JPH0244680B2 - Katoseiaamu - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、産業用ロボツトなどに装着される
可撓性アームに係り、特に本体に複数個の回動部
材をそれぞれ平行な第１軸により回動自在に直列
状に支承した可撓性アームに関するものである。

従来、例えば塗装用ロボツトにおいて、可撓性
アームを装着することにより、その先端に取付け
た吹付けノズルの任意の位置への設定を容易と
し、ワークの側面や裏面なども容易に塗装し得る
ようにすることはよく知られている。それら可撓
性アームとしては、リンク式のものや平歯車を用
いたものがある。しかしながらリンク式のものは
構造複雑であり、また平歯車を用いたものは外径
が大となる。なおこの外径を小にしようとすれ
ば、可撓性アームの屈曲軸間距離が短かくなりす
ぎるし、その距離を十分取ろうとすると中継用の
平歯車を追加せねばならず、構造複雑となつてし
まう。

この発明は前述事情に鑑みなされたものであ
り、構造簡単で、しかも前記屈曲軸間距離も十分
取り得る可撓性アームを提供せんとするものであ
る。

以下実施例を詳述する。なおこの実施例では、
多関節型のアーク溶接ロボツトに装着した可撓性
アームとして説明するが、この発明をこの実施の
形態に限定するものではない。

１は基台であり、その上部にはα₁方向に回動可
能に回動台２が軸支されている。また回動台２に
はα₂方向に回動可能に第１回動腕３が軸支されて
いる。さらに腕３先端にはα₃方向に回動可能に第
２回動腕４が軸支されている。さらには腕４先端
にはα₄方向に回動可能に回動体５が軸支されてい
る。さらには回動体５にはα₅方向に回動可能にこ
の発明実施例の可撓性アームＡが軸支され、そし
てそのアームＡ先端部に溶接用トーチＴが支持さ
れている。

以下アームＡの説明をする。まず第２図のこの
実施例アームＡの基本構造説明用概略斜視図につ
いて説明するが、説明上、第２図において左をア
ームＡの後、右をアームＡの前と称することにす
る。

１１は、回動体５に対してα₅方向に回動可能の
本体である。

１２，１３は、本体１１の前方にそれぞれ平行
な第１軸１４，１５により回動自在に直列状に支
承した実施例では２個の回動部材である。

１６，１７は、本体１１およびこれに隣接する
部材１２にそれぞれ支承され、かつ第１軸１４，
１５とは直交する第２軸である。すなわち軸１４
中心線と軸１６および１７中心線はO₁点で交差
し、軸１５中心線と軸１７中心線はO₂点で交差
している。

なお軸１６，１７のいずれか１つは駆動軸とし
て構成されるが、この実施例では軸１６が駆動軸
である。

１８，１９は、第２軸１６，１７とその軸１
６，１７の前方に隣接する１２，１３との間にそ
れぞれ揺動自在に軸着２０〜２３した第１リンク
である。すなわちリンク１８は軸１６と部材１２
との間に軸着２０，２１され、またリンク１９は
軸１７と部材１３との間に軸着２２，２３されて
いる。

なお各種２０，２１は、それらの中心線が交点
O₁を通るように、また各軸２２，２３は、それ
らの中心線が交点O₂を通るように、それぞれ設
定されている。

また軸２０は軸２１より後方に存在され、軸２
０中心線と軸１４中心線とを含む平面が、軸２１
中心線と軸１４中心線とを含む平面と一致しない
ように設定されている。さらには軸２２は軸２３
より後方に存在され、軸２２中心線と軸１５中心
線とを含む平面が、軸２３中心線と軸１５中心線
とを含む平面と一致しないように設定されてい
る。

２４は、本体１１とこれに隣接する部材１２に
支承した第２軸１７との間に揺動自在に軸着２
５，２６した第２リンクである。軸２５，２６
は、それら中心線が交点O₁を通るように設定さ
れている。

