JPS6327113B2 - - Google Patents
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- JPS6327113B2 JPS6327113B2 JP55027130A JP2713080A JPS6327113B2 JP S6327113 B2 JPS6327113 B2 JP S6327113B2 JP 55027130 A JP55027130 A JP 55027130A JP 2713080 A JP2713080 A JP 2713080A JP S6327113 B2 JPS6327113 B2 JP S6327113B2
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- axis
- welding
- welding gun
- wrist
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- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 30
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 10
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000006386 memory function Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 210000003857 wrist joint Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Resistance Welding (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本考案は溶接用ロボツトに使用される自在溶接
ガン或いはアーク溶接トーチ等のごとき加工部の
姿勢を任意に制御する駆動機構に関する。溶接ロ
ボツト装置は各種の作業動作をテイーチングする
記憶機能と溶接加工部を任意の複数軸方向に位置
させる自由度並びにプレイバツク機能、さらには
十分な位置決め精度を具備し、複雑な動作や敏速
な動作を要求される作業領域において広く活躍の
場が提供されつつあるところである。
ガン或いはアーク溶接トーチ等のごとき加工部の
姿勢を任意に制御する駆動機構に関する。溶接ロ
ボツト装置は各種の作業動作をテイーチングする
記憶機能と溶接加工部を任意の複数軸方向に位置
させる自由度並びにプレイバツク機能、さらには
十分な位置決め精度を具備し、複雑な動作や敏速
な動作を要求される作業領域において広く活躍の
場が提供されつつあるところである。
故にこの種のロボツト装置として強く要求され
ることは、溶接ガン等の加工部を左右、上下、前
後等の各方向に変位させることの可能な軸数が簡
単に増減又は組み合わせができる所謂ビルトブロ
ツク形であること、さらに簡単な構造でかつ製造
コストが安価であること等の条件を備えることで
ある。
ることは、溶接ガン等の加工部を左右、上下、前
後等の各方向に変位させることの可能な軸数が簡
単に増減又は組み合わせができる所謂ビルトブロ
ツク形であること、さらに簡単な構造でかつ製造
コストが安価であること等の条件を備えることで
ある。
ところが在来の溶接ロボツトはたとえば第１図
にも示すように、溶接ロボツトの本体の可動手首
部１において、スプロケツト３を回転させるとベ
ベルギア５およびこれと噛合うピニオン６を介し
て軸Ｔが駆動され、これによつて手首フランジ８
が回転させられる。一方上方のスプロケツト２を
回転させると軸ケースＢが駆動されるが、このと
き軸丁も同時に軸ケースＢに対して相対的に回転
させられる。
にも示すように、溶接ロボツトの本体の可動手首
部１において、スプロケツト３を回転させるとベ
ベルギア５およびこれと噛合うピニオン６を介し
て軸Ｔが駆動され、これによつて手首フランジ８
が回転させられる。一方上方のスプロケツト２を
回転させると軸ケースＢが駆動されるが、このと
き軸丁も同時に軸ケースＢに対して相対的に回転
させられる。
即ちベベルギア５が固定された状態にあるとき
ピニオン６の噛み合い位置が変わる結果として軸
ケースＢだけが上記ベベルギア５に対する関係で
変位することになる。
ピニオン６の噛み合い位置が変わる結果として軸
ケースＢだけが上記ベベルギア５に対する関係で
変位することになる。
このような場合においては手首フランジ８に装
着される溶接ガン等の加工部（図示省略）が手首
軸４を軸心とする方向に回動する際においては軸
