WO2012029174A1 - 天吊りスカラ型ロボット - Google Patents

天吊りスカラ型ロボット Download PDF

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好高 熊谷
光広 深津
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三菱電機株式会社
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    • Y10T74/20305—Robotic arm
    • Y10T74/20329—Joint between elements

Definitions

  • the present invention relates to a ceiling-mounted scalar robot.
  • a floating SCARA type robot is required to have a mounting surface (machined surface) for robot installation on the lower surface of the ceiling surface structure.
  • the mounting surface is required to be parallel to the working surface in the movement area of the robot, the ceiling surface structure becomes complicated, such as constructing the ceiling surface itself parallel to the working surface. Is a problem.
  • the robot is attached upward from below the ceiling surface, it is necessary to support the weight of the robot during the installation operation until the robot is fixed by tightening the mounting bolts or the like.
  • the present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to obtain a suspension type SCARA type robot that enables installation by easy installation operation using a simple structure.
  • the present invention is connected to the base via a first joint portion centered on a first joint axis and centered on the first joint axis. It is connected to the first arm via a first arm made rotatable in a horizontal plane and a second coupling part centered on a second joint axis, and rotated in a horizontal plane about the second joint axis
  • the base on a mounting structure which is mounted on the second arm which is made possible, a working shaft attached to the second arm, and the base and which is located vertically above the working area of the working shaft And a base mounting portion for mounting the
  • the floating SCARA type robot according to the present invention has an effect that installation by easy installation operation is possible using a simple structure.
  • FIG. 1 is a front view of a hanging scalar type robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the suspension scalar robot.
  • FIG. 3 is a top view of the base and the base mount.
  • FIG. 4 is a view for explaining the installation of a ceiling-mounted scalar robot.
  • FIG. 1 is a front view of a hanging scalar type robot according to an embodiment of the present invention.
  • the floating SCARA type robot 1 has a base 10, a first arm 11, a second arm 12 and a working shaft 13.
  • the first arm 11 is coupled to the base 10 via a first coupling portion 14 centered on the first joint axis.
  • the first arm 11 is rotatable in a horizontal plane about the first joint axis.
  • a motor for driving the first arm 11 and a reduction gear are fixed to the base 10.
  • the second arm 12 is connected to the first arm 11 via a second coupling portion 15 centered on the second joint axis.
  • the second arm 12 is rotatable in the horizontal plane about the second joint axis.
  • a motor and a reduction gear (both not shown) for driving the second arm 12 are fixed to the first arm 11.
  • the working shaft 13 is provided at the tip of the second arm 12 so as to be vertically movable and rotatable.
  • a tool for carrying and processing a work is attached to the work axis 13.
  • a motor and a reduction gear (both not shown) for driving the work shaft 13 are fixed to the second arm 12.
  • the arm length of the first arm 11 (the distance between the first joint axis and the second joint axis) and the arm length of the second arm 12 (the distance between the second joint axis and the center of the working axis 13) It has been made equal. Further, the first arm 11 and the second arm 12 are configured to pass each other without interfering with each other because the rotational surfaces are vertically shifted.
  • the base mounting portion 16 is mounted to the lower surface of the base 10.
  • the base mounting portion 16 is a plate-like member for mounting the base 10 on the two beams 2.
  • the beam 2 is a mounting structure located vertically above the working area of the working shaft 13.
  • the two beams 2 are provided at intervals, for example, at a position corresponding to the ceiling surface of the work cell of the ceiling-scaring SCARA type robot 1.
  • the base mounting portion 16 is installed across the two beams 2.
  • the ceiling-scaring SCARA type robot 1 is a two-piece robot such that the base 10 above the base mounting portion 16 is located above the beam 2 and each configuration below the base mounting portion 16 is located below the height of the beam 2. It is installed between the beams 2.
  • FIG. 2 is a side view of the suspension scalar robot.
  • the second arm 12 is rotated 180 degrees from the state shown in FIG. 1, and the second arm 12 is stored under the first arm 11 (hereinafter referred to as “stored state” as appropriate)
  • the ceiling-scaring SCARA type robot 1 is configured such that the respective components are integrated within, for example, the width W1 of the base mounting portion 16 in the horizontal direction in the plane shown.
  • Both the arm width of the first arm 11 and the arm width of the second arm 12 are the same as W1 or narrower than W1.
