JPH01177990A - Direct drive robot - Google Patents
Direct drive robotInfo
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- JPH01177990A JPH01177990A JP33633787A JP33633787A JPH01177990A JP H01177990 A JPH01177990 A JP H01177990A JP 33633787 A JP33633787 A JP 33633787A JP 33633787 A JP33633787 A JP 33633787A JP H01177990 A JPH01177990 A JP H01177990A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/1005—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements comprising adjusting means
- B25J9/101—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements comprising adjusting means using limit-switches, -stops
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/0025—Means for supplying energy to the end effector
- B25J19/0029—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は中空軸構造のダイレクトドライブモーターを使
用したダイレクトドライブロボットに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a direct drive robot using a direct drive motor with a hollow shaft structure.
（従来技術）
従来、ダイレクトドライブモーターを使用した関節型ロ
ボットで基部アーム睡動用モーターと先端アーム暉動用
モーターを固定部材に設置し、基部アーム１９１ｊ動用
モーターの中空部に、先端アーム邸動用モーターの出力
軸に連結した動力伝達軸を貫通させ、この動力伝達軸と
基部アーム駆動用モーターの出力軸に連結された基部ア
ームの先端に軸支された先端アーム回転軸とをベルトも
しくはリンク等の動力伝達手段を用いて回転邸動力を伝
達する様なした産業用ロボットとして特開昭６２−２５
１０９０号に示されたものがある。(Prior art) Conventionally, in an articulated robot using a direct drive motor, the motor for moving the base arm and the motor for moving the tip arm are installed on a fixed member, and the motor for moving the tip arm is installed in the hollow part of the motor for moving the base arm 191j. A power transmission shaft connected to the output shaft is inserted through the power transmission shaft, and a power transmission shaft such as a belt or a link is connected between this power transmission shaft and the tip arm rotating shaft which is pivotally supported at the tip of the base arm which is connected to the output shaft of the base arm drive motor. Japanese Patent Application Laid-open No. 62-25 as an industrial robot that transmits rotating house power using a transmission means.
There is one shown in No. 1090.
この産業用ロボットによれば、ロボット可動部であるア
ームの質旦を小さくできるので動特性が良好なロボット
を得ることをかできる効果があった。According to this industrial robot, the size of the arm, which is the movable part of the robot, can be made small, which has the effect of making it possible to obtain a robot with good dynamic characteristics.
（発明が解決しようとする問題点）
ロボットに必要な配線、配管は■エンドエフェクタとの
接続、■アクチエーターとの接続、■エンコーダー等の
回転検出器との接続、■各アームのオーバラン検出セン
サーとの接続が考えられる。(Problem to be solved by the invention) The wiring and piping required for the robot are: ■ Connection with the end effector, ■ Connection with the actuator, ■ Connection with a rotation detector such as an encoder, and ■ Overrun detection sensor for each arm. A possible connection is possible.
特開昭６２−２５１０９０号では前述の■。In JP-A No. 62-251090, the above-mentioned ■.
■、■に関してはそれぞれ接続対象の位置が開示されて
いるので、これと固定部を配線、配管で接続するという
考え方が可能であるが、前述の■に関しては設置場所が
開示されていない。Regarding (2) and (2), the positions of the connection targets are disclosed, so it is possible to connect these and fixed parts with wiring and piping, but regarding (2), the installation location is not disclosed.
それゆえ、具体的にどの様に配線を行うか不明であるが
、通常のオーバーラン検出センサーは相対的に運動する
アームに設置する場合がほとんどであるので、特開昭６
２−２５１０９０号提案の産業用ロボットによるオーバ
ーラン検出センサーのうち、リンク８とリンク９の相対
角検出のオーバーラン検出センサーはリンク８゜９．１
０．１１の可動部のいずれかに設けられていると推察さ
れる。なぜならこの場合、リンク８とリンク９それぞれ
の駆動モーターの絶対角度を個別に検出したのでは相対
角度のオーバーランを検出できないので、相対角を検出
できる様に可動部であるリンクに検出センサーを設けね
ばならないからである。Therefore, it is unclear how the wiring should be done, but since most normal overrun detection sensors are installed on arms that move relatively,
Among the overrun detection sensors for industrial robots proposed in No. 2-251090, the overrun detection sensor for detecting the relative angle between link 8 and link 9 is link 8°9.1.
