JP2003513813A - Oriented robot arm assembly - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 【課題】 定配向を維持しつつワークピースを動かすロボットアーム組立体及び方法。 【解決手段】 定配向を維持しつつワークピース(12)を移動させるロボットアーム組立体(10)及び方法は、第1の端部(16)において第1のプーリ(20)を回転可能に支持する第1のリンク(14)を含む。第2のプーリ(22)が、第1のリンク(14)の第2の端部(18)に配置されている。カップリング(24)は、第1のプーリ(20)及び第2のプーリ(22)の間に相対的な回転が生じることを防止する。第1及び第2のプーリ(20)、(22)は、異なる半径を有し、それによって回転比が確定する。第1のプーリ(20)には、ワークピース(12)を解放可能に把持する開放工具(26)が固定されている。第2のリンク(28)は、支持体の第1の端部(30)に支持され、第2の端部(34)で第1のリンク14に回転可能に支持されている。プーリ(20)、(22)のカップリング(24)は、第2のリンク(28)が支持体に関して回転し第1のリンク(14)が第2のリンク(28)に関して回転する際に、参照面Aに関して工具(26)とワークピース(12)の回転を制限する。第2のリンク(28)に対して第1のリンク(14)を回転させることは、ワークピース(12)を動かすためのロボット動作ソフトウェアプログラムの役割である。 (57) Abstract: A robot arm assembly and a method for moving a workpiece while maintaining a fixed orientation. A robot arm assembly (10) and method for moving a workpiece (12) while maintaining a fixed orientation rotatably supports a first pulley (20) at a first end (16). A first link (14). A second pulley (22) is located at the second end (18) of the first link (14). The coupling (24) prevents relative rotation between the first pulley (20) and the second pulley (22). The first and second pulleys (20), (22) have different radii, whereby the rotation ratio is determined. A release tool (26) for releasably gripping the workpiece (12) is fixed to the first pulley (20). The second link (28) is supported at a first end (30) of the support and is rotatably supported at the second end (34) by the first link 14. The coupling (24) of the pulleys (20), (22) is such that when the second link (28) rotates with respect to the support and the first link (14) rotates with respect to the second link (28), Limit rotation of tool (26) and workpiece (12) with respect to reference plane A. Rotating the first link (14) with respect to the second link (28) is the role of the robot motion software program for moving the workpiece (12).
Description
【0001】[0001]
本発明は、ワークピースを移送するのに利用されるロボットアーム組立体に関
する。The present invention relates to a robot arm assembly utilized to transfer a work piece.
【0002】[0002]
ワークピース移送機構が、ワークピースを作業端末間で動かすのに利用される
。ワークピース移送機構がどのようにして利用されるかの一例は、自動車用パネ
ルプレスラインである。自動車用パネルプレスラインにおいて、パネルは、プレ
ス機械のラインを通して動かされて、順次プレスされ、所要のパネル形状に成形
される。経済的な理由により、サイクル時間を最小にすることは非常に重要であ
る。A workpiece transfer mechanism is used to move the workpiece between work terminals. One example of how the workpiece transfer mechanism is utilized is in a panel press line for automobiles. In an automobile panel press line, panels are moved through a line of a press machine and sequentially pressed to form a desired panel shape. For economic reasons, minimizing cycle time is very important.
【0003】
従来の方法では、パネルを、直線経路における第1のプレス機械から取り外し
、第1のプレス機械から一旦離れると、第2のプレス機械に載置される前に18
0度回転させる必要がある。この全体の経路は非能率的である。この非能率性は
、大きくて重いパネルを動かすときに増大する。パネルが回転されない直線経路
であれば、最適なサイクル時間が実現される。ワークピースの回転は、移送機構
にかなりの慣性負荷を加えるので、大掛かりでコストのかかる構造体が必要とな
る。In the conventional method, the panel is removed from the first press machine in a straight path, once removed from the first press machine, 18 before being placed on the second press machine.
It is necessary to rotate it by 0 degrees. This entire pathway is inefficient. This inefficiency increases when moving large and heavy panels. Optimal cycle times are achieved if the panel is a straight path that is not rotated. The rotation of the workpiece places a significant inertial load on the transfer mechanism, necessitating a large and costly structure.
【0004】
Hollingerに係る米国特許第3,010,587号には、プレス機械
間でワークピースを直線経路で動かすようになっているワークピース移送機構が
開示されている。Hollingerの第3,010,587号特許のワークピ
ース移送機構は、サポートプレートの上面に調整自在に固定される静止式スプロ
ケットホイールを備える。動力駆動手段からのシャフトが、スプロケットホイー
ルの上方に垂直に延びる。US Pat. No. 3,010,587 to Hollinger discloses a workpiece transfer mechanism adapted to move a workpiece in a linear path between press machines. The workpiece transfer mechanism of Hollinger's 3,010,587 patent comprises a stationary sprocket wheel that is adjustably fixed to the upper surface of a support plate. A shaft from the power drive extends vertically above the sprocket wheel.
【0005】
そのシャフト上に、主半径方向アームが固着される。第2の垂直シャフトが、
主半径方向アームの第2の端部に回転自在に取付けられる。回転式スプロケット
ホイールが、第2の垂直シャフトの下端部に固定される。回転式スプロケットホ
イールは、チェ―ンにより静止式スプロケットホイールへ連結される。補助半径
方向アームの第1の端部が、回転式スプロケットホイールへ固着される。ワーク
ピースを離脱自在に把持する把持手段が、補助半径方向アームの第2の端部に配
設される。A main radial arm is fixed on the shaft. The second vertical shaft
It is rotatably mounted on the second end of the main radial arm. A rotating sprocket wheel is fixed to the lower end of the second vertical shaft. The rotating sprocket wheel is connected to the stationary sprocket wheel by a chain. The first end of the auxiliary radial arm is secured to the rotating sprocket wheel. Gripping means for releasably gripping the workpiece is arranged at the second end of the auxiliary radial arm.
【0006】
ワークピースの直線移動は、主半径方向アームと、これと同等の有効長さを有
する補助半径方向アームにより、および静止式スプロケットホイールと回転式ス
プロケットホイールとの間の半径比を1対2に維持することにより達成される。
作動に際して、動力駆動手段は、主半径方向アームを反時計方向に回転させ、ま
た静止式スプロケットホイールと回転式スプロケットホイールとが連結されてい
るので、補助半径方向アームは時計方向に回転する。Linear movement of the workpiece is accomplished by a primary radial arm and an auxiliary radial arm having an equivalent effective length, and a radial ratio between the stationary sprocket wheel and the rotating sprocket wheel of 1 to 2. Achieved by keeping at 2.
In operation, the power drive means rotates the main radial arm in a counterclockwise direction, and since the stationary sprocket wheel and the rotary sprocket wheel are connected, the auxiliary radial arm rotates clockwise.
【0007】
Hollingerの移送機構は、ワークピースを直線径路において動かすが
、ワークピースをサポートに関して180度回転する。ワークピースすなわちパ
ネルの回転によりかなりの慣性負荷を生じるので、一定の構造体で移送できるワ
ークピースのサイズが限定される。加えて、その部分の回転により、最適なサイ
クル時間の達成が妨げられる。さらにHollingerの移送機構は、プレス
機械間のピッチまたは高さの変動に適応できるようにプログラムできないし、ま
たは、ロボットの使用で可能なようにワークピースすなわちパネルの離脱を助け
るために僅かな縦方向または横方向の動きを加えるという頻繁なニーズに対応で
きない。The Hollinger transfer mechanism moves the workpiece in a straight path, but rotates the workpiece 180 degrees with respect to the support. The rotation of the work piece or panel creates a significant inertial load, which limits the size of the work piece that can be transferred in a given structure. In addition, the rotation of the part prevents the optimum cycle time from being achieved. In addition, the Hollinger transfer mechanism is not programmable to accommodate pitch or height variations between press machines, or has a slight longitudinal direction to assist with work piece or panel release as is possible with the use of robots. Or it cannot meet the frequent need to add lateral movement.
【0008】[0008]
本発明は、基準平面に関してワークピースの配向を維持しながら、ワークピー
スを作業端末間で動かすのに利用されるロボットアーム組立体に関する。ロボッ
トアーム組立体は、第1と第2の端部を有する第1のリンク、第1のリンクの第
1の端部へ取付けられる工具、およびサポートへ回転自在に取付けられる第1の
端部と第1のリンクへ回転自在に取付けられる第2の端部を有する第2のリンク
を備える。ロボットアーム組立体は、第2のリンクがサポートに関して回転し、
かつ第1のリンクが第2のリンクに関して回転するときに、基準平面に関して工
具の回転を制限する、第2のリンクと工具との間のカップリングにより特徴づけ
られる。The present invention relates to a robot arm assembly utilized to move a workpiece between work terminals while maintaining the orientation of the workpiece with respect to a reference plane. The robot arm assembly includes a first link having first and second ends, a tool attached to the first end of the first link, and a first end rotatably attached to the support. A second link having a second end rotatably attached to the first link is provided. The robot arm assembly has a second link that rotates with respect to the support,
And is characterized by a coupling between the second link and the tool that limits rotation of the tool with respect to the reference plane when the first link rotates with respect to the second link.
【0009】
本発明は、第2のリンクをサポートの回りに回転させる段階、第1のリンクを
第2のリンクに関して回転させる段階、および第1のリンクに対する第2のリン
クの所定の回転比で工具を第1のリンクに関して回転させる段階を含む、ワーク
ピースを動かす方法を含んでいる。さらに第2のリンクをサポートの回りに回転
させる段階、第1のリンクを第2のリンクに関して回転する段階、およびワーク
ピースの回転角を調整する段階は、ワークピースを動かすロボット操作ソフトウ
エアプログラムの一部として達成される。The present invention provides for rotating the second link about the support, rotating the first link with respect to the second link, and a predetermined rotation ratio of the second link to the first link. A method of moving a workpiece, including rotating the tool with respect to a first link. Furthermore, the steps of rotating the second link around the support, rotating the first link with respect to the second link, and adjusting the rotation angle of the work piece are performed by a robot operating software program that moves the work piece. Achieved as part.
