WO2005032772A1 - 産業用ロボットの原点調整装置 - Google Patents

Abstract

産業用ロボットの関節における相対回転する２部材間の原点調整において、安価でかつ高精度で手間の極めて少ない原点調整装置を提供する。また、ロボットの手首先端軸においても容易に使用できる小型かつ原点調整のために特別な信号線を必要としない原点調整装置を提供する。相対回転する２部材の一方または両方に位置決め部材２２を埋設する取付け部２３と位置決め部材２２が突出可能に摺動する案内部２４を設けた。

Description

明 細 書

産業用ロボットの原点調整装置

<技術分野 >

本発明は、 産業用ロボットに関するものである。 特に、 ロボットアームの関 節部に設けられる原点調整装置に関する。 く背景技術〉

従来の産業用ロボットにおける原点調整装置として、 たとえば、 図 5に示さ れる従来の原点調整装置があった。 （例えば、 特開平 2—1 8 0 5 8 0号公報参照 )

図 5において、 第 1部材 1 1 1と第 2部材 1 1 2は同軸に配置し、 相対的に 回転する。 第 1部材 1 1 1の周面の原点対応位置に段差部 1 1 3が形成され、 第 2 部材 1 1 2の原点対応位置に原点調整装置が着脱自在に固定される。 この原点調整 装置は、 第 2部材 1 1 2の原点対応位置に固定されたスィッチ保持具 1 1 5と、 ス イッチ保持具 1 1 5に保持された原点信号発信用のスィッチ手段 1 1 4と、 スイツ チ保持具 1 1 5に固定された直動式軸受 1 1 6と、 スィツチ手段 1 1 4のオン -ォ フ可動子に一端が係合可能に形成され、 直動式軸受 1 1 6の案内により摺動して段 差部 1 1 3内に向けて他端が突出可能な摺動桿 1 1 7とから構成されている。

この前記従来の構成では、 原点調整装置が着脱自在となっているので、 原点 調整を行うときに原点調整装置を取り付けなければならない。 更には、 ロボットの 使用現地で発生する粉塵などに対して、 原点調整装置の取付け部に防塵を行う必要 がある。 また、 この結果、 複雑な構成になり原点調整装置及びロボットの関節部材 が高価なものとなる。

また、 原点調整装置を設置するためには比較的大きな空間を必要とすること から、 口ポット関節部の小型化が困難となる。 特に口ポットのエンドェフユクタ取 付け部及びその近傍である手首軸においてはワーク （被加工物） への口ポット手首 軸先端部の接近性が阻害される問題が生じる。 また、 従来の第二の例としては、 次のようなようなものもあった （例えば、 特開 2 0 0 2 _ 2 3 9 9 6 7号公報参照） 。 図 6は従来の原点調整装置を示してい る。

第 1部材 2 1 1と第 2部材 2 1 2を相対的に回転するように設け、 第 1部材 2 1 1に位置決め部材 2 2 2を着脱可能に取り付けるための取付け部 2 2 3を形成 し、 第 2部材 2 1 2に位置決め部材 2 2 2と接する当接面 2 2 1を設けている。 た とえば、 位置決め部材 2 2 2としては位置決めピンを、 取付け部 2 2 3として位置 決めピンと螺合可能なネジ穴を設けたものである。

第二の従来例で示したものでは、 原点調整装置は安価ではあるが、 位置決め 部材がネジ穴に螺合する構成であり、 位置決め部材の固定精度はねじ加工部とピン 加工部の同軸度によるため、 高精度な位置決め精度が期待できない。

また、 たとえ同種であっても異なる位置決めピンを用いる場合は、 位置決め 精度劣化が発生することから、 安定した原点調整精度が保障できない。

<発明の開示 >

前記従来の課題を解決するため、 本発明は、 産業用ロボットの関節部分の相 対回転する第 1部材と第 2部材を有し、 位置決め部材を埋設する取付け部と前記位 置決め部材が突出可能に摺動する案内部を第 1部材に設け、 前記の第 1および第 2 の部材を相対回転させたとき突 mした前記位置決め部材と当接する当接部を第 2部 材に設けたものである。 ここで、 前記位置決め部材と前記位置決め部材が摺動する 案内部は機械的ガタが無レ、イン口一構造となる。

これにより、 安価でかつ高精度で手間の極めて少ない原点調整が実現できる _c 更に、 本発明では位置決め部材を相対回転部材に内蔵させているにもかかわらず、 スィツチ等の信号発生装置を設けない構成により、 原点調整のために特別な信号線 を必要としないことから、 ロボット機内のケーブルを増加及び変更することがない 利点も併せて有する。 特に構造的にケーブルを配置困難な手首最先端軸においても. 高精度かつ手間の極めて少ない原点調整が可能となる。 <図面の簡単な説明 >

図 1は、 本発明の実施の形態 1における通常動作時の産業用ロボットの原点 調整装置部分を示す説明図

図 2は、 本発明の実施の形態 1における原点調整時の産業用ロボットの原点 調整装置部分を示す説明図

図 3は、 本発明の実施の形態 2における通常動作時の産業用ロボットの原点 調整装置部分を示す説明図

図 4は、 本発明の実施の形態 2における原点調整時の産業用ロボットの原点 調整装置部分を示す説明図

図 5は、 従来の産業用ロボットの原点調整装置を示す図

図 6は、 従来の他の産業用ロボットの原点調整装置を示す図

<発明を実施するための最良の形態〉

以下に、 本発明の実施の形態について、 図面を参照しながら説明する。 (実施の形態 1 )

