JPS60180794A - ロボツトの姿勢制御装置 - Google Patents

ロボツトの姿勢制御装置

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JPS60180794A
JPS60180794A JP3631384A JP3631384A JPS60180794A JP S60180794 A JPS60180794 A JP S60180794A JP 3631384 A JP3631384 A JP 3631384A JP 3631384 A JP3631384 A JP 3631384A JP S60180794 A JPS60180794 A JP S60180794A
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JP
Japan
Prior art keywords
arm
tip
robot
work
output shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP3631384A
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English (en)
Inventor
洋 牧野
一光 高井
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Pentel Co Ltd
Original Assignee
Pentel Co Ltd
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Publication date
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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】 (技術分野) 本発明は作業アームを3次元空間任意の位置に位置決め
するようにしたロボットに於て、該作業アームの作業軸
先端作業工具の姿勢を制御する姿勢制御装置に関するも
のである。
(従来技術) 従来空間の任意の位置決めとその位置における作業工具
先端の姿勢を制御可能なロボットとしては第1図に示す
ようなものがあった。これはθ1.θ2.θ3 のロボ
ット各部の回転によってアーム先端における位置決めを
行いアーム先端に設置されたそれぞれ直交する軸θ4.
θ、の回りの回転によって手首部Rに装着した作業工具
の姿勢を制御(姿勢を決める)するものである。
壕だ第2図に示すように直交するx、y、zの3軸によ
ってアーム先端の空間内の位置決めを行い、アーム先端
に装着した回転アクチュエーターA1の出力軸にその出
力軸がA1の出力軸に直交するように回転アクチュエー
ターA2を設けてR部の姿勢を制御するものもある。
これらのものはアーム先端に設けられた直交する回転軸
を順次連結するようにして手首部Rの姿勢を制御してい
るため、第3図に示すように手首部Rに装置した作業工
具先端の位置をかえずに姿勢を変化させるためには手首
部Rの空間内における位置をかえる必要が生ずるために
ロボットに前述のような動作をさせるためには複雑な演
算をその制御装置によって行わねばならず、動作プログ
ラムが繁雑となりロボットに高速動作を行わせることが
困難であるという′不具合を有する。
つまり、作業工具先端の空間内の任意の位置決めとその
地点における作業工具の姿勢を決定するのに、例えば第
1図のロボットにおいては01〜θ、までの5つの要素
が相互に関連しているということで作業工具先端の任意
の位置を決定するためには、その地点における工具の姿
勢決定が不可欠であり同一先端位置でも工具の姿勢によ
ってアーム先端の位置が変わるのでこれはロボットに教
示する際に大変時間がか\るという欠点もある。
特にロボットに経路制御を行わせる場合には上述のよう
に、工具姿勢を制御するためにはロボットの位置も変化
させるためにロボット位置決めのためのアクチュエータ
ーと姿勢制御のアクチュエーターの協調作業となり精度
をあげることが容易でないという欠点がある。
(目的) 本発明はアーム先端の空間内の任意の位置決めとアーム
先端に設けられた作業軸の姿勢制御をそれぞれ互いに干
渉せず作動し、高速、高精度なロボットの姿勢制御装置
を提供することを目的としている。
(実施例) 第4図乃至第6図は本発明の一実施例である。
