JPH01310885A - 産業用ロボット装置 - Google Patents
産業用ロボット装置Info
- Publication number
- JPH01310885A JPH01310885A JP13991088A JP13991088A JPH01310885A JP H01310885 A JPH01310885 A JP H01310885A JP 13991088 A JP13991088 A JP 13991088A JP 13991088 A JP13991088 A JP 13991088A JP H01310885 A JPH01310885 A JP H01310885A
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- JP
- Japan
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- arm
- balancer
- robot
- drive
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/0008—Balancing devices
- B25J19/0012—Balancing devices using fluidic devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
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。
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〕
本発明は産業用ロボット装置のアームの駆動部の改良に
関するものである。
関するものである。
［従来の技術］
産業用ロボット、特に垂直関節形ロボットは、アームの
姿勢により駆動モータにかかる負荷が大幅に変動する。
姿勢により駆動モータにかかる負荷が大幅に変動する。
〔発明が解決しようとする課題）
そのため、一般には、アームに最も大きい負荷のかかっ
た時においても充分な駆動がでとるような大きな容量の
駆動モータが装備されており、そのため、ロボット全体
として高価になるばかりか、大形化、大重量化して、大
きな設置スペースを必要としたり、ロボットを設置する
基礎の強化を必要とするという課題があった。
た時においても充分な駆動がでとるような大きな容量の
駆動モータが装備されており、そのため、ロボット全体
として高価になるばかりか、大形化、大重量化して、大
きな設置スペースを必要としたり、ロボットを設置する
基礎の強化を必要とするという課題があった。
本発明は係る課題を解決するためになされたもので、小
形の駆動装置でもロボットのアームを充分駆動すること
のできる産業用ロボット装置を得ることを目的とする。
形の駆動装置でもロボットのアームを充分駆動すること
のできる産業用ロボット装置を得ることを目的とする。
本発明に係る産業用ロボット装置は、垂直関節形ロボッ
トのアームと、このアームを揺動させる駆動軸との間に
油圧又は空気圧式のバランサを連結し、このバランサが
上記アームに所定の回転トルクを付与可能にしたもので
ある。
トのアームと、このアームを揺動させる駆動軸との間に
油圧又は空気圧式のバランサを連結し、このバランサが
上記アームに所定の回転トルクを付与可能にしたもので
ある。
〔作用］
本発明においては、アームと駆動軸との間に連結された
バランサに油圧又は空気圧を加えると、このバランサの
軸か回転してこの回転力がアームを回転させるから、駆
動装置からアームに加えるベき駆動トルクを小さくする
ことかできる。
バランサに油圧又は空気圧を加えると、このバランサの
軸か回転してこの回転力がアームを回転させるから、駆
動装置からアームに加えるベき駆動トルクを小さくする
ことかできる。
本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する
。まず第１図、第２図により、本発明を適用した産業用
ロボット装置の全体構成を説明すると、図示するように
、基礎（１）上に設置された垂直関節形ロボットの本体
（２）の一方側には、第１アーム （３）駆動用の第
１アーム駆動モータ（４）と、このモータ（４）用の減
