专利名称：正交型机械手的手腕轴的制作方法
技术领域：
本发明涉及正交型机械手的手腕轴。特别是与设置在沿X轴、Y轴、Z轴等各移动轴移动的正交型机械手的移动轴顶端的所谓手腕轴有关。
以往，作为正交型机械手，公知的是如
图13、图14所表示的机械手。即附图标记101是X轴、102是Y轴、103是Z轴，它们构成各移动轴。在最终轴Z轴103上安装有手腕轴104。手腕轴104能在互相垂直的两个轴方向回转。即依靠相互垂直设置的马达1 05、马达106分别在相互垂直的方向上回转。图13所示的正交型机械手，是把马达106安装在靠马达105驱动的轴的顶端，其结果靠马达106驱动的轴就能在相互垂直的两个方向回转。图14所示的正交机械手是依靠并列设置的马达105、马达106，经过齿轮传动，手腕轴就能在相互垂直的两个方向回转。即使是这样的以往例子，马达105、马达106也是随手腕轴的移动而移动的。
但是以往的手腕轴，由于随其回转和移动，马达105、马达106也移动，所以在手腕轴回转到180°以上时，就产生马达105、马达106的接线卡住等不良情况的问题。
本发明涉及正交型机械手的手腕轴，其特点是，该手腕轴包括作为移动轴之一并由中空梁构成的手腕安装轴、安装在手腕安装轴顶端的手腕轴、与手腕轴分开而设置在手腕安装轴上的马达及设置在手腕轴的回转轴与马达回转轴之间的动力传动机构。
当驱动马达时，驱动力就通过动力传动机构传送到手腕轴，手腕轴就转动起来。马达被固定到手腕安装轴上，所以即使手腕轴转动，马达也不会移动。
图1是本发明实施例所使用的导向装置处于装配状态的零件图。
图2是本发明实施例所使用的导向装置端面图。
图3是本发明另一实施例所使用的导向装置的端面图。
图4是本发明再一实施例所使用的导向装置的端面图。
图5是本发明再一实施例所使用的导向装置的端面图。
图6是本发明实施例所使用的导向装置在3轴机械手上的使用状态的立体图。
图7是本发明实施例的主视图。
图8是本发明实施例的局部放大中心断面图。
图9是本发明实施例的俯视图。
图10是本发明实施例的导向装置处在安装状态的侧视图。
图11是本发明实施例的局部立体图。
图12是本发明实施例的简化立体图。
图13是以往例子的立体图。
图14是以往例子的立体图。
11导向装置12导轨13齿条15板22电动机
23驱动轮32手腕安装轴(Y轴直线方向搬运装置)43第4轴驱动马达44第5轴驱动马达51手腕轴55动力传动机构下文结合附图来说明本发明所使用的导向装置、导轨的实施例。
附图标记11是导向装置，如表示装配关系的图1所示，导向装置11由整体大致呈扁平的长方体构成。在导向装置11的上面及侧面的上部设有轴承14。附图标记12是导轨，如图1及表示实施例端面的图2所示，导轨12是由长度与导向装置11大致相等的杆状长方体构成，在其长度方向的一个面上形成传动机构止动部分的齿条13。如图2所示，导轨12上形成有齿条13，其形成面朝外侧，导轨12固定到导向装置11上，构成导向装置11的一个部分。附图标记15是被搬运物体固定用的部件，是被搬运物体固定用的板。板15如图1、图2所示，在把上面做成平的放置面16的同时，把断面做成コ字型，内面朝下装配到导向装置11上。
附图标记21是工作台，固定到板15上，构成板15的一部分。在工作台21上面固定有电动机22。在电动机22的顶端固定有由小齿轮构成的驱动轮23，驱动轮23与齿条13相互啮合。
下面就本实施例所使用的导轨的作用进行说明。当驱动电动机22时，驱动轮23就会随着构成导向装置11外表面的导轨12上所形成的齿条13往复移动。固定被搬运物体用的板15就随着驱动轮23的移动而移动。
附图标记24、25、26、27、28、29都分别是安装零件。图3是把工作台21的端面做成L型，并把齿条13的形成面朝下的实施例的侧视图。在这一实施例中把电动机设置在侧面会变得容易。
图4、图5是不设置导轨12而直接在导向装置11上设有齿条13的实施例端面图。即无论是把齿条直接设置在导向装置11上，还是设在导轨12上均可。本实施例省去了导轨12，所以可进一步提高加工精度。于是驱动轮23就沿着直接设在导向装置11上的齿条13移动。
图6是把如图1～图4所示的直线方向搬运装置装配到XYZ3个轴方向上的产业用机械手的实施例的立体图。即附图标记31是X直线方向搬运装置、32是Y轴直线方向搬动装置、33是Z轴直线方向搬动装置。这些直线方向搬动装置31、32、33都如图1、图2、图3、图4、图5等所示，分别由导向装置11、齿条13、板15、工作台21、电动机22、驱动轮23等构成。通过安装零件24、25把Y轴直线方向搬运装置32的导向装置11的端部安装到X轴直线方向搬运装置31的工作台21上。同样把通过安装零件24、25把Z轴直线方向搬动装置33固定到Y轴直线方向搬运装置32的工作台21上。在Z轴直线方向搬运装置33的顶端设有固定焊接用点焊枪及其它执行元件的作业部的安装部分34。附图标记35是控制各电动机22的驱动的操作部，向作业部安装部分34提供电流。
