JPH0615156B2 - Industrial robots - Google Patents
Industrial robotsInfo
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- JPH0615156B2 JPH0615156B2 JP27593686A JP27593686A JPH0615156B2 JP H0615156 B2 JPH0615156 B2 JP H0615156B2 JP 27593686 A JP27593686 A JP 27593686A JP 27593686 A JP27593686 A JP 27593686A JP H0615156 B2 JPH0615156 B2 JP H0615156B2
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- arm
- cylinder
- piston
- shaft
- joint base
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は産業用ロボット、特に、垂直多関節タイプでア
ームの自重による負荷トルクの増大及び姿勢変化による
負荷トルクの変動を軽減するバランス装置を備えた産業
用ロボットに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to an industrial robot, and more particularly, to a balance device that is of a vertical articulated type and reduces a load torque increase due to an arm's own weight and a load torque variation due to a posture change. The present invention relates to an equipped industrial robot.
一般に、産業用ロボット、特に、垂直多関節タイプは旋
回ベース上に設置した回転軸を第1の関節として垂直面
内で揺動する第1のアームと、この第1のアームの先端
に設けた回転軸を第2の関節として垂直面内で揺動する
第2のアームと、先端に取り付けたエンドエフェクタの
姿勢を変える手首部より構成されている。In general, an industrial robot, particularly a vertical multi-joint type, has a first arm that swings in a vertical plane with a rotary shaft installed on a swivel base as a first joint, and is provided at the tip of the first arm. It is composed of a second arm that swings in a vertical plane with the rotating shaft as a second joint, and a wrist portion that changes the posture of the end effector attached to the tip.
このようにアームが垂直面内で揺動する垂直多関節ロボ
ットは、スカラ形のような水平多関節形ロボットとは違
ってアームが重力の影響を受けるため、アームの自重に
よる負荷トルクの増大及び姿勢変化による負荷トルクの
変動が生ずる。In a vertical articulated robot in which the arm swings in a vertical plane in this way, unlike a horizontal articulated robot such as a SCARA type, the arm is affected by gravity, and therefore the load torque increases and the load torque increases due to the weight of the arm. The load torque fluctuates due to the posture change.
このためアームの駆動源たとえば電動機が大型になると
か駆動制御が容易ではないなどの問題が生ずる場合があ
り、負荷トルクの増大及び変動を軽減するバランス装置
を備えたものがある。For this reason, there may be a problem that the drive source of the arm, for example, the electric motor becomes large or the drive control is not easy, and there is a device provided with a balance device for reducing increase and fluctuation of the load torque.
従来のバランス装置を備えた産業用ロボットとしては、
例えば、社団法人日本産業用ロボット工業会発行の昭和
58年度版産業用ロボットカタログ総覧に収録されてい
るトキコ(株)製塗装用ロボット855や三菱電機
(株)製産業用ロボットRV−242形などがある。As an industrial robot equipped with a conventional balancing device,
For example, the coating robot 855 manufactured by Tokiko Co., Ltd. and the industrial robot RV-242 manufactured by Mitsubishi Electric Co., Ltd., which are included in the Industrial Robot Catalog Guide for 1983 issued by the Japan Industrial Robot Manufacturers Association. There is.
第3図は従来のバランス装置を備えた産業用ロボット構
造の一例を示す正面図で第4図は側面図である。図にお
いて、旋回ベース1上に設置した凹字状の関節基台2に
はアーム5が軸支され、サーボモータ6と減速機7によ
り矢印の方向に揺動することができる。また、アーム5
と関節基台2との間にはアーム5が破線図のように揺動
した姿勢でアーム5がその自重により回転して行くこと
を防ぐ2ケのバランス装置8がアーム5の両側面に取り
付けられている。このバランス装置8は筒状のシリンダ
9′と、このシリンダ9′の内部を摺動するピストン1
0と、これに連接しシリンダの底部11を貫通している
ロッド12と、ピストン10とシリンダの底部11との
間に圧縮保持されたコイルばね13により構成されてい
る。ここでシリンダ9′の上端21はアーム5側面の外
側に植設したピン15′に軸支され、これと反対にロッ
ド12の下端16は凹字状の関節基台2の両側の上端部
17に植設したピン22により軸支されている。アーム
5が破線図のように揺動するとピン15′とピン22と
の間の距離が長くなるためコイルばね13が圧縮されア
ーム5を持ち上げる方法に回転トルクが発生する。FIG. 3 is a front view showing an example of an industrial robot structure provided with a conventional balancing device, and FIG. 4 is a side view. In the figure, an arm 5 is axially supported by a concave joint base 2 installed on a swivel base 1, and can be swung in the direction of an arrow by a servo motor 6 and a speed reducer 7. Also, arm 5
Between the joint base 2 and the joint base 2, two balance devices 8 are attached to both side surfaces of the arm 5 to prevent the arm 5 from rotating due to its own weight in a posture in which the arm 5 swings as shown by a broken line. Has been. The balance device 8 includes a cylindrical cylinder 9'and a piston 1 sliding inside the cylinder 9 '.
0, a rod 12 which is connected to the rod 0 and penetrates the bottom 11 of the cylinder, and a coil spring 13 which is compressed and held between the piston 10 and the bottom 11 of the cylinder. Here, the upper end 21 of the cylinder 9'is pivotally supported by a pin 15 'which is planted outside the side surface of the arm 5, while the lower end 16 of the rod 12 is opposite the upper end 17 on both sides of the concave joint base 2. It is pivotally supported by a pin 22 implanted in the. When the arm 5 swings as shown by the broken line, the distance between the pin 15 'and the pin 22 becomes long, so that the coil spring 13 is compressed and a rotational torque is generated in the method of lifting the arm 5.
上述した従来のバランス装置を備えた産業用ロボット
は、バランス装置をアームの外側に露出して取り付けて
いるためエンドフェクタ用にアームに沿って配した配
線,配管がひっかかり破断する恐れがあるという欠点が
あった。また、関節基台やアームにかかる力が左右均等
になるようバランス装置はアームの両側面に1ケづつ合
計2ケ配置されているため部品数が多く高価であるとい
う欠点があった。さらに、ロボット外表面を清掃する際
手間がかかるばかりか、ロボットの外観デザインの向上
を著しく阻害していた。The industrial robot equipped with the above-described conventional balancing device has a drawback that the wiring and piping arranged along the arm for the end effector may be caught and broken because the balancing device is exposed and attached to the outside of the arm. there were. In addition, since the balance device is arranged in two pieces, one on each side surface of the arm so that the forces applied to the joint base and the arm are evenly distributed to the left and right, the number of parts is large and the cost is high. Furthermore, it not only takes time to clean the outer surface of the robot, but also significantly hinders the improvement of the external design of the robot.
本発明の産業用ロボットは、旋回ベース上に設置した凹
字状の関節基台と、この関節基台に軸支され揺動するア
ームと、凹字状の関節基台両側の上端部を連結するシャ
フトと、アームが揺動する時にシャフトと干渉しないよ
う揺動角度分だけアームに形成した円弧状の長穴と、ア
ームの内側面植設したピンにより開口縁部を軸支されて
アームの内部に配置された円筒コップ状のシリンダと、
シリンダ内を摺動するピストンと、一端がこのピストン
に連接し他端がシリンダの底部を貫通してシャフト中央
に軸支されたロッドと、シリンダの底部とピストンとの
間に圧縮保持したコイルばねとを含んで構成される。The industrial robot of the present invention connects a concave joint base installed on a swivel base, an arm pivotally supported by the joint base, and an upper end on both sides of the concave joint base. Shaft, the arc-shaped long hole formed in the arm by the swing angle so as not to interfere with the shaft when the arm swings, and the opening edge is pivotally supported by the pin implanted on the inner surface of the arm. A cylindrical cup-shaped cylinder placed inside,
A piston that slides in the cylinder, a rod that has one end connected to this piston and the other end that penetrates the bottom of the cylinder and is axially supported by the center of the shaft, and a coil spring that is compressed and held between the bottom of the cylinder and the piston. It is configured to include and.
次に、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例を示す正断面図で、第2図は
第1図に示す産業用ロボット側断面図である。1 is a front sectional view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional side view of the industrial robot shown in FIG.
図において旋回ベース1上に設置した凹字状の関節基台
2の両側には軸受3が装着され回転軸4が軸支されてい
る。この回転軸4にアーム5が取り付けられておりサー
ボモータ6と減速機7により矢印の方向に揺動すること
ができる。アーム5にはアーム5が破線図のように揺動
した時にアーム5がその自重で回転して行くことを防ぐ
バランス装置8が内蔵されている。このバランス装置8
は円筒コップ状のシリンダ9とこのシリンダ9の内部を
揺動するピストン10と、これに連接しシリンダの底部
11を貫通しているロッド12と、ピストン10とシリ
ンダの底部11との間に圧縮保持されたコイルばね13
により構成されている。ここで円筒コップ状のシリンダ
9の開口縁部14はアーム5の内側面に植設したピン1
5により軸支され、これと反対にロッド12の下端16
は凹字状の関節基台3両側の上端部17を連結するシャ
フト18の中央に軸支されている。開口縁部14をピン1
5により軸止しているのは、バランス装置8の全長を短
かくしてアーム5を内蔵しやすくするためである。アー
ム5にはアーム5が破線図のように揺動する時にシャフ
ト18と干渉しないよう揺動角度分の円弧状の長穴19
があけられている。この長穴19によりアーム5の強度
が低下することを防ぐため長穴19をあける部分のアー
ム部材20は他の部分のアーム部材20′よりも肉厚を
厚くしている。アーム5が破線図のように揺動するとピ
ン15とシャフト18との間の距離が長くなるためコイ
ルばね13が圧縮され、アーム5を持ち上げる方向に回
転トルクが発生する。このためアームの自重による負荷
トルクの増大を軽減することができる。In the figure, bearings 3 are mounted on both sides of a concave joint base 2 installed on a swivel base 1, and a rotary shaft 4 is pivotally supported. An arm 5 is attached to the rotary shaft 4 and can be swung in the direction of the arrow by the servo motor 6 and the speed reducer 7. The arm 5 has a built-in balance device 8 that prevents the arm 5 from rotating under its own weight when the arm 5 swings as shown by the broken line. This balance device 8
Is a cylindrical cup-shaped cylinder 9, a piston 10 swinging inside the cylinder 9, a rod 12 connected to the cylinder 10 and penetrating a bottom portion 11 of the cylinder, and compressed between the piston 10 and the bottom portion 11 of the cylinder. Held coil spring 13
It is composed by. Here, the opening edge portion 14 of the cylinder 9 in the shape of a cylindrical cup is the pin 1 planted on the inner surface of the arm 5.
5 is pivotally supported and, on the contrary, the lower end 16 of the rod 12
Is pivotally supported at the center of a shaft 18 that connects upper end portions 17 on both sides of the concave joint base 3. Open edge 14 pin 1
The reason why the balance device 8 is axially stopped is to shorten the entire length of the balance device 8 and facilitate the incorporation of the arm 5. The arm 5 has an arc-shaped elongated hole 19 corresponding to the swing angle so as not to interfere with the shaft 18 when the arm 5 swings as shown by a broken line.
Has been opened. In order to prevent the strength of the arm 5 from decreasing due to the elongated hole 19, the arm member 20 in the portion where the elongated hole 19 is formed is made thicker than the arm members 20 'in the other portions. When the arm 5 swings as shown by a broken line, the distance between the pin 15 and the shaft 18 becomes long, so that the coil spring 13 is compressed and a rotational torque is generated in a direction to lift the arm 5. Therefore, an increase in load torque due to the weight of the arm can be reduced.
本発明の産業用ロボットは従来アームの両側面の外側に
各1ケづつ露出して取り付けられていたバランス装置を
アームに内蔵化したことにより、エンドフェクタ用にア
ームに沿って配した配線,配管がひっかかる恐れがなく
なるという利点がある。また、バランス装置はロボット
の中心線上に1ケだけ配置されているので部品数が少な
くなり安価になるという効果がある。さらに、ロボット
外表面の清掃が容易となるばかりかロボットの外観デザ
インを著しく向上させることができるという効果があ
る。In the industrial robot of the present invention, the balance device, which has been conventionally exposed one by one on the outside of each side surface of the arm, is incorporated in the arm, so that wiring and piping arranged along the arm for the end effector can be provided. There is an advantage that there is no fear of getting caught. Further, since only one balancing device is arranged on the center line of the robot, there is an effect that the number of parts is reduced and the cost is reduced. Furthermore, not only the outer surface of the robot can be easily cleaned, but also the appearance design of the robot can be significantly improved.
第1図は本発明の一実施例を示す正断面図、第2図は第
1図に示す産業用ロボットの側断面図、第3図は従来の
一例を示す正面図、第4図は第3図に示す産業用ロボッ
トの側面図である。 1……旋回ベース、2……関節基台、3……軸受、4…
…回転軸、5……アーム、6……サーボモータ、7……
減速機、8……バランス装置、9,9′……シリンダ、
10……ピストン、11……シリンダの底部、12……
ロッド、13……コイルばね、14……開口縁部、15
……ピン、16……ロッドの下端、17……関節基台の
上端部、18……シャフト、19……長穴、20,2
0′……アーム部材、21……シリンダの上端、22…
…ピン。1 is a front sectional view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side sectional view of the industrial robot shown in FIG. 1, FIG. 3 is a front view showing an example of the conventional art, and FIG. It is a side view of the industrial robot shown in FIG. 1 ... Swivel base, 2 ... Joint base, 3 ... Bearing, 4 ...
… Rotation axis, 5 …… arm, 6 …… servo motor, 7 ……
Reduction gear, 8 ... Balance device, 9, 9 '... Cylinder,
10 ... Piston, 11 ... Bottom of cylinder, 12 ...
Rod, 13 ... Coil spring, 14 ... Opening edge, 15
...... Pin, 16 …… Lower end of rod, 17 …… Upper end of joint base, 18 …… Shaft, 19 …… Oval hole, 20, 2
0 '... arm member, 21 ... upper end of cylinder, 22 ...
…pin.
Claims (1)
と、該関節基台に軸支され揺動するアームと、前記凹字
状の関節基台両側の上端部を連結するシャフトと、前記
アームが揺動する時に前記シャフトと干渉しないよう揺
動角度分だけ前記アームに形成した円弧状の長穴と、前
記アームの内側面に植設したピンにより開口縁部を軸支
されて前記アームの内部に配置された円筒コップ状のシ
リンダと、該シリンダ内を摺動するピストンと、一端が
前記ピストンに連接し他端が前記シリンダの底部を貫通
して前記シャフト中央に軸支されたロッドと、前記シリ
ンダの底部と前記ピストンとの間に圧縮保持されたコイ
ルばねとを含むことを特徴とする産業用ロボット。1. A shaft for connecting a concave joint base mounted on a swivel base, an arm pivotally supported by the joint base and swinging, and upper ends of both sides of the concave joint base. The opening edge is pivotally supported by an arc-shaped elongated hole formed in the arm by an amount corresponding to the swing angle so as not to interfere with the shaft when the arm swings, and a pin implanted on the inner surface of the arm. A cylindrical cup-shaped cylinder disposed inside the arm, a piston that slides in the cylinder, one end connected to the piston and the other end penetrating the bottom of the cylinder, and axially supported at the center of the shaft. Industrial robot comprising: a compressed rod and a coil spring compressed and held between the bottom of the cylinder and the piston.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27593686A JPH0615156B2 (en) | 1986-11-18 | 1986-11-18 | Industrial robots |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27593686A JPH0615156B2 (en) | 1986-11-18 | 1986-11-18 | Industrial robots |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63127893A JPS63127893A (en) | 1988-05-31 |
| JPH0615156B2 true JPH0615156B2 (en) | 1994-03-02 |
Family
ID=17562491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27593686A Expired - Lifetime JPH0615156B2 (en) | 1986-11-18 | 1986-11-18 | Industrial robots |
Country Status (1)
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-
1986
- 1986-11-18 JP JP27593686A patent/JPH0615156B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPS63127893A (en) | 1988-05-31 |
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