JPH06320475A

JPH06320475A - 産業用ロボット

Info

Publication number: JPH06320475A
Application number: JP11571093A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Itagaki; 昭芳板垣
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-05-18
Filing date: 1993-05-18
Publication date: 1994-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】ハンドツールや駆動部の変更を伴うようなシ
ステム構成の変更を容易に行う。【構成】ロボット本体２１を、本体主部２２とハンド
３８を有する搬送ユニット２３とに分離構成する。本体
主部２２の分割アーム２８に固定側アームチェンジャ２
９を設ける一方、搬送ユニット２３の分割アーム３６に
着脱側アームチェンジャ４１を設け、着脱可能に接続す
る。固定側アームチェンジャ２９及び着脱側アームチェ
ンジャ４１に、電力供給用及び信号用のコネクタを設
け、搬送ユニット２３が本体主部２２に接続されたとき
に、両者の電気的接続も同時に行われるようにする。制
御盤４６、及各軸のサーボモータ３０，３２，３３，３
９を夫々通電制御する制御装置３１，３４，３５，４０
を、電力供給用及び信号用ケーブルによりシリーズに接
続し、分散処理形コントローラを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定のハンドツールを
使用して例えば部品の搬送や組付け，ねじ締め等の作業
を実行する産業用ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に示すように、産業用ロボット例え
ば水平多関節形のロボットの本体１は、ベース２上に、
上下軸３を介して第１旋回アーム４の右端が接続され、
その第１旋回アーム４の左端に第２旋回アーム５が接続
され、その第２旋回アーム５の左端に回転軸６を介して
ハンド７が接続されて構成されている。

【０００３】このうち、上下軸３（第１旋回アーム４）
は、ベース２に設けられた図示しない上下軸用モータに
より上下動され、第１旋回アーム４は、第１の旋回用モ
ータ８により上下軸３に対して水平方向に旋回駆動さ
れ、第２旋回アーム５は、第２の旋回用モータ９により
第１旋回アーム４に対して水平方向に旋回駆動され、ハ
ンド７（回転軸６）は、回転用モータ１０により第２旋
回アーム５に対して鉛直軸を中心に回動されるようにな
っている。そして、前記各モータ８，９，１０等は、ロ
ボットコントローラ１１により制御されるようになって
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、産業
用ロボットの作業の高速化，高精度化が図られる一方、
産業用ロボットにより行う組立作業に関しての多品種少
量化が求められてきている。

【０００５】しかしながら、上記従来のロボットにあっ
て、例えばアームの駆動軸の変更を伴うようなシステム
構成の変更いたい場合には、ロボット本体１の構造の変
更（駆動部等の分解，組立、ケーブルの変更等）を行う
と共に、ロボットコントローラ１１のモータドライバの
構成変更及びシステムソフトの変更を行う必要がある。
このため、従来では、ロボットのシステム構成の変更は
実質的には不可能であり、作業内容を限定して行い得る
範囲、例えばツール（ハンド７）の交換などの極く簡単
な変更を行うに止まっていた。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ハンドツールや駆動部の変更を伴うよ
うなシステム構成の変更を容易に行うことができる産業
用ロボットを提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の産業用ロボット
は、ロボット本体を、ベース側の本体主部と、ハンドツ
ールを備えるアーム先端側の作業部とに分離構成すると
共に、前記ロボット本体の各軸を、分散処理形コントロ
ーラにより駆動するように構成し、前記本体主部と作業
部とを、電力供給用及び信号用のコネクタを有する自動
アームチェンジャを介して着脱可能に接続するようにし
たところに特徴を有する。

【０００８】また、この場合、分散処理形コントローラ
を構成する各制御装置を、電力供給用ケーブル及び信号
用ケーブルによりシリーズに接続するように構成すれ
ば、より効果的である。さらには、作業部側に設けられ
た制御装置に、その作業部に関するデータを記憶させて
おくように構成することもできる。

【０００９】

【作用】上記手段によれば、ロボット本体を、ベース側
の本体主部とハンドツールを備えるアーム先端側の作業
部とに分離構成し、それらを自動アームチェンジャを介
して着脱可能に接続するようにしたので、作業部を取外
して別の作業部を装着することにより、システム構成の
構造の変更を容易に行うことができる。そして、ロボッ
ト本体の各軸を、分散処理形コントローラにより駆動す
ると共に、自動アームチェンジャに電力供給用及び信号
用のコネクタを設けるようにしたので、作業部の交換に
より、そのままモータドライバの変更やケーブルの変更
等が行われることになる。

