JPS63191587A - Tapestry type joint robot - Google Patents

Tapestry type joint robot

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Publication number
JPS63191587A
JPS63191587A JP2189687A JP2189687A JPS63191587A JP S63191587 A JPS63191587 A JP S63191587A JP 2189687 A JP2189687 A JP 2189687A JP 2189687 A JP2189687 A JP 2189687A JP S63191587 A JPS63191587 A JP S63191587A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
balancer
robot
cylinders
base
Prior art date
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Pending
Application number
JP2189687A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
豊田 賢一
信利 鳥居
内藤 保雄
和久 大塚
邦生 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP2189687A priority Critical patent/JPS63191587A/en
Publication of JPS63191587A publication Critical patent/JPS63191587A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 本発明は、産業用ロボットに利用されるものであり、ロ
ボットの腕に掛かる負荷のバランスを行うためにバラン
サ装置を設けた壁掛は型関節ロボットに関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention is used for industrial robots, and a wall-mounted device equipped with a balancer device for balancing the load on the robot's arm is a type joint. It's about robots.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

慣用の壁掛は型多関節ロボットにあっては、ロボット基
台を壁面に固定し、該基台から空間中に突出させた多関
節腕の先端にロボット手首を設け、そのロボット手首に
ロボットハンド等の作業片を取付けて所望のロボット作
業を遂行するのであるが、腕の回動運動に伴なう負荷を
バランサ装置によって軽減する手段が適用されている。
In the case of a conventional wall-mounted articulated robot, a robot base is fixed to a wall, a robot wrist is provided at the tip of a multi-jointed arm that protrudes from the base into space, and a robot hand, etc. is attached to the robot wrist. A desired robot work is performed by attaching a workpiece to the robot, and a balancer device is used to reduce the load caused by the rotational movement of the arm.

第4図はこのような従来のバランサ装置の概略図であっ
て、壁8に基台12を固定し、基台から突出させた第1
アーム16を天井9から懸垂したバネ型バランサ装置3
5によって支承している。
FIG. 4 is a schematic diagram of such a conventional balancer device, in which a base 12 is fixed to a wall 8 and a first
Spring type balancer device 3 with arm 16 suspended from ceiling 9
It is supported by 5.

そして、第1アーム16の先端には第2アーム18が下
方に突出配置(垂設)され、第2アーム先端に手首22
が設けてあり、固定台14a上で旋回台14bが回り、
第2アーム18及び手首22を垂下している第1アーム
16が駆動モータMwによって上下動されるが、バラン
サ装置35によってその負荷が軽減されるようになって
いる。即ち、バネ型バランサ装置は、負荷低減作用を行
うバネがリール上に巻回してあり、ロボット腕の回動に
応じてバネがリール上に巻き上げられたり、リールから
巻き戻されたりしてアームの上下回動に伴なう負荷を軽
減するようになっている。
A second arm 18 is arranged to protrude downward (hanging) at the tip of the first arm 16, and a wrist 22 is attached to the tip of the second arm.
is provided, the swivel base 14b rotates on the fixed base 14a,
The first arm 16 that hangs down the second arm 18 and the wrist 22 is moved up and down by the drive motor Mw, but the load thereof is reduced by the balancer device 35. In other words, in a spring-type balancer device, a spring that reduces the load is wound around a reel, and as the robot arm rotates, the spring is wound onto the reel and unwound from the reel, causing the arm to move. It is designed to reduce the load associated with vertical movement.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

然しなから、上述した従来の壁掛は型関節ロボットのバ
ネ型バランサWWは、天井面から懸垂された構造である
ため、ロボット基台が壁面に垂直な軸線回りに旋回する
旋回台を有する場合には、天井面から懸垂したバネ型バ
ランサ装置が旋回動作を妨げる原因となり、ロボットの
旋回動作自由度を制約する結果となる。
However, since the above-mentioned conventional wall-mounted spring-type balancer WW of the jointed robot has a structure suspended from the ceiling surface, it cannot be used when the robot base has a swivel base that rotates around an axis perpendicular to the wall surface. In this case, the spring-type balancer device suspended from the ceiling surface obstructs the turning movement, resulting in a restriction on the degree of freedom of the robot's turning movement.

従って、本発明は上述の如き不都合を解消するために、
バランサ装置を天井面から懸垂することなく、ロボット
自体にバランサ装置を配設するものである。
Therefore, in order to solve the above-mentioned disadvantages, the present invention has the following features:
The balancer device is disposed on the robot itself without suspending the balancer device from the ceiling.

〔問題点を解決するための手段及び作用〕例えば第1図
に示す如く、略鉛直壁°8に固定台14a及び旋回台1
4bから成るロボット基台12を固定し、旋回台先端に
該先端を回動支点とする第1アーム16を連設し、下端
に手首22を有する第2アーム18の上部を第1アーム
16の先端に回動可能に枢着すると共に、旋回台14b
の上面から延設した支持片28先端と第1アーム16の
略先端とを、複数のシリンダ33 、34 、35を並
列状態に組合せて長尺の伸縮作用を奏するように構成し
たバランサ30で連結することにより従来ロボットの問
題点を解決するものである。
[Means and effects for solving the problem] For example, as shown in FIG.
A robot base 12 consisting of 4b is fixed, and a first arm 16 is connected to the tip of the swivel table with the tip as a rotation fulcrum, and the upper part of the second arm 18 having a wrist 22 at the lower end is attached to the first arm 16. Rotatably pivoted at the tip, and a swivel base 14b
The tip of the support piece 28 extending from the top surface and the approximate tip of the first arm 16 are connected by a balancer 30 constructed by combining a plurality of cylinders 33, 34, and 35 in parallel so as to exhibit a long expansion and contraction action. This solves the problems of conventional robots.

そして上述の手段により、ロボットの作業によって第1
アームの回動支点に設けた回動駆動源にかかる負荷を該
バランサ装置で安定且つ平衡させると共に、ロボット旋
回台が鉛直壁に垂直な軸線のまわりにθ旋回する際にも
、バランサ装置30の支持片28が一体的に旋回するの
で、バランサ装置がロボット基台の旋回の邪魔にならな
い。
Then, by the above-mentioned means, the first
The balancer device stabilizes and balances the load applied to the rotational drive source provided at the rotational fulcrum of the arm, and also when the robot rotating base rotates by θ around an axis perpendicular to a vertical wall, the balancer device 30 Since the support pieces 28 rotate integrally, the balancer device does not interfere with the rotation of the robot base.

また、支持片28は第1アームの回動支点より上方であ
り、従って支持片28と第1アーム16先端との間に介
在したバランサ装置は、第1アームの上方であるので、
第2アームのU回動の障害にもならない。
Further, since the support piece 28 is located above the pivot point of the first arm, and therefore the balancer device interposed between the support piece 28 and the tip of the first arm 16 is located above the first arm,
It does not become an obstacle to the U-rotation of the second arm.

〔実施例〕〔Example〕

第1図及び第2図は、本発明の壁掛は型関節ロボットの
全体構成を示す側面図であり、第1図は第1アームが上
方に回動した状態を、第2図は第1アームが下方に回動
した状態をそれぞれ示している。
1 and 2 are side views showing the overall configuration of the wall-mounted joint robot of the present invention. FIG. 1 shows the state in which the first arm has rotated upward, and FIG. The figure shows a state in which the is rotated downward.

これらの図から明らかな如く、固定台14a及びθ旋回
する旋回台14bからなるロボット基台12を略鉛直の
壁8に固定した。旋回台14bは壁面8に垂直な旋回軸
(θ旋回の軸)を有すると共に、先端には該旋回軸と直
交する略水平な軸線(W軸)まわりに上下回動可能に第
1アーム16を取付けた。この第1アーム16の回動駆
動源である駆動モータMwは、W軸線上に設け、減速機
構(図示なし)を介して第1アームと結合しである。
As is clear from these figures, the robot base 12 consisting of a fixed base 14a and a rotating base 14b that rotates θ is fixed to a substantially vertical wall 8. The swivel table 14b has a rotation axis (θ rotation axis) perpendicular to the wall surface 8, and has a first arm 16 at its tip that is movable up and down about a substantially horizontal axis (W axis) perpendicular to the rotation axis. Installed. A drive motor Mw, which is a rotational drive source for the first arm 16, is provided on the W axis and coupled to the first arm via a speed reduction mechanism (not shown).

第1アーム16の先端には、第2アーム18のU軸まわ
りのU回動の支点が設けてあり、この第2アーム18は
略鉛直方向に垂下したワボ・ノド腕として構成し、且つ
振り予成にU回動するようにしである。
A fulcrum for U rotation of the second arm 18 about the U axis is provided at the tip of the first arm 16. It is designed to make a U rotation beforehand.

この第2アーム18と第1アーム16との結合点は、第
2アームの中間より少し上方の位置であり、第2アーム
18の最上端(後端)と旋回台14bとの間には、第1
アーム16と常に平行を保つリンク20が掛は渡しであ
る。
The connection point between the second arm 18 and the first arm 16 is located slightly above the middle of the second arm, and there is a connection point between the top end (rear end) of the second arm 18 and the swivel base 14b. 1st
A link 20 that always remains parallel to the arm 16 is a bridge.

また、第2アーム18の最先端にはロボ・ノド手首22
が設けてあり、その手首のγ旋回及びβ回動は、第2ア
ーム18の最先端の左右両側に設けた駆動モータMr及
びMβで行うようになっている。また、第2アーム18
上には、ロボット手首22のα旋回駆動用のモータMα
がギヤボックス24と共に搭載しである。
Also, at the tip of the second arm 18 is a robot throat wrist 22.
is provided, and the γ and β rotations of the wrist are performed by drive motors Mr and Mβ provided on both left and right sides of the most extreme end of the second arm 18. In addition, the second arm 18
Above is a motor Mα for driving the α rotation of the robot wrist 22.
is installed together with the gear box 24.

そして第1、第2各アームが三次元空間内で口ポット動
作する際には、これらアームにかかる負荷及びアームと
手首の自重とが前記W軸の駆動源を形成する駆動モータ
MWに変動性の負荷として作用するから、本発明は、こ
のような負荷を軽減して両アームの作動を円滑に行うよ
うにバランサ装置をロボット自体に装着するものである
When each of the first and second arms moves in a three-dimensional space, the load applied to these arms and the weight of the arm and wrist cause variability in the drive motor MW forming the drive source of the W axis. According to the present invention, a balancer device is attached to the robot itself in order to reduce such a load and allow both arms to operate smoothly.

即ち、本実施例では、ロボット基台の旋回台14b上面
から支持片28を水平に延出し、該支持片先端と第1ア
ーム先端近傍の1点との支持点31 、32間に、複数
空気シリンダの組合せ形態から成るバランサ30を介在
した。
That is, in this embodiment, the support piece 28 extends horizontally from the upper surface of the swivel table 14b of the robot base, and a plurality of air A balancer 30 consisting of a combination of cylinders was interposed.

第2B図は、第2A図のバランサ部分のみの正面図であ
り、図から明らかな如く、バランサ30は、支持片28
の支持点31に固定したロッド33′を有するシリンダ
33、シリンダ33に取付けたプレートP1にロッド3
4′を固定したシリンダ34、及び第1アームの支持点
32に固定したロッド35′を有するシリンダ35の3
種のシリンダを組合せた9本のシリンダから構成した。
FIG. 2B is a front view of only the balancer portion of FIG. 2A, and as is clear from the figure, the balancer 30 is
A cylinder 33 has a rod 33' fixed to a support point 31, and a rod 33 is attached to a plate P1 attached to the cylinder 33.
3 of the cylinders 34 with the rods 35' fixed to the support points 32 of the first arm;
It was composed of nine cylinders, each consisting of a combination of seed cylinders.

