JPS5959392A

JPS5959392A - 産業用ロボツトの手首装置

Info

Publication number: JPS5959392A
Application number: JP17178982A
Authority: JP
Inventors: 一花形
Original assignee: Dainichi Kiko KK
Current assignee: Dainichi Kiko KK
Priority date: 1982-09-29
Filing date: 1982-09-29
Publication date: 1984-04-05

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】〔発明の技術分野〕この発明は手首を動かしても・・ントの作用点が決めら
れた直線上を移動する産業用ロボットの手醍装置に関す
る１、〔発明の技術背恩〕従来、厚い鉄板を切断する方法の１つとして、第１図の
ように鉄板（１）を切断用トーチ（２）を用いて溶断す
る方法かある３、〔背景技術の問題点〕この切断方法においては、例えば鉄板（１）を１点鎖線
に市って切断した場合、トーチ（２）からアークが放射
状に噴射されるだめ、鉄板（１）の切口は第１図の斜！
のようになり、垂直に切断することができない。このた
め、第２図のようにトーチ（２）を傾けると片側の切断
面を垂直にすることができる。

しかし、この作業を手動で行なうと危険なばかシかトー
チ（２）の頷き角度を一定に保つのがむずかしく、産業
用ロボット等の導入が検討される。ところが、鉄板（１
）の厚さやトーチ（２）のノズル口径がかわると１・−
チ（２）から噴射されるアークの勢いがかわり、切断角
度もかわってくる３、このため、その都度トーチ（２）
の傾き角度の訂正が必要となるが、訂正のたびにトーチ
（２）の先〈・１ｍが切断線上から外れてし捷い、手首
の回転動作ばかりでなく、ロボットのアームも移動させ
なければならないので、ティーチングに時間かかかって
しまう。

〔発明の目的〕

そこでこの発明は、手首を動かし１ても・・ノドの作用
点か決められた直線上を移動して一方向に対して位置ず
れの生じない産業用ロボットの手首装置を得ることを目
的とする。

〔発明の原理〕

まず、この発明の原理について説明する。第６図のよう
に長さの等しいアームＡＢ、、ＢＣを点Ｂで回転自在に
連結した状態において、アームＡＢを点へを中心に垂線
ＡＺから左回９に角度θだけ回転させた時、アームＢＣ
を点１３を中心としてアームＡＢに対し右回りに角度２
θ回転させると、／ＢＡＣと／ＢＣＡは等しくなり、点
・Ｃは常に垂線ＡＺ上をたどる３、今、第４図のように点Ａに対して回転自在にブー　＋）
　Ｐ　１（直径２　Ｒ’）を固定し、この固定されたブ
ーＩＪ　Ｉ）　１の輔Ａを中心にアームＡＢが回転自在
となるようにする。丑だ、点Ｂにプーリ、Ｐ２（直径Ｒ
）をアームＡ　Ｂに対しては回転自在に取付けると共に
、アームＤＣに対しては固定する。そして、プーリＰ１
とプーリＰ２とをベル）Ｄで連結する。

このような状態において、アームＡ　Ｂを垂線ＡＺに対
して左回りに角度θだけ回転させると、ブー　ＩＪ　Ｐ
　１はアームＡ、　Ｂに対して右回りに角度θ回転した
ことになり、ベルトＤが２πＲθ／６６０移動する。た
だし、πは円周率である。ベル）Ｄか２πＲθ／３６’
Ｏ移動すると、プーリＰ　２もそれにつれて回転する。

その回転角度をＹとすると、２πＲθ　−２π（Ｒ／２
）Ｙ３６０　　　　　　　　　　　　　５６０となるため、Ｙ−２θ となる。

従って、プーリＰ１とブー１）　Ｐ’　２との直径比が
２：１でかつアームＡＢＸＢＣの長さが等しければ点Ｃ
は垂線ＡＺ上をたどることになる。

さらに、垂線ＡＺに固定きれたプーリＰ１をモータＭ等
により回転可能にすると、点Ｃ１がたどる直線Ａ　Ｚ’
の垂線ＡＺに対する角度／ＺＡＺ′を任意に変えること
ができる。

〔発明の実施例〕

このような原理を、もとに、この発明の一実施例につい
て図面を参照して説明する。、まず、この実施例の手首装置か取イ」けられる産業用ロ
ボットの一例について説明する。第５図がそのロボット
である。このロボットは、台ＦＭ　（３）　内に設けら
れた駆動装置により第１アーム（４）が水平面上を回動
し、また第１アーム（４）に設けられた駆動装置（５）
により第１アーム（４）の先端に増刊けられた第２アー
ム（６）がリンク（７）を介して水平面上を回動するよ
うになっている。