【0010】
ロボットアーム組立体は、ワークピースを180度回転させる必要がなく、作
業端末間での移送中にワークピースの配向を維持する。このワークピースの配向
を維持することにより、最適サイクル時間を実現できる。加えてワークピースの
配向を維持することにより、ワークピースの回転により生じるロボットアーム組
立体へ加えられる慣性負荷が最小にされる。The robot arm assembly does not require the workpiece to be rotated 180 degrees and maintains the orientation of the workpiece during transfer between work terminals. Optimal cycle times can be achieved by maintaining the orientation of this workpiece. In addition, maintaining the orientation of the workpiece minimizes the inertial loads on the robot arm assembly caused by rotation of the workpiece.
【0011】
本発明の他の利点は、下記の詳細な説明を参照して添付図面に関連して検討す
ると一層良く理解されるので、容易に分るであろう。Other advantages of the invention will be readily apparent as they will be better understood when considered in conjunction with the accompanying drawings in view of the following detailed description.
【0012】[0012]
ここで図面を参照すると、同様な数字は、幾つかの図を通して同様なまたは対
応する部分を示す。ワークピース12の一定の配向を維持しながらワークピース
12を動かすロボットアーム組立体10が、図1に示される。ロボットアーム組
立体10は、第1の端部16と第2の端部18を有する第1のリンク14を備え
る。工具26が、第1のリンク14の第1の端部16へ回転自在に取付けられる
。カップリング24が、基準平面Aに関して工具26の回転を限定するために設
けられる。カップリング24は、第1のリンク14の第1の端部16において回
転自在に支承される第1のプーリー20、および第1のリンク14の第2の端部
18において配設される第2のプーリー22を備える。プーリー20と工具26
は固定連結される。Referring now to the drawings, like numerals indicate like or corresponding parts throughout the several views. A robot arm assembly 10 that moves a workpiece 12 while maintaining a constant orientation of the workpiece 12 is shown in FIG. The robot arm assembly 10 comprises a first link 14 having a first end 16 and a second end 18. A tool 26 is rotatably attached to the first end 16 of the first link 14. A coupling 24 is provided to limit rotation of the tool 26 with respect to the reference plane A. The coupling 24 includes a first pulley 20 rotatably supported at a first end 16 of the first link 14 and a second pulley 20 disposed at a second end 18 of the first link 14. The pulley 22 is provided. Pulley 20 and tool 26
Are fixedly connected.
【0013】
ロボットアーム組立体10は、所要のロボットアーム組立体10の動作と工具
26の操作が得られるようなロボット操作ソフトウエアプログラムに従って、ロ
ボットアーム組立体10のリンク28,14を駆動する制御システムにより制御
される。The robot arm assembly 10 controls to drive the links 28, 14 of the robot arm assembly 10 in accordance with a robot operation software program that can obtain a required operation of the robot arm assembly 10 and an operation of the tool 26. Controlled by the system.
【0014】
図1に示されるプーリー20,22は、溝付き周辺縁部(番号付けされない)
を有する周辺部を備えた円板形状であり、およびプーリー20、22の回りに設
けられかつ溝付き周辺縁部内に配設されるベルト24により連結される。プーリ
ー20,22とベルトの組合せは、考えられる多くの連結形態の単なる1つに過
ぎないことが分る。他の形態の例として、スプロケットとチェ―ンの形態、レバ
ー形態、またはギヤシステムがを含んでも良い。さらに当業界で周知の他の連結
手段が、プーリー20,22とベルト24の好ましい形態の代わりに使用しても
よい。The pulleys 20, 22 shown in FIG. 1 have grooved peripheral edges (not numbered).
Is disk-shaped with a peripheral portion having and is connected by a belt 24 provided around the pulleys 20, 22 and arranged in a grooved peripheral edge. It will be appreciated that the combination of pulleys 20 and 22 and belt is but one of many possible connections. Examples of other configurations may include sprocket and chain configurations, lever configurations, or gear systems. Still other coupling means known in the art may be used in place of the preferred forms of pulleys 20,22 and belt 24.
