![]() Wrist mechanism of a robot used in a clean air atmosphere
专利摘要:
公开号:WO1988000515A1 申请号:PCT/JP1987/000506 申请日:1987-07-14 公开日:1988-01-28 发明作者:Nobutoshi Torii;Susumu Ito;Hiroshi Wakio 申请人:Fanuc Ltd; IPC主号:B25J17-00
专利说明:
[0001] 明' 細 書 清浄空気雰囲気中で用いるロボ 'ン 卜 のリ ス ト機構 技術分野 [0002] 本発明は産業用ロボッ 卜のロボッ ト リ ス ト機構の改良構造に 関し、 特に清浄な空気雰囲気に保持されたク リ ー ンルーム内に おいて使用されるに適した産業用ロボッ ト (以下、 ク リ ーンル ーム用ロボ .ン ト と言う。 ) のリ ス ト機構における塵埃や油成分 の外部漏出を防止した構造に関する。 冃 ά [0003] 従来より清浄空気雰囲気を保持したク リ ー ンルーム内で使用 する産業用ロボッ ト として旋回又は非旋回のロボッ ト縦軸部、 ロボッ トアーム部、 口ボッ ト リ ス ト部等の口ボッ ト可動部から の塵埃の発生を防止し、 またそれらロボッ ト可動部の周囲の配 線、 配管類をロボツ ト機体内に格納してロボッ ト周囲から塵埃 発生源となるものを取り除く構造としたク リ ー ンルーム用ロボ ッ トは種々の構造のものが提供されている。 これらのク リ ーン ルーム用ロボッ トは、 精密製品、 例えば集積回路部品の製造、 組立等に用いられることから塵埃のみならず αボッ ト機体内か ら内部の動作機構に使用されている潤滑油やグリ ース類の油成 分が外部に漏出することも避けなければならない。 特にリ ス ト 機構やそのリ ス ト機構に取り付けられるロボッ トハ ン ドやその 他の作業具等は、 ロボッ トの作業中に作業対象である精密製品 に接近する機会も多いことから確実な嫌塵構造と油分漏出の防 止構造とが具備される必要がある。 [0004] 然しながら、 従来のク リ ー ンルーム用ロボッ トにおいては、 ロボッ ト機体を負圧源を有したバキュームライ ンに連通、 接続 して可動部内を負圧状態に維持し、 内部で動作部品間の摩擦等 で生ずる微細な粉塵類を該バキュームライ ンに吸引してク リー ンルーム内への漏出を防止するような構成はあるにしてもロボ ツ ト リス ト内に駆動源や減速機等からなる作動手段を組込んだ 構造の場合に特に減速機に封入された:潤滑剤が漏出し、 これが 口ボッ トリス トの微細空隙を経て外部に漏出するのを完全に防 止する構造に致ったものは未だ提供されていない。 発明の開示 [0005] 依つ'て本発明の百的は、 ロボッ ト リ ス ト内部に潤滑油の封入 された減速機を内蔵した形式のク リ ー ンルーム用ロボッ トのリ ス ト機構における上述した問題点を解消せんとするものである , 本発明によれば、 清浄空気雰囲気中で用いる産業用ロボッ ト のロボッ トアーム先端に装着されるロボッ ト リ ス ト機構におい て、 食圧濂を有したバキユ ームラィ ンに連通接続されるリ ス ト ハウジングと、 そのリ ス トハウジングの一端に設けられる リ ス ト動作部と、 該リス ト動作部を作動させるために前記リ ス トハ ウジング内に設けられるモータおよび'减速機を有したリス ト作 動手段とを具備してなり、 上記リス トハウジングと上記リ ス ト 動作部との境界はラビリ ンスシールで封止し、 かつ上記リス ト 作動手段の減速機の出力端をダリ —ス シールで封止した構造と したことを特徴とした産業用ロボッ トのロボッ ト リ ス ト機構が 提供されるのである。 そして、 上述のように、 負圧状態を保持 される リ ス トハウジングに対してリ ス ト動作部との間にラビリ ンス シールを設けたからリ ス ト内部から外部への微細塵埃の流 出も防止でき、 またグリ ースシールによってリ ス ト内部におけ る油成分の漏出を阻止できるから勿論、 外部への潤滑油成分の 漏出が生ずることもないのである。 図面の簡単;^説明 [0006] 本発明の上記目的、 その他の目的、 特徴、 利点を以下、 添付 図面に示す実施例を参照して詳細に説明する。 [0007] - 第 1 図は、 本発明のク リ ー ンルーム用ロボッ 卜のロボッ ト リ ス ト機構における第 1 の実施例の断面図、 , [0008] 第 2図は同リ ス ト機搆を第 1図の矢印 Π— II線から見た側面 図、 [0009] 第 3図はこのリ ス ト機構が取付られたク リ ー ンルーム用ロボ ッ 卜 の全体構造を示す正面図、 [0010] 第 4図は本発明のク リ ー ンルーム用ロボッ トのロボッ ト リ ス ト機構における第 2 の実施例の断面図、 そして、 [0011] 第 5図はそのリ ス ト機構が取付られたク リ ー ンルーム用ロボ ッ 卜の全体構造を示す正面図。 発明を実施するための最良の態様 [0012] さて、 第 1図は本発明の第 1実施例に係るク リ ー ンルーム用 ロボッ トのロボッ ト リ ス ト機構の断面図、 第 2図は同リ ス ト機 構を第 1図の矢印 II一 II線から見た側面図、 第 3図はこのリ ス ト機構が取付られたク リ ーンルーム用ロボッ トの全体構造を示 す正面図である。 [0013] 第 1図、 第 2図を参照すると、 ク リ ーンルーム用ロボッ トの リ ス ト機構 8 はリ ス トハウジング 1 0を有し、 このリ ス トハウ ジング 1 Q は支持体 1 0 a、 該支持部 1 0 aに密嵌された蓋部 1 0 b、 1 0 cから構成されており、 上記支持体 1 0 a の一端、 即ち、 前端側にはリ ス ト動作部 2 0が可動保持されており、 他 端、 即ち、 後端側はロボッ トアーム (第 1図に図示なし) への 接繞端として形成され、 かつ中央部にはこのリス ト機搆 8を口 ボッ ト機体を介してバキュームライ ンに連通させて負圧状態を 得るための開孔 1 2が形威されている。 1 4はロボッ トアームと の結合ボルトの一つを示したもの-である。 また、 支持体 1 0 a にはリ ス ト動作部 2 0 の一つの動作源となる電動モータ 1 6 (一般的には直流サーボモータからなる) が保持されており、 この電動モータ 1 6 の出力敏 1 6 a に取付られたプーリ 1 8 a からベル ト 1 8 bを経てプーリ 1 8 cに面転力が伝達されてい る。 このプーリ 1 8 cが取付られた駆動軸 2 2 はリ ス ト動作部 2 0 の俯抑動作の入力敏を形成しており、 囅動軸 2 2に伝達さ れた面転力は減速機 2 4を介してリ ス ト動作部 2 0 の内部機枠 2 Sに伝達する構成が採られている。 このとき、 内部機枠 2 6 は上記駆動軸 2 2 の軸心回りに所望の減速率によつて支持体 1 0 aに対して旋回することになる。 内部機枠 2 6 自体は軸受 2 8、 3 0 によって支持体 1 0 aに西転可能に保持されており、 軸受 2 8 は周知のク ロスローラベア リ ングで形成され、 一方、 軸受 3 0 はグリ ース潤滑されたボールべァリ ングで形成されて いるからシール 3 2 によってグリ ース潤滑剤の漏出防止が図ら れている。 他方、 減速機 2 4 の軸受 2 4 a と駆動軸 2 2 の軸 受 2 2 a もグリ ース潤滑されているから、 減速機押え 3 4 の外 端とプー リ 1 8 c との摺動部に設けられたシール 3 6 によって グリ ースの漏出が防止されている。 つまり、 減速機 2 4その他 の回転動作要素に封入され 潤滑用グリ ースがリ ス ト機構 8 の 内部においても漏れることがないように搆成されており、 しか も前記両シール 3 2、 3 6 はそれぞれ樹脂材 (テ ト ラフルォロ エチレン) で被覆されたシール用部材として形成されているか ら、 これらシール 3 2や 3 6が磨滅によって微細塵埃を発生す ることも無 、ように成っている。 [0014] さて、 リ,ス ト動作部 2 0 は内部機枠 2 6がリ ス ト第 1動作部 を形成すると共に該内部機枠 2 6 の先端に設けられた第 2動作 部を形成する回転出力部材 4 0が前記駆動軸 2 2 の铀心と直交 する軸線回りに回転可能に設けられており、 この回転出力部材 4 0 は内部機枠 2 6 の内部に収納された電動モータ 4 2から減 速機 4 4を介して所望の減速率の下に回転駆動される構成とな つており、 減速機 4 4 はグリ ース潤滑された軸受 4 6を有して いる。 また回転出力部材 4 0 は軸受 4 8 によって回転可能に保 持されている。 