JPH0351558B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ロボツトアームを空圧作動アクチユ
エーターによつて駆動する各種産業用ロボツトに
関するものである。

（従来の技術） この種のロボツトには、ロボツトアームを駆動
する駆動用空圧作動アクチユエーターと、前記ロ
ボツトアームに無負荷状態でのバランスモーメン
トを与えるバランサー用空圧作動アクチユエータ
ーとが設けられる。

このような空圧作動ロボツトでは、前記駆動用
空圧作動アクチユエーターをフリーの状態にして
おけばロボツトアームを手動で自在に運動させる
ことが出来るものである。この場合、前記バラン
サー用空圧作動アクチユエーターを利用して、ロ
ボツトアームとワーク保持用アタツチメントの重
量に対応する無負荷時バランスモーメントを付与
することが出来るので、ロボツトアームにワーク
をセツトしないで行う無負荷状態でのダイレクト
テイーチング作業時には、前記ロボツトアームを
手動操作で軽く容易に運動させることが出来る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、実際に取り扱うワークに対応さ
せて教示位置の精度を高めるために、実際に取り
扱うワークをロボツトアームにセツトしてテイー
チング作業を行う場合が多くなる。このような場
合、ワークが軽量のものであれば良いが、大重量
のワークを取り扱う場合には、前記のような従来
の構成の空圧作動ロボツトでは、ダイレクトテイ
ーチング作業が非常に困難となる。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記のような従来の問題点を解決する
ために、ロボツトアームを駆動する駆動用空圧作
動アクチユエーターと、前記ロボツトアームに無
負荷状態でのバランスモーメントを与えるバラン
サー用空圧作動アクチユエーターとを設けたロボ
ツトに於いて、前記駆動用空圧作動アクチユエー
ターにロボツトアーム駆動用空圧を供給する駆動
用空圧供給系及び前記バランサー用空圧作動アク
チユエーターに無負荷時バランス用空圧を供給す
る無負荷時バランス用空圧供給系とは別に、前記
駆動用空圧作動アクチユエーターに、前記ロボツ
トアームに負荷状態でのバランスモーメントを与
えるための負荷時バランス用空圧を供給する負荷
時バランス用空圧供給系を設けると共に、前記駆
動用空圧供給系と負荷時バランス用空圧供給系と
を択一的に切り換える切り換え弁を設け、前記負
荷時バランス用空圧供給系には、ロボツトアーム
に付与するバランスモーメントを少なくとも複数
段に切り換えるための圧力調整手段を設けて成る
空圧作動ロボツトを提案するものである。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を添付の例示図に基づ
いて説明する。

第１図及び第２図に於いて、１は基台、２は当
該基台１上に垂直軸心３の周りで回転可能に軸支
された回転台、４は当該回転台２と中間部材５と
を連結する前後揺動アーム、６は中間部材５と先
端部材７とを連結する上下揺動アームである。

前記前後揺動アーム４は前後一対の平行揺動リ
ンク８ａ，８ｂから成り、中間部材５を姿勢一定
に保持した状態で回転台２に対して前後方向に移
動させるものである。前記上下揺動アーム６は上
下一対の平行揺動リンク９ａ，９ｂから成り、先
端部材７を姿勢一定にした状態で中間部材５に対
して上下方向に移動させるものである。ロボツト
ハンドは図示省略しているが、前記先端部材７に
適当なアクチユエーターを介して取り付けられ
る。１０は基台１に対して回転台２を所定範囲内
で回動させる空圧作動アクチユエーターであつ
て、基台１に取り付けられている。１１は回転台
２に取り付けられた前後揺動アーム駆動用空圧作
動アクチユエーターであつて、リンク８ａを回転
台２側の駆動軸１２を介して所定範囲内で揺動さ
せる。１３は中間部材５に取り付けられた上下揺
動アーム駆動用空圧作動アクチユエーターであつ
て、リンク９ｂを中間部材５側の駆動軸１４を介
して所定範囲内で揺動させる。又、１５は上下揺
動アーム６に対して作用するバランサー用空圧作
動アクチユエーターであつて、前記上下揺動アー
ム駆動用空圧作動アクチユエーター１３のある側
とは反対側で中間部材５に取り付けられており、
上下揺動アーム６のリンク９ｂを前記駆動軸１４
を介して上方へ付勢する。１６は回転台２の回動
に連動するパルスエンコーダーである。１７は前
後揺動アーム４の揺動に連動するパルスエンコー
ダーであつて、前記リンク駆動軸１２に連動連結
されている。１８は上下揺動アーム６の揺動に連
動するパルスエンコーダーであつて、前記リンク
駆動軸１４に連動連結されている。

