JPH0265979A

JPH0265979A - 工業用ロボット

Info

Publication number: JPH0265979A
Application number: JP21572488A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Watanabe; 寛渡辺; Hiroshi Endo; 遠藤　弘志; Noriaki Sakota; 典明迫田
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1990-03-06

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）この発明は、工業用ロボットにおいて最終段のアームが
Ｚ軸系の可動アーム（以下単にＺ軸アームと言う）で構
成されているものに関する。

（従来の技術）例えば、直交座標型の工業用ロボットにおいて、２軸ア
ームを最終段に配設するものが多く見られる（特開昭５
５−１５６６７４号公報）。この種のロボットは、第６
図に例示するように、架台２４上にＸ軸アーム２５とＹ
軸アーム２６を設け、Ｙ軸アーム２６の先端にＺ輔アー
ム２７を支持している。そして、Ｚ軸アーム２７に装着
した作業機２８を作業エリアＡ内で操作することによっ
て、各種の加工、組立等の作業を行えるようにしている
。

（発明が解決しようとする課題）上記のような従来ロボットでは、ストローク上端におい
て２軸アーム２７が上方に大きく突出する。そのため、
例えば工場内の天井高さｈが比較的低い既定空間にロボ
ットを設置する場合は、Ｚ軸アーム２７の上端側のスト
ロークを犠牲にして使用したり、床面を掘り下げたピッ
ト内にロボットを設置するなどの対応策を講じる必要が
あり、設置可能なスペースに制約を受ける不利があった
。

この発明は、上記の問題点を解消するものであって、Ｚ
軸アームを複数のアームで多段状に構成することにより
、Ｚ軸アームの上方への突出長を小さくシ、設置スペー
ス上の制約を解消することを目的とする。

この発明の他の目的は、Ｚ軸アームの動作速度を向上し
、作業時間を縮めることによって作業能率を向上するこ
とにある。

この発明の他の目的は、複数のアームで構成されたＺ軸
アームを終段アームとする工業用ロボットにおいて、２
軸アーム用の駆動機構の構造を簡素化して、ロボットの
製造コストを低減することにある。

（課題を解決するための手段）この発明では、上下に往復駆動される複数個の昇降アー
ムを隣接配置し、Ｚ軸アームを多段アーム状に構成する
ことによってその上方突出を解消する。

昇降アームは、上下に長いフレームと、このフレームを
上下移動自在に支持するガイド手段と、フレームをガイ
ド手段に沿って昇降駆動する駆動手段とからなり、隣接
する昇降アーム間と、Ｚ軸アームの前段アームと前記一
個の昇降アームとの間とのそれぞれに、ガイド手段及び
駆動手段を配設して構成する。

好ましくは、前段アームと隣接する昇降アームのフレー
ムに一対の駆動ねじ軸を支持させ、両ねじ軸を一個の駆
動機構で同時に回転駆動することにより、隣接する昇降
アームを同時駆動できるようにする。詳しくは、前記ね
じ軸と螺合する一方のナツト体を前段アームに、他方の
ナツト体を後段側の昇降アームにそれぞれ固定し、前記
フレームの一端に設けた駆動機構で一対のねじ軸を同時
に回転駆動するよう構成した。

（作用）Ｚ軸アームを複数の昇降アームで多段アーム状に構成す
るとと、個々の昇降アームの上下長を小さくすることが
できる。従って、各昇降アームをストローク上端まで移
動させた状態では、昇降アームの上方突出を昇降アーム
の上下長の範囲以下に小さくすることができ、その分だ
け設置スペースを減少できる。

複数の昇降アームを同時に昇降駆動するものでは、個々
の昇降アームを従来の２軸アームと同じ動作速度で駆動
させたとしても、Ｚ軸アームは個々の昇降アームの移動
速度の合計速度で移動するので、全体として動作速度を
向上することができる。

特定のフレームに一対のねじ軸を支持して、前記フレー
ムに設けた駆動機構で一対のねじ軸を回転駆動するもの
では、一個の駆動機構で隣接する昇降アームを同時に昇
降駆動することができるので、全体としてＺ軸アームの
構造を簡素化して製造に要するコストを低減できる。

（実施例）第１図ないし第４図はこの発明を直交座標型の工業用ロ
ボットに適用した実施例を示す。

第１図において、工業用ロボットは、架台１上にＸ軸ア
ーム２とＹ軸アーム３を設け、Ｙ輔アーム３の先端にＺ
軸アーム４を支持し、このアーム４の下端に溶接用の作
業機５を装着して構成され、作業エリアＡの範囲内で作
業機５を操作できる。

Ｚ軸アーム４は、それぞれ上下に往復駆動される２個の
昇降アーム４Ａ、４Ｂを前後に隣接配置して、多段アー
ム状に構成される。第２図ないし第４図において各昇降
アーム４Ａ、４Ｂは、上下に長いフレーム６Ａ、６Ｂと
、各フレーム６Ａ。

６Ｂを上下に移動自在に支持するるガイド手段７゜７と
、両フレーム６Ａ、６Ｂをガイド手段７．７に沿って同
時に昇降駆動する駆動手段８とからなり、Ｚ軸アーム４
の前段アーム、即ちＹ軸アーム３と一方のフレーム６Ａ
との間、及び前後のフレーム６Ａ、６Ｂの間のそれぞれ
にガイド手段７を配置している。

第４図に示すように、ガイド手段７は左右一対のリニア
ガイドからなり、Ｙ軸アーム３側のフレーム６Ａの前後
面のそれぞれに左右一対のガイドレール７ａを固定し、
各レール７ａに上下動自在に支持される４個一組のスラ
イダ７ｂを、Ｙ軸アーム３及び作業機５側のフレーム６
Ｂにそれぞれ固定したものである。これにより、フレー
ム６ＡはＹ軸アーム３に対して上下動自在に支持され、
さらに、フレーム６Ｂは前記フレーム６Ａに上下動自在
に支持される。

第２図において、駆動手段８は、フレーム６Ａの前後面
に配置されるボールねじ軸（駆動ねじ軸）１０．１０と
、各ねじ軸１０で上下に送り操作されるナツト体１１．
１１と、フレーム６Ａの上端に配置されて前記一対のね
じ軸１０．１０を同時に回転駆動する駆動機構１２とで
構成されている。

前記ねじ軸１０．１０は左右一対のガイドレール７ａ、
７ａの間に配置しており、その上下２個所がフレーム６
Ａに固定した軸受１３で軸支されている。一方のナツト
体１１はＹ軸アーム３に固定し、他方のナツト体１１は
作業機５側のフレーム６Ｂに固定する。これにより、Ｙ
軸アーム３とフレーム６Ａとの間では、ねじ軸１０がナ
ツト体１１に対して上下動し、両フレーム６　Ａ　、　
　６　Ｂ　間テは、ナツト体１１がねじ軸１０に対して
上下動する。

第３図において、駆動機構１２は巻掛伝動機構として構
成されており、モータ１４の出力軸１４ａに固定される
原動歯付プーリ１５と、各ねじ軸１０．１０の上端に固
定される従動歯付プーリ１６．１７と、各歯付プーリ１
５，１６．１７に巻掛は装着されるタイミングベルト１
８．及びテンション歯付プーリ１９で構成する。タイミ
ングベルト１８は内外両面に係合歯を有する両面歯付ベ
ルトであって、前後のねじ軸１０．１０が互いに逆向き
に回転駆動されるよう、各従動歯付プーリ１６．１７に
巻掛けられている。これは、前述のように一方ではねじ
軸１０がナツト体１１に対して上下動し、他方ではナツ
ト体１１がねじ軸１０に対して上下動することに対応す
るためであり、ねじ軸１０．１０の双方の捻り方向が同
じであることに由来している。

第２図において、符号２０はカバー巻込み具である。

以下Ｚ軸アーム４の動作を説明する。

第２図は昇降アーム６Ａ、６Ｂがそれぞれのストローク
上端に位置する状態を示している。このとき、Ｙ軸アー
ム３に固定されたナツト体１１はねじ軸１０の下端寄り
に位置し、作業機５側のフレーム６Ｂに固定されたナツ
ト体１１はねじ軸１０の上端寄りに位置している。この
状態から、駆動機構１２を作動させて両ねじ軸１０．１
０を回転駆動すると、Ｙ軸アーム３側のねじ軸１０はナ
ツト体１１に向って螺進し、フレーム６ＡがＹ軸アーム
３に対して下降する。また、作業機５側のフレーム６Ｂ
に固定されたナツト体１１側では、ねじ軸１０が前記と
は逆向きに回転するため、ナツト体１１は下向きに送り
操作され、この結果フレーム６Ｂも下降する。従って、
２軸ア一ム６全体としては、単一のアームで２軸アーム
６が構成されている場合に比べて、２倍の移動速度でＺ
軸アーム６を昇降駆動することができる。また、個の駆
動機構１２で各昇降アーム６Ａ、６Ｂを同時に同期駆動
できるので、個々のねじ軸１０，１０を専用のモータで
駆動する場合に比べて、駆動構造を簡素化し、製造コス
トを低減することができる。

前後の昇降アーム４Ａ、４Ｂをそれぞれストローク上端
まで上昇させた状態では、それぞれのアーム４Ａ、４Ｂ
がＹ軸アーム３から上方に突出する。従って、Ｚ軸アー
ム４全体としては、その上方への突出量をＹ軸アーム３
側の昇降アーム４Ａの上下長の範囲以下にして、設置に
要する上下スペースを小さくすることができる。

（変形例）第５図はＺ輔アーム４の変形例を示す。これては、上記
の昇降アーム４Ａ、４Ｂに加えて第３の昇降アーム４Ｃ
を設け、これら３個の昇降アーム４Ａ、４Ｂ、４ＣでＺ
軸アーム４を構成するようにした。この場合、前段及び
中段の昇降アーム４Ａ、４Ｂは、上記実施例で説明した
駆動機構１２で昇降駆動し、終段の昇降アーム４Ｃは専
用のモータ２２で図外のねじ軸を駆動して昇降駆動でき
るようにした。

上記以外に、昇降アーム４Ａ、４Ｂは左右に隣接して配
置してあってもよく、前後に隣接させる必要はない。

駆動機構１２はギヤを伝動要素として構成することもで
きる。また、作業機５側のフレーム６Ｂを昇降駆動する
ねじ軸１０が、他方のねじ輔１０と逆向きのねじとして
形成しである場合は、両ねじ軸１０．１０を同方向に回
転駆動する。

この発明は、直交座標型の工業用ロボット以外にも適用
でき、要は終段アームがＺ軸アーム４で構成しであるロ
ボットであれば、その前段アームの構造とは無関係に適
用することができる。また、Ｚ軸アーム４に装着される
作業機５は、溶接以外に組立や移送等を目的とするもの
であってもよい。

（発明の効果）以上説明したようにこの発明では、Ｚ軸アームを複数の
昇降アームで多段アーム状に構成したので、個々の昇降
アームの上下長を小さくでき、これにより昇降アームを
ストローク上端に移動させたときの、Ｚ軸アームの突出
量を小さくでき、最大でも昇降アームの上下長の範囲以
下に小さくできることとなった。従って、この発明の工
業用ロボットによれば、設置に要する上下スペースを小
さくして設置スペース上の制約を解消することができ、
既定空間にでも、その上下ストロークを犠牲にすること
なく、シかもビットを形成する必要もなく容易に設置で
きることとなった。

また、複数の昇降アームを同時に作動させるものでは、
両アームの合計速度でＺ軸アームを昇降駆動できるので
、単一のアームでＺ軸アームを構成する場合に比べて、
アームの動作速度を数倍に向上でき、その分だけ作業能
率を向上できる。

さらに、隣接する昇降アームの一方のフレームに一対の
駆動ねじ輔を支持し、これをフレームの一端に設けた駆
動機構で同時に回転駆動するものでは、一個の駆動機構
で複数の昇降アームを同時にしかも同期状態の下に昇降
駆動することができ、全体としてＺ軸アームの構造を簡
素化してその製造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の実施例を示し、第１図
は工業用ロボットの側面図、第２図はＺ軸アームの概略
構造を示す一部破断側面図、第３図は第２図におけるＢ
−Ｂ［に沿う断面図、第４図は第２図におけるＣ−Ｃ線
に沿う概略断面図である。第５図は２軸アームの変形例を示す側面図である。第６図は従来の工業用ロボットを示す側面図である。４・・・ｚｔ＋ｂアーム、６Ａ・・・フレーム（３側）
、６Ｂ・・・フレーム（５側）、７・・・ガイド手段、
８・・・駆動手段、１０・・・駆動ねじ軸（ボールねじ
軸）、１１・・・ナツト体、１２・・・駆動機構、４Ａ
・・・昇降アム（３側）、４Ｂ・・・昇降アーム（５側
）。ほか２名第６図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）最終段にＺ軸アームを備えた工業用ロボットであ
って、上下に往復駆動される複数個の昇降アームを隣接配置し
て、Ｚ軸アームを多段アーム状に構成したことを特徴と
する工業用ロボット。
（２）各昇降アームが、上下に長いフレームと、フレー
ムを上下移動自在に支持するガイド手段と、フレームを
ガイド手段に沿って昇降駆動する駆動手段とで構成され
ており、隣接する昇降アーム間と、Ｚ軸アームの前段アームと前
記一個の昇降アームとの間のそれぞれに、ガイド手段及
び駆動手段が配設されている請求項（１）記載の工業用
ロボット。（３）前段アームと隣接する昇降アームのフ
レームに、一対の駆動ねじ軸を支持し、各ねじ軸と螺合するナット体の一方を前段アームに、他
方を後段側の昇降アームにそれぞれ固定し、一対の駆動ねじ軸のそれぞれを、前記フレームの一端に
設けた一個の駆動機構で、同時に回転駆動するよう構成
した請求項（１）または（２）記載の工業用ロボット。