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    公开号:WO1986000847A1
    申请号:PCT/JP1985/000416
    申请日:1985-07-23
    公开日:1986-02-13
    发明作者:Seiichiro Nakashima；Kenichi Toyoda；Nobutoshi Torii；Akihiro Terada；Hitoshi Mizuno
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:B25J9-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 〔発明の名称〕
    [0003] 交換可能な腕構造を有した工業用ロボッ ト
    [0004] 〔技術分野〕
    [0005] 本発明は中空腕を有し、 塗装作業用及び溶接作業用のロボ ッ トとして用いられる工業用ロボッ 卜に関し、 特に腕長さを 必要に応じて変更自在とする着脱自在な結合取付部を包含し た交換可能腕構造を有した工業用ロボッ トに関する。
    [0006] 〔背景技術〕
    [0007] 塗装作業や溶接作業を省人化する工業用口ボッ トが多種提 供され、 実用されている。 これらの工業用ロボッ トはロボッ ト基体に枢着立設したロボ 'ン ト上腕の上端にロボッ ト前腕を 枢着し、 このロボッ ト前腕の先端に設けたロボッ ト手首に塗 装ガンや溶接へッ ド等のロボッ ト作業部を取付る構造が具備 されている。 このような工業用ロボッ トにおいては、 ロボッ ト上腕とロボッ ト前腕の枢動によってロボッ ト作業部の運動 範囲の遠近調節が可能である。 然しながら、 両腕の基本的長 さが一定長に固定されていれば、 定位置に固定配置された口 ボッ ト基体に対してロボッ ト作業部の運動範囲には自ずから 制限がある。 '依ってロボッ ト基体の固定配置位置に対して口 ボッ ト作業位置が近距離に集中している場合や遠距離に集中 している場合等のそれぞれ傾向に応じて口ボッ ト上腕や前腕 の腕長を変更自在にすることが要請されており、 これらの要 請に応え得ると共にロボッ ト腕の堅牢性を維持することが可 能なロボッ ト腕を提供する必要がある。
    [0008] 〔発明の開示〕
    [0009] 依って、 本発明はこのような必要性を満すために腕の交換 が可能な構造を有した工業用ロボッ トを提供することを目的 とするものである。
    [0010] 本発明は、 上述の目的を達成するに当ってロボッ ト腕を口 ボッ ト肘構造部とロボッ ト中空腕管と、 手首駆動部との 3構 造部に分離構成し、 これらを相互に着脱自在に結合する構造 を採り、 これら 3構造部のう ち、 ロボッ ト中空腕誉を長短適 宜に交換することによつて運動範囲の遠近調節を行う もので ある ο
    [0011] すなわち、 本発明によれば、 複数の同心環状体の各外側端 に伝動歯車を設けると共に各内側端を取付結合端として形成 したロボッ ト肘構造部と、 前記ロボツ ト肘構造部に一端を着 脱自在に結合可能な同心構造のロボッ ト中空腕管と、 前記口 ボッ ト中空腕管の他端と着脱自在な結合端を有すると共に口 ボッ ト手首への回転伝動用歯車を有した同心環状体構造の手 首駆動部とを具備し、 前記ロボッ ト中空腕管を交換自在に形 成した工業用ロボッ トの交換可能腕構造が提供される。
    [0012] 〔図面の簡単な説明〕
    [0013] 第 1図は本発明による工業用口ボッ トにおける交換可能腕 構造の構成を示す機構図、 第 2図は同交換可能腕が組込まれ る工業用ロボッ トの 1例の外観斜視図。 〔発明を実施するための最良の態様〕
    [0014] 第 1図において、 交換可能な構造を有した本発明による口 ボッ ト腕はロボッ ト関節部 100 に連結されるロボッ ト肘構造 部 110 、 ロボッ ト中空腕管 120 、 手首駆動部 130 等を具備し て構成されている。 上記ロボッ ト関節部 100 は、 本発明によ るロボッ ト腕とロボッ ト基体との結合閩節部又は本発明によ るロボッ ト腕をロボッ ト前腕として用いる場合には、 ロボッ ト基体に枢着される口ボッ ト上腕との間の結合関節として配 設され、 ロボッ ト基体又はロボッ ト上腕に取付られた回転駆 動源のモータからベル ト · プーリ機構又はチェー ン · スプロ ケッ ト機構を介して伝動される回転をロボッ ト腕に伝動する ベベル歯車等から構成された伝動機構を有している。 第 1図 に示した実施例では口ボッ ト関節部 100 に 3つの回転力を伝 動するべベル歯車 1 , 2 , 3が具備され、 夫々プー リ又はス プロケッ ト l a , 2 a , 3 aを経て回転駆動源から回転を得 ている。
    [0015] さて、 ロボッ ト肘構造部 110 は、 上記ロボッ ト閔節部 100 の伝動機構から回転を伝達されるために 3つのべベル歯車 10 , 12 , 14を有した 3つの同心環状体 16 , 18 , 20が共通の鈾心ま わりに回転可能に設けられている。 すなわち、 内方の環状体 1 6 は中間環状体 1 8に対して回転軸受け 16 a により回転可 能に支持され、 また該中間環状体 1 8 は外方の環状体 2 0 に 対して回転軸受 18 aにより回転可能に支持されている。 更に 上記の外方環伏体 2 0 はケー ス 2 2 に対して回転軸受け 20 a , 20 bにより回転可能に支持されている。 また、 上記内方環状 体 1 6、 中間環状体 1 8 は、 それぞれべベル歯車が設けられ た外方端と反対側の内方端に後述する口ボッ ト中空腕管 120 がビン結合される着脱自在な結合端を具備している。 また外 方環状体 2 0 は環扰間材 2 4を介してフ ラ ンジ 2 6 に一体結 合されており、 このフ ラ ンジ 2 6にロボッ ト中空腕管 120 が ボル ト結合される構成となっている。 すなわち、 ロボッ ト肘 構造部 110 は内方から外方への同心配置による環状体 16 , 18 , 20、 ケース 2 2、 環状間材 2 4 、 フ ラ ンジ 2 6および、 ベべ ル歯車 10 , 12 , 14からなる伝動歯車機構等を備えた独立の構 造組立体として形成され、 しかも中心部には中空通路 2 8を 具備しているのである。
    [0016] 次に口ボッ ト中空腕管 120 は内管 3 0、 中眚 3 2、 外管
    [0017] 3 4の組立体として形成され、 その軸方向の管長 Lはロボッ ト作業の動作範囲に従って複数種の長さが選定されている。 これらの 3つの管 32〜34は相互に同心配置され、 内管 3 0、 中管 3 2 は一端側に中空フラ ンジ 36 , 38を有し、 これらの中 空フ ラ ンジ 36 , 38における環状体 16 , 18との対向面に結合ピ ン 40 , 42が植設され、 これらの結合ピン 40 , 42が既述した環 状体 16 , 18の結合端の受孔に嵌入されると、 両者の結合が達 成されるようになつている。 なお、 図示例に替えて結合ピン 40 , 42をロボッ ト肘構造部 110 の環状体 16 , 18に設けておき、 中空フ ラ ンジ 36 , 38に該ビン 40 , 42の受孔を形成した構造と してもよい。 またフ ラ ンジ 36， 38の相互間に適宜の回転軸受 を介挿して両者の組立体を形成するょ にしてもよい。 なお、 内管 3 0、 中管 3 2 の他端に.も同様のフ ラ ンジ 44 , 46が設け られ、 これらのフラ ンジ 44 , 46に結合ビン 48 , 50が植設され て、 後述の手首駆動部 130 との着脱自在な結合が達成される ように形成されている。
    [0018] 他方、 外誉 3 4の両端にも同じく結合用フラ ンジ 52 , 54が 設けられており、 フラ ンジ 5 2 と対向したフラ ンジ 2 6 とを ボル ト 5 6で結合すれば、 上述の結合ビン 40 , 42と協働して、 中空腕管 120 の組立体とロボッ ト肘構造部 110 とを結合する ことができる。 外管 3 4の軸方向の長さはロボツ ト肘構造部 110 との結合上から内管 3 0、 中管 3 2 より短い。 外管 3 4 の他方のフラ ンジ 5 4は同じ く結合ボル ト 5 8を用いて手首 駆動部 130 とロボッ ト中空腕管 120 との結合に用いられる。 なお、 ロボッ ト中空腕管 120 の内管 3 0 の中心部に形成され た中空室 6 0 は口ボツ ト肘構造部 110 の中空室 2 8 と連通し、 配線用又配管用の空間として用いられる。
    [0019] 他方、 手首躯動部 130 は上記内管 3 0、 中管 3 2 と結合ビ ン 48 , 50によって結合される内環状体 6 2、 中環状体 6 4 と を具備し、 これらの両環状体 62 , 64の内方端には上述した結 合ピン 4 8 の受孔が設けられており、 外方端にはべベル歯車 66 , 68が形成され、 ロボッ ト肘構造部 110 、 ロボッ ト中空腕 管 120 を経て導入された回転をロボッ ト手首 （第 1図に図示 なし） へ伝達し、 これを駆動する。 なお、 内環伏体 6 2 は中 環伏体 6 4に対して回転铀受 7 0 により相対回転が可能に支 持され、 また、 中環状体 6 4 はケース 7 4に対して回転軸受 7 2により相対回転が可能に支持されている。 また、 上記ケ ース 7 4に形成されたフラ ンジ 7 6が上述の如く結合ボル ト 5 8を用いてフラ ンジ 5 4 との結合に用いられる。 このよう に手首駆動部' 130 はロボッ ト中空腕管 120 とビン結合及びボ ル ト結合を用いて結合される独立の組立体として形成され、 中心部には結合時に中空腕管 120 の中空室 6 0 と連通される 貫通孔 7 8が設けられ、 これによつて中空腕管 120 を通った 配線、 配管をロボッ ト手首 （図示なし） に誘導することがで きる。
    [0020] 上述の構造を有した本発明による口ボッ ト腕によれば、 中 心部を配線、 配管用の空間として用いることにより、 塗装作 業用 ボッ ト、 溶接作業用ロボッ ト等の主にロボッ ト前腕と して有効に用いることができ、 しかも中空腕管 120 における 内管 3 0、 中管 3 2、 外管 3 の管長さをロボッ ト基体が固 定された位置から作業域までの遠近度合に応じて長短各種を 準備し、 必要に応じて交換すれば、 ロボツ ト作業動作に応じ て適正なロボッ ト腕の動作能を発揮させることができる。 し かも上記の交換は結合ビン、 結合ボル トを統一、 規格化すれ ば極めて簡単に達成することができる。
    [0021] 第 2図は上述したロボッ ト腕が適用される本発明の工業用 ロボッ トの一例を示したもので、 ロボッ ト基体 8 0、 ロボッ ト上腕 8 2 、 関節部 8 4、 ロボッ ト前腕 8 6、 ロボッ ト手首 8 8、 ロボッ ト作業部 9 0等を具備し、 上記の口ボッ ト前腕 8 6 として第 1図に示したロボッ ト腕を組み込むことによつ て上述した腕交換が可能な構造が得られる。
    [0022] 以上の説明から明らかなように、 本発明によれば、 工業用 ロボッ トの据置される固定位置に対して、 ロボッ ト作業部の 動作域が遠近変化する場合に腕交換を簡単に行う ことによつ て適応できるから、 機械化工場におけるライ ン作業場におい て、 多数のライ ンに一台の工業用ロボツ トが順応利用できる 効果がある。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1. 複数の同心環状体の各外側端に回転を得るための伝動 歯車を設けると共に各内側端を取付結合端として形成した α
    5 ボッ ト肘構造部と、 前記ロボッ ト肘構造部に一端を着脱自在 に結合可能な同心構造のロボッ ト中空腕管と、 前記ロボッ ト 中空腕管の他端と着脱自在な結合端を有すると共に口ボッ ト 手首への面転伝動用歯車を有した同心環状体構造の手首駆動 部とを具備し、 前記ロボッ ト中空腕詧を交換自在に形成した0 交換可能腕構造を備えて構成されたことを特徴とする工業用
    Ώボッ ト。
    2. 前記ロボッ ト肘構造部と前記手首駆.動部との伝動歯車 を何れもべベル歯車によつて形成した請求の範囲第 1項に記 載の工業用口ボッ ト。
    5 3. 前記ロボッ ト中空腕管と前記ロボツ ト肘構造部とは前 者又は後者の一方に設けた位置決めビンと他方に設けた受孔 とによるピン結合と、 結合ボル 卜によるねじ結合との組み合 わせによつて達成されるようにした請求の範囲第 1項に記載 の工業用ロボ ッ ト 。
    ひ 4. 前記ロボッ ト中空腕管と前記手首駆動部とは前者又は 後者の一方に設けた位置決めピン と他方に設けた受孔とによ る ピン結合と、 両者を結合する結合ボル ト によるねじ結合と の組み合わせによって達成されるようにした請求の範囲第 1 項に記戴の工業用口ボッ ト。
    5 5. 前記ロボッ ト中空腕管は内部に中空室を有し、 両端に 中空フラ ンジを有した中空内管と、 前記中空内管の外周に同 心に配置されると共に両端に中空フラ ンジを有した中空中管 と、 前記中空中管の外周に同心に配置されると共に両端に中 空フラ ンジを有した中空外管との組体として形成されている 請求の範囲第 1項に記載の工業用ロボッ ト。
    6. 前記ロボッ ト腕管は、 その軸方向長さが予め定めた複 数種の長さの中の一種の長さを有する請求の範囲第 1項に記 載の工業用口ボッ ト。
    类似技术:
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    法律状态:
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