JPH0691563A - 直交２軸移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ハンドの水平方向の移動に伴い、後方に突出
する事がない様にし、作動領域とは反対側に物の配置を
可能とする直交２軸移動装置を提供する。 【構成】 第１の方向に沿つて延出する第１のガイド部
材２０と、この第１のガイド部材に第１の方向に沿って
移動可能に取り付けられた第２のガイド部材３０と、こ
の第２のガイド部材３０に第１の方向と直交する第２の
方向に沿つて移動可能に取り付けられたスライド部材３
２と、第１のガイド部材２０の一端に夫々回動自在に取
り付けられた第１及び第２の駆動ローラ３８，４０と、
これらの駆動ローラを夫々回転駆動するための第１及び
第２のモータ４２，４４と、スライド部材３２に両端が
固定され、９つの回転自在なアイドルローラ５０，５
２，５６，５８，６０，６２等と、第１及び第２の駆動
ローラ３８，４０とに掛け渡された連結ベルト７２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
２本のアームを夫々移動させるための直交２軸移動装置
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
２本のアームを夫々移動させるための直交２軸移動装置
としては、例えば、本願出願と同一出願人により既に出
願された特願平０１ー１８８９１３号（平成１年７月２
４日出願）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
うに構成されている。

【０００３】即ち、図１１に前記先願に係わる従来の直
交２軸移動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
する一対のガイドシヤフトを示している。これらガイド
シヤフト１００の上下両端に、固定ブロツク１０２，１
０１が夫々固定され、下方の固定ブロツク１０１には、
モータ１０３により回転駆動される駆動ローラー１０５
が取り付けられ、また、上方の固定ブロツク１０２に
は、モータ１０４により回転駆動される駆動ローラー１
０６が取付けられている。また、ガイドシヤフト１００
には、ボールブツシユ１０９ａ，１０９ｂを介して、ス
ライドブロツク１０７が上下動自在に案内されている。
また、スライドブロツク１０７には、ボールブツシユ１
１０ａ，１１０ｂを介して、上述したガイドシヤフト１
００と直交する方向に沿つて延出する一対のスライドシ
ヤフト１０８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】このスライドブロツク１０７には、４つの
アイドルローラ１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１
ｄが回転自在に取り付けられ、また、スライドシヤフト
１０８の一端に取り付けられた固定ブロツク１１２に
は、１つのアイドルローラ１１３が回転自在に取り付け
られている。一方、スライドシヤフト１０８の他端に
は、ハンド取り付け部１１４が固定されている。そし
て、このハンド取り付け部１１４に両端を固着され、上
述した駆動ローラ１０５，１０６と、５つのアイドルロ
ーラ１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ，１１３
とには、図示する様に連結ベルト１１５が掛け渡されて
いる。このようにして、２つのモータ１０３，１０４の
回転により、ハンド取り付け部１１４は、上下方向、水
平方向に夫々沿つて移動可能となる。

【０００５】図１２は、図１１に示した従来の直交２軸
移動装置を用いて、円筒形のロボツトとしたときの構成
を示している。符号１１６は、固定ブロツク１０１に接
続され、全体構成を垂直軸線回りに回転駆動させる回転
機構を示している。また、ハンド取り付け部１１４に
は、図示しない部品をクランプ等して移動・組付作業等
を行なうためのハンド１１７が着脱自在に取り付けられ
ている。図１１の様に構成することにより、ハンド１１
７を空間内の任意の位置へ移動させることが可能とな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、こ
のような従来の直交２軸移動装置においては、水平方向
のハンドが取付いているアームとして規定されるスライ
ドシヤフト１０８が水平方向に沿つて進退する様に作動
するため、特にハンドの取付いていない一端側部分がハ
ンドを引込める動作に伴い、後方に大きく突出する事に
なる。この結果、ハンド１１７により部品を把持する領
域の、直交２軸移動機構よりも後方には、スライドシヤ
フト１０８の後方への突出動作を阻害しない様にするた
めに、物を配置できないという欠点があった。またハン
ド１１７にエア等を供給する為、配管等を先端までもつ
ていくのに、この水平のスライドシヤフト１０８が邪魔
になるという欠点もあった。

