JPH06335878A

JPH06335878A - ロボット

Info

Publication number: JPH06335878A
Application number: JP12631893A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Sawada; 康宏沢田; Yusaku Azuma; 雄策我妻
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-05-27
Filing date: 1993-05-27
Publication date: 1994-12-06
Anticipated expiration: 2015-09-11
Also published as: JP3087801B2

Abstract

(57)【要約】【目的】慣性モーメントの増加を招くことなく、ハンド
の移動軌跡が第１のガイド部材の回転中心上を通る様に
したロボットを提供する。【構成】基台と、基台上に回転可能に支持された第１の
ガイド部材２０と、第１のガイド部材２０を回転させる
ための第１の回転駆動部１２と、第１及び第２の駆動ロ
ーラ３８，４０と、これらを回転駆動するための第２及
び第３のモータ４２，４４と、支持部材２９と、支持部
材２９に支持された４つのアイドルローラと、支持部材
２９の表面側に固定された第２のガイド部材２８と、第
２のガイド部材２８の裏面側に回転自在に支持された２
つのアイドルローラと、第２のガイド部材の裏面側に取
り付けられたスライド部材３４と、スライド部材３４に
回転自在に支持された１つの従動ローラと、スライド部
材３４に両端が固定された連結ベルト７２と、スライド
部材３４に取り付けられたハンド１６とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、産業ロボツ
トのアームの構造に関し、互いに直交する２軸に沿つて
夫々延出する２本のアームを夫々移動させるためのロボ
ットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、互いに直交する２軸に沿つて
夫々延出する２本のアームを夫々移動させるための装置
としては、例えば、特開平３−５５１３７号に記載にさ
れているように、ハンドが取り付けられた水平アーム全
体が水平方向に沿つて進退するように構成されたものが
知られている。この従来例においては、ハンドの水平方
向の移動に伴って一方のアームが他方のアームの後方に
突出するのであるが、この様なアームの後方への突出を
防止した装置としては、本願出願と同一出願人により既
に出願されている特願平３−５７２５８号がある。

【０００３】即ち、図１３に前記先願に係わる従来の装
置の構成が示されている。この従来構成について説明す
ると、符号１００が垂直方向に沿つて延出する第１のガ
イド部材を示している。この第１のガイド部材１００
は、基台１０１内に配置されたモータ１０３により垂直
軸線回りに回転自在に支持されている。第１のガイド部
材１００の上端には、モータ１０２により回転駆動され
る駆動ローラ１０４が取り付けられ、また、下端には、
モータ１０６により回転駆動される駆動ローラ１０８が
取り付けられている。また、第１のガイド部材１００の
表面側にはガイドレール１１０ａ，１１０ｂ及びスライ
ドベアリング１１２ａ，１１２ｂ，１１４ａ，１１４ｂ
を介して、第２のガイド部材１１６が上下動自在に案内
されている。また、第２のガイド部材１１６の表面側に
は、スライドレール１１８及びスライドベアリング１２
０を介して、スライドブロック１２２が、水平方向に沿
つてスライド可能に取り付けられている。

【０００４】第２のガイド部材１１６には、その一端部
の表面に４つのアイドルローラ１２４，１２６，１２
８，１３０が回転自在に取り付けられ、また、他端部の
表面に２つのアイドルローラ１３２，１３４が取り付け
られている。一方、スライドブロック１２２の表面側に
は、１つの従動ローラ１３６が回転自在に取り付けら
れ、またハンド１３８をこのスライドブロック１２２に
取り付けるための取り付け部材１４０が固定されてい
る。そして、スライドブロック１２２の固定部１４２に
両端を固着され、上述した駆動ローラ１０４，１０８
と、６つのアイドルローラ１２４，１２６，１２８，１
３０，１３２，１３４とには、図示する様に連結ベルト
１４４が掛け渡されている。このようにして、３つのモ
ータ１０３，１０２，１０６の回転により、スライドブ
ロック１２２は、上下方向、水平方向、及び円周方向に
夫々沿つて移動可能となる。なお、ハンド１３８の上方
には、第４のモータ１４２が取り付けられており、ハン
ド１３８が自身の軸回りに回転できる様になされてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の装置においては、第１のガイド部材１００の表面
側に第２のガイド部材１１６が配置され、更にその表面
側にスライドブロック１２２が配置されているため、上
記の装置を上方から見た図１４に示す様に、ハンド１３
８の第２のガイド部材１１６に沿う移動軌跡（直線Ｉで
示す）が第１のガイド部材１００の回転中心Ａに対して
図中δで示す距離だけオフセットしていた。

【０００６】通常、ハンド１３８の第２のガイド部材１
１６に沿う移動軌跡Ｉが第１のガイド部材１００の回転
中心Ａ上を通る場合には、ハンド１３８が第２のガイド
部材１１６に沿って移動したとしても、ハンド１３８の
座標は、図１５に示す様に、その半径距離がｒ₁ からｒ
₂ に変わるのみで、回転中心Ａを中心とするθ座標は変
化しない。そのため、ハンド１３８の座標をＸ−Ｙの直
交座標に変換するときにその計算が容易である。

【０００７】これに対し、移動軌跡Ｉが回転中心Ａから
オフセットしている場合には、図１４に示す様に、ハン
ド１３８が第２のガイド部材１１６に沿って移動する
と、ハンド１３８の座標は、ｒ座標がｒ₃ からｒ₄ に変
化するだけでなく、θ座標もθ ₁ からθ₂ に変化するこ
ととなり、直交座標に変換するときの計算が面倒にな
る。また、ｒ座標のデータも、ハンド１３８の移動軌跡
Ｉに沿う移動距離ｌ₁ ，ｌ ₂ をそのまま使用することが
できないため、やはり計算で求める必要が生じてくる。
すなわち、上記の従来例の装置においては、ハンド１３
８の移動軌跡Ｉが、第１のガイド部材１００の回転中心
Ａからオフセットしているためにハンド１３８の座標の
計算が面倒であるという問題点があった。

【０００８】これを解決するためには、ハンド１３８の
移動軌跡Ｉが回転中心Ａ上を通る様にすれば良いのであ
るが、従来の装置の構成のままで、これを実現するには
以下の様な方法が考えられる。（ａ）図１５に示す様に第１のガイド部材１００を基台
１０１上でオフセットさせる。（ｂ）図１６に示す様に、取り付け部材１４０を延長し
てハンド１３８の中心をオフセットさせる。

【０００９】しかしながら、上記の（ａ）の方法では、
第１のガイド部材１００がオフセットする分だけ回転中
心Ａ回りの慣性モーメントが増加するため、第１のモー
タ１０３の負荷が大きくなるという問題点がある。

【００１０】また、上記の（ｂ）の方法では、図１６を
右方から見た図１７に示す様に第２のガイド部材１１６
と第４のモータ１４２の干渉を避けるために、取り付け
部材１４０を長くする必要があり、取り付け部材１４０
の剛性の低下や、取り付け部材１４０の重量増加による
回転中心Ａ回りの慣性モーメントの増加を招くこととな
り好ましくない。また取り付け部材１４０を下方に延ば
すと、作業エリアを確保するために、更にロボットの高
さを高くしなければならない。

【００１１】また、更には上記の問題点とは別に、駆動
ローラ１０４，１０８が、第１のガイド部材１００の表
面から離れた位置にあるため、モータ１０２，１０６の
シャフトを長くしなければならず、シャフトの強度を上
げる必要があるという問題点もあった。

【００１２】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その主たる目的は、慣性モーメント
の増加を招くことなく、ハンドの移動軌跡が第１のガイ
ド部材の回転中心上を通る様にしたロボットを提供する
ことである。また、本発明の他の目的は、駆動ローラを
回転駆動するモータのシャフトを短くすることができる
ロボットを提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するため、この発明に係わる２軸移動装置
は、基台と、該基台上に鉛直方向に沿って延出した状態
で、鉛直方向に沿う回転軸線回りに回転可能に支持され
た第１のガイド部材と、該第１のガイド部材を前記基台
上で前記回転軸線回りに回転させるための第１の回転駆
動手段と、前記第１のガイド部材の表面側の両端部付近
に夫々回転自在に取り付けられた第１及び第２の駆動ロ
ーラと、該第１及び第２の駆動ローラを回転駆動するた
めの第２及び第３の回転駆動手段と、前記第１のガイド
部材の表面側に鉛直方向に沿って移動可能に取り付けら
れた支持部材と、該支持部材に回転自在に支持された４
つのアイドルローラと、前記支持部材の表面側に一端部
を固定され、水平方向に延出する第２のガイド部材と、
該第２のガイド部材の他端部の裏面側に回転自在に支持
された２つのアイドルローラと、前記第２のガイド部材
の裏面側に、水平方向に沿って移動可能に取り付けられ
たスライド部材と、前記スライド部材に回転自在に支持
された１つの従動ローラと、前記スライド部材に両端が
固定され、前記６つの回転自在なアイドルローラと、前
記従動ローラと、前記第１及び第２の駆動ローラとに掛
け渡された連結ベルトと、前記スライド部材に鉛直方向
に沿って取り付けられたハンドとを具備することを特徴
としている。

【００１４】また、この発明に係わるロボットにおい
て、前記支持部材に配置された４つのアイドルローラ
は、前記第１のガイド部材の表面と前記第２のガイド部
材の裏面との間に配設されており、前記連結ベルトは、
前記第１のガイド部材の表面と前記第２のガイド部材の
裏面との間に位置した状態で、前記６つのアイドルロー
ラと前記従動ローラと前記第１及び第２の駆動ローラと
に掛け渡されていることを特徴としている。

【００１５】また、この発明に係わるロボットにおい
て、前記第２及び第３の回転駆動機構は、夫々、モータ
と、該モータの回転を減速する減速機構と、前記モータ
の回転を検出するエンコーダとから構成されていること
を特徴としている。

【００１６】また、この発明に係わるロボットにおい
て、前記第２のガイド部材に配置された２つのアイドル
ローラは、前記第２のガイド部材の延出方向に位置調整
可能にされていることを特徴としている。

【００１７】また、この発明に係わるロボットにおい
て、前記第１及び第２の駆動ローラと、前記支持部材に
配置された４つのアイドルローラと、前記第２のガイド
部材に配置された２つのアイドルローラとは、夫々歯付
きローラで構成され、前記連結ベルトは、両面に歯が形
成されたタイミングベルトから構成されていることを特
徴としている。

【００１８】また、この発明に係わるロボットにおい
て、前記第１及び第２の駆動ローラを夫々回転駆動する
第３及び第４回転駆動手段は、夫々ブレーキ機構を備え
ている事を特徴としている。

【００１９】また、この発明に係わるロボットにおい
て、前記スライド部材に回転自在に支持された従動ロー
ラは、その回転を係止するように作動するブレーキ機構
が取付けられている事を特徴としている。

【００２０】また、この発明に係わるロボットにおい
て、前記各ブレーキ機構は、これへの通電に伴いブレー
キ力を解除し、通電停止によりブレーキ力を発揮する様
に構成されている事を特徴としている。

【００２１】

【作用】以上の様に構成されるこの発明に係わるロボッ
トによれば、第１のガイド部材の表面側に支持部材を介
して第２のガイド部材を配置し、更にこの第２のガイド
部材の裏面側にスライドブロックを配置しているので、
支持部材と第２のガイド部材の厚さ分だけ第１のガイド
部材の回転中心からオフセットした距離を、第２のガイ
ド部材の裏面側にスライドブロックとハンドとを取り付
けることによってキャンセルすることができ、ハンドの
移動軌跡が、第１のガイド部材の回転中心を通る様にす
ることができる。

【００２２】また、支持部材に配置されている４つのア
イドルローラが、第１のガイド部材の表面と第２のガイ
ド部材の裏面の間に配置されているので、これら４つの
アイドルローラの位置は、第１のガイド部材の表面から
あまり離れていない。そのため、第１及び第２の駆動ロ
ーラも第１のガイド部材の表面からあまり離れない位置
に配置することが可能となり、第２及び第３の回転駆動
手段の回転シャフトが長くならず、これらのシャフトの
強度を上げる必要がなくなる。

【００２３】

【実施例】以下に、この発明に係わるロボットの一実施
例について、添付図面を参照して、詳細に説明する。

【００２４】図１乃至図３はこの発明のロボットの構造
を示す図であり、これらの図に示すように、ロボット１
０は円筒形ロボツトである。この円筒形ロボツト１０
は、エンコーダ付サーボモータと減速機とにより構成さ
れた回転駆動部１２と、この回転駆動部１２により垂直
軸線回りに回転駆動される直交２軸移動装置１４と、こ
の直交２軸移動装置１４により上下方向、水平方向に夫
々沿つて移動可能に支持され、図示しない部品の所定の
クランプ動作を実行するハンド１６と、このハンド１６
を垂直軸線回りに回転駆動するためのエンコーダ付きサ
ーボモータと減速機とにより構成される回転駆動機構１
８とを概略備えている。尚、上述した回転駆動部１２
は、直交２軸移動装置１４全体を回転駆動し、任意の位
置で停止可能に構成されている。

【００２５】ここで、直交２軸移動装置１４の構成を説
明する。

【００２６】この一実施例のロボットに使用される直交
２軸移動装置１４は、回転駆動部１２に直接連結され、
垂直軸線回りに回動駆動される第１のガイド部材２０を
備えている。この第１のガイド部材２０は、上下方向に
沿つて延出した略長板状部材から構成されている。この
第１のガイド部材２０の表面には、一対のガイドレール
２２ａ，２２ｂが上下方向に沿つて延出した状態で、互
いに平行に取り付けられている。これらガイドレール２
２ａ，２２ｂには、２対のスライドベアリング２４ａ，
２４ｂ，２６ａ，２６ｂを夫々介して、支持部材２９が
上下動自在に支持されている。この支持部材２９の表面
には、第２のガイド部材２８が固定されている。この第
２のガイド部材２８は、水平方向に沿つて延出した略長
板状部材から構成されている。そして、上述した２つの
スライドベアリング２４，２６は、支持部材２９の裏面
に取り付けられている。

【００２７】この第２のガイド部材２８の裏面、すなわ
ち第１のガイド部材２０の表面と対向する面には、１対
のスライドレール３０ａ，３０ｂが、水平方向に沿つて
延出した状態で互いに平行に取り付けられている（図
４，図５参照）。このスライドレール３０には、２対の
スライドベアリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ
（図４，図５参照）を介してスライドブロツク３４が水
平方向に沿つてスライド自在に支持されている。そし
て、このスライドブロツク３４には、前述した回転駆動
機構１８が固定されており、この回転駆動機構１８の下
端部にはハンド１６が着脱自在に取り付けられている。
そして、ハンド１６は、回転駆動機構１８により垂直軸
線回りに回転駆動される様になされている。尚、このス
ライドレール３０は、第２のガイド部材２８の延出範囲
内で終端する様に構成されている。このような構成によ
り、ハンド１６は、上下方向、水平方向、回転駆動部１
２の回動軸線回りの回転、及び自身の中心軸線回りの回
転の４つの自由度の組合せで、３次元空間内の任意の位
置へ移動することが可能となる。

【００２８】また、第１のガイド部材２０の上下両端の
表面には、互いに同径になされた第１及び第２の駆動ロ
ーラ３８，４０が回動自在に軸支されている。そして、
第１のガイド部材２０の上下両端の表面には、これら第
１及び第２の駆動ローラ３８，４０を夫々回転駆動する
ための第１及び第２のサーボモータ４２，４４が取り付
けられている。そして、第１及び第２の駆動ローラ３
８，４０は大小一組のプーリとタイミングベルトで構成
された第１及び第２の減速機構５０，５１を夫々介し
て、第１及び第２のサーボモータ４２，４４に連結され
ている。これら第１及び第２のサーボモータ４２，４４
の夫々の出力軸には、夫々の駆動ローラ３８，４０の回
転駆動量を検出するために、ロータリエンコーダ４６，
４８が接続されている。これらロータリエンコーダ４
６，４８は、図６に示すように、制御ユニツト５４に接
続されており、公知のフィードバツク制御により、第１
及び第２のサーボモータ４２，４４の各々速度及び回転
角の制御が実行される。

【００２９】一方、上下の左右の側面が開放された箱状
に形成された支持部材２９の内部には、図３に示す様に
第１及び第２の駆動ローラ３８，４０と上下方向に関し
て整合した状態で、上下に第１の距離ｄ１だけ離間した
第１及び第２のアイドルローラ５６，５８と、これら第
１及び第２のアイドルローラ５６，５８よりも、図中右
方に第２の距離ｄ２だけ偏倚すると共に、第１のアイド
ルローラ５６よりも上方に、また第２のアイドルローラ
５８よりも下方に夫々偏倚し、上述した第１の距離ｄ１
よりも長い第３の距離ｄ３だけ上下に離間した第３及び
第４のアイドルローラ６０，６２とが回転自在に軸支さ
れている。即ち、支持部材２９の内部には、合計４本の
アイドルローラ５６，５８，６０，６２が回転自在に軸
支されている。

【００３０】また、第２のガイド部材２８の支持部材に
固定されている側とは反対側の端部の表面には、上下に
第４の距離ｄ４だけ離間した状態で、第５及び第６のア
イドルローラ６４，６６が回転自在に軸支されている。
そして、上述したスライドブロツク３４の表面には、従
動ローラ６８が回動自在に軸支されている。この従動ロ
ーラ６８の中心位置の高さは、第１及び第２のアイドル
ローラ５６，５８の中間位置の高さと同じになる様に設
定されている。

【００３１】ここで、この一実施例においては、第１及
び第２の駆動ローラ３８，４０と、第１乃至第６のアイ
ドルローラ５６，５８，６０，６２，６４，６６と、従
動ローラ６８とは、同径に形成されているが、別段、同
径である事に限定されるものではない。そして、上述し
た第１の距離ｄ１は、従動ローラ６８の直径と丁度同じ
長さに設定されている。また、上述した第２の距離ｄ２
は、第１または第２の駆動ローラ３８，４０の直径と丁
度同じ長さに設定されている。

【００３２】また、第１及び第２の駆動ローラ３８，４
０の図中左側で上下方向に沿つて延出する接線と外周が
接する様に第１及び第２のアイドルローラ５６，５８が
夫々位置決めされており、また、第１及び第２の駆動ロ
ーラ３８，４０の図中右側で上下方向に沿つて延出する
接線と外周が接する様に第３及び第４のアイドルローラ
６０，６２が夫々位置決めされている。更に、第３のア
イドルローラ６０の下側で水平方向に沿つて延出する接
線と外周が接する様に第５のアイドルローラ６４が位置
決めされ、また、第４のアイドルローラ６２の上側で水
平方向に沿つて延出する接線と外周が接する様に第６の
アイドルローラ６６が位置決めされている。

【００３３】更に、スライドブロツク３４の表面上に
は、第５のアイドルローラ６４の下側で水平方向に沿つ
て延出する接線が接する面を上端面として備え、第６の
アイドルローラ６６の上側で水平方向に沿つて延出する
接線が接する面を下端面として備えたタイミングベルト
固定部７０が固着されている。

