專利名稱：工業(yè)機(jī)器人的擺動(dòng)部分結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用偏心振動(dòng)型減速器的工業(yè)機(jī)器人的擺動(dòng)部件結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
作為工業(yè)機(jī)器人的擺動(dòng)部分的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如日本專利公開號(hào)JP-A-62-4586中所公開類型的結(jié)構(gòu)是眾所周知的。該結(jié)構(gòu)包括工業(yè)機(jī)器人的固定部分和旋轉(zhuǎn)部分；前級(jí)減速器， 其減小從驅(qū)動(dòng)馬達(dá)輸入的旋轉(zhuǎn)速度，并輸出減小速度的旋轉(zhuǎn)；和主減 速器，其減小來自前級(jí)減速器的旋轉(zhuǎn)速度，并輸出旋轉(zhuǎn)至旋轉(zhuǎn)部分， 其中采用偏心振動(dòng)型減速器作為主減速器，以及采用外齒輪減速器作 為前級(jí)減速器，所述偏心振動(dòng)型減速器包括殼體，其在其內(nèi)周上設(shè) 置有若干滾銷齒；副齒輪(pinion)，其容納在殼體中，并具有與滾銷 齒相嚙合的外齒；托架(carrier),其插入殼體內(nèi)，適于相對(duì)于殼體旋 轉(zhuǎn)；和多個(gè)由托架可旋轉(zhuǎn)地支撐的曲柄銷，其具有分別插入副齒輪中 的偏心部分，曲柄銷與從前級(jí)減速器輸入的旋轉(zhuǎn)同步旋轉(zhuǎn)，從而使副 齒輪偏心地旋轉(zhuǎn)，其中殼體和托架中的任一個(gè)被固定到固定部分上， 減速旋轉(zhuǎn)從殼體和托架中的另一個(gè)輸出給旋轉(zhuǎn)部分，所述外齒輪減速 器包括第一外齒輪，其設(shè)置在所有曲柄銷的輸入側(cè)端；和第二外齒 輪，第二外齒輪與殼體或托架同軸，旋轉(zhuǎn)從驅(qū)動(dòng)馬達(dá)輸入到所述第二 外齒輪。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題近來，因?yàn)閷?duì)減小工業(yè)機(jī)器人尺寸以及加速工作速度的需要越來 越高，所以已經(jīng)使用具有高轉(zhuǎn)速的緊湊馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。另一方面， 正在通過增大如上所述的前級(jí)減速器和主減速器的總減速比，努力獲 得必需的輸出轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。但是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在這樣的結(jié)構(gòu)長時(shí) 間使用后，在主減速器(偏心振動(dòng)型減速器)的曲柄銷偏心部分上會(huì) 出現(xiàn)表面磨耗，這最終導(dǎo)致曲柄銷斷裂。在這些情況下，發(fā)明人急切地進(jìn)行研究以闡明引起如上所述曲柄 銷斷裂的機(jī)理，并已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，上述斷裂歸因于下列機(jī)理。具體地說， 由于曲柄銷偏心部分與針狀滾柱軸承之間的摩擦，填充在主減速器(偏 心振動(dòng)型減速器)中的潤滑劑(油，油脂)被加熱至潤滑功能大大下降的溫度(一般約為60。C)。結(jié)果，部分地失去潤滑偏心部分與針狀滾 柱軸承之間的潤滑劑的潤滑膜，偏心部分與針狀滾柱軸承之間發(fā)生金 屬接觸。這是上述斷裂的機(jī)理。發(fā)明人也進(jìn)一步地繼續(xù)研究，為了尋找輸出轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)速之間 的關(guān)系，進(jìn)行了大量的當(dāng)如下所述用于工業(yè)機(jī)器人的腕關(guān)節(jié)等等的中 型主減速器(偏心振動(dòng)型減速器)中的潤滑劑在6(TC飽和時(shí)的試驗(yàn)， 其中，通過滾銷齒中心的直徑D在150到200mm范圍內(nèi)。