  • the arm width is the width of the first arm 11 and the second arm 12 in the direction (horizontal direction in FIG. 2) perpendicular to the direction of the arm length (depth direction in FIG. 2) and included in the rotational surface. .
  • FIG. 3 is a top view of the base and the base mount.
  • the base mounting portion 16 has a substantially rectangular shape whose long side is W2 and whose short side is W1 (W2> W1).
  • the long side direction and the short side direction of the base mounting portion 16 are both included in the horizontal direction.
  • FIG. 4 is a view for explaining the installation of a ceiling-mounted scalar robot.
  • the spacing S between the two beams 2 is set to be larger than W1 and smaller than W2 (W1 ⁇ S ⁇ W2).
  • W1 ⁇ S ⁇ W2 W1 ⁇ S ⁇ W2
  • the ceiling-carried SCARA type robot 1 After passing between the beams 2 to the position of the first coupling portion 14, as shown in the lower part of the figure, the ceiling-carried SCARA type robot 1 is rotated 90 degrees in the horizontal direction.
  • the overhanging portions (both ends in the longitudinal direction) of the base mounting portion 16 are mounted on the beam 2, and the SCARA type robot 1 is installed between the two beams 2 .
  • the width of the portion including the first arm 11 and the second arm 12 is shortened with respect to the distance between the two beams 2 and the base mounting portion 16 is lengthened, so that the beam 2 is suspended from above
  • the scalar robot 1 can be installed.
  • the ceiling-scaring SCARA type robot 1 may be installed on the beam 2 by rotating it from the lower side of the beam 2 through the base 10 and the base mounting portion 16. By making the entire width of the SCARA type robot 1 in the stored state narrower than the distance between the beams 2, the SCARA type robot 1 can be installed from either the upper side or the lower side of the beam 2.
  • At least the arm width of the first arm 11 and the second arm 12 may be shorter than the length of at least one of the base mounting portions 16 forming the projecting portion.
  • the ceiling-scaring SCARA type robot 1 can It can be installed from
  • the base mounting portion 16 is provided with a mounting fixing member 21 and a jack-up member 22.
  • the mounting fixing member 21 fixes the base mounting portion 16 to the beam 2.
  • the jackup member 22 functions as a position adjustment mechanism for adjusting the position of the base mounting portion 16 with respect to the work surface by the work shaft 13.
  • the fixing member 21 for installation includes, for example, a screw that penetrates the base mounting portion 16 and a nut that fixes the screw, and is provided at four corners of the base mounting portion 16.
  • the jackup member 22 includes, for example, a screw that penetrates the base mounting portion 16 and is provided in the vicinity of the mounting fixing member 21.
  • the floating SCARA type robot 1 can mount and attach the base 10 from the top of the beam 2 by adopting the base mounting portion 16. After placing the base mounting portion 16 and the base 10 on the beam 2, the worker can perform the fixing operation without supporting the weight of the ceiling-scaring SCARA type robot 1.
  • the overhead hanging SCARA type robot 1 can adjust the parallelism of the base 10 with respect to the work surface easily and accurately after the base mounting portion 16 is placed on the beam 2. . Since it is not necessary to ensure the parallelism with the work surface only by the construction of the ceiling surface and the beam 2, installation of the ceiling-scaring SCARA type robot 1 with a simple structure becomes possible. As a result, the overhead hanging SCARA type robot 1 can be installed by easy installation work using a simple structure.
  • the number and position of the jackup members 22 are not limited to those described in the present embodiment, and may be changed as appropriate.
  • the position adjusting mechanism is not limited to the jack-up member 22 using a screw, and any configuration may be adopted as long as at least one of the inclination and the height of the base mounting portion 16 can be adjusted.
  • the mounting structure is not limited to the case of two beams 2.
  • the mounting structure may be any object as long as the overhanging portion of the base mounting portion 16 can be placed by passing at least a portion below the base mounting portion 16 of the floating SCARA type robot 1 good.
  • the mounting structure may be, for example, a plate-like member having an opening.
  • the installation structure is not limited to the case where it is installed in a work cell in which a work area of each robot is a unit.
  • the mounting structure may be provided at any location vertically above the work surface.
  • the installation structure may be, for example, one mounted on a ceiling surface of a work area where a plurality of robots work, or one mounted on a ceiling surface indoors.
  • the floating SCARA type robot according to the present invention can simplify the structure for installation and the installation work, and therefore, it is possible to perform the work in the new establishment or extension of the production line, the replacement of the robot, etc. Suitable for efficiency.