依って、 軸受 4 6 の外側と軸受 4 8 の外側とに シール 5 0、 5 2を配置してグリ ースの漏出防止を図っている。 なお、 リ ス ト動作部 2 0 の内部機枠 2 6 と支持体 1 0 a との俯 抑動作における相互摺動部にはラ ビリ ンス 5 4を形成して負圧 状態に保持される リ ス ト機構 8 の内部に向けてリ ス ト外部から 清浄空気だけが微小量づっ流入する構成としているからリス ト 機構 8の内部からは微細塵埃や油成分が外部に向けて漏れ出る ことはないのである。 尚、 図には明示されていないが、 内部機 枠 2 6 の外端と回転出力部材 4 0 の内面との摺動部にも同じよ うにラビリ ンスを形成されており、 故にリ ス ト動作部 2 0 にお いても面転出カ部材 4 0 の外側から内部機枠 2 6内に向けて食 圧効果に伴う微細空気流がラ ビリ-ンスを経るようにして形成さ れ、 逆に内部から外部に向けて微細塵埃油成分が漏出すること はないようになつている。 [0015] 上述のように、 本発明は基本的にリ ス ト機構の内部から外部 の清净雰囲気に維持されたク リ一ンルーム内に精密機器、 精密 部品等の汚れの元となる塵埃や油成分を流出させる原因を根本 的に排除する搆 を採っているものである。 従って、 このよう にリス ト機搆内部からの污れ原因を放逐すると共に従来のク リ -ンルーム用口ボッ ト と同様に口ボッ ト機体外周から配線、 配 詧類を排除する構成も採られている。 即ち、 本発明では、 電動 モータ 1 6や 4 2に対する配線類ば蓋部 1 0 b、 1 0 cで密封 されたリ ス ト機構 8 の内部に格納される構成がとられ、 図示の ように例えば、 モータ 4 2に対する配線 6 0 a、 6 0 b はコネ クタ 6 2を介して接続されるように形成され、 配線 6 0 aは口 ボッ トアームを経てロボッ ト機体側に延長し、 配線 6 0 bがモ ータ 4 2に固定配線された構成となっている。 故にリ ス ト機搆 8をロボッ トアームと機械的に結合する際にコネクタ 6 2によ り、 配線 6 0 a と 6 0 bを锆線することができ、 しかも配線 6 0 s、 6 0 bの何れもがリ ス ト機構 8内に格納されているの である。 なお、 リ ス ト機構 8 とロボッ トアームとの結合又は取 り はずしの際には蓋部 1 0 わ と 1 0 c とを支持体 1 0 aから外 して機械的結合を行う もので、 従って、 蓋部 1 0 b 、 1 0 c と 支持体 1 0 a との間の密嵌結合は適宜にシール手段で封止され ている。 なお、 6 4 はリ ス ト機構 8 の回転出力部材 4 0 に結合 される例えばロボッ トハ ン ド等に負圧状態を形成すべく バキュ 一ム ラ イ ンを接続するときに、 リ ス ト機構 8 の内部からそのバ キュームライ ンをロボッ トハン ドへ到達できるようにするため の結合栓である。 6 6 は同じ く ロ ボ ッ トハ ン ドへ電気信号を送 出し、 また電気検知信号を得るための信号接続用コネクタであ る。 [0016] 第 2図は第 1.図に示したリ ス ト機構における リ ス ト動作部 2 0がリ ス トハウジング 1 0 に対して俯抑動作した状態を示し たもので後方部は断面図によって俯抑動作の駆動用電動モ ー 1 6が示してある。 [0017] また、 第 3図は上述した第 1 の実施例による リ ス ト機構 8が 取付られたク リ ー ンルーム用ロボッ 卜の全体形状を示した正面 図である。 罔第 3図において、 リ ス ト機構 8 はロボッ トアーム 部 6 の内部に伸縮自在に収納されたロボッ トアーム (先端が僅 かに示してある。 ) の先端に取付られており、 また、 ロボッ ト アーム部 6 はロボ 'ン ト胴体部 4の内部に収納された上下軸 (僅 かに先端が示してある。 ) の上端に取付られている。 上記上下 軸は上下動作が可能であると共に縦軸線回りに旋回動作も可能 に構成されている。 なお、 ロボッ ト本体部 4 はク リ ー ンルーム 内の床面に定着固定される。 リ ス ト機構 8 のリ ス ト動作部 2 0 における回転出力部材 4 0 に適宜の口ボッ ト作業手段、 例えば πボッ トハン ドを装着して 3次元空間におき所望の口ボッ ト作 業を達成するものである。 [0018] 第 4図は本発明に係るク リ ー ンルーム用ロボッ トのリ ス ト機 構の他の実施例を示した断面図であり、 この実施例では単一の リ ス ト動作部が設けられている。 [0019] このリ ス ト機構 8 a は前述の実施例と同様に密封構造のリ ス トハウジング 9 0を有し、 このリ ス トハウジング 9 0 は支持体 [0020] 9 2 と蓋体 9 4 とから形成され、 支持体 9 2にリス ト動作部 1 0 0 の駆動用の電動モータ 9 6が保持されている。 該リ ス ト 動作部 1 0 0 はリ ス トハウジング 9 0 の前端側に設けられ、 後 端側はロボッ ト腕への'結合端に形成されていることは前述の実 施例と同様である。 モータ 9 6の回転出力は減速機 9 8を経て 所望の減速率により入力べベルギア 1 0 2 に伝^!され、 この入 力べベルギア 1 0 2からリ ス ト勖作部 1 0 0が有する出力べベ ルギア 1 0 4によつて回転方向の変換が行われ、 リ ス ト動作部 [0021] 1 0 0 の回転出力部材 1 0 6へ伝.達される構成になっている。 こ こで、 1 0 8 は減速機 9 8 に具備されたグリ ース潤滑された 軸受であり、 1 1 0 は入力べベルギア [0022] 1 0 2の軸受、 1 1 2 は回転出力部材 1 0 6 の面転支持用軸受 である。 そしてグリ ース漏出防止用のシール 1 1 4がそれぞれ の軸受 1 0 8、 1 1 0、 1 1 2から潤滑グリ ースが漏出しない ように設けてある。 また、 支持体 9 2 に対して 0 リ ング 1 1 6 を介して密封構造で取付られた押えリ ング 1 1 8 はグリ ース シ —ル 1 1 4 と軸受 1 1 2 とを保持するために設けられているが、 こ の押えリ ング 1 1 8 と回転出力部材 1 0 6 との摺動部 1 2 0 にはラ ビリ ンス構造が設けられ、 封止構造を形成している。 従 つて、 リ ス ト機構 8 a の内部が負圧状態に維持されると、 上記 ラ ビリ ンス構造部分を径て回転出力部材 1 0 6 に形成された小 孔 1 2 2、 同回転出力部材 1 0 6 の中心孔 1 2 4を介してリ ス ト外部からリ ス トハウ ジ ング 9 0 の内部に向かう清浄空気流が 形成され、 リ ス トハウジング 9 0 の内部から外部への微細塵埃 や潤滑ダリ — スの漏出は防止される。 なお、 本リ ス ト機構 8 a の実際の使用時には回転出力部材 1 0 6 の外端にロボッ トハ ン ド等の作業具が装着されるため、 回転出力部'材 1 0 6 の中心孔 1 2 4は小孔 1 2 2 のみを経て外部から清浄空気流を受入する のであ,る。 [0023] 第 5図は上述した本発明の第 2実施例のリ ス ト機構 8 aが取 付られたク リ ーンルー'ム用ロボッ 卜の外観を示しており、 既述 の第 3図の場合と同様構成にあるから、 こ こでは詳述を省略す る。 [0024] 以上の説明から明らかなように、 本発明はク リ ー ンルーム用 ロボッ トのロボッ ト リ ス ト機構において、 リ ス ト機構内部から は、 微細塵埃も潤滑ク リ ース成分も外部に漏出しないよう にシ ールを巧みに使用した構造を採用し、 また従来同様に負圧状態 を維持した手首機構内部に対してラピリ ンス構造により外部か ら僅かに清浄空気流が内部に向けて流れるように形成し、 これ に依っても外部への漏出物を阻止するように構成し、 しかも、 配線、 配管類を内部に収納する構造としたロボッ ト リ ス ト機構 を提供するから、 清浄空気雰囲気に保持されたク リ ー ンルーム 内で使用するに極めて適したリス ト機構が得られるのである。 なお、 本発明に係るリ ス ト機構に用いられる減速機としては第 [0025] 1、 第 2の上述した実施例が共に周知のハ一モニック ドライ ブ 装置 (商標名) を採用した例を示しており、 これはモータと結 合して狭い空間内に設けられ、 且つ比較的高減速率を得るのに 適しているからである。
权利要求:
Claims請求の 1 . 清浄空気雰囲気中で用いられる産業用ロボッ 卜のロボッ ト腕先端に装着されるロボッ ト リ ス ト機構において、 負圧源を 有したバキュームラ イ ンに連通、 接繞される リ ス トハウジング と、 そのリ ス トハウジングの一端に設けられる リ ス ト動作部と、 該リ ス ト動作部を作動させるために前記リ ス トハウジング内に 設けられるモータ、 減速機を有したリ ス ト作動手段とを具備し、 かつ、 前記リ ス トハウジングと前記リ ス ト動作部との境界を封 止するラ ビリ ンス シール手段も設け、 また前記リ ス ト作動手段 の減速機の出力端を封止したダリ ース漏出防止用シール手段を 具備したことを特徵とした産業用ロボッ 卜のリ ス ト機構。 2 . 前記リ ス ト動作部が前記リ ス トハウジングに対して第 1 軸回りに回転動作する第 1動作部と、 該第 1動作.部に対して第 2軸回りに回転動作する第 2動作部とを具備してなり、 前記リ ス トハウジングと前記第 1 、 第 2動作部との境界が共に前記ラ ピリ ンス シール手段で封止されている請求の範囲第 1 項に記載 の産業用ロボッ トの リ ス ト機構。 3 . 前記第 1動作部には前記第 2動作部の回転作動手段が設 けられ、 該回転作動手段の減速機の出力端が前記グリ ース漏出 防止用のシール手段で封止されている請求の範囲第 2項に記載 の産業用ロボッ トのリ ス ト機構。 4 . 前記リ ス ト作動手段の減速機と前記回転動作部の減速機 はそれぞれハーモニ ッ ク ドライ ブ装置からなる請求の範囲第 3 項に記載の産業用ロボッ トのリ ス ト機構。
类似技术:
公开号 | 公开日 | 专利标题 DE102004002416B4|2016-12-15|Knickarmroboter US8960042B2|2015-02-24|Robot arm assembly DE19681494B4|2008-08-28|Roboter mit Direktantrieb JP3988768B2|2007-10-10|リンク駆動機構およびこれを用いた産業用ロボット US7390277B2|2008-06-24|Reducer with internally meshing planetary gear mechanism and device incorporating the reducer TWI473695B|2015-02-21|機器人臂部件 EP0074882B1|1987-05-06|Poignet orientable à trois axes de rotation pour robot industriel KR100814185B1|2008-03-14|평행 링크 기구 및 산업용 로봇 US8096911B2|2012-01-17|Eccentric oscillating gear mechanism and industrial robot joint construction using the same US4813846A|1989-03-21|Inserting device for vacuum apparatus EP1782927A2|2007-05-09|Parallel link mechanism and industrial robot US7905326B2|2011-03-15|Method for lubricating wave reduction gear, and rotating table device EP1262275B1|2005-07-13|Werkstückhalteeinrichtung für Bearbeitungsmaschinen, insbesondere Fräs- und/oder Bohrmaschinen US20030030223A1|2003-02-13|Liquid seal JP4614878B2|2011-01-19|ロボットハンドの指ユニットおよび組立方法 CN204658443U|2015-09-23|一种机器人机械机构 JP5096930B2|2012-12-12|冷却循環通路を備えた基板搬送用ロボットの駆動装置 TWI418452B|2013-12-11|機械手臂之腕關節結構 KR100797537B1|2008-01-24|반송장치 KR20050096179A|2005-10-05|다관절 매니퓰레이터 JP5338301B2|2013-11-13|水平多関節型ロボット DE69615223T3|2007-01-04|Direkt angetriebener, entlang mehreren achsen beweglicher fräskopf US20040175065A1|2004-09-09|Ball bearing assembly utilizing a labyrinth seal TWI526289B|2016-03-21|Industrial robots US5934148A|1999-08-10|Wrist mechanism of industrial robot
