JPH06190774A

JPH06190774A - 産業用ロボットのアーム制御装置

Info

Publication number: JPH06190774A
Application number: JP17069193A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shindo; 弘進藤
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1993-07-09
Filing date: 1993-07-09
Publication date: 1994-07-12
Anticipated expiration: 2011-03-13
Also published as: JPH0825153B2

Abstract

(57)【要約】【目的】産業用ロボットの動作の高速化、高精度化等
のためアームをＤＤモータによって直接駆動する構造と
し、しかも、通電遮断時に不必要にアームが動くのを防
止することにより、アームと周囲部品との衝突を回避
し、また、原点位置のずれを防止する。【構成】旋回可能に支持されたアーム１４を、外側固
定子４と内側固定子５との間に回転子６を配した高トル
クダイレクトドライブモータ２で直接旋回駆動する産業
用ロボットにおいて、上記ダイレクトドライブモータ２
への通電が遮断された際に、上記アーム１４の旋回運動
を抑制するブレーキ手段９２を設けることにより、電源
ＯＦＦ状態のときや停電等による通電遮断時に確実にア
ームの制動が行われるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋回可能なアームを備
えた産業用ロボットにおいて、そのアームの旋回を制御
する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば水平多関節型と称される産
業用ロボットでは、旋回可能に支持されたアームと駆動
モータとの間に、一段で高い減速比の得られる減速機を
介在させ、高回転数のモータ出力を動力伝達系の中で減
速して、低速、高トルクに変換してからアームに伝えて
いる。

【０００３】ところが、減速機と駆動モータを組み合わ
せた従来の装置では、摩耗やバックラッシに伴う振動な
ど、減速機特有の問題があり、このため、アームの旋回
速度の高速化や機械的な位置決め精度の向上に自ずと限
界があった。

【０００４】そこで、最近、上記アームを、二重構造の
固定子の間に回転子を配した高トルクダイレクトドライ
ブモータ（以下ＤＤモータと称する）で直接駆動する、
いわゆるＤＤ駆動方式のロボットが開発され、動作の高
速化と高精度化を初めとして、低騒音化およびメインテ
ナンスフリー化を一挙に解決できるものとして注目され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ＤＤ駆動方
式の場合、減速機が存在しないことから、動力伝達系の
フリクションが極端に少なく、このため、アームの旋回
中に、例えば停電等によりＤＤモーターの通電が遮断さ
れてしまうと、慣性によりアームがそのままの勢いで旋
回を続け、周囲部品やアームの作動範囲を決定するスト
ッパーに衝突して、思わぬトラブルを招く不具合があ
る。

【０００６】また、ＤＤモータの電源スイッチがＯＦＦ
とされている時に、アームが容易に振れ動いてしまい、
上記と同様に周囲部品やストッパーに衝突したり、旋回
の基準となるアームの原点位置がずれてしまう等の問題
がある。

【０００７】本発明は、上記の事情に鑑み、旋回可能に
支持されたアームをＤＤモータによって直接駆動する構
造としつつ、通電遮断時に不必要にアームが動くのを防
止することができる産業用ロボットのアーム制御装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、旋回可能に支持されたアームを、内側固
定子と外側固定子との間に回転子を配した高トルクダイ
レクトドライブモータで直接旋回駆動する産業用ロボッ
トにおいて、上記ダイレクトドライブモータへの通電が
遮断された際に、上記アームの旋回運動を抑制するブレ
ーキ手段を設けたものである。

【０００９】上記ブレーキ手段は、例えば電磁ブレーキ
により構成されて、その電磁コイルが消磁されたときに
付勢手段による付勢力で制動状態とされる。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、ＤＤモータによりアームが
旋回運動されている際に、ＤＤモータへの通電が遮断さ
れると、ブレーキ手段を通じてアームの旋回を阻止する
制動力が付与されることから、アームが慣性によって動
き続けることがなく、周囲部品やストッパーとの衝突を
回避することができる。

