WO1987007199A1 - Robot of horizontal joint type - Google Patents

Description

明 細 書

水平関節型ロボ ッ ト

技 術 分 野

*発明は、 産業用 ロ ボ ッ ト の構造に関 し 、 更 に詳 し く は水平関節型 口 ポ ッ ト に関する。

背 景 技 術

産業用 α ボ ッ ト と し ては、 従来か ら熔接作業や自動車 の組立て作業 な どに 5 轴、 あ る いは 6軸の ロ ボ ッ ト か使 用 され、 三次元的に ロ ポ ッ ト のハ ン ドを移動 ざ せて種 々 のサー ビ ス を行な っ ていたが、 最近、 半導体装置の組立 てや、 簡単なパ レ タ イ ジ ングの作業では各軸が二次元的 に移動する水平関節型 ロ ボ ッ ト が使用 される よ ラ に な つ て き た 。

こ の種 ロ ボ ッ ト は 、 床上 に 設置 さ れた基台上に駆動 モー タ に よ り 回動可能に配設されたボス ト を設け、 該ボ ス ト の先端に水平に配設された第 1 のア ー ム の基端部 を 固定 し 、 更に該第 1 のアー ム の先端に第 2 の ァ一ム の基 端部を水平面内に回動可能に連結 し、 該第 2 の ア ー ム の 先端に手首を設けた梅造を有する， こ う し た水平関節型 ロ ポ ッ 卜 の第 1 のア ー ム内には、 通常第 2 の ァ一ム を 作 動 させ る ための ffi動モー タが収納され、 また第 2 の ァ ー ム 内 に は手首 を 作動 さ せ る 駆勖 モ ー タ が収納 されて い る。

こ う した水平関節型 ロ ボ ッ ト においては、 基台上に配 設 されたボ ス ト か ら遠い位置に配設され る第 2 の ア ー ム は、 ボ ス ト に作用す る慣性モ ー メ ン ト を考慮 し た と き に は 、 そ の 自 重 を 軽 く す る こ と が望 ま し い。 しか し なが ら、 従来の ロ ボ ッ ト では、 前述の如 く 第 2 のア ー ムの中 に手首 を 作動す る た め の駆動 モ ー タ を配設 し ていたの で、 そ の重量を軽 く する こ と は困雜であ っ た。 従 っ て第 2 のア ー ム を支持する第 1 のアー ムおよ びボ ス ト 等を必 要以上 に堅牢 な構造に しなければな らず、 製造コ ス ト が 増大す る原因 と な っ ていた。

本発明は、 こ う した問題点を解消すべ く な された も の で、 第 2 の ア ー ム の重量を軽 く する こ と がで き る新規な 構造を有する 水平閬節型ロボ ッ ト を提供する こ と を 目 的 と し て い る 。

発 明 の 開 示

本発明に よれば、 水平方向に回動する 少な く と も 2 本 のアー ム を有する水平関節型ロ ボ ッ ト に おいて 、 基台 に 回転自 在に配設 された第 1 のアー ム と 、 前記第 1 のァ 一 ム の先端に 設 され 、 該第 1 のア ー ム の 回転平面 と平行 な平面に ¾ つ て回転 自在な第 2 のア ー ム と 、 前記第 1 の ア ー ム と 前記第 2 の ア ー ム と の 回転連結中心に配設 さ れ、 かつ第 1 の ア ー ム と第 2 のアー ム と の轴承動作か ら 独立的 に回転 自在な第 1 の回転軸と 、 前記第 1 のア ー ム の基端部に 置された駆動用モータ と 、 前記第 2 のァ 一 ム の先端部 に配設 された第 2 の 回転軸 と 、 前記第 1 の アー ム の基端部に配置された駆動用モー タ の駆動力を 前 記第 1 の回転軸に伝達する第 1 の動力伝達手段 と 、 前記 第 1 の 回転軸の回転を第 2 の回転軸に伝達する 第 2 の動 力伝 達 手段 を 有 す る 水平 関 節型 ロ ボ ッ ト が提供で き る 。

図面の簡単な説明

1 図は、 *発明 に よ る水平関節型ロ ボ ッ ト の一実施 例の要部を破断 し て示す側面図、 第 2 図 は、 同斜視図で あ る

発明 を実施するための最良の形態

以下、 図面 を用 い て本発明の一実施例 につい て詳細 に 説明す る 。

1 図及び第 2 図 に おいて、 1 は設置場所の床面に 固 定する 基台、 2 は該基台 1 上に回転可能 に支持 された旋 回胴部 で 、 基 台 1 内 に 配設 さ れた 図示 し ない駆動用 の サ一ボ モー タ に よ っ て回転駆動 される。 3 は、 該旋回脶 部 2 の上端 に 固定 さ れた円筒状 の ボ ス ト 、 4 は第 1 の ァ一ム で 、 こ の第 1 のア ー ム ： は上記ボ ス ト 3 の上端 に 水平に S設され、 そ の基端部がポス ト 3 の上端 に ボル ト 5 に よ っ て取付け られている。

