JPS59224286A - ダイレクト教示形ロボツトのバランス装置 - Google Patents
ダイレクト教示形ロボツトのバランス装置Info
- Publication number
- JPS59224286A JPS59224286A JP9745883A JP9745883A JPS59224286A JP S59224286 A JPS59224286 A JP S59224286A JP 9745883 A JP9745883 A JP 9745883A JP 9745883 A JP9745883 A JP 9745883A JP S59224286 A JPS59224286 A JP S59224286A
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- JP
- Japan
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- arm
- robot
- balance
- spring
- teaching
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はダイレクト教示形ロボ・ソトの重カッ〈ランス
装置に関するものである。
装置に関するものである。
ダイレクト教示は人力によりロボットが動くように(軽
動化)するためにクラ・ノチ機構及びロボットアーム等
の重力モーメントを相殺するバランス装置が必要、とな
る。またバランス装置にはバネ力によるバネバランス装
置とカウンターウエートを用いたカウンターウェードパ
ランス装置とが存在する。
動化)するためにクラ・ノチ機構及びロボットアーム等
の重力モーメントを相殺するバランス装置が必要、とな
る。またバランス装置にはバネ力によるバネバランス装
置とカウンターウエートを用いたカウンターウェードパ
ランス装置とが存在する。
本来、バランス装置は、例えばロボットアームであれば
いかなる角度でも停止した状態で手を離せば、ロボット
アームがその位置で静止できる、所謂完全バランスを目
標としてきた。その点では、カウンターウェードパラン
スはこの目標に合致するものである。但し、バランスに
ウェートを用いる事で全体の慣性(イナーシャ)が大き
い点は他方のバネバランス装置の方がすぐれている。
いかなる角度でも停止した状態で手を離せば、ロボット
アームがその位置で静止できる、所謂完全バランスを目
標としてきた。その点では、カウンターウェードパラン
スはこの目標に合致するものである。但し、バランスに
ウェートを用いる事で全体の慣性(イナーシャ)が大き
い点は他方のバネバランス装置の方がすぐれている。
アーム等のロボット要素が完全にバランスされている場
合、そのバランス装置や前記のクラッチ機構に摩擦抵抗
や粘性抵抗がある場合にはそれほど問題はなかったが、
倒木ば電磁クラッチで完全に動力を断ち、且つ、カウン
ターウェードパランスのような抵抗の少ないバランス方
法を用いた場合には、移動させつつある状態で手をはな
すとロボットアーム等はその慣性によって作動端まで回
動し、機械的な停止機構に衝突して初めて停止すること
になり、ロボットアーム等に衝撃を与えると共に、停止
に機構を破損する原因となる。
合、そのバランス装置や前記のクラッチ機構に摩擦抵抗
や粘性抵抗がある場合にはそれほど問題はなかったが、
倒木ば電磁クラッチで完全に動力を断ち、且つ、カウン
ターウェードパランスのような抵抗の少ないバランス方
法を用いた場合には、移動させつつある状態で手をはな
すとロボットアーム等はその慣性によって作動端まで回
動し、機械的な停止機構に衝突して初めて停止すること
になり、ロボットアーム等に衝撃を与えると共に、停止
に機構を破損する原因となる。
例えば第1図に示したのは、第2アームにカウンターウ
ェードパランスを用いたダイレクト教示形の溶接ロボッ
トである。ここで第2アーム2に対するカウンターウェ
イトの働きをするのはバネバランス装置3、平行リンク
4、平行リンクを兼ねるカウンターウェイト5等であり
、これらの自重及びバネ力と支点AからCまでの長さを
かけ合わせたものがバランス装置の発生するモーメント
となる。
ェードパランスを用いたダイレクト教示形の溶接ロボッ
トである。ここで第2アーム2に対するカウンターウェ
イトの働きをするのはバネバランス装置3、平行リンク
4、平行リンクを兼ねるカウンターウェイト5等であり
、これらの自重及びバネ力と支点AからCまでの長さを
かけ合わせたものがバランス装置の発生するモーメント
となる。
一方ロボット側の重力モーメントは、第2アーム2と1
−−チロ等の自重とその重心までの距離をかけ合わせれ
ば求まるが、この両方のモーメントが一致すればバラン
スする事になり、これは第17−ム1や第2アーム2の
傾きに無関係に成り立つ機構となっている。
−−チロ等の自重とその重心までの距離をかけ合わせれ
ば求まるが、この両方のモーメントが一致すればバラン
スする事になり、これは第17−ム1や第2アーム2の
傾きに無関係に成り立つ機構となっている。
このようなバランス装置の駆動装置の一例を第2図に示
す。この場合7は第1図示の如く、カウンターウェイト
5を上下に移動させ、バネバランス装置3の引張力を制
御すると共に、平行リンク4を介して第2アーム2を駆
動するためのモータMにより駆動されるレバーである。
す。この場合7は第1図示の如く、カウンターウェイト
5を上下に移動させ、バネバランス装置3の引張力を制
御すると共に、平行リンク4を介して第2アーム2を駆
動するためのモータMにより駆動されるレバーである。
即ちモータMの出力軸8は減速機9を介して駆動軸10
に連結され、該駆動軸10は電磁クラッチ11を介して
前記レバー7を一体的に有する軸12に連結されている
。
に連結され、該駆動軸10は電磁クラッチ11を介して
前記レバー7を一体的に有する軸12に連結されている
。
軸12は増速用のギア装置13を介して位置検出器14
と連結され、位置検出器14によってレバー7の回転位
置が検出される。
と連結され、位置検出器14によってレバー7の回転位
置が検出される。
従って電磁クラッチ11がオフの状態(断)となってい
ると、位置検出器14のギア装fW 13のみが第27
−ム2を手動で動かす際の負荷になるだけで、またこれ
らは非常に抵抗は少ないので、極く小さな力で第2アー
ム2を人手で動かす事ができる。
ると、位置検出器14のギア装fW 13のみが第27
−ム2を手動で動かす際の負荷になるだけで、またこれ
らは非常に抵抗は少ないので、極く小さな力で第2アー
ム2を人手で動かす事ができる。
このように、バランス装置とクラッチ機構をもった第2
アーム2は、クラッチオフの状態では上下に自在に動か
す事ができるが、動いている状態で手を放すと上限又は
、下限まで第2アーム2が動いてしまい、機械的な停止
機構に衝撃を与える。
アーム2は、クラッチオフの状態では上下に自在に動か
す事ができるが、動いている状態で手を放すと上限又は
、下限まで第2アーム2が動いてしまい、機械的な停止
機構に衝撃を与える。
また第27−ム2先端の手首部Eには溶接トーチ6が取
り付けられているが、このトーチ6のコンジットケーブ
ル等15は第27−ム2の位置によって、その剛性によ
り第2アーム2を引き上げたり、押し下げたりする力を
をし、この力のかかり具合が変化すれば、第2アーム2
は上がり勝手や下がり勝手になり作業がしにくくなる。
り付けられているが、このトーチ6のコンジットケーブ
ル等15は第27−ム2の位置によって、その剛性によ
り第2アーム2を引き上げたり、押し下げたりする力を
をし、この力のかかり具合が変化すれば、第2アーム2
は上がり勝手や下がり勝手になり作業がしにくくなる。
従って本発明は、上記したようなダイレクト教示形ロボ
ットを軽動化して教示作業を行う場合に生じる操作性の
悪さを改善することを目的とし、その要旨とする処が、
教示時に駆動源とロボットアーム等のロボット要素との
連結を断ちロボット要素を軽動化するダイレクト教示形
ロボットのバランス装置において、ロボット要素からそ
の駆動源までの間の駆動力伝達部分に、該ロボット要素
をその動作範囲内の中立位置の方向へ付勢するバネ装置
を設けた点にあるダイレクト教示形ロボットのバランス
装置を提供するものである。
ットを軽動化して教示作業を行う場合に生じる操作性の
悪さを改善することを目的とし、その要旨とする処が、
教示時に駆動源とロボットアーム等のロボット要素との
連結を断ちロボット要素を軽動化するダイレクト教示形
ロボットのバランス装置において、ロボット要素からそ
の駆動源までの間の駆動力伝達部分に、該ロボット要素
をその動作範囲内の中立位置の方向へ付勢するバネ装置
を設けた点にあるダイレクト教示形ロボットのバランス
装置を提供するものである。
続いて第3図以下の添付図面を参照して本発明を具体化
した実施例について説明し、本発明の理解に供する。
した実施例について説明し、本発明の理解に供する。
ここに第3図は本発明の一実施例に係るバランス装置を
示す熔接用ロボットの側面図、第4図は第3図示のバネ
装置における刀の方向を示す図、第5図及び第6図はそ
れぞれ他の実施例に係るバランス装置を示す熔接用ロボ
ットの側面図である。
示す熔接用ロボットの側面図、第4図は第3図示のバネ
装置における刀の方向を示す図、第5図及び第6図はそ
れぞれ他の実施例に係るバランス装置を示す熔接用ロボ
ットの側面図である。
尚第1図に示した構成要素と共通の要素には同一の符号
を使用する。
を使用する。
第3図は、第1図に示した従来の熔接用ロボットに本発
明に係るバランス装置を適用した実施例を示し、第27
−ム2のバランス用に適用したものである。
明に係るバランス装置を適用した実施例を示し、第27
−ム2のバランス用に適用したものである。
図において、第2アーム2は、支点Cにおいて第17−
ム1に対して揺動自在に取り付けられ、旋回台16上に
取り付けられた前記モータMによって駆動される平行リ
ンク4に連結されている。
ム1に対して揺動自在に取り付けられ、旋回台16上に
取り付けられた前記モータMによって駆動される平行リ
ンク4に連結されている。
従って前記したようにモータMとレバー7(第1図示)
との間に介在させた電磁クラッチ11 (第2図示)を
オフにすると、第27−ム2は支点Cを中心として自由
に揺動しうるようになる。但しバランス装置3及びカウ
ンターウエート5の存在により、第27−ム2のその自
重による下向きの重力モーメントはバランスされている
。
との間に介在させた電磁クラッチ11 (第2図示)を
オフにすると、第27−ム2は支点Cを中心として自由
に揺動しうるようになる。但しバランス装置3及びカウ
ンターウエート5の存在により、第27−ム2のその自
重による下向きの重力モーメントはバランスされている
。
−上記第1アーム1の先端には、支点Cを通る第1アー
ムの軸芯Jに直角の方向の突出部17が形成され、該突
出部17の先端に固定した支点Gと、第2アーム2の軸
芯に上の中間に設けた支点下との間には、バネ装置の一
種である引張バネ18が張着されている。
ムの軸芯Jに直角の方向の突出部17が形成され、該突
出部17の先端に固定した支点Gと、第2アーム2の軸
芯に上の中間に設けた支点下との間には、バネ装置の一
種である引張バネ18が張着されている。
従ってこの場合、第2アーム2の軸芯にと、支点G及び
Cを通る直線に′とが一致した時に第17−ム1と第2
7−ム2とのなす角度αが直角となり (この状態の第
2アームを2aで示す)、この状態を外れてα〉90°
の場合が28′で、又α〈90°の状態が2attで示
され、このようにα≠90°の時、第4図に示すように
ΔCFGが形成され、α=90°の時支点Gは線分FC
上にくる。
Cを通る直線に′とが一致した時に第17−ム1と第2
7−ム2とのなす角度αが直角となり (この状態の第
2アームを2aで示す)、この状態を外れてα〉90°
の場合が28′で、又α〈90°の状態が2attで示
され、このようにα≠90°の時、第4図に示すように
ΔCFGが形成され、α=90°の時支点Gは線分FC
上にくる。
よって引張バネ18による張力fの第2アーム2に直角
の方向の分力f′は、α−90° (θ=0)の時f′
−0、α≠90° (θ≠0)の時、lf’l>Oとな
り、この分力f′によアて第2アーム2は常に第1アー
ム1に対して直角となる方向に付勢される。
の方向の分力f′は、α−90° (θ=0)の時f′
−0、α≠90° (θ≠0)の時、lf’l>Oとな
り、この分力f′によアて第2アーム2は常に第1アー
ム1に対して直角となる方向に付勢される。
この例では、第2アーム2が第1アーム1に対して直角
となる状態を中立位置としている。
となる状態を中立位置としている。
従ってオペレータが第27−ム2を揺動させてその手首
部Eを中立位置におけるE2より上(下)の位置El(
E3)から手を離すと、手首部Eは常にE2の位置に戻
ることになる。
部Eを中立位置におけるE2より上(下)の位置El(
E3)から手を離すと、手首部Eは常にE2の位置に戻
ることになる。
逆に中立点E2の位置で手を離した場合、手首部Eはそ
のままの状態を維持される。
のままの状態を維持される。
但し第2アーム2の中立点はかならずしも上記第1アー
ム1に直角の状態が常に最適であるとは限らず、第17
−ム1や第2アーム2の長さ等の設計条件に応じて、適
当な角度に設定され、また作業対象に応じて支点Gの位
置を変更しうる如くなしてもよい。
ム1に直角の状態が常に最適であるとは限らず、第17
−ム1や第2アーム2の長さ等の設計条件に応じて、適
当な角度に設定され、また作業対象に応じて支点Gの位
置を変更しうる如くなしてもよい。
上記第3図に示したものは、第2アーム2のバランスを
その揺動部分(支点Cの部分)で制御するようになした
場合であるが、このようなバランスは要するにその駆動
源であるモータMから第2アーム2までの駆動力伝達部
分の途中であれば、任意の場所に設けることができる。
その揺動部分(支点Cの部分)で制御するようになした
場合であるが、このようなバランスは要するにその駆動
源であるモータMから第2アーム2までの駆動力伝達部
分の途中であれば、任意の場所に設けることができる。
例えば第5図に示した例では、カウンターウエート5を
常に第2アーム2が水平の位置に来る(この場合水平状
態、が中立位置となる)ような方向にレバー7を引張る
引張バネ19が設けられている。
常に第2アーム2が水平の位置に来る(この場合水平状
態、が中立位置となる)ような方向にレバー7を引張る
引張バネ19が設けられている。
即ちこの例で・は、第27−ム2が水平状S<実線で示
した位置)になった時、レバー7も水平となり、このレ
バー7の軸芯Jaの延長上に設けた支点20と、旋回台
16に固定されたアーム21上の支軸22 (軸芯J、
上に存在する)との間に引張バネ19を張着する。
した位置)になった時、レバー7も水平となり、このレ
バー7の軸芯Jaの延長上に設けた支点20と、旋回台
16に固定されたアーム21上の支軸22 (軸芯J、
上に存在する)との間に引張バネ19を張着する。
これにより、第2アーム2が2点鎖線で示すように水平
状態からずれると、レバー7も水平状態からずれ、引張
バネ19の張力の方向が水平方向からずれるために、レ
バー7を水平状態に戻そうとする分力が発生し、これに
より手首部Eの人手による保持を解くと、第2アーム2
は水平方向(中立位W)に復帰する。
状態からずれると、レバー7も水平状態からずれ、引張
バネ19の張力の方向が水平方向からずれるために、レ
バー7を水平状態に戻そうとする分力が発生し、これに
より手首部Eの人手による保持を解くと、第2アーム2
は水平方向(中立位W)に復帰する。
このような中立位置への復帰をうながすバランス装置は
、上記のような第27−ム2のみでなく、第1アーム1
、旋回台16や、更に手首部分等の各種自由度について
適用可価である。
、上記のような第27−ム2のみでなく、第1アーム1
、旋回台16や、更に手首部分等の各種自由度について
適用可価である。
例えば第6図には、第2アーム2を第1アーム1に直角
の状態となるように常時付勢する引張バネ18に加えて
、第17−ム1を垂直状態(中立位置)へ付勢する引張
バネ23を旋回台16と第1アーム1の末端との間に張
着した実施例について示している。 。
の状態となるように常時付勢する引張バネ18に加えて
、第17−ム1を垂直状態(中立位置)へ付勢する引張
バネ23を旋回台16と第1アーム1の末端との間に張
着した実施例について示している。 。
上記の実施例ではバネ装置として引張ハネ18.19.
23を用いたものについて説明したが、これはその装着
位置を考慮すれば圧縮バネに置き換えることが可能で、
更に必要に応じてろす巻きバネ、笥バネ、゛板バネ、そ
の他のバネ機構を用いることが可能で、かかるバネ装置
はアーム内に内蔵することによって、オペレータその他
の外界物との干渉等を防止することが可能である。
23を用いたものについて説明したが、これはその装着
位置を考慮すれば圧縮バネに置き換えることが可能で、
更に必要に応じてろす巻きバネ、笥バネ、゛板バネ、そ
の他のバネ機構を用いることが可能で、かかるバネ装置
はアーム内に内蔵することによって、オペレータその他
の外界物との干渉等を防止することが可能である。
本発明は以上述べたように、教示時に駆動源とロボット
アーム等のロボット要素との連結を断ちロボット要素を
軽動化するダイレフl示形ロボットのバランス装置にお
いて、ロボット要素からその駆動源までの間の駆動力伝
達部分に、該ロボット要素をその動作範囲内の中立位置
の方向へ付勢するバネ装置を設けたことを特徴とするダ
イレクト教示形ロボットのバランス装置であるから、り
檜しクトティーチング形ロボットの教示の操作性が向上
する他、教示モードでクラッチがオフの時のロボットの
形が一定形となり、周辺機器(ポジショナ等)を動かす
ためにロボットより手を放す場合に安全である。
アーム等のロボット要素との連結を断ちロボット要素を
軽動化するダイレフl示形ロボットのバランス装置にお
いて、ロボット要素からその駆動源までの間の駆動力伝
達部分に、該ロボット要素をその動作範囲内の中立位置
の方向へ付勢するバネ装置を設けたことを特徴とするダ
イレクト教示形ロボットのバランス装置であるから、り
檜しクトティーチング形ロボットの教示の操作性が向上
する他、教示モードでクラッチがオフの時のロボットの
形が一定形となり、周辺機器(ポジショナ等)を動かす
ためにロボットより手を放す場合に安全である。
また通電時ONになるクラッチを使用している場合、電
源OFF時にロボットが一定の形となり、且つロボット
に手を触れた時にロボットが軽く動いて先端についたト
ーチ等を破損するといった事故を起こす危険性が少なく
なる。
源OFF時にロボットが一定の形となり、且つロボット
に手を触れた時にロボットが軽く動いて先端についたト
ーチ等を破損するといった事故を起こす危険性が少なく
なる。
また教示操作中にロボットが中立位置から離れて動作範
囲の限界へ近づくにつれて、オペレータが中立位置から
の離れをロボット要素の動きの重さとして感得でき、ソ
フトウェアや機械的な作動限界を超えてロボットを教示
してしまうことによる教示ミス乃至は教示のやり直しが
なくなり、教示時の操作性、能率性が一層向上する。
囲の限界へ近づくにつれて、オペレータが中立位置から
の離れをロボット要素の動きの重さとして感得でき、ソ
フトウェアや機械的な作動限界を超えてロボットを教示
してしまうことによる教示ミス乃至は教示のやり直しが
なくなり、教示時の操作性、能率性が一層向上する。
・4、図面の簡単な説明
第1図は従来の熔接用ロボットの側面図、第2図は同ロ
ボットに用いられている第1アームの駆動力伝達部の一
例であるクラッチ部分の側断面図、第3図は本発明の一
実施例に係るバランス装置を示す熔接用ロボットの側面
図、第4図は第3図示のバネ装置における力の方向を示
す図、第5図及び第6図はそれぞれ他の実施例に係るバ
ランス装置を示す坊接用ロボットの側面図である。
ボットに用いられている第1アームの駆動力伝達部の一
例であるクラッチ部分の側断面図、第3図は本発明の一
実施例に係るバランス装置を示す熔接用ロボットの側面
図、第4図は第3図示のバネ装置における力の方向を示
す図、第5図及び第6図はそれぞれ他の実施例に係るバ
ランス装置を示す坊接用ロボットの側面図である。
(符号の説明)
1・・・第17−ム 2・・・第2アーム3・
・・バネバランス装置 4・・・平行リンク5・・・
カウンターウエート 6・・・トーチ9・・・減速機
11・・・電磁クラッチ15・・・ケーブル
16川旋回台18.19,23・・・バネ装
置。
・・バネバランス装置 4・・・平行リンク5・・・
カウンターウエート 6・・・トーチ9・・・減速機
11・・・電磁クラッチ15・・・ケーブル
16川旋回台18.19,23・・・バネ装
置。
出願人 株式会社 神戸製鋼所
神鋼電器株式会社
代理人 弁理士 本庄 武勇
49z
第3図
第4図
第6図
Claims (1)
- 教示時に駆動源とロボットアーム等のロボ・ノド要素と
の連結を断ちロボット要素を軽動化するダイレクト教示
形ロボットのバランス装置において、ロボット要素から
その駆動源までの間の駆動力伝達部分に、該ロボット要
素をその動作範囲内の中立位置の方向へ付勢するバネ装
置を設けたことを特徴とするダイレクト教示形ロボ・ノ
ドのツバランス装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9745883A JPS59224286A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | ダイレクト教示形ロボツトのバランス装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9745883A JPS59224286A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | ダイレクト教示形ロボツトのバランス装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59224286A true JPS59224286A (ja) | 1984-12-17 |
Family
ID=14192858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9745883A Pending JPS59224286A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | ダイレクト教示形ロボツトのバランス装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59224286A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015188565A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 国立大学法人浜松医科大学 | 可動支持アーム装置 |
JP2017087341A (ja) * | 2015-11-09 | 2017-05-25 | カナエ工業株式会社 | ロボットシステム及びロボットの教示装置 |
WO2024004290A1 (ja) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | 株式会社Qdジャパン | 回転構造体 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5739195U (ja) * | 1980-08-14 | 1982-03-02 |
-
1983
- 1983-05-31 JP JP9745883A patent/JPS59224286A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5739195U (ja) * | 1980-08-14 | 1982-03-02 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015188565A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 国立大学法人浜松医科大学 | 可動支持アーム装置 |
JP2017087341A (ja) * | 2015-11-09 | 2017-05-25 | カナエ工業株式会社 | ロボットシステム及びロボットの教示装置 |
WO2024004290A1 (ja) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | 株式会社Qdジャパン | 回転構造体 |
JP2024004169A (ja) * | 2022-06-28 | 2024-01-16 | 株式会社Qdジャパン | 回転構造体 |
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