JP2718841B2 - Articulated robot - Google Patents

Articulated robot

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JP2718841B2 JP12757891A JP12757891A JP2718841B2 JP 2718841 B2 JP2718841 B2 JP 2718841B2 JP 12757891 A JP12757891 A JP 12757891A JP 12757891 A JP12757891 A JP 12757891A JP 2718841 B2 JP2718841 B2 JP 2718841B2
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光義 小幡
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Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は,各関節要素に関して予め設定された基準位置に基づいて制御される多関節形ロボットに係り,詳しくは,上記基準位置を簡便に設定することのできる機能を備えた多関節形ロボットに関するものである。 The present invention relates to relates to articulated robot which is controlled based on a preset reference position with respect to the joint element, the details, features which can be easily set to the reference position it relates articulated robot having.

【0002】 [0002]

【従来の技術】一般に,この種のロボットとしては,例えば図5に示すようなものが知られている。 In general, as this type of robot, as shown in FIG. 5 has been known for example. 同図に示すロボット1では,ベース2に基台3が旋回可能に配備されており,該基台3には,垂直アーム4が揺動可能に配備されている。 In the robot 1 shown in the figure, base 2 has base 3 is provided movable pivot, the base stand 3, a vertical arm 4 is deployed swingably. 上記垂直アーム4の自由端側には,水平アーム5が揺動可能に配備されており,該水平アーム5 The free end of the vertical arm 4 is horizontal arm 5 is deployed swingably, the horizontal arm 5
の自由端側には,手首部材6が配備されている。 The free end of the wrist member 6 is deployed. 上記手首部材6は,上記水平アーム5の軸芯α上で旋回可能な関節要素と,上記軸芯αと所定角度で交差する軸芯β上で旋回可能な関節要素と,上記軸芯βに対して所定角度で交差する軸芯γ上で旋回可能な関節要素とを具備して構成されている。 The wrist member 6 includes a joint element pivotable on axis α of the horizontal arm 5, a pivotable joint elements on the shaft core β which intersect at the axis α and a predetermined angle, to the axis β It is configured by including a pivotable joint element on axial γ intersecting at a predetermined angle against. 上記のようなロボット1において,その基準位置を設定する場合には,以下に示すような手順にて作業が実施される。 In the robot 1 as described above, when setting the reference position, the work is performed in the procedure as shown below. 先ず,基台3に関しては,該基台3と上記ベース2とにそれぞれ予め刻設された基準マーク2 a ,3 aを整合させることによりその位置決めがなされる。 First, with respect to base 3, the positioning is performed by aligning the base table 3 and the base 2 and the pre-engraved each reference mark 2 a, 3 a. 引き続き,上記垂直アーム4及び水平アーム5に関しては,それぞれの基準面に治具7,8及び水準器9,10を取付け,これらの水準器9,10により水平状態が示されるように該垂直アーム4及び水平アーム5を適宜揺動させることによりその基準位置の設定が行われる。 Subsequently, the respect to the vertical arm 4 and horizontal arm 5, attached to the jig 7, 8 and Level 9, 10 to the respective reference plane, the vertical arm to a horizontal state shown by these Level 9 the setting of the reference position are performed by 4 and swinging the horizontal arm 5 as appropriate. 上記のようにして基台3,垂直アーム4及び水平アーム5に関してそれぞれの基準位置が設定された後,上記手首部材6に関しては,上記したような3軸の関節要素を一括して位置決めし得るように,モータをO Base 3 as described above, after the respective reference positions with respect to the vertical arm 4 and horizontal arm 5 is set, with respect to the wrist member 6 may position collectively joint element of a three-axis as described above O way, the motor
FFしてブレーキ解除の状態で,該手首部材6の各要素に設けられた位置決めピン11,12,13を同時に係合し得るような位置決め治具14を該位置決めピン1 And FF in the state of releasing the brake, the positioning pin positioning jig 14 as may engage simultaneously engaging the positioning pins 11, 12, 13 provided in each element of 該手 neck member 6 1
1,12,13に取付ける。 Attached to 1,12,13. なおこの場合,上記手首部材6上の上記治具8に設けられた水準器15にてその水平状態が維持されていることを前提として上記の作業がなされる。 It should be noted that in this case, the above operation is performed on the assumption that the horizontal state is maintained at the level 15 provided in the jig 8 on said wrist member 6. このようにして上記ロボット1における各関節要素に関して基準位置が設定される。 Reference position is set for each joint element in the robot 1 in this way. そして,この後,各関節要素のサーボ軸系に設けられた検出器の値が所定値に設定される。 After this, the value of the detector mounted on the servo shaft system of each joint element is set to a predetermined value. なお,同図中の16は,ベース2 Incidentally, 16 in the figure, base 2
及び基台3の水平状態を確認するための水準器である。 And a spirit level to check the horizontal state of the base 3.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが,上記ロボット1において,その各関節要素に関して基準位置を設定しようとする場合,前述の如く,各水準器を用いて各アームを揺動させたり,位置決め治具14を手首部材6に直接取付けたりしなければならず,その作業が極めて煩雑で煩わしいという問題点があった。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in the robot 1, when trying to set the reference position with respect to its respective joint element, as described above, or to swing the arms with each spirit level, positioning jigs the ingredients 14 must or attached directly to the wrist member 6, work was very complicated and troublesome that problems that. そこで,本発明の目的とするところは,極めて簡単な操作にて各関節要素に関してその基準位置を設定することのできる機能を備えた多関節形ロボットを提供することである。 Accordingly, it is an object of the present invention is to provide a multi-articulated robot having a function capable of setting the reference position with respect to the joint element at a very simple operation.

