JP5464251B2 - 垂直多関節形ロボット - Google Patents

Description

本発明は、冗長軸を備えた垂直多関節形ロボットに関するものである。

近年の産業用ロボットにおいては、例えば、自動車の車体内部などに、作業具を保持する手首組立体、これを支持する腕の一部を挿入して、溶接、シール剤の塗布、部品の組立等の作業を行う必要があり、このため、手首部の小形化、腕の小口径化、さらには動作の高速、高精度化が要求されている。また、例えば、床等の面に設置された従来の多関節形ロボットでは、上腕と前腕を含む平面は常に垂直方向に直立しているが、作業上の腕の挿入場所によっては、腕が進入経路上の障害物等に干渉してしまう場合が多々あった。このようなことから、上腕と前腕とを含む平面が、水平方向など任意の方向に変更できる動作の柔軟性がさらに要求されている。
また、これまでの産業用ロボットにも要求されてきたことであるが、溶接、シール剤の塗布、部品の組立等の作業のスループットの向上は、生産台数や生産工数が増えるにつれて、さらに短時間での作業で完了させることが要求されている。このスループットの要求は、各工程での作業時間を短時間に完了させるだけでなく、昼夜稼動するロボットのメンテナンス時間を如何に短時間で終わらせるかも重要な点となってきている。すなわち、如何にロボットの稼働時間を長くして、各工程を短時間で完了させることができるかが、生産性を向上させる上で重要となってきている。
また、近年の産業用ロボットを用いた製造ラインでは、ロボットを密集して配置させ、製造プロセスを狭くする動きがある。このような場合、従来の冗長軸を持たない産業用ロボットでは、ロボットの手首軸に備えた器具をロボット自身に近づけられないために、密集配置させてもロボット自身に近い部分の作業ができないために、作業領域が広く取れないという問題があった。このために冗長軸を備えたロボットが開発されてきているが、アーム長を考慮して、ロボット自身に近い領域で作業できるロボットが必要とされるようになってきた。
柔軟に動作する産業用ロボットは、密集配置された環境の中で複雑な動作が要求されてきており、それに伴って構造も複雑化する。相反するようにロボットのメンテナンスは容易にできることが望まれている。
従来の垂直多関節形ロボットとして柔軟性の問題を解決する７自由度を備えたロボットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。その構成は基台と、この基台に対して第１の回転軸心周りに旋回可能に設けられた旋回台と、この旋回台に、前記第１の回転軸心と直交する面内の第２の回転軸心周りに回動可能に設けられた第１の上腕と、この第１の上腕の先端部に、前記第２の回転軸心と直交する第３の回転軸心周りに旋回可能に設けられた第２の上腕と、この第２の上腕の先端部に、前記第３の回転軸心と直交する面内の第４の回転軸心周りに回動可能に設けられた前腕と、この前腕の先端部に取り付けられた手首組立体と、前記の第１の上腕、第２の上腕、および前腕を、それらの回動軸心周りに回転駆動するモータとを備えた垂直多関節形ロボットである。
このように、従来の７自由度を備えた垂直多関節形ロボットは、作業対象物、周辺装置との干渉、さらには腕相互の干渉が軽減でき、ロボット周りの作業領域を有効に活用できる。

