(57)【要約】【課題】機長の短い産業用ロボットの提供。【解決手段】機長ＭＬ１方向と直交する機幅ＭＷ１方向に往復移動するＸ軸可動板４１を備えたＸ軸ユニット４０と、前記Ｘ軸可動板４１に固定され水平方向へ旋回自在な旋回アーム３１を備えたθ軸ユニット３０と、このθ軸ユニット３０に支持されねじに係合するビットを昇降自在な先端ツール１０と、前記Ｘ軸ユニット４０および前記θ軸ユニット３０をそれぞれ制御する制御手段とを備えて成る。これにより、機長ＭＬ１を従来よりも大幅に短くできるので、奥行きの狭い場所であっても設置できる。【選択図】図１
2018062050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機長方向と直交する機幅方向に往復移動するＸ軸可動板を備えたＸ軸ユニットと、前記Ｘ軸可動板に固定され水平方向へ旋回自在な旋回アームを備えたθ軸ユニットと、このθ軸ユニットに支持され部品に係合する工具を昇降自在な先端ツールと、前記Ｘ軸ユニットおよび前記θ軸ユニットをそれぞれ制御する制御手段とを備えて成ることを特徴とする産業用ロボット。
【請求項２】
前記先端ツールは、前記工具をねじに係合するビットとし、かつ、このビットに所定のトルクおよび回転数を付与するビット回転モータを搭載して成り、ワークへのねじ締め作業を可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の産業用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ締めなど所定の作業を行う先端ツールを水平移動可能な産業用ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の産業用ロボットは、特許文献１または特許文献２にそれぞれ開示されており、図３および図４を用いて以下に説明する。従来の産業用ロボット１００は、ねじＮを図示しないワークへ螺入するなど所定の作業を行う先端ツール１０と、この先端ツール１０を昇降および水平方向へ移動自在な移載ユニットとから構成される。前記先端ツール１０は、前記ねじＮに係合可能なビットと、このビットを所定の回転数およびトルクによって回転駆動するビット回転モータＭとを備える。また、前記移載ユニットは、前記先端ツール１０を昇降自在に連結して成る昇降ユニット２０と、この昇降ユニット２０を前後左右へ水平移動あるいは前後および旋回移動自在な水平移動手段とから構成される。
【０００３】
特許文献１に開示の前記水平移動手段は、機長ＭＬ２方向となる前後へ往復移動するＹ軸可動板を備えたＹ軸ユニット１１０と、機長ＭＬ２方向に直交する左右（機幅方向）へ往復移動するＸ軸可動板を備えたＸ軸ユニット（図示せず）とから構成される。前記Ｘ軸可動板は、前記Ｙ軸ユニット１１０を取り付けて構成される一方、前記Ｙ軸可動板は、前記昇降ユニット２０を連結して成る。これにより、前記先端ツール１０のビットは、前記ワークの上空を水平移動するとともにワークへ向かい下降する。
【０００４】
一方、特許文献２に開示の前記水平移動手段は、図３および図４に示すように、機長ＭＬ２方向に往復移動するＹ軸可動板を備えたＹ軸ユニット１１０と、このＹ軸ユニット１１０の先端に配され水平方向に旋回自在な旋回アーム３１を備えて成るθ軸ユニット３０とから構成される。また、前記旋回アーム３１の先端には、前記先端ツール１０が取り付けられている。これにより、前記ビットは、前記Ｙ軸ユニット１１０の前後方向へのストロークと、前記θ軸ユニット３０の旋回中心から前記ビットの軸線までの距離（図３の旋回半径ｒに相当する）とによって制限された図３に示す縦長のハッチング範囲を移動するとともにワークへ向かい下降する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平10-58247号公報
【特許文献２】特公平01-3612号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の産業用ロボットは、上述したように機長方向に延びるＹ軸ユニットを備えるため、その機長が長く奥行きの狭い場所には設置できないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の産業用ロボットは、機幅方向となる左右方向に往復移動するＸ軸可動板を備えたＸ軸ユニットと、前記Ｘ軸可動板に固定され水平方向へ旋回自在な旋回アームを備えたθ軸ユニットと、このθ軸ユニットに支持され部品に係合する工具を昇降自在な先端ツールと、前記Ｘ軸ユニットおよび前記θ軸ユニットをそれぞれ制御する制御手段とを備えて成ることを特徴とする。なお、前記先端ツールは、前記工具をねじに係合するビットとし、かつ、このビットに所定のトルクおよび回転数を付与するビット回転モータを搭載して成り、ワークへのねじ締め作業を可能に構成してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の産業用ロボットは、前記Ｘ軸ユニットおよび前記θ軸ユニットを備えるため、前記先端ツールを機幅方向へ直線移動させつつ水平方向へ旋回移動できる。これにより、先端ツールは、前記旋回アームの旋回半径に応じた距離だけ機長方向に可動できる。よって、本発明の産業用ロボットは、従来のように機長方向へ延びるＹ軸ユニットを配置する必要が無いので、機長方向の張り出しが少ないという利点がある。また、本発明の産業用ロボットは、ワークへねじを締結可能とする所謂ねじ締め機を前記先端ツールとしているので、奥行きの狭い設置場所など工場のレイアウト等に制限のある条件下でも導入できるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る一実施形態を示す産業用ロボットの概略説明図である。
【図２】図１に示す産業用ロボットを右側方から見たから概略説明図である。
【図３】従来の産業用ロボットの概略説明図である。
【図４】図３に示す従来の産業用ロボットを右側方から見た概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を示す産業用ロボットを図１および図２に基づき説明する。本発明の産業用ロボット１は、２本のコラムに取り付けられ機幅ＭＷ１方向へ延びるＸ軸ユニット４０と、このＸ軸ユニット４０に支持され水平方向へ旋回するθ軸ユニット３０と、このθ軸ユニット３０に支持されワークに接近あるいは離反する方向へ昇降自在な昇降ユニット２０と、前記昇降ユニット２０に支持された先端ツール１０と、前記Ｘ軸ユニット４０および前記θ軸ユニット３０、昇降ユニット２０に接続されこれら各ユニットへ動作指令を発する制御手段とから構成されている。
【００１１】
前記コラムは、ベース面Ｂから垂直方向へ延びるよう固定配置されており、機幅ＭＷ１方向へ所定の間隔を空けて平行に２本配置されている。
【００１２】
前記Ｘ軸ユニット４０は、２本の前記コラムにそれぞれねじ止めされており、前記機幅ＭＷ１方向へ往復移動するＸ軸可動板４１を備えて成る。このＸ軸可動板４１は、Ｘ軸ユニット４０に内蔵されたＡＣサーボモータの回転駆動によって機幅ＭＷ１方向となる左右方向へ往復移動可能に構成されている。具体的には、Ｘ軸ユニット４０には、前記ＡＣサーボモータと、このＡＣサーボモータに連結されたボールねじと、このボールねじに螺合する可動ナットとが内臓されており、前記Ｘ軸可動板４１が前記可動ナットに係合している。
【００１３】
前記θ軸ユニット３０は、前記Ｘ軸可動板４１に固定されたステー３２と、このステー３２に取り付けられ所定角度旋回自在な旋回モータ３３と、この旋回モータ３３の旋回軸に連結された旋回アーム３１とから構成される。
【００１４】
前記昇降ユニット２０は、前記Ｘ軸ユニット４０と同様に構成されており、ＡＣサーボモータの回転駆動により昇降自在な可動ナットを内蔵しており、この可動ナットに係合し上下方向に往復移動自在な昇降可動板２１を備えて成る。
【００１５】
前記先端ツール１０は、前記昇降可動板２１の上部に配置されたビット回転モータＭと、このビット回転モータＭに接続され所定の回転数およびトルクで回転自在に支持されたビットと、このビットを内包し前記昇降可動板２１の下部に配置されたスクリューガイド１１とを備えて成る。前記ビットは、ワークへ螺入するねじＮに嵌合可能に形成した先端形状を備えており、常時は前記スクリューガイド１１内に位置している。前記スクリューガイド１１は、ビットの延びる方向に摺動自在に構成されており、常時はばねに付勢され前記ビットの先端よりも下方に位置するよう構成されている。また、スクリューガイド１１は、前記ねじをその先端側から吸引可能にする吸引手段に接続されており、ワークへ螺入するねじを予めスクリューガイド１１内に吸着可能に構成される。これにより、先端ツール１０は、スクリューガイド１１内にねじを吸着するとともに前記ビットを回転駆動することができる。また、前記ビット回転モータＭは、この回転動作を指令するドライバコントローラに接続されており、このドライバコントローラは、後記制御手段に接続されている。
【００１６】
前記制御手段は、前記Ｘ軸ユニット４０および前記昇降ユニット２０のＡＣサーボモータをそれぞれ接続しており、前記Ｘ軸可動板４１と前記昇降多動板２１との移動速度等を制御可能に構成される。また、制御手段は、前記θ軸ユニット３０の旋回モータ３３も接続して成り、この旋回モータ３３の前記旋回軸の旋回角度を制御可能にしている。さらに、制御手段は、前記ビット回転モータＭを回転させるための動作指令を前記ドライバコントローラへ送ることができるとともに、ワークへのねじ締めが完了した旨の完了信号をドライバコントローラから受け取ることができる。また、制御手段は、前記先端ツール１０の吸引手段も接続して成り、ねじの吸着に係る制御も司るように構成されている。
【００１７】
このように構成された本発明に係る産業用ロボット１は、図１に示すように、前記θ軸ユニット３０の旋回軸の旋回中心から前記ビットの軸線までの距離（図１の旋回半径ｒに相当する）と、前記Ｘ軸ユニット４０のＸ軸可動板４１の可動ストロークとによって描かれる可動領域を備えており、この可動領域がハッチングの範囲となっている。つまり、この可動領域内であれば前記ビットが移動できるので、ワークへのねじ締めなどの各種作業が可能である。
【００１８】
これにより、本発明の産業用ロボット１は、従来のように機長ＭＬ２方向へ延びるＹ軸ユニット１１０を備えることなく、前記θ軸ユニット３０の旋回半径ｒと、機幅ＭＷ１方向へ延びるＸ軸ユニット４０の前記可動ストロークとの機長ＭＬ１方向に短い装置構成を得るだけでなく、前記先端ツール１０を前記旋回半径ｒの直線距離だけは少なくとも機長ＭＬ１方向へ直線的に位置変更できる。
【００１９】
なお、本発明の産業用ロボット１は、前記先端ツール１０を本実施形態で説明したワークへねじを締結する所謂ねじ締め機に限定するものでは無く、例えば、部品を把持しワークへ挿入するものやワークに下穴を加工するようなものであってもよい。
【符号の説明】
【００２０】
１    産業用ロボット
１０    先端ツール
２０    昇降ユニット
３０    θ軸ユニット
４０    Ｘ軸ユニット
ＭＬ１  機長
ＭＷ１  機幅
ｒ    旋回半径
【図１】
2018062050.tif 000003
【図２】
2018062050.tif 000004
【図３】
2018062050.tif 000005
【図４】
2018062050.tif 000006