JP7707783B2 - Robot joint mechanism, robot, and method for assembling robot joint mechanism - Google Patents
Robot joint mechanism, robot, and method for assembling robot joint mechanismInfo
- Publication number
- JP7707783B2 JP7707783B2 JP2021148830A JP2021148830A JP7707783B2 JP 7707783 B2 JP7707783 B2 JP 7707783B2 JP 2021148830 A JP2021148830 A JP 2021148830A JP 2021148830 A JP2021148830 A JP 2021148830A JP 7707783 B2 JP7707783 B2 JP 7707783B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hole
- robot
- motor
- joint mechanism
- robot component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Retarders (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
本発明は、ロボット関節機構、ロボットおよびロボット関節機構の組立方法に関する。 The present invention relates to a robot joint mechanism, a robot, and a method for assembling a robot joint mechanism.
特許文献1には、固定フレームに固定されたモーターと、入力側がモーターと接続され、出力側が可動フレームに固定された波動歯車装置と、を有するロボット関節機構が記載されている。また、波動歯車装置は、主に、ウェーブジェネレーターと、フレックスプラインと、サーキュラスプラインと、を有する。 Patent Document 1 describes a robot joint mechanism having a motor fixed to a fixed frame and a strain wave gear device whose input side is connected to the motor and whose output side is fixed to a movable frame. The strain wave gear device mainly has a wave generator, a flexspline, and a circular spline.
このようなロボット関節機構は、通常、フレックスプラインおよびサーキュラスプラインを固定フレームと可動フレームとに固定してなる第1ユニットと、モーターの出力軸にウェーブジェネレーターを固定してなる第2ユニットと、を準備するステップと、固定フレームに形成された貫通孔を介してウェーブジェネレーターをフレックスプライン内に挿入し、モーターを固定フレームに固定するステップと、により組み立てられる。 Such a robot joint mechanism is typically assembled by the steps of preparing a first unit in which a flexspline and a circular spline are fixed to a fixed frame and a movable frame, and a second unit in which a wave generator is fixed to the output shaft of a motor, and inserting the wave generator into the flexspline through a through hole formed in the fixed frame and fixing the motor to the fixed frame.
上述したように、ロボット関節機構の組立ではウェーブジェネレーターを固定フレームに形成された貫通孔に挿通する必要があるため、貫通孔の直径をウェーブジェネレーターの長径よりも大きくしなければならない。一方で、固定フレームには、モーターを固定するためのねじ孔が形成されているが、貫通孔の最小径がウェーブジェネレーターの長径以上に制限されているため、それ以上、ねじ孔をロボット関節機構の中心軸に接近させて形成することができない。 As mentioned above, when assembling the robot joint mechanism, the wave generator needs to be inserted through a through hole formed in the fixed frame, so the diameter of the through hole must be larger than the major axis of the wave generator. Meanwhile, the fixed frame is formed with a screw hole for fixing the motor, but because the minimum diameter of the through hole is limited to be equal to or larger than the major axis of the wave generator, the screw hole cannot be formed any closer to the central axis of the robot joint mechanism.
そのため、例えば、ウェーブジェネレーターに対してモーターが小さい場合には、固定フレームへのモーターの固定が問題となる。例えば、モーターと固定フレームとの間に両者を連結する中継部材を介在させる方法も考えられるが、部品点数が増加する分、公差が積算されて組み立て精度が低下し、ロボット関節機構に意図しない過度な応力が加わってロボット関節機構の寿命が低下するおそれがある。一方で、組み立て精度を高めるために部品精度を高めて公差を小さくすると、良品率が低下して製造コストが上昇してしまうおそれがある。 For this reason, for example, when the motor is small compared to the wave generator, fixing the motor to the fixed frame becomes problematic. For example, one method could be to use an intermediate member between the motor and fixed frame to connect the two, but as the number of parts increases, tolerances will accumulate and assembly precision will decrease, and there is a risk that unintended excessive stress will be applied to the robot joint mechanism, shortening its lifespan. On the other hand, if part precision is increased and tolerances are reduced in order to improve assembly precision, there is a risk that the yield rate will decrease and manufacturing costs will rise.
本発明のロボット関節機構は、貫通孔と、前記貫通孔の周囲に配置されている第1孔および第2孔と、を備えているロボット構成部品と、
前記第1孔を用いてねじ止めされ、出力軸が前記貫通孔に挿通されているモーターと、
前記第2孔を用いてねじ止めされ、前記出力軸に接続されているウェーブジェネレーターを備えている波動歯車装置と、を有し、
前記貫通孔の直径は、前記ウェーブジェネレーターの長径よりも小さい。
The robot joint mechanism of the present invention includes a robot component including a through hole and a first hole and a second hole disposed around the through hole;
a motor that is screwed using the first hole and has an output shaft that is inserted through the through hole;
a wave gear device including a wave generator that is screwed using the second hole and connected to the output shaft,
The diameter of the through hole is smaller than the major axis of the wave generator.
本発明のロボットは、第1部材と、
第2部材と、
前記第1部材と前記第2部材とを接続し、前記第1部材に対して前記第2部材を回動させるロボット関節機構と、を有し、
前記ロボット関節機構は、
貫通孔と、前記貫通孔の周囲に配置されている第1孔および第2孔と、を備えているロボット構成部品と、
前記第1孔を用いてねじ止めされ、出力軸が前記貫通孔に挿通されているモーターと、
前記第2孔を用いてねじ止めされ、前記出力軸に接続されているウェーブジェネレーターを備えている波動歯車装置と、を有し、
前記貫通孔の直径は、前記ウェーブジェネレーターの長径よりも小さい。
The robot of the present invention includes a first member and
A second member; and
a robot joint mechanism that connects the first member and the second member and rotates the second member relative to the first member,
The robot joint mechanism includes:
a robot component including a through hole and a first hole and a second hole disposed around the through hole;
a motor that is screwed using the first hole and has an output shaft that is inserted through the through hole;
a wave gear device including a wave generator that is screwed using the second hole and connected to the output shaft,
The diameter of the through hole is smaller than the major axis of the wave generator.
本発明のロボット関節機構の組立方法は、貫通孔と、前記貫通孔の周囲に配置されている第1孔および第2孔と、を備えているロボット構成部品を準備する準備ステップと、
前記ロボット構成部品の一方側からモーターの出力軸を前記貫通孔に挿通する出力軸挿通ステップと、
前記ロボット構成部品の他方側から、波動歯車装置の一部であり、長径が前記貫通孔の直径よりも大きいウェーブジェネレーターを前記出力軸に接続する接続ステップと、
前記ロボット構成部品の前記他方側から、前記波動歯車装置の一部であるフレックスプラインおよびサーキュラスプラインを配置する配置ステップと、
前記ロボット構成部品の前記一方側から、前記第2孔を用いて前記波動歯車装置を前記ロボット構成部品にねじ止めする第1固定ステップと、
前記ロボット構成部品の前記一方側から、前記第1孔を用いて前記モーターを前記ロボット構成部品にねじ止めする第2固定ステップと、を含む。
A method for assembling a robot joint mechanism of the present invention includes the steps of: preparing a robot component having a through hole and a first hole and a second hole disposed around the through hole;
an output shaft insertion step of inserting an output shaft of a motor into the through hole from one side of the robot component;
a connecting step of connecting a wave generator, which is a part of a wave gear device and has a major diameter larger than a diameter of the through hole, to the output shaft from the other side of the robot component;
a placement step of placing a flexspline and a circular spline that are part of the strain wave gear device from the other side of the robot component;
a first fixing step of screwing the strain wave gear device to the robot component using the second hole from the one side of the robot component;
and a second fixing step of screwing the motor to the robot component using the first hole from the one side of the robot component.
以下、本発明のロボット関節機構、ロボットおよびロボット関節機構の組立方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下では、説明の便宜上、図2の上側を上とし、下側を下とする。他の図についても図2で定めた上下方向に従うものとする。 The robot joint mechanism, robot, and method of assembling the robot joint mechanism of the present invention will be described in detail below based on the embodiments shown in the attached drawings. For ease of explanation, the upper side of Fig. 2 will be referred to as "up" and the lower side as "down". The up-down direction defined in Fig. 2 will also be used for other figures.
図1は、第1実施形態に係るロボットの側面図である。図2は、図1のロボットが有するロボット関節機構の断面図である。図3は、図2のロボット関節機構が有するフランジの下面図である。図4は、ロボット関節機構の下面図である。図5は、従来のロボット関節機構の断面図である。図6は、ロボット関節機構の組立工程を示すフローチャートである。図7ないし図13は、それぞれ、ロボット関節機構の組立方法を説明するための断面図である。図14ないし図17は、それぞれ、ロボット関節機構の組立方法を説明するための下面図である。図18は、ロボット関節機構の組立方法を説明するための断面図である。なお、図2は、図3中のA-A線断面図である。 Figure 1 is a side view of a robot according to the first embodiment. Figure 2 is a cross-sectional view of a robot joint mechanism included in the robot of Figure 1. Figure 3 is a bottom view of a flange included in the robot joint mechanism of Figure 2. Figure 4 is a bottom view of a robot joint mechanism. Figure 5 is a cross-sectional view of a conventional robot joint mechanism. Figure 6 is a flowchart showing an assembly process of a robot joint mechanism. Figures 7 to 13 are cross-sectional views for explaining a method of assembling a robot joint mechanism. Figures 14 to 17 are bottom views for explaining a method of assembling a robot joint mechanism. Figure 18 is a cross-sectional view for explaining a method of assembling a robot joint mechanism. Note that Figure 2 is a cross-sectional view taken along line A-A in Figure 3.
図1に示すロボット1は、スカラロボット(水平多関節ロボット)であり、例えば、電子部品等のワークの保持、搬送、組立および検査等の各作業で用いられる。ただし、ロボット1の構成および用途は、それぞれ、特に限定されない。 The robot 1 shown in FIG. 1 is a SCARA robot (horizontal articulated robot) and is used for tasks such as holding, transporting, assembling, and inspecting workpieces such as electronic components. However, the configuration and uses of the robot 1 are not particularly limited.
ロボット1は、床面に固定された基台2と、基台2に接続されたアーム3と、を有する。また、アーム3は、基端部が基台2に接続され、基台2に対して鉛直方向に沿った第1回動軸J1まわりに回動する第1アーム31と、基端部が第1アーム31の先端部に接続され、第1アーム31に対して鉛直方向に沿った第2回動軸J2まわりに回動する第2アーム32と、を有する。第1回動軸J1と第2回動軸J2とは平行である。 The robot 1 has a base 2 fixed to the floor surface and an arm 3 connected to the base 2. The arm 3 also has a first arm 31 whose base end is connected to the base 2 and rotates around a first rotation axis J1 that is aligned vertically to the base 2, and a second arm 32 whose base end is connected to the tip of the first arm 31 and rotates around a second rotation axis J2 that is aligned vertically to the first arm 31. The first rotation axis J1 and the second rotation axis J2 are parallel to each other.
