JPH11503672A - 工業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 工業用ロボットは足部（１）に装架されたスタンド（２）を有しており、該スタンド（２）は第１の垂直軸線（Ａ）のまわりで回転可能であり、前記スタンドは第１のロボットアーム（８）を支持しており、該第１のロボットアーム（８）はスタンドに対して第２の水平軸線（Ｂ）のまわりで回転可能である。スタンドは、２つの突出部（３ａ、３ｂ）を備えた下部（４）を有しており、該２つの突出部（３ａ、３ｂ）は中間部（５）を支持しており、該中間部（５）はスタンドに対して回転可能である。中間部は２つの平行な支持用素子（６ａ、６ｂ）を有しており、該支持用素子（６ａ、６ｂ）の上端には第１のロボットアームが支承されている。支持用素子の下端は下部に回転可能に取り付けられている。かくて、ロボットは前方あるいは後方に傾くことができるとともに、ロボット操作時、これらの位置に固定することができ、もって、異なる形式の作動範囲を得るようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】 工業用ロボット 技術分野 本発明は、足部に配備され且つ第１の軸線の回りで回転可能なスタンドを有し ている工業用ロボットに関し、そのスタンドは、第２の軸線の回りで回転可能な 第１のロボットアームを支持する少なくとも１つの支持用素子を備えた支持用板 を有している。 背景技術 マニプレータ、例えば、工業用ロボットはスタンドを有しており、該スタンド はベース板に固定された足部上に回転可能に配備されているとともに第１のロボ ットアームを支持しており、該第１のロボットアームはスタンドに関して回転可 能な関係にある。このアームの外端には、第２のロボットアームが回転可能に支 承されている。この第２のアームはそれ自身の長手方向軸線の回りで回転可能で あるとともに、それの他端で、ロボットハンド（手）を支持しており、該ロボッ トハンドは工具取付体を備えているとともに第２のアームに相対して２つの自由 度で回転可能である。上述したロボットアーム及びハンドの移動を達成するため に、各軸線には駆動手段が配備されている。各かような駆動手段は高いギヤ比を 備えた減速装置とモーターとを有している。 上述した種類の工業用ロボットは、該ロボットのアームの物理的範囲により制 限される作動範囲、ならびに、軸線の回りでの可動性を有している。それ故、ベ ース板に固定された工業用ロボットは、その工業用ロボットにより機械加工され るべき工作物を導入しなければならない、ある与えられた作動範囲を有している 。しかし、工業用ロボットは、幅広く変化するタスクに用いることができ、この 理由で、変えられたアクセシビリティあるいは変えられた作動範囲に対して、時 として、ある要求がなされている。工業用ロボットを新たな取付点へ移動させる ことにより、作動範囲は移動することができるが、作動範囲を変えるためには、 工業用ロボットの構造を変えることも必要とされる。このことは、ロボットのい く つかの部品、例えば、スタンドあるいはロボットアームのいくつかを置き換える ことにより達成することができる。 １９９４年３月刊の出版物「ＩＲＢ ６４００ 工業用ロボット」 ＡＢＢ ６３９７ ０３２−１４５から、第２のアームを延長させることにより、作動範 囲を増大させることができる工業用ロボットは知られている。このことは、第２ のアームに延長モジュールを備えることにより達成される。作動範囲は、いわゆ るシェルフ装架によっても変えることができ、その場合、角方向モジュールはス タンドに接合されている。このモジュールにより、変化された作動範囲がロボッ トに与えられ、該ロボットがそれ自身の前方で、また、それ自身の下で作動する のが可能となる。ロボットを再構築することによりそのロボットの柔軟性を高め る上述した方法での１つの問題は、生産ロスが装架時に生ずることである。付加 的な問題は、再構築により新たなケーブル掛けが伴い、結果として、付加的にコ ストが掛かってしまう。また、このように変えられたロボットの配置形態により 、ロボットの制御機器を再プログラムすることが伴う。 発明の概要 本発明の目的は、再構築のための何等のコストあるいは生産ロスを生ずること なく、異なる生産目的に適合され得る作動範囲の工業用ロボットを得ることであ る。かような工業用ロボットは異なる形式の作動範囲及び異なる工作作業に簡単 に、且つ、短時間で調節することができる。本発明によれば、このことは、スタ ンドが第１のアーム用の調節可能な支持用素子を有していて、ロボットが前方に 、あるいは、後方に傾けられるのを可能ならしめる工業用ロボットによって達成 される。支持用素子は、第１のアームの軸線に平行な水平軸線の回りで回転可能 であるとともに、スタンドに備えられている支持用板に固定することができる。 