JPS58217283A - 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、一般的には工業ロボツ１〜に係り、更に詳細
には例えば溶接或いは切断等を行うためのレーザビーム
を自動的に操作するシー１アロボツトとして顕署に有用
性を右づる多軸工業ロボツ１〜に係る。

本発明の主たる目的は、高い精度と小さいレーザエネル
ギ損失にてレーザビームをロボット的に操作Ｊ−る新規
にして且改良された多軸レーザビームを提供することで
ある。本発明によれば、多軸レーザビームはロボットの
複数本の調節軸線の各々に沿って或いはそれに平行にレ
ーザビームを伝送する新規にして且改良されたレーザビ
ーム伝送システムを備えている。更に本発明の一つの実
施例によれば、レーザビームのロボット操作を茗しく簡
単化する新規にして且改良されたレーザビーム伝送シス
テムを有する５軸レーリ゛ビームが与えられる。

本発明の他の一つの目的は、相互に垂直なＸ１Ｙ１７作
動軸を有しレーザビームの正確なロボット操作を行うた
めのレーザロボットとして属しく有用な新規にして且改
良された多軸ロボットを提供りることである。

本発明の更に他の一つの［目的は、レーザビーム或いは
流動性シール材或いは接着剤の如き特ＩＡな目的のため
の流動物質を加工片へ向（プて正確にＣｌボッ１へ的に
７７１！１−ｙ−べくこれらを伝送ターるためにロボッ
Ｉ〜にとって非常に有用な内部通路を右し、またロボッ
ｌ−の視力システムの光学的センサ或いはアーク溶接シ
スデムの電極を操作づるに有用なロボッ１−機能を右す
る新規にして且改良されたガントリ型或いはΔ−バヘッ
ド型ロボッ１〜を提供夛ることである。

本発明の他の一つの目的は、腕の自由端に制Ｕｌｌリス
１へ（手首〉を備えた制御腕を有する型のロボッ１〜に
レーザその他の光学的ビーム或いは物質を伝送し或いは
腕の軸線に沿って腕の制御リストの作動範囲内にて配線
や配管を導くための新規にして且改良されたシステムを
提供することである。

本発明の更に他の一つの目的は、直線状にｔ１復動司能
な腕と該腕の自由端に設けられた二軸線型リストアセン
ブリとを有する型ｐロボッ１−に、該腕の光学的端部ヘ
レーザビームを伝送し或いはこれよりビデオカメライン
プラ１へビームを取出ター新規にして且改良されたシス
テムを段（プることである。

本発明の更に伯の一つの目的は、互いに垂直なＸ、ＹＳ
、Ｚ調節軸線を有する型のロボットに、７判１線に沿っ
て直線的な調節制σ１１を行うための新規にして且改良
されたＺ軸腕を設けることである。

更によｌＣ本発明によれば、腕の自由端にはＺ軸に一致
するＡ軸とＡ＠に垂直に交わるＢ軸の周りに二つの軸線
角を調節するための新規にして且改良されたリストアセ
ンブリが与えられる。この新規にして且改良されたリス
トアセンブリはその光学的端部ヘレーザピームその他の
光ビームを導き或いはこれより該ビームを導き出すべく
設訓された中空構造を有する。

本発明の更に他の一つの目的は、ロボットがその可能な
多軸制御内にて調節される時その腕の曲げモーメントに
生ずる変化を最小にづる剛固な４ｒ４造をイｊする新規
にして且改良された多軸ガントリ型或いはＡ−バヘッド
型工梨ロボットを提供り−ることである。

本発明のその他の１．Ａ的は以−トの１ｄｒ明より明ら
かとなるであろう。

以上に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

添イ」の図に於て、１０にて全体的に示されたレーザ“
ロボットはオーバヘッド型或いはガントリ型のロボット
であり、例えば切断や溶接のために加工物（図示せず）
に対しレーザビームを導くに当って五つの軸線について
調節が可能なものである。

適当な］ンビュータによる制御システム（図示せず）が
各用途に応じて］コボッ１〜１０（！−Ｌつのｌｌｌ１
ｌｉ線について調節を行うようになっている。かかるコ
ンピュータによる制御システムは公知の段８１及び作動
要領によるものであって良く、従ってここにはそれにつ
いては記載しない。

以下に詳細に記述される如く、ガントリ型ロボット１０
の五ＩＩｉ＋調節は三つの相互に垂直なＸ、Ｙ。

Ｚ軸の各々に沿う線形調節とへ軸及びＢ軸の周りの角度
調節とを含ｌυでいる。Ｙ軸及びＹ軸の両者に沿う線形
調節ストロークは例えば３６インチ（９１４ｍｍ＞であ
り、Ｚ軸に沿う線形調節ス１〜口−りは例えば２４イン
チ（６１’Ｏｎ＋ｎ＋）であって良い。ロボット１０（
７）８５２計は任意の実施例についてＸ、Ｙ、Ｚ軸に沿
う任意の好ましい調節ストロークを与えるように構成さ
れているものである。従ってロボット１０の作動容積は
必要に応じてＸ、Ｙ１７軸の一つ或いはそれ以上に沿っ
て容易に延長されて良い。

図示のロボット１０に於ては、Ｙ軸及びＹ軸はほぼ水平
な面内にあり、Ｚ軸はこのＸ−Ｙ面にほぼ垂直に、従つ
−（水平面に対してほぼ垂直に延在している。Ｚ軸に沿
う線形調節はＺ軸に沿って細長いカラム或いはアーム１
２の線形調節によ、って与えられる。この垂直のＺ軸カ
ラムの底部にリストアセンブリ１４が設けられている。

レーザロボット１０は四本の垂直なコーナポスト１６と
上部の長方形のベースプレート或いは支持板１８とを右
づ−る箱形の枠構造を右し、ベースノ“レート１８には
懸架されたＺカラム１２を受入れる大きなほぼ長方形の
開口２０が設けられている。四本の］−ナボスト１６は
Ｌ１ボラトが置かれる床に於ける不規則を吸収すべく各
々の下端に調整耐能な水平位置調整パッド或いはスピン
ドルを右している。ベースプレート１８の向い合った二
つの側縁に沿って一対の平行なり°イドレール２２が設
けられでおり、これによって主キャリッジ或いはＹ軸ギ
ヤリッジ２６がＸ軸に沿って線形調節されるように支持
されている。サイトレール２２は円筒状のロンドであり
、主キヤリツジ２６はサイトレール２２に沿ってＹＩＩ
ｉｌｌｌキトリッジ２６をＸ軸調節可能に装着すべく各
サイトレール２２に係合する一対のリニアボールブツシ
ュを有している。