【0015】
ロボットアーム組立体10は、サポート32へ取付けられる第1の端部30と
第1のリンク14へ回転自在に接続される第2の端部34を有する第2のリンク
28により、および第2のリンク28がサポート32に関して回転しかつ第1の
リンク14が第2のリンク28に関して回転するときに、基準平面Aに関して工
具26の回転を限定するカップリング24により特徴づけられる。図1に示され
る第2のリンク28は、中央回動心軸において装着される2つのリンクを備える
。中央回動心軸により、第2のリンク28の第1と第2の端部間の距離全体を、
ワークピース12の移動中に変えることができる。図3は、基準平面Aに関して
ワークピース12の配向をほぼ不変に維持しながら、この形態がどのようにして
ロボットアーム組立体10を制限区域中に延ばすことができるかを図示する。The robot arm assembly 10 is provided with a second link 28 having a first end 30 attached to a support 32 and a second end 34 rotatably connected to the first link 14, and It is characterized by a coupling 24 that limits rotation of the tool 26 with respect to the reference plane A when the second link 28 rotates with respect to the support 32 and the first link 14 rotates with respect to the second link 28. The second link 28 shown in FIG. 1 comprises two links mounted at the central pivot axis. The central pivot axis provides an overall distance between the first and second ends of the second link 28,
It can be changed during movement of the workpiece 12. FIG. 3 illustrates how this configuration allows the robot arm assembly 10 to extend into a restricted area while maintaining the orientation of the workpiece 12 substantially unchanged with respect to the reference plane A.
【0016】
ここで図2を参照すると、第1と第2のプーリー20,22は、ある回転比を
形成するように異なる半径を有する。第1の実施例における第2のプーリー22
の半径に対する第1のプーリー20の半径の比は、2対1である。第2のプーリ
ー22の半径に対する第1のプーリー20の半径の比は、用途により変わり、し
たがってロボットアーム組立体10の複数の形態に対応するように調整できるこ
とが分る。ここで図4を参照すると、プーリー間の半径比は、下記の方程式を使
用して求めることができる。Referring now to FIG. 2, the first and second pulleys 20, 22 have different radii so as to form a certain rotation ratio. The second pulley 22 in the first embodiment
The ratio of the radius of the first pulley 20 to the radius of is 1 to 2. It will be appreciated that the ratio of the radius of the first pulley 20 to the radius of the second pulley 22 will vary with the application and can therefore be adjusted to accommodate multiple configurations of the robot arm assembly 10. Referring now to FIG. 4, the radius ratio between the pulleys can be determined using the equation below.
【0017】
△θ3=△θ2(1−(R1/R3))+(△θ1) 方程式1
ここで、△θ1は、サポート32の回りの第2のリンク28の回転角であり、
△θ2は、第2のリンク28に関しての第1のリンク14の回転角であり、△θ
3は、サポート32に関してのワークピース12の回転角であり、R1は、第2
のプーリー22の半径であり、またR3は、第1のプーリー20の半径である。
さらにワークピース12の配向、すなわち△θ3を0に維持するのが望ましい場
合、方程式1は下記の式になる。Δθ3 = Δθ2 (1- (R1 / R3)) + (Δθ1) Equation 1 Here, Δθ1 is the rotation angle of the second link 28 around the support 32, and
Δθ2 is the rotation angle of the first link 14 with respect to the second link 28, and Δθ
3 is the rotation angle of the workpiece 12 with respect to the support 32, R1 is the second
Is the radius of the pulley 22 and R3 is the radius of the first pulley 20.
Further, if it is desired to maintain the orientation of the workpiece 12, ie Δθ3 at 0, then Equation 1 becomes:
【0018】
R1/R3=(△θ2+△θ1)/(△θ2) 方程式2
または、
△θ1/△θ2=((R1/R3)―1) 方程式3
回転比を求めるための方程式1、2および3の使用により、ロボットアームの
複数の形態に対応できる。R1 / R3 = (Δθ2 + Δθ1) / (Δθ2) Equation 2 or Δθ1 / Δθ2 = ((R1 / R3) −1) Equation 3 Equations 1 and 2 for obtaining the rotation ratio and The use of 3 makes it possible to support a plurality of forms of the robot arm.
【0019】
ロボットアームの異なる形態は、第1のリンク14と第2のリンク28の長さ
を変えることにより得ることができる。さらに第2のリンク28は、複数の回転
自在に順次接続されたリンクから構成できる。複数の回転自在に順次接続された
リンクは、種々の用途に対応するようにロボットアーム組立体10の複数の形態
を形成できるであろう。Different forms of the robot arm can be obtained by changing the lengths of the first link 14 and the second link 28. Further, the second link 28 can be composed of a plurality of rotatably sequentially connected links. Multiple rotatably connected links could form multiple configurations of robot arm assembly 10 to accommodate different applications.
【0020】
実際には、第2のプーリー22の半径に対する第1のプーリー20の半径の比
は、サポート32に関してワークピースの回転角△θ3が、ロボットアーム組立
体10の作動空間内の少なくとも1つの位置においてゼロであるように、通常大
きさが決められる。作動中にロボットアーム組立体10は、ワークピース12の
回転を制御しかつサイクル時間を最小にするために、方程式1に従ってワークピ
ース12の回転を変えるようにプログラムできる。In practice, the ratio of the radius of the first pulley 20 to the radius of the second pulley 22 is such that the rotation angle Δθ3 of the workpiece with respect to the support 32 is at least 1 in the working space of the robot arm assembly 10. It is usually sized to be zero at one position. In operation, the robot arm assembly 10 can be programmed to vary the rotation of the workpiece 12 according to Equation 1 to control the rotation of the workpiece 12 and minimize cycle time.
