JPS624470Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、ハンドリング、溶接等を含めた組立
作業において使用されるロボツトを制御するため
のカム装置に関するものである。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

従来のロボツトは、空圧アクチユエータ、油圧
アクチユエータおよびサーボモータを制御して駆
動しているが、これらは高速動作に不向きであ
り、故障が多く、また制御が容易でなくコストが
高くつく欠点がある。

また一般的に使用されているカムは、カムは、
上記欠点を解消することはできるものの、たとえ
ばロボツトの腕をカムで駆動する場合、その腕か
らは同一パターンのシーケンス動作しか得られ
ず、異なるパターンのシーケンス動作を同一の腕
に行わせる場合は、ロボツトを停止させてカムを
取換える必要があり、時間がかかるとともに容易
でなかつた。

〔考案の目的〕

本考案は、高速動作に適しており、故障が少
く、かつ低価格である利点を有するカムによつて
ロボツトを制御する場合において、ロボツトのシ
ーケンス動作を、カムを取換えることなく容易に
変更することができるようにすることを目的とす
る。

〔考案の概要〕

本考案の構成は、少なくとも水平方向移動動作
および上下方向移動動作される掴み部本体に、開
閉動作される一対の掴み体が設けられたロボツト
において、上記複数の異なる動作に対応する複数
組のカムによつて上記各動作を制御するロボツト
制御用カム装置であつて、各組のカムは、輪郭曲
線が異なるとともに同一の位相に同径の切換位相
部を有する複数枚の板カムを１本のカム軸に固定
してなり、この複数枚の板カムの周面に対して軸
方向には移動しないカムフオロアを各組について
１個配設し、上記カム軸に、このカム軸を回転す
る回転駆動部と、上記各板カムの切換位相部にカ
ムフオロアが位置する状態でカム軸を軸方向に移
動してカムフオロアに対向する板カムを切換える
軸方向移動駆動部とを接続したことを特徴とする
ロボツト制御用カム装置の構造に関するものであ
り、その作用は、軸方向移動駆動部によつてカム
軸を軸方向に移動させることにより、このカム軸
に固定した複数枚の板カムを同時に移動して、そ
の切換位相部において軸方向には移動しないカム
フオロアに対向する板カムを切換えるようにす
る。

〔考案の実施例〕

以下、本考案を図面に示す実施例を参照して詳
細に説明する。

第１図に示すように、ベース１上に、ベアリン
グホルダ２およびこのホルダ２内に嵌着されたベ
アリング３，４，５により断面４角の支柱６の下
部を回動自在に支持して立設し、この支柱６の下
部に一体的に嵌着したピニオン７と、上記ホルダ
２に固定されたスライドガイド８内に摺動自在に
嵌合したラツク９とを噛合し、このラツク９に回
転自在に軸支した一対のローラ１０によつて円筒
カム１１の周面の螺施形の凸条部１２を挟持し、
この円筒カム１１のカム軸１３は、ベース１上に
設けた図示しない逆転可能のモータの減速回動軸
に接続する。１４はカバーである。

そうして、このモータにより円筒カム１１を回
動すると、このカム１１の凸条部１２の軸方向変
位に応じてラツク９が直線的に摺動し、ピニオン
７が回動し、支柱６が施回する。この施回角をθ
とする。

さらにこの第１図に示すように、支柱６の中間
部にカバー１７を一体的に固定し、また支柱６の
上部に昇降枠１８を摺動自在に嵌合し、この昇降
枠１８の前面に設けた２本の凸条部からなるロー
ラガイド１９に、レバー２０の先端部に回動自在
に軸支したローラ２１を嵌合し、このレバー２０
は、基端部を軸２２を介して上記カバー１７に回
動自在に軸支し、このレバー２０とカバー１７の
上面との間に介設した引張スプリング２３により
レバー２０を軸２２を支点に下方に附勢し、この
レバー２０の中間部下側に回動自在に軸支したカ
ムフオロア（第１図では示さない）を、１本のカ
ム軸２４に嵌着固定した複数組のカム群２５のう
ちの１枚の板カムの周面に押付け、さらにカバー
１７の上面に固定したストツパ２６によつてこの
レバー２０の下降限界を決める。

