JPH0911164A - Six-shaft vertical multi-joint type robot for bending - Google Patents
Six-shaft vertical multi-joint type robot for bendingInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はベンディング用６軸垂
直多関節型ロボットに係り、さらに詳しくは、アームの
長さに特徴を有するベンディング用６軸垂直多関節型ロ
ボットに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bending 6-axis vertical multi-joint type robot, and more particularly to a bending 6-axis vertical multi-joint type robot having a characteristic arm length.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、ベンダーに用いられている一
般的な６自由度多関節ロボットについて簡単に説明す
る。図１４に示される６自由度多関節ロボット１では、
機台３に垂直に植設されている第１アーム５が設けられ
ている。この第１アーム５の途中部分には第１回転機構
ｊ1 が設けられており、垂直軸を回転軸として回転自在
となっている。この第１アーム５の上端には第２旋回軸
ｊ2 を介して第２アーム７が設けられており、この第２
アーム７は上下方向へ旋回自在となっている。2. Description of the Related Art Conventionally, a general 6-degree-of-freedom articulated robot used by a vendor will be briefly described. In the 6-degree-of-freedom articulated robot 1 shown in FIG.
A first arm 5 vertically provided on the machine base 3 is provided. A first rotation mechanism j1 is provided in the middle of the first arm 5 and is rotatable about a vertical axis as a rotation axis. A second arm 7 is provided on the upper end of the first arm 5 via a second turning axis j2.
The arm 7 is rotatable up and down.
【０００３】第２アーム７の先端には第３旋回軸ｊ3 を
介して第３アーム９が旋回自在に設けられている。この
第３アーム９の途中部分には第４回転機構ｊ4 が設けら
れており、第３アーム９の軸を中心として回転自在とな
っている。A third arm 9 is rotatably provided at the tip of the second arm 7 via a third turning axis j3. A fourth rotating mechanism j4 is provided in the middle of the third arm 9 and is rotatable about the axis of the third arm 9.
【０００４】さらに、第３アーム９の先端には第５旋回
軸ｊ5 を介して第４アーム１１が旋回自在に設けられて
いる。この第４アーム１１の途中部分には第６回転機構
ｊ6が設けられており第４アーム１１の先端に設けられ
ているワーククランパであるバキュームパッド１３によ
り把持されているワークＷを回転自在に支持している。Further, a fourth arm 11 is rotatably provided at the tip of the third arm 9 via a fifth swivel axis j5. A sixth rotating mechanism j6 is provided in the middle of the fourth arm 11, and rotatably supports the work W gripped by a vacuum pad 13 which is a work clamper provided at the tip of the fourth arm 11. doing.
【０００５】このような６自由度多関節ロボット１の設
計に当たり、目標とする可搬重量，スピード，動作範囲
を実現するために最適なモータや減速機を選択する。ま
た、コストの問題で、バランサをつけたりモータの配置
を工夫するなどしてより小さいモータを選択するように
している。In designing such a six-degree-of-freedom articulated robot 1, optimum motors and speed reducers are selected in order to achieve the target loadable weight, speed, and operating range. Also, due to cost issues, smaller motors are selected by adding a balancer or devising motor arrangement.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、図１５に示されているよう
に、曲げ動作中ワーククランプ１３の代りに、グリッパ
１５でワークＷをつかみっぱなしで軌跡に追従する場
合、ロボット１は位置および姿勢の制御をしなくてはな
らないが、一般的な６自由度ロボット１を用いた場合、
曲げ動作中に姿勢の特異点を通ることが多い。ここでい
う特異点とは、第５旋回軸ｊ5 の回度が０になる。つま
り、第４回転機構ｊ4 と第６回転機構ｊ6 が平行になる
姿勢のことで、この近傍では姿勢の制御をするために、
第４回転機構ｊ4 と第６回転機構ｊ6の速度が過大にな
り、ロボット１の能力を上まわってしまう場合が多く、
結果として姿勢制御ができなくなる。何故、ワークＷを
はなさずに曲げたいという理由は、曲げ精度やタクトタ
イムアップのためである。However, in such a conventional technique, as shown in FIG. 15, instead of the work clamp 13 during the bending operation, the work W is grasped by the gripper 15. The robot 1 must control the position and the posture when following the trajectory without any movement. However, when the general 6-degree-of-freedom robot 1 is used,
It often passes through singular points of posture during bending motion. The singular point here means that the degree of rotation of the fifth turning axis j5 becomes zero. That is, it means the posture in which the fourth rotating mechanism j4 and the sixth rotating mechanism j6 are parallel to each other.
In many cases, the speeds of the fourth rotating mechanism j4 and the sixth rotating mechanism j6 become excessive, and the robot 1's ability is exceeded.
As a result, the posture cannot be controlled. The reason why it is desired to bend the work W without removing it is to increase the bending accuracy and the takt time.
【０００７】上記曲げ動作の場合、最大でもワークＷの
辺を３辺曲げたら持ち替え動作を行う必要がある。持ち
替えとはタクトや持ち替え精度により曲げ精度にも影響
がでる。そこで持ち替え回数を減すために、ワークＷの
端を持つグリッパ１５ではなく、ワークＷの中心を持ち
図１２に示されているようにバキュームパッド１３にす
るとよい。この場合でも、ワークＷの中心から端までの
長さが大きくなると、ワークＷがロボット自身とも干渉
するため大きいワークＷは持てない。また、第４アーム
１１の先端に第７回転機構ｊ7 を設け、その先端にパキ
ュームパッド１３を設けた場合には、ある程度の大きさ
のワークＷは持てるがそれでも制限があるし、第７回転
機構ｊ7 を追加するという問題がある。In the case of the above bending operation, it is necessary to perform the holding operation after bending the sides of the work W at three sides at the maximum. Bending accuracy is affected by tact and holding accuracy. Therefore, in order to reduce the number of holdings, it is preferable to hold the center of the work W instead of the gripper 15 having the end of the work W and use the vacuum pad 13 as shown in FIG. Even in this case, if the length from the center to the end of the work W increases, the work W also interferes with the robot itself, and thus a large work W cannot be held. Further, when the seventh rotation mechanism j7 is provided at the tip of the fourth arm 11 and the vacuum pad 13 is provided at the tip thereof, the work W of a certain size can be held, but there is still a limit, and the seventh rotation is required. There is a problem of adding mechanism j7.
【０００８】逆に、ワークＷの中心から端までの長さが
小さいワークＷを曲げたい場合には、ロボット１の手首
部分すなわち第４回転機構ｊ4 〜ｊ6 回転機構ｊ6 付近
がベンダーのパネルに干渉してしまう問題がある。On the contrary, when it is desired to bend the work W having a small length from the center to the end of the work W, the wrist portion of the robot 1, that is, the vicinity of the fourth rotation mechanism j4 to j6 rotation mechanism j6 interferes with the panel of the bender. There is a problem.
【０００９】この発明の目的は、以上のような従来の技
術に着目してなされたものであり、小物から大物ワーク
の４辺曲げに対応し、かつ曲げ動作中に特異点を通らな
いことにより、ワークへの追従が可能なベンディング用
６軸垂直多関節型ロボットを提供することにある。The object of the present invention has been made by paying attention to the above-mentioned conventional techniques, and it corresponds to the four side bending of a small work to a large work and does not pass a singular point during the bending operation. , To provide a 6-axis vertical articulated robot for bending capable of following a work.
【００１０】[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、請求項１による発明のベンディング用６軸垂直多関
節型ロボットは、機台から上方へ植設されると共に途中
部分に第１回転機構を有する第１アームと、この第１ア
ームの上端に設けられた第２旋回軸により旋回自在の第
２アームと、この第２アームの先端に設けられた第３旋
回軸により旋回自在であると共に途中部分に第４回転機
構を有する第３アームと、この第３アームの先端に設け
られた第５旋回軸により旋回自在であると共に、途中部
分に第６回転機構を有する第４アームと、この第４アー
ムの先端に旋回且つ回転自在に設けられたワーククラン
パと、を有するベンディング用６軸垂直多関節型ロボッ
トであって、前記第２アームの長さと第３アームの長さ
の比が略２．５対１であると共に、第３回転機構を上向
きの姿勢に保持し、かつ第５旋回軸を第２旋回軸より下
にあるように制御すべく構成せしめてなることを特徴と
するものである。In order to achieve the above-mentioned object, a bending 6-axis vertical articulated robot of the invention according to claim 1 is planted upward from a machine base and has a first rotation in an intermediate part. A first arm having a mechanism, a second arm that can be swung by a second swivel shaft provided on the upper end of the first arm, and a third arm that can swivel by a third swivel shaft provided at the tip of the second arm. A third arm having a fourth rotation mechanism in the middle thereof, and a fourth arm having a sixth rotation mechanism in the middle of the third arm, which is rotatable by a fifth swing shaft provided at the tip of the third arm, A bending 6-axis vertical articulated robot having a work clamper rotatably and rotatably provided at the tip of the fourth arm, wherein the ratio of the length of the second arm to the length of the third arm is About 2.5 pairs With it, the third rotating mechanism is held in the upward position, and is characterized in by comprising brought configured to control so that the fifth pivot axis below the second pivot axis.
【００１１】また、請求項２による発明のベンディング
用６軸垂直多関節型ロボットは、請求項１における機台
が移動手段を備えてなることを特徴とするものである。A bending 6-axis vertical articulated robot according to a second aspect of the invention is characterized in that the machine base according to the first aspect includes a moving means.