Ｙ＠キ１ｒリッジ２６を線形調節覆るためにＸ軸モータ
３０が設けられており、このモータによって回転駆動さ
れるボールねじ３２とＹ軸キ１シリツジ２６の腕３６に
固定されたボールナツト３４とにｊ：すＹ軸キトリッジ
２６の線型調節が行われるようになっている。例えばＸ
軸モータ３０はＯ〜２４　’Ｏ’Ｏｒｐｍの範囲にてコ
ンピュータにより制ｔａ１１されて運転され、ボールね
じ３２どボールナツト３４とは１インチ（２５，４ｍｍ
）のピッチをイｊし、これによって１分間当り０〜２４
００インチの割合による線型調節を行うことがでさるよ
うになっている。ボールねじ３２には適当な電気的に作
動されるブレーキが設【ノられており、モータへの電流
が切られるとき自動的にモータ駆動軸にブレーキを掛【
ノるようになっている。

ベースプレート１８の両端部には二つの液圧的ショック
アブソーバ４０が設けられてＪ′３つ、ロボット機構に
障害を及ぼすことなくＹ軸ギヤリッジ２６の直線運ｌ動
を制限するようになっている。キャリッジの過剰移動と
それににる物理的損傷を防止タベくロボットコンピュー
タがＸ軸モータ３０を制御するようになっているが、シ
ョックアブソーバ４０はコンピュータの誤痒動の場合に
安全を確保するために設けられている。更に過剰移動に
対する追加の安全装置とし−Ｃ一対のユニットスイッヂ
（図示Ｕ゛ず）がＸ軸モータに対する通電を自動的に停
止させるために段（プられており、これに王ってＹ軸ギ
ヤリッジ２６がそのス１〜ローク限界に達すると同時に
Ｘ軸ブレーキを作動ざＵるにうになっている。

Ｙ軸ギヤリッジ２６上にはＸ軸に垂直なＹ軸に沿って線
型調節可能に７軸キヤリツジ４６が設けられている。Ｚ
軸キトリッジ２６はＹ軸ギヤリッジ２６上に設（Ｊられ
た一対の平行なレール４８上にリニアボールブツシュ或
いはビローブロック２８によりＹ　１１１１キトリッジ
２６がベースプレー１−１８上にＭＷされると同じ要領
にて装着されている。

Ｚ軸ギヤリッジ４６もまたＹ軸調節モータ５０によりボ
ールスクリュー３２とホールナツト３４を介してＹ軸に
γばつで線型調節されるようになっている。その要領は
ＹＩＩＩｉＩｌキャリッジがｚ　ｉｑｂに沿って線型調
節されるのと同じである。Ｙ軸ボールスクリュー３２は
Ｙ軸モータ５０への電流が切られたとき該Ｙ軸モータを
自動的に制動する電気的に作動されるブレーキを有して
おり、またＹ軸ギ１ノリッジが所定のストロークリミッ
トに達した時Ｙ＠′し−９５０への電流を切りＹ軸ブレ
ーキを作動させるＹ軸ストロークリミットスイッチ（図
示せず）が設けられている。

Ｙ軸キ（ｌリッジ２Ｇは垂直なＺ軸カラム１２を受ける
ためのほぼ長方形の開口５２を有しており、この開口は
Ｙ軸に沿って細長く、全長３６インチ（９１４，ｍｍ）
のＹ軸ストロークに沿ってＺ軸ギヤリッジ４６が線型調
節されることを許ずようになっている。一対の油圧的シ
ョックアブソーバ５４がＺ軸キ１１リッジの直線運動を
制限しまＩＣコンピュータの誤作動時に安全を確保づる
ために設けられている。二つの液汁的ショックアブソー
バ５４の一つはＺ軸ギヤリッジ４６の長方形の枠体」二
に装着され、Ｙ軸キｉ／リッジ２６に固定されたバンパ
５９と係合するようになっている。他りのショックアブ
ソーバ５４はＹ軸キトリッジ２６上に装着されＺ軸ギヤ
リッジ枠体５６と係合するようになっている。２軸キ１
７リツジ枠体５６と）／軸キトリッジドライブアーム３
６とはベースプレート１８の上方にＹ軸キＪｔ’リッジ
の中心線へ向けてＸ軸ボールスクリュー３２に平行に延
在ＪるビームのＸ１％ｌＩに沿う伝送を許すように設計
されている。

第３図及び第４図に最も良く示さ′れでいる如く、Ｚ軸
キトリッジ４６は長方形の外側フレーム５６と該フレー
ムに固定・された四つの直立コーナボス１〜５８とこれ
ら四つのコーナボス１〜の頂部に固定されたＶボートプ
レート６０とにより（Ｍ成されている。Ｚ軸キャリッジ
４６の四つのリニアボールブツシュ２８がコープポスト
５８の底部に装着されてＪ３す、リポ−トプレート６０
は垂直なＺ軸カラム１２を受りるためのほぼ長方形では
あるが一部斜めに切られた開口６０を有している。第３
図に示されている如く、Ｙ軸ボールナツト３４はキャリ
ッジフレーム５６にその一方の側に装着された外方へ延
びる腕６４により固定されている。

垂直のＺ軸カラム１２はリポートプレート６０の開［］
６２．内に向けられて１・方へ細長く延在する箱形のフ
レーム７０によりＺ軸キャリッジ４６上に装着されてい
る。フレーム７０はサポートプレート６０に固定された
１へツノプレー１へ７２を有しており、この１〜ツブプ
レートはフレーム７０の輪郭より大きめに作られている
。ル−ム７０は三個のサイドプレート或いはバックプレ
ー１〜７４〜７６と、ボトムプレート７８と、サイドプ
レー１・７４と７６の間に延在する金属板よりなるカバ
ー８０とを有している。

