JPH08323662A - 産業用ロボットの動作域可変装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 産業用ロボットにおける動作域を簡単に設定
変更可能にする装置を供すること。 【構成】 ロボット機体１０における例えば、旋回台１
２を第１の機体要素とし旋回胴１４を第２の機体要素と
したときに、両機体要素間に介挿することが可能なオフ
セット部材３０を設け、同オフセット部材３０の第１、
第２の両面３２、３４の間で取付けねじ孔３４ａ、位置
決め孔３４ｂの配設時にオフセット量を設定し、オフセ
ット部材３０の取着、取り外しを取付けねじボルト４０
や位置決めピン４２を用いて遂行することに応じて旋回
台１２、胴部１４間のオフセット量を変更し、ひいては
ロボット機体１０の動作域Ｅを可変設定とする構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットの機体
の動作域を通常の動作域と拡大した動作域との間で可変
に設定することが可能な産業用ロボットの動作域可変装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用ロボット、特に、多関節型産業用
ロボットは、動作自由度が大きくかつ動作領域も機体近
傍位置から機体に対して比較的離れた位置までの広い範
囲に渡ることが可能であることから多用される傾向にあ
る。このような多関節型産業用ロボットの典型的な機体
構造としてロボット機体を使用位置に固定するための固
定基台を有し、この固定基台に対して縦軸回りに旋回可
能な旋回台、同旋回台に立設された旋回胴、同旋回胴の
一端に旋回関節を有して旋回するロボット腕機構、該ロ
ボット腕機構内に相互に旋回可能な第１、第２の腕、該
腕機構の先端に設けられる手首機構、同手首機構の先端
に取着されるエンドエフェクタ要素とを有して一般的に
は例えば、６自由度（Ｊ１軸からＪ６軸と定義される）
の動作自由度を有している。

【０００３】このような多関節型産業用ロボットの機体
においても、旋回台の旋回中心（Ｊ１軸中心）からロボ
ット機体の先端要素であるエンドエフェクタの先端が最
も遠方地点で届く位置、つまり、動作域は該旋回台とそ
れに取着された旋回胴との間で、上記Ｊ１軸の軸心に対
する後者の旋回胴の幾何中心との間にずれ量（オフセッ
ト量）を設けた場合に旋回胴の先端に取着したエンドエ
フェクタの到達位置が遠方になり、動作域を可及的に大
きくすることができる。然しながら、このようにして旋
回胴の一端に設けられたロボット腕機構の旋回関節の中
心（Ｊ２軸）を上記のＪ１軸々心から離間させた構造と
しても、結局はＪ１、Ｊ２軸心間のずれ量が１つのロボ
ット機体に１つのオフセット量として従来は固定値に設
定されている。

【０００４】すなわち、旋回台と旋回胴とは実質的に一
体構造体であることから、Ｊ１軸、Ｊ２軸の軸心間距離
も必然的に一定値となっている。この結果、ロボット機
体の動作領域も機体毎に一義的に決定されてしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、産業用ロ
ボットの使用現場では、使用途中に動作領域の拡大が要
望される場合が多々発生している。このような時、従来
の構造を有した産業用ロボットでは、上述したオフセッ
ト量の変更は、例えば、上述した６軸多関節型産業用ロ
ボットの場合には、旋回台または旋回胴等のＪ１軸要素
またはＪ２軸要素を交換する必要が不可欠であり、産業
用ロボットの使用者の立場からは、極めてコスト高にな
る不利を有し、ロボット製造者の立場からは、あらかじ
め予測して機体要素を予備的に製造しておく必要がある
等の不経済を回避することができない。

