JPS6231271Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、可搬性を有する多関節ロボツトに
関するものである。

例えば造船などにおいて、ロンジ材を溶接する
個所が相当数あり、これをロボツトで自動化する
にしても、可搬性を有するものでなければならな
い。

ところで一般に多関節ロボツトの場合、隣接す
る２本の腕の間には、電らんがチユーブに挿通さ
れて接続されている。従つて前記ロボツトを船内
で持ち運んだり、ロンジ材に着脱したりするとき
に、誤つて前記チユーブを突起物などに引掛けて
しまい、前記電らんを切断するうれいがある。

この考案は前述事情に鑑みなされたものであつ
て、前記チユーブを用いず、前記電らんの切断の
うれいがないようにした可搬式の多関節ロボツト
を提供せんとするものであり、以下実施例を詳述
する。

なおこの実施例では前記ロンジ材の突合せ溶接
用多関節ロボツトとして説明するが、この考案を
この実施の形態に限定するものではない。また以
下の説明上、第２図において左を前、右を後、上
を右、下を左と称することにする。

Ａは、多関節ロボツトの肩部であり、ワークＷ
（ロンジ材）に対するクランプ手段CLが具備され
ている。すなわちこの実施例クランプ手段CL
は、ワークＷに取付ける後述する取付台１３に対
してロボツトをクランプ可能に構成されたもので
ある。

１は、肩部Ａの基台である。基台１は左右一対
の側板１ａおよび底板１ｂで構成される。基台１
の左右には各２個ずつの突起１ｃが突設されてい
る。突起１ｃは実施例では円筒形のピンである。
基台１の左右には把手１ｄが固設される。底板１
ｂの下部には前後に対面する傾斜側面１ｅ，１ｅ
によつて左右方向のあり溝が構成される。なお突
起１ｃ，１ｃと傾斜側面１ｅ，１ｅは、第１図に
おいて左右の配置が対称とされる。これは基台１
と後述する取付台１３とを結合するときの向きを
どちらでも実行し得るようにするためである。

２は、第１回動腕であり、基台１に左右方向に
関節軸支２ａ（中空）される。腕２は後部２ｂと
前記２ｃとに分割され、ボルト３により連結され
ている。そして腕２の回動角α_１は基台１に取付
けた動力M₁によつて強制される。動力M₁は（以
下の動力においても同様であるが）公知の直流サ
ーボモータが使用され、このモータの回転軸には
図示しないエンコーダE₁および減速機を介して
腕２を回動可能である。

Ｂは、ひじ部であり、腕２先端部（後述する第
２回動腕４との関節部）が相当する。

４は、第２回動腕であり、腕２先端部に関節軸
支４ａされる。軸４ａは軸２ａと同様左右方向で
あり、かつ中空に形成されている。腕４は後部４
ｂと前部４ｃとに分割され、ボルト５により連結
されている。そして腕４の回動角α_２は腕前部２
ｃに取付けた動力M₂により強制される。動力M₂
にはエンコーダE₂および減速機が付設される。

Ｃは、手首部であり、腕４先端部（後述するト
ーチ取付腕７との関節部）が相当する。

６は、腕４先端部に設けたエンドエフエクタ
（トーチ）取付軸である。軸４は左右方向に支承
され、さらに腕前部４ｃ内部に取付けた動力M₃
によつて図示しない減速機を介して回動角α_３が
強制され、さらに腕前部４ｃに取付けた動力M₄
により図示しないボールスクリユー手段を介して
左右方向の位置Ｘが強制されるべく構成されてい
る。動力M₃，M₄にはエンコーダE₃，E₄が付設さ
れている。

７は、軸６左端すなわち手首部Ｃに設けたエン
ドエフエクタ（トーチ）取付腕である。腕７の基
端は軸６に対する回動角を調整かつ固定し得るよ
うになされ、腕７先端は溶接トーチＴの取付けを
調整かつ固定し得るようになされている。

