) 27b of the tip arm drive DD motor 27 is connected to the tip arm drive shaft 11.
It is installed so that it is coaxial with the Tip arm active D
The output shaft 27b of the D motor 27 is the tip arm drive shaft 11
It is fastened to a flange 28 connected to the lower end 11b of.

フランジ28と前記フランジ2間には間隙が設けられて
いる。また、前記スペーサ4下部には基部アーム駆動用
DDモーター3の中空部3dと先端アーム鄭動軸11と
の間を貫通する中空シャフト部4aが形成されていて、
該中空シャフト部4aのフランジ2下方への突出部4a
’には間隙内にブロック3oが連結されている。該ブロ
ック30は前記フランジ28に軸受32を介して軸支さ
れている。23.24は軸受32に予圧を与える皿バネ
である。
A gap is provided between the flange 28 and the flange 2. Further, a hollow shaft portion 4a is formed in the lower part of the spacer 4, passing through between the hollow portion 3d of the DD motor 3 for driving the base arm and the tip arm driving shaft 11,
A downwardly protruding portion 4a of the flange 2 of the hollow shaft portion 4a
A block 3o is connected within the gap. The block 30 is pivotally supported by the flange 28 via a bearing 32. 23 and 24 are disc springs that apply preload to the bearing 32.

該ブロック30には基部アーム回転制限用のメカニカル
ストッパが形成されていて、フランジ2に固定された固
定ストッパ33に当接するようになっている。また、ブ
ロック3oにはドグ34が設けられていて、フランジ2
に設けられたブラケット35に固定された基部アーム回
転角検出用の原点並びにオーバーラン検出用の近接スイ
ッチ36.37.38に検出されるようになっている。
A mechanical stopper for restricting rotation of the base arm is formed on the block 30 and comes into contact with a fixed stopper 33 fixed to the flange 2. Further, the block 3o is provided with a dog 34, and the flange 2
The origin is fixed to the bracket 35 provided on the base arm for detecting the rotation angle of the base arm, and the proximity switches 36, 37, and 38 for overrun detection are used to detect the rotation angle of the base arm.

固定台1背面には図示省略のコントローラーと接続する
コネクター39を設けた中継ボックス40が設けられて
いる。
A relay box 40 having a connector 39 connected to a controller (not shown) is provided on the back side of the fixed base 1.

また、中継ボックス40とフランジ2間の固定台上面に
は配線用の支柱41が取付けられている。該配線用支柱
41上端には回転型コネクター42を介してフレキシブ
ルコンジットチューブ(以下、コンジットチューブ)4
3の一端が接続されている。
Furthermore, a support column 41 for wiring is attached to the upper surface of the fixing table between the relay box 40 and the flange 2. A flexible conduit tube (hereinafter referred to as a conduit tube) 4 is connected to the upper end of the wiring support 41 via a rotary connector 42.
One end of 3 is connected.

コンジットチューブ43の他端は先端アーム軸9と略同
軸になるように先端アーム1o後部上部に設けられたが
カバ−44上部に設けられた回転型コネクター45を介
して、先端アーム10と接続している。
The other end of the conduit tube 43 is provided at the rear upper part of the distal arm 1o so as to be approximately coaxial with the distal arm axis 9, and is connected to the distal arm 10 via a rotary connector 45 provided on the upper part of the cover 44. ing.

先端アーム10内部において減速機46を備えた作業軸
回転駆動用ACモーター47と作業軸位置決めストッパ
駆動用ACモーター48が平行先端アーム軸9とに設け
られている。前記ACモーター47は先端アーム軸9と
略同軸になるように設けられており、減速機46の出方
軸46aにはタイミングプーリー48が、後記ACモー
ター48の出力軸48aにはタイミングブーり−49が
連結している。
Inside the tip arm 10 , an AC motor 47 for driving the rotation of the work shaft and an AC motor 48 for driving the work shaft positioning stopper are provided on the parallel tip arm shaft 9 and are provided with a speed reducer 46 . The AC motor 47 is provided to be substantially coaxial with the tip arm shaft 9, and a timing pulley 48 is provided on the output shaft 46a of the reducer 46, and a timing pulley is provided on the output shaft 48a of the AC motor 48, which will be described later. 49 are connected.

