CN108927798B - 工业用机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供工业用机器人，其减少更换电缆所需的时间和劳力而提高维修容易性。工业用机器人具有：第二臂，其以能围绕与第一轴线平行的第二轴线摆动的方式设置于能围绕第一轴线摆动的第一臂前端；以及手腕，其具有包含第一手腕单元的多个手腕单元，该第一手腕单元配置于第二臂前端，且以能围绕配置在相对于第二轴线偏置的位置的第二臂的长轴旋转的方式设置，驱动第一手腕单元以外的手腕单元的马达容纳于第一手腕单元内部的空间，第二臂在第二轴线附近具有与空间连通的空心部，配线于马达的电缆，经由向内外贯穿第二臂的壁部的贯穿孔而从第二臂的外侧向空心部内进行配线，并且在贯穿孔的位置利用固定于壁部上的连接器进行中继。

Description

工业用机器人
技术领域
本发明涉及工业用机器人。
背景技术
以往，作为立式多关节型的工业用机器人，已知具有一体的电缆的工业用机器人，该电缆从控制装置连接到配置于机器人的最下位的回转轴的基座，并且在从基座向配置于更上位的机器人的各部位的马达进行配线的过程中，进行分支而与各轴的马达连接(例如，参照专利文献1。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-175188号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，由于在专利文献1的工业用机器人的回转体上以能够围绕水平的轴线而摆动的方式设有第一臂，在第一臂的摆动端部配置有各轴的马达，为了提高维修容易性，配线于马达的电缆沿着第一臂的外表面而配置，因此容易与周边设备发生干扰，损伤的可能性高。而且，在电缆的一部分已损伤的情况下，也需要更换一体构成的电缆整体，存在费时费力的不良情况。
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种工业用机器人，其能够减少更换电缆所需的时间和劳力而能够提高维修容易性。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，本发明提供以下方案。
本发明的一个方案提供一种工业用机器人，该工业用机器人具有：第二臂，其以能够围绕与第一轴线平行的第二轴线摆动的方式，设置于能够围绕所述第一轴线摆动的第一臂的前端；以及手腕，其具有包含第一手腕单元的多个手腕单元，该第一手腕单元配置于该第二臂的前端，并且以能够围绕所述第二臂的长轴旋转的方式设置，所述第二臂的长轴配置在相对于所述第二轴线偏置的位置，驱动该手腕的所述第一手腕单元以外的所述手腕单元的马达，容纳于所述第一手腕单元的内部的空间，所述第二臂在所述第二轴线附近具有与所述空间连通的空心部，配线于所述马达的电缆，经由向内外贯穿所述第二臂的壁部的贯穿孔而从所述第二臂的外侧向所述空心部内进行配线，并且在所述贯穿孔的位置利用固定于所述壁部的连接器进行中继。
根据本方案，通过使第一臂围绕第一轴线摆动，从而使第二轴线平移移动，通过使第二臂围绕第二轴线摆动，从而能够使安装于具有多个手腕单元的手腕的前端上的设备的位置进行移动。而且，通过使多个手腕单元进行动作，从而能够变更安装于手腕前端的设备的姿态。
在该情况下，朝向驱动除第一手腕单元以外的手腕单元的马达的电缆，从第一臂侧延伸过来，并且在第二轴线附近贯穿形成于第二臂的壁部上的贯穿孔并经由第二臂内的空心部，与配置于与该空心部连通的第一手腕单元内部的空间的马达连接。而且，由于该电缆在贯穿第二臂的壁部的位置利用连接器进行中继，因此通过断开连接器，从而使从第二臂的空心部至第一手腕单元内的马达为止的电缆保持原样，能够容易只更换比连接器更靠第一臂侧的电缆。
即，由于不需要拆卸向容纳于第一手腕单元内部的空间的马达的连接，因此能够节省分解第一手腕单元等的时间和劳力，并且不需要进行从固定于第二臂的壁部上的连接器至固定于围绕第二臂的长轴旋转的第一手腕单元的马达为止的可动电缆的拆卸作业以及再安装作业，能够减少更换电缆所需的时间和劳力而提高维修容易性。