【０００６】依って、本発明の目的は、産業用ロボット
における上述のごとき不利を解消することにある。本発
明の他の目的は、簡単に取着してオフセット量を変更
し、ひいては動作領域を通常動作域から拡大させた動作
域に設定することができる動作域の可変装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、例えば、旋回
台を第１の機体要素とし、旋回胴を第２の機体要素とし
たときに、両機体要素間に介挿することが可能なオフセ
ット部材を供し、このオフセット部材の取着、取り外し
に応じてオフセット量を変更してロボット機体の動作域
を可変する構成を取ったものである。もちろん、このよ
うなオフセット部材は旋回台と旋回胴との間にのみ、介
挿するものと限定する必要はないが、一般的には旋回台
と旋回胴との間に介挿して用いることが有効とされる。

【０００８】すなわち、本発明によれば、ロボット機体
における第１の旋回軸心回りに旋回可能な第１の機体要
素と、該第１の機体要素に取着されて該第１の機体要素
と共に前記第１の旋回軸心回りに旋回可能であると共に
一端にロボット腕機構を第２の旋回軸心回りに旋回可能
に保持する第２の機体要素とを備えた産業用ロボットの
動作域を可変に設定する動作域可変装置において、前記
第１、第２の機体要素の間に介挿可能な単一部材として
形成され、該単一部材の第１の端面を該第１の機体要素
に取着し、第２の端面を該第２の機体要素に取着するこ
とにより、前記第１、第２の機体要素を一つの平面内で
位置をずらせることが可能なオフセット部材と、前記オ
フセット部材の前記第１、第２の端面と前記第１、第２
の機体要素との間を一定の取着状態に設定する位置決め
手段とを、具備して構成され、前記オフセット部材の介
挿によってロボット機体の動作域を変更可能にすること
が可能な産業用ロボットの動作域可変装置が提供される
のである。

【０００９】

【作用】上述したオフセット部材の第１、第２の端面
を、第１、第２の機体要素間に介挿し、位置決め手段に
よって位置決めしつつ、ボルトねじ等の適宜の固定手段
で固定すれば、第１機体要素に対する第２の機体要素の
オフセット量、つまり、Ｊ１軸の軸心、Ｊ２軸の軸心間
のずれ量を拡大させ得るので、Ｊ１軸々心に関する第２
機体要素の旋回半径が拡大し、故に、産業用ロボットの
機体における機体要素は不変でも、動作領域を拡大させ
ることが可能となる。また、オフセット部材は、比較的
簡単な形状を有した単一部材であることから、安価に取
得でき、故に複数種のオフセット部材を予め設けておけ
ば、動作域を多様に変更することもできる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づ
いて、更に詳細に説明する。図１は、本発明に係る産業
用ロボットの動作域可変装置を示す側面図である。図２
は、オフセット部材の基本的な構成を示す正面、上面、
下面図、図３における（ａ），（ｂ）はオフセット部材
の使用形態を変更した場合の動作域の変化を示す図、図
４は、図３におけるオフセット部材の取着状態を変更し
た様子を明示するための略示図、図５は、図３の（ａ）
に対応した動作域変更装置の構成を示す斜視図、図６は
図３の（ｂ）に対応した動作域変更装置の構成を示す斜
視図である。

【００１１】図１を参照すると、産業用ロボットの旋回
基台と旋回胴との間にオフセット部材を介挿してオフセ
ット量を拡大させた構成を示している。同図１におい
て、ロボット機体１０は、縦旋回軸心（Ｊ１軸）を有し
た旋回台１２を１つの機体要素として有し、この旋回台
１２の上面にオフセット部材３０の１つの端面（本例で
は下面）３２が取着され、またオフセット部材３０の他
の端面（本例では上面）３４に他の機体要素である胴部
１４が取付けられることにより、オフセット部材３０を
介挿している。

【００１２】そして、胴部１４の上端部１４ａに設けた
関節軸心をＪ２軸として該Ｊ２軸回りに旋回可能なロボ
ット腕機構１６が取付けられている。このロボット腕機
構１６は、第１の腕１６ａと第２の腕１６ｂとを具備
し、第２の腕１６ｂの先端にはロボット手首１８が備え
られている。ここで、ロボット機体１０の動作域は、包
絡線Ｅによって示されている。