丁も前記したベベルギア５の干渉をうけて同時に
回動を余義なくされるのである。
着される溶接ガン等の加工部（図示省略）が手首
軸４を軸心とする方向に回動する際においては軸
丁も前記したベベルギア５の干渉をうけて同時に
回動を余義なくされるのである。
従つて、この場合軸ケースＢの変位如何に拘わ
らず軸丁による姿勢を一定にしたい場合には既述
したベベルギア５との干渉によつて動かされる方
向とは逆の方向に同じ量だけ動かす補正手段を構
じなければならない。この補正手段としてはハー
ドウエア回路によつて制御的に補正をおこなうこ
とが考えられるが、このような回路的な方法では
干渉を生ずる二つの駆動系の「ギア比」の関係を
整数比とするような考慮をしておかなければ補正
を行なうための回路としてはきわめて複雑なもの
となる。
らず軸丁による姿勢を一定にしたい場合には既述
したベベルギア５との干渉によつて動かされる方
向とは逆の方向に同じ量だけ動かす補正手段を構
じなければならない。この補正手段としてはハー
ドウエア回路によつて制御的に補正をおこなうこ
とが考えられるが、このような回路的な方法では
干渉を生ずる二つの駆動系の「ギア比」の関係を
整数比とするような考慮をしておかなければ補正
を行なうための回路としてはきわめて複雑なもの
となる。
また位置検出器を応用した場合、その分解能如
何によつては補正が困難となり、或いは軸Ｔの動
きのなめらかさも保証されなくなる。そこでこの
機械的な干渉の補正をコンピユータのプログラム
によつて全くソフトウエア的に行なうことも考え
られるが、いずれの場合においてもその構造の複
雑化と精緻、およびこれに伴なう製造コストの上
昇はさけることができない。
何によつては補正が困難となり、或いは軸Ｔの動
きのなめらかさも保証されなくなる。そこでこの
機械的な干渉の補正をコンピユータのプログラム
によつて全くソフトウエア的に行なうことも考え
られるが、いずれの場合においてもその構造の複
雑化と精緻、およびこれに伴なう製造コストの上
昇はさけることができない。
またこれまでに開発された所謂ビルトブロツク
方式の作業ロボツトにあつては上記した機械的干
渉の問題は存しない反面、各駆動軸に対応する数
のアクチエータをロボツトの手首部分に積み重ね
て構成する結果、ロボツトの腕の先端に相当する
手首部分の重量が嵩み、敏速な動作に応じ難い等
の動作特性を悪化させ、しかもこれを機能させる
ための消費電力も大きくなる等の問題もあつた。
方式の作業ロボツトにあつては上記した機械的干
渉の問題は存しない反面、各駆動軸に対応する数
のアクチエータをロボツトの手首部分に積み重ね
て構成する結果、ロボツトの腕の先端に相当する
手首部分の重量が嵩み、敏速な動作に応じ難い等
の動作特性を悪化させ、しかもこれを機能させる
ための消費電力も大きくなる等の問題もあつた。
そこで本発明者らは種々の研究と実験を試みた
結果これまで機械的に干渉をおこさない構造のも
のを作製することは実用上の問題として不可能
（機械設計1978年３月号51頁「手首部干渉の補正」
の項参照）とされていた技術分野において、一変
してこれを可能ならしめるに至つたものであつ
て、具体的にはＸ軸を支点として回動自在に支承
される溶接ガン等の加工部において、該溶接加工
部の取り付け部には前記Ｘ軸と異なるＹ軸方向に
溶接加工部を回動させる回動部を設け、該回動部
と駆動源との間にユニバーサルジヨイントを介在
結合させて構成したものである。
結果これまで機械的に干渉をおこさない構造のも
のを作製することは実用上の問題として不可能
（機械設計1978年３月号51頁「手首部干渉の補正」
の項参照）とされていた技術分野において、一変
してこれを可能ならしめるに至つたものであつ
て、具体的にはＸ軸を支点として回動自在に支承
される溶接ガン等の加工部において、該溶接加工
部の取り付け部には前記Ｘ軸と異なるＹ軸方向に
溶接加工部を回動させる回動部を設け、該回動部
と駆動源との間にユニバーサルジヨイントを介在
結合させて構成したものである。
以下において第２図以下に示した溶接ガンを使
用した場合における一実施例をもとに説明する
と、１１は溶接ロボツトの本体、１４ａ，１４ｂ
はアーム、１９はクランク板、２０は連結部、２
７は溶接ガンＧの基部、Ｕはユニバーサルジヨイ
ントをそれぞれ示す。
用した場合における一実施例をもとに説明する
と、１１は溶接ロボツトの本体、１４ａ，１４ｂ
はアーム、１９はクランク板、２０は連結部、２
７は溶接ガンＧの基部、Ｕはユニバーサルジヨイ
ントをそれぞれ示す。
溶接ロボツトの本体１１は特に図示してはいな
いが支持台上に固定され、しかも該支持台は少な
くとも特定の軸を支点として任意の方向への傾動
運動を付与されるようになつている。１２は本体
１１の上方に設けられた軸であつて、該軸にはア
ーム１４ａ，１４ｂの長手方向一端部および軸１
２と一体化されたＬ字状のクランク板１９が同軸
上に回動自在に保持されている。尚図中Ｍは軸１
２を回転させるための駆動装置である。
いが支持台上に固定され、しかも該支持台は少な
くとも特定の軸を支点として任意の方向への傾動
運動を付与されるようになつている。１２は本体
１１の上方に設けられた軸であつて、該軸にはア
ーム１４ａ，１４ｂの長手方向一端部および軸１
２と一体化されたＬ字状のクランク板１９が同軸
上に回動自在に保持されている。尚図中Ｍは軸１
２を回転させるための駆動装置である。
連結部２０は特に第４図および５図に示すよう
に、アーム１４ａ，１４ｂの先端部にそれぞれク
ランク軸２０ａ，２０ｂにより回動自在に支承さ
せるとともに、クランク軸部より斜め上方に突き
出した支持部２０ｃ，２０ｄを有し、さらに該支
持部の先端部には円筒状の軸受部２０ｅを一体に
有するものである。さらに一方のクランク軸２０
ａにはＬ字状をしたクランク板Ｋが一体に取り付
けられ、その上片２０ｆと前記したクランク板１
９の上片１９ａとは連結棒２１を以つて軸２２，
２３を支点として回動自在に連結されていると共
に、また２０ｇと前記したクランク板１９の下片
１９ｂとも連結棒２４を以つて軸２５，２６を支
点として回動自在に連結されている。
に、アーム１４ａ，１４ｂの先端部にそれぞれク
ランク軸２０ａ，２０ｂにより回動自在に支承さ
せるとともに、クランク軸部より斜め上方に突き
出した支持部２０ｃ，２０ｄを有し、さらに該支
持部の先端部には円筒状の軸受部２０ｅを一体に
有するものである。さらに一方のクランク軸２０
ａにはＬ字状をしたクランク板Ｋが一体に取り付
けられ、その上片２０ｆと前記したクランク板１
９の上片１９ａとは連結棒２１を以つて軸２２，
２３を支点として回動自在に連結されていると共
に、また２０ｇと前記したクランク板１９の下片
１９ｂとも連結棒２４を以つて軸２５，２６を支
点として回動自在に連結されている。
１６はシリンダーであつて本体１１の下方のブ
ラケツト１３に軸１８を支点として揺動自在に取
り付けられるとともに、そのロツドの先端部を既
述したアーム１４ａ，１４ｂに軸１７を介して回
動自在に取り付けられており、これによりアーム
１４ａ，１４ｂの軸１２を支点とする回動動作を
おこなう。
ラケツト１３に軸１８を支点として揺動自在に取
り付けられるとともに、そのロツドの先端部を既
述したアーム１４ａ，１４ｂに軸１７を介して回
動自在に取り付けられており、これによりアーム
１４ａ，１４ｂの軸１２を支点とする回動動作を
おこなう。
さらに溶接ガンＧの基部２７にはフランジ２８
を有し、該フランジを軸受部２０ｅに回動自在に
保持させた回転部３０のフランジ２９に一体的に
保持させている。３１は回転部３０の下端部に存
するブラケツトであつて、該ブラケツト３１と駆
動装置１５からの駆動力を伝える駆動軸３８のブ
ラケツト３７との間にはユニバーサルジヨイント
Ｕを介在せしめている。このユニバーサルジヨイ
ントは単１構造のものであつてもよいが本実施例
においては第６図に示す如きヒンジ３３，３５を
連結する連結軸３２，３６のほかに中間軸３４を
有するところのダブルユニバーサル構造のものを
使用しており、これにより溶接ガンＧの任意方向
に対する揺動角度の拡大ならびに円滑性の向上を
はかるようにしている。
を有し、該フランジを軸受部２０ｅに回動自在に
保持させた回転部３０のフランジ２９に一体的に
保持させている。３１は回転部３０の下端部に存
するブラケツトであつて、該ブラケツト３１と駆
動装置１５からの駆動力を伝える駆動軸３８のブ
ラケツト３７との間にはユニバーサルジヨイント
Ｕを介在せしめている。このユニバーサルジヨイ
ントは単１構造のものであつてもよいが本実施例
においては第６図に示す如きヒンジ３３，３５を
連結する連結軸３２，３６のほかに中間軸３４を
有するところのダブルユニバーサル構造のものを
使用しており、これにより溶接ガンＧの任意方向
に対する揺動角度の拡大ならびに円滑性の向上を
はかるようにしている。
上記の構成において本発明装置を含む溶接ロボ
ツトは予じめ必要な作業動作を別の制御的手段に
設定記憶させて後、その予定されたプログラムに
従つて動作を再現する。即ち個々の作動について
みれば、アーム１４ａ，１４ｂはシリンダー１６
の伸縮により軸１２を支点とする上下方向の動作
をおこなう。このときクランク板１９とＫとの間
には二本の連結棒２１，２４が相互に平行して取
り付けられているためにアーム１４ａ，１４ｂの
角度変化の程度に応じて連結部２０も反対方向に
回動させられる結果、溶接ガンＧの地表面に対す
る角度は常時一定となる。
ツトは予じめ必要な作業動作を別の制御的手段に
設定記憶させて後、その予定されたプログラムに
従つて動作を再現する。即ち個々の作動について
みれば、アーム１４ａ，１４ｂはシリンダー１６
の伸縮により軸１２を支点とする上下方向の動作
をおこなう。このときクランク板１９とＫとの間
には二本の連結棒２１，２４が相互に平行して取
り付けられているためにアーム１４ａ，１４ｂの
角度変化の程度に応じて連結部２０も反対方向に
回動させられる結果、溶接ガンＧの地表面に対す
る角度は常時一定となる。
つぎに溶接ガンＧの角度を軸２０ａ，２０ｂを
支点とする方向に作動させる場合においては駆動
装置Ｍを駆動させると、これに連設されたクラン
ク板１９を回転させることができ、さらに連結棒
２１，２４、クランク板Ｋ、およびこれと一体に
結合された連結部２０をそれぞれ介して角度を変
えることができる。
支点とする方向に作動させる場合においては駆動
装置Ｍを駆動させると、これに連設されたクラン
ク板１９を回転させることができ、さらに連結棒
２１，２４、クランク板Ｋ、およびこれと一体に
結合された連結部２０をそれぞれ介して角度を変
えることができる。
さらにモーター等任意の駆動装置１５を起動さ
せ、その駆動力を駆動軸３８に伝えるとブラケツ
ト３７からユニバーサルジヨイントＵ、回転部３
０を介して溶接ガンＧを軸受部３０に支承されて
いる回転部３０を軸心とした方向に任意の角度変
位させることもできる。
せ、その駆動力を駆動軸３８に伝えるとブラケツ
ト３７からユニバーサルジヨイントＵ、回転部３
０を介して溶接ガンＧを軸受部３０に支承されて
いる回転部３０を軸心とした方向に任意の角度変
位させることもできる。
本発明は上記の実施例にみる通りであるから、
アーム１４ａ，１４ｂの軸１２を支点とする方向
の動きに加え、溶接ガンＧの軸２０ａ，２０ｂを
支点とする方向の動き（これをＸ軸方向とする）
と、さらに回転部２０ｅを軸支点とする方向の動
き（これを前記Ｘ軸と異なるＹ軸方向とする）を
も必要に応じて任意に可変することができ、しか
も前記した軸２０ａ，２０ｂを支点とする方向の
変位に際して溶接ガンＧの地表面に対する角度を
変化させるような機械的干渉を全く受けることが
ない。また既述したＸ軸に対するＹ軸の方向につ
いても上記実施例においてはＹ軸の延長がＸ軸と
交差する方向に設定されているが、必ずしもこれ
に限定されるものではなく、Ｘ軸に対するＹ軸の
設定方向は任意の角度において異つた方向であれ
ばよく、必ずしも交差させることを要するもので
はない。
アーム１４ａ，１４ｂの軸１２を支点とする方向
の動きに加え、溶接ガンＧの軸２０ａ，２０ｂを
支点とする方向の動き（これをＸ軸方向とする）
と、さらに回転部２０ｅを軸支点とする方向の動
き（これを前記Ｘ軸と異なるＹ軸方向とする）を
も必要に応じて任意に可変することができ、しか
も前記した軸２０ａ，２０ｂを支点とする方向の
変位に際して溶接ガンＧの地表面に対する角度を
変化させるような機械的干渉を全く受けることが
ない。また既述したＸ軸に対するＹ軸の方向につ
いても上記実施例においてはＹ軸の延長がＸ軸と
交差する方向に設定されているが、必ずしもこれ
に限定されるものではなく、Ｘ軸に対するＹ軸の
設定方向は任意の角度において異つた方向であれ
ばよく、必ずしも交差させることを要するもので
はない。
さらに本発明の構成によれば溶接ガン等の加工
部の姿勢を必要に応じて任意の方向に可変させる
ことが可能であるばかりでなく、溶接加工部を中
心とする手首関節部の構成において機械的干渉に
よる相互の干渉作用を回避することができ、簡易
な構造において動作の安定と操作の確実を期する
ことができ、しかも相互の機械的干渉を補正する
ための制御的手段を要しないからコストの低減に
も寄与できる等種々の有益な効果を奏する。
部の姿勢を必要に応じて任意の方向に可変させる
ことが可能であるばかりでなく、溶接加工部を中
心とする手首関節部の構成において機械的干渉に
よる相互の干渉作用を回避することができ、簡易
な構造において動作の安定と操作の確実を期する
ことができ、しかも相互の機械的干渉を補正する
ための制御的手段を要しないからコストの低減に
も寄与できる等種々の有益な効果を奏する。
第１図は従来の溶接ロボツト装置における手首
部の部分断面図、第２図は本発明の一実施例であ
るところの溶接ロボツトにおける手首部の側面
図、第３図は第２図におけるＡ―Ａ線矢視方向の
断面図、第４図は第２図におけるＢ―Ｂ線矢視方
向の部分断面図、第５図は第４図におけるＣ―Ｃ
線矢視方向の部分断面図、第６図はユニバーサル
