JPH0346275B2 - - Google Patents

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JPH0346275B2
JPH0346275B2 JP59108001A JP10800184A JPH0346275B2 JP H0346275 B2 JPH0346275 B2 JP H0346275B2 JP 59108001 A JP59108001 A JP 59108001A JP 10800184 A JP10800184 A JP 10800184A JP H0346275 B2 JPH0346275 B2 JP H0346275B2
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JP
Japan
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pressure
arm
robot
robot arm
actuator
Prior art date
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JP59108001A
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Japanese (ja)
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JPS60255383A (en
Inventor
Yoji Shirai
Yoshitaka Watanabe
Yasuyuki Nakajima
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Daifuku Co Ltd
Original Assignee
Daifuku Co Ltd
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Publication date
Application filed by Daifuku Co Ltd filed Critical Daifuku Co Ltd
Priority to JP10800184A priority Critical patent/JPS60255383A/en
Publication of JPS60255383A publication Critical patent/JPS60255383A/en
Publication of JPH0346275B2 publication Critical patent/JPH0346275B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ロボツトアームに上向きバランスモ
ーメントを付与する空圧作動アクチユエータを備
えた産業用ロボツトに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an industrial robot equipped with a pneumatic actuator that applies an upward balancing moment to a robot arm.

(従来の技術) 前記のように空圧作動アクチユエータによつて
ロボツトアームを上向きに付勢することにより、
当該ロボツトアームに重力モーメントに対抗する
バランスモーメントを付与するように構成したバ
ランス装置は、本出願人によつて既に提案されて
いるが、この従来のバランス装置は、ロボツトア
ームの揺動角度に応じて前記アクチユエーターに
供給する空圧を二段階に切り変え、ロボツトアー
ムの揺動により連続的に変化する重力モーメント
に対して、大小二種類のバランスモーメントを使
い分けることが出来る程度のものであつた。
(Prior Art) By urging the robot arm upward with the pneumatic actuator as described above,
The applicant has already proposed a balance device configured to apply a balance moment that opposes the gravitational moment to the robot arm, but this conventional balance device The air pressure supplied to the actuator can be changed in two stages, and two types of balance moment, large and small, can be used properly in response to the gravitational moment that continuously changes due to the swinging of the robot arm. Ta.

(発明が解決しようとする課題) しかし、このようにバランスモーメントを単に
二段階に切り換える程度のことでは、ロボツトア
ームをして常に完全な平衡状態に維持することが
出来ない。そこで、例えば特公昭58−47315号広
報や実公昭57−39192号公報等に記載されたとこ
ろに従つて、前記バランスモーメントが前記ロボ
ツトアームの揺動に対応して変化する重力モーメ
ントと略平行する大きさとなるように、ロボツト
アームに上向きバランスモーメントを付与する空
圧作動アクチユエーターに供給される空圧を、前
記ロボツトアームの揺動に連動して連続的に変化
させる自動圧力調整手段を設けることが考えられ
るが、前記自動圧力調整手段を具体的にどのよう
に具現すれば良いか、という点までは従来考えら
れていなかつた。
(Problem to be Solved by the Invention) However, simply switching the balance moment between two stages in this way does not always maintain the robot arm in a perfect equilibrium state. Therefore, for example, according to what is described in Japanese Patent Publication No. 58-47315 and Utility Model Publication No. 57-39192, etc., the balance moment is approximately parallel to the gravitational moment that changes in response to the swinging of the robot arm. Automatic pressure adjustment means is provided for continuously changing the pneumatic pressure supplied to a pneumatically actuated actuator that applies an upward balance moment to the robot arm in conjunction with the swinging of the robot arm so that the robot arm has an upward balance moment. However, no consideration has been given to how to specifically implement the automatic pressure adjustment means.

即ち、前記自動圧力調整手段として、ロボツト
アームの揺動角度を連続的に検出し、この検出さ
れたロボツトアーム角度からマイクロコンピユー
ター等を使用して、前記アクチユエーターに供給
する最適圧力を演算させ、この演算結果に基づい
て前記圧力調整弁の設定圧力を自動調整させる方
式が一般的に考えられるが、このような方式では
大幅なコストアツプは免れず、低コストが特徴で
ある空圧作動ロボツトのメリツトが無くなつてし
まう結果となる。
That is, the automatic pressure adjustment means continuously detects the swing angle of the robot arm, and uses a microcomputer or the like to calculate the optimal pressure to be supplied to the actuator from the detected robot arm angle. Generally, a method is considered in which the set pressure of the pressure regulating valve is automatically adjusted based on the result of this calculation, but such a method inevitably increases the cost significantly, making it difficult to use pneumatically operated robots, which are characterized by low cost. This results in the loss of benefits.

