JPH06262555A - 産業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 支持軸１の下端に第１アーム２が水平回動自
在に取りつけられている。又、第１アーム２の先端下面
には第２軸３を中心に第２アーム４が水平回動自在に取
りつけられている。そして、第２アーム４の先端下面に
は、回転を与える回転軸、垂直方向の上下軸５が、その
先端にはハンド部６が取りつけられている。第１アーム
２と第２アーム４は同じ長さに構成されている。 【効果】 ハンド部の作業動作領域をロボット近接部分
まで拡げることができ、支持軸を中心とする円柱の内部
に動作が制限される領域をもたない広い動作領域を得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多関節型の産業用ロボッ
トに関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の水平型多関節ロボットの外
形図であり、図７（ａ）はロボット正面図、図７（ｂ）
はロボット上面図である。又図８はロボット動作範囲を
示す図である。

【０００３】一端が接地された支持軸31に水平回動自在
に第１アーム32が取りつけられている。この第１アーム
32の先端には第２アーム34が第２軸33を中心に水平回動
自在に取りつけられている。又第２アーム34の先端には
回転を与える作業軸と垂直方向の上下軸35とその先端に
取りつけられたハンド部36が取りつけられている。そし
て空間内の任意の位置、姿勢に位置決めすることができ
る構成となっている。第１アーム32は支持軸31を中心に
矢印θ₁ の様に回転し、第２アーム34は第２軸32を中心
に矢印θ₂ の様に回転動作するが、回転動作範囲は各々
±１８０°未満となり、第２アーム34や作業軸、上下軸
35、ハンド部36の届かない領域が生じていた。そこで例
えば実開昭61-42282号に記載されているように、アーム
の回転動作範囲を各々±１８０°以上できるロボットが
考案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のロ
ボットではアームの回転動作範囲が±１８０°以上得ら
れても、ロボット近接部には未だアームの届かない領域
が生じてしまっていた。又、ロボットから離れた場所の
作業は、所望のアーム長のロボットがない場合、アーム
長がかなり長いロボットを提供するか、新たに非標準ロ
ボットを設計・作成する必要があった。このように従来
のロボットでは、ロボットの動作範囲に限界が生じてし
まうという問題があった。そこで本発明は上記問題点を
除去し、ロボットの動作範囲が制限されることなく、広
い動作領域をもつ産業用ロボットを提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の本発明では、設置面に一端が設置され
る第１の軸と、第１の軸の他端に、この第１の軸を中心
に水平回動自在に一端が取りつけられた第１のアーム
と、第１のアームの他端に取りつけられた第２の軸と、
第２の軸を中心に水平回動自在に、前記設置面と反対側
の第１のアームの面に一端が取りつけられ、第１のアー
ムと同じ長さを有する第２のアームと、第２のアームの
他端に設置面と反対側の第２のアームの面に一端が取り
つけられた作業軸と上下軸とその他端に取りつけられた
ハンド部とを備えて構成される。又請求項２記載の発明
では、設置面に一端が設置される第１の軸と、第１の軸
にこの第１の軸を中心に水平回動自在に一端が取りつけ
られた第１のアームと、第１のアームの他端に取りつけ
られた第２の軸と、第２の軸を中心に水平回動自在に一
端が第１のアームに取りつけられた第２のアームと、第
２のアームの他端に一端が取りつけられた作業軸と上下
軸とその先端に取りつけられたハンド部とを備えてな
り、第１のアームと第２のアームの少なくともどちらか
一方を、第１の分割アームと第２の分割アームとを有す
る分割構造とし、第１の分割アームと第２の分割アーム
との間に延長アームを挿入してなる。

【０００６】

【作用】上述した構成により請求項１記載の発明では、
第１のアーム、第２のアームは第１の軸、第２の軸を中
心に回転する時に、第１の軸に干渉しないため、±１８
０°以上の動作範囲を得ることができる。又第１のアー
ムの長さを同じに構成することで、第２のアームの先端
の作業軸、上下軸ハンド部はロボット近傍まで動作範囲
に含むことができる。又請求項２記載の発明では、第１
のアーム又は第２のアームの少なくともどちらか一方を
第１の分割アームと第２の分割アームとに分割して挿入
アームを挿入して接続することで、ロボットの動作範囲
を拡げることができる。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照し詳細に説明す
る。図１は請求項１記載の発明の一実施例を示す図で、
図１（ａ）はロボット正面図、図１（ｂ）はロボット上
面図である。又図２はロボット動作範囲を示す図であ
る。