第1アーム1、第2アーム2、第1リンク3、第2リン
ク4は平行4送形リンクを構成し、第1アーム1及び第
1リンク3は夫々支柱5に配設されたモーターIVI、
、M、、により回動され、第2アーム2先端の作業軸6
を2次元平面内位置決めを行い、第2アーム2先端に配
設されたモーターM3により図示しないボールねじを1
駆動して作業軸6を前記2次元平面に対して垂直な方向
Zに直線的に位置決めを行うことにより、3次元空間に
おける任意の位置決めを行うことができるようになって
いる。又作業軸6は図示しないモーターにより作業軸6
の軸W回りに回転位置決めが可能になっている。
前記ロボットの作業軸6先端に第3アーム7基部を固定
し、該第3アーム7先端にモーターM、により回転する
出力軸8を枢着し、該出力軸8に第4アーム9基部を固
定し、該第4アーム9先端には作業軸6の軸#’c−c
’とモーターM6の出力軸の軸線B −B’が一致する
ようにモーターM5を固定し、該モーターM、の出力軸
(図示せず)にハンド10を連結し、該ノ・ンド10に
作業工具111乞その先端が前記′2−5の出力軸の軸
線A −A’と軸線B−Bの交点Oに一致するよう′に
取り付けである。
次に作用について説明する。モーターM、 、 M2に
より作業軸6先端を2次元平面所定位置に接動させる。
次にモーターM3を軸線c−c’の回りにW回転して作
業軸6をZ方向に移動し3次元空間所定位置に位置決め
する。次にモーターM4゜M5を夫々軸線A−A’ 、
 B−B’の回りにα、β回転させる。この時作業工具
l】の先端は常に軸線A−A’、B−B’の交点Oに一
致した状態で360度自由に向きを変え任意の位置に位
置決めできる。
なお第3アーム7と第4アーム9とは互に干渉しない形
状であればどのような形状でもよく、作業軸を3次元空
間に位置決めするロボットは他のいかなる形態のロボッ
トでもよい。
(効果) 本発明によれば作業アームを3次元空間任意位置に位置
決めする機構を有し、該作業アームの作業軸先端に第3
アーム基部を固定し、該第3アーム先端に回転型駆動源
により回転する出力軸を枢着し、該出力軸に第4アーム
基部を固定し、該第4アーム先端には作業軸と同軸に回
転型駆動源により回転する出力軸を枢着し、前記2つの
出力軸軸線を直交させ、第4アームの出力軸先端に取り
付けた工具先端を前記直交点に位置させであるのでロボ
ットに装着された作業工具先端の位置をかえずに作業工
具の姿勢を自由に制御できるためロボットの動作プログ
ラムが簡単になり、だめにロボットに高速動作をさせる
ことが容易であり、かつ作業工具先端の空間内の位置決
めと作業工具の姿勢を互いに独立して制御できるために
ロボットに教示する場合、捷ず一定点Oを空間内で位置
決めしてから作業工具の姿勢を決めるだけでよいので教
示の時間が容易であるため短縮でき、位置決めと姿勢が
互3いに干渉しないため高精度を期待できるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のロボットの第1比較例斜視図、第2図は
従来のロボットの第2比較例斜視図、第3図は第2図に
手首部を取り付けだ側面図、第4図は本発明の一実施例
正面図、第5図は第4図の作業工具姿勢制御部拡大正面
図、第6図は第4図の要部斜視図である。 2・・・第2アーム、6・・・作業軸、7・・・第3ア
ーム、8・・・出力軸、9・・・第4アーム、10・・
・ハンド、11・・・作業工具、M、、M2.M、、M
、、M、、、、モーター、A、 −A’・・M、軸線、
B −B’・・・M、軸線、c −c’・・・M3軸線
、0・・・A −A’とB −B’の交点。 特許出願人 ぺんてる株式会社 第1図 第2図 第3図 第4図 手続補正書(自発差出) 昭和59年5月21日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和59年特許願第36313号 2 発明の名称 ロボットの姿勢制御装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都中央区日本橋小網町7番2号名称 (55
1) べんてる株式会社 4、代理人 5、補正命令の日付 自発差出 6、補正の対象 明 細 書 r −−、−−−4−m onm卵mn−+通h 、^5t
。 明 細 書 1、発明の名称 ロボットの姿勢制御装置 2、特許請求の範囲 ポットの姿勢制御装置。 3、発明の詳細な説明 (技術分野) 本発明は3次元空間内で任意の位置決めを可能としたロ
