JPS5950474B2 - 産業用ロボツト - Google Patents

産業用ロボツト

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JPS5950474B2
JPS5950474B2 JP54082782A JP8278279A JPS5950474B2 JP S5950474 B2 JPS5950474 B2 JP S5950474B2 JP 54082782 A JP54082782 A JP 54082782A JP 8278279 A JP8278279 A JP 8278279A JP S5950474 B2 JPS5950474 B2 JP S5950474B2
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JP
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shaft
lathe
rotation
rotating shaft
finger
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JP54082782A
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肇 稲葉
清一郎 中島
滋三 稲垣
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FUANATSUKU KK
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FUANATSUKU KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q7/00Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/04Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting by means of grippers
    • B23Q7/046Handling workpieces or tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/045Polar coordinate type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Feeding Of Workpieces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は狭い設置面積でも有効に動作する産業用ロボッ
トの構造に関し、特に工作機械とりわけ旋盤に付設して
好適な産業用ロボットに関する。
工作機械の工具交換やワークの交換等を産業用ロボツト
を使つて自動的に行なうことが一般化されて来た。この
ような自動化にあたつて要求される特質として、サービ
スタイムが短いこと、設置に必要な面積が小さいこと、
ワークの着脱に必要な直線的な動きの自由度を有してい
ることなどが上げられる。ところで、これまでに実用化
されている産業用ロボツトは、極座標型、円筒型、関節
型など、種々の形態が上げられるが、これらはいずれも
上記の如き特質を全て満足するものではない。特に工作
機械の一種である旋盤への産業用ロボツトのサービスは
、従来の如く、1台の産業用ロボツトで数台の旋盤をサ
ービスするという方法から、旋盤毎に産業用ロボツトを
付属せしめてサービスに当らせ、作業効率を向上せしめ
るようになつたが、前述の如き従来型の産業用ロボツト
は設置面積も大きく、また旋盤に対して完全なサービス
を行なわせるためには多くの自由度配列が必要であるた
め、構造が複雑になり、かつ高価になるきらいがある。
本発明は、少ない自由度配列で必要な動きを確保すると
ともに、設置に必要な面積が小さくなるような旋盤に付
設して好適な産業用ロボツトを提供することを目的とす
る。
次に本発明の一実施例を図面を参照しつつ詳細に説明す
る。
第1図は本発明に係る旋盤用のロボツトのハンド構成を
示す構成図である。
図中1は第1の回転機構(回転軸)であり、一方端は直
角に折曲された軸2により床あるいは旋盤に設けられた
基台3に固定されている。なお、この基台3はロボツト
の設置基部となる。また、他方端は直角に折曲された軸
4が接続されている。5は第2の回転機構(回転軸)で
あり、一方端は軸4と結合されている。
第2の回転機構5の他方端には軸6が接続されている。
軸6は、第2の回転機構5からX方向に延びた後、Z方
向に上昇し、さらにY方向に延長されている。そしてそ
の先端には、横方向移動軸7が結合されている。8はフ
インガであり軸9により横方向移動軸7に接続されてい
る。
なお、第1図において、軸2,4,6,9は説明を明確
にするため、可成り長めに描かれているが、実際にはロ
ボツトの腕−としてご<短く設けてもよく、また不用の
ときは省略してもよい。第1図に示す状態は、ロボツト
の一静止状態を示しており、この状態から横方向移動軸
7を動作させてフインガ8を軸6に対してx方向に移動
させ、たとえば旋盤のチヤツクに取付けられている加工
済みのワークにフインガを当接させ、これを把持させる
しかる後、横方向移動軸7を再び動作させて第1図に示
す位置までフインガ8を移動させるが、この時ワークは
チヤツクから取外されてしつかりとフインガ8に把持さ
れる。次いで第2の回転機構5を回転させて軸9をY−
Z面に沿つて90゜回動させ、フインガ8を旋盤の内部
から外方に脱出させ、第2図に示すように、軸9を垂直
に立てる。
次いで第1の回転機構1を回転させて軸9を第3図に示
すようにX−Z面に沿つてフインガ8をたとえばワーク
フイーダ上の所定位置に停止させる。そして横方向移動
軸7を動作させてフインガ8を下降させた後、その把持
を解いて加工済みのワークを載置する。本発明において
、第2の回転機構5を回動させる前に第1の回転機構1
を回動させて第2の回転機構5の軸方向を第4図に示す
ようにZ軸方向に揃えた後、第2の回転機構5を回動さ
せると、フインガ8を平面方向(X−Y平面)に沿つて
回動させることができる。したがつて、第4図に示す状
態から第2の回転機構5を回転させると、前記の動作と
同様フインガ8をワークフイーダ面(水平面)に沿つて
移動させることが可能である。さらに上記動作に引続い
てワークフイーダ上の未加工のワークをチヤツクへ運ぶ
場合には、横方向移動軸7を動作させてフインガ8を上
昇させた後、第2の回転機構5を回動させてフインガ8
を未加工ワークの上に移動させ、横方向移動軸7を下降
させてフインガ8によりワークを把持する。そして上述
の如き動作とは反対の順序でロボツトを動作させて旋盤
のチヤツクに未加工のワークを装着するものである。以
上は本発明に係るロボツトのハンドの基本構成とその基
本動作であるが、ハンドの一部に伸縮軸を設けることに
より自由度がさらに増し、動作のバラエテイを増すこと
ができる。
第5図a及びbは第2の実施例を示す構成図であり、図
中10は軸9に設けた伸縮軸である。伸縮軸10を軸9
に設けることにより、フインガ8を軸9の長手方向へ移
動させる動作がさらに加わることになる。本発明に係る
ロボツトは、上述の如く、第1及び第2の回転機構並び
に横方向移動軸あるいは伸縮軸の3つの自由度を与える
要素を用いることによつて、フインガ8を旋盤の2つの
側壁に沿つて移動させることができ、しかも、手首によ
るひねり動作を用いることなく、ワータをチヤツクから
取外した状態から90゜回転させて、ワークフイーダ上
に載置させることができる。第6図は、上記第2実施例
によるロボツトの実際の外形を示し、かつ該ロボツトを
旋盤の側面に設置した状態を示す斜視図である。
第6図において11は旋盤であり、内部に主軸機構を有
する。12は主軸機構と連結したチヤツク、13はワー
クフイーダ、14はワークで゛ある。
なお、第6図において、前述の実施例と同一又は同等に
機能する部分には第1〜5図と同一符号を付し、その説
明は省略する。次に第6図に示すロボツトの動作を簡単
に説明する。
まず、横方向移動軸7を動作させてフインガ8をチヤツ
ク12に近ずけてこれに取付けられている加工済みのワ
ークを把持した後、横方向移動軸7を再び動作させてチ
ヤツク12からワータを取り外す。
次いで、第2図の回転機構5を動作させ,てフインガ8
をY−Z面に沿つて回転させ、これを8″にて示す位置
まで移動させる。しかる後、第1の回転機構1を動作さ
せてフインガ8をXZ面に沿つて移動させてこれを8″
″に示す位置まで移動させ、さらに伸縮軸10を動作さ
せて軸9,を延長させ、ワークを把持したフインガ8を
ワークフイーダ13上に位置させ、さらにワークの把持
を解いてこれをワークフイーダ13上に載置する。又、
未加工のワータを旋盤のチヤツクに装着する場合は、上
記の動作順序と逆の動作をロボツトのハンドに行わせれ
ば良い。又、第7図はロボツトの内部機構を示す斜視図
で゛ある。
図中、15はモータ、16はタイミングベルト、17は
ボールねじで゛、モータ15の回転はタイミングベルト
16によりボールねじに伝達される。19はボールスプ
ラインで、フインガ8を支持するブラケツト18を回転
方向に動かないように固定しており、さらにブラケツト
18にはナツト]8aが固定され、ボールねじ17に螺
合している。
そして、これらをもつて横方向移動軸7を構成している
。ブラケツト18を移動させる場合は、モータ15を回
転させ、その回転をタイミングベルト16を介してボー
ルねじ]7に伝える。ボールねじ17が回転すると、ナ
ツト18aがボールねじ17に沿つて移動し、結果的に
ブラケツト18をボールスプライン19に沿つて移動さ
せる。20はモータ、21は減速ギア、22は減速ギア
21に連結した軸で、横方向移動軸7が固定されている
そして、これらで第2の回転機構5を構成しており、モ
ータ20を回転させるとその回転力は減速ギア21を介
して軸22に伝えられ、これを回転させ横方向移動軸7
を回転させる。23はモータ、26は第2の回転機構5
を軸承するブラケツト、27はブラケツト26に連結す
る回転軸である。
27−1はベースを示し、これは前記モータ23が取付
けられているとともに、前記回転軸27が回転可能に支
承されている。
そしてこれらで第1の回転機構]を構成しており、モー
タ23を回転させると、その回転力は減速ギア24、タ
イミングベルト25を介して回転軸27に伝えられ、ブ
ラケツト26を回転させる。28はエアシリンダで、ブ
ラケツト18に固定され該エアシリンダ28内に配置さ
れたピストンロツドはスプライン軸9に連結されている
そして、エアシリンダ28内のピストンが移動するとフ
インガ8が矢印方向に移動するものである。なお、第7
図に示した実施例においては、3軸ともモータ駆動のロ
ボツトであるが、これらをモータ以外のアクチエータ例
えばエアシリンダ、油圧モータ、油圧シリンダ等に代替
させてもよい。さらに、ロボツトを旋盤に設置すること
