JPS60255377A - 産業ロボツト - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は第１及び第２のモータにより２本の互いに垂直
な軸線を中心として揺動できるカルダン式懸架部分を有
する産業ロボットに係るものであり、このカルダン式懸
架部分内には第３モータにより並進運動ができるよう駆
動されかつ外方突出端に回転又はねじりのできる装着工
具を設りた）′−ムが配置されている。

口、従来の技術 この種の産業ロボットは日本特許出願第５３−５２７７
６号により知られている。この周知構造による並進運動
可能のアームは、回転できないｊ、ウロツクされ、かつ
モータで回転ができ軸方向に固定せるナツトの助けによ
り軸方向に移動のできるねじスピンドルを含ｌυでいる
。

ハ１発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この構造では単に３つの空間自由度だけ
が許されるものであり、言い替えれば装着工具を作業範
囲内の任意選択位置におくことができる。例えば、グリ
ップ工具に調整可能の姿勢をとらせるためには原則とし
て更に３つの自由度を必要とするものであり、換言すれ
ば並進運動のできるアーム上に関連する移動可能の部材
を設けた３つのモータかもしくは他の個所に位置せるモ
ータから力をかける時・必要な互いに内方に動く少なく
とも３つの部材を装着せねばならぬ。上記日本特願では
実質上Ｊべてのモータがカルダン式又はユニバーサル懸
架の「最外方」の軸承を保持する位置にしっかりと取付
けられるという前提にもとづいているので、この問題を
いかにだ易く解決できるかは不明である。

しかしながら、ユニバーサル又はカルダン式の懸架によ
り得られる解決は迅速動作達成の可能性に関して原理的
に興味のあるものである。駆動モータを静止せる取付は
部近く又は好適には取付は部に設置せねばならぬという
事実により新しい別な問題が発生するので、上記の方法
は特に分節結合せるアーム類を組込んだ構造に用いられ
る。

二０問題点を解決するための手段及び作用本発明の目的
は、公知のカルダン式懸架にもとづいて作られた迅速作
動で正確な産業ロボットを得ることにある。この点、重
量にあるモータやその他同様な装置器具を使用してもこ
れらを本装置系の主枢動点の付近に装着した場合には構
成はそのために鈍く不活発なものになることはない。従
って、上述の日本特願に記載せる提案とは反対にモータ
の全部をロボットの静止取付部に取付【プる必要はなく
その代り主要枢動又は揺動軸の交差する点の付近に取付
けるという見解が本発明の基礎になっており、この本発
明の特徴によりモータ類が静止するものでなければなら
ぬという条件は除かれる。

上記及びその他の利点は本発明のその他の目的と共に、
第１及び第２のモータにより互いに垂直な軸線を中心と
して揺動できるカルダン式懸架部分′を有し、この部分
内に、第３モータにより並進運動ができるよう駆動され
かつ外方突出端に回転　゛又はねじりのできる付属工具
を設けたアームを配置せる産業ロボットにして、アーム
の並進運動が該アームをプラットフォームに取付けるこ
とにより達成され、プラットフォームはカルダン式懸架
部分内のガイドに取付けられ、かつ第３モータによりガ
イドにそい並進運動ができるよう駆動され、プラットフ
ォーム上には更に３つのモータが取付けられその内の第
４七−タの軸はプラットフォーム上に回転できるよう取
付けられかつアームに固定されたギヤに歯車係合を介し
接続し、そのギヤに軸にそれぞれ接続された第５及び第
６のモータが取付けられ、それぞ机の軸は、装着工具に
延びかつアームに直角に延びる軸線ならびにこの軸線に
直角に延びる軸線を中心として装着工具を回転させるよ
う構成されていることを特徴とする産業ロボットの提供
により達成される。カルダン式懸架部分はボックス形状
の構造又は好適には矩形断面の筒の形態をしており、内
部にガイド装置が配置されている。関連する分解部材と
共に３つのモ。

