JP2637148B2 - スカラ型ロボット - Google Patents
スカラ型ロボットInfo
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- JP2637148B2 JP2637148B2 JP63065682A JP6568288A JP2637148B2 JP 2637148 B2 JP2637148 B2 JP 2637148B2 JP 63065682 A JP63065682 A JP 63065682A JP 6568288 A JP6568288 A JP 6568288A JP 2637148 B2 JP2637148 B2 JP 2637148B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は産業用ロボットとして用いられるスカラ型ロ
ボットに関する。
ボットに関する。
（従来の技術） 産業用ロボットとして広く用いられているスカラ型ロ
ボットは、その作業性を向上させるためにより高速な動
作が要求されている。そのため、従来、ロボット中の重
量の占める割合の大きい軸駆動用モータや減速機をなる
べく基台付近に配置することによって、旋回軸まわりの
慣性モーメントを低減させる方法が採られている。
ボットは、その作業性を向上させるためにより高速な動
作が要求されている。そのため、従来、ロボット中の重
量の占める割合の大きい軸駆動用モータや減速機をなる
べく基台付近に配置することによって、旋回軸まわりの
慣性モーメントを低減させる方法が採られている。
第５図に示す特開昭61−293791号公報に掲載のスカラ
型ロボットは、DD（ダイレクト・ドライブ）方式である
ために減速機が用いられていないが、モータ51,52,53が
全て第１軸54付近に収納されており、第１軸54,第２軸5
5まわりの慣性モーメントが大幅に低減されており、ロ
ボットの旋回運動に関して高速化を実現している。
型ロボットは、DD（ダイレクト・ドライブ）方式である
ために減速機が用いられていないが、モータ51,52,53が
全て第１軸54付近に収納されており、第１軸54,第２軸5
5まわりの慣性モーメントが大幅に低減されており、ロ
ボットの旋回運動に関して高速化を実現している。
しかし、ロボットに上下運動を与えるモータ60（以
下、第４軸モータと言う）が基台59内にあり、第４軸モ
ータ60駆動の際にモータ51（第１アーム57を第１軸54ま
わりに旋回運動させるモータ。以下、第１軸モータと言
う。）、モータ52（第２アーム58を第２軸55まわりに旋
回運動させるモータ。以下、第２軸モータと言う）、モ
ータ53（作業軸56に回転運動を与えるモータ。以下、第
３軸モータと言う。）の重量が直接負荷となって加わる
ため、ロボットの上下運動に関して高速化が困難となっ
ている。これを改善するために、第４軸モータ60を作業
部56付近に設ける型式のものもある。しかしこの場合、
前述のようにロボットの旋回運動の高速化が制限されて
しまう。
下、第４軸モータと言う）が基台59内にあり、第４軸モ
ータ60駆動の際にモータ51（第１アーム57を第１軸54ま
わりに旋回運動させるモータ。以下、第１軸モータと言
う。）、モータ52（第２アーム58を第２軸55まわりに旋
回運動させるモータ。以下、第２軸モータと言う）、モ
ータ53（作業軸56に回転運動を与えるモータ。以下、第
３軸モータと言う。）の重量が直接負荷となって加わる
ため、ロボットの上下運動に関して高速化が困難となっ
ている。これを改善するために、第４軸モータ60を作業
部56付近に設ける型式のものもある。しかしこの場合、
前述のようにロボットの旋回運動の高速化が制限されて
しまう。
また、第２軸モータ52が第１アーム57の上部にあり、
これが固定軸61を介して基台59と相対位置が不変となる
ように取付けてあるため、第１アーム57と第２アーム58
が軸干渉し、第１軸モータ51と第２軸モータ52がトルク
干渉してしまう。一般に第３軸モータ53のように、モー
タの回転数が必要とされるものについては軸干渉、トル
ク干渉の影響はほとんど問題ないが、第２軸モータ52の
ように低速で高トルクを要するものについては軸干渉、
トルク干渉は、その位置決め精度やモータの負担として
影響してしまいこれを補償するためには別の制御系や大
容量のモータを用いなければならない。
これが固定軸61を介して基台59と相対位置が不変となる
ように取付けてあるため、第１アーム57と第２アーム58
が軸干渉し、第１軸モータ51と第２軸モータ52がトルク
干渉してしまう。一般に第３軸モータ53のように、モー
タの回転数が必要とされるものについては軸干渉、トル
ク干渉の影響はほとんど問題ないが、第２軸モータ52の
