JPH02298484A - 工業用ロボット - Google Patents

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、ドリルマシンなとのような切削機械として使
用される工業用ロボットに関する。

［従来の技術］ 最近、工業用ロボットの進歩は目覚ましく、工場内には
多種類のロボットが導入されて稼働している。特に、運
搬、組み立て、溶接、塗装などの作業分野にはそれぞれ
専用のロボットが普及し、作業能率の向上に貢献してい
る。

しかしながら、従来の工業用ロボットは上記したような
運搬、組み立て、溶接、塗装などの作業用か多数を占め
ており、これらの性能は著しく進歩しているが、エンド
ミルやドリルなどのような切削加工、研削加工などの加
工分野には未だ充分な性能のロボットが開発されていな
い。

すなイ）ち、上記のような切削加工、研削加工を行わせ
るためのロボットとしては、ロボット本体に、このロボ
ット本体から略水平方向に延びるアーム部を設け、この
アーム部の先端に上下刃向に移動される上下移動部を取
り（＝Ｉげ、この上下移動部に加工ツールを取り付けた
構成か知られている。

このような加工用ロボットにおいては、６加−１−に必
要な剛性、防水、防塵性が要求されるばかりでなく、力
１ビ［精度が所定のレベル以上であることを補償しなけ
ればならない。この加工用ロボットにおいては、剛性や
防水、防塵性能を要求仕様に引き上げることはさ程困難
ではないか、加工精度をレベルアップすることは容易で
はない。

すなわち、組立作業に使用されるロホッＩ・の場合は、
部品の受取や受渡し、あるいは単純組み立て作業である
から、各組立てポイントにおける単純繰り返し作業のｔ
ｌ“１度のみを必要とし、そのｉｌＧ現性か所定精度で
あればよい。

また、溶接や塗装用ロボットの場合は、むしろ上記組立
作業用ロボットよりも精度は低くてよく、切削加工用ロ
ボットの場合の］　／　＋−０〜１．　／　］　ＯＯ程
度の精度で充分である。

これに対し、切削加工用ロボットの場合、加工ツールを
被加工品に対して所定加工位置に移動させる必要がある
ばかりでなく、加工中のツールの移動経路が加工精度に
大きな影響を及ぼし、このため加工面に対して各移動軸
の平行度および垂直度（以下静的精度と称する）が実際
の加工精度（孔ｊｔＷ　Ｕ　）以上に高い精度か要求さ
れるものである。

［発明か解決しようとする課題］ しかしなから、従来の場合、使用する部品の加工精度を
いくら限界まで上げても、各部品の酊１合わせによる累
積誤差等のために現状の組立用ロボットにお１プる単純
繰り返し作業の粘度（略０．０２〜０．１ｍｍ）並みの
静的精度は確保できない不具合かあった。

この点が切削加工や研削加工用ロボットの普及、導入の
障害になっていた。

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その１
丁１的とするところは、ロボットの静的精度が向上し、
切削加工や研削加工用ロボットによろ適用可能な工業用
ロボットを提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明においては、加工用のロボットにおいて、ロボッ
ト本体の据付面と被損イζｊ面との間に、加工ツールが
上記ロボット本体の被損（＝Ｊ而に対して平行に移動す
るように調整する第１の調整部材を介在させるとともに
、アーム部の先端と上下移動部の間に、上記加工ツール
か上記ロボット本体の被損イ・１面に対して垂直に移動
するように調整する第２の調整部材を設けたことを特徴
とする。

［作用］ 本発明によると、ロボット本体の据付面と被据付面との
間に加工ツールが上記ロボット本体の被据付面に対して
平行に移動するように調整する第１の調整部材を介在さ
せたから、加重「ツールが被据付面と平行にＸおよびＹ
方向に高精度に移動できるとともに、アーム部の先端と
上下移動部の間に上記加工ツールが上記ロボット本体の
被据付面に対して垂直に移動するようにＪ、！Ｊ整する
第２の調整部材を設けたから、加工ツールか被損イ・ｊ
而に対して垂直、つまりＺ方向に高粘度に移動でき、静
的精度か格段に向上する。