【００１２】[0012]
【作用】請求項１によるベンディング用６軸垂直多関節
型ロボットでは、機台に植設された第１アームが途中部
分に設けられている第１回転機構により軸まわりに回転
自在であり、第２アームは第１アームとの接合に用いら
れている第２旋回軸により第１アームに対して旋回自在
である。第３アームは第４回転機構により軸まわりに回
転自在であると共に、第２アームとの接合に用いられて
いる第３旋回軸により第２アームに対して旋回自在であ
る。さらに、第４アームは、第６回転機構により軸まわ
りに回転自在であると共に第３アームとの接合に用いら
れている第５旋回軸により第３アームに対して旋回自在
である。第４アームの先端にはワーククランパが旋回且
つ回転自在に設けられているので、ベンディング用６軸
垂直多関節型ロボットにより把持されたワークは６軸方
向に対して移動自在である。この際、第２アームの長さ
と第３アームの長さを略２．５：１とし、第３旋回軸を
上向きの姿勢に保持し、かつ第５旋回軸を第２旋回軸よ
り下にあるように制御すべく構成せしめてあるので、ベ
ンダーによる曲げ加工時における第２アームの旋回角度
を小さくして第３旋回軸が下がりすぎて土台等に衝突す
ることを防止する。In the bending 6-axis vertical articulated robot according to claim 1, the first arm implanted in the machine base is rotatable about the axis by the first rotating mechanism provided in the middle portion, The two arms are swingable with respect to the first arm by a second swing shaft used for joining with the first arm. The third arm is rotatable about the axis by the fourth rotation mechanism, and is rotatable with respect to the second arm by the third swing shaft used for joining with the second arm. Further, the fourth arm is rotatable about the axis by the sixth rotating mechanism and is rotatable with respect to the third arm by the fifth swing shaft used for joining with the third arm. Since the work clamper is rotatably and rotatably provided at the tip of the fourth arm, the work gripped by the bending 6-axis vertical articulated robot is movable in the 6-axis directions. At this time, the length of the second arm and the length of the third arm are set to about 2.5: 1, the third pivot is held in the upward posture, and the fifth pivot is below the second pivot. Since it is configured to be controlled as described above, the turning angle of the second arm during bending by the bender is reduced to prevent the third turning axis from falling too much and colliding with the base or the like.
【００１３】また、請求項２によるベンディング用６軸
垂直多関節型ロボットでは、請求項１記載の機台が移動
手段を備えているので、ベンディング用６軸多関節ロボ
ット自体が移動自在である。Further, in the bending 6-axis vertical articulated robot according to claim 2, since the machine base according to claim 1 is provided with the moving means, the bending 6-axis articulated robot itself is movable.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。なお、前述の従来技術の欄で説明した６軸多
関節ロボット１と同じ部位には同じ符号を付すと共に重
複する説明は省略する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same parts as those of the 6-axis articulated robot 1 described in the above-mentioned section of the prior art are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【００１５】図１にはこの発明に係るベンディング用６
軸垂直多関節型ロボット１７が示されている。この６軸
垂直多関節型ロボット１７では、第２旋回軸ｊ2 と第３
旋回軸ｊ3 との間である第２アーム１９の長さＬ2 と、
第３旋回軸ｊ3 と第５旋回軸ｊ5 との間である第３アー
ム２１の長さＬ3 との比を略２．５：１としている。ま
た、６軸垂直多関節型ロボット１７は機台３の下端部に
は移動手段としての車輪２３が設けられている。FIG. 1 shows a bending 6 according to the present invention.
An axis-vertical articulated robot 17 is shown. In this 6-axis vertical articulated robot 17, the second turning axis j2 and the third turning axis j2
The length L 2 of the second arm 19 between the pivot axis j 3 and
The ratio of the length L 3 of the third arm 21, which is between the third turning axis j3 and the fifth turning axis j5, is about 2.5: 1. The 6-axis vertical articulated robot 17 is provided with wheels 23 as moving means at the lower end of the machine base 3.
【００１６】一方、土台２５の上には、所望の方向へガ
イドレール２７が敷設されており、前記車輪２３はこの
ガイドレール２７に沿って図１中紙面直角方向へ走行自
在となっている。その他の構造は前述の従来技術の欄で
説明したもの（図１２参照）と同様である。On the other hand, a guide rail 27 is laid on the base 25 in a desired direction, and the wheels 23 can travel along the guide rail 27 in a direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. Other structures are the same as those described in the section of the above-mentioned related art (see FIG. 12).
【００１７】本実施例では第３旋回軸ｊ3 を上向きの姿
勢にすると共に第５旋回軸ｊ5 を第２旋回軸ｊ2 より下
にもっていくように制御することにより、従来の問題を
解決した。In this embodiment, the conventional problem is solved by setting the third turning axis j3 in the upward posture and controlling the fifth turning axis j5 so as to move it below the second turning axis j2.
【００１８】すなわち、６軸垂直多関節型ロボット１７
は、ロボットのＴ．Ｃ．Ｐ（ツールセンタポイント）を
ある位置姿勢にもっていった場合、８通りのパターンが
とれる。この中の１つに第３旋回軸ｊ3 の向きがある。
図２に示されているように、同じ位置，姿勢にＴ．Ｃ．
Ｐをもっていった場合、第３旋回軸ｊ3 の上下により２
通りのパターンがある。That is, the 6-axis vertical articulated robot 17
Is a robot T. C. When P (tool center point) is brought to a certain position and orientation, eight patterns can be taken. One of them is the direction of the third turning axis j3.
As shown in FIG. 2, the T.S. C.
If P is used, it will be 2 depending on the top and bottom of the third turning axis j3.
There are street patterns.
【００１９】図３に示されているように、Ｌ3 の向きを
上向き（第３旋回軸ｊ3 が下向き）に保持すると共に、
第６旋回軸ｊ6 を第５旋回軸ｊ5 より上にもっていき、
かつ第５旋回軸ｊ5 が第２旋回軸ｊ2 より下にあること
により、第６旋回軸ｊ6 でワークを回した場合、ロボッ
ト１７とワークの干渉がなくなるのである。As shown in FIG. 3, while keeping the direction of L 3 upward (the third turning axis j 3 is downward),
Bring the 6th turning axis j6 above the 5th turning axis j5,
Further, since the fifth turning axis j5 is below the second turning axis j2, when the work is turned around the sixth turning axis j6, the interference between the robot 17 and the work is eliminated.
【００２０】また、この姿勢で曲げ動作をした場合、第
４回転機構ｊ4 と第６旋回機構ｊ6が平行になる点（特
異点）が曲げ動作中に現われることがなくなると共に、
４辺持ち替えなしで曲げることができる。Further, when the bending operation is performed in this posture, the point (singular point) where the fourth rotating mechanism j4 and the sixth turning mechanism j6 are parallel to each other does not appear during the bending operation, and
It can be bent without changing the sides.
【００２１】図４に基づいて、第２アーム１９の長さＬ
2 と第３アーム２１の長さＬ3 との比を略２．５：１と
した根拠について説明する。Based on FIG. 4, the length L of the second arm 19
The reason why the ratio of 2 to the length L 3 of the third arm 21 is approximately 2.5: 1 will be described.
【００２２】図４（Ａ）に示されるように、Ｌ2 ＋Ｌ3
の長さを１６５０ｍｍとし、長さ２０００ｍｍのワーク
Ｗを中心位置においてクランプし、かつ第２旋回軸ｊ2
から折曲げ前のワークＷの高さＺ1 （図５参照）を４０
０ｍｍになるようにして、図示しないベンダーで９０度
曲げ加工を行う場合を想定したものである。As shown in FIG. 4A, L 2 + L 3
Has a length of 1650 mm, a workpiece W having a length of 2000 mm is clamped at the center position, and the second turning axis j2
The height Z 1 (see Fig. 5) of the work W before bending from 40
This is based on the assumption that the bender (not shown) performs 90 ° bending so that the length becomes 0 mm.
【００２３】図４（Ｂ）には、この発明に係る６軸多関
節ロボット２次元モデル１７が示されており、Ｌ2 ＝１
２００ｍｍ，Ｌ3 ＝４５０ｍｍ、すなわち、Ｌ2 ：Ｌ3
＝２．６７：１の場合が示されている。この場合におけ
る加工前の点ＰＷ０に第五旋回軸ｊ5 を位置させるため
には、第２アーム１９が水平となす角ΘＢは下向きに１
０．１度となる。また、このとき第２アーム１９と第３
アーム２１のなす角ΦＢは、１３０度となる。FIG. 4B shows a 6-axis articulated robot two-dimensional model 17 according to the present invention, where L 2 = 1.
200 mm, L 3 = 450 mm, that is, L 2 : L 3
= 2.67: 1 is shown. In this case, in order to position the fifth pivot axis j5 at the point PW0 before processing, the angle ΘB formed by the second arm 19 with respect to the horizontal is 1 downward.
It will be 0.1 degrees. At this time, the second arm 19 and the third arm
The angle ΦB formed by the arm 21 is 130 degrees.
【００２４】図４（Ｃ）には、全体長さを等分にした、
Ｌ2 ＝８２５ｍｍ，Ｌ3 ＝８２５ｍｍ すなわち、
Ｌ2 ：Ｌ3 ＝１：１の場合が示されている。この場合に
おける加工前の点ＰＷ０に第五旋回軸ｊ5 を位置させる
ためには、第２アーム１９が水平となす角ΦΘは下向き
に３０．８度となる。また、第２アーム１９と第３アー
ム２１のなす角ΦＣは、１３５．８度となる。In FIG. 4C, the entire length is divided into equal parts,
L 2 = 825 mm, L 3 = 825 mm That is,
The case where L 2 : L 3 = 1: 1 is shown. In this case, in order to position the fifth pivot axis j5 at the point PW0 before processing, the angle ΦΘ formed by the second arm 19 with respect to the horizontal is 30.8 degrees downward. The angle ΦC formed by the second arm 19 and the third arm 21 is 135.8 degrees.
【００２５】図４（Ｄ）には図４（Ｃ）の場合と同様に
全体長さを等分にした、Ｌ2 ＝８２５ｍｍ，Ｌ3 ＝８２
５ｍｍ すなわち、Ｌ2 ：Ｌ3 ＝１：１の場合が示され
ている。この場合において前述の（Ｂ）の場合と同様に
第２アーム１９が水平となす角を下向き１０．１度とし
て加工前の位置ＰＷ０を設定すると、第３旋回軸ｊ3に
おいて第２アーム１９と第３アーム２１を直線状に延ば
しても第五旋回軸ｊ5は加工後の点ＰＷ１に届かないこ
とがわかる。In FIG. 4D, the entire length is equally divided as in the case of FIG. 4C, L 2 = 825 mm, L 3 = 82.
5 mm, that is, the case of L 2 : L 3 = 1: 1 is shown. In this case, similarly to the case of (B) described above, if the position PW0 before machining is set with the angle formed by the second arm 19 with the horizontal direction being 10.1 degrees downward, the second arm 19 and the second arm 19 and the second arm 19 on the third turning axis j3 are set. It is understood that the fifth pivot axis j5 does not reach the processed point PW1 even if the three arms 21 are linearly extended.
【００２６】従って、図４（Ｂ），（Ｃ）では加工前点
ＰＷ０および加工後点ＰＷ１は移動範囲に入っているこ
とを示しているが、図２（Ｄ）では加工後点ＰＷ１は移
動範囲にないことを示している。Therefore, in FIGS. 4B and 4C, the pre-machining point PW0 and the post-machining point PW1 are shown to be in the movement range, but the post-machining point PW1 moves in FIG. 2D. It is out of range.
【００２７】これらの図から明らかなように、図４
（Ｂ）に示される場合に第２旋回軸ｊ2において第２ア
ーム１９がなす角度は１０．１度であり、図４（Ｃ）に
示される場合に第２旋回軸ｊ2 において第２アーム１９
がなす角度は３０．８度となることから、第３アーム２
１が長い場合には、第３旋回軸ｊ3 がかなり下方まで移
動することがわかる。As is clear from these figures, FIG.
In the case shown in (B), the angle formed by the second arm 19 on the second turning axis j2 is 10.1 degrees, and in the case shown in FIG. 4 (C), the second arm 19 on the second turning axis j2.
Since the angle formed by is 30.8 degrees, the third arm 2
It can be seen that when 1 is long, the third turning axis j3 moves considerably downward.
【００２８】さらに、第２アーム１９，第３アーム２１
の長さＬ2 ，Ｌ3 の比を１．０から３．２５まで変化さ
せて行った結果では、アームの長さの比が１：１に近い
場合には、第２アーム１９と第３アーム２１の作る角度
が鋭角となる姿勢しか取れず（Ｚ1 の高さ、ロボット各
アームの可動範囲、床との干渉による）、ワークＷが大
きいすなわち把持位置と折曲げ位置が離れている場合、
最終姿勢がとれなくなる。又その比が大きすぎる場合
（１３００／４００＝３．２５）には上記角度を鋭角に
取れても大きなワークＷを曲げる場合にはやはり腕の長
さがたりなくなって最終姿勢が取れないことがある。以
上の検討結果から、アーム長さＬ2 ，Ｌ3をそれぞれ１
２００ｍｍ，４５０ｍｍと決め、そのＬ2 ：Ｌ3 を略
２．５＝１とすると共に、第３旋回軸ｊ3 を上向きに保
持し、第５旋回軸ｊ5 の高さＨ1 を第２旋回軸ｊ2 の高
さＨ2 より下にあるように制御するのがよい。Further, the second arm 19 and the third arm 21
As a result of changing the ratio of the lengths L 2 and L 3 from 1.0 to 3.25, when the ratio of the arm lengths is close to 1: 1, the second arm 19 and the third arm 19 When the arm 21 can only take an acute angle (due to the height of Z 1 , the movable range of each robot arm, and interference with the floor) and the work W is large, that is, the gripping position and the bending position are separated from each other. ,
The final posture cannot be taken. Also, if the ratio is too large (1300/400 = 3.25), even if the angle is set to an acute angle, when the large work W is bent, the arm length becomes too short and the final posture cannot be obtained. is there. From the above examination results, the arm lengths L 2 and L 3 are set to 1
200 mm and 450 mm, L 2 : L 3 thereof is set to about 2.5 = 1, the third turning axis j 3 is held upward, and the height H 1 of the fifth turning axis j 5 is set to the second turning axis j 2 It is better to control the height to be lower than the height H 2 .
【００２９】次に、実際の曲げ加工における６軸多関節
ロボット１７の動きを更に詳細に検討する。前提条件と
しては、ワークＷの下面をクランプする場合を考える。
これは、ワークＷの上面をクランプする場合にはワーク
Ｗの大きさに応じて懐の広さを要求されるため、下面か
らのクランプの方が有利だからである。Next, the movement of the 6-axis articulated robot 17 in actual bending will be examined in more detail. As a prerequisite, consider the case where the lower surface of the work W is clamped.
This is because when the upper surface of the work W is clamped, a wide pocket is required according to the size of the work W, and therefore clamping from the lower surface is more advantageous.
【００３０】ベンダーの金型位置は高い方がロボットに
とっては作業しやすいが、金型交換作業等のために、１
４５０ｍｍ前後を設定した。また、ロボットが走行台車
の上に乗って移動することを考えて、ロボットの到達距
離すなわちアームの長さを１６００ｍｍ確保した。第２
アーム１９の長さは１３００ｍｍ以下に設定した。It is easier for the robot to work if the mold position of the bender is higher, but it is not necessary
Around 450 mm was set. Further, considering that the robot rides on the traveling carriage and moves, the reach distance of the robot, that is, the length of the arm is secured to be 1600 mm. Second
The length of the arm 19 was set to 1300 mm or less.
【００３１】以上のような前提条件の下、図５には加工
前後における６軸多関節ロボット１７の第二アーム１９
および第３アーム２１の関係が示されている。図５にお
いて、Ｘ1,Ｙ1,Ｚ1 は加工前の第５旋回軸ｊ5 の位置、
Ｘ2,Ｙ2,Ｚ2 は加工後の第５旋回軸ｊ5 の位置、Ｌ2 は
第２アームの長さ、Ｌ3 は第３アームの長さ、Ｌは第２
旋回軸ｊ2 から第五旋回軸ｊ5 までの距離、ｈはｊ5 か
らワークＷ面までの距離、Θは曲げ角度、θ1 は加工前
の第２アームが水平面となす角度、θ2 は加工前の第２
アームと第３アームのなす角度、θ3 は加工前のＰ1 点
のＸＹ面への投影点とＹ軸の角度、θ4 は加工後のＬの
ＸＹ面への投影線とＹ軸の角度、θ5 は加工後の第２ア
ームが水平面となす角度、θ6 は加工後の第２アームと
第３アームのなす角度、Ｄは１軸中心とベンダー金型中
心距離、Ｘはワーク把持中心から折曲げ中心までの長
さ、を各々示す。Under the above preconditions, FIG. 5 shows the second arm 19 of the 6-axis articulated robot 17 before and after machining.
The relationship between the third arm 21 and the third arm 21 is shown. In FIG. 5, X1, Y1, and Z1 are the positions of the fifth turning axis j5 before machining,
X2, Y2, Z2 fifth position of the pivot axis j5 after processing, L 2 is the length of the second arm, L 3 is the length of the third arm, L is the second
The distance from the swivel axis j2 to the fifth swivel axis j5, h is the distance from j5 to the workpiece W surface, Θ is the bending angle, θ1 is the angle between the second arm before machining and the horizontal plane, and θ2 is the second before machining.
The angle formed by the arm and the third arm, θ3 is the angle between the projection point of P1 point before machining on the XY plane and the Y axis, θ4 is the angle between the projection line of L after machining on the XY plane and the Y axis, and θ5 is The angle between the second arm after machining and the horizontal plane, θ6 is the angle between the second arm and third arm after machining, D is the distance between the center of one axis and the center of the bender die, and X is the center of the work grip to the center of bending. The length of each is shown.
【００３２】ここで、Ｚ1 が約４４０ｍｍになるように
θ1,θ2 を設定し、Θは５０度に設定する。このような
条件の下、θ3,θ4,θ5,θ6 が以下に示す計算式により
求まる。Here, θ1 and θ2 are set so that Z1 is about 440 mm, and Θ is set to 50 degrees. Under these conditions, θ3, θ4, θ5, θ6 can be calculated by the following formulas.
【００３３】[0033]
【数１】 sin θ3 ＝（Ｄ−Ｘ）／（Ｌ2 ・cos θ1 −Ｌ3 ・cos(θ2 −θ1)） θ3 ＝sin -1（Ｘ1 ／（Ｌ2 ・cos θ1 −Ｌ3 ・cos(θ2 −θ1)）） Ｘ1 ＝Ｄ−Ｘ、Ｙ1 ＝（Ｌ2 ・cos θ1 −Ｌ3 ・cos(θ2 −θ1)）・cos θ3 、Ｚ1 ＝Ｌ2 ・sin θ1 ＋Ｌ3 ・sin(θ2 −θ1) Ｘ2 ＝Ｄ−（Ｘ・cos Θ＋ｈ・sin Θ）、Ｙ2 ＝Ｙ1 、Ｚ2 ＝Ｘ・sin Θ−ｈ ・cos Θ＋Ｚ1 ＋ｈ、Ｌ＝√（Ｘ2 2 ＋Ｙ2 2 ＋Ｚ2 2 ） θ4 ＝tan -1（Ｘ2 ／Ｙ2 ）、θ5 ＝tan -1（Ｚ2 ／√（Ｘ2 2 ＋Ｙ2 2 ）） −cos -1（（Ｌ2 ＋Ｌ2 2 −Ｌ3 2 ）／（２・Ｌ2 ・Ｌ））、θ6 ＝cos -1 （（Ｌ2 2 ＋Ｌ3 2 −Ｌ2 ）／（２・Ｌ2 ・Ｌ3 ）） 以上の式においてＬ2 およびＬ3 に種々の値を代入して
計算した結果が図６〜図１３に示してある。すなわち、
Ｌ2 を８５０ｍｍ，１０５０ｍｍ，１１５０ｍｍ，１２
５０ｍｍ，１３００ｍｍ，Ｌ3 を４００ｍｍ，４５０ｍ
ｍ，５５０ｍｍ，６５０ｍｍ，８５０ｍｍとしてベンダ
ー折り曲げ線からハンド中心まで２００ｍｍ，３００ｍ
ｍ，４００ｍｍ，５００ｍｍ，１２００ｍｍで曲げを行
う場合の最大許容寸法について検討を行ったところ、Ｌ
2 ＝Ｌ3 ＝８５０ｍｍではとどかないワークＷがあり、
５５０ｍｍでは長すぎる。他については問題ないが最大
到達距離から１２００ｍｍとして、４５０ｍｍを採用し
た。図６に示したものがよいことになる。これにより、
Ｌ2 とＬ3 の比を略２．５：１程度とすることが適する
ことがわかる。[Equation 1] sin θ3 = (D−X) / (L2 · cos θ1 −L3 · cos (θ2 −θ1)) θ3 = sin −1 (X1 / (L2 · cos θ1 −L3 · cos (θ2 −θ1)) )) X1 = D-X, Y1 = (L2 * cos θ1 -L3 * cos (θ2 -θ1)) * cos θ3, Z1 = L2 * sin θ1 + L3 * sin (θ2 -θ1) X2 = D- (X *) cos Θ + h · sin Θ), Y2 = Y1, Z2 = X · sin Θ−h cos Θ + Z1 + h, L = √ (X 2 2 + Y 2 2 + Z 2 2 ) θ 4 = tan -1 (X 2 / Y 2), θ 5 = tan -1 (Z2 / √ ( X 2 2 + Y 2 2)) -cos -1 ((L 2 + L 2 2 -L 3 2) / (2 · L2 · L)), θ6 = cos -1 (( L 2 2 + L 3 2 −L 2 ) / (2 · L 2 · L 3)) The results calculated by substituting various values for L 2 and L 3 in the above equation are shown in FIGS. 6 to 13. That is,
L2 is 850mm, 1050mm, 1150mm, 12
50mm, 1300mm, L3 400mm, 450m
m, 550 mm, 650 mm, 850 mm from bender bending line to hand center 200 mm, 300 m
When the maximum allowable dimension when bending at m, 400 mm, 500 mm, and 1200 mm was examined, L
There is a work W that does not reach 2 = L3 = 850 mm,
550 mm is too long. Other than that, there is no problem, but 450 mm was adopted as 1200 mm from the maximum reachable distance. What is shown in FIG. 6 is preferable. This allows
It is understood that it is suitable to set the ratio of L 2 and L 3 to about 2.5: 1.
