JPH0829510B2 - 工業用一軸ロボツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、直交座標型の組立式ロボットの基本モジュ
ールとして使用される工業用一軸ロボットに関する。

（従来技術） この種の組立式ロボットは、基本モジュールをマニュ
プレータとして複数個組合せることにより複雑な動きを
得られ、生産自動機等に多く用いられている。この基本
モジュールとしての一軸ロボットは、一般に、ねじ軸が
モータ駆動されることにより、このねじ軸に螺合したス
ライダがガイドレールに案内されて直線的に往復移動す
るものでなる。

ところで、スライダには、ねじ締め、ツールハンドな
どの作業工具が取付けられて作業が行なわれるが、その
際、工具から受ける反力などにより、スライダを案内す
るガイドレールなどが変形すると、作業精度が低下した
り作業不能になったりする。こういった事態に至ること
を避けるために、ガイドレールに高い剛性をもたせてい
る。そして、従来では、通常、この剛性アップのため
に、ガイドレールを断面略Ｌ字状などの形状に形成した
ケーシングとなるベースプレートに固定している。そし
て、このベースプレートをも含めたモジュールが組合わ
されて使用される時には、ベースプレートをも含めた全
体が移動体となる。その結果、移動体全体の重量の増
大、大形化も避け得ないことになっていた。

ところが、作業の中でも比較的、軽作業になれば、む
しろ、制御の位置精度の向上が必要となり、そのために
は移動体全体の軽量化、コンパクト化が図られなければ
ならない。そこで、モジュールとしての一軸ロボット自
体の軽量化、小型化を図りつつ、剛性についても作業の
種類に応じて、適宜、必要量を確保できるものの実現が
望まれていた。

（発明の目的） 本発明は、上記従来の要請に応えるもので、ガイドレ
ールをベースとして、これを基準に全ての部品を取付け
ることにより、小型軽量化を図り、取扱いが容易で、か
つ制御の位置精度を高めることが可能で、しかも部品が
相補的に剛性の向上に寄与し得る工業用一軸ロボットを
提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、ねじ軸がモータ駆動されることにより、こ
のねじ軸に螺合したスライダがガイドレールに案内され
て往復移動する工業用一軸ロボットにおいて、断面矩形
状に形成されたガイドレールの両端部に、それぞれ断面
コ字状の取付部を有する一対のスタンド部材が当該取付
部において鞍馬状に嵌合固定され、その一方のスタンド
部材は他方のスタンド部材よりも厚くされ、上記一方の
スタンド部材にモータとねじ軸の一端部が支持されると
ともに、他方のスタンド部材にねじ軸の他端部が支持さ
れ、上記ねじ軸を包囲するカバーが上記各スタンド部材
に亘って固定されたものである。

この構成によれば、ガイドレールをベースとして、部
品が取付けられ、軽量化を図りつつ、カバーをも含めて
全体として相補的に剛性の向上を図ることができる。

（実施例） 本発明の一実施例について第１図〜第５図に基いて説
明する。

１は断面略矩形かつ棒状のガイドレールで、このガイ
ドレール１は比較的、剛性の高い材料で作製され、この
ガイドレール１をベースとして以下に述べる各種の部材
が取付けられている。すなわち、このガイドレール１の
両端部にはスタンド部材2,3がボルト4,5,6により固定さ
れている。各スタンド部材には断面コ字状の取付部が形
成されており、この取付部がガイドレール１に嵌め合わ
されることにより、各スタンド部材がガイドレール１に
鞍馬状に固定されている。一方のスタンド部材２はその
厚みが厚く形成され、その一側端部にねじ軸７駆動用の
サーボモータ８が固定されるとともに、このモータ出力
軸にカップリング９を介して連結されたねじ軸７の一端
部側を枢支するベアリング10が取付けられている。ま
た、他方のスタンド部材３は、その厚みが上記一方のス
タンド部材２に比べて充分に薄く形成されており、この
スタンド部材３にはねじ軸７の他端部側を軸支するベア
リング11が取付けられている。