特許２５８５４２５号公報（第４頁 図３、図４）

従来の垂直多関節形ロボットは、第２の上腕を旋回するための駆動モータを第２の上腕１０３内部に配置する構造、または第２の上腕用の駆動モータの内側固定体を第１の上腕に、外側回転体を第２の上腕に固着しており、第２の回転軸心と直交する第３の回転軸心の周りに第２の上腕を旋回動作させる構造となっていて駆動用モータを交換する際には、第２の上腕を分離しなければ交換することができないので、駆動モータの交換に多大な時間を費やすという問題がある。駆動用モータの交換作業をしない場合でも、減速機へのグリースの定期的な注入作業も必要であり、この場合にも第２の上腕を分離しなければ交換することができない。このようなメンテナンス作業をする際に第２の上腕を分離するような大掛かりな作業が生じると、メンテナンス時間が長時間となり、その分、製造ラインは停止することになる。そのために生産性が低下するといった問題が生じしていた。
また、駆動用モータを交換した場合は第１の上腕と第２の上腕を分離するため、機械的な位置がずれ、復旧させるためには、ロボットの軌道の教示を再度実施する必要があるというような問題もあった。一般的にロボットの教示には１台当たり数時間かかるケースもあり、数十台のロボットが並ぶようなラインの場合には数日かかるケースも発生する。その間は、製造ラインが停止した状態となるために、生産性が低下する問題が生じていた。 また、各軸への配線は、駆動用モータが内挿されているためにアーム体の内部で接続されるようになっていたが、アームの回転動作などで断線するといった問題も生じており、断線したケーブルの保全には、ロボット自体を分解する必要もあり、多大なメンテナンス時間が発生することにより製造ラインが停止するといった問題が生じていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、駆動用モータ交換やケーブル交換に費やす時間を短縮するとともに機械的な位置のずれを簡単に修正できるとともにロボット自身に近い領域でも作業できる垂直多関節形ロボットを提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
本発明は、基台と、地面に垂直な方向を向いた第１の回転軸心周りに前記基台に対して旋回可能に設けられた旋回台と、前記旋回台に、前記第１の回転軸心と直交する面内の第２の回転軸心周りに回動可能に設けられた第１の上腕と、前記第１の上腕の先端部に、前記第２の回転軸心と直交する第３の回転軸心周りに旋回可能に設けられた第２の上腕と、前記第２の上腕の先端部に、前記第３の回転軸心と直交する平面内の第４の回転軸心周りに回動可能に設けられた前腕と、前記前腕の先端部に取り付けられた手首組立体とを備え、前記第１の上腕と、前記第２の上腕と、前記前腕と、前記手首組立体とを回動軸心周りに回転駆動するモータを備えた垂直多関節形ロボットにおいて、前記第２の上腕を回動するモータと、当該モータの出力軸に、減速機と噛み合う入力歯車を締結してモータユニットが構成されるとともに、前記第２の上腕を回動する前記モータは、Ｌ形に形成された前記第２の上腕のフレームの下部に取り外し可能に取り付けられ、前記前腕を回動する前腕駆動用モータは、前記第２の上腕の上方に位置する前記前腕の下端において前記第４の回転軸心上に配置され、前記第１の上腕は、反Ｌ形に形成されるとともに、先端部には、前記第２の上腕を回動する前記減速機を備えており、前記第２の上腕の長さは、前記モータユニットの交換作業を行う際に、前記前腕駆動用モータに干渉することなく前記入力歯車を前記減速機から抜き取ることができる長さ以上である。
また、本発明は、前記第２の上腕を回動する前記モータの回転軸が、前記第１の上腕が垂直上向き姿勢の場合、地面に垂直な方向で、かつ前記モータの出力軸が地面方向を向いて前記第２の上腕フレームに取り付けられ、前記出力軸は、前記減速機の入力軸に接続されたものである。
また、本発明は、前記第２の上腕を回動する前記モータは、ロボットを正面から見た際の当該ロボットの幅から飛び出さないように配置されているものである。
また、本発明は、前記旋回台からの線条体は、前記第１の上腕の側面に沿うように配線され、前記第１の上腕の側面中央部で固定され、前記第１の上腕の背面に水平方向に折り曲げてその上端部位置で固定され、前記線条体をＵ字状に垂直方向に曲げながら前記第２の上腕の側面に沿わすように前記第２の上腕の下端部位置で固定され、前記第２の上腕の側面に沿わすように水平方向に折り曲げて前記第２の上腕側面の中心で垂直方向に曲げて前記第２の上腕の中間部で固定され、さらに前記前腕の下端部位置で固定され、前記前腕内に収容されたものである。

