JP3694261B2

JP3694261B2 - SCARA robot

Info

Publication number: JP3694261B2
Application number: JP2001331543A
Authority: JP
Inventors: 良加茂川
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2021-10-29
Also published as: JP2003136444A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回動式アームの回動端部に作業軸を往復移動自在に設けたスカラ型ロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のスカラ型ロボットとしては、例えば特開平１１−１７０１８４号公報に開示されたものがある。この公報に示されたスカラ型ロボットは、基台に水平方向へ延びる第１のアームを水平方向に回動自在に設けるとともに、この第１のアームの回動端部の上部に水平方向へ延びる第２のアームを水平方向に回動自在に設け、この第２のアームの回動端部に作業軸を設けている。前記作業軸は、軸線が上下方向を指向し、第２のアームに上下方向へ移動自在に支持させるとともに、回転自在に支持させている。
前記第１のアームを駆動するモータは基台内に設け、第２のアームを駆動するモータは、第２のアームの基端部に設けている。また、第２のアームには、前記作業軸を回転駆動するための回転駆動装置と、作業軸を昇降させる昇降装置とを支持させている。
【０００３】
前記第２のアームの回動端部には、作業軸が振れるのを防ぐために２本のタイバーを設けている。これらのタイバーは、第２のアームの両側方で上下方向に延びるように設けており、第２のアームの両側部に設けた軸受に上下方向に移動自在に支持させ、下端部を作業軸に連結部材を介して接続している。
前記タイバーは、作業軸が上下方向に移動するときに作業軸と一体的に上下方向に移動する。このようにタイバーを作業軸に接続することによって、第２のアームを旋回させたりして作業軸に横方向の曲げモーメントが作用したときに、タイバーによって作業軸を支えることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように構成した従来のスカラ型ロボットにおいて、第２のアームが回動できる範囲は、第２のアームより下方に突出している部材の位置によって決まる。これは、第２のアームを回動端部が第１のアームに近接するように回動させたときに、前記下方に突出している部材が第１のアームあるいは基台に当たることによって第２のアームの回動が規制されるからである。
従来のスカラ型ロボットは、２本のタイバーが第２のアームの両側方に位置しており、上述したように第２のアームを回動させたときにタイバーが最初に第１のアームあるいは基台に当たるから、第２のアームが回動できる角度（以下、これを単に最大回動角度という）が小さくなるという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、２本のタイバーで作業軸を支える構造を採りながら、アームの最大回動角度を大きくすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明に係るスカラ型ロボットは、回動式アーム（４）の回動端部に作業軸（５）を前記回動端部を貫通して往復移動自在に設けるとともに、前記作業軸と平行なタイバー（４２）を移動自在に支持させ、前記作業軸の先端部に連結部材を介して前記タイバーの一端部を接続したスカラ型ロボットにおいて、前記作業軸（５）とタイバー（４２）は共通の回動式アーム（４）を貫通し、このアーム（４）における前記作業軸（５）と前記タイバー（４２）とが貫通する部位にそれぞれ軸受（３５，５０）を設け、前記アーム（４）の回動先端側に作業軸駆動用減速機（３３）を配設しかつこの減速機（３３）より前記アーム（４）の基部側に前記タイバー支持用軸受（５０）を設け、前記アーム（４）を回動先端側から基部側へ側縁（４ａ）が直線的に延びるように形成し、このアーム（４）の回動軸の軸方向から見て前記側縁（４ａ）よりアーム内側に前記タイバー（４２）を配設したものである。
本発明によれば、タイバーをアームの幅方向の中央に寄せることができる。
【０００７】
請求項２に記載した発明に係るスカラ型ロボットは、減速機（３３）を含め回動式アーム（４）の回動端部の全域を覆うカバー（１６）を備えているものである。
この発明によれば、アームにおける作業軸およびタイバーを移動自在に支持する部分がカバーによって覆われ、この部分に装置外の塵埃が付着するのを阻止することができる。また、カバーの周縁がアームの直線状の側縁に沿うように形成できるから、カバーを単純な形状に製造できる。
請求項３に記載した発明に係るスカラ型ロボットは、請求項１に記載した発明に係るスカラ型ロボットにおいて、減速機（３３）の上側に、この減速機（３３）を介して作業軸（５）を回転させるプーリ（３２ａ）を配設し、このプーリ（３２ａ）に巻掛けられ回動式アーム（４）の基部側へ延びる駆動用ベルト（３２ｂ）をタイバー（４２）より内側に配設したものである。
