JPH0825153B2

JPH0825153B2 - 産業用ロボットのアーム制御装置

Info

Publication number: JPH0825153B2
Application number: JP5170691A
Authority: JP
Inventors: 弘進藤
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1993-07-09
Filing date: 1993-07-09
Publication date: 1996-03-13
Anticipated expiration: 2011-03-13
Also published as: JPH06190774A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋回可能なアームを備
えた産業用ロボットにおいて、そのアームの旋回を制御
する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば水平多関節型と称される産
業用ロボットでは、旋回可能に支持されたアームと駆動
モータとの間に、一段で高い減速比の得られる減速機を
介在させ、高回転数のモータ出力を動力伝達系の中で減
速して、低速、高トルクに変換してからアームに伝えて
いる。

【０００３】ところが、減速機と駆動モータを組み合わ
せた従来の装置では、摩耗やバックラッシに伴う振動な
ど、減速機特有の問題があり、このため、アームの旋回
速度の高速化や機械的な位置決め精度の向上に自ずと限
界があった。

【０００４】そこで、最近、上記アームを、二重構造の
固定子の間に回転子を配した高トルクダイレクトドライ
ブモータ（以下ＤＤモータと称する）で直接駆動する、
いわゆるＤＤ駆動方式のロボットが開発され、動作の高
速化と高精度化を初めとして、低騒音化およびメインテ
ナンスフリー化を一挙に解決できるものとして注目され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ＤＤ駆動方
式の場合、減速機が存在しないことから、動力伝達系の
フリクションが極端に少なく、このため、アームの旋回
中に、例えば停電等によりＤＤモーターの通電が遮断さ
れてしまうと、慣性によりアームがそのままの勢いで旋
回を続け、周囲部品やアームの作動範囲を決定するスト
ッパーに衝突して、思わぬトラブルを招く不具合があ
る。

【０００６】また、ＤＤモータの電源スイッチがＯＦＦ
とされている時に、アームが容易に振れ動いてしまい、
上記と同様に周囲部品やストッパーに衝突したり、旋回
の基準となるアームの原点位置がずれてしまう等の問題
がある。

【０００７】そこで、上記ＤＤモータへの通電停止時に
アームを制動するブレーキ手段を設けることが考えられ
る。この場合、充分な制動力をもたせるためにはブレー
キ手段がかなり大きなものとなるが、このブレーキ手段
がモータの上方やアームの近辺に余分なスペースをとる
と、ロボットのコンパクト化を阻害するとともに、ブレ
ーキ配設部分が他の部材と干渉したりこれを避けるため
にロボットの作動エリアが制限されたりするといった不
都合が生じる。従って、ブレーキ手段をコンパクトに組
み込むことが要求される。

【０００８】さらに、この種のロボットにはアームの制
御等のためにエンコーダやその他のセンサ類、ストッパ
ー機構及び各種配管や配線等を配備する必要があるが、
これらのコンパクトにレイアウトすることが望まれる。

【０００９】本発明は、上記の事情に鑑み、ＤＤモータ
によって直接駆動されるアームが通電遮断時に不必要に
動くのを防止するためのブレーキ手段を装備し、とくに
このブレーキ手段とセンサ類、ストッパー機構、配管及
び配線等をコンパクトに組込むことができる産業用ロボ
ットのアーム制御装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、旋回可能に支持されたアームを、内側固
定子と外側固定子との間に回転子を配した高トルクダイ
レクトドライブモータで直接旋回駆動する産業用ロボッ
トにおいて、上記高トルクダイレクトドライブモータを
ベース上に設置し、このモータの回転子とこのモータの
上方に位置する上記アームとを、回転子の上端から上方
に延びる連結用部材を介して連結するとともに、連結用
部材に固着されモータ中心部を貫通してモータ下方にま
で延びる中空軸を設け、この中空軸の下端部を上記ベー
スに形成した収納部に突入させ、この収納部内に、中空
軸の周囲に張り出して中空軸に固着された摩擦板とこの
摩擦板に対向してエアシリンダにより作動されるブレー
キパッドとからなって、上記モータへの通電が遮断され
たときに作動するブレーキ手段を配設するとともに、上
記収納部内におけるブレーキ手段配設箇所の近傍の中空
軸周囲に、エンコーダと、アーム旋回位置検出用のセン
サ装置と、アームのオーバーラン防止用のストッパー機
構とを配設し、かつ、上記アームに装備された可動部の
駆動手段及び検出手段からの配管並びに配線を上記中空
軸を通して上記収納部内に導き、上記収納部の周壁に内
部配管・配線と外部配管・配線とを連結するためのコネ
クタを設けたものである。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、ＤＤモータによりアームが
旋回運動されている際に、ＤＤモータへの通電が遮断さ
れると、ブレーキ手段を通じてアームの旋回を阻止する
制動力が付与されることから、アームが慣性によって動
き続けることがなく、周囲部品やストッパーとの衝突を
回避することができる。