【００１０】また、この場合、分散処理形コントローラ
を構成する各制御装置を、電力供給用ケーブル及び信号
用ケーブルによりシリーズに接続するようにすれば、ケ
ーブルの本数を少なく済ませることができ、さらには、
作業部側に設けられた制御装置に、その作業部に関する
データを記憶させておくように構成すれば、本体主部側
からアクセスすることにより、システムソフトの変更や
システムの確認等を確実且つ容易に行うことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を組立用ロボットに適用した一
実施例について、図１乃至図４を参照して説明する。ま
ず、図１は、本実施例に係る組立用ロボットの外観構成
を概略的に示しており、ここで、ロボット本体２１は、
ベース側の本体主部２２と、アーム先端側の作業部たる
搬送ユニット２３とを接続して構成されるようになって
いる。

【００１２】このうち本体主部２２は、ベース２４に設
けられた上下軸２５の上端に、第１旋回アーム２６の基
端部（図で右端部）が接続され、その第１旋回アーム２
６の先端部（図で左端部）に、第２旋回アーム２７の基
端側半部を構成する分割アーム２８の基端部が接続され
ている。さらに、この分割アーム２８の先端部には、固
定側アームチェンジャ２９が設けられている。

【００１３】そして、図２にも示すように、前記ベース
２４内には、前記上下軸２５ひいては第１旋回アーム２
６をベースに対して上下動させるための駆動源となる上
下駆動用サーボモータ３０が設けられていると共に、そ
の上下駆動用サーボモータ３０を通電制御する制御装置
３１が設けられている。

【００１４】また、前記第１旋回アーム２６の上部に
は、基端側に位置して、該第１旋回アーム２６を上下軸
２５に対して水平方向に旋回させるための駆動源となる
第１旋回用サーボモータ３２が設けられていると共に、
先端側に位置して、前記分割アーム２８（第２旋回アー
ム２７）を第１旋回アーム２６に対して水平方向に旋回
させるための駆動源となる第２旋回用サーボモータ３３
が設けられている。第１旋回アーム２６には、それら第
１旋回用サーボモータ３２及び第２旋回用サーボモータ
３３を夫々通電制御する制御装置３４及び３５が設けら
れている。

【００１５】一方、前記作業部たる搬送ユニット２３
は、第２旋回アーム２７の先端側半部を構成する分割ア
ーム３６の先端部に回転軸３７を備えると共に、その回
転軸３７の下端部にハンドツールとしてのハンド３８を
備えて構成されている。前記分割アーム３６には、前記
回転軸３７ひいてはハンド３８を第２旋回アーム２７に
対して鉛直軸を中心に回動させるための回転用サーボモ
ータ３９が設けられていると共に、その回転用サーボモ
ータ３９を通電制御するための制御装置４０が設けられ
ている。

【００１６】そして、この搬送ユニット２３は、分割ア
ーム３６に設けられた着脱側アームチェンジャ４１が、
前記分割アーム２８に設けられた固定側アームチェンジ
ャ２９に着脱可能に接続されることにより、本体主部２
２に接続されるようになっている。このとき、図３に示
すように、固定側アームチェンジャ２９及び着脱側アー
ムチェンジャ４１には、電力供給用及び信号用のコネク
タ４２及び４３が夫々設けられており、搬送ユニット２
３が本体主部２２に接続されたときには、両者の電気的
接続も同時に行われるようになっている。尚、固定側ア
ームチェンジャ２９及び着脱側アームチェンジャ４１に
は、空気供給用のコネクタ４４及び４５も設けられてい
る。

【００１７】以上のように構成されたロボット本体２１
には、作業プログラム等が記憶された制御盤４６が接続
されている。この制御盤４６は、各種操作スイッチを備
え、また電源に接続されるようになっている。この制御
盤４６及び前記ロボット本体２１の各軸のサーボモータ
３０，３２，３３，３９を制御するための制御装置３
１，３４，３５，４０から分散処理形コントローラが構
成されているのである。このとき、図２に示すように、
制御盤４６及び各サーボモータ３１，３４，３５，４０
は、電力供給用ケーブル４７及び信号用ケーブル４８に
より、シリーズに接続されている。上述のように、制御
装置３５と制御装置４０との間は、コネクタ４２，４３
により接続されるようになっている。