垂直なＺ軸カラム１２は三本の細長い平行に延びるロッ
ド８４〜８６により形成されており、このうち８４及び
８５は線型ガイドレールであり、８６は回転しないボー
ルスクリューである。これらのガイドレール及びボール
スクリューは垂直なＺ軸の周りに隔置されており、カラ
ム１２のほぼ全長に亙ってＺ軸に沿って延在づる２イン
チ（５Ｑ、８ｍｍ）直径の中央開口或いは案内通路を与
えている。

三木の平行なロッド８４〜８６の上端はほぼ円形のトッ
ププレート８８に固定□されており、またこれらロッド
の下端は同様にほぼ円形のボトムプレート９０に固定さ
れている。これらの１〜ツブブレー１〜及びボトムプレ
ー１〜はロッド８４〜８６上Ｄｚ１及び下ψに；ｊを受
（Ｊるための角力向に隔置されたノツチを右してＪ５す
Ｃ１これらのノツチにはそれに適合りる輪郭を右する周
９２．９４が一装盾され、これらロッドの上端及び下端
をそれぞれトッププレー１〜及びボトムプレートに固定
している。

二対の軸線方向に整合したリニアボールブツシュ或いは
ビローブロック２８がフレーム７０のバックプレート７
５に装着され、二つのガイドレール８４及び８５受【プ
ている。、　、Ｚ　Ｈｉｌｌカラム１２はこれによって
Ｚ軸に沿う垂直方向の位置に関し′Ｃ調節可能に剛固に
支持されている。Ｚ軸ホールスクリュー８６上には適当
な回転可能なホールナツト９６がＺ軸カラム１２のＦＡ
型調節のために設けられている。７軸キヤリツジ４６の
トッププレート（３’Ｏに装着されたＺ軸駆動■−夕１
００よりボールスクリューナツト９６を回転駆動するた
めにタイミングベル１〜駆動装置９８が設りられている
。

ＺＩＩＩＩｌ駆動モータ１００は垂直方向下方へ延びる
駆動ＩＩＩＩＩ１１０２を右しており、ベル１〜駆′８
装置９８はＺ軸キャリッジ４６のトッププレー１・６０
の直下に配置されている。ベルト駆動装置のプーリ１０
４が７軸モータ１００の駆動軸１　’０２に固定されて
おり、被駆動プーリ１０′６がＺ軸ボールナツ１−９６
に固定されている。タイミングベルト１１０に張りを与
えるためにモータ取イ］プレート１　’０８には細長い
ねじ孔が設けられている。２軸１００のための電気的に
作動されるブレーキ１１２が土−タ駆動軸１０２の下端
に設けられており、モータ１００への電流が切られた時
モータを自動的に制動するようになっている。フレーム
７０の１〜ツブプレート７２及びボトムプレート７８に
は液圧ショックアブソーバ１１６が設けられており、そ
れぞれ１〜ツブプレート８８及びボトムプレー１〜９０
上に装着されたバンパ１１８と係合し、コンピュータの
誤作動時に安全を確保するようになっている。またＺ＠
モータ１００への電流を連断づ−るためにストロークリ
ミットスイッチ（図示せず）が設（プられており、これ
によってＺ軸カラムがそのス１〜［１−クリミツトに達
した時にはＺ　Ｍｉｌｌ　’７レ−キ１′１２ｂ作動さ
れるようになっている。Ｚ軸ボールナッ１−９６（よフ
レーム７０のトッププレート７２により適当なボールベ
アリング（図示せず）を経て探知されている。これによ
っ′で垂直な／軸カラム１２の゛東向はＺ軸ボールナッ
１〜９６を経て７Ｊラム支持フレーム７０及びＺ軸キ（
・リッジ４６により担持される。

Ｘ情、Ｙ軸、Ｚ　４’ｌｌｌボールナツ１へ３４．９６
の各々はボールナラ１へ駆動装置に軸線方向の逅ひが生
り′ることを回避Ｊべく一対の軸線方向に隔置され且Ｉ
ＩＩＩＩＩ線方向の予荷重を掛けられたボールナラｌ−
を含んＣいる。

二軸リストアセンブリ１４は垂直なＺ軸カラム１２のボ
トムプレート９０に’［されている。この装着を行うた
めにリス１〜リポートカラーアセンブリ１３０がボトム
プレー１へ９０に設けられた中火開口内に一対のボール
ベアリング１３４により回転付能に装着されている。リ
ス１〜ザボートカラーアセンブリ１３０はＺ軸と同心の
１径２インチ（５０，８ｎｕｎ）の中火開口を有してお
り、この中央開口はリストアセンブリの内部へ通ずる直
径２・インチ（５’０．３ｍｍ）の軸線り向通路に連通
している。

リストアセンノリ１４を垂直なＺｉｌｌＩＩに一致りる
Ａ軸の回りにその角度位置を調節するために一対のＡ軸
駆動モータ１３６が設けられている。このΔ軸駆動モー
タ１３６はカラム１２の平行なロッド８４〜８６の間の
位置にあっ−Ｃボトムプレート９０上に装着されている
。駆動平歯車１３８がＡ軸モータの下りへ延在する駆動
軸上に設けられて８５す、リストサポートカラーアセン
ブリ１３０１７）被駆動平歯車１３９と噛合っている。

ＡＩｒＩｌｌｌ駆動モータ１３６の各々は例えば８８対
１の減速比を有する適当なハーモニックドライブを含ｌ
υでいる。

駆動平歯車１３８及び被駆動平歯車１３９の噛合いによ
っても例えば１．２８対１の如き追加の減速比が与えら
れる。二つのＡ軸駆動モータ１３６によりリストアセン
ブリ１４は互いに反対の角方向へ駆動され、歯車の噛合
いに於けるバックラッシュが除去される。かくして二つ
のモータを含む駆動装置によって正（＃１「なＡ　１１
１１１周りの角度調節が行われる。またＡ　１１１１の
周りに約７２０°までｆｌされるリス１〜アセンブリの
自由回転を制限する完全バックノ１ツブ装置として）内
当なリミッ′１ヘスイッヂ機４１４が設（プられでいる
。

