JPS5949880B2 - 工業用ロボツトの重負荷作業用手首装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工業用ロボットの重負荷作業用手首装置に関す
るものである。

工業用ロボットが溶接作業等に使われるようになつたが
、手首の関節運動が歯車列を用いて制御される形式のロ
ボットにおいては、歯車列の強度の関係で大きな反力を
受ける作業には使用できないという欠点があつた。

例えばスポット溶接のように板を挾んで溶接する場合に
は板を挾んだ時の指部において反力が吸収されるため、
ロボットの手首自身には大きな反力を受けず、強度的に
も問題がないが、スタッド溶接のように板を挾むことの
できないような相手材に対し板を溶接する場合には手首
に取付けられたスタッド溶接用ガンをシリンダ等を用い
て被溶接材に圧接する必要があり、そのとき板に対する
圧接力により大きな反力をスタッド溶接用ガンを支える
手首部が受けることになつた。手首部は歯車列により動
きを制御される状態で支持されており、通常は１００ｋ
ｇ程度の反力にしか耐えることができない。しかるにス
タッド溶接用ガンに生ずる反力は１００Ｋｇ以上であり
、歯車列によつては列置反力を支えることができない。

従来工業用ロボットはスタッド溶接の場合のように手首
部に大きな反力が生じ、その反力を歯車列で受けるよう
な重負荷作業には使用できないとされていた。

本発明は従来のロボットの上記の欠点を解消しスタッド
溶接のような重負荷の作業にも使用できるロボットを提
供することを目的としている。

本発明はこの目的をロボットの腕自身はｌｔｏｎ以上の
重負荷に耐え得るよ５に作られていることに着目し、重
負荷作業時の負荷を歯車列により支持され、運動制御さ
れている手首部において受けるのでなく腕自身で受ける
ことができる手首装置を創造することにより達成した。
本発明の詳細を図に示す実施例により説明する。

第１図乃至第３図においてロボット腕１に手首ケーシン
グ２が軸３により旋回動自在に、例えば第１図において
は上下に旋回動自在に支持されている。腕１には手首ケ
ーシング２を軸３、すなわちベンド軸３のまわり旋回動
するベンド駆動軸４と、手首ケーシング２に支持された
手首部５を回動するスイベル駆動軸６とが回動自在に支
持されている。

ベンド駆動軸４及びスイベル駆動軸６は図示しない駆動
装置により駆動される。ベンド駆動軸４には第１歯車７
が固定され、該第１歯車７は第２歯車８にかみあう。

第２歯車８は腕１の関節ケーシング９に回転自在に支持
された中間軸１０に固定され、該中間軸１０には第３歯
車１１、例えば傘歯車が固定されている。第３歯車１１
は関節ケーシング９に回動自在に支持され、手首ケーシ
ング２に固定されたベンド軸３に取付けられた第４歯車
１２、例えば傘歯車とかみあつている。ベンド駆動軸４
の回転により第４歯車１２が回動され、ベンド軸３すな
わち手首ケーシング２が軸３のまわりに回動する。スイ
ベル駆動軸６には第５歯車１３が固定されており、該第
５歯車１３は直接又は遊び歯車１４を介して第６歯車１
５にかみあつている。

第６歯車１５は手首ケーシング９に回動自在に支持され
た中間軸１６に取りつけられている。

中間軸１６には第７歯車１７、例えば傘歯車が固定され
ている。第７歯車１７はベンド軸３に回動自在に支持さ
れた傘歯車１８にかみあつている。傘歯車１８には更に
別の傘歯車１９が連結又は一体成形されている。傘歯車
１９は第８歯車２０にかみあつている。第８歯車は手首
ケーシング９に回動自在に支持された軸２１に固定され
、軸２１には第９歯車２２が固定されている。第９歯車
２２は手首部５に固定された第１０歯車２３にかみあつ
ている。スイベル駆動軸６の回転により図示の歯車列を
介して第１０歯車２３が回転され、手首部５がその軸線
のまわりを手首部ケーシング２に対し相対回転する。手
首部５には駆動レバー２４が固定されており、該駆動レ
バー２４に適当するソケツト２５により伸縮自在装着さ
れたレバー２６又は駆動レノＬ２４にテレスコピツクに
伸縮可能に装着されたレバー２６が付属している。