【0021】
プーリー22と第2のリンク28上に取付けられ、かつ第1のリンク14へ装
着されるモータ36が、第2のリンク28とプーリー22に関するの第1のリン
ク14の回転を容易にする。当業界に周知の他の手段を、第2のリンク28に関
して第1のリンク14を回転させのに採用できることが分る。A motor 36 mounted on the pulley 22 and the second link 28 and mounted on the first link 14 facilitates rotation of the first link 14 with respect to the second link 28 and the pulley 22. To do. It will be appreciated that other means known in the art may be employed to rotate the first link 14 with respect to the second link 28.
【0022】
標準的なロボットアーム組立体10においてモータ36は、リストハウジング
内に配設され、また第1のリンク14を装着できるロボットフランジを駆動する
。プーリー22は、リストハウジングへ固着される。In the standard robot arm assembly 10, a motor 36 drives a robot flange disposed within the wrist housing and capable of mounting the first link 14. The pulley 22 is fixed to the wrist housing.
【0023】
本発明は、第1のリンク14の第1の端部16上に回転自在に取付けられる工
具16によりワークピース12を動かす方法、および第1のリンク14の第2の
端部18へ回動自在に接続される第2のリンク28を動かす方法を含む。図3と
4を参照すると、その方法は、サポート32の回りに第2のリンク28を回転さ
せ段階、第2のリンク28に関して第1のリンク14を回転させ段階、および第
1のリンク14に対する第2のリンク28の所定の回転比で、第1のリンク14
に関して工具26を回転させ段階を含む。図4に詳細が示されかつワークピース
12上に配設されるマーカー13が、回転角△θ3を通してワークピース12の
配向の変化に従う。The present invention is directed to a method of moving a workpiece 12 by a tool 16 rotatably mounted on a first end 16 of a first link 14, and to a second end 18 of the first link 14. A method of moving the pivotally connected second link 28 is included. With reference to FIGS. 3 and 4, the method includes rotating the second link 28 about the support 32, rotating the first link 14 with respect to the second link 28, and with respect to the first link 14. At a predetermined rotation ratio of the second link 28, the first link 14
Rotating the tool 26 with respect to. The marker 13, which is shown in detail in FIG. 4 and is arranged on the workpiece 12, follows the change in orientation of the workpiece 12 through the rotation angle Δθ3.
【0024】
さらに、第1のリンク14に関して第2のリンク28の回転を、第1のリンク
14に関して工具26の回転に連結する段階が含まれる。工具26の回転を所定
の比で第1のリンク14の回転へ連結することにより、工具26は、第2のリン
ク28が第1のリンク14に関して回転するときに、第2のリンク28と一致し
て回転する。Further included is coupling the rotation of the second link 28 with respect to the first link 14 to the rotation of the tool 26 with respect to the first link 14. By coupling the rotation of the tool 26 to the rotation of the first link 14 at a predetermined ratio, the tool 26 is aligned with the second link 28 as the second link 28 rotates with respect to the first link 14. I will rotate.
【0025】
ロボットアーム組立体10でワークピースを動かす他の方法は、工具26と第
2のリンク28が所定の回転比でサポート32に関して回転するように回転カッ
プリング24を形成する段階、第2のリンク28をサポート32の回りに角度△
θ1だけ回転させる段階、ワークピース12の重心が所定の径路に沿って移行す
るようにモータ36により第1のリンク14を回転させ段階、およびワークピー
スの回転角△θ3が最小になるように第2のリンク28に関して第1のリンク1
4の回転角△θ2を調整する段階を含む。加えて第2のリンク28を回転する段
階、第1のリンク14を回転させ段階、および第2のリンク28に関して第1の
リンク14の回転角△θ2を調整する段階は、ワークピース12を動かすロボッ
ト操作ソフトウエアプログラムの一部である。Another method of moving the workpiece with the robot arm assembly 10 is to form the rotary coupling 24 such that the tool 26 and the second link 28 rotate with respect to the support 32 at a predetermined rotation ratio, second. Supports link 28 at angle 32 around support 32
The step of rotating the first link 14 by the motor 36 so that the center of gravity of the workpiece 12 shifts along a predetermined path, and the step of rotating the workpiece at a minimum rotation angle Δθ3. The first link 1 with respect to the second link 28
4 includes adjusting the rotation angle Δθ2 of 4. Additionally, rotating the second link 28, rotating the first link 14, and adjusting the rotation angle Δθ2 of the first link 14 with respect to the second link 28 move the workpiece 12. It is a part of the robot operation software program.