【００１３】ここで、オフセット部材３０は、図２に示
すように、その下端面３２と上端面３４とは１つの平面
内でずれた位置に夫々旋回台１２との取付ねじ孔３２
ａ、胴部１４との取付けねじ孔３４ａを円上に適宜間隔
で配列、具備し、これらの取付ねじ孔３２ａ及び３４ａ
において各少なくとも１つの孔はねじ孔ではなく、位置
決め孔として、例えば、位置決めピンの挿入孔として形
成されている。そして、取付ねじ孔３２ａと取付ねじ孔
３４ａとの配列円の中心は互いにずれ（オフセット）量
Ｆを有し、このずれ量Ｆ（オフセット量Ｆ）が旋回台１
２に対する胴部１４のオフセット量Ｆとして再現される
ので、旋回台１２に胴部１４を直接取付ける場合に比較
してロボット腕機構１６の先端の手首１８に装着される
例えば、ロボットハンドその他のエンドエフェクタ（図
示略）の先端が到達する最遠方の動作点を旋回台１２の
中心から見て遠方側へ変更することが可能となり、その
分だけ動作域の拡大を図ることが可能となるのである。

【００１４】なお、上述において、オフセット部材３０
のオフセット量Ｆを種々変更した複数個のオフセット部
材を予め準備しておけば、更にロボット機体１０の動作
域を多段階に設定することもできる。また、上述した構
成では、位置決めピンの挿入孔を設けるようにしている
ことから、オフセット部材３０の取付け、取り外しを何
度も行った場合でも、常に、オフセット部材３０の介挿
時の旋回台１２と胴部１４との位置関係が安定に維持さ
れるので、オフセット部材３０の介挿によって同じロボ
ット動作が遂行されるときには、ロボット制御装置に設
定された同じ動作プログラムをそのまま使用することも
可能となる。つまり、使用現場において、オフセット部
材３０の取付けと取り外しをロボット作業予定に応じて
行っても、その都度、プログラムの設定をやり直しする
必要がないと言う利点を有している。

【００１５】図３（ａ）および（ｂ）は、同じくオフセ
ット部材３０を用いて産業用ロボットのロボット機体１
０に対する動作域の変更設定を行う場合に、上述したオ
フセット部材３０の第１、第２の端面３２、３４を夫
々、丁度、水平面内で１８０°に渡って回転させた状態
にして旋回台１２と胴部１４との間に介挿することによ
って動作域はＥとＥ１との２つの動作領域が設定可能で
あることを示している。つまり１つのオフセット部材３
０を用いて２つの異なる動作領域Ｅ，Ｅ１を設定するこ
とが可能なことを示している。

【００１６】このような図３の（ａ），（ｂ）に示す構
成をより具体的に図示したものが、図４と図５に示され
ている。図４では、旋回台１２とオフセット部材３０の
下面３２との取着は、旋回台１２のフランジ１２ａに穿
設した取付ねじボルト４０を遊嵌、挿通する挿通孔１２
ｂと位置決めピン４２を密嵌、挿通する位置決め孔１２
ｃとに該取付ねじボルト４０や位置決めピン４２を用い
て位置決めし、オフセット部材３０の取付ねじ孔３４ａ
と位置決めピン孔３４ｂとに取付けすることにより、達
成される。

【００１７】他方、胴部１４とオフセット部材３０との
間にも同様に、胴部１４のフランジ１４ａに穿設した取
付ねじボルト４０を遊嵌、挿通する挿通孔１４ｂと位置
決めピン４２を密嵌、挿通する位置決め孔１４ｃとに該
取付ねじボルト４０や位置決めピン４２を用いて位置決
め取付けすることにより達成される。即ち、上述した位
置決めピン４２を用いて位置決め孔１２ｃ、１４ｃ、お
よび３４ｃ等に対して常に安定した取付けを行う位置決
め手段を構成したことにより既述のように、産業用ロボ
ットのロボット機体１０はオフセット部材３０の介挿を
何度も行った場合にも、それにより、取付け位置に誤差
を生じることがなく、従っておなじロボット作業の遂行
する場合等では同じ動作プログラムを使用することが可
能となる。