支持用素子は相互に平行に配備されているとともに、制御機器で知られている固 定角方向段階における摩擦接合部でもって支持用板に固定されている。これによ り、ロボットは「アンダーボディ（under body）」形式の作動範囲に急速に再構 築されるのが許され、その「アンダーボディ」形式の作動範囲において、ロボッ トは、下からそれ自体の上の目的物に向かって作動している。また、それを「棚 装架」式の作動範囲に急速に調節することができ、その「棚装架」式の作動範囲 におい て、ロボットは、棚の上に置かれるかのように、それ自身の前で、また、それ自 身の下で作動する。ロボットのケーブル敷きを変えることなく、その変化を実施 することができる。回転可能に取付ることができる支持用素子を導入することに より、ロボットは非常に短い時間で新たな生産目的に調節することができる。 図面の簡単な説明 添付図面を参照して、実施例の記載により本発明をより詳細に説明する。それ において、 図１は、本発明による工業用ロボットの三次元図を示しており、 図２は、達成することができる作動範囲のいくつかのタイプを例にして、本発 明による工業用ロボットの側面図を示している。 好適実施例の説明 図１に示されている工業用ロボットはスタンド２を有しており、該スタンド２ は円筒状のロボット足部１に回転可能に支承されており、該ロボット足部１は装 架用ベースに固着されており、スタンドは垂直軸線Ａのまわりで枢動することが できるようになっている。スタンド２は中間部５を有しており、該中間部５は第 １のロボットアーム８を支持している。該第１のロボットアーム８は水平軸線Ｂ のまわりで枢動するよう中間部５に支承されている。第１のロボットアーム８の 上端には、第２のロボットアーム１１が水平軸線Ｃのまわりで枢動するよう支承 されており、該水平軸線Ｃは軸線Ｂに平行である。第２のロボットアーム１１は 後方部１１ａと筒状前方部１１ｂとからなり、その後方部１１ａは軸線Ｃの回り で枢動することができ、筒状前方部１１ｂはその後方部に支承されているととも にアーム１１の長手方向軸線の回りで回転可能である。前方アーム部の外端部分 はリスト（手首部）１２と工具取付部とからなっており、該リスト１２は、軸線 、通常は第２のアームの長手方向軸線の回りで回転可能なリスト部１３を有して おり、また、工具取付部は旋回ディスク１４の形をしており、該旋回ディスク１ ４はリスト部１３の長手方向軸線の回りで回転可能である。 スタンド２はＵ字形断面を有しており、該スタンド２において、第１の垂直方 向突出部３ａ及び第２の垂直方向突出部３ｂは、垂直軸線Ａのまわりで回転可能 である下方支持用板４に固定されている。垂直方向突出部３には、軸線Ｂに平行 な水平軸線Ｂ’のまわりで回転可能に中間部５が取り付け可能にされている。中 間部５は第１の支持用素子６ａと第２の支持用素子６ｂとを有しており、該第２ の支持用素子６ｂは第１の素子と平行になっており、第１の支持用素子６ａと第 ２の支持用素子６ｂとの間には空間１６が作られており、該空間１６内には第１ のロボットアームを備えることができるようになっている。支持用素子６は摩擦 ジョイント１７により、スタンドの突出部３に取り付けられている。支持用素子 ６は上方半円筒状部分及び下方半円筒状部分を備えたボックス状に形成されてい る。支持用素子６が、常に、互いに平行に移動するのを確実にするため、それら は水平クロスバー７に固定して接続されている。第１のロボットアーム８は支持 用素子６の上端に枢動可能に支承されている。 水平軸線Ｂのまわりでの第１のロボットアームの移動は、第１の釣合バネ９ａ と第２の釣合バネ９ｂとにより釣り合わされており、該第１の釣合バネ９ａと該 第２の釣合バネ９ｂとは第１のロボットアーム８の上端とそれぞれの支持用素子 ６ａ、６ｂとの間に関節運動ができるように固定されている。第１のロボットア ーム８の下端は駆動手段に接続され、該駆動手段は第１の支持用素子６ａに固定 されているとともに、モーター１０ａと第１の支持用素子６ａに収容された減速 装置とを有している。第２のロボットアーム１１の枢動運動は平行ロッドの上方 で行われ、その平行ロッドの下端は軸線Ｂの回りで回転可能なクランクに接続さ れている。伸張されたクランクアームは、第２のロボットアーム１１を釣り合わ すための釣合重り１５を支持しており、また、それのクランク軸は駆動手段に接 続され、該駆動手段は第２の支持素子に取り付けられているとともにモーター１ ０ｂと、第２の支持用素子６ｂに収容された減速器とを有している。 図２は、本発明による工業用ロボットが異なるタイプの作動範囲にどのように して適合されているかを示している。図２ａは通常の作動範囲２０を示しており 、それに対し、図２ｂは、どのようにしてロボットに「アンダーボディ」形式の 作動範囲２１を与えることができるのかを示しており、その作動範囲２１では、 後方に傾斜している中間部５を提供することにより下から作動している。