JPH0829511B2 - 直進動作ロボット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は直線方向の移動が任意に制御されるスライダ
ーを備えた直進動作ロボットに関する。この直進動作ロ
ボットは、例えばスライダーの外部に露出する部分にマ
ニピュレータを取付けることによって、直進動移載ロボ
ットを構成できる。又１対の直進動作ロボットを組合わ
せることによって、Ｘ−Ｙ方向動作ロボットを構成でき
る。

従来の技術 第10図は従来の直進動作ロボットの１例を、その横断
面図で示している。この従来例は、外装ケースａをフレ
ームｂと外装カバーｃとで構成し、スライダーｄはボー
ルネジｅによって軸方向移動自在に駆動される。スライ
ダーｄの本体部ｉは外装ケースａ内にあって、ガイドレ
ールｆ、ｆによって案内され、スライダーｄの頭部ｇは
外装カバーｃに設けられた隙間ｈ、ｈを通じて外部に露
出している。前記頭部ｇにはマニピュレータが取付けら
れたり、他の直進動作ロボットの頭部が取付けられたり
する。

発明が解決しようとする問題点 ところで上記従来例によると、外装ケースａのフレー
ムｂは横断面形に形成された押出し成形部材が用いら
れ、その両側上端部がフリー状態となるため、剛性、強
度が不足するという問題が生ずる。この問題を解決する
ためには、フレームｂの軸方向両端部に剛性、強度のあ
る補強部材を取付ければよいが、構造が複雑になる。し
かも、外装ケースａはフレームｂ以外に外装カバーｃを
必要とするので、この点からも構造が複雑になるという
問題がある。更に上記従来例ではフレームｂの剛性、強
度を向上させるためその横断面積を広くとる必要がある
ため、コンパクトな構造とすることが困難であるという
問題もある。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、横断面の軸方向
のいずれの位置においても同一である金属筒に、軸方向
の長孔を刳りぬいてなる外装ケースと、外装ケースの一
端開口部に取付けられ、回転位置が制御されるモータ
と、外装ケースの他端開口部に嵌着固定され、軸受部を
備えたエンドキャップと、外装ケースの内部に配設され
て軸方向に延びるガイドレールと、本体部が外装ケース
内にあって前記ガイドレールに軸方向移動自在に案内さ
れると共にナット部を有し、頭部が前記長孔を通じて外
部に露出するスライダーと、前記モータによって駆動さ
れると共に先端部がエンドキャップの軸受部によって支
障され、且つ前記スライダーのナット部に螺合するネジ
軸とを有するように、直進動作ロボットを構成したこと
を特徴とする。

作用 本発明によると、外装ケースがフレームと外装カバー
とを兼ねた一体成形品で構成され、しかも押出し成形で
低コストで製造できるものとなる。又外装ケースは金属
筒に長孔を刳りぬいてなり、その両端部は筒形状を維持
するので、コンパクトな形状に形成できるにもかかわら
ず、剛性、強度を確保することがきる。

そして前記外装ケースの端部にモータ及びエンドキャ
ップを取付け、外装ケース内部にガイドレールを設け、
前記モータによって駆動され且つエンドキャップの軸受
部で支承されるネジ軸を、頭部が前記長孔を通じて外部
に露出するスライダーのナット部に螺合させ、且つこの
スライダーを前記ガイドレールに案内させることによっ
て、構造簡単で、剛性、強度が確保され、コンパクトな
直進動作ロボットを構成することができるのである。

実施例 図示する本発明の実施例は、外装ケース１の横断面外
径を略円形に形成したものに係り、この外装ケース１を
アルミニウム合金押出し成形によって得られた金属筒２
に、軸方向の長孔３を刳りぬいて構成している。

外装ケース１は前記長孔３の部分を除いて、その横断
面が軸方向のいずれの位置においても同一となってい
る。そして第３図に示すようにその内部空間４は略長方
形断面を有するように形成されて、この内部空間４にス
ライダー５の本体部６が軸方向に移動自在に収容され
る。又外装ケース１の外形は前述のように、略円形断面
となるように形成されているが、その４隅の正方形の頂
点に位置する部分には、夫々軸方向に延びる締結溝7a、
7b、7c、7dが一体形成されている。第１の締結溝7aと第
２の締結溝7bとは前記長孔３の両側方に位置し、第３の
締結溝7c及び第４の締結溝7dは夫々第２の締結溝7b、第
１の締結溝7aの下方に位置している。又外装ケース１の
両側面の夫々には凹溝８、８が軸方向に延びるように一
体形成され、一方の凹溝８内にはホール素子などから構
成される位置検出センサ９、９……が複数個収容される
と共にその配線（図示せず）が収容されている。両凹溝
８、８は樹脂カバー11、11によって覆われているが、こ
の樹脂カバー11、11を係止する係止溝12は外装ケース１
に一体形成されている。