請求項４に記載した発明に係るスカラ型ロボットは、請求項３に記載した発明に係るスカラ型ロボットにおいて、減速機（３３）と、減速機（３３）の上側のプーリ（３２ａ）とを含め回動式アーム（４）の回動端部の全域を覆うカバー（１６）を備えているものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るスカラ型ロボットの一実施の形態を図１ないし図７によって詳細に説明する。
図１は本発明に係るスカラ型ロボットの側面図、図２は同じく平面図、図３は作業軸部分の断面図、図４は上部連結部材の平面図で、同図は要部を破断して描いてある。図５は図３におけるV−V線断面図、図６は下部連結部材の底面図、図７はアームにおけるタイバー貫通部分の断面図である。
【０００９】
これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態によるスカラ型ロボットである。このロボット１は、基台２と、この基台２に水平方向へ回動自在に設けて水平方向に延びる第１のアーム３と、この第１のアーム３の回動端部の上部に水平方向へ回動自在に設けて水平方向に延びる第２のアーム４と、この第２のアーム４の回動端部を貫通して上下方向に延びる作業軸５などを備えている。この作業軸５は、後述するように、第２のアーム４に上下方向へ移動自在に支持させるとともに、回転自在に支持させている。
【００１０】
前記基台２は、第１のアーム３を駆動するモータ１０を内蔵しており、このモータ１０の出力軸に接続した減速機１１を介して第１のアーム３が接続されている。減速機１１は、出力側を第１のアーム３の基端部に固着しており、前記モータ１０の回転が減速機１１によって減速されて伝達されることにより、第１のアーム３が基台２に対して回動する。
【００１１】
第１のアーム３の回動端部には、第２のアーム４を駆動するための減速機１２を設けている。この減速機１２は、出力側を第１のアーム３に固着し、入力側を第２のアーム４のモータ１３に接続している。すなわち、第２のアーム４は、モータ１３の回転が減速機１２によって減速されて第１のアーム３に伝達されることにより、第１のアーム３に対してモータ１３を中心にして回動する。
【００１２】
第２のアーム４には、図３に示すように、前記作業軸５を上下方向に移動させるための昇降装置１４と、作業軸５を回転させるための回転駆動装置１５と、これらの装置を覆うカバー１６とを設けている。このカバー１６は、図２に示す平面視において、第２のアーム４の側縁４ａに沿う形状であって、第２のアーム４の回動端部の全域を覆う形状に形成している。同図において、前記カバー１６に隣接させて設けた符号１７で示すものは、第２のアーム４に設けた前記駆動用のモータ１３および昇降装置１４・回転駆動装置１５のモータ１８，１９（図１参照）に給電する複数の配線およびその端子（図示せず）などを収容する端子カバーである。この端子カバー１７内において、前記基台２に一端を接続した配線ケーブル２０の他端を接続している。
【００１３】
前記昇降装置１４は、前記モータ１８と、このモータ１８にベルト式伝動装置２１を介して接続したボールねじ軸２２と、このボールねじ軸２２に螺合させたボールねじナット２３と、このボールねじナット２３に一端部を固定するとともに他端部に前記作業軸５を連結した上部連結部材２４とによって構成している。この昇降装置１４の各回転部材は、軸線が上下方向を指向するように形成している。前記ベルト式伝動装置２１は、第２のアーム４の内部に収納している。
【００１４】
前記ボールねじ軸２２は、下端部を第２のアーム４に軸受２５によって回転自在に支持させるとともに、第２のアーム４に立設したフレーム２６に上端部を軸受２７によって回転自在に支持させている。
前記上部連結部材２４と作業軸５との接続部分には、作業軸５が回転することができるように軸受２８を介装している。この軸受２８の内輪は、作業軸５を下方から嵌合させてロックナット２９によって締結させ、外輪は、上部連結部材２４の軸受孔２４ａに上方から嵌合させてストッパープレート３０と固定用ボルト３１で上部連結部材２４に固定している。すなわち、作業軸５の上端部を上部連結部材２４に前記軸受２８によって上下方向への移動が規制される状態で着脱可能に取付けている。
【００１５】
前記回転駆動装置１５は、前記モータ１９と、作業軸５の外周部に回転自在に支持させて前記モータ１９にベルト式伝動装置３２を介して接続したハーモニックドライブ（登録商標）減速機３３と、この減速機３３の出力部材であるフレクスプライン３３ａに固着したボールスプラインナット３４とによって構成している。この回転駆動装置１５のベルト式伝動装置３２は、前記昇降装置１４のベルト式伝動装置２１に較べてプーリ３２ａの外径を大きく設定し、ベルト３２ｂの内側に前記ボールねじ軸２２を通した状態で前記昇降装置１４のベルト式伝動装置２１の上方に配設している。
【００１６】
回転駆動装置１５のベルト式伝動装置３２は、作業軸５側のプーリ３２ａを作業軸５に回転自在に支持させるとともに、前記減速機３３の入力部材であるウェーブジェネレータ３３ｂに結合させている。このウェーブジェネレータ３３ｂは、円筒状に形成して外周部を軸受３５によって第２のアーム４に回転自在に支持させている。