【0004】 [0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために,本発明が採用する主たる手段は,その要旨とするところが, ロボット本体上に垂直軸回りに旋回自在に設け To achieve the above object, according to the solution to ## principal means with which the invention is employed, it is an gist is provided pivotably around a vertical axis on the robot body
られた基台に対して揺動可能に設けられた第1アームの先端部に,手首部材を備えて揺動可能な第2アームを具備し,各関節要素に関して予め設定された基準位置に基づいて制御される多関節形ロボットにおいて, 上記第2 The distal end of the first arm has against the base provided swingably to be, provided with a second arm swingable includes a wrist member, based on a preset reference position with respect to the joint elements in articulated robot which is controlled Te, the second
アームを動作限界位置へ揺動させた状態で上記第1アー The first earth in a state of oscillating the arm to the working limit position
ムを所定方向に付勢する付勢手段と,上記第2アーム先 Biasing means for biasing the arm in a predetermined direction, the second arm away
端若しくは上記手首部材に設けられた第1の係合部と, A first engagement portion provided at an end or said wrist member,
上記ロボット本体若しくは上記基台に設けられ,上記第 The robot body or provided on the base, said first
1の係合部に係合可能な第2の係合部を具備する位置決 Positioning having a second engaging portion engageable with the first engagement portion
め治具とを具備し,上記位置決め治具が,上記第2アー ; And a fit jig, the positioning jig, the second earth
ムを動作限界位置へ揺動させた状態で上記第1アームを In a state of being swung arm to operation limit position said first arm
揺動させ,上記第1の係合部と第2の係合部とが近接し Is swung, the a first engagement portion and the second engaging portion in proximity
た状態で上記各関節要素の駆動源との連結を断った時, When turned down the connection between the drive source of the respective joint element in the state,
上記付勢手段による付勢力で上記第1の係合部と第2の The biasing force of said biasing means the first engagement portion and the second
係合部とが係合する位置に設けた点に係る多関節形ロボットである。 And the engagement portion is articulated robot according to the points provided at a position to be engaged.

