JPH0911161A - 単軸ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単軸ロボット自体を従来に比して大型化及び
複雑化することなく、高加速度化、高最高速度化を達成
することを可能にする。 【構成】 装置本体の搬送区間の両端部に設けられる一
対の搬送プーリ２０，２９と、この一対の搬送プーリ２
０，２９に掛け渡される搬送ベルト３１と、この搬送ベ
ルト３１と同方向に延びる固定レール２と、この固定レ
ール２に沿って移動可能とされるとともに、上記搬送ベ
ルト３１の移動に伴い移動する可動部３と、上記搬送プ
ーリ２０に連結されるサーボモータ２４とを備えた単軸
ロボットにおいて、上記可動部３に、サーボモータ４６
とこのサーボモータ４６により駆動される搬送プーリ４
４とを備え、この搬送プーリ４４に上記搬送ベルト３１
を掛け渡し、上記サーボモータ４６を駆動させることに
よって、上記移動する搬送ベルト３１に対して、さらに
上記可動部３を移動可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無端巻掛け部材の移動
に伴い、可動部がガイド部材に沿って移動するように構
成された単軸ロボットの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、機械や電気部品等の加工、組
立等の分野においては、ドリル等の作業部材を所定の位
置に移動させる手段として、直線方向に作業部材を搬送
する単軸ロボットやこれを組み合わせた直交型ロボット
を用いて、加工又は組立作業を自動化することにより、
作業効率の向上を図っている。

【０００３】上記単軸ロボットの一種として、無端巻掛
け部材を用いた搬送装置が知られており、この搬送装置
は図７に示すような概略構成である。同図に示す装置
は、装置本体のケーシングａの長手方向（図７では左右
方向）の両端部にプーリ（巻掛け輪）ｂ、ｃを設け、こ
のプーリｂ、ｃにタイミングベルト（無端巻掛け部材）
ｄを掛け渡し、一方のプーリｂにサーボモータｅを連結
している。そして、上記タイミングベルトｄに可動部ｆ
を取り付け、さらに上記ケーシングａにはこの可動部ｆ
をガイドするガイド部材ｇを設けている。

【０００４】そして上記サーボモータｅを駆動させて、
上記プーリｂに回転駆動力を与えることにより、上記タ
イミングベルトｄを移動させ、このタイミングベルトｄ
に取り付けた可動部ｆをガイド部材ｇに沿って移動させ
るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
単軸ロボットにおいて、作業部材すなわち可動部の移動
性能を選択する際は、タイミングベルトを駆動するサー
ボモータに取り付けられているプーリの減速比を決めて
いた。このときは、加速度を優先させた減速比か、高速
度を優先させた減速比か、あるいは加速度と高速度との
中間の移動性能を持たせた減速比かのいずれか一つを選
択することになり、例えば最高速度を優先させる減速比
を選択すれば、サーボモータの性能上、加速度を犠牲に
しなければならなかった。したがって、高加速度と高最
高速度とを同時に発揮させることができなかった。また
高加速度又は高最高速度の限界は、サーボモータの性能
限界から決まっていた。

【０００６】そこで、この高加速度と高最高速度とを同
時に発揮可能にさせるため、また加速度若しくは最高速
度を向上させるために、上記単軸ロボットの可動部に別
の単軸ロボットを設置して両ロボットの可動部を同一移
動方向とし、こうして２台のロボットを１軸方向に組み
合わせることにより、どちらか一方のロボットに加速度
を優先させ、他方のロボットに最高速度を優先させて、
両方の性能を発揮させたり、両ロボットに加速度、最高
回転数が同程度のものを用いることで加速度や最高速度
を倍増させたりして、可動部の移動性能向上を図ること
が考えられる。

【０００７】しかし、単軸ロボットを１軸方向に２台組
み合わせて用いると装置の大型化及び複雑化を招き、装
置の設置スペースが増大するとともに、保守点検が複雑
化するという問題が生じる。

【０００８】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、単軸ロボット自体を従来に比して大型
化及び複雑化することなく、高加速度、高最高速度、又
は加速度と最高速度とを同時に発揮することが可能であ
る単軸ロボットを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
装置本体の搬送区間の両端部に設けられる一対の固定部
側巻掛け輪と、この一対の固定部側巻掛け輪に掛け渡さ
れる無端巻掛け部材と、この無端巻掛け部材と同方向に
延びるガイド部材と、このガイド部材に沿って移動可能
とされるとともに、上記無端巻掛け部材の移動に伴い移
動する可動部と、上記固定部側巻掛け輪の少なくとも一
方に連結される固定部側モータとを備えた単軸ロボット
において、上記可動部に、可動部側モータとこの可動部
側モータにより駆動される可動部側巻掛け輪とを備え、
この可動部側巻掛け輪に上記無端巻掛け部材を掛け渡し
て構成したものである。