【００３４】ここで、上述した駆動ローラ３８，４０
と、第１乃至第６のアイドルローラ５６，５８，６０，
６２，６４，６６と、従動ローラ６８とには、以下に説
明する様にして１本のタイミングベルト７２が掛け渡さ
れている。即ち、このタイミングベルト７２の一端は、
固定部７０の上端面に固定され、第５のアイドルローラ
６４の外周にその内側面が係合した状態で掛け渡された
後、第３のアイドルローラ６０の外周にその外側面が係
合した状態で掛け渡され、その後、第１の駆動ローラ３
８の外周にその内側面が係合した状態で掛け渡され、そ
の後、第１のアイドルローラ５６の外周にその内側面が
係合した状態で掛け渡され、その後、従動ローラ６８の
外周にその外側面が係合した状態で掛け渡され、その
後、第２のアイドルローラ５８の外周にその内側面が係
合した状態で掛け渡され、その後、第２の駆動ローラ４
０の外周にその内側面が係合した状態で掛け渡され、そ
の後、第４のアイドルローラ６２の外周にその外側面が
係合した状態で掛け渡され、その後、第６のアイドルロ
ーラ６６の外周にその内側面が係合した状態で掛け渡さ
れ、最後に、固定部７０の下端面に、その他端が固定さ
れている。

【００３５】尚、このタイミングベルト７２は、その両
側面に多数の歯が形成されている。そして、このタイミ
ングベルト７２の歯面が係合する第１及び第２の駆動ロ
ーラ３８，４０と、第１及び第２のアイドルローラ５
６，５８と、第３及び第４のアイドルローラ６０，６２
と、第５及び第６のアイドルローラ６４，６６と、従動
ローラ６８とは、これの歯と噛合する歯を外周に有する
歯付ローラから構成されている。

【００３６】次に、タイミングベルト７２に張力を与え
る機構について説明する。第５及び第６のアイドルロー
ラ６４，６６を第２のガイド部材２８に固定するための
固定ブロック５２は、図２、及び図３のＡ−Ａ断面図で
ある図４に示される様に第２のガイド部材２８の延出方
向に位置調整可能な様にボルト５３で固定されており、
このボルトを回転させて固定ブロック５２の位置を調整
することにより、タイミングベルト７２に張力を与える
様になされている。

【００３７】また、ベルト固定部７０は、図６に示す様
にタイミングベルト７２を、これのピッチと同一の片歯
面のタイミングベルト７３ａ，７３ｂによって挟み込
み、更に固定板７１をボルトにより締め込むことにより
固定されている。

【００３８】ここで、図７に示す様に、制御ユニツト５
４には、テイーチングされたハンド１６の移動手順を記
憶しておくテイーチング手順記憶部７４と、ハンド１６
の移動手順を例えばキーボード等を介してテイーチング
させるためのキーボード入力部７６と、ハンド１６の移
動手順を入力部７６を介してテイーチングするキーボー
ド入力モードかハンド１６を直接手動により移動させて
移動手順をダイレクト入力するダイレクト入力モードか
を切り換える入力モード切り換えスイツチ７８とが接続
されている。即ち、この記憶部７４には、切り換えスイ
ツチ７８によりキーボード入力モードが設定されると、
キーボード入力部７６を介して設定された移動手順が、
テイーチング手順記憶部７４に記憶され、ダイレクト入
力モードが設定されると、手動により移動されたハンド
１６の位置が、第１及び第２のロータリエンコーダ４
６，４８からの出力情報が変換された状態で、直接にテ
イーチング手順記憶部７４に記憶されることとなる。

【００３９】次に、図８乃至図１１を参照して、上述し
た構成の直交２軸移動装置１４におけるハンド１６の移
動動作について説明する。

【００４０】先ず、図８に示す様に、第１のサーボモー
タ４２により第１の駆動ローラ３８を反時計方向に回転
させると同時に、これと同期して同じ量だけ第２のサー
ボモータ４４により第２の駆動ローラ４０を時計方向に
回転させる。この結果、第１のアイドルローラ５６と従
動ローラ６８との間に位置するタイミングベルト７２の
部分、及び、第２のアイドルローラ５８と従動ローラ６
８との間に位置するタイミングベルト７２の部分が、共
に、その長さを同じ量だけ長くする様に変化し、且つ、
第５のアイドルローラ６４と固定部７０との間に位置す
るタイミングベルト７２の部分、及び、第６のアイドル
ローラ６６と固定部７０との間に位置するタイミングベ
ルト７２の部分が、共にその長さを同じ量だけ短くする
様に変化する事となる。従つて、第２のガイド部材２８
は、上下方向に沿つて何ら移動することなく、スライド
ブロツク３４のみが、水平方向に沿つて、図中右方に向
けて送り出される事となる。

【００４１】次に、図９に示す様に、第１のサーボモー
タ４２により第１の駆動ローラ３８を時計方向に回転さ
せると同時に、これと同期して同じ量だけ第２のサーボ
モータ４４により第２の駆動ローラ４０を反時計方向に
回転させる。この結果、第１のアイドルローラ５６と従
動ローラ６８との間に位置するタイミングベルト７２の
部分、及び、第２のアイドルローラ５８と従動ローラ６
８との間に位置するタイミングベルト７２の部分が、共
に、その長さを同じ量だけ短くする様に変化し、且つ、
第５のアイドルローラ６４と固定部７０との間に位置す
るタイミングベルト７２の部分、及び、第６のアイドル
ローラ６６と固定部７０との間に位置するタイミングベ
ルト７２の部分が、共にその長さを同じ量だけ長くする
様に変化する事となる。従つて、第２のガイド部材２８
は、上下方向に沿つて何ら移動することなく、スライド
ブロツク３４のみが、水平方向に沿つて、図中左方に向
けて送り出される事となる。