接着对本实施例所使用的导轨的作用进行说明。由操作部35把作业部安装部分34到达预定位置的移动量分析成XYZ三个轴方向的移动量，并根据各轴方向的移动量向各电动机22提供电流。于是驱动电动机，使各个驱动轮23转动。驱动轮23就沿着设在构成导向装置11外表面的导轨12或者直接设在导向装置11上的齿条13移动。因此被搬运物体固定用的板15就随着驱动轮23的移动而移动。各直线方向搬运装置31、32、33都象这样各自移动，就使作业安装部分34移动，到达所希望的三度空间位置。然后让安装在作业部安装部分34的焊接用点焊枪等执行元件进行工作。进一步还可在作业部安装部分34上顺次设置其它轴。
因此在本发明的实施例使用了导轨的情况下，导向装置是由大致扁平的长方体构成，板的断面大致成コ字型，且用内表面嵌合到导向装置的外表面上，所以稳定且刚性好。再者因省去导轨，可进一步提高加工精度，且加工容易实现。还有说到导向装置就没有必要另设框架，导向装置也能兼起框架的作用。因此就没有必要要求框架与导向装置的平行精度，又因为是电动机自身移动，所以容易控制停止位置。
下面按图7～图12对本发明的实施例进行说明。
附图标记41是正交型机械手。正交型机械手41中，构成X轴的X轴直线方向搬运装置31、构成Y轴的Y轴直线方向搬运装置32、构成Z轴的Z轴直线方向搬运装置33分别相互垂直，各轴都象图6、图12所示那样，把图1～图5所示的导向装置11装配在一起。在本实施例中，手腕安装轴是由构成Y轴的Y轴直线方向搬运装置32构成的，由X轴、Z轴等构成也可以。
如图11所示，作为手腕安装轴的Y轴直线方向搬运装置32是由方形的中空梁42及导向装置11相互固定而形成。图11所示的板15被安装到X轴。附图标记43是第4轴的驱动马达、44是第5轴的驱动马达。第4轴的驱动马达43和第5轴驱动马达44并列设置在作为手腕安装轴的Y轴直线方向搬运装置32的一端。
附图标记51是手腕轴，它被安装到与第4轴驱动马达43和第5轴驱动马达44的安装端相反一端的中空梁42的端部。手腕轴51是由鞘状的手腕轴本体52和安装在手腕轴本体52顶端下部的第4轴减速器53及安装在第4轴减速器53顶端的第5轴减速器54构成。鞘状的手腕轴本体52插入中空梁42的顶端来固定。
附图标记55是动力传动机构。动力传动机构55在本实施例中是由皮带构成的，它设置在位于中空梁42内的第4轴驱动马达43的驱动轴与第4轴减速器53的轴之间，来传输驱动力。同样地，动力传动机构55被设在位于中空梁42内的第5轴驱动马达44的驱动轴与第5轴减速器54的轴之间，来传输驱动力。动力传动机构55在本实施例中是由皮带构成的，但靠链条、轴的驱动也可以。
在第5轴减速器54的顶端安装作业部56。
下面对实施例的作用进行说明。当驱动第4轴的驱动马达43时，驱动力就通过动力传动机构55传输到构成手腕轴51的第4轴减速器53，手腕轴51就被转动。当驱动第5轴的驱动马达44时，驱动力就通过动力传动机构55传输到构成手腕轴51的第5轴减速器54，手腕轴51就被转动。
第5轴驱动马达44和第4轴驱动马达43被固定到作为手腕安装轴的Y轴直线方向搬运装置32上，所以即使手腕轴回转，它们也不会移动。被移动到作业位置的作业部56就对被作业物进行操作。
所以由于本发明，即使手腕轴回转或移动，马达都不回转移动，故接线不会产生问题，而且在提高刚性的同时，使机械手小型化。
权利要求
1.一种正交型机械手的手腕轴，其特征在于包括作为移动轴之一并由中空梁构成的手腕安装轴，安装在手腕安装轴顶端的手腕轴、与手腕轴分开而设置在手腕安装轴上的马达及设置在手腕轴回转轴与马达回转轴之间的动力传动机构。
全文摘要
本发明提供一种正交型机械手的手腕轴，即使手腕轴进行回转、移动、马达也不回转移动，所以接线不会出现问题，且在提高刚性的同时，使机械手小型化。其构成是，包括作为移动轴之一且由中空梁构成的手腕安装轴32，安装在手腕安装轴32的顶端的手腕轴51，与手腕轴51分开而设置在手腕安装轴上的马达43、44由设在手腕轴51的回转轴与马达43、44的回转轴之间的动力传动机构55。
文档编号B25J17/00GK1132677SQ95119709
公开日1996年10月9日 申请日期1995年11月14日 优先权日1994年11月17日
发明者河野聪次郎, 丸山贵美夫 申请人:森托拉鲁汽车株式会社