JP2699510B2 - 多関節型ロボット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明多関節型ロボットを以下の項目に従って詳細に
説明する。

A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来技術［第13図］ a.一般的背景 b.従来の多腕タイプ多関節型ロボットの一例 D.発明が解決しようとする課題［第13図］ E.課題を解決するための手段 F.実施例［第１図乃至第12図］ F-1.第１の実施例［第１図乃至第８図］ a.概要［第１図乃至第４図］ b.基台［第１図乃至第４図、第６図］ c.下側アームユニット［第１図、第２図、第３
図（Ｂ）、第４図、第６図、第７図］ c-1.基軸［第１図、第２図、第３図（Ｂ）、
第４図、第６図、第７図］ c-2.第１のアーム［第１図、第２図、第３図
（Ｂ）、第４図、第６図、第７図］ c-3.第２のアーム、ツール搭載軸等［第１
図、第２図、第３図（Ｂ）、第４図、第７図］ d.上側アームユニット［第１図、第２図、第３
図（Ａ）、第４図乃至第７図］ d-1.基軸［第１図、第２図、第３図（Ａ）、
第４図乃至第７図］ d-2.アーム、ツール搭載軸等［第１図、第２
図、第３図（Ａ）、第４図、第６図、第７図］ e.アームユニット及び基台の結合及び分離「第
１図乃至第４図」 f.協働作業領域の設定等［第７図、第８図］ F-2.第２の実施例［第９図、第10図］ F-3.第３の実施例［第11図、第12図］ G.発明の効果 （A.産業上の利用分野） 本発明は新規な多関節型ロボットに関する。詳しく
は、基軸部と該基軸部に回動自在に連結された第１のア
ームと該第１のアームに回動自在に連結された第２のア
ームとから成るアームユニットを複数備えた多関節型ロ
ボットに関するものであり、基本的には複数のアームユ
ニットを備えた多腕タイプでありながら必要に応じて簡
単に一のアームユニットのみの単腕タイプのロボットに
もすることができ、製造ラインの内容の変更に対応して
その形態を任意に変更することができるようにし、ま
た、複数のアームユニットが協働して作業し得る協働作
業領域を任意に設定することができるようにし、更に
は、上記形態の変更に伴なう各種の配線や配管を容易に
行なうことができるようにした新規な多関節型ロボット
を提供しようとするものである。

（B.発明の概要） 本発明多関節型ロボットの第１のものは、基軸部と該
基軸部に回動自在に連結された第１のアームと該第１の
アームに回動自在に連結された第２のアームとから成る
複数のアームユニットと、該アームユニットの基軸部が
連結される基台とを備え、一のアームユニットの基軸部
には、該基軸部を他のアームユニットの基軸部又は上記
基台のいずれに対しても位置決めして連結する手段を設
け、上記他のアームユニットの基軸部には、該基軸部を
上記一のアームユニットの基軸部又は上記基台のいずれ
に対しても位置決めして連結する手段を設けて、基本的
には複数のアームユニットを備えた多腕タイプでありな
がら必要に応じて簡単に一のアームユニットのみの単腕
タイプのロボットにもすることができ、製造ラインの内
容の変更に対応してその形態を任意に変更することがで
き、また、本発明多関節型ロボットの第２のものはその
ように結合分離自在にされた複数のアームユニットを相
互に結合するための結合手段に軸回り方向における位置
を調整することができる機能を持たせることにより複数
のアームユニットが協働して作業し得る協働作業領域を
任意に設定することができ、更に本発明多関節型ロボッ
トの第３のものは、一のアームユニットと他のアームユ
ニットとの結合部に配線や配管の中継等を行なうための
環状の空間を設けることにより前記形態の変更や軸回り
方向における位置調整に伴なう配線や配管の変更や調整
を容易に行なうことができるようにしたものである。

（C.従来技術）［第13図］ （a.一般的背景） 今日、各種の材料の加工や部品の製造あるいは機器の
組立を産業用ロボットにより行なうことが多くなって来
ている。

そして、産業用ロボットには各種のものがあるが、そ
の中の１つに互いに回動自在に連結された複数のアーム
を有する多関節型ロボットがあり、この種のロボット
は、基本的に、所定の据付場所に固定される基台と該基
台に回動自在に支持された第１のアームと該第１のアー
ムに回動自在に連結された第２のアームと該第２のアー
ムの回動端部に支持されたツール搭載軸とこれらアーム
やツール搭載軸を動作させる駆動機構等により構成され
る。

ところで、機器の組立を行なう組立ラインにおいて
は、通常、多種多様の作業が行なわれ、従って、このよ
うなラインにおける諸作業をロボットにより行なうよう
にする場合は、１つのラインに多数のロボットが必要に
なるためラインの全長が長くなると共に生産設備に莫大
な費用がかかるという問題がある。

また、前記多関節型ロボットは形状を比較的コンパク
トに構成することができるという利点はあるが、予め複
数のツールを搭載することは困難であるため、ラインの
作業内容が変更されるときに、その都度ロボットのツー
ルを変換しなければならず、ラインの稼動効率が低下す
る等の問題がある。

そこで、多関節型ロボットの利点を活かし、かつ、予
め複数のツールを搭載しておいてそれを選択的にあるい
は同時に働かせることができるようにするために、複数
のアームユニットを備えた多腕タイプの多関節型ロボッ
トが用いられることがある。

（b.従来の多腕タイプの多関節型ロボットの一例） 第13図は従来の多腕タイプの多関節型ロボットの一例
ａを示すものである。

同図において、ｂは上下方向に長い略円柱状をした基
台であり、その高さ方向で離間した２つの位置にアーム
配置溝ｃ、ｄが形成され、基台ｂ内部であってｃ、ｄの
下側アーム配置溝ｃの下方にモータｅが設けられ、ま
た、基台ｂの上端部にモータｆが設けられている。