Landscapes

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Abstract

　ベース（１０）と、第１関節軸を中心とする第１結合部（１４）を介してベース（１０）に連結され、第１関節軸を中心として水平面内で回動可能とされた第１アーム（１１）と、第２関節軸を中心とする第２結合部（１５）を介して第１アーム（１１）に連結され、第２関節軸を中心として水平面内で回動可能とされた第２アーム（１２）と、第２アーム（１２）に取り付けられた作業軸（１３）と、ベース（１０）に取り付けられ、作業軸（１３）の動作域に対して鉛直上側に位置する据付用構造体である梁（２）の上にベース（１０）を載置するためのベース据付部（１６）と、を有する。

Description

天吊りスカラ型ロボット
　本発明は、天吊りスカラ型ロボットに関する。
　スカラ型ロボットと呼ばれる水平多関節型の産業用ロボットの一つとして、天井面より吊り下げられて設置される天吊りスカラ型ロボットが知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
特開２００５－１９３３４７号公報 特開平６－２６２５５５号公報
　従来、天吊りスカラ型ロボットは、天井面構造の下面に、ロボット据付用の取り付け面（機械加工面）が必要とされている。また、その取り付け面は、ロボットの動作域における作業面に対して平行であることが必要とされることから、天井面自体を作業面に平行に構築する等、天井面構造が複雑になることが問題となる。さらに、天井面の下側から上へ向かってロボットを取り付けることとなるため、取り付けボルトの締め付け等によるロボットの固定が完了するまで、据え付け作業中はロボットの重量を支える必要がある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構造を使用して、容易な据え付け作業による設置を可能とする天吊りスカラ型ロボットを得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ベースと、第１関節軸を中心とする第１結合部を介して前記ベースに連結され、前記第１関節軸を中心として水平面内で回動可能とされた第１アームと、第２関節軸を中心とする第２結合部を介して前記第１アームに連結され、前記第２関節軸を中心として水平面内で回動可能とされた第２アームと、前記第２アームに取り付けられた作業軸と、前記ベースに取り付けられ、前記作業軸の動作域に対して鉛直上側に位置する据付用構造体の上に前記ベースを載置するためのベース据付部と、を有することを特徴とする。
　本発明にかかる天吊りスカラ型ロボットは、簡易な構造を使用して、容易な据え付け作業による設置が可能であるという効果を奏する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる天吊りスカラ型ロボットの正面図である。 図２は、天吊りスカラ型ロボットの側面図である。 図３は、ベースおよびベース据付部の上面図である。 図４は、天吊りスカラ型ロボットの据え付けについて説明する図である。
　以下に、本発明にかかる天吊りスカラ型ロボットの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態．
　図１は、本発明の実施の形態にかかる天吊りスカラ型ロボットの正面図である。天吊りスカラ型ロボット１は、ベース１０、第１アーム１１、第２アーム１２および作業軸１３を有する。第１アーム１１は、第１関節軸を中心とする第１結合部１４を介してベース１０に連結されている。第１アーム１１は、第１関節軸を中心として、水平面内で回動可能とされている。ベース１０には、第１アーム１１の駆動のためのモータや減速機（いずれも不図示）が固定されている。
　第２アーム１２は、第２関節軸を中心とする第２結合部１５を介して第１アーム１１に連結されている。第２アーム１２は、第２関節軸を中心として、水平面内で回動可能とされている。第１アーム１１には、第２アーム１２の駆動のためのモータや減速機（いずれも不図示）が固定されている。
　作業軸１３は、第２アーム１２の先端部に、上下動および回転可能に設けられている。作業軸１３には、ワークの搬送や加工を行うためのツールが取り付けられる。第２アーム１２には、作業軸１３の駆動のためのモータや減速機（いずれも不図示）が固定されている。
　第１アーム１１のアーム長（第１関節軸および第２関節軸の間の距離）と、第２アーム１２のアーム長（第２関節軸および作業軸１３の中心の間の距離）とは、等しくされている。また、第１アーム１１と第２アーム１２とは、回動面が上下にずれていることにより、互いに干渉することなくすれ違うように構成されている。
　ベース据付部１６は、ベース１０の下面に取り付けられている。ベース据付部１６は、２本の梁２の上にベース１０を載置するための板状部材である。梁２は、作業軸１３の動作域に対して鉛直上側に位置する据付用構造体である。２本の梁２は、例えば、天吊りスカラ型ロボット１の作業用セルの天井面に相当する箇所において、互いに間隔を持たせて設けられている。
　ベース据付部１６は、２本の梁２の間を架け渡らせて設置されている。天吊りスカラ型ロボット１は、ベース据付部１６より上のベース１０が梁２より上に、ベース据付部１６より下の各構成が梁２の高さから下に位置するように、２本の梁２の間を通して設置されている。