リス１〜アセンブリ１４のレーザノズルサブアセンブリ
１４６がＡ軸に直角に交わるＢ軸の周りに回転可能に装
着されている。このＭｔの１こめにレーザノズルサブア
センブリ１４６の内側にあるハブ状の構造体或いはロー
タ１４８であって前方の［ｉカラー１５０と後方のエン
ドプレート１５１とを有づる部材が一対の隔置された同
軸のボールベアリング１５６によりリス１〜アセンブリ
１４の外側ハブ或いはロータ１５４内に回転可能に装着
されている。前方の装着カラー１５０１より軸と同す１
１１の中央開口１５８を有し、Ａ軸に垂直なり軸に冶っ
て同軸の案内通路を与え一〇いる。前方の装着カラー１
５０と後方のエンドプレート１５１とは弧状の７ランジ
或いはウェブ１６０によって接続されている。つｌブ或
いはフランジ１６０は１２０°以上の角度にて厘っで延
在し、従ってハブ１４８は、Ｚ軸に沿ってリストアセン
ブリ１４の内部へ延びる直径２イソチ（５０，８ｍｍ）
の案内通路を横切ることなく１８０°以上であって約２
００′までの範囲に亙って回転ジーることができる。

Ｂ軸駆動モータ１５２は外側ハブ１５４」−に内側ハブ
１１１８と同心に装着されており、Ｂ軸の周りにレーザ
ノズルサブアセンブリ１４６を角力向に調節することか
できる。Ｂ軸駆動モータ１６２は例えば１００対１の減
速比を与えるハーモニックドライブを含／υでいる。か
かるハーモニックドライブは実質的に遊びやバックラッ
シュを生じないものであり、その出力軸は直接内側ハブ
１４８に接続されている。単一のモータ１６２を用いた
Ｂ軸調節システムが用いられている。Ｂ軸の周りに約１
８６°まで許される内側ハブ１４８の自由回転を制限す
る安全補助手段として適当なリミットスイツヂ機構（図
示ぜず）が設けられている。

ロボットの五つの調節軸線の各々について各調節位置を
コンピュータにてｔｌｆｆするためにその位置を検知す
る適当な変位フィードバックセン１ノーが設りられてい
る。Ｘ軸、Ｙ軸、７打口む（１う線型調節を感知するた
めにはリニアセンサが設（プられてＪゴリ、Ａ軸及びＢ
＠の周りの角度調′節を感知するためにはロータリセン
サが５月プられている。ｉ［確なリニアセンサ及びロー
タリセンυとしては例えばＦ　ａ’ｒｒａｎｃｌ　　Ｃ
ｏｎｔｒｏｌｓにて製造され［（ｎｃｉｕｃｔ。

ｓｙ＋）Ｊなる商標の下に販売されているセンタが用い
られて良いが、ロボット位置の独立したフィードバック
を与えるために用いられ得る任意の十分粘度を有する変
位フィードバックセン１ノーが用いられて良い。Ｙ軸キ
ャリッジのためのリニアフィードバックセンサシステム
１７’Ｏが第５図に全体的に示されている。

適当な高出力レーザ１８’Ｏがベースプレー１〜１８の
側縁に沿ってＸ軸方向にＹ軸の中心線の位置までレーザ
ビームを伝送すべく設【ノられている。

適当な水冷式のＹ軸反射鏡１８２（使用されるレーザの
波長に適した金の絶縁被覆を施されｌｃものが好ましい
）がＹ軸キャリッジ２６上に装着されてＪ５す、レーザ
ビームを受（）これを直角に反射し、Ｙ軸に沿ってＳさ
、Ｚ軸カラム１２の垂直なＺ軸に交差せしめる。この反
射鏡１８２より小さいが同様の或いは類似の構造を右Ｊ
る第二の水冷式Ｚ軸反射１１１８４がカラム支持フレー
ム７ｏのリーイドプレート７４．７６にブラク−ット１
８６によりＺ＠に沿って配置されており、レーザビーム
を受り、これを直角に下方へ尚けてＺ軸に沿って反則す
るようになっている。レーザビームはごれよりリストサ
ポート力ラーアヒンブリ１３０を通り、Ａ軸に治ってリ
ストアセンブリ１４の内側ハブ１４８の内部へ至る。こ
れらの反射鏡と同様または類似の構造を有する第三の水
冷式Ｂ軸反射鏡１８８がリストリポートカラーアセンブ
リ１３’０より下方へ延在するほぼ１字形の腕１９’Ｏ
によってＡ軸及びＢ軸の交差位置に芸者されており、レ
ーザビームを受けこれを直角に反射しＢ軸に沿って導く
ようになっている。同じく同様ま１ｃは類似の構造を有
する第四の反躬鏡或いは出ツノ反射鏡がノズルサブアセ
ンブリ１４６内に設けられてａ３す、レ−９５じ−ムを
直角に反射し、これをノズル出Ｄ　１９４を経て放射Ｊ
゛るようになっている。ノズルザブ）７センブリ′１４
６は反部Ｉ　ＩＮ　１９２とノズル出口１９４の間に配
置された適当な焦点合Ｕレンズ（図示せず〉を有し、こ
れによってレーザビームの直径をノズ′ル出Ｄ　１９４
にて例えば０．０２５インチ（０，６３５ｎ＋＋ｎ）に
縮小する。もし望むならば焦点合せミラー（図示せず）
が最終段階の反射鏡１９２と前記焦点合せレンズの代わ
りに設けられ、これによっ−Ｃレーザビームを加工片上
に集中するようにしても良い。

ノズル出口開口は、溶接、切断その他のレーザロボッ１
への用途（レーザ孔開【プ、溝切り、熱処理、マーク付
は等を含む）のためにレーザビームを加工片へ伝送づべ
く、例えばＯ，’０５０インチく１゜２７ｍｍ）の直径
を有している。ノズル出りに接続されたガス導管１９８
はノズル出口開口へ酸素或いは不活性ガスを導くもので
ある。従来の要領にて、レーザ１］ボツト１０が切削工
具として使用される時には酸素が用いられ、レーザロボ
ッ１〜１０が溶接工具として用いられる時には適当な不
活性ガスが用いられる。

レーザノズル１４６は少くとも１８ｏ°にＤっでＢ軸の
周りに角度調節され得る。図示の実施例に於ては、レー
ザノズル１４６は一つの垂直ｗノ内にて垂直な半径方向
中心線より何れの方向にも９０°まで調節可能である。

しがし１８０°の調１１１）範囲の半径方向中心線はノ
ズルヘッド２　’ＯＯをその支持ハブ１４８へ取付（）
る角１哀を変えることによって簡単に変えられる。

以上のことから中空の垂直なＺ軸カラム１２はレーザビ
ームをＺ軸及びＡ軸に沿ってリストアセンブリ１４内の
Ｂ軸に交差するように導くことができることが理解され
よう。レーザビームはＺ軸カラム１２及びリストアセン
ブリ内に完全に包まれた状態に保持され、数少い反射＆
ｆ１（例えば図示の如きＢ軸のロボット１ｏの場合には
四個の反射鏡）にてレーザビームエネルギの伝送損失を
最小限に留めてこれをレーザビームノズル出口１９４ま
で正確に導くことができる。ビーム通路の全て或い（よ
一部（よベローズ（図示せず）及びロボットの（１４造
体内に包囲されるのが好ましく、これによってレーザビ
ームの伝送通路を正常にしまたレーザビームが他に損傷
を与えることを防ＩＬＪることができる。

これど同様の或いは類似の光ビデ・系が例えば検査工具
としてこのロボッ１−を用いるべく例えばビデＡカメラ
とは反対の方向に光信号を伝送りるために用いられても
良い。またＺ軸カラム１２及びリス１−アレンブリ１４
ににり簡１１ｉで且仝体として包囲された伝送通路或い
は案内通路が与えられることを利用して、このロホッ１
−を成る１２ｆ殊な用途に於て（ｉｂ状のシール剤或い
は接着剤を供給するだめの流体供Ｎ８猛ｆｆＪとして用
いても良い。

必低に応じてロボット１０の各部へ電力い流体を供給づ
るために電気或いは流体の伝送システムが設けられてよ
い。これは駆動モータ及びフィードバックセンザに対り
る電尋線、反射鏡に対りる冷Ｕ］水の導管、レーザビー
ム出ロノズルに苅り−るガス導管を含んでいる。この伝
送システムは五つの別個の接続システムを含／υでいる
。それらは（ａ　）ベースプレー１〜１８とＹ軸キ１１
リッジ２６との間の接続システム、（ｂ）Ｙ軸キャリッ
ジ２６とＺ軸キャリッジ４６との間の接続システム、（
Ｃ）７軸キヤリツジ４６とＺ軸カラム１２との間の接続
システム、（ｄ）Ｚ軸カラム１２の下端とリストアセン
ブリ１４との間の接続システム、（ｅ）リストアセンブ
リ１４の外側ハブ１５／４と１４８との間の接続システ
ムである。これら五つの接続システムは同じか類似のも
のであるので、Ｙ軸キャリッジ２６と７＠キヤリツジ４
６との間の接続システム２２４のみが全体的に示されて
いる。第６図及び第７図についてみると、適当な接続ア
レンブリ２２６．２２８がＹ軸キャリッジ２６とＺ軸キ
ャリッジ４６の間に設（プられており、はぼＵ字形の可
撓（ｌｌの電気及び流体に対Ｊる伝送手段が２３０によ
り示されている。これらの伝送手段は二つの相対的に移
動する接続アセンブリ２２６と２２８の間に接続されて
いる。この中には四本の平なＳ？８ケーブル（それぞれ
例えば１００本の１ツイヤと各接続アセンブリの軸線方
向両端に設りられた二つの平な導電部月とを含んでいる
）と、６月１水の導入及び導出導管とガス導入導管とが
含まれている。接続アセンブリ２２６及び２２８はＺＩ
ＩＩＩｌｌキトリッジ２６がそのご３６インチ（９１４
＋ｎｍ）ストロークの中点にあるとき整合Ｊるようにな
ってＪ３す、これら可撓性の導ｖ　２３０は接続システ
ム２２４と干渉Ｊることなく／軸キ１１リッジ４６をそ
の３６インチ（９１４ｍｍ）の全ス１へ口−りに厘って
調節することが゛（′さるように十分長く（例えば約２
２インチ（５５９ｍｍ））されでいる。

図示の工業ロボットは、（ａ　）流動層のシール剤、接
着剤その他の物質を加工片へ供給づ−ること＜１））ロ
ボットの視覚システムの光学的廿ンザを操作すること、
（Ｃ）ロボットのアーク溶接シスう−ムの電極を操作づ
ること、を含む上述の如き種／２の用途に合うよう容易
に修正されるしのである。

カラム１２の２＠通路には他の或いは修正されたリス１
〜ノ−ルピンブリ或いは適当な唇宣が他の用途のために
設りられても良いものであり、これらは当業者にとって
明らかであろう。

