JPH0618700Y2 - 産業用ロボット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、ワークを把持するためのチャックと、この
チャックによって把持されるワークに対し所定処理を行
う作動体とを有する溶接ロボットなどの産業用ロボット
に関する。

（従来の技術） 第５図は従来の溶接ロボット（特開昭５９−９７８６６
号公報）の一部を示す側面図である。第５図において、
水平腕１には垂直腕２がその垂直軸まわりに旋回自在
で、かつ昇降自在に取り付けられており、この垂直腕２
の回動はモータ３によって、また垂直腕２の昇降は垂直
動力源４によってそれぞれ行われる。この垂直腕２の下
端部には水平軸５を介して、ワーク把持用のチャック６
が俯仰自在に枢着されている。

一方、上記垂直腕２には、この垂直腕２に対するトーチ
７の相対位置を制御するためのトーチ用腕群８が連結さ
れている。すなわち、このトーチ用腕群８は、水平軸９
を介して垂直腕２に俯仰自在に枢着された垂直第１腕１
０と、この垂直第１腕１０の先端部に水平軸１１を介し
て俯仰自在に枢着された垂直第２腕１２と、この垂直第
２腕１２の先端部に水平軸１３を介して俯仰自在に枢着
された垂直第３腕１４と、この垂直第３腕１４の軸Ｖの
まわりに旋回自在となるように垂直第３腕１４に枢着さ
れたトーチ取付腕１５とによって構成されている。

そして、この溶接ロボットでは、例えばチャック６に把
持されたワークＷ１を垂直駆動源４の駆動力を利用して
ワークＷ２上に押し付けた状態で、トーチ７先端側の溶
接点をワークＷ１とワークＷ２の溶接予定個所に一致す
るようにトーチ用腕群８の各腕１０，１２，１４，１５
の姿勢が調整され、その後、トーチ７がワークＷ１とワ
ークＷ２の接合部である溶接ラインに沿って移動してい
って自動的に溶接が行われる。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、上記した従来の溶接ロボットにおいて
は、チャック６とトーチ７との相対位置決めに多数の制
御軸を必要とし、チャック６およびトーチ７回りの構成
が複雑かつ大型となり、複雑なワークに対処できないば
かりか、制御も複雑になって装置のコストが増大すると
いう問題点があった。

（考案の目的） この考案は、上記課題を解決するためになされたもの
で、ワークを把持するチャックや、ワークに対し所定の
処理を行う作動体回りの構成が簡単で、チャックに対す
る作動体の相対位置決め制御も容易な産業用ロボットを
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この考案は、ワークは把持するためのチャックと、この
チャックによって把持されるワークに対し所定処理を行
う作動体とを有する産業用ロボットであって、取付基材
に設けられ一定方向に伸縮制御される伸縮体の先端部に
上記チャックを設けるとともに、４節リンク機構の隣り
合う２節部分を前記取付基材に枢着し、この４節リンク
機構の他の２節部分に前記作動体を固定して、前記伸縮
体の伸縮量と前記４節リンク機構の取付基材に対する揺
動量とをそれぞれ制御することによって前記作動体と前
記チャックに把持されたワークとの相対位置を調整する
ようにしたものである。

（作用） この考案の産業用ロボットにおいては、チャックに把持
されたワークに対する作動体の位置調整として、例えば
ワーク径方向の位置調整が４節リンク機構の揺動量を調
整することによって行なわれる一方、ワーク高さ方向の
位置調整が伸縮体の伸縮量を調整することによって行な
われる。

（実施例） 第３図はこの考案の一実施例である産業用ロボットの概
略的な構成を示す側面図であり、第１図は第３図の符号
Ａで示す部分を拡大して示す側面図、第２図は第３図の
符号Ａで示す部分の側面図、第４図は第１図の要部拡大
断面図である。

この実施例の産業用ロボットは溶接ロボットであって、
第３図において基台２０には垂直軸Ｚ１のまわりに旋回
自在に水平第１腕２１が枢着されており、この水平第１
腕２１の先端部には垂直軸Ｚ２のまわりに旋回自在に水
平第２腕２２が枢着されている。水平第２腕２２の先端
部には垂直腕２３がその垂直軸Ｚ３まわりに旋回自在
で、かつ垂直軸Ｚ３の軸方向に沿って昇降自在に取り付
けられており、この垂直腕２３の下端部には上下に伸縮
制御される伸縮体としてエアシリンダ２４が垂設され、
さらにエアシリンダ２４の先端部にワーク把持用のチャ
ック２５が設けられている。垂直腕２３には４節リンク
機構２６を介してトーチ２７が取り付けられている。２
８ａ，２８ｂは溶接ロボットの設置部までワークを移送
するための搬送装置である。

