JPH0847885A - 産業用ロボットのバランサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、多関節形産業用ロボットのバランサ
装置に関し、ロボットのアーム付近をコンパクト化し、
アームの動作範囲を制限しないバランサ装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】産業用ロボットのバランサ装置において、第１
アーム１０傾動用の関節軸７ａに設けた第１アーム１０
と連動する、ワイヤ４を巻き掛ける溝を有するホイール
６と、このホイール６に一端を固定し、途中をホイール
６に巻き掛けれたワイヤ４と、ワイヤ４を誘導するガイ
ド２０と、一端を前記ワイヤ４の先端に、他端を第１ア
ーム１０を回動支持するフレームに設けたアンバランス
・モーメント補償機構でバランサ装置を構成する。な
お、アンバランス・モーメント補償機構として、多段の
ウエイト３ａ・・３ｆや弾性体２１を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多関節形産業用ロボッ
トのバランサ装置に関する。多関節形産業用ロボットの
アームを傾動してゆくと、アームおよびワークの重量に
よりモーメントが変化するので、バランサを設けるのが
一般的である。

【０００２】

【従来の技術】従来は、図３（ａ）に示すように、フレ
ーム１に設けた関節軸７ａに回動自在に設けた第１アー
ム１０と、第１アーム１０の先端の関節軸７ｂに回動自
在に設けた第２アーム１１と、第１アーム１０の側方に
関節軸７ａと偏心させてフレーム１に設けた軸１４と関
節軸７ｂ間に回動自在にバネシリンダ１５設け、ロボッ
トが図２（ｂ）に示すように、（ａ）の状態から（ｂ）
の状態に傾動させてゆくと、シリンダ１５が伸び、内装
したバネの変位によりモーメントの変化を吸収するよう
にしてある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は、次のような問題があった。 （１）ロボットのアームの側方にバランサがあるため、
コンパクトさに欠け、ロボット周辺にある装置やワーク
と干渉しやすい。 （２）シリンダのストロークの制限から、第１アームの
傾動範囲が制限される。 そこで、本発明は、ロボットのアーム付近をコンパクト
化し、アームの傾動範囲を制限しないバランサ装置を提
供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、産業用ロボットのバランサ装置におい
て、第１アーム傾動用の関節軸に設けた第１アームと連
動する、ワイヤを巻き掛ける溝を有するホイールと、こ
のホイールに一端を固定し、途中をホイールの溝に巻き
掛けれたワイヤと、ワイヤを関節軸の軸心と一致させる
ガイドと、一端を前記ワイヤの先端に、他端を第１アー
ムを回動支持するフレームに固定した可変負荷とでバラ
ンサ装置を構成する。なお、可変負荷として、多段のウ
エイトや弾性体を用いる。

【０００５】

【作用】上記手段により、アームの傾動に対応して、可
変負荷により、反モーメントが生じ、アームのモーメン
ト変化を補償する。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１に基づいて説明
する。図１（ａ）は側断面図、図１（ｂ）は正断面図で
ある。上方に開口するＣ形のフレーム１の底部には、内
径側に、アンバランス・モーメント補償機構として、円
板状のウエイト３ａ、３ｂ、３ｃ・・を収納する多段の
棚を設けたホルダ２を固定してある。最下段のウエイト
と最上段のウエイトの設置間隔は、後出のホイール６の
外径と関連付け第１アーム１０の傾動範囲に対応させて
ある。ウエイト３ａ、３ｂ、３ｃ・・３ｆの中心には、
ワイヤ４が移動自在に貫通する孔をもうけてあり、その
上面には緩衝材３０を貼付してある。ワイヤ４の一端に
は、ストッパ５を設け、アーム１０が直立したとき、最
下段のウエイト３ａの底部に当接するようにしてある。
ワイヤ４は、中央部に溝を有するホイール６に巻掛けら
れており、他端はホイール６に固定してある。最上段の
ウエイト３ｆとホイール６の下面の間には、ワイヤ４を
両側面からローラで案内しガイド２０とし、ウエイト３
ａ、３ｂ、３ｃ・・３ｆの中心を関節軸７ａの軸心と一
致させるようにしてある。ホイール６の軸心は、フレー
ム１の開口部に設けた関節軸７ａに固定してあり、モー
タ８および減速機９により、第１アーム１０の傾動に応
じて、回動するようにしてある。モータ８および減速機
９により、第１アーム１０を直立状態から傾動させる
と、ホイル６が回転し、ワイヤ４を巻取ってゆき、スト
ッパ５に当接した最下段のウエイト３ａを持ち上げる、
さらに、第１アーム１０を傾動させると、ウエイト３ａ
の上に、緩衝材３０を開始、ウエイト３ｂ、３ｃ・・が
順次積み重なってゆき、ウエイトが段階的に増加し、反
モーメントが段階的に変化し、アンバランス・モーメン
トを段階的に補償する。

【０００７】図２に他の実施例を示す。フレーム１の底
面には、コイルばね、ゴム、プラスティックス等の筒状
もしくは柱状の弾性体２１の一端を固定してあり、弾性
体２１の他端はワイヤ４の一端に固定してある。ワイヤ
４の他端は、実施例と同じく、ホイール６に固定してあ
る。ここで、弾性体２１のストロークは、ホイール６の
外径と関連付け第１アーム１０の傾動範囲に対応させて
ある。この場合、第１アーム１０を直立状態から傾動さ
せると、弾性体２１が伸びて反モーメントが連続的に生
じ、アンバランス・モーメントを連続的に補償する。
なお、ワイヤ４全体を弾性体２１としてもよい。

【０００８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のように効果がある。 （１）反モーメント発生機構をフレーム内に収納したの
で、ロボットアーム付近のコンパクト化が計れ、ロボッ
ト作業時に周辺の物（設備、装置、ワークなど）との干
渉が少なくなり、その分、作業範囲を大きく取れる。 （２）可変負荷発生機構のストロークを、ホイールの外
径と第１アームの傾動範囲の関係から自由に設定できる
ので、ロボットアームの傾動範囲の制限を受けないよう
にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施例を示す側断面図、
（ｂ）は正断面図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す部分側断面図

【図３】（ａ）、（ｂ）は従来の例を示す側面図

【符号の説明】 １ フレーム ２ ホルダ ３ａ、３ｂ、３ｃ・・３ｆ ウエイト ４ ワイヤ ５ ストッパ ６ ホイール ７ａ、７ｂ 関節軸 ８ モータ ９ 減速機 １０ 第１アーム １１ 第２アーム １４ 軸 １５ バネシリンダ ２０ ガイド ２１ 弾性体 ３０ 緩衝材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 産業用ロボットのバランサ装置におい
   て、第１アーム傾動用の関節軸に設けた第１アームと連
   動する、溝を有するホイールと、このホイールに一端を
   固定し、途中を前記溝に巻き掛けれたワイヤと、ワイヤ
   の移動を所定位置に維持するガイドと、一端を前記ワイ
   ヤの先端に、他端を第１アームを回動支持するフレーム
   に設けたアンバランス・モーメント補償機構を備えたこ
   とを特徴とする産業用ロボットのバランサ装置。
2. 【請求項２】 前記可変負荷が、多段のウエイトである
   請求項１記載の産業用ロボットのバランサ装置。
3. 【請求項３】 前記可変負荷が、弾性体である請求項１
   記載の産業用ロボットのバランサ装置。