WO1982004007A1 - Mecanisme de poignet pour robot industriel - Google Patents

Description

明 細 書

、 工業用 ロ ボ ッ ト の手首機構

技術分野

本発明は工業用 ロ ボ ッ ト に関 し、 特に ロ ッ ト ハ ン ド と 口 ポ、 ッ ト ア ー ム の間に介挿される手首機構の 改良構造に関する。

背景技衡

近年、 例えば自 動工作機核等の機械類と併設 し—て 工業用 ロ ポ、 ッ ト を設け、 機拭加工等の機械動作に応 じて工業用 口 ポ ッ ト の ロ ッ ト 作用を制御し、 ヮ ー クの搬入や加工完了品の取はずし、 搬出等を 自動化 する こ とに よ ]? 省力 ^[匕を推進する傾向に ある。' この よ う ¾工業用 ロ ボ ッ ト においては、 例えば工作機械 の機械動作に適応する ロ ボ ッ ト動作を予め 口 ボ ッ ト 制御装置に教示する こ とに よ 工業用 口 ボ ッ ト の ロ ボ ッ ト 作用を制御する方法が採 られる。 こ の よ う な ロ ッ ト 作用に当 っ ては ロ ボ ッ ト ア ー ム .の旋回動作、 水平方向の伸縮動作、 上 · 下動作に よ っ て該 ロ ボ ッ ト ア ー ム の先端に設け られた ロ ボ ッ ト 手首 と ロ ボ ッ ト ハ ン ド と を 目 的位置ま で到違させる構造が設け ら れている。 一方、 従来の ロ ^ ツ ト 手首においては唯 — の 口 ポ ッ ト ハ ン ド、取付面を具備 し、 こ の 口 ポヽ ッ ト ハ ン ド取付面がせいぜい中心翱線回 ]) にモータ駆動 に よ っ て回動可能な一 自 由度構造に形成されている。

ΟϊνίΡΙ 即ち、 ロ ボ、 ッ ト ハン ド取付面が回動する こ とに よ つ て ロ ボ ッ ト ハ ン' ドが前記中心.軸線回 ]? に旋回位置決 めされる構造が具備されているのである。 従って、 従来の工業用 口 # ッ ト においては上記ロ ボ ッ ト ハ ン ド取付面が 5直面に形成された手首や水平面に形成 された手首等の種々 の手首が個々に予め準備され、 ロ ボ ッ ト ハ ン ドに よ っ て遂行される ポ、 ッ -ト 作用に, 応 じて これ らの手首か ら一つを選択して ロ ボ ッ ト ァ ー ム の先端に取付け、 更にその取付け られた手首の ロ ッ ン ド取付面に ロ ポ ッ ン ドを取付ける 方法が採 られる。 然 しなが ら、 この よ う に種々の手 首を準備する こ とに よ って必要に応 じて手首を交摸 取付けする構造では工業用 ロ ッ ト 自体の価格上昇 を回避する こ とができずま た手首交換の都度、 口 # ッ ト 制御装置に対する.教示内容の修正等を も必要と し交換作業が煩雑に ¾る。 ^_

発明の開示

依っ て本発明の 目的はこの よ う 従来の工業用 口 ポ、 ッ ト における手首の構造欠点を改善 し、 少 く と も 2以上の ロ ッ ト ハ ン ド取付面を具備する と共に こ れ らの ロ ボ ッ ト ハ ン ド取付面がその中心軸籙回 ]? に 単一の駆動モー タ に よ つて回動位置決め可能に形成 された工業用 ボ ッ ト の手首襆構を提供する こ とに あ る。

02-ί?Ι 本発明に よれば、 工業用 ロ ボ ッ ト の ロ ^ ツ ト ァー ム と ロ ボ、 ッ ト ハ ン ド と の間に介揷されて該 ロ ボ ッ ト ハ ン ドを取付、 保持する手首部に ロ ボ、 ッ ト ハ ン ド取 付面を少 く と も 2 つ形成する と共に該手首部に内装 した歯車機構 と該歯車機構の入力軸に結合 した位置 決め用駆動モータ と に よ っ て前記各 ロ ボ、 ッ ト ハ ン ド 取付面をその軸心回 ]? に回動位置決め可能に構成 し たこ と を特徵 とするェ.業用 π ッ ト の手首機構が提 供される。 るお、 上述 した手首部の ロ ッ ト ハ ン ド 取付面は相互に相交わる平面をる して形成するが通 常はこの平面は直角に交わる こ どが適当であ る。 図面の簡単 説明 ^ ' ·

