JPH04294995A - Industrial robot - Google Patents
Industrial robotInfo
- Publication number
- JPH04294995A JPH04294995A JP5748291A JP5748291A JPH04294995A JP H04294995 A JPH04294995 A JP H04294995A JP 5748291 A JP5748291 A JP 5748291A JP 5748291 A JP5748291 A JP 5748291A JP H04294995 A JPH04294995 A JP H04294995A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- support base
- horizontal arm
- arm
- motor
- ball screw
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 50
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 9
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Spray Control Apparatus (AREA)
Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は工業用ロボットに係り、
特に昇降移動する水平アームのバランス機構を有する工
業用ロボットに関する。[Industrial Application Field] The present invention relates to industrial robots.
In particular, the present invention relates to an industrial robot having a balance mechanism for a horizontal arm that moves up and down.
【０００２】0002
【従来の技術】例えば直交座標形の工業用ロボットにお
いては、先端に塗装ガン等の治具が取付けられた水平ア
ームが垂直アーム（支柱）に沿って昇降する支持ベース
に支持される構成となっている。水平アームは支持ベー
スとともに垂直アームの前面に設けられたガイドレール
に沿って昇降する。又、水平アームの先端には上記治具
が取付けられ、且つ治具を水平方向に駆動する駆動部が
設けられているため、水平アームはかなりの重量を有す
る。[Prior Art] For example, in an orthogonal coordinate type industrial robot, a horizontal arm to which a jig such as a painting gun is attached to the tip is supported by a support base that moves up and down along a vertical arm (post). ing. The horizontal arm moves up and down together with the support base along a guide rail provided on the front surface of the vertical arm. Further, since the above-mentioned jig is attached to the tip of the horizontal arm, and a driving section for driving the jig in the horizontal direction is provided, the horizontal arm has a considerable weight.
【０００３】従って、垂直アームには水平アームとのバ
ランスを保つバランス機構が設けられている。即ち、垂
直アームの後面側には、バランスウエイトが昇降自在に
設けられ、垂直アームの上部にはバランスウエイトを吊
下する巻掛け装置のスプロケットが回転自在に支持され
ている。このように従来は、水平アームが上記スプロケ
ットに巻掛けされたチェーンを介してバランスウエイト
と接続され、バランスウエイトの重量と釣り合うように
なっていた。[0003] Therefore, the vertical arm is provided with a balance mechanism to maintain balance with the horizontal arm. That is, a balance weight is provided on the rear side of the vertical arm so as to be movable up and down, and a sprocket of a winding device for suspending the balance weight is rotatably supported on the upper part of the vertical arm. In this way, conventionally, the horizontal arm was connected to the balance weight via a chain wrapped around the sprocket, and the weight of the balance weight was balanced.
【０００４】0004
【発明が解決しようとする課題】従来の工業用ロボット
では、上記のような構成とされたバランス機構を有する
ため、垂直アームの後部にバランスウエイトが昇降する
ための動作領域を確保する必要があり、しかもバランス
ウエイトの横振れを防止するためにバランスウエイトの
昇降をガイドするガイド機構が必要となる。[Problem to be Solved by the Invention] Conventional industrial robots have a balance mechanism configured as described above, so it is necessary to secure an operating area at the rear of the vertical arm for the balance weight to move up and down. Moreover, in order to prevent the balance weight from swinging laterally, a guide mechanism is required to guide the raising and lowering of the balance weight.
【０００５】そのため、従来は水平アーム及び支持ベー
スとバランスするバランスウエイトを安定移動させるた
め、垂直アームが大型化してしまい、さらにはガイド機
構及びチェーン、スプロケット等の巻き掛け装置により
構成が複雑化するといった課題があった。[0005] For this reason, in the past, in order to stably move the horizontal arm and the balance weight that balances with the support base, the vertical arm becomes large and the configuration becomes complicated due to the guide mechanism and winding devices such as chains and sprockets. There were such issues.
【０００６】又、従来の工業用ロボットでは、水平アー
ムを昇降させる際、水平アーム及び支持ベースの慣性だ
けでなくカウンタウエイトの慣性が働くため、その分水
平アーム昇降用のモータ容量を大きくしなければならな
かった。Furthermore, in conventional industrial robots, when raising and lowering the horizontal arm, the inertia of the counterweight as well as the inertia of the horizontal arm and the support base acts, so the capacity of the motor for raising and lowering the horizontal arm must be increased accordingly. I had to.
【０００７】そこで、本発明は上記課題を解決した工業
用ロボットを提供することを目的とする。[0007] Accordingly, an object of the present invention is to provide an industrial robot that solves the above problems.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、垂直方向に延
在する支柱と、該支柱に沿って昇降する支持ベースと、
該支持ベースに支持され水平方向に設けられた水平アー
ムと、モータの回転駆動力を減速する減速機構と、該減
速機構により減速された駆動力を前記支持ベースに伝達
する伝達部材と、前記水平アーム及び支持ベースの重量
と釣り合う一定荷重が前記伝達部材を介して前記支持ベ
ースに作用するよう前記減速機構の入力側を助勢する助
勢手段と、よりなる。[Means for Solving the Problems] The present invention includes a column extending in a vertical direction, a support base that moves up and down along the column,
a horizontal arm supported by the support base and provided in the horizontal direction; a deceleration mechanism that decelerates the rotational driving force of the motor; a transmission member that transmits the driving force decelerated by the deceleration mechanism to the support base; The apparatus further comprises an assisting means for assisting the input side of the deceleration mechanism so that a constant load balanced with the weight of the arm and the support base acts on the support base via the transmission member.
【０００９】[0009]
【作用】水平アーム及び支持ベースの重量と釣り合う一
定荷重が減速機構の入力側に作用することにより、バラ
ンスウエイトが不要となり、バランスウエイトを保持す
る巻き掛け装置及びガイド機構も不要となるため、小形
化及び構成の簡略化が図られる。さらに、小形の助勢機
構が使用でき、メンテナンス性が向上するとともに、バ
ランスウエイトによる慣性を無くすことができるのでモ
ータ容量の小さい小形モータの使用が可能になる。[Operation] A constant load that balances the weight of the horizontal arm and support base acts on the input side of the deceleration mechanism, eliminating the need for a balance weight, and eliminating the need for a winding device and guide mechanism to hold the balance weight, resulting in a compact size. The structure and configuration can be simplified. Furthermore, a small assisting mechanism can be used, which improves maintainability, and the inertia caused by the balance weight can be eliminated, making it possible to use a small motor with a small motor capacity.
【００１０】0010
【実施例】図１乃至図３に本発明になる工業用ロボット
の第１実施例が適用された塗装用ロボットを示す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1 to 3 show a painting robot to which a first embodiment of the industrial robot according to the present invention is applied.
【００１１】各図中、塗装用ロボット１は直交座標形の
ロボットであり、被塗装物としての車体２が搬送される
搬送装置３の近傍に設置されている。塗装用ロボット１
は、大略車体２の搬送方向（Ｘ方向）に延在するように
床面４に設置されたベース５と、ベース５上をＸ方向に
移動し垂直方向に延在する支柱として機能する垂直アー
ム６と、垂直アーム６に支持されＺ方向に昇降する水平
アーム７とよりなる。水平アーム７は基端部が垂直アー
ム６の前面６ａに設けられたガイド溝６ｂ，６ｃに沿っ
て図２中実線で示す上昇位置Ａと降下位置Ｂとの間を昇
降する。In each figure, a painting robot 1 is a robot with orthogonal coordinates, and is installed near a conveyance device 3 that conveys a vehicle body 2 as an object to be painted. Painting robot 1
A base 5 installed on the floor surface 4 so as to extend roughly in the transport direction (X direction) of the vehicle body 2, and a vertical arm functioning as a support that moves in the X direction on the base 5 and extends in the vertical direction. 6, and a horizontal arm 7 that is supported by the vertical arm 6 and moves up and down in the Z direction. The base end of the horizontal arm 7 moves up and down between a raised position A and a lowered position B shown by solid lines in FIG. 2 along guide grooves 6b and 6c provided in the front surface 6a of the vertical arm 6.
【００１２】水平アーム７の先端部は車体２を搬送する
搬送装置３とその上方で交差するように水平に延在して
いる。水平アーム７の前面７ａには水平アーム７の延在
方向（Ｙ方向）にスライドするスライドアーム８が摺動
自在に設けられている。スライドアーム８はその先端部
８ａにスプレガン９を支持する手首機構１０を有する。The distal end of the horizontal arm 7 extends horizontally so as to intersect with the conveying device 3 for conveying the vehicle body 2 above it. A slide arm 8 that slides in the extending direction (Y direction) of the horizontal arm 7 is provided on the front surface 7a of the horizontal arm 7 so as to be freely slidable. The slide arm 8 has a wrist mechanism 10 for supporting a spray gun 9 at its tip 8a.
【００１３】従って、スプレガン９はスライドアーム８
が水平アーム７に沿ってＹ方向に移動するとともに、車
体２の上方を横切るように図１中実線で示すスタート位
置Ｃから２点鎖線で示す移動位置Ｄまでの間を往復する
。そして、スプレガン９はＣ，Ｄ間を移動しながら車体
２に塗料を吹き付ける。Therefore, the spray gun 9 has a slide arm 8.
moves in the Y direction along the horizontal arm 7, and reciprocates from a start position C shown by a solid line in FIG. Then, the spray gun 9 sprays paint onto the vehicle body 2 while moving between C and D.
【００１４】１１は垂直アーム６をＸ方向に移動する垂
直アーム駆動部で、ベース５の内部に収納されている。
この垂直アーム駆動部１１は、図２中破線で示すように
ＡＣサーボモータ１２を有し、モータ１２の出力軸はカ
ップリング１３を介してボールねじ１４のおねじ１４ａ
に結合されている。Reference numeral 11 denotes a vertical arm drive unit that moves the vertical arm 6 in the X direction, and is housed inside the base 5. This vertical arm drive unit 11 has an AC servo motor 12 as shown by the broken line in FIG.
is combined with
【００１５】おねじ１４ａはベース５の延在方向（Ｘ方
向）に装架され、その両端部がベース５内の軸受１５ａ
，１５ｂにより軸承されている。おねじ１４ａに螺合す
るナット１４ｂは垂直アーム６の底部に連結されており
、垂直アーム６はベース５上に設けられたリニアベアリ
ング１６によりＸ方向へ滑動できるように支持されてい
る。The male thread 14a is mounted in the extending direction (X direction) of the base 5, and both ends thereof are connected to bearings 15a in the base 5.
, 15b. A nut 14b screwed onto the male thread 14a is connected to the bottom of the vertical arm 6, and the vertical arm 6 is supported by a linear bearing 16 provided on the base 5 so as to be able to slide in the X direction.
【００１６】従って、垂直アーム６はモータ１２により
回動駆動されるボールねじ１４のおねじ１４ａによりナ
ット１４ｂが駆動されるとともにＸ方向へ移動する。Accordingly, the vertical arm 6 is moved in the X direction as the nut 14b is driven by the male thread 14a of the ball screw 14 which is rotationally driven by the motor 12.
【００１７】１７は第１のケーブルキャリアで、一端が
ベース５に接続され、他端が垂直アーム６の側面６ａに
接続されている。即ち、塗料供給源からの塗料チューブ
、空気源からのエアチューブ及びモータへのケーブル（
いずれも図示せず）等は一旦ベース５内に引き込まれた
後、上記ケーブルキャリア１７にガイドされて垂直アー
ム６内に導かれる。Reference numeral 17 denotes a first cable carrier, one end of which is connected to the base 5, and the other end connected to the side surface 6a of the vertical arm 6. i.e., paint tubes from the paint supply source, air tubes from the air source, and cables to the motor (
(none of which are shown) are once drawn into the base 5 and then guided by the cable carrier 17 and led into the vertical arm 6.
【００１８】１８は水平アーム７をＺ方向に昇降させる
水平アーム駆動部で、垂直アーム６の内部に収納されて
いる。この水平アーム駆動部１８は、図４，図５に示す
ように垂直アーム６の下部に設けられたベース６ｂ上に
ＡＣサーボモータ１９を有し、モータ１９の回転駆動力
は伝達機構２０を介して水平アーム７に伝達される。図
４乃至図６に示す如く、伝達機構２０は垂直アーム６の
ベース６ｂ内に設けられた減速機構２１と、ボールねじ
（伝達部材）２２とよりなる。Reference numeral 18 denotes a horizontal arm drive unit that moves the horizontal arm 7 up and down in the Z direction, and is housed inside the vertical arm 6. As shown in FIGS. 4 and 5, this horizontal arm drive unit 18 has an AC servo motor 19 on a base 6b provided at the bottom of the vertical arm 6, and the rotational driving force of the motor 19 is transmitted through a transmission mechanism 20. and is transmitted to the horizontal arm 7. As shown in FIGS. 4 to 6, the transmission mechanism 20 includes a deceleration mechanism 21 provided within the base 6b of the vertical arm 6 and a ball screw (transmission member) 22.
【００１９】減速機構２１はモータ１９の出力軸１９ａ
に結合された小径プーリ２３と、ボールねじ２２のおね
じ２２ａに結合された大径プーリ２４と、小径プーリ２
３及び大径プーリ２４に巻き掛けされたベルト２５とよ
りなる。従って、モータ１９の回転駆動力は小径プーリ
２３と大径プーリ２４との半径比（ｒ／Ｒ）により決め
られた減速比で減速されてボールねじ２２に伝達される
。The speed reduction mechanism 21 is connected to the output shaft 19a of the motor 19.
A small diameter pulley 23 coupled to the male thread 22a of the ball screw 22, a large diameter pulley 24 coupled to the male thread 22a of the ball screw 22, and a small diameter pulley 2
3 and a belt 25 wound around a large diameter pulley 24. Therefore, the rotational driving force of the motor 19 is transmitted to the ball screw 22 after being reduced by a reduction ratio determined by the radius ratio (r/R) of the small diameter pulley 23 and the large diameter pulley 24.
【００２０】この減速機構２１の入力側、即ち小径プー
リ２３の軸２３ａには水平アーム用バランス機構として
の定荷重ばね（助勢手段）２６が設けられている。A constant force spring (assisting means) 26 is provided on the input side of the speed reduction mechanism 21, that is, on the shaft 23a of the small diameter pulley 23, as a balance mechanism for the horizontal arm.
【００２１】図７に示す如く、定荷重ばね２６は、例え
ばばね用ステンレス銅よりなる薄い鋼帯をロール状に巻
回してなる金属ベルト２７を有する。この金属ベルト２
７は自由状態では鋼帯が幾重にも密着して巻かれた形状
となる特性を持っている。As shown in FIG. 7, the constant force spring 26 has a metal belt 27 formed by winding a thin steel strip made of, for example, stainless copper for springs into a roll. This metal belt 2
7 has the characteristic that in a free state, the steel strip is tightly wound in multiple layers.
【００２２】そのため、金属ベルト２７はそれ自体の弾
性復元力（ばね力）により常にロール状に復帰し、縮径
方向に戻ろうとする力が働く。従って、定荷重ばね２６
は金属ベルト２７の自由端が直線状に引き出されると、
金属ベルト２７自体に復帰方向（縮径方向）の一定の張
力が働き、金属ベルト２７の自由端が解放されると金属
ベルト２７が上記自由状態に復帰する構成となっている
。[0022] Therefore, the metal belt 27 always returns to a roll shape due to its own elastic restoring force (spring force), and a force acts to return the metal belt 27 in the diameter-reducing direction. Therefore, constant force spring 26
When the free end of the metal belt 27 is pulled out in a straight line,
A certain tension is applied to the metal belt 27 itself in the return direction (diameter reduction direction), and when the free end of the metal belt 27 is released, the metal belt 27 returns to the above-mentioned free state.
【００２３】さらに、本実施例の定荷重ばね２６の具体
的な構成は、第１ドラム２６ａと第２ドラム２６ｂを所
定距離離間させ、両ドラム２６ａ，２６ｂに金属ベルト
２７を巻き掛けしてなる。第２のドラム２６ｂに巻回さ
れた金属ベルト２７は、その先端がドラム２６ｂより引
き出され裏返しにされて第１のドラム２６ａに固定され
ている。Further, the specific structure of the constant force spring 26 of this embodiment is such that the first drum 26a and the second drum 26b are separated by a predetermined distance, and a metal belt 27 is wound around both drums 26a and 26b. . The tip of the metal belt 27 wound around the second drum 26b is pulled out from the drum 26b, turned over, and fixed to the first drum 26a.
【００２４】第１のドラム２６ａがＡ方向に回転して第
２のドラム２６ｂに巻回された金属ベルト２７を巻き取
ると、金属ベルト２７には第２のドラム２６ｂに戻ろう
とする力Ｆが作用する。この金属ベルト２７に作用する
力Ｆによる第１のドラム２６ａを回転させようとする回
転力（トルク）は一定荷重であり、ドラム２６ａ，２６
ｂの回転量に拘らず常に一定である。When the first drum 26a rotates in the direction A and takes up the metal belt 27 wound around the second drum 26b, a force F is applied to the metal belt 27 that tends to return to the second drum 26b. act. The rotational force (torque) that attempts to rotate the first drum 26a due to the force F acting on the metal belt 27 is a constant load, and
It is always constant regardless of the amount of rotation of b.
【００２５】本実施例では、定荷重ばね２６の第１のド
ラム２６ａが小径プーリ２３の軸２３ａに結合され、第
２のドラム２６ｂがベース６ｃのブラケット２８より起
立する軸２８ａに支承されている。In this embodiment, the first drum 26a of the constant force spring 26 is connected to the shaft 23a of the small diameter pulley 23, and the second drum 26b is supported by a shaft 28a that stands up from the bracket 28 of the base 6c. .
【００２６】尚、上記定荷重ばね２６の金属ベルト２７
は水平アーム７の昇降ストロークの全範囲に対応する出
力軸１９ａの回転量に対し、充分な長さを有している。Note that the metal belt 27 of the constant force spring 26
has a sufficient length for the amount of rotation of the output shaft 19a corresponding to the entire range of the vertical stroke of the horizontal arm 7.
【００２７】ボールねじ２２はおねじ２２ａとナット２
２ｂとよりなる。ボールねじ２２のおねじ２２ｂは垂直
アーム６の延在方向（Ｚ方向）に装架され、その両端部
が垂直アーム６内の軸受２９により軸承されている。お
ねじ２２ｂに螺合するナット２２ａは水平アーム７を支
持する支持ベース３０に連結されている。The ball screw 22 has a male screw 22a and a nut 2.
2b and more. The male thread 22b of the ball screw 22 is mounted in the extending direction (Z direction) of the vertical arm 6, and both ends thereof are supported by bearings 29 within the vertical arm 6. A nut 22a screwed onto the male thread 22b is connected to a support base 30 that supports the horizontal arm 7.
【００２８】３１はリニアベアリング構造のガイドレー
ルで、上下方向（Ｚ方向）に延在するように垂直アーム
６内の支柱６ｄに設けられ、水平アーム７を支持する支
持ベース３０をガイドする。Reference numeral 31 denotes a guide rail having a linear bearing structure, which is provided on the support column 6d within the vertical arm 6 so as to extend in the vertical direction (Z direction), and guides the support base 30 that supports the horizontal arm 7.
【００２９】支持ベース３０は、垂直部３０ａと、垂直
部３０ａより水平方向に突出し水平アーム７に連結され
た連結部３０ｂと、ガイドレール３１に摺動自在に嵌合
する摺動部３０ｃと、垂直部３０ａより垂直アーム６内
に突出しボールねじ２２のナット２２ａを保持する保持
部３０ｄとを有する。The support base 30 includes a vertical portion 30a, a connecting portion 30b that projects horizontally from the vertical portion 30a and is connected to the horizontal arm 7, and a sliding portion 30c that slidably fits into the guide rail 31. It has a holding part 30d that protrudes into the vertical arm 6 from the vertical part 30a and holds the nut 22a of the ball screw 22.
【００３０】従って、水平アーム７はモータ１９の駆動
力により駆動されるボールねじ２２を介して支持ベース
３０とともに昇降する。Therefore, the horizontal arm 7 moves up and down together with the support base 30 via the ball screw 22 driven by the driving force of the motor 19.
【００３１】３２は第２のケーブルキャリアで、一端が
垂直アーム６に接続され、他端が水平アーム７の下面に
接続されている。即ち、ベース５から垂直アーム６内に
引き込まれたチューブ及びケーブル等（図示せず）はケ
ーブルキャリア３２にガイドされて水平アーム７内に導
かれている。A second cable carrier 32 is connected at one end to the vertical arm 6 and at the other end to the lower surface of the horizontal arm 7. That is, tubes, cables, etc. (not shown) drawn into the vertical arm 6 from the base 5 are guided by the cable carrier 32 and led into the horizontal arm 7.
【００３２】水平アーム７の側面に設けられた中空状の
スライドアーム８は、水平アーム７内に設けられたスラ
イドアーム駆動部３３によりＹ方向に摺動する。このス
ライドアーム駆動部３３は前述したベース５内の垂直ア
ーム駆動部１１と同様な構成となっており、説明は省略
する。A hollow slide arm 8 provided on the side surface of the horizontal arm 7 is slid in the Y direction by a slide arm drive section 33 provided within the horizontal arm 7. This slide arm drive section 33 has a similar configuration to the vertical arm drive section 11 in the base 5 described above, and a description thereof will be omitted.
【００３３】上記構成になる塗装用ロボット１において
、垂直アーム６のガイドレール３１に沿って昇降する支
持ベース３０は、水平アーム７及びスライドアーム８、
スプレガン９、スライドアーム駆動部３３を支持してい
るため、支持ベース３０にはこれらの各部を合計したか
なりの重量が作用する。In the painting robot 1 configured as described above, the support base 30 that moves up and down along the guide rail 31 of the vertical arm 6 includes the horizontal arm 7, the slide arm 8,
Since the spray gun 9 and the slide arm driving section 33 are supported, the support base 30 is subjected to a considerable weight of the sum of these parts.
【００３４】従って、モータ１９の回転駆動力が減速機
構２１を介してボールねじ２２のおねじ２２ａに伝達さ
れ、支持ベース３０を上昇させる際ボールねじ２２には
相当な負荷がかかり、支持ベース３０を降下させる際の
負荷との差が大きい。Therefore, the rotational driving force of the motor 19 is transmitted to the male thread 22a of the ball screw 22 via the deceleration mechanism 21, and when the support base 30 is raised, a considerable load is applied to the ball screw 22. There is a large difference between the load and the load when descending.
【００３５】しかるに、本実施例では水平アーム用助勢
手段としての定荷重ばね２６が減速機構２１に設けられ
ているので、ボールねじ２２のおねじ２２ａには定荷重
ばね２６からの回転力が支持ベース上昇方向に作用して
いる。However, in this embodiment, since the constant force spring 26 as a horizontal arm assisting means is provided in the deceleration mechanism 21, the rotational force from the constant force spring 26 is not supported by the male thread 22a of the ball screw 22. It acts in the upward direction of the base.
【００３６】ボールねじ２２のおねじ２２ａに伝達され
た定荷重ばね２６の回転力は上記支持ベース３０に作用
する荷重と釣り合う大きさに選定されている。The rotational force of the constant force spring 26 transmitted to the male thread 22a of the ball screw 22 is selected to have a magnitude that balances the load acting on the support base 30.
【００３７】そのため、モータ１９は、支持ベース３０
を上昇させるときも、支持ベース３０を降下させるとき
と略同じトルクで駆動することができる。Therefore, the motor 19 is mounted on the support base 30.
When raising the support base 30, it can be driven with approximately the same torque as when lowering the support base 30.
【００３８】ここで、モータ１９の加速時のトルクＴＭ
ａとモータ１９の定速時のトルクＴＭｃは次式のように
なる。Here, the torque TM of the motor 19 during acceleration is
a and the torque TMc of the motor 19 at constant speed are expressed by the following equation.
【００３９】
ＴＭａ＝ＴＪ ±（ｒ／
Ｒ）×（ｗＬ／２πη）＋Ｔα …■
ＴＭｃ＝±（ｒ／Ｒ）×（ｗＬ
／２πη）＋Ｔα …■尚、上式■
，■において、ｗは負荷重量、Ｌはボールねじのリード
、ηはねじ伝達効率、ｒはモータ側の小径プーリ２３の
半径、Ｒはボールねじ側は大径プーリ２４の半径、Ｔα
は摩擦抵抗などに必要なトルク、ＴＪ は負荷の慣性を
加速するためのトルクである。TMa=TJ ±(r/
R)×(wL/2πη)+Tα…■
TMc=±(r/R)×(wL
/2πη)+Tα …■In addition, the above formula■
, ■, w is the load weight, L is the lead of the ball screw, η is the screw transmission efficiency, r is the radius of the small diameter pulley 23 on the motor side, R is the radius of the large diameter pulley 24 on the ball screw side, Tα
is the torque required for frictional resistance, etc., and TJ is the torque to accelerate the inertia of the load.
【００４０】水平アーム７が上昇するとき、上式■の第
２項及び上式■の第１項は＋となりトルクが大きな値と
なる。従来は支持ベース３０に作用する重量と釣り合う
重量のバランスウエイトを設けることにより上式■，■
の（ｒ／Ｒ）×（ｗＬ／２πη）をキャンセルし、その
結果モータ１９のトルクＴＭａ，ＴＭｃが小さくなるよ
うにしていた。When the horizontal arm 7 rises, the second term of the above equation (2) and the first term of the above equation (2) become positive, and the torque becomes a large value. Conventionally, the above equations ■ and ■ have been achieved by providing a balance weight whose weight balances the weight acting on the support base 30.
(r/R)×(wL/2πη), so that the torques TMa and TMc of the motor 19 become smaller as a result.
【００４１】本発明では従来のバランスウエイトに代っ
て減速機構２１の入力側に定荷重ばね２６を助勢手段と
して設けたものであり、定荷重ばね２６の力Ｆが次のよ
うに作用する。In the present invention, a constant force spring 26 is provided on the input side of the deceleration mechanism 21 as a supporting means in place of the conventional balance weight, and the force F of the constant force spring 26 acts as follows.
【００４２】支持ベース３０に作用する負荷ｗ（重力）
はボールねじ２２が右巻きの場合、伝達機構２０の各回
転部分を常にＡ方向（図６参照）に回転させるようとす
る。そして、この回転力の大きさはモータ１９の出力軸
１９ａにおいて、次式の如くトルクＴｗ で表わせる。Load w (gravity) acting on the support base 30
When the ball screw 22 is right-handed, each rotating portion of the transmission mechanism 20 is always rotated in the direction A (see FIG. 6). The magnitude of this rotational force can be expressed as torque Tw at the output shaft 19a of the motor 19 as shown in the following equation.
【００４３】
Ｔｗ ＝（ｒ／
Ｒ）×（ｗＬ／２πη）
…■このトルクＴｗ は水平アームの昇降位置に関わり
なく一定の大きさである。これに対し、減速機構２１に
設けられた定荷重ばね２６も常に一定のトルクＴｓ を
発生し、減速機構２１の小径プーリ２３をＢ方向に回転
させようと附勢している。Tw = (r/
R)×(wL/2πη)
...■This torque Tw has a constant magnitude regardless of the vertical position of the horizontal arm. On the other hand, the constant force spring 26 provided in the speed reduction mechanism 21 also always generates a constant torque Ts, and urges the small diameter pulley 23 of the speed reduction mechanism 21 to rotate in the direction B.
【００４４】この定荷重ばね２６によるトルクＴｓ は
前述した支持ベース３０に作用する荷重ｗのトルクＴｗ
と等しい大きさである（Ｔｓ ＝ＴＷ ）。これによ
り、ボールねじ２２に作用するＡ方向とＢ方向の回転力
が常に釣り合うことになり、定荷重ばね２６はバランス
ウエイトの役割を果すことができる。The torque Ts caused by this constant force spring 26 is equal to the torque Tw of the load w acting on the support base 30 mentioned above.
(Ts = TW). Thereby, the rotational forces in the A direction and the B direction acting on the ball screw 22 are always balanced, and the constant force spring 26 can play the role of a balance weight.
【００４５】従って、従来のように垂直アーム６にバラ
ンスウエイトを設ける必要がなくなり、バランスウエイ
トと支持ベース３０とを連結するチェーン及びチェーン
を支持するスプロケット等の連接機構が不要となり、さ
らにはバランスウエイトの昇降をガイドするガイド機構
が不要となるため、垂直アーム６の部品点数が削減され
構成の簡略化が図られる。Therefore, it is no longer necessary to provide a balance weight on the vertical arm 6 as in the conventional case, and there is no need for a chain connecting the balance weight and the support base 30 and a connecting mechanism such as a sprocket for supporting the chain. Since a guide mechanism for guiding the vertical arm 6 to move up and down is not required, the number of parts of the vertical arm 6 is reduced and the configuration is simplified.
【００４６】しかも、本実施例ではモータ１９の出力軸
１９ａと同軸に結合された小径プーリ２３の軸２３ａに
定荷重ばね２６が設けられているので、減速機構２１の
減速比によりトルクＴｗ を比較的小さなトルクとする
ことが出来るので、定荷重ばね２６自体の小型化が図ら
れる。そのため、定荷重ばね２６の点検時取外し、取付
作業は容易に行え、メンテナンス性に優れている。Moreover, in this embodiment, since the constant force spring 26 is provided on the shaft 23a of the small diameter pulley 23 coaxially connected to the output shaft 19a of the motor 19, the torque Tw can be compared based on the reduction ratio of the reduction mechanism 21. Since the torque can be made relatively small, the constant force spring 26 itself can be made smaller. Therefore, the constant force spring 26 can be easily removed and installed during inspection, and maintainability is excellent.
【００４７】尚、定荷重ばね２６は小型のものも使用で
きるので、例えば水平アーム７の重量がさらに重くなる
ような場合でも、２台の定荷重ばね２６あるいはそれ以
上の複数の定荷重ばね２６を減速機構２１の入力側に並
列に設けることにより、比較的簡単に水平アーム７の重
量とバランスさせることができる。Note that small constant force springs 26 can be used, so even if the weight of the horizontal arm 7 becomes heavier, for example, two constant force springs 26 or a plurality of more constant force springs 26 can be used. By providing these in parallel on the input side of the speed reduction mechanism 21, the weight of the horizontal arm 7 can be balanced relatively easily.
【００４８】更に、上式■において、トルクＴＪ は、
バランスウエイトの慣性が含まれないため、従来バラン
スウエイトを使用する場合よりも負荷のトルクが小さく
なり、その分モータ１９の容量を小さくできる。Furthermore, in the above formula (■), the torque TJ is
Since the inertia of the balance weight is not included, the torque of the load is smaller than when conventional balance weights are used, and the capacity of the motor 19 can be reduced accordingly.
【００４９】図９及び図１０に本発明の第２実施例を示
す。A second embodiment of the present invention is shown in FIGS. 9 and 10.
【００５０】両図中、支持ベース３０はチェーン３４に
連結されており、チェーン３４は支柱６ｄの上部に支持
された上部スプロケット３５と支柱６ｄの下部に支持さ
れた下部スプロケット３６に巻き掛けされている。In both figures, the support base 30 is connected to a chain 34, and the chain 34 is wound around an upper sprocket 35 supported on the upper part of the column 6d and a lower sprocket 36 supported on the lower part of the column 6d. There is.
【００５１】下部スプロケット３６の軸３７は減速機構
３８を介してモータ１９の出力軸１９ａに結合されてい
る減速機構３８の入力軸３８ａには定荷重ばね２６の第
１のドラム２６ａが嵌合固定されている。The shaft 37 of the lower sprocket 36 is connected to the output shaft 19a of the motor 19 via a reduction mechanism 38. The first drum 26a of the constant force spring 26 is fitted and fixed to the input shaft 38a of the reduction mechanism 38. has been done.
【００５２】又、定荷重ばね２６の第２のドラム２６ｂ
はモータ１９を支持するブラケット３９に固定された軸
４０に支承されている。[0052] Also, the second drum 26b of the constant force spring 26
is supported on a shaft 40 fixed to a bracket 39 that supports the motor 19.
【００５３】従って、定荷重ばね２６の回転力はＢ方向
に作用しており、支持ベース３０に作用する荷重ｗと釣
り合う。Therefore, the rotational force of the constant force spring 26 is acting in the direction B, and is balanced with the load w acting on the support base 30.
【００５４】この場合の定荷重ばね２６によるトルクＴ
Ｓ は、次式で表わさせる。Torque T due to constant force spring 26 in this case
S is expressed by the following formula.
【００５５】
Ｔｓ
＝ｗＲＳ ×（１／Ｒ）
…■但し、Ｒｓ は下部スプロケット３６の半
径である。[0055] Ts
= wRS × (1/R)
...■ However, Rs is the radius of the lower sprocket 36.
【００５６】このように、ボールねじ２２を使用しない
伝達機構であっても、減速機構３８に定荷重ばね２６を
設けることにより支持ベース３０の荷重ｗと附勢力Ｆと
がバランスしモータ１９のトルクを小さくすることがで
きる。As described above, even in a transmission mechanism that does not use the ball screw 22, by providing the constant force spring 26 in the deceleration mechanism 38, the load w of the support base 30 and the auxiliary force F are balanced, and the torque of the motor 19 is reduced. can be made smaller.
【００５７】又、本発明は上記ボールねじ２２、チェー
ン３４以外の伝達機構にも適用できるのは勿論である。It goes without saying that the present invention can also be applied to transmission mechanisms other than the ball screw 22 and chain 34 described above.
【００５８】又、上記実施例以外にも例えば定荷重ばね
の代わりに空気圧力により一定荷重を作用させる空気シ
リンダを助勢機構として使用できる。この場合、空気シ
リンダのロッドがラックに連結され、ラックに噛合する
ピニオンが減速機構２１の入力側に結合される構成とす
ることにより、空気シリンダの押圧力を水平アーム７と
バランスするように作用させることができる。In addition to the above embodiments, for example, instead of a constant force spring, an air cylinder that applies a constant load using air pressure can be used as the assisting mechanism. In this case, the rod of the air cylinder is connected to the rack, and the pinion that meshes with the rack is connected to the input side of the reduction mechanism 21, so that the pressing force of the air cylinder is balanced with the horizontal arm 7. can be done.
【００５９】[0059]
【発明の効果】上述の如く、本発明になる工業用ロボッ
ト、減速機構の入力側に設けられた助勢手段の附勢力が
水平アームを支持する支持ベースの荷重と釣り合うため
、従来使用していたバランスウエイトを不要にでき、こ
れに伴ってバランスウエイトの支持機構及びガイド機構
が不要となり、部品点数の削減による構成の簡略化を図
ることができるとともに製造時の組立工程が容易になる
。又、バランスウェイトの慣性がなくなりその分トルク
の小さい小形モータを使用することができる。[Effects of the Invention] As described above, in the industrial robot according to the present invention, the auxiliary force of the assisting means provided on the input side of the deceleration mechanism balances the load of the support base supporting the horizontal arm, which is different from the conventional one. A balance weight can be eliminated, and a support mechanism and a guide mechanism for the balance weight can be eliminated, and the structure can be simplified by reducing the number of parts, and the assembly process during manufacturing can be facilitated. Furthermore, the inertia of the balance weight is eliminated, and a small motor with a correspondingly small torque can be used.
【００６０】しかも、減速機構の減速比により小形の助
勢手段を使用することができ、装置の小形化にも適応し
うる等の特長を有する。Moreover, the reduction ratio of the speed reduction mechanism allows the use of a small assisting means, and has the advantage of being adaptable to miniaturization of the device.
【図１】本発明の工業用ロボットの一実施例が適用され
た塗装用ロボットの正面図である。FIG. 1 is a front view of a painting robot to which an embodiment of the industrial robot of the present invention is applied.
【図２】塗装用ロボットの側面図である。FIG. 2 is a side view of the painting robot.
【図３】塗装用ロボットの平面図である。FIG. 3 is a plan view of the painting robot.
【図４】垂直アームを拡大して示す正面図である。FIG. 4 is an enlarged front view of the vertical arm.
【図５】垂直アームの内部を拡大して示す側断面図であ
る。FIG. 5 is an enlarged side sectional view showing the inside of the vertical arm.
【図６】伝達機構の構成を示す拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view showing the configuration of a transmission mechanism.
【図７】定荷重ばねの斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a constant force spring.
【図８】図６中Ｘ−Ｘ線に沿う減速機構の矢視図である
。FIG. 8 is an arrow view of the speed reduction mechanism taken along line XX in FIG. 6;
【図９】本発明の第２実施例の垂直アームを示す正面図
である。FIG. 9 is a front view showing a vertical arm of a second embodiment of the present invention.
【図１０】第２実施例の伝達機構を拡大して示す斜視図
である。FIG. 10 is an enlarged perspective view of the transmission mechanism of the second embodiment.
１ 塗装用ロボット ６ 垂直アーム ７ 水平アーム ８ スライドアーム ９ スプレガン １９ ＡＣサーボモータ ２０ 伝達機構 ２１ 減速機構 ２２ ボールねじ ２３ 小径プーリ ２４ 大径プーリ ２５ ベルト ２６ 定荷重ばね ３０ 支持ベース 1 Painting robot 6 Vertical arm 7 Horizontal arm 8 Slide arm 9 Spray gun 19 AC servo motor 20 Transmission mechanism 21 Reduction mechanism 22 Ball screw 23 Small diameter pulley 24 Large diameter pulley 25 Belt 26 Constant force spring 30 Support base
Claims (1)
沿って昇降する支持ベースと、該支持ベースに支持され
水平方向に設けられた水平アームと、モータの回転駆動
力を減速する減速機構と、該減速機構により減速された
駆動力を前記支持ベースに伝達する伝達部材と、前記水
平アーム及び支持ベースの重量と釣り合う一定荷重が前
記伝達部材を介して前記支持ベースに作用するよう前記
減速機構の入力側を助勢する助勢手段と、よりなること
を特徴とする工業用ロボット。Claims: 1. A column extending in the vertical direction, a support base that moves up and down along the column, a horizontal arm supported by the support base and provided in the horizontal direction, and a deceleration device that reduces the rotational driving force of the motor. a transmission member for transmitting the driving force decelerated by the deceleration mechanism to the support base; and a transmission member for transmitting the driving force decelerated by the deceleration mechanism to the support base; An industrial robot comprising: an assisting means for assisting the input side of a deceleration mechanism;
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5748291A JPH04294995A (en) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Industrial robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5748291A JPH04294995A (en) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Industrial robot |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04294995A true JPH04294995A (en) | 1992-10-19 |
Family
ID=13056934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5748291A Pending JPH04294995A (en) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Industrial robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04294995A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998056541A1 (en) * | 1997-06-09 | 1998-12-17 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Industrial robot |
| JP2016182666A (en) * | 2015-03-10 | 2016-10-20 | 株式会社ジェイテクト | Oscillation joint device, walk assist device, transport device and manipulator |
| JP2017159261A (en) * | 2016-03-10 | 2017-09-14 | トリニティ工業株式会社 | Coating booth, coating method using the same, and coating gun unit |
| JP2022530156A (en) * | 2019-04-26 | 2022-06-27 | 広東博智林機器人有限公司 | Painted robots, control methods and computer readable storage media |
-
1991
- 1991-03-20 JP JP5748291A patent/JPH04294995A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998056541A1 (en) * | 1997-06-09 | 1998-12-17 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Industrial robot |
| CN1078838C (en) * | 1997-06-09 | 2002-02-06 | 株式会社安川电机 | Industrial robot |
| JP2016182666A (en) * | 2015-03-10 | 2016-10-20 | 株式会社ジェイテクト | Oscillation joint device, walk assist device, transport device and manipulator |
| JP2017159261A (en) * | 2016-03-10 | 2017-09-14 | トリニティ工業株式会社 | Coating booth, coating method using the same, and coating gun unit |
| JP2022530156A (en) * | 2019-04-26 | 2022-06-27 | 広東博智林機器人有限公司 | Painted robots, control methods and computer readable storage media |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4078670A (en) | Cable-operated power manipulator | |
| JP4722616B2 (en) | Industrial robot | |
| KR101852900B1 (en) | Variable counterbalance mechanism | |
| CN109681755A (en) | A kind of hand-held four axis stabilizers having vertical vibration-damping function | |
| JPH04294995A (en) | Industrial robot | |
| JPH06104554B2 (en) | Ceiling self-propelled vehicle | |
| JP2007521147A (en) | Cartesian coordinate robot | |
| JPH0192110A (en) | Elevating carriage drive device for crane | |
| JPH07196150A (en) | Gripping device for coil spring | |
| JPH03211103A (en) | Wire driving picker device | |
| KR20190123958A (en) | Freight distribution cable robot system having a pulley and freight distribution method using it | |
| CN107336260A (en) | Self compensation joint and lifting device | |
| JP4288747B2 (en) | Transport device | |
| JP2000092620A (en) | Electric vehicle charging device | |
| JPH04223889A (en) | Industrial robot | |
| CN108674929A (en) | Unilateral driving correcting device | |
| JPS61214984A (en) | Industrial robot | |
| CN214136043U (en) | Flexible lifting device and robot chassis comprising same | |
| JPH04253570A (en) | Automatic welding device | |
| JP3331488B2 (en) | Bounce control device for lifting platform | |
| JPS62213990A (en) | Industrial robot | |
| CN219652601U (en) | Lifting frame for lifting machine | |
| WO2024070630A1 (en) | Conveyance device and storage device | |
| JPH0424748Y2 (en) | ||
| JPH0245203Y2 (en) |