このようなロボットの第２アーム（６）の先端に取付け
られる手首装置がこの実施例の手首・装置で、第６図〜
第８図に示すような構成となっている。

なお、第６図は手首装置の正面図、第７図は第６図のＡ
−Ａ線断面図、第８図は第６図のＢ−Ｂ線断面図である
。

この手首装置の構成は次のようになっている。

まず第５図の第２アーム（６）先端に水平に固定される
ブラケｙト（ｓ）が設けられ、その先にはα軸駆動装置
（９）が回転軸（頂を下方に向けて軸受αυによシ保持
されている。なお、α軸、駆動装置（９）は減速装置α
勢、ブレーキ（１３）、モータ（１■、エンコーダ（１
５ヲ備えている。

回転軸００）の先にはフランジ００を介してＬ字状の支
持アーム０乃が固定されている。この支持アーム０ηに
はβ軸１駆動装置０８）が固定され、この１駆動装置（
＋８１の回転軸（Ｉ９）は支持アーム０力に保持された
軸受（２０）で支持されると共に第、１手首アーム（２
１）に固定されている。なお、駆動装置α８）は減速装
置（２２）、モータ（２３）、ブレーキ（２４）、工５
ンコーダー（２５）を備えている。

さらに前記軸受（２０）の周面には、軸受（２６）を介
してフ。

−１月２７）（回転車）および歯車（２８）か設けられ
ている３、まだ、支持アーム（１乃には第８図に示すよ
うに軸受（２９）を介して７軸、駆動装置００）が固定
され、１駆動装置（ト）の回転軸０１）は歯車０２を介
して歯車（２８）と連結されている。なお、駆動装置間
は減車装置０３、フ゛レーキ０→、モータ（３９、エン
コーダＯＱを備えている。

一方、第１手首アーム０１）の遊端には軸受０乃を介し
て回転軸（３→が軸支され、この回転軸０→の一端にプ
ーリ０ツ（回転車）が固定されている１、このブーＩＪ
　＠９）は直径が前記ブーＩＪ　（２ｎの％のものであ
る。そしてこのブー’）　１３９）とブー１月２７）と
はベルト（４０）　（条体）、で連結されている。また
回転軸（３→の他端には第２手首アームＣ４１）の一端
か固定され、このアームＯ］）の他端には直角にブラケ
ノ）（４３（保持部）が設けられている。このブラケッ
ト０つはノ・ンド、例えば溶断用トーチ−や溶接用トー
チ等のトーチＴを保持するもので、トーチＴの先端と回
転軸１．３→の軸心との間の距離Ｌ１と、回転軸（ｔ■
の軸心と回転軸（ト）軸心との間の距離Ｌ２とが等しく
なるようにトーチＴを固定する。

なお、この発明でいうノ・ンドとはメカニカルノ・ンド
やバキュームノ・ンド等の一般的なノ・ンドばかりでな
く上記のような溶断用トーチや溶接トーチ等ブラケット
（６）に取付けられ作業ができるものすべてをさす。

また、図中の符号０［有］（４４はリミットスイッチ、
符号０９はカバーを示している。

このような構成において、動作は次のようになる。今、
駆動装置００）を不動作状態にして１駆動装置（］８１
を動作させると、ブーＩＪ　（２７）は回転しないが第
１手首アーム（２１）が回転する。例えば第１手首アー
ム７ｔ２Ｄが垂線に対して左回９に角度θだけ回転した
とすると、ベル）　（４０）は長さ２πＲθ／３６０移
動する。ベル）　（４０）が２πＲθ／６６０移動する
とプーリ０９）もそれにつれて回転する。その回転角度
Ｙは、Ｙ−２θ と々る。

従って、第２手首アーム０］）は第１手首アーム０１に
対して右回９に２ツ回転し、垂線と第２アーム（４◇と
のなす角１度はθとなる。このため、フランツ０■に取
付けられたトーチＴの先端は垂線上を動く。

このような状態において１、駆動装置（９）ｋ動作する
左、第１手首アーム（２１）、第２手首アーム０υ全体
が水平面に対して回転するが、トーチＴの先端は垂線上
の１点を中心として回転する。

