JPS584375A - 工業用ロボツトの負荷低減装置 - 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、特にロボットハンドを
有した工業ロボットの上・下可動部を上・下方向に移動
させるアクチュエータの負荷を低減させる丸めに設けら
れた工１１１ｊｌｌｌ＃ｙ）０負荷低減装置におけゐ改
良に閣する０ 工業用ロボツトは横方向Ｋ１１ＦＩｉ自在ＯｔＩポット
ハンドｔＡ備すると共にこのロボットノ・ンドを上・下
方向に移動する機構中、水平百円で旋回させる機構勢を
具備して所ＩＩＯ位置へ■ボｙ　）　／’１ンドを到達
させることがで會るように形成され、これによってｗ　
Ｍ　ｙ　）ハンドにワータ會把持して＊＊作県等の一ボ
ッＦ動作をシζなう０そして工業用−ボットにおいてロ
ボットハンドを上・下方向に移動可能にするためには胃
ポＶ）構造部に上・下案内軸を設けてこの案内輪Ｋｌう
て上Φ下可動Ｓ會アタチ島エータ駆勤め下に上・下可動
に構成し、ζＯ上・下回−郁に上述の■ポット／１ンド
を横方向に伸縮自在ＫＷＲ付は為構造が採られる。依っ
てζＯ上・下可動＠０アタチ島エータは、ロボットハン
ドが把持す為ワーク重量によＪｌ負荷のみならず一般に
はワーク重量よｐも大きな上・下可動部中Ｗがｔ）ハン
ドの自重をも含め九重景やモーメント管支持しなから上
記上・下回動部を上書下方向ＫＩＩｌ＆させるべく極め
て大きな駆動出力を一揮す為アクチ凰エータが必要にな
る。このような不都合を郷消するために上・下回動部に
予め下向きの負荷荷重等に見合う上向き力を常時付与す
るエアシリンダを設け、アタチーエータの駆動負荷を低
減させるようＫした工業用口ボッ）０負荷低鎮−置韓ｌ
ＩＫ提案されている。然しながら、このｌｌｉ来の負荷
低減−１ｌにおいては、上記の★荷低減層エアシリンダ
によって上・下可動１１に付与する上向自刃を常に−ｊ
ｌ！に保つため、上・下回動部の下降時にエアシリンダ
内て圧縮されて高圧となり禽エアーを９リーフ弁で大気
に放出す為構成が採もれており、従って圧力空気源、す
なわちエアー冨ンプレッナーを用いて高圧化したエアー
を大気中沢放出することはニアコンプレッサーの作動工
専ルギを鋤駄消費することになり、頁には負荷低減層の
エアシリンダに供給するエアーには一般に一分を混入さ
せであるためＫこれらの油分がエアーと共に大気中に放
出されると１１１１ＰｔｌｋＫつながるという不具合を
生ずる◇従ってこれらの不具合會解消し、省エネルギー
化を達成すると共に環境汚染の防止をも計ることが可能
な改良が畳ｉＩされるに到っている。

依って本発明の目的は上述のような改良要望を満良すこ
とのできる工業用νボットの負荷低減装置な提供するこ
とにあゐ。すなわち、本鞄明においては、上・下案内軸
に沿うて駆−される上・下回動部にロボットハンドを有
すゐ工ａｊ＠ロボットにおいて、前記上拳下可一部に予
め上向き力を付与すゐ空気圧シリＷｌｆ設けゐと共に前
記空気圧シリンダと空気圧源とｉｆりｆｌａＫ圧力空気
の貯ｗＩン夕を設け、該貯溜タンＩと前記空気圧シリシ
ダとを常時直！１ｋＫＩｉ持することによ）前記上・下