【００１７】
前記ボールスプラインナット３４は、従来からよく知られているものと同等の構造のもので、作業軸５に下端部から上端部まで延びるように形成した縦溝（図示せず）に係入する多数のボールを循環移動できるように内蔵し、作業軸５の上下方向への移動を許容しながら、作業軸５の回転を規制する構造のものである。すなわち、ボールスプラインナット３４が前記減速機３３のフレクスプライン３３ａと一体的に回転することによって、作業軸５がボールスプラインナット３４と一体的に同一回転数で回転する。また、上述した昇降装置１４のボールねじ軸２２が回転してボールねじナット２３が上昇または下降することにより、作業軸５が前記ボールスプラインナット３４に支えられながら上下方向に移動する。作業軸５は、両端部に軸受嵌合用の小径部５ａ，５ｂが形成されている他は外径が一定になるように形成しており、ボールスプラインナット３４に嵌合させることによって第２のアームに支持させている。
【００１８】
前記作業軸５は、図３および図６に示すように、下端部に下部連結部材４１を取付け、この下部連結部材４１を介してタイバー４２を接続している。作業軸５の下端部が本発明に係る作業軸の先端部を構成している。前記下部連結部材４１は、図６に示すように、下方から見て三角形状に形成し、三角の各頂点に対応する部分に作業軸５と、２本のタイバー４２とを接続している。下部連結部材４１と作業軸５との接続部分には、図３に示すように、作業軸５が回転できるように軸受４３を介装している。この軸受４３の外輪は、下部連結部材４１の軸受孔４１ａに上方から嵌合させ、内輪は、作業軸５を上方から嵌合させている。
【００１９】
前記タイバー４２は、この実施の形態では断面円形のパイプによって形成し、第２のアーム４の長手方向とは直交する水平方向（図６において上下方向）に並べて配設し、作業軸５と平行に、第２のアーム４を貫通して上下方向へ延びている。タイバー４２の下端部が本発明に係るタイバーの一端部を構成している。
【００２０】
このタイバー４２の下部連結部材４１への固定は、図６に示すように、下部連結部材４１の後面（第２のアーム４の基端部側の面）にホルダ４４を固定用ボルト４５によって固定し、これらの下部連結部材４１とホルダ４４とによってタイバー４２の下端部を挟持することによって行っている。下部連結部材４１とホルダ４４におけるタイバー４２を挟持する部分には、下部連結部材４１とホルダ４４の両方に半円状の切欠き４６をそれぞれ形成し、これらの切欠き４６にタイバー４２を嵌合させている。
【００２１】
一方、タイバー４２の上端部は、図４に示すように、前記上部連結部材２４の両側面にタイバー毎にホルダ４７を固定用ボルト４８によって固定し、上部連結部材２４とホルダ４７とによってタイバー４２の上端部を挟持している。上部連結部材２４とホルダ４７におけるタイバー４２を挟持する部分には、上部連結部材２４とホルダ４７の両方に半円状の切欠き４９をそれぞれ形成し、これらの切欠き４９にタイバー４２を嵌合させている。
【００２２】
タイバー４２が第２のアーム４を貫通する部分には、図５および図７に示すように、ボールブッシュ５０を介装している。このボールブッシュ５０は、円筒状に形成した軸受（具体的には、タイバー４２の表面に接触可能な軸方向のボール配列のボールが、ボール配列の一端から内部を通って他端に循環可能とされてなる環状のボール列を、内周に沿って複数周方向に配置してなるリニアブッシュ）からなり、内周部にタイバー４２を摺動自在に嵌挿させるとともに、第２のアーム４の軸受孔５１に外周面を嵌合させてサークリップ５２（図７参照）によって固定している。
【００２３】
前記ボールブッシュ５０を支持する第２のアーム４は、図２および図５に示すように、作業軸５を支持する回動端部から第１のアーム３に支持される基部側へ側縁４ａが直線的に延びるように形成しており、上方（第２のアーム４の回動軸の軸線方向）から見て前記側縁４ａよりアーム内側に前記ボールブッシュ５０およびタイバー４２を配設している。この実施の形態では、第２のアーム４の幅寸法は、相対的に外径が大きくなる減速機３３を第２のアーム４内に収容できるような寸法に設定している。
【００２４】
上述したように構成したスカラ型ロボット１は、第２のアーム４を回動端部から基部側（第１のアーム３側）へ側縁４ａが直線的に延びるように形成し、この第２のアーム４の回動軸の軸方向から見て前記側縁４ａよりアーム内側にタイバー４２を配設しているから、従来に較べてタイバー４２を第２のアーム４の幅方向の中央に寄せることができる。このため、第２のアーム４を回動端部が第１のアーム３または基台２に近接するように回動させたときにタイバー４２が第１のアーム３または基台２に当接するまでの角度（最大回動角度）を相対的に大きくとることができる。
【００２５】
