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JPH0453674B2 - - Google Patents
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JPH0453674B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0453674B2
JPH0453674B2 JP60155430A JP15543085A JPH0453674B2 JP H0453674 B2 JPH0453674 B2 JP H0453674B2 JP 60155430 A JP60155430 A JP 60155430A JP 15543085 A JP15543085 A JP 15543085A JP H0453674 B2 JPH0453674 B2 JP H0453674B2
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JP
Japan
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arm
prime mover
column
tool
rotatably coupled
Prior art date
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Application number
JP60155430A
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Japanese (ja)
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JPS6219389A (en
Inventor
Yoshiaki Makisawa
Toshitoki Inoe
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、作業対象物体を平面上で精密に移載
組立を行う水平多関節リンク型の産業用ロボツト
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a horizontal articulated link type industrial robot that precisely transfers, loads, and assembles work objects on a flat surface.

従来の技術 従来、水平移動を主体とする平面産業用ロボツ
トは、第7図にその具体構成を示す、所謂スカラ
ー型ロボツトといわれる直列アームを有する水平
多関節塞が大半である。
BACKGROUND ART Conventionally, most planar industrial robots that mainly move horizontally are horizontal multi-jointed robots having serial arms, so-called scalar robots, the specific configuration of which is shown in FIG.

これはベース1と一体となつた支柱2に、回動
可能に結合する第1アーム3とこれを駆動する第
1モータ4と、一般的にはハーモニツク減速機に
代表される第1減速機(図示せず)とを有し、第
1アームの他端には回動可能に結合する第2アー
ム6と、これを駆動する第2モータ7及び第2減
速機(図示せず)を有し、更に第2アームの他端
には上下動用アクチユエータ9(一般的には流体
シリンダ又はボールネジ等の減速手段を備えた小
型モータ等)及び支柱2に取付けられたモータア
クチユエータ10と連動しタイミングベルト11
等で伝動される回転手段を備えている。
This consists of a support column 2 integrated with a base 1, a first arm 3 rotatably coupled to it, a first motor 4 for driving it, and a first reduction gear (generally represented by a harmonic reduction gear). (not shown), a second arm 6 rotatably coupled to the other end of the first arm, a second motor 7 and a second speed reducer (not shown) for driving the second arm 6. Furthermore, the other end of the second arm is interlocked with an actuator 9 for vertical movement (generally a small motor equipped with a fluid cylinder or a deceleration means such as a ball screw) and a motor actuator 10 attached to the support column 2. belt 11
It is equipped with a rotating means that is transmitted by a motor or the like.

上記の様な構成では、支柱2により作業領域が
限定され、左右のアーム回動により作業領域を拡
張しても、速やかに作業領域の全域を移動するこ
とは困難である。
In the above configuration, the working area is limited by the support column 2, and even if the working area is expanded by rotating the left and right arms, it is difficult to quickly move across the entire working area.

この点を改良するために、第8図に示すアーム
形態を有するロボツトが開発されている。これは
第1アーム12の一端に第2アーム13が取付け
られ、第1アームと第2アームの結合点に第2ア
ーム13の駆動モータ14を取付け、第2アーム
13の他端に上下及び回転手段15を備えてい
る。
In order to improve this point, a robot having an arm configuration shown in FIG. 8 has been developed. The second arm 13 is attached to one end of the first arm 12, the drive motor 14 of the second arm 13 is attached to the connection point of the first arm and the second arm, and the drive motor 14 of the second arm 13 is attached to the other end of the second arm 13 for vertical and rotational movement. Means 15 is provided.

上記構成のロボツトも第7図に示すロボツトと
同様に、アーム及び原動機の重量のため自己慣性
トルクが大きくなり、又直列にアームを結合して
いるため、第1アーム12と第2アーム13が相
互に干渉し影響を及ぼす相互干渉トルクが発生
し、ロボツトの制御性や位置決め精度が悪化し、
高速化にも限界を生ずるなどの欠点を有してい
た。
Similarly to the robot shown in FIG. 7, the robot with the above configuration also has a large self-inertia torque due to the weight of the arm and prime mover, and since the arms are connected in series, the first arm 12 and the second arm 13 are Mutual interference torque occurs that interferes with each other, deteriorating the robot's controllability and positioning accuracy.
It had drawbacks such as a limit to speeding up.

この直列アームによるモータ自重を軽減するた
めに、第9図に示す平行リンクを用いた構成のロ
ボツトが、提案されている(特開昭57−33993号
公報第2図参照)。
In order to reduce the weight of the motor due to the series arm, a robot constructed using parallel links as shown in FIG. 9 has been proposed (see FIG. 2 of Japanese Patent Laid-Open No. 57-33993).

これは固定台16に2個のモータ17,18を
モータ軸が同心に対向するように配設固定し、
夫々のモータ軸に第1アーム19及び第4アーム
20を固定し、第1アーム19の先端に第2アー
ム21を、第4アーム20の先端に第3アーム2
2の一端を枢着し、第3アーム22の先端を第2
アーム21の中間部に枢着して第2アーム21を
所定長突出させ、その先端に工具23及び工具回
転用モータ24を取り付けたロボツトである。
Two motors 17 and 18 are arranged and fixed on a fixed base 16 so that the motor shafts are concentrically opposed to each other.
A first arm 19 and a fourth arm 20 are fixed to each motor shaft, a second arm 21 is attached to the tip of the first arm 19, and a third arm 2 is attached to the tip of the fourth arm 20.
one end of the third arm 22 is pivotally connected to the second arm 22, and the tip of the third arm 22 is
This is a robot in which a second arm 21 is pivoted at the middle part of the arm 21 and protrudes by a predetermined length, and a tool 23 and a tool rotation motor 24 are attached to the tip of the second arm 21.

上記構成のロボツトは、モータ自重による慣性
トルクの増大は防止できるが、モータ支持部が背
後にあり、アームの作業領域が制限され、又ハン
ド部25の上下手段がなく更に工具回転用モータ
24がハンド部の先端に設けられているので、負
荷が先端に集中し、第1アーム19、第4アーム
20の相互に干渉をする相互干渉トルクが発生
し、その結果、モータの制御性の悪化を招き、高
速化や位置決め精度にも限界を生ずるなどの欠点
を有していた。
The robot with the above configuration can prevent an increase in inertia torque due to the motor's own weight, but the motor support is located at the back, which limits the working area of the arm, and there is no means for raising and lowering the hand 25, and the tool rotation motor 24 is Since it is provided at the tip of the hand part, the load concentrates on the tip, and mutual interference torque that interferes with each other between the first arm 19 and the fourth arm 20 is generated, resulting in deterioration of controllability of the motor. However, it has disadvantages such as limitations in speed and positioning accuracy.

そこで、本発明者らは、上記欠点を解消するた
めに第10図に示す、平行リンクを用いた産業用
ロボツトを提案した(特開昭59−243760号)。
Therefore, the present inventors proposed an industrial robot using parallel links, as shown in FIG. 10, in order to eliminate the above-mentioned drawbacks (Japanese Patent Laid-Open No. 59-243760).

これは第1アーム26の駆動用原動機27と第
4アーム28の駆動用原動機29を支柱30で保
持し、先端ハンド部31の上下及び回転駆動用ア
クチユエータ32、及び33を第2アーム34と
第3アーム35の結合点の近傍、即ち第3アーム
35と第4アーム28の回動中心36に関して、
ハンド部31と反対側に配置し、各アームのアー
長、アーム質量、重心位置を一定の条件を満すよ
う設定することによつて、第1アーム26と第4
アーム28間に生ずる相互干渉トルクを軽減し、
負荷容量の小さな原動機でコンパクトな構成を可
能とし、位置精度、高速性能を向上させるもので
あつた。
The driving motor 27 of the first arm 26 and the driving motor 29 of the fourth arm 28 are held by a column 30, and the actuators 32 and 33 for vertical and rotational driving of the tip hand part 31 are connected to the second arm 34 and the driving motor 29 of the fourth arm 28. Near the connection point of the three arms 35, that is, regarding the rotation center 36 of the third arm 35 and the fourth arm 28,
The first arm 26 and the fourth
Reducing the mutual interference torque occurring between the arms 28,
It enabled a compact configuration with a prime mover with a small load capacity, and improved positional accuracy and high-speed performance.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、支柱3
0のためやはり作業範囲が制限され、又、上下及
び回転駆動用アクチユエータを共に第3アーム3
5上に設置するため、これらのアクチユエータの
自重により自己慣性トルクが増化する。
Problems to be Solved by the Invention However, in the above configuration, the support 3
0, the working range is still limited, and the vertical and rotational drive actuators are both connected to the third arm 3.
5, the self-inertia torque increases due to the weight of these actuators.

更に、ハンド部31の回転角度を一定角度に維
持しようとする場合、常に回転用アクチユエータ
33を位置制御する必要が生じ、制御系が高価に
なる問題が懸念される。
Furthermore, in order to maintain the rotation angle of the hand portion 31 at a constant angle, it is necessary to constantly control the position of the rotation actuator 33, which may lead to an increase in the cost of the control system.

本発明は上記問題点に鑑みて成されたもので、
アーム相互間の干渉トルク及びアームの自己慣性
トルクを軽減し、小型コンパクトな構成により、
先端ハンド部の位置精度、高速性能を向上し、更
に先端ハンド部の回転姿勢に関する定位置制御を
容易にする産業用ロボツトを提供するものであ
る。
The present invention was made in view of the above problems, and
The interference torque between the arms and the self-inertia torque of the arms are reduced, and the small and compact configuration enables
It is an object of the present invention to provide an industrial robot that improves the positional accuracy and high-speed performance of a tip hand section, and further facilitates fixed position control regarding the rotational posture of the tip hand section.

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の産業用ロ
ボツトは、ベース上に垂設された支柱と、前記支
柱に回動可能に結合された第1アームと、前記第
1アームの他端に鉛直軸方向中心に回動可能に結
合された第2アームと、前記第2アームの他端に
鉛直軸方向中心に回動可能に結合された第3アー
ムと、前記支柱に回動可能に結合され、かつその
他端に前記第3アームの長手方向の中間位置に鉛
直方向中心に回動可能に結合された第4アーム
と、前記支柱にその支柱と同軸芯になるよう保持
され、前記第4アームをその軸を中心に回転駆動
する第1原動機と、同じく前記支柱にその支柱と
同軸芯になるよう保持され、前記第1アームをそ
の軸を中心に回転駆動する第2原動機と、前記第
3アームの先端に取付けられ、上下動可能かつ回
転可能な工具と、前記第2アームと前記第3アー
ムの結合部に、あるいはその近傍の第3アーム上
に取付けられ、第1伝達手段を介して前記工具を
上下動させる第3原動機と、ベース上に取付けら
れ、第2伝達手段を介して前記工具を回転駆動す
る第4原動機とからなり、かつ前記第2伝達手段
を、ベースに対する前記工具の回転角が前記第3
アームの位置に関係なく常に一定に維持されるよ
う構成したものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the industrial robot of the present invention includes: a support vertically disposed on a base; a first arm rotatably coupled to the support; a second arm coupled to the other end of the first arm so as to be rotatable about the vertical axis; a third arm coupled to the other end of the second arm so as to be rotatable about the vertical axis; a fourth arm rotatably coupled to the column and rotatably coupled to the column at the other end at a longitudinally intermediate position of the third arm, the fourth arm being coaxial with the column; a first prime mover which is held in such a manner as to rotate the fourth arm about its axis; a second prime mover; a tool attached to the tip of the third arm that is movable up and down and rotatable; and a tool attached to the joint between the second arm and the third arm or on the third arm in the vicinity. , a third prime mover that moves the tool up and down via a first transmission means, and a fourth prime mover that is mounted on a base and rotationally drives the tool via a second transmission means, and the second transmission means. means, the rotation angle of the tool with respect to the base is the third
It is constructed so that it is always maintained constant regardless of the position of the arm.

作 用 本発明は上記構成の如く、第1、第2及び第4
原動機をベース上に設置することによりアームの
負荷重量を軽減し、第3原動機を、第2アームと
第4アームの回動中心に関してハンド部と反対側
の第3アーム上に配設することによつて、第10
図の従来例で明示した理由と同じ作用により、即
ち各アームのアーム長(第1、第2、第3、第4
アーム長を各々l1,l2,l3,l4とする)アーム質量
(第1、第2、第3、第4アームの質量をm1
m2,m3,m4とする)及び重心位置(第1、第
2、第3、第4アームの各重心位置を各々の結合
点よりの距離であらわしたものをh1,h2,h3,h4
とする)をm2l1h2=m3l2l3の条件を満すように設
定することにより、第1アームと第4アーム間に
生ずる相互干渉トルクを低減する作用が生じ、原
動機の制御性が向上し、小型の負荷容量をもつ原
動機で高速、高精度が達成できる。又支柱を第1
原動機と第2原動機の回転中心を一致させかつこ
れらを保持する構成により各アームの回動範囲が
拡大する。更に第4原動機をベース上に固定設置
し、第1及び第2原動機の回転中心及び第3アー
ムと第4アームの回動中心を経由して、ハンド部
の回動軸に回転運動を伝達手段であるタイミング
ベルト等で伝達することにより、第4原動機の回
転を定位置に固定すると、第1アーム及び第4ア
ームが移動してもハンド先端の回転位置は定位置
に固定される。この結果、上記構成の産業用ロボ
ツトにおいても定位置制御が容易になる。
Effect The present invention has the above-mentioned configuration, and the first, second, and fourth
By installing the prime mover on the base, the load weight on the arm is reduced, and the third prime mover is placed on the third arm on the opposite side of the hand section with respect to the rotation center of the second and fourth arms. Therefore, the 10th
For the same reason as the conventional example shown in the figure, the arm length of each arm (first, second, third, fourth
The arm lengths are l 1 , l 2 , l 3 , and l 4 respectively)) Arm mass (the masses of the first, second, third, and fourth arms are m 1 ,
h 1 , h 2 , h3 , h4
) is set to satisfy the condition m 2 l 1 h 2 = m 3 l 2 l 3 , which reduces the mutual interference torque that occurs between the first arm and the fourth arm, and controllability is improved, and high speed and high precision can be achieved with a prime mover with a small load capacity. Also, the first pillar
By aligning the rotation centers of the prime mover and the second prime mover and holding them together, the rotation range of each arm is expanded. Further, a fourth prime mover is fixedly installed on the base, and a means for transmitting rotational motion to the rotation axis of the hand portion via the rotation centers of the first and second prime movers and the rotation centers of the third arm and the fourth arm. If the rotation of the fourth prime mover is fixed at a fixed position by transmitting the rotation using a timing belt or the like, the rotational position of the tip of the hand will be fixed at a fixed position even if the first arm and the fourth arm move. As a result, even in the industrial robot having the above configuration, fixed position control becomes easy.

実施例 以下本発明の一実施例の産業用ロボツトについ
て図面を参照しながら説明する。
Embodiment An industrial robot according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の実施例における産業用ロボツ
トの平面図を示すものである。また第2図は正面
図、第3図は側面略示図である。
FIG. 1 shows a plan view of an industrial robot according to an embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 is a front view, and FIG. 3 is a schematic side view.

第3図において40はベース、41は第1原動
機、42は第2原動機であり、43は第1、第2
原動機41,42と共通の軸心を有し、これらを
保持する中空の支柱である。また第1図において
44は第2原動機42の出力軸と結合された第1
アーム、45は第1アーム44の他端で回動可能
に結合された第2アーム、46は第2アーム45
の他端で回動可能に結合された第3アーム、47
は第1原動機41の出力軸に結合され、他端が第
3アーム46の中間で回動可能に結合された第4
アームで、第1〜第4アームで閉ループのリンク
アームを形成する。第2図に示す48はハンド
部、49は第3アーム上に配設された第3原動機
で、第3アーム46と第4アーム47を結合した
回動軸心50に対しハンド部48と反対の位置に
取付けられる。51は第3原動機49の回転力を
ハンド部48に伝達する第1タイミングベルトで
ある。52はベース40上に固定して設置された
第4原動機である。
In FIG. 3, 40 is the base, 41 is the first prime mover, 42 is the second prime mover, and 43 is the first and second prime mover.
It is a hollow support that has a common axis with the prime movers 41 and 42 and holds them. In FIG. 1, 44 is the first motor connected to the output shaft of the second prime mover 42.
An arm 45 is a second arm rotatably coupled to the other end of the first arm 44; 46 is a second arm 45;
a third arm rotatably coupled at the other end, 47;
is connected to the output shaft of the first prime mover 41, and the other end is rotatably connected to the middle of the third arm 46.
The first to fourth arms form a closed loop link arm. In FIG. 2, 48 is a hand portion, and 49 is a third motor disposed on the third arm, which is opposite to the hand portion 48 with respect to the rotation axis 50 connecting the third arm 46 and the fourth arm 47. be installed in the position of Reference numeral 51 denotes a first timing belt that transmits the rotational force of the third prime mover 49 to the hand portion 48 . 52 is a fourth prime mover fixedly installed on the base 40.

第4図は第4原動機52の伝達機構の略示図
で、53は第1平歯車、54は第1平歯車53と
噛合つて係合している第2平歯車、55は第2平
歯車54と同軸の回転軸56を共有する第1タイ
ミングプーリである。第1平歯車53と第2平歯
車54の歯数比は1:1又1:10以下に設定され
ている。また第1図において57は第1タイミン
グプーリ55より回転を伝達する第2タイミング
ベルトである。また第3図において58及び、5
9は支柱43と同じ軸心を有する第2及び第3タ
イミングプーリで、第2タイミングベルト57と
係合している。第2タイミングプーリ58と第3
タイミングプーリ59は一体化しており、軸受6
0及び61を介して支柱43に保持されている。
第2タイミングベルト57は、この第2タイミン
グプーリ58に回転力を伝達する様取付けられて
いる。62は第3タイミングベルトで、63は第
3アーム46と第4アーム47の回動中心軸50
と軸心を共有して設置された第4タイミングプー
リである。第3タイミングベルト62は第3タイ
ミングプーリ59の回転力を第4タイミングプー
リ63に伝達する様、結合している。
FIG. 4 is a schematic diagram of the transmission mechanism of the fourth prime mover 52, in which 53 is a first spur gear, 54 is a second spur gear meshingly engaged with the first spur gear 53, and 55 is a second spur gear. It is a first timing pulley that shares a rotating shaft 56 coaxial with 54. The ratio of the number of teeth between the first spur gear 53 and the second spur gear 54 is set to 1:1 or 1:10 or less. Further, in FIG. 1, reference numeral 57 denotes a second timing belt that transmits rotation from the first timing pulley 55. Also, in Fig. 3, 58 and 5
Second and third timing pulleys 9 have the same axis as the support column 43, and are engaged with the second timing belt 57. The second timing pulley 58 and the third
The timing pulley 59 is integrated, and the bearing 6
0 and 61 to the support column 43.
The second timing belt 57 is attached to the second timing pulley 58 so as to transmit rotational force thereto. 62 is a third timing belt, and 63 is a rotation center shaft 50 of the third arm 46 and the fourth arm 47.
This is the fourth timing pulley that is installed to share the same axis with. The third timing belt 62 is coupled to transmit the rotational force of the third timing pulley 59 to the fourth timing pulley 63.

第5図は第3アーム46と第4アーム47の回
動軸部の断面図である。64は第4タイミングプ
ーリ63と一体化し、第3アーム46より突出し
て設けられた固定軸65に軸受66及び67を介
して、回動可能に取付けられた第5タイミングプ
ーリである。68は第3アーム46より突出して
設けられた固定軸で、第4アーム47と軸受69
及び70を介して回動可能に設置されている。
FIG. 5 is a sectional view of the rotation shaft portions of the third arm 46 and the fourth arm 47. A fifth timing pulley 64 is integrated with the fourth timing pulley 63 and is rotatably attached to a fixed shaft 65 provided protruding from the third arm 46 via bearings 66 and 67. 68 is a fixed shaft provided protruding from the third arm 46, and the fourth arm 47 and the bearing 69
and 70, and is rotatably installed.

第6図は先端ハンド部の断面図である。71は
第4タイミングベルトで、ハンド部48は回転軸
72に設けられた第6タイミングプーリ73と回
転力を伝達する様取付けられている。74は回転
及び上下摺動可能なスプライン軸、75及び76
は軸受である。77は第3原動機49より回転力
を伝達する第1タイミングベルト51と係合する
第7タイミングプーリである。78はハンド部4
8の上下動作を行うボールネジ、79はそのナツ
ト部で、ナツト部79と前記スプライン軸74は
ブラケツト80により固定して係合されている。
81はこれらを保持するホルダー、82はホルダ
ー81と第3アームを固定して一体化するブラケ
ツトである。
FIG. 6 is a sectional view of the distal end hand portion. Reference numeral 71 denotes a fourth timing belt, and the hand portion 48 is attached to transmit rotational force to a sixth timing pulley 73 provided on the rotating shaft 72. 74 is a spline shaft that can rotate and slide vertically; 75 and 76;
is a bearing. 77 is a seventh timing pulley that engages with the first timing belt 51 that transmits rotational force from the third prime mover 49. 78 is the hand part 4
8 is a nut portion of the ball screw 79 which performs the vertical movement, and the nut portion 79 and the spline shaft 74 are fixedly engaged by a bracket 80.
81 is a holder that holds these, and 82 is a bracket that fixes and integrates the holder 81 and the third arm.

次に第3図において、83は第1原動機41の
出力軸、84は第2原動機42の出力軸で、各々
減速機等を介さず直接第4アーム47及び第1ア
ーム44に取付けられている。
Next, in FIG. 3, 83 is the output shaft of the first prime mover 41, and 84 is the output shaft of the second prime mover 42, which are each directly attached to the fourth arm 47 and the first arm 44 without a reduction gear or the like. .

又支柱43は中空であり、コネクタ85により
導入された第2、第3原動機42、49等の動力
線や信号線等の配線を収納している。
Further, the support column 43 is hollow and accommodates wiring such as power lines and signal lines for the second and third prime movers 42, 49, etc. introduced through the connector 85.

以上の様に構成された産業用ロボツトについて
以下第1、第2図及び第3図を用いてその動作を
説明する。
The operation of the industrial robot constructed as described above will be explained below with reference to FIGS. 1, 2, and 3.

一般に、平面作業を主体とする産業用ロボツト
においては、平面上の任意の位置に移動する必要
がある。本発明の産業用ロボツトは、第1原動機
41及び第2原動機42を作動させることによつ
て、第4アーム47及び第1アーム44が所定の
角度移動し、これらに回動可能に係合している第
2及び第3アーム45,46より形成される閉ル
ープリンク機構により、第3アーム46先端に設
置されたハンド部48が所定の位置に移動する。
次に先端ハンド部48の上下及び回転移動による
位置決めについて説明する。上下動については第
3原動機49の作動により、第3アーム内に配設
された第1タイミングベルト51により、第6図
に示すボールネジ78に回転力が伝達され、任意
の高さに移動する。ハンド部48の回転移動は第
4原動機52の作動により、第2、第3、第4タ
イミングベルト57、62,71により、ハンド
部48のスプライン軸74と係合している第6タ
イミングプーリ73に、回転力が伝達され、所定
の回転角度を設定できる。ここで少なくとも第
1、第4、第5、第6タイミングプーリは同一の
ピツチ円直径を有しており、第4原動機52の回
転角度は第6タイミングプーリ73を経てスプラ
イン軸74に正確に伝達される。又この伝達系の
構成により第4原動機52の回転角を一定に維持
すると、ハンド先端の回転軸72の回転もベース
に対し一定角度に維持された一定角の姿勢制御が
容易となる。又前述した如く、ハンド部48と第
3原動機49及び第1、第2、第3、第4アーム
44,45,46,47の構成を利用して、各ア
ームの長さ、質量、重心を一定の条件を満足する
ように設定することによつて、アーム相互間の干
渉トルクの発生が押えられ、この結果第1、第2
原動機41,42に及ぼす外乱項が少なくなり原
動機の制御が改善される。又第4原動機52をベ
ース40上に設置することによりアームに加わる
負荷、即ちアームの自己慣性が減少し、小型容量
の原動機の使用が可能となる。
In general, industrial robots that mainly perform work on a flat surface are required to move to arbitrary positions on a flat surface. In the industrial robot of the present invention, by operating the first prime mover 41 and the second prime mover 42, the fourth arm 47 and the first arm 44 move by a predetermined angle and are rotatably engaged with them. A hand portion 48 installed at the tip of the third arm 46 moves to a predetermined position by a closed loop link mechanism formed by the second and third arms 45 and 46.
Next, positioning by vertical and rotational movement of the distal end hand portion 48 will be explained. For vertical movement, the rotational force is transmitted to the ball screw 78 shown in FIG. 6 by the first timing belt 51 disposed in the third arm by the operation of the third prime mover 49, and the ball screw 78 is moved to an arbitrary height. The rotational movement of the hand section 48 is caused by the operation of the fourth prime mover 52, and the sixth timing pulley 73, which is engaged with the spline shaft 74 of the hand section 48, is operated by the second, third, and fourth timing belts 57, 62, and 71. A rotational force is transmitted to the rotation angle, and a predetermined rotation angle can be set. Here, at least the first, fourth, fifth, and sixth timing pulleys have the same pitch circle diameter, and the rotation angle of the fourth prime mover 52 is accurately transmitted to the spline shaft 74 via the sixth timing pulley 73. be done. Furthermore, by maintaining the rotation angle of the fourth prime mover 52 constant through the configuration of this transmission system, the rotation of the rotating shaft 72 at the tip of the hand is also maintained at a constant angle with respect to the base, making it easy to control the posture at a constant angle. Furthermore, as described above, the length, mass, and center of gravity of each arm are determined by utilizing the configurations of the hand portion 48, the third motor 49, and the first, second, third, and fourth arms 44, 45, 46, and 47. By setting the conditions to satisfy certain conditions, interference torque between the arms can be suppressed, and as a result, the first and second
Disturbance terms exerted on the prime movers 41 and 42 are reduced, and control of the prime movers is improved. Furthermore, by installing the fourth prime mover 52 on the base 40, the load applied to the arm, that is, the self-inertia of the arm, is reduced, and a small-capacity prime mover can be used.

更に支柱43が第1、第2原動機41,42の
回転軸心を共有して設けられているため、第1、
第4アーム44,47の回転に関して支柱43が
障害とならず360°以上の回動が可能となり、作業
範囲が著しく拡大される。又支柱43を中空にし
て、この中に、配線を導入することにより配線の
処理が容易になる。
Furthermore, since the support column 43 is provided to share the rotation axis of the first and second prime movers 41 and 42, the first and second prime movers 41 and 42
The support column 43 does not become an obstacle to the rotation of the fourth arms 44, 47, making it possible to rotate the fourth arms 44, 47 by more than 360 degrees, thereby significantly expanding the working range. Further, by making the support 43 hollow and introducing the wiring into it, processing of the wiring becomes easy.

次に第3及び第4原動機49,52により、ハ
ンド部48の上下及び回転移動を行うが、この回
転伝達を1:1又は1:10以下の減速比で行うよ
う伝達機構が設定されており、第1原動機41及
び第2原動機42の出力軸が第4アーム47、第
1アーム44に直接取付けられていることと併
せ、移動位置の教示には極めて小さい力で教示す
ることが可能となり、教示性能が著しく向上す
る。
Next, the third and fourth prime movers 49 and 52 move the hand section 48 vertically and rotationally, and the transmission mechanism is set to transmit this rotation at a reduction ratio of 1:1 or 1:10 or less. In addition to the fact that the output shafts of the first prime mover 41 and the second prime mover 42 are directly attached to the fourth arm 47 and the first arm 44, it is possible to teach the movement position with extremely small force. Teaching performance is significantly improved.

発明の効果 以上のように本発明は、ベース上に垂設された
支柱と、前記支柱に回動可能に結合された第1ア
ームと、前記第1アームの他端に鉛直軸方向中心
に回動可能に結合された第2のアームと、前記第
2アームの他端に鉛直軸方向中心に回動可能に結
合された第3アームと、前記支柱に回動可能に結
合され、かつその他端が前記第3アームの長手方
向の中間位置に鉛直方向中心に回動可能に結合さ
れた第4アームと、前記支柱にその支柱と同軸芯
になるよう保持され、前記第4アームをその軸を
中心に回転駆動する第1原動機と、同じく前記支
柱にその支柱と同軸芯になるよう保持され、前記
第1アームをその軸を中心に回転駆動する第2原
動機と、前記第3アームの先端に取付けられ、上
下動可能かつ回転可能な工具と、前記第2アーム
と前記第3アームの結合部に、あるいはその近傍
の第3アーム上に取付けられ、第1伝達手段を介
して前記工具を上下動させる第3原動機と、ベー
ス上に取付けられ、第2伝達手段を介して前記工
具を回転駆動する第4原動機とからなり、かつ前
記第2伝達手段を、ベースに対する工具の回転角
が第3アームの位置に関係なく常に一定に維持さ
れるよう構成することにより、自己慣性トルクと
高速運転時にアーム間の相互干渉トルクを低減
し、負荷容量の小さな原動機を用いて小型コンパ
クトな構成とすることができ、かつ原動機の制御
性を向上できるので、先端ハンド部の位置精度、
高速性能を向上し、更に先端ハンド部の回転姿勢
に関する定位置制御を容易にすることができる。
Effects of the Invention As described above, the present invention includes a column vertically installed on a base, a first arm rotatably coupled to the column, and a second arm rotatable about a vertical axis at the other end of the first arm. a second arm rotatably coupled to the second arm; a third arm rotatably coupled to the other end of the second arm rotatably about a vertical axis; and the other end rotatably coupled to the column. is coupled to a longitudinally intermediate position of the third arm so as to be rotatable about the vertical center; a first prime mover that rotates around the center; a second prime mover that is also held by the column so as to be coaxial with the column and rotates the first arm about the axis; and a second prime mover that rotates about the axis of the third arm; a tool that is attached to the joint part of the second arm and the third arm, or is attached to the third arm in the vicinity thereof, and that moves the tool up and down through a first transmission means; a third prime mover that rotates the tool, and a fourth prime mover that is mounted on a base and rotationally drives the tool via a second transmission means, and a fourth prime mover that rotates the tool with respect to the base. By configuring it so that it is always maintained constant regardless of the arm position, self-inertia torque and mutual interference torque between the arms during high-speed operation are reduced, and a small and compact configuration is achieved using a prime mover with small load capacity. It also improves the controllability of the prime mover, improving the positional accuracy of the tip hand.
High-speed performance can be improved, and fixed position control regarding the rotational posture of the distal end hand section can be facilitated.

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

第1図は本発明の一実施例における産業用ロボ
ツトの平面図、第2図は第1図の正面図、第3図
は第1図の側面略示図、第4図は第4原動機の伝
達機構の略示図、第5図は第3アームと第4アー
ムの回動軸部の断面図、第6図は先端ハンド部の
断面図、第7図、第8図、第9図、第10図は従
来の産業用ロボツトの構成図である。 40……ベース、41……第1原動機、42…
…第2原動機、43……支柱、44……第1アー
ム、45……第2アーム、46……第3アーム、
47……第4アーム、48……ハンド部、49…
…第3原動機、51……第1タイミングベルト、
52……第4原動機、57……第2タイミングベ
ルト、62……第3タイミングベルト、71……
第4タイミングベルト、74……スプライン軸、
78……ボールネジ。
Fig. 1 is a plan view of an industrial robot according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a front view of Fig. 1, Fig. 3 is a schematic side view of Fig. 1, and Fig. 4 is a schematic diagram of the fourth prime mover. A schematic diagram of the transmission mechanism, FIG. 5 is a sectional view of the rotation shaft portion of the third arm and the fourth arm, FIG. 6 is a sectional view of the tip hand portion, FIGS. 7, 8, 9, FIG. 10 is a block diagram of a conventional industrial robot. 40... Base, 41... First prime mover, 42...
...Second prime mover, 43...Strut, 44...First arm, 45...Second arm, 46...Third arm,
47...Fourth arm, 48...Hand portion, 49...
...Third prime mover, 51...First timing belt,
52... Fourth prime mover, 57... Second timing belt, 62... Third timing belt, 71...
4th timing belt, 74...spline shaft,
78...Ball screw.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ベース上に垂設された支柱と、 前記支柱に回動可能に結合された第1アーム
と、 前記第1アームの他端に鉛直軸方向中心に回動
可能に結合された第2アームと、 前記第2アームの他端に鉛直軸方向中心に回動
可能に結合された第3アームと、 前記支柱に回動可能に結合され、かつその他端
が前記第3アームの長手方向の中間位置に鉛直方
向中心に回動可能に結合された第4アームと、 前記支柱にその支柱と同軸芯になるよう保持さ
れ、前記第4アームをその軸を中心に回転駆動す
る第1原動機と、 同じく前記支柱にその支柱と同軸芯になるよう
保持され、前記第1アームをその軸を中心に回転
駆動する第2原動機と、 前記第3アームの先端に取付けられ、上下動可
能かつ回転可能な工具と、 前記第2アームと前記第3アームの結合部に、
あるいはその近傍の第3アーム上に取付けられ、
第1伝達手段を介して前記工具を上下に駆動する
第3原動機と、 ベース上に取付けられ、第2伝達手段を介して
前記工具を回転駆動する第4原動機とからなり、 かつ前記第2伝達手段を、ベースに対する前記
工具の回転角が前記第3アームの位置に関係なく
常に一定に維持されるよう構成したことを特徴と
する産業用ロボツト。 2 第1原動機の出力軸と第4アーム及び第2原
動機の出力軸と第1アームが、ともに減速機等を
介さず直接結合し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ツト。 3 第3原動機及び第4原動機の出力軸が工具の
上下軸及び回転軸と1:1又は10:1以下の減速
比を有する伝達手段で係合された特許請求の範囲
第1項記載の産業用ロボツト。 4 第1原動機と第2原動機を保持する支柱が中
空であり、この中空内に原動機を駆動するに必要
な動力線と信号線が導入された特許請求の範囲第
1項記載の産業用ロボツト。
[Scope of Claims] 1: a column vertically installed on a base; a first arm rotatably coupled to the column; and a first arm rotatably coupled to the other end of the first arm about a vertical axis. a third arm rotatably coupled to the other end of the second arm about a vertical axis; and a third arm rotatably coupled to the support column, the other end of which is rotatably coupled to the third arm. a fourth arm coupled to a longitudinally intermediate position so as to be rotatable about a vertical center; and a fourth arm is held by the column so as to be coaxial with the column, and drives the fourth arm to rotate about the axis. a first prime mover; a second prime mover that is also held on the column so as to be coaxial with the column and drives the first arm to rotate about its axis; and a second prime mover that is attached to the tip of the third arm and that moves vertically. a movable and rotatable tool; and a joint between the second arm and the third arm;
or mounted on the third arm nearby,
a third prime mover that drives the tool up and down via a first transmission means; and a fourth prime mover mounted on a base and rotationally drives the tool via a second transmission means; An industrial robot, characterized in that the means is configured such that the rotation angle of the tool with respect to the base is always maintained constant regardless of the position of the third arm. 2. The industrial use according to claim 1, characterized in that the output shaft of the first prime mover and the fourth arm and the output shaft of the second prime mover and the first arm are both directly coupled without a reduction gear or the like. Robot. 3. The industry according to claim 1, wherein the output shafts of the third prime mover and the fourth prime mover are engaged with the vertical axis and rotation axis of the tool by a transmission means having a reduction ratio of 1:1 or 10:1 or less. Robots for use. 4. The industrial robot according to claim 1, wherein the support supporting the first prime mover and the second prime mover is hollow, and power lines and signal lines necessary for driving the prime movers are introduced into the hollow space.
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