【０００７】また、スライドブロック１０７とスライド
シャフト１０８とを組み合わせたもの全体を、ガイドシ
ャフト１００に対して上下させているため、これらの重
量物を駆動するために大きな出力のモータが必要になる
という問題点もあった。また、水平方向に延出したスラ
イドシャフト１０８に対してハンド１１７は固定されて
いるため、ハンド１１７を昇降させて部品を取りに行く
時には、スライドシャフト１０８全体も同時に上下す
る。そのため、周囲に障害物がある場所から部品を取り
出したり、あるいは周囲に障害物がある場所に部品を供
給したりすることが難しいという問題点もあった。

【０００８】さらには、駆動用のモータ（特に先端部の
モータ１０４）が、固定ブロック１０１から離れた位置
にあるため配線が大変であるという問題点もあった。こ
の発明は上述した課題に鑑みなされたもので、この発明
の主たる目的は、ハンドの水平方向の移動に伴い、後方
に突出する事がない様にし、作動領域とは反対側に物の
配置を可能とする直交２軸移動装置を提供する事であ
る。

【０００９】また、この発明の他の目的は、被駆動部分
の重量を小さくし、駆動用モータへの負荷を低減して、
使用するモータの小型化、ローコスト化及び低消費電力
化を可能とする直交２軸移動装置を提供することであ
る。また、この発明の他の目的は、周囲に障害物がある
場所から部品を取り出したり、周囲に障害物がある場所
に部品を供給したりすることを可能とする直交２軸移動
装置を提供することである。また、この発明の他の目的
は、駆動用のモータの配線を容易化することを可能とす
る直交２軸移動装置を提供することである。

【００１０】

【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、この発明に係わる直交２軸移動装
置は、第１の方向に沿つて延出する第１のガイド部材
と、この第１のガイド部材に前記第１の方向に沿って移
動可能に取り付けられた第２のガイド部材と、この第２
のガイド部材に前記第１の方向と直交する第２の方向に
沿つて移動可能に取り付けられ、この第２の方向に延出
するスライド部材と、前記第１のガイド部材の一端に夫
々回動自在に取り付けられた第１及び第２の駆動ローラ
と、これら第１及び第２の駆動ローラを夫々回転駆動す
るための第１及び第２のモータと、前記第１のガイド部
材の両端に夫々２つずつ配置され、前記第１のガイド部
材に対して回転自在に支持された４つのアイドルローラ
と、前記第２のガイド部材に回転自在に支持された４つ
のアイドルローラと、前記スライド部材の一端に回転自
在に支持された１つのアイドルローラと、前記スライド
部材に両端が固定され、前記９つの回転自在なアイドル
ローラと、前記第１及び第２の駆動ローラとに掛け渡さ
れた連結ベルトとを具備することを特徴としている。

【００１１】また、この発明に係わる直交２軸移動装置
は、第１の方向に沿つて延出する第１のガイド部材と、
この第１のガイド部材に前記第１の方向に沿って移動可
能に取り付けられた第２のガイド部材と、この第２のガ
イド部材に前記第１の方向と直交する第２の方向に沿つ
て移動可能に取り付けられ、この第２の方向に延出する
スライド部材と、前記第１のガイド部材の一端に夫々回
動自在に取り付けられた第１及び第２の駆動ローラと、
これら第１及び第２の駆動ローラを夫々回転駆動するた
めの第１及び第２のモータと、前記第１のガイド部材の
一端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のガイド部材に回転自在に支持された４つのア
イドルローラと、前記スライド部材の一端に回転自在に
支持された１つのアイドルローラと、前記スライド部材
に両端が固定され、前記７つの回転自在なアイドルロー
ラと、前記第１及び第２の駆動ローラとに掛け渡された
連結ベルトとを具備することを特徴としている。

