JPS60135187A - 工業用ロボツト - Google Patents

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〕 本発明は工業用ロボットに係り、さらに詳しくはロボツ
ｉ−のアームの先端に設けられる手首部をユニット化し
た工業用口ボン１〜に関する。

〔発明の背景〕

近年、工業用ロボットはその発展により、溶接作業現場
および塗装作業現場に普及してきたが、さらに産業界に
お番づるフレキシブル・オー１〜メーシヨン化にもとづ
いて、生産ラインにおける組立作業の分野に導入されつ
つある。このような組立作業の分野に工業用口ボツ］・
を導入する場合、その組立作業の内容は単純なものや複
雑なもの、さらには高精度の位置決めを必要とするもの
等があり、種々様々である。そこで、と述の作業内容に
合った効率的な工業用ロボットが必要とされている。そ
の一方策として関節形工業用ロボットのアーム関節部を
独立に構成し、作業内容に合せてアーム部分の軸数また
は自由度を選択することが、例えば特開昭５８−１２０
４９０号公報に開示されている。

しかし、実際の組立作業においては、ロボット全体の軸
数または自由度の変更が要求されており、上述の方策で
はまだ十分でないのが現状である。

〔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、ロボ
ットのアームの先端に設けられる手首部の自由度を任意
に選択することができる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、ロボットのアーム
の先端に手首部を備えた工業用ロボツ１−において、前
記手首部を、駆動源、減速機等を備え、かつ選択的に結
合される複数個の手首関節ユニットで構成し、これらの
手首関節ユニッ１〜に、手首部の自由度を変更可能にす
るための結合部を備えたものである。

〔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。

第１図は本発明の工業用ロボットの一実施例を示すもの
で、この例では６軸を有するものを示しているが、軸数
、自由度は任意のものでも本発明は適用可能である。１
は旋回部で、第１の関節部Ｂ１を構成する。２は第２の
関節部Ｂ２によって旋回部１に回動可能に設けた第１の
アーム、３は第３の関節部Ｂ３によって第１のアーム２
に回動可能に設けた第２のアーム、４は第２のアーム３
の先端に設けた手ｕ部である。この手首部４は、第２の
アーム３の軸線と直角で、かつ水平な回転軸線を有する
第１の手首関節ユニツＩ−４Ａと、この第１の手首関節
ユニット４Ａの回転軸線と直角でかつ垂直な回転軸線を
有する第２の手首関節ユニット４Ｂと、この第２の手首
関節ユニット部４Ｂの回転軸線と直角でかつ水平な回転
軸線を有する第３の手６−関節ユニツ］〜４Ｃとを備え
ている。

これらの手首関節ユニツ１〜４Ａ〜４Ｃはそれぞれ独立
した構成となっており、任意に選択し結合することがで
きる。これらの手首関節ユニット４　Ａ〜４Ｃの詳細な
構造は後述するが、第１の手首関節ユニット４Ａは矢印
Ｐで示す回転すなわち曲げ運動を行ない、また第２の手
α関節ユニット４Ｂは矢印Ｙで示す回転すなわち振り運
動を行ない、さらに第３の手首関節ユニット４Ｃは矢印
Ｒで示す回転すなわちひねり運動を行なう。

第２図は本発明の工業用ロボットにおける第２の関節部
Ｂ２の構成の一例を示すもので、この図において第１図
と同符号のものは同一部分である。

５は第１のアー４２の駆動用モータ、６は第１のアーム
２を停止保持するブレーキである。このモータ５および
ブレーキ５は第１のアーム２側に設けられている。７は
第１のアーム２の速度検出器二８は第１のアーム２の位
置検出器、９は減速機である。これらのモータ５、ブレ
ーキ６、速度検出器７、位置検出器８および減速機は、
第１のアーム２の回転軸線と同一の軸線上に配置されて
いる。

また、第３の関節部Ｂ３も同様に構成されているので、
その詳細な説明は省略する。この構成により、第２の関
節部Ｂ２および第３の関節部Ｂ３は、旋回部１、第１の
アーム２および第２のアーム３に対して独立に取扱いが
可能なようにこれらに着脱可能に結合されている。

