JPS63207584A

JPS63207584A - 工業用ロボツト

Info

Publication number: JPS63207584A
Application number: JP3698087A
Authority: JP
Inventors: 浩志五代
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-02-20
Filing date: 1987-02-20
Publication date: 1988-08-26

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】産業上の利用分野本発明は工業用ロボットに係り、特にアームの重量を軽
減するとともに設置スペースの省スペース化を図るよう
構成した工業用ロボットに関する。

従来の技術例えば旋回テーブル上で起立する支柱の上部にアームを
揺動自在に設けてなる工業用ロボットでは、アームが自
重により下方へ回動してしまうことを防止するバランス
機構が設けられている。この種のバランス機構としては
例えば支柱と平行なリンクと連結された連結部材がアー
ム後部に設けられ、連結部材に一端を係止されたばね部
材の他端をアームに係止させる構成とされたものがある
。

また、別のバランス機構としてはアーム後部に支柱と平
行なリンクを設け、リンク、支柱に個別に係止された一
対のばね部材によりリンク、支柱を夫々逆方向に回動附
勢するものがある。

発明が解決しようとする問題点しかるに、上記従来の工業用ロボットでは、前者の場合
ばね部材がアームに設けられているため、アームの重量
が重くなるといった問題点があり、さらに支柱が前側に
回動しアームも下方に回動して水平位置より９０度以上
回動すると、支柱とリンクとの位置関係が逆になってし
まうことがあるといった問題点がある。また、上記工業
用［］ホホラの後者の場合、リンクと支柱とを夫々に附
勢するばね部材の他端を周囲の固定部に係止するため、
ばね部材が旋回テーブルより突出し設置スペースが大き
いという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点を解決した工業用ロボット
を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段及び作用本発明は上記工業用ロボットにおいて、モータの出力軸
に回転駆動される回転体と、この回転体とアームとを連
結し回転体の回転とともにアームを回動する連結部材と
、アームが自重で変位しないように回転体を附勢する附
勢手段とを有し、回転体及び附勢手段を旋回台に設けて
なり、アームの重量を軽減するとともに小型化を図るよ
うにしたものである。

実施例第１図及び第２図に本発明になる工業用ロボットの一実
施例を示す。両図中、工業用ロボット１は例えば塗装作
業またはシーリング作業等を行うプレイバック型の電動
ロボットである。工業用ロボット１は大略基台２上に旋
回テーブル３を設け、旋回テーブル３上で支柱４を支承
し、支柱４の上端にアーム５を矢印Ａ方向に揺動自在に
設けてなる構成である。支柱４は旋回テーブル３上のブ
ラケット６．７間で矢印Ｂ方向に回動自在に支持されて
おり、ブラケット６．７の側面にはアーム駆動用のモー
タ８．支柱駆動用のモータ９が設けである。

また、支柱４はブラケット６．７に係止されたコイルば
ね１０．１１の引張力によってバランスするように保持
されている。支柱４の後部にはアーム５先端の手首機構
１２を駆動するモータ及び減速機構を有する駆動機１１
３が設けである。

第３．４図に示す如く、旋回テーブル３上のブラケット
６．７間にはアーム５が自重によって先端部を下げる方
向に回動してしまうことを防止するためのバランス［４
−１４が設けられている。また、バランス機構１４は上
端をアーム５の回動部５ａのピン５ａ＋　、５ａ２に連
結された一対のリンク１５，１６を介してアーム５を保
持するようになっている。アーム駆動用のモータ８に駆
動される出力軸１７には第１のスプロケット１８が設け
られており、第１のスプロケット１８と一体的に設けら
れたビン１９ａ、１９ｂにはリンク１５゜１６の下端が
連結されている。また、リンク１５゜１６の両端は夫々
９０度の角度ずれた位置で連結されている。従って、一
対のリンク１５．’１６はモータ８の駆動）〕をアーム
５に伝達してアーム５を回動させるとともに、バランス
機構１４の附勢力をアーム５に作用するようになってい
る。

第５．６図に示す如く、第１のスプロケット１８より下
方には第２のスプロケット２０が設けられている。この
第２のスプロケット２０は第１のスプロケット１８と同
径で歯数も同一であり、スプロケット１８と２０との間
にはチェーン２１が巻装されている。なお、スプロケッ
ト２０の回転＠２２は旋回テーブル３上の軸受部２３に
軸承されている。

