JPH10512813A - 工業用ロボットの手首ユニット - Google Patents

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)

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。