【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１記載の単
軸ロボットにおいて、上記無端巻掛け部材をタイミング
ベルトで構成するとともに、上記固定部側巻掛け輪及び
上記可動部側巻掛け輪をプーリで構成したものである。

【００１１】請求項３に係る発明は、請求項１又は２記
載の単軸ロボットにおいて、上記固定部側モータと上記
固定部側巻掛け輪との間、及び上記可動部側モータと上
記可動部側巻掛け輪との間に、それぞれモータの回転を
変速して巻掛け輪に伝える伝動機構を設けたものであ
る。

【００１２】

【作用】上記請求項１記載の発明によれば、上記固定部
側モータの駆動により無端巻掛け部材が移動することに
加え、可動部側モータで駆動される可動部側巻掛け輪の
転動により無端巻掛け部材に対してさらに上記可動部が
移動し、加速度や最高速度が高められる。

【００１３】上記請求項２記載の発明によれば、請求項
１記載の発明による作用に加え、無端巻掛け部材にタイ
ミングベルトを用いることにより、固定部側モータの駆
動に応じた無端巻掛け部材の移動、及び可動部側モータ
の駆動に応じた無端巻掛け部材に対する可動部の移動が
精度よく行われる。

【００１４】上記請求項３記載の発明によれば、請求項
２又は３記載の作用に加え、上記各伝動機構の変速比の
設定によって加速度、最高速度を調節する自由度が高め
られる。

【００１５】

【実施例】本発明に係る単軸ロボットの一実施例を図面
に基づいて説明する。

【００１６】図１は本発明に係る単軸ロボットの概略構
成を示したものであり、ケーシング１及び固定レール
（ガイド部材）２等を備える装置本体と、この固定レー
ル２に移動可能に支持される可動部３と、この可動部３
を移動させるための機構部４とから構成されている。こ
の機構部４は、ケーシング１の所定搬送区間の両端部に
配設された一対の搬送プーリ（固定部側巻掛け輪）２
０，２９と、この両搬送プーリ２０，２９に掛け渡され
たタイミングベルトからなる搬送ベルト（無端巻掛け部
材）３１と、一方の上記搬送プーリ２０に接続されるサ
ーボモータ（固定部側モータ）２４とを備え、このサー
ボモータ２４を駆動させることによって上記搬送ベルト
３１をケーシング１に対して移動させ、この搬送ベルト
３１に取り付けた可動部３を、固定レール２に沿って移
動させるように構成している。

【００１７】さらに、上記可動部３にはサーボモータ
（可動部側モータ）４６が取り付けられ、このサーボモ
ータ４６の軸端部には搬送プーリ（可動部側巻掛け輪）
４４が連結されている。この搬送プーリ４４には上記搬
送ベルト３１が掛け渡され、上記サーボモータ４６を駆
動させることによって上記搬送プーリ４４を転動させ、
上記可動部３を搬送ベルト３１に対して移動させるよう
に構成している。

【００１８】図１では上記ケーシング１、機構部４等を
簡略化して示しているが、具体的構造を詳細図に基づい
て以下に説明する。

【００１９】図２は単軸ロボットの平面図、図３は同断
面正面図、図４は同断面側面図である。これらの図にお
いて、上記ケーシング１は底部１ａの幅方向両端部（図
４では左右方向両端部）に側壁１ｂを設けた断面が略コ
字形で、長手方向（図２及び図３では左右方向）に一様
な構造である。このケーシング１の底部１ａの幅方向両
側の上面には、長手方向に延びる一対の固定レール２が
取り付けられている。またケーシング１の上部には平板
からなる一対のカバー１ｃが設けられ、このカバー１ｃ
は、ケーシング１の長手方向の両端部に設けられた図示
しない支持部材に固定されており、上記一対のカバー１
ｃ間に開口部が存在する。

