(57)【要約】【課題】減速機を介して、位置検出センサを備え、サーボ機構により駆動されるサーボモータを駆動源とした旋回台又はアームの関節機構を有する産業用ロボットにおいて、減速機を交換することなく、関節機構の総減速比を簡単に変更できる構造を有する産業用ロボットを提供。【解決手段】ベース１に固定されて旋回台２の軸線３回りにベース１に対して回転可能な減速機11と、サーボモータ12と、サーボモータ12と減速機11の間に配置されたギヤボックスケース16で関節機構を構成し、ギヤボックスケース16に、サーボモータ12のシャフト11に結合されたピニオンギヤ15と噛み合うアイドルギヤ14及びそれと噛み合う減速機11へのインプットギヤ13、を収納し、アイドルギヤ14は複数の取替え可能なピニオンギヤ15、20の歯数に対応した複数のアイドルギヤ取付穴21、22をギヤボックスケース16に設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
減速機を介して、位置検出センサを備え、サーボ機構により駆動されるサーボモータを駆動源とした旋回台又はアームを有する産業用ロボットにおいて、旋回台又はアームの少なくとも１個を駆動する前記減速機とサーボモータの間にギヤボックスケースを設け、前記ギヤボックスケースには、前記サーボモータのシャフトに結合されたピニオンギヤと、ピニオンギヤと噛み合うアイドルギヤと、アイドルギヤと噛み合う前記減速機へのインプットギヤと、を収納し、前記ギヤボックスケースには複数の取替え可能なピニオンギヤの歯数に対応したアイドルギヤを支持するアイドルギヤシャフトを嵌合させる複数のアイドルギヤ取付穴を設けたことを特徴とする産業用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は減速機を介して、位置検出センサを備え、サーボ機構により駆動されるサーボモータを駆動源とした旋回台又はアームの関節機構を有する産業用ロボットにおいて、旋回台又はアームを駆動する減速機とサーボータとの間に減速比の変更が可能な装置を設けた産業用ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に産業用ロボットは、シリアルリンク機構を用いたものが多い、シリアルリンク機構では、アクチュエータを含む関節機構は、下部の関節の負荷となり、ロボットの性能に影響を与えるので、アクチュエータを含む関節機構の軽量化が要求される。現状、サーボモータの駆動力を、減速機を介して増大させる手段が、パワーウエイトレシオとコストの点で優位なため、サーボモータで駆動される電動式の産業用ロボットは、関節機構とサーボータとの間に減速機を介在させることが多い。
【０００３】
このような減速機には、ＲＶ減速機やサイクロ減速機が選ばれるが、減速比が固定されており、ロボットに組付けられた後、産業用ロボットの搬送負荷や搬送速度に応じて仕様変更があった場合、関節機構の減速比を変更するために、減速機を交換する必要があった。このため予め仕様に応じた減速比を持つ多数の減速機を用意しなければならず、多数の減速機の在庫と在庫を管理する工数が増大した。そこで減速機を交換することなく、関節機構の総減速比を簡単に変更できる構造を有する産業用ロボットが課題であった。
【０００４】
このための従来技術としては、特許文献１に開示されるものがある。この従来技術では、サーボモータから減速機への動力伝達はタイミングベルトとし、アームのカバーを外し、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、サーボモータや減速機を変更することなく、関節機構の総減速比を簡単に変更できる構造としている。
【特許文献１】特開２００１−１１３４８８号公報  図１
【特許文献２】特開２００１−１２１４６７号公報  図１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この従来技術では、サーボモータから減速機への動力伝達はタイミングベルトとしているため、歯付きプーリの減速比を変更するには、少なくとも１つの歯付きプーリとタイミングベルトの２つの部品の変更を必要とし、かつ、タイミングベルトを用いているため、定期的なベルトのテンション調整が必要となり、保守工数が増加するといった問題もある。
【０００６】
また、特許文献２に開示されたものでは、減速機自体に可変機能を備え、再生中に搬送負荷や搬送速度に応じてプログラムに沿って変更できる、としている。しかしながら、この従来技術では、減速機自体の可変機能としての減速比を切り換える機構は、歯車の噛み合わせを変更する機構、２組の遊星歯車を組み合わせた機構、あるいわプーリの噛み合わせを変更する機構など公知の機構を適宜選択すれば良い、とのみ記載する（特許文献２〔０００６〕の前の３行）。しかしながら、再生中に搬送負荷や搬送速度に応じてプログラムに沿って変更できるといった、減速機自体に可変機能を備えた減速比を切り換える公知の機構はなく、特許文献２は具体的な図面で示す実施可能な開示を全く欠く。
【０００７】
本発明の課題は、かかる従来の課題を解決した、減速機を介して、位置検出センサを備え、サーボ機構により駆動されるサーボモータを駆動源とした旋回台又はアームの関節機構を有する産業用ロボットにおいて、減速機を交換することなく、関節機構の総減速比を簡単に変更できる構造を有する産業用ロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため本発明は、減速機を介して、位置検出センサを備え、サーボ機構により駆動されるサーボモータを駆動源とした旋回台又はアームを有する産業用ロボットにおいて、旋回台又はアームの少なくとも１個を駆動する前記減速機とサーボモータの間にギヤボックスケースを設け、前記ギヤボックスケースには、前記サーボモータのシャフトに結合されたピニオンギヤと、ピニオンギヤと噛み合うアイドルギヤと、アイドルギヤと噛み合う前記減速機へのインプットギヤと、を収納し、前記ギヤボックスケースには複数の取替え可能なピニオンギヤの歯数に対応したアイドルギヤを支持するアイドルギヤシャフトを嵌合させる複数のアイドルギヤ取付穴を設けたことを特徴とする産業用ロボットを提供することにより上述した本発明の課題を解決した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、旋回台又はアームの少なくとも１個を駆動する前記減速機とサーボモータの間にギヤボックスケースを設け、ギヤボックスケースには、サーボモータのシャフトに結合されたピニオンギヤと、ピニオンギヤと噛み合うアイドルギヤと、アイドルギヤと噛み合う減速機へのインプットギヤと、を収納し、ギヤボックスケースには複数の取替え可能なピニオンギヤの歯数に対応したアイドルギヤを支持するアイドルギヤシャフトを嵌合させる複数のアイドルギヤ取付穴を設けたので、サーボータ、減速機及びギヤボックスケースを同一部品としたまま、１つのピニオンギヤを変更することで、関節機構の総減速比を容易に変更が可能となったので、ロボットに組付けられた後、産業用ロボットの搬送負荷や搬送速度に応じて仕様変更があった場合、関節機構の総減速比を変更するために、減速機を組み換える必要がなく、仕様に応じた減速比を持つ減速機を多数予め用意する必要もなく、減速機より小型、軽量なピニオンギヤだけを管理すればよいので、大きなコスト低減となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の第１発明の実施の形態を示すサーボモータを駆動源とした旋回台（アームであってもよい）の関節機構を簡略化して示し、図１において、旋回台の関節機構は、ベース１に固定されて旋回台２の軸線３回りにベース１に対して回転可能に支持された減速機11と、減速機11の駆動源として旋回台２に固定された、位置検出センサを備えサーボ機構により駆動されるサーボモータ12と、サーボモータ12と減速機11の間に配置されたギヤボックスケース16とで構成される。ギヤボックスケース16には、サーボモータ12のシャフト11に結合されたピニオンギヤ15と、ピニオンギヤ15と噛み合うアイドルギヤ14と、アイドルギヤ14と噛み合う減速機11へのインプットギヤ13と、を収納し、ギヤボックスケース16にはアイドルギヤ14を軸受19を介して支持するアイドルギヤシャフト18の両端と嵌合する、複数の取替え可能なピニオンギヤの歯数に対応した、複数のアイドルギヤ取付穴21、22（３対以上でもよい）を設けた。
【００１１】
図２は図１のＡ−Ａ線に沿った要部断面図で、変更前のピニオンギヤ15の状態を簡略化して示す。歯数が多い大径の変更前のピニオンギヤ15がアイドルギヤ14と噛み合い、アイドルギヤ14は減速機11へのインプットギヤ13と噛み合ている。アイドルギヤ14は、アイドルギヤ14を支持するアイドルギヤシャフト18の両端と嵌合するギヤボックスケース16の第１のアイドルギヤ取付穴21に取り付けられている。関節機構の総減速比を変更したい場合、シャフト11に結合された変更前のピニオンギヤ15が組付けられたサーボモータ12を取り外し、ピニオンギヤ15を歯数の異なるピニオンギヤ20に交換する。次にアイドルギヤ14が組付けられたギヤボックスケース16を取り外し、交換したピニオンギヤ20から減速機11へのインプットギヤ13へ動力を伝達できるよう予め設けられた第２の取付穴22にアイドルギヤ14を支持するアイドルギヤシャフト18の両端を組替える。アイドルギヤ14を支持するアイドルギヤシャフト18が組替えられたギヤボックスケース16を再度、取付け後に、これまでとは歯数が異なるピニオンギヤ20をシャフト11に結合したサーボモータ12を旋回台２に取り付けて作業が終わる。図３は図１のＡ−Ａ線に沿った要部断面図で、変更後の歯数が異なるピニオンギヤ20の状態を簡略化して示す。アイドルギヤ14、インプットギヤ13は図２と同じ部品が使用され、歯数が少ない小径のピニオンギヤ20がアイドルギヤ14と噛み合うよう、アイドルギヤ14を支持するアイドルギヤシャフト18はギヤボックスケース16の第２の取付穴22に取り付けられている。
【００１２】
本発明の実施形態の産業用ロボットによると、旋回台又はアームの少なくとも１個を駆動する減速機とサーボモータの間にギヤボックスケースを設け、ギヤボックスケースには、サーボモータのシャフトに結合されたピニオンギヤと、ピニオンギヤと噛み合うアイドルギヤと、アイドルギヤと噛み合う減速機へのインプットギヤと、を収納し、ギヤボックスケースには複数の取替え可能なピニオンギヤの歯数に対応したアイドルギヤを支持するアイドルギヤシャフトを嵌合させる複数のアイドルギヤ取付穴を設けたので、サーボータ、減速機及びギヤボックスケースを同一部品としたまま、１つのピニオンギヤを変更することで、関節機構の総減速比を容易に変更が可能となったので、ロボットに組付けられた後、産業用ロボットの搬送負荷や搬送速度に応じて仕様変更があった場合、関節機構の総減速比を変更するために、減速機を組み換える必要がなく、仕様に応じた減速比を持つ減速機を多数予め用意する必要もなく、減速機より小型、軽量なピニオンギヤだけを管理すればよいので、大きなコスト低減となった。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１発明の実施の形態を示すサーボモータを駆動源とした旋回台の関節機構を簡略化して示す。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った要部断面図で、変更前のピニオンギヤ15の状態を簡略化して示す。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿った要部断面図で、変更後の歯数が異なるピニオンギヤ20の状態を簡略化して示す。
【符号の説明】
【００１４】
１：ベース、２：旋回台、３：旋回台の軸線、11：減速機、12：サーボモータ
11：サーボモータのシャフト、13：減速機へのインプットギヤ、14：アイドルギヤ
15、20：ピニオンギヤ、16：ギヤボックスケース、18：アイドルギヤシャフト
21、22：アイドルギヤ取付穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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