【００１２】また、この発明に係わる直交２軸移動装置
は、第１の方向に沿つて延出する第１のガイド部材と、
この第１のガイド部材に前記第１の方向に沿って移動可
能に取り付けられた第２のガイド部材と、この第２のガ
イド部材に前記第１の方向と直交する第２の方向に沿つ
て移動可能に取り付けられ、この第２の方向に延出する
スライド部材と、前記第１のガイド部材の一端に夫々回
動自在に取り付けられた第１及び第２の駆動ローラと、
これら第１及び第２の駆動ローラを夫々回転駆動するた
めの第１及び第２のモータと、前記第１のガイド部材の
両端に夫々２つずつ配置され、前記第１のガイド部材に
対して回転自在に支持された４つのアイドルローラと、
前記第２のガイド部材に回転自在に支持された４つのア
イドルローラと、前記スライド部材の両端に夫々回転自
在に支持された２つのアイドルローラと、前記スライド
部材に支持された２つのアイドルローラの内の一方を、
通電状態においてロック状態とさせ、非通電状態におい
て回転自在とさせるブレーキ機構と、前記９つの回転自
在なアイドルローラと、前記ブレーキ機構により回転自
在の状態とロック状態とに切り替えられるアイドルロー
ラと、前記第１及び第２の駆動ローラとに掛け渡された
連結ベルトとを具備することを特徴としている。

【００１３】

【作用】以上の様に構成されるこの発明に係わる直交２
軸移動装置によれば、第２のガイド部材及びスライド部
材が、その移動方向に直交する方向に延出し、移動方向
には小さくされているので、これらの部材の移動に伴う
デツトスペースが小さくて済む事になる。例えば、直交
座標のロボツトとして用いる場合、水平方向に延出する
第１のガイド部材の水平方向の長さ内で第２のガイド部
材が移動し、第１のガイド部材から突出しないので、第
１のガイド部材の延出していない側に、物を配置するこ
とが可能となる。また円筒ロボツトとして用いる場合、
たとえば第１のガイド部材の回転の角度を規制して動作
領域を制限すれば、第１のガイド部材の直後方に物を配
置することも可能となる。

【００１４】また、スライド部材の第２の方向への延出
長さを、このスライド部材のストロークよりも長くし
て、スライド部材の第２の方向への移動ストロークを、
スライド部材自身に受け持たせることにより、第１のガ
イド部材から、このスライド部材のハンドが取り付けら
れている側の端部を任意に突出させることができるの
で、周囲に障害物のある場所への部品供給等が可能とな
る。

【００１５】また、第１のガイド部材を水平方向に沿っ
て延出させ、スライド部材を垂直方向に沿って延出させ
た場合には、スライド部材のみが上下方向に移動するこ
とになり、上下方向に移動させる重量が軽減され、モー
タにかかる負荷を低減することができるので、モータの
小型化、ローコスト化及び低消費電力化を図ることがで
きる。また、２つの駆動モータを第１のガイド部材の一
端に寄せて配設しているので、配線を長く伸ばす必要が
なく、配線の容易化を図ることができる。

【００１６】

【実施例】以下に、この発明に係わる直交２軸移動装置
１４の一実施例の構成を、添付図面の図１乃至図８を参
照して、詳細に説明する。図１はこの発明の直交２軸移
動装置を円筒形ロボツトに適用した場合の一実施例の構
成を示している。この円筒形ロボツト１０は、図示しな
い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。

【００１７】次に、図１及び図２を参照して、この発明
の特徴となる直交２軸移動装置１４の構成を説明する。
この一実施例の直交２軸移動装置１４は、回転駆動部１
２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、第１の方向としての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。この第１のガイド部
材２０の表面には、１本のスライドレール２２が、水平
方向に沿つて延出した状態で取り付けられている。この
スライドレール２２には、スライドベアリング２４を介
してスライドブロツク２６が水平方向に沿つてスライド
自在に支持されている。このスライドブロツク２６に
は、上下２つの円柱状の取り付け部材２８を介して、第
２のガイド部材としてのボールスプライン３０がその中
心軸線を垂直方向に沿わせた状態で取り付けられてい
る。そして、このボールスプライン３０には、スライド
シャフト３２が垂直方向に延出した状態で、垂直方向に
沿ってスライド可能に装着されている。

【００１８】スライドシャフト３２の下端には、このス
ライドシャフト３２に対して垂直線に沿う回転軸回りに
回転する回転体３６を有する回転機構３４が取り付けら
れている。回転体３６の下端には、ハンド１６が垂直線
に略直交する平面内で開閉可能に取り付けられている。
この様な構成により、ハンド１６は、上下方向、水平方
向、及び回転駆動部１２の回転軸線回りの３つの自由度
の組み合わせで、３次元空間内の任意の位置へ移動する
ことができる。また、ハンド１６は、回転機構３４によ
り水平面内で回転可能であるので、第１のガイド部材２
０が回転駆動部１２の回転軸線回りに回転した時に、そ
の回転角に応じて部品の姿勢を修正することができる。