【００１１】また、ＤＤモータの電源スイッチがＯＦＦ
とされている場合も、アームには制動力が付与されるか
ら、このアームが容易に振れ動くこともなく、旋回の基
準となる原点位置のずれを未然に防止することができ
る。

【００１２】上記ブレーキ手段が電磁ブレーキにより構
成され、その電磁コイルの消磁時に制動状態なるように
付勢されていると、上記ＤＤモータへの通電が遮断され
たときは上記電磁コイルへの通電も断たれて、確実に制
動作用が得られる。

【００１３】

【実施例】本発明の第１実施例を、水平多関節型の産業
用ロボットに適用した図１乃至図６に基づいて説明す
る。

【００１４】図１中、１は円筒状のベースであり、その
上面には第１のダイレクトドライブモータ２（以下、第
１ＤＤモータと称する）が固定されている。第１ＤＤモ
ータ２は低回転で高トルクを発生させるため、そのハウ
ジング３の内側に大径の外側固定子４とこれより小径の
内側固定子５とが同軸状に配置されており、これら両固
定子４，５の間に回転子６が配置されている。回転子６
の上端面には回転力を取り出す出力フランジ７が連結さ
れ、この出力フランジ７は内側固定子５を支持する中空
のモータ軸８の外周に軸受９を介して軸支されている。

【００１５】そして、この出力フランジ７の上面には、
円筒上のブラケット１０が連結されている。ブラケット
１０の底面中央部には、中空軸１１が連結されており、
この中空軸１１はモータ軸８の内側を同軸状に貫通する
とともに、その下端部がベース１の内側に導出されてい
る。

【００１６】また、ブラケット１０は第１ＤＤモータ２
から垂直に立設されてベースマストを兼用しており、そ
の上端部には円筒状のカバー１３を介して第１のアーム
１４が固定されている。この第１のアーム１４は中空の
箱形構造をなして水平に延びており、上記第１ＤＤモー
タ２の出力フランジ７に直結されて、上記モータ軸８の
軸心を通るＸ軸を中心に旋回される。

【００１７】第１のアーム１４の先端部下面には、下方
に突出する円筒状のブラケット１５が固定されており、
このブラケット１５の内側には軸受１６を介して中空の
従動軸１７が軸支されている。従動軸１７の下端部には
第２のアーム１８が連結されており、この第２のアーム
１８は中空の箱形構造をなすとともに、上記第１のアー
ム１４の下側において、水平方向に延びている。

【００１８】また、上記カバー１３の内側には、第２の
アーム１８を駆動する第２のダイレクトドライブモータ
２０（以下、第２ＤＤモータと称する）が配置されてい
る。第２ＤＤモータ２０はブラケット１０の上端部にカ
バー１３とともに固定されており、このため、当実施例
の場合は、ベース１上に各アーム１４，１８の駆動用の
ＤＤモータ２，２０が同軸状に積み重ねて配置されてい
る。

【００１９】なお、第２ＤＤモータ２０は第１ＤＤモー
タ２と共通の構成をなすため、同一構成部分については
同一番号を付し、その説明を省略する。

【００２０】第２ＤＤモータ２０の出力フランジ７に
は、中空の駆動軸２１が連結されており、この駆動軸２
１はモータ軸８に対し同軸状に位置している。そして、
この駆動軸２１および従動軸１７の上端部は第１のアー
ム１４内に導出されており、これら各軸２１，１７の導
出端に固定したプーリ２２，２３間にはベルト２４が架
設されている。従って、第２ＤＤモータ２０の駆動力
は、ベルト２４を介して第２のアーム１８に伝達され、
この第２のアーム１８は従動軸１７の軸心を通るＹ軸を
中心に旋回される。

【００２１】なお、上記従動軸１７は第１のアーム１４
と第２のアーム１８の重合部分の略中央部に位置してお
り、その上下端部が両方のアーム１４，１８の内部空間
に開口している。