−タを保持するプラットフォームは事実上装置のカルダ
ン式懸架の枢動中心に対して動くことができ並進運動は
鈍く不活発なかたまりを特徴としている。しかしながら
、残余の自由度の活動性及びスピードはこれにより不当
に影響を受けることはなく、産業ロボットは作業上高度
の運動性及び高度の作業コントロールが得られ優れてい
る。

第５及び第６モータはそれぞれその軸を駆動し装着工具
から一定の距離におかれており、従って動力は回転ジャ
ーナルピンやトラニオンを介し最小の遊びで容易にこれ
を移送することができる。

装着工具におかれる手首ジヨイントは例えばス工−デン
特許出願第　号に記載の構 造のもので良い。

次に本発明の実施例につき添付図面参照の下に下記説明
する。

ホ、実施例　゛ 第１図の概略図は取付部２を有するユニバーサル又はカ
ルダン式の懸架装置を示し、取付部は壁や天井、その他
支承構造物に取付けることができ、更にこの取付部内に
は第１枢動軸線■を中心として回転ができるよう「リン
グ」１がジャーナル支持されている。この「リング」１
内にジャーナル又はトラニオン５及び６（トラニオン５
だけが図示されている）上に枢着され揺動軸線■を中心
として回転できるようボックス状構造体４が設けられて
いる。「リング」１はモータ３とモータ駆動のスピンド
ルにより動く概略図示せるレバー装置とにより揺動させ
られる。図面には明らかならざるも同様な揺動機構によ
りボックス状構造体を軸線■の周りに揺動することがで
きる。

ボックス状構造体４から工具８のホルダーを設けたアー
ム７が延びている。アーム７は図示矢印に示し後述する
ように縦軸の周りに回転しボックス状構造体４より出た
り入ったりすることができる。

第２図は軸線■及び■にょる断面図（カルダン式懸架装
置を中心におく）である。カルダン式に又はユニバーサ
ル式に懸架されたボックス状構造体４には２つの互いに
平行なガイド１ｏ及び１１が設りられてあり、これら平
行ガイドは軸線■及び■に直角にボックス状構造体の殆
ど全長にわたり延び構造体の内側から調整式取付装置１
２及び１３により構造体に取付けられている。プラット
フォーム２０がガイドに摺動できるよう取付けられ、「
リング」１及びボックス状構造体４の両者に回転できる
よう取付けたトラニオン５を介しモータ９（第１図参照
）で駆動され並進運動ができるようになっている。トラ
ニオン又はジャーナルピンを介する伝達の原理はスエー
デン特願第　号の主題である。トラニオン の内端にはプラットフォーム２０に取付りられガイド１
ｏ及び１１と平行に延びるラックに噛合うピニオン２２
が着座している。

ボックス状構造体４内に動（プるよう構成したプラット
フォーム２０は第３図にもつとも良く示されている。プ
ラットフォーム２００２つの軸承保持の支持プレート２
５及び２６は剛性構造体で粘合されている。アーム７は
プラットフォームを貫いて延び図示せざるも軸回転でき
るよう支承されており、その上端にはギヤ２７が設けら
れている。

アーム７はモータ２８により回転させられモータ２８の
外方軸は中間ギヤを介してギヤ３１を駆動する。中間ギ
ヤに対づ′る軸は調整が利きその結果２つのギヤの噛合
いはどんな遊びもなくすよう調整ができる。２つのモー
タ２９及び３０はギヤ２７に取付けられ従ってモータ２
８によるギヤそれと共にアーム７の回転運動をともなう
。モータ２８．２９及び“３０に電気を送るケーブルは
その他装置例えば装着工具に役立ちかつロボットの動作
に要する圧縮空気ホース３２などと一緒にもつれねじら
れる。これによる問題の解決法は別のス工−デン特許出
願第　号の主題に なっている。

モータ２９及び３０はそれぞれその軸３３及び３４を駆
動し、これらの軸は軸７の軸方向に直角に延びる軸線３
５を中心としかっこの軸１１３５に直角に延びる軸線３
６を中心とし／＝揺動又は回転運動を行い、それにより
実際の工具ホルダーは更に２つの運動度を獲得する。そ
こで、産業ロボットは６つの自由度が与えられ従ってそ
の限定された範囲内で理論的に完全な運動の自由をもっ
ている。