【０００８】図１は、ロボットを天井より吊り下げる構
造とした場合の一実施例である。支持軸１の一端を天井
７に設置し、支持軸１の他端に水平回動自在に第１アー
ム２が取りつけられている。そしてこの第１アーム２の
先端には第２アーム４が第２軸３を中心に水平回動自在
に取りつけられている。第２アーム４の取りつけ位置は
第１アーム２の下側となっている。又第２アーム４の先
端には回転を与える作業軸、垂直方向の上下軸５とその
先端に取りつけられたハンド部６とが取りつけられてい
る。この作業軸、上下軸５の取付位置は第２アーム４の
下側となっている。第１アーム２は支持軸１を中心に矢
印θ₁ のように回転し、第２アーム４は第２軸３を中心
に矢印θ₂ のように回転動作する。又作業軸、上下軸５
は矢印θ₃ のように回転し、又、Ｚ方向に上下動作す
る。この時支持軸１を中心に回転する第１アーム２は、
支持軸１の先端に取りつけられているため回転を妨げる
構造物がなく、±１８０°以上の動作範囲が得られる。
又第２軸３を中心に回転する第２アーム４は第１アーム
２の下面に取りつけられ、更に回転、上下動作する作業
軸、上下軸５は第２アーム４下面に取りつけられている
ので、ハンド部６の作業は支持軸１に干渉せず、±１８
０°以上の動作範囲が得られる。そして第１アーム２の
長さと第２アーム４の長さを同一の長さとすることによ
り、第１アーム２と第２アーム４は動作時に干渉しない
構造であるため、第２アーム４先端の作業軸、上下軸５
の回転・上下動作は支持軸１の直下を動作範囲に含むこ
とができる。従って従来ハンド部６の届かなかったロボ
ット近接部分にも動作範囲を拡げることができる。な
お、本実施例ではロボットを天井７より吊り下げる構造
とした場合を示したが、据置型としても良い。この場合
は、支持軸の先端に支持軸を中心に回動自在に取りつけ
られた第１アームの支持軸の設置面からの高さの範囲内
に第２アームやハンド部が存在しなければよい。つまり
図３に示すように設置面８からみて第１アーム２より上
方に第２アーム４を取りつけ、第２アーム４より上方に
作業軸、上下軸５を取りつければよい。この様に構成す
ることで、ハンド部６の作業は支持軸１に干渉せず、支
持軸１の直上を動作範囲に含むことができる。

【０００９】図４乃至図６は請求項２記載の発明の一実
施例を示す図で、図４は標準型ロボット正面図、図５は
ロングアーム型ロボット正面図、図６（ａ）はアーム部
拡大図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ′断面図であ
る。

【００１０】支持軸11の先端に第１アーム12が水平回動
自在に取りつけられている。この第１アーム12を水平回
動するための駆動機構として、支持軸用モータ17、支持
軸用減速機18が支持軸11に備えられている。第１アーム
12は分割構造となっており、分割アーム12ａ，12ｂに分
割できる。分割アーム12ａ，12b の接続部は電気信号を
伝達する補助信号用配線コネクタ19と後で説明するハン
ド部にエアを供給するハンド用配管20とを接続すること
で、第１アーム12を構成している。第１アーム12の分割
アーム12ａ，12ｂの先端には第２軸13を中心に水平回動
自在に第２アーム14が取りつけられている。この第２ア
ーム14を水平回動するための駆動機構として、第２軸用
モータ21、第２軸用減速機22を第２軸13に備えている。
そして第２アーム14の先端には作業軸、上下軸15が回
転、上下動作可能にまたその先端にハンド部16が取りつ
けられている。この作業軸、上下軸15を回転、上下動作
するための駆動機構として、回転用モータ23、上下用モ
ータ29が備えられている。この時の動作範囲は、支持軸
11から（ｘ＋ｘ）の距離内である。

