JPS614683A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主柱、アーム等の可動部が過剰動作するのを防
止する作動停止機構を備えた産業用ロボ、トに関する。

〔従来の技術〕

一般に、産業用ロボットは基台と、該基台に旋回可能に
設けられた旋回台、該旋回台上に揺動可能に立設された
支柱、該支柱に揺動可能にして該支柱から前方に突田さ
せて成句けられたアーム＼該アームの先端に設けられた
手首等の可動部と、該可動部を作動するモータ等の駆動
源と、該駆動源の回転を減速して前記可動部に伝える減
速機とから大略構成されている。

そして、上述の如く構成される産業用ロボットには旋回
台、支柱、アーム、手首等の可動部が所定の作動範囲内
で正確に作動するように′、該可動部の原点位置および
作動限界位置を検知する作動位置検知手段が設けられる
と共に、制御装置等の故障により旋回台、支柱等が当該
作動範囲を越えて過剰動作してしまうのを防止するため
の作動停止機構が設けられている。ここで、前記作動位
置検知手段としては近接スイッチとインクレメンタル位
置検出器等が用いられ、該近接スイッチはモータに接続
された減速機の出力軸あるいは旋回台と支柱との間や支
柱とアームとの間の支持軸に設けられている。

また、前記作動停止機構としては、例えば支柱には係止
部材を突設し、旋回台には該支柱の作動範囲でのみ該係
止部材の回動を許すストツノ４部材を設けたものが知ら
れている。

しかし、上述した作動位置検知手段および作動停止機構
のいずれもこれらが設けられる前記出力軸や支持軸毎に
夫々異なった構造になっており、近接スイッチ、スト、
ノ臂部材等も取付場所に応じて設計、製作されている。

このため、産業用ロピットの機種が異る毎に近接スイッ
チ、ストッパ部材等を製作しなければならず部品費が嵩
み、製造効率が悪いという欠点がある。

また、従来の作動位置検知手段９作動停止機構は旋回台
や支柱に突設されていたため、当該ひば、トの作動中に
ワーク等が当って外力による変形を受けたシ、旋回台と
支柱との間に送電ケーブル等が噛込まれて支柱の原点位
置がずれたシ、送電ケーブル等が損傷を受けるといった
欠点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上述した従来の欠点に鑑みなされたもので、本
発明が解決しようとする問題点は、減速機のケーシング
内に組込むことができ、しかも簡単な構造からなる可動
部の作動停止機構および回動位置検知機構を備えた産業
用ロボットを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上述した問題点を解決するために構成された本発明の特
徴は、減速機の出力軸および該出力軸を囲繞するケーシ
ングのいずれか一方には係止部材を設け、他方には該係
止部材に尚接することにより前記出力軸の回転を規制す
るストッパ部材を設けたことにある。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示す。図
中、１は円筒状の基台、２は該基台ｌ上に旋回可能に設
けられた円板状の旋回台で、該旋回台２の上面には一対
の取付ブラケッ）２Ａ。

２Ｂが対向して立設され、また、該取付プラケッ）２Ａ
、２Ｂの中間に位置してぎス部２Ｃが突設されている。

３は前記取付ブラケッ）２Ａ、２Ｂの上端部に横方向に
揺動軸線ＸｆＸを有して揺動可能に支持された中空角柱
状の支柱で、該支柱３の背面３Ａには前記揺動軸線Ｘ−
Ｘの横方向に位置させて取付プラケッ）３Ｂが突設され
ており、また、該支柱３の上端部には前記揺動軸線Ｘ−
Ｘに対して平行にアーム支持軸４が設けられている。

５は後端部５Ａ寄シの位置で前記アーム支持軸４に回動
可能に支持され、先端部５Ｂを前記支柱３の前方に突出
させた中空体からなるアームで、該アーム５の先端部５
Ｂには上下に揺動可能で、かつ先端には回転可能な作業
工具取付軸６Ａが突設されている手首６が取付けられて
いる。

本実施例に係る産業用ロボットは上述した構造からなる
ものであシ、次にその駆動機構について説明する。

７は基台ｌ内に固定された旋回用モータで、該旋回用モ
ータ７の出力軸は旋回台２に接続されており、該旋回台
２は矢示Ａ方向に旋回可能になっている。８は旋回台２
の一側取付プラケッ）２Ａの下端部に位置して固着され
た有蓋円筒状のケーシングで、該ケーシング８の蓋部８
Ａ外側にはアーム揺動用のモータ９が固着されている。

１０は前記ケーシング８内に固定して前記モータ９の回
転軸に接続された第１のハーモニックドライブ減速機（
以下、単に減速機という）で、該減速機１０の出力軸１
１先端にはリンク１２の基部が固着されている。そして
、該リンク１２の先端部と、支柱３の揺動軸線Ｘ−Ｘ上
に位置して出力軸２５に回動可能に取付けられたリンク
１３の先端部との間には連結杆１４が回動可能に連結さ
れており、また、前記リンク１３と連結杆１４の連結部
と、アーム５の後端部５Ａとの間はロッド１５によって
連結されている。そして、前記モータ９を正逆回転させ
リンク１２を上下方向に回動させることによシ、連結杆
１４およびロッド１５は垂直状態のまま上下に昇降する
結果、アーム５は支持軸４を中心として矢示Ｂ方向に揺
動することができる。

１６は旋回台２の他側取付プラケッ）２Ｂの下端部に位
置して固着された有蓋円筒状のケーシングで、該ケーシ
ング１６の蓋部１６Ａ外側面には支柱揺動用のモータ１
７が固着されている。１８は前記ケーシング１６内に固
定して前記モータ１７の回転軸に接続された第２の減速
機で、該減、速機１８の出力軸１９の先端部にはリンク
２０が固着されている。そして、該リンク２０の先端部
と支柱３の取付ブ２ケッ）３Ｂの先端部とは連結杆２１
によって回動可能に連結されておシ、前記モータ１７を
正逆回転させリンク２０を上下方向に回動させることに
よシ、連結杆２１を介して支柱３は揺動軸線Ｘ−Ｘを中
心にして矢示Ｃ方向に揺動可能になっている。

２２は前記−個取付ゾラケッ）２Ａの上端部に固着され
た有蓋円筒状のケーシングで、該ケーシング２２の蓋部
２２Ａ外側面には支柱３の揺動軸線Ｘ−Ｘ上に位置して
手首揺動用のモータ２３が固着されている。２４は前記
ケーシング２２内に固定して前記モータ２３の出力軸に
連結された第３の減速機で、該減速機２４の出力軸２５
の先端部は軸受を介して旋回台２のゲス部２Ｃに支持さ
れ、該出力軸２５の中間部にはスゲロケット２６が固着
されている。一方、２７は旋回台２の他側取付ブラケッ
ト２Ｂ上端部に固着された有蓋円筒状のケーシングで、
該ケーシング２７の蓋部２７Ａ外側面には前記手首揺動
用モータ２３と同様に支柱３の揺動軸線Ｘ−Ｘ上に位置
して作業工具取付軸回転用モータ２８が固着されている
。２９は前記ケーシング２７内に固定して前記モータ２
８の出力軸に連結された第４の減速機で、該減速機２９
の出力軸３０はその中間部が軸受を介して他側取付ゾラ
ケッ）２Ｂに支持され、先端部にはスプロケット３１が
固着されている。

３２．３３はアーム支持軸４に回動可能に設けられたス
ゲロケット、３４，３５はアーム５の先端部５Ｂに支持
軸３６を介して回動可能に設けられたスプロケットで、
該スプロケット３２と２６との間にはチェノ３７、スプ
ロケット３３と３１との間にはチェノ３８がそれぞれ巻
回されてお如、また、スゲロケット３２と３４との間に
はチェノ３９、スプロケット３３と３５との間にはチェ
ノ４０がそれぞれ巻回されている。

かくして、手首駆動用モータ２３の駆動力は第３の減速
機２４、スゲロケット２６、チェノ３７、スプロケット
３２、チェノ３９を順次介してスゲロケット３４に伝達
され、該スゲロケット３４に接続された伝達機構（図示
せず）を介して手首６は矢示ｐに示すように上、下方向
に揺動することができる。一方、作業工具取付軸回転用
モータ２８の駆動力は第４の減速機２９、スゲロケット
３１、チェノ３８、スゲロケット３３、チェノ４０を順
次介してスプロケット３５に伝達され、該スプロケット
３５に接続された伝達機構（図示せず）を介して作業工
具取付軸６Ａは矢示Ｅに示すように回転することができ
る。

次に、上述の如く構成される駆動機構に設けられた作動
停止機構について第３図を参照しつつ説明する。同図に
おいて、４１は支柱３の作動範囲Ｆの原点Ｆ０上に位置
させて第２の減速機１８の出力軸１９にピン４２を介し
て固着された方形ブロック状の係止部材で、該係止部材
４１の回動方向両側面４１Ａ、４１Ｂは後述する一対の
ストッパ部材４３．４４にそれぞれ当接する当接面にな
っている。４３．４４は前記支柱３の作動範囲Ｆ外で係
止部材４１の回動方向両側に位置してケーシング１６の
内周面に〆ル）４５．４５によって固着された一対のス
トッパ部材で、該各ストッパ部材４３．４４の前記係止
部材４１側側面４３Ａ。

４４Ａはケーシング１６の径方向に対して傾斜して形成
されておシ、前記係止部材４１の各当接面４１Ａ、４１
Ｂが当接するスト９７５面になっている。上述の如く、
本実施例の作動停止機構は出力軸１９に固着された係止
部材４１とケーシング１６に固着された一対のストッパ
部材４３　、４４とから構成されておシ、出力軸１９が
作動範囲Ｆを越えて回動した時に、係止部材４１０当接
面４１Ａ（４１Ｂ）がストッパ部材４３（４４）のスト
ッパ面４３Ａ（４４Ａ）に当接することによって該出力
軸１９の過回転が停止され、支柱３が作動範囲を越えて
過剰に揺動するのを防止することができる。

次に、出力軸１９の回動位置検知機構について同図を参
照しつつ説明する。図中、４６は作動範囲Ｆの原点Ｆ。

上に位置してケーシング１６に半径方向に挿嵌された原
点位置検知用の金属シールド形近接スイッチで、該近接
スイッチ４６の下端は前記係止部材４１の上端面４１Ｃ
に対面するようにケーシング１６内に臨んでいる。４７
．４８は作動範囲Ｆ内側端側に位置して前記近接スイッ
チ４６と同様にケーシング１６に挿嵌されたオーバラン
検知用の金属シールド形近接スイッチで、これら近接ス
イッチ４６，４７．４８は出カケープルを介して例えば
他のインクレメンタル位置検出器（図示せず）と共に制
御装置（図示せず）に接続されている。そして、出力軸
１９に固着されている係止部材４１が各近接スイッチ４
６　、４７　。

４８の真下に位置した時に、該各近接スイッチ４６．４
７．４８は閉成するようになっておシ、常時は原点位置
検知用の近接スイッチ４６と係止部材４１の上端面４１
Ｃとが作動範囲Ｆの原点Ｆ。

上で対面した状態になっている。

本実施例は上述のように構成されるが、支柱３が中立位
置即ち垂直状態にあるときには、近接スイッチ４６は閉
成されておシ、該支柱３が中立位置にあることが検知で
きる。また、支柱３が矢示Ｃ方向に揺動するとく左（右
）のオーバラン検知用近接スイッチ４７（４８）がそれ
ぞれ閉成して該支柱３のオーバランが検知され該支柱３
が更に揺動すると、係止部材４１がストッ・苧部材４３
（４４）に当接して出力軸１９の回転が停止される結果
、該支柱３の揺動が停止される。

斜上の如く、本実施例によれば、作動停止機構と回動位
置検知機構とはケーシング１６内に一体的に組込まれて
いるから、支柱３の中立位置およびオーバラン状態を検
知でき、しかも検知後にその作動を確実に停止すること
ができるし、ワーク等が衝突して損傷を受けるのを防止
することができる。

第４図は本発明の第２の実施例を示す。なお、前述した
第１の実施例の構成要素と同一の構成要素には同一符号
を付してその説明を省略する。

まず、作動停止機構について説明する。図におへて、５
１は作業工具取付軸６Ａの作動範囲Ｇの曳点Ｇ０上に位
置させて第４の減速機２９の出力軸３０にビン５２を介
して固着された係止部材で、亥係止部材５１の前記減速
機２９側前面中央には係止用突出部５１Ａが軸方向に突
出形成されておシ、該係止用突出部５１Ａの回動方向両
側面５１Ｂ。

５１Ｃは後述する押動部材５４との西接面になっている
。５３は前記出力軸３０と係止用突出部５１Ａとの間に
回動可能に嵌装されたストッパリングで、該ストッパリ
ング５３の外周面には略扇形の押動部材５４が突設され
ておシ、該押動部材５４の回動方向両側面５４Ａ、５４
Ｂは後述する一対のストッパ部材５５．５６に当接する
当接面になっている。そして、該押動部材５４は出力軸
３０が回動しても重力によシ常時下方に位置している。

５５．５６は作業工具取付軸６Ａの作動範囲Ｇ外で、前
記係止部材５１の両側、かつ前記減速機２９寄シに位置
してケーシング２７の内周面に〆ル）５７．５７によっ
て固着されたスト、パ部材で、該ストッパ部材５５．５
６の一側面５５Ａ。

５６Ａは前記押動部羽５４の各当接面５４Ａ。

５４Ｂにそれぞれ当接するが、係止部材５１には当接し
ないようになっている。

上述の如く、作動停止機構は出力軸３０に固着された係
上部材５１と、該出力軸３０に回動可能に設けられ、前
記係止部材５１に押動される押動部材５４と、ケーシン
グ２７に固着され、前記係止部材５１には当接しないが
、押動部材５４には当接する一対のストラミ＋部材５５
．５６とから構成されている。そして、作業工具取付軸
６Ａの作動範囲Ｇの原点Ｇ。の位置から図中反時計方向
に出力軸３０が回転すると、係止部材５１の一側描接面
５１Ｂが押動部材５４の一側轟接面５４Ａに当接し、該
押動部材５４は出力軸３０と共に回転する結果、該押動
部材５４の他側当接面５４Ｂが図中右側に位置するスト
ッパ部材５６の当接面５６Ａに当接し、係止部材５１は
一点鎖線で示す状態でその回転が停止される。

一方、出力軸３０が作動範囲Ｇの原点Ｇ０から図中時計
回シの方向に回転すると、係止部材５１の他側当接面５
１Ｃが押動部材５４の他側当接面５４Ｂに当接し、該押
動部材５４は出力軸３０と共に時計方向に回転する。そ
の結果、該押動部材５４の一側当接面５４Ａが図中左側
に位置するストッパ部材５５の当接面５５Ａに当接し、
係止部材５１は二点鎖線で示す状態でその回転が停止さ
れる。

かくして、本実施例の作動停止機構によれば、時計方向
および反時計方向にそれぞれ１８０度以上回転する出力
軸３０についてもその回動を確実に停止することができ
る。

次に、出力軸３０の回動位置検知機構について同図を参
照しつつ説明する。図中、５８は作動範囲Ｇの原点Ｇ。

上に位置してケーシング２７に半径方向に挿嵌された原
点位置検知用の金属シールド形近接スイッチで、咳近接
スイッチ５８の下端は係止部材５１の大径側外周面５１
Ｄに対面するようにケーシング２７内に臨み、該外周面
５１Ｄが近接することにより閉成するようになっている
。

５９．６０は作動範囲Ｇ白画端側で回動する係止部材５
１の係止用突出部５１Ａの上側に位置するように前記近
接スイッチ５８とは軸方向位置を異にしてケーシング２
７に挿嵌されたオーバラン検知用の近接スイッチで、該
各近接スイッチ５９゜６０は押動部材５４の外周面５４
Ｃが近接することにより閉成するようになっている。