速機 （５）とが配設され、本体 （２）の他方側には
、第２アーム （６）駆動用の第２アーム駆動モータ
（７）と、このモータ（７）用の減速機 （８）とが配
設されている。アームとしての第１アーム （３）は、
この本体 （２）に下部を支持されて中心 （９）まわ
りを揺動するが、この第１アーム （３）と、該第１ア
ーム （３）を揺動させる駆動軸としての減速機 （５
）の出力軸との間には、油圧又は空気圧式のバランサ（
ｌＯ）が連結されている。このバランサ（１０）は、後
述するように、第１アーム （３）に所定の回転トルク
を付与可能に構成されている。第１アーム （３）の上
部には第２アーム （６）か支持されて、中心（１１）
まわりを揺動できるようになっており、この第２アーム
（６）の一端部に負荷（１２）がかかることになる。
。まず第１図、第２図により、本発明を適用した産業用
ロボット装置の全体構成を説明すると、図示するように
、基礎（１）上に設置された垂直関節形ロボットの本体
（２）の一方側には、第１アーム （３）駆動用の第
１アーム駆動モータ（４）と、このモータ（４）用の減
速機 （５）とが配設され、本体 （２）の他方側には
、第２アーム （６）駆動用の第２アーム駆動モータ
（７）と、このモータ（７）用の減速機 （８）とが配
設されている。アームとしての第１アーム （３）は、
この本体 （２）に下部を支持されて中心 （９）まわ
りを揺動するが、この第１アーム （３）と、該第１ア
ーム （３）を揺動させる駆動軸としての減速機 （５
）の出力軸との間には、油圧又は空気圧式のバランサ（
ｌＯ）が連結されている。このバランサ（１０）は、後
述するように、第１アーム （３）に所定の回転トルク
を付与可能に構成されている。第１アーム （３）の上
部には第２アーム （６）か支持されて、中心（１１）
まわりを揺動できるようになっており、この第２アーム
（６）の一端部に負荷（１２）がかかることになる。
この第２アーム （６）は、減速機 （８）の出力軸に
固定されて揺動駆動されるレバー（１３）と、レバー（
１３）及び第２アーム （６）に連結して第２アーム駆
動リンク（１４）を構成するレバー（１５）とを介して
第２アーム駆動モータ （７）により揺動される。
固定されて揺動駆動されるレバー（１３）と、レバー（
１３）及び第２アーム （６）に連結して第２アーム駆
動リンク（１４）を構成するレバー（１５）とを介して
第２アーム駆動モータ （７）により揺動される。
第３図は第１図中のＩＩＩ −ＩＩＩ線断面図であって
、バランサ（１０）の内部構造を示しており、図示する
ように、パランサ本体（２１）の中心には回動軸（２２
）が設けられており、この軸（２２）の一端は減速機（
５）の出力軸に固定され、他端は第１アーム （３）に
固定されている。この回動軸（２２）には、この軸（２
２）とともに揺動するロータリー形ピストン（２３）が
固定され、このピストン（２３）により、本体（２１）
内の空間が右室（２４）と左室（２５）とに仕切られて
いる。右室（２４）と左室（２５）にはそれぞれ油又は
空気の送り込み又は排出用のパイプ（２６） 、 （２
７）が接続されている。したかって左室（２５）に油圧
又は空気圧が加えられるとピストン（２３）は時計方向
に揺動し、右室（２４）に油圧又は空気圧が加えられる
とピストン（２３）は反時計方向に揺動する。これによ
り回動軸（２２）も時計方向又は反時計方向に回動する
。
、バランサ（１０）の内部構造を示しており、図示する
ように、パランサ本体（２１）の中心には回動軸（２２
）が設けられており、この軸（２２）の一端は減速機（
５）の出力軸に固定され、他端は第１アーム （３）に
固定されている。この回動軸（２２）には、この軸（２
２）とともに揺動するロータリー形ピストン（２３）が
固定され、このピストン（２３）により、本体（２１）
内の空間が右室（２４）と左室（２５）とに仕切られて
いる。右室（２４）と左室（２５）にはそれぞれ油又は
空気の送り込み又は排出用のパイプ（２６） 、 （２
７）が接続されている。したかって左室（２５）に油圧
又は空気圧が加えられるとピストン（２３）は時計方向
に揺動し、右室（２４）に油圧又は空気圧が加えられる
とピストン（２３）は反時計方向に揺動する。これによ