本発明によると、冗長軸を有するロボットであることから、溶接、シール剤の塗布、部品の組立等の作業において、障害物を回避して作業することができるようになり、柔軟性に富んだ製造ラインを構成することができる。また、第２の上腕を駆動するモータを第２の上腕のフレームに備えたことにより、モータが機外に露出しているので、簡単に交換することができ、交換時間を短縮することができる。
また、モータを取り外すだけで、モータ交換を行うことから、腕部を取り外すことがない。そのために、相対的な腕部の機械的な位置のずれを生じることがないので、モータの交換作業完了後のロボット動作時に再度、ロボットの移動軌跡を教示する必要がなくなり、短時間で製造ラインの復旧ができる。
以上の通り、短時間でモータ交換が可能になることから、ロボットの稼働時間を長く確保でき、生産性を向上することが可能である。
また、本発明によると、第２の上腕の長さは、各上腕に配置される駆動用モータおよびモータユニットが、干渉しない程度の長さで最短長さが求められるので、よりロボット自身に手首軸に取り付けられた器具を近づけることが可能となる。
また、本発明によると、駆動用モータや手首軸に備えられた作業ツールへの送電線を上腕に沿って、動作状態によって配線が周囲に飛び出さない構造にすることによって、ロボットの形状を最小形状にとどめながら、配線のメンテナンスを容易にすることが可能となる。

本発明の実施例１の側面図および正面図である。 本発明の実施例１の手首組立体を示す上面図である。 本発明の実施例１の第２の上腕部の断面図である。 本発明の実施例１の線条体の処理を示す側面図である。 本発明の実施例１の線条体の処理を示す背面図である。 本発明の実施例１の第３の回転軸心が９０度回転した際の線条体の処理を示す側面図である。 本発明の実施例１の第３の回転軸心が９０度回転した際の線条体の処理を示す背面図である。 本発明の実施例１の線条体の処理を示す背面図である。 本発明の実施例１の線条体の処理を示す側面図である。 本発明の実施例１の前腕が下方に倒れた際の線条体の処理を示す側面図である。 本発明の実施例１の前腕が上方に倒れた際の線条体の処理を示す側面図である。 本発明の実施例１の第３の回転軸心が０度回転した際の線条体の処理を示す側面図である。 本発明の実施例１の第３の回転軸心が０度回転した際の線条体の処理を示す上面図である。 本発明の実施例１の第３の回転軸心が９０度回転した際の線条体の処理を示す側面図である。 本発明の実施例１の第３の回転軸心が９０度回転した際の線条体の処理を示す上面図である。 本発明の実施例２を示す７自由度を備えた垂直多関節形ロボットの側面図である。 本発明の実施例３を示す７自由度を備えた垂直多関節形ロボットの側面図および上面図である。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明７自由度を備えた垂直多関節形ロボットの実施例で、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面図ある。図において、回転軸心（１）は地面に垂直な方向を向いている。旋回台２には、旋回用の駆動モータ４が取り付けられており、旋回用の駆動モータ４の出力軸４−１は、減速機３の入力軸へ接続されている。この旋回用の減速機３は、ロボット基台１と旋回台２に双方が旋回可能に支承されている。旋回台２及び減速機３は回転軸心（１）上に配置されている。

第１の上腕５用の駆動モータ７は上述の旋回台２の開口部の空間を、回転軸心（１）と垂直な平面上に位置する第２の回転軸心（２）上に取り付けられている。
さらに、第１の上腕５用の駆動モータ７の出力軸７−１は、第１の上腕５用の減速機６の入力軸へ接続されている。この第１の上腕用の減速機６は、前記旋回台２の開口部と、第１の上腕５の側面にそれぞれ固着され、第２の回転軸心（２）の回りに回転可能に支承されている。

