JPH0890482A - ロボット用防振装置 - Google Patents

ロボット用防振装置

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JPH0890482A
JPH0890482A JP25932994A JP25932994A JPH0890482A JP H0890482 A JPH0890482 A JP H0890482A JP 25932994 A JP25932994 A JP 25932994A JP 25932994 A JP25932994 A JP 25932994A JP H0890482 A JPH0890482 A JP H0890482A
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Takahiro Hayata
高博 早田
Fumio Kumai
文生 隈井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 工具の制御点のずれを防止するロボット用防
振装置を提供する。 【構成】 ロボットアーム1の先端に設けたフランジ1
1と、フランジ11に対向して設けた保持プレート21
と、保持プレート21に固定した工具2と、フランジ1
1と保持プレート21を結合する振動吸収体とを備えた
ロボット用防振装置において、振動吸収体は、フランジ
11の円周方向に等間隔に少なくとも2個設け、かつ保
持プレート21のフランジ11に対向する面に対して水
平方向の振動を吸収する第1の振動吸収体4と、フラン
ジ11の円周方向に等間隔に少なくとも3個設け、かつ
保持プレート21のフランジ11に対向する面に対して
垂直方向の振動を吸収する第2の振動吸収体5からなる
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットの手首
部に取りつける工具等の振動を吸収するロボット用防振
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えばロボットアームの先端にグ
ラインダなどの工具を取り付け、鋳物のバリをとるよう
な作業をする場合、工具の振動が激しいので、工具の振
動をロボットアームに伝達しないように工具とロボット
アームの間に振動吸収体を挿入してある。図6はその構
造を示す断面図で、1はロボットアーム、11はロボッ
トアーム1の先端に設けたフランジ、2は振動発生体と
なる工具、21は工具を保持する保持プレート、3はゴ
ムなどからなる振動吸収体で、両端に取りつけたねじ3
1によってフランジ11と保持プレート21の間に固定
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、工具と保持プレートの自重によって振動吸収体が引
き伸ばされた状態で平衡を維持しているため、工具の位
置がロボットアームの姿勢が変わる度に、振動吸収体は
異なった方向の引張り荷重と剪断荷重を受けて変形す
る。また、振動吸収体が引張り荷重を受けた状態で長期
間使用すると、荷重を受けた方向に変位する経時的変化
を生じる。その結果、ロボットアームと工具との相対的
位置が変動し、工具の制御点である先端部の位置がずれ
て、ロボットを動作させる軌跡が変動するという問題が
あった。本発明は、振動吸収体の変位量を復元範囲内に
抑えて、工具の制御点のずれを防止するロボット用防振
装置を提供することを目的とするものである。
【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、ロボットアームの先端に設けたフランジ
と、前記フランジに対向して設けた保持プレートと、前
記保持プレートに固定した工具と、前記フランジと前記
保持プレートを結合する振動吸収体とを備えたロボット
用防振装置において、前記振動吸収体は、前記フランジ
の円周方向に等間隔に少なくとも2個設け、かつ前記保
持プレートの前記フランジに対向する面に対して水平方
向の振動を吸収する第1の振動吸収体と、前記フランジ
の円周方向に等間隔に少なくとも3個設け、かつ前記保
持プレートの前記フランジに対向する面に対して垂直方
向の振動を吸収する第2の振動吸収体とからなるもので
ある。また、前記第1の振動吸収体は、前記保持プレー
トに固定した金属からなる中空円筒状の内側カラーと、
前記内側カラーの外周に固定した中空円筒状の防振ゴム
と、内周に前記防振ゴムを固定し、かつ外周側を前記フ