一方、先端アーム10の前部10bにはスプラインによ
って形成された一対の作業軸50゜50’ が先端アー
ム軸9と平行になるよう、スプライン軸受51.51’
 、52.52’ 、ラジアル軸受53.53’   
54.54’ によって軸方向に摺動自在かつ回転自在
に軸支されている。
On the other hand, the front part 10b of the tip arm 10 has spline bearings 51, 51' so that a pair of working axes 50.50' formed by splines are parallel to the tip arm axis 9.
, 52.52', radial bearing 53.53'
54 and 54', it is slidably and rotatably supported in the axial direction.

前記スプライン軸受51.51’  52.52’はス
リーブ55.55’ を介してタイミングプーリー56
.56’ に連結している。該タイミングプーリー56
.56’ と前記タイミングプーリー48はタイミング
ベルト57によって回転連結している。
The spline bearings 51.51' and 52.52' are connected to the timing pulley 56 through sleeves 55.55'.
.. 56'. The timing pulley 56
.. 56' and the timing pulley 48 are rotationally connected by a timing belt 57.

また1作業軸50.50’上端部50a、50a’は先
端アーム10前部上部に作業軸50.50’と平行に設
けられた一対のエアシリンダ58゜58′のロッド58
a、58a’に連結したジヨイント59.59’ に設
けられた軸受60,60’によって回転自在かつ軸方向
に一体になるよう設けられている。
The upper end portions 50a, 50a' of one working shaft 50.50' are the rods 58 of a pair of air cylinders 58°58' provided at the upper front part of the tip arm 10 in parallel with the working shaft 50.50'.
It is provided so as to be rotatable and integral in the axial direction by bearings 60 and 60' provided in joints 59 and 59' connected to the joints 59 and 58a'.

一方、先端アーム10前部の作業軸50゜5o′中間部
には軸受61,62を介して作業軸50.50’ と平
行にスリーブ63が軸支されている。該スリーブ63に
は軸受61上方において、タイミングプーリー64が形
成されており、前記タイミングプーリー49とタイミン
グベルト65によって回転連結されているとともに、そ
の上部において外周におねじを形成した摺動ストッパ6
6のおねじに嵌合するめねじを形成した軸受67を固定
しである。68は摺動ストッパ66上部に形成されたス
トッパ部で、先端アーム10内部に前記スリーブ63の
軸と平行に固定されたガイド69によって摺動自在かつ
回転不能に案内されている。70は先端アーム10前部
に設けられたカバーである。
On the other hand, a sleeve 63 is rotatably supported in parallel to the working shaft 50.50' through bearings 61 and 62 at an intermediate portion of the working shaft 50.50' at the front of the tip arm 10. A timing pulley 64 is formed on the sleeve 63 above the bearing 61, and is rotatably connected to the timing pulley 49 by a timing belt 65, and a sliding stopper 6 having a thread formed on the outer periphery is attached above the timing pulley 64.
A bearing 67 having a female thread that fits into the male thread of No. 6 is fixed. Reference numeral 68 denotes a stopper portion formed on the top of the sliding stopper 66, and is guided in a slidable but non-rotatable manner by a guide 69 fixed inside the distal arm 10 in parallel to the axis of the sleeve 63. Reference numeral 70 is a cover provided at the front part of the tip arm 10.

なお、カバー70、カバー44、中継ボックス40、フ
タ27,28、支持部材6等のロボット内部を外部より
密閉する構造となっている。
Note that the inside of the robot, including the cover 70, the cover 44, the relay box 40, the lids 27 and 28, and the support member 6, is sealed from the outside.

70.7−1.71’は先端アーム回転角検知のだめの
原点用及びオーバーラン検出用近接スイッチである。
70.7-1.71' is a proximity switch for the origin and overrun detection of the tip arm rotation angle detection device.

又、72は基部アーム5の後部5aに固定された先端ア
ーム用のメカニカルストッパで、先端アームのオーバー
ラン時に第1リンクプレトに当接するようになっている
Further, 72 is a mechanical stopper for the tip arm fixed to the rear part 5a of the base arm 5, and is adapted to come into contact with the first link plate when the tip arm overruns.