以上に於ては本発明を実施例について詳細に説明したが
、本発明がこれらの実施例に限られるものではなく、本
発明の範囲内にて種々の修正がｌ能であることは当業者
にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ににる■業用ロボットの一つの実施例を
組込んだレーザロボットの全体を示す概略的斜視図であ
る。 第２図は第１図に示すロボットの主フレームを支持づ−
るベースプレートを一部破断しまた一部省略して示す平
面図である。 第３図は前記ロボットのＹ軸キャリッジ及びＺ軸キャリ
ッジを一部破断しまた一部省略し−（示づ平面図である
。 第４図はＹ軸キャリッジ及びＺ軸キトリッジを示づ一部
破断しまた一部除去己て示す平面図である。 第５図はＹ軸キャリッジとＺ軸：１ニヤリツジとの間の
Ｙ軸位置フィードバックセンザを一部破断しまた一部省
略しＣ示づ平面図である。。 ′；：４！６図はＹ＠キャリッジとＺＩＩＩｌｉｌキ１
１リッジの間の２４ｊ体的及び電気的接続システムを′
−一部破断まｌ、ニ一部省略して承り正面図である。 ｍ７図はＹ軸キ１７リツジと７軸：ヤトリッジの間の接
続システムを一部破断しまた一部断面にで承り正面図で
ある。 第８図はｚ軸カラムとカラム支持構造を−ｊ１１；破断
じまた一部除去して示す正面図である。 第９図はＺ軸カラムとその支持椙造とＺ軸駆動シスＴム
を一部破断しまた一部省略して示す正面図である。 第１０図はＺ輔ギ１／リッジ、Ｚ軸カラム、イの支持（
１４造、Ｚ＠駆動システムの駆動モータを一部省略し−
（示す平面図である。 第１１図はＺ軸カラムをそのボトムプレートとリス１−
アセンブリのだめの一対のＡ相駆動゛し一部について一
部断面にてまた一部省略しで示づ側面図である。 第１２図、は／軸カラムのエンドプレー１へとリストア
センブリの支持〕Ｊウラ−Ａ軸駆動上−夕とを一部断面
にてまた一部省略して示づ−１面図である。 第１３図はリストアセンブリを一部破断しまた一部断面
にて示づ正面図である。 第１４図はリストアセンブリのノズルリーブアレンブリ
を一部破断しまた一部断面にてまた一部省略して示づ正
面図である。 １０・・・ロボット、１２・・・Ｚ＠カラム、１４・・
・リストアセンブリ、１６・・・コーナボスｈ、１８・
・・ベースプレー１〜，２０・・・開口、２２・・・サ
イトレール。 ２６・・・Ｙ軸キャリッジ、２８・・・リニアボールプ
ツシｌ、３０・・・Ｘ軸モータ、３２・・・ボールスク
リュー、３４・・・ボールナツト、４０・・・ショック
アブソーバ、４６・・・Ｚ軸キャリッジ、４８・・・レ
ール、５０・・・Ｙ軸モータ、５２・・・開口、５４・
・・ショックアブソーバ、５６・・・Ｚ軸キトリッジフ
レーム、５８−・・コーナボスト、６０・・・リボ−１
−プレー１−，６２・・・開口、６４・・・腕、７０・
・・カラム支持フレーム。 ７２・・・トッププレート、７４・・・サイ１〜プレー
１へ。 ７６・・・バックプレート、７８・・・ボトムプレート
。 ８４．８５・・・カイトレール、８６・・・ボールスク
リュー、８８・・・１へツブプレート、９０・・・ボ１
〜ムブレ−１〜９９２．９４・・・シュー、９６・・・
ボールスクリューナツト、９８・・・ベル１〜駆動装置
、１００・・・Ｚｆｆｑｌ＋　″Ｉ：−タ、１０２・・
・駆動軸、１０４・・・ベル１−駆動ブーリ、１０６・
・・支持駆動プーリ、１０８・・・モータ装ン１−グレ
ート、１’ＩＯ・・・タイミンクペル１−０１１２・・
・Ｚ軸ブレーキ、１１６・・・シ」ツクアブソーバ、１
３０・・・リスト状ボー１〜カラーアセンブリ。 １３／ｌ・・・中央開口、１３６・・・△軸駆動モータ
、１３８．１３９・・・駆動平ＩＴＪ、１４ε３・・・
ロータ、１５０・・・マウンデイングカラー、１５１・
・・エンドプレート、１５４・・・ロー＊、１５６・・
・ボールブツシュ、１５８・・・中火開口、１６０・・
・フランジ、１６２・・・Ｂ軸駆動モータ、１７０・・
・ノイードバツクセンサシステム、１８０・・・高山ツ
ル−１ア、１８２・・・Ｙ相反１８鏡、１８４・・・２
軸反射鏡、１９０・・・し字形腕、１９２・・・反１ｌ
）４鏡、１９４・・・ノズル出口、１９８・・・ガス導
管、２２４・・・接続システム、２２６．２２８・・・
接続アセシブ１ハ２３０　・・・電気的流体的導管 特　許　出　願　人　ノウア・ロボテイツクス・インコ
ーホレイテッド 代　　　　　理　　　　　人　　弁理士　　明　　石　
　昌　　毅図面の１−７４者（内容に変更なし） （方　式）（自　ざｔ） 手続補正よ ｌＩｉイ和５）８イ１７月２日 １、事イ′１の表示　昭和５８年待ｇＪｔ願第０７８８
６３号２、発明の名称 工業用ロボット ３、ンＩＩｉ正をする省 事イ１との関係　　待１■出願人 住　所　　アメリカ合衆国コネチカツ１−州、イースト
・ハートフォード、プレスティーシュ・パーク・０−６
２６２名　称　　ノウ７Ｆ・ロボティックス・インコー
ホレイテッド４、代理人 居　所　　〒１０４東京都中央区新川１丁目５番１９号
茅場町長岡ビル３階　電話５５１−４１７１６、補正の
対象　図面、願書、委任状及び訳文、優先権訛明由及び
訳文７・補″Ｅ′７）内容　別紙０通り（図面［、−）
　ｌｚ）　Ｔ　Ｌａ内容ゝ変更１１あ２外（自　発） 手続補正占 昭和５８年７月１９日 特許庁長官　若　杉　和　夫　　殿 １、事件の表示　昭和５８年特許願第０７８８６３号２
、発明の名称　工業用ロボット ３、補正をづる者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　アメリカ合衆国コネチカット州、イースｉ〜
・ハートフＡ−ド、プレスティーシュ・パーク・ロード
２６２名　称　　ノクア・ロボティックス・インコーホ
レイテッド４、代理人

