JPS58137583A - 工業ロボツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数の運動軸線と固定焦点の工具ホルダーヘッ
ドとを有する工業ロボットに係るものである。

本発明に係るロボットは多機能作業機械として設計され
ているが、このロボットはＴＩＧ、ＭＩＧおよびＭＡＧ
　　溶接に特に使用するようにしである。

溶接トーチがその先端がスペース内を回転運動するよう
２つまたは６つの自由運動の度合を有する工具ホルダー
により支持されているＴＩＧ、ＭＩＧおよびＭＡＧ　　
溶接ロボットはすでに知られている。

溶接トーチがそれを支持する工具ホルダーに対し固定し
た位置にあると、最良の結果を果すため溶接装置の作動
中にトーチの焦点を調節する必要がある。場合、ロボッ
トの運動をプログラミングする際に大きな問題に逢着す
る。事実、溶接トーチの通路または位置を変えるには、
工具ホルダーヘッドの運動を規制しない他の軸線の運動
を修正することも含んでロボットの姿勢をより一般的に
変化させることを必要とする。溶接トーチの位置を僅か
に変える場合でもロボットをそのようにプログラミング
することは非常に困難で複雑な作業である。

本発明の１つの目的は、ロボットの他の運動軸線または
ロボット全体の姿勢を調節せずに溶接トーチの固定焦点
を保持しつつロボットのヘッドの回転すなわち角運動の
みにより溶接トーチの位置が変えられるすなわち修正さ
れるように複数の運動軸線を有するロボットを提供する
ことにより前記した欠点、特にプログラミングの複雑さ
を排除することである。

本発明は複数の運動軸線を有し且直線的またはヒホット
運動するよう装着されたベースと、Ｋ−スの固定の支持
体にピボット運動するように装着された第１の角度的に
可動な平行四辺形のてこ装置と、第１のてこ装置の頂部
にピボット運動するよう装着された第２の角度的に可動
な平行四辺形のてこ装置と、第２のてこ装置の先端部に
接続された固定の工具ホルダーヘッド支持体と２つの角
運動を行うことができる固定焦点の工具ホルダーヘッド
とから成る工業ロボットを提供するものである。このロ
ボットは、工具ホルダーヘッドが必須的に第１の対の平
行なし・ζ−に並進運動を与えるよう第１の親ナツトに
接続された第１の部分と第２の対の平行なレノζ−に並
進運動を与えるよう第２の親ナツトに接続された第２の
部分とを有するねじ状シーヤフトを備え、ねじ状シャフ
トの第１の部分が第２の部分の長さおよびピッチの約２
倍の長さとピッチとを有し、第１および第２の対のレバ
ーがそれらの先端部において工具ホルダーを支持し、工
具ホルダーが更にまたねじ状シャフトと共軸に延びそれ
を包囲し第１および第２の対のレバーに設けた案内部材
に係合し、これらレバーを相対的に運動させそれにより
工具ホルダーをその長さ方向軸線と焦点の固定点とを中
心として角度的に変位させる案内手段を設けた管状の回
転可能なジャケットを備えていることを特徴とする。

これら対のレバーを相対的に運動させる案内手段はそれ
ぞれが異なるわん曲した曲面を有する１対の平たい部材
により形成すると有利である。

第１図を参照すると、本発明の好ましい具体例の複数の
運動軸線を有する工業ロボットは、大体において当業界
に知られている支持キャリッジに直線的に並進運動する
よう装着されたベース６０と、ベース６０の固定の支持
体７１にピボット運動するよう装着された第１の角度的
に可動の平行四辺形のてこ装置７０と、第２の角度的に
可動な平行四辺形のてこ装置８０と、第２の平行四辺形
てこ装置８Ｄの先端部に符号８５で示した個所で固定す
れた工具ホルダーヘッド支持体８４と、２つり〕角度的
運動を行うことができ固定の工具ホルダ−ヘット９支持
体８４に接続された固定焦点のニー３８とから成る。本
発明のこの好ましい具体例において、ロボットのベース
６０は直線的に並進運動するよう装着されているが、所
望または必要に応じてこのば−ス６０がまた角運動する
よう装着できることは明らかである。