It is presumed that it is provided in one of the 0.11 movable parts. This is because in this case, if the absolute angles of the drive motors of link 8 and link 9 were detected individually, it would not be possible to detect an overrun in the relative angle, so a detection sensor was provided on the link, which is a movable part, so that the relative angle could be detected. Because it has to be done.
ところで、ダイレクトドライブモーター駆動によるロボ
ットは従来の減速機使用のロボットに比べてアーム回動
速度が速く、アーム等の可動部に接続する配線に対する
配慮を十分行わなければ断線事故の危険があった。By the way, robots driven by direct drive motors have faster arm rotation speeds than conventional robots using reduction gears, and there is a risk of wire breakage if sufficient consideration is not given to the wiring connected to movable parts such as arms.
このため、ダイレクトドライブモーターの中空部を配線
のために利用する方法が一般的に行われているが、特開
昭６２−２５１０９０号の様にモーター中空部にシャフ
トを貫通させている場合は配線のため利用できる中空の
スペースが全く無いか、ごく少くなって配線ケーブル全
部を利用することができないという問題点があった。For this reason, it is common practice to use the hollow part of a direct drive motor for wiring, but when the shaft is passed through the hollow part of the motor as in JP-A-62-251090, wiring Therefore, there was a problem in that there was no available hollow space at all, or there was only a very small amount of available hollow space, making it impossible to use all of the wiring cables.
（問題点を解決するための手段）
本発明は上記問題点を解決することを目的とし、ベース
に基部アーム駆動用のダイレクトドライブモーターを取
り付け、該基部アーム駆動用モーターの出力軸に基部ア
ームを結合するとともに、基部アーム矯区動用モーター
の基部アームと反対側に略同軸上になる様、先端アーム
睡動用のモーターを設け、前記基部アーム能動用モータ
ーの中空部を貫通した動力伝達軸の一端を、先端アーム
駆動用モーターの出力軸に連結し、他端を基部アーム先
端に軸支された先端アーム旋回軸と回転伝達手段を用い
て回転連結したものにおいて、基部アーム艶動用モータ
ーと先端アーム駆動用モーターとの相対する空間に先端
アームの作業範囲を制限するリミットスイッチを設けた
ことを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) The present invention aims to solve the above-mentioned problems by attaching a direct drive motor for driving the base arm to the base, and connecting the base arm to the output shaft of the motor for driving the base arm. At the same time, a motor for moving the tip arm is provided on the opposite side of the motor for correcting the base arm so as to be substantially coaxial with the base arm, and one end of the power transmission shaft passes through the hollow part of the motor for moving the base arm. is connected to the output shaft of the tip arm drive motor, and the other end is rotatably connected to the tip arm rotation shaft pivotally supported at the tip of the base arm using a rotation transmission means, in which the base arm polishing motor and the tip arm This device is characterized by a limit switch that limits the working range of the tip arm in the space facing the drive motor.
