机器人关节驱动用偏心摆动型减速机制造技术

本发明专利技术提供一种能够抑制机器人的作业精确度下降的同时更有效地缓解发热问题的机器人关节驱动用偏心摆动型减速机。本发明专利技术的机器人关节驱动用偏心摆动型减速机（G4）驱动机器人关节且具备内齿轮（22）、及与该内齿轮具有极少的齿数差且摆动的同时与该内齿轮内啮合的外齿轮（20），该减速机（G4）中，第1轮架即输出轴（34）的转速为50rpm以上，运转率为20%ED以上，空转落入大于1arcmin且3arcmin以下的范围。

【技术实现步骤摘要】
机器人关节驱动用偏心摆动型减速机
本申请主张基于2013年2月25日申请的日本专利申请第2013-035220号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。本专利技术涉及一种机器人关节驱动用偏心摆动型减速机。
技术介绍
专利文献1中公开有用作驱动机器人关节的偏心摆动型减速机。该减速机具有内齿轮、及与该内齿轮具有极少的齿数差(例如1～5左右)且摆动的同时与该内齿轮内啮合的外齿轮。内齿轮或外齿轮中的任一个的自转受到限制，该内齿轮与外齿轮的相对旋转作为输出从另一侧取出，机器人关节被驱动。在偏心摆动型减速机中，已知有将用于使外齿轮摆动的偏心体具备在贯穿外齿轮的轴心位置的偏心体轴上的类型、及将该偏心体具备于在从外齿轮的轴心位置偏移的位置设置有多个的偏心体轴上的类型。偏心摆动型减速机能够由一级就可得到高减速比，因此可作为要求紧凑性的机器人关节驱动用而广泛应用。专利文献1：日本特开2006-263878号公报为了提高机器人的生产性，需要进一步加速该机器人的作业速度(输出轴的转速)，并且进一步增加作业时间(运转率)。另一方面，为了进行更高精确度的定位作业，需要将减速机的齿隙和空转设定得更小。这些倾向均使减速机在发热方面接近更苛刻的状态，因此，近年来应对驱动机器人关节的减速机的发热的对策逐渐成为较大的问题。
技术实现思路
本专利技术是为了在机器人关节驱动用偏心摆动型减速机中，进一步缓解这种与发热相关的问题而完成的，其课题在于提供一种能够抑制机器人的作业精确度下降的同时更有效地缓解发热问题的机器人关节驱动用偏心摆动型减速机。本专利技术通过设为如下结构来解决上述目的，即机器人关节驱动用偏心摆动型减速机驱动机器人关节且具备内齿轮、及与该内齿轮具有极少的齿数差且在摆动的同时与该内齿轮内啮合的外齿轮，该减速机中，输出轴的转速为50rpm以上，运转率为20％ED以上，空转落入大于1arcmin且3arcmin以下的范围。专利技术者们对于机器人关节驱动用偏心摆动型减速机，关于其发热状况与减速机的各种条件的关系进行了详细的试验。其结果，如后面详述，关于为了维持作业精确度(机器人的定位精确度)，以往理所当然地抑制成较小的空转，得到如下见解：该空转的缩小与发热的增大根据条件并非一定为简单的“权衡”关系(若空转缩短则发热增大，若空转变大则发热也减小仅仅这种简单的关系并不是始终成立)。本专利技术是根据该研究结果而完成的，提出了可在抑制机器人的作业精确度的下降的同时，更有效地缓解发热问题的结构。专利技术效果根据本专利技术，能够获得能够抑制机器人的作业精确度下降的同时更有效地缓解发热问题的机器人关节驱动用偏心摆动型减速机。附图说明图1是组装有本专利技术的实施方式所涉及的偏心摆动型减速机的工业用机器人的手腕部分的剖视图。图2是组装于图1的手腕部分的偏心摆动型减速机的整体图。图3是表示具备图1的手腕部分的工业用机器人的整体概要的示意图。图4是表示空转-无负荷运转转矩的试验结果的一例的曲线图。图5是表示空转-无负荷运转转矩的试验结果的另一例的曲线图。图6是用于说明空转的说明图。图中：R1-工业用机器人，G1～G6-第1～第6减速机，J1～J6-第1～第6关节，11～16-第1～第6臂，17-输入轴(输入侧)，20-外齿轮，22-内齿轮，24-外壳，26-偏心体，32-销状部件，34-第1轮架(输出侧)。具体实施方式以下，根据附图对本专利技术的实施方式的一例进行详细说明。图1是组装有本专利技术的实施方式的一例所涉及的偏心摆动型减速机的工业用机器人的手腕部分的剖视图，图2是组装于图1的手腕部分的该偏心摆动型减速机的整体图，图3是表示所述工业用机器人的整体概要的示意图。首先，从工业用机器人R1的整体概要开始进行说明。该工业用机器人R1在地面19上具有基座10，从该基座10开始交替连结有第1～第6关节J1～J6与第1～第6臂11～16。第1～第6臂11～16经由第1～第6关节J1～J6被驱动马达及减速机(图3中省略图示)驱动。