JPH06312385A - 複腕ロボット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目 的】 左右一対のロボットアームを装備する複腕
ロボット装置で、コンパクトでしかも広範な作業範囲が
可能なロボット装置を提供すること。 【構 成】 略Ｔ字状に形成した支柱２１の横柱２１２
に固着したレール２２上を走行可能なロボットアーム２
５を、該レール２２にベース２３を介して軸支する。ロ
ボットアーム２５は第１アーム２５１と第２アーム２５
２および手首部２５３とからなり、第１アーム２５１の
回動軸と第２アーム２５２の回動軸とが直交するように
構成し、第１アーム２５１と第２アーム２５２が互いに
旋回可能に回動できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人間に代わって組立作
業等を行うことができるようにするための複腕ロボット
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年のロボット技術の進展は、非常に目
覚しいものがある。定位置に固定されたワークに対する
溶接，切断，塗装，シール等の作業については完全に行
えるようになっている。この技術が更に向上して、２台
のロボットが協調して一つのワークに対し加工を行った
り、あるいは１台のロボットに２本の腕を装備し、互い
に別の作業をしたり、協調して組付・組立作業を行うも
のも開発されている。

【０００３】典型的な先行技術として、特開昭５８−４
３８１号公報，同６０−１４１４８５号公報あるいは実
開昭６０−１１３８８６号公報に記載されているような
発明がある。これらはいずれも人間の胴部に相当する支
柱に一対の腕を装備したもので、簡略化して示せば図４
のとおりである。同図示のとおり支柱１の上部に水平に
支持部２，２′が設けられ、該支持部２，２′にそれぞ
れ腕３，３′が軸４，４′まわりに角変位自在に取り付
けられている。腕３，３′は、第１アーム５，５′と第
２アーム６，６′および手首７，７′で構成されてお
り、互いに関節を有し角変位・回動可能に連結されてい
る。しかし、このような構成の複腕ロボットの場合、同
図中ハッチング８，８′にて示す左右の椀状の作業範囲
しか得られない。

【０００４】そこで図５に示す複腕ロボットが開発され
た（雑誌「機械設計」第３６巻第１５号１９９２年１１
月号参照）。このロボットは１台のロボットで、後方か
ら部品供給し、前方で組付作業を行い、組付作業ライン
のより短縮化を目的として開発されたものである。同図
において、支柱１０の頭部に走行レール１１を固着し、
該走行レール１１に互いに別個に走行可能な腕１２，１
２′を支持したものである。そして、腕１２，１２′は
前記従来技術で説明したと同様にそれぞれ第１アームと
第２アームおよび手首で構成されており、第１アームお
よび第２アームは、いずれも走行方向に直交する方向へ
回動可能に軸支持されている。

【０００５】

【発明が解決しょうとする課題】ところが、上記のよう
な構成の場合、その作業範囲は図５に示すように腕１２
による作業範囲が符号１３で示す範囲であり、腕１２′
による作業範囲が符号１３′で示す範囲である。即ち、
走行軸方向に対しては、その作業範囲が走行レール１１
により設定されることになる。この場合、走行レール１
１の下部には支柱１０が固着されており、その部分は作
業不可の範囲となる。従って、広い作業範囲が要求され
る場合には走行レール１１を長くしなければならない。
長くすれば、２本の腕を確実に支持しなければならない
ために、支柱１０とともに頑強にしなければならないと
いう問題がある。また、位置精度が低下する。

【０００６】

【目 的】本発明は、上記種々の欠点を解消すべくなさ
れたもので、コンパクトでしかも広範な作業範囲を可能
とした複腕ロボット装置を提供しようとするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 基台上に縦柱と横柱とから成る略Ｔ字状の支柱を立設
し、該支柱の横柱両側壁にロボットアーム走行用のレー
ルを固着する。 上記走行レールに該レール上を走行自在なベースを装
備し、該ベースにロボットアームを軸支する。 上記ロボットアームは、支柱の横柱を軸として左右対
称に軸支する。 ロボットアームは、第１アーム，第２アームおよび手
首部よりなり互いに回動可能に構成され、第１アームは
上記走行レールに平行な回動軸に回動自在に上記ベース
に軸支され、第２アームは第１アームの回動軸に対し直
交する回動軸に回動自在に第１アームに軸支され、手首
部は３軸の自由度を有し第２アームに軸支されている。 本発明にかかる複腕ロボット装置は、上記の構成要件を
備えたものである。