また、駆動装置００）を動作させると、その回転力は歯
車０→を介して歯車（２８）に伝達され、グーＩＪ　（
２７）が回転する。このためグー’Ｊ　（２７）の回転
角の２倍だけブー’Ｊ　（３９）が左回りに回転し、ト
ーチ先端が垂線から外れる。このような状態において、
１駆動装置０８）を動作させると今度はトーチ先端が所
定の角度傾斜した直線上を移動することになる。

上記のようにこの実施例によれば、トーチＴの角度を変
更させても１・−チ先端が同一直線上を移動し、その直
線方向に対しては位置ずれが生じないので、鉄板の切断
作業において鉄板の厚さやトーチがかわってもトーチ角
度を変更するだけで切断線上にトーチ先端を持って行く
ことができる。

このだめ、ティーチングが簡単であると共に、精度のよ
い切断が可能となる。また、溶接に際してはトーチ角度
をすみ肉溶接や突合せ溶接に適した姿勢に変更でき、溶
接作業にも非常に適した手首装置である。さらに、駆動
装置００）を正逆可転交互に行なうことによって、第１
手首アーム（２１）、第２手首アーム０１）が左右また
は前後に振れるので、溶接のウィービング作業も簡単に
行々える。

また、例えば垂線上でトーチＴを回転させた場合、その
先端が１点をさしたまま回転するので、トーチＴのフラ
ンジ０埠への取付位置を内側にずらしてトーチＴを回転
させると鉄板を円形に切断したり、円状に浴接すること
が極めて簡単に行なうことができる。

なお、この発明は前記実施例に限定されるものではない
。例えば、前記実施例では回転車としてプーリ、条体と
してベルトを示したが、回転車は歯車等であってもよい
。また条体はチェーンやワイヤー等でもよい。その他、
この発明の要旨を変更しない範囲で種々変形可能なこと
は勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、第１手首アーム
とこの手首アームの長さと接続部からハンド作用点まで
の長さが等しい第２手首アームとを接続すると共に、第
１手首アームの基端に第１手首アームに回転自在に第１
回転車を取付け、第１手首アームと第２手首アームとの
接続部に第１回転車の％の直径の第２回転車を第１手首
アームに対して回転自在でかつ第２手首アームに対して
固定であるように取イ」け、第１回転車と第２回転車と
を条体で連結したので、手首を動かしてもハンドの作用
点が決められた直線上を移動して一方向に対して位置ず
れの生じない産業用ロボットの犀首装置を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来技術を説明するだめの図、第３図および第４図はこの発明の詳細な説明するだめの
図、第５図は産業用ロボットの一例を示した斜視図で巧）。図で、第６図は手首装置の正面図第７図は第６図のＡ−Ａ線断面図第８図は第６図のＢ−Ｂ線断面図て゛ある。（８）・・・ブラケット（９）・・・α軸駆動装置α訃
・・支持アーム　ｏ枠・・・β軸駆動装置　（［９）・
・・回転軸１２１）・・・第１手首アーム　（２７）・
・・ブーＩＪ　　（２８）・・・歯車（１）・・・ｒ軸
駆動装置　Ｏａ・・・歯車　Ｇ→・・・回転軸（３ツ・
・・グー’）　　（４Ｑ・・・ベル）　　＜４１）　由
第２　手首アーム（４つ・・・ブラケットＴ・・・トーチ大Ｂ椹′Ｌ株へなイ九特許出願人　゛

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　産業用ロボットのアームに取１月けられる手
首装置において、前記アームに支持された駆動装置と、
この１駆動装置ｌの回転力が伝達され７る第￥回転軸に一端か固定された第１手名アームと、こ
の第１手首アームの他端に回転自在に取付けられた第２
回転軸に一端が固定され、この第２回転軸の中心・から
前記第１回転軸の中・Ｌ・と前記第２回転軸の中心との
間の距離と等しい位置に・・ンド作用点かくるように・
・ントを保持する保持部を有した第２手Ｉ￥１アームと
、、　ｉ′］ｉｌ記第１回転軸に回転自在に取イー１け
られた第１回転車と、この第１回転屯の％の直径を有し
、前記第２回転軸に固定された第２回転車と、この第２
回転車と前記第１回転車とを連結した条体とを備えだこ
とを特徴とする産業ロボットの手首装置。（２、特許請求の範囲第１項記載の産業用ロボットの手
首装置において、第１回転車は駆動装置によって駆動さ
れるものであることを特徴とする産業用ロボットの手首
装置。