ｇは下側のアームユニット、ｈは上側のアームユニッ
トであり、それぞれ水平方向に長くかつ基端部が上記２
つのアーム配置溝ｃ、ｄ内に各別に位置した状態で基台
ｂに回動自在に支持された第１のアームｉ、ｉ′と該第
１のアームｉ、ｉ′の回動端部に水平方向へ回動自在に
連結された第２のアームｊ、ｊ′と該第２のアームｊ、
ｊ′の回動端部に設けられたツール搭載軸ｋ、ｋ′と第
２のアームｊ、ｊ′を回動させるためのモータｌ、ｌ′
とツール搭載軸ｋ、ｋ′を軸方向及び軸回り方向へ移動
させるためのツール搭載軸駆動手段ｍ、ｍ′等から成
り、下側アームユニットｇの第１のアームｉはモータｅ
により回動され、また、上側アームユニットｈの第１の
アームｉ′はモータｆにより回動されるようになってい
る。

ｎ、ｎ、・・・は図示しないコードが挿通されたチュ
ーブである。

しかして、ツール搭載軸ｋ、ｋ′のそれぞれの下端部
に所望のツールが取着され、それらツールによる２つの
作業が選択的にあるいは同時に行なわれる。

従って、このような多腕タイプの多関節型ロボットａ
によれば、１台のロボットで２種類の作業を選択的にも
しくは同時に行なうことができるので、その分ラインの
全長を短縮することができ、あるいはライン中のワーク
の変更に対してツールの交換作業を要することなく対応
することができる。

（D.発明が解決しようとする課題）［第13図］ ところが、このようなロボットａによると、２つのア
ームユニットｇ及びｈのラインに対する動作範囲即ち上
下方向から見た動きの範囲が同じであるため、当該動作
範囲内において必要な作業が１つであるとき他方のアー
ムユニットが邪魔になることがあった。即ち、２つのア
ームユニットｇ及びｈの動作範囲が同じであるため、一
方のアームユニットをその動作範囲における一端の位置
へと移動させて他方のアームユニットの邪魔にならない
ようにしておいても、他方のアームユニットはその一方
のアームユニットが位置する範囲へは移動できず、その
範囲における作業が行なえず、従って、このような多腕
タイプの多関節型ロボットにあっては、ある範囲におい
て１台で複数の作業を行なうことができるがそれぞれの
アームユニットの動きの範囲が狭められてしまうという
問題があった。

また、従来のこの種の多関節型ロボットは各アームユ
ニットが協働して作業することができる協働作業領域が
特定されてしまうため、複数のアームユニットを有しな
がら、必ずしも機能性に富むものではないという問題が
あった。

（E.課題を解決するための手段） そこで、本発明多関節型ロボットの第１のものは、上
記課題を解決するために、基軸部と該基軸部に回動自在
に連結された第１のアームと該第１のアームに回動自在
に連結された第２のアームとから成る複数のアームユニ
ットと、該アームユニットの基軸部が連結される基台と
を備え、一のアームユニットの基軸部には、該基軸部を
他のアームユニットの基軸部又は上記基台のいずれに対
しても位置決めして連結する手段を設け、上記他のアー
ムユニットの基軸部には、該基軸部を上記一のアームユ
ニットの基軸部又は上記基台のいずれに対しても位置決
めして連結する手段を設けたものである。

従って、本発明多関節型ロボットの第１のものによれ
ば、一のアームユニットの基軸部と他のアームユニット
の基軸部を簡単に結合分離可能にしたので、複数のアー
ムユニットを結合することにより多腕タイプの多関節型
ロボットとすることができ、また、必要に応じて分離し
て一のアームユニットにすることにより簡単に単独タイ
プの多関節型ロボットにもすることもでき、製造ライン
の内容の変更に応じてその形態を自在に変更することが
できる。

また、本発明多関節型ロボットの第２のものは、上記
のように結合分離可能な基軸部の相互の向きを軸回り方
向に位置調整し得るようにしたものである。

従って、本発明多関節型ロボットの第２のものによれ
ば、複数のアームユニットの基軸の軸回り方向における
相対的な位置関係を任意に選択することによって、複数
のアームユニットのそれぞれの動作範囲を個々に設定す
ることができ、他のアームユニットに動作範囲を制限さ
れることなく、作業を行うことができると共に複数のア
ームユニットが協働して作業し得る協働作業領域を任意
に設定することができる。

更に、本発明多関節型ロボットの第３のものは、前記
したように結合分離自在した一の基軸部と他の基軸部と
の間の結合部において一の基軸部及び／又は他の基軸部
の結合面に略軸回り方向に延びる環状の中空部を設けた
ものである。

従って、本発明多関節型ロボットの第３のものによれ
ば、各種の配線や配管の中継部を上記中空部に配置して
おくことにより、アームユニットの結合あるいは分離又
はアームユニット相互の軸回り方向における結合の位置
調整等に伴なう配線や配管を極めて容易に行なうことが
できる。

（F.実施例）［第１図乃至第12図］ 以下に、本発明多関節型ロボットの詳細を図示した各
実施例に従って説明する。

（Ｆ−1.第１の実施例）［第１図乃至第８図］ 第１図乃至第８図は本発明多関節型ロボットを２つの
アームユニットを備えた水平多関節型ロボット１に適用
した第１の実施例を示すものである。

（a.概要）［第１図乃至第４図］ ロボット１は所定の据付場所に固定される基台２と下
側のアームユニット３と上側のアームユニット４とから
成り、アームユニット３及び４は相互にかつ基台２に結
合分離自在な基軸５、６と該基軸５、６に回動自在に支
持された第１のアーム７、８と該第１のアーム７、８に
回動自在に連結された第２のアーム９、10と該第２のア
ーム９、10に軸方向が上下方向に延びるように支持され
たツール搭載軸11、12等から成る。

そして、第２図に示すように、上記基軸５と６を相互
に結合すると共に下側アームユニット３の基軸５を基台
２に取り付けることにより２つのアームユニット３及び
４を備えた多腕タイプのロボット13とされ、また、第３
図（Ａ）又は（Ｂ）に示すように、基軸５、６のいずれ
か一方を基台２に取り付けることにより１つのアームユ
ニット３又は４を備えた単腕タイプの多関節型ロボット
14又は15とされるように、その形態を任意に変更するこ
とができるようになっている。

また、上側アームユニット４の基軸６の向きを下側ア
ームユニット３の基軸５に対して軸回り方向に位置調整
し得るようにされており、これにより、多腕タイプのロ
ボット13とした場合における２つのアームユニット３と
４のそれぞれの作業範囲を異ならせることができ、ある
いはこれら２つのアームユニット３と４とによる協働作
業領域を選択的に設定することができるようになってい
る。

更には、アームユニット３と４とが結合されあるいは
アームユニット３又は４が基台２に結合されると、これ
ら結合部に軸回り方向へ延びる中空部16、17等が画成さ
れ、各種の配線の中継手段を上記中段部16、17等に配置
し得るようになっている。

（b.基台）［第１図乃至第４図、第６図］ 基台２は軸方向が上下方向に延びる略円柱状をした主
部18と該主部18の下端縁から側方へ突出したフランジ状
の固定部19とが一体的に形成されて成り、また、主部18
の上端部を除く大部分は中空に形成されている。

20は上端が主部18の上端面18aの中心部に開口し下端
が主部18の内部空間21（第４図参照）に連通したモータ
配置孔、22は上記上端面18aに形成された環状の凹部で
あり、該凹部22は上端面18aの外周縁と上記モータ配置
孔20との間に形成されている。

22、23、・・・は主部18の上端面18aの外周縁寄りの
位置に周方向に等間隔に離間した４箇所に形成された螺
穴であり、アームユニット３又は４を基台２に固着する
ときに用いられる。

24は環状凹部22と内部空間21とを連通するように形成
されたケーブル挿通孔である。

25は信号用ケーブルや動作用ケーブルが多数結束され
て成る接続ケーブル（このような結束内容は以下に述べ
る他の接続ケーブルについても同様である。）であり、
その中間部が上記ケーブル挿通孔24に挿通されると共
に、該ケーブル挿通孔24から下方へ引き出されている部
分の先端が内部空間21に配置された図示しない制御板も
しくは中継コネクタと接続され、上方へ引き出された部
分25aの先端にコネクタ26が取着されている。

（c.下側アームユニット）［第１図、第２図、第３図
（Ｂ）、第４図、第６図、第７図］ （ｃ−1.基軸）［第１図、第２図、第３図（Ｂ）、第４
図、第６図、第７図］ 下側アームユニット３の基軸５は基台２の主部18の高
さ及び太さと略同じ高さ及び太さを有する円柱状をして
おり、上下方向における中央より稍上側に偏倚した位置
に水平断面形状が略Ｄ字状をしたアーム配置溝27が形成
され、該アーム配置溝27を構成する上下両面28、28に基
軸５の軸心を中心としたベアリング配置凹部28a、28a
（第４図参照）が形成され、これらベアリング配置凹部
28a、28aにボールベアリング29、29が固定されている。

30は基軸５の外周面のうちアーム配置溝27と背中合わ
せの位置に形成され上下方向に延びる凹溝であり、該凹
溝30は基軸５の上端面5a及び下端限5bには達しないよう
になっており、かつ、該凹溝30の下端面30aと基軸５の
下端面5bとの間にはボルト挿通孔31が貫設されている。

32、32、32は基軸５の外周面に上下方向に延びるよう
に形成された凹溝であり、該凹溝32、32、32はその上端
がアーム配置溝27の下側の面28に達し、かつ、下端は基
軸５の下端面5bに達しないようになっており、また、凹
溝32、32、32の下端面32a、32a、32aと基軸５の下端面5
bとの間にはボルト挿通孔33、33、33が各別に貫設され
ている。

尚、各ボルト挿通孔31、33、33、33は周方向において
等間隔に、即ち、中心角で90゜づつずれて形成されてい
る。

34、34、・・・は基軸５の上端面5aに開口し、上下方
向に見て前記ボルト挿通孔31及び33、33、33と対応した
位置に形成された螺穴である。

35は基軸５の上端面5aの中心部に形成された円形の軸
合せ用凹部、36は該軸合せ用凹部35の外側に形成された
環状の凹部、37は基軸５の下端面5bの上記環状凹部36と
略対応する位置に形成された環状凹部であり、38はこれ
ら上下の環状凹部36と37との間を連通したケーブル挿通
孔である。

そして、基軸５の下端面5bの中央部にはモータ39が取
着され、また、基軸５のアーム配置溝27から稍下方の位
置から下側の部分は略中空40に形成され、該中空部40
（第４図参照）に上記モータ39を駆動源とする図示しな
いアーム回動機構が設けられている。