6 は 、 上記第 1 の ア ー ム 4 の先端部の下面に取付け ら れた駆動用 の サーボ モ ー タ で、 第 2 のァ 一 ム 7 を駆動す る 。 第 2 の ア ー ム 7 は、 前記第 1 の ア ー ム 4 の先端部下 側に水平に 設 され その基端部が第 1 のア ー ム 4 の先 编部に設け られた支持部 4 a に軸受 8 を介 し て水平面内 で回動可能に轴支 されている と と も に、 前記サ ー ポモ 一 タ 6 の 回転体 と 連結 されている。 9 は、 これ ら第 1 、 第 2 のア ー ム 4 、 7 の回転中心に 設された第 1 の回転軸 で、 前記第 1 のア ー ム 4 に轴受 1 0 を介 し て回転可能 に 軸支されてい る。 こ の第 1 の回転軸 9 は中空体に よ っ て 構成 され て お り 、 そ の上端部 お よ び下端部に は、 各 々 プー リ 1 1 お よび 1 2 が取付け られてい る 。

1 3 は、 前記第 1 のアーム 4の基端部に おい てボス ト 3 に配設 さ れた椠動用 の サ ー ボ モ ー タ 、 1 4 は、 こ の サ ― ボ モ ー タ 丄 3 の 回転軸 1 3 a に取付け られた プー リ 、 1 5 は、 こ のプー リ 1 4 と前記第 1 の回転軸 9 に取 付け られた プー リ 1 1 と の間に張設された タ イ ミ ン グぺ ル ト で あ っ て 、 こ れ ら は各 プ ー リ 1 1 、 1 4 に よ っ て サ一ボモー タ 1 3 の駆動力を第 1 の回転軸 9 に伝達する 第 1 の動力伝達手段 を構成 している。

1 6 は、 前記第 2 の ア ー ム 7 の先端部 に軸受 1 7 を 介 し て 回転可能 に 軸支 された第 2 の 回転轴で、 中空体に よ っ て構成されてお り 、 その上端部には プー リ 1 8 が取 付け られ、 そ の下端部 に はェ ン ドエ フ I ク タ 装着 フ ラ ン ジ 1 9 が取付け られている。 2 0 は、 こ の プー リ 1 8 と 前記第 1 の回転軸 9 に取付け られたプー リ 1 2 と の間に 張設された タ イ ミ ン グベル ト で、 前記各 プー リ 1 2 、 1 8 に よ っ て第 1 の回転轴 9 の回転 第 2 の回転轴 1 6 に 伝達す る第 2 の動力伝達手段を構成 してい る 。

2 1 および 2 2 は、 第 I 、 第 2 のア ー ム 4 ， 7 を覆 う カ バー で、 それぞれ取付け ビ ス 2 3 ， 2 4 に よ つ て装着 されてぉ リ 、 ア ー ム 4 , 7 の保守 · 点検時に外 し て作業 を 行 な ラ よ う に し て い る 。 なお、 サー ボ モ ー タ 1 3 に は 電力ケ ー ブル 2 5 に よ り 給電 され、 ェ ン ド エ フ I ク タ に 給電 し た り 圧縮空気 を供給する電力ケー ブルやホ ー ス 等 を 有す る ケ ー ブル 2 6 も 、 第 1 の回転軸 9 や第 2 の 回転 軸 1 6 が中空体で あ る の で、 そ の中空部 に挿通す る こ と で配設 さ れ る 。

こ の よ う に 構成 さ れた上記実尨例の 口 ボ ッ 卜 の動作 に つい て 、 次 に 説明す る 。

基台 1 内 に 配設 さ れた図示 し ないサー ボ モ ー タ が駆動 す る と 、 旋回胴部 2 が回転され、 こ の旋 回 K部 2 に取付 け られた ボ ス ト 3 を 介 し て第 1 のア ー ム 4 が そ の基端部 を 中心 に 水平面内で 回動 される 。 又、 サ ー ボ モ ー タ 1 3 が駆動 され る と 、 そ の矩動力は回転軸 1 3 a に取付け ら れた プ ー リ 1 4 、 タ ィ ミ ングペル ト 1 5 お よ び プー リ 1 1 を介 し て第 1 の 回転軸 9 に伝達され、 更 に 、 第 1 の 回 転轴 9 に取付 け られた プー リ 1 2 、 タ イ ミ ン グ ペ ル ト 2 0 お よ び プー リ 1 8 を介 して第 2 の回転轴 1 6 に伝達 さ れ る 。 こ の よ う に 、 第 2 の回転軸 1 6 に 伝達 さ れた サ 一 ポ モ ー タ 1 3 の駆動力は、 エ ン ドェ フ エ ク タ へ と 伝達 さ れ る 。 従 っ て 、 ェ ン ド エ フ エ ク タ を駆動 す る た め の駆動 モ ー タ が第 2 の ァ - ム 7 に 配設 し な く て済み 、 第 2 の ア ー ム の重量 を小 さ く で き る。 こ の よ う に 、 基台 1 か ら 遠い位置 に配設 され る 第 2 のア ー ム 7 を 軽量に で き る の で、 基台 1 側 に作用 す る重力モ ー メ ン ト 及び慣性モ 一 メ ン ト は小 さ く な り 、 従 っ て、 第 2 の ア ー ム 4 、 ボ ス ト 3 および基台 1 等の B!性を不必要に高めな く て も よ く 、 軽 量かつ安価な ロ ポ ッ ト を得る こ とが出来 る。

上記実施例は、 サ ーボモー タ の駆動力 を タ イ メ ングぺ ル ト に よ り 伝達 し て い るが、 これをチ I ー ン な ど他の伝 達部材に て伝達せ し めて も よい。 ―

以上、 本発明の一実施例を説明 したが、 本発明は こ れ に限定 される も の でな く 、 本発明の要旨の範囲内で種 々 の変形が可能であ っ て、 これら を *発明 の範囲か ら排除 する も の では ない。

産業上の利用可能性

上記実施例 は 、 工場の床上 に設置す る 水平関節型 口 ボ ッ ト であ る が、 壁掛け型、 天井吊下げ型の も のや、 ェ 作機械の側部に取 り 付ける形式のも の に も適用 で き る こ と はい ラ ま で も ない こ と であ る。

Claims

求 の 範 囲

C 1 ) 水平方向 に 回動する少な く と も 2 本の ア ー ム を 有する 水平関節型ロ ボ ッ ト は次を含む ：

基台 に 回転 自在に 設された第 1 のア ー ム と ； 刖 3C第 1 の ァ ー ム の先端に配設され、 該第 1 の ア ー ム の回転平面 と 平行な平面に沿っ て回転自 在な第 2 のァ ー ム と ；

刖 第 1 の ァ ー ム と 前記第 2 のア ー ム と の回転連結中 心に 設 され、 かつ第 1 のア ー ム と第 2 の ア ー ム と の轴 承動作か ら独立的に 回転自在な第 1 の回転軸 と ；

刖 sB第 1 の ァ 一 ム の基端部に配置された駆動用モ ー タ と -，

刖 «5第 2 の ア ー ム の先端部に配設された第 2 の回転軸 と ；

刖 §d第 1 の ァ 一 ム の基端部に配置された駆動用 モ ー タ の駆動力を前記第 1 の回転轴に伝達する 第 1 の動力伝達 手段 と

刖 35第 1 の 回転軸の回転を第 2 の回転轴に伝達する 第 2 の動力伝達手段。

( 2 ) 第 2 の回転軸の先端に手首を接統せ し めた こ と を特徴 と する 請求の範囲第 （ 1 ) 項記載の水平関節型 口 ホ 、ン 卜 。

( 3 ) 第 1 のアー ム の先端に第 2 のア ー ム を駆動す る サ ー ボモ ー タ を設けた こ と を 特徴 と す る請求の範囲第 ( 1 ) 項記載の水平関節型ロボ ッ ト 。

( 4 ) 第 1 と第 2 の回転轴の中心部を 中空に形成 し た こ と を特徵 と する請求の範囲第 （ 1 ) 項記載の水平関節 型 D ホ ッ ト 。

( 5 ) 中空に形成 された第 1 と第 2 の回転軸の中心部 に ケー ブルを挿通せ し めたこ と を特徴 と する請求の範囲 第 （ 4 ) 項記載の水平関節型ロ ボ ッ ト 。

( 6 ) 第 1 と 第 2 のア ー ム に点検用の カバー を開閉 自 在に設けた こ と を特徴 と する請求の範囲第 （ 1 ) 項記載 の氷平関節型 ロ ボ ッ ト 。