図２ｃ はどのようにしてロボットに「棚装架」形式の作動範囲２２が与えられるのかを 示しており、その作動範囲２２では、前方に傾斜する中間部５を提供することに よ り、ロボットはそれ自身の前で、また、それ自身の下で作動することができる。 本発明による記載された工業用ロボットは、２つの突出部３を有するスタンド を備えた工業用ロボットで構成されたものに限定されない。たった１つの支持用 素子を有していてもかまわない中間部５は、たった１つの突出部を備えたスタン ドに、有利に、固定することができる。本発明は、釣合いおもり及び平行ロッド を備えたロボットに適用されることに限定されず、かような手段の無いロボット にも適用することができる。 中間部５の枢動は駆動手段により適宜実行され、該駆動手段は支持板と支持用 素子６のうちの１つとの間に接続されているとともにモーターと減速装置とを有 している。この駆動手段はロボットの駆動手段よりも簡単な種類のものであって もかまわず、また、支持用素子の内部に収容されていてもよい。作動範囲は駆動 手段で設定されており、該駆動手段上では、支持用素子が摩擦ジョイントにより 支持用板に固定されている。 ロボットの作動サイクル時、中間部５は支持用板４に固定されていて、安定し た形状のスタンド２を形成している。それ故、作動時、ロボットは、６つの自由 度を備えた通常の工業用ロボットとして機能する。これにより、制御機器のプロ グラム化が容易となる。別の作動範囲が望まれる場合、摩擦ジョイント１７は取 り外され、中間部が回転されることを許し、また、その中間部が所望の位置に調 整されることを許し、その際、中間部５が摩擦ジョイント１７に再び錠止される 。新たな固定位置は制御機器に前もって知らされていてもかまわず、あるいは、 較正法により感知されてもかまわない。かような較正法は、新たな位置にあるロ ボットが多数の既知の位置を感知し、それの座標が制御システムに給送されるよ うに行われている。中間部を固定するための錠止部材は摩擦ジョイントであるこ とに限定されず、任意に、中間部を支持用板に固定してロボットの荷重トルクが 支持用板に伝達され得るような部材からなっていてもよい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．足部（１）と、第１の軸線（Ａ）のまわりで、前記足部に関して回転可能 に配備されたスタンド（２）と、第２の軸線（Ｂ）のまわりで、前記スタンドに 関して回転可能に配備された第１のロボットアーム（８）とを有しており、前記 スタンドは下部（４）と、少なくとも１つの支持用素子（６）とを有しており、 該支持用素子（６）は前記第１のロボットアーム（８）を支持している工業用ロ ボットにおいて、前記支持用素子（６）は前記下部（４）のところに回転可能に 配備されているとともに、前記ロボットの作動サイクル時、前記支持用素子を前 記下部（４）に固定するための錠止装置を備えていることを特徴とする工業用ロ ボット。 ２．請求の範囲第１項記載の工業用ロボットにおいて、前記第１の軸線（Ａ） は実質的に垂直であることを特徴とする工業用ロボット。 ３．請求の範囲第１項あるいは第２項記載の工業用ロボットにおいて、前記支 持用素子は前記第２の軸線（Ｂ）と平行な軸線（Ｂ’）のまわりで回転可能であ ることを特徴とする工業用ロボット。 ４．請求の範囲第１項から第３項までのいずれかに記載の工業用ロボットにお いて、前記第２の軸線（Ｂ）は実質的に水平であることを特徴とする工業用ロボ ット。 ５．請求の範囲第１項から第４項までのいずれかに記載の工業用ロボットにお いて、前記第１のアーム（８）を移動させるための前記駆動手段は前記支持用素 子（６）内に配備されていることを特徴とする工業用ロボット。 ６．請求の範囲第１項から第５項までのいずれかに記載の工業用ロボットにお いて、前記スタンド（２）は第１の支持用素子（６ａ）と該第１の素子に平行な 第２の支持用素子（６ｂ）とを有しており、前記第２の支持用素子（６ｂ）に前 記第１のアーム（８）が支承されているとともに、該第１の支持用素子（６ａ） と該第２の支持用素子（６ｂ）との間に空間（１６）が形成されており、前記第 １のアームは枢動することができることを特徴とする工業用ロボット。 ７．請求の範囲第６項記載の工業用ロボットにおいて、前記第１のアーム（８ ） は第２のアーム（１１）を支持しており、該第２のアーム（１１）は前記第１の アームに関して回転可能であり、また、前記第２のアーム（１１）は平行なロッ ドによりクランクに接続されており、該クランクの軸は前記第１のロボットアー ム（８）の軸線（Ｂ）に一致しており、前記第２のアームを移動させるための駆 動手段は前記第２の支持用素子（６ｂ）内に配備されていることを特徴とする工 業用ロボット。 ８．請求の範囲第１項から第７項のいずれかに記載の工業用ロボットにおいて 、前記下部（４）と前記支持用素子（６）との間には駆動手段が接続されていて 前記支持用素子を固定位置間で回転させていることを特徴とする工業用ロボット 。