上記の空圧制御ロボツトによれば、各アクチユ
エーター１０，１１，１３を空圧作動させ、基台
１に対する回転台２の回動、回転台２に対する前
後揺動アーム４の前後方向揺動、及び中間部材５
に対する上下揺動アーム６の上下方向揺動の組合
せから成る所定の運動を先端部材７に行わせるこ
とによつて、当該先端部材７に取り付けられるワ
ーク保持用アタツチメント７ａ（第１図は当該ア
タツチメント７ａを略示している）を予め設定さ
れている運動軌跡通りに移動させ、所期の作業を
自動的に行わせることが出来る。一方、前記バラ
ンサー用空圧作動アクチユエーター１５には、上
下揺動アーム６に作用する下向きモーメント（前
記ワーク保持用アタツチメント７ａにワーク１９
が保持されていない状態での下向きモーメント）
に対応するように圧力調節された圧力空気を供給
し、上下揺動アーム６に上向きのバランスモーメ
ントを付与する。

次に第３図乃至第５図に基づいて上記アクチユ
エーター１３，１５の制御系を具体的に説明す
る。第３図に於いて、２０〜２７は電磁切り換え
弁、２８〜３４は圧力調整弁、３５〜３７は逆止
弁、３８，３９は可変絞り弁、４０〜４２は消音
器である。この空圧制御系によれば、前記圧力調
整弁２８によつて調整された空圧は、電磁切り換
え弁２７の切り換えにより圧力調整弁３３，３４
の何れかを経由してバランサー用空圧作動アクチ
ユエーター１５に供給され、上下揺動アーム６に
ワーク１９をセツトしていない状態で平衡する上
向きのバランスモーメントを付与する。電磁切り
換え弁２７の切り換えは上下揺動アーム６の角度
に応じて行われ、水平面に対する角度が一定範囲
内にあるときには、圧力調整弁３３によつて調整
された高圧がアクチユエーター１５に供給されて
大きなバランスモーメントが上下揺動アーム６に
与えられ、そして上下揺動アーム６の水平面に対
する角度が一定範囲を越えるときには、圧力調整
弁３４によつて調整された低圧がアクチユエータ
ー１５に供給されて上下揺動アーム６に与えられ
るバランスモーメントが減少するように、電磁切
り換え弁２７が自動的に切り換えられる。

一方、電磁切り換え弁２０，２３が図示のよう
にOFF状態（自動運転側）にあるとき、電磁切
り換え弁２１，２２の内、上動側の電磁切り換え
弁２２のみをON（アクチユエーター１３へ空圧
を供給する状態）することにより、圧力調整弁２
８によつて一定圧に調整された空圧が電磁切り換
え弁２２，２３を経由してアクチユエーター１３
の正転駆動側ポートに供給され、アクチユエータ
ー１３が正転方向に回動して上下揺動アーム６が
上動することになる。アクチユエーター１３から
の排気は電磁切り換え弁２１及び絞り弁３８を経
由して消音器４０より排出される。電磁切り換え
弁２２に代えて下動側の電磁切り換え弁２１のみ
をONした場合には、圧力調整弁２８によつて一
定圧に調整された空圧が電磁切り換え弁２１を経
由してアクチユエーター１３の逆転駆動側ポート
に供給され、アクチユエーター１３が逆転方向に
回動して上下揺動アーム６が下動し、アクチユエ
ーター１３からの排気は電磁切り換え弁２３，２
２及び絞り弁３９を経由して消音器４１より排出
される。