［実施例］ 以下本発明について、第１図および第２図に示す第１の
実施例にもとづき説明する。

図において、１はコラムであり、このコラム１か本発明
のロボット本体を構成しいる。コラム１は側面がコ字形
をなしており、この上部２’ａおよび下部２ｂにはそれ
ぞれサーボモータ３ａ、３ｂおよび減速機４ａ、４ｂが
設けられている。

上部２ａに設置されたサーボモータ３ａは減速機４ａを
介して上部回転軸５ａを回転駆動するようになっている
。上部回転軸５ａはコラム１の上部２ａから下向きに突
出されており、この突出端部には」二部回転節６ａが取
着され、この上部回転節６ａには上部基端アーム７ａが
水平方向に延びて連設されている。上記サーボモータ３
ａの回転により上部基端アーム７ａは水平面内で旋回さ
れるようになっている。

下部２ｂに設置されたサーボモータ３ｂは減速機４ｂを
介して下部回転軸５ｂを回転駆動するようになっている
。この下部回転軸５ｂはコラム］の下部２ｂから上向ぎ
に実用されて上記上部回転軸５ａと離間して対向されて
おり、この下部回転軸５ｂの突出端部には下部回転節６
ｂか取着されている。この下部回転節６ｂには下部基端
アーム７ｂか水平方向に延びて連設されている。上記サ
ーボモータ３ｂの回転により下部基端アーム７ｂも水平
面内で旋回されるようになっている。

なお、上部基端アーム７ａと下部基端アーム７ｂは互い
に一体的に同方向に旋回ｉ’ｉＪ能であるとともに、互
いに独立して旋回し得るようになっている。

上記上部基端アーム７ａと下部基端アーム７ｂには、そ
れぞれ枢軸８　ａ　−、８ｂを介して上部先端アーム９
ａと下部先立；１ｊアーム９ｂか回動自在に連結されて
いる。

また、これら上部先端アーム９ａと下部先端アーム９ｂ
の先端は連結軸］０により互いに回動自在に連結されて
いる。

上記上部先端アーム９ａまたは下部先端アーム９ｂの先
端には、作業ヘッド１１が固定されている。この作業ヘ
ット１１は側面コ字形のフレーム１２に上下移動部１３
を設けて構成されている。

上ド移動部１３は、フレーム１２の上端にサーボモータ
１４を搭載しているとともに、このフレーム１２の上下
端部間に亘り上記サーボモータ１４に連結されたスクリ
ューロッド１５を架は渡してあり、サーボモータ１４に
よりスクリューロッド１５を回転するようになっている
。そして、スクリュー口・ンド１５１こは」１下スライ
ダ］６がねじ係合して取付けられており、スクリューロ
ッド］５の回転に伴ってスライダ］６か上下に移動され
るようになっている。なお、スクリューロッド１５の回
転に伴ってスライダ］６は回転しないようになっている
。

上下スライダ１６には、軸受ボックス１７が連結されて
おり、この軸受ボックス１７の上端には、加工用モータ
１８か取（＝１けられている。また、軸受ボックス１７
には駆動軸］９か回転自在に貫通されており、この駆動
軸１９の上端は上記加−１−用モータ１８に連結されて
おり、下端は軸受ボックス１７の下面から突出して、チ
ャック２０を備えている。このチャック２０には、ドリ
ルなとの加工ツール２１が親告可能に取イ・ｊけられて
いる。なお、加工ツール２１はその輔が垂直方向となる
ようにしてチャック２０に取（＝１けられている。

また、加］−シようとる孔径に応して加工ツール２１を
取り換えることができるようになっている。

２２は加］ニされるワークを示す。

」二記ロボット本体を↑＾１成するコラム］はこの下端
の据イ・１而２５を、床面なとのような被損（＝１面２
６に１居え（；Ｉけて月１いられるものであるか、これ
ら据付面２５と被損（Ｊ面２６との間には、４３１の調
整部材として第１のスペーサ２７が介挿されている。第
１のスペーヅ２７は、プレート、またはブロック、ある
いは伸縮脚であってもよいが、上記加工ツール２１が床
面なとのような披据イ・ｊ面２６に対して平行に移動し
得るようにコラム１の傾きを調整するものである。なお
、この傾きはＸ方向ばかりでなくＹ方向も調整するもの
である。

