JPS59102593A

JPS59102593A - 産業用ロボツトにおける作業工具姿勢制御装置

Info

Publication number: JPS59102593A
Application number: JP21287682A
Authority: JP
Inventors: 西山　恭夫; 川辺　修
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 1982-12-03
Filing date: 1982-12-03
Publication date: 1984-06-13

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】に使用される汎用性ｅこ冨んだ産業用ロボットの作業ア
ームの先端ｅこ付設する作業工具の姿勢制御装置ｔこ関
する。

最近、この種の汎用性に冨んだ産業用ロボットが開発さ
れている。この種産業用ロボットは第１図ないし第３図
に示すようｔこ多関節型をなし、第１アームｆｉ＋と第
２アーム（２）とを有しており、第１アームｆｉ＋は固
定台（３）ｅこ螺着された支柱（４）ｅこ軸受を介して
回転自在に保持されている。

前記第１アーム（１）には第１７−ペーサ（５１が前記
支柱（４）を包むように取付けられており、この第１ス
ペーサ］５）に第エモーク（６）がその駆動軸（１）ヲ
下側にして固定されている。又、第１さ一タ（６）の上
部には第１モータ（６）の回転数を検出する第１エンコ
ーダ（図示せず）が取付けられており、この第１エンコ
ーダが第１アーム【１）の移動距離を検出するよう１こ
構成されている。前記第１スペーサ１５）の上部の内側
ｔこは段部が穿設され、この段部にサーキュラスプライ
ン（＆３．）が固定されている。このサーキュラスプラ
イン（８ａ）は前記支柱（４）の上端ｔこ固定されたフ
レックスプライン（９ａ）の一部ｔこ噛合し、一方この
フレックスプライン（９ａ）は前記第１モータ（６）の
駆動軸（７ａ）に固定された非円形のウェーブジェネレ
ータ（１０ａ）の回転を受けて弾性変形してその噛合位
置を変えるように構成されており、前記ウェーブジェネ
レータ（ＩＯａ）　、フレックスプラインン（９ａ）　
及ヒ”Ｆ−キュラスプライン（８ａ）により弾性変形ス
プライン型の減速機（ｌｌａ）が構成されている。前記
支柱（４］には第１アーム（１）の下方位置Ｆこおいて
ストッパａｚが固定されており、この７−、）ツバＯ２
に前記第１アームＩｌｌの基部１こ取付けたビン止が肖
接して第１アームＩｌｌの回転を所定角度内に機械的に
規制するととも？こリミットスイッチ（図示せず）的記
第１アーム（１）の先端ｅこは円筒部が設けられており
、この円筒部に第２アーム（２）と一体に回転する回転
軸回が回転自在に保持され、しかもこの円筒部の中間部
分には第２アーム（２）が旋回できるように切欠０９が
設けられている。この円筒部の上側１こは第２スペーサ
（１６１かさら１ここれに第２モータαりが取付けられ
ており、この第２モータ０７１は前記第１モータ（６）
と同様その駆動軸（７ｂ）を下側にして取付けられ、し
かも前記第２モーク０７＋の上方に第２エンコーダ（図
示せず）が取付けられている。また、第２スペーサａ５
には第１スペーサ（５）同様上部の内側に段部が穿設さ
れ、この段部ｔこサーキュラスプライン（８ｂ）が固定
されている。一方、前記第２モータ（＋７１の駆動軸（
Ｔｈ）　）こは非円形のウェーブジェネレータ（ＩＯｂ
）が固定され、このつ＝−ブジェネレータ（１０’ｂ）
を包むよう１こフレックスプライン（９ｂ）が前記回転
軸（１４１の上端１こ固定されている。このウェーブジ
ェネレータ（ＩＯｂ）の回転によりフレックスプライン
（９ｂ）は弾性変形してその一部がサーキュラスプライ
ン（８紛に噛合し、第２モータ面の回転を一定比に減速
して前記回転軸０４に伝達するように構成されており、
前記ウェーブジェネレータ（１０ｂ）　、サーキュラス
プライン（８ｂ）及ヒフレックスプライン（９ｂ）　）
こより弾性変形スプライン型の減速機（ｌｌ’ｂ）が構
成されている。

さら（こ、前記第２アーム（２）の先端には作業ユニ、
トａｌＩが取付けられている。この作業ユニッ）　ＱＩ
Ｄは作業工具１１９と一体に回転する工具支持軸□□□
を有し、工具支持軸■の回転１こ伴って作業工具０９＋
の姿勢が変わるように構成されている。尚、以上の説明
では第２アーム（２）の先端に作業ユニットＯ印を取付
けたが、この先端を第１アーム（１）の先端と同様な形
ンこしてこれに回転軸０４１を設けた同様な構成ンこす
れば、さらにアームが延長されることは周知のことであ
り、これら回転軸回と第２アーム（２）とを交互に取付
けることで多関節型の産業用口、ポットを形成すること
ができる。