（ｃ−2.第１のアーム）［第１図、第２図、第３図
（Ｂ）、第４図、第６図、第７図］ 第１のアーム７は水平方向に長く、かつ、長手方向に
おける両端面7a、7aは円弧面に形成され、基端部41にこ
こを高さ方向へ貫通した支持軸42が固定されており、該
支持軸42（第４図参照）の上下両端部が基軸５に設けら
れた前記ボールベアリング29、29に回動自在に支持され
ている。従って、第１のアーム７の基端部41は基軸５の
アーム配置溝27内に位置されており、その回動は第３図
（Ｂ）に実線で示すように一側面7bが上記アーム配置溝
27の平坦な壁面43に当接した位置（以下、「回動範囲に
おける一端の位置」と言う。）と同図に２点鎖線で示す
ように他側面7cがアーム配置溝27の壁面43に当接した位
置（以下、「回動範囲における他端の位置」と言う。）
との間で行なわれ、この回動範囲は中心角で略180゜の
大きさになっている。

44は第２のアーム９を回動させるための回動軸であ
り、その上部が第１のアーム７の回動端部45に軸回り方
向へ回動自在に支持されると共にその下部が第１のアー
ム７から下方へ突出されており、第１のアーム７の上面
に固定されたモータ46を駆動源とする図示しない駆動機
構により回動されるようになっている。

そして、このような第１のアーム７はその支持軸42が
前記モータ39を駆動源とするアーム回動機構により回動
されることによって上記回動範囲内で回動される。

（ｃ−3.第２のアーム、ツール搭載軸等）［第１図、第
２図、第３図（Ｂ）、第４図、第７図］ また、第２のアーム９は水平方向に長く、かつ、第１
のアーム７より稍短くされており、その基端部9aが回動
軸44の第１のアーム８から下方へ突出した部分に固定さ
れており、これにより、回動軸44が回動されることによ
り第１のアーム７に対して水平方向に回動される。

そして、第２のアーム９の回動端部9bにツール搭載軸
11が軸方向へ移動自在にかつ軸回り方向へ回動自在に支
持されており、該ツール搭載軸11はその下端部に各種の
ツール47が交換自在に取着され、第２のアーム９の上面
に設けられたモータ48を駆動源とする垂直移動機構49
（図面にはカバーのみを示してある。）により軸方向へ
移動され、また、第２のアーム９の下面に取着されたモ
ータ50を駆動源とする図示しない回転機構により軸回り
方向へ回転されるようになっている。

尚、このような第２のアーム９は、所定の回動範囲、
例えば、中心角で略290゜の範囲内で第１のアーム７と
の連結部を中心に回動されるようになっている。

51は基軸５に形成されたケーブル挿通孔38を挿通され
た接続ケーブルであり、その両端側のある程度の長さを
有する部分51a、51bが上記ケーブル挿通孔38から上方及
び下方へ各別に引き出されると共にこれら引き出された
部分51a、51bの先端部にコネクタ52、53が各別の取着さ
れている。

（d.上側アームユニット）［第１図、第２図、第３図
（Ａ）、第４図乃至第７図］ （ｄ−1.基軸）［第１図、第２図、第３図（Ａ）、第４
図乃至第７図］ 上側アームユニット４の基軸６は、下側アームユニッ
ト３の基軸５と同様、基台２の主部18の高さ及び太さと
略同じ高さ及び太さを有する円柱状をしており、その下
端寄りに偏倚した位置に水平断面状が略Ｄ字状をしたア
ーム配置溝54が形成され、該アーム配置溝54の上下両面
55、55に基軸６の軸心を中心とした円形のベアリング配
置凹部55a、55a（第４図参照）が形成され、これらベア
リング配置凹部55a、55aにボールベアリング56、56が固
定されている。

57は基軸６の外周面のうちアーム配置溝54と背中合わ
せの位置に形成された上下方向に延びる凹溝であり、該
凹溝57は基軸６の上端面6b及び下端面6aには達しないよ
うになっており、かつ、凹溝57の下端面57aと基軸６の
下端面6aとの間にはボルト挿通孔58が貫設されている。

59、59、59は基軸６のアーム配置溝54の下側の面55の
外周縁部に形成された切欠であり、該切欠59、59、59の
底面と基軸６の下端面6aとの間にはボルト挿通孔60、6
0、60が各別に貫設されている。

尚、各ボルト挿通孔58、60、60、60は周方向において
等間隔に、即ち、中心角で90゜づつずれて形成されてい
る。

61は基軸６の下端面6aの中心部に形成された軸合せ用
突部、62は上記下端面6aの軸合わせ用突部61の外側に形
成された環状の凹部、63（第４図参照）は基軸６の上部
に形成された内部空間、64は該内部空間63と上記環状凹
部62とを連通しているケーブル挿通孔である。

65は基軸６の上端部に取着されたモータであり、上記
内部空間63には上記モータ65を駆動源とする図示しない
アーム回動機構が設けられている。

（ｄ−2.アーム、ツール搭載軸等）［第１図、第２図、
第３図（Ａ）、第４図、第６図、第７図］ そして、上側アームユニット４の基軸６以外の部分は
下側アームユニット３の基軸５以外の部分と略同様に構
成されている。

即ち、第１のアーム８及び第２のアーム10はいずれも
水平方向に長く、かつ、下側アームユニット３の第１の
アーム７及び第２のアーム９とそれぞれ略同じ大きさを
有し、また、第１のアーム８はその基端部66が基軸６の
アーム配置溝54内に位置しかつこの基端部66に固定され
た支持軸67（第４図参照）の両端部が基軸６に設けられ
たボールベアリング56、56に回動自在に支持されてお
り、それにより、第３図（Ａ）に実線で示すように、一
側面8aがアーム配置溝54の壁面68に当接した位置（以
下、「回動範囲における一端の位置」と言う。）と同図
に２点鎖線で示すように、他側面8bが上記壁面68に当接
した位置（以下、「回動範囲における他端の位置」と言
う。）との間で回動されるようになっており、この回動
範囲も中心角で略180゜の範囲になっている。

