JP2000210889A - 産業用ロボット - Google Patents

産業用ロボット

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JP2000210889A
JP2000210889A JP11012345A JP1234599A JP2000210889A JP 2000210889 A JP2000210889 A JP 2000210889A JP 11012345 A JP11012345 A JP 11012345A JP 1234599 A JP1234599 A JP 1234599A JP 2000210889 A JP2000210889 A JP 2000210889A
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JP
Japan
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link
tool mounting
pulley
mounting portion
attitude
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JP11012345A
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English (en)
Inventor
Jiro Matsuyama
二郎 松山
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像手段38の水平方向の姿勢がリンク32
の姿勢に依存しているので、静止している作業対象物を
撮像する場合、リンク32の姿勢が変化すると、撮像手
段38により撮像された画像の回転方向の基準を補正す
る必要が生じる課題があった。 【解決手段】 リンク2の姿勢と無関係に、ベース3に
対するツール装着部13の姿勢を一定に保持する姿勢保
持機構を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、物品の加工,搬
送,組立や検査等の作業を実行する産業用ロボットに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は例えば特開平6−55485号公
報に示された従来の産業用ロボットを示す側面図であ
り、図において、31は一端が回転関節34を介してベ
ース33と連結されたリンク、32は一端が回転関節3
5を介してリンク31の他端と連結されたリンク、33
は産業用ロボットのベース、34はモータ等の駆動手段
により駆動される回転関節、35はモータ等の駆動手段
により駆動される回転関節、36はリンク32の他端に
設けられ、ツール37を装着するツール装着部、37は
例えば物品の組立等を行うツール、38はリンク32の
先端部に設けられ、下方の作業対象物を撮像する撮像手
段である。
【0003】次に動作について説明する。回転関節34
及び回転関節35は、各々独立にモータ等の駆動手段
(図示せず)により駆動されるが、回転関節34及び回
転関節35が駆動手段により駆動されると、各関節に連
結されたリンク31及びリンク32の角度が定まり、そ
の結果、ツール装着部36の水平方向(紙面に垂直方
向)の位置が定まる。
【0004】また、ツール装着部36は他の駆動手段
(図示せず)により駆動され、上下方向位置又はツール
装着部36の中心軸まわりの姿勢(本文中において姿勢
とは、水平面内における角度を意味する)が定められ
る。そして、撮像手段38はリンク32に対して相対的
に一定の位置関係を保持しながら下方の作業対象物を撮
像し、撮像された画像情報は位置確認や位置修正に用い
られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の産業用ロボット
は以上のように構成されているので、撮像手段38の水
平方向の姿勢がリンク32の姿勢に依存している関係
上、静止している作業対象物を撮像する場合、リンク3
2の姿勢が変化すると、撮像手段38により撮像された
画像の回転方向の基準を補正する必要が生じる課題があ
った。また、作業対象物の位置が変化すると、その作業
対象物の位置に合わせて撮像手段38の位置、即ち、リ
ンク32の位置を変える必要があるため、ツール装着部
36の位置決め演算の他に、撮像手段38の位置を作業
対象物の位置に合わせる特別な演算が必要となり、制御
が複雑になる課題があった。
【0006】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、特別な演算を実施することなく、
容易にツール装着部の位置と姿勢を求めることができる
産業用ロボットを得ることを目的とする。また、この発
明は、ツール装着部に撮像手段を装着しても、画像の角
度基準を補正する手間を省くことができる産業用ロボッ
トを得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る産業用ロ
ボットは、第2のリンクの姿勢と無関係に、ベースに対
する第2のツール装着部の姿勢を一定に保持する姿勢保
持機構を設けたものである。
【0008】この発明に係る産業用ロボットは、第1の
回転関節と同軸の静止軸に固定された第1のプーリと、
第2の回転関節と同軸の回転軸に対して回転自在に装着
された第2のプーリと、第1のツール装着部の回転軸と
同軸の回転軸に対して回転自在に装着され、第2のツー
ル装着部を支持する第3のプーリと、第1のプーリと第
2のプーリを連結する第1のベルトと、第2のプーリと
第3のプーリを連結する第2のベルトとを用いて姿勢保
持機構を構成するものである。
【0009】この発明に係る産業用ロボットは、4個の
頂点が回転自在に連結され、第1のリンクを一辺に有す
る第1の平行四辺形リンクと、4個の頂点が回転自在に
連結され、第2のリンクを一辺に有する第2の平行四辺
