JP2597508B2 - 球面作業ロボット - Google Patents
球面作業ロボットInfo
- Publication number
- JP2597508B2 JP2597508B2 JP29948788A JP29948788A JP2597508B2 JP 2597508 B2 JP2597508 B2 JP 2597508B2 JP 29948788 A JP29948788 A JP 29948788A JP 29948788 A JP29948788 A JP 29948788A JP 2597508 B2 JP2597508 B2 JP 2597508B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- work
- arm
- robot
- rotating shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Automatic Assembly (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は球面もしくは曲面上の作業に適した球面作業
ロボットに関する。
ロボットに関する。
（従来の技術） 従来、球面もしくは曲面上の作業に適したロボットと
して本出願人は特開昭63−191583（昭和62年１月30日出
願「球面作業ロボット装置」）なるものを提案した。
して本出願人は特開昭63−191583（昭和62年１月30日出
願「球面作業ロボット装置」）なるものを提案した。
これはベースに設置した回転自在の第１回転軸に第１
腕を取付け、第１アームに回転自在で、かつその軸線が
前記第１回転軸の軸線と直交するよう第２回転軸を取付
け、該第２回転軸に取り付けた第２アームの先端部に、
その軸線が第２回転軸の軸線と直交するよう摺動軸を設
置するとともに、摺動軸の先端部に作業工具を装着し、
前記第１回転軸および第２回転軸には夫々回転駆動機構
を連結したロボットにおいて、ワーク支持軸を中心とし
て回転する回転筒に第１アームの基部を固定し、第１ア
ームがワーク外周を360度自由に回転し得る如くなした
ことを特徴としたもので、第１アームがワーク外周を36
0度自由に回転し得る如くしたので、ロボットアームと
ワーク支持軸との干渉の範囲を最小とすることが出来、
そのためロボットのもつ広い作業範囲を十分活用する事
が可能である。
腕を取付け、第１アームに回転自在で、かつその軸線が
前記第１回転軸の軸線と直交するよう第２回転軸を取付
け、該第２回転軸に取り付けた第２アームの先端部に、
その軸線が第２回転軸の軸線と直交するよう摺動軸を設
置するとともに、摺動軸の先端部に作業工具を装着し、
前記第１回転軸および第２回転軸には夫々回転駆動機構
を連結したロボットにおいて、ワーク支持軸を中心とし
て回転する回転筒に第１アームの基部を固定し、第１ア
ームがワーク外周を360度自由に回転し得る如くなした
ことを特徴としたもので、第１アームがワーク外周を36
0度自由に回転し得る如くしたので、ロボットアームと
ワーク支持軸との干渉の範囲を最小とすることが出来、
そのためロボットのもつ広い作業範囲を十分活用する事
が可能である。
また、ロボットのコンプライアンスが曲面（円周）方
向に大きく、かつシール軸方向に小さいので、本発明の
ロボットを組立作業に用いた場合、こじれの少ない挿入
作業が可能となる効果も有する。
向に大きく、かつシール軸方向に小さいので、本発明の
ロボットを組立作業に用いた場合、こじれの少ない挿入
作業が可能となる効果も有する。
また、以上の特長を活かしたものであれば組立作業ば
かりでなく加工等、他の作業にも適用できる等の効果が
あった。
かりでなく加工等、他の作業にも適用できる等の効果が
あった。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、ワークが大型となって、ロボット作業
中心とワークの曲率中心とを一致させるために支持軸を
大きく移動させる必要がある場合、同様にワークを交換
するために支持軸を大きく移動させたい時など、支持軸
を移動させるストロークに限界があるためにこの点制限
を受けるという問題があった。
中心とワークの曲率中心とを一致させるために支持軸を
大きく移動させる必要がある場合、同様にワークを交換
するために支持軸を大きく移動させたい時など、支持軸
を移動させるストロークに限界があるためにこの点制限
を受けるという問題があった。
（問題点を解決するための手段） 本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、ベー
スに設置した回転自在の第１回転軸に第１腕を取付け第
１腕に回転自在で、かつその軸線が前記第１回転軸の軸