第 1 図は本発明に よ る工業用 ロ ボ ッ ト の手首機構 におけ 1 実旆例を示す分解斜視図、 苐 2 図は同手 首機構の内部に設け られた歯車機構の構成を示す縦 断面図、 第 3 図は手首檨構を ロ ボ ッ ト アー ム に取付 ける場合に取付方向を交換 した状態を示す斜視図、 第 4 図は第 1 図か ら第 3 図に示 した実旌例の手首機 構に 口 ッ ト ハ ン ドを取付けた状態を示す斜視図。 発明を実施するための最良の態様

第 1 図は本発明に よ る工業用 ロ ッ ト の手首機構 において 2 つの 口 ポ ッ ト ハ ン ド取付面を具備させた 実施例を示す分鹡斜視図、 第 2 図は同実 ½例におい て手首部の内部に具備された歯車機構の構成を示す 拡大縦断面図であ っ て、 同第 1 図において、 本発明 に よ る工業用 ロ ボ ッ'ト の手首機構は ロ ボ、 ッ ト アー ム 1 0 の先端に設け られた取付フ ラ ン ジ 1 2 の取付面 1 2 a に形成されている取付ねじ孔 1 4 に取付 ル ト 1 6 に よ って取付け られる構造に形成されている。 さて手首機 « 2 ' 0 はハ ウ ジ ン グ 2 2 と このハ ウ 'クン グ 2 2 の外方端側に形成された 2 つの ロ ボ ッ ト ハン ド取付面 2 4 ， 2 6 を有 してお ]) 、 図示実旛例にお いては ロ ボ ッ ト ハン ド取付面 2 4が水平回動勒を有 する鉛直面に形成され、 ま た ロ ッ ト ハン ド取付面 2 6 は銥直回動軸を有する水平面に形成されている。 ま'たハ ウ ジ ン グ 2 2 の背面部分には取付フ ラ ン ジ 28 が形成されてお ]? 、 こ の取付フ ラ ン -ク 2 8 にはロ ボ ッ ト ア ー ム 1 0 の取付フ ラ ン ジ 1 2 に ける取付面 1 2 a に形成された取付ね じ孔 1 4 と対応する位置 に取付^ル ト 1 6 の挿通孔 3 0 が形成されている。 ¾ お、 取付面 1 2 a の取付ね じ孔 1 4 と取付フ ラ ン ヅ 2 8 の揷通孔 3 0 は正多角形の頂点位置に形成 し ておけば、 手首機構 2 0 を ロ ボ、 ： ト アー ム 1 0 の取 付フ ラ ン ジ 1 2 に対して上記正多角形の中心に対し て旋回させた種々 の位置に取付ける こ とが可能であ る。 即ち、 第 1 図に示 した位置では手首檨構 2 0 の 口 ッ ト ハン ド取付面 2 6 が下方を向けて ロ ボ ッ ト アー ム i 0 の取付フ ラ ン -ク 1 2 に取付けられる場合 を示 しているが、 第 3 図に示すよ う に ロ ッ ト ハ ン ド取付面 2 6 が ロ ボ ッ ト取付面 2 4 と 同様に水平軸 線を有する鉛直面を成すよ う に ロ ボ ッ ト アー ム 1 0 の取付フ ラ ン ヅ 1 2 に取付ける こ と も でき る。 るお、 ロ ボ ッ ト アー ム 1 0 の取付フ ラ ン ジ 1 2 の後面には 後述する位置決め用駆動モータ 3 2 が取付け られ、 こ の位置決め用羅動モ一タ 3 2 の出力勒は以下に説 明する手首機構 2 0 に内装されている歯車機構の入 力軸に結合される よ う に ロ ボ ッ ト アー ム 1 0 の取付 フ ラ ン ジ 1 2 か ら前方に突出 している。

