JPS63191587A

JPS63191587A - 壁掛け型関節ロボツト

Info

Publication number: JPS63191587A
Application number: JP2189687A
Authority: JP
Inventors: 豊田　賢一; 信利鳥居; 内藤　保雄; 和久大塚; 邦生上田
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1987-02-03
Filing date: 1987-02-03
Publication date: 1988-08-09

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、産業用ロボットに利用されるものであり、ロ
ボットの腕に掛かる負荷のバランスを行うためにバラン
サ装置を設けた壁掛は型関節ロボットに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

慣用の壁掛は型多関節ロボットにあっては、ロボット基
台を壁面に固定し、該基台から空間中に突出させた多関
節腕の先端にロボット手首を設け、そのロボット手首に
ロボットハンド等の作業片を取付けて所望のロボット作
業を遂行するのであるが、腕の回動運動に伴なう負荷を
バランサ装置によって軽減する手段が適用されている。

第４図はこのような従来のバランサ装置の概略図であっ
て、壁８に基台１２を固定し、基台から突出させた第１
アーム１６を天井９から懸垂したバネ型バランサ装置３
５によって支承している。

そして、第１アーム１６の先端には第２アーム１８が下
方に突出配置（垂設）され、第２アーム先端に手首２２
が設けてあり、固定台１４ａ上で旋回台１４ｂが回り、
第２アーム１８及び手首２２を垂下している第１アーム
１６が駆動モータＭｗによって上下動されるが、バラン
サ装置３５によってその負荷が軽減されるようになって
いる。即ち、バネ型バランサ装置は、負荷低減作用を行
うバネがリール上に巻回してあり、ロボット腕の回動に
応じてバネがリール上に巻き上げられたり、リールから
巻き戻されたりしてアームの上下回動に伴なう負荷を軽
減するようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然しなから、上述した従来の壁掛は型関節ロボットのバ
ネ型バランサＷＷは、天井面から懸垂された構造である
ため、ロボット基台が壁面に垂直な軸線回りに旋回する
旋回台を有する場合には、天井面から懸垂したバネ型バ
ランサ装置が旋回動作を妨げる原因となり、ロボットの
旋回動作自由度を制約する結果となる。

従って、本発明は上述の如き不都合を解消するために、
バランサ装置を天井面から懸垂することなく、ロボット
自体にバランサ装置を配設するものである。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕例えば第１図
に示す如く、略鉛直壁°８に固定台１４ａ及び旋回台１
４ｂから成るロボット基台１２を固定し、旋回台先端に
該先端を回動支点とする第１アーム１６を連設し、下端
に手首２２を有する第２アーム１８の上部を第１アーム
１６の先端に回動可能に枢着すると共に、旋回台１４ｂ
の上面から延設した支持片２８先端と第１アーム１６の
略先端とを、複数のシリンダ３３　、３４　、３５を並
列状態に組合せて長尺の伸縮作用を奏するように構成し
たバランサ３０で連結することにより従来ロボットの問
題点を解決するものである。

そして上述の手段により、ロボットの作業によって第１
アームの回動支点に設けた回動駆動源にかかる負荷を該
バランサ装置で安定且つ平衡させると共に、ロボット旋
回台が鉛直壁に垂直な軸線のまわりにθ旋回する際にも
、バランサ装置３０の支持片２８が一体的に旋回するの
で、バランサ装置がロボット基台の旋回の邪魔にならな
い。

また、支持片２８は第１アームの回動支点より上方であ
り、従って支持片２８と第１アーム１６先端との間に介
在したバランサ装置は、第１アームの上方であるので、
第２アームのＵ回動の障害にもならない。

〔実施例〕

第１図及び第２図は、本発明の壁掛は型関節ロボットの
全体構成を示す側面図であり、第１図は第１アームが上
方に回動した状態を、第２図は第１アームが下方に回動
した状態をそれぞれ示している。

これらの図から明らかな如く、固定台１４ａ及びθ旋回
する旋回台１４ｂからなるロボット基台１２を略鉛直の
壁８に固定した。旋回台１４ｂは壁面８に垂直な旋回軸
（θ旋回の軸）を有すると共に、先端には該旋回軸と直
交する略水平な軸線（Ｗ軸）まわりに上下回動可能に第
１アーム１６を取付けた。この第１アーム１６の回動駆
動源である駆動モータＭｗは、Ｗ軸線上に設け、減速機
構（図示なし）を介して第１アームと結合しである。

第１アーム１６の先端には、第２アーム１８のＵ軸まわ
りのＵ回動の支点が設けてあり、この第２アーム１８は
略鉛直方向に垂下したワボ・ノド腕として構成し、且つ
振り予成にＵ回動するようにしである。

この第２アーム１８と第１アーム１６との結合点は、第
２アームの中間より少し上方の位置であり、第２アーム
１８の最上端（後端）と旋回台１４ｂとの間には、第１
アーム１６と常に平行を保つリンク２０が掛は渡しであ
る。

また、第２アーム１８の最先端にはロボ・ノド手首２２
が設けてあり、その手首のγ旋回及びβ回動は、第２ア
ーム１８の最先端の左右両側に設けた駆動モータＭｒ及
びＭβで行うようになっている。また、第２アーム１８
上には、ロボット手首２２のα旋回駆動用のモータＭα
がギヤボックス２４と共に搭載しである。

そして第１、第２各アームが三次元空間内で口ポット動
作する際には、これらアームにかかる負荷及びアームと
手首の自重とが前記Ｗ軸の駆動源を形成する駆動モータ
ＭＷに変動性の負荷として作用するから、本発明は、こ
のような負荷を軽減して両アームの作動を円滑に行うよ
うにバランサ装置をロボット自体に装着するものである
。

即ち、本実施例では、ロボット基台の旋回台１４ｂ上面
から支持片２８を水平に延出し、該支持片先端と第１ア
ーム先端近傍の１点との支持点３１　、３２間に、複数
空気シリンダの組合せ形態から成るバランサ３０を介在
した。

第２Ｂ図は、第２Ａ図のバランサ部分のみの正面図であ
り、図から明らかな如く、バランサ３０は、支持片２８
の支持点３１に固定したロッド３３′を有するシリンダ
３３、シリンダ３３に取付けたプレートＰ１にロッド３
４′を固定したシリンダ３４、及び第１アームの支持点
３２に固定したロッド３５′を有するシリンダ３５の３
種のシリンダを組合せた９本のシリンダから構成した。

バランサ３０の各シリンダの作用は、第３Ａ、第３Ｂ図
に略示する如く、バランサ３０の両端の支持点３１　、
３２間に引張り作用が生じた場合に第３Ａ図の形態から
第３Ｂ図の形態となり、ロッド３３′がシリンダ３３か
ら延出し、シリンダ３３に取付けたプレートＰ、に固定
したロッド３４′がシリンダ３４から延出し、シリンダ
３４と３５とに取付けたプレートＰ、からロッド３５′
が延出する。従ってバランサ３０は複数シリンダの組合
せにより長尺の伸縮が可能にしである。

なお、本実施例では空気シリンダを用いたが、油圧シリ
ンダを採用することも可能であり、要は短寸シリンダの
並列組合せで長尺の伸縮を達成すれば良い。

また、本実施例では３種のシリンダ３３　、３４　、３
５の単位を３単位として９本のシリンダを併用したが、
１本のシリンダの応力−伸長特性に応じて１本位（３本
）としても２単位（６本）としても良い。

本発明ロボットは、第１図のバランサ３０の収縮した状
態では、バランサ３０の寸法は略シリンダ１本の長さで
あるが、第２図の如く第１アームが下方に回動した場合
には、バランサがシリンダ長の数倍にまで伸長し、且つ
伸長したシリンダの抵抗力が各アームと手首との自重及
び作業負荷に対抗して引上げ方向に働き、ロボットの作
動を安定、平衡化する作用を奏する。

また、ロボットの作業特性に応じて適宜にシリンダの組
合せ本数を選定して対処することが出来、定規格の量産
シリンダを用意しておけば各種壁掛はロボットの組立て
が可能となった。

また、第１図、第２Ａ図は、共に第２アームが垂直状態
にあるが、第２アームがＵ回動じて手首２２を第１アー
ム下方に移動する場合にも、バランサ３０が第１アーム
上方（第２Ａ図では第１アームの外方）にあるためバラ
ンサが第２アームのＵ回動の障害にならない。またロボ
ット基台がθ旋回する場合には、バランサ３０も一体的
に旋回するため、従来の天井懸垂バランサの如くロボッ
トのθ回動の自由度を狭めることがない。

〔発明の効果〕

壁掛は型関節ロボット自体にバランサを取付けたので、
ロボットを壁面に固定する際に、従来の如くバランサの
一端の取付用に別の取付面を求める必要がなく、従って
ロボットの取付位置が自由に選択出来る。

また、ロボット旋回台が旋回する際にもバランサが一体
的に旋回するので、ロボットの旋回範囲をバランサが制
約することがない。

また、バランサを第１アーム上方部に配設したので、第
２アームのＵ回動をバランサが制約することな（、ロボ
ットの作業範囲を狭めることがない。

また、バランサが複数シリンダの並列配列であるので、
長尺の伸縮に対応出来るにかかわらずバランサはコンパ
クトに設置出来る。

更に、同一規格のシリンダを量産して、各作業特性のロ
ボットに適切なバランサの組付けが出来るので、生産の
合理化が達成出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２Ａ図は、それぞれ本発明ロボットの全体
略示側面図であって、第１図は第１アームが上方に回動
した状態を、第２Ａ図は第１アームが下方に回動した状
態を示す。第２Ｂ図は、第２Ａ図に於けるバランサ部分の正面図で
ある。第３Ａ図及び第３Ｂ図は、それぞれバランサを構成する
各種シリンダの作用説明図である。第４図は、従来例の全体略示側面図である。８・・・鉛直壁、　　　　　１２・・・基台、１４ａ・
・・固定台、　　　１４ｂ・・・旋回台、１６・・・第
１アーム、　１８・・・第２アーム、２０・・・リンク
、　　　　２２・・・手首、２８支持片、　　　　　３
０・・・バランサ、３１　、３２・・・支持点、　　３
３　、３４　、３５・・・シリンダ。

Claims

【特許請求の範囲】１、略鉛直壁（８）に固定台（１４ａ）を固定し、固定
台（１４ａ）から突出連設した旋回台（１４ｂ）の先端
に、該先端を回動支点とする第１アーム（１６）を連設
し、下端に手首（２２）を備えた第２アーム（１８）を
、第１アーム（１６）の先端を回動支点として第１アー
ム（１６）に垂設すると共に、旋回台（１４ｂ）上部の
支持片（２８）と第１アーム（１６）とを、複数のシリ
ンダ（３３、３４、３５）を並列して組合せたバランサ
（３０）で連結した壁掛け型関節ロボット。２、支持片（２８）を、第１アーム（１６）の回動軸（
Ｗ）より上方の旋回台（１４ｂ）上面から延設した特許
請求の範囲第１項に記載のロボット。