形リンクとを用いて姿勢保持機構を構成するものであ
る。
【0010】この発明に係る産業用ロボットは、作業空
間又は第1のツール装着部を撮像する撮像手段を第2の
ツール装着部に装着するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態
1による産業用ロボットを示す平面図、図2はこの発明
の実施の形態1による産業用ロボットを示す側断面図で
あり、図において、1は一端が回転関節4を介してベー
ス3と連結されたリンク(第1のリンク)、2は一端が
回転関節5を介してリンク1の他端と連結されたリンク
(第2のリンク)、3は産業用ロボットのベース、4は
モータ等の駆動手段により駆動される回転関節(第1の
回転関節)、5はモータ等の駆動手段により駆動される
回転関節(第2の回転関節)、6はリンク2の他端に設
けられ、リンク2に対して上下方向又は回転方向に移動
するツール装着部(第1のツール装着部)である。
【0012】7は回転関節4と同軸の静止軸に固定され
たプーリ(第1のプーリ)、8は回転関節5と同軸の回
転軸に対して回転自在に装着されたプーリ(第2のプー
リ)、9はツール装着部6の回転軸と同軸の回転軸に対
して回転自在に装着され、ツール装着部13を支持する
プーリ(第3のプーリ)、10はプーリ7をベース3に
固定する連結部、11はプーリ7とプーリ8を連結する
ベルト(第1のベルト)、12はプーリ8とプーリ9を
連結するベルト(第2のベルト)、13はプーリ9によ
り回転自在に支持されたツール装着部(第2のツール装
着部)、14はツール装着部13により装着され、作業
空間又はツール装着部6を撮像するカメラ等の撮像手段
である。なお、プーリ7,8,9及びベルト11,12
から姿勢保持機構が構成されている。
【0013】次に動作について説明する。回転関節4及
び回転関節5は、各々独立にモータ等の駆動手段(図示
せず)により駆動されるが、回転関節4,5が駆動手段
により駆動されると、各関節に連結されたリンク1及び
リンク2の角度が定まり、その結果、ツール装着部6の
水平方向(図2における紙面の垂直方向)の位置が定ま
る。また、ツール装着部6は他の駆動手段(図示せず)
により駆動され、上下方向位置又はツール装着部6の中
心軸まわりの姿勢(本文中において姿勢とは、水平面内
における角度を意味する)が定められる。
【0014】そして、リンク2に対して相対的に回転自
在に支持された直径が等しいプーリ7,8と、常に静止
しているプーリ9(プーリ9の直径は、プーリ7,8の
直径と等しい)と、ベルト11,12とから、リンク2
の姿勢と無関係に、ベース3に対するツール装着部13
の姿勢を一定に保持する姿勢保持機構が構成されている
ので、ツール装着部6の姿勢が変化しても、ツール装着
部13の姿勢は、常にベース3に対して一定に保持され
る。
【0015】これにより、ツール装着部6の水平面内に
おける座標値に、常に一定の座標値を加算するだけで、
ツール装着部13の座標を求めることができるため、特
別な演算を実施することなく、ツール装着部13の位置
と姿勢、即ち、撮像手段14の位置と姿勢を求めること
ができる効果を奏する。
【0016】実施の形態2.図3はこの発明の実施の形
態2による産業用ロボットを示す側断面図であり、図に
おいて、図2と同一符号は同一または相当部分を示すの
で説明を省略する。15はリンク1(図示せず)に固定
されたサブリンク、16はリンク2(図示せず)に固定
されたサブリンクである。
【0017】次に動作について説明する。図3の構成か
らなる構造体は、連結部10をべース3(図示せず)に
固定し、サブリンク15をリンク1(図示せず)、サブ
リンク16をリンク2(図示せず)に各々固定すること
により、上記実施の形態1と同様に、リンク2の姿勢と
は無関係にツール装着部13の姿勢が常にべース3に対
して一定に保持される。この実施の形態2では、プーリ
9の中心軸を中心とした貫通部を有しており、水平関節
型ロボットに着脱可能な構造となっている。
【0018】実施の形態3.図4はこの発明の実施の形
態3による産業用ロボットを示す平面図であり、図にお
いて、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので
説明を省略する。17は一端が回転関節(図示せず)を
介してリンク2の他端と連結されたリンク、18は一端
が回転関節19を介してリンク17の他端と連結され、
他端が回転関節20を介してベース3と回転自在に連結
されたリンク、19,20は回転関節である。
【0019】次に動作について説明する。回転関節4及
び回転関節20は、各々独立にモータ等の駆動手段(図
示せず)により駆動されるが、回転関節4,20が駆動
手段により駆動されると、各関節に連結されたリンク1
及びリンク18の角度が定まる。一方、回転関節5乃至
回転関節19は、能動的な駆動手段を有していないた
め、リンク1,18の角度が定まると、リンク2,17
の角度も定まる。
【0020】その結果、ツール装着部6の水平方向の位
置が定まる。また、ツール装着部6は他の駆動手段(図
示せず)により駆動され、上下方向位置又はツール装着
部6の中心軸まわりの姿勢が定められる。なお、ツール
装着部6の姿勢は、上記実施の形態1と同様の姿勢保持
機構により、常にベース3に対して一定に保持される。
【0021】実施の形態4.図5はこの発明の実施の形
態4による産業用ロボットを示す平面図であり、図にお
いて、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので
説明を省略する。21はリンク1と平行な補助リンク、
22はリンク2と平行な補助リンク、23はベース3に
固定された連結部10と平行であり、回転関節5と同軸
の回転中心軸を有する補助リンクである。リンク1,連
結部10,補助リンク21及び補助リンク23が隣接す
る部分(頂点)で互いに回転自在に連結された第1の平