また軸２５は軸２６より後方に存在され、軸２
５中心線と軸１４中心線とを含む平面が、軸２６
中心線と軸１４中心線とを含む平面と一致しない
ように設定されている。

なお部材１３の前方に例えばもう１個回動部材
が直列状に追加第１軸支されている場合にあつて
は、部材１３にも第２軸が追加支承され、そして
その第２軸と追加した回動部材との間にも第１リ
ンクが軸着、また部材１２と追加した第２軸との
間にも第２リンクが軸着されることになる。もち
ろんそれら追加された第１リンクの軸着は、その
軸中心線が追加した第１軸と第２軸との各中心線
の交点O₃（図示していない）を通るように設定さ
れねばならないし、また追加された第２リンクの
軸着は、その軸中心線が交点O₂を通るように設
定されねばならない。

このように回動部材が追加されるごとに、第２
軸、第１リンク、第２リンクも追加される。

以上がアームＡの基本構成であるが、これに基
づいた実際のアーム構造を第３図により説明す
る。

本体１１は、後本体１１ａと前本体１１ｂとを
ボルトB₁で締付けて形成され、本体１１ｂから
はその前方へ固定腕１１ｃが突設されている。

また部材１２も、後部材１２ａと前部材１２ｂ
とをボルトB₂で締付けて形成され、後部材１２
ａからはその後方へ固定腕１２ｃが突設されると
ともに、前部材１２ｂからはその前方へ固定腕１
２ｄが突設されている。なお前部材１２ｂは前本
体１１ｂと同一部品である。

また部材１３も、後部材１３ａと前部材１３ｂ
とをボルトB₃で締付けて形成され、後部材１３
ａからはその後方へ固定腕１３ｃが突設されてい
る。なお後部材１３ａは後部材１２ａと同一部品
である。そして図示していないが前部材１３ｂに
はトーチＴが支持される。

さらに第２軸１６は、後軸部１６ａと前軸部１
６ｂとをボルトB₄で締付けて形成され、後軸部
１６ａは図示しない駆動源に連結されて駆動軸と
して構成されている。前軸部１６ｂからはその前
方へ固定腕１６ｃが突設されている。

さらには第２軸１７も、後軸部１７ａと前軸部
１７ｂとをボルトB₅で締付けて形成され、後軸
部１７ａからはその後方へ固定腕１７ｃが突設さ
れるとともに、前軸部１７ｂからはその前方へ固
定腕１７ｄが突設されている。なお前軸部１７ｂ
は前軸部１６ｂと同一部品である。

そして第１リンク１８は、固定腕１６ｃ先端と
固定腕１２ｃ先端との間に軸着２０，２１されて
いる。

また第１リンク１９は、固定腕１７ｄ先端と固
定腕１３ｃ先端との間に軸着２２，２３されてい
る。

また第２リンク２４は、固定腕１１ｃ先端と固
定腕１７ｃ先端との間に軸着２５，２６されてい
る。

以上のように実際のアームＡは構成されてい
る。

さらにこの実施例の作用を述べる。

図示しない制御装置を介してこの実施例ロボツ
トはα₁〜α₅方向に駆動され、トーチＴの図示しな
いワークに対する位置や向きが制御される。

このときもし前記ワークの側面や裏面にも溶接
すべき個所がある場合、アームＡが第２図実線あ
るいは第３図２点鎖線のように直線状態にある
と、トーチＴをその溶接すべき個所に存在させに
くいことがある。

そこでこのような場合には、アームＡの図示し
ない駆動源を作動させ、軸１６を例えば第２図矢
印θ方向に回動させる。

すると固定腕１６ｃもθ方向に回動するが、こ
のとき軸２０は軸２１より後方にあるため、リン
ク１８を介して固定腕１２ｃは前方へ押され、部
材１２は軸１４まわりに時計方向に回動すること
になる。

すると軸１７も部材１２とともに軸１４まわり
に回動するが、このとき軸２５は軸２６より後方
にあるため、リンク２４を介して固定腕１７ｃは
部材１２に対してθ方向に回動されることにな
る。