また、このスカラ型ロボット１は、第１および第２のアーム３，４の回動方向を水平方向とし、作業軸５とタイバー４２が上下方向に移動する構造を採り、第２のアーム４に回動端部の全域を覆うカバー１６を取付けているから、第２のアーム４における作業軸５およびタイバー４２を上下方向に移動自在に支持する嵌合支持部に装置外の塵埃が付着することがない。このため、作業軸５とタイバー４２を長期間にわたって円滑に移動させることができる。特に、この実施の形態では、２本のタイバー４２，４２を上方から見て第２のアーム４の内側に配設し、第２のアーム４の側縁４ａを直線状に形成しているから、カバー１６を単純な形状に製造できるし、カバー１６と第２のアーム４との接続部分にシール部材を介装する場合には、単純な形状のシール部材を用いてコスト低減を図ることができる。
【００２６】
この実施の形態によるスカラ型ロボット１は、作業軸５とタイバー４２の下端部どうしを下部連結部材４１で接続するとともに、上端部どうしを上部連結部材２４によって接続し、両連結部材を作業軸５およびタイバー４２に対して着脱自在に形成しているから、作業軸５の上端部がタイバー４２の上端部を支えるようになり、タイバー４２が第２のアーム４に対して傾動するのを阻止することができる。
【００２７】
このため、作業軸５が第２のアーム４から下方へ大きく突出する状態で第２のアーム４が急速に旋回したりして作業軸５およびタイバー４２に大きな曲げモーメントが作用したときに、タイバー４２の傾動が阻止されるから作業軸５が振れて振動が生じるのを防ぐことができる。
また、作業軸５およびタイバー４２を第２のアーム４に装着した状態でこれらに上部連結部材２４や下部連結部材４１を取付けることができるから、タイバー４２の傾動を阻止する構造を採っているにもかかわらず、組立性が悪くなることはない。
【００２８】
作業軸５とタイバー４２の第２のアーム４への組付けは、例えば、先ず、これら両部材の上端部に上部連結部材２４を取付けて両部材を一つの組立体とし、作業軸５を第２のアーム４側の支持部（回転駆動装置１５用ベルト式伝動装置３２のプーリ３２ａの軸孔、減速機３３のウェーブジェネレータ３３ｂの軸孔、ボールスプラインナット３４の軸孔）に挿通させるとともに、タイバー４２を第２のアーム４側の支持部（ボールブッシュ５０）に挿通させる。
【００２９】
このとき、昇降装置１４のボールねじ軸２２の下端のプーリ１４ａにベルト２１が連結されている場合は、前記組立体はブレーキ付きのモータ１８により重力に逆らって停止する。一方、ボールねじナット２３を上部連結部材２４に取付けていない場合には、前記組立体は、重力によって下がるが、上部連結部材２４が他の部材に接触する位置で停止する。次に、作業軸５とタイバー４２の下端部に下部連結部材４１を取付ける。この下部連結部材４１の取付けは、下部連結部材４１に予め装着した軸受４３の内輪に作業軸５を嵌合させ、下部連結部材４１とホルダ４４とでタイバー４２を挾持させることによって行う。
【００３０】
上述した実施の形態では、第２のアーム４の回動軸線を上下方向と平行として第２のアーム４が水平方向へ回動する例を示したが、第１のアーム３および第２のアーム４は、水平方向に対して傾斜させた方向へ回動させることもできる。
また、両実施の形態において、回転および上下動可能な作業軸５の中心線と、第２のアーム４の回動軸線となるモータ１３の中心線は共に上下方向をなし、互いに平行としている。しかしながら、作業軸５の中心線とモータ１３の中心線は必ずしも平行でなくてもよい。なお、モータ１８の回転軸、ボールねじ軸２２および作業軸５は互いに平行の方が、ベルトガイド等が不要になり構造が簡単となる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、タイバーをアームの幅方向の中央に寄せることができるから、アームの最大回動角度を大きくとることができる。このため、広い範囲にわたって作業軸を移動させて効率よく作業を行うことができるスカラ型ロボットを提供することができる。
【００３２】
請求項２記載の発明によれば、アームにおける作業軸およびタイバーを移動自在に支持する部分がカバーによって覆われ、この部分に装置外の塵埃が付着するのを阻止することができる。このため、作業軸とタイバーを長期間にわたって円滑に移動させることができる。また、カバーの周縁がアームの直線状の側縁に沿うように形成できるから、カバーを単純な形状に製造でき、カバーの製造が容易になる。しかも、カバーとアームとの接続部分にシール部材を介装する際には、単純な形状のシール部材を用いてコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスカラ型ロボットの側面図である。
【図２】本発明に係るスカラ型ロボットの平面図である。
【図３】作業軸部分の断面図である。
【図４】上部連結部材の平面図である。
【図５】図３におけるV−V線断面図である。
【図６】下部連結部材の底面図である。
【図７】アームにおけるタイバー貫通部分の断面図である。
【符号の説明】
１…スカラ型ロボット、２…基台、３…第１のアーム、４…第２のアーム、５…作業軸、１６…カバー、２４…上部連結部材、４１…下部連結部材、４２…タイバー。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a SCARA robot in which a work shaft is reciprocally movable at a rotating end of a rotating arm.
