JPS5810479A - 工業用ロボツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、工業用ロボットに関し、特に工作機械の一部
に設置することができる工業用ロボットに関する。

工業用ロボットは、制御装置や駆動装置を内蔵して、本
体から嬌ひるアームの先端に把持装置が取付けられてお
り、この把持装置でワークフィーダの上に載置されたワ
ークを把み、あらかじめ定められた経路を経てワークを
別の位鎧へ運搬したり、あるいは工作機械のチャックま
で運搬したりする。このような作業を行なう工業用ｇｆ
ノット比較的大型であるため、通常は工作機械にｉｌＩ
接して設置され、１台の工業用ロボットで数台の工作機
械に対してサービスするのが普通である。ところが、最
近の工業用ロボットの普及で小規模の工場においても工
業用ロボットを使用するようになったが、工場面積が小
さい小規模工場では設置されている工作機械の台数も少
なく又その種類も少ないため、１台の工業用ロボットで
数台の工作機械をサービスするような天童のものはあま
り好まれず、むしろ１台の工業用ロボットで１台の工作
機械をサービスするような小製のものが好まれる傾向に
ある。又大規模の工場においても、安価でしかも１台の
工作機械に各１台の工業用ロボットを付設してサービス
を行なった場合の方が作業能率が良い場合もある。

しかしながら、従来の工業用ロボットｉｎｔ形状も大き
くしかも設置面積を多く必要とし、価格も高いものばか
りであるため、上述のような要求を満たすことができな
かった。

本発明は上述の如き従来の欠点を改善する新しい発明で
あり、その目的はロボット用の設置面積を特に必要とせ
ずしかも構造が簡単で形状も小さく安価な工業用ロボッ
トを提供することにある。

次に本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１１１１は本発明に係るロボットを工作機械の上部に
設置した状態を示す斜視図であり、同図中１は工作機械
である。１ａは主軸に連結したチャックで、後述する工
業用ロボットにより運ばれたワークを把持する。１ｂは
工作機械の扉であり、第１１１は扉が開いている状態を
示している。ワークが切削加工されているとき、扉１ｂ
は矢印方向に移動して可動部分を覆う。２Ｉｆｉワ一ク
置台である。

ワーク置台２は鉄枠にてテーブル状に組立てられ、上面
にはワーク５を載置する複数個のワークフィーダ２＆が
移動可能に配設されている。すなわちこれらワークフィ
ーダ２ａ・・・・・曲は図に示していない駆動装置によ
りワーク置台２の上面においてほぼ楕円状に回転移動し
、ロボットの把持装置の下部に移動したときリフト部材
２ｂにより上方へ持ち上げられるように構成されている
。第２図はリフト部材の構造を示す図である。同図にお
いて２ｃｉｌｔワークフイーダ２ａを押上げる台で上部
にはワークフィーダ２１の位置決め穴と嵌合する突起２
ｄを有し、下側にはガイド棒２ｅが四角に取付けられて
いる。このガイド棒２．ｑワー装置台２の上面を貫通し
ている。２ｆは押上部で、下端にねじが切られ、このね
じに鉱押上けねじ２ｇが螺合している。この押上げねじ
２ｇは駆動モータ２ｈとベル）２１で連結され、駆動モ
ータ２ｂが回転すると、押上げねじ２ｇも回転し、押上
部２ｆが上下動して、台２ｃがワークフィーダ２１を上
下方向に移動させる。なお、２ｊはブレーキである。４
はロボットである。該ロボッ）４Ｆ１本体４ａを有し、
皺本体４ａは工作機械１の上面に取付けられている。第
５図は本体４ａのカバーな取り去って内部構造の主要部
を示した上面図であり、同図中４８−１は本体４ａの基
板である。該基板４ａ−１には４個の取付穴４ａ−２が
設けられ、ロボット取付けの際、工作機械の上面から突
出したねじがこの取付穴に挿通され、ねじ止めによりロ
ボットが工作機械に固定される。基板４ａ−１には軸受
４ｂ、４ｂと４ｃ１４ｃが設けられ、軸受４ｂ。

