JP5411062B2 - Robot arm - Google Patents

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Description

本発明は、ＸθＺ駆動方式（Ｘ軸方向への直線移動、θ方向への旋回、及びその旋回軸と平行なＺ方向への直線移動からなる駆動方式）を採用するロボットアームに関し、特に衝突等に対するロボットアームの緩衝手段に関する。   The present invention relates to a robot arm that employs an XθZ drive system (a drive system comprising a linear movement in the X-axis direction, a turn in the θ-direction, and a linear movement in the Z-direction parallel to the rotation axis), and particularly a collision or the like. The present invention relates to a buffering means for a robot arm against

ロボットアームは、サーボ制御で各関節の駆動制御を行い、所望の動作を発生させて製造・加工等に用いられるものである。
しかし、例えば、位置合わせ時や、非常の環境変化の際には、ロボットアームの稼動領域に障害物が存在する場合があり、障害物にロボットアームが衝突することによる破損事故や人身事故が生じる虞が生じる。 The robot arm performs drive control of each joint by servo control, generates a desired motion, and is used for manufacturing and processing.
However, for example, there may be obstacles in the operating area of the robot arm during alignment or when the environment changes significantly, and there is a risk of damage or personal injury due to the robot arm colliding with the obstacle. Occurs.

そこで、センサによって衝突を検出し、トルクの解除及び動作の反転を行う手法が種々紹介されていた（例えば下記特許文献参照）。   Therefore, various techniques for detecting a collision by a sensor, releasing torque and reversing the operation have been introduced (for example, refer to the following patent document).

特開２００３−０３９３７６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-039376 特開平１１−２０７６８２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-207682

しかし、上記従来の方法は、駆動制御のみで緩衝を行なう手法であることから、衝突の瞬間における緩衝が不十分である。そのため、その様な手法だけでは、事実上、衝突による被害の防止というよりも、衝突状態の解消に寄与すると言う作用に留まっていた。   However, since the conventional method is a method of performing buffering only by drive control, the buffering at the moment of collision is insufficient. For this reason, such a method alone has effectively limited the effect of eliminating the collision state rather than preventing the damage caused by the collision.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、比較的簡素な構造で緩衝作用が得られる構造を備えるロボットアームの提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a robot arm having a structure that can provide a buffering action with a relatively simple structure.

上記課題を解決する為になされた本発明によるロボットアームは、ＸθＺ駆動方式のロボットアームであって、モータ等のθ回転手段で旋回する第１アームと、当該第１アームの先端部に連結し上下左右に揺動可能な第２アームを備えてなり、当該第２アームの先端部に作業部、即ち、プーリとベルト等を介して前記縦シャフトと平行な軸を回転軸として回転することができるチャック等の作業ツール、又は当該作業ツールを脱着できる支持領域等を適宜備えたものである。   The robot arm according to the present invention, which has been made to solve the above problems, is an XθZ drive type robot arm, and is connected to a first arm that is rotated by θ rotation means such as a motor, and a tip of the first arm. A second arm that can swing vertically and horizontally is provided, and the tip of the second arm can be rotated with a working portion, i.e., a shaft parallel to the vertical shaft through a pulley and a belt as a rotation axis. A work tool such as a chuck, or a support region where the work tool can be attached and detached.

前記当該第１アームと第２アームの連結部としては、前記第１アームの先端部と第２アームの基端を上下に重ね（どちらが上でも良い）、例えば、前記第１アームの先端部に横揺動軸を支持し、当該横揺動軸に前記第２アームの基部が支持する縦揺動軸を支持する構成や、前記第２アームの基部に横揺動軸を支持し、当該横揺動軸に前記第１アームの先端部が支持する縦揺動軸を支持する構成や、ボール軸受けで当該第１アームに対して第２アームが上下左右に揺動可能となる様に連結する構成のいずれを採ることもできる。
更に、本発明によるロボットアームは、前記第１アームと第２アームとの間に緩衝手段を備えたものであって、当該緩衝手段は、第２アームを第１アームに対する定常姿勢へ誘導する姿勢維持手段と、第２アームを第１アームに対する定常姿勢から第２アームの先端部を左右及び上方へ誘導する退避手段を備えることを特徴とする。 As the connecting portion of the first arm and the second arm, the tip end portion of the first arm and the base end of the second arm are stacked one above the other (whichever is upper), for example, on the tip end portion of the first arm A structure in which a horizontal rocking shaft is supported and a vertical rocking shaft supported by the base of the second arm is supported by the horizontal rocking shaft, or a horizontal rocking shaft is supported by the base of the second arm, A structure in which the vertical swing shaft supported by the tip of the first arm is supported by the swing shaft, or a ball bearing is connected to the first arm so that the second arm can swing vertically and horizontally. Any of the configurations can be adopted.
Furthermore, the robot arm according to the present invention is provided with a buffer means between the first arm and the second arm, and the buffer means is a posture for guiding the second arm to a steady posture with respect to the first arm. It is characterized by comprising a maintaining means and a retracting means for guiding the tip of the second arm left and right and upward from a steady posture with respect to the first arm.

前記緩衝手段は、相互に向かい合うスロープを含む谷状の誘導面と、当該誘導面に当接する突起部で構成することが可能である。ここで、スロープを含む谷状の誘導面の態様としては、すり鉢状、又は球面状であっても良い。
その際、前記緩衝手段は、前記誘導面は第１アームと第２アームのうちのいずれか一方における、横揺動軸及び縦揺動軸又はボール軸受け等からなる連結部の前方又は後方に備え、前記突起部は第１アームと第２アームのうちの他方に、誘導面に面して備える構成とする。 The buffer means may be constituted by a valley-shaped guide surface including slopes facing each other and a protrusion that contacts the guide surface. Here, the form of the valley-shaped guide surface including the slope may be a mortar shape or a spherical shape.
In this case, the buffer means is provided with the guide surface in front of or behind the connecting portion including the horizontal swing shaft, the vertical swing shaft, or the ball bearing in one of the first arm and the second arm. The protruding portion is provided on the other of the first arm and the second arm so as to face the guide surface.

前記突起部の先端に磁性体からなる当接部を備え、前記誘導面の最深部に前記当接部を引寄せ、又は吸着する磁石を備える構成とすれば、磁力の調整により、定常姿勢の維持・誘導強度を調整することができる。尚、前記誘導面の最深部に当接部を引寄せる手法（復帰手段）としては、当該当接部が誘導面の最深部へ向かう様に、第１アームと第２アームの角度を復元すべく付勢するコイルスプリングや板バネを用いることもできる。   If the protrusion is provided with a contact portion made of a magnetic material and a magnet that attracts or attracts the contact portion to the deepest portion of the guide surface, the adjustment of the magnetic force causes a steady posture. Maintenance / induction strength can be adjusted. In addition, as a method (return means) for pulling the contact portion to the deepest portion of the guide surface, the angle between the first arm and the second arm is restored so that the contact portion goes to the deepest portion of the guide surface. A coil spring or a leaf spring that biases as much as possible can also be used.

本発明によるロボットアームは、ＸθＺ駆動方式の採用により、各関節において回転量の制御が必要な多関節アーム（以下多関節アームと略記する）と比べれば、各関節におけるアームの軌道を一時的に外すことが容易でありながら、多関節アームに引けをとらない稼動範囲及び精度並びに制御の便宜を得ることができる。   The robot arm according to the present invention adopts the XθZ drive method, and thus the trajectory of the arm at each joint is temporarily compared with a multi-joint arm (hereinafter abbreviated as a “multi-joint arm”) that requires a rotation amount control at each joint. While easy to remove, it is possible to obtain an operating range and accuracy that are not inferior to the articulated arm, and convenience of control.

上記の如く、各関節においてアームの軌道を一時的に外すことが許容される結果、第１アームの先端部に横揺動軸を支持し、当該横揺動軸に前記第２アームの基部が支持する縦揺動軸を支持し、第２アームを第１アームに対する定常姿勢へ誘導する姿勢維持手段と、第２アームを第１アームに対する定常姿勢から第２アームの先端部を左右及び上方へ誘導可能な退避手段を備える緩衝手段を有する構成とすることができる。   As described above, as a result of temporarily allowing the arm trajectory to be removed at each joint, the lateral swing shaft is supported at the distal end portion of the first arm, and the base portion of the second arm is supported on the lateral swing shaft. A posture maintaining means for supporting the vertical swing shaft to be supported and guiding the second arm to a steady posture with respect to the first arm, and a tip of the second arm from the steady posture with respect to the first arm to the left and right and upward. It can be set as the structure which has a buffer means provided with the retractable means which can be guided.

前記緩衝手段の存在によって、衝突の瞬間において十分な緩衝を行なうことができ、衝突による被害の防止軽減が可能となる。また、従来技術と併用すれば、第２アームについて一定量の退避が行なわれる間に、センサによる検出結果に基いて、衝突状態の解消動作を開始することができることから、衝突事故の復旧制御にも便宜となる。   Due to the presence of the buffering means, sufficient buffering can be performed at the moment of collision, and damage caused by the collision can be prevented and reduced. In addition, when used in combination with the prior art, the collision state can be resolved based on the detection result by the sensor while the second arm is retracted by a certain amount. Will also be convenient.

