JPH11309683A - ハンドリングロボット及びその制御方法 - Google Patents
ハンドリングロボット及びその制御方法Info
- Publication number
- JPH11309683A JPH11309683A JP10117532A JP11753298A JPH11309683A JP H11309683 A JPH11309683 A JP H11309683A JP 10117532 A JP10117532 A JP 10117532A JP 11753298 A JP11753298 A JP 11753298A JP H11309683 A JPH11309683 A JP H11309683A
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- Japan
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- arm
- respect
- rotating body
- rotation
- interlocking means
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 占有面積および占有空間が少なく、駆動モー
タが最小限の数で、制御系の簡素な直線移動を行うハン
ドリングロボット及びその制御方法を提供。 【構成】 支持台1と、支持台1に対し第1アーム2、
第1アームに対し第2アーム4、第2アームに対し第3
アーム8、第3アームに対し手首フレーム12、がそれぞ
れ回転自在に取付けられ、支持台1に対する第1アーム
2の回転に対し第2アーム4を倍角だけ回転させる第1
連動手段5、6、7 と、第2アーム4の回転に対して第3ア
ーム8を同角度だけ回転させる第2連動手段9、10、11
と、第3アーム8に対して手首フレーム12を 1/2角度だ
け回転させる第3連動手段13、14、15とからなり、第1ア
ーム2、第2アーム4及び第3アーム8の長さをL1 、
L2 、L3 として、 L2 =L1 +L3 とした。
タが最小限の数で、制御系の簡素な直線移動を行うハン
ドリングロボット及びその制御方法を提供。 【構成】 支持台1と、支持台1に対し第1アーム2、
第1アームに対し第2アーム4、第2アームに対し第3
アーム8、第3アームに対し手首フレーム12、がそれぞ
れ回転自在に取付けられ、支持台1に対する第1アーム
2の回転に対し第2アーム4を倍角だけ回転させる第1
連動手段5、6、7 と、第2アーム4の回転に対して第3ア
ーム8を同角度だけ回転させる第2連動手段9、10、11
と、第3アーム8に対して手首フレーム12を 1/2角度だ
け回転させる第3連動手段13、14、15とからなり、第1ア
ーム2、第2アーム4及び第3アーム8の長さをL1 、
L2 、L3 として、 L2 =L1 +L3 とした。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、工作機械
に隣接し併設され、工作機械に対し、ワークの供給、取
り出しを行うことなどのために用いられるハンドリング
ロボットに関し、特に複数のアームからなり、アーム先
端に取り付けられるワーク把持部を直線上に変位させる
ことができるハンドリングロボット及びその制御方法に
関する。
に隣接し併設され、工作機械に対し、ワークの供給、取
り出しを行うことなどのために用いられるハンドリング
ロボットに関し、特に複数のアームからなり、アーム先
端に取り付けられるワーク把持部を直線上に変位させる
ことができるハンドリングロボット及びその制御方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】工作機械にワークを供給したり、工作機
械からワークを取り出したりする作業は自動化され、ハ
ンドリングロボットにより行われている。従来、この種
の代表的なハンドリングロボットとして、形式上、円筒
座標系によるものと、水平多関節系によるものなどが知
られている。前記円筒座標系によるものは、半径方向に
アームが前進後退するため、後退時、後方へ突出するア
ーム後端の旋回半径が描く領域を、占有面積として工場
内に確保しなければならない問題点がある。他方、水平
多関節系によるものは、第1アームと第2アームとが互
いに屈曲しながら水平面上で旋回するため、両アームが
旋回する領域を占有面積として工場内に確保する必要が
あり、また2地点間の変位が直線的でなく制御された迂
回曲線で行われ、動作距離の無駄が多く、さらに、関節
を構成する制御モータの数が多くなって制御系が複雑に
なる問題点がある。
械からワークを取り出したりする作業は自動化され、ハ
ンドリングロボットにより行われている。従来、この種
の代表的なハンドリングロボットとして、形式上、円筒
座標系によるものと、水平多関節系によるものなどが知
られている。前記円筒座標系によるものは、半径方向に
アームが前進後退するため、後退時、後方へ突出するア
ーム後端の旋回半径が描く領域を、占有面積として工場
内に確保しなければならない問題点がある。他方、水平
多関節系によるものは、第1アームと第2アームとが互
いに屈曲しながら水平面上で旋回するため、両アームが
旋回する領域を占有面積として工場内に確保する必要が
あり、また2地点間の変位が直線的でなく制御された迂
回曲線で行われ、動作距離の無駄が多く、さらに、関節
を構成する制御モータの数が多くなって制御系が複雑に
なる問題点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】特開平6-143183号公報
では、主動アームの回転に対して、従動アームを連動し
て回転させることにより、直線運動のみを行うロボット
を提案しているが、主動アーム、従動アーム共、必要と
するストロークの少なくとも半分の長さとなり、これら
の旋回する領域を占有面積として確保する必要がある。
このため、特に、大きな工作機械に対しワークの搬入出
を行う場合、アームの通過部に大きな開口を設ける必要
がある上、主動アームと従動アームを主動アーム回転中
心より下方にて結合させる様に用いる場合、動作時、両
アームが干渉しない様、工作機械の治具ベッドを切り欠
かなければならないという問題点があった。本発明の課
題は、主動アームの回転に対して、従動アームを連動し
て回転させることにより、直線運動のみを行うことがで
きるようなロボットにおいて、両アームの通過部スペー
スとして大きな開口を設ける必要がなく、主動アームと
従動アームを、主動アーム回転中心より下方にて結合さ
せる様に用いる場合、動作時に両アームが干渉しないよ
う工作機械の治具ベッドを切り欠く必要のない、占有面
積および占有空間が少なく、駆動モータが最小限の数
で、制御系の簡素な直線移動を行うハンドリングロボッ
ト及びその制御方法を提供することにある。
では、主動アームの回転に対して、従動アームを連動し
て回転させることにより、直線運動のみを行うロボット
を提案しているが、主動アーム、従動アーム共、必要と
するストロークの少なくとも半分の長さとなり、これら
の旋回する領域を占有面積として確保する必要がある。
このため、特に、大きな工作機械に対しワークの搬入出
を行う場合、アームの通過部に大きな開口を設ける必要
がある上、主動アームと従動アームを主動アーム回転中
心より下方にて結合させる様に用いる場合、動作時、両
アームが干渉しない様、工作機械の治具ベッドを切り欠
かなければならないという問題点があった。本発明の課
題は、主動アームの回転に対して、従動アームを連動し
て回転させることにより、直線運動のみを行うことがで
きるようなロボットにおいて、両アームの通過部スペー
スとして大きな開口を設ける必要がなく、主動アームと
従動アームを、主動アーム回転中心より下方にて結合さ
せる様に用いる場合、動作時に両アームが干渉しないよ
う工作機械の治具ベッドを切り欠く必要のない、占有面
積および占有空間が少なく、駆動モータが最小限の数
で、制御系の簡素な直線移動を行うハンドリングロボッ
ト及びその制御方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、支持
台(1)と、前記支持台(1)に対し、回転自在に設け
られた第1アーム(2)と、前記第1アーム(2)の他
端側に回転自在に結合された第2アーム(4)と、前記
支持台(1)に対する前記第1アーム(2)の回転に連
動させて、前記第2アーム(4)を前記第1アーム
(2)に対して回転させる第1連動手段(5,6,7)
と、前記第2アーム(4)の他端側に回転自在に結合さ
れた第3アーム(8)と、前記第1アーム(2)に対す
る前記第2アーム(4)の回転に連動させて、前記第3
アーム(8)を前記第2アーム(4)に対して回転させ
る第2連動手段(9,10,11)と、前記第3アーム
(8)の他端側に回転自在に結合された手首フレーム
(12)と、前記第2アーム(4)に対する前記第3ア
ーム(8)の回転に連動させて、前記手首フレーム(1
2)を前記第3アーム(8)に対して回転させる第3連
動手段(13,14,15)とからなり、前記第1連動
手段(5,6,7)は、前記第1アーム(2)に対し相
対的に回転し、前記支持台(1)に一体的に支持される
第1回転体(5)と、前記第2アーム(4)に一体的に
固定され、前記第1アーム(2)に対し、前記第2アー
ム(4)と同軸に回転する第2回転体(7)と、前記第
1回転体(5)と前記第2回転体(7)との間を伝動す
る第1伝動手段(6)とからなり、前記第2連動手段
(9,10,11)は、前記第1アーム(2)に一体的
に固定され、前記第2アーム(4)に対し、前記第1ア
ーム(2)と同軸に回転する第3回転体(9)と、前記
第3アーム(8)に一体的に固定され、前記第2アーム
(4)に対し、前記第3アーム(8)と同軸に回転する
第4回転体(11)と、前記第3回転体(9)と前記第
4回転体(11)との間を伝動する第2伝動手段(1
0)とからなり、前記第3連動手段(13,14,1
5)は、前記第2アーム(4)に一体的に固定され、前
記第3アーム(8)に対し、前記第2アーム(4)と同
軸に回転する第5回転体(13)と、前記手首フレーム
(12)に一体的に固定され、前記第3アーム(8)に
対し、前記手首フレーム(12)と同軸に回転する第6
回転体(15)と、前記第5回転体(13)と前記第6
回転体(15)との間を伝動する第3伝動手段(14)
とからなり、前記支持台(1)に対する前記第1アーム
(2)の回転中心軸を〓と表し、前記第1アーム(2)
に対する前記第2アーム(4)の回転中心軸を〓と表
し、前記第2アーム(4)に対する前記第3アーム
(8)の回転中心軸を〓と表し、前記第3アーム(8)
に対する前記手首フレーム(12)の回転中心軸を〓と
表すと、〓と〓と〓と〓は互いに平行であり、〓と〓の
距離をL1 で表し、〓と〓の距離をL2 で表し、〓と〓
の距離をL3で表すと、L2 =L1 +L3 であり、前記
支持台(1)に対する前記第1アーム(2)の回転角を
θ1 で表し、前記第1アーム(2)に対する前記第2ア
ーム(4)の回転角をθ2 で表し、前記第2アーム
(4)に対する前記第3アーム(8)の回転角をθ3 で
表し、前記第3アーム(8)に対する前記手首フレーム
(12)の回転角をθ4 で表すと、θ2 =2θ1 となる
ように前記第1連動手段(5,6,7)を形成し、θ3
=θ2 となるように前記第2連動手段(9,10,1
1)を形成し、θ3 =2θ4 となるように前記第3連動
手段(13,14,15)を形成することを特徴とする
ハンドリングロボット及びその制御方法を提供すること
によって上述した従来技術の課題を解決した。好ましく
は、前記第1連動手段、前記第2連動手段および前記第
3連動手段の一部又は全部を、歯車列、プーリとベル
ト、又はチェインとスプロケットの組み合わせで構成し
てもよい。
台(1)と、前記支持台(1)に対し、回転自在に設け
られた第1アーム(2)と、前記第1アーム(2)の他
端側に回転自在に結合された第2アーム(4)と、前記
支持台(1)に対する前記第1アーム(2)の回転に連
動させて、前記第2アーム(4)を前記第1アーム
(2)に対して回転させる第1連動手段(5,6,7)
と、前記第2アーム(4)の他端側に回転自在に結合さ
れた第3アーム(8)と、前記第1アーム(2)に対す
る前記第2アーム(4)の回転に連動させて、前記第3
アーム(8)を前記第2アーム(4)に対して回転させ
る第2連動手段(9,10,11)と、前記第3アーム
(8)の他端側に回転自在に結合された手首フレーム
(12)と、前記第2アーム(4)に対する前記第3ア
ーム(8)の回転に連動させて、前記手首フレーム(1
2)を前記第3アーム(8)に対して回転させる第3連
動手段(13,14,15)とからなり、前記第1連動
手段(5,6,7)は、前記第1アーム(2)に対し相
対的に回転し、前記支持台(1)に一体的に支持される
第1回転体(5)と、前記第2アーム(4)に一体的に
固定され、前記第1アーム(2)に対し、前記第2アー
ム(4)と同軸に回転する第2回転体(7)と、前記第
1回転体(5)と前記第2回転体(7)との間を伝動す
る第1伝動手段(6)とからなり、前記第2連動手段
(9,10,11)は、前記第1アーム(2)に一体的
に固定され、前記第2アーム(4)に対し、前記第1ア
ーム(2)と同軸に回転する第3回転体(9)と、前記
第3アーム(8)に一体的に固定され、前記第2アーム
(4)に対し、前記第3アーム(8)と同軸に回転する
第4回転体(11)と、前記第3回転体(9)と前記第
4回転体(11)との間を伝動する第2伝動手段(1
0)とからなり、前記第3連動手段(13,14,1
5)は、前記第2アーム(4)に一体的に固定され、前
記第3アーム(8)に対し、前記第2アーム(4)と同
軸に回転する第5回転体(13)と、前記手首フレーム
(12)に一体的に固定され、前記第3アーム(8)に
対し、前記手首フレーム(12)と同軸に回転する第6
回転体(15)と、前記第5回転体(13)と前記第6
回転体(15)との間を伝動する第3伝動手段(14)
とからなり、前記支持台(1)に対する前記第1アーム
(2)の回転中心軸を〓と表し、前記第1アーム(2)
に対する前記第2アーム(4)の回転中心軸を〓と表
し、前記第2アーム(4)に対する前記第3アーム
(8)の回転中心軸を〓と表し、前記第3アーム(8)
に対する前記手首フレーム(12)の回転中心軸を〓と
表すと、〓と〓と〓と〓は互いに平行であり、〓と〓の
距離をL1 で表し、〓と〓の距離をL2 で表し、〓と〓
の距離をL3で表すと、L2 =L1 +L3 であり、前記
支持台(1)に対する前記第1アーム(2)の回転角を
θ1 で表し、前記第1アーム(2)に対する前記第2ア
ーム(4)の回転角をθ2 で表し、前記第2アーム
(4)に対する前記第3アーム(8)の回転角をθ3 で
表し、前記第3アーム(8)に対する前記手首フレーム
(12)の回転角をθ4 で表すと、θ2 =2θ1 となる
ように前記第1連動手段(5,6,7)を形成し、θ3
=θ2 となるように前記第2連動手段(9,10,1
1)を形成し、θ3 =2θ4 となるように前記第3連動
手段(13,14,15)を形成することを特徴とする
ハンドリングロボット及びその制御方法を提供すること
によって上述した従来技術の課題を解決した。好ましく
は、前記第1連動手段、前記第2連動手段および前記第
3連動手段の一部又は全部を、歯車列、プーリとベル
ト、又はチェインとスプロケットの組み合わせで構成し
てもよい。
【0005】
【発明の実施の形態】以下添付した図1及び図2に基づ
きこの発明を詳細に説明する。図1は本発明のハンドリ
ングロボットの実施例を示す正面図、図2は図1のハン
ドリングロボットを右側から見た一部を切り欠いた右側
面図である。支持台1に軸18が水平に一体的に固定さ
れている。軸18に第1アーム2が回転自在に取り付け
られている。第1アーム2は、支持台1に取り付けられ
たモータ3の出力軸に、減速機17を介して一体に結合
され、支持台1に対して回転される。また、軸18に第
1プーリ5が一体的に固定されている。第1プーリ5と
第1アーム2は、互いに回転自在である。第1アーム2
の他端すなわち傾動端に、軸19が回転自在に取り付け
られている。軸19には、第2プーリ7が一体的に固定
され、また、軸19に第2アーム4の基端側が一体的に
固定されている。また、第2アーム4の基端側には、軸
19と同軸に第3プーリ9が一体的に固定されている。
第3プーリ9と軸19は、互いに回転自在である。
きこの発明を詳細に説明する。図1は本発明のハンドリ
ングロボットの実施例を示す正面図、図2は図1のハン
ドリングロボットを右側から見た一部を切り欠いた右側
面図である。支持台1に軸18が水平に一体的に固定さ
れている。軸18に第1アーム2が回転自在に取り付け
られている。第1アーム2は、支持台1に取り付けられ
たモータ3の出力軸に、減速機17を介して一体に結合
され、支持台1に対して回転される。また、軸18に第
1プーリ5が一体的に固定されている。第1プーリ5と
第1アーム2は、互いに回転自在である。第1アーム2
の他端すなわち傾動端に、軸19が回転自在に取り付け
られている。軸19には、第2プーリ7が一体的に固定
され、また、軸19に第2アーム4の基端側が一体的に
固定されている。また、第2アーム4の基端側には、軸
19と同軸に第3プーリ9が一体的に固定されている。
第3プーリ9と軸19は、互いに回転自在である。
【0006】第2アーム4の他端すなわち傾動端に、軸
20が回転自在に取り付けられている。軸20には、第
4プーリ11が一体的に固定され、また、軸20に第3
アーム8の基端側が一体的に固定されている。また、第
3アーム8の基端側には、軸20と同軸に軸21が一体
的に固定されている。軸20と軸21は、互いに回転自
在である。軸21に第5プーリ13が一体的に固定され
ている。第3アーム8の他端すなわち傾動端に、軸24
が回転自在に取り付けられている。軸24には、第6プ
ーリ15が一体的に固定され、また、軸24に手首フレ
ーム12が一体的に固定されている。
20が回転自在に取り付けられている。軸20には、第
4プーリ11が一体的に固定され、また、軸20に第3
アーム8の基端側が一体的に固定されている。また、第
3アーム8の基端側には、軸20と同軸に軸21が一体
的に固定されている。軸20と軸21は、互いに回転自
在である。軸21に第5プーリ13が一体的に固定され
ている。第3アーム8の他端すなわち傾動端に、軸24
が回転自在に取り付けられている。軸24には、第6プ
ーリ15が一体的に固定され、また、軸24に手首フレ
ーム12が一体的に固定されている。
【0007】第1プーリ5と前記第2プーリ7の間に
は、第1タイミングベルト6が掛けられており、第1プ
ーリ5と第2プーリ7との間の変速比は、1対2であ
る。第3プーリ9と第4プーリ11の間には、第2タイ
ミングベルト10が掛けられており、第3プーリ9と第
4プーリ11との間の変速比は、1対1である。第5プ
ーリ13と第6プーリ15の間には、第3タイミングベ
ルト14が掛けられており、第5プーリ13と第6プー
リ15との間の変速比は、2対1である。手首フレーム
12には、把持部22が固定されている。この把持部2
2は、ワークを把持できる公知のロボットハンドであ
り、ワーク23を把持する。
は、第1タイミングベルト6が掛けられており、第1プ
ーリ5と第2プーリ7との間の変速比は、1対2であ
る。第3プーリ9と第4プーリ11の間には、第2タイ
ミングベルト10が掛けられており、第3プーリ9と第
4プーリ11との間の変速比は、1対1である。第5プ
ーリ13と第6プーリ15の間には、第3タイミングベ
ルト14が掛けられており、第5プーリ13と第6プー
リ15との間の変速比は、2対1である。手首フレーム
12には、把持部22が固定されている。この把持部2
2は、ワークを把持できる公知のロボットハンドであ
り、ワーク23を把持する。
【0008】ここで、前記支持台1に対する第1アーム
2の回転中心軸を〓と表し、第1アーム2に対する第2
アーム4の回転中心軸を〓と表し、第2アーム4に対す
る第3アーム8の回転中心軸を〓と表し、第3アーム8
に対する手首フレーム12の回転中心軸を〓と表すと、
〓と〓と〓と〓は互いに平行であり、〓と〓の距離をL
1 で表し、〓と〓の距離をL2 で表し、〓と〓の距離を
L3 で表すと、L2 =L1 +L3 である。〓が〓の鉛直
上方に位置し、〓が〓の鉛直下方に位置し、〓が〓の鉛
直上方に位置する姿勢を原位置とする。
2の回転中心軸を〓と表し、第1アーム2に対する第2
アーム4の回転中心軸を〓と表し、第2アーム4に対す
る第3アーム8の回転中心軸を〓と表し、第3アーム8
に対する手首フレーム12の回転中心軸を〓と表すと、
〓と〓と〓と〓は互いに平行であり、〓と〓の距離をL
1 で表し、〓と〓の距離をL2 で表し、〓と〓の距離を
L3 で表すと、L2 =L1 +L3 である。〓が〓の鉛直
上方に位置し、〓が〓の鉛直下方に位置し、〓が〓の鉛
直上方に位置する姿勢を原位置とする。
【0009】作動においては、図1の姿勢からモータ3
を作動させ、第1アーム2を、支持台1に対し、角度θ
だけ回転させる。このとき、第1プーリ5は、支持台1
に一体的に固定されているので、第1プーリ5は、第1
アーム2に対し、相対的に角度−θだけ回転する。ま
た、このとき、第2プーリ7は、第1タイミングベルト
6により、第1プーリ5に連結されており、第1プーリ
5と第2プーリ7との間の変速比は、1対2なので、第
2プーリ7は、第1アームに対し、相対的に角度−2θ
だけ回転する。つまり、このとき、第2プーリ7と、軸
19を介して、一体的に結合されている第2アーム4
は、第1アーム2に対し、相対的に角度−2θだけ回転
する。
を作動させ、第1アーム2を、支持台1に対し、角度θ
だけ回転させる。このとき、第1プーリ5は、支持台1
に一体的に固定されているので、第1プーリ5は、第1
アーム2に対し、相対的に角度−θだけ回転する。ま
た、このとき、第2プーリ7は、第1タイミングベルト
6により、第1プーリ5に連結されており、第1プーリ
5と第2プーリ7との間の変速比は、1対2なので、第
2プーリ7は、第1アームに対し、相対的に角度−2θ
だけ回転する。つまり、このとき、第2プーリ7と、軸
19を介して、一体的に結合されている第2アーム4
は、第1アーム2に対し、相対的に角度−2θだけ回転
する。
【0010】また、このとき、第1アーム2と一体的に
結合されている第3プーリ9は、第2アーム4に対し
て、相対的に角度2θだけ回転する。さらに、このと
き、第4プーリ11は、第2タイミングベルト10によ
り第3プーリ9連結されており、第3プーリ9と、第4
プーリ11との間の変速比は、1対1なので、第4プー
リ11は、第2アーム4に対し、相対的に角度2θだけ
回転する。つまり、このとき、第4プーリ11と軸20
を介して一体的に結合されている第3アーム8は、第2
アーム4に対し、相対的に角度2θだけ回転する。
結合されている第3プーリ9は、第2アーム4に対し
て、相対的に角度2θだけ回転する。さらに、このと
き、第4プーリ11は、第2タイミングベルト10によ
り第3プーリ9連結されており、第3プーリ9と、第4
プーリ11との間の変速比は、1対1なので、第4プー
リ11は、第2アーム4に対し、相対的に角度2θだけ
回転する。つまり、このとき、第4プーリ11と軸20
を介して一体的に結合されている第3アーム8は、第2
アーム4に対し、相対的に角度2θだけ回転する。
【0011】また、このとき、第2アーム4と軸21を
介して一体的に結合されている第5プーリ13は、第3
アーム8に対して、相対的に角度−2θだけ回転する。
さらに、このとき、第6プーリ15は、第3タイミング
ベルト14により、第5プーリ13に連結されており、
第5プーリ13と第6プーリ15との間の変速比は、2
対1なので、第6プーリ15は、第3アーム8に対し
て、相対的に角度−θだけ回転する。つまり、このと
き、第6プーリ15と軸24を介して一体的に結合され
ている前記手首フレームは、第3アーム8に対し、相対
的に角度−θだけ回転する。すなわち、このとき、前記
手首フレームと一体的に結合されている前記把持部22
は、前記支持台1に対し、相対的に角度0だけ回転す
る。つまり、このとき、前記把持部22は、前記支持台
1に対し、相対的に回転しない。
介して一体的に結合されている第5プーリ13は、第3
アーム8に対して、相対的に角度−2θだけ回転する。
さらに、このとき、第6プーリ15は、第3タイミング
ベルト14により、第5プーリ13に連結されており、
第5プーリ13と第6プーリ15との間の変速比は、2
対1なので、第6プーリ15は、第3アーム8に対し
て、相対的に角度−θだけ回転する。つまり、このと
き、第6プーリ15と軸24を介して一体的に結合され
ている前記手首フレームは、第3アーム8に対し、相対
的に角度−θだけ回転する。すなわち、このとき、前記
手首フレームと一体的に結合されている前記把持部22
は、前記支持台1に対し、相対的に角度0だけ回転す
る。つまり、このとき、前記把持部22は、前記支持台
1に対し、相対的に回転しない。
【0012】一方、このとき、第3アーム8に対する手
首フレーム12の回転中心軸〓の、支持台1に対する第
1アーム2の回転中心軸Iに対する移動距離のうち、水
平成分をXとし、鉛直成分をYとすると、 X=(L1 +L2 +L3 )×sinθ Y=(L1 −L2 +L3 )×cosθ と表される。ところで、L2 =L1 +L3 であるので、
Y=0 である。つまりこのとき回転中心軸IVは、水平
方向にのみ移動し、鉛直方向には移動しない。したがっ
て、モータ3を作動させると、把持部22は支持台1に
対する姿勢を保ちつつ、水平方向に直線的に平行移動す
る。
首フレーム12の回転中心軸〓の、支持台1に対する第
1アーム2の回転中心軸Iに対する移動距離のうち、水
平成分をXとし、鉛直成分をYとすると、 X=(L1 +L2 +L3 )×sinθ Y=(L1 −L2 +L3 )×cosθ と表される。ところで、L2 =L1 +L3 であるので、
Y=0 である。つまりこのとき回転中心軸IVは、水平
方向にのみ移動し、鉛直方向には移動しない。したがっ
て、モータ3を作動させると、把持部22は支持台1に
対する姿勢を保ちつつ、水平方向に直線的に平行移動す
る。
【0013】この実施例によれば、ハンドリングロボッ
トが把持したワーク23を、その姿勢を保ちながら水平
方向に直線的に移動することができる。さらに、図3で
示すように、把持したワークを支持台1に対して反対側
へ移動させることができる。特開平6-143183号公報の提
案するロボットの動作軌跡を図4に、本発明のロボット
の動作軌跡を図5に示す。また、双方のロボットの各ア
ームの動作領域を図6に示す。ここで、特開平6-143183
の提案するロボットの主動アームおよび従動アームの長
さを共に600mm とし、本発明のロボットの第1アーム、
第2アーム、第3アームの長さをそれぞれ、 200mm、600
mm、400mmとする。双方のロボットの原位置からの移動可
能距離は、共に1200mmであるが、ロボット原位置から離
れた位置における占有領域の鉛直方向寸法は、特開平6-
143183のロボットの487mm に対し、本発明のロボットは
365.9mm であり、特に、下方の占有空間が少なくて済
む。本発明のロボットは、より少ない占有空間で作業を
行うことができる。
トが把持したワーク23を、その姿勢を保ちながら水平
方向に直線的に移動することができる。さらに、図3で
示すように、把持したワークを支持台1に対して反対側
へ移動させることができる。特開平6-143183号公報の提
案するロボットの動作軌跡を図4に、本発明のロボット
の動作軌跡を図5に示す。また、双方のロボットの各ア
ームの動作領域を図6に示す。ここで、特開平6-143183
の提案するロボットの主動アームおよび従動アームの長
さを共に600mm とし、本発明のロボットの第1アーム、
第2アーム、第3アームの長さをそれぞれ、 200mm、600
mm、400mmとする。双方のロボットの原位置からの移動可
能距離は、共に1200mmであるが、ロボット原位置から離
れた位置における占有領域の鉛直方向寸法は、特開平6-
143183のロボットの487mm に対し、本発明のロボットは
365.9mm であり、特に、下方の占有空間が少なくて済
む。本発明のロボットは、より少ない占有空間で作業を
行うことができる。
【0014】以上に本発明の実施例を説明したが、本発
明は、前記実施例に限られることはなく、特許請求の範
囲内で設計変更が行われる。例えば、第1アーム2と第
2アーム4および第3アーム8の運動面は、工場レイア
ウトや他の機械の配置に適応させて、鉛直面内に限ら
ず、水平面、任意の面内にすることができる。また、図
3のように第1アーム2と第2アーム4を軸18より下
方にて結合し、かつ、第2アーム4と第3アーム8を軸
18より上方にて結合することができる。さらに、必要
に応じ、前記支持台1を移動台や昇降台、旋回台に取り
付け、その運動を前記把持部22に付加することができ
る。また、プーリとベルトの組み合わせで構成する前記
第1連動手段、前記第2連動手段および前記第3連動手
段の一部又は全部は、同等の動力伝達手段として周知の
歯車列や、チェインとスプロケットの組みあわせなどに
代えることができる。
明は、前記実施例に限られることはなく、特許請求の範
囲内で設計変更が行われる。例えば、第1アーム2と第
2アーム4および第3アーム8の運動面は、工場レイア
ウトや他の機械の配置に適応させて、鉛直面内に限ら
ず、水平面、任意の面内にすることができる。また、図
3のように第1アーム2と第2アーム4を軸18より下
方にて結合し、かつ、第2アーム4と第3アーム8を軸
18より上方にて結合することができる。さらに、必要
に応じ、前記支持台1を移動台や昇降台、旋回台に取り
付け、その運動を前記把持部22に付加することができ
る。また、プーリとベルトの組み合わせで構成する前記
第1連動手段、前記第2連動手段および前記第3連動手
段の一部又は全部は、同等の動力伝達手段として周知の
歯車列や、チェインとスプロケットの組みあわせなどに
代えることができる。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、主動アームの回転に対
して、従動アームを連動して回転させることにより、直
線運動のみを行うことができるようなロボットにおい
て、両アームの通過部スペースとして大きな開口を設け
る必要がなく、主動アームと従動アームを、主動アーム
回転中心より下方にて結合させる様に用いる場合、動作
時に両アームが干渉しないよう工作機械の治具ベッドを
切り欠く必要のない、占有面積および占有空間が少な
く、駆動モータが最小限の数で、制御系の簡素な直線移
動を行うハンドリングロボット及びその制御方法を提供
するものとなった。
して、従動アームを連動して回転させることにより、直
線運動のみを行うことができるようなロボットにおい
て、両アームの通過部スペースとして大きな開口を設け
る必要がなく、主動アームと従動アームを、主動アーム
回転中心より下方にて結合させる様に用いる場合、動作
時に両アームが干渉しないよう工作機械の治具ベッドを
切り欠く必要のない、占有面積および占有空間が少な
く、駆動モータが最小限の数で、制御系の簡素な直線移
動を行うハンドリングロボット及びその制御方法を提供
するものとなった。
【図1】本発明のハンドリングロボットの実施例を示す
正面図。
正面図。
【図2】図1のハンドリングロボットを右側から見た一
部を切り欠いた右側面図である。
部を切り欠いた右側面図である。
【図3】図1のハンドリングロボットが把持したワーク
を支持台1に対して反対側へ移動させた状態を示す正面
