-
Titel der Erfindung
-
LINEARE OBJEKTEINHEIT FÜR EINEN ROBOTER UND VERFAHREN ZUR VERLEGUNG EINES LINEAREN OBJEKTS
-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine lineare Objekteinheit für einen Roboter und ein Verfahren zur Verlegung eines linearen Objekts.
-
Stand der Technik
-
Bekanntermaßen gibt es ein Verfahren zur Verlegung eines linearen Objekts, bei dem Kabel zur Steuerung eines Motors, der einen zweiten Arm bezüglich eines ersten Arms antreibt, und eines Motors, der ein Handgelenk antreibt, in gebündelter Form zusammen als ein einziges lineares Objekt von einer Drehachse über den ersten Arm verlegt werden (siehe beispielsweise PTL 1) .
-
Liste bekannter Schriften
-
Patentliteratur
-
[PTL 1] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr.:
2017-185580 -
Kurzdarstellung der Erfindung
-
Technisches Problem
-
Die mehreren Kabel, die in Form eines einzigen linearen Objekts verlegt werden, werden an dem zweiten Arm zur Verlegung der Kabel zu den einzelnen Motoren verzweigt. An dem Verzweigungsteil wird eine äußere Hülse, die die Kabel zusammengebündelt gehalten hat, entfernt, und die losen Kabel werden zu Anschlüssen, die dem Anschluss der Kabel an den Motoren dienen, verlegt.
-
Da es nicht möglich ist, für die Gruppe von Kabeln im losen Zustand Staubschutz/Spritzwasserschutz-Fähigkeit sicherzustellen, werden die losen Kabelteile mit Warmschrumpfschläuchen bedeckt, die Staubschutz- und Spritzwasserschutzeigenschaften aufweisen. Jedoch ist, wenn den Kabeln mit Warmschrumpfschläuchen Spritzwasserschutz und Staubschutz verliehen wird, das Erhitzen und Schrumpfen von Warmschrumpfschläuchen, die für jede Kabelgruppe angeordnet sind, erforderlich, was sehr arbeitsaufwendig und kostenintensiv ist, und dies erschwert die Umsetzung einer umfassenden Verleihung von Spritzwasserschutz und Staubschutz. Somit ist es wünschenswert, eine kostengünstigere und zuverlässigere Staubschutz/Spritzwasserschutz-Fähigkeit zu realisieren.
-
Lösung des Problems
-
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich auf eine lineare Objekteinheit für einen Roboter, die Folgendes umfasst: einen ersten Teil, der Kabel umfasst, die zu mehreren Motoren eines Roboters führen, die mit einer flexiblen Hülse, die eine kreisförmige Außenform im Querschnitt aufweist, bedeckt sind; einen zweiten Teil, der die Kabel in einem losen Zustand, bei denen die Hülse an einem Ende des ersten Teils von ihnen entfernt wurde, umfasst; mehrere dritte Teile, die jeweils ein oder mehrere der Kabel des zweiten Teils zusammengebündelt für einen an einen der Motoren angeschlossenen Anschluss umfassen, wobei die dritten Teile von flexiblen Abdeckmaterialien, die kreisförmige Außenformen im Querschnitt aufweisen, bedeckt sind; und ein Gehäuse, das den zweiten Teil aufnimmt und an einem beweglichen Teil des Roboters fixiert ist. Das Gehäuse ist mit mehreren Durchgangslöchern versehen, die gestatten, dass der erste Teil und die dritten Teile dort hindurchgehen. Zwischenräume zwischen den Durchgangslöchern, der Hülse und den Abdeckmaterialien werden durch Kabelverschraubungen flüssigkeitsdicht fixiert.
-
Figurenliste
-
- [1] 1 ist eine Seitenansicht, die einen Roboter darstellt, der eine lineare Objekteinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst.
- [2] 2 ist ein Schaubild, das ein Beispiel für die lineare Objekteinheit in 1 darstellt.
- [3] 3 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für einen ersten Teil der linearen Objekteinheit in 1 darstellt.
- [4] 4 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für einen dritten Teil der linearen Objekteinheit in 1 darstellt.
- [5] 5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für ein Gehäuse der linearen Objekteinheit in 1 darstellt.
- [6] 6 ist eine Längsschnittansicht, die ein Beispiel für eine an dem Gehäuse in 5 fixierte Kabelverschraubung darstellt.
- [7] 7 ist ein Schaubild, das eine Modifikation eines zweiten Teils der linearen Objekteinheit in 1 darstellt.
- [8] 8 ist eine Seitenansicht, die ein weiteres Beispiel der Anordnung des Gehäuses der linearen Objekteinheit in 1 darstellt.
- [9] 9 ist eine Seitenansicht, die eine weitere Modifikation der linearen Objekteinheit in 1 darstellt.
-
Beschreibung von Ausführungsformen
-
Es werden eine lineare Objekteinheit 1 für einen Roboter und ein Verfahren zum Verlegen eines linearen Objekts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
-
Die lineare Objekteinheit 1 gemäß dieser Ausführungsform ist beispielsweise an einem Vertikal-Mehrgelenkroboter (im Folgenden „Roboter“) 100, der in 1 dargestellt wird, angebracht.
-
In dem in 1 dargestellten Beispiel umfasst der Roboter 100 eine Basis 110, die auf einer Bodenfläche installiert ist, und einen Drehkörper 120, der sich um eine erste vertikale Achse A bezüglich der Basis 110 drehen kann. Der Roboter 100 umfasst ferner einen ersten Arm 130, der sich bezüglich des Drehkörpers 120 um eine horizontale zweite Achse B drehen kann, einen zweiten Arm (beweglichen Teil) 140, der sich bezüglich des ersten Arms 130 um eine horizontale dritte Achse C drehen kann, und eine Drei-Achs-Handgelenkeinheit 150, die an einem distalen Ende des zweiten Arms 140 angebracht ist.
-
Gemäß der Darstellung in 2 umfasst die lineare Objekteinheit 1 einen ersten Teil 2 mit einem Anschluss 5, der an einem Ende davon angebracht ist, mehrere dritte Teile 4 jeweils mit einem Anschluss 7, der an einem Ende davon angebracht ist, einen zweiten Teil 3, der zwischen dem ersten Teil 2 und den dritten Teilen 4 angeordnet ist, und ein Gehäuse 6, in dem der zweite Teil 3 untergebracht ist.
-
Gemäß der Darstellung in 3 umfasst der erste Teil 2 mehrere Kabel 8 und eine Hülse (Abdeckmaterial) 9, die die Kabel 8 in zusammengebündeltem Zustand bedeckt. Die Kabel 8 in dem ersten Teil 2 umfassen vier Kabelgruppen (Kabel) 8a, 8b, 8c und 8d, die an einen Motor 161 zum Drehantreiben des zweiten Arms 140 bezüglich des ersten Arms 130 und Motoren 162, 163 und 164 zum Antreiben von drei Handgelenkwällen 151, 152 und 153 der Handgelenkeinheit 150 angeschlossen sind. Die Hülse 9 des ersten Teils 2 ist beispielsweise aus einem flammenhemmenden Gummimaterial zusammengesetzt, hält die mehreren Kabel 8 zusammengebündelt und weist eine kreisförmige Außenform im Querschnitt auf. In 1 gibt das Bezugszeichen 165 einen Motor an, der dem Drehantreiben des ersten Arms 130 bezüglich des Drehkörpers 120 dient, und das Bezugszeichen 166 gibt einen Motor zum Drehantreiben des Drehkörpers 120 bezüglich der Basis 110 an.
-
Das lineare Objekt, das von der Hülse 9 bedeckt wird, kann zusätzlich zu den an die Motoren 161, 162, 163 und 164 anzuschließenden Kabeln 8 Luftschläuche, E/A-Signal-Kabel usw. umfassen.
-
Der zweite Teil 3 ist ein Teil, wo sich die mehreren Kabel 8 aufgrund der Entfernung der Hülse 9 an dem anderen Ende des ersten Teils 2 in einem losen Zustand befinden. Die mehreren Kabel 8, die von der Hülse 9 in dem ersten Teil 2 zusammengebündelt gehalten werden, werden in dem zweiten Teil 3 in die Kabelgruppen 8a, 8b, 8c und 8d für die vier Motoren 161, 162, 163 und 164 unterteilt.
-
Gemäß der Darstellung in 4 sind die dritten Teile 4 Teile, in denen die vier Kabelgruppen 8a, 8b, 8c und 8d, die in dem zweiten Teil 3 voneinander getrennt werden, in flexiblen Rohrschläuchen (Abdeckmaterialien) 10, wie z. B. Luftschläuchen, untergebracht sind. Die Rohrschläuche 10 weisen eine kreisförmige Außenpumpe im Querschnitt auf, wenn keine externen Kräfte daran angelegt werden.
-
Gemäß der Darstellung in 2 sind die Anschlüsse 7, die der Umsetzung von Anschlüssen an die Motoren 161, 162, 163 und 164 dienen, an die Enden der vier Kabelgruppen 8a, 8b, 8c und 8d in den dritten Teilen 4 angeschlossen. Darüber hinaus werden die Enden der Rohrschläuche 10, die die Kabelgruppen 8a, 8b, 8c und 8d bedecken, in Schuhe, die in den Anschlüssen 7 vorgesehen sind, eingeführt und unter Verwendung von beispielsweise Bindemitteln, wie z. B. Nylonbändern, bis zu einem flüssigkeitsdichten Zustand festgezogen.
-
Gemäß der Darstellung in 5 umfasst das Gehäuse 6 beispielsweise einen rechteckigen parallelepipedischen kastenförmigen Gehäusekörper 11, der aus Metallblechen gebildet ist und eine Öffnung 12 in einer Fläche davon und einen Deckel 13, der von dem Gehäusekörper 11 abgenommen und darin angebracht werden kann und das die Öffnung 12 verschließen kann, aufweist. Ein Dichtungsglied 14, das die gesamte Außenperipherie der Öffnung 12 flüssigkeitsdicht abdichtet, ist zwischen den Deckel 13 und den Gehäusekörper 11 geklemmt.
-
Der Gehäusekörper 11 ist mit mehreren Durchgangslöchern 15 und 16, die das Hindurchgehen des ersten Teils 2 und der dritten Teile 4 dort hindurch gestatten, und Befestigungslöchern IIa, die der Befestigung des Gehäusekörpers 11 an dem Roboter 100 dienen, versehen. Kabelverschraubungen 17 und 18 sind in den Durchgangslöchern 15 und 16 vorgesehen.
-
Gemäß der Darstellung in 6 umfassen die Kabelverschraubungen 17 und 18 jeweils einen zylindrischen Körperabschnitt 19, der an der Durchgangsbohrung 15 oder 16 fixiert ist, und eine Hutmutter 20, die auf ein an einem Ende des Körperabschnitts 19 vorgesehenes Schraubenaußengewinde 19a geschraubt ist. Der Körperabschnitt 19 umfasst einen Flansch 21, der sich radial nach außen erstreckt, und der Körperabschnitt 19 ist dadurch, dass das Gehäuse 6 zwischen eine Mutter 22, die auf ein an dem anderen Ende des Körperabschnitts 19 vorgesehenes Schraubenaußengewinde 19b geschraubt ist, und den Flansch 21 geklemmt ist, an dem Gehäuse 6 fixiert.
-
Des Weiteren wird das distale Ende des Körperabschnitts 19 dadurch, dass dafür gesorgt wird, dass der erste Teil 2 oder der dritte Teil 4 durch ein mittiges Loch 23 des Körperabschnitts 19 hindurchgeht und die Hutmutter 20 darauf geschraubt wird, radial nach innen verformt. Somit drückt die Innenfläche des Körperabschnitts 19 gegen die Außenfläche der Hülse 9 des ersten Teils 2 oder die Außenfläche des Rohrschlauchs 10 des dritten Teils 4 um den gesamten Umfang herum und eine flüssigkeitsdichte Abdichtung kann dazwischen realisiert werden.
-
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Verlegung eines linearen Objekts für einen Roboter, bei dem die so konfigurierte lineare Objekteinheit 1 gemäß dieser Ausführungsform verwendet wird, beschrieben.
-
Bei dem Verfahren zur Verlegung eines linearen Objekts gemäß dieser Ausführungsform wird zunächst der erste Teil 2, der in den Raum in der Basis 110 eingeführt worden ist, durch den Raum in dem Drehkörper 120 und entlang dem Drehkörper 120 gezogen und wird dann an einer Seitenfläche des ersten Arms 130 angebracht, wobei eine zusätzliche Länge sichergestellt wird, die zur Drehung des ersten Arms 130 bezüglich des Drehkörpers 120 erforderlich ist. Der erste Teil 2 kann an dem Drehkörper 120 und dem ersten Arm 130 durch Fixieren des ersten Teils 2 an Metallplatten, die an dem Drehkörper 120 und dem ersten Arm 130 fixiert sind, unter Verwendung von Bindemitteln, wie z. B. Nylonbändern, angebracht werden.
-
Als Nächstes wird der erste Teil 2, der in Längsrichtung entlang der Seitenfläche des ersten Arms 130 angeordnet ist, an dem zweiten Arm 140 angebracht, wobei eine zusätzliche Länge beibehalten wird, die zur Drehung des zweiten Arms 140 bezüglich des ersten Arms 130 erforderlich ist. Der erste Teil 2 wird durch Fixieren des Gehäuses 6 an dem zweiten Arm 140 unter Verwendung von Befestigungsschrauben an dem zweiten Arm 140 angebracht.
