JPH0271984A - ロボット - Google Patents

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】 （発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ハンドにより把持したワークの姿勢をアーム
の旋回位置に応じて変えたり不変としたりすることがで
きるロボットに関する。

（従来の技術） 一般の産業用ロボットは、アームに設けられた回転軸に
ハンドを取付け、このハンドによりワークを把持して、
そのワークをローダ−側からアンローダ−側へと搬送す
るという、いわゆる搬送ロボットとして使用されること
が多い。

この場合、ワークの姿勢（向き）は、回転軸の回転を制
御することにより行われる。このワークの姿勢制御の一
方式として、回転軸に従動プーリを取付けて、この従動
プーリをアームを支持するベースに固定された固定ブー
りにベルトを介して連結し、これにてアームが旋回する
と、その旋回角度だけ回転軸が逆方向に回転し、以てハ
ンドに把持されたワークがアームの旋回角度とは無関係
に一定の姿勢を保持するように制御するものがある。

（発明が解決しようとする課題） 上記の姿勢制御方式は、構造が非常に簡単であるが、当
然のことながら、アームの旋回角度とは無関係にワーク
を常に一定の姿勢に保持することしかできない。このよ
うなワークの定姿勢保持に加えて、回転軸をアームに対
して停止した状態として、ワークがアームの旋回に応じ
て姿勢を変えるようにも制御できるようにするには、回
転軸の回転をサーボモータにより制御するように構成し
なければならない。しかしながら、これでは回転軸専用
の駆動装置を別途設けねばならず構造が複雑化してロボ
ットの大形化を招来すると共に、制御装置も複雑化する
という問題を生ずる。

そこで本発明の目的は、それ程の構造の複雑化及び制御
装置の複雑化を招来することなく、ワークの姿勢をアー
ムの旋回角度とは無関係に常に一定の姿勢に保持するこ
とも、アームの旋回角度に応じて姿勢を変えたりするこ
ともできるロボットを提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明のロボットは、アー
ムに従動車を回転可能に設け、この従動車をアームを支
持するベースに固定された固定車に伝動部材を介して連
結して、アームの旋回に陣い従動車が回転されるように
すると共に、前記従動車を前記回転軸に着脱可能に連結
し、連結状態でアームの旋回動作に伴う従動車の回転を
前記回転軸に伝達し、連結解除状態で回転軸をアームに
対し回転不能状態とするクラッチ装置を設けたものであ
る。

（作用） 上記手段によれば、クラッチ装置により従動車と回転軸
との間を連結状態にすると、アームの旋回に伴って回転
する従動車により回転軸が回転される。従って、回転軸
はアームの旋回角度分だけ回転し、ハンドに把持された
ワークはアームの旋回角度とは無関係に常に一定の姿勢
を保持する。

また、従動車と回転軸との間の連結を解除すると、回転
軸はアームに対し回転不能となる。従って、アームが旋
回すると、その旋回角度分だけワークの姿勢が変化する
。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図に示すように、ロボットの基体１上にはベース２
がモータ３を駆動源とするボールねじ機構（図示せず）
により図示左右方向に移動可能に設けられている。この
ベース２には、モータ４により減速装置５を介して駆動
される軸６が設けられており、この軸６にアーム７が固
定されている。

従って、アーム７は軸６の回転により旋回動作するよう
になっている。

一方、アーム７の先端部側には第１図に示すように、列
中空軸８が軸受９を介して回転可能に挿通支持され、こ
の列中空軸８の下端部に従動車としての歯付き従動プー
リ１０が嵌着固定されている。そして、この従動プーリ
１０は、ベース２に取付台１１を介して軸６と同心とな
るように固定された固定車としての歯付き固定プーリ１
２に伝動部材としての歯付きベルト１３を介して連結さ
れている。尚、従動プーリ１０と固定プーリ１２とは同
一径寸法に設定されている。また、上記列中空軸８には
内申空軸１４が挿通され、この内申空軸１４の上下両側
は、ベース２上に取付けられたケーシング１５及び従動
プーリ１０に夫々軸受１６を介して回転可能に支持され
ている。更に内申空軸１４には下端部にハンド１７を取
付けた回転？ＩＩｌ　１８がブツシュ１つを介して挿通
支持されており、この場合において回転軸１８の外周面
に形成されたスプライン溝１８ａに対してブツシュ１つ
に形成されたスプライン歯１．９　ａを係合することに
より、回転軸１８が回転に関しては内申空軸１４と一体
的に回転し、上下移動に関しては単独で移動するように
構成している。かかる回転軸１８の上端部は前記ケーシ
ング１５上に取付けた空圧シリンダー２０のロッド２０
ａに連結されていて、このロッド２０ａにより上下移動
されるようになっている。

さて、上記回転軸１８はクラッチ装置２１により前記従
動プーリ１０に対して着脱可能に連結されるようになっ
ている。このクラッチ装置２１はクラッチ板２２と電磁
石２３とからなる。そのうちクラッチ板２２は鉄祠など
の磁性材製で、前記内申空軸１４に嵌合支持されている
。この場合、内申空軸１４の外周面に形成されたスプラ
イン溝１４ａに対してクラッチ板２２に形成されたスプ
ラインｆｆ１２２ａを係合することにより、クラッチ板
２２が回転に介しては内申空軸１４と一体的に回転し、
上下移動に関しては単独で移動するように構成している
。一方、電磁石２３はケーシング１５に、クラッチ板２
２の上方に対向位置するように取付けられており、この
電磁石２３に通電するとその磁気力によりクラッチ板２
２が上方に吸引されてケーシング１５に接触し、これに
て内申空軸１４ひいては回転軸１８がアーム７に固定さ
れて回転不能状態となる。そして、電磁石２３が断電さ
れると、クラッチ板２２は圧縮コイルばね２４の弾発力
により下方に移動して前記外生空軸８の上端フランジ部
８ａに接触し、これにて内申空軸１４ひいては回転軸１
５が外中空軸８従って従動プーリ１０と一体的に回転す
るようになる。

次に上記１１■成の作用を説明する。

今、ハンド１７に把持したワーク２５をアーム７の旋回
とは無関係に常に一定方向を向くように姿勢制御するも
のとする。この場合には、クラッチ装置２１の電磁石２
３を断電しておくもので、これにてクラッチ板２２は圧
縮コイルばね２４のばね力により下方に移動して外生空
軸８のフランジ８ａに圧接した状態となっている。この
状態でモータ４により輔６が回転されると、この軸６の
回転によりアーム７が旋回動作する。すると、ベルト１
３が固定プーリ１２に対してスリップすることなく当該
固定プーリ１２の回りを旋回する状態となる。これは固
定プーリ１２がアーム７に対して相対的に回転したこと
と同等で、この結果、アーム７の旋回動作に伴って、ベ
ルト１３が固定プーリ１２により第３図に矢印Ａで示す
方向に移動し、従動プーリ１０を矢印Ｂ方向に回転させ
る。

すると、この従動プーリ１０の回転が外生空軸８、クラ
ッチ板２２、内申空軸１４を順に介して回転軸１８に伝
達され、当該回転軸１８も矢印Ｂ方向に回転する。この
とき、固定プーリ１２と従動プーリ１０の径寸法は同一
であるから、回転軸１８の回転角度はアーム７の旋回角
度と同一であり、従ってアーム７が旋回してもハンド１
７に把持されたワーク２５は常に一定方向を向くことと
なり、ワーク２５を定姿勢制御できる。

一方、ハンド１７に把持したワーク２５の向きをアーム
７の旋回角度に応じて変える場合には、クラッチ装置２
１の電磁石２３を通電状態にしておくもので、クラッチ
板２２は電磁石２３の磁気力により圧縮コイルばね２４
のばね力に抗して上方に移動してケーシング１５に圧接
した状態となっている。この状態でモータ３により軸６
が回転されると、上述したと同様にして従動プーリ１０
が矢印Ｂ方向に回転するが、この場合にはクラッチ板２
２が従動プーリ１０と回転軸１８との間の連結を断って
いるため、従動プーリ１０は外生空軸８と共にいわゆる
空転するだけで、回転軸１８にその回転が伝達されるこ
とはない。このように、回転軸１８は非回転で、ケーシ
ング１５ひいてはアーム７に固定された状態になってい
るため、第４図に示すように、アーム７の旋回に伴って
ワーク２５は該アーム７の旋回角度に応じて向きを変え
るものである。

このように本実施例によれば、クラッチ装置２１の電磁
石２３を断電状態にしたり、通電状態にしたりする制御
で、ワーク２５の向きを、アーム７の旋回とは無関係に
常に一定方向に向くように制御したり、アーム７の旋回
に応じて変化させたりできる。しかも、このようなワー
ク２４の姿勢制御をサーボモータにより回転軸の回転制
御を行うのではなく、従動プーリ１０の回転をクラッチ
装置２１により回転軸１８に伝達したり、伝達しなかっ
たりだけで達成できるので、それ程の構造及び制御の複
雑化を招来することがない。

尚、上記実施例では、従動車及び駆動車を夫々プーリ１
０，１２から構成して両者を伝動部材たるベルト１３に
より連結するようにしたが、従動車及び駆動車を夫々歯
車から構成して両者を中間歯車により連結するようにし
も良い。また、上記実施例では、回転軸１８を上下動可
能に設ける関係上、内申空軸１４を設けたが、例えばア
ーム７が上下にも動作するようになっている場合には、
回転軸１８を上下動可能に設けずとも済むので、この場
合には、山中空軸１４を省略し、クラッチ板２２を回転
軸１８に上下動可能に設ける構成とすれば良い。

その他、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変
更して実施することができる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように本発明のロボットによれ
ば、回転軸に設けられたハンドが把持するワークを、ア
ームの旋回とは無関係に常に一定の方向を向くように制
御することも、アームの旋回にともないワークの向きが
変化するように制御することも可能となる。しかも、こ
のような２方式の姿勢制御を、アームの旋回に伴って回
転する従動車の回転を、クラッチ装置の制御により、回
転軸に伝達したり、伝達しないようにすることで達成で
き、構造及び制御装置の複雑化を極力回避することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図はアーム
の先端側部分の拡大縦断側面図、第２図はロボットの全
体構成を示す側面図、第３図及び第４図はワークの夫々
異なる制御の状態を示す十面図である。 図中、１は基体、２はベース、７はアーム、８は外中空
軸、１０は従動プーリ（従動車）、１２は固定プーリ（
固定車）、１３はベルト（伝動部＋４）、１４は山中空
軸、１７はハンド、１８は回転軸、２０は空圧シリンダ
ー　２１はクラッチ装置、２２はクラッチ板、２３は電
磁石、２５はワークである。 出願人　　株式会社　　東　　芝 第２図 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、旋回動作するアームにハンドが取付けられる回転軸
   を設けたものにおいて、前記アームに従動車を回転可能
   に設け、この従動車をアームを支持するベースに固定さ
   れた固定車に伝動部材を介して連結して、アームの旋回
   に伴い従動車が回転されるようにすると共に、前記従動
   車を前記回転軸に着脱可能に連結し、連結状態でアーム
   の旋回動作に伴う従動車の回転を前記回転軸に伝達し、
   連結解除状態で回転軸をアームに対し回転不能状態とす
   るクラッチ装置を設けたことを特徴とするロボット。