JP2020142309A - 回転・直進機構と回転・直進機構位置決用治具と回転・直進機構位置決方法とスカラロボット - Google Patents

Abstract

【課題】 軽量化を図ることにより、例えば、スカラロボットのアームの先端部に設置した場合に、慣性モーメントを低減させてサイクルタイムを短縮させることができる回転・直進機構と回転・直進機構位置決用治具と回転・直進機構位置決方法とスカラロボットを提供すること。【解決手段】ボールねじスプライン軸と、ボールねじスプライン軸に螺合されるボールねじナット、ボールねじスプライン軸にその回転を規制された状態で軸方向に摺動可能に嵌合されるボールスプラインナットと、ボールねじナットとボールスプラインナットの何れか一方を回転可能に支持するメインフレームと、ボールねじナットとボールスプラインナットの何れか他方を回転可能に支持するサブフレームと、メインフレームとサブフレームを連結する連結部材と、を具備したことを特徴とするもの。【選択図】 図３

Description

本発明は、回転・直進機構と回転・直進機構位置決用治具と回転・直進機構位置決方法とスカラロボットに係り、特に、軽量化を図ることにより、例えば、スカラロボットのアームの先端部に設けた場合に、慣性モーメントを低減させてサイクルタイムを短縮させることができるように工夫したものに関する。

産業用ロボットの回転・直進ユニットの構成を開示するものとして、例えば、特許文献１がある。まず、ボールねじスプライン軸があり、このボールねじスプライン軸のねじ部にはボールねじナットが螺合・配置されている。また、上記ボールねじスプライン軸のスプライン部にはボールスプラインナットがその回転を規制された状態で軸方向に摺動可能に嵌合されている。

上記ボールねじナットはボールねじナット回転手段により回転駆動され、上記ボールスプラインナットはボールスプラインナット回転手段により回転駆動される。上記ボールねじナット回転手段によりボールねじナットを回転させることにより上記ボールねじスプライン軸が昇降される。また、上記ボールスプラインナット回転手段によりボールスプラインナットを回転させることにより上記ボールねじスプライン軸が回転される。

上記ボールねじナットと上記ボールスプラインナットは略中空円筒形状をなす一体物のハウジング内に回転可能な状態で内装されている。上記ハウジングは、例えば、ロボットのアームの先端に一体に設けられている。

特許第２６４９３８１号公報

しかしながら、上記従来の構成では次のような問題があった。
すなわち、ボールねじナットとボールスプラインナットを回転可能な状態で支持するために、ロボットのアームの先端に略中空円筒形状をなす一体物のハウジングを設けなければならず、それによって、アームの先端部が重量化してしまうという問題があった。アームの先端部の重量化は慣性モーメントの増大ひいてはサイクルタイムの短縮化の阻害要因になってしまう。

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、アームの先端部の軽量化、それによる慣性モーメントの低減、サイクルタイムの短縮を図ることが可能な回転・直進機構と回転・直進機構位置決用治具と回転・直進機構位置決方法とスカラロボットを提供することにある。