-
Gemäß der Darstellung in 1 wird im Hinblick auf die Position, an der das Gehäuse 6 an dem zweiten Arm 140 angebracht wird, das Gehäuse 6 vorzugsweise an einer Endfläche des zweiten Arms 140 auf der der Handgelenkeinheit 150 gegenüberliegenden Seite fixiert, wobei die dritte Achse C dazwischen angeordnet ist. Des Weiteren wird, wenn eine Zuleitungsvorrichtung für ein lineares Objekt oder dergleichen an dem Basisende des zweiten Arms 140 angeordnet ist, die Zuleitungsvorrichtung für ein lineares Objekt vorzugsweise an einer Position angeordnet, die sich nicht störend auf die Befestigung des Gehäuses 6 auswirkt.
-
Als Nächstes werden die Anschlüsse 7 der vier Kabelgruppen 8a, 8b, 8c und 8d der dritten Teile 4, die sich von dem Gehäuse 6 erstrecken, jeweils an Anschlüssen der entsprechenden Motoren 161, 162, 163 und 164 angeschlossen. Das lineare Objekt kann auf diese Art und Weise angeordnet werden.
-
Somit werden gemäß der linearen Objekteinheit 1 für einen Roboter und dem Verfahren zur Verlegung eines linearen Objekts gemäß dieser Ausführungsform der erste Teil 2 und die dritten Teile 4, die über die Durchgangslöcher 15 und 16 durch die Wandfläche des Gehäuses 6 hindurchgehen, von der Hülse 9 und den Rohrschläuchen 10, die eine kreisförmige Außenform im Querschnitt aufweisen, bedeckt. Dadurch können die Spalte zwischen dem Durchgangsloch 15 und dem ersten Teil 2 und zwischen den Durchgangslöchern 16 und den dritten Teilen 4 durch Verwendung der Kabelverschraubungen 17 und 18 flüssigkeitsdichter abgedichtet werden.
-
Anders ausgedrückt besteht der zweite Teil 3, der in dem Gehäuse 6 untergebracht ist, aus den Kabelgruppen 8a, 8b, 8c und 8d in einem losen Zustand mit davon entfernter Hülse 9, jedoch wird dadurch, dass der zweite Teil 3 von dem Gehäuse 6 abgedichtet wird, die Staubschutz/Spritzwasserschutz-Fähigkeit sichergestellt. Weiterhin wird die Staubschutz/Spritzwasserschutz-Fähigkeit für den ersten Teil 2 durch die Hülse 9 und für die dritten Teile 4 durch die Rohrschläuche 10 sichergestellt.
-
In diesem Fall kann gemäß der linearen Objekteinheit 1 dieser Ausführungsform die Staubschutz/Spritzwasserschutz-Fähigkeit der dritten Teile 4 zuverlässiger als mit Warmschrumpfschläuchen dadurch verbessert werden, dass die Kabelgruppen 8a, 8b, 8c und 8d, die jeweils aus einem oder mehreren an die Anschlüsse 7 angeschlossenen Kabeln 8 bestehen, einfach in die Rohrschläuche 10 eingeführt werden. Anders ausgedrückt können die Außenfläche der Hülse 9 des ersten Teils 2 und die Außenflächen der Rohrschläuche 10 der dritten Teile 4 durch Verwendung der Kabelverschraubungen 17 und 18, die empfehlungsgemäß eine kreisförmige Außenform im Querschnitt aufweisen, optimaler abgedichtet werden.
-
Im Vergleich zu Warmschrumpfschläuchen weisen die Rohrschläuche 10 den Vorteil auf, dass keine Umlegungs- oder Erhitzungsarbeiten an den Kabelgruppen 8a, 8b, 8c und 8d des dritten Teils 4 durchgeführt werden müssen, und somit kann die Staubschutz/Spritzwasserschutz-Fähigkeit bei niedrigen Kosten ohne Arbeitsaufwand verbessert werden.
-
Darüber hinaus wird gemäß dem Verfahren zur Verlegung eines linearen Objekts dieser Ausführungsform das Gehäuse 6 der linearen Objekteinheit 1 an einer vorbestimmten Position an dem zweiten Arm 140 fixiert, und somit kann die zusätzliche Länge ohne Weiteres sichergestellt werden, insbesondere, wenn das Gehäuse 6 an dem zweiten Arm 140 angebracht wird.
