JPH0711896Y2

JPH0711896Y2 - 工業用ロボット

Info

Publication number: JPH0711896Y2
Application number: JP1988090312U
Authority: JP
Inventors: 正章轟木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-07-07
Filing date: 1988-07-07
Publication date: 1995-03-22
Anticipated expiration: 2003-07-07
Also published as: JPH0215282U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は、工業用ロボットに関する。

（従来の技術）工業用ロボットにおいては、複数のアーム部材を連結し
て関節を構成し、屈曲可能の作業アームとし、所望の位
置に作業アームの先端に装置した作業工具を位置させて
作業を行なわせる。

かかる作業アームにおいては、その位置決め精度を高精
度に維持することが必要であるとともに、生産作業効率
の観点からかかる作業アームの移動速度が高速であるこ
とも要請される。

ところで、従来のかかる作業アームにおいては各アーム
部材間に構成された関節毎に他方のアーム部材に対して
一方のアーム部材を変位させるために、個々に駆動モー
タを設置しており、これらの駆動モータの重量が作業ア
ームに付加されるため、前述の位置決め精度および高速
移動の観点から好ましくない。

とくに近時のように、工業用ロボットに複雑な作業動作
を行なわせようとする場合、作業工具の姿勢を調整する
手首ジョイントの軸数や関節の個数が増加するため工業
用ロボットの作業アームの重量が増加の傾向にあり、前
記の観点からは好ましくない。

（考案が解決しようとする課題）かかる事情のもと、この考案は作業アームの関節を駆動
するモータの個数を低減させて工業用ロボットの作業ア
ームの軽量化を図ることによって、前述した作業アーム
の位置決め精度を高精度にし、作業アームの移動速度を
高速に維持した工業用ロボットの提供を、本願の解決し
ようとする課題とする。

（課題を解決するための手段）そのため、この考案は、上記の課題を解決するため、基
部側のアーム部材の先端側の関節に一のアーム部材の基
端側が接続されかつ該一のアーム部材の先端側の関節に
他のアーム部材の基端側が接続されてなる作業アームを
備えた工業用ロボットにおいて、前記基部側のアーム部
材の先端側の関節の近傍に駆動モータを配置しかつ該駆
動モータの出力軸と前記一のアーム部材の基端部側とを
減速機を介して連結して該一のアーム部材を前記駆動モ
ータにより前記基部側のアーム部材の先端側の関節を中
心に回転駆動するとともに、前記一のアーム部材の回動
方向と同方向に前記他のアーム部材を前記一のアーム部
材の先端側の関節を中心に回動させるために前記駆動モ
ータの出力軸に直結したプーリと前記一のアーム部材の
先端側の関節に設けられたプーリと前記一対のプーリに
掛け渡されたベルトからなる動力伝達装置を前記基部側
のアーム部材の先端側の関節から前記一のアーム部材の
先端側の関節に至るまでの間に設けたことを特徴とす
る。

（作用）したがって、単一の駆動モータによって基部側のアーム
部材の先端側の関節を中心に一のアーム部材を回転駆動
するとともに、動力伝達装置により一のアーム部材の回
動方向と同方向に一のアーム部材の先端側の関節を中心
に他のアーム部材を回動させることができ、一のアーム
部材と他のアーム部材との間に障害物が存在する場合で
もこの障害物を迂回し、作業アームを移動させることが
できるのに加えて、一方の駆動モータの設置を省略する
ことができ、作業アームを軽量に構成することができ
る。

また、一のアーム部材の先端側の関節に設置されるはず
の駆動モータの設置を省略したものであるため、作業ア
ームの移動に伴う慣性重量の低減の効果が大きく、前記
の軽量であることとともに作業アームの位置決め精度を
良好なものとし、作業アームの位置を高速化することが
できる。

（実施例）以下、図に示す実施例について説明する。

この実施例は第４図に示すように、自動車の車体Ｗの生
産ラインにおいてスポット溶接作業を行なうものであ
る。

次に、この工業用ロボットについて説明する。

１は工業用ロボットを示し、この工業用ロボット１はベ
ース部２と、このベース部２上に設けられた支柱部３
と、この支柱部３によって支持された作業アーム部４と
からなる。

