(57)【要約】      （修正有）【課題】構造が簡単で、自由な構成を可能にする産業用ロボットの手首装置の提供。【解決手段】産業用ロボットアーム（４）の先端に取り付ける手首装置は、少なくとも１つの軸ユニット（１〜３）を有する。軸ユニットは、減速機構を一体に組み込んだ減速機一体型モータ（１０，２０，３０）で構成する。この軸ユニットを、モータの静止部分で、或いはこのモータの静止部分または減速機構出力軸に固定したブラケット（２１，３１）を介して支承する。【選択図】      図１
2005014102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業用ロボットアームの先端に取り付ける、少なくとも１つの軸ユニットを有する手首装置において、
減速機構を一体に組み込んだ減速機一体型モータで前記軸ユニットを構成し、該軸ユニットを前記モータの静止部分で、或いはこのモータの静止部分または減速機構出力軸に固定したブラケットを介して支承することを特徴とする、産業用ロボットの手首装置。
【請求項２】
請求項１記載の手首装置において、前記モータの静止部分または前記ブラケットは、ロボットアームに対する前記軸ユニットの所望設置角度に応じた形状に形成する、産業用ロボットの手首装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の手首装置において、前記一体型モータまたは該一体型モータと前記ブラケットから成るモジュールを２つないし３つ組み合わせて、２軸ないし３軸を有し、手首装置の先端の軸ユニットは、インライン手首またはオフセット手首に切り替えるように、次の軸ユニットに対する前記モジュールの取付方向を可変に形成する、産業用ロボットの手首装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業用ロボットアームの先端に取り付ける手首装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の手首装置に関して、減速装置と電動モータを直結してケーシング内に設置し、これを軸とするものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この構造は、ケーシングが不可分であり、手首装置の構成を自由に変更することが困難である。
【０００３】
また、ツール側の軸とその駆動系の組み付け方向を変更可能に構成して、インライン手首またはオフセット手首に切り替える構造もある（例えば、特許文献２参照）。この構造は、駆動系の組み替えを行うために、軸受支持部の分解・組付けなど、専門技術を必要とする。
【特許文献１】特開平８−１４１９６８号
【特許文献２】特開平９−７６１８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、複雑な構造や、専門技術を要することなく、自由な構成を実現し得る産業用ロボットの手首装置の提供を目的としている。
【０００５】
本発明による、産業用ロボットアームの先端に取り付ける、少なくとも１つの軸ユニットを有する手首装置は、減速機構を一体に組み込んだ減速機一体型モータで軸ユニットを構成し、該軸ユニットをモータの静止部分で、或いはこのモータの静止部分または減速機構出力軸に固定したブラケットを介して支承することを特徴とする。
この構成によると、一体型モータを含む軸ユニットは独立したモジュールとして、自在に組み合わせて設置して、手首装置を自由に構成することが可能である。また、このユニットはそれ自体によって、或いはブラケットを介して容易に取り付けることができ、軸構造および関節構造を、ひいては手首装置全体を簡単で小型にする。
【０００６】
前述のモータ静止部分またはブラケットは、ロボットアームに対する軸ユニットの所望設置角度に応じた形状に形成することが好ましい。
また、上述の、一体型モータまたは該モータとブラケットから成るモジュールを２つないし３つ組み合わせて、２軸ないし３軸を有し、手首装置の先端の軸ユニットは、インライン手首またはオフセット手首に切り替えるように、次の軸ユニットに対する前記モジュールの取付方向を可変に形成することが好ましい。
こうすることによって、軸ユニットを簡単な構造で容易に、所望の姿勢に設置することができ、また構造部品の交換や、分解など専門技術を要さずに、インライン手首とオフセット手首が実現する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１から図５を参照して説明する。なお、これら図面においては、同様な構成部分は同一の参照符号を付して説明を省略する。
図１に示す手首装置は、軸ユニット２と軸ユニット３を組み合わせて、固定アーム４の先端の、軸ユニット１を成すモータ１０に回動自在に取り付けている。
【０００８】
軸ユニット２，３はそれぞれ、減速機構を一体に組み込んだ減速機一体型モータ２０，３０を含んでいる。軸ユニット２と３は、互いに直交するように配置され、Ｌ字形状の板状ブラケット３１を介して連結されている。ブラケット３１は、その一端部を軸ユニット２のモータ２０の減速機構出力軸に、他方の端部を軸ユニット３のモータ３０の静止部分に、それぞれボルト付けしている。
軸ユニット１のモータ１０も同様に、減速機構を一体に組み込んだ減速機一体型である。軸ユニット１と２は、互いに直交するように配置されている。Ｌ字形状のブラケット２１が、一端部を軸ユニット１のモータ１０の減速機構出力軸に、他方の端部を軸ユニット２のモータ２０の静止部分にボルト付けして、軸ユニット１と２をつないでいる。
【０００９】
図２に示す手首装置では、軸ユニット１と２は前述の実施態様と同様である。この手首装置は、前述の実施態様が軸ユニット１と３を同心状に配したインライン手首であるのに対して、第３の軸ユニット５を軸ユニット１の軸線からずらして平行に配置したオフセット手首である。
