JPH0424200B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、種々の産業用途等に用いられる水平
多関節型工業用ロボツトに関するものである。

従来例の構成とその問題点 水平多関節型工業用ロボツトは、第１図及び第
２図にその具体構成を示すごとく、固定されたベ
ース１に回転アクチユエータ３を有する第１回転
軸２を介して、一端部を回転自在に支持された第
１アーム４を枢着し、この第１アーム４の他端部
に、第１回転軸２に平行な回転アクチユエータ６
を有する第２回転軸５を介して、同じく一端部を
回転自在に支持された第２アーム７を枢着し、こ
の第２アーム７の先端部に、上下動駆動用アクチ
ユエータ９に連結され、第２回転軸５に平行な第
３回転軸８を介して、摺動自在かつ回転自在に支
持された工具保持部１０が枢着されている。

そしてこの工具保持部１０の第３回転軸８を中
心とする回転姿勢を制御する手段として、第１回
転軸２に回転用アクチユエータ１７に連結された
歯付ベルト歯１１を、第２回転軸５に２段に一体
となつて回転自在に支持された歯付ベルト車１２
及び１４を、また第３回転軸８に、工具保持部１
０と一体となつて回転可能に支持された歯付ベル
ト車１５を配し、それぞれの歯付ベルト車間を、
張架した歯付ベルト１３及び１６で連結させて前
記回転用アクチユエータ１７を駆動することによ
つて行なつている。また、上記構成で歯付ベルト
車１１，１２，１４及び１５はそれぞれ同一ピツ
チ径寸法としている。その理由は同一ピツチ径寸
法とすることによつて特に回転アクチユエータを
回わさなくとも第１アーム４及び第２アーム７が
どのような位置に移動しても、その回転移動量に
応じて、第３回転軸は、自動的に補正的な回転運
動が加えられ、工具保持部１０の回転姿勢は、常
に一定に保たれるからである。（このような平行
移動の構成は、製図器等において概に採用されて
いる）。

上記の構成で、４自由度の水平多関節型ロボツ
トとなり、各アクチユエータを制御することによ
つて、平面上の動作範囲を任意に動くことができ
る。しかしながら、一般のロボツトの使用現場で
は、用途によつては、自由度が少なくとも、より
安価なロボツトへのニーズがきわめて強い。この
ため上下動駆動用アクチユエータ９を単に往復駆
動運動のみをする空圧シリンダー等（移動距離制
御なし）を用いて、工具保持軸１０を上下動させ
るのみの水平多関節ロボツトも数多くある。

これは、自由度は、３となるが、これによつて
制御面等から大巾なコストダウンが可能になるた
めである。第３図にその従来例を示す。

７は第２アーム、９は空圧シリンダー、１０は
工具保持部、２１は第２アーム９に回動可能に支
持され、工具保持部１０を回転規正しながら軸方
向に摺動ガイドならしめるホルダー、１５はホル
ダー２１に固着され、歯付ベルト１６によつて工
具保持部に回転姿勢を与える歯付ベルト車であ
る。上記構成において、第２アーム７に固着され
た空圧シリンダーの駆動力は、連結金具１９を介
して工具保持部１０を上下に摺動させ、その可動
ストロークは、連結金具１９に取付られたボルト
１８がストツパーピン２０に当接するまでの移動
距離Ｐで決められ一定である。（移動距離Ｐは、
ボルト１８で調整可能であるが、一たん設定する
と一定である。） このため、第２図に示すごとく、例えば、ハン
ドリング作業等で、Ａ位置からＢ位置に物品を移
載する場合、Ａ位置における物品の供給高さと、
Ｂ位置における移載位置高さは、必ず同一高さと
しなければならないという欠点を有し、ロボツト
の利用面からの適用範囲を著しくせばめていた。

発明の目的 本発明は、上記欠点に鑑み工業用ロボツトの上
下摺動用アクチユエータを空圧シリンダー等、定
められた２点間を定ストローク往復駆動するアク
チユエータとした時でも、物品の供給高さと移載
位置高さを必ずしも同一に揃えなくとも、それぞ
れの地点において工具保持部の上下摺動ストロー
クの可変及びその調整を可能とする安価な工業用
ロボツトを提供するものである。

