JPS61203282A - Drive for operating shaft of industrial robot - 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、工具取付軸等の動作軸の移動停止位置を複数
段に調節できる様にした産業用ロボットの動作軸駆動装
置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a motion axis drive device for an industrial robot that allows the movement stop position of a motion axis such as a tool mounting shaft to be adjusted in multiple stages.

［発明の技術的背景］ 産業用ロボットには、水平多関節型、円筒座標型及び直
交座標型のロボットの様に、鉛直方向に直線移動を行な
う動作軸を有するものがある。この動作軸は、主として
工具取付軸であるため、余り複雑な動きは要求されず、
単に上限位置と下限位置との間で移動するのみで十分に
機能を満足するものがほとんどである。そのために、従
来は、第１０図に示す櫟に、アーム１の先端部に動作軸
２を上下動可能に支持すると共に、この動作軸２にロッ
ド３ａを連結部材４を介して連結したエアシリンダ３を
取付け、このエアシリンダ３への圧縮空気の供給方向を
制御弁により切換えることによって動作軸２を上昇或は
下降させる様にしていた。[Technical Background of the Invention] Some industrial robots, such as horizontal multi-joint type, cylindrical coordinate type, and Cartesian coordinate type robots, have an operating axis that performs linear movement in the vertical direction. Since this movement axis is mainly a tool attachment axis, very complicated movement is not required.
In most cases, simply moving between the upper limit position and the lower limit position satisfies the function. For this purpose, conventionally, an air cylinder was used, in which an operating shaft 2 was vertically movably supported at the tip of an arm 1, and a rod 3a was connected to the operating shaft 2 via a connecting member 4, as shown in FIG. 3, and by switching the direction of supply of compressed air to the air cylinder 3 using a control valve, the operating shaft 2 is raised or lowered.

［背景技術の問題点］ しかしながら、近年、作業の多様化、複雑化の傾向があ
り、動作軸２を上限及び下限の両位置だけでなく、その
移動範囲内で複数段に精度良く位置決めする必要が生じ
てきた。そのために送りねじ機構とサーボモータを用い
、動作軸２の位置決めを行なうものが提供され始めてい
る。ところが、これではロボット本体及び制御装置のコ
ストが上がり、位置決めのための制御も複雑になるとい
う不具合がある。[Problems with the Background Art] However, in recent years, there has been a tendency for work to become more diverse and complex, and it is necessary to accurately position the operating axis 2 not only at both the upper and lower limit positions, but also at multiple stages within its movement range. has arisen. For this purpose, devices that use a feed screw mechanism and a servo motor to position the operating shaft 2 are beginning to be provided. However, this has the disadvantage that the cost of the robot body and the control device increases, and the control for positioning becomes complicated.

「発明の目的」 本発明の目的は、動作軸をシリンダによって移動される
範囲内で複数段階に位置決めでき、しかもコストが安く
、位置決めのための制御乃至調整が容易な産業用ロボッ
トの動作軸駆動装置を提供するにある。``Object of the Invention'' The object of the present invention is to drive the operating axis of an industrial robot that can position the operating axis in multiple stages within the range moved by the cylinder, is inexpensive, and is easy to control or adjust for positioning. We are in the process of providing equipment.

［発明の概要１ 本発明は、軸方向に移動可能に支持された動作軸と、こ
の動作軸を駆動するための流体圧シリンダと、このシリ
ンダと前記動作軸とを連結する連結部材と、前記動作軸
の移動停止位置を複数段に位置決めする位置決め装置と
から構成したことを特徴とするものである。[Summary of the Invention 1] The present invention comprises: an operating shaft supported movably in the axial direction; a fluid pressure cylinder for driving the operating shaft; a connecting member connecting the cylinder and the operating shaft; The present invention is characterized in that it is comprised of a positioning device that positions the movement stop position of the operating axis in multiple stages.

［発明の実施例］ 以下本発明の第１実施例につき第１図乃至第３図を参照
して説明する。[Embodiments of the Invention] A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.

先ず、第３図に示す水平多関節型の産業用ロボットは、
関節軸１１及び１２によって支持され、独立した二個の
駆動源１３及び１４によって水平に旋回運動される二個
のアーム１５及び１６を備え、先端側のアーム１６には
動作軸たる工具取付軸１７を設けている。First, the horizontally articulated industrial robot shown in Figure 3 is
Two arms 15 and 16 are supported by joint shafts 11 and 12 and rotated horizontally by two independent drive sources 13 and 14, and the arm 16 on the distal end side has a tool attachment shaft 17 which is an operating axis. has been established.

工具取付軸１７部分を示す第１図において、１８はアー
ム１６に軸受１９を介して回転可能に支持されたスリー
ブであり、工具取付軸１７はこのスリーブ１８に図示は
しないがスプライン歯とスプライン溝との嵌合によって
軸方向即ち上下方向に移動可能に支持されている。２０
はアーム１６に上向きに取付けた流体圧シリンダとして
のエアシリンダで、これのロッド２０ａは工具取付軸１
７の上端部に連結部材２１を介して連結されている。２
２は位置決め装置で、ロータリーアクチュエータ２３と
、このロータリーアクチュエータ２３によって回動され
る位置決め部材２４とから成る。ロータリーアクチュエ
ータ２３はエアシリンダを内蔵し、このエアシリンダの
動作をその動作毎に所定角度の回転運動にして出力する
構成のものである。一方、位置決め部材２４は第２図に
示す様に輪状のもので、例えば１２０度の角度間隔で互
いに高さの異なる段部２４ａ乃至２４Ｃを形成している
。そして、ロータリーアクチュエータ２３はアーム１６
に突設した取付台部１６ａの下面側に取着され、上面側
に突出する出力軸（図示せず）に位置決め部材２４を連
結している。この訣態において、位置決め部材２４は、
段部２４ａ乃至２４Ｃのうちのいずれかが連結部材２１
の図示左端部の真下即ち連結部材２１の移動軌跡上に位
置する様になっており、その移動軌跡上に存在する段部
は位置決め部材２４の回転により選択することができる
。In FIG. 1 showing the tool mounting shaft 17, 18 is a sleeve rotatably supported by the arm 16 via a bearing 19, and the tool mounting shaft 17 is attached to the sleeve 18 with spline teeth and spline grooves (not shown). It is supported so as to be movable in the axial direction, that is, in the vertical direction. 20
is an air cylinder as a fluid pressure cylinder mounted upward on the arm 16, and its rod 20a is connected to the tool mounting shaft 1.
7 via a connecting member 21. 2
A positioning device 2 includes a rotary actuator 23 and a positioning member 24 rotated by the rotary actuator 23. The rotary actuator 23 has a built-in air cylinder, and is configured to convert the operation of the air cylinder into a rotational movement of a predetermined angle for each operation. On the other hand, the positioning member 24 is ring-shaped as shown in FIG. 2, and has stepped portions 24a to 24C having different heights at angular intervals of, for example, 120 degrees. Then, the rotary actuator 23 is connected to the arm 16.
A positioning member 24 is connected to an output shaft (not shown) that is attached to the lower surface of the mount portion 16a that protrudes from the mount 16a and protrudes from the upper surface. In this situation, the positioning member 24 is
Any of the step portions 24a to 24C is the connecting member 21
It is positioned directly below the left end in the figure, that is, on the movement trajectory of the connecting member 21, and the stepped portion existing on the movement trajectory can be selected by rotating the positioning member 24.

次に上記構成の作用を説明する。今、例えば位置決め部
材２４の最上段の段部２４ａが連結部材２１の移動軌跡
上に位置しているとする。この状態において、エアシリ
ンダ２０に圧縮空気を供給してそのロッド２０ａを下方
に移動させる。すると、工具取付軸１７が第１図に実線
で示す上限位置から下方に移動し、その移動途中で連結
部材２１が位置決め部材２４の段部２４ａに当接するこ
とにより、工具取付軸１７は第１図に破線で示す第１の
下降位置Ａに停止する。この状態即ちエアシリンダ２０
のロッド２０ａが圧縮空気の圧力で下方への付勢力を受
けている状態で、ロータリーアクチュエータ２３に圧縮
空気を供給して位置決め部材２４を１２０度回動させる
。すると、中段の段部２４ｂが連結部材２１の移動軌跡
上に位置する様になるため、連結部材２１が段部２４ａ
から外れ落ちて段部２４ｂに当接し、これにより工具取
付軸１７は第１図に一点鎖線で示す第２の下降位ｆｌＢ
に停止する。更に、この状態でロータリーアクチュエー
タ２３に圧縮空気を供給して位置決め部材２４を１２０
度回転させ、段部２４Ｃを連結部材２１の移動軌跡上に
位置させると、上述したと同様にして、連結部材２１が
段部２４ｂから外れ落ちて段部２４Ｃに当接するため、
工具取付軸１７は第１図に二点鎖線で示す第３の下降位
ＭＣに停止する。Next, the operation of the above configuration will be explained. For example, assume that the uppermost step 24a of the positioning member 24 is located on the movement trajectory of the connecting member 21. In this state, compressed air is supplied to the air cylinder 20 to move the rod 20a downward. Then, the tool mounting shaft 17 moves downward from the upper limit position shown by the solid line in FIG. It stops at the first lowered position A shown by the broken line in the figure. In this state, the air cylinder 20
With the rod 20a receiving a downward biasing force due to the pressure of compressed air, compressed air is supplied to the rotary actuator 23 to rotate the positioning member 24 by 120 degrees. Then, the middle step portion 24b comes to be located on the movement trajectory of the connecting member 21, so that the connecting member 21 moves along the step portion 24a.
The tool mounting shaft 17 falls off and comes into contact with the stepped portion 24b, thereby moving the tool mounting shaft 17 to the second lowered position flB shown by the dashed line in FIG.
Stop at. Further, in this state, compressed air is supplied to the rotary actuator 23 to move the positioning member 24 to 120.
When rotated once to position the step 24C on the movement trajectory of the connecting member 21, the connecting member 21 falls off the step 24b and comes into contact with the step 24C in the same way as described above.
The tool mounting shaft 17 stops at the third lowered position MC shown by the two-dot chain line in FIG.

尚、工具取付は軸１７が第１図に実線で示す上限位置に
ある状態において、位置決め部材２４の段部２４ｂ或は
段部２４ｃが連結部材２１の移動軌跡上に位置する様に
すれば、工具取付軸１７を直接第２或は第３の下降位置
Ｂ或はＣに移動停止させることができる。Incidentally, when installing the tool, when the shaft 17 is at the upper limit position shown by the solid line in FIG. The tool mounting shaft 17 can be directly moved and stopped at the second or third lowered position B or C.

この様に本実施例によれば、工具取付は部材１７の下降
停止位置を三段階に選択することができ、作業の複雑化
、多様化に対処することができる。As described above, according to this embodiment, the lowering stop position of the member 17 can be selected in three stages for tool attachment, and it is possible to deal with the complexity and diversification of work.

又、工具取付軸１７を設定された位置まで下降させるた
めの駆動源としてエアシリンダ２０を用いているので、
サーボモータを駆動源とする場合に比べて移動時間の短
縮化を図ることができる。In addition, since the air cylinder 20 is used as a drive source to lower the tool mounting shaft 17 to a set position,
The travel time can be shortened compared to the case where a servo motor is used as the drive source.

又、本実施例では、工具取付軸１７の下降停止位置の選
択は、位置決め部材２４をロータリーアクチュエータ２
３により回転させることによって行なう様にしているの
で、送りねじ機構とサーボモータとによって行なうもの
に比べ、制御が簡単で、構成部品も安価であるため、コ
ストを低減することができる。更に、作業内容の変更に
より工具取付軸１７の下降位置の変更を行なう場合には
、位置決め部材２４を別のものと交換するだけで簡単に
対処することができる。In addition, in this embodiment, the lowering stop position of the tool mounting shaft 17 is selected by moving the positioning member 24 to the rotary actuator 2.
3, the control is simpler and the components are less expensive than those using a feed screw mechanism and a servo motor, so costs can be reduced. Furthermore, if the lowering position of the tool mounting shaft 17 needs to be changed due to a change in the content of the work, this can be easily done by simply replacing the positioning member 24 with another one.

尚、第４図に示す様に位置決め部材２５に形成する段部
２５ａ乃至２５ｄの個数としては四個であって゛もよく
（この場合ロータリーアクチュエータ２３の一動作当り
の回転角度は９０度に設定する）、更には段部の個数は
二個或は四個以上でも良い。Incidentally, as shown in FIG. 4, the number of step portions 25a to 25d formed on the positioning member 25 may be four (in this case, the rotation angle per operation of the rotary actuator 23 is set to 90 degrees). Furthermore, the number of step portions may be two or four or more.

又、位置決め部材としては、第５図に示す様にアーム１
６に固定した基枠２６にねじ棒２７を螺着したものとし
て構成し、このねじ棒２７を螺進退することによって工
具取付軸１７の下降停止位置を多段に調節できる様にし
ても良い。In addition, as a positioning member, arm 1 is used as shown in FIG.
A screw rod 27 may be screwed onto a base frame 26 fixed to a base frame 26, and by screwing the screw rod 27 back and forth, the lowering stop position of the tool mounting shaft 17 can be adjusted in multiple stages.

第６図乃至第９図は本発明の第２実施例を示すもので、
この第６図乃至第９図に前記第１実施例と同一部分には
同一符号を付して異なる部分のみ説明する。6 to 9 show a second embodiment of the present invention,
In FIGS. 6 to 9, the same parts as in the first embodiment are given the same reference numerals, and only the different parts will be explained.

２８はアーム１６に固定されたガイド部材で、これには
位置決め装置２つの位置決め部材３０が水平方向に直線
移動可能に設けられている。この位置決め部材３０には
、受け部として例えば三個の可動筒３１乃至３３がブツ
シュビン３４を介して上下動可能に支持されており、こ
れら可動筒３１乃至３３は圧縮ばね３５によって常時上
方に付勢されている。そして、第６図において左側二個
の可動筒３１及び３２にはボルト３６が高さを違えて螺
着されている。３７は位置決め部材３０を駆動するため
の流体圧シリンダとしてのエアシリンダで、ロッド３７
ａを位置決め部材３０に連結しており、ロッド３７ａが
復退した第８図に実線で示す状態では可動筒３３が連結
部材２１の移動゛軌跡内に位置し、ロッド３７ａが進出
した第８図に二点鎖線で示す状態では可動筒３１のボル
ト３６が連結部材２１の移動軌跡上に位置する。３８は
エアシリンダ３７と直交状態に設けられたエアシリンダ
で、そのロッド３８ａは第８図に示す位置から第９図に
示す位置に進出することにより位置決め部材３０を第８
図に実線で示す位置と二点鎖線で示す位置との中間の位
置に衝止して、第９図に示す様に可動筒３２のボルト３
６を連結部材２１の移動軌跡上に位置させる作用をなす
。Reference numeral 28 denotes a guide member fixed to the arm 16, on which positioning members 30 of two positioning devices are provided so as to be movable linearly in the horizontal direction. For example, three movable cylinders 31 to 33 are supported by the positioning member 30 as receiving parts so as to be movable up and down via a bushing pin 34, and these movable cylinders 31 to 33 are always urged upward by a compression spring 35. has been done. In FIG. 6, bolts 36 are screwed into the two movable cylinders 31 and 32 on the left side at different heights. 37 is an air cylinder as a fluid pressure cylinder for driving the positioning member 30, and the rod 37
a is connected to the positioning member 30, and in the state shown by the solid line in FIG. 8 in which the rod 37a is retracted, the movable cylinder 33 is located within the movement trajectory of the connecting member 21, and in the state shown in FIG. 8 in which the rod 37a is advanced. In the state shown by the two-dot chain line in , the bolt 36 of the movable cylinder 31 is located on the movement locus of the connecting member 21. 38 is an air cylinder provided perpendicular to the air cylinder 37, and its rod 38a advances from the position shown in FIG. 8 to the position shown in FIG. 9 to move the positioning member 30 to the eighth position.
The bolt 3 of the movable cylinder 32 is stopped at a position intermediate between the position shown by the solid line and the position shown by the two-dot chain line in the figure, and the bolt 3 of the movable cylinder 32 is moved as shown in FIG.
6 on the movement trajectory of the connecting member 21.

上記構成において、第８図に二点鎖線で示す様にエアシ
リンダ３７０ツド３７ａが進出した状態にあるときには
、可動筒３１のボルト３６が連結部材２１の移動軌跡上
に位置しているため、エアシリンダ２０に圧縮空気が供
給されてその口・ラド２０ａが下方に移動すると、連結
部材２１が可動筒３１のボルト３６に当接する。これに
より、ブッシュビン３４の径大部３４ａが位置決め部材
３０に当接するまで、可動筒３１が圧縮ばね３５のばね
力に抗して下方に移動して停止することにより、工具取
付軸１７が上段の下降位置に停止する。In the above configuration, when the air cylinder 370 is in the advanced state as shown by the two-dot chain line in FIG. When compressed air is supplied to the cylinder 20 and its mouth/rad 20a moves downward, the connecting member 21 comes into contact with the bolt 36 of the movable cylinder 31. As a result, the movable cylinder 31 moves downward against the spring force of the compression spring 35 and stops until the large-diameter portion 34a of the bushing bin 34 comes into contact with the positioning member 30, so that the tool mounting shaft 17 is moved to the upper stage. Stops at the lowered position.

又、エアシリンダ３７のロッド３７ａが第８図に実線で
示す様に後退した状態にあるときには、可動筒３３が連
結部材２１の移動軌跡内に位置しているため、この状態
では連結部材２１が可動筒３３に当接し、これにて上述
したと同様にして工具取付軸１７が下段の下降位置に停
止する。更に、エアシリンダ３８のロッド３８ａが進出
した状態でエアシリンダ３７のロッド３７ａの進出によ
り位置決め部材３０が第９図に示す位置に衝止されたと
きには、可動筒３２のボルト３６が連結部材２１の移動
軌跡上に位置しているため、連結部材２１がこの可動筒
３２のボルト３６に当接し、これにより工具取付軸１７
が中段の下降位置に停止される。この様に構成しても、
前記一実施例と同様の効果を得ることができる。Furthermore, when the rod 37a of the air cylinder 37 is in the retracted state as shown by the solid line in FIG. The tool mounting shaft 17 comes into contact with the movable cylinder 33, and the tool mounting shaft 17 stops at the lower lower position in the same manner as described above. Furthermore, when the rod 38a of the air cylinder 38 is advanced and the positioning member 30 is stopped at the position shown in FIG. Since it is located on the movement trajectory, the connecting member 21 comes into contact with the bolt 36 of this movable cylinder 32, and thereby the tool mounting shaft 17
is stopped in the middle lowered position. Even if configured like this,
It is possible to obtain the same effects as in the above embodiment.

尚、本発明は工具取付軸１７ばかりでなく関節軸１１．
１２に適用しても良く、又、円筒座標型或は直交座標型
のロボットに適用しても良い等、要旨を逸脱しない範囲
内で種々変更して実施することができるものである。Note that the present invention applies not only to the tool mounting shaft 17 but also to the joint shaft 11.
12, or to a cylindrical coordinate type or orthogonal coordinate type robot, various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

［発明の効果］ 以上説明した様に本発明は、動作軸をシリンダによって
移動される範囲内で複数段に位置決めでき、しかもコス
トが安く、位置決めのための制御乃至調整が容易な産業
用ロボットの動作軸駆動装置を提供することができるも
のである。[Effects of the Invention] As explained above, the present invention provides an industrial robot that can position the operating axis in multiple stages within the range moved by the cylinder, is inexpensive, and is easy to control and adjust for positioning. It is possible to provide a motion axis drive device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図乃至第３図は本発明の第１実施例を示すもので、
第１図は要部の縦断側面図、第２図は位置決め部材の斜
視図、第３図は水平多関節型ロボットの全体を示す側面
図であり、第４図及び第５図は位置決め部材の夫々異な
る変形例を示す斜視図及び縦断面図、第６図乃至第９図
は本発明の第２実施例を示すもので、第６図は側面図、
第７図は縦断面図、第８図及び第９図は夫々異なる状態
で示す平面図、第１０図は従来の工具取付軸部分を示す
縦断側面図である。 図中、１６はアーム、１７は工具取付軸（動作軸）、２
０はエアシリンダ（流体圧シリンダ）、２１は連結部材
、２２は位置決め装置、２３はロータリーアクチュエー
タ、２４は位置決め部材、２４ａ乃至２４Ｇは段部、２
５は位置決め部材、２７はねじ棒、２９は位置決め装置
、３０は位置決め部材、３１乃至３３は可動筒〈受け部
）、３６はボルト、３７はエアシリンダ（流体圧シリン
ダ）、３８はシリンダである。 出願人　　株式会社　　東　　芝 第１　図 第２図 第３図 第４　図 第５図 第６図 Ｒ ＠７図 第８図 第９図 第１０図1 to 3 show a first embodiment of the present invention,
Fig. 1 is a vertical side view of the main parts, Fig. 2 is a perspective view of the positioning member, Fig. 3 is a side view showing the entire horizontal articulated robot, and Figs. 4 and 5 are the positioning member. A perspective view and a vertical cross-sectional view showing different modifications, respectively, and FIGS. 6 to 9 show a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a side view,
FIG. 7 is a longitudinal sectional view, FIGS. 8 and 9 are plan views showing different states, and FIG. 10 is a longitudinal sectional side view showing a conventional tool mounting shaft portion. In the figure, 16 is an arm, 17 is a tool mounting axis (operating axis), 2
0 is an air cylinder (hydraulic cylinder), 21 is a connecting member, 22 is a positioning device, 23 is a rotary actuator, 24 is a positioning member, 24a to 24G are step portions, 2
5 is a positioning member, 27 is a threaded rod, 29 is a positioning device, 30 is a positioning member, 31 to 33 are movable cylinders (receiving parts), 36 is a bolt, 37 is an air cylinder (hydraulic cylinder), and 38 is a cylinder. . Applicant Toshiba Corporation Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 R @ Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、軸方向に移動可能に支持された動作軸と、この動作
軸を駆動するための流体圧シリンダと、このシリンダと
前記動作軸とを連結する連結部材と、前記動作軸の移動
停止位置を複数段に位置決めする位置決め装置とを具備
して成る産業用ロボットの動作軸駆動装置。 ２、位置決め装置は、異なる高さ位置に複数の段部を備
えた回転可能な位置決め部材と、この位置決め部材を回
転させて複数の前記段部のうちいずれかを連結部材の移
動軌跡上に位置させる流体圧駆動形のロータリーアクチ
ュエータとから構成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の産業用ロボットの動作軸駆動装
置。 ３、位置決め装置は、高さの異なる複数の受け部を備え
た直線移動可能な位置決め部材と、この位置決め部材を
直線移動させて複数の前記受け部のうちいずれかを連結
部材の移動軌跡上に位置させる流体圧シリンダとから構
成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の産業用ロボットの動作軸駆動装置。[Claims] 1. An operating shaft supported movably in the axial direction, a fluid pressure cylinder for driving the operating shaft, a connecting member connecting the cylinder and the operating shaft, and a connecting member for connecting the operating shaft to the operating shaft. An operating axis drive device for an industrial robot, comprising a positioning device that positions the movement stop position of an axis in multiple stages. 2. The positioning device includes a rotatable positioning member having a plurality of steps at different height positions, and a positioning device that rotates this positioning member to position one of the plurality of steps on the movement trajectory of the connecting member. 2. The operating shaft drive device for an industrial robot according to claim 1, further comprising a fluid-pressure-driven rotary actuator for controlling the operating axis of an industrial robot. 3. The positioning device includes a positioning member that is linearly movable and has a plurality of receiving portions having different heights, and a linearly movable positioning member that moves the positioning member linearly to place any one of the plurality of receiving portions on the movement trajectory of the connecting member. 2. The operating shaft drive device for an industrial robot according to claim 1, further comprising a fluid pressure cylinder for positioning.