JPS6377675A - 産業用ロボツトのア−ム構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は産業用ロボットのアーム構造に関し、特に多関
節型水平アームの最先端に設けられて、末端にロボット
ハンドやその他の作業具等様々のエンドエフェクタを装
着して各種ロボット作業を遂行可能にする縦アーム軸を
上下移動並びに回転作動させる駆動構造に関する。

〔従来の技術〕

産業用ロボットにおいては作業対象物を把持して移動さ
せるためのロボットハンド等のエンドエフェクタを取付
ける先端アームが必要である。この先端アームは一般に
該先端アームの軸線方向に移動可能であると共に該軸線
の回りに回転可能に構成されている。この軸線方向の移
動並びに軸線回りの回転を行なわせるための駆動構造と
しては、従来からボールねじ軸とボールナツトとの組合
せ駆動機構と、ボールスプライン軸とボールスプライン
ナツトとの組合せ駆動機構とを別々に設けて両者を連結
する構造であった。即ち、駆動源であるサーボモータに
よりボールねじ軸が回転させられると、該ボールねじ軸
と螺合しているボールナツトがボールねじ軸に沿って直
線移動する。ボールスプラインナツトと噛合しているボ
ールスプライン軸を前記ボールナツトに連結しておくと
、ボールスプライン軸はボールナツトの直線移動に伴な
って直線移動することとなる。また、他のサーボモータ
によりボールスプラインナツトを回転させるとボールス
プライン軸も回転するゆ従ってこうしたボールスプライ
ン軸の先端にエンドエフェクタを取付けて各種作業を行
なわせることが可能であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然しなから、産業用ロボットの先端部は、特に作業対象
物に近接する部分であり、対象物や他の障害物との干渉
を避けるために可能な限りコンパクトな構造が望ましく
、また産業用ロボットの基台部からオーバハングして離
れた位置にあるため、可能な限り軽量化された構造が望
ましい。上述した従来構造による先端アームの駆動構造
では必ずしも前記条件を満足し得るものではなかった。

依って、本発明では然る問題点の解決を図るべく、コン
パクトでしかも軽量な先端アームの駆動構造を提供し、
延いてはロボット先端部の高精度な作動制御を可能なら
しめることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述した発明目的に鑑みて、水平アームの先端
に具備されると共に産業用ロボット作業要素の装着末端
を有し、旋回、上下動が可能な縦アーム軸を備えた産業
用ロボットのアーム構造において、前記アーム軸の軸線
方向の所定範囲に亘ってねじ溝が設けられると共に、ス
プライン溝が重ねて設けられ、前記ねじ溝に螺合するナ
ツトと前記スプライン溝に噛合するスプラインナンドと
を前記縦アーム軸に挿入併設すると共に回転可能に支持
し、送りねじ機構とスプライン旋回機構とを共通の縦ア
ーム軸上に形成したことを特徴とする産業用ロボ・７ト
のアーム構造を提供する。

〔作　用〕

本発明による上記先端アームの駆動構造によると先端ア
ームにねじとスプラインねじとが重ねて設けられている
ため、他にねじ軸を必要としないｔ、先端アームの軸線
方向移動、並びに軸線回りの回転が可能となり、軽量か
つコンパクトな構造の故に作動制御が高精度に行なわれ
得る。

〔実施例〕

以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に詳細
に説明する。第１図は本発明による産業用ロボットの水
平アームの先端に具備された縦アーム軸の駆動構造を示
す。水平多関節腕における最先端アーム１０の先端に縦
アーム軸１２が上下方向Ｚに移動可能に、かつその縦ア
ーム軸１２の軸線回りαに回転可能に設けられている。

しかも縦アーム軸１２は中空構造にしである。

まず上記縦アーム軸上２の駆動構造につき説明する。縦
アーム軸１２の外周面にはボールねじ溝３４とボールス
プライン溝３６とがその全長に亘って重設されている。

このボールねじ溝３４と螺合するボールナツト１４と、
ボールスプライン溝３６と噛合するボークＣスプライン
ナフト１８とが縦アーム軸１２に挿入されて、最先端ア
ーム１０内に夫々上方、下方に各軸受２０を介して回転
可能に支持されている。ボールナツト１４はその外周に
歯付プーリ１４を一体形成しており、ボールスプライン
ナツト１８には他の歯付プーリ１６を固定している。こ
れらの歯付ブー１月４．１６は夫々歯付ベルト３０　、
３２を介してサーボモータ２２　、２６に連結された駆
動側歯付ブーＩＪ　２４　、２８に連結されている。

