JPS587437B2 - ロボツトノソウサワントリツケソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主として工業用ロボットの操作腕の改良に関す
る。

従来、工業用ロボットの操作腕は物品の運搬の態様の変
化に応じ、最低６自由度の運動が可能であるように構成
されているが、その６自由度は特定されているため汎用
性に乏しく、また通常の作業においては６自由度の中か
ら自由に任意の自由度が選択できるのであれば４〜５自
由度で充分な場合が多いにも拘らず６自由度の操作腕を
使用しなければならないので、敢て複雑な機構を有し且
つ高価なロボットを設置せざるを得ないという欠点があ
った。

、本発明は操作具の取付角度を変換するのみで自
由度の選択範囲を拡大することによって上記欠点を除去
したもので、以下図面について説明すると、架台１のＸ
方向レール２にはＸ方向駆動用モータ３によって移動す
るＸ方向キャリツヂ４が載架され、Ｘ方向キャリツヂ４
に載架したＹ方向キャリツヂ５はＹ方向駆動用モータ６
によってＹ方向に移動し、Ｙ方向キャリツヂ５にはＺ方
向フレーム７が設けられ、Ｚ方向フレーム７にはＺ方向
に移動する摺動筒８が装着され、摺動筒８の先端には取
付角度変換部材９が設けられ，該部材９には揺動モータ
１０によっで揺動旋回せしめられる他の揺動モータ１１
と該モータ１１によって回動する操作具１２が設けられ
ており、且つ該操作具１２は第３図鎖線で示すように揺
動モータ１１に対して取付方向が９０°変換されうるよ
う着脱可能に取りつけられでいる。

したがって操作具１２は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、Ｚ
方向軸の周りの揺動およびＹ方向軸の周りの揺動の５自
由度の運動が可能である。

これを第２図について更に詳細に述べると、Ｚ方向フレ
ーム７にブラケット１３を介して取付けたＺ方向シリン
ダ１４の中空ピストンロツド１５の内面にはスプライン
歯が刻設され、揺動モータ１０によって駆動されるスプ
ライン軸１６はシリンダヘッドおよびピストンを貫通し
て中空ピストンロツド１５の内面のスプライン歯に噛合
している。

中空ピストンロツド１５の外端にはＺ方向フレーム７に
設けた複数の案内ローラ１７に誘導されて移動する摺動
筒８に対して回転のみ自在で摺動筒８を摺動駆動するカ
ップリング部材１８が取付けられている。

したがつて、シリンダ１４に設けた作動流体切換弁１９
の操作によってシリンダ１４内に作動流体を供給し、ピ
ストンロツド１５をＺ方向に駆動させることによって摺
動筒８はＺ方向に移動し、且つ揺動モータ１０によって
スプライン軸１６を揺動させるとカップリング部材１８
はＺ方向軸の周りに揺動せしめられる。

摺動筒８に取付けられ且つピストンロツド１１５の軸心
の周りに取付位置変換回動可能な台座２０には、ピスト
ンロツド１５の軸心に対して斜交した取付方向切換面２
１を設け、該面２１に接合する傾斜面を有する切換台座
２２は、前記取付方向切換面２１に垂直に貫通する回転
軸２３の周りに台座２０に対する取付位置変換可能に固
着される。

回転軸２３は台座２０に軸受によって回転自在に支持さ
れ、該回転軸２３の一端に設けた歯車２４は前記カップ
リング部材１８に固設した軸に設けた歯車２５と噛合し
、回転軸２３の他端に設け切換台座２２に内装した歯車
２６は切換台座２２にブラケットを介しで揺動自在に取
付けた揺動モータ１１の揺動駆動軸に設けた歯車２７に
噛合している。

揺動モータ１１の駆動軸には減速機を介して操作具１２
が装着されている。

なお、２８は操作具１２の駆動用揺動モータ１１の揺動
角度検出器であり、２９は摺動筒８の摺動長検出器であ
り、３０はスプライン軸駆動用揺動モータ１０の揺動角
度検出器である。

そこで、Ｘ方向およびＹ方向に任意選択的に移動駆動さ
れるＹ方向キャリツヂ５に取付けたＺ方向フレーム７に
設けた操作具１２は、揺動モータ１０の所望角度の揺動
によって、スプライン軸１６→中空ピストンロツド１５
→カツプリング部材１８→歯車２５→歯車２４→回転軸
２３→歯車２６→歯車２７→揺動モータ１１を経てＺ方
向軸の周りに旋回揺動せしめられ、またシリンダ１４に
作動流体を供給しピストンロツド１５を駆動させること
によっで摺動筒８はＺ方向に摺動して操作具１２をＺ方
向に移動させる。

