JPH0740112Y2 - Backlash removal mechanism for industrial robots - Google Patents

Backlash removal mechanism for industrial robots

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JPH0740112Y2
JPH0740112Y2 JP1988065213U JP6521388U JPH0740112Y2 JP H0740112 Y2 JPH0740112 Y2 JP H0740112Y2 JP 1988065213 U JP1988065213 U JP 1988065213U JP 6521388 U JP6521388 U JP 6521388U JP H0740112 Y2 JPH0740112 Y2 JP H0740112Y2
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shaft
bevel gear
backlash
output shaft
axial direction
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恭秀 永浜
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Kobe Steel Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、工業用ロボットの関節部やアーム駆動部など
の傘歯車を有する回転力伝達系においてバックラッシュ
を除去するためのバックラッシュ除去機構に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a backlash removing mechanism for removing backlash in a rotational force transmission system having bevel gears such as joints and arm drives of an industrial robot. It is about.

[従来の技術] 一般に、工業用ロボットの関節部(手首部等)やアーム
駆動部などの回転力伝達系において、減速機としてバッ
クラッシュを極めて小さく抑えたロボット用減速機を使
用できない場合や、減速機以外に方向を変える目的で傘
歯車を使用する場合などには、バックラッシュの発生が
問題となる。特に、一般の傘歯車はバックラッシュが大
きく、そのバックラッシュの除去に工夫が必要である。
[Prior Art] Generally, in a rotational force transmission system such as a joint part (a wrist part) or an arm drive part of an industrial robot, when a speed reducer for a robot with extremely small backlash cannot be used as a speed reducer, When a bevel gear is used for the purpose of changing the direction other than the speed reducer, the backlash is a problem. In particular, a general bevel gear has a large backlash, and it is necessary to devise a method for removing the backlash.

そこで、傘歯車からなる回転機構部においては、従来、
バックラッシュ除去機構として第5図に示すようなもの
が提案されている。
Therefore, in the rotation mechanism section including the bevel gear, conventionally,
As a backlash removing mechanism, one shown in FIG. 5 has been proposed.

つまり、回転軸41は、その一端に図示しないモータ等の
回転駆動手段を接続され、他端に傘歯車42を取り付けら
れて、軸受43により軸支されている。また、回転軸41と
直交して配置される出力軸44は、軸受45により軸支さ
れ、一端に傘歯車42と噛み合う傘歯車46を取り付けられ
ている。そして、傘歯車46は、出力軸44にバックラッシ
ュ調整用のライナ47を介し複数のボルト48にて締め付け
固定されている。
That is, the rotary shaft 41 has one end connected to a rotary drive means such as a motor (not shown), the other end to which the bevel gear 42 is attached, and the rotary shaft 41 is supported by a bearing 43. The output shaft 44 arranged orthogonal to the rotary shaft 41 is rotatably supported by a bearing 45, and has a bevel gear 46 meshing with the bevel gear 42 attached to one end thereof. The bevel gear 46 is fastened and fixed to the output shaft 44 by a plurality of bolts 48 via a backlash adjusting liner 47.

従って、図示しない回転駆動手段からの駆動力は、回転
軸41,傘歯車42および傘歯車46を介して直交方向の出力
軸44へ伝達される。
Therefore, the driving force from the rotation driving means (not shown) is transmitted to the output shaft 44 in the orthogonal direction via the rotating shaft 41, the bevel gear 42 and the bevel gear 46.

このような機構において、傘歯車42,46間のバックラッ
シュを除去する際には、ボルト48を緩めた状態で、傘歯
車46を傘歯車42に対して第5図の上下方向に移動させ、
適当な位置となるように傘歯車46と出力軸44との間のラ
イナ47の板厚もしくは枚数を調整してから、ボルト48を
締め付けて傘歯車46を固定している。
In such a mechanism, when removing the backlash between the bevel gears 42, 46, the bevel gear 46 is moved in the up-down direction of FIG.
After adjusting the plate thickness or the number of the liner 47 between the bevel gear 46 and the output shaft 44 so that the bevel gear 46 is at an appropriate position, the bolt 48 is tightened to fix the bevel gear 46.

一般に、ロボットの出力軸44の配置されるべき位置は所
定の箇所に決まっており変更することはできないため、
出力軸44自体をその軸方向(第5図の上下方向)に移動
させることはできない。このため、出力軸44と傘歯車46
との位置を相対的に変化させて、傘歯車42との間のバッ
クラッシュを調整する必要がある。また、このとき、出
力軸44と傘歯車46とを相対的に軸方向への移動を可能と
しながら回転方向に固定するには、スプラインや滑りキ
ー等を用いることが考えられるが、その機構が複雑であ
るとともに、これらの機構により新たに発生するガタが
問題になる。
Generally, the position where the output shaft 44 of the robot is to be arranged is fixed at a predetermined position and cannot be changed.
The output shaft 44 itself cannot be moved in its axial direction (vertical direction in FIG. 5). Therefore, the output shaft 44 and the bevel gear 46
It is necessary to adjust the backlash with the bevel gear 42 by relatively changing the positions of and. Further, at this time, in order to fix the output shaft 44 and the bevel gear 46 in the rotational direction while allowing relative movement in the axial direction, it is conceivable to use a spline, a sliding key, or the like. In addition to being complicated, the rattling that newly occurs due to these mechanisms becomes a problem.

これらの理由から、従来は上述したように、ライナ47に
よるバックラッシュの調整を行なっている。
For these reasons, the liner 47 is conventionally used to adjust the backlash as described above.