そうして、カム群２５のうちの１枚の板カムに
よつてこのレバー２０を引張スプリング２３に抗
して押し上げ、このレバー２０の先端のローラ２
１により昇降枠１８を上昇させ、また上記板カム
の輪郭曲線に沿つて引張スプリング２３によりこ
のレバー２０をストツパ２６まで引下げ、昇降枠
１８を下降させる。この昇降ストロークをＺとす
る。

また第２図に示すように、支柱６の上部の左右
面に穿設した長穴２９を通して昇降枠１８に２本
のガイドロツド３０を摺動自在に嵌合し、この２
本のガイドロツド３０の右端部に凹溝部材３１を
一体的に嵌着するとともに左端部に掴み部取付け
板３２を一体的に嵌着し、上記凹溝部材３１の前
面に上下方向に設けた凹溝３３に、レバー３４の
上端に回動自在に軸支したローラ３５を上下動自
在に嵌合する。第１図に示すように、このレバー
３４はＬ形に形成するとともにその折曲部を軸３
６によりカバー１７に回動自在に軸支し、このレ
バー３４の下側部先端に軸３７を介してリンク３
８の下端を回動自在に連結し、このリンク３８の
上端に、カバー１７に軸３９を介して基端部を回
動自在に軸支されたレバー４０の先端部を軸４１
により回動自在に連結し、このレバー４０とカバ
ー１７に固定したバー４２との間に介設した引張
スプリング４３によつてレバー４０を下方に附勢
し、レバー４０の中間部下側に回動自在に軸支し
たカムフオロア（第１図では示さない）をカム群
２５のうちの１枚の板カムの周面に押付け、また
このレバー４０の下降限界を決めるストツパ４４
をカバー１７と一体的に設ける。

そうして、カム群２５の板カムによつてこのレ
バー４０を引張スプリング４３に抗して押上げ、
リンク３８を介してＬ形のレバー３４を軸３６を
支点として時計方向に回動し、このレバー３４の
上端のローラ３５により凹溝部材３１を右側に押
動し、ガイドロツド３０を介して掴み部取付け板
３２を右側（後退側）に移動する。またカム群２
５の板カムの輪郭曲線に沿つて引張スプリング４
３により上記レバー４０をストツパ４４まで引下
げ、掴み部取付板３２を左側（前進側）に移動す
る。この左右移動量をＸとする。

また第２図に示すように、上記支柱６の長穴２
９を通して昇降枠１８の左端部から右端部にわた
つて回動軸４７を定位置で回動自在に設け、この
回動軸４７と上記凹溝部材３１とは回動自在かつ
摺動自在に嵌合し、この回動軸４７の右側部にピ
ニオン４８を一体的に嵌着し、このピニオン４８
に噛合するラツク４９を、昇降枠１８の下面に固
着したガイド５０に摺動自在に嵌合し、このガイ
ド５０の底面部に穿設した長穴５１を通してラツ
ク４９の下面から２本のローラガイド５２を一体
的に突設し、この２本のローラガイド５２間に、
Ｌ形のレバー５３の上端に回動自在に軸支された
ローラ５４を上下動自在に嵌合し、このレバー５
３の折曲部を軸５５によりカバー（第１図に示す
１７）に回動自在に軸支し、このレバー５３の下
側ロツド部５６をボールジヨイント５７および垂
直ロツド５８を介して軸５９によりレバー６０の
右端部に連結し、このレバー６０は、第１図に示
すように、カバー１７の底部に軸６１を介して中
間部を回動自在に軸支し、このレバー６０の右側
部とカバー１７の底部との間に介設した引張スプ
リング６２によりレバー６０を時計方向に附勢る
ことにより、このレバー６０の左端部に回動自在
に軸支したカムフオロア６３をカム群２５のうち
の１枚の板カムの周面に押付け、このカムフオロ
ア６３の上昇限界は、レバー６０に当接するスト
ツパ６４によつて決める。

