JPS60180791A - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は工業用ロボット、特に６つの制御軸を中心とし
てロボットの各可動要素を制御する工業用ロボットに関
する。

〈従来技術〉 従来のこの種の工業用ロポノ１−は、第１図および第２
図に示すようにベース１と、軸線１１を中心として回転
する回転体２と、軸線β２を中心として旋回する第１ア
ーム３と、軸線１３を中心として旋回する第２アーム４
と、軸線β４を中心として回転するツイスト部材５と、
軸線β５を中心として回転するベントリスト６と、軸線
１６を中心として旋回するスイベルリストアとを備えて
いる。

従って、これら各可動要素を、内蔵する駆動モータによ
って作動することで、極めて広い作業領域内で作業を行
うことができ、例えば、第１．第２アーム３，４を軸線
１１を中心として水平面内で旋回させたり、あるいは第
１．第２アーム３゜４を軸線１２を９中心として垂直面
内で旋回させることによって作業位置ＡおよびＢの２箇
所において作業を行うことができる。

しかしながら、前者の方法は工業用ロボットの側方に障
害物Ｊがある場合、この障害物Ｊとの衝突のおそれがあ
るため犀、用することはできない。

また上記工業用ロボットは、第１アーム３を旋回させる
駆動モータ８を軸線１２と平行に回転体２上に取付け、
また第２アーム４を旋回させる駆動モータ９を軸線Ｉ１
２と平行に第１アーム３に取付ける構成であり、この駆
動モータ８．９の干渉のため、後者の方法も採用するこ
とができない。

このため、従来では、上記のように２箇所で作業を必要
とする場合には、作業位置Ａ側に位置する第１．第２ア
ーム３．４を９０度だけ垂直旋回させ、上方位置Ｃにお
いて軸線１１を中心として反転させ、さらに９０度垂直
面内で旋回して作業位置Ｂに位置決めしなければならず
、第１．第２アーム３．４の旋回運動の他に反転運動を
必要とし、その分時間が長くかかり作業効率が低下する
欠点がある。

〈発明の目的〉 本発明は従来のこのような不具合を解消するためになさ
れたものであり、その目的とするところは障害物による
動作の制限を受けることなくかつ効率的な作業を行う工
業用ロボットを提供することである。

〈発明の構成〉 本発明はかかる目的を達成するため、回転体、第１．第
２アーム、ツイスト部材、ベントリスト、スイベルリス
トをそれぞれ各軸線を中心として旋回あるいは回転する
６つの駆動モータの中で、前記第１．第２アームを旋回
させる駆動モータが他の可動要素に干渉したり、また相
互干渉しないように第１アーム上に取付けたことを構成
上の特徴とするものである。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図は本発明の工業用ロボットで、ベースｌＯと、鉛
直方向に伸びる軸線１１を中心として前記ベース１０上
に回転可能に支持された回転体２０と、前記軸線ｐ１に
垂直をなす軸線１２を中心として前記回転体２０に旋回
可能に支持された第１７−ム３０と、前記軸線Ｉ１．２
と平行をなす軸線ｐ３を中心として前記第１アーム３０
に旋回可能に支持された第２アーム４０と、前記軸線ρ
３と垂直をなす軸線ｊ２４を中心とし７て前記第２了−
ム４０に回転可能に支持されたツイスト部材５０と、前
記軸線１４に対して傾斜する軸線β５を中心として前記
ツイスト部材５０に回転可能に支持されたヘントリスト
８０と、軸線Ａ６を中心として前記ベントリスト８０に
旋回可能に支持されたスイヘルリスＩ−１１０を主要構
成部材としている。

前記ベース１０に対する回転体２０の支持構成は、第４
図に示すようにベース１０の上部に一体形成された支持
筒部１１と、回転体２０の下方に一体形成された案内筒
部２１とよりなり、この支持筒１１に前記案内筒部２１
を軸承することで、軸線７！１を中心とする回転体２０
の回転を可能にしている。また回転体２０の駆動装置と
しては、前記ベース１０上に固定された第１駆動モーク
２２と、ヘベルギア２３，２４、小径ギア２５、大径ギ
ア２６からなるギア列からなり、前記第］！！Ｉ！動モ
ータ２２の回転をこのギア列を介して回転体２０に伝達
するようになっている。