[考案が解決しようとする課題] しかしながら、上述した従来の産業用ロボットのバック
ラッシュ除去機構では、ライナ47の板厚もしくは枚数の
調整にはかなりの手間がかかるほか、傘歯車42,46の摩
耗に伴う再調整(メンテナンス)上でも不利であるため
に改善が望まれていた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned backlash removing mechanism of the industrial robot, it takes a considerable amount of time to adjust the plate thickness or the number of the liners 47, and the wear of the bevel gears 42, 46 is increased. Since there is a disadvantage in readjustment (maintenance) associated with the above, improvement has been desired.

また、産業用ロボットの手首においては、傘歯車が2組
以上ある場合が多く、いずれの傘歯車のバックラッシュ
を除去する機構が必要である。
Further, the wrist of an industrial robot often has two or more sets of bevel gears, and a mechanism for removing the backlash of any bevel gear is required.

本考案は、上述の課題の解決をはかろうとするもので、
簡素な構造でガタを招くことなく容易に調整を行なえる
ようにした工業用ロボットのバックラッシュ除去機構を
提供することを目的とする。
The present invention is intended to solve the above problems,
An object of the present invention is to provide a backlash removing mechanism for an industrial robot which has a simple structure and can be easily adjusted without causing backlash.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、本考案の工業用ロボット
のバックラッシュ除去機構は、ロボットのケーシング内
に配設される減速機と出力軸との間に、2組の傘歯車機
構を持つ工業用ロボットのバックラッシュ除去機構にお
いて、上記減速機に直結され該減速機を介して回転駆動
手段に接続されるとともにそれぞれ一端に傘歯車を持ち
互いに平行する回転軸と、一端に傘歯車をもつ出力軸
と、上記回転軸と上記出力軸間に設けられ上記回転軸の
軸方向に直交して延びる伝達軸と、該伝達軸に軸支され
上記回転軸の傘歯車および上記出力軸の傘歯車のそれぞ
れに噛み合う2つの傘歯車を有する一対の歯車部材とを
備え、上記歯車部材が、当該伝達軸に螺合されるねじの
回動により当該伝達軸の軸方向に移動可能に設けられて
いるとともに、上記回転軸が、当該回転軸のそれぞれの
軸受ケースと上記ケーシングとの間に、上記回転軸を所
定の軸方向位置に保持しうる位置保持機構が設けられ、
上記軸受ケースが当該位置保持機構に軸方向移動可能に
内嵌螺合し、当該位置保持機構は上記軸受ケースの回り
止め部材を有し、上記回転軸の移動が上記減速機内の軸
方向移動可能な余裕範囲内にてなされることを特徴とす
る。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, a backlash removing mechanism of an industrial robot according to the present invention includes a reduction gear arranged in a casing of the robot and an output shaft. In a backlash removing mechanism of an industrial robot having two sets of bevel gear mechanisms, rotary shafts which are directly connected to the speed reducer, are connected to a rotation driving means through the speed reducer, and have bevel gears at one ends thereof and are parallel to each other. An output shaft having a bevel gear at one end, a transmission shaft provided between the rotating shaft and the output shaft and extending orthogonal to the axial direction of the rotating shaft, and an umbrella of the rotating shaft supported by the transmitting shaft. A pair of gear members each having two bevel gears meshing with the gear and the bevel gear of the output shaft, wherein the gear member is rotated in the axial direction of the transmission shaft by rotation of a screw screwed to the transmission shaft. Movable to While being provided, the rotary shaft is provided between each bearing case of the rotary shaft and the casing, and a position holding mechanism that can hold the rotary shaft at a predetermined axial position is provided,
The bearing case is internally fitted and screwed in the position holding mechanism so as to be movable in the axial direction, and the position holding mechanism has a detent member for the bearing case, and the movement of the rotary shaft is movable in the axial direction in the speed reducer. It is characterized in that it is performed within a margin range.

[作用] 上述した本考案の工業用ロボットのバックラッシュ除去
機構では、回転軸を、減速機内の軸方向移動可能な裕度
範囲内で移動させて位置保持機構により所定の軸方向位
置に保持することで、出力軸の傘歯車に対する回転軸の
傘歯車の位置が調整され、出力軸の傘歯車と回転軸の傘
歯車との間のバックラッシュが調整・除去される。
[Operation] In the backlash removing mechanism of the industrial robot of the present invention described above, the rotary shaft is moved within the allowance range of axial movement within the reduction gear, and is held at the predetermined axial position by the position holding mechanism. As a result, the position of the bevel gear of the rotating shaft with respect to the bevel gear of the output shaft is adjusted, and the backlash between the bevel gear of the output shaft and the bevel gear of the rotating shaft is adjusted / removed.

また、本考案の工業用ロボットのバックラッシュ除去機
構では、回転軸と出力軸とにそれぞれ噛み合う2つの傘
歯車を一体構造としてガタを発生させないようにした上
で、この2個の傘歯車を有する歯車体をねじの回動によ
り伝達軸の軸方向に移動され、出力軸の傘歯車と歯車体
の傘歯車との間のバックラッシュを除去した上で、この
除去のために出力軸の傘歯車に噛み合う傘歯車が、本来
の位置より移動したため発生するバックラッシュの増加
と、回転軸および出力軸の2個の傘歯車が持つバックラ
ッシュを減速機の余裕範囲内で、減速機に直結した回転
軸および当該回転軸の傘歯車を移動させて同時に除去で
きる。
Further, in the backlash removing mechanism of the industrial robot of the present invention, the two bevel gears, which mesh with the rotary shaft and the output shaft, are formed as an integral structure so as to prevent rattling, and have the two bevel gears. The gear body is moved in the axial direction of the transmission shaft by the rotation of the screw to remove the backlash between the bevel gear of the output shaft and the bevel gear of the gear body, and for this removal, the bevel gear of the output shaft. The increase in backlash caused by the movement of the bevel gear that meshes with the original position and the backlash of the two bevel gears of the rotating shaft and the output shaft are directly connected to the reducer within the margin of the reducer. The shaft and the bevel gear of the rotary shaft can be moved and removed at the same time.

