CN107263538B - 机器人的线条体处理结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供机器人(3)的线条体处理结构(1)，其易于仅更换用于外围装置的线条体，而不用拆卸用于使机器人做动作的马达控制用线条体。在该结构中，机器人(3)包括：以能围绕垂直轴线旋转的方式支撑在基座(8)的上部的旋转体(9)；和支撑在旋转体的多个动作轴(10、11、12)，在旋转体(9)的垂直轴线附近具有中空部，包含用于驱动动作轴(10、11、12)的电缆(30)的第一组线条体，其一端固定在基座(8)，并贯穿中空部，另一端布线到支撑在旋转体(9)的各个动作轴的马达，用于由动作轴的任一个支撑的外围装置的第二组线条体利用挠性的导管归拢并包覆，贯穿中空部，以能装卸的方式固定在基座(8)和旋转体(9)。

Description

机器人的线条体处理结构
技术领域
本发明涉及机器人的线条体处理结构。
背景技术
一直以来，作为使机器人围绕配置在垂直方向的旋转轴中心进行旋转的旋转轴结构，已知有一种如下的结构：其是将中空结构的减速器固定在旋转轴基座的上部，将来自驱动马达的驱动力通过正齿轮对传递到减速器，所述驱动马达配置在从旋转轴中心沿水平方向偏置的位置(例如参照专利文献1)。根据该结构，能够确保在旋转轴中心的附近沿上下贯穿的空间，能够易于处理从旋转轴基座到减速器上方的机器人主体的电缆或管道等的线条体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7-108485号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在专利文献1的线条体的处理结构中，由于对减速器的中空部分的口径有限制，因此存在如下的不良情况：当除了用于机器人的臂或手腕的马达的电缆之外，将安装于手腕前端的用于外围装置的管道或电缆等多个线条体贯穿中空部分时，存在用户不能仅自由地改变用于外围装置的线条体的不良情况。
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供一种机器人的线条体处理结构，其能够易于仅更换用于外围装置的线条体，而不用拆卸用于使机器人做动作的马达控制用的线条体。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，本发明提供如下的方案。
本发明的一个方案是一种机器人的线条体处理结构，所述机器人包括：以能够围绕垂直轴线旋转的方式支撑在基座的上部的旋转体；以及支撑在所述旋转体的多个动作轴，在所述旋转体的所述垂直轴线附近具有中空部，其中，第一组线条体包含用于驱动所述动作轴的电缆，所述第一组线条体的一端固定在所述基座上，并且所述第一组线条体贯穿所述中空部，另一端布线到支撑在所述旋转体的各个所述动作轴的马达上，第二组线条体用于由所述动作轴的任一个支撑的外围装置，所述第二组线条体利用挠性的导管归拢并包覆，并贯穿所述中空部，以能够装卸的方式固定在所述基座以及所述旋转体上。另外，根据情况，还有将所述第二组线条体分别分开并且用多个挠性的导管归拢并包覆的情况。
根据本方案，关于包含用于驱动机器人本身的动作轴的电缆的第一组线条体，用户不需要进行拆卸，但关于用于固定在任一个动作轴上的外围装置的第二组线条体，通过利用挠性的导管归拢并包覆，从而能够与第一组线条体区分并进行装卸。由此，不用拆卸第一组线条体，就能够容易地仅更换第二组线条体，并能够提高第二组线条体的处理操作性和维修性。在将第二组线条体分别分开并且用多个挠性的导管归拢并包覆的情况下，也具有与上述相同的效果。
在上述方案中，所述第一组线条体利用连接器固定在所述基座上，所述连接器设置在所述第一组线条体的一端，所述第二组线条体在所述导管的长度方向的中途位置以能够装卸的方式固定在所述基座上。
像这样，关于包含用于驱动机器人本身的动作轴的电缆的第一组线条体，在基座中利用连接器进行中继，由此能够提高机器人的搬运性。另一方面，关于由用户设置的第二组线条体，在基座中不需要进行中继，能够减少部件件数。另外，作为其他的形式，也有在基座中进行中继的情况。
另外，在上述方案中，所述第一组线条体以及所述第二组线条体固定在用于固定在所述基座上的各自的固定部件上，并且与所述固定部件一起从上方贯穿了所述中空部之后，利用各个所述固定部件，固定在所述旋转体的下部的所述基座上。
像这样，能够预先决定各个线条体在基座上的安装位置，在能够吸收随着旋转体的旋转而产生的线条体的扭曲或弯曲的最小限度的长度位置，能够将各个线条体固定在基座和旋转体之间。
发明效果
根据本发明，可发挥出如下的效果：能够易于仅更换用于外围装置的线条体，而不用拆卸用于使机器人做动作的马达控制用线条体。
附图说明
图1是表示应用了本发明一个实施方式的机器人的线条体处理结构的机器人系统的整体结构图。
图2是表示图1的机器人的线条体处理结构的旋转轴的纵剖视图。
图3是表示在图2的旋转轴中的、挠性导管的中继方法的一例的侧视图。
图4是图3的旋转轴的纵剖视图。
图5是表示在图1的机器人的线条体处理结构中的、挠性导管的中继方法的第一变形例的旋转轴的纵剖视图。
图6是表示在图1的机器人的线条体处理结构中的、挠性导管的中继方法的第二变形例的旋转轴的纵剖视图。
图7是表示图1的机器人的线条体处理结构的变形例的旋转轴的纵剖视图。
附图标记说明
1：线条体处理结构
3：机器人
5：焊炬(外围装置)
6：焊丝进给装置(外围装置)
8：基座
9：旋转体
10：第一臂(动作轴)
11：第二臂(动作轴)
12：第一手腕元件(动作轴)
22：第一组线条体
23：第二组线条体
29：连接器
30：电缆
31、34：导管
32：固定部件
33：托架(固定部件)
具体实施方式
参照附图，以下对本发明一个实施方式的机器人3的线条体处理结构1进行说明。
例如如图1所示，本实施方式的机器人3的线条体处理结构1应用于进行电弧焊的机器人系统100中。
该机器人系统100包括：具有旋转轴2的多关节的机器人3；控制该机器人3的机器人控制部4；固定在例如机器人3的手腕前端的焊炬(外围装置)5；搭载于下述的第二臂11上的焊丝进给装置(外围装置)6；以及对焊炬5及焊丝进给装置6进行控制的焊接电源7。
例如，机器人3包括：旋转轴2，其具备由固定在地面的基座8上部支撑的、能够围绕垂直轴线旋转的旋转体9；第一臂(动作轴)10，其以能够围绕水平轴线摆动的方式设置在该旋转轴2的旋转体9上；第二臂(动作轴)11，其以能够围绕水平轴线摆动的方式设置在该第一臂10的前端上；第一手腕元件(动作轴)12，其以能够围绕第二臂11的长轴旋转的方式设置在该第二臂11的前端上；第二手腕元件13，其以能够围绕与第二臂11的长轴正交的轴线旋转的方式设置在该第一手腕元件12的前端上；以及第三手腕元件14，其被设置成能够围绕与该第二手腕元件13的轴线正交的轴线进行旋转。
用于驱动三个手腕元件12、13、14的马达(省略图示)固定在第二臂11或者第一手腕元件12上。用于使第二臂11相对于第一臂10进行摆动的马达(省略图示)固定在第二臂11上。用于使第一臂10相对于旋转体9进行摆动的马达(省略图示)固定在旋转体9上。此外，用于使旋转体9相对于基座8进行旋转的马达(省略图示)固定在基座8上。
如图2所示，旋转轴2包括：能够围绕垂直轴线旋转的利用轴承15支撑在基座8的上部的旋转体9。在旋转体9的下部固定有构成双曲线齿轮组16的齿圈17。在齿圈17的中央设置有贯穿孔18，在该贯穿孔18中固定有圆筒部件20，圆筒部件20与配置在其和基座8内表面之间的油封19一起形成油箱。圆筒部件20的径向的壁厚设定成非常小，在圆筒部件20的内侧设有口径足够大的内孔21。
双曲线齿轮组16在油箱内使未图示的小齿轮和齿圈17啮合。小齿轮固定在未图示的用于旋转轴2的马达的输出轴上。双曲线齿轮组16在油箱内被充分润滑。
接下来，对本实施方式的机器人3的线条体处理结构1进行说明。
在本实施方式中，线条体包括：包括用于驱动各个动作轴10、11、12的电缆30的第一组线条体22；以及用于外围装置的第二组线条体23。
第一组线条体22由用于向马达供给电力以及控制信号的多条电缆构成，所述马达用于驱动第一臂10、第二臂11以及三个手腕元件12、13、14。
第二组线条体23包括：对设于焊丝进给装置6中的用于进给的马达进行控制的控制电缆24、气体软管25、丝线导管26以及供电电缆27。根据情况，第二组线条体23也包括焊接用传感器等的控制电缆。
在第一组线条体22的一端具备与各个动作轴10、11、12的马达连接的连接器，同时在第一组线条体22的另一端具备固定在板28的连接器29，所述板28用于堵塞旋转轴2的基座8侧面的贯穿孔。固定在基座8侧面的板28上的连接器29与机器人控制用电缆30连接，所述机器人控制用电缆30从机器人控制部4经由焊接电源7延伸。
如图2所示，第一组线条体22，从旋转轴2的基座8内经由圆筒部件20的内孔21、轴承15的内圈内侧以及通过旋转体9围绕旋转轴2的垂直轴线所形成的中空部而向上方延伸，并与各个动作轴10、11、12的马达连接。
即、第一组线条体22在旋转轴2的基座8侧面的板28上通过连接器连接而进行中继。
另一方面，第二组线条体23的一端与焊接电源7连接，第二组线条体23的另一端与焊炬5以及焊丝进给装置6连接，所述焊炬5固定在机器人3的第三手腕元件14上，所述焊丝进给装置6固定在第二臂11上。在本实施方式中，导管(管道)31由树脂、如芳族聚酰胺纤维那样的布、或者金属构成并具有挠性，在利用所述导管(管道)31将第二组线条体23归拢并包覆的状态下，该第二组线条体23贯穿在旋转轴2的基座8侧面的板28上所设置的贯穿孔，经由上述中空部向上方延伸，并连接在焊炬5或焊丝进给装置6上。
因此，对第二组线条体23进行布线时，不用在基座8侧面的板28的位置进行中继。另外，沿上下方向贯穿了中空部的第二组线条体23，在被赋予旋转体9的旋转动作所需的长度的富余的状态下，在基座8侧面的板28位置附近以及旋转体9的内侧面，利用像U型螺栓那样的固定部件32来固定长度方向的中途位置。
以下对如此构成的本实施方式的机器人3的线条体处理结构1的作用进行说明。
根据本实施方式的机器人3的线条体处理结构1，具有如下的优点：由于包含用于外围装置的电缆24、25、26、27等的第二组线条体23，与包含用于驱动机器人3本身的电缆30等的第一组线条体22分离，并利用具有挠性的导管31将第二组线条体23归拢并包覆，所以用户能够易于进行第二组线条体23的设置作业以及更换作业。另外，例如如图7所示，在存在焊接传感器用控制电缆等用于其他外围装置的线条体36的情况下，也有利用其他的具有挠性的导管34、沿着导管31设置的情况，该情况也具有与上述相同的效果。
即、设置第二组线条体23时，将利用导管31归拢并包覆的第二组线条体23，经由旋转体9、轴承15的内圈内侧以及圆筒部件20的内孔21到旋转轴2的基座8为止进行走线，从基座8侧面的贯穿孔拉出到外部之后，在基座8侧面的板28位置附近以及旋转体9的内侧面，利用像U型螺栓那样的固定部件32，固定导管31的长度方向的中途位置；或者，如图3以及图4所示，可以利用托架(固定部件)33以能够沿导管31的轴向移动的方式，固定导管31的长度方向的中途位置。另外，在更换第二组线条体23的情况下，仅拆卸固定部件32并连同导管31一起拉出即可。如图7所示，在有多个导管31、34的情况下，也可以利用固定部件32将它们归拢进行固定，或者以能够沿导管31、34的轴向移动的方式进行固定，由此也能够拆卸它们并进行更换。
另外，在本实施方式的机器人3的线条体处理结构1中，作为挠性的导管31的中继方法，使用了导管31贯穿设置于板28上的贯穿孔的一个例子，但可以取而代之，如图5所示，第二组线条体23在板28的外侧位置利用固定在托架33上的中继连接器部35进行中继，并且被固定在托架33上的导管31归拢并包覆，并贯穿设置于板28上的贯穿孔。
另外，如图6所示，第二组线条体23可以由固定在基座8侧面的板28上的中继连接器部35进行中继，并且在中空部由固定在托架33上的导管31归拢并包覆。
在这些线条体的设置作业以及更换作业中，具有如下的优点：用户能够仅处理由导管31归拢的第二组线条体23，而不需要拆卸第一组线条体22，所述第一组线条体22包含用于驱动机器人3所需的电缆30。
另外，由于由双曲线齿轮组16构成了减速器，所以在固定于旋转轴2的输出轴上的齿圈17的内侧能够确保比较大的空间。其结果为，能够确保用于对线条体进行走线的中空部的内径尺寸较大，并能够易于对第一组线条体22以及第二组线条体23进行设置和更换。
而且，由于第一组和第二组的电缆24、25、26、27、30被赋予旋转体9的旋转动作所需的长度的富余，所以随着旋转体9的旋转动作，在中空部内会发生因弯曲以及扭曲导致的位移，但由于可以确保中空部的内径尺寸较大，所以线条体22、23彼此之间、线条体22、23与旋转体9等机构部件之间的摩擦较少，并能够长期维持完好的状态。
另外，在本实施方式中，还具有如下的优点：由于对第二组线条体23，在旋转轴2的基座8的板28部分不利用连接器进行中继而进行布线，所以能够减少部件件数并降低成本。
此外，优选为，在第一组线条体22的一端的连接器29上，预先固定有用于固定在基座8上的板28，板28构成为能够穿过中空部的尺寸，所述中空部由旋转体9、轴承15以及圆筒部件20构成。像这样，使固定有第一组线条体22的一端的板28，从上方经由中空部贯穿到旋转轴2的基座8之后，仅将板28固定在基座8上，就能够结束作业。因此，具有能够易于进行组装作业的优点。
另外，也可以在挠性的导管31的中途位置预先固定固定部件32，所述导管31将第二组线条体23归拢并包覆。像这样，在将第二组线条体23从上方经由中空部贯穿到旋转轴2的基座8、并从基座8的侧面拉出之后，仅将固定部件32固定在基座8以及旋转体9上，就能够结束安装作业。由于将固定部件32预先固定在能够确保动作所需的富余的位置上，所以安装作业很容易。因此，用户能够易于进行第二组线条体23的更换作业。

Claims (2)

1.一种机器人的线条体处理结构，所述机器人包括：以能够围绕垂直轴线旋转的方式支撑在基座的上部的旋转体；以及支撑在所述旋转体的多个动作轴，在所述旋转体的所述垂直轴线附近具有中空部，其特征在于，
第一组线条体包含用于驱动所述动作轴的电缆，所述第一组线条体的一端固定在所述基座上，并且所述第一组线条体贯穿所述中空部，另一端布线到支撑在所述旋转体的各个所述动作轴的马达上，
第二组线条体用于由所述动作轴的任一个支撑的外围装置，所述第二组线条体利用挠性的导管归拢并包覆，并且贯穿所述中空部，而且在所述基座和所述中空部内不利用连接器进行中继而进行布线，以能够装卸的方式固定在所述基座以及所述旋转体上，
所述第一组线条体以及所述第二组线条体固定在用于固定在所述基座上的各自的固定部件上，并且与所述固定部件一起从上方贯穿了所述中空部之后，利用各个所述固定部件，固定在所述旋转体的下部的所述基座上。
2.根据权利要求1所述的机器人的线条体处理结构，其特征在于，
所述第一组线条体利用连接器固定在所述基座上，所述连接器设置在所述第一组线条体的一端，
所述第二组线条体在所述导管的长度方向的中途位置以能够装卸的方式固定在所述基座上。
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