一方、前記第１アームイ１）及び第２アーム（２）の下
方Ｆこは作業工具姿勢制御装置ｆ２Ｄが取付けられてい
る。この作業工具姿勢制御装置（２１１は支柱＋４１に
取付けられたパルスモータ−を有し、その駆動軸には駆
動スプロケ、トノが取付けられている。また前記支柱（
４）のストッパａ２の下方には第１複列スプロケｙトＱ
４１が回転自在に取付けられており、その下段と前記駆
動スプロケ、トノとの間ｔこ第４図ｔこ示す樹脂製のタ
イミングベルト（２５１が巻回されている。さらｔこ第
１アーム（１）の先端に保持された回転軸回の下端Ｆこ
は第２複列スプロケッ）ＣＩ［ｔｌが回転自在に取付け
られており、その上段と前記第１複列スプロケット（至
）の上段との間に樹脂製の第２タイミングベルト＠が巻
回されている。しかも、この第２複列スプロケット例の
下段と前記作業ユニｙ　トＩＪ８１の工具支持軸■に一
体ンこ取付けられた工具用スプロケット■との間には樹
脂製の第３タイミングベルト■が巻回されており、前記
パルスモークにの回転が各タイミングベ／１／）ｃ！！
１ｌｎ（支）を介して作業工具０ωに伝達されるよう？
こ構成されている。

このように、前記作業工具姿勢制御装置Ｑυでは、パ／
Ｉ／７−モータ＠の回転を作業工具（１９１に伝達する
ｔこ際して樹脂製のタイミングベル）１２５１（５）囚
が使用されているため、特ｔこ作業工具α９が大型化す
ると、第１アーム（１）及び第２アーム（２）の移動の
際に作業工具側に生じる慣性力が大きくなって第１アー
ム１１）及び第２アーム（２）が停止する時？こ作業工
具（１９＋を取付けた工具支持軸（４）ｔこ加わり、工
具支持軸凶が回転力を受け、パルスモータ−のもつ停動
トルク？こより回転しない状態にあるタイミングベｌし
）ｆ２５１７１＠に伸びが生じてその分工具支持軸母が
回転してしまい、作業工具０９の先端の位置が所定の位
置、に停止せず、高精度の位置決めが行えないばかりか
、パ）ｖスモーク乾を回転させて作業工具側の姿勢を制
御する際にも正確な割出精度が保持できず、正確な姿勢
制御が行えない。しかもタイミングペルトノ嬉Ｉスプロ
ヶッ）　ｅ（２４１ｉＣ！８１との間Ｐこは夫々バンク
ラッシが生じているため、作業工具先端ｔこおいてはこ
れにより姿勢制御精度が大きく低下する等の欠点が生じ
ている。

本発明は上記欠点の除去を目的として案出されたもので
、以下実施例を図面について説明する。第５図及び第６
図１こおいて、シＤは作業工具姿勢制御装置であり、パ
ルスモータ＠の駆動軸Ｐこはこれと一体Ｅこ回転する駆
動プーリ廁が取付けられている。このプーリ廁は支柱（
４）１こ回転自在に保持された第１複列ブーＩＪ　Ｃ１
１ｌの下段との間に第１ワイヤＣＩＺが巻回されている
。この第１ワイヤ国は鋼製のより腺であり、このワイヤ
のが巻回する駆動プーリ例及び第１複列ブーＩＪ　ＣＩ
Ｄの接触面ｔこは夫々円周に対して垂直なローレットが
形成されて第１ワイヤＧＺとブー’ＪＣＩＧＣＩＩＩと
の摩擦が大きくなるよう構成されている。

また、前記第１複列デーＵ　ＧＩＪの上段と回転軸０４
１に回転自在？こ保持された第２複列プーリ（ト）との
間には、第２ワイヤ財）例えば前記第１ワイヤ０２と同
様の鋼線のより線状のものが巻回されている。さらｔこ
第２複列プーリ關の下段には作業工具α印と一体に回転
するように工具支持軸頭に固定された工具用プーリ（ト
）ｋの間に第３ワイヤ■例えば前記第１ワイヤ３ｚと同
様のものが巻回されており、これら第２複列プーリ（至
）及び工具用フ“−リ缶の第２．第３ワイヤ刺）（至）
との接触面１こも夫々円“周に対して垂直なローレット
が形成されてワイヤ（財）（至）と１−！Ｊｆ３３１Ｃ
（５１とが摺動しないようにしである。このため、前記
パルスモークＱが回転する時その回転が作業工具ａ９に
伝達され、またパ／ｌ／スモータにか電力供給を受けな
がら回転を停止する時パルスモークにのもっ停動トルク
？こより駆動プーリ圓及び第１複列プーリ　　　ｌＧ１
１の回転が阻止される構成である。

