專利名稱：正交型機(jī)械手的手腕軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及正交型機(jī)械手的手腕軸。特別是與設(shè)置在沿X軸、Y軸、Z軸等各移動軸移動的正交型機(jī)械手的移動軸頂端的所謂手腕軸有關(guān)。
以往，作為正交型機(jī)械手，公知的是如

圖13、圖14所表示的機(jī)械手。即附圖標(biāo)記101是X軸、102是Y軸、103是Z軸，它們構(gòu)成各移動軸。在最終軸Z軸103上安裝有手腕軸104。手腕軸104能在互相垂直的兩個(gè)軸方向回轉(zhuǎn)。即依靠相互垂直設(shè)置的馬達(dá)1 05、馬達(dá)106分別在相互垂直的方向上回轉(zhuǎn)。圖13所示的正交型機(jī)械手，是把馬達(dá)106安裝在靠馬達(dá)105驅(qū)動的軸的頂端，其結(jié)果靠馬達(dá)106驅(qū)動的軸就能在相互垂直的兩個(gè)方向回轉(zhuǎn)。圖14所示的正交機(jī)械手是依靠并列設(shè)置的馬達(dá)105、馬達(dá)106，經(jīng)過齒輪傳動，手腕軸就能在相互垂直的兩個(gè)方向回轉(zhuǎn)。即使是這樣的以往例子，馬達(dá)105、馬達(dá)106也是隨手腕軸的移動而移動的。
但是以往的手腕軸，由于隨其回轉(zhuǎn)和移動，馬達(dá)105、馬達(dá)106也移動，所以在手腕軸回轉(zhuǎn)到180°以上時(shí)，就產(chǎn)生馬達(dá)105、馬達(dá)106的接線卡住等不良情況的問題。
本發(fā)明涉及正交型機(jī)械手的手腕軸，其特點(diǎn)是，該手腕軸包括作為移動軸之一并由中空梁構(gòu)成的手腕安裝軸、安裝在手腕安裝軸頂端的手腕軸、與手腕軸分開而設(shè)置在手腕安裝軸上的馬達(dá)及設(shè)置在手腕軸的回轉(zhuǎn)軸與馬達(dá)回轉(zhuǎn)軸之間的動力傳動機(jī)構(gòu)。
當(dāng)驅(qū)動馬達(dá)時(shí)，驅(qū)動力就通過動力傳動機(jī)構(gòu)傳送到手腕軸，手腕軸就轉(zhuǎn)動起來。馬達(dá)被固定到手腕安裝軸上，所以即使手腕軸轉(zhuǎn)動，馬達(dá)也不會移動。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例所使用的導(dǎo)向裝置處于裝配狀態(tài)的零件圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例所使用的導(dǎo)向裝置端面圖。
圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例所使用的導(dǎo)向裝置的端面圖。
圖4是本發(fā)明再一實(shí)施例所使用的導(dǎo)向裝置的端面圖。
圖5是本發(fā)明再一實(shí)施例所使用的導(dǎo)向裝置的端面圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例所使用的導(dǎo)向裝置在3軸機(jī)械手上的使用狀態(tài)的立體圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例的主視圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施例的局部放大中心斷面圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施例的俯視圖。
圖10是本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)向裝置處在安裝狀態(tài)的側(cè)視圖。
圖11是本發(fā)明實(shí)施例的局部立體圖。
圖12是本發(fā)明實(shí)施例的簡化立體圖。
圖13是以往例子的立體圖。
圖14是以往例子的立體圖。
11導(dǎo)向裝置12導(dǎo)軌13齒條15板22電動機(jī)
23驅(qū)動輪32手腕安裝軸(Y軸直線方向搬運(yùn)裝置)43第4軸驅(qū)動馬達(dá)44第5軸驅(qū)動馬達(dá)51手腕軸55動力傳動機(jī)構(gòu)下文結(jié)合附圖來說明本發(fā)明所使用的導(dǎo)向裝置、導(dǎo)軌的實(shí)施例。
