JPH05318379A - ロボットの保全工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 関節ロボットの修復作業等の際、そのアーム
を所望の位置に容易、かつ安全に回動させる。 【構成】 ロボット本体に取り付けるための取付フラン
ジ４１後部に設けたケーシング４６には、操作シャフト
５２を軸方向に摺動自在、周方向に回動自在に取り付け
るとともに、圧縮ばね５３を装着して操作シャフト５２
を軸方向に付勢する。操作シャフト５２には、ロボット
本体に設けられた第１歯車２１に噛み合う操作歯車５０
とハンドル５１とを設け、さらに、操作シャフト５２の
軸方向移動により、取付フランジ４１に形成された係合
溝５５に係脱可能な係止ピン５４を固着する。またモー
タのロック・アンロックを切換えるスイッチを用いてモ
ータを取付けたまま用いられる保全工具とすることもで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロボットの修復作業等の
際、そのアームを所望の位置に回動させるために用いら
れるロボットの保全工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば自動車の製造ラインにおい
て、回動自在に構成されたアームを備えた多関節ロボッ
トが導入されているが、近年では、可搬質量増大の要請
から大型のロボットが著しく増えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のロボットに何ら
かの異常が発生したときには、ロボットのアームを退避
位置まで回動させて安全を確保するとともに、故障の程
度により、ロボットを製造ラインから外して修復作業を
することが必要になる。また、通常の製造ライン上には
大型クレーンが設備されていないことが多いため、アー
ムをロボット本体に沿わせた安定姿勢にしてからでなけ
ればロボットの移動が困難となっている。またロボット
の点検作業時等には、アームをゆっくりとかつ任意の位
置で停止可能な態様で回動させてゆきたい場合も存在す
る。ところが、大型ロボットのアームを人力で回動させ
ることは容易でなく、かつ、不用意に操作すればアーム
が落下する等、危険を伴うおそれがあるという問題があ
った。

【０００４】そこで本発明は、ロボットの修復作業等の
際、そのアームを所望の位置に容易に回動させることの
できるロボットの保全工具を提供することを解決すべき
技術的課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、ロボット本体に支持されたアームが、駆
動装置によって駆動される歯車を介して回動制御可能に
構成されてなるロボットに対し、前記アームを所望の位
置に回動させるために前記ロボット本体に取付けて用い
られるロボットの保全工具であって、前記歯車と係脱可
能であり、係合状態で前記歯車とともに回転する操作シ
ャフトと、該操作シャフトを回転させるハンドルを有す
るロボットの保全工具を創り出した。

【０００６】

【作用】ロボットの修復作業等において、そのアームの
回動が必要なときには、保全工具の操作シャフトを取付
けて操作シャフトがロボット本体に設けられている回動
制御用の歯車とともに回転する状態とする。その後、ハ
ンドルを回わして操作シャフトを回転させることによ
り、アームを所望の位置に回動させることができる。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図４〜図６に例示するように、本実施例に係る
保全工具が好適に用いられる工業用の多関節ロボット１
の支持ベース２には旋回台３が鉛直な第１軸線４を中心
として回動可能に支持され、この旋回台３は旋回台３自
身に取付けられた第１サーボモータ５により旋回駆動さ
れるようになっている。さらに、旋回台３には、水平な
第２軸線６を中心とする第１回動軸７によって第１アー
ム８の基端部が回動可能に支持されている。また、第１
アーム８の先端部には前記第２軸線６と平行な第３軸線
９を中心とする第２回動軸１８が支持されていて、その
第２回動軸１８に第２アーム１９の基端部が回動可能に
支持されている。旋回台３には、図５に良く示されてい
るように、フランジ型の第２サーボモータ１２及び第３
サーボモータ１３を取付けるための取付面１４，１５が
それぞれ鉛直方向に、かつ左右対称位置に設けられてい
る。この左取付面１４に取り付けられている第２サーボ
モータ１２は出力軸端に設けられた歯車１６に噛み合う
減速歯車１７（本発明でいう、駆動装置によって駆動さ
れる歯車）を介して第１アーム８を揺動駆動できるよう
になっている。