前記回転体２０に対する第１アーム３０の支持構成は第
５図および第６図に示すように第１アーム３０に一体形
成された回転筒部３１を前記回転体２０に軸承さゼるこ
とで軸線１２を中心とする第１アーム３０の旋回動作を
可能にしている。同様に第１アーム３０に対する第２ア
ーム４０の支持構成は、この第２アーム４０に一体形成
された固定筒部４１を前記第１アーム３０に軸受させる
ことで軸線β３を中心とする第２アーム４０の旋回運動
を可能にしている。

また第１アーム３０内には第２．第３駆動モータ３２，
４２が内蔵されている″。この第２駆動モータ３２はギ
ア３３，３４、ベベルギア３５，３６、小径ギア３７、
大径ギア３８からなるギア列に連結されている。かかる
ギア列において大径ギア３８は回転体２０上に固定され
ているため、第２駆動モータ３２が回転されたときギア
３７が遊星運動し、第１アーム３０を軸線１２を中心と
して旋回するようになっている。また第３駆動モータ４
２は、ベベルギア４３，４４、小径ギア４５からなるギ
ア列を介して大径ギア４６に連結されている。従って、
このギア列を介して第３駆動モーク４２の回転が伝達さ
れ、第２アーム４０を軸線Ｌ３を中心として旋回させる
ようになっている。

なお、前記第２．第３駆動モータ３２，４２はその軸線
が軸線！！２に対して垂直な面内に位置するように第１
アーム３０内に取付られており、第２、第３駆動モータ
３２，４２の相互干渉、回転体２０との干渉はない。

さらに第７図によりツイスト部材５０、ベントリスト８
０、スイベルリスト１１０の詳細な支持構成について説
明すると、前記第２アーム４０の先端には第２アーム４
０の一部を構成するアームハウジング４８が一体的に取
付られ、このアームハウジング４８にベアリシグにより
中空形状の第１回転軸５３が軸線１４を中心として回転
可能に軸承されている。この第１回転軸５３にはその先
端部にツイスト部材５０が固定され、このツイスト部材
５０に前記軸線ｊ！４に対して傾きをもって傾斜軸５４
が取イ１けられている。この傾斜軸５４にベントリスト
８０がその軸線β５を中心として回転可能に軸承され、
このベントリスト８０に軸線１６を中心として回転可能
にスイベルリスト１１０が軸承されている。このスイベ
ルリスト１１０は中心部に装着穴１２３を有し、この装
着穴１２３に操作ハンド（図示省略）を装着するように
なっている。

なお、ベントリスト８０は第７図に示すようにスイベル
リス）１１０が前方へ向いた状態を割出し原位置として
割出しされるようになっている。

従ってこのヘントリスト８０が割出し原位置にあるとき
、前記スイベルリスト１１０の軸線１６は軸線１４と同
軸上に位置決めされる。

また前記ツイスト部材５０には中空形状の第２回転軸８
８が前記軸線７！４に対して半径方向にε１だけ偏向し
た軸線β４ａを中心として回転可能に挿通されている。

この第２回転軸８８は前記ツイスト部材５０内に突入し
、その先端部はギア列を介してヘントリスト８０に連結
されている。すなわち第２回転軸８８にはその先端にベ
ベルギア８９が固着され、このヘベルギア８９はヘント
リスト８０の下面に固着されたへベルギア９０に噛合さ
れている。従ってこの第２回転軸８８の回転ハへベルギ
ア８９、へベルギア９０を介してベントリスト８０に伝
達され、ベントリスト８０を前記軸線１５を中心として
回転させるようになっている。

