CN1891416A - 工业用机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工业用机器人，具备：相对直线动作的底座、相对转动动作的本体以及配置在底座和本体上并向动作电路供给电源或传送控制信号的缆线束。缆线束一体地具有位于底座内的第1束线部分和位于本体内的第2束线部分，第1束线部分的多根多芯缆线以及管平坦排列，并且相邻的多芯缆线以及管相互接触，第2束线部分的多根多芯缆线以及管各自散开。

Description

工业用机器人

技术领域

本发明涉及一种工业用机器人，其具备相对的作直线动作的直线动作部、相对转动动作的转动动作部和配置在所述直线动作部以及所述转动动作部上的缆线束。

背景技术

具有多个动作轴的工业用机器人一般具备直线动作部、转动动作部以及缆线束。动作轴有两种，例如一种为用于使两个链节相对直线动作的直线动作轴，一种为用于使两个链节相对转动动作的转动动作轴。一台机器人具备直线动作轴和转动动作轴是很常见的。直线动作部沿着直线动作轴、转动动作部沿着转动动作轴分别动作。缆线束内包含有电源线、信号线以及管等管线(捆绑成束)，沿着机器人的内侧或者外侧配置。

图7表示位于直线动作部内侧的缆线束20的一部分。缆线束20并列地收纳于起保护作用的缆线孔道22内。通过将缆线束20收纳于缆线孔道22内，能够防止管线单元的多根电线21缠绕、散乱。缆线孔道22弯曲成u状，沿P方向直线动作的缆线束20的多余的长度部分被吸收。

但是，缆线孔道22虽然在一定程度上能够被挠性弯曲，但由于其构造原因，不能够以较小弯曲半径弯曲。另外，由于缆线孔道22的弯曲半径较大，不得不加大机器人内部空间，从而妨碍机器人的小型化。另外，缆线孔道22适用于配置在工业用机器人的直线动作部的缆线束20，而不适用于配置在工业用机器人的转动动作部并受反复的扭转的缆线束。

特开2003-168326号公报(JP-A-2003-168326)公开了一种防止电线发生缠绕的其他方法。专利文献1公开的缆线束的多根管线单元平坦排列，相邻管线单元彼此通过粘接剂粘接为一体。公开的平坦缆线不占用机器人内部的太大空间，利于机器人的小型化。但是，配置于机器人的转动动作部的缆线部分因为扭转产生很大的张力，可能致使相邻电线的粘接部分裂开，或者各根电线发生断线。因此，这种缆线束不适用于机器人的转动动作部。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工业用机器人，其不损害配置于转动动作部的缆线束的耐久性、能够实现缆线束的小型化、具有良好的电连接可靠性。

为实现以上目的，本发明提供一种工业用机器人，其具备：相对直线动作的直线动作部、相对转动动作的转动动作部及配置在所述直线动作部以及所述转动动作部上的缆线束。所述缆线束一体具有位于所述直线动作部上的第1束线部分和位于所述转动动作部上的第2束线部分。所述第1束线部分的多根管线单元平坦排列，并且相邻管线单元彼此互相粘接。所述第2束线部分的所述多根管线单元各自散开。

根据上述发明，因为缆线束的第1束线部分的多根管线单元平坦排列，并且相邻管线单元彼此互相粘接，所以能够实现第1束线部分的小型化，同时，能够防止各个管线单元发生缠绕。而第2束线部分的多根管线单元各自散开，所以各个管线单元不受相邻管线单元的约束，能够提高第2束线部分的挠性。因此，既不损害位于转动动作部的缆线束的耐久性，又能够提高电连接的可靠性。另外因为不需要缆线孔道等的保护，所以能够实现缆线束的小型化。

本发明还提供一种所述缆线束至少包含一根多芯缆线的工业用机器人。根据此发明，虽然多芯缆线的外径变粗，但比起平坦排列多根单芯电线，能够防止宽度变大。因此，缆线束更加小型化。