ように低速で高トルクを要するものについては軸干渉、
トルク干渉は、その位置決め精度やモータの負担として
影響してしまいこれを補償するためには別の制御系や大
容量のモータを用いなければならない。
（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来はロボットの旋回運動，上下運動
の高速化、そして軸干渉、トルク干渉の防止を同時に実
現することはできなかった。
の高速化、そして軸干渉、トルク干渉の防止を同時に実
現することはできなかった。
本発明はこういった点を改善し、高速で高精度の位置
決めを可能とするスカラ型ロボットの提供を目的とす
る。
決めを可能とするスカラ型ロボットの提供を目的とす
る。
（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明においては、基台
と、基台に旋回運動可能な状態で支承された第１アーム
と、第１アームに旋回運動可能な状態で支承された第２
アームと、第２アームに設けられた作業部とから構成さ
れるスカラ型ロボットにおいて、第１アームの形状は、
基台との接続部から第１軸方向に沿ってハウジング部を
有するものとし、第１軸駆動手段は基台内に固定し、第
２軸駆動手段は前記ハウジング部内に固定し、第３軸駆
動手段及び第４軸駆動手段は第１アームの第１軸近傍に
固定するものとした。尚、第４軸の機能は作業部に持た
せるものとした。
と、基台に旋回運動可能な状態で支承された第１アーム
と、第１アームに旋回運動可能な状態で支承された第２
アームと、第２アームに設けられた作業部とから構成さ
れるスカラ型ロボットにおいて、第１アームの形状は、
基台との接続部から第１軸方向に沿ってハウジング部を
有するものとし、第１軸駆動手段は基台内に固定し、第
２軸駆動手段は前記ハウジング部内に固定し、第３軸駆
動手段及び第４軸駆動手段は第１アームの第１軸近傍に
固定するものとした。尚、第４軸の機能は作業部に持た
せるものとした。
（作用） 上記のスカラ型ロボットとすることにより、全ての駆
動手段が第１軸上またはその付４近に集中することか
ら、ロボットの旋回運動が高速化し、また、上下運動の
機能を作業部に持たせることから上下運動に対しての負
荷が緩和され、上下運動も高速化する。
動手段が第１軸上またはその付４近に集中することか
ら、ロボットの旋回運動が高速化し、また、上下運動の
機能を作業部に持たせることから上下運動に対しての負
荷が緩和され、上下運動も高速化する。
一方、第１軸駆動手段と第２軸駆動手段の相対位置が
変化するように、それぞれを基台と第１アームに別々に
配置したため、第１アームと第２アームの軸干渉、第１
軸駆動手段と第２軸駆動手段のトルク干渉が防止でき、
作業部の位置決め精度が向上する。
変化するように、それぞれを基台と第１アームに別々に
配置したため、第１アームと第２アームの軸干渉、第１
軸駆動手段と第２軸駆動手段のトルク干渉が防止でき、
作業部の位置決め精度が向上する。
また、本発明のスカラ型ロボットに見られるようにハ
ウジング部を設けることにより、第１アーム内に無理な
く３つの駆動手段が配置される。
ウジング部を設けることにより、第１アーム内に無理な
く３つの駆動手段が配置される。
（実施例） 以下、図面に従って本発明を詳細に説明する。
第１図は本発明のスカラ型ロボットの側断面図、第２
図ないし第４図は第１アーム１、第２アーム２の内部に
おけるトルク伝達のしくみを示す上断面図である。基台
３の内部には第１軸駆動手段41である第１軸モータ4,第
１軸減速機５が、それぞれの出力軸が上向きとなるよう
に取付けられており、第１軸減速機５の出力軸を基台３
に搭載された第１アーム１に固着している。
図ないし第４図は第１アーム１、第２アーム２の内部に
おけるトルク伝達のしくみを示す上断面図である。基台
３の内部には第１軸駆動手段41である第１軸モータ4,第
１軸減速機５が、それぞれの出力軸が上向きとなるよう
に取付けられており、第１軸減速機５の出力軸を基台３
に搭載された第１アーム１に固着している。
第１アーム１は、第１アーム１と基台３との接続部43
から第１軸31方向に向ってハウジング部44を有し、その
内部に第２軸駆動手段42である第２軸モータ6,第２軸減
速機７が、それぞれの出力軸が上向きとなるように、そ
して第１軸31とそれぞれの出力軸の中心軸が一致するよ
うに取付けられている。第２軸減速機７の出力軸には第
１軸プーリ８が固着し、この第１軸プーリ８と第２軸32
と中心軸を同一にした中空状の第２軸プーリ14との間に
スチールベルト９が巻付けられており、スチールベルト
固定部38,39によって第１軸プーリ８と第２軸プーリ14
に固定されている。このスチールベルト９には、スチー
