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発明の名称 ロボット駆動機構
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−118970
公開日 平成10年(1998)5月12日
出願番号 特願平8−272289
出願日 平成8年(1996)10月15日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】秋本 正実
発明者 池田 和人 / 伊藤 剛 / 武内 努
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 複数のアームを関節部で屈伸させながら搬送物を水平移動させるロボット駆動機構において、複合荷重のかかるアームの回転部分に縦方向に2重にラジアルベアリングを設けたことを特徴とするロボット駆動機構。
【請求項2】 複数のアームを関節部で屈伸させながら搬送物を水平移動させるロボット駆動機構において、複合荷重のかかるアームの回転部分に縦方向に2重にラジアルベアリングを設けると共に、アームにタイミングベルトを介して回転駆動力を与えるタイミングプーリ内にラジアルベアリングを設けたことを特徴とするロボット駆動機構。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板搬送などに使用する工業用ロボットに関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、ロボット機構の外観図で、(A)が側面、(B)が正面、(C)が上面図で、駆動部4上に第1アーム1、第2アーム2及びハンド部3が設けられている。図5は、そのロボットの動作状態説明図で、(A)が側面、(C)が上面図で、第1アーム1は駆動部4に回転可能に設けられ、回転軸を中心に右(又は左)に平面水平移動する。また第2アーム2は、第1アーム1の先端部に回転可能に設けられ、回転軸中心に右(又は左)に平面水平移動する。ハンド部3は第2アーム2の先端部において右(又は左)に搬送物を平面水平移動する。
【0003】図6は、従来のロボット駆動機構の詳細構成図で、駆動部4は駆動ベース5に固定され、駆動ベース5に第1アーム1が回転可能に設けられる。第1アーム1はベース部分6と蓋部分7よりなり、ベース部分6が駆動ベース5にクロスローラベアリング8で回転可能に取り付けられる。また蓋部7に結合して回転駆動する第1回転軸9はラジアルベアリング10で駆動ベース5に回転可能に取り付けられ、駆動ベース5内においてカップリング11により駆動部4のモータ駆動軸12に結合する。また第1アーム1の回転中心に駆動ベース5に固定した第1タイミングプーリ13が設けられる。
【0004】第1アーム1の先端部に第2アーム2が回転可能に設けられる。第2アーム2もベース部分14と蓋部分15からなり、ベース部分14が第1アーム1の蓋部7にクロスローラベアリング16で回転可能に取り付けられる。また蓋部15に結合して回転駆動する第2回転軸17はラジアルベアリング18,19,20で第1アームの蓋部7及びベース部分6に回転可能に取り付けられる。また第2回転軸17には第1アーム1内において第2タイミングプーリ21が取り付けられ、第1プーリ13と第2プーリ21間に第1タイミングベルト22が掛け渡され、タイミングベルト22により第2回転軸17が回転駆動される。
【0005】また、第2アーム2の回転中心に第1アーム1の蓋部7に固定された第3タイミングプーリ23が設けられている。第2アーム2の先端にはハンド部3が設けられ、ハンド部3はクロスローラベアリング24で第2アーム2の蓋部15に回転可能に取り付けられている。このハンド部3には第4タイミングプーリ25が設けてあり、第3プーリ23と第4プーリ25間に第2タイミングベルト26が掛け渡されている。
【0006】なお、第1プーリ13,第2プーリ21とタイミングベルト22の間、第3プーリ23,第4プーリ25とタイミングベルト26間には滑りがないものとする。
【0007】今駆動部4のモータを時計方向に回転させると、第1回転軸9は第1アーム1を図5の右方向(実線)に回転移動させる。この回転がタイミングプーリ13,21間のタイミングベルト22で伝達される第2回転軸17は反時計方向に回転され、第2アーム2を図5の右方向(実線)に伸ばすよう回転する。またハンド部3も第2回転軸17の回転がタイミングプーリ23,25間のタイミングベルト26から伝達されて、時計方向に回転し、第2アーム2の回転を相殺するよう回転する。
【0008】第1アーム1、第2アーム2及びハンド部3の回転角は、第1タイミングプーリ13、第4タイミングプーリ25の歯数と第2タイミングプーリ21、第3タイミングプーリ23の歯数の比率が2:1となっている。この比率によりロボットアームの一定方向搬送が可能となる。図5に示す通り第1アーム1がαだけ回転するとそれに連動して第2アーム2が2α回転する。これにより第1アーム1と第2アーム2を直線に屈伸することができ、そのときのハンド部3はその姿勢を維持して水平移動することができる。これによりハンド部3に保持した基板等の搬送物を水平搬送させることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のロボット駆動機構において、第1アーム1、第2アーム2、及びハンド部3の回転する関節部において、複合荷重が予想される回転部分にはその荷重に耐えられるクロスローラベアリング8,16,24を設置して対処している。しかしながら、このクロスローラベアリングの組み付け調整は難しく、多大の注意を要する。また組み付け不良時には機構動作にトルク変動に伴なう振動などの障害を生じる場合があった。また、一般にクロスローラベアリングは高価でもあった。
