JPS58114878A - 複数軸を有するロボット - 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、ロボットなどにおいて用いられる単軸駆動お
よび位１α決め制御装置に関する。

このようなロボットにおいて用いられる単軸躯−１およ
び位置決め吊り御装置は、口１反的に構造が簡略である
ことが望まれる。

本発明の目的は、構造が簡略化さ１．、て１θ価の低減
が口■能である車軸駆動および位！ｆｆｉ決め制＃装置
を提供することである。

第１図は本発明の一実施例の斜視図であり、第２図はそ
の正面図であり、＠３図はその測量図であり、第４図は
その千面図である。このロボットは基本的には、第１単
軸駆動装置ｄｌと、＠２単Φ■１Ｍ＠装置２と、第３単
軸躯！ｌ１ｉＩ］装置ｆ　３　（！：　’に含ム。第１
単軸ＩＫ虻装置１に設けられた移動体４は、第２図の左
右方向すなわちＸ軸方同に移＃ＪＪ＋る。第２車軸駆動
装置２には、第１単１ＩＩｌＩＩ駆動装置α１が装着さ
れており、この第２単１［１１駆＃Ｊ装置２は第１単軸
駆妨装置１を第３図の上下方回すなわちｙｍ＋方向に昇
降駆動する。第３単軸駆蛸装置３には、第２単軸駆動装
置２が装着されている。この第３単軸駆１１１Ｊ装置３
は、第２単軸駆動装置２を第４図の−Ｅ丁方回すなわち
Ｚ軸方向に変位する。移動体４の端部には、把持作業を
するための作業手段５が着脱自在に装着される。この把
持作業をする作業手段５に代えて、ドリルなどの作業手
段が装着されてもよい。

第５図はｖＪ１単１ｄｌ躯紡装置１の縦断面図であり、
＠６図はその水平断面図であり、＃ＩＪ７図は第６図の
切断面線■−■から児た断面図であり、第８図は第６図
の切断面線Ｓｊ−糧から見た断面図である。

第１単軸駆動装置１１は、基本的には前述の移動体４と
、本体としてのケース６とから成る。ケース６は、４つ
の側壁７，８，９．１０と、２つの端壁１１，１２とか
ら成る。端壁１１には、直流サーボモータ１３が装着さ
れている。この直流サーボモータ１３には、その出力軸
１４の速度Ｊｔ＠出する検出器が備えられる。拶初体４
はその軸直角断面が正方形または矩形に形成され、大き
な断面４ｆＰ、故を有する。この移動体４ば、ねじ送り
機構１５によって移動体４の樋手方回しζ沿ってケース
６内に進退変位駆動される。

ねじ送り機構１５において、ねじ棒１７は移動体４の長
手方向に平行な軸線を有し、軸受１８゜１９によってケ
ース６に支持される。このねじ欅ｉ７は軸継手２０ｖｃ
よって直流サーボモータ１３の出力軸１４、に連結され
る。ねじ捧】７の他端部は、軸継手２１によってエンコ
ーダ２２に連結される。ねじ俸１７には移動片２３１に
同定されたナツト２４．２５が螺合する。このようなね
じ俸１７およびナラ）２４．２！ＩＭ；ｊ、ボールねじ
であってもよい１．４８仙片２３Ｎまねじ俸１７に平行
に延びル一対のレール２６．２７によって案内される。

移動体４の筒体２８の端部に固定された取付板２９には
、前述の作業手段５が着脱自在に装着される。作業手段
５に回転力を伝達するためにケース６内にはねじ棒１７
に平行な軸線を有する一対の回転筒３１．３２が備えら
ハる。この回転筒３１．３２は、端壁１１側の支持板３
３において軸受３４および軸受３５によって支持される
。回転筒３１．３２の端部は、軸継手３６．３７によっ
てエンコーダ３８．３９が連結される。