回一部に常には埋一定の上向自刃を付与し、該上・下可
動＠ｅ駆動源に掛る負荷音低減させ１＃：、むとを特徴
とするものである０上述のように窒気圧Ｖｌン〆と圧力
空気Ｏ貯讃メンＩとを１紬して該貯ＩＩＩメンタから空
気圧シリν〆へ圧力空気を常時供給す為＊＊を設けるこ
とＫより空気圧源を形成するコンプレッサの容量は貯溜
タンクの漏れ分を補充すＪ＋ＩＩｌ！で済み、こ０点従
来は空気圧シリンダへコンプレツナから直接的に加圧空
気を送づて空気圧シリンダの上向自刃を確保し、また大
気中へ圧力空気が放出された場４ｒＫは再びコンプレッ
サによって圧力空気を補給する方法が採られてい７を皮
めＫｍ無的に大容量のコンプレッサを常時作動状廊に置
く必要が参り１本ＩＩ明により省エネルギーの観点から
大きな改良効果が得られるのである。以下、本−明の構
成、作用ならびにその他の効果Ｏ点に就き添付１５ＷＪ
に示す実施例に基龜詳ｌ１１１Ｋ説明す為０ Ｉｌｌ−は工業用ロボットの従来の構造を示す正画間で
ｈ為。岡１１１１図において、１０は工業用口ぼットの
基台で６９、この基台内に上−下駆動石のアクチ１エー
タ及び負荷低減装置の空気圧シリシダＩＩＩが円ｌＥ畜
れている。基台１００上方には上・下−ＭＯガイド１２
と上記空気圧シリンダのロツＦ１４が延長してＴｈＬガ
イド１２に沿って勘ｌッ）０上Φ下可−ＩＢを形成す４
　ｗ　Ｍット旋−駆動筒ｇ１１８、旋１輪受＠ｌ　ＩＩ
、Ｉｌ＆ットアーム伸纏駆−峰−タ鵞Ｑ、ｗぼｖトアー
ムケーシンダ！雪、ロボットアーム２４、■ボッ１手首
−構＊＠ｓ”ポットハンド！８勢が一体となって上・下
動外するように構成されて−ゐＯそして上述した負荷低
減１１ｔ０１！気圧シ雫ンメ嬬ａｙド１４１介して上述
しｆＩ−１１１素、１ｉｉｓ分かｂｅる一ｄｌｖトＯ上
・下■−１１に上向自刃を付与して％／％為ＯであゐＯ
上達し九質来の工業用ｗｊシトにおけ為負荷低減装置０
１Ｅ力童気■隆はＩＩ冨■に示畜れるＯｍ＊ＷＩＡにお
いては、上述し大−ボッ）Ｏ上・下回−Ｓ會槙似的に負
荷３ｏとして示してあゐが、Ｆ＠ＩＬＩＩＩＯは空気圧
シリν〆８ｍＫよりて當時上肉亀力を付与基れ（％／％
る・そして空気圧シリν〆３１には圧力９気源３４から
レギュレータ３・會鰻幽して定圧化され大鷹力璽気が供
給され為構成がａｈれズいる０すＩＩＬわｔ１負荷３・
にはレギ島レータ３６で歇ａＳれ露匿力と窒負匿シリン
ダＳ鵞Ｏ受圧璽職とＯＩＩ″Ｃ機壜る力が當時作曜す為
のであ為・ｉ友負荷３０が下降した場合には空気圧シ雫
ンダ３８０内部ＯＩ！気が圧縮書れて１１１に圧力が轟
を為Ｏで、これを鋳圧して常時一定圧を保つためＥｌリ
ーフ弁３８を設けて上昇圧力分を大気に＊幽するように
構成している。このような圧力空気−Ｓを有した従来の
工業ＮＩＩボッ）０負荷低減−置は既述Ｏような不具舎
を有す為４ので番）、ζＯような不＾舎を震消す為本−
―Ｏ工業層璽ポｙ）０負荷低減−置に付いて以下Ｅｌｌ
明す為・ さて、ＳＳ園は本１１１１に！為ＴＪＩｌａ”ｇｗ　）
Ｏ負荷低減装置Ｏ負論例におけ為圧力蜜気−路一で番〕
、本■ＫＴｈいても工業用ＥＩｌツ）０上φ下可−ＩＩ
紘横領釣に負荷ＳＯとして示し、宜え岡負萄ｓＯを上―
