JPH06285779A

JPH06285779A - 多関節ロボット

Info

Publication number: JPH06285779A
Application number: JP7584893A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Sato; 直之佐藤
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1993-04-01
Filing date: 1993-04-01
Publication date: 1994-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】従来の構成のロボットに比べて高速動作を可
能にする。【構成】水平方向にスライド自在かつ水平方向に回動
自在に設けられた第１アーム１３と、第１アーム１３の
先端部に設けられ、第１アームの延長方向である第２軸
２まわりに回動する第２アーム１４と、第２アーム１４
の先端部に設けられ、常に鉛直下向きの姿勢を保持する
第３アーム１５と、第３アーム１５の所定部に設けられ
た部品把持部とを有し、部品把持位置Ｐ１と部品取り付
け位置Ｐ２までの水平方向および垂直方向の移動を第１
アーム１３の回動動作、第１アーム１３のスライド動作
および第２アーム１４の回動動作の協調補間動作で行な
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は産業用ロボットに関
し、さらに詳細にいえば、関節を複数個有する多関節ロ
ボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、組立作業の自動化に採用され
る産業用ロボットの一つとしてスカラ型ロボットがあ
る。図９は従来のスカラ型ロボットの一構成例を示す正
面図であり、このスカラ型ロボットは基台７１に設けら
れた第１軸７２によって水平方向に回動自在に保持され
たインナアーム７３と、インナアーム７３の先端部に設
けられ、第１軸７２に対して平行な第２軸７４によって
インナアーム７３に対して回動自在に保持されるアウタ
アーム７５と、アウタアーム７５の先端部に設けられ第
２軸７４に平行な方向（垂直方向）に往復駆動される垂
直移動アーム７６と、垂直移動アーム７６の先端部に設
けられ、部品の把持動作を行なう部品把持部７７を有し
ている。また、基台７１の第１軸７２近傍には第１軸モ
ータ７８と第１軸減速機７９が設けられているととも
に、第２軸７４近傍には第２軸モータ８０と第２軸減速
機８１が設けられている。また、アウタアーム７５の先
端部には垂直移動用モータ８２が設けられているととも
に、垂直移動アーム７６の先端部には部品把持部７７を
駆動する第３軸モータ８３と第３軸減速機８４がそれぞ
れ設けられている。なお、垂直移動アーム７６はボール
ネジで構成され、垂直移動アーム７６の垂直方向の駆動
は、ボールネジに螺合されたボールネジナットを垂直移
動用モータ８２により駆動することにより行なわれる。

【０００３】図１０（Ａ）は図９に示すスカラ型ロボッ
トをスケルトン表示した平面図、図１０（Ｂ）は垂直移
動アーム７６の上下運動を示した側面図、図１０（Ｃ）
は垂直移動アーム７６およびアウタアーム７５の移動工
程を示す図である。以下、図９から図１０を参照しつ
つ、スカラ型ロボットの動作について説明する。

【０００４】まず、図１０において部品供給装置の部品
把持位置Ｐ１において、垂直移動アーム７６を下方に移
動させ（図１０（Ｃ）の（イ））、部品を把持した後、
垂直移動アーム７６を上方に移動させ（図１０（Ｃ）の
（ロ））、インナアーム７３とアウタアーム７５を回動
させて部品取り付け位置Ｐ２まで水平移動させる（図１
０（Ｃ）の（ハ））。そして、部品取り付け位置Ｐ２ま
で移動したら垂直移動アーム７６を下方に移動させ（図
１０（Ｃ）の（ニ））、部品を取り付けた後、垂直移動
アーム７６を上方に移動させ（図１０（Ｃ）の
（ホ））、インナアーム７３とアウタアーム７５を回動
させて部品把持位置Ｐ１まで水平移動させる（図１０
（Ｃ）の（ヘ））。以下、この動作を繰り返して行なう
ことにより、位置Ｐ１において部品を把持し、位置Ｐ２
において部品を取り付ける作業を連続して行なうことが
できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような移動工程を
有するスカラ型ロボットは、部品把持位置Ｐ１近傍と部
品取り付け位置Ｐ２近傍においては、垂直移動アーム７
６の垂直移動とインナアーム７３およびアウタアーム７
５による水平移動はそれぞれ独立して行なわないと、近
傍にある他の部材と部品把持部７７とが干渉を起こす恐
れがある。しかし、干渉が起こらないように、図１０
（Ｃ）に示す各移動工程においてそれぞれ独立して加減
速すると、部品取り出しから取り付けまでの１サイクル
時間は垂直移動、回動移動にそれぞれ要する加減速時間
の和になってしまい、作業時間が大幅に長くなってしま
う問題がある。

【０００６】この問題に対して、各アームの加減速パタ
ーンを部分的にオーバーラップさせて１サイクル時間を
短縮する方法があり、図１１はそのような加減速パター
ンを横軸に時間、縦軸に速度を取って示した図である。
なお、図１１において（イ）〜（ヘ）はそれぞれ図１０
（Ｃ）の各アームの移動工程に対応するアームの加減速
パターンを示し、符号８８は垂直移動アーム７６の加減
速パターン、符号８９はインナアーム７３およびアウタ
アーム７５の加減速パターンをそれぞれ示している。図
１１に示す加減速パターンにおいては、干渉が起こりに
くい区間である、工程（ロ）から工程（ハ）に移動する
際と、工程（ホ）から工程（ヘ）に移動する際に部分的
にオーバーラップさせて１サイクル時間を短縮してい
る。

【０００７】しかし、この方法においてもオーバーラッ
プさせることのできる程度がスカラ型ロボットが設置さ
れている周囲の状況によって変動し、短縮効果にも限界
がある。また、各アームの移動を高速化して全体の作業
時間を短縮することも考えられるが、図１０（Ｃ）に示
すような移動工程であると、水平方向に２回、垂直方向
に４回も加減速を行なわなければならないので、各アー
ムの移動速度を向上させることによる短縮効果には限界
があるとともに、各アームの移動時間短くし、最高速を
上げるにはアームの軽量化とモータパワーの向上という
相反する問題を解決しなければならず、スカラ型ロボッ
トの高速化は難しくなっている。

【０００８】さらに、従来のスカラ型ロボットにおいて
は水平面内の移動の際、インナアーム７３とアウタアー
ム７５が同一方向に回動するため、アウタアーム７５の
回動の影響をインナアーム７３が受けることになり、ア
ウタアーム７５の回動トルクの反力に打ち勝ってさらに
インナアーム７３が回動するために第１軸モータ７８に
大容量のものが必要になり、結果としてロボットの高速
化が一層、難しくなっている。

【０００９】また、図９に示すスカラ型ロボットにおい
てはインナアーム７３の先端部に第２軸モータ８０およ
び第２軸減速機８１が設けられるとともに、アウタアー
ム７５の先端部に垂直移動用モータ８２、第３軸モータ
８３および第３軸減速機８４が設けられているために、
第１軸モータ７８の負荷が大きくなり、ロボットを高速
化することが難しい問題がある。

【００１０】この問題に対して第２軸モータ８０、第２
軸減速機８１を第１軸７２の近傍に配置し、第２軸モー
タ８０の減速後の動力を動力伝達用タイミングベルトを
経て第２軸７４に伝達するように構成したスカラ型ロボ
ットが提案されている（特開昭５８−１６５９７８号公
報参照）。しかし、この構成を採用すると、動力伝達用
タイミングベルトを必要とするため、位置決め精度、動
力伝達剛性に問題がある。また、第２軸モータ８０だけ
を第１軸７２の近傍に配置するとともに、第２軸減速機
８１を第２軸７４上に残し、第２軸モータ８０の動力を
動力伝達用タイミングベルトを経て第２軸７４に伝達す
るように構成したスカラ型ロボットも提案されている。
この構成を採用すると、第１軸モータ７８の負荷は第２
軸モータ８０のイナーシャが減少した分だけ小さくなる
が、逆に第２軸７４の負荷イナーシャが増加し、結果的
に第２軸モータ８０の負荷が増大する問題が生じる。

【００１１】このように従来のスカラ型ロボットの場
合、インナアーム７３とアウタアーム７５の駆動用モー
タおよび減速機の配置構成を工夫しても、位置決め精度
および動力伝達剛性の問題、第２軸モータ８０の負荷は
増大するなどの問題が生じ、高速移動を行なうロボット
の提供は極めて難しい状況にある。