２４ａ、２４ｂはスプロケット２０と一体的に設けられ
たビンで、回転軸２２より偏芯した位置に設けられてい
る。２５．２６は］イルばねで、一端がピン２４ａ、２
４ｂに嵌合する連結部材２７ａ、２７ｂに連結し、他端
の掛止部２５ａ。

２６ａが旋回テーブル３上のブラケット２８ａ。

２８ｂに掛止され、その引張力によって回転軸２２を時
計方向（第６図中）に回動附勢している。

従って、コイルばね２５．２６の附勢力はビン２４ａ、
２４ｂ、　スフ０ケｙト２０．　チｘ−ン２１、スプロ
ケット１８を介してリンク１５゜１６に作用する。その
ため、アーム５はコイルばね２５．２６の引張力によっ
てそのときの回動位置に保持される。なお、バランス機
構１４は上記第１のスプロケット１８、チェーン２１、
第２のスプロケット２０．回転軸２２、ピン２４ａ。

２４ｂ及びコイルばね２５．２６より大略構成されてい
る。

従って、アーム５にはアーム５を保持するためのばね部
材が設けられてなく、その分アーム５の軽量化及び小型
化が図られている。また、コイルばね２５．２６が旋回
テーブル３内にコンパクトに設置されているため、従来
のようにばね部材が周囲に突出して工業用ロボットの取
付スペースが大きくなるといった不都合がなく、省スペ
ース化が図られている。

また、コイルはね２５．２６が旋回テーブル３上で横架
されているため邪魔にならず、バランス機構１４は旋回
テーブル３上の限られたスペース内にコンパクトに設置
されている。

次に上記構成になる工業用［Ｉボッ１〜１の動作ととも
にバランス機構１４の動作につき説明する。

第４図中、アーム５が水平方向に延在する位置にあると
ぎ、ピン２４ａ、２４ｂは回転軸２２の上方に位置して
いる。コイルばね２５．２６はその引張力により第２の
スプロケット２０を時開方向に附勢し、チェーン２１を
介して第１のスプ［１ケツ１〜１８を同方向に附勢する
。従って、アーム５の回動部５ａはアーム５が自重で反
時計方向に回動しようとするに対し、第１のスプロケッ
ト１８に連結されたリンク１５．１６によって時計方向
に回動附勢される。このように、前記バランス機構１４
のコイルばね２５．２６の引張力が回動部５ａに作用し
ているため、コイルばね２５゜２６の附勢力とアーム５
の自重とがバランスする。

即ち、アーム５はバランス機構１４の附勢力によって反
時計方向に回動することを防止され、水平状態で安定的
に保持される。

次に、モータ８が起動し出力軸１７が駆動されると、そ
の駆動力はリンク１５．１６を介してアーム５の回動部
５ａに伝達される。従って、第１のスプロケット１８が
反時計方向に回動すると、アーム５が第４図中１点鎖線
で示すように反時計方向に回動し手首機構１２を下動す
る。この場合、第１のスプロケット１８の回転がチェー
ン２１を介してスプロケット２０に伝達され、スプロケ
ット２０が反時泪方向に回動する。そのため、コイルば
ね２５．２６はさらに引張され、アーム５に作用させる
附勢力が大となる。従って、アーム５が水平方向より下
方に向けて回動しても、アーム５は下方に回動した位置
で安定的に保持される。

また、上記とは逆に第１のスプロケット１８が時削方向
に回動すると、アーム５が第４図中水平位置よりさらに
時計方向に回動し先端の手首機構１２が上動する。この
場合箱１のスプロケット１８の回転とともにスプロケッ
ト２０が時計方向に回動する。そのため、コイルばね２
５．２６の引張力が緩和される。従って、アーム５が時
計方向に回動し、アーム５を下方に回動させようとする
力が軽減するが、コイルばね２５，２６のばね力も緩和
されるため、コイルばね２５．２６の附勢力は過大にな
らずアーム５のバランスが保たれる。その結果、アーム
５は上方に向【プて回動したときもバランス機構１４の
附勢力によってその回動位置で安定的に保持される。

