JPS63245378A - 平面位置決めロボツトの作業軸駆動装置 - 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） 本発明はロボット作業軸の回転と摺動の駆動方式に関す
るものである。

（従来技術） 従来の産業用ロボットに第６図に示すものがある。これ
は互いに平行な軸θ１．θ、に軸支された第１アーム２
１、第２アーム２２と、第２アーム２２先端に設けられ
た前記軸θ１．θ２と平行な作業軸２３よりなり、第１
アーム２１、第２アーム２２がそれぞれモーター２４．
２５により回動されることにより作業軸を平面上で任意
位置決めし、次に作業軸２３が軸方向に摺動することに
より、作業軸先端に設けられた作業工具２６を３次元で
位置決めするとともに、作業軸２３は軸回りに回転して
作業工具の姿勢を１自由度決定するものである。

作業軸２３はスプラインとスプライン軸受（図示省略）
により構成されており、作業軸一端２３ａでは作業軸摺
動用モーター２７と回転連結されたボールねじ２８に螺
合したナツト２９と連結具３０によって回転自在かつ軸
方向には一体となるように連結されている。

一方、固定部である支柱３１には前記軸θ１と同軸上に
作業軸回転用モーター３２が固定されている。また軸θ
２には同軸上にプーリー３３が軸支されていて、作業軸
回転用モーター３２のシャフトに固定されたプーリー３
４とタイミングベルト３５で回転連結されている。また
作業軸２３には図示省略のスプライン軸受にプーリー３
６が固定されていて、前記プーリー３３゛とタイミング
ベルト３６で回転連結されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来技術に於て作業軸の摺動と回転に別個のモータ
ー、特にサーボモーターを用い、その位置をプログラマ
ブルに制御できるのでフレキシビリティに富んでいるが
、ロボットが行う全ての作業に作業軸の任意位置設定が
プログラマブルである必要はない。特にワーク種類が少
なく、かつ移載場所も限られたいくつかの少数の点であ
る場合も多い、この様な場合は作業軸駆動のための２個
のサーボモーターとこのサーボモーターを駆動するドラ
イバ、該ドライバを制御するＣＰＵ等が必要な分だけロ
ボットが行う作業の割にロボット自体のコストを割高に
しているという問題があった。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決することを目的とするもので平面内任
意位置に位置決め可能なアーム先端に前記平面に直角な
軸を軸方向に摺動自在かつ軸回りに回転自在に支持し、
該軸を摺動駆動するロボットにおいて、前記軸と一体と
なって回転するが、自由に摺動し得るようになっている
摺動方向用ストッパと、前記軸をアームに対して相対的
に回転させる駆動源を備えたことを特徴とするものであ
る。

以下、図示した実施例について詳細に説明する。第１図
、第２図は本発明の第１実施例である。１はコラム２に
軸θ１上で軸支された第１アームで、該第１アーム１先
端において軸θ２上で第２アーム３が軸支されている。

第２７−ム先端３ａでスプラインによって構成された作
業軸４がスプライン軸受５に嵌合し、該スプライン軸受
５に対して軸方向に摺動自在かつ同軸方向に対して一体
となる様に設けられている。

また、軸θ□、軸θ２１作業軸４は互いに平行に設けら
れている。スプライン軸受５はスリーブ６に固定されて
いて、該スリーブ６は軸受７によって第２アーム先端３
ａにおいて回転自在に支持されている。８は第２アーム
３に設けられたモーターでその軸８ａにプーリー９が固
定されている。一方、前記スリーブ６上部にはプーリー
１０が固定されていてプーリー９とタイミングベルト１
１によって回転連結されている。

また、１２は同じく第２アーム３に設けられたエアシリ
ンダであり、そのロッド１２ａが連結部材１３を介して
前記作業軸４の上端部４ａと軸方向に一体となるよう連
結されている。作業軸４上端部４ａは軸受１４によって
連結部材１３に対して回転自在になっている。１５は連
結部材１３に軸方向に長さが調整可能に固定されたショ
ックアブソーバ−である。

一方、スリーブ６上端部には作業軸４を中心にして円周
上に配設されたストッパ部材１６が固定されている。該
ストッパ部材１６は軸方向に段差のあるその一端部１６
ａにて作業軸４の下降によりショックアブソーバ−１５
のドグ１５ａと当接する様になっている。１７は作業軸
４下端に設けられた作業工具、１５ａはショックアブソ
ーバ−１５のロッドに設けられたドグである６１８．１
９はそれぞれ軸θ１．軸θ２上に設けられた第１アーム
１、第２アーム３駆動用のモーターである。

次に第３図について作用を説明する。いまロボットによ
りパーツフィーダーＡから供給された異形ワークＷをエ
スケープ部Ａ′からパレットＢ上の点Ｂ工、Ｂ２．Ｂ３
．Ｂ、へ移載する作業を考える。この際ワークＷの向き
はエスケープ部Ａ′の向きがパレットＢ上においても保
持されるものとし、エスケープ部Ａ′とパレットＢは高
さが異るものとする。

初めにロボットアームは作業工具１７がエスケープ部Ａ
′上に位置する様に回動停止する。

次にエアシリンダ１２を作動させ作業工具１７を下降さ
せた後、作業工具１７にてワークＷを把持する。また作
業工具１７の下降位置はドグ１５ａとの当接位置にある
ストッパ部材１６の端部１６ａの高さによって定まる。

一方、この時の第２アーム３のアーム軸線３′とワーク
Ｗ基準姿勢とのなす角度を一αとする。作業工具１７が
ワークＷを把持した後、再びエアシリンダ１２を作動さ
せ作業軸４を上昇させる。次にアーム１，３が回動して
ワークＷをパレットＢ上の点Ｂ□（Ｂ２．Ｂ３．Ｂ、）
の上にくる様に位置決めするとともにモーター８を回動
させることにより作業軸４を回転させワークＷの姿勢を
エスケープ部Ａ′と同じ向きに保持する。

次にエアシリンダ１２を作動させ作業工具１７とともに
ワークＷを下降させる。この時の作業工具１７の下降位
置も作業軸４と一体となって回動するストッパ部材１６
のドグ１５ａとの当接位置にあるその端部１６ａの高さ
によって定まる。

一方、エスケープ部Ａ′での姿勢を保持されたワークＷ
のパレットＢの各点での基準姿勢とその点に対応する第
２アーム３のアーム軸線３′とのなす角を十Ｂｌ　（＋
　Ｂｚ、＋　Ｂ３−　＋　Ｂ４）とすると、ロボットと
ワークの移載の始点、終点が第３図の様な配置では 一α≠十Ｂ１≠＋８２≠十Ｂ３≠十Ｂ４となる。

それゆえ、モーター８の回動によりワークＷの姿勢が保
持される際に発生する第２７−ム３と作業軸４との相対
的回転により、ストッパ部材１６が第２アーム３に対し
てそれぞれの点に対応して回転するので、ワークＷ移載
の各点における所望高さに対応するようにストッパ部材
１６をあらかじめ設定する事により、高さの異る多点間
の移載作業を行うことができる。

例示のものは高さ設定がエスケープ部とパレットＢ上の
２点であり最も単純なものであるが、パレットＢ上の各
点に対応するようにストッパ部材１６に段差を３段以上
に設けることにより、パレットＢ上の各点の設定高さを
異るものとすることができる。

また、ワークＷが異形ワークでない場合はストッパ部材
１６をワーク姿勢にかかわらず、自由に設定できるので
高さ設定に関してよりフレキシビリティが増すことにな
る。

前述した例ではワークＷの姿勢は常に保持される場合に
ついて述べたが、第２アーム３と、ワークＷの姿勢によ
る作業軸４との相対的角度に対して一義的に高さが定ま
るように使用できるならば、ワークＷの姿勢はモーター
８により自由に設定できる。

第４図は本発明の第２実施例である。この例では作業軸
４を軸支したスプライン軸受（図示省略）に固定された
プーリー１０と、第１アーム先端に第２アーム３の回動
軸θ２と同軸上に固定されたプーリー９ａとがタイミン
グベルト１１ａによって回転連結されている。この例で
はワークの姿勢を制御できないが構造が簡易なので異形
ワークでないワークを扱う場合に、そのワーク設定高さ
をそれぞれの点に対応して１個設定することができる。

第５図は本発明の第３実施例で、作業軸４を軸支したス
プライン軸受（図示省略）に固定されたプーリー１０と
、第２アーム３の回動軸θ２と同軸上に軸支されたプー
リー９ａ、該プーリー９ａと第１アーム１の回動軸θ１
と同軸上にコラム２に固定されたプーリー９ｂとをそれ
ぞれタイミングベルトｌｌａ、ｌｌｂにより回転連結し
たものである。

この例では作業工具１７の姿勢は常に保持されるので、
異形ワークでもその姿勢を保持する場合であれば、前記
第１実施例と同様にワーク設定高さをそれぞれの点に対
応して１個設定することができる。

又、プーリー９ｂをコラムに固定するかわりにθ□と同
軸上に設けたロータリーアクチュエーターのシャフトに
固定する事により、第１実施例と同じ機能をもつことが
できる。

（効　果） 本発明によれば平面内任意位置に位置決め可能なアーム
先端に前記平面に直角な軸を軸方向に摺動自在かつ軸回
りに回転自在に支持し、該軸を摺動駆動するロボットに
おいて、前記軸と一体となって回転するが、自由に摺動
し得るようになっている摺動方向用ストッパと、前記軸
をアームに対して相対的に回転させる駆動源を備えであ
るので、比較的単純な作業に適したロボットを必要最低
限のフレキシビリティを簡単な構成によってもたせる事
により、従来のものに比べ大幅に安価に実現できるので
、単純作業の自動化が一層進み生産性の向上と、人間性
の回復をもたらす事ができる。

なお、本発明では水平多関節ロボットを例にあげて説明
したが、多の座標系のロボット（直角座標系、円筒座標
系）に用うろことができる。

また、ストッパ部材を各々個別に高さの調整ができる様
にすることで高さ設定時間を短縮することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例斜視図、第２図は第１図の
要部切断正面図、第３図は第１実施例の作動説明平面図
、第４図は本発明の第２実施例斜視図、第５図は本発明
の第３実施例斜視図、第６図は従来装置の斜視図である
。 １・・・第１アーム　　　　２・・・コラム３・・・第
２アーム　　　　４・・・作業軸５・・・スプライン軸
受　　６・・・スリーブ７・・・軸受　　　　　　　８
・・・モーター１１、Ｉｌａ、ｌｌｂ・・・タイミング
ベルト１２・・・エアシリンダ １５・・・ショックアブソーバ− １６・・・ストッパ部材 １７・・・作業工具 １８．１９・・・モーター 二二・′ 第１図 第４図 第２図 第５図 ｆへ 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）平面内任意位置に位置決め可能なアーム先端に前
   記平面に直角な軸を軸方向に摺動自在かつ軸回りに回転
   自在に支持し、該軸を摺動駆動するロボットにおいて、
   前記軸と一体となって回転するが、自由に摺動し得るよ
   うになっている摺動方向用ストッパと、前記軸をアーム
   に対して相対的に回転させる駆動源を備えた平面位置決
   めロボットの作業軸駆動装置。
2. （２）軸を回転させる手段に回転型アクチュエーターを
   用いた特許請求の範囲第１項の平面位置決めロボットの
   作業軸駆動装置。
3. （３）軸を回転させる手段にロボットの作業軸に対して
   相対的に回転する部材により作業軸を回転連結する手段
   を用いた特許請求の範囲第１項の平面位置決めロボット
   の作業軸駆動装置。