(57)【要約】【課題】アーム固定装置を据え付けるためのエリアを必要としない、産業用ロボットのアーム固定装置を提供する。【解決手段】本発明に係るアーム固定装置は、連結バー７及び略円柱形状を呈する２つのシャフト５、６からなり、シャフト５、６はそれぞれの一端を連結バー７の長手方向に対して垂直に取り付けられ、しかもその取付間隔を調整可能に取り付けられる構造を有する。一方、このアーム固定装置を装着可能にされた産業用ロボットは、互いに回転可能に取り付けられたアーム部材２、３のそれぞれに、シャフト５、６をそれぞれ挿入可能にされた挿入穴８、９を有する。この挿入穴８、９は一方のアーム部材２に対する他方のアーム部材３の回転角度に応じて挿入穴８、９の相対距離が一義的に変化するように設けられているので、アーム固定装置を装着された産業用ロボットは静止姿勢のまま保持されることになる。【選択図】図１
2004291116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連結バー及び略円柱形状を呈する２つのシャフトを有し、
前記２つのシャフトのそれぞれの一端は前記連結バーの長手方向に対して垂直にそれぞれ取付可能にされているとともに、前記連結バーに取り付けられた２つのシャフトの取付間隔を調整可能にされており、
前記２つのシャフトのそれぞれの前記一端とは反対側の他端は産業用ロボットを構成する互いに回転可能に取り付けられたアーム部材のそれぞれに取付可能にされていることを特徴とする産業用ロボットのアーム固定装置。
【請求項２】
前記連結バーには所定の範囲にわたってネジ部が設けられており、前記２つのシャフトのうちの少なくとも１つは前記ネジ部の任意の位置に固定ナットにより調整可能に取り付けら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のアーム固定装置。
【請求項３】
前記産業用ロボットを構成する互いに回転可能に取り付けられたアーム部材は、設置面に固定設置された固定ベースに対して設置面の垂直軸回りに回転可能にされた旋回フレーム及び設置面に対して水平な傾動軸の回りに前記旋回フレームに対して傾動可能に連結された前後軸アームであることを特徴とする請求項１または２に記載の産業用ロボットのアーム固定装置。
【請求項４】
産業用ロボットを構成する互いに回転可能に取り付けられたアーム部材のそれぞれには、請求項１に記載のアーム固定装置が有する前記２つのシャフトのそれぞれの前記他端を挿入可能にされた挿入穴が設けられており、
該２つの挿入穴は前記アーム部材の一方に対する前記アーム部材の他方の回転角度に応じて前記２つの挿入穴の相対距離が一義的に変化するように設けられていることを特徴とするアーム固定装置を装着可能にされた産業用ロボット。
【請求項５】
請求項４に記載の産業用ロボットを構成する互いに回転可能に取り付けられたアーム部材は、設置面に固定設置された固定ベースに対して設置面の垂直軸回りに回転可能にされた旋回フレーム及び設置面に対して水平な傾動軸の回りに前記旋回フレームに対して傾動可能に連結された前後軸アームであることを特徴とするアーム固定装置を装着可能にされた産業用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業用ロボットのアーム固定装置に関し、特に、産業用ロボットの保守作業時に任意の姿勢でアームを固定することが可能な産業用ロボットのアーム固定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、産業用ロボットがその動作中にアーム駆動モータにトラブルが発生し、これにより産業用ロボットが動作不能に陥った場合は、その動作不能になったときの産業用ロボットの停止姿勢においてアーム駆動モータの交換作業を行わなければならなくなる。ここで、産業用ロボットがアーム駆動モータの動力のＯＦＦ時にアーム駆動モータの内臓する電磁ブレーキによってアームを固定する構造であった場合は、アーム駆動モータを取り外した際にアームが急激に回動することになるため、このままではアーム駆動モータの交換作業が危険なものとなる。
そのため、アーム駆動モータを取り外した際にアームの急激な回動を防止するための支持部材もしくは固定装置を設ける必要が生じる。
【０００３】
従来、アームの急激な回動を防止するための手段としては、上部の梁からワイヤでアームを吊るし自由落下によるアームの回動を防止する方法がある。また、例えば特許文献１に開示されているように、アーム先端とアーム中間の関節部のそれぞれを、ロボット据え付け面と同一面に据え付けられている固定装置に固定する方法がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１４１９７３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来の方法のうち、前者の方法では、産業用ロボットが敷設される工場内の上部にワイヤを掛けるための梁が必要であり、これがない工場では適用できないという問題があった。また、後者の方法では、アーム固定装置を据え付けるための広いエリアが必要であり、アームの姿勢も制限されるという問題があった。