８は、軸２ａ内に同軸上に挿入され、かつ電ら
ん９が挿通される回転自在の中空軸である。なお
軸８の右端で基台１には、電らん９の接続器９ａ
が取付けられている。

１０は、軸２ａおよび４ａの各中空部の一端
（左端）間に接続した電らん９の第１挿通管であ
る。管１０は、後部１０ａと前部１０ｂとに分割
され、ボルト・ナツト１１で連結されている。そ
してこの実施例では、管１０後端は軸８左端に一
体に取付けられ、管１０前端は軸４ａ左端に回転
自在に軸支１０ｃされている。なお管前部１０ｂ
の中間部と腕前部２ｃとの間には電らん９の挿通
用管１０ｄが連結されている。また電らん９は、
管１０の前記分割個所において、接続器９ｂによ
り接続されている。

１２は、軸４ａ中空部他端（右端）と腕前部４
ｃとの間に接続した電らん９の第２挿通管であ
る。管１２は、ボルト１２ａにより着脱自在であ
る。

LS₁は、基台１に取付けたリミツトスイツチで
あり、軸８に突設した突起８ａにより動作可能
な、腕２の原点位置合せ用のものである。

LS₂は、軸４ａに取付けたリミツトスイツチで
あり、腕前部２ｃ内に突設した突起２ｄにより動
作可能な、腕４の原点位置合せ用のものである。

よつてこのロボツトは、α_１〜α_３およびＸの
４自由度を有する多関節溶接ロボツトである。

次にこのロボツトの基台１を結合分離可能とし
た取付台１３につき説明する。

取付台１３は、この実施例では左右１対の側板
１３ａ，１３ａと、これら側板１３ａを接続する
前方接続材１３ｂ、後方接続材１３ｃにより骨組
が構成される。

側板１３ａの側面形状は溝にしたＵ字状をな
し、その上部下面に接続材１３ｂが固着され、そ
の接続材１３ｂの前面は傾斜側面１ｅと同一傾斜
に、また後面はワークＷの当り面として形成され
ている。

各側板１３ａの下部前端には、上下方向および
前後方向のめねじが穿削され、それらめねじに螺
合するねじ手段１３ｄ，１３d′が設けられてい
る。これらねじ手段１３ｄ，１３d′がワークＷに
対する取付台１３の取付手段となる。

各側板１３ａの後部には、その内側に爪１３ｅ
の中間が左右軸支１３ｆされる。爪１３ｅと側板
１３ａとの間には、軸１３ｆのまわりにねじりば
ね１３ｇが設けられ、このばね１３ｇは爪１３ｅ
を第１図において反時計方向に回動させる力が付
勢されている。また爪１３ｅ近辺の側板１３ａ後
部には左右方向軸１３ｈが支承されている。そし
てこの軸１３ｈの外周部には切欠き１３ｉが形成
され、側板１３ａに突設したストツパ１３ｊがそ
の切欠き１３ｉにガイドされるべく構成され、結
局軸１３ｈは切欠き１３ｉの円弧角だけ回動自在
に構成されている。さらに軸１３ｈには、この軸
１３ｈとは直交する方向のめねじが穿削され、こ
のめねじにはねじ手段１３ｋが螺合されている。
しかもねじ手段１３ｋ先端は爪１３ｅの一端すな
わちばね１３ｇによる力を受ける側に当接されて
いる。そして爪１３ｅとねじ手段１３ｋとの関係
は、ばね１３ｇに抗して軸１３ｈを反時計方向端
に回動させて、ねじ手段１３ｋを締付けたときに
は、爪１３ｅの他端が後方の傾斜側面１ｅと係合
し、反対に、ねじ手段１３ｋをゆるめて、軸１３
ｈを時計方向端に回動させたときには、爪１３ｅ
の他端がばね１３ｇにより後方の傾斜側面１ｅか
ら離脱するよう設定されている。

各側板１３ａの上部内側には、突起１ｃが嵌入
するＬ字状溝１３ｌが穿設される。この実施例で
は溝１３ｌのＬ字状の上部は上方に開放され、下
部後方は突起１ｃの当りとなつている。