69は第１のアーム８の回動端部70に回動自在に支持さ
れた回動軸、71は該該同軸69を回動させるためのモータ
であり、第２のアーム10はその基端部10aが上記回動軸6
9の第１のアーム８から下方へ突出した部分に固定さ
れ、従って、第２のアーム10は回動軸69が回動されるこ
とにより回動され、その回動範囲は、下側アームユニッ
ト３の第２のアーム９と同様に中心角で略290゜の大き
さになっている。

そして、第２のアーム10の回動端部10bにツール搭載
軸12が軸方向へ移動自在に、かつ、軸回り方向へ回動自
在に支持され、該ツール搭載軸12はその下端部に各種の
ツール72が交換自在に取着され、第２のアーム10の上面
に設けられたモータ73を駆動源とする垂直移動機構74
（図面はカバーのみを示してある。）により軸方向へ移
動され、また、第２のアーム10の下面に取着されたモー
タ75を駆動源とする図示しない回転機構により軸回り方
向へ回転されるようになっている。

76は接続ケーブルであり、該接続ケーブル76は、その
一端部が基軸６の上端面6bに固定されたモータ65、第２
のアーム10を回動するモータ71及びツール搭載軸を移動
又は回転させるモータ、73、75に接続され、中間部が基
軸６に形成されたケーブル挿通孔64に通され、他端側の
ある程度の長を有する部分76aが上記ケーブル挿通孔64
から下方へ引き出されており、その先端部にコネクタ77
が取着されている。

（e.アームユニット及び基台の結合及び分離）［第１図
乃至第４図］ そこで、このように構成されたアームユニット３及び
４相互の結合やこれらアームユニット３、４の基台２に
対する取付は次のように行なう。

上側アームユニット４と下側アームユニット３とを結
合するときは、上側アームユニット４の基軸６の下端面
6aに形成された軸合せ用突部61を下側アームユニット３
の基軸５の上端面5aに形成された軸合せ用凹部35に嵌合
させてこれら下端面6aと上端面5aとを突き合わせると共
に、上側アームユニット４の基軸６に形成されたボルト
挿通孔58、60、60、60と下側アームユニット３の基軸５
の上端面5aに形成された螺合34、34、・・・とを一致さ
せ、４本のボルト78、78、・・・をボルト挿通孔58、5
8、・・・に上方から挿通しかつ上記螺穴34、34、・・
・に螺合する。

しかして、基軸６と５は軸合せ用突部61が軸合せ用凹
部35に嵌合されることによって互いに同軸状に位置する
ように位置合せが為されると共にボルト78、78、・・・
により互いに一体的に結合され、従って、上側アームユ
ニット４の第１のアーム８と下側アームユニット３の第
１のアーム７とは同じ軸を中心として回動されるように
なる。

尚、下側アームユニット３と上側アームユニット４と
を結合したときに、下側アームユニット３の基軸５の上
端面5aの環状凹部36と上側アームユニット４の基軸６の
下端面6aの環状凹部62とにより環状の中空部16が画成さ
れ、該中空部16内において、下側アームユニット３の接
続ケーブル51の上方引出部51aのコネクタ52と上側アー
ムユニット４の接続ケーブル76の下方引出部76aのコネ
クタ77とが接続される。従って、接続ケーブル51の上方
引出部51a及びコネクタ52と接続ケーブル76の下方引出
部76a及びコネクタ77とが上記中空部16内に収納される
こととなる。

次に、下側アームユニット３を基台２に取り付けると
きは該アームユニット３の基軸５の下端面5bと基台２の
主部18の上端面18aとを突き合わせると共に基軸５に形
成された凹溝30、32、32、32のボルト挿通孔31、33、3
3、33と基台２の主部18に形成された螺穴23、23、・・
・とを一致させ、４本のボルト79、79、・・・をボルト
挿通孔31、33、33、33に上方から挿通しかつ上記螺穴2
3、23、・・・に螺合する。これにより、下側アームユ
ニット３の基軸５が基台２上に固定され、基軸５の下端
面5bに取着されているモータ39は基台２の上端面18aに
形成されたモータ配置孔20内に配置される。

尚、下側アームユニット３と基台２とを結合したとき
に、下側アームユニット３の基軸５の下端面5bの環状凹
部37と基台２の主部18の上端面18aの環状凹部22とによ
り環状の中空部17が画成され、該中空部17において、下
側アームユニット３の接続ケーブル51の下方引出部51b
のコネクタ53と基台２の接続ケーブル25の上方引出部25
aのコネクタ26とが接続される。従って、接続ケーブル5
1の下方引出部51b及びコネクタ53と接続ケーブル25の上
方引出部25a及びコネクタ26とが上記中空部17に収納さ
れることとなる。

しかして、基台２に下側アームユニット３と上側アー
ムユニット４とが結合され、第２図に示すような多腕タ
イプの多関節側ロボット13が構成される。

また、上側アームユニット４のみを基台２に取り付け
るときは該アームユニット４の基軸６の下端面6aと基台
２の主部18の上端面18aとを突き合わせると共に基軸６
に形成された凹溝57及び切欠59、59、59のボルト挿通孔
58、60、60、60と基台２の主部18に形成された螺穴23、
23、・・・とを一致させ、４本のボルト78、78、・・・
をボルト挿通孔58、60、60、60に上方から挿通し、か
つ、上記螺穴23、23、・・・に螺合することにより、第
３図（Ａ）に示すように、上側アームユニット４のみを
基台２に取り付けた単腕タイプの多関節型ロボット14が
構成される。また、第３図（Ｂ）に示すように下側アー
ムユニット３のみを基台２に取り付けることにより別の
単腕タイプの多関節型ロボット15を構成することもでき
る。