　図２は、天吊りスカラ型ロボットの側面図である。図２に示す側面図は、図１に示す状態から第２アーム１２を１８０度回動させて、第１アーム１１の下に第２アーム１２が収納された状態（以下、適宜「収納状態」と称する）の一側面を表している。かかる状態において、天吊りスカラ型ロボット１は、図示する面内の左右方向にて例えばベース据付部１６の幅Ｗ１の範囲内に各構成が集約している。第１アーム１１のアーム幅および第２アーム１２のアーム幅のいずれも、Ｗ１と同じか、Ｗ１より狭くされている。なお、アーム幅は、第１アーム１１および第２アーム１２について、アーム長の方向（図２の紙面奥行き方向）に垂直かつ回動面に含まれる方向（図２の左右方向）の幅とする。
　図３は、ベースおよびベース据付部の上面図である。図示する水平面内において、ベース据付部１６は、長辺をＷ２、短辺をＷ１（Ｗ２＞Ｗ１）とする略長方形をなしている。ベース据付部１６の長辺方向および短辺方向は、いずれも水平方向に含まれる方向とする。
　図４は、天吊りスカラ型ロボットの据え付けについて説明する図である。２本の梁２の間隔Ｓは、Ｗ１より大きく、かつＷ２より小さくなるように設定されている（Ｗ１＜Ｓ＜Ｗ２）。まず、図中上段に示すように、梁２の長手方向に、収納状態とした第１アーム１１および第２アーム１２のアーム長の方向を一致させて、梁２の上側から梁２同士の間へ天吊りスカラ型ロボット１を通していく。
　梁２同士の間を第１結合部１４の位置まで通してから、図中下段に示すように、天吊りスカラ型ロボット１を水平方向に９０度回転させる。天吊りスカラ型ロボット１を回転させることで、ベース据付部１６の張り出し部分（長手方向両端）が梁２の上に載置され、２本の梁２の間を通してスカラ型ロボット１が設置される。このように、２本の梁２の間隔に対して、第１アーム１１及び第２アーム１２を含む部分の幅を短くし、ベース据付部１６を長くすることで、梁２の上側から天吊りスカラ型ロボット１を設置することができる。
　なお、天吊りスカラ型ロボット１は、梁２の下側からベース１０およびベース据付部１６を通してから回転させることで、梁２に設置することとしても良い。収納状態におけるスカラ型ロボット１全体の幅を梁２の間隔より狭くすることで、天吊りスカラ型ロボット１は、梁２の上側および下側のいずれからも設置することが可能となる。
　天吊りスカラ型ロボット１は、少なくとも、第１アーム１１および第２アーム１２のアーム幅が、ベース据付部１６のうち張り出し部分をなす少なくとも一方向の長さより短くされていれば良い。この場合、第１アーム１１および第２アーム１２のアーム幅より長く、かつベース据付部１６の長さより短い間隔をなす梁２を用意することで、天吊りスカラ型ロボット１は、梁２の上から設置することができる。
　図３に示すように、ベース据付部１６には、据付用固定部材２１と、ジャッキアップ部材２２とが設けられている。据付用固定部材２１は、ベース据付部１６を梁２に固定する。ジャッキアップ部材２２は、作業軸１３による作業面に対するベース据付部１６の位置を調整するための位置調整機構として機能する。
　据付用固定部材２１は、例えば、ベース据付部１６を貫通させたネジと、ネジを固定するナットとを備え、ベース据付部１６の四隅に設けられている。ジャッキアップ部材２２は、例えば、ベース据付部１６を貫通させたネジを備え、据付用固定部材２１の近傍に設けられている。梁２にベース据付部１６を載置してから各ジャッキアップ部材２２の締め込み具合を適宜調節することにより、ベース据付部１６の取り付け面（下面）が作業面に平行になるように、ベース据付部１６を位置決めする。また、ジャッキアップ部材２２の調節により、作業面に対するベース据付部１６の高さを調整することとしても良い。
　天吊りスカラ型ロボット１は、ベース据付部１６を採用することで、梁２の上からベース１０を載置して取り付けることができる。作業者は、ベース据付部１６およびベース１０を梁２に載置してからは、天吊りスカラ型ロボット１の重量を支えることなく固定作業を行うことが可能となる。
　天吊りスカラ型ロボット１は、ジャッキアップ部材２２を用いることで、梁２にベース据付部１６を載置してから、作業面に対するベース１０の平行度を容易にかつ精度良く調整することができる。天井面や梁２の構築のみによって作業面との平行度を確保することが不要となるため、簡易な構造による天吊りスカラ型ロボット１の据え付けが可能となる。これにより、天吊りスカラ型ロボット１は、簡易な構造を使用して、容易な据え付け作業による設置が可能となる。
　なお、ジャッキアップ部材２２の数および位置は、本実施の形態で説明する場合に限られず、適宜変更しても良い。また、位置調整機構は、ネジを使用するジャッキアップ部材２２である場合に限られず、ベース据付部１６の傾きおよび高さの少なくとも一方を調整可能であればいずれの構成を採用しても良い。
　据付用構造体は、２つの梁２である場合に限られない。据付用構造体は、天吊りスカラ型ロボット１のうち少なくともベース据付部１６より下の部分を通過させて、ベース据付部１６の張り出し部分を載置可能であれば、いずれの物であっても良い。据付用構造体としては、例えば、開口を有する板状部材等であっても良い。
　据付用構造体は、ロボットごとの作業エリアを単位とする作業用セルに設置されるものである場合に限られない。据付用構造体は、作業面より鉛直上側のいずれの場所に設けられたものであっても良い。据付用構造体は、例えば、複数台のロボットが作業する作業エリアの天井面に取り付けられたものや、室内の天井面に取り付けられたもの等としても良い。
　以上のように、本発明にかかる天吊りスカラ型ロボットは、据え付けのための構造の簡易化、据え付け作業の簡易化が可能であるため、生産ラインの新設や増設、ロボットの交換等における作業の効率化に適している。
　１　天吊りスカラ型ロボット
　２　梁
　１０　ベース
　１１　第１アーム
　１２　第２アーム
　１３　作業軸
　１４　第１結合部
　１５　第２結合部
　１６　ベース据付部
　２１　据付用固定部材
　２２　ジャッキアップ部材

