JP2813179B2 - Industrial robot - Google Patents
Industrial robotInfo
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- JP2813179B2 JP2813179B2 JP63083567A JP8356788A JP2813179B2 JP 2813179 B2 JP2813179 B2 JP 2813179B2 JP 63083567 A JP63083567 A JP 63083567A JP 8356788 A JP8356788 A JP 8356788A JP 2813179 B2 JP2813179 B2 JP 2813179B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、平行四辺形状のリンク機構を有する産業用
ロボットに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to an industrial robot having a parallelogram-shaped link mechanism.
（従来の技術） 従来、上記のような産業用ロボットとしては、例え
ば、第６図に示すような多関節ロボットが知られてい
る。このロボットは、ベース11を有し、このベース11上
には、鉛直軸Ｘを中心として第１軸12として回動する本
体13が設けられている。この本体13には、第１のリンク
14、第２のリンク15、第３のリンク16および第４のリン
ク17が平行四辺形状のリンク機構を構成して設けられて
いる。第１のリンク14は、支点Ｏ回りの第２軸18とし
て、第２のリンク15は支点Ｏ回りの第３軸19として、そ
れぞれ駆動装置によって揺動されるようになっている。
第４のリンク17にはアーム20が設けられ、このアーム20
の先端には手首部21が設けられている。そして、第１の
リンク14および第２のリンク15を駆動装置によって揺動
させることによって、手首部21を第６図中符号Ｓで示す
範囲に移動させるようになっている。(Prior Art) Conventionally, as an industrial robot as described above, for example, an articulated robot as shown in FIG. 6 is known. This robot has a base 11, and a main body 13 that rotates as a first axis 12 about a vertical axis X is provided on the base 11. This body 13 has a first link
14, the second link 15, the third link 16 and the fourth link 17 are provided to constitute a parallelogram-shaped link mechanism. The first link 14 is swung by a driving device as a second shaft 18 around the fulcrum O, and the second link 15 is swung by a drive shaft as a third shaft 19 around the fulcrum O.
The fourth link 17 is provided with an arm 20, and this arm 20
Is provided with a wrist 21 at the tip. Then, the first link 14 and the second link 15 are swung by a driving device, so that the wrist 21 is moved to a range indicated by a symbol S in FIG.
このようなロボットにおいては、姿勢変動に伴い手首
部分21、アーム20、第４のリンク17および第１のリンク
14等の重量によりアンバランスを生じており、第１のリ
ンク14および第２のリンク19を揺動させる第２軸18、第
３軸19の駆動装置にこのアンバランスによる負荷を生じ
させている。In such a robot, the wrist portion 21, the arm 20, the fourth link 17 and the first link
An imbalance is caused by the weight of 14 and the like, and a load due to the imbalance is caused in the driving device of the second shaft 18 and the third shaft 19 for swinging the first link 14 and the second link 19. .
そこで、従来はこれらモーターの負荷を低減するため
に、第１のリンク14および第２のリンク15に釣り合いの
機構を設けている。すなわち、第１のリンク14には、一
端が第１のリンク14の上端に取り付けられ、他端が本体
13に取り付けられたバネからなるバランサ22が設けら
れ、第１のリンク14を揺動させる駆動装置に加わる力を
バランスさせるようになっている。また、第３のリンク
16には、その下端部にカウンタウェイト23が設けられ、
第２のリンク15を揺動させる駆動装置に加わる力をバラ
ンスさせるようになっている。Therefore, conventionally, in order to reduce the load on these motors, a balancing mechanism is provided for the first link 14 and the second link 15. That is, the first link 14 has one end attached to the upper end of the first link 14 and the other end connected to the main body.
A balancer 22 composed of a spring attached to the device 13 is provided to balance the force applied to the driving device for swinging the first link 14. Also, the third link
16 is provided with a counter weight 23 at the lower end thereof,
The force applied to the driving device for swinging the second link 15 is balanced.
（発明が解決しようとする課題） ところで、上記の産業用ロボットにあっては、バラン
スをとるための手段としてバランサ22およびカウンタウ
ェイト23を有しているが、リンクのあらゆる姿勢に対し
て釣り合いをとることができず、姿勢よっては駆動装置
にかかる負荷が大きくなるという問題があった。また、
別々の釣り合い手段を必要とするため、部品点数が増加
するとともに組立性、保守性および信頼性が低下すると
いう問題点があった。さらに、搬送重量を変更する場合
には、バランサ22のバネ張力およびカウンタウェイト23
の重量の両方の調整が必要となり、調整作業に手間がか
かるという問題点もあった。(Problems to be Solved by the Invention) By the way, the above-mentioned industrial robot has a balancer 22 and a counterweight 23 as a means for achieving balance, but it is necessary to balance the balance with any posture of the link. However, there is a problem that the load applied to the driving device increases depending on the posture. Also,
Since separate balancing means are required, there has been a problem that the number of parts increases and the assemblability, maintainability and reliability decrease. Further, when changing the transport weight, the spring tension of the balancer 22 and the counter weight 23
It is necessary to adjust both of the weights, and there is a problem that the adjustment work is troublesome.
また、第２軸18に対する釣り合い用のバランサ22は、
バネの反力を利用している。このため、あらゆる姿勢に
おいて第２軸に加わるモーメントが釣り合うように設計
することは難しく、さらにバネの寿命にも限度があるた
め、信頼性を維持しにくいという問題点があった。The balancer 22 for balancing with the second shaft 18 is
Utilizes the reaction force of the spring. For this reason, it is difficult to design so that the moment applied to the second axis is balanced in all postures, and there is a limit to the life of the spring.
本発明は、上記問題点を解決し、リンクのあらゆる姿
勢に対してバランスをとることができ、部品点数を削減
することができる産業用ロボットを提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an industrial robot that solves the above-mentioned problems, can balance the postures of links, and can reduce the number of parts.
（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するためになされたものであ
って、支持体と、この支持体の支持部に一端が連結され
るとともに鉛直面内で揺動可能に取り付けられた第１の
リンクおよび第２のリンクと、前記第１のリンクと同一
長さを有し、その一端が前記第２のリンクの他端に連結
されるとともに鉛直面内で揺動する第３のリンクと、前
記第２のリンクと同一長さを有し、その一端が前記第３
のリンクの他端に連結されるとともに、その他端が前記
第１のリンクの他端に連結され、鉛直面内で揺動する第
４のリンクと、前記第４のリンクの他端に前記第４のリ
ンクの一端から他端に向う方向に突出して設けられたア
ームと、このアームの先端に設けられた手首部とを備え
た産業用ロボットにおいて、前記第３のリンクの一端
に、この第３のリンクの他端から一端に向う方向へ突出
する突出部を設け、この突出部にカウンタウェイトを設
け、このカウンタウェイトを、前記手首部と前記支持部
とを結ぶ直線と前記突出部との交点の近傍に設け、前記
手首部の姿勢を支持体に対し一定に保つ手首姿勢保持部
を設けた構成とされている。(Means for Solving the Problems) The present invention has been made to solve the above problems, and has a support and an end connected to a support portion of the support and capable of swinging in a vertical plane. A first link and a second link attached to the first link and having the same length as the first link, one end of which is connected to the other end of the second link and swings in a vertical plane. And a third link having the same length as the second link, one end of which is the third link.
A fourth link that is connected to the other end of the first link and the other end is connected to the other end of the first link, and swings in a vertical plane; In an industrial robot having an arm provided to protrude from one end of the fourth link toward the other end and a wrist provided at a tip of the arm, the third link is provided at one end of the third link. 3 is provided with a protruding portion protruding from the other end of the link toward one end, a counterweight is provided on the protruding portion, and a counterweight is defined by a straight line connecting the wrist portion and the support portion to the protruding portion. A configuration is provided near the intersection, and a wrist posture holding section for keeping the posture of the wrist portion constant with respect to the support is provided.
また、前記手首姿勢保持部は、前記アーム及び前記手
首部をリンクとして含む平行四辺形状の第２のリンク機
構と、一端が前記支持体に固定された固定リンク及び前
記第１のリンクをリンクとして含む平行四辺形状の第３
のリンク機構とを備えている。Further, the wrist posture holding section includes a parallelogram-shaped second link mechanism including the arm and the wrist section as links, and a fixed link having one end fixed to the support and the first link as links. The third of the parallelogram shape including
And a link mechanism.
（作 用） 本発明にあっては、第３のリンクの一端に、この第３
のリンクの他端から一端に向う方向へ突出する突出部を
設け、この突出部にカウンタウェイトを設け、このカウ
ンタウェイトを、手首部と支持部とを結ぶ直線と前記突
出部との交点の近傍に設けているから、リンクのあらゆ
る姿勢変化に対して、手首部と支持部との距離と、カウ
ンタウェイトと支持部との距離との比を一定に保つこと
ができる。したがって、一つのカウンタウェイトを設け
るだけでリンクのあらゆる姿勢に対してバランスをとる
ことができ、リンクを駆動させる駆動装置の負荷を減少
させることができる。また、部品点数を減少させること
ができ、したがって製作コストを削減させることができ
るとともに組立性、保守性および信頼性を向上させるこ
とができる。(Operation) In the present invention, the third link is connected to one end of the third link.
A projection protruding from the other end of the link toward one end, a counterweight provided on the projection, and a counterweight near the intersection of a straight line connecting the wrist and the support with the projection. Therefore, the ratio between the distance between the wrist and the support and the distance between the counterweight and the support can be kept constant with respect to any change in the attitude of the link. Therefore, it is possible to balance the posture of the link by providing only one counter weight, and it is possible to reduce the load on the driving device that drives the link. Further, the number of parts can be reduced, so that the manufacturing cost can be reduced, and the assemblability, maintainability and reliability can be improved.
（実施例） 以下本発明の実施例について、第１図ないし第５図を
参照して説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.
第１図において、符号31はベースを示すものである。
このベース31には支持体32が設けられている。この支持
体32は、ベース31に鉛直軸Ｙを中心に第１軸33として回
動自在に支持されており、駆動装置34によって旋回する
ようになっている。この支持体32の上端部には、支点J1
が設けられている。この支点J1は、後述するカウンタウ
ェイトを鉛直軸Ｙの近傍に位置せしめるために、鉛直軸
ＹからオフセットＦだけ側方にシフトした位置に配設さ
れている。この支点J1には、第１のリンク35が上方に向
って設けられている。この第１のリンク35は、支点J1に
その下端が連結され支点J1を中心として鉛直面内で揺動
可能に配設されている。そして、この第１のリンク35
は、駆動装置36によって第２軸37として揺動するように
なっている。また、支点J1には、第２のリンク38が設け
られている。この第２のリンク38は、その一端を支点J1
に連結して側方に向って設けられており、ジョイントJ1
を中心として鉛直面内で揺動できるように配設されてい
る。そして、この第２のリンク38は、駆動装置39によっ
て第３軸40として揺動するようになっている。In FIG. 1, reference numeral 31 indicates a base.
A support 32 is provided on the base 31. The support 32 is rotatably supported on the base 31 as a first shaft 33 about a vertical axis Y, and is turned by a driving device 34. At the upper end of the support 32, a fulcrum J 1
Is provided. The fulcrum J 1, to allowed to positions in the vicinity of the vertical axis Y of the counterweight to be described later, are disposed shifted from the vertical axis Y only laterally offset F position. At the fulcrum J1, a first link 35 is provided facing upward. The first link 35 has its lower end supporting point J 1 is pivotably arranged in a vertical plane around the fulcrum J 1 is connected. And this first link 35
Is pivoted as a second shaft 37 by a driving device 36. Further, the fulcrum J 1, the second link 38 is provided. This second link 38 is connected at one end to a fulcrum J 1.
The joint J 1
It is arranged so that it can swing in the vertical plane around the center. The second link 38 swings as a third shaft 40 by a driving device 39.
第２のリンク38の他端には、ジョイントJ2が設けら
れ、このジョイントJ2には第１のリンク35と同一長さの
第３のリンク41が上方に向って設けられている。この第
３のリンク41は、その下端をジョイントJ2に連結され、
このジョイントJ2を中心として揺動可能に配設されてい
る。The other end of the second link 38 is provided with the joint J 2, the third link 41 of equal length and the first link 35 is provided upward in the joint J 2. The third link 41 is coupled to the lower end joint J 2,
It is swingably arranged around the joint J 2.
この第３のリンク41の下端には、下方へ向って突出す
る突出部42が設けられており、その下端にはカウンタウ
ェイト43が設けられている。このカウンタウェイト43
は、複数のウェイトをボルトで締結してなるものであっ
て、必要に応じてウェイトを増減できるようになってい
る。このカウンタウェイト43は、ジョイントJ1を鉛直軸
ＹからオフセットＦだけ側方にシフトすることによっ
て、鉛直軸Ｙの近傍に配置されている。したがって、こ
のカウンタウェイト43のGD2を小さくすることができ
る。一方、第３のリンク41の上端および第１のリンク35
の上端にはそれぞれジョイントJ3、ジョイントJ4が設け
られ、これらジョイントJ3、ジョイントJ4間には、第２
のリンク38と同一長さの第４のリンク44がその両端を連
結されて設けられている。この第４のリンク44のジョイ
ントJ4の側の端部には、ジョイントJ3からジョイントJ4
に向う方向に突出したアーム45が設けられている。A lower end of the third link 41 is provided with a protruding portion 42 protruding downward, and a lower end thereof is provided with a counter weight 43. This counter weight 43
Is made by fastening a plurality of weights with bolts, and the weights can be increased or decreased as necessary. The counterweight 43 is offset F joint J 1 from the vertical axis Y by shifting laterally, it is arranged in the vicinity of the vertical axis Y. Therefore, it is possible to reduce the GD 2 of this counterweight 43. On the other hand, the upper end of the third link 41 and the first link 35
A joint J 3 and a joint J 4 are provided at the upper end of the joint, respectively, and a second joint is provided between the joint J 3 and the joint J 4 .
A fourth link 44 having the same length as the link 38 is provided with its both ends connected. At the end of the side of the joint J 4 of the fourth link 44, the joint J 4 from the joint J 3
Arm 45 protruding in a direction toward
このような構成において、第１のリンク35、第２のリ
ンク38、第３のリンク41および第４のリンク44は、平行
四辺形状の第１のリンク機構46を構成している。そし
て、第１のリンク35、第２のリンク38を駆動装置36、39
で揺動させることによって、リンク機構を駆動し、アー
ム45の先端を所望の位置に移動するようになされてい
る。なお、ジョイントを介して互いに隣接するリンク
は、その揺動面が重ならないように側方にずらして配設
されており、リンク同士が互いに干渉しないようになっ
ている。In such a configuration, the first link 35, the second link 38, the third link 41, and the fourth link 44 form a parallelogram-shaped first link mechanism 46. Then, the first link 35 and the second link 38 are connected to the driving devices 36 and 39.
By swinging the arm 45, the link mechanism is driven, and the tip of the arm 45 is moved to a desired position. The links adjacent to each other via the joint are arranged so as to be shifted laterally so that the swing surfaces do not overlap, and the links do not interfere with each other.
アーム45の先端には、手首部分47が設けられており、
この手首部分47は水平方向のジョイントP1を中心として
回動可能に取り付けられている。この手首部分47の下部
には、手首フランジ48が設けられている。この手首フラ
ンジ48は、略鉛直方向の軸を中心として回動可能に配設
されており、手首部分47に設けられた駆動装置49によっ
て第４軸50として回動できるようになっている。一方ジ
ョイントJ4にはプレート51が回動可能に設けられてお
り、このプレート51のジョイントK1と手首部分47の上端
のジョイントK2との間には第１のロッド52が連結されて
いる。また、プレート51のジョイントK3と支持体32の上
端部のジョイントK4との間には第２のロッド53が連結さ
れている。そして、アーム45、ジョイントP1、手首部分
47、ジョイントK2、第１のロッド52、ジョイントK1、プ
レート51、ジョイントJ4は平行四辺形状の第２のリンク
機構54を構成している。また、第１のリンク35、ジョイ
ントJ4、プレート51、ジョイントK3、第２のロッド53、
ジョイントK4、及びK4からジョイントJ1に至る方向にあ
り一端が支持体32上の固定点に固定された固定リンクも
平行四辺形状の第３のリンク機構55を構成している。し
たがって、これら第２および第３のリンク機構54、55に
よって、第１のリンク35とアーム45が揺動しても手首フ
ランジ48の回転軸は常に鉛直方向に維持されるようにな
っている。At the tip of the arm 45, a wrist part 47 is provided,
The wrist portion 47 is rotatably attached around a joint P 1 in the horizontal direction. Below the wrist portion 47, a wrist flange 48 is provided. The wrist flange 48 is rotatably disposed about a substantially vertical axis, and can be rotated as a fourth shaft 50 by a driving device 49 provided on the wrist portion 47. On the other hand, the joint J 4 and the plate 51 is provided rotatably, the first rod 52 is connected between the joint K 2 of the upper end of the joint K 1 and the wrist portion 47 of the plate 51 . The second rod 53 is connected between the joint K 3 of the plate 51 and the joint K 4 of the upper end portion of the support member 32. Then, the arm 45, the joint P 1, the wrist portion
47, the joint K 2, the first rod 52, the joint K 1, the plate 51, the joint J 4 constitute a parallelogram-shaped second link mechanism 54. The first link 35, the joint J 4, the plate 51, the joint K 3, the second rod 53,
The joints K 4 and a fixed link extending from the K 4 to the joint J 1 and having one end fixed to a fixed point on the support 32 also constitute a parallelogram-shaped third link mechanism 55. Therefore, the rotation axis of the wrist flange 48 is always maintained in the vertical direction even if the first link 35 and the arm 45 swing by the second and third link mechanisms 54 and 55.
ここで、手首部分とカウンタウェイトの位置関係につ
いて説明する。第２図は、この実施例の原理を示す図で
あって、第１図に示す構成要素と同一の符号を付してい
る。なお、符号P1、P2はそれぞれ手首部47、カウンタウ
ェイト43の位置を示す。Here, the positional relationship between the wrist portion and the counterweight will be described. FIG. 2 is a diagram showing the principle of this embodiment, in which the same reference numerals are assigned to the components shown in FIG. The symbols P 1 and P 2 indicate the positions of the wrist 47 and the counter weight 43, respectively.
この図に示すリンク機構は、リンク長比において次の
ような関係がある。The link mechanism shown in this figure has the following relationship in the link length ratio.
J4P1:J4J1＝J2J1:J2P2 また、平行の条件より ∠P1J4J1＝∠J1J2P2 であるから常に△P1J4J1と△J1J2P2とは相似である。J 4 P 1 : J 4 J 1 = J 2 J 1 : J 2 P 2 Also, from the parallel condition, ∠P 1 J 4 J 1 = J 1 J 2 P 2 , so always △ P 1 J 4 J 1 and △ J 1 J 2 P 2 are similar.
このことにより、手首部P1とカウンタウェイトP2は支
点J1に対して常に点等比対象すなわち、距離の比（a:
b）がいつも一定になるように位置している。したがっ
て、このカウンウェイトは手首部がどのように移動して
も常に第２軸、第３軸の両軸の釣り合いを実現できる。
またこの機構はいわゆるパンタグラフの機構を構成して
いる。このため、第３図に示すように、手首部P1の軌跡
A1B1C1D1とカウンタウェイトP2の軌跡A2B2C2D2は相似形
となり、カウンタウェイトの位置P2での動作制限はその
形状がそのまま手首部P1の動作領域制限にもなる。Thus, the wrist portion P 1 and the counterweight P 2 always points such ratio target ie against fulcrum J 1, the distance ratio (a:
b) is always positioned to be constant. Therefore, the counterweight can always achieve the balance between the second axis and the third axis regardless of how the wrist moves.
This mechanism constitutes a so-called pantograph mechanism. Therefore, as shown in FIG. 3, the locus of the wrist P 1
The trajectory A 2 B 2 C 2 D 2 of A 1 B 1 C 1 D 1 and the counter weight P 2 has a similar shape, and the operation restriction at the position P 2 of the counter weight is the same as the operation area of the wrist P 1 It is also a limitation.
ところで、第２図では、簡単のため各リンクには質量
はないものと説明したが、実際には、質量がある。そこ
で、以下により現実的なカウンタウェイトの設計方法に
ついて説明をする。By the way, in FIG. 2, each link has been described as having no mass for simplicity, but actually has mass. Therefore, a more realistic counterweight design method will be described below.
第４図は、カウンタウェイト43の位置と質量を決定す
る際の説明図である。手首部分47には手首に加えて搬送
物やハンド込みの質量W47があり、リンク35はリンク44
上の等価質量W35があり、リンク44とアーム45は質量W44
がある。これらを合わせて、上腕部分全体の重心すなわ
ちW35、W44およびW47の全体の重心G1となっている。そ
こで、この重心G1に均り合うカウンタウェイト43の位置
と質量は、リンク41と突出部42の質量W41とリンク38の
等価質量W38とカウンタウェイト43の質量W43との全体の
重心G2が重心G1に均り合うという条件より求まる。ここ
に、全体の重心G2の位置は、△G2J2J1と△J1J4G1とが相
似でないとあらゆる姿勢でバランスしないという条件よ
り、線分G1J1の延長線上でありかつG2J2J1J4であるこ
とより求まる。また質量は線分G1J1と線分G2J1との比率
で求まる。さらに、ロボットがハンドでワークを搬送す
るような使い方の場合、物を把持した時と離した時の中
間値に適合させるのが、カウンタウェイトの位置と質量
の決定上最適である。このような使い方の場合、ワーク
の有無でアンバランスを生じており、目的の使い方に適
合する様に意図してカウンタウェイトの位置をズラすこ
とも考えられる。FIG. 4 is an explanatory diagram for determining the position and mass of the counterweight 43. The wrist part 47 has a mass W 47 including a conveyed object and a hand in addition to the wrist, and the link 35 is a link 44
There is an equivalent mass W 35 above, and the link 44 and the arm 45 have the mass W 44
There is. Together these has become a whole the center of gravity G 1 of the upper arm portion of the center of gravity of the whole i.e. W 35, W 44 and W 47. Therefore, the position and mass of the counterweight 43 that fits Hitoshiri the center of gravity G 1, the whole of the center of gravity of the mass W 43 equivalent weight W 38 and counterweight 43 mass W 41 and the link 38 to the link 41 projecting portion 42 G 2 is obtained from the condition that fit Hitoshiri to the center of gravity G 1. Here, the position of the overall center of gravity G 2 is, △ G 2 J 2 J 1 and △ J 1 J 4 G 1 and are otherwise analogous than condition of not balanced by any attitude, the extension of the line segment G 1 J 1 And G 2 J 2 J 1 J 4 . The mass is determined by the ratio of the line segment G 1 J 1 to the line segment G 2 J 1 . Furthermore, in the case of using the robot such that the robot conveys the work by hand, it is optimal to match the intermediate value between when the object is gripped and when the object is released, when determining the position and mass of the counterweight. In such a usage, an imbalance occurs due to the presence or absence of the work, and it is conceivable that the position of the counterweight is shifted so as to match the intended usage.
上記のように、この実施例にあっては、第３のリンク
41の下端に、その上端から下端に向って突出する突出部
42を設け、この突出部42にカウンタウェイト43を設け、
このカウンタウェイト43を手首部47と支点J1とを結ぶ直
線と突出部42との交点の近傍に設けているから、リンク
が揺動しても、あらゆる姿勢においてバランスをとるこ
とができる。したがって、第１のリンク35および第２の
リンク38を回動させる駆動装置の負荷を減少させること
ができる。また、１つのカウンタウェイトだけでバラン
スをとることができるので、製作コストを削減できると
ともに組立性、保守性および信頼性を向上させることが
できる。さらに、バランスさせる手段としてバネ等を使
用していないため半永久的な寿命を得ることができる。As described above, in this embodiment, the third link
At the lower end of 41, a projection that projects from the upper end toward the lower end
42 is provided, and a counter weight 43 is provided on the protrusion 42,
Because it provided the counterweight 43 in the vicinity of the intersection of the straight line and the protruding portion 42 connecting the wrist part 47 and the fulcrum J 1, even if the swing link may be balanced in any position. Therefore, it is possible to reduce the load on the driving device that rotates the first link 35 and the second link 38. In addition, since the balance can be achieved with only one counterweight, the manufacturing cost can be reduced, and the assemblability, maintainability, and reliability can be improved. Further, since a spring or the like is not used as a balancing means, a semi-permanent life can be obtained.
また、支点J1を鉛直軸ＹからオフセットＦだけ側方へ
シフトし、カウンタウェイト43を鉛直軸Ｙの近傍に位置
せしめているから、カウンタウェイト43のCD2を小さく
することができ、駆動装置の負荷を小さくすることがで
きるとともに、鉛直軸Ｙから手首部47がアプローチでき
る距離を増加することができる。さらに、ジョイントを
介して互いに隣接するリンクは、その揺動面が重ならな
いように側方にずらして配設されているから、リンク同
士が互いに干渉するのを防止することができ、リンクの
長さの割に広い動作範囲を確保することができる。ま
た、カウンタウェイト43は分解や追加が可能なようにな
っているから、搬送する負荷重量に合わせて重量を増減
することができ、したがって駆動装置に加わる負荷を減
少させることができる。さらに、第１のロッド52、プレ
ート51、第２のロッド53を設け、手首部47と支持体32と
をリンク機構で連結しているから、手首部を支持体32に
対して常に同じ姿勢に維持することができる。したがっ
て、手首フランジ48を常に下向きに維持できるので、マ
テリアルハンドリングやパレタイジング作業に適したも
のとすることができる。Further, to shift the fulcrum J 1 from the vertical axis Y to the offset F only laterally, because they allowed positions counterweight 43 in the vicinity of the vertical axis Y, it is possible to reduce the CD 2 counterweights 43, a driving device Can be reduced, and the distance that the wrist 47 can approach from the vertical axis Y can be increased. Further, since the links adjacent to each other via the joint are arranged so as to be shifted sideways so that their swing surfaces do not overlap, it is possible to prevent the links from interfering with each other, and to reduce the length of the link. A wide operating range can be ensured for that. Further, since the counter weight 43 can be disassembled or added, the weight can be increased or decreased according to the load weight to be conveyed, and therefore the load applied to the drive device can be reduced. Furthermore, since the first rod 52, the plate 51, and the second rod 53 are provided and the wrist 47 and the support 32 are connected by the link mechanism, the wrist is always in the same posture with respect to the support 32. Can be maintained. Therefore, since the wrist flange 48 can be always kept downward, it can be suitable for material handling and palletizing work.
次に、他の実施例について第５図を参照して説明す
る。なお、この図において、第１図に示す実施例と同一
構成の部分には同一符号を付してその説明を省略する。
この実施例は前述の第３図の原理を応用したものであっ
て、ロボットが誤動作した場合に手首部分の動作範囲を
制限するためのものである。第５図において、カウンタ
ウェイト43には突起物56が設けられている。この突起部
56は手首部分P1の支点J1に対する点等比対象点P2の位置
に取付けられている。この突起物56はカウンタウェイト
43の揺動面に垂直に突起しており、その突起物56が動く
揺動面に矩形の環状体57を配置しこれを支持体32に取付
けている。環状体57にはその内壁の少し内側に光軸58が
通るように光学遮断式センサ59を取付けてあり、その信
号ケーブルはロボットのコントローラにつながってい
る。Next, another embodiment will be described with reference to FIG. In this figure, the same components as those of the embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
This embodiment is an application of the principle of FIG. 3 described above, and is intended to limit the operation range of the wrist when the robot malfunctions. In FIG. 5, a projection 56 is provided on the counterweight 43. This protrusion
56 is attached to the position of the point such ratio target point P 2 for the fulcrum J 1 wrist portion P 1. This projection 56 is a counterweight
A rectangular annular body 57 is arranged on the swinging surface on which the projection 56 moves, and is attached to the support 32. An optical cut-off sensor 59 is attached to the annular body 57 so that the optical axis 58 passes slightly inside its inner wall, and its signal cable is connected to a controller of the robot.
このような構成において、ロボットの手首部分P1を動
かすとそれに対応して点等比対象点P2も動く。光学式遮
断センサ59の光軸58を突起物56が横切るとセンサ信号が
ロボットコントローラに送られ、非常停止がかかる。さ
らに動くと突起物56は環状壁57に当たり機械的に停止さ
れる。したがって、突起物56の動作範囲を環状体57およ
び光軸58で仕切られた矩形状の範囲内に限定することが
でき、第３図に示す原理から、手首部分P1の動作範囲60
を矩形状の範囲に限定することができる。このようなこ
とから、プログラムソフト上の動作限（ソフトリミッ
ト）ばかりでなく、光学式遮断センサ59と環状体57とを
それぞれ動作限（ハードリミットとメカニカルストッ
パ）として用いることができる。In such a configuration, moving the wrist portion P 1 of the robot when to move even point such ratio target point P 2 in response thereto. When the projection 56 crosses the optical axis 58 of the optical cutoff sensor 59, a sensor signal is sent to the robot controller, and an emergency stop is applied. Upon further movement, the projection 56 hits the annular wall 57 and is mechanically stopped. Therefore, the operating range of the projection 56 can be limited within a range partitioned rectangular in annular body 57 and the optical axis 58, from the principle shown in FIG. 3, the operating range of the wrist portion P 1 60
Can be limited to a rectangular range. For this reason, not only the operation limit (soft limit) on the program software but also the optical cutoff sensor 59 and the annular body 57 can be used as the operation limit (hard limit and mechanical stopper), respectively.
したがって、誤動作時における手首部分47の動作を確
実に一定の範囲に制限することができ、安全性を向上さ
せることができる。Therefore, the operation of the wrist portion 47 at the time of malfunction can be reliably limited to a certain range, and safety can be improved.
以上説明したように、本発明にあっては、一つのカウ
ンタウェイトを設けるだけで、あらゆる姿勢においてバ
ランスをとることかでき、リンクを駆動させる駆動装置
の負荷を減少させることができる。また、部品点数を減
少させることができ、したがって製作コストを削減し、
組立性、保守性および信頼性を向上させることができる
という効果が得られる。As described above, in the present invention, by providing only one counter weight, it is possible to balance in all postures and reduce the load on the driving device that drives the link. Also, the number of parts can be reduced, thus reducing manufacturing costs,
The effect of improving assemblability, maintainability, and reliability is obtained.
第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図はその正面図、第２図はカウンタウェイトの
位置を決める原理を示す図、第３図はカウンタウェイト
の動作範囲と手首部の動作範囲を示す図、第４図は各リ
ンクおよびアーム等の重量をも考慮に入れてカウンタウ
ェイトの位置を決定する原理を示す図、第５図は本発明
の他の実施例を示す正面図、第６図は従来の産業用ロボ
ットを示す正面図である。 32……支持体、35……第１のリンク、38……第２のリン
ク、41……第３のリンク、42……突出部、43……カウン
タウェイト、44……第４のリンク、45……アーム、47…
…手首部、J1……支点。1 to 4 are views showing an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a front view thereof, FIG. 2 is a view showing the principle of determining the position of a counter weight, and FIG. 3 is a counter weight. FIG. 4 shows the principle of determining the position of the counterweight in consideration of the weight of each link and arm, and FIG. 5 shows another example of the present invention. FIG. 6 is a front view showing a conventional industrial robot. 32 ... support, 35 ... first link, 38 ... second link, 41 ... third link, 42 ... projecting part, 43 ... counter weight, 44 ... fourth link, 45 …… arm, 47…
… Wrist, J 1 … fulcrum.
Claims (1)
結されるとともに鉛直面内で揺動可能に取り付けられた
第１のリンクおよび第２のリンクと、前記第１のリンク
と同一長さを有し、その一端が前記第２のリンクの他端
に連結されるとともに鉛直面内で揺動する第３のリンク
と、前記第２のリンクと同一長さを有し、その一端が前
記第３のリンクの他端に連結されるとともに、その他端
が前記第１のリンクの他端に連結され、鉛直面内で揺動
する第４のリンクと、前記第４のリンクの他端に前記第
４のリンクの一端から他端に向う方向に突出して設けら
れたアームと、このアーム先端に設けられた手首部とを
備えた産業用ロボットにおいて、 前記第３のリンクの一端に、この第３のリンクの他端か
ら一端に向う方向へ突出する突出部を設け、この突出部
にカウンタウェイトを設け、このカウンタウェイトを前
記手首部と前記支持部とを結ぶ直線と前記突出部との交
点の近傍に設け、前記手首部の姿勢を支持体に対し一定
に保つよう、前記アーム及び前記手首部をリンクとして
含む平行四辺形状の第２のリンク機構と、一端が前記支
持体に固定された固定リンク及び前記第１のリンクをリ
ンクとして含む平行四辺形状の第３のリンク機構と、前
記第２のリンク機構と前記第３のリンク機構とを連結す
る連結手段とを有する手首姿勢保持部を具備したことを
特徴とする産業用ロボット。1. A support, a first link and a second link each having one end connected to a support portion of the support and attached to be swingable in a vertical plane; A third link having the same length, one end of which is connected to the other end of the second link and swinging in a vertical plane, and having the same length as the second link, One end is connected to the other end of the third link, the other end is connected to the other end of the first link, and a fourth link swinging in a vertical plane is provided. An industrial robot having an arm provided at the other end thereof so as to project from one end of the fourth link toward the other end, and a wrist provided at a tip of the arm, wherein one end of the third link is provided. The third link is provided with a projecting portion projecting from the other end of the third link toward one end. A counterweight is provided on the protrusion, and the counterweight is provided near an intersection of the straight line connecting the wrist and the support and the protrusion, and the posture of the wrist is kept constant with respect to the support. A parallelogram-shaped second link mechanism including the arm and the wrist as a link, and a parallelogram-shaped second link mechanism including the fixed link and the first link each having one end fixed to the support, as a link. An industrial robot, comprising: a wrist posture holding unit having a third link mechanism and a connecting means for connecting the second link mechanism and the third link mechanism.
Priority Applications (1)
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| JP63083567A JP2813179B2 (en) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | Industrial robot |
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| JP63083567A JP2813179B2 (en) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | Industrial robot |
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|---|---|
| JPH01257589A JPH01257589A (en) | 1989-10-13 |
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Family
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Family Applications (1)
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1988
- 1988-04-05 JP JP63083567A patent/JP2813179B2/en not_active Expired - Fee Related
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