線と直交するよう第２回転軸を取付け、該第２回転軸に
取り付けた第２腕の先端部に、その軸線が第２腕の軸線
と直交し、かつ第１回転軸の軸線と交わるようツール軸
を設置するとともに、ツール軸の先端部に作業工具を装
着し、前記第１回転軸および第２回転軸には夫々回転駆
動機構を連結するようにした球面作業ロボットに於て、
前記作業工具をへだててベースと反対側に前記第１回転
軸と平行な方向を基軸の一つとする直角座標型ロボット
を設け、該直角座標型ロボットの最終軸に第１回転軸方
向に伸びるアームを取り付け、該アーム先端に作業対象
物を把持する把持装置を設けたことを特徴とする。
スに設置した回転自在の第１回転軸に第１腕を取付け第
１腕に回転自在で、かつその軸線が前記第１回転軸の軸
線と直交するよう第２回転軸を取付け、該第２回転軸に
取り付けた第２腕の先端部に、その軸線が第２腕の軸線
と直交し、かつ第１回転軸の軸線と交わるようツール軸
を設置するとともに、ツール軸の先端部に作業工具を装
着し、前記第１回転軸および第２回転軸には夫々回転駆
動機構を連結するようにした球面作業ロボットに於て、
前記作業工具をへだててベースと反対側に前記第１回転
軸と平行な方向を基軸の一つとする直角座標型ロボット
を設け、該直角座標型ロボットの最終軸に第１回転軸方
向に伸びるアームを取り付け、該アーム先端に作業対象
物を把持する把持装置を設けたことを特徴とする。
以下、図示した実施例に基づいて具体的に説明する。
第１図で架台１にベース２が固定されている。該ベース
２にはサーボモーター３が設けられており、サーボモー
ター３の図示省略の出力軸は図示省略の第１回転軸に連
結している。
第１図で架台１にベース２が固定されている。該ベース
２にはサーボモーター３が設けられており、サーボモー
ター３の図示省略の出力軸は図示省略の第１回転軸に連
結している。
さらに該第１回転軸は第１腕４の基部4aと結合してい
る。第１腕はＬ字型をしていて第１回転軸の軸線５に沿
って伸びている。第１腕の先端4bでは第２回転軸（図示
省略）がその軸線６を前記第１回転軸の軸線５と直交さ
せて軸支されている。第２回転軸は第１腕４先端4bに設
けられたサーボモーター７と連結するとともに、第２腕
８の基部8bとも結合している。第２腕８はＬ字型をして
いて、その先端8bではその軸線９が第２回転軸の軸線６
と直交し、かつ第１回転軸の軸線５と交わるような摺動
軸10が摺動自在に軸支されている。該摺動軸10は第２腕
８に設けられた図示省略の駆動装置によって駆動され
る。
る。第１腕はＬ字型をしていて第１回転軸の軸線５に沿
って伸びている。第１腕の先端4bでは第２回転軸（図示
省略）がその軸線６を前記第１回転軸の軸線５と直交さ
せて軸支されている。第２回転軸は第１腕４先端4bに設
けられたサーボモーター７と連結するとともに、第２腕
８の基部8bとも結合している。第２腕８はＬ字型をして
いて、その先端8bではその軸線９が第２回転軸の軸線６
と直交し、かつ第１回転軸の軸線５と交わるような摺動
軸10が摺動自在に軸支されている。該摺動軸10は第２腕
８に設けられた図示省略の駆動装置によって駆動され
る。
摺動軸10には軸線９に沿って作業工具11が設けられて
いる。11aは作業工具11先端の作業部（例えば、カッタ
ーなど）でその中心は軸線９と一致している。
いる。11aは作業工具11先端の作業部（例えば、カッタ
ーなど）でその中心は軸線９と一致している。
一方、前記架台１には作業工具11をはさんでベース２
の反対側にX,Y,Zの直交軸を有する直角座標ロボット12
が、そのX,Y,Zの基軸のうちどれか一つ（第１図の場合
はＹ軸）の軸が前記第１回転軸の軸線５と平行になるよ
うに設けられている。X,Y,Zの３軸の最終軸（第１図の
場合はＺ軸）に第１回転軸５方向に伸びるアーム13が取
り付けられている。該アーム13の先端には把持装置14が
設けられている。15は把持装置14によって把持された作
業対象であるワークである。
の反対側にX,Y,Zの直交軸を有する直角座標ロボット12
が、そのX,Y,Zの基軸のうちどれか一つ（第１図の場合
はＹ軸）の軸が前記第１回転軸の軸線５と平行になるよ
うに設けられている。X,Y,Zの３軸の最終軸（第１図の
場合はＺ軸）に第１回転軸５方向に伸びるアーム13が取
り付けられている。該アーム13の先端には把持装置14が
設けられている。15は把持装置14によって把持された作
業対象であるワークである。
また、ロボット12の作業範囲はワーク15が前記軸線５
と軸線６の交点を中心としてX,Y,Z方向のストロークが
大体対称になるよう設けられている。17はＸ軸ベース、
18はＸ軸駆動用サーボモーター、19はＹ軸ベース、20は
Ｙ軸駆動用サーボモーター、21はＹ軸の出力部分19′に
取り付けられたＺ軸ユニットである。