在上述方案中，所述连接器还可以容纳于凹部，所述凹部形成于所述第二臂的外表面。
通过如此，连接器的向第二臂的外侧露出的部分容纳于凹部内，从而能够对其进行保护，以免与外部设备接触。
在上述方案中，所述凹部还可以形成于肋之间，所述肋在沿着所述第二轴线的方向上隔开间隔而配置于所述第二臂的外表面。
通过如此，利用形成于为了提高第二臂的刚性而所需的肋之间的凹部，能够保护连接器。
在上述方案中，所述第一手腕单元相对于所述第二臂以能够更换的方式设置，所述连接器设置在配置于所述空心部内的所述电缆的端部，所述连接器以能够向所述空心部侧拆卸的方式设置。
通过如此，当相对于第二臂而拆卸第一手腕单元时，断开中继位置的连接器，并且将配置于空心部内的电缆的连接器从第二臂的壁部向空心部侧拆卸，从而能够从第二臂拆卸电缆与马达连接的状态的第一手腕单元。由此，当更换破损的第一手腕单元时、或更换成长度不同的第一手腕单元时，无需从第二臂拆卸第一臂侧的电缆，就能够进行更换作业。
发明效果
根据本发明，起到如下效果：能够减少更换电缆所需的时间和劳力而提高维修容易性。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的工业用机器人的立体图。
图2是表示图1的工业用机器人的第二臂的内部结构的局部纵向剖视图。
图3是表示电缆从图1的工业用机器人的第一臂向第二臂进行加固的例子的局部侧视图。
图4是表示图3的加固例子的局部主视图。
图5是表示固定于图2的第二臂上的插座连接器的结构的分解纵向剖视图。
图6是表示图1的工业用机器人的手腕的局部立体图。
图7是表示从第二臂基座拆卸图5的手腕的状态的局部立体图。
图8是表示安装了比图5的手腕长的手腕的状态的局部立体图。
附图标记说明
1：工业用机器人
4：第一臂
5：第二臂
6：手腕
10：第一手腕单元(手腕单元)
11：第二手腕单元(手腕单元)
12：第三手腕单元(手腕单元)
17、18：马达
20：空心部
22：壁部
23：贯穿孔
24：电缆
25：插座(连接器)
27：凹部
28：肋
29：连接器
B：第二轴线(第一轴线)
C：第三轴线(第二轴线)
D：第四轴线(长轴)
具体实施方式
以下参照附图，对本发明的一个实施方式的工业用机器人1进行说明。
如图1所示，本实施方式的工业用机器人1具有：回转体3，其以能够围绕铅垂的第一轴线A旋转的方式支撑于设置在地面的基座2上；第一臂4，其以能够围绕水平的第二轴线(第一轴线)B摆动的方式支撑于该回转体3上；第二臂5，其以能够围绕与第二轴线B平行的第三轴线(第二轴线)C摆动的方式支撑于该第一臂4的前端；以及三轴结构的手腕6，其安装于该第二臂5的前端。
驱动回转体3的第一马达7以及驱动第一臂4的第二马达8，固定于回转体3。在基座2与回转体3、回转体3与第一臂4之间配置有未图示的减速器，通过第一马达7以及第二马达8的旋转被减速而传递到回转体3以及第一臂4，从而使回转体3以及第一臂4以较大的转矩进行旋转。
相对于第一臂4驱动第二臂5的第三马达9固定于第二臂5上，利用由减速器30放大的较大的转矩而使第二臂5相对于第一臂4进行摆动，该减速器30配置于第一臂4与第二臂5之间。
手腕6具有：第一手腕单元(手腕单元)10，其以能够围绕第四轴线(第二臂5的长轴)D旋转的方式支撑于第二臂5的前端，其中，所述第四轴线D相对于第三轴线C偏置、且与第一轴线A交叉；第二手腕单元(手腕单元)11，其在该第一手腕单元10的前端侧，以能够围绕与第四轴线D交叉的第五轴线E旋转的方式被支撑；以及第三手腕单元(手腕单元)12，其在第二手腕单元11的前端侧，以能够围绕与第五轴线E交叉的作为最终轴的第六轴线F旋转的方式被支撑。
驱动第一手腕单元10的第四马达13，与驱动第二臂5的第三马达9并排地固定于第二臂5。