【0026】
本発明を図示的に説明してきたので、使用された術語は、限定のためではなく
本来説明用の用語であるのを意図するものであることが分る。Having described the invention graphically, it will be appreciated that the terminology used is intended to be descriptive in nature, rather than limiting.
【0027】
明らかに、本発明の多くの変更と変形は、上述の教示を考慮して実施可能であ
る。本発明は、付属請求項の範囲内で具体的に記載されたもの以外で実施でき、
そこにおいて従来技術であるものは、「特徴付け」節に記載される新規性に先行
する。この新規性は、「特徴付け」節に特に明確に記載されることを意味し、一
方、先行記載事項は、本発明が中に存在する昔からの周知の組合せを単に記載す
るにすぎない。Obviously, many modifications and variations of the present invention are possible in light of the above teachings. The invention may be practiced other than as specifically described within the scope of the appended claims,
What is prior art there precedes the novelty described in the "Characterization" section. This novelty means that it is described particularly clearly in the "characterization" section, whereas the preceding entries merely describe the well-known and old combinations in which the present invention resides.
【0028】
これらの先行記載事項は、発明の新規性が有用性を持つ任意の組合せを包含す
るものと解釈される。加えて参照数字は、単なる便宜的なものであり、どのよう
な方法でも限定するものと理解されないものとする。These preceding statements are intended to cover any combination where the novelty of the invention has utility. In addition, reference numerals are for convenience only and are not to be understood as limiting in any way.
【図1】 ロボットアーム組立体の側面図である。[Figure 1] It is a side view of a robot arm assembly.
【図2】 ロボットアーム組立体の平面図である。[Fig. 2] It is a top view of a robot arm assembly.
【図3】
本ロボットアーム組立体を使用してワークピースを作業端末間で動かすのに必
要な段階のプロセス図である。FIG. 3 is a process diagram of the steps required to move a workpiece between work terminals using the robot arm assembly.
【図4】
ロボットアームの構成部材間の角度関係を図示するロボットアーム組立体の平
面図である。FIG. 4 is a plan view of a robot arm assembly illustrating the angular relationship between the components of the robot arm.
───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 8)に関して回転する際に、参照面Aに関して工具(2 6)とワークピース(12)の回転を制限する。第2の リンク(28)に対して第1のリンク(14)を回転さ せることは、ワークピース(12)を動かすためのロボ ット動作ソフトウェアプログラムの役割である。─────────────────────────────────────────────────── ─── [Continued summary] 8) When rotating with respect to reference plane A, the tool (2 6) Limit the rotation of the workpiece (12). Second Rotate the first link (14) with respect to the link (28) It is a robot to move the work piece (12). This is the role of the operating software program.
Claims (16)
)であって、 第1の端部(16)と第2の端部(18)を有する第1のリンク(14)と、 前記第1のリンク(14)の前記第1の端部(16)へ取付けられる工具(2
6)と、 サポート(32)上に回転自在に取付けられる第1の端部(30)と前記第1
のリンク(14)へ回転自在に接続される第2の端部(34)を有する第2のリ
ンク(28)と、 前記工具(26)へ連結される第1の端部と前記第2のリンク(28)に関し
て固定される第2の端部を備えるカップリング(24)であって、基準平面Aに
関して前記工具(26)の回転を限定するように前記第2のリンク(28)と前
記工具(26)との間に配設され、それにより、前記第2のリンク(28)が前
記サポート(32)に関して回転するとき、かつ前記第1のリンク(14)が前
記第2のリンク(28)に関して回転してワークピース(12)を動かすときに
、基準平面Aに関してのワークピース(12)の配向が維持される、カップリン
グ(24)と、 前記第2のリンク(28)に関して、かつ前記第2のリンク(28)とは関係
なく、および前記カップリング(24)と関係なく前記第1のリンク(14)を
回転させるために、前記第2のリンク(28)へ固着され、かつ前記第1のリン
ク(14)へ機能的に装着されるモータ(36)と、を備えたロボットアーム組
立体(10)。1. A robot arm assembly (10) for moving a workpiece (12).
), A first link (14) having a first end (16) and a second end (18), and the first end (16) of the first link (14). )) (2)
6), a first end (30) rotatably mounted on a support (32) and said first
A second link (28) having a second end (34) rotatably connected to said link (14), a first end connected to said tool (26) and said second A coupling (24) with a second end fixed with respect to the link (28), said coupling with said second link (28) so as to limit rotation of said tool (26) with respect to reference plane A. Disposed between a tool (26) such that the second link (28) rotates with respect to the support (32), and the first link (14) comprises the second link (). With respect to the coupling (24) and the second link (28), the orientation of the workpiece (12) with respect to the reference plane A is maintained when rotating the workpiece (12) with respect to (28). And the second link (28 Independent of, and independent of the coupling (24) for securing the first link (14) to the second link (28) and to the first link (14). A motor (36) functionally mounted to the robot arm assembly (10).