また、第１の上腕５の上端部分は第２の回転軸心（２）に垂直でかつ第１の回転軸心（１）と同一平面にある第３の回転軸心（３）上に配置された減速機９を介して第２の上腕８を第３の回転軸心（３）回りに回転可能に支承できるようにＬ字状の部材を上下に反転させた反Ｌ形で形成されている。このようにすることで、第１の上腕５用の駆動用モータ７がロボットを正面から見た際のロボットの幅から飛び出さないように配置することができる。また、第１の上腕５の長さは、ロボットから遠い範囲での作業をする場合には作業領域に相当する長さで求められ、ロボットに近い範囲での範囲の作業領域の場合は、モータユニット７Ａが第１の上腕５の上端部に干渉しないで交換作業ができる長さ以上で求められる。

第２の上腕８は、該上腕用の駆動モータ１０が、第２の上腕８に第３の回転軸心（３）上に取り付けられるように第１の上腕５の対称のＬ形になっており、第２の上腕８の旋回用駆動用モータ１０が取り付けられている。このようなＬ形にすることで、第２の上腕８用の駆動用モータ１０がロボットを正面から見た際のロボットの幅から飛び出さないように配置することができる。また、第２の上腕８の旋回用駆動モータ１０の出力軸１０−１は、第２の上腕８用の減速機９の入力軸へ接続されている。この第２の上腕８用の減速機９は、前記第１の上腕５の上端部と、第２の上腕８の底面にそれぞれ固着され旋回可能に支承されている。

第４の回転中心（４）は第３の回転軸心（３）に垂直でかつ同一平面上にあり、第４の回転軸心上に前腕１１の駆動用モータ１３、減速機１２が配置されている。

第２の上腕８の上方に位置する前腕１１の下端部は、第２の上腕８の上方開口部に減速機１２を介して回動可能に支承されている。

さらに、前腕１１用の駆動モータ１３の出力軸１３−１は、前腕１１用の減速機１２の入力軸へ接続されている。この前腕１１用の減速機１２は、前記前腕１１の開口部と、第２の上腕８の側面にそれぞれ固着され、回転可能に支承されている。

回転軸心（５）は回転軸心（４）に垂直な平面でかつ第３の回転軸心（３）と同一平面上に配置されている。

手首組立体１４を回転軸心（５）まわりに回転させる駆動用モータ１５の取り付け面は前腕１１の手首組立体１４に対して反対側に配置され、図示しないギヤまたはプーリ、及びシャフトを介して前腕１１の端面に配置された減速機の入力軸へ接続されている。減速機は前腕１１の端面と手首組立体１４の端部にそれぞれ固着され、回転可能に支承されている。

図２において手首組立体１４の詳細を説明する。手首組立体１４はリストベース２３、リスト２２、フランジ２１、減速機１９、２０から構成され、リスト２２は其端部がリストベース２３の先端部に設けられ、第５の回転軸心（５）に垂直でかつ同一平面上の第６の回転軸心（６）回りに減速機１９を介して回転可能に連結されている。フランジ２１は端部がリスト２２の先端部に設けられ、第６の回転軸心（６）に垂直な第７の回転軸心（７）回りに減速機２０を介して回転可能に連結されている。図１に示すリスト２２の不図示の駆動用モータ及びフランジ駆動用モータは図示しないギヤまたはプーリ及びシャフトを介して減速機１９及び２０の入力軸に接続されている。

図３は第２の上腕８の駆動用モータ１０を交換するために、第２の上腕８より前記モータ１０を取り外した図である。図において、第２の上腕８の駆動用モータ１０の先端には駆動用モータ１０の出力軸１０−１とインプットギヤ１０−２が締結されてモータユニット１０Ａになっており、減速機９からモータユニット１０Ａを完全に取り外した際に前腕１１及び前腕１１下端に配置された前腕駆動用モータ１３に干渉なしに取り外しが可能であるように駆動用モータ１０の取り付け面は配置されている。第２の上腕８の長さは、ロボットから遠い範囲での作業をする場合には作業領域に相当する長さで求められ、ロボットに近い範囲での作業領域の場合は、モータユニット１０Ａが前腕駆動用モータ１３に干渉しないで交換作業ができる長さ以上で求められる。