回転筒３１の池・一部寸近は第９図に拡大して示　　”
される。回転筒３１内ＶＣは回転軸４０が挿通する。

この回転軸４０は、ｒ−ス６の端壁１２に形成された挿
通孔４１を挿入する。この回転軸４０の端部は軸受４２
によって取付板２９に支持される。

この軸受４２は、回転軸４０のラジアル力およびスラス
ト力を受ける。回転軸４０の遊端部４３に１ま作業手段
５に連結され回転力が伝達される。

回転軸４０にはスプラインの凹凸が形成されており、こ
の回転軸４０には、回転筒３１の端部に固定された筒部
４４が押通する。

第１０図から明らかなように、回転軸４０と筒部４４し
たがって回転筒３１とは、スプライン結合しており、相
互に軸線方向に変位可能であるけれども、同方向には一
体的に回転する。筒部４４にはかさ歯車４５が固定され
る。このかさ歯車４５には、回転軸４０の軸線に直角な
軸線を有するかさ歯車４６が噛み合う。かさ歯車４６に
連結された回転軸５０は、ラジアル軸受４８およびスラ
スト軸受４９によって支持される。ケース４７は、ブラ
ケット２５１によってケース６の側壁９に固定される。

回転軸５０は、軸継手５１を介して側壁９の外部に固定
された直流サーボモータ５２ｖｃ連結される。ケース４
７Ｖｃ設けられた１ＩＩＩｉＩ受５３゜５４は筒部４４
を支持する。もう１つの回転筒３２に関連しても回転筒
３２と同様な構成とされ１回転筒３２には回転：咄５５
がｆＩＰ通され、その端部５６は作業手段５に回転力を
伝達する。回転ψ由５５は直流サーボモーシ５７によっ
て駆動されることに、回転軸４０’に関連する構成と同
様である。

第１１図は第２単軸駆動装置２の正＋ｆ＋ｉから見た縦
断面図であり、巣１２図はその第２単軸ｖＪＡ朝裟置２
の１１１１１面から児た縦断面図であり、第１３図は刀
１１図の切断１ｆｉｉ線ｘ１１１−■から見た水平断面
図である。第２単軸駆蛸装置２のケース６０は、４つの
側壁６１，６２，６３．６４と２つの端壁６５゜６６と
から成る。このケース６０内には、上下に延びるねじ捧
６７が軸・受６８，６９によって支持される。軸受６８
け、ねじ捧６７のラジアル力を受け、１咄受６９はねじ
棒６７のラジアル力およびスラスト力を受ける。軸受６
８はＩ−壁６５Ｖｃｅｆｆらｊてｔ−リ、油受６９はブ
ラケット７０を介して４Ｉ壁６６ｖｃ収り団けられる。

１則壁６３，６４Ｋｌｄ軸直角断面がＣ字状に形成され
た補強体７１，７２がその側壁６３．６４に固着される
。この補強体７２にはねじ棒６７の両側でそのねじ捧５
７の軸線に平行に延びる一対のレール７３．７４≠゛固
定される、レール７３，７４ｔ／″ｉ、移動体７５の脚
部７６．７７が案内される。移動体７５にはねじ欅６７
に螺合するナツト７９が固定される。ねじ棒６７グ〕下
方の一端部は、軸継手８０によって直流サーボモータ８
１に連結される。ねじ棒６７の上方の他端部は軸継手８
２によってエンコーダ８３に連結される。直流サーボモ
ータ８１にはねじ欅６７の回転速度を検出する検出器が
備えられる。

移動体７５Ｖｃ＃−ｊ、補助駆動手段９０が設けられる
。移動体７５には移動片７８が固着されており、この移
動片７８にはワイヤロープなどの索条９１の両端が連結
され、このようにして無端状のループが形成される。索
条９１は、ケース６０Ｖｃ固定されたプーリ９２．９３
に巻き掛けられる。プーリ９２，９３は、ねじ捧６７の
軸線に垂直な軸線を有し、移−１片７８の移１１可能な
範囲よりもさＣ・に上方およびＦ方にそ札ぞれ配置され
る。索条９１には復動シリンダ９４のピストン９５が固
着される。

第１４図は、補助駆動手段９０の簡略化した図である。

複重シリンダ９４のピストン９５によって仕切られた２
つのピストン室９６．９７のうち、一方のピストン室９
６は、大気に開放されており、もう１つのピストン１９
７ｒま管路９８によって空気圧源９９に連通される。こ
の管路９８にはリリーフ弁１００が連結されている。移
動体７５は第１単ｌｌｌ１ＩＩ駆幼装置１の１ｌｌｌＩ
壁７に収り団けられた収り付は座１０２が固定される。