外装ケース１の一端開口部13には、第１図及び第２図
に示すように、エンゴーダを備え回転位置が制御される
モータ17が取付けられ、その出力軸14はネジ軸15に連結
される。モータ17の外装カバー16は外装ケース１と略同
一の外径を有するように形成されて、モータ17を覆って
いる。モータ17の出力軸14及びネジ軸15の基部は外装ケ
ース１の一端開口部13に嵌着固定した軸受部材18によっ
て回転自在に支承される。

外装ケース１の他端開口部19には、第１図及び第２図
に示すように、エンドキャップ20が嵌着固定され、この
エンドキャップ20に設けた軸受部21によって、前記ネジ
軸15の先端部を回転自在に支承している。

外装ケース１の内部底面中央には、軸方向に延びるガ
イドレール22が取付けられている。このガイドレール22
は外装ケース１に一体形成することも可能である。他
方、外装ケース１の頂部中央には、前記長孔３が位置
し、この長孔３は可撓シール23で密閉される。可撓シー
ル23は磁性鋼帯で構成され、外装ケース１の長孔３の両
側部上面に埋設した１対の帯状マグネット24、24（第５
図）に吸着されて、前記長孔３を密閉する。

外装ケース１内にはスライダー５の本体部６が収容さ
れ、そのナット部25が前記ネジ軸15に螺合すると共に、
その底面凹部26が前記ガイドレール22に摺動自在に嵌合
している。なお、前記ナット部25とネジ軸15との螺合部
には第５図に示すように、循環ボール27が配されて、ボ
ールネジユニットを構成している。スライダー５の頭部
28は横断面Ｔ形ブロック29と横断面形の形ブロック
30とを組合わせてなり、Ｔ形ブロック29の下部31は前記
本体部６に固着され、形ブロック30はＴ形ブロック29
の上部32を覆うようにして、Ｔ形ブロック29に固着され
ている。Ｔ形ブロック29の下部31は前記長孔３を貫通
し、下部31の両側に樹脂プレート33、33を固着して、前
記長孔３との摺接抵抗を減じるようにしている。又Ｔ形
ブロック29の上部32の上面と形ブロック30の対応面と
の間には隙間を形成し、シール挿通路10としている。こ
のシール挿通路10は、第１図及び第２図に示すように、
縦断面が円弧状に形成されており、このシール挿通路10
に挿通された前記可撓シール23が、スライダー５の移動
に伴って、変形位置をスムースに移行させることができ
るように構成されている。なお、前記形ブロック30に
は、マニピュレータ（図示せず）や他の直進動作ロボッ
トを取付けるためのネジ孔34、34が設けられている。

前記外装ケース１は、通常第３図及び第４図に示す、
前後１対の支持具35、35によって固定される。この支持
具35は前記締結溝7a、7b、7c、7dに係合する１対の締結
爪36a、36bを備え、支持具基台37に固定側締結爪36aを
一体形成する一方、可動側締結爪36bを支持具基台部37
にボルト38を用いて締結するように構成されている。第
３図は、固定側締結爪36aが第４の締結溝7dに、可動側
締結爪36bが第３の締結溝7cに夫々係合して、スライダ
ー５の頭部28が上方を向くようにして外装ケース１を支
持具35、35上に固定した状態を示している。

各締結溝7a、7b、7c、7dは外装ケース横断面上におい
て正方形の各頂点に位置するように形成されているの
で、第６図に示すように、スライダー５の頭部28が側方
を向くようにして外装ケース１を支持具35、35上に固定
することも、第３図に示す場合と全く同様の要領で可能
となる。このように、外装ケース１の取付姿勢を、スラ
イダー５の頭部28が上方、左側方、右側方を向く３方向
の姿勢のいずれに設定することも、同一の支持具35、35
を用いて任意に行うことができる。

第７図は上記構成の直進動作ロボットＡ、Ｂを２個組
合せて、Ｘ−Ｙ方向動作ロボットを構成した場合を示し
ている。第１の直進動作ロボットＡは第４図に示す場合
と同様に固定され、そのスライダー５はＸ方向の移動を
制御される。第２の直進動作ロボットＢはスライダー５
の頭部28が下方を向くようにセットされ、この頭部28と
第１の直進動作ロボットＢのスライダー頭部28とを十字
状連結板39を介して連結している。従って、第２の直進
動作ロボットＢの外装ケース１はスライダー５に対して
Ｙ方向に移動し、その移動が制御される。そこで、例え
ば第２の直進動作ロボットＢのエンドキャップ20にマニ
ピュレータを取付けると、Ｘ−Ｙ方向動作移載ロボット
などを構成することができる。

