JPH0557662A

JPH0557662A - 産業用ロボツト

Info

Publication number: JPH0557662A
Application number: JP4012409A
Authority: JP
Inventors: Seikun Boku; 正勲朴
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1991-01-26
Filing date: 1992-01-27
Publication date: 1993-03-09
Also published as: KR920014574A

Abstract

(57)【要約】【目的】構成が簡略化し、作動が確実であり、動力伝
達を正確にして作業の精度を向上させ、さらに干渉を防
止して作業空間を増大させる産業用ロボットを提供す
る。【構成】第２アーム（２２０）の適宜位置にＺ軸モー
タ（４０）及び回転軸モータ（５０）を近接設置し、上
記Ｚ軸モータ（４０）の駆動力がタイミングベルト（７
０）によって伝達されてボールスクリュー（２２２）を
回転させることにより、ボールスプライン（２２１）が
昇降作動され、かつ上記回転軸モータ（５０）の回転力
が減速されて伝達されることにより、上記回転軸モータ
（５０）の回転力が減速伝達されることによって上記ボ
ールスプライン（２２１，２２１）が回転作動されてハ
ンド（Ｈ）の回転および昇降作動ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水平多関節型産業用ロ
ボット、すなわち４軸スカラ型ロボットあるいは直交座
標ロボットに適用されるもので、とりわけ駆動力が伝達
される軸間の距離を短軸させて精度を向上させ、さらに
動力伝達の効率を高められるようにした産業用ロボット
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、産業用ロボットのうち、普遍的
に広く用いられている水平多関節型ロボットには色々な
形態があるが、例えばスカラ型ロボット、直交座標ロボ
ットなどが挙げられる。このような産業用ロボットにお
いては、普通平面上で自在に旋回しながら作業領域を有
する多関節アームを備えているが、この多関節アームは
フレーム上に設けられた棒状からなっており、その長さ
と回動角度に応じて作業領域が定められる。従来、この
ような多関節アームを備えた産業用ロボットとしては、
図３に示したように第１アームＡ1と第２アームＡ2が互
いに折畳自在に連結され、上記第２アームＡ2の一側下
段には回転とともに上下垂直方向に昇降作動の可能なハ
ンドＨが設けられており、かつ上記第１および第２ア
ームＡ1，Ａ2が夫々のモータＭ1，Ｍ2によって駆動さ
れ、かつ上記ハンドＨが上記モータＭ2によって回転作
動されるとともに、モータＭ3の駆動力がベルトＢへ伝
達されてガイド棒Ｇを昇降させ、昇降作動がなされる
ことによって上記ハンドＨが所定の作業を行うよう構成
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術のかかる動力伝達の構成においては、第１アームＡ1
から第２アームＡ2に設けられたハンドＨの設置位置ま
での連結距離が長くてその軸間の距離が不必要に多くの
長さを要することになり、これを連結するための連結部
材の長さが長くなるばかりでなく、設置空間を大きく占
め、さらに動力損失が生じる等の問題があった。また、
軸間の距離が長くなって動力の伝達構成が複雑になり、
かつプーリーの遊隔が大きくなって動力損失が生じるだ
けでなく、慣性が増大して精度および信頼性が低下する
などの多くの問題があった。

【０００４】

【発明の目的】本発明は上記のような従来技術の問題点
を解決するためになされたもので、動力伝達構成を簡単
にして作動が確実な産業用ロボットを提供することを目
的としている。本発明の他の目的は、遊隔及び慣性を減
らして正確に動力伝達ができるようにして作業の精密度
を向上させた産業用ロボットを提供することにある。ま
た、本発明のさらに他の目的は動力伝達作用の干渉を防
止し、作業空間をさらに増大させた産業用ロボットを提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の産業用ロボット
は、フレーム上に回動自在に設けられる第１アームと、
この第１アームの一側に回動自在に設置される第２アー
ムと、この第２アームの先端に結合されるハンドを備え
た産業用ロボットにおいて、上記第２アームに設けられ
る第１及び第２駆動手段と、上記第２駆動手段の駆動力
が動力伝達手段によつて伝達されて回転されるスクリュ
ー軸部材と、このスクリュー軸部材の作動によって昇降
作動されるとともに、上記第１駆動手段の駆動力が減速
伝達されて回転される回転及び昇降手段とを備えたもの
である。そして、このような構成により、動力伝達の距
離が短縮されかつ簡略化された構成により高精度の作業
遂行が可能となる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面である図１
乃至図２に基づき、さらに詳細に説明する。図１は、本
発明に従う産業用ロボットを示す側面図であり、図２は
要部拡大断面図で、ロボツトアームはフレーム１０と一
対のアーム２００とからなっている。上記フレーム１０
においては、基台１上に垂直に立てて設け、その上端に
はアーム２００が回動自在に設けられ、アーム２００の
作業遂行のとき回動の中心を提供するよう連結部材１０
０が設けられている。