リンク(14)の前記第1の端部(16)へ回転自在に取付けられる第1のプー
リー(20)を備え、また前記カップリングの前記第2の端部は、前記第1のリ
ンク(14)の前記第2の端部(18)へ隣接して配設される第2のプーリー(
22)を備え、前記第2のプーリー(22)が前記第2のリンク(28)へ固着
される、請求項1に記載の組立体。2. A first pulley (20) rotatably mounted to the first end (16) of the first link (14) at the first end of the coupling (24). ) And the second end of the coupling is disposed adjacent to the second end (18) of the first link (14).
22. The assembly of claim 1, comprising 22), wherein the second pulley (22) is secured to the second link (28).
は、前記第1のプーリー(20)と前記第2のプーリー(22)との間に所定の
回転比が形成されるように異なる半径を有する、請求項2に記載の組立体。3. The first pulley (20) and the second pulley (22).
The assembly of claim 2, wherein the radii have different radii such that a predetermined turn ratio is formed between the first pulley (20) and the second pulley (22).
あり、また前記カップリング(24)は、前記プーリー(20,22)の回りに
設けられる継目なしベルト(24)を備える、請求項2に記載の組立体。4. The pulleys (20, 22) are disc-shaped with a peripheral portion, and the coupling (24) is a seamless belt (24) provided around the pulleys (20, 22). An assembly according to claim 2, comprising:
記継目なしベルト(24)が前記溝付き周辺縁部内に配設される、請求項4に記
載の組立体。5. A set according to claim 4, wherein the pulleys (20, 22) have a grooved peripheral edge and the seamless belt (24) is disposed within the grooved peripheral edge. Three-dimensional.
との間の前記比は方程式により求められ、前記方程式は、△θ3=△θ2(1−
(R1/R3))+(△θ1)であり、ここで△θ1は、前記サポート(32)
の回りの前記第2のリンク(28)の回転角であり、△θ2は、前記第2のリン
ク(28)に関しての前記第1のリンク(14)の回転角であり、△θ3は、前
記サポート(32)に関しての前記ワークピース(12)の回転角であり、R1
は、前記第2のプーリー(22)の半径であり、またR3は、前記第1のプーリ
ー(20)の半径である、請求項3に記載の組立体。6. The first pulley (20) and the second pulley (22).
The ratio between and is determined by an equation, which is Δθ3 = Δθ2 (1-
(R1 / R3)) + (Δθ1), where Δθ1 is the support (32)
Is the rotation angle of the second link (28) around, Δθ2 is the rotation angle of the first link (14) with respect to the second link (28), and Δθ3 is the The angle of rotation of said workpiece (12) with respect to the support (32), R1
The assembly of claim 3, wherein is the radius of the second pulley (22) and R3 is the radius of the first pulley (20).
との間の前記比は、2対1である、請求項3に記載の組立体。7. The first pulley (20) and the second pulley (22)
The assembly of claim 3, wherein the ratio between and is 2 to 1.
れるリンクを備える、請求項1に記載の組立体。8. The assembly of claim 1, wherein the second link (28) comprises a plurality of rotatably sequentially connected links.
(14)の第1の端部(16)上に回転自在に取付けられかつワークピース(1
2)を支承する工具(26)、サポート(32)上に回転自在に取付けられかつ
第1のリンク(14)の第2の端部(18)へ回転自在に接続される第2のリン
ク(28)、所定比で回転するように、工具(26)と第2のリンク(28)を
連結する、第2のリンク(28)と工具(26)との間に配設される回転カップ
リング、および第1のリンク(14)を回転する、第2のリンク(28)上に取
付けられるモータ(36)を有するロボットアーム組立体(10)でワークピー
ス(12)を動かす方法であって、 サポート(32)の回りに第2のリンク(28)を回転させる段階と、 第1のリンク(14)が、第2のリンク(28)に関してかつ第2のリンク(
28)と関係なく、かつカップリング(24)と関係なく回転するように、第1
のリンク(14)をモータ(36)で回転させる段階と、および ワークピース(12)が動かされるときにワークピース(12)の配向が、基
準平面Aに関して維持されるように、第2のリンク(28)の回転に関して所定
の比で第1のリンク(14)に関して工具(26)を回転させ段階とを含む方法
。10. A support (32), a first link (14), rotatably mounted on a first end (16) of the first link (14) and a workpiece (1).
A tool (26) bearing 2), a second link (rotatably mounted on a support (32) and rotatably connected to a second end (18) of the first link (14). 28), a rotary coupling arranged between the second link (28) and the tool (26) for connecting the tool (26) and the second link (28) so as to rotate at a predetermined ratio. , And a method of moving a workpiece (12) with a robot arm assembly (10) having a motor (36) mounted on a second link (28) that rotates a first link (14), Rotating the second link (28) about the support (32), the first link (14) with respect to the second link (28) and the second link (28).
28) to rotate independently of the coupling (24)
Rotating the link (14) with a motor (36) and a second link so that the orientation of the workpiece (12) is maintained with respect to the reference plane A when the workpiece (12) is moved. Rotating the tool (26) with respect to the first link (14) at a predetermined ratio with respect to the rotation of (28).