[0002]
[Prior art]
A conventional SCARA robot of this type is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-170184. The SCARA robot shown in this publication is provided with a first arm extending horizontally on a base so as to be rotatable in the horizontal direction, and horizontally extending above the rotating end of the first arm. The second arm is provided so as to be rotatable in the horizontal direction, and a work shaft is provided at the rotating end of the second arm. The working shaft has an axis oriented in the vertical direction, and is supported by the second arm so as to be movable in the vertical direction and rotatably.
The motor for driving the first arm is provided in the base, and the motor for driving the second arm is provided at the base end of the second arm. Further, the second arm supports a rotation drive device for rotationally driving the work shaft and a lifting device for raising and lowering the work shaft.
[0003]
Two tie bars are provided at the rotating end of the second arm to prevent the working shaft from swinging. These tie bars are provided so as to extend vertically on both sides of the second arm, and are supported by bearings provided on both sides of the second arm so as to be movable in the vertical direction. It is connected via a connecting member.
The tie bar moves up and down integrally with the work shaft when the work shaft moves up and down. By connecting the tie bar to the work shaft in this way, the work shaft can be supported by the tie bar when a bending moment in the lateral direction acts on the work shaft by turning the second arm.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional SCARA robot configured as described above, the range in which the second arm can rotate is determined by the position of a member protruding downward from the second arm. This is because when the second arm is rotated so that the rotating end portion is close to the first arm, the member protruding downward hits the first arm or the base. This is because the rotation of the arm is restricted.
In the conventional SCARA robot, two tie bars are located on both sides of the second arm, and when the second arm is rotated as described above, the tie bar is the first arm or base first. Since it hits the table, there is a problem that an angle at which the second arm can be rotated (hereinafter simply referred to as a maximum rotation angle) becomes small.
[0005]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to increase the maximum rotation angle of an arm while adopting a structure in which a work shaft is supported by two tie bars.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, a SCARA robot according to the present invention is provided with a working shaft (5) at a rotating end of a rotating arm (4) so as to be able to reciprocate through the rotating end. In the SCARA robot in which a tie bar (42) parallel to the work shaft is movably supported and one end portion of the tie bar is connected to a tip portion of the work shaft via a connecting member, the work shaft (5) The tie bar (42) passes through a common rotary arm (4), and bearings (35, 50) are respectively provided at portions of the arm (4) through which the work shaft (5) and the tie bar (42) pass. A work shaft drive speed reducer (33) is disposed on the rotating tip side of the arm (4), and the tie bar support bearing (50 is disposed on the base side of the arm (4) from the speed reducer (33). ), And the arm (4) Formed to side edge (4a) to Luo proximally extends linearly, the arm said edge when viewed in the axial direction of the rotation axis of (4) (4a) than the the arm inner tie bar (42) It is arranged.
According to the present invention, the tie bar can be moved to the center in the width direction of the arm.
[0007]
The SCARA robot according to the invention described in claim 2 includes a cover (16) that covers the entire area of the rotating end of the rotating arm (4) including the speed reducer (33).
According to the present invention, the portion of the arm that movably supports the work shaft and the tie bar is covered with the cover, and dust outside the apparatus can be prevented from adhering to this portion. Moreover, since the periphery of the cover can be formed along the straight side edge of the arm, the cover can be manufactured in a simple shape.
A SCARA robot according to a third aspect of the present invention is the SCARA robot according to the first aspect of the present invention, in which a work shaft (5) is provided on the upper side of the speed reducer (33) via the speed reducer (33). ) Is rotated, and a driving belt (32b) wound around the pulley (32a) and extending to the base side of the rotary arm (4) is disposed on the inner side of the tie bar (42). It is a thing.
The SCARA robot according to the invention described in claim 4 is the SCARA robot according to the invention described in claim 3, including a reduction gear (33) and a pulley (32a) on the upper side of the reduction gear (33). A cover (16) that covers the entire area of the rotating end of the rotating arm (4) is provided.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the SCARA robot according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
1 is a side view of a SCARA robot according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of the same, FIG. 3 is a sectional view of a work shaft portion, FIG. 4 is a plan view of an upper connecting member, and FIG. It is drawn. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG. 3, FIG. 6 is a bottom view of the lower connecting member, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the tie bar penetrating portion of the arm.
[0009]
In these drawings, what is denoted by reference numeral 1 is a SCARA robot according to this embodiment. The robot 1 includes a base 2, a first arm 3 that is provided on the base 2 so as to be pivotable in the horizontal direction and extends in the horizontal direction, and an upper part of the pivot end of the first arm 3. The second arm 4 is provided so as to be pivotable in the direction and extends in the horizontal direction, and a work shaft 5 that penetrates the pivot end of the second arm 4 and extends in the vertical direction. As will be described later, the work shaft 5 is supported by the second arm 4 so as to be movable in the vertical direction, and is supported rotatably.
[0010]
The base 2 has a built-in motor 10 for driving the first arm 3, and the first arm 3 is connected via a speed reducer 11 connected to the output shaft of the motor 10. The speed reducer 11 has an output side fixed to the base end portion of the first arm 3, and the rotation of the motor 10 is transmitted by being decelerated by the speed reducer 11. 2 to rotate.