図 1、 図 2は、 本発明の実施の形態 1における産業用ロボットの原点調整装 置部分を示す図である。 図において、 位置決め部材 2 2を埋設する取付け部 2 3と 前記位置決め部材 2 2が突出可能に摺動する案内部 2 4を第 1部材 1 1に設け、 第 1部材 1 1と第 2部材 1 2を相対回転させたとき前記位置決め部材 2 2と当接する 当接部 2 1を第 2部材 1 2に設けている。

以下、 上記構成の産業用ロボットの動作について説明する。 産業用口ポット が通常動作を行うときは、 図 1に示すように、 第 1部材 1 1と第 2部材 1 2の自由 な相対回転動作を可能とすると同時に、 位置決め部材 2 3及び案内部 2 4に対する 防塵効果も併せて発揮できるように、 第 1部材 1 1に位置決め部材 2 2を埋めてお

< o

原点調整が必要なときは、 図 2に示すように、 位置決め部材 2 2を第 1部材 1 1から案内部 2 4に沿って突出させ、 第 1部材 1 1と第 2部材 1 2を相対回転さ せることにより、 位置決め部材 2 2と当接部 2 1を当接させる。 ここで、 位置決め部材 2 2と当接部 2 1との当接を判断する際、 第 1部材 1 1と第 2部材 1 2を相対回転させる駆動用モータの電流より生成したトルクを監視 することで安定した判定を行うことができる。 また、 産業用ロボットを操作する作 業者の感覚や目視により判定しても構わない。

次に、 機械的原点位置にて位置決め部材 2 2と当接部 2 1を当接させ、 この 位置で機械的原点を登録し、 原点調整が完了する。 なお、 機械的原点位置と当接位 置とが異なる場合は、 原点調整が必要となる前に予めその差分を計測しておき、 原 点調整の際、 当接位置と前記既知の差分より機械的原点位置を算出し、 原点位置と して登録することで原点調整が完了する。

(実施の形態 2 )

図 3、 図 4は、 本発明の実施の形態 2における産業用ロボットの原点調整装 置部分を示す図である。 図 3、 図 4において、 図 1及ぴ図 2と同じ構成については 同じ符号を用いて、 その説明を省略する。

本実施の形態では、 実施の形態 1における第 2部材 1 2に設けた当接部 2 1 の代わりに、 第 1部材に設けた位置決め部材 2 2と位置決め部材 2 2が突出可能に 摺動する案内部 2 4を第 2部材に設けたものであり、 この構成によって実施の形態 1と同等の機能を有する原点調整が実現できる。

実施の形態 1では、 当接部 2 1が外部に露出することになり、 高精度な原点 調整を行うためには本箇所の防塵の必要があるが、 本実施の形態では、 この当接部 2 1が無く、 図 3に示すようにロボットが通常動作を行う時は位置決め部材 2 2及 び案内部 2 4が埋設されており、 完全な防塵構造を取れることから、 長期的に安定 した原点調整が実現できる。

<産業上の利用可能性 >

本発明の産業用ロボットは、 簡単な構成で、 かつ高精度に原点調整ができる ので、 特に製造ライン等で用いられる製造用の産業用ロボットに有用である。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 産業用ロボットの関節部分の相対回転する第 1部材と第 2部材を有し、 前記第 1部材は、 位置決め部材を埋設する取付け部と前記位置決め部材が突 出可能に摺動する案内部を有し、

前記 2部材は、 前記第 1および第 2部材を相対回転させたときに、 前記位置 決め部材と当接する当接部を有する産業用ロポット。

2 . 産業用ロボットの関節部分の相対回転する第 1部材と第 2部材を有し、 前記第 1部材は、 第 1位置決め部材を埋設する第 1取付け部と前記第 1位置 決め部材が突出可能に摺動する第 1案内部を有し、

前記第 2部材は、 第 2位置決め部材を埋設する第 2取付部と前記第 2位置決 め部材が突出可能に摺動する第 2案内部を有し、

前記第 1部材と第 2部材を相対回転させたときに、 第 1および第 2位置決め 部材が当接するよう配置した産業用ロボット。

3 . 産業用ロボットが通常動作を行うときは前記位置決め部材を前記第 1 の部材から突出しない位置で保持し、 原点調整を行うときのみ前記位置決め部材を 突出させる請求項 1または 2記載の産業用ロボット。

4 . 産業用ロボットの機械的原点位置で前記位置決め部材を当接させる請 求項 3記載の産業用ロボット。

5 . 産業用ロポットの機械的原点位置よりあらかじめ決められた既知の角 度変位した位置で前記位置決め部材を当接させ、 前記既知の角度変位と前記位置決 め部材の当接位置を用いて前記機械的原点位置を算出する算出手段を設けた請求項 3記載の産業用ロボット。

6 . 前記 2部材を相対回転させる駆動用モータの電流を用いて第 2部材に 生成したトルクを監視して前記位置決め部材の当接を判断する請求項 3記載の産業 用 πホッ卜。