附圖標(biāo)記11是導(dǎo)向裝置，如表示裝配關(guān)系的圖1所示，導(dǎo)向裝置11由整體大致呈扁平的長方體構(gòu)成。在導(dǎo)向裝置11的上面及側(cè)面的上部設(shè)有軸承14。附圖標(biāo)記12是導(dǎo)軌，如圖1及表示實(shí)施例端面的圖2所示，導(dǎo)軌12是由長度與導(dǎo)向裝置11大致相等的桿狀長方體構(gòu)成，在其長度方向的一個(gè)面上形成傳動機(jī)構(gòu)止動部分的齒條13。如圖2所示，導(dǎo)軌12上形成有齒條13，其形成面朝外側(cè)，導(dǎo)軌12固定到導(dǎo)向裝置11上，構(gòu)成導(dǎo)向裝置11的一個(gè)部分。附圖標(biāo)記15是被搬運(yùn)物體固定用的部件，是被搬運(yùn)物體固定用的板。板15如圖1、圖2所示，在把上面做成平的放置面16的同時(shí)，把斷面做成コ字型，內(nèi)面朝下裝配到導(dǎo)向裝置11上。
附圖標(biāo)記21是工作臺，固定到板15上，構(gòu)成板15的一部分。在工作臺21上面固定有電動機(jī)22。在電動機(jī)22的頂端固定有由小齒輪構(gòu)成的驅(qū)動輪23，驅(qū)動輪23與齒條13相互嚙合。
下面就本實(shí)施例所使用的導(dǎo)軌的作用進(jìn)行說明。當(dāng)驅(qū)動電動機(jī)22時(shí)，驅(qū)動輪23就會隨著構(gòu)成導(dǎo)向裝置11外表面的導(dǎo)軌12上所形成的齒條13往復(fù)移動。固定被搬運(yùn)物體用的板15就隨著驅(qū)動輪23的移動而移動。
附圖標(biāo)記24、25、26、27、28、29都分別是安裝零件。圖3是把工作臺21的端面做成L型，并把齒條13的形成面朝下的實(shí)施例的側(cè)視圖。在這一實(shí)施例中把電動機(jī)設(shè)置在側(cè)面會變得容易。
圖4、圖5是不設(shè)置導(dǎo)軌12而直接在導(dǎo)向裝置11上設(shè)有齒條13的實(shí)施例端面圖。即無論是把齒條直接設(shè)置在導(dǎo)向裝置11上，還是設(shè)在導(dǎo)軌12上均可。本實(shí)施例省去了導(dǎo)軌12，所以可進(jìn)一步提高加工精度。于是驅(qū)動輪23就沿著直接設(shè)在導(dǎo)向裝置11上的齒條13移動。
圖6是把如圖1～圖4所示的直線方向搬運(yùn)裝置裝配到XYZ3個(gè)軸方向上的產(chǎn)業(yè)用機(jī)械手的實(shí)施例的立體圖。即附圖標(biāo)記31是X直線方向搬運(yùn)裝置、32是Y軸直線方向搬動裝置、33是Z軸直線方向搬動裝置。這些直線方向搬動裝置31、32、33都如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5等所示，分別由導(dǎo)向裝置11、齒條13、板15、工作臺21、電動機(jī)22、驅(qū)動輪23等構(gòu)成。通過安裝零件24、25把Y軸直線方向搬運(yùn)裝置32的導(dǎo)向裝置11的端部安裝到X軸直線方向搬運(yùn)裝置31的工作臺21上。同樣把通過安裝零件24、25把Z軸直線方向搬動裝置33固定到Y(jié)軸直線方向搬運(yùn)裝置32的工作臺21上。在Z軸直線方向搬運(yùn)裝置33的頂端設(shè)有固定焊接用點(diǎn)焊槍及其它執(zhí)行元件的作業(yè)部的安裝部分34。附圖標(biāo)記35是控制各電動機(jī)22的驅(qū)動的操作部，向作業(yè)部安裝部分34提供電流。
接著對本實(shí)施例所使用的導(dǎo)軌的作用進(jìn)行說明。由操作部35把作業(yè)部安裝部分34到達(dá)預(yù)定位置的移動量分析成XYZ三個(gè)軸方向的移動量，并根據(jù)各軸方向的移動量向各電動機(jī)22提供電流。于是驅(qū)動電動機(jī)，使各個(gè)驅(qū)動輪23轉(zhuǎn)動。驅(qū)動輪23就沿著設(shè)在構(gòu)成導(dǎo)向裝置11外表面的導(dǎo)軌12或者直接設(shè)在導(dǎo)向裝置11上的齒條13移動。因此被搬運(yùn)物體固定用的板15就隨著驅(qū)動輪23的移動而移動。各直線方向搬運(yùn)裝置31、32、33都象這樣各自移動，就使作業(yè)安裝部分34移動，到達(dá)所希望的三度空間位置。然后讓安裝在作業(yè)部安裝部分34的焊接用點(diǎn)焊槍等執(zhí)行元件進(jìn)行工作。進(jìn)一步還可在作業(yè)部安裝部分34上順次設(shè)置其它軸。
因此在本發(fā)明的實(shí)施例使用了導(dǎo)軌的情況下，導(dǎo)向裝置是由大致扁平的長方體構(gòu)成，板的斷面大致成コ字型，且用內(nèi)表面嵌合到導(dǎo)向裝置的外表面上，所以穩(wěn)定且剛性好。再者因省去導(dǎo)軌，可進(jìn)一步提高加工精度，且加工容易實(shí)現(xiàn)。還有說到導(dǎo)向裝置就沒有必要另設(shè)框架，導(dǎo)向裝置也能兼起框架的作用。因此就沒有必要要求框架與導(dǎo)向裝置的平行精度，又因?yàn)槭请妱訖C(jī)自身移動，所以容易控制停止位置。