【００２２】第２のアーム１８の先端部には、筒状のケ
ーシング２５が上下方向に貫通して設けられており、こ
のケーシング２５の内側には円筒状の筒体２６が軸受２
７を介して挿通されている。筒体２６の内側には中空円
筒状のボールスプライン軸２９が挿通されており、この
ボールスプライン軸２９の下端部には可動筒３０が同軸
状に連結されている。可動筒３０はケーシング２５の下
端部に連なるシリンダ３１内を挿通されており、この可
動筒３０の下端部はシール３２を介してシリンダ３１の
下端開口部から導出されているとともに、この導出端に
は支持軸３３が取付けられている。また、ボールスプラ
イン軸２９の内側には、上方からボールねじ３４が噛み
合っており、このボールねじ３４の上端部は一段で高い
減速比の得られる減速機３５を介してサーボモータ３６
に連なっている。従って、サーボモータ３６によりボー
ルねじ３４が回転されると、ボールスプライン軸２９が
上下方向にスライドし、支持軸３３が上下方向のＺ軸に
沿って昇降動される。

【００２３】第２のアーム１８の内部には、ボールスプ
ライン軸２９と直交する方向に沿って他のサーボモータ
３７が収容されており、このサーボモータ３７は一段で
高い減速比の得られる減速機３８を介してべベルギヤ３
９を駆動している。このべベルギヤ３９はボールスプラ
イン軸２９の外周に設けた他のべベルギヤ４０に噛み合
っており、このべベルギヤ４０とボールスプライン軸２
９との間には、ボールスプライン軸２９の軸方向への摺
動は許容するが、軸回り方向への回動を伝える軸受部材
４１が介在されている。従って、サーボモータ３７の駆
動力がべベルギヤ３９，４０および軸受部材４１を介し
てボールスプライン軸２９に伝わると、上記支持軸３３
がボールスプライン軸２９の軸回り方向に沿うＲ軸回り
に回転される。

【００２４】このようにべベルギヤ３９，４０を用いて
サーボモータ３７の駆動力を支持軸３３に伝えるように
すれば、この動力伝達経路をモータ軸やボールスプライ
ン軸２９の回りにコンパクトに組み込むことができ、第
２のアーム１８の内部空間に収めることができる。よっ
て、べベルギヤ３９，４０の噛み合い部分から外方にオ
イルが飛散することもなく、クリーンルームでの使用が
可能となる。また、これとは逆に上記べベルギヤ３９，
４０の噛み合い部分に外方から異物が入り込むこともな
く、塵埃の多い作業環境での使用も可能となる。

【００２５】また、当実施例の場合、上記支持軸３３に
はエアーチャック４５が取付けられている。このエアー
チャック４５はチャックを開作動させるエアー導入口４
６と閉作動させるエアー導入口４７とを備え、これら導
入口４６，４７にはそれぞれエアーホース４８，４８が
接続されている。エアーホース４８，４８は第２のアー
ム１８の先端部下面に設けた通孔４９を経て、この第２
のアーム１８の内部空間に導入された後、従動軸１７の
内側を通して第１のアーム１４の内部空間に導入されて
おり、さらに、ここから駆動軸２１、第２ＤＤモータ２
０のモータ軸８、ブラケット１０および第１ＤＤモータ
２の中空軸１１の内側を通して、ベース１の周面に設け
たコネクタ５０に接続されている。このコネクタ５０に
は、エアーホース４８，４８とエアー供給源５３とを結
ぶ外部エアー配管５１，５１が連なっており、これら外
部エアー配管５１，５１には開閉弁５２，５２が設けら
れている。従って、この開閉弁５２，５２を選択的に開
閉することで、エアーチャック４５が開閉作動される。

【００２６】また、上記二つのサーボモータ３６，３７
はコンピュータ５５からの指令により回転角度および回
転方向が制御され、このモータ３６，３７に制御信号を
送る信号コードや電源コードを初めとして、上記支持軸
３３の昇降動および回転の基準となる原点位置を検出す
る近接スイッチ５８，５９からの信号コード５６は、エ
アーホース４８と同様に両方のアーム１４，１８および
ＤＤモータ２，２０の内部を通してコネクタ５７に接続
されている。