[考案の実施例] 以下、図面により本考案の一実施例としての工業用ロボ
ットのバックラッシュ除去機構について説明すると、第
1図は本実施例の機構を適用されたロボットの関節部の
断面図(第2図のI−I矢視断面図)、第2図は第1図
のII−II矢視断面図、第3図はそのリミットスイッチの
配置状態を示す平面図、第4図は第3図のIV−IV矢視断
面図である。
[Embodiment of the Invention] A backlash removing mechanism of an industrial robot as an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a joint portion of a robot to which the mechanism of the present embodiment is applied. (A sectional view taken along the line II of FIG. 2), FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, FIG. 3 is a plan view showing the arrangement of the limit switch, and FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3.

まず、第1,2図により、本実施例の装置を適用される工
業用ロボット(アーク溶接ロボット等のマニピュレー
タ)の関節部とその駆動機構とについて説明する。この
関節部は、S1軸まわりの曲げ自由度α(動作角度範囲36
0°以内)とS2軸まわりのひねり自由度β(動作角度範
囲360°以上)とをもった2軸のロボット手首部20であ
る。
First, referring to FIGS. 1 and 2, a joint portion of an industrial robot (a manipulator such as an arc welding robot) to which the apparatus of this embodiment is applied and its drive mechanism will be described. This joint has a bending degree of freedom α around the S1 axis (operating angle range 36
It is a two-axis robot wrist 20 having a twisting degree β about the S2 axis (within 0 °) and an operating angle range of 360 ° or more.

これらの2軸をそれぞれ回転駆動すべく、ロボットアー
ムのケーシング1内には、2つの駆動モータ(回転駆動
手段)2,3が設けられ、各駆動モータ2,3には、それぞれ
減速機(ハーモニック減速機もしくはサイクロン減速
機)4,5を介し回転軸6,7が接続され、これらの回転軸6,
7の一端は、それぞれ減速機4,5にねじ止めにて直結され
ている。ここで用いられている減速機4,5は、軸心方向
に移動可能なもので、これらに直結された回転軸6,7
も、減速機4,5の機構上必要なスプライン(ハーモニッ
ク減速機であれば、サーキュラスプラインおよびフレッ
クススプライン)としての機能を活用し、減速機4,5内
の軸方向移動可能な裕度範囲内で、その裕度を利用して
軸方向に移動可能となっている。
Two drive motors (rotational drive means) 2 and 3 are provided in the casing 1 of the robot arm to rotate and drive these two axes, and each drive motor 2 and 3 has a speed reducer (harmonic). Reduction shafts or cyclone reduction gears) are connected to rotary shafts 6 and 7 via
One end of 7 is directly connected to the speed reducers 4 and 5 by screws. The speed reducers 4 and 5 used here are movable in the axial direction, and the rotary shafts 6 and 7 connected directly to them.
Also, by utilizing the function as a spline (circular spline and flex spline if it is a harmonic reducer) necessary for the mechanism of the reducers 4 and 5, within the allowance range in which the reducers 4 and 5 can move in the axial direction. Therefore, it is possible to move in the axial direction by utilizing the margin.

各回転軸6,7へ伝達された駆動モータ2,3からの回転力
は、それぞれ、傘歯車機構8,9を介し回転軸(出力軸)2
9,30へ伝達され、回転軸29の回転は、手首部20のS1軸ま
わりの回転として伝達される一方、回転軸30の回転は、
手首部20のS2軸の回転として傘歯車機構39を介し減速さ
れて伝えられるようになっている。
The rotational force from the drive motors 2 and 3 transmitted to the rotary shafts 6 and 7 is transmitted to the rotary shaft (output shaft) 2 via the bevel gear mechanisms 8 and 9, respectively.
9,30, the rotation of the rotary shaft 29 is transmitted as rotation of the wrist 20 around the S1 axis, while the rotation of the rotary shaft 30 is:
The rotation of the S2 axis of the wrist portion 20 is transmitted through the bevel gear mechanism 39 at a reduced speed.

また、傘歯車機構8,9は、それぞれ、回転軸6,7の他端に
形成された傘歯車8a,9aと、傘歯車8a,9aにそれぞれ噛み
合い回転軸29,30の一端にボルト31,32により取り付けら
れた傘歯車8b,9bとから構成されている。
Further, the bevel gear mechanisms 8 and 9, respectively, bevel gears 8a and 9a formed at the other ends of the rotating shafts 6 and 7, respectively, and the bevel gears 8a and 9a mesh with the bevel gears 8a and 9a, respectively. It is composed of bevel gears 8b and 9b attached by 32.

101は、噛み合いS1軸まわりの出力軸107と回転軸7との
間に設けられ、当該回転軸7の軸方向に直交する方向に
延びる伝達軸101であって、軸受104とエンドプレート10
5により軸方向に移動が規制され、かつ傘歯車8bに対し
て回転自在にされている。この伝達軸101には、軸方向
および回転自在に、傘歯車9bおよび伝達軸101に外嵌さ
れた回転軸30とからなる歯車体108がボルト106により一
体的に軸支されている。
101 is a transmission shaft 101 that is provided between the output shaft 107 around the meshing S1 axis and the rotary shaft 7 and extends in a direction orthogonal to the axial direction of the rotary shaft 7, and includes a bearing 104 and an end plate 10.
The movement of the bevel gear 8b is restricted by the axis 5 and the bevel gear 8b is rotatable. A gear body 108 including a bevel gear 9b and a rotating shaft 30 externally fitted to the transmission shaft 101 is integrally and rotatably supported by a bolt 106 on the transmission shaft 101 so as to be rotatable in the axial direction.

