JPH10166285A - 垂直多関節ロボット - Google Patents
垂直多関節ロボットInfo
- Publication number
- JPH10166285A JPH10166285A JP34251396A JP34251396A JPH10166285A JP H10166285 A JPH10166285 A JP H10166285A JP 34251396 A JP34251396 A JP 34251396A JP 34251396 A JP34251396 A JP 34251396A JP H10166285 A JPH10166285 A JP H10166285A
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- shaft
- reduction gear
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 工具姿勢を保持した状態で、平面上の任意の
位置に平行移動可能にする。 【構成】 プーリ１８ａとプーリ１８ｂの有効径を等し
くして第１及び第２減速機の減速比を等しくすると、第
１のモータ１３ａの駆動により、第１の関節軸１３ａと
第２の関節軸１３ｂは相対的に姿勢が変化しないので、
固定基盤１１に対して第２の関節軸１３ｂの姿勢を保持
したままで第１のアーム１７が旋回し、更に第２のモー
タ２１の駆動により、第３関節軸２２ａと第４の関節軸
２２ｂは相対的に姿勢が変化しないので、移動基盤２０
に対して第４関節軸２２ｂの姿勢を保持したままで第２
のアーム２６が旋回する。そして、第２の関節軸１３ｂ
と第４の関節軸２２ｂは同一軸であるので、垂直多関節
ロボットの移動基盤２０の先端に取り付けた工具は、姿
勢を保持したまま垂直面内の任意の位置に平行移動す
る。
位置に平行移動可能にする。 【構成】 プーリ１８ａとプーリ１８ｂの有効径を等し
くして第１及び第２減速機の減速比を等しくすると、第
１のモータ１３ａの駆動により、第１の関節軸１３ａと
第２の関節軸１３ｂは相対的に姿勢が変化しないので、
固定基盤１１に対して第２の関節軸１３ｂの姿勢を保持
したままで第１のアーム１７が旋回し、更に第２のモー
タ２１の駆動により、第３関節軸２２ａと第４の関節軸
２２ｂは相対的に姿勢が変化しないので、移動基盤２０
に対して第４関節軸２２ｂの姿勢を保持したままで第２
のアーム２６が旋回する。そして、第２の関節軸１３ｂ
と第４の関節軸２２ｂは同一軸であるので、垂直多関節
ロボットの移動基盤２０の先端に取り付けた工具は、姿
勢を保持したまま垂直面内の任意の位置に平行移動す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工具姿勢を保持し
た状態で、平面上を任意の位置に平行移動可能な垂直多
関節ロボットに関するものである。
た状態で、平面上を任意の位置に平行移動可能な垂直多
関節ロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、工具姿勢を保持する関節型ロボッ
トは、特開昭６２−１９９３７７号公報や特開昭６２−
１９９３７８号公報等に記載されている通り、基盤に固
定した部品に直接にベルトやリンク等を取り付けて基盤
との平行を保つように構成されている。一般に、図２に
示すようなベルト駆動は、水平３関節ロボットの工具姿
勢保持装置として使用され、基盤１に第１関節軸２ａを
介して第１のアーム３ａが取り付けられ、第１のアーム
３ａの先端には第２の関節軸２ｂを介して第２のアーム
３ｂが取り付けられ、第２のアーム３ｂの先端に第３の
関節軸２ｃが設けられている。そして、第２の関節軸２
ｂ、第３の関節軸２ｃはそれぞれベルト４ａ、４ｂによ
り姿勢を保持したまま水平面内を移動するようになって
いる。
トは、特開昭６２−１９９３７７号公報や特開昭６２−
１９９３７８号公報等に記載されている通り、基盤に固
定した部品に直接にベルトやリンク等を取り付けて基盤
との平行を保つように構成されている。一般に、図２に
示すようなベルト駆動は、水平３関節ロボットの工具姿
勢保持装置として使用され、基盤１に第１関節軸２ａを
介して第１のアーム３ａが取り付けられ、第１のアーム
３ａの先端には第２の関節軸２ｂを介して第２のアーム
３ｂが取り付けられ、第２のアーム３ｂの先端に第３の
関節軸２ｃが設けられている。そして、第２の関節軸２
ｂ、第３の関節軸２ｃはそれぞれベルト４ａ、４ｂによ
り姿勢を保持したまま水平面内を移動するようになって
いる。