【００２７】一方、第１ＤＤモータ２の回転子６と一体
に回転する中空軸１１には、ベース１内に導出された下
部外周部分にスリーブ６０が固定されており、このスリ
ーブ６０にはエンコーダ６１が取付けられている。エン
コーダ６１はスリーブ６０と一体に回転する回転板６２
の外周部に多数の磁極を間隔を存して配置し、この磁極
をセンサ６１ａで検出することで、上記回転子６の回転
位置を磁気的に割り出しており、このエンコーダ６１か
らの信号は第１ＤＤモータ２の磁極制御と回転位置制御
のために、上記コンピュータ５５を介して第１ＤＤモー
タ２にフィードバックされる。

【００２８】なお、このエンコーダ６１や第１ＤＤモー
タ２への配線（図示せず）は、中空軸１１の内部を通し
てコネクタ５０に導かれ、ここから外部配線を介してコ
ンピュータ５５や電源６３に接続されている。

【００２９】また、中空軸１１の下端部外周には、第１
のアーム１４の旋回範囲を制御するためのセンサ装置６
４が設けられている。このセンサ装置６４は中空軸１１
の下端部外周面に配置した位置検出用の突起６５ａ，６
５ｂ，６５ｃと、この突起６５ａ，６５ｂ，６５ｃを検
出する近接スイッチ６６ａ，６６ｂとで構成され、上記
突起６５ａ〜６５ｃが中空軸１１の外周面に嵌合固定し
たリング６７に突設されているとともに、近接スイッチ
６６ａ，６６ｂがリング６７に対し放射状に配置されて
いる。そして、上記第１のアーム１４は図６に示すよう
に、旋回の基準となる原点位置ＳからＸ軸の軸回り方向
両側に一定角度θ₁ 、θ₂ 旋回運動するものであり、上
記突起６５ａが原点位置Ｓに位置するとともに、突起６
５ｂが一方側の旋回限界位置Ａに、同じく突起６５ｃが
他方側の旋回限界位置Ｂにそれぞれ配置されている。ま
た、上記近接スイッチ６６ａが原点位置Ｓの突起６５ａ
に対応するとともに、他の近接スイッチ６６ｂがリング
６７上において旋回限界位置Ａ，Ｂの突起６５ｂ，６５
ｃに対応するようになっており、これら近接スイッチ６
６ａ，６６ｂからの信号は第１のアーム１４の旋回位置
制御のために、上記コンピュータ５５を介して第１ＤＤ
モータ２にフィードバックされる。

【００３０】第１のアーム１４の内部には、第２のアー
ム１８の旋回範囲を制御するセンサ装置７２が設けられ
ている。このセンサ装置７２は、上記第１のアーム１４
のセンサ装置６４の構成と同様であるが、第２のアーム
１８の原点位置検出用の突起７３ａを備えたリング７５
を従動軸１７の上端部に固定するとともに、第２のアー
ム１８の旋回限界位置検出用の突起７３ｂ，７３ｃを備
えたリング７６を駆動軸２１の上端部に固定し、これに
応じて突起７３ａ〜７３ｃを検出する近接スイッチ７４
ａ，７４ｂを、両軸１７，２１のまわりに振り分けて設
けた点が異なっている。

【００３１】このようにすれば、片方の軸１７または２
１に複数のリング７５，７６を重ねて設ける必要がない
ため、軸方向の取付けスペースを少なくすることがで
き、第１のアーム１４の厚みを薄くできる等、コンパク
ト化が可能となる。

【００３２】しかも、第２のアーム１８の原点位置検出
用の突起７３ａを、第２のアーム１８と一体に回転する
従動軸１７側に設ければ、実際に旋回する側の中心部分
で旋回の基準となる原点位置を決めることができる。こ
のため、たとえベルト２４とプーリ２３との間にスリッ
プが生じたとしても、第２のＤＤモータ２０には突起７
３ａを検出する近接スイッチ７４ａからのフィードバッ
クがかかっているから、スリップとは無関係に第２のＤ
Ｄモータ２０を回転制御することができ、高精度の位置
決めを行える。