さらに、ガイドレール１には直線ベアリング12が案内
され、この直線ベアリング12にブラケットスクリュー13
がボルト14,15により固定され、かつ、円筒部と一体フ
ランジ部とからなるナット16が、その円筒部をブラケッ
トスクリュー13の貫通孔部分に嵌合させ、フランジ部を
ボルト17によりブラケットスクリュー13の側面部に固定
することにより、ブラケットスクリュー13に連設されて
いる。上記ナット16がねじ軸７に螺合され、ねじ軸７の
回転により一体となったナット16、ブラケットスクリュ
ー13が直線ベアリング12を介してガイドレール１に案内
されてその長手方向に往復移動されるようになってい
る。また、ブラケットスクリュー13の頂部13bにはツー
ル取付用のプレート18がボルト19により固定され、これ
らブラケットスクリュー13、ナット16などでスライダ20
が構成されている。

さらに、スタンド部材2,3の両側面部（第１図では紙
面の手前側および奥側）には、両者間に亘って長手方向
に、上下端部を水平面状にそれぞれ内方へ折り曲げ断面
略コ字状としたカバー21,22がボルト23,24などにより固
定されている。このカバー21,22は比較的、剛性の高い
材料を用いて作製され、全体の剛性アップに寄与し得る
ようにしている。

また、ブラケットスクリュー13の上端部には上記カバ
ー21,22の上部対向辺を挿通させる長手方向の凹部13aが
形成され、その頂部13bはカバー21,22よりも上方へ突出
し、また、その超面には移動方向左右にそれぞれ斜め下
がりのスライド面13cが形成されている。そして、カバ
ー21,22の上部対向辺間の細長い間隙を塞ぐように可撓
性、薄膜状のテープ25がスタンド部材2,3間に亘って設
けられていて、このテープ25の一部は上記ブラケットス
クリュー13のスライド面13cの上面に沿っている。一
方、ブラケットスクリュー13の頂部13bに取付けられた
プレート18の移動方向下面にはテープ25の上面に接する
ローラ26,26が設けられている。これらの構成により、
スライダ20が移動しても、ボールスクリューでなる駆動
機構部分は常に包囲された状態にあり、外部からの塵埃
の侵入が防止されている。

なお、サーボモータ８側の周囲を包囲し得るようにカ
バー21,22は延設され、かつ別途にカバー27がスタンド
部材２の側端面に固定され、これらカバー21,22,27の端
部にブラケット28を固定し、このブラケット28の貫通孔
にサーボモータ８の電源コードや後記位置検出センサ29
のリード線の接続用コネクタ30が設けられている。

また、図中、31はホームポジション検知の位置検出セ
ンサ29に対向してスライダ20側に移動方向に調整自在に
取付けられたプレート、32はスタンド部材２のスライダ
20に対向する側端面に固定されたフランジ部材、33はダ
ンパー、34はキャップ、35はプレート19に設けられたツ
ール固定用のボルト穴である。

上記構成において、サーボモータ８を駆動することに
より、ねじ軸７が回転し、これに螺合したナット16,ブ
ラケットスクリュー13からなるスライダ20は直線ベアリ
ング12を介してガイドレール１に案内されて軸方向に所
定量だけ位置移動させられ、スライダ20のプレート19上
に取付けたツール（図示せず）により所定の作業を行う
ことができるようになっている。そして、このような一
軸ロボットを複数個組合せることによりx,y,z軸３次元
の動きを得ることができる。

そして、本発明によればガイドレール１をベースとし
てスタンド部材2,3がその両端部に固定され、このスタ
ンド部材2,3にねじ軸７が軸支されるとともに、強度補
強の機能をも備えたカバー21,22が固定され、かつ、ス
ライダ20はガイドレール１のみに直線ベアリング12を介
して案内されていて、ガイドレール１を基準に全ての部
材が組立てられ、相補的に剛性の向上に協働し得るよう
になっている。したがって、将来のようにガイドレール
１を固定する補強用のベース部材を別個に設ける必要が
なく、小型、軽量化を図りつつ、剛性の確保もなされて
いる。

