JPS6328584A - 産業用ロボツト - Google Patents
産業用ロボツトInfo
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- JPS6328584A JPS6328584A JP16980886A JP16980886A JPS6328584A JP S6328584 A JPS6328584 A JP S6328584A JP 16980886 A JP16980886 A JP 16980886A JP 16980886 A JP16980886 A JP 16980886A JP S6328584 A JPS6328584 A JP S6328584A
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- JP
- Japan
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- arm
- motor
- tip
- industrial robot
- output shaft
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- Pending
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- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 claims description 12
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
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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】
(発明の目的)
(産業上の利用分野)
本発明は産業用ロボットに係り、特に低速高トルクモー
タで各関節軸が直接駆動されるいわゆるダイレクトドラ
イブロボットに関する。
タで各関節軸が直接駆動されるいわゆるダイレクトドラ
イブロボットに関する。
(従来の技術)
近年、応用分野の拡大と利用技術の高度化に伴ない、産
業用ロボットの高速化・高精度化の要求は強い。しかし
、モータと減速機を組合わせた従来の駆動方式では、例
えば減速機のバックラッシュや剛性の低さなどから、高
速化するとアームが撮動したり、高精度の位置決めがで
きなくなる。
業用ロボットの高速化・高精度化の要求は強い。しかし
、モータと減速機を組合わせた従来の駆動方式では、例
えば減速機のバックラッシュや剛性の低さなどから、高
速化するとアームが撮動したり、高精度の位置決めがで
きなくなる。
また、複雑な組立作業に有効な力制御を行うとき、減速
機の効率の悪さが力制御の分解能を粗くしてしまい、細
やかな制御ができない。
機の効率の悪さが力制御の分解能を粗くしてしまい、細
やかな制御ができない。
一方、こうした駆動方式にかわって、最近低速高トルク
のモータを使い、各関節を直接駆動する方式がとられて
いる。ダイレクトドライブロボットと呼ぶこの方式は、
当初の文献“[)esignCOnCeOt of D
IVeCj Drive Man!pulajor’s
usingRare−Earth Torque M
otors” (浅田他第11回国際産業用ロボットシ
ンポジウム論文集P629〜636)のように、各関節
にモータを置き、それらの出力軸で直接各関節を駆動す
る方式をとっていた。しかしこの方式では、高トルクを
発生させるモータ(重量大)が各関節に対し重力による
モーメント負荷と慣性モーメントとして作用し、更に他
軸の駆動トルク反力の影響を直接こうむるため、大きい
割に可搬重量が小ざく、高速化もむつかしい。
のモータを使い、各関節を直接駆動する方式がとられて
いる。ダイレクトドライブロボットと呼ぶこの方式は、
当初の文献“[)esignCOnCeOt of D
IVeCj Drive Man!pulajor’s
usingRare−Earth Torque M
otors” (浅田他第11回国際産業用ロボットシ
ンポジウム論文集P629〜636)のように、各関節
にモータを置き、それらの出力軸で直接各関節を駆動す
る方式をとっていた。しかしこの方式では、高トルクを
発生させるモータ(重量大)が各関節に対し重力による
モーメント負荷と慣性モーメントとして作用し、更に他
軸の駆動トルク反力の影響を直接こうむるため、大きい
割に可搬重量が小ざく、高速化もむつかしい。
そこで考案されたのが第4図の5節リンクのアーム構成
で、固定ベース1に固着された低速高トルクモータ(以
後DDモータと称す)2の出力軸に旋回胴3を固着し、
この旋回胴3に固着されたDDモータ4,5の出力軸に
各々リンク6.7を固着し、これらとリンク8上腕9か
らなる5節リンクを構成する。今、DDモータ4を駆動
すると、上腕9は前後に揺動し、DDモータ5を駆動す
ると上腕9の先端10は上下に揺動し、これらにDDモ
ータ2による鉛直軸回りの旋回動作を合成することによ
り上腕9の先端10は3次元的に任意の位置決めができ
る。この場合三つのDDモータ2゜4.5は、各々固定
ベースあるいは関節の回転中心と同軸上か、あるいはご
く近傍に位置するため、重力によるモーメント負荷と慣
性モーメントがさ程大きくならず、しかも軸相互のトル
ク干渉も小さく抑えられる。
で、固定ベース1に固着された低速高トルクモータ(以
後DDモータと称す)2の出力軸に旋回胴3を固着し、
この旋回胴3に固着されたDDモータ4,5の出力軸に
各々リンク6.7を固着し、これらとリンク8上腕9か
らなる5節リンクを構成する。今、DDモータ4を駆動
すると、上腕9は前後に揺動し、DDモータ5を駆動す
ると上腕9の先端10は上下に揺動し、これらにDDモ
ータ2による鉛直軸回りの旋回動作を合成することによ
り上腕9の先端10は3次元的に任意の位置決めができ
る。この場合三つのDDモータ2゜4.5は、各々固定
ベースあるいは関節の回転中心と同軸上か、あるいはご
く近傍に位置するため、重力によるモーメント負荷と慣
性モーメントがさ程大きくならず、しかも軸相互のトル
ク干渉も小さく抑えられる。
(発明が解決しようとする問題点)
以上の方式では、5節リンクという機構構成数、リンク
相互の干渉のために上腕の動作が制約され、例えば上腕
9とリンク4あるいは8との挟角はせいぜい30’〜1
20°程度しかとれず、広い動作範囲の実現がむつかし
く、しかも手首の3自由度の構成には腕先端に位置する
自由度とその駆動用モータをどう配置するかが課題とな
る。
相互の干渉のために上腕の動作が制約され、例えば上腕
9とリンク4あるいは8との挟角はせいぜい30’〜1
20°程度しかとれず、広い動作範囲の実現がむつかし
く、しかも手首の3自由度の構成には腕先端に位置する
自由度とその駆動用モータをどう配置するかが課題とな
る。
本発明はバックラッシュや剛性の低下のないDDモータ
を使って、高速動作可能で精度が高く、しかも広い動作
範囲のめる産業用ロボットを提供することを目的とする
。
を使って、高速動作可能で精度が高く、しかも広い動作
範囲のめる産業用ロボットを提供することを目的とする
。
(問題点を解決するための手段)
固定ベース1に対し、第1のDOモータ2により旋回自
在でこの旋回軸に直交し互いに平行な2自由度を有する
第1アーム11、第2アーム12によりアームを構成し
、第1アーム11と第2アーム12を駆動するDDモー
タ4,5を旋回胴3に固着し、第1アーム11はDDモ
ータ4の出力軸に固着し、第2アームに対してはDDモ
ータ5の出力軸両端と第2アーム12支持軸13a、1
3b両端を相互に位相差を設けた2本のロッドで結合す
る。更に第1アーム11、第2アーム12の揺動軸と直
交し、相互に直交する2自由度を有し2個のDDモータ
22゜28で構成された手首装置を第2アーム12先端
に第1、第2アームの揺動軸と平行した軸回りに揺動自
在に支持し、この支持軸の両端と第2アーム後端に設け
た第4のDDモータ21の出力軸両端とを相互に位相差
を設けた第2の一対のロッドで結合し駆動する。
在でこの旋回軸に直交し互いに平行な2自由度を有する
第1アーム11、第2アーム12によりアームを構成し
、第1アーム11と第2アーム12を駆動するDDモー
タ4,5を旋回胴3に固着し、第1アーム11はDDモ
ータ4の出力軸に固着し、第2アームに対してはDDモ
ータ5の出力軸両端と第2アーム12支持軸13a、1
3b両端を相互に位相差を設けた2本のロッドで結合す
る。更に第1アーム11、第2アーム12の揺動軸と直
交し、相互に直交する2自由度を有し2個のDDモータ
22゜28で構成された手首装置を第2アーム12先端
に第1、第2アームの揺動軸と平行した軸回りに揺動自
在に支持し、この支持軸の両端と第2アーム後端に設け
た第4のDDモータ21の出力軸両端とを相互に位相差
を設けた第2の一対のロッドで結合し駆動する。
(作 用)
第1のDD七−タと第2のDDモータで旋回ふ仰する第
1アームの先端の第2アームは、第3のDDモータを駆
動することにより2本のロッドを介し揺動する。しかも
2本のロットは位相差をもって設けられているため、第
1アームがどんな姿勢をとっても第1アームと第2アー
ムが相互に干渉するまでの広い動作範囲を確保できる。
1アームの先端の第2アームは、第3のDDモータを駆
動することにより2本のロッドを介し揺動する。しかも
2本のロットは位相差をもって設けられているため、第
1アームがどんな姿勢をとっても第1アームと第2アー
ムが相互に干渉するまでの広い動作範囲を確保できる。
同様に、手首装置も第4のDD七−タと2本の位相差を
持ったロッドで広い範囲に揺動し、手首装置の2自由度
を含め全体として6自由度の任意の位置決めを行う。
持ったロッドで広い範囲に揺動し、手首装置の2自由度
を含め全体として6自由度の任意の位置決めを行う。
(実施例)
以下、本発明の一実施例を図面で説明する。第1〜3図
に於て、固定ベース1に固着されたDDモータ2の出力
軸には、コの字形の旋回113が固着され、旋回胴3の
突起3aには第2のDDモータ4が、他の突起3bには
第3のDDモータ5が固着されている。第2のDDモー
タ4の出力軸には、第3のDDモータ5の出力軸に対し
軸受10を介して揺動自在の第1アーム11が固着され
ている。
に於て、固定ベース1に固着されたDDモータ2の出力
軸には、コの字形の旋回113が固着され、旋回胴3の
突起3aには第2のDDモータ4が、他の突起3bには
第3のDDモータ5が固着されている。第2のDDモー
タ4の出力軸には、第3のDDモータ5の出力軸に対し
軸受10を介して揺動自在の第1アーム11が固着され
ている。
また、第1アーム11の先端には第2アーム12の側面
に固着された支持軸13a、13bが軸受14を介して
揺動自在に支持され、支持軸13a、13bには揺動方
向に位相差を持って設けられたロッドエンド軸受14a
、14bがあり、第3のDDモータ5の出力軸両端の各
々対応する位相に設けられたロッドコンド軸受15a、
15bとロッド16a、16bを介して連結される。更
に第1アーム11の側面に設けられた支点17と突起3
a先端に設けられた支点18間には、両端に揺動軸受1
9a、19bのある引張形のバランサ装置20がある。
に固着された支持軸13a、13bが軸受14を介して
揺動自在に支持され、支持軸13a、13bには揺動方
向に位相差を持って設けられたロッドエンド軸受14a
、14bがあり、第3のDDモータ5の出力軸両端の各
々対応する位相に設けられたロッドコンド軸受15a、
15bとロッド16a、16bを介して連結される。更
に第1アーム11の側面に設けられた支点17と突起3
a先端に設けられた支点18間には、両端に揺動軸受1
9a、19bのある引張形のバランサ装置20がある。
一方、第27−ム12の後端には、第2アーム12の揺
動軸と平行な軸心のある第4のDDモータ21が固着さ
れ、第2アーム12の先端には第2アーム12の揺動軸
と直交する軸心のある第5のDD、モータ22の両側面
に固着された軸23a、 23bが軸受24を介し第2
アーム12の揺動輪と平行な軸回りに揺動自在に支持さ
れ、これらの軸23a、23bと先の第4のDDモータ
21の出力軸の両端は各々両端にロッドエンド軸受25
a。
動軸と平行な軸心のある第4のDDモータ21が固着さ
れ、第2アーム12の先端には第2アーム12の揺動軸
と直交する軸心のある第5のDD、モータ22の両側面
に固着された軸23a、 23bが軸受24を介し第2
アーム12の揺動輪と平行な軸回りに揺動自在に支持さ
れ、これらの軸23a、23bと先の第4のDDモータ
21の出力軸の両端は各々両端にロッドエンド軸受25
a。
26a、25b、26bがあり、揺動方向に相互に位相
差を持つロッド27a、27bで連結されている。更に
第5のDDモータ22の出力軸には、これと直交した軸
心のある第6のDDモータ28が固着され、この第6の
DOモータ28の出力軸には先端フランジ29がある。
差を持つロッド27a、27bで連結されている。更に
第5のDDモータ22の出力軸には、これと直交した軸
心のある第6のDDモータ28が固着され、この第6の
DOモータ28の出力軸には先端フランジ29がある。
。
次に本実施例の作用を説明する。第1のDDモータ2を
駆動すると、アームは旋回軸回りに回動し、第2のDD
モータ4を駆動すると第1アーム11は独立にふ仰動作
を行い、このときバランサ装置20の引張力は常に第1
アーム11を中立点へ引き戻す方向に働き、第1アーム
11の重力モーメントを減らす。次に第3のDDモータ
5を駆動すると、第2アーム12はやはり第1アーム1
1と独立してロッド16a、16bを介して揺動し、し
かも2本のロッド16a、16bは位相差をもって支持
軸13a。
駆動すると、アームは旋回軸回りに回動し、第2のDD
モータ4を駆動すると第1アーム11は独立にふ仰動作
を行い、このときバランサ装置20の引張力は常に第1
アーム11を中立点へ引き戻す方向に働き、第1アーム
11の重力モーメントを減らす。次に第3のDDモータ
5を駆動すると、第2アーム12はやはり第1アーム1
1と独立してロッド16a、16bを介して揺動し、し
かも2本のロッド16a、16bは位相差をもって支持
軸13a。
13bとDDモータ5の出力軸に連結されているため、
機構的には第2アーム12と第1アーム11の干渉がな
い範囲で常に動作できる。また、第4のDDモータ21
を駆動すると、第2アーム12の場合と同様筒5のDD
モータ22は一対のロッド27a。
機構的には第2アーム12と第1アーム11の干渉がな
い範囲で常に動作できる。また、第4のDDモータ21
を駆動すると、第2アーム12の場合と同様筒5のDD
モータ22は一対のロッド27a。
27bを介して広い角度範囲で揺動する。更に第5、第
6のDDモータ22.2Bを駆動すると、手先フランジ
29は任意の姿勢を選択できる。
6のDDモータ22.2Bを駆動すると、手先フランジ
29は任意の姿勢を選択できる。
この結果、本実施例は、まず第1、第2アーム11、1
2の駆動を旋回胴3に固着された第2、第3のDDモー
タ4,5で行うため、第1、第2アームの動作は各々独
立となり、従って各々の駆動トルクの相互干渉を除くこ
とができ、同一容量のDDモータにでもより急峻な加減
速を得ることができる。しかも第3のDDモータ5と第
2アーム12をロッドで連絡したので、剛性が高くバッ
クラッシュのない伝動ができる。更に2本のロッドに設
けた位相差で死点のない広範囲の動作ができる。
2の駆動を旋回胴3に固着された第2、第3のDDモー
タ4,5で行うため、第1、第2アームの動作は各々独
立となり、従って各々の駆動トルクの相互干渉を除くこ
とができ、同一容量のDDモータにでもより急峻な加減
速を得ることができる。しかも第3のDDモータ5と第
2アーム12をロッドで連絡したので、剛性が高くバッ
クラッシュのない伝動ができる。更に2本のロッドに設
けた位相差で死点のない広範囲の動作ができる。
一方、第4のDDモータ21を第3のDDモータ5と第
2アーム12間の伝動と同様の方式により第2アーム1
2の俊端部に設けたので、第2アーム12の重量バラン
スと慣性モーメントを改善できる。
2アーム12間の伝動と同様の方式により第2アーム1
2の俊端部に設けたので、第2アーム12の重量バラン
スと慣性モーメントを改善できる。
また、手首の機構が簡素のため、小形軽量化できる。
尚、本実施例では第3のDDモータ5を旋回胴に固着し
たが、第2のDDモータ4の容量に余裕があれば第1ア
ーム11に固着しても、第1アームの重力モーメントの
みならず慣性モーメントの低減と広動作範囲を実現でき
る。
たが、第2のDDモータ4の容量に余裕があれば第1ア
ーム11に固着しても、第1アームの重力モーメントの
みならず慣性モーメントの低減と広動作範囲を実現でき
る。
(発明の効果)
以上説明したように本発明によれば、垂直多関節形ロボ
ットに於て第3のDDモータを第1アーム後端部に設け
、第4のDDモータを第2アーム後端部に設け、各々第
2アーム及び手首装買との間を位相差を設けた2本のロ
ッドで連結したので、剛性が高くバックラッシュがなく
従って高精度で且つ重量バランスが良く慣性モーメント
が低減されているため高速動作が可能でしかも動作範囲
の広い産業用ロボットを提供することができる。
ットに於て第3のDDモータを第1アーム後端部に設け
、第4のDDモータを第2アーム後端部に設け、各々第
2アーム及び手首装買との間を位相差を設けた2本のロ
ッドで連結したので、剛性が高くバックラッシュがなく
従って高精度で且つ重量バランスが良く慣性モーメント
が低減されているため高速動作が可能でしかも動作範囲
の広い産業用ロボットを提供することができる。
第1図は本発明の一実施例を示す全体図、第2図は同じ
く縦断面図、第3図は同じく部分説明図である。第4図
は従来例を示す全体構成図である。 1 固定ベース 2、4.5.21.22.28 DDモータ3 旋回
胴 6,7.8 リンク9 上腕
11 第1アーム12 第2アーム 16a、16b、27a、27b 口yド代理人 弁
理士 則 近 憲 氾 同 三俣弘文 第1図 第2図 第3図 第4図
く縦断面図、第3図は同じく部分説明図である。第4図
は従来例を示す全体構成図である。 1 固定ベース 2、4.5.21.22.28 DDモータ3 旋回
胴 6,7.8 リンク9 上腕
11 第1アーム12 第2アーム 16a、16b、27a、27b 口yド代理人 弁
理士 則 近 憲 氾 同 三俣弘文 第1図 第2図 第3図 第4図
Claims (3)
- (1)固定ベースに対し低速高トルクモータ(以下DD
モータと呼ぶ)に直結され旋回する旋回胴と、これと直
交した軸回りに揺動自在な第1アームとその先端で第1
アームの揺動軸と平行な軸回りに揺動自在な第2アーム
と更にその先端に設けられた手首装置とからなる産業用
ロボットに於て、旋回胴に固着され第1アームに出力軸
が直結された第2のDDモータと、旋回胴に固着され出
力軸両端に於て位相差を設けて一対のロッドにより第2
アーム支持軸両端と連結された第3のDDモータを備え
たことを特徴とする産業用ロボット。 - (2)第2アーム後端に固着され出力軸両端に於て位相
差を設けて一対のロッドにより第2アーム先端に揺動自
在に支持された手首装置の支持軸の両端と連結された第
4のDDモータを備えた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。 - (3)固定ベースに対しDDモータに直結され旋回する
旋回軸とこれと直交した軸回りに揺動自在な第1アーム
とその先端で第1アームの揺動軸と平行な軸回りに揺動
自在な第2アームと更にその先端に設けられた手首装置
とからなる産業用ロボットに於てその手首装置が第2ア
ーム後端に固着され出力軸両端に於て位相差を設けて一
対のロッドにより第2アーム先端に第2アームの揺動軸
と平行な軸回りに揺動自在に支持されこれと直交し相互
に直交する2個のDDモータからなる手首装置の両端と
連結された第4のDDモータを備えたことを特徴とする
産業用ロボット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16980886A JPS6328584A (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | 産業用ロボツト |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16980886A JPS6328584A (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | 産業用ロボツト |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6328584A true JPS6328584A (ja) | 1988-02-06 |
Family
ID=15893280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16980886A Pending JPS6328584A (ja) | 1986-07-21 | 1986-07-21 | 産業用ロボツト |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6328584A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05162044A (ja) * | 1991-12-13 | 1993-06-29 | Yokogawa Electric Corp | 搬送装置 |
-
1986
- 1986-07-21 JP JP16980886A patent/JPS6328584A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05162044A (ja) * | 1991-12-13 | 1993-06-29 | Yokogawa Electric Corp | 搬送装置 |
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