【００１２】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、簡単な構成で、従来の構成のスカラ型ロ
ボットに比べて高速動作を可能にする多関節ロボットを
提供することを目的としている。この発明の他の目的は
アーム駆動モータの容量を小さくできる多関節ロボット
の構成を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項１の多関節ロボットは、少なくとも水平方向に
移動自在に保持された所定腕と、所定腕の所定位置に設
けられるとともに、所定腕の延長方向に対して直交する
面内において回動自在に保持された第１回動腕と、第１
回動腕の所定位置に回動自在に取り付けられるととも
に、第１回動腕の回動にかかわらず、その姿勢を垂直方
向に保持する第２回動腕とを備えてあり、目標地点への
第２回動腕の水平方向の移動および垂直方向の移動を所
定腕の水平移動動作と第１回動腕の回動動作の協調動作
で行なうようにしている。

【００１４】請求項２の多関節ロボットは、請求項１に
記載の多関節ロボットであって、前記所定腕が、基台に
保持されるとともに水平方向に回動自在かつ水平方向に
スライド自在な回動スライド腕で構成されている。請求
項３の多関節ロボットは、請求項１に記載の多関節ロボ
ットであって、前記所定腕が、基台に保持された水平方
向に回動自在な第１支持腕と、第１支持腕の所定位置に
水平方向に回動自在に保持された第２支持腕とで構成さ
ている。

【００１５】請求項４の多関節ロボットは、請求項２に
記載の多関節ロボットであって、回動スライド腕がスプ
ライン係合部とボールネジ係合部を有する複合軸を備
え、ボールネジ係合部と係合する係合部を駆動すること
により回動スライド腕のスライド移動を行ない、スプラ
イン係合部と係合する係合部を駆動することにより第１
回動腕の回動動作を行なうようになっている。

【００１６】請求項５の多関節ロボットは、請求項４に
記載の多関節ロボットであって、スプライン係合部と係
合する係合部の駆動用モータおよびボールネジ係合部に
係合する係合部の駆動用モータを回動スライド腕の回動
軸近傍に設けている。請求項６の多関節ロボットは、請
求項２または請求項３に記載の多関節ロボットであっ
て、所定腕の加速、減速時において、目標地点への第２
回動腕の移動のための第１回動腕の回動と協調して、所
定腕の回動トルクを低減する向きに所定腕が回動され
る。

【００１７】

【作用】請求項１の多関節ロボットであれば、目標地点
への第２回動腕の水平方向の移動および垂直方向の移動
を所定腕の水平移動動作と第１回動腕の回動動作の協調
動作で行なうので、従来のスカラ型ロボットのように部
分的に加減速を時間的に重複させて垂直方向の移動、水
平方向の移動を行なう構成に比べて、全範囲において加
減速を重複させて行なうことができるので、目標地点間
への移動に要する時間を著しく減らすことができる。し
たがって、腕の高速化を行なうことなく、高速動作可能
な多関節ロボットを提供できる。

【００１８】請求項２の多関節ロボットであれば、前記
所定腕が、基台に保持されるとともに水平方向に回動自
在かつ水平方向にスライド自在な回動スライド腕となっ
ているので、水平面内２次元の移動が簡単にかつ早く行
なえるので、高速動作可能な多関節ロボットを提供でき
るとともに、目標地点に移動するための第２回動腕の動
きが簡単になり、多関節ロボットの制御が簡単になる利
点がある。

【００１９】請求項３の多関節ロボットにおいても、前
記所定腕が水平面内２次元の移動を達成でき、高速動作
可能な多関節ロボットを提供できる。請求項４の多関節
ロボットは、回動スライド腕がスプライン係合部とボー
ルネジ係合部を有する複合軸を備え、ボールネジ係合部
と係合する係合部を駆動することにより回動スライド腕
のスライド移動を行ない、スプライン係合部と係合する
係合部を駆動することにより第１回動腕の回動動作を行
なうのであるから、従来のスカラ型ロボットに比べて動
力伝達系全体のイナーシャを小さくすることができると
ともに、回動スライド腕を回動させるモータにかかる負
荷を小さくすることができ、結果的にアームの高速移動
が可能になる。

【００２０】請求項５の多関節ロボットであれば、重量
の大きい、スプライン係合部と係合する係合部の駆動用
モータおよびボールネジ係合部に係合する係合部の駆動
用モータを回動スライド腕の回動軸近傍に設けることに
より、回動スライド腕を回動させるモータの負荷を小さ
くでき、結果的にアームの高速移動が可能になる。請求
項６の多関節ロボットであれば、所定腕の加速、減速時
において、目標地点への第２回動腕の移動のための第１
回動腕の回動と協調して、所定腕の回動トルクを低減す
る向きに所定腕が回動されるのであるから、所定腕を回
動するモータの容量が小さくてすみ、ひいてはアームの
高速移動が可能になる。

【００２１】

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図１はこの発明の第１実施例の多関節ロボッ
トの一部断面正面図、図２は多関節ロボットの手先部の
動きを示す図、図３は多関節ロボットのスケルトン表示
図である。

【００２２】この多関節ロボットは、基台１１に設けら
れた第１軸１まわりに回動自在に保持される回動台１２
と、回動台１２の上部に設けられ、第１軸１と直交する
方向（Ｓ軸５と称する）にスライド自在に設けられた第
１アーム１３と、第１アームの先端部に設けられ、第１
アームの延長方向である第２軸２まわりに回動する第２
アーム１４と、第２アーム１４の先端部に設けられ、第
２軸２と平行な第３軸３まわりに回動する第３アーム１
５と、第３アーム１５の所定部に設けられ、第３アーム
１５の延長方向である第４軸４が回転することにより駆
動される部品把持部１６とを有している。

【００２３】また、回転台１２の上部先端部にはスプラ
インとボールネジを一体化した一体型シャフト２０が回
転台１２に保持されたスプラインナット２１とボールネ
ジナット２２と螺合して設けられ、スプラインナット２
１を回転させる第２軸モータ２３、ボールネジ２２を回
転させるＳ軸モータ２４によって、それぞれ第１アーム
１３の回転台１２に対するスライド動作、第２アーム１
４の第２軸２まわりの回動動作を行なうようになってい
る。つまり、ボールネジナット２２の回転によって一体
型シャフト２０は前後にスライドし、回転台１２の上部
に設けられたガイドレール２７沿って第１アーム１３が
図中Ｓ軸方向に駆動されるのである。また、一体型シャ
フト２０の先端部は第２アーム１４の基部と固着されて
いるので、第２アーム１４は一体型シャフト２０の回動
にしたがって回動する。

【００２４】なお、第２軸モータ２３の回転力はスプラ
インナット２１と第２軸モータ２３、を繋ぐタイミング
ベルト２５によって伝達されるように構成されていると
ともに、Ｓ軸モータ２４の回転力はボールネジナット２
２とＳ軸モータ２４を繋ぐタイミングベルト２６によっ
て伝達されるように構成されている。また、一体型シャ
フト２０に係合されたタイミングプーリ２８、第３アー
ム１５の基部に取り付けられたタイミングプーリ２９間
をタイミングベルト３０によって連動させることによ
り、図２に示すように第２アーム１４の回動にかかわら
ず、第３アーム１５を常に鉛直下向き方向に保つように
構成されている。

【００２５】また、この多関節ロボットにおいては基台
１１に第１軸モータ３２と第１軸モータ３２の減速機３
３が固定して設けられ、回転台１２には前記したように
第２軸モータ２３とＳ軸モータ２４とが設けられてい
る。また、部品把持部１６の駆動用の第４軸モータ３４
および第４軸減速機３５は第３アーム１５内に設けられ
ている。

【００２６】図４（Ａ）は本実施例の多関節ロボットを
スケルトン表示した平面図、図４（Ｂ）は第２アーム１
４と第３アーム１５の運動の一例を示した側面図、図４
（Ｃ）は１サイクルにおけるアームの移動工程を示す図
である。なお、図４（Ｂ）において符号４１は部品把持
部１６の取り付け面軌跡を示している。以下、図１から
図４を参照しつつ、本実施例の多関節ロボットの動作に
ついて説明する。

【００２７】この多関節ロボットは、部品把持位置Ｐ１
と部品取り付け位置Ｐ２までの水平方向および垂直方向
の移動を第１軸１、Ｓ軸５、第２軸２の協調補間動作で
行なうことを特徴としている。すなわち、部品把持位置
Ｐ１、部品取り付け位置Ｐ２での垂直方向の移動中にそ
れぞれ部品把持位置Ｐ１、部品取り付け位置Ｐ２に向け
ての水平方向の移動も同時に行なうのである。また、Ｓ
軸５も部品把持位置Ｐ１、部品取り付け位置Ｐ２での垂
直方向の移動中に、第２軸２延長方向に第１アーム１３
の回動に伴う量を補正するように駆動され、第２軸２方
向において第３アーム１５を鉛直に移動させるようにし
ている。

【００２８】ここで、部品把持位置Ｐ１において部品を
把持した状態（第３アーム１５が一番下方にある状態）
から目標点である部品取り付け位置Ｐ２へ移動する際
に、第１アーム１３の第１軸１まわりの回動動作と連動
して、第２アーム１４は部品把持部１６の位置が目標点
に近づく方向に第２軸２まわりに回動する（図４（Ｂ）
では時計回りの向き）。同様に、部品取り付け位置Ｐ２
から部品把持位置Ｐ１まで移動する際も、第１アーム１
３の第１軸１まわりの回動動作と連動して、第２アーム
１４は部品把持部１６の位置が目標点に近づく方向に第
２軸２まわりに回動する（図４（Ｂ）では反時計回りの
向き）。さらに、第３アーム１５は第２軸２および第３
軸３により常に鉛直下方向に向くように姿勢が保持され
ており、軌跡４１に示すように部品把持部１６は目標点
において飛び込むように移動するのであるから、部品把
持位置Ｐ１近傍および部品取り付け位置Ｐ２近傍におい
て、他の部材と干渉を起こすことなく移動することがで
きる。

【００２９】図５はこの実施例の各軸の加減速パターン
を示す図であり、横軸に時間、縦軸に速度を取ってい
る。図５において符号４２はＳ軸５の加減速パターン、
符号４３は第２軸２の加減速パターン、符号４４は第１
軸１、第４軸４のうち遅い方の軸の加減速パターンであ
る。このような加減速パターンを採用した場合、１サイ
クル時間はもっとも遅い軸の移動時間で決定されるの
で、従来のスカラ型ロボット、円筒座標ロボットのよう
に鉛直方向軸の動作が終了するまで他軸が静止している
必要がなく、全軸が同時に目標点に向かって移動でき、
高速移動が可能になる。さらに、図５のような加減速パ
ターンを採用した場合、１サイクル中において時間的に
連続して行なう加速減速の回数は実質的に２回ですむこ
とになるので、従来のスカラ型ロボットの構成で採用し
ていた、水平方向に２回、鉛直方向に４回の加速減速を
行なう場合に比べて、アームの移動時間に占める加速減
速に要する時間を著しく短縮することができる。

【００３０】また、従来のスカラ型ロボットにおいては
図９（Ａ）に示したように水平面内の移動の際、インナ
アーム７３とアウタアーム７５が同一方向に回動するた
め、アウタアーム７５の回動の影響をインナアーム７３
が受けることになり、アウタアーム７５の回動トルクの
反力に打ち勝ってさらにインナアーム７３自体が回動す
るためにインナアーム駆動用モータに大容量のものが必
要になる。これに対し、本実施例の多関節ロボットにお
いては２点間の移動の際、手先部である第３アーム１５
の回動、第２アーム１４の回動、第１アーム１３の回動
がそれぞれ相手から受ける反力を打ち消す方向に働くた
め、第１アーム１３を回動させるための第１軸モータ３
２の容量が小さくて済むことになる。

【００３１】図６は部品を把持する最下位置から垂直上
方向に移動する際の各アームの状態を示す図である。図
６において第２アーム１４が時計回りに回動すると、第
３アーム１５は垂直下向きを維持するため第３軸３を中
心にして反時計方向に回動するので、第２アーム１４の
受ける回動トルクは減少する方向になる。また、第１ア
ーム１３は矢印Ｘで示すように、水平方向に回動するこ
とにより部品取り付け位置Ｐ２に向かって移動するが、
その時、第２アーム１４は時計回りに回動するため第１
アーム１３が受ける回動トルクは減少する方向となる。
このように回動トルクが一番大きくなる加速時、減速時
において、アームの回動トルクが減少する方向に各アー
ムが回動するので、結果的に第１軸モータ３２の負荷を
減らすことができ、ひいては高速移動を達成することが
できる。

【００３２】さらに、図１に示す多関節ロボットではス
プラインとボールネジが一体化された一体型シャフト２
０によってＳ軸５の直線運動および第２軸２の回動動作
を同時に行なうように構成しているので、重量の大きい
Ｓ軸モータ２４および第２軸モータ２３をそれぞれ第１
軸１の近傍に設けることが可能となり、従来のスカラ型
ロボットの構成に比べて、動力伝達系のイナーシャを小
さくすることができるとともに、第１軸モータ３２の負
荷がをさくすることができる。したがって、一層ロボッ
トの高速移動が効率良く達成できることになる。