【０００８】

【作 用】上記構成により、支柱の左右・前後および上
下の広範囲にわたり左右のロボットアームが別個の作動
可能となる。通常、工場におけるロボット装置の作業
は、該ロボット装置の前に設置されたベルトコンベア等
の搬送装置によりワークが搬送され、そのワークに対し
溶接，シールあるいは塗装等の一方的な作業が主であ
る。本発明による複腕ロボット装置によれば、例えば該
ロボット装置の前に搬送装置を、後に部品庫をというよ
うに配置すれば、容易に組立用のロボットとして適用し
得るものである。即ち、一方のロボットアームで部品庫
から必要な部品を取出し、他方のロボットアームでワー
クを保持しながらその部品をワークに取付けるという作
業が容易に成し得る。また、本発明による複腕ロボット
装置を複数台併置して作業すれば、上記のロボットアー
ムでワークを受け渡しながら作業を進め、ワークを製品
に仕上げることができる。

【０００９】

【実施例】本発明による実施例を図面により説明する。
図１は本発明による複腕ロボット装置を示す斜視図、図
２はその正面図、図３はその平面図で、図２および図３
には、該複腕ロボット装置の作業範囲も示す。図１にお
いて、２０は基台で、該基台２０に支柱２１が立設され
ている。支柱２１には縦柱２１１と横柱２１２で構成さ
れており、略Ｔ字状に形成されている。２２は例えばラ
ックギヤで形成される走行用レールで、該走行レール２
２は支柱２１の横柱２１２の両側壁に固着されており、
後述するロボットアームが該走行レール２２上を走行す
る。２３はロボットアームを走行レール２２上を走行自
在にするためのベースで、該ベース２３は上記走行レー
ル２２に噛合しており、モータ２４により走行レール２
２を自在に走行可能である。

【００１０】２５はロボットアームで、該ロボットアー
ム２５は第１アーム２５１と第２アーム２５２および手
首部２５３とで構成されている。第１アーム２５１は、
その一端が上記ベース２３に走行レール２２に平行な回
動軸Ｘに軸支されており、走行レール２２に対して直交
する方向に回動可能であり、モータ２６により駆動され
る。第２アーム２５２は、その一端が第１アーム２５１
の他端に第１アーム２５１の回動軸Ｘに直交する回動軸
Ｙ（図２参照）に軸支されており、第１アーム２５１の
回動軸Ｘに平行する面内で回動可能であり、モータ２７
により駆動される。第２アーム２５２の他端には手首部
２５３が軸支されており、該手首部２５３は第２アーム
２５２端部に装備されているモータ２８により同図中矢
印で示すように３軸の方向に回動される。実施例は３軸
のものを示したが、これに限定するものではない。上記
ロボットアーム２５は、図１において同図中左側のもの
についてのみ説明したが、横柱２１２を対称に同図中右
側にも同様のロボットアーム２５′が装備されている。
このロボットアーム２５′の動作は、上記ロボットアー
ム２５と全く別個に制御可能であるが、構造的には左右
対称につき、符号にダッシュを付すのみで説明は省略す
る。以下の説明においても同様とする。

【００１１】次に図２において、本発明による複腕ロボ
ット装置の正面より見た作動範囲を説明する。同図に示
すように本発明による複腕ロボット装置によれば、第２
アーム２５２を第１アーム２５１の回動軸Ｘに対し直交
する回動軸Ｙを中心にして回動自在に軸支しているた
め、ロボットアーム２５は走行レール２２よりも上方へ
の動作が可能となり、丁度、蝶が羽根を広げた形の作動
範囲２９，２９′が可能となる。従って、正面より見れ
ば、ロボット装置の設置面Ｇ．Ｌ．より該ロボット装置
の上方およびその左右まで広範囲において作業が可能と
なる。

【００１２】更に、図３において本発明による複腕ロボ
ット装置の前後における作動範囲について説明する。同
図に示すように、上記に説明したと同様に第２アーム２
５２の回動軸Ｙを第１アーム２５１の回動軸Ｘに対し直
交しているために、第２アーム２５２および手首部２５
３が、支柱２１の横柱２１２先端より突出しうる。その
ため、複腕ロボット装置の前後・左右において、支柱２
１を中心とした作動範囲３０，３０′が可能となる。従
って、平面より見れば、ロボット装置の支柱２１よりも
前後に突出して広範囲において作業が可能となる。