本発明によるロボットアームの一例を示す分解図である。It is an exploded view which shows an example of the robot arm by this invention. 本発明によるロボットアームの動作の一例を示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows an example of operation | movement of the robot arm by this invention. 本発明によるロボットアームの一例を示す定常姿勢における、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a side view in a steady posture showing an example of a robot arm according to the present invention. 本発明によるロボットアームの動作の一例を示す、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。An example of operation | movement of the robot arm by this invention is shown, (A) is a top view, (B) is a side view. 本発明によるロボットアームの動作の一例を示す、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。An example of operation | movement of the robot arm by this invention is shown, (A) is a top view, (B) is a side view. 本発明によるロボットアームの動作の一例を示す、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。An example of operation | movement of the robot arm by this invention is shown, (A) is a top view, (B) is a side view. 本発明によるロボットアームを用い得るＸθＺ駆動方式のロボットの一例を示す正面側から見た要部斜視図である。It is the principal part perspective view seen from the front side which shows an example of the robot of the X (theta) Z drive system which can use the robot arm by this invention. 本発明によるロボットアームを用い得るＸθＺ駆動方式のロボットにおけるＺ軸駆動手段の一例を示す裏側から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the back side which shows an example of the Z-axis drive means in the robot of the X (theta) Z drive system which can use the robot arm by this invention. 本発明によるロボットアームを用い得るＸθＺ駆動方式のロボットにおけるＸ軸駆動手段の一例を示す裏側から見た斜視図である。It is the perspective view seen from the back side which shows an example of the X-axis drive means in the robot of the XthetaZ drive system which can use the robot arm by this invention.

以下、本発明によるロボットアームの実施の形態を図面に基づき説明する。
図１に示す実施の形態は、ＸθＺ駆動方式のロボットに用いるロボットアームである。
本実施の形態におけるＸθＺ駆動方式は、θ回転手段７であるモータ及びモータで駆動する縦シャフトを、ワイヤ駆動のＺ軸駆動手段８に搭載し、当該Ｚ軸駆動手段８を、ワイヤ駆動のＸ軸駆動手段９に搭載したものである。
本実施の形態では、モータで駆動する縦シャフト７ａにロボットアームの基端部を固定することにより、縦シャフト７ａの上下左右への移動、及び縦シャフト７ａに固定したロボットアームの旋回を可能とする。 Embodiments of a robot arm according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
The embodiment shown in FIG. 1 is a robot arm used for an XθZ drive type robot.
In the XθZ drive system in the present embodiment, a motor that is the θ rotation means 7 and a vertical shaft that is driven by the motor are mounted on a wire-driven Z-axis drive means 8, and the Z-axis drive means 8 is connected to the wire-driven X-axis. It is mounted on the shaft drive means 9.
In the present embodiment, by fixing the base end portion of the robot arm to the vertical shaft 7a driven by the motor, the vertical shaft 7a can be moved up and down, left and right, and the robot arm fixed to the vertical shaft 7a can be turned. To do.

本実施の形態のロボットアームは、前記縦シャフト７ａに基端部が直接固定され縦シャフト７ａを軸として旋回制御を受ける第１アーム１と、当該第１アーム１の先端部にその基端部を連結し上下左右に可能な第２アーム２と、当該第２アーム２の先端部にあってプーリ２８とベルト（図示省略）を介して前記縦シャフトによって回転することができるチャック３とを備える。   The robot arm of the present embodiment includes a first arm 1 whose base end is directly fixed to the vertical shaft 7a and subjected to turning control about the vertical shaft 7a, and a base end at the front end of the first arm 1. And a chuck 3 that can be rotated by the vertical shaft via a pulley 28 and a belt (not shown) at the tip of the second arm 2. .

本実施の形態のロボットアームは、第１アーム１の先端部の下に第２アーム２の基端部を重ねた構造を有し、第１アーム１と第２アーム２との間に相互を連結させる関節部を備える。
当該関節部は、縦横のヒンジ機構と緩衝手段６を備えるが、チャック３をその機能を果たすべき位置（作用点）へ移動させる構造として、第１アーム１に対する第２アーム２の連結角度等を制御上変化させることはなく、第１アーム１と第２アーム２との間で障害物との衝突等による衝撃を和らげる退避動作を行うに留まる。 The robot arm of the present embodiment has a structure in which the base end portion of the second arm 2 is overlapped below the tip end portion of the first arm 1, and the first arm 1 and the second arm 2 are mutually connected. A joint part to be connected is provided.
The joint portion includes vertical and horizontal hinge mechanisms and buffering means 6. However, as a structure for moving the chuck 3 to a position (action point) where the chuck 3 should perform its function, the connection angle of the second arm 2 with respect to the first arm 1 and the like are set. No change is made in terms of control, and only a retreat operation is performed between the first arm 1 and the second arm 2 to relieve an impact caused by a collision with an obstacle.

本実施の形態のヒンジ機構は、縦横のヒンジ機構が一体となったものである。即ち、第２アーム２の基端部に二股形状の軸受け２ａを備え、当該軸受け２ａの股間部２ｂに横揺動軸４を遊嵌し、前記軸受け２ａの軸孔２ｃ及び横揺動軸４の軸孔４ａに縦揺動軸５を連通し、第１アーム１の先端部の軸孔１ａに前記横揺動軸４の上端部を回転可能に、且つ離脱しないように軸支したものである（図１参照）。
以上の構造により、第２アーム２の基端部において横揺動軸４が上下に揺動し、且つ左右に揺動することとなる（図４参照）。 The hinge mechanism of the present embodiment is a combination of vertical and horizontal hinge mechanisms. That is, a bifurcated bearing 2a is provided at the base end portion of the second arm 2, and the lateral swing shaft 4 is loosely fitted into the crotch portion 2b of the bearing 2a. The shaft hole 2c of the bearing 2a and the lateral swing shaft 4 The vertical swing shaft 5 is communicated with the shaft hole 4a, and the upper end portion of the horizontal swing shaft 4 is rotatably supported in the shaft hole 1a at the tip of the first arm 1 so as not to be detached. Yes (see FIG. 1).
With the above structure, the horizontal swing shaft 4 swings up and down and swings left and right at the base end of the second arm 2 (see FIG. 4).

本実施の形態の緩衝手段６は、第２アーム２を第１アーム１の延長線上に配置する定常姿勢へ誘導するための姿勢維持手段と、第２アーム２を第１アーム１に対する前記定常姿勢（図３参照）から第２アーム２の先端部を左右及び上方へ誘導可能な退避手段を一体化したものである。   The buffering means 6 of the present embodiment includes a posture maintaining means for guiding the second arm 2 to a steady posture in which the second arm 2 is disposed on an extension line of the first arm 1, and the steady posture with respect to the first arm 1. A retracting means capable of guiding the tip of the second arm 2 to the left and right and upward from (see FIG. 3) is integrated.

本実施の形態の緩衝手段６は、相互に向かい合うスロープ６ａを含む谷状の誘導面２９と、当該誘導面２９に当接する突起部６ｂからなり、前記誘導面２９は、第１アーム１と第２アーム２のうちのいずれか一方における横揺動軸４及び縦揺動軸５の後方に備え、前記突起部６ｂは第１アーム１と第２アーム２のうちの他方に備える。   The buffer means 6 of the present embodiment includes a valley-shaped guide surface 29 including slopes 6a facing each other, and a protrusion 6b that contacts the guide surface 29. The guide surface 29 is connected to the first arm 1 and the first arm. The protrusion 6 b is provided on the other of the first arm 1 and the second arm 2, and provided on the rear side of the horizontal swing shaft 4 and the vertical swing shaft 5 in either one of the two arms 2.

尚、図１及び図２に示す例では、突起部６ｂを第１アーム１の裏面に備えるべく、第１アーム１の孔１ｂに、球面を先端とするピンを装着すると共に、第２アーム２の基端部を上面側から横断面形状が谷状となる様に切欠することによって、第２アーム２の上面に前記突起部６ｂと接する一対の平面状スロープ６ａ，６ａを、前記突起部６ｂの曲率で湾曲した曲面を以って連結し、一連の誘導面２９を形成したものである。   In the example shown in FIGS. 1 and 2, a pin having a spherical surface is attached to the hole 1 b of the first arm 1 in order to provide the protrusion 6 b on the back surface of the first arm 1, and the second arm 2. A pair of planar slopes 6a and 6a in contact with the protrusion 6b is formed on the upper surface of the second arm 2 by cutting out the base end of the second arm 2 so that the cross-sectional shape is valley-shaped from the upper surface side. A series of guiding surfaces 29 are formed by connecting with curved surfaces curved with a curvature of.

本実施の形態の姿勢維持手段は、前記突起部６ｂとなるピンとして磁性体のピンを採用し、前記一対のスロープ６ａ，６ａの谷部（一対のスロープ６ａ，６ａに挟まれた領域の最深部）に当該ピンを引寄せる磁石６ａｂを固定したものである。誘導面２９の谷部は、前記一対のスロープ６ａ，６ａの間隔及び傾斜を、谷部とピンの先端部（当接部６ａａ）の球面をガタつき無く支持できる様に構成することによって、磁石６ａｂの磁力調整と相俟って、正常稼動時における振動や衝撃に対抗して第２アーム２の位置ズレや揺動を防止できる（図６参照）。   The posture maintaining means of the present embodiment employs a magnetic pin as the pin serving as the protrusion 6b, and the valleys of the pair of slopes 6a, 6a (the deepest region between the pair of slopes 6a, 6a). The magnet 6ab for attracting the pin is fixed to the part). The trough portion of the guide surface 29 is configured such that the gap and the inclination of the pair of slopes 6a, 6a are configured so that the trough portion and the spherical surface of the tip end portion (contact portion 6aa) of the pin can be supported without backlash. Combined with the magnetic force adjustment of 6ab, it is possible to prevent displacement and swing of the second arm 2 against vibration and impact during normal operation (see FIG. 6).

本発明によるロボットアームは、以上の如く構成され、磁石６ａｂによる定着力を凌駕する側方からの衝撃によって、第２アーム２の先端部は、第１アーム１に対して左右上方へ向く形で退避し（図２及び図４参照）、磁石６ａｂによる定着力を凌駕する下方からの衝撃によって、第２アーム２の先端部は、第１アーム１に対して上方へ向く形で退避する（図５参照）。
障害物からの圧力が解除されれば、第２アーム２は、その自重により前記突起部６ｂがスロープ６ａ，６ａをトレースしつつ（図２参照）、定常姿勢に復帰する（図３参照）。上記構成において、突起部６ｂにマグネットセンサを付ければ、ロボットアームが定常姿勢から外れた状態を電気的に検知することができる。 The robot arm according to the present invention is configured as described above, and the tip of the second arm 2 is directed left and right upward with respect to the first arm 1 by an impact from the side that surpasses the fixing force of the magnet 6ab. Retracted (see FIGS. 2 and 4), and the tip of the second arm 2 is retracted upward with respect to the first arm 1 by an impact from below that exceeds the fixing force by the magnet 6ab (see FIG. 2). 5).
When the pressure from the obstacle is released, the second arm 2 returns to a normal posture while the projection 6b traces the slopes 6a and 6a by its own weight (see FIG. 2) (see FIG. 3). In the above configuration, if a magnet sensor is attached to the protrusion 6b, it is possible to electrically detect the state where the robot arm is out of the normal posture.

以下、本実施の形態のＸθＺ駆動方式を説明する。
ロボットアームを固定した縦シャフト７ａは、θ回転手段７から鉛直方向上向きに備える。
本実施の形態のθ回転手段７は、アームベース１０にステー１１を介して固定されたモータ及びその回転軸に連結する減速器からなり、減速器で回転速度の制御（減速）を受けた回転軸を縦シャフト７ａとする（図７参照）。 Hereinafter, the XθZ driving method of the present embodiment will be described.
The vertical shaft 7 a to which the robot arm is fixed is provided vertically upward from the θ rotation means 7.
The θ rotation means 7 of the present embodiment includes a motor fixed to the arm base 10 via a stay 11 and a speed reducer connected to the rotation shaft thereof. The axis is a vertical shaft 7a (see FIG. 7).

アームベース１０は、制御手段による制御の下、ベースフレーム（図示省略）に渡し掛けた走行ガイド（Ｘ軸方向へのガイド）１２ａ，１２ｂに対して摺動可能に装着したものである（図７参照）。
本実施の形態のベースフレームは、左右側板と、それを垂直に起立する様に支える底板を備える。
左右側板は、その前方下部及び後方上部に一対の上下走行ガイド１２ａ，１２ｂを相互に平行となる様に架設する。 The arm base 10 is slidably mounted on travel guides (guides in the X-axis direction) 12a and 12b passed over a base frame (not shown) under the control of the control means (FIG. 7). reference).
The base frame of the present embodiment includes left and right side plates and a bottom plate that supports the left and right side plates so as to stand vertically.
The left and right plate is provided with a pair of upper and lower traveling guides 12a and 12b on the lower front portion and the upper rear portion so as to be parallel to each other.

アームベース１０は、走行ベース１０ａに昇降ベース１０ｂを備えたものである。
走行ベース１０ａは、基板１０ａａの後方に背板１０ａｂを垂直に立設したものである（図７参照）。 The arm base 10 includes a traveling base 10a and a lifting base 10b.
The traveling base 10a has a back plate 10ab standing vertically on the rear side of the board 10aa (see FIG. 7).

背板１０ａｂは、その上部に、上走行ガイド１２ａを挿通する上支持部１０ｃを備え、その中間部の略同じ高さに、Ｚ軸駆動手段８を構成する左右一対の伝動プーリ１３ａ，１３ｂを背板１０ａｂの表面に対して垂直な回転軸で支持する（図７参照）。
更に、背板１０ａｂは、走行ワイヤ１４の両端を支持する二つのワイヤ固定機構１５，１５を備える（図７及び図９参照）。当該ワイヤ固定機構１５，１５は、そこへ固定された走行ワイヤ１４を介してＸ軸駆動手段９による走行力を受けることとなる。
基板１０ａａは、その前部に、下走行ガイド１２ｂを挿通する下支持部１０ｄを備え、その奥行きの中間部に、底板の表面から垂直に起立する左右一対の昇降ガイド（Ｚ軸方向へのガイド）１６，１６を備える（図７及び図８参照）。
昇降ガイド１６，１６は、その上部を、背板１０ａｂの上部に前方へ迫出す形で固定した天板１０ｅで固定する。 The back plate 10ab includes an upper support portion 10c through which the upper travel guide 12a is inserted, and a pair of left and right transmission pulleys 13a and 13b constituting the Z-axis drive means 8 are provided at substantially the same height in the middle portion of the back plate 10ab. It supports with the rotating shaft perpendicular | vertical with respect to the surface of the backplate 10ab (refer FIG. 7).
Further, the back plate 10ab includes two wire fixing mechanisms 15 and 15 that support both ends of the traveling wire 14 (see FIGS. 7 and 9). The wire fixing mechanisms 15 and 15 receive a traveling force from the X-axis driving means 9 through the traveling wire 14 fixed thereto.
The substrate 10aa includes a lower support portion 10d through which the lower traveling guide 12b is inserted at a front portion thereof, and a pair of left and right lifting guides (guides in the Z-axis direction) that stands vertically from the surface of the bottom plate at an intermediate portion of the depth. ) 16 and 16 (see FIGS. 7 and 8).
The upper and lower guides 16 and 16 are fixed at the top by a top plate 10e that is fixed to the upper portion of the back plate 10ab so as to protrude forward.

昇降ベース１０ｂは、昇降ベース本体１０ｂａと、前記Ｚ軸駆動手段８から昇降力を受ける受動体１０ｂｂとからなる。
昇降ベース本体１０ｂａは、昇降ガイド１６，１６が挿通する支持部１０ｆ，１０ｆを備え、その前面に前記ステー１１を固定する（図７参照）。
受動体１０ｂｂは、Ｚ軸駆動手段８を構成する上下一対の受動プーリ１７ａ，１７ｂを受動体１０ｂｂの表面に対して垂直な回転軸で支持する。
前記昇降ベース本体１０ｂａの支持部１０ｆ，１０ｆが備える各ガイド孔の間に、当該受動体１０ｂｂを固定することを以って昇降ベース１０ｂは一体となる。 The lifting base 10b includes a lifting base body 10ba and a passive body 10bb that receives the lifting force from the Z-axis driving means 8.
The lift base body 10ba includes support portions 10f and 10f through which the lift guides 16 and 16 are inserted, and fixes the stay 11 on the front surface thereof (see FIG. 7).
The passive body 10bb supports a pair of upper and lower passive pulleys 17a and 17b constituting the Z-axis driving means 8 with a rotation axis perpendicular to the surface of the passive body 10bb.
The lift base 10b is integrated by fixing the passive body 10bb between the guide holes provided in the support portions 10f, 10f of the lift base body 10ba.

上記走行ベース１０aの昇降ガイド１６，１６に、昇降ベース１０ｂを装着することで、当該昇降ベース１０ｂは、昇降ガイド１６，１６に規制された軌道で昇降し、その際、受動体１０ｂｂは、一対の伝動プーリ１３ａ，１３ｂの回転軸に挟まれた領域で昇降しつつ、昇降ワイヤ１８を介してＺ軸駆動手段８による昇降力を受けることとなる。   By attaching the elevating base 10b to the elevating guides 16 and 16 of the traveling base 10a, the elevating base 10b is moved up and down along a track regulated by the elevating guides 16 and 16, and at this time, the passive body 10bb is a pair. The elevating force by the Z-axis driving means 8 is received via the elevating wire 18 while elevating in the region sandwiched between the rotation shafts of the transmission pulleys 13a and 13b.

本実施の形態のＸ軸駆動手段９は、その走行駆動源たるモータ１９を前記ベースフレームにおける底板の右端に固定して備え、以下の構成を有する（図９参照）。
即ち、当該走行駆動源のシャフトに固定した原動プーリ２０に螺旋状に巻き付けた走行ワイヤ１４の一端を引き出し、右側の側板に支持した同軸同径の一対の右中継プーリ２１，２１の一方、続いて左側の側板に支持した左中継プーリ２２に掛けた後に、前記背板１０ａｂが備えるワイヤ固定機構１５，１５の一方に走行ワイヤ１４の一端を締結する。
更に、前記原動プーリ２０に螺旋状に巻き付けた走行ワイヤ１４の他端を引き出し、右側の側板に支持した同軸同径の一対の中継プーリ２１，２１の他方、続いて前記背板１０ａｂが備えるワイヤ固定機構１５，１５の他方に締結する。 The X-axis drive means 9 of the present embodiment includes a motor 19 as a traveling drive source fixed to the right end of the bottom plate of the base frame, and has the following configuration (see FIG. 9).
That is, one end of the traveling wire 14 spirally wound around the driving pulley 20 fixed to the shaft of the traveling drive source is pulled out, and one of the pair of right relay pulleys 21 and 21 having the same coaxial diameter supported by the right side plate is continued. After being hooked on the left relay pulley 22 supported on the left side plate, one end of the traveling wire 14 is fastened to one of the wire fixing mechanisms 15 and 15 provided in the back plate 10ab.
Further, the other end of the traveling wire 14 spirally wound around the driving pulley 20 is pulled out, and the other of the pair of coaxial pulleys 21 and 21 having the same diameter and supported on the right side plate, followed by the wire provided in the back plate 10ab. Fastened to the other of the fixing mechanisms 15 and 15.

以上の構成により、走行駆動源が正転逆転を行うことによって、その回転量に応じたＸ軸方向への走行が可能となる。   With the above configuration, when the traveling drive source performs forward and reverse rotation, traveling in the X-axis direction according to the amount of rotation becomes possible.

本実施の形態のＺ軸駆動手段８は、その昇降駆動源たるモータ２３を前記ベースフレームにおける底板の左端に固定して備え、以下の構成を有する。
即ち、当該昇降駆動源のシャフトに固定した原動プーリ２４に螺旋状に巻き付けた昇降ワイヤ１８の一端を引き出し、左側の側板の下位に支持した揺動中継プーリ２５に掛け、続いて背板１０ａｂの左側に支持した左伝動プーリ１３ａに下から掛けた後に、前記受動体１０ｂｂが備える上受動プーリ１７ａに掛け、更に背板１０ａｂの右側に支持した右伝動プーリ１３ｂに下から掛け、右側の側板が備えるワイヤ固定機構２７に締結する。 The Z-axis drive means 8 of the present embodiment includes a motor 23 as a lifting drive source fixed to the left end of the bottom plate in the base frame, and has the following configuration.
That is, one end of the lifting wire 18 spirally wound around the driving pulley 24 fixed to the shaft of the lifting drive source is pulled out, hung on the swing relay pulley 25 supported below the left side plate, and then the back plate 10ab. After hanging on the left transmission pulley 13a supported on the left side, it is hung on the upper passive pulley 17a included in the passive body 10bb, and further on the right transmission pulley 13b supported on the right side of the back plate 10ab from below. Fastened to the wire fixing mechanism 27 provided.

加えて、前記昇降駆動源のシャフトに固定した原動プーリ２４に螺旋状に巻き付けた昇降ワイヤ１８の他端を引き出し、左側の側板の上位に支持した固定中継プーリ２６に掛け、続いて背板の左側に支持した左伝動プーリ１３ａに上から掛けた後に、前記受動体１０ｂｂが備える下受動プーリ１７ｂに掛け、更に背板１０ａｂの右側に支持した右伝動プーリ１３ｂに上から掛け、右側の側板が備えるワイヤ固定機構２７に締結する。   In addition, the other end of the elevating wire 18 spirally wound around the driving pulley 24 fixed to the shaft of the elevating drive source is pulled out and hung on the fixed relay pulley 26 supported on the upper side of the left side plate, and then the back plate After hanging on the left transmission pulley 13a supported on the left side, it is hung on the lower passive pulley 17b included in the passive body 10bb, and further on the right transmission pulley 13b supported on the right side of the back plate 10ab. Fastened to the wire fixing mechanism 27 provided.

以上の構成により、昇降駆動源が正転逆転を行うことによって、その回転量に応じたＺ軸方向への昇降が可能となる。   With the above configuration, the elevating drive source performs normal rotation and reverse rotation, so that it is possible to move up and down in the Z-axis direction according to the rotation amount.

上記構造を基礎として、加工対象を支持するプラットフォーム等が適宜付設し、使用目的に応じたロボットとする。   On the basis of the above structure, a platform or the like that supports the object to be processed is appropriately attached to provide a robot according to the purpose of use.

１ 第１アーム，１ａ 軸孔，１ｂ 孔，
２ 第２アーム，２ａ 軸受け，２ｂ 股間部，２ｃ 軸孔，
３ チャック，
４ 横揺動軸，４ａ 軸孔，
５ 縦揺動軸，
６ 緩衝手段，６ａ スロープ，６ａａ 当接部，６ａｂ 磁石，６ｂ 突起部，
７ θ軸回転手段，７ａ 縦シャフト，
８ Ｚ軸駆動手段，９ Ｘ軸駆動手段，
１０ アームベース，
１０ａ 走行ベース，１０ａａ 基板，１０ａｂ 背板，
１０ｂ 昇降ベース，１０ｂａ 昇降ベース本体，１０ｂｂ 受動体，
１０ｃ 上支持部，１０ｄ 下支持部，
１０ｅ 天板，１０ｆ 支持部，
１１ ステー，
１２ａ 上走行ガイド，１２ｂ 下走行ガイド，
１３ａ 左伝動プーリ，１３ｂ 右伝動プーリ，
１４ 走行ワイヤ，１５ ワイヤ固定機構，
１６ 昇降ガイド，
１７ａ 上受動プーリ，１７ｂ 下受動プーリ，
１８ 昇降ワイヤ，
１９ モータ（Ｘ軸）
２０ 原動プーリ（Ｘ軸），２１ 右中継プーリ，２２ 左中継プーリ，
２３ モータ（Ｚ軸）
２４ 原動プーリ（Ｚ軸），２５ 揺動中継プーリ，２６ 固定中継プーリ，
２７ ワイヤ固定機構，
２８ プーリ，２９ 誘導面， 1 first arm, 1a shaft hole, 1b hole,
2 second arm, 2a bearing, 2b crotch, 2c shaft hole,
3 chuck,
4 laterally swinging shaft, 4a shaft hole,
5 vertical swing axis,
6 buffer means, 6a slope, 6aa contact part, 6ab magnet, 6b protrusion,
7 θ-axis rotating means, 7a vertical shaft,
8 Z-axis drive means, 9 X-axis drive means,
10 arm base,
10a traveling base, 10aa substrate, 10ab back plate,
10b elevating base, 10ba elevating base body, 10bb passive body,
10c upper support, 10d lower support,
10e top plate, 10f support part,
11 Stay,
12a upper travel guide, 12b lower travel guide,
13a Left transmission pulley, 13b Right transmission pulley,
14 running wires, 15 wire fixing mechanisms,
16 Lifting guide,
17a Upper passive pulley, 17b Lower passive pulley,
18 lifting wire,
19 Motor (X axis)
20 Driving pulley (X axis), 21 Right relay pulley, 22 Left relay pulley,
23 Motor (Z axis)
24 driving pulley (Z axis), 25 swing relay pulley, 26 fixed relay pulley,
27 wire fixing mechanism,
28 pulleys, 29 guide surfaces,

Claims (1)

ＸθＺ駆動方式ロボットのロボットアームにおいて、
θ軸回転手段で旋回する第１アームと、
当該第１アームの先端部に連結し上下左右に揺動可能な第２アームと、
第１アーム１と第２アーム２との間に相互を連結させる関節部を備えてなり、
当該関節部は、縦横のヒンジ機構と緩衝手段を備え、
前記ヒンジ機構は、
前記第１アームの先端部に横揺動軸を支持し、当該横揺動軸に前記第２アームの基部を支持する縦揺動軸を支持してなり、
当該緩衝手段は、
第２アームを第１アームに対する定常姿勢へ誘導する姿勢維持手段と、
第２アームを第１アームに対する定常姿勢から第２アームの先端部を左右及び上方へ誘導可能な退避手段を一体化して備え、
前記緩衝手段は、相互に向かい合うスロープを含む谷状の誘導面と、当該誘導面に当接する突起部からなり、
前記誘導面は第１アームと第２アームのうちのいずれか一方に備え、
前記突起部は第１アームと第２アームのうちの他方に備えることを特徴とするロボットアーム。 In the robot arm of XθZ drive robot,
a first arm that pivots with a θ-axis rotating means;
A second arm connected to the tip of the first arm and swingable vertically and horizontally ;
Comprising a joint part for connecting the first arm 1 and the second arm 2 to each other;
The joint portion includes vertical and horizontal hinge mechanisms and buffer means,
The hinge mechanism is
A horizontal swing shaft is supported at a tip portion of the first arm, and a vertical swing shaft that supports a base portion of the second arm is supported by the lateral swing shaft ;
The buffer means is
Posture maintaining means for guiding the second arm to a steady posture with respect to the first arm;
The second arm is integrally provided with a retracting means capable of guiding the distal end portion of the second arm left and right and upward from a normal posture with respect to the first arm ,
The buffer means comprises a valley-shaped guide surface including slopes facing each other, and a protrusion that contacts the guide surface,
The guide surface is provided on one of the first arm and the second arm,
The robot arm according to claim 1, wherein the protrusion is provided on the other of the first arm and the second arm.
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