さらに、いずれの方法においても、アーム駆動モータの交換までの準備に時間がかかってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は前述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、産業用ロボットが敷設される工場内の上部にワイヤを掛けるための梁を必要とせず、さらにはアーム固定装置を据え付けるためのエリアも必要としない、産業用ロボットのアーム固定装置及び該アーム固定装置を装着可能にされた産業用ロボットを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明では、連結バー７及び略円柱形状を呈する２つのシャフト５、６からなるアーム固定装置を提供することにした。この２つのシャフト５、６は、それぞれの一端を連結バー７の長手方向に対して垂直に取り付けられ、しかも連結バー７に取り付けられた２つのシャフト５、６の取付間隔を調整可能に取り付けられる構造を有する（請求項１）。一方、このアーム固定装置を装着可能にされた産業用ロボットには、産業用ロボットを構成する互いに回転可能に取り付けられたアーム部材２、３のそれぞれについて、前述した２つのシャフト５、６の他端（連結バー７に取り付けられる一端とは反対側の一端）をそれぞれ挿入可能にされた挿入穴８、９が設けられている。これら互いに回転可能に取り付けられたアーム部材２、３のそれぞれに設けられた挿入穴８、９は、一方のアーム部材２に対する他方のアーム部材３の回転角度に応じて互いの挿入穴８、９の相対距離が一義的に変化するように設けられている（請求項４）。
【０００８】
係る構成を有する産業用ロボットに対して前述したアーム固定装置を取り付ける際は、産業用ロボットの停止姿勢において、このときの挿入穴８、９の相対距離Ｌと等しくなるように、作業者は連結バー７に取り付けられている２つのシャフト５、６の取付間隔を調整する。次いで、作業者は、シャフト５、６の取付位置が調整されたアーム固定装置を、停止姿勢をとっている産業用ロボット本体に取り付ける。具体的には、アーム固定装置を構成するシャフト６の他端を一方のアーム部材２の挿入穴９に挿入するとともに、アーム固定装置を構成するシャフト５の他端を他方のアーム部材３の挿入穴８に挿入する。前述したように、挿入穴８と挿入穴９との間の相対距離Ｌは一方のアーム部材２に対する他方のアーム部材３の回転角度に応じて一義的に変化するようにされているので、停止姿勢をとっている産業用ロボット本体は、アーム固定装置を装着することにより、例えばアーム駆動モータを取り外すことによりアーム駆動モータが内臓する電磁ブレーキの作用がなくなった状態になっても、そのときの停止姿勢を保ち続けることが可能になる。
【０００９】
なお、前述したように、アーム固定装置においては２つのシャフト５、６はその取付間隔を調整可能に連結バー７に取り付けられる構造を有しているが、係る構造としては、例えば、連結バー７には所定の範囲にわたってネジ部が設けられ、２つのシャフト５、６のうちの少なくとも１つは前記ネジ部の任意の位置に固定ナットにより調整可能に取り付けられる構造とすればよい（請求項２）。また、前述した産業用ロボットを構成する互いに回転可能に取り付けられたアーム部材２、３としては、設置面に固定設置された固定ベース１に対して設置面の垂直軸回りに回転可能にされた旋回フレーム２、及び設置面に対して水平な傾動軸４の回りに前記旋回フレーム２に対して傾動可能に連結された前後軸アーム３としてもよい（請求項３、５）。この場合は、旋回フレーム２及び前後軸アーム３のそれぞれに、前述した挿入穴８、９を設けることになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る産業用ロボットのアーム固定装置が装着可能にされた産業用ロボットの構造の一部について示した構成図であり、（ａ）図と（ｂ）図は側面図と正面図の関係にある。この図１において、１は設置面に固定設置された固定ベースである。２は固定ベース１に対して設置面の垂直軸回りに回転可能にされた旋回フレームである。３は設置面に対して水平な傾動軸４の回りに旋回フレーム２に対して傾動可能に連結された前後軸アームである。
【００１１】
本発明の一実施形態に係る産業用ロボットのアーム固定装置は、シャフト５、６、連結バー７、及び固定ナット５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂから構成されている。
５は全体が略円柱形状を呈したシャフトであり、このシャフト５の一端は前後軸アーム３に設けられた挿入穴８に挿入可能にされている。さらに、このシャフト５の一端は、前後軸アーム３に設けられた挿入穴８に挿入された状態においても、シャフト５の長手方向軸回りに回転可能となるようにされている。同様に、６は全体が略円柱形状を呈したシャフトであり、このシャフト６の一端は旋回フレーム２に設けられた挿入穴９に挿入可能にされている。さらに、このシャフト６の一端は、旋回フレーム２に設けられた挿入穴９に挿入された状態においても、シャフト６の長手方向軸回りに回転可能となるようにされている。
【００１２】
なお、前後軸アーム３に設けられた挿入穴８と旋回フレーム２に設けられた挿入穴９はいずれも、旋回フレーム２に対する前後軸アーム３の傾動軸４以外の場所に設けられている。そのため、旋回フレーム２に対して傾動可能に連結されている前後軸アーム３の傾動角度に応じて、挿入穴８と挿入穴９との間の相対距離Ｌは一義的に変化することになる。例えば、図２に示すように、旋回フレーム２に対する前後軸アーム３の傾動角度が異なる（ａ）図の姿勢と（ｂ）図の姿勢とでは、それぞれの挿入穴８と挿入穴９との間の相対距離Ｌ１  、Ｌ２  は、互いに異なるものとなる。
【００１３】
７はシャフト５とシャフト６とを連結する連結バーである。この連結バー７の両端には、固定ナット５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂをネジ嵌め可能にされたネジ部が、所定の範囲に渡ってそれぞれ設けられている。
【００１４】
シャフト５は、前述したようにその一端は前後軸アーム３に設けられた挿入穴８に挿入可能にされているが、その他端は固定ナット５ａおよび５ｂにより連結バー７の一端に設けられたネジ部の任意の位置に固定可能にされている。詳細には、シャフト５の他端には連結バー７の一端のネジ部に挿通可能な穴部が設けられており、連結バー７の一端のネジ部に挿通されたシャフト５の前述の穴部の両側を固定ナット５ａおよび５ｂにより挟扼する（挟み締め付ける）ことにより、シャフト５は連結バー７の一端のネジ部の任意の位置に固定されることになる。
【００１５】
同様に、シャフト６は、前述したようにその一端は旋回フレーム２に設けられた挿入穴９に挿入可能にされているが、その他端は固定ナット６ａおよび６ｂにより連結バー７の他端に設けられたネジ部の任意の位置に固定可能にされている。詳細には、シャフト６の他端には連結バー７の他端のネジ部に挿通可能な穴部が設けられており、連結バー７の他端のネジ部に挿通されたシャフト６の前述の穴部の両側を固定ナット６ａおよび６ｂにより挟扼する（挟み締め付ける）ことにより、シャフト６は連結バー７の他端のネジ部の任意の位置に固定されることになる。
【００１６】
なお、アーム固定装置を構成するシャフト５、６、連結バー７、及び固定ナット５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂは、産業用ロボットの通常の動作時には産業用ロボット本体には取り付けられていない。また、アーム固定装置の重量は、作業者がアーム固定装置を容易に産業用ロボット本体に取付可能なように、作業者が可搬できる程度のものとなっている。
【００１７】
以下、産業用ロボットがその動作中にアーム駆動モータにトラブルが発生し、これにより産業用ロボットが動作不能に陥り、その動作不能になったときの産業用ロボットの停止姿勢においてアーム駆動モータの交換作業を行う場合を想定し、このときの作業手順について説明する。作業者は、まず、動作不能になったときの産業用ロボットの停止姿勢における、挿入穴８と挿入穴９との間の相対距離Ｌと等しくなるように、連結バー７に連結されているシャフト５およびシャフト６のそれぞれの取付位置を調整する。
【００１８】
具体的には、アーム固定装置は、産業用ロボットから取り外された状態で、なおかつ固定ナット５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂによりシャフト５、６のそれぞれが連結バー７に取り付けられた状態にある。このアーム固定装置に対して、作業者は、固定ナット５ａ、５ｂを回すことにより、連結バー７に連結されているシャフト５の取付位置を調整し、同様に、固定ナット６ａ、６ｂを回すことにより、連結バー７に連結されているシャフト６の取付位置を調整する。この調整の際、挿入穴８に挿入可能にされているシャフト５の一端と挿入穴９に挿入可能にされているシャフト６の一端との間隔が、前述した動作不能になったときの産業用ロボットの停止姿勢における挿入穴８と挿入穴９との間の相対距離Ｌと等しくなるように、作業者は固定ナット５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂを回すことにより、連結バー７に連結されているシャフト５、６のそれぞれの取付位置を調整することになる。
【００１９】
次いで、作業者は、前述の作業によりシャフト５、６の取付位置が調整されたアーム固定装置を、動作不能に陥って停止姿勢をとっている産業用ロボット本体に取り付ける。具体的には、シャフト５を挿入穴８に挿入するとともに、シャフト６を挿入穴９に挿入する。前述したように、挿入穴８と挿入穴９との間の相対距離Ｌは前後軸アーム３の傾動角度に応じて一義的に変化するようにされているので、動作不能に陥って停止姿勢をとっている産業用ロボット本体は、アーム固定装置を装着することにより、アーム駆動モータを取り外すことによりアーム駆動モータが内臓する電磁ブレーキの作用がなくなった状態になっても、そのときの停止姿勢を保ち続けることが可能になる。アーム固定装置を産業用ロボット本体に装着した後は、アーム固定装置を取り付けた産業用ロボットに対して、アーム駆動モータを交換し、交換後は再びアーム駆動モータが内臓する電磁ブレーキの作用が生ずるので、その時点でアーム固定装置を取り外すようにすればよい。
【００２０】
以上、本発明の一実施形態について説明した。本実施形態に係るアーム固定装置を使用すれば、前述した従来技術のように上部の梁からワイヤでアームを吊るすなどの方法により自由落下によるアームの回動を防止する必要はないので、産業用ロボットが敷設される工場内の上部にワイヤを掛けるための梁を必要としない。また、本実施形態に係るアーム固定装置は、前述した特許文献１のように床面にアーム固定装置を設ける形態ではないので、アーム固定装置を床面に据え付けるためのエリアも必要としない。さらに、本実施形態に係るアーム固定装置を使用すれば、前述した従来技術のように、産業用ロボットが敷設される工場内の上部にワイヤを掛けるような大掛かりな作業は必要としないので、アーム駆動モータの交換までの準備作業に多くの時間を費やすことはない。
【００２１】
なお、前述した実施形態に係るアーム固定装置は、シャフト５、６、連結バー７、シャフト５を連結バー７に連結する固定ナット５ａ、５ｂ、及びシャフト６を連結バー７に連結する固定ナット６ａ、６ｂから構成されていた。そして、固定ナット５ａ、５ｂを回すことによりシャフト５の連結バー７への取付位置を調整するとともに、固定ナット６ａ、６ｂを回すことによりシャフト６の連結バー７への取付位置を調整し、これにより前後軸アーム３の挿入穴８に挿入可能にされているシャフト５の一端と旋回フレーム２の挿入穴９に挿入可能にされているシャフト６の一端との間隔を調整するようにしていた。したがって、前後軸アーム３の挿入穴８に挿入可能にされているシャフト５の一端と旋回フレーム２の挿入穴９に挿入可能にされているシャフト６の一端との間隔を調整可能であれば、本発明は前述した実施形態以外の構成としてもよい。
【００２２】
すなわち、前述した実施形態に係るアーム固定装置においては、連結バー７の両端に連結されたシャフト５、６の双方とも、その取付位置を調整可能な構成としていたが、これに代えて、連結バー７の両端に連結されたシャフト５、６のいずれか一方のみをその取付位置を調整可能とし、シャフト５、６のいずれか他方を連結バー７に対して固定取付する構成としてもよい。例えば、前述した実施形態において、シャフト５と連結バー７とを一体構造とし、シャフト６と、これを連結バー７に連結する固定ナット６ａ、６ｂから構成されるようにしてもよい。この場合は、固定ナット６ａ、６ｂを回すことによりシャフト６の連結バー７への取付位置を調整し、これにより前後軸アーム３の挿入穴８に挿入可能にされているシャフト５の一端と旋回フレーム２の挿入穴９に挿入可能にされているシャフト６の一端との間隔を調整することになる。
【００２３】
また、前述した実施形態は、旋回フレーム２に対して前後軸アーム３を固定する際に本発明に係るアーム固定装置を適用する形態を示したものであったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、前後軸アーム３に対して設置面に対して水平な傾動軸回りに傾動可能にされた図示しない上下軸アームを有する産業用ロボットにおいては、前後軸アーム３に対して上下軸アームを固定する際に本発明に係るアーム固定装置を適用するようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係る産業用ロボットのアーム固定装置及び該アーム固定装置を装着可能にされた産業用ロボットによれば、静止姿勢にある産業用ロボットに対して、互いに回転可能に取り付けられたアーム部材のそれぞれに設けられた挿入穴に、アーム固定装置を構成する２つのシャフトをそれぞれ挿入することにより、例えばアーム駆動モータを取り外すことによりアーム駆動モータが内臓する電磁ブレーキの作用がなくなった状態になっても、そのときの停止姿勢を保ち続けることが可能になった。そのため、従来技術のように、産業用ロボットが敷設される工場内の上部にワイヤを掛けるための梁を必要とせず、さらにはアーム固定装置を据え付けるためのエリアも必要とせず、アーム駆動モータの交換作業等を安全かつ簡便に行うことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る産業用ロボットのアーム固定装置が装着可能にされた産業用ロボットの構造の一部について示した構成図である。
【図２】旋回フレーム２に対する前後軸アーム３の傾動角度が異なる場合における、それぞれの挿入穴８と挿入穴９との間の相対距離Ｌ１  、Ｌ２  について示した説明図である。
【符号の説明】
１  固定ベース
２  旋回フレーム（アーム部材）
３  前後軸アーム（アーム部材）
４  傾動軸
５  シャフト
５ａ    固定ナット
５ｂ    固定ナット
６  シャフト
６ａ    固定ナット
６ｂ    固定ナット
７  連結バー
８  挿入穴
９  挿入穴
【図１】
2004291116.tif 000003
【図２】
2004291116.tif 000004