すると固定腕１７ｄもθ方向に回動するが、こ
のとき軸２２は軸２３より後方にあるため、リン
ク１９を介して固定腕１３ｃは前方へ押され、部
材１３は軸１５まわりに時計方向に回動すること
になる。

すなわち軸１６のθ方向回動により、アームＡ
は第３図２点鎖線位置から実線位置に湾曲するこ
とになる。

反対に軸１６を反θ方向に回動させれば、アー
ムＡは第３図実線方向とは反対方向に湾曲するこ
とは明白であるので、その説明は省略する。

このようにアームＡを湾曲させれば、ワークの
側面や裏面などの溶接しにくい個所にもトーチＴ
を存在させることができる。

前述説明は実施例であり、アームＡの湾曲の角
度を大きくしたい場合は、回動部材をもつと多く
直列状に第１軸により支承すればよい。また軸２
０，２２は軸２１，２３より前方に存在させると
ともに、軸２５を軸２６より前方に存在させるべ
くしてもよい。さらには軸２０を軸２１より後方
に存在させ、軸２５を軸２６より前方に存在させ
るべくした場合にあつては、軸２２を軸２３より
前方に存在させればよい。さらにはまた軸２０を
軸２１より前方に存在させ、軸２５を軸２６より
後方に存在させるべくした場合にあつては、軸２
２を軸２３より前方に存在させればよい。その他
各構成の均等物との置換もこの発明の技術範囲に
含まれることはもちろんである。

この発明は前述したように、本体１１、複数個
の回動部材１２，１３、第２軸１６，１７、第１
リンク１８，１９、および第２リンク２４の要素
の組合せで、アームＡを湾曲させ得るように構成
されているので、従来のリンク式のものに比し、
構造簡単である。またアームＡの屈曲軸間距離す
なわち第１軸１４と１５との間の距離の変更は、
回動部材１２および第２軸１７の長さを変更すれ
ばよく、従来の平歯車を用いたもののように、別
の構成要素を追加する必要もないし、外径が大き
くなつてしまうということもない。

【図面の簡単な説明】

図はいずれもこの発明の一実施例を示し、第１
図は可撓性アームを多関節型アーク溶接ロボツト
に実施した場合の全体図、第２図はこの実施例可
撓性アームの基本構造説明用概略斜視図、第３図
は第２図に基づいた実際の構造説明用断面図であ
る。 図において、Ａ…可撓性アーム、１１…本体、
１２，１３…回動部材、１４，１５…第１軸、１
６，１７…第２軸、１８，１９…第１リンク、２
０〜２３…軸、２４…第２リンク、２５，２６…
軸、O₁…軸１４，１６，１７，２０，２１，２
５の各中心線の交点、O₂…軸１５，１７，２２，
２３の各中心線の交点、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 本体に複数個の回動部材をそれぞれ平行な第
   １軸により回動自在に直列状に支承した可撓性ア
   ームにおいて、 少なくとも前記本体とこれに隣接する前記回動
   部材との間には、前記本体および前記回動部材に
   それぞれ回動自在に支承され、かつ前記第１軸と
   は直交する第２軸と、前記本体に支承した前記第
   ２軸と前記回動部材との間に揺動自在に軸着した
   第１リンクと、前記本体と前記回動部材に支承し
   た前記第２軸との間に揺動自在に軸着した第２リ
   ンクとが装着されてなり、 前記第１リンクおよび前記第２リンクの前記各
   軸着は、それら軸中心線が前記第１軸中心線と前
   記第２軸中心線との交点を通るように、しかも前
   記第１リンクの一方の前記軸着中心線と前記第１
   軸中心線とを含む平面が、前記第１リンクの他方
   の前記軸着中心線と前記第１軸中心線とを含む平
   面と一致しないように、また前記第２リンクの一
   方の前記軸着中心線と前記第１軸中心線とを含む
   平面が、前記第２リンクの他方の前記軸着中心線
   と前記第１軸中心線とを含む平面と一致しないよ
   うに、それぞれ設定されてなる、前記可撓性アー
   ム。