ジヨイントの部分拡大図である。 １１…本体、１４ａ，１４ｂ…アーム、１９，
Ｋ…クランク板、２０…連結部、２１，２４…連
結棒、３０…回転部、Ｕ…ユニバーサルジヨイン
ト。
部の部分断面図、第２図は本発明の一実施例であ
るところの溶接ロボツトにおける手首部の側面
図、第３図は第２図におけるＡ―Ａ線矢視方向の
断面図、第４図は第２図におけるＢ―Ｂ線矢視方
向の部分断面図、第５図は第４図におけるＣ―Ｃ
線矢視方向の部分断面図、第６図はユニバーサル
ジヨイントの部分拡大図である。 １１…本体、１４ａ，１４ｂ…アーム、１９，
Ｋ…クランク板、２０…連結部、２１，２４…連
結棒、３０…回転部、Ｕ…ユニバーサルジヨイン
ト。
Claims (1)
- １ Ｘ軸を支点として回動自在に支承される溶接
加工部において、該溶接加工部の取付け部分には
前記Ｘ軸と異なるＹ軸方向に溶接ガンを回動させ
る回転部を設け、該回転部と駆動源との間にユニ
バーサルジヨイントを介在結合させて成る溶接ガ
ンの駆動機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2713080A JPS56122679A (en) | 1980-03-04 | 1980-03-04 | Driving mechanism of welding working section |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2713080A JPS56122679A (en) | 1980-03-04 | 1980-03-04 | Driving mechanism of welding working section |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56122679A JPS56122679A (en) | 1981-09-26 |
| JPS6327113B2 true JPS6327113B2 (ja) | 1988-06-01 |
Family
ID=12212464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2713080A Granted JPS56122679A (en) | 1980-03-04 | 1980-03-04 | Driving mechanism of welding working section |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56122679A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104589309A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-05-06 | 广西大学 | 一种多自由度并联机构式可控移动焊接机器人 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102371424A (zh) * | 2010-08-10 | 2012-03-14 | 苏州工业园区华焊科技有限公司 | 一种弯头式焊枪 |
| CN103071907B (zh) * | 2012-12-19 | 2015-06-10 | 江苏安德信超导加速器科技有限公司 | 基于万向节的超导腔内表面焊接装置 |
| CN104476537A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-04-01 | 广西大学 | 一种多自由度并联机构式移动点焊机器人 |
| CN104552235A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-04-29 | 广西大学 | 一种空间可控的含并联闭环子链的多连杆移动机械手 |
-
1980
- 1980-03-04 JP JP2713080A patent/JPS56122679A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104589309A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-05-06 | 广西大学 | 一种多自由度并联机构式可控移动焊接机器人 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56122679A (en) | 1981-09-26 |
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