JP2000354986A - ロボットアーム - Google Patents

ロボットアーム

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JP2000354986A
JP2000354986A JP11163887A JP16388799A JP2000354986A JP 2000354986 A JP2000354986 A JP 2000354986A JP 11163887 A JP11163887 A JP 11163887A JP 16388799 A JP16388799 A JP 16388799A JP 2000354986 A JP2000354986 A JP 2000354986A
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side parallel
tool
parallel arms
support
bracket
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JP11163887A
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English (en)
Inventor
Tokihiko Fukui
時彦 福井
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Sankyo Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Sankyo Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動工具を水平面内での旋回や、前後・上下
方向への移動が自在にできて操作性が良く、しかも装置
コストも低廉で済むロボットアームを提供すること。 【解決手段】 支柱に水平面内で旋回自在に設けられる
支柱ブラケットに一対の支柱側平行アームの下端部を互
いに間隔を隔てて上下方向の面内で回動自在に枢着する
と共に、該支柱側平行アームの上端部をそれぞれ関節ブ
ラケットに枢着し、該関節ブラケットには他の一対の工
具側平行アームの上端部を同じく互いに間隔を隔てて上
下方向の面内で回動自在に枢着すると共に、該工具側平
行アームの下端部をそれぞれ電動工具の装着部を備えた
工具側ブラケットに枢着し、前記一対の支柱側平行アー
ム間に該支柱側平行アーム同士を互いに引張り付勢する
スプリングが張架されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットアームに
関し、さらに詳しくは、自動車用部品の組立作業等にお
いて電動工具を自在に取り扱うことのできるロボットア
ームに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車の車体の組み立て、或い
は、内装パネル、サンルーフ、エンジン部品等の自動車
用小物プレス部品の組み付け作業等において、作業者が
電動ドライバによりネジ止め作業を行ったり、或いは、
リベット打ち、ボルト・ナットの締め付け、孔明け、タ
ップ立て等、各種の電動工具を用いての作業が行われて
いることは、周知の通りである。
【0003】このような電動工具を用いての組立作業に
おいて、例えば、実公平1−15491号公報に示され
るバランスアームというものが知られている。この公報
に示されるバランスアームは、図5に図示して説明する
と、基軸52に水平面内で回動自在に設けられる基板5
4に、水平シリンダ56と垂直シリンダ58を設け、水
平シリンダ56によって駆動される第一連結部材60と
垂直シリンダ58によって駆動される第二連結部材62
とによって水平に保たれるようにしたものである。
【0004】すなわち、この図示のバランスアームは、
互いに平行な第1リンク64と第2リンク66の上端部
を前記第一連結部材60に枢支すると共に、該第1リン
ク64と第2リンク66の下端部を第3連結部材(連結
体)68に枢支し、互いに平行な第3リンク70と第4
リンク72の上端部には電動工具の装着部材74を備え
た先端部材76に枢着し、第5リンク78と第6リンク
80の上端部を前記第二連結部材62に枢着し、第5リ
ンク78の下端部を前記第4リンク72の下端部位に枢
着し、第6リンク80の下端部を前記第2リンク66の
上端部位に枢着したものである。
【0005】そしてこのような構成により、図示のバラ
ンスアームによれば、天井から垂設することができて電
動工具類の向きを一定に保ったまま移動させることがで
き、また作業者により水平垂直方向に動される可動部分
が、リンク部材と連結部材と装着部材とから構成されて
動作範囲が大きく、操作性・安全性に優れるとするもの
である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この公
報に示されるバランスアームによれば、作業者側からみ
ると前後および上下方向にしか電動工具類を移動させる
ことができない。したがって作業者が作業台上のワーク
の左右複数個所にネジ止め、或いは孔明け等の作業を行
うことはできないという問題がある。
【0007】また、この公報のものは、ワークが高い位
置にある時は何とか使いこなせるが、ワークが低い位置
にある時には、第3リンク70と第4リンク72を下方
に大きく引き下げなければならず、そうするとアームの
可動範囲が大きくなって作業がやり難いという問題もあ
る。
【0008】さらに、構成的に数多くのリンク部材や枢
着機構を必要とし、前後および上下方向の2つのシリン
ダを用いるなど構造が複雑、かつ大掛かりなものとな
り、装置としてコスト高である等の問題もある。
【0009】本発明の解決しようとする課題は、電動工
