JPS61131893A - 産業用ロボツトの昇降バランス装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は上下方向に配置されたガイド手段に案内されて
移動可能なユニットブロックに、ねじ締めユニット、把
持ユニット、圧入ユニット等の作業ユニツ１−を固定し
て所望の作業をおこなわす産業用ロボットにおいて、前
記ユニットブロックを上下方向の所望の位置で正確かつ
迅速に停止固定するための昇降バランス装置に関するも
のである。

〔従来技術〕

最近、このようにユニットブロックを−り下方向の所望
の位置へ移動させる装置が種々開発されている。しかし
ながら一般に使用されているものはその駆動方式がスク
リュウシャフトを回転させ、これに噛合うスクリュウガ
イドを固定したユニットブロックを移動させるようにし
たものであり、これはユニットブロックを移動させるこ
とはできるが、ユニットブロックは自重により下降する
ため、最近では、この駆動方式においで、ユニットブロ
ック等の自重を支えるためにピストンシリンダ等の別の
駆動源を配置し、：Ｌニットブロックをワイヤで吊下げ
てこのワイヤを前記ピストンシリンダのピストンロンド
に連結したものがある。また前記ワイヤに代えて、チＬ
−ンを使用しているものもある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、ユニットブロック等の自重を支えるために
前記のようにワイヤで吊下げる装置を別に配置したもの
は、このワイヤが伸びたり、ユニットブロックやピスト
ンシリンダとワイヤとの連結部の処理が難しく、組立て
作業に時間がかかる。またこのワイヤに代えて、チェー
ンを使用したものは、チェーンとスプロケットとの間に
ガタッキや遊びがあるため、所望の位置での正確な位置
決めが不可能でり、位置決め精度が悪く、信頼性が乏し
い。更に、これらは上方にブーりやスプロケットを配置
してユニットブロックを吊下げる構成であるため、機械
が必要以上に高くなる等の諸々の問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点を解決し、構造簡単かつ位置決め精
度の高い昇降バランス装置を提供することを目的として
発明されたものであり、昇降駆動手段に作用されてガイ
ド手段に沿い・昇降動するユニットブロック１３に支持
手段を構成する移動ラック３５を固定し、前記ガイド手
段を取付けたフレーム１１に前記移動ラック３５に平行
に配置された固定ラック３４を固定し、前記ガイド手段
と平行でかつこれらラック３５．３４に噛合うピニオン
３３を回転自在に軸支するピストンシリンダ３０を伸縮
自在に配置したものである。

（作用） 昇降駆動手段が駆動されると、これと同調するとともに
あらかじめユニットブロック等の自重を支えるよう調整
されたピストンシリンダ３０が働き、ユニットブロック
１３は昇降駆動手段の作用により、上昇あるいは下降す
る。この時、支持手段のピニオン３３は回転し、ユニッ
トブロック１３に固定された移動ラック３５は移動する
。

このように移動して、ユニットブロック１３が所定位置
で停止すると、このユニットブロック１３はその位置で
ピストンシリンダ３０の作用を受けて下降が阻止されて
停止することができる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づき、説
明する。

第５図は水平面上のＸ軸方向にユニット台１０を移動さ
せるＸ軸ユニツト１と、このユニット台１０に垂直に載
置されるとともにユニットブロック１３を昇降自在にし
たＸ軸ユニツト２とから構成された産業用ロボット本体
の外観図である。

第１図乃至第４図は、この産業用ロボット本体の要部を
示す断面図であり、１１は２軸ユニツト２のフレームで
ある。このフレーム１１は前記ユニット台１０に固定し
てあり、このフレーム１１には上下方向にスクリューシ
ャフト１２が回転自在に支持されている。これにはねじ
締めユニット、把持ユニット、圧入ユニット等の作業ユ
ニット（図示せず）を固定するユニットブロック１３を
構成するガイドブロック１５がスクリューガイド１４を
介して取付けられており、このユニットブロック１３は
第２図に示すように、前記スクリューシャフト１２に平
行に配置されかつ前記フレーム１１に沿い固定された２
本のガイドレール１６に案内されている。スクリューシ
ャフト１２の上端には従動プーリ２２が固定してあり、
このプーリ２２は駆動モータ２０に取付けた主動プーリ
２１との間をベルト２３を介して連結されている。

また前記フレーム１１の後部には第１図及び第４図に示
すように、ピストンシリンダ３０が配置してあり、この
ピストンシリンダ３０はピストンロッド３０ａが前後に
突出した両ロッドシリンダである。このピストンロッド
３０ａの両端は前記フレーム１１の上下に固定されたブ
ラケット３１に取付けられている。前記ピストンシリン
ダ３０には支持部材３２を介してピニオン３３が回転自
在に軸支してあり、このピニオン３３は第３図に示すよ
うに、前記ユニットブロック１３の有効移動距離の中間
位置において前記フレーム１１に固定された固定ラック
３４と前記ガイドブロック１５に固定された移動ラック
３５とに夫々の中央部で噴答っでいる。これらラック３
４．３５は互いに平行に配置してあり、これらラック３
４．３５は少なくとも前記有効移動距離の１／２以上の
長さを有している。前記フレーム１１には前記ガイドブ
ロック１５の端部が通過する長溝１１ａが形成されてい
る。

次にこの実施例の動作を説明する。駆動モータ２０が回
転すると、主動及び従動プーリ２１．２２が回転し、ス
クリューシャフト１２が回転するため、このスクリュー
シャフト１２に噛合っているスクリューガイド１４及び
ガイドブロック１５を介してユニットブロック１３は上
昇する。この時、ピストンシリンダ３０はピストンロッ
ド３０ａに沿い上昇するため、ピニオン３３はフレーム
１１に固定された固定ラック３４に沿って回転しながら
上昇するから移動ラック３５とこれを有するユニットブ
ロック１３は上昇する。このようにして、ユニットブロ
ック１３が所定位置まで上昇し、この位置で停止すると
、ユニットブロック１３は固定ラック３４、移動ラック
３５、ピニオン３３、ピストンシリンダ３０の作用を受
けて下降が阻止される。

次にユニットブロック１３が下降する場合は、駆動モー
タ２０の逆転と同時にピストンシリンダ３０が下降する
ため、移動ラック３５は固定ラック３４に噛合うピニオ
ン３３の回転により下降し、ユニットブロック１３は下
降を開始する。このような動作を繰返すことによりユニ
ットブロック１３は昇降動する。

また、第６図は本発明の他の実施例であり、前記実施例
のピストンシリンダ３０の両ロッドシリンダに代え、こ
れを片ロツドシリンダとし、このピストンシリンダ３０
のピストンロッド３０ａに支持部材３２を介して前記ピ
ニオン３３を回転自在に取付けたものである。これは前
記実施例に対してユニット１０ツク１３の有効移動距Ｐ
１は短くイ≧るが、前記実施例と同様の作用を何するら
のである。

尚、これら前記実施例においては、ユニットブロック１
３とピストンシリンダ３０との間を固定ラック３４、移
動ラック３５、ピニオン３３を介して連動連結したが、
第７図に示すように、前記ユニットブロック１３にピス
トンシリンダ３０を直接固定しても同様の作用が得られ
るものである。

（発明の効果） 以上説明した実施例から明らかなように、本発明は駆動
モータ２０、主動及び従動プーリ２１．２２及びスクリ
ューシャフト１２等から構成されている昇降駆動手段に
作用されてガイドレール１６等のガイド手段に沿い昇降
動するとともにねじ締めユニット、把持ユニット、圧入
ユニット等の作業ユニットを固定するユニットブロック
１３に支持手段を構成する移動ラック３５を固定し、前
記ガイド手段を取付けたフレーム１１に前記移動ラック
３５に平行な固定ラック３４を固定し、前記ガイド手段
と平行にこれらラック３５．３４に噛合うピニオン３３
を回転自在に軸支するピストンシリンダ３０を伸縮自在
に配置したものである。

このため、ユニットブロックをワイヤで吊下げたものや
チェーンで吊下げたｂのに比べて停止位置のばらつきが
なくなり、位置決め精度が向上するとともに作業能率が
向上する。またユニットブロックはこれに固定した移動
ラック、フレームに固定した固定ラック、これらラック
の間において噛合うピニオンを使用しているので、ピス
トンシリンダの有効ストロークはユニットブロックの有
効移動距離の半分でよく、このため、バランス装置の全
長が短くなり、機械全体がコンパクトになる。更に、固
定ラック、移動ラック、ピニオン、ピストンシリンダで
ユニットブロックを常時支持しているため、動作が正確
で、寿命が長く、信頼性が高い。更にユニットブロック
の昇降動作のバランスを取ることにより、負荷が軽減さ
れるから昇降駆動手段に無理が生じることがなく、モー
タの出力は小さくてすみ、寿命が長くなる。しかもバラ
ンスを取ることにより、作業に応じた加減速を青ること
が可能となり、昇降動作のスピードが向上する。

また、ピストンシリンダは両ロッドシリンダであるので
、ピストンシリンダを案内するためのガイド部材が不要
となり、構造が比較的簡単になる。更に、両ロッドシリ
ンダに代えて片ロツドシリンダを用いた場合は、ユニッ
トブロックの移動距離が比較的短いものに最適である。

その上、バランス装置の駆動手段はピストンシリンダ機
構であるからユニットブロックのバランスの調整がこの
ピストンシリンダ機構に作用する圧空気あるいは油圧等
の流体の圧力を調整するだけなので比較的簡単に行なえ
る等の顕著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は本発明
の要部断面正面図、第２図は第１図の要部断面右側面図
、第３図は第１図の要部断面右側面図、第４図は第１図
の要部拡大断面平面図、第５図は産業用ロボットの全体
外観図、第６図は本発明の他の実施例を示す要部断面正
面図、第７図は本発明のもう一つの他の実施例を示寸要
部断面正面図である。 １はＸ＠ユニット、　２はＺ　ｆｑｂユニット、１０は
ユニット台、　　１１はフレーム、１１ａは１ｉｔ１　
　　　１２はスクリューシャフト、１３はユニットブロ
ック、 １４はスクリューガイド、 １５はガイドブロック、１６はガイドレール、２０は駆
動モータ、　　２１主動プーリ、２２は従動プーリ、２
７はベルト、 ３０はピストンシリンダ、 ３０ａはピストンロッド、 ３１はブラケット、　　３２は支持部材、３３はピニオ
ン、　　　３４は固定ラック、３５は移動ラック、 特許出願人　　　　　　日東精■株式会社第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）上下方向に配置したガイド手段に案内されるととも
   に昇降駆動手段に作用されて昇降動するユニットブロッ
   ク１３と、 このユニットブロック１３に固定された移動ラック３５
   と前記ガイド手段を取付けたフレーム１１に固定されか
   つ前記移動ラック３５に平行に配置された固定ラック３
   ４とこれらラック３５、３４に噛合うピニオン３３とか
   らなる支持手段と、このピニオン３３を回転自在に軸支
   するとともに前記ガイド手段に平行に配置されて伸縮自
   在なピストンシリンダ３０、 とから構成したことを特徴とする産業用ロ ボットの昇降バランス装置。 ２）移動ラック及び固定ラックは少なくともユニットブ
   ロック１３の有効移動距離の１／２以上の長さを有して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の産業
   用ロボットの昇降バランス装置。 ３）ピストンシリンダは両ロッドシリンダであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の産業
   用ロボットの昇降バランス装置。 ４）ピストンシリンダは片ロッドシリンダであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の産業
   用ロボットの昇降バランス装置。