【００３３】なお、従動軸１７上のプーリ２３のボス部
２３ａには、第２ＤＤモータ２０の回転子６の回転位置
を検出するエンコーダ７０が取付けられており、このエ
ンコーダ７０や近接スイッチ７４ａ，７４ｂへの配線７
７は、第１のアーム１４の内部空間から第２ＤＤモータ
２０および第１ＤＤモータ２の内側を通してコネクタ５
７に導かれ、ここから外部配線を介してコンピュータ５
５に接続されている。

【００３４】また、当実施例の場合、第１のアーム１４
の底面には、近接スイッチ７４ｂになんらかのトラブル
が生じて、第２のアーム１８が旋回限界位置を超えた際
に、プーリ２２に設けたボルト７８が当接するゴム製の
ストッパー７９が固定されており、このストッパー７９
とボルト７８との当接により、第２のアーム１８のオー
バーランが阻止される。

【００３５】ところで、上記中空体１１と一体に回転す
るスリーブ６０の外周には、フランジ状に張り出す摩擦
板８０が一体に形成されており、この摩擦板８０はエン
コーダ６１とリング６７との間に位置している。また、
ベース１の内部にはブラケット８１を介してエアーシリ
ンダ８２が支持されており、そのピストン８３に連なる
ピストンロッド８３ａの先端には、合成樹脂製のブレー
キパッド８４が取付けられている。ブレーキパッド８４
は摩擦板８０の外周部下方に対向されているとともに、
リターンばね９０によって摩擦板８０から離間する方向
に常時付勢されており、当実施例の場合は、上記摩擦板
８０とブレーキパッド８４が第１のアーム１４に制動力
を付与するブレーキ手段９２を構成している。

【００３６】エアーシリンダ８２に連なるエア配管８５
はコネクタ５０に連なっており、このコネクタ５０には
上記エアー供給源５３とエアー配管８５とを結ぶ外部配
管８６が接続されている。この外部配管８６の途中に
は、常開形の電磁弁８７およびレギュレータ８８が設け
られており、この電磁弁８７の駆動部８９はロボットの
電源スイッチ（図示せず）と連動するスイッチ９１を介
して電源６３に接続されている。

【００３７】なお、上記ベース１の内面には、近接スイ
ッチ６６ｂに何等かのトラブルが生じて、第１のアーム
１４が旋回限界位置を越えた際に、摩擦板８０に設けた
ボルト９５が当接するゴム製のストッパー９６が固定さ
れており、このストッパー９６とボルト９５との当接に
より、第１のアーム１４のオーバーランが阻止されるよ
うになっている。

【００３８】このような構成において、ロボットの電源
スイッチが投入されると、スイッチ９１が連動して投入
されるので、電磁弁８７が閉じ、エアーシリンダ８２へ
のエアー供給が断たれる。このため、ピストンロッド８
３がリターンばね９０の付勢力により没入して、ブレー
キパッド８４が摩擦板８０から離間し、第１ＤＤモータ
２の回転子６は回転可能な状態に保たれる。

【００３９】ところで、第１ＤＤモータ２の駆動力によ
って第１のアーム１４が旋回している際に、例えば停電
等により第１のＤＤモータ２への通電が急激に遮断され
ると、電磁弁８７の駆動部８９への通電が断たれる。す
ると、この電磁弁８７は閉状態から直ちに開状態に移行
し、エアーシリンダ８２にエアーが供給されるから、ピ
ストンロッド８３がリターンばね９０の付勢力に打ち勝
って摩擦板８０側に突出し、ブレーキパッド８４が回転
中の摩擦板８０に圧接する。このため、摩擦板８０を通
じて第１のアーム１４の動力伝達経路に制動力が付与さ
れ、第１のアーム１４の旋回が停止される。