ロボツ）Ｋはそれがピボット運動できるよう平行四辺形
のてこ装置７０により第２の度合の自由ようにする。平
行四辺形のてこ装置７０は端部６１．６２．６３．６４
にピボット式に装着された１対のレバー６５．６６から
成る。このてこ装置７０は角度αにわたり約７０°ピボ
ツト運動し回転ボールを含む従来技術のウオーム親ねじ
系統により運動せしめられる。端部６２を中心としてて
こ装置７０が角運動中部材６７を介してレバー６６が接
続されているウオーム７２もまた端部々分のダッシュ及
び点線で示した如くある程度角度的に変位する。

この場合にもピボット運動である第３の度合の自由運動
が、平行四辺形のてこ装置７０　、ｎ頂部にピボット式
に装着された平行四辺形のてこ装置８０によりロボット
に与えられる。平行四辺形のてこ装置′８０は約７５°
の角度βにわたり角運動できる。角運動は回転ボールを
含み平行四辺形のてこ装置７０と平行に配列されたウオ
ーム親ねじ系統６８により平行四辺形のてこ装置８０に
与えられる。

２つの平行四辺形のてこ装置７−０．８０が個々にかつ
一緒に運動すると、これらてこ装置は工具ホルダーヘッ
ド支持体８４を水平面に相対的に絶えず固定位置に保持
し、従って、前記した運動学的特徴により工具ホルダー
ヘッドはロボットが達することのできるどのスペースに
も運動できるようになるが、工具ホルダーヘッド９０の
水平面に相対的な位置は変化しない。

工具ホルダーヘラ白ま水平面に相対的に傾斜位置を占め
、また工具ホルダーヘッドの幾何学的長さ方向軸線は第
７図に示した如く水平面に相対的に角度γを形成する。

この角度はロボットの設計中に決められ好ましい具体例
では約６０°である。

工具ホルダーヘット９のこの固定の恒久位置がそのどの
運動に対しても前記した如く定められた後、工具ホルダ
ーヘラ白ま更にまた２つの度合のピボット運動を有し、
この運動中に工具ホルダーヘッドの長さ方向軸線は、詳
細に後記するが、固定の焦点の中心のまわりを回転でき
る。

本発明に係るロボットの工具ホルダーヘッド９０が第２
図に略図で部分断面にして示しである。

工具ホルダーヘソ）”９０内にはねじ状シャフト１０が
位置決めされ、このシャフト１０はそれに直接々続され
た電動機１１によりプーリー１６、伝動（ルト１４およ
びプーリー１５を介して駆動される。ねじ状シャフト１
０は管状の回転可能なジャケット２０に収容され、ジャ
ケットの底壁１６に設けた軸受１７とジャケットの上端
部に設けた軸受１９とに回転可能に支持されている。管
状ジャケット２０の底壁１６はクラウンホイール２．１
に堅固に接続され、このホイール２１は直流電動機によ
り駆動されるクラウンホイール１８と噛合い、この電動
機には総体的に符号１２で示した速度計ダイナモおよび
調和駆動型の同軸減速装置が設けである。管状ジャケッ
ト２０シまケーシング２５に固着された固定のスリーブ
２６に回転可能に装着されている。

ねじ状シャフト１０は２つの区分したねじ状部分２８．
３０に分割されている。ねじ状部分２８のねじピンチと
長さとは、ねじ状部分６０のねじピッチと長さとの約２
倍である。第１のねじ状部分２８はノロツク形の親ナツ
トすなわちナツトねじ２７にねじ込まれ、第２のねじ状
部分３０は同様な親ナツト６１にねじ込まれている。こ
のような配置にすると、親ナツト２７のストロークの長
さは親ナツト３１のストローク長さの約２倍である。

第３図、第４図、第５図および第６図に詳細に示しであ
るように２対のレバーが親ナツト２７．３１に接続され
ている。第６図は第２図には示されず第２図に示した部
分の上方でそれと正確に並んでいる工具ホルダーの部分
の側面図である。

第４図に示しであるように、１対のレバー２６．２９が
ブツシュ２２と軸受２４（第６図）とを介して親ナツト
２７に接続されている。同様に、１対のレバー３２，３
５がブツシュと軸受とを介して親ナツト３１に接続され
ている。これらレノζ−の相互の配置が第３図に詳細に
示してあり、この図にはレバー２６が親ナツト２７に符
号６７で示した個所で、またレバー６２が親ナツト６１
に符号４１で示した個所で接続されている。