【００４２】また、図１０に示す様に、第１及び第２の
サーボモータ４２，４４により第１及び第２の駆動ロー
ラ３８，４０を共に同期した状態で同じ量だけ反時計方
向に回転させる。この結果、第２のアイドルローラ５８
と第２の駆動ローラ４０との間に位置するタイミングベ
ルト７２の部分、及び、第４のアイドルローラ６２と第
２の駆動ローラ４０との間に位置するタイミングベルト
７２の部分が、共に、その長さを同じ量だけ長くする様
に変化し、且つ、第１のアイドルローラ５６と第１の駆
動ローラ３８との間に位置するタイミングベルト７２の
部分、及び、第３のアイドルローラ６０と第１の駆動ロ
ーラ３８との間に位置するタイミングベルト７２の部分
が、共にその長さを同じ量だけ短くする様に変化する事
となる。従つて、スライドブロツク３４は、左右方向に
沿つて何ら移動することなく、第２のガイド部材２８の
みが、図中上方に向けて送り出される事となる。

【００４３】そして、図１１に示す様に、第１及び第２
のサーボモータ４２，４４により第１及び第２の駆動ロ
ーラ３８，４０を共に同期した状態で同じ量だけ時計方
向に回転させる。この結果、第１のアイドルローラ５６
と第１の駆動ローラ３８との間に位置するタイミングベ
ルト７２の部分、及び、第３のアイドルローラ６０と第
１の駆動ローラ３８との間に位置するタイミングベルト
７２の部分が、共に、その長さを同じ量だけ短くする様
に変化し、且つ、第２のアイドルローラ５８と第２の駆
動ローラ４０との間に位置するタイミングベルト７２の
部分、及び、第４のアイドルローラ６２と第２の駆動ロ
ーラ４０との間に位置するタイミングベルト７２の部分
が、共にその長さを同じ量だけ長くする様に変化する事
となる。従つて、スライドブロツク３４は、左右方向に
沿つて何ら移動することなく、第２のガイド部材２８の
みが、図中下方に向けて送り出される事となる。

【００４４】以上説明したように、この一実施例の直交
２軸移動装置１４は、２つのサーボモータ４２，４４を
互いに同期させて同じ回転方向に回転させると、第２の
ガイド部材２８が２つのサーボモータ４２，４４のトル
クを合体させた状態で上下方向に沿つて移動させられる
事となる。また、２つのサーボモータ４２，４４を互い
に同期させて互いに異なる回転方向に回転させると、第
２のガイド部材２８自身は上下方向にも左右方向にも停
止した状態で、これの表面上において、スライドブロツ
ク３４のみが２つのサーボモータ４２，４４のトルクを
合体させた状態で左右方向に沿つて移動させられる事と
なる。

【００４５】ここで、この一実施例においては、上述し
た従動ローラ６８には、これの回転を係止するためのブ
レーキ機構８０が連結されている。このブレーキ機構８
０の連結状態は、図４に示されるようになされている。
即ち、この従動ローラ６８は、スライドブロツク３４に
形成された透孔を貫通し、一対のベアリング８２ａ，８
２ｂにより回転自在に支持された支軸６８ａと、この支
軸６８ａの先端に同軸に固定され、タイミングベルト７
２が掛け渡される歯付きのローラ本体６８ｂとから構成
されている。この支軸６８ａの後端、即ち、スライドブ
ロツク３４の裏面側に突出した端部に、このブレーキ機
構８０が連結されている。このブレーキ機構８０は、こ
れへの通電停止に伴いブレーキが作動し、従動ローラ６
８を回転不能にすると共に、これへの通電に伴いブレー
キを解除する様に構成されており、図７に示す様に、そ
の動作状態を制御ユニツト５４により制御される様に制
御ユニツト５４に接続されている。

【００４６】このように、ブレーキ機構８０を介して従
動ローラ６８のみをロツクすることにより、スライドブ
ロツク３４は外力により水平方向に沿つて移動可能とな
るが、第２のガイド部材２８は上下方向に沿つて移動不
可能となる。従つて、図１に示す様に、円筒ロボツト１
０に直交２軸移動装置１４を適用した状態において、例
えば、停電やその日の作業が終了して、ブレーキ機構８
０への通電が遮断された場合でも、重力に対しての移動
方向である第２のガイド部材２８は落下せず、通電停止
に対する安全性が担保される事となる。