次に第 2 図を参照 して手首檨構 2 0 に内装された 歯車機構に就いて説明する。 同第 2'図において、 手 首機構 2, 0 におけるハ ウ ジ ン グ 2 2 の内部には歯車 機構 4 0 が設け られている。 こ の歯車檨搆 4 0 は第 1 の傘歯車 4 2 と第 2 の傘齒草 4 とを具備 し、 第 1 の傘歯車 4 2 の軸 4 6 は こ の歯車檨構 4 0 の入力 軸を形成 し、 前述した位置決め用駆動モータ 3 2

( 第 1 図、 第 3 図参照 ） と適宜の接続手段を介 して 接続されて、 該駆動モータ 3 2 の回転入力に よ っ て 第 1 の傘歯車 4 2 を一定回耘角分に亘 ) 叵動させる よ う に形、成されている ₃ ま .たこの第 JL の傘歯車 4 2 の軸 4 6 における先端は角軸に形成され、 ロ ボ ッ ト ハ ン ド取付面 2 4 の內端に固着取付ま たは一体形成 に よ っ て具備された短 ¾ 5 0 の後端に形成された角

O PI 穴 5 2 内に嵌入して該短軸 5 0 を介 して一定回転角 分に亘つ て ロ ボ ッ ト ハ ン ド取付面 2 を回動させ得 る よ う に形成されている。 ま た第 1 の傘歯車 4 2 は 第 2 の傘歯車 4 4 に嚙合される こ とに よ D 他方の 口 ポ ッ ト ハ ン ド取付面 2 6 の内嬌に固着ま たは一体形 成に よ っ て具備された短軸 5 4 を介 して該 ロ ッ ト ハ ン ド取付面 2 6 を一定回転角分に亘つて回動させ 得る よ う に形成されている。 ¾ぉ、 第 2 中におい て、 5 6 はそれぞれ軸 4 6 , 短軸 5 2 ， 5 4 を支承 する回転軸受である。

上述の よ う に、 本発明に よる手首機構においては、 単一の位置決め用駆動モータ 3 2 か ら入力-される回' 転入力が歯車機檩 4 0 を介 してそれぞれの σ 'ッ 卜 ハ ン ド取付面 2 4 , 2 6 を一定角度分に亘つて回勣 させる こ とができ るので、 これ ら 口 ポ、 ッ ト ハ ン ド 取 付面 2 4 , 2 6 の前面 2 4 a ， 2 6 a に 口 ポ、 ッ 卜 ハ ン ド を取付けた と き、 これら ロ ボ、 ッ ト ノ、 ン ドを一定 角度だけ取付面 2 4 ， 2 6 の ¾心回 D に回動位置^: めする こ とができ るのである。 なお 、 上述した位置 決め用駆動モータ 3 2 には周知のェン 一ダ装置を 取付けておけば該駆勣モータ 3 2 の 出力軸の回転角 を フ ィ 一 ドバ ッ ク制御方法に よ って π ポ、 ッ ト制御装 置か ら制御する こ とが可能であ ]3 、 従っ て究極的に は手首機構 2 0 の n rf ッ ト ハ ン ド 取付面 2 4 , 2 6

O H を所望回転角度に亘つ て回動させゝ 該 ロ ボ ッ ト ハン ド取付面 2 4 ， 2 6 に取付け られた ロ ボ ッ ト ハ ン ド を回動位置決めする こ とができ るのである。