【００３３】

【実施例２】図７は本発明の多関節ロボットの他の実施
例を示す斜視図、図８はそのスケルトン表示図である。
この多関節ロボットは基台５１に垂直方向に設けられた
第１軸５２まわりに回動する第１水平回動アーム５３
と、第１水平回動アーム５３の先端部に設けられ、第１
軸５２と平行な第２軸５４まわりに回動する第２水平回
動アーム５５と、第２水平回動アーム５５の先端部に設
けられ、第２水平回動アーム５５の延長方向に平行な第
３軸５６まわりに回動する第３回動アーム５７と、第３
回動アーム５７の先端部に設けられ、第３軸５６と平行
な第４軸５８まわりに回動する第４回動アーム５９と、
第４回動アーム５９の先端部に設けられ、第４回動アー
ム５９の延長方向に平行な第５軸６０まわりに回転され
ることにより、部品を把持する部品把持部６１とを有し
ている。なお、図示していないが、第３軸５６と第４回
動アームとは、第３軸５６に取り付けられたタイミング
プーリ、第４回動アーム５９の基部に取り付けられたタ
イミングプーリ、および両プーリ間にかけられたタイミ
ングベルトによって連動されており、第３回動アーム５
７の垂直方向の回動にかかわらず、部品把持部６１を常
に鉛直下向き方向に保つように構成されている。

【００３４】つまり、この実施例の多関節ロボットは、
スカラ型ロボットに採用される水平面内２次元の動きを
するインナアーム（第１水平回動アーム５３）およびア
ウタアーム（第２水平回動アーム５５）の構成に、アウ
タアームの延長方向と直交する面内において回動自在に
取り付けられた第３回動アーム５７と、第３回動アーム
５７に取り付けられ、第３回動アーム５７の回動にかか
わらず、常に鉛直下向きの姿勢を維持する第４アーム５
９を備えた構成となっている。したがって、図１に示す
多関節ロボットにおける、第１軸１とＳ軸５の駆動によ
る水平面内２次元方向の位置移動は、第１水平回動アー
ム５３と第２水平回動アーム５５の水平方向の回動によ
り実現できるのであるから、この実施例の多関節ロボッ
トの構成においても、第３回動アーム５７の鉛直方向
（第１軸５２方向）の移動の際に第１水平回動アーム５
３、第２水平回動アーム５５が同時に移動を開始でき
て、しかも目標点に近づける動きを行なうように動作を
設定すれば、前記第１実施例と同様の効果が得られる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明は、目標
地点への第２回動腕の水平方向の移動および垂直方向の
移動を所定腕の水平移動動作と第１回動腕の回動動作の
協調動作で行なうので、目標地点間への移動に要する時
間を著しく減らすことができ、従来の構成のロボットに
比べて高速動作を可能にすることができるという特有の
効果を奏する。

【００３６】請求項２の発明は、前記所定腕が、基台に
保持されるとともに水平方向に回動自在かつ水平方向に
スライド自在な回動スライド腕となっているので、水平
面内２次元の移動が簡単にかつ早く行なえ、高速動作が
可能になるとともに、目標地点に移動するための第２回
動腕の動きが簡単になり、多関節ロボットの制御が簡単
になるという特有の効果を奏する。

【００３７】請求項３の発明も前記所定腕が水平面内２
次元の移動を達成でき、高速動作可能な多関節ロボット
を提供できるという特有の効果を奏する。請求項４の発
明は、従来のスカラ型ロボットに比べて動力伝達系全体
のイナーシャを小さくすることができるとともに、回動
スライド腕を回動させるモータにかかる負荷を小さくす
ることができ、結果的にアームの高速移動が可能になる
という特有の効果を奏する。

【００３８】請求項５の発明は、重量の大きいスプライ
ン係合部と係合する係合部の駆動用モータおよびボール
ネジ係合部に係合する係合部の駆動用モータを回動スラ
イド腕の回動軸近傍に設けることにより、回動スライド
腕を回動させるモータの負荷を小さくでき、結果的にア
ームの高速移動が可能になるという特有の効果を奏す
る。