ボットに於て、該作業アームの作業軸先端作業工具の姿
勢を制御する姿勢制御装置に関するものである。 (従来技術) 従来空間の任意の位置決めとその位置における作業工具
先端の姿勢を制御可能なロボットとしては第1図に示す
ようなものがあった。これはθ1.θ2.θ3のロボッ
ト各部の回転によってアーム先端における位置決めを行
い、アーム先端に設置されたそれぞれ直交する軸θ4.
θ5の回りの回転によって手首部Rに装着した作業工具
の姿勢を制御(姿勢を決める)するものである。 また第2図に示すように直交するx、y、z の3軸に
よってアーム先端の空間内の位置決めを行い、アーム先
端に装着した回転アクチュエーターA、の出力軸にその
出力軸がA、の出力軸に直交するように回転アクチュエ
ーターA2を設けてR部の姿勢を制御するものもある。 これらのものはアーム先端に設けられた直交する回転軸
を順次連結するようにして手首部Rの姿勢を制御してい
るだめ、第3図に示すように手首部Rに装置した作業工
具先端の位置をかえずに姿勢を変化させるためには手首
部Rの空間内における位置をかえる必要が生ずるために
ロボットに前述のような動作をさせるだめには複雑な演
算をその制御装置によって行わねばならず、動作プログ
ラムが繁雑となりロボットに高速動作を行わせることが
困難であるという不具合を有する。 つ捷り、作業工具先端の空間内の任意の位置決めとその
地点における作業工具の姿勢を決定するのに、例えば第
1図のロボットにおいては01〜05捷での5つの要素
が相互に関連しているということで作業工具先端の任意
の位置を決定するためには、その地点における工具の姿
勢決定が不可欠であり同一先端位置でも工具の姿勢によ
ってアーム先端の位置が変わるのでこれはロボットに教
示する際に大変時間がか\るという欠点もある。 特にロボットに経路制御を行わせる場合には上述のよう
に、工具姿勢を制御するためにはロボットの位置も変化
させるためにロボット位置決めのためのアクチュエータ
ーと姿勢制御のアクチュエーターの協調作業となり精度
をあげることが容易でないという欠点がある。 (目的) 本発明はアーム先端の空間内の任意の位置決めとアーム
先端に設けられた作業軸の姿勢制御をそれぞれ互いに干
渉せず作動し、高速、高精度なロボットの姿勢制御装置
を提供することを目的としている。 (実施例) 第4図乃至第6図は本発明の一実施例である。 第1アーム1、第2アーム2、第1リンク3、第2リン
ク4は平行4辺形リンクを構成し、第1アーム1及び第
1す/り3は夫々支柱5に配設されたモーターM1. 
M2により回動され、第2アーム2先端の作業軸6を2
次元平面内位置決めを行い、第2アーム2先端に配設さ
れたモーターM3により図示しないボールねじを駆動し
て作業軸6を前記2次元平面に対して垂直な方向Zに直
線的に位置決めを行うことにより、3次元空間における
任意の位置決めを行うことができるようになっている。 又作業軸6はロボット本体に設けられたモーター等の回
転型駆動源(図示せず)でタイミングベルト等の伝達手
段を介して軸W回りに回転位置決めが可能になっている
。 前記ロボットの作業軸6先端に第3アーム7基部を固定
し、該第3アーム7先端にその出力軸8の軸線A−Aが
作業軸6の軸線c −c’と直交するようモーターM4
を固定し、該モーターM4の出力軸8に第4アーム9基
部を固定し、該第4アーム9先端にその軸線B −B’
が出力軸8の軸線A −A’と直交し、かつ、作業軸6
の軸線CC/と交わるよう工具11を取り付けである。 図示した例では、工具11を第4アーム9先端に固定さ
れたモーターM、の出力軸(図示せず)に固着された手
首部10に取り付けて軸線B−B′を中心に回転可能と
なし、その先端を軸線A−A′と軸線c −c’の交点
Oと一致し得るようなしたものを示したが、第4アーム
9先端への工具110堆り付けは第4アーム9先端に直
接工具11を取り付けるようなす等種々変更可能であっ
て、要′するに工具11は前述せる如く第4アーム9先
端にその軸線B −B’が出力軸8の軸線A −A、’
と直交し、かつ、作業軸6の軸線C−C′と交わるよう
取シ付けられていれば良い。 次に作用について説明する。モーターM、、M2により
作業軸6先端を2次元子面所定位置に移動させる。次に
モーターM3により作業軸6をZ方向に移動し3次元空
間所定位置に位置決めする。次にモーターM、、M、を