回転と一致して回転するように、第2のリンク(28)の回転を第1のリンク(
14)に関して工具(26)の回転と連結する段階をさらに含む、請求項10に
記載の方法。11. Rotation of the second link (28) so that the tool (26) rotates at a predetermined ratio and in line with the rotation of the second link (28).
Method according to claim 10, further comprising the step of coupling with rotation of the tool (26) with respect to 14).
回転する段階は、方程式に従って所定の比を求めることによりさらに規定され、
その方程式は、△θ3=△θ2(1−(R1/R3))+(△θ1)であり、こ
こで△θ1は、前記サポート(32)の回りの前記第2のリンク(28)の回転
角であり、△θ2は、前記第2のリンク(28)に関しての前記第1のリンク(
14)の回転角であり、△θ3は、前記サポート(32)に関しての前記ワーク
ピース(12)の回転角であり、R1は、前記第2のプーリー(22)の半径で
あり、またR3は、前記第1のプーリー(20)の半径である、請求項10に記
載の方法。12. Rotating the tool (26) at a predetermined ratio with respect to the first link (14) is further defined by determining the predetermined ratio according to an equation,
The equation is Δθ3 = Δθ2 (1- (R1 / R3)) + (Δθ1), where Δθ1 is the rotation of the second link (28) around the support (32). Is the angle and Δθ2 is the first link () with respect to the second link (28).
14) is the rotation angle, Δθ3 is the rotation angle of the workpiece (12) with respect to the support (32), R1 is the radius of the second pulley (22), and R3 is The method of claim 10, wherein the radius of the first pulley (20).
回転する段階は、第2のリンク(28)の回転に関して2対1の比で工具(26
)を回転することによりさらに規定される、請求項10に記載の方法。13. Rotating the tool (26) at a predetermined ratio with respect to the first link (14) comprises a tool (26) at a ratio of 2 to 1 with respect to rotation of the second link (28).
11. The method of claim 10, further defined by rotating).
(28)、第1のリンク(14)を回転する、第2のリンク(28)の端部(3
4)において配設されるモータ(36)、およびワークピース(12)を支承す
る工具(26)を有するロボットアーム組立体(10)でワークピース(12)
を動かす方法であって、 工具(26)と第2のリンク(28)が、所定の回転比でサポート(32)に
関して回転するように、回転カップリング(24)を形成する段階と、 第2のリンク(28)をサポート(32)の回りに角度△θ1だけ回転させる
段階と、 ワークピース(12)の重心が所定の径路に沿って移行するように回転角△θ2
だけ、第2のリンク(28)に関して、かつ第2のリンク(28)とは関係なく
、かつカップリング(24)と関係なくモータ(36)により第1のリンク(1
4)を回転させる段階と、およびワークピース(12)の回転角△θ3が最小に
なるように第2のリンク(28)に関して第1のリンク(14)の回転角△θ2
を調整する段階を含む方法において、△θ1は、サポート(32)の回りの第2
のリンク(28)の回転角であり、△θ2は、第2のリンク(28)に関しての
第1のリンク(14)の回転角であり、△θ3は、サポート(32)に関しての
ワークピース(12)の回転角である方法。15. The support (32), the first link (14), the second link (28), the end (3) of the second link (28) rotating the first link (14).
Workpiece (12) with a robot arm assembly (10) having a motor (36) arranged in 4) and a tool (26) for supporting the workpiece (12).
Forming a rotary coupling (24) such that the tool (26) and the second link (28) rotate with respect to the support (32) at a predetermined rotation ratio. And rotating the link (28) of the workpiece (12) around the support (32) by an angle Δθ1 so that the center of gravity of the workpiece (12) moves along a predetermined path.
Only with respect to the second link (28), independently of the second link (28), and independent of the coupling (24), the first link (1).
4) rotating, and the rotation angle Δθ2 of the first link (14) with respect to the second link (28) such that the rotation angle Δθ3 of the workpiece (12) is minimized.
In the method including the step of adjusting, Δθ1 is the second around the support (32).
Is the angle of rotation of the link (28), Δθ2 is the angle of rotation of the first link (14) with respect to the second link (28), and Δθ3 is the workpiece () with respect to the support (32). The method which is the rotation angle of 12).
14)を回転させ段階、および第2のリンク(28)に関して第1のリンク(1
4)の回転角△θ2を調整する段階は、ワークピース(12)の配向を基準平面
Aに関して維持しながらワークピース(12)を動かすロボット操作ソフトウエ
アプログラムの一部である、請求項15に記載の方法。16. Rotating the second link (28), the first link (
14) rotating the stage, and with respect to the second link (28) the first link (1
Adjusting the rotation angle Δθ2 of 4) is part of a robot manipulation software program that moves the workpiece (12) while maintaining the orientation of the workpiece (12) with respect to the reference plane A. The method described.
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