JP2019063967A

JP2019063967A - Link type multijoint robot and robot system

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Publication number: JP2019063967A
Application number: JP2017194685A
Authority: JP
Inventors: 正杉森; Tadashi Sugimori; 青木　卓也; Takuya Aoki; 卓也青木
Original assignee: Sugino Machine Ltd
Current assignee: Sugino Machine Ltd
Priority date: 2017-10-04
Filing date: 2017-10-04
Publication date: 2019-04-25
Anticipated expiration: 2037-10-04
Also published as: JP6712114B2

Abstract

To provide a link type multijoint robot which can expand a pivot movable range even in a narrow space and enables further improvement of rigidity of the entire robot, and to provide a robot system.SOLUTION: A link type multijoint robot 1 includes: a body tower 5 having a body pillar 52 for supporting a main arm 2 and a sub arm 4; and a body tower rotation driving device 53 which rotationally drives the body tower 5 around a pivot axis C1 parallel to a longitudinal direction of the body pillar 52. Further, the link type multijoint robot 1 includes a frame 9 having multiple leg parts 91 enclosing the body tower 5. The frame 9 has: a base 92 in which the body tower rotation driving device 53 is installed; and a ceiling part 93 connected to the base 92 through the leg parts 91. The body tower 5 is supported so as to be rotatable around the pivot axis C1 relative to the base 92 and the ceiling part 93.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、リンク式多関節ロボットおよびロボットシステムに関する。 The present invention relates to a linked articulated robot and a robot system.

生産現場におけるワークの搬送、溶接、加工、組立等の各種作業は自動化が進み、多くの産業用ロボットが使われている。一方で、生産現場のスペースをできる限り有効活用するため、各装置間の間隔は操作や保守に必要な最小限にレイアウトされる。 Automation of various work such as transfer of work, welding, processing and assembly at production site has progressed, and many industrial robots are used. On the other hand, in order to make the most of the space of the production site as much as possible, the intervals between the respective devices are laid out to the minimum necessary for operation and maintenance.

従来、コンパクト化を図るため、スコットラッセル機構を採用した産業用ロボットが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された産業用ロボットは、主アームが曲げられたブーメラン状の形状をなしているため、主アームの先端部を副アームの直近となる手元まで寄せることができる。 Conventionally, there has been known an industrial robot adopting a Scott-Russell mechanism to achieve compactness (see, for example, Patent Document 1). Since the industrial robot described in Patent Document 1 has a boomerang shape in which the main arm is bent, the tip end portion of the main arm can be brought close to the hand near the sub arm.

特許第５４７６５０７号公報（請求項１、明細書の段落００２７、図１〜図４）Patent No. 5476507 (claim 1, paragraph 0027 of the specification, FIGS. 1 to 4)

しかしながら、特許文献１に記載された産業用ロボットは、旋回軸を直動機構によって上下に移動させているので、旋回可動範囲が制限されるという問題があった。産業用ロボットは、装置や作業者との干渉を回避しながら、可動範囲を広くする必要がある。 However, the industrial robot described in Patent Document 1 has a problem that the swing movable range is limited because the swing axis is moved up and down by the linear motion mechanism. For industrial robots, it is necessary to widen the movable range while avoiding interference with devices and workers.

一方、特許文献１に記載された産業用ロボットは、主アームを副アームで支える構造となっているため、主アームおよび副アームから構成されるアーム自体の剛性は高い。しかし、アームを開いた状態での稼働、大重量のワークの搬送、アームの先端部に取り付けた工具による加工や把持されたワークを工具に押し当てて行う加工の際の反力等、アームに過大な荷重がかかる場合がある。このような場合、アームを支持する支柱が傾斜してしまい、産業用ロボットにおけるアームの先端部の位置決め精度に悪影響を及ぼすおそれがある。 On the other hand, since the industrial robot described in Patent Document 1 has a structure in which the main arm is supported by the sub arm, the rigidity of the arm itself composed of the main arm and the sub arm is high. However, when the arm is open, transport of a heavy work, processing with a tool attached to the tip of the arm, or reaction force in processing performed by pressing a held work against the tool, etc. Excessive load may be applied. In such a case, the support for supporting the arm is inclined, which may adversely affect the positioning accuracy of the tip of the arm in the industrial robot.

本発明は、狭小スペースでも旋回可動範囲を広くできるとともに、ロボット全体としての剛性をより向上させることができるリンク式多関節ロボットおよびロボットシステムを提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a link-type articulated robot and a robot system that can widen a turning movable range even in a narrow space and can further improve the rigidity of the entire robot.

前記課題を解決するための本発明は、主アームと、該主アームの先端部に連結されたハンド部と、を備え、前記ハンド部に取り付けた対象物を操作するリンク式多関節ロボットである。前記リンク式多関節ロボットは、前記主アームの胴部に対して一端部が回動自在に連結された副アームと、前記主アームおよび前記副アームを支持する本体支柱を有する本体塔と、を備える。また、前記リンク式多関節ロボットは、前記本体塔を前記本体支柱の長手方向に平行な旋回軸のまわりに回転駆動させる本体塔回転駆動装置と、前記本体塔を囲む複数の脚部を有するフレームと、を備える。前記本体塔は、前記主アームの基端部が回動自在に連結され該基端部を前記本体支柱の長手方向に沿って移動させる第１の直動装置を有している。また、前記本体塔は、前記副アームの他端部が回動自在に連結され該他端部を前記本体支柱の長手方向に沿って移動させる第２の直動装置を有している。前記フレームは、前記本体塔回転駆動装置が設置された基台と、前記基台に対して前記脚部を介して連結された天井部と、を有している。そして、前記本体塔は、前記基台および前記天井部に対して前記旋回軸のまわりに回転自在に支持されている。 The present invention for solving the above-mentioned problems is a link type articulated robot which comprises a main arm and a hand unit connected to the tip end of the main arm, and operates an object attached to the hand unit. . The link-type articulated robot comprises: a sub-arm whose one end is pivotally connected to a trunk of the main arm; and a main tower having a main body support for supporting the main arm and the sub-arm; Prepare. Further, the link type articulated robot has a frame having a body tower rotary drive for rotationally driving the body tower around a pivot parallel to the longitudinal direction of the body strut, and a plurality of legs surrounding the body tower. And. The main body tower has a first linear motion device in which a base end of the main arm is rotatably connected to move the base end along the longitudinal direction of the main body support. Further, the main body tower has a second linear motion device in which the other end of the sub arm is rotatably connected and the other end is moved along the longitudinal direction of the main body support. The frame includes a base on which the main body tower rotary drive is installed, and a ceiling connected to the base via the leg. The main tower is rotatably supported around the pivot with respect to the base and the ceiling.

また、本発明は、前記リンク式多関節ロボットを一つのモジュール単位とするロボットシステムである。前記ロボットシステムは、前記リンク式多関節ロボットと、前記リンク式多関節ロボットのフレームと同じ平面外形形状のフレームを有し、該フレーム内で前記対象物を用いた作業を行う作業ユニットと、を備える。あるいは、前記ロボットシステムは、複数の前記リンク式多関節ロボット同士がワークの搬送方向に沿って連結されている。 Further, the present invention is a robot system in which the link type articulated robot is one module unit. The robot system includes the link type articulated robot, and a work unit having a frame having the same planar outer shape as the frame of the link type articulated robot and performing work using the object in the frame. Prepare. Alternatively, in the robot system, a plurality of link type articulated robots are connected along the work transfer direction.

本発明によれば、狭小スペースでも旋回可動範囲を広くできるとともに、ロボット全体としての剛性をより向上させることができるリンク式多関節ロボットおよびロボットシステムを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a link type articulated robot and a robot system capable of widening the turning movable range even in a narrow space and further improving the rigidity of the entire robot.

本発明の一実施形態に係るリンク式多関節ロボットのアーム開状態の外観を一部透視して示す斜視図である。It is a perspective view showing partially transparent appearance of an arm open state of a link type articulated robot concerning one embodiment of the present invention. 図１に示されるリンク式多関節ロボットのアーム閉状態の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the arm closed state of the link-type articulated robot shown by FIG. 図１に示されるリンク式多関節ロボットにおいてフレームを除いたアーム開状態の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the arm open state which remove | eliminated the flame | frame in the link-type articulated robot shown by FIG. 図１に示される主アームの構成を示し、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は側面断面図である。The structure of the main arm shown by FIG. 1 is shown, (a) is a plane sectional view, (b) is a side sectional view. 図１に示されるハンド部の構成を示す平面断面図である。It is plane sectional drawing which shows the structure of the hand part shown by FIG. 図１に示されるリンク式多関節ロボットにおいて本体塔の前カバー部材を除いたアーム開状態の左側から見た断面図であり、図８のＶＩ−ＶＩ断面図を示す。It is sectional drawing seen from the left side of the arm open state except the front cover member of the main body tower in the link-type articulated robot shown by FIG. 1, and shows the VI-VI sectional drawing of FIG. 主アームと副アームの支持構造を模式的に示す断面図であり、（ａ）は図６のＶＩＩａ−ＶＩＩａ断面図、（ｂ）は図６のＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ断面図を示す。It is sectional drawing which shows the support structure of a main arm and a subarm typically, (a) is VIIa-VIIa sectional drawing of FIG. 6, (b) shows VIIb-VIIb sectional drawing of FIG. 図１に示されるリンク式多関節ロボットにおいて主アームおよび副アームとそれらとの連結部とを除いた状態の正面図である。FIG. 7 is a front view of the link type articulated robot shown in FIG. 1 in a state in which a main arm and a secondary arm and their connection portion are removed. 図３の上から見た図である。It is the figure seen from the top of FIG. ロボットシステムの一例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows an example of a robot system typically. ロボットシステムの他の例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows the other example of a robot system typically. ロボットシステムのさらに他の例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the other example of a robot system.

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を適宜省略する。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
In addition, in each figure, about the same component and the same component, the same code | symbol is attached | subjected and those duplicate description is abbreviate | omitted suitably.

本発明の一実施形態に係るリンク式多関節ロボット１について図１から図９を適宜参照しながら詳細に説明する。以下、説明の都合上、図１に示すように、リンク式多関節ロボット１について上下左右前後の方向を設定する。ただし、図１に示す方向は一例であって、リンク式多関節ロボット１の実際の設置方向がこれに限定されるものではない。 A link-type articulated robot 1 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 9 as appropriate. Hereinafter, for convenience of explanation, as shown in FIG. However, the direction shown in FIG. 1 is an example, and the actual installation direction of the link-type articulated robot 1 is not limited to this.

〈全体構成の概要〉
リンク式多関節ロボット１は、図１、図２に示すように、主アーム２と、主アーム２の先端部に連結されたハンド部３と、副アーム４と、本体塔５と、フレーム９とを備えている。副アーム４の一端部である関節部４１は、主アーム２の胴部に対して回動自在に連結されている。 <Overview of Overall Configuration>
As shown in FIGS. 1 and 2, the link type articulated robot 1 includes a main arm 2, a hand unit 3 connected to the tip of the main arm 2, a secondary arm 4, a main tower 5, and a frame 9. And have. The joint portion 41 which is one end portion of the sub arm 4 is rotatably connected to the body portion of the main arm 2.

リンク式多関節ロボット１は、ハンド部３に取り付けた対象物である工具、治具、クランプ装置等を操作するロボットである。例えば、図１０に示すように、エアクランプやマグネット等で把持するクランプ装置Ｔをハンド部３に取り付けることができる。この場合、リンク式多関節ロボット１は、ワークＷをマシニングセンタ等の工作機械Ｍ１から工作機械Ｍ２に搬送する用途に使用され得る。 The link-type articulated robot 1 is a robot that operates a tool, a jig, a clamp device, and the like which are objects attached to the hand unit 3. For example, as shown in FIG. 10, a clamp device T which is gripped by an air clamp, a magnet or the like can be attached to the hand portion 3. In this case, the link-type articulated robot 1 can be used for transporting the workpiece W from the machine tool M1 such as a machining center to the machine tool M2.

本体塔５は、図８に示すように、本体支柱５２と、第１の直動装置５４と、第２の直動装置５５とを備えている。本体支柱５２は、主アーム２および副アーム４（図１参照）を支持する。第１の直動装置５４は、主アーム２の基端部２３（図１参照）を本体支柱５２の長手方向に沿って移動させる。第２の直動装置５５は、副アーム４の他端部である関節部４２（図１参照）を本体支柱５２の長手方向に沿って移動させる。また、リンク式多関節ロボット１は、本体塔５を本体支柱５２の長手方向に平行な旋回軸Ｃ１のまわりに回転駆動させる本体塔回転駆動装置５３を備えている。 As shown in FIG. 8, the main body tower 5 includes a main body column 52, a first linear motion device 54, and a second linear motion device 55. The main body post 52 supports the main arm 2 and the sub arm 4 (see FIG. 1). The first linear motion device 54 moves the proximal end 23 (see FIG. 1) of the main arm 2 along the longitudinal direction of the main body support 52. The second linear motion device 55 moves the joint 42 (see FIG. 1), which is the other end of the sub arm 4, in the longitudinal direction of the main body support 52. Further, the link type articulated robot 1 is provided with a main body tower rotary drive device 53 for rotationally driving the main body tower 5 around a turning axis C1 parallel to the longitudinal direction of the main body support column 52.

フレーム９は、図１、図２に示すように、本体塔５を囲む複数（４本）の脚部９１を有している。本体塔５は、該本体塔５の前面を覆う前カバー部材５６と、可動部を覆うスライドガード５７とを備えている。また、リンク式多関節ロボット１は、図３に示すように、本体塔回転駆動装置５３（図８参照）が設置されたベース部５１と、制御装置１０とを備えている。 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the frame 9 has a plurality of (four) leg portions 91 surrounding the main body tower 5. The main body tower 5 includes a front cover member 56 covering the front surface of the main body tower 5 and a slide guard 57 covering the movable portion. Further, as shown in FIG. 3, the link-type articulated robot 1 includes a base unit 51 on which a main body tower rotary drive device 53 (see FIG. 8) is installed, and a control device 10.

〈主アーム〉
主アーム２は、図４（ａ）に示すように、ハンド部支持部２１と、主アームベース部２２と、ハンド部揺動駆動装置６と、ハンド部支持部駆動装置７（図４（ｂ）参照）と、対象物回転駆動装置８と、を備えている。 <Main arm>
As shown in FIG. 4A, the main arm 2 includes a hand portion support portion 21, a main arm base portion 22, a hand portion swing drive device 6, and a hand portion support portion drive device 7 (FIG. ) And an object rotation drive device 8.

ハンド部支持部２１は、主アーム２の先端側（手先部分）に配設されている。ハンド部支持部２１は、基体となるケーシング２１ａと、先端部にＵ字状をなした貫通凹部２１ｂとを備えている。ハンド部支持部２１は、貫通凹部２１ｂにおいて、主アーム軸２ａに交差（ここでは直交）する方向に設定されたハンド部揺動軸２ｂのまわりに、ハンド部３を回転自在に支持する。主アームベース部２２は、主アーム２の基端側に配設されており、ハンド部支持部２１を主アーム軸２ａのまわりに回転自在に支持する。 The hand support portion 21 is disposed on the tip end side (hand tip portion) of the main arm 2. The hand portion support portion 21 is provided with a casing 21a which is a base and a U-shaped through recess 21b at the tip end. The hand portion support portion 21 rotatably supports the hand portion 3 around the hand portion swinging shaft 2b set in a direction intersecting (in this case, orthogonal to) the main arm shaft 2a in the through recess 21b. The main arm base portion 22 is disposed on the base end side of the main arm 2 and rotatably supports the hand portion support portion 21 around the main arm shaft 2a.

主アーム２の基端部２３は、第１の直動装置５４の第１の連結部２４（図６参照）に連結されている。リンク式多関節ロボット１は、第１の直動装置５４によって、第１の連結部２４、ひいては主アーム２の基端部２３を本体支柱５２（図６参照）に沿って上下方向に往復移動（図１の符号Ｓ１参照）させる。 The proximal end 23 of the main arm 2 is connected to the first link 24 (see FIG. 6) of the first linear motion device 54. The link type articulated robot 1 vertically reciprocates the first connecting portion 24 and hence the base end 23 of the main arm 2 along the main body post 52 (see FIG. 6) by the first linear motion device 54. (Refer to the code S1 in FIG. 1).

ハンド部揺動駆動装置６は、図４（ａ）に示すように、ハンド部揺動軸２ｂのまわりに少なくとも９０度の可動範囲θ３（図１参照）で、ハンド部３を往復揺動回転または連続回転させる。ハンド部揺動駆動装置６は、駆動モータ６１の駆動力を、歯車６２、伝達シャフト６３、ハンド部揺動駆動伝達機構６６（図５参照）、および減速機Ｇ２（図５参照）を介して、ハンド部３へ伝達する。 As shown in FIG. 4A, the hand portion swing drive device 6 swings back and forth around the hand portion swing shaft 2b within a movable range θ3 (see FIG. 1) of at least 90 degrees. Or rotate continuously. The hand portion swing drive device 6 drives the drive motor 61 through the gear 62, the transmission shaft 63, the hand portion swing drive transfer mechanism 66 (see FIG. 5), and the reduction gear G2 (see FIG. 5). , To the hand unit 3.

ハンド部支持部駆動装置７は、図４（ｂ）に示すように、主アーム軸２ａのまわりに少なくとも１８０度の可動範囲θ４（図１参照）で、ハンド部支持部２１を往復揺動回転または連続回転させる。ハンド部支持部駆動装置７は、駆動モータ７１の駆動力を、歯車７２、減速機Ｇ１、伝達シャフト７３、および連結継手７４を介して、ハンド部支持部２１のケーシング２１ａへ伝達する。 As shown in FIG. 4B, the hand portion support portion drive device 7 reciprocates and rotates the hand portion support portion 21 at a movable range θ4 (see FIG. 1) of at least 180 degrees around the main arm shaft 2a. Or rotate continuously. The hand portion support portion drive device 7 transmits the driving force of the drive motor 71 to the casing 21 a of the hand portion support portion 21 via the gear 72, the reduction gear G 1, the transmission shaft 73 and the coupling joint 74.

対象物回転駆動装置８は、図４（ａ）に示すように、中心軸２ｃのまわりに少なくとも３６０度の可動範囲θ５（図１参照）で、被取付部３１を往復揺動回転または連続回転させる。対象物回転駆動装置８は、駆動モータ８１の駆動力を、歯車８２、伝達シャフト８３、および被取付部駆動伝達機構８８（図５参照）を介して、ハンド部３の被取付部３１へ伝達する。 As shown in FIG. 4A, the object rotational drive device 8 reciprocates the rotation of the mounting portion 31 or continuously rotates the mounting portion 31 within a movable range θ5 (see FIG. 1) of at least 360 degrees around the central axis 2c. Let The target rotational drive device 8 transmits the driving force of the drive motor 81 to the attached portion 31 of the hand 3 via the gear 82, the transmission shaft 83, and the attached portion drive transmission mechanism 88 (see FIG. 5). Do.

〈ハンド部〉
ハンド部３は、図５に示すように、対象物を取り付ける被取付部３１と、被取付部３１を回転自在に支持する被取付部支持部３２と、を備えている。被取付部３１は、先端部に減速機Ｇ３が配設されている。 <Hand part>
The hand part 3 is provided with the to-be-attached part 31 which attaches a target object, and the to-be-attached part support part 32 which supports the to-be-attached part 31 rotatably, as shown in FIG. A reduction gear G3 is disposed at the tip of the mounting portion 31.

被取付部支持部３２は、図４（ｂ）に示すように、略円柱形状をなした部材であり、被取付部３１を中心軸２ｃのまわりに回転自在に支持する部位である。被取付部支持部３２は、ハンド部支持部２１の先端部に形成された貫通凹部２１ｂに配設され、ハンド部揺動軸２ｂのまわりに回転自在に支持されている。 The mounting portion supporting portion 32 is a member having a substantially cylindrical shape as shown in FIG. 4B, and is a portion for supporting the mounting portion 31 rotatably around the central axis 2c. The mounting portion support portion 32 is disposed in the through recess 21 b formed at the tip end portion of the hand portion support portion 21 and is rotatably supported around the hand portion swing shaft 2 b.

〈副アーム〉
副アーム４は、図６に示すように、両端部が回転自在に連結されたリンク部材である。副アーム４の一端部である関節部４１が主アーム２の胴部である主アームベース部２２に連結され、副アーム４の他端部である関節部４２が第２の直動装置５５の第２の連結部２５に連結されている。リンク式多関節ロボット１は、第２の直動装置５５によって、第２の連結部２５、ひいては副アーム４の関節部４２を本体支柱５２に沿って上下方向に往復移動（図１の符号Ｓ２参照）させる。 <Secondary arm>
The sub arm 4 is a link member in which both ends are rotatably connected, as shown in FIG. The joint 41 which is one end of the sub arm 4 is connected to the main arm base 22 which is the trunk of the main arm 2, and the joint 42 which is the other end of the sub arm 4 is of the second linear motion device 55. It is connected to the second connection part 25. The link type articulated robot 1 vertically reciprocates the second connecting portion 25 and hence the joint portion 42 of the sub arm 4 along the main body support 52 by the second linear motion device 55 (reference S2 in FIG. 1). See).

また、リンク式多関節ロボット１には、ハンド部３へ制御媒体を供給する図示しないケーブルが配設されている。ケーブルは、圧縮エア配管や油圧配管、電線等であり、制御媒体は、ハンド部３に取り付けた対象物としてのクランプ装置Ｔ（図１０参照）を制御するための圧縮エアや圧油、電力等である。 Further, the link type articulated robot 1 is provided with a cable (not shown) for supplying a control medium to the hand unit 3. The cable is a compressed air pipe, a hydraulic pipe, an electric wire or the like, and the control medium is a compressed air, pressure oil, electric power or the like for controlling the clamp device T (see FIG. 10) as an object attached to the hand unit 3. It is.

〈本体塔回転駆動装置〉
本体塔回転駆動装置５３について、図６を参照しながら説明する。図６は、リンク式多関節ロボット１において本体塔５の前カバー部材５６（図１参照）を除いたアーム開状態の左側から見た断面図であり、図８のＶＩ−ＶＩ断面図を示す。 <Main tower drive>
The main tower drive unit 53 will be described with reference to FIG. 6 is a cross-sectional view as viewed from the left side of the arm open state excluding the front cover member 56 (see FIG. 1) of the link type articulated robot 1 and shows a VI-VI cross-sectional view of FIG. .

図６に示すように、本体塔回転駆動装置５３は、ベース部５１に対して、本体塔５を回転駆動させる装置であり、サーボモータ５３ａと、伝達機構５３ｂと、減速装置５３ｃとを備えている。リンク式多関節ロボット１は、本体塔回転駆動装置５３によって、旋回軸Ｃ１のまわりに少なくとも３６０度の可動範囲θ１で、本体塔５を往復揺動回転または連続回転させる。これにより、リンク式多関節ロボット１は、主アーム２および副アーム４を本体塔５とともに３６０度で全周回転させることができる。 As shown in FIG. 6, the main tower rotating drive device 53 is a device for rotationally driving the main tower 5 to the base portion 51, and comprises a servomotor 53a, a transmission mechanism 53b, and a reduction gear 53c. There is. In the link-type articulated robot 1, the main tower 5 is reciprocatedly rotated or continuously rotated by a main tower rotational drive device 53 within a movable range θ 1 of at least 360 degrees around the pivot axis C 1. Thus, the link-type articulated robot 1 can rotate the main arm 2 and the sub arm 4 together with the main tower 5 at 360 degrees all around.

〈本体塔〉
本体塔５について、主として図６〜図８を参照しながら説明する。図７は、主アーム２と副アーム４の支持構造を模式的に示す断面図であり、（ａ）は図６のＶＩＩａ−ＶＩＩａ断面図、（ｂ）は図６のＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ断面図である。図８は、リンク式多関節ロボット１において主アーム２および副アーム４とそれらとの連結部とを除いた状態の正面図である。 <Main tower>
The main tower 5 will be described mainly with reference to FIGS. 6 to 8. 7 is a cross-sectional view schematically showing the support structure of the main arm 2 and the sub-arm 4; (a) is a cross-sectional view taken along the line VIIa-VIIa in FIG. 6; (b) is a cross-sectional view taken along the line VIIb-VIIb in FIG. is there. FIG. 8 is a front view of the link-type articulated robot 1 from which the main arm 2 and the secondary arm 4 and their connection portions are removed.

本体塔５は、図６に示すように、本体支柱５２と、第１の直動装置５４と、第２の直動装置５５とを備えている。本体支柱５２は、ベース部５１から立設するように上下方向に延伸して配設された部材であり、ベース部５１に対して回転自在に支持されている。具体的には、本体支柱５２は、ベース部５１に設置された減速装置５３ｃの出力軸５３ｄに固定された回転円板５２ｃ上に、取付板５９を介して固定されている。 As shown in FIG. 6, the main body tower 5 is provided with a main body support 52, a first linear motion device 54, and a second linear motion device 55. The main body post 52 is a member extending in the vertical direction so as to stand from the base portion 51, and is rotatably supported on the base portion 51. Specifically, the main body post 52 is fixed via a mounting plate 59 on a rotary disc 52c fixed to the output shaft 53d of the reduction gear 53c installed on the base portion 51.

本体支柱５２は、図７（ａ）に示すように、本体支柱５２の長手方向に垂直な断面がＵ字状の支持構造体５２ａと、支持構造体５２ａの内側における左右の隅部にそれぞれ溶接等によって接合された一対の支柱５２ｂとを有している。支持構造体５２ａは、本体塔５の左右側面および背面を覆うカバー部材としても機能する。支柱５２ｂは、ここでは中空のパイプ部材であるが、中実の棒状部材であってもよい。支持構造体５２ａおよび支柱５２ｂの下端に、取付板５９が設けられている。なお、本体支柱５２および支持構造体５２ａは、前記した構成に限定されるものではなく、例えば四角管形状や四角柱形状、アール形状（円弧状）、あるいは略コの字状（門形状）等、一定方向（ここでは上下方向）に延伸する形状を呈するものであればよい。 As shown in FIG. 7A, the main body support 52 is welded to the support structure 52a having a U-shaped cross section perpendicular to the longitudinal direction of the main body support 52, and to the left and right corners inside the support structure 52a. And the like, and has a pair of columns 52b joined together. The support structure 52 a also functions as a cover member that covers the left and right side surfaces and the back surface of the main body tower 5. The support 52 b is a hollow pipe member here, but may be a solid rod-like member. A mounting plate 59 is provided at the lower end of the support structure 52a and the support 52b. The main body support 52 and the support structure 52a are not limited to the above-described configuration, and for example, a square tube shape, a square pole shape, a rounded shape (arc shape), or a substantially U shape (gate shape) Any shape may be used as long as it has a shape extending in a certain direction (here, up and down direction).

第１の直動装置５４は、図６に示すように、主アーム２の基端部２３を本体支柱５２に沿って移動させる装置である。第１の直動装置５４は、直線ガイド機構と、駆動機構とを備えている。 The first linear motion device 54 is a device for moving the proximal end 23 of the main arm 2 along the main body support 52, as shown in FIG. The first linear motion device 54 includes a linear guide mechanism and a drive mechanism.