本発明では、先端アーム用のメカニカルストッパ72と
基部アーム用のメカニカルストッパ33がロボット内部
に設けられている。そのため、安全性が向上するととも
に万一ロボットがオーバランしてメカニカルストッパが
当接しても、当接によって発生するふん塵が外部に放出
しないため、クリーン度を要求される環境においても使
用できる。
In the present invention, a mechanical stopper 72 for the tip arm and a mechanical stopper 33 for the base arm are provided inside the robot. Therefore, safety is improved, and even if the robot overruns and contacts the mechanical stopper, the dust generated by the contact will not be released to the outside, so it can be used in environments that require cleanliness.

なお、前記フランジ゛2とフランジ28との間隙部にメ
カニカルストッパを形成したブロック30と固定ストッ
パ33を設けたが、ストッパの代りに先端アーム駆動用
DDモーター27の出力軸27bと中空シャフト部4a
の回転を停止させるブレーキをフランジ2もしくは固定
台に設けてもよい。また、この場合は1つのブレーキ手
段で一度に前記先端アーム駆動用DDモーターの出力軸
27bと中空シャフト部4aを停止させるようにするこ
とも考えられる。
Although a block 30 with a mechanical stopper and a fixed stopper 33 are provided in the gap between the flange 2 and the flange 28, the output shaft 27b of the DD motor 27 for driving the tip arm and the hollow shaft portion 4a are used instead of the stopper.
A brake for stopping the rotation may be provided on the flange 2 or the fixed base. Further, in this case, it may be possible to stop the output shaft 27b of the distal arm drive DD motor and the hollow shaft portion 4a at once using one brake means.

なお、作業軸50.50’の下端50b、50b’には
図示省略の作業工具を取り付ける。
Note that a work tool (not shown) is attached to the lower ends 50b, 50b' of the work shafts 50, 50'.

また、73はコンジットチューブ43に内挿され、中継
ボックス40と先端アーム10を接続するケーブルであ
る。基部アーム5内には電装部品は取付けられていない
ので、リンク21゜22が回転してもケーブル切断の恐
れがない。
Further, 73 is a cable that is inserted into the conduit tube 43 and connects the relay box 40 and the distal arm 10. Since no electrical components are installed inside the base arm 5, there is no risk of cable breakage even if the links 21 and 22 rotate.

2組の平行四辺形リンク機構のうち、リンク18.19
の長さex、+3.が同時加工されているので等しい。
Of the two sets of parallelogram link mechanisms, links 18 and 19
Length ex, +3. are processed at the same time, so they are equal.

またリンクプレート10.11の回転中心とリンク18
.19の軸支部の軸間距離r1+ ri  、rzt 
rz’も同時加工しているので等しくなっている。
Also, the rotation center of the link plate 10.11 and the link 18
.. Distance between shafts of 19 shaft supports r1+ ri, rzt
Since rz' is also processed at the same time, they are equal.

また、組立時に支持部材5が位置調節可能な構造となっ
ているので、基部アームの軸間距離りをL=e1(e2
)とすることができるので、先端アーム晩動軸3の回転
は先端アーム軸に伝達される。
In addition, since the support member 5 is structured so that its position can be adjusted during assembly, the distance between the axes of the base arm can be adjusted to L=e1(e2
), the rotation of the distal arm late movement shaft 3 is transmitted to the distal arm shaft.

なお、リンク18.19と基部アーム2の軸間距離e工
、e2、Lを等しくする様に、2つのリンクと基部アー
ムを同時加工する方法も考えられるが、リンクと基部ア
ームの大きさと、加工穴径が極端に異るので実際にこれ
を同時加工することは不可能である。
Note that it is possible to simultaneously machine the two links and the base arm so that the distances between the axes e, e2, and L between the links 18 and 19 and the base arm 2 are equal, but the size of the link and the base arm, Since the machined hole diameters are extremely different, it is actually impossible to machine them simultaneously.

