JP2020142343A - Horizontal multi-joint robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水平多関節ロボットに関するものである。 The present invention relates to a horizontal articulated robot.
近年、工場では人件費の高騰や人材不足により、各種ロボットやそのロボット周辺機器によって、人手で行われてきた作業の自動化が加速している。その各種ロボットの中で単純な搬送工程やネジ締め工程では、例えば特許文献1に示すような水平多関節ロボット、すなわち、スカラロボットが広く用いられている。
In recent years, due to soaring labor costs and a shortage of human resources in factories, automation of manual work has been accelerated by various robots and their peripheral devices. Among the various robots, in a simple transfer process and a screw tightening process, for example, a horizontal articulated robot as shown in
特許文献1に記載されているスカラロボットは、第1軸回りに回転する第1アームと、第2軸回りに回転する第2アームと、第3軸回りに回転し、かつ、第3軸方向に移動する第3アームを有している。また、第3軸の駆動に関してボールねじスプラインを用いて上述した2方向の動作を実現している。
The SCARA robot described in
しかしながら、スカラロボットにより行われる作業には、第3アームが第3軸回りに回転する動作が必要ないことがある。しかし、従来では、ユーザーが、作業に応じてスカラロボットの特定の回転軸に対する回転を規制することができなかった。 However, the work performed by the SCARA robot may not require the operation of rotating the third arm around the third axis. However, conventionally, the user has not been able to regulate the rotation of the SCARA robot with respect to a specific rotation axis according to the work.
本発明は、前述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下により実現することが可能である。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-mentioned problems, and can be realized by the following.
本適用例の水平多関節ロボットは、基台と、
前記基台に接続され、第1軸回りに回転する第1アームと、
前記第1アームに接続され、前記第1軸に平行な第2軸回りに回転する第2アームと、
前記第2アームに接続され、前記第2軸に平行な第3軸に沿って移動する第3アームと、
前記第3アームの前記第3軸回りの回転を規制する規制部材と、
前記第2アームに設けられ、前記第3アームを回転する第1駆動部を載置する載置部と、を備えることを特徴とする。
The horizontal articulated robot in this application example has a base and
A first arm that is connected to the base and rotates around the first axis,
A second arm connected to the first arm and rotating around a second axis parallel to the first axis,
A third arm connected to the second arm and moving along a third axis parallel to the second axis,
A regulating member that regulates the rotation of the third arm around the third axis, and
It is characterized in that it is provided on the second arm and includes a mounting portion on which the first driving unit that rotates the third arm is mounted.
以下、本発明の水平多関節ロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<実施形態>
図1は、本発明の水平多関節ロボットの実施形態を示す側面図である。図2は、図1に示すロボットシステムのブロック図である。図3は、図1に示す水平多関節ロボットの第2アームの内部を示す側面図である。図4は、図1に示す水平多関節ロボットの第2アームの内部を示す側面図である。図5は、図4中の破線で示す領域の拡大断面図である。図6は、図4に示す規制部材の平面図である。
Hereinafter, the horizontal articulated robot of the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
<Embodiment>
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the horizontal articulated robot of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of the robot system shown in FIG. FIG. 3 is a side view showing the inside of the second arm of the horizontal articulated robot shown in FIG. FIG. 4 is a side view showing the inside of the second arm of the horizontal articulated robot shown in FIG. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a region shown by a broken line in FIG. FIG. 6 is a plan view of the regulatory member shown in FIG.
また、図1、図3、図4では、説明の便宜上、互いに直交する3軸として、x軸、y軸およびz軸を図示している。また、以下では、x軸に平行な方向を「x軸方向」とも言い、y軸に平行な方向を「y軸方向」とも言い、z軸に平行な方向を「z軸方向」とも言う。また、以下では、図示された各矢印の先端側を「+(プラス)」、基端側を「−(マイナス)」と言い、+x軸方向に平行な方向を「+x軸方向」とも言い、−x軸方向に平行な方向を「−x軸方向」とも言い、+y軸方向に平行な方向を「+y軸方向」とも言い、−y軸方向に平行な方向を「−y軸方向」とも言い、+z軸方向に平行な方向を「+z軸方向」とも言い、−z軸方向に平行な方向を「−z軸方向」とも言う。また、z軸回りの方向およびz軸に平行な軸回りの方向を「u軸方向」とも言う。 Further, in FIGS. 1, 3 and 4, for convenience of explanation, the x-axis, the y-axis and the z-axis are shown as three axes orthogonal to each other. Further, in the following, the direction parallel to the x-axis is also referred to as "x-axis direction", the direction parallel to the y-axis is also referred to as "y-axis direction", and the direction parallel to the z-axis is also referred to as "z-axis direction". Further, in the following, the tip side of each of the illustrated arrows is referred to as "+ (plus)", the proximal end side is referred to as "-(minus)", and the direction parallel to the + x-axis direction is also referred to as "+ x-axis direction". The direction parallel to the −x axis direction is also referred to as “−x axis direction”, the direction parallel to the + y axis direction is also referred to as “+ y axis direction”, and the direction parallel to the −y axis direction is also referred to as “−y axis direction”. The direction parallel to the + z-axis direction is also referred to as "+ z-axis direction", and the direction parallel to the -z-axis direction is also referred to as "-z-axis direction". Further, the direction around the z-axis and the direction around the axis parallel to the z-axis are also referred to as "u-axis directions".
また、以下では、説明の便宜上、図1中の+z軸方向、すなわち、上側を「上」、−z軸方向、すなわち、下側を「下」とも言う。また、ロボットアーム20については、図1中の基台21側を「基端」、その反対側、すなわち、エンドエフェクター7側を「先端」と言う。また、図1中のz軸方向、すなわち、上下方向を「鉛直方向」とし、x軸方向およびy軸方向、すなわち、左右方向を「水平方向」とする。
Further, in the following, for convenience of explanation, the + z-axis direction in FIG. 1, that is, the upper side is referred to as “upper”, and the −z-axis direction, that is, the lower side is also referred to as “lower”. Further, regarding the
図1および図2に示すロボットシステム100は、例えば、電子部品および電子機器等のワーク(対象物)の保持、搬送、組立ておよび検査等の作業で用いられる装置である。ロボットシステム100は、制御装置1と、ロボット2と、エンドエフェクター7と、表示装置41と、入力装置42とを備えている。
The
また、図示の構成では、制御装置1は、ロボット2の外側に配置されているが、これに限定されず、ロボット2に内蔵されていてもよい。
Further, in the illustrated configuration, the
また、図示の構成では、ロボット2と制御装置1とは、ケーブル200で電気的に接続(以下、単に「接続」とも言う)されているが、これに限定されずケーブル200を省略し、無線方式で通信を行うようになっていてもよい。すなわち、ロボット2と制御装置1とは、有線通信で接続されていてもよく、また、無線通信で接続されていてもよい。
Further, in the illustrated configuration, the robot 2 and the
<ロボット>
ロボット2は、水平多関節ロボット、すなわち、スカラロボットである。
<Robot>
The robot 2 is a horizontal articulated robot, that is, a SCARA robot.
図1、図3および図4に示すように、ロボット2は、基台21と、第1アーム22と、第2アーム23と、作業ヘッドである第3アーム24と、規制部材5とを備えている。第1アーム22、第2アーム23および第3アーム24等によりロボットアーム20が構成される。
As shown in FIGS. 1, 3 and 4, the robot 2 includes a
また、ロボット2は、第1アーム22を基台21に対して回転させる駆動ユニット25と、第2アーム23を第1アーム22に対して回転させる駆動ユニット26と、第3アーム24のシャフト241を第2アーム23に対して回転させるu駆動ユニット27と、シャフト241を第2アーム23に対してz軸方向に移動させるz駆動ユニット28と、角速度センサー29とを備えている。
Further, the robot 2 includes a
図1および図2に示すように、駆動ユニット25は、第1アーム22の筐体220内に内蔵されており、駆動力を発生するモーター251と、モーター251の駆動力を減速する減速機252と、モーター251または減速機252の回転軸の回転角度を検出する位置センサー253とを有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
駆動ユニット26は、第2アーム23の筐体230に内蔵されており、駆動力を発生するモーター261と、モーター261の駆動力を減速する減速機262と、モーター261または減速機262の回転軸の回転角度を検出する位置センサー263とを有している。
The
u駆動ユニット27は、第2アーム23の筐体230に内蔵されており、駆動力を発生するモーター271と、モーター271の駆動力を減速する減速機272と、モーター271または減速機272の回転軸の回転角度を検出する位置センサー273とを有している。
The
z駆動ユニット28は、第2アーム23の筐体230に内蔵されており、駆動力を発生するモーター281と、モーター281の駆動力を減速する図示しない減速機282と、モーター281または減速機282の回転軸の回転角度を検出する位置センサー283とを有している。
The
モーター251、モーター261、モーター271およびモーター281としては、例えば、ACサーボモーター、DCサーボモーター等のサーボモーターを用いることができる。
As the
また、減速機252、減速機262、減速機272および減速機282としては、例えば、遊星ギア型の減速機、波動歯車装置等を用いることができる。また、位置センサー253、位置センサー263、位置センサー273および位置センサー283は、例えば、角度センサーとすることができる。
Further, as the speed reducer 252, the speed reducer 262, the speed reducer 272, and the speed reducer 282, for example, a planetary gear type speed reducer, a wave gear device, or the like can be used. Further, the
駆動ユニット25、駆動ユニット26、u駆動ユニット27およびz駆動ユニット28は、それぞれ、対応する図示しないモータードライバーに接続されており、モータードライバーを介して制御装置1のロボット制御部11により制御される。なお、各減速機は省略されていてもよい。
The
また、角速度センサー29は、第2アーム23に内蔵されている。このため、第2アーム23の角速度を検出することができる。この検出した角速度の情報に基づいて、制御装置1は、ロボット2の制御を行う。また、角速度センサー29は、駆動ユニット26〜28よりも−y軸側、すなわち、基台21の遠位側に設置されている。
Further, the
基台21は、例えば、図示しない床面にボルト等によって固定されている。基台21の上端部には第1アーム22が連結されている。第1アーム22は、基台21に対して鉛直方向に沿う第1軸O1回りに回転可能となっている。第1アーム22を回転させる駆動ユニット25が駆動すると、第1アーム22が基台21に対して第1軸O1回りに水平面内で回転する。また、位置センサー253により、基台21に対する第1アーム22の駆動(回転量)が検出できるようになっている。
The
また、第1アーム22の先端部には、第2アーム23が連結されている。第2アーム23は、第1アーム22に対して鉛直方向に沿う第2軸O2回りに回転可能となっている。第1軸O1の軸方向と第2軸O2の軸方向とは同一である。すなわち、第2軸O2は、第1軸O1と平行である。第2アーム23を回転させる駆動ユニット26が駆動すると、第2アーム23が第1アーム22に対して第2軸O2回りに水平面内で回転する。また、位置センサー263により、第1アーム22に対する第2アーム23の駆動、具体的には、回転量が検出できるようになっている。
A
また、第2アーム23は、底板231、天板232およびこれらを連結している側壁233を有する筐体230を有している。この筐体230の内部、すなわち、底板231上には、駆動ユニット26、u駆動ユニット27、z駆動ユニット28および角速度センサー29が+y軸側からこの順で並んでいる。
Further, the
また、筐体230は、天板232と側壁233との間に位置する傾斜部234を有している。この傾斜部234は、天板232の−y軸側に設けられている。また、この傾斜部234は、z軸に対して傾斜して設けられている。
Further, the
また、図3および図4に示すように、第2アーム23の先端部には、第3アーム24が設置されている。第3アーム24は、シャフト241と、シャフト241を回転可能に支持する回転支持部材242とを有する。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, a
シャフト241は、第2アーム23に対して、鉛直方向に沿う第3軸O3回りに回転可能であり、かつ、上下方向に移動(昇降)可能となっている。このシャフト241は、ロボットアーム20の第3アームであり、ロボットアーム20の最も先端のアームである。
The
また、シャフト241の長手方向の途中には、ボールねじナット243と、スプラインナット244とが固定されている。これらボールねじナット243およびスプラインナット244は、この順で+z軸側から離間して配置されている。
Further, a
また、スプラインナット244の−z軸側には、回転支持部材242が設置されている。この回転支持部材242は、外筒245と、外筒245の内側に設けられた回転体246と、を有する。外筒245は、第2アーム23の筐体230内の底板231に固定されている。一方、回転体246は、シャフト241には固定されているが、シャフト241とともにu軸回りに回転可能に外筒245に支持されている。
Further, a
シャフト241を回転させるu駆動ユニット27が駆動すると、シャフト241は、z軸回りに正逆回転、すなわち、回転する。また、位置センサー273により、第2アーム23に対するシャフト241の回転量が検出できるようになっている。
When the
また、シャフト241をz軸方向に移動させるz駆動ユニット28が駆動すると、シャフト241は、上下方向、すなわち、z軸方向に移動する。また、位置センサー283により、第2アーム23に対するシャフト241のz軸方向の移動量が検出できるようになっている。
Further, when the
また、シャフト241の先端部には、各種のエンドエフェクターが着脱可能に連結される。エンドエフェクターとしては、特に限定されず、例えば、被搬送物を把持するもの、被加工物を加工するもの、検査に使用するもの等が挙げられる。本実施形態では、エンドエフェクター7が着脱可能に連結される。エンドエフェクター7については、後に詳述する。
In addition, various end effectors are detachably connected to the tip of the
なお、エンドエフェクター7は、本実施形態では、ロボット2の構成要素になっていないが、エンドエフェクター7の一部または全部がロボット2の構成要素になっていてもよい。また、エンドエフェクター7は、本実施形態では、ロボットアーム20の構成要素になっていないが、エンドエフェクター7の一部または全部がロボットアーム20の構成要素になっていてもよい。
Although the end effector 7 is not a component of the robot 2 in the present embodiment, a part or all of the end effector 7 may be a component of the robot 2. Further, although the end effector 7 is not a component of the
<エンドエフェクター>
図1に示すように、エンドエフェクター7は、力検出部290と、力検出部290に取り付けられた取り付け部71と、取り付け部71に設けられたモーター72と、モーター72の回転軸に、着脱可能に同心的に取り付けられたねじ用限界ゲージ3とを有している。このエンドエフェクター7では、力検出部290が、直接または図示しない連結部材を介して、シャフト241の先端部に着脱可能に連結される。また、シャフト241の中心軸、すなわち、第3軸O3と、モーター72の回転軸と、ねじ用限界ゲージ3の中心軸とは、一致している。すなわち、第3軸O3の軸方向から見て、第3軸O3と、モーター72と、ねじ用限界ゲージ3とは重なっている。
<End effector>
As shown in FIG. 1, the end effector 7 is attached to and detached from the
また、ねじ用限界ゲージ3は、ねじゲージの1例であり、柱状の把持部31と、把持部31の一端部に設けられ、雄ねじが形成された通り側ゲージ32と、把持部31の他端部に設けられ、雄ねじが形成された止まり側ゲージ33とを有している。このねじ用限界ゲージ3は、通り側ゲージ32を使用する場合は、止まり側ゲージ33が設けられた把持部31の端部をモーター72の回転軸に取り付け、通り側ゲージ32を先端側に配置する。また、止まり側ゲージ33を使用する場合は、通り側ゲージ32が設けられた把持部31の端部をモーター72の回転軸に取り付け、止まり側ゲージ33を先端側に配置する。
The
また、モーター72としては、特に限定されないが、例えば、ACサーボモーター、DCサーボモーター等のサーボモーター、ステッピングモーター等が用いられる。
The
また、エンドエフェクター7は、モーター72の回転軸の回転角度を検出する図示しない角度センサーを有しており、その位置センサーにより、モーター72の回転軸の回転角度が検出できるようになっている。
Further, the end effector 7 has an angle sensor (not shown) that detects the rotation angle of the rotation shaft of the
また、力検出部290は、例えば、ねじ用限界ゲージ3に加わる力を検出する力覚センサー等で構成されている。なお、本実施形態では、力検出部290はエンドエフェクター7の構成要素であるが、これに限定されず、ロボット2またはロボットアーム20の構成要素であってもよい。
Further, the
このエンドエフェクター7では、モーター72の回転軸とねじ用限界ゲージ3との間に歯車やベルト等の動力伝達機構が介在している場合に比べて、バックラッシュによる回転精度の低下を抑制することができる。
In this end effector 7, a decrease in rotation accuracy due to backlash is suppressed as compared with a case where a power transmission mechanism such as a gear or a belt is interposed between the rotation shaft of the
なお、ねじ用限界ゲージ3は、このような構成のものに限定されず、例えば、通り側ゲージのみを有するねじ用限界ゲージと、止まり側ゲージのみを有するねじ用限界ゲージとを付け替えて使用する構成のものであってもよい。
The
また、本実施形態では、エンドエフェクター7は、ロボットアーム20に対して着脱可能であるが、これに限定されず、例えば、エンドエフェクター7は、ロボットアーム20から離脱不能になっていてもよく、また、力検出部290がロボットアーム20から離脱不能になっていてもよい。
Further, in the present embodiment, the end effector 7 is removable from the
<制御装置>
図2に示すように、制御装置1は、ロボット制御部11と、モーター制御部12(エンドエフェクター制御部)と、表示制御部13と、記憶部14と、受付部15と、判定部16とを備えており、ロボット2、エンドエフェクター7のモーター72および表示装置41等、ロボットシステム100の各部の駆動をそれぞれ制御する。
<Control device>
As shown in FIG. 2, the
また、制御装置1は、ロボット制御部11と、モーター制御部12と、表示制御部13と、記憶部14と、受付部15と、判定部16との間で、それぞれ、通信可能に構成されている。すなわち、ロボット制御部11と、モーター制御部12と、表示制御部13と、記憶部14と、受付部15と、判定部16とは、互いに、有線または無線通信で接続されている。
Further, the
また、制御装置1には、ロボット2と、表示装置41と、入力装置42と、エンドエフェクター7とが、それぞれ、有線または無線通信で接続されている。
Further, the robot 2, the display device 41, the
(ロボット制御部)
ロボット制御部11は、ロボット2の駆動、すなわち、ロボットアーム20等の駆動を制御する。ロボット制御部11は、OS等のプログラムがインストールされたコンピューターである。このロボット制御部11は、例えば、プロセッサとしてのCPUと、RAMと、プログラムが記憶されたROMとを有する。また、ロボット制御部11の機能は、例えば、CPUにより各種プログラムを実行することにより実現することができる。
(Robot control unit)
The robot control unit 11 controls the drive of the robot 2, that is, the drive of the
(モーター制御部)
モーター制御部12は、モーター72の駆動を制御する。モーター制御部12は、OS等のプログラムがインストールされたコンピューターである。このモーター制御部12は、例えば、プロセッサとしてのCPUと、RAMと、プログラムが記憶されたROMとを有する。また、モーター制御部12の機能は、例えば、CPUにより各種プログラムを実行することにより実現することができる。
(Motor control unit)
The motor control unit 12 controls the drive of the
(表示制御部)
表示制御部13は、表示装置41にウィンドウ等の各種の画面や文字等を表示させる機能を有している。すなわち、表示制御部13は、表示装置41の駆動を制御する。この表示制御部13の機能は、例えばGPU等により実現することができる。
(Display control unit)
The
(記憶部)
記憶部14は、各種の情報(データやプログラム等を含む)を記憶する機能を有する。この記憶部14は、制御プログラム等を記憶する。記憶部14の機能は、ROM等やいわゆる外部記憶装置(図示せず)によって実現することができる。
(Memory)
The storage unit 14 has a function of storing various types of information (including data, programs, and the like). The storage unit 14 stores a control program and the like. The function of the storage unit 14 can be realized by a ROM or the like or a so-called external storage device (not shown).
(受付部)
受付部15は、入力装置42からの入力を受け付ける機能を有している。この受付部15の機能は、例えばインターフェース回路によって実現することができる。なお、例えばタッチパネルを用いる場合には、受付部15は、ユーザーの指のタッチパネルへの接触等を検知する入力検知部としての機能を有する。
(Reception department)
The
<表示装置>
表示装置41は、例えば、液晶ディスプレイ、ELディスプレイ等で構成されたモニター(図示せず)を備えており、例えば、各種の画像(ウィンドウ等の各種の画面等を含む)や文字等を表示する機能を有する。
<Display device>
The display device 41 includes, for example, a monitor (not shown) composed of a liquid crystal display, an EL display, or the like, and displays, for example, various images (including various screens such as windows), characters, and the like. Has a function.
<入力装置>
入力装置42は、例えば、マウスやキーボード等で構成されている。したがって、ユーザーは、入力装置42を操作することで、制御装置1に対して各種の処理等の指示を行うことができる。
<Input device>
The
具体的には、ユーザーは、表示装置41に表示される各種画面(ウィンドウ等)に対して入力装置42のマウスでクリックする操作や、入力装置42のキーボードで文字や数字等を入力する操作により、制御装置1に対する指示を行うことができる。
Specifically, the user can click on various screens (windows, etc.) displayed on the display device 41 with the mouse of the
なお、本実施形態では、表示装置41および入力装置42の代わりに、表示装置41および入力装置42を兼ね備えた表示入力装置を設けてもよい。表示入力装置としては、例えば静電式タッチパネルや感圧式タッチパネル等のタッチパネルを用いることができる。また、入力装置42は、音声等の音を認識する構成であってもよい。
In the present embodiment, instead of the display device 41 and the
次に、第2アーム23の内部について説明する。
ロボット2では、図3に示すように、第2アーム23の筐体230内に、第3アーム24をz軸回りに回転させるu駆動ユニット27と、第3アーム24をz軸方向に移動させるz駆動ユニット28と、ベルト274と、ベルト284と、が設置されている第1状態と、図4に示すように、z駆動ユニット28およびベルト284が設置され、かつ、u駆動ユニット27およびベルト274が省略された第2状態と、をとり得る。
Next, the inside of the
In the robot 2, as shown in FIG. 3, the
図3に示すように、u駆動ユニット27は、前述したモーター271、減速機272および位置センサー273に加え、プーリー275を有する。これらは、位置センサー273、モーター271、減速機272およびプーリー275の順で+z軸側から配置されている。プーリー275は、減速機272のコアに固定されており、モーター271の回転力が減速機272で減速されて、プーリー275に伝達される。
As shown in FIG. 3, the
また、プーリー275は、ベルト274によってシャフト241に設けられたスプラインナット244と連結されている。ベルト274は、プーリー275およびスプラインナット244に掛け回された無端ベルトであり、その内側、すなわち、プーリー275およびスプラインナット244側に図示しない歯を有する。ベルト274の歯が、プーリー275およびスプラインナット244の図示しない歯とそれぞれ噛合している。
Further, the
このようなu駆動ユニット27では、モーター271の回転力が減速機272およびプーリー275を介してベルト274に伝達され、ベルト274が回転する。このベルト274の回転により、その回転力がスプラインナット244を介してシャフト241に伝達される。この回転力がシャフト241のスプライン溝を介してシャフト241に伝達され、シャフト241がu軸方向に移動する、すなわち、回転することができる。
In such
また、u駆動ユニット27は、載置部270に設置されている。載置部270とは、u駆動ユニット27が載置される空間のことを言う。例えば、u駆動ユニット27が筐体230内の底部に設置される場合、底部からu駆動ユニット27が設置されている高さまでの空間のことを言う。また、u駆動ユニット27が図示しない固定部材を介して筐体230の内壁面に対して固定され、かつ、筐体230の底部から離間している場合には、筐体230内の、実際にu駆動ユニット27が設置されている空間のことを言う。このように、筐体230内において、u駆動ユニット27を設置しうる空間のことを載置部270と言う。
Further, the
図3に示すように、z駆動ユニット28は、前述したモーター281、減速機282および位置センサー283に加え、プーリー285を有する。これらは、位置センサー283、モーター281、プーリー285および減速機282の順で+z軸側から配置されている。プーリー285は、減速機282のコアに固定されており、モーター281の回転力が減速機282で減速されて、プーリー285に伝達される。
As shown in FIG. 3, the
また、プーリー285は、ベルト284によってシャフト241に設けられたボールねじナット243と連結されている。ベルト284は、プーリー285およびボールねじナット243に掛け回された無端ベルトであり、その内側、すなわち、プーリー285およびボールねじナット243側に図示しない歯を有する。ベルト284の歯が、プーリー285およびボールねじナット243の図示しない歯とそれぞれ噛合している。
Further, the
このようなz駆動ユニット28では、モーター281の回転力が減速機282およびプーリー285を介してベルト284に伝達され、ベルト284が回転する。このベルト284の回転により、その回転力がボールねじナット243を介してシャフト241に伝達される。この回転力がシャフト241のボールねじ溝によって方向が変換され、シャフト241がz軸方向に移動する、すなわち、上下動することができる。
In such
第2状態では、図4に示すように、前述したz駆動ユニット28が設置されており、載置部270のu駆動ユニット27が省略され、かつ、ベルト274およびスプラインナット244も省略された状態となっている。そして、第2状態では、第3アーム24のシャフト241が第3軸O3回り、すなわち、u軸方向に回転するのを規制する規制部材5が設置されている。
In the second state, as shown in FIG. 4, the
図4および図5に示すように、規制部材5は、ネジ61およびネジ62を用いたネジ止めにより、第3アーム24の回転支持部材242に対して着脱可能である。規制部材5は、第3軸O3の軸方向に貫通し、第3アーム24が挿通される挿通部である挿通孔51と、規制部材5を回転支持部材242に固定するネジ61が挿入されるネジ孔52と、を有する板部材である。挿通孔51、ネジ孔52およびネジ孔53は、それぞれ、規制部材5の厚さ方向に貫通する貫通孔で構成されている。この規制部材5によれば、シャフト241を挿通孔51に挿通しつつ、後述するようにネジ止めを行うことができる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the regulating member 5 can be attached to and detached from the
挿通孔51は、規制部材5の側方に開放している。すなわち、挿通部である挿通孔51は、第3軸O3の軸方向から見た場合の切欠きである。これにより、規制部材5をシャフト241に対して着脱する際、挿通孔51の側方に開放した部分からシャフト241に装着することができる。すなわち、シャフト241の側方から規制部材5を設置することができる。これにより、規制部材5の着脱に際し、シャフト241を第2アーム23から抜去したり組立てたりする煩雑な作業を省略し、簡単に規制部材5の着脱を行うことができる。
The
また、ネジ孔52は、ネジ61が挿入され、ネジ止めされる部分である。ネジ孔52に+z軸側から挿入されたネジ61は、回転支持部材242の回転体246に固定される。
Further, the
また、図6に示すように、ネジ孔52は、図示の構成では4つ設けられており、それぞれ、長孔で構成されている。各ネジ孔52は、挿通孔51の周方向に沿って湾曲した円弧状をなしている。このため、規制部材5を装着する際、ネジ61を挿した状態で、かつ、締めきっていない状態で、規制部材5に対してシャフト241を回転させて、シャフト241のu軸回りの位置を調整することができる。このようにネジ孔52は、長孔であり、第3アーム24の第3軸O3回りの位置を調整する調整機構として機能する。
Further, as shown in FIG. 6, four
ネジ孔53は、ネジ62が挿入され、ネジ止めされる部分である。ネジ62は、−z軸側から、回転支持部材242の外筒245に形成されたネジ孔248および筒部材249を介してネジ孔53に挿入され固定される。また、ネジ孔53は、図示の構成では、挿通孔51を介して2か所に設けられている。
The
このような規制部材5は、回転支持部材242に対して固定される。すなわち、規制部材5は、回転支持部材242の外筒245および回転体246に対して固定されるため、外筒245および回転体246が相対的に回転するのが規制される。前述したように、回転体246は、シャフト241と固定され、外筒245は、筐体230と固定されているため、規制部材5を装着することにより、シャフト241が筐体230に対して回転するのが規制された状態となる。
Such a regulating member 5 is fixed to the
ここで、ロボット2は、図示の構成では、エンドエフェクター7が装着されており、ネジ締めを行う構成である。この場合、u駆動ユニット27を駆動させることにより、シャフト241をu軸回りに回転させる動作を行う。これに対し、図示はしないが、エンドエフェクターが例えば吸引によりワークを把持して搬送を行ったりする場合、u駆動ユニット27を駆動させる必要がない。すなわち、u駆動ユニット27が省略されていても作業を行うことができる。また、u駆動ユニット27を駆動させる必要がないにも関わらず、u駆動ユニット27を搭載していると、ロボット2全体の可搬重量が減少してしまう。このように従来では、作業に応じて、最適なスペックを選択することができなかった。
Here, in the illustrated configuration, the robot 2 is equipped with an end effector 7 and is configured to tighten screws. In this case, by driving the
これに対し、ロボット2では、前述したように、図3に示すようなu駆動ユニット27およびz駆動ユニット28の双方が搭載された第1状態と、図4に示すようなu駆動ユニット27が省略された第2状態と、をとり得る。これにより、作業に応じて必要な状態、すなわち、必要なスペックを選択することができ、上記課題を解決することができる。すなわち、ロボット2は、汎用性に優れる。
On the other hand, in the robot 2, as described above, the first state in which both the
また、第2状態では、規制部材5によってシャフト241の回転が規制されているため、第2状態にてシャフト241が不本意に回転してしまうことにより、作業を妨げるのを防止することができる。
Further, in the second state, the rotation of the
載置部270は、第3アーム24に対して、第2駆動部であるz駆動ユニット28よりも遠位側に設けられている。すなわち、第3軸O3の軸方向の平面視で、載置部270から第3アーム24までの距離は、第2駆動部であるz駆動ユニット28から第3アーム24までの距離よりも大きい。これにより、u駆動ユニット27を着脱操作する際、その操作を容易に行うことができる。
The mounting
以上説明したように、ロボット2は、基台21と、基台21に接続され、第1軸O1回りに回転する第1アーム22と、第1アーム22に接続され、第1軸O1に平行な第2軸O2回りに回転する第2アーム23と、第2アーム23に接続され、第2軸O2に平行な第3軸O3に沿って移動する第3アーム24と、第3アーム24の第3軸O3回りの回転を規制する規制部材5と、第2アーム23に設けられ、第3アーム24を回転させる第1駆動部であるu駆動ユニット27を載置する載置部270と、を備える。また、規制部材5は、第3アーム24に対して着脱可能に装着される。これにより、ロボット2は、第3アーム24が第3軸O3回りに回転するのを規制することができる。よって、作業に応じて必要な状態、すなわち、必要なスペックを選択することができ、汎用性に優れる。また、規制部材5を第3アーム24に装着して、規制部材5によって第3アーム24の回転を規制する場合には、u駆動ユニット27を省略することができ、ロボット2の過搬重量の低減に寄与する。また、規制部材5を第3アーム24から離脱させて、規制部材5によって第3アーム24の回転を規制しない場合には、載置部270にu駆動ユニット27を載置することができ、第3アーム24を回転駆動することができる。
As described above, the robot 2 is connected to the
以上、本発明の水平多関節ロボットを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。 Although the horizontal articulated robot of the present invention has been described above based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part may be any configuration having the same function. Can be replaced. Further, any other constituents may be added.
また、前記実施形態では、ロボットアームの回転軸の数は、3つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの回転軸の数は、例えば、2つ、または、4つ以上でもよい。すなわち、前記実施形態では、アームの数は、3つであるが、本発明では、これに限定されず、アームの数は、例えば、2つ、または、4つ以上でもよい。 Further, in the above-described embodiment, the number of rotation axes of the robot arm is three, but the present invention is not limited to this, and the number of rotation axes of the robot arm is, for example, two or four. The above may be sufficient. That is, in the above-described embodiment, the number of arms is three, but the present invention is not limited to this, and the number of arms may be, for example, two or four or more.
1…制御装置、2…ロボット、3…ねじ用限界ゲージ、5…規制部材、7…エンドエフェクター、11…ロボット制御部、12…モーター制御部、13…表示制御部、14…記憶部、15…受付部、16…判定部、20…ロボットアーム、21…基台、22…第1アーム、23…第2アーム、24…第3アーム、25…駆動ユニット、26…駆動ユニット、27…u駆動ユニット、28…z駆動ユニット、29…角速度センサー、31…把持部、32…側ゲージ、33…止まり側ゲージ、41…表示装置、42…入力装置、51…挿通孔、52…ネジ孔、53…ネジ孔、61…ネジ、62…ネジ、71…取り付け部、72…モーター、100…ロボットシステム、200…ケーブル、220…筐体、230…筐体、231…底板、232…天板、233…側壁、234…傾斜部、241…シャフト、242…回転支持部材、243…ボールねじナット、244…スプラインナット、245…外筒、246…回転体、248…ネジ孔、249…筒部材、251…モーター、252…減速機、253…位置センサー、261…モーター、262…減速機、263…位置センサー、270…載置部、271…モーター、272…減速機、273…位置センサー、274…ベルト、275…プーリー、281…モーター、282…減速機、283…位置センサー、284…ベルト、285…プーリー、290…力検出部、O1…第1軸、O2…第2軸、O3…第3軸 1 ... Control device, 2 ... Robot, 3 ... Screw limit gauge, 5 ... Regulatory member, 7 ... End effector, 11 ... Robot control unit, 12 ... Motor control unit, 13 ... Display control unit, 14 ... Storage unit, 15 ... reception unit, 16 ... judgment unit, 20 ... robot arm, 21 ... base, 22 ... first arm, 23 ... second arm, 24 ... third arm, 25 ... drive unit, 26 ... drive unit, 27 ... u Drive unit, 28 ... z drive unit, 29 ... angular velocity sensor, 31 ... gripping part, 32 ... side gauge, 33 ... stop side gauge, 41 ... display device, 42 ... input device, 51 ... insertion hole, 52 ... screw hole, 53 ... screw hole, 61 ... screw, 62 ... screw, 71 ... mounting part, 72 ... motor, 100 ... robot system, 200 ... cable, 220 ... housing, 230 ... housing, 231 ... bottom plate, 232 ... top plate, 233 ... Side wall, 234 ... Inclined part, 241 ... Shaft, 242 ... Rotation support member, 243 ... Ball screw nut, 244 ... Spline nut, 245 ... Outer cylinder, 246 ... Rotating body, 248 ... Screw hole, 249 ... Cylinder member, 251 ... motor, 252 ... reducer, 253 ... position sensor, 261 ... motor, 262 ... reducer, 263 ... position sensor, 270 ... mounting part, 271 ... motor, 272 ... reducer, 273 ... position sensor, 274 ... Belt, 275 ... Pulley, 281 ... Motor, 282 ... Reducer, 283 ... Position sensor, 284 ... Belt, 285 ... Pulley, 290 ... Force detector, O1 ... 1st axis, O2 ... 2nd axis, O3 ... 3rd axis
Claims (7)
前記基台に接続され、第1軸回りに回転する第1アームと、
前記第1アームに接続され、前記第1軸に平行な第2軸回りに回転する第2アームと、
前記第2アームに接続され、前記第2軸に平行な第3軸に沿って移動する第3アームと、
前記第3アームの前記第3軸回りの回転を規制する規制部材と、
前記第2アームに設けられ、前記第3アームを回転する第1駆動部を載置する載置部と、を備えることを特徴とする水平多関節ロボット。 Base and
A first arm that is connected to the base and rotates around the first axis,
A second arm connected to the first arm and rotating around a second axis parallel to the first axis,
A third arm connected to the second arm and moving along a third axis parallel to the second axis,
A regulatory member that regulates the rotation of the third arm around the third axis, and
A horizontal articulated robot provided on the second arm and comprising a mounting portion on which a first driving unit that rotates the third arm is mounted.
前記規制部材は、前記回転支持部材に対して固定される請求項2に記載の水平多関節ロボット。 The third arm has a shaft and a rotation support member that rotatably supports the shaft.
The horizontal articulated robot according to claim 2, wherein the regulating member is fixed to the rotation support member.
前記第3軸の軸方向の平面視で、前記載置部から前記第3アームまでの距離は、前記第2駆動部から前記第3アームまでの距離よりも大きい請求項1ないし6のいずれか1項に記載の水平多関節ロボット。 The second arm has a second drive unit that moves the third arm along the third axis.
Any one of claims 1 to 6, wherein the distance from the above-mentioned mounting portion to the third arm is larger than the distance from the second driving portion to the third arm in the axial plan view of the third axis. The horizontal articulated robot according to item 1.
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