(課題を解決するための手段) 本発明は上記のような従来の問題点を解決する
ために、前記のようにロボツトアームに上向きバ
ランスモーメントを付与する空圧作動アクチユエ
ーターを設け、このアクチユエーターに供給され
る空圧を、前記バランスモーメントが前記ロボツ
トアームの揺動に対応して変化する重力モーメン
トと略平衡する大きさとなるように、前記ロボツ
トアームの揺動に連動して連続的に変化させる自
動圧力調整手段を設けて成るロボツトに於いて、
前記自動圧力調整手段を、圧力調整弁と、前記ロ
ボツトアームと当該ロボツトアームを軸支する部
材との内、一方の前記ロボツトアームの揺動中心
部に取付けたカムと、他方に取付けられ且つ前記
圧力調整弁の調圧用スプリングの押圧力調整用カ
ムフオロアーとから構成して成る空圧作動バラン
ス装置付きロボツトを提案するものである。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention provides a pneumatically actuated actuator that applies an upward balance moment to the robot arm as described above. The air pressure supplied to the yuator is continuously adjusted in conjunction with the swinging of the robot arm so that the balance moment is approximately balanced with the gravitational moment that changes in response to the swinging of the robot arm. In a robot equipped with an automatic pressure adjustment means that changes the pressure to
The automatic pressure adjustment means is comprised of a pressure adjustment valve, a cam attached to the swinging center of one of the robot arms and a member that pivotally supports the robot arm, and a cam attached to the other of the robot arms and a member that pivotally supports the robot arm. The present invention proposes a robot equipped with a pneumatically operated balance device comprising a pressure regulating spring of a pressure regulating valve and a cam follower for regulating the pressing force.

(実施例) 次に本発明の好適な実施例を説明するが、まず
空圧作動ロボツトの概要を第1図乃至第3図に基
づいて説明する。
(Embodiment) Next, a preferred embodiment of the present invention will be described. First, an outline of a pneumatically operated robot will be explained based on FIGS. 1 to 3.

第1図及び第2図に於いて、1は基台、2は当
該基台1上に垂直軸心3の周りで回転可能に軸支
された回転台、4は当該回転台2と中間部材5と
を連結する前後揺動アーム、6は中間部材5と先
端部材7とを連結する上下揺動アームである。
In FIGS. 1 and 2, 1 is a base, 2 is a rotary table rotatably supported on the base 1 so as to be rotatable around a vertical axis 3, and 4 is the rotary table 2 and an intermediate member. 5 is a longitudinal swinging arm that connects the intermediate member 5 and the tip member 7, and 6 is a vertical swinging arm that connects the intermediate member 5 and the tip member 7.

前記前後揺動アーム4は前後一対の平行揺動リ
ンク8a,8bから成り、中間部材5を姿勢一定
に保持した状態で回転台2に対して前後方向に移
動させるものである。前記上下揺動アーム6は上
下一対の方向揺動リンク9a,9bから成り、先
端部材7を姿勢一定にした状態で中間部材5に対
して上下方向に移動させるものである。ロボツト
ハンドは図示省略しているが、前記先端部材7に
適当なアクチユエーターを介して取り付けられ
る。10は基台1に対して回転台2を所定範囲内
で回転させる空圧作動アクチユエーターであつ
て、基台1に取り付けられている。11は回転台
2に取り付けられた前後揺動アーム駆動用空圧作
動アクチユエーターであつて、リンク8aを回転
台2側の駆動軸12を介して所定範囲内で揺動さ
せる。13は中間部材5に取り付けられた上下揺
動アーム駆動用空圧作動アクチユエーターであつ
て、リンク9bを中間部材5側の駆動軸14を介
して所定範囲内で揺動させる。又、15は上下揺
動アーム6に対して作用するバランサー用空圧作
動アクチユエーターであつて、前記上下揺動アー
ム駆動用空圧作動アクチユエーター13のある側
とは反対側で中間部材5に取り付けられており、
上下揺動アーム6のリンク9bを前記駆動軸14
を介して上方へ付勢する。16は回転台2の回動
に連動するパルスエンコーダーである。17は前
後揺動アーム4の揺動に連動するパルスエンコー
ダーであつて、前記リンク駆動軸12に連動連結
されている。18は上下揺動アーム6の揺動に連
動するパルスエンコーダーであつて、前記リンク
駆動軸14に連動連結されている。
The longitudinal swinging arm 4 is made up of a pair of front and rear parallel swinging links 8a and 8b, and is used to move the intermediate member 5 in the longitudinal direction relative to the rotary table 2 while maintaining a constant posture. The vertically swinging arm 6 is made up of a pair of upper and lower directional swinging links 9a and 9b, and is configured to move the tip member 7 in the vertical direction relative to the intermediate member 5 while keeping its posture constant. Although not shown, the robot hand is attached to the tip member 7 via a suitable actuator. Reference numeral 10 denotes a pneumatic actuator that rotates the rotary table 2 within a predetermined range with respect to the base 1, and is attached to the base 1. Reference numeral 11 denotes a pneumatically actuated actuator for driving a front and rear swinging arm attached to the rotary table 2, which swings the link 8a within a predetermined range via a drive shaft 12 on the rotary table 2 side. Reference numeral 13 denotes a pneumatic actuator for driving a vertically swinging arm attached to the intermediate member 5, which swings the link 9b within a predetermined range via a drive shaft 14 on the intermediate member 5 side. Further, 15 is a pneumatically actuated actuator for a balancer that acts on the vertically swinging arm 6, and is connected to an intermediate member on the side opposite to the side where the pneumatically actuated actuator 13 for driving the vertically swinging arm is located. It is attached to 5,
The link 9b of the vertically swinging arm 6 is connected to the drive shaft 14.
is biased upward through the 16 is a pulse encoder that is linked to the rotation of the rotary table 2. A pulse encoder 17 is linked to the swinging of the longitudinal swinging arm 4, and is linked to the link drive shaft 12. A pulse encoder 18 is linked to the swinging of the vertical swinging arm 6, and is linked to the link drive shaft 14.

上記の空圧作動ロボツトによれば、各アクチユ
エーター10,11,13を空圧作動させ、基台
1に対する回転台2の回動、回転台2に対する前
後揺動アーム4の前後方向揺動、及び中間部材5
に対する上下揺動アーム6の上下方向揺動の組合
せから成る所定の運動を先端部材7に行わせるこ
とによつて、当該先端部材7に適当なロボツトハ
ンドを介して保持されるワークを予む設定されて
いる運動軌跡通りに移動させ、所期の作業を自動
的に行わせることが出来る。一方、前記バランサ
ー用空圧作動アクチユエーター15には、上下揺
動アーム6に作用する重力モーメントに対応する
ように圧力調節された圧力空気を供給し、上下揺
動アーム6に上向きのバランスモーメントを付与
する。
According to the above-mentioned pneumatically operated robot, the actuators 10, 11, and 13 are pneumatically operated to rotate the rotary table 2 with respect to the base 1 and to swing the longitudinal swing arm 4 with respect to the rotary table 2 in the front and rear directions. , and intermediate member 5
By causing the tip member 7 to perform a predetermined movement consisting of a combination of vertical swinging of the vertically swinging arm 6 relative to the robot hand, the workpiece to be held by the tip member 7 via an appropriate robot hand can be set in advance. It is possible to move the robot along the specified motion trajectory and automatically perform the desired work. On the other hand, the balancer pneumatic actuator 15 is supplied with pressurized air whose pressure is adjusted to correspond to the gravitational moment acting on the vertically swinging arm 6, so that the balancer's pneumatic actuator 15 is supplied with pressure air whose pressure is adjusted to correspond to the gravitational moment acting on the vertically swinging arm 6. Grant.