【０００８】一方、前記右取付面１５には第３サーボモ
ータ１３が取付けられ、第３サーボモータ１３の出力軸
端に設けられた歯車２０が第１歯車２１（本発明でい
う、駆動装置によって駆動される歯車）に噛み合ってい
る。そして、図４に良く示されている第１から第１０ま
での歯車２１〜３０が互いに噛み合って、歯車列が構成
されている。この第１０歯車３０は前記第２回動軸１８
に結合されていて、第１０歯車３０の回動により、第２
アーム１９が第３軸線９を中心として揺動可能に構成さ
れている。アームの揺動駆動系が上記のように構成され
た多関節ロボット１は、サーボモータ１２，１３の作動
により、前記歯車列を介して、両アーム８，１９が自在
に回動制御されるようになっている。

【０００９】また、図５に良く示されているように、前
記旋回台３の左右側部には挿通孔３１，３２が設けら
れ、前記減速歯車１７及び第１歯車２１の側部にはねじ
穴３３，３４が設けられている。そして、挿通孔３１，
３２に挿通したロックボルト３５，３６をねじ穴３３，
３４にねじ込むことにより、減速歯車１７及び第１歯車
２１を旋回台３に固定し、両アーム８，１９の回動を阻
止できるように構成されている。

【００１０】次に、上記の多関節ロボット１の修復作業
等の際、前記両サーボモータ１２，１３の作動によら
ず、両アーム８，１９を回動させるために用いられる保
全工具について説明する。図１〜図３に示すように、保
全工具４０の取付フランジ４１は両サーボモータ１２，
１３のフランジ部と同一取付寸法に形成されていて、そ
の中心部には軸挿通孔４２が形成され、前記旋回台３の
サーボモータ取付部１４，１５へボルト４５により締結
可能に構成されている。この取付フランジ４１の後部に
は円筒形状のケーシング４６が設けられ、その内部には
薄肉円筒状のドライベアリング４７を介してスリーブ４
８が軸方向に摺動自在に嵌め込まれている。そして、ス
リーブ４８の内径側に装着されたベアリング４９には、
操作歯車５０とハンドル５１とを連結するための操作シ
ャフト５２が回転自在に支持されている。

【００１１】前記操作シャフト５２の後端部はベアリン
グ４９の内径より小径に形成されていて、その段付部と
ケーシング４６の後端内面との間に装着された圧縮ばね
５３が操作シャフト５２を前方に付勢している。さら
に、操作シャフト５２の略中央部には、直径方向に形成
された挿通孔に係止ピン５４が両端部を操作シャフト５
２から突出させた状態に挿通、固着されている。

【００１２】そして、前記取付フランジ４１の軸挿通孔
４２には、図３に示すように、前記操作シャフト５２の
軸方向移動により前記係止ピン５４が係脱できる係合溝
５５が径方向に、本実施例では円周等分８箇所に設けら
れている。さらに、操作シャフト５２の前端寄り大径部
には、前記第１歯車２１あるいは前記減速歯車１７と噛
合可能な操作歯車５０が設けられている。この操作歯車
５０は減速歯車１７及び第１歯車２１より歯幅が厚く形
成されていて、操作歯車５０が操作シャフト５２ととも
に軸方向に移動しても噛み合い状態を維持可能に構成さ
れている。操作シャフト５２の先端部には、ハンドル５
１が前記旋回台３の左右側部より外側に突出できる形状
に設けられている。このハンドル５１は、軸部５６が操
作シャフト５２に対して挿脱可能となっており、平行キ
ー５７で回り止めがなされている。

【００１３】次に、係止ピン５４と係合溝５５により要
部が構成されたロック機構の作用を説明する。保全工具
４０の装着状態においては、図２に示すように、ケーシ
ング４６に対して操作シャフト５２が圧縮ばね５３の作
用により前方へ付勢されていて、係止ピン５４が係合溝
５５と係合している。この状態では、操作シャフト５２
は周方向への回動が拘束されるため、操作歯車５０とハ
ンドル５１とは回動できない。圧縮ばね５３の付勢力に
抗してハンドル５１が押され、操作シャフト５２がケー
シング４６内に押し込まれたときには、図１に示すよう
に、係止ピン５４と係合溝５５の係合が解除された位置
関係となるので、ハンドル５１を回動させることができ
る。