【０００７】上記アーム２００は、棒状を有して横方向
に設けられた第１アーム２１０と、この第１アーム２１
０の一側に回動自在に設けられた第２アーム２２０から
構成されており、これらの第１、第２アーム２１０，２
２０は一つの関節部２３０にて折畳可能に連結されてい
る。このようなアーム２００は、別途の制御装置（図示
せず）の制御信号によって所定の回動半径内で作業を遂
行する。

【０００８】上記第１アーム２１０は、フレーム１０に
一端が支持されて第１段階の作業半径を提示するととも
に第２アーム２２０の回動中心になり、かつ上記第２ア
ーム２２０は上記第１アーム２１０にその一端が回動自
在に設けられ、かつ他端にはハンドＨが嵌合され、その
上側にはハンドＨを欲する作業位置へ回転及び昇降させ
るボールスプライン２２１及びボールスクリュー２２２
が垂直方向に併設されている。

【０００９】上記ボールスプライン２２１は、第２アー
ム２２０内に上下方向に貫通して設けられ、所定間隔を
置いて設けられた軸受部材２４０によってその設置状態
が維持され、このボールスプライン２２１の上端を隣接
した位置に設けられたボールスクリュー２２２と結合さ
れたボールナット２５０に連結しているが、このボール
ナット２５０は、ボールスクリュー２２２と螺合されて
上記ボールスクリュー２２２が回転することによって上
記ボールナット２５０が昇降し、その上ボールスプライ
ン２２１に昇降力を伝達する。

【００１０】上記のようなボールスクリュー、ボールス
プライン２２２，２２１はケース３００内に位置してい
る。そして、上記ボールスクリュー２２２は第２アーム
２２０とケース３００の内部上面にわたって上記ボール
スプライン２２１と平行に設けられ、これはケース３０
０の上面と第２アーム２２０に設けられた、少なくとも
２個以上の軸受部材２４０によって垂直状態が維持され
る。

【００１１】一方、上記第２アーム２２０の底面の一側
には、作業遂行のための駆動力を生じさせる動力発生手
段の設置空間を提供することになり、このときの設置空
間はできるだけ関節部２３０側に近く位置することが望
ましい。このような設置空間に設けられた動力発生手段
は、Ｚ軸モータ４０と、回転軸モータ５０とからなり、
これらは所定間隙を置いて下向に併設され、かつ上記ボ
ールスクリュー２２２及びボールスプライン２２１に並
行設置され、それらに動力伝達部材にて駆動力を伝達す
ることになり、このときの動力伝達の距離はできる限り
短い長さを有する方が動力伝達が確実になるため望まし
い。また、上記動力発生手段は、できる限り近接して設
置することにより狭い設置面積とし、多少高さの差を有
するようにして動力伝達部材が互いに干渉を受けないよ
う設けることが望ましい。

【００１２】上記Ｚ軸モータ４０とボールスクリュー２
２２の夫々は、相対的なプーリー６０を有し、これらは
一つのタイミングベルト７０にて連結されてモータの駆
動力が直接伝達されるようにし、プーリーの設置数を減
らしかつプーリーの遊隔を最大限防止している。また、
上記回転軸モータ５０とボールスプライン２２１は、２
組の動力伝達部材をして動力を伝達することになり、こ
れはボールスプライン２２１へ減速された駆動力を伝達
するため必然的にそれらの直径を異にするプーリー７１
及び７２を設け、このプーリー７１，７２の間には中間
伝達部材を介在させることになる。