【００１２】しかも、ＤＤモータとアームとの間の連結
用部材部材に固着されてモータ中心部を貫通する中空軸
が、モータ下方にまで導出されて、ベースに形成された
収納部に突入し、この部分に上記ブレーキ手段やエンコ
ーダ、センサ装置及びストッパー機構等が配設されてい
るため、これらブレーキ手段等が外部に余分な場所をと
ることなくモータ下方のベース部分にコンパクトに組込
まれる。さらに、上記中空軸が上記配管及び配線のレイ
アウトにも利用される。

【００１３】

【実施例】本発明の一実施例を、水平多関節型の産業用
ロボットに適用した図１乃至図６に基づいて説明する。

【００１４】図１中、１は円筒状のベースであり、その
上面には第１のダイレクトドライブモータ２（以下、第
１ＤＤモータと称する）が固定されている。第１ＤＤモ
ータ２は低回転で高トルクを発生させるため、そのハウ
ジング３の内側に大径の外側固定子４とこれより小径の
内側固定子５とが同軸状に配置されており、これら両固
定子４，５の間に回転子６が配置されている。回転子６
の上端面には回転力を取り出す出力フランジ７が連結さ
れ、この出力フランジ７は内側固定子５を支持する中空
のモータ軸８の外周に軸受９を介して軸支されている。

【００１５】そして、この出力フランジ７の上面には、
円筒上のブラケット１０が連結されている。ブラケット
１０の底面中央部には、中空軸１１が連結されており、
この中空軸１１はモータ軸８の内側を同軸状に貫通して
第１ＤＤモータ２の下方にまで延出され、その下端部が
ベース１の内側に突入している。このベース１は、第１
ＤＤモータ２等を支持するとともに、後記ブレーキ手段
等を収納するための収納部を構成している。

【００１６】また、ブラケット１０は第１ＤＤモータ２
から垂直に立設されてベースマストを兼用しており、そ
の上端部には円筒状のカバー１３を介して第１のアーム
１４が固定されている。こうして、連結用部材としての
ブラケット１０及びカバー１３を介し、第１ＤＤモータ
２の回転子６に第１のアーム１４が連結されている。こ
の第１のアーム１４は中空の箱形構造をなして水平に延
びており、上記第１ＤＤモータ２の出力フランジ７に直
結されて、上記モータ軸８の軸心を通るＸ軸を中心に旋
回される。

【００１７】第１のアーム１４の先端部下面には、下方
に突出する円筒状のブラケット１５が固定されており、
このブラケット１５の内側には軸受１６を介して中空の
従動軸１７が軸支されている。従動軸１７の下端部には
第２のアーム１８が連結されており、この第２のアーム
１８は中空の箱形構造をなすとともに、上記第１のアー
ム１４の下側において、水平方向に延びている。

【００１８】また、上記カバー１３の内側には、第２の
アーム１８を駆動する第２のダイレクトドライブモータ
２０（以下、第２ＤＤモータと称する）が配置されてい
る。第２ＤＤモータ２０はブラケット１０の上端部にカ
バー１３とともに固定されており、このため、当実施例
の場合は、ベース１上に各アーム１４，１８の駆動用の
ＤＤモータ２，２０が同軸状に積み重ねて配置されてい
る。