【００３４】このようなベンディング用６軸垂直多関節
型ロボット１によれば、ワークＷの曲げ加工を行う場合
に、加工に応じてワークＷを保持することができると共
に、第２アーム１９の旋回角度を小さくし、第３旋回軸
ｊ3 が下がりすぎて地面に衝突することを防止できる。According to such a bending 6-axis vertical articulated robot 1, when the work W is bent, the work W can be held according to the work and the second arm 19 can be rotated. By making the angle small, it is possible to prevent the third turning axis j3 from falling too much and colliding with the ground.
【００３５】なお、この発明は、前述した実施例に限定
されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の実
施例における寸法は、ベンダーの金型位置，ワークＷの
大きさ，曲げ角度等により適正な値を設定することがで
きる。The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be implemented in other modes by making appropriate changes. That is, the dimension in the above-described embodiment can be set to an appropriate value depending on the die position of the bender, the size of the work W, the bending angle, and the like.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よるベンディング用６軸垂直多関節型ロボットでは、機
台に植設された第１アームが途中部分に設けられている
第１回転機構により回転自在であり、第２アームは第１
アームとの接合に用いられている第２旋回軸により第１
アームに対して旋回自在である。第３アームは第２アー
ムとの接合に用いられている第３旋回軸により第２アー
ムに対して旋回自在である。さらに、第３アームの先端
に設けられた第５旋回軸により旋回自在であると共に途
中部分に第６回転機構を有する第４アームとこの第４ア
ームの先端にはワーククランパが旋回且つ回転自在に設
けられているので、ベンディング用６軸垂直多関節型ロ
ボットにより把持されたワークは６軸方向に対して移動
自在である。これによりワークを保持して６自由度で移
動できるが、第２アームの長さと第３アームの長さを略
２．５：１とし、第３旋回軸を上向きの姿勢に保持し、
かつ第５旋回軸を第２旋回軸より下にあるように制御す
べく構成されているので、ベンダーによる曲げ加工時に
おける第２アームの旋回角度を小さくし、第３旋回軸が
下がりすぎて地面に衝突することを防止できる。As described above, in the bending 6-axis vertical articulated robot according to the first aspect of the invention, the first rotating mechanism is provided with the first arm planted on the machine base in the middle thereof. The second arm is rotatable by the
First by the second pivot used to join the arm
It is freely rotatable with respect to the arm. The third arm is swingable with respect to the second arm by a third swing shaft used for joining with the second arm. Further, a fourth arm having a fifth rotating shaft provided at the tip of the third arm and having a sixth rotating mechanism in the middle thereof, and a work clamper at the tip of the fourth arm can rotate and rotate. Since it is provided, the work held by the bending 6-axis vertical articulated robot is movable in the 6-axis directions. By this, the work can be held and moved in 6 degrees of freedom, but the length of the second arm and the length of the third arm are set to approximately 2.5: 1, and the third turning axis is held in the upward posture,
Moreover, since the fifth swing axis is configured to be controlled to be below the second swing axis, the swing angle of the second arm during bending by the bender is reduced, and the third swing axis is lowered too much to cause the ground to fall. Can be prevented from colliding with.
【００３７】また、請求項２によるベンディング用６軸
垂直多関節型ロボットでは、請求項１記載の機台が移動
手段を備えているので、ベンディング用６軸多関節ロボ
ット自体が移動自在であり、ワークの搬入・搬出のため
の移動が広範囲で可能となる。Further, in the bending 6-axis vertical articulated robot according to claim 2, since the machine base according to claim 1 is provided with the moving means, the bending 6-axis articulated robot itself is movable, A wide range of movements for loading and unloading of workpieces is possible.
【図１】この発明に係るベンディング用６軸多関節ロボ
ットを示す構造図である。FIG. 1 is a structural diagram showing a bending 6-axis articulated robot according to the present invention.
【図２】この発明のロボットの動きを説明する説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory diagram explaining the movement of the robot of the present invention.
【図３】この発明のロボットの動きを説明する説明図で
ある。FIG. 3 is an explanatory view explaining the movement of the robot of the present invention.
【図４】第２アームの長さと第３アームの長さの比が異
なる場合の各アームの動きを示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the movement of each arm when the ratio of the length of the second arm and the length of the third arm is different.
【図５】曲げ加工の前後におけるこの発明に係る第２ア
ームおよび第３アームの動きを示す座標図である。FIG. 5 is a coordinate diagram showing movements of a second arm and a third arm according to the present invention before and after bending.
【図６】第２アームの長さＬ2 を８５０ｍｍ，第３アー
ムの長さＬ3 を８５０ｍｍとし、θ1 ＋θ2 ＞９０°と
した場合の計算結果を示す表である。FIG. 6 is a table showing calculation results when the length L 2 of the second arm is 850 mm, the length L 3 of the third arm is 850 mm, and θ 1 + θ 2 > 90 °.
【図７】第２アームの長さＬ2 を１０５０ｍｍ，第３ア
ームの長さＬ3 を６５０ｍｍとし、θ1 ＋θ2 ＞９０°
とした場合の計算結果を示す表である。[FIG. 7] A length L 2 of the second arm is 1050 mm, a length L 3 of the third arm is 650 mm, and θ 1 + θ 2 > 90 °
9 is a table showing calculation results in the case of.
【図８】第２アームの長さＬ2 を１１５０ｍｍ，第３ア
ームの長さＬ3 を５５０ｍｍとし、θ1 ＋θ2 ＞９０°
とした場合の計算結果を示す表である。[FIG. 8] The length L 2 of the second arm is 1150 mm, the length L 3 of the third arm is 550 mm, and θ 1 + θ 2 > 90 °
9 is a table showing calculation results in the case of.
【図９】第２アームの長さＬ2 を１２５０ｍｍ，第３ア
ームの長さＬ3 を４５０ｍｍとし、θ1 ＋θ2 ＞９０°
とした場合の計算結果を示す表である。[FIG. 9] The length L 2 of the second arm is 1250 mm, the length L 3 of the third arm is 450 mm, and θ 1 + θ 2 > 90 °
9 is a table showing calculation results in the case of.
【図１０】第２アームの長さＬ2 を１３００ｍｍ，第３
アームの長さＬ3 を４００ｍｍとし、θ1 ＋θ2 ＞９０
°とした場合の計算結果を示す表である。FIG. 10 shows the length L 2 of the second arm set to 1300 mm, the third
Arm length L 3 is 400 mm and θ 1 + θ 2 > 90
9 is a table showing calculation results when ° is set.
【図１１】第２アームの長さＬ2 を８５０ｍｍ，第３ア
ームの長さＬ3 を８５０ｍｍとし、θ1 ＋θ2 ＜９０°
とした場合の計算結果を示す表である。FIG. 11 has a length L 2 of the second arm of 850 mm and a length L 3 of the third arm of 850 mm, and θ 1 + θ 2 <90 °
9 is a table showing calculation results in the case of.
【図１２】第２アームの長さＬ2 を１０５０ｍｍ、第３
アームの長さＬ3 を６５０ｍｍとし、θ1 ＋θ2 ＜９０
°とした場合の計算結果を示す表である。[FIG. 12] Length L2 of the second arm is 1050 mm,
Arm length L3 is set to 650 mm and θ 1 + θ 2 <90
9 is a table showing calculation results when ° is set.
【図１３】第２アームの長さＬ2 を１１５０ｍｍ、第３
アームの長さＬ3 を５５０ｍｍとし、θ1 ＋θ2 ＜９０
°とした場合の計算結果を示す表である。[Fig. 13] Length L2 of the second arm is 1150 mm,
Set the arm length L3 to 550 mm and set θ 1 + θ 2 <90
9 is a table showing calculation results when ° is set.
【図１４】従来におけるベンディング用６軸多関節ロボ
ットの構造図である。FIG. 14 is a structural diagram of a conventional 6-axis articulated robot for bending.
【図１５】従来のベンディング用６軸多関節ロボットに
おける問題点を示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram showing a problem in the conventional 6-axis articulated robot for bending.
３ 機台 ５ 第１アーム １３ ワーククランパ １７ ６軸多関節ロボット １９ 第２アーム ２１ 第３アーム ２３ 車輪（移動手段） ｊ1 第１回転機構 ｊ2 第２旋回軸 ｊ3 第３旋回軸 ｊ4 第４回転機構 3 Machine stand 5 1st arm 13 Work clamper 17 6-axis articulated robot 19 2nd arm 21 3rd arm 23 Wheels (moving means) j1 1st rotation mechanism j2 2nd rotation axis j3 3rd rotation axis j4 4th rotation mechanism
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成７年１２月１３日[Submission date] December 13, 1995
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【書類名】 明細書[Document Name] Statement
【発明の名称】 ベンディング用６軸垂直多関節型ロボ
ットTitle of invention 6-axis vertical articulated robot for bending
【特許請求の範囲】[Claims]
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はベンディング用６軸垂
直多関節型ロボットに係り、さらに詳しくは、アームの
長さに特徴を有するベンディング用６軸垂直多関節型ロ
ボットに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bending 6-axis vertical multi-joint type robot, and more particularly to a bending 6-axis vertical multi-joint type robot having a characteristic arm length.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、ベンダーに用いられている一
般的な６自由度多関節ロボットについて簡単に説明す
る。図１４に示される６自由度多関節ロボット１では、
機台３に垂直に植設されている第１アーム５が設けられ
ている。この第１アーム５の途中部分には第１回転機構
ｊ1 が設けられており、垂直軸を回転軸として回転自在
となっている。この第１アーム５の上端には第２旋回軸
ｊ2 を介して第２アーム７が設けられており、この第２
アーム７は上下方向へ旋回自在となっている。2. Description of the Related Art Conventionally, a general 6-degree-of-freedom articulated robot used by a vendor will be briefly described. In the 6-degree-of-freedom articulated robot 1 shown in FIG.