夫々軸線A−A’、BB/を中心にα、β回転させる。 この時作業工具11の先端は常に軸線A −A’とB 
−B’の交点に一致し得る状態で360度自由に向きを
変え任意の姿勢をとることができる。 なお第3アーム7と第4アーム9とは互に干渉しない形
状であればどのような形状でもよく、作業軸を3次元空
間に位置決めするロボットは他のいかなる形態のロボッ
トでもよい。 (効果) 本発明によれば、空間内で任意の位置決めを可能とした
ロボットであって、該ロボットの作業軸先端に第3アー
ム基部を固定し、該第3アーム先端にその出力軸の軸線
が作業軸の軸線と直交するよう回転型駆動源を固定し、
該回転型駆動源の出力軸に第4アーム基部を固定し、該
第4アーム先端にその軸線が出力軸の軸線と直交し、か
つ、作業軸の軸線と交わるよう工具を取り付けてなるの
で、ロボットに装着された作業工具先端の位置を変えず
に作業工具の姿勢を自由に制御できるためロボットの動
作プログラムが簡単になり、ためにロボットに高速動作
をさせることが容易であり、かつ作業工具先端の空間内
の位置決めと作業工具の姿勢を互いに独立して制御でき
るためにロボットに教示する場合、まず一定点Oを空間
内で位置決めしてから作業工具の姿勢を決めるだけでよ
いので教示の時間が容易であるため短縮でき、位置決め
と姿勢が互いに干渉しないため高精度を期待できるとい
う効果がある。 4、図面の簡単な説明 第1図は従来のロボットの第1比較例斜視図、第2図は
従来のロボットの第2比較例斜視図、第3図は第2図に
手首部を取り付けた側面図、第4図は本発明の一実施例
正面図、第5図は第4図の作業工具姿勢制御部拡大正面
図、第6図は第4図の要部斜視図である。 2・・・第2アーム、6・・・作業軸、7・・・第3ア
ーム、8・・・出力軸、9・・・第4アーム、10・・
・手首部、11・・・作業工具、M、 、 M27 M
3. M4. M、・・・モー2−1A−A′・・・M
4軸線、B −B’・・・作業工具の軸線、c −c’
・・・作業軸の軸線、O・・・A −A’とC−C′の
交点。 特許出願人 ぺんてる株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 作業アームを3次元空間任意位置に位置決めする機構を
    有し、該作業アームの作業軸先端に第3アーム基部を固
    定し、該第3アーム先端に回転型駆動源により回転する
    出力軸を枢着し、該出力軸に第4アーム基部を固定し、
    該第4アーム先端には作業軸と同軸に回転型駆動源によ
    シ回転する出力軸を枢着し、前記2つの出力軸軸線を直
    交させ、第4アームの出力軸先端に俄り付けた工具先端
    を前記直交点に位置させたロボットの姿勢制御装置。
JP3631384A 1984-02-29 1984-02-29 ロボツトの姿勢制御装置 Pending JPS60180794A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3631384A JPS60180794A (ja) 1984-02-29 1984-02-29 ロボツトの姿勢制御装置

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JP3631384A JPS60180794A (ja) 1984-02-29 1984-02-29 ロボツトの姿勢制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60180794A true JPS60180794A (ja) 1985-09-14

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ID=12466348

Family Applications (1)

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JP3631384A Pending JPS60180794A (ja) 1984-02-29 1984-02-29 ロボツトの姿勢制御装置

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JP (1) JPS60180794A (ja)

Cited By (4)

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