従って、当該製造ラインの要求に応じて随時、多腕タ
イプの多関節型ロボット13にも単腕タイプの多関節型ロ
ボット14もしくは15にもその形態を変更することができ
る。

尚、下側アームユニット３により単腕タイプの多関節
型ロボット15を構成する場合は基軸５の上面には保護キ
ャップ80（第３図（Ｂ）参照）を取着する。

尚、81、81、81、・・・は、可撓性を有する保護パイ
プであり、第２のアーム９、10の回動用モータ46、71及
びツール搭載軸11、12の回転又は移動用モータ48、50、
73、75と基台２内部に配設された制御部との間を接続す
る各接続ケーブルの露出部分が挿通されている。

（f.協働作業領域の設定等）［第７図、第８図］ ところで、各アームユニット３、４の第１のアーム
７、８や第２のアーム９、10はそれぞれ前記回動範囲内
において回動されるが、２つのアームユニット３と４を
用いて多腕タイプの多関節型ロボット13を構成する場合
はこれら２つのアームユニット３と４の基軸５、６の軸
回り方向における相互の向きを選ぶことによって、下側
アームユニット３と上側アームユニット４の製造ライン
に対する作業範囲を個々に設定することができ、また、
そのようにすることによって両アームユニット３または
４のツール47、72がともに作業をし得る領域（以下、
「協働作業領域」という。）を任意に設定することがで
きる。

即ち、上側アームユニット４の基軸６と下側アームユ
ニット３の基軸５との結合は前記したように行なわれる
が、基軸６に設けられた４つのボルト挿通孔58、60、6
0、60と基軸５に設けられた４つの螺穴34、34、・・・
はそれぞれ周方向へ90゜間隔に配列されているので、基
軸６と基軸５とは相互の向きが軸回り方向で異なる４つ
の向きのいずれによっても結合することができる。即
ち、上側アームユニット４の基軸６と下側アームユニッ
ト３の基軸５との結合は、第１図に示すように上側アー
ムユニット４の基軸６のアーム配置溝54の壁面68が下側
アームユニット３の基軸５のアーム打配置溝27の壁面43
と同じ方向を向く向き（以下、「基準の向き」と言
う。）と、第４図に示すように壁面68が壁面43と反対の
方向を向く向き（「反対の向き」と言う。）と、壁面68
が基準の向きから時計回り方向へ90゜回転して壁面43の
向きに対して垂直になる方向を向いた向き（以下、「第
１の中間の向き」と言う。）と、壁面68が反対の向きか
ら時計回り方向へ90゜回転して壁面43の向きに対して垂
直になる方向を向いた向き（以下、「第２の中間の向
き」と言う。）の全部で４つの向きのいずれにもするこ
とができる。

82（第７図参照）は単腕タイプの多関節型ロボット14
又は15のアームユニット３又は４のツール搭載軸11又は
12の水平方向における移動範囲、即ち、アームユニット
３又は４による作業範囲を示すものである。また、第８
図（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は多腕タイプの多関節型ロ
ボット13において上側アームユニット４の基軸６を下側
アームユニット３の基軸５に対して軸回り方法における
向きの違いによる相対的な作業範囲の違いや協働作業領
域を示すものであり、82₁は下側アームユニット３によ
る作業範囲を示し、82₁は上側アームユニット４による
作業範囲を示し、同図において梨地模様を付した領域83
はアームユニット３と４による協働作業領域を示す。

即ち、上側アームユニット４の基軸６を前記基準の向
きとした場合は、互いに他方のアームユニットによる制
約がなければそれぞれの作業範囲は第７図に82で示すよ
うに同一になるが、この場合は、第８図（Ａ）に示すよ
うに、一のアームユニット３又は４の動きの邪魔になら
ないように他のアームユニット４又は３の第１のアーム
８又は７を前記回動範囲における一端の位置もしくは他
端の位置に位置させたとしてもその部分へは第１のアー
ム７又は８は移動できないので各アームユニット３又は
４の各作業範囲は82₁、82₂のように狭くなり、従って、
協働作業領域は83₁のようになる。

また、上側アームユニット４の基軸６を前記第１の中
間の向きあるいは第２の中間の向きとした場合は、第８
図（Ｂ）に示すように、２つの作業範囲82₁と82₂のそれ
ぞれの一部が重ならないでずれるので２つの作業範囲82
₁と82₂とによる総和作業範囲が拡大され、また、この場
合の協働作業領域は83₂のようになる。

更に、上側アームユニット４の基軸６を前記反対の向
きとした場合は、第８図（Ｃ）に示すように、２つの作
業範囲82₁と82₂の大部分がずれるので２つの作業範囲82
₁と82₂とによる総和作業範囲が更に拡大され、また、こ
の場合作業範囲82₁と82₂とはそれぞれ両端部で互いに重
なるため協働作業領域は83₃と83₃のように２箇所形成さ
れる。

しかして、多腕タイプのロボット13を構成するとき
は、２つの作業範囲82₁と82₂を一致させあるいは前記の
ように異ならせることにより、その作業内容を当該製造
ラインの内容に応じて随時設定することができる。

尚、前記接続ケーブル51の上方引出部51aと接続ケー
ブル76の下方引出部76aは中空部16内に位置し、かつ、
それぞれある程度の長さを有しているので、基軸６の基
軸５に対する向きが上記のように様々に変更されても何
ら支障は無い。