第１の直動装置５４の直線ガイド機構は、図７（ａ）に示すように、ガイドレール５４ａと、ガイドブロック５４ｂと、ガイドプレート５４ｃとを備えている。ガイドレール５４ａは、本体支柱５２の一対の支柱５２ｂの各前面に左右それぞれ配設されている。ガイドブロック５４ｂは、ガイドレール５４ａに沿って移動自在である。ガイドプレート５４ｃは、左右それぞれのガイドレール５４ａ，５４ａに沿って移動自在に配設されたガイドブロック５４ｂに取り付けられている。ガイドプレート５４ｃは、左右２個ずつ合計４個のガイドブロック５４ｂ（図８参照）の前面に固定されている。 The linear guide mechanism of the first linear motion device 54 includes a guide rail 54a, a guide block 54b, and a guide plate 54c, as shown in FIG. 7A. The guide rails 54 a are respectively disposed on the front surfaces of the pair of support posts 52 b of the main body support column 52. The guide block 54b is movable along the guide rail 54a. The guide plates 54c are attached to guide blocks 54b disposed movably along the left and right guide rails 54a, 54a. The guide plate 54c is fixed to the front surface of a total of four guide blocks 54b (see FIG. 8), two each at the left and right.

第１の直動装置５４の駆動機構は、図８に示すように、駆動源としてのサーボモータ５４ｄと、サーボモータ５４ｄで回転駆動されるボールねじ５４ｅと、ボールねじ５４ｅに螺合されたボールナット５４ｆとを備えている。ボールナット５４ｆは、接続ブロック５４ｇを介してガイドプレート５４ｃに固定されている。図７（ａ）に示すように、ガイドプレート５４ｃの前面に、第１の連結部２４が取り付けられている。すなわち、ボールナット５４ｆには、接続ブロック５４ｇおよびガイドプレート５４ｃを介して第１の連結部２４が取り付けられている。 The drive mechanism of the first linear motion device 54 is, as shown in FIG. 8, a servomotor 54d as a drive source, a ball screw 54e rotationally driven by the servomotor 54d, and a ball screwed on the ball screw 54e. It has a nut 54f. The ball nut 54f is fixed to the guide plate 54c via the connection block 54g. As shown in FIG. 7A, the first connecting portion 24 is attached to the front surface of the guide plate 54c. That is, the first connection portion 24 is attached to the ball nut 54f via the connection block 54g and the guide plate 54c.

第２の直動装置５５は、図６に示すように、副アーム４の関節部４２を本体支柱５２に沿って移動させる装置である。第２の直動装置５５は、直線ガイド機構と、駆動機構とを備えている。 The second linear motion device 55 is a device for moving the joint portion 42 of the sub arm 4 along the main body support 52, as shown in FIG. The second linear motion device 55 includes a linear guide mechanism and a drive mechanism.

第２の直動装置５５の直線ガイド機構は、図７（ｂ）に示すように、前記した第１の直動装置５４の左右一対のガイドレール５４ａを共用化して使用する。また、第２の直動装置５５の直線ガイド機構は、ガイドブロック５５ｂと、ガイドプレート５５ｃとを備えている。ガイドブロック５５ｂは、ガイドレール５４ａに沿って移動自在である。ガイドプレート５５ｃは、左右それぞれのガイドレール５４ａ，５４ａに沿って移動自在に配設されたガイドブロック５５ｂに取り付けられている。ガイドプレート５５ｃは、左右２個ずつ合計４個のガイドブロック５５ｂ（図８参照）の前面に固定されている。 The linear guide mechanism of the second linear motion device 55 shares and uses the pair of left and right guide rails 54a of the first linear motion device 54, as shown in FIG. 7B. The linear guide mechanism of the second linear motion device 55 includes a guide block 55 b and a guide plate 55 c. The guide block 55b is movable along the guide rail 54a. The guide plates 55c are attached to guide blocks 55b disposed movably along the left and right guide rails 54a, 54a. The guide plate 55c is fixed to the front surface of a total of four guide blocks 55b (see FIG. 8), two each at the left and right.

第２の直動装置５５の駆動機構は、図８に示すように、駆動源としてのサーボモータ５５ｄと、サーボモータ５５ｄで回転駆動されるボールねじ５５ｅと、ボールねじ５５ｅに螺合されたボールナット５５ｆとを備えている。ボールナット５５ｆは、接続ブロック５５ｇを介してガイドプレート５５ｃに固定されている。図７（ｂ）に示すように、ガイドプレート５５ｃの前面に、第２の連結部２５が取り付けられている。すなわち、ボールナット５５ｆには、接続ブロック５５ｇおよびガイドプレート５５ｃを介して第２の連結部２５が取り付けられている。
ここで、第１の直動装置５４のサーボモータ５４ｄ、ボールねじ５４ｅおよびボールナット５４ｆは、それぞれ支持構造体５２ａにおけるＵ字状の断面の外形の内側に配置されている。同様に、第２の直動装置５５のサーボモータ５５ｄ、ボールねじ５５ｅおよびボールナット５５ｆも、それぞれ支持構造体５２ａにおけるＵ字状の断面の外形の内側に配置されている。 As shown in FIG. 8, the drive mechanism of the second linear motion device 55 includes a servomotor 55d as a drive source, a ball screw 55e rotationally driven by the servomotor 55d, and a ball screwed on the ball screw 55e. It has a nut 55f. The ball nut 55f is fixed to the guide plate 55c via the connection block 55g. As shown in FIG. 7 (b), the second connecting portion 25 is attached to the front surface of the guide plate 55c. That is, the second connection portion 25 is attached to the ball nut 55f via the connection block 55g and the guide plate 55c.
Here, the servomotor 54d, the ball screw 54e and the ball nut 54f of the first linear motion device 54 are respectively disposed inside the outline of the U-shaped cross section in the support structure 52a. Similarly, the servomotor 55d, the ball screw 55e and the ball nut 55f of the second linear motion device 55 are also disposed inside the outline of the U-shaped cross section of the support structure 52a.

〈フレーム〉
フレーム９について、主として図１、図６、図９を参照しながら説明する。図９は、図３の上から見た図である。 <flame>
The frame 9 will be described mainly with reference to FIG. 1, FIG. 6, and FIG. FIG. 9 is a top view of FIG.

フレーム９は、図１に示すように、本体塔５を囲む４本の脚部９１と、本体塔回転駆動装置５３（図６参照）が設置された基台９２と、基台９２に対して脚部９１を介して連結された天井部９３とを有している。基台９２は、工場の床等に台座９５（図６参照）を介して設置される底部９４と、底部９４上に固定されるベース部５１とを備えている。天井部９３と底部９４とは、矩形板状を呈しており、脚部９１によって接続されている。 As shown in FIG. 1, the frame 9 is mounted to the base 92 on which the four legs 91 surrounding the main tower 5, the main tower rotational drive device 53 (see FIG. 6) are installed, and the base 92. And a ceiling portion 93 connected via the leg portion 91. The base 92 includes a bottom portion 94 installed on a floor of a factory or the like via a pedestal 95 (see FIG. 6), and a base portion 51 fixed on the bottom portion 94. The ceiling 93 and the bottom 94 have a rectangular plate shape and are connected by the legs 91.

隣り合う脚部９１の下部同士を繋ぐ連結バー９１ａが底部９４に平行に４本設置されている。連結バー９１ａと脚部９１の下部と底部９４との間に形成された開口にはカバー９１ｂが設置されており、４本の連結バー９１ａで囲まれて形成された開口にはカバー９１ｃが設置されている。 Four connection bars 91 a connecting the lower portions of adjacent leg portions 91 are installed in parallel to the bottom portion 94. A cover 91b is installed in an opening formed between the connecting bar 91a and the lower part of the leg 91 and the bottom 94, and a cover 91c is installed in an opening formed by being surrounded by four connecting bars 91a. It is done.

ベース部５１は、図６に示すように、本体塔回転駆動装置５３を囲む筒状のケーシング５１ａと、ケーシング５１ａの上端に固定された上板５１ｂと、ケーシング５１ａの下端に固定された下板５１ｃとを有している。本体塔回転駆動装置５３は、ベース部５１の上板５１ｂに設置されている。下板５１ｃは、底部９４上にねじ締結等によって固定される。本体支柱５２は、ベース部５１に設置された本体塔回転駆動装置５３の出力軸５３ｄに、回転円板５２ｃおよび取付板５９を介して固定されている。つまり、本体塔５は、基台９２に対して旋回軸Ｃ１のまわりに回転自在に支持されている。下板５１ｃおよび底部９４には、本体塔回転駆動装置５３のサーボモータ５３ａとの干渉を避けるための逃げ孔が形成されている。 As shown in FIG. 6, the base portion 51 has a cylindrical casing 51a surrounding the main tower drive 53, an upper plate 51b fixed to the upper end of the casing 51a, and a lower plate fixed to the lower end of the casing 51a. And 51c. The main tower driving device 53 is installed on the upper plate 51 b of the base 51. The lower plate 51 c is fixed on the bottom 94 by screwing or the like. The main body post 52 is fixed to the output shaft 53 d of the main body tower rotary drive device 53 installed in the base portion 51 via the rotary disc 52 c and the mounting plate 59. That is, the main tower 5 is rotatably supported around the pivot axis C1 with respect to the base 92. In the lower plate 51 c and the bottom 94, relief holes are formed to avoid interference with the servomotor 53 a of the main body tower rotary drive device 53.