空気圧＃９９の空気圧は、移動片７８および第１単軸駆
＃装置１：１などの自重による反力を受けることができ
る値に選ばれる。これによってねじ棒６７したがって第
１４Ｌ紬駆幼装置１が静止している状悪においては、ナ
ツト７９には下向きの力が作用しない。ＩＪ　ＩＪ−フ
弁１００の圧力は空気圧源９９の空気圧よりもわずかに
大きく選ばれる。第１単軸釘動装置ｌが上昇されるため
にねじ俸６７がサーボそ一夕８１によって駆動されると
、ナラ）７９Ｐｉ第１１図、第１２図および第１４図の
下方に変位する。これによってピストン室７９の圧力が
上昇し、リリーフ弁１００が開弁状憩となる。

そのためサーボモータ８１の容量が小さくても、ねじ欅
６７を容易に回転駆動して第１車軸駆動装置１を上昇す
ることができる。ピストン９５が下降する際にピストン
室９６には大気が導入される。

＠１単軸駆１装置１を下降するために、ねじ棒６７をサ
ーボモータ８１によって駆動して、ナツト７９を下降す
る。この際には、ピストン９５は上昇し、こ７−Ｌによ
ってピストン室９７内には、空気圧源９９から空気が供
給され、ピストン室９６からは大気が外部に放出される
。このときリリーフ弁１００は閉じたままである。ピス
トン室９７の空気圧によって、＠１単紬駆妨装置１など
の自重が設けられるので、第１車軸駆動装置１が急速度
で下降した場合においても４サーボモータ８１の小さな
８ｂｋで正確な上下の位置決めを行なうことができる。

側壁６２に形成された移動体７５の移動を許容するため
の長孔１１１ＫＦｉ、移動体７５の往復移１方向の両側
に伸縮自在のカバー１１２，１１３が配置される。この
カバー１１２．１１．ｌｔ、側壁６２に固定されたカバ
一体２１３ＶＣよって覆われる。

第１５図は第３車軸駆動装置３の水平断面図であり、第
１６図はその縦断面図であり、第１７図は第１５図の切
断面線Ｘ〜１−ηｌから見た断面図である。本体１２０
は山形鋼から成る側壁１２１　、１２２と、端壁１２３
，１２４と、溝形鋼からなる補強体１２５とを含む。補
強体１’２５，１２６に取り付けられた軸受１２７，１
２ｇによって２軸方回に延びるねじ棒１２９が回転自在
に支持される。軸受１２７はラジアル力とスラスト力を
支持し、軸受１２８はラジアル力を支持する。ねじ捧１
２９の一端部は１１１ｔｌ継手１３０を介して直流サー
ボモータ１３１に連結される。ねじ捧１２９の他端部は
、軸継手１３２を介してエンコーダ１３３に連結される
。サーボモータ１３１にはねじ棒１２９の回転速度を検
出する速度検出器が含まれる。

ねじ捧１２９に螺合するナツト１３４は移動体１３５に
固定される。側壁１２１．１２２以上にはねじ棒１２９
の軸線に平行に延びるレール１３６゜１３７が固定され
る。このレール１３６によって移動体１３５の脚部１３
８，１３９が支持される。

移動体１３５上部には、取は片１４０を介して第２単軸
駆＃Ｊ装置２の端壁６６が固定される。移動体１３５に
は、ＶＬ気接続器１４１が接続されており、この電気接
続器１４１からは可撓線によって＠ｌ単軸駆動装置１１
および第２車軸駆前装置２に接続される。４気接続器１
４１にけ可撓線１４２を介して電気信号の送受信が行な
われる。＄動体１３５の往復移動方向の同側には、防塵
のための伸縮自在なカバー１４３，１４４が設けられて
おり、これらのカバー１４３，１４４は側壁１２１゜１
２２に固定されたカバ一体１４５によって覆われる。

第１８図は、＄１図〜第１７図に示されたロボットの制
御装置を示すブロック図である。第１単軸駆動装置１、
第２単軸駆＃装置２および第３単軸駆幼装置３は、接続
端子１５０を介して、アナログコンピュータなどによっ
て構成される共通処理回路１５１に接続され゛る。この
共通処理回路１５１には、接続端子１５０を介してティ
ーチング装置１５２が接続される。共通処理回路１５１
には、接続端子１５３を介して、第１単軸駆動装置１の
ための個別処理回路１５４、第２単軸駆切装置２のため
の個別処理回路１５５および第３単軸躯動装［３のため
の個別処理回路１５６が接続される。第１車軸駆動装置
ｌの作業動作の手順にティーチング装置１５２の操作に
よって行なわれ、その第１車軸駆動装置１の作業手類は
、個別処理回路１５４Ｖｃストアされる。第１単軸駆蛸
装置ｌの再生作業動作は個別処理回路１５４のストア内
容に従い、共通処理回路１５１を介して信号が導出され
る。これによって第１単軸駆＃装置１が再生作業動作を
行なう。第２単軸躯動装置２および第３単軸駆動装置３
も同様に、共通処理回路１５１を介して、個別処理回路
１５５，１５６と協動動作を行な、う。（４１車軸駆動
装置１〜第３単紬駆紡装置３の動作の順次的な関連制御
は、共通処理回路１５１における動作に従う。