【００１９】また、第１のガイド部材２０の一端部の表
面には、すなわち、回転駆動部１２に連結された側の一
端部の表面には、互いに同径になされた第１及び第２の
駆動ローラ３８，４０が水平線上に並んだ状態で回動自
在に軸支されている。そして、第１のガイド部材２０の
裏面には、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が取り付けられており、夫々の図示しない出
力軸が対応する第１及び第２の駆動ローラ３８，４０に
連結されている。これら第１及び第２のサーボモータ４
２，４４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４６，４８は、図３に示すように、制御ユニツト５
４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の各々の速
度及び回転角の制御が実行される。

【００２０】また、第１のガイド部材２０の一端部（回
転駆動部１２に連結された側の端部）の表面には、第１
の駆動ローラ３８よりも図中左方に偏倚した垂直線上に
並ぶと共に、一方が第１の駆動ローラ３８よりも上方
に、他方が第１の駆動ローラ３８よりも下方に偏倚し、
上下方向に第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５０，５２が夫々回転可能に軸支されて
いる。また、第１のガイド部材２０の他端部の表面に
は、同一垂直線上で上下に第２の距離ｄ２だけ離間した
状態で、第３及び第４のアイドルローラ５６，５８が回
転可能に軸支されている。すなわち、第１のガイド部材
２０の両端部には、２個の駆動ローラと４個のアイドル
ローラが回転可能に取り付けられている。

【００２１】一方、スライドブロック２６の表面には、
上下方向に離間した２本の水平線と、水平方向に離間し
た２本の垂直線との４つの交点上に夫々の回転軸を位置
させた状態で、第５，第６，第７，第８の４個のアイド
ルローラ６０，６２，６４，６６が回転自在に軸支され
ている。またスライドシャフト３２の上端に取り付けら
れた固定ブロック６８には、第９のアイドルローラ７０
が回転自在に取り付けられており、この第９のアイドル
ローラ７０の回転軸の水平方向位置は、第５及び第７の
アイドルローラ６０，６４の中間位置となる様に設定さ
れている。

【００２２】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９のアイ
ドルローラ５０，５２，５６，５８，６０，６２，６
４，６６，７０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、第１の駆動ローラ３８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２の駆動ローラ４０の直径と丁度同じ長
さに設定されている。さらに、第５及び第７のアイドル
ローラ６０，６４の間の距離（第６及び第８のアイドル
ローラ６２，６６の間の距離）は、第９のアイドルロー
ラの直径と丁度同じ長さに設定されている。

【００２３】また、第１及び第３のアイドルローラ５
０，５６の図中上側で水平方向に沿つて延出する夫々の
接線と夫々の外周下縁が接する様に第５及び第７のアイ
ドルローラ６０，６４が夫々位置決めされており、ま
た、第２及び第４のアイドルローラ５２，５８の図中下
側で水平方向に沿つて延出する夫々の接線と夫々の外周
上縁が接する様に第６及び第８のアイドルローラ６２，
６６が夫々位置決めされている。

【００２４】更に、スライドシャフト３２の下端には、
第６のアイドルローラ６２の右側で垂直方向に沿つて延
出する接線が接する面を左端面として備え、第８のアイ
ドルローラ６６の左側で垂直方向に沿つて延出する接線
が接する面を右端面として備えたタイミングベルト７２
の固定部７１が固着されている。

【００２５】ここで、上述した駆動ローラ３８，４０
と、第１乃至第９のアイドルローラ５０，５２，５６，
５８，６０，６２，６４，６６，７０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７１の左端面に固定され、第６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た
後、第２のアイドルローラ５２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の駆動ローラ３
８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のアイドルローラ５０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５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９のアイドルローラ７０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７のアイ
ドルローラ６４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３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、第２
の駆動ローラ４０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４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
８のアイドルローラ６６の外周にその外側面が係合した
状態で掛け渡され、最後に、固定部７１の右端面に、そ
の他端が固定されている。