ルベルト９の張力の均一化、そして第２アーム２の旋回
領域拡大のために、自動調心軸受37により支持されたア
イドラプーリ29が接触している。尚、第２アーム２は第
２軸プーリ14によって第１アーム１に保持されている。
から第１軸31方向に向ってハウジング部44を有し、その
内部に第２軸駆動手段42である第２軸モータ6,第２軸減
速機７が、それぞれの出力軸が上向きとなるように、そ
して第１軸31とそれぞれの出力軸の中心軸が一致するよ
うに取付けられている。第２軸減速機７の出力軸には第
１軸プーリ８が固着し、この第１軸プーリ８と第２軸32
と中心軸を同一にした中空状の第２軸プーリ14との間に
スチールベルト９が巻付けられており、スチールベルト
固定部38,39によって第１軸プーリ８と第２軸プーリ14
に固定されている。このスチールベルト９には、スチー
ルベルト９の張力の均一化、そして第２アーム２の旋回
領域拡大のために、自動調心軸受37により支持されたア
イドラプーリ29が接触している。尚、第２アーム２は第
２軸プーリ14によって第１アーム１に保持されている。
第１アーム１内の上部には第３軸駆動手段である第３
軸モータ15、第４軸駆動手段である第４軸モータ16が、
それぞれの出力軸を下向きにしそしてロボットの側面
（第１図の方向）から見て２つのモータ15,16が重なる
ように、かつ２つのモータ15,16の中間付近に第１軸31
が貫通するように取付けられている。そして第３軸モー
タ15の出力軸に固着されたプーリ23と、第２軸32と中心
軸を同一にして第２軸プーリ14の中空部に嵌通された第
１回転体17に固着したプーリ19との間に、タイミングベ
ルト10が巻付けられている。同時に、第２アーム２内に
おいて、第１回転体17に固着したプーリ20と、第２アー
ム２の先端に設けられた作業部30を第３軸33まわりに回
転運動させるボールスプラインナット27に固着したプー
リ25との間に、タイミングベルト11が巻付けられてい
る。タイミングベルト11には、張力を均一に保つための
張力調製用カムフォロア35が接触している。
軸モータ15、第４軸駆動手段である第４軸モータ16が、
それぞれの出力軸を下向きにしそしてロボットの側面
（第１図の方向）から見て２つのモータ15,16が重なる
ように、かつ２つのモータ15,16の中間付近に第１軸31
が貫通するように取付けられている。そして第３軸モー
タ15の出力軸に固着されたプーリ23と、第２軸32と中心
軸を同一にして第２軸プーリ14の中空部に嵌通された第
１回転体17に固着したプーリ19との間に、タイミングベ
ルト10が巻付けられている。同時に、第２アーム２内に
おいて、第１回転体17に固着したプーリ20と、第２アー
ム２の先端に設けられた作業部30を第３軸33まわりに回
転運動させるボールスプラインナット27に固着したプー
リ25との間に、タイミングベルト11が巻付けられてい
る。タイミングベルト11には、張力を均一に保つための
張力調製用カムフォロア35が接触している。
一方、第４軸モータ16の出力軸に固着されたプーリ24
と、第２軸32と中心軸を同一にして第２軸プーリ14と第
１回転体17の間に嵌通された中空状の第２回転体18に固
着したプーリ21との間に、タイミングベルト12が巻付け
られている。同様に、第２アーム２内において、第２回
転体18に固着したプーリ22と、作業部30を第４軸34に沿
って上下運動させるボールスクリューナット28に固着し
たプーリ26との間に、タイミングベルト13が巻付けられ
ている。タイミングベルト13には、張力を均一に保つた
めの張力調製用カムフォロア36が接触している。
と、第２軸32と中心軸を同一にして第２軸プーリ14と第
１回転体17の間に嵌通された中空状の第２回転体18に固
着したプーリ21との間に、タイミングベルト12が巻付け
られている。同様に、第２アーム２内において、第２回
転体18に固着したプーリ22と、作業部30を第４軸34に沿
って上下運動させるボールスクリューナット28に固着し
たプーリ26との間に、タイミングベルト13が巻付けられ
ている。タイミングベルト13には、張力を均一に保つた
めの張力調製用カムフォロア36が接触している。
以上のような構成のスカラ型ロボットにおいては、第
１軸モータ４、第１軸減速機５によって第１アーム１が
第１軸31を中心に旋回運動し、第２軸モータ６、第２軸
減速機７によって第２アーム２が第２軸32を中心に旋回
運動する。また、第１アーム１内の上部に取付けられた
第３軸モータ15により、作業部30が第３軸33を中心に回
転運動し、同じく第１アーム１内の上部に取付けられた
第４軸モータ16により、作業部30が第４軸34に沿って上
下運動する。第２軸32,第３軸33,第４軸34の運動は、ス
