JPH06170767A - Industrial robot - Google Patents
Industrial robotInfo
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- JPH06170767A JPH06170767A JP17069293A JP17069293A JPH06170767A JP H06170767 A JPH06170767 A JP H06170767A JP 17069293 A JP17069293 A JP 17069293A JP 17069293 A JP17069293 A JP 17069293A JP H06170767 A JPH06170767 A JP H06170767A
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- Japan
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- arm
- motor
- shaft
- industrial robot
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
- B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
- B25J9/041—Cylindrical coordinate type
- B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
- B25J9/044—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm with forearm providing vertical linear movement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、旋回可能な第１，第２
アームを備えた産業用ロボットに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to an industrial robot equipped with an arm.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、水平多関節型と称される産業
用ロボットは広く知られており、この種のロボットとし
ては、ベースに対して旋回可能に支持された第１アーム
と、この第１アームに対して旋回可能とされた第２アー
ムとを備え、この第２アームの先端に、チャック等の作
業用部材とこれを作動する機構を組付けたものが一般的
である。2. Description of the Related Art Conventionally, an industrial robot called a horizontal articulated type is widely known, and as this type of robot, a first arm supported so as to be rotatable with respect to a base and a first arm In general, a second arm that is rotatable with respect to one arm is provided, and a working member such as a chuck and a mechanism for operating the same are attached to the tip of the second arm.
【０００３】この種のロボットにおける上記各アームは
モータ等により駆動される。なお、駆動系統としては、
駆動モータと減速機とを組合わせたものが一般的である
が、このようなものでは、摩耗やバックラッシに伴う摺
動等、減速機特有の問題がある。このため、最近、動作
の高速化および高精度化等に有利なように、各アームを
高トルクダイレクトドライブモータ（以下ＤＤモータと
称する）で直接駆動するようにしたものも開発されてい
る。Each of the above arms in this type of robot is driven by a motor or the like. As a drive system,
A combination of a drive motor and a speed reducer is generally used, but such a type has problems peculiar to the speed reducer, such as abrasion and sliding due to backlash. For this reason, recently, in order to be advantageous in speeding up the operation, increasing the accuracy, etc., there has also been developed one in which each arm is directly driven by a high torque direct drive motor (hereinafter referred to as a DD motor).
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記各アー
ムをＤＤモータ等で駆動する場合に、第２アームを駆動
するモータを第１アームの先端部に配置すると、慣性モ
ーメントが増大し、高速化および高精度化の妨げとな
る。従って、第２アームを駆動するモータを第１アーム
の基端部側に配置することが慣性モーメントの低減によ
る高速化等の面で好ましいが、このようにする場合、第
２アームの駆動系統には、モータの回転を第２アームに
伝達する必要がある。さらにこの駆動系統には、駆動の
制御のために、第２アームの基準位置等を検出する検出
部を具備する必要がある。このような動力の伝達や検出
等の機能の確保およびコンパクト化等の面で改善すべき
点が残されていた。By the way, when the above-mentioned arms are driven by a DD motor or the like, if the motor for driving the second arm is arranged at the tip of the first arm, the moment of inertia increases and the speed is increased. It also hinders high precision. Therefore, it is preferable to dispose the motor for driving the second arm on the base end side of the first arm in terms of speeding up due to reduction of the moment of inertia, but in this case, the drive system of the second arm is Needs to transmit the rotation of the motor to the second arm. Further, this drive system needs to be provided with a detection unit for detecting the reference position and the like of the second arm in order to control the drive. There are still points to be improved in terms of securing functions such as power transmission and detection and downsizing.
【０００５】本発明は上記の事情に鑑み、第１アームの
基端部側に第２アーム駆動用モータを配置しつつ、動力
の伝達や検出等の機能の確保およびコンパクト化を可能
にする産業用ロボットを提供することを目的とする。In view of the above circumstances, the present invention is an industry in which the second arm drive motor is arranged on the base end side of the first arm, while ensuring functions such as power transmission and detection and achieving compactness. The purpose is to provide a robot for use.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】第１の本発明は、基端部
を中心に旋回可能な第１アームと、この第１アームに対
して旋回可能となるように第１アームの先端部に枢支連
結されている第２アームとを備えた産業用ロボットにお
いて、上記第１アームの基端部の近傍に第２アーム駆動
用モータを設置し、上記第１アームの内部に、この第１
アームの基端側に位置して上記第２アーム駆動用モータ
に連結された駆動軸に設けられたプーリと、第１アーム
の先端側に位置して第２アームに連結された従動軸に設
けられたプーリと、これらのプーリに掛け渡されたベル
トとからなる伝動手段を装備するとともに、上記第２ア
ームの基準位置および旋回限界位置を検出する各検出部
を、上記駆動軸側と上記従動軸側とに振り分けて配設し
たものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a first arm which is rotatable around a base end portion, and a distal end portion of the first arm which is rotatable with respect to the first arm. In an industrial robot having a second arm pivotally connected, a second arm drive motor is installed near the base end of the first arm, and the first arm is provided inside the first arm.
A pulley provided on a drive shaft connected to the second arm drive motor located on the base end side of the arm and a driven shaft connected to the second arm located on the tip end side of the first arm. Equipped with a transmission means composed of a driven pulley and a belt stretched around these pulleys, and the respective detection portions for detecting the reference position and the turning limit position of the second arm are provided on the drive shaft side and the driven side. It is arranged separately from the shaft side.
【０００７】また、第２の発明は、基端部を中心に旋回
可能な第１アームと、この第１アームに対して旋回可能
となるように第１アームの先端部に枢支連結されている
第２アームとを備えた産業用ロボットにおいて、上記第
１アームの基端部の近傍に第２アーム駆動用モータを設
置し、この第２アーム駆動用モータと第１アーム先端側
の第２アーム枢支部分との間に、第２アーム駆動用モー
タの回転を第２アーム枢支部分に伝える伝動手段を設け
るとともに、上記第２アーム枢支部分に、第１アームに
対する第２アームの基準位置を検出する検出部を設けた
ものである。A second aspect of the present invention is such that a first arm which can be swung around a base end portion and a tip end portion of the first arm are pivotally connected to the first arm so as to be swivelable with respect to the first arm. In the industrial robot having the second arm, the second arm drive motor is installed near the base end of the first arm, and the second arm drive motor and the second arm on the tip end side of the first arm are installed. A transmission means for transmitting the rotation of the second arm driving motor to the second arm pivot portion is provided between the arm pivot portion and the second arm pivot portion and the reference of the second arm with respect to the first arm. A detection unit for detecting the position is provided.
【０００８】[0008]
【作用】第１の発明によると、第２アームを駆動するモ
ータが第１アームの基端部側に設けられていることによ
り、第１アームの先端にモータを取付けるような場合と
比べて旋回部分の慣性モーメントが小さくなる。そし
て、上記モータの回転を第２アームに伝える伝動手段が
第１アームの内部にコンパクトに装備されるとともに、
上記各検出部が駆動軸側と上記従動軸側とに振り分けて
配設されることにより、第１アーム内において検出部組
込みのためのスペースが軸方向に大きく取られることが
ない。According to the first aspect of the present invention, the motor for driving the second arm is provided on the base end side of the first arm, so that the motor can rotate as compared with the case where the motor is attached to the tip of the first arm. The moment of inertia of the part becomes small. The transmission means for transmitting the rotation of the motor to the second arm is compactly installed inside the first arm, and
By arranging each of the above-mentioned detection parts separately on the drive shaft side and the driven shaft side, a large space for assembling the detection part in the first arm is not taken in the axial direction.
【０００９】また、第２の発明によると、上記伝動手段
のベルトの滑り等があっても、第２アームの基準位置の
検出とそれに基づく制御の精度が確保される。Further, according to the second aspect of the present invention, even if the belt of the transmission means slips or the like, the accuracy of the detection of the reference position of the second arm and the control based thereon can be ensured.
【００１０】[0010]
【実施例】本発明の一実施例による産業用ロボットを、
図１乃至図６に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An industrial robot according to an embodiment of the present invention,
A description will be given based on FIGS. 1 to 6.
【００１１】図１中、１は円筒状のベースであり、その
上面には第１のダイレクトドライブモータ２（以下、第
１ＤＤモータと称する）が固定されている。第１ＤＤモ
ータ２は低回転で高トルクを発生させるため、そのハウ
ジング３の内側に大径の外側固定子４とこれより小径の
内側固定子５とが同軸状に配置されており、これら両固
定子４，５の間に回転子６が配置されている。回転子６
の上端面には回転力を取り出す出力フランジ７が連結さ
れ、この出力フランジ７は内側固定子５を支持する中空
のモータ軸８の外周に軸受９を介して軸支されている。In FIG. 1, reference numeral 1 is a cylindrical base, and a first direct drive motor 2 (hereinafter referred to as a first DD motor) is fixed to the upper surface thereof. Since the first DD motor 2 generates low torque and high torque, an outer stator 4 having a large diameter and an inner stator 5 having a smaller diameter are coaxially arranged inside the housing 3. A rotor 6 is arranged between the children 4 and 5. Rotor 6
An output flange 7 for extracting a rotational force is connected to the upper end surface of the output flange 7. The output flange 7 is axially supported by a bearing 9 on the outer periphery of a hollow motor shaft 8 that supports the inner stator 5.
【００１２】上記出力フランジ７の上面には、円筒上の
ブラケット１０が連結されている。このブラケット１０
の底面中央部には、中空軸１１が連結されており、この
中空軸１１はモータ軸８の内側を同軸状に貫通するとと
もに、その下端部がベース１の内側に導出されている。A cylindrical bracket 10 is connected to the upper surface of the output flange 7. This bracket 10
A hollow shaft 11 is connected to the center of the bottom surface of the hollow shaft 11. The hollow shaft 11 penetrates the inside of the motor shaft 8 coaxially, and the lower end of the hollow shaft 11 is led out to the inside of the base 1.
【００１３】また、上記ブラケット１０は第１ＤＤモー
タ２から垂直に立設されてベースマストを兼用してお
り、その上端部には円筒状のカバー１３を介して第１ア
ーム１４が固定されている。この第１アーム１４は中空
の箱形構造をなして水平に延びており、上記第１ＤＤモ
ータ２の出力フランジ７に直結されて、上記モータ軸８
の軸心を通るＸ軸を中心に旋回される。The bracket 10 is erected vertically from the first DD motor 2 and also serves as a base mast, and the first arm 14 is fixed to the upper end of the bracket 10 via a cylindrical cover 13. . The first arm 14 has a hollow box-shaped structure and extends horizontally. The first arm 14 is directly connected to the output flange 7 of the first DD motor 2 to form the motor shaft 8.
It is turned around the X-axis passing through the axis center of.
【００１４】第１アーム１４の先端部下面には、下方に
突出する円筒状のブラケット１５が固定されており、こ
のブラケット１５の内側には軸受１６を介して中空の従
動軸１７が軸支されている。従動軸１７の下端部には第
２アーム１８が連結されている。従って、第２アーム１
８が、第１アーム１４に対して旋回可能となるように、
第１アーム１４の先端部に枢支連結されている。この第
２アーム１８は中空の箱形構造をなすとともに、上記第
１アーム１４の下側において、水平方向に延びている。A cylindrical bracket 15 projecting downward is fixed to the lower surface of the tip of the first arm 14, and a hollow driven shaft 17 is axially supported inside the bracket 15 via a bearing 16. ing. A second arm 18 is connected to the lower end of the driven shaft 17. Therefore, the second arm 1
8 so that it can turn with respect to the first arm 14,
It is pivotally connected to the tip of the first arm 14. The second arm 18 has a hollow box-shaped structure and extends horizontally below the first arm 14.
【００１５】また、第１アーム１４の基端部の近傍に
は、第２アーム駆動用モータである第２のダイレクトド
ライブモータ２０（以下、第２ＤＤモータと称する）が
配置されている。この第２ＤＤモータ２０は、上記カバ
ー１３の内側に位置し、ブラケット１０の上端部にカバ
ー１３とともに固定されており、このため、当実施例の
場合は、ベース１上に各アーム１４，１８の駆動用のＤ
Ｄモータ２，２０が同軸状に積み重ねて配置されてい
る。A second direct drive motor 20 (hereinafter referred to as a second DD motor), which is a second arm driving motor, is arranged near the base end of the first arm 14. The second DD motor 20 is located inside the cover 13 and is fixed to the upper end of the bracket 10 together with the cover 13. Therefore, in the case of the present embodiment, the arms 14 and 18 of the base 1 are mounted on the base 1. D for driving
The D motors 2 and 20 are coaxially stacked and arranged.
【００１６】なお、第２ＤＤモータ２０は第１ＤＤモー
タ２と共通の構成をなすため、同一構成部分については
同一番号を付し、その説明を省略する。Since the second DD motor 20 has the same configuration as the first DD motor 2, the same components are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００１７】上記第２ＤＤモータ２０と、第１アーム１
４に対する第２アーム枢支部分との間には、第２ＤＤモ
ータ２０の回転を第２アーム１８に伝達するための伝動
手段が設けられ、この伝動手段は第１アーム１４の内部
に装備されている。すなわち、第２ＤＤモータ２０の出
力フランジ７には中空の駆動軸２１が連結され、この駆
動軸２１はモータ軸８に対し同軸状に位置している。こ
の駆動軸２１および従動軸１７の上端部は第１アーム１
４内に導出され、これら各軸２１，１７の導出端にプー
リ２２，２３が固定され、この両プーリ２２，２３間に
ベルト２４が掛け渡されており、これらのプーリ２２，
２３およびベルト２４により、第２ＤＤモータ２０と第
２アーム１８との間の伝動手段が構成されている。従っ
て、第２ＤＤモータ２０の駆動力は、ベルト２４を介し
て第２アーム１８に伝達され、この第２アーム１８は従
動軸１７の軸心を通るＹ軸を中心に旋回されるようにな
っている。The second DD motor 20 and the first arm 1
4, a transmission means for transmitting the rotation of the second DD motor 20 to the second arm 18 is provided between the second arm pivot portion and the second arm pivot portion, and the transmission means is provided inside the first arm 14. There is. That is, the hollow drive shaft 21 is connected to the output flange 7 of the second DD motor 20, and the drive shaft 21 is positioned coaxially with the motor shaft 8. The upper ends of the drive shaft 21 and the driven shaft 17 are the first arm 1
4, pulleys 22 and 23 are fixed to the lead-out ends of the shafts 21 and 17, and a belt 24 is stretched between the pulleys 22 and 23.
23 and the belt 24 constitute a transmission means between the second DD motor 20 and the second arm 18. Therefore, the driving force of the second DD motor 20 is transmitted to the second arm 18 via the belt 24, and the second arm 18 is turned around the Y axis passing through the axis of the driven shaft 17. There is.
【００１８】なお、上記従動軸１７は第１アーム１４と
第２アーム１８の重合部分の略中央部に位置されてお
り、その上下端部が両方のアーム１４，１８の内部空間
に開口している。The driven shaft 17 is located substantially at the center of the overlapping portion of the first arm 14 and the second arm 18, and the upper and lower ends thereof are open to the internal space of both arms 14 and 18. There is.
【００１９】第２アーム１８の先端部には、筒状のケー
シング２５が上下方向に貫通して設けられており、この
ケーシング２５の内側には円筒状の筒体２６が軸受２７
を介して挿通されている。筒体２６の内側には中空円筒
状のボールスプライン軸２９が挿通されており、このボ
ールスプライン軸２９の下端部には可動筒３０が同軸状
に連結されている。可動筒３０はケーシング２５の下端
部に連なるシリンダ３１内を挿通されており、この可動
筒３０の下端部はシール３２を介してシリンダ３１の下
端開口部から導出されているとともに、この導出端には
支持軸３３が取付けられている。また、ボールスプライ
ン軸２９の内側には、上方からボールねじ３４が噛み合
っており、このボールねじ３４の上端部は一段で高い減
速比の得られる減速機３５を介してサーボモータ３６に
連なっている。従って、サーボモータ３６によりボール
ねじ３４が回転されると、ボールスプライン軸２９が上
下方向にスライドし、支持軸３３が上下方向のＺ軸に沿
って昇降動される。A cylindrical casing 25 is provided at the tip of the second arm 18 so as to penetrate therethrough in the vertical direction. Inside the casing 25, a cylindrical cylindrical body 26 is provided with a bearing 27.
Has been inserted through. A hollow cylindrical ball spline shaft 29 is inserted inside the cylindrical body 26, and a movable cylinder 30 is coaxially connected to the lower end of the ball spline shaft 29. The movable cylinder 30 is inserted through a cylinder 31 connected to the lower end of the casing 25, and the lower end of the movable cylinder 30 is led out from the lower end opening of the cylinder 31 via a seal 32 and is connected to this lead-out end. Has a support shaft 33 attached thereto. A ball screw 34 meshes with the inside of the ball spline shaft 29 from above, and the upper end of the ball screw 34 is connected to a servomotor 36 via a speed reducer 35 that can obtain a high reduction ratio in one step. . Therefore, when the ball screw 34 is rotated by the servo motor 36, the ball spline shaft 29 slides in the vertical direction, and the support shaft 33 moves up and down along the Z axis in the vertical direction.
【００２０】第２アーム１８の内部には、ボールスプラ
イン軸２９と直交する方向に沿って他のサーボモータ３
７が収容されており、このサーボモータ３７は一段で高
い減速比の得られる減速機３８を介してべベルギヤ３９
を駆動している。このべベルギヤ３９はボールスプライ
ン軸２９の外周に設けた他のべベルギヤ４０に噛み合っ
ており、このべベルギヤ４０とボールスプライン軸２９
との間には、ボールスプライン軸２９の軸方向への摺動
は許容するが、軸回り方向への回動を伝える軸受部材４
１が介在されている。従って、サーボモータ３７の駆動
力がべベルギヤ３９，４０および軸受部材４１を介して
ボールスプライン軸２９に伝わると、上記支持軸３３が
ボールスプライン軸２９の軸回り方向に沿うＲ軸回りに
回転される。Inside the second arm 18, another servo motor 3 is provided along the direction orthogonal to the ball spline shaft 29.
7, a servomotor 37 is provided with a bevel gear 39 via a speed reducer 38 that can obtain a high reduction ratio in one stage.
Are driving. The bevel gear 39 meshes with another bevel gear 40 provided on the outer periphery of the ball spline shaft 29. The bevel gear 40 and the ball spline shaft 29 are meshed with each other.
The bearing member 4 that allows the ball spline shaft 29 to slide in the axial direction but transmits the rotation in the axial direction.
1 is interposed. Therefore, when the driving force of the servo motor 37 is transmitted to the ball spline shaft 29 via the bevel gears 39 and 40 and the bearing member 41, the support shaft 33 is rotated around the R axis along the axial direction of the ball spline shaft 29. It
【００２１】また、上記支持軸３３にはエアーチャック
４５が取付けられている。このエアーチャック４５はチ
ャックを開作動させるエアー導入口４６と閉作動させる
エアー導入口４７を備え、これら導入口４６，４７には
それぞれエアーホース４８，４８が接続されている。エ
アーホース４８，４８は第２アーム１８の先端部下面に
設けた通孔４９を経て、この第２アーム１８の内部空間
に導入された後、従動軸１７の内側を通じて第１アーム
１４の内部空間に導入されており、さらに、ここから駆
動軸２１、第２ＤＤモータ２０のモータ軸８、ブラケッ
ト１０および第１ＤＤモータ２の中空軸１１の内側を通
して、ベース１の周面に設けたコネクタ５０に接続され
ている。このコネクタ５０には、エアーホース４８，４
８とエアー供給源５３とを結ぶ外部エアー配管５１，５
１が連なっており、これら外部エアー配管５１，５１に
は開閉弁５２，５２が設けられている。従って、この開
閉弁５２，５２を選択的に開閉することで、エアーチャ
ック４５が開閉作動される。An air chuck 45 is attached to the support shaft 33. The air chuck 45 has an air introduction port 46 for opening the chuck and an air introduction port 47 for closing the chuck, and air hoses 48, 48 are connected to the introduction ports 46, 47, respectively. The air hoses 48, 48 are introduced into the internal space of the second arm 18 through a through hole 49 provided in the lower surface of the tip end portion of the second arm 18, and then, through the inside of the driven shaft 17, the internal space of the first arm 14. Further, from here, through the inside of the drive shaft 21, the motor shaft 8 of the second DD motor 20, the bracket 10 and the hollow shaft 11 of the first DD motor 2, it is connected to the connector 50 provided on the peripheral surface of the base 1. Has been done. This connector 50 has air hoses 48, 4
External air pipes 51, 5 connecting 8 and the air supply source 53
1 are connected in series, and opening / closing valves 52, 52 are provided in these external air pipes 51, 51. Therefore, the air chuck 45 is opened / closed by selectively opening / closing the open / close valves 52, 52.
【００２２】また、上記二つのサーボモータ３６，３７
はコンピュータ５５からの指令により回転角度および回
転方向が制御され、このモータ３６，３７に制御信号を
送る信号コードや電源コードを初めとして、上記支持軸
３３の昇降動および回転の基準となる原点位置を検出す
る近接スイッチ５８，５９からの信号コード５６は、エ
アーホース４８と同様に両方のアーム１４，１８および
ＤＤモータ２，２０の内部を通してコネクタ５７に接続
されている。The two servo motors 36 and 37 are also
The rotation angle and the rotation direction are controlled by a command from the computer 55, and the origin position serving as a reference for the up-and-down movement and rotation of the support shaft 33 including a signal code and a power cord for sending a control signal to the motors 36 and 37. The signal code 56 from the proximity switches 58 and 59 for detecting the signal is connected to the connector 57 through the insides of both arms 14 and 18 and the DD motors 2 and 20 like the air hose 48.
【００２３】一方、第１ＤＤモータ２の回転子６と一体
に回転する中空軸１１には、ベース１内に導出された下
部外周部分にスリーブ６０が固定されており、このスリ
ーブ６０にはエンコーダ６１が取付けられている。エン
コーダ６１はスリーブ６０と一体に回転する回転板６２
の外周部に多数の磁極を間隔を存して配置し、この磁極
をセンサ６１ａで検出することで、上記回転子６の回転
位置を磁気的に割り出しており、このエンコーダ６１か
らの信号は第１ＤＤモータ２の磁極制御と回転位置制御
のために、上記コンピュータ５５を介して第１ＤＤモー
タ２にフィードバックされる。On the other hand, the hollow shaft 11 that rotates integrally with the rotor 6 of the first DD motor 2 has a sleeve 60 fixed to the lower outer peripheral portion led out into the base 1, and the encoder 61 is attached to this sleeve 60. Is installed. The encoder 61 is a rotary plate 62 that rotates integrally with the sleeve 60.
By arranging a large number of magnetic poles at intervals on the outer periphery of the rotor, and detecting the magnetic poles with the sensor 61a, the rotational position of the rotor 6 is magnetically determined. It is fed back to the first DD motor 2 via the computer 55 in order to control the magnetic poles and the rotational position of the 1DD motor 2.
【００２４】なお、このエンコーダ６１や第１ＤＤモー
タ２への配線（図示せず）は、中空軸１１の内部を通し
てコネクタ５０に導かれ、ここから外部配線を介してコ
ンピュータ５５や電源６３に接続されている。Wiring (not shown) to the encoder 61 and the first DD motor 2 is guided to the connector 50 through the inside of the hollow shaft 11, and is connected to the computer 55 and the power source 63 through external wiring from here. ing.
【００２５】また、中空軸１１の下端部外周には、第１
アーム１４の旋回範囲を制御するためのセンサ装置６４
が設けられている。このセンサ装置６４は中空軸１１の
下端部外周面に配置した位置検出用の突起６５ａ，６５
ｂ，６５ｃと、この突起６５ａ，６５ｂ，６５ｃを検出
する近接スイッチ６６ａ，６６ｂとで構成され、上記突
起６５ａ〜６５ｃが中空軸１１の外周面に嵌合固定した
リング６７に突設されているとともに、近接スイッチ６
６ａ，６６ｂがリング６７に対し放射状に配置されてい
る。The outer periphery of the lower end of the hollow shaft 11 has a first
Sensor device 64 for controlling the turning range of the arm 14
Is provided. The sensor device 64 is provided with position detecting projections 65a, 65 arranged on the outer peripheral surface of the lower end of the hollow shaft 11.
b, 65c and proximity switches 66a, 66b for detecting the protrusions 65a, 65b, 65c. The protrusions 65a to 65c are provided on a ring 67 fitted and fixed to the outer peripheral surface of the hollow shaft 11. With proximity switch 6
6a and 66b are radially arranged with respect to the ring 67.
【００２６】そして、上記第１アーム１４は図３に示す
ように、旋回の基準となる原点位置ＳからＸ軸の軸回り
方向両側に一定角度θ1 、θ2 旋回運動するものであ
り、上記突起６５ａが原点位置Ｓに位置するとともに、
突起６５ｂが一方側の旋回限界位置Ａに、同じく突起６
５ｃが他方側の旋回限界位置Ｂにそれぞれ配置されてい
る。また、上記近接スイッチ６６ａが原点位置Ｓの突起
６５ａに対応するとともに、他の近接スイッチ６６ｂが
リング６７上において旋回限界位置Ａ，Ｂの突起６５
ｂ，６５ｃに対応するようになっており、これら近接ス
イッチ６６ａ，６６ｂからの信号は第１アーム１４の旋
回位置制御のために、上記コンピュータ５５を介して第
１ＤＤモータ２にフィードバックされる。Then, as shown in FIG. 3, the first arm 14 makes a turning motion of fixed angles θ 1 and θ 2 on both sides of the X-axis in the direction around the axis from the origin position S which is the reference of turning. While the protrusion 65a is located at the origin position S,
The protrusion 65b is at the turning limit position A on one side, and the protrusion 6
5c are arranged at the turning limit position B on the other side. Further, the proximity switch 66a corresponds to the protrusion 65a at the origin position S, and another proximity switch 66b on the ring 67 causes the protrusion 65 at the turning limit positions A and B.
The signals from the proximity switches 66a and 66b are fed back to the first DD motor 2 via the computer 55 for controlling the turning position of the first arm 14.
【００２７】第１アーム１４の内部には、第２アーム１
８の旋回範囲を制御するセンサ装置７２が設けられてい
る。このセンサ装置７２は、突起７３ａを有するリング
７５とこれに対応する近接スイッチ７４ａとで構成され
て第２アーム１８の原点位置（第１アーム１４に対する
第２アーム１８の基準位置）を検出する検出部と、突起
７３ｂ，７３ｃを有するリング７６とこれに対応する近
接スイッチ７４ｂとで構成されて第２アーム１８の旋回
限界位置を検出する検出部とを備えており、上記第１ア
ーム１４のセンサ装置６４の構成とほぼ同様である。た
だし、上記各検出部が駆動軸２１側と従動軸１７側とに
振り分けられて配設されている。そして、とくに第２ア
ーム１８の原点位置の検出部は、第２アーム枢支部分で
ある従動軸１７側に設けられている。Inside the first arm 14, the second arm 1
A sensor device 72 for controlling the turning range of the vehicle 8 is provided. The sensor device 72 includes a ring 75 having a protrusion 73a and a proximity switch 74a corresponding to the ring 75, and detects the origin position of the second arm 18 (reference position of the second arm 18 with respect to the first arm 14). A sensor for detecting the turning limit position of the second arm 18, which is composed of a ring 76 having projections 73b and 73c and a proximity switch 74b corresponding thereto. The configuration of the device 64 is substantially the same. However, the above-mentioned respective detecting portions are arranged separately on the drive shaft 21 side and the driven shaft 17 side. In particular, the detection unit for detecting the origin position of the second arm 18 is provided on the side of the driven shaft 17 that is the second arm pivotally supporting portion.
【００２８】すなわち、上記第２アーム１８の原点位置
検出用の突起７３ａを備えたリング７５が従動軸１７の
上端部に固定されるとともに、第２アーム１８の旋回限
界位置検出用の突起７３ｂ，７３ｃを備えたリング７６
が駆動軸２１の上端部に固定され、これに応じて突起７
３ａ〜７３ｃを検出する近接スイッチ７４ａ，７４ｂ
が、両軸１７，２１回りに振り分けて設けられている。That is, the ring 75 having the projection 73a for detecting the origin position of the second arm 18 is fixed to the upper end of the driven shaft 17, and the projection 73b for detecting the turning limit position of the second arm 18 is provided. Ring 76 with 73c
Is fixed to the upper end of the drive shaft 21, and accordingly the projection 7
Proximity switches 74a and 74b for detecting 3a to 73c
Are distributed around both shafts 17 and 21.
【００２９】また、従動軸１７上のプーリ２３のボス部
２３ａには、第２ＤＤモータ２０の回転子６の回転位置
を検出するエンコーダ７０が取付けられており、このエ
ンコーダ７０や近接スイッチ７４ａ，７４ｂへの配線７
７は、第１アーム１４の内部空間から第２ＤＤモータ２
０および第１ＤＤモータ２の内側を通してコネクタ５７
に導かれ、ここから外部配線を介してコンピュータ５５
に接続されている。An encoder 70 for detecting the rotational position of the rotor 6 of the second DD motor 20 is attached to the boss portion 23a of the pulley 23 on the driven shaft 17, and the encoder 70 and the proximity switches 74a and 74b are attached. Wiring to 7
7 denotes the second DD motor 2 from the inner space of the first arm 14.
0 and a connector 57 through the inside of the first DD motor 2.
To the computer 55 via external wiring.
It is connected to the.
【００３０】なお、上記近接スイッチ７４ｂに何等かの
トラブルが生じたときの第２アーム１８のオーバーラン
防止のため、第１アーム１４の底面にゴム製のストッパ
ー７９が設けられ、第２アーム１８が上記旋回限界位置
を超えたときにプーリ２２に設けられたボルト７８が上
記ストッパー７９に当接するようになっている。A rubber stopper 79 is provided on the bottom surface of the first arm 14 in order to prevent overrun of the second arm 18 when some trouble occurs in the proximity switch 74b. The bolt 78 provided on the pulley 22 comes into contact with the stopper 79 when the position exceeds the turning limit position.
【００３１】また、電源ＯＦＦ時や停電等によりモータ
への通電が遮断されたときに、アームが不必要に動いて
周囲部品と接触するというような事態を防止し、とくに
Ｘ軸を中心にした大きな旋回半径（旋回軌跡Ｋ）でアー
ムが不必要な旋回を行うことを防止するため、上記第１
アーム１４に対し、通電遮断時に制動力を付与するブレ
ーキ手段９２が設けられている。Further, when the power supply to the motor is cut off due to a power-off or a power failure, a situation in which the arm moves unnecessarily and comes into contact with surrounding parts is prevented, and particularly the X-axis is centered. In order to prevent the arm from making unnecessary turns with a large turning radius (turning trajectory K),
Brake means 92 for applying a braking force to the arm 14 when the power supply is cut off is provided.
【００３２】このブレーキ手段９２は、上記中空体１１
と一体に回転するスリーブ６０の外周にフランジ状に形
成された摩擦板８０と、ベース１の内部にブラケット８
１を介して支持されたエアーシリンダ８２と、このエア
ーシリンダ８２のピストン８３に連なるピストンロッド
８３ａの先端に取付けられた合成樹脂製のブレーキパッ
ド８４とを備えている。上記ブレーキパッド８４は摩擦
板８０の外周部下方に対向しているとともに、リターン
ばね９０によって摩擦板８０から離間する方向に常時付
勢されている。上記エアーシリンダ８２に連なるエア配
管８５は、コネクタ５０を介し、上記エアー供給源５３
に通じる外部配管８６に接続されており、この外部配管
８６の途中には、常開形の電磁弁８７およびレギュレー
タ８８が設けられ、この電磁弁８７の駆動部８９はロボ
ットの電源スイッチ（図示せず）と連動するスイッチ９
１を介して電源６３に接続されている。The brake means 92 is the hollow body 11 described above.
A friction plate 80 formed like a flange on the outer circumference of a sleeve 60 that rotates integrally with the bracket 60, and a bracket 8 inside the base 1.
1, an air cylinder 82 supported via 1 and a brake pad 84 made of synthetic resin attached to the tip of a piston rod 83a connected to the piston 83 of the air cylinder 82. The brake pad 84 faces below the outer periphery of the friction plate 80, and is constantly urged by the return spring 90 in a direction away from the friction plate 80. The air pipe 85 connected to the air cylinder 82 is connected to the air supply source 53 via the connector 50.
Is connected to an external pipe 86 that communicates with the external pipe 86. A normally open solenoid valve 87 and a regulator 88 are provided in the middle of the external pipe 86. A drive unit 89 of the solenoid valve 87 is a power switch (not shown) of the robot. Switch 9 that works with
It is connected to the power source 63 via 1.
【００３３】さらに、上記近接スイッチ６６ｂに何等か
のトラブルが生じたときの第１アーム１４のオーバーラ
ン防止のため、上記ベース１の内面にストッパー９６が
固定され、第１アーム１４が上記旋回限界位置を超えた
ときに摩擦板８０に設けられたボルト９５が上記ストッ
パー９６に当接するようになっている。Further, in order to prevent overrun of the first arm 14 when some trouble occurs in the proximity switch 66b, a stopper 96 is fixed to the inner surface of the base 1 to prevent the first arm 14 from turning. The bolt 95 provided on the friction plate 80 contacts the stopper 96 when the position is exceeded.
【００３４】以上のような当実施例のロボットによる
と、コンピュータ５５からの制御信号に応じ、各ＤＤモ
ータ２，２０が駆動されることにより第１および第２ア
ーム１４，１８が旋回作動されるとともに、サーボモー
タ３６，３７が駆動されることによりエアーチャック４
５の昇降および回転が行われ、さらにエアー導入口４
６，４７に対するエアーの給排によりチャック開閉作動
が行われる。これらの作動が制御されることで各種作業
が行われる。According to the robot of this embodiment as described above, the first and second arms 14 and 18 are rotated by driving the DD motors 2 and 20 in response to the control signal from the computer 55. At the same time, the air chuck 4 is driven by the servo motors 36 and 37 being driven.
5 is moved up and down and rotated, and the air inlet 4
The chuck opening / closing operation is performed by supplying / discharging air to / from 6, and 47. Various operations are performed by controlling these operations.
【００３５】この場合に、第２アーム１８の旋回作動は
ベース１の上方に配置された第２ＤＤモータ２０により
ベルト式の伝動手段を介して行われることにより、第２
アームを駆動するモータを第１アームの先端側に設ける
ような場合と比べ、アームの慣性モーメントが小さくな
り、アームの作動の高速化および高精度化に有利とな
る。In this case, the turning operation of the second arm 18 is performed by the second DD motor 20 arranged above the base 1 via the belt type transmission means, whereby the second arm 18 is rotated.
The moment of inertia of the arm is smaller than that in the case where a motor for driving the arm is provided at the tip end side of the first arm, which is advantageous in increasing the speed and accuracy of the operation of the arm.
【００３６】また、駆動軸２１および従動軸１７に設け
られたプーリ２２，２３とベルト２４とで構成される伝
動手段が、第１アーム１４の内部のスペースを利用して
コンパクトに装備される。さらに、第２アーム１８の旋
回作動の制御のための、リング７５の突起７３ａおよび
近接スイッチ７４ａで構成される原点位置の検出部とリ
ング７６の突起７３ｂ，７３ｃおよび近接スイッチ７４
ｂで構成される旋回限界位置の検出部とが、従動軸１７
側と駆動軸２１側とに振りわけて配設されていることに
より、片方の軸１７または２１に複数のリング７５，７
６を重ねて設ける必要がない。このために、軸方向の取
付けスペースを少なくすることができ、第１アーム１４
の厚みを薄くすることができる。Further, the transmission means composed of the pulleys 22 and 23 provided on the drive shaft 21 and the driven shaft 17 and the belt 24 is compactly installed by utilizing the space inside the first arm 14. Further, for the control of the turning operation of the second arm 18, the detection unit of the origin position configured by the protrusion 73a of the ring 75 and the proximity switch 74a, the protrusions 73b and 73c of the ring 76, and the proximity switch 74.
The detection part of the turning limit position constituted by b is the driven shaft 17
And the drive shaft 21 side, the plurality of rings 75, 7 are attached to one shaft 17 or 21.
There is no need to stack 6 together. Therefore, the mounting space in the axial direction can be reduced, and the first arm 14
The thickness of can be reduced.
【００３７】しかも、第２アーム１８の原点位置の検出
部が、第２アーム１８と一体に回転する従動軸１７側に
設けられていることにより、実際に旋回する側の中心部
分で旋回の基準となる原点位置が決められる。このた
め、たとえベルト２４とプーリ２３との間等にスリップ
が生じたとしても、第２のＤＤモータ２０には突起７３
ａを検出する近接スイッチ７４ａからのフィードバック
がかかっているから、上記スリップ等とは無関係に第２
のＤＤモータ２０を回転制御することができ、高精度の
位置決めを行える。Moreover, since the origin position detecting portion of the second arm 18 is provided on the side of the driven shaft 17 which rotates integrally with the second arm 18, the center of the actually turning side is the reference for turning. The origin position is determined. Therefore, even if a slip occurs between the belt 24 and the pulley 23 or the like, the protrusion 73 is not formed on the second DD motor 20.
Since the feedback from the proximity switch 74a for detecting a is applied, the second switch 74a
The rotation of the DD motor 20 can be controlled, and highly accurate positioning can be performed.
【００３８】[0038]
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、上記第
１アームの内部に、その基端側に位置する駆動軸および
先端側に位置する従動軸にそれぞれ設けられているプー
リとこれらに掛け渡されたベルトとからなる伝動手段を
装備しているため、第２アームを駆動するモータを第１
アームの基端部側に位置させて旋回部分の慣性モーメン
トを小さくするとともに、伝動手段をコンパクトにアー
ムに組込むことができる。その上、第２アームの基準位
置および旋回限界位置を検出する複数の検出部を、上記
駆動軸側と上記従動軸側とに振り分けて配設しているた
め、検出部取付けのための軸方向のスペースを少なく
し、第１アームの厚みを薄くすることができる。従っ
て、伝動および基準位置等の検出の機能を確保しつつ、
効果的にアーム部分をコンパクト化することができる。According to the first aspect of the present invention, the pulleys and the pulleys respectively provided on the drive shaft located on the base end side and the driven shaft located on the tip end side inside the first arm. Since it is equipped with a transmission means consisting of a belt stretched around the first arm, the motor for driving the second arm is
By positioning the arm on the base end side to reduce the moment of inertia of the turning portion, the transmission means can be compactly incorporated into the arm. In addition, since a plurality of detecting portions for detecting the reference position and the turning limit position of the second arm are separately arranged on the drive shaft side and the driven shaft side, an axial direction for mounting the detecting portion is provided. It is possible to reduce the space and reduce the thickness of the first arm. Therefore, while ensuring the functions of detection of transmission and reference position,
The arm part can be effectively made compact.
【００３９】また、請求項２に記載の発明によれば、第
１アームの基端部の近傍に設置した第２アーム駆動用モ
ータの回転を伝動手段を介して第１アーム先端側の第２
アーム枢支部分に伝えるようにするとともに、上記第２
アーム枢支部分に、第１アームに対する第２アームの基
準位置を検出する検出部を設けているため、上記伝動手
段やアーム駆動部分等のすべりによって第２アームの回
転角にずれが生じるような場合でも、第１アームに対す
る第２アームの原点位置を正しく検出し、それに基づく
旋回の制御を精度良く行うことができる。According to the second aspect of the invention, the rotation of the second arm driving motor installed near the base end of the first arm is transmitted to the second arm on the tip side of the first arm via the transmission means.
In addition to transmitting to the arm pivot part,
Since the arm pivot portion is provided with the detection portion for detecting the reference position of the second arm with respect to the first arm, the rotation angle of the second arm may be deviated due to the slip of the transmission means or the arm driving portion. Even in this case, the origin position of the second arm with respect to the first arm can be correctly detected, and the turning control based on the origin position can be accurately performed.
【図１】本発明の一実施例によるロボットにおけるベー
ス、第１，第２ＤＤモータおよび第１アームの基端側を
含む部分の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a portion including a base, first and second DD motors, and a proximal end side of a first arm in a robot according to an exemplary embodiment of the present invention.
【図２】同ロボットにおける第２ＤＤモータ、第１アー
ムおよび第２アームの基端側を含む部分の断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion including a second DD motor, a first arm, and a base end side of a second arm in the robot.
【図３】同ロボットにおける第２アームの先端側および
これに取付けられた部材を含む部分の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a tip side of a second arm of the robot and a portion including a member attached thereto.
【図４】同ロボットの全体概略図である。FIG. 4 is an overall schematic view of the robot.
【図５】図１中のＶ−Ｖ線方向から見た矢視図である。5 is a view seen from the direction of the line VV in FIG.
【図６】アームの旋回範囲を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a turning range of the arm.
【符号の説明】 １４ 第１アーム １７ 従動軸 １８ 第２アーム ２０ 第２アームを駆動するモータ（第２ＤＤモータ） ２１ 駆動軸 ２２，２３ プーリ ２４ ベルト ７２ センサ装置 ７３ａ，７３ｂ，７３ｃ 突起 ７４ａ，７４ｂ 近接スイッチ[Description of Reference Signs] 14 first arm 17 driven shaft 18 second arm 20 motor (second DD motor) that drives the second arm 21 drive shaft 22,23 pulley 24 belt 72 sensor device 73a, 73b, 73c protrusion 74a, 74b Proximity switch
Claims (2)
と、この第１アームに対して旋回可能となるように第１
アームの先端部に枢支連結されている第２アームとを備
えた産業用ロボットにおいて、上記第１アームの基端部
の近傍に第２アーム駆動用モータを設置し、上記第１ア
ームの内部に、この第１アームの基端側に位置して上記
第２アーム駆動用モータに連結された駆動軸に設けられ
たプーリと、第１アームの先端側に位置して第２アーム
に連結された従動軸に設けられたプーリと、これらのプ
ーリに掛け渡されたベルトとからなる伝動手段を装備す
るとともに、上記第２アームの基準位置および旋回限界
位置を検出する各検出部を、上記駆動軸側と上記従動軸
側とに振り分けて配設したことを特徴とする産業用ロボ
ット。1. A first arm capable of pivoting about a base end portion, and a first arm configured to be pivotable with respect to the first arm.
In an industrial robot having a second arm pivotally connected to a tip end of the arm, a second arm drive motor is installed in the vicinity of the base end of the first arm, and inside the first arm. A pulley provided on a drive shaft connected to the second arm drive motor located on the base end side of the first arm, and a pulley connected to the second arm located on the tip end side of the first arm. Further, the transmission means including a pulley provided on the driven shaft and a belt stretched around these pulleys is provided, and the respective detecting portions for detecting the reference position and the turning limit position of the second arm are driven by the drive means. An industrial robot characterized in that it is arranged separately on the shaft side and the driven shaft side.
と、この第１アームに対して旋回可能となるように第１
アームの先端部に枢支連結されている第２アームとを備
えた産業用ロボットにおいて、上記第１アームの基端部
の近傍に第２アーム駆動用モータを設置し、この第２ア
ーム駆動用モータと第１アーム先端側の第２アーム枢支
部分との間に、第２アーム駆動用モータの回転を第２ア
ーム枢支部分に伝える伝動手段を設けるとともに、上記
第２アーム枢支部分に、第１アームに対する第２アーム
の基準位置を検出する検出部を設けたことを特徴とする
産業用ロボット。2. A first arm capable of pivoting about a base end portion, and a first arm configured to be pivotable with respect to the first arm.
In an industrial robot provided with a second arm pivotally connected to the tip of the arm, a second arm drive motor is installed near the base end of the first arm, and the second arm drive motor is installed. A transmission means for transmitting the rotation of the second arm driving motor to the second arm pivotally supporting portion is provided between the motor and the second arm pivotally supporting portion on the tip end side of the first arm, and the second arm pivotally supporting portion is provided. An industrial robot comprising a detection unit for detecting a reference position of the second arm with respect to the first arm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5170692A JP2547512B2 (en) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | Industrial robot |
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Related Parent Applications (1)
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Family Applications (1)
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| JP2547512B2 (en) | 1996-10-23 |
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