また、傘歯車機構39は、歯車体108の回転軸30の傘歯車8
b側端に形成された傘歯車39aと、この傘歯車39aに噛み
合い出力軸107の一端に形成された傘歯車39bとから構成
されている。
Further, the bevel gear mechanism 39 includes the bevel gear 8 of the rotary shaft 30 of the gear body 108.
The bevel gear 39a is formed at the end on the b side, and the bevel gear 39b is formed at one end of the output shaft 107 that meshes with the bevel gear 39a.

歯車体108は、部材110を貫通して伝達軸101に螺合され
るボルト102を回動して締め付けることにより、伝達軸
と一体に回転可能にされているとともに、このボルト10
2の締め付け力により歯車体108の両傘歯車9b,39aがそれ
ぞれ回転軸の傘歯車9a,39bに押圧されている。103は部
材100と歯車体108との間にあるセットビスである。
The gear body 108 is rotatable integrally with the transmission shaft by rotating and tightening a bolt 102 that penetrates the member 110 and is screwed into the transmission shaft 101, and the bolt 10
Both bevel gears 9b and 39a of the gear body 108 are pressed against the bevel gears 9a and 39b of the rotating shaft by the tightening force of 2. A set screw 103 is provided between the member 100 and the gear body 108.

そして、回転軸6,7は、それぞれその両端を軸受23,24;2
5,26により軸支されて、ケーシング1に対して回転自在
になっている。
The rotary shafts 6 and 7 have bearings 23, 24;
It is rotatably supported with respect to the casing 1 by being axially supported by 5,26.

軸受24,26の内輪は、それぞれ回転軸6,7に対して止め輪
27,28にて固定されているが、外輪は、ケーシング1に
対して軸方向(第1,2図の左右方向)に規制されておら
ず、軸受24,26自体は、回転軸6,7とともにその軸方向に
移動できるようになっている。
The inner rings of bearings 24 and 26 are retaining rings for rotating shafts 6 and 7, respectively.
Although fixed by 27, 28, the outer ring is not regulated in the axial direction (the left-right direction in FIGS. 1 and 2) with respect to the casing 1, and the bearings 24, 26 themselves have the rotating shafts 6, 7 Along with that, it can move in the axial direction.

軸受23,25は、それぞれ、回転軸6,7に遊嵌された軸受ケ
ース33,34の内周面と回転軸6,7の外周面との間に介装さ
れており、軸受23,25の内輪は、回転軸6,7の外周面に形
成された段付き部6a,7aによりバックラッシュをつめる
方向に規制される一方、軸受23,25の外輪は、軸受ケー
ス33,34の内周面に形成された段付き部33a,34aによりバ
ックラッシュをつめる方向に規制されている。
The bearings 23, 25 are interposed between the inner peripheral surfaces of the bearing cases 33, 34 loosely fitted to the rotary shafts 6, 7 and the outer peripheral surfaces of the rotary shafts 6, 7, respectively. The inner ring of the bearings 23, 25 is restricted by the stepped portions 6a, 7a formed on the outer peripheral surfaces of the rotating shafts 6, 7 in the direction of closing the backlash, while the outer rings of the bearings 23, 25 are the inner circumference of the bearing cases 33, 34. The stepped portions 33a, 34a formed on the surface regulate the backlash in a direction in which the backlash is closed.

また、軸受ケース33,34には、ケーシング1に固定され
た調整ケース35,36がそれぞれ外嵌され、調整ケース35,
36の内周面に形成されたねじ部35a,36aと、軸受ケース3
3,34の外周面に形成されたねじ部33b,34bとがそれぞれ
螺合していて、軸受ケース33,34は、それぞれ調整ケー
ス35,36に対して回転可能に且つ軸方向に移動可能に設
けられている。
Further, the adjustment cases 35 and 36 fixed to the casing 1 are fitted onto the bearing cases 33 and 34, respectively.
The screw parts 35a, 36a formed on the inner peripheral surface of the 36 and the bearing case 3
Threaded portions 33b, 34b formed on the outer peripheral surfaces of 3, 34 are respectively screwed together so that the bearing cases 33, 34 are rotatable and axially movable with respect to the adjustment cases 35, 36, respectively. It is provided.

さらに、調整ケース35,36には、それぞれ、軸受ケース3
3,34の外周面に押圧・当接して軸受23,25および回転軸
6,7を所定の軸方向位置に保持するセットビス37,38が螺
着されている。
In addition, the adjustment cases 35 and 36 have bearing case 3
Bearings 23 and 25 and rotating shaft
Set screws 37 and 38 for holding 6 and 7 at predetermined axial positions are screwed.

これらの軸受ケース33,34,調整ケース35,36およびセッ
トビス37,38から、それぞれ回転軸6,7用の位置保持機構
が構成されるとともに、各位置保持機構および軸受24,2
6により、本実施例としてのバックラッシュ除去機構
(作用は後述する)が構成されている。
These bearing cases 33, 34, adjustment cases 35, 36 and set screws 37, 38 constitute a position holding mechanism for the rotary shafts 6, 7, respectively, and each position holding mechanism and bearings 24, 2
6 constitutes a backlash removing mechanism (the operation will be described later) of this embodiment.