このように、ロボットに近い範囲で作業する場合、第１の上腕および第２の上腕を短くすることでロボット自身に近い領域まで、手首軸に取り付けられた器具を近づけることができ、よりロボット自身に近い領域での作業が可能となる。

また、モータユニット１０Ａの交換作業による位置ずれは、減速機９とインプットギヤ１０−２が噛み合うように調整するだけであり、短時間で復旧することができる。このように、モータユニット１０Ａを取り外すだけで、駆動用モータ１０の交換作業ができ、ロボットの各関節軸の位置ずれは生じないので、ロボットの教示作業も不要となり、短時間で製造ラインを復旧することができる。
次に、ケーブルの配線処理について、図４および図５を用いて説明する。線条体３１は基台１から旋回台２に入り、さらに第１の上腕５の側面に沿うように配線され、第１の上腕５の側面略中央部に固定クランプＫ１によって固定され、さらに背面に水平方向に線条体３１の曲げＲが最小になるように折り曲げてその上端部位置にて固定クランプＫ２にて固定する。

次に、線条体３１をＵ字状に垂直方向に曲げながら第２の上腕８の側面に沿わすようにして第２の上腕８の下端部位置にて固定クランプＫ３にて固定する。このとき、線条体３１は最小曲げＲとした時に線条体３１の幅が２倍の曲げＲとなるように形成される。

次に、第２の上腕８の側面に沿わすように水平方向に線条体３１の曲げＲが最小になるように折り曲げて第２の上腕８側面の略中心で垂直方向に曲げて第２の上腕８の略中間部位置にて固定クランプＫ４で固定し前腕１１の下端部位置のサポート１６の固定クランプＫ５で固定され、前腕１１内に収容される。

このように配線された場合、第２の上腕８が第３の回転軸心（３）回りで旋回しても線条体３１は第１の上腕５の上端部固定クランプＫ２と第２の上腕８の下端部固定クランプＫ３間で可動する。第２の上腕８の動作範囲は＋９０度から−９０度とした場合、このように固定された線条体３１は動作時にたるみや張り出しは大きくならない。このことについて、図６、７を用いて説明する。

図６、７は、第３の上腕８が９０°旋回したときのロボットの側面図および背面図である。図６、７において第２の上腕８が旋回したとき線条体３１は第１の上腕５の上端部に備えられた固定クランプＫ２と第２の上腕８の下端部に備えられた固定クランプＫ３間で、線条体３１の幅は、線条体３１の２倍の曲げＲを保持したまま曲げられながら両アームの外周を沿うように固定クランプＫ２と固定クランプＫ３に固定されているので、線条体３１は第２の上腕８の回転運動に追従しながら可動する。このように外周に沿うように固定配置しているので線条体の張り出し量を小さくすることができるため、飛び出して周辺装置およびロボット自身に接触する危険性も排除できる。

本実施例では、線条体の配線処理について、１本の線条体について説明したが、２本以上になった場合について、２本を例に図８、９を用いて説明する。３１はロボットの線条体と、ロボットの各軸駆動モータやロボット先端に取り付く図示しないガン等の駆動モータの給電を行うケーブルや冷却水用のホース等の線条体である。

線条体３１は、旋回台２の出口部で固定される。線条体３１は第２の回転軸心（２）の動作にて曲げＲを大きくとるために、旋回台２の後方部に一旦まわしてＵの字状に曲げ、第２の回転軸心（２）の回転中心から離れた位置にて旋回台２の側面にて固定する。旋回台２の側面に固定された線条体３１は第２軸（２）回転中心付近を通り、第１の上腕５の側面に固定クランプＫ１で第１の上腕５の長さ方向に沿うように固定され、第１の上腕５の後方部の上端部に固定クランプＫ２で固定される。第１の上腕５の後方部にて固定された線条体３１はＵの字状に曲げ第２の上腕８の後方部の下端部に固定クランプＫ３で固定され、第２の上腕８の側面に固定クランプＫ４で第２の上腕８の長さ方向に沿うように固定する。第２の上腕８の側面部にて固定された線条体３１は第４の回転軸心（４）を通り、前腕１１の基端部から後方部に張り出したサポート１６に固定クランプＫ５で固定される。