上記課題を解決するべく本願発明の請求項１による回転・直進機構は、ボールねじスプライン軸と、上記ボールねじスプライン軸に螺合され上記ボールねじスプライン軸を軸方向に移動させるボールねじナットと、上記ボールねじスプライン軸にその回転を規制された状態で軸方向に摺動可能に嵌合され上記ボールねじスプライン軸を回転させるボールスプラインナットと、上記ボールねじナットと上記ボールスプラインナットの何れか一方を回転可能に支持するメインフレームと、上記ボールねじナットと上記ボールスプラインナットの何れか他方を回転可能に支持するサブフレームと、上記メインフレームと上記サブフレームを連結する連結部材と、を具備したことを特徴とするものである。
又、請求項２による回転・直進機構は、請求項１記載の回転・直進機構において、上記連結部材は複数本の支柱であることを特徴とするものである。
又、請求項３による回転・直進機構は、請求項２記載の回転・直進機構において、上記複数本の支柱は上記メインフレームに螺合・固定されていて、上記サブフレームは固定用ボルトを上記サブフレームに形成された固定用貫通孔を通して上記支柱に螺合することにより固定され、上記固定用貫通孔の大きさが上記サブフレームの上記メインフレームに対する位置を調整できる大きさに設定されていることを特徴とするものである。
又、請求項４による回転・直進機構は請求項１〜請求項３の何れかに記載の回転・直進機構において、上記固定用貫通孔は上記サブフレームの外周部に断続的に突出された突出部に設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項５による回転・直進機構は、請求項１〜請求項４の何れかに記載の回転・直進機構において、上記回転・直進機構はスカラロボットのアームの先端部に設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項６による回転・直進機構位置決用治具は、請求項１〜請求項５の何れかに記載の回転・直進機構の位置決めを行う際に使用する回転・直進機構位置決用治具において、メインフレーム側に設置される位置決用シャフトと、上記サブフレームと上記位置決用シャフトの間に挿し込まれ上記サブフレームの上記メインフレームに対する位置を決める位置決用スリーブと、を具備したことを特徴とするものである。
又、請求項７による回転・直進機構位置決用治具は、請求項６記載の回転・直進機構位置決用治具において、上記位置決用スリーブの外周面にはテーパ面が形成されていることを特徴とするものである。
又、請求項８による回転・直進機構位置決方法は、請求項１〜請求項５の何れかに記載の回転・直進機構の位置決めを行う回転直進機構位置決方法において、上記メインフレームに複数本の支柱を立設し、上記メインフレーム上であって上記サブフレームを貫通するように位置決用シャフトを設置し、上記サブフレームと上記位置決用シャフトの間に位置決用スリーブを挿し込むことにより上記サブフレームの上記メインフレームに対する位置を決めるようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項９による回転・直進機構位置決方法は、請求項８記載の回転・直進機構位置決方法において、上記サブフレームの上記メインフレームに対する位置を決めた後上記サブフレームを上記支柱に固定するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項１０によるスカラロボットは、ベースユニットと、上記ベースユニットに旋回可能に取り付けられたアームと、上記アームの先端に取り付けられた請求項１〜請求項４の何れかに記載の回転・直進機構と、を具備したことを特徴とするものである。

以上述べたように、本願発明の請求項１記載の回転・直進機構によると、ボールねじスプライン軸と、上記ボールねじスプライン軸に螺合され上記ボールねじスプライン軸を軸方向に移動させるボールねじナットと、上記ボールねじスプライン軸にその回転を規制された状態で軸方向に摺動可能に嵌合され上記ボールねじスプライン軸を回転させるボールスプラインナットと、上記ボールねじナットと上記ボールスプラインナットの何れか一方を回転可能に支持するメインフレームと、上記ボールねじナットと上記ボールスプラインナットの何れか他方を回転可能に支持するサブフレームと、上記メインフレームと上記サブフレームを連結する連結部材と、を具備したので、軽量化して慣性モーメントを低減させ、例えば、スカラロボットのアームの先端部に設置した場合に、速く移動させることでサイクルタイムを短縮させることができる。
又、請求項２記載の回転・直進機構によると、請求項１記載の回転・直進機構において、上記連結部材は複数本の支柱であるので、より軽量化することができる。
又、請求項３記載の回転・直進機構によると、請求項２記載の回転・直進機構において、上記複数本の支柱は上記メインフレームに螺合・固定されていて、上記サブフレームは固定用ボルトを上記サブフレームに形成された固定用貫通孔を通して上記支柱に螺合することにより固定され、上記固定用貫通孔の大きさが上記サブフレームの上記メインフレームに対する位置を調整できる大きさに設定されているので、上記サブフレームの上記メインフレームに対する位置決を容易に行うことができる。
又、請求項４記載の回転・直進機構によると、請求項１〜請求項３の何れかに記載の回転・直進機構において、上記固定用貫通孔は上記サブフレームの外周部に断続的に突出された突出部に設けられているので、より軽量化してサイクルタイムを短縮させることができる。
又、請求項５記載の回転・直進機構によると、請求項１〜請求項４の何れかに記載の回転・直進機構において、上記回転・直進機構はスカラロボットのアームの先端部に設けられているので、スカラロボットについてサイクルタイムを短縮させることができる。
又、請求項６記載の回転・直進機構位置決用治具によると、請求項１〜請求項５の何れかに記載の回転・直進機構の位置決めを行う際に使用する回転・直進機構位置決用治具において、上記メインフレーム側に設置される位置決用シャフトと、上記サブフレームと上記位置決用シャフトの間に挿し込まれ上記サブフレームの上記メインフレームに対する位置を決める位置決用スリーブと、を具備したので、簡易な構成により上記サブフレームの位置決めを容易に行うことができる。
又、請求項７記載の回転・直進機構位置決用治具によると、請求項６記載の回転・直進機構位置決用治具において、上記位置決用スリーブの外周面にはテーパ面が形成されているので、上記サブフレームの位置決めを更に容易に行うことができる。
又、請求項８記載の回転・直進機構位置決方法によると、請求項１〜請求項５の何れかに記載の回転・直進機構の位置決めを行う回転直進機構位置決方法において、上記メインフレームに複数本の支柱を立設し、上記メインフレーム上であって上記サブフレームを貫通するように位置決用シャフトを設置し、上記サブフレームと上記位置決用シャフトの間に位置決用スリーブを挿し込むことにより上記サブフレームの上記メインフレームに対する位置を決めるようにしたので、上記サブフレームの位置決めを更に容易に行うことができる。
又、請求項９記載の回転・直進機構位置決方法によると、請求項８記載の回転・直進機構位置決方法において、上記サブフレームの上記メインフレームに対する位置を決めた後上記サブフレームを上記支柱に固定するようにしたので、上記サブフレームの位置決めを更に容易に行うことができる。
又、請求項１０記載のスカラロボットによると、ベースユニットと、上記ベースユニットに旋回可能に取り付けられたアームと、上記アームの先端に取り付けられた請求項１〜請求項４の何れかに記載の回転・直進機構と、を具備したので、上記回転・直進機構の軽量化により慣性モーメントを低減させ速く移動させることでサイクルタイムを短縮させることができる。