即，本实施方式的工业用机器人R1的第1臂11能够经由第1关节J1在基座10上以铅垂的轴心CL1为中心自转，负责工业用机器人R1整体围绕轴心CL1回转。第2臂12能够经由第2关节J2并以该第2关节J2作为支点在包含第1臂11的轴心CL1的面内(铅垂面内)摆动，主要负责第6臂16相对于被作业体的前后移动。第3臂13能够经由第3关节J3并以该第3关节J3作为支点在包含第2臂12的轴心CL2的面内(铅垂面内)摆动，主要负责第6臂16的上下移动。另一方面，第4臂14能够经由第4关节J4并以与第3臂13的轴心CL3同轴的轴心CL4为中心进行自转。第5臂15能够经由第5关节J5并以该第5关节J5作为支点在包含第4臂14的轴心CL4的面内摆动。第6臂16能够经由第6关节J6并以与第5臂15的轴心CL5同轴的轴心CL6为中心自转。在第6臂16的前端安装有用于进行预定作业的焊接工具、保持工具、及涂装工具等各种工具18。根据以上结构，安装有工具18的第6臂16具有6个自由度，能够在3维方向上自由移动的同时相对于被作业体以任意的位置及姿势进行接触、吸附或喷涂等作业。一般，到第1～第3臂11～13为止被称作基本3轴，第4～第6臂14～16被称作手腕3轴。构成基本3轴的第1～第3臂11～13主要进行构成手腕3轴的第4～第6臂14～16的空间定位，构成手腕3轴的第4～第6臂14～16更具体地确定第6臂16相对于被作业体的位置和角度。基本3轴(第1～第3臂11～13)需要比手腕3轴(第4～第6臂14～16)更大的驱动转矩。因此，一般组装于基本3轴(第1～第3臂11～13)的第1～第3关节J1～J3的减速机的大小(内齿轮的内径)大于组装于手腕3轴(第4～第6臂14～16)的第4～第6关节J4～J6的减速机的大小。并且，基本3轴更缓慢地移动，因此减速机的输出轴的转速比手腕3轴慢。并且，例如，基本3轴动作1次而停止的情况较多，因此减速机的运转率不会太高，但手腕3轴比基本3轴更频繁地动作的情况较多，因此减速机的运转率较高。在此，减速机的运转率根据各关节的减速机计算。具体而言，是作为运转率的计算对象的减速机的运转时间TJ相对于机器人本身的运转时间TR的比率，以(运转率)＝(TJ/TR)×100(％ED)计算。另外，机器人本身的移动时间TR能够定义为机器人的电源开启的时间，或驱动各关节的驱动源(伺服马达)的电源开启的时间。由此，机器人对某一工件进行作业，等待设置下一个工件的待机时间也包含在机器人本身的运转时间TR内。并且，减速机的运转时间TJ能够定义为驱动作为运转率的计算对象的减速机的时间，或驱动该减速机的驱动源(伺服马达)进行旋转的(旋转控制的)时间。该运转率越高，散热时间与发热时间相比越短，因此减速机容易成为过热的状况。图1是图3的工业用机器人R1的手腕(3轴)部分的剖视图，图2是组装于该手腕部分的(实施方式的一例所涉及的)偏心摆动型减速机的整体图。参考图1，如前述，构成手腕的第4～第6臂14～16通过第4～第6关节J4～J6连结。另外，本实施方式中手腕的关节为3个，但不限于此，也可由4以上或2以下的关节构成。这些第4～第6关节J4～J6分别具备有减速机G4～G6。在第4关节J4上设置有减速机G4，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人关节驱动用偏心摆动型减速机，其驱动机器人关节且具备内齿轮、及与该内齿轮具有极少的齿数差且摆动的同时与该内齿轮内啮合的外齿轮，所述机器人关节驱动用偏心摆动型减速机的特征在于，该减速机中，输出轴的转速为50rpm以上，运转率为20%ED以上，空转落入在大于1arcmin且3arcmin以下的范围。

【技术特征摘要】
2013.02.25 JP 2013-0352201.一种机器人关节驱动用偏心摆动型减速机，其驱动机器人关节且具备内齿轮、与该内齿轮具有极少的齿数差且摆动的同时与该内齿轮内啮合的外齿轮、及将所述内齿轮与所述外齿轮的相对旋转作为输出取出的输出轴，所述机器人关节驱动用偏心摆动型减速机的特征在于，该减速机中，所述输出轴的转速为50rpm以上，运转率为20％ED以上，空转落入在大于1arcmin且3arcmin以下的范围，其中，在表示固定输入轴且从输出轴侧缓慢施加负荷直到额定转矩并卸载为止的负荷与输出轴的扭转角之间的关系的刚性磁滞曲线中，将额定转矩的±3％之间的扭转角的情况称...

【专利技术属性】
技术研发人员：西部慎一，光藤荣，西谷祐一，石川哲三，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP