JPH0252193A

JPH0252193A - レーザ装置用の産業用多関節ロボット

Info

Publication number: JPH0252193A
Application number: JP63203091A
Authority: JP
Inventors: Nobutoshi Torii; 信利鳥居; Susumu Ito; 進伊藤; Akihiro Terada; 彰弘寺田; Yasuo Sasaki; 康夫佐々木
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1988-08-17
Filing date: 1988-08-17
Publication date: 1990-02-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、産業用ロボットの構造に関し、特にレーザ装
置用の産業用多関節ロボットにおけるロボット腕駆動機
構とレーザ装置のレーザ光路との改良構造に関する。

〔従来の技術〕

最近、レーザ装置を利用した溶接、切断、パリ取り等を
産業用多関節ロボットにより実行可能にしたレーザ装置
搭載型の産業用多関節ロボットが提供されている。この
従来のレーザ装置搭載型の産業用多関節ロボットは、第
２図に典型例を図示の如く、ロボット機体１０の第１ロ
ボット腕１２、第２ロボット腕１４の外部に、パイプ手
段や光学系から成るレーザ光路手段１６を、上記第１及
び第２ロボット腕１２．１４の旋回動作と一体化して旋
回可能に装備してロボット手首１８の部分に設けたレー
ザ出力部１８ヘレーザ光源からレーザを導入する外付は
形の構造、又は、第３図に図示のように、ロボット機体
１０の第１ロボット腕１２、第２ロボット腕１４の内部
にレーザ光路手段１６を内蔵させ、代わりに、第１、第
２ロボット腕１２．１４の駆動モータの配線類１７を外
部に配線した外付は構造を有している。

に露出した構造で存在することから、レーザ装置の使用
現場で、ロボット周囲に有る他機種の機器、作業対象、
工場付属設備等の周囲物件と接触干渉を起こす危惧があ
るので周囲自由空間を予め充分に確保しなければならな
い不利がある。加えて、レーザ光路手段や配線ケーブル
類が外部へ露出した構造では、作業現場の環境的な影響
を受けてこれらのレーザ光路手段や配線ケーブルの素材
が徐々に劣化し、破損や故障の原因となる。特に、レー
ザ光路の劣化は安全面の観点からも問題となる。

依って、本発明は、このうような従来のレーザ装置搭載
型の産業用多関節ロボットにおける問題点を一気に解決
した構造を有するレーザ装置用の産業用多関節ロボット
を提供せんとするものであ〔発明が解決すべき課題〕然しなから、上述した従来のレーザ装置搭載型産業用ロ
ボットの構造では、レーザ光路手段１６と配線［１７の
何れかがロボット機体１０の外部（解決手段と作用）すなわち、本発明によれば、固定ベース上に立設された
ロボット胴の頂端に第１のロボット腕が取り付けられ、
該第１のロボット腕の先端に第２のロボット腕が取り付
けられると共に該第２ロボット腕の先端にレーザ出力部
を内蔵したロボット手首が装着されたレーザ装置用の産
業用多関節ロボットにおいて、前記第１ロボット腕の複
数位置に該第１ロボット腕、前記第２ロボット腕、前記
ロボット手首の夫々の駆動モータを取付け、前記駆動モ
ータへのケーブルを前記固定ベース側から前記第１ロボ
ット腕を介して配線し、かつ、前記第１、第２ロボット
腕及び前記ロポソ（・手首の各内部にレーザ光路を開設
した構成を有するレーザ装置用の産業用多関節ロボット
が提供され、以て、ロボット機体の内部にレーザ光路手
段と、配線との両者が格納可能に成ったものである。

以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に、
詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図は、本発明によるレーザ装置用の産業用多関節ロ
ボット（以下、単にレーザロボットと記載する。）の構
成を示す断面図である。