（Ｆ−2.第２の実施例）［第９図、第10図］ 第９図及び第10図は本発明多関節型ロボットの第２の
実施例1Aを示すものである。

尚、この第２の実施例に示す多関節型ロボット1Aが前
記第１の実施例に示した多関節型ロボット１と相違する
ところは上側アームユニットの基軸の向きを下側アーム
ユニットの基軸に対して軸回り方向に位置調整し得るよ
うにした手段のみである。従って、図面には要部のみを
示してあり、また、説明は上記相違点についてのみ行な
い、その他の部分については図面の各部に第１の実施例
における同様の部分に付した符号と同じ符号を付するこ
とにより説明を省略する。尚、このような符号の使い方
と説明の省略との関係は後述する第３の実施例において
も同様である。

84、84、・・・は下側アームユニット３の基軸５の上
端面5aに形成された螺穴であり、この螺穴84、84、・・
・は中心角で15゜のピッチで周方向に等間隔に配列され
ている。

従って、上側アームユニット４の基軸６を下側アーム
ユニット３の基軸５に対して結合する際の軸回り方向に
おける向きを上記ピッチで選ぶことができる。

第10図は、その一例として基軸６の基軸５に対する向
きを中心角で135゜ずらせた場合のアームユニット３、
４による各別の作業範囲82₁、82₂と協働作業領域83₃、8
3₄を示したものである。

（Ｆ−3.第３の実施例）［第11図、第12図］ 第11図及び第12図は本発明多関節型ロボットの第３の
実施例1Bを示すものである。

尚、この第３の実施例に示す多関節型ロボット1Bが前
記第１の実施例に示した多関節型ロボット１と相違する
点は、上側アームユニットの下側アームユニットに対す
る軸回り方向における位置調整を無段階に行なうことが
できるようにした点のみである。

85は下側アームユニット３の基軸５と一体に形成され
た略円柱状を為す結合部であり、基軸５の上端面5aから
上方へ突き出すように位置し、その外周面に螺溝85aが
形成され、また、結合部85の上端面に軸合せ用凹部35及
び環状凹部36が形成されている。86は結合部85に螺合さ
れたロックナットである。

87は上側アームユニット４の基軸６と一体に形成され
た略円柱状を為す結合部であり、基軸６の下端面6aから
下方へ突出するように位置し、その外周面には左ネジの
螺溝87aが形成され、また、結合部87の下端面に軸合わ
せ突部61及び環状凹部62が形成されている。88は結合部
87に螺合されたロックナットであり、該ロックナット88
にも左ネジの螺溝が形成されている。

89は連結ナットであり、その螺溝90は上半分90aが左
ネジに、下半分90bが右ネジに形成され、また、両螺溝9
0aと90bとの間に当該螺軸90a、90bの谷径より大きい径
の環状の非螺溝部90cが形成されている。そして、連結
ナット89はその下半分の螺溝90bが下側アームユニット
３の基軸５の前記螺溝85aに、また、上半分の螺溝90aが
上側アームユニット４の基軸６の前記螺溝87aにそれぞ
れ螺合されるようになっている。

そこで、下側アームユニット３の基軸５と上側アーム
ユニット４の基軸６との結合は次のように行う。

先ず、各アームユニット３、４の基軸５、６の結合部
85、87にそれぞれロックナット86、88を螺合し、かつ、
結合部85、87のそれぞれの端部がロックナット86、88か
ら突出するようにする。

次に、連結ナット89のそれぞれ対応する螺溝90a、90b
の両端部を結合部85、87のそれぞれの端部に当接し、連
結ナット89を連結ナット89と結合部85と87とが螺合する
方向（上方から見て時計廻り方向）に回転して、両者を
螺合する。このとき、一方の螺合は左ネジによるものな
ので、連結ナット89のみを回転すれば、基軸５及び６の
両者に螺合することができる。

そして、連結ナット89の回転により基軸５の上端面5a
と基軸６の下端面6bとを当接させた後、一の基軸５又は
６を連結ナット89に対して緩める方向に回転して基軸５
と６との軸周り方向における位置合せを行ない、その後
各ロックナット86、88をそれぞれ結合部85又は87から離
脱する方向（上方から見て反時計廻り方向）に回転し、
連結ナット89の上端又は下端に締付ける。これにより、
連結ナット89はロックナット86、88を介して基軸５及び
６に対して固定され、従って、基軸５と基軸６とが固定
されることとなる。

しかして、このような結合手段によれば上側アームユ
ニット４の基軸６と下側アームユニット３の基軸５との
向きを無段階に設定することができ、前記協働作業領域
を無段階に設定することができる。

（G.発明の効果） 以上に記載したところから明らかなように、本発明多
関節型ロボットの第１のものは、基軸部と該基軸部に回
動自在に連結された第１のアームと該第１のアームに回
動自在に連結された第２のアームとから成る複数のアー
ムユニットと、該アームユニットの基軸部が連結される
基台とを備え、一のアームユニットの基軸部には、該基
軸部を他のアームユニットの基軸部又は上記基台のいず
れに対しても位置決めして連結する手段を設け、上記他
のアームユニットの基軸部には、該基軸部を上記一のア
ームユニットの基軸部又は上記基台のいずれに対しても
位置決めして連結する手段を設けたことを特徴とする。

従って、本発明多関節型ロボットの第１のものによれ
ば、一のアームユニットの決軸部と他のアームユニット
の基軸部を簡単に結合分離可能にしたので、複数のアー
ムユニットを結合することにより多腕タイプの多関節型
ロボットとすることができ、また、必要に応じて分離し
て一のアームユニットにすることにより簡単に単独タイ
プの多関節型ロボットにもすることもでき、製造ライン
の内容の変更に応じてその形態を自在に変更することが
できる。

そして、さらに、複数のアームユニットの各基軸のい
ずれをも一の基台に着脱自在に取り付けることができる
ようにしたので、複数のアームユニットのいずれによっ
ても単腕タイプのロボットとすることができる等形態の
変更をより広い範囲で行なうことができる。