り回動軸（２２）も時計方向又は反時計方向に回動する
。
次に第４図、第５図により、第１アーム （３）にかか
る負荷トルクの変動について説明すると、第４図に示す
ように、第１アーム （３）が最も負荷（１２）側に倒
れて負荷（１２）が第１アーム駆動モータ（４）の中心
位置（Ａ）から最も遠くに位置した時に、第１アーム駆
動モータ（４）の負荷トルクが最大になり、第５図に示
すように、中心位置（Ａ）に対して左右の負荷がバラン
スした時に、上記負荷トルクが最小になる。この負荷ト
ルクの変動は、第１アーム （３）の他、第２アーム
（６）についても生じるが、第１アーム （３）の方が
変動率は一般に大きい。そのためこの実施例では第１ア
ーム （３）にバランサ（１０）が所定の回転トルクを
付与する場合を示している。
る負荷トルクの変動について説明すると、第４図に示す
ように、第１アーム （３）が最も負荷（１２）側に倒
れて負荷（１２）が第１アーム駆動モータ（４）の中心
位置（Ａ）から最も遠くに位置した時に、第１アーム駆
動モータ（４）の負荷トルクが最大になり、第５図に示
すように、中心位置（Ａ）に対して左右の負荷がバラン
スした時に、上記負荷トルクが最小になる。この負荷ト
ルクの変動は、第１アーム （３）の他、第２アーム
（６）についても生じるが、第１アーム （３）の方が
変動率は一般に大きい。そのためこの実施例では第１ア
ーム （３）にバランサ（１０）が所定の回転トルクを
付与する場合を示している。
次にバランサ （３）の制御について第６〜８図に基づ
いて説明する。第１アーム （３）の揺動角度を０１、
第２アーム （６）の揺動角度をθうとすれば、木実流
側では、角度θ１、θ２及び負荷（１２）の三条性を常
時監視して駆動モータ（４）への負荷を計算し、その結
果を油圧又は空気圧の吐出量制御にフィードバックして
、小形の駆動モータ（４）でもロボットを充分駆動でき
るようにしている。
いて説明する。第１アーム （３）の揺動角度を０１、
第２アーム （６）の揺動角度をθうとすれば、木実流
側では、角度θ１、θ２及び負荷（１２）の三条性を常
時監視して駆動モータ（４）への負荷を計算し、その結
果を油圧又は空気圧の吐出量制御にフィードバックして
、小形の駆動モータ（４）でもロボットを充分駆動でき
るようにしている。
即ち、第６図に示すように、まず、第１アーム駆動モー
タ（４）に駆動されるロボット部品の負荷トルクを角度
θ１、θ２対応で算出するとともに（ＳＴ−３１） 、
負荷（１２）による第１アーム駆動モータ（４）への負
荷トルクを角度θ１、θ２対応で算出する（ＳＴ−３２
）。次いで各算出値に基づいて第１アーム駆動モータ（
４）の総合負荷トルクを角度θ１、θ２対応て算出しく
５Ｔ−３３） 、第１アーム駆動モータ（４）の能力と
の能力差を算出しく５Ｔ−３４） 、第１アーム駆動モ
ータ（４）の能力か不足した分のみバランサ（１０）を
駆動して補う（ＳＴ−３５１゜ところで、一般にロボッ
ト作業は同一作業の繰返しであることが多いため、上記
演算をロボット動作中に行なうためには大容量のコンピ
ュータを必要とするので、上記演算は事前に計算して各
動作点での指令値−覧表を作っておき、ロボットの演算
部に予め記憶させておいてもよい。第７図は本実施例に
係るグラフ図てあり、θ１、θ２の角度対応でモータ能
力Ｂとモータ能力不足分Ｃ（図中斜線部）を示している
。このモータ能力不足分をバランサ能力で補うことにな
る。θ１Ａ〜θ３．はθ１の刻々と変化する値を、θ２
Ａ〜θ２Ｅはθ２の刻々と変化する値をそれぞれ示して
いる。第８図は本実施例についてのブロック図であり、
ロボットの駆動装置（４１）はロボットの制御装置（４
２）とＩ１０ポート（４３）とを介して、またバランサ
（ｌＯ）の駆動装置（４８）はバランサの制御装置（４
９）とＩ１０ポート（４３）を介して、ＲＡＭ（４４）
、ＲＯＭ （４５）及びＣＰ Ｕ （４６）を備えた演
算部（４７）からの指令によりそれぞれ駆動される。ま
た、Ｉ１０ボート（４３）にはアーム角度θ１、θ２情
報（５０）と、負荷情報（５１）とが人力されるように
なっている。
タ（４）に駆動されるロボット部品の負荷トルクを角度
θ１、θ２対応で算出するとともに（ＳＴ−３１） 、
負荷（１２）による第１アーム駆動モータ（４）への負