次に第3図に基づいて前記アクチユエーター1
3,15の制御系を説明する。図に於いて、1
9,20は電磁切り換え弁、21,22は圧力調
整弁、23は逆上弁、24,25は可変絞り弁、
26〜28は消音器である。この空圧制御系によ
れば、前記圧力調整弁21によつて調整された空
圧は、圧力調整弁22によつて調整された圧力で
バランサー用空圧作動アクチユエーター15に供
給され、上下揺動アーム6に上向きのバランスモ
ーメントを付与する。このとき前記圧力調整弁2
2は、後述のように上下揺動アーム6の揺動に連
動して連続的且つ自動的に圧力調整される。
Next, based on FIG.
The control system of Nos. 3 and 15 will be explained. In the figure, 1
9, 20 are electromagnetic switching valves, 21, 22 are pressure regulating valves, 23 are reverse valves, 24, 25 are variable throttle valves,
26 to 28 are silencers. According to this pneumatic control system, the pneumatic pressure regulated by the pressure regulating valve 21 is supplied to the balancer pneumatic actuator 15 at a pressure regulated by the pressure regulating valve 22. An upward balance moment is applied to the swing arm 6. At this time, the pressure regulating valve 2
2, the pressure is continuously and automatically adjusted in conjunction with the swinging of the vertical swinging arm 6, as will be described later.

一方、電磁切り換え弁19,20の内、上動側
の電磁切り換え弁20のみをON(アクチユエー
ター13へ空圧を供給する状態)することによ
り、圧力調整弁21によつて一定圧に調整された
空圧が電磁切り換え弁20を経由してアクチユエ
ーター13の正転駆動側ポートに供給され、アク
チユエーター13が正転方向に回動して上下揺動
アーム6が上動することになる。アクチユエータ
ー13からの排気は電磁切り換え弁19及び絞り
弁24を経由して消音器26より排出される。電
磁切り換え弁20に代えて下動側の電磁切り換え
弁19のみをONした場合には、圧力調整弁21
によつて一定圧に調整された空圧が電磁切り換え
弁19を経由してアクチユエーター13の逆転駆
動側ポートに供給され、アクチユエーター13が
逆転方向に回動して上下揺動アーム6が下動、ア
クチユエーター13からの排気は電磁切り換え弁
20及び絞り弁25を経由して消音器27より排
出される。
On the other hand, by turning on only the upper moving side electromagnetic switching valve 20 of the electromagnetic switching valves 19 and 20 (state in which air pressure is supplied to the actuator 13), the pressure is adjusted to a constant pressure by the pressure regulating valve 21. The air pressure is supplied to the normal rotation drive side port of the actuator 13 via the electromagnetic switching valve 20, the actuator 13 rotates in the normal rotation direction, and the vertical swing arm 6 moves upward. become. Exhaust gas from the actuator 13 is discharged from a muffler 26 via an electromagnetic switching valve 19 and a throttle valve 24. When only the lower solenoid switching valve 19 is turned on instead of the electromagnetic switching valve 20, the pressure regulating valve 21
Air pressure adjusted to a constant pressure is supplied to the reverse drive side port of the actuator 13 via the electromagnetic switching valve 19, and the actuator 13 rotates in the reverse direction and the vertical swing arm 6 When the actuator 13 moves downward, the exhaust gas from the actuator 13 is discharged from the silencer 27 via the electromagnetic switching valve 20 and the throttle valve 25.

上記のように上動又は下動させる上下揺動アー
ム6が目標停止位置に到達すれば、電磁切り換え
弁19,20を両方共ON状態としてアクチユエ
ーター13の両ポートに同一圧力の空圧を供給す
ることにより、上下揺動アーム6を目標停止位置
で位置決めした状態で、この上下揺動アーム6を
中間部材5に対して揺動不能にロツクするブレー
キ手段(図示省略)を作動せしめ、上下揺動アー
ム6を設定位置に固定する。
When the vertical swinging arm 6 that moves upward or downward reaches the target stop position as described above, both the electromagnetic switching valves 19 and 20 are turned on and the same pressure of air is applied to both ports of the actuator 13. When the vertically swinging arm 6 is positioned at the target stop position, a brake means (not shown) that locks the vertically swinging arm 6 against the intermediate member 5 so that it cannot swing is actuated. The swing arm 6 is fixed at the set position.

他のアクチユエーター、即ち回転台駆動用空圧
作動アクチユエーター10や前後揺動アーム駆動
用空圧作動アクチユエーター11も上記アクチユ
エーター13と同様の制御系によつて同様に空圧
駆動され、目標位置に到達した回転台2及び前後
揺動アーム4は前記のようにブレーキ手段により
固定される。
Other actuators, namely, the pneumatically actuated actuator 10 for driving the rotary table and the pneumatically actuated actuator 11 for driving the front and rear swinging arms, are also pneumatically operated by the same control system as the actuator 13. After being driven and reaching the target position, the rotary table 2 and the back-and-forth swing arm 4 are fixed by the brake means as described above.