第2アーム32の先端部には作業ヘッド33が設けられている。作業ヘッド33は、第2アーム32の先端部に同軸的に配置されたスプラインナット331およびボールねじナット332と、スプラインナット331およびボールねじナット332に挿通されたスプラインシャフト333と、を有する。スプラインシャフト333は、第2アーム32に対して、その中心軸であり鉛直方向に沿った第3回動軸J3まわりに回転可能で、かつ、第3回動軸J3に沿って昇降可能である。第3回動軸J3は、第1回動軸J1および第2回動軸J2と平行である。 A working head 33 is provided at the tip of the second arm 32. The working head 33 has a spline nut 331 and a ball screw nut 332 that are coaxially arranged at the tip of the second arm 32, and a spline shaft 333 that is inserted through the spline nut 331 and the ball screw nut 332. The spline shaft 333 is rotatable around a third rotation axis J3 that is its central axis and aligned in the vertical direction relative to the second arm 32, and can be raised and lowered along the third rotation axis J3. The third rotation axis J3 is parallel to the first rotation axis J1 and the second rotation axis J2.
スプラインシャフト333の下端部にはエンドエフェクター34が装着されている。エンドエフェクター34は、着脱自在であり目的の作業に適したものが適宜選択される。エンドエフェクター34としては、例えば、ワークを挟持、吸着により保持するハンド、ワークに対して所定の加工を行う作業具等が挙げられる。 An end effector 34 is attached to the lower end of the spline shaft 333. The end effector 34 is detachable and is appropriately selected to suit the intended work. Examples of the end effector 34 include a hand that clamps and holds the workpiece by suction, and a work tool that performs a specified process on the workpiece.
また、ロボット1は、基台2と第1アーム31とを連結し、基台2に対して第1アーム31を第1回動軸J1まわりに回動させるロボット関節機構51と、第1アーム31と第2アーム32とを連結し、第1アーム31に対して第2アーム32を第2回動軸J2まわりに回動させるロボット関節機構52と、を有する。また、ロボット1は、スプラインナット331を回転させてスプラインシャフト333を第3回動軸J3まわりに回転させる駆動装置53と、ボールねじナット332を回転させてスプラインシャフト333を第3回動軸J3に沿った方向に昇降させる駆動装置54と、を有する。 The robot 1 also has a robot joint mechanism 51 that connects the base 2 and the first arm 31 and rotates the first arm 31 around the first rotation axis J1 relative to the base 2, and a robot joint mechanism 52 that connects the first arm 31 and the second arm 32 and rotates the second arm 32 around the second rotation axis J2 relative to the first arm 31. The robot 1 also has a drive unit 53 that rotates the spline nut 331 to rotate the spline shaft 333 around the third rotation axis J3, and a drive unit 54 that rotates the ball screw nut 332 to raise and lower the spline shaft 333 in a direction along the third rotation axis J3.
また、ロボット1は、基台2内に配置され、図示しないホストコンピューターからの指令に基づいてロボット関節機構51、52および駆動装置53、54の駆動を制御するロボット制御装置4を有する。ロボット制御装置4がロボット関節機構51、52および駆動装置53、54をそれぞれ独立して制御することにより、ロボット1に所望の作業を行わせることができる。 The robot 1 also has a robot control device 4 that is disposed within the base 2 and controls the driving of the robot joint mechanisms 51, 52 and the driving devices 53, 54 based on commands from a host computer (not shown). The robot control device 4 controls the robot joint mechanisms 51, 52 and the driving devices 53, 54 independently, allowing the robot 1 to perform a desired task.
ロボット制御装置4は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサーと、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部インターフェースと、を有する。また、メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが保存され、プロセッサーは、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行することができる。 The robot control device 4 is, for example, composed of a computer, and has a processor that processes information, a memory communicatively connected to the processor, and an external interface. In addition, the memory stores various programs that can be executed by the processor, and the processor can read and execute the various programs stored in the memory.
以上、ロボット1の全体構成について簡単に説明した。次に、ロボット1が備えるロボット関節機構51、52について詳述する。なお、ロボット関節機構51、52は、配置が異なること以外は互いに同様の構成であるため、以下では、ロボット関節機構51について詳細に説明し、ロボット関節機構52については、その説明を省略する。 The above is a brief explanation of the overall configuration of the robot 1. Next, the robot joint mechanisms 51 and 52 equipped in the robot 1 will be described in detail. Note that the robot joint mechanisms 51 and 52 have the same configuration except for their different positions, so below, the robot joint mechanism 51 will be described in detail, and a description of the robot joint mechanism 52 will be omitted.
図2に示すように、ロボット関節機構51は、フランジ9と、フランジ9の下面側に配置されたモーター6と、モーター6の下側に配置されたエンコーダー8と、フランジ9の上面側に配置された波動歯車装置7と、を有する。なお、以下では、モーター6が有するシャフト61の回転軸をロボット関節機構51の中心軸A1とする。この中心軸A1は、ロボット1の第1回動軸J1を構成する。 As shown in FIG. 2, the robot joint mechanism 51 has a flange 9, a motor 6 arranged on the underside of the flange 9, an encoder 8 arranged on the underside of the motor 6, and a strain wave gear device 7 arranged on the upper side of the flange 9. In the following, the rotation axis of the shaft 61 of the motor 6 is referred to as the central axis A1 of the robot joint mechanism 51. This central axis A1 constitutes the first rotation axis J1 of the robot 1.
≪フランジ9≫
フランジ9は、ロボット1の一部を構成するロボット構成部品であり、モーター6および波動歯車装置7を支持すると共に、ロボット関節機構51を基台2に固定するための部材である。つまり、モーター6および波動歯車装置7は、フランジ9を介して基台2に固定される。ただし、ロボット構成部品としては、フランジ9に限定されず、例えば、基台2であってもよい。つまり、本実施形態では、フランジ9を介してモーター6および波動歯車装置7が基台2に固定されているが、これに限定されず、モーター6および波動歯車装置7が基台2に直接固定されていてもよい。これにより、ロボット1の部品点数を減らすことができる。そして、部品点数が減るためねじの締結が無くなり、剛性を向上することができる。また、組立工数を削減することもできる。
<Flange 9>
The flange 9 is a robot component constituting a part of the robot 1, and is a member for supporting the motor 6 and the strain wave gearing 7, as well as for fixing the robot joint mechanism 51 to the base 2. That is, the motor 6 and the strain wave gearing 7 are fixed to the base 2 via the flange 9. However, the robot component is not limited to the flange 9, and may be, for example, the base 2. That is, in this embodiment, the motor 6 and the strain wave gearing 7 are fixed to the base 2 via the flange 9, but this is not limited thereto, and the motor 6 and the strain wave gearing 7 may be fixed directly to the base 2. This makes it possible to reduce the number of parts of the robot 1. Furthermore, since the number of parts is reduced, there is no need to fasten screws, and rigidity can be improved. Furthermore, the number of assembly steps can be reduced.
図2に示すように、フランジ9の中央部には貫通孔90が形成されており、この貫通孔90には下側からモーター6のシャフト61が挿入されている。また、貫通孔90は、中心軸A1を中心とする略円形である。ただし、貫通孔90の形状としては、特に限定されない。 As shown in FIG. 2, a through hole 90 is formed in the center of the flange 9, and the shaft 61 of the motor 6 is inserted into this through hole 90 from below. The through hole 90 is also substantially circular and centered on the central axis A1. However, the shape of the through hole 90 is not particularly limited.
また、貫通孔90の直径R90は、波動歯車装置7が有するウェーブジェネレーター71の長径R71よりも小さい。つまり、R90<R71である。言い換えると、中心軸A1に沿う方向からの平面視で、貫通孔90がウェーブジェネレーター71と重なっている。これにより、図示のように、波動歯車装置7よりもサイズの小さいモーター6であっても、従来のような中継部材を介することなく、フランジ9に固定することができる。そのため、フランジ9へのモーター6の取り付け精度の低下が抑制され、中心軸A1のずれを効果的に抑制することができる。また、中継部材を介さない分、フランジ9やハウジング63の公差を甘めに設定することもでき、良品率の低下が抑えられて製造コストの低下にもつながる。なお、当該効果については、後に詳述する。 Moreover, the diameter R 90 of the through hole 90 is smaller than the major axis R 71 of the wave generator 71 of the strain wave gear device 7. That is, R 90 <R 71. In other words, the through hole 90 overlaps with the wave generator 71 in a plan view from the direction along the central axis A1. As a result, even if the motor 6 is smaller in size than the strain wave gear device 7, as shown in the figure, it can be fixed to the flange 9 without using a relay member as in the conventional case. Therefore, the deterioration of the mounting accuracy of the motor 6 to the flange 9 is suppressed, and the deviation of the central axis A1 can be effectively suppressed. In addition, since no relay member is used, the tolerances of the flange 9 and the housing 63 can be set more leniently, and the decrease in the non-defective rate is suppressed, leading to a reduction in manufacturing costs. This effect will be described in detail later.
また、図2に示すように、フランジ9には、フランジ9の下面にモーター6を固定するための第1孔91と、フランジ9の上面に波動歯車装置7を固定するための第2孔92と、フランジ9を第1部材としての基台2に固定するための第3孔93と、が形成されている。このうち、第1孔91は、第1ボルトB1が螺合挿入されるねじ孔(雌ねじ)であり、第2孔92および第3孔93は、第2ボルトB2および第3ボルトB3が挿通され、上下面を貫通する貫通孔である。 As shown in FIG. 2, the flange 9 is formed with a first hole 91 for fixing the motor 6 to the underside of the flange 9, a second hole 92 for fixing the strain wave gear device 7 to the upper surface of the flange 9, and a third hole 93 for fixing the flange 9 to the base 2 as the first member. Of these, the first hole 91 is a threaded hole (female thread) into which the first bolt B1 is screwed, and the second hole 92 and the third hole 93 are through holes that penetrate the upper and lower surfaces and through which the second bolt B2 and the third bolt B3 are inserted.
図3に示すように、第1孔91は、貫通孔90の周囲を囲むように中心軸A1を中心とする半径r1の仮想円C1に沿って略等間隔に4つ配置されている。また、第2孔92は、貫通孔90の周囲を囲むように中心軸A1を中心とする半径r2の仮想円C2に沿って略等間隔に16つ配置されている。また、第3孔93は、貫通孔90の周囲を囲むように中心軸A1を中心とする半径r3の仮想円C3に沿って略等間隔に6つ配置されている。 As shown in FIG. 3, four first holes 91 are arranged at approximately equal intervals along a virtual circle C1 of radius r1 centered on the central axis A1 so as to surround the periphery of the through hole 90. Sixteen second holes 92 are arranged at approximately equal intervals along a virtual circle C2 of radius r2 centered on the central axis A1 so as to surround the periphery of the through hole 90. Six third holes 93 are arranged at approximately equal intervals along a virtual circle C3 of radius r3 centered on the central axis A1 so as to surround the periphery of the through hole 90.