第１図および第２図に示すように、４節リンク機構２６
の隣り合う２つの節部２６ａ，２６ｂが枢着される１つ
のリンク片２９は垂直腕２３に固定される一方、４節リ
ンク機構の他の２つの節部２６ｃ，２６ｄが枢着される
別のリンク片３０にはトーチ取付用ブラケット３１が固
設され、このブラケット３１を介してトーチ２７が４節
リンク機構２６に取り付けられている。また、４節リン
ク機構２６の２つの節部２６ａ，２６ｃ間および他の２
つの節部２６ｂ，２６ｄ間を連結する各リンク片はそれ
ぞれターンバックル３２によって構成されている。した
がって、４節リンク機構２６の揺動量を制御することに
よって、言い換えれば２つの節部２６ａ，２６ｂの水平
軸Ｚ４，Ｚ５回りの回転量を制御することにより、トー
チ２７の姿勢を変えずにトーチ２７を垂直軸Ｚ３に接近
または離隔移動調整できる。また、ターンバックル３２
を必要に応じ回転操作することにより、トーチ２７の垂
直軸Ｚ３に対する姿勢を調整できる。

垂直腕２３の下部にはケーシング３３を介してベアリン
グケース３４が設けられ、第４図に示すように、これら
ケーシング３３とベアリングケース３４内に、ベアリン
グ３５を介して、略有蓋筒状の軸受３６が垂直軸Ｚ３回
りに回転自在に保持されている。軸受３６内には略筒状
の軸３７が垂直軸Ｚ３の軸方向にスライド自在に配設さ
れ、この軸３７はその外周部に設けられたキー３８によ
り軸受３６に対して直軸Ｚ３回りの回り止めがなされて
いる。この軸３７の下端部にはエアシリンダ２４の筒部
２４ｂが接続され、エアシリンダ２４のロッド２４ａが
軸３７の筒穴を通ってそのロッド先端部が軸受３６の蓋
部に貫通するようにして固定されている。こうして、エ
アシリンダ２４は、ベアリング３５の作用で垂直腕２３
に対し垂直軸Ｚ３回りに回転自在に連結されるととも
に、エアシリンダ２４のピストンロッド２４ａが伸縮作
動すると、軸３７が軸受３６に対しスライドして、垂直
軸Ｚ３の軸方向に昇降移動される。なお、３９はエアシ
リンダ２４のロッド２４ａと軸３７の間に介装されたス
ペーサで、その上端が軸受３６に固定されている。４０
はケーシング３３に取付けられたスプリングプランジャ
で、ばね（図示省略）により付勢されたボール部が軸受
３６の外周部上端に設けられたスリット３６ａに弾性嵌
合することにより、軸受３６の垂直軸Ｚ３回りの初期位
置が設定されるように構成されている。

エアシリンダ２４の下部には、エアシリンダ４１，ホル
ダ４２および爪４３等からなるチャック２５が取付けら
れる。エアシリンダ４１は、そのピストンロッド部４１
ａを下方に向けた状態でその筒部４１ｂがエアシリンダ
２４の筒部２４ｂに連結される。エアシリンダ４１の筒
部４１ｂの下部にはホルダ４２が取付けられ、ホルダ４
２の下部外周四方に、４個の爪４３が水平ピン４４によ
りそれぞれ揺動自在に保持されている。一方、エアシリ
ンダ４１のピストンロッド４１ａ先端にはフォーク４５
が設けられ、このフォーク４５に爪４３の一端側に設け
られたベアリング４６が係合されている。これにより、
エアシリンダ４１のピストンロッド４１ａを介してフォ
ーク４５が垂直軸Ｚ３の軸方向に進退駆動すると、爪４
３が水平ピン４４を支点に揺動して各爪４３でワークを
把持・解除しうるように構成されている。

なお、上記溶接ロボットの溶接動作を制御するのに必要
な情報は、予めティーチングにより図示を省略した制御
部のメモリにストアされており、操作盤よりスタート指
令が与えられると、上記ティーチング情報に基づいて溶
接ロボットによる溶接動作が自動的に行なわれるように
構成されている。

次に、上記溶接ロボットの概略的な動作について説明す
る。

第３図に示す搬送装置２８ａまたは２８ｂに載せられ
て、溶接の一方の対象物である例えば段付筒状のワーク
Ｗ１（第１図に想像線で示す）が溶接ロボットの設置部
まで移送されてくると、予め水平第１腕２１および水平
第２腕２２の旋回制御によってワークＷ１の到着位置の
上方で待機していた垂直腕２３が降下し、エアシリンダ
２４の下端部のチャック２５がワークＷ１を把持する。
この場合、トーチ２７がワークＷ１と干渉しないよう
に、４節リンク機構２６の水平軸Ｚ４，Ｚ５回りの回転
量が予め制御されている。

チャック２５によるワークＷ１の把持が完了すると、垂
直腕２３が上昇し、水平第１腕２１および水平第２腕２
２の旋回制御によってワークＷ１が例えば水平面内で約
９０度回転移送され、こうしてワークＷ１が溶接の他方
の対象物である例えば溝形形状のワークＷ２（第１図，
第２図参照）の上方位置に配置される。

一方、チャック２５に把持されたワークＷ１とトーチ２
７とが第１図に示す相対位置関係を保つように、エアシ
リンダ２４のピストンロッド２４ａの進出量が制御され
るとともに、４節リンク機構２６の水平軸Ｚ４，Ｚ５回
りの回転量が制御される。この状態では、トーチ２７先
端側の溶接点は、ワークＷ１の底面よりも上方位置で、
かつワークＷ１の下側段部の外周面上に位置している。

この後、垂直腕２３が下降し、第１図および第２図に示
すようにワークＷ１がワークＷ２上に当接する。この状
態から、さらに垂直腕２３の下降が継続され、これによ
りエアシリンダ２４のエアーがリリーフされて垂直腕２
３の下降継続分だけピストンロッド２４ａが後退する。
こうして、ワークＷ１がワークＷ２に適度な力で押し付
けられながら、トーチ２７先端側の溶接点がワークＷ
１，Ｗ２の溶接予定位置Ｐに一致する。

その状態でトーチ２７の溶接動作が開始され、すなわち
垂直腕２３がトーチ２７とともに垂直軸Ｚ３回りに回転
し、ワークＷ１，Ｗ２の接合箇所の全周にわたって溶接
が自動的に行なわれる。

溶接作業終了後は、４節リンク機構２６の揺動によりト
ーチ２７がワークＷ１から引き離され、チャック２５に
よるＷ１の把持が解除されて垂直腕２３が上昇し、水平
第１腕２１および水平第２腕２２の旋回によりチャック
２５が搬送装置２８ａまたは２８ｂの上方に移送され
て、最初の状態に戻る。

この溶接ロボットにおいて、ワークＷ１の外径が例えば
第１図のＷ１′で示すように大きくなった場合には、４
節リンク機構２６の水平軸Ｚ４，Ｚ５を第１図反時計方
向に回転させることにより、トーチ２７先端側の溶接点
をワークＷ１′の外周位置まで移動させることができ
る。逆にワークＷ１の外径が小さくなった場合には、４
節リンク機構２６の水平軸Ｚ４，Ｚ５を時計方向に回転
させればよい。こうして、ワークＷ１の径方向の位置調
整が、４節リンク機構２６の揺動量を調整することによ
り可能となる。また、ワークＷ１に対するトーチ２７先
端側の溶接点の高さ方向の位置調整は、エアシリンダ２
４のピストンロッド２４ａの伸縮量を調整することによ
り行なえる。さらに、トーチ２７の垂直軸Ｚ３に対する
姿勢は、４節リンク機構２６の節部２６ａ，２６ｃ間や
節部２６ｂ，２６ｄ間の間隔をターンバックル３２を操
作して伸縮することにより調整できる。

（考案の効果） 以上のように、この考案の産業用ロボットによれば、取
付基材に設けられ一定方向に伸縮制御される伸縮体の先
端部にチャックを設けるとともに、４節リンク機構を介
して作動体を取付基材に取り付け、４節リンク機構の揺
動量と伸縮体の伸縮量を制御することによって作動体と
チャックに把持されたワークとの相対位置を調整するよ
うに構成しているので、チャックや作動体回りの構成が
簡単になり、チャックに対する作動体の相対位置決め制
御も容易になるなどの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例である産業用ロボットの主
要部を拡大して示す側面図、第２図はその主要部の正面
図、第３図はその産業用ロボットの全体的な構成を概略
的に示す側面図、第４図は第１図の要部拡大断面図、第
５図は従来の溶接ロボットの主要部を示す側面図であ
る。 ２３……垂直腕、２４……エアシリンダ、 ２５……チャック、２６……４節リンク機構、 ２７……トーチ

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークを把持するためのチャックと、この
   チャックによって把持されるワークに対し所定処理を行
   う作動体とを有する産業用ロボットにおいて、 取付基材に設けられ一定方向に伸縮制御される伸縮体の
   先端部に前記チャックを設けるとともに、４節リンク機
   構の隣り合う２節部分を前記取付基材に枢着し、この４
   節リンク機構の他の２節部分に前記作動体を固定して、
   前記伸縮体の伸縮量と前記４節リンク機構の取付基材に
   対する揺動量とをそれぞれ制御することによって前記作
   動体と前記チャックに把持されたワークとの相対位置を
   調整するようにしたことを特徴とする産業用ロボット。
2. 【請求項２】前記伸縮体が、その伸縮方向の軸線回りに
   回転自在となるように前記取付基材に支持される請求項
   １記載の産業用ロボット。
3. 【請求項３】前記４節リンク機構の前記差動体と前記取
   付基材を結ぶ一対のリンク片がターンバックルにより構
   成される請求項１記載の産業用ロボット。
4. 【請求項４】前記伸縮体がエアシリンダである請求項１
   記載の産業用ロボット。