同第１０を参照すると、本発明の実施例として水平関節
型ロボットに構成されたレーザロボット２０は、使用現
場の床面に設置される固定ベース２２を有し、この固定
ベース２２上には旋回性または上下可動性のロボット胴
２４が立設されている。このロボット胴２４の頂部には
水平面内で旋回可能（θ軸回転）な第１ロボット＠２６
の末端が取付けられている。また、この第１ロボット腕
２６の先端側には同じく水平面内で旋回可能（Ｕ軸回転
）な第２のロボット腕２８が枢着されている。この第２
ロボット腕２８の先端にはロボット手首３０が取付けら
れ、そのロボット手首３０の先端には、集光レンズ３２
を具備したレーザ出力部３４が縦軸（Ｚ軸）方向に後述
のように、上下動可能に装着されている。ここで、本発
明に依れば、第１Ｏボフト腕２６のθ回転を駆動する駆
動モータＭθは、近時ロボット機体と共に発展の著しい
直接駆動型モータ（１）Ｄモータ）で形成されて、ロボ
ッ目同２４の最頂部２４ａに軸受３８を介して係合した
第１ロボット腕２６の末端２５　ａのフランジ内に装着
され、該駆動モータＭθの回転要素側が第１ロボット腕
２６と共に回転する構成にある。３６は上記駆動モータ
Ｍθへの電気的配線である。また、第２ロボット腕２８
の駆動モータＭｔＪもＤＤモータにより形成され、第１
ロボット腕２６の先端２６ｂにモータ固定要素側を結合
し、回転側を第２ロボット腕２８の末端２８ｂに結合さ
せ、以て第１ロボット腕２８のＵ軸回転を駆動するよう
になっている。この駆動モータＭＵに対する駆動電力、
制御信号授受を行う配線は、上記の駆動モータＭθの中
心孔を通過してロボットベース２２側から第１ロボット
腕２６内に配線された電気配線４０により達成される。

また、第１ロボット腕２６の中間部分には、ロボット手
首３０に装備された前記のレーザ出力部３４の上下動駆
動源となる駆動モータＭｚが取付けられている。すなわ
ち、レーザ出力部３４を下方のワークに対して接近させ
たり、離反させたりする。この駆動モータＭｚは通常の
交流サーボモータから成り、出力軸の軸端が第１０ボー
／　ト腕２６内に有り、その軸端に装着されたブーＩＪ
４２から伝動ベルト４４に回転力が伝達される。このブ
ーＩＪ４２は第１ロボット腕２６の先端部２６ａの内部
のブラケッ）４６ｂに軸受４８ａを介して回転可能に立
設された中空軸５４の下端に取付けられたプーリ５６に
伝達され、該中空軸５４を回転させる。この中空軸５４
は、第２ロボット腕２８の駆動モータＭＵの中心孔を貫
通して上方に延長し、第２ロボット腕２８内に設けられ
たブラケット５８に軸受４８ｂを介して回転可能に支持
され、軸中間部分にプーリ６０を有している。従って、
このプーリ６０は、上記中空軸５４の回転時には一体回
転するから、プーリ６０に装着された伝動ベルト６２を
介して手首３０のボールナツト要素６６に取付けられた
プーリ６４を回転させ、該ボールナツト要素６６に係合
したレーザ出力部３４のボールネジ軸３４ａ、つまり、
該レーザ出力部３４自体の上下動作を誘起するのである
。すなわち、第１ロボット腕２６に設けた手首駆動モー
タＭｚからベルト・ブーり機構を経てロボット手首３０
におけるレーザ出力部３４の上下動作の駆動が行われる
のである。

上述のように、本レーザロボット２０においては、駆動
源を形成する駆動モータＭθ、ＭＵ、Ｍ２は全て第１０
ボ７ト腕２６の長さ方向に分配、配置され、ロボット２
０のθ軸から距離が離れた第２ロボット椀２８やロボッ
ト手首３０等の部分には重量体が設けられていないため
、例えば、駆動モータＭθに関しては、負荷が大幅に軽
減されることになる。同じく、第２ロボット腕２８の駆
動モータＭＵに関しても、手首駆動モータが第１ロボッ
ト＠２６内にあり、第２ロボット腕３８自体とロボット
手首３０、ベルト・プーリ機構の重量針だけを負荷とし
て駆動すれば良く、従って、負荷の軽減が得られる。な
お、手首の駆動モータＭｚに対する電気配線も前述の第
２ロボット腕２８の駆動モータＭＵに対する配線同様に
配線４１に依って達成されている。