このように、第1孔91を仮想円C1に沿って複数配置することにより、モーター6をフランジ9に対してバランスよく強固に固定することができる。同様に、第2孔92を仮想円C2に沿って複数配置することにより、波動歯車装置7をフランジ9に対してバランスよく強固に固定することができる。そのため、ロボット関節機構51の機械的強度が向上し、ロボット関節機構51の寿命低下を抑制することができる。また、第3孔93を仮想円C3に沿って複数配置することにより、ロボット関節機構51を基台2に対してバランスよく強固に固定することができるため、ロボット1の機械的強度が向上する。 In this way, by arranging multiple first holes 91 along the imaginary circle C1, the motor 6 can be fixed firmly to the flange 9 in a balanced manner. Similarly, by arranging multiple second holes 92 along the imaginary circle C2, the strain wave gear device 7 can be fixed firmly to the flange 9 in a balanced manner. This improves the mechanical strength of the robot joint mechanism 51 and suppresses a decrease in the life span of the robot joint mechanism 51. Furthermore, by arranging multiple third holes 93 along the imaginary circle C3, the robot joint mechanism 51 can be fixed firmly to the base 2 in a balanced manner, thereby improving the mechanical strength of the robot 1.
同心配置された3つの仮想円C1、C2、C3は、半径r1<半径r2<半径r3の関係にある。つまり、第3孔93よりも中心軸A1側に第2孔92が位置し、第2孔92よりも中心軸A1側に第1孔91が位置する。このように、第2孔92よりも中心軸A1側に第1孔91を配置することにより、波動歯車装置7に対してサイズの小さいモーター6を中継部材を介することなく、より確実に、フランジ9に固定することができる。 The three concentrically arranged virtual circles C1, C2, and C3 have a relationship of radius r1 < radius r2 < radius r3. In other words, the second hole 92 is located closer to the central axis A1 than the third hole 93, and the first hole 91 is located closer to the central axis A1 than the second hole 92. In this way, by locating the first hole 91 closer to the central axis A1 than the second hole 92, the motor 6, which is smaller in size than the strain wave gear device 7, can be more reliably fixed to the flange 9 without the need for an intermediate member.
≪モーター6≫
図2に示すように、モーター6は、フランジ9の下側に配置されている。また、モーター6は、例えば、ACサーボモーターである。ただし、モーター6としては、特に限定されず、例えば、DCサーボモーター、ステッピングモーター等を用いてもよい。このようなモーター6は、出力軸であるシャフト61と、シャフト61を回転させる図示しないステーターと、これらを収容するハウジング63と、を有する。
<Motor 6>
As shown in Fig. 2, the motor 6 is disposed below the flange 9. The motor 6 is, for example, an AC servo motor. However, the motor 6 is not particularly limited, and for example, a DC servo motor, a stepping motor, or the like may be used. Such a motor 6 has a shaft 61 that is an output shaft, a stator (not shown) that rotates the shaft 61, and a housing 63 that accommodates these.
ハウジング63の上端部には、モーター6をフランジ9にねじ止めするための4つの挿通孔64が形成されている。各挿通孔64は、第1孔91と重なり合い、各挿通孔64に下側から第1ボルトB1が挿通され、その第1ボルトB1がフランジ9の第1孔91に螺合挿入されている。これにより、モーター6がフランジ9に固定されている。ただし、第1孔91およびそれに対応する挿通孔64の数としては、特に限定されない。また、第1孔91および挿通孔64の数は、同数でなくてもよい。 The upper end of the housing 63 is formed with four insertion holes 64 for screwing the motor 6 to the flange 9. Each insertion hole 64 overlaps with a first hole 91, and a first bolt B1 is inserted from below into each insertion hole 64, and the first bolt B1 is screwed into the first hole 91 of the flange 9. In this way, the motor 6 is fixed to the flange 9. However, the number of first holes 91 and the corresponding insertion holes 64 is not particularly limited. Furthermore, the number of first holes 91 and the number of insertion holes 64 do not have to be the same.
ここで、モーター6がフランジ9に固定された状態では、図4に示すように、少なくとも1つ、図示の構成では8つの第2孔92がモーター6と重なっている。このような構成においても、後述する組立方法によればロボット関節機構51を組み立てることができる。そのため、第2孔92とモーター6との重なりを配慮する必要がなくなり、ロボット関節機構51の設計自由度が高まる。その結果、種々のサイズのモーター6が適用可能なロボット関節機構51となり、その汎用性が高まる。 When the motor 6 is fixed to the flange 9, as shown in FIG. 4, at least one, and in the illustrated configuration, eight, second holes 92 overlap with the motor 6. Even with this configuration, the robot joint mechanism 51 can be assembled using the assembly method described below. This eliminates the need to consider overlap between the second holes 92 and the motor 6, increasing the design freedom of the robot joint mechanism 51. As a result, the robot joint mechanism 51 can be adapted to motors 6 of various sizes, increasing its versatility.
また、図2に示すように、シャフト61は、中心軸A1まわりに回転可能にハウジング63に支持されている。また、シャフト61は、その上端部において波動歯車装置7と連結され、その下端部においてエンコーダー8と連結されている。これにより、シャフト61の回転が波動歯車装置7およびエンコーダー8にそれぞれ伝達される。 As shown in FIG. 2, the shaft 61 is supported by the housing 63 so as to be rotatable about the central axis A1. The shaft 61 is connected at its upper end to the strain wave gear device 7 and at its lower end to the encoder 8. This allows the rotation of the shaft 61 to be transmitted to the strain wave gear device 7 and the encoder 8, respectively.
また、ハウジング63は、上側に凸部が設けられており、ハウジング63の凸部とフランジ9の貫通孔90の側壁とは係合する。そして、ハウジング63とフランジ9との間にはオイルシール67が配置され、シャフト61とハウジング63との隙間にはオイルシール65が配置されている。これらオイルシール65、67によって波動歯車装置7のオイル漏れが抑制されている。 The housing 63 also has a protrusion on the upper side, which engages with the side wall of the through hole 90 in the flange 9. An oil seal 67 is disposed between the housing 63 and the flange 9, and an oil seal 65 is disposed in the gap between the shaft 61 and the housing 63. These oil seals 65 and 67 prevent oil leakage from the strain wave gear device 7.
≪エンコーダー8≫
図2に示すように、エンコーダー8は、第1回動軸J1に沿ってモーター6と並んで配置され、モーター6の下側に位置している。エンコーダー8は、シャフト61に固定された光学スケール81と、光学スケール81の回転状態を検出する光学センサー82と、を有する。
<Encoder 8>
2 , the encoder 8 is disposed alongside the motor 6 along the first rotation axis J1, and is located below the motor 6. The encoder 8 has an optical scale 81 fixed to the shaft 61, and an optical sensor 82 that detects the rotation state of the optical scale 81.
光学スケール81は、シャフト61と共に第1回動軸J1まわりに回転する。また、光学スケール81の下面には、光学スケール81の回転角度を検出し得る図示しない検出用パターンが形成されている。一方、光学センサー82は、光学スケール81上の検出用パターンに向けて光を出射する発光素子と、検出用パターンで反射した光を受光する受光素子と、を有する。このような構成のエンコーダー8では、光学スケール81の第1回動軸J1まわりの回転に伴って受光素子からの出力信号の波形が変化する。そのため、この出力信号に基づいて、シャフト61の回転角度を検出することができる。 The optical scale 81 rotates together with the shaft 61 around the first rotation axis J1. In addition, a detection pattern (not shown) that can detect the rotation angle of the optical scale 81 is formed on the underside of the optical scale 81. Meanwhile, the optical sensor 82 has a light-emitting element that emits light toward the detection pattern on the optical scale 81, and a light-receiving element that receives light reflected by the detection pattern. In an encoder 8 configured in this way, the waveform of the output signal from the light-receiving element changes as the optical scale 81 rotates around the first rotation axis J1. Therefore, the rotation angle of the shaft 61 can be detected based on this output signal.
≪波動歯車装置7≫
図2に示すように、波動歯車装置7は、フランジ9の上面側に配置されている。波動歯車装置7は、第1回動軸J1に沿ってモーター6と並んで配置され、モーター6の上側に位置している。このような波動歯車装置7は、シャフト61の回転を高い減速比で減速して出力し、減速比に比例した高いトルクを発生させる。
<Harmonic gear device 7>
2, the strain wave gear device 7 is disposed on the upper surface side of the flange 9. The strain wave gear device 7 is disposed alongside the motor 6 along the first rotation axis J1 and is located above the motor 6. Such a strain wave gear device 7 reduces the rotation of the shaft 61 at a high reduction ratio and outputs the reduced rotation, generating a high torque proportional to the reduction ratio.
波動歯車装置7は、ウェーブジェネレーター71と、フレックスプライン73と、サーキュラスプライン76と、カバー部材79と、を有する。波動歯車装置7では、ウェーブジェネレーター71がモーター6の動力が入力される入力側となり、サーキュラスプライン76がモーター6の動力を減速して出力する出力側となる。 The strain wave gear device 7 has a wave generator 71, a flex spline 73, a circular spline 76, and a cover member 79. In the strain wave gear device 7, the wave generator 71 is the input side to which the power of the motor 6 is input, and the circular spline 76 is the output side that reduces the power of the motor 6 and outputs it.
また、サーキュラスプライン76は、実質的に撓まない剛体で構成された環状の内歯歯車である。サーキュラスプライン76は、内側主軸受け761と、内側主軸受け761の外側に位置する外側主軸受け762と、を有する。また、内側主軸受け761と外側主軸受け762とは、ベアリング763により連結され、外側主軸受け762と内側主軸受け761とが相対的に回転可能となっている。 The circular spline 76 is an annular internal gear made of a rigid body that does not substantially flex. The circular spline 76 has an inner main bearing 761 and an outer main bearing 762 located outside the inner main bearing 761. The inner main bearing 761 and the outer main bearing 762 are connected by a bearing 763, and the outer main bearing 762 and the inner main bearing 761 can rotate relative to each other.
また、内側主軸受け761の内周部にはフレックスプライン73と噛合する内歯761bが形成されている。また、内側主軸受け761の下面には16つのねじ孔761aが形成されている。各ねじ孔761aは、第2孔92と重なり合っており、各第2孔92に下側から第2ボルトB2が挿通され、その第2ボルトB2がねじ孔761aに螺合挿入されている。これにより、波動歯車装置7がフランジ9に固定される。ただし、第2孔92およびそれに対応するねじ孔761aの数としては、特に限定されない。また、第2孔92およびねじ孔761aの数は、同数でなくてもよい。 The inner periphery of the inner main bearing 761 is formed with internal teeth 761b that mesh with the flexspline 73. The inner main bearing 761 is formed with 16 screw holes 761a on its underside. Each screw hole 761a overlaps with a second hole 92, and a second bolt B2 is inserted into each second hole 92 from below, and the second bolt B2 is screwed into the screw hole 761a. This fixes the strain wave gear device 7 to the flange 9. However, the number of second holes 92 and the corresponding screw holes 761a is not particularly limited. The number of second holes 92 and the screw holes 761a does not have to be the same.