在間歇時(shí)間 或在工廠里，主減速器(偏心振動(dòng)型減速器)常常需要達(dá)到28rpm以 上的輸出轉(zhuǎn)速。但是，發(fā)明人從這些測(cè)試結(jié)果中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如下所述， 主減速器(偏心振動(dòng)型減速器)的減速比M除以直徑D得到的值N應(yīng) 當(dāng)小于0.20，以便在這樣的轉(zhuǎn)速下使?jié)櫥瑒┑臏囟炔粫?huì)高于60°C 。本發(fā)明是根據(jù)上述發(fā)現(xiàn)作出的，提供了一種工業(yè)機(jī)器人的擺動(dòng)部 分結(jié)構(gòu)，其包括工業(yè)機(jī)器人的固定部分和旋轉(zhuǎn)部分；前級(jí)減速器， 其設(shè)置在固定部分和旋轉(zhuǎn)部分之間，其減小從驅(qū)動(dòng)馬達(dá)輸入的旋轉(zhuǎn)速 度，并以減小速度輸出旋轉(zhuǎn)；和主減速器，其減小來自前級(jí)減速器的 旋轉(zhuǎn)速度，并輸出旋轉(zhuǎn)至旋轉(zhuǎn)部分，其中采用偏心振動(dòng)型減速器作為 主減速器，以及采用外齒輪減速器作為前級(jí)減速器，所述偏心振動(dòng)型 減速器包括殼體，其在其內(nèi)周上設(shè)置有若干滾銷齒，通過滾銷齒中 心的圓的直徑D在150到200mm范圍內(nèi)；副齒輪，其容納在殼體中， 并具有與滾銷齒相嚙合的外齒；托架，其插入殼體內(nèi)，適于相對(duì)于殼 體旋轉(zhuǎn)；和多個(gè)由托架可旋轉(zhuǎn)地支撐的曲柄銷，其具有分別插入副齒 輪中的偏心部分，曲柄銷與從前級(jí)減速器輸入的旋轉(zhuǎn)同步旋轉(zhuǎn)，從而 使副齒輪偏心地旋轉(zhuǎn)，其中殼體和托架中的任一個(gè)被固定到固定部分 上，減速旋轉(zhuǎn)從殼體和托架中的另一個(gè)輸出給旋轉(zhuǎn)部分，所述外齒輪 減速器包括第一外齒輪，其設(shè)置在所有曲柄銷的輸入側(cè)端；和第二 外齒輪，第二外齒輪與殼體或托架同軸，旋轉(zhuǎn)從驅(qū)動(dòng)馬達(dá)輸入到所述 第二外齒輪，外齒輪減速器和偏心振動(dòng)型減速器的總減速比為80到 200,其特征在于，偏心振動(dòng)型減速器的減速比M除以直徑D得到的 值N小于0.20。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在本發(fā)明中，因?yàn)槠恼駝?dòng)型減速器的減速比M除以直徑D得到 的值N設(shè)定為小于0.20，所以，可以將填充在偏心振動(dòng)型減速器中的 潤滑劑溫度抑制在6(TC以下，即使在間歇時(shí)間或在工廠里，偏心振動(dòng) 型減速器額定轉(zhuǎn)矩下的輸出轉(zhuǎn)速變成28rpm或以上。這樣，潤滑劑的 潤滑功能不會(huì)大大下降，曲柄銷偏心部分與針狀滾柱軸承之間的區(qū)域 將一直被發(fā)揮所需要的潤滑功能的潤滑劑潤滑。結(jié)果，曲柄銷偏心部 分的表面磨耗和曲柄銷的斷裂將得到有效預(yù)防。此外，在值N設(shè)定為小于0.17的情況下，潤滑劑的溫度可以被抑 制在60°C以下，即使偏心振動(dòng)型減速器的輸出轉(zhuǎn)速變?yōu)榧s30rpm。更進(jìn)一步，在小齒輪(small gear)與殼體同軸或托架設(shè)置在輸入 減速旋轉(zhuǎn)的殼體或托架的輸出端，以及與小齒輪相嚙合的大齒輪設(shè)置 在旋轉(zhuǎn)部分上以便使包括這些小齒輪和大齒輪的后級(jí)減速器可以進(jìn)一 步減小旋轉(zhuǎn)速度的情況下，可以容易地形成電纜等等可以通過的大直 徑通孔，以及容易地偏心振動(dòng)型減速器變得緊湊。