【0005】 [0005]

【作用】本発明に係る多関節形ロボットにおいては,第2アームを動作限界位置へ揺動させた状態で第1アームを揺動させることにより,第2アームの先端若しくは手 In articulated robot according to the present invention, by Rukoto to oscillate the first arm while being swung a second arm to the operating limit position, the second arm tip or hand
首部材に取り付けられた第1の係合部を上記第2の係合 The first engaging portion said second engagement attached to the neck member
部に近接させ,その状態で各関節要素の駆動源との接続 Is close to the section, the connection between the drive source of each joint element in this state
を断つことにより,上記付勢手段の付勢力による第1ア By breaking the first A by the biasing force of the biasing means
ームの揺動に伴って移動した上記第1の係合部と上記第 The first engaging portion moves with the swing of the over arm and the second
2の係合部とが係合し ,各関節要素の基準位置が設定される。 And second engagement portion engages, the reference position of each joint element is set.

【0006】 [0006]

【実施例】以下添付図面を参照して,本発明を具体化した実施例につき説明し,本発明の理解に供する。 EXAMPLES Referring to the accompanying drawings, the present invention was explained embodying example, subjected to the understanding of the present invention. 尚,以下の実施例は,本発明を具体化した一例であって,本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。 The following examples are merely specific examples of the present invention, not intended to limit the technical scope of the present invention. ここに,図1は本発明の一実施例に係る多関節形ロボットの側面図,図2は図1におけるA矢視部平面図,図3は上記多関節形ロボットの各関節要素に関してその基準位置を設定する際の動作を示す説明図,図4は上記ロボットの各関節要素の基準位置を設定する際の操作手順を示すフローチャートである。 Here, FIG. 1 is a side view of the articulated robot according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 A palm portion plan view in FIG. 1, FIG. 3 is the reference for each joint element of the articulated robot position diagram illustrating an operation for setting the FIG. 4 is a flowchart showing the operation procedure for setting the reference position of each joint element of the robot. この実施例に係る多関節形のロボット17では,図1〜図3に示す如く,ベース18上に基台19が旋回可能に配備されており,該基台19上には,垂直アーム20(第1アーム)が揺動可能に配備されている。 In articulated robot 17 according to this embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, the base 18 base 19 on are deployed pivotably, on the base stand 19, vertical arm 20 ( the first arm) is deployed swingably. 上記垂直アーム20の自由端側には,水平アーム21(第2アーム)が揺動可能に配備されており,該水平アーム21の先端部には,手首部材22が設けられている。 The free end of the vertical arm 20, the horizontal arm 21 (second arm) are deployed swingably to the distal end of the horizontal arm 21, the wrist member 22 is provided. 上記手首部材22では,上記水平アーム21の軸芯α上で旋回可能な関節要素と,上記軸芯αに対して所定の角度で交差する軸芯β上で旋回可能な関節要素と,上記軸芯βに対して所定の角度で交差する軸芯γ上で旋回可能な関節要素とを具備している。 In the wrist member 22, and the axis α above in pivotable joint elements of the horizontal arm 21, and the axis α pivotable on the shaft core β which intersect at a predetermined angle with respect to joint elements, the shaft It has and a pivotable joint element on axial γ intersecting at a predetermined angle with respect to the core beta. そして, And,
上記各関節要素に対応する当該手首部材22の両側部には,それぞれ位置決めピン23,24,25が着脱可能に装着されている。 On both sides of the wrist member 22 corresponding to the respective joint elements, respectively the positioning pins 23, 24, 25 are detachably attached. 上記基台19の側方には,上記手首部材22の位置決めピン23,24,25 (第1の係合 On the side of the base 19, the positioning pins 23, 24 and 25 of the wrist member 22 (first engagement
部)を当接させることにより当該ロボット17の各関節要素の基準位置が設定される位置決め治具26が着脱可能に装着される。 Positioning jig 26 in which the reference position of each joint element is set in the robot 17 is removably mounted by abutting parts). 上記位置決め治具26の装着位置は, Mounting position of the positioning jig 26,
上記水平アーム21を前屈させて動作限界位置へ揺動させた状態で上記垂直アーム20を揺動させた際に上記手首部材22の上記位置決めピン23が取り得る揺動軌跡上である。 Is on the swing trajectory obtained buckled so the positioning pins 23 of the wrist member 22 when allowed to swing the vertical arm 20 in a state of being swung operation limit position takes before the horizontal arm 21. 引き続き,図4に基づいて,上記ロボット1 Subsequently, with reference to FIG. 4, the robot 1
7における各関節要素の基準位置を設定する場合の手順について説明する。 Procedure for setting the reference position of each joint element in 7 will be described.