【００４７】一方、上述した切り換えスイツチ７８によ
りダイレクトテイーチングモードが設定された状態にお
いて、第１及び第２のサーボモータ４２，４４への電源
を落とし、ロータリエンコーダ４６，４８への電源を落
とさず、ブレーキ機構８０への通電と停止して従動ロー
ラ６８の回転を不能にすることで、スライドブロツク３
４を、従つて、これに取り付けられたハンド１６を手動
により水平方向に沿つて移動することができる事とな
る。このようにして、ダイレクトテイーチング動作でハ
ンド１６を水平方向に沿つて移動させる事が、非常に簡
単に実行され得る事となる。尚、ダイレクトテイーチン
グ動作において、ハンド１６を上下方向に沿つて移動さ
せなければならない場合には、ブレーキ機構８０への通
電を再開させれば良い事は言うまでも無い。

【００４８】以上説明した様に、一実施例のロボットに
おいては、第１のガイド部材２０の表面に支持部材２９
を介して第２のガイド部材２８を上下動自在に取り付
け、更にこの第２のガイド部材２８の裏面にスライドブ
ロック３４を介してハンド１６を取り付けているので、
図１を上方から見た図である図１２に示す様に、ハンド
１６の中心Ｃの移動軌跡を示す直線Ｉが第１のガイド部
材２０の回転中心Ａを通る様にすることができる。これ
により、ハンド１６が第２のガイド部材２９に沿って移
動した場合（ハンド１６が直線Ｉに沿って移動した場
合）でも、ハンド１６の座標を簡単な計算で、直交座標
系に変換することができる。また、第１のガイド部材２
８を回転中心Ａに対してほとんどシフトさせる必要がな
いので、回転中心Ａ回りの慣性モーメントが増加するこ
とがない。（他の実施例）この発明は、上述した一実施例の構成に
限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々変形可能である事は言うまでもない。

【００４９】例えば、上述した一実施例においては、こ
の従動ローラ６８には、ブレーキ機構８０が接続されて
いる様に説明したが、この発明はこのような構成に限定
されることなく、このブレーキ機構８０に替えて、また
は、このブレーキ機構に付加した状態で、第１及び第２
のサーボモータ４２，４４に夫々の出力軸をロツクする
ためのブレーキ機構を夫々備える様に構成しても良い。
ここで、各ブレーキ機構は、これに電力が供給された際
に、ブレーキ力を解除し、電力の供給が遮断された際
に、ブレーキ力が作用する様に構成されている。このよ
うに第１及び第２のサーボモータ４２，４４が夫々のブ
レーキ機構により、夫々の出力軸をロツクされる事によ
り、第２のガイド部材２８は上下方向の移動を禁止され
ると共に、スライドブロツク２８の水平方向の移動をも
禁止される事となる。このように夫々のサーボモータ４
２，４４にブレーキ機構を取り付ける事により、通電停
止時における第２のガイド部材２８の落下が防止され、
上述した一実施例においてブレーキ機構８０を設けた場
合と同様に、停電時等の通電停止時の安全性が担保され
る事になる。

【００５０】また、上述した一実施例においては、直交
２軸移動装置１４を円筒形ロボツト１０に用いた例を説
明したが、この発明はこのような適用に限定されること
なく、例えば、第１のガイド部材２０を固定し、スライ
ドブロツク３４上にハンド１６を支持した状態で、２軸
の直交ロボツトとしても用いることができる。

【００５１】また、上述した一実施例においては、駆動
力の伝達を歯付のタイミングベルト７２を介して行う様
に説明したが、この発明はこのような構成に限定される
ことなく歯の付いていないタイミングベルトを利用して
も良いし、また、片歯のタイミングベルトでも良いし、
その他チェーン、ワイヤー等で駆動力を伝達させる様に
しても、なんら問題はない。

【００５２】

【発明の効果】以上説明した様にこの発明に係わるロボ
ットによれば、第１のガイド部材の表面側に支持部材を
介して第２のガイド部材を配置し、更にこの第２のガイ
ド部材の裏面側にスライドブロックを配置しているの
で、支持部材と第２のガイド部材の厚さ分だけ第１のガ
イド部材の回転中心からオフセットした距離を、第２の
ガイド部材の裏面側にスライドブロックとハンドとを取
り付けることによってキャンセルすることができ、ハン
ドの移動軌跡が、第１のガイド部材の回転中心を通る様
にすることができる。

【００５３】また、支持部材に配置されている４つのア
イドルローラが、第１のガイド部材の表面と第２のガイ
ド部材の裏面の間に配置されているので、これら４つの
アイドルローラの位置は、第１のガイド部材の表面から
あまり離れていない。そのため、第１及び第２の駆動ロ
ーラも第１のガイド部材の表面からあまり離れない位置
に配置することが可能となり、第２及び第３の回転駆動
手段の回転シャフトが長くならず、これらのシャフトの
強度を上げる必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わるロボットの一実施例の構成を
正面側から示す斜視図である。

【図２】この発明に係わるロボットの一実施例の構成を
裏面側から示す斜視図である。

【図３】この発明に係わるロボットの一実施例の構成を
示す正面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。