図。
を支持台1に対して反対側へ移動させた状態を示す正面
図。
【図4】特開平6-143183号公報の提案するロボットの動
作軌跡を示すグラフ。
作軌跡を示すグラフ。
【図5】本発明のロボットの動作軌跡を図5に示すグラ
フ。
フ。
【図6】図4と図5双方のロボットの各アームの動作領
域を示すグラフ。
域を示すグラフ。
1..支持台 2..第1アーム 3..モータ(回転駆動手段) 4..第2アーム 5、6、7..第1連動手段 8..第3アーム 9、10、11..第2連動手段 12..手首フレー
ム 13、14、15..第3連動手段
ム 13、14、15..第3連動手段
Claims (3)
- 【請求項1】支持台(1)と、前記支持台(1)に対
し、回転自在に設けられた第1アーム(2)と、前記第
1アーム(2)を回転駆動させるための回転駆動手段
(3)と、前記第1アーム(2)の他端側に回転自在に
結合された第2アーム(4)と、 前記支持台(1)に対する前記第1アーム(2)の回転
に連動させて、前記第2アーム(4)を前記第1アーム
(2)に対して回転させる第1連動手段(5,6,7)
と、 前記第2アーム(4)の他端側に回転自在に結合された
第3アーム(8)と、前記第1アーム(2)に対する前
記第2アーム(4)の回転に連動させて、前記第3アー
ム(8)を前記第2アーム(4)に対して回転させる第
2連動手段(9,10,11)と、 前記第3アーム(8)の他端側に回転自在に結合された
手首フレーム(12)と、前記第2アーム(4)に対す
る前記第3アーム(8)の回転に連動させて、前記手首
フレーム(12)を前記第3アーム(8)に対して回転
させる第3連動手段(13,14,15)とからなり、 前記第1連動手段(5,6,7)は、前記第1アーム
(2)に対し相対的に回転し、前記支持台(1)に一体
的に支持される第1回転体(5)と、前記第2アーム
(4)に一体的に固定され、前記第1アーム(2)に対
し、前記第2アーム(4)と同軸に回転する第2回転体
(7)と、前記第1回転体(5)と前記第2回転体
(7)との間を伝動する第1伝動手段(6)とからな
り、 前記第2連動手段(9,10,11)は、前記第1アー
ム(2)に一体的に固定され、前記第2アーム(4)に
対し、前記第1アーム(2)と同軸に回転する第3回転
体(9)と、前記第3アーム(8)に一体的に固定さ
れ、前記第2アーム(4)に対し、前記第3アーム
(8)と同軸に回転する第4回転体(11)と、前記第
3回転体(9)と前記第4回転体(11)との間を伝動
する第2伝動手段(10)とからなり、 前記第3連動手段(13,14,15)は、前記第2ア
ーム(4)に一体的に固定され、前記第3アーム(8)
に対し、前記第2アーム(4)と同軸に回転する第5回
転体(13)と、前記手首フレーム(12)に一体的に
固定され、前記第3アーム(8)に対し、前記手首フレ
ーム(12)と同軸に回転する第6回転体(15)と、
前記第5回転体(13)と前記第6回転体(15)との
間を伝動する第3伝動手段(14)とからなり、 前記支持台(1)に対する前記第1アーム(2)の回転
中心軸を〓と表し、前記第1アーム(2)に対する前記
第2アーム(4)の回転中心軸を〓と表し、前記第2ア
ーム(4)に対する前記第3アーム(8)の回転中心軸
を〓と表し、前記第3アーム(8)に対する前記手首フ
レーム(12)の回転中心軸を〓と表すと、〓と〓と〓
と〓は互いに平行であり、〓と〓の距離をL1 で表し、
〓と〓の距離をL2 で表し、〓と〓の距離をL3 で表す
と、L2 =L1 +L3 であり、 前記支持台(1)に対する前記第1アーム(2)の回転
角をθ1 で表し、前記第1アーム(2)に対する前記第
2アーム(4)の回転角をθ2 で表し、前記第2アーム
(4)に対する前記第3アーム(8)の回転角をθ3 で
表し、前記第3アーム(8)に対する前記手首フレーム
(12)の回転角をθ4 で表すと、θ2 =2θ1 となる
ように前記第1連動手段(5,6,7)を制御し、θ3
=θ2 となるように前記第2連動手段(9,10,1
1)を制御し、θ3 =2θ4 となるように前記第3連動
手段(13,14,15)を制御することを特徴とする
ハンドリングロボットの制御方法。 - 【請求項2】 支持台(1)と、前記支持台(1)に対
し、回転自在に設けられた第1アーム(2)と、前記第
1アーム(2)の他端側に回転自在に結合された第2ア
ーム(4)と、 前記支持台(1)に対する前記第1アーム(2)の回転
に連動させて、前記第2アーム(4)を前記第1アーム
(2)に対して回転させる第1連動手段(5,6,7)
と、 前記第2アーム(4)の他端側に回転自在に結合された
第3アーム(8)と、 前記第1アーム(2)に対する前記第2アーム(4)の
回転に連動させて、前記第3アーム(8)を前記第2ア
ーム(4)に対して回転させる第2連動手段(9,1
0,11)と、 前記第3アーム(8)の他端側に回転自在に結合された
手首フレーム(12)と、前記第2アーム(4)に対す
る前記第3アーム(8)の回転に連動させて、前記手首
フレーム(12)を前記第3アーム(8)に対して回転
させる第3連動手段(13,14,15)とからなり、 前記第1連動手段(5,6,7)は、前記第1アーム
(2)に対し相対的に回転し、前記支持台(1)に一体
的に支持される第1回転体(5)と、前記第2アーム