レバー２６は、ベンド軸３の両端に固着あるいは回転自
在に支持されたガイドアーム２７にスライド可能に支持
された担持部材２８に固定されている。

ガイドアーム２７は手首部５の回転軸線を中心とする円
弧状の案内部を有する。したがつて手首部５の回転によ
り駆動レバー２４が回転されると駆動レバー２４に伸縮
可能に装着されたレバー２６が担持部材２８と共にガイ
ドアーム２７の案内により手首部５の回転軸線のまわり
を一定の角度範囲において往復回動できる。つまり担持
部材２８に固定されたシリンダー２９のロツドに取付け
られた工具、例えばスタツド溶接ヘツド３０が腕１に対
し任意にスイベル運動されることができる。手首ケーシ
ング２がベンド軸３のまわりに回動されるとベンド軸３
に固着されたガイドアーム２７が同様に回動する。

あるいはガイドアーム２７がベンド軸３に回転自在に支
持された場合は駆動レバー２４がベンド軸３のまわりを
旋回動される。駆動レバー２４の旋回動はレバー２６を
介して担持部材２８に伝達される。その際ガイドアーム
２７はベンド軸３に回動自在に支持されているので担持
部材２８の動きにしたがつてガイドアーム２７がベンド
軸３のまわりを回動する。かくして溶接ヘツドもしくは
溶接ガン３０はベンド軸３のまわり及び手首部の回転軸
線のまわりの回転の組合せの任意の位置に移動されるこ
とができる。溶接時にはシリンダー２９の作動により溶
接ヘツド３０が溶接すべき部材３１に対して押圧される
。

この押圧力により溶接すべき部材３１は被溶接材３２に
圧接され溶接作業が行なわれる。溶接ヘツド圧接の際の
大きな反力がシリンダー２９を介して担持部材２８に加
えられるが、その反力はガイドアーム２７を介してベン
ド軸３により、すなわち腕１により支持される。腕１及
びベンド軸３は十分大きな力に耐えるように形成されて
いるので溶接ヘツド３０に大きな圧接力を加えても十分
使用に耐えることができる。一方担持部材２８に加えら
れる反力により、ガイドアーム２７と担持部材２８との
間の間隙により生ずる担持部材２８の移動があつても担
持部材２８に固定されたレバー２６と駆動レバー２４と
の間ぱ駆動レバー２４の長手方向の力伝達が遮断される
ように形成されているので、すなわちレバー２６が駆動
レバー２４に対して伸縮自在であるので手首部５には溶
接ヘツド３０からの反力が伝達されない。

すなわち手首部５には大きな力は作用せず溶接ヘツド３
０をガイドアーム２７に沿つて移動させるに十分な力が
必要とされるのみである。このことから手首部５に駆動
連結される歯車列には何等無理な力が加えられることが
ない。本発明により腕の関節フレームに回転可能にガイ
ドアームを取り付けそのガイドアームにより溶接ヘツド
を案内支持することと、手首部と溶接ヘツドとが溶接へ
ツドの反力の作用する方向に伸縮自在なる駆動レバーに
より連結されることよりなる簡単な構造により非常に大
きな負荷を受けるスタツド溶接にも十分使用できるロボ
ツトが得られた。本装置の歯車列は図の例に限定されず
駆動に都合のよい歯車列が利用できる。

又ガイドアームの形状も図の例に限定されず、工具の移
動方向に都合のよい形状に選定でき、これに関連して駆
動レバーの形状も任意に設定できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る手首装置の側面図、第２図は正面
図、第３図は関節部分の歯車列の説明図である。 １・・・・・・腕、２・・・・・・手首ケーシング、３
・・・・・・ベンド軸、５・・・・・・手首部、２４・
・・・・・駆動レバー、２６・・・・・・レバー、２７
・・・・・・ガイドアーム、２８・・・・・・担持部材
、２９・・・・・・シリンダー、３０・・・・・・溶接
ヘツド（工具）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 腕の関節ケーシングにベンド軸により回動支持され
   た手首ケーシングと、手首ケーシングにベンド軸と交叉
   する軸線のまわりに回動自在に支持された手首部と、手
   首ケーシングをベンド軸のまわりに回動する歯車列と手
   首部を回動する歯車列とを有する工業用ロボットにおい
   て、ベンド軸の延長軸線のまわりに回動可能に関節ケー
   シングに支持されたガイドアームと、該ガイドアームに
   摺動可能に支持され工具を担持する担持部材と、手首と
   担持部材とに固定されかつ工具に作用する力の作用方向
   に伸縮自在に形成された駆動レバーとを設けたことを特
   徴とする工業用ロボットの重負荷作業用手首装置。