天井部９３には、支持軸９６が軸受９７を介して回転自在に支持されている。支持軸９６は、取付板５８を介して本体支柱５２に固定されている。取付板５８は、本体塔５の支持構造体５２ａおよび支柱５２ｂの上端に設けられている。つまり、本体塔５は、天井部９３に対して旋回軸Ｃ１のまわりに回転自在に支持されている。 A support shaft 96 is rotatably supported by a ceiling 97 via a bearing 97. The support shaft 96 is fixed to the main body support 52 via the mounting plate 58. The mounting plate 58 is provided at the upper end of the support structure 52 a of the main body tower 5 and the support 52 b. That is, the main body tower 5 is rotatably supported around the pivot axis C1 with respect to the ceiling portion 93.

出力軸５３ｄの軸線と支持軸９６の軸線とは、同軸上にあって旋回軸Ｃ１を形成している。旋回軸Ｃ１は、図９に示すように、本体支柱５２の長手方向に垂直な断面外形の外接円の中心Ｃ２（図７（ａ）参照）から、主アーム２側にオフセットしている。好適には、旋回軸Ｃ１は、本体支柱５２の長手方向に垂直な断面外形の外接円の中心Ｃ２（図７（ａ）参照）と主アーム２の間に位置している。より好適には、旋回軸Ｃ１は、本体支柱５２の長手方向に垂直な断面外形の外接円の中心Ｃ２（図７（ａ）参照）と主アーム２の間であって、かつ前記外接円の中心Ｃ２から該外接円の半径以内に位置している。 The axis of the output shaft 53d and the axis of the support shaft 96 are coaxial with each other to form a pivot axis C1. The pivot axis C1 is offset toward the main arm 2 from the center C2 (see FIG. 7A) of the circumscribed circle of the cross-sectional outline perpendicular to the longitudinal direction of the main body support 52, as shown in FIG. Preferably, the pivot axis C1 is located between the main arm 2 and the center C2 (see FIG. 7A) of the circumscribed circle of the cross-sectional outline perpendicular to the longitudinal direction of the main body support 52. More preferably, the pivot axis C1 is between the center C2 (see FIG. 7A) of the circumscribed circle of the cross-sectional outline perpendicular to the longitudinal direction of the main body support 52 and the main arm 2 and of the circumscribed circle. It is located within the radius of the circumscribed circle from the center C2.

リンク式多関節ロボット１は、図２に示すように、主アーム２の先端部を本体塔５に近接させたアーム閉状態において、主アーム２および副アーム４がフレーム９内に退避する。一方、リンク式多関節ロボット１は、図１に示すように、主アーム２の先端部を本体塔５から離間させたアーム開状態において、主アーム２の先端部がフレーム９から外に突出する。そして、図２に示すように、旋回軸Ｃ１に対して主アーム２が平行となる状態で、本体塔５が旋回軸Ｃ１のまわりに回転駆動させられるように構成されている。 In the link-type articulated robot 1, as shown in FIG. 2, the main arm 2 and the sub arm 4 are retracted into the frame 9 in an arm closed state in which the tip of the main arm 2 is brought close to the main tower 5. On the other hand, in the link type articulated robot 1, as shown in FIG. 1, the tip of the main arm 2 projects out from the frame 9 in an arm open state in which the tip of the main arm 2 is separated from the main body tower 5. . Then, as shown in FIG. 2, the main body tower 5 is configured to be rotationally driven around the turning axis C <b> 1 in a state where the main arm 2 is parallel to the turning axis C <b> 1.

制御装置１０（図３参照）は、ハンド部揺動駆動装置６、ハンド部支持部駆動装置７、対象物回転駆動装置８、本体塔回転駆動装置５３、第１の直動装置５４および第２の直動装置５５、その他の装置の動作を制御する。 The control unit 10 (see FIG. 3) includes the hand portion swing drive device 6, the hand portion support portion drive device 7, the object rotation drive device 8, the main tower rotation drive device 53, the first linear motion device 54 and the second Control the operation of the linear mover 55 and other devices.

次に、以上のように構成された本実施形態に係るリンク式多関節ロボット１の動作について説明する。
図８に示すように、リンク式多関節ロボット１は、第１の直動装置５４によって、本体支柱５２に沿って所定の可動範囲で、主アーム２の基端部２３（図１参照）を直線往復移動させることができる。また、第２の直動装置５５によって、本体支柱５２に沿って所定の可動範囲で、副アーム４の関節部４２（図１参照）を直線往復移動させることができる。 Next, the operation of the link-type articulated robot 1 according to the present embodiment configured as described above will be described.
As shown in FIG. 8, the link type articulated robot 1 uses the first linear motion device 54 to move the base end 23 (see FIG. 1) of the main arm 2 in a predetermined movable range along the main body support 52. It can be linearly reciprocated. In addition, the joint portion 42 (see FIG. 1) of the sub arm 4 can be linearly reciprocated by the second linear motion device 55 in a predetermined movable range along the main body support 52.

本実施形態に係るリンク式多関節ロボット１は、第１の直動装置５４、および第２の直動装置５５からなるガイドレール５４ａ，５４ａを共用化した直線移動ガイド方式を採用している。これにより、コンパクトに構成するとともに、かつ、高度な剛性および軌道精度を確保することができる。 The link-type articulated robot 1 according to the present embodiment adopts a linear movement guide method in which the guide rails 54a and 54a including the first linear motion device 54 and the second linear motion device 55 are shared. As a result, a compact configuration can be achieved, and a high degree of rigidity and trajectory accuracy can be ensured.

リンク式多関節ロボット１は、主アーム２の基端部２３と副アーム４の関節部４２とを一緒に上下移動させることで、主アーム２を旋回軸Ｃ１に対する角度θ２（図１参照）を維持したままで上下移動させることができる。 The link type articulated robot 1 moves the main arm 2 at an angle θ 2 (see FIG. 1) with respect to the turning axis C 1 by moving the base end 23 of the main arm 2 and the joint portion 42 of the sub arm 4 together. It can be moved up and down while maintaining it.

リンク式多関節ロボット１は、主アーム２の基端部２３と副アーム４の関節部４２とが相互に離隔する方向に移動させることで、主アーム２の旋回軸Ｃ１に対する角度θ２（図１参照）を減少させることができる。そして、角度θ２が０度になるまで移動させると、図２に示すように、旋回軸Ｃ１に対して主アーム２が平行となる。このようにして、主アーム２をコンパクトに折り畳んだ状態で、フレーム９との干渉を回避しつつ、本体支柱５２を回転駆動させることができる。これにより、主アーム２の手元まで作業範囲を拡大させることで、狭小スペースでも作動可動範囲を広く確保することができる。 The link type articulated robot 1 moves the base end 23 of the main arm 2 and the joint portion 42 of the sub arm 4 in the direction in which they are separated from each other, so that the angle θ2 with respect to the pivot axis C1 of the main arm 2 (FIG. Reference) can be reduced. Then, when the angle θ2 is moved to 0 degrees, as shown in FIG. 2, the main arm 2 becomes parallel to the turning axis C1. In this manner, the main body support 52 can be rotationally driven while avoiding interference with the frame 9 in a state where the main arm 2 is compactly folded. As a result, by widening the working range up to the hand of the main arm 2, it is possible to secure a wide working movable range even in a narrow space.

リンク式多関節ロボット１は、第１の直動装置５４、および第２の直動装置５５によって、それぞれ主アーム２の基端部２３、および副アーム４の関節部４２の２か所の位置を制御すればよい。このため、本実施形態に係るリンク式多関節ロボット１は、一般的な多関節ロボットのような複雑な同期制御を不要とすることができ、制御系を簡素化してコスト低減を図ることができる。 The link-type articulated robot 1 has two positions of the proximal end 23 of the main arm 2 and the joint 42 of the sub-arm 4 by the first linear motion device 54 and the second linear motion device 55, respectively. Should be controlled. Therefore, the link-type articulated robot 1 according to the present embodiment can eliminate the need for complicated synchronous control such as a general articulated robot, and can simplify the control system to reduce the cost. .

また、本実施形態に係るリンク式多関節ロボット１は、一般的な多関節ロボットのように、稼働中にアームが背面側に飛び出すことがない。このため、狭小な作業スペースに設置しても、他の装置等との干渉を防止することが容易である。 Further, in the link-type articulated robot 1 according to the present embodiment, the arm does not jump out to the back side during operation as in a general articulated robot. Therefore, even if installed in a small work space, it is easy to prevent interference with other devices and the like.

