JP2001113488A - 産業用ロボット - Google Patents
産業用ロボットInfo
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Abstract
ットを共通化し組立てを容易とし、ロボット本体の生産
性向上と小型化を図る。 【解決手段】 第1アームの両端に位置する第2、第3
回転軸の駆動モータを、いずれも第1アーム内に配置し
た。さらに、モータから減速機構への動力伝達はタイミ
ングベルトとし、第1アーム内で歯付きプーリの減速比
を変更することにより、モータ・減速機構を同一品とし
た。
Description
に第1アーム、第2アーム、第3アームを備え、先端に
手首部を持つ垂直多関節型の産業用ロボットに関するも
のである。
トの正面図、図4はその側面図、図5は減速機ユニット
の詳細断面図である。図において1は据付面に取り付け
られるベースである。2、5、8はそれぞれ第1軸用減
速機ユニット、第2軸用減速機ユニット、第3軸用減速
機ユニットで、それぞれが30の第1出力軸、31の入
力軸、32の第2出力軸、33の軸受から構成される。
これらは市販名で「ハーモニックドライブ」と呼ばれる
遊星歯車機構を採用した減速機である。入力軸31を回
転すると、第1出力軸30と第2出力軸32との間に、
一定減速比で回転が発生するものである。第1軸用減速
機ユニット2の第1出力軸30はベース1に取り付けら
れ、第2出力軸32には3のショルダが固定され、入力
軸31には4の第1軸用モータの出力軸が固定される。
第1軸用モータ4のフレームはショルダ3に固定され
る。第2軸用減速機ユニット5の第1出力軸30は7の
第1アームが取付けられ、第2出力軸32には3のショ
ルダが固定され、入力軸31には6の第2軸用モータの
出力軸が固定される。第2軸用モータ6のフレームはシ
ョルダ3に固定される。第3軸用減速機ユニット8の第
1出力軸30は7の第2アームが取付けられ、第2出力
軸32には10の第2アームが固定され、入力軸31に
は9の第3軸用モータの出力軸が固定される。第3軸用
モータ9のフレームは第2アーム10に固定される。1
1は手首部で、第2のアームに対して垂直面で揺動する
第4軸と第4軸内で回転する第5軸を有する。12は手
首部11の先端に設けられるグリッパ取り付け部であ
る。13は各軸モータ等の配線である。
タ4の回転が第1軸用減速機ユニット2の入力軸31に
入力されると、第1出力軸30と第2出力軸32との間
に所定の回転が発生する。第1出力軸30がベース1に
固定され、ショルダ3が第2出力軸32に固定されてい
るため、ベース1に対してショルダ3が第1軸の回りを
旋回する。第2軸用モータ6の回転が第2軸用減速機ユ
ニット5の入力軸31に入力されると、第2出力軸32
と第1出力軸30間に所定の減速比で回転が発生する。
第1出力軸30が第1アーム7に固定され、ショルダ3
が第2出力軸32に固定されているため、ショルダ3に
対して第1アームが第2軸の回りを傾動する。第3軸用
モータ9の回転が第3軸用減速機ユニット8の入力軸3
1に入力されると、第2出力軸32と第1出力軸30間
に所定の回転が発生する。第1出力軸30が第1アーム
7に固定され、第2アーム10が第2出力軸32に固定
されているため、第1アーム7に対して第2アームが第
3軸の回りを傾動する。第1軸用モータ4、第2軸用モ
ータ6、第3軸用モータ9の回転角度を同時に制御する
ことにより、手首部11の位置を制御する。同様に手首
部11の第4軸、第5軸を制御することでグリッパ取付
け面12の姿勢を制御する。
で、グリッパ取付け面12は位置と、姿勢を任意に制御
が可能となる。これにより、グリッパ取付け面12に取
り付けたグリッパで物品を取り上げ、指定の位置に置く
といった作業、グリッパ取付け面12に取り付けた工具
で工作を行うといった作業をおこなうことができる。
ニットは2、5、8、は先端に近づくほど、旋回、傾動
に必要な負荷が小さくなるため、駆動容量は小さくてよ
く、また、ロボット作業に対して、各軸が効率的に動作
するためには、先端軸の回転角速度は高速であることが
必要となる。このため、各モータ4、6、9、減速機ユ
ニット2、5、8は、容量、サイズ、減速比をそれぞれ
異なるものを選定していた。
業用ロボットは以上のように構成されるので、ロボット
製作、組み立て時は異なった種類のモータ4、6、9と
減速機ユニット2、5、8を組み付けるため、要する組
み立て工数が増加するという問題点を有していた。ま
た、第1アーム7内に、第2軸用モータ6と第2軸用減
速機ユニット5が、第3軸用モータ9と第3軸用減速機
ユニット8が直列に並ぶことで、第1アーム7の幅が規
定されロボット作業時に周辺機器と第1アームとが干渉
する範囲が大きいという問題点も有していた。さらに、