上記のように上動又は下動させる上下揺動アー
ム６が目標停止位置に到達すれば、電磁切り換え
弁２１，２２を両方共ON状態としてアクチユエ
ーター１３の両ポートに同一圧力の空圧を供給す
ることにより、上下揺動アーム６を目標停止位置
で位置決めした状態で、この上下揺動アーム６を
中間部材５に対して揺動不能にロツクするブレー
キ手段（図示省略）を作動せしめ、上下揺動アー
ム６を設定位置に固定する。

他のアクチユエーター、即ち回転台駆動用空圧
作動アクチユエーター１０や前後揺動アーム駆動
用空圧作動アクチユエーター１１も上記アクチユ
エーター１３と同様の制御系によつて同様に空圧
駆動され、目標位置に到達した回転台２及び前後
揺動アーム４は前記のようにブレーキ手段により
固定される。

ダイレクトテイーチング作業を行うときは、ワ
ーク保持用アタツチメント７ａに未知重量のワー
ク１９をセツトし、電磁切り換え弁２０，２３を
ONさせてテイーチング側に切り換える。このと
きバランサー用空圧作動アクチユエーター１５に
は自動運転時と同様にバランス用空圧が供給さ
れ、ワーク１９をセツトしていないときの上下揺
動アーム６に作用する下向きモーメントと平衡す
る上向きのバランスモーメントが付与されてい
る。

かかる状態では電磁切り換え弁２４〜２６が全
て図示のようにOFF状態にあるから、圧力調整
弁２８により調整された空圧は、前記電磁切り換
え弁２０より電磁切り換え弁２４、第一圧力調整
弁２９、電磁切り換え弁２５、逆止弁３６、及び
電磁切り換え弁２３を経由して上下揺動アーム駆
動用空圧作動アクチユエーター１３の正転側ポー
トに、前記第一圧力調整弁２９で設定された圧力
のバランス用空圧として供給され、上下揺動アー
ム６が上向きに付勢される。

電磁切り換え弁２４〜２６の内、電磁切り換え
弁２５のみをONすれば、前記バランス用空圧は
第二圧力調整弁３０を経由するので、この第二圧
力調整弁３０で設定された圧力のバランス用空圧
が前記アクチユエーター１３に供給される。又、
電磁切り換え弁２４〜２６の内、電磁切り換え弁
２４のみをONすれば、前記バランス用空圧は第
三圧力調整弁３１を経由し、この第三圧力調整弁
３１で設定された圧力のバランス用空圧が電磁切
り換え弁２６及び逆止弁３７を経由して前記アク
チユエーター１３に供給される。そして電磁切り
換え弁２４〜２６の内、電磁切り換え弁２４，２
６の二つをONすれば、前記バランス用空圧は第
四圧力調整弁３２を経由し、この第四圧力調整弁
３２で設定された圧力のバランス用空圧が前記ア
クチユエーター１３に供給されれる。

ここで、前記第一〜第四圧力調整弁２９〜３２
の設定圧力を第一＜第二＜第三＜第四と順次高く
なるように設定しておき、電磁切り換え弁２４〜
２６を前記のように順次切り換えることにより、
アクチユエーター１３に供給されるバランス用空
圧によつて上下揺動アーム６に与えられる上向き
のバランスモーメントを段階的に増大させること
が出来る。従つて、先端部材７又はワーク保持用
アタツチメント７ａに連設されたハンドル７ｂを
介して上下揺動アーム６の先端を持ち上げ勝手に
保持している作業者の手が、前記のように段階的
に増大せしめられるバランスモーメントとワーク
１９の重量とが略平衡した状態を感知したとき、
電磁切り換え弁２４〜２６の切り換えを停止して
バランス用空圧をそのときの圧力に維持せしめる
ことにより、作業者はワーク１９をセツトした状
態でのダイレクトテイーチング作業を楽に行うこ
とが出来る。

尚、前記のように各電磁切り換え弁２４〜２６
を操作してアクチユエーター１３に供給するバラ
ンス用空圧を四段階に順次切り換える操作スイツ
チを、前記先端部材７側に連設したハンドル７ｂ
又はその近傍に、自動運転とテイーチングとに切
り換える電磁切り換え弁２０の操作スイツチと共
に配設しておくことが望ましい。勿論、バランス
用空圧を四段階に切り換えるように構成したが、
その切り換え段数は限定されない。又、無段階に
連続してバランス用空圧を調整し得る圧力調整手
段を利用しても良い。