全部の自由度は１つを除き水平軸線又は垂直軸線を中心
にする回転又はねじり運動により、主に回転した部分の
重力の中心近くにおかれ点を通しかつ移動可能の質量か
たまりの大部分を回転軸線近くにして達成されその結果
慣性力が低い点注記される。ただ１つの自由度が並進運
動に関連しておりその慣性は重要性をもつ。その結果、
工具ホルダーは５つの自由度についてきわめて高い加速
（１Ｇを超す）を受けることができる。運動が運ばれる
精度もきわめて高いしのと判明している。

これについての１つの例として下記データを有するテス
トプラントが作られた。

作動領域は高さ３５０ｍｍ円錐角の半分が３０゜で幅の
大きな基底部が半径５００　ｍｍの円形の切頭円錐形状
のものであった。このおおよその作動領域内で装着工具
に関して０．１ｍｍもしくはそれより良好のセツヂング
精度が達成された。

【図面の簡単な説明】

第１図は産業ロボットの全体図、第２図はカルダン式懸
架装置の枢動軸線にそって断面をとった第１図ロボット
の断面図、第３図は回転アーム及び装着工具をともなっ
た並進運動できるプラットフォームの分解図である。 １・・・ジンバルリング、３・・・モータ、４・・・ボ
ックス構造体、５・・・トラニオン、７・・・アーム、
８・・・工具取付具、１０．１１・・・ガイド、９・・
・モータ、２０・・・プラットフォーム、２１・・・ラ
ック、２２・・・ビニオン、２５．２６・・・支持プレ
ート、２７・・・ギヤ、２８．２９．３０・・・モータ
、３３．３４・・・軸、３５．３６・・・軸線。 代理人　浅　村　皓

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　第１及び第２のモータにより２つの互いに垂直
   な軸線（Ｉ’、Ｉ）を中心として揺動できるジンバルリ
   ング式懸架部分（４）を有し、該ジンバル・リング式懸
   架部分内に回転可能の工具取付具を突出端に設けた並進
   運動可能のアーム（７）が配置される産業ロボットにし
   て、アーム（７）の並進運動は該アームをプラットフォ
   ーム〈２０）に取付けることににり達成され、該プラッ
   トフォームはジンバルリング懸架部分（４）内に位置す
   るガイド（１０，１１＞上に取付けられかつ第３モータ
   によりガイドにそい並通運動できるよう駆動され、プラ
   ットフォーム上には３つの別のモータ（２８〜３０）が
   第４モータ（２８）を含んで取付けられ、第４モータの
   軸はプラットフォーム上・　に回転可能に取付、けられ
   アーム（７）に固定・されたギヤ（２７）に歯車係合を
   通じて接続し、前記ギヤ（２７）に第５モータ（２９）
   及び第６モータ、（３０）がそれぞれの軸（３３，３４
   ＞に接続されて取付けられ、該軸は工具取付具（８）に
   延びかつアームに直角（延びる軸線（３５）の周り及び
   該軸線に直角に延びる軸線（３６）の周りに前記工具取
   付具を回転させるよう配置されていることを特徴とする
   産業ロボット。
2. （２）第４モータと第５モータならびに第６モータ（２
   ８〜３０）はボックス状構造体（４）を有し、該構造体
   内には、プラットフォーム上にボックス状構造体に回転
   可能に取付けられ第３モータ（９）に結合されたピニオ
   ン（２２）と噛合係合状態に数句けたラック（２１）を
   介してプラットフォーム（２０）が摺動できる２つのガ
   イド（１０゜１１）が取付けられていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項による産業ロボット。
3. （３）　プラットフォームは２つのキャリヤープレート
   （２５，２６）を含みそれぞれのキャリヤープレートに
   は２つのガイドベヤリングが設けられかつキャリヤープ
   レートは接続され剛性ブラットフオーム組立体（２０）
   を形成し、第３モータと第４モータならびに第５モータ
   （２８〜３０）は２つの前記キャリヤープレートの上部
   のプレート（２５）の上方に取付けられていることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項による産業ロボット。