さらに、本実施形態では、図６に示すように、フレーム９は、本体塔回転駆動装置５３が設置された基台９２と、基台９２に対して脚部９１を介して連結された天井部９３と、を有している。そして、本体塔５は、基台９２および天井部９３に対して旋回軸Ｃ１のまわりに回転自在に支持されている。このような構成では、本体塔５の上端部および下端部の両方が支持されるため、本体塔５の曲げに対する剛性が向上する。このため、アーム開状態での稼働、大重量のワークの搬送、アームの先端部に取り付けた工具による加工等の際の反力など、アームに過大な荷重がかかる場合でも本体塔５の傾斜を抑制できる。これにより、主アーム２の先端部の位置決め精度が向上する。 Furthermore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the frame 9 has a base 92 on which the main body tower rotary drive device 53 is installed, and a ceiling portion connected to the base 92 via the legs 91. And 93. The main tower 5 is rotatably supported around the pivot axis C1 with respect to the base 92 and the ceiling 93. In such a configuration, since both the upper end and the lower end of the main tower 5 are supported, the rigidity against bending of the main tower 5 is improved. For this reason, even if an excessive load is applied to the arm, such as reaction force at the time of operation in the arm open state, conveyance of a heavy weight work, processing by a tool attached to the tip of the arm, etc. It can be suppressed. Thereby, the positioning accuracy of the tip portion of the main arm 2 is improved.

このように本実施形態によれば、狭小スペースでも旋回可動範囲を広くできるとともに、ロボット全体としての剛性をより向上させることができるリンク式多関節ロボット１を提供できる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide the link-type articulated robot 1 capable of widening the turning movable range even in a narrow space and further improving the rigidity of the entire robot.

また、本実施形態では、図２に示すように、主アーム２の先端部を本体塔５に近接させたアーム閉状態において、主アーム２および副アーム４がフレーム９内に退避する。一方、図１に示すように、主アーム２の先端部を本体塔５から離間させたアーム開状態において、主アーム２の先端部がフレーム９から外に突出する。したがって、リンク式多関節ロボット１は、アーム閉状態では占有空間をフレーム９の大きさまで縮小できるとともに、アーム開状態では主アーム２をフレーム９の外まで延伸させて広い範囲で作業を行うことができる。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the main arm 2 and the sub arm 4 are retracted into the frame 9 in an arm closed state in which the tip of the main arm 2 is brought close to the main body tower 5. On the other hand, as shown in FIG. 1, in the arm open state in which the tip end portion of the main arm 2 is separated from the main body tower 5, the tip end portion of the main arm 2 protrudes outward from the frame 9. Therefore, the link type articulated robot 1 can reduce the occupied space to the size of the frame 9 in the arm closed state, and extend the main arm 2 out of the frame 9 in the arm open state to perform work in a wide range it can.

また、本実施形態では、旋回軸Ｃ１に対して主アーム２が平行となる状態で本体塔５が回転駆動させられる。したがって、主アーム２および副アーム４とフレーム９との干渉を避けつつフレーム９の平面形状を極力小さくできる。これにより、リンク式多関節ロボット１をよりコンパクト化できる。 Further, in the present embodiment, the main tower 5 is rotationally driven in a state in which the main arm 2 is parallel to the turning axis C1. Therefore, the planar shape of the frame 9 can be minimized while avoiding the interference between the main arm 2 and the sub arm 4 and the frame 9. Thus, the link type articulated robot 1 can be made more compact.

また、本実施形態では、図９に示すように、旋回軸Ｃ１は、本体支柱５２の断面外形の外接円の中心Ｃ２（図７（ａ）参照）から、主アーム２側にオフセットしている。したがって、本体塔５と主アーム２および副アーム４とが旋回軸Ｃ１のまわりに旋回するときに旋回軸Ｃ１からの最遠点が描く円の半径である旋回半径を小さくできる。これにより、リンク式多関節ロボット１をよりコンパクト化できる。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the pivot axis C1 is offset to the main arm 2 side from the center C2 (see FIG. 7A) of the circumscribed circle of the cross-sectional outer shape of the main body support 52 . Therefore, the turning radius which is the radius of the circle drawn by the farthest point from the turning axis C1 can be reduced when the main tower 5 and the main arm 2 and the sub arm 4 turn around the turning axis C1. Thus, the link type articulated robot 1 can be made more compact.

また、本実施形態では、図７（ａ）に示すように、サーボモータ５４ｄ，５５ｄ、ボールねじ５４ｅ，５５ｅおよびボールナット５４ｆ，５５ｆは、それぞれ支持構造体５２ａにおけるＵ字状の断面の外形の内側に配置されている。このようにして、本体支柱５２、ひいては本体塔５の剛性を保持しつつ、本体塔５の径方向寸法がコンパクト化されている。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 7A, the servomotors 54d and 55d, the ball screws 54e and 55e, and the ball nuts 54f and 55f respectively have the U-shaped cross section of the support structure 52a. It is located inside. In this manner, the radial dimension of the main body tower 5 is made compact while maintaining the rigidity of the main body support column 52 and hence the main body tower 5.

なお、本実施形態では、旋回軸Ｃ１と、主アーム２の回転軸中心である主アーム軸２ａおよびハンド部３の被取付部３１の回転軸中心である中心軸２ｃとが、重なることがない。このため、本体塔５の旋回と主アーム２およびハンド部３の回転とが特異点を形成することがなく、制御上安定である。これに対し、一般の垂直多関節ロボットでは、各々の回転軸中心が重なった場合に特異点を形成して制御上不安定となるおそれがある。 In the present embodiment, the pivot axis C1 does not overlap the main arm shaft 2a, which is the center of rotation of the main arm 2, and the central axis 2c, which is the center of rotation of the mounting portion 31 of the hand portion 3. . For this reason, the turning of the main body tower 5 and the rotation of the main arm 2 and the hand portion 3 do not form a singular point, and are stable in control. On the other hand, in the case of a general vertical articulated robot, there is a possibility that a singular point is formed and the control becomes unstable in the case where the respective rotation axis centers overlap.

次に、前記したリンク式多関節ロボット１を備えて構成されたロボットシステムについて説明する。図１０は、ロボットシステムの一例を模式的に示す平面図である。
図１０に示すように、ロボットシステム１００は、リンク式多関節ロボット１と、搬送ユニット１０１と、バリ取りユニット１０１ａとを備えている。バリ取りユニット１０１ａは、バリ取り装置１０２によるバリ取り作業に用いられる作業ユニットであって、リンク式多関節ロボット１に隣り合って左側方に配置されている。搬送ユニット１０１は、搬送作業に用いられる作業ユニットであって、リンク式多関節ロボット１に隣り合って前方に配置されている。リンク式多関節ロボット１は、クランプ装置ＴによってワークＷを把持または解放できる。 Next, a robot system configured to include the link type articulated robot 1 will be described. FIG. 10 is a plan view schematically showing an example of a robot system.
As shown in FIG. 10, the robot system 100 includes the link type articulated robot 1, a transport unit 101, and a deburring unit 101a. The deburring unit 101a is a working unit used for deburring work by the deburring apparatus 102, and is disposed adjacent to the link-type articulated robot 1 on the left side. The transport unit 101 is a work unit used for transport work, and is disposed in front of and adjacent to the link-type articulated robot 1. The link type articulated robot 1 can hold or release the work W by the clamp device T.

このような構成によれば、搬送ユニット１０１内の置き台１０３とバリ取りユニット１０１ａとの間におけるワーク（図示せず）の搬送を、狭小なスペースを活用してリンク式多関節ロボット１を用いて行うことができる。 According to such a configuration, conveyance of a work (not shown) between the pedestal 103 in the conveyance unit 101 and the deburring unit 101a is performed using the link type articulated robot 1 utilizing a narrow space. Can be done.

また、隣接する脚部９１，９１の間に形成される複数の開口の一部に、該開口の少なくとも一部を覆う防護カバー９８が設けられている。ロボットシステム１００では、リンク式多関節ロボット１の右側面および背面、搬送ユニット１０１の前面および側面、バリ取りユニット１０１ａの前面、左側面および背面に防護カバー９８がそれぞれ設けられている。このような構成では、フレーム９の内部に作業者の身体の一部が誤って入ってしまうことを防止できる。また、防護カバー９８は脚部９１，９１の間に内設されているため、ロボットシステムの平面外形形状を大きくすることなく防護カバー９８を形成することができる。ここでは、搬送ユニット１０１の左側面に設けられた防護カバー９８には、作業者Ｐがワーク（図示せず）を搬入または搬出する際に開閉可能な電磁ロック付きのドア９８ｃが取り付けられている。また、バリ取りユニット１０１ａの左側面に設けられた防護カバー９８には、集じん装置９８ｄが設置され得る。 Further, a protective cover 98 covering at least a part of the openings is provided in a part of the plurality of openings formed between the adjacent legs 91, 91. In the robot system 100, protective covers 98 are provided on the right side and the back of the link type articulated robot 1, the front and the side of the transfer unit 101, and the front, the left side and the back of the deburring unit 101a. In such a configuration, it is possible to prevent a part of the worker's body from entering the frame 9 by mistake. Further, since the protective cover 98 is installed between the legs 91, 91, the protective cover 98 can be formed without increasing the planar outline of the robot system. Here, a door 98c with an electromagnetic lock that can be opened and closed when the operator P carries in or carries out a work (not shown) is attached to a protective cover 98 provided on the left side surface of the transport unit 101. . In addition, a dust collection device 98d can be installed on a protective cover 98 provided on the left side surface of the deburring unit 101a.

