JPH068182A - Articulated robot - Google Patents
Articulated robotInfo
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- JPH068182A JPH068182A JP4083040A JP8304092A JPH068182A JP H068182 A JPH068182 A JP H068182A JP 4083040 A JP4083040 A JP 4083040A JP 8304092 A JP8304092 A JP 8304092A JP H068182 A JPH068182 A JP H068182A
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- JP
- Japan
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- arm
- robot
- tip
- fixed
- drive motor
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/1005—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements comprising adjusting means
- B25J9/1015—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements comprising adjusting means using additional, e.g. microadjustment of the end effector
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、新しい軸構成の工業用
の多関節ロボットである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is an industrial articulated robot having a new axis configuration.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の工業用の多関節ロボットにおいて
は加工工具を支持する把持部の移動が必要な場合には、
通常把持部そのものが移動する構成を有しておらず、ロ
ボット本体あるいはロボット本体に近いアームを動かす
ことで把持部の移動を行っていたため、把持部を高速で
移動させる時に大きな馬力を必要であるとともに、位置
精度が低いといった問題があった。そこでこのような不
具合を解決するため、たとえば特開６３−２３５０号公
報や実開平１−９２３９２号公報といったものが提案さ
れている。2. Description of the Related Art In a conventional industrial articulated robot, when it is necessary to move a gripping portion for supporting a machining tool,
Usually, the gripper itself does not have a structure to move, and the gripper is moved by moving the robot body or an arm close to the robot body, so a large horsepower is required when moving the gripper at high speed. At the same time, there is a problem that the position accuracy is low. Therefore, in order to solve such a problem, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-2350 and Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-92392 have been proposed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記各公報に開示され
た技術では従来の問題点はかなりの部分解決できるが、
いずれの場合においても構造上装置の最外径に比べ切断
できる軌跡が小さく装置の大きさの割に動作範囲が狭か
った。またこの様な装置をロボットの先端部につけるこ
とにより新たな問題点としてロボット本体で切断する場
合に先端部にあるその装置がワークと干渉しじゃまにな
るという問題が生じた。The techniques disclosed in the above publications can solve some of the problems of the prior art,
In any case, the trajectory that can be cut was smaller than the outermost diameter of the device due to the structure, and the operating range was narrow relative to the size of the device. In addition, by attaching such a device to the tip of the robot, a new problem arises that the device at the tip interferes with the work when cutting with the robot body.
【０００４】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、従来の６（５）軸ロボットの各軸を動作させず、
ロボットの先端に設けた水平面内の回転する２つのアー
ムにより創性される小さな円や四角を高速でかつ高精度
に切断できしかもロボット本体で切断するときにその先
端部の装置がじゃまにならないように姿勢が変更できる
新しいロボットの軸構成を提供することを目的とするも
のである。The present invention has been made in view of the above, and does not operate each axis of a conventional 6 (5) -axis robot,
The small circles and squares created by the two rotating arms in the horizontal plane at the tip of the robot can be cut at high speed and with high precision, and the device at the tip does not get in the way when cutting with the robot body. It is intended to provide a new robot axis configuration whose posture can be changed.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係わる多関節ロボットは、５または６軸を有
する多関節ロボットの先端部１に固着した支持部材５に
回転自在に第一アーム６の一端部を支持し、他端に第一
アーム６に対して同一平面内で回転を行う第二アーム７
を有する７または８軸ロボットであり第二アーム７の先
端には工具把持部材１３を有する多関節ロボットであ
る。In order to achieve the above object, an articulated robot according to the present invention is rotatably mounted on a support member 5 fixed to a tip portion 1 of an articulated robot having 5 or 6 axes. A second arm 7 supporting one end of the arm 6 and rotating at the other end in the same plane with respect to the first arm 6.
Is a multi-joint robot having a tool holding member 13 at the tip of the second arm 7.
