JPH0344472Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、産業用ロボツト等において使用され
る作業ヘツドの昇降バランス装置に関するもので
ある。

（従来技術） 最近では産業用のロボツトとして多種多様のも
のが各種の生産分野に導入されるようになつてき
ている。

しかし、それ等の何れのロボツトにあつても例
えば溶接、加工、把持等の目的とする作業を行な
うための空間的に移動する作業ヘツドを備えてい
るものが一般的である。これら空間的に移動する
作業ヘツドを備えたロボツトでは、その作動効率
を上げるためには当該作業ヘツドの作動速度がで
きる限り速く、しかも設定されたテイーチング位
置に正確に停止し、高精度に位置決めされること
が不可欠となる。

ところが、上記作業ヘツドの重量は、当該作業
ヘツドに組付けられる作業部材の種類によつては
その保持強度や保持状態の安定性確保の必要性な
どから相当に大きい場合があり、そのような場合
には当該作業ヘツド自体の駆動手段（通常油圧又
は空圧式のシリンダが用いられる）の容量を相当
に大きくしなければならない。またそのようにし
た場合にも特に上記作業ヘツドが上下方向に昇降
作動するような場合には当該駆動手段に負荷され
る荷重が下降時と上昇時とで異なり、下降時には
作動方向にむしろマイナス荷重となる反面、上昇
時には大きな作動力を必要とすることになり、安
定した作動制御を行なうことができない。

そこで、従来より上記作業ヘツドを上下方向に
延びるガイド台に対して摺動可能に設置するとと
もに該ガイド台の上端にガイドローラを設け、さ
らにこのガイドローラの下方に上記作業ヘツドの
ガイド面より所定の距離を置いて流体圧作動式の
バランスシリンダを設け、上記作業ヘツドを上記
ガイドローラを介してワイヤー手段により上記バ
ランスシリンダに吊り下げることにより、当該作
業ヘツドの自重を実質的に無荷重とし、上記作業
ヘツド駆動制御上の荷重量の制約を解消する構成
が採用されている（例えば実開昭61−78598号公
報参照）。

（考案が解決しようとする問題点） ところが、上記従来技術の構成では、作業ヘツ
ドガイド面とバランスシリンダとの間の間隔は結
局ガイドローラの径のみによつて決定されるか
ら、昇降シリンダを取付けるためには上記ガイド
ローラの径を相当に大きくする必要がある。

また、昇降シリンダが上記作業ヘツドガイド面
と上記バランスシリンダとの間の狭い場所に設置
される結果、当該昇降シリンダのメンテナンス上
著しく作業性の悪いものとなる等の問題がある。
特に、昇降シリンダの前面に作業ヘツド吊り下げ
用のワイヤー手段が位置することになり、前面側
からのメンテナンス作業が困難となる。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、上記の問題を解決することを目的と
してなされたもので、昇降シリンダと、この昇降
シリンダにより駆動されて昇降作動する作業ヘツ
ドと、この作業ヘツドを上下方向にガイドするガ
イド台と、上記作業ヘツドに連結され上記作業ヘ
ツドの昇降荷重を減殺するバランスシリンダとを
備えてなる作業ヘツドの昇降バランス装置におい
て、上記ガイド台の前面側を上下方向垂直面に、
他方後面側を該上下方向垂直面に対応する上下方
向傾斜面に各々形成し、上記前面側上下方向垂直
面に上記作業ヘツドのガイド部を、また上記後面
側傾斜面に上記バランスシリンダ設置部を各々形
成する一方、上記バランスシリンダを上記後面側
傾斜面の左右両端側に位置して少なくとも２本設
置し、これら２本のバランスシリンダを各々ガイ
ド可能な可撓性のある連結手段を介して上記作業
ヘツドの左右両端部に連結するとともに上記ガイ
ド部中央位置背後の上記前面側上下方向垂直面と
上記後面側傾斜面との間の空間部に上記昇降シリ
ンダを設置してなるものである。

（作用） 上記の手段によると、先ずガイド台の後面側を
傾斜面にしたことによりガイド台の全体形状が略
台形状になり安定した支持機能を果たすことがで
きるようになるとともに前面側と後面側との間に
充分な昇降シリンダの設置空間を取ることができ
る。

そして、上記後面側傾斜面の両側部に位置して
２本のバランスシリンダを設置し、これらバラン
スシリンダを可撓性のある連結手段で上記ガイド
台前面側作業ヘツドの左右両端部に連結する一
方、それらの中間部に位置して昇降シリンダを位
置させているので昇降シリンダの前面部が開放さ
れることになり、昇降シリンダのメンテナンス作
業が容易になる。