発明の構成 本発明は、平行な複数の回転軸を有する、いわ
ゆる水平多関節型工業用ロボツトにおいて、先端
部の工具保持部を垂直方向の位置を制御できない
空圧シリンダー等のアクチユエータに駆動させる
一方、上記工具保持部の垂直方向の位置制御は、
各アームの回転によつて平行移動する姿勢保持機
能によつて回転移動するホルダーを介して、工具
保持部とアクチユエータの相対位置関係を利用し
て、工具保持部の水平面内の位置に対応する上記
アクチユエータの垂直方向駆動位置を規制する１
個又は複数個のストツパを設けることにより行な
つており、安価な構成で垂直方向の位置の異なる
複数位置間のハンドリング作業を行えるという効
果がある。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について図面を参照しな
がら説明する。

第４図は、本発明の実施例における水平多関節
型ロボツトの第３回転軸部の正面断面図で、第５
図は、第４図におけるＱ−Ｑ部の断面矢視図であ
る。なお、水平多関節型工業用ロボツトの本体部
の構成や工具保持部の第３回転軸を中心とする姿
勢制御手段は、第１図及び第２図と同様でありす
でに前述しているので説明は省略する。従がつ
て、本発明のポイントとなつている第３回転軸部
について第４図と第５図で説明する。２２は、水
平多関節型ロボツトの第２アーム、２３は第２ア
ーム２２に固着されている２点間往復駆動用の空
圧シリンダー２４は一端を空圧シリンダーの可動
部に固着され、他端を工具保持部２７と回転軸受
２６を介し連結されている連結金具、２８は第２
アーム２２に回転可能に支持され、工具保持部２
７をキー３０を介して回転規正しながら軸方向に
摺動ガイドならしめるホルダーでそのフランジ部
に回転中心と同芯で開口部を外側に狭寸法とする
Ｖ型の溝２９を有している。３１及び３２はそれ
ぞれ所定の長さを有するストツパーで前記溝２９
にはめ込まれているＶ型ナツト３３を介し所定の
位置に角度ａの間かくで固定されている。３５は
ホルダー２８に固着され歯付ベルト３６によつて
工具保持部２７に回転姿勢を与える歯付ベルト車
である。

以上のように構成された第３回転軸部について
以下その動作を説明する。

先ず工業用ロボツトでハンドリング作業等を行
う場合、第２図に示す如く、Ａ地点で物品を供給
し、Ｂ地点に移載する場合を考えると、Ａ地点で
の第３回転軸部の動作は、空圧シリンダー２３に
よつて工具保持部２７は連結金具２４を介して下
降しボルト２５がストツパー３１に当接するスト
ローク即ちP₁ストローク下降し、実際には工具
保持部２７の先端部に取りつけた把持装置等で物
品を把持することができる。物品を把持すると、
工具保持部２７は上昇し、ロボツトは次に各アー
ムが回転し、第３回転軸芯は、所定のＢ地点に移
動する。この際には、特に回転用アクチユエータ
１７が作動しなくとも各アームが回転移動するこ
とによつて第３回転軸は、姿勢制御手段によつ
て、各アームのそれぞれの回転移動量に対応した
角度ａだけ回転される。即ち、ホルダー２８と共
に工具保持部２７は角度ａ分回転されることにな
る。

従がつて、Ｂ地点では、工具保持部２７が、空
圧シリンダー２３によつて、再度下降する時に
は、連結金具２４に取付けたボルト２５は、スト
ツパー３１から、第３回転軸を中心にａ角度離れ
た位置にセツテイングされているストツパー３２
に当接するため、下降ストロークはP₂に変える
ことができる。

このように、第１回転軸の中心位置に対してロ
ボツトアームの第３回転軸のスタート地点から、
順次移動していく地点の移動角度があらかじめわ
かつている場合には、ホルダー２８のフランジ面
に異なる長さのストツパー３１及び３２等、所定
の移動角度に合わせて順次セツテイングしていく
ことによつて、工具保持部２７の下降ストローク
を順次変えていくことができるという効果があ
る。なお、本実施例において、ストツパー３１及
び３２とホルダー２８との結合は、ホルダー２８
のフランジ部の円周上に、回転中心と同芯で開口
部を外側に狭寸法とするＶ型の溝２９を設け、そ
の溝２９に嵌合する同形状のＶ型ナツト３３を介
して、その円周上の任意の位置に固定できるよう
にしたが、上記Ｖ型溝形状をＴ型溝形状としても
良く又、溝の代わりに、複数多数個のタツプ穴を
設けておき、そのタツプ穴を選定して、ストツパ
ー３１及び３２を取付けても良い。