以下１図示した実施例に基づいて具体的に説明する。第
１図でベース１に基部アーム駆動用ダイレクトドライブ
モーター２が固定されている。該ダイレクトドライブモ
ーター２のローター２ａには基部アーム回転軸３を介し
て基部アーム４の基部４ａが連結固定されている。一方
、ダイレクトドライブモーター２の基部アーム４と反対
側に同軸上になる様に先端アーム駆動用ダイレクトドラ
イブモーター５が前記ベース１を固定した固定台６に固
定されている。該先端アーム暉動用ダイレクトドライブ
モーター５のローター５８は連結板７を介して動力伝達
軸８の一端８ａに連結している。該動力伝達軸８はダイ
レクトドライブモーター２と基部アーム回転軸３の中空
部を貫通し、そのもう一端８ｂは基部アーム４内に突出
している。基部アーム４の先端部４ｂではダイレクトド
ライブモーター２と平行な軸で先端アーム回転軸９がベ
アリング１０によって軸支されている。該先端アーム回
転軸９にはプーリー１１が同軸に固定されており、前記
動力伝達軸８の一端８ｂに固定されたプーリー１２とベ
ルト１３によって回転連結している。また、先端アーム
回転軸９にはその先端１５ａにエンドエフェクタ１４を
設けた先端アーム１５の基部１５ｂが固定されている。A detailed explanation will be given below based on an embodiment shown in one figure. In FIG. 1, a direct drive motor 2 for driving a base arm is fixed to a base 1. A base portion 4a of a base arm 4 is connected and fixed to a rotor 2a of the direct drive motor 2 via a base arm rotation shaft 3. On the other hand, a direct drive motor 5 for driving the tip arm is fixed to a fixed base 6 to which the base 1 is fixed so as to be coaxial with the base arm 4 of the direct drive motor 2 on the opposite side. The rotor 58 of the direct drive motor 5 for moving the tip arm is connected to one end 8a of the power transmission shaft 8 via the connecting plate 7. The power transmission shaft 8 passes through the hollow portions of the direct drive motor 2 and the base arm rotating shaft 3, and its other end 8b projects into the base arm 4. At the tip 4b of the base arm 4, a tip arm rotating shaft 9 is supported by a bearing 10, which is parallel to the direct drive motor 2. A pulley 11 is coaxially fixed to the tip arm rotating shaft 9, and is rotationally connected to a pulley 12 fixed to one end 8b of the power transmission shaft 8 by a belt 13. Furthermore, a base 15b of a distal arm 15 having an end effector 14 provided at its distal end 15a is fixed to the distal arm rotating shaft 9.
一方、前記連結板７には基部アーム４と先端アーム１５
との相対的なオーバーランを検出する近接スイッチ１６
ａ、１６ｂが設けられている。On the other hand, the connecting plate 7 has a base arm 4 and a distal arm 15.
Proximity switch 16 for detecting overrun relative to
a and 16b are provided.
また、ダイレクトドライブモーター２のローター２ａに
は前記近接スイッチ１６ａ、１６ｂを作動させるターゲ
ット１７を取り付けたターゲット取付板が固定されてい
る。１９は先端アームに設けられたエンドエフェクタ等
に接続しているケーブルで、エンドエフェクタより先端
アーム１５内、回転軸９、プーリー１１、プーリー１２
゜動力伝達軸８の中空部、ダイレクトドライブモーター
５の中空部を経て固定部に導かれている。Further, a target mounting plate is fixed to the rotor 2a of the direct drive motor 2, on which a target 17 for operating the proximity switches 16a and 16b is attached. 19 is a cable connected to the end effector etc. provided on the distal arm, and is connected from the end effector to the distal arm 15, the rotating shaft 9, the pulley 11, and the pulley 12.
゜It is led to the fixed part through the hollow part of the power transmission shaft 8 and the hollow part of the direct drive motor 5.
２０は近接スイッチ１６ａ、１６ｂのケーブル。20 is a cable for the proximity switches 16a and 16b.
２１は動力伝達軸８の上部を軸支するベアリング、２２
は基部アーム４に設けられた先端アーム１５用のメカニ
カルストッパである。21 is a bearing that pivotally supports the upper part of the power transmission shaft 8; 22
is a mechanical stopper for the tip arm 15 provided on the base arm 4.
２ｂ、２ｃ、５ｂ、５ｃはそれぞれダイレクトドライブ
モーター２およびダイレクトドライブモーター５のステ
ーターとベアリングである。2b, 2c, 5b, and 5c are the stators and bearings of the direct drive motor 2 and the direct drive motor 5, respectively.