圖1是依照本發(fā)明的實(shí)施例1的局部剖取的示意性前視圖。 圖2是包括手的區(qū)域的截面的示意性前視圖。圖3是包括主減速器和前級(jí)減速器的區(qū)域的局部剖取的前視圖。 圖4是從圖3中箭頭符號(hào)I - I的方向看到的剖視圖。 圖5是當(dāng)潤滑劑在6(TC溫度飽和時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)速之間的 關(guān)系的曲線圖。實(shí)施本發(fā)明的最佳方式現(xiàn)在，參照附圖將描述本發(fā)明的實(shí)施例1。實(shí)施例1在圖1和2中，數(shù)字11表示工業(yè)機(jī)器人。該工業(yè)機(jī)器人11在第 一關(guān)節(jié)部分13具有減速器14，第一關(guān)節(jié)部分13安裝在地板12上。該 減速器14減小從驅(qū)動(dòng)馬達(dá)15輸入的轉(zhuǎn)速，并以減小的速度輸出旋轉(zhuǎn) 至基體端臂(擺動(dòng)頭)16，從而使基體端臂16繞豎直的第一軸線旋轉(zhuǎn)。 在大體上豎直的方向上延伸的第一臂18的下端連接于基體端臂16的 上端，以便繞水平的第二軸線旋轉(zhuǎn)。通過從第二關(guān)節(jié)部分17接收減小 速度的驅(qū)動(dòng)力，該第一臂18繞第二軸線在側(cè)向方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，第二關(guān)節(jié) 部分17具有基本上與第一關(guān)節(jié)部分13相同的結(jié)構(gòu)，包括減速器14和 驅(qū)動(dòng)馬達(dá)15。第二臂22的基體端作為大體上水平地延伸的固定部分，連接于第 一臂18的上端，以便繞水平的第三軸線旋轉(zhuǎn)。通過從第三關(guān)節(jié)部分21 接收減小速度的驅(qū)動(dòng)力，該第二臂22可以繞第三軸線在豎直方向上轉(zhuǎn) 動(dòng)，第三關(guān)節(jié)部分21具有基本上與第二關(guān)節(jié)部分17相同的結(jié)構(gòu)。手 24作為與第二臂22同軸的旋轉(zhuǎn)部分，保持在第二臂22的遠(yuǎn)端部分上， 以便繞沿著第二臂22的中心軸線延伸的第四軸線旋轉(zhuǎn)。在圖l、 2、 3和4中，數(shù)字27表示作為主減速器的偏心振動(dòng)型減 速器，其設(shè)置在第二臂22的遠(yuǎn)端部分的外側(cè)。該偏心振動(dòng)型減速器27 具有大體上圓筒形狀的殼體28，若干滾銷齒29沿圓周方向等間隔地設(shè) 置在殼體28內(nèi)周的軸向中間部分上。在該實(shí)施例中，偏心振動(dòng)型減速 器27是用于致動(dòng)如上所述的工業(yè)機(jī)器人11的手24的中型減速器，因 此，通過滾銷齒中心的直徑D通常在150到200mm范圍內(nèi)。多個(gè)(在該實(shí)施例中為兩個(gè))具有環(huán)狀形狀的副齒輪33軸向平行 地容納在殼體28中，若干具有余擺線齒廓的外齒34分別形成在這些 副齒輪33的外周上。在該實(shí)施例中，副齒輪33的外齒34數(shù)量比滾銷 齒29數(shù)量更少，在該實(shí)施例中少一個(gè)。此外，在副齒輪33與殼體28 內(nèi)接觸的狀態(tài)下，外齒34與滾銷齒29相嚙合，兩個(gè)副齒輪33之間的 最大嚙合部分(最深嚙合位置)在相位上偏離180度。每個(gè)副齒輪33 設(shè)置有多個(gè)(三個(gè))軸向貫穿并在圓周方向上等間隔的通孔35。數(shù)字38表示插入殼體28中的托架。該托架38包括一對(duì)具有環(huán)狀 形狀并且軸向布置在兩個(gè)副齒輪33的外側(cè)的端板39和多個(gè)(與通孔 35數(shù)量相同)支柱40。數(shù)字41表示介于托架38、特別是兩個(gè)端板39 的外周與殼體28內(nèi)周的軸向兩端部分之間的一對(duì)軸承41。托架38通 過這些軸承41而保持，以便相對(duì)于殼體28旋轉(zhuǎn)。數(shù)字42表示多個(gè)(三 個(gè))軸向延伸的曲軸孔42，曲軸孔42形成在各個(gè)副齒輪33中。這些 曲軸孔42沿圓周方向等間隔分開，并與通孔35交替布置。數(shù)字45表示多個(gè)(與曲軸孔42數(shù)量相同)曲柄銷。這些曲柄銷 45沿圓周方向等角度布置。軸承46分別介于曲柄銷45的軸向兩端部 分與托架38、特別是兩端板39之間，由此，曲柄銷45的軸向兩端部 分由托架38可旋轉(zhuǎn)地支撐。曲柄銷45具有與副齒輪33數(shù)量相同(兩 個(gè))的偏心部分47，在其軸向中間部分上，偏心部分47與曲柄銷45 的中心軸線偏離相等距離。