(4)に一体的に固定され、前記第1アーム(2)に対
し、前記第2アーム(4)と同軸に回転する第2回転体
(7)と、前記第1回転体(5)と前記第2回転体
(7)との間を伝動する第1伝動手段(6)とからな
り、 前記第2連動手段(9,10,11)は、前記第1アー
ム(2)に一体的に固定され、前記第2アーム(4)に
対し、前記第1アーム(2)と同軸に回転する第3回転
体(9)と、前記第3アーム(8)に一体的に固定さ
れ、前記第2アーム(4)に対し、前記第3アーム
(8)と同軸に回転する第4回転体(11)と、前記第
3回転体(9)と前記第4回転体(11)との間を伝動
する第2伝動手段(10)とからなり、 前記第3連動手段(13,14,15)は、前記第2ア
ーム(4)に一体的に固定され、前記第3アーム(8)
に対し、前記第2アーム(4)と同軸に回転する第5回
転体(13)と、前記手首フレーム(12)に一体的に
固定され、前記第3アーム(8)に対し、前記手首フレ
ーム(12)と同軸に回転する第6回転体(15)と、
前記第5回転体(13)と前記第6回転体(15)との
間を伝動する第3伝動手段(14)とからなり、 前記支持台(1)に対する前記第1アーム(2)の回転
中心軸を〓と表し、前記第1アーム(2)に対する前記
第2アーム(4)の回転中心軸を〓と表し、前記第2ア
ーム(4)に対する前記第3アーム(8)の回転中心軸
を〓と表し、前記第3アーム(8)に対する前記手首フ
レーム(12)の回転中心軸を〓と表すと、〓と〓と〓
と〓は互いに平行であり、 〓と〓の距離をL1 で表し、〓と〓の距離をL2 で表
し、〓と〓の距離をL3で表すと、L2 =L1 +L3 で
あり、 前記支持台(1)に対する前記第1アーム(2)の回転
角をθ1 で表し、前記第1アーム(2)に対する前記第
2アーム(4)の回転角をθ2 で表し、前記第2アーム
(4)に対する前記第3アーム(8)の回転角をθ3 で
表し、前記第3アーム(8)に対する前記手首フレーム
(12)の回転角をθ4 で表すと、θ2 =2θ1 となる
ように前記第1連動手段(5,6,7)を形成し、θ3
=θ2 となるように前記第2連動手段(9,10,1
1)を形成し、θ3 =2θ4 となるように前記第3連動
手段(13,14,15)を形成することを特徴とする
ハンドリングロボット。 - 【請求項3】 前記第1連動手段、前記第2連動手段お
よび前記第3連動手段の一部又は全部を、歯車列、プー
リとベルト、又はチェインとスプロケットのいずれかの
組み合わせで構成したことを特徴とする請求項2記載の
ハンドリングロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10117532A JPH11309683A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | ハンドリングロボット及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10117532A JPH11309683A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | ハンドリングロボット及びその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11309683A true JPH11309683A (ja) | 1999-11-09 |
Family
ID=14714131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10117532A Withdrawn JPH11309683A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | ハンドリングロボット及びその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11309683A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008114249A (ja) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Aida Eng Ltd | タンデムプレスシステム |
| KR20150112395A (ko) * | 2014-03-28 | 2015-10-07 | (주)오씨티 | 로봇의 관절각 산출 시스템 및 그 방법 |
-
1998
- 1998-04-27 JP JP10117532A patent/JPH11309683A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008114249A (ja) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Aida Eng Ltd | タンデムプレスシステム |
| KR20150112395A (ko) * | 2014-03-28 | 2015-10-07 | (주)오씨티 | 로봇의 관절각 산출 시스템 및 그 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050705 |