なお、ケーシング1内の回転軸6,7には、それぞれ、滑
りキー10,11が軸方向に沿い突設されるとともに、雄ね
じ部材12,13が軸方向へ摺動可能に外嵌されている。各
雄ねじ部材12,13は、滑りキー10,11に係合して各回転軸
6,7と一体に(相対回転せずに)回動し、軸方向へのみ
移動するようになっている。
In addition, on the rotary shafts 6 and 7 in the casing 1, slide keys 10 and 11 are provided so as to protrude along the axial direction, and male screw members 12 and 13 are externally fitted so as to be slidable in the axial direction. . The male screw members 12 and 13 are engaged with the sliding keys 10 and 11 and
It rotates together with 6, 7 (without relative rotation) and moves only in the axial direction.

また、雄ねじ部材12,13の外周部におけるケーシング1
には、各雄ねじ部材12,13を案内する固定ガイド14,15が
取り付けられている。各固定ガイド14,15は、雄ねじ部
材12,13外周のねじ山12a,13aに螺合しうるナットの一部
分(ラック状)に相当するもので、各雄ねじ部材12,13
は、それぞれ固定ガイド14,15に螺合して案内されるこ
とにより、回転軸6,7と一体に回動しながら軸方向へ滑
りキー10,11に沿って移動するようになる。そして、第
2〜4図に示すように、雄ねじ部材12,13が所定の位置
まで移動すると、これらの各雄ねじ部材12,13により作
動されて回転軸6,7の回動位置をそれぞれ検出するリミ
ットスイッチ16a,16b;17a,17bが設けられている。リミ
ットスイッチ16a,16bは、雄ねじ部材12のねじ山12aの各
端面12b,12cにそれぞれ当接して作動するものであり、
同様に、リミットスイッチ17a,17bは、雄ねじ部材13の
ねじ山13aの各端面13b,13cにそれぞれ当接して作動する
ものである。
In addition, the casing 1 in the outer peripheral portion of the male screw members 12 and 13
Fixed guides 14 and 15 for guiding the male screw members 12 and 13 are attached thereto. Each of the fixed guides 14 and 15 corresponds to a part (rack shape) of a nut that can be screwed into the threads 12a and 13a on the outer circumferences of the male screw members 12 and 13, respectively.
Is guided by being screwed into the fixed guides 14 and 15, respectively, so that it can move along the sliding keys 10 and 11 in the axial direction while rotating integrally with the rotating shafts 6 and 7. Then, as shown in FIGS. 2 to 4, when the male screw members 12 and 13 are moved to predetermined positions, they are actuated by the male screw members 12 and 13 to detect the turning positions of the rotary shafts 6 and 7, respectively. Limit switches 16a, 16b; 17a, 17b are provided. The limit switches 16a, 16b are operated by abutting on the end faces 12b, 12c of the threads 12a of the male screw member 12, respectively.
Similarly, the limit switches 17a and 17b operate by abutting on the respective end faces 13b and 13c of the thread 13a of the male screw member 13, respectively.

さらに、本実施例では、第1図に示すように、リミット
スイッチ17a,17bよりも外側の位置(所定の幅方向位置
で雄ねじ部材13の移動限界位置)に、ゴム製ストッパ部
材18,19がそれぞれ回転軸7の端部に外嵌されて、手首
部20のS2軸まわりのためのメカストッパ機構が構成され
ている。各ストッパ部材18,19は、雄ねじ部材13の軸方
向端面13d,13eにそれぞれ当接して、雄ねじ部材13の移
動および回転軸7の回転を移動限界位置にて機械的に規
制するものである。また、回転軸6側には、上述のよう
なストッパ部材は設けられていないが、この回転軸6
は、ケーシング1に取り付けたゴム製ストッパ21,22
に、手首部20が当接することで、機械的に規制されるよ
うになっている。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 1, rubber stopper members 18 and 19 are provided at positions outside the limit switches 17a and 17b (moving limit position of the male screw member 13 at a predetermined width direction position). A mechanical stopper mechanism for fitting around the S2 axis of the wrist 20 is constructed by being externally fitted to the end of the rotary shaft 7, respectively. The stopper members 18 and 19 contact the axial end faces 13d and 13e of the male screw member 13, respectively, and mechanically restrict the movement of the male screw member 13 and the rotation of the rotary shaft 7 at the movement limit position. Although the above-mentioned stopper member is not provided on the rotary shaft 6 side,
Is a rubber stopper 21,22 attached to the casing 1.
Then, the wrist portion 20 is brought into contact with the wrist portion 20, so that the wrist portion 20 is mechanically regulated.

本考案の一実施例としての工業用ロボットのバックラッ
シュ除去機構は上述のごとく構成されているので、傘歯
車39a,39b間のバックラッシュを除去する際には、第1
図に示す傘歯車機構8,9側方におけるケーシング1のカ
バーを取り外し、ボルト102を回動して緩めることによ
り、上記ボルト102の締め付け力で歯車体108を伝達軸10
1の軸方向(第1図の上方向)に移動させて除去する。
Since the backlash removing mechanism of the industrial robot as one embodiment of the present invention is configured as described above, the first method is adopted when removing the backlash between the bevel gears 39a and 39b.
By removing the cover of the casing 1 on the side of the bevel gear mechanism 8 and 9 shown in the figure and rotating and loosening the bolt 102, the gear body 108 is transmitted by the tightening force of the bolt 102.
It is removed by moving it in the axial direction of 1 (upward in FIG. 1).

そして、歯車体108の移動により傘歯車9bに発生するバ
ックラッシュと、傘歯車8a,8bもしくは傘歯車9a,9b間の
バックラッシュと除去する際には、セットビス37,38を
緩めた状態で、軸受ケース33,34に形成された外部から
の回転可能な回転治具用孔等を用いて、軸受ケース33,3
4との螺合状態を緩め軸方向(第1,2図の左方向)に移動
させる。
Then, when removing the backlash generated in the bevel gear 9b by the movement of the gear body 108 and the backlash between the bevel gears 8a, 8b or the bevel gears 9a, 9b, in the state where the set screws 37, 38 are loosened. , The bearing case 33, 3 is formed by using a hole for a rotatable jig formed from the outside formed in the bearing case 33, 34.
Loosen the screwed state with 4 and move it in the axial direction (to the left in Figs. 1 and 2).