【００４０】従って、先端に第２のアーム１８を有して
旋回半径の大きな第１のアーム１４が慣性によってその
まま動き続けることはなく、これら第１および第２のア
ーム１４，１８と周囲部品との衝突や、ボルト９５とス
トッパー９６との衝突を回避でき、これらの不所望な損
傷は勿論のこと、衝突時の衝撃にもとづくトラブルの発
生を未然に防止できる。

【００４１】一方、ロボットの電源スイッチがＯＦＦと
されている際には、電磁弁８７の駆動部８９にも通電が
なされないから、電磁弁８７は開状態を維持し、エアー
シリンダ８２にはエアーが供給され続ける。このため、
上記と同様にブレーキパッド８４が摩擦板８０に圧接す
るから、この摩擦板８０を通じて第１のアーム１４の動
力伝達経路に制動力が付与され、第１のアーム１４は固
定状態に保持される。

【００４２】よって、電源ＯＦＦ時に、第１のアーム１
４に外力が加わったとしても、この第１のアーム１４が
振れ動いてしまうことはなく、周囲部品との衝突や旋回
の基準となる原点位置のずれを未然に防止できる。

【００４３】また、第１ＤＤモータ２は低回転で高トル
クを発生させる都合上、固定子４，５が二重構造となっ
てモータ外形が大きいので、この第１ＤＤモータ２の中
空軸１１を利用してエンコーダ６１の回転板６２を取付
ければ、この回転板６２の周囲に大きなスペースを確保
することができ、その分、回転板６２の外径を大きくで
きる。このため、回転板６２の外周部分に、より多くの
回転角度割り出し用の磁極を配置することができ、この
磁極間のピッチが細かくなって回転角度の割り出し制度
が向上する。それとともに、第１ＤＤモータ２の径が大
きいことを利用して、摩擦板８０の外径も大きくするこ
とができるから、ブレーキパッド８４との接触面積も充
分に確保することができ、強大な制動力が得られる。

【００４４】なお、上述した第１実施例では、エアーシ
リンダにエアーを供給することでブレーキパッドを摩擦
板に圧接させ、その解除をリターンばねによって行うよ
うにしたが、これとは逆に、ブレーキパッドをばねによ
って上記摩擦板に圧接する方向に付勢しておき、電源Ｏ
Ｎ時にエアーシリンダにエアーを供給して、ブレーキパ
ッドをばねの付勢力に抗して復帰させるようにしても良
い。

【００４５】このようにすれば、エアーの供給経路に何
等かのトラブルが生じたとしても、第１のアームに制動
力を付与させることができる。

【００４６】また、本発明は上述した第１実施例に特定
されるものではなく、図７乃至図９に、第２ＤＤモータ
２０を第２のアーム１８の旋回中心に直接配置した第２
実施例を示す。

【００４７】この第２実施例においては、第１ＤＤモー
タ２の出力フランジ７に第１のアーム１４の基端部が直
接ボルト締めされており、この第１ＤＤモータ２のモー
タ軸８の内側に中空軸１０１が同軸状に挿通されてい
る。この中空軸１０１は第１ＤＤモータ２を支持するベ
ース１側に固定されており、その上端部が第１のアーム
１４の基端部内に導出されている。そして、この中空軸
１０１の上端部に、第１のアーム１４の旋回範囲を制御
するセンサ装置６４とスリーブ１０２が固定されてお
り、このスリーブ１０２に円板状の摩擦板１０３とオー
バーラン防止用のボルト９５が固定されている。

【００４８】また、第１のアーム１４の基端部内には、
エアーシリンダ８２およびこのエアーシリンダ８２によ
って摩擦板１０３に圧接されるブレーキパッド８４が設
けられるとともに、上記突起６５ａ〜６５ｃを検出する
近接スイッチ６５ａ，６５ｂが設置されており、さら
に、この第１のアーム１４が旋回限界位置を越えて旋回
した際に、上記ボルト９５に当接してオーバーランを阻
止するストッパー９６が固定されている。