第３図および第４図は本発明の工業用ロボットにおける
手首部４の詳細な構成を示すもので、これらの図におい
て第１図と同符号のものは同一部分である。手首部４を
構成する第１の手首関節ユニッｌ〜４Ａは内側ハ「クジ
ング１０とこれに軸受］、ＯＡによって回転可能に支持
す２′した外側ハウジング１１とを備えている。内側ハ
ウジング１０内には駆動用ＤＣトルクモータ１２が設け
られている。このモータ１２の一方の軸１３は内側ハウ
ジング１０内の位置検出器１４に連結し、他方の軸１５
は内側ハウジング１０内の減速機１６の入力側に連結し
ている。減速機１６の出力側は外側ハウジング１１に連
結している。この外側ハウジング１１は第３図および第
４図に示すように第２の手首関節ユニット４Ｂの内側ハ
ウジング２０にホルト１７によって着脱可能に結合され
ている。また、内側ハウジング１０は第３図および第４
図に示すように第２のアーム３の先端にボルト１８によ
って着脱可能に結合されている。

このように構成したことにより、モータ１２の回転は減
速機１６、外側ハウジング１１を通して第２の手首関節
ユニット４Ｂに伝わる。このため、第１の手首関節ユニ
ット４Ａは第２のアーム３の先端において、矢印Ｐで示
す回転運動すなわち曲げ運動を生じる。

次に第２の手首関節ユニット４Ｂについて述べると、こ
の第２の手酊関節ユニツ１〜４Ｂは第３図に示すように
第１の手首関節ユニット４Ａと同様に内側ハウジング２
０とこれに軸受２１によって回転可能に支持された外側
ハウジング２２とを備えている。内側ハウジング２０に
は第１の手首関節ユニット４Ａと同様な構成をもってモ
ータ２３、減速機２４および位置検出器２５が備えられ
ている。ただし、負荷の大きさの関係からモータ２３、
減速機２４の形状が多少異なっている。外側ハウジング
２２はボルト２６によって第３の手首関部ユニット４Ｃ
の外側ハウジング３０に着脱可能に連結されている。こ
の第２の手首関節ユニット４Ｂはモータ２３の駆動によ
りその内側ハウジング２０に対して外側ハウジング２２
に矢印Ｙ−で示す回転運動すなわち振り運動を与える。

次に第３の手首関節ユニット４Ｃについて述べるど、こ
の第３の手首関節ユニツ１−４０はその外側ハウジング
３０の内部に軸受３１によって回転可能に支持された内
側ハウジング３２を備えている。この内側ハウジング３
２にはグリッパ等の指部材が取付けられる。外側ハウジ
ング３Ｏ内にはモータ３３、減速機３４および位置検出
器３５が設けられている。この第３の手首関節ユニット
４Ｃはモータ３３の駆動により内側ハウジング３２を矢
印Ｒで示す回転運動すなわちひねり運動させる。

以ヒ述べた第１・−第３の主力関節ユニツ１〜４Ａ〜４
Ｃは一相互の結合部の形状およびボルト１７゜１．８．
２６の寸法、取付位置を共通化することによってその組
合せを容易に変更できる。また、第２のアーム３の先端
と、第１および第２の手首関節ユニット４Ａの内側ハウ
ジング１０．２０との結合部において、ポルＩ−穴を９
０度ひねっても結合し得るように配置すれば、第１およ
び第２の手首関節ユニット４Ａ、４Ｂを相互に共用する
ことができる。

次に上述した本発明の工業用ロボットの動作を説明する
。

第１図に示す例では第５図に示すように手首部４を構成
する第１〜第３の手首関節ユニット４Ａ〜４Ｃを第２の
アームの先端に順次結合して、曲げ、振り、ひねりの３
自由度に構成したが、この場合には組立作業、精密小物
品の溶接およびバルブ等の操作のための極限作業に有効
である。また、作業内容に合せて手首部４を第２のアー
ム３の先端から順に振り、曲げ、ひねりの３自由度に構
成することもできる。この場合には第１図および第３図
に示すように結合した手首部４において、その第１の手
首関節ユニット４Ａを第２のアーム３の軸線回りに９０
度回転させて第２のアーム３の先端に結合固定すればよ
い。さらに、特殊な３自由度の例として、手首部４を第
２のアーム３の先端から順に振り、曲げ、振りの３自由
度に構成することもできる。この場合には１つの第１の
手首関節ユニツ）−４Ａと２つの第３の手首関節ユニッ
ト４Ｃとの組合せによって構成することができる。

