JPH0283191A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は特に組立作業や溶接作業などを行なう産業用ロ
ボットに関する。

（従来の技術） 産業用ロボットには、動作機構上、直角座標形、極座標
形、多関節形などの形があるが、そのうち。

第３図の多関節形は、設置面積が小さく動作範囲が広い
ので、組立やアーク溶接などに使われている。このロボ
ットは、６自由度の場合には第４図（ｂ）の自由度構成
、即ち、ベース１に対してコラム２の垂直軸回りの回転
■と、これと直交する軸回りの第１アーム３の揺動■と
、更に第１アーム３の揺動■と平行な軸回りの第２アー
ム４の揺動■と、第２アーム４に対する手首５の回転＋
Ｖと、手首５に対するフランジ６の揺動Ｖと回転■とな
っている。

ところで、ロボットによる組立作業は、上からの組付が
基本で、ワークは下から順に、又は横に順次置かれるこ
とが多い。一方、溶接作業でも。

やはり下向が基本で、横に置かれた板材に立てられた部
材の隅肉溶接が多い。

（発明が解決しようとする課題） このような組立作業・溶接作業をするときに従来のロボ
ットでは、第３図のように、ワークに近づくときにワー
クの位置で第２アーム４の姿勢がＰ１〜Ｐ４と変わるの
で、先に組立られたワークとアームが干渉して組立順序
が限られる。一方、溶接作業では、平板にワークを立て
て基端全周を溶接する作業を、ポジショナ等の周辺装置
なしでロボットだけで行なうことはできない。

また、レイアラ１−の検討時や、ハンドやトーチを誘導
して教示するときには、ワークに対するハンドやトーチ
の姿勢を一定にすると、第２のアーム４の姿勢変化で手
首自由度の各軸が動くので、それぞれの軸の動作限を考
えて決めねばならない。

そこで本発明の目的は、全動作範囲で組立や溶接作業を
常に上からでき、ワークと干渉せず、レイアウトや教示
が容易な産業用ロボットを得ることである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段と作用） 本発明は、ベースに対して垂直軸回りに旋回するコラム
上部に旋回軸と直交する軸回りに揺動する第１アームを
設け、第１アームの先端に揺動軸と平行な軸回りに揺動
する第２アームを設けて３自由度のアーム機構を構成し
、更に、その先端に、上記二つの揺動軸と平行な軸回り
に揺動自在で先端に手首を有する第３アームを設け、第
１．第２゜第３アームとコラム間をロッドとＬ形しバー
で構成される２対の平行・リンクにより連結することで
組立・溶接作業時にワークと干渉せず、レイアウトや教
示が容易な産業用ロボットである。

（実施例） 以下、本発明の産業用ロボットの一実施例を図面で説明
する。

第１図、第２図において、ベース１にはコラム２が垂直
軸回りに回動自在に支持されて、図示しないモータと減
速機で構成する駆動部を内蔵している。コラム２上部の
フレーム７の両側面には、それぞれモータと減速機で構
成する駆動部８，９が対向して同心に設けられ、駆動部
８の図示しない出力軸には第１アーム３の基端が固定さ
れ、駆動部９の図示しない出力軸にはレバー１０の基端
が固定され、それぞれコラム２の回動軸と直交する軸回
りに揺動する。次に、第１アーム３の先端には、第１ア
ーム３の揺動軸と平行な軸１１が設けられて、Ｌ形すン
ク１２、第２アーム４が各々揺動自在に支持されている
。更に、第２アーム４の先端には、軸１１と平行な軸１
３が設けられ、先端に手首５が取付けられた第３アーム
１４の基端が揺動自在に固定されている。一方、第２ア
ーム４の後端の突起の上端には、後端がレバー１０の先
端に軸受１５ｂを介して揺動自在に連結されたロッド１
６の先端が軸受１５ａを介して連結され、第１アーム３
゜レバー１０．第２アーム４後端の突起とで平行四辺形
リンクを構成している。また、後端をフレーム７に軸受
１７ａを介して揺動自在に連結されたロッド１８の先端
は、軸受１７ｂを介してＬ形すンク１２の一端に揺動自
在に連結され、Ｌ形すンク１２の他端には、軸受１９ａ
を介してロッド２０の後端が連結され、このロッド２０
の先端は、軸受１９ｂを介して第３アーム１４から突き
出たレバー２１に連結されている。そしてこの結果、フ
レーム７、ロッド１８．Ｌ形すンク１２の一辺及び第１
アーム３と、Ｌ形すンク１２の他辺、ロッド２０．レバ
ー２１及び第２アーム４とは、それぞれ平行四辺形リン
クを構成している。先端に手首５が取付られた第３アー
ム１４には、図示しない３組の駆動部が設けられ、それ
ぞれ図示しない伝動Ｊｆ＆構を介して手首５の回転、フ
ランジ６の揺動、フランジ６の回転と連動している。