【０００３】また、図３、図４に示すような平行リンク
駆動は、垂直多関節ロボットの工具姿勢保持装置として
使用され、基盤５に第１の関節軸６ａを介して第１のア
ーム７ａが取り付けられ、第１のアーム７ａの先端に第
２の関節軸６ｂを介して第２のアーム７ｂが取り付けら
れ、第２のアーム７ｂの他端に第３の関節軸６ｃが設け
られている。そして、平行リンク８は第１のアーム７
ａ、第２のアーム７ｂにより姿勢を保持したまま垂直面
内を移動するようになっている。
駆動は、垂直多関節ロボットの工具姿勢保持装置として
使用され、基盤５に第１の関節軸６ａを介して第１のア
ーム７ａが取り付けられ、第１のアーム７ａの先端に第
２の関節軸６ｂを介して第２のアーム７ｂが取り付けら
れ、第２のアーム７ｂの他端に第３の関節軸６ｃが設け
られている。そして、平行リンク８は第１のアーム７
ａ、第２のアーム７ｂにより姿勢を保持したまま垂直面
内を移動するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の平行リンク駆動により工具姿勢を保持する場合には、
リンク機構の性質上、部品点数が多くなり、かつ要求さ
れる部品精度が厳しいために生産性が悪くなる。更に、
工具位置のストロークを拡げるためには、リンクの寸法
を大きくする必要があるので、装置全体の寸法が大きく
なり、リンク機構の死点を通過させて動かさなければな
らず、位相が異なるリンク又はベルト伝達機構を追加す
る必要がある。一方、従来例のベルト駆動を重力に抗し
て工具姿勢を保持する垂直多関節ロボットに利用する場
合には、ベルトテンションが大きい上に、姿勢精度が悪
いという問題点がある。
の平行リンク駆動により工具姿勢を保持する場合には、
リンク機構の性質上、部品点数が多くなり、かつ要求さ
れる部品精度が厳しいために生産性が悪くなる。更に、
工具位置のストロークを拡げるためには、リンクの寸法
を大きくする必要があるので、装置全体の寸法が大きく
なり、リンク機構の死点を通過させて動かさなければな
らず、位相が異なるリンク又はベルト伝達機構を追加す
る必要がある。一方、従来例のベルト駆動を重力に抗し
て工具姿勢を保持する垂直多関節ロボットに利用する場
合には、ベルトテンションが大きい上に、姿勢精度が悪
いという問題点がある。
【０００５】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
工具姿勢を保持した状態で平面上を任意の位置に平行移
動可能な垂直多関節ロボットを提供することにある。
工具姿勢を保持した状態で平面上を任意の位置に平行移
動可能な垂直多関節ロボットを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る垂直多関節ロボットは、基盤と、該基盤
に設置した駆動源と、前記基盤に対して旋回可能に軸支
したアームと、該アームを関節部分に支持する軸受と、
該軸受と同心上に配置し前記駆動源の出力により前記ア
ームを旋回する第１の減速機と、前記アームの他端に旋
回軸と平行に設けた従動軸と、該従動軸の軸受と同心上
に配置した第２の減速機と、前記第１の減速機の入力軸
の回転を前記第２の減速機の入力軸に伝達する前記アー
ム内部に設けた伝達機構と、前記第２の減速機の出力軸
を前記アームに固定して前記従動軸の姿勢を保持したま
ま前記アームを回転する駆動機構とを有することを特徴
とする。
の本発明に係る垂直多関節ロボットは、基盤と、該基盤
に設置した駆動源と、前記基盤に対して旋回可能に軸支
したアームと、該アームを関節部分に支持する軸受と、
該軸受と同心上に配置し前記駆動源の出力により前記ア
ームを旋回する第１の減速機と、前記アームの他端に旋
回軸と平行に設けた従動軸と、該従動軸の軸受と同心上
に配置した第２の減速機と、前記第１の減速機の入力軸
の回転を前記第２の減速機の入力軸に伝達する前記アー
ム内部に設けた伝達機構と、前記第２の減速機の出力軸
を前記アームに固定して前記従動軸の姿勢を保持したま
ま前記アームを回転する駆動機構とを有することを特徴
とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明を図１に示す実施例に基づ
いて詳細に説明する。図１は実施例の垂直３関節ロボッ
トの断面図を示し、固定基盤１１には駆動源である第１
のモーター１２と垂直旋回軸である第１関節軸（ハーモ
ニックドライブ減速機のサーキュラスプライン）１３ａ
が固定されており、第１の関節軸１３ａと同心上に第１
の減速機の入力軸（ウェーブジェネレータ）１４ａが配