荷トルクを角度θ１、θ２対応で算出する（ＳＴ−３２
）。次いで各算出値に基づいて第１アーム駆動モータ（
４）の総合負荷トルクを角度θ１、θ２対応て算出しく
５Ｔ−３３） 、第１アーム駆動モータ（４）の能力と
の能力差を算出しく５Ｔ−３４） 、第１アーム駆動モ
ータ（４）の能力か不足した分のみバランサ（１０）を
駆動して補う（ＳＴ−３５１゜ところで、一般にロボッ
ト作業は同一作業の繰返しであることが多いため、上記
演算をロボット動作中に行なうためには大容量のコンピ
ュータを必要とするので、上記演算は事前に計算して各
動作点での指令値−覧表を作っておき、ロボットの演算
部に予め記憶させておいてもよい。第７図は本実施例に
係るグラフ図てあり、θ１、θ２の角度対応でモータ能
力Ｂとモータ能力不足分Ｃ（図中斜線部）を示している
。このモータ能力不足分をバランサ能力で補うことにな
る。θ１Ａ〜θ３．はθ１の刻々と変化する値を、θ２
Ａ〜θ２Ｅはθ２の刻々と変化する値をそれぞれ示して
いる。第８図は本実施例についてのブロック図であり、
ロボットの駆動装置（４１）はロボットの制御装置（４
２）とＩ１０ポート（４３）とを介して、またバランサ
（ｌＯ）の駆動装置（４８）はバランサの制御装置（４
９）とＩ１０ポート（４３）を介して、ＲＡＭ（４４）
、ＲＯＭ （４５）及びＣＰ Ｕ （４６）を備えた演
算部（４７）からの指令によりそれぞれ駆動される。ま
た、Ｉ１０ボート（４３）にはアーム角度θ１、θ２情
報（５０）と、負荷情報（５１）とが人力されるように
なっている。
したがフて本実施例では、垂直関節形ロボットの回動軸
においてロボットの姿勢によって、可動部の負荷が駆動
モータの能力を越える場合、減速機と駆動すべき部材の
間に油圧又は空気式のバランサを設け、ロボット動作時
に刻々と変化するモータへの負荷トルクとモータ能力の
差を検出してモータ能力を越えた分のみバランサて補う
ようにしているが、既述のように、ロボット動作時に刻
々と変化するモータへの負荷トルクを事前に計算してお
き、各動作点てのバランサ動作指令値−覧表をロボット
に記憶させておき、ロボットの姿勢に対応したバランサ
動作指令を発するようにしてもよい。
においてロボットの姿勢によって、可動部の負荷が駆動
モータの能力を越える場合、減速機と駆動すべき部材の
間に油圧又は空気式のバランサを設け、ロボット動作時
に刻々と変化するモータへの負荷トルクとモータ能力の
差を検出してモータ能力を越えた分のみバランサて補う
ようにしているが、既述のように、ロボット動作時に刻
々と変化するモータへの負荷トルクを事前に計算してお
き、各動作点てのバランサ動作指令値−覧表をロボット
に記憶させておき、ロボットの姿勢に対応したバランサ
動作指令を発するようにしてもよい。
なお、上記実施例は第１アーム駆動モータ（４）につい
て述べたが、他の駆動モータについても同様に本発明を
適用し効果を得ることができる。
て述べたが、他の駆動モータについても同様に本発明を
適用し効果を得ることができる。
〔発明の効果）
本発明は上記のように構成したため、駆動装置を小形化
でき、全体としてコンパクトで安価な産業用ロボット装
置とすることができる。
でき、全体としてコンパクトで安価な産業用ロボット装
置とすることができる。
第１〜８図は本発明の一実施例を示す図であり、第１図
は産業用ロボット装置の全体構成図て、第２図のＩ−Ｉ
線断面図、第２図は全体を示す正面図、第３図は第１図
のＩＩＩ −ＩＩＩ線断面図、第４図、第５図はそれぞ
れロボットの動作を示す正面図、第６図はフローチャー
ト、第７図はグラフ図、第８図はブロック図である。 （３）・・・アーム（第１アーム）、 （６）・・・アーム（第２アーム）、 （１０）・・・バランサ。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
は産業用ロボット装置の全体構成図て、第２図のＩ−Ｉ
線断面図、第２図は全体を示す正面図、第３図は第１図
のＩＩＩ −ＩＩＩ線断面図、第４図、第５図はそれぞ
れロボットの動作を示す正面図、第６図はフローチャー
ト、第７図はグラフ図、第８図はブロック図である。 （３）・・・アーム（第１アーム）、 （６）・・・アーム（第２アーム）、 （１０）・・・バランサ。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 垂直関節形ロボットのアームと、このアームを揺動させ