第８図、第９図は夫々、第１の直進動作ロボットＡと
第２の直進動作ロボットＢとの組合せ方が、第７図の場
合とは異なった例を示している。第８図に示す例は、第
１の直進動作ロボットＡのスライダー頭部28に、第３図
に示す支持具35を取付け、この支持具35を利用して第２
の直進動作ロボットＢの外装ケース１を固着したもので
あり、この場合には、第２の直進動作ロボットのスライ
ダー頭部28は上方を向いている。第９図に示す例は、第
２の直進動作ロボットＢのスライダー頭部28が側方を向
いている点で、第８図に示す例と異なるが他は同一であ
る。

次に第１図に示す直進動作ロボットの作用を説明す
る。第１図において、40は操作ボード、CPU、メモリ、
モータドライバーなどを備えたコントロールボックス
で、前記モータ17及び位置検出センサ９、９……に接続
されている。そしてコントロールボックス40に入力され
たNCデータに従ってモータ17の回転が制御される。モー
タ17の回転はスライダー５の軸方向移動に変換され、ス
ライダー５の位置及び速度が制御される。各位置検出セ
ンサ９、９……はオーバラン検出、原点位置検出を行
い、これらの検出信号はコントロールボックス40に入力
される。なお、実際にはスライダー５の制御と並行し
て、マニピュレータなどの制御も行われるが、その説明
は省略する。

外装ケース１の長孔３を密閉する可撓シール23は、ス
ライダー５のシール挿通路10に挿通され、この部分で円
弧状に変形しているが、スライダー５の移動に伴って、
この円弧状変形部は移動する。そして可撓シール23の他
の部分は前記１対の帯状マグネット24、24に吸着されて
長孔を密閉しているのである。

本発明は上記実施例に示す外、種々の態様に構成する
ことができる。例えば上記実施例では、横断面外形が略
円形の金属筒を用いて外装ケースを構成しているが、横
断面外形が略正方形、又は略長方形の金属筒を用いて外
装ケースを構成することも可能である。

発明の効果 本発明によれば構造簡単で剛性、強度が確保され、コ
ンパクトな直進動作ロボットを提供することができると
ともに、ネジ軸の外装ケース内への組み込みがネジ軸を
支承するエンドキャップを介し、このエンドキャップを
外装ケースに嵌着固定するだけの少ない手間で、芯出し
も容易に、しかも精度良く行うことができるという効果
を奏する。

また、エンドキャップが外装ケース開口端部のカバー
を兼ねることも有効となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は本発明の実施例を示し、第１図は
一部縦断斜視図、第２図は縦断側面図、第３図は横断面
図、第４図は外観斜視図、第５図は要部の拡大斜視図、
第６図は第３図とは異なる姿勢で支持具に外装ケースを
固定した状態を示す横断面図、第７図は１対の直進動作
ロボットを組合わせて使用した状態を示す斜視図、第８
図、第９図は夫々１対の直進動作ロボットを組合わせて
使用した状態を示す一部横断側面図、第10図は従来例の
横断面図である。 １……外装ケース ２……金属筒 ３……長孔 ５……スライダー ６……本体部 ８……凹溝 ９……位置検出センサ 13……一端開口部 15……ネジ軸 17……モータ 19……他端開口部 20……エンドキャップ 22……ガイドレール 25……ナット部 28……頭部 40……コントロールボックス。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】横断面が軸方向のいずれの位置においても
   同一である金属筒に、軸方向の長孔を刳りぬいてなる外
   装ケースと、外装ケースの一端開口部に取付けられ、回
   転位置が制御されるモータと、外装ケースの他端開口部
   に嵌着固定され、軸受部を備えたエンドキャップと、外
   装ケースの内部に配設されて軸方向に延びるガイドレー
   ルと、本体部が外装ケース内にあって前記ガイドレール
   に軸方向移動自在に案内されると共にナット部を有し、
   頭部が前記長孔を通じて外部に露出するスライダーと、
   前記モータによって駆動されると共に先端部がエンドキ
   ャップの軸受部によって支承され、且つ前記スライダー
   のナット部に螺合するネジ軸とを有することを特徴とす
   る直進動作ロボット。
2. 【請求項２】外装ケースの側面には凹溝が形成され、こ
   の凹溝内に位置検出センサ及びその配線が収容される特
   許請求の範囲第１項記載の直進動作ロボット。