【００１８】図５は、オフセット部材３０を図４の場合
に対して１８０°旋回した状態で介挿することにより、
旋回基台１２と胴部１４との間に異なる動作域を設定す
る場合を示している。なお、オフセット部材３０を旋回
台１２と胴部１４との間に介挿するとき、例えば、旋回
台１２や胴部１４の端面部に互いに嵌合する凹凸部を予
め形成し、この凹凸に嵌合し得る凹凸部をオフセット部
材３０の第１、第２の端面３２、３４に形成した構成と
してオフセット部材３０の介挿時に所謂インロー取付け
を実現させた構成とすれば、オフセット部材３０の介挿
取付けの取付精度を一層、向上させることが可能とな
る。

【００１９】以上、本発明を種々の実施例に基づいて説
明したが、オフセット部材３０の構造は、基本的に第
１、第２の端面を有し、これらの端面に形成された取付
ねじ孔および位置決め孔が所望のオフセット量だけ、ず
れた配置で設けられていれば良く、従って図示の形状の
ものから種々、改変が可能なことは言うまでもない。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、例えば、旋回台を第１の機体要素とし、旋回
胴を第２の機体要素としたときに、両機体要素間に介挿
することが可能なオフセット部材を供し、このオフセッ
ト部材の取着、取り外しを取付け固定手段や位置決めピ
ン手段を用いて遂行することに応じてオフセット量を変
更し、ひいてはロボット機体の動作域を可変する構成を
取ったものであり、この結果、動作域の異なるロボット
機体を必要とする場合に、安価に形成できるオフセット
部材を用いて簡単に異なる動作域を実現可能となり、安
価に、かつ簡単な作業により動作域を可変化できる利点
を有している。

【００２１】また、同じオフセット部材を１８０°姿勢
転換して用いることで異なる動作域の実現が可能とな
り、多様の動作域を得ることが可能となってロボット使
用現場における作業効率の向上を得ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る産業用ロボットの動作域可変装置
を示す側面図である。

【図２】オフセット部材の基本的な構成を示す正面、上
面、下面図である。

【図３】（ａ），（ｂ）はオフセット部材の使用形態を
変更した場合の動作域の変化を示す図である。

【図４】図３におけるオフセット部材の取着状態を変更
した様子を明示するための略示図である。

【図５】図３の（ａ）に対応した動作域変更装置の構成
を示す斜視図である。

【図６】図３の（ｂ）に対応した動作域変更装置の構成
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０…ロボット機体 １２…旋回台 １４…胴部 １６…ロボット腕機構 ３０…オフセット部材 ３２…第１の端面 ３４…第２の端面 ３４ａ…取付ねじ孔 ３４ｂ…位置決め孔 ４０…取付ねじボルト ４２…位置決めピン Ｅ…動作域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボット機体における第１の旋回軸心回
   りに旋回可能な第１の機体要素と、該第１の機体要素に
   取着されて該第１の機体要素と共に前記第１の旋回軸心
   回りに旋回可能であると共に一端にロボット腕機構を第
   ２の旋回軸心回りに旋回可能に保持する第２の機体要素
   とを備えた産業用ロボットの動作域を可変に設定する動
   作域可変装置において、 前記第１、第２の機体要素の間に介挿可能な単一部材と
   して形成され、該単一部材の第１の端面を該第１の機体
   要素に取着し、第２の端面を該第２の機体要素に取着す
   ることにより、前記第１、第２の機体要素を一つの平面
   内で位置をずらせることが可能なオフセット部材と、 前記オフセット部材の前記第１、第２の端面と前記第
   １、第２の機体要素との間を一定の取着状態に設定する
   位置決め手段とを、具備して構成され、前記オフセット
   部材の介挿によってロボット機体の動作域を変更可能に
   することが可能な産業用ロボットの動作域可変装置。