る駆動軸との間に油圧又は空気圧式のバランサを連結し
、このバランサが上記アームに所定の回転トルクを付与
可能にしたことを特徴とする産業用ロボット装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13991088A JPH01310885A (ja) | 1988-06-07 | 1988-06-07 | 産業用ロボット装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13991088A JPH01310885A (ja) | 1988-06-07 | 1988-06-07 | 産業用ロボット装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01310885A true JPH01310885A (ja) | 1989-12-14 |
Family
ID=15256482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13991088A Pending JPH01310885A (ja) | 1988-06-07 | 1988-06-07 | 産業用ロボット装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01310885A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0901888A4 (en) * | 1997-01-07 | 2000-01-12 | Fanuc Ltd | ROTARY BALANCING DEVICE AND ROBOT PROVIDED WITH SAME |
| JP2011062767A (ja) * | 2009-09-16 | 2011-03-31 | Yaskawa Electric Corp | 産業用ロボット |
| CN113167671A (zh) * | 2018-11-30 | 2021-07-23 | 川崎重工业株式会社 | 气压检测装置、具备气压检测装置的机器人及该气压检测方法 |
| WO2021256375A1 (ja) * | 2020-06-17 | 2021-12-23 | ファナック株式会社 | ロボット装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6044286A (ja) * | 1983-08-22 | 1985-03-09 | 株式会社ダイフク | バランサ−付き流体圧制御ロボット |
| JPS60255383A (ja) * | 1984-05-28 | 1985-12-17 | 株式会社ダイフク | 空圧作動バランス装置付きロボツト |
| JPS6335595B2 (ja) * | 1981-12-28 | 1988-07-15 | Sumitomo Metal Mining Co |
-
1988
- 1988-06-07 JP JP13991088A patent/JPH01310885A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6335595B2 (ja) * | 1981-12-28 | 1988-07-15 | Sumitomo Metal Mining Co | |
| JPS6044286A (ja) * | 1983-08-22 | 1985-03-09 | 株式会社ダイフク | バランサ−付き流体圧制御ロボット |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPWO2021256375A1 (ja) * | 2020-06-17 | 2021-12-23 | ||
| US12049005B2 (en) | 2020-06-17 | 2024-07-30 | Fanuc Corporation | Robot device |
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