以上の説明は手首部４の自由度を３自由度に構成した場
合であるが、手首部４を２自由度にすることも可能であ
る。例えば簡単な組立作業、溶接作業、箱詰め作業およ
びねじ締め作業では、手首部４は第６図に示寸ような曲
げどυ・ねりとの２自由度で十分である。この場合には
第１図および第３図に示す手首部４におれる第２の手首
関節ユニツ１〜４Ｂを取り除き、第３の手首関節ユニッ
ト４Ｃの外側ハウジンク３０を、第１の手首関節ユニッ
ト４Ａの外側ハウジング１１に結合すればよい。

また、簡単な組立作業、溶接作業およびパリ取り作業で
は、手首部４は第７図に示すように曲げと振りとの２自
由度で十分である。この場合には第１図および第３図に
示す手首部４における第３の手首関節ユニツ］〜４Ｃを
第２の手首関節ユニット４Ｂから取り除けばよい。

さらに、第６図および第７図に示す２自由度の手首部構
成におい“Ｃ１第１の手首関節ユニット４Ａを第２のア
ーム３の先端に対して９０度回転さぜた状態で第２のア
ーム３の先端に結合すれば、第２のアーム３の先端から
順にそれぞれ振りとねじりとの自由度および振りと曲げ
との自由度を得ることができる。

なお、上述の実施例においては手首関部ユニット４Ａ〜
４Ｃの結合部を共通化するために、インロー嵌め合いお
よびボルトを共通にしたが、ボルトの配置を共通にして
もよいし、またプラント機構を用いてワンタッチ形式で
着脱可能に結合構成してもよい。

以上述べた本発明の実施例によれば、手首部の自由度の
数と組み合せを任意に選択し構成することができるので
、作業内容に対応し得るフレキシブル性に富む工業用ロ
ボツ１〜を提供することができると共に、メーカー側と
しては手首部のｅｆＩｉｌ化が可能となり、生産性を結
上させることができるものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、工業用ロボットの
手首部を各自由度毎にユニット化でき、任意に選択組み
合せすることができるので、作業内容に合せて工業用ロ
ボットを最も適した形態および機能に構成することがで
きる。したがって、顧客の要求に対してフレキシブルに
対応できる工業用ロボットを提供することができる。

【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例を示す正面図、
第２副は第１図に示す工業用ロボットにおけるアームの
関節部の縦断平面図、第３図は本発明の工業用ロボット
における手首部の一例を一部断面にて示す正面図、第４
図は第３図に示す手首部の一例を一部断面にて示す平面
図、第５図〜第７図は本発明の工業用ロボットにおける
手首部の自由度の構成例を示す概略図である。 １・・・旋回部、２・・・第１のアーム、３・・・第２
のアーム、４・・・手首部、４Ａ・・・第１の手首関節
ユニット、４Ｂ・・・第２の手首関節ユニット、４ｃ・
・・第３の手首関節ユニット。 代理人　弁理士　高橋明夫 革１　図 ３ 第２ｍ 寥５（２） に 第６（２） 第γ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロボットのアームの先端に手首部を備えた工業用ロ
   ボットにおいて、前記手首部を、駆動源、減速機等を備
   え、かつ選択的に結合される複数個の手首関節ユニツＩ
   −で構成し、これらの手首関節ユニットに手首部の自由
   度を変更可能にするための結合部を備えたことを特徴と
   する工業用ロボツ１〜。 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、前記複数個の手首関節ユニツ１〜はロボットのアー
   ムの軸線に対して直角でかつ水平な回転軸線を有する第
   １の手首関節ユニットを少なくとも１つ備えたことを特
   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、前記複数個の手首関節ユニッ１〜は第１の手首関節
   ユニットの回転軸線に対し直角で、かつ垂直な回転軸線
   を有する第２の手首関節ユニットを備えたことを特徴と
   する工業用ロボット。 ４、特許請求の範囲第２項または第３項記載の工業用ロ
   ボットにおいて、前記複数個の手首関節ユニットは第１
   の手首関節ユニットの回転軸線に対し直角でかつ水平な
   回転軸線を有する第３の手首関節ユニットを備えたこと
   を特徴とする工業用ロボット。 ５、特許請求の範囲第２項ないし第４項のいずれかに記
   載の工業用ロボットにおいて、各手首関節ユニットの結
   合部はワンタッチ着脱手段で着脱可能に結合されること
   を特徴とする工業用ロボット。 ６、特許請求の範囲第２項ないし第４項のいずれかに記
   載の工業用ロボットにおいて、各手首関節ユニットの結
   合部はボルトによって着脱可能に結合されることを特徴
   とする工業用ロボット。