と軸線６の交点を中心としてX,Y,Z方向のストロークが
大体対称になるよう設けられている。17はＸ軸ベース、
18はＸ軸駆動用サーボモーター、19はＹ軸ベース、20は
Ｙ軸駆動用サーボモーター、21はＹ軸の出力部分19′に
取り付けられたＺ軸ユニットである。
次に作用について説明する。ロボット12によってワー
ク15を把持装置14で把持し、サーボモーター3,7を所定
量回動し、摺動軸10を軸９の方向に摺動して第１図又は
第２図又は第３図の如く姿勢を変え乍らワーク15に作業
工具11を当接し、ワーク15表面のかなり広い範囲にわた
って加工を行う（把持装置14との干渉がなければ全表面
の加工が出来る。） 第４図の場合、作業面15aの曲率中心OWと作業工具保
持側ロボット23の各回転軸の交点Ｏを一致させ、かつ作
業工具の軸線９を作業面15aの法線と一致させ加工を行
う。22は交点Ｏを通る直角座標ロボット12のＸ軸と直角
でＹ軸と平行な軸線である。
ク15を把持装置14で把持し、サーボモーター3,7を所定
量回動し、摺動軸10を軸９の方向に摺動して第１図又は
第２図又は第３図の如く姿勢を変え乍らワーク15に作業
工具11を当接し、ワーク15表面のかなり広い範囲にわた
って加工を行う（把持装置14との干渉がなければ全表面
の加工が出来る。） 第４図の場合、作業面15aの曲率中心OWと作業工具保
持側ロボット23の各回転軸の交点Ｏを一致させ、かつ作
業工具の軸線９を作業面15aの法線と一致させ加工を行
う。22は交点Ｏを通る直角座標ロボット12のＸ軸と直角
でＹ軸と平行な軸線である。
次にワーク15の作業（加工）面15a′を加工する場
合、第５図の如く、直角座標ロボット12と作業工具保持
側ロボット23が移動して加工面15a′の曲率中心OW′と
作業工具保持側ロボット23の各回転軸の交点Ｏを一致さ
せ、かつ、作業工具の軸線９を作業面15a′の法線と一
致させ加工を行う。ｄは加工面15aから加工面15a′に移
動した後の直角座標ロボット12の移動距離で図中では２
次元的に表現したが実際はX,Y,Z方向に移動する。又、
ワーク15も二次元的に表現したがこれも三次元面であ
り、ロボット23により作業工具先端は三次元上で位置決
めされる。
合、第５図の如く、直角座標ロボット12と作業工具保持
側ロボット23が移動して加工面15a′の曲率中心OW′と
作業工具保持側ロボット23の各回転軸の交点Ｏを一致さ
せ、かつ、作業工具の軸線９を作業面15a′の法線と一
致させ加工を行う。ｄは加工面15aから加工面15a′に移
動した後の直角座標ロボット12の移動距離で図中では２
次元的に表現したが実際はX,Y,Z方向に移動する。又、
ワーク15も二次元的に表現したがこれも三次元面であ
り、ロボット23により作業工具先端は三次元上で位置決
めされる。
なお、上述した実施例ではワークの各作業面の曲率中
心と作業工具保持側ロボット23の各回転軸の交点を一致
させ、かつ作業工具の軸線とワークの作業面における法
線を一致させたが、ワーク15や作業工具11や刃物11aの
条件によっては必ずしも一致させずに作業する事もでき
る。但し、その場合は作業工具保持側ロボット23側の受
ける反力に回転軸に対するモーメントが生ずるため、サ
ーボの位置ゲインを高くする必要がある。また、加工方
向が作業面の法線方向だけでなく、各ロボットが経路制
御を行い連続して加工を行う場合も同様である。
心と作業工具保持側ロボット23の各回転軸の交点を一致
させ、かつ作業工具の軸線とワークの作業面における法
線を一致させたが、ワーク15や作業工具11や刃物11aの
条件によっては必ずしも一致させずに作業する事もでき
る。但し、その場合は作業工具保持側ロボット23側の受
ける反力に回転軸に対するモーメントが生ずるため、サ
ーボの位置ゲインを高くする必要がある。また、加工方
向が作業面の法線方向だけでなく、各ロボットが経路制
御を行い連続して加工を行う場合も同様である。
（効 果） 以上述べてきたように、本発明はベースに設置した回
転自在の第１回転軸に第１腕を取付け第１腕に回転自在
で、かつその軸線が前記第１回転軸の軸線と直交するよ
う第２回転軸を取付け、該第２回転軸に取り付けた第２
腕の先端部に、その軸線が第２腕の軸線と直交し、かつ
第１回転軸の軸線と交わるようツール軸を設置するとと
もに、ツール軸の先端部に作業工具を装着し、前記第１
回転軸および第２回転軸には夫々回転駆動機構を連結す
るようにした球面作業ロボットに於て、前記作業工具を
へだててベースと反対側に前記第１回転軸と平行な方向
を基軸の一つとする直角座標型ロボットを設け、該直角
座標型ロボットの最終軸に第１回転軸方向に伸びるアー
ムを取り付け、該アーム先端に作業対象物を把持する把
持装置を設けたので、ワークを把持している直角座標ロ
ボットの作業範囲を大きくできるので大きなワークに対