レバー２６．２９はレバー６２．３５よりも長く割り形
部分によりレバー３２．３５上に乗っている０２対のレ
バー２６．２９と６２．６５とはで それらの先端部を工具ホルダー３８を支持し、この工具
ホルダーは符号３９，４２で示した個所で、レバーにピ
ボット式に接続されている。

第５図は第２図のｖ−ｖ線に沿い切断して示した断面図
で、この図には後記する案内手段を設けて完成した工具
ホルダーが示しである。第６図は第４図のｖ＋−■ｍに
沿い切断して示した断面図で、この図にはブツシュ２２
と軸受２４とにより長い方の対のレバーに接続する親ナ
ツト２７が示しである。

従って、レバー２６．２９と６２．６５とはこれらレバ
ーがそれぞれ接続されている親ナツト２７．３１により
ねじ状シャフト１０に沿い並進せしめられる。ねじ状シ
ャフト１０の第１のねじ状部分２８が第２のねじ状部分
３０のねじピッチの約２倍のピッチを有しているので、
長い方のレバーの並進運動距離−短かい方のレバーの並
進運動距離の約２倍である。ねじ状シャフト１０の長さ
方向における並進運動と同時に、両方の対のレバーもま
た第６図に示した案内手段４５により相対的に変位し、
この案内手段４５は管状ジャケット２０の曲面４４′に
調和する下部４４により管状ジャケット２０の側部に固
着されている。

案内手段４５は外側の上部曲面４７と内側の下部曲面４
９とを形成する適当な２重わん曲状に形成された板から
成る。内方の下部曲面４９は板に設け１こ細長いスロッ
トにより形成されている。案内部材５０がレバー２６，
２９の長さの中間部に固着され、同様な案内部材４０が
レバーろ２．３５の長さの中間部に固着されている。案
内部材５０゜４０は案内手段４５のそれぞれの曲面４７
．４９に係合する軸受から成る。案内部材５０．４０＆
マ、曲面４７．４９に沿い運動するに従い長（・方のレ
ノミー２６．２９と短かい方のレノシー３２．６５とが
並進運動中にこれらし／？−間に相対的変位を生じ、こ
の変位により工具ホルダー６８の位置を角度的に調節し
、このような調節は本発明の目的と一致して固定の焦点
を中心として行われる０曲面４７．４９の形状ならびに
軸受４０．５０対するレバーの接続個所の如きレバーの
その他の特性は、ロボットの設計段階で適当に選択され
て第７図に示した如（固定の焦点５５により中心が形成
されている約９０°の角度δの弧において長さ方向軸線
に相対的に工具ホルダー３８の位置を角度的に調節する
。

第７図には、また前記した親ナツトと案内手段との作用
で長い方のレバーと短かい方のレバーとが同時に相対的
Ｖ（変位することにより生じた工具ホルダー６８の運動
が示しである。工具ホルダーの長さ方向軸線、従って工
具ホルダーに差し込まれた溶接トーチも工具ホルダー３
８の傾斜に関係なく固定の焦点５５に常に向けられ、固
定の焦点５５は工具ホルダーの軸線５２とねじ状シャフ
ト１０の軸線との間の相対的位置により決まる。管状ジ
ャケット２０がまた自身の軸線を中心とじて３６０°ま
たはそれ以上の角度にわたり回転できるので、工具ホル
ダーは自由なピボット運動の２つの度合に応じてスペー
ス内に配向でき、溶接トーチは常に固定の焦点５５のま
まである中心のまわりを動く自由な運動の２つの度合に
従いスペース内のどの位置を占めることもできる。この
ことは前記した如く溶接トーチの位置を調節できるよう
ＫＬ、またロボットの他の軸線を調節せずに工具ホルダ
ーヘット９の高さを修正するという前記した本発明の目
的に合致する。前記したように、この、ようＫすると本
発明のロボットのプログラミングを簡素化し、同様な従
来技術のロボツ）Ｋ比較して作用を一層信頼できるもの
にする。

本発明の１つの具体例を詳細に説明し添付図面に示した
が、本発明はこの具体例にのみ厳密に限定されるもので
なく前記した特許請求の範囲に記載した範囲を逸脱する
ことな（種々変更および修正を行うことができるという
ことは当業者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