各側板１３ａの上面には、左または右へ回動、
突出し得る左右位置規整レバー13mが上下軸支１
３ｎされている。レバー１３ｍは、ロツク手段１
３ｏにより、後方位置か左右いずれかの突出位置
でロツクされるべくなされている。なおレバー１
３ｍを左または右に突出させたときのその先端位
置は、後述するように、取付台１３にロボツトを
結合したときの、トーチＴのＸ軸方向における中
央位置とほぼ一致するようになされている。

なおこの取付台１３と基台１の突起１ｃおよび
傾斜側面１ｅとにより、クランプ手段CLが構成
されている。

１４は、基台１と腕４との間の固縛機構であ
る。この実施例機構１４は、左側板１ａ上に取付
けられ、Ｌ字形摺動ピン１４ａを有するピン支持
体１４ｂと、腕前部４ｃに固着され、ピン１４ａ
先端部の挿入穴１４ｃを有する係止部材１４ｄと
で構成されている。そして第１図図示２点鎖線の
ように、腕２の基台１に対する傾斜角が最小で、
しかも腕４の腕２に対する傾斜角が最小の状態に
おいて、ピン１４ａを部材１４ｄの穴１４ｃに挿
入可能になされている。なお図示しないが支持体
１４ｂ内には、ピン１４ａを突出付勢するばねが
内蔵され、しかもピン１４ａの没入位置すなわち
第１図実線位置ではピン１４ａを固縛または解放
する手段も内蔵されている。

なおロボツトの各腕２，４の長さ、軸６とトー
チＴ先端間距離が、それらの比は、ワークＷを溶
接するに便なように、トーチＴの必要行動範囲を
満足し得る範囲内でできるだけ小型となるように
決定されている。

Ｄは、ロボツト制御装置であり、CPUおよび
メモリMEMを主要部とする。CPUのバスライン
BLには、動力M₁〜M₄、エンコーダE₁〜E₄、トー
チＴに対する溶接電源WS、テイーチングボツク
スTBが接続される。なお制御装置Ｄには、溶接
電流または溶接電圧などを検出して、トーチＴを
ワークＷの溶接線WLに倣わせる公知の手段も含
まれている。

さらにこの実施例の作用を述べる。

まずロボツト１台に対し、取付台１３は複数個
用意されていて、それらを各溶接線WLに対応し
て予め取付けておく。この取付けに際しては、左
右方向のロンジ材（実施例ではアングル材）の上
面に取付台１３の上部下面を当接させ、後方に引
いて接続材１３ｂの後面をロンジ材Ｗの前端面に
当接させる。さらに左のレバー１３ｍを第２図図
示２点鎖線のように左に突出させて、その先端が
ほぼ溶接線WLに一致するように、取付台１３の
左右方向位置決めする。そしてねじ手段１３ｄ，
１３d′を締めて取付台１３をロンジ材Ｗに固定す
る。

さらに第３図のように、ロボツトの電らん９を
制御装置Ｄからの電らん９と接続器９ａで切離な
し、そしてねじ手段１３ｋをゆるめて時計方向端
まで回動させた後、第１図図示２点鎖線のように
機構１４により基台１と腕４とを固縛した状態
で、把手１ｄを持ち、ロボツトを持上げ、上方か
ら突起１ｃを溝１３ｌにはめ込み、後方へ引き寄
せ、前部の傾斜側面１ｅを接続材１３ｂに当接さ
せる。

そしてねじ手段１３ｋをばね１３ｇの力に抗し
て反時計方向端に回動させて締め、爪１３ｅを時
計方向に回動させる。すると爪１３ｅは後部の傾
斜側面１ｅに引つかかり、ロボツトの基台１は後
方へ引かれ、基台１と取付台６とは、突起１ｃが
溝１３ｌの奥にはまり込んだ状態で、前部傾斜側
面１ｅと接続材１３ｂとの当接および後部傾斜側
面１ｅと爪１３ｅとの当接により、前後方向位置
決めされる。