また、第７図に示す如く、支柱４を反時計方向に傾斜さ
せるとともにアーム５を反時計方向に回動させることが
ある。この場合、アーム５だけでなく支柱４も回動して
いるため、アーム５が第４図に示す水平位置より９０度
以上反時計方向に回動したことになる。

そのため、アーム５には自重により時計方向に回動させ
ようとする力が作用する。しかるに、コイルばね２５．
２６が連結されたピン２４ａ。

２４ｂは、第４図に示す回転軸２２の上方よりアーム５
の回動角と略同角度反時計方向に回動し、回転軸２２よ
り下方に位置する。そのため、第２のスプロケット２０
はコイルばね２５．２６の引張力により反時計方向に回
動附勢されており、アーム５もチェーン２１．スプロケ
ット１８．リンク１５．１６を介して反時計方向に回動
附勢される。従って、アーム５が水平位置より反時計方
向に９０度以上回動したときには、コイルばねの引張力
がアーム５を反時計方向に回動附勢するように作用し、
アーム５は安定的に保持される。

なお、ピン２４ａ、２４ｂが回転軸２２の上方位置より
反時計方向に略９０度回動すると、ピン２４ａ、２４ｂ
が回動軸２２とコイルばね２５゜２６の掛止部２５ａ、
２６ａとを結ぶ線上の死点に位置づる。しかるに、アー
ム５も水平位置より９０度回動し垂直方向に延在するた
め、アーム５には自重による回動力が作用しない。従っ
て、ビン２４ａ、２４ｂがスプロケット２０の死点の位
置に変位したとき、アーム５が垂直状態になるように設
定しであるので何んら支障は無い。

なお、上記実施例ではバランス機構１４において、コイ
ルばね２５．２６の引張力を第２のスプロケット２０．
チェーン２１．第１のスプロケットを介して伝達したが
これに限らず、例えば複数個の歯車を噛合させて伝達す
るようにしても良い。

また、上記実施例ではアーム５を回動変位させるととも
にコイルばね２５．２６の附勢力をアーム５に付与する
のに一対のリンク１５．１６を用いたが、これに限らず
、例えばチェーンを介してアーム５を駆動するようにし
ても良い。

発明の効果上述の如く、本発明になる工業用ロボットはアームを保
持する附勢手段を旋回台に設けてなるため、アームを附
勢するばね部材をアームに設けた従来のものに比べてア
ームの軽量化及び小型化を図ることができ、また、従来
のもののようにア一ムを保持するばね部材が周囲に突出
しないため、設置スペースの省スペース化を図ることが
できる。

さらに、ばね部材の連結位置が死点に達したとき、アー
ムが垂直状態に回動するように設定しておくことにより
アームが水平位置より下方に９０度以上回動してもアー
ムをその回動位置に安定に保持することができる等の特
長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明になる工業用［１ポツト
の一実施例の側面図、背面図、第３図はアームを駆動す
る機構を示す背面図、第４図は本発明の詳細な説明する
ための側面図、第５図及び第６図は夫々バランス機構の
構成を示す平面図、側面図、第７図はアームが９０度以
上下方に回動したときの動作を説明するための側面図で
ある。１・・・工業用ロボット、３・・・旋回テーブル、４・
・・支柱、５・・・アーム、６，７・・・ブラケット、
８，９・・・モータ、１４・・・バランス機構、１５．
１６・・・リンク、１７・・・出力軸、１８・・・第１
のスプロケット、２０・・・第２のスプロケット、２１
・・・チェーン、２２・・・回転軸、２５．２６・・・
コイルばね。特許出願人　ト　キ　コ　株式会社第３図第４図第　６図特開口、ｍＧ３−２０７５８４　（６）竿７図（゛＼、　　　　　　１６４　　　　＼■ ５１８゛＼ｉｉ

Claims

【特許請求の範囲】

旋回台上で揺動自在に起立する支柱と、該支柱上部に回
動自在に設けられたアームと、該旋回台に設けられ該ア
ームを駆動するモータとを有してなる工業用ロボットに
おいて、該モータの出力軸に回転駆動される回転体と、
前記回転体と該アームとを連結し該回転体の回転ととも
に該アームを回動する連結部材と、該アームが自重で変
位しないように前記回転体を付勢する付勢手段とを有し
、該回転体及び前記付勢手段は前記旋回台に設けてなる
ことを特徴とする工業用ロボット。