A first arm 5 vertically provided on the machine base 3 is provided. A first rotation mechanism j1 is provided in the middle of the first arm 5 and is rotatable about a vertical axis as a rotation axis. A second arm 7 is provided on the upper end of the first arm 5 via a second turning axis j2.
The arm 7 is rotatable up and down.
【０００３】第２アーム７の先端には第３旋回軸ｊ3 を
介して第３アーム９が旋回自在に設けられている。この
第３アーム９の途中部分には第４回転機構ｊ4 が設けら
れており、第３アーム９の軸を中心として回転自在とな
っている。A third arm 9 is rotatably provided at the tip of the second arm 7 via a third turning axis j3. A fourth rotating mechanism j4 is provided in the middle of the third arm 9 and is rotatable about the axis of the third arm 9.
【０００４】さらに、第３アーム９の先端には第５旋回
軸ｊ5 を介して第４アーム１１が旋回自在に設けられて
いる。この第４アーム１１の途中部分には第６回転機構
ｊ6が設けられており第４アーム１１の先端に設けられ
ているロボットハンドであるバキュームパッド１３によ
り把持されているワークＷを回転自在に支持している。Further, a fourth arm 11 is rotatably provided at the tip of the third arm 9 via a fifth swivel axis j5. A sixth rotating mechanism j6 is provided in the middle of the fourth arm 11, and rotatably supports the work W grasped by the vacuum pad 13 which is a robot hand provided at the tip of the fourth arm 11. doing.
【０００５】このような６自由度多関節ロボット１の設
計に当たり、目標とする可搬重量，スピード，動作範囲
を実現するために最適なモータや減速機を選択する。ま
た、コストの問題で、バランサをつけたりモータの配置
を工夫するなどしてより小さいモータを選択するように
している。In designing such a six-degree-of-freedom articulated robot 1, optimum motors and speed reducers are selected in order to achieve the target loadable weight, speed, and operating range. Also, due to cost issues, smaller motors are selected by adding a balancer or devising motor arrangement.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、図１５に示されているよう
に、曲げ動作中バキュームパッド１３の代りに、グリッ
パ１５でワークＷをつかみっぱなしで軌跡に追従する場
合、ロボット１は位置および姿勢の制御をしなくてはな
らないが、一般的な６自由度ロボット１を用いた場合、
曲げ動作中に姿勢の特異点を通ることが多い。ここでい
う特異点とは、第５旋回軸ｊ5 の回度が０になる。つま
り、第４回転機構ｊ4 と第６回転機構ｊ6 が平行になる
姿勢のことで、この近傍では姿勢の制御をするために、
第４回転機構ｊ4 と第６回転機構ｊ6 の速度が過大にな
り、ロボット１の能力を上まわってしまう場合が多く、
結果として姿勢制御ができなくなる。何故、ワークＷを
はなさずに曲げたいという理由は、曲げ精度やタクトタ
イムアップのためである。However, in such a conventional technique, as shown in FIG. 15, the gripper 15 grips the work W instead of the vacuum pad 13 during the bending operation. The robot 1 must control the position and the posture when following the trajectory without any movement. However, when the general 6-degree-of-freedom robot 1 is used,
It often passes through singular points of posture during bending motion. The singular point here means that the degree of rotation of the fifth turning axis j5 becomes zero. That is, it means the posture in which the fourth rotating mechanism j4 and the sixth rotating mechanism j6 are parallel to each other.
In many cases, the speeds of the fourth rotation mechanism j4 and the sixth rotation mechanism j6 become excessive, and the robot 1's ability is exceeded.
As a result, the posture cannot be controlled. The reason why it is desired to bend the work W without removing it is to increase the bending accuracy and the takt time.
【０００７】上記曲げ動作の場合、最大でもワークＷの
辺を３辺曲げたら持ち替え動作を行う必要がある。持ち
替えとはタクトや持ち替え精度により曲げ精度にも影響
がでる。そこで持ち替え回数を減すために、ワークＷの
端を持つグリッパ１５ではなく、ワークＷの中心を持ち
図１４に示されているようにバキュームパッド１３にす
るとよい。この場合でも、ワークＷの中心から端までの
長さが大きくなると、ワークＷがロボット自身とも干渉
するため大きいワークＷは持てない。また、第４アーム
１１の先端に第７回転機構ｊ7 を設け、その先端にパキ
ュームパッド１３を設けた場合には、ある程度の大きさ
のワークＷは持てるがそれでも制限があるし、第７回転
機構ｊ7 を追加するという問題がある。In the case of the above bending operation, it is necessary to perform the holding operation after bending the sides of the work W at three sides at the maximum. Bending accuracy is affected by tact and holding accuracy. Therefore, in order to reduce the number of holdings, it is preferable to hold the center of the work W instead of the gripper 15 having the end of the work W and use the vacuum pad 13 as shown in FIG. Even in this case, if the length from the center to the end of the work W increases, the work W also interferes with the robot itself, and thus a large work W cannot be held. Further, when the seventh rotation mechanism j7 is provided at the tip of the fourth arm 11 and the vacuum pad 13 is provided at the tip thereof, the work W of a certain size can be held, but there is still a limit, and the seventh rotation is required. There is a problem of adding mechanism j7.
【０００８】逆に、ワークＷの中心から端までの長さが
小さいワークＷを曲げたい場合には、ロボット１の手首
部分すなわち第４回転機構ｊ4 〜ｊ6 回転機構ｊ6 付近
がベンダーのパネルに干渉してしまう問題がある。On the contrary, when it is desired to bend the work W having a small length from the center to the end of the work W, the wrist portion of the robot 1, that is, the vicinity of the fourth rotation mechanism j4 to j6 rotation mechanism j6 interferes with the panel of the bender. There is a problem.
【０００９】この発明の目的は、以上のような従来の技
術に着目してなされたものであり、小物から大物ワーク
の４辺曲げに対応し、かつ曲げ動作中に特異点を通らな
いことにより、ワークへの追従が可能なベンディング用
６軸垂直多関節型ロボットを提供することにある。The object of the present invention has been made by paying attention to the above-mentioned conventional techniques, and it corresponds to the four side bending of a small work to a large work and does not pass a singular point during the bending operation. , To provide a 6-axis vertical articulated robot for bending capable of following a work.
【００１０】[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、請求項１による発明のベンディング用６軸垂直多関
節型ロボットは、機台から上方へ植設されると共に途中
部分に第１回転機構を有する第１アームと、この第１ア
ームの上端に設けられた第２旋回軸により旋回自在の第
２アームと、この第２アームの先端に設けられた第３旋
回軸により旋回自在であると共に途中部分に第４回転機
構を有する第３アームと、この第３アームの先端に設け
られた第５旋回軸により旋回自在であると共に、途中部
分に第６回転機構を有する第４アームと、この第４アー
ムの先端に設けられたロボットハンドと、を有するベン
ディング用６軸垂直多関節型ロボットであって、前記第
２アームの長さと第３アームの長さの比が約２．５対１
であると共に、曲げ加工時に第３アームを上向きの姿勢
に保持し、かつ第５旋回軸を第６回転機構より下にある
ように制御すべく構成せしめてなることを特徴とするも
のである。In order to achieve the above-mentioned object, a bending 6-axis vertical articulated robot of the invention according to claim 1 is planted upward from a machine base and has a first rotation in an intermediate part. A first arm having a mechanism, a second arm that can be swung by a second swivel shaft provided on the upper end of the first arm, and a third arm that can swivel by a third swivel shaft provided at the tip of the second arm. A third arm having a fourth rotation mechanism in the middle thereof, and a fourth arm having a sixth rotation mechanism in the middle of the third arm, which is rotatable by a fifth swing shaft provided at the tip of the third arm, A 6-axis vertical articulated robot for bending having a robot hand provided at the tip of the fourth arm, wherein the ratio of the length of the second arm to the length of the third arm is about 2.5 pairs. 1
In addition, the third arm is held in an upward posture during bending, and the fifth pivot shaft is configured to be controlled to be below the sixth rotation mechanism.
【００１１】また、請求項２による発明のベンディング
用６軸垂直多関節型ロボットは、請求項１における機台
が移動手段を備えてなることを特徴とするものである。A bending 6-axis vertical articulated robot according to a second aspect of the invention is characterized in that the machine base according to the first aspect includes a moving means.
【００１２】[0012]
【作用】請求項１によるベンディング用６軸垂直多関節
型ロボットでは、機台に植設された第１アームが途中部
分に設けられている第１回転機構により軸まわりに回転
自在であり、第２アームは第１アームとの接合に用いら
れている第２旋回軸により第１アームに対して旋回自在
である。第３アームは第４回転機構により軸まわりに回
転自在であると共に、第２アームとの接合に用いられて
いる第３旋回軸により第２アームに対して旋回自在であ
る。さらに、第４アームは、第６回転機構により軸まわ
りに回転自在であると共に第３アームとの接合に用いら
れている第５旋回軸により第３アームに対して旋回自在
である。第４アームの先端にはロボットハンドが設けら
れているので、ベンディング用６軸垂直多関節型ロボッ
トにより把持されたワークは６軸方向に対して移動自在
である。この際、第２アームの長さと第３アームの長さ
を約２．５：１とし、第３アームを上向きの姿勢に保持
し、かつ第５旋回軸を第６回転機構より下にあるように
制御すべく構成せしめてあるので、ベンダーによる曲げ
加工時における第２アームの旋回角度を小さくして第３
旋回軸が下がりすぎて土台等に衝突することを防止す
る。In the bending 6-axis vertical articulated robot according to claim 1, the first arm implanted in the machine base is rotatable about the axis by the first rotating mechanism provided in the middle portion, The two arms are swingable with respect to the first arm by a second swing shaft used for joining with the first arm. The third arm is rotatable about the axis by the fourth rotation mechanism, and is rotatable with respect to the second arm by the third swing shaft used for joining with the second arm. Further, the fourth arm is rotatable about the axis by the sixth rotating mechanism and is rotatable with respect to the third arm by the fifth swing shaft used for joining with the third arm. Since the robot hand is provided at the tip of the fourth arm, the work held by the bending 6-axis vertical articulated robot is movable in the 6-axis directions. At this time, the length of the second arm and the length of the third arm are set to about 2.5: 1, the third arm is held in the upward posture, and the fifth pivot shaft is positioned below the sixth rotation mechanism. The bending angle of the second arm during bending by the bender is reduced because it is configured to control
Prevent the pivot from falling too low and colliding with the base.