【００１８】さて、本実施例においては、図４及び図２
に示すように、上記搬送ユニット２３の他に、作業部と
しての付加軸付搬送ユニット４９及びねじ締めユニット
５０が用意されている。このうち、付加軸付搬送ユニッ
ト４９は、着脱側アームチェンジャ５１により前記本体
主部２２に接続される分割アーム５２に、回転用サーボ
モータ５３により回転される回転軸５４を介してブロッ
ク５５を接続し、このブロック５５に、旋回用サーボモ
ータ５６により水平軸を中心として旋回される旋回軸５
７を接続し、この旋回軸５７にハンドツールたるハンド
５８を接続して構成されている。前記回転用サーボモー
タ５３及び旋回用サーボモータ５６は、夫々制御装置５
９及び６０（図２参照）により通電制御される。

【００１９】また、前記ねじ締めユニット５０は、着脱
側アームチェンジャ６１により前記本体主部２２に接続
される分割アーム６２に、回転用サーボモータ６３によ
り駆動されるハンドツールたるねじ締めモジュール６４
を接続して構成されている。前記回転用サーボモータ６
３も、分散処理形コントローラを構成する制御装置６５
により通電制御されるようになっている。

【００２０】そして、前記作業部としての搬送ユニット
２２，付加軸付搬送ユニット４９及びねじ締めユニット
５０に夫々設けられた制御装置４０，５９（６０）及び
６５のメモリ（図示せず）には、該当する作業部の機種
等に関するアーム関数データが記憶されている。

【００２１】以上のように構成された組立用ロボットに
あっては、所定の作業部（例えば搬送ユニット２３）が
アームチェンジャ２９，４１を介して本体主部２２に接
続された状態で作業が実行される。このとき、制御盤４
６に記憶されたプログラム等に従って、ロボット本体２
１の各軸のサーボモータ３０，３２，３３，３９は、分
散して設けられている各制御装置３１，３４，３５，４
０により制御され、もって所定の作業が実行されるよう
になっている。

【００２２】ここで、作業の種類の変更に伴い、組立用
ロボットのシステム構成を変更する場合には、搬送ユニ
ット２３を、アームチェンジャ２９，４１部分にて取外
し、別の作業部（例えば付加軸付搬送ユニット４９）
を、着脱側アームチェンジャ５１により本体主部２２
（固定側アームチェンジャ２９）に取付ける。これに
て、システム構成の機構的な構造の変更を容易に行うこ
とができる。また、付加軸付搬送ユニット４９に含まれ
る各軸（回転用サーボモータ５３及び旋回用サーボモー
タ５６）を制御する制御装置５９及び６０は、付加軸付
搬送ユニット４９に設けられているため、本体主部２２
側におけるモータドライバ等の変更が不要となる。

【００２３】また、付加軸付搬送ユニット４９の本体主
部２２への接続に伴い、電力供給用及び信号用のコネク
タ４２，４３によって、両者は電気的にも接続されるこ
とになり、本体主部２２からの電力の供給が可能となる
と共に、制御装置間での信号の授受が可能となる。これ
にて、本体主部２２側における電力供給用及び信号用の
ケーブル４７及び４８の変更もなく、システム構成の変
更が可能となるのである。

【００２４】そして、付加軸付搬送ユニット４９内の制
御装置５９のメモリ（図示せず）には、その付加軸付搬
送ユニット４９に関するアーム関数データが記憶されて
いるので、本体主部２２側（例えば制御盤４６）からア
クセスすることにより、作業部の機種の交換に伴うシス
テムソフトの変更等を自動的に行うことができる。この
結果、ハード面及びソフト面でのシステム構成の再構築
を容易且つ確実に行うことができるのである。

【００２５】このように本実施例によれば、ロボット本
体２１を、本体主部２２と作業部２３，４９，５０とに
分離構成し、それらをアームチェンジャ２９，４１，５
１，６１を介して着脱可能に接続するようにしたので、
従来のものと異なり、ハンドツールや駆動部の変更を伴
うようなシステム構成の変更も容易に行うことができ
る。この結果、組立作業に関しての多品種少量化の要望
に十分に応えることができるようになったのである。