して作業する際、ワークのより広い部分に対して作業を
行うことが可能となるばかりか、ワーク曲面の曲率中心
と軸線５と軸線６の交点を一致させる事が容易となる効
果がある。
転自在の第１回転軸に第１腕を取付け第１腕に回転自在
で、かつその軸線が前記第１回転軸の軸線と直交するよ
う第２回転軸を取付け、該第２回転軸に取り付けた第２
腕の先端部に、その軸線が第２腕の軸線と直交し、かつ
第１回転軸の軸線と交わるようツール軸を設置するとと
もに、ツール軸の先端部に作業工具を装着し、前記第１
回転軸および第２回転軸には夫々回転駆動機構を連結す
るようにした球面作業ロボットに於て、前記作業工具を
へだててベースと反対側に前記第１回転軸と平行な方向
を基軸の一つとする直角座標型ロボットを設け、該直角
座標型ロボットの最終軸に第１回転軸方向に伸びるアー
ムを取り付け、該アーム先端に作業対象物を把持する把
持装置を設けたので、ワークを把持している直角座標ロ
ボットの作業範囲を大きくできるので大きなワークに対
して作業する際、ワークのより広い部分に対して作業を
行うことが可能となるばかりか、ワーク曲面の曲率中心
と軸線５と軸線６の交点を一致させる事が容易となる効
果がある。
また、第１腕を直角座標ロボットに干渉せずに360゜
以上回転させることができ、この点においてもワークの
広い範囲に対して作業が可能となる。
以上回転させることができ、この点においてもワークの
広い範囲に対して作業が可能となる。
その他に、干渉がより少ないため直角座標ロボットに
よるワーク交換も容易となる効果がある。
よるワーク交換も容易となる効果がある。
なお、各軸の関係が保持されれば架台１を直立させ、
Ｘ軸もしくはＹ軸が鉛直方向を向くようにしても良い
し、直角座標ロボット12もしくは作業工具保持側を天井
から吊り下げるように設置することもできる。
Ｘ軸もしくはＹ軸が鉛直方向を向くようにしても良い
し、直角座標ロボット12もしくは作業工具保持側を天井
から吊り下げるように設置することもできる。
第１図でＹ軸を鉛直方向にすると最負荷が大きいと判
断されるサーボモーター３の軸線も鉛直となり負荷が軽
減できる。
断されるサーボモーター３の軸線も鉛直となり負荷が軽
減できる。
第１図は本発明の一実施例斜視図、第２図、第３図は第
１図の作業工具の姿勢を変えた斜視図、第４図、第５図
は非球面の別々の曲面を加工する場合のワークと作業工
具の向きを示す正面説明図である。 １……架台、２……ベース 3,7……サーボモーター、４……第１腕 ５……第１回転軸の軸線、８……第２腕 ６……第２回転軸の軸線、９……第２腕軸線 10……摺動軸、11……作業工具 12……ロボット、13……アーム 14……把持装置、15……ワーク 17……Ｘ軸ベース、19……Ｙ軸ベース 21……Ｚ軸ユニット
１図の作業工具の姿勢を変えた斜視図、第４図、第５図
は非球面の別々の曲面を加工する場合のワークと作業工
具の向きを示す正面説明図である。 １……架台、２……ベース 3,7……サーボモーター、４……第１腕 ５……第１回転軸の軸線、８……第２腕 ６……第２回転軸の軸線、９……第２腕軸線 10……摺動軸、11……作業工具 12……ロボット、13……アーム 14……把持装置、15……ワーク 17……Ｘ軸ベース、19……Ｙ軸ベース 21……Ｚ軸ユニット
Claims (1)
- 【請求項１】ベースに設置した回転自在の第１回転軸に
第１腕を取付け第１腕に回転自在で、かつその軸線が前
記第１回転軸の軸線と直交するよう第２回転軸を取付
け、該第２回転軸に取り付けた第２腕の先端部に、その
軸線が第２腕の軸線と直交し、かつ第１回転軸の軸線と
交わるようツール軸を設置するとともに、ツール軸の先
端部に作業工具を装着し、前記第１回転軸および第２回
転軸には夫々回転駆動機構を連結するようにした球面作
業ロボットに於て、前記作業工具をへだててベースと反
対側に前記第１回転軸と平行な方向を基軸の一つとする
直角座標型ロボットを設け、該直角座標型ロボットの最
終軸に第１回転軸方向に伸びるアームを取り付け、該ア
ーム先端に作業対象物を把持する把持装置を設けたこと
を特徴とする球面作業ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29948788A JP2597508B2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 球面作業ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29948788A JP2597508B2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 球面作業ロボット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02145273A JPH02145273A (ja) | 1990-06-04 |