[0011]
A reduction gear 12 for driving the second arm 4 is provided at the rotating end of the first arm 3. The speed reducer 12 has an output side fixed to the first arm 3 and an input side connected to the motor 13 of the second arm 4. That is, the second arm 4 rotates about the motor 13 with respect to the first arm 3 by the rotation of the motor 13 being decelerated by the speed reducer 12 and transmitted to the first arm 3. .
[0012]
As shown in FIG. 3, the second arm 4 includes an elevating device 14 for moving the work shaft 5 in the vertical direction, a rotary drive device 15 for rotating the work shaft 5, and these devices. A cover 16 is provided. The cover 16 is formed in a shape along the side edge 4a of the second arm 4 in the plan view shown in FIG. 2 and covering the entire rotation end portion of the second arm 4. In the figure, reference numeral 17 provided adjacent to the cover 16 indicates the motors 18 and 19 of the driving motor 13 and the lifting device 14 and the rotary driving device 15 provided on the second arm 4 (see FIG. 1 is a terminal cover that accommodates a plurality of wirings for supplying power to the power supply and terminals (not shown). In the terminal cover 17, the other end of the wiring cable 20 having one end connected to the base 2 is connected.
[0013]
The elevating device 14 includes the motor 18, a ball screw shaft 22 connected to the motor 18 via a belt type transmission device 21, a ball screw nut 23 screwed to the ball screw shaft 22, and the ball screw. One end is fixed to the nut 23 and the upper connecting member 24 is connected to the other end at the work shaft 5. Each rotating member of the lifting device 14 is formed so that the axis is directed in the vertical direction. The belt type transmission device 21 is housed inside the second arm 4.
[0014]
The ball screw shaft 22 has a lower end supported rotatably on the second arm 4 by a bearing 25 and an upper end supported on a frame 26 standing on the second arm 4 rotatably supported by a bearing 27. Yes.
A bearing 28 is interposed at a connecting portion between the upper connecting member 24 and the work shaft 5 so that the work shaft 5 can rotate. The inner ring of the bearing 28 is fitted with the work shaft 5 from below and fastened by a lock nut 29, and the outer ring is fitted into the bearing hole 24a of the upper connecting member 24 from above to fix the stopper plate 30 and the fixing bolt 31. The upper connecting member 24 is fixed. In other words, the upper end portion of the work shaft 5 is detachably attached to the upper connecting member 24 in a state where movement in the vertical direction is restricted by the bearing 28.
[0015]
The rotary drive device 15 includes a motor 19 and a harmonic drive (registered trademark) speed reducer 33 that is rotatably supported on the outer periphery of the work shaft 5 and connected to the motor 19 via a belt-type transmission device 32. A ball spline nut 34 fixed to a flexspline 33a, which is an output member of the speed reducer 33, is used. The belt type transmission device 32 of the rotary drive device 15 has a larger outer diameter of the pulley 32a than the belt type transmission device 21 of the elevating device 14, and the ball screw shaft 22 is passed inside the belt 32b. The belt type transmission device 21 of the lifting device 14 is disposed above.
[0016]
The belt type transmission device 32 of the rotation drive device 15 has a pulley 32a on the work shaft 5 side rotatably supported on the work shaft 5 and is coupled to a wave generator 33b which is an input member of the speed reducer 33. The wave generator 33b is formed in a cylindrical shape, and an outer peripheral portion thereof is rotatably supported by the second arm 4 by a bearing 35.
[0017]
The ball spline nut 34 has a structure similar to that well known in the art, and is engaged with a longitudinal groove (not shown) formed on the work shaft 5 so as to extend from the lower end to the upper end. The ball is built in such a manner that it can circulate, and the rotation of the work shaft 5 is restricted while allowing the work shaft 5 to move in the vertical direction. That is, when the ball spline nut 34 rotates integrally with the flex spline 33a of the speed reducer 33, the work shaft 5 rotates integrally with the ball spline nut 34 at the same rotational speed. Further, the ball screw shaft 22 of the elevating device 14 described above rotates and the ball screw nut 23 moves up or down, so that the work shaft 5 moves in the vertical direction while being supported by the ball spline nut 34. The work shaft 5 is formed to have a constant outer diameter except that small diameter portions 5a and 5b for bearing fitting are formed at both ends, and the work shaft 5 is fitted to the ball spline nut 34 to be second. It is supported by the arm.
[0018]
As shown in FIGS. 3 and 6, the work shaft 5 has a lower connecting member 41 attached to a lower end portion, and a tie bar 42 is connected via the lower connecting member 41. The lower end portion of the work shaft 5 constitutes the tip portion of the work shaft according to the present invention. As shown in FIG. 6, the lower connecting member 41 is formed in a triangular shape when viewed from below, and the work shaft 5 and two tie bars 42 are connected to portions corresponding to the apexes of the triangle. As shown in FIG. 3, a bearing 43 is interposed at a connecting portion between the lower connecting member 41 and the work shaft 5 so that the work shaft 5 can rotate. The outer ring of the bearing 43 is fitted into the bearing hole 41a of the lower connecting member 41 from above, and the inner ring is fitted with the work shaft 5 from above.