以上、説明したように、モーター6および波動歯車装置7は、共に下側から挿通された第1ボルトB1および第2ボルトB2によってフランジ9に固定されている。このように、第1、第2ボルトB1、B2を同じ側から挿通することにより、ロボット関節機構51の組み立て、分解が容易となる。ただし、これに限定されず、第1、第2ボルトB1、B2を互いに異なる側から挿入してもよい。 As described above, the motor 6 and the strain wave gear device 7 are fixed to the flange 9 by the first bolt B1 and the second bolt B2, both of which are inserted from below. By inserting the first and second bolts B1 and B2 from the same side in this way, assembly and disassembly of the robot joint mechanism 51 becomes easy. However, this is not limited to this, and the first and second bolts B1 and B2 may be inserted from different sides.
一方で、外側主軸受け762には、上下面を貫通する挿通孔762aが形成されている。そして、各挿通孔762aに下側から第4ボルトB4が挿通され、第4ボルトB4がカバー部材79に螺合挿入されている。これにより、外側主軸受け762とカバー部材79とが固定される。さらに、カバー部材79は、第5ボルトB5によって第2部材としての第1アーム31に固定されている。ただし、外側主軸受け762と第1アーム31との固定方法は、特に限定されない。例えば、カバー部材79を省略して、第1アーム31に直接固定してもよい。 On the other hand, the outer main bearing 762 has an insertion hole 762a that penetrates the upper and lower surfaces. A fourth bolt B4 is inserted from below into each insertion hole 762a, and the fourth bolt B4 is screwed into the cover member 79. This fixes the outer main bearing 762 and the cover member 79. Furthermore, the cover member 79 is fixed to the first arm 31, which serves as the second member, by a fifth bolt B5. However, the method of fixing the outer main bearing 762 to the first arm 31 is not particularly limited. For example, the cover member 79 may be omitted and the outer main bearing 762 may be fixed directly to the first arm 31.
また、フレックスプライン73は、サーキュラスプライン76の内側に配置されている。フレックスプライン73は、ウェーブジェネレーター71の外周に沿って撓み変形可能な可撓性を有する筒状部731と、筒状部731の上端部に接続された環状のフランジ部732と、を有する。 The flexspline 73 is disposed inside the circular spline 76. The flexspline 73 has a flexible cylindrical portion 731 that can bend and deform along the outer periphery of the wave generator 71, and an annular flange portion 732 connected to the upper end of the cylindrical portion 731.
筒状部731の外周部には、サーキュラスプライン76の内歯761bと噛合する外歯731aが形成されている。外歯731aの歯数は、内歯761bの歯数よりも少なく設定されている。フランジ部732は、第4ボルトB4によって外側主軸受け762と共にカバー部材79に固定されている。 External teeth 731a that mesh with the internal teeth 761b of the circular spline 76 are formed on the outer periphery of the cylindrical portion 731. The number of teeth of the external teeth 731a is set to be less than the number of teeth of the internal teeth 761b. The flange portion 732 is fixed to the cover member 79 together with the outer main bearing 762 by the fourth bolt B4.
また、ウェーブジェネレーター71は、シャフト61に固定され、シャフト61の回転に連動して回転する波動発生部711と、波動発生部711とフレックスプライン73との間に嵌め込まれたベアリング712と、を有する。波動発生部711は、中心軸A1に沿う方向からの平面視で外周が楕円形または長円形である。つまり、ウェーブジェネレーター71は、長手方向と、それに直交する短手方向と、を有する形状である。ウェーブジェネレーター71は、フレックスプライン73の筒状部731の内周面に接し、筒状部731を楕円形または長円形に撓めて筒状部731の外歯731aをサーキュラスプライン76の内歯761bに部分的に噛合させる。これにより、長軸の部分でサーキュラスプライン76と歯が噛み合い、短軸の部分では歯が完全に離れた状態となる。なお、ウェーブジェネレーター71の長軸の長さが長径R71であり、前述したように、長径R71は、貫通孔90の直径R90よりも大きい。 The wave generator 71 also includes a wave generating unit 711 that is fixed to the shaft 61 and rotates in conjunction with the rotation of the shaft 61, and a bearing 712 that is fitted between the wave generating unit 711 and the flexspline 73. The wave generating unit 711 has an outer periphery that is elliptical or oblong in plan view from the direction along the central axis A1. In other words, the wave generator 71 has a shape that has a longitudinal direction and a lateral direction that is perpendicular to the longitudinal direction. The wave generator 71 contacts the inner periphery of the cylindrical portion 731 of the flexspline 73, and bends the cylindrical portion 731 into an elliptical or oblong shape to partially mesh the external teeth 731a of the cylindrical portion 731 with the internal teeth 761b of the circular spline 76. As a result, the teeth of the circular spline 76 mesh with those of the circular spline 76 at the major axis portion, and the teeth are completely separated at the minor axis portion. The length of the major axis of the wave generator 71 is the major axis R 71 , and as described above, the major axis R 71 is larger than the diameter R 90 of the through hole 90 .
ウェーブジェネレーター71にモーター6からの駆動力が入力されると、フレックスプライン73およびサーキュラスプライン76は、互いの噛み合い位置が周方向に順次移動しながら、歯数差に起因して中心軸A1まわりに相対的に回転する。本実施形態では、フレックスプライン73と外側主軸受け762とがカバー部材79を介して第1アーム31に固定され、内側主軸受け761がフランジ9を介して基台2に固定されているため、第1アーム31が基台2に対して第1回動軸J1まわりに回動する。 When the driving force from the motor 6 is input to the wave generator 71, the flexspline 73 and the circular spline 76 rotate relatively around the central axis A1 due to the difference in the number of teeth, while their meshing positions move sequentially in the circumferential direction. In this embodiment, the flexspline 73 and the outer main bearing 762 are fixed to the first arm 31 via the cover member 79, and the inner main bearing 761 is fixed to the base 2 via the flange 9, so that the first arm 31 rotates around the first rotation axis J1 with respect to the base 2.
このような波動歯車装置7によれば、モーター6からウェーブジェネレーター71に入力された回転が減速されてサーキュラスプライン76の外側主軸受けから出力され、出力側において減速比に比例したトルクを得ることができる。 With this type of wave gear device 7, the rotation input from the motor 6 to the wave generator 71 is decelerated and output from the outer main bearing of the circular spline 76, and a torque proportional to the reduction ratio can be obtained on the output side.
以上、ロボット関節機構51の構成について説明した。前述したように、ロボット関節機構51は、R90<R71の関係を有する。このような関係を有することにより、フランジ9の第2孔92よりも内側にスペースが生じ、このスペースに第1孔91を形成することができる。つまり、波動歯車装置7を固定するための第2孔92よりも内側に、モーター6を固定するための第1孔91を配置することができる。したがって、波動歯車装置7よりもサイズ(径)の小さいモーター6であっても、中継部材を介することなく、フランジ9に固定することができる。なお、参考として、図5に、R90>R71であり、モーター6が中継部材10を介してフランジ9に固定された構成をロボット関節機構51’として図示する。 The configuration of the robot joint mechanism 51 has been described above. As described above, the robot joint mechanism 51 has the relationship R 90 <R 71. This relationship creates a space inside the second hole 92 of the flange 9, and the first hole 91 can be formed in this space. In other words, the first hole 91 for fixing the motor 6 can be disposed inside the second hole 92 for fixing the strain wave gear device 7. Therefore, even if the motor 6 has a smaller size (diameter) than the strain wave gear device 7, it can be fixed to the flange 9 without an intermediate member. For reference, FIG. 5 illustrates a robot joint mechanism 51′ in which R 90 >R 71 and the motor 6 is fixed to the flange 9 via an intermediate member 10.
そのため、フランジ9へのモーター6の取り付け精度が向上し、シャフト61の回転軸と波動歯車装置7の回転軸とのずれを効果的に抑制することができる。そのため、ロボット関節機構51の駆動が安定すると共に、ロボット関節機構51に意図しない過度な応力が加わり難くなる。その結果、ロボット関節機構51の寿命の低下を効果的に抑制することができる。一方で、中継部材を介さない分、部材点数が少なくなり、フランジ9やハウジング63の公差を甘めに設定することもでき、良品率の低下が抑えられて製造コストの低下にもつながる。 This improves the accuracy of mounting the motor 6 to the flange 9, and effectively prevents misalignment between the rotation axis of the shaft 61 and the rotation axis of the strain wave gear device 7. This stabilizes the drive of the robot joint mechanism 51 and makes it difficult for unintended excessive stress to be applied to the robot joint mechanism 51. As a result, it is possible to effectively prevent a decrease in the lifespan of the robot joint mechanism 51. On the other hand, since no intermediate members are used, the number of parts is reduced and the tolerances of the flange 9 and housing 63 can be set more leniently, which prevents a decrease in the yield rate and leads to lower manufacturing costs.
次に、ロボット関節機構51の組立方法を説明する。ロボット関節機構51の組立方法は、図6に示すように、フランジ9を準備する準備ステップS1と、フランジ9の貫通孔90にモーター6のシャフト61を挿通する挿通ステップS2と、モーター6をフランジ9に仮止めする仮止めステップS3と、シャフト61にウェーブジェネレーター71を接続する接続ステップS4と、フレックスプライン73およびサーキュラスプライン76を配置する配置ステップS5と、モーター6の仮止めを外す解除ステップS6と、波動歯車装置7をフランジ9に固定する第1固定ステップS7と、モーター6をフランジ9に固定する第2固定ステップS8と、を含む。以下、これら各ステップS1~S8について順に説明する。 Next, a method for assembling the robot joint mechanism 51 will be described. As shown in FIG. 6, the method for assembling the robot joint mechanism 51 includes a preparation step S1 for preparing the flange 9, an insertion step S2 for inserting the shaft 61 of the motor 6 into the through hole 90 of the flange 9, a temporary fixing step S3 for temporarily fixing the motor 6 to the flange 9, a connection step S4 for connecting the wave generator 71 to the shaft 61, an arrangement step S5 for arranging the flex spline 73 and the circular spline 76, a release step S6 for releasing the temporary fixing of the motor 6, a first fixing step S7 for fixing the strain wave gear device 7 to the flange 9, and a second fixing step S8 for fixing the motor 6 to the flange 9. Each of these steps S1 to S8 will be described in order below.