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）垂直方向に細長く延在Ｊる剛固なアーム構造体に
   して下方に自由端を有し上方に該アーム構造体を三軸方
   向に調節Ｊる支持機構を備えたアーム構造体を有し、前
   記三軸方向の調節は前記アーム構造体の縦軸線に垂直な
   ほぼ水平方向に延在するＸ−Ｙ面内に於（プる調節と前
   記アーム構造体の縦軸線に平行なＺ軸に沿う線型調節と
   を含んでａ３す、前記アーム構造体は前記Ｚ軸にほぼ平
   行でこれより半径方向に変位し且該Ｚ軸の周りに角方向
   に隔置された複数個の細長い構造部材を含んでおり、細
   長い線型のＺ軸先通路が前記アーム構造体内にて前記Ｚ
   軸に沿ってその下方の自由端まＣ延びており、前記支持
   機構上に装着されて前記／軸元通路に沿って前記アーム
   構造体の自由な下端までレーザビームを投射する第一の
   光学的手段と、前記アーム構造体の下方の自由端に装着
   されて前記Ｚ軸に一致づるＡ＠に沿って延在り−る線型
   Ａ軸元通路及び前記Δ軸に直角に交わるＢ軸に沿って延
   在し前記Δ軸元通路に交わる線型Ｂ軸先通路を右するり
   ストアヒンブリと、前記Ａ軸と１３軸の交点にあって前
   記リストアセンブリ内に装着され前記７軸及び前記へ軸
   元通路に沿って下りへ投射されたレーザビームを前記Ｂ
   軸先通路へ向けて反射づる第二の光学的手段とを右づる
   ことを特徴とＪる工業用ロボット。
2. （２）■１長い剛固なアーム構造体にして一つの自由端
   と該アーム構造体を三軸方向に調節Ｊ−る克持打３！構
   とを右Ｊるアームｌｆ４造休を有し、前記三軸方向の調
   節は前記アーム構造体の縦軸線に垂面なＸ−Ｙ面に於（
   プる調節と前記アーム構造体の縦軸線に平行な／＠に沿
   う線型調節とを含んでおり、前記アーム（笥造体は前記
   Ｚ軸にγＧって延在し該Ｚ　ＩＩ’ｌ１１より半径方向
   に変位され且該Ｚ軸の周りに角り向に隔置された複数個
   の細長い（ｊ４構造月をイリしており、前記アーム構造
   体内には前記Ｚ軸に沿ってその自由端まで延在Ｊる細長
   い線型Ｚ軸先通路が形成され′（Ｊ５す、前記支持機構
   上に装着され前記アーム］１１１造体の前記自由端Ｊ、
   て前記／軸元通路に沿ってレーリ゛ビームを投射づ゛る
   第一の光学的手段と、前記ノノーム構）外体の前記自由
   ＜：Ｍに冥石さ札前記Ｚ１１１１に一致りる△軸に沿っ
   て前、記／軸元通路の５Ｊｉ艮である線型Ａ軸元通路及
   び前記へ輔に直角に交わるＢ軸に沿って前記△軸先通路
   に交わる線望Ｂ軸元通路を右Ｊるリス１へツノセンブリ
   と、前記Ａ軸とＢＩｒｌｌｌの交点の位置にて前記リス
   ｌ−７ｔ？ンブリ内に：）を石され前記ＺＩＩＩｌｌｌ
   及びＡ軸元通路にｆ（ｉっで（ジ１４ｆｆされたレーザ
   ビームを前記ＢＩＩＩｌｌｌ光通路へ反射りる第二の光
   学的手段とを有づることを特徴とりる」′、業用ロボッ
   １〜。
3. （３）紹１長い剛固なアーム構；外体にして自由端と該
   アーム４ｊ１１造体をその長手ｎ　ＥｉＪ　’ｆｌｌｌ
   ｌ線に平行な一つの線型調節軸線に沿って線型調節りる
   支持）幾構とを右するアーム４Ｒ造体を右し、前記アー
   ム４／４迄体は前記線型調節軸線に平行でこれより半径
   ｙｊ向に変位され且該線型調節軸線の周りに角方向に隔
   置された複数個の細長い構造部材’ｉ　６　シてｄ５す
   、前記アーム構造体内には前記線型調節軸線に沿っ（（
   の前記自由端ま（延在りる細長い線型光通路が形成され
   てＪ５す、前記支持機構上に装着され＋”ｔｊ記粍１型
   光通路に沿っ−（前記ノ′−ム構造体の自由端までレー
   ク“ビームを導く第一の光学的手段と、前記アーム構造
   体の自由端に駅名され該ｉ）−ム構造体の前記線型光通
   路の延長をなづ△軸線型光通路及び前記Ａ軸線型光通路
   にに１交づるＢ軸線型光通路を有するリストアセンブリ
   と、前記へ軸元通路と前記Ｂ軸先通路の交点にあって前
   記リス１〜アはンブリ内に装着され前記へ軸元通路に沿
   って投０・１されたレーザビームを前記Ｂ軸先通路へ向
   （プ２（反ＱＪする第二の光学的手段を右することを１
   ．！［徴とＪ゛る工業用ロボット。
4. （４）　Ｉ＋長い剛固なアーム構造体にして自由端と該
   アーム４？４造体の縦軸線に平行な線型調節軸線に冶っ
   て該アーム構造体を線型調節する支持機（んとを有する
   アーム構造体を有し、前記アーム構造体はその前記線型
   調節の軸線に平行に前記自由端まで延在する細長い光通
   路を有し、更にｉ１１記支荷支持１４上に装着されて前
   記線型光通路に沿って投射さ＋またレーク”ビームを前
   記アーｌ＼４ｒ＋’、　進体の前記自由９η；へ向り（
   投射する第一の光学的手段と、前記アーム（１４造体に
   於りる前記線型光通路の延長であるへ軸線型光通路及び
   該△軸線型光通路に直交り゛る１３ψ１１１線型光通路
   をイｊりるリス；ルアセンブリと、前記へ軸元通路と前
   記Ｂ軸先通路の父点にあって前２＋１２リス１〜アレン
   フリ内に装着され前記アーｌｘ　ｌｆ４造構造の光通路
   と前記△軸先通路を経て投ｑ１されたレーリ゛ビームを
   前記Ｂ　ｉ’ｌｌｌ光通路ｌ＼向け−Ｃ反ＱＪ−ｊｌる
   第二の光学的手段とをイうすることを’ｉ徴とＪる工業