（実施例） 第１図〜第４図は、本考案の実施例に係る作業
ヘツドの昇降バランス装置を示している。

先ず第１図は同装置の全体の構成示しており、
図中符号１は例えば自動車用ドア等パネル部材の
スポツト溶接を行なうためのスポツトガン２を組
付けた作業ヘツドである。この作業ヘツド１は、
作業ヘツド本体部であるヘツド台１Ａと、このヘ
ツド台１Ａを支持し底面側で後述するガイド台３
前面側の上下方向垂直面３Ａに形成されたガイド
部４と係合するベースプレート（受座）１Ｂとか
ら構成され、上記ヘツド台１Ａの先端に上述のス
ポツトガン２が図示のように上下方向に向けて固
定されている。

上記ガイド台３は、その前面側に上下方向に延
びる垂直面３Ａを、また後面側に該前面側垂直面
３Ａに対応する上下方向傾斜面３Ｂを各々形成し
た台形状のフレーム部材によつて構成されてお
り、上述のように上記前面側垂直面３Ａに作業ヘ
ツド昇降用のガイド部４が、また後面側傾斜面３
Ｂ両側部にバランスシリンダ５ａ，５ｂの設置部
６Ａ，６Ｂがそれぞれ形成されている。なお、該
ガイド台３は、Ｘ軸テーブル３０Ｘ上に支持さ
れ、またＸ軸テーブル３０ＸはＹ軸テーブル３０
Ｙ上に支持されている。

そして、上記バランスシリンダ設置部６Ａ，６
Ｂには、各々左右一対のバランスシリンダ５ａ，
５ｂが設置されている。このバランスシリンダ５
ａ，５ｂは、例えば第２図に示すように空圧式シ
リンダによつて構成されており（詳細については
後述）、そのシリンダチユーブ８の後端を取付ブ
ラケツト９を介して上記バランスシリンダ設置部
６Ａ，６Ｂに設けられたブラケツト１０に対して
上下方向に回動可能に枢着して取付けられてい
る。そして、該バランスシリンダ５ａ，５ｂの作
動ロツド１１の先端にはラツク型のベルトチヤツ
ク１２が固定されており、該ベルトチヤツク１２
には上記シリンダチユーブ８の前端側に固定して
設けられた回り止め部材１３の係合溝１３ａと係
合する長尺の挾着プレート１５がボルト１６，１
６により締結されるようになつており、そのラツ
ク溝１２ａにタイミングベルト（実用新案登録請
求の範囲中の可撓性のある連結手段に該当する）
１７の一端を係合止着することにより、タイミン
グベルト１７に捩れを生じさせることなくシリン
ダ作動ロツド１１と連結することができるように
なつている。しかも、この場合、上記タイミング
ベルト連結用の挾着プレート１５が同時にタイミ
ングベルト１７の捩れ防止機能を果たすので構造
的にもシンプルなもので済む。

上記タイミングベルト１７は、ガイド台頂部前
後両端に軸支された２対のガイドプーリ２０，２
０を介して上記作業ヘツド１のベースプレート１
Ｂ上端両側部に連結されている。

また、符号３５は上記作業ヘツド１を昇降させ
る昇降シリンダであり、上記ガイド台３の後面側
傾斜面３Ｂと前面側垂直面３Ａ間に位置して設置
され、その作動ロツド３５ａの先端を上記作業ヘ
ツド１のベースプレート１Ｂの裏面側中央部に枢
着している。

一方、上記バランスシリンダ５ａ，５ｂは、第
３図に示すように、各々リリーフレギユレータ３
０を介してエアポンプ３１に接続されており、ま
たバランスシリンダ５ａ，５ｂとリリーフレギユ
レータ３０との間には圧力ゲージ３２が設けられ
ている。従つて、先ず上記作業ヘツド１の上昇時
には、上記エアポンプ３１からの圧縮空気をリリ
ーフレギユレータ３０を介してシリンダ内に供給
することによつて作動ロツド１１を強制的に下降
させて上記作業ヘツド１を吊り上げるようにす
る。他方作業ヘツド１の下降時には上記昇降シリ
ンダ３５の押圧力が上記作業ヘツド１に作用する
ことから、上記シリンダチユーブ８内の空気圧が
所定値以上に上昇する。その結果、上記圧力ゲー
ジ３２が作動して上記リリーフレギユレータ３０
により当該シリンダチユーブ８内の圧縮空気を
徐々にリリーフすることによつて作動ロツド１１
を上昇させ上記作業ヘツド１を吊り降すようにす
る。これにより、上記作業ヘツド１は殆んど無荷
重に近いバランス状態で昇降シリンダ３５により
駆動されることになる。