４ｂにはロボッ）４ｄがその長手方向にスライド可能に
支持されている。又、軸受４ｃ、４ｃにはロッド４ｅが
その長手方向にスライド可能に支持されている。ロッド
４ｄ、４ｅの先端には渡り＠４ｆが固定されている。４
ｇはもう１つの渡り板である。そしてロッドａｄ、４ｅ
ｕそれぞれ渡り板４ｇを貫通しており、かつこれらは渡
り板４ｇとしつかり固定されている。このようにロッド
４ｄ、４・と渡り板４　ｆ、　４ｇは組立てられている
ので、これらは基板４ａ−１に対して、ロッド４ｄ、４
ｅの長手方向に移動する。４ｈはこれらを移動させるた
めのエアシリンダである。このエアシリンダ４ｈは基板
４ａ−１に固定されており、内部にはピストンが移動可
能に設けられ、それに−万端を固定されているピストン
ロッド４ｈ−１の他方端は渡り板４ｇに固定されている
。なお、周知のことながら、空気送入管４ｈ−２から空
気を送入したときピストンロッド４ｈ−１は第ｓＷＡに
おいて左方向に移動し、空気送入管４ｈ−５から空気を
送入したときピストンロッド４ｈ−１は第Ｓ図において
右方向に移動する。４１は渡り板４ｆと４ｇに両端を固
定した位置決めねじ棒である。この位置決めねじ棒４１
とロッド４ｅには２傭の位置決め板４ｊと４ｋが位置決
めねじ棒の長手方向に移動可能に挿通されている。そし
てこれら２優の位置決め板４ｊと４にはナラ）４ｍによ
り所望の位置に固定されている。位置決め板４１．４に
の先端にはそれぞれドグ板４ｎ、−４ｐが取付けられて
いる。４ｑ、４ｒは基板４ａ−１に順付けられた緩衝器
付きのストッパで、位置決め板４１と４にとにそれぞれ
当接して後述するアームの移動幅を規制する。４ｇ、４
ｔは位置決め板４Ｊ、４にの到来を検知するリミットス
イッチである。ロッド４・の先端にはアーム５が回転可
能に取付けられている。アーム５の先端には、一対の把
持装置５ａ、５ｂが設けられており、これら把持装置５
ｍ、５ｂにはフィンが５ｍ−１，５ｂ−１が設けられて
いる。第１図では、フィンが５ｂ−１がワーク３を把持
している様子を示している。これら把持装置５ａと５ｂ
は、上下が入れ替るようにアームの先端で回転すること
ができる。又把持装置５ｍ、５ｂはアーム５の長手方向
に対して手首の軸方向の折り曲り角度すなわちアームの
長手方向と把持装置Ｓａ、５ｂの攻付面とのなす角度を
少し調節することができる。第４図は手首部分の角度調
節装置を示す側面図である。同図において、５ｃは手首
である。この手首は、アーム５の先端に枢着された保持
板５ｄに固着されている。保持板５ｄには円弧状のガイ
ド溝５ｅが設けられている。そしてアーム５の長手方向
と手首５Ｃの軸方向とのなす角０を所定角度に調整した
後、ナツト５ｆを締め付けて手首をアームに対して一定
する。

第５図に示すように、渡り板４ｇにはアーム５の回転角
度を制限し、又その回転範囲を変更出来るストッパ６が
設けられ、アーム５にはこれらストッパ６に対向してス
トッパ７が設けである。８はアーム５を回転させるエア
シリンダである。エアシリンダ８の一端はロッド４ｄに
回転可能に枢着されている。又、内部にはピストンが移
動可能に設けられ、それに−万端を固定されているピス
トンロッド８ａの他方端はアーム５の一部に枢着されて
いる。図には示されていないが、エアシリンダ８の両端
にはそれぞれ空気送入管が設けられ、４５図において右
端の空気送入管からエアシリンダ８内に空気を送入する
と、ピストンロッド８ａが伸長して、アーム５は第５図
の実線位置方向に回転し、左端の空気送入管からエアシ
リンダ８内に空気を送入すると、ピストンロッド８ａは
引込んでアーム５を２点鎖線位置方向に回転させる。

ピストンロッド８ａの先端には、ピストンロッド８１と
ともに移動する枠体８ｂが取付けられている。ピストン
ロッド８の両港には緩衝器兼用のストッパ８ｃ、ａｄが
固定されており、枠体８ｂがいずれか一方に位置すると
きこれらのうちの一つと当接する。

次に本発明に係るロボットを使用してワーク置台２と工
作機械１との間でワークｓ４を移動させる動作について
説明する。なお、動作説明に当って、第６図に示すよう
に、主軸Ｓの方向をＸとし、又ロッド４ｅを中心として
アーム５が回転する方向をＡとする。