次に第4図乃至第6図に基づいて本発明実施例
の要部を説明する。
Next, the main parts of the embodiment of the present invention will be explained based on FIGS. 4 to 6.

第4図に示すように上下揺動アーム6を完全に
平衡状態とするために必要な上向きのバランスモ
ーメントMBは、当該アーム6の水平面に対する
相対変位角θの正弦に比例する。勿論、前記バラ
ンスモーメントMBは、上下揺動アーム6に作用
する垂直荷重W(ワーク重量及びアーム等の自重)
によつて変化し、第4図Bは、最大重量のワーク
がセツトされたときのバランスモーメントMB
変化を実線で示し、ワーク重量ゼロ(アーム等の
自重のみ)の状態でのバランスモーメントMB
変化を破線で示している。
As shown in FIG. 4, the upward balance moment M B required to bring the vertically swinging arm 6 into a completely balanced state is proportional to the sine of the relative displacement angle θ of the arm 6 with respect to the horizontal plane. Of course, the balance moment M B is the vertical load W acting on the vertically swinging arm 6 (the weight of the workpiece and the weight of the arm, etc.)
Fig. 4B shows the change in the balance moment M when the maximum weight of the workpiece is set as a solid line, and the balance moment M when the workpiece weight is zero (only the weight of the arm, etc.). The change in B is shown by the dashed line.

第5図及び第6図は、上記のようなバランスモ
ーメントMBを得るための具体的手段を示し、前
記バランサー用空圧作動アクチユエーター15に
供給される空圧の圧力調整を行う第3図の圧力調
整弁22を、前記上下揺動アーム6に於けるリン
ク駆動軸14に取り付けた一対のカム29,30
によつて自動制御するようにしたものである。
FIGS. 5 and 6 show specific means for obtaining the balance moment M B as described above, and show a third means for adjusting the pressure of the air pressure supplied to the balancer pneumatic actuator 15. The pressure regulating valve 22 shown in the figure is attached to a pair of cams 29 and 30 on the link drive shaft 14 of the vertically swinging arm 6.
It is designed to be automatically controlled by

即ち、前記アクチユエーター15に空圧を供給
する主空圧供給路31に作用する主調圧弁32
は、出退自在な第一カムフオロアー33によつて
加圧力が調整される圧縮スプリング34と、副空
圧供給路35から供給される空圧とにつて加圧さ
れ、前記副空圧供給路35に作用する副調圧弁3
6は、出退自在な第二カムフオロアー37によつ
て加圧力が調整される圧縮スプリング38と、補
助空圧供給路39から供給される圧力一定の補助
空圧とによつて加圧される。そして前記第一カム
フオロアー33は前記カム29に応動し、第二カ
ムフオロアー37は前記カム30に応動するよう
に構成されている。
That is, the main pressure regulating valve 32 acts on the main air pressure supply path 31 that supplies air pressure to the actuator 15.
is pressurized by a compression spring 34 whose pressurizing force is adjusted by a first cam follower 33 that can move forward and backward, and air pressure supplied from a sub-air pressure supply path 35, and the sub-air pressure supply path 35 Sub-pressure regulating valve 3 that acts on
6 is pressurized by a compression spring 38 whose pressing force is adjusted by a movable second cam follower 37 and by auxiliary air pressure at a constant pressure supplied from an auxiliary air pressure supply path 39. The first cam follower 33 is configured to respond to the cam 29, and the second cam follower 37 is configured to respond to the cam 30.

尚、前記副空圧供給路35に供給される空圧
は、取り扱われるワークの重量に対応して図外の
圧力調整手段により手動で圧力調整され、前記主
空圧供給路31には圧力一定の空圧が供給され
る。又、上下揺動アーム6が水平状態のとき、即
ち必要なバランスモーメントMBが最大となると
き、第5図に示すようにカム29,30がカムフ
オロアー33,37を介してスプリング34,3
8を圧縮する量が最大となるように、カム29,
30がリンク駆動軸14に取り付けられている。
The air pressure supplied to the auxiliary air pressure supply path 35 is manually adjusted by a pressure adjustment means (not shown) in accordance with the weight of the work being handled, and the main air pressure supply path 31 has a constant pressure. air pressure is supplied. Furthermore, when the vertical swing arm 6 is in a horizontal state, that is, when the necessary balance moment M B is at its maximum, the cams 29 and 30 are moved by the springs 34 and 3 via the cam followers 33 and 37, as shown in FIG.
The cam 29,
30 is attached to the link drive shaft 14.