ロボットの作業が変更になり、各軸の速度等の仕様が変
更になった場合、モータ4、6、9の変更、減速機ユニ
ット2、5、8の変更が必要になるという問題点も有し
ていた。
めになされたもので、第1の目的はアーム幅の小さなロ
ボットを提供することを目的とする。また、第2の目的
は組み立て工数を削減することを目的とする。また、第
3の目的は減速機ユニットやモータの容量を変えること
なく、アームの回転速度などの仕様変更を可能とするこ
とを目的とする。
ボットにおいては、第1アームの両端に位置する第2、
第3軸用モータを第1アーム内に配置し、モータから減
速機ユニットへの動力伝達をタイミングベルトで構成し
たものである。
タ、第3軸用モータと第1軸用減速機ユニット、第2軸
用減速機ユニット、第3軸用減速機ユニットとを同一部
品により構成したものである。
2、第3軸用モータを第1アーム内に配置し、モータか
ら減速機ユニットへの動力伝達を歯付きプーリとタイミ
ングベルトで構成するとともに、第1アーム内におい
て、モータ軸と減速機ユニットの歯付きプーリの径を変
更するように構成したものである。
1である垂直多関節型産業用ロボットの正面図、図2は
その側面図である。減速機ユニットの構造については図
5のとおりである。図において、1は据付面に取り付け
られるベース、2はベース1に取り付けられ、軸受けと
減速機を一体化した第1軸用減速機ユニット、3はベー
ス1に対し第1軸の回りに第1軸用減速機ユニット2の
軸受33により旋回可能に装着されるショルダである。
4は第1軸用減速機ユニット2と同軸に設置される第1
軸用モータである。なお減速機ユニット2の入力軸3
1、第1出力軸30、第2出力軸32の取付関係は従来
と同様である。5は軸受けと減速機を一体とした第2軸
用減速機ユニット、6は第2軸用減速機ユニット5と並
列に第1アーム7内に設置される第2軸用モータであ
る。21は第2軸用減速機ユニット5の入力軸31に設
置される第1歯付きプーリ、22は第2軸用モータ6の
出力軸に設置される第2歯付きプーリ、23は第1歯付
きプーリ21と第2歯付きプーリ22をつなぐ第1タイ
ミングベルト、7は第2軸回りに垂直面で傾動する第1
アームである。第2軸用減速機ユニット5の第1出力軸
30はショルダ3側に固定され、第2出力軸32は第1
アーム7側に固定される。8は第1アーム7のもう片方
の端に取り付けられ、軸受けと減速機とを一体とした第
3軸用減速機ユニット、9は第3軸用減速機ユニット7
と並列に第1アーム7内に設置される第3軸用モータ、
24は第3軸用減速機ユニット8の入力軸31に設置さ
れる第3歯付きプーリ、25は第3軸用モータ9の出力
軸に設置される第4歯付きプーリである。26は第3歯
付きプーリ24と第4歯付きプーリ25をつなぐ第2タ
イミングベルト、10は第3軸用減速機ユニット7の軸
受33により第1アーム7に装着され、垂直面で傾動す
る第2アームである。減速機ユニット8の第1出力軸3
0は第2アーム10側に固定され、第2出力軸32は第
1アーム7側に固定される。11は第4軸、第5軸を有
する手首部である。12は手首部11の先端に設けられ
るグリッパ取り付け部である。ここで、各モータ4、
6、9、各減速機ユニット2、5、8は共通である。
4の回転は、第1軸用減速機ユニット2により減速され
てショルダ3に伝えられ、ショルダ3より先の機構を旋
回する。第2軸モータ6の回転は、第1歯付きプーリ2
1、歯付きベルト23、第2歯付きプーリ22を介して
第2軸用減速機ユニット5により減速され第1アーム1
0に伝えられ、第1アーム10より先の機構を傾動す
る。第3軸モータ9の回転は、第4歯付きプーリ25、
第2タイミングベルト26、第3歯付きプーリ24を介
して第3軸用減速機ユニット8により減速され第2アー
ム10に伝えられ、第2アーム10より先の機構を傾動
する。第1軸モータ4、第2軸モータ6、第3軸モータ
9の回転角度を同時に制御することにより、手首部の位
置を制御する。同様に手首部11の4軸、5軸を制御す
ることでグリッパ取付け面12の姿勢を制御する。
で、グリッパ取付け面12は位置と、姿勢を任意に制御
が可能となる。これにより、グリッパ取付け面12に取
り付けたグリッパで物品を取り上げ、指定の位置に置く
といった作業、グリッパ取付け面12に取り付けた工具
で工作を行うといった作業を行うことができる。
ニットは2、5、8、は同一としており、第1軸の軸速
度に対し第2軸の軸速度は、第1歯付きプーリ21、第
1タイミングベルト23、第2歯付きプーリ22により
必要な速度に減速又は増速される。同様に第1軸の軸速
度に対し第3軸の軸速度は、第3歯付きプーリ24、第
2タイミングベルト26、歯付きプーリ25により必要
な速度に減速又は増速される。
ットを使用しながら、ロボット作業に対して効率的に動