チールベルト９及びタイミングベルト10,11,12,13によ
るトルク伝達により実現される。
１軸モータ４、第１軸減速機５によって第１アーム１が
第１軸31を中心に旋回運動し、第２軸モータ６、第２軸
減速機７によって第２アーム２が第２軸32を中心に旋回
運動する。また、第１アーム１内の上部に取付けられた
第３軸モータ15により、作業部30が第３軸33を中心に回
転運動し、同じく第１アーム１内の上部に取付けられた
第４軸モータ16により、作業部30が第４軸34に沿って上
下運動する。第２軸32,第３軸33,第４軸34の運動は、ス
チールベルト９及びタイミングベルト10,11,12,13によ
るトルク伝達により実現される。
このような動作を有する本実施例においては、第１ア
ーム１にハウジング部44を設けることによって第２軸モ
ータ６、第２軸減速機７、第３軸モータ15、第４軸モー
タ16が、その出力軸の中心を第１軸31と一致若しくはそ
の近傍に位置するように容易に取付けられ、これによっ
て第１軸31及び第２軸32まわりの慣性モーメントは極力
低減されており、第１アーム１及び第２アーム２の旋回
運動は高速化が可能となる。また、同時に上下運動の機
能を作業部30に持たせているため、大容量のモータを用
いることなく上下運動の高速化が可能となる。
ーム１にハウジング部44を設けることによって第２軸モ
ータ６、第２軸減速機７、第３軸モータ15、第４軸モー
タ16が、その出力軸の中心を第１軸31と一致若しくはそ
の近傍に位置するように容易に取付けられ、これによっ
て第１軸31及び第２軸32まわりの慣性モーメントは極力
低減されており、第１アーム１及び第２アーム２の旋回
運動は高速化が可能となる。また、同時に上下運動の機
能を作業部30に持たせているため、大容量のモータを用
いることなく上下運動の高速化が可能となる。
また、第１軸モータ４、第１軸減速機５を基台３内に
収納し、第２軸モータ６、第２軸減速機７を第１アーム
１内に収納したことにより、第１アーム１と第２アーム
２の間での軸干渉や第１軸モータ４と第２軸モータ６の
間でのトルク干渉が発生せず、作業軸30の高精度の位置
決めが可能となり、しかも第１軸モータ４の必要以上の
大容量化を防止している。
収納し、第２軸モータ６、第２軸減速機７を第１アーム
１内に収納したことにより、第１アーム１と第２アーム
２の間での軸干渉や第１軸モータ４と第２軸モータ６の
間でのトルク干渉が発生せず、作業軸30の高精度の位置
決めが可能となり、しかも第１軸モータ４の必要以上の
大容量化を防止している。
更に、本実施例に見られるような伝達手段の位置関係
とすることにより、第２軸32,第３軸33,第４軸34の駆動
力伝達には必要最小限のベルト数の使用でよく、アーム
内の空間を最大限に活用することができる。また、一般
にボールスクリューナット28よりも低回転数であること
が要求されるボールスプラインナット27へのトルク伝達
を、直径の最も小さい第１回転体17を介して行うことか
ら、プーリ25を大型化するなどの必要なしに減速比を大
きくすることができる。
とすることにより、第２軸32,第３軸33,第４軸34の駆動
力伝達には必要最小限のベルト数の使用でよく、アーム
内の空間を最大限に活用することができる。また、一般
にボールスクリューナット28よりも低回転数であること
が要求されるボールスプラインナット27へのトルク伝達
を、直径の最も小さい第１回転体17を介して行うことか
ら、プーリ25を大型化するなどの必要なしに減速比を大
きくすることができる。
以上のように本発明によれば、高速で高精度の位置決
めが可能なスカラ型ロボットが実現する。
めが可能なスカラ型ロボットが実現する。
第１図は本発明のスカラ型ロボットを示す側断面図、第
２図乃至第４図は本発明のスカラ型ロボットのトルク伝
達のしくみを示すアームの上断面図、第５図は従来技術
の一例を示すスカラ型ロボットの側断面図である。 １……第１アーム、２……第２アーム、３……基台、15
……第３軸駆動手段（第３軸モータ）、16……第４軸駆
動手段（第４軸モータ）、30……作業部、31……第１
軸、32……第２軸、41……第１軸駆動手段、42……第２
軸駆動手段、43……接続部、44……ハウジング部。
２図乃至第４図は本発明のスカラ型ロボットのトルク伝
達のしくみを示すアームの上断面図、第５図は従来技術
の一例を示すスカラ型ロボットの側断面図である。 １……第１アーム、２……第２アーム、３……基台、15
……第３軸駆動手段（第３軸モータ）、16……第４軸駆
動手段（第４軸モータ）、30……作業部、31……第１
軸、32……第２軸、41……第１軸駆動手段、42……第２
軸駆動手段、43……接続部、44……ハウジング部。
Claims (1)