【００１３】また、請求項２によるベンディング用６軸
垂直多関節型ロボットでは、請求項１記載の機台が移動
手段を備えているので、ベンディング用６軸多関節ロボ
ット自体が移動自在である。Further, in the bending 6-axis vertical articulated robot according to claim 2, since the machine base according to claim 1 is provided with the moving means, the bending 6-axis articulated robot itself is movable.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。なお、前述の従来技術の欄で説明した６軸多
関節ロボット１と同じ部位には同じ符号を付すと共に重
複する説明は省略する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same parts as those of the 6-axis articulated robot 1 described in the above-mentioned section of the prior art are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【００１５】図１にはこの発明に係るベンディング用６
軸垂直多関節型ロボット１７が示されている。この６軸
垂直多関節型ロボット１７では、第２旋回軸ｊ2 と第３
旋回軸ｊ3 との間である第２アーム１９の長さＬ2 と、
第３旋回軸ｊ3 と第５旋回軸ｊ5 との間である第３アー
ム２１の長さＬ3 との比を約２．５：１としている。ま
た、６軸垂直多関節型ロボット１７は機台３の下端部に
は移動手段としての車輪２３が設けられている。FIG. 1 shows a bending 6 according to the present invention.
An axis-vertical articulated robot 17 is shown. In this 6-axis vertical articulated robot 17, the second turning axis j2 and the third turning axis j2
The length L2 of the second arm 19 between the pivot axis j3,
The ratio of the length L3 of the third arm 21 between the third turning axis j3 and the fifth turning axis j5 is about 2.5: 1. The 6-axis vertical articulated robot 17 is provided with wheels 23 as moving means at the lower end of the machine base 3.
【００１６】一方、土台２５の上には、所望の方向へガ
イドレール２７が敷設されており、前記車輪２３はこの
ガイドレール２７に沿って図１中紙面直角方向へ走行自
在となっている。その他の構造は前述の従来技術の欄で
説明したもの（図１４参照）と同様である。On the other hand, a guide rail 27 is laid on the base 25 in a desired direction, and the wheels 23 can travel along the guide rail 27 in a direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. The other structures are the same as those described in the above-mentioned section of the prior art (see FIG. 14).
【００１７】本実施例では第３アーム２１を上向きの姿
勢にすると共に第５旋回軸ｊ5 を第６回転機構ｊ6 より
下にもっていくように制御することにより、従来の問題
を解決した。In this embodiment, the conventional problem is solved by setting the third arm 21 in the upward posture and controlling the fifth pivot axis j5 so as to move it below the sixth rotating mechanism j6.
【００１８】すなわち、６軸垂直多関節型ロボット１７
は、ロボットのＴ．Ｃ．Ｐ（ツールセンタポイント）を
ある位置姿勢にもっていった場合、８通りのパターンが
とれる。この中の１つに第３アーム２１の向きがある。
図２に示されているように、同じ位置，姿勢にＴ．Ｃ．
Ｐをもっていった場合、第３アーム２１の上下により２
通りのパターンがある。That is, the 6-axis vertical articulated robot 17
Is a robot T. C. When P (tool center point) is brought to a certain position and orientation, eight patterns can be taken. The orientation of the third arm 21 is one of them.
As shown in FIG. 2, the T.S. C.
If you bring P, it will be 2 depending on the upper and lower of the third arm 21.
There are street patterns.
【００１９】図３に示されているように、Ｌ3 の向きを
上向き（第３アーム２１が上向き）に保持すると共に、
第６回転機構ｊ6 を第５旋回軸ｊ5 より上にもってい
き、第６回転機構ｊ6 でワークを回した場合、ロボット
１７とワークの干渉がなくなるのである。As shown in FIG. 3, while keeping the direction of L3 upward (the third arm 21 is upward),
When the sixth rotation mechanism j6 is moved above the fifth rotation axis j5 and the work is rotated by the sixth rotation mechanism j6, the interference between the robot 17 and the work is eliminated.
【００２０】また、この姿勢で曲げ動作をした場合、第
４回転機構ｊ4 と第６回転機構ｊ6が平行になる点（特
異点）が曲げ動作中に現われることがなくなると共に、
４辺持ち替えなしで曲げることができる。When the bending operation is performed in this posture, the point (singular point) where the fourth rotating mechanism j4 and the sixth rotating mechanism j6 are parallel to each other does not appear during the bending operation, and
It can be bent without changing the sides.
【００２１】図４に基づいて、第２アーム１９の長さＬ
2 と第３アーム２１の長さＬ3 との比を約２．５：１と
した根拠について説明する。Based on FIG. 4, the length L of the second arm 19
The reason why the ratio of 2 to the length L3 of the third arm 21 is about 2.5: 1 will be described.
【００２２】図４（Ａ）に示されるように、Ｌ2 ＋Ｌ3
の長さを１６５０ｍｍとし、長さ２０００ｍｍのワーク
Ｗを中心位置においてクランプし、かつ第２旋回軸ｊ2
から折曲げ前のワークＷの高さＺ1 （図５参照）を４０
０ｍｍになるようにして、図示しないベンダーで９０度
曲げ加工を行う場合を想定したものである。As shown in FIG. 4A, L2 + L3
Has a length of 1650 mm, a workpiece W having a length of 2000 mm is clamped at the center position, and the second turning axis j2
The height Z1 (see Fig. 5) of the workpiece W before bending from 40
This is based on the assumption that the bender (not shown) performs 90 ° bending so that the length becomes 0 mm.
【００２３】図４（Ｂ）には、この発明に係る６軸多関
節ロボット２次元モデル１７が示されており、Ｌ2 ＝１
２００ｍｍ，Ｌ3 ＝４５０ｍｍ、すなわち、Ｌ2 ：Ｌ3
＝２．６７：１の場合が示されている。この場合におけ
る加工前の点ＰＷ０に第五旋回軸ｊ5 を位置させるため
には、第２アーム１９が水平となす角ΘＢは下向きに１
０．１度となる。また、このとき第２アーム１９と第３
アーム２１のなす角ΦＢは、１３０度となる。FIG. 4B shows a 6-axis articulated robot two-dimensional model 17 according to the present invention, where L2 = 1.
200 mm, L3 = 450 mm, that is, L2: L3
= 2.67: 1 is shown. In this case, in order to position the fifth pivot axis j5 at the point PW0 before processing, the angle ΘB formed by the second arm 19 with respect to the horizontal is 1 downward.
It will be 0.1 degrees. At this time, the second arm 19 and the third arm
The angle ΦB formed by the arm 21 is 130 degrees.
【００２４】図４（Ｃ）には、全体長さを等分にした、
Ｌ2 ＝８２５ｍｍ，Ｌ3 ＝８２５ｍｍ すなわち、Ｌ2
：Ｌ3 ＝１：１の場合が示されている。この場合にお
ける加工前の点ＰＷ０に第５旋回軸ｊ5 を位置させるた
めには、第２アーム１９が水平となす角ΦΘは下向きに
３０．８度となる。また、第２アーム１９と第３アーム
２１のなす角ΦＣは、１３５．８度となる。In FIG. 4C, the entire length is divided into equal parts,
L2 = 825mm, L3 = 825mm That is, L2
: L3 = 1: 1 is shown. In this case, in order to position the fifth pivot axis j5 at the point PW0 before processing, the angle ΦΘ formed by the second arm 19 with respect to the horizontal is 30.8 degrees downward. The angle ΦC formed by the second arm 19 and the third arm 21 is 135.8 degrees.
【００２５】図４（Ｄ）には図４（Ｃ）の場合と同様に
全体長さを等分にした、Ｌ2 ＝８２５ｍｍ，Ｌ3 ＝８２
５ｍｍ すなわち、Ｌ2 ：Ｌ3 ＝１：１の場合が示され
ている。この場合において前述の（Ｂ）の場合と同様に
第２アーム１９が水平となす角を下向き１０．１度とし
て加工前の位置ＰＷ０を設定すると、第３旋回軸ｊ3に
おいて第２アーム１９と第３アーム２１を直線状に延ば
しても第五旋回軸ｊ5は加工後の点ＰＷ１に届かないこ
とがわかる。In FIG. 4D, the entire length is equally divided as in the case of FIG. 4C, L2 = 825 mm, L3 = 82.
5 mm, that is, the case of L2: L3 = 1: 1 is shown. In this case, similarly to the case of (B) described above, if the position PW0 before machining is set with the angle formed by the second arm 19 with the horizontal direction being 10.1 degrees downward, the second arm 19 and the second arm 19 and the second arm 19 on the third turning axis j3 are set. It is understood that the fifth pivot axis j5 does not reach the processed point PW1 even if the three arms 21 are linearly extended.
【００２６】従って、図４（Ｂ），（Ｃ）では加工前点
ＰＷ０および加工後点ＰＷ１は移動範囲に入っているこ
とを示しているが、図２（Ｄ）では加工後点ＰＷ１は移
動範囲にないことを示している。Therefore, in FIGS. 4B and 4C, the pre-machining point PW0 and the post-machining point PW1 are shown to be in the movement range, but the post-machining point PW1 moves in FIG. 2D. It is out of range.
【００２７】これらの図から明らかなように、図４
（Ｂ）に示される場合に第２旋回軸ｊ2において第２ア
ーム１９がなす角度は１０．１度であり、図４（Ｃ）に
示される場合に第２旋回軸ｊ2 において第２アーム１９
がなす角度は３０．８度となることから、第３アーム２
１が長い場合には、第３旋回軸ｊ3 がかなり下方まで移
動することがわかる。As is clear from these figures, FIG.
In the case shown in (B), the angle formed by the second arm 19 on the second turning axis j2 is 10.1 degrees, and in the case shown in FIG. 4 (C), the second arm 19 moves on the second turning axis j2.
Since the angle formed by is 30.8 degrees, the third arm 2
It can be seen that when 1 is long, the third turning axis j3 moves considerably downward.