なく、旋盤近くの床上にこれを設置して旋盤へのサービ
スに当らせてもよい。以上詳細に説明したように、本発
明は、ロボツトの設置基部から延びる軸先端に一方端を
取付けられた第1の回転軸と、該第1の回転軸の他方端
にはこれの軸方向に対して回転軸方向が垂直となるよう
に第2の回転軸の一方端が固定され、該第2の回転軸の
他方端にはこれの軸方向に対して垂直となる方向に軸が
設けられ、該軸には横方向移動軸を介してフインガを設
けており、最小の自由度配列で旧ボツトのフインガを、
旋盤の二方側面に沿つて移動させることができ、ロボツ
トの占有空間は極座標型、円筒型などのロボツトに比べ
ていちじるしく小さくなつた。
しかもハンドの動きは、上記従来型のものより小廻りと
なるため、動作スピードも早くなる。そのほか軸を旋盤
の二方側面に沿わせて移動させたときワークの90゜反
転も同時に行なわれるので、水平に置かれたワークをチ
ヤツク等のように垂直面に合せる場合は、手首のひねり
動作が不要となりこの点で手首機構とその制御系が不要
となり、ロボツトを安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は本発明の構成を示す斜視図であり、
そのうち第1図はスタート時点の状態を示し、第2図は
動作途中の状態を示し、第3図は終点時の状態を示す。 第4図は他の動作形態を示す構成図、第5図a及びbは
他の実施例の動作を説明する構成図、第6図はロボツト
の外観を示す斜視図、第7図はロボツトの内部を示す斜
視図である。図中、1は第1の回転機構、2,4,6,
9は軸、3は基台、5は第2の回転機構、7は横方向移
動軸、8はフインガ、10は伸縮軸、11は旋盤、12
はチヤツク、13はワークフイーダ、14はワーク、1
5,20,23はモータ、16,25はタイミングベル
ト 17はボールねじ、18,26はブラケツト、19
はボールスプライン、21,24は減速ギア、28はエ
アシリンダである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 旋盤の近傍に配設して該旋盤のサービスを司どる産
    業用ロボットにおいて、設置基部に一方端を取付けられ
    、回転軸方向が水平面と平行な第1の回転軸と、該第1
    の回転軸の他方端にはこれの軸方向に対して回転軸方向
    が垂直となるように第2の回転軸の一方端が固定され、
    該第2の回転軸の他方端にはこれの軸方向に対して垂直
    となる方向に軸が設けられ、該軸には横方向移動軸を介
    してフィンガを設け第1の回転軸の回転によりフィンガ
    の向きを旋盤の主軸の軸方向に対して垂直な方向と水平
    面に対して平行な方向とに変換せしめるとともに、第2
    の回転軸の回転によりフィンガを旋盤の内外部間を移動
    させる動きをさせ、横方向移動軸の駆動によりフィンガ
    を少なくとも主軸に連結されたチャックに接離せしめる
    ことを特徴とする産業用ロボット。 2 第1の回転軸と第2の回転軸のうち、少なくとも1
    つの軸が電気、油圧、空圧等によるサーボ機構により構
    成されることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    産業用ロボット。 3 ロボットの設置基部を旋盤の側部に設けたことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の産業用
    ロボット。 4 旋盤の近傍に配設して該旋盤のサービスを司どる産
    業用ロボットにおいて、設置基部に一方端を取付けられ
    、回転軸方向が水平面と平行な第1の回転軸と、該第1
    の回転軸の他方端にはこれの軸方向に対して回転軸方向
    が垂直となるように第2の回転軸の一方端が固定され、
    該第2の回転軸の他方端にはこれの軸方向に対して垂直
    となる方向に軸が設けられ、該軸には横方向移動軸と伸
    縮軸とを介してフィンガを設け第1の回転軸の回転によ
    りフィンガの向きを旋盤の主軸の軸方向に対して垂直な
    方向と水平面に対して平行な方向とに変換せしめるとと
    もに、第2の回転軸の回転によりフィンガを旋盤の内外
    部間を移動させる動きをさせ、横方向移動軸の駆動によ
    りフィンガを少なくとも主軸に連結されたチャックに接
    離せしめかつ伸縮軸を動作せしめて第2の回転軸の中心
    からフィンガまでの距離を変化せしめることを特徴とす
    る産業用ロボット。 5 第1の回転軸と第2の回転軸のうち、少なくとも1
    つの軸が電気、油圧、空圧等によるサーボ機構により構
    成されることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の
    産業用ロボット。 6 ロボットの設置基部を旋盤の側部に設けたことを特
    徴とする特許請求の範囲第4項又は第5項記載の産業用
    ロボット。
JP54082782A 1979-06-30 1979-06-30 産業用ロボツト Expired JPS5950474B2 (ja)

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JPS569184A JPS569184A (en) 1981-01-30
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