JPH02200390A - 産業用レーザロボットの手首構造 - Google Patents
産業用レーザロボットの手首構造Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/362—Laser etching
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、産業用レーザロボットの手首構造に関し、特
に、ダイレクトドライブモータを手首駆動モータとして
具備したコンパクトな構造の産業用レーザロボットの手
首構造に関する。
に、ダイレクトドライブモータを手首駆動モータとして
具備したコンパクトな構造の産業用レーザロボットの手
首構造に関する。
産業用レーザロボットは、主にロボット胴に上腕に相当
する第１のロボット腕が、水平軸線（Ｗ軸）まわりに旋
回可能に関節結合され、この第１０ボツト腕の前端に、
前腕に相当する第２のロボット腕が、水平軸線（Ｕ軸）
回りに旋回可能に関節結合された、所謂、多関節型産業
用レーザロボットが従来からレーザエネルギーを利用し
て溶接や切断、シーム等の各種のレーザ加工に多用され
ており、この種の多関節型産業用レーザロボットの手首
構造の従来の構造は、手首の動作自由度に応じた台数の
手首駆動モータを第２０ボツト腕の先端領域に設け、こ
れら駆動モータの回転を周知の帝人精機社より販売され
るＲＶ減速機により減速して手首駆動用ドライブ軸に伝
達し、このドライブ軸の回転、又は、ベベルギヤ等の伝
動機構を介して方向転換した回転により、ロボット手首
の１〜３つの動作自由度を得る構成が採られ、レーザ光
発振器からレーザ光管路を用いてロボット機体に導入す
るレーザ光は、ロボット手首の先端に装備されるレーザ
光発出用のノズルに対して、ロボット腕内を貫通、導入
することは、上記のＲＶ減速機が中心部を貫通させる構
造に無いことから、ロボット機体の外部を迂回するレー
ザ光路を導管によって形成し、ロボット手首の先端近く
でミラーを用いて進路を変更させながらレーザ光発出用
ノズルに導入し、集光レンズを介して加工エネルギーと
して発出する構造が採られていた。
する第１のロボット腕が、水平軸線（Ｗ軸）まわりに旋
回可能に関節結合され、この第１０ボツト腕の前端に、
前腕に相当する第２のロボット腕が、水平軸線（Ｕ軸）
回りに旋回可能に関節結合された、所謂、多関節型産業
用レーザロボットが従来からレーザエネルギーを利用し
て溶接や切断、シーム等の各種のレーザ加工に多用され
ており、この種の多関節型産業用レーザロボットの手首
構造の従来の構造は、手首の動作自由度に応じた台数の
手首駆動モータを第２０ボツト腕の先端領域に設け、こ
れら駆動モータの回転を周知の帝人精機社より販売され
るＲＶ減速機により減速して手首駆動用ドライブ軸に伝
達し、このドライブ軸の回転、又は、ベベルギヤ等の伝
動機構を介して方向転換した回転により、ロボット手首
の１〜３つの動作自由度を得る構成が採られ、レーザ光
発振器からレーザ光管路を用いてロボット機体に導入す
るレーザ光は、ロボット手首の先端に装備されるレーザ
光発出用のノズルに対して、ロボット腕内を貫通、導入
することは、上記のＲＶ減速機が中心部を貫通させる構
造に無いことから、ロボット機体の外部を迂回するレー
ザ光路を導管によって形成し、ロボット手首の先端近く
でミラーを用いて進路を変更させながらレーザ光発出用
ノズルに導入し、集光レンズを介して加工エネルギーと
して発出する構造が採られていた。
第６図は、上述した従来の多関節形産業用レーザロボッ
トの典型例を示しており、床面沿いに横軸（Ｙ軸）方向
に移動可能なロボットベース７上にロボット胴８が搭載
され、このロボット旋回胴８の上部に第１のロボット腕
９が水平軸線（Ｗ軸）回りに旋回可能に関節結合され、
更に、この第１０ボツト腕９の先端領域に、第２のロボ
ット腕１０が、上記Ｗ軸に平行なＵ軸回りに旋回可能に
関節結合された構成を有し、該第２０ボツト腕１０の先
端領域にレーザ光発出ノズル１２を備えたロボット手首
１１が装着された構成を有している。そして、レーザ光
はレーザ光発振器（図示なし）から適宜の管路を経て、
ロボット機体近くに誘導され、管路１３．１４を経て第
２０ボツト腕１０の後端領域に一旦、導かれ、更に、管
路１５及び第２０ボツト腕１０に沿う管路１６を経て手
首１１の近くでミラーユニット１７を経てレーザ光発出
ノズル１２に導いている。なお、ロボット手首１１には
例えば、２動作自由度（直交するβ、Ｔの２軸回りの動
作）が付与された構成を有し、この２動作自由度の伝動
機構内の既述したＲＶ減速機（図示に現れない）がその
中心部に回転の入力軸又は出力軸を有する構造を供える
から、レーザ光管路１４〜１６をこの減速機中心を通る
ことを不可能にし、結局、ロボット腕や手首内にレーザ
光路を内蔵させることを困難にしている。特に、大きな
レーザエネルギー（例えば、数キロワット）を発出する
ためのレーザロボットの場合には、レーザ光の管路径を
必然的に大きくなり、数十ミ、ｌＪ径となるから、この
ような大きな管径のレーザ光路をロボット機体内に確保
することは、従来のＲＶ減速機を内蔵した伝動機構から
成るロボット手首の構造では、極めて困難に成り、しか
もレーザ光管路を外部配管にした構造ではロボット周囲
の機器類との干渉の問題、ロボット胴部の旋回量に制限
が加わる、また、ロボット手首の先端部分にも減速機を
搭載する構造では、重量が大きくなり、動作慣性が大き
いために高精度の位置決めや高加減速度による動作を得
ることが難しく用途上で不利となり、また、前述のＲＶ
減速機の場合には、必然的にモータの出力をヘリカルギ
ヤを経て一旦、同減速機に人力して減速出力を得る構成
であるために、大きなギヤボックス重量による俊敏な動
作の困難度やギヤバックラッシュによる精度劣化をもた
らす等の不利があり、解決すべき課題とされている。
トの典型例を示しており、床面沿いに横軸（Ｙ軸）方向
に移動可能なロボットベース７上にロボット胴８が搭載
され、このロボット旋回胴８の上部に第１のロボット腕
９が水平軸線（Ｗ軸）回りに旋回可能に関節結合され、
更に、この第１０ボツト腕９の先端領域に、第２のロボ
ット腕１０が、上記Ｗ軸に平行なＵ軸回りに旋回可能に
関節結合された構成を有し、該第２０ボツト腕１０の先
端領域にレーザ光発出ノズル１２を備えたロボット手首
１１が装着された構成を有している。そして、レーザ光
はレーザ光発振器（図示なし）から適宜の管路を経て、
ロボット機体近くに誘導され、管路１３．１４を経て第
２０ボツト腕１０の後端領域に一旦、導かれ、更に、管
路１５及び第２０ボツト腕１０に沿う管路１６を経て手
首１１の近くでミラーユニット１７を経てレーザ光発出
ノズル１２に導いている。なお、ロボット手首１１には
例えば、２動作自由度（直交するβ、Ｔの２軸回りの動
作）が付与された構成を有し、この２動作自由度の伝動
機構内の既述したＲＶ減速機（図示に現れない）がその
中心部に回転の入力軸又は出力軸を有する構造を供える
から、レーザ光管路１４〜１６をこの減速機中心を通る
ことを不可能にし、結局、ロボット腕や手首内にレーザ
光路を内蔵させることを困難にしている。特に、大きな
レーザエネルギー（例えば、数キロワット）を発出する
ためのレーザロボットの場合には、レーザ光の管路径を
必然的に大きくなり、数十ミ、ｌＪ径となるから、この
ような大きな管径のレーザ光路をロボット機体内に確保
することは、従来のＲＶ減速機を内蔵した伝動機構から
成るロボット手首の構造では、極めて困難に成り、しか
もレーザ光管路を外部配管にした構造ではロボット周囲
の機器類との干渉の問題、ロボット胴部の旋回量に制限
が加わる、また、ロボット手首の先端部分にも減速機を
搭載する構造では、重量が大きくなり、動作慣性が大き
いために高精度の位置決めや高加減速度による動作を得
ることが難しく用途上で不利となり、また、前述のＲＶ
減速機の場合には、必然的にモータの出力をヘリカルギ
ヤを経て一旦、同減速機に人力して減速出力を得る構成
であるために、大きなギヤボックス重量による俊敏な動
作の困難度やギヤバックラッシュによる精度劣化をもた
らす等の不利があり、解決すべき課題とされている。
依って、本発明は、多用される、上述した従来の多関節
形産業用レーザロボットの手首構造における課題を解決
することを主たる目的とするものである。
形産業用レーザロボットの手首構造における課題を解決
することを主たる目的とするものである。
また、本発明の他の目的は、周知のダイレクトドライブ
モータを駆動源に巧みに利用してレーザ光管路をロボッ
ト機体内に内蔵化し、ロボット機体の周囲環境との干渉
の解消と、ロボット機体の全体的コンパクト化を達成し
た産業用レーザロボットの手首構造を提供せんとするも
のである。
モータを駆動源に巧みに利用してレーザ光管路をロボッ
ト機体内に内蔵化し、ロボット機体の周囲環境との干渉
の解消と、ロボット機体の全体的コンパクト化を達成し
た産業用レーザロボットの手首構造を提供せんとするも
のである。
即ち、本発明によれば、ロボット腕の先端に設けられる
ロボット手首にレーザ光発出部を装着した産業用レーザ
ロボットの手首構造において、前記ロボット腕に少なく
とも１つの手首駆動源を成すダイレクトドライブ型モー
タを設けると共に該ダイレクトドライブモータに依って
駆動される中空の手首ドライブ軸と、該中空ドライブ軸
周囲に接離するブレーキとを設け、前記中空ドライブ軸
中に、前記ロボット腕から前記レーザ光発出部に連通し
たレーザ光管路を配設したことを特徴とした産業用レー
ザロボットの手首構造を提供し、レーザ光発振器を外部
管路を経てロボット機体のロボット腕に誘導したレーザ
光をロボット腕とロボット手首のドライブ軸中を経て、
レーザ光発出部に導くのである。こうして、レーザ光管
路がロボット機体に有り、しかも、剛性、強度を要求さ
れる手首ドライブ軸内にレーザ光管路が確保されるから
、比較的大きなレーザエネルギー用の管路が形成でき、
且つ、外部レーザ光配管路を廃することにより、ロボッ
ト手首の全体的構造のコンパクト化が得られる。
ロボット手首にレーザ光発出部を装着した産業用レーザ
ロボットの手首構造において、前記ロボット腕に少なく
とも１つの手首駆動源を成すダイレクトドライブ型モー
タを設けると共に該ダイレクトドライブモータに依って
駆動される中空の手首ドライブ軸と、該中空ドライブ軸
周囲に接離するブレーキとを設け、前記中空ドライブ軸
中に、前記ロボット腕から前記レーザ光発出部に連通し
たレーザ光管路を配設したことを特徴とした産業用レー
ザロボットの手首構造を提供し、レーザ光発振器を外部
管路を経てロボット機体のロボット腕に誘導したレーザ
光をロボット腕とロボット手首のドライブ軸中を経て、
レーザ光発出部に導くのである。こうして、レーザ光管
路がロボット機体に有り、しかも、剛性、強度を要求さ
れる手首ドライブ軸内にレーザ光管路が確保されるから
、比較的大きなレーザエネルギー用の管路が形成でき、
且つ、外部レーザ光配管路を廃することにより、ロボッ
ト手首の全体的構造のコンパクト化が得られる。
以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて、更に
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第１図は、本発明の１実施例による産業用レーザロボッ
トの手首構造を示した断面図、第２図は本発明の他の実
施例による産業用レーザロボットの手首構造を示した断
面図、第３図は、第２図に示した実施例の改変例を示し
た断面図、第４図は本発明による更に他の実施例を示し
た断面図、第５図は、第４図に示した実施例の改変例を
示した断面図である。
トの手首構造を示した断面図、第２図は本発明の他の実
施例による産業用レーザロボットの手首構造を示した断
面図、第３図は、第２図に示した実施例の改変例を示し
た断面図、第４図は本発明による更に他の実施例を示し
た断面図、第５図は、第４図に示した実施例の改変例を
示した断面図である。
第１図はロボット手首が１動作自由度を有した構造に、
本発明を適用した例を示し、Ｕ軸回りの旋回自由度を有
したロボット前腕に相当するロボット腕２０のケーシン
グ２０ａの先端に周知の中空構造を有したダイレクトド
ライブモータＭｒを配置し、このダイレクトドライブモ
ータＭγの回転要素２２に直結して中空管構造に形成し
た手首ドライブ軸２４の後端２４ｂをボルト結合等の適
宜の結合構造で連結し、しかも、上記ダイレクトドライ
ブモータＭγに連続して電磁的に作動するブレーキＢｒ
を設けて手首ドライブ軸２４に内側から要時に制動を付
与する構造に形成されている。
本発明を適用した例を示し、Ｕ軸回りの旋回自由度を有
したロボット前腕に相当するロボット腕２０のケーシン
グ２０ａの先端に周知の中空構造を有したダイレクトド
ライブモータＭｒを配置し、このダイレクトドライブモ
ータＭγの回転要素２２に直結して中空管構造に形成し
た手首ドライブ軸２４の後端２４ｂをボルト結合等の適
宜の結合構造で連結し、しかも、上記ダイレクトドライ
ブモータＭγに連続して電磁的に作動するブレーキＢｒ
を設けて手首ドライブ軸２４に内側から要時に制動を付
与する構造に形成されている。
手首ドライブ軸２４の先端２４ａにはロボット手首２６
が結合され、当該手首ドライブ軸２４の回転に同期して
同軸２４の中心の回りの回転動作自由度（Ｔ軸回転）が
与えられている。ロボット手首２６にはレーザ光発出用
のノズル２８が装着されている。従って、ロボット腕２
０、ダイレクトドライブモータＭＴ１ブレーキＢＴ、手
首ドライブ軸２４の略中心部を貫通してロボット腕２０
の後端側からロボット手首２６内に向けて貫通、延設し
たレーザ光々路を形成する管路３０を配設することがで
きる。レーザ光はこのレーザ光管路３０によりロボット
腕２０の後端側からロボット機体２６の内部に誘導され
、ここで、集光用の凹面鏡３４を有したミラーユニット
３２により例えば、略直角に曲げられる進路変更を受け
、レーず光発出ノズル２８により、所要のレーザ加工部
等の目的地点へ照射される構成にある。
が結合され、当該手首ドライブ軸２４の回転に同期して
同軸２４の中心の回りの回転動作自由度（Ｔ軸回転）が
与えられている。ロボット手首２６にはレーザ光発出用
のノズル２８が装着されている。従って、ロボット腕２
０、ダイレクトドライブモータＭＴ１ブレーキＢＴ、手
首ドライブ軸２４の略中心部を貫通してロボット腕２０
の後端側からロボット手首２６内に向けて貫通、延設し
たレーザ光々路を形成する管路３０を配設することがで
きる。レーザ光はこのレーザ光管路３０によりロボット
腕２０の後端側からロボット機体２６の内部に誘導され
、ここで、集光用の凹面鏡３４を有したミラーユニット
３２により例えば、略直角に曲げられる進路変更を受け
、レーず光発出ノズル２８により、所要のレーザ加工部
等の目的地点へ照射される構成にある。
このような構成によれば、レーザ光管路３０がロボット
機体の要素であるロボット腕２０やロボット手首ドライ
ブ軸、手首２６等の内部に内蔵、収納された構造にある
から、ロボット機体の周囲の機器類との干渉を回避でき
、管路径も比較的大きく確保できるので、高エネルギー
のレーザ光を誘導でき、しかも、ロボット手首２６の駆
動モータにダイレクトドライブモータＭｒから手首２６
への伝動系の特に、手首部分に減速機が無いから、手首
重量を大幅に低減できると共にミラーユニット３２さえ
配置すれば良い構造はロボット手首２６のコンパクト化
、軽量化に大幅に寄与することが可能となり、故に、か
んせい低減により、手首ドライブ軸２４とロボット手首
２６、ノズル２８を備えた手首機構の動作精度の向上を
得ることができる。
機体の要素であるロボット腕２０やロボット手首ドライ
ブ軸、手首２６等の内部に内蔵、収納された構造にある
から、ロボット機体の周囲の機器類との干渉を回避でき
、管路径も比較的大きく確保できるので、高エネルギー
のレーザ光を誘導でき、しかも、ロボット手首２６の駆
動モータにダイレクトドライブモータＭｒから手首２６
への伝動系の特に、手首部分に減速機が無いから、手首
重量を大幅に低減できると共にミラーユニット３２さえ
配置すれば良い構造はロボット手首２６のコンパクト化
、軽量化に大幅に寄与することが可能となり、故に、か
んせい低減により、手首ドライブ軸２４とロボット手首
２６、ノズル２８を備えた手首機構の動作精度の向上を
得ることができる。
第２図は、ロボット手首が２つの動作自由度を有した本
発明に係る産業用レーザロボットの構成を示し、同ロボ
ットは、Ｕ軸回りの旋回自由度を有したロボット前腕に
相当するロボット腕１２０のケーシング１２０ａの先端
に中空構造のダイレクトドライブモータＭβを備え、そ
の回転要素１２２ａに直結して第１のβ軸系の手首ドラ
イブ軸１３６を有し、この手首ドライブ軸１３６の後端
１３６ｂの周囲に接離して当接時にブレーキ力を付与す
るβ軸系の電磁作動型ブレーキＢβが設けられている。
発明に係る産業用レーザロボットの構成を示し、同ロボ
ットは、Ｕ軸回りの旋回自由度を有したロボット前腕に
相当するロボット腕１２０のケーシング１２０ａの先端
に中空構造のダイレクトドライブモータＭβを備え、そ
の回転要素１２２ａに直結して第１のβ軸系の手首ドラ
イブ軸１３６を有し、この手首ドライブ軸１３６の後端
１３６ｂの周囲に接離して当接時にブレーキ力を付与す
るβ軸系の電磁作動型ブレーキＢβが設けられている。
上記第１の手首ドライブ軸１３６の先端１３６ａはロボ
ット手首１２６の内部まで延長して、その最先端にベベ
ルギヤ１３６Ｃを備え、手首１２６の端部に設けられた
他のベベルギヤ１２６ｃと噛合してロボット手首１２６
のβ軸回りの第１の動作自由度を得ている。１２３はロ
ボットケーシング１２０ａの端部を閉止するエンドキャ
ップである。
ット手首１２６の内部まで延長して、その最先端にベベ
ルギヤ１３６Ｃを備え、手首１２６の端部に設けられた
他のベベルギヤ１２６ｃと噛合してロボット手首１２６
のβ軸回りの第１の動作自由度を得ている。１２３はロ
ボットケーシング１２０ａの端部を閉止するエンドキャ
ップである。
他方、ロボット腕１２０のケーシング１２０ａの端部を
閉止するエンドキャップ１２３に隣接して他の中空構造
形を有したダイレクトドライブモータＭｒが設けられ、
その回転要素１２２ｂに第２の手首ドライブ軸１２４の
後端１２４ｂが結合されている。この手首ドライブ軸１
２４は前述の手首ドライブ軸１３６の外側に同軸構造で
配置され、先端１２４ａが、ロボット手首１２６に結合
されることにより、同ロボット手首１２６に第２の動作
自由度（Ｔ軸回りの回転）を付与する。また、第２の手
首ドライブ軸１２４の後端１２４ｂの内周には電磁作動
型のブレーキＢｒが設けられて、手首ドライブ軸１２４
に回転制動力を付与し得る構造に成っている。
閉止するエンドキャップ１２３に隣接して他の中空構造
形を有したダイレクトドライブモータＭｒが設けられ、
その回転要素１２２ｂに第２の手首ドライブ軸１２４の
後端１２４ｂが結合されている。この手首ドライブ軸１
２４は前述の手首ドライブ軸１３６の外側に同軸構造で
配置され、先端１２４ａが、ロボット手首１２６に結合
されることにより、同ロボット手首１２６に第２の動作
自由度（Ｔ軸回りの回転）を付与する。また、第２の手
首ドライブ軸１２４の後端１２４ｂの内周には電磁作動
型のブレーキＢｒが設けられて、手首ドライブ軸１２４
に回転制動力を付与し得る構造に成っている。
上述したロボット手首構造においても、前述の実施例と
同様に手首ドライブ軸１２４．１３６が共に中空軸構造
を有するから、最内部に設けられた第１の手首ドライブ
軸１３６の内部は、ロボット腕１２０から貫通するレー
ザ光の光路を延設する空間として利用でき、レーザ光管
路１３０は、ロボット腕１２０，２つの連設さたダイレ
クトドライブモータＭβ、Ｍγ、２つの電磁作動型ブレ
ーキＢβ、ＢＴの中心部を貫通してロボット手首１２６
の先端に誘導され、ここで、第１のミラーユニット１３
２ａにおけるミラー１３４ａで略直角に進路変更され、
更に、同ロボット手首１２６の上部に軸受１４０を介し
て取付けられたβ軸回転ケーシング１２６ａ内に設けら
れた第２のミラーユニツ）１３２ｂの集光用凹面鏡ミラ
ー１３４ｂにより再度、進路を略直角に変更されてレー
ザ光発出用ノズル１２８から目的地点に向は照射される
構成に成っている。
同様に手首ドライブ軸１２４．１３６が共に中空軸構造
を有するから、最内部に設けられた第１の手首ドライブ
軸１３６の内部は、ロボット腕１２０から貫通するレー
ザ光の光路を延設する空間として利用でき、レーザ光管
路１３０は、ロボット腕１２０，２つの連設さたダイレ
クトドライブモータＭβ、Ｍγ、２つの電磁作動型ブレ
ーキＢβ、ＢＴの中心部を貫通してロボット手首１２６
の先端に誘導され、ここで、第１のミラーユニット１３
２ａにおけるミラー１３４ａで略直角に進路変更され、
更に、同ロボット手首１２６の上部に軸受１４０を介し
て取付けられたβ軸回転ケーシング１２６ａ内に設けら
れた第２のミラーユニツ）１３２ｂの集光用凹面鏡ミラ
ー１３４ｂにより再度、進路を略直角に変更されてレー
ザ光発出用ノズル１２８から目的地点に向は照射される
構成に成っている。
以上の構成においても、前述のロボット手首２６の場合
と同様に、手首内部にロボット腕１２０から延長したレ
ーザ光管路１３０を設け、又、内部のミラーユニット１
３２ａ、１３２ｂにより進路変更されて、レーザ光発出
ノズル１２８に至る構成にあるため、ロボット機体外に
はレーザ光の光路用配管の必要はなく、故に、ロボット
機体周囲の機器類との干渉を避け、又、ロボット手首１
２６の動作範囲を制限する不利な条件の解消を図り得る
のである。勿論、手首構造が夫によってコンパクト化さ
れる。
と同様に、手首内部にロボット腕１２０から延長したレ
ーザ光管路１３０を設け、又、内部のミラーユニット１
３２ａ、１３２ｂにより進路変更されて、レーザ光発出
ノズル１２８に至る構成にあるため、ロボット機体外に
はレーザ光の光路用配管の必要はなく、故に、ロボット
機体周囲の機器類との干渉を避け、又、ロボット手首１
２６の動作範囲を制限する不利な条件の解消を図り得る
のである。勿論、手首構造が夫によってコンパクト化さ
れる。
更に、手首ドライブ軸１２４．１３６の先端に有るロボ
ット手首１２６の動作部分には減速機が配置されないの
で、軽量化が得られ、故に、手首動作における俊敏性、
つまり、動作速度と動作精度の向上が得られる。
ット手首１２６の動作部分には減速機が配置されないの
で、軽量化が得られ、故に、手首動作における俊敏性、
つまり、動作速度と動作精度の向上が得られる。
第３図は、上記第２図に示した産業用レーザロボットの
手首構造における改変例であり、ここでは、ロボット手
首１２６の動作自由度は先の実施例と同様に２つの自由
度（β軸回り旋回、Ｔ軸回り旋回）が具備され、ロボッ
ト手首１２６の先端部に設けたレーザ光発出ノズル等に
は何らの改変はなく、２つのミラーユニット（図示路）
を介して進路変更される構成に成っている。
手首構造における改変例であり、ここでは、ロボット手
首１２６の動作自由度は先の実施例と同様に２つの自由
度（β軸回り旋回、Ｔ軸回り旋回）が具備され、ロボッ
ト手首１２６の先端部に設けたレーザ光発出ノズル等に
は何らの改変はなく、２つのミラーユニット（図示路）