更に、アクチユエーター１３に供給するバラン
ス用空圧の圧力を段階的又は連続的に自動調整す
る手段（例えば前記電磁切り換え弁２４〜２６を
前記のように一定時間置きに自動的に切り換えて
ゆく装置）を設け、この自動圧力調整手段を任意
の時点で停止させてそのときの圧力に安定させる
調圧停止スイツチを併用することにより、一層便
利に使用することが出来る。

（発明の作用及び効果） 上記実施例のように実施し且つ使用し得る本発
明の空圧作動ロボツトによれば、ロボツトアーム
を駆動する駆動用空圧作動アクチユエーターとは
別に設けられているバランサー用空圧作動アクチ
ユエーターは、従来通り、ロボツトアームを前記
駆動用空圧作動アクチユエーターにより自動運転
する場合と、ロボツトアームにワークをセツトし
ない無負荷状態でダイレクトテイーチング作業を
行う場合に使用し、無負荷状態でのダイレクトテ
イーチングを軽く容易に行うことが出来る。

そして、前記ロボツトアームにワークをセツト
した負荷状態でダイレクトテイーチング作業を行
うときは、当該作業時には使用されていない前記
駆動用空圧作動アクチユエーターに負荷時バラン
ス用空圧供給系より適当な圧力のバランス用空圧
を供給することにより、セツトされるワークが大
重量のものであつても、ワークをセツトしないで
行う場合と殆ど変わりなく軽くロボツトアームを
運動させてダイレクトテイーチング作業を容易に
行うことが出来る。

又、前記負荷時バランス用空圧供給系には、ロ
ボツトアームに付与するバランスモーメントを少
なくとも複数段に切り換えるための圧力調整手段
を設けたので、ダイレクトテイーチング時にロボ
ツトアームにセツトされるワークが未知重量のも
のであつても、当該ワークがセツトされるロボツ
トアームと平衡する状態を前記圧力調整手段によ
り容易に現出させることが出来る。従つて、未知
重量のワークをセツトした状態でのダイレクトテ
イーチング作業も、常にロボツトアームをバラン
ス状態して良好に行うことが出来る。

しかも、前記のように容量的に充分に余裕のあ
るロボツトアーム駆動用空圧作動アクチユエータ
ーを応用するものであつて、本来の無負荷時バラ
ンサー用空圧作動アクチユエーターを、ワーク重
量に対応する大きなバランスモーメントをロボツ
トアームに付加することが出来るように大型大容
量化する必要はなく、全体を安価に構成し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は側面図、第２図は基台下部を省略した
背面図、第３図は上下揺動アームの空圧制御系を
示す説明図である。 １……基台、２……回転台、４……前後揺動ア
ーム、５……中間部材、６……上下揺動アーム、
７……先端部材、１０，１１，１３……空圧作動
アクチユエーター、１５……バランサー用空圧作
動アクチユエーター、１９……ワーク、２０〜２
７……電磁切り換え弁、２８〜３４……圧力調整
弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロボツトアームを駆動する駆動用空圧作動ア
   クチユエーターと、前記ロボツトアームに無負荷
   状態でのバランスモーメントを与えるバランサー
   用空圧作動アクチユエーターとを設けたロボツト
   に於いて、前記駆動用空圧作動アクチユエーター
   にロボツトアーム駆動用空圧を供給する駆動用空
   圧供給系及び前記バランサー用空圧作動アクチユ
   エーターに無負荷時バランス用空圧を供給する無
   負荷時バランス用空圧供給系とは別に、前記駆動
   用空圧作動アクチユエーターに、前記ロボツトア
   ームに負荷状態でのバランスモーメントを与える
   ための負荷時バランス用空圧を供給する負荷時バ
   ランス用空圧供給系を設けると共に、前記駆動用
   空圧供給系と負荷時バランス用空圧供給系とを択
   一的に切り換える切り換え弁を設け、前記負荷時
   バランス用空圧供給系には、ロボツトアームに付
   与するバランスモーメントを少なくとも複数段に
   切り換えるための圧力調整手段を設けて成る空圧
   作動ロボツト。