また本実施例では、工具保持部２７の第３回転
軸を中心とする回転姿勢を制御する手段として、
各アームの回転軸芯に同一ピツチ寸法径の歯付ベ
ルト車を配した平行移動手段としたが、同様に各
アームの回転軸芯を中心として揺動する平行四辺
形を形成するリンク機構としても同様の効果を見
い出せる。

発明の効果 以上のように本発明は、平行な複数の回転軸を
有する水平多関節ロボツトにおいて、先端の工具
保持部の摺動に安価な往復駆動用アクチユエータ
（空圧シリンダー等）を設けその摺動ストローク
の位置制御に、各ロボツトアームの回転軸を利用
した姿勢制御機能によつて得られる工具保持部の
回転割出しを活用して、水平面内のアクチユエー
タとの相対位置関係を変えるようなストツパ手段
を設けることによつて、行なうものであり、制御
面等から大巾なコストダウンが可能であり、ロボ
ツトの利用面からの適用範囲も拡大することがで
き、その効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は水平多関節型ロボツトの正面図、第２
図は第１図の上面図、第３図は従来例における第
３回転軸部の正面断面図、第４図は本実施例にお
ける第３回転軸部の正面断面図、第５図は第４図
におけるＱ−Ｑ断面の矢視図である。 １……ベース、２……第１回転軸、３……第１
アームの回転駆動手段（回転アクチユエータ）、
４……第１アーム、５……第２回転軸、６……第
２アームの回転駆動手段（回転アクチユエータ）、
７……第２アーム、８……第３回転軸、２７，１
０……工具保持部、２３……第３回転軸方向の２
点間を往復駆動するアクチユエータ（空圧シリン
ダー）、２５……当接部（ボルト）、３１，３２…
…ストツパ、１１……第１の歯付ベルト車、１２
……第２の歯付ベルト車、１４……第３の歯付ベ
ルト車、１５，３５……第４の歯付ベルト車、１
３，１６……歯付ベルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ベースに、第１回転軸を介して、一端部を回
   転自在に支持された第１アームと、このアームを
   回転駆動する駆動手段と、上記第１アームの他端
   部に、上記第１回転軸と平行な第２回転軸を介し
   て、回転自在に支持された第２アームと、この第
   ２アームを回転駆動する駆動手段と、上記第２ア
   ームの先端部に、前記第２回転軸と平行な第３回
   転軸を介して、回転自在、かつ同第３回転軸の方
   向に摺動自在に支持された工具保持部と、上記第
   ２アームに設けられ、上記工具保持部を第２アー
   ムに対して、第３回転軸方向の２点間を、往復駆
   動するアクチユエータと、上記、工具保持部の、
   上記第３回転軸を中心とする回転姿勢を、上記第
   １ならびに第２アームの回転にかかわらず一定と
   する姿勢制御手段と、上記第３回転軸の方向に、
   工具保持部と一体に回転し、かつ第３回転軸の方
   向には、上記第２アームに対して、不動の関係を
   有し、上記工具保持部の第３回転軸方向の、一方
   向の移動を阻止する工具保持部位置決め手段とを
   備え、上記工具保持部位置決め手段は、上記アク
   チユエータに設けた当接部と当接して、上記工具
   保持部の移動を阻止する一個又は複数個のストツ
   パを、前記第３回転軸を中心とし、同中心と前記
   アクチユエータの当接部までの距離を半径とする
   同一円周上に有することを特徴とする工業用ロボ
   ツト。 ２ 上記工具保持部位置決め手段のストツパは、
   第３回転軸の方向位置を調整できるようにした特
   許請求の範囲第１項記載の工業用ロボツト。 ３ 上記工具保持部位置決め手段のストツパは、
   前記工具保持部位置決め手段に対し、上記同一円
   周上を移動可能とした特許請求の範囲第１項記載
   の工業用ロボツト。 ４ 上記姿勢制御手段は、第１回転軸と第２回転
   軸にそれぞれ回転自在に設けた第１ならびに第２
   の歯付ベルト車と、この２つの歯付ベルト車間に
   張架した歯付ベルトと、上記第２歯付ベルト車と
   同芯同径で、かつ一体に回転する第３歯付ベルト
   車と、第３回転軸を中心として、回転し、かつ工
   具保持部と一体に回転する第４歯付ベルト車と、
   上記第３ならびに第４歯付ベルト車間に張架した
   歯付ベルトからなり、上記第１歯付ベルト車をベ
   ースに対して、固定した特許請求の範囲第１項記
   載の工業用ロボツト。