JPH0253581A - 水平腕を備えた産業用ロボット - 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 この発明は、ハンドリング、パレタイジングなどに使用
する産業用ロボットに関する。

従来技術 ハンドリング、パレタイジングなどには円筒座標形の産
業用ロボット（第４．５図）が多く用いられている。

この種のロボットはベース（ａ）上に設けた垂直コラム
（ｂ）に水平腕（Ｃ）を設け、垂直コラム（ｂ）をベー
ス（ａ）内部に設けた旋回機構で回動するので、ベース
（ａ）は水平腕（Ｃ）と垂直コラム（ｂ）の重量を支持
することになり、また、旋回機構を収容するので相当に
大きなものとなっている。

そのため、このように大きなベース（ａ）はロボットの
高さや重傷を増加し、運搬費用を増大したり設置場所に
制限を受けたりしているが、さらに、ベース（ａ）の上
下寸法のために水平腕（Ｃ）の下降限界位置が比較的高
い位置に制限される欠点がある。

発明が解決しようとする課題 この発明は水平腕の下降限界位置を床面近くにまで設定
できる産業用ロボットの提供を課題とする。

課題を解決するための手段 垂直コラムに上下方向の直動軸を設定し、該コラムに水
平腕を前記軸に沿って移動可能に設ける。

水平腕は水平関節を備え、各関節を駆動するす−ボモー
タを備える。

各関節を駆動するサーボモータおよび手首におけるサー
ボモータのすべてを腕の上面および手首上面にモータ軸
を上下方向にして取付ける。

作　　用 水平関節を備えた水平腕は、垂直コラムを回動するため
のベースを除去することを可能とする。

サーボモータのすべてを腕の上面および手首上面に取付
ける構成は腕が下降移動する際および間第を中心とじて
回動する際に邪魔な突出部をなくする。

サーボモータがモータ軸を垂直にして取付けられた構成
は、特に水平関節における動力伝達を簡素にする。

実施例 第１図においてロボット１は垂直コラム２を備え、これ
に水平腕３が上下移動可能に取付けられている。垂直コ
ラム２には上下方向の直動軸（２）が設定されている。

垂直コラム２は概略、第２図のように、適宜長さに切断
した断面溝型の溝型鋼材４，４を前記の直動＠（２）と
平行に並置して基板５上に固着し、両型鋼材４，４の正
面側に滑走ガイド６．６を固着し、さらに、両型鋼材４
，４の上端を上板７で連結した構造である。

垂直コラム２の上板７には送りねじとしてのボールねじ
８の一端が軸支され、該ねじ８の下端は、前記両型鋼材
４．４間の基板５上に固定した直動輪駆動機構９に連結
されている。該機構９は直動軸（２）駆動用のサーボモ
ータ１０を備える。

滑走ガイド６．６にはスライダ１１が上下移動自在に装
着され、ボールナツト１２を介してボールねじ７と螺合
している。スライダ１１には水平腕３の基部が取付けら
れている。

すなわち、前記の垂直コラム２、ボールねじ８（送りね
じ）およびスライダ１１はこのロボット１の直動軸構造
を形成している。

直動軸構造は垂直コラム２の基板５が床面にボルト締め
されて直接、床に固定される。

水平腕３は２個所に水平関節（θ軸、　ｕ’Ｎｌ）を備
えた多関節腕とされており、先端に２軸（α軸。

β軸）を有する手首１３が設けられている。そして関節
および手首１３の前記各軸を駆動制御するサーボモータ
１４〜１７がすべて腕および手首上面に、これらのモー
タ軸を上下方向として取付けられている。

腕の水平関節におけるサーボモータ１４．１５の出力軸
は関節のθ軸、Ｕ軸と平行であり、両者は平歯車の噛合
で結合されている。また、手首１３の上面に蛍列配置さ
れたサーボモータ１６゜１７は、モータ１６の出力軸が
これらモータ軸と平行な手首の回動＠（β軸）と平歯車
の噛合で結合（第２図口のＡ部分）され、モータ軸と直
角な手首の回動軸（α）とは平歯車の噛合と傘歯車の噛
合とで結合（同図イ、口のＢ、Ｃ部分）されている。

ロボット１はＮＣ制御装置からの指令で各サーボモータ
１０．１４〜１７が駆動されて作動し、直動輪駆動機構
９により水平腕３が垂直コラム２に沿って上下に移動す
るとともに、水平腕３の各関節のサーボモータ１４．１
５が駆動され、手首１３が直動軸（Ｚ）に対し旋回され
る。そして、手首１３の位置が定まるとともに手首１３
のサーボモータ１６．１７が駆動され、手首１３の姿勢
が定められる。

すなわち、このロボット１は水平関節形に属する。また
、このロボット１では水平腕３およびこれで移動する搬
送物の重量とこれに基づくモーメントのすべてが垂直コ
ラム２に伝達され、基板５で支持される。

この作動において、手首１３の位置を定める場合、水平
腕３の水平関節（θ軸、Ｕ軸）の回動により行なわれる
ので、垂直コラム２を回動する必要が無い。そのため、
このロボット１は前記のように直動軸構造の基板５が直
接に床に固定され、従来のベース（ａ）を備えていない
。

また、水平腕３の側方および下面にモータのような大き
な突出物が無いから、水平腕３の上下移動は、腕自体の
側面および下面を基準に考慮すれば良い。

したがって、手首１３の作動領域は第１図にハツチング
して示すように、側面視で特に下降限界位置（Ｌ）が著
しく床面に近いものとなる。

また、各サーボモータの突出方向は上方に統一しである
から、関節を中心とした腕の回動時に邪魔になることが
無く、ロボット周辺の機材に干渉することも少ない。

なお、手首１３の直動軸（Ｚ）に対する旋回方向の作動
領域は垂直コラム２が回動するものより若干狭いがその
範囲では同等の位置に手首１３を配置することができる
。

発明の効果 水平関節形の産業用ロボットにおいて、作動領域の下降
限界位置を床面近くまで拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は正面図、第２図は一部の斜視図、第３図（イ）
は手首部の正面図、第３図（ロ）は手首部の側面図、第
４図、第５図は従来例の斜視図である。 １・・・ロボット、２・・・垂直コラム、３・・・水平
腕、４・・・型鋼材、５・・・基板、６・・・滑走ガイ
ド、７・・・上板、８・・・ボールねじ、９・・・直動
軸駆動機構、１０・・・直動軸駆動用サーボモータ、１
１・・・スライダ、１２・・・ポールナツト、１３・・
・手首、１４〜１７・・・サーボモータ。 第 第

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 垂直コラムに、該コラムに設定した上下方向の直動軸に
   沿つて移動可能に水平腕を設け、この水平腕は水平関節
   を備え、各関節を駆動するサーボモータおよび手首にお
   けるサーボモータのすべてを腕の上面および手首上面へ
   モータ軸を上下方向として取付けてあることを特徴とす
   る、水平腕を備えた産業用ロボット。