【００１３】次に、図３において実作業における本発明
による複腕ロボット装置の配置について一実施例を説明
する。同図中一点鎖線で示すのが、ベルトコンベア等に
よる搬送装置Ｃと部品等を貯留する部品庫Ｓである。本
図では搬送装置Ｃと部品庫Ｓとをロボット装置支柱２１
の横柱２１２に対し交差する方向に位置しているが、こ
れに限定するものではなく、これらを横柱２１２に対し
平行する方向に位置せしめてもよいことは言うまでもな
い。そして、この複腕ロボット装置をその作動範囲３
０，３０′が互いに重なり合うように複数台設置すれ
ば、短い生産ラインで効率のよい製品の製造・組立が可
能となる。

【００１４】図３において、Ｗは搬送装置Ｃ上を移送さ
れるワークで、該ワークＷは、まず右側のロボットアー
ム２５′で加工あるいは部品庫Ｓから必要な部品を取出
し装着され、次に左側のロボットアーム２５に送られ
る。該左側のロボットアーム２５においても同様にワー
クＷを加工し、または部品庫Ｓより必要な部品を取出し
装着する。このようにしてワークＷを加工しながら、隣
接するロボット装置（不図示）に移送しつつ、完成品と
して作り上げる。

【００１５】上記の実施例では、第２アーム２５２の回
動軸Ｙが、第１アーム２５１の回動軸Ｘに対し直交させ
ることにより、第２アーム２５２が第１アーム２５１に
対して旋回しうるものを示したが、第１アーム２５１が
ベース２３に対して旋回可能な旋回軸を第１アーム２５
１に装備してもよい。第１アーム２５１がベース２３に
対して旋回可能であれば、図２でわかるように、その作
動範囲２９がより拡大され、支柱２１の更に上方にまで
拡大されることになる。ベース２３自体を旋回可能にし
ても同様であるこうとは言うまでもない。

【００１６】

【発明の効果】上記の如く構成することにより、従来の
複腕ロボット装置に比べ広範囲な作業範囲が可能となる
ものである。即ち、ロボットアームを構成する第１アー
ムあるいは第２アームに旋回可能な回動軸を設けたこと
により、複腕ロボット装置の支柱よりも前後にロボット
アームを伸長することができるので、作業範囲を著しく
拡大することが可能になった。また、作業範囲を拡大す
ることができたことにより、生産ライン中におけるロボ
ット装置の設置台数を減少させることが可能になり、効
率のよい作業が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による複腕ロボット装置の一実施例を示
す斜視図である。

【図２】本発明による複腕ロボット装置の一実施例を示
す正面図である。

【図３】本発明による複腕ロボット装置の一実施例を示
す平面図である。

【図４】従来の複腕ロボット装置の概略を示す正面図で
ある。

【図５】従来の複腕ロボット装置の概略を示す斜視図で
ある。

【符号の簡単な説明】

２１ 支柱 ２１１ 縦柱 ２１２ 横柱 ２２ 走行レール ２３ ベース ２５ ロボットアーム ２５１ 第１アーム ２５２ 第２アーム ２５３ 手首部 ２９，３０ 作動範囲 Ｘ 第１アームの回動軸 Ｙ 第２アームの回動軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台上に縦柱と横柱とから成る略Ｔ字状
   の支柱を立設し、該支柱の横柱両側壁にロボットアーム
   走行用のレールを固着し、該走行レール上を走行自在な
   ベースを該レールに装備し、該ベースにそれぞれ左右対
   称にロボットアームを軸支した複腕ロボット装置におい
   て、該ロボットアームは第１アーム・第２アームおよび
   手首部より構成され、互いに回動可能に連結されてお
   り、第１アームは上記走行レールに平行な回動軸に回動
   可能に前記ベースに軸支され、第２アームは第１アーム
   の回動軸に対し直交する回動軸に回動自在に第１アーム
   に軸支され、手首部は複数の自由度を有し第２アームに
   軸支されていることを特徴とする複腕ロボット装置。
2. 【請求項２】 第１アームに旋回軸を設けたことを特徴
   とする請求項１の複腕ロボット装置。
3. 【請求項３】 上記ベースに旋回軸を設けたことを特徴
   とする請求項１の複腕ロボット装置。