具類を水平面内で旋回させたり、前後および上下方向へ
自在に移動させることができて操作性並びに作業性が良
く、しかも装置コストも低廉で済むロボットアームを提
供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明のロボットアームは、支柱に水平面内で旋回自
在に設けられる支柱ブラケットに一対の支柱側平行アー
ムの下端部を互いに間隔を隔てて上下方向の面内で回動
自在に枢着すると共に、該支柱側平行アームの上端部を
それぞれ関節ブラケットに枢着し、該関節ブラケットに
は他の一対の工具側平行アームの上端部を同じく互いに
間隔を隔てて上下方向の面内で回動自在に枢着すると共
に、該工具側平行アームの下端部をそれぞれ電動工具の
装着部を備えた工具側ブラケットに枢着し、前記一対の
支柱側平行アーム間に該支柱側平行アーム同士を互いに
引張り付勢するスプリングが張架されていることを要旨
とするものである。
【0011】上記構成を有する本発明のロボットアーム
によれば、作業者が電動工具を手前に引き寄せると、ス
プリングの付勢力に抗して工具側平行アームが手前に伸
びてきて、それに連動して支柱側平行アームも伸びてく
る。そして作業者が電動工具を手に持ったまま左右に動
かすと、支柱ブラケットが支柱の周りを水平面内で旋回
動し、また作業者がその電動工具を押し下げれば、工具
側平行アームおよび支柱側平行アームがそれに追従した
動きをするために、電動工具は前後・左右・上下に自在
に移動することができる。また作業者が電動工具から手
を離すと、スプリングの付勢力によって支柱側平行アー
ムと工具側平行アームとが支柱に向かって引き寄せら
れ、電動工具が元の位置に戻ることとなる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好適な実施の形態
を図面を参照して詳細に説明する。
【0013】図1は、本発明の一実施の形態に係るロボ
ットアームの概略構成を示したものである。図示のロボ
ットアーム10は、例えば、作業者が自動車用部品など
のワークに電動工具を用いてビス止め等を行う作業台な
どに支柱(スタンド)12を設け、その支柱12に取り
付けられる。
【0014】そこで図示のロボットアーム10は、前記
支柱12に取り付けられる本体取付用ブラケット14に
一対の支柱側平行アーム16a、16bの下端部が互い
に平行になるように取り付けられ、該支柱側平行アーム
16a、16bの上端部はフリー状態の関節ブラケット
18に取り付けられている。
【0015】また電動ドライバなどの電動工具20の装
着台22と一体的に設けられる工具側ブラケット24に
一対の工具側平行アーム26a、26bの下端部がやは
り互いに平行になるように取り付けられ、該工具側平行
アーム26a、26bの上端部が同じく前記関節ブラケ
ット18に取り付けられている。
【0016】そして前記本体取付用ブラケット14は、
図2にその断面構造を示したように、支柱12を挟んで
2枚の枠板28a、28bが支柱12の周りに挿通され
る弾性ゴム材料などによるリング部材30a、30bと
共にボルト止め等によって締め付け固定されている。そ
のために該本体取付用ブラケット14は支柱12の周り
を水平面内で旋回自在に回動し得るものであって、かつ
リング部材30a、30bの摩擦抵抗によってどの旋回
位置でも停止し得るようになっている。
【0017】また前記支柱側平行アーム16a、16b
の下端部は、前記本体取付用ブラケット14に支軸32
a、32bを介してそれぞれ垂直面内で揺動(回動)自
在に枢着され、一方、該各支柱側平行アーム16a、1
6bの上端部は、前記関節ブラケット18にやはり支軸
34a、34bを介してそれぞれ垂直面内で回動自在な
るように枢着されている。
【0018】該関節ブラケット18は、図3(a)
(b)にその断面構造を示したように、2枚の枠板19
a、19bが連結ピン部材21により所定間隔を隔てて
連結され、両枠板19a、19b間に架設した前記支軸
34a、34bに前記支持側平行アーム16a、16b
の上端部が執着されてなるものである。
【0019】そして前記工具側平行アーム26a、26
bの上端部は、前記関節ブラケット18の両枠板19
a、19b間に架設される支軸36a、36bを介して
やはりそれぞれ垂直面内で揺動(回動)自在に枢着さ
れ、さらに該各工具側平行アーム26a、26bの下端
部は、図4に示されるように、前記工具側ブラケット2
4に支軸38a、38bを介して同様にそれぞれ垂直面
内で回動自在なるように枢着されている。
【0020】また工具側ブラケット24に取り付けられ
る電動工具20の装着台22は、この図4に示されるよ
うに、前記工具側ブラケット24の一側壁面に取付板4
0をボルト止めし、これに電動工具20を上から出し入
れできる工具載置穴42を有する装着台22がボルト止
めにより取り付けられた構成とされている。
【0021】そして前記支柱側平行アーム16a、16
bの一側面にそれぞれスプリングの取付けピン44、4
4、…、46、46…を列設し、適宜選択した取付けピ
ン44、46間にスプリング48を張架し、該スプリン
グ48の引張り付勢力によって両支持側平行アーム16
a、16bが常時互いに引張り付勢されて、常態では図
1に仮想線で示した位置になるように構成されている。
【0022】しかしてこのように構成されたロボットア
ーム10によれば、図1の仮想線で示した状態から作業
者が電動工具20を手で把んで図中矢印Aで示したよう
に手前側に引き寄せれば、関節ブラケット18と工具側
ブラケット24との間に工具側平行アーム26a、26
b、および本体取付用ブラケット14と関節ブラケット
18との間の支柱側平行アーム16a、16bがともに