【０００６】[0006]
【作 用】直径の小さな円や他の形状を切断する場合
は６軸ロボット本体２で位置決めを行い、第一の駆動モ
ータ８が駆動することにより支持部材５に対して第一ア
ーム６が回転し、また第二の駆動モータ９が駆動するこ
とにより第一アーム６にたいして第二アーム７が回転し
これにより第二アーム７の他端側に固着された工具把握
部材１３がある平面内で任意の軌跡を描いて駆動され
る。そしてこの工具把持部材１３にプラズマ切断用トー
チまたはＹＡＧレーザ用トーチを固着することにより上
記軌跡に沿ってワークが切断される。また、従来のロボ
ットと同様に６軸ロボット本体で切断する場合には第一
駆動モータ８と第二駆動モータ９により両アームを回転
させワークと干渉しにくい姿勢に変化させながら６軸ロ
ボット本体２で任意の軌跡を切断する。さらに、広範囲
の直線または曲線切断を行い角に小さな丸みをつける場
合には６軸ロボット本体２で直線または曲線を切断し角
の小さな丸みを高精度で切断するときに上記第一アーム
６と第二アーム７の運動の合成を用い切断する。[Operation] When cutting a circle with a small diameter or other shapes, positioning is performed by the 6-axis robot body 2, and the first drive motor 8 drives the first arm 6 to rotate with respect to the support member 5. In addition, the second drive motor 9 drives the second arm 7 to rotate with respect to the first arm 6, whereby the tool grasping member 13 fixed to the other end of the second arm 7 is arbitrarily located in a plane. It is driven by drawing the locus of. Then, by fixing the plasma cutting torch or the YAG laser torch to the tool gripping member 13, the work is cut along the above trajectory. When cutting with a 6-axis robot body as in the case of a conventional robot, the 6-axis robot body 2 is rotated while the arms are rotated by the first drive motor 8 and the second drive motor 9 so that the arm does not interfere with the work. Cut an arbitrary track with. Further, when a wide range of straight lines or curved lines are cut to form small rounded corners, the 6-axis robot main body 2 cuts straight lines or curved lines to cut rounded small round corners with high precision. Cutting is performed using the synthesis of the movement of the two arms 7.
【０００７】[0007]
【実 施 例】本発明の第１の実施例を図１〜図３に基
づいて説明する。図中１は６軸の多関節ロボット２の先
端部、３はこのロボット先端部１の先端にブラケット４
を介して装着される２つの回転するアームを有する工具
把持部である。上記部ブラケット４には支持部材５が固
着されており、この支持部材５に第一アーム６の一端部
が回動自在に支持されている。またこの第一アーム６の
他端部には第二アーム７が第一アーム６と水平面内で回
転自在に支持されている。そして上記支持部材５と第二
アーム７には第一第二の駆動モータ８，９が固着してあ
り、第一の駆動モータ８の出力軸８ａは第一の減速機１
０を介して第一アーム６の一端部に構成された軸部６ａ
に連結してあり、また第二の駆動モータ９の出力軸９ａ
は第二の減速機１１を介して上記第一アーム６の他端部
に構成された軸部６ｂに連結されている。上記第二アー
ム７の先端部に工具を把持する部材１３が固着されてい
る。EXAMPLE A first example of the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure, 1 is the tip of a 6-axis articulated robot 2 and 3 is a bracket 4 at the tip of the robot tip 1.
2 is a tool gripper having two rotating arms mounted via. A support member 5 is fixed to the bracket 4 and one end of the first arm 6 is rotatably supported by the support member 5. A second arm 7 is rotatably supported on the other end of the first arm 6 in the horizontal plane with the first arm 6. The first and second drive motors 8 and 9 are fixed to the support member 5 and the second arm 7, and the output shaft 8a of the first drive motor 8 has the first speed reducer 1
Shaft portion 6a formed at one end portion of the first arm 6 through 0
Output shaft 9a of the second drive motor 9
Is connected to a shaft portion 6b formed at the other end of the first arm 6 via a second speed reducer 11. A member 13 for holding a tool is fixed to the tip of the second arm 7.
【０００８】上記第１の実施例では図１において第一ア
ーム６の先端に第二アーム７を駆動するモータを固着し
モータの出力軸８ａ，９ａに減速機１０，１１の入力部
を固着する例を示したが、第２の例として、図４〜図７
に示すように第一アーム６の駆動はロボット先端部１に
固着された支持部材５に固着された第一の駆動モータ８
により減速機１０を介して行うとともに第二アーム７の
駆動は支持部材５に固着された第二の駆動モータ９′に
よりベルトを介して第二の減速機１１′を駆動すること
により行うようにしてもよい。第二アーム７の先端部に
工具を把持する部材１３が固着されている。なお、第一
及び第二の減速機１０，１１は構成がコンパクトであ
り、かつ重量も軽い波動歯車（ハーモニックドライブ：
商品名）を用いる。In the first embodiment, the motor for driving the second arm 7 is fixed to the tip of the first arm 6 in FIG. 1, and the input portions of the speed reducers 10 and 11 are fixed to the output shafts 8a and 9a of the motor. An example is shown, but as a second example, FIGS.
As shown in FIG. 1, the first arm 6 is driven by the first drive motor 8 fixed to the support member 5 fixed to the robot tip 1.