[0019]
In this embodiment, the tie bar 42 is formed by a pipe having a circular cross section, arranged side by side in a horizontal direction (vertical direction in FIG. 6) perpendicular to the longitudinal direction of the second arm 4, and parallel to the work shaft 5. In addition, the second arm 4 extends vertically. The lower end portion of the tie bar 42 constitutes one end portion of the tie bar according to the present invention.
[0020]
As shown in FIG. 6, the tie bar 42 is fixed to the lower connecting member 41 by fixing the holder 44 to the rear surface of the lower connecting member 41 (the surface on the base end side of the second arm 4) with fixing bolts 45. The lower connecting member 41 and the holder 44 hold the lower end portion of the tie bar 42. A semicircular notch 46 is formed in both the lower connecting member 41 and the holder 44 at a portion of the lower connecting member 41 and the holder 44 that holds the tie bar 42, and the tie bar 42 is fitted into these notches 46. I am letting.
[0021]
On the other hand, as shown in FIG. 4, the upper end portion of the tie bar 42 has holders 47 fixed to both side surfaces of the upper connecting member 24 for each tie bar by fixing bolts 48. The upper end of the is clamped. Semi-circular cutouts 49 are formed in both the upper connection member 24 and the holder 47 at the portion where the upper connection member 24 and the holder 47 sandwich the tie bar 42, and the tie bars 42 are fitted into these cutouts 49. I am letting.
[0022]
As shown in FIGS. 5 and 7, a ball bush 50 is interposed in a portion where the tie bar 42 penetrates the second arm 4. The ball bushing 50 is a cylindrical bearing (specifically, an axial ball array ball that can contact the surface of the tie bar 42 can circulate from one end of the ball array to the other end through the inside. And the tie bar 42 is slidably fitted into the inner peripheral portion of the second arm 4 and is inserted into the inner peripheral portion. The outer peripheral surface is fitted into the bearing hole 51 and fixed by a circlip 52 (see FIG. 7).
[0023]
As shown in FIGS. 2 and 5, the second arm 4 that supports the ball bush 50 has a side edge 4 a that extends from the rotating end that supports the work shaft 5 toward the base that is supported by the first arm 3. Is formed so as to extend linearly, and the ball bushing 50 and the tie bar 42 are disposed on the inner side of the side edge 4a as viewed from above (the axial direction of the rotation axis of the second arm 4). Yes. In this embodiment, the width dimension of the second arm 4 is set to a dimension that allows the reduction gear 33 having a relatively large outer diameter to be accommodated in the second arm 4.
[0024]
In the SCARA robot 1 configured as described above, the second arm 4 is formed so that the side edge 4a extends linearly from the rotating end portion to the base side (first arm 3 side). Since the tie bar 42 is arranged on the inner side of the side edge 4a when viewed from the axial direction of the rotation axis of the arm 4, the tie bar 42 is brought closer to the center in the width direction of the second arm 4 than in the prior art. be able to. Therefore, until the tie bar 42 comes into contact with the first arm 3 or the base 2 when the second arm 4 is rotated so that the rotating end portion is close to the first arm 3 or the base 2. The angle (maximum rotation angle) can be made relatively large.
[0025]
Further, the SCARA robot 1 adopts a structure in which the rotation direction of the first and second arms 3 and 4 is a horizontal direction, and the work shaft 5 and the tie bar 42 move in the vertical direction. Since the cover 16 that covers the entire area of the rotating end portion is attached, dust outside the apparatus adheres to the fitting support portion that supports the work shaft 5 and the tie bar 42 in the second arm 4 so as to be movable in the vertical direction. There is no. For this reason, the work shaft 5 and the tie bar 42 can be smoothly moved over a long period of time. In particular, in this embodiment, the two tie bars 42, 42 are disposed inside the second arm 4 when viewed from above, and the side edge 4a of the second arm 4 is formed in a straight line. The cover 16 can be manufactured in a simple shape, and when a seal member is interposed at the connection portion between the cover 16 and the second arm 4, the cost can be reduced by using a simple shape seal member. it can.
[0026]
In the SCARA robot 1 according to this embodiment, the work shaft 5 and the lower end portions of the tie bars 42 are connected to each other by the lower connecting member 41, and the upper end portions are connected to each other by the upper connecting member 24. Since the upper end of the work shaft 5 supports the upper end of the tie bar 42, the tie bar 42 is prevented from tilting with respect to the second arm 4. be able to.
[0027]
For this reason, when the second arm 4 turns rapidly with the work shaft 5 protruding greatly downward from the second arm 4 and a large bending moment acts on the work shaft 5 and the tie bar 42, the tie bar Since the tilting of 42 is prevented, it is possible to prevent the work shaft 5 from shaking and causing vibration.