Claims (3)

  1. 　ベースと、
    　第１関節軸を中心とする第１結合部を介して前記ベースに連結され、前記第１関節軸を中心として水平面内で回動可能とされた第１アームと、
    　第２関節軸を中心とする第２結合部を介して前記第１アームに連結され、前記第２関節軸を中心として水平面内で回動可能とされた第２アームと、
    　前記第２アームに取り付けられた作業軸と、
    　前記ベースに取り付けられ、前記作業軸の動作域に対して鉛直上側に位置する据付用構造体の上に前記ベースを載置するためのベース据付部と、を有することを特徴とする天吊りスカラ型ロボット。
  2. 　前記第１アームおよび前記第２アームについて、アーム長の方向に垂直かつ回動面に含まれる方向の幅をアーム幅、とすると、
    　前記ベース据付部のうち、水平方向に含まれる少なくとも一方向についての長さが、前記第１アームの前記アーム幅および前記第２アームの前記アーム幅のいずれよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の天吊りスカラ型ロボット。
  3. 　前記作業軸による作業面に対する前記ベース据付部の位置を調整するための位置調整機構を有することを特徴とする請求項１または２に記載の天吊りスカラ型ロボット。
PCT/JP2010/065142 2010-09-03 2010-09-03 天吊りスカラ型ロボット WO2012029174A1 (ja)

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CN2010800688632A CN103079776A (zh) 2010-09-03 2010-09-03 吊挂式关节型机器人
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