JPS6134941B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は工作機械例えば数値制御旋盤の前面
に取付けられるような工業用ロボツトに関し、特
に比較的重量物を搬送するロボツトに係る。

従来機械本体に搬送腕として取付けられる工業
用ロボツトは比較的軽量な工作物、せいぜい10Kg
程度までが限度であつた。ところが比較的重量の
ある工作物の加工機械に対してもロボツト装備の
要求が増しつつある。そこで例えば30Kgのものを
搬送するロボツトを設計すると相当剛性が必要で
あり、単に軽量物対照ロボツトと比例的に拡大す
るとアームが長くなり工作物の重量増と相俟つて
旋回時の慣性力は相剰的に増大することになる。
又慣性力の増大にともない工作物を把持する把持
力も相当に大きくしないと脱落する危険性が充分
にある。又従来の一般形ではアームが一本で形成
されるので旋回半径が長くなり必然的に慣性力は
大きく旋回速度を早くできず、更に工作物の運動
方向が工作物の飛び出し易い方向と一致して大き
な把持力を必要とする難点があつた。

従つてこの発明は上記の点に鑑みなされたもの
で、慣性力の大きさに最も影響する腕の長さを短
かくするとともに工作物の旋回半径を小さくし、
而も旋回時に工作物重量と遠心力が互に相殺する
勝手となし又その運動方向が工作物の飛び出し易
い方向からそれるようにした工業用ロボツトを提
供しようとするものである。この発明の要旨はグ
リツパを有する第１アームと、第１アームをアー
ム軸と直角な第１旋回軸で旋回可能に軸承し、そ
の旋回平面と平行な第２アームとでアームを短く
折れ曲るようにし、第１アームと第２アームを共
に第１旋回軸方向に移動可能にするとともに折れ
曲つた第１アーム端の工作物の旋回半径を小さく
且工作物の軸方向をさけた運動方向をうるため第
１旋回軸及び第２アームと直角方向の第２旋回軸
の回りに旋回台を旋回可能に軸承し、第１アーム
の旋回・第２アームの移動・旋回台の旋回をさせ
るそれぞれの駆動装置を装備するものである。

以下この発明の実施態様を図面にもとづき説明
する。第１アーム１は先端に工作物Ｗを把持する
爪２を有するグリツパ３が設けられており、該ア
ーム途中にグリツパ３を90゜と180゜に旋回させ
る周知の旋回シリンダ機構４が介在されている。

グリツパ３の機構は周知のものであつて例えば
流体圧のシリンダピストン機構５を爪開閉方向に
設けこのピストンロツドに並行に支承したラツク
を連結し、もう１個の並行に支承したラツクをピ
ニオンを介して互に反対方向の運動を与えるよう
にしこのラツクに夫々爪２を固着したものであ
る。第１アーム１はその基端をアーム軸と直角方
向の旋回軸６に固着されており旋回軸６が後述の
駆動装置によつて指令回転されたとき第１アーム
１は旋回され所定位置に位置決めされる。旋回軸
６は第１アーム１の旋回平面と平行な第２アーム
７の先端に回転可能に軸承させるとともに第２ア
ーム７のほゞ軸心位置にプーリ８が設けられてい
る。第２アーム７は基端を第２アーム軸と直角方
向に移動させうるように設けられた移動台９の端
部に固着されている。この移動台９にはＣ軸駆動
サーボモータ１０が載置されており、このモータ
は旋回軸６（Ｚ軸）の方向に出力軸を向けた減速
機１１とカツプリング１２を介して連結されてい
る。減速機１１の出力軸にはプーリ１３が固着さ
れており、このプーリ１３と旋回軸６のプーリ８
との間にタイミングベルト１４が掛けられてい
る。従つてＣ軸駆動サーボモータ１０の指令回転
によつて第１アーム１は第１図のような折れ曲つ
た待機位置から180゜旋回した一直線となつた最
長位置或いは曲つた中間位置をとることができ
る。移動台９は裏面にＺ軸方向に２本の平行な案
内軸１５が設けられており旋回台１６上のスライ
ド軸受１７によつてＺ軸方向に移動可能に軸承さ
れている。旋回台１６上には、Ｚ軸方向に出力軸
を向けたＺ軸駆動サーボモータ１８と、Ｚ軸方向
に回転のみ可能に軸承されるとともに移動台９に
固着のナツト１９と螺合するＺ軸駆動ボールねじ
２０が設けられており、Ｚ軸駆動サーボモータ１
８の出力軸のプーリ２１とＺ軸駆動ボールねじ２
０端のプーリ２２とに掛けられたタイミングベル
ト２３によつてサーボモータ１８が指令により回
転されると移動台９はＺ軸方向の所定位置に移動
位置決めされる。所定位置としては例えば工作物
の給排位置を兼ねる待機位置とチヤツク挿入時の
位置とチヤツク前面となる位置であ。旋回台１６
は移動台９の第１図の待機位置において第２アー
ム７のほゞ延長位置に図示しない例えば数値制御
旋盤の主軸台前面に水平に設けられた基軸２４に
軸受によつて垂直面内で旋回可能に軸承されてい
る。旋回台１６には旋回腕２５が旋回中心から半
径方向に突設されており、主軸台に一端が枢支さ
れＺ軸方向に設けた流体圧シリンダ２６に嵌装さ
れたピストンのピストンロツド２７端に枢結され
ていて、シリンダ２６に圧力流体が送られたとき
ピストンロツド２７の伸縮で旋回台１６は基軸２
４を中心に90゜旋回される。そしてシリンダ２６
は旋回台１６の旋回に支障をきたさないように旋
回面から離れた位置に設けられている。更に図示
しないがロボツトを制御する制御装置が数値制御
装置に組込まれているものである。

このように構成されたこの発明の作用を説明す
る。

(1) 旋盤チヤツクに工作物がない最初の状態にお
いてロボツトは、第１アーム１が折れ曲り、第
２アーム７とともに垂直状態（第２図イ）でグ
リツパ３の爪２は開いておりその把持中心は基
端２４と直角であり移動台９が旋回台１６の待
機位置にある。

(2) ローデイング指令によつてシリンダ２６に圧
力流体が送られピストンロツド２７が右行され
ると、旋回台１６が90゜反時計方向に旋回さ
れ、第１・第２アーム１，７が水平にされる。
（第２図ロ） (3) Ｚ軸駆動サーボモータ１８が正回転し移動台
９が工作物Ｗの長さ以上に持ち上げられる。
（第２図ハ） (4) Ｃ軸駆動サーボモータ１０が逆回転し第１ア
ーム１が水平面内で180゜時計方向に旋回され
て第１アーム１と第２アーム７とが一直線に伸
ばされ、爪の把持中心はコンベア上の工作物Ｗ
の軸心と一致する真上に位置決めされる。（第
２図ニ） (5) Ｚ軸駆動サーボモータ１８が逆回転し移動台
９が降下されコンベア上の工作物Ｗの中央位置
に爪２が位置決めされる。グリツパ３の流体圧
シリンダ５に圧力流体が送られ爪２が閉じられ
工作用Ｗ把持される。（第２図ホ）。

(6) Ｚ軸駆動モータ１８が正回転し移動台９が持
ち上げられる。（第２図ヘ） (7) Ｃ軸駆動サーボモータ１０が正回転し第１ア
ーム１が反時計方向に回転され第２アーム７上
に折り曲げられる。（第２図ト） (8) Ｚ軸駆動サーボモータ１８が逆回転し移動台
９が降下され待機位置に戻る。（第２図チ） (9) シリンダ２６の圧力流体供給路が切換えられ
ピストンロツド２７が左行され旋回台１６が時
計方向に旋回されて第１・第２アーム１，７が
垂直状態におかれる。（第２図リ） (10) Ｚ軸駆動サーボモータ１８が正回転し移動台
９が右行端に送られる。（第２図ヌ）この位置
で工作物はチヤツクより刃物台側に位置する。

(11) Ｃ軸駆動サーボモータ１０が正回転し第１ア
ーム１が反時計方向に旋回されて延ばされ、把
持工作物Ｗがチヤツクと同軸上に位置される。
（第２図ル）チヤツクの爪は開けられている。

(12) Ｚ軸駆動サーボモータ１８が逆回転し移動台
９が左行され工作物Ｗがチヤツクの把持位置に
送られる。（第２図オ）チヤツクの爪が閉じら
れグリツパ３のシリンダ５の圧力流体路が切換
えられ爪２が開けられる。

(13) Ｚ軸駆動サーボモータ１８が正回転し移動
台９が右行端に送られる。（第２図ワ） (14) Ｃ軸駆動サーボモータ１０が逆回転し第１
アーム１が時計方向に旋回されて第１アーム１
が折曲げられ第２アーム７と平行にされる。
（第２図カ） (15) Ｚ軸駆動サーボモータ１８が逆回転し移動
台９が左行され旋回台１６の待機位置に戻され
る。把持中心は旋回軸６即ちチヤツク軸心方向
を向き爪２は開いた状態にある。（第２図ヨ） (16) 加工物の加工完了指令が出力されるとＺ軸
駆動サーボモータ１８が正回転し移動台９が右
行端に送られる。（第２図タ） (17) Ｃ軸駆動サーボモータ１０が正回転し第１
アーム１が反時計方向に旋回され把持中心がチ
ヤツク軸心と一致する位置に位置決めされる。
（第２図レ） (18) Ｚ軸駆動サーボモータ１８が逆回転し移動
台９が左行され爪２がチヤツクの工作物Ｗ把持
位置に送られ、グリツパ３のシリンダ５の圧力
流体路が切換えられ爪２が閉じ工作物Ｗが把持
される。（第２図ソ）そしてチヤツクの爪が開
けられる。

(19) Ｚ軸駆動サーボモータ１８が正回転し移動
台９が右行され工作物Ｗがチヤツクから抜きと
られる。（第２図ツ） (20) Ｃ軸駆動モータ１０が逆回転し第１アーム
１は時計方向に旋回されて折り曲げられ第１・
第２アームが並列する。（第２図ネ） (21) Ｚ軸駆動サーボモータ１８が逆回転し移動
台９が待機位置迄左行される。（第２図ナ） なおコンベア上の工作物が水平に送られると
きはこの供給位置でグリツパ３は旋回シリンダ
４によつて90゜旋回され一方工作物はプツシヤ
で爪の間に送り込まれるが水平面で旋回してプ
ツシヤで爪の間に送り込まれる。

又旋回シリンダ４を180゜旋回して工作物Ｗ
の反転加工が行なえる。

以後加工物をコンベア上に送り込み前述の動作
順序により連続的に作業がなされる。

以上詳述したようにこの発明はアーム長を短か
くするため途中で関節を設けて折り曲げるように
なしたのでアームの旋回或いは旋回台の旋回にお
ける工作物迄の旋回半径が短かくなり慣性力を少
なくすることができる。従つて重量物用ロボツト
を比較的軽量小形化することができるとともにロ
ーデイングアンローデイングがその速度をあまり
落すことなく行なえるものである。又旋回台を旋
回させる時、第１アームを折り曲げ第２アームと
平行に重ねた状態にするため旋回時に工作物に働
く遠心力と工作物重量が相殺される方向に働き、
また工作物の運動方向が工作物が飛び出し難い方
向となるためそれ程強大な把持力を必要とせず加
工物が脱落しない程度の比較的小さい把持力で足
り、グリツパの軽量化に寄与するとともに安全性
を向上させるなど数々の特徴を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の説明図、第２図は動作順序
を示す説明図である。 １……第１アーム、２……爪、３……グリツ
パ、４……旋回シリンダ、６……第１旋回軸、７
……第２アーム、９……移動台、１０……Ｃ軸駆
動サーボモータ、１６……旋回台、１８……Ｚ軸
駆動サーボモータ、２４……基軸（第２旋回
軸）、２６……シリンダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工作物を把持するグリツパ３を腕の回りに旋
   回させる旋回装置４を有する第１アーム１と、該
   第１アーム１をアーム軸心と直角に固設した第１
   旋回軸６と、該第１旋回軸６を旋回可能に支承し
   第１旋回軸心に直角であつて前記第１アーム１の
   旋回面と平行な第２アーム７と、該第２アーム７
   を固着する移動台９と、該移動台に設けられ前記
   第１アーム１を前記第１旋回軸心の回りに旋回さ
   せる駆動装置１０と、前記移動台９を前記第１旋
   回軸６方向に移動可能に載置するとともに移動台
   ９の送り装置１８を設け前記第１旋回軸６並びに
   第２アーム７に直角な方向の第２旋回軸２４回り
   に旋回可能に支承された旋回台１６と、該旋回台
   １６を旋回させる駆動装置２６とを含んでなるこ
   とを特徴とする工業用ボツト。