JPS6114875A - ロボツト・キヤリア構造部 - 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】 本発明は、レール上で運動可能なキャリッジを備えたロ
ボットのキャリア構造物に関する。

ロボットを使用する工業的な処理作業、特に自動溶接作
業においては、ロボットは一般に、これに沿って以降の
処理機械または処理装置が配列される搬送ラインから工
作物が供給される実質的に静止した作業装置として設計
される。

高い出力頁には非常に高出力のラインにおいてはその各
々力比ポットを通過して移動する工作物に対する全体的
な加工の一部を実施するいくつかの固定ロボットの使用
は一般九有効かつ有利であるが、低い出力および非常に
低出力のラインまたＵ多ｉ生産のラインにおいては、こ
のシステムは完全に不利であることが判った。実際に、
実施されるべき作業の種類と同数の移しい数のロボット
の使用を必要とし、更にはこのようなロボットはその各
々が全体的な作業時間の小さな部分にしか使用されない
ため充分に使用されることがない。

従って、いくつかの用途に対する唯１台もしくは少数の
ロボット、即ちいくつかの作業を順次実施することがで
きるロボットを使用することが更に有利であることが判
ったが、これらのロボットは工作物即ち作業が行なわれ
るべき部品に接近した作業域において切換えを必要とす
る。

従って、本発明の一目的は、その構造がロボットを処理
されるべき工作物に対して移動するため予め定めた領域
内でロボットを運動させることができる多目的の産業ロ
ボットを支持しかつ運動させるための構造物を提供する
ことにあるが、この構造物は更にその通過後に以降の使
用の可能性に対して自由かつ使用可能に用済みの領域か
ら離れる如きものである。

換言すれば、本発明は、固定した据付は物としてのロボ
ットの一般的な概念を覆えし、ロボットが低生産あるい
は多様性の全処理領域に沿っていくつかの異なる作業を
実施することができるように、多目的ロボットを受入れ
るための移動構造物の提供を可能にするものである。

以下の記述から明らかに彦るであろう本発明の１記およ
び他の目的および利点は、直線運動が与えられかついく
つかの運動軸心を備えた産業ロボットが取付けられるキ
ャリッジにより構成されるロボット・キャリア構造部に
よって達成されるが、この構造部はそのプログラムされ
た変位の動作および制御のだめの部材を装備し、前記キ
ャリアが地面に対して略々水平に配置された転動面を有
する地下の走行路に収められた１対のレール上を走行す
る４つの車輪によって支持され、この車輪の内２つは被
駆動軸上に支持され、他の２つは前記構造部上に独立的
に遊動運動するように取付けられ、更に前記構造部に対
して堅固に固定されかつ前記レールの側面部を側方忙走
行するようになっだ係合装置が設けられていることを特
徴とするものである。

本発明の更に別の特質によれば、キャリアな支持する駆
動輪の構造は前記レールと係合するため車輪の体部によ
り溝を画成するｊ対のリムを含みレールと係合するよう
に設計された前記リムの内側部分は自己潤滑性の金属材
料で覆われ、前記リムと車輪の体部間には、レール匠対
する車輪の接着度を増加させて滑りを避けるため車輪の
体部から僅かに突出する弾性材料の１対のリングが同軸
され、その上に産業ロボット１１が載置され、全て上平
面で示されている。このキャリッジは、作業域を通って
延在する１対のレール１２．１３上で運動可能である。

本発明の望ましいがこれに限定しない実施態様によれば
、ロボット１１は、同じ出願人のイタリア国特許第６７
１３０−Ａ／８４号において記載される如き溶接ガンを
自動的に交換するための機構を備えた溶接ロボットであ
る。

この目的のため、キャリッジ１０は、その内部に前記ロ
ボットが前取て取付けられたガ、ンを前記マガジン上に
配置した後ヘツド１６上に取上げてこれを自動的に固定
する種々のガンｉｓ、」ｓα。

１５ｂ等が配置されるガン・マガジン１４が装備されて
いる。キャリッジ】０けまた、ロボットのプログラムさ
れた動作を生じて前記キャリッジの変位を生じるだめの
部材が装備されるが、これらの部材は当業者には周知の
ものであるため図示しない０ もしロボットがキャブ１７即ち産業車両の胴部の溶接作
業の如き低生産性ラインにおける自動溶接作業を実施す
るように設計されたものであれば、キャリッジ１０は、
同じ作業を実施する上記の全ての要素を装備した別のロ
ボット１１′を支持する同じキャリッジ１０′に対して
結合されることが望せしい。

平行な対をなすレール１２．１３およげ１２′。

１３′上の２つの構造部を結合することにより、ロボッ
ト１１．１１’を装置１９．１９ＭＣも達するように回
転自在な基部１８．１８’上に支持することを意図され
るため、トランク１２．１３および１２’、１３’の内
側およびその外側の両方の大きな作業域に必要に応じて
配置することができる。

上記の構造部上に運動可能なロボットを有する処理方法
は、本明細書の導入部に指摘された如き産業分野におけ
るロボット使用の従来の実施方法の反対となるものであ
る。特に、もし溶接具の自動交換に関して述べた如き多
目的ロボットの場合には、多くの異なる種類の酸液作業
の実施のため必要となる機械数量を顕著に減少すること
ができ、また溶接される工作物が順次取外されてそこで
交換される生産ラインに沿ってロボットを周期的に移動
することができ、生産ラインの据付けおよび稼動の双方
に関して著しい利点をもたらす。

しかし、この結果の達成は、同時に迅速かつ正確かつ信
頼性の高いものであるロボット支持兼搬送構造部の提供
に依存するものである。この目的のために、第２図乃至
第６図に詳細に示される本発明による構造部が提供され
た。

第２図においては、本発明による構造部が側面図で示さ
れ、ロボット１１は部分的かつ略図的に点鎖線で示され
ている。一方、第３図は第２図の構造部を正面図で示し
、構造部の正面部が概略の断面における駆動輪を含んで
いる。

これらの図面においては、本発明によるロボットのキャ
リア構造部は、プラットフォーム２４が上向けに設けら
れた４つの車輪２０．２２および２］、２３を備えたキ
ャリッジからなっており、前込 有プラットフォーム上にはロボットの回転自在な基部１
８が溶接ガン１５．ｉ５α、１５ｂ　を有するガン・マ
ガジン１４と共に中央部に載置されている０車輪２０．
２２および２　］、　、　２３はレール型のものであり
、第１図および第３図に示されるように対をなすレール
１２　、１３上を走行する。これらの車輪、特に駆動輪
２０．２２の特定の構造は、以下において記述するよう
に本発明の重要な特質を構成するものである。

これもまた第３図に示されるように、車輪２０゜２２は
、車輪の内側に歯車２６　、２６　’　　も取付けられ
た軸２５．２５’上に取付けられているｏＶＩ−車２６
．２６′は、車輪の完全に同期した回転運動を確保する
ためギア・モータ装置２８と結合された図示しない電動
機により駆動されるピニオン２７゜２７′と噛合ってい
る。

車輪２０．２２の軸心上方の電動機のこのような構成は
、キャリッジがその移動運動の間引摺る送電ケーブルの
通路に干渉しない歯車２６．２６’間の空間を残すため
有利である。一方、車輪２１゜２３は、これらが駆動機
能を持たないため、相互に独立的に遊動するように支持
される。これらの車輪は、必要な作業の実施のため地上
から便利な高さにロボット１１を支持するためキャリッ
ジのプラントフオーム２４を降下させることが可能なよ
うに、車輪２０．２２の直径よりも小さな直径を有する
。

駆動輪２０．２２の構造は、本発明の別の重要な特質を
構成するものである。

第４図、第５図および第７図においては、各車輪は硬度
の大きな処理を施した鋼製の車輪体部４０と、この車輪
体部４ｏの輪郭から周方向に突出してレール上の側方の
転勤を封じるだめの溝を形成する１対のリム即ちフラン
ジ４］、４２とからなっている。

前記レールの側面部と係合するように設計されたリム４
］　、４２の内側部分は、自己潤滑性を有する金属材料
、例えばモリブデン製のリング４３゜４４で覆われてい
る。

弾性に富む材料製の１対のリング４５．４６が、車輪の
転動面４７と接触状態となって車輪の滑りを生じること
のない完全な転勤を確保するように、リム４］　、４２
と車輪体部４ｏ内の適当な座の間で半径方向内側に配置
される。リング４５．４６は、軸方向の揺動の危険がな
く前記レールと車輪間の完全な接着を運転中確保するよ
うに僅かに凸状を呈する車輪体部の輪郭から僅かに突出
している。望せしい弾性材料としては、ドイツ国バイエ
ルＡＧのウレタン・エラストマである商標ｒＶＵＬＫＯ
ＬＬＡＮＪの下に市販されるものがある０ 上記の車輪の構造は、特に、所期の用途に対して要求さ
れる高精度の位置決めを損なうおそれがある滑りの可能
性を排除するために非常に重要でありかつ有利であるこ
とを証明した。その結果、キャリッジの変位量の読みは
、直接車輪の回転数から、あるいはレール１３に沿って
長手方向に延在する歯列４８との噛合せによる公知のエ
ンコーダ装置から得ることができる。

車輪２０．２２の接着度を更に高めるため、車輪２０．
２２の側方のキャリッジ構造から下垂するブラケノ）５
］　、５１’に対して固定された１つ以上の遊動ローラ
５０，５０’　　（第２図および第４図）を収受してこ
れを保持するため連続的な溝４９．４９’が各レール１
２．１３の外側の側面部に設けられている。

ブラケツ）５１．５１′は完全に剛性を呈するものでは
なく、例えば１層以上の弾性材料により構成され、車輪
がレールと一定の強制された係合状態となるように車輪
上のローラ５０．５０’によって及ぼされる一定の圧力
を確保するため支持運動中圧縮されるだめの弾性装置２
９を含んでいるＯ 第７図は、レール１３の溝４９′と係合する別の部材５
７を示している。部材５７は、単に完全な剛性のブラケ
ット５８によってキャリッジの構造部に対して同定され
た平行六面体からなるものである。この部材および車輪
２］　、２３と関連する対応する部材５７′の機能は、
ロボットの作業運動によりもしキャリッジがレールに対
して機械的に結合されていなければキャリッジの均衡を
破る、即ちこれを転倒させようとするおそれがある荷重
を生じる時に作用する圧力を確保することである。

第６図は、本発明による搬送構造部に対する関連部を構
成する部材を示している。これは、常に必ずしも必要で
はないが、組立ての作動性を向上させるため用いること
ができる。

第２図において番号５２により全体的に示されるのは、
必要に応じて片側または両側でキャリッジの前後におい
て固定されたガイド組立体である。

ガイド組立体５２は、実質的に、車輪がレール】３の側
面において収束するように垂直面に対して４５°に配置
された遊動軸５６．５６’上に支持された１対の車輪５
３．５３’からなっている。

車輪５３′は軸方向に運動し得ないように支持されるが
、車輪５３はベルビル・ワッシャ５４゜５４′の２つの
・ゝツクの反動に抗しである程度軸方向に移動し得、こ
のため車輪の傾いた面５５゜５５′とレールの側面との
間の強制された係合状態を常に維持することを可能にす
る。このガイド組立体は、側方向に作用する振動の可能
性に対しキャリッジを安定化し、これにより移動運動の
間全体的な姿勢精度を向上させるものである。

特忙第３図および第６図から明らかなように、レール１
２．１３は、レールの転動面が地面に対して実質的に同
じ高さに置かれるようにある深さの地下の走行路内に収
容されている。

本発明の更に別の特徴によれば、堅固なベルト６０がロ
ボット・キャリア構造部全体に延在して、このロボット
・キャリア構造部により覆われる長さを除くその全長に
わたって、これも第７図に示されるようなベルトによっ
て上方向に閉鎖された走行路の幅と等しい幅を有する。

上記の長さにわたって、前記ベルト６０が車輪の上方に
揚上されるようにローラ６　］　、６２，６３゜６４．
６５．６６間で撓められている。この特徴により、走行
路の恒久的な覆いを確保することが可能となり、またキ
ャリッジの通過後に、本文の導入部に述べたようにオペ
レータにより操作可能な自由な作業域を残すことができ
る。

本発明の望ましい実施態様の本文の記述においては溶接
ロボットが載置されるロボット・キャリア構造部につい
て述べたが、この構造部は、前記ロボット・キャリア構
造部が高い運動精度を有するという事実に照して、マニ
ピュレータ・ロボットの如き他の形式の産業ロボットの
搬送のため有効に用いることができることは明らかであ
る。更にまた、この構造部は、同じ発明思想の範囲内で
多くの変更および修正を可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による１対のロボット支持構造部を示す
平面図、第２図は本発明によるロボット支持構造部を示
す側面図、第３図は第２図の構造部の部分断面正面図、
第４図および第７図は本発明による構造部の部分断面詳
細図、第５図は本発明による構造部の詳細を示す拡大断
面図、および第６図は本発明による構造部の別の細部を
示す断面図である。 １０・キャリッジ　　】」・・・ロボット　　１２゜１
３　　・レール　　】４・・ガン・マカシン　　１５・
・・ガン　　１６　ヘッド　　１７・・・キャブＪ８・
・基部　　２０〜２３・・・車輪　　２４・・・プラッ
トフォーム　　２５・・軸　　２６　・歯車２７・・・
ピニオン　　２８　ギア・モータ装置２９　・弾性装置
　　４０・・・車輪体部　　４］　、４２リム　　４３
〜４６　リング　　４７　・転動面４８　歯列　　４９
　溝　　５０・・遊動ローラ５】　ブラケット　　５２
・ガイド組立体５３・・車輪　　５４・・・ベルビル・
ワッシャ５５　・傾斜面　　５６・・遊動軸　　６０・
・・ベルト６１〜６６・ローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直線運動を行なうためのロボット−キャリア構造部
   であつて、複数の運動軸心を備えた産業ロボットを支持
   するキャリッジを含み、前記構造部はそのプログラムさ
   れた変位の動作および制御を行なうための装置を設けら
   れており、前記キャリッジは、転動面が地面と実質的に
   同じ高さに置かれた地下の走行路に収容された一対のレ
   ール上を走行するため４つの車輪により支持され、前記
   車輪のうちの２つは歯車およびピニオンを介してその上
   方に配置された駆動装置と結合され、他の２つの車輪は
   前記構造部上で遊動運動を行なうように支持され、およ
   び前記構造部に対して堅固に固定されて前記レールの側
   面上を側方に走行するようにされた係合手段を含むこと
   を特徴とするロボット・キャリア構造部。 ２、前記駆動車輪が中心部の車輪体部と共に溝を画成す
   る１対のリムを含み、前記レールの側面と係合するため
   の前記リムの内側部分は自己潤滑性を有する金属材料で
   覆われ、前記リムと前記車輪体部との間に配置されて前
   記車輪の前記レールに対する接着性を高めるため前記車
   輪体部の輪郭から突出する弾性材料製の１対のリングを
   設けることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のロ
   ボット・キャリア構造部。 ３、前記自己潤滑性材料がモリブデンであることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載のロボット・キャリア
   構造部。 ４、前記車輪体部の横断輪郭が凸状を呈することを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載のロボット・キャリア
   構造部。 ５、各駆動車輪が前記構造部に対して堅固に固定された
   水平軸心を有する少なくとも１つのローラを設けられ、
   ローラと係合する溝は各レールにおいて長手方向に延在
   し、前記ローラは垂直方向に偏倚された弾性手段を設け
   た支持部により支持されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のロボット・キャリア構造部。 ６、圧縮要素が各車輪と隣接する位置で前記構造部に対
   して堅固に固定され、かつ各レールにおいて長手方向に
   延在する溝内に摺動自在に係合することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のロボット・キャリア構造部。 ７、２つのガイド組立体が前記構造部の少なくとも片側
   に対し前方および後方に結合され、前記各ガイドは、前
   記車輪が前記レールの側面を取囲むように垂直面に対し
   て４５°に配置された遊動回転軸に対して固定された１
   対の車輪を有し、前記車輪の１つはばねの圧縮力に抗し
   て制限された軸方向の移動を自由に生じることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のロボット・キャリア構
   造部。 ８、水平軸心を有し、かつ一部が地面と同じ高さとなり
   また一部が前記キャリッジの前記車輪の上方となるよう
   に配置された一連の偏向ローラを設け、可撓性に富むベ
   ルトが前記の地下走行路に対する運動可能な閉鎖面を形
   成するように前記ローラの周囲に案内されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のロボット・キャリア
   構造部。