【００２８】さらに、第２アーム１９，第３アーム２１
の長さＬ2 ，Ｌ3 の比を１．０から３．２５まで変化さ
せて行った結果では、アームの長さの比が１：１に近い
場合には、第２アーム１９と第３アーム２１の作る角度
が鋭角となる姿勢しか取れず（Ｚ1 の高さ、ロボット各
アームの可動範囲、床との干渉による）、ワークＷが大
きいすなわち把持位置と折曲げ位置が離れている場合、
最終姿勢がとれなくなる。又その比が大きすぎる場合
（１３００／４００＝３．２５）には上記角度を鋭角に
取れても大きなワークＷを曲げる場合にはやはり腕の長
さがたりなくなって最終姿勢が取れないことがある。以
上の検討結果から、アーム長さＬ2 ，Ｌ3をそれぞれ１
２００ｍｍ，４５０ｍｍと決め、そのＬ2 ：Ｌ3 を約
２．５：１とすると共に、第３アーム２１を上向きに保
持し、第５旋回軸ｊ5 の高さＨ1 を第２旋回軸ｊ2 の高
さＨ2 より下にあるように制御するのがよい。Further, the second arm 19 and the third arm 21
As a result of changing the ratio of the lengths L2 and L3 from 1.0 to 3.25, when the ratio of the arm lengths is close to 1: 1, the second arm 19 and the third arm 21 are Can only take an acute angle (due to the height of Z1, the movable range of each robot arm, and interference with the floor), and the workpiece W is large, that is, the gripping position and the bending position are separated,
The final posture cannot be taken. Also, if the ratio is too large (1300/400 = 3.25), even if the angle is set to an acute angle, when the large work W is bent, the arm length becomes too short and the final posture cannot be obtained. is there. From the above examination results, the arm lengths L2 and L3 are set to 1
200 mm and 450 mm, L2: L3 thereof is set to about 2.5: 1, the third arm 21 is held upward, and the height H1 of the fifth pivot axis j5 is set to the height H2 of the second pivot axis j2. It is better to control it so that it is below.
【００２９】次に、実際の曲げ加工における６軸多関節
ロボット１７の動きを更に詳細に検討する。前提条件と
しては、ワークＷの下面をクランプする場合を考える。
これは、ワークＷの上面をクランプする場合にはワーク
Ｗの大きさに応じて懐の広さを要求されるため、下面か
らのクランプの方が有利だからである。Next, the movement of the 6-axis articulated robot 17 in actual bending will be examined in more detail. As a prerequisite, consider the case where the lower surface of the work W is clamped.
This is because when the upper surface of the work W is clamped, a wide pocket is required according to the size of the work W, and therefore clamping from the lower surface is more advantageous.
【００３０】ベンダーの金型位置は高い方がロボットに
とっては作業しやすいが、金型交換作業等のために、１
４５０ｍｍ前後を設定した。また、ロボットが走行台車
の上に乗って移動することを考えて、ロボットの到達距
離すなわちアームの長さを１６００ｍｍ確保した。第２
アーム１９の長さは１３００ｍｍ以下に設定した。It is easier for the robot to work if the mold position of the bender is higher, but it is not necessary
Around 450 mm was set. Further, considering that the robot rides on the traveling carriage and moves, the reach distance of the robot, that is, the length of the arm is secured to be 1600 mm. Second
The length of the arm 19 was set to 1300 mm or less.
【００３１】以上のような前提条件の下、図５には加工
前後における６軸多関節ロボット１７の第２アーム１９
および第３アーム２１の関係が示されている。図５にお
いて、Ｘ1,Ｙ1,Ｚ1 は加工前の第５旋回軸ｊ5 の位置、
Ｘ2,Ｙ2,Ｚ2 は加工後の第５旋回軸ｊ5 の位置、Ｌ2 は
第２アーム１９の長さ、Ｌ3 は第３アーム２１の長さ、
Ｌは第２旋回軸ｊ2 から第５旋回軸ｊ5 までの距離、ｈ
は第５旋回軸ｊ5 からワークＷ面までの距離、Θは曲げ
角度、θ1 は加工前の第２アーム１９が水平面となす角
度、θ2 は加工前の第２アーム１９と第３アーム２１の
なす角度、θ3は加工前のＰ1 点のＸＹ面への投影点と
Ｙ軸の角度、θ4 は加工後のＬのＸＹ面への投影線とＹ
軸の角度、θ5 は加工後の第２アーム１９が水平面とな
す角度、θ6 は加工後の第２アーム１９と第３アーム２
１のなす角度、Ｄは１軸中心とベンダー金型中心距離、
Ｘはワーク把持中心から折曲げ中心までの長さ、を各々
示す。Under the above preconditions, FIG. 5 shows the second arm 19 of the 6-axis articulated robot 17 before and after machining.
The relationship between the third arm 21 and the third arm 21 is shown. In FIG. 5, X1, Y1, and Z1 are the positions of the fifth turning axis j5 before machining,
X2, Y2, Z2 are the positions of the fifth turning axis j5 after machining, L2 is the length of the second arm 19, L3 is the length of the third arm 21,
L is the distance from the second turning axis j2 to the fifth turning axis j5, h
Is the distance from the fifth turning axis j5 to the workpiece W surface, Θ is the bending angle, θ1 is the angle formed by the second arm 19 before machining with the horizontal plane, and θ2 is the relationship between the second arm 19 and third arm 21 before machining. Angle, θ3 is the angle of the Y-axis and the projection point of P1 point before machining on the XY plane, and θ4 is the projection line of L on the XY plane after machining and Y.
The angle of the axis, θ5 is the angle formed by the second arm 19 after processing with the horizontal plane, and θ6 is the second arm 19 and the third arm 2 after processing.
The angle formed by 1, D is the distance between the center of one axis and the center of the bender mold,
X represents the length from the work gripping center to the bending center.
【００３２】ここで、Ｚ1 が約４４０ｍｍになるように
θ1,θ2 を設定し、Θは５０度に設定する。このような
条件の下、θ3,θ4,θ5,θ6 が以下に示す計算式により
求まる。Here, θ1 and θ2 are set so that Z1 is about 440 mm, and Θ is set to 50 degrees. Under these conditions, θ3, θ4, θ5, θ6 can be calculated by the following formulas.
【００３３】[0033]
【数１】 sin θ3 ＝（Ｄ−Ｘ）／（Ｌ2 ・cos θ1 −Ｌ3 ・cos(θ2 −θ1)） θ3 ＝sin -1（Ｘ1 ／（Ｌ2 ・cos θ1 −Ｌ3 ・cos(θ2 −θ1)）） Ｘ1 ＝Ｄ−Ｘ、Ｙ1 ＝（Ｌ2 ・cos θ1 −Ｌ3 ・cos(θ2 −θ1)）・cos θ3 、Ｚ1 ＝Ｌ2 ・sin θ1 ＋Ｌ3 ・sin(θ2 −θ1) Ｘ2 ＝Ｄ−（Ｘ・cos Θ＋ｈ・sin Θ）、Ｙ2 ＝Ｙ1 、Ｚ2 ＝Ｘ・sin Θ−ｈ ・cos Θ＋Ｚ1 ＋ｈ、Ｌ＝√（Ｘ2 2 ＋Ｙ2 2 ＋Ｚ2 2 ） θ4 ＝tan -1（Ｘ2 ／Ｙ2 ）、θ5 ＝tan -1（Ｚ2 ／√（Ｘ2 2 ＋Ｙ2 2 ）） −cos -1（（Ｌ2 ＋Ｌ2 2 −Ｌ3 2 ）／（２・Ｌ2 ・Ｌ））、θ6 ＝cos -1 （（Ｌ2 2 ＋Ｌ3 2 −Ｌ2 ）／（２・Ｌ2 ・Ｌ3 ）） 以上の式においてＬ2 およびＬ3 に種々の値を代入して
計算した結果が図６〜図１３に示してある。すなわち、
Ｌ2 を８５０ｍｍ，１０５０ｍｍ，１１５０ｍｍ，１２
５０ｍｍ，１３００ｍｍ，Ｌ3 を４００ｍｍ，４５０ｍ
ｍ，５５０ｍｍ，６５０ｍｍ，８５０ｍｍとしてベンダ
ー折り曲げ線からハンド中心まで２００ｍｍ，３００ｍ
ｍ，４００ｍｍ，５００ｍｍ，１２００ｍｍで曲げを行
う場合の最大許容寸法について検討を行ったところ、Ｌ
2 ＝Ｌ3 ＝８５０ｍｍではとどかないワークＷがあり、
５５０ｍｍでは長すぎる。他については問題ないが最大
到達距離から１２００ｍｍとして、４５０ｍｍを採用し
た。図６に示したものがよいことになる。これにより、
Ｌ2 とＬ3 の比を約２．５：１程度とすることが適する
ことがわかる。[Equation 1] sin θ3 = (D−X) / (L2 · cos θ1 −L3 · cos (θ2 −θ1)) θ3 = sin −1 (X1 / (L2 · cos θ1 −L3 · cos (θ2 −θ1)) )) X1 = D-X, Y1 = (L2 * cos θ1 -L3 * cos (θ2 -θ1)) * cos θ3, Z1 = L2 * sin θ1 + L3 * sin (θ2 -θ1) X2 = D- (X *) cos Θ + h.sin Θ), Y2 = Y1, Z2 = X.sin Θ-h, cos Θ + Z1 + h, L = √ (X2 2 + Y2 2 + Z2 2 ) θ4 = tan -1 (X2 / Y2), θ5 = tan- 1 (Z2 / √ (X2 2 + Y2 2 ))-cos -1 ((L 2 + L2 2 -L3 2 ) / (2L2L)), θ6 = cos -1 ((L2 2 + L3 2 -L 2 ) / (2.L2.L3)) The results calculated by substituting various values for L2 and L3 in the above equation are shown in FIGS. That is,
L2 is 850mm, 1050mm, 1150mm, 12
50mm, 1300mm, L3 400mm, 450m
m, 550 mm, 650 mm, 850 mm from bender bending line to hand center 200 mm, 300 m
When the maximum allowable dimension when bending at m, 400 mm, 500 mm, and 1200 mm was examined, L
There is a work W that does not reach 2 = L3 = 850 mm,
550 mm is too long. Other than that, there is no problem, but 450 mm was adopted as 1200 mm from the maximum reachable distance. What is shown in FIG. 6 is preferable. This allows
It is understood that it is suitable to set the ratio of L2 and L3 to about 2.5: 1.
【００３４】このようなベンディング用６軸垂直多関節
型ロボット１によれば、ワークＷの曲げ加工を行う場合
に、加工に応じてワークＷを保持することができると共
に、第２アーム１９の旋回角度を小さくし、第３アーム
２１が下がりすぎて地面に衝突することを防止できる。According to such a bending 6-axis vertical articulated robot 1, when the work W is bent, the work W can be held according to the work and the second arm 19 can be rotated. It is possible to reduce the angle and prevent the third arm 21 from lowering too much and colliding with the ground.