次に作用について説明する。なんらかの原因で基部アー
ム４もしくは先端アーム１５の相対角度が定められた作
業範囲を超えようとした時、ダイレクトドライブモータ
ー２のローター２８に取り付けられたターゲット取付板
１８に設けられたターゲット１７をダイレクトドライブ
モーター５のローター５ａに固定された連結板に設けら
れた近接スイッチ１６ａ（もしくは１６ｂ）が検知して
ダイレクトドライブモーター２および５への動力を遮断
することにより、ロボットを構成する部材の保護並びに
人に対する安全を計る。この場合、近接スイッチ１６ａ
、、 １６ｂは基部アーム４又は先端アーム１５には設
けられていないでより固定部に近い所に設置されている
ので断線の危険が少ない。Next, the effect will be explained. When the relative angle of the base arm 4 or the tip arm 15 attempts to exceed the determined working range for some reason, the target 17 provided on the target mounting plate 18 attached to the rotor 28 of the direct drive motor 2 is directly driven. The proximity switch 16a (or 16b) provided on the connecting plate fixed to the rotor 5a of the motor 5 detects this and cuts off the power to the direct drive motors 2 and 5, thereby protecting the components of the robot and protecting the human body. Measure safety against. In this case, the proximity switch 16a
,, 16b is not provided on the base arm 4 or the distal arm 15, but is provided closer to the fixed part, so there is less risk of wire breakage.
（効 果）
本発明によればベースに基部アーム暉動用のダイレクト
ドライブモーターを取り付け、該基部アーム晩動用モー
ターの出力軸に基部アームを結合するとともに、基部ア
ーム旺動用モーターの基部アームと反対側に略同軸上に
なる様、先端アーム鄭動用のモーターを設け、前記基部
アーム駆動用モーターの中空部を貫通した動力伝達軸の
一端を、先端アーム廓動用モーターの出力軸に連結し、
他端を基部アーム先端に軸支された先端アーム旋回軸と
回転伝達手段を用いて回転連結したものにおいて、基部
アーム駆動用モーターと先端アーム邸動用モーターとの
相対する空間に先端アームの作業範囲を制限するリミッ
トスイッチを設けたので、ダイレクトドライブモーター
の中空部にシャフトを貫通させた場合でもシャフト内に
通すケーブルを小径とすることができ、中空部が比較的
太い場合はエンドエフェクタ等先端アームと接続するケ
ーブル全部をロボット内部に収納することが容易になる
。(Effect) According to the present invention, a direct drive motor for moving the base arm is attached to the base, the base arm is coupled to the output shaft of the motor for moving the base arm late, and the base arm is connected to the side opposite to the base arm of the motor for moving the base arm forward. A motor for moving the tip arm is provided so as to be substantially coaxial with the motor, and one end of a power transmission shaft passing through the hollow part of the motor for driving the base arm is connected to the output shaft of the motor for rotating the tip arm,
In the case where the other end is rotatably connected to the tip arm pivot shaft supported by the tip of the base arm using a rotation transmission means, the working area of the tip arm is located in the space where the base arm drive motor and the tip arm movement motor face each other. Since a limit switch is provided to limit the diameter of the cable, even if the shaft passes through the hollow part of the direct drive motor, the cable passed through the shaft can be made small in diameter. It becomes easy to store all the cables connected to the robot inside the robot.
また、中空部が小径でシャフトしか貫通できない場合で
も少なくとも基部アーム内へのケーブルの接続は不用で
、ロボットの配線は先端アームとの接続を外部より行う
ことのみで良いので配線が簡易となり、ケーブルの断線
の危険をより少なくすることができる。In addition, even if the hollow part is small in diameter and only the shaft can penetrate, at least there is no need to connect the cable inside the base arm, and the wiring of the robot only needs to be connected to the tip arm from the outside, which simplifies the wiring. The risk of wire breakage can be further reduced.
なお、ターゲット取付板１８と連結板７の強度が十分あ
れば先端アーム用のストッパ２２を基部アーム４に設け
ずにターゲット取付板１８と連結板に設けることも可能
である。この場合はロボット可動部にストッパによる突
出部品がなくせるので、対人安全性並びに外観向上の効
果がある他、叩動基部にストッパを設けであるので動力
伝達手段（ここではベルト１３）にストッパ衝突による
過大な外力がかかりベルトが破断するのを除ぐという大
きな効果もある。Note that if the strength of the target mounting plate 18 and the connecting plate 7 is sufficient, it is also possible to provide the stopper 22 for the tip arm on the target mounting plate 18 and the connecting plate instead of providing it on the base arm 4. In this case, since there is no need for a protruding part caused by a stopper on the movable part of the robot, it has the effect of improving human safety and appearance.In addition, since the stopper is provided at the knocking base, the stopper collides with the power transmission means (here, the belt 13). It also has the great effect of preventing the belt from breaking due to excessive external force.