本发明还提供所述多芯缆线为屏蔽缆线的工业用机器人。根据此发明，能够将多根电线一并进行电磁屏蔽，从而容易的制造屏蔽缆线。还能够提高多芯缆线内信号线的耐噪音性能，从而基于控制器的指令使驱动器等正确的动作。

本发明还提供所述第2束线部分的各个管线单元为各不相同的长度的工业用机器人。根据此发明，通过例如加长远离作为转动中心的动作轴的管线单元，缩短位于动作轴附近的管线单元，能够防止管线单元形成多余的松弛，从而避免在转动动作部作转动动作时，因为各个管线单元的扭转而产生张力。

本发明还提供在管材中穿通过所述第2束线部分的工业用机器人。根据此发明，因为在管材穿通过所述第2束线部分，所以在转动动作部作转动动作时，能够防止第2束线部分于其他部件发生接触，从而保护第2束线部分不受损伤。这样能够提高工业用机器人的电连接的可靠性。

本发明还提供所述在第2束线部分上除去所述多芯缆线的外套的工业用机器人。根据此发明，因为在第2束线部分上除去所述多芯缆线的外套，能够提高第2束线部分的挠性，防止在多芯缆线的外周部分产生很大的张力，从而提高缆线束的耐久性(耐扭转性)。

附图说明

通过说明与附图关联的优选实施方式，能够使本发明的上述以及其他的目的、特征以及效果更加明确。

图1是表示本发明的工业用机器人的一种实施方式的立体图。

图2是表示配置于图1所示工业用机器人上的缆线束。

图3是将图2所示缆线束沿A-A方向截断的截面图。

图4是扩大表示同一缆线束的第2束线部分的立体图。

图5是表示通过管材保护同一缆线束的第2束线部分的状态的立体图。

图6是表示剥去同一缆线束的第2束线部分的外套的状态的立体图。

图7是表示现有缆线束的一个例子的立体图。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的实施方式。图1为本发明的工业用机器人的一种实施方式。图2至图6为配置于本实施方式的工业用机器人上的缆线束的实施方式。

如图1所示，本实施方式的工业用机器人1是支撑对象工件的多关节机器人，从底座一侧开始依次具有作为直线动作轴的J1轴、作为转动动作轴的J2轴以及作为直线动作轴的J3轴，该工业用机器人由沿J1轴相对直线动作的底座(直线动作部)2、垂直设置于底座2上并沿J2轴相对转动动作的本体(转动动作部)3、配置于底座2以及本体3内的缆线束5(图2)、通过缆线束5向驱动器等提供电源或者控制信号的驱动电源或者控制器(未作图示)等机器构成。

底座2具备作为驱动器的伺服电动机(未作图示)、用于降低伺服电动机的转速从而提高输出转矩的减速器(未作图示)、作为直动式机构的滚珠螺杆(未作图示)以及和滚珠螺杆螺纹配合的支撑工作台2a。通过滚珠螺杆和电动机共同转动，支撑工作台2a左右(J1轴方向)直线移动。支撑工作台2a的两侧为可以自由伸缩的折皱部2b，随着支撑工作台2a的移动而伸缩。这样的底座2的构成为常见的构成。其中，直动式机构能够适用于通过齿条和齿轮的驱动或者传送带驱动。并且，液压缸也能够使支撑工作台直动。

本体3通过连接部3a垂直固定于本体2的支撑工作台2a上，绕垂直的动作轴(J3)转动。并且能够在上下方向(J3轴方向)直线移动。本体3通过具备减速器的伺服电动机(未作图示)驱动而转动，通过其他的伺服电动机4以及滚珠螺杆(未作图示)驱动而作直线移动。转动动作驱动用的电动机和减速器设置于本体3的内部，直线动作用发电机4以及减速器设置于本体3的外部。其中，本体3的直动式机构也能够由其他的直动式机构来代替。