置され、この第１の減速機の入力軸１４ａの周りに同心
上に第１の減速機の出力軸（フレクスプライン）１５ａ
が配置されている。また、第１の関節軸１３ａの周りに
は、クロスローラベアリング１６ａから成る軸受により
旋回可能に第１のアーム１７が支持されている。
いて詳細に説明する。図１は実施例の垂直３関節ロボッ
トの断面図を示し、固定基盤１１には駆動源である第１
のモーター１２と垂直旋回軸である第１関節軸（ハーモ
ニックドライブ減速機のサーキュラスプライン）１３ａ
が固定されており、第１の関節軸１３ａと同心上に第１
の減速機の入力軸（ウェーブジェネレータ）１４ａが配
置され、この第１の減速機の入力軸１４ａの周りに同心
上に第１の減速機の出力軸（フレクスプライン）１５ａ
が配置されている。また、第１の関節軸１３ａの周りに
は、クロスローラベアリング１６ａから成る軸受により
旋回可能に第１のアーム１７が支持されている。
【０００８】第１のアーム１７の基部においては、第１
の減速機の入力軸１４ａにプーリ１８ａが同心固定され
ており、プーリ１８ａはタイミングベルト１９により、
第１のアーム１７の先端部に配置されたプーリ１８ｂに
連結され、これによって第１の減速機の入力角がプーリ
１８ｂに伝達されるようになっている。また、第１のア
ーム１７の先端部には、第１の関節軸１３ａと平行にク
ロスローラベアリング１６ｂから成る軸受により第２の
関節軸１３ｂが旋回可能に支持され、第２の関節軸１３
ｂと同心上に第２の減速機の入力軸１４ｂ、その周りに
出力軸１５ｂが配置されている。
の減速機の入力軸１４ａにプーリ１８ａが同心固定され
ており、プーリ１８ａはタイミングベルト１９により、
第１のアーム１７の先端部に配置されたプーリ１８ｂに
連結され、これによって第１の減速機の入力角がプーリ
１８ｂに伝達されるようになっている。また、第１のア
ーム１７の先端部には、第１の関節軸１３ａと平行にク
ロスローラベアリング１６ｂから成る軸受により第２の
関節軸１３ｂが旋回可能に支持され、第２の関節軸１３
ｂと同心上に第２の減速機の入力軸１４ｂ、その周りに
出力軸１５ｂが配置されている。
【０００９】一方、工具等を先端に取り付ける移動基板
２０には、第２のモーター２１と第３の関節軸２２ａが
固定され、第３の関節軸２２ａに第３の減速機の入力軸
２３ａ、その周りに出力軸２４ａが配置されている。そ
して、第３の関節軸２２ａの周りには、クロスローラベ
アリング２５ａを介して第２のアーム２６が支持されて
いる。この第２のアーム２６の基部において、第３の減
速機の入力軸２３ａにプーリ２７ａが同心固定され、タ
イミングベルト２８を介して第２のアーム２６の先端側
に配置されたプーリ２７ｂに連結されている。そして、
第２のアーム２６の先端には、第４の減速機の入力軸２
３ｂ、その周りには出力軸２４ｂが配置されている。
２０には、第２のモーター２１と第３の関節軸２２ａが
固定され、第３の関節軸２２ａに第３の減速機の入力軸
２３ａ、その周りに出力軸２４ａが配置されている。そ
して、第３の関節軸２２ａの周りには、クロスローラベ
アリング２５ａを介して第２のアーム２６が支持されて
いる。この第２のアーム２６の基部において、第３の減
速機の入力軸２３ａにプーリ２７ａが同心固定され、タ
イミングベルト２８を介して第２のアーム２６の先端側
に配置されたプーリ２７ｂに連結されている。そして、
第２のアーム２６の先端には、第４の減速機の入力軸２
３ｂ、その周りには出力軸２４ｂが配置されている。
【００１０】これらの２台のアーム機構は、第２の関節
軸１３ｂと第４の関節軸２２ｂの横断面において対称に
連結され、垂直３関節ロボットが形成されている。
軸１３ｂと第４の関節軸２２ｂの横断面において対称に
連結され、垂直３関節ロボットが形成されている。
【００１１】上述の構成により、第１モーター１２が駆
動すると、第１の減速機の入力軸１４ａが回転し、次に
第１の減速機の出力軸１５ａが減速回転し、その回転を
受けて第１のアーム１７が旋回する。第１の減速機の入
力軸１４ａの回転は、プーリ１８ａ、タイミングベルト
１９、プーリ１８ｂを介して、第２の減速機の入力軸１
４ｂに伝達され、第２の減速機の出力軸１５ｂが減速回
転し、その回転を第１のアーム１７が受ける。
動すると、第１の減速機の入力軸１４ａが回転し、次に
第１の減速機の出力軸１５ａが減速回転し、その回転を
受けて第１のアーム１７が旋回する。第１の減速機の入
力軸１４ａの回転は、プーリ１８ａ、タイミングベルト
１９、プーリ１８ｂを介して、第２の減速機の入力軸１
４ｂに伝達され、第２の減速機の出力軸１５ｂが減速回
転し、その回転を第１のアーム１７が受ける。
【００１２】ここで、プーリ１８ａとプーリ１８ｂの有
効径を等しくして第１及び第２の減速機の減速比を等し
くすると、第１の関節軸１３ａと第２の関節軸１３ｂは
相対的に姿勢が変化しないので、固定基盤１１に対して
第２の関節軸１３ｂの姿勢を保持したままで、第１のア
ーム１７が旋回する。
効径を等しくして第１及び第２の減速機の減速比を等し
くすると、第１の関節軸１３ａと第２の関節軸１３ｂは
相対的に姿勢が変化しないので、固定基盤１１に対して
第２の関節軸１３ｂの姿勢を保持したままで、第１のア
ーム１７が旋回する。
【００１３】同様にして、第２のモータ２１が駆動する
と、第３の関節軸２２ａと第４の関節軸２２ｂは相対的
に姿勢が変化しないので、移動基盤２０に対して第４の
関節軸２２ｂの姿勢を保持したままで、第２のアーム２
６が旋回する。そして、第２の関節軸１３ｂと第４の関
節軸２２ｂは同一軸であるので、垂直３関節ロボットの
移動基盤２０の先端に取り付けられた工具は、その姿勢
を保持した状態で垂直面内の任意の位置に平行移動する
ことが可能となる。
と、第３の関節軸２２ａと第４の関節軸２２ｂは相対的
に姿勢が変化しないので、移動基盤２０に対して第４の
関節軸２２ｂの姿勢を保持したままで、第２のアーム２
６が旋回する。そして、第２の関節軸１３ｂと第４の関
節軸２２ｂは同一軸であるので、垂直３関節ロボットの
移動基盤２０の先端に取り付けられた工具は、その姿勢
を保持した状態で垂直面内の任意の位置に平行移動する
ことが可能となる。
【００１４】また、関節軸と同心上に配置された減速機
として遊星歯車機構を使用すれば、工具位置や姿勢の精
度は若干低下するが、パワー損失が低減されランニング
コストを削減することができる。更に、関節軸と減速機
の出力軸の取付部位を逆にしても同様に機能させること
ができ、またベルト伝達機構と減速機の速度比を適当に
変更することにより、工具姿勢をアーム旋回角に応じて
所定の角度だけ回転させることも可能である。
として遊星歯車機構を使用すれば、工具位置や姿勢の精
度は若干低下するが、パワー損失が低減されランニング
コストを削減することができる。更に、関節軸と減速機
の出力軸の取付部位を逆にしても同様に機能させること
ができ、またベルト伝達機構と減速機の速度比を適当に
変更することにより、工具姿勢をアーム旋回角に応じて
所定の角度だけ回転させることも可能である。
【００１５】このように、基盤１１に対して取付工具の
姿勢を保持したまま、平面的に任意の位置に平行移動す
る垂直多関節ロボットを構成することにより、工具の姿
勢精度が向上し、工具の移動範囲が広くなり、かつ工具
の重量を大きくすることができる。また、直動機構の組
み合わせにより構成された垂直駆動機構と比較して、関
節のシールが容易であり、高速移動が可能であるので、
クリーン環境における搬送システムにも好適である。
姿勢を保持したまま、平面的に任意の位置に平行移動す
る垂直多関節ロボットを構成することにより、工具の姿
勢精度が向上し、工具の移動範囲が広くなり、かつ工具
の重量を大きくすることができる。また、直動機構の組
み合わせにより構成された垂直駆動機構と比較して、関
節のシールが容易であり、高速移動が可能であるので、
クリーン環境における搬送システムにも好適である。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る垂直多
関節ロボットは、従動軸の姿勢を保持したままでアーム
を旋回するアーム機構であり、アーム内部の伝達機構の
伝達力と伝達誤差が減速比に応じて低減され、伝達機構
の耐久性と従動軸の姿勢精度が向上し、従動軸に大トル
クが作用する場合にも適用することができる。更に、部
品点数が少なくなるので装置がコンパクトになり、また
大ストロークであるため、生産性及び機能性が共に向上
する。
関節ロボットは、従動軸の姿勢を保持したままでアーム
を旋回するアーム機構であり、アーム内部の伝達機構の
伝達力と伝達誤差が減速比に応じて低減され、伝達機構
の耐久性と従動軸の姿勢精度が向上し、従動軸に大トル
クが作用する場合にも適用することができる。更に、部
品点数が少なくなるので装置がコンパクトになり、また
大ストロークであるため、生産性及び機能性が共に向上
する。
【図１】実施例の垂直多関節ロボットの断面図ある。
【図２】従来の水平多関節ロボットの構成図である。
【図３】従来の平行リンク機構の側面図である。
【図４】正面図である。
