JPH08118282A - アーム延長型産業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コストで生産可能な延長アーム型産業用ロ
ボットの機体を改良、提供すること。 【構成】 ロボット機体のベース部７からアーム部２０
までの静止要素、可動要素から成る基本構造機体を標準
型ロボット機体として形成し、同標準型ロボット機体の
アーム部２０の先端には手首用フランジ２２ａ、２２ｂ
を具備することにより、標準的なロボット動作機能を有
しながら、アームの延長を必要するときにのみ、延長ア
ーム２４を上記手首用フランジ２２ａ、２２ｂに直接、
結合して使用する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットの構造
に関し、特に、ロボット機体における腕の長さ、即ち、
アームの長さを所要に応じて延長することが可能で、か
つ、低コストで実現可能な構造を有したアーム延長型産
業用ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用ロボットは、多関節型、極座標
型、その他の種々の形式のものが汎用されている。これ
ら産業用ロボットにおいては、ベース部、ロボット胴
部、アーム（腕）部、手首、ロボットハンドを初めとす
るエンドエフェクタ等を可動要素としたロボット機体
と、同ロボット機体の可動要素の動作を所望のプログラ
ミングに従って制御するロボット制御装置とによって構
成されている。

【０００３】このような産業用ロボットでは、動作範囲
の広狭に応じてアーム（腕）の長さが適正な長さに選定
される。然しながら、しばしば、規定のアーム長さを有
した標準型のロボット機体では届かない、ベース部から
かなりの遠地点までの広い動作範囲にわたって一台のロ
ボット機体により作業の遂行可能であることが所望され
る場合がある。この様な要望に対して従来よりアーム延
長型の産業用ロボットが用意されていた。

【０００４】すなわち、図３に示すように、標準型の産
業用ロボットの一例として垂直多関節産業用ロボットの
ロボット機体を考察すると、ロボットベース部７、ロボ
ット胴部８、このロボット胴部８の上端領域に枢着され
た上腕９、上腕９の先端領域に枢着された前腕１０、同
前腕１０の先端に設けられた手首１１等を静止および可
動要素として構成されている。そして、ロボット胴部８
の上端領域の両側に上腕駆動モータ１３、前腕駆動モー
タ１４を設け、上腕駆動モータ１３に掛かる荷重負荷の
平衡化を図るバランスシリンダ１５、バランス腕１６、
前腕１０の後端領域に設けられた複数の手首駆動モータ
群１７等の諸装備を備えた構造に加え、前腕１０を延長
可能にするために、同前腕１０の一部に結合フランジ１
８ａ、１８ｂによる結合部を設け、前腕１０を後部１０
ａ、前部１０ｂに二部分化し、手首１１を備えた前部１
１ｂの長さを変更して延長アーム型とする構成がとられ
ている。

【０００５】つまり、図４に示すように、後部１０ａに
対して標準的な作業範囲を網羅するのに十分な標準長さ
のアーム１０ｂを結合フランジ１８ａ、１８ｂによって
結合した構造を標準型のロボット機体としている。そし
て、図５に示すように、後部１０ａの結合フランジ１８
ａに結合フランジ１８ｂにより結合される前部１０ｂの
長さを予め長く形成した延長型アーム前部１０ｃとした
ものを予め準備し、広い動作範囲が要望されたとき、こ
の延長型のアーム前部１０ｃを用いるようにしていた。

【０００６】すなわち、図３にＡ部として示した結合フ
ランジ１８ａ、１８ｂから成る結合部を備えたロボット
機体を構成し、標準的な用途に対しては標準長さのアー
ム前部１０ｂをアーム後部１０ａに結合し、延長アーム
を必要とするときには、延長型アーム前部１０ｃに交換
して作業を遂行するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、上述した
構造では、ベース部７から前腕１０の後部１０ｂに結合
フランジ１８ａを設けた部分までが、言わば、標準ロボ
ット機体部分であり、延長腕の使用を要望される場合に
備えて標準長さのアーム前部１０ｂと少なくとも一本の
延長型アーム前部１０ｃとを準備する必要があった。こ
のようなロボット機体構造では、標準長さの前腕１０を
有した場合のロボット機体を、アーム長さを延長するこ
とのないアーム非延長型のロボット機体として形成した
ものに比べて前腕部１０内部にアーム後部１０ａの先端
に結合フランジ１８ａを予め設けておき、その結合フラ
ンジ１８ａに結合フランジ１８ｂを介してアーム前部１
０ｂを結合する構造とするため、製造コストの観点から
見れば、延長可能な前腕１０を有するロボット機体の製
造コストは著しく高くなると言う問題点があった。