以上のような構成によると、先ずガイド台３の
後面側を傾斜面３Ｂにしたことによりガイド台３
の全体形状が第４図に示すように略台形状になり
安定した支持機能を果たすことができるようにな
るとともに前面側垂直面３Ａと後面側傾斜面３Ｂ
との間に充分な昇降シリンダ３５の設置空間Ａを
取ることができるようになる。

そして、上記後面側傾斜面３Ｂの両側部に位置
して２本のバランスシリンダ５ａ，５ｂを設置
し、これらバランスシリンダ５ａ，５ｂを可撓性
のあるタイミングベルト１７，１７で上記ガイド
台３前面側作業ヘツド１の左右両端部に連結する
一方、それらの中間部に位置して昇降シリンダ３
５を位置させているので、第５図に示すように昇
降シリンダ３５の前面部が開放されることにな
り、昇降シリンダ３５のメンテナンス作業がはる
かに容易になる。

（考案の効果） 本考案は、以上に説明したように、昇降シリン
ダと、この昇降シリンダにより駆動されて昇降作
動する作業ヘツドと、この作業ヘツドを上下方向
にガイドするガイド台と、上記作業ヘツドに連結
され上記作業ヘツドの昇降荷重を減殺するバラン
スシリンダとを備えてなる作業ヘツドの昇降バラ
ンス装置において、上記ガイド台の前面側を上下
方向垂直面に、他方後面側を該上下方向垂直面に
対応する上下方向傾斜面に各々形成し、上記前面
側上下方向垂直面に上記作業ヘツドのガイド部
を、また上記後面側傾斜面に上記バランスシリン
ダ設置部を各々形成する一方、上記バランスシリ
ンダを上記後面側傾斜面の左右両端側に位置して
少なくとも２本設置し、これら２本のバランスシ
リンダを各々ガイド可能な可撓性のある連結手段
を介して上記作業ヘツドの左右両端部に連結する
とともに上記ガイド部中央位置背後の上記前面側
上下方向垂直面と上記後面側傾斜面との間の空間
部に上記昇降シリンダを設置したことを特徴とす
るものである。

従つて、本考案によると、先ずガイド台の後面
側を傾斜面にしたことによりガイド台の全体形状
が略台形状になり安定した支持機能を果たすこと
ができるようになるとともに前面側と後面側との
間に充分な昇降シリンダの設置空間を取ることが
できる。

そして、上記後面側傾斜面の両側部に位置して
２本のバランスシリンダを設置し、これらバラン
スシリンダを可撓性のある連結手段で上記ガイド
台前面側作業ヘツドの左右両端部に連結する一
方、それらの中間部に位置して昇降シリンダを位
置させているので昇降シリンダの前面部が開放さ
れることになり、昇降シリンダのメンテナンス作
業が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例に係る作業ヘツドの
昇降バランス装置の斜視図、第２図は、同装置の
バランスシリンダ部の斜視図、第３図は、同装置
のバランスシリンダ部の空気圧制御回路図、第４
図は、同装置の構造上の特徴を説明するための側
面図、第５図は、同正面図である。 １……作業ヘツド、２……スポツトガン、３…
…ガイド台、３Ａ……前面側垂直面、３Ｂ……後
面側傾斜面、４……ガイド部、５ａ，５ｂ……バ
ランスシリンダ、６Ａ，６Ｂ……バランスシリン
ダ設置部、７……タイミングベルト、３５……昇
降シリンダ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 昇降シリンダと、この昇降シリンダにより駆動
   されて昇降作動する作業ヘツドと、この作業ヘツ
   ドを上下方向にガイドするガイド台と、上記作業
   ヘツドに連結され上記作業ヘツドの昇降荷重を減
   殺するバランスシリンダとを備えてなる作業ヘツ
   ドの昇降バランス装置において、上記ガイド台の
   前面側を上下方向垂直面に、他方後面側を該上下
   方向垂直面に対応する上下方向傾斜面に各々形成
   し、上記前面側上下方向垂直面に上記作業ヘツド
   のガイド部を、また上記後面側傾斜面に上記バラ
   ンスシリンダ設置部を各々形成する一方、上記バ
   ランスシリンダを上記後面側傾斜面の左右両端側
   に位置して少なくとも２本設置し、これら２本の
   バランスシリンダを各々ガイド可能な可撓性のあ
   る連結手段を介して上記作業ヘツドの左右両端部
   に連結するとともに上記ガイド部中央位置背後の
   上記前面側上下方向垂直面と上記後面側傾斜面と
   の間の空間部に上記昇降シリンダを設置したこと
   を特徴とする作業ヘツドの昇降バランス装置。