≪準備ステップS1≫
まず、図7に示すように、フランジ9を準備する。フランジ9には、貫通孔90と、第1孔91と、第2孔92と、第3孔93と、が形成されている。
<Preparation Step S1>
First, a flange 9 is prepared as shown in Fig. 7. The flange 9 has a through hole 90, a first hole 91, a second hole 92, and a third hole 93 formed therein.
≪挿通ステップS2≫
次に、図8に示すように、モーター6を準備し、モーター6のシャフト61を下方側からフランジ9の貫通孔90に挿通する。これにより、シャフト61が貫通孔90から上方へ突出した状態となる。
<<Insertion step S2>>
8, the motor 6 is prepared, and the shaft 61 of the motor 6 is inserted from below into the through-hole 90 of the flange 9. This causes the shaft 61 to protrude upward from the through-hole 90.
≪仮止めステップS3≫
次に、図9に示すように、第1ボルトB1を用いてモーター6をフランジ9に仮止めする。本ステップでは、モーター6がフランジ9に対してがたつかない程度の締結力で第1ボルトB1を締め付ける。モーター6とフランジ9とのがたつきを無くしておくことにより、後の接続ステップS4と配置ステップS5とをスムーズにかつ精度よく行うことができる。
<Temporary fastening step S3>
9, the motor 6 is temporarily fixed to the flange 9 using a first bolt B1. In this step, the first bolt B1 is fastened with a fastening force that does not cause the motor 6 to wobble against the flange 9. By eliminating any wobble between the motor 6 and the flange 9, the subsequent connecting step S4 and arranging step S5 can be performed smoothly and accurately.
≪接続ステップS4≫
次に、図10に示すように、フランジ9の上面側からウェーブジェネレーター71をシャフト61に接続し、固定する。このように、シャフト61を貫通孔90に挿入した後に、反対側からウェーブジェネレーター71をシャフト61に接続することにより、ウェーブジェネレーター71の長径R71よりも径の小さい貫通孔90であっても、ロボット関節機構51を容易に組み立てることができる。
<Connection step S4>
10 , the wave generator 71 is connected to and fixed on the shaft 61 from the upper surface side of the flange 9. In this way, by inserting the shaft 61 into the through hole 90 and then connecting the wave generator 71 to the shaft 61 from the opposite side, the robot joint mechanism 51 can be easily assembled even if the through hole 90 has a smaller diameter than the major axis R 71 of the wave generator 71.
≪配置ステップS5≫
次に、図11に示すように、フランジ9の上面側からフレックスプライン73およびサーキュラスプライン76を配置して、波動歯車装置7を組み立てる。
<<Placement Step S5>>
Next, as shown in FIG. 11, the flexspline 73 and the circular spline 76 are arranged from the upper surface side of the flange 9, and the strain wave gear device 7 is assembled.
≪解除ステップS6≫
次に、図12に示すように、モーター6をフランジ9に固定している第1ボルトB1を取り外し、モーター6の仮止めを解除する。仮止めを解除しても、波動歯車装置7によってシャフト61が支持されるため、モーター6の離脱は、阻止される。また、仮止めを解除した状態では、ハウジング63が中心軸A1まわりに回転自在の状態となる。これにより、第1固定ステップS7を好適に行うことができる。
<<Release step S6>>
12, the first bolts B1 that secure the motor 6 to the flange 9 are removed, and the temporary fastening of the motor 6 is released. Even if the temporary fastening is released, the shaft 61 is supported by the strain wave gear device 7, so that the motor 6 is prevented from coming off. In addition, with the temporary fastening released, the housing 63 is free to rotate about the central axis A1. This allows the first fixing step S7 to be carried out appropriately.
≪第1固定ステップS7≫
次に、図13に示すように、各第2孔92に第2ボルトB2を挿通し、内側主軸受け761のねじ孔761aに螺合挿入する。これにより、波動歯車装置7がフランジ9に固定される。
<<First fixing step S7>>
13 , the second bolts B2 are inserted through the second holes 92 and screwed into the threaded holes 761 a of the inner main bearing 761. In this way, the strain wave gear device 7 is fixed to the flange 9.
具体的に説明すると、まず、ハウジング63をフランジ9に対して中心軸A1まわりに回転させて、図14に示す状態とする。図14では、8つの第2孔92がハウジング63と重なっており、残りの8つのハウジング63がハウジング63と重なっていない。次に、図15に示すように、ハウジング63と重なっていない各第2孔92に第2ボルトB2を挿通し、内側主軸受け761のねじ孔761aに螺合挿入する。 To explain in more detail, first, the housing 63 is rotated around the central axis A1 relative to the flange 9 to the state shown in FIG. 14. In FIG. 14, eight second holes 92 overlap with the housing 63, and the remaining eight housings 63 do not overlap with the housing 63. Next, as shown in FIG. 15, the second bolt B2 is inserted into each second hole 92 that does not overlap with the housing 63, and screwed into the threaded hole 761a of the inner main bearing 761.
次に、図16に示すように、ハウジング63をフランジ9に対して中心軸A1まわりに45°回転させる。この状態では、図14の状態でハウジング63と重なっていた第2孔92がハウジング63と重ならず、反対に、図14の状態でハウジング63と重っていなかった第2孔92がハウジング63と重なっている。次に、図17に示すように、ハウジング63と重なっていない各第2孔92に第2ボルトB2を挿通し、内側主軸受け761のねじ孔761aに螺合挿入する。 Next, as shown in FIG. 16, the housing 63 is rotated 45° around the central axis A1 relative to the flange 9. In this state, the second holes 92 that overlapped with the housing 63 in the state of FIG. 14 do not overlap with the housing 63, and conversely, the second holes 92 that did not overlap with the housing 63 in the state of FIG. 14 overlap with the housing 63. Next, as shown in FIG. 17, the second bolts B2 are inserted through each second hole 92 that does not overlap with the housing 63, and screwed into the threaded hole 761a of the inner main bearing 761.
これにより、全ての第2孔92に第2ボルトB2が挿通され、波動歯車装置7がフランジ9に固定される。つまり、モーター6と重なる第2孔92を用いて波動歯車装置7がフランジ9にねじ止めされている。これにより、波動歯車装置7を貫通孔90の周囲において、フランジ9に対してバランスよく強固に固定することができる。そのため、ロボット関節機構51の機械的強度が向上し、ロボット関節機構51の寿命低下を抑制することができる。また、このような方法によれば、ハウジング63を回転させて、全ての第2孔92を順にハウジング63と重ならない状態とすればよいため、第2孔92とモーター6との重なりを配慮する必要が低くなり、ロボット関節機構51の設計自由度が高まる。その結果、種々のサイズのモーター6が適用可能なロボット関節機構51となり、その汎用性が高まる。 As a result, the second bolts B2 are inserted through all the second holes 92, and the strain wave gear device 7 is fixed to the flange 9. In other words, the strain wave gear device 7 is screwed to the flange 9 using the second holes 92 that overlap the motor 6. This allows the strain wave gear device 7 to be firmly fixed to the flange 9 in a balanced manner around the through hole 90. This improves the mechanical strength of the robot joint mechanism 51, and suppresses a decrease in the lifespan of the robot joint mechanism 51. In addition, according to this method, it is sufficient to rotate the housing 63 so that all the second holes 92 do not overlap the housing 63 in sequence, so there is less need to consider the overlap between the second holes 92 and the motor 6, and the design freedom of the robot joint mechanism 51 is increased. As a result, the robot joint mechanism 51 is capable of being used with motors 6 of various sizes, and its versatility is improved.
≪第2固定ステップS8≫
次に、図18に示すように、ハウジング63の各挿通孔64に下側から第1ボルトB1を挿通し、第1ボルトB1をフランジ9の第1孔91に螺合挿入することにより、モーター6をフランジ9に固定する。
<<Second fixing step S8>>
Next, as shown in FIG. 18 , first bolts B1 are inserted from below through each insertion hole 64 of the housing 63 and then screwed into the first holes 91 of the flange 9 to secure the motor 6 to the flange 9 .
以上により、ロボット関節機構51の組み立てが完了する。このような組立方法によれば、波動歯車装置7よりもサイズ(径)の小さいモーター6であっても、中継部材を介することなく、フランジ9に固定することができる。そのため、フランジ9へのモーター6の取り付け精度が向上し、シャフト61の回転軸と波動歯車装置7の回転軸とのずれを効果的に抑制することができる。そのため、ロボット関節機構51の駆動が安定すると共に、ロボット関節機構51に意図しない過度な応力が加わり難くなる。その結果、ロボット関節機構51の寿命の低下を効果的に抑制することができる。一方で、中継部材を介さない分、部材点数が少なくなり、フランジ9やハウジング63の公差を甘めに設定することもでき、良品率の低下が抑えられて製造コストの低下にもつながる。 The assembly of the robot joint mechanism 51 is thus completed. With this assembly method, even if the motor 6 is smaller in size (diameter) than the strain wave gear device 7, it can be fixed to the flange 9 without using an intermediate member. This improves the accuracy of mounting the motor 6 to the flange 9, and effectively suppresses misalignment between the rotation axis of the shaft 61 and the rotation axis of the strain wave gear device 7. This stabilizes the drive of the robot joint mechanism 51 and makes it difficult for unintended excessive stress to be applied to the robot joint mechanism 51. As a result, it is possible to effectively suppress a decrease in the life of the robot joint mechanism 51. On the other hand, since no intermediate member is used, the number of parts is reduced, and the tolerances of the flange 9 and the housing 63 can be set more leniently, which suppresses a decrease in the yield rate and leads to a decrease in manufacturing costs.
また、上記の組立方法での各ステップS1~S8の順序に限定されず、他の順序であってもよい。例えば、配置ステップS5以降の順番を変えて、解除ステップS6の前に第1固定ステップS7の一部を実行してもよい。すなわち、ハウジング63と重なっていない8つの第2孔92に対して第2ボルトB2を挿通し、内側主軸受け761のねじ孔761aに螺合挿入してもよい。そうすることによって、フランジ9と波動歯車装置7とを安定させ組立を行うことができる。 The order of steps S1 to S8 in the above assembly method is not limited to this, and other orders may be used. For example, the order of steps S5 and after may be changed, and part of the first fixing step S7 may be performed before the release step S6. That is, the second bolts B2 may be inserted into the eight second holes 92 that do not overlap with the housing 63, and then screwed into the threaded holes 761a of the inner main bearing 761. By doing so, the flange 9 and the strain wave gear device 7 can be stabilized and assembled.