ランジに固定した外側カラーと、外周に段付部を有する
リング状のストッパと、前記ストッパとともに前記内側
カラーを前記保持プレートに固定する取付ボルトと、前
記ストッパの段付部の小径部と前記フランジに設けた取
り付け穴との間および前記段付部の下面と前記フランジ
の上面との間に設け、かつ前記防振ゴムの復元可能な変
位量の範囲内の隙間と、前記外側カラーおよび前記防振
ゴムと前記保持プレートとの間に設け、かつ前記防振ゴ
ムの復元可能な変位量の範囲内の隙間とを設け、前記第
2の振動吸収体は、前記保持プレートに固定した中空円
筒状のカラーと、前記カラーの外側に設け、かつ前記フ
ランジと前記保持プレートとの間に挿入された中空状の
下側防振ゴムと、前記カラーの外側に設け、かつ前記フ
ランジと前記カラーの上面を押し付ける押し付け板との
間に配置した上側防振ゴムと、前記下側防振ゴムおよび
上側防振ゴムのそれぞれ前記フランジおよび前記押し付
け板との接触する部分に設けた金属製保護板と、前記押
し付け板とともに前記カラーを前記保持プレートに固定
する取付ボルトとを備えたものである。また、前記第2
の振動吸収体のカラーの長さは、前記上側防振ゴム、前
記フランジ、前記下側防振ゴム、および前記保持プレー
トの各厚みを合わせた長さより短くしたものである。
【0005】
【作用】上記手段により、第1の振動吸収体によって、
保持プレートのフランジに対向する面に対して水平方向
の振動を吸収し、第2の振動吸収体で、保持プレートの
フランジに対向する面に対して垂直方向の振動を吸収す
る。また前記水平方向の振動による保持プレートの変位
量は、ストッパの段付部の小径部と取付穴との間の隙間
量に制限され、上記垂直方向の振動による保持プレート
の上方向の変位量は保持プレートと外側カラーの下面と
の間の隙間量の範囲に制限され、保持プレートの下方向
の変位量はストッパの段付部の下面とフランジの上面と
の間の隙間量の範囲に制限されるので、工具の制御点で
ある先端部の位置がずれて、ロボットを動作させる軌跡
が変動するという問題を防ぐことができる。なお、カラ
ーの長さは、上側防振ゴム、フランジ、下側防振ゴム、
保持プレートの各厚みを合わせた長さより短くしてある
ので、上側防振ゴム、下側防振ゴムに予圧を加えること
ができ、上側防振ゴムおよび下側防振ゴムとフランジ、
保持プレート、押し付け板のそれぞれとの間に隙間が開
くことはない。また、予圧の大きさはカラーの長さを調
節することによって、適当な値にすることができる。
【0006】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。図1は本発明の実施例を示す側断面図、図2は図
1のA−A断面に沿う平断面図である。図において、1
はロボットアーム、11はロボットアーム1の先端に固
定した円板状のフランジで、円周方向に等間隔に4個の
取付穴12を備えている。2は振動発生体となる工具、
21は工具を保持する保持プレートで、フランジ11の
取付穴12と同じピッチで取付穴22を備え、フランジ
11に対向するように配置してある。4はフランジ11
の円周方向に等間隔に4個配置した第1の振動吸収体
で、保持プレート21のフランジ11に対向する面に対
して水平方向の振動を吸収するようにしてある。5は各
第1の振動吸収体4の間に配置した第2の振動吸収体
で、保持プレート21のフランジ11に対向する面に対
して垂直方向の振動を吸収するようにしてある。第1の
振動吸収体4および第2の振動吸収体5のそれぞれ両端
は、フランジ11の取付穴12および保持プレート21
の取付穴22に固定してある。
【0007】図3は第1の振動吸収体4の構造を示す側
断面図である。図において、41は金属からなる中空円
筒状の内側カラー、42は内側カラー41の外周に固定
した防振ゴム、43は防振ゴム42の外周に固定した外
側カラー、44は内側カラー41の内径と同じ内径を備
え、外周に段付部44aを有するリング状のストッパ、
45はストッパ44と内側カラー41の中に通した取付
ボルト、46は取付ボルト45に噛み合うナットで、内
側カラー41およびストッパ44を保持プレート21に
固定する。内側カラー41の一方端は保持プレート21
に固定し、他方端にはストッパ44を密着させてあり、
ストッパ44の段付部44aの小径部と取付穴12との
間および段付部44aの下面とフランジ11の上面との
間には、防振ゴム42の復元可能な変位量の範囲内の隙
間量Gを設けてある。外側カラー43の一方端はフラン
ジ11に固定してあり、他方端と保持プレート21の上
面との間には、防振ゴム42の経時的な変位を含めた復
元可能な変位量の範囲内の隙間量Gを設けてある。図4
は第2の振動吸収体5の構造を示す側断面図である。図
において、51は保持プレート21の取付穴22に挿入
してある中空円筒状のカラー、52はカラー51の外側
に設けた中空状の下側防振ゴムで、フランジ11と保持
プレート21との間に挿入されており、フランジ11と
保持プレート21に接触する部分には金属製の保護板5
21、522を備えてある。53は上側防振ゴムで、フ
ランジ11とカラー51の上面を押し付ける押し付け板
54との間に配置してあり、フランジ11と押し付け板
54との接触する部分には金属製の保護板531、53
2を備えてある。55はカラー51の中を通した取付ボ
ルト、56は取付ボルト55に噛み合うナットで、上側
防振ゴム53をフランジ11に押し付け、さらにフラン
ジ11を介して下側防振ゴム52を保持プレート21に
押し付けている。なお、カラー51の長さは、上側防振
ゴム53、フランジ11、下側防振ゴム52、保持プレ
ート21の各厚みを合わせた長さより短くすることによ
って、上側防振ゴム53、下側防振ゴム52に予圧を加
えている。また、予圧の大きさはカラー51の長さを調
節することによって、適当な値にすることができる。
【0008】いま、工具2によって振動が発生すると、
保持プレート21は任意の方向に振動して変位を繰り返
す。保持プレート21が上方向に変位すると、第1の振
動吸収体4の内側カラー41とストッパ44、および第
2の振動吸収体5のカラー51が上方向に変位する。そ
の結果、第2の振動吸収体5の下側防振ゴム52が圧縮
されて、振動を吸収する。このとき、第1の振動吸収体
4の防振ゴム42には剪断力が作用するが、剪断方向の
バネ定数の方が圧縮方向のバネ定数より小さいため、ほ
とんどの荷重は下側防振ゴム52が受ける。また、防振
ゴム42の外側カラー43はフランジ11に固定されて
いて変位しないため、保持プレート21の上方向の変位
量は保持プレート21と外側カラー43の下面との間の
隙間量Gの範囲に制限される。保持プレート21が下方
向に変位すると、第1の振動吸収体4の内側カラー41
とストッパ44、および第2の振動吸収体5のカラー5
1が下方向に変位する。その結果、第2の振動吸収体5
の上側防振ゴム53が圧縮されて、振動を吸収する。こ
のとき、上方向の変位と同じく、第1の振動吸収体4の
防振ゴム42には剪断力が作用するが、剪断方向のバネ
定数の方が圧縮方向のバネ定数より小さいため、ほとん
どの荷重は上側防振ゴム53が受ける。また、保持プレ
ート21の下方向の変位量はストッパ44の段付部44
aの下面とフランジ11の上面との間の隙間量Gの範囲
に制限される。
【0009】次に、保持プレート21が左右方向に変位
すると、第1の振動吸収体4の内側カラー41とストッ
パ44および第2の振動吸収体5のカラー51が左右横
行に変位する。その結果、防振ゴム42が圧縮されて振
動を吸収する。このとき、防振ゴム42は円筒形である
ので、保持プレート21が保持プレート21と平行な左
右どちらの方向に変位しても常に圧縮される。また、防
振ゴム42を固定している内側カラー41は保持プレー
ト21に固定してあるので、防振ゴム42が左右の振動
によってずれることはなく、水平方向の振動による変位
量は、ストッパ44の段付部44aの小径部と取付穴1
2との間の隙間量Gの範囲内に制限される。また、第2
の振動吸収体5の下側防振ゴム52および上側防振ゴム
53は剪断力を受けるが、剪断方向のバネ定数の方が圧
縮方向のバネ定数より小さいため、ほとんどの荷重は第
1の振動吸収体4の防振ゴム42で受ける。また、図5
に示すように、保持プレート21の中心軸に対するねじ
り方向の振動については、左右方向と同じ作用で振動を
吸収し、保持プレート21を折り曲げるような、保持プ
レート21の平面に平行な軸の回りのモーメントについ
ては、上下方向と同じ作用で振動を吸収する。なお、上
記実施例では振動吸収のために防振ゴムを使用した例に
ついて説明したが、防振ゴムの代わりにバネやエアダン
パー等の振動を吸収できるるものであれば同様の効果が
得られる。また、上記実施例では第1の振動吸収体およ
び第2の振動吸収体をそれぞれ4個備えた場合について
説明したが、第1の振動吸収体は最低2か所、第2の振
動吸収体は最低3か所あればよい。