次に、本実施例の作用を説明する。

第１図において、まずコラム２は図示しない駆動部で旋
回■をする。次に、駆動部８で第１アーム３は揺動■を
し、−右駆動部９で第２アーム４はレバー１０．ロッド
１６を介して駆動されて揺動■し、以上３自由度で第２
アーム４の先端部は動作範囲内の任意の位置へ３次元的
に位置決めされる。

第１アーム３．第２アーム４の揺動で得られる縦断面上
の動作範囲Ａを第２図に示す。このとき、第３アーム１
４は、ロッド１８．Ｌ形すンク１２．ロッド２０等で構
成する２対の平行四辺形リンクでフレーム７に連結され
ているので、軸１３を中心に図中矢印■′のように揺動
し、第２図の鎖線のように。

動作範囲Ａ内のどの点でも同じ姿勢となる。また、第３
アーム１４に設けられた図示しない３組の駆動部を駆動
すると１手首５と先端のフランジ６は、手首５の回転■
、フランジ６の揺動■、フランジ６の回転■の３自由度
の姿勢変化をして、先端フランジ６に取付られたハンド
や溶接トーチの姿勢を任意に変えることができる。

以上の各軸の自由度構成を第４図（ａ）に示す。

このように構成された本発明の産業用ロボットでは、 （１）３次元的に先端の位置が変わる第１アーム３゜第
２アーム４で構成されたアーム機構に、更に２連の平行
リンクを介してコラム２上部のフレーム７と連結された
第３アーム１４を設けたことで、ワークに対し常に上か
ら近づくことができ、第３アーム１４の長さを変えるこ
とで、立てられたワークを逃げて作業することができる
。特に溶接作業では、平板に立てられた長いワークの基
部外周をポジショナなどを使わずに溶接できる。

■　しかも、このとき、手首６の３自由度の基準姿勢は
、アームの旋回■で変わる手首回転■を除けば、全動作
範囲内で静止座標系（即ちワーク）に対して一定に保た
れるので、教示時の誘導やレイアウト検討が容易になる
。

■　更にアーム構成上は、コラム２上部にアームの３自
由度の駆動手段をまとめたので、第１アーム３．第２ア
ーム４．第３アーム１４などで構成されるアーム機構を
軽量化でき、剛性の高いロボットになる。

なお、上記実施例では、第３アーム１４は常に下向きに
なるように構成されているが、第３アーム１４を９０＠
前方に曲げて常に水平前方に向けてもよい。このときは
、第３アーム１４は、円筒座標形ロボットのアームのよ
うに水平状態で動くので、例えば旋回■の軸を中心に放
射状に置かれた工作機械群へのワークのロード・アンロ
ード等に適する利点がある。

〔発明の効果〕

以上、本発明によれば、動作範囲のあらゆる位置で先端
に手首のある腕の姿勢（即ち手首基準姿勢）を一定に保
ち、組立てや溶接作業を常に上からワークを逃げてでき
るだけでなく、基準姿勢が一定のためレイアウトの検討
や教示が容易な産業用ロボットを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の産業用ロボットの一実施例を示す斜視
図、第２図は第１図の側面図、第３図は従来の産業用ロ
ボットの一例を示す側面図、第４図（ａ）は本発明産業
用ロボットの作用を示す説明図、第４図（ｂ）は従来の
産業用ロボットの作用を示す説明図である。 １・・・ベース ２・・・コラム ３・・・第１アーム ４・・・第２アーム ５・・・手首 ７・・・フレーム ８．９・・・駆動部 １０・・・レバー １２・・・Ｌ形しバー １４・・・第３アーム １６．１８，２０・・・ロッド （８７３３）代理人弁理士　猪　股　祥　晃（ほか１名
）Ｉ￥

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ベースと、このベースに垂直な第１の軸回りに回動する
   コラムと、このコラムに支持され前記第１の軸と直交す
   る第２の軸回りに揺動する第１アームと、この第１アー
   ムの先端に支持され前記第２の軸と平行な第３の軸回り
   に揺動する第２アームと、この第２アームの先端の前記
   第３の軸に平行な第４の軸回りに揺動自在に支持され先
   端に２またはおよび３自由度の手首機構を有する第３ア
   ームと、この第３アームと前記コラム間に設けられ前記
   第３の軸に揺動自在に支持されたレバーで連結された二
   対の平行リンクと、前記コラムの回動、前記第１アーム
   の揺動、前記第２アームの揺動、前記手首の自由度をそ
   れぞれ駆動する複数の駆動部とからなる産業用ロボット
   。