また、下部先端アーム９ｂの先端と、作業ヘッド１１の
上下移動部１３を構成するフレーム１２との間には、第
２の調整部月として第２のスペーサ２８か介挿されてい
る。この第２のスペーサ２８は、プレートやシムなどか
らなり、上記上下スライダ］６が上記ロボット本体の被
据付面２６に対して垂直に移動するように調整する。す
なわチ、下部先端アーム９ｂとフレーム］２との間の傾
き具合を調整するものである。

さらに、上下スライダ１６と、軸受ボックス１７との間
には、第３の調整部月として第３のスペーサ２９が介挿
されている。この第３のスペーサ２つは、プレートやシ
ムなどからなり、上記加工ツール２１か上記ロボット本
体の被損側面２６に対して垂直に移動するように調整す
る。すなわち、」１下スライダ１６と、軸受ボックス１
７との間の傾き具合を５．！Ｊ整するものである。

このような構成による実施例の作用を説明する。

コラム１の上部２ａおよび下部２ｂに設けたそれぞれザ
ーホモータ３ａ、３ｂを回転させると、減速機４ａ、４
ｂを介して上下の基端アーム７ａ、７ｂか水平面内で旋
回され、このため上下の先端アーム９ａ、９ｂも水平面
内で旋回される。したかって、作業へラド］］の加工ツ
ール２］は水平に移動される。

この場合、上下のザーボモータ３　ａ　％　３　ｂのそ
れぞれ回転量を調整することにより、加工ツール２１を
、第２図に示す０点、０点、０点を通る二点鎖線で示す
領域内をＸおよびＹ方向に移動させることができる。

このため、加工ツール２１をワーク２２の所定加工位置
に対向した上部位置に移動させることかできる。

加工ツール２］がワーク２２の所定位置に対向されると
、」１下移動部１３における加工用モータ１８を回転さ
せ、これにより駆動軸］９を介して加工ツール２１を回
転させる。また、ザーホモータ１４を回転させてスクリ
ューロッド１５を回転させる。これにより、上下スライ
ダ］６かＺ方向、つまり下向きに移動され、よって回転
している加工ツール２］をワーク２２に近づけて穿孔加
］二を開始し、この作動を所定時間続けることにより、
所定深さの穿孔がなされる。

上記のような作動をなす加］−用ロボットにあっては、
コラム］下端の据付面２５と、床面などのような被据付
面２６の間に第１の調整スペーサ２７を介挿しであるか
ら、この第１のスペーサ２７によりコラム１の傾きを調
整すれば、上記加工ツール２１がＸおよびＹ方向に移動
される場合、つまり波尾（＝ｊ面２６に対して平行に移
動される場合に、その平行度を高精度に設定することが
できる。

この場合、第２図に示ず０点、０点、０点でそれぞれ被
据４＝Ｊ面２６から加工ツール２］−までの高さを４１
１定し、これらの１＋１１定値か目標値以下におさまる
ように第１の調整スペーサ２７にてコラム１の傾きを調
整する。

また、下部先端アーム９ｂの先端と、上下移動＝　１２
一 部１３を構成するフレーム１２との間には、第２の調整
スペーサ２８を介挿したので、下部先端アーム９ｂとフ
レーム１２との間の傾き具合を調整することによって、
上下スライダ１６が上下移動する場合に被据付面２６に
対して高精度で垂直に移動するように調整することがで
きる。

この場合は、第２図に示ずＸおよびＹ方向の両者につい
て垂直度を調整する。

さらに、上下スライダ１６と軸受ボックス１７との間に
は、第３の調整スペーサ２つが介挿されているから、こ
の第３のスペーサ２９により上下スライダ１６と軸受ボ
ックス１７との傾き具合を、第２図に示すＸおよびＹ方
向の両者について調整すると、加工ツール２１を被据付
面２６に対して高粘度に垂直に移動させることかできる
。