第１単軸嘔動装置１〜第３車軸駆動装置３Ｉ／−ｉ、接
続端子１５０に個別的に着脱自在である。個別処理回路
１５４〜１５６もまた、接続端子１５３Ｋｉｌｌ択的に
着脱自在である。このような構成によれば、第１車軸駆
動装置１〜第３単軸駆紡装置３の１または複数個が用い
られる場合に、それらに対応し九個別迅理回路１５４〜
１５６がそれぞれの端子１５３に取り付けられて用いら
れることに々るので、使用しない第１車軸駆蛸装隨１′
〜第３単軸駆紡装＠３ＶＣ対耐する個別処理回路１５４
〜１５６は装着されず、したがって構成が簡略化され、
無駄がなくなる。

第１９図は第１単軸躯動装置１が設けられた工場の一部
の平面図である。プレスｉ［１６０によって鍛造加工さ
れた製品１６２は、払い出し装置１６３によってコンベ
ア１６４Ｖｃ載せられて運ばれる。このコンベア１６４
によって運ばれた製品１６２ｅま、真空吸着装置１６５
によって吸引上昇される。この真空吸着装置１６５１ｄ
、第１単軸１動装置ｆ　１の移動体４に装着される。コ
ンベア１６４には平行にもう１つのコンベア１６６が配
置される。第１単軸［動装置１はコンベア１６４，１６
６の上方に跨架された支持体１６ＬＫ固定される。真空
吸着装置１６５は、第１単軸駆動装置ｌの移動体４に固
定される。真空吸着装置１６５Ｖｃよって吸着されて上
昇された製品１６２け、第１単軸駆動装置１の働きによ
ってコンベア１６６に乗り移らされて押し出し装置１６
８によってコンベア１６６上に搬送される。このような
第１９図の工場においては、第１車軸駆動装置ＩＫ関連
して第１８図に示される個別処理回路１５４が用いられ
、残余の第２単軸駆餐１装置２および％３単軸躯１装置
３ならびに個別処理回路１５５，１５６は不要であって
用いられない。したがって制御装置ｄが簡略化される。

＠２０図は、第１車軸＃、紡装置ｌと第２単軸躯１装置
２とを用いた工場の一部の簡略化した正面図である。コ
ンベア１７０によって搬送されてくる製品１７１ｉ’ｔ
、コンベア１７２上に乗載される。

このコンベア１７２は、シリンダ１７３の駆動力によっ
て仮想線１７４で示されるように傾動する。

これ［伴って製品１７１がコンベア１７２上で傾動され
る。この傾動された製品１７１を第１単軸駆蛸装置１お
よび第２単軸駆動装置２を用いて第２０図の紙面に垂直
方向に間隔をあけて型打するハンガコンベア１７５に吊
り下げられる。コンベア１７２が参照符１７４で示され
るように傾動した状態にある製品をハンガコンベア１７
５のハンガ１７６に吊るすために、第１単軸１動装置１
の移動体４に収り付けられた引掛は具１７８は、第２１
図に示される動作を行なう。車軸嘔幼装置によって＄１
される引掛は具１７８は移＠経路ａ。

ｂ、ｃ、ｄを辿り、第２単軸嘔ｖＪ装置２によって嵌納
経路ｅ、ｆ、ｇを辿る。引掛は具１７８が経路ａの方向
に前進＄納することによって、引掛は具１７８は製品１
７１に形成されている引掛は穴に挿入する。そこで引掛
は具１７８が経路ｅのように上方に移動し、そこで経路
すのように前進移−１スる。そこで引掛は具１７８が経
路ｆのように下降することによって、製品１７１の引掛
は穴にハンガ１７６が引掛かる。そこで引掛は具１７８
が経路Ｃのように後退することによって、引掛は具１７
８と製品１７１の引掛は穴との引掛かり状態が解除され
る。そこで引掛は具１７８は経路Ｃを店り、そこで経Ｆ
ｉｌ！ｇのように下降し、経路ｄのように再び後退して
もとの位置に戻る。このような工場では、第１８図に示
される制御装置において第３単軸Ｗ、前装置３および個
別６理回路１５６が省略される。