更にまた操作具１２は揺動モータ１１によってＸ−Ｙ方
向軸の周りに回動揺動せしめられるから、操作具１２は
Ｘ方向、Ｙ方向Ｚ方向への移動のほかにＺ方向軸の周り
の旋回揺動とＸ−Ｙ方向軸の周りの回動揺動とが可能な
自由度を有する。

ところが、切換台座２２を回転軸２３の周りに１８０°
回転させて台座２０に固着すると、たとえば取付方向切
換面２１がロツド１５に対して４５°の傾斜角を有して
いるとすれば，第３図に示す如く、操作具１２の取付方
向が９０°変換され、揺動モータ１１は揺動モータ１０
の作動によって前述のＺ方向軸の周りの揺動からＸ方向
軸の周りの揺動に変換されて操作具１２はＸ方向軸の周
りに旋回揺動し操作具１２のＸ−Ｙ方向軸の周りの揺動
はＺ方向軸の周りの回動揺動に変換されることとなる。

また、台座２０を摺動筒８に対して第３図に示す位置か
らピストンロツド１５の軸心、すなわち歯車２５の軸の
周りに９０°回動して固着すると、揺動モータ１１は揺
動モーク１０の駆動により歯車伝動装置を介してＹ方向
軸の周りの揺動に変換される。

更にまた、揺動モータ１１に対して操作具１２を第３図
に鎖線で示す如く９０°方向変換して符号１２′で示す
ように取りつけると、操作具１２の作動方向が９０°変
換されることとなる。

なお、操作具の指片は別の流体，電気或は機械的手段に
よって開閉駆動される。

以上の方向変換取付け態様を第４図に図示すると、 ａは第２図に示すように操作具１２がＺ軸の周りに旋回
揺動し、Ｘ軸の周りに回動揺動できる態様でありｂは前
記ａの態様において操作具１２の揺動モータ１１に対す
る取付角を９０°変換したものであり、Ｃは第３図に示
すように操作具１２がＸ軸の周りに旋回揺動しＺ軸の周
りに回動揺動できる態様であり、ｄは前記Ｃの態様にお
いて操作具１２の揺動モータ１１に対する取付角を９０
°変換した鎖線位置の態様であり、ｅは第３図において
台座２０を摺動筒８に対しての取付角を９０°変換して
取付けた態様であって、ｆは前記ｃの態様において操作
具１２の揺動モータ１１に対する取付角を９０°変換し
た態様である。

第５図はピストンロツド１５の回転を揺動モータ１１に
伝える機構として歯車伝導手段に代えて自在継手３１に
よって連結された回転伝達杆３２を用いてもよい。

以上の如く、本発明は工業用ロボットにおいて操作具の
運動に必要とされる６自由度の運動のすべてを行わせる
複雑な作動機構を設けることなく、操作具の取付角度を
Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸に対して任意に変更しつるように
回動固着可能な操作具を設けることによって４〜５自由
度の運動が可能な簡単な作動機構によって必要最低の自
由度の組合せ種類を増し、その種類の中から所定の操作
作業に最適のものに自由に選択することができるから、
操作具の自由度は特定されず汎用性は著しく拡大し、操
作作業の種類も増大し、しかも不要の自由度を除去する
ことができるので操作具の操作製御が簡単となり、装置
全体が小型化していかなる場所にも容易に設置すること
が可能となる等多くのすぐれた効果を有するものである
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は概略斜視図、第
２図はＺ方向フレームの要部断面概略説明図、第３図は
操作具取付の他の実施態様を示す要部概略図、第４図ａ
，ｂ，ｃ，ｄ，ｅおよびｆは操作具の取付態様の種類を
示す説明図、第５図は伝導機構の他の実施態様説明図で
ある。 ８・・・・・・摺動筒、１１・・・・・・揺動モータ、
１２・・・・・・操作具、１５・・・・・・ロツド、２
０・・・・・・台座、２１・・・・・・方向切換面、２
２・・・・・・切換台座、２３・・・・・・回転軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直線動および回転動するロツドと、該ロツドによっ
   て直線駆動される摺動筒と、前記ロツド軸心を中心とし
   て回動調節可能に前記摺動筒に固着され且つ前記ロツド
   軸心に対して斜交した取付方向切換面を有する台座と、
   該方向切換面に接合して該面に垂直に貫通する回転軸の
   周りに回動可能に固着される切換台座と、該切換台座に
   回動自在に取付けた揺動モータと、該モータの回動軸心
   に直交した軸線の周りに回転駆動される操作具とを有し
   、前記回転軸には前記ロツドの回転動を前記揺動モータ
   の切換台座に対する揺動駆動力として伝達する機構を設
   けたロボットの操作腕取付け装置。