【００１１】この様な構成ロボットにおいて、ロボット
の動作領域を拡げたい場合は、図５，図６に示すように
延長アーム25を第１アーム12の分割アーム12ａ，12ｂの
接続部に挿入して接続する。延長アーム25と分割アーム
12ａ，12ｂとの接続は延長アーム25と分割アーム12ａ，
12ｂの各々の補助信号用配線コネクタとハンド用配管と
を接続し、固定用ピン26と六角穴付ボルト27で固定して
いる。するとロボットの動作範囲は（ｘ＋ｙ）の距離内
まで可能となる。従ってロボットの動作領域を拡大する
ために従来では非標準ロボットを新設計したり、所望の
アーム長よりかなり長いロボットで作業していたが、本
実施例によれば延長アーム25を分割アーム12ａ，12ｂ間
に挿入して固定することにより達成できる。又、延長ア
ーム25は固定用ピン26と六角穴付ボルト27で固定してい
るため、取り外しは容易であり単純に交換が可能であ
る。そして延長アーム25を交換することにより何通りも
の動作領域をもつロボットを提供することができる。な
お本実施例では第１アームを分割構造としたものを示し
たが、第２アームを分割構造としてもよい。又、図１に
示したロボットに適用してもよい。この場合第２アー
ム、ハンド部は支持軸に常に干渉しないで動作可能であ
るため、第２アームのみを分割構造として第１アームよ
り第２アームの方が長い状態となっても支持軸に干渉せ
ず動作領域を拡げることができる。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
では、第２アームやハンド部が動作する時に支持軸に干
渉しない構成とし、第１アームと第２アームとを同じ長
さとすることでロボット近接部分まで動作範囲を拡げる
ことができ、支持軸を中心とする円柱の内部に動作が制
限される領域をもたない広い動作領域を得ることができ
る。又請求項２記載の発明では、アームを分割構造と
し、分割した部分に延長アームを挿入して接続すること
で、ロボットの動作範囲を拡げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の一実施例を示す産業用ロ
ボットの外形図である。

【図２】請求項１記載の産業用ロボットの動作範囲を示
す図である。

【図３】請求項１記載の発明の他の実施例を示す産業用
ロボットの外形図である。

【図４】請求項２記載の発明の一実施例を示す産業用ロ
ボットの外形図である。

【図５】延長アームを挿入した時の産業用ロボットの外
形図である。

【図６】アームの要部拡大図である。

【図７】従来の産業用ロボットの外形図である。

【図８】従来の産業用ロボットの動作範囲を示す図であ
る。

【符号の説明】

１，11 支持軸 ２，12 第１アーム ３，13 第２軸 ４，14 第２アーム ５，15 作業軸、上下軸 ６，16 ハンド部 12ａ，12ｂ 分割アーム 25 延長アーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 邦彦 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 設置面に一端が設置される第１の軸と、 この第１の軸の他端に、前記第１の軸を中心に水平回動
   自在に一端が取りつけられた第１のアームと、 この第１のアームの他端に取りつけられた第２の軸と、 この第２の軸を中心に水平回動自在に、前記設置面と反
   対側の前記第１のアームの面に一端が取りつけられ、前
   記第１のアームと同じ長さを有する第２のアームと、 この第２のアームの他端に前記設置面と反対側の前記第
   ２のアームの面に一端が取りつけられた作業軸と上下軸
   とその他端に取りつけられたハンド部とを備えてなるこ
   とを特徴とする産業用ロボット。
2. 【請求項２】 設置面に一端が設置される第１の軸と、 この第１の軸に、前記第１の軸を中心に水平回動自在に
   一端が取りつけられた第１のアームと、 この第１のアームの他端に取りつけられた第２の軸と、 この第２の軸を中心に水平回動自在に一端が前記第１の
   アームに取りつけられた第２のアームと、 この第２のアームの他端に一端が取りつけられた作業軸
   と上下軸とその他端に取りつけられたハンド部とを備え
   てなり、 前記第１のアームと前記第２のアームの少なくともどち
   らか一方を、第１の分割アームと第２の分割アームとを
   有する分割構造とし、 前記第１の分割アームと前記第２の分割アームとの間に
   延長アームを挿入してなることを特徴とする産業用ロボ
   ット。