本体3的前端为具备双轴转动轴J4、J5的腕部7，腕部7的前端为手形工具等的末端执行器安装部3b。末端执行器的规格根据机器人1支撑的对象工件的尺寸和形状不同而不同，由对象工件确定其规格。在腕部7和末端执行器之间也能够设置机器人臂部。

如图2所示，缆线束5由多根多芯缆线6、设置于多芯缆线6的前端的电连接器(未作图示)和向末端执行器的前端供给冷却水或者空气或者气体等的中空管10(图3)构成，设置于底座2以及本体3的内部。多芯缆线6由多根电源线8(管线单元)和多根信号线9(管线单元)构成(图3)，其中，多根电源线8向机器人1的各轴的电动机或者末端执行器等提供电源，多根信号线9用于编码器或者传感器类或者各种控制机器和控制器之间控制信号的授受。

如图3所示，电源线8以及信号线9的芯线8a、9a的外侧被绝缘性树脂的内套8b、9b覆盖。多根电源线8以及多根信号线9分别捆扎成一根，构成多芯缆线(管线单元)6。捆扎多根信号线9的多芯缆线6的周围被编组线6a覆盖，外侧被绝缘性树脂的绝缘外套6b覆盖。编组线6a为将细线编成格子状，也能够由铜箔等来代替编组线6a作为屏蔽部件。

由多根信号线9构成的多芯缆线6在能够一并进行屏蔽处理的同时，能够防止多根信号线9的缠绕和大型化。并且缆线6的使用更便利。信号线9通过屏蔽处理，能够防止因为电子机器自身产生的噪音而误动作。

另外，如果不使用多根缆线6，各根信号线9都分别需要使用屏蔽电线(未作图示)。每根屏蔽电线由导体构成的芯线、覆盖芯线周围的绝缘内套、设置于绝缘内套周围的编组线和设置于编组线周围的绝缘外套构成。

进行被电磁屏蔽的缆线6的末端处理时，必须不能使芯线8a、9a和编组线6a短路。首先，剥去规定长度的外套6从而使编线组6a露出，剥去覆盖芯线8a、9a周围的内套8b、9b从而使芯线8a、9a露出，然后，不使编线组6a和芯线8a、9a接触，折返编线组6a而接地。露出的芯线8a、9a被瑞子压接，收纳于未作图示的电连接器内。为了不损害电线的屏蔽性能，连接器使用屏蔽连接器。

未作图示的电连接器为连接器外壳中具有多个瑞子的多极连接器，通过与机器人的各种机器上设置的相应的电连接器用一次性操作连接，缆线束5与各种机器之间相互电连接。

参照图2进一步详细说明缆线束5。缆线束5处于四根多芯缆线6和一根管(管线单元)10沿着机器人1的底座2以及本体3的配置路线配置的状态。机器人1的底座2以及本体3的直线动作部对应的部分通过树脂制的柔软粘接剂15不损害缆线束的挠性地粘接，平坦排列(图3)。通过这样粘接缆线束5，能够实现缆线束5的小型化的同时，能够防止多芯缆线6缠绕散乱。不使用多芯缆线6而使用单线时，同样由多根电源线8以及多根信号线9平坦排列构成缆线束。

处于布线状态的缆线束5由位于机器人1的底座2的第1束线部分12、位于机器人1的本体3的第2束线部分13和位于本体3的直线动作部分3c的第3束线部分14构成。

第1、3束线部分12、14为多芯缆线6与管10排列不变、并且相邻的多芯缆线6以及管10相互粘接的部分。位于第1、3束线部分12、14之间的第2束线部分13为多芯缆线6以及管10各自散开的部分。第1～3束线部分12、13、14分别具有余长，第1、3束线部分12、14的余长弯曲成U状，第2束线部分13的余长向外侧膨出(图4)。

第1、3束线部分12、14与底座2以及本体3的直线动作一同动作，在余长范围之内吸收直线移动量，可以不使缆线束5因为张力而断线。第2束线部分13与本体3的转动动作一同动作，在余长范围之内吸收直线移动量，可以不使缆线束5因为扭转而断线。特别是，第2束线部分5因为多芯缆线6以及管10没有被粘接而散开，所以各根多芯缆线6或者管10不受相邻的多芯缆线6或者管10的约束，能够提高第2束线部分13的挠性，不易于受扭转的影响，能够防止断线的发生。

图4表示第2束线部分13的余长向外侧膨出的状态。第1束线部分12以及第3束线部分14省略。各根多芯缆线6的余长的长度各不相同，位于外侧的多芯缆线6的余长长于位于内侧的多芯缆线6的余长。这样，通过使远离转动中心的多芯缆线6的余长增长，使转动中心附近的多芯缆线6的余长缩短，能够不形成多余的余长，从而在本体3转动时，各根电线上不产生因为扭转的张力。

图5中，通过使缆线束5从管材16的一方开口部向另一方开口部穿通，而使管材16设置于第2束线部分13上，能够防止转动动作时第2束线部分13接触其他部件而产生损伤。第3束线部分14省略。管材16是将金属制的长管切断为规定长度，通过扩展缆线束插入一侧的开口部，形成锥部16a。缆线束5被锥部16a引导，从而顺利被插入。

图6中，剥去第2束线部分13的各根多芯缆线6的外套6b。第3束线部分14省略。通过剥去外套6b，各根多芯缆线6变细，第2束线部分13的挠性提高，能够缓和因为扭转产生的张力。

如上所述，根据本实施方式，缆线束5的第1、3束线部分12、14因为多根多芯缆线6与管10平坦排列、并且相邻的多芯缆线6以及管10相互粘接，所以第1、3束线部分12、14在实现小型化的同时，能够防止各根多芯缆线6与管10发生缠绕。缆线束5的第2束线部分13由于多根多芯缆线6与管10各自散开，所以能够提高第2束线部分13的挠性，提高第2束线部分13的耐久性(耐扭转性)。

另外，本发明不仅限于上述实施方式，也可以进行各种变形后实施。比如，本实施方式的工业用机器人1由底座2、本体3和缆线束5构成，也可以在本体3上设置臂部，在臂部上安装末端执行器。也就是说，本发明不限定工业用机器人的形态。

另外，缆线束5由第1、2、3束线部分12、13、14构成，也可以仅由第1、2束线部分12、13构成，或者使第1、2束线部分12、13连续从而来构成。能够根据工业用机器人的规格来任意构成。

以上关联优选实施方式说明了本发明，本领域的技术者能够理解，在不超出后述的保护范围的公开范围的情况下，可以进行修改和变更。

Claims (6)

1.一种工业用机器人(1)，具备：相对直线动作的直线动作部(2)；相对转动动作的转动动作部(3)；和配置在所述直线动作部以及所述转动动作部上的缆线束(5)，其特征在于，

所述缆线束(5)一体地具有位于所述直线动作部(2)上的第1束线部分(12)和位于所述转动动作部(3)上的第2束线部分(13)，

所述第1束线部分(12)的多根管线单元(6，10)平坦排列，并且相邻管线单元(6，10)彼此互相粘接，

所述第2束线部分(13)的所述多根管线单元(6，10)各自散开。

2.根据权利要求1所述的工业用机器人(1)，其特征在于，

所述缆线束(5)至少包含一根多芯缆线(6)。

3.根据权利要求1所述的工业用机器人(1)，其特征在于，

所述第2束线部分(13)的各管线单元(6，10)其长度各不相同。

4.根据权利要求1所述的工业用机器人(1)，其特征在于，

在管材(16)中穿通所述第2束线部分(13)。

5.根据权利要求2所述的工业用机器人(1)，其特征在于，

所述多芯缆线(6)为屏蔽缆线。

6.根据权利要求2所述的工业用机器人(1)，其特征在于，

在所述第2束线部分(13)上，已除去所述多芯缆线(6)的外套。

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