軸受ケース33,34が軸方向に移動すると、軸受ケース33,
34と回転軸6,7とにより位置規制された軸受23,25を介し
て、回転軸6,7が、同方向へ駆動されることになる。こ
のとき、減速機4,5としては前述の通り軸心方向に移動
可能なものが用いられるとともに、軸受24,26がケーシ
ング1に対して軸方向に移動可能に設けられているの
で、回転軸6,7全体は、減速機4,5の裕度を利用してその
範囲内で支障なく、軸受23,24;25,26および軸受ケース3
3,34とともに軸方向に移動する。
When the bearing cases 33, 34 move in the axial direction, the bearing cases 33, 34
The rotary shafts 6 and 7 are driven in the same direction via the bearings 23 and 25 whose positions are regulated by the rotary shaft 34 and the rotary shafts 6 and 7. At this time, as the speed reducers 4 and 5, the ones that are movable in the axial direction are used as described above, and the bearings 24 and 26 are provided so as to be movable in the axial direction with respect to the casing 1. 6,7 as a whole, the bearings 23,24; 25,26 and bearing case 3
Moves axially with 3,34.

このようにして、回転軸6,7を、その軸方向に移動さ
せ、バックラッシュを除去できる所定の軸方向位置に配
置した後、セットビス37,38を締め付ける。これによ
り、調整ケース35,36に対する軸受ケース33,34の相対的
回転、つまりは、回転軸6,7の移動が規制され、回転軸
6,7が所定の位置に保持され、回転軸29,30の傘歯車8b,9
bに対する回転軸6,7の傘歯車8a,9aの位置がそれぞれ調
整され、傘歯車8a,8bもしくは9a,9b間のバックラッシュ
が調整・除去されるのである。
In this way, the rotary shafts 6 and 7 are moved in the axial direction thereof and arranged at predetermined axial positions where backlash can be removed, and then the set screws 37 and 38 are tightened. As a result, the relative rotation of the bearing cases 33, 34 with respect to the adjustment cases 35, 36, that is, the movement of the rotary shafts 6, 7 is restricted, and
6,7 are held in place and the bevel gears 8b, 9 on the rotating shafts 29,30
The positions of the bevel gears 8a and 9a of the rotating shafts 6 and 7 with respect to b are adjusted, respectively, and the backlash between the bevel gears 8a and 8b or 9a and 9b is adjusted and removed.

なお、回転軸6,7が駆動モータ2,3により回転駆動される
と、その回転に伴い雄ねじ部材12,13が、それぞれ回転
軸6,7と一体に回動しながら軸方向に沿って移動する。
そして、各雄ねじ部材12,13のねじ山12a,13aがそれぞれ
所定の回数だけ回転して所定の軸方向位置まで移動する
と、雄ねじ部材12については、そのねじ山12aの各端面1
2b,12cがそれぞれリミットスイッチ16a,16bに当接し各
リミットスイッチ16a,16bが作動して、回転軸6の動作
限位置が検出されることになる。同様に、雄ねじ部材13
についても、リミットスイッチ17a,17bが作動して、回
転軸7の動作限位置が検出される。このようにして、各
リミットスイッチ16a,16b;17a,17bが作動すると、通常
は、モータ2もしくは3の動作が停止されて、回転軸6,
7の回転も停止し、手首部20のS1軸もしくはS2軸まわり
の回転は所定の位置で止まることになる。
When the rotary shafts 6 and 7 are driven to rotate by the drive motors 2 and 3, the male screw members 12 and 13 move along the axial direction while rotating integrally with the rotary shafts 6 and 7, respectively. To do.
Then, when the threads 12a and 13a of the male screw members 12 and 13 respectively rotate a predetermined number of times and move to a predetermined axial position, for the male screw member 12, each end surface 1 of the screw thread 12a.
2b and 12c come into contact with the limit switches 16a and 16b, respectively, and the limit switches 16a and 16b are actuated to detect the operation limit position of the rotary shaft 6. Similarly, the male screw member 13
Also, the limit switches 17a and 17b are actuated to detect the operation limit position of the rotary shaft 7. In this way, when each of the limit switches 16a, 16b; 17a, 17b operates, the operation of the motor 2 or 3 is normally stopped and the rotary shaft 6,
The rotation of 7 also stops, and the rotation of the wrist 20 around the S1 axis or the S2 axis stops at a predetermined position.

また、万一、電気的故障などによりリミットスイッチ16
a,16b;17a,17bが作動しなかった場合、回転軸7につい
ては、雄ねじ部材13の端面13dもしくは13eがストッパ部
材18もしくは19に当接することで、衝撃力が吸収されな
がら、雄ねじ部材13の移動が規制されると同時に、この
雄ねじ部材13と一体的な回転軸7の回転も規制される一
方、回転軸6については、手首部20の端面が適当な位置
に設けられたストッパ21もしくは22に当接することで、
回転軸6の回転が規制され、手首部20のS1軸まわりの回
転が、所定の限界位置にて機械的に規制される。
In addition, due to an electrical failure, the limit switch 16
When a, 16b; 17a, 17b do not operate, as for the rotary shaft 7, the end surface 13d or 13e of the male screw member 13 abuts the stopper member 18 or 19, so that the impact force is absorbed and the male screw member 13 is absorbed. While the rotation of the rotary shaft 7 integrated with the male screw member 13 is restricted at the same time as the movement of the rotary shaft 6 is restricted, the rotary shaft 6 has a stopper 21 or an end surface of the wrist 20 provided at an appropriate position. By touching 22
The rotation of the rotary shaft 6 is restricted, and the rotation of the wrist 20 around the S1 axis is mechanically restricted at a predetermined limit position.