すなわち、各調整スペーサ２７　、　２８　、　２９　
ｉ：より据付姿勢や、取り付は部、連結部の組立誤差を
調整するので、静的精度が向上される。

このため、加工ツール２１による加工開始から加工終了
までの経路を高精度に設定することかで−　］３　− き、切削加］二や研削加］−か高精度で実現可能となる
。

なお、本発明は上記実施例に制約されるものではない。

すなわち、第３図および第４図は本発明をそれぞれ異な
るタイプの工業用ロボットに適用した例を示す。

第３図の例において、３０はロボット本体、３１は基端
アーム、３２は基端アーム旋回用モータ、３３は先端ア
ーム、３４は先端アーム旋回用モータであり、その他の
構成は第１の実施例と同様である。

この場合も各調整スペーサ２７，２８．２９により据付
姿勢や、取り付は部、連結部の組立誤差を調整して静的
粘度を向上することができる。

第４図の例において、４０はロボット本体、４１は旋回
アーム、４２はアーム旋回用モータ、４３は上下移動部
であり、その他の構成は第１の実施例と同様である。

この場合も各調整スペーサ２７，２８．２９によって（
（ｌ立誤差を調整して静的粘度を向上することができる
。

さらにまた、各実施例では、第１、第２、および第３の
調整スペーサ２７，２８．２９を用いた場合を説明した
か、加工ツール２１を被据付面２６に対して垂直な方向
に粘度＋１＋　Ｌ、をするには、第２の調整スペーサ２
８または第３のシ、？整スペーサ２つのいづれか一方の
みであってもよく、加工の種類、ツールの種類によって
はスライダ１６に軸受ボックス１７笠を設けないタイプ
もあるから、少なくとも第２の調整スペーサ２８を設け
れば初期の「１的を達成することかできる。

［発明の効果］ 以」二説明したように本発明によると、ロボット本体の
据付面と被損イ」面との間に設けた第１の調整部材によ
り加工ツールが被損（＝１面に対し高粘度に平行に移動
するように調整することができるとともに、アーム部の
先端と上下移動部の間に設けた第２の調整部月により上
記加工ツールか上記被損（＝Ｊ而に対して高精度で垂直
に移動するようにｉｌ、！、１整することができ、静的
精度か格段に向」ニする。

このため、加工終了までの経路の粘度を高く確保するこ
とができ、切削加工や研削加工などに導入して高性能を
発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図は加工用ロボットの側面図、第２図はその甲面図、
第３図および第４図はそれぞれ本発明の第２および第３
の実施例を示す側面図である。 １・・・コラム、３ａｓ　３ｂ・・サーボモータ、４　
ａ　’−４ｂ・・・減速機、５ａ、５ｂ・・・回転軸、
？　ａ　’−７ｂ　”’基端アーム、９ａ１９ｂ・・・
先端アーム、１１・作業ヘッド、］２・フレーム、］３
・・・上■移動部、］４・・サーボモータ、］５・・ス
クリューロッド、］６・・・上下スライダ、１７・・・
軸受ボックス、１８・・・加工用モータ、１９・・・駆
動軸、２１・・・加工ツール、２２・・・ワーク、２５
・・・据付面、２６・・・被据付面、２７・・第］の調
整スペーサ、２８・・・第２の調整スペーサ、−］６−
． ２つ・第３の調整スペーサ。 ＝　１７−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロボット本体と、このロボット本体から略水平方
   向に延びたアーム部と、このアーム部の先端に設けられ
   上下方向に移動される上下移動部と、この上下移動部に
   取り付けられた加工ツールとを具備した工業用ロボット
   において、 上記ロボット本体の据付面と被据付面との間に、上記加
   工ツールが上記ロボット本体の被据付面に対して平行に
   移動するように調整する第１の調整部材を介在させると
   ともに、上記アーム部の先端と上記上下移動部の間に、
   上記加工ツールが上記ロボット本体の被据付面に対して
   鉛直に移動するように調整する第２の調整部材を設けた
   ことを特徴とする工業用ロボット。
2. （２）上下移動部と加工ツールとの間に、加工ツールの
   軸方向がロボット本体の被据付面に対して鉛直方向の姿
   勢となるように調整する第３の調整部材を設けたことを
   特徴とする第１の請求項記載の工業用ロボット。