JPS6268295A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は工業用ロボットに係り、特に多関館ロボットの
バランスを維持する機構に関する。

（従来技術） 自動車等の車体の底面を塗装する従来の塗装用ロボット
は、基台と、この基台上に揺動自在に設けられた支柱と
、この支柱に揺動自在に設けられたアームと、このアー
ム先端に設けられた塗装ガンとからなる立置式に構成さ
れ、前記基台を走行台車に載せて基台自体が移動できる
ようになされていた。

（発明が解決しようとする課題） 従来の塗装用ロボットでは、それが一般に底面に垂直な
面に対して好ましく塗装を行えるように形成されている
ため、塗装可能領域が限定されると共に作業が比較的困
難となる。このため塗装領域を広げるために基台を走行
台車に載せて車体下方を移動できるようにしているが、
車体の１駁送コンベアとは別に走行台車のレールを設け
なければならなくなり、その設置スペースが制約を受け
る。

この対策として例えばロボットを横置式にして車体の底
面を塗装するようにするとバランスばね等で適切に設定
されたバランス状態がくずれるという問題点があった。

（問題を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明は、基台と、この基
台に対して揺動自在に基部が設けられた支柱と、この支
柱の先端に揺動自在に設けられたアームと、このアーム
の先端に設けられた作業具と、前記支柱の基部に回動自
在に設けられた回動体と、前記アームの支柱との取りつ
け部に対して作業具とは反対側の端部ζご一端が取りつ
けられ、他端が前記回動体に取りつけられた連結体と、
前記基台と支柱との間に設けられ支柱をバランスさせる
第１のばねと、前記基台と回動体との間に設けられ回動
体を介してアームをバランスさせる第２のばねと、から
構成し、アームと支柱間の角度を大きくする方向に開い
た場合でもアームを起立する方向に作動させるようにし
たものである。

（発明の実施例） 以下、本発明の実施例を図面にもとずき説明する。

第１図において、１は底面に設置される基台で、この基
台１側方には筒状体２が突出して設けられており、この
筒状体２内には軸受を介して軸３が回動自在に支持され
ている。この軸３の一端部には支点４を介して支柱５の
基部が揺動自在に設けられている。この支柱５の先端に
は支点６を介してアーム７の一端側が揺動自在に設けら
れており、このアーム７の他端側には作業具としての塗
装ガン８が設けられている。９は前記アーム７と支柱５
との間にもうけられたアーム揺動用の油圧シリンダで、
１０は前記支柱５と軸３との間に設けられた支柱揺動用
の油圧シリンダである。１１は逆り字形状のブラケット
で、このブラケット１１はその途中が軸３に固着される
ことで基台１例にとりつけられる。ブラケット１１の一
端は支点４よりＷだけ基台１に近よった位置で支点４よ
りＨだけ高い位置まで伸び、その他端は支点４よりｈだ
け低い位置で基台１の側面の近くまで伸びている。１２
は三角形の板よりなる回動体で、この回動体１２はその
一つの角部の近くが支点４に回動自在に設けられている
。１３は前記支点６とブラケット１１の一端側との間に
設けられた支柱バランス用の第１の圧縮ばねで、１４は
前記回動体１２の支点４よりも下方に位置する角部端側
とブラケット１１の他端側との間にもうけられたアーム
バランス用の第２の圧縮ばねである。

Ｉ５は前記アーム７の支柱５との支点６に対して塗装ガ
ン８とは反対側の端部と回動体１２の支点４よりも上方
に位置する角部端側との間に設けられた連結体としての
リンクロッドで、前記支柱５、リンク板１２、リンクロ
ッドＩ５により平行リンクが形成されている。

Ｉ６は前記基台１内に設置されたアーム旋回用の油圧シ
リンダで、この油圧シリンダ１６のロッド１６ａは前記
軸３の他端側に設けられたレバー１７の一端側に取付け
られいる。このレバー１７の他端側と基台１底面との間
にはアーム旋回バランス用の圧縮ばね１８が設けられて
いる。

このように構成された工業用ロボットにおいて、アーム
７が水平位置にあるとき、アーム重量による反時計方向
のモーメン）Ｍａとばね１４による時計方向のモーメン
）Ｍｓとが釣合っている。

ここで、Ｍｓ＝Ｆｏ−ＲｏＴｉｓｉｎ　ｔｘ　（Ｆｏ：
ばね１４のばね力）である。

今、θ１だけアーム７を下へ傾けるとＭａは減少する。

一方、リンク板４がＲｏＲｉＴｉからＲｏＲ’　ｉＴ’
　ｉにθ１だけ回転し、ばね１４のばね力は増加するが
、このときの作用角乙ＴｏＴ’　ｉＲｏはｊＴｏＴｉＲ
ｏよりも小さくなるためＭｓの増加割合が減じられる。

また、θ２だけアーム７を上に傾けると同様にＭａは減
少する。一方、リンク板４がＲｏＲｉＴｉからＲ。

ＲビＴｉ”にθ２だけ回転し、ばね１４のばね力が減少
するが、このときの作用角Ｌ　ＴｏＴビＲｏは乙Ｔ。

ＴｉＲｏよりも大きくなるためＭｓの減少割合が減じら
れる。

コノヨうにいずれの場合もティーチングの操作力を小さ
くすることができる。また、第４図に示すように支柱５
が垂直に起立した状態から第５図に示すような支柱５が
傾斜した状態にあっても支柱５とリンクロッド１５とが
平行リンクを形成しているため、常にＭａとＭｓが釣り
合い、アームを水平状態に保つ。そして、この状態はシ
リンダ９のストロークエンドまで続く。

さらに、支柱５が傾斜し、シリンダ９のストロークエン
ドになるとアーム７は自然に上へ上がるが、このときに
は第４図にて説明した作用が行われ、操作力は軽くなる
。

そしてさらに、支柱５の傾斜が大きくなり、第７図に示
すように支柱５が軸３と平行になり、アーム７が垂直に
起立したとき、ＭａはＯとなる。従って、回動体１２の
Ｔｉ点はこのときＴｏ、Ｔｉ、Ｒｏが一直線上となりば
ね１４によるモーメントもＯとなるようになっている。

この状態からアーム７をＡ方向へθ１傾けるとリンク板
１２はＲｏＴｏＲｉからＲ。

Ｔ’　ｏＲ″ｉ回転することによりばね１４が伸び、こ
の伸びによる荷重増と作用角の増加によりＣ方向のＭｓ
が発生し、Ｍａと釣り合う。

一方、Ｂ方向へアーム７を回転させた場合は回動体１２
はＲｏＴｉＲｉからＲｏｒビＲビに回転し、上述した場
合とは逆のＤ方向のＭｓが発生し、Ｍａと釣り合う。そ
して、最大限第１図の二点鎖線で示した位置までアーム
７を動かすことができる。これにより、支柱５を水平に
し、アーム７の重力方向が反転した場合でも常にアーム
７を起立方向にバランスさせることができる。

尚、上述したいずれの場合においても、ばね１３は支柱
５を起立させる方向に力を作用させている。

また、基台１内のレバー１７には軸３の中心０゜ばね１
８の再取付端Ｐ、Ｑの３点が同一直線上になる位置でば
ね１８が取付けられているため、アーム７を旋回させた
際にもバランスさせることができる。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明は下記の如き効果
を奏する。

■アームの重力方向が反転した場合でも、常に、アーム
を起立方向にバランスさせることができるため、アーム
の全作動範囲においてティーチングの操作力を軽減する
ことができる。

■アームを反転させることができるため、基台を走行台
等で動かすことなく固定した状態で作業ができるように
なり、車体の底面塗装のような広範囲の塗装に好適であ
る。

■アームの旋回方向にもバランス機構を設ければティー
チングの操作力を一層軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す全体構成図、第２図は工
業用ロボット下部の断面図、第３図は第２図のＸ−Ｘ矢
視断面図、第４図は支柱が傾斜した状態における概略説
明図、第５図は支柱が更に傾斜した状態における概略説
明図、第６図は支柱が水平になった状態における概略説
明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基台と、この基台に対して揺動自在に基部が設け
   られた支柱と、この支柱の先端に揺動自在に設けられた
   アームと、このアームの先端に設けられた作業具と、前
   記支柱の基部に回動自在に設けられた回動体と、前記ア
   ームの支柱との取りつけ部に対して作業具とは反対側の
   端部に一端が取りつけられ、他端が前記回動体に取りつ
   けられた連結体と、前記基台と支柱との間に設けられ支
   柱をバランスさせる第１のばねと、前記基台と回動体と
   の間に設けられ回動体を介してアームをバランスさせる
   第２のばねと、からなる工業用ロボット。