作するための異なった各軸速度を得ている。これによ
り、ロボット動作に対する効率的な各軸速度を得た上
で、ユニットのサブ組み立ての一元化を行い、組み立て
時間を削減し、生産性を向上させている。また、第1ア
ーム内に減速機構・駆動機構が集中することにより、ロ
ボット本体へのユニット組み立てを容易としている。
ユニット化し、同一のサブ組み立てでの組み立てを可能
としたため、ロボット本体製作時の生産性が向上する。
また、第1アーム内に減速機構・駆動機構が集中するこ
とにより、ロボット本体組み立てが容易となる。さら
に、第1アームの幅は、歯付きプーリとタイミングベル
トで構成することにより、減速機とモータとの直結構造
に比較してモータ長まで小さくできるため、ロボット動
作時の周辺機器との干渉を少なくし、ロボットが適用可
能な作業が拡大する。
る。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 据付面に取り付けられるベースと、 軸受けと減速機とからなり、固定側を上記ベースに取り
付けられる第1軸用減速機ユニットと、 上記第1軸用減速機ユニットの軸受けにより、第1軸回
りで上記ベースに対し旋回可能に装着され、上記第1軸
用減速機ユニットの出力側に固定されるショルダと、 出力軸が上記第1軸用減速機ユニットの入力軸と固定さ
れ、フレームが上記ショルダに固定される第1軸モータ
と、 軸受けと減速機とからなり、固定側を上記ショルダに取
り付けられる第2軸用減速機ユニットと、 上記第2軸用減速機ユニットの軸受けにより、第2軸回
りに垂直面で傾動可能に装着され、上記第2軸用減速機
ユニットの出力側に固定される第1アームと、上記第2
軸用減速機ユニットの入力軸と平行に設置され、フレー
ムが上記第1アームに固定される第2軸用モータと、 上記第2軸用減速機ユニットの入力軸に設置される第1
歯付きプーリと、 上記第2軸用モータの出力軸に設置される第2歯付きプ
ーリと、 上記第1歯付きプーリと上記第2歯付きプーリをつなぐ
第1タイミングベルトと、 上記第1アームの端部において、軸受けと減速機とから
なり、固定側を上記第1のアームに取り付けられる第3
軸用減速機ユニットと、 上記第3軸用減速機ユニットの軸受けにより、第3軸回
りに垂直面で傾動可能に装着され、上記第3軸用減速機
ユニットの固定側に固定される第2アームと、 上記第3軸用減速機ユニットの入力軸と平行に設置さ
れ、フレームが上記第1アームに固定される第3軸用モ
ータと、 上記第3軸用減速機ユニットの入力軸に設置される第3
歯付きプーリと、 上記第3軸用モータの出力軸に設置される第4歯付きプ
ーリと、 上記第3歯付きプーリと上記第4歯付きプーリをつなぐ
第2タイミングベルトとからなることを特徴とする産業
用ロボット。 - 【請求項2】 第1軸用モータ、第2軸用モータ、第3
軸用モータと第1軸用減速機ユニット、第2軸用減速機
ユニット、第3軸用減速機ユニットとを同一部品により
構成したことを特徴とする請求項1に記載の産業用ロボ
ット。 - 【請求項3】 第2軸用減速機ユニットの入力軸に設置
される第1歯付きプーリと第2軸用モータの出力軸に設
置される第2歯付きプーリとの径比率と、第3軸用減速
機ユニットの入力軸に設置される第3歯付きプーリと第
3軸用モータの出力軸に設置される第4歯付きプーリと
の径比率を変更して用いることを特徴とする請求項1お
よび請求項2に記載の産業用ロボット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29418599A JP2001113488A (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | 産業用ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29418599A JP2001113488A (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | 産業用ロボット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001113488A true JP2001113488A (ja) | 2001-04-24 |
Family
ID=17804425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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- 1999-10-15 JP JP29418599A patent/JP2001113488A/ja active Pending
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