【０００８】依って、本発明の目的は、このような問題
点を解消することにある。本発明の他の目的は、低コス
ト化が可能なアーム延長型産業用ロボットのロボット機
体構造を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の発明目的に鑑み、
本発明は、ロボットベース部からアーム部までの静止要
素、可動要素から成る基本構造機体を標準型ロボット機
体として形成し、同標準型ロボット機体のアーム部の先
端には手首の結合フランジを具備することにより、標準
的なロボット動作機能を有しながら、アームの延長を必
要するときにのみ、標準型ロボット機体のアーム部の先
端に設けた手首用フランジに直接、延長アームを取付け
可能とすることにより、少なくともロボット機体を標準
型ロボット機体とアーム延長型ロボット機体との両者に
おける共通機体として利用可能とし、延長アームをロボ
ット動作範囲の要請に応じて利用するロボット部品とし
て形成、提供する構成としたものである。

【００１０】即ち、本発明によれば、アームの先端部を
延長してロボット作業域を可変にするアーム延長型産業
用ロボットにおいて、ロボット機体は、予め標準形状、
寸法に形成したアームの先端に手首部を着脱自在に取付
ける手首用フランジを設けると共にアームの後端側を可
動要素を介して静止要素に接続した標準型のロボット機
体を予め形成し、前記標準型のロボット機体のアーム先
端に形成された手首用フランジへ任意の延長アーム部を
形成すると共に前後端の該後端側で取着自在に形成され
た延長アーム部材を設け、前記延長アーム部材の前記前
端側には前記手首部を装着する手首用フランジを設けた
構成を有するアーム延長型産業用ロボットを提供するも
のである。

【００１１】なお、延長アーム部は所要に応じて、アー
ム主部と機械的な支持要素を成すアーム副部との２つの
部材によって形成するようにしても良い。

【００１２】

【作用】上述の構成によれば、ロボットの動作領域の広
狭に応じてアーム長さの延長が要請されたときは、延長
アーム部を手首用フランジに直接、結合し、該延長アー
ム部の先端に形成した手首用フランジに手首を結合する
ことにより延長型ロボット機体を形成することができ
る。そして、ロボット動作領域が比較的広さを要請され
ない標準動作領域で十分の場合には、延長アーム部を取
り外した標準的なロボット機体状態でアーム先端の手首
フランジに手首を装着し、更に該手首にエンドエフェク
タを装着して使用すれば良いのである。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を添付図面に示す典型的な実施
例に基づいて説明する。図１の（ａ）は、本発明に係る
アーム延長型産業用ロボットの延長部の構造を取出し図
示した要部正面図、（ｂ）は、同（ａ）図のｂ−ｂ矢視
線により見た側面図、図２の（ａ）は標準型ロボット機
体のアーム先端部を示す部分正面図、（ｂ）は同アーム
先端部の部分側面図、図３は、従来の延長アーム部構造
を有した産業用ロボットの一例である多関節型ロボット
の機体を示す斜視図、図４は、従来の標準型ロボット機
体における結合部の構造を示す正面図、図５は延長型ア
ームとした場合の結合部の構造を示す正面図である。

【００１４】なお、以下においては、説明の便宜上から
図３に示す多関節型産業用ロボットのロボット機体にお
ける“Ａ”部のおける改良構造として形成した本発明の
実施例として説明する。図１の（ａ）、（ｂ）におい
て、アーム部２０は、標準型ロボット機体のアーム部を
示し、同アーム部は先端に１対の手首用フランジ２２
ａ、２２ｂを有している。このアーム部２０の後端は、
図３に示したロボット機体と同様に、上腕、ロボット胴
等の可動要素を介してベース部に至る通常のロボット機
体構造を有しているものと理解すれば良い。

【００１５】そして、アーム部２０の先端に形成された
１対の手首用フランジ２２ａ、２２ｂには手首（図示な
し）を結合し、更に同手首に所要のエンドエフェクタを
結合すれば、標準的なロボット機体として所要のロボッ
ト動作を遂行することができる。他方、図１（ａ）、
（ｂ）に示すように、手首用フランジ２２ａに延長アー
ム部２４における主部２６を、その接続端２８を介して
適宜のボルトねじ３６によって結合する。

