JPH0829513B2 - Industrial robots - Google Patents
Industrial robotsInfo
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- JPH0829513B2 JPH0829513B2 JP61161634A JP16163486A JPH0829513B2 JP H0829513 B2 JPH0829513 B2 JP H0829513B2 JP 61161634 A JP61161634 A JP 61161634A JP 16163486 A JP16163486 A JP 16163486A JP H0829513 B2 JPH0829513 B2 JP H0829513B2
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- drive motor
- motor
- arm drive
- shaft
- Prior art date
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- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、旋回可能な第1および第2のアームを備え
た産業用ロボットに関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an industrial robot having first and second pivotable arms.
従来から、水平多関節型と称される産業用ロボットは
広く知られており、この種のロボットとしては、ベース
に対して旋回可能に支持された第1のアームと、この第
1のアームに対して旋回可能とされた第2のアームとを
備え、この第2のアームの先端に、チヤック等の作業用
部材とこれを作動する機構を組付けたものが一般的であ
る。BACKGROUND ART Conventionally, an industrial robot called a horizontal articulated type is widely known. As a robot of this type, a first arm supported so as to be rotatable with respect to a base and a first arm are provided. It is generally provided with a second arm that can be turned with respect to the second arm, and a working member such as a chuck and a mechanism for operating the working member are attached to the tip of the second arm.
上記アームを駆動する手段としては、旋回可能に支持
されたアームと駆動モータとの間に、一段で高い減速比
の得られる減速機を介在させ、高回転数のモータ出力を
動力伝達系の中で減速して、低速、高トルクに変換して
からアームに伝えるようにしたものがある。ところ、こ
のように減速機と駆動モータを組み合わせたものでは、
摩耗やバックラッシに伴う振動など、減速機特有の問題
があり、このため、アームの施回速度の高速化や機械的
な位置決め精度の向上に自ずと限界があった。As a means for driving the arm, a speed reducer capable of obtaining a high speed reduction ratio in one stage is interposed between the arm supported rotatably and the drive motor, and a motor output of high rotation speed is provided in the power transmission system. There is one that decelerates with to convert to low speed and high torque before transmitting to the arm. By the way, in the combination of reduction gear and drive motor,
There are problems peculiar to the speed reducer, such as wear and vibration associated with backlash, and therefore, there has been a limit to speeding up the arm rotation speed and improving mechanical positioning accuracy.
そこで、最近、上記アームを、二重構造の固定子の間
に回転子を配した高トルクダイレクトドライブモータ
(以下DDモータと称する)で直接駆動する、いわゆるDD
駆動方式のロボットが開発され、動作の高速化と高精度
化を初めとして、低騒音化およびメインテナンスフリー
化を一挙に解決できるものとして注目されている。Therefore, recently, the above-mentioned arm is directly driven by a high-torque direct drive motor (hereinafter referred to as a DD motor) in which a rotor is arranged between the stators having a double structure.
Drive-type robots have been developed and are attracting attention as ones that can solve the problems of low noise and maintenance-free operation, including high-speed and high-precision operation.
ところで、上記水平多関節型のロボットにおける第1
のアームおよび第2のアームをそれぞれ上記DDモータで
駆動しようとする場合に、DDモータは比較的大形である
ため、上記両アームを駆動する2つのモータを如何にし
て合理的に配備するかという点で課題が残されている。
すなわち、例えば第2のアームを駆動するモータを第1
のアームの先端部に取付けると、旋回部分の慣性モーメ
ントが増大して動作の高速化や高精度化を損ねる。ま
た、アームの上方にモータが突出するような配置である
と、アーム旋回部分の下方に高さ方向の作業範囲を充分
に確保しつつロボットのコンパクト化を図るということ
が困難になる。By the way, the first in the horizontal articulated robot
When trying to drive each of the arms and the second arm by the above DD motors, since the DD motors are relatively large, how to rationally deploy the two motors that drive both the above arms The problem remains in that respect.
That is, for example, the motor that drives the second arm
If it is attached to the tip of the arm, the moment of inertia of the swiveling portion increases, and the speeding up and accuracy of the operation are impaired. Further, if the motor is arranged to project above the arm, it becomes difficult to make the robot compact while ensuring a sufficient working range in the height direction below the arm turning portion.
本発明は、上記の事情に鑑み、第1アームおよび第2
アームをそれぞれDDモータによって駆動するものにおい
て、旋回部分の慣性モーメントを小さくし、かつ、アー
ム旋回部分の下方に高さ方向の作業範囲を確保しつつコ
ンパクトな構造とすることができ、その上、機能も向上
することができる産業用ロボットを提供することを目的
とする。In view of the above circumstances, the present invention provides a first arm and a second arm.
In each arm driven by a DD motor, it is possible to reduce the moment of inertia of the swiveling part and to secure a working range in the height direction below the swiveling part of the arm, and to have a compact structure. It is an object of the present invention to provide an industrial robot whose function can be improved.
上記目的を達成するために、本発明は、ベースに対し
て旋回可能に支持された第1のアームと、この第1のア
ームに対して旋回可能とされた第2のアームと、第2の
アームの先端部に設けられた作業用部材装着部と、上記
第1のアームを駆動する第1アーム駆動モータと、上記
第2のアームを駆動する第2アーム駆動モータとを備
え、上記両モータをそれぞれ高トルクダイレクトドライ
ブモータにより構成している産業用ロボットであって、
上記ベース上に上記第1アーム駆動モータを配置し、こ
の第1アーム駆動モータよりも小形に形成した上記第2
アーム駆動モータを第1アーム駆動モータの上方に同軸
状に配置し、この第2アーム駆動モータの上方に上記第
1のアームを配置した状態で、上記第1アーム駆動モー
タの回転子に連結した支持部材に第2アーム駆動モータ
を支持させ、かつ、この支持部材を介して上記第1アー
ム駆動モータに上記第1のアームを連結するとともに、
上記第2アーム駆動モータに、第1のアーム内に装備し
た伝動手段を介して第2のアームの旋回軸部分を連結
し、一方、上記支持部材に連結されて上記第1アーム駆
動モータの内部を貫通する軸体を第1アーム駆動モータ
の下方に導出し、上記ベース内においてこの軸体の下端
部の周囲にブレーキ手段を設けたものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a first arm pivotally supported on a base, a second arm pivotable with respect to the first arm, and a second arm. Both of the motors are provided with a work member mounting portion provided at the tip of the arm, a first arm drive motor for driving the first arm, and a second arm drive motor for driving the second arm. Which are industrial robots each configured with a high torque direct drive motor,
The first arm drive motor is arranged on the base, and the second arm is formed smaller than the first arm drive motor.
The arm drive motor is coaxially disposed above the first arm drive motor, and the first arm is disposed above the second arm drive motor, and the arm drive motor is connected to the rotor of the first arm drive motor. The second arm drive motor is supported by the support member, and the first arm drive motor is connected to the first arm drive motor via the support member.
The second arm drive motor is connected to the turning shaft portion of the second arm via a transmission means provided in the first arm, and is connected to the support member to be connected to the inside of the first arm drive motor. The shaft body extending through the shaft is led out below the first arm drive motor, and the brake means is provided around the lower end of the shaft body in the base.
この発明によると、上記第1アーム駆動モータおよび
第2アーム駆動モータがベース上に設置されていること
により、第1のアームの先端にモータを取付けるような
場合と比べて旋回部分の慣性モーメントが小さくなる。
また、アームの下方に作業用のスペースが確保されるよ
うに第1のアームが適度の高さに位置する状態で、この
第1のアームの基部とベースとの間に両モータが組み込
まれ、アームの上方等にモータが余分な場所を取ること
がない。According to the present invention, since the first arm drive motor and the second arm drive motor are installed on the base, the moment of inertia of the swiveling portion is smaller than that in the case where the motor is attached to the tip of the first arm. Get smaller.
Further, both motors are incorporated between the base portion and the base of the first arm in a state where the first arm is positioned at an appropriate height so as to secure a working space below the arm, The motor does not take up extra space above the arm.
また、要求駆動トルクの関係で第1アーム駆動モータ
は比較的大径、第2アーム駆動モータは比較的小径とさ
れるが、第1のアームの下方におけるこれらのモータの
位置関係としては下側に大径の第1アーム駆動モータ、
上側に小径の第2アーム駆動モータが配置されているこ
とにより、第2のアームの先端側が第1のアームの基端
側に近い位置に作動するときの有効作動域の拡大に有利
となり、かつ、モータ配置部分の安定性も高められる。
そして、上記支持部材により第1アーム駆動モータ上に
第2アーム駆動モータが支持されるとともに第1アーム
駆動モータと第1のアームとが連結される。Also, the first arm drive motor has a relatively large diameter and the second arm drive motor has a relatively small diameter due to the required drive torque, but the positional relationship of these motors below the first arm is lower. Large diameter first arm drive motor,
By disposing the small-diameter second arm drive motor on the upper side, it is advantageous for expanding the effective operating range when the distal end side of the second arm operates close to the proximal end side of the first arm, and The stability of the motor arrangement part is also improved.
The support member supports the second arm drive motor on the first arm drive motor and connects the first arm drive motor and the first arm.
さらに、上記第1のアームを制動するブレーキ手段が
ベース内に設けられることにより、第1アーム駆動モー
タの停止時に不必要なアームの旋回を防止する作用が得
られつつ、上記ブレーキ手段もコンパクトにレイアウト
される。Further, since the brake means for braking the first arm is provided in the base, an action of preventing unnecessary turning of the arm when the first arm drive motor is stopped is obtained, and the brake means is also compact. Laid out.
本発明の一実施例による産業用ロボットを、第1図乃
至第3図に基づいて説明する。An industrial robot according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
第1図中、1は円筒状のベースであり、その上面には
ダイレクトドライブモータからなる第1アーム駆動モー
タ2(以下、第1DDモータと称する)が固定されてい
る。第1DDモータ2は低回転で高トルクを発生させるた
め、そのハウジング3の内側に大径の外側固定子4とこ
れより小径の内側固定子5とが同軸状に配置されてお
り、これら両固定子4,5の間に回転子6が配置されてい
る。回転子6の上端面には回転力を取り出す出力フラン
ジ7が連結され、この出力フランジ7は内側固定子5を
支持する中空のモータ軸8の外周に軸受9を介して軸支
されている。In FIG. 1, reference numeral 1 is a cylindrical base, and a first arm drive motor 2 (hereinafter referred to as a first DD motor) composed of a direct drive motor is fixed to the upper surface thereof. Since the first DD motor 2 generates a high torque at a low rotation speed, a large-diameter outer stator 4 and a smaller-diameter inner stator 5 are coaxially arranged inside the housing 3 thereof. The rotor 6 is arranged between the children 4 and 5. An output flange 7 for extracting a rotational force is connected to the upper end surface of the rotor 6, and the output flange 7 is axially supported via a bearing 9 on the outer periphery of a hollow motor shaft 8 that supports the inner stator 5.
上記出力フランジ7の上面には、支持部材としての円
筒上のブラケット10が連結されている。このブラケット
10の底面中央部には、中空軸11が連結されており、この
中空軸11はモータ軸8の内側を同軸状に貫通するととも
に、その下端部がベース1の内側に導出されている。A cylindrical bracket 10 as a support member is connected to the upper surface of the output flange 7. This bracket
A hollow shaft 11 is connected to the center of the bottom surface of the hollow shaft 10. The hollow shaft 11 penetrates the inside of the motor shaft 8 coaxially, and its lower end is led out to the inside of the base 1.
また、上記ブラケット10は第1DDモータ2から垂直に
立設されてベースマストを兼用しており、その上端部に
は円筒状のカバー13を介して第1のアーム14が固定され
ている。この第1のアーム14は中空の箱形構造をなして
水平に延びており、上記第1DDモータ2の出力フランジ
7に直結されて、上記モータ軸8の軸心を通るX軸を中
心に旋回される。The bracket 10 is erected vertically from the first DD motor 2 and also serves as a base mast, and the first arm 14 is fixed to the upper end of the bracket 10 via a cylindrical cover 13. The first arm 14 has a hollow box-shaped structure and extends horizontally. The first arm 14 is directly connected to the output flange 7 of the first DD motor 2 and pivots about an X axis passing through the axis of the motor shaft 8. To be done.
第1のアーム14の先端部下面には、下方に突出する円
筒状のブラケット15が固定されており、このブラケット
15の内側には軸受16を介して中空の従動軸17が軸支され
ている。従動軸17の下端部には第2のアーム18が連結さ
れており、この第2のアーム18は中空の箱形構造をなす
とともに、上記第1のアーム14の下側において、水平方
向に延びている。A cylindrical bracket 15 protruding downward is fixed to the lower surface of the tip of the first arm 14.
A hollow driven shaft 17 is rotatably supported inside the shaft 15 via a bearing 16. A second arm 18 is connected to the lower end of the driven shaft 17, and the second arm 18 has a hollow box-shaped structure and extends horizontally below the first arm 14. ing.
また、上記カバー13の内側には、ダイレクトドライブ
モータからなる第2アーム駆動モータ20(以下、第2DD
モータと称する)が配置されている。この第2DDモータ2
0は第1DDモータ2よりも小径に形成されている。すなわ
ち、上記第1DDモータ2は旋回部分全体の慣性モーメン
トに抗して第1のアーム12を駆動する必要があって、大
きな駆動トルクが要求されるために比較的大径となる
が、第2のアーム18を駆動する第2DDモータ20は第1DDモ
ータ2と比べて要求駆動トルクが小さいために比較的小
径に形成されている。In addition, inside the cover 13, a second arm drive motor 20 (hereinafter, referred to as a second DD
(Referred to as a motor) is arranged. This second DD motor 2
The diameter of 0 is smaller than that of the first DD motor 2. That is, the first DD motor 2 needs to drive the first arm 12 against the moment of inertia of the entire turning portion, and a large driving torque is required, so the diameter is relatively large. The second DD motor 20 that drives the arm 18 has a relatively small diameter because the required drive torque is smaller than that of the first DD motor 2.
上記第2DDモータ20はブラケット10の上端部にカバー1
3とともに固定されている。こうして、第2DDモータ20が
第1DDモータ2の上方に位置してブラケット10に支持さ
れた状態で、上記ベース1上に両DDモータ2,20が同軸状
に積み重ねて配置されている。The second DD motor 20 has a cover 1 on the upper end of the bracket 10.
Fixed with 3. In this way, both DD motors 2 and 20 are coaxially stacked on the base 1 while the second DD motor 20 is positioned above the first DD motor 2 and supported by the bracket 10.
そして、これらのDDモータ2,20よりも上方に第1のア
ーム14が配置された状態で、第1DDモータ2に、上記出
力フランジ7、ブラケット10およびカバー13等の連結用
の部材を介して第1のアーム14が連結されている。Then, in a state where the first arm 14 is arranged above the DD motors 2 and 20, the output flange 7, the bracket 10 and the cover 13 and other connecting members are connected to the first DD motor 2. The first arm 14 is connected.
なお、第2DDモータ20は第1DDモータ2と共通の構成を
なすため、同一構成部分については同一番号を付し、そ
の説明を省略する。Since the second DD motor 20 has the same configuration as the first DD motor 2, the same components are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
第2DDモータ20には、第1のアーム14内に装備された
ベルト24等からなる伝動手段を介し、第2のアーム18の
旋回軸部分である従動軸17が連結されている。すなわ
ち、第2DDモータ20の出力フランジ7には中空の駆動軸2
1が連結され、この駆動軸21はモータ軸8に対し同軸状
に位置しており、この駆動軸21および従動軸17の上端部
は第1のアーム14内に導出され、これら各軸21,17の導
出端に固定したプーリ22,23間にベルト24が架設されて
いる。従って、第2DDモータ20の駆動力は、ベルト24を
介して第2のアーム18に伝達され、この第2のアーム18
は従動軸17の軸心を通るY軸を中心に旋回されるように
なっている。The second DD motor 20 is connected to a driven shaft 17 which is a turning shaft portion of the second arm 18 via a transmission means including a belt 24 and the like mounted in the first arm 14. That is, the hollow drive shaft 2 is attached to the output flange 7 of the second DD motor 20.
1, the drive shaft 21 is located coaxially with the motor shaft 8, and the upper ends of the drive shaft 21 and the driven shaft 17 are led out into the first arm 14 and these shafts 21, A belt 24 is installed between pulleys 22 and 23 fixed to the lead-out end of 17. Therefore, the driving force of the second DD motor 20 is transmitted to the second arm 18 via the belt 24, and the second arm 18 is driven.
Is rotated about the Y-axis passing through the axis of the driven shaft 17.
なお、上記従動軸17は第1のアーム14と第2のアーム
18の重合部分の略中央部に位置されており、その上下端
部が両方のアーム14,18の内部空間に開口している。The driven shaft 17 includes the first arm 14 and the second arm.
It is located at a substantially central portion of the overlapping portion of 18, and its upper and lower end portions open into the inner spaces of both arms 14 and 18.
第2のアーム18の先端部には、後記エアーチャック等
の作業用部材を装着してこれを駆動するための作業用部
材装着部が設けられ、この作業用部材装着部は、例えば
次のような構造となっている。At the tip of the second arm 18, a working member mounting portion for mounting and driving a working member such as an air chuck described later is provided. The working member mounting portion is, for example, as follows. It has a simple structure.
すなわち、第2のアーム18の先端部には、筒状のケー
シング25が上下方向に貫通して設けられており、このケ
ーシング25の内側には円筒状の筒体26が軸受27を介して
挿通されている。筒体26の内側には中空円筒状のボール
スプライン軸29が挿通されており、このボールスプライ
ン軸29の下端部には可動筒30が同軸状に連結されてい
る。可動筒30はケーシング25の下端部に連なるシリンダ
31の下端開口部から導出されているとともに、この導出
端には支持軸33が取付けられている。また、ボールスプ
ライン軸29の内側には、上方からボールねじ34が噛み合
っており、このボールねじ34の上端部は一段で高い減速
比の得られる減速機35を介してサーボモータ36に連なっ
ている。従って、サーボモータ36によりボールねじ34が
回転されると、ボールスプライン軸29が上下方向にスラ
イドし、支持軸33が上下方向のZ軸に沿って昇降動され
る。That is, a tubular casing 25 is provided at the tip of the second arm 18 so as to pass through in the vertical direction, and a cylindrical tubular body 26 is inserted through the bearing 27 inside the casing 25. Has been done. A hollow cylindrical ball spline shaft 29 is inserted inside the cylindrical body 26, and a movable cylinder 30 is coaxially connected to the lower end of the ball spline shaft 29. The movable cylinder 30 is a cylinder connected to the lower end of the casing 25.
It is led out from the lower end opening of 31, and a support shaft 33 is attached to this leading end. A ball screw 34 meshes with the inside of the ball spline shaft 29 from above, and the upper end of the ball screw 34 is connected to a servomotor 36 via a speed reducer 35 that can obtain a high reduction ratio in one step. . Therefore, when the ball screw 34 is rotated by the servo motor 36, the ball spline shaft 29 slides in the vertical direction, and the support shaft 33 moves up and down along the Z axis in the vertical direction.
第2のアーム18の内部には、ボールスプライン軸29と
直交する方向に沿って他のサーボモータ37が収容されて
おり、このサーボモータ37は一段高い減速比の得られる
減速機38を介してベベルギヤ39を駆動している。このベ
ベルギヤ39はボールスプライン軸29の外周に設けた他の
ベベルギヤ40に噛み合っており、このベベルギヤ40とボ
ールスプライン軸29との間には、ボールスプライン軸29
の軸方向への摺動は許容するが、軸回り方向への回動を
伝える軸受部材41が介在されている。従って、サーボモ
ータ37の駆動力がベベルギヤ39,40および軸受部材41を
介してボールスプライン軸29に伝わると、上記支持軸33
がボールスプライン軸29の軸周り方向に沿うR軸回りに
回転される。Another servo motor 37 is accommodated inside the second arm 18 along a direction orthogonal to the ball spline shaft 29, and this servo motor 37 is connected via a speed reducer 38 which can obtain a higher reduction ratio. The bevel gear 39 is being driven. This bevel gear 39 meshes with another bevel gear 40 provided on the outer periphery of the ball spline shaft 29, and between the bevel gear 40 and the ball spline shaft 29, the ball spline shaft 29 is provided.
Although it is allowed to slide in the axial direction, there is a bearing member 41 for transmitting the rotation in the axial direction. Therefore, when the driving force of the servo motor 37 is transmitted to the ball spline shaft 29 via the bevel gears 39, 40 and the bearing member 41, the support shaft 33
Is rotated about the R axis along the direction around the ball spline shaft 29.
そして、このようにベベルギヤ39,40を用いてサーボ
モータ37の駆動力を支持軸33に伝えるようにすれば、こ
の動力伝達経路をモータ軸やボールスプライン軸29の回
りにコンパクトに組み込むことができ、第2のアーム18
の内部空間に収めることができる。よって、ベベルギヤ
39,40の噛み合い部分から外方にオイルが飛散すること
もなく、クリーンルームでの使用が可能となる。また、
これとは逆に上記ベベルギヤ39,40の噛み合い部分に外
方から異物が入り込むこともなく、塵埃の覆い作業環境
での使用も可能となる。If the driving force of the servomotor 37 is transmitted to the support shaft 33 by using the bevel gears 39 and 40 in this way, this power transmission path can be compactly built around the motor shaft and the ball spline shaft 29. , Second arm 18
Can fit in the interior space of. Therefore, the bevel gear
It is possible to use it in a clean room without the oil splashing outward from the meshing parts of 39 and 40. Also,
On the contrary, foreign matter does not enter from the outside into the meshing parts of the bevel gears 39, 40, and it is possible to use it in a dust-covering work environment.
また、当実施例の場合、上記支持軸33にはエアーチャ
ック45が取付けられている。このエアーチャック45はチ
ャックを開作動させるエアー導入口46と閉作動させるエ
アー導入口47を備え、これら導入口46,47にはそれぞれ
エアーホース48,48が接続されている。エアーホース48,
48は第2のアーム18の先端部下面に設けた通孔49を経
て、この第2のアーム18の内部空間に導入された後、従
動軸17の内側を通して第1のアーム14の内部空間に導入
されており、さらに、ここから駆動軸21、第2DDモータ2
0のモータ軸8、ブラケット10及び第1DDモータ2の中空
軸11の内側を通して、ベース1の周面に設けたコネクタ
50に接続されている。このコネクタ50には、エアーホー
ス48,48とエアー供給源53とを結ぶ外部エアー配管51,51
が連なっており、これら外部エアー配管51,51には開閉
弁52,52が設けられている。従って、この開閉弁52,52を
選択的に開閉することで、エアーチャック45が開閉作動
される。Further, in this embodiment, an air chuck 45 is attached to the support shaft 33. The air chuck 45 has an air introduction port 46 for opening the chuck and an air introduction port 47 for closing the chuck, and air hoses 48, 48 are connected to the introduction ports 46, 47, respectively. Air hose 48,
48 is introduced into the internal space of the second arm 18 through a through hole 49 provided in the lower surface of the tip of the second arm 18, and then passes through the inside of the driven shaft 17 into the internal space of the first arm 14. The drive shaft 21 and the second DD motor 2 are installed from here.
A connector provided on the peripheral surface of the base 1 through the inside of the 0 motor shaft 8, the bracket 10 and the hollow shaft 11 of the first DD motor 2.
Connected to 50. This connector 50 has external air pipes 51, 51 connecting the air hoses 48, 48 and the air supply source 53.
Opening valves 52, 52 are provided in these external air pipes 51, 51. Therefore, the air chuck 45 is opened / closed by selectively opening / closing the open / close valves 52, 52.
また、上記二つのサーボモータ36、37はコンピュータ
55からの指令により回転角度および回転方向が制御さ
れ、このモータ36,37に制御信号を送る信号コードや電
源コードを初めとして、上記支持軸33の昇降動および回
転の基準となる原点位置を検出する近接スイッチ58,59
からの信号コード56は、エアーホース48と同様に両方の
アーム14,18およびDDモータ2,20の内部を通してコネク
タ57に接続されている。Also, the two servo motors 36 and 37 are computer
The rotation angle and rotation direction are controlled by commands from 55, and the origin position that serves as a reference for the vertical movement and rotation of the support shaft 33 is detected, including the signal code and power cord that send control signals to the motors 36 and 37. Proximity switch 58,59
The signal cord 56 from is connected to the connector 57 through the inside of both arms 14, 18 and DD motors 2, 20 as well as the air hose 48.
一方、第1DDモータ2の回転子6と一体に回転する中
空軸11には、ベース1内に導出された下部外周部分にス
リーブ60が固定されており、このスリーブ60にはエンコ
ーダ61が取付けられている。エンコーダ61はスリーブ60
と一体に回転する回転板62の外周部に多数の磁極を間隔
を存して配置し、この磁極をセンサ61aで検出すること
で、上記回転子6の回転位置を磁気的に割り出してお
り、このエンコーダ61からの信号は第1DDモータ2の磁
極制御と回転位置制御のために、上記コンピュータ55を
介して第1DDモータ2にフィードバックされる。On the other hand, the hollow shaft 11 that rotates integrally with the rotor 6 of the first DD motor 2 has a sleeve 60 fixed to the lower outer peripheral portion led out into the base 1, and an encoder 61 is attached to this sleeve 60. ing. Encoder 61 is sleeve 60
A large number of magnetic poles are arranged at intervals on the outer periphery of the rotary plate 62 that rotates integrally with the rotary plate 62, and the rotational position of the rotor 6 is magnetically determined by detecting the magnetic poles with the sensor 61a. The signal from the encoder 61 is fed back to the first DD motor 2 via the computer 55 for magnetic pole control and rotational position control of the first DD motor 2.
なお、このエンコーダ61や第1DDモータ2への配線
(図示せず)は、中空軸11の内部を通してコネクタ50に
導かれ、ここから外部配線を介してコンピュータ55や電
源63に接続されている。The wiring (not shown) to the encoder 61 and the first DD motor 2 is guided to the connector 50 through the inside of the hollow shaft 11, and is connected to the computer 55 and the power supply 63 from here via external wiring.
また、中空軸11の下端部外周には、第1のアーム14の
旋回範囲を制御するためのセンサ装置64が設けられてい
る。このセンサ装置64は中空軸11の下端部外周面に配置
した位置検出用の突起65a,65b,65cと、この突起65a,65
b,65cを検出する近接スイッチ66a,66bとで構成され、上
記突起65a〜65cか中空軸11の外周面に嵌合固定したリン
グ67に突設されているとともに、近接スイッチ66a,66b
がリング67に対し放射状に配置されている。A sensor device 64 for controlling the turning range of the first arm 14 is provided on the outer periphery of the lower end of the hollow shaft 11. This sensor device 64 includes projections 65a, 65b, 65c for position detection arranged on the outer peripheral surface of the lower end portion of the hollow shaft 11, and the projections 65a, 65c.
Proximity switches 66a and 66b for detecting b and 65c, and projections 65a to 65c or a ring 67 fitted and fixed to the outer peripheral surface of the hollow shaft 11, and the proximity switches 66a and 66b.
Are arranged radially with respect to the ring 67.
そして、上記第1のアーム14は図3に示すように、旋
回の基準となる原点位置SからX軸の軸回り方向両側に
一定角度θ1、θ2旋回運動するものであり、上記突起
65aが原点位置Sに位置するとともに、突起65bが一方側
の旋回限界位置Aに、同じく突起65cが他方側の旋回限
界位置Bにそれぞれ配置されている。また、上記近接ス
イッチ66bがリング67上において旋回限界位置A,Bの突起
65b,65cに対応するようになっており、これら近接スイ
ッチ66a,66bからの信号は第1のアーム14の旋回位置制
御のために、上記コンピュータ55を介して第1DDモータ
2にフィードバックされる。Then, as shown in FIG. 3, the first arm 14 makes a swivel motion of constant angles θ 1 and θ 2 from the origin position S, which is the reference of swivel, to both sides in the axial direction of the X axis.
65a is located at the origin position S, the projection 65b is located at the turning limit position A on one side, and the projection 65c is located at the turning limit position B on the other side. Further, the proximity switch 66b causes the ring 67 to project at the turning limit positions A and B.
The signals from the proximity switches 66a and 66b are fed back to the first DD motor 2 via the computer 55 for controlling the turning position of the first arm 14.
第1のアーム14の内部には、第2のアーム18の旋回範
囲を制御するセンサ装置72が設けられている。このセン
サ装置72は、上記第1のアーム14のセンサ装置64の構成
とほぼ同様であるが、第2のアーム18の原点位置検出用
の突起73aを備えたリング75が従動軸17の上端部に固定
されるとともに、第2のアーム18の旋回限界位置検出用
の突起73b,73cを備えたリング76が駆動軸21の上端部に
固定され、これに応じて突起73a〜73cを検出する近接ス
イッチ74a,74bが、両軸17,21回りに振り分けて設けられ
ている。A sensor device 72 for controlling the turning range of the second arm 18 is provided inside the first arm 14. This sensor device 72 has substantially the same configuration as the sensor device 64 of the first arm 14, except that a ring 75 having a protrusion 73a for detecting the origin position of the second arm 18 has an upper end portion of the driven shaft 17. The ring 76 having the projections 73b and 73c for detecting the turning limit position of the second arm 18 is fixed to the upper end portion of the drive shaft 21, and accordingly, the proximity to detect the projections 73a to 73c. Switches 74a and 74b are provided separately around both shafts 17 and 21.
また、従動軸17上のプーリ23のボス部23aには、第2DD
モータ20の回転子6の回転位置を検出するエンコーダ70
が取付けられており、このエンコーダ70や近接スイッチ
74a,74bへの配線77は、第1のアーム14の内部空間から
第2DDモータ20および第1DDモータ2の内側を通してコネ
クタ57に導かれ、ここから外部配線を介してコンピュー
タ55に接続されている。Further, the boss portion 23a of the pulley 23 on the driven shaft 17 has a second DD
Encoder 70 that detects the rotational position of the rotor 6 of the motor 20
Is installed with this encoder 70 or proximity switch
The wiring 77 to the 74a and 74b is guided from the inner space of the first arm 14 to the connector 57 through the insides of the second DD motor 20 and the first DD motor 2, and is connected to the computer 55 from here through the external wiring. .
なお、上記近接スイッチ74bに何等かのトラブルが生
じたときの第2のアーム18のオーバーラン防止のため、
第1のアーム14の底面にゴム製のストッパー79が設けら
れ、第2のアーム18が上記旋回限界位置を超えたときに
プーリ22に設けられたボルト78が上記ストッパー79に当
接するようになっている。In order to prevent overrun of the second arm 18 when some trouble occurs in the proximity switch 74b,
A stopper 79 made of rubber is provided on the bottom surface of the first arm 14, and a bolt 78 provided on the pulley 22 comes into contact with the stopper 79 when the second arm 18 exceeds the turning limit position. ing.
また、電源OFF時や停電等によりモータへの通電が遮
断されたときにアームが不必要に動いて周囲部品接触す
るというような事態を防止し、とくにX軸を中心にした
大きな旋回半径(旋回軌跡K)でアームが不必要な旋回
を行うことを防止するため、上記第1のアーム14に対
し、通電遮断時に制動力を付与するブレーキ手段92が設
けられている。It also prevents the arm from moving unnecessarily and making contact with surrounding parts when the power supply to the motor is cut off due to power off or power failure, and in particular, it has a large turning radius (turning around the X-axis). In order to prevent the arm from unnecessarily turning along the locus K), a braking means 92 is provided for applying a braking force to the first arm 14 when the energization is cut off.
このブレーキ手段92は、例えばモータの上方等に組込
むと余分なスペースがとられることになるため、上記ベ
ース1の内部において中空軸11の下端部の周囲に設けら
れることにより、コンパクトにレイアウトされている。
すなわち、このブレーキ手段92は、上記中空軸11と一体
に回転するスリーブ60の外周にフランジ状に形成された
摩擦板80と、ベース1の内部にブラケット81を介して支
持されたエアーシリンダ82と、このエアーシリンダ82の
ピストン83に連なるピストンロッド83aの先端に取付け
られた合成樹脂製のブレーキパッド84とを備えている。
上記ブレーキパッド84は摩擦板80の外周部下方に対向し
ているとともに、リターンばね90によって摩擦板80から
離間する方向に常時付勢されている。上記エアーシリン
ダ82に連なるエア配管85は、コネクタ50を介し、上記エ
アー供給源53に通じる外部配管86に接続されており、こ
の外部配管86の途中には、常開形の電磁弁87およびレギ
ュレータ88が設けられ、この電磁弁87の駆動部89はロボ
ットの電源スイッチ(図示せず)と連動するスイッチ91
を介して電源63に接続されている。Since this brake means 92 takes up an extra space when incorporated in the upper part of a motor or the like, for example, the brake means 92 is provided around the lower end portion of the hollow shaft 11 inside the base 1 so as to be laid out compactly. There is.
That is, the braking means 92 includes a friction plate 80 formed in a flange shape on the outer periphery of the sleeve 60 that rotates integrally with the hollow shaft 11, and an air cylinder 82 supported inside the base 1 via a bracket 81. , A brake pad 84 made of synthetic resin attached to the tip of a piston rod 83a connected to the piston 83 of the air cylinder 82.
The brake pad 84 faces below the outer peripheral portion of the friction plate 80 and is constantly urged by the return spring 90 in a direction away from the friction plate 80. An air pipe 85 connected to the air cylinder 82 is connected to an external pipe 86 communicating with the air supply source 53 via a connector 50. A normally open solenoid valve 87 and a regulator are provided in the middle of the external pipe 86. 88 is provided, and the drive unit 89 of this solenoid valve 87 is a switch 91 that works in conjunction with a power switch (not shown) of the robot.
Connected to the power supply 63 via.
さらに、上記近接スイッチ66bに何等かのトラブルが
生じたときの第1のアーム14のオーバーラン防止のた
め、上記ベース1の内面にストッパー96が固定され、第
1のアーム14が上記旋回限界位置を超えたときに摩擦板
80に設けられたボルト95が上記ストッパー96に当接する
ようになっている。Further, in order to prevent overrun of the first arm 14 when some trouble occurs in the proximity switch 66b, a stopper 96 is fixed to the inner surface of the base 1 so that the first arm 14 moves in the turning limit position. Friction plate when exceeded
Bolts 95 provided on 80 come into contact with the stoppers 96.
以上のような当実施例のロボットによると、コンピュ
ータ55からの制御信号に応じ、第1DDモータ2でブラケ
ット10およびカバー13等を介して第1のアーム14が旋回
作動されるとともに、第2DDモータ20でベルト24等の伝
動手段を介して第2のアーム18が旋回作動され、これら
のアーム18の作動によりエアーチャック45の水平方向の
移動、位置調整が行われる。さらに、サーボモータ36,3
7が駆動されることによりエアーチャック45の昇降およ
び回転が行われ、エアー導入口46,47に対するエアーの
給排によりチャック開閉作動が行われる。According to the robot of this embodiment as described above, the first arm 14 is swung by the first DD motor 2 via the bracket 10 and the cover 13 and the second DD motor 2 in response to the control signal from the computer 55. At 20, the second arm 18 is swung via transmission means such as the belt 24, and the movement of these arms 18 causes horizontal movement and position adjustment of the air chuck 45. In addition, the servo motor 36,3
The air chuck 45 is moved up and down and rotated by driving 7, and the chuck opening / closing operation is performed by supplying / discharging air to / from the air inlets 46 and 47.
これらの作動が制御されることで各種作業が行われ
る。この場合に、上記両アーム14,18の旋回作動はDDモ
ータ2,20によりダイレクトドライブ方式で行われ、か
つ、両DDモータ2,20はベース1上に積み重ねて配置され
ていて、アーム14,18の慣性モーメントが極力小さく抑
えられているため、動作の高速化および高精度化が達成
される。Various operations are performed by controlling these operations. In this case, the swing operation of both the arms 14 and 18 is performed by the DD motors 2 and 20 by the direct drive method, and both the DD motors 2 and 20 are stacked and arranged on the base 1. Since the moment of inertia of 18 is kept as small as possible, high speed operation and high accuracy are achieved.
また、上記両DDモータ2,20が同軸状に積み重ねられ
て、その上方に第1アーム14が配置されることにより、
第1のアーム14が適度に高い位置に配置されて、アーム
14,18の旋回部分の下方にエアーチャック45の昇降によ
る高さ方向の作業範囲が充分に確保される。しかも、ア
ーム14,18の上方にモータが突出せず、ロボットの全高
が不必要に高くなることがない。Further, by stacking the two DD motors 2 and 20 coaxially and arranging the first arm 14 above them,
The first arm 14 is placed at a moderately high position,
A sufficient working range in the height direction is ensured by raising and lowering the air chuck 45 below the swiveling portion of 14,18. Moreover, the motor does not project above the arms 14 and 18, and the total height of the robot does not unnecessarily increase.
さらに、第1のアーム14の下方における両DDモータ2,
20の位置関係としては、比較的大径の第1DDモータ2が
下側に位置し、これより小径の第2DDモータ20が上側に
位置しているため、有効作動域の拡大に有利となる。つ
まり、第1のアーム14の下方のモータ配設部分のうちで
アームに近い上側部分は、第2のアーム18の先端側が第
1のアーム14の基端部に近い位置に作動したときに作業
用部材装着部と干渉して有効作動域を制限する部分とな
り、この部分の径を小さくするほど有効作動領域が拡げ
られるので、小径の第2DDモータ20が上側に配置された
本発明によると、大径の第1DDモータ2が上側に配置さ
れる場合よりも有効作動領域が拡大されることとなる。Furthermore, both DD motors 2 below the first arm 14
As for the positional relationship of 20, the first DD motor 2 having a relatively large diameter is located on the lower side, and the second DD motor 20 having a smaller diameter is located on the upper side, which is advantageous in expanding the effective operating range. That is, the upper portion of the motor-arranged portion below the first arm 14, which is closer to the arm, works when the distal end side of the second arm 18 is operated to a position closer to the base end portion of the first arm 14. It becomes a portion that interferes with the member mounting portion and limits the effective operating area, and the effective operating area is expanded as the diameter of this portion is made smaller.According to the present invention in which the second DD motor 20 having a small diameter is arranged on the upper side, This means that the effective operating area is expanded as compared with the case where the large diameter first DD motor 2 is arranged on the upper side.
以上説明した本発明の産業用ロボットによれば、第1
アーム駆動モータおよび第2アーム駆動モータをベース
上に同軸状に積み重ねて配置し、その上方に第1のアー
ムを配置しているため、動作の高速化および高精度化を
達成するとともに、アームを適度に高く配置してアーム
旋回部分の下方に高さ方向の作業範囲を充分に確保し、
しかも、ロボットの全高を不必要に高くせず、コンパク
トな構造とすることができる。According to the industrial robot of the present invention described above, the first
Since the arm drive motor and the second arm drive motor are coaxially stacked and arranged on the base, and the first arm is arranged above the base, the operation speed and accuracy can be increased, and the arm can be formed. Place it appropriately high and secure a sufficient working range in the height direction below the arm turning part,
Moreover, the overall height of the robot is not unnecessarily increased, and a compact structure can be achieved.
その上、ベース上に配置した第1アーム駆動モータの
上方に小形の第2アーム駆動モータを配置し、その上方
に第1のアームを配置した状態で、第1アーム駆動モー
タの回転子に連結した支持部材により第2アーム駆動モ
ータを支持するとともに上記第1アーム駆動モータに対
して第1のアームを連結するようにしているため、有効
作動領域の拡大に有利な配置とし、かつ、モータの支持
およびアームとの連結を簡単な構造で達成することがで
きる。さらに、第1のアームを制動するブレーキ手段を
ベース内に配置しているため、不必要なアームの旋回を
防止することができるようにしつつ、上記ブレーキ手段
もコンパクトにレイアウトすることができる。In addition, the small second arm drive motor is arranged above the first arm drive motor arranged on the base, and the first arm is arranged above the small second arm drive motor, and is connected to the rotor of the first arm drive motor. Since the second arm drive motor is supported by the support member and the first arm is connected to the first arm drive motor, the arrangement is advantageous for expanding the effective operating area, and The support and the connection with the arm can be achieved with a simple structure. Further, since the braking means for braking the first arm is arranged in the base, it is possible to prevent unnecessary turning of the arm, and at the same time, the braking means can be laid out compactly.
第1図は本発明の一実施例によるロボット全体の断面
図、第2図は第1図中のII−II線方向から見た矢視図、
第3図はアームの旋回範囲を示す平面図である。 1……ベース、2……第1DDモータ、6……回転子、10
……ブラケット、11……中空軸、14……第1のアーム、
18……第2のアーム、20……第2DDモータ、92……ブレ
ーキ手段。FIG. 1 is a sectional view of the entire robot according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view seen from the direction of the line II-II in FIG. 1,
FIG. 3 is a plan view showing the turning range of the arm. 1 ... Base, 2 ... 1st DD motor, 6 ... Rotor, 10
...... Bracket, 11 ...... Hollow shaft, 14 ...... First arm,
18 …… Second arm, 20 …… Second DD motor, 92 …… Brake means.
Claims (1)
のアームと、この第1のアームに対して旋回可能とされ
た第2のアームと、第2のアームの先端部に設けられた
作業用部材装着部と、上記第1のアームを駆動する第1
アーム駆動モータと、上記第2のアームを駆動する第2
アーム駆動モータとを備え、上記両モータをそれぞれ高
トルクダイレクトドライブモータにより構成している産
業用ロボットであって、上記ベース上に上記第1アーム
駆動モータを設置し、この第1アーム駆動モータよりも
小形に形成した上記第2アーム駆動モータを第1アーム
駆動モータの上方に同軸状に配置し、この第2アーム駆
動モータの上方に上記第1のアームを配置した状態で、
上記第1アーム駆動モータの回転子に連結した支持部材
に第2アーム駆動モータを支持させ、かつ、この支持部
材を介して上記第1アーム駆動モータに上記第1のアー
ムを連結するとともに、上記第2アーム駆動モータに、
第1のアーム内に装備した伝動手段を介して第2のアー
ムの旋回軸部分を連結し、一方、上記支持部材に連結さ
れて上記第1アーム駆動モータの内部を貫通する軸体を
第1アーム駆動モータの下方に導出し、上記ベース内に
おいてこの軸体の下端部の周囲にブレーキ手段を設けた
ことを特徴とする産業用ロボット。1. A first rotatably supported with respect to a base.
Arm, a second arm that is rotatable with respect to the first arm, a working member mounting portion provided at a tip end portion of the second arm, and a first arm that drives the first arm. 1
An arm drive motor and a second arm that drives the second arm.
An industrial robot comprising an arm drive motor, each of the motors being a high torque direct drive motor, wherein the first arm drive motor is installed on the base, and the first arm drive motor The second arm drive motor formed in a small size is coaxially arranged above the first arm drive motor, and the first arm is arranged above the second arm drive motor.
The second arm drive motor is supported by a support member connected to the rotor of the first arm drive motor, and the first arm is connected to the first arm drive motor via the support member. For the second arm drive motor,
The rotating shaft portion of the second arm is connected via a transmission means provided in the first arm, while the shaft body connected to the supporting member and penetrating the inside of the first arm drive motor is connected to the first arm driving motor. An industrial robot, characterized in that it is led out below an arm drive motor, and brake means is provided around the lower end of this shaft body in the base.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61161634A JPH0829513B2 (en) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | Industrial robots |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61161634A JPH0829513B2 (en) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | Industrial robots |
Related Child Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP5170692A Division JP2547512B2 (en) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | Industrial robot |
| JP5170691A Division JPH0825153B2 (en) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | Industrial robot arm controller |
Publications (2)
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ID=15738913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61161634A Expired - Lifetime JPH0829513B2 (en) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | Industrial robots |
Country Status (1)
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| JPS5969893U (en) * | 1982-11-01 | 1984-05-11 | アイシン精機株式会社 | Air piping device for robots |
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1986
- 1986-07-09 JP JP61161634A patent/JPH0829513B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS6316985A (en) | 1988-01-23 |
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