このように、本実施例によれば、減速機4,5のもつ軸心
方向の裕度を利用し、軸受ケース33,34や調整ケース35,
36によって、減速機4,5に直結された回転軸6,7をその軸
方向に移動させてから、セットビス37,38を用いて所定
の軸方向位置に保持することで、傘歯車8a,8bもしくは9
a,9b間のバックラッシュが、従来のライナ式のものに比
べてはるかに容易に調整(メンテナンス時の再調整も含
む)・除去される。また、滑りキーやスプライン等のガ
タ発生を招く部品を別途設ける必要がなく、構造が簡素
であるので、部品の節約と同時に、余分な部品の使用に
よる新たなガタの要因が生じるのを防止できる。
As described above, according to the present embodiment, the bearings 33, 34 and the adjustment case 35, 34
By rotating the rotary shafts 6 and 7 directly connected to the speed reducers 4 and 5 in the axial direction by the 36, and holding them at predetermined axial positions using the set screws 37 and 38, the bevel gear 8a, 8b or 9
Backlash between a and 9b can be adjusted (including readjustment during maintenance) and removed much more easily than the conventional liner type. Further, since it is not necessary to separately provide a component such as a sliding key or a spline that causes rattling, the structure is simple, and at the same time, it is possible to save components and prevent a new rattling factor due to the use of extra components. .

さらに、傘歯車機構8,9側方におけるケーシング1のカ
バーを取り外し、軸受ケース33,34に形成された回転治
具係合用穴等を用い、軸受ケース33,34を回転させるだ
けで、バックラッシュを調整できるので、ロボット手首
部組立後に、すべて外部からバックラッシュ調整(再調
整も含む)・除去を行なえる利点もある。
Further, by removing the cover of the casing 1 on the sides of the bevel gear mechanisms 8 and 9 and using the rotation jig engaging holes formed in the bearing cases 33 and 34, the bearing cases 33 and 34 are simply rotated to cause backlash. Since the robot can be adjusted, the backlash adjustment (including readjustment) and removal can be performed from the outside after the robot wrist is assembled.

なお、上記実施例では、本考案の機構をロボットの手首
部20に適用した場合を説明したが、本考案は、これに限
定されるものでなく、同様に構成される他の関節部など
にも同様に適用される。
In the above embodiment, the case where the mechanism of the present invention is applied to the wrist 20 of the robot has been described, but the present invention is not limited to this, and may be applied to other joints having the same configuration. Applies as well.

[考案の効果] 以上詳述したように、本考案の工業用ロボットのバック
ラッシュ除去機構によれば、減速機の裕度を利用して回
転軸をその軸方向に移動させ位置保持機構により所定の
軸方向位置に保持することで、出力軸の傘歯車と回転軸
の傘歯車との間のバックラッシュを調整できるように構
成したので、傘歯車間のバックラッシュを、極めて容易
に調整・除去できるほか、その構造が簡素であるので、
部品の節約と同時に、余分な部品の使用による新たなガ
タの要因が生じるのを防止できる効果が得られる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the backlash removing mechanism of the industrial robot of the present invention, the rotary shaft is moved in the axial direction by utilizing the margin of the speed reducer, and the predetermined position is maintained by the position holding mechanism. Since the backlash between the bevel gear of the output shaft and the bevel gear of the rotating shaft can be adjusted by holding the bevel gear of the output shaft in the axial position, it is extremely easy to adjust and remove the backlash between the bevel gears. In addition to that, because the structure is simple,
At the same time as saving the parts, it is possible to obtain the effect of preventing the occurrence of a new play due to the use of the extra parts.

また、回転軸と出力軸とにそれぞれ噛み合う2つの傘歯
車を一体構造としてガタを発生させないようにした上
で、この2個の傘歯車を有する歯車体をねじの回動によ
り伝達軸の軸方向に移動され、出力軸の傘歯車と歯車体
の傘歯車との間のバックラッシュを除去した上で、この
除去のために出力軸の傘歯車に噛み合う傘歯車が、本来
の位置より移動したため発生するバックラッシュの増加
と、回転軸および出力軸の2個の傘歯車が持つバックラ
ッシュを減速機の余裕範囲内で、減速機に直結した回転
軸および当該回転軸の傘歯車を移動させて同時に除去で
きるので、2組の傘歯車のバックラッシュが簡単にと
れ、また、バックラッシュ除去機構を付加するためにス
プラインやキーなどを用いた場合に比べて、新たなガタ
を全く発生させないメリットがあり、さらに後段の出力
側傘歯車を軸方向に固定しているので、手首に用いた場
合には溶接トーチなどのエンドエフェクタの位置関係に
影響を与えないで済む。
In addition, the two bevel gears that mesh with the rotary shaft and the output shaft are integrally structured to prevent rattling, and the gear body having the two bevel gears is rotated by a screw to axially move the transmission shaft. Occurred because the backlash between the bevel gear of the output shaft and the bevel gear of the gear body was removed, and the bevel gear that meshed with the bevel gear of the output shaft moved from its original position for this removal. The increase in backlash and the backlash of the two bevel gears of the rotating shaft and the output shaft are simultaneously moved by moving the rotating shaft directly connected to the reducer and the bevel gear of the rotating shaft within the allowance range of the reducer. Since it can be removed, the backlash of the two sets of bevel gears can be easily removed, and a new play is not generated at all as compared with the case of using a spline or a key to add the backlash removing mechanism. Tsu there are bets, since the further secure the rear stage of the output side bevel gear in the axial direction, when used in wrist need not affect the positional relationship between the end effector, such as a welding torch.