スプリング48の付勢力に抗して手前側に伸びてきて図
1中実線で示されるような状態となる。
【0023】そこで作業者は、その電動工具20を手に
持ったまま作業台上のワークのビス止め位置、或いはタ
ップ位置まで移動させるべく左右に動かせば、本体取付
用ブラケット14が支柱12の周りを水平面内で旋回動
できるので任意の位置まで移動させることができ、また
電動工具20を図中矢印Bで示したように下方向に押し
下げれば、工具側平行アーム26a、26bおよび支柱
側平行アーム16a、16bがそれに追従した動きをす
るために、作業者は電動工具20を前後・左右・上下方
向の任意の位置に移動させることができる。
【0024】そして作業者がビス止め等の作業を終えて
電動工具20から手を離すと、スプリング48が元に戻
ろうとする付勢力によって支柱側平行アーム16a、1
6bおよび工具側平行アーム26a、26bがともに支
柱12に向かって引き寄せられ、図1に示した元の仮想
線の位置まで自ずと戻ることとなる。
【0025】尚、前記スプリング48の張力は、支柱側
平行アーム16a、16bに設けられる取付けピン4
4、44、…、46、46…を適宜選択することにより
自由に調節できるものである。
【0026】したがってこのような構成のロボットアー
ム10によれば、作業者は支柱側平行アーム16a、1
6b間に張架されるスプリング48の引張り付勢力に抗
した力を出すだけで工具装着台22の電動工具20を前
後・左右・上下方向に自在に移動させることができる。
そしてまた電動工具20から手を離せば、電動工具20
はスプリング48の付勢力によって元の位置に自ずと戻
るものであるから、作業者は一々その電動工具20を元
の位置に戻す必要はない。
【0027】また電動工具20を作業者が直接手で持っ
てビス止め等の作業を行うのではなく、ただ単に手前に
引き寄せたり、ワークに近づけたりするだけで、あとは
電動工具のスイッチを入れてワークにビス止め等の作業
を行うものであるから、ワークにビス止め等を行ってい
る際中に作業者の指先や手首等に伝わる電動工具の振動
などは少なくなり、作業者の労力や疲労などは軽減され
ることとなる。
【0028】そして電動工具20は、ビス止め用、タッ
プ立て用など各種のものを自由に交換して取り付けられ
るようにすれば、このロボットアーム10が各種の作業
に互換性をもって適用されることにもなる。さらに連続
した部品の組み立てライン上にこのロボットアーム10
を多数列設し、各作業ポジションに合ったビス止め用、
タップ立て用、ネジ締め用等の各種電動工具を装着する
ことにより、連続した部品のアセンブル作業も行えるこ
とになる。
【0029】本発明は上記した実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々の改変が可能である。例えば、上記実施例では自動車
の小物部品の組立作業を想定した装置として説明した
が、それ以外の用途の金属加工品、或いはプラスチック
加工品や木材加工品等にも適用できる。
【0030】また上記実施例において、支柱側平行アー
ムや工具側平行アーム等の形態には何らこだわるもので
はなく、またスプリングに替えて各種の弾性部材を用い
ることも本発明の概念に含まれることは言うまでもな
い。
【0031】
【発明の効果】本発明のロボットアームによれば、装着
台に装着される電動工具を手前に引き寄せたり、左右方
向へ移動させたり、あるいは上下方向に自在に移動させ
ることができるもので、その動作も作業者がスプリング
の付勢力より少し大きな力を出すだけで簡単に操作でき
るものであるから、作業性良く自動車用部品の組立作業
等を行えるものである。
【0032】また構造的にも二対の平行アームをリンク
機構により前後・上下方向へ移動できるようにし、また
スプリングの付勢力によって常時元の位置に復帰できる
ようにした簡単な構成としたものであるから、装置その
ものの製作コストも安価で済み、産業上の利用価値は非
常に高いものである。
【0033】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るロボットアームの全
体構成を示した図である。
【図2】図1に示したロボットアームの本体取付構造を
示した断面図である。
【図3】(a)(b)はそれぞれ図1に示したロボット
アームの関節部構造を示した断面図である。
【図4】図1に示したロボットアームの電動工具取付部
材の構造を示した断面図である。
【図5】従来知られている関連技術の構成を示した図で
ある。
【符号の説明】
10 ロボットアーム 12 支柱(スタンド) 14 本体取付用ブラケット 16a、16b 支柱側平行アーム 18 関節ブラケット 20 電動工具 22 工具装着台 24 工具側ブラケット 26a、26b 工具側平行アーム 48 スプリング

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支柱に水平面内で旋回自在に設けられる
    支柱ブラケットに一対の支柱側平行アームの下端部を互
    いに間隔を隔てて上下方向の面内で回動自在に枢着する
    と共に、該支柱側平行アームの上端部をそれぞれ関節ブ
    ラケットに枢着し、該関節ブラケットには他の一対の工
    具側平行アームの上端部を同じく互いに間隔を隔てて上
    下方向の面内で回動自在に枢着すると共に、該工具側平
    行アームの下端部をそれぞれ電動工具の装着部を備えた
    工具側ブラケットに枢着し、前記一対の支柱側平行アー
    ム間に該支柱側平行アーム同士を互いに引張り付勢する
    スプリングが張架されていることを特徴とするロボット
    アーム。
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