軸ユニット５も減速機一体型モータ５０を備え、Ｌ字形状のブラケット５１を介して、軸ユニット２につながっている。ブラケット５１は、一端部を軸ユニット２のモータ２０の減速機構出力軸に、他方の端部を軸ユニット５のモータ５０の静止部分にボルト付けしている。
【００１０】
図３に示す手首装置は、第２の軸ユニット６のブラケット６１が４５度の傾斜部分をもった形状であり、また、第３の軸ユニット７にエンドエフェクタ取付用のフランジ７２を設けている点が、図２の実施態様と異なる。
軸ユニット１のモータ１０がブラケット６１を介して軸ユニット６のモータ６０に、さらに、この軸ユニット６のモータ６０がＬ字形状のブラケット７１を介して軸ユニット７のモータ７０にそれぞれつながっていて、全体として４５度の捻り角度のある手首を構成している。
【００１１】
図４ａ，ｂは、インライン手首とオフセット手首に切り替え可能な実施態様を示している。
この実施態様は、第１の軸ユニット１と第２の軸ユニット８を、さらに軸ユニット８と第３の軸ユニット９を互いに直交するように配置して、これらの軸ユニットを、Ｌ字形状のブラケット８１，９１を介してそれぞれ連結している。図４ａに示す状態では、手首装置は、図１の実施形態と同様なインライン手首を成している。
【００１２】
この実施形態では、第２の軸ユニット８は、減速機一体型モータ８０の減速機構出力軸をブラケット８１の一端部にボルト付けしている。モータ８０の固定側部分には、第３軸ユニットのブラケット９１の一端部が取り付けられる。このブラケットの他端部は、軸ユニット９の減速機一体型モータ９０の固定側部分にボルト付けされている。
ブラケット９１は、モータ８０に対する向きを逆にして取り付けできるように、モータ８０への取付部分を形成している。
図４ｂは、ブラケット９１の向きを変えてモータ８０に取り付けた状態を示している。この状態では、軸ユニット３が軸ユニット１の軸線からずらした位置となり、手首装置はオフセット手首となっている。
【００１３】
ここで、図７を参照して、本発明の手首装置に用いる減速機一体型モータの一例を説明する。
図７に示す例は、モータ部１０１と、ハーモニックドライブ減速機構１０２と、鍔付き円筒状のケース１０９とを有する。
モータ部１０１は、従来のＡＣモータと同様の構成であり、モータ部と同軸状の減速機構１０２と共に、モータの静止ないし固定側部分となるケース１０９内に配設している。
【００１４】
減速機構１０２は、モータ部１０１の出力軸に連結したウェーブジェネレータ１０４と、それに隣接して軸受１０３で回転可能に支承した出力軸１０８と、ケース１０９の内周壁に形成したサーキュラスプライン１０５から成る。出力軸１０８は、ウェーブジェネレータ１０４とサーキュラスプライン１０５の間に入るフレクスプライン１０６を有し、これらの噛み合いを介して、モータ部１０１により駆動される。
【００１５】
主軸受１０３はクロスローラ軸受であり、ラジアル荷重とスラスト荷重とモーメント荷重を同時に支持することができる。減速機一体型モータは、オイルシ−ル１０７などによって内部が密封され、防滴構造である。
なお、減速機一体型モータは、上述のハーモニックドライブ減速機のかわりに、例えば、ＲＶ減速機、サイクロ減速機、遊星歯車減速機など、その他の減速手段を用いても良い。主軸受は、クロスローラ軸受のかわりに、アンギュラ玉軸受、テーパコロ軸受など、その他の軸受を用いることができる。
【００１６】
本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれら特定の形態のみに限定されるものではなく、説明した実施形態に様々な変更を加え、或いは別の実施形態とすることも可能である。
例えば、図１の手首装置では、第２軸ユニットのモータ２０を、ブラケット２１を介して第１軸ユニットに連結しているが、モータの固定側部分ないしケース自体を図示ブラケットのように形成して、モータを第１軸ユニットに直接連結しても良いことは、図示例をあげて説明するまでもない。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によると、軸ユニットの駆動系は独立したモジュールとなって、構造が簡単で、設置が容易であることに加えて、軸および連結構造が極めて簡単になるので、設計や製造が容易であり、小型で汎用性に優れた手首装置の安価な提供を可能にする効果がある
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である産業用ロボットの手首装置の部分断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態である手首装置の部分断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態である手首装置の部分断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態である、インライン手首とオフセット手首に切り換え可能な構造をもつ手首装置の部分断面図で、ａはインライン手首の状態を、ｂはオフセット手首の状態をそれぞれ示している。
【図５】本発明の手首装置に用いる減速機一体型モータの一例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１  第１の軸ユニット
２，６，８  第２の軸ユニット
３，５，７，９  第３の軸ユニット
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０  減速機一体型モータ
２１，３１，５１，６１，７１，８１，９１  ブラケット
１０２  減速機構
１０８  出力軸
１０９  ケース（静止部分）
【図１】
2005014102.tif 000003
【図２】
2005014102.tif 000004
【図３】
2005014102.tif 000005
【図４】
2005014102.tif 000006
【図５】
2005014102.tif 000007