ロボットを使用するにあたって、まずアーム５を一人方
向に回転させ、第７図において実線にて示すように、チ
ャック１ａの前でチャック中心軸と把持装置のつかみ中
心軸とを一致させるように手首５Ｃの回転角度を調節し
た後、ナラ）５ｆを締め付けて手首５Ｃを固定する。こ
れと同時に一方のストッパ６を調整してアーム５の一人
方向の回転を規制し、さらに位置決め板４にも調節して
アーム５０）−Ｘ方向の極限位置も規制する。

続いてアーム５を＋Ｘ方向に移動させ、さらにこれなＸ
方向に回転させて把持装置の把持面がワークフィーダ面
と平行になるようにする（第７図において１点鎖線にて
示す）。しかる後、残るストッパ６を調節し、てアーム
５の＋ＡＸ方向回転を規制するとともに位置決め板４ｊ
も調節してアーム５の＋Ｘ方向の移動位置を規制する。

このような調整を行なった後、次のようなロボットによ
る工作機械へのサービスを実行する。

囚　バレッタイジングなしシーケンス例１、　扉開信号
が工作機械１の後部に備えられた制御装置９（第７図）
から発せられ、扉１ｂが開く。

２　アーム動作信号により、アーム５が一人方向に回転
する。

五　アーム移動信号によりアーム５が−Ｘ方向に移動し
た後、フィンＪ　５　ｍ　−１が閉じてチャック１ａに
取付けられている加工済のワークな把持装置５ａが把持
する。

４、　チャック１１が開いてワークを開款する。

５　アーム移動信号により、アーム５が＋Ｘ方向に少し
移動する。

＆　把持装置５ａ、５ｂが手首５Ｃに対して１８０ｃ″
回転【、た後、アーム移動信号により、アーム５が−Ｘ
方向に移動し、把持装置５ｂが把持している未加工のワ
ークをチャック１ａに運ぶ。

Ｚ　チャック１１が閉じて未加工のワークを把持した後
、フィンガ５ｂ−１が開いてワークを手離す。

＆　アーム移動信号により、アーム５が＋Ｘ方向に移動
した後、アーム動作信号によりアーム５が十Ａ方向に回
転する。

９　工作機械１の扉１ｂが閉じる。

１０、把持装置５ｍ、５ｂが手ｔ５Ｃに対して９０゜回
転し把持装置５ｂが下側、把持装置５ａが上側となる。

１１、　　未加工のワークを載置したワークフィーダが
上昇してワークな把持装＠５ｂ−１で運ぶ（第８！Ｈａ
））。

１２、　　フィンガ５ｂ−１が閉じて未加工のワークを
把持した後、ワークフィーダ２ａが途中まで下る（第８
図（ｂ））、 １五　把持装置ｓａ、ｓｂか手首５Ｃに対して１８０゜
回転し把持装置５＆が下側に、把持装置５ｂが上側とな
る（第８図（Ｃ））。

１４　ワークフィーダ上昇（第８図（ｄ））。

１翫　把持装置５ａのフィンガ５ａ−１が開き、把持し
ていたワークをワークフィーダ上に載置する（第８図（
ｅ））。

１＆　ワークフィーダが下降するとともに把持装置５ａ
、５ｂが手首５ｃに対して９０°回゛転じて次の動作に
備える。

１ｚ　　ワークフィーダの駒送りが行なわれて１サイク
ル動作は終了する。

上記のロボット動作例は、ワークフィーダ上に１個宛の
ワークを載置した場合であるが、ワークの種類によって
は、１つのワークフィーダ上に複数個のワークを積み重
ねておく場合がある。次に説明する動作例はこのような
ケースの場合である。

の）パレタイジングシーケンス例 １、　扉開信号が工作機械１の後部に備えられた制御装
置９（第７図）から発せられ、扉１ｂが開く。

２　アーム動作信号により、アーム５が−Ａ方同に回転
する。

＆　アーム移動信号によりアーム５が−Ｘ方向に移動し
た後、フィンガ５ａ−１が閉じてチャック１ａに取付け
られている加工済のワークな把持装置５１が把持する。

歳　チャック１ａが開いてワークを開放する。

翫　アーム移動信号により、アームＳが＋Ｘ方向に少し
移動する。

瓜　把持装置５ｍ、５ｂが手ｉｉ　５　ｃに対して１８
０゜回転した後、アーム移動信号により、アーム５が−
Ｘ方向に移動Ｌ　、把持装置５ｂが把持している未加工
のワークチャック１ａに運ぶ。