下面按圖7～圖12對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
附圖標(biāo)記41是正交型機(jī)械手。正交型機(jī)械手41中，構(gòu)成X軸的X軸直線方向搬運(yùn)裝置31、構(gòu)成Y軸的Y軸直線方向搬運(yùn)裝置32、構(gòu)成Z軸的Z軸直線方向搬運(yùn)裝置33分別相互垂直，各軸都象圖6、圖12所示那樣，把圖1～圖5所示的導(dǎo)向裝置11裝配在一起。在本實(shí)施例中，手腕安裝軸是由構(gòu)成Y軸的Y軸直線方向搬運(yùn)裝置32構(gòu)成的，由X軸、Z軸等構(gòu)成也可以。
如圖11所示，作為手腕安裝軸的Y軸直線方向搬運(yùn)裝置32是由方形的中空梁42及導(dǎo)向裝置11相互固定而形成。圖11所示的板15被安裝到X軸。附圖標(biāo)記43是第4軸的驅(qū)動馬達(dá)、44是第5軸的驅(qū)動馬達(dá)。第4軸的驅(qū)動馬達(dá)43和第5軸驅(qū)動馬達(dá)44并列設(shè)置在作為手腕安裝軸的Y軸直線方向搬運(yùn)裝置32的一端。
附圖標(biāo)記51是手腕軸，它被安裝到與第4軸驅(qū)動馬達(dá)43和第5軸驅(qū)動馬達(dá)44的安裝端相反一端的中空梁42的端部。手腕軸51是由鞘狀的手腕軸本體52和安裝在手腕軸本體52頂端下部的第4軸減速器53及安裝在第4軸減速器53頂端的第5軸減速器54構(gòu)成。鞘狀的手腕軸本體52插入中空梁42的頂端來固定。
附圖標(biāo)記55是動力傳動機(jī)構(gòu)。動力傳動機(jī)構(gòu)55在本實(shí)施例中是由皮帶構(gòu)成的，它設(shè)置在位于中空梁42內(nèi)的第4軸驅(qū)動馬達(dá)43的驅(qū)動軸與第4軸減速器53的軸之間，來傳輸驅(qū)動力。同樣地，動力傳動機(jī)構(gòu)55被設(shè)在位于中空梁42內(nèi)的第5軸驅(qū)動馬達(dá)44的驅(qū)動軸與第5軸減速器54的軸之間，來傳輸驅(qū)動力。動力傳動機(jī)構(gòu)55在本實(shí)施例中是由皮帶構(gòu)成的，但靠鏈條、軸的驅(qū)動也可以。
在第5軸減速器54的頂端安裝作業(yè)部56。
下面對實(shí)施例的作用進(jìn)行說明。當(dāng)驅(qū)動第4軸的驅(qū)動馬達(dá)43時(shí)，驅(qū)動力就通過動力傳動機(jī)構(gòu)55傳輸?shù)綐?gòu)成手腕軸51的第4軸減速器53，手腕軸51就被轉(zhuǎn)動。當(dāng)驅(qū)動第5軸的驅(qū)動馬達(dá)44時(shí)，驅(qū)動力就通過動力傳動機(jī)構(gòu)55傳輸?shù)綐?gòu)成手腕軸51的第5軸減速器54，手腕軸51就被轉(zhuǎn)動。
第5軸驅(qū)動馬達(dá)44和第4軸驅(qū)動馬達(dá)43被固定到作為手腕安裝軸的Y軸直線方向搬運(yùn)裝置32上，所以即使手腕軸回轉(zhuǎn)，它們也不會移動。被移動到作業(yè)位置的作業(yè)部56就對被作業(yè)物進(jìn)行操作。
所以由于本發(fā)明，即使手腕軸回轉(zhuǎn)或移動，馬達(dá)都不回轉(zhuǎn)移動，故接線不會產(chǎn)生問題，而且在提高剛性的同時(shí)，使機(jī)械手小型化。
權(quán)利要求
1.一種正交型機(jī)械手的手腕軸，其特征在于包括作為移動軸之一并由中空梁構(gòu)成的手腕安裝軸，安裝在手腕安裝軸頂端的手腕軸、與手腕軸分開而設(shè)置在手腕安裝軸上的馬達(dá)及設(shè)置在手腕軸回轉(zhuǎn)軸與馬達(dá)回轉(zhuǎn)軸之間的動力傳動機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種正交型機(jī)械手的手腕軸，即使手腕軸進(jìn)行回轉(zhuǎn)、移動、馬達(dá)也不回轉(zhuǎn)移動，所以接線不會出現(xiàn)問題，且在提高剛性的同時(shí)，使機(jī)械手小型化。其構(gòu)成是，包括作為移動軸之一且由中空梁構(gòu)成的手腕安裝軸32，安裝在手腕安裝軸32的頂端的手腕軸51，與手腕軸51分開而設(shè)置在手腕安裝軸上的馬達(dá)43、44由設(shè)在手腕軸51的回轉(zhuǎn)軸與馬達(dá)43、44的回轉(zhuǎn)軸之間的動力傳動機(jī)構(gòu)55。
文檔編號B25J17/00GK1132677SQ95119709
公開日1996年10月9日 申請日期1995年11月14日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月17日
發(fā)明者河野聰次郎, 丸山貴美夫 申請人:森托拉魯汽車株式會社