下論書せ為友めＯ周知Ｏ上Ｏ下駆−ＩＩＩｌ會構威す為
駆−毫−タ４雪、ベルトプーリ機構４４、＠参ねじ機構
４・も略示釣に示してあ石０１て、本−＠に＊％／ｈ−
’Ｃは、圧力９９１Ｌ’１ｇ８４ｉｐうｖギルレータ３
＠ｔ＠幽して定圧化した圧力空気がチＪＬブタ弁４＄を
経由して一旦、圧力空気の貯璽Ｉンタ５ＯＫ貯Ｗされ、
ヒｏＢ書タンタ５０から空気圧シリンダ３２へ一定圧の
圧力空気が供給１れ、ζＯ圧力空気の圧力と空気圧シシ
ンダ３！Ｏ受圧曹積との積に額轟すゐ力が該９気圧シリ
ンダ３２かも負荷３０に対し上向ｔＩＫ付与されている
０この場合に圧力空気Ｏ貯溜タンタｓＯは充分大暑な容
量を有するものを設ける。このような構成會採ゐことに
より、一旦貯溜タンタＳＯを圧力空気６１３４からレギ
島レータ３６、チェック５？４８を経由して供給されゐ
定圧力の空気で充満させておけば、空気圧シ９ｙダ３３
に供給される圧力空気は常に貯溜タンタＳＯＫ倶鎗１れ
大圧力空気から補給され！ｏ従って圧力空気＠＠４を形
成する冨ンプレッナは貯溜タンＩｓ０中空気圧シリンダ
３！、これら両者ＯＩＩ絖管路等に漏れが生じてレギ鼻
レータ３６０歇定圧よ）、貯書タン戸ｓＯ内の圧力が低
下したと自Ｏみチェツタ弁４８を介して圧力空気を供給
する１度Ｏ容量があれはよく、比較的小容量のコンプレ
！を會１ＩＩＮすることかでＩｉ為・オた本１１１１に
よれば、空気圧シリンダ３２ＫＸって負荷３０に付与す
ゐ上向自刃は貯溜タン１５０の圧力に依るものであり、
Ｖ貯溜タンクＳ・の圧力は一１圧力空気が充填されれば
長期にＩｓて陛ぼ一５ｉｉに維持されるから、この点か
らも圧力空気＠８４を形成するコンプレッｔは作−上で
消費エネルギーの小さい小容量コンプレッｔを―層する
ことがで龜りのである０ １ｋ）、上達Ｏ構成によれば、空気圧シリンダ３雪に外
層す為圧力が當に一定に保持され、従って負荷３０にも
常に一定の上向き力が付与される点を以下にｌｌ＠す為
。

％／％壜、貯■タンクｓＯおよび鋏タンタと空気圧Ｙｌ
ｌン１１Ｍとｏ＊ｓａｗｉｉＫおける管路容量ｔＶｔ（
響ットル）、負荷ｓＯの上昇ＫｆＰりて窒気シ豐ｙ１８
１に生じたＶりンダ容積Ｏ増加分ｔｖ。

（リットｋ）、レギａレータ３６にようて設定される貯
讃タンＩＳｏ内の圧力空気の設定圧力をＰ　（Ｉｌｌ／
ａＪＧ　）、上記シリンダ審積Ｏ増一時におＶ＞（Ｐ＋
　１．０３　）−（Ｖｔ＋　Ｖｍ）　（Ｐ＋　１．０３
＋ΔＰ　）＝＝　ＣＩ）ζ０（１）式から ΔＰ　−−Ｖ＊／Ｖ１　”　Ｖｅ（Ｐ　＋　Ｌ６１　）
・・・・”　＠ｊを得ゐ。こＯ偉）式からＶ□に対して
ｖｌが充分大魯い場合には圧力変動値ΔＰに極めて小さ
く、従って空気圧シリンダ３２内の圧力はシリンダ容積
Ｏ増加が生じてもほぼ一定に維持されることがわかるＯ
なお、負荷３０の降下動作に伴って空気圧シダンダ３鵞
内Ｏシリンダ宣の容積が減少したと自も、該シリンダ愈
と圧力空気０ｗｗタンＩＳＯとが直結しているので上述
ＯＩＫｍＩＫよってシリンダ車内Ｏ圧力上昇は褪めて小
さく空気圧シシンダ３ｍＫ作用する圧力ははソー電に保
持畜れＪｌｌＯであ為０ＩＩ４閣は上述した本−―によ
る負荷儀滅Ｉ装置を真値し大工業用曹ボットの構成＃Ｉ