ベース部２は回転テーブル装置として構成されたもの
で、床面に固定された基部５の上には図中O₁で示す垂直
軸まわりに回転可能に回転ベース６が設けられており、
図示しない駆動モータによって回転駆動されるようにな
っている（図中矢印Ａ）。

そして、この回転ベース６の上面には、支柱部３が構成
されている。

この支柱部３は、枢軸を水平方向として揺動可能に設け
られた第１支柱７と、この第１支柱７の後方において第
１支柱７に略平行に配置され同様に揺動可能に構成され
た第２支柱８とを有し、これらの第１および第２支柱7,
8の上端は、後述の第１アーム部材14の下部に連結され
ている。

図中11は第１支柱７の駆動モータを示し、これによっ
て、第１支柱７は回転ベース６上の枢軸まわりに図中矢
印Ｂで示すように駆動される。

また、12は第２支柱８の駆動モータを示し、この駆動モ
ータ12を駆動することによって連結リンク13を回動さ
せ、これにより第２支柱８を略上下方向に変位させるも
のである。

かかる支柱部３の上方には、以下のように構成された作
業アーム部４が設置されている。

すなわち、この作業アーム部４は、第１アーム部材14か
ら第４アーム部材17までの４本のアーム部材を直列に整
列して屈曲可能に連結した作業アーム９と、第４アーム
部材17の先端に設けた手首ジョイント18を介して連結さ
れた作業工具部19とからなる。

第１アーム部材14は、第１および第２支柱7,8の上端に
回動可能に連結されており、前述のように第２支柱８が
駆動モータ12によって上下方向に変位するために、この
第１アーム部材14の姿勢は図中O₃軸を中心として矢印Ｃ
のように変化しうる。

かかる第１アーム部材14には、第２アーム部材15が同軸
に内挿されて第１アーム部材14に対して回動可能となっ
ており、この第２アーム部材15の回動は図中O₄軸まわり
に（矢印Ｄ）駆動モータ21によって駆動される。

そして、この第２アーム部材15の先端には、本願にかか
る第３アーム部材16が連結されている。

第２アーム部材15は第３アーム部材16に対して基部側の
アーム部材であり、この第２アーム部材15の先端側には
第１関節10としてのコ字状のブラケット22が形成され、
このコ字状のブラケット22の間に一のアーム部材として
の第３アーム部材16の基端側が連結されている。また、
第３アーム部材の先端側には同様に第２関節20としての
コ字状のブラケットが形成され、このコ字状のブラケッ
トの間に他のアーム部材としての第４アーム部材17の基
端側が連結されている。

そして、第１関節10の枢軸（O₅）上となる第２アーム部
材15の先端側には、駆動モータ23を配置してある。

この駆動モータ23は、第３アーム部材16を屈曲変位する
ための駆動源であるとともに、後から述べる第４アーム
部材17を屈曲変位するための駆動源をも兼ねるものであ
る。

以下にこの駆動モータ23による駆動系を説明する。

まず、第３アーム部材16の駆動系を説明すると、前記駆
動モータ23の動力は第３アーム部材16に設置された減速
機24に入力され、この減速機24が第３アーム部材16に固
定されているために、その出力が第１関節10における第
３アーム部材16の回動変位（図中O₅軸まわりで矢印Ｅで
示す）として行なわれる。

また、第４アーム部材17の駆動は、次のように行なわれ
る。

すなわち、駆動モータ23の出力軸は減速機24を貫通して
第３アーム部材16の逆側に突出させ、駆動モータ23の出
力軸に駆動プーリ25が固定されている。

そして、第２関節20の枢軸（図中O₆）は前記第１関節10
の枢軸O₅と平行に設けられ、この枢軸O₆上には、従動プ
ーリ26と、第４アーム部材18に固定した減速機27の入力
軸とを配置してある。

しかして、これらの駆動プーリ25と従動プーリ26との間
には、歯付きベルト28を巻回して前記駆動モータ23の出
力が前記従動プーリ26を介して減速機27に入力されるよ
うに構成されている（これらの駆動プーリ25、歯付きベ
ルト28および従動プーリ26とは、この考案でいう動力伝
達装置30に該当するものである）。

そのため、減速機27の出力は前記減速機24と同様に第２
関節20において第４アーム部材17に前記枢軸まわりの回
動変位が図中矢印Ｆのように与えられる。

その結果、第３アーム部材16は第２アーム部材15に対し
て一方向へある角度θ₁の回動変位が与えられて屈曲
し、同時に第４アーム部材17はこのように変位した第３
アーム部材16に対して同様にある角度θ₂の回動変位が
与えられる。