【００２６】尚、このタイミングベルト７２は、その外
側面に多数の歯が形成されており、その内側面は平坦に
形成されている。そして、このタイミングベルト７２の
外側面が係合する第１及び第２の駆動ローラ３８，４０
と、第５乃至第８のアイドルローラ６０，６２，６４，
６６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。また、このタイミングベルト
７２の内側面が係合する第１乃至第４のアイドルローラ
５０，５２，５６，５８及び第９のアイドルローラ７０
は、スムーズな外周面を有する円筒状ローラから構成さ
れている。

【００２７】ここで、図３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。

【００２８】次に、図４乃至図７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。まず、図４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５０と第５のアイドルローラ６０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５２と第６のアイドルローラ６２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３のアイドルローラ
５６と第７のアイドルローラ６４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
５８と第８のアイドルローラ６６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、スライドシャ
フト３２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２６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。

【００２９】次に、図５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１のアイドルローラ５０と
第５のアイドルローラ６０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５２と
第６のアイドルローラ６２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３のアイドルローラ５６と第
７のアイドルローラ６４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５８と第
８のアイドルローラ６６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、スライドシャフト３２
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２６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。

【００３０】また、図６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５のアイドルローラ６０と第
９のアイドルローラ７０との間に位置するタイミングベ
ルト７２の部分、及び、第７のアイドルローラ６４と第
９のアイドルローラ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
る様に変化し、且つ、第６のアイドルローラ６２と固定
部７１との間に位置するタイミングベルト７２の部分、
及び、第８のアイドルローラ６６と固定部７１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２６は、左右方向に沿つて何ら移動す
ることなく、スライドシャフト３２のみが、図中上方に
向けて送り出される事となる。

【００３１】そして、図７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５のアイドルローラ６０と
第９のアイドルローラ７０との間に位置するタイミング
ベルト７２の部分、及び、第７のアイドルローラ６４と
第９のアイドルローラ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
する様に変化し、且つ、第６のアイドルローラ６２と固
定部７１との間に位置するタイミングベルト７２の部
分、及び、第８のアイドルローラ６６と固定部７１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２６は、左右方向に沿つて何ら移
動することなく、スライドシャフト３２のみが、図中下
方に向けて送り出される事となる。

【００３２】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
ガイド部材としてのボールスプライン３０（スライドブ
ロック２６）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。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、ボー
ルスプライン３０（スライドブロック２６）自身は左右
方向に停止した状態で、スライドブロック２６に対し
て、スライドシャフト３２のみが２つのサーボモータ４
２，４４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。

【００３３】ここで、この一実施例においては、上述し
た第６のアイドルローラ６２及び第８のアイドルローラ
６６には、これら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８０の連結状
態は、図８に示されるようになされている。このブレー
キ機構８０の連結状態は、第６のアイドルローラ６２及
び第８のアイドルローラ６６に対して全く同様であるの
で、代表として第６のアイドルローラ６２に対するブレ
ーキ機構８０の連結状態について説明する。

【００３４】第６のアイドルローラ６２は、スライドブ
ロック２６に形成された透孔２６ａを貫通し、一対のベ
アリング８２ａ，８２ｂにより回転自在に支持された支
軸６２ａと、この支軸６２ａの先端に同軸に固定され、
タイミングベルト７２の外周面が掛け渡されるローラ本
体部６２ｂとから構成されている。この支軸６２ａの後
端、即ち、スライドブロツク２６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、第６のアイドルローラ６２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３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。

【００３５】このように、ブレーキ機構８０を介して第
６のアイドルローラ６２及び第８のアイドルローラ６６
をロツクすることにより、スライドブロツク２６は外力
により水平方向に沿つて移動可能となるが、スライドシ
ャフト３２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１０に一実施例の直
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８０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
あるスライドシャフト３２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。

【００３６】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２
６を、従つて、これにボールブッシュ３０とスライドシ
ャフト３２とを順次介して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。

【００３７】

【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。例えば、上
述した一実施例においては、第６のアイドルローラ６２
及び第８のアイドルローラ６６には、共にブレーキ機構
８０が接続されている様に説明したが、第６のアイドル
ローラ６２または第８のアイドルローラ６６のどちらか
一方にブレーキ機構８０が接続されているだけでも、同
様の効果が得られる。