１１ 固定基盤 １７、２６ アーム １２、２１ モータ １３ａ、１３ｂ、２２ａ、２２ｂ 関節軸 １４ａ、１４ｂ、２３ａ、２３ｂ 減速機の入力軸 １５ａ、１５ｂ、２４ａ、２４ｂ 減速機の出力軸 １６ａ、１６ｂ、２５ａ、２５ｂ クロスローラベアリ
ング １８ａ、１８ｂ、２７ａ、２７ｂ プーリ １９、２８ タイミングベルト ２０ 移動基板
ング １８ａ、１８ｂ、２７ａ、２７ｂ プーリ １９、２８ タイミングベルト ２０ 移動基板
Claims (2)
- 【請求項１】 基盤と、該基盤に設置した駆動源と、前
記基盤に対して旋回可能に軸支したアームと、該アーム
を関節部分に支持する軸受と、該軸受と同心上に配置し
前記駆動源の出力により前記アームを旋回する第１の減
速機と、前記アームの他端に旋回軸と平行に設けた従動
軸と、該従動軸の軸受と同心上に配置した第２の減速機
と、前記第１の減速機の入力軸の回転を前記第２の減速
機の入力軸に伝達する前記アーム内部に設けた伝達機構
と、前記第２の減速機の出力軸を前記アームに固定して
前記従動軸の姿勢を保持したまま前記アームを回転する
駆動機構とを有することを特徴とする垂直多関節ロボッ
ト。 - 【請求項２】 前記基盤、駆動源、アーム、従動軸から
成る２台のアーム機構を前記従動軸の端面において互い
に背中合せに配置し、前記アームが垂直面内で旋回可能
に前記基盤の一方を固定し、前記基盤の他方に工具を取
り付けることにより、前記基盤の工具取付部がその姿勢
を保持した状態で平面内の任意の位置に平行移動するよ
うにした請求項１に記載の垂直多関節ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34251396A JPH10166285A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 垂直多関節ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34251396A JPH10166285A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 垂直多関節ロボット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10166285A true JPH10166285A (ja) | 1998-06-23 |
Family
ID=18354330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34251396A Withdrawn JPH10166285A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 垂直多関節ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10166285A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8393243B2 (en) | 2005-10-18 | 2013-03-12 | Seiko Epson Corporation | Parallel link mechanism and industrial robot |
-
1996
- 1996-12-06 JP JP34251396A patent/JPH10166285A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8393243B2 (en) | 2005-10-18 | 2013-03-12 | Seiko Epson Corporation | Parallel link mechanism and industrial robot |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050208 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20050411 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051108 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060110 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060214 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20060309 |