動軸線を有する工業ロボットの側面図、第２図は第１図
のロボットに組み込まれた工具ボルダ−ヘッドの一部断
面側面図、第３図は第２図に示されない工具ホルダーヘ
ッドの一部分を示す側面図、第４図は工具ホルダーヘッ
ドを上面から示す横断面図、第５図は第２図のｖ−ｖ線
に沿い切断し第３図の詳細を示す断面図、第６図は第４
図の工具ホルダーヘッドを第４図のＶｌ−ＶＩ線に沿い
切断して示す断面図、第７図は工具ホルダーヘッドの運
動を示す概略図である。 １０−ｍ−ねじ状シャフト、１１−ｍ−電動機、２０−
ｍ−ジャケット、２３−ｍ−スリーブ、２６．２９．３
２．３５−ｍ−レバー、２７．３１−−−親ナット、２
８．３０−−−シャフトの第１および第２の部分、３８
−一一工具ホルダー、４０．５０−ｍ−案内部材、４５
−ｍ−案内手段、４７．４９−一一平たい部材、５５−
ｍ−焦点、６０−ｍ−ベルト、７０．８０−一一第１お
よび第２の平行四辺形てこ装置、７１−−−固定の支持
体、９０−−一工具ホルダーヘット９゜特許出願人　　
ビジャ・工・カルトソシエタ・はル・アジオニ （外２名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　直線的またはピボット運動するよう装着されたベー
   スト、（−スの固定支持体にピボット運動するよう装着
   された第１の角度的に可動な平行四辺形のてこ装置と、
   第１の平行四辺形てこ装置の頂部にピボット運動するよ
   う装着された第２の角度的に可動な平行四辺形のてこ装
   置と、第２の平行四辺形てこ装置の先端部に接続された
   固定の工具ホルダーヘッドと、２つの角度的運動を行う
   ことができ固定の工具ホルダー支持体に接続された固定
   焦点の工具ホルダーヘッドと、工具ホルダーヘット９の
   先端部にピボット式に装着された工具ホルダーとから成
   る複数の運動軸線を有する工業ロボットにおいて、工具
   ホルダーヘッドが第１の対の平行なレバーに並進運動を
   与えるよう第１の親ナツトに接続された第１の部分およ
   び第２の対の平行なレバー圧並進運動を与えるよう第２
   の親ナツトに接続された第２の部分を有するねじ状−シ
   ャフトであり、該ねじ状シャフトの第１の部分が第２の
   部分の長さとピッチとの２倍の長さとピッチとを有し、
   両方の対の平行なレノぐ−がその先端部で工具ホルダー
   を支持しているねじ状シャフトと、ねじ状シャフトと同
   軸に延びそれを包囲し且対のレバーに設けた案内部材に
   係合しレバーを相対的に運動させて工具ホルダーをその
   長さ方向軸線と固点の焦点とを中心として角度的に変位
   させる案内手段が設けである管状の回転可能なジャケッ
   トとを備えていることを特徴とする工業ロボット。 ２　対のレノＺ−を相対的に運動させる案内手段がそれ
   ぞれが外側曲面と内側曲面とを形成する異なるわん曲面
   を有する１対の平たい部材忙より形成され、内側曲面が
   平たい部材に設けた細長いスロットの上部により形成さ
   れている特許請求の範囲第１項の工業ロボット。 ３　第１の親ナツトにより並進せしめられる第１の対の
   平行なレバーに設けた案内部材が案内手段の外側曲面に
   係合し、第２の親ナツトにより並進せしめられる第２の
   対のレバーに設けた案内部材が案内手段の内側曲面に係
   合している特許請求の範囲第２項の工業ロボット。 ４　ねじ状シャフトが管状ジャケットに設けた同軸の孔
   に支持されたシャフトとジャケットとの間に相対的運動
   を許容する軸受によりジャケットに接続されている特許
   請求の範囲第１項の工業ロボット。 ５　ねじ状シャフトが管状ジャケットの外方に位置した
   電動機に接続されそれにより回転せしめられるようにし
   である特許請求の範囲第１項の工業ロボット。 ６　管状ジャケットが１対のクラウンホイールにより工
   具ホルダーヘッドのスリーブに回転可能に装着され、一
   方のクラウンホイールが管状ジャケットに装着され他方
   のクラウンホイールが同軸の減速装置により電動機の駆
   動シャフトに接続されている特許請求の範囲第１項の工
   業ロボツ）。