【００１９】なお、第２ＤＤモータ２０は第１ＤＤモー
タ２と共通の構成をなすため、同一構成部分については
同一番号を付し、その説明を省略する。

【００２０】第２ＤＤモータ２０の出力フランジ７に
は、中空の駆動軸２１が連結されており、この駆動軸２
１はモータ軸８に対し同軸状に位置している。そして、
この駆動軸２１および従動軸１７の上端部は第１のアー
ム１４内に導出されており、これら各軸２１，１７の導
出端に固定したプーリ２２，２３間にはベルト２４が架
設されている。従って、第２ＤＤモータ２０の駆動力
は、ベルト２４を介して第２のアーム１８に伝達され、
この第２のアーム１８は従動軸１７の軸心を通るＹ軸を
中心に旋回される。

【００２１】なお、上記従動軸１７は第１のアーム１４
と第２のアーム１８の重合部分の略中央部に位置してお
り、その上下端部が両方のアーム１４，１８の内部空間
に開口している。

【００２２】第２のアーム１８の先端部には、筒状のケ
ーシング２５が上下方向に貫通して設けられており、こ
のケーシング２５の内側には円筒状の筒体２６が軸受２
７を介して挿通されている。筒体２６の内側には中空円
筒状のボールスプライン軸２９が挿通されており、この
ボールスプライン軸２９の下端部には可動筒３０が同軸
状に連結されている。可動筒３０はケーシング２５の下
端部に連なるシリンダ３１内を挿通されており、この可
動筒３０の下端部はシール３２を介してシリンダ３１の
下端開口部から導出されているとともに、この導出端に
は支持軸３３が取付けられている。また、ボールスプラ
イン軸２９の内側には、上方からボールねじ３４が噛み
合っており、このボールねじ３４の上端部は一段で高い
減速比の得られる減速機３５を介してサーボモータ３６
に連なっている。従って、サーボモータ３６によりボー
ルねじ３４が回転されると、ボールスプライン軸２９が
上下方向にスライドし、支持軸３３が上下方向のＺ軸に
沿って昇降動される。

【００２３】第２のアーム１８の内部には、ボールスプ
ライン軸２９と直交する方向に沿って他のサーボモータ
３７が収容されており、このサーボモータ３７は一段で
高い減速比の得られる減速機３８を介してべベルギヤ３
９を駆動している。このべベルギヤ３９はボールスプラ
イン軸２９の外周に設けた他のべベルギヤ４０に噛み合
っており、このべベルギヤ４０とボールスプライン軸２
９との間には、ボールスプライン軸２９の軸方向への摺
動は許容するが、軸回り方向への回動を伝える軸受部材
４１が介在されている。従って、サーボモータ３７の駆
動力がべベルギヤ３９，４０および軸受部材４１を介し
てボールスプライン軸２９に伝わると、上記支持軸３３
がボールスプライン軸２９の軸回り方向に沿うＲ軸回り
に回転される。

【００２４】このようにべベルギヤ３９，４０を用いて
サーボモータ３７の駆動力を支持軸３３に伝えるように
すれば、この動力伝達経路をモータ軸やボールスプライ
ン軸２９の回りにコンパクトに組み込むことができ、第
２のアーム１８の内部空間に収めることができる。よっ
て、べベルギヤ３９，４０の噛み合い部分から外方にオ
イルが飛散することもなく、クリーンルームでの使用が
可能となる。また、これとは逆に上記べベルギヤ３９，
４０の噛み合い部分に外方から異物が入り込むこともな
く、塵埃の多い作業環境での使用も可能となる。

【００２５】また、当実施例の場合、上記支持軸３３に
はエアーチャック４５が取付けられている。このエアー
チャック４５はチャックを開作動させるエアー導入口４
６と閉作動させるエアー導入口４７とを備え、これら導
入口４６，４７にはそれぞれエアーホース４８，４８が
接続されている。エアーホース４８，４８は第２のアー
ム１８の先端部下面に設けた通孔４９を経て、この第２
のアーム１８の内部空間に導入された後、従動軸１７の
内側を通して第１のアーム１４の内部空間に導入されて
おり、さらに、ここから駆動軸２１、第２ＤＤモータ２
０のモータ軸８、ブラケット１０および第１ＤＤモータ
２の中空軸１１の内側を通して、ベース１の周面に設け
たコネクタ５０に接続されている。このコネクタ５０に
は、エアーホース４８，４８とエアー供給源５３とを結
ぶ外部エアー配管５１，５１が連なっており、これら外
部エアー配管５１，５１には開閉弁５２，５２が設けら
れている。従って、この開閉弁５２，５２を選択的に開
閉することで、エアーチャック４５が開閉作動される。

【００２６】また、上記二つのサーボモータ３６，３７
はコンピュータ５５からの指令により回転角度および回
転方向が制御され、このモータ３６，３７に制御信号を
送る信号コードや電源コードを初めとして、上記支持軸
３３の昇降動および回転の基準となる原点位置を検出す
る近接スイッチ５８，５９からの信号コード５６は、エ
アーホース４８と同様に両方のアーム１４，１８および
ＤＤモータ２，２０の内部を通してコネクタ５７に接続
されている。

【００２７】一方、第１ＤＤモータ２の回転子６と一体
に回転する中空軸１１には、ベース１内に導出された下
部外周部分にスリーブ６０が固定されており、このスリ
ーブ６０にはエンコーダ６１が取付けられている。エン
コーダ６１はスリーブ６０と一体に回転する回転板６２
の外周部に多数の磁極を間隔を存して配置し、この磁極
をセンサ６１ａで検出することで、上記回転子６の回転
位置を磁気的に割り出しており、このエンコーダ６１か
らの信号は第１ＤＤモータ２の磁極制御と回転位置制御
のために、上記コンピュータ５５を介して第１ＤＤモー
タ２にフィードバックされる。

【００２８】なお、このエンコーダ６１や第１ＤＤモー
タ２への配線（図示せず）は、中空軸１１の内部を通し
てコネクタ５０に導かれ、ここから外部配線を介してコ
ンピュータ５５や電源６３に接続されている。

【００２９】また、中空軸１１の下端部外周には、第１
のアーム１４の旋回範囲を制御するためのセンサ装置６
４が設けられている。このセンサ装置６４は中空軸１１
の下端部外周面に配置した位置検出用の突起６５ａ，６
５ｂ，６５ｃと、この突起６５ａ，６５ｂ，６５ｃを検
出する近接スイッチ６６ａ，６６ｂとで構成され、上記
突起６５ａ〜６５ｃが中空軸１１の外周面に嵌合固定し
たリング６７に突設されているとともに、近接スイッチ
６６ａ，６６ｂがリング６７に対し放射状に配置されて
いる。そして、上記第１のアーム１４は図６に示すよう
に、旋回の基準となる原点位置ＳからＸ軸の軸回り方向
両側に一定角度θ₁ 、θ₂ 旋回運動するものであり、上
記突起６５ａが原点位置Ｓに位置するとともに、突起６
５ｂが一方側の旋回限界位置Ａに、同じく突起６５ｃが
他方側の旋回限界位置Ｂにそれぞれ配置されている。ま
た、上記近接スイッチ６６ａが原点位置Ｓの突起６５ａ
に対応するとともに、他の近接スイッチ６６ｂがリング
６７上において旋回限界位置Ａ，Ｂの突起６５ｂ，６５
ｃに対応するようになっており、これら近接スイッチ６
６ａ，６６ｂからの信号は第１のアーム１４の旋回位置
制御のために、上記コンピュータ５５を介して第１ＤＤ
モータ２にフィードバックされる。

【００３０】第１のアーム１４の内部には、第２のアー
ム１８の旋回範囲を制御するセンサ装置７２が設けられ
ている。このセンサ装置７２は、上記第１のアーム１４
のセンサ装置６４の構成と同様であるが、第２のアーム
１８の原点位置検出用の突起７３ａを備えたリング７５
を従動軸１７の上端部に固定するとともに、第２のアー
ム１８の旋回限界位置検出用の突起７３ｂ，７３ｃを備
えたリング７６を駆動軸２１の上端部に固定し、これに
応じて突起７３ａ〜７３ｃを検出する近接スイッチ７４
ａ，７４ｂを、両軸１７，２１のまわりに振り分けて設
けた点が異なっている。

【００３１】このようにすれば、片方の軸１７または２
１に複数のリング７５，７６を重ねて設ける必要がない
ため、軸方向の取付けスペースを少なくすることがで
き、第１のアーム１４の厚みを薄くできる等、コンパク
ト化が可能となる。

【００３２】しかも、第２のアーム１８の原点位置検出
用の突起７３ａを、第２のアーム１８と一体に回転する
従動軸１７側に設ければ、実際に旋回する側の中心部分
で旋回の基準となる原点位置を決めることができる。こ
のため、たとえベルト２４とプーリ２３との間にスリッ
プが生じたとしても、第２のＤＤモータ２０には突起７
３ａを検出する近接スイッチ７４ａからのフィードバッ
クがかかっているから、スリップとは無関係に第２のＤ
Ｄモータ２０を回転制御することができ、高精度の位置
決めを行える。

【００３３】なお、従動軸１７上のプーリ２３のボス部
２３ａには、第２ＤＤモータ２０の回転子６の回転位置
を検出するエンコーダ７０が取付けられており、このエ
ンコーダ７０や近接スイッチ７４ａ，７４ｂへの配線７
７は、第１のアーム１４の内部空間から第２ＤＤモータ
２０および第１ＤＤモータ２の内側を通してコネクタ５
７に導かれ、ここから外部配線を介してコンピュータ５
５に接続されている。

【００３４】また、当実施例の場合、第１のアーム１４
の底面には、近接スイッチ７４ｂになんらかのトラブル
が生じて、第２のアーム１８が旋回限界位置を超えた際
に、プーリ２２に設けたボルト７８が当接するゴム製の
ストッパー７９が固定されており、このストッパー７９
とボルト７８との当接により、第２のアーム１８のオー
バーランが阻止される。

【００３５】ところで、上記中空軸１１と一体に回転す
るスリーブ６０の外周には、フランジ状に張り出す摩擦
板８０が一体に形成されており、この摩擦板８０はエン
コーダ６１とリング６７との間に位置している。また、
ベース１の内部にはブラケット８１を介してエアーシリ
ンダ８２が支持されており、そのピストン８３に連なる
ピストンロッド８３ａの先端には、合成樹脂製のブレー
キパッド８４が取付けられている。ブレーキパッド８４
は摩擦板８０の外周部下方に対向されているとともに、
リターンばね９０によって摩擦板８０から離間する方向
に常時付勢されており、当実施例の場合は、上記摩擦板
８０とブレーキパッド８４が第１のアーム１４に制動力
を付与するブレーキ手段９２を構成している。

【００３６】エアーシリンダ８２に連なるエア配管８５
はコネクタ５０に連なっており、このコネクタ５０には
上記エアー供給源５３とエアー配管８５とを結ぶ外部配
管８６が接続されている。この外部配管８６の途中に
は、常開形の電磁弁８７およびレギュレータ８８が設け
られており、この電磁弁８７の駆動部８９はロボットの
電源スイッチ（図示せず）と連動するスイッチ９１を介
して電源６３に接続されている。

【００３７】なお、上記ベース１の内面には、近接スイ
ッチ６６ｂに何等かのトラブルが生じて、第１のアーム
１４が旋回限界位置を越えた際に、摩擦板８０に設けた
ボルト９５が当接するゴム製のストッパー９６が固定さ
れており、このストッパー９６とボルト９５とからなる
ストッパー機構により、第１のアーム１４のオーバーラ
ンが阻止されるようになっている。

【００３８】このような構成において、ロボットの電源
スイッチが投入されると、スイッチ９１が連動して投入
されるので、電磁弁８７が閉じ、エアーシリンダ８２へ
のエアー供給が断たれる。このため、ピストンロッド８
３がリターンばね９０の付勢力により没入して、ブレー
キパッド８４が摩擦板８０から離間し、第１ＤＤモータ
２の回転子６は回転可能な状態に保たれる。