-
Durch Fixieren des Gehäuses 6 an der Basisendseite des zweiten Arms 140 bezüglich der dritten Achse C kann die Wahrscheinlichkeit des Spritzens von Flüssigkeit in das Gehäuse 6 reduziert werden, und es kann zuverlässiger verhindert werden, dass Flüssigkeit in das Gehäuse 6 fließt, selbst in einer Umgebung, bei der die Seite der Handgelenkeinheit 150 des zweiten Arms 140 stets einer Flüssigkeit ausgesetzt ist.
-
Bei dieser Ausführungsform werden die dritten Teile 4 durch Einführen der vier Kabelgruppen 8a, 8b, 8c und 8d in einem losen Zustand, was den ersten Teil 2 darstellt, in die Rohrschläuche 10 gebildet. Alternativ dazu können die dritten Teile 4 gemäß der Darstellung in 7 aus vier linearen Objekten gebildet werden, die durch Hülsen 24 mit einem kreisförmigen Querschnitt bedeckt werden und an ihrem einen Ende Anschlüsse 7 zum Anschluss an die vier Motoren 161, 162, 163 und 164 aufweisen, wie in 7 dargestellt wird. In diesem Fall können die losen einzelnen Kabel 8, die aufgrund der Entfernung der Hülse 9 an dem Ende des ersten Teils 2 freiliegen, und die losen einzelnen Kabelgruppen 8a, 8b, 8c und 8d, die aufgrund der Entfernung der Hülse 24 an dem Ende der dritten Teile 4 freiliegen, durch Löten oder dergleichen aneinander angeschlossen werden.
-
Darüber hinaus können anstatt der Luftschläuche Rohrschläuche 10 zum Leiten einer beliebigen Flüssigkeit, wie z. B. Wasser oder Öl, als die Rohrschläuche 10 verwendet werden. Das Material der Rohrschläuche 10 kann je nach Bedarf gemäß der beabsichtigten Anwendung, wie z. B. in Bezug auf Wärmebeständigkeit und chemische Beständigkeit, angepasst werden.
-
Darüber hinaus ist das Gehäuse 6 bei dieser Ausführungsform an der Endfläche des zweiten Arms 140 auf der der Handgelenkeinheit 150 gegenüberliegenden Seite fixiert, wobei die dritte Achse C dazwischen in der Endfläche auf der Basisendseite des zweiten Arms 140 angeordnet ist. Alternativ dazu kann das Gehäuse 6 in Abhängigkeit von der beabsichtigten Verwendung des Roboters 100, wie z. B. ein Fall, in dem keine Vorrichtung an der Basisendseite befestigt ist, oder ein Fall, in dem eine Zunahme der Gesamthöhe kein Problem ist, an einer beliebigen Position auf der Basisendseite des zweiten Arms 140 fixiert werden, wie durch die durchgezogenen Linien in 8 angegeben wird. Darüber hinaus kann das Gehäuse 6, wie durch die gestrichelten Linien in 8 angegeben wird, an der Endfläche auf derselben Seite wie die Handgelenkeinheit 150 bezüglich der dritten Achse C fixiert werden.
-
Wenn der Motor 162 in einem Motorgehäuse 141 untergebracht ist, wie in 9 dargestellt wird, können die Spalte zwischen den in dem Gehäuse 141 vorgesehenen Durchgangslöchern und den dritten Teilen 4 unter Verwendung von Kabelverschraubungen 25 abgedichtet werden.
-
Wenn die Motoren 163 und 164 in der Handgelenkwelle 151 untergebracht sind, können die Spalte zwischen Durchgangslöchern in der Handgelenkwelle 151 und den dritten Teilen 4 auch durch die Kabelverschraubungen 25 abgedichtet werden, wie in 9 dargestellt wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- lineare Objekteinheit 1
- 2
- 1. Teil
- 3
- 2. Teil
- 4
- 3. Teil
- 5, 7
- Anschluss
- 6
- Gehäuse
- 8, 8a,
- 8b, 8c und 8d Kabel
- 9
- Hülse
- 10
- Schlauchrohr (Abdeckmaterial)
- 15,
- 16 Durchgangsloch
- 17,
- 18 Kabelverschraubung
- 24
- Hülse (Abdeckmaterial)
- 100
- Roboter
- 110
- Basis
- 120
- Drehkörper
- 130
- 1. Arm
- 140
- 2. Arm (beweglicher Teil)
- 150
- Handgelenkeinheit
- 161, 162, 163, 164, 165, 166
- Motor
- A
- 1. Achse
- B
- 2. Achse
- C
- 3. Achse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