以上、ロボット1、ロボット関節機構51およびロボット関節機構52の組立方法について説明した。ロボット関節機構51は、前述したように、貫通孔90と、貫通孔90の周囲に配置されている第1孔91および第2孔92と、を備えているロボット構成部品としてのフランジ9と、第1孔91を用いてねじ止めされ、出力軸であるシャフト61が貫通孔90に挿通されているモーター6と、第2孔92を用いてねじ止めされ、シャフト61に接続されているウェーブジェネレーター71を備えている波動歯車装置7と、を有し、貫通孔90の直径R90は、ウェーブジェネレーター71の長径R71よりも小さい。 The above has described the robot 1, the robot joint mechanism 51, and the method of assembling the robot joint mechanism 52. As described above, the robot joint mechanism 51 has the flange 9 as a robot component having the through hole 90 and the first hole 91 and the second hole 92 arranged around the through hole 90, the motor 6 that is screwed using the first hole 91 and has a shaft 61 that is an output shaft inserted into the through hole 90, and the strain wave gear device 7 that is screwed using the second hole 92 and has a wave generator 71 connected to the shaft 61, and the diameter R 90 of the through hole 90 is smaller than the major axis R 71 of the wave generator 71.
このように、R90<R71の関係を有することにより、フランジ9の第2孔92よりも内側にスペースが生じ、このスペースに第1孔91を形成することができる。つまり、波動歯車装置7を固定するための第2孔92よりも内側に、モーター6を固定するための第1孔91を配置することができる。したがって、波動歯車装置7よりもサイズ(径)の小さいモーター6であっても、図5に示したような中継部材10を介することなく、フランジ9に固定することができる。そのため、フランジ9へのモーター6の取り付け精度が向上し、シャフト61の回転軸と波動歯車装置7の回転軸とのずれを効果的に抑制することができる。したがって、ロボット関節機構51の駆動が安定すると共に、ロボット関節機構51に意図しない過度な応力が加わり難くなる。その結果、ロボット関節機構51の寿命の低下を効果的に抑制することができる。一方で、中継部材10を介さない分、部材点数が少なくなり、フランジ9やハウジング63の公差を甘めに設定することもでき、良品率の低下が抑えられて製造コストの低下にもつながる。 In this way, by having the relationship R 90 <R 71 , a space is generated inside the second hole 92 of the flange 9, and the first hole 91 can be formed in this space. In other words, the first hole 91 for fixing the motor 6 can be arranged inside the second hole 92 for fixing the strain wave gear device 7. Therefore, even if the motor 6 has a size (diameter) smaller than the strain wave gear device 7, it can be fixed to the flange 9 without the intermediate member 10 as shown in FIG. 5 . This improves the accuracy of mounting the motor 6 to the flange 9, and effectively suppresses the misalignment between the rotation axis of the shaft 61 and the rotation axis of the strain wave gear device 7. This stabilizes the drive of the robot joint mechanism 51, and makes it difficult for unintended excessive stress to be applied to the robot joint mechanism 51. As a result, the shortening of the life of the robot joint mechanism 51 can be effectively suppressed. On the other hand, the number of parts is reduced by not using the intermediate member 10, and the tolerances of the flange 9 and the housing 63 can be set more leniently, which suppresses the decrease in the yield rate and leads to a reduction in manufacturing costs.
また、前述したように、モーター6および波動歯車装置7は、同じ側からフランジ9にねじ止めされている。これにより、ロボット関節機構51の組み立て、分解が容易となる。 As described above, the motor 6 and the strain wave gear device 7 are screwed to the flange 9 from the same side. This makes it easy to assemble and disassemble the robot joint mechanism 51.
また、前述したように、第2孔92は、貫通孔90の周囲に沿って複数配置されている。これにより、波動歯車装置7を貫通孔90の周囲において、フランジ9に対してバランスよく強固に固定することができる。そのため、ロボット関節機構51の機械的強度が向上し、ロボット関節機構51の寿命低下を抑制することができる。 As described above, the second holes 92 are arranged in multiple locations around the through hole 90. This allows the wave gear device 7 to be firmly fixed to the flange 9 in a balanced manner around the through hole 90. This improves the mechanical strength of the robot joint mechanism 51 and suppresses a decrease in the life span of the robot joint mechanism 51.
また、前述したように、シャフト61の中心軸A1に沿う方向からの平面視で、少なくとも1つの第2孔92は、モーター6と重なり、モーター6と重なる第2孔92を用いて波動歯車装置7がフランジ9にねじ止めされている。これにより、波動歯車装置7を貫通孔90の周囲において、フランジ9に対してバランスよく強固に固定することができる。そのため、ロボット関節機構51の機械的強度が向上し、ロボット関節機構51の寿命低下を抑制することができる。 As described above, in plan view from the direction along the central axis A1 of the shaft 61, at least one of the second holes 92 overlaps with the motor 6, and the harmonic gear device 7 is screwed to the flange 9 using the second hole 92 that overlaps with the motor 6. This allows the harmonic gear device 7 to be firmly fixed to the flange 9 in a balanced manner around the through hole 90. This improves the mechanical strength of the robot joint mechanism 51, and suppresses a decrease in the lifespan of the robot joint mechanism 51.
また、前述したように、第1孔91は、第2孔92よりも前記貫通孔側に位置している。これにより、波動歯車装置7に対してサイズの小さいモーター6を中継部材10を介することなく、より確実に、フランジ9に固定することができる。 As mentioned above, the first hole 91 is located closer to the through hole than the second hole 92. This allows the motor 6, which is smaller in size than the harmonic gear device 7, to be more reliably fixed to the flange 9 without using the relay member 10.
また、前述したように、ロボット1は、第1部材としての基台2と、第2部材としての第1アーム31と、基台2と第1アーム31とを接続し、基台2に対して第1アーム31を回動させるロボット関節機構51と、を有する。そして、ロボット関節機構51は、貫通孔90と、貫通孔90の周囲に配置されている第1孔91および第2孔92と、を備えているロボット構成部品としてのフランジ9と、第1孔91を用いてねじ止めされ、出力軸であるシャフト61が貫通孔90に挿通されているモーター6と、第2孔92を用いてねじ止めされ、シャフト61に接続されているウェーブジェネレーター71を備えている波動歯車装置7と、を有し、貫通孔90の直径R90は、ウェーブジェネレーター71の長径R71よりも小さい。これにより、前述したロボット関節機構51の効果を享受でき、信頼性に優れたロボット1となる。 As described above, the robot 1 includes the base 2 as a first member, the first arm 31 as a second member, and the robot joint mechanism 51 that connects the base 2 and the first arm 31 and rotates the first arm 31 relative to the base 2. The robot joint mechanism 51 includes the flange 9 as a robot component that includes a through hole 90 and a first hole 91 and a second hole 92 that are arranged around the through hole 90, the motor 6 that is screwed using the first hole 91 and has a shaft 61 that is an output shaft inserted into the through hole 90, and the strain wave gear device 7 that is screwed using the second hole 92 and includes a wave generator 71 that is connected to the shaft 61, and the diameter R 90 of the through hole 90 is smaller than the major axis R 71 of the wave generator 71. This allows the robot 1 to enjoy the effects of the robot joint mechanism 51 described above and has excellent reliability.
また、前述したように、ロボット構成部品は、基台2であってもよい。すなわち、フランジ9を介することなく、モーター6および波動歯車装置7を基台2に固定することにより、部品点数を減らすことができる。そして、部品点数が減るためねじの締結が無くなり、剛性を向上することができる。また、組立工数を削減することもできる。 As mentioned above, the robot component may be the base 2. In other words, the number of parts can be reduced by fixing the motor 6 and strain wave gear device 7 to the base 2 without using the flange 9. Furthermore, because the number of parts is reduced, there is no need for screws, which improves rigidity. It also reduces the number of assembly steps.
また、前述したように、ロボット関節機構51の組立方法は、貫通孔90と、貫通孔90の周囲に配置されている第1孔および第2孔と、を備えているロボット構成部品としてのフランジ9を準備する準備ステップS1と、フランジ9の一方側すなわち下側からモーター6の出力軸であるシャフト61を貫通孔90に挿通する挿通ステップS2と、フランジ9の他方側すなわち上側から、波動歯車装置7の一部であり、長径R71が貫通孔90の直径R90よりも大きいウェーブジェネレーター71をシャフト61に接続する接続ステップS4と、フランジ9の上側から、波動歯車装置7の一部であるフレックスプライン73およびサーキュラスプライン76を配置する配置ステップS5と、フランジ9の下側から、第2孔92を用いて波動歯車装置7をフランジ9にねじ止めする第1固定ステップS7と、フランジ9の下面側から、第1孔91を用いてモーター6をフランジ9にねじ止めする第2固定ステップS8と、を含む。 As described above, the assembly method for the robot joint mechanism 51 includes a preparation step S1 of preparing the flange 9 as a robot component having the through hole 90 and the first hole and the second hole arranged around the through hole 90; an insertion step S2 of inserting the shaft 61, which is the output shaft of the motor 6, into the through hole 90 from one side, i.e., the lower side, of the flange 9; a connection step S4 of connecting the wave generator 71, which is a part of the strain wave gearing 7 and has a major diameter R 71 larger than the diameter R 90 of the through hole 90, to the shaft 61 from the other side, i.e., the upper side, of the flange 9; an arrangement step S5 of arranging the flex spline 73 and the circular spline 76, which are parts of the strain wave gearing 7, from the upper side of the flange 9; a first fixing step S7 of screwing the strain wave gearing 7 to the flange 9 using the second hole 92 from the lower side of the flange 9; and a second fixing step S8 of screwing the motor 6 to the flange 9 using the first hole 91 from the underside of the flange 9.
このように、R90<R71の関係を有することにより、フランジ9の第2孔92よりも内側にスペースが生じ、このスペースに第1孔91を形成することができる。つまり、波動歯車装置7を固定するための第2孔92よりも内側に、モーター6を固定するための第1孔91を配置することができる。したがって、波動歯車装置7よりもサイズ(径)の小さいモーター6であっても、図5に示したような中継部材10を介することなく、フランジ9に固定することができる。そのため、フランジ9へのモーター6の取り付け精度が向上し、シャフト61の回転軸と波動歯車装置7の回転軸とのずれを効果的に抑制することができる。したがって、ロボット関節機構51の駆動が安定すると共に、ロボット関節機構51に意図しない過度な応力が加わり難くなる。その結果、ロボット関節機構51の寿命の低下を効果的に抑制することができる。一方で、中継部材10を介さない分、部材点数が少なくなり、フランジ9やハウジング63の公差を甘めに設定することもでき、良品率の低下が抑えられて製造コストの低下にもつながる。 In this way, by having the relationship R 90 <R 71 , a space is generated inside the second hole 92 of the flange 9, and the first hole 91 can be formed in this space. In other words, the first hole 91 for fixing the motor 6 can be arranged inside the second hole 92 for fixing the strain wave gear device 7. Therefore, even if the motor 6 has a size (diameter) smaller than the strain wave gear device 7, it can be fixed to the flange 9 without the intermediate member 10 as shown in FIG. 5 . This improves the accuracy of mounting the motor 6 to the flange 9, and effectively suppresses the misalignment between the rotation axis of the shaft 61 and the rotation axis of the strain wave gear device 7. This stabilizes the drive of the robot joint mechanism 51, and makes it difficult for unintended excessive stress to be applied to the robot joint mechanism 51. As a result, the shortening of the life of the robot joint mechanism 51 can be effectively suppressed. On the other hand, the number of parts is reduced by not using the intermediate member 10, and the tolerances of the flange 9 and the housing 63 can be set more leniently, which suppresses the decrease in the yield rate and leads to a reduction in manufacturing costs.
