JPH052893U - Spring device for gravity compensation in industrial robots - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大型特化ロボットにおいて、重荷重となるア
ーム駆動部の重力補償用スプリング装置に関し、上記重
力補償用スプリング装置を含むセンタアームＵの横幅狭
くすべく、前後傾方向に直交する幅寸法が比較的狭いも
のを得る。 【構成】 重力補償用スプリング装置は、複数個のスプ
リング１１５及び複数個のスプリングガイドシャフト１
１６と、一端部に複数のスプリング１１５のストッパ部
１１４ａと、このストッパ部１１４ａに形成された貫通
穴１１４ｂが形成されたロッド１１４と、内側の両端部
に複数のスプリングガイドシャフト１１６の係合部１１
１ａ、１１２ａが形成され、かつ一端部にロッド１１４
の貫通穴１１２ｂが形成されたスプリングケース１１
１、１１２を備え、上記係合部１１１ａ（１１２ａ）及
びロッド１１４の貫通穴１１４ａは複数のスプリングガ
イドシャフト１１６を複列に配設するように形成され
る。 (57) [Abstract] [Purpose] In a large-scale specialized robot, a spring device for gravity compensation of an arm drive section that is subject to heavy load, in a forward-backward tilting direction in order to narrow the lateral width of the center arm U including the spring device for gravity compensation. A relatively narrow width dimension orthogonal to is obtained. A spring device for gravity compensation includes a plurality of springs 115 and a plurality of spring guide shafts 1.
16, a stopper portion 114a of a plurality of springs 115 at one end, a rod 114 having a through hole 114b formed in the stopper portion 114a, and engaging portions of a plurality of spring guide shafts 116 at both inner ends. 11
1a and 112a are formed and a rod 114 is provided at one end.
Spring case 11 having a through hole 112b formed therein
1 and 112, the engaging portion 111a (112a) and the through hole 114a of the rod 114 are formed so as to arrange the plurality of spring guide shafts 116 in a double row.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この考案は、自動車の製造ラインに使用されているようなアームの長さおよび アーム部の重量が大きい大型産業用ロボットの重力補償用スプリング装置に関す るものである。 The present invention relates to a spring device for gravity compensation of a large industrial robot, which has a large arm length and a large arm weight as used in automobile manufacturing lines.

【０００２】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

図７は一例として現在市場に出まわっている重力補償用スプリング装置を備え た大型産業用ロボットの斜視図である。また、図８は上記図７に示した大型産業 用ロボットの正面図である。図において、Ｕはセンターアーム、Ｓは本考案の対 象とする一対の重力補償用スプリング装置である。図９は中型クラスの産業用ロ ボットに使用されている代表的な重力補償用スプリング装置を示す断面図である 。図において、１はスプリングケースＡ、２はスプリングケースＢ、３は上記ス プリングケースＡ１とスプリングケースＢ２を連結するネジ、４はその上部につ ば部４ａを有したロッド、５は上記ロッド４の上部のつば部４ａとスプリングケ ースＢ２との間に挿入された圧縮コイルバネである。一般的には上記スプリング ケースＡ１の上端部が産業用ロボットのセンターアームＵと連結し、スプリング ケースＢ２の下端部が産業用ロボットの胴体と連結している。 また、これらの部品をセットした場合における中型クラスの産業用ロボットに 使用されている代表的な重力補償用スプリング装置における外径寸法は一例とし て８６ｍｍのものが使用される。一方、図７および図８に示した大型産業用ロボ ットの重力補償用スプリング装置Ｓの外径は一例として１７８ｍｍと必然的に大 きなものが使用される。 As an example, FIG. 7 is a perspective view of a large-scale industrial robot equipped with a gravity compensation spring device currently on the market. FIG. 8 is a front view of the large-scale industrial robot shown in FIG. In the figure, U is a center arm, and S is a pair of gravity compensating spring devices that are the subject of the present invention. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a typical gravity compensating spring device used in a medium-sized industrial robot. In the figure, 1 is a spring case A, 2 is a spring case B, 3 is a screw for connecting the spring case A1 and the spring case B2, 4 is a rod having a flange portion 4a on its upper part, 5 is the rod 4 described above. Is a compression coil spring inserted between the upper flange portion 4a and the spring case B2. Generally, the upper end of the spring case A1 is connected to the center arm U of the industrial robot, and the lower end of the spring case B2 is connected to the body of the industrial robot. In addition, when these components are set, a typical gravity compensating spring device used in a medium-sized industrial robot has an outer diameter of 86 mm as an example. On the other hand, the outer diameter of the gravity compensating spring device S of the large-sized industrial robot shown in FIGS. 7 and 8 is 178 mm, which is inevitably large.

【０００３】 次に動作について説明する。図７に示した産業用ロボットのセンターアームＵ が垂直位置から前傾あるいは後傾すると重力補償用スプリング装置Ｓもそれと連 動して前傾あるいは後傾するが、重力補償用スプリング装置Ｓの回転中心Ａがセ ンターアームＵの回転中心Ｂよりも上方にシフトしているため、結果的に、上記 重力補償用スプリング装置Ｓの中の圧縮コイルバネ５の圧縮力による反力がセン ターアームＵの前後傾時に重力によって生じるモーメントを軽減するようになっ ている。Next, the operation will be described. When the center arm U of the industrial robot shown in FIG. 7 tilts forward or backward from the vertical position, the gravity compensating spring device S also moves in conjunction with it and tilts forward or backward, but the gravity compensating spring device S rotates. Since the center A is shifted above the rotation center B of the center arm U, the reaction force due to the compression force of the compression coil spring 5 in the gravity compensating spring device S results in the front and rear of the center arm U. It is designed to reduce the moment generated by gravity when tilting.

【０００４】[0004]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

従来のスプリング装置Ｓは以上のように構成されており、大型産業用ロボット の重力補償用スプリング装置Ｓの外径は、例えば１７８ｍｍと必然的に大きく、 一例として、レーザービーム案内用配管やアーム駆動用としてのボールネジ等を 上記センターアームＵの横側に配設する場合、産業用ロボットの横幅が大幅に大 きくなるという欠点があった。 The conventional spring device S is configured as described above, and the outer diameter of the spring device S for gravity compensation of a large industrial robot is inevitably large, for example, 178 mm, and as an example, laser beam guiding pipes and arm drive When a ball screw or the like for use in the equipment is arranged on the side of the center arm U, there is a drawback in that the width of the industrial robot is significantly increased.

【０００５】 この考案は上記の欠点を解決するためになされたもので、その重力補償能力に 比較して幅の狭い産業用ロボットの重力補償用スプリング装置を得ることを目的 とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks, and an object thereof is to obtain a gravity compensating spring device for an industrial robot having a narrower width than its gravity compensating ability.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案に係わる重力補償用スプリング装置は、複数個のスプリング及び複数個 のスプリングガイドシャフトと、一端部に上記複数個のスプリングのストッパ部 が形成され、このストッパ部に上記複数のスプリングガイドシャフトの貫通穴が 形成されたロッドと、内側の両端部に上記複数のスプリングガイドシャフトの係 合部が形成され、かつ、一端部に上記ロッドの貫通穴が形成され、上記複数個の スプリング、上記複数個のスプリングガイドシャフト及び上記ロッドを収納する スプリングケースとを備え、上記スプリングケースにおけるスプリングガイドシ ャフトの係合部及び上記ロッドにおけるスプリングガイドシャフトの貫通穴は上 記スプリングガイドシャフトを複数列に配設するように形成されたものである。 A gravity compensating spring device according to the present invention comprises a plurality of springs, a plurality of spring guide shafts, and a stopper portion of the plurality of springs formed at one end, and the stopper portions of the plurality of spring guide shafts. A rod having a through hole formed therein, engaging portions of the plurality of spring guide shafts formed at both inner end portions, and a through hole of the rod formed at one end portion, the plurality of springs, the plurality of springs Each of the spring guide shafts and a spring case accommodating the rod are provided. The spring guide shaft engaging portion of the spring case and the through hole of the spring guide shaft in the rod are arranged in a plurality of rows. It is formed so as to be installed.

【０００７】[0007]

【作用】[Action]

本考案における複数個のスプリングはスプリングケース内側の両端部に形成さ れた係合部に一列に係合されて配置されたそれぞれのスプリングガイドシャフト を軸にしてロッドのストッパ部と上記ロッドの貫通穴が形成されたスプリングケ ースの一端部との間に配設され、上記ロッドは上記複数個のスプリングガイドシ ャフト及び上記スプリングケースの一端部に形成された上記ロッドの貫通穴にガ イドされ、上記複数個のスプリングのスプリング圧に抗して摺動する。 The plurality of springs according to the present invention include a rod stopper portion and a rod penetrating portion through the respective spring guide shafts, which are arranged so as to be aligned with the engaging portions formed at both ends inside the spring case. The rod is disposed between one end of a spring case having a hole formed therein, and the rod is guided in a through hole of the rod formed at one end of the plurality of spring guide shafts and the spring case. And slides against the spring pressure of the plurality of springs.

【０００８】[0008]

【実施例】【Example】

実施例１． 以下、この考案の一実施例を図１〜図６について説明する。図１は本考案によ る一実施例としての大型クラスの産業用ロボット用重力補償用スプリング装置の 断面図である。図１において、１１１はスプリングケースＡ、１１２はスプリン グケースＢ、１１３は上記スプリングケースＡ１１１とスプリングケースＢ１１ ２を連結するネジ、１１４はその上部に張り出したつば部１１４ａを有し、さら にそのつば部１１４ａに複数個の貫通穴１１４ｂを有するロッド、１１５は上記 ロッド１１４の上部のつば部１１４ａとスプリングケースＢ１１２との間に複列 に挿入された複数個の圧縮コイルバネ、１１６は上記ロッド１１４の複数個貫通 穴１１４ｂおよび複数個の圧縮コイルバネ１１５の中心部に挿入され、さらにそ の上部が上記スプリングケースＡ１１１の係合部となる穴部１１１ａで位置決め され、また、その下部が上記スプリングケースＢ１１２の係合部となる穴部１１ ２ａで位置決めされた複数個のスプリングガイドシャフト１１６である。１１２ ｂは上記ロッド１１４が挿入され、該ロッド１１４がスプリングケースＢ１１２ に位置決めされる貫通穴である。１１６ａは空気口である。 Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view of a gravity compensating spring device for a large class industrial robot according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 111 is a spring case A, 112 is a spring case B, 113 is a screw for connecting the spring case A111 and the spring case B112, 114 is a flange portion 114a protruding from the upper portion, and further, the collar portion is formed. A rod having a plurality of through holes 114b in a portion 114a, a plurality of compression coil springs 115 inserted in a plurality of rows between a flange portion 114a on the upper portion of the rod 114 and a spring case B112, and 116 a rod of the rod 114. The plurality of through holes 114b and the plurality of compression coil springs 115 are inserted into the central portions thereof, and the upper portions thereof are positioned by the hole portions 111a which are the engaging portions of the spring case A111, and the lower portions thereof are the spring case B112. A plurality of holes are positioned by the holes 112a that are the engaging parts of A spring guide shaft 116. Reference numeral 112b is a through hole into which the rod 114 is inserted and which is positioned in the spring case B112. 116a is an air port.

【０００９】 なお、図１では１列配置による例を示しているが、必要に応じてそれ以上に配 列してもよいことはもちろんである。そして一般的には上記スプリングケースＡ １１１の上端部が産業用ロボットのセンターアームＵと連結しスプリングケース Ｂ１１２の下端部が産業用ロボットの胴体と連結している。Although FIG. 1 shows an example in which one row is arranged, it is needless to say that more rows may be arranged if necessary. In general, the upper end of the spring case A 111 is connected to the center arm U of the industrial robot, and the lower end of the spring case B 112 is connected to the body of the industrial robot.

【００１０】 次に、動作について説明する。図７に示した産業用ロボットのセンターアーム Ｕが垂直位置から前傾あるいは後傾すると、図１に示した本考案による重力補償 用スプリング装置ＳＳも連動して前傾あるいは後傾するが重力補償用スプリング 装置の回転中心がセンターアームＵの回転中心Ｂよりも上方にシフトしているた め結果的に上記重力補償用スプリング装置ＳＳの中の複数の圧縮コイルバネ１１ ５の圧縮力による反力がセンターアームＵの前後傾時に重力によって生じるモー メントを軽減するようになっている。上述したごとく、上記構成により参考迄に スプリング力を比較した場合、一例として中型産業用ロボットを１とすると大型 産業用ロボットはその３〜４倍位に設定される。Next, the operation will be described. When the center arm U of the industrial robot shown in FIG. 7 leans forward or backward from the vertical position, the gravity compensating spring device SS of the present invention shown in FIG. Since the center of rotation of the spring device for shifting is shifted above the center of rotation B of the center arm U, the reaction force due to the compressive force of the plurality of compression coil springs 115 in the gravity compensating spring device SS is consequently increased. It is designed to reduce the momentum generated by gravity when the center arm U is tilted back and forth. As described above, when the spring force is compared with the above configuration for reference, assuming that the medium-sized industrial robot is 1 as an example, the large-sized industrial robot is set to about 3 to 4 times that.

【００１１】 以上のように、この実施例によれば、センタアームＵの前後傾方向において、 スプリングケースに収納できる。即ち、従来広く用いられている中型産業用ロボ ットの重力補償用スプリング装置Ｓの収納エリア（φ８６ｍｍ用）内に産業用ロ ボットの重力補償用スプリング装置ＳＳがおさまることになり産業用ロボットの 横幅を大きく増加させる必要がない。As described above, according to this embodiment, the center arm U can be housed in the spring case in the front-back tilt direction. That is, the gravity compensating spring device SS of the industrial robot fits inside the storage area (for φ86 mm) of the gravity compensating spring device S of the medium-sized industrial robot that has been widely used in the past. There is no need to increase the width significantly.

【００１２】[0012]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上のように、この考案によれば、スプリングケースに複数のスプリングガイ ドシャフトの係合部を設け、また、ロッドに上記複数のスプリングガイドシャフ トの貫通穴を形成したので、比較的大きな重力を必要とする重力補償用スプリン グ装置を比較的狭い収納エリア内に収納でき、産業用ロボットの横幅が比較的狭 いにもかかわらず比較的大きな重力補償を可能とするものが得られる効果がある 。 As described above, according to this invention, the spring case is provided with the engaging portions of the plurality of spring guide shafts, and the rod is formed with the through holes of the plurality of spring guide shafts. The required gravity compensation spring device can be stored in a comparatively narrow storage area, and there is an effect that a relatively large gravity compensation can be achieved despite the industrial robot has a relatively small width. ..

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】この考案の一実施例による重力補償用スプリン
グ装置ＳＳを示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a spring device SS for gravity compensation according to an embodiment of the present invention.

【図２】図１におけるスプリングケースＡ１１１の部品
図である。FIG. 2 is a component diagram of a spring case A111 in FIG.

【図３】図１におけるスプリングケースＢ１１２の部品
図である。FIG. 3 is a component diagram of a spring case B112 in FIG.

【図４】図１におけるロッド１１４の部品図である。FIG. 4 is a component diagram of a rod 114 in FIG.

【図５】図１におけるスプリングガイドシャフト１１６
の部品図である。5 is a spring guide shaft 116 in FIG.
FIG.

【図６】図１における圧縮コイルバネ１１５の部品図で
ある。FIG. 6 is a component diagram of the compression coil spring 115 in FIG.

【図７】従来の大型産業用ロボットの斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a conventional large industrial robot.

【図８】図７に示す大型産業用ロボットの正面図であ
る。8 is a front view of the large industrial robot shown in FIG. 7. FIG.

【図９】従来の重力補償用スプリング装置を示す断面図
である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a conventional gravity compensation spring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１１ スプリングケースＡ １１１ａ 穴部 １１２ スプリングケースＢ １１２ａ 穴部 １１２ｂ 貫通穴 １１３ ネジ １１４ ロッド １１４ａ つば部 １１４ｂ 貫通穴 １１５ 圧縮コイルバネ １１６ スプリングガイドシャフト ＳＳ 重力補償用スプリング装置 111 spring case A 111a hole 112 spring case B 112a hole 112b through hole 113 screw 114 rod 114a flange 114b through hole 115 compression coil spring 116 spring guide shaft SS gravity compensation spring device

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 複数個のスプリング及び複数個のスプリ
ングガイドシャフトと、一端部に上記複数個のスプリン
グのストッパ部が形成され、このストッパ部に上記複数
のスプリングガイドシャフトの貫通穴が形成されたロッ
ドと、内側の両端部に上記複数のスプリングガイドシャ
フトの係合部が形成され、かつ、一端部に上記ロッドの
貫通穴が形成され、上記複数個のスプリング、上記複数
個のスプリングガイドシャフト及び上記ロッドを収納す
るスプリングケースとを備え、上記スプリングケースに
おけるスプリングガイドシャフトの係合部及び上記ロッ
ドにおけるスプリングガイドシャフトの貫通穴は上記ス
プリングガイドシャフトを複数列に配設するように形成
されたことを特徴とする産業用ロボットの重力補償用ス
プリング装置。Claims for utility model registration 1. A plurality of springs, a plurality of spring guide shafts, and stopper portions for the plurality of springs are formed at one end, and the plurality of spring guides are provided at the stopper portions. A rod in which a through hole of a shaft is formed, engaging portions of the plurality of spring guide shafts are formed at both ends on the inner side, and a through hole of the rod is formed at one end, and the plurality of springs are formed. A plurality of spring guide shafts and a spring case for accommodating the rods, wherein the spring guide shafts of the spring case and the through holes of the spring guide shafts of the rod are arranged in a plurality of rows. The weight of an industrial robot characterized by being configured to be installed Compensation for the spring arrangement.