上記の構成によれば、上下揺動アーム6か水平
状態のとき、主調圧弁32及び副調圧弁36に対
するスプリング34,38の押圧力が最大とな
り、副空圧供給路35から供給される主調圧弁加
圧用空圧が最大となる。従つて主調圧弁32に作
用する押圧力の総和が最大、即ち主空圧供給路3
1に対する主調圧弁32の設定圧力が最大とな
り、最大圧力の空圧がバランサー用空圧作動アク
チユエーター15に供給され、上下揺動アーム6
に与えられる上向きのバランスモーメントMB
最大となる。
According to the above configuration, when the vertically swinging arm 6 is in a horizontal state, the pressing force of the springs 34 and 38 on the main pressure regulating valve 32 and the sub-pressure regulating valve 36 becomes maximum, and the main pressure regulating valve is supplied from the sub-air pressure supply path 35. The pressurizing air pressure is maximized. Therefore, the sum of the pressing forces acting on the main pressure regulating valve 32 is maximum, that is, the main pneumatic supply path 3
The set pressure of the main pressure regulating valve 32 for 1 becomes maximum, and the maximum pressure is supplied to the pneumatic actuator 15 for the balancer, and the vertical swing arm 6
The upward balancing moment M B given to is the maximum.

そして上下揺動アーム6が上下に揺動せしめら
れると、これに伴つてカム29,30が回転し、
これらカムがカムフオロアー33,37を介して
スプリング34,38を押圧する量が減少する。
従つて主調圧弁32及び副調圧弁36に対する押
圧力が低下し、主空圧供給路31に対する主調圧
弁32の設定圧力が低下するので、バランサー用
空圧作動アクチユエーター15に供給される空圧
の圧力が低下し、上下揺動アーム6に与えられる
上向きのバランスモーメントMBが減少する。
When the vertical swinging arm 6 is caused to swing up and down, the cams 29 and 30 rotate accordingly.
The amount by which these cams press the springs 34, 38 via the cam followers 33, 37 is reduced.
Therefore, the pressing force on the main pressure regulating valve 32 and the sub pressure regulating valve 36 decreases, and the set pressure of the main pressure regulating valve 32 with respect to the main air pressure supply path 31 decreases, so that the air pressure supplied to the balancer pneumatic actuator 15 decreases. pressure decreases, and the upward balance moment M B applied to the vertically swinging arm 6 decreases.

一方、取り扱われるワークの重量に比例して副
空圧供給路35に供給される空圧が調整される結
果、ワーク重量が増大すると主調圧弁32に対す
る押圧力が大きくなり、この主調圧弁32の設定
圧力が高くなる。従つてバランサー用空圧作動ア
クチユエーター15に供給される空圧の圧力が高
くなり、上下揺動アーム6に与えられる上向きの
バランスモーメントMBが増大する。
On the other hand, as a result of adjusting the air pressure supplied to the sub-air pressure supply path 35 in proportion to the weight of the work being handled, as the weight of the work increases, the pressing force against the main pressure regulating valve 32 increases, and the setting of this main pressure regulating valve 32 increases. Pressure increases. Therefore, the pressure of the air pressure supplied to the balancer pneumatic actuator 15 increases, and the upward balance moment M B applied to the vertical swing arm 6 increases.

上記のようにして上下揺動アーム6に付与され
る上向きのバランスモーメントMBが、第4図B
に示すように水平面に対する上下揺動アーム6の
相対変位角θの正弦に比例してサインカーブ状に
変化し、上下揺動アーム6が如何なる角度にあつ
ても重力モーメントに対し完全に平衡する大きさ
となるように、カム29,30を形成すると共に
主空圧供給路31及び補助空圧供給路39に供給
する空圧を設定し、且つ副空圧供給路35に供給
する空圧をワーク重量に応じて調整する。
The upward balance moment M B imparted to the vertically swinging arm 6 as described above is shown in Fig. 4B.
As shown in , the relative displacement angle θ of the vertically swinging arm 6 with respect to the horizontal plane changes in a sine curve shape in proportion to the sine, and the vertically swinging arm 6 has a size that is perfectly balanced against the gravitational moment no matter what angle it is at. The cams 29 and 30 are formed so that the air pressure to be supplied to the main pneumatic pressure supply path 31 and the auxiliary pneumatic pressure supply path 39 is set so that the pneumatic pressure to be supplied to the auxiliary pneumatic pressure supply path 35 is set according to the weight of the workpiece. Adjust accordingly.