線条体３１はメンテナンス性を考え、ロボット駆動用に必要なロボット用線条体３１１とロボット先端に取り付けるガン等に必要なツール用線条体３１２というように最低２本以上に分けて配線されている。

本発明ではロボットの高密度配置に応じ、ロボットの幅を小さくするために、ロボットの可動部においてツール用線条体３１２をロボット用線条体３１２の曲げの外側または内側に配線しており、その配線処理方法について説明する。

図１０、図１１を用いて第４の回転軸心（４）が動作した際の線条体３１の挙動について説明する。第２の回転軸心の動作は第４の回転軸心と同様な動作であるため、説明を省く。

図１０は前腕１１が下方向に最大に倒れたときの図であり、図１１は前腕１１が上方向に最大に倒れたときの図である。

ロボット用線条体３１１の固定クランプＫ５の位置は図１０に示すようにロボット用線条体３１１が直線状になるように設定し、線条体３１の曲げ方向は両方向ではなく、片方向でしか発生しないように形成されている。また、ロボット用線条体３１１の固定クランプＫ４と固定クランプＫ５間の線条体３１の長さは図１０のロボット用線状体３１１の直線距離で決定され、長さに無駄が無いように設定されている。
ツール用線条体３１２の固定クランプＫ４と固定クランプＫ５間の線条体３１の位置および長さは、第４の回転軸心（４）回りに前腕１１が動作した際にロボット用線条体３１１と接触して、圧縮、引張り等の力がかからないように設定される。ツール用線条体３１２の固定クランプＫ５の固定位置はロボット用線条体３１１と接触しないように間隔をあけて取り付ける。すなわち、図１１に示すようにロボット用線条体３１１が曲げられた際に形成する曲率Ｒ分だけ離間して、ツール用線条体３１２は固定クランプＫ５で固定される。また、ツール用線条体３１２の固定間長さは図１１においてロボット用線条体３１２に力がかからないようにロボット用線条体３１１の外側を回れる長さに設定される。そうするとロボット用線条体３１２とツール用線条体３１２には過剰な力が働かないため、断線につながらない。ただし、図１０においてツール用線条体３１２はロボット用線条体３１１よりも長く、弛みが発生するため、弛みが大きすぎて局部極小曲げによる断線が発生しないように第４の回転軸心（４）回りの前腕１１の動作角度にあわせて設定される。

図１２、図１３、図１４、図１５で第３軸が動作した際のケーブル挙動について説明する。第３の回転軸心（３）回りでの第２の上腕８の動作範囲は、±９０度を用いて説明する。

図１２、図１３は０度時の側面図及び上面図であり、図１４、図１５は片側に９０度動作した際の側面図及び上面図である。

ツール用線条体３１２の固定位置は図１２において第２の上腕８の固定クランプＫ３は第１の上腕５の固定クランプＫ２の同一直線状の上部にあり、線条体３１の最小曲げＲが確保できる高さにて設定する。つまり、ツール用線条体３１２の固定クランプＫ２と固定クランプＫ４間の高さの距離はケーブル曲げＲの２倍の寸法となる。また、ツール用線条体３１２の固定クランプＫ２と固定クランプＫ４間の長さは図１４において第３軸を９０度動作させた際に第１の上腕５の固定クランプＫ３において線条体３１の最小曲げＲより小さくならないように設定する。