また、ロボットシステム１００では、リンク式多関節ロボット１を一つのモジュール単位としており、搬送ユニット１０１およびバリ取りユニット１０１ａは、リンク式多関節ロボット１のフレーム９と同じ平面外形形状のフレーム９ａをそれぞれ有している。搬送ユニット１０１およびバリ取りユニット１０１ａのフレーム９ａの高さは、リンク式多関節ロボット１のフレーム９の高さと同じでもよいし、異なっていてもよい。そして、フレーム９ａ内で、クランプ装置Ｔやバリ取り装置１０２等の対象物を用いた作業（ここではワークの搬送やバリ取り作業）が行われる。つまり、リンク式多関節ロボット１と搬送ユニット１０１およびバリ取りユニット１０１ａとは、連結して組み合わせることが容易なモジュールとしてそれぞれ機能する。このような構成では、リンク式多関節ロボット１と同じ平面外形形状の作業ユニットをモジュール化して用意できるため、リンク式多関節ロボット１と連結することでロボットシステムを容易に構築できる。 Further, in the robot system 100, the link type articulated robot 1 is one module unit, and the transport unit 101 and the deburring unit 101a are each a frame 9a having the same planar outer shape as the frame 9 of the link type articulated robot 1. Have. The heights of the transport unit 101 and the frame 9 a of the deburring unit 101 a may be the same as or different from the height of the frame 9 of the link-type articulated robot 1. Then, in the frame 9a, an operation using a target object such as the clamp device T or the deburring device 102 (here, a work transfer and a deburring operation) is performed. That is, the link type articulated robot 1 and the transport unit 101 and the deburring unit 101a each function as a module that is easy to connect and combine. In such a configuration, a work unit having the same planar outer shape as that of the link-type articulated robot 1 can be modularized and prepared. Therefore, by connecting with the link-type articulated robot 1, a robot system can be easily constructed.

図１１は、ロボットシステムの他の例を模式的に示す平面図である。前記したロボットシステムと相違する点について説明し、同様の点については説明を省略する。なお、図１１では、主アーム２の先端部に取り付けたクランプ装置等の対象物、およびワークの図示を省略している（図１２でも同様）。
図１１に示すように、ロボットシステム１００ａは、リンク式多関節ロボット１と、工作機械Ｍ１と、搬送ユニット１０１と、バリ取りユニット１０１ａと、撮像ユニット１０１ｂと、コンベア１１０とを備えている。 FIG. 11 is a plan view schematically showing another example of the robot system. The points different from the robot system described above will be described, and the description of the same points will be omitted. In addition, in FIG. 11, the illustration of a target such as a clamp device attached to the tip of the main arm 2 and a work is omitted (the same applies to FIG. 12).
As shown in FIG. 11, the robot system 100a includes a link type articulated robot 1, a machine tool M1, a transport unit 101, a deburring unit 101a, an imaging unit 101b, and a conveyor 110.

工作機械Ｍ１は、リンク式多関節ロボット１に隣り合って左側方に配置されている。搬送ユニット１０１は、リンク式多関節ロボット１に隣り合って前方に配置されている。バリ取りユニット１０１ａは、リンク式多関節ロボット１に隣り合って後方に配置されている。撮像ユニット１０１ｂは、カメラ等の撮像装置１０４による撮像作業に用いられる作業ユニットであって、リンク式多関節ロボット１に隣り合って右側方に配置されている。撮像装置１０４は、フレーム９内を撮像する。また、撮像ユニット１０１ｂに隣り合って後方に、予備ユニット１０１ｃが配置されている。予備ユニット１０１ｃには、追加の撮像装置１０４等が設置されていてもよい。また、撮像装置１０４は、リンク式多関節ロボット１のフレーム９内に設けられていてもよい。コンベア１１０は、搬送ユニット１０１の側方を貫通して配置されている。 The machine tool M1 is disposed adjacent to the link type articulated robot 1 on the left side. The transport unit 101 is disposed adjacent to the link type articulated robot 1 in the front. The deburring unit 101a is disposed adjacent to the link type articulated robot 1 at the rear. The imaging unit 101b is a work unit used for an imaging operation by an imaging device 104 such as a camera, and is disposed on the right side adjacent to the link-type articulated robot 1. The imaging device 104 captures the inside of the frame 9. Further, a spare unit 101c is disposed adjacent to the imaging unit 101b and rearward. An additional imaging device 104 or the like may be installed in the spare unit 101c. Further, the imaging device 104 may be provided in the frame 9 of the link-type articulated robot 1. The conveyor 110 is disposed to penetrate the side of the transport unit 101.

ここでは、搬送ユニット１０１の前面および側面、バリ取りユニット１０１ａの背面、撮像ユニット１０１ｂの前面および右側面、予備ユニット１０１ｃの右側面および背面に、防護カバー９８がそれぞれ設けられている。搬送ユニット１０１の側面に設けられた防護カバー９８の窓９８ａには、ラインセンサ９８ｂが設置されている。ラインセンサ９８ｂが作業者の身体の一部等を検知すると、例えば警報を発したり機械を停止したりする等の処理が実行される。また、搬送ユニット１０１の前面に設けられた防護カバー９８には、撮像装置１０４によって撮像された画像を表示する表示装置１０５が設置されている。表示装置１０５の設置位置は適宜変更できる。また、表示装置１０５は、移動端末における表示部であってもよい。 Here, protective covers 98 are respectively provided on the front and side of the transport unit 101, the back of the deburring unit 101a, the front and right side of the imaging unit 101b, and the right and back of the spare unit 101c. A line sensor 98 b is installed in a window 98 a of a protective cover 98 provided on the side surface of the transport unit 101. When the line sensor 98b detects a part of the worker's body or the like, processing such as issuing an alarm or stopping the machine is executed. Further, on a protective cover 98 provided on the front surface of the conveyance unit 101, a display device 105 for displaying an image captured by the imaging device 104 is installed. The installation position of the display device 105 can be changed as appropriate. The display device 105 may be a display unit in a mobile terminal.

このような構成によれば、コンベア１１０と工作機械Ｍ１とバリ取りユニット１０１ａとの間におけるワーク（図示せず）の搬送を、狭小なスペースを活用してリンク式多関節ロボット１を用いて行うことができる。 According to such a configuration, conveyance of a work (not shown) between the conveyor 110, the machine tool M1, and the deburring unit 101a is performed using the link type articulated robot 1 utilizing a narrow space. be able to.

また、撮像装置１０４によって撮像された画像を表示装置１０５で見ることができ、リンク式多関節ロボット１の主アーム２等の各部の位置を監視できる。これにより、防護カバー９８で閉じられた状態でも、撮像装置１０４によって撮像された画像に基づいてリンク式多関節ロボット１の教示操作を行うことができる。さらに、リンク式多関節ロボット１の主アーム２等の各部の動作を画像処理により監視することによって、可動範囲を制限して衝突防止機能を持たせることができる。 Further, an image captured by the imaging device 104 can be viewed on the display device 105, and the position of each part such as the main arm 2 of the link-type articulated robot 1 can be monitored. Thereby, even in the state of being closed by the protective cover 98, the teaching operation of the link-type articulated robot 1 can be performed based on the image captured by the imaging device 104. Furthermore, by monitoring the operation of each part such as the main arm 2 and the like of the link-type articulated robot 1 by image processing, it is possible to limit the movable range and provide a collision prevention function.

なお、図１１に示すロボットシステム１００ａは、以下のような変形例として実施され得る。この変形例に係るロボットシステム（図示せず）は、複数（例えば２つ）の工作機械と、複数の工作機械の各々の間に配置されたリンク式多関節ロボット１と、を備えている。このようなロボットシステムによれば、複数の工作機械の各々の間におけるワークＷの搬送を、狭小なスペースを活用してリンク式多関節ロボット１を用いて行うことができる。 The robot system 100a shown in FIG. 11 can be implemented as the following modification. A robot system (not shown) according to this modification includes a plurality of (for example, two) machine tools and a link type articulated robot 1 disposed between each of the plurality of machine tools. According to such a robot system, the transfer of the workpiece W between each of the plurality of machine tools can be performed using the link type articulated robot 1 by utilizing the small space.

他の変形例に係るロボットシステム（図示せず）は、図１１に示すロボットシステム１００ａから、バリ取りユニット１０１ａ、撮像ユニット１０１ｂおよび予備ユニット１０１ｃを省略した構成とすることができる。このようなロボットシステムによれば、コンベア１１０と工作機械Ｍ１との間におけるワーク（図示せず）の搬送を、狭小なスペースを活用してリンク式多関節ロボット１を用いて行うことができる。 A robot system (not shown) according to another modification can have a configuration in which the deburring unit 101a, the imaging unit 101b and the spare unit 101c are omitted from the robot system 100a shown in FIG. According to such a robot system, conveyance of a work (not shown) between the conveyor 110 and the machine tool M1 can be performed using the link type articulated robot 1 by utilizing a narrow space.

さらに他の変形例に係るロボットシステム（図示せず）は、図１１に示すロボットシステム１００ａから、撮像ユニット１０１ｂおよび予備ユニット１０１ｃを省略した構成とすることができる。このような構成によれば、コンベア１１０と工作機械Ｍ１とバリ取りユニット１０１ａとの間におけるワーク（図示せず）の搬送を、狭小なスペースを活用してリンク式多関節ロボット１を用いて行うことができる。 A robot system (not shown) according to still another modification can be configured such that the imaging unit 101b and the spare unit 101c are omitted from the robot system 100a shown in FIG. According to such a configuration, conveyance of a work (not shown) between the conveyor 110, the machine tool M1, and the deburring unit 101a is performed using the link type articulated robot 1 utilizing a narrow space. be able to.