とにく、サーボモータ８を支持するスタンド部材２き
厚みが厚く形成される一方、他方のスタンド部材３の厚
みが薄く形成されているため、剛性確保と軽量化が好適
に達成されている。

しかも、断面矩形状のガイドレール１に対し、各スタ
ンド部材が断面コ字状の取付部でもって鞍馬状に嵌合固
定されるため、組立時のガイドレール１に対する各スタ
ンド部材のねじれ方向の位置決めが容易であり、したが
って、組立時に生じ易いガイドレール１とねじ軸７との
ねじれを効果的に防止してスライダ20の作動性をより良
く確保することができる。

次に、本発明の応用例を第６図〜第８図に基いて説明
する。作業の種類が、例えば大きな反力が加わるような
ものである場合には、より一層の剛性を高める必要があ
り、本発明ではこれに容易にユーザ側にて対処すること
ができるように、ガイドレール１にはオプションのベー
ス部材40あるいは40′を容易に固定できるようになって
いる。すなわち、ガイドレール１には、例えば直径8mm
のねじ穴４が設けられ、ベース部材40,40′にはそれぞ
れ直径6mmのねじ穴42、直径8mm以上の穴およびボルト受
け座43が設けられている。そして、ベース部材40を固定
するときには、第８図（ａ）に示すように、ガイドレー
ル１の上方から6mmのボルト44をねじ穴42に螺合させ、
ベース部材40′を固定するときには、第８図（ｂ）に示
すように、ベース部材40′の下方から8mmのボルト45を
ねじ穴41に螺合させることにより、いずれのベース部材
であっても容易にガイドレール１に固定できるようにな
っている。なお、第６図，第７図は、ベース部材40′を
固定する例を示す。また、これらの固定作業をする際に
は、カバー21,22を取外してから行う。

このようにユーザ側にて、適宜、必要に応じて剛性ア
ップの補強部材を固定することにより、軽作業から比較
的、重作業まで広範囲に対応することができ、上述のご
とく軽作業時には軽量化により制御の位置精度の向上を
優先させ、重作業時には剛性アップの方を優先させれば
よい。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、工業用一軸ロボットに
あって、スライダを案内する断面矩形状のガイドレール
をベースとしてこれにスタンド部材を鞍馬状に嵌合固定
し、この部材にモータとねじ軸を支持させるとともに、
カバーを上記スタンド部材に固定したことにより、ガイ
ドレールを基準として各部品が取付けられ、相補的に剛
性の向上に寄与させることができ、従来のようにガイド
レールをハウジングとなる別部材のベースに固定したも
のに比し、小型軽量化を図りつつ、剛性をも確保するこ
とができ、取扱いが容易で、しかも制御の位置精度を高
めることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による一軸ロボットの断面
図、第２図は同ロボットの一部断面平面図、第３図は第
１図のIII−III線断面図、第４図は第１図のIV−IV線断
面図、第５図は要部分解斜視図、第６図は本発明の応用
例を示すロボットの側面図、第７図は同分解斜視図、第
８図（ａ）（ｂ）は同応用例の説明図である。 １……ガイドレール、2,3……スタンド部材、７……ね
じ軸、８……サーボモータ、20……スライダ、21,22…
…カバー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ねじ軸がモータ駆動されることにより、こ
   のねじ軸に螺合したスライダがガイドレールに案内され
   て往復移動する工業用一軸ロボットにおいて、断面矩形
   状に形成されたガイドレールの両端部に、それぞれ断面
   コ字状の取付部を有する一対のスタンド部材が当該取付
   部において鞍馬状に嵌合固定され、その一方のスタンド
   部材は他方のスタンド部材よりも厚くされ、上記一方の
   スタンド部材にモータとねじ軸の一端部が支持されると
   ともに、他方のスタンド部材にねじ軸の他端部が支持さ
   れ、上記ねじ軸を包囲するカバーが上記各スタンド部材
   に亘って固定されたことを特徴とする工業用一軸ロボッ
   ト。