【００１４】次に、保全工具４０を用いて多関節ロボッ
ト１の第２アーム１９を回動する作業について説明す
る。さて、多関節ロボット１の修復作業に際しては、作
業の安全を確保するため、まず、旋回台３の左右側部か
らロックボルト３５，３６をねじ込み、減速歯車１７及
び第１歯車２１を固定することにより、第１アーム８及
び第２アーム１９をそれぞれ揺動できなくする。なお、
ロックボルト３５，３６を用いず、他の外部手段、例え
ばロープ等により両アーム８，１９を拘束してもよい。

【００１５】次に、保全工具４０のハンドル５１を操作
シャフト５２から一旦抜いて取付けの準備をしたうえ
で、第３サーボモータ１３を旋回台３から取り外す。そ
して第３サーボモータ１３に代えて保全工具４０を右取
付面１５に取り付け、その保全工具４０の操作歯車５０
を多関節ロボット１の第１歯車２１と噛み合わせる。そ
の後、ハンドル５１を旋回台３の側部から操作シャフト
５２に取り付け、保全工具４０の装着が完了する。この
状態は図６及び図２に示される。このとき、前述したよ
うに、保全工具４０の操作シャフト５２は係止ピン５４
と係合溝５５との係合により回動が阻止されているた
め、操作歯車５０及びこれに噛み合っている第１歯車２
１は回動できないロック状態となっており、ロックボル
ト３６を取り除くことができる。これで、第２アーム１
９の回動操作が可能となる。

【００１６】次に、作業者は、ハンドル５１を係止ピン
５４と係合溝５５との係合を解除するように前方へ押し
込んだ後、回動操作すると、操作歯車５０から前述の歯
車列を介して第２アーム１９に結合された第１０歯車３
０へと順次トルクが伝達されるので、第２アーム１９を
所望の位置に回動させることができる。なお、保全工具
４０を前記サーボモータ１３に代えて左取付面１４に取
付ければ、上記とほぼ同様にして、第１アーム８につい
ても回動操作することができる。さらに、保全工具４０
を２台使用すれば、両アーム８，１９を同時に回動操作
することも可能である。本実施例では操作シャフト５２
がロボットのアーム８，１９を回動させるギヤ１７，２
１とともに回転する操作シャフトであり、この操作シャ
フト５２がハンドル５１で回転されるのである。

【００１７】なお、本実施例ではサーボモータ１２，１
３に代えて保全工具４０を取り付けるように構成した
が、保全工具４０を取付け得る座を多関節ロボット１の
本体に独立して備えることにしてもよい。また、本実施
例では歯車機構によりアームの揺動駆動系が構成されて
いる多関節ロボットに適用する例を説明したが、これに
限らず、駆動系の一部に歯車を有している種類のロボッ
トに広く適用が可能であり、使用される歯車の種類にも
制約はない。

【００１８】次に図７を参照して第２の実施例について
説明する。この実施例はロボット本体からモータを取外
す必要のない保全工具の例を示している。図７は第２ア
ーム１９の回動用にこの保全工具を取付けた例を示して
いるが、第１実施例と同様に第１アーム８の側にも取付
けることができる。図７中１１３は第２アーム回動用の
モータであり、このトルクがシャフト１１８から歯車１
２０に伝えられ、さらに第１歯車１２１に伝えられ、以
後図示しないギヤ列に伝えられ、最終的に第２アーム１
９に伝えられる。

【００１９】ギヤ１２０（これがこの発明でいう駆動歯
車となる）は図示１２０ａに示すように第１歯車１２１
よりもさらに前方に伸びている。またシャフト１１８の
先端には軸心に沿ってねじ孔１１８ａが設けられてい
る。そしてここに保全工具が係合状態で取付可能となっ
ている。保全工具はギヤ１２０と噛合ってギヤ１２０と
ともに回転する操作シャフト１５２ａ，１５２ｂと、シ
ャフト１５２ａ，１５２ｂを回転させるハンドル１５１
とで構成されている。シャフト１５２ａと１５２ｂはボ
ルト１４８によって一体化されている。ハンドル１５１
はシャフト１５２ｂに固着されている。内側のシャフト
１５２ｂには軸心に沿って貫通孔１５２ｄが形成されて
いる。外側のシャフト１５２ａの簡状先端部の内側に
は、ギヤ１２０の先端１２０ａと噛合うギヤ歯１５２ｃ
が形成されている。貫通孔１５２ｄを介してボルト１４
６がシャフト１１８側のねじ孔１１８ａにねじ込まれる
ことによって、この保全工具がロボットに取付けられ
る。このとき、ギヤ１２０のギヤ歯１２０ａとシャフト
１５２ａのギヤ歯１５２ｃが噛合い、シャフト１５２
ａ，ｂはギヤ１２０とともに回転する関係におかれる。

【００２０】この保全工具が用いられる場合は、モータ
１１３をロック状態とアンロック状態とで切換える電気
スイッチが接続される。保全工具を取付ける間はモータ
１１３が電磁ロックされている。そして保全工具によっ
てアームを回動させる際に電磁ロックがアンロックされ
る。この状態でオペレータはハンドル１５１を回し、ア
ームを手動で回動させることができる。ロボットの点検
作業時には、例えばギヤ列のバックラッシュ等を調べる
ために、アームをゆっくりとしかもどの位置でも停止可
能に回動させてゆくことが必要となる。このような場合
に本保全工具は有効である。

【００２１】なおモータ１１３のロック・アンロック状
態を切換えるスイッチは、手で操作されるものであって
もよいし、また足で操作されるものであってもよい。点
検が終了すればモータ１１３をロックし、保全工具を取
外す。なおモータ１１３にロック・アンロックの切換機
能がなければ、モータ１１３とギヤ１２０間に、ロック
・アンロックの切換機能を付加しておけばよい。またこ
の保全工具では、アーム回動用のギヤ列のうちのどれか
一つのギヤが手動で回転できるものであればよいことか
ら、例えば図８のように、ギヤ列のうちの一つの歯車２
２０に対して操作シャフト２５０がキー２５２で共転可
能に連結されるようなものであってもよい。またアーム
が非常に重い場合には、ハンドル２５１と操作シャフト
２５０間に減速機構を設けることが有益である。

【００２２】

【発明の効果】このように、本発明の保全工具によれ
ば、ロボットに備えられた駆動装置を用いることなく、
ロボットのアームを所望の位置に回動させることができ
るため、ロボットの修復作業等の際必要となるアームの
回動が容易、かつ安全に行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る保全工具を示す断面図で
ある。

【図２】本発明の実施例に係る保全工具のロック状態を
示す要部断面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図４】本発明の実施例に係る保全工具が好適に用いら
れる多関節ロボットを説明する正面図である。

【図５】本発明の実施例に係る保全工具が好適に用いら
れる多関節ロボットの要部を破断した側面図である。

【図６】図４をＢ−Ｂ線で展開した半断面図であり、サ
ーボモータに代わって保全工具が取り付けられたところ
を示している。

【図７】第２実施例の保全工具を示す図である。

【図８】第３実施例の保全工具を示す図である。

【符号の説明】

１ 多関節ロボット ８ 第１アーム １７ 減速歯車（駆動装置によって駆動されてアームを
回動させる歯車） １９ 第２アーム ２１ 第１歯車（駆動装置によって駆動されてアームを
回動させる歯車） ４０ 保全工具 ４１ 取付フランジ ５０ 操作歯車 ５１ ハンドル ５２ 操作シャフト ５３ 圧縮ばね ５４ 係止ピン ５５ 係合溝 １２０ ギヤ（駆動装置によって駆動されてアームを回
動させる歯車） １５１ ハンドル １５２ 操作シャフト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボット本体に支持されたアームが駆動
   装置によって駆動される歯車を介して回動制御可能に構
   成されてなるロボットに対し、前記アームを所望の位置
   に回動させるために前記ロボット本体に取付けて用いら
   れるロボットの保全工具であって、前記歯車と係脱可能
   であり係合状態で前記歯車とともに回転する操作シャフ
   トと、該操作シャフトを回転させるハンドルを有するこ
   とを特徴とするロボットの保全工具。