さらにこの第１図に示すように、回動軸４７の
左端部に、内側面にスプライン溝を設けてなるス
プライン筒体６５を固着し、また前記掴み部取付
け板３２に先端部回動軸６６を回動自在に嵌合す
るとともに、この先端部回動軸６６に一体的に嵌
着した一対のリング部材６７により、この先端部
回動軸６６が掴み部取付け板３２に対して軸方向
に摺動しないようにする。上記先端部回動軸６６
の右側部にはスプライン溝６８を形成しておき、
このスプライン溝６８を上記スプライン筒体６５
のスプライン溝に軸方向摺動自在に嵌合し、また
先端部回動軸６６の左側部に掴み部本体６９を固
定し、この掴み部本体６９の内部に軸７０により
一対の掴み体としての掴み刃７１をＸ形に回動自
在に軸支し、この一対の掴み刃７１の上端にそれ
ぞれ軸７２により一対のリンク７３の下端を回動
自在に連結し、この一対のリンク７３を軸７４に
より回動自在に連結し、上記一対の掴み刃７１の
上端部間に圧縮スプリング７５を装着して掴み刃
７１を開くように附勢する。

そうして、カム群２５の板カムによつてカムフ
オロア６３を引張スプリング６２に抗して押下
げ、第２図における垂直ロツド５８を押上げ、ボ
ールジヨイント５７を介してＬ形のレバー５３を
手前側に回動し、このレバー５３のローラ５４に
よりラツク４９を手前側に移動し、このラツク４
９と噛合するピニオン４８を時計方向に回動し、
回動軸４７、スプライン筒体６５および先端部回
動軸６６を介して掴み部本体６９を時計方向に回
動する。逆に板カムの輪郭曲線に沿つてスプリン
グ６２の引張力により垂直ロツド５８が下降する
ことにより、掴み部本体６９は反時計方向に回動
する。このように回動してこの掴み部に把持され
たワークを反転したり横向きにしたりする。掴み
部本体６９の回動角をαとする。

また第１図に示すように、カバー１７の上面に
ケーブル取付け部７７を固定し、このケーブル取
付け部７７の下部のガイド部７８にロツド７９を
上下動自在に嵌合し、このロツド７９の下端にカ
ム群２５のうちの１枚の板カムに当接するカムフ
オロア８０を回動自在に軸支し、上記ケーブル取
付け部７７と、前記掴み部本体６９の上部に固定
した逆Ｌ形の取付け部８１と第６図に示すケーブ
ルの外管８２の両端を固定し、上記ロツド７９の
上部と前記一対のリンク７３間の軸７４とに第６
図に示すケーブルの内管８３の両端を固定する。
このケーブルは、長円形断面の線材を密着させて
巻いたコイル状の外管８２の内側に同一構造であ
つて小径の内管８３を挿通してなり、外管８２の
右端部の取付け金具８４と上記ロツド７９に一体
的に設けたフランジ部８５との間に圧縮スプリン
グ８６を介設する。上記ガイド部７８の上面はロ
ツド７９のフランジ部８５を係止するストツパ８
７となつている。

そうして、圧縮スプリング８６を、一対の掴み
刃７１間の圧縮スプリング７５よりも強力に設定
しておくと、カム群２５の板カムの輪郭曲線が小
径になるにしたがつて、スプリング８６によりロ
ツド７９が下降して内管８３が引張られ、掴み部
の一対のリンク７３間の軸７４が移動し、一対の
掴み刃７１が閉じてワークを把持する。逆にカム
群２５の板カムがロツド７９をスプリング８６に
抗して押し上げると、一対の掴み刃７１間のスプ
リング７５の力によりこの掴み刃７１は開いてワ
ークを解放する。この一対の掴み刃７１の開閉角
をβとする。

第３図に示すように、前記カム軸２４に固定し
たカム群２５は、複数の異なる動作（β，Ｘ，
Ｚ，α）に対応る複数組のカム、すなわちβ組の
板カム９０，９１，９２と、Ｘ組の板カム９３，
９４，９５と、Ｚ組の板カム９６，９７，９８
と、α組の板カム９９，１００，１０１とからな
り、その各組でたとえば最も右側の板カム９２，
９５，９８，１０１の周面に対して、ロツド７９
に設けたβ用の前記カムフオロア８０、レバー４
０に設けたＸ用のカムフオロア１０２、レバー２
０に設けたＺ用のカムフオロア１０３、レバー６
０に設けたα用の前記カムフオロア６３をそれぞ
れ当接する。なお上記各カムフオロア８０，１０
２，１０３，６３はカム軸２４の軸方向にはレバ
ー等の支持によつて移動しない。