【００３８】また、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、スライドシャフト３２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２６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
４２，４４にブレーキ機構を取り付ける事により、通電
停止時におけるスライドシャフト３２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。

【００３９】また、第１及び第２のサーボモータ４２，
４４の夫々の出力軸をロックする様にした場合に、ダイ
レクトティーチングを行いたい場合には、図９に示した
様にスライドシャフト３２に、固定部７１の代わりに、
電力が供給されている時にはブレーキ力が作用し、電力
の供給が遮断された場合にはブレーキ力が解除される様
なブレーキ機構８６（構造はブレーキ機構８０と同様
で、通電時と通電停止時の動作を逆にした物）を備える
ローラ８４を設ける様にすればよい。このようなローラ
８４を設けることにより、電力の供給を停止した時に、
ハンド１６を水平方向にのみ手動で移動させることが可
能となる。ただし、この時第１及び第２のサーボモータ
４２，４４はロック状態であるので、これらのサーボモ
ータのロータリーエンコーダ４６，４８では、ハンド１
６の水平方向の移動量を測定することが不可能になる。
そのため、このローラ８４及び第５乃至第９のアイドル
ローラ６０，６２，６４，６６，７０のうちの少なくと
もいずれか１つにロータリーエンコーダを取り付け、ハ
ンド１６の移動量を測定する必要がある。

【００４０】また、この変形例においては、一実施例と
同様にタイミングベルト７２の外側面にのみ歯を形成
し、これの平坦な内側面が係合する第１乃至第４のアイ
ドルローラ５０，５２，５６，５８と、第９のアイドル
ローラ７０と、ローラ８４とを平坦な外周面を有するロ
ーラから形成される様に説明したが、タイミングベルト
７２の内外両側面に夫々歯を形成し、これの歯付きの内
側面が係合する第１乃至第４のアイドルローラ５０，５
２，５６，５８と、第９のアイドルローラ７０と、ロー
ラ８４とを歯付きローラから形成される様に構成しても
良い。このように構成する事により、ブレーキ機構８１
によるローラ８４の回転停止に伴うタイミングベルト７
２の停止動作が確実に実行され得る事となる。また、ロ
ーラ８４の外周面にゴム等の摩擦係数が大きな部材を貼
着する事により、同様に、ブレーキ機構８１によるタイ
ミングベルト７２の停止動作が確実に実行され得る事と
なる。

【００４１】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。
この時、スライドシャフト３２が第１のガイド部材２０
から水平方向に沿って延出する様に、この直交２軸移動
機構１４を配置してもよい。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、その他チェーン、ワイ
ヤー、ロープ等で駆動力を伝達させる様にしても、なん
ら問題はない。

【００４２】また、一実施例においては、第１及び第２
のアイドルローラ５０，５２を設ける様に説明したが、
図１０に示した様に第１の駆動ローラ３８の外形を第５
及び第６のアイドルローラ６０，６２の間隔と等しくし
て、この第１の駆動ローラ３８の外周面に、タイミング
ベルト７２の内側面を係合させるようにすれば、これら
の第１及び第２のアイドルローラ５０，５２を省略する
ことができる。この時両面に歯が形成されたタイミング
ベルトを使用し、第１の駆動ローラ３８の外周面に歯を
形成することにより、第１の駆動ローラ３８とタイミン
グベルトの滑りを防止することができる。更に、上述し
た一実施例においては、ハンド１６を回転機構３４によ
り垂直軸線回りに回動自在に取り付けるように説明した
が、このハンド１６をスライドシャフト３２に固定する
様にしてもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の直交２軸移
動装置によれば、第２のガイド部材及びスライド部材
が、その移動方向に直交する方向に延出し、移動方向に
は小さくされているので、これらの部材の移動に伴うデ
ツトスペースが小さくて済む事になる。例えば、直交座
標のロボツトとして用いる場合、水平方向に延出する第
１のガイド部材の水平方向の長さ内で第２のガイド部材
が移動し、第１のガイド部材から突出しないので、第１
のガイド部材の延出していない側に、物を配置すること
が可能となる。また円筒ロボツトとして用いる場合、た
とえば第１のガイド部材の回転の角度を規制して動作領
域を制限すれば、第１のガイド部材の直後方に物を配置
することも可能となる。