【００２０】上記機構部４には上記ケーシング１の長手
方向両端部に、概略構成図でも示した一対の搬送プーリ
２０，２９が配設されている。具体的に説明すると、上
記ケーシング１の長手方向の左端部にはブラケット２１
が取り付けられ、このブラケット２１に、ケーシング１
の幅方向に延びる軸２２が取り付けられ、この軸２２に
上記搬送プーリ２０が回転自在に保持されている。さら
にこの軸２２に上記搬送プーリ２０と一体回転する伝動
プーリ２３が保持されている。また、上記ブラケット２
１の左端部にサーボモータ２４が取り付けられ、その軸
端部に伝動プーリ２５が設けられ、この伝動プーリ２５
と上記伝動プーリ２３とにはタイミングベルトからなる
伝動ベルト２６が掛け渡されており、これら伝動プーリ
２３，２５及び伝動ベルト２６からなる伝動機構を介し
て、搬送プーリ２０にサーボモータ２４の駆動力が伝え
られるように構成されている。

【００２１】一方、上記ケーシング１の長手方向の右端
部にはブラケット２７が取り付けられている。このブラ
ケット２７には、上記軸２２と平行に軸２８が取り付け
られ、この軸２８に搬送プーリ２９が回転自在に保持さ
れている。また上記ブラケット２７の下面に設けられて
いる突起部には、ケーシング１の長手方向にねじ３０が
螺合されている。これは、このねじ３０を螺進させてケ
ーシング１の側面にあて、上記ブラケット２７を長手方
向に移動させることにより、上記搬送プーリ２０と搬送
プーリ２９との距離を調整するためのものである。

【００２２】そして、前述のように上記搬送プーリ２０
と搬送プーリ２９とに渡って搬送ベルト３１が掛け渡さ
れている。

【００２３】また、可動部３は、作業用部材を装備する
ためのテーブル４０を有し、このテーブル４０の下面に
設けられた被ガイド部４１が上記固定レール２に係合さ
れることにより、固定レール２にスライド可能に支持さ
れている。

【００２４】このテーブル４０の側端部にはブラケット
４２が取り付けられ、このブラケット４２の下部には、
図５及び図６に示すように、幅方向（図５では左右方
向、図６では上下方向）に延びる軸４３が取り付けら
れ、この軸４３に上記搬送プーリ４４が回転自在に保持
されている。さらにこの軸４３に上記搬送プーリ４４と
一体回転する伝動プーリ４５が保持されている。上記ブ
ラケット４２の上部にはサーボモータ４６が取り付けら
れ、その軸端部に伝動プーリ４７が設けられ、この伝動
プーリ４７と上記伝動プーリ４５とには、タイミングベ
ルトからなる伝動ベルト４８が掛け渡されており、これ
ら伝動プーリ４５，４７及び伝動ベルト４８からなる伝
動機構を介して搬送プーリ４４にサーボモータ４６の駆
動力が伝えられるように構成されている。

【００２５】また、上記搬送プーリ４４の両側には、軸
４９を介してブラケット４２に回転自在に支持されたテ
ンションプーリ５０が配設されている。そして、上記搬
送プーリ４４に上記搬送ベルト３１が掛け渡されるとと
もに、上記テンションプーリ５０により、搬送ベルト３
１が上記搬送プーリ４４に確実に噛み合う状態に張設さ
れている。

【００２６】次にこの装置の作用を説明する。まずサー
ボモータ２４が駆動されると、伝動プーリ２５、伝動ベ
ルト２６及び伝動プーリ２３を介して伝達される駆動力
により搬送プーリ２０が回転し、この搬送プーリ２０に
掛け渡された搬送ベルト３１が移動する。さらに、可動
部３に設けられたサーボモータ４６が駆動されると、伝
動プーリ４７、伝動ベルト４８及び伝動プーリ４５を介
して伝達される駆動力により、搬送プーリ４４が搬送ベ
ルト３１に対して転動し、これによって上記搬送ベルト
３１に対して可動部３が移動する。つまりこの単軸ロボ
ットは、移動する搬送ベルト３１に対して、さらに可動
部３を移動させることが可能であり、搬送ベルト３１の
移動速度をＶ１、搬送ベルト５に対する可動部３の移動
速度をＶ２とすると、装置本体に対する可動部３の移動
速度はＶ１＋Ｖ２となって、加速度や最高速度が高めら
れる。

【００２７】また、固定部側の伝動プーリ２３，２５に
よる減速比及び可動部側の伝動プーリ４５，４７による
減速比を変更することにより、加速度を優先させた可動
部３の移動性能、又は高速度を優先させた可動部３の移
動性能を固定部側及び可動部側でそれぞれ選択すること
ができる。