【００３５】なお、この発明は、前述した実施例に限定
されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の実
施例における寸法は、ベンダーの金型位置，ワークＷの
大きさ，曲げ角度等により適正な値を設定することがで
きる。The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be implemented in other modes by making appropriate changes. That is, the dimension in the above-described embodiment can be set to an appropriate value depending on the die position of the bender, the size of the work W, the bending angle, and the like.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よるベンディング用６軸垂直多関節型ロボットでは、機
台に植設された第１アームが途中部分に設けられている
第１回転機構により回転自在であり、第２アームは第１
アームとの接合に用いられている第２旋回軸により第１
アームに対して旋回自在である。第３アームは第２アー
ムとの接合に用いられている第３旋回軸により第２アー
ムに対して旋回自在である。さらに、第３アームの先端
に設けられた第５旋回軸により旋回自在であると共に途
中部分に第６回転機構を有する第４アームとこの第４ア
ームの先端にはロボットハンドが設けられているので、
ベンディング用６軸垂直多関節型ロボットにより把持さ
れたワークは６軸方向に対して移動自在である。これに
よりワークを保持して６自由度で移動できるが、第２ア
ームの長さと第３アームの長さを約２．５：１とし、第
３アームを上向きの姿勢に保持し、かつ第５旋回軸を第
６回転機構より下にあるように制御すべく構成されてい
るので、ベンダーによる曲げ加工時における第２アーム
の旋回角度を小さくし、第３旋回軸が下がりすぎて地面
に衝突することを防止できる。As described above, in the bending 6-axis vertical articulated robot according to the first aspect of the present invention, the first rotation mechanism is provided with the first arm embedded in the machine base in the middle thereof. The second arm is rotatable by the
First by the second pivot used to join the arm
It is freely rotatable with respect to the arm. The third arm is swingable with respect to the second arm by a third swing shaft used for joining with the second arm. Further, since a fourth arm having a sixth rotating mechanism in the middle and a robot hand is provided at the tip of the fourth arm, the fourth arm is rotatable by a fifth pivot shaft provided at the tip of the third arm. ,
The work held by the 6-axis vertical articulated robot for bending is movable in the 6-axis directions. With this, the work can be held and moved in 6 degrees of freedom, but the length of the second arm and the length of the third arm are set to about 2.5: 1, the third arm is held in the upward posture, and Since it is configured to control the turning axis to be below the sixth rotation mechanism, the turning angle of the second arm during bending processing by the bender is reduced, and the third turning axis is lowered too much to collide with the ground. Can be prevented.
【００３７】また、請求項２によるベンディング用６軸
垂直多関節型ロボットでは、請求項１記載の機台が移動
手段を備えているので、ベンディング用６軸多関節ロボ
ット自体が移動自在であり、ワークの搬入・搬出のため
の移動が広範囲で可能となる。Further, in the bending 6-axis vertical articulated robot according to claim 2, since the machine base according to claim 1 is provided with the moving means, the bending 6-axis articulated robot itself is movable, A wide range of movements for loading and unloading of workpieces is possible.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】この発明に係るベンディング用６軸多関節ロボ
ットを示す構造図である。FIG. 1 is a structural diagram showing a bending 6-axis articulated robot according to the present invention.
【図２】この発明のロボットの動きを説明する説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory diagram explaining the movement of the robot of the present invention.
【図３】この発明のロボットの動きを説明する説明図で
ある。FIG. 3 is an explanatory view explaining the movement of the robot of the present invention.
【図４】第２アームの長さと第３アームの長さの比が異
なる場合の各アームの動きを示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the movement of each arm when the ratio of the length of the second arm and the length of the third arm is different.
【図５】曲げ加工の前後におけるこの発明に係る第２ア
ームおよび第３アームの動きを示す座標図である。FIG. 5 is a coordinate diagram showing movements of a second arm and a third arm according to the present invention before and after bending.
【図６】第２アームの長さＬ2 を８５０ｍｍ，第３アー
ムの長さＬ3 を８５０ｍｍとし、θ1 ＋θ2 ＞９０°と
した場合の計算結果を示す表である。FIG. 6 is a table showing the calculation results when the length L2 of the second arm is 850 mm, the length L3 of the third arm is 850 mm, and θ1 + θ2> 90 °.
【図７】第２アームの長さＬ2 を１０５０ｍｍ，第３ア
ームの長さＬ3 を６５０ｍｍとし、θ1 ＋θ2 ＞９０°
とした場合の計算結果を示す表である。[FIG. 7] The length L2 of the second arm is 1050 mm, the length L3 of the third arm is 650 mm, and θ1 + θ2> 90 °
9 is a table showing calculation results in the case of.
【図８】第２アームの長さＬ2 を１１５０ｍｍ，第３ア
ームの長さＬ3 を５５０ｍｍとし、θ1 ＋θ2 ＞９０°
とした場合の計算結果を示す表である。[FIG. 8] The length L2 of the second arm is 1150 mm, the length L3 of the third arm is 550 mm, and θ1 + θ2> 90 °
9 is a table showing calculation results in the case of.
【図９】第２アームの長さＬ2 を１２５０ｍｍ，第３ア
ームの長さＬ3 を４５０ｍｍとし、θ1 ＋θ2 ＞９０°
とした場合の計算結果を示す表である。[FIG. 9] The length L2 of the second arm is 1250 mm, the length L3 of the third arm is 450 mm, and θ1 + θ2> 90 °
9 is a table showing calculation results in the case of.
【図１０】第２アームの長さＬ2 を１３００ｍｍ，第３
アームの長さＬ3 を４００ｍｍとし、θ1 ＋θ2 ＞９０
°とした場合の計算結果を示す表である。[FIG. 10] Length L2 of the second arm is 1300 mm,
Arm length L3 is 400mm, θ1 + θ2> 90
9 is a table showing calculation results when ° is set.
【図１１】第２アームの長さＬ2 を８５０ｍｍ，第３ア
ームの長さＬ3 を８５０ｍｍとし、θ1 ＋θ2 ＜９０°
とした場合の計算結果を示す表である。[FIG. 11] The length L2 of the second arm is 850 mm, the length L3 of the third arm is 850 mm, and θ1 + θ2 <90 °
9 is a table showing calculation results in the case of.
【図１２】第２アームの長さＬ2 を１０５０ｍｍ、第３
アームの長さＬ3 を６５０ｍｍとし、θ1 ＋θ2 ＜９０
°とした場合の計算結果を示す表である。[FIG. 12] Length L2 of the second arm is 1050 mm,
Arm length L3 is 650mm, θ1 + θ2 <90
9 is a table showing calculation results when ° is set.
【図１３】第２アームの長さＬ2 を１１５０ｍｍ、第３
アームの長さＬ3 を５５０ｍｍとし、θ1 ＋θ2 ＜９０
°とした場合の計算結果を示す表である。[Fig. 13] Length L2 of the second arm is 1150 mm,
Arm length L3 is 550mm, θ1 + θ2 <90
9 is a table showing calculation results when ° is set.
【図１４】従来におけるベンディング用６軸多関節ロボ
ットの構造図である。FIG. 14 is a structural diagram of a conventional 6-axis articulated robot for bending.
【図１５】従来のベンディング用６軸多関節ロボットに
おける問題点を示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram showing a problem in the conventional 6-axis articulated robot for bending.
【符号の説明】 ３ 機台 ５ 第１アーム １３ バキュームパッド（ロボットハンド） １７ ６軸多関節ロボット １９ 第２アーム ２１ 第３アーム ２３ 車輪（移動手段） ｊ1 第１回転機構 ｊ2 第２旋回軸 ｊ3 第３旋回軸 ｊ4 第４回転機構[Explanation of reference signs] 3 machine base 5 first arm 13 vacuum pad (robot hand) 17 6-axis articulated robot 19 second arm 21 third arm 23 wheels (moving means) j1 first rotation mechanism j2 second turning axis j3 3rd turning axis j4 4th rotation mechanism
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図２[Correction target item name] Figure 2
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図２】 [Fig. 2]
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図３[Correction target item name] Figure 3
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図３】 [Figure 3]
Claims (2)
分に第１回転機構を有する第１アームと、この第１アー
ムの上端に設けられた第２旋回軸により旋回自在の第２
アームと、この第２アームの先端に設けられた第３旋回
軸により旋回自在であると共に途中部分に第４回転機構
を有する第３アームと、この第３アームの先端に設けら
れた第５旋回軸により旋回自在であると共に途中部分に
第６回転機構を有する第４アームと、この第４アームの
先端に旋回且つ回転自在に設けられたワーククランパ
と、を有するベンディング用６軸垂直多関節型ロボット
であって、前記第２アームの長さと第３アームの長さの
比が略２．５対１であると共に、第３旋回軸を上向きの
姿勢に保持し、かつ第５旋回軸を第２旋回軸より下にあ
るように制御すべく構成せしめてなることを特徴とする
ベンディング用６軸垂直多関節型ロボット。1. A first arm which is planted upward from a machine base and which has a first rotating mechanism in the middle thereof, and a second swiveling second swivel shaft provided at an upper end of the first arm.
An arm, a third arm that is rotatable by a third swing shaft provided at the tip of the second arm, and has a fourth rotation mechanism in the middle, and a fifth swing provided at the tip of the third arm. 6-axis vertical multi-joint type for bending having a fourth arm which is pivotable by a shaft and has a sixth rotating mechanism in the middle thereof, and a work clamper which is pivotally and rotatably provided at the tip of the fourth arm. A robot, wherein the ratio of the length of the second arm to the length of the third arm is about 2.5: 1, the third turning axis is held in an upward posture, and the fifth turning axis is A 6-axis vertical articulated robot for bending, which is configured to be controlled so as to be below the two turning axes.
特徴とする請求項１記載のベンディング用６軸垂直多関
節型ロボット。2. The 6-axis vertical articulated robot for bending according to claim 1, wherein the machine base comprises a moving means.
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|---|---|---|---|
| JP16631095A JP3638676B2 (en) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 6-axis vertical articulated robot for bending |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16631095A JP3638676B2 (en) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 6-axis vertical articulated robot for bending |
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| JPH0911164A true JPH0911164A (en) | 1997-01-14 |
| JP3638676B2 JP3638676B2 (en) | 2005-04-13 |
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ID=15828981
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|---|---|---|---|
| JP16631095A Expired - Fee Related JP3638676B2 (en) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 6-axis vertical articulated robot for bending |
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| JP (1) | JP3638676B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN106625627A (en) * | 2017-02-08 | 2017-05-10 | 上海新时达电气股份有限公司 | Bending robot |
| CN107081761A (en) * | 2017-06-29 | 2017-08-22 | 南京埃斯顿机器人工程有限公司 | It is a kind of to be used for metal plate and body non-interference robot during automatic bending |
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-
1995
- 1995-06-30 JP JP16631095A patent/JP3638676B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP3638676B2 (en) | 2005-04-13 |
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