この時、前記歯付きベルト28は平行掛けとなっているた
め、第４アーム部材17の回動変位の方向は第３アーム部
材16の変位方向と同方向である。

なお、両側の関節10,20に設けた減速比をそれぞれ適当
に選定することによって、障害物の位置や形状に応じた
適切な作業アーム９の屈曲姿勢をとることができる。

このように、単一の駆動モータ23を共通として第１、第
２図関節10,20を駆動することができ、作業アーム９の
軽量化が図れるうえ、障害物Ｓの周囲を一定の間隔を保
ちながら迂回することができ、また、障害物Ｓを迂回し
て作業工具部19が所定の作業位置に達するために要する
作業アームの長さが比較的短くてよいので、この意味か
らも作業アーム９の軽量化が図られている（第３図参
照）。

なお、これらの減速機24,27としては、例えばハーモニ
ックドライブ（株式会社ハーモニックドライブシステム
ズの登録商標）等が用いられ、動力伝達装置30として、
他の公知の伝動装置を使用することもできる。

このように駆動される第４アーム部材17の先端には、直
交３軸方向に３つの駆動モータ31,32,33が設けられ、図
中にO₇，O₈，O₉で示す３つの回転軸を有する手首ジョイ
ント18が形成されている。

そして、この手首ジョイント18の先には作業工具部19と
して、スポット溶接用ガンが取付けられている。

そのため、作業時においては、溶接箇所の向きに応じ
て、これらの回転軸を回動変位させてスポット溶接ガン
の姿勢の調整が行なわれる。

このように、この実施例においてはスポット溶接ガンの
姿勢の自由度が高められており、自動車の車体Ｗの生産
ラインにおける複雑なスポット溶接作業が確実に行われ
る。

（考案の効果）この考案は、以上説明したように構成したので、単一の
駆動モータによって基部側のアーム部材の先端側の関節
を中心に一のアーム部材を回転駆動するとともに、動力
伝達装置によりアーム部材の回動方向と同方向に一つの
アーム部材の先端側の関節を中心に他のアーム部材を回
動させることができ、一のアーム部材と他のアーム部材
との間に障害物が存在する場合でもこの障害物を迂回し
て、作業アームを移動させることができるという効果に
加えて、一方の駆動モータの設置を省略することがで
き、作業アームを軽量に構成することができる。

また、一のアーム部材の先端側の関節に設置されるはず
の駆動モータの設置を省略したものであるため、作業ア
ームの移動に伴う慣性重量の低減の効果が大きく、前記
の軽量であることともに作業アームの位置決め精度を良
好なものとし、作業アームの移動を高速化することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の実施例に関するもので、第１図は工業
用ロボットの全体斜視図、第２図は作業アームの要部平
面図、第３図，第４図はこの工業用ロボットの使用状態
説明図である。１…工業用ロボット、９…作業アーム、10…第１関節、
14…第１アーム部材、15…第２アーム部材、16…第３ア
ーム部材、17…第４アーム部材、20…第２関接、23…駆
動モータ、30…動力伝達装置。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】基部側のアーム部材の先端側の関節に一の
アーム部材の基端側が接続されかつ該一のアーム部材の
先端側の関節に他のアーム部材の基端側が接続されてな
る作業アームを備えた工業用ロボットにおいて、前記基部側のアーム部材の先端側の関節の近傍に駆動モ
ータを配置しかつ該駆動モータの出力軸と前記一のアー
ム部材の基端部側とを減速機を介して連結して該一のア
ーム部材を前記駆動モータにより前記基部側のアーム部
材の先端側の関節を中心に回転駆動するとともに、前記
一のアーム部材の回動方向と同方向に前記他のアーム部
材を前記一のアーム部材の先端側の関節を中心に回動さ
せるために前記駆動モータの出力軸に直結したプーリと
前記一のアーム部材の先端側の関節に設けられたプーリ
と前記一対のプーリに掛け渡されたベルトからなる動力
伝達装置を前記基部側のアーム部材の先端側の関節から
前記一のアーム部材の先端側の関節に至るまでの間に設
けたことを特徴とする工業用ロボット。