本発明の池の実施例として、単軸駆動装置は旋回、揺動
、作業手段５のだめの手首の振りなどの角変位機兎を有
してもよく、このような角変位を行なう単＋１ｉｉ１１
駆励装置を組合せてロボットを構成することができる。

以上のように本発明によれば、簡単な構造によって作業
手段の各種の動作を達成することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図はソノロボ
ットの正面図、第３図はそのロボットの側面図、第４図
はそのロボットの平面図、第５図は第１単軸駆紡装Ｗｉ
１の縦断面図、第６図は第１単軸駆動装ｗ！１の水平断
面図、第７図は第６図の切断面線■−■から見た断面図
、第８図は第６図の切断面線種−■から見た断面図、第
９図は回転筒３１に関連する回転軸４０を駆動するため
の構成を示す拡大断面図、第１０図は第９図の切断面・
　　線Ｘ−１から見た断面図、第１１図は第２単軸駆動
装置２の正面から見た断面図、第１２図ｑ第２単軸駆動
装置ｉ２の側面から見た断面図、４！１１３図は第１２
図の切断１ＩＩｉ線１１１−ｍｌから見た断面図、第１
４図は第２単軸駆動装ａ１２の動作を説明するための簡
略化した図、第１５図１’を第３車軸駆動装置３の水平
断面図、ｇＰＪ１６図は第３単軸躯紡装置３の縦断面図
、第１７図は第１６図の切断面線Ｘ橿−■から見た断面
図、第１８図は第１図〜第１７図に示されたロボットの
制御装置を示すブロック図、第１９図は第１車軸駆動装
置１を含む工場の一部の平面図、第２０図１／′ｉ第１
単軸駆動装置１および第２車軸駆動装置２を含む工場の
簡略化した正面図、第２１図は第２０図に示される工場
における引掛は具１７８の作業経過を示す図である。 １・・・第１単軸駆幼装置、２・・・第２単軸駆動装置
、３・・・第３車軸駆動装置、４，７５，１３５・・・
移動体、５・・・作業手段、１３，５２，８１，１３１
・・・直流サーボモータ、１７，３１，３２，６７．１
２９・・・ねじ捧、２２．３８，３９，８３，１３３・
・・エンコーダ、９１・・・索条、９２．９３・・・プ
ーリ、９４・・・複動シリンダ、９９・・・空気圧源、
１００・・・リリーフ弁、１５０，１５３・・・接続端
子、１５１・・・共通地理回路、１５２・・・ティーチ
ング１１２１．１５４〜１５６・・・個別地理回路 代理人　　　弁理士　西教圭一部 第１３図 第１４図 第１９図 第２０図 第２１図 り 手続補正書 昭和５７年５月７日 特許庁長官　殿 １、事件の表示 特咄昭５６−２１０３０１ 、発明の名称 単軸駆動および位置決め制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　出願人 住所　広島市中区へ丁堀６−１９ 名称協立エンジニアリング株式会社 代表者　木　上　　進 ４、代理人 住所　大阪市西区西本町１丁目１３番３８号　新興産ビ
ル涜・ す ６、補正の対象 明＃ｌ資、図面および安住状 ７、補正の内容 （１）タイプ＄薔した明細４（内容にｉ更なし）および
適正な図！ＩＪ（内容に変更なし）は別紙のとおり。 （２）安住状を別紙のとおり面光する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 本体に移動体が一直線方向に変位することができるよう
   に設けられ、この移動手段はねじ送り機構によって駆動
   され、移動体には把持または加工を行なう作業手段が着
   脱自在に設けられ、移動体にはその移動体とともに変位
   しかつ移動体の移動方向に平行な軸線を有する回転軸が
   設けられ、この回転軸には駆−１手段がスプライン結合
   され、このｍｓ手段は本体に着脱自在に装着されて、回
   転軸をその軸線まわりに駆動および位置決め制御するこ
   とを特徴とする車軸駆動および位置決め制御装置。