又、前記フタ27.28はそれぞれ基部アーム5の後(
基)部上部と前(先端)部下部に形成された穴を密閉す
るために設けられているが、この2つの穴は基部アーム
5内にリンク21゜22等を組込むための作業用の穴で
あるが、この穴と穴に対向した軸支部以外は基部アーム
が閉構造になっているため高いアーム剛性を得ることが
できる(通常、リンクを内蔵したアームはアームの一側
が全部間いた構造になってしまうため剛性が低かった。
Also, the lids 27 and 28 are located at the rear of the base arm 5 (
These two holes are provided to seal the holes formed in the upper part of the base part and the lower part of the front (tip) part, but these two holes are working holes for assembling the links 21, 22, etc. into the base arm 5. However, since the base arm has a closed structure except for this hole and the pivot point facing the hole, high arm rigidity can be obtained (usually, an arm with a built-in link has a structure in which one side of the arm is completely closed). The rigidity was low because it became .

)。).

又、コンジットチューブ43内にロボット内に発生する
ふん塵を外部から吸引する排気用のチューブを設けるこ
ともできる。コンジットチューブ43は一端で先端アー
ム10の略回転中心に回転コネクターによって接続され
ているので、アームの速い動きにも無理なく追従できる
(従来はアームに取付けられた配線の曲げやねじりに起
因する抵抗によって精度劣化の問題があった。)。
Further, an exhaust tube may be provided in the conduit tube 43 to suck in dust generated inside the robot from the outside. Since the conduit tube 43 is connected at one end to the approximate center of rotation of the distal arm 10 by a rotating connector, it can easily follow the rapid movement of the arm (conventionally, the resistance caused by bending or twisting the wiring attached to the arm (There was a problem with accuracy deterioration due to this.)

次に作用について述べる。Next, we will discuss the effect.

第1リンクプレート13と第2リンクプレート14との
距離が加工誤差や組立誤差で設計寸法に対して異ってい
ても、第7図の場合では軸受19a、19c、20a、
20cの内輪とリンク軸15.16が摺動するので軸支
部に過大な曲げモーメントが発生することはない。
Even if the distance between the first link plate 13 and the second link plate 14 differs from the design dimensions due to processing errors or assembly errors, in the case of FIG. 7, the bearings 19a, 19c, 20a,
Since the inner ring 20c and the link shaft 15, 16 slide, no excessive bending moment is generated in the shaft support.

また、第8図の場合でも組立時にスリーブ113、12
3を長リンク軸112.116に対して摺動させること
により、第1リンクプレート13と第2リンクプレート
14との距離の誤差を吸収したのち、セットねじ129
.130でスリーブ113゜123を長リンク軸112
.116に対して固定する。
In addition, even in the case of FIG. 8, the sleeves 113 and 12 are
3 to the long link shafts 112 and 116 to absorb the error in the distance between the first link plate 13 and the second link plate 14, and then remove the set screw 129.
.. At 130, the sleeve 113°123 is attached to the long link shaft 112
.. 116.

組立後、ロボットを動作させる場合は基部アーム駆動用
DDモーター3及び先端アーム駆動用DDモーター27
を回動することにより、基部アーム5と先端アーム10
が回動し、作業軸50.50’ を平面的に位置決めす
るとともに、作業軸回転駆動用ACモーター47によっ
て作業軸の回転位置決めも行う。同時に作業軸位置決め
ストッパ能動用ACモーター48によってストッパ部6
8を位置決めする。
After assembly, when operating the robot, use the DD motor 3 for driving the base arm and the DD motor 27 for driving the tip arm.
By rotating the base arm 5 and the distal arm 10
rotates to position the work shaft 50, 50' in a plane, and also performs rotational positioning of the work shaft by the AC motor 47 for driving the rotation of the work shaft. At the same time, the stopper part 6 is moved by the AC motor 48 for active positioning of the work axis positioning stopper.
Position 8.

次にエアシリンダ58.58’のいずれがを作動させて
作業軸50.50’ を下降させると。
Next, either of the air cylinders 58, 58' is actuated to lower the working shaft 50, 50'.

所望の高さにてエアシリンダ58.58’のロッド58
a、58a’が前記ストッパ部68に当接し停止する。
Rod 58 of air cylinder 58.58' at desired height
a and 58a' come into contact with the stopper portion 68 and stop.