を介して進路変更される構成に成っている。
この実施例では、手首駆動用のダイレクトドライブモー
タＭβ、Ｍｒの配置と、ブレーキＢβ、Ｂｒの配置とか
、前述の第２図の実施例とは前後が反対に配置されてい
る。従って、手首ドライブ軸１２４の後方部１２４ｂが
錐体形状部を含んだ筒形形状を有した構造になっている
。
タＭβ、Ｍｒの配置と、ブレーキＢβ、Ｂｒの配置とか
、前述の第２図の実施例とは前後が反対に配置されてい
る。従って、手首ドライブ軸１２４の後方部１２４ｂが
錐体形状部を含んだ筒形形状を有した構造になっている
。
本実施例においても、レーザ光光路を成す管路１３０は
ロボット腕１２０の内部、２つのダイレクトドライブモ
ータＭｒ、Ｍβ、ブレーキＢｒ。
ロボット腕１２０の内部、２つのダイレクトドライブモ
ータＭｒ、Ｍβ、ブレーキＢｒ。
Ｂβ、最内部の手首ドライブ軸１３６の内部の夫々の軸
方向空間を延長して、ロボット手首１２６に達している
。故に、レーザ光々路の内蔵特徴が形成されている等、
前述の実施例と同じ利点を享有するのである。
方向空間を延長して、ロボット手首１２６に達している
。故に、レーザ光々路の内蔵特徴が形成されている等、
前述の実施例と同じ利点を享有するのである。
第４図は、本発明の更に他の実施例として産業用レーザ
ロボットのロボット手首が３つの動作自由度（α軸、β
軸、Ｔ軸の３軸回りの旋回動作自由度）を有して、しか
も、ダイレクトドライブモータを具備することにより、
レーザ光管路をロボット腕とロボット手首内に内蔵、具
備した構成を有する例である。
ロボットのロボット手首が３つの動作自由度（α軸、β
軸、Ｔ軸の３軸回りの旋回動作自由度）を有して、しか
も、ダイレクトドライブモータを具備することにより、
レーザ光管路をロボット腕とロボット手首内に内蔵、具
備した構成を有する例である。
同レーザロボットの手首構造は、前述の諸実施例の場合
と同様に、ロボット腕２２０のケーシング２２０ａの先
端に、ダイレクトドライブモータＭαが設けられ、この
ダイレクトドライブモータＭαの出力回転は回転要素２
２２ａを経て中空構造の手首ドライブ軸２４０の後端２
４０ｂに直結で伝達されて、これを回転駆動する。そし
て、この手首ドライブ軸２４０の後端の外周囲に接離す
るブレーキＢαが配置され、同手首ドライブ軸２４０に
回転制動を付与する構成に成っている。
と同様に、ロボット腕２２０のケーシング２２０ａの先
端に、ダイレクトドライブモータＭαが設けられ、この
ダイレクトドライブモータＭαの出力回転は回転要素２
２２ａを経て中空構造の手首ドライブ軸２４０の後端２
４０ｂに直結で伝達されて、これを回転駆動する。そし
て、この手首ドライブ軸２４０の後端の外周囲に接離す
るブレーキＢαが配置され、同手首ドライブ軸２４０に
回転制動を付与する構成に成っている。
ロボット腕２２０のケーシング２２０ａの端部には、中
間ケーシング２２０ｂが設けられ、この中間ケーシング
２２０ｂの内部にダイレクトドライブモータＭβが内蔵
されている。同ダイレクトドライブモータＭβは、手首
ドライブ軸２４０の外側に同軸に配置された中空構造の
手首ドライブ軸２３６の後端２３６ｂに直結され、同手
首ドライブ軸２３６を回転駆動する。ブレーキＢβは同
手首ドライブ軸２３６の外周に接離してブレーキ力を付
与、解除し、同軸２３６に回転制動を付与する構成に成
っている〇 更に、上記ダイレクトドライブモータＭβとブレーキＢ
βの組みに隣接した手首側に第３のダイレクトドライブ
モータＭγが設けられ、このダイレクトドライブモータ
Ｍｒは、前記手首ドライブ軸２３６．２４０に対して同
軸に且つ最外部に配置された・中空構造の手首ドライブ
軸２２４を回転駆動する駆動モータであり、また、ブレ
ーキＢｒが同手首ドライブ軸２２４の内側周面に接離し
てブレーキ力を付与し得る構成になっている。
間ケーシング２２０ｂが設けられ、この中間ケーシング
２２０ｂの内部にダイレクトドライブモータＭβが内蔵
されている。同ダイレクトドライブモータＭβは、手首
ドライブ軸２４０の外側に同軸に配置された中空構造の
手首ドライブ軸２３６の後端２３６ｂに直結され、同手
首ドライブ軸２３６を回転駆動する。ブレーキＢβは同
手首ドライブ軸２３６の外周に接離してブレーキ力を付
与、解除し、同軸２３６に回転制動を付与する構成に成
っている〇 更に、上記ダイレクトドライブモータＭβとブレーキＢ
βの組みに隣接した手首側に第３のダイレクトドライブ
モータＭγが設けられ、このダイレクトドライブモータ
Ｍｒは、前記手首ドライブ軸２３６．２４０に対して同
軸に且つ最外部に配置された・中空構造の手首ドライブ
軸２２４を回転駆動する駆動モータであり、また、ブレ
ーキＢｒが同手首ドライブ軸２２４の内側周面に接離し
てブレーキ力を付与し得る構成になっている。
これらの３つの手首ドライブ軸２２４．２３６．２４０
はロボット手首２２６に向けて延長、配置され、手首ド
ライブ２２４は、ロボット手首２２６に第１の動作自由
度としてＴ回転動作を与える。
はロボット手首２２６に向けて延長、配置され、手首ド
ライブ２２４は、ロボット手首２２６に第１の動作自由
度としてＴ回転動作を与える。
また、手首ドライブ軸２３６は、その先端２３６ａに設
けられたベベルギヤ２３６Ｃから手首中間ケーシング２
２６ａのベベルギヤ２２６Ｃに回転伝動し、同ベベルギ
ヤ２２６Ｃが軸受２４１を介して回転自在に支承される
ことにより、手首中間ケーシング２２６ａをβ軸の回り
に回転駆動する構成と成っている。
けられたベベルギヤ２３６Ｃから手首中間ケーシング２
２６ａのベベルギヤ２２６Ｃに回転伝動し、同ベベルギ
ヤ２２６Ｃが軸受２４１を介して回転自在に支承される
ことにより、手首中間ケーシング２２６ａをβ軸の回り
に回転駆動する構成と成っている。
また、手首ドライブ軸２４０の先端２４０ａには設けら
れたベベルギヤ２５０ａは、手首中間ケーシング２２６