また、図１２および図１３において、ロボット用線条体３１１の固定位置は第１の上腕５においてはツール用線条体３１２の真下、第２の上腕８においてはツール用線条体３１２の真上に設置する。また、ロボット用線条体３１２の固定クランプＫ２と固定クランプＫ４間の長さはツール用線条体３１２に圧縮の力がかからないようにロボット用線条体３１１の外周に這わせた寸法で形成される。

動作範囲が±９０度程度であり、Ｕの字部のケーブル長が長くないことから、動作時のケーブルのたるみや張り出しは大きくないようにすることができる。
尚、本実施例では、第３の回転軸心周りの第２の上腕の動作範囲を±９０度で説明したが、これより広い範囲または狭い範囲で動作した場合においても、可動部の線条体の長さを動作範囲にあわせて形成することで動作範囲を可変することは当然である。

図１６は本発明の第２の実施例について図１６を用いて第１の実施例と異なる部分について説明する。

第２の上腕８の駆動用モータ１０を第３の回転軸心（３）に対して９０°傾けたロボット背面に取り付けている。駆動用モータ１０の駆動力は出力軸１０−１先端に取り付けられたギヤ１０−２、減速機９の入力軸に取り付けられたギヤ９−１を介して減速機９に伝えられる。第２の上腕８は駆動用モータ１０の回転が、減速機のギヤ１０−１と第２の上腕８と一体となった減速機９の入力ギヤ９−１の傘歯歯車を介して減速機９に伝達され、第２の上腕８は、所定の角度に回転する。

第２の上腕８の長さは、ロボットから遠い範囲での作業をする場合には作業領域に相当する長さで求められ、ロボットに近い範囲での作業領域の場合は、駆動用モータ１０が前腕駆動用モータ１３に干渉しないで交換作業ができる長さ以上で求められる。

この構成により、第２の上腕８の長さは、狭い範囲の作業領域の場合には、短くすることが可能であり、ロボットの地面からの高さを実施例１のロボットより低くしたロボットを提供できる。つまり、第１の上腕および第２の上腕を短くすることでロボット自身に近い領域まで、手首軸に取り付けられた器具を近づけることができ、よりロボット自身に近い領域での作業が可能となる。また、実施例１と同様に、駆動用モータ１０の交換作業による位置ずれは、減速機９の入力ギヤ９−１と駆動用モータ１０のギヤ１０−２が噛み合うように調整するだけであり、短時間で復旧することができる。このように、駆動用モータ１０を取り外すだけで、モータの交換作業ができ、ロボットの各関節軸の位置ずれは生じないので、ロボットの教示作業も不要となり、短時間で製造ラインを復旧することができる。

本発明の第３の実施例について図１７を用いて第１の実施例と異なる部分について説明する。

図１７において、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。
手首組立体１４を第５の回転軸心（５）まわりに回転させる駆動用モータ１５の取り付け面は前腕１１の手首組立体１４に対して反対側に配置され、図示しないギヤまたはプーリ、及びシャフトを介して前腕１１の端面に配置されたケーブルが貫通できる穴を備えた減速機１８の入力軸へ接続されている。減速機１８は前腕１１の端面と手首組立体１４の端部にそれぞれ固着され、回転可能に支承されている。

図１７（ａ）において手首組立体１４の詳細を説明する。手首組立体１４はリストベース２３、リスト２２、フランジ２１、減速機１９、２０から構成されている。リストベース２３は２つの部材２３ａ、２３ｂから構成され略Ｕ字形状の二股状をなし、この部材間にケーブルが通る空間が設けられている。リスト２２は端部がリストベース２３の先端部に設けられ、第７の回転軸心（７）に平行に伸びる２つの部材２２ａ、２２ｂを備えて、この部材間にケーブルが通る空間が設けられるように二股状を成し、第５の回転軸心（５）に垂直でかつ同一平面上の第６の回転軸心（６）回りに減速機１９を介して回転可能に連結されている。フランジ２１は其端部がリスト２２の先端部に設けられ、第６の回転軸心（６）に垂直な第７の回転軸心（７）回りに減速機２０を介して回転可能に連結されている。不図示のリスト２２駆動用モータ及びフランジ駆動用モータは図示しないギヤまたはプーリ及びシャフトを介して減速機１９及び２０の入力軸に接続されている。