なお前記ロボツトの取付台１３への取付けの
際、電らん９は軸８中空部、管１０、軸４ａ中空
部、管１２に挿通されており、しかも制御装置Ｄ
からの電らん９は接続器９ａで切離なされている
ので、例えば管１０や１２をワークＷの突起物な
どに誤つて衝突させても、電らん９には全く切断
などの影響はない。

そこでオペレータは、ピン１４ａを部材１４ｄ
から抜き、基台１に対する腕４の固縛を解放した
後、制御装置Ｄからの電らん９をロボツトの電ら
ん９と接続器９ａで接続する。そしてテイーチン
グボツクスTBを操作してロボツトとマニユアル
制御し、トーチＴの作用点Ｐを溶接線WLの直線
部分の始点、終点（トーチＴの姿勢も含む）に位
置させ、そのときの位置情報（エンコーダE₁〜
E₄の出力情報）を制御装置Ｄに入力して、ユー
ザプログラムの各ステツプの位置情報としてメモ
リMEMに取込む。

そして一連のユーザプログラムを記憶させたな
らば、オペレータはテイーチングボツクスTBの
図示しない再生スタートスイツチを操作する。す
ると制御装置Ｄは記憶したユーザプログラムの各
ステツプに従つてトーチＴの位置姿勢を制御し、
各指令点間を予めプログラムされた溶接条件によ
り、かつ前述した倣い制御により、溶接線WLに
沿つた溶接を自動的に実行する。

そして１つの溶接線WLの自動溶接を終了した
ならば、オペレータはロボツトをマニユアル制御
して、第１図図示２点鎖線のように折りたたみ、
機構１４で固縛する。さらに接続器９ａを切離な
した後、ロボツトを取付台１３から前述の逆の手
順で取外し、次の取付台に取付けて、前回同様の
操作をすればよい。このときユーザプログラム
は、溶接線WLの形状寸法が同一ならば、どこで
も共通に使用し得る。

前述説明は実施例であり、各構成の均等物もこ
の考案の技術範囲に含まれる。

この考案は、前述したように、ロボツトの電ら
ん９を関節軸２ａ，４ａの中空部および挿通管１
０，１２に通すようにしたので、電らん９は外部
に露出しない。よつてロボツトの持ち運び時やワ
ークＷに対する着脱時に、オペレータが誤つてロ
ボツトをワークＷの突起物などに衝突させても、
電らん９は挿通管１０，１２により保護されてお
り、電らん９を切断してしまうなどのうれいがな
い。しかもロボツトの電らん９は、関節軸２ａの
他端において、制御装置Ｄからの電らん９と接続
器９ａにより連結、切離し自在であるので、これ
を切離し状態とすれば、ロボツトの持ち運び、ワ
ークＷに対する着脱がし易い。

【図面の簡単な説明】

図はいずれもこの考案の実施例を示し、第１図
は一部断面側面図、第２図は平面図、第３図は肩
部の断面図、第４図はひじ部の断面図、第５図は
制御装置のブロツク図である。 図において、Ｗ……ワーク、Ａ……肩部、Ｂ…
…ひじ部、Ｃ……手首部、２ａ，４ａ……それぞ
れ関節軸、６……エンドエフエクタ取付軸、７…
…エンドエフエクタ取付腕、９……電らん、９ａ
……接続器、１０……第１挿通管、１２……第２
挿通管、CL……クランプ手段、である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 肩部にはワークに対するクランプ手段を備え、
   前記肩部、ひじ部および手首部の各関節軸はそれ
   ぞれ平行に構成するとともに、前記手首部にはエ
   ンドエフエクタ取付腕を前記軸着し、さらに前記
   肩部および前記ひじ部の前記両関節軸部分には電
   らん挿通用の中空部を形成するとともに、これら
   中空部の間には前記電らんの第１挿通管を、また
   前記ひじ部の前記中空部と前記手首部との間には
   前記電らんの第２挿通管をそれぞれ接続し、さら
   には前記肩部の前記関節軸中空部には電らん接続
   器が取付けられ、この電らん接続器は制御装置か
   らの電らんの先端部と連結切離し可能とした、可
   搬式の多関節ロボツト。