JP2002239967A

JP2002239967A - ロボット

Info

Publication number: JP2002239967A
Application number: JP2001036879A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Wakita; 英和脇田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ロボットにおいて、一のアームを他のアーム
の先端に回転可能に連結する場合、アームの基準回転位
置を容易に定めることができ、しかも、位置決め構成が
簡単で、低コストに製造できるようにする。【解決手段】上アーム５に対して捻りアーム６を回転
可能に連結する場合、上アーム５の先端の押え板１８に
ねじ穴２４を形成する。捻りアーム６の端面部には切欠
２９を形成し、その内側の一端面を当接面３０とする。
上アーム５と捻りアーム６とは、正面から見た形状が矩
形であるため、捻りアーム６を４５度回すと、一隅部に
形成されたねじ穴２４が露出するので、そのねじ穴２４
に位置決めピン２５を螺着する。そして、捻りアーム６
を元の位置に戻すように回転させると、位置決めピン２
５が相対的に切欠２９内に侵入して当接面３０に当接
し、これにより捻りアーム６が基準回転位置で停止され
る。そして、制御系に基準回転位置を記憶させる。その
後、位置決めピン２５をねじ穴２４から取り外す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アームを回転可能
に支持して構成されるロボットに係り、特にアームの基
準回転位置を定めるための位置決め構成に関するもので
ある。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】多関節形ロボットにお
けるアーム構成の一例を述べると、ベースに対して、順
に、ボディ、下アーム、上アーム、捻りアーム、手首、
ハンド取付部を回転可能に連結して構成されている。

【０００３】ところで、ロボットを製造する場合、その
最終工程で、アームの基準回転位置（ホームポジショ
ン）を教示することが行われる。これを、上記の上アー
ムに対する捻りアームの基準回転位置を教示する場合を
例にとって説明すると、上アームには、捻りアームを取
り付けるシャフト、このシャフトを駆動するモータが設
けられており、シャフトに捻りアームを連結する組み立
てを行なった後、捻りアームを回して基準回転位置で停
止させる操作を行なう。そして、捻りアームが基準回転
位置で停止したときのモータの位置を、制御系に対し基
準回転位置として教示する。これにより、捻りアームの
動作が上記の基準回転位置を基準にして制御される。

【０００４】ところで、従来では、捻りアームの基準回
転位置を定めるために、上アームと捻りアームとの間に
位置決め機構を設けていた。この位置決め機構は、例え
ば上アームの端面に所定の角度範囲で回転するリングを
設け、このリングと捻りアームの端面の双方に位置決め
ピンを固定して構成される。そして、捻りアームを所定
方向に回して捻りアームの位置決めピンをリングの位置
決めピンに当接させ、更にこの両ピンが当接した状態で
リングが捻りアームと一体的に回転し、そしてリングが
ストッパに当たって停止したときの捻りアームに停止位
置を基準回転位置とする、というものである。なお、リ
ングを所定の角度範囲で回転できるようにした理由は、
上アーム側の位置決めピンを直接上アームに固定する
と、上アームと捻りアームの両方に位置決めピンが固定
して設けられることとなるので、これでは捻りアームの
回転角度が３６０度よりも小さくなり、３６０度回転す
ることを要求するユーザに対応できなくなるからであ
る。

【０００５】しかしながら、このような従来の位置決め
機構では、リングを所定の角度範囲で回転するように構
成しなければならないため、構造が複雑化し、製造コス
トが高くなるという問題がある。これに対し、位置決め
機構を組み込んでいない構造のロボットもある。このロ
ボットでは、位置決め用治具、例えばダイヤルゲージを
備えた治具を製作して捻りアームの基準回転位置をゲー
ジで測定して求めなければならず、治具事態が高価なも
のとなる上、位置決め作業が難しいという問題がある。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、アームの基準回転位置を容易に定める
ことができ、しかも、位置決め構成が簡単でコストの低
減化を図ることができるロボットを提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、ア
ームとこのアームを支持する支持側のうち、一方に位置
決め部材を取り付けてアームを回転させると、位置決め
部材と当接部とが当接してアームを基準回転位置で停止
させる。アームの基準回転位置を定めた後、位置決め部
材を取り外せば、アームは３６０度以上回転することが
できる。

【０００８】請求項２の発明では、位置決めピンはねじ
によって容易に取り付けることができる。また、請求項
３の発明では、位置決め機構を構成する部分が外方に突
出せず、外観を損なうことがないと共に、作業者が手な
どを引っ掛けたりするおそれがない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例につき図
面を参照しながら説明する。ロボットの全体構成は図５
に示されている。同図に示すように、ロボット１は垂直
多関節型として構成され、床に固定されるベース２と、
このベース２に水平旋回可能に連結されたボディ３と、
このボディ３に上下方向に旋回可能に連結された下アー
ム４と、この下アーム４の先端に連結された上アーム５
と、この上アーム５の先端に捻り回転可能に連結された
捻りアーム６と、この捻りアーム６の先端に上下方向に
旋回可能に連結された手首７とを備えている。そして、
手首７は先端に捻り回転可能なフランジ８を備え、この
フランジ８にハンドが取り付けられるようになってい
る。なお、上記ボディ３、手首７、フランジ８は下アー
ム４、上アーム５、捻りアーム６と共にロボット１のア
ームを構成する。

【００１０】図４は上アーム５と捻りアーム６との連結
構成を示す。同図に示すように、上アーム５の外殻を構
成するハウジング９の内部には、捻りアーム６の駆動源
としてのモータ１０が配設されている。そして、モータ
１０には減速装置１１が連結されている。この減速装置
１１はモータ１０の回転を減速して出力するもので、そ
の出力軸１２は一側部から前方に突出するクランク部１
３を一体に有しており、更にこのクランク部１３の先端
部には、リング状の連結部１４が一体に形成されてい
る。

【００１１】捻りアーム６の支持側を構成する上アーム
５において、そのハウジング９の先端部の端面壁１５に
は、円形の開口部１６が形成されている。この開口部１
６には、クロスローラベアリング１７のアウターロータ
１７ａが前方からの挿入によって嵌合されている。そし
て、ハウジング９の端面壁１５の前面には、押え板１８
がボルト１８ａ（図１参照）により固定されており、こ
の押え板１８により開口部１６からのアウターロータ１
７ａの抜け止めがなされている。このようにして開口部
１６に装着されたクロスローラベアリング１７のインナ
ーロータ１７ｂに前記出力軸１２の連結部１４が嵌合さ
れて回転可能に支持されている。

【００１２】一方、捻りアーム６の外殻を構成するハウ
ジング１９の後端部の端面壁２０には、後方に突出する
中空の短い連結軸部２１が一体に形成されている。この
連結軸部２１は、クロスローラベアリング１７のインナ
ーロータ１７ｂに嵌合支持されていると共に、前記出力
軸１２の連結部１４にボルト２２によって固定されてい
る。以上のような連結構成により、モータ１０が回転す
ると、その回転が減速されて捻りアーム６に伝達され、
当該捻りアーム６が捻り回転する。

【００１３】さて、前記上アーム５の前側の端面部を構
成する押え板１８と捻りアーム６の後側の端面部を構成
するハウジング１９の端面壁２０とは、図２に示すよう
に、ほぼ同一の大きさの矩形状をなし、僅かな隙間を介
して対向している。そして、図２（ａ）に示すように、
押え板１８と端面壁２０とが合致した状態から、図２
（ｂ）に示すように、捻りアーム６を時計方向にほぼ４
５度回転させると、押え板１８の４隅部が捻りアーム６
の端面壁２０との対向から外れて露呈するようになって
いる。なお、図２は、捻りアーム６はハウジング１９の
左右両側にカバー２３を取り付けた状態で示しているの
で、捻りアーム６の左右両側は上アーム５よりも大きく
なっている。ちなみに、捻りアーム６のハウジング１９
の左右両側には、手首７やフランジ８の駆動装置（図示
せず）を組み入れるための開口（同じく図示せず）が形
成されているので、カバー２３はその開口を塞ぐための
ものである。

【００１４】上記の捻りアーム６を時計方向ほぼ４５度
回転させたとき、露呈する押え板１８の４隅部のうち、
例えば正面から見て左下の隅部には、図１、図２に示す
ように取付部としてのねじ穴２４が形成されている。上
記ねじ穴２４には、捻りアーム６の基準回転位置を教示
する際に位置決め部材としての位置決めピン２５が螺合
される。この位置決めピン２５は、円形の主部２６とね
じ部２７とを備え、主部２６の外径寸法は精度良く仕上
げられている。なお、位置決めピン２５の主部２６に
は、六角レンチ（図示せず）を差し込むための六角穴２
６が形成されている。一方、捻りアーム６の端面壁２０
のうち、下側中央から右下側の隅角部にわたる部位に
は、端面壁２０の外周から内方に向かって凹となると共
に、時計方向に向かって次第に深くなる切欠２９が形成
されている。そして、この切欠２９の内面のうち、時計
方向の端面を当接部としての当接面３０としている。

【００１５】次に上記構成の作用を説明する。捻りアー
ム６を出力軸１２の連結部１４に連結した後、捻りアー
ム６を基準回転位置に回転させてモータ１０の位置を教
示するには、まず、捻りアーム６を時計方向にほぼ４５
度回転させて上アーム５のねじ穴２４が露出するように
する。そして、この露出されたねじ穴２４に位置決めピ
ン２５のねじ部２７を螺合して締め付け固定する。

【００１６】その後、捻りアーム６を反時計方向に回転
させる。すると、この捻りアーム６の回転に伴って、位
置決めピン２５が相対的に捻りアーム６側の切欠２９内
に侵入してくる。そして、最終的に切欠２９の当接面３
０が位置決めピン２５に当接し、これによって捻りアー
ム６が基準回転位置で停止する。そこで、捻りアーム６
をこの基準回転位置に保持した状態で制御系にモータ１
０の回転位置を記憶させる。

【００１７】このように本実施例によれば、ねじ穴２４
に位置決めピン２５を取り付け、そして切欠２９の当接
面３０が位置決めピン２５に当接するまで捻りアーム６
を反時計方向に回すという操作で、容易に捻りアーム６
を基準回転位置にセットすることができる。

【００１８】また、位置決めに必要なねじ穴２４、位置
決めピン２５、切欠２９は低コストにて製作できる。そ
の上、位置決めピン２５は着脱可能で、捻りアーム６を
基準回転位置に設定して所定の作業をした後は、位置決
めピン２５をねじ穴２４から取り外すので、捻りアーム
６の回転角度が位置決めピン２５によって狭められるこ
とはなく、３６０度以上の回転が可能である。従って、
３６０度以上の回転を保証するための構造を付加する必
要がない。以上のことから、捻りアーム６が３６０度以
上回転することを保証しながら当該捻りアーム６を基準
回転位置に位置決めするための機構を安価に製作でき、
ロボット１の製造コストの低減化を図ることができる。

【００１９】その上、ねじ穴２４を、押え板１８の前面
部に形成し、当接面３０をハウジング１９の端面壁に２
０に形成した切欠２９によって構成できるので、位置決
め機構の構成部分が外方に突出することがなく、大形化
を回避できると共に、作業者が手や衣類などを引っ掛け
たりすることがない。

【００２０】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、以下のような拡張或いは
変更が可能である。ねじ穴２４を捻りアーム６側に形成
し、切欠２９を上アーム５側に形成しても良い。切欠２
９の高さ（捻りアーム６の回転軸に沿った方向）が高
く、切欠２９内で位置決めピン２５をねじ穴２７に着脱
操作できれば、捻りアーム６を時計方向に回したとき、
ねじ穴２７が露呈するようにしなくとも良い。ねじ穴２
４を単なる穴に代えると共に、位置決めピン２５のねじ
部２７を上記の穴に密に嵌合する軸部としても良い。ね
じ穴２４を上アーム５のハウジング９の側面部に形成
し、捻りアーム６のハウジング１９にねじ穴２４まで突
出する突部（当接部）を形成し、ねじ穴２４に位置決め
ピン２５を螺合したとき、当該位置決めピン２５が上ア
ーム５の側面から外側に突出し、捻りアーム６を回転さ
せたとき、位置決めピンに上記の突部（当接部）が当接
して基準位置を定めるように構成しても良い。本発明の
位置決め構成は下アーム４に対する上アーム５の基準回
転位置を設定する場合に適用しても良く、また、ベース
２に対するボディ２の基準回転位置を定める場合に適用
しても良く、要は、アームを回転可能に支持する場合
に、そのアームの基準回転位置を設定する場合に広く適
用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す要部の分解斜視図

【図２】位置決め機能を説明するためのもので、（ａ）
は位置決め準備段階の正面図、（ｂ）は位置決め状態で
の正面図

【図３】位置決め状態で示す要部の断面図

【図４】下アームと上アームとの連結部分の断面図

【図５】ロボット全体の側面図

【符号の説明】

図中、２はベース、３はボディ、４は下アーム、５は上
アーム（支持側）、６は捻りアーム、７は手首、８はハ
ウジング、１０はモータ、１１は減速装置、１２は出力
軸、１３はクランク部、１４は連結部、１７はクロスロ
ーラベアリング、１８は押え板、１９はハウジング、２
１は連結軸部、２４はねじ穴（取付部）、２５は位置決
めピン、２９は切欠、３０は当接面（当接部）である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アームを回転可能に支持して構成される
ロボットにおいて、前記アームとこのアームを支持する支持側のうち、一方
に位置決め部材を着脱可能に取り付けるための取付部を
形成し、他方に前記アームを前記支持側に対して回転さ
せたとき前記位置決め部材と接して当該アームの基準回
転位置を定める当接部を設けたことを特徴とするロボッ
ト。
【請求項２】前記位置決め部材はねじ部を有する位置
決めピンからなり、前記取付部は当該位置決めピンのね
じ部を螺合するねじ穴からなることを特徴とする請求項
１記載のロボット。
【請求項３】前記アームと支持側の端面どうしは互い
に対向し、前記取付部は前記アームと支持側のうちの一
方の端面部に形成され、前記当接部は前記アームと支持
側のうちの他方の端面部にその外周から内方に凹となる
ように形成された切欠の内側端面からなることを特徴と
する請求項１または２記載のロボット。