またこの第３図に示すように、定位置に設けた
一対の軸受１０６によつてカム軸２４を軸方向お
よび回転方向に可動自在に保持し、このカム軸２
４の左端部にスプライン筒体１０７を嵌着してピ
ン１０８により一体化し、このスプライン筒体１
０７の内側のスプライン溝に、定位置に固定され
た回転駆動部としてのモータ１０９の回動軸１１
０に形成されたスプライン溝１１１を軸方向摺動
自在に嵌合し、またカム軸２４の右端部に、この
カム軸２４を軸方向に移動してカムフオロア８
０，１０２，１０３，６３に対向する板カムを選
択する軸方向移動駆動部１１２を接続する。この
軸方向移動駆動部１１２は、カム軸２４の右端部
にリング部材１１３を一体的に設け、このリング
部材１１３の円環状の凹溝に、コ字部材１１４に
回動自在に軸支された複数のローラ１１５を移動
自在に嵌合し、このコ字部材１１４を、基板１１
６上に一対の軸受部１１７により回動自在に支持
されたボールねじ１１８に螺合するめねじ部材１
１９の上面に固定し、上記ボールねじ１１８を基
板１１６上に固定したモータ１２０によつて回転
するように形成したものである。

第４図に示すように、β，Ｘ，Ｚ，αの各組の
各々の板カムは、分割形成された一側のカム材１
２３と他側のカム材１２４とを、これらとそれぞ
れ一体の半円状のボス部１２５，１２６を一側の
ボス部１２６の上下部の切欠部１２７から挿入し
た２本のねじ１２８によつて固定することにより
一体化してなる。このように分割形にすれば、カ
ム軸２４を取外したり他のカムを取外したりする
ことなく、任意の板カムのみをカム軸２４から取
外したりカム軸２４に取付けたりすることができ
る。

さらにこの第４図に示すように、β組、Ｘ組、
Ｚ組およびα組の各板カムは、径が変化しない停
留区間１２９内において、各板カムの同一の位相
に同径の切換位相部１３０を有し、さらにβ組、
Ｚ組およびα組の各板カムは、その切換位相部１
３０の周面に凹部１３１を設けてなる。この凹部
１３１は、第５図に示すように、たとえばβ組で
はカムフオロア８０と同心円状の円弧に形成し、
カムフオロア８０との間にわずかな隙間１３２が
生ずるようにする。すなわち、この凹部１３１が
カムフオロア８０と対向したとき、隙間１３２を
介して上記停留区間１２９内のカム外周面と外接
する定位置に上記カムフオロア８０が待機される
ように、前記ストツパ８７を設定する。同様にＺ
組およびα組のストツパ２６，６４も設定する。
このようにカムフオロアを外接位置に待機させる
ことにより、カムによつてなされるシーケンス動
作を加速度０から出発させることができる。また
第３図に戻つて、上記Ｘ組の各板カムは、その切
換位相部１３０において相互に対向する縁部に凸
片１３３に固着してなる。このようにＸ組のみに
凸片１３３を設けた理由は、この第３図に示すよ
うに、このＸ組の各板カムのみが径大部を切換位
相部１３０としているために、この切換位相部１
３０においてカムフオロア１０２のレバー４０を
ストツパ４４で係止することができず、そのため
カム軸２４が軸方向に移動するときにカムフオロ
ア１０２がこのＸ組の各板カム間に落下するおそ
れがあるので、上記凸片１３３を設けてカムフオ
ロア１０２が落下しないようにする。なおβ組、
Ｚ組およびα組の各板カムは、切換位相部１３０
を含む停留区間１２９が最小径部となつており、
そのため、上記のようにストツパ８７，２６，６
４の係止作用によつてカムフオロア８０，１０
３，６３と凹部１３１との間に隙間１３２を設け
ることができる。