本発明の一実施の形態を示す図で、スカラロボットの斜視図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、カバを除去した状態のスカラロボットの斜視図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、メインフレーム、支柱、サブフレームの分解斜視図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、図４のＶ部の拡大図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、回転・直進機構位置決用治具の分解斜視図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、回転・直進機構位置決用治具の位置決用シャフトをボールスプラインナットに設置した状態を示す断面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、回転・直進機構位置決用治具の位置決用シャフトとサブフレームの間に位置決用スリーブを挿し込んでサブフレームのメインフレームに対する位置決めを行う状態を示す断面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、サブフレームを複数本の支柱を介してメインフレームに固定した状態を示す断面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、ボールねじナットとボールねじスプライン軸を設置した状態を示す断面図である。

以下、図１乃至図１０を参照しながら、本発明の一実施の形態について説明する。
この一実施の形態によるスカラロボット１は、図１乃至図３に示すように、ベースユニット３と、このベースユニット３に旋回可能に取り付けられたアーム５と、このアーム５の先端に設けられた回転・直進機構７と、から構成されている。以下、各部の構成を詳細に説明する。

上記ベースユニット３にはベース１１があり、このベース１１上にはアーム旋回用モータ１３とアーム旋回用減速機１５が設置されている。上記アーム旋回用モータ１３の出力軸１７にはプーリ１９が固着されていて、上記アーム旋回用減速機１５の入力軸２１にはプーリ２３が固着されている。上記プーリ１９と上記プーリ２３にはタイミングベルト２５が巻回・歯合されていて、上記アーム旋回用モータ１３の出力軸１７の回転が上記アーム旋回用減速機１５の入力軸２１に伝達される。上記入力軸２１にはギヤ２２が固着されていて、このギヤ２２及び図示しないその他のギヤを介して減速し出力軸２７を介して出力する。

図２に示すように、上記アーム５の基端側（図２中右側）が上記アーム旋回用減速機１５の上記出力軸２７に連結されており、上記アーム５は基端側（図２中右側）を中心に旋回される。
なお、上記ベース１１の上にはカバ２４が被冠・固定されている。

図２に示すように、上記回転・直進機構７にはメインフレーム３１があり、このメインフレーム３１は基端側（図２中右側）において上記アーム５の先端側（図２中左側）に軸受３７を介して設置されている。また、上記メインフレーム３１の基端側（図２中右側）の上方には回転・直進機構旋回用モータ４１が設置されていて、その下方には回転・直進機構旋回用減速機３３が設置されている。上記回転・直進機構旋回用モータ４１の出力軸４３は上記回転・直進機構旋回用減速機３３の入力軸４５に連結されている。上記回転・直進機構旋回用モータ４１を駆動することにより上記回転・直進機構旋回用減速機３３を介して上記回転・直進機構７が上記アーム５の先端側（図２中左側）で旋回される。