【0010】本発明の目的は、この従来技術の組み付けの難しさ、価格のアップといった問題点を解決し、搬送物を安定に水平搬送できるロボット駆動機構の提供にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記の目的は、複数のアームを関節部で屈伸させながら搬送物を水平に移動させるロボット駆動機構における、複合荷重のかかるアームの回転部分に縦方向に2重にラジアルベアリングを設けたことによって達成される。
【0012】また、前記の目的は、アームにタイミングベルトを介して回転駆動力を与えるタイミングプーリ内にラジアルベアリングを設けたことによって達成される。
【0013】前記手段によれば、アームの関節部分にベアリングをダブルに配置したことによって複合荷重に充分耐える構造とすることができる。このラジアルベアリングの組み付けはクロスローラベアリングに比較して容易であり、高精度組み付けにより低振動で安定搬送ができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面により説明する。
【0015】図1は、本発明の一実施形態の構成図を示す。図において、従来の図6と同符号は同一部分を示し、ロボット駆動機構は、第1アーム1、第2アーム2、ハンド部3、駆動部4からなる。駆動部4は駆動ベース5に固定され、駆動ベース5に第1アーム1が回転可能に設けられる。第1アーム1はベース部分6と蓋部7よりなり、ベース部分6が駆動ベース5に回転可能に取り付けられる。ベアリングは縦方向に2重にラジアルベアリング27,28を設置し、蓋部7に結合して回転駆動する第1回転軸9はラジアルベアリング10で駆動ベース5に回転可能に取り付けられ、駆動ベース5内においてカップリング11により駆動部4のモータ駆動軸12に結合する。また第1アーム1の回転中心に駆動ベース5に固定した第1タイミングプーリ13が設けられ、該プーリ13内に回転軸9との間にラジアルベアリング29が設けてある。
【0016】第1アーム1の先端部に第2アーム2が回転可能に設けられる。第2アーム2もベース部分14と蓋部分15からなり、ベース部14が第1アーム1の蓋部7に縦方向に2重にラジアルベアリング30,31で回転可能に取り付けられる。また蓋部15に結合して回転駆動する第2回転軸17はラジアルベアリング18,19,20で第1アーム1の蓋部7及びベース部6に回転可能に取り付けられる。また第2回転軸17には第1アーム1内において第2タイミングプーリ21が取り付けられ、第1プーリ13と第2プーリ21間に第1タイミングベルト22が掛け渡され、これにより第2回転軸17が回転駆動される。
【0017】また第2アーム2の回転中心に第1アーム1の蓋部7に固定した第3タイミングプーリ23が設けられている。第2アーム2の先端のハンド部3はラジアルベアリング32で蓋部15に回転可能に取り付けられ、第4タイミングプーリ25が設けてあり、該プーリ25内に固定ベース部14との間にラジアルベアリング33が設けてある。また第3プーリ23と第4プーリ25間に第2タイミングベルト26が掛け渡されている。
【0018】なお、第1プーリ13,第2プーリ21とタイミングベルト22の間、第3プーリ23,第4プーリ25とタイミングベルト26間には滑りがないものとする。
【0019】今駆動部4のモータを時計方向に回転させると、第1回転軸9は第1アーム1を図5の右方向に回転移動させる。この回転がタイミングプーリ13,21間のタイミングベルト22で伝達される第2回転軸17は反時計方向に回転され、第2アーム2を図5の右方向に伸ばすように回転する。またハンド部3も第2回転軸17の回転がタイミングプーリ23,25間のタイミングベルト26から伝達されて時計方向に回転し、第2アーム2の回転を相殺するよう回転する。
【0020】第1アーム1、第2アーム2及びハンド部3の回転角は、第1タイミングプーリ13、第4タイミングプーリ25の歯数と第2タイミングプーリ21、第3タイミングプーリ23の歯数の比率が2:1となっている。この比率によりロボットアームの一定方向搬送が可能となる。図5に示す通り第1アーム1がαだけ回転するとそれに連動して第2アーム2が2α回転する。これにより第1アーム1と第2アーム2を直線に屈伸することができ、そのときのハンド部3はその姿勢を維持して水平移動することができる。これによりハンド部3に保持した基板等の搬送物を水平搬送させることができる。
【0021】なお、駆動部4のモータを逆方向に回転させれば、第1アーム1,第2アーム2及びバンド部を反対方向に回転して図5の左方向(破線)に水平移動させることができる。
【0022】図2は、ロボットアーム構成における本発明の第1アーム関節部と従来例との比較構造を示し、従来第1アーム1の回転取付部にクロスローラベアリング8を使用していたのを、本発明はラジアルベアリング27,28を縦方向に2重に設けたことで、クロスローラベアリングの組み付けの難しさを解決した。またラジアルベアリング27,28を2重に設けたことで複合荷重に充分耐える構造とした。
【0023】また本発明では、従来クロスローラベアリング8のみで持たせていた剛性を、第1タイミングプーリ13と第1回転軸9との間にラジアルベアリング29を設けた構造とし、2重のラジアルベアリング27,28とともに剛性アップがはかられた。
【0024】また図3は、本発明のハンド部と従来例との比較構造を示し、従来ハンド部3をクロスローラベアリング24で支持していたのを、本発明では第2アーム2の蓋部15とハンド部3との間にラジアルベアリング32を設け、ハンド部3のプーリ25内に第2アーム2のベース固定部14との間にラジアルベアリング33を設置した構造とし、これにより2重のベアリング32,33構成として剛性アップがはかられた。
【0025】以上の構造により、アームの屈伸により搬送物を振動を伴うことなく、円滑に安定して水平移動させることができる。
【0026】なお、アーム数は2個に限定するものではない。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、組み付けの容易さ、低価格化、稼動トルクの低減、低振動での安定搬送を可能とした。




 

 


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