【００２６】また、特に本実施例では、分散処理形コン
トローラを構成する各制御装置３１，３４，３５，４
０，４６，５９，６０，６５を、電力供給用ケーブル４
７及び信号用ケーブル４８によりシリーズに接続するよ
うにしたので、ケーブル４７，４８の本数を少なく済ま
せることができ、構造の簡単化を図ることができる。ま
た、ケーブル４７，４８の本数が少なくて済むため、コ
ネクタ４２，４３の小形化ひいてはアームチェンジャの
小形化を図ることができるのである。

【００２７】さらに、本実施例では、作業部２３，４
９，５０側に設けられた制御装置４０，５９，６５のメ
モリに、該当する作業部２３，４９，５０の機種等に関
するアーム関数データを記憶させておくように構成した
ので、本体主部２２側からアクセスすることにより、シ
ステムソフトの変更やシステムの確認等を確実且つ容易
に行うことができるという利点を得ることができるもの
である。

【００２８】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、例えば交換可能な作業部を４種類以上用意す
るようにしても良く、また、組立用に限らず各種の産業
用ロボットに適用することができるなど、要旨を逸脱し
ない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
の産業用ロボットによれば、ロボット本体を、ベース側
の本体主部と、ハンドツールを備えるアーム先端側の作
業部とに分離構成すると共に、前記ロボット本体の各軸
を、分散処理形コントローラにより駆動するように構成
し、前記本体主部と作業部とを、電力供給用及び信号用
のコネクタを有する自動アームチェンジャを介して着脱
可能に接続するようにしたので、ハンドツールや駆動部
の変更を伴うようなシステム構成の変更を容易に行うこ
とができ、ひいては、作業の多品種少量化の要望に十分
に応えることができるという優れた効果を奏するもので
ある。

【００３０】また、この場合、分散処理形コントローラ
を構成する各制御装置を、電力供給用ケーブル及び信号
用ケーブルによりシリーズに接続するように構成すれ
ば、ケーブルの本数を少なく済ませることができ、ま
た、コネクタひいては自動アームチェンジャの小形化を
図ることができる。さらには、作業部側に設けられた制
御装置に、その作業部に関するデータを記憶させておく
ように構成すれば、システムソフトの変更やシステムの
確認等を確実且つ容易に行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、全体構成を概
略的に示す図

【図２】電気的構成を概略的に示す図

【図３】アームチェンジャ部分の拡大正面図

【図４】他の作業部を示す図１相当図

【図５】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

図面中、２１はロボット本体、２２は本体主部、２３は
搬送ユニット（作業部）、２４はベース、２９は固定側
アームチェンジャ、３０は上下駆動用サーボモータ、３
１は制御装置、３２は第１旋回用サーボモータ、３３は
第２旋回用サーボモータ、３４，３５は制御装置、３８
はハンド（ハンドツール）、３９は回転用サーボモー
タ、４０は制御装置、４１は着脱側アームチェンジャ、
４２，４３はコネクタ、４６は制御盤、４７は電力供給
用ケーブル、４８は信号用ケーブル、４９は付加軸付搬
送ユニット（作業部）、５０はねじ締めユニット（作業
部）、５１は着脱側アームチェンジャ、５３は回転用サ
ーボモータ、５６は旋回用サーボモータ、５８はハンド
（ハンドツール）、５９，６０は制御装置、６１は着脱
側アームチェンジャ、６３は回転用サーボモータ、６４
はねじ締めモジュール（ハンドツール）、５４は制御装
置を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロボット本体を、ベース側の本体主部
と、ハンドツールを備えるアーム先端側の作業部とに分
離構成すると共に、前記ロボット本体の各軸を、分散処理形コントローラに
より駆動するように構成し、前記本体主部と作業部とを、電力供給用及び信号用のコ
ネクタを有する自動アームチェンジャを介して着脱可能
に接続するようにしたこと特徴とする産業用ロボット。
【請求項２】分散処理形コントローラを構成する各制
御装置は、電力供給用ケーブル及び信号用ケーブルによ
りシリーズに接続されていることを特徴とする請求項１
記載の産業用ロボット。
【請求項３】作業部側に設けられた制御装置に、その
作業部に関するデータが記憶されていることを特徴とす
る請求項１又は２記載の産業用ロボット。