【００３９】請求項６の発明は、所定腕の加速、減速時
において、目標地点への第２回動腕の移動のための第１
回動腕の回動と協調して、所定腕の回動トルクを低減す
る向きに所定腕が回動されるのであるから、所定腕を回
動するモータの容量が小さくてすみ、ひいてはアームの
高速移動が可能になるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例の多関節ロボットの一部
断面正面図である。

【図２】この発明の第１実施例の多関節ロボットの手先
部の動きを示す図である。

【図３】この発明の第１実施例の多関節ロボットのスケ
ルトン表示図である。

【図４】（Ａ）はスカラ型ロボットをスケルトン表示し
た平面図、（Ｂ）は第２アームと第３アームの運動を示
した側面図、（Ｃ）は１サイクルにおけるアームの移動
を示す図である。

【図５】この発明の第１実施例の各軸の加減速パターン
の一例を示す図であり、横軸に時間、縦軸に速度を取っ
て示した図である。

【図６】この発明の第１実施例の各アームの動きを説明
するための図である。

【図７】本発明の多関節ロボットの他の実施例を示す斜
視図である。

【図８】本発明の多関節ロボットの他の実施例のスケル
トン表示図である。

【図９】従来のスカラ型ロボットの一構成例を示す正面
図である。

【図１０】（Ａ）は従来のスカラ型ロボットをスケルト
ン表示した平面図、（Ｂ）は垂直移動アームの上下運動
を示した側面図、（Ｃ）は垂直移動アームおよびアウタ
アームの移動順序を示す図である。

【図１１】スカラ型ロボットの各アームの加減速パター
ンを横軸に時間、縦軸に速度を取って示した図である。

【符号の説明】１１基台１３第１アーム１４第２アーム１５第３アーム２０一体型シャフト２１スプラインナット２２ボールネジナット２３第２軸モータ２４Ｓ軸モータ５１基台５３第１水平回動アーム５５第２水平回動アー
ム５７第３回動アーム５９第４回動アーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも水平方向に移動自在に保持さ
れた所定腕（１３）（５３）（５５）と、所定腕（１
３）（５３）（５５）の所定位置に設けられるととも
に、所定腕（１３）（５３）（５５）の延長方向に対し
て直交する面内において回動自在に保持された第１回動
腕（１４）（５７）と、第１回動腕（１４）（５７）の
所定位置に回動自在に取り付けられるとともに、第１回
動腕（１４）（５７）の回動にかかわらず、その姿勢を
垂直方向に保持する第２回動腕（１５）（５９）とを備
えてあり、目標地点への第２回動腕（１５）（５９）の
水平方向の移動および垂直方向の移動を所定腕（１３）
（５３）（５５）の水平移動動作と第１回動腕（１４）
（５７）の回動動作の協調動作で行なうことを特徴とす
る多関節ロボット。
【請求項２】前記所定腕（１３）が、基台（１１）に
保持されるとともに水平方向に回動自在かつ水平方向に
スライド自在な回動スライド腕（１３）である請求項１
に記載の多関節ロボット。
【請求項３】前記所定腕（５３）（５５）が、基台
（５１）に保持された水平方向に回動自在な第１支持腕
（５３）と、第１支持腕（５３）の所定位置に水平方向
に回動自在に保持された第２支持腕（５５）とで構成さ
れる請求項１に記載の多関節ロボット。
【請求項４】回動スライド腕（１３）がスプライン係
合部とボールネジ係合部を有する複合軸（２０）を備
え、ボールネジ係合部と係合する係合部（２２）を駆動
することにより回動スライド腕（１３）のスライド移動
を行ない、スプライン係合部と係合する係合部（２１）
を駆動することにより第１回動腕（１４）の回動動作を
行なう請求項２に記載の多関節ロボット。
【請求項５】スプライン係合部と係合する係合部（２
１）の駆動用モータ（２３）およびボールネジ係合部に
係合する係合部（２２）の駆動用モータ（２４）を回動
スライド腕（１３）の回動軸（１）近傍に設けた請求項
４に記載の多関節ロボット。
【請求項６】所定腕（１３）（５３）（５５）の加
速、減速時において、目標地点への第２回動腕（１５）
（５９）の移動のための第１回動腕（１４）（５７）の
回動と協調して、所定腕（１３）（５３）（５５）の回
動トルクを低減する向きに所定腕（１３）（５３）（５
５）が回動される請求項２または請求項３に記載の多関
節ロボット。