| JP2597508B2 true JP2597508B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=17873207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29948788A Expired - Lifetime JP2597508B2 (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | 球面作業ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2597508B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5197846A (en) * | 1989-12-22 | 1993-03-30 | Hitachi, Ltd. | Six-degree-of-freedom articulated robot mechanism and assembling and working apparatus using same |
| US6435436B1 (en) * | 2000-03-28 | 2002-08-20 | Sonoco Development, Inc. | Yarn carrier having an annular recess containing markings for yarn identification |
| CN113432551A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-24 | 哈尔滨工业大学 | 基于多轴精密运动机构的微小零件三维形貌测量方法 |
-
1988
- 1988-11-29 JP JP29948788A patent/JP2597508B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02145273A (ja) | 1990-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ATE77788T1 (de) | Roboterarm. | |
| JPH0413062B2 (ja) | ||
| JP2588418B2 (ja) | ３次元マニピュレータ | |
| EP3175958B1 (en) | 5-axis and 6-axis mixing control method for industrial robot and system thereof | |
| KR20180099623A (ko) | 로봇 팔 및 로봇 손목 | |
| JPH0438553B2 (ja) | ||
| JP2597508B2 (ja) | 球面作業ロボット | |
| JPH0313037B2 (ja) | ||
| Ghaffari et al. | Kinematic design of a novel 4-DOF parallel mechanism for turbine blade machining | |
| JP2536338B2 (ja) | ロボットの被加工物把持機構 | |
| JPH068182A (ja) | 多関節ロボット | |
| JP2770498B2 (ja) | ハンドリング用多関節ロボット | |
| JP2979552B2 (ja) | ロボットの制御方法 | |
| JP2750739B2 (ja) | 産業用ロボットの制御装置 | |
| JPS62241685A (ja) | ロボツト用ハンド | |
| JPH06143183A (ja) | ハンドリングロボットとその制御方法 | |
| JP2773210B2 (ja) | 球面作業ロボット装置及びその作業方法 | |
| JPH02167680A (ja) | 球面作業ロボット装置 | |
| CN218875470U (zh) | 作业装置及其碰撞保护结构 | |
| JPS62297082A (ja) | 産業用ロボツトの基準位置決め装置の取付構造 | |
| JPH1029178A (ja) | マニプレータ | |
| JP2911160B2 (ja) | グラインダロボット | |
| JP3576419B2 (ja) | 工作機の工具位置決め制御方法 | |
| JP2000127018A (ja) | 回転駆動型工具及びそれを用いた加工装置 | |
| JPH03196980A (ja) | 多関節６自由度ロボット機構および該ロボット機構を用いた組立、加工装置 |