And the second arm 7 is driven by driving the second speed reducer 11 'through the belt by the second drive motor 9'fixed to the support member 5. May be. A member 13 for holding a tool is fixed to the tip of the second arm 7. The first and second speed reducers 10 and 11 have a compact structure and a light weight, which is a wave gear (harmonic drive:
Product name) is used.
【０００９】上記構成において、直径の小さな円や他の
形状を切断する場合は６軸ロボット本体２で位置決めを
行い、第一の駆動モータ８を駆動することにより支持部
材５に対して第一アーム６が回転し、また第二の駆動モ
ータ９，９′を駆動することにより第一アーム６の他端
部にたいして第二アーム７が回転し、この両アームの回
転により第二アーム７の他端部に固着された工具把持部
材１３の軸心がある平面内で、例えば図７で斜線で示さ
れる領域内で任意の軌跡を描くことができる。この時工
具把持部材１３にプラズマ切断用トーチまたはＹＡＧレ
ーザ用トーチを固着することにより上記軌跡に沿ってワ
ークが切断される。また、従来のロボットと同じ様に６
軸ロボット本体２で切断する場合には第一アームと第二
アームを動かし両アームの姿勢を変更しワークと干渉し
ない姿勢に変更しその後第一駆動モータ８と第二駆動モ
ータ９，９′を動かさず工具把持部１３と支持部材５と
の位置を一定に保ち６軸ロボット２の各軸を制御する事
により任意の形状を切断する。この場合当然のことなが
ら第一アーム６と第二アーム７とがワークとの干渉にた
いして問題となるようなことがなければ、第一アーム６
と第二アーム７は６軸ロボット２本体で切断している間
はその姿勢を変える必要はない。しかしながら図２にお
いて、ロボット先端部１を矢印Ａ方向に移動し、第二ア
ーム７の先端部もこれを平行に矢印Ｂの方向に移動させ
た場合、上記移動方向の行手に障害物１４がある場合、
アーム７，６の姿勢が図１に示すような場合には、第二
アーム７の基端側が上記障害物１４に干渉してしまい、
第二アーム７の先端部に把持されたトーチ１２を上記障
害物１２の近くまで移動できず、切断等の加工範囲にデ
ッドスペースが生じてしまう。そこで、このような場合
には、図８に示すように、第一アーム６、第二アーム７
の姿勢を図１に示す状態と逆向きにして第二アーム７の
先端部を障害物１４側へ向けて上記作業を行なうことに
より上記デッドスペースをなくすることができる。さら
に、広範囲の直線または曲線の切断を行い角に小さな丸
みをつける場合には６軸ロボット本体２で直線または曲
線を切断し角の小さな丸みを高精度で切断するときに上
記第一アーム６と第二アーム７の回転運動の合成により
切断を行う。In the above structure, when cutting a circle having a small diameter or another shape, the 6-axis robot body 2 is positioned and the first drive motor 8 is driven to move the first arm with respect to the support member 5. 6 rotates, and the second drive motor 9, 9'is driven to rotate the second arm 7 with respect to the other end of the first arm 6, and the rotation of both arms causes the other end of the second arm 7 to rotate. An arbitrary trajectory can be drawn in a plane where the axis of the tool gripping member 13 fixed to the portion is present, for example, in a region shown by hatching in FIG. At this time, by fixing the plasma cutting torch or the YAG laser torch to the tool holding member 13, the work is cut along the above trajectory. Also, like the conventional robot, 6
When cutting with the axis robot body 2, the first arm and the second arm are moved to change the postures of both arms so as not to interfere with the work, and then the first drive motor 8 and the second drive motors 9 and 9'are changed. An arbitrary shape is cut by controlling the axes of the 6-axis robot 2 while keeping the positions of the tool grip 13 and the support member 5 constant without moving. In this case, as a matter of course, unless the first arm 6 and the second arm 7 pose a problem for the interference with the work, the first arm 6
The second arm 7 does not have to change its posture while being cut by the main body of the 6-axis robot 2. However, in FIG. 2, when the robot tip portion 1 is moved in the direction of arrow A and the tip portion of the second arm 7 is also moved in parallel in the direction of arrow B, the obstacle 14 is present on the bank in the movement direction. If there is
When the postures of the arms 7 and 6 are as shown in FIG. 1, the base end side of the second arm 7 interferes with the obstacle 14,
The torch 12 gripped by the tip of the second arm 7 cannot be moved to the vicinity of the obstacle 12, resulting in a dead space in the processing range such as cutting. Therefore, in such a case, as shown in FIG. 8, the first arm 6 and the second arm 7 are
The dead space can be eliminated by carrying out the above-mentioned work by making the posture of FIG. 1 opposite to the state shown in FIG. 1 and directing the tip portion of the second arm 7 toward the obstacle 14 side. Furthermore, when cutting a wide range of straight lines or curved lines to make small rounded corners, when the straight line or curved line is cut by the 6-axis robot body 2 and the rounded rounded corners are cut with high accuracy, The cutting is performed by combining the rotational movements of the second arm 7.
