JPS5953174A - 産業用ロボツト - 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、回転機構と直線移動機構とを巧みに結合して
なる産業用ロボットに関する。

この種の産業用ロボットとしては、第１図ａに示す様に
基台１をベースとして回転する支体２に前後・上下に往
復動する腕３を備え、この腕３に作用部４を有する円筒
座標型ロボット、あるいは第２図ａに示す様に支体５を
支点として揺動する第１の腕６と、この腕の先端を支点
として揺動する第２の腕７とを備え、この先端に上下動
する作トが知られているが、これらロボットの作用部４
及び８の二次元的動作範囲は、それぞれ同図ｂｉこ示す
様にロボットの支体を中心に扇形Ａに存在するため、そ
の動作範囲内に長方形の作業領域Ｂを設定する場合、作
業領域が広く設定できないという欠点があった。また腕
の回転機構については、構造上の理由や、配線、配管等
の制約から１回転以上回転できず、回転方向も−通りし
がないため、最短距離を移動できない場合が生じ、この
ため動作範囲が長くかかり自由度の少ない構造である等
の欠点があった。

本発明は、上述の欠点を除去して、動作範囲が広く、長
方形の作業領域が広く取れ、また腕の回転角度や方向に
制約がなく、ロボット動作範囲の拡大が容易で、さらに
ロボットを直線的なライン状に配置するに適した産業用
ロボットを提供することを目的とする。

この目的は本発明によれば、直線状の軌道に沿って移動
する支体と、この支体に支持され該支体より往復動する
張り出し部と、この張り出し部に支点を有し該支点を中
心にエンドレスに回動する腕部とを備え、この腕部の先
端に該張り出し部に以下ｌと本発明の実施例を図面ｌこ
基づいて詳細に説明する。

第３図はこの発明の一実施例を示すもので、直線状の軌
道としてのビーム１１と、パルスエンコーダ１２を有す
るＤＣサーボモータ１３は支柱１４に固定されている。

またボールねじ１５はＤＣサーボモータ１３の回転軸と
カップリングを介して連結されており、さらに支柱１４
によって両端を回転できるように支持されている。

移動する支体としての移動ブロック１６には、前記ビー
ム１１がガイドとして滑動できるように緩挿されており
、ボールねじ１５に嵌合するナツトが移動ブロック１６
に固定されている。

パルスモータ１７と電磁ブレーキ１８はこの移動ブロッ
ク１６の上に固定されており、ボールねじ１９は電磁ブ
レーキ１８吉カツプリングを介してパルスモータ１７の
回転軸に連結されている。

さらにこのボールねじ１９は、回転できるように移動ブ
ロック１６の他端に支持されている。

張り出し部としての上下移動アーム２ｏは、ローラーガ
イドを介して上下に移動できるよう移動ブロック１６に
支持されており、ボールねじ１９に嵌合するナツトはこ
の上下移動アーム２０に固定されている。

パルスエンコーダ２１を有するＤＣサーボモータ２２と
パルスモータ２３は、この上下移動アーム２０に装着さ
れている。

腕部きしての回転アーム２４は、タイミングベルト（図
示せず）およびハーモニックドライブ２５を介してＤＣ
サーボモータ２２と連結されており、モータ２２の駆動
によりドライブ２５を支点として左右に制限なく、かつ
３６０度以上の許容角度を有する、いわゆるエンドレス
に回動するものである。

作用部としての回転ハンド２６は、回転アーム２４の先
端にて自由に回転できるように取付けられており、平歯
車２７、タイミングベルト（図示せず）を介してパルス
モータ２３に連結されている。

回転ハンドル２６の吸着部２８には、ワーク（試料）を
吸着するためのエアーの通る孔がおいており、この孔は
回転ハンド２６の回転軸を貫通して回転アーム２４に取
付けられた配管に連通している。また回転アーム２４を
支持する軸にはエアー用の孔が軸方向においており、回
転自在継手を介して回転アーム２４に取付けられた配管
にエアーの供給を行っている。

なお作用部の機構は、配管を導びいてなる吸込部２８と
、パルスモータ２３の駆動による回転バンド２６との組
み合わせによる前記実施例に限定されるものではなく、
例えば吸込手段を省略して、単にパルスモータ２３の駆
動による穴あけ機構、あるいはモータ２３の回転を利用
した把持機構を設けたものであってもよい。

部品供給装置２９および組立用治具３０は、支　５　− 柱１４と同一平面内に配置されており、図では、ロボッ
トの作業により治具３０へ部品供給装置２９よりワーク
を移し返でいる状態を示している。

このような構成において動作を説明すれば、ＤＣサーボ
モータ１３を回転させると移動ブロック１６、およびこ
の移動ブロック１６と一体的に構成された上下移動アー
ム２０．回転アーム２４、および回転ハンド２６がビー
ム１１に沿って移動する。

ＤＣサーボモータ２２を回転させると回転アーム２４が
回転し、パルスモータ１７を回転させると上下移動アー
ム２０、およびこの上下移動アーム２０によって保持さ
れる回転アーム２４、回転ハンド２６が上下に移動し、
パルスモータ２３を回転させると回転ハンド２６が回転
する。

いま、ＤＣサーボモータ１３とＤＣサーボモータ２２を
同時に回転させると、回転アーム２４の先端にある作用
部としての回転ハンド２６は二次元的平面内を移動し、
さらにパルスモータ１７を回転させると三次元的空間を
移動することができ、従って三次元的空間の任意の位置
に回転ハンド２６６一 を停止し、位置を決めることができる。

