JP2718841B2 - 多関節形ロボット - Google Patents

多関節形ロボット

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JP2718841B2 JP3127578A JP12757891A JP2718841B2 JP 2718841 B2 JP2718841 B2 JP 2718841B2 JP 3127578 A JP3127578 A JP 3127578A JP 12757891 A JP12757891 A JP 12757891A JP 2718841 B2 JP2718841 B2 JP 2718841B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,各関節要素に関して予
め設定された基準位置に基づいて制御される多関節形ロ
ボットに係り,詳しくは,上記基準位置を簡便に設定す
ることのできる機能を備えた多関節形ロボットに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】一般に,この種のロボットとしては,例
えば図5に示すようなものが知られている。同図に示す
ロボット1では,ベース2に基台3が旋回可能に配備さ
れており,該基台3には,垂直アーム4が揺動可能に配
備されている。上記垂直アーム4の自由端側には,水平
アーム5が揺動可能に配備されており,該水平アーム5
の自由端側には,手首部材6が配備されている。上記手
首部材6は,上記水平アーム5の軸芯α上で旋回可能な
関節要素と,上記軸芯αと所定角度で交差する軸芯β上
で旋回可能な関節要素と,上記軸芯βに対して所定角度
で交差する軸芯γ上で旋回可能な関節要素とを具備して
構成されている。上記のようなロボット1において,そ
の基準位置を設定する場合には,以下に示すような手順
にて作業が実施される。先ず,基台3に関しては,該基
台3と上記ベース2とにそれぞれ予め刻設された基準マ
ーク2a ,3a を整合させることによりその位置決めが
なされる。引き続き,上記垂直アーム4及び水平アーム
5に関しては,それぞれの基準面に治具7,8及び水準
器9,10を取付け,これらの水準器9,10により水
平状態が示されるように該垂直アーム4及び水平アーム
5を適宜揺動させることによりその基準位置の設定が行
われる。上記のようにして基台3,垂直アーム4及び水
平アーム5に関してそれぞれの基準位置が設定された
後,上記手首部材6に関しては,上記したような3軸の
関節要素を一括して位置決めし得るように,モータをO
FFしてブレーキ解除の状態で,該手首部材6の各要素
に設けられた位置決めピン11,12,13を同時に係
合し得るような位置決め治具14を該位置決めピン1
1,12,13に取付ける。なおこの場合,上記手首部
材6上の上記治具8に設けられた水準器15にてその水
平状態が維持されていることを前提として上記の作業が
なされる。このようにして上記ロボット1における各関
節要素に関して基準位置が設定される。そして,この
後,各関節要素のサーボ軸系に設けられた検出器の値が
所定値に設定される。なお,同図中の16は,ベース2
及び基台3の水平状態を確認するための水準器である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが,上記ロボッ
ト1において,その各関節要素に関して基準位置を設定
しようとする場合,前述の如く,各水準器を用いて各ア
ームを揺動させたり,位置決め治具14を手首部材6に
直接取付けたりしなければならず,その作業が極めて煩
雑で煩わしいという問題点があった。そこで,本発明の
目的とするところは,極めて簡単な操作にて各関節要素
に関してその基準位置を設定することのできる機能を備
えた多関節形ロボットを提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に,本発明が採用する主たる手段は,その要旨とすると
ころが,ロボット本体上に垂直軸回りに旋回自在に設け
られた基台に対して揺動可能に設けられた第1アームの
先端部に,手首部材を備えて揺動可能な第2アームを具
備し,各関節要素に関して予め設定された基準位置に基
づいて制御される多関節形ロボットにおいて,上記第2
アームを動作限界位置へ揺動させた状態で上記第1アー
ムを所定方向に付勢する付勢手段と,上記第2アーム先
端若しくは上記手首部材に設けられた第1の係合部と,
上記ロボット本体若しくは上記基台に設けられ,上記第
1の係合部に係合可能な第2の係合部を具備する位置決
め治具とを具備し,上記位置決め治具が,上記第2アー
ムを動作限界位置へ揺動させた状態で上記第1アームを
揺動させ,上記第1の係合部と第2の係合部とが近接し
た状態で上記各関節要素の駆動源との連結を断った時,
上記付勢手段による付勢力で上記第1の係合部と第2の
係合部とが係合する位置に設けた点に係る多関節形ロボ
ットである。
【0005】
【作用】本発明に係る多関節形ロボットにおいては,第
2アームを動作限界位置へ揺動させた状態で第1アーム
を揺動させることにより,第2アームの先端若しくは手
首部材に取り付けられた第1の係合部を上記第2の係合
部に近接させ,その状態で各関節要素の駆動源との接続
を断つことにより,上記付勢手段の付勢力による第1ア
ームの揺動に伴って移動した上記第1の係合部と上記第
2の係合部とが係合し,各関節要素の基準位置が設定さ
れる。
【0006】
【実施例】以下添付図面を参照して,本発明を具体化し
た実施例につき説明し,本発明の理解に供する。尚,以
下の実施例は,本発明を具体化した一例であって,本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここ
に,図1は本発明の一実施例に係る多関節形ロボットの
側面図,図2は図1におけるA矢視部平面図,図3は上
記多関節形ロボットの各関節要素に関してその基準位置
を設定する際の動作を示す説明図,図4は上記ロボット
の各関節要素の基準位置を設定する際の操作手順を示す
フローチャートである。この実施例に係る多関節形のロ
ボット17では,図1〜図3に示す如く,ベース18上
に基台19が旋回可能に配備されており,該基台19上
には,垂直アーム20(第1アーム)が揺動可能に配備
されている。上記垂直アーム20の自由端側には,水平
アーム21(第2アーム)が揺動可能に配備されてお
り,該水平アーム21の先端部には,手首部材22が設
けられている。上記手首部材22では,上記水平アーム
21の軸芯α上で旋回可能な関節要素と,上記軸芯αに
対して所定の角度で交差する軸芯β上で旋回可能な関節
要素と,上記軸芯βに対して所定の角度で交差する軸芯
γ上で旋回可能な関節要素とを具備している。そして,
上記各関節要素に対応する当該手首部材22の両側部に
は,それぞれ位置決めピン23,24,25が着脱可能
に装着されている。上記基台19の側方には,上記手首
部材22の位置決めピン23,24,25(第1の係合
部)を当接させることにより当該ロボット17の各関節
要素の基準位置が設定される位置決め治具26が着脱可
能に装着される。上記位置決め治具26の装着位置は,
上記水平アーム21を前屈させて動作限界位置へ揺動さ
せた状態で上記垂直アーム20を揺動させた際に上記手
首部材22の上記位置決めピン23が取り得る揺動軌跡
上である。引き続き,図4に基づいて,上記ロボット1
7における各関節要素の基準位置を設定する場合の手順
について説明する。
【0007】なお,同図中,S1,S2,…は各動作ス
テップを示す。先ず,上記ロボット17の各モータをオ
ンした状態で,基台19をその旋回範囲の中心付近ま
で,垂直アーム20を後方エンド付近まで,更には水平
アーム21を下方エンド付近までそれぞれ揺動駆動させ
て図1に示すような所定の姿勢へ当該ロボット17を揺
動する(S1)。なおこの場合,位置決めピン23が水
平方向に指向するように,手首部材22が軸芯α周りに
旋回駆動される。引き続き,各モータの電源がオフされ
た後,上記基台19に上記位置決め治具26が取付けら
れて該位置決め治具26の蓋27が開放される(S
2)。その後,モータをオンして垂直アーム20を前方
へ向けて揺動させ(S3),手首部材22の位置決めピ
ン23が上記蓋27を開放することにより形成される上
記位置決め治具26上の溝28(第2の係合部)内に嵌
入されたとき上記モータをオフし,上記蓋27を閉鎖す
る。引き続き,クラッチを解除(各関節要素の動作をフ
リーにするためのものであり,当然にモータブレーキの
解除等も含む)することにより(S4),上記ロボット
17はその自重にて上記垂直アーム20,水平アーム2
1が前方へ向けて上記溝28内で位置決めピン23が係
合する位置まで移動する(図参照)。このとき,上記垂
直アーム20,水平アーム21及び手首部材22の軸芯
α周りに関する各関節要素の位置決めがなされる。尚,
上記垂直アーム20,水平アーム21が自重にて前方へ
向けて移動させられる構造が上記付勢手段に相当する
が,該付勢手段は自重を利用したものに限られるもので
はなく,例えばバネ部材などにより付勢するものであっ
てもよいことは言うまでもない。この状態で,オペレー
タが上記手首部材22のピン24,25の一方側を支持
して当該手首部材22をその正面視で時計方向へ旋回さ
せ,他方側の位置決めピン24,25と上記位置決め治
具26の上面側とを係合させることにより,上記手首部
材22の軸芯β,γ軸周りに関する関節要素の基準位置
の位置決めがなされる(S5)。同時に,ベース18に
設けられた基準マーク18a と基台19に設けられた基
準マーク19a とを整合させることにより,上記基台1
9の関節要素に関する位置決めがなされる。上記したよ
うな手順にてロボット17を操作することにより,当該
ロボット17の各関節要素に関する基準位置が極めて簡
便に設定される。また,位置決めの最終段階ではモータ
がOFFされているため,アームが誤って動作する心配
がなく,安全性が向上するという利点もある。なお,上
記のようなロボット17においては,上記位置決め治具
26をベース18(ロボット本体)の側部に取り付ける
ようにすると共に,上記位置決め治具26には図2中の
2点鎖線で示すような係合溝29を刻設し,更には上記
手首部材22の下面側に位置決めピン30を装着するよ
うにし,当該ロボット17の上記のような操作に際して
上記位置決めピン30を上記係合溝29内を通過させて
係合するようにすることにより,上記基準マーク1
a ,19a を省略して一連の動作にてベース18に対
する基台19の基準位置の設定をも同時に行うことがで
きる。
【0008】
【発明の効果】本発明は,上記したように,ロボット本
体上に垂直軸回りに旋回自在に設けられた基台に対して
揺動可能に設けられた第1アームの先端部に,手首部材
を備えて揺動可能な第2アームを具備し,各関節要素に
関して予め設定された基準位置に基づいて制御される多
関節形ロボットにおいて,上記第2アームを動作限界位
置へ揺動させた状態で上記第1アームを所定方向に付勢
する付勢手段と,上記第2アーム先端若しくは上記手首
部材に設けられた第1の係合部と,上記ロボット本体若
しくは上記基台に設けられ,上記第1の係合部に係合可
能な第2の係合部を具備する位置決め治具とを具備し,
上記位置決め治具が,上記第2アームを動作限界位置へ
揺動させた状態で上記第1アームを揺動させ,上記第1
の係合部と第2の係合部とが近接した状態で上記各関節
要素の駆動源との連結を断った時,上記付勢手段による
付勢力で上記第1の係合部と第2の係合部とが係合する
位置に設けられてなることを特徴とする多関節形ロボッ
トであるから,極めて簡単な操作にて各関節要素に関し
てその基準位置を設定することができると共に,位置決
めの最終段階でアームが誤って動作する心配がなく,操
作の安全性が向上する
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る多関節形ロボットの
側面図。
【図2】 図1におけるA矢視部平面図。
【図3】 上記多関節形ロボットの各関節要素に関して
その基準位置を設定する際の動作を示す説明図。
【図4】 上記ロボットの各関節要素の基準位置を設定
する際の操作手順を示すフローチャート。
【図5】 従来の多関節形ロボットの側面図。
【符号の説明】
17…ロボット 18…ベース(ロボット本体) 18a ,19a …基準マーク 19…基台 20…垂直アーム(第1アーム) 21…水平アーム(第2アーム) 22…手首部材 23,24,25,30…位置決めピン(第1の係合
部) 26…位置決め治具 29…係合溝(第2の係合部) α,β,γ…軸芯 S1〜S5…動作ステップ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロボット本体上に垂直軸回りに旋回自在
    に設けられた基台に対して揺動可能に設けられた第1ア
    ームの先端部に,手首部材を備えて揺動可能な第2アー
    ムを具備し,各関節要素に関して予め設定された基準位
    置に基づいて制御される多関節形ロボットにおいて,上記第2アームを動作限界位置へ揺動させた状態で上記
    第1アームを所定方向に付勢する付勢手段と, 上記第2アーム先端若しくは上記手首部材に設けられた
    第1の係合部と, 上記ロボット本体若しくは上記基台に設けられ,上記第
    1の係合部に係合可能な第2の係合部を具備する位置決
    め治具とを具備し, 上記位置決め治具が,上記第2アームを動作限界位置へ
    揺動させた状態で上記第1アームを揺動させ,上記第1
    の係合部と第2の係合部とが近接した状態で上記各関節
    要素の駆動源との連結を断った時,上記付勢手段による
    付勢力で上記第1の係合部と第2の係合部とが係合する
    位置に設けられてなる ことを特徴とする多関節形ロボッ
    ト。
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