また、上記メインフレーム３１の先端側（図２中左側）にはボールスプラインナット５１が回転可能に設置されている。上記ボールスプラインナット５１の図２中上側にはプーリ５３が複数本（この実施の形態の場合には４本）のプーリ固定用ボルト５５、５５、５５、５５によって固定されている。また、上記プーリ５３には冶具係合用凹部５７が形成されている。上記冶具係合用凹部５７の中央にはボールねじスプライン軸用貫通孔５９が形成されている。

また、上記メインフレーム３１にはボールスプラインナット回転用モータ６１が設置されている。上記ボールスプラインナット回転用モータ６１の出力軸６３にはプーリ６５が固着されている。このプーリ６５と上記プーリ５３にはタイミングベルト６７が巻回・歯合されていて、上記ボールスプラインナット回転用モータ６１の回転が減速されて上記ボールスプラインナット５１に伝達される。

上記メインフレーム３１には複数本（この実施の形態の場合には６本）の連結部材としての支柱７１、７１、７１、７１、７１、７１が立設されている。図４及び図５に示すように、上記支柱７１の下端側（図２中下側）には雄ねじ部７３が形成されていて、この雄ねじ部を上記各支柱７１と上記メインフレーム３１の間に介挿されたスペーサ７５を通して上記メインフレーム３１に螺合させることで上記支柱７１が上記メインフレーム３１に固定される。また、上記支柱７１の上端側には雌ねじ部７７が形成されている。

また、上記６本の支柱７１、７１、７１、７１、７１、７１の上側にはサブフレーム８１が設置されている。上記サブフレーム８１には、図４、図５に示すように、ボールねじナット設置用貫通孔８３が形成されている。また、上記サブフレーム８１の外周側には複数個（この実施の形態の場合には６個）の固定部８４、８４、８４、８４、８４、８４が形成されており、この固定部８４には固定用貫通孔８５が形成されていて、固定用ボルト８７の雄ねじ部８９を上記固定用貫通孔８５に通して上記支柱７１の雌ねじ部７７に螺合させることで上記支柱７１に上記サブフレーム８１が固定される。

上記６個の固定部８４の内図４、図５中左側の４個の固定部８４は断続的に突出された状態で設けられている。それによって、サブフレーム８１自体の外形を小さくして軽量化を図っている。

上記固定用貫通孔８５の径は、上記サブフレーム８１の上記メインフレーム３１に対する位置を微調整できるような大きさに設定されている。つまり、サブフレーム８１が後述する位置決作業によりその位置を矯正されても、支柱７１の雌ねじ部７７を閉塞することがないような所定の大きさである。

また、図２に示すように、上記サブフレーム８１の上記ボールねじナット設置用貫通孔８３にはボールねじナット９１が回転可能に設置されている。上記ボールねじナット９１にはプーリ９３が固着されている。

また、上記サブフレーム８１にはボールねじナット回転用モータ１０１が設置されている。上記ボールねじナット回転用モータ１０１の出力軸１０３にはプーリ１０５が固着されている。上記プーリ１０５と上記ボールねじナット９１側のプーリ９３にはタイミングベルト１０７が巻回・歯合されている。上記ボールねじナット回転用モータ１０１の回転が減速されることなくそのまま上記ボールねじナット９１に伝達される。ここで、上記ボールねじナット回転用モータ１０１は上記ボールスプラインナット回転用モータ６１の図２中上側に配置され、且つ上記回転・直進機構旋回用モータ４１に隣接するように設置されている。これにより、上記回転・直進機構７の図２中左右方向の大きさを小さくし、上記回転・直進機構７を旋回させる際の慣性モーメントを低減させるようになっている。

また、図２に示すように、上記ボールスプラインナット５１と上記ボールねじナット９１の内側にはボールねじスプライン軸１１１が挿通・配置されている。上記ボールねじスプライン軸１１１には雄ねじ部としての螺旋状溝１１３が形成されているとともにスプライン溝１１５が軸方向（図２中上下方向）に延長・形成されている。