第２回転軸８８には第３回転軸１１８が前記軸線１４に
対して半径方向に８２だけ偏向した軸線β４ｂを中心と
して回転可能に挿通されている。

この第３回転軸１１８はその先端に固着されたヘベルギ
ア１１９、前記傾斜軸５４に軸承されたベベルギア１２
０，１２１ならびにヘベルギア１２２を介して前記スイ
ベルリスト１１０に連結され、前記第３回転軸１１８の
回転をこれらギア１１９゜１２０．１２１，１２２を介
してスイベルリスト１１０に伝達し、このスイベルリス
ト１１０を軸線１６を中心として回転させるようになっ
ている。

一方第２アーム４０の後端には第４．第５．第６駆動モ
ータ５２．８２．　１１２ならびに変速用ギア列１００
が内蔵されている。この変速用ギア列１００は多数のギ
アの組合ね−１からなり、前記第４．第５．第６駆動モ
ータ５２．　８２．　］１２の回転を変速して前記第１
回転軸５３．第２回転軸８８．第３回転軸１１８それぞ
れ伝達するようになっている。

すなわち、前記第２アーム４０に回転可能に軸承された
支持軸５６にはその両端にギア５５．５７が固着され、
その一方のギア５７は前記第ｊ回転軸５３上のギア５８
と噛合され、また他方のギア５５は第１駆動モータ５２
の出力軸上のギア５４と噛合されている。従ってこの第
１駆動モータ５２の回転はこのギア５４．５５，５７．
５８を介して第１回転軸５３に伝達され、この第１回転
軸５３を軸線１４を中心として回転させるようになって
いる。

また、前記第１回転軸５３ならびに第２了−ム４０間に
は軸線７！４上において伝導軸８５が回転可能に軸承さ
れている。この伝導軸８５にはその両端にギア８４．８
６が固着され、この一方のギア８６は前記第２回転軸８
８上のギア８７と噛合され、また他方のギア８４は第２
駆動モータ８２の出力軸上のギア８３と噛合されている
。従ってこの第２駆動モータ８２に回転はこのギア８３
゜８４、ならびに遊星ギア機構を構成するギア８６゜８
７を介して第２回転軸８８に伝達され、この第２回転軸
８８を軸線１．４　ａを中心として回転させるようにな
っている。

前記伝導軸８５上にはさらに伝導スリーブ１１５が回転
可能に軸承されている。この伝導スリーブ１１５はその
両端にギア１１４，１１６が一体形成され、この一方の
ギア１１６は前記第３回転軸１１Ｂ上のギア１１７と噛
合され、他方のギア１１４は前記第６１８動モータ１１
２の出力軸上のギア１１３と噛合されている。従ってこ
の第６駆動モータ１１２の回転はこのギア１１３，１１
４ならびに遊星ギア機構を構成するギア１１６，１１７
を介して第３回転輪１１８に伝えられ、この第３回転軸
１１８を軸線ｚ４ｂを中心として回転させるようになっ
ている。

なお、１３０，１３１は第１の回転軸１１の側端面に固
定された軸受体で、この軸受体１３０゜１３１の下部に
前記第２回転軸８８．第３回転軸１１８の後端部がそれ
ぞれ回転可能に軸承されている。

本発明の工業用ロボットは上記のごとく構成されている
ので、第１．第２．第３駆動モータ５２゜８２．１１２
を回転駆動することで、この回転は各ギア列を介して回
転体２０、第１．第２アーム３０．４１に伝達され、こ
の各可動要素をそれぞれ軸線Ｅｌ、１２，１１３の回り
で回転ならびに旋回させることができる。

また本発明の工業用ロボットは、第２．第３駆動モータ
８２，１１２を軸線１２と垂直な平面内に並列配置した
ため、前記したように作業位置Ａおよび８間において交
互に作業を行う場合、第２駆動モーク３２を作動するだ
けで第２駆動モーク３２を他の可動要素に干渉させるこ
となく第１アーム３０を作業位置Ａ側から作業位置Ｂへ
簡単かつ迅速に移動することができる。

さらに第１アーム３０を作業位置ＡあるいはＢ側へ旋回
させた状態で第１駆動モーク５２を回転すると、この回
転はギア５４，５５，５７．５８を介して第１回転軸５
３に伝えられ、その結果第１回転軸５３ならびにこれと
一体をなすツイスト部材５０は軸線１４を中心として回
転され、また第２駆動モータ８２を回転することで、こ
の回転はギア８３，８４，８６．８７に伝達され、そし
て、第２回転軸８８は中心軸線β４ａを中心として回転
され、さらにその回転はギア８９．９０を介してベント
リスト８０に伝えられ、その結果ヘントリスト８０は軸
線１５を中心として回転される。そしてこの２つの回転
運動を組合わせることでスイへルリスト１１０に装着さ
れる操作へ・７Ｆをほぼ球面状の作動領域に亘って作動
させることができる。さらに第３駆動モータ１１２を回
転すると、この回転はギア１１３，１１４，１ｌ（ｉ。

１１７に伝達され、そして第３回転軸１１８を軸線１４
ｂを中心として回転さ−ｌ、さらにギア１１９．１２０
，１２１．１２２を介して減速してスイヘルリスト１１
０に伝えられ、前記スイヘルリスト１１０ならびに操作
へソドを前記球面の法線を中心として回転することがで
きる。

ところでかかる操作装置では、軸線ｐ４に対してε１あ
るいはε２だけ偏心した軸線β４ａ、β４ｂ上において
第２回転軸８８、第３回転軸１１８を回転可能に軸承し
ているため、スイへルリスト１１０ならびにごれに装着
される操作ヘッドを軸線β４ｆ−１近まで移動さ−１る
ことができ、ツイスト部材５０側の一部を除くほぼ全球
面に亘る広い作動領域で作動させることができる。

〈発明の効果〉 上記詳述したように本発明の工業用ロボットは、回転体
、第１．第２アーム、ツイスト部材、ベントリスト、ス
イベルリストをそれぞれ各軸線を中心として旋回あるい
は回転する６つの駆動モータの中で、前記第１．第２ア
ームを旋回させる駆動モータが他の可動要素に干渉した
り、また相互干渉しないように第１アーム上に取付けた
構成であるため、障害物による動作の制限を受けること
なくかつ効率的な作業を行う工業用ロボットを提供する
ことすることができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の工業用ロボットの正面図、第２図は第１
図の■矢視平面図、第３図は本発明の工業用ロボットの
斜視図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ矢視断面図、第５
図は第３図のＶ−Ｖ線矢視断面図、第６図は第３図のｖ
ｒ−ｖｒ線矢視図、第７図は第３図の■−■線矢視断面
図である。 １０・・・ベース、２０・・・回転体、３０・・・第１
アーム、４０・・・第２アーム、５０・・・ツイスト部
材、８０・・・ベントリスト、１１０・・・スイベルリ
スト、２２；　３，２，４２゜５２、＝、、８２．　１
１２・・・駆動モータ。 特許出願人 豊田工機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ベースと、鉛直方向に伸びる軸線！１を中心と
   して前記ベース上に回転可能に支持された回転体と、前
   記軸線β１に垂直をなす軸線β２を中心として前記回転
   体に旋回可能に支持された第１アームと、前記軸線７！
   ２と平行をなす軸線１３を中心として前記第１アームに
   旋回可能に支持された第２゛アームと、前記軸線１３と
   垂直をなす軸線ｐ４を中心として前記第２アームに回転
   可能に支持されたライス１一部材と、前記軸線１４に対
   して（頃斜する軸線Ｉ１５を中心として前記ツイスト部
   材に回転可能に支持されたベントリストと、このヘント
   リストの割出し原位置において前記軸線７！４と同軸上
   に位置する軸線ｐ６を中心として前記ベントリストに旋
   回可能に支持されたスイヘルリストと、前記回転体、第
   １．第２アーム、ツイスト部材、ヘントリスＩ・および
   スイへルリストを各軸を中心として駆動系を介して作動
   する第１から第６駆動モータを有する工業用ロボットで
   あって、前記第１ならびに第２アームを旋回さセる第２
   ．第３駆動モータをその軸線が軸線１２と垂直をなす平
   面内に位置させて前記第１アーム上に取付固定したこと
   を特徴とする工業用ロボット。