【００１３】上記中間伝達部材は、上記プーリー７１，
７２と、夫々相対的な中間プーリー７３，７４を有して
いるが、これらは相対プーリーと相反された直径を有し
ており、回転軸モータ５０からボールスプライン２２１
へ伝達される駆動力が減速伝達される。そして、それら
のプーリー７１，７２，７３及び７４などの間には別途
のタイミングベルト８１，８２が連結されて動力を伝達
するようになる。また、上記Ｚ軸モータ４０及び回転軸
モータ５０は、第２アーム２２０の底面にアーム２００
の駆動に干渉を与えない位置に設けることが望ましい。

【００１４】次に、上記のように構成された本発明の産
業用ロボットの動作を図２を参照して詳細に説明する。
まず、制御部（図示せず）において、Ｚ軸モータ４０へ
制御信号が印加されると、このＺ軸モータ４０が駆動を
始め、その駆動力がプーリー６０とタイミングベルト７
０を介してボールスクリュー２２２へ伝達されると上記
ボールスクリュー２２２が回転する。このとき、上記Ｚ
軸モータ４０が正・逆回転することによって上記ボール
ナット２５０を昇降作動すると、上記ボールスプライン
２２１は上昇あるいは下降作動をする。

【００１５】そのとき、制御部（図示せず）から上記回
転軸モータ５０へ制御信号が印加されると、その駆動力
はプーリー及び中間プーリー７１−７４を通してボール
スプライン２２１へ伝達され、その先端に結合されたハ
ンドＨを左右方向に回動させながら所定の作業を遂行す
る。なお、本発明は上記のような実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲に記載されたような範囲内
で変更が可能であることは勿論である。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば第
２アームに動力発生手段、即ちＺ軸モータと回転軸モー
タを共に設置し、これらとボールスクリュー及びボール
スプラインをなるべく短い距離でタイミングベルトにて
連結し、軸間距離を短軸させてタイミングベルトに緊張
を維持することによって動力損失を防止し、駆動力の伝
達段階を最小化し、なるべく動力発生手段の動力を負荷
側に直接伝達されるようにして構成を簡素化し、プーリ
ーの遊隔と慣性を減らすことによって制御による精度が
向上し、かつ、動力発生手段を相互隣接した位置に多少
の高さ差を有して段階的に設置することによって設置空
間が減少して体積を減らすことができる等の効果が得ら
れる。また、動力発生手段を第２アームの底面一側の適
宜位置、即ち干渉を与えない位置に並行設置して外観性
を向上させ、ひいては作業空間を増大させるという利点
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に従う産業用ロボットを示す
側面図である。

【図２】本発明の要部を示す拡大断面図である。

【図３】従来の産業用ロボットを示す側面図である。

【符号の説明】

４０Ｚ軸モータ５０回転軸モータ２１０第１アーム２２０第２アーム２２１ボールスプライン２２２ボールスクリュー２５０ボールナット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フレーム上に回動自在に設けられる第１ア
ームと、第１アームの一側に回動自在に設けられる第２
アームと、この第２アームの先端に結合されるバンドを
備えた産業用ロボットにおいて、上記第２アームに設け
られる第１および第２駆動手段と、上記第２駆動手段の
駆動力が動力伝達手段により伝達されて回転されるスク
リュー軸部材と、このスクリュー軸部材の作動によって
昇降作動されるとともに、上記第１駆動手段の駆動力が
減速伝達されて回転される回転および昇降手段とからな
ることを特徴とする産業用ロボット。
【請求項２】上記第１及び第２駆動手段は、Ｚ軸モータ
と回転軸モータとからなることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の産業用ロボット。
【請求項３】上記第１および第２駆動手段においては、
高さ差を有して近接して設けられることを特徴とする特
許請求の範囲第１項又は第２項記載の産業用ロボット。
【請求項４】上記動力伝達手段は、タイミングベルトか
らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の産
業用ロボット。
【請求項５】上記スクリュー軸部は、ボールスクリュー
からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項の産業
用ロボット。
【請求項６】上記回転及び昇降手段は、上記ボールスク
リューに螺合されたボールナットに設けられて昇降作動
され、上記回動軸モータにより回転されるボールスプラ
インからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の産業用ロボット。