JPS60118487A

JPS60118487A - 工業用ロボツト

Info

Publication number: JPS60118487A
Application number: JP22415683A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　光由; 須山　謙吾
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-11-30
Filing date: 1983-11-30
Publication date: 1985-06-25

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】〔発明の利用分野〕（１）本発明は部品組み立て等の作業を行う工業用ロボットに
関するものである。

〔発明の背景〕

従来の工業用ロボットは動作範囲を拡大するために、特
開昭５８−６６６８０号公報にみられるように、各アー
ムの連結部をその回動軸線に沿って隣り合わせて配置し
たものが提案されている。一方、部品組立作業のための
工業用ロボットでは高精度な位置決めと高速な動作が要
求される。そして、高精度な位置決めを実現するために
は、バンクラッシュの生じる歯車やチェーンなどの動力
伝達手段を用いずに、アームの連結部すなわち関節部に
その駆動用モータを設置し、この駆動用モータによって
直接アームの関節部を駆動する方策が良い。

その−例として、特開昭５８−１２０４９０号公報に記
載のものがある。このように駆動用モータをアームの関
節部に設置することは、関節部の重量が増加するため、
高速動作の観点からは好ましいものではない。

しかし、小物部品の組立作業のための工業用口（２）ポットにおいては、前述したように高精度の位置決めと
高速動作との条件を満たすことが必要であるが、これら
の条件を満足できないのが実情である。

〔発明の目的〕

本発明は上述の事柄にもとづいてなされたもので、高精
度位置決めおよび高速動作が可能な工業用ロボットを提
供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するために、少なくとも１つ以
上のアームと旋回部とをそれぞれ関節部によって連結し
た工業用ロボットにおいて、前記アームをその軸線が同
一垂直面内に位置するように配置し、各アームの関節部
に駆動部を均等重量配分をもって設置してアームにねじ
りモーメントを生じにくいようにし、各アームを繊維強
化プラスチツク材で形成してアームを軽量かつ高剛性に
構成したものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

（３）第１図および第２図は本発明の工業用ロボツ１〜の一実
施例を示すもので、これらの図において、１はベース、
２はベース１上に設置した旋回部、３ば旋回部２に設け
た支柱、４は第１の関節部Ｂｌによって支柱に回動可能
に取付けた第１アーム、５は第２の関節部Ｂ２によって
第１のアームに回動可能に取付けた第２アーム、６は第
２のアーム５の先端に設けた手首部で、この手首部６は
、第３の関節部Ｂ３、第４の関節部Ｂ４および第５の関
節部Ｂ５の３軸回動部を具備しており、各関節部Ｂ３〜
Ｂ５内にはこれらの関節部８３〜Ｂ５を直接駆動するモ
ータが内蔵されており、各関節毎にユニット化できる構
造になっている。

前述した支柱３、第１アーム４および第２アーム５は第
２図に示すようにその軸線が同一平面内に位置するよう
に配置されている。また第１の関節部Ｂ１および第２の
関節部Ｂ２には第２図に示うようにそれぞれその一方の
側部にモー・タフ、８を、その他方の側部に位置および
速度等の検出器９．１０を各アーム４，５の軸線に対し
て均等の（４）重量配分となるように配置しである。このため、支柱３
、第１アーム４および第２アーム５にはねじりモーメン
トは作用せず、曲げモーメントのみが作用する。さらに
、上述したように、各関節部Ｂｌ、Ｂ２にはこれを直接
駆動するモータ７．８等をそれぞれ設けたので、従来の
ようなチェーン等が不要になり、関節部Ｂｌ、Ｂ２とア
ーム４゜５をそれぞれユニットとして分離および結合す
ることが可能である。