【００１０】上記作用において平面内に小さな円や四角
形等を切断する場合には、第一、第二の駆動モータ８，
９，９′を図示しないコントロール装置で制御し、かつ
その制御軌跡を所定の計算式に基づいて図示しない教示
手段にて教示する事により、たとえばプラズマ切断用ト
ーチにより切断できる（図９参照）。また、従来のロボ
ットと同様に６軸ロボット本体で切断する場合には第一
アームと第二アームを動かし両アームの姿勢をワークと
干渉しない姿勢に変更しながら６軸ロボットの各軸を制
御する事により任意の形状を切断する（図１０参照）。
さらに、広範囲の直線または曲線の切断を行い角に小さ
な丸みをつける場合には６軸ロボット本体で直線または
曲線を切断し、角の丸みを高精度で切断するときに上記
第一アーム６と第二アーム７の回転運動の合成により切
断する事ができる。In the above operation, when cutting a small circle or square in a plane, the first and second drive motors 8,
By controlling 9, 9'by a control device (not shown) and teaching the control locus by teaching means (not shown) based on a predetermined calculation formula, for example, a plasma cutting torch can be used for cutting (see FIG. 9). Also, when cutting with a 6-axis robot main body as in the conventional robot, each axis of the 6-axis robot is controlled while moving the first arm and the second arm so that the postures of both arms do not interfere with the work. The desired shape is cut (see FIG. 10).
Further, when cutting a wide range of straight lines or curved lines to make small rounded corners, the straight line or curved line is cut by the 6-axis robot body, and when cutting rounded corners with high accuracy, the first arm 6 and It can be cut by combining the rotational movements of the two arms 7.
【００１１】上記図９に示すフローチャートにおける教
示としては、第一アーム６の長さをｌ1 、第二アーム７
の長さをｌ2 、第二アーム６の基準座標からの角度とθ
1 、第二アーム７の基準座標からの角度をθ2 とし、ま
た切断する図形の中心点の座標をＸ0 、Ｙ0 としたとき
に、ステップ（３）では第二アーム７の先端部を教示点
（Ｘ0 、Ｙ0 ）へ移動する。またステップ（５）での回
転角の換算は次の式によって行なわれるThe teaching in the flow chart shown in FIG. 9 is that the length of the first arm 6 is l 1 and the length of the second arm 7 is 7.
The length l 2, and the angle from the reference coordinates of the second arm 6 theta
1 , the angle from the reference coordinates of the second arm 7 is θ 2, and the coordinates of the center point of the figure to be cut are X 0 and Y 0 , the tip portion of the second arm 7 is set in step (3). Move to the teaching point (X 0 , Y 0 ). The conversion of the rotation angle in step (5) is performed by the following formula.
【００１２】[0012]
【数１】 [Equation 1]
【００１３】[0013]
【発明の効果】本発明によれば６軸等の多関節ロボット
本体を動かさないで小さな円や四角を高精度で切断する
ことができ、しかも作動範囲が広くとれて、従来の専用
の装置を先端に装着する場合に比べより大きな円や四角
等を切断することができる。また作動範囲が広いため６
軸ロボット本体を動かさないで小さな円等のその作動範
囲内で複数個切断することができる。また、本発明は６
軸ロボット本体で切断を行う場合に先端のアームの姿勢
を変えることにより従来の同種の装置を装着する場合に
比べてワークとの接近性を良くでき、ワークと干渉しに
くくできる。According to the present invention, a small circle or a square can be cut with high precision without moving the articulated robot main body of 6 axes or the like, and the operation range can be widened. Larger circles, squares, etc. can be cut compared to when attached to the tip. Also, since the operating range is wide, 6
It is possible to cut a plurality of pieces within the working range of a small circle or the like without moving the axis robot body. Further, the present invention is 6
By changing the posture of the arm at the tip when cutting with the axis robot body, the accessibility to the work can be improved and the interference with the work can be made less than in the case where the same type of conventional device is mounted.
【図１】本発明を摘用しようとする工業用の多関節ロボ
ットの一例を示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing an example of an industrial articulated robot to which the present invention is applied.
【図２】本発明の第１の実施例の要部を示す平面図であ
る。FIG. 2 is a plan view showing a main part of the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１の実施例の要部を示す断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the main parts of the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第２の実施例を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention.