バランサ30の各シリンダの作用は、第3A、第3B図
に略示する如く、バランサ30の両端の支持点31 、
32間に引張り作用が生じた場合に第3A図の形態から
第3B図の形態となり、ロッド33′がシリンダ33か
ら延出し、シリンダ33に取付けたプレートP、に固定
したロッド34′がシリンダ34から延出し、シリンダ
34と35とに取付けたプレートP、からロッド35′
が延出する。従ってバランサ30は複数シリンダの組合
せにより長尺の伸縮が可能にしである。
The action of each cylinder of the balancer 30 is as shown schematically in FIGS. 3A and 3B, with support points 31 at both ends of the balancer 30,
When a tensile action occurs between the cylinders 32 and 32, the configuration shown in FIG. 3A changes to the configuration shown in FIG. a plate P extending from and attached to cylinders 34 and 35;
is extended. Therefore, the balancer 30 can be expanded and contracted in a long length by combining a plurality of cylinders.

なお、本実施例では空気シリンダを用いたが、油圧シリ
ンダを採用することも可能であり、要は短寸シリンダの
並列組合せで長尺の伸縮を達成すれば良い。
Although an air cylinder is used in this embodiment, it is also possible to use a hydraulic cylinder, and in short, it is sufficient to achieve elongated expansion and contraction by combining short cylinders in parallel.

また、本実施例では3種のシリンダ33 、34 、3
5の単位を3単位として9本のシリンダを併用したが、
1本のシリンダの応力−伸長特性に応じて1本位(3本
)としても2単位(6本)としても良い。
In addition, in this embodiment, three types of cylinders 33, 34, 3
I used 9 cylinders with 5 units as 3 units, but
Depending on the stress-elongation characteristics of one cylinder, it may be one cylinder (three cylinders) or two units (six cylinders).

本発明ロボットは、第1図のバランサ30の収縮した状
態では、バランサ30の寸法は略シリンダ1本の長さで
あるが、第2図の如く第1アームが下方に回動した場合
には、バランサがシリンダ長の数倍にまで伸長し、且つ
伸長したシリンダの抵抗力が各アームと手首との自重及
び作業負荷に対抗して引上げ方向に働き、ロボットの作
動を安定、平衡化する作用を奏する。
In the robot of the present invention, when the balancer 30 is in the contracted state as shown in FIG. 1, the dimension of the balancer 30 is approximately the length of one cylinder, but when the first arm is rotated downward as shown in FIG. , the balancer extends to several times the length of the cylinder, and the resistance force of the extended cylinder acts in the lifting direction against the weight and work load of each arm and wrist, stabilizing and balancing the operation of the robot. play.

また、ロボットの作業特性に応じて適宜にシリンダの組
合せ本数を選定して対処することが出来、定規格の量産
シリンダを用意しておけば各種壁掛はロボットの組立て
が可能となった。
In addition, it is possible to appropriately select the number of combinations of cylinders according to the work characteristics of the robot, and by preparing mass-produced cylinders of standard specifications, it has become possible to assemble various types of wall-mounted robots.

また、第1図、第2A図は、共に第2アームが垂直状態
にあるが、第2アームがU回動じて手首22を第1アー
ム下方に移動する場合にも、バランサ30が第1アーム
上方(第2A図では第1アームの外方)にあるためバラ
ンサが第2アームのU回動の障害にならない。またロボ
ット基台がθ旋回する場合には、バランサ30も一体的
に旋回するため、従来の天井懸垂バランサの如くロボッ
トのθ回動の自由度を狭めることがない。
Further, in both FIGS. 1 and 2A, the second arm is in a vertical state, but even when the second arm rotates U and moves the wrist 22 below the first arm, the balancer 30 Since it is located above (outside the first arm in FIG. 2A), the balancer does not become an obstacle to the U-rotation of the second arm. Further, when the robot base rotates through θ, the balancer 30 also rotates integrally with the balancer, so that the degree of freedom of the robot's θ rotation is not restricted as in conventional ceiling suspension balancers.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

壁掛は型関節ロボット自体にバランサを取付けたので、
ロボットを壁面に固定する際に、従来の如くバランサの
一端の取付用に別の取付面を求める必要がなく、従って
ロボットの取付位置が自由に選択出来る。
For wall hanging, a balancer was attached to the joint type robot itself, so
When fixing the robot to a wall surface, there is no need to find a separate mounting surface for mounting one end of the balancer as in the past, and therefore the mounting position of the robot can be freely selected.

また、ロボット旋回台が旋回する際にもバランサが一体
的に旋回するので、ロボットの旋回範囲をバランサが制
約することがない。
Furthermore, since the balancer rotates integrally when the robot rotation base rotates, the balancer does not restrict the rotation range of the robot.

また、バランサを第1アーム上方部に配設したので、第
2アームのU回動をバランサが制約することな(、ロボ
ットの作業範囲を狭めることがない。
Furthermore, since the balancer is disposed above the first arm, the balancer does not restrict the U rotation of the second arm (and does not narrow the working range of the robot).

また、バランサが複数シリンダの並列配列であるので、
長尺の伸縮に対応出来るにかかわらずバランサはコンパ
クトに設置出来る。
Also, since the balancer is a parallel arrangement of multiple cylinders,
The balancer can be installed compactly even though it can accommodate long lengths of expansion and contraction.

更に、同一規格のシリンダを量産して、各作業特性のロ
ボットに適切なバランサの組付けが出来るので、生産の
合理化が達成出来る。
Furthermore, since cylinders of the same standard can be mass-produced and balancers suitable for robots with different work characteristics can be assembled, production can be streamlined.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2A図は、それぞれ本発明ロボットの全体
略示側面図であって、第1図は第1アームが上方に回動
した状態を、第2A図は第1アームが下方に回動した状
態を示す。 第2B図は、第2A図に於けるバランサ部分の正面図で
ある。 第3A図及び第3B図は、それぞれバランサを構成する
各種シリンダの作用説明図である。 第4図は、従来例の全体略示側面図である。 8・・・鉛直壁、     12・・・基台、14a・
・・固定台、   14b・・・旋回台、16・・・第
1アーム、 18・・・第2アーム、20・・・リンク
、    22・・・手首、28支持片、     3
0・・・バランサ、31 、32・・・支持点、  3
3 、34 、35・・・シリンダ。
1 and 2A are overall schematic side views of the robot of the present invention, with FIG. 1 showing the state in which the first arm has rotated upward, and FIG. 2A showing the state in which the first arm has rotated downward. Indicates a moved state. FIG. 2B is a front view of the balancer portion in FIG. 2A. FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams of the actions of various cylinders constituting the balancer, respectively. FIG. 4 is an overall schematic side view of the conventional example. 8... Vertical wall, 12... Base, 14a.
...Fixed base, 14b... Swivel base, 16... First arm, 18... Second arm, 20... Link, 22... Wrist, 28 Support piece, 3
0... Balancer, 31, 32... Support point, 3
3, 34, 35...Cylinder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、略鉛直壁(8)に固定台(14a)を固定し、固定
台(14a)から突出連設した旋回台(14b)の先端
に、該先端を回動支点とする第1アーム(16)を連設
し、下端に手首(22)を備えた第2アーム(18)を
、第1アーム(16)の先端を回動支点として第1アー
ム(16)に垂設すると共に、旋回台(14b)上部の
支持片(28)と第1アーム(16)とを、複数のシリ
ンダ(33、34、35)を並列して組合せたバランサ
(30)で連結した壁掛け型関節ロボット。 2、支持片(28)を、第1アーム(16)の回動軸(
W)より上方の旋回台(14b)上面から延設した特許
請求の範囲第1項に記載のロボット。
[Claims] 1. A fixed base (14a) is fixed to a substantially vertical wall (8), and a rotating base (14b) protruding from the fixed base (14a) is attached to the tip thereof as a rotation fulcrum. A second arm (18) having a wrist (22) at the lower end is suspended from the first arm (16) with the tip of the first arm (16) as a pivot point. At the same time, the support piece (28) on the upper part of the swivel table (14b) and the first arm (16) are connected to each other by a balancer (30) in which a plurality of cylinders (33, 34, 35) are arranged in parallel. Type joint robot. 2. Attach the support piece (28) to the rotation shaft (
W) The robot according to claim 1, which extends from the upper surface of the swivel table (14b) above.
JP2189687A 1987-02-03 1987-02-03 Tapestry type joint robot Pending JPS63191587A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8726832B2 (en) 2003-07-18 2014-05-20 Abb As Painting system having a wall-mounted robot

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61109679A (en) * 1984-11-01 1986-05-28 株式会社東芝 Industrial robot

Patent Citations (1)

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