前述したように、支柱３、第１アーム４および第２アー
ム５をその軸線が同一平面となるように配置したこと、
および関節部Ｂｌ、Ｂ２にモータ７．８、検出器９，１
０をアーム軸線に対して均等重量配分をもって配置した
ことにより、支柱３、第１７−ム４および第２アーム５
はねじりモーメントの作用が小さくなり、曲げモーメン
トが主体的に作用する。換言するならば、支柱３．第１
７−ム４および第２アーム５はねじりモーメントが生じ
にくい構成となっている。そのため、支柱３、第１７−
Ａ　４および第２７−ム５には縦弾性率の（５）高い材料を使用することが好ましい。さらに、高精度の
位置決めを確保して、なおかつアームの軽量化による高
速動作を実現するためには、アームの材質は比重の小さ
いものが良い。これらの点を考慮すると、アーム４，５
および支柱３の材質としては、繊維強化プラスチック、
特に炭素繊維強化プラスチックを用いることが良い。す
なわち、この炭素繊維強化プラスチックはその比重はア
ルミニウムのそれに対して６０％であり、機械的な強度
も大きい。このため、アーム４，５を炭素繊維強化プラ
スチックにより形成した実施例を第３図および第４図に
よって説明する。アーム４，５は金属製のフランジ１１
および炭素繊維強化プラスチックで形成された円筒体１
２で構成され、この円筒体１２とフランジ１１とは例え
ば圧入と接着剤とによって連結される。第３図に示す円
筒体１２はその繊維配列がアーム４，５の軸線と同方向
になっている。このように形成された円筒体１２の縦弾
性率はアルミニウムの約２倍である。

したがって、小部品の取扱いにおいては十分使用（６）に耐え得るものである。また第４図に示す円筒体１２の
実施例は繊維配列角すなわちアーム軸線に対する巻き付
は角θを２５度に構成したものである。このように構成
したことにより、その縦弾性率および横弾性率をアルミ
ニウムのそれと同程度にすることができる。したがって
、ａｍ配列角θを２５度以下の範囲内に設定すれば、ア
ームの縦弾性率を高くすることができると共に、アーム
を軽量にすることができる。また、円筒体］２の形成は
、樹脂にひたした繊維を型枠に巻付けたり、布状の繊維
を型枠に巻付けることにより容易に可能である。

上述のように、ロボッＩ〜のアームを軽量かつ高剛性の
構成１ノだので、高速動作が可能となると共に、関節部
の駆動部の直接配置により、高精度の位置決めが可能で
ある。さらにロボットアームの軽量に伴って駆動用モー
タの容量を小さくし得るので、その小形化を図ることが
でる。またアーム４．５および支柱３を円筒形にするこ
とにより製作が容易で、しかもコストの面でも有効であ
る。

（７）〔発明の効果〕以上述べたように、本発明によれば、ロボットアームの
軽量、高剛性によって高速動作が可能であると共に、関
節部への駆動部の均等重量配置により高精度の位置決め
も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工業用ロボットの一実施例を示す正面
図、第２図はその平面図、第３図および第４図は本発明
のロボットにおけるアー１１の実施例を一部断面にて示
す斜視図である。１・・・ベース、２・・・旋回部、３・・・支柱、４・
・・第１アーム、５・・・第２アーム、６・・・手首部
、７，８・・・モータ、９，１０・・・検出器、１１・
・・フランジ、１２（８）第１図Ｘ第　２　図第　３　図第　４　図

Claims

【特許請求の範囲】 ■、少なくとも１つ以上のアームと旋回部とをそれぞれ
関節部によって連結した工業用ロボットにおいて、前記
アームをその軸線が同一平面内に位置するように配置し
、各アームの関節部に駆動部を均等重量配分をもって設
置し、各アームを繊維強化プラスチツク材で形成したこ
とを特徴とする工業用ロボット。２、特許請求の範囲第１項記載の工業用ロボットにおい
て、アームを炭素繊維強化プラスチックの円筒体とこの
円筒体に接合したフランジとで構成したことを特徴とす
る工業用ロボット。３、特許請求の範囲第２項記載の工業用ロボットにおい
て、炭素繊維強化プラスチックの炭素繊維の配列角をア
ーム軸線方向に対して２５度以下にしたことを特徴とす
る工業用ロボット。