(効 果) 以上述べたきたように本発明によると、基部アーム後部
内に配設した第1リンクプレートにダイレクトドライブ
モーターに連結された駆動軸を固着するとともに、基部
アーム前部に軸受を介して先端アーム軸を前記能動軸と
平行に軸支するとともに、該先端アーム軸に先端アーム
を固着し、先端アーム軸に第2リンクプレートを固着す
るとともに、駆動軸と先端アーム軸の軸間距離と等しい
長さで、2本のリンクの両端を第1リンクプレートと第
2リンクプレートにそれぞれ回転中心からの距離を等し
く設けられた一対の支柱二組によって2本のリンクの位
相差が略90度に、かつ前記駆動軸と平行になるように
軸受によって軸支するとともに、2本のリンクが少なく
ともその一端で支柱と軸受もしくは軸受とリンクが支持
軸方向に相対移動可能な如くしたことを特徴としたので
、リンク軸支部では少なくともどちらか一端でリンクが
リンク軸に対して軸方向に移動できるようになっている
ので5部品の加工誤差や組立誤差による第1、第2リン
クプレート間の距離誤差を吸収することができるため正
確なダブルリンク機構を実現できる。
(Effects) As described above, according to the present invention, a drive shaft connected to a direct drive motor is fixed to the first link plate disposed inside the rear part of the base arm, and a bearing is attached to the front part of the base arm. The tip arm shaft is pivotally supported in parallel with the active shaft, the tip arm is fixed to the tip arm shaft, the second link plate is fixed to the tip arm shaft, and the distance between the drive shaft and the tip arm shaft is fixed. The phase difference between the two links is approximately 90 by using two pairs of supports, each of which has the same length as the first link plate and the second link plate at both ends of the two links, and which are provided at equal distances from the center of rotation. The two links are supported by bearings at the same time and parallel to the drive shaft, and at least one end of the two links is such that the support and the bearing or the bearing and the link are movable relative to each other in the direction of the support shaft. Therefore, in the link shaft support, the link can move in the axial direction with respect to the link shaft at least at one end, so the distance between the first and second link plates due to processing errors and assembly errors of the five parts Since errors can be absorbed, an accurate double link mechanism can be realized.

このため、リンク軸支部に過大な曲げモーメントが発生
することを防ぎ、精密で無理のない。
This prevents excessive bending moment from occurring in the link shaft support, making it precise and reasonable.

かつ安定した回転伝達ができる。これと同時に。And stable rotation transmission is possible. At the same time as this.

軸受に予圧を与えることができるため軸支部の固有振動
数が高くなり、回転間動源にDDモモ−−を使用した場
合でもサーボゲインを充分高くできるのでロボットの動
特性が向上する。
Since a preload can be applied to the bearing, the natural frequency of the shaft support becomes high, and even when a DD motor is used as the rotational power source, the servo gain can be made sufficiently high, so the dynamic characteristics of the robot are improved.

つまり、本発明によればDDモモ−−を使用したロボッ
トに最適の構造と言うことができる。
In other words, according to the present invention, it can be said that the structure is optimal for a robot using a DD momo.

なお、第1の実施例(第7図)で軸受をアンギュラベア
リングの正面合せとすることにより、より大きな予圧を
付加できるとともに、リンク軸間の平行度に多少のくろ
いがあっても誤差を吸収できる。
In addition, in the first embodiment (Fig. 7), by using angular bearings that are aligned face-to-face, it is possible to apply a larger preload and also absorb errors even if there is some degree of parallelism between the link shafts. can.

また、リンクのもう一端部を第2の実施例(第8図)の
短リンク軸の軸支方法と同じにすることにより、さらに
剛性が大きくなる。
Further, by supporting the other end of the link in the same manner as the short link shaft of the second embodiment (FIG. 8), the rigidity can be further increased.

第2の実施例(第8図)ではスリーブをセットねじでリ
ンク軸に固定するので、部品点数が増えるがさらに剛性
を大きくすることができる。
In the second embodiment (FIG. 8), since the sleeve is fixed to the link shaft with a set screw, the number of parts increases, but the rigidity can be further increased.