- 【請求項１】基台と、前記基台に旋回運動可能な状態で
支承された第１アームと、前記第１アームに旋回運動可
能な状態で支承された第２アームと、前記第２アームに
設けられた作業部とから構成されるスカラ型ロボットに
おいて、前記第１アームは、前記基台との接続部から前
記第１アームの旋回軸方向に沿ってハウジング部を有
し、前記第１アームに旋回運動を与える第１軸駆動手段
は前記基台内に固定し、前記第２アームに旋回運動を与
える第２軸駆動手段は、前記第１アームの前記ハウジン
グ部内に固定し、前記作業部に回転運動を与える第３軸
駆動手段、及び前記作業部に上下運動を与える第４軸駆
動手段は前記第１アームの前記旋回軸近傍に固定するこ
とを特徴とするスカラ型ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63065682A JP2637148B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | スカラ型ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63065682A JP2637148B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | スカラ型ロボット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01240289A JPH01240289A (ja) | 1989-09-25 |
| JP2637148B2 true JP2637148B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=13294022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63065682A Expired - Fee Related JP2637148B2 (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | スカラ型ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2637148B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5883357A (en) * | 1996-03-25 | 1999-03-16 | Case Western Reserve University | Selective vacuum gripper |
| US6068438A (en) * | 1996-08-05 | 2000-05-30 | Barry; Leonard D. | Cargo-container crane and system |
| JP4754296B2 (ja) * | 2005-08-11 | 2011-08-24 | 東芝機械株式会社 | 産業用ロボット |
| JP4722616B2 (ja) * | 2005-08-11 | 2011-07-13 | 東芝機械株式会社 | 産業用ロボット |
| JP4722617B2 (ja) * | 2005-08-11 | 2011-07-13 | 東芝機械株式会社 | 産業用ロボット |
| WO2020136890A1 (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-02 | ヤマハ発動機株式会社 | 多関節ロボット |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5866681A (ja) * | 1981-10-12 | 1983-04-20 | セイコーエプソン株式会社 | 組立用ロボツト |
| JPS58137581A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-16 | 株式会社日立製作所 | 組立ロボツト |
| JPS61293791A (ja) * | 1985-05-30 | 1986-12-24 | ぺんてる株式会社 | ダイレクトドライブモ−タ−を用いた関節型ロボツトの回動装置 |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP63065682A patent/JP2637148B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01240289A (ja) | 1989-09-25 |
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