【００２８】したがって、例えば、固定部側及び可動部
側の伝動プーリの減速比を、どちらか一方に高速度を優
先させた減速比、そして他方に加速度を優先させた減速
比を選択することにより、加速度と高速度とを同時に発
揮させて可動部３を移動させることが可能である。さら
に、固定部側及び可動部側の伝動プーリの減速比を共
に、高速度を優先させた減速比、又は加速度を優先させ
た減速比とすることにより、高最高速度又は高加速度で
可動部３を移動させることも可能である。

【００２９】このように、従来の単軸ロボットと同様に
固定部側モータ２４で搬送ベルト３１を移動させる機構
に加えて、可動部側モータ４６とこれにより駆動される
搬送プーリ４４とを可動部３に設けることにより、単軸
ロボット自体を大型化及び複雑化することなく、高加速
度、高最高速度、又は加速度と最高速度とを同時に発揮
させて可動部３を移動させることが可能である。

【００３０】なお、上記固定部側のサーボモータ２４を
正逆回転させることにより、搬送ベルト３１を往復移動
させることが可能であり、また上記サーボモータ２４と
同様に、上記可動部側のサーボモータ４６を正逆回転さ
せることにより、可動部３を搬送ベルト３１に対して往
復移動させることが可能である。

【００３１】また、搬送ベルト３１はタイミングベルト
からなり、これに固定部側の搬送プーリ２０，２９及び
可動部側の搬送プーリ４４が確実に噛み合う状態に張設
されていることにより、搬送ベルト３１及び可動部３の
移動が精度よく行われる。

【００３２】もっとも、無端巻掛け部材及び巻掛け輪と
しては、上記実施例に示すタイミングベルト及びプーリ
の代りにチェーン及びスプロケットを用いても差し支え
ない。

【００３３】また、上記単軸ロボットの可動部に、上記
のものと同様の単軸ロボットを直交状態に設置して２軸
方向に移動自在にした直交型ロボットを構成することも
できる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、固定部
側モータと無端巻掛け部材とを備えた単軸ロボットにお
いて、無端巻掛け部材の移動に伴い移動する可動部に、
可動部側モータとこの可動部側モータにより駆動される
可動部側巻掛け輪とを設け、この可動部側巻掛け輪に上
記無端巻掛け部材を掛け渡したので、これにより、上記
移動する無端巻掛け部材に対して、さらにこの可動部を
移動させることができる。したがって、単軸ロボット自
体を大型化及び複雑化することなく、加速度や最高速度
を高めることができる。

【００３５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る単軸ロボットの概略構成図であ
る。

【図２】本発明に係る単軸ロボットの一例を示す平面図
である。

【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

【図４】図２におけるＩＶ−ＩＶ断面図である。

【図５】図２におけるＶ−Ｖ断面図である。

【図６】図３におけるＶＩ−ＶＩ断面図である。

【図７】従来の単軸ロボットの概略構成図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 固定レール ３ 可動部 ４ 機構部 ２０，２９，４４ 搬送プーリ ３１ タイミングベルト ２４，４６ サーボモータ ２３，２５，４５，４７ 伝動プーリ ５０ テンションプーリ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置本体の搬送区間の両端部に設けられ
   る一対の固定部側巻掛け輪と、この一対の固定部側巻掛
   け輪に掛け渡される無端巻掛け部材と、この無端巻掛け
   部材と同方向に延びるガイド部材と、このガイド部材に
   沿って移動可能とされるとともに、上記無端巻掛け部材
   の移動に伴い移動する可動部と、上記固定部側巻掛け輪
   の少なくとも一方に連結される固定部側モータとを備え
   た単軸ロボットにおいて、上記可動部に、可動部側モー
   タとこの可動部側モータにより駆動される可動部側巻掛
   け輪とを備え、この可動部側巻掛け輪に上記無端巻掛け
   部材を掛け渡したことを特徴とする単軸ロボット。
2. 【請求項２】 上記無端巻掛け部材をタイミングベルト
   で構成するとともに、上記固定部側巻掛け輪及び上記可
   動部側巻掛け輪をプーリで構成したことを特徴とする請
   求項１記載の単軸ロボット。
3. 【請求項３】 上記固定部側モータと上記固定部側巻掛
   け輪との間、及び上記可動部側モータと上記可動部側巻
   掛け輪との間に、それぞれモータの回転を変速して巻掛
   け輪に伝える伝動機構を設けたことを特徴とする請求項
   １又は２記載の単軸ロボット。