【００４９】一方、第１のアーム１４の先端下面には凹
部１０６が形成され、この凹部１０６内に第２ＤＤモー
タ２０が固定されている。第２ＤＤモータ２０は、その
出力フランジ７を下向きにして配置されており、この出
力フランジ７に第２のアーム１８の上面が直接固定され
ている。第２のアーム１８の上面には、第２ＤＤモータ
２０が入り込む凹部１０７が形成されており、この凹部
１０７と上記凹部１０６との間に第２ＤＤモータ２０が
収容されている。第２ＤＤモータ２０のモータ軸８の内
側には、中空軸１０８が同軸状に挿通されており、この
中空軸１０８は第２のアーム１８側に固定されて、出力
フランジ７と一体的に回転される。

【００５０】なお、第２ＤＤモータ２０は第１のアーム
１４と第２のアーム１８との重合部分の略中央に位置し
ており、その中空軸１０８の上下端部が両方のアーム１
４，１８の内部空間に開口している。

【００５１】第１のアーム１４内に突出する中空軸１０
８の上端部には、第２のアーム１８の旋回範囲を制御す
るセンサ装置７２が設けられているとともに、径方向外
側に突出するレバー部１０９を備えたナット１１０がね
じ込まれており、このレバー部１０９は第２のアーム１
８が旋回限界位置を越えて旋回した際に、第１のアーム
１４の内部に固定したゴム製のストッパー１１１に当接
して、第２のアーム１８のオーバーランを阻止するよう
になっている。

【００５２】第２のアーム１８の先端部には、筒状のホ
ルダ１１２が上下方向に沿って固定されており、このホ
ルダ１１２の内側にはエアーチャック４５を支持する支
持軸１１３が軸支されている。そして、この支持軸１１
３は一段で高い減速比の得られる減速機１１４を介して
サーボモータ１１５に連結されている。

【００５３】なお、ホルダ１１２には支持軸１１３に設
けた突起１１５に対向して、支持軸１１３の原点位置を
検出する近接スイッチ１１６が設けられており、この近
接スイッチ１１６やサーボモータ１１５への配線１１７
ならびにエアーチャック４５に連なるエアーホース４
８，４８等は、第２のアーム１８の内部から中空軸１０
８の内側を通して第１のアーム１４の内部に導かれ、こ
こから第１ＤＤモータ２の中空軸１０１の内側を通して
ベース１側に導かれている。それとともに、第１のアー
ム１４内の近接スイッチ６６ａ，６６ｂおよび７４ａ，
７４ｂからの配線１１８も、上記中空軸１０１の内側を
通してベース１側に導かれている。

【００５４】このような構成の第２実施例では、ブレー
キパッド８４が、固定された摩擦板１０３上を旋回する
こととなり、第１ＤＤモータ２への通電が遮断された際
には、このブレーキパッド８４が摩擦板１０３に圧接さ
れるから、上述した第１実施例と同様の効果が得られ
る。

【００５５】また、上述した第２実施例では、第１ＤＤ
モータの内側を通る中空軸を利用して摩擦板を固定した
が、例えば図１０に示す本発明の第３実施例のように、
第１ＤＤモータ２のモータ軸８の上端部に、中空の延長
軸２０１を同軸的に連結し、この延長軸２０１の外周に
摩擦板１０３やオーバーラン防止用のレバー部２０２を
備えたナット２０３ならびに突起６５ａ〜６５ｃを備え
たリング６７を嵌合固定しても良い。

【００５６】また、図１１には本発明の第４実施例が概
略的に示されている。

【００５７】この第４実施例は、ブレーキ手段として電
磁ブレーキ３０１を用いたもので、第１ＤＤモータ２の
出力フランジ７と第１アーム１４との間にはリング状の
ブレーキ板３０２が介装されている。ブレーキ板３０２
は図示しないスプリングを介して電磁コイル３０３を備
えた摩擦板３０４に圧接されており、この電磁コイル３
０３はロボットの電源スイッチと連動するスイッチ３０
５を介して電源３０６に接続されている。