這些偏心部分47在軸向上彼此分開一小的 距離，并且在相位上彼此偏離180度。反常的部分47的曲柄銷45的 偏心部分47分別插入介于針狀滾柱軸承48之間的副齒輪33的曲軸孔 42中，所以，允許副齒輪33和曲柄銷45彼此相對(duì)旋轉(zhuǎn)。上述殼體28、副齒輪33、托架38和曲柄銷45作為一個(gè)整體構(gòu)成 作為上述主減速器的偏心振動(dòng)型減速器27，其減小輸入至曲柄銷45的 旋轉(zhuǎn)速度，并輸出旋轉(zhuǎn)至殼體28或托架38 (在該實(shí)施例中為托架38)。 偏心振動(dòng)型減速器27的減速比是殼體28的滾銷齒29數(shù)量除以滾銷齒 29數(shù)量與副齒輪33的外齒34數(shù)量之差得到的值。在該實(shí)施例中，滾 銷齒29數(shù)量為30，外齒34數(shù)量為29，兩數(shù)量之差為l。所以，減速 比為30。例如日本專利公開號(hào)JP-A-3-181641中提出其中滾銷齒29數(shù)量與 外齒34數(shù)量之差為2或以上的副齒輪33。在也采用這種副齒輪33的 情況下，以同樣的方式獲得減速比。其中齒數(shù)量之差為2或以上的副 齒輪33意味著，通過使副齒輪33外廓沿圓周方向位移由外齒34之間 的齒距除以齒數(shù)量之差得到的角度，并去掉沿圓周位移的外廓的重疊 部分作為齒廓，獲得外齒齒輪。數(shù)字51表示借助于支架52附著于殼體28的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。該驅(qū)動(dòng)馬 達(dá)51的輸出軸53與偏心振動(dòng)型減速器27的輸出部分(托架38)同軸。 數(shù)字54表示前級(jí)減速器，其減小從馬達(dá)51 (輸出軸53)輸入的旋轉(zhuǎn) 速度，并輸出旋轉(zhuǎn)至作為主減速器的偏心振動(dòng)型減速器27。該前級(jí)減 速器54具有多個(gè)(與曲柄銷45數(shù)量相同)具有大直徑的第一外齒輪 55，第一外齒輪55固定到所有曲柄銷45的輸入側(cè)端。數(shù)字58表示單 個(gè)直徑小于第一外齒輪55的第二外齒輪，第二外齒輪固定到輸出軸53 上。第二外齒輪58與輸入減速旋轉(zhuǎn)的殼體28或托架38 (在該實(shí)施例 中為托架38)同軸，并與所有第一外齒輪55相嚙合。上述第一和第二外齒輪55、 58作為一個(gè)整體構(gòu)成前級(jí)減速器54， 其包括外齒輪減速器。該前級(jí)減速器54不局限于包括如該實(shí)施例中的 第一外齒輪55和第二外齒輪58的結(jié)構(gòu)，其可以是包括兩級(jí)正齒輪系
的結(jié)構(gòu)。在其中正齒輪系以這種方式設(shè)置成兩級(jí)的情況下，固定到曲柄銷45上的外齒輪和包括與外齒輪相嚙合的外齒輪的第二級(jí)的齒輪系 可以具有相等的比率。為了如下所述將前級(jí)減速器54和偏心振動(dòng)型減 速器27的總減速比設(shè)定成80到200，前級(jí)減速器54的減速比優(yōu)選為 2.5至U 6.5，偏心振動(dòng)型減速器27的減速比優(yōu)選為25到36，以便使前 級(jí)減速器54的減速比在偏心振動(dòng)型減速器27的減速比的0.15到0.25 倍范圍之內(nèi)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度已經(jīng)由前級(jí)減速器54減小之后驅(qū)動(dòng)馬達(dá)51的旋轉(zhuǎn)同 時(shí)被傳遞至所有曲柄銷45時(shí)，曲柄銷45繞它們自己的中心軸線旋轉(zhuǎn)， 由此曲柄銷45的偏心部分47在副齒輪33的各個(gè)曲軸孔42中偏心地 旋轉(zhuǎn)，副齒輪33偏心地旋轉(zhuǎn)并振動(dòng)。在這種場(chǎng)合下，因?yàn)槊總€(gè)副齒輪 33的外齒34數(shù)量比滾銷齒29數(shù)量更少，托架38顯著減小速度，并以 低速旋轉(zhuǎn)。如上所述，因?yàn)榻鼇韺?duì)減小工業(yè)機(jī)器人尺寸以及加速工作速度的 需要越來越高，所以已經(jīng)使用具有高轉(zhuǎn)速的緊湊馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)馬達(dá)51。 另一方面，已經(jīng)通過使如下所述的前級(jí)減速器54和偏心振動(dòng)型減速器 27的總減速比增大至80到200，努力獲得必需的輸出轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。 但是，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，長時(shí)間使用該結(jié)構(gòu)后，偏心振動(dòng)型減速器27 中的曲柄銷45的偏心部分47可能會(huì)出現(xiàn)表面磨耗，這最終引起致曲 柄銷45斷裂。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種現(xiàn)象歸因于這樣的事實(shí)，S卩，填充在偏心 振動(dòng)型減速器27的潤滑劑將被加熱至如上所述由于摩擦潤滑功能大大 降低的溫度(通常大約為60°C)。所以，發(fā)明人準(zhǔn)備了兩組測(cè)試減速器， 各包括前級(jí)減速器54和偏心振動(dòng)型減速器27，并具有彼此不同的總減 速比。然后，為了尋求在其黏稠度為由JISK2220表示的數(shù)字00的潤 滑劑(油脂)在6(TC溫度飽和時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，發(fā) 明人通過逐漸增大每個(gè)測(cè)試減速器的輸出轉(zhuǎn)速，同時(shí)使輸出轉(zhuǎn)矩維持
在某一值，進(jìn)行了試驗(yàn)。應(yīng)當(dāng)注意，這些測(cè)試在非常苛刻的工作條件 下進(jìn)行，其中，測(cè)試減速器在同一方向上持續(xù)旋轉(zhuǎn)。在測(cè)試期間，前級(jí)減速器54的減速比為3，曲柄銷45數(shù)量為3， 兩個(gè)測(cè)試減速器的環(huán)境溫度均為20°C。在第一測(cè)試減速器中，偏心振 動(dòng)型減速器27的直徑D為174mm，額定輸出轉(zhuǎn)矩為1078N.m，滾銷 齒29數(shù)量為60，由此偏心振動(dòng)型減速器27的減速比M為60。在第二 測(cè)試減速器中，偏心振動(dòng)型減速器27的直徑D為179mm，額定輸出 轉(zhuǎn)矩為1323N.m，滾銷齒29數(shù)量為30,由此偏心振動(dòng)型減速器27的 減速比M為30。在第一測(cè)試減速器中，因?yàn)橹睆紻為174mm，所以 減速比M除以直徑D得到的值N為0.34。在第二測(cè)試減速器中，因?yàn)?直徑D為179mm，所以減速比M除以直徑D得到的值N為0.17。上述測(cè)試的結(jié)果顯示在圖5中?？梢哉J(rèn)定，在第一測(cè)試減速器的 曲線(值N為0.34)和第二測(cè)試減速器的曲線(值N為0.17)之間， 在如上所述的相同狀態(tài)下，存在大體上平行于這些曲線且值為N的曲 線，從第一測(cè)試減速器曲線到第二測(cè)試減速器曲線減小0.017，就好像 位移了兩曲線之間距離的1/10，這是因?yàn)檩敵鲛D(zhuǎn)速與摩擦產(chǎn)生的熱量 成正比例關(guān)系。在偏心振動(dòng)型減速器27中，如上所述，從工廠的間歇時(shí)間的額定 轉(zhuǎn)矩下的輸出旋轉(zhuǎn)數(shù)(托架38的輸出旋轉(zhuǎn)數(shù))需要為28rpm或以上。 在額定轉(zhuǎn)矩下的輸出旋轉(zhuǎn)數(shù)為28rpm的情況下，當(dāng)值N為0.20時(shí)，潤 滑劑的飽和溫度為6(TC。根據(jù)該事實(shí)，在偏心振動(dòng)型減速器27的值N 設(shè)定為小于0.20的情況下，填充在偏心振動(dòng)型減速器27中的潤滑劑的 溫度可以被抑制在6(TC以下，即使根據(jù)需要從工廠的間歇時(shí)間的偏心 振動(dòng)型減速器27的額定轉(zhuǎn)矩下的輸出旋轉(zhuǎn)數(shù)為28rpm或以上。因此，潤滑劑的潤滑功能不會(huì)顯著下降，曲柄銷45偏心部分47 與針狀滾柱軸承48之間的區(qū)域?qū)⒁恢北话l(fā)揮所需要的潤滑功能的潤滑
劑潤滑。結(jié)果，可以有效地防止曲柄銷45偏心部分47的表面磨耗以 及曲柄銷45的斷裂。尤其是，在值N小于0.17的情況下，潤滑劑的 溫度可以被抑制在60°C以下，即使偏心振動(dòng)型減速器27的輸出轉(zhuǎn)速約 為30rpm。但是，在值N小于0.07的情況下，將難以制造偏心振動(dòng)型 減速器27，因?yàn)闈L銷齒29數(shù)量變得太少。所以，值N優(yōu)選大于0.07。再次參照?qǐng)Dl、 2、 3和4，與偏心振動(dòng)型減速器27的輸出端(托 架38)同軸的小齒輪61固定到偏心振動(dòng)型減速器27的輸出端(在該 實(shí)施例中為托架38)上。另一方面，大齒輪62與偏心振動(dòng)型減速器 27的輸出端(托架38)偏離一預(yù)定距離，并與小齒輪61相嚙合，大 齒輪62固定到手24的基體端上。上述小齒輪61和大齒輪62作為一 個(gè)整體構(gòu)成后級(jí)減速器63。后級(jí)減速器如此設(shè)置在偏心振動(dòng)型減速器 27的后級(jí)的原因是，因?yàn)樵谟糜谠搶?shí)施例的工業(yè)機(jī)器人11中，不需要 大于28rpm的輸出轉(zhuǎn)速，而是需要大輸出轉(zhuǎn)矩。在需要大于28rpm的 輸出轉(zhuǎn)速的情況下，來自偏心振動(dòng)型減速器27的輸出最好直接傳遞至 旋轉(zhuǎn)部分，從而省略后級(jí)減速器63。通過這樣在偏心振動(dòng)型減速器27的后級(jí)提供包括小齒輪61和大 齒輪62的后級(jí)減速器63，可以低速大轉(zhuǎn)矩地旋轉(zhuǎn)工業(yè)機(jī)器人11的手 24。同時(shí)，因?yàn)榇簖X輪62可以設(shè)置成偏離偏心振動(dòng)型減速器27、驅(qū)動(dòng) 馬達(dá)51和前級(jí)減速齒輪54，可以容易地在大齒輪62的中心部分和手 24的基體端形成用于驅(qū)動(dòng)和控制的電纜、管道等可以通過的大直徑通 孔65。此外，因?yàn)樵谄恼駝?dòng)型減速器27中傳遞的轉(zhuǎn)矩已經(jīng)達(dá)到小值， 所以，偏心振動(dòng)型減速器27被制得緊湊。上述偏心振動(dòng)型減速器27、 驅(qū)動(dòng)馬達(dá)51、前級(jí)減速器54和后級(jí)減速器63作為一個(gè)整體構(gòu)成第四 關(guān)節(jié)部分64。通過從該第四關(guān)節(jié)部分64輸出的力，使手24繞大體上 水平于第二臂22的第四軸線旋轉(zhuǎn)。數(shù)字67表示大體上圓筒形狀的手軸，其可旋轉(zhuǎn)地保持在手24的 遠(yuǎn)端部分上。該手軸67可以繞垂直于手24的旋轉(zhuǎn)軸線的第五軸線旋
轉(zhuǎn)。數(shù)字68表示第五關(guān)節(jié)部分，其給予手軸67 —減小的驅(qū)動(dòng)力，從 而使手軸67繞第五軸線旋轉(zhuǎn)。該第五關(guān)節(jié)部分68包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)69; 減速器70，其以減小的速度輸出從驅(qū)動(dòng)馬達(dá)69輸出的旋轉(zhuǎn)，其具有大 體上與偏心振動(dòng)型減速器27和前級(jí)減速器54相同的結(jié)構(gòu)；小齒輪71， 其連接于減速器70的輸出端；和大齒輪72，其連接于手軸67，并與 小齒輪71相嚙合。數(shù)字75是連接于手軸67的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。該驅(qū)動(dòng)馬達(dá)75在垂直于手 軸67旋轉(zhuǎn)軸線的方向上延伸。減速器76具有大體上與減速器70相同 的結(jié)構(gòu)，其附著于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)75。該減速器76減小從驅(qū)動(dòng)馬達(dá)75輸入 的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力的速度，并傳遞給工具安裝單元77，從而使工具安裝單 元77繞垂直于手軸67旋轉(zhuǎn)軸線的第六軸線旋轉(zhuǎn)。工具安裝單元77設(shè)置有焊接設(shè)備、油漆設(shè)備等等，這些設(shè)備借助 于用于驅(qū)動(dòng)和控制的電纜和穿過手軸67的管道驅(qū)動(dòng)和控制。該實(shí)施例 中的工業(yè)機(jī)器人11尤其適于作為在車輛生產(chǎn)線上采用的操作機(jī)器人、 點(diǎn)焊機(jī)器人等等。上述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)75、減速器76作為一個(gè)整體構(gòu)成第六 關(guān)節(jié)部分78，第六關(guān)節(jié)部分78以減小的速度給予工具安裝單元77驅(qū) 動(dòng)力，從而使工具安裝單元77繞第六軸線旋轉(zhuǎn)。這樣，工業(yè)機(jī)器人ll 的工具安裝單元77具有6個(gè)自由度，可以在三維方向自由地移動(dòng)焊接 設(shè)備等，以將其設(shè)置在所需要的位置和所需要的姿勢(shì)?，F(xiàn)在將描述實(shí)施例1中的工業(yè)機(jī)器人的操作。在例如采用如上所述的工業(yè)機(jī)器人11進(jìn)行焊接作業(yè)的情況下，通 過操作第一關(guān)節(jié)部分13、第二關(guān)節(jié)部分17、第三關(guān)節(jié)部分21、第四關(guān) 節(jié)部分64、第五關(guān)節(jié)部分68和第六關(guān)節(jié)部分78，基體端臂16、第一 臂18、第二臂22、手24、手軸67和工具安裝單元77將繞第一、第二、 第三、第四、第五和第六軸線旋轉(zhuǎn)，由此安裝到工具安裝單元77上的 焊接設(shè)備將移動(dòng)到工件的焊接接頭。取第四關(guān)節(jié)部分64作為該場(chǎng)合下
第一關(guān)節(jié)部分13、第二關(guān)節(jié)部分17、第三關(guān)節(jié)部分21、第四關(guān)節(jié)部分 64、第五關(guān)節(jié)部分68和第六關(guān)節(jié)部分78的代表，將在下文描述第四 關(guān)節(jié)部分64的操作。當(dāng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)51運(yùn)行以使輸出軸53旋轉(zhuǎn)時(shí)，輸出軸53的旋轉(zhuǎn)將通 過第二外齒輪58和第一外齒輪55傳遞至所有曲柄銷45，由此曲柄銷 45沿相同的方向、以相同的速度繞它們自己的中心軸線旋轉(zhuǎn)。在這種 場(chǎng)合下，曲柄銷45的偏心部分47在副齒輪33的曲軸孔42中偏心地 旋轉(zhuǎn)，由此副齒輪33偏心地旋轉(zhuǎn)并振動(dòng)。因?yàn)楦饼X輪33的外齒34數(shù) 量比殼體28的滾銷齒29數(shù)量少一個(gè)，所以托架38和小齒輪61將以 由副齒輪33的偏心旋轉(zhuǎn)以及振動(dòng)減小的低速旋轉(zhuǎn)。爾后，小齒輪61 的旋轉(zhuǎn)以由大齒輪62減小了的速度傳遞至作為旋轉(zhuǎn)部分的手24，由此 旋轉(zhuǎn)手24。因?yàn)榈谒年P(guān)節(jié)部分64上的偏心振動(dòng)型減速器27的值N設(shè)定為小 于0.20，所以填充在偏心振動(dòng)型減速器27中的潤滑劑的溫度可以被抑 制在6(TC以下，即使偏心振動(dòng)類型減速齒輪27額定轉(zhuǎn)矩下的輸出轉(zhuǎn)速 為28rpm或以上。這樣，潤滑劑的潤滑功能不會(huì)大大下降，可以有效 地防止曲柄銷45的偏心部分47的表面磨耗以及曲柄銷45的斷裂。此外，在上述實(shí)施例中，殼體28固定到作為固定部分的第二臂 22上，而減速旋轉(zhuǎn)輸出到作為旋轉(zhuǎn)部分的手24。但是，依照本發(fā)明， 也可以將托架固定到固定部分上，從殼體向旋轉(zhuǎn)部分輸出減小速度的 旋轉(zhuǎn)。更進(jìn)一步，雖然在該實(shí)施例中偏心振動(dòng)型減速器27、驅(qū)動(dòng)馬達(dá) 51和前級(jí)減速器54設(shè)置在第二臂22的外側(cè)，但是，可以將它們結(jié)合 在第二臂22內(nèi)部。更進(jìn)一步，雖然在上述實(shí)施例中前級(jí)減速器54、偏 心振動(dòng)型減速器27和后級(jí)減速器63設(shè)置在第二臂22的遠(yuǎn)端部分上， 但是，也可以將它們?cè)O(shè)置在靠近第三關(guān)節(jié)部分21的第二臂22的基體 端部分上。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明可以用于采用偏心振動(dòng)型減速器的工業(yè)機(jī)器人工業(yè)領(lǐng)域中。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)機(jī)器人的擺動(dòng)部分結(jié)構(gòu)，所述工業(yè)機(jī)器人設(shè)置有固定部分和旋轉(zhuǎn)部分，所述結(jié)構(gòu)包括前級(jí)減速器，其減小從驅(qū)動(dòng)馬達(dá)輸入的旋轉(zhuǎn)速度，并以減小的速度輸出旋轉(zhuǎn)，和主減速器，其減小從前級(jí)減速器輸入的旋轉(zhuǎn)速度，并輸出旋轉(zhuǎn)至旋轉(zhuǎn)部分，所述主減速器為偏心振動(dòng)型減速器，其包括殼體，該殼體在其內(nèi)周上設(shè)置有若干滾銷齒，通過該滾銷齒中心的圓的直徑D在150到200mm范圍內(nèi)；副齒輪，該副齒輪容納在所述殼體中，并具有與所述滾銷齒相嚙合的外齒；托架，該托架插入所述殼體內(nèi)，適于相對(duì)于所述殼體旋轉(zhuǎn)；和多個(gè)曲柄銷，所述曲柄銷由所述托架可旋轉(zhuǎn)地支撐并具有分別插入所述副齒輪中的偏心部分，所述曲柄銷與來自所述前級(jí)減速器的旋轉(zhuǎn)同步旋轉(zhuǎn)，從而使副齒輪偏心地旋轉(zhuǎn)，其中所述殼體和所述托架中的任一個(gè)被固定到所述固定部分上，減速后的旋轉(zhuǎn)從所述殼體和所述托架中的另一個(gè)輸出給旋轉(zhuǎn)部分，所述前級(jí)減速器包括外齒輪減速器，所述外齒輪減速器具有若干第一外齒輪，其設(shè)置在所有曲柄銷的輸入側(cè)端；和第二外齒輪，所述第二外齒輪與所述殼體或所述托架同軸，來自驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)輸入到所述第二外齒輪，其特征在于，所述外齒輪減速器和所述偏心振動(dòng)型減速器的總減速比為80到200，所述偏心振動(dòng)型減速器的減速比M除以所述直徑D得到的值N小于0.20。
2. 如權(quán)利要求l所述的工業(yè)機(jī)器人的擺動(dòng)部分結(jié)構(gòu)，其中，所述 值N小于0.17。
3. 如權(quán)利要求l所述的工業(yè)機(jī)器人的擺動(dòng)部分結(jié)構(gòu)，其中，與所 述殼體或所述托架同軸的小齒輪設(shè)置在輸入所述減速旋轉(zhuǎn)的殼體或托架的輸出端上，與所述小齒輪相嚙合的大齒輪設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)部分上， 由此使包括這些小齒輪和大齒輪的后級(jí)減速器進(jìn)一步減小旋轉(zhuǎn)速度。
全文摘要
本發(fā)明的目的是有效地防止曲柄銷45偏心部分47的表面磨耗或曲柄銷45的斷裂。偏心振動(dòng)型減速器27的減速比M除以通過滾銷齒29中心的直徑D得到的值N設(shè)定成小于0.20。結(jié)果，在偏心振動(dòng)型減速器27中的潤滑劑溫度可以被抑制在60℃以下，即使根據(jù)在間歇時(shí)間或在工廠里所需要的偏心振動(dòng)型減速器27額定轉(zhuǎn)矩下的輸出轉(zhuǎn)速變成28rpm或以上，由此曲柄銷45偏心部分47與針狀滾柱軸承48之間的區(qū)域?qū)⒁恢北话l(fā)揮所需要的潤滑功能的潤滑劑潤滑。
文檔編號(hào)B25J17/00GK101151129SQ20068001068
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2006年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者日比野敏晴, 栗田昌兆 申請(qǐng)人:納博特斯克株式會(huì)社