また、前述したように、ロボット関節機構51の組立方法は、挿通ステップS2と接続ステップS4との間に行われ、モーター6をフランジ9に仮止めする仮止めステップS3と、配置ステップS5と第1固定ステップS7との間に行われ、モーター6の仮止めを解除する解除ステップS6と、を含む。これにより、仮止めステップS3後の各ステップを好適に行うことができる。 As described above, the assembly method of the robot joint mechanism 51 includes a temporary fixing step S3, which is performed between the insertion step S2 and the connection step S4, in which the motor 6 is temporarily fixed to the flange 9, and a release step S6, which is performed between the placement step S5 and the first fixing step S7, in which the temporary fixing of the motor 6 is released. This allows each step after the temporary fixing step S3 to be performed optimally.
また、前述したように、第2孔92は、貫通孔90の周囲に沿って複数形成されており、配置ステップS5を終えた状態では、シャフト61の中心軸A1に沿う方向からの平面視で、少なくとも1つの第2孔92がモーター6と重なっており、第1固定ステップS7では、モーター6を中心軸A1まわりに回転させてモーター6との重なりを解消しながら全ての第2孔92を用いて波動歯車装置7をフランジ9にねじ止めする。これにより、波動歯車装置7を貫通孔90の周囲において、フランジ9に対してバランスよく強固に固定することができる。そのため、ロボット関節機構51の機械的強度が向上し、ロボット関節機構51の寿命低下を抑制することができる。 As described above, multiple second holes 92 are formed around the through hole 90, and when the arrangement step S5 is completed, at least one second hole 92 overlaps with the motor 6 in a plan view from the direction along the central axis A1 of the shaft 61. In the first fixing step S7, the motor 6 is rotated around the central axis A1 to eliminate the overlap with the motor 6, and the strain wave gear device 7 is screwed to the flange 9 using all of the second holes 92. This allows the strain wave gear device 7 to be firmly fixed to the flange 9 in a balanced manner around the through hole 90. This improves the mechanical strength of the robot joint mechanism 51, and suppresses a decrease in the lifespan of the robot joint mechanism 51.
<第2実施形態>
図19は、第2実施形態に係るロボット関節機構の断面図である。
Second Embodiment
FIG. 19 is a cross-sectional view of a robot joint mechanism according to the second embodiment.
本実施形態のロボット関節機構51では、オイルシール65の配置が異なること以外は、前述した第1実施形態のロボット関節機構51と同様である。そのため、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態における各図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。 The robot joint mechanism 51 of this embodiment is similar to the robot joint mechanism 51 of the first embodiment described above, except that the oil seal 65 is disposed differently. Therefore, in the following explanation, the differences between this embodiment and the first embodiment described above will be mainly described, and explanations of similar points will be omitted. Also, in each figure of this embodiment, the same reference numerals are used for configurations similar to those of the previously described embodiment.
図19に示すように、本実施形態のロボット関節機構51では、前述した第1実施形態と比べて貫通孔90の直径R90が小さく、その内面がシャフト61の外周面と近接している。そして、波動歯車装置7のオイル漏れを抑制するためのオイルシール65が、前述した第1実施形態ではハウジング63とシャフト61との隙間に配置されていたが、本実施形態では、貫通孔90の内周面とシャフト61の外周面との間に配置されている。このような構成によれば、例えば、オイルシール67を省略することができ、ロボット関節機構51の構成がより簡単となる。また、部品点数が削減され、製造コストの低減を図ることができる。 19 , in the robot joint mechanism 51 of this embodiment, the diameter R 90 of the through hole 90 is smaller than that in the first embodiment described above, and the inner surface thereof is close to the outer circumferential surface of the shaft 61. In the first embodiment described above, the oil seal 65 for suppressing oil leakage from the wave gear device 7 is disposed in the gap between the housing 63 and the shaft 61, but in this embodiment, it is disposed between the inner circumferential surface of the through hole 90 and the outer circumferential surface of the shaft 61. With this configuration, for example, the oil seal 67 can be omitted, making the configuration of the robot joint mechanism 51 simpler. In addition, the number of parts can be reduced, leading to a reduction in manufacturing costs.
このように、本実施形態のロボット関節機構51は、貫通孔90の内周面とシャフト61の外周面との間に配置されているオイルシール65を有する。これにより、ロボット関節機構51の構成がより簡単となる。また、部品点数が削減され、製造コストの低減を図ることができる。 In this way, the robot joint mechanism 51 of this embodiment has an oil seal 65 disposed between the inner circumferential surface of the through hole 90 and the outer circumferential surface of the shaft 61. This makes the configuration of the robot joint mechanism 51 simpler. In addition, the number of parts is reduced, which allows for reduced manufacturing costs.
以上のような第2実施形態によっても前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。 The second embodiment described above can achieve the same effects as the first embodiment described above.
以上、本発明のロボット関節機構、ロボットおよびロボット関節機構の組立方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。 The robot joint mechanism, robot, and method of assembling the robot joint mechanism of the present invention have been described above based on the illustrated embodiment, but the present invention is not limited to this, and the configuration of each part can be replaced with any configuration having a similar function. In addition, any other configuration may be added to the present invention.
1…ロボット、10…中継部材、2…基台、3…アーム、31…第1アーム、32…第2アーム、33…作業ヘッド、331…スプラインナット、332…ボールねじナット、333…スプラインシャフト、34…エンドエフェクター、4…ロボット制御装置、51…ロボット関節機構、51’…ロボット関節機構、52…ロボット関節機構、53…駆動装置、54…駆動装置、6…モーター、61…シャフト、63…ハウジング、64…挿通孔、65…オイルシール、67…オイルシール、7…波動歯車装置、71…ウェーブジェネレーター、711…波動発生部、712…ベアリング、73…フレックスプライン、731…筒状部、731a…外歯、732…フランジ部、76…サーキュラスプライン、761…内側主軸受け、761a…ねじ孔、761b…内歯、762…外側主軸受け、762a…挿通孔、763…ベアリング、79…カバー部材、8…エンコーダー、81…光学スケール、82…光学センサー、9…フランジ、90…貫通孔、91…第1孔、92…第2孔、93…第3孔、A1…中心軸、B1…第1ボルト、B2…第2ボルト、B3…第3ボルト、B4…第4ボルト、B5…第5ボルト、C1…仮想円、C2…仮想円、C3…仮想円、J1…第1回動軸、J2…第2回動軸、J3…第3回動軸、R71…長径、R90…直径、r1…半径、r2…半径、r3…半径、S1…準備ステップ、S2…挿通ステップ、S3…仮止めステップ、S4…接続ステップ、S5…配置ステップ、S6…解除ステップ、S7…第1固定ステップ、S8…第2固定ステップ Reference Signs List 1...robot, 10...relay member, 2...base, 3...arm, 31...first arm, 32...second arm, 33...work head, 331...spline nut, 332...ball screw nut, 333...spline shaft, 34...end effector, 4...robot control device, 51...robot joint mechanism, 51'...robot joint mechanism, 52...robot joint mechanism, 53...driving device, 54...driving device, 6...motor, 61...shaft, 63...housing, 64...through hole, 65...oil seal, 67...oil seal, 7...wave gear device, 71...wave generator, 711...wave generating section, 712...bearing, 73...flexible plastic In, 731...cylindrical portion, 731a...external teeth, 732...flange portion, 76...circular spline, 761...inner main bearing, 761a...screw hole, 761b...inner teeth, 762...outer main bearing, 762a...insertion hole, 763...bearing, 79...cover member, 8...encoder, 81...optical scale, 82...optical sensor, 9...flange, 90...through hole, 91...first hole, 92...second hole, 93...third hole, A1...center axis, B1...first bolt, B2...second bolt, B3...third bolt, B4...fourth bolt, B5...fifth bolt, C1...virtual circle, C2...virtual circle, C3...virtual circle, J1...first rotating shaft, J2...second rotating shaft, J3...third rotating shaft, R 71 ... major axis, R 90 ... diameter, r1 ... radius, r2 ... radius, r3 ... radius, S1 ... preparation step, S2 ... insertion step, S3 ... temporary fixing step, S4 ... connection step, S5 ... arrangement step, S6 ... release step, S7 ... first fixing step, S8 ... second fixing step
Claims (10)
ハウジングと、前記ハウジングに回転可能に支持される出力軸と、を備え、前記出力軸が前記貫通孔に挿通されているモーターと、
前記出力軸に接続されていて、前記出力軸に沿う方向からの平面視で外周が楕円形のウェーブジェネレーターと、前記ウェーブジェネレーターの前記外周に沿って撓み変形し外歯を備えるフレクスプラインと、前記外歯と噛合する内歯を備え前記フレクスプラインと相対的に回転するサーキュラスプラインと、を備えている波動歯車装置と、を有し、
前記サーキュラスプラインは、前記第2孔を用いて前記ロボット構成部品にねじ止めされ、
前記モーターは、前記第1孔を用いて、前記ロボット構成部品にねじ止めされ、
前記貫通孔の直径は、前記ウェーブジェネレーターの長径よりも小さく、
前記貫通孔の側壁に前記ハウジングが係合し、
前記ロボット構成部品に設けられた段差部に前記サーキュラスプラインが係合することを特徴とするロボット関節機構。 a robot component including a through hole and a first hole and a second hole disposed around the through hole;
a motor including a housing and an output shaft rotatably supported by the housing, the output shaft being inserted through the through hole;
a wave generator connected to the output shaft and having an elliptical outer periphery in a plan view along the output shaft; a flexspline that flexibly deforms along the outer periphery of the wave generator and has external teeth; and a circular spline that has internal teeth that mesh with the external teeth and rotates relatively to the flexspline ,
The circular spline is screwed to the robot component using the second hole;
the motor is screwed to the robot component using the first hole;
The diameter of the through hole is smaller than the major axis of the wave generator,
The housing engages with a side wall of the through hole,
A robot joint mechanism, characterized in that the circular spline engages with a stepped portion provided on the robot component .
少なくとも1つの前記第2孔は、前記モーターと重なり、
前記モーターと重なる前記第2孔を用いて前記波動歯車装置が前記ロボット構成部品にねじ止めされている請求項3に記載のロボット関節機構。 When viewed from a plane along a central axis of the output shaft,
At least one of the second holes overlaps the motor;
4. The robot joint mechanism according to claim 3, wherein the strain wave gear device is screwed to the robot component using the second hole overlapping with the motor.
第2部材と、
前記第1部材と前記第2部材とを接続し、前記第1部材に対して前記第2部材を回動させるロボット関節機構と、を有し、
前記ロボット関節機構は、
貫通孔と、前記貫通孔の周囲に配置されている第1孔および第2孔と、を備えているロボット構成部品と、
ハウジングと、前記ハウジングに回転可能に支持される出力軸と、を備え、前記出力軸が前記貫通孔に挿通されているモーターと、
前記出力軸に接続されていて、前記出力軸に沿う方向からの平面視で外周が楕円形のウェーブジェネレーターと、前記ウェーブジェネレーターの前記外周に沿って撓み変形し外歯を備えるフレクスプラインと、前記外歯と噛合する内歯を備え前記フレクスプラインと相対的に回転するサーキュラスプラインと、を備えている波動歯車装置と、を有し、
前記サーキュラスプラインは、前記第2孔を用いて前記ロボット構成部品にねじ止めされ、
前記モーターは、前記第1孔を用いて、前記ロボット構成部品にねじ止めされ、
前記貫通孔の直径は、前記ウェーブジェネレーターの長径よりも小さく、
前記貫通孔の側壁に前記ハウジングが係合し、
前記ロボット構成部品に設けられた段差部に前記サーキュラスプラインが係合することを特徴とするロボット。 A first member;
A second member; and
a robot joint mechanism that connects the first member and the second member and rotates the second member relative to the first member,
The robot joint mechanism includes:
a robot component including a through hole and a first hole and a second hole disposed around the through hole;
a motor including a housing and an output shaft rotatably supported by the housing, the output shaft being inserted through the through hole;
a wave generator connected to the output shaft and having an elliptical outer periphery in a plan view along the output shaft; a flexspline that flexibly deforms along the outer periphery of the wave generator and has external teeth; and a circular spline that has internal teeth that mesh with the external teeth and rotates relatively to the flexspline ,
The circular spline is screwed to the robot component using the second hole;
the motor is screwed to the robot component using the first hole;
The diameter of the through hole is smaller than the major axis of the wave generator,
The housing engages with a side wall of the through hole,
A robot characterized in that the circular spline engages with a step portion provided on the robot component .
前記ロボット構成部品の一方側からモーターの出力軸を前記貫通孔に挿通する挿通ステップと、
前記モーターを前記ロボット構成部品に仮止めする仮止めステップと、
前記ロボット構成部品の他方側から、波動歯車装置の一部であり、長径が前記貫通孔の直径よりも大きいウェーブジェネレーターを前記出力軸に接続する接続ステップと、
前記ロボット構成部品の前記他方側から、前記波動歯車装置の一部であるフレックスプラインおよびサーキュラスプラインを配置する配置ステップと、
前記モーターの前記仮止めを解除する解除ステップと、
前記ロボット構成部品の前記一方側から、前記第2孔を用いて前記波動歯車装置を前記ロボット構成部品にねじ止めする第1固定ステップと、
前記ロボット構成部品の前記一方側から、前記第1孔を用いて前記モーターを前記ロボット構成部品にねじ止めする第2固定ステップと、を含むことを特徴とするロボット関節機構の組立方法。 A preparation step of preparing a robot component having a through hole and a first hole and a second hole disposed around the through hole;
an insertion step of inserting an output shaft of a motor into the through hole from one side of the robot component;
a temporary fixing step of temporarily fixing the motor to the robot component;
a connecting step of connecting a wave generator, which is a part of a wave gear device and has a major diameter larger than a diameter of the through hole, to the output shaft from the other side of the robot component;
a placement step of placing a flexspline and a circular spline that are part of the strain wave gear device from the other side of the robot component;
a release step of releasing the temporary fastening of the motor;
a first fixing step of screwing the strain wave gear device to the robot component using the second hole from the one side of the robot component;
a second fixing step of screwing the motor to the robot component using the first hole from the one side of the robot component.
前記ロボット構成部品の一方側からモーターの出力軸を前記貫通孔に挿通する挿通ステップと、
前記ロボット構成部品の他方側から、波動歯車装置の一部であり、長径が前記貫通孔の直径よりも大きいウェーブジェネレーターを前記出力軸に接続する接続ステップと、
前記ロボット構成部品の前記他方側から、前記波動歯車装置の一部であるフレックスプラインおよびサーキュラスプラインを配置する配置ステップと、
前記ロボット構成部品の前記一方側から、前記第2孔を用いて前記波動歯車装置を前記ロボット構成部品にねじ止めする第1固定ステップと、
前記ロボット構成部品の前記一方側から、前記第1孔を用いて前記モーターを前記ロボット構成部品にねじ止めする第2固定ステップと、を含み、
前記第2孔は、前記貫通孔の周囲に沿って複数形成されており、
前記配置ステップを終えた状態では、前記出力軸の中心軸に沿う方向からの平面視で、少なくとも1つの前記第2孔が前記モーターと重なっており、
前記第1固定ステップでは、前記モーターを前記中心軸まわりに回転させて前記モーターとの重なりを解消しながら全ての前記第2孔を用いて前記波動歯車装置を前記ロボット構成部品にねじ止めすることを特徴とするロボット関節機構の組立方法。 A preparation step of preparing a robot component having a through hole and a first hole and a second hole disposed around the through hole;
an insertion step of inserting an output shaft of a motor into the through hole from one side of the robot component;
a connecting step of connecting a wave generator, which is a part of a wave gear device and has a major diameter larger than a diameter of the through hole, to the output shaft from the other side of the robot component;
a placement step of placing a flexspline and a circular spline that are part of the strain wave gear device from the other side of the robot component;
a first fixing step of screwing the strain wave gear device to the robot component using the second hole from the one side of the robot component;
a second fixing step of screwing the motor to the robot component using the first hole from the one side of the robot component ;
The second holes are formed in a plurality of portions along a periphery of the through hole,
In a state where the arranging step is completed, at least one of the second holes overlaps with the motor in a plan view from a direction along a central axis of the output shaft,
a first fixing step of rotating the motor around the central axis to eliminate overlap with the motor, and screwing the strain wave gear device to the robot component using all of the second holes .
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021148830A JP7707783B2 (en) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | Robot joint mechanism, robot, and method for assembling robot joint mechanism |
| CN202511306703.1A CN121061934A (en) | 2021-09-13 | 2022-09-09 | Robot joint mechanism, robot, and method for assembling robot joint mechanism |
| CN202211102968.6A CN115805609B (en) | 2021-09-13 | 2022-09-09 | Robot joint mechanism, robot, and method for assembling robot joint mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021148830A JP7707783B2 (en) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | Robot joint mechanism, robot, and method for assembling robot joint mechanism |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023041450A JP2023041450A (en) | 2023-03-24 |
| JP2023041450A5 JP2023041450A5 (en) | 2024-08-16 |
| JP7707783B2 true JP7707783B2 (en) | 2025-07-15 |
Family
ID=85482544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021148830A Active JP7707783B2 (en) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | Robot joint mechanism, robot, and method for assembling robot joint mechanism |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7707783B2 (en) |
| CN (2) | CN121061934A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116352749A (en) * | 2023-04-11 | 2023-06-30 | 深圳市大族机器人有限公司 | Joint module and joint robot |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018055752A1 (en) | 2016-09-26 | 2018-03-29 | ヤマハ発動機株式会社 | Motor with decelerator and industrial robot |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3815698B2 (en) * | 1996-03-18 | 2006-08-30 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | Mounting structure of rigid internal gear of wave gear device |
| JPH10291185A (en) * | 1997-04-18 | 1998-11-04 | Yaskawa Electric Corp | Harmonic reducer and industrial robot with harmonic reducer |
| JP6331271B2 (en) * | 2013-06-10 | 2018-05-30 | セイコーエプソン株式会社 | Electronic component pressing unit, electronic component transport device, and electronic component inspection device |
| JP5980984B1 (en) * | 2015-04-02 | 2016-08-31 | ファナック株式会社 | Robot joint structure with a motor that swings the arm |
| CN110000808B (en) * | 2019-04-28 | 2022-04-26 | 深圳市汇川技术股份有限公司 | Robot joint structure and method for assembling robot joint structure |
| CN111409111B (en) * | 2020-04-24 | 2023-10-10 | 珠海格力电器股份有限公司 | Industrial robot, mechanical arm, joint structure and assembly method thereof |
-
2021
- 2021-09-13 JP JP2021148830A patent/JP7707783B2/en active Active
-
2022
- 2022-09-09 CN CN202511306703.1A patent/CN121061934A/en active Pending
- 2022-09-09 CN CN202211102968.6A patent/CN115805609B/en active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018055752A1 (en) | 2016-09-26 | 2018-03-29 | ヤマハ発動機株式会社 | Motor with decelerator and industrial robot |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023041450A (en) | 2023-03-24 |
| CN115805609B (en) | 2025-09-26 |
| CN115805609A (en) | 2023-03-17 |
| CN121061934A (en) | 2025-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4148280B2 (en) | Parallel link mechanism and industrial robot | |
| CN104024694B (en) | Origin position initial setting method of link action device and link action device | |
| US11865710B2 (en) | Vertical articulated robot, single-axis robot, and motor unit | |
| US20150068347A1 (en) | Robot arm and robot | |
| US10099364B2 (en) | Robot | |
| JP7368584B2 (en) | torque sensor | |
| CN102594010A (en) | Electric machine device, actuator using the same, motor, robot, and robot hand | |
| US20220339802A1 (en) | Vertical articulated robot | |
| WO2025077941A1 (en) | Actuator, joint module, and robot | |
| JP7707783B2 (en) | Robot joint mechanism, robot, and method for assembling robot joint mechanism | |
| US11592095B2 (en) | Driving device | |
| CN114800461B (en) | Driving mechanism and robot | |
| CN111482950A (en) | Robot | |
| JP7596812B2 (en) | Robot, installation method, removal method, fixing member, and maintenance system | |
| JP7644814B2 (en) | Robot, drive mechanism, reducer, torque sensor, and torque detection method | |
| KR20220063089A (en) | Industrial robot | |
| EP4679951A1 (en) | Controller | |
| JP2024097484A (en) | Motor unit | |
| US11502626B2 (en) | Piezoelectric motor and robot | |
| KR102944113B1 (en) | Vertical articulated robot with reducer including planetary gear and harmonic drive | |
| JP2023079110A (en) | ROBOT, ROBOT ASSEMBLY METHOD, AND ROBOT SYSTEM | |
| US20230341041A1 (en) | Method of manufacturing speed reducer, speed reducer, and rotating device | |
| JP7505180B2 (en) | Encoder, encoder cable fixing method, and robot | |
| TW202335815A (en) | Wrist devices and joint devices | |
| WO2021059404A1 (en) | Vertical articulated robot and biaxial robot |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240807 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240807 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250122 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250218 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250416 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250603 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250616 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7707783 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |