JP2012000740A - スカラロボット - Google Patents
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Abstract
【課題】アームの上下のデッドスペースを低減したスカラロボットを得ること。
【解決手段】ベース10と、第1関節軸を介して水平面内で回動可能にベース10に連結された第1アーム1と、第2関節軸を介して水平面内で回動可能に第1アーム1に連結された第2アーム2と、第2アーム2の先端部に上下動するように設置された先端軸4とを備えたスカラロボットであって、ケーブル15を収容してベース10と第1アーム1との間に架け渡された第1ケーブルダクト11及びケーブル15を収容して第1アーム1と第2アーム2との間に架け渡された第2ケーブルダクト12を備え、第1、第2ケーブルダクト11、12の一端は第1、第2関節軸上に位置しており、第1及び第2ケーブルダクト11、12は、上下方向に関して先端軸4の可動域上下動の範囲内に収まるように設置された。
【選択図】図1
【解決手段】ベース10と、第1関節軸を介して水平面内で回動可能にベース10に連結された第1アーム1と、第2関節軸を介して水平面内で回動可能に第1アーム1に連結された第2アーム2と、第2アーム2の先端部に上下動するように設置された先端軸4とを備えたスカラロボットであって、ケーブル15を収容してベース10と第1アーム1との間に架け渡された第1ケーブルダクト11及びケーブル15を収容して第1アーム1と第2アーム2との間に架け渡された第2ケーブルダクト12を備え、第1、第2ケーブルダクト11、12の一端は第1、第2関節軸上に位置しており、第1及び第2ケーブルダクト11、12は、上下方向に関して先端軸4の可動域上下動の範囲内に収まるように設置された。
【選択図】図1
Description
本発明は、スカラロボットに関する。
従来、スカラロボット(水平多関節ロボット)の外装ケーブルを収容するケーブルダクトの一端は、アームの回転中心線上ではなく、アームの途中に設けられていた。このような構造では、アームの回転角度に応じてケーブルダクトの両端の距離は変化するため、予めケーブルダクトの長さにゆとりを持たせ、その変化に対応していた。
しかし、上記構造では、ロボットの上下の空間にケーブルダクトの伸縮のための空間が必要であり、デッドスペースが生じてしまうという問題がある。
特許文献1に記載の発明は、ベース側の第1アームについて、ケーブルダクトの一端を第1アーム回転中心線上に設けることで、ロボット下側のデッドスペースを小さくしたスカラロボットが開示されている。
工業製品の製造コスト低減のためには、工場の単位空間当たりの生産能力を高めることが重要な要因となる。しかしながら、上記特許文献1に開示される発明は、ロボットの上側のデッドスペースを小さくすることについては何ら寄与しない。したがって、ロボット上側にデッドスペースが生じ、ロボットを設置する場所を有効に活用できない。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アームの上下のデッドスペースを低減したスカラ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関節軸を介して水平面内で回動可能にベースに連結された第1アームと、第2関節軸を介して水平面内で回動可能に第1アームに連結された第2アームと、第2アームの先端部に上下動するように設置された先端軸とを備えたスカラロボットであって、ケーブルを収容してベースと第1アームとの間に架け渡された第1ケーブルダクト、及びケーブルを収容して第1アームと第2アームとの間に架け渡された第2ケーブルダクトを備え、第1ケーブルダクトの第1アーム側の端は、第1関節軸上に位置しており、第2ケーブルダクトの一方の端は、第2関節軸上に位置しており、第1、第2ケーブルダクトは、上下方向に関して先端軸の上下動の可動域の範囲内に収まるように設置されたことを特徴とする。
本発明によれば、アームの上下のデッドスペースが小さく抑えられるため、ロボットが占有する空間が小さくなり、工場の単位空間当たりの生産能力を高めることができるという効果を奏する。
以下に、本発明に係るスカラ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1.
図1は、本発明に係るスカラロボットの実施の形態1の構成を示す図である。本実施の形態に係るスカラロボットは、ベース10、第1アーム1、第2アーム2及び先端軸4を有する。
図1は、本発明に係るスカラロボットの実施の形態1の構成を示す図である。本実施の形態に係るスカラロボットは、ベース10、第1アーム1、第2アーム2及び先端軸4を有する。
本実施の形態に係るスカラロボットは、ベース10が天井面に据え付けられた天吊り型の装置である。第1アーム1は、ベース10の下面に水平面内で回動可能に連結されている。第1アーム1の先端側の上面には、第2アーム2が水平面内で回動可能に連結されている。第2アーム2の先端には、先端軸4が設けられている。先端軸4は、上下方向に可動となっており、ワーク20の搬送や、加工(ねじの締め付けなど)を行うためのツールが設置される。
第1ケーブルダクト11は、第1アーム1の回転中心軸1a上の下面とベース10の下面との間に架け渡されている。また、第2ケーブルダクト12は、第2アーム2の回転中心軸2a上の上面と第1アーム1の中間部分の上面との間に架け渡されている。スカラロボットの各駆動部や先端軸4に設置するツールなどに電源や信号、圧縮空気などを供給するためのケーブル15は、第1ケーブルダクト11、第1アーム1の内部、第2ケーブルダクト12を介して配線されている。第1ケーブダクト11及び第2ケーブルダクト12は、フレキシブルに形成されており、かつ中間部分が湾曲していることにより、収容しているケーブル15に第1アーム1や第2アーム2の回動に伴って不要な緊張が生じることが防止されている。
なお、アーム同士の連結部分(関節)においてケーブルをアーム内に配線する場合、関節には回転軸に隣接して開口を設ける必要が生じる。このような構造では、アームの太さが同じであるならば、ケーブルをアーム内に配線しない構造と比較して回転軸の径を小さくしなければならなくなる。従って、関節の強度が低下してしまうこととなる。換言すると、同等の強度を得ようとするならば、関節を大きくしなければならなくなり、装置の小型化を実現する妨げとなる。これは、アームの回転軸を中空軸とした場合も同様である。本実施の形態では、第1アーム1と第2アーム2との連結部分では第2ケーブルダクト12を介して第1アーム1及び第2アーム2の外にケーブル15を配線しているため、第2アーム2の回転軸の径を小さくする必要はなく、関節の強度を確保できる。なお、ベース10と第1アーム1との連結部分についても同様であり、第1ケーブルダクト11を介してベース10及び第1アーム1の外にケーブル15を配線しているため、第1アーム1の回転軸の径を小さくする必要はなく、関節の強度を確保できる。
第1ケーブルダクト11は、第1アーム1側の端が第1アーム1の回転中心軸1a上に位置しているため、第1アーム1が回動したとしても、第1ケーブルダクト11の両端の距離は変化しない。したがって、第1ケーブルダクト11にゆとりを持たせる必要が無いため、第1アーム1の回動に伴って第1ケーブルダクト11の中間部分が下方へ垂れ下がることはない。これにより、先端軸4に保持したワーク20を搬送する際に、ワーク20と第1ケーブルダクト11とが干渉することがなくなる。よって、第1ケーブルダクト11を迂回するようにワーク20を搬送する必要がなくなる。
図2は、第2アーム2を図1に示した状態から回動させた状態を示す図である。第2ケーブルダクト12は、第2アーム2側の端が第2アーム2の回転中心軸2a上に位置しているため、第2アーム2が回動したとしても、第2ケーブルダクト12の両端の距離は変化しない。したがって、第2ケーブルダクト12にゆとりを持たせる必要が無いため、第2アーム2の回動に伴って第2ケーブルダクト12の中間部分が上方へ突出することはない。また、第2ケーブルダクト12は第2アーム2側の端が第2アーム2の回転中心軸2a上に位置しているため、先端軸4と第2ケーブルダクト12との間隔が広くなる。従って、第2ケーブルダクト12が先端軸4の動きの妨げとなりにくい。また、第2ケーブルダクト12が第2アーム2の上側に設置されているため、ワーク20の搬送の妨げとはなりにくい。
また、第2ケーブルダクト12の中間部分と、先端軸4の上下動の可動域の上端と、ベース10の据付面とが、ほぼ同じ高さに整列しているため、第1アーム1及び第2アーム2の上方に生じるデッドスペースが最小限に抑えられている。なお、第2ケーブルダクト12の中間部分の高さ(上端の高さ)が、先端軸4の上下動の可動域の上端の高さよりも高い場合には、先端軸4の可動範囲外の高さに第2ケーブルダクト12が存在することとなり、装置の上方にデッドスペースが生じてしまう。また、据付面の高さが先端軸4の上下動の可動域の上端の高さよりも高い場合は、先端軸4の可動範囲外の空間がデッドスペースとして装置の上方に存在することとなってしまう。
このように、本実施の形態に係るスカラロボットは、アームの上下両方のデッドスペースが縮小されるため、装置の小型化が可能となり、設置に要する空間が小さくなる。これにより、工場の空間利用効率が向上し、生産性が向上する。
実施の形態2.
図3は、本発明に係るスカラロボットの実施の形態2の構成を示す図である。本実施の形態に係るスカラロボットは、実施の形態1と同様に、ベース10、第1アーム1、第2アーム2及び先端軸4を有する。ただし、本実施の形態においては、ベース10は天井面ではなく床面に据え付けられている。すなわち、本実施の形態に係るスカラロボットは床置き型の装置である。
図3は、本発明に係るスカラロボットの実施の形態2の構成を示す図である。本実施の形態に係るスカラロボットは、実施の形態1と同様に、ベース10、第1アーム1、第2アーム2及び先端軸4を有する。ただし、本実施の形態においては、ベース10は天井面ではなく床面に据え付けられている。すなわち、本実施の形態に係るスカラロボットは床置き型の装置である。
第1アーム1は、ベース10の上面に水平面内で回動可能に連結されている。第1アーム1の先端側の下面には、第2アーム2が水平面内で回動可能に連結されている。第2アーム2の先端には、先端軸4が設けられている。先端軸4は、上下方向に可動となっており、ワーク20の搬送や、加工(ねじの締め付けなど)を行うためのツールが設置される。
第1ケーブルダクト11は、第1アーム1の回転中心軸1a上の上面とベース10の上面との間に架け渡されている。また、第2ケーブルダクト12は、第2アーム2の回転中心軸2a上の下面と第1アーム1の中間部分の下面との間に架け渡されている。
第1ケーブルダクト11は、第1アーム1側の端が第1アーム1の回転中心軸1a上に位置しているため、第1アーム1が回動したとしても、両端の距離は変化しない。したがって、第1ケーブルダクト11にゆとりを持たせる必要が無いため、第1アーム1回動に伴って第1ケーブルダクト11の中間部分が上方へ突出することはない。
一方、第2ケーブルダクト12は、第2アーム2側の端が第2アーム2の回転中心軸2a上に位置しているため、第2アーム2が回動したとしても、両端の距離は変化しない。したがって、第2ケーブルダクト12にゆとりを持たせる必要が無いため、第2アーム2の回動に伴って第2ケーブルダクト12の中間部分が下方へ垂れ下がることはない。また、第2ケーブルダクト12は第2アーム2側の端が第2アーム2の回転中心軸2a上に位置しているため、先端軸4と第2ケーブルダクト12との間隔が広くなる。従って、第2ケーブルダクト12が先端軸4の動きの妨げとなったり、ワーク20と第2ケーブルダクト12とが干渉したりしにくい。
また、第1ケーブルダクト11の中間部分の高さは、先端軸4の上下動の可動域の上端よりも低くなっているため、第1アーム1及び第2アーム2の上方に生じるデッドスペースが最小限に抑えられている。第1ケーブルダクト11の中間部分の高さが先端軸4の上下動の可動域の上端よりも高い場合には、先端軸4の可動範囲外の高さに第1ケーブルダクト11が存在することとなり、装置の上方にデッドスペースが生じてしまう。
このように、本実施の形態に係るスカラロボットは、アームの上下両方のデッドスペースが縮小されるため、装置の小型化が可能となり、設置に要する空間が小さくなる。これにより、工場の空間利用効率が向上し、生産性が向上する。
実施の形態3.
図4は、本発明にかかるスカラロボットの実施の形態3の構成を示す図である。本実施の形態に係るスカラロボットは、実施の形態2とほぼ同様の構成であるが、第1アーム1上面の第2アーム2の回転中心軸2a上と第2アーム2の中間部分とを結ぶように第2ケーブルダクト12が設けられている点で相違する。
図4は、本発明にかかるスカラロボットの実施の形態3の構成を示す図である。本実施の形態に係るスカラロボットは、実施の形態2とほぼ同様の構成であるが、第1アーム1上面の第2アーム2の回転中心軸2a上と第2アーム2の中間部分とを結ぶように第2ケーブルダクト12が設けられている点で相違する。
第1ケーブルダクト11は、第1アーム1側の端が第1アーム1の回転中心軸1a上に位置しているため、第1アーム1が回動したとしても、第1ケーブルダクト11の両端の距離は変化しない。したがって、第1ケーブルダクト11にゆとりを持たせる必要が無いため、第1アーム1の回動に伴って第1ケーブルダクト11の中間部分が上方へ突出することはない。同様に、第2ケーブルダクト12は、第1アーム側の端が第2アーム2の回転中心軸2a上に位置しているため、第2アーム2が回動したとしても、第2ケーブルダクト12の両端の距離は変化しない。したがって、第2ケーブルダクト12にゆとりを持たせる必要が無いため、第2アーム2の回動に伴って第2ケーブルダクト12の中間部分が上方へ突出することはない。
第1ケーブルダクト11及び第ケーブルダクト12の中間部分の高さは、先端軸4の上下動の可動域の上端よりも低くなっているため、第1アーム1及び第2アーム2の上方に生じるデッドスペースが最小限に抑えられている。第1ケーブルダクト11や第2ケーブルダクト12の中間部分の高さが先端軸4の上下動の可動域の上端よりも高い場合には、先端軸4の可動範囲外の高さに第1ケーブルダクト11や第2ケーブルダクト12が存在することとなり、装置の上方にデッドスペースが生じてしまう。
また、第1アーム1、第2アーム2の下側にはケーブルガイドが存在しないため、ケーブルガイドがワーク20の搬送の妨げとなることはない。
このように、本実施の形態に係るスカラロボットは、アームの上下両方のデッドスペースが縮小されるため、装置の小型化が可能となり、設置に要する空間が小さくなる。これにより、工場の空間利用効率が向上し、生産性が向上する。
なお、上記各実施の形態においては、アームが2段の構成を例としたが、3段以上のアームを備えた構成であっても、ケーブルダクトの一端をアームの回転中心軸に位置させることにより同様の効果が得られることは言うまでもない。図5、図6に、アームが3段のスカラロボットの一例を示す。図5に示すスカラロボットは天吊り型、図6に示すスカラロボットは床置き型である。図5、図6に示すスカラロボットは、ベース10、第1アーム1、第2アーム2、第3アーム3、先端軸4、第1ケーブルダクト11、第2ケーブルダクト12及び第3ケーブルダクト13を有する。実施の形態1や実施の形態2での第2アームに相当する第3アーム3と第1アーム1との間に第2アーム2が追加された構成である。第2アーム2は第1アーム1の先端側の上面に回動可能に連結されている。また、第3アーム3は、第2アーム2の先端側の上面に回動可能に連結されている。
図5に示す構成では、第1ケーブルダクト11は、第1アーム1の回転中心軸1a上の下面とベース10の下面との間に架け渡されている。また、第2ケーブルダクト12は、第2アーム2の回転中心軸2a上の上面と第1アーム1の中間部分の上面との間に架け渡されている。さらに、第3ケーブルダクト13は、第3アーム3の回転中心軸3a上の上面と第2アームの中間部分の上面との間に架け渡されている。一方、図6に示す構成では、第1ケーブルダクト11は、第1アーム1の回転中心軸1a上の上面とベース10の上面との間に架け渡されている。また、第2ケーブルダクト12は、第2アーム2の回転中心軸2a上の下面と第1アーム1の中間部分の下面との間に架け渡されている。さらに、第3ケーブルダクト13は、第3アーム3の回転中心軸3a上の下面と第2アームの中間部分の下面との間に架け渡されている。
図5に示す構成では、第2アーム2を第1アーム1の上側に、第3アーム3を第2アーム2の上側に連結することで、装置全体としての高さ寸法の増加を抑えている。また、図6に示す構成では、第2アーム2を第1アーム1の下側に、第3アーム3を第2アーム2の下側に連結することで、装置全体としての高さ寸法の増加を抑えている。
このような構成においても、アームの上側に配置されるケーブルダクトについては、ケーブルダクトの一端をアームの回転中心軸上に配置し、ケーブルダクトの中間部分を先端軸の上下動の可動域の上端よりも低くすることで、アーム上側のデッドスペースを縮小することが可能となる。
以上のように、本発明にかかるスカラロボットは、設置に要するスペースが小さいため、工場の単位空間当たりの生産能力を向上させるのに有用である。
1 第1アーム
1a、2a、3a 回転中心軸
2 第2アーム
3 第3アーム
4 先端軸
10 ベース
11 第1ケーブルダクト
12 第2ケーブルダクト
13 第3ケーブルダクト
15 ケーブル
20 ワーク
1a、2a、3a 回転中心軸
2 第2アーム
3 第3アーム
4 先端軸
10 ベース
11 第1ケーブルダクト
12 第2ケーブルダクト
13 第3ケーブルダクト
15 ケーブル
20 ワーク
Claims (6)
- ベースと、第1関節軸を介して水平面内で回動可能に前記ベースに連結された第1アームと、第2関節軸を介して水平面内で回動可能に前記第1アームに連結された第2アームと、前記第2アームの先端部に上下動するように設置された先端軸とを備えたスカラロボットであって、
ケーブルを収容して前記ベースと前記第1アームとの間に架け渡された第1ケーブルダクト、及び前記ケーブルを収容して前記第1アームと前記第2アームとの間に架け渡された第2ケーブルダクトを備え、
前記第1ケーブルダクトの前記第1アーム側の端は、前記第1関節軸上に位置しており、
前記第2ケーブルダクトの一方の端は、前記第2関節軸上に位置しており、
前記第1、第2ケーブルダクトは、上下方向に関して前記先端軸の上下動の可動域の範囲内に収まるように設置されたことを特徴とするスカラロボット。 - 前記第1ケーブルダクトが前記第1アームの上側に設置され、前記第1ケーブルの上端の高さは、前記先端軸の上下動の可動域の上端以下であることを特徴とする請求項1記載のスカラロボット。
- 前記第2ケーブルダクトが前記第2アームの上側に設置され、前記第2ケーブルの上端の高さは、前記先端軸の上下動の可動域の上端以下であることを特徴とする請求項1又は2記載のスカラロボット。
- 前記第2ケーブルダクトは、前記第2のアーム側の端が前記第2関節軸上に位置することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載のスカラロボット。
- ベースと、各々が関節軸を介して水平面内で回動可能に多段連結され、根元となる段は関節軸を介して前記ベースに連結された複数のアームと、該複数のアームのうちの末端となる段のアームの先端部に上下動するように設置された先端軸とを備えたスカラロボットであって、
ケーブルを収容して、前記アームの各々と該アームを支持する前記ベースに近い側の部材との間に架け渡された複数のケーブルダクトを備え、
前記複数のケーブルダクトの各々は、一方の端が前記関節軸上に位置しており、
前記複数のケーブルダクトの各々は、上下方向に関して前記先端軸の上下動の可動域の範囲内に収まるように設置されたことを特徴とするスカラロボット。 - 前記ベースの据付面は天井面であり、
前記先端軸の上下動の可動域の上端と前記据付面とが略同一高さであることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載のスカラロボット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010140816A JP2012000740A (ja) | 2010-06-21 | 2010-06-21 | スカラロボット |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2010140816A JP2012000740A (ja) | 2010-06-21 | 2010-06-21 | スカラロボット |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2010140816A Pending JP2012000740A (ja) | 2010-06-21 | 2010-06-21 | スカラロボット |
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-
2010
- 2010-06-21 JP JP2010140816A patent/JP2012000740A/ja active Pending
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