上述の説明か ら明 らか よ う に本発明に よ る工業 用 口 ッ ト の手首機構に よれば'、 該手首機構 2 0 自 '体力 2 つの ロ ポ、 ッ ト ハ ン ド取付面 2 4 , 2 6 を予め 具備 しているので、 従来の工業用 ロ ッ ト が π ボ ッ ト ハ ン ド の所望の ロ ボ ッ ト 作用に応 じて種々 の手首 か ら選択 して交換取付する構造に比べて唯一つの手 首檨構に よ 種々 の ロ ボ、 ッ ト作用に適応でき る と い う 利点を有 しているので る。 なお、 第 1 図か ら第 3 図に示した実施例においては上述め如 く ロ ポ ッ ト ハ ン ド取付面、が 2 つ具備された構造を有 しているが- ロ ッ ト ハン ド、取付面 2 6 と同様の取付面を第 1 の 傘齒車 4 2 における軸心周园に増設配置すれば、 2 以上の ロ ボ .ッ ト ハ ン ド、 ¾付面を具備させ、 かつそれ らの π ボ ッ ト ハ ン ド取付面を旱一の位置決め用駆動 モータ 3 2 に よ っ て回動位置決めする よ う に構成す る こ と も可能である。

お、 第 4 図は ロ ポ、 ッ ト ハン ド取付面 2 6 を下方 に向けた状態で手首機構 2 0 を ロ ^ ッ ト アー ム 1 0 に ける取付フ ラ ン ジ 1 2 に取付け、 該 ロ ボ ッ ト ハ ン ド取付面 2 6 に ロ ^ ツ ト ハ ン ド 6 0 を取付けた場 合を示 し、 該 ロ ポ、 ッ ト ハン ド 6 0 は位置決め用惠勣

ΟΜΡΙ モー タ 3 2 に よ っ て矢印 の方向に回動位置決め する こ とができ る こ と を示してい O o な おヽ π ボ、 ツ ト ハ ン ド 6 0 を手首機構 2 0 における ロ ボ ッ 卜 ハ ン ド取付面 2 4 に取付ければ、 駆動モー タ 3 2 に よ つ て矢印 の方向に回動位置決めする こ とができ る。

以上の記載 本発明に よ るェ業用 ロ ボ ッ ト の手 首機構に よ れば、 単一の手首機構で種々 の方向に 口

ッ ト ノ、 ン ドを指向させて所望の 13 ポ 'ッ 卜作用を遂 行させる こ とができ るので、 工業用 ロ ボ ッ ト 自体の コ ス ト 低 カ 達成でき る と共に手首交換に よ っ て発 生-する ロ ボ ッ ト 制御装置の教示内容の修正等の煩雑

¾作業を回避する こ とができ るのである。

O PI

Claims

請 求 の 範 囲

1. 工業用 ロ ボ ッ ト の ロ ポ ク ト アー ム と ロ ボ ッ ト ハ ン ド との間に介揷されて該 ロ ポ ッ ト ハ ン ドを取付、 保持する手首機構にお い て、

少 く と も 2 つの ロ ボ ッ ト ハ ン ド取付面を有 した手 首ハ ウ 'ク ングと、

前記手首ハ ウ 'ジ ン グ内に設け られ、 前記各ロ ボ ッ ト ハ ン ド取付面に直結した出力 ¾を有する と共に一 つの入力軸を有 した回転角伝達用の歯車接檮と、

前記歯車機構の入力軸に結合 した位置^め用躯動 モータ とを具備 して構成され、 '

前記惠動モータ に よ っ て前記各 ロ ^ ツ ト ハ ド取 ' 付面をその軸心周 に回動位置^:め可能に した こ と を特徴とする工業用 ロ ボ ッ ト の手首機構-

2. 請求の範囲第 1 項に記載の工業用 口 ボ ッ ト の 手首機構にお い て、 前記歯章 ¾構は 1 対 ( 傘歯車の 嚙合体を有 し、 該 1 対の傘歯車の少 く と も 一方が前 記入力軸を有 している工業 ロ ッ ト の手首檨構。

3. 請求の範囲第 1 項に記載の工業周 ッ ト の 手首檨檮において、 前記手首ハ ウ 、ク ン ダ Ο ο ポ ッ ト 取付面は相互に相交わる平靣を成 している工業用 口 ボ ッ ト の手首機構。

4. 請求の範囲第 2 項に記載の工業 = ボ ッ ト の 手首檨構において、 前記入力 ¾を有する傘齒草は該

OMPI WIPO 入力軸と 同軸の出力軸を有し、 該出力軸が前記 ロ ボ ッ ト ハ ン ド取付面の一つに直結している工業用 ロ ポ、 y ト の手首機檮。

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