   用ロボツ１−０
5. （５）廁長い剛固なアーム構造体にし−（自由端と該ア
   ーム４ｊ４造体を三つの軸線に沿って調節Ｊ−る支Ｊ’
   、′Ｊｔａｕ　４ｂＳとを右するアーム］１４造体を右
   し、前記三つの軸線に沿う調節は前記アーム（１４造体
   の縦軸線に１偵なＸ−Ｙ平面に於りるδ］Ｍハ１１と前
   記アーム（ｆ４　ｉ外体の縦１ｌｉｂ線に・１７−行な
   Ｚ　１１１１１に沿う線型調節とを含んでおり、前記ｊ
   アーム構造体は前記Ｚ軸に平行でこれより半径方向に変
   位され口その周りに角方向に隔置された複数個の細長い
   構造部材と該アーム４１４造体内にあって前記ｚ軸に冶
   っＣその自由Ｇｉ　２１；ζ゛′′延在細長い遮られる
   ことのない線型通路とを右しており、更に前記アーム構
   造体の自由端に装着され前記アーム構造体内に於【）る
   １１０記廁艮い線型通路の延長である遮られることのな
   い線型通路と該線型通路に直交する伯の一つの遮られる
   ことのない線型通路とを有するリス１〜アセンブリと、
   前記アーム構造体内の前記細長い線型通路ど前記リス１
   ヘアレンブリ内の前記直交りる線型通路に沿って一つの
   光通路を確立する光学的手段どを右１゛ることを特徴と
   する工業用ロボッ１〜。
6. （６）細長い剛固なアーム構造体にして自由端と該アー
   ム構造体の調節を行う支持機４Ｍとを右Ｊるアーム構造
   体を有し、前記アーム構造体の調節は該アーム構造体の
   縦ＩＩＩＩＩＩ線に垂白な方向の調節と該アーム構造体
   の縦軸線に平行なＺ軸に沿う線型調節とを含／υでおり
   、前記アーム構造体は前記／１１Ｉｌｌｌに平行で１」
   これより半径り向に変位されＪユ角方向に隔置された複
   数個の細長い構造部材と少くと−しニ一つのがイドレー
   ルと回転しない駆動用ポールスクリ〕、−とを右してＪ
   ３す、前記支持機（ｊ４は前記）′−ム構造体を支１ヤ
   しこれをその線型調節軸線に沿っＣ線型調節リベく前記
   ガイトレー′ルを受（プるリボ−１−ゾッシュと、駆動
   し一夕と前記駆動用ポールスクリ−１−を受（プロ０記
   駆動七−夕によって回転されＣｎｒｓ記線型線型調節軸
   線って前記アーム構造体を線型調ｆｉｔ）する駆動機構
   どを右し−Ｃいることを１！Ｉ徴とり゛る］工業用ロボ
   ット。
7. （７）　ｉ？ｌｌ＋長い剛固なアーム４１６迄体にして
   自由☆ｊシ１と該アーム構造体を三軸方向に調節づ−る
   支持１幾４ｔ４とをイ〕づ゛るアーム構造体を右し、前
   記調節は前記アームＪｉａ造体の縦＠線に垂直なＸ−Ｙ
   面に於【ノる調節と前記アーム４１４造体の縦ｎｌ１ｌ
   ｔ線に平行なＺ軸に沿う線型調節とを含んで８５す、前
   記アーム構造体の自由端に装着されて前記Ｘ−Ｙ平而に
   面直なＡ軸の周りに於Ｇプる前記アーム構造体の角力画
   調ｆｉｔ）を行う第一の］−１−夕と前記第一の］−１
   −夕上に装着されて前記Ａ軸に直交するＢ軸の周りに於
   ける角ｌ復調節を行う第二のロータとを有するリストア
   はンブリとを有し、前記第一のロータは前記Ａ軸に沿っ
   てこれと同心に前記へ軸及び前記Ｂ　（１＋の交点まで
   延在する内部のへ軸レーザ伝送通路を有し、前記第二の
   ロータは前記第一のロータ内に前記Ｂ軸の周りに角度調
   節可能に装着されており、前記第二のロータは前記Ｂ軸
   に沿ってこれと同心に前記Ａ軸及び前記Ｂ軸の交点まで
   延在する内部のＢ軸し−ザ伝送通路と前記Ｂ軸より該Ｂ
   軸に対し直交するレーザ放射軸線に沿って延在するレー
   ザ放射通路とを有し、更に前記支持Ｉａ構上に装着され
   前記Ａ軸伝送通路に沿ってレーデビームを前記Ａ軸と前
   記Ｂ軸の交点まで導く第一の光学的手段と前記Ａ軸及び
   前記Ｂ軸の交点にあって前記第一のロータ内に装着され
   前記へ軸レーザ伝送通路よりレージ“ビームを前記Ｂ軸
   し−ザ伝送通路へ向けて反射づる第二の光学的手段と前
   記Ｂ軸軸線上にあつ゛Ｃ前記第二のロータ内に装着され
   前記Ｂ　ｌｌ’ｌ！ｌレーザ伝送通路よりレーザビーム
   を前記レーザビーム放射通路へ反射する第三の光学的手
   段とを有していることを特徴とづる工業用ロボツ１〜。
8. （８）■長い剛固なアーム構造体にして自由端と該アー
   ム（Ｉ１１１００二軸調節を行う支持機構とを有するア
   ーム構造体を有し、前記三軸調節は前記アーム（１４造
   体の縦軸線に垂直なＸ−Ｙ惟面に於りる調ｆｌｉｌと前
   記アーム構造体の縦軸線に平行な７＠に沿う線型調節と
   を含んでおり、前記アーム構造体の前記自由端に装着さ
   れ前記Ｘ７Ｙ平面に垂直なＡ帖の周りに゛前記アーム構
   造体を角度調節する第一のロータと前記第一のロータに
   回転可能に装着され前記Ａ輔に直交づるＢ軸の周りの角
   度調節を行う第二のロータとを右するリス１ヘアセンブ
   リを右し、前記第一のロータは前記Ａ軸に沿ってこれど
   同心に前記Δ軸と前記Ｂ軸の交点まで延在する内部のＡ
   軸案内通路を有し、前′記第二のロータは前記Ｂ軸に沿
   ってこれ゛と同心に前記Ａ＠及び前記Ｂ軸、の交点より
   該Ｂ　ｌ！Ｉ１１に沿って延在づる内部のＢ軸案内通路
   と該Ｂ軸より該Ｂ軸に自交する軸線に沿って延在りる最
   終案内通路とを右していることを特徴とする工業用ロボ
   ット。