JP2000334689A - 産業用ロボットの手首装置 - Google Patents

産業用ロボットの手首装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 手首先端の工具類からの配管配線部材を手首
内に引き込み外部に露出させない手首装置において、手
首先端の工具類からの配管配線部材の点検や交換を手首
外部から容易にできるようにして、保守性を改善し、か
つ手首先端部の駆動範囲が限られない産業用ロボットの
手首装置を提供。 【解決手段】アーム27に第1の軸線14の回りに回転可能
に支持された第1の中空連結部材3 と、中空連結部材に
連結されかつ点検窓 20Aを有する外側ハウジング2 と、
外側ハウジングに第2の軸線15の回りに回転可能に支持
された中間ハウジング1 と、中間ハウジングに第3の軸
線16の回りに回転可能に支持された工具支持部材4 と、
を含み、第1の中空連結部材3 、第2の中空連結部材7
及び第3の中空連結部材5 は内部をホースなどの材料供
給できる配管配線部材が通過できる不連続な空洞を持
つ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は産業用ロボットの手首装
置に関し、産業用ロボット先端に取付けられる作業工具
等に供給されるエアー、水、電気等の配管、配線を手首
装置内に配置することを可能にする産業用ロボットの手
首装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から産業用ロボットのアーム先端に
は、作業目的にあった工具類を支持させ、ワイヤー、塗
料、エアー、電源などの材料や動力源供給の為の配管配
線部材をロボットのアームに添って引き回す事が多い。
また、作業時発生する飛散物などで手首付近は汚れやす
く、たとえば塗装時では、シンナーなどの希釈材に対し
耐溶剤性のある高価な素材を使用する必要がある事や、
外部からの希釈材自身の侵入や、反対に駆動部の油分流
出に注意する必要があった。通常、ロボット手首先端に
取り付けられる工具類から接続された配管配線部材の処
理として、上下可動アームの周囲へ自由に配設している
が、配管配線部材を手首及びアームの周囲に引き回すこ
とによって、手首軸の回転動作を吸収するに充分な配管
配線部材の長さを有することとなり、ロボットの手首周
辺の動作領域(空間)は制約を受け、周辺装置や工作物
との干渉に注意を払わなければいけなくなり、操作性の
面で困難さを増す事になる。また、長さによる悪影響と
して、たとえば塗装作業における色替え時に損失塗料の
増大や色替え時間の延長となり、生産時間短縮化の中で
弊害になる。さらにそれら配管配線部材は外部からの付
着物や度重なる自己のこすれ等によって、消耗品として
扱われメンテナンスの対象となる。
【0003】従来の産業用ロボットの先端に取付けられ
た作業工具等に供給されるエアー、水、電気等の供給手
段を手首内を通過させる手首装置としては、特公平4-46
720号、特許 2746543号では、手首先端部の工具類から
接続される配管配線部材は、手首ユニットとしてハウジ
ング及びガイド部材の2重の構造材内部を通過しアーム
中央を通過して反手首方向のアーム端面まで完全に駆動
力伝達材やアーム構造材で覆われるため、内部の配管配
線部材の点検や交換が困難な構造であった。又、特公平
04-26995号では、手首ユニット構造材を内部に中空穴お
よび連続通路を設けた第1、第2及び第3の部材で構成
し、第3の部材に設けた手首先端工具への塗装やエアー
などを供給するホース類をアーム側から手首先端部まで
接続する構成となっているが、内部の配管配線部材の点
検や交換が困難な構造であり、第3の部材は手首先端部
材は第1の部材と中空歯車を介して駆動されるので、手
首先端部の駆動範囲が限られること、外気と歯車部及び
中空経路とがそれぞれ相互に遮断されていない、等の課
題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、産業
用ロボットの先端に取付けられた作業工具等に供給され
るエアー、水、電気等の供給手段を手首内を通過させる
手首装置において、手首先端の工具類からの配管配線部
材が、手首先端の第1軸及び第2・3軸の動作によっ
て、手首内部に引き回される配管配線部材の点検や交換
配を手首外部から容易にできるようにして、保守性を改
善し、かつ手首先端部の駆動範囲が限られない産業用ロ
ボットの手首装置を提供することにある。本発明の他の
目的は、外気と歯車部及び中空経路とがそれぞれ相互に
遮断されておりホース・歯車寿命等のそれぞれの信頼性
を向上させた産業用ロボットの手首装置を提供すること
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】このため本発明において
は、作業工具を位置決め及び動作させる産業用ロボット
の手首装置において、アーム27に第1の軸線14の回りに
回転可能に支持された第1の中空連結部材3 と、中空連
結部材に連結されかつ点検窓 20Aを有する外側ハウジン
グ2 と、外側ハウジングに第2の中空連結部材7 及び第
1の中空歯車51を介して第2の軸線15の回りに回転可能
に支持された中間ハウジング1 と、中間ハウジングに第
3の中空連結部材5 及び第2の中空歯車10を介して第3
の軸線16の回りに回転可能に支持された工具支持部材4
と、を含み、前記第1の中空連結部材3 、第2の中空連
結部材7 及び第3の中空連結部材5 は内部をホースなど
の材料供給できる配管配線部材が通過できる不連続な空
洞を持つことを特徴とする産業用ロボットの手首装置を
提供することにより上記課題を解決した。
【0006】好ましくは、請求項2の構成により、外気
と歯車部及び中空経路とがそれぞれ相互に遮断されてお
りホース・歯車寿命等のそれぞれの信頼性を向上させた
産業用ロボットの手首装置を提供する。さらに好ましく
は、請求項3の構成により、点検窓 20Aを大きくして、
配管配線部材の点検や交換を手首外部からより容易にで
きるようにし、又請求項4の構成により、手首外部から
の配管配線部材の点検や交換をさらに容易にできるよう
にした。
【0007】
【実施の形態】本発明の実施の形態を図1乃至図4を参
照して説明する。図1は本発明の実施の形態の駆動系統
を部品展開して示す立体斜視図で、図中の(H1)は中間ハ
ウジング1 の駆動系統を示し、(H2)は外側ハウジング2
の駆動系統を示し、(K1)は工具支持部材4 の駆動系統を
示し、図2は本発明の実施の形態を示す外観図、図3は
図2の3点鎖線のIII 側である右半分の概略断面図、図
4は図2の3点鎖線のIV側である左半分の概略断面図を
示す。
【0008】図1乃至図4において、作業工具を位置決
め及び動作させる図示しない産業用ロボットのアーム27
に、第1の軸線14の回りに回転可能に支持された第1の
中空連結部材3 が配置され、第1の軸線14に対し偏心し
た第1の駆動軸53の歯と噛み合う歯車52により回転され
る。中空連結部材3 は点検窓 20Aを有する外側ハウジン
グ2 とボルト47により連結されており、それにより、外
側ハウジング2 は第1の軸線14の回りに回転可能にアー
ム27に支持されている。点検窓 20Aには着脱自在なカバ
ー20が設けられている。
【0009】中間ハウジング1 が、外側ハウジング2 に
第2の中空連結部材7 及び第1の中空歯車51を介して、
第2の軸線15の回りに回転可能に支持されている。図1
に示すように、中間ハウジング1 は、第1の中空歯車51
により回転され、第1の中空歯車51は第2の軸線15に対
し偏心した第3の駆動軸 52Aの歯車52、歯車53、を介
し、第1の軸線14に対し偏心した第2の駆動軸54の歯車
とかみ合う中空歯車57を回転させ、中空歯車57は第1の
軸線14に対し偏心した第6の駆動軸58の歯車により回転