JPH01153286A

JPH01153286A - 産業用ロボット

Info

Publication number: JPH01153286A
Application number: JP21073088A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Ono; 大野　啓充; Yasuyoshi Hamada; 康義浜田; Kenji Maeda; 健次前田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-08-26
Filing date: 1988-08-26
Publication date: 1989-06-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、産業用のロボットに係り、特に平行リンク形
のロボットに関する。

〔従来の技術〕

ロボット、特に産業用ロボットには直交座標形式のもの
１、多関節形式のもの等種々の形式のものがある。多関
節形ロボットにおいても、駆動方式によって種々の形式
が存在する。（米国特許第３６３０３８９号、米国特許
第４０７６１３１号、米国特許第４１９９２９４号）。

この種のロボットにおいて、このロボット腕を構成する
下方腕部材と上方腕部材とは上方腕部材の内部に設けた
手首駆動用の部品のためにそれぞれの側部上記（第２ア
ーム）中心（軸）線上に設けたピン軸によりにおいてピ
ン軸によって回転可能に結合されている。しかし高荷重
を取扱うロボットにおいては実作業状態時にこのピン軸
結合部に外荷重、自重、慣性力衝撃力積荷重およびねじ
り荷重などが作用するので、この結合部の構造を強化す
る必要がある。このように、結合部の構造を強化するた
めにはこの部分の肉厚およびピンの軸径を大きくしなけ
ればならない。

一方、近年ではロボットに対して高速作業が要求されて
いると共に、オフ・ラインティーチングを含め精度向上
の観点から繰返し位置精度の向上や位置決め問題から振
動が生じない高剛性の構造が要求されているが、前述の
ように結合部の構造を強化すると、剛性は良好になるが
、重量の増加に伴ない駆動力が増し省エネルギーの観点
が良好ではないものであった。その他、同等のアーム長
、アーム回転角条件下で、アーム作動範囲（位置含めて
）の最適化を図る事が、作業性の点で重要となっており
、この解決策が強く望まれていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術はロボットアームの作業範囲については配
慮されておらず、同一アーム長、同一回転角条件下でア
ームの作動範囲の最適化を図ることができず、またアー
ム結合部の剛性について問題があった。

本発明は、アーム結合部の剛性を高めつつ、アームの作
業範囲を十分確保できる産業用ロボットを提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、下方腕部材と、前記下方腕部材に平行に設
けられた補助腕部材と、一端に手首部に有する上方腕部
材とを備えた産業用ロボットにおいて、前記上方腕部材
と前記下方腕部材及び前記補助腕部材とを前記上方腕部
材の軸線に対して所〔作用〕下方腕部材と下方腕部材及び補助腕部材との結合を、上
方腕部材の中心（軸ｍ）よりオフセット量シフトした位
置で結合することにより、回転中心とアーム先端位置の
距離を変化させることができ、作業スペース及び作業速
度分布の最適化を図ることができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の装置の一実施例を備えたロボットの一
例を示すもので、この図においてロボットは平行リンク
形のロボット腕を備えたものを示しである。１は固定ベ
ース、２は固定ベース上の旋回体、３は旋回体上に設け
た支持ブラケット、４は支持ブラケット３に装設したロ
ボット腕である。このロボット腕４にはモータ５Ａとこ
れにより回転するねじ軸５Ｂとこれに係合するボール部
５Ｃとからなる駆動手段５が連絡されている。この駆動
手段５は第１図の図面上平行に旋回体２上のブラケット
６に揺動可能に支持されている。

前述したロボット腕４は下方腕部材７と、これに平行な
補助腕部材８と、これらの腕部７，８と直交するレバ一
部材の機能を兼ねる連結部材９と、これと平行な上方腕
部材１０とで構成されている。

上方腕部材１０の一方端には手首部１１を回転、曲げ、
振り動作させるための３つの駆動モータ１２が設置され
、また上方腕部材１０の内部には各駆動モータ１２の動
力を手首部１１に伝達するための動力伝達用筒体１３が
貫通している。