同族专利:
公开号 | 公开日 JPS6322290A|1988-01-29|
引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题 JPS5276070U|1975-12-04|1977-06-07||| JPS571692A|1980-06-03|1982-01-06|Matsushita Electric Ind Co Ltd|Wrist section for industrial robot| JPS5924292U|1982-08-05|1984-02-15||| JPS60127996A|1983-12-15|1985-07-08|Matsushita Electric Ind Co Ltd|Preventive device for scattering of dust of industrial robot|EP0502832A1|1991-03-04|1992-09-09|COMAU S.p.A.|Wrist for an industrial robot| EP1894684A1|2006-08-31|2008-03-05|Fanuc Ltd|Sealing device for joint section of robot and articulated robot having the same| CN102049783A|2009-11-10|2011-05-11|鸿富锦精密工业(深圳)有限公司|机器人结构| ITTO20110156A1|2011-02-24|2012-08-25|Comau Spa|Polso di robot articolato| CN103659830A|2012-08-31|2014-03-26|发那科株式会社|具有安装于末端执行器安装部的盖的多关节机械人|JPH0310478B2|1984-07-26|1991-02-13|Matsushita Electric Ind Co Ltd||JP2576268B2|1990-06-19|1997-01-29|富士通株式会社|ロボットの関節機構| JP5310342B2|2009-07-16|2013-10-09|株式会社デンソーウェーブ|ロボットの手首装置| JP5359640B2|2009-07-21|2013-12-04|株式会社デンソーウェーブ|ロボットの手首装置| CN106217404A|2016-07-28|2016-12-14|苏州优银机械有限公司|一种悬臂回转连接组件| CN106182069A|2016-07-28|2016-12-07|苏州优银机械有限公司|一种工业悬臂偏心定位连接组件| CN106217408A|2016-07-28|2016-12-14|苏州优银机械有限公司|一种工业悬臂固定组件| CN106182068A|2016-07-28|2016-12-07|苏州优银机械有限公司|一种工业悬臂连接组件|
法律状态:
1988-01-28| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US | 1988-01-28| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE GB |
优先权:
[返回顶部]
申请号 | 申请日 | 专利标题 相关专利
Sulfonates, polymers, resist compositions and patterning process
Washing machine
Washing machine
Device for fixture finishing and tension adjusting of membrane
Structure for Equipping Band in a Plane Cathode Ray Tube
Process for preparation of 7 alpha-carboxyl 9, 11-epoxy steroids and intermediates useful therein an
国家/地区
|