上記ボールねじスプライン軸１１１には上記螺旋状溝１１３を介して上記ボールねじナット９１が螺合されており、上記螺旋状溝１１３と上記ボールねじナット９１の図示しない螺旋状溝の間には図示しない複数個のボールが介挿されている。また、上記ボールねじスプライン軸１１１には上記スプライン溝１１５を介して上記ボールスプラインナット５１がその回転を規制された状態で図２中上下方向にスライド可能に係合されている。上記スプライン溝１１５と上記ボールスプラインナット５１側の図示しないスプライン溝の間にも図示しない複数個のボールが介挿されている。また、上記回転・直進機構７には電磁ブレーキ１１７が設置されている。
なお上記メインフレーム３１上には既に説明した各種部品を被冠するようにカバ１１９が設置されている。
また、上記ボールネジスプライン軸１１１の先端部（図２中下方）には図示しないグリッパ等の先端工具が作業形態に合わせて取り付けられている。

次に、上記サブフレーム８１の上記メインフレーム３１に対する位置決めを行う際に用いる回転・直進機構位置決用冶具１３０について説明する。上記回転・直進機構位置決用治具１３０は、図６に示すように、位置決用シャフト１２１と位置決用スリーブ１２３とから構成されている。

図７に示すように、上記位置決用シャフト１２１には貫通孔１２５が形成されている。また、図６に示すように、上記位置決用シャフト１２１の下端部（図６中左下側）には位置決用凸部１２７が形成されている。また、上記位置決用シャフト１２１の下端部であって上記位置決用凸部１２７の外周側には複数個（この実施の形態の場合には４個）のボルト頭収容凹部１２９、１２９、１２９、１２９が形成されている。図７に示すように、上記位置決用シャフト１２１の外径は上記サブフレーム８１のボールねじナット設置用貫通孔８３の内径よりも所定量だけ小さく設定されている。上記位置決用シャフト１２１の上端側（図６中上側）は縮径されて位置決用スリーブ設置部１２４が形成されている。上記位置決用シャフト１２１の上記位置決用凸部１２７は上記メインフレーム３１に設置されたボールスプラインナット５１に固定されたプーリ５３に形成されているボールねじスプライン軸貫通孔５９に嵌合される。この時、上記位置決用シャフト１２１のボルト頭収容凹部１２９、１２９、１２９、１２９には、上記プーリ５３を上記ボールスプラインナット５１に固定する上記プーリ固定用ボルト５５、５５、５５、５５の頭が収容される。なお、上記プーリ固定用ボルト５５の頭は上記ボルト頭収容凹部１２９の内面とは所定の隙間を介してボルト頭収容凹部１２９に収容されている。

上記位置決用スリーブ１２３には、図６に示すように、貫通孔１３１が形成されている。また、図８に示すように、上記位置決用スリーブ１２３の外周側であって図８中下側にはテーパ面１３３が形成されている。上記テーパ面１３３は図８中下側に向かって縮径されている。

図８に示すように、サブフレーム８１と上記プーリ５３に設置した上記位置決用シャフト１２１の位置決用スリーブ設置部１２４の間に上記位置決用スリーブ１２３を挿し込むことにより、上記テーパ面１３３が上記サブフレーム８１のボールねじナット設置用貫通孔８３に嵌り、上記テーパ面１３３の作用によって上記サブフレーム８１の上記メインフレーム３１に対する位置が矯正される。

上記サブフレーム８１の上記メインフレーム３１に対する位置決めを行った状態で、固定用ボルト８７、８７、８７、８７、８７、８７の雄ねじ部８９、８９、８９、８９、８９、８９を固定用貫通孔８５、８５、８５、８５、８５、８５に通して、支柱７１、７１、７１、７１、７１、７１の雌ねじ部７７、７７、７７、７７、７７、７７に螺合する。それによって、位置決めされたサブフレーム８１が６本の上記支柱７１、７１、７１、７１、７１、７１を介して上記メインフレーム３１に固定される。そして、上記回転・直進機構位置決用治具１３０を上記位置決用スリーブ１２３、位置決用シャフト１２１の順に撤去して、ボールねじナット９１を設置するとともにボールねじスプライン軸１１１を取り付ける。このように、上記回転・直進機構位置決用治具１３０の位置決用シャフト１２１の位置決用凸部１２７と上記位置決用スリーブ１２３のテーパ面１３３とにより、上記メインフレーム３１に設置される上記ボールスプラインナット５１の軸と上記サブフレーム８１に設置される上記ボールねじナット９１の軸が同軸に調整される。