即ち、主空圧供給路31からバランサー用空圧
作動アクチユエーター15に供給される空圧を、
アーム等の自重に対応する一定空圧分と、0〜最
大の範囲で変化するワーク重量に対応する可変空
圧分とに分け、前者一定空圧分を水平面に対する
上下揺動アーム6の相対変位角θの正弦に比例さ
せて調整するために、主調圧弁32に対するスプ
リング34の押圧力を、カム29及びカムフオロ
アー33により調整し、後者可変空圧分を水平面
に対する上下揺動アーム6の相対変位角θの正弦
に比例させて調整するために、副空圧供給路35
から供給される主調圧弁加圧用空圧を、カム30
及びカムフオロアー37によつて設定圧力が調整
される副調圧弁36により調整している。
That is, the air pressure supplied from the main air pressure supply path 31 to the balancer pneumatic actuator 15,
The air pressure is divided into a constant air pressure corresponding to the weight of the arm, etc., and a variable air pressure that corresponds to the weight of the workpiece, which changes in the range of 0 to maximum. In order to adjust it in proportion to the sine of the angle θ, the pressing force of the spring 34 against the main pressure regulating valve 32 is adjusted by the cam 29 and the cam follower 33, and the latter variable air pressure is adjusted to the relative displacement angle of the vertical swing arm 6 with respect to the horizontal plane. In order to adjust it in proportion to the sine of θ, the auxiliary air pressure supply path 35
The main pressure regulating valve pressurizing air pressure supplied from the cam 30
The set pressure is adjusted by a sub-pressure regulating valve 36 whose set pressure is adjusted by a cam follower 37.

以上のように、ロボツトアームに上向きバラン
スモーメントを付与する空圧作動アクチユエータ
ーに供給される空圧を、前記バランスモーメント
が前記ロボツトアームの揺動に対応して変化する
重力モーメントと略平衡する大きさとなるよう
に、前記ロボツトアームの揺動に連動して連続的
に変化させる自動圧力調整手段が設けられること
によつて、ロボツトアームをしてその揺動角度に
関係なく常に重力モーメントと平衡せしめて、小
さな駆動力で所期の運動を行わせ、以て、運動制
御を大幅に改善することが出来るのであるが、本
発明の構成によれば、次のような独特の作用効果
が期待出来る。
As described above, the air pressure supplied to the pneumatic actuator that applies an upward balance moment to the robot arm is approximately balanced with the gravitational moment that changes in response to the swing of the robot arm. By providing automatic pressure adjustment means that continuously changes the pressure in conjunction with the swinging of the robot arm so that the robot arm always maintains equilibrium with the gravitational moment regardless of its swing angle. At the very least, it is possible to perform the desired motion with a small driving force, thereby greatly improving motion control. According to the configuration of the present invention, the following unique effects are expected. I can do it.