【００４４】また、スライド部材の第２の方向への延出
長さを、このスライド部材のストロークよりも長くし
て、スライド部材の第２の方向への移動ストロークを、
スライド部材自身に受け持たせることにより、第１のガ
イド部材から、このスライド部材のハンドが取り付けら
れている側の端部を任意に突出させることができるの
で、周囲に障害物のある場所への部品供給等が可能とな
る。

【００４５】また、第１のガイド部材を水平方向に沿っ
て延出させ、スライド部材を垂直方向に沿って延出させ
た場合には、スライド部材のみが上下方向に移動するこ
とになり、上下方向に移動させる重量が軽減され、モー
タにかかる負荷を低減することができるので、モータの
小型化、ローコスト化及び低消費電力化を図ることがで
きる。また、２つの駆動モータを第１のガイド部材の一
端に寄せて配設しているので、配線を長く伸ばす必要が
なく、配線の容易化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明に係わる直交２軸移動装置の
一実施例の構成が適用される円筒形ロボツトの構成を示
す正面図である。

【図２】図２は、直交２軸移動装置の一実施例の構成を
取り出して示す斜視図である。

【図３】図３は、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４】図４は、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５】図５は、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６】図６は、スライドシャフト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７】図７は、スライドシャフト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８】図８は、第６のアイドルローラへのブレーキ機
構の取り付け状態を示す断面図である。

