JPH0369672B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ロボツトを手動操作して作業内容
をテイーチングしてプログラムを作成し、該プロ
グラムを再生して作業を実行するべくしたダイレ
クトテイーチング式の多関節ロボツトに関するも
のである。

（従来技術） 近時テイーチングの容易化のため、油圧式塗装
ロボツトのようなダイレクトテイーチング式のも
のが、電動機と大減速機を用いた多関節ロボツト
に対しても見直されている。例えばハーモニツク
減速機を有する回転電動機により被駆動体を制御
するロボツトは周知であるが、該ロボツトの前記
被駆動体を把持してこれを手動操作しようとして
も、前記ハーモニツク減速機が抵抗となつて無理
である。そこでその手動操作を可能とするには、
前記ハーモニツク減速機の出力軸側にクラツチを
追加し、該クラツチを断とし、また再生時にはこ
れを接にすればよいのであるが、該クラツチは滑
りを発生する可能性があるため、正確な位置制御
を実行することは難しい。

（解決しようとする課題） この発明は前述事情に鑑みてなされたものであ
り、前記減速機の回転出力軸を関節軸に連結した
ロボツトでも、滑りを発生し易いクラツチを用い
ることなく、テイーチング時と再生時との切換え
を簡単に行なうことができ、しかも再生時には正
確な位置制御を実行できるようにしたものを提供
せんとするものである。

（課題を解決するための手段） この発明は、ロボツトの固定側に取り付けられ
しかも回転電動機の出力側に連結され、その回転
出力軸の中心を該ロボツトの関節軸中心と一致さ
せた減速機と、前記回転出力軸に一端を固定した
レバーと、該レバー先端と前記ロボツトの可動側
である被駆動体との間に軸着した流体圧式リニヤ
アクチユエータと、該流体圧式リニヤアクチユエ
ータに配管接続され、テイーチング時にあつては
該流体圧式リニヤアクチユエータの両方のシリン
ダ室を開放して該流体圧式リニヤアクチユエータ
を自由状態とし、また再生時にあつては前記両方
のシリンダ室のうちいずれか一方に流体圧を作用
させて該流体圧式リニヤアクチユエータを最収縮
状態または最伸張状態で固縛状態とする切換弁と
を備えたものである。

（作用） テイーチング時には前記流体圧式リニヤアクチ
ユエータの両方のシリンダ室を開放して自由伸縮
可能な状態とすればオペレータの手動操作により
前記被駆動体を簡単に動かすことができる。また
再生時には、前記両方のシリンダ室のうちいずれ
か一方に流体圧を作用させて該流体圧式リニヤア
クチユエータを固縛状態とすれば、前記回転電動
機による駆動力が確実に前記被駆動体に伝達され
る。

（実施例） 以下実施例を詳述する。なおこの実施例では、
計６軸で、特に基端側から第２軸および第３軸に
この発明の要部を設けた多関節アーク溶接ロボツ
トとして説明するが、この発明をこの実施の形態
に限定するものではない。

１は、ロボツトの基台であり、その上部には、
回動台２が図示しないダイレクトドライブモータ
M₁によりα₁方向に回動可能に第１軸支２ａ（垂直
軸支）されている。なお図示していないが、回動
台２にはα₁軸用の位置検出器（レゾルバ）が設け
られている。

３は、回動台２に第２軸支３ａ（水平の関節軸
支）され、α₂方向に回動可能の第１回動腕であ
る。そして軸３ａと同軸上において、回動台２に
は第１レバー４が回動可能に軸支２ｂされ、その
レバー４と軸２ｂとの間には、駆動源としての減
速機付き回転電動機M₂が連結されている。また
レバー４先端と被駆動体である腕３先端との間に
は、流体圧式リニヤアクチユエータFA₁が軸着５
ａ，５ｂされている。E₂は、回動台２に取付け
たα₂軸用エンコーダであり、軸３ａとは、チエー
ンおよびスプロケツトの伝達機構６を介して連結
されている。

７は、腕３先端部に第３軸支７ａ（軸３ａと平
行に関節軸支）され、α₃方向に回動可能の第２回
動腕である。そして軸３ａと同軸上において、回
動台２には第２レバー８が回動可能に軸支２ｃさ
れ、そのレバー８と軸２ｃとの間には、駆動源と
しての減速機付き回転電動機M₃が連結されてい
る。またレバー８先端と被駆動体である腕７との
間には、流体圧式リニヤアクチユエータFA₂が軸
着９ａ，９ｂされている。なお軸２ｃ，７ａ，９
ａ，９ｂは平行四辺形の各頂点に位置するように
設定されている。E₃は、腕３に取付けたα₃軸用
エンコーダであり、軸７ａと歯車伝達機構１０を
介して連結されている。７ｂは、腕７に設けた取
手である。

Ｔは、腕７に３次元で揺動可能に支持した溶接
用トーチである。

以下トーチＴの３次元揺動装置すなわち手首装
置Ｃの構成を第３，４図に基づいて説明する。

２１〜２３は、腕７に同軸上に第４軸支２１
ａ、第５軸支２２ａ、第６軸支２３ａしたそれぞ
れ第１腕、第２腕、第３腕である。そして腕21先
端には第１リンク２４が、また腕２２先端には第
２リンク２５が、さらに腕２３先端には第３リン
ク２６が、それぞれ回動自在に軸支２４ａ，２５
ａ，２６ａされている。さらには各リンク２４〜
２６先端には揺動体２７が軸支２７ａ〜２７ｃさ
れ、この揺動体２７がトーチＴの保持部材として
構成されている。なお各軸２１ａ〜２６ａ、およ
び軸２７ａ〜２７ｃは、それら軸方向中心線が一
転O₁で交差するように設定されている。

そして腕３の一側には減速機付き回転電動機
M₄およびその出力側に連結したクラツチ２８が
取付けられ、そのクラツチ２８の出力軸２８ａと
軸７ａに同軸軸受し軸２９とは、チエーンおよび
スプロケツトの伝達機構３０で連結されている。
さらに軸２９と軸２１ａとは歯車伝達機構３１で
連結されている。そして腕３には、軸２９に連結
されたエンコーダE₄が取付けられている。

また腕３の他側には減速機付き回転電動機M₅
およびその出力側に連結したクラツチ３２が取付
けられ、そのクラツチ３２の出力軸３２ａと軸７
ａに同軸軸受した軸３３とは、チエーンおよびス
プロケツトの伝達機構３４で連結されている。さ
らに軸３３と軸２２ａとは歯車伝達機構３５で連
結されている。そして腕３には、軸３３に連結さ
れたエンコーダE₅が取付けられている。

さらには腕７には減速機付き回転電動機M₆お
よびその出力側に連結したクラツチ３６が取付け
られ、そのクラツチ３６は軸２３ａに連結されて
いる。そして腕７にはエンコーダE₆が取付けら
れ、軸２３ａとは歯車伝達機構３７により連結さ
れている。

３８は、圧力源（空気圧力源）であり、切換弁
３９やフイルタ４０とともに、アクチユエータ
FA₁，FA₂と第５図のように配管されている。な
お切換弁３９は、アクチユエータFA₁，FA₂をそ
の両方のシリンダ室を開放することにより自由伸
縮可能な状態としたり、あるいはまた前記両方の
シリンダ室のうちいずれか一方（実施例ではアク
チユエータFA₁，FA₂を伸張させる側）に流体圧
を作用させることによりこれらを固縛状態とした
り、選択可能に構成されている。

B₁は、このロボツトのPTP方式の制御装置で
ある。B₂はその操作盤であり、溶接電圧、溶接
電流、溶接速度、各種補間機能スイツチなどが設
けられている。また取手７ｂには、記憶指令スイ
ツチＳが設けられている。

さらにこの実施例の作用を述べる。

今切換弁３９は、第５図のように左位置にあ
り、両アクチユエータFA₁，FA₂は、ともに自由
状態にあるものとする。またα₁軸用の前記図示し
ないダイレクトドライブモータへの通電は断で、
さらにはクラツチ２８，３２，３６は断の状態に
あるものとする。すなわち回動台２、腕３，７、
揺動体２７は、すべてそれぞれの駆動源から切り
離なされて自由動できる状態にある。

そこでオペレータは、第６図のように取手７ｂ
や揺動体２７を持ち、トーチＴを図示しないワー
クに体して位置や姿勢を決定し、スイツチＳを操
作して、その位置での必要な情報をα₁軸用の前記
レゾルバや各エンコーダE₂〜E₆などから制御装
置B₁に記録する。このような操作を順次行なう
ことにより、ダイレクトにテイーチングすること
ができる。

次に前記テイーチングの結果、制御装置B₁に
記録したプログラムを再生する場合は、まず切換
弁３９を右位置に切換える。すると圧力源３８か
らの空気は、両アクチユエータFA₁，FA₂のピス
トン側に流入し、アクチユエータFA₁，FA₂はと
もに伸張し、その伸張状態で固縛される。またα₁
軸用の前記ダイレクトドライブモータを通電状態
とし、クラツチ２８，３２，３６を接の状態とす
る。すなわち回動台２、腕３，７、揺動体３７
は、すべてそれぞれの駆動源に連結された状態と
なる。

そこで再生を開始すれば、前記プログラムに基
づいてロボツトは制御され、前記ワークは自動溶
接される。

前述説明は実施例であり、例えばアクチユエー
タFA₁，FA₂はその収縮状態を固縛状態としても
よい。その他各構成の均等物との置換もこの発明
の技術範囲に含まれることはもちろんである。

（効果） この発明は前述したとおりであるから、従来の
ように減速機の出力側に滑りを発生し易いクラツ
チを接続しなくても、テイーチング時には流体圧
式リニヤアクチユエータの両方のシリンダ室を開
放して自由伸縮可能な状態とすれば簡単にロボツ
トを手動操作できるし、また再生時には前記両方
のシリンダ室のいずれか一方に流体圧を作用させ
ることによりこれを確実に固縛状態とすることが
でき、位置制御を正確に行ない得る。

【図面の簡単な説明】

図はいずれもこの発明の一実施例を示し、第１
図は多関節アーク溶接ロボツトの全体斜視図、第
２図は第１図の−断面矢視図、第３図は第１
図の−断面矢視図、第４図は３次元揺動装置
（手首装置）の溶接用トーチ近辺の断面説明図、
第５図は配管図、第６図は作用説明図である。 図において、２……回動台、２ｂ……軸、２ｃ
……軸、３……被駆動体（第１回動腕）、３ａ…
…第２軸（関節軸）、４……第１レバー、M₂……
減速機付き回転電動機、FA₁……流体圧式リニヤ
アクチユエータ、５ａ，５ｂ……それぞれ軸、７
……被駆動体（第２回動腕）、７ａ……第３軸
（関節軸）、８……第２レバー、M₃……減速機付
き回転電動機、FA₂……流体圧式リニヤアクチユ
エータ、９ａ，９ｂ……それぞれ軸、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロボツトを手動操作して作業内容をテイーチ
   ングしてプログラムを作成し、該プログラムを再
   生して作業を実行するべくしたダイレクトテイー
   チング式の多関節ロボツトにおいて、該ロボツト
   の固定側に取り付けられ、しかも回転電動機の出
   力側に連結され、その回転出力軸の中心を該ロボ
   ツトの関節軸中心と一致させた減速機と、前記回
   転出力軸に一端を固設したレバーと、該レバー先
   端と前記ロボツトの可動側である被駆動体との間
   に軸着した流体圧式リニヤアクチユエータと、該
   流体圧式リニヤアクチユエータに配管接続され、
   テイーチング時にあつては該流体圧式リニヤアク
   チユエータの両方のシリンダ室を開放して該流体
   圧式リニヤアクチユエータを自由状態とし、また
   再生時にあつては前記両方のシリンダ室のうちい
   ずれか一方に流体圧を作用させて該流体圧式リニ
   ヤアクチユエータを最収縮状態または最伸張状態
   で固縛状態とする切換弁とを備えた、前記多関節
   ロボツト。