ｌ　チャック１＆が閉じて未加工のワークを把持した後
、フィンガ５ｂ−１が開いてワークを手離す。

ａ　アーム移動信号により、アーム５が＋Ｘ方向に移動
した後、アーム動作信号によりアーム５が十Ａ方向に回
転する。

襞　工作機械１の扉１ｂが閉じる。

１０、把持装置５ａ、５ｂが手首５Ｃに対して９０゜回
転し把持装置５ｂが下側、把持装置５ａが上側となる。

１ｔ　未加工のワークを載置し、たワークフィーダが上
昇してワーク把持装置５ｂまで運ぶ（第８１ＩＩ（１）
）。

１ｚ　フィンガ５ｂ−１が閉じて未加工のワークを把持
した後、ワークフィーダが下る。

１＆　把持装置５ｍ、５ｂが手首５ｃに対１．テ１８０
゜回転し、把持装置５ａが下側に、把持装置５ｂが上側
となる。

１４　ワークフィーダの駒戻しを行なって加工済のワー
クを載置しているワークフィーダを把持装置の下側に位
置させる。

１翫　把持装置が１８００回転していることを確認する
。

１４　　扉１ｂが閉じていることを確認する。

１７、　　ワークフィーダが上昇した後、把持装置５ａ
のフィンガ５ａ−１が開き、加工済のワークをワークフ
ィーダ上に載置する。

１ａ　　把持装置５ａ、５ｂが手首５Ｃに対して？　Ｏ
’回転し、ワークフィーダも下降する。

１９　　ワークフィーダの駒送りが行なわれる。

なお、上述の如き一連の制御は、制＃装置９内部に組込
まれた周知のシーケンス・コントｏ　−５又はＮＣ装置
によって行なわれる。

以上詳細に説明したように、本発明は工作機械のチャッ
クへのワーク挿入と、該チャックからワークを引抜く直
線運動と、チャックから工作機械の前部にワークを移動
させたり又はその逆の振り運動とを行なうことができ、
しかも手ｔはワークのチャック挿入時にチャック前でチ
ャック中心軸とつかみ中心軸とを一致させあるいは工作
機械前部においてアームの回転角度を設定した後、把持
装置の把持面が水平になるように手首とハンドのなす角
度を変更できる角度調節装置を設けているので、ロボッ
トを工作機械の適当な位置に設定することができ、しか
もワークの工作機械への着脱が自由に行なえ、かつロボ
ットの設置面積は不要となる。しかもロボットは工作機
械の至近距離に設置できるのでロボットを小型に構成す
ることができ、かつ従来装置のようにアームを伸び縮み
させる機構が全くないので構造も簡単になり、安価に提
供できる。

このほか、把持装置を二段重ね構造とすれば、チャック
位置及びワークフィーダ位置における加工済ワークと未
加工ワークとの授受動作が簡単になるなど、多くの効果
を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るロボットを工作機械上に取付けた
状態を示す斜視図、第２１１１１はワーク置台のリフト
部材の構造を示す正面図、第５ＷＡは本体のカバーを取
り去って内部構造を示す上面図、第４図はハンドの先端
に取付けられた角度調節装置を示す側面図、第５図はハ
ンドの駆動部分を示す側面図、第６１１１１はハンドの
移動方向を示す説明図、第７図は本発明に係るロボット
を工作機械上に取付けた状態を示す側面図、ＩＧ　’　
ＩＱ　（ａ）乃至（ｅ）はワーク交換動作を説明する説
明図である。 １・・・工作機械　　　　　　１ａ・・・チャック１　
ｂ　−・・扉　　　　　　　　２・−・ワーク置台５・
・・ワーク　　　　　　　４・・・ロボット４＆・・・
本体　　　　　　５・・・アーム５ｍ、５ｂ・・・把持
装置　　５ｃ・、・手賃５ｄ・・・保持板　　　　　５
・・・・ガイド壽５ｆ・・・ナツト　　　　　９・・・
制御装置特許出願人　　富士通ファナック株式会社代理
人　　弁理士辻　　　實 外２名 第８回

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）工作機−の主軸の軸方向に移動可能でかつ鋏主軸
   の軸方向と厘交する面に沿って１転可能なアームを有し
   、アームの先端に設けた手賃にヰ把持面が回転可能な把
   持装置を設けるとともにアームの長手方向と手嘗の軸方
   向とのな丁角ｋを変更＾できる角直胸節装置を設けたこ
   とを特徴とする工業用ロボット。
2. （２）二段重ねの把持装置を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の工業用ロボット。