【００５８】このような第４実施例によると、ロボット
の電源スイッチを投入すると、電磁コイル３０３が励磁
され、摩擦板３０４をスプリングの付勢力に抗して吸引
し、ブレーキ板３０２と摩擦板３０４との結合が解除さ
れ、第１のアーム１４は旋回可能な状態に保持される。

【００５９】一方、電源ＯＦＦ時や、停電等により第１
ＤＤモータ２への通電が遮断された際には、電磁コイル
３０３への通電も断たれるから、摩擦板３０４がスプリ
ングの付勢力によりブレーキ板３０２に密着し、このブ
レーキ板３０２を通じて第１のアーム１４の動力伝達経
路に制動力が付与される。

【００６０】よって、第１のアーム１４が慣性によって
動き続けたり、外力によって動かされたりすることがな
く、上述した各実施例と同様の効果が得られる。

【００６１】なお、上述の各実施例において、第１のア
ームにのみ制動力を付与させたのは、図３中に旋回軌跡
Ｋで示すように、第１のアームが旋回すると第２のアー
ムを含めたアーム全体の旋回半径が大きくなって周囲部
品と接触する機会が多くなるのに対し、第１アームを停
止させれば第２のアームだけの旋回半径は比較的小さく
なるからであり、重量面やスペース的な問題を解決でき
れば、第２のアームの動力伝達経路にもブレーキ手段を
設置しておいても良い。

【００６２】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、アームの
旋回中に、ＤＤモータへの通電が断たれても、アームが
慣性によって動き続けることはなく、このため、アーム
と周囲部品との衝突を回避することができ、思わぬトラ
ブルの発生を未然に防止できる。また、電源ＯＦＦ時に
おいても、アームには制動力が付与されるから、アーム
に外力が加わったとしても、このアームが振れ動いてし
まうことはなく、旋回の基準となる原点位置のずれを防
止でき、高精度な位置制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるロボットにおけるベ
ース、第１，第２ＤＤモータおよび第１のアームの基端
側を含む部分の断面図である。

【図２】同ロボットにおける第２ＤＤモータ、第１のア
ームおよび第２のアームの基端側を含む部分の断面図で
ある。

【図３】同ロボットにおける第２のアームの先端側およ
びこれに取付けられた部材を含む部分の断面図である。

【図４】同ロボットの全体概略図である。

【図５】図１中のＶ−Ｖ線方向から見た矢視図である。

【図６】アームの旋回範囲を示す平面図である。

【図７】本発明の第２実施例によるロボットにおけるベ
ース、第１ＤＤモータ、第１のアーム、第２ＤＤモータ
および第２のアームの基端側を含む部分の断面図であ
る。

【図８】同ロボットにおける第２のアームの先端側およ
びこれに取付けられた部材を含む部分の断面図である。

【図９】図７中のIX−IX線に沿った矢視図である。

【図１０】本発明の第３実施例を示す要部の断面図であ
る。

【図１１】本発明の第４実施例を示す要部の概略構成図
である。

【符号の説明】

２，２０ダイレクトドライブモータ（第１ＤＤモー
タ，第２ＤＤモータ）４外側固定子５内側固定子６回転子１４，１８アーム９２，３０１ブレーキ手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】旋回可能に支持されたアームを、内側固
定子と外側固定子との間に回転子を配した高トルクダイ
レクトドライブモータで直接旋回駆動する産業用ロボッ
トにおいて、上記ダイレクトドライブモータへの通電が
遮断された際に、上記アームの旋回運動を抑制するブレ
ーキ手段を設けたことを特徴とする産業用ロボットのア
ーム制御装置。
【請求項２】上記ブレーキ手段を、電磁コイルが励磁
されたときに制動解除状態となり、電磁コイルが消磁さ
れたときに付勢手段による付勢力で制動状態となる電磁
ブレーキにより構成したことを特徴とする請求項１記載
の産業用ロボットのアーム制御装置。