図１２は、ロボットシステムのさらに他の例を模式的に示す平面図である。前記したロボットシステムと相違する点について説明し、同様の点については説明を省略する。
図１２に示すように、ロボットシステム１００ｂは、複数（図１２では３つ）のリンク式多関節ロボット１と、複数（図１２では３つ）の搬送ユニット１０１と、コンベア１１０とを備えている。すなわち、ロボットシステム１００ｂでは、複数のリンク式多関節ロボット１同士がワークＷの搬送方向に沿って連結されている。また、複数の搬送ユニット１０１が、リンク式多関節ロボット１に隣り合って前方に配置されている。コンベア１１０は、複数の搬送ユニット１０１の側方を貫通して配置されている。そして、各主アーム２の先端側に配置された各ハンド部３に、対象物としての工具Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３がそれぞれ取り付けられている」。 FIG. 12 is a plan view schematically showing still another example of the robot system. The points different from the robot system described above will be described, and the description of the same points will be omitted.
As shown in FIG. 12, the robot system 100b includes a plurality of (three in FIG. 12) link type articulated robots 1, a plurality of (three in FIG. 12) transport units 101, and a conveyor 110. . That is, in the robot system 100 b, the plurality of link type articulated robots 1 are connected along the transport direction of the work W. Further, a plurality of transport units 101 are disposed in front of and adjacent to the link type articulated robot 1. The conveyor 110 is disposed to penetrate the side of the plurality of transport units 101. The tools T1, T2 and T3 as objects are attached to the hand portions 3 disposed on the tip side of the main arms 2, respectively.

ロボットシステム１００ｂでは、複数連結されたリンク式多関節ロボット１の側面および背面、複数連結された搬送ユニット１０１の前面および側面に、防護カバー９８がそれぞれ設けられている。搬送ユニット１０１の側面に設けられた防護カバー９８の窓９８ａには、ラインセンサ９８ｂが設置されている。 In the robot system 100b, protective covers 98 are respectively provided on the side surface and the back surface of the plurality of linked articulated robot 1 and on the front surface and the side surface of the plurality of transport units 101 connected. A line sensor 98 b is installed in a window 98 a of a protective cover 98 provided on the side surface of the transport unit 101.

このようなロボットシステム１００ｂによれば、コンベア１１０によって搬送されるワークＷに対して流れ作業で順次行われる加工を、狭小なスペースを活用してリンク式多関節ロボット１を用いて行うことができる。 According to such a robot system 100b, it is possible to perform processing sequentially performed in a flow operation on the work W conveyed by the conveyor 110 using the link type articulated robot 1 utilizing a narrow space. .

以上、本発明について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、前記実施形態に記載した構成に限定されるものではない。本発明は、前記実施形態に記載した構成を適宜組み合わせ乃至選択することを含め、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。また、前記実施形態の構成の一部について、追加、削除、置換をすることができる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to the structure described in the said embodiment. The present invention can appropriately change the configuration without departing from the scope of the present invention, including appropriately combining or selecting the configurations described in the embodiments. Moreover, it is possible to add, delete, and replace a part of the configuration of the embodiment.

例えば、前記した実施形態では、リンク式多関節ロボット１の本体塔５を鉛直方向に設置したが、これに限定されるものではなく、本体塔５を水平方向に設置したり、傾けて設置したりすることもできる。 For example, in the above-described embodiment, the main tower 5 of the link type articulated robot 1 is installed in the vertical direction, but the present invention is not limited to this. You can also

また、前記した実施形態では、リンク式多関節ロボット１は、工場の床等に固定される場合について説明したが、これに限定されるものではない。リンク式多関節ロボット１は、例えば移動装置に搭載することによって、移動可能に構成されてもよい。 Moreover, although the link type articulated robot 1 demonstrated the case where it fixed to the floor etc. of a factory, etc. in above-mentioned embodiment, it is not limited to this. The link type articulated robot 1 may be configured to be movable, for example, by being mounted on a moving device.

１リンク式多関節ロボット
２主アーム
３ハンド部
４副アーム
５本体塔
９，９ａフレーム
１０制御装置
２３基端部
２４第１の連結部
２５第２の連結部
４１関節部（一端部）
４２関節部（他端部）
５１ベース部（基台）
５２本体支柱
５２ａ支持構造体
５２ｂ支柱
５３本体塔回転駆動装置
５４第１の直動装置
５４ｄ，５５ｄサーボモータ（駆動源）
５４ｅ，５５ｅボールねじ
５４ｆ，５５ｆボールナット
５５第２の直動装置
９１脚部
９２基台
９３天井部
９４底部（基台）
９８防護カバー
１００，１００ａ，１００ｂロボットシステム
１０１搬送ユニット（作業ユニット）
１０１ａバリ取りユニット（作業ユニット）
１０１ｂ撮像ユニット（作業ユニット）
１０４撮像装置
Ｃ１旋回軸
Ｃ２中心
Ｍ１，Ｍ２工作機械
Ｔクランプ装置（対象物）
Ｔ１〜Ｔ３工具（対象物）
Ｗワーク Reference Signs List 1 link type articulated robot 2 main arm 3 hand portion 4 sub arm 5 main body tower 9, 9a frame 10 control device 23 base end portion 24 first connection portion 25 second connection portion 41 joint portion (one end portion)
42 Joint (other end)
51 Base (base)
52 body support 52a support structure 52b support 53 body tower rotary drive 54 first linear mover 54d, 55d servo motor (drive source)
54e, 55e ball screw 54f, 55f ball nut 55 2nd direct acting device 91 leg 92 base 93 ceiling 94 bottom (base)
98 Protective cover 100, 100a, 100b Robot system 101 Transfer unit (work unit)
101a Deburring unit (working unit)
101b Imaging unit (working unit)
104 Imaging Device C1 Turning Axis C2 Center M1, M2 Machine Tool T Clamp Device (Object)
T1 to T3 tools (objects)
W work

Claims

A link-type articulated robot comprising: a main arm; and a hand unit connected to a tip end of the main arm, the robot operating an object attached to the hand unit,
A sub arm rotatably connected at one end to the body of the main arm;
A main body tower having a main body support for supporting the main arm and the sub arm;
A main tower rotation drive for rotationally driving the main tower around a pivot parallel to the longitudinal direction of the main column;
A frame having a plurality of legs surrounding the main tower;
The main tower is
A first linear motion device for pivotably connecting the proximal end of the main arm to move the proximal end along the longitudinal direction of the main body post;
And a second linear movement device rotatably connected to the other end of the sub arm to move the other end along the longitudinal direction of the main body support;
The frame is
A base on which the main tower drive is installed;
And a ceiling connected to the base via the legs.
The main tower is rotatably supported about the pivot with respect to the base and the ceiling;
Link-type articulated robot characterized by

The main tower is rotationally driven with the main arm parallel to the pivot axis;
The link-type articulated robot according to claim 1, characterized in that

In an arm closed state in which the tip of the main arm is brought close to the body tower, the main arm and the sub arm retract into the frame, and the arm opened with the tip of the main arm separated from the body tower In a state where the tip of the main arm protrudes out of the frame,
The link-type articulated robot according to claim 1 or 2, characterized in that

The pivot axis is offset toward the main arm from the center of the circumscribed circle of the cross-sectional outer shape of the main body post.
The link-type articulated robot according to any one of claims 1 to 3, characterized in that

The main body support has a support structure whose cross section perpendicular to the longitudinal direction of the main body support has a U-shape, an R-shape or a substantially U-shape.
The first linear motion device includes a drive source, a ball screw rotationally driven by the drive source, and a ball nut screwed to the ball screw.
The ball nut of the first linear motion device is attached with a first connecting portion in which a base end of the main arm is rotatably connected,
The second linear motion device includes a drive source, a ball screw rotationally driven by the drive source, and a ball nut screwed to the ball screw.
The ball nut of the second linear motion device is attached with a second connecting portion in which the other end of the sub arm is rotatably connected,
The drive source of the first linear motion device, the ball screw and the ball nut, and the drive source of the second linear motion device, the ball screw and the ball nut respectively have a U shape and a rounded shape in the support structure Or being disposed inside the outline of the substantially U-shaped cross section,
The link-type articulated robot according to any one of claims 1 to 4, characterized in that

A part of the plurality of openings formed between the adjacent legs being provided with a protective cover covering at least a part of the openings;
The link-type articulated robot according to any one of claims 1 to 5, characterized in that

An imaging device for imaging the inside of the frame is provided in the frame;
The link type articulated robot according to claim 6, characterized in that

A link type articulated robot according to any one of claims 1 to 7 as one module unit,
The link type articulated robot,
Providing a frame having the same planar outer shape as the frame of the link type articulated robot, and performing a task using the object in the frame;
Robot system characterized by.

A link type articulated robot according to any one of claims 1 to 7 as one module unit,
A plurality of the linked articulated robots are connected along the work transfer direction,
Robot system characterized by.