従ってサーボモータ２２によりボールナツト１４が回転
駆動されると、該ボールナツト１４と螺合関係にある縦
アーム軸１２が上下方向Ｚに移動する。この場合、サー
ボモータ２２と２６とがコントローラ４２を介して同期
的に制御されており、ボールスプライン溝フ１８が回転
しないように補償されて、縦アーム軸１２はボールスプ
ライン溝３６を介してボールスプラインナツト１８によ
り回転を止められている。また、サーボモータ２６によ
ってボールスプラインナツト１８が回転馬区動されると
、＝亥ボールスプラインナツト噛合関係にある縦アーム
軸１２が軸線回りαに回転する。前述と同様この場合に
もコントローラ４２を介してサーボモータ２２と２６と
は同期的に制御されており、縦アーム軸１２の回転と同
期してポールナツト１４に同一回転を与えることにより
縦アーム軸１２が上下方向Ｚに移動しないように補償す
ることができる。更には縦アーム軸１２を上下方向Ｚに
移動させると共に、軸線回りαの回転を同時に付与する
ことも可能である。

縦アーム軸１２は中空構造を成しており、該縦アーム軸
１２の先端に装着して多種のロボ−／　ト作業を遂行可
能にするロボットハンドやその他の作業具等種々のエン
ドエフェクタ（図示せず）に対する電気信号、作動電力
、作動流体等を供給する配線、配管類４０の敷設空間と
して使用している。

従って、配線、配管類４０が保護されると共に、該配線
、配管類４０と作業対象物との干渉とを避けることがで
き、更には軽量化に大きく寄与する。

なおりバー３８は縦アーム軸１２と協動して配線、配管
類４０を保護すると共に該縦アーム軸の駆動機構にごみ
等の異物が入ることを防止している。

送りねじ機構とスプライン旋回機構とをポールを用いた
機構で構成することは摩擦力を低下させることができて
、上下や回転作動を滑らかに実行でき、延いては高精度
な作動を可能ならしめることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ロボ
ット先端部の縦アーム軸を上下方向移動、並びに軸線回
りの回転作動を実行させる送りねじ機構とスプライン旋
回機構とが前記縮アーム軸を共通に重設使用することに
より余分な軸を必要とせず、従ってコンパクトでしかも
軽量な産業用ロボットのアーム構造が提供され、延いて
はロボット先端部の高精度な作動制御を可能ならしめる
。

好ましくは、縦アーム軸を中空に形成しておくと更に軽
量化が達成れると共に、ロボットハンドやその他の作業
具等種々のエンドエフェクタに対する配線、配管類をこ
の穴を介して配設することが可能となり、配線、配管類
を保護すると共に作業対象物との干渉を防止可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による産業用ロボットの先端アーム部の
構造とコントローラとを連結して示す一部破断断面図。 １０・・・最先端アーム、　　１２・・・縦アーム軸、
１４・・・歯付プーリ付ボールナツト、１６・・・歯付
プーリ、 １８・・・ボールスプラインナンド、 ３４・・・ボールねじ溝、 ３６・・・ボールスプライン溝、 ４０・・・配線、配管類、　　４２・・・コントローラ
。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水平アームの先端に具備されると共に産業用ロボッ
   ト作業要素の装着末端を有し、旋回、上下動が可能な縦
   アーム軸を備えた産業用ロボットのアーム構造において
   、前記アーム軸の軸線方向の所定範囲に亘ってねじ溝が
   設けられと共に、スプライン溝が重ねて設けられ、前記
   ねじ溝に螺合するナットと前記スプライン溝に噛合する
   スプラインナットとを前記縦アーム軸に挿入併設すると
   共に回転可能に支持し、送りねじ機構とスプライン旋回
   機構とを共通の縦アーム軸上に形成したことを特徴とす
   る産業用ロボットのアーム構造。 ２、前記送りねじ機構とスプライン旋回機構とが夫々ボ
   ール送りねじ機構とボールスプライン旋回機構とから成
   る特許請求の範囲第１項に記載の産業用ロボットのアー
   ム構造。 ３、前記縦アーム軸が中空構造を成す特許請求の範囲第
   １項に記載の産業用ロボットのアーム構造。