【0007】なお,同図中,S1,S2,…は各動作ステップを示す。 [0007] Incidentally, in the figure, S1, S2, ... denote respective operation steps. 先ず,上記ロボット17の各モータをオンした状態で,基台19をその旋回範囲の中心付近まで,垂直アーム20を後方エンド付近まで,更には水平アーム21を下方エンド付近までそれぞれ揺動駆動させて図1に示すような所定の姿勢へ当該ロボット17を揺動する(S1)。 First, while on the motors of the robot 17, to the vicinity of the center of the pivoting range of the base 19, a vertical arm 20 to the vicinity of the rear end, further causes the respective swinging drive the horizontal arm 21 to the vicinity of the lower end Te swings the robot 17 to a predetermined position as shown in FIG. 1 (S1). なおこの場合,位置決めピン23が水平方向に指向するように,手首部材22が軸芯α周りに旋回駆動される。 It should be noted that in this case, as the positioning pin 23 is directed in the horizontal direction, the wrist member 22 is pivoted driven around the shaft core alpha. 引き続き,各モータの電源がオフされた後,上記基台19に上記位置決め治具26が取付けられて該位置決め治具26の蓋27が開放される(S Subsequently, the power of each motor after being turned off, and the positioning jig 26 is attached to the base 19 is a lid 27 of the positioning jig 26 is opened (S
2)。 2). その後,モータをオンして垂直アーム20を前方へ向けて揺動させ(S3),手首部材22の位置決めピン23が上記蓋27を開放することにより形成される上記位置決め治具26上の溝28 (第2の係合部)内に嵌入されたとき上記モータをオフし,上記蓋27を閉鎖する。 Then, by turning on the motor is swung towards the vertical arm 20 forwardly (S3), the grooves 28 on the positioning jig 26 to the positioning pin 23 of the wrist member 22 is formed by opening the lid 27 off the motor when fitted into the (second engagement portion) in, for closing the lid 27. 引き続き,クラッチを解除(各関節要素の動作をフ Subsequently, release the clutch (not the operation of each of the joint elements
リーにするためのものであり,当然にモータブレーキの It is for Lee, of the motor brake of course
解除等も含む)することにより(S4),上記ロボット17はその自重にて上記垂直アーム20,水平アーム2 By including) to release the like (S4), the vertical arm 20 the robot 17 at its own weight, the horizontal arm 2
1が前方へ向けて上記溝28内で位置決めピン23が係合する位置まで移動する(図参照)。 1 positioning pin 23 within the groove 28 is moved to a position to engage forwardly (see Figure). このとき,上記垂直アーム20,水平アーム21及び手首部材22の軸芯α周りに関する各関節要素の位置決めがなされる。 At this time, the vertical arm 20, the positioning of the joint elements for about axis α of the horizontal arm 21 and the wrist member 22 is made. 尚, still,
上記垂直アーム20,水平アーム21が自重にて前方へ The vertical arm 20, the horizontal arm 21 forward by its own weight
向けて移動させられる構造が上記付勢手段に相当する Structure is moved is equivalent to the above-mentioned biasing means toward
が,該付勢手段は自重を利用したものに限られるもので Intended but biasing means limited to those utilizing self-weight
はなく,例えばバネ部材などにより付勢するものであっ Rather, for example, it is one which urged by a spring member
てもよいことは言うまでもない。 And it may be it is needless to say. この状態で,オペレータが上記手首部材22のピン24,25の一方側を支持して当該手首部材22をその正面視で時計方向へ旋回させ,他方側の位置決めピン24,25と上記位置決め治具26の上面側とを係合させることにより,上記手首部材22の軸芯β,γ軸周りに関する関節要素の基準位置の位置決めがなされる(S5)。 In this state, the operator while supporting the side pivots clockwise the wrist member 22 at its front view, the positioning pins 24, 25 on the other side and the positioning jig pins 24, 25 of the wrist member 22 by engaging the upper surface 26, the positioning of the reference position of the axis beta, joint elements for about γ axis of the wrist member 22 is made (S5). 同時に,ベース18に設けられた基準マーク18 aと基台19に設けられた基準マーク19 aとを整合させることにより,上記基台1 At the same time, by matching the reference mark 19 a provided reference marks 18 a and the base 19 provided on the base 18, the base 1
9の関節要素に関する位置決めがなされる。 Positioning is made as to joint elements 9. 上記したような手順にてロボット17を操作することにより,当該ロボット17の各関節要素に関する基準位置が極めて簡便に設定される。 By operating the robot 17 in the procedure as described above, the reference position for each joint element of the robot 17 is very easily set. また,位置決めの最終段階ではモータ The motor in the final stage of the positioning
がOFFされているため,アームが誤って動作する心配 So that if OFF, worry that the arm is operated by mistake
がなく,安全性が向上するという利点もある。 There is also an advantage that is not, safety is improved. なお,上記のようなロボット17においては,上記位置決め治具26をベース18 (ロボット本体)の側部に取り付けるようにすると共に,上記位置決め治具26には図2中の2点鎖線で示すような係合溝29を刻設し,更には上記手首部材22の下面側に位置決めピン30を装着するようにし,当該ロボット17の上記のような操作に際して上記位置決めピン30を上記係合溝29内を通過させて係合するようにすることにより,上記基準マーク1 Note that in the robot 17 as described above, as well as to mount the positioning jig 26 on the side of the base 18 (robot), the said positioning jig 26 as indicated by two-dot chain line in FIG. 2 such an engagement groove 29 engraved, even so as to mount the positioning pin 30 on the lower surface side of the wrist member 22, the positioning pins 30 within the engagement groove 29 when the above-described operation of the robot 17 by the by pass so as to engage, the reference mark 1
a ,19 aを省略して一連の動作にてベース18に対する基台19の基準位置の設定をも同時に行うことができる。 8 a, 19 a can be performed simultaneously with the setting of the reference position of the base 19 relative to the base 18 at the omitted sequence of operations.