次に、この一実施の形態による作用について説明する。
まず、ロボット１の動作について説明する。
アーム旋回用モータ１３を駆動することによってベース１１に対してアーム５が旋回され、回転・直進機構旋回用モータ４１を駆動することによって回転・直進機構７が上記アーム５に対して旋回される。
また、ボールスプラインナット回転用モータ６１を駆動することによってボールねじスプライン軸１１１が回転され、ボールねじナット回転用モータ１０１を駆動することによって上記ボールねじスプライン軸１１１が昇降される。

次に、サブフレーム８１の支柱７１ひいてはメインフレーム３１に対する位置決めについて説明する。
まず、図７に示すように、６本の支柱７１、７１、７１、７１、７１、７１をメインフレーム３１に立設するとともにボールスプラインナット５１とプーリ５３を取り付ける。
次に、位置決用シャフト１２１をプーリ５３に設置して、上記支柱７１の上端側（図７中上側）にサブフレーム８１を載置する。
次に、図８に示すように、上記位置決用スリーブ１２３を上記サブフレーム８１と位置決用シャフト１２１の間に挿し込む。それによって、上記位置決用スリーブ１２３のテーパ面１３３の作用によって上記サブフレーム８１の位置が矯正され上記メインフレーム３１に対して位置決めされる。
次に、６本の固定用ボルト８７、８７、８７、８７、８７、８７を固定用貫通孔８５、８５、８５、８５、８５、８５に通して、上記６本の柱７１、７１、７１、７１、７１、７１の雌ねじ部７７、７７、７７、７７、７７、７７に螺合することによりその矯正された位置を固定する。
次に、図１０に示すように、ボールねじナット９１およびボールねじスプライン軸１１１を設置する。

次に、この一実施の形態による効果について説明する。
まず、アーム５の先端に設けられた回転・直進機構７の軽量化を図ることにより慣性モーメントを低減させることができ、それによって、スカラロボット１としてのサイクルタイムを短縮させることができる。これは、ボールスプラインナット５１とボールねじナット９１を従来のように一体物であって略中空円筒形状をなすハウジングによって内装・支持するのではなく、別個に離間・配置され６本の支柱７１、７１、７１、７１、７１、７１を介して連結されたメインフレーム３１とサブフレーム８１によって内装・支持するように構成し、上記メインフレーム３１と上記サブフレーム８１間に側壁がない構造としたからである。
また、位置決用シャフト１２１をボールスプラインナット５１側のプーリ５３に設置し、位置決用スリーブ１２３をサブフレーム８１と位置決用シャフト１２１の間に挿し込むことにより、上記サブフレーム８１のメインフレーム３１に対する位置決めを行うようにしているので、上記位置決用シャフト１２１や上記位置決用スリーブ１２３のサイズを必要以上に大きくすることなく、簡易な構成により上記サブフレーム８１の位置決めを容易に行うことができる。更に、上記メインフレーム３１に対する上記サブフレーム８１の位置決めを確実に行うことで、上記ボールねじスプライン軸１１１を回転可能に支持するボールねじナット９１とボールスプラインナット５１の軸線を同軸上に調整することができ、上記ボールねじスプライン軸１１１に異音等が発生することなくスムーズな回転及び直進動作をさせることができる。
また、上記位置決用スリーブ１２３にはテーパ面１３３が形成されているので、これによってより容易にサブフレーム８１の位置決めを行うことができる。
その際、上記サブフレーム８１の固定用貫通孔８５の径は、サブフレーム８１が矯正されても支柱７１の雌ねじ部７７を閉塞することがないような大きさに設定されているので、位置決め後の固定作業が阻害されることもない。
また、上記サブフレーム８１の６個の固定部８４の内４個の固定部８４は外周側に断続的に突出された状態で形成されているので、上記サブフレーム８１ひいては上記回転・直進機構７をさらに軽量化することができる。

なお、本発明は前記一実施の形態に限定されない。
まず、前記一実施の形態の場合には６本の支柱を使用したが、３本〜５本、または、７本以上であっても良い。
また、前記一実施の形態の場合には上にボールねじナット、下にボールスプラインナットを配置した構成を例に挙げて説明したが、上にボールスプラインナット、下にボールねじナットを配置した構成も考えられる。
また、スカラロボットの構成も図示したものに限定されず様々な構成が考えられる。
さらに、適用箇所はスカラロボットに限定されるものではない。
その他、図示した構成はあくまで一例である。