【図６】連結ベルトの固定状態を示す図である。

【図７】図１に示す円筒状ロボツトにおける制御系の構
成を概略的に示すブロツク図である。

【図８】スライドブロツクのみを図中右方に移動させる
状態を示す正面図である。

【図９】スライドブロツクのみを図中左方に移動させる
状態を示す正面図である。

【図１０】第２のガイド部材のみを図中下方に移動させ
る状態を示す正面図である。

【図１１】第２のガイド部材のみを図中上方に移動させ
る状態を示す正面図である。

【図１２】円筒状ロボットを上方から見た図である。

【図１３】従来の円筒状ロボットの構成を示す斜視図で
ある。

【図１４】ハンドの移動軌跡が第１のガイド部材の回転
中心からずれている状態を示した図である。

【図１５】ハンドの移動軌跡が第１のガイド部材の回転
中心を通る様に第１のガイド部材をオフセットさせた状
態を示した図である。

【図１６】ハンドの移動軌跡が第１のガイド部材の回転
中心を通る様に取り付け部材を延ばした状態を示した図
である。

【図１７】図１６を右側から見た図である。

【符号の説明】

１０円筒型ロボツト１２回転駆動部１４直交２軸移動装置１６ハンド２０第１のガイド部材２２ａ；２２ｂガイドレール２４；２６スライドベアリング２８第２のガイド部材３０スライドレール３２スライドベアリング３４スライドブロツク３４ａ透孔３６取り付けブラケツト３８第１の駆動ローラ４０第２の駆動ローラ４２第１のサーボモータ４４第２のサーボモータ４６第１のロータリエンコーダ４８第２のロータリエンコーダ５４制御ユニツト５６第１のアイドルローラ５８第２のアイドルローラ６０第３のアイドルローラ６２第４のアイドルローラ６４第５のアイドルローラ６６第６のアイドルローラ６８従動ローラ７０固定部７２タイミングベルト７４テイーチング手順記憶部７６キーボード入力部７８切り換えスイツチ８０ブレーキ機構８２ａ；８２ｂベアリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基台と、該基台上に鉛直方向に沿って延出した状態で、鉛直方向
に沿う回転軸線回りに回転可能に支持された第１のガイ
ド部材と、該第１のガイド部材を前記基台上で前記回転軸線回りに
回転させるための第１の回転駆動手段と、前記第１のガイド部材の表面側の両端部付近に夫々回転
自在に取り付けられた第１及び第２の駆動ローラと、該第１及び第２の駆動ローラを回転駆動するための第２
及び第３の回転駆動手段と、前記第１のガイド部材の表面側に鉛直方向に沿って移動
可能に取り付けられた支持部材と、該支持部材に回転自在に支持された４つのアイドルロー
ラと、前記支持部材の表面側に一端部を固定され、水平方向に
延出する第２のガイド部材と、該第２のガイド部材の他端部の裏面側に回転自在に支持
された２つのアイドルローラと、前記第２のガイド部材の裏面側に、水平方向に沿って移
動可能に取り付けられたスライド部材と、前記スライド部材に回転自在に支持された１つの従動ロ
ーラと、前記スライド部材に両端が固定され、前記６つの回転自
在なアイドルローラと、前記従動ローラと、前記第１及
び第２の駆動ローラとに掛け渡された連結ベルトと、前記スライド部材に鉛直方向に沿って取り付けられたハ
ンドとを具備することを特徴とするロボット。
【請求項２】前記支持部材に配置された４つのアイド
ルローラは、前記第１のガイド部材の表面と前記第２の
ガイド部材の裏面との間に配設されており、前記連結ベ
ルトは、前記第１のガイド部材の表面と前記第２のガイ
ド部材の裏面との間に位置した状態で、前記６つのアイ
ドルローラと前記従動ローラと前記第１及び第２の駆動
ローラとに掛け渡されていることを特徴とする請求項１
に記載のロボット。
【請求項３】前記第２及び第３の回転駆動機構は、夫
々、モータと、該モータの回転を減速する減速機構と、
前記モータの回転を検出するエンコーダとから構成され
ていることを特徴とする請求項１に記載のロボット。
【請求項４】前記第２のガイド部材に配置された２つ
のアイドルローラは、前記第２のガイド部材の延出方向
に位置調整可能にされていることを特徴とする請求項１
に記載のロボット。
【請求項５】前記第１及び第２の駆動ローラと、前記
支持部材に配置された４つのアイドルローラと、前記第
２のガイド部材に配置された２つのアイドルローラと
は、夫々歯付きローラで構成され、前記連結ベルトは、
両面に歯が形成されたタイミングベルトから構成されて
いることを特徴とする請求項１に記載のロボット。
【請求項６】前記第１及び第２の駆動ローラを夫々回
転駆動する第３及び第４回転駆動手段は、夫々ブレーキ
機構を備えている事を特徴とする請求項１に記載のロボ
ット。
【請求項７】前記スライド部材に回転自在に支持され
た従動ローラは、その回転を係止するように作動するブ
レーキ機構が取付けられている事を特徴とする請求項１
に記載のロボット。
【請求項８】前記各ブレーキ機構は、これへの通電に
伴いブレーキ力を解除し、通電停止によりブレーキ力を
発揮する様に構成されている事を特徴とする請求項６ま
たは７に記載のロボット。