行四辺形リンクを構成し、リンク2,補助リンク23,
補助リンク22及びツール装着部13が隣接する部分
(頂点)で互いに回転自在に連結された第2の平行四辺
形リンクを構成している。
【0022】次に動作について説明する。ツール装着部
6の位置が定められる動作については、上記実施の形態
1と同様であるため省略する。ツール装着部13は、第
1の平行四辺形リンク及び第2の平行四辺形リンクを介
してべース3と連結されているため、静止辺(第1の平
行四辺形リンクにおけるべース側の第1辺)、即ち、べ
ース3に対して姿勢が一定に保持される。
【0023】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、第2
のリンクの姿勢と無関係に、ベースに対する第2のツー
ル装着部の姿勢を一定に保持する姿勢保持機構を設ける
ように構成したので、特別な演算を実施することなく、
容易にツール装着部の位置と姿勢を求めることができる
効果がある。
【0024】この発明によれば、第1の回転関節と同軸
の静止軸に固定された第1のプーリと、第2の回転関節
と同軸の回転軸に対して回転自在に装着された第2のプ
ーリと、第1のツール装着部の回転軸と同軸の回転軸に
対して回転自在に装着され、第2のツール装着部を支持
する第3のプーリと、第1のプーリと第2のプーリを連
結する第1のベルトと、第2のプーリと第3のプーリを
連結する第2のベルトとを用いて姿勢保持機構を構成す
るようにしたので、簡単な部材で姿勢保持機構を構成す
ることができる効果がある。
【0025】この発明によれば、4個の頂点が回転自在
に連結され、第1のリンクを一辺に有する第1の平行四
辺形リンクと、4個の頂点が回転自在に連結され、第2
のリンクを一辺に有する第2の平行四辺形リンクとを用
いて姿勢保持機構を構成するようにしたので、簡単な部
材で姿勢保持機構を構成することができる効果がある。
【0026】この発明によれば、作業空間又は第1のツ
ール装着部を撮像する撮像手段を第2のツール装着部に
装着するように構成したので、ツール装着部に撮像手段
を装着しても、画像の角度基準を補正する手間を省くこ
とができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による産業用ロボッ
トを示す平面図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による産業用ロボッ
トを示す側断面図である。
【図3】 この発明の実施の形態2による産業用ロボッ
トを示す側断面図である。
【図4】 この発明の実施の形態3による産業用ロボッ
トを示す平面図である。
【図5】 この発明の実施の形態4による産業用ロボッ
トを示す平面図である。
【図6】 従来の産業用ロボットを示す側面図である。
【符号の説明】
1 リンク(第1のリンク)、2 リンク(第2のリン
ク)、3 ベース、4回転関節(第1の回転関節)、5
回転関節(第2の回転関節)、6 ツール装着部(第
1のツール装着部)、7 プーリ(第1のプーリ)、8
プーリ(第2のプーリ)、9 プーリ(第3のプー
リ)、11 ベルト(第1のベルト)、12 ベルト
(第2のベルト)、13 ツール装着部(第2のツール
装着部)、14 撮像手段。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端が第1の回転関節を介してベースと
    連結された第1のリンクと、一端が第2の回転関節を介
    して上記第1のリンクの他端と連結された第2のリンク
    と、上記第2のリンクの他端に装着された第1のツール
    装着部と、上記第1のツール装着部の回転軸と同軸の回
    転軸に対して回転自在に装着された第2のツール装着部
    と、上記第2のリンクの姿勢と無関係に、上記ベースに
    対する上記第2のツール装着部の姿勢を一定に保持する
    姿勢保持機構とを備えた産業用ロボット。
  2. 【請求項2】 第1の回転関節と同軸の静止軸に固定さ
    れた第1のプーリと、第2の回転関節と同軸の回転軸に
    対して回転自在に装着された第2のプーリと、第1のツ
    ール装着部の回転軸と同軸の回転軸に対して回転自在に
    装着され、第2のツール装着部を支持する第3のプーリ
    と、上記第1のプーリと第2のプーリを連結する第1の
    ベルトと、上記第2のプーリと第3のプーリを連結する
    第2のベルトとを用いて姿勢保持機構を構成することを
    特徴とする請求項1記載の産業用ロボット。
  3. 【請求項3】 4個の頂点が回転自在に連結され、第1
    のリンクを一辺に有する第1の平行四辺形リンクと、4
    個の頂点が回転自在に連結され、第2のリンクを一辺に
    有する第2の平行四辺形リンクとを用いて姿勢保持機構
    を構成し、上記第1の平行四辺形リンクにおけるベース
    側の第1辺はベース上に固定された静止辺であり、その
    静止辺に対向する第2辺は上記第2の平行四辺形リンク
    の第1辺を構成し、上記第2の平行四辺形リンクにおけ
    る頂点の1箇所は第1のツール装着部の回転軸と同軸上
    にあり、かつ、上記第2の平行四辺形リンクの第1辺と
    対向する第2辺に第2のツール装着部を固定することを
    特徴とする請求項1記載の産業用ロボット。
  4. 【請求項4】 作業空間又は第1のツール装着部を撮像
    する撮像手段を第2のツール装着部に装着することを特
    徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記
    載の産業用ロボット。
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Cited By (7)

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