本発明は、回転・直進機構と回転・直進機構位置決用治具と回転・直進機構位置決方法とスカラロボットに係り、特に、軽量化を図ることにより、例えば、スカラロボットのアームの先端部に設置した場合に、慣性モーメントを低減させてサイクルタイムを短縮させることができるように工夫したものに関し、例えば、産業用ロボットに好適である。

１ スカラロボット
３１ メインフレーム
５１ ボールスプラインナット
７１ 支柱（連結部材）
８１ サブフレーム
８５ 固定用貫通孔
９１ ボールねじナット
１１１ ボールねじスプライン軸
１２１ 位置決用シャフト（回転・直進機構位置決用治具の一部）
１２３ 位置決用スリーブ（回転・直進機構位置決用治具の一部）
１３３ テーパ面

Claims (10)

1. ボールねじスプライン軸と、
   上記ボールねじスプライン軸に螺合され上記ボールねじスプライン軸を軸方向に移動させるボールねじナットと、
   上記ボールねじスプライン軸にその回転を規制された状態で軸方向に摺動可能に嵌合され上記ボールねじスプライン軸を回転させるボールスプラインナットと、
   上記ボールねじナットと上記ボールスプラインナットの何れか一方を回転可能に支持するメインフレームと、
   上記ボールねじナットと上記ボールスプラインナットの何れか他方を回転可能に支持するサブフレームと、
   上記メインフレームと上記サブフレームを連結する連結部材と、
   を具備したことを特徴とする回転・直進機構。
2. 請求項１記載の回転・直進機構において、
   上記連結部材は複数本の支柱であることを特徴とする回転・直進機構。
3. 請求項２記載の回転・直進機構において、
   上記複数本の支柱は上記メインフレームに螺合・固定されていて、
   上記サブフレームは固定用ボルトを上記サブフレームに形成された固定用貫通孔を通して上記支柱に螺合することにより固定され、
   上記固定用貫通孔の大きさが上記サブフレームの上記メインフレームに対する位置を調整できる大きさに設定されていることを特徴とする回転・直進機構。
4. 請求項１〜請求項３の何れかに記載の回転・直進機構において、
   上記固定用貫通孔は上記サブフレームの外周部に断続的に突出された突出部に設けられていることを特徴とする回転・直進機構。
5. 請求項１〜請求項４の何れかに記載の回転・直進機構において、
   上記回転・直進機構はスカラロボットのアームの先端部に設けられていることを特徴とする回転・直進機構。
6. 請求項１〜請求項５の何れかに記載の回転・直進機構の位置決めを行う際に使用する回転・直進機構位置決用治具において、
   上記メインフレーム側に設置される位置決用シャフトと、
   上記サブフレームと上記位置決用シャフトの間に挿し込まれ上記サブフレームの上記メインフレームに対する位置を決める位置決用スリーブと、
   を具備したことを特徴とする回転・直進機構位置決用治具。
7. 請求項６記載の回転・直進機構位置決用治具において、
   上記位置決用スリーブの外周面にはテーパ面が形成されていることを特徴とする回転・直進機構位置決用治具。
8. 請求項１〜請求項５の何れかに記載の回転・直進機構の位置決めを行う回転直進機構位置決方法において、
   上記メインフレームに複数本の支柱を立設し、
   上記メインフレーム上であって上記サブフレームを貫通するように位置決用シャフトを設置し、
   上記サブフレームと上記位置決用シャフトの間に位置決用スリーブを挿し込むことにより上記サブフレームの上記メインフレームに対する位置を決めるようにしたことを特徴とする回転・直進機構位置決方法。
9. 請求項８記載の回転・直進機構位置決方法において、
   上記サブフレームの上記メインフレームに対する位置を決めた後上記サブフレームを上記支柱に固定するようにしたことを特徴とする回転・直進機構位置決方法。
10. ベースユニットと、
    上記ベースユニットに旋回可能に取り付けられたアームと、
    上記アームの先端に取り付けられた請求項１〜請求項４の何れかに記載の回転・直進機構と、
    を具備したことを特徴とするスカラロボット。

Images