１ 基台
２ 旋回台
３、６、９、１２、１８、１９、２０ 減速機
４、７、１０、１３、１５ 駆動用モータ
４−１、７−１、１０−１、１３−１ 出力軸
５ 第１の上腕
８ 第２の上腕
９−１ ギヤ
７Ａ、１０Ａ モータユニット
１０−２ インプットギヤ
１１ 前腕
（１）〜（７） 回転軸心
１４ 手首組立体
１６ サポート
２１ フランジ
２２ リスト
２２ａ、２２ｂ 部材
２３ リストベース
２３ａ、２３ｂ 部材
３１ 線条体
３１１ ロボット用線条体
３１２ ツール用線条体
３２ サポート
Ｋ１〜Ｋ５ 固定クランプ

Claims (4)

1. 基台と、地面に垂直な方向を向いた第１の回転軸心周りに前記基台に対して旋回可能に設けられた旋回台と、前記旋回台に、前記第１の回転軸心と直交する面内の第２の回転軸心周りに回動可能に設けられた第１の上腕と、前記第１の上腕の先端部に、前記第２の回転軸心と直交する第３の回転軸心周りに旋回可能に設けられた第２の上腕と、前記第２の上腕の先端部に、前記第３の回転軸心と直交する平面内の第４の回転軸心周りに回動可能に設けられた前腕と、前記前腕の先端部に取り付けられた手首組立体とを備え、前記第１の上腕と、前記第２の上腕と、前記前腕と、前記手首組立体とを回動軸心周りに回転駆動するモータを備えた垂直多関節形ロボットにおいて、
   前記第２の上腕を回動するモータと、当該モータの出力軸に、減速機と噛み合う入力歯車を締結してモータユニットが構成されるとともに、前記第２の上腕を回動する前記モータは、Ｌ形に形成された前記第２の上腕のフレームの下部に取り外し可能に取り付けられ、前記前腕を回動する前腕駆動用モータは、前記第２の上腕の上方に位置する前記前腕の下端において前記第４の回転軸心上に配置され、
   前記第１の上腕は、反Ｌ形に形成されるとともに、先端部には、前記第２の上腕を回動する前記減速機を備えており、
   前記第２の上腕の長さは、
   前記モータユニットの交換作業を行う際に、前記前腕駆動用モータに干渉することなく前記入力歯車を前記減速機から抜き取ることができる長さ以上である
   ことを特徴とする垂直多関節形ロボット。
2. 前記第２の上腕を回動する前記モータの回転軸が、前記第１の上腕が垂直上向き姿勢の場合、地面に垂直な方向で、かつ前記モータの出力軸が地面方向を向いて前記第２の上腕フレームに取り付けられ、前記出力軸は、前記減速機の入力軸に接続された
   ことを特徴とする請求項１記載の垂直多関節形ロボット。
3. 前記第２の上腕を回動する前記モータは、
   ロボットを正面から見た際の当該ロボットの幅から飛び出さないように配置されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の垂直多関節形ロボット。
4. 前記旋回台からの線条体は、
   前記第１の上腕の側面に沿うように配線され、前記第１の上腕の側面中央部で固定され、前記第１の上腕の背面に水平方向に折り曲げてその上端部位置で固定され、前記線条体をＵ字状に垂直方向に曲げながら前記第２の上腕の側面に沿わすように前記第２の上腕の下端部位置で固定され、前記第２の上腕の側面に沿わすように水平方向に折り曲げて前記第２の上腕側面の中心で垂直方向に曲げて前記第２の上腕の中間部で固定され、さらに前記前腕の下端部位置で固定され、前記前腕内に収容された
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の垂直多関節形ロボット。

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