そうして、第１図に示す円筒カム１１を回動し
て支柱６を回動するとともに、第３図に示すモー
タ１０９によつて各組の板カムを回動し、θ，
β，Ｘ，Ｚ，αに関する所定パターンのシーケン
ス動作を行い、カムフオロア８０，１０２，１０
３，６３と各組の板カムの切換位相部１３０とが
対向する位置まで各板カムが回動したら、モータ
１０９を停止させ、それからモータ１２０を駆動
してボールねじ１１８を回動し、めねじ部材１１
９およびコ字部材１１４を右方に移動し、このコ
字部材１１４のローラ１１５によつてカム軸２４
を右方に引張り、このカム軸２４を軸受１０６内
で右方にスライドさせ、各組の板カム９１，９
４，９７，１００をカムフオロア８０，１０２，
１０３，６３に対向させるか、または板カム９
０，９３，９６，９９をカムフオロア８０，１０
２，１０３，６３に対向させる位置に切換える。

その際にＸ組を除いて、他の組では各板カムに
設けた凹部１３１がカムフオロア８０，１０３，
６３に対向していて、移動するときもその間に間
隙１３２が保持されるから、その間に摺動摩擦が
生ずることがなく、スムーズに板カムを移動でき
る。

このようにして切換えた各組の板カムをモータ
１０９により回動してカムフオロア８０，１０
２，１０３，６３を追従させ、β，Ｘ，Ｚ，αに
ついて異なるパターンのシーケンス動作を得る。

〔考案の効果〕

本考案によれば、複数の異なる動作に対応する
複数組のカムによつてロボツトを制御するものに
おいて、各組のカムは、輪郭曲線が異なるととも
に同一の位相に同径の切換位相部を有する複数枚
の板カムを１本のカム軸に固定してなり、この複
数枚の板カムの周面に対して軸方向に移動しない
カムフオロアを各組について１個配設し、上記カ
ム軸に、このカム軸を回転する回転駆動部と、上
記各板カムの切換位相部にカムフオロアが位置す
る状態でカム軸を軸方向に移動してカムフオロア
に対向する板カムを切換える軸方向移動駆動部と
を接続したことを特徴とするロボツト制御用カム
装置を構成したから、所定パターンのシーケンス
動作が終了したときに、カムフオロアが各組の板
カムにおいてそれぞれ同径に形成された切換位相
部に位置する状態で、この各板カムの共通のカム
軸を軸方向移動駆動部により軸方向に移動して、
各組における異なる板カムをカムフオロアと対向
させて、異なるパターンのシーケンス動作を、容
易に得ることができ、カム式制御でありながら、
カムを取換えることなくシーケンス動作の切換え
が容易にできる。そしてカム式制御であるから、
高速制御に適しており、故障が少なくメンテナン
スフリーであり、しかもカム制御であるから低価
格であるというすぐれた利点をロボツト制御に生
かすことができる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案のカム装置の一実施例に関するもの
で、第１図はロボツトの正面からの断面図、第２
図はその一部を省略したものの斜視図、第３図は
板カム制御部の断面図、第４図はその板カムの斜
視図、第５図はその板カムの一部を拡大した正面
図、第６図はケーブルの断面図である。 ２４……カム軸、６３，８０，１０２，１０３
……カムフオロア、９０〜１０１……板カム、１
０９……回転駆動部としてのモータ、１１２……
軸方向移動駆動部、１３０……切換位相部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 少なくとも水平方向移動動作および上下方向移
   動動作される掴み部本体に、開閉動作される一対
   の掴み体が設けられたロボツトにおいて、上記複
   数の異なる動作に対応する複数組のカムによつて
   上記各動作を制御するロボツト制御用カム装置で
   あつて、各組のカムは、輪郭曲線が異なるととも
   に同一の位相に同径の切換位相部を有する複数枚
   の板カムを１本のカム軸に固定してなり、この複
   数枚の板カムの周面に対して軸方向には移動しな
   いカムフオロアを各組について１個配設し、上記
   カム軸に、このカム軸を回転する回転駆動部と、
   上記各板カムの切換位相部にカムフオロアが位置
   する状態でカム軸を軸方向に移動してカムフオロ
   アに対向する板カムを切換える軸方向移動駆動部
   とを接続したことを特徴とするロボツト制御用カ
   ム装置。