【図５】図４のＡ矢視図である。5 is a view on arrow A in FIG. 4. FIG.
【図６】図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
【図７】本発明の第２の実施例の要部を示す平面図であ
る。FIG. 7 is a plan view showing a main part of a second embodiment of the present invention.
【図８】図２で示す実施例における作用説明図である。FIG. 8 is an operation explanatory view of the embodiment shown in FIG.
【図９】プラズマ切断用トーチによる図形切断の作用を
示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing an operation of cutting a figure by a plasma cutting torch.
【図１０】プラズマ切断用トーチによる任意の形状を切
断する場合の作用を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing an operation when a plasma cutting torch cuts an arbitrary shape.
１…ロボット先端部、２…多関節ロボット、３…工具把
持部装置、４…ブラケット、５…支持部材、６，７…第
一，第二アーム、６ａ，７ａ…軸部、８，９，９′…第
一・第二の駆動モータ、８ａ，９ａ…軸部、１０，１
１，１１′…第一，第二の減速機。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Robot tip part, 2 ... Articulated robot, 3 ... Tool holding part device, 4 ... Bracket, 5 ... Support member, 6,7 ... 1st and 2nd arm, 6a, 7a ... Shaft part, 8, 9, 9 '... 1st and 2nd drive motor, 8a, 9a ... Shaft part, 10, 1
1, 11 '... First and second speed reducers.
Claims (5)
の先端部１に固着した支持部材５に回動自在に第一アー
ム６の一端部を支持し、他端に第一アーム６に対して水
平面内で回転を行う第二アーム７を有する７または８軸
ロボットであり第二アーム７の先端には工具把持部材１
３を有することを特徴とする多関節ロボット。1. An articulated robot 2 having 5 or 6 axes.
7 has a second arm 7 that rotatably supports one end of a first arm 6 on a support member 5 that is fixed to the tip portion 1 of the second arm 7 and that rotates at a second end with respect to the first arm 6 in a horizontal plane. It is an 8-axis robot, and the tool holding member 1 is attached to the tip of the second arm 7.
An articulated robot having 3.
に固着された支持部材５に固着された第一の駆動モータ
８により減速機１０を介して行うとともに第二アーム７
の駆動は第一アーム６先端部に固着された第二の駆動モ
ータ９により減速機１１を介して行う請求項１の多関節
ロボット。2. The first arm 6 is driven by the robot tip 1
The first drive motor 8 fixed to the support member 5 fixed to the second arm 7
2. The multi-joint robot according to claim 1, wherein the driving is performed by a second drive motor 9 fixed to the tip of the first arm 6 via a speed reducer 11.
の駆動モータ９と減速機１１にたいして第一アームの中
心で軸対象位置に配置されている請求項２の多関節ロボ
ット。3. The articulated robot according to claim 2, wherein the first drive motor 8 and the speed reducer 10 are arranged at axially symmetrical positions with respect to the second drive motor 9 and the speed reducer 11 at the center of the first arm.
に固着された支持部材５に固着された第一の駆動モータ
８により減速機１０を介して行うとともに第二アーム７
の駆動は支持部材５′に固着された第二の駆動モータ
９′によりベルトを介して第二の減速機１１′を駆動す
ることにより行う請求項１の多関節ロボット。4. The 6th drive of the first arm is performed by the robot tip 1.
The first drive motor 8 fixed to the support member 5 fixed to the second arm 7
2. The multi-joint robot according to claim 1, wherein the second drive motor 9'fixed to the support member 5'drives the second speed reducer 11 'via a belt.
ーチであり、切断前にワークと工具との距離を測定する
センサを有し、その距離の測定結果からワークの変形量
を計測しロボットの教示点を補正すると共に、切断中は
工具先端とワークとの隙間が一定になるように、ロボッ
トが保持する工具の先端位置を移動させる請求項１の多
関節ロボット。5. The robot is a plasma or YAG laser torch, has a sensor for measuring the distance between the work and the tool before cutting, and measures the deformation amount of the work from the measurement result of the distance to teach the robot. The articulated robot according to claim 1, wherein the position of the tip of the tool held by the robot is moved so that the gap between the tool tip and the workpiece becomes constant during cutting.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4083040A JPH068182A (en) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | Articulated robot |
| PCT/JP1993/000281 WO1993017837A1 (en) | 1992-03-06 | 1993-03-05 | Articulated robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4083040A JPH068182A (en) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | Articulated robot |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH068182A true JPH068182A (en) | 1994-01-18 |
Family
ID=13791103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4083040A Pending JPH068182A (en) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | Articulated robot |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068182A (en) |
| WO (1) | WO1993017837A1 (en) |
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