さて、本発明によるレーザロボット２０は更にレーザ光
源８０から適宜のレーザ導管路を経て、導かれたレーザ
を、ロボット２０の第１ロボット腕２６内に設けられた
ブラケット４６ａに軸受８２を介して立設されたレーザ
入力導管５０によりロボット機体内に導入される。次い
で、レーザは、上記ブラケット４６ａ内に固定された反
射ミラー８４でレーザ進路を変更され、第１ロボット腕
２６内の略中心部に末端側から先端側に向けて固定状態
で延設されたレーザ導管５２内を進む、更に、レーザ導
管５２を出たレーザは第１０ポツト椀２６の先端２６ｂ
のブラケット４６ｂ内に固定された反射ミラー８６によ
って中空軸５４内に進路を変更され、該中空軸５４内を
進む。レーザは次にブラケット５８の上部に取付は固定
されたブラケット４６ｃ内に固定された反射ミラー８８
で再び進路変更され、第２ロボット腕２８内のレーザ導
管９０内を前方に向けて進む。咳レーザ導管９０の先端
にはブラケット９２内に固定保持された反射ミラー９４
が設けられ、このミラー９４により、ロボット手首３０
のレーザ出力部３４における中空構造の前記ボールネジ
軸３４ａ内を進み、集光レンズ３２で集光され、手首の
下方へ出力される。

以上の記載から明らかなように、本例のレーザ出力部）
２０では外部のレーザ光源８０から導かれたレーザは、
ロボット２０の機体内、つまり、第１、第２ロボット腕
２６．２８の内部及びロボット手首３０を経て出力され
るレーザ導管配置を有していることにより、高エネルギ
ーのレーザ光光路手段がロボット機体内に内蔵された構
成になり、従って、レーザ光の利用における安全性が著
しく向上するのである。

以上、本発明を典型的な水平多関節型ロボ・ノドの構成
を有したレーザロボットに関して説明したが、特に、レ
ーザ光路の内蔵構成は、円筒座標型ロボットにも通用可
能なことは容易に理解できよ〔発明の効果〕以上に本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明に
よれば、レーザ装置用の産業用多関節ロボットにおいて
、ロボットベース側から順次に先端に連接配置される夫
々のロボット可動部の駆動源を比較的にロボットベース
側に近い１つの可動要素の長さ方向における複数箇所に
分散して配置し、従来は、他の可動要素に取付けられた
駆動源を除去した構成としたから、駆動モータに掛かる
負荷の低減を達成し、しかも、これら駆動モータに対す
る配線もロボット機体内部に配線処理する構成にして外
部露出による破損や汚損の危惧を解消し、しかもレーザ
光路をも完全にロボット機体内に内蔵して、安全性の向
上を達成できたのである。又、レーザ導管と、回転駆動
力の伝達軸を兼用する中空軸構造も採用しているので、
レーザロボットの機体のコンパクト化も達成したのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるレーザ装置用の産業用多関節ロ
ボットの実施例の構成を示す断面図、第２図と第３図と
は、従来のレーザ装置搭載型の産業用多関節ロボットの
典型例を示す略示機構図。２０・・・レーザロボット、２２・・・ロボットベース
、２４・・・ロボット胴、　　　２６・・・第１０ポツ
ト腕、２８・・・第２ロボット椀、３０・・・ロボット
手首、３４・・・レーザ出力部、５０．５２．９０・・・レーザ導管、５４・・・中空軸、３６．４０．４１・・・配線、８０・・・レーザ光源、Ｍθ、ＭＵ、Ｍｚ・・・駆動モータ。レーザ入力 ↓ 基２図

Claims

【特許請求の範囲】１、固定ベース上に立設されたロボット胴の頂端に第１
のロボット腕が取り付けられ、該第１のロボット腕の先
端に第２のロボット腕が取り付けられると共に該第２ロ
ボット腕の先端にレーザ出力部を内蔵したロボット手首
が装着されたレーザ装置用の産業用多関節ロボットにお
いて、前記第１ロボット腕の複数位置に該第１ロボット
腕、前記第２ロボット腕、前記ロボット手首の夫々の駆
動モータを取付け、前記駆動モータへのケーブルを前記
固定ベース側から前記第１ロボット腕を介して配線し、
かつ、前記第１、第２ロボット腕及び前記ロボット手首
の各内部にレーザ光路を開設した構成を特徴としたレー
ザ装置用の産業用多関節ロボット。２、前記第１ロボット腕の先端に前記第２ロボット腕の
駆動モータが取付けられ、また、前記第１ロボット腕の
中間位置に前記ロボット手首の駆動モータが取付けられ
、前記第１ロボット腕の後端に該第１ロボット腕の駆動
モータが取付けられて成る特許請求の範囲１、項に記載
のレーザ装置用の産業用多関節ロボット。３、前記第１、第２ロボット腕及び前記ロボット手首の
各内部に開設されたレーザ光路は、中空管の連接管路と
、該管路の屈曲部に配置された反射ミラーとから構成さ
れた特許請求の範囲１、項に記載のレーザ装置用の産業
用多関節ロボット。