下方腕部材７および補助腕部材８と上方腕部材１０とは
上方部材１０の軸線１０Ａに対してオフセット量Ｈを備
えた線上で結合されている。この結果１回転軸１９とア
ーム先端１１（手首）との距離は、オフセット量Ｈを適
当に採用する事により、要求される最適の作業範囲、速
度範囲を同一アーム長、同一回転角度範囲条件下で達成
させることが可能となるわけである。（Ｈ＝Ｏの場合に
対してＨ＝２の場合、回転軸１９に対する先端１１（手
首）までの距離Ｒと、回転角位置が変化するため）説明
の便宜上、下方腕部材７と上方腕部材１０との結合部の
詳細な構造例を第２図および第３図を用いて説明する。

上方腕部材１ｏの両側部には結合ブラケット１４が溶接
等によって結合されている。これらの結合ブラケット１
４には軸受１５を保持するボス１６が設けられている。

これらのボス１６は筒体１７によって結合されている。

この筒体１７と上方腕部材１０との間には。

腹板部材１８が設けられている。これにより、上方腕部
材１０の結合部は箱形構造に形成され、この部分のねじ
り剛性を高めることができる。この上方腕部材１０の結
合ブラケット１４と上方腕部材７の結合ブラケット７Ａ
とはこれらを貫通するピン軸１９によって回転可能に結
合されている。

この結合構造は第１図に示す上方腕部材７と補助腕部材
８との結合においても同様に構成されている。ここでは
箱形を図示したが、門形の場合も多少条件は変るが、可
能である。

以上説明したように１本発明は下方腕部材７および補助
腕部材８と上方腕部材１０との結合位置を、上方腕部材
１０側部を外した下方に設定し、この位置において両部
材を貫通するピン軸１９によって結合し得るので、この
結合部における剛性を高めることができるとともに前述
した、アーム作動範囲、速度範囲の最適化も可能となる
。

さらに、従来における上方腕部材１０の鎖部に下方腕部
材１０との結合部を構成したものにくらべると、下方腕
部材７の結合ブラケット７Ａの立上り長さＹを小さくし
得るので、その結合ブラケット７Ａの作用荷重に対する
肉厚を従来のものにくらべて小さくすることができる。

その結果、この結合部を高剛性に維持し得るとともに軽
量化が、可能である。これにともない、オフ・ラインテ
ィーチング管の高度の技術の適用をも可能とする高精度
化、高剛性化が実現できる。

なお、上述の実施例は下方腕部材７および補助腕部材８
と上方腕部材１０との結合をそれぞれ独立した結合ブラ
ケット１４に結合したが、第４図に示すように上方腕部
材１０に設けた共通用の結合ブラケット２ｏに、下方腕
部材７および補助腕部材８を結合することも可能である
。この場合には結合部の組立性が良好となる。また、結
合ブラケット１４．２０の上方腕部材１０への結合は溶
接に限られるものではなくボルト締結も可能であるとと
もに、これらの結合ブラケット１４．２０を鋳物により
一体成形してもよい。さらにロボット腕の形式は上述し
たような平行リンク形式のものに限られるものではない
ことは勿論である。また、ねじり荷重が大きく作用しな
い場合には、腹板部材１８を省略してもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、最適のアーム動作範囲、作業速度領域
を決定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例を備えたロボットの一
例を示す正面図、第２図は第１図に示す本発明の装置の
縦断正面図、第３図は第２図の撹拌面図、第４図は本発
明の装置の他の実施例を備えたロボット４の一例を正面
図である。１・・・固定ベース、２・・・旋回体、４・・・ロボッ
ト腕、７・・・下方腕部材、７Ａ・・・結合ブラケット
、８・・・補助腕部材、９・・・連絡部材、１０・・・
上方腕部材、１４・・・結合ブラケット、１５・・・軸
受、１６・・・ボス、１７・・・筒体、１８・・・腹板
部材、１９・・・ピン軸、２０・・・結合ブラケット。

Claims

【特許請求の範囲】

１、下方腕部材と、前記下方腕部材に平行に設けられた
補助腕部材と、一端に手首部を有する上方腕部材とを備
えた産業用ロボットにおいて、前記上方腕部材と前記下
方腕部材及び前記補助腕部材とを前記上方腕部材の軸線
に対して所定量を備えた線上で結合したことを特徴とす
る産業用ロボット。