【0008】 [0008]

【発明の効果】本発明は,上記したように, ロボット本 According to the present invention, as described above, the robot present
体上に垂直軸回りに旋回自在に設けられた基台に対して For the base which is provided pivotably around a vertical axis on the body
揺動可能に設けられた第1アームの先端部に,手首部材を備えて揺動可能な第2アームを具備し,各関節要素に関して予め設定された基準位置に基づいて制御される多関節形ロボットにおいて, 上記第2アームを動作限界位 The distal end of the first arm swingably provided, comprising a second arm swingable includes a wrist member, articulated to be controlled based on the preset reference position with respect to the joint elements in the robot, operating limit position the second arm
置へ揺動させた状態で上記第1アームを所定方向に付勢 Biasing the first arm in a predetermined direction while swung location
する付勢手段と,上記第2アーム先端若しくは上記手首 And biasing means for said second arm tip or the wrist
部材に設けられた第1の係合部と,上記ロボット本体若 A first engagement portion provided on a member, the robot body youth
しくは上記基台に設けられ,上記第1の係合部に係合可 Properly is provided on the base, engageable with the first engagement portion
能な第2の係合部を具備する位置決め治具とを具備し, Comprising a positioning jig having a second engagement portion that ability,
上記位置決め治具が,上記第2アームを動作限界位置へ The positioning jig, the operation limit position the second arm
揺動させた状態で上記第1アームを揺動させ,上記第1 In a state of being swung by swinging the first arm, the first
の係合部と第2の係合部とが近接した状態で上記各関節 Each joint in a state in which the engagement portion of the second engagement portion are close
要素の駆動源との連結を断った時,上記付勢手段による When I turned down the connection between the element driving source, by the biasing means
付勢力で上記第1の係合部と第2の係合部とが係合する It said a first engagement portion and the second engagement portion is engaged by the biasing force
位置に設けられてなることを特徴とする多関節形ロボットであるから,極めて簡単な操作にて各関節要素に関してその基準位置を設定することができると共に, 位置決 Because it is articulated robot, characterized in that thus provided for the position, it is possible to set the reference position with respect to the joint element at a very simple operation, positioning
めの最終段階でアームが誤って動作する心配がなく,操 There is no fear that the arm is operated by mistake at the final stage of the eye, Misao
作の安全性が向上する The safety of the work can be improved.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】 本発明の一実施例に係る多関節形ロボットの側面図。 Side view of the articulated robot according to an embodiment of the present invention; FIG.