ａの内部に設けられた中空筒体２５２の一端に設けられ
たベベルギヤ２５０ｂに噛合し、この筒体２５２を回転
駆動し、従って、同筒体２５２の他端に設けられたベベ
ルギヤ ２５０Ｃを一体回転させる。故に、このベベル
ギヤ２５０Ｃに噛合したレーザ光発出ノズル２２８の中
空構造の保持体２６０の内端部に設けられたベベルギヤ
２６２に回転が伝達され、レーザ光発出用ノズル２２８
の保持体２６０は第３の手首動作自由度としてα軸まわ
りの動作が許容される。つまり、同保持体２６０に保持
されたレーザ光発出ノズル２２８は究極的に、α、β、
Ｔの３軸回りの運動が手首２２６、中間ケーシング２２
６ ａ、保持体２６０を介して付与されるのである。
れたベベルギヤ２５０ａは、手首中間ケーシング２２６
ａの内部に設けられた中空筒体２５２の一端に設けられ
たベベルギヤ２５０ｂに噛合し、この筒体２５２を回転
駆動し、従って、同筒体２５２の他端に設けられたベベ
ルギヤ ２５０Ｃを一体回転させる。故に、このベベル
ギヤ２５０Ｃに噛合したレーザ光発出ノズル２２８の中
空構造の保持体２６０の内端部に設けられたベベルギヤ
２６２に回転が伝達され、レーザ光発出用ノズル２２８
の保持体２６０は第３の手首動作自由度としてα軸まわ
りの動作が許容される。つまり、同保持体２６０に保持
されたレーザ光発出ノズル２２８は究極的に、α、β、
Ｔの３軸回りの運動が手首２２６、中間ケーシング２２
６ ａ、保持体２６０を介して付与されるのである。
上述の３動作自由度を有した本実施例のレーザロボット
においても、最内部の手首ドライブ軸２４０の内部空間
にレーザ光々路用の管路２３０が配設さ、ロボット腕２
２０から導入されるレーザ光が々管路２３０を経てロボ
ット手首２２６に達し、ここで、第１のミラーユニット
２３２ａのミラー２３４ａにより中空筒体２５２の中心
部分のレーザ光路に進路変更されて進み、ここから更に
第２のミラーユニット２３２ｂのミラー２３４ｂにより
、更に進路変更を受け、中空構造の保持体２６０の中心
を進み、第３のミラーユニット２３２ｃの集光用凹面鏡
から成るミラー２３４Ｃで集光と進路変更作用を受け、
レーザ光発出用ノズル２２８から発出される構成に成っ
ている。
においても、最内部の手首ドライブ軸２４０の内部空間
にレーザ光々路用の管路２３０が配設さ、ロボット腕２
２０から導入されるレーザ光が々管路２３０を経てロボ
ット手首２２６に達し、ここで、第１のミラーユニット
２３２ａのミラー２３４ａにより中空筒体２５２の中心
部分のレーザ光路に進路変更されて進み、ここから更に
第２のミラーユニット２３２ｂのミラー２３４ｂにより
、更に進路変更を受け、中空構造の保持体２６０の中心
を進み、第３のミラーユニット２３２ｃの集光用凹面鏡
から成るミラー２３４Ｃで集光と進路変更作用を受け、
レーザ光発出用ノズル２２８から発出される構成に成っ
ている。
依って、本実施例においても、レーザ光光路はロボット
機体のロボット腕２２０、ロボット手首機構を形成する
３つのダイレクトドライブモータＭα、Ｍｒ、Ｍｒ、ブ
レ・−キＢα、Ｂβ、Ｂｒ。
機体のロボット腕２２０、ロボット手首機構を形成する
３つのダイレクトドライブモータＭα、Ｍｒ、Ｍｒ、ブ
レ・−キＢα、Ｂβ、Ｂｒ。
手首２２６、中間ケーシング２２６ ａ、保持体２６０
等を経てノズル２２８から発出される内蔵形の配置に成
っている。また、上記３つのダイレクトドライブモータ
を備えて、減速機類を排除した構造であるから、３つの
動作自由度をロボット手首が比較的軽量化された構造と
なり、手首動作の俊敏性と動作精度の向上とを達成でき
る有利が発揮されるのである。
等を経てノズル２２８から発出される内蔵形の配置に成
っている。また、上記３つのダイレクトドライブモータ
を備えて、減速機類を排除した構造であるから、３つの
動作自由度をロボット手首が比較的軽量化された構造と
なり、手首動作の俊敏性と動作精度の向上とを達成でき
る有利が発揮されるのである。
第５図は、第４図に示した３動作自由度を有した産業用
レーザロボットの手首構造の改変例であり、前述した第
２！！Ｉと第３図の実施例との関係同様にダイレクトド
ライブモータＭα〜ＭγとブレーキＢα〜ＢＴの連設配
置における配列順序を変えた点で違いが有るのみである
から、詳細な説明を省略する。然しながら、この実施例
においても、レーザ光々路を形成する管路２３０が最内
部の手首ドライブ軸２４０の内部に配置され、故に、レ
ーザ光々路がロボット機体の内部に設けられている点は
、第４図の実施例と全（同じである。
レーザロボットの手首構造の改変例であり、前述した第
２！！Ｉと第３図の実施例との関係同様にダイレクトド
ライブモータＭα〜ＭγとブレーキＢα〜ＢＴの連設配
置における配列順序を変えた点で違いが有るのみである
から、詳細な説明を省略する。然しながら、この実施例
においても、レーザ光々路を形成する管路２３０が最内
部の手首ドライブ軸２４０の内部に配置され、故に、レ
ーザ光々路がロボット機体の内部に設けられている点は
、第４図の実施例と全（同じである。
以上の本発明の実施例の詳細な説明を介して理解できる
ように、本発明によれば、産業用レーザロボットにおけ
るレーザ光エネルギーの発出部が具備されるロボット手
首の内部に、ロボット腕から延長したレーザ光々路が設
けられ、これに依って、レーザ光管路がロボット機体の
内部に内蔵、収納されるから、ロボット手首の周囲から
レーザ管路を廃し、故にロボット手首のコンパクト性を
向上せしめることが可能となり、また、ロボット機体の
周囲の機器類との干渉等の危惧も大幅に低減されること
により、ロボット使用現場におけるロボットの作業性を
向上させ得るのである。
ように、本発明によれば、産業用レーザロボットにおけ
るレーザ光エネルギーの発出部が具備されるロボット手
首の内部に、ロボット腕から延長したレーザ光々路が設
けられ、これに依って、レーザ光管路がロボット機体の
内部に内蔵、収納されるから、ロボット手首の周囲から
レーザ管路を廃し、故にロボット手首のコンパクト性を
向上せしめることが可能となり、また、ロボット機体の
周囲の機器類との干渉等の危惧も大幅に低減されること
により、ロボット使用現場におけるロボットの作業性を
向上させ得るのである。
更に、ロボット手首はレーザ管路を手首内に確保するた
めに、該手首動作の動作駆動を中空構造のダイレクトド
ライブモータによる方式、構造としたから、減速機が手
首機構内から排除され、依って、徒に手首の重量が大き
くなる危惧が解消されて、手首動作における慣性を小さ
く保ち、以て手首動作の精度向上と俊敏、迅速な速度を
得ることができるのである。
めに、該手首動作の動作駆動を中空構造のダイレクトド
ライブモータによる方式、構造としたから、減速機が手
首機構内から排除され、依って、徒に手首の重量が大き
くなる危惧が解消されて、手首動作における慣性を小さ
く保ち、以て手首動作の精度向上と俊敏、迅速な速度を
得ることができるのである。
また、レーザ光光路がロボット腕、手首内に内蔵される
から、高エネルギーを発するレーザロボットにおける安
全度の向上も期待できる。
から、高エネルギーを発するレーザロボットにおける安
全度の向上も期待できる。
なお、以上の説明における本発明の構成と作用及び効果
は、レーザロボットが垂直、水平何れの多関節ロボット
にもおいても等しく享受可能であることは言うまでもな
い。
は、レーザロボットが垂直、水平何れの多関節ロボット
にもおいても等しく享受可能であることは言うまでもな
い。
第１図は、本発明の１実施例による産業用レーザロボッ
トの手首構造を示した断面図、第２図は本発明の他の実
施例による産業用レーザロボットの手首構造を示した断
面図、第３図は、第２図に示した実施例の改変例を示し
た断面図、第４図は本発明による更に他の実施例を示し
た断面図、第５図は、第４図に示した実施例の改変例を
示した断面図、第６図は従来の多関節型産業用レーザロ
ボットの構成を示す斜視図。 ２０・・・ロボット腕、２０ａ・・・ロボットケーシン
グ、２２・・・回転要素、２４・・・手首ドライブ軸、
２６・・・ロボット手首、２８・・・レーザ光発出ノズ
ル、３０・・・レーザ光管路、３２・・・ミラーユニッ
ト、３４・・・ミラー、Ｍα、Ｍβ、Ｍγ・・・ダイレ
クトドライブモータ、Ｂα、Ｂβ、ＢＴ・・・ブレーキ
。
トの手首構造を示した断面図、第２図は本発明の他の実
施例による産業用レーザロボットの手首構造を示した断
面図、第３図は、第２図に示した実施例の改変例を示し
た断面図、第４図は本発明による更に他の実施例を示し
た断面図、第５図は、第４図に示した実施例の改変例を
示した断面図、第６図は従来の多関節型産業用レーザロ
ボットの構成を示す斜視図。 ２０・・・ロボット腕、２０ａ・・・ロボットケーシン
グ、２２・・・回転要素、２４・・・手首ドライブ軸、
２６・・・ロボット手首、２８・・・レーザ光発出ノズ
ル、３０・・・レーザ光管路、３２・・・ミラーユニッ
ト、３４・・・ミラー、Ｍα、Ｍβ、Ｍγ・・・ダイレ
クトドライブモータ、Ｂα、Ｂβ、ＢＴ・・・ブレーキ
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ロボット腕の先端に設けられるロボット手首にレー
ザ光発出部を装着した産業用レーザロボットの手首構造
において、前記ロボット腕に少なくとも１つの手首駆動
源を成すダイレクトドライブ型モータを設けると共に該
ダイレクトドライブモータに依って駆動される中空の手
首ドライブ軸と、該中空ドライブ軸周囲に接離するブレ
ーキとを設け、前記中空ドライブ軸中に、前記ロボット
腕から前記レーザ光発出部に連通したレーザ光管路を配
設したことを特徴とした産業用レーザロボットの手首構
造。 ２、前記ロボット腕に第１のダイレクトドライブモータ
と第１のブレーキの組、第２のダイレクトドライブモー
タと第２のブレーキとの組を連接して設け、且つ第１、
第２の内外同軸構造を有した中空手首ドライブ軸を設け
、前記第１、第２の中空手首ドライブ軸における内側ド
ライブ軸中を前記レーザ光管路に形成して２つの手首動
作自由度を有した特許請求の範囲１、に記載の産業用レ
ーザロボットの手首構造。 ３、更に、第３のダイレクトドライブモータと第３のブ
レーキの組を、前記第２のダイレクトドライブモータと
第２のブレーキの組に連接して設け、前記第１、第２の
中空手首ドライブ軸と同軸に第３の中空手首ドライブ軸
を設け、最も内側の前記中空手首ドライブ軸中を前記レ
ーザ光管路に形成した３つの手首動作自由度を有した特
許請求の範囲２、に記載の産業用レーザロボットの手首
構造。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1017431A JPH02200390A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 産業用レーザロボットの手首構造 |
| CA002020028A CA2020028A1 (en) | 1989-01-30 | 1990-01-25 | Robot wrist assembly for an industrial laser robot |
| EP19900902385 EP0416112A4 (en) | 1989-01-30 | 1990-01-25 | Wrist for an industrial laser robot |
| KR1019900701954A KR910700121A (ko) | 1989-01-30 | 1990-01-25 | 산업용 레이저 로보트를 위한 손목 |
| PCT/JP1990/000084 WO1990008620A1 (fr) | 1989-01-30 | 1990-01-25 | Articulation de poignet pour robot industriel d'usinage au laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1017431A JPH02200390A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 産業用レーザロボットの手首構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02200390A true JPH02200390A (ja) | 1990-08-08 |
Family
ID=11943837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1017431A Pending JPH02200390A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 産業用レーザロボットの手首構造 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0416112A4 (ja) |
| JP (1) | JPH02200390A (ja) |
| KR (1) | KR910700121A (ja) |
| CA (1) | CA2020028A1 (ja) |
| WO (1) | WO1990008620A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0494175U (ja) * | 1990-12-27 | 1992-08-14 | ||
| JP2006061979A (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Sunx Ltd | レーザ加工装置 |
| CN114425785A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-05-03 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于单目视觉可变换抓取方式的六指机械手 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4040554A1 (de) * | 1990-12-18 | 1992-07-02 | Maho Ag | Werkzeugmaschine zur abtragenden werkstueckbearbeitung mittels laserstrahls |
| JP3157847B2 (ja) * | 1991-03-12 | 2001-04-16 | 株式会社アマダ | レーザ加工ヘッド装置 |
| DE9214118U1 (de) * | 1992-10-20 | 1994-02-24 | Reis GmbH & Co. Maschinenfabrik, 63785 Obernburg | Roboterhand für die 3-D-Bearbeitung von Werkstücken |
| IT1319972B1 (it) | 2000-03-17 | 2003-11-12 | Prima Ind Spa | Testa operatrice, in particolare per una macchina laser. |
| JP2005199387A (ja) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Fujikoshi Mach Corp | 両面研磨装置 |
| FI20185889A (fi) * | 2018-10-23 | 2020-04-24 | Masinova Oy | Järjestely eri energioiden syöttämiseksi moottoriyksikön yhteydessä |
| DE102021115282A1 (de) | 2021-06-14 | 2022-12-15 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Roboterarm mit einem Handgelenk und einem Befestigungsflansch |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60146687A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-08-02 | 三菱電機株式会社 | ロボツト機構 |
| JPS6127589U (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-19 | 渋谷工業株式会社 | レ−ザ加工機の反射鏡回転制御装置 |
| JPH05314Y2 (ja) * | 1986-06-10 | 1993-01-06 |
-
1989
- 1989-01-30 JP JP1017431A patent/JPH02200390A/ja active Pending
-
1990
- 1990-01-25 WO PCT/JP1990/000084 patent/WO1990008620A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1990-01-25 EP EP19900902385 patent/EP0416112A4/en not_active Withdrawn
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