前記作業工具姿勢制御装置に有する産業用ロボットでは
第７図１こおいて第１アーム（１）及び第　　（２アー
ム（２）が移動した時に作業工具０９１の重心（Ｇ）ｔ
こ大きな慣性力（Ｉｎ）が生じ、第１アーム＋１１及び
第２アーム（２）が停止した時ｅこ工具支持軸（４）が
回転力を受ける。然しなから、パルスモータ＠ｅこバ）
Ｖス列が供給されずＰこパルスモークのの回転が停止し
ているＲトこはすべてのプーリｆｆｌ　（ｉｌｌ　Ｑ３
１ωは回転しないよう１こ第１．第２．第３ワイヤｃｌ
ｚＯ１缶により夫々ロックされており、しかもワイヤは
鋼製で回転力を受けて伸びるようなこともないため工具
支持軸■は慣性力（Ｉｎ）の影響を受けず、全く回転す
るようなことがない。従って、作業工具α優は工具支持
軸（イ）を中心として回転しないため、第１アームｆｉ
＋及び第２アーム（２）の移動ｔこより正Ｍトこ所定の
位置に位置決めされる等の利点がある。またパルスモー
タ＠の回転停止時に工具支持軸翰が回転することがない
ため、パルスモーク■による工具支持軸側の割出精度も
極めて正確となり、作業工具の正確な姿勢制卸が可能と
なる。さらにベルトと同等の張力をワイヤ１こもだせる
場合、ワイヤは極めて小さい断面積で十分な張力が得ら
れるため、姿勢制御装置の設置面積が小さくてよい。し
かもワイヤとプーリとの間にはバ、クラ、シがないため
、姿勢制御精度が高く特に多関節となり、プーリが増加
してもこの姿勢制御精度が低下することがない等の効果
がある。

尚、この実施例では夫々のプーリｆこワイヤを緊張巻回
しただけであるが、これらプーリ？こワイヤを２，３回
宛巻付けておけば、より確実な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の産業用ロボットの正面図、第２図は第１
図Ａ部の一部切欠拡大断面図、第３図は第１図のＢ部の
一部切欠拡大断面図、第４図は第１図のタイミングベル
トの要部拡大斜視図、第５図は本発明の要部の作業工具
姿勢制御装置の正面図、第６図はワイヤとプーリを示す
斜視図、第７図は本発明の説明図である。（１）は第１アーム、　　　（２）は第２アーム、（３
）は固定台、　　　　　（４）は支　柱、（６）は第１
モータ、　　　　（７ａ）（７ｂ）（７ｃ）は駆動軸、
（ｌｌａ）（ｌｌｂ）は減速機、　　Ｏａは回転軸、α
力は第２モータ、Ｏａは作業ユニット、（１９＋は作業
工具、　　　　（４）は工具支持軸、（２１）は作業工
具姿勢制御装置、にはバ）Ｖスモーク、　　　のは駆動スプロケット、（
財）は第１専複列スブロケント、 ■は第２複列ヌプロケット、色は工具用スプロケット、圓は駆動デー！Ｊ、Ｇ１１は第１複列プーリ、ｃｌｚは
第１ワイヤ、　　　ωは第２複列プーリ、ｑｌは第２ワ
イヤ、　　　（至）は工具用プーリ、艶は第３ワイヤ、 αｎ）は慣性力、　　　　ｔＧｌは作業工具の重心特許
出願人　　　日東精工株式会社笛１ｍ第２区１

Claims

【特許請求の範囲】１）支柱に回転自在にこ保持された第１アームの先端に
、これｅこ回転自在に支持された回転軸とこの回転軸を
中心１こ旋回する第２アームとを交互に取付けて多関節
型とし、先端の第２アームに取付けた作業ユニット１こ
回転自在ｅこ保持された工具支持軸と一体回転する作業
工具を有する産業用ロポ、トにおいて、支柱及び回転軸の夫々に複列プーリを回転自在に保持し
、前記工具支持軸にこの軸と一体回転する工具用プーリ
を取付け、これらプーリ間に夫々ワイヤを巻回したこと
を特徴とする作業工具姿勢制御装置。２）プーリは夫４円周面上にローレットが形成しである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の作業工具
姿勢制御装置。