【図2】 図1におけるA矢視部平面図。 [2] A palm plan view in FIG.

【図3】 上記多関節形ロボットの各関節要素に関してその基準位置を設定する際の動作を示す説明図。 Figure 3 is an explanatory diagram illustrating an operation for setting the reference position with respect to the joint elements of the articulated robot.

【図4】 上記ロボットの各関節要素の基準位置を設定する際の操作手順を示すフローチャート。 4 is a flowchart showing the operation procedure for setting the reference position of each joint element of the robot.

【図5】 従来の多関節形ロボットの側面図。 FIG. 5 is a side view of a conventional articulated robot.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

17…ロボット 18…ベース(ロボット本体) 18 a ,19 a …基準マーク 19…基台 20…垂直アーム(第1アーム) 21…水平アーム(第2アーム) 22…手首部材 23,24,25,30…位置決めピン(第1の係合 17 ... robot 18 ... base (robot arm) 18 a, 19 a ... reference mark 19 ... base 20 ... vertical arm (first arm) 21 ... horizontal arm (second arm) 22 ... the wrist member 23, 24, 25, 30 ... positioning pins (first engagement
部) 26…位置決め治具 29…係合溝(第2の係合部) α,β,γ…軸芯 S1〜S5…動作ステップ Part) 26 ... positioning jig 29 ... engaging groove (second engagement portion) alpha, beta, gamma ... axial S1-S5 ... operation step

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 ロボット本体上に垂直軸回りに旋回自在 1. A pivotable around a vertical axis on the robot body
    に設けられた基台に対して揺動可能に設けられた第1アームの先端部に,手首部材を備えて揺動可能な第2アームを具備し,各関節要素に関して予め設定された基準位置に基づいて制御される多関節形ロボットにおいて, 上記第2アームを動作限界位置へ揺動させた状態で上記 The distal end of the first arm swingably provided for the base provided, comprising a swingable second arms includes a wrist member, preset reference position with respect to the joint elements in articulated robot is controlled based on the above in a state of being swung the second arm to the operating limit position
    第1アームを所定方向に付勢する付勢手段と, 上記第2アーム先端若しくは上記手首部材に設けられた Biasing means for biasing the first arm in a predetermined direction, provided on the second arm tip or the wrist member
    第1の係合部と, 上記ロボット本体若しくは上記基台に設けられ,上記第 A first engaging portion, provided on the robot body or the base, said first
    1の係合部に係合可能な第2の係合部を具備する位置決 Positioning having a second engaging portion engageable with the first engagement portion
    め治具とを具備し, 上記位置決め治具が,上記第2アームを動作限界位置へ ; And a fit jig, the positioning jig, the operation limit position the second arm
    揺動させた状態で上記第1アームを揺動させ,上記第1 In a state of being swung by swinging the first arm, the first
    の係合部と第2の係合部とが近接した状態で上記各関節 Each joint in a state in which the engagement portion of the second engagement portion are close
    要素の駆動源との連結を断った時,上記付勢手段による When I turned down the connection between the element driving source, by the biasing means
    付勢力で上記第1の係合部と第2の係合部とが係合する It said a first engagement portion and the second engagement portion is engaged by the biasing force
    位置に設けられてなることを特徴とする多関節形ロボット。 Articulated robot, characterized in that thus provided for the position.
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