【００１６】ここで、同主部２６の先端側には１対の結
合フランジ３０ａ、３０ｂを例えば１つの軸線上の対称
位置に形成され、一方の結合フランジ３０ａは、手首を
結合するために利用される。他方の結合フランジ３０ｂ
には、アーム部２０の手首用フランジ２２ｂとの間に掛
け渡すようにして支持部材として設けられる棒部材形状
をした副部３２の両端部３４ａ、３４ｂが適宜のボルト
ねじ３６によって結合される。主部２６と副部３２との
両部材間には空間Ｃを形成して腕構造の機械的剛性化と
軽量化とを巧み調和させた延長アーム部２４を形成する
ようにしているものである。

【００１７】上述の構成によれば、延長アーム部２４を
取付けた状態では、主部２６、副部３２により、アーム
の長さをアーム部２０の手首用フランジ２２ａまたは２
２ｂから主部２６に先端に形成した結合フランジ３０ａ
までの距離分だけ、アーム長さを延長させてロボット機
体のロボット動作領域の拡大を可能とし、また、延長ア
ーム部２４の主部２６、副部３２を取り外せば、標準型
ロボット機体として所定の標準動作領域に渡ってロボッ
ト動作を遂行することができるのである。

【００１８】なお、上述の実施例では２分化して主部２
６、副部３２の２つの部材で延長アーム部２４を形成す
る構成としたが、これは製造の簡便性と上述した剛性、
軽量化の調和を図る上での便宜的構造であり、２部材化
を一体にして鋳造形成する構成としても良いことは言う
までもない。また、上述した説明では、図３に示す多関
節型産業用ロボットに延長アーム型構造を取り入れた場
合の例を説明したが、多関節型に限定することなく、ア
ームを水平面内で伸縮自在としてロボット機体、極座標
型ロボット等種々の汎用ロボット機体に本発明を取り入
れて延長アーム型産業用ロボットを形成することが可能
であることは自明である。

【００１９】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、本発明
は、ロボットベース部からアーム部までの静止要素、可
動要素から成る基本構造機体を標準型ロボット機体とし
て形成し、同標準型ロボット機体のアーム部の先端には
手首の結合フランジを具備することにより、標準的なロ
ボット動作機能を有しながら、アームの延長を必要する
ときにのみ、標準型ロボット機体のアーム部の先端に設
けた手首に直接、延長アームを取付け可能とすることに
より、少なくともロボット機体を標準型ロボット機体と
アーム型ロボット機体との両者における共通機体として
利用可能とし、延長アームをロボット動作範囲の要請に
応じて利用するロボット部品として形成、提供する構成
としたから、標準型ロボット機体は、そのまま標準型産
業用ロボットとして利用することも、延長アーム型産業
用ロボットとしても利用でき、殊更に延長アーム型に専
用化することはないので、ロボット機体の生産コストを
最小必要数の要素を有した即時利用可能なロボット機体
として生産でき、故に生産コストの低減を図ることが可
能となるのである。

【００２０】しかも、延長アーム部は、設計を最適化し
て最も効率的に動作領域の有効的な拡張を図る構造部材
として形成でき、延長アーム型産業用ロボットの作業効
率の向上を図ることも可能とするのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明に係るアーム延長型産業用ロ
ボットの延長部の構造を取出し図示した要部正面図、
（ｂ）は、同（ａ）図のｂ−ｂ矢視線により見た側面図
である。

【図２】（ａ）は標準型ロボット機体のアーム先端部を
示す部分正面図、（ｂ）は同アーム先端部の部分側面図
である。

【図３】従来の延長アーム部構造を有した産業用ロボッ
トの一例である多関節型ロボットの機体を示す斜視図で
ある。

【図４】従来の標準型ロボット機体における結合部の構
造を示す正面図である。

【図５】従来の延長型アームの結合部の構造を示す正面
図である。

【符号の説明】

７…ベース部 ８…ロボット胴部 ２０…アーム部 ２２ａ、２２ｂ…手首用フランジ ２４…延長アーム部 ２６…主部 ２８…接続端 ３０ａ、３０ｂ…結合フランジ ３２…副部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アームの先端部を延長してロボット作業
   域を可変にするアーム延長型産業用ロボットにおいて、 ロボット機体は、予め標準形状、寸法に形成したアーム
   の先端に手首部を着脱自在に取付ける手首用フランジを
   設けると共にアームの後端側を可動要素を介して静止要
   素に接続した標準型のロボット機体を予め形成し、 前記標準型のロボット機体のアーム先端に形成された手
   首用フランジへ任意の延長アーム部を形成すると共に前
   後端の該後端側で取着自在に形成された延長アーム部材
   を設け、 前記延長アーム部材の前記前端側には前記手首部を装着
   する手首用フランジを設けた、構成としたことを特徴と
   するアーム延長型産業用ロボット。