(発明の作用及び効果) 即ち、本発明の構成によれば、前記自動圧力調
整手段を、圧力調整弁と、前記ロボツトアームと
当該ロボツトアームを軸支する部材との内、一方
の前記ロボツトアームの揺動中心部に取付けたカ
ムと、他方に取付けられ且つ前記圧力調整弁に於
ける調圧用スプリングの押圧力調整用カムフオロ
アーとから構成したので、所期通りの作用が行わ
れるように前記カムの形状を設計しておきさえす
れば、ロボツトアームの角度検出手段やマイクロ
コンピユーターをロボツトに搭載して圧力調整弁
を電気的に自動制御する場合と同様に、ロボツト
アームの角度に対応して連続的に前記アクチユエ
ーターに供給する空圧を所期通りに自動調整する
ことが出来、前記のように圧力調整弁を電気的に
自動制御する場合と比較して、部品点数が極めて
少なく構造が非常にシンプルであり、極めて安価
に実施することが出来ると共に、保守も容易であ
る。
(Operations and Effects of the Invention) That is, according to the configuration of the present invention, the automatic pressure adjustment means is connected to one of the pressure adjustment valve, the robot arm, and a member that pivotally supports the robot arm. The cam is constructed of a cam attached to the swinging center of the valve, and a cam follower attached to the other side for adjusting the pressing force of the pressure regulating spring in the pressure regulating valve. As long as the shape of the robot arm is designed, it can be continuously adjusted according to the angle of the robot arm, in the same way as when a robot arm angle detection means and a microcomputer are mounted on the robot and the pressure regulating valve is automatically controlled electrically. The air pressure supplied to the actuator can be automatically adjusted as expected, and compared to the case where the pressure regulating valve is automatically controlled electrically as described above, the number of parts is extremely small and the structure is simple. It is very simple, can be implemented very cheaply, and is easy to maintain.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は側面図、第2図は基台下部を省略した
背面図、第3図は上下揺動アームの空圧制御系を
示す説明図、第4図は上下揺動アームの揺動に伴
うバランスモーメントの変化を説明する図、第5
図は自動圧力調整手段の縦断側面図、第6図は動
縦断正面図である。 1……基台、2……回転台、4……前後揺動ア
ーム、5……中間部材、6……上下揺動アーム、
7……先端部材、10,11,13……空圧作動
アクチユエーター、上下揺動アームのリンク駆動
軸、15……バランサー用空圧作動アクチユエー
ター、19,20……電磁切り換え弁、21,2
2……圧力調整弁、29,30……カム、31…
…主空圧供給路、32……主調圧弁、33,37
……カムフオロアー、34,38……圧縮スプリ
ング、35……副空圧供給路、36……副調圧
弁、39……補助空圧供給弁。
Figure 1 is a side view, Figure 2 is a rear view with the lower part of the base omitted, Figure 3 is an explanatory diagram showing the pneumatic control system of the vertically swinging arm, and Figure 4 is an illustration of the vertically swinging arm. Figure 5 explaining the accompanying change in balance moment.
The figure is a vertical side view of the automatic pressure adjustment means, and FIG. 6 is a dynamic vertical front view. 1...Base, 2...Rotating table, 4...Back and forth swinging arm, 5...Intermediate member, 6...Vertical swinging arm,
7... Tip member, 10, 11, 13... Pneumatically actuated actuator, link drive shaft for vertically swinging arm, 15... Pneumatically actuated actuator for balancer, 19, 20... Electromagnetic switching valve, 21,2
2...Pressure regulating valve, 29, 30...Cam, 31...
...Main air pressure supply path, 32...Main pressure regulating valve, 33, 37
...Cam follower, 34, 38...Compression spring, 35...Sub-air pressure supply path, 36...Sub-pressure regulating valve, 39...Auxiliary air-pressure supply valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ロボツトアームに上向きバランスモーメント
を付与する空圧作動アクチユエーターを設け、こ
のアクチユエーターに供給される空圧を、前記バ
ランスモーメントが前記ロボツトアームの揺動に
対応して変化する重力モーメントと略平衡する大
きさとなるように、前記ロボツトアームの揺動に
連動して連続的に変化させる自動圧力調整手段を
設けて成るロボツトに於いて、前記自動圧力調整
手段を、圧力調整弁と、前記ロボツトアームと当
該ロボツトアームを軸支する部材との内、一方の
前記ロボツトアームの揺動中心部に取付けたカム
と、他方に取付けられ且つ前記圧力調整弁に於け
る調圧用スプリングの押圧力調整用カムフオロア
ーとから構成して成る空圧作動バランス装置付き
ロボツト。
1. A pneumatic actuator that applies an upward balance moment to the robot arm is provided, and the air pressure supplied to the actuator is controlled so that the balance moment is a gravitational moment that changes in response to the swinging of the robot arm. In a robot provided with an automatic pressure adjustment means that continuously changes pressure in conjunction with the swinging of the robot arm so that the pressure is approximately balanced in size, the automatic pressure adjustment means includes a pressure adjustment valve, a pressure adjustment valve, and a pressure adjustment valve. Among the robot arm and the member that pivotally supports the robot arm, a cam attached to the swinging center of one of the robot arms and a pressing force adjustment of a pressure regulating spring attached to the other pressure regulating valve. A robot with a pneumatically actuated balance device consisting of a cam follower.
JP10800184A 1984-05-28 1984-05-28 Robot with air-actuated balancer Granted JPS60255383A (en)

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