上述の如く構成される回動位置検知機構によれば、原点
位置検知用の近接スイッチ５８は係止部材５１の大径側
外周面５１Ｄが接近することによって閉成される。しか
し、係止部材５１が出力軸３０と共に例えば反時計方向
に回転し、−側の近接スイッチ５９の下端側を通過して
も該近接スイッチ５９と係止部材５１の係止用突出部５
１Ａとは離間しているから、該近接スイッチ５９が閉成
することはない。そして、係止部材５１が更に反時計方
向に回転して押動部材５４を押動し、該押動部材５４の
外周面５４Ｃ他側の近接スイッチ６０の下端側を通過す
ることによって該近接スイッチ６０は閉成し、出力軸３
０のオーツマーランを検知する。また、上述とは逆に出
力軸３０が時計方向に回転した場合、他側の近接スイッ
チ６０は係止部材５１に対して反応せず、該係止部材５
１に押動された押動部材５４の外周面５４Ｃが一側の近
接スイッチ５９の下端側を通過することにより、該近接
スイッチ５９が閉成し、出力軸３０のオーバーランを検
知することができる。

なお、作動停止機構および回動位置検知機構は第１の実
施例では第２の減速機１８とケーシング１６との間に設
け、第２の実施例では第４の減速機２９の出力軸３０と
ケーシング２７との間に設けるものとして述べたが、他
の減速機１０．２４の各出力軸１１．２５と各ケーシン
グ８，２２との間に設けてもよいものである。

また、前記実施例では、作動停止機構の係上部材４１．
５１を回動位置検知機構の近接スイッチ４６．４７．４
８および５８の作動部材として用いるものとして述べた
が、該両機構は常に一体的に構成する必要はなく、該各
近接スイッチ４６゜４７．４８および５８，５９．６０
は設けずに回動停止機構のみの構成としてもよいもので
ある。

史に、第１および第２の実施例では、係止部材４１．５
１は各出力軸１９．３０に固着し、各ストッパ部材４３
．４４および５５，５６．は各ケーシング１６．２７に
固着するものとして述べたが、係止部材４１．５１はケ
ーシング１６．２７に設け、ストッパ部材４３．４４お
よび５５．５６は各出力軸１９．３０に設けてもよいも
のである。

更にまた、各実施例では回動位置検知機構のスとして述
べたが、リミットスイッチ等の有接点スイッチを用いて
もよく、さらに、光学スイッチを用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明は構成されているから、下記各
項の効果を奏する。

■　作動停止機構は係止部材、一対のストッパ部材、ピ
ンおよびゲルト、更に必要に応じてストッパリングと押
動部材を用いるだけで構成され、極めて簡単な機構にな
っているから、組付能率が向上するし、ユニットとして
種々の形式の産業用ロボットに容易に適用することがで
きる。

■　作動停止機構と回動位置検知機構とは一体に組付け
ることができるから、両機構間の調整が容易であるし、
保守の能率を向上することができる。

■　係止部材、ストッパ部材はケーシング内に位置して
おり、また、スイッチもケーシングに埋設する構成にす
ることにより、ワーク等が衝突して変形したシ、ケーブ
ル、塵埃を噛込んだシする事故を防止することができ、
耐久性、信頼性が向上するし、原点検出位置が外力によ
ってずれることがないから回転位置検知精度が向上する
。

■　スイッチは減速機のケーシングに設けられるから、
該スイッチの出カケープル、モータ送電用ケーブル更に
はモータの回転角検出器のケーブル等のケーブル類が一
個所に集中でき、配線処理が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図は産業用ロデットの斜視図、第２図は旋回台の縦断
面図、第３図は第２図中の■−■矢示方向断面図、第４
図は第２の実施例を示す第２図中のＩＶ−ＩＶ矢示方向
断面図である。 ２．３，５．６・・・可動部、７．９．１７．２３゜２
８・・・モータ、８，１６．２２．２７・・・ケーシン
グ、１０．１８，２４．２９・・・減速機、１１゜１９
．２５．３０・・・出力軸、４１．５１・・・係止部材
、４３，４４，５５．５６・・・ストッパ部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロボット本体を構成する可動部と、該可動部を作動する
   モータと、該モータの回転を減速し、前記可動部に伝え
   る減速機とからなる産業用ロボットにおいて、前記減速
   機の出力軸および該出力軸を囲繞するケーシングのいず
   れか一方には係止部材を設け、他方には該係止部材に当
   接することにより前記出力軸の回転を規制するストッパ
   部材を設けたことを特徴とする産業用ロボット。