JPH10249756A - 産業用ロボット - Google Patents
産業用ロボットInfo
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- JPH10249756A JPH10249756A JP5737497A JP5737497A JPH10249756A JP H10249756 A JPH10249756 A JP H10249756A JP 5737497 A JP5737497 A JP 5737497A JP 5737497 A JP5737497 A JP 5737497A JP H10249756 A JPH10249756 A JP H10249756A
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- arms
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Abstract
端にヘッドアッセンブリ3を取り付けた。アーム2は、
一対の単位アーム2a,2bから構成した。各単位アー
ム2a,2bは、本体1に配設されたモータ8に関節軸
6aを介して連結される第1アーム4と、その先端に関
節軸12を介して回動可能に連結される第2アーム5と
から構成し、各第2アーム5の先端は、ボールスプライ
ン15の外筒部分17を介して相互に回動可能に連結し
た。そして、ボールスプライン15のスプライン軸によ
り構成される作動軸16の先端にヘッドアッセンブリ3
を取付け、一方の第2アーム5に組み付けたボールねじ
機構24等により上下動及び回動させるようにした。
Description
節型の機構とされた産業用ロボットに関するものであ
る。
業用のロボットとして、アームが水平多関節型の機構と
されたスカラ型ロボットは一般に知られている。
軸を介して回動可能に連結される複数の部分からなるア
ームと、その先端に連結される作動軸とを有しており、
例えば、基台上に設置される本体に関節軸を介して連結
される第1アームと、その先端に関節軸を介して連結さ
れる第2アームとで水平多関節型のアームが構成され、
第2アームの先端に作動軸が設けられたものが一般に普
及している。
第2アームがそれぞれ第1及び第2モータによって作動
させられるようになっており、第1モータが本体に、第
2モータが第2アームにそれぞれ搭載され、さらに上記
作動軸用の駆動源や駆動機構が第2アームに搭載された
構造となっている。
スカラ型ロボットは、上記のような構造に起因して次の
ような欠点がある。すなわち、上記スカラ型ロボット
は、第1及び第2アームが関節軸を介して直列に連結さ
れたアーム構造(いわゆる開ループ型の構造)であるた
めアームに高い剛性が要求される。そのため、必然的に
アームが太くなって重量が増大し、モータ負荷を増大さ
せる傾向にあり、特に、第1モータは、第1及び第2の
両アームと第2モータとを含む搭載機器とを加えたアー
ム全体の慣性荷重が負荷となるので、大型で高出力のモ
ータが必要となる。
モータが用いられる結果、第1アームと第2アームとの
干渉やアームと本体との干渉が生じ易くなって、アーム
の折り曲げ自由度が損なわれ、本体近傍の作業不能エリ
アを大きくしている。
れたものであり、アームが水平多関節型の機構とされる
産業用ロボットにおいて、本体近傍の作業不能エリアを
小さくすることができる産業用ロボットを提供すること
を目的としている。
水平多関節型のアームの先端に作業用部材を取り付ける
ための可動部材と、この可動部材を上下動及び回転させ
るための駆動手段とが搭載された産業用ロボットにおい
て、基台上に設置される本体に関節軸を介して回動可能
に連結される第1アームとこの第1アームの先端に関節
軸を介して回動可能に連結される第2アームとからなる
単位アームを一対設け、第2アームの先端同士を回動可
能に連結することにより上記アームを構成するととも
に、上記第2アームの連結部分に上記可動部材を、その
近傍に上記駆動手段をそれぞれ配設し、上記本体に搭載
した一対の駆動モータにより上記各第1アームをそれぞ
れ回動させるようにしたものである。
駆動に伴い各第1アームが回動し、これに第2アームが
連動して可動部材が平面的に移動させられる。このよう
に二つの単位アームを先端で連結したアーム構造(いわ
ゆる閉ループ型の構造)では、作業用部材、可動部材及
び駆動手段が各単位アームによって支持されるため、各
単位アームに要求される剛性が低くてすむ。特に、第2
アーム駆動用のモータが不要であることから、各単位ア
ームに要求される剛性は極めて低く、単位アームを細く
することができる。そして、単位アームが細くなること
で軽量化されることと、アーム全体の慣性荷重が両モー
タに分担されることとにより、各駆動モータへの負荷が
軽減され、低出力の小型モータでアームを作動させるこ
とが可能となる。
の先端上側に第2アームを重ねて連結するとともに、一
方側の第2アームの先端上側に他方側の第2アームの先
端を重ねて連結し、これら第2アームのうち上側に配置
された第2アームに対して可動部材及び駆動手段を配設
する(請求項2)のが好ましい。
を広く確保することができ、また、第2アーム同士の干
渉及びアームと可動部材の駆動手段等との干渉を回避す
ることができる。
るとともに、少なくとも第1アームと第2アームを連結
する関節軸を中空状に形成し、第1、第2アーム及びこ
れらを連結する関節軸の内部に、作業用部材及び可動部
材の駆動手段に対する配線を通すようにすれば(請求項
3)、合理的な構造で外部への配線の露出をなくすこと
ができる。特に、作業用部材に対する配線を一方側の単
位アームの内部に通す一方、上記可動部材の駆動手段に
対する配線を他方側の単位アームの内部に通すようにす
れば(請求項4)、各種配線の配索やメンテナンス作業
が行い易くなり、誤接続の防止にも有利となる。
各第1アームの内部空間に通じる配線用ボックスを設け
るとともに、本体の側部に、配線用ボックスに通じる配
線用空間を形成するようにすれば(請求項5)、アーム
内部に通した配線を外部に露出させることなくさらに本
体の側方に導出することができる。
を用いて説明する。
全体を示している。この図に示すように、産業用ロボッ
ト(以下、ロボットと略す)は、基台上に設置される本
体1と、この本体1に連結されるアーム2と、このアー
ム2の先端部に装着されるヘッドアッセンブリ3(作業
用部材)とを備えている。
2bから構成されており、各単位アーム2a,2bは、
それぞれ第1及び第2アーム4,5から構成されてい
る。
節軸6を介して本体1に回動自在に連結されるととも
に、この関節軸6を介してそれぞれ駆動用のモータ8に
連結されている。詳しく説明すると、上記本体1には、
図3に示すように、そのフレーム1aの前方側(同図で
は左側)に動力部収納ボックス1bが設けられるととも
に、その上方に配線用ボックス1cが設けられ、この配
線用ボックス1cが中空状の連絡部1dを介してフレー
ム1aの上部に接合されることにより各ボックス1b,
1cの間にアーム2の受入部9が形成されている。動力
部収納ボックス1bには2つのモータ8が並べて収納さ
れるとともに、その出力軸にそれぞれ減速機7が連結さ
れており、この減速機7が、ベアリング10aを介して
フレーム1aに回動自在に支持された一対の関節軸6a
にそれぞれ接続されている。また、上記配線用ボックス
1cには、各関節軸6aと同軸上に関節軸6bが設けら
れ、これが受入部9内に突出している。そして、上記受
入部9に各第1アーム4の基端部がそれぞれ介装され、
各第1アーム4の下部が関節軸6aに、上部がベアリン
グ10bを介して6bにそれぞれ接続されることによ
り、各第1アーム4が本体1に回動自在に連結されてい
る。
12がベアリング11を介して支持され、この関節軸1
2に上記第2アーム5の基端部が取付けられている。こ
れにより各第2アーム5が第1アーム4に回動自在に連
結されている。
先端部が相互に上下にオフセットする形状とされてお
り、先端部を重ね合わせた状態で相互に回動可能に連結
されている。具体的には、後記ボールスプライン15の
外筒部分17が各第2アーム5にわたって貫通配置さ
れ、これがベアリング13,14を介して各第2アーム
5にそれぞれ回動自在に支持されている。これにより各
第2アーム5の先端が上記外筒部分17を介して互いに
回動自在に連結されている。
第2アーム5には、ヘッドアッセンブリ3を作動させる
ための駆動部が設けられている。この駆動部は、各第2
アーム5の先端に設けられる作動軸16(可動部材)
と、この作動軸16のZ軸方向(上下方向)の移動及び
回転のための機構と、駆動源としてのZ軸モータ20及
びR軸モータ21とを有している。そして、作動軸16
の先端(下端)が第2アーム5の下方に突出して、ここ
に上記ヘッドアッセンブリ3が装着されている。
先端にボールスプライン15のスプライン軸により構成
される作動軸16がZ軸方向に配置され、上述のように
ボールスプライン15の外筒部分17が第2アーム5に
回動可能に支持されることにより、作動軸16が各第2
アーム5に対してZ軸方向に移動可能で、かつ回転可能
となっている。
置されて第2アーム5に回転自在に支持されるボールね
じ軸22と、このボールねじ軸22に螺合するナット部
材23とからなるボールねじ機構24が設けられ、上記
ナット部材23に作動軸ホルダー25が連結され、この
作動軸ホルダー25にベアリング26を介して作動軸1
6が回転自在に保持されている。
付けられたプーリ27と、Z軸モータ20の出力軸に装
着されたプーリ28と、これらに掛け渡されたタイミン
グベルト29とを介し、上記Z軸モータ20で回転駆動
させられるようになっている。そして、Z軸モータ20
の駆動によりボールねじ軸22が回転させられると、ナ
ット部材23が上下動し、それに伴って上記作動軸16
が上下動するようになっている。
30が結合されており、このプーリ30とR軸モータ2
1に減速機21aを介して連結されたプーリ31とにタ
イミングベルト32が掛け渡されることにより、R軸モ
ータ21で作動軸16が回転駆動されるようになってい
る。すなわち、これらモータ20,21、プーリ27,
28,30,31及びタイミングベルト29,32によ
って駆動手段が構成されている。
ための上記駆動部は、上記作動軸16、ボールねじ軸2
2、Z軸モータ20及びR軸モータ21が第2アーム5
において一列に並設されており、また、プーリ30,3
1に対してプーリ27,28の径が小さく形成されてい
る。これによりプーリ27,28及びタイミングベルト
29等がタイミングベルト32の内側に介設されるよう
になっている。
ム2a,2bは、図3に示すように、第1及び第2アー
ム4,5が中空状に形成されるとともに、これらを連結
する関節軸12がそれぞれ中空状に形成されており、こ
れによって第1アーム4及び第2アーム5の内部が関節
軸12を介して相互に連通している。また、各第2アー
ム5と本体1とを連結する上記関節軸6bが中空状に形
成されることにより、各第2アーム5の内部と配線用ボ
ックス1cの内部とが連通している。さらに、配線用ボ
ックス1cの内部と上記連絡部1dを介してフレーム1
aの内部とが連通しており、フレーム1aの内部がフレ
ーム後方に形成された開口部を介して外部に開放されて
いる。
各種信号線がフレーム1aの上記開口部を介してフレー
ム1a内に導入されて上記モータ8に接続されるととも
に、本体1の連絡部1d、配線用ボックス1c及びアー
ム2の内部を介してヘッドアッセンブリ3及びこれを作
動させるための駆動部に接続されている。特に、ヘッド
アッセンブリ3に対する配線35と、Z軸モータ20や
R軸モータ21等に対する配線36とは、図3にすよう
に、それぞれ異なる単位アーム2a,2b内にに配索さ
れ、ヘッドアッセンブリ3に対する配線35について
は、配線35が第2アーム5の先端部近傍に形成された
導出部37を介してアーム外部に導出されてヘッドアッ
センブリ3に接続されている。
は詳しく図示していないが、例えば先端部にエアー作動
式のチャックが装備され、このチャックによりワークを
把持するようにヘッドアッセンブリ3が構成されてい
る。
モータ8の駆動に伴い各第1アーム4が回動してこれに
それぞれ第2アーム5が連動し、このときの各第2アー
ム5の相互運動により図4(a)〜(d)に示すように
第2アーム同士の連結部分が変位する。これによってヘ
ッドアッセンブリ3が平面的に移動させられる。そし
て、各モータ8の駆動がそれぞれ制御されることによ
り、ヘッドアッセンブリ3が図4(a)に一点鎖線で示
す領域内で平面的に移動させらるとともに、上記Z軸モ
ータ20及びR軸モータ21の駆動により上記領域内で
上下動及び回動させられる。
アーム2を一対ずつの単位アーム2a,2bで構成して
いるため、アームが水平多関節の機構とされる従来のこ
の種の産業用ロボット(スカラ型ロボット)と比較する
と、アームを支持する本体近傍の作業不能エリアが小さ
いという特徴がある。
bを先端で連結したアーム構造(いわゆる閉ループ型の
構造)を有する上記実施形態のロボットでは、ヘッドア
ッセンブリ3及びこれを作動させるZ軸モータ20等の
駆動部を各単位アーム2a,2bによって支持するため
単位アーム2a(又は2b)当たりの剛性が比較的低く
てよく、特に、第2アーム5を単独で作動させるための
駆動源(モータ)をアームに搭載する必要がないため、
各単位アーム2a,2bの剛性は極めて低くてすむ。そ
のため、各単位アーム2a,2bを比較的細径の構造と
して軽量化を図ることができ、また、このような比較的
軽量の単位アーム2a,2bを異なる2つのモータ8で
作動させるので、荷重が両モータに分担されてモータ8
の負荷が小さくなり、モータ8として低出力で小型のも
のを採用することができる。従って、細径の各単位アー
ム2a,2bを小型のモータ8で作動させる構造となる
ことで、各単位アーム2a,2bにおける第1、第2ア
ーム4,5同士の干渉、あるいは単位アーム2a,2b
と本体1との干渉が生じ難くなる、つまり、アーム2の
折り曲げ自由度が高くなり、その結果、本体近傍の作業
不能エリアが小さくなっている。
比べると、ワークをよりロボットに近い位置に配置して
作業を行うことができ、これにより作業スペースを有効
に活用することができる。
構造として、例えば、上記実施形態のロボット同様に閉
ループ型のアーム構造を有し、2つの単位アームのう
ち、一方の単位アームの第1及び第2アームをそれぞれ
モータ駆動で作動させる構造も考えられるが、この場合
には、第2アーム作動用のモータを単位アームに搭載す
る必要があるため、単位アームを太径として剛性を確保
する必要があり、また、これに伴い第1アーム作動用の
モータとしても大型のものを採用する必要が生じる。従
って、上記実施形態のロボットに比べると、アームの折
り曲げ自由度が低く、本体近傍の作業不能エリアを十分
に小さくすることはできない。
は、上述のように比較的軽量の単位アーム2a,2bを
異なる2つのモータ8で作動させるためアーム作動時の
加速性がよく、また慣性の影響を受け難い。そのため、
より迅速なアーム動作を通じて作業効率を高めることが
できるという特徴もある。
では、各単位アーム2a,2bを中空構造として、各単
位アーム2a,2bの内部にヘッドアッセンブリ3に対
する配線35やZ軸モータ20やR軸モータ21等に対
する配線36を配索するとともに、これら各配線35,
36を、第1アーム4の基端部から配線用ボックス1
c、連絡部1d及びフレーム1aを通して外部に導出す
るようにしているので、合理的な構造でアーム外への配
線の露出を無くすことができ、ロボット周囲の各部材等
と配線との干渉に起因した事故の発生を効果的に防止す
ることができる。しかも、ヘッドアッセンブリ3に対す
る配線35と、Z軸モータ20やR軸モータ21等に対
する配線36とを各単位アーム2a,2bに分けて配索
しているので、配線処理やメンテナンスが行い易いとい
う特徴がある。特に、ヘッドアッセンブリ3は、ユーザ
側で選定、組み付けられる場合があるので、上述のよう
にヘッドアッセンブリ3に対する配線35とその他の配
線を異なる単位アーム2a,2bに分けて配索すること
でヘッドアッセンブリ3の組み付け性がよいという特徴
もある。
に設置される本体に関節軸を介して回動可能に連結され
る第1アームとこの第1アームの先端に関節軸を介して
回動可能に連結される第2アームとからなる単位アーム
を一対設け、第2アームの先端同士を関節軸を介して回
動可能に連結するとともに、第2アームの連結部分に可
動部材の駆動手段を配設し、本体に搭載した一対の駆動
モータにより各第1アームをそれぞれ回動させることに
より可動部材を平面的に移動させるようにしてアームの
折り曲げ自由度を高めるようにしたので、本体近傍の作
業不能エリアを効果的に小さくすることができる。
の先端上側に第2アームを重ねて連結するとともに、一
方側の第2アームの先端上側に他方側の第2アームの先
端を重ねて連結し、上側に配置された第2アームに対し
て可動部材の駆動手段を配設するようにすれば、可動部
材の上下動領域をより広く確保することができ、また、
第2アーム同士の干渉及びアームと可動部材の駆動手段
との干渉を回避することができる。
るとともに、少なくとも第1、第2アームを連結する関
節軸を中空状に形成し、第1、第2アーム及びこれらを
連結する関節軸の内部に、作業用部材及び可動部材の駆
動手段に対する配線を通すようにしたり、さらに、第1
アームの基端部側の上部に、各第1アームの内部空間に
通じる配線用ボックスを設けるとともに、本体の側部
に、配線用ボックスに通じる配線用空間を形成するよう
にすれば、合理的な構造でアーム外部への配線の露出を
無くすことができる。特に、作業用部材に対する配線を
一方側の単位アームの内部に通す一方、上記可動部材の
駆動手段に対する配線を他方側の単位アームの内部に通
すようにすれば、上記各種配線処理やメンテナンス時の
作業性がよくなり、誤接続の防止にも有利となる。
図である。
図である。
トの動作状態の一例を示す平面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 水平多関節型のアームの先端に作業用部
材を取り付けるための可動部材と、この可動部材を上下
動及び回転させるための駆動手段とが搭載された産業用
ロボットにおいて、基台上に設置される本体に関節軸を
介して回動可能に連結される第1アームとこの第1アー
ムの先端に関節軸を介して回動可能に連結される第2ア
ームとからなる単位アームを一対設け、第2アームの先
端同士を回動可能に連結することにより上記アームを構
成するとともに、上記第2アームの連結部分に上記可動
部材を、その近傍に上記駆動手段をそれぞれ配設し、上
記本体に搭載した一対の駆動モータにより上記各第1ア
ームをそれぞれ回動させるようにしたことを特徴とする
産業用ロボット。 - 【請求項2】 第1アームの先端上側に第2アームを重
ねて連結するとともに、一方側の第2アームの先端上側
に他方側の第2アームの先端を重ねて連結し、これら第
2アームのうち上側に配置された第2アームに対して上
記可動部材及び駆動手段を配設したことを特徴とする請
求項1記載の産業用ロボット。 - 【請求項3】 第1、第2アームを中空状に形成すると
ともに、少なくとも第1アームと第2アームを連結する
関節軸を中空状に形成し、第1、第2アーム及びこれら
を連結する関節軸の内部に、上記作業用部材及び可動部
材の駆動手段に対する配線を通したことを特徴とする請
求項1又は2記載の産業用ロボット。 - 【請求項4】 作業用部材に対する配線を一方側の単位
アームの内部に通す一方、上記可動部材の駆動手段に対
する配線を他方側の単位アームの内部に通したことを特
徴とする請求項3記載の産業用ロボット。 - 【請求項5】 第1アームの基端部側の上部に、各第1
アームの内部空間に通じる配線用ボックスを設けるとと
もに、上記本体の側部に、上記配線用ボックスに通じる
配線用空間を形成したことを特徴とする請求項3又は4
記載の産業用ロボット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5737497A JPH10249756A (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | 産業用ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5737497A JPH10249756A (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | 産業用ロボット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10249756A true JPH10249756A (ja) | 1998-09-22 |
Family
ID=13053829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5737497A Pending JPH10249756A (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | 産業用ロボット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10249756A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1332786C (zh) * | 2004-05-28 | 2007-08-22 | 哈尔滨工业大学 | 滚珠花键驱动的三自由度串并联混合式机器人 |
CN108326840A (zh) * | 2017-01-19 | 2018-07-27 | 深圳市越疆科技有限公司 | 平面多关节型机器人 |
CN111958632A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-11-20 | 广州超控自动化设备科技有限公司 | 一种分臂式工业机器人 |
-
1997
- 1997-03-12 JP JP5737497A patent/JPH10249756A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1332786C (zh) * | 2004-05-28 | 2007-08-22 | 哈尔滨工业大学 | 滚珠花键驱动的三自由度串并联混合式机器人 |
CN108326840A (zh) * | 2017-01-19 | 2018-07-27 | 深圳市越疆科技有限公司 | 平面多关节型机器人 |
CN111958632A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-11-20 | 广州超控自动化设备科技有限公司 | 一种分臂式工业机器人 |
CN111958632B (zh) * | 2020-08-13 | 2021-11-16 | 芜湖藦卡机器人科技有限公司 | 一种分臂式工业机器人 |
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Legal Events
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