【図面の簡単な説明】 第1〜4図は本考案の一実施例としての工業用ロボット
のバックラッシュ除去機構を示すもので、第1図は本実
施例の機構を適用されたロボットの関節部の断面図(第
2図のI−I矢視断面図)、第2図は第1図のII−II矢
視断面図、第3図はそのリミットスイッチの配置状態を
示す平面図、第4図は第3図のIV−IV矢視断面図であ
り、第5図は従来の工業用ロボットのバックラッシュ除
去機構を示す模式図である。 図において、1…ケーシング、2,3…駆動モータ(回転
駆動手段)、4,5…減速機、6,7…回転軸、6a,7a…段付
き部、8,9…傘歯車機構、8a,8b;9a,9b…傘歯車、10,11
…滑りキー、12,13…雄ねじ部材、12a,13a…ねじ山、12
b,12c;13b,13c…ねじ山の端面、13d,13e…雄ねじ部材の
端面、14,15…固定ガイド、16a,16b;17a,17b…リミット
スイッチ、18,19…ゴム製ストッパ部材、20…ロボット
手首部、21,22…ゴム製ストッパ、23〜26…軸受、27,28
…止め輪、29,30…回転軸(出力軸)、31,32…ボルト、
33,34…軸受ケース、33a,34a…段付き部、33b,34b…ね
じ部、35,36…調整ケース、35a,36a…ねじ部、37,38…
セットビス、39…傘歯車機構。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 to 4 show a backlash removing mechanism of an industrial robot as an embodiment of the present invention, and FIG. 1 shows a joint of a robot to which the mechanism of this embodiment is applied. 2 is a cross-sectional view of a portion (I-I arrow cross-sectional view of FIG. 2), FIG. 2 is a II-II arrow cross-sectional view of FIG. 1, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3, and FIG. 5 is a schematic view showing a backlash removing mechanism of a conventional industrial robot. In the figure, 1 ... Casing, 2, 3 ... Drive motor (rotational drive means), 4,5 ... Reducer, 6,7 ... Rotation shaft, 6a, 7a ... Stepped portion, 8, 9 ... Bevel gear mechanism, 8a , 8b; 9a, 9b ... Bevel gears, 10,11
… Sliding key, 12,13… Male screw member, 12a, 13a… Thread, 12
b, 12c; 13b, 13c ... end face of screw thread, 13d, 13e ... end face of male screw member, 14,15 ... fixing guide, 16a, 16b; 17a, 17b ... limit switch, 18,19 ... rubber stopper member, 20 ... Robot wrist, 21,22… rubber stopper, 23-26… bearing, 27,28
… Retaining ring, 29, 30… Rotating shaft (output shaft), 31, 32… Bolt,
33,34 ... Bearing case, 33a, 34a ... Stepped portion, 33b, 34b ... Threaded portion, 35, 36 ... Adjustment case, 35a, 36a ... Threaded portion, 37, 38 ...
Set screw, 39 ... Bevel gear mechanism.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】ロボットのケーシング内に配設される減速
機と出力軸との間に、2組の傘歯車機構を持つ工業用ロ
ボットのバックラッシュ除去機構において、上記減速機
に直結され該減速機を介して回転駆動手段に接続される
とともにそれぞれ一端に傘歯車を持ち互いに平行する回
転軸と、一端に傘歯車をもつ出力軸と、上記回転軸と上
記出力軸間に設けられ上記回転軸の軸方向に直交して延
びる伝達軸と、該伝達軸に軸支され上記回転軸の傘歯車
および上記出力軸の傘歯車のそれぞれに噛み合う2つの
傘歯車を有する一対の歯車部材とを備え、上記歯車部材
が、当該伝達軸に螺合されるねじの回動により当該伝達
軸の軸方向に移動可能に設けられているとともに、上記
回転軸が、当該回転軸のそれぞれの軸受ケースと上記ケ
ーシングとの間に、上記回転軸を所定の軸方向位置に保
持しうる位置保持機構が設けられ、上記軸受ケースが当
該位置保持機構に軸方向移動可能に内嵌螺合し、当該位
置保持機構は上記軸受ケースの回り止め部材を有し、上
記回転軸の移動が上記減速機内の軸方向移動可能な余裕
範囲内にてなされることを特徴とする工業用ロボットの
バックラッシュ除去機構。
1. A backlash removing mechanism for an industrial robot having two sets of bevel gear mechanisms between a speed reducer arranged in a casing of the robot and an output shaft, the speed reducer being directly connected to the speed reducer. A rotary shaft connected to the rotary drive means via a machine and having bevel gears at one end and parallel to each other, an output shaft having a bevel gear at one end, and the rotary shaft provided between the rotary shaft and the output shaft. A transmission shaft extending orthogonally to the axial direction, and a pair of gear members having two bevel gears that are axially supported by the transmission shaft and mesh with the bevel gear of the rotating shaft and the bevel gear of the output shaft, respectively. The gear member is provided so as to be movable in the axial direction of the transmission shaft by rotation of a screw screwed to the transmission shaft, and the rotation shaft includes the respective bearing cases of the rotation shaft and the casing. Between A position holding mechanism capable of holding the rotary shaft at a predetermined axial position is provided, and the bearing case is internally fitted and screwed into the position holding mechanism so as to be axially movable, and the position holding mechanism is provided around the bearing case. A backlash removing mechanism for an industrial robot, comprising a stop member, wherein the rotation shaft is moved within an axially movable margin in the speed reducer.
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