如图1以及图2所示，第二臂5具有利用密封部件32密封筒状的空间的齿轮箱16，该筒状的空间由第二臂基座14和圆筒状部件15包围，第二臂基座14以能够围绕第三轴线C摆动的方式安装于第一臂4的前端，圆筒状部件15利用轴承31以能够围绕第四轴线D旋转的方式安装于该第二臂基座14。在圆筒状部件15上固定有与安装于第四马达13的未图示的齿轮啮合的环状的齿轮33，利用封入空间内的润滑脂对齿轮33的啮合进行润滑，所述第四马达13驱动第一手腕单元10。第四马达13的旋转根据齿轮比而被减速，并且使圆筒状部件15以较大的转矩进行旋转。
在圆筒状部件15的前端固定有空心的第一手腕单元10。如图1所示，在第一手腕单元10的内部空间，内置有用于驱动第二手腕单元11以及第三手腕单元12的马达17、18。
在第二臂基座14的齿轮箱16的后侧，设置有利用盖部件19闭塞的空心部20。在盖部件19上固定有圆筒状的套筒部件21，该套筒部件21沿着第四轴线D延伸，并且在圆筒状部件15的径向内侧隔开间隔而配置。
由此，第二臂基座14的齿轮箱16的后侧的空心部20，经由圆筒状部件15与套筒部件21之间的圆筒状的间隙，与第一手腕单元10内的空间连通。
在大致水平地配置第四轴线D的图2的状态下，在齿轮箱16后侧的空心部20的下部的壁部22，设置有以连通空心部20与外部空间的方式贯穿的贯穿孔23。
而且，电缆24经由该贯穿孔23而向用于第二手腕单元11以及第三手腕单元12的马达17、18进行配线，马达17、18配置于第一手腕单元10内的空间。
在贯穿孔23的位置的第二臂5的壁部22固定有插座(连接器)25，并且如下所述，连接从基座2配线过来的电缆24的连接器29。
从插座25向第二臂5的空心部20内延伸的电缆24，如图2中用虚线所示，在空心部20内分支成两根。分支后的各电缆24以松弛的状态贯穿圆筒状部件15与套筒部件21之间的圆筒状的空间，并与内置于第一手腕单元10内的用于第二手腕单元11以及第三手腕单元12的两个马达17、18连接。
如图2所示，第二臂基座14以一体连接第一部分14a与第二部分14b的方式具有大致L字形的纵截面形状，第一部分14a安装于第一臂4，并且安装用于驱动第二臂5的第三马达9，第二部分14b围绕第四轴线D而配置，并且形成齿轮箱16以及空心部20。如图2中用双点划线X所示，在大致L字形的内侧部分，设置有用于设置如焊条的进给装置那样的作业工具控制用装置(参照图3)35的空间。朝向作业工具的焊条、电缆、配管等(省略图示)，穿过套筒部件21内部的空间而在第四轴线D附近引导至手腕6的前端。
另外，如图2以及图4所示，在将第二臂基座14的大致L字形的角部的第一部分14a与第二部分14b以一体的方式连接的连接部26，形成有由沿第三轴线C的方向隔开间隔的两个肋28夹住的凹部27。而且，如上所述，与固定于第二臂基座14的贯穿孔23部分上的插座25连接的连接器29，如图2所示，容纳于该凹部27内。
电缆24向本实施方式的工业用机器人1的各轴A、B、C、D、E、F的各马达7、8、9、13、17、18的配线，如图1、图3以及图4所示进行。
即，来自未图示的控制装置的电缆24，在工业用机器人1的最下位的基座2所具备的配电盘36中利用连接器37进行中继。在本实施方式中，利用单一的电缆24供给电力以及信号这两者。
从配电盘36进入到基座2内的机构部的电缆24，在第一轴线A附近立起并从回转体3的上部开口3a向外部露出。在该位置，朝向两个第一以及第二马达7、8的电缆24被分支并与各马达7、8连接，第一以及第二马达7、8用于驱动回转体3以及第一臂4。
剩余的电缆24，在设置可动用的余长部分之后，在从第二轴线B至第三轴线C之间，在沿着第一臂4的长轴Z的状态下固定于第一臂4的外侧面，在第三轴线C附近，留下可动用的余长而引导到第二臂5。在该位置，如图3以及图4所示，朝向两个第三以及第四马达9、13的电缆24被分支并与各马达9、13连接，第三以及第四马达9、13用于驱动第二臂5以及第一手腕单元10。在剩余的电缆24的末端具备连接器29，如上所述，与在第二臂基座14的下部的肋28之间露出的插座25连接。
以下对如此构成的本实施方式的工业用机器人1的作用进行说明。
根据本实施方式的工业用机器人1，与容纳于第一手腕单元10内部的空间的用于驱动第二手腕单元11和第三手腕单元12的马达17、18连接的电缆24，在第二臂基座14的下部利用连接器29进行中继，从而能够从向机构部的外部露出的其他电缆24断开。
由于向机构部的外部露出的电缆24，能够容易从外部接近，因此容易维修，但由于与周边设备接触而容易受到损伤。在电缆24受到损伤的情况下，利用连接器29断开连接，从而无需从第二臂基座14拆卸配置于第一手腕单元10内部的空间的电缆24，就能够只拆卸露出的电缆24。
其结果，不需要用于拆卸第一手腕单元10内部的电缆24的分解作业，并且也不需要进行再安装作业。尤其，从第二臂基座14的空心部20穿过圆筒状的间隙而引导至第一手腕单元10内的空间为止的可动电缆的适当的调整作业需要时间和劳力，因此不需要这些作业，从而具有能够大幅度提高维修容易性的优点。
另外，根据本实施方式的工业用机器人1，利用形成于两个肋28之间的凹部27，将从第一臂4侧引导过来的电缆24的端部的连接器29容纳于凹部27，两个肋28为了提高第二臂基座14的第一部分14a与第二部分14b之间的连接部26的刚性而设置。由此，具有如下优点：容易接近向外侧敞开的肋28之间的凹部27，容易进行装卸连接器29时的作业，并且能够利用肋28保护容纳于凹部27的连接器29，以免与外部的周边设备发生干扰。
此外，在本实施方式中，对按照原样维持第二臂基座14以及第一手腕单元10内的电缆24而更换第一臂4侧的电缆24的情况进行了说明，但取而代之，即使在将手腕6从第二臂5拆卸而更换的情况下，也具有优点。
即，如图5所示，也可以由安装于电缆24的插入物38和安装于第二臂基座14的安装部件39这两个部件，构成固定于第二臂基座14的插座25，做成能够通过卡扣配合等而简单装卸这些部件的结构，从而能够只将端子部件与电缆24一起引入第二臂基座14的空心部20内。
通过如此，向后侧拉出闭塞空心部20的后侧的盖部件19和套筒部件21，并且将第一手腕单元10从第二臂基座14向前方拉开，从而在电缆24与内置于第一手腕单元10的马达17、18连接的状态下，如图6以及图7所示，能够从第二臂基座14拆卸。而且，例如，如图6以及图8所示，能够更换成长度不同的第一手腕单元10，此时，关于直至用于驱动第二臂5的第三马达9以及用于驱动第一手腕单元10的第四马达13为止的电缆24，不用拆卸，就能够维持其原样状态。
从而，具有能够大幅度减少更换手腕6时等的作业所需的时间和劳力的优点。
另外，对电缆24进行中继的连接器29，可以采用任意结构的连接器，但若采用卡口方式的连接器，则能够更容易进行装卸。
另外，由于利用单一的电缆24供给电力以及信号这两者，因此能够缩小电缆24以及连接器29的占有空间，但在空间上存在剩余的情况下，还可以在用个别的电缆24供给电力以及信号的情况下适用本发明。
另外，利用形成于加强第二臂基座14的两个肋28之间的凹部27而容纳了连接器29，但连接器29的设置位置是任意的，还可以在贯穿齿轮箱16后侧的空心部20周边的壁部22的任意的位置附近进行中继。

Claims (1)

1.一种工业用机器人，其特征在于，具有：
第二臂，其以能够围绕与第一轴线平行的第二轴线摆动的方式，设置于能够围绕所述第一轴线摆动的第一臂的前端；以及
手腕，其具有包含第一手腕单元的多个手腕单元，该第一手腕单元配置于该第二臂的前端，并且以能够围绕所述第二臂的长轴旋转的方式设置，所述第二臂的长轴配置在相对于所述第二轴线偏置的位置，
驱动该手腕的所述第一手腕单元以外的所述手腕单元的马达，容纳于所述第一手腕单元的内部的空间，
所述第二臂在所述第二轴线附近具有与所述空间连通的空心部，
配线于所述马达的电缆，经由向内外贯穿所述第二臂的壁部的贯穿孔而从所述第二臂的外侧向所述空心部内进行配线，并且在所述贯穿孔的位置利用固定于所述壁部的连接器进行中继，
该连接器容纳于凹部，所述凹部形成于肋之间，所述肋在沿着所述第二轴线的方向上隔开间隔而配置于所述第二臂的外表面。
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