Further, since the upper connecting member 24 and the lower connecting member 41 can be attached to the work shaft 5 and the tie bar 42 attached to the second arm 4, a structure for preventing the tilt of the tie bar 42 is adopted. Nevertheless, the assemblability does not deteriorate.
[0028]
The assembly of the work shaft 5 and the tie bar 42 to the second arm 4 is performed, for example, by first attaching the upper connecting member 24 to the upper ends of these members to form both members as one assembly, and making the work shaft 5 the first assembly. 2 on the arm 4 side (the shaft hole of the pulley 32a of the belt type transmission device 32 for the rotary drive device 15, the shaft hole of the wave generator 33b of the speed reducer 33, the shaft hole of the ball spline nut 34), The tie bar 42 is inserted through the support portion (ball bush 50) on the second arm 4 side.
[0029]
At this time, when the belt 21 is connected to the pulley 14a at the lower end of the ball screw shaft 22 of the lifting device 14, the assembly is stopped against gravity by the motor 18 with a brake. On the other hand, when the ball screw nut 23 is not attached to the upper connecting member 24, the assembly is lowered by gravity, but stops at a position where the upper connecting member 24 contacts another member. Next, the lower connecting member 41 is attached to the lower end portions of the work shaft 5 and the tie bar 42. The lower connecting member 41 is attached by fitting the work shaft 5 to the inner ring of the bearing 43 previously mounted on the lower connecting member 41 and holding the tie bar 42 between the lower connecting member 41 and the holder 44.
[0030]
In the above-described embodiment, the example in which the second arm 4 rotates in the horizontal direction with the rotation axis of the second arm 4 parallel to the vertical direction has been described. However, the first arm 3 and the second arm 4 can also be rotated in a direction inclined with respect to the horizontal direction.
In both the embodiments, the center line of the work shaft 5 that can rotate and move up and down and the center line of the motor 13 that becomes the rotation axis of the second arm 4 are both in the vertical direction and are parallel to each other. However, the center line of the work shaft 5 and the center line of the motor 13 are not necessarily parallel. If the rotation axis of the motor 18, the ball screw shaft 22 and the work shaft 5 are parallel to each other, a belt guide or the like is not required and the structure is simplified.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the tie bar can be moved to the center in the width direction of the arm, the maximum rotation angle of the arm can be increased. Therefore, it is possible to provide a SCARA robot that can efficiently work by moving the work axis over a wide range.
[0032]
According to the second aspect of the present invention, the portion of the arm that movably supports the work shaft and the tie bar is covered with the cover, and it is possible to prevent the dust outside the apparatus from adhering to this portion. For this reason, a work shaft and a tie bar can be moved smoothly over a long period of time. Further, since the periphery of the cover can be formed along the straight side edge of the arm, the cover can be manufactured in a simple shape, and the cover can be easily manufactured. In addition, when the seal member is interposed at the connection portion between the cover and the arm, the cost can be reduced by using a simple-shaped seal member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a SCARA robot according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a SCARA robot according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a work shaft portion.
FIG. 4 is a plan view of an upper connecting member.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
FIG. 6 is a bottom view of the lower connecting member.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a tie bar penetrating portion in the arm.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... SCARA type | mold robot, 2 ... Base, 3 ... 1st arm, 4 ... 2nd arm, 5 ... Work axis | shaft, 16 ... Cover, 24 ... Upper connection member, 41 ... Lower connection member, 42 ... Tie bar.

Claims

A working shaft (5) is provided at the turning end of the turning arm (4) so as to be able to reciprocate through the turning end, and a tie bar (42) parallel to the working shaft is movably supported. In the SCARA robot in which one end portion of the tie bar is connected to the tip end portion of the work shaft via a connecting member, the work shaft (5) and the tie bar (42) pass through a common rotary arm (4). The arm (4) is provided with bearings (35, 50) at portions through which the work shaft (5) and the tie bar (42) penetrate, and the work shaft is driven on the rotating tip side of the arm (4). And a tie bar support bearing (50) is provided on the base side of the arm (4) from the speed reducer (33), and the arm (4) is connected to the base from the rotation tip side. to the side side edge (4a) is formed so as to extend linearly, this Arms (4) SCARA robot as viewed from the axial direction formed by disposing the tie bar (42) from the arm inside the side edges (4a) of the rotation shaft of.

2. The SCARA robot according to claim 1, further comprising a cover (16) that covers the entire rotation end portion of the rotary arm (4) including the speed reducer (33).

The scalar robot according to claim 1, wherein a pulley (32a) for rotating the work shaft (5) via the speed reducer (33) is disposed above the speed reducer (33), and the pulley (32a). A SCARA robot having a driving belt (32b) that is wound around the arm and extends toward the base side of the rotary arm (4).

4. The SCARA robot according to claim 3, wherein the cover covers the entire rotation end portion of the rotary arm (4) including the speed reducer (33) and the upper pulley (32a) of the speed reducer (33). 16) A SCARA robot characterized by comprising: