转动换位器以及齿隙确认方法.pdf

本发明提供转动换位器以及齿隙确认方法，能够实现制动器构造的小型化以及利用比使大齿轮直接动作的负载小的负载来确认齿隙。转动换位器具备：将工件固定成装卸自如的工件固定部(2)；利用第一旋转驱动齿轮(10)驱动所述工件固定部(2)朝向以正交的XY方向中的任一方为旋转轴的旋转方向旋转的第一旋转驱动机构(20)；以及抑制第一旋转驱动齿轮(10)的旋转的第一制动机构(30)，第一制动机构(30)具有：与第一旋转驱动齿轮(10)啮合的第一制动机构侧齿轮；在输出轴上安装有所述第一制动机构侧齿轮的第一制动机构侧减速机；以及安装于所述第一制动机构侧减速机的输入轴的第一制动器。

1.  一种转动换位器，其具备：
工件固定部，其将工件固定成装卸自如；第一旋转驱动机构，其利用第一旋转驱动齿轮来驱动所述工件固定部朝向以正交的XY方向中的任一方为旋转轴的旋转方向进行旋转；以及第一制动机构，其用于抑制所述第一旋转驱动齿轮的旋转，
所述转动换位器的特征在于，
所述第一旋转驱动机构具有：第一旋转驱动源，其向所述工件固定部赋予旋转力；第一旋转驱动机构侧减速机，其安装于所述第一旋转驱动源的输出轴；以及第一旋转驱动机构侧齿轮，其安装于所述第一旋转驱动机构侧减速机的输出轴且与所述第一旋转驱动齿轮啮合，
所述第一制动机构具有：第一制动机构侧齿轮，其与所述第一旋转驱动齿轮啮合；第一制动机构侧减速机，其在输出轴上安装有所述第一制动机构侧齿轮；以及第一制动器，其安装于所述第一制动机构侧减速机的输入轴。

2.  根据权利要求1所述的转动换位器，其特征在于，
在所述第一旋转驱动机构上形成有能够调整齿隙的长孔，在所述第一制动机构侧减速机的输入轴上形成有从外部被赋予旋转驱动力的第一被驱动部。

3.  根据权利要求1或2所述的转动换位器，其特征在于，
所述转动换位器还具备：第二旋转驱动机构，其利用第二旋转驱动齿轮来驱动所述第一旋转驱动机构以及所述第一制动机构与所述工件固定部一并朝向以所述正交的XY方向中的另一方为旋转轴的旋转方向进行旋转；以及第二制动机构，其用于抑制所述第二旋转驱动齿轮的旋转，
所述第二旋转驱动机构具有：第二旋转驱动源，其向所述第一旋转驱动机构以及所述第一制动机构赋予旋转力；第二旋转驱动机构侧减速机，其安装于所述第二旋转驱动源的输出轴；以及第二旋转驱动机构侧齿轮，其安装于所述第二旋转驱动机构侧减速机的输出轴且与所述第二旋转驱动齿轮啮合，
所述第二制动机构具有：第二制动机构侧齿轮，其与所述第二旋转驱动齿轮啮合；第二制动机构侧减速机，其在输出轴上安装有所述第二制动机构侧齿轮；以及第二制动器，其安装于所述第二制动机构侧减速机的输入轴。

4.  根据权利要求3所述的转动换位器，其特征在于，
在所述第二旋转驱动机构上形成有能够调整齿隙的长孔，在所述第二制动机构侧减速机的输入轴上形成有从外部被赋予旋转驱动力的第二被驱动部。

5.  一种转动换位器的齿隙确认方法，其是权利要求2所述的转动换位器的齿隙确认方法，其特征在于，
所述转动换位器的齿隙确认方法具有如下工序：
向所述第一被驱动部赋予旋转驱动力，使用由所述第一制动机构侧减速机放大后的所述旋转驱动力来使所述第一旋转驱动齿轮旋转。

转动换位器以及齿隙确认方法
技术领域
本发明涉及将在焊接机器人系统中成为焊接的对象物的工件保持为能够旋转的转动换位器以及该转动换位器的齿隙确认方法。
背景技术
一直以来，开发有一种转动换位器，该转动换位器在臂的前端搭载被称作工件的焊接对象物，为了使焊接部分成为适于焊接的姿势，利用齿轮传递动力来改变工件的姿势。该转动换位器通常是朝向以正交的XY方向中的任一方为旋转轴的旋转方向旋转的转动换位器(单轴转动换位器)、或者朝向以双方为旋转轴的旋转方向旋转的转动换位器(双轴转动换位器)。
该转动换位器搭载的工件是质量为5～100吨的范围内的大型工件。另外，根据工件的种类、装载方法，工件的重心有时从旋转轴的中心偏心。在该情况下，在旋转轴上产生偏负载，因此转动换位器在使工件旋转时需要非常大的转矩。因此，现有的转动换位器为了产生大的转矩，向马达组装减速机，进而在减速机输出轴上安装有小齿轮，使该小齿轮与同臂一并旋转的大齿轮啮合(例如，参照专利文献1)。由此，放大马达产生的转矩。
在此，在对搭载在转动换位器上的工件进行机器人焊接的情况下，当在小齿轮与大齿轮之间产生的齿隙大于判断基准值时，产生工件的焊接位置的偏移(以下，记作“位置偏移”)。在此，齿隙是指啮合的一对齿的间隙的距离(mm)(齿轮的齿面与齿面之间的间隙)，若该间隙的距离大于判断基准值，则有可能引起位置偏移。判断基准值是能够由“JIS B 1703”计算的齿隙的适当值。位置偏移成为焊接缺陷等致命的问题，因此齿隙优选为判断基准值以下，高精度的齿隙的调整变得必要。需要说明的是，以下将该齿隙的调整方法记载为“齿隙的调整”。现有的齿隙的确认以如下所述的方式进行：预先固定马达轴，使千分表接触大齿轮的齿，利用人的 手使转动换位器的臂或者大齿轮摆动，直至成为适当的齿隙。
另外，转动换位器在马达为停止的状态的情况下使内置于马达的保持制动器工作，从而保持施加于臂的负载。然而，当该制动器发生了故障时或者马达、减速机发生了故障时，无法保持施加于臂的负载，存在臂沿重力方向落下或者一边旋转一边落下的危险。现有的转动换位器为了避免该危险而在大齿轮上安装盘式制动器(例如，参照非专利文献1)，从而进行制动器的“双重化”。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-264568号公报(图1等)
非专利文献
非专利文献1：“商品目录”，[online]，友信株式会社，[平成25年11月12日检索]，网络，＜http://www.yushin-brake.co.jp/pdfcat/Cat2006.pdf＞
然而，在想要利用转动换位器来保持更重的工件的情况下，即，在增大工件的重量的情况下，产生以下两点问题。
第一，存在盘式制动器的大型化以及高价格化的问题。盘式制动器的保持力由盘的外径×盘式制动器的个数×每一个制动器的保持力确定。在偏负载变大而产生过大的转矩的情况下，为了避免落下的危险，必须将盘式制动器的保持转矩保持得较大，为此，需要增大盘的外径或者增加盘式制动器的个数。但是，若增大盘的外径，则空间的确保变得困难，并且存在变得昂贵这样的问题。另外，若使用多个盘式制动器的话，则存在变得昂贵这样的问题。需要说明的是，在此所说的保持力是指，用于使受到外力的物体保持静止的力，表示为推压的力乘以静止摩擦系数。
第二，存在关于齿隙的确认的问题。齿隙的确认如上所述，需要手动地使转动换位器的大齿轮直接动作。因此，在转动换位器本身的重量变得越大，越是需要将更大的负载赋予至大齿轮。在该情况下，利用人的手使大齿轮摆动的方法较大程度上取决于作业者的技能，因此存在无法实现方便且高精度的齿隙的调整这样的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，提供能够实现制动器构造的小型化以及利用比使大齿轮直接动作时的负载小的负载来确认齿隙的转动换位器以及该转动换位器的齿隙确认方法。
解决方案
为了解决所述课题，本发明所涉及的转动换位器具备：工件固定部，其将工件固定成装卸自如；第一旋转驱动机构，其利用第一旋转驱动齿轮来驱动所述工件固定部朝向以正交的XY方向中的任一方为旋转轴的旋转方向进行旋转；以及第一制动机构，其用于抑制所述第一旋转驱动齿轮的旋转，所述转动换位器的特征在于，所述第一旋转驱动机构具有：向所述工件固定部赋予旋转力的第一旋转驱动源；安装于所述第一旋转驱动源的输出轴的第一旋转驱动机构侧减速机；以及安装于所述第一旋转驱动机构侧减速机的输出轴且与所述第一旋转驱动齿轮啮合的第一旋转驱动机构侧齿轮，所述第一制动机构具有：与所述第一旋转驱动齿轮啮合的第一制动机构侧齿轮；在输出轴上安装有所述第一制动机构侧齿轮的第一制动机构侧减速机；以及安装于所述第一制动机构侧减速机的输入轴的第一制动器。
根据上述结构，转动换位器能够利用第一制动机构侧减速机来放大第一制动器产生的保持力。因此，根据本发明所涉及的转动换位器，能够使用放大后的保持力来抑制第一旋转驱动齿轮的旋转。因此，即便在想要利用转动换位器来保持更重的工件的情况下，即，在增大工件的重量的情况下，也能够使第一制动器小型化。
另外，本发明所涉及的转动换位器的特征在于，在所述第一旋转驱动机构上形成有能够调节齿隙的长孔，在所述第一制动机构侧减速机的输入轴上形成有从外部被赋予旋转驱动力的第一被驱动部。
根据上述结构，转动换位器能够从外部向第一制动机构侧减速机赋予转矩，进而放大被赋予的转矩。因此，根据本发明所涉及的转动换位器，能够使用放大后的转矩而使第一旋转驱动齿轮旋转。
因此，能够利用比使第一旋转驱动齿轮直接动作时的负载小的负载来确认齿隙。
另外，本发明所涉及的转动换位器还具备：第二旋转驱动机构，其利用第二旋转驱动齿轮来驱动所述第一旋转驱动机构以及所述第一制动机构与所述工件固定部一并朝向以所述正交的XY方向中的另一方为旋转轴的旋转方向进行旋转；以及第二制动机构，其用于抑制所述第二旋转驱动齿轮的旋转，所述第二旋转驱动机构具有：向所述第一旋转驱动机构以及所述第一制动机构赋予旋转力的第二旋转驱动源；安装于所述第二旋转驱动源的输出轴的第二旋转驱动机构侧减速机；以及安装于所述第二旋转驱动机构侧减速机的输出轴且与所述第二旋转驱动齿轮啮合的第二旋转驱动机构侧齿轮，所述第二制动机构具有：与所述第二旋转驱动齿轮啮合的第二制动机构侧齿轮；在输出轴上安装有所述第二制动机构侧齿轮的第二制动机构侧减速机；以及安装于所述第二制动机构侧减速机的输入轴的第二制动器。
根据上述结构，转动换位器能够利用第二制动机构侧减速机来放大第二制动器产生的保持力。因此，根据本发明所涉及的转动换位器，能够使用放大后的保持力来抑制第二旋转驱动齿轮的旋转。因此，即便在想要利用转动换位器来保持更重的工件的情况下，即，在增大工件的重量的情况下，也能够使第二制动器小型化。
另外，本发明所涉及的转动换位器的特征在于，在所述第二旋转驱动机构上形成有能够调整齿隙的长孔，在所述第二制动机构侧减速机的输入轴上形成有从外部被赋予旋转驱动力的第二被驱动部。
根据上述结构，转动换位器能够从外部向第二制动机构侧减速机赋予转矩，进而放大被赋予的转矩。因此，根据本发明所涉及的转动换位器，能够使用放大后的旋转力来使第二旋转驱动齿轮旋转。
因此，能够利用比使第二旋转驱动齿轮直接动作时的负载小的负载来确认齿隙。
另外，本发明所涉及的转动换位器的齿隙确认方法的特征在于，具有如下所述的工序：向所述第一被驱动部赋予旋转驱动力，使用由所述第一制动机构侧减速机放大后的所述旋转驱动力来使所述第一旋转驱动齿轮容易地旋转，将千分表抵接于齿上，使齿轮间摆动，从而测定在法线方向上啮合的齿轮间的间隙，并调整为适当基准值。对于第二旋转驱动齿轮而 言，也经过与所述工序相同的工序来确认齿隙。
根据上述结构，在转动换位器的齿隙确认方法中，能够从外部向第一制动机构侧减速机赋予转矩，进而放大被赋予的转矩。因此，根据本发明所涉及的转动换位器的齿隙确认方法，能够使用放大后的转矩来使第一旋转驱动齿轮旋转。因此，能够利用比使第一旋转驱动齿轮直接动作时的负载小的负载来确认齿隙。
发明效果
根据本发明，能够实现制动器构造的小型化以及利用比使大齿轮直接动作时的负载小的负载来确认齿隙。
附图说明
图1是实施方式所涉及的转动换位器的概要图。
图2A是实施方式所涉及的转动换位器的主视图。
图2B是实施方式所涉及的转动换位器的俯视图。
图2C是实施方式所涉及的转动换位器的侧视图(驱动侧)。
图3A是用于说明实施方式所涉及的转动换位器的倾斜框架的构造的图。
图3B是用于说明实施方式所涉及的转动换位器的支承框架的构造的图。
图4是用于说明实施方式所涉及的水平旋转驱动机构的图，图4(a)是侧视图，图4(b)是后视图。
图5是用于说明实施方式所涉及的水平制动机构的图，图5(a)是侧视图，图5(b)是后视图。
图6是用于说明实施方式所涉及的铅垂旋转驱动机构的图，图6(a)是侧视图，图6(b)是主视图。
图7是用于说明实施方式所涉及的铅垂制动机构的图，图7(a)是侧视图，图7(b)是主视图。
图8是用于说明实施方式所涉及的转动换位器中的齿隙确认方法的图(其一)，图8(a)示出安装扳手的工序，图8(b)示出赋予旋转力的工序，图8(c)示出调整驱动机构的位置的工序。
图9是用于说明实施方式所涉及的转动换位器中的齿隙确认方法的图(其二)，图9(a)示出安装扳手的工序，图9(b)示出赋予旋转力的工序，图9(c)示出调整制动机构的位置的工序。
图10是用于说明变形例所涉及的转动换位器的驱动机构以及制动机构的配置的图。
图11是用于说明变形例所涉及的转动换位器(水平旋转驱动机构与水平制动机构为一个构成要素的情况)的图。
附图标记说明如下：
1  转动换位器
2  工作台(工件固定部)
3  倾斜框架
4A、4B 升降部
5A、5B 支承框架
10 旋转轴回转轴承(第一旋转驱动齿轮)
20 水平旋转驱动机构(第一旋转驱动机构)
21 马达(第一旋转驱动源)
22 减速机(第一旋转驱动机构侧减速机)
23 小齿轮(第一旋转驱动机构侧齿轮)
30 水平制动机构(第一制动机构)
31 制动器(第一制动器)
31b 六角孔(第一被驱动部)
32 减速机(第一制动机构侧减速机)
33 小齿轮(第一制动机构侧齿轮)
40A、40B 倾斜轴回转轴承(第二旋转驱动齿轮)
50 铅垂旋转驱动机构(第二旋转驱动机构)
51 马达(第二旋转驱动源)
52 减速机(第二旋转驱动机构侧减速机)
53 小齿轮(第二旋转驱动机构侧齿轮)
60 铅垂制动机构(第二制动机构)
61 制动器(第二制动器)
61b 六角孔(第二被驱动部)
62 减速机(第二制动机构侧减速机)
63 小齿轮(第二制动机构侧齿轮)
70A、70B 滚珠丝杠
80A、80B 升降驱动机构
W 工件
T 六角扳手
具体实施方式
[实施方式]
以下，适当地参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
各附图只不过是简要示出至可以充分理解本发明的程度。因而，本发明并不仅限于图示例。另外，在参照的附图中，构成本发明的构件的尺寸有时为了明确说明而夸张地表现。
需要说明的是，在各附图中，对共用的构成要素、同样的构成要素标注相同的附图标记，并省略其重复的说明。
《实施方式所涉及的转动换位器的结构》
转动换位器对成为焊接的对象物的工件进行定位。在本实施方式中，以转动换位器是使工件绕垂直轴以及绕水平轴这两者旋转的“双轴转动换位器”的情况为例进行说明。首先，参照图1来说明本实施方式所涉及的转动换位器1的概要，之后，参照其他附图来说明转动换位器1的详细结构(也适当参照图1)。
如图1所示，本实施方式所涉及的转动换位器1成为焊接机器人系统S的构成要素。转动换位器1与控制装置C连接。该控制装置C除了与转动换位器1连接以外，还与机械手M以及教示挂件P连接。控制装置C基于从教示挂件P输入的指令来控制转动换位器1以及机械手M。
转动换位器1构成为具备：载置固定工件W的板状的工作台2(工件固定部)；将工作台2支承为能够在水平面内旋转(绕垂直轴Y的旋转α)的主视呈コ字形状(U字形状)的倾斜框架3；从两端面将倾斜框架3支 承为能够在铅垂面内旋转(绕水平轴X的旋转β)的一对升降部4A、4B；以及将升降部4A、4B支承为能够在上下方向(铅垂方向)上升降的一对支承框架5A、5B。
在此，由设置在倾斜框架3上的水平旋转驱动机构20(第一旋转驱动机构)产生的旋转驱动力经由旋转轴回转轴承10(第一旋转驱动齿轮)进行传递，由此工作台2进行旋转。另外，由设置在倾斜框架3上的水平制动机构30(第一制动机构)产生的保持力经由旋转轴回转轴承10进行传递，由此工作台2的旋转被抑制。
另外，由设置在升降部4A上的铅垂旋转驱动机构50(第二旋转驱动机构)产生的旋转驱动力经由倾斜轴回转轴承40A(第二旋转驱动齿轮)进行传递，由此倾斜框架3进行旋转。另外，由设置在升降部4A上的铅垂制动机构60(第二制动机构)产生的保持力经由倾斜轴回转轴承40A进行传递，由此倾斜框架3的旋转被抑制。
另外，由设置在各支承框架5A、5B的内部的升降驱动机构80A、80B产生的旋转驱动力经由滚珠丝杠70A、70B进行传递，由此升降部4A、4B进行升降。
＜工作台＞
图2A、图2B等所示的工作台2使用未图示的夹具而将工件W固定在上部。工作台2设置在旋转轴回转轴承10之上。
＜倾斜框架＞
图2A、图2B、图3A等所示的倾斜框架3将工作台2支承为能够在水平面内旋转(绕垂直轴Y的旋转α)。倾斜框架3在矩形的台框3a的长边方向的两端部固定有一对大致L字形状的侧框3b。
在台框3a的中央部设置有用于使工作台2在水平面内旋转的旋转轴回转轴承10(第一旋转驱动齿轮)(参照图3A)。该旋转轴回转轴承10中，外圈11使用螺栓11a而固定于倾斜框架3，内圈12使用螺栓12a而固定于工作台2。在旋转轴回转轴承10的内圈12形成有内齿。
另外，在台框3a的中央部，经由旋转轴回转轴承10而驱动工作台2在水平面内旋转的水平旋转驱动机构20(第一旋转驱动机构)、与经由旋转轴回转轴承10而抑制工作台2在水平面内的旋转的水平制动机构30(第 一制动机构)，在旋转轴回转轴承10的外周上对置配置。
(水平旋转驱动机构)
如图4所示，水平旋转驱动机构20具备：产生旋转驱动力的马达21；安装于马达21的输出侧的减速机22；安装于减速机22的输出侧的小齿轮23；以及用于将水平旋转驱动机构20固定于倾斜框架3的基板24。关于水平旋转驱动机构20的规格，考虑基于工件W、工作台2的最大偏负载等来确定即可。以下，示出其中一例。
马达21是AC(Alternate Current)伺服马达，能够进行精密的定位控制。马达21中，例如，额定转矩为“35N·m”，额定转速为“1500rpm”，是带有制动器(DC24V)的马达。在马达21的输出侧使用螺栓24a而安装有基板24。
减速机22是RV(Rotary Vector)减速机。在减速机22的输入侧使用螺栓24b而安装有与马达21成为一体的基板24，并且供马达21的输出轴21a插入。另外，在减速机22的输出侧使用螺栓25a而安装有托架25。减速机22例如使用减速比为“1/192.4(实际减速比7/1347)”的减速机。由此，例如，减速后的转速为“1500rpm×7/1347＝7.8rpm”，转矩为“5300N·m”。
小齿轮23为平齿轮。小齿轮23使用螺栓25b而安装于与减速机22成为一体的托架25。该小齿轮23与形成于旋转轴回转轴承10的内圈12(参照图3A)的内齿啮合。
基板24将水平旋转驱动机构20固定于倾斜框架3。使用未图示的螺栓将水平旋转驱动机构20固定于倾斜框架3用的长孔24c形成于基板24的四角。该长孔24c的朝向为，长边方向成为转动换位器1的倾斜框架3的长边方向(X轴方向)。为此，水平旋转驱动机构20通过在长孔24c的长孔方向上滑动来实现安装位置的调整。由此，能够调整旋转轴回转轴承10与小齿轮23之间的齿隙。
根据该结构，马达21经由旋转轴回转轴承10的内圈12的内齿而赋予旋转驱动力，由此工作台2与旋转轴回转轴承10的内圈12成为一体而绕垂直轴旋转。
(水平制动机构)
如图5所示，水平制动机构30具备：产生保持力的制动器31；安装于制动器31的输出侧的减速机32；安装于减速机32的输出侧的小齿轮33；以及用于将水平制动机构30固定于倾斜框架3的基板34。关于水平制动机构30的规格，考虑基于工件W、工作台2的最大偏负载等来确定即可。以下示出其中一例。
制动器31在马达21停止的情况下产生保持力以避免工作台2旋转，在马达21驱动的情况下被释放而不产生保持力。制动器31是例如能够产生静摩擦转矩“200N·m”的无励磁工作制动器。另外，在成为减速机32的输入轴的制动器31的轴(输出轴31a)的端部形成有安装六角扳手的六角孔31b(第一被驱动部)。该六角孔31b在齿隙的确认中供六角扳手插入而从外部赋予旋转驱动力。齿隙的确认见后述。
减速机32是RV(Rotary Vector)减速机。该减速机32也可以与水平旋转驱动机构20的减速机22相同。在减速机32的输入侧使用螺栓34b而安装有与马达31成为一体的基板34，并且供马达31的输出轴31a插入。另外，在减速机32的输出侧使用螺栓35a而安装有托架35。减速机32例如使用减速比为“1/192.4(实际减速比为7/1347)”的减速机。
小齿轮33为平齿轮。该小齿轮33也可以与水平旋转驱动机构20的小齿轮23相同。小齿轮33使用螺栓35b而安装于与减速机32成为一体的托架35。该小齿轮33与形成于旋转轴回转轴承10的内圈12(参照图3A)的内齿啮合。
基板34用于将水平制动机构30固定于倾斜框架3。使用未图示的螺栓将水平制动机构30固定于倾斜框架3用的长孔34c形成于基板34的四角。该长孔34c的朝向为，长边方向成为转动换位器1的倾斜框架3的长边方向(X轴方向)。为此，水平制动机构30通过在长孔34c的长孔方向上滑动来实现安装位置的调整。由此，能够调整旋转轴回转轴承10与小齿轮33之间的齿隙。
根据该结构，制动器31相对于旋转轴回转轴承10的内圈12赋予保持力，由此工作台2绕铅垂轴的旋转得以抑制。
＜升降部＞
图2A、图2C、图3B等所示的一对升降部4A、4B从两端面将倾斜框 架3(包括工作台2在内)支承为能够在铅垂面内旋转倾斜。
在各升降部4A、4B设置有用于使倾斜框架3在铅垂面内旋转(倾斜)的各个倾斜轴回转轴承40A、40B(第二旋转驱动齿轮)。该倾斜轴回转轴承40A、40B具有相同的结构。为此，参照图3B而对倾斜轴回转轴承40A进行说明。
倾斜轴回转轴承40A中，外圈41A使用螺栓41Aa而固定于升降部4A，内圈42A使用螺栓42Aa而固定于倾斜框架3。在倾斜轴回转轴承40A的内圈42A形成有内齿。
另外，在升降部4A设置有经由倾斜轴回转轴承40A而驱动倾斜框架3在铅垂面内旋转的铅垂旋转驱动机构50(第二旋转驱动机构)、经由倾斜轴回转轴承40A而抑制倾斜框架3在铅垂面内的旋转的铅垂制动机构60(第二制动机构)。需要说明的是，在本实施方式中，假设作为转动换位器1而具有使倾斜框架3进行旋转动作的驱动侧和从动于驱动侧进行动作的从动侧。为此，在升降部4B不设置铅垂旋转驱动机构50以及铅垂制动机构60，但是升降部4B也可以同样地设置铅垂旋转驱动机构50以及铅垂制动机构60。
(铅垂旋转驱动机构)
铅垂旋转驱动机构50的结构也可以与水平旋转驱动机构20相同。换句话说，如图6所示，铅垂旋转驱动机构50构成为具备：产生旋转驱动力的马达51；安装于马达51的输出侧的减速机52；安装于减速机52的输出侧且与倾斜轴回转轴承40A的内圈42A啮合的小齿轮53；以及用于将铅垂旋转驱动机构50固定于升降部4A的基板54。关于铅垂旋转驱动机构50的规格，考虑工件W、工作台2以及倾斜框架3的最大偏负载等而确定即可。以下示出其中一例。
马达51是AC(Alternate Current)伺服马达，能够实现精密的定位控制。马达51中，例如额定转矩为“95.5N·m”，额定转速为“1500rpm”，使用带有制动器(DC24V)的马达。
减速机52是行星减速机。在减速机52的输入侧安装有马达51。另外，在减速机52的输出侧安装有小齿轮53。减速机52例如使用减速比为“1323/625600”的减速机。
小齿轮53是平齿轮。该小齿轮53与倾斜轴回转轴承40A的内圈42A(参照图3B)的内齿啮合。基板54用于将铅垂旋转驱动机构50固定于升降部4A。基板54形成有六个使用螺栓54d而将铅垂旋转驱动机构50固定于升降部4A用的长孔54c。该长孔54c的朝向为，长边方向成为升降部4A的上下方向(Y轴方向)。为此，铅垂旋转驱动机构50通过在长孔54c的长孔方向上滑动来实现安装位置的调整。由此，能够调整倾斜轴回转轴承40A与小齿轮53之间的齿隙。
根据该结构，马达51经由倾斜轴回转轴承40A的内圈42A的内齿来被赋予驱动力，由此倾斜框架3与倾斜轴回转轴承40A、40B的内圈42A、42B(42B未图示)成为一体而绕水平轴旋转。
(铅垂制动机构)
铅垂制动机构60的结构也可以与水平制动机构30相同。换句话说，如图7所示，铅垂制动机构60构成为具备：产生保持力的制动器61；安装于制动器61的输出侧的减速机62；与倾斜轴回转轴承40A的内圈42A啮合且安装于减速机62的输出侧的小齿轮63；以及用于将铅垂制动机构60固定于升降部4A的基板54。关于铅垂制动机构60的规格，考虑基于工件W、工作台2以及倾斜框架3的最大偏负载等而确定即可。以下示出其中一例。
制动器61在马达51停止的情况下产生保持力以避免倾斜框架3旋转(倾斜)，在马达51驱动的情况下被释放而不产生保持力。制动器61是例如产生静摩擦转矩为“200N·m”的无励磁工作制动器。另外，在成为减速机62的输入轴的制动器61的轴(未图示)的端部形成有安装六角扳手的六角孔61b(第二被驱动部)。该六角孔61b在齿隙的确认中供六角扳手插入并从外部赋予旋转驱动力。齿隙的确认见后述。
减速机62是行星减速机。该减速机62也可以与铅垂旋转驱动机构50的减速机52相同。在减速机62的输入侧安装有制动器61。另外，在减速机62的输出侧安装有小齿轮63。减速机62例如使用减速比为“1323/625600”的减速机。
小齿轮63是平齿轮。该小齿轮63也可以与铅垂旋转驱动机构50的小齿轮53相同。该小齿轮63与倾斜轴回转轴承40A的内圈42A的内齿 啮合。基板64用于将铅垂制动机构60固定于升降部4A。基板64形成有六个使用螺栓64d而将铅垂制动机构60固定于升降部4A用的长孔64c。该长孔64c的朝向为，长边方向成为升降部4A的上下方向(Y轴方向)。为此，铅垂制动机构60通过在长孔64c的长孔方向上滑动来实现安装位置的调整。由此，能够调整倾斜轴回转轴承40A与小齿轮63之间的齿隙。
根据该结构，制动器61相对于倾斜轴回转轴承40A的内圈42A而赋予保持力，由此倾斜框架3绕水平轴的旋转得以抑制。
以上是对实施方式所涉及的转动换位器1的结构的说明。
如以上说明的那样，转动换位器1通过将铅垂旋转驱动机构50(第二旋转驱动机构)产生的旋转驱动力传递到倾斜轴回转轴承40A(第二旋转驱动齿轮)，使倾斜框架3与倾斜轴回转轴承40A、40B的内圈42A、42B(42B未图示)成为一体而绕水平轴旋转。
另外，转动换位器1通过将水平旋转驱动机构20(第一旋转驱动机构)产生的旋转驱动力传递到旋转轴回转轴承10(第一旋转驱动齿轮)，使工作台2与旋转轴回转轴承10的内圈12成为一体而绕铅垂轴旋转。
另外，转动换位器1通过将升降驱动机构80A、80B产生的旋转驱动力传递到滚珠丝杠70A、70B，使升降部4A、4B升降。
《实施方式所涉及的转动换位器的齿隙确认方法》
接着，参照图8、图9，对转动换位器1的齿隙确认方法进行说明。在此，以旋转轴回转轴承10(第一旋转驱动齿轮)、水平旋转驱动机构20(第一旋转驱动机构)、以及水平制动机构30(第一制动机构)为例进行说明。对于倾斜轴回转轴承40A(第二旋转驱动齿轮)、铅垂旋转驱动机构50、以及铅垂制动机构60(第二制动机构)而言也是相同的。
转动换位器1的齿隙确认方法由“水平旋转驱动机构20与旋转轴回转轴承之间的齿隙的确认”以及“水平制动机构30与旋转轴回转轴承10之间的齿隙的确认”这两个阶段构成。以下，分为各阶段来说明齿隙的确认方法。
(水平旋转驱动机构与旋转轴回转轴承之间的齿隙的确认)
首先，调整转动换位器1的齿隙的人(以下称作“调整者”)使马达21停止，使马达21内部的未图示的制动器工作。由此，小齿轮23得以固 定。然后，调整者将千分表接触于旋转轴回转轴承10的内齿上的任一者，并释放制动器31。
接着，调整者向制动器31的六角孔31b(参照图5)插入六角扳手T(参照图8(a))，使六角扳手T旋转，并向减速机32的输入轴赋予旋转驱动力(参照图8(b))。旋转轴回转轴承10的内圈12在由减速机32放大后的旋转驱动力的作用下进行旋转。调整者利用千分表来测定旋转轴回转轴承10的内齿抵接于小齿轮23为止的间隙，并测定法线方向上的齿隙。
接着，调整者在读取出的齿隙处于判断基准范围内时结束确认。另一方面，调整者在读取出的齿隙不在判断基准范围内时在形成于基板24的长孔24c之中调整水平旋转驱动机构20的安装位置(参照图8(c))。由此，水平旋转驱动机构20与旋转轴回转轴承10之间的齿隙得以调整。需要说明的是，也可以反复进行该齿隙的调整。
(水平制动机构与旋转轴回转轴承之间的齿隙的确认)
接下来，调整者使马达21内部的未图示的制动器工作，并且保持制动器31释放的状态，使千分表接触小齿轮33的齿上的任一者。然后，调整者向制动器31的六角孔31b(参照图5)插入六角扳手T(参照图9(a))，使六角扳手T旋转，并向减速机32的输入轴赋予旋转驱动力(参照图9(b))。小齿轮33在由减速机32放大后的旋转驱动力的作用下进行旋转。调整者利用千分表测定小齿轮33的齿抵接于旋转轴回转轴承10为止的间隙，并测定法线方向上的齿隙。
接着，调整者在读取出的齿隙处于判断基准范围内时结束确认。另一方面，调整者在读取出的齿隙不在判断基准范围内时在形成于基板34的长孔34c之中调整水平制动机构30的安装位置(参照图9(c))。由此，水平制动机构30与旋转轴回转轴承10之间的齿隙得以调整。需要说明的是，也可以反复进行该齿隙的调整。
若采用该齿隙确认方法，调整者从外部向水平制动机构30的减速机32的输入轴或者铅垂制动机构60的减速机62赋予旋转力，使用由减速机32、62放大后的旋转力使旋转轴回转轴承10、倾斜轴回转轴承40A、40B旋转。为此，调整者能够以较小的负载确认齿隙。
另外，若采用该齿隙确认方法，马达21、51内部的制动器始终工作。 为此，在进行齿隙的确认的情况下，工作台2、倾斜框架3不会旋转。尤其是在进行倾斜轴侧(倾斜轴回转轴承40A、铅垂旋转驱动机构50、以及铅垂制动机构60)的齿隙的确认的情况下，倾斜框架3不会在重力方向上旋转，因此调整者能够安全地进行作业。
以上是对实施方式所涉及的转动换位器1的齿隙确认方法的说明。
如上所述，本实施方式所涉及的转动换位器1能够利用减速机32、62来放大制动器31、61产生的保持力。因此，根据转动换位器1，能够使用放大后的保持力来抑制旋转轴回转轴承10、倾斜轴回转轴承40A、40B的旋转。为此，即便在想要利用转动换位器1来保持更重的工件W的情况(即，增大工件W的重量的情况)下，也能够使制动器31、61小型化。
另外，本实施方式所涉及的转动换位器1能够从外部向减速机32、62赋予转矩，进而放大所赋予的转矩。因此，根据转动换位器1，能够使用放大后的转矩来使旋转轴回转轴承10、倾斜轴回转轴承40A、40B旋转。因此，能够利用比使旋转轴回转轴承10、倾斜轴回转轴承40A、40B直接动作时的负载小的负载来确认齿隙。
[变形例]
以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限于此，能够在不改变权利要求的主旨的范围内加以实施。以下示出实施方式的变形例。
(转动换位器的结构)
如图1所示，实施方式所涉及的转动换位器1是使工件W绕垂直轴以及绕水平轴这两者旋转的“双轴转动换位器”。然而，本发明所涉及的转动换位器并不限于双轴转动换位器，也可以是使工件W绕垂直轴以及绕水平轴中的任一者旋转的“单轴转动换位器”。
(安装六角扳手的孔)
实施方式所涉及的转动换位器1在成为减速机32的输入轴的制动器31的轴(输出轴31a)上形成有安装六角扳手的六角孔31b(第一被驱动部)。然而，只要是能够向减速机32的输入轴赋予旋转驱动力即可，并不限于安装六角扳手的六角孔31b。例如，也可以是供六角扳手以外的形状的其他扳手、扳子安装的凹部、凸部。需要说明的是，对于安装六角扳手 的六角孔61b(第二被驱动部)而言也是相同的。
(旋转驱动机构与制动机构之间的位置关系)
实施方式所涉及的转动换位器1中，水平旋转驱动机构20与水平制动机构30之间的位置如图3A所示是对置的。然而，如图10(a)所示，水平旋转驱动机构20与水平制动机构30之间的位置也可以是邻接的。需要说明的是，对于铅垂旋转驱动机构50与铅垂制动机构60之间的位置关系而言也是相同的。
(旋转驱动机构以及制动机构的数量)
另外，实施方式所涉及的转动换位器1相对于旋转轴回转轴承10而各自具有一个水平旋转驱动机构20以及水平制动机构30。然而，水平旋转驱动机构20以及水平制动机构30的数量并没有特别地限定。例如，如图10(b)所示，也可以相对于旋转轴回转轴承10而各自具有两个水平旋转驱动机构20以及水平制动机构30。需要说明的是，对于铅垂旋转驱动机构50以及铅垂制动机构60的数量而言也是相同的。
(回转轴承的结构)
另外，实施方式所涉及的转动换位器1在旋转轴回转轴承10的内圈12上形成有内齿。换言之，内圈12为内齿轮(内齿齿轮)。然而，代替在内圈12上形成有内齿，也可以在旋转轴回转轴承10的外圈11上形成有外齿。在该情况下，如图10(c)所示，在旋转轴回转轴承10的外圈11侧配置水平旋转驱动机构20以及水平制动机构30。需要说明的是，对于倾斜轴回转轴承40A、40B的结构而言也是相同的。
(水平旋转驱动机构20与水平制动机构30为一个构成要素)
另外，实施方式所涉及的转动换位器1将水平旋转驱动机构20与水平制动机构30设为独立的构成要素。然而，如图11所示，也可以采用在制动器31的输入侧具备马达21的结构。在该情况下，向减速机32的输入轴赋予旋转驱动力的方法没有限定。
在图11中，制动器31与马达21借助螺栓而隔开规定的间隙地固定。圆盘形状的板101夹在制动器31与马达21之间的间隙，并固定在减速机32的输入轴(马达21的输出轴)上。另外，在板101的圆周上形成有螺孔，能够安装杆102。在该结构中，使用杆102使板101旋转，由此向减 速机32的输入轴赋予旋转驱动力，借助由减速机32放大后的旋转驱动力使旋转轴回转轴承10的内圈12旋转。由此，确认转动换位器1的齿隙。