又、オーバーランを検知するセンターとこれを作動させ
るターゲットの配置や種類、形状は本実施例以外の方法
でもダイレクトドライブモーター２と５の相対的な位置
を検出することが可能であれば良い。又、ベルト１３に
は歯付ベルトの他、金属ベルトを用いても良いし、ベル
トの他のリンク等の回転伝達手段を用いても良い。Further, the arrangement, type, and shape of the center for detecting overrun and the target for operating the center may be any method other than the present embodiment, as long as the relative positions of the direct drive motors 2 and 5 can be detected. Furthermore, in addition to the toothed belt, a metal belt may be used for the belt 13, or a rotation transmission means such as a link other than the belt may be used.
第１図は本発明の一実施例正断面図である。
１・・・ベース
２・・・基部アーム駆動用ダイレクトドライブモーター
３・・・基部アーム回転軸
４・・・基部アーム
５・・・先端アーム廓動用ダイレクトドライブモーター
゛
８・・・動力伝達軸
９・・・先端アーム回転軸
１５・・・先端アーム
１６ａ、１６ｂ・・・近接スイッチFIG. 1 is a front sectional view of an embodiment of the present invention. 1...Base 2...Direct drive motor for driving the base arm 3...Base arm rotation shaft 4...Base arm 5...Direct drive motor for tip arm rotation ゛8...Power transmission shaft 9 ...Tip arm rotation axis 15...Tip arm 16a, 16b...Proximity switch
Claims (1)
ーを取り付け、該基部アーム駆動用モーターの出力軸に
基部アームを結合するとともに、基部アーム駆動用モー
ターの基部アームと反対側に略同軸上になる様、先端ア
ーム駆動用のモーターを設け、前記基部アーム駆動用モ
ーターの中空部を貫通した動力伝達軸の一端を、先端ア
ーム駆動用モーターの出力軸に連結し、他端を基部アー
ム先端に軸支された先端アーム旋回軸と回転伝達手段を
用いて回転連結したものにおいて、基部アーム駆動用モ
ーターと先端アーム駆動用モーターとの相対する空間に
先端アームの作業範囲を制限するリミットスイッチを設
けたことを特徴とするダイレクトドライブロボット。A direct drive motor for driving the base arm is attached to the base, and the base arm is connected to the output shaft of the motor for driving the base arm, and the tip of the motor for driving the base arm is installed so that it is approximately coaxial with the base arm on the opposite side of the motor. A motor for driving the arm is provided, one end of a power transmission shaft passing through the hollow part of the motor for driving the base arm is connected to an output shaft of the motor for driving the tip arm, and the other end is pivotally supported at the tip of the base arm. The tip arm is rotatably connected using the rotation axis and the rotation transmission means, and is characterized by a limit switch that limits the working range of the tip arm in the space where the base arm drive motor and the tip arm drive motor face each other. Direct drive robot.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33633787A JPH01177990A (en) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | Direct drive robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33633787A JPH01177990A (en) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | Direct drive robot |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01177990A true JPH01177990A (en) | 1989-07-14 |
Family
ID=18298079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33633787A Pending JPH01177990A (en) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | Direct drive robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01177990A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5181591A (en) * | 1990-10-04 | 1993-01-26 | Comau Spa | Arrangement for the electrical cables of an articulated robot arm |
| US5720590A (en) * | 1993-04-16 | 1998-02-24 | Brooks Automation, Inc. | Articulated arm transfer device |
| WO2018227096A1 (en) * | 2017-06-09 | 2018-12-13 | Precise Automation, Inc. | Collaborative robot |
| US10252420B2 (en) | 2017-06-09 | 2019-04-09 | Precise Automation, Inc. | Collaborative robot |
| US11992940B2 (en) | 2020-11-20 | 2024-05-28 | Fanuc Corporation | Articulated robot |
-
1987
- 1987-12-28 JP JP33633787A patent/JPH01177990A/en active Pending
Cited By (7)
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