JPS61173873A - ２段ア−ム形工業用ロボツト - 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】 技術分野 本発明は工業用Ｃ１ＩＩｅツトに関し、特に円筒座標形
ロゲッＨＣ適用して有効な２段アーム構造を有した工業
用ロ♂、トに関する。

従来技術 円筒座裸形口Ｉ、トは、Ｏｄｅ　ｙ　）本体が縦軸ま、
わ、６＜旋回自在にかつ上・下に直動変位可能に構成さ
れ、上記ｃｌ／、　）本体から口が、ト腕が水平方向忙
伸縮直動することによって円筒座標系で規定される三次
元空間内の成る位置から他の位置への物品搬送等のロボ
ット動作を遂行するよ５Ｖｃ１１１成され【いる、そし
て従来の円筒座標形ａ　ｙｆ　ｙ　）は単一本のＣＩ　
Ｎ　、ト腕が所望の直動ストロークに亘ってロボット本
体に対し伸縮作動する構造が設けられている。

発明が解決しようとする問題点 然し表から、ｅＩｙ、）腕の直動ストローク量に従りて
ａ＆、）本体にはロボット腕を縮少収納する長さ寸法が
必要とされる従来の円筒座裸形口？、ト本体が縦軸まわ
〕に旋回したとき、その縦軸中心からロボット腕が取付
けられる前面側と反対の後面側端面までの本体胴部が旋
回する領域は干渉を回避するために例えばワーク台等の
外部装置、機械類を設置することが不可能な領域となり
、ロボット腕の直動ストローク量が増加すればする程、
本体胴部長が長くなり、依って上記不可能領域が拡大す
る不具合がある。依って、本発明はロボット腕の伸縮直
動ストローク量を所望に応じて可及的に長く確保するこ
とが可能であると共に上述した干渉回避領域の拡大な極
力低減させることが可′能なロボット腕構造として２段
アーム形の工業用ロゲノｌ提供せんとするものである。

解決手段と作用 本発明は上述の問題解決に当って、ロボット腕をロボッ
ト本体に対して、所望とする伸縮直動ストローク量の略
半分の長さに亘って伸縮直動可能な内方腕と、この内方
腕に対して伸縮直動可能な外方腕とを有した２段アーム
構造を構成すると共にロボット本体内に設置した単一の
回転駆動源から回転直動変換機構を経て上記内方腕と外
方腕との両者を伸縮作動させるようにしたもので、従っ
てロボット本体は内方腕の伸縮直動を可能にする胴長さ
え備えれば十分であり、故に円筒座標系で規定される三
次元空間内においてロボット腕の先端に設けた口？ット
ー・ンドや作業具で網羅する口がット動作領域を拡大さ
せることもできるのである。以下、本発明を添付図面に
示す実施例に基いて更に詳細に説明する。

実施例 第１図は本発明による２段アーム構造の機構図、また第
２因は本発明による２段アーム構造が適用された円筒座
標形ロボットの機能略示図である。

さて、第２図において１円筒形ロデットは台座１０に対
して縦軸まわりに旋回可能なロボット本体１２を有し、
このロボット本体１２は胴部１４を有して縦軸方向に上
・下に直動可能に構成されている。また胴部１４には内
方腕１６がその軸線方向に伸縮動作可能に設けられ、ま
た内方腕１６に対して上記と同じ軸線方向に伸縮動作可
能な外方腕１８が設けられて２段アーム構造が形成され
ている。また外方腕１８の先端には旋回、回転が自在な
ロボット手首２０が取付けられ、この手首２０の先端に
例えば口がットノ・ンド２２又は作業工具等が取付けら
れ、該口？ットハンド２２や作業工具が円筒座標系で規
定される三次元空間内の種々な位置決め可能となってい
る。

また、上述のようにロボット腕は内方腕１６と。

この内方腕１６を収納柄とした外方腕１８とによって２
段アーム構造に形成されているから両腕１６．１８の全
伸縮直動ストロークに対してロボット本体１２の胴部１
４は内方腕１６を伸縮するストローク長の分だけの収納
長を有しておればよく、従って縦軸軸心と後端面間の距
離寸法ｔが従来のこの種円筒座標形ロボットで、同量の
伸縮ストロークのロボット腕を有した工業用ロボットに
比較して短く形成することができるのである。

上述の説明は、旋回と上・下直動が可能なロボット本体
１２を有した円筒座梯形口はットに適用した２段アーム
構造の実施例に関するが、同じく伸縮直動可能なロボッ
ト腕を有した極座標形ロボットに対しても適用可能であ
ることは言うまでもない。

次に上述した２段アーム構造の内方腕１６、外方腕１８
の伸縮直動機構に就いて第１図を参照して説明する。第
１図において、ロボット本体の胴部１４はすべり軸受２
４を肩して内方［１６を伸縮動作自在に保持し、内方腕
１６の胴部１４内における内端１６ａＫは結合プレート
２６が固着されて内方腕１６の伸縮動作に従って胴部１
４内で移動するように設けられている。また、内方腕１
６の先端に設けられたすべり軸受２８ｕ外方腕１８を伸
縮直動自在に保持するための軸受である。

内方腕１６と外方腕１８の内部にはゴールねじ軸３０が
延設され、このゴールねじ軸３０の外方端は外方腕１８
の後壁１８ａを貫通して該後壁１８ｍに固定された？−
ルねじナツト３２に螺合すると共に外方腕１８の内部で
回転軸受３４ｍによって軸承きれている。またが−ルね
じ軸３０の内方端は結合グレート２６に保持された回転
軸受３４ｂによって軸承されると共にプーリ３６に結合
されている。このプーリ３６はベルト３８を介して他の
プーリ４０に結合されている。そして後者のプーリ４０
は結合プレート２６に対して回転軸受４２ａ　、４２ｂ
により回転自在に取付けられると共に中心部を買通する
スゲライン軸４４にスプライン係合されて該スプライン
軸沿いに移動可能に形成されている。上記スプライン軸
４４け胴部１４に左右両端で回転軸受４６ｍ、４６ｂに
より回転可能に軸承されており、左端近傍に取付けられ
たプーリ４８、ベルト５０、他のプーリ５２を介して回
転駆動モータ５４から回転駆動される構造が設けられて
いる・ 他方、駆動モータ５４の出力軸５６に上記プーリ５２と
同軸に設けられたプーリ５８はベルト６０ｉ介して他の
プーリ６２に結合されており・後者のブーＩＪ６２は、
胴部１４に左右端が回転軸受６４ａ、６４ｂによって回
転自在に軸承されたゾールねじ軸６６上に固定的に取付
けられている。

故に回転駆動モータ５４の回転出力がプーリ５８、ベル
ト６０、プーリ６２を介してボールねじ軸６６にも伝達
されるように構成されている。上記ボールねじ軸６６の
右端近傍には？−ルねじす。

トロ８が螺合されており、このゾールねじす、）６８は
結合プレート２６に固定されている。また同結合プレー
ト２６には下端部分にがイド筒７０の左端が固定され、
このガイド筒７０は胴部１４にすベシ軸受７２によシ左
右動自在に保持されている。また、ガイド筒７０にはそ
の右端に設けたすペシ軸受７４で摺動自在に軸承した外
がイド桿７６が入れ子犬に保持され、この外がイド桿７
６の右端に一端を固定した棒部材７８の上端が外方腕１
８の外端近傍に結合されて、外方腕１８の回シ止め桿と
して設けられている。

上述の構成によれば、単一の回転駆動モータ５４によっ
てプーリ５２を経るベルト・プーリ機構とプーリ５８を
経るベルト・プーリ機構との２系統の伝動機構を経て胴
部１４の内部に並列配置したスプライン軸４４とゾール
ねじ軸６６との両者に回転出力が伝達される。そして後
者のが−ルねじ軸６６に伝達された回転出力は、該？−
ルねじ軸６６と？−ルねじナツト６８とからなる回転直
動変換機構を経て結合グレート２６及び内方腕１６とを
直動させる駆動力となシ、これによって内方腕１６が胴
部１４に対して伸縮動作する。他方、スプライン軸４４
に伝達された回転出力は、プーリ４０、ベルト３８、プ
ーリ３６を経て内方−腕１６内のが−ルねじ軸３０に伝
達され、該ボールねじ軸３０と？−ルねじナツト３２と
から成る回転直動変換機構を経て外方腕１８を直動させ
る駆動力となシ、これによって外方腕１８が内方腕１６
に対して伸縮動作する。なお、外方腕１８は外ガイド桿
７６と回）止め桿７８によって結合されているから内方
腕１６に対して伸縮動作中に回転動作が生じることはな
いように形成されている・以上の実施例の説明では胴部
１４内に設置された単一の回転駆動モータ５４からの回
転出力に従って内方腕１６、外方腕１８が同期して伸縮
動作する構成が採られているが、該モータ５４の出力軸
５６上においてプーリ５２と５８との間に適宜の継続ク
ラッチ装置を設けてロボット制御部から該継続クラッチ
を制御するようにすれば、内方腕１６を胴部１４内に収
縮動作させた後に外方腕１８を該内方腕１６内に収縮作
動させ、逆に内方腕１６を伸張動作させた後に外方腕１
８を伸張動作させる構成とすることも可能である。また
、外方腕１８の回転防止のために設けたガイド筒７０、
外ガイド桿７６、回シ止め桿７８の構造に替えて、外方
腕１８と内方腕１６の端部に設けたすベシ軸受２８との
間に例えばキーとキー溝等からなる回シ止め構造を形成
するような実施例にしてもよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によればロビッ
ト腕が内方腕と外方腕とをテレスコピック式に２段アー
ム構造にしたから、ロ？ット腕として所望する伸縮直動
ストローク長に対して内方腕の伸縮動作長はその略半分
のストローク長で済むことになシ、依って口がット本体
の胴部における内方腕の収納長を縮減することが可能と
なって、コンノやクト化が達成され、しかもロピット本
体が台座１０に対して縦軸まわシに旋回する場合には胴
部が口がット機外に設けられた対象機械等と干渉を生じ
るのを回避すべく開放空間として確保しなげればならな
い領域が縮減できる効果が得られ、究極的に空間内にお
いてロボットによる作条を享受できる三次元位置が増加
する有利が得られるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による２段アーム構造を有した内方腕と
外方腕との作動機構の実施例を示す略示機構図、第２図
は本発明による２段アーム構造のロボット腕が具備され
た円筒形ロボットの略示機構図。 １２・・・ロボット本体、１４・・・胴部、１６・・・
内方腕、１８・・・外方腕、３０．６６・・・♂−ルね
じ軸、３２．６８・・・？−ルねじナツト、５４・・・
回転駆動モータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロボット本体にロボット腕を伸縮直動可能に設けた
   工業用ロボットにおいて、前記ロボット腕は前記ロボッ
   ト本体に対して伸縮する内方腕と該内方腕に対して伸縮
   する外方腕との２段腕構造に形成され、前記ロボット本
   体内に設置した単一回転駆動源と該回転駆動源に結合さ
   れたそれぞれの回転直動変換機構とによって前記内方、
   外方両腕が共に伸縮作用されるように構成されたことを
   特徴とする２段アーム形工業用ロボット。 ２、前記外方腕が前記内方腕の収納靹形状に構成されて
   いる特許請求の範囲第１項に記載の２段アーム形工業用
   ロボット。