會拳す斜横間でああ・ １ＩＱＩＩＩ４−Ｋかいて、ロｌットＯ上や下胃−一は
Ｗぽット旋Ｉ駆動装置１＠、旋１輪受箱１８、−ｌット
アームケーシンダ８２、−ポットアームｚ４、Ｒ＆フッ
ト首−構！６、レボ１トハンド意８等によって形成され
ていることは１１１図に示した従来の工東用νボットと
同様であり、またこの上・下１１１ｒ＠ＩＩＫ上向き力
を付与する空気圧シリンダ３雪％ロｌット基１［Ｂｉ上
Ｋｌｌ定配置され、そのｐラド１４が上・下回１１ｓＫ
係合してい石層も従来の工ｌＩ！ＩＩＩ■ボットと同様
である。ｔた上記ロボット１！１１５！上には上・下駆
動（−夕４２、ベルトプーリ１１１１１４４、送）ねじ
機構４６が載設置れ、上・下回−謳はガイド１２に沿っ
て上−下−するように構成書れている点も実質的ＫＩＩ
ＩＩＩＫ示す１東ｊｌ１ｗポットの構成と差異はない。

然しなから本実施例の工業用Ｗゼットにおいては、ｍｓ
園ＫＭし−Ｃ記載した圧力空気の貯溜タンク５０會一対
のタンクＨＯ＠、！ｌＯａで構成し、これら両タンクＢ
ｏａ、！１Ｏａｌ工業用ロボットの一定構造体として利
用しているものである。なお、ｚ４は両りνりｌ５Ｏａ
、轟Ｏａと空気圧シリンダ３ｓとを接続する空気配管で
もｈｏ上述の如く、空気圧タンタＢｏａ、５Ｏａｔ早に
圧力空気の貯溜タンクとして用いるばかヤでなく、口ｌ
ットの構造体として利用すれば、従来の工業用ロボット
に対比して貯溜タンクの増設に伴う大型化を極力抑制し
・逆にロボット構造の１牢性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の負荷低減装置を具備した工業用ロボット
の構成例を示す正面図、第２図は従来の負荷低絨装置の
圧力空気回路図、第３図は本＊ａによる負荷低減＊＠ｅ
圧力空気回路図、第４図は本１明によ為負荷低減装置を
具備しｔ工業用ロボッ）０１１１威例を示す斜視図。 １０・−・・・・四ボットペーヌ、１３・・・・・・ガ
イド、２４・・・−・四ポットアーム、２６−−−・ロ
ボット手首機構、２８・・・・・・ロボットハンド、３
０・・・・−・負荷、ＳＳ−・・・・空気圧シリンダ、
３４−・・−・圧力空気源、ｓ６・・・・・・レキ島レ
ーア、４１−・・・・・チェック弁、ｉｏ・・・・−貯
溜タンク０ 第１因 第２図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上・下案内軸に沿って駆動される上・下可動部を有
   する工業用ロボットにおいて、前記上下案内軸または前
   記上・下可動郁に空気圧シリンダを設は予め上向自刃を
   付与すると共に鎖中気圧シリンダと空気源との間に圧力
   空気の貯溜タンタを陵け、誼貯−タンタと前記空気圧シ
   リンダとを常時直結するととＫよ〕前記上・下回動部に
   ほぼ−ｍｅ上向自刃を付与し、該上・下回一部の駆動機
   −に摸為負Ｗを低減させることを特徴とする工槃咽■ボ
   ッＦの負荷低減＊Ｉｋ。 ２、特許請求の範囲第１項に配置の工業用ロボットの負
   荷低減装置において、前記圧力空気の貯蓄タンクをロボ
   ットの構造体として設けた工業用ロボットの負荷低減装
   置。