【0010】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、工
具を保持する保持プレートとロボットアームのフランジ
との間に、保持プレートのフランジに対向する面に対し
て平行な方向の振動と、垂直な方向の振動を吸収する2
種類の振動吸収体を設け、保持プレートの変位量を振動
吸収体の復元性のある範囲内に制限するようにしてある
ので、ロボットアームと工具との相対的位置が大きく変
動することがなく、安定したロボットを動作させる軌跡
が得られるロボット用防振装置を提供できる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例を示す側断面図である。
【図2】 本発明の実施例を示すA−A断面に沿う平断
面図である。
【図3】 本発明の実施例の第1の振動吸収体を示す側
断面図である。
【図4】 本発明の実施例の第2の振動吸収体を示す側
断面図である。
【図5】 本発明の実施例の吸収する振動の方向を示す
説明図である。
【図6】 従来例を示す側断面図である。
【符号の説明】
1 ロボットアーム、11 フランジ、12、22 取
付穴、2 工具、21保持プレート、4 第1の振動吸
収体、41 内側カラー、42 防振ゴム、43 外側
カラー、44 ストッパ、44a段付部、45、55
取付ボルト、46、56 ナット、5 第2の振動吸収
体、51 カラー、52 下側防振ゴム、53 上側防
振ゴム、54 押し付け板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロボットアームの先端に設けたフランジ
    と、前記フランジに対向して設けた保持プレートと、前
    記保持プレートに固定した工具と、前記フランジと前記
    保持プレートを結合する振動吸収体とを備えたロボット
    用防振装置において、前記振動吸収体は、前記フランジ
    の円周方向に等間隔に少なくとも2個設け、かつ前記保
    持プレートの前記フランジに対向する面に対して水平方
    向の振動を吸収する第1の振動吸収体と、前記フランジ
    の円周方向に等間隔に少なくとも3個設け、かつ前記保
    持プレートの前記フランジに対向する面に対して垂直方
    向の振動を吸収する第2の振動吸収体とからなることを
    特徴とするロボット用防振装置。
  2. 【請求項2】 前記第1の振動吸収体は、前記保持プレ
    ートに固定した金属からなる中空円筒状の内側カラー
    と、前記内側カラーの外周に固定した中空円筒状の防振
    ゴムと、内周に前記防振ゴムを固定し、かつ外周側を前
    記フランジに固定した外側カラーと、外周に段付部を有
    するリング状のストッパと、前記ストッパとともに前記
    内側カラーを前記保持プレートに固定する取付ボルト
    と、前記ストッパの段付部の小径部と前記フランジに設
    けた取り付け穴との間および前記段付部の下面と前記フ
    ランジの上面との間に設け、かつ前記防振ゴムの復元可
    能な変位量の範囲内の隙間と、前記外側カラーおよび前
    記防振ゴムと前記保持プレートとの間に設け、かつ前記
    防振ゴムの復元可能な変位量の範囲内の隙間とを設け、
    前記第2の振動吸収体は、前記保持プレートに固定した
    中空円筒状のカラーと、前記カラーの外側に設け、かつ
    前記フランジと前記保持プレートとの間に挿入された中
    空状の下側防振ゴムと、前記カラーの外側に設け、かつ
    前記フランジと前記カラーの上面を押し付ける押し付け
    板との間に配置した上側防振ゴムと、前記下側防振ゴム
    および上側防振ゴムのそれぞれ前記フランジおよび前記
    押し付け板との接触する部分に設けた金属製保護板と、
    前記押し付け板とともに前記カラーを前記保持プレート
    に固定する取付ボルトとを備えた請求項1記載のロボッ
    ト用防振装置。
  3. 【請求項3】 前記第2の振動吸収体のカラーの長さ
    は、前記上側防振ゴム、前記フランジ、前記下側防振ゴ
    ム、および前記保持プレートの各厚みを合わせた長さよ
    り短くした請求項2記載のロボット用防振装置。
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Cited By (4)

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