【図９】図９は、固定部の代わりにローラを取り付けた
変形例を示す図である。

【図１０】図１０は、第１の駆動ローラを大径として第
１及び第２のアイドルローラを省略した変形例を示した
図である。

【図１１】図１１は、従来の直交２軸移動装置の構成を
示す斜視図である。

【図１２】図１２は、従来の直交２軸移動装置を円筒形
ロボツトに適用した場合を示す正面図である。

【符号の説明】

１０ 円筒形ロボツト、 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、 ２２ スライドレール、 ２４ スライドベアリング、 ２６ スライドブロック、 ２８ 取り付け部材、 ３０ ボールスプライン、 ３２ スライドシャフト、 ３４ 回転機構、 ３６ 回転体、 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、 ５０ 第１のアイドルローラ、 ５２ 第２のアイドルローラ、 ５４ 制御ユニツト、 ５６ 第３のアイドルローラ、 ５８ 第４のアイドルローラ、 ６０ 第５のアイドルローラ、 ６２ 第６のアイドルローラ、 ６４ 第７のアイドルローラ、 ６６ 第８のアイドルローラ、 ６８ 固定ブロック、 ７０ 第９のアイドルローラ、 ７１ 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、 ８４ ローラ、そして ８６ ブレーキ機構である。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の方向に沿つて延出する第１のガイ
   ド部材と、 この第１のガイド部材に前記第１の方向に沿って移動可
   能に取り付けられた第２のガイド部材と、 この第２のガイド部材に前記第１の方向と直交する第２
   の方向に沿つて移動可能に取り付けられ、この第２の方
   向に延出するスライド部材と、 前記第１のガイド部材の一端に夫々回動自在に取り付け
   られた第１及び第２の駆動ローラと、 これら第１及び第２の駆動ローラを夫々回転駆動するた
   めの第１及び第２のモータと、 前記第１のガイド部材の両端に夫々２つずつ配置され、
   前記第１のガイド部材に対して回転自在に支持された４
   つのアイドルローラと、 前記第２のガイド部材に回転自在に支持された４つのア
   イドルローラと、 前記スライド部材の一端に回転自在に支持された１つの
   アイドルローラと、 前記スライド部材に両端が固定され、前記９つの回転自
   在なアイドルローラと、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を具備することを特徴と
   する直交２軸移動装置。
2. 【請求項２】 前記スライド部材の前記第２の方向に沿
   う延出量は、このスライド部材の前記第２の方向に沿う
   移動ストロークよりも大きいことを特徴とする請求項１
   に記載の直交２軸移動装置。
3. 【請求項３】 前記スライド部材の一端に取り付けら
   れ、前記第２の方向に沿う直線に略直交する平面内で開
   閉するハンドをさらに具備することを特徴とする請求項
   ２に記載の直交２軸移動装置。
4. 【請求項４】 前記第１のガイド部材の前記第１の方向
   は水平方向に沿う方向であり、前記スライド部材の前記
   第２の方向は、垂直方向に沿う方向であることを特徴と
   する請求項１に記載の直交２軸移動装置。
5. 【請求項５】 前記第１のガイド部材は、その一端部に
   おいて、その長手軸に直交する方向に沿う回転軸回りに
   回転自在に支持されていることを特徴とする請求項４記
   載の直交２軸移動装置。
6. 【請求項６】 前記第１のガイド部材及びスライド部材
   の夫々の第１及び第２の方向は、共に水平方向に沿う事
   を特徴とする請求項１記載の直交２軸移動装置。
7. 【請求項７】 前記第１及び第２の駆動ローラを夫々回
   転駆動する第１及び第２のモータは、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記載の直交２軸移
   動装置。
8. 【請求項８】 前記スライド部材に回転自在に支持され
   た４つのアイドルローラのうちの少なくとも一つには、
   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記載の直交２軸移
   動装置。
9. 【請求項９】 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７ま
   たは請求項８に記載の直交２軸移動装置。
10. 【請求項１０】 前記第１及び第２の駆動ローラと、前
    記第２のガイド部材に配置された前記４つのアイドルロ
    ーラとは、夫々歯付きローラで構成され、 前記連結ベルトは外側面に歯が形成されたタイミングベ
    ルトから構成され、 前記第１のガイド部材に回転自在に支持された４つのア
    イドルローラと、前記スライド部材に回転自在に支持さ
    れた１つのアイドルローラとは、タイミングベルトの平
    坦な外側面をガイドする外周面を有する円筒状ローラか
    ら構成されている事を特徴とする請求項１記載の直交２
    軸移動装置。
11. 【請求項１１】 第１の方向に沿つて延出する第１のガ
    イド部材と、 この第１のガイド部材に前記第１の方向に沿って移動可
    能に取り付けられた第２のガイド部材と、 この第２のガイド部材に前記第１の方向と直交する第２
    の方向に沿つて移動可能に取り付けられ、この第２の方
    向に延出するスライド部材と、 前記第１のガイド部材の一端に夫々回動自在に取り付け
    られた第１及び第２の駆動ローラと、 これら第１及び第２の駆動ローラを夫々回転駆動するた
    めの第１及び第２のモータと、 前記第１のガイド部材の一端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のガイド部材に回転自在に支持された４つのア
    イドルローラと、 前記スライド部材の一端に回転自在に支持された１つの
    アイドルローラと、 前記スライド部材に両端が固定され、前記７つの回転自
    在なアイドルローラと、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を具備することを特徴と
    する直交２軸移動装置。
12. 【請求項１２】 第１の方向に沿つて延出する第１のガ
    イド部材と、 この第１のガイド部材に前記第１の方向に沿って移動可
    能に取り付けられた第２のガイド部材と、 この第２のガイド部材に前記第１の方向と直交する第２
    の方向に沿つて移動可能に取り付けられ、この第２の方
    向に延出するスライド部材と、 前記第１のガイド部材の一端に夫々回動自在に取り付け
    られた第１及び第２の駆動ローラと、 これら第１及び第２の駆動ローラを夫々回転駆動するた
    めの第１及び第２のモータと、 前記第１のガイド部材の両端に夫々２つずつ配置され、
    前記第１のガイド部材に対して回転自在に支持された４
    つのアイドルローラと、 前記第２のガイド部材に回転自在に支持された４つのア
    イドルローラと、 前記スライド部材の両端に夫々回転自在に支持された２
    つのアイドルローラと、 前記スライド部材に支持された２つのアイドルローラの
    内の一方を、通電状態においてロック状態とさせ、非通
    電状態において回転自在とさせるブレーキ機構と、 前記９つの回転自在なアイドルローラと、前記ブレーキ
    機構により回転自在の状態とロック状態とに切り替えら
    れるアイドルローラと、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を具備することを特徴と
    する直交２軸移動装置。