回転ハンド２６の吸着部２８の孔に真空圧を加えるとワ
ークを吸着することができ、さらにパルスモータ２３を
回転させて回転ハンド２６を回転しワークの向きを変更
することができる。

また回転アーム２４Ｊこは、ワークを吸着するためのエ
アー配管以外の配線、配管は行われておらず、そのエア
ー配管も回転自在継手を使用することにより、回転アー
ム２４の回転に影響を与えるような配管のまきつき等が
ないため、回転アーム２４の回転角度には制限がなく、
また回転ハンド２６がワークを吸着するための配管は、
回転ハンド２６の回転軸の中心を貫通しているので、回
転ハンド２６が回転する際、配管が回転の制約とならず
、パルスモータ２３の回転により回転ハンド２６は、何
ら規制されることなくエンドレスに回転することができ
る。これは、上下機構及び作用部の回転機構を腕部に一
切設けない゛構成にも起因している。

回転アーム２４が回転する際、パルスモータ２３を停止
しておくとタイミングベルトで連結された回転ハンド２
６はパルスモータ２３に対する相対的回転を行わず、従
って回転ハンド２６の吸着部２８に吸着されたワークは
手下移動アーム２０等の回転アーム２４の回転角度に無
関係に、吸着時の方向を保ったま才位置を変更すること
ができる。

これは回転ハンド２６の駆動部を回転アーム２４に設け
ず、上下移動アーム２ｏに設けこれを作用部と間接的に
連動した本実施例ならではの効果である。

第４図ａ　ニＤ　Ｃサーボモータ１３、ＤＣサーボモー
タ２２が駆動する際、回転ハンド２６が取り得る二次元
的動作範囲３１を、同図すにこのロボットをコンベア３
２に沿って設置した場合の動作範囲３３を示す。図から
明らかな様に本実施例によれば、従来と比較しその動作
範囲内に広い長方形の作業領域が設定され、またライン
作業においても極めて容易に適用されることが理解され
よう。

第５図はこの発明の他の実施例を示すもので、前記実施
例の直線状の軌道の構造を変更し、同一軌道上に２台以
上のロボットを構成したものである。

すなわち直線状の軌道としてのビーム４１は支柱４２に
固定されており、ガイドレール４３とラック４４はそれ
ぞれ平行にビーム４１に固定され、移動する支体として
の移動ブロック４５は先のガイドレール４３に沿って滑
動できるように結合されている。

パルスエンコーダ４６を有するＤＣサーボモータ４７は
、移動ブロック４５に固定されており、ラック４４とか
み合うピニオンはＤＣサーボモータ４７の回転軸と連結
されている。張り出し部としての上下移動アーム４８、
腕部としての回転アーム４９、作用部としての回転ハン
ド５ｏは、先に述べた実施例と同様の構成になっている
。

この実施例によれば、１つの軌道上に複数のロボットを
それぞれ独立して移動し、かつ動作することができるた
め、第６図に示すようにロボットをコンベア６１に沿っ
て設置した場合、その動作範囲６０が互いに重なり合い
本発明の目的とする　９− ライン作業へ適用した際、極めて柔軟に対応できる。

以上の説明から明らかな様に本発明により、ば、従来の
ロボットに比べて動作範囲を広く取ることができ、特に
その動作範囲が長方形領域の作業に適していることから
、作業者がロボットにティーチングを行う際、座標系が
明確となり、ティーチングしやすいという効果がある。

才た、動作範囲は直線軸方向に容易に延長できその際、
ロボットの位置決め精度はまったく変化させずに動作範
囲の拡張が図れる。

更ｉこ、腕部に駆動機構を一切設けずその動作がエンド
レスに行なわれることから、腕部の動作方向が自由に選
択でき、動作時間の短縮と障害物に対する対応が十分に
行える等、産業上ｌこ寄与するところ多大なものがある
。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来の円筒座標型ロボットの斜視図、同図す
はその動作範囲を示す概略図、第２図ａは従来の多関接
型ロボットの斜視図、同図すはその−１０− 動作範囲を示す概略図、第３図は本発明の一実施例を示
す斜視図、第４図ａ及びｂはその動作範囲を示す概略図
、第５図は本発明の他の実施例を示す斜視図、第６図は
その動作範囲を示す概略図である。 １１・・ビーム、１２．２１・・・パルスエンコーダ、
１３−ＤＣパルスモータ、１５．１９・・・ボールねじ
、１６・・・移動ブロック、１７．２３・・・パルスモ
ータ、１８・・・電磁ブレーキ、２０・・・上下移動ア
ーム、２２・・・ＤＣサーボモータ、２４・・・回転ア
ーム、２５・・・ハーモニックドライブ、２６・・・回
転ハント、２７・・・平歯車、２８・・・吸着部。 −１１− 才　Ｓ　閾 ′″Ｘ′６　　口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直線状の軌道に沿って移動する支体と、この支体に支持
   され該支体より往復動する張り出し部と、この張り出し
   部に支点を有し該支点を中心にエンドレスに回動する腕
   部とを備え、この腕部の先端に該張り出し部に装着され
   た駆動部により付勢される作用部を設けたことを特徴と
   する産業用ロボット。