なお、前述の実施例では軸受の外輪をリンクに固定し、
内輪側で軸方向位置を調整する方式としだが、逆に内輪
を軸に固定し、外@(もしくは外輪に嵌合したスリーブ
)をリンクに対して軸方向位置を調整する方法でも良い
In addition, in the above-mentioned embodiment, the outer ring of the bearing is fixed to the link,
Although it is preferable to adjust the axial position on the inner ring side, it is also possible to fix the inner ring to the shaft and adjust the axial position of the outer ring (or a sleeve fitted to the outer ring) with respect to the link.

また、ダブルリンク以外の単なる平行、非平行リンクに
よる即動伝達手段にも応用できるし、リンクプレートが
対向配置以外の他の構造、例えば特開昭63−7767
4のような二枚のリンクプレートが二組あるようなもの
でも良い。
It can also be applied to quick-acting transmission means using simple parallel or non-parallel links other than double links, and can be applied to other structures in which the link plates are not arranged facing each other, such as Japanese Patent Laid-Open No. 63-7767
It is also possible to use two sets of two link plates like 4.

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

第1図は本発明の一実施例正断面図、第2図、第3図は
第1図の要部拡大図、第4図は第1図の外観側面図、第
5図は同平面図、第6図は第1図のリンク部平面図、第
7図は第6図のリンク部軸支部の正断面図、第8図はリ
ンク部の第2実施例正断面図である。 1・・・固定台 3・・・基部アーム駆動用ダイレクトモーター5・・・
基部アーム 9・・・先端アーム軸 10・・・先端アーム 11・・・先端アーム味動軸 13・・・第1リンクプレート 14・・・第2リンクプレート 21.22・・・リンク 27・・・先端アーム睡動用ダイレクトモーター27b
・・・出力軸
Fig. 1 is a front sectional view of an embodiment of the present invention, Figs. 2 and 3 are enlarged views of main parts of Fig. 1, Fig. 4 is an external side view of Fig. 1, and Fig. 5 is a plan view of the same. , FIG. 6 is a plan view of the link shown in FIG. 1, FIG. 7 is a front sectional view of the shaft support of the link shown in FIG. 6, and FIG. 8 is a front sectional view of the second embodiment of the link. 1... Fixed base 3... Direct motor for driving base arm 5...
Base arm 9...Tip arm shaft 10...Tip arm 11...Tip arm movement shaft 13...First link plate 14...Second link plate 21.22...Link 27...・Direct motor 27b for tip arm sleep
・・・Output shaft

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 基部アーム後部内に配設した第1リンクプレートにダイ
レクトドライブモーターに連結された駆動軸を固着する
とともに、基部アーム前部に軸受を介して先端アーム軸
を前記駆動軸と平行に軸支するとともに、該先端アーム
軸に先端アームを固着し、先端アーム軸に第2リンクプ
レートを固着するとともに、駆動軸と先端アーム軸の軸
間距離と等しい長さで、2本のリンクの両端を第1リン
クプレートと第2リンクプレートにそれぞれ回転中心か
らの距離を等しく設けられた一対の支柱二組によって2
本のリンクの位相差が略90度に、かつ前記駆動軸と平
行になるように軸受によって軸支するとともに、2本の
リンクが少なくともその一端で支柱と軸受もしくは軸受
とリンクが支持軸方向に相対移動可能な如くしたことを
特徴とするロボットの動力伝達装置。
A drive shaft connected to a direct drive motor is fixed to a first link plate disposed in the rear part of the base arm, and a tip arm shaft is pivotally supported in parallel to the drive shaft via a bearing in the front part of the base arm. , fix the tip arm to the tip arm shaft, fix the second link plate to the tip arm shaft, and connect both ends of the two links to the first link plate with a length equal to the distance between the drive shaft and the tip arm shaft. The link plate and the second link plate are each provided with a pair of supports provided at equal distances from the center of rotation.
The book is supported by bearings so that the phase difference between the links is approximately 90 degrees and parallel to the drive shaft, and the two links have at least one end where the support and the bearing or the bearing and the link are aligned in the direction of the support axis. A power transmission device for a robot, characterized in that it is capable of relative movement.
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