また、本発明多関節型ロボットの第２のものは、基軸
部と該基軸部に回動自在に連結された第１のアームと該
第１のアームに回動自在に連結された第２のアームとか
ら成るアームユニットを複数備え、一のアームユニット
の基軸部と他のアームユニットの基軸部とを直脱自在に
結合し得るようにすると共に、一のアームユニットの基
軸部の向きを他のアームユニットの基軸部に対して軸回
り方向に位置調整し得るようにしたことを特徴とする。

従って、本発明多関節型ロボットの第２のものによれ
ば、複数のアームユニットの基軸の軸回り方向における
相対的な位置関係を任意に選択することによって、複数
のアームユニットのそれぞれの動作範囲を個々に設定す
ることができ、他のアームユニットに動作範囲を制限さ
れることなく、作業を行なうことができると共に複数の
アームユニットが協働して作業し得る協働作業領域を任
意に設定することができる。

更に、本発明多関節型ロボットの第３のものは、基軸
部と該基軸部に回動自在に連結された第１のアームと該
第１のアームに回動自在に連結された第２のアームとか
ら成るアームユニットを複数備え、一のアームユニット
の基軸部と他のアームユニットの基軸部とを着脱自在に
結合し得るようにすると共に、一のアームユニットの基
軸部と他のアームユニットの基軸部との結合部において
一のアームユニットの基軸部及び／又は他のアームユニ
ットの基軸部の結合面に略軸回り方向に延びる環状の中
空部を設けたことを特徴とする。

従って、本発明多関節型ロボットの第３のものによれ
ば、各種の配線や配管の中継部を上記中空部に配置して
おくことにより、アームユニットの結合あるいは分離又
はアームユニット相互の軸回り方向における結合の位置
調整等に伴なう配線や配管を極めて容易に行なうことが
できる。

尚、前記実施例においては、アームユニットを２つの
備えた多関節型ロボットに適用したものを示したが、本
発明はアームユニットを３以上備えたものにも適用する
ことができ、また、各アームユニットのアームの数が実
施例に示した２つに限られることは無く３以上であって
も良い。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は本発明多関節型ロボットを２つのア
ームユニットを備えた水平多関節型ロボットに適用した
第１の実施例を示すものであり、第１図は２つのアーム
ユニットと基台を相互に分離した状態で示す斜視図、第
２図は２つのアームユニットと基台を相互に結合した状
態を示す斜視図、第３図（Ａ）は一方のアームユニット
を基台に取り付けた状態を示す斜視図、第３図（Ｂ）は
他方のアームユニットを基台に取り付けた状態を示す斜
視図、第４図は２つのアームユニットと基台を相互に結
合した状態を一部切欠いて示す拡大側面図、第５図は他
方のアームユニットの基軸の下方から見た拡大斜視図、
第６図は第４図のVI−VI線に沿う拡大断面図、第７図は
各アームユニットによる作業範囲を示す概略平面図、第
８図（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は２つのアームユニット
の軸回り方向における相対的な向きの違いによる協働作
業領域の違いを示す図、第９図及び第10図は本発明多関
節型ロボットの第２の実施例を示すもので、第９図は要
部の斜視図、第10図は２つのアームユニットを軸回り方
向における向きを異ならせて結合した場合の各アームユ
ニットによる協働作業領域の一例を示す図、第11図及び
第12図は本発明多関節型ロボットの第３の実施例を示す
もので、第11図は要部の拡大斜視図、第12図は要部の縦
断面図、第13図は複数のアームユニットを備えた従来の
多関節型ロボットの一例を示す斜視図である。 符号の説明 １……多関節型ロボット、 ３……アームユニット、 ４……アームユニット、５……基軸部、 5a……結合面、６……基軸部、 6a……結合面、７……第１のアーム、 ８……第１のアーム、 ９……第２のアーム、 10……第２のアーム、23、31、33、34、35、58、60、6
1、78、79……位置決めして連結する手段、 36……中空部、62……中空部、 1A……多関節型ロボット、 1B……多関節型ロボット

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基軸部と該基軸部に回動自在に連結された
   第１のアームと該第１のアームに回動自在に連結された
   第２のアームとから成る複数のアームユニットと、 該アームユニットの基軸部が連結される基台とを備え、 一のアームユニットの基軸部には、該基軸部を他のアー
   ムユニットの基軸部又は上記基台のいずれに対しても位
   置決めして連結する手段を設け、 上記他のアームユニットの基軸部には、該基軸部を上記
   一のアームユニットの基軸部又は上記基台のいずれに対
   しても位置決めして連結する手段を設けた ことを特徴とする多関節型ロボット
2. 【請求項２】基軸部と該基軸部に回動自在に連結された
   第１のアームと該第１のアームに回動自在に連結された
   第２のアームとから成るアームユニットを複数備え、 一のアームユニットの基軸部と他のアームユニットの基
   軸部とを着脱自在に結合し得るようにすると共に、 一のアームユニットの基軸部の向きを他のアームユニッ
   トの基軸部に対して軸回り方向に位置調整し得るように
   した ことを特徴とする多関節型ロボット
3. 【請求項３】基軸部と該基軸部に回動自在に連結された
   第１のアームと該第１のアームに回動自在に連結された
   第２のアームとから成るアームユニットを複数備え、 一のアームユニットの基軸部と他のアームユニットの基
   軸部とを着脱自在に結合し得るようにすると共に、 一のアームユニットの基軸部と他のアームユニットの基
   軸部との結合部において一のアームユニットの基軸部及
   び／又は他のアームユニットの基軸部の結合面に略軸回
   り方向に延びる環状の中空部を設けた ことを特徴とする多関節型ロボット