【００３９】ところで、第１ＤＤモータ２の駆動力によ
って第１のアーム１４が旋回している際に、例えば停電
等により第１のＤＤモータ２への通電が急激に遮断され
ると、電磁弁８７の駆動部８９への通電が断たれる。す
ると、この電磁弁８７は閉状態から直ちに開状態に移行
し、エアーシリンダ８２にエアーが供給されるから、ピ
ストンロッド８３がリターンばね９０の付勢力に打ち勝
って摩擦板８０側に突出し、ブレーキパッド８４が回転
中の摩擦板８０に圧接する。このため、摩擦板８０を通
じて第１のアーム１４の動力伝達経路に制動力が付与さ
れ、第１のアーム１４の旋回が停止される。

【００４０】従って、先端に第２のアーム１８を有して
旋回半径の大きな第１のアーム１４が慣性によってその
まま動き続けることはなく、これら第１および第２のア
ーム１４，１８と周囲部品との衝突や、ボルト９５とス
トッパー９６との衝突を回避でき、これらの不所望な損
傷は勿論のこと、衝突時の衝撃にもとづくトラブルの発
生を未然に防止できる。

【００４１】一方、ロボットの電源スイッチがＯＦＦと
されている際には、電磁弁８７の駆動部８９にも通電が
なされないから、電磁弁８７は開状態を維持し、エアー
シリンダ８２にはエアーが供給され続ける。このため、
上記と同様にブレーキパッド８４が摩擦板８０に圧接す
るから、この摩擦板８０を通じて第１のアーム１４の動
力伝達経路に制動力が付与され、第１のアーム１４は固
定状態に保持される。

【００４２】よって、電源ＯＦＦ時に、第１のアーム１
４に外力が加わったとしても、この第１のアーム１４が
振れ動いてしまうことはなく、周囲部品との衝突や旋回
の基準となる原点位置のずれを未然に防止できる。

【００４３】また、第１ＤＤモータ２は低回転で高トル
クを発生させる都合上、固定子４，５が二重構造となっ
てモータ外形が大きいので、この第１ＤＤモータ２の中
空軸１１を利用してエンコーダ６１の回転板６２を取付
ければ、この回転板６２の周囲に大きなスペースを確保
することができ、その分、回転板６２の外径を大きくで
きる。このため、回転板６２の外周部分に、より多くの
回転角度割り出し用の磁極を配置することができ、この
磁極間のピッチが細かくなって回転角度の割り出し制度
が向上する。それとともに、第１ＤＤモータ２の径が大
きいことを利用して、摩擦板８０の外径も大きくするこ
とができるから、ブレーキパッド８４との接触面積も充
分に確保することができ、強大な制動力が得られる。

【００４４】なお、上述した実施例では、エアーシリン
ダにエアーを供給することでブレーキパッドを摩擦板に
圧接させ、その解除をリターンばねによって行うように
したが、これとは逆に、ブレーキパッドをばねによって
上記摩擦板に圧接する方向に付勢しておき、電源ＯＮ時
にエアーシリンダにエアーを供給して、ブレーキパッド
をばねの付勢力に抗して復帰させるようにしても良い。

【００４５】このようにすれば、エアーの供給経路に何
等かのトラブルが生じたとしても、第１のアームに制動
力を付与させることができる。

【００４６】また、第１ＤＤモータ２の回転子６及び第
１のアーム１４と一体に回転する中空軸１１が下方に延
出し、ベース１に形成した収納部に中空軸１１の下端部
が突入した状態で、この収納部内で中空軸１１の下端部
に対して上記ブレーキ手段９２、エンコーダ６１、セン
サ装置６４及びストッパー機構等が配設されるいる。従
って、第１のアーム１４の制動を行なうブレーキ装置や
第１のアーム１４の制御に関わるエンコーダ６１、セン
サ装置６４及びストッパー機構等を、第１ＤＤモータ２
の下方のベース部分にコンパクトに組込むことができ
る。

【００４７】さらに上記中空軸１１は、配管４８や配線
５６，５７を上記コネクタ５０，５７に接続するために
ベース１の収納部内に導く部材としても利用されてい
る。

【００４８】なお、上述の実施例において、第１のアー
ムにのみ制動力を付与させたのは、図３中に旋回軌跡Ｋ
で示すように、第１のアームが旋回すると第２のアーム
を含めたアーム全体の旋回半径が大きくなって周囲部品
と接触する機会が多くなるのに対し、第１アームを停止
させれば第２のアームだけの旋回半径は比較的小さくな
るからであり、重量面やスペース的な問題を解決できれ
ば、第２のアームの動力伝達経路にもブレーキ手段を設
置しておいても良い。

【００４９】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、モータへ
の通電が遮断されたときに作動するブレーキ手段が設け
られているため、アームの旋回中に、ＤＤモータへの通
電が断たれても、アームが慣性によって動き続けること
はなく、このため、アームと周囲部品との衝突を回避す
ることができ、思わぬトラブルの発生を未然に防止でき
る。また、電源ＯＦＦ時においても、アームには制動力
が付与されるから、アームに外力が加わったとしても、
このアームが振れ動いてしまうことはなく、旋回の基準
となる原点位置のずれを防止でき、高精度な位置制御が
可能となる。

【００５０】しかも、モータの回転子およびアームと一
体に回転する中空軸をモータの下方に延出させ、モータ
を支持するベースに形成された収納部内に上記中空軸の
下端部を突入させた状態で、この収納部内にブレーキ手
段を配置しているので、外部に余分なスペースをとるこ
となくブレーキ手段を組込むことができる。さらにブレ
ーキ手段に加え、エンコーダ、センサ装置、ストッパー
機構等も上記収納部内にコンパクトに配置することがで
き、また、中空軸を利用して、配管や配線等も合理的に
レイアウトすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるロボットにおけるベー
ス、第１，第２ＤＤモータおよび第１のアームの基端側
を含む部分の断面図である。

【図２】同ロボットにおける第２ＤＤモータ、第１のア
ームおよび第２のアームの基端側を含む部分の断面図で
ある。

【図３】同ロボットにおける第２のアームの先端側およ
びこれに取付けられた部材を含む部分の断面図である。

【図４】同ロボットの全体概略図である。

【図５】図１中のＶ−Ｖ線方向から見た矢視図である。

【図６】アームの旋回範囲を示す平面図である。

【符号の説明】

１ベース２ダイレクトドライブモータ（第１ＤＤモータ）４外側固定子５内側固定子６回転子１１中空軸１４アーム５０，５７コネクタ６１エンコーダ６４センサ装置８０摩擦板８２エアシリンダ８４ブレーキパッド９２ブレーキ手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】旋回可能に支持されたアームを、内側固
定子と外側固定子との間に回転子を配した高トルクダイ
レクトドライブモータで直接旋回駆動する産業用ロボッ
トにおいて、上記高トルクダイレクトドライブモータを
ベース上に設置し、このモータの回転子とこのモータの
上方に位置する上記アームとを、回転子の上端から上方
に延びる連結用部材を介して連結するとともに、連結用
部材に固着されモータ中心部を貫通してモータ下方にま
で延びる中空軸を設け、この中空軸の下端部を上記ベー
スに形成した収納部に突入させ、この収納部内に、中空
軸の周囲に張り出して中空軸に固着された摩擦板とこの
摩擦板に対向してエアシリンダにより作動されるブレー
キパッドとからなって、上記モータへの通電が遮断され
たときに作動するブレーキ手段を配設するとともに、上
記収納部内におけるブレーキ手段配設箇所の近傍の中空
軸周囲に、エンコーダと、アーム旋回位置検出用のセン
サ装置と、アームのオーバーラン防止用のストッパー機
構とを配設し、かつ、上記アームに装備された可動部の
駆動手段及び検出手段からの配管並びに配線を上記中空
軸を通して上記収納部内に導き、上記収納部の周壁に内
部配管・配線と外部配管・配線とを連結するためのコネ
クタを設けたことを特徴とする産業用ロボットのアーム
制御装置。