JPS61197186A - 産業用ロボツト - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は産業用ロボット（＝関する。

〔発明の技術的背景と七の問題点〕

最近、産業用ロボットはそのニーズ（適用対象）が多様
化し高速動作と高い位置決め精度が要求されでいる。

このうち、前者の高速動作には速い動作と太きな加減速
動作の二つがある。今日電動式の産業用ロボットがふえ
でいるが、高速動作をするにはモータの最高回転数がき
められでいるため、モータからロボットの各機構部（例
えばアームの上、下、左、右、前後等）の変臭機（減速
機）の減速比を小さくしなければなら１い。回転を直線
運動に変換するポールねじ等ではねじのリードを増やす
とモーター回転当りの直線運動の比を大きくできる。

すなわちモータ駆動では、小さな減速比、又は犬きなね
じのリードの駆動系としアーム部と連結する事で高速動
作を達成できる。他の加減速のできるロボットにするた
めに最適な解は、例、ｔばモーター減速機−アーム（負
荷）を考えた時、減速機の減速比をｎとすれば、 ＪＭ＝与Ｊ。

のとき最大の加減速を達成できる（減速機の慣性モーメ
ントは無視）。

ここで、ＪＭ；モータの慣性モーメントＪＬ；負荷の慣
性モーメント 同様にポールねじ等の変換機等でも同様の解析曲解は求
められる。以上より高速動作と大きな加減速の二つを同
時（＝満たす事はむつかしい。すなわち、ロボットを高
速にするため（＝減速比を小にすると、大きな加減速が
得られなくなり、逆Ｉ：大きな加減速を得ると高速動作
ができない。

次１：、高い位置決め精度を得るには、高い分解能検出
器と、駆動系の固有振動数が高く負荷慣性が小く、機械
系に１かた”がない事等が必要である。

この申分解能Ｃ二・ついてはパルスジェネレータ、レゾ
ルバで高い分解能が得られるので、他はロボット駆動系
で性能がその良否は制御性にも影響する。

一般には高い位置決の精度会要求され、る時は低速であ
り、高速動作では比較的必要ない。例えばアーク溶接、
レーザ加工用ロボットの速度は低速で（１００ｗｔ／ｓ
ｅｃ以下）であるが、高い位置決め精度と軸跡精度が要
求され、そのため大きな加減速ができなければ々らセい
。

逆に、搬送、スポット溶接は、精度は悪くても高速性と
短距離高速移動を達成するために、大きな加減速か必要
である。又、組立用ロボットでは高い位置決め精度と高
速動作、大きな加減速等が必要とをる。以上のようにロ
ボットに要求される機能は多様だが、全てを満たすのは
困難で、もしこれを満たすにはモータの容量が増やさな
ければならない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、加減速を高速動作では低く、低速動作
では高くし、かつ負荷慣性の小さいロボットにより位置
決め精度のよい産業用ロボットを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、ロボットの駆動系に変速機を設け、高速動作
では小さな減速比、低速動作では大きな減速比に切り換
え、実用上最適な感速比（＝して、前記各種適用に対し
対応できる産業用ロボットである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図Ｃ：示す６自由度の産業
用ロボットで説明する。矢印Ａ−Ｆは各関節部の動きを
示す。いずれの関節もモータで駆動され、減速機もしく
はボールねじで動かされでいる。本発明の目的とするロ
ボットを実施するにはどの自由度の部分にも適用できな
ければならないが、−例としてＡ軸に適用した場合で説
明する。

第２図は第１図の旋回駆動部を示し、固定ベース１の上
には回転ベース２が軸受３を介して回転自在に取り・つ
けられでいる。回転ベース２上のモータ４の出力軸は、
プーリ５、クラッチ６とプーリ７が取りつけられている
。プーリ７はタイミングベルトを介してプーリ８と連結
し、減速機の入力軸９へつ１がり、減速機１０で回転ベ
ース２が回動する構成となっている。一方、モータ出力
軸に取り付けたプーリ５は、タイミングベルトを介して
プーリ１１（：つながり、クラッチ１２、プーリ１３を
介しで、更（＝タイミングベルトからプーリ１４にっ會
がり、減速機の入力軸９につながる。

入力軸９の一端Ｃ：は位置検出器１５が取り付けられて
いる。

この二つの伝達系のモータ４の出力軸から減速機の入力
軸９までの減速比が変えてあり、クラッチ６側よりもク
ラッチ１２側の減速比が犬となっている。

〔発明の作用〕

高速動作の場合はクラッチ６作動、クラッチ１２解除し
で、モータ４→プーリ７−プーリ８→減速機１０と動力
を伝達する。

同様）二低速動作の場合、クラッチ６解除、クラッチ１
２作動とし、モータ４−プーリ５−プーリ１１−プーリ
１３−プーリ１４減速機１４と動力を伝達する。

これにより旋回駆動部は旋回動作を行なう。

〔発明の効果〕

前記高速動作の伝達系は、小さい減速比のために高速動
作ができ、逆に低速動作の場合、大きな減速比のために
最高速度が落ちるが、モータ軸換算の負荷慣性が小さく
なる丸めに、前記した如くＪＭとＪ、の比が近くなり、
高い加減速ができるロボットとなる。

更（ニ一般に低速動作においては、アーク溶接作業の例
にみられるように高い位置決の精度、径路精度が要求さ
れ、制御系としでは負荷慣性の小さなものがよいが、こ
れは今回の発明の低速時の減速比を犬とすればできる。

更（＝、機械系の固有振動数が高いロボットが制卯上望
ましいが、モータ４から減速機の入力軸９の伝達系が比
較的大きな減速比となりでいるためは、伝達系のねじれ
たわみがモータ軸換算で小さくなり固有撮動数が高くな
る。又、減速機１０はロボット本体を旋回動作させるが
、ロボット本体が鉄・アルミニューム等の弾性体で構成
されてイルため、モータ駆動で本体が徨られるが、減速
比が大と、なるとモータへのトルクフィートノくツクが
小さくなり制仰上望ましい。

すなわち、モータ４の駆動でロボット本体が振動しでも
、モータ４はその振動にあまり影響されず（＝動くこと
ができる。もし、その影響が大きいといわゆるハンチン
グしで制御系が発振する。

他の効果としてはロボットは一般に電源断時に現状ホー
ルドのため（＝ブレーキを取り一つけでいるが、本発明
による実施例で、クラッチが無通４時作動とする。例え
ば電磁クラッチを採用することで、その二つの伝達系の
減速比の差で現状ホールド効果をもつ。

又、ロボットの動作順序中高速、又は低速にクラッチの
大切で切り換えることもできる。

〔他の実施例〕

クラッチの代りに無段変速機を設け、モータ４−無段変
速機−減速機の入力軸９と動力を伝えることである。そ
して、この無段変速機をモータ又は他の駆動手段で高速
〜低速を随意に調整することもできる。

本発明では旋回駆動部で説明したが、他の駆動系でも同
様である。

又、本発明ではモータからの伝達系をニ一つとしたが、
三つ、四つと増やすことは必要に応じ対応できるが困難
さは特にないので省略した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す産業用ロボットの外観
図、第２図は本発明の１実施例とした産業用ロボットの
要部詳細図である。 １・・・固定ベース　　　２・・・回転ヘース４・・・
モータ　　　　　６・・・第１のクラッチ１０・・・減
速機　　　　　１２・・・第２のクラッチ１５・・・位
置検田器 （７３１７）　　代理人　弁理士　則　近　憲　右　（
ほか１名）第１図 第２図 べ・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の動作軸を有する産業用ロボットにおいて、（ａ）
   前記軸間の一側に設けられたベースに、回転自在に設け
   られた回転ベースと、 （ｂ）この回転ベースの中心に軸部が貫通して、前記動
   作軸の他の一側に取付られた減速機と、（ｃ）前記回転
   ベースに偏心して取付られたモータの軸に設けられた第
   １のクラッチを介して、前記減速機の軸を減速駆動する
   第１の駆動系と、（ｄ）前記回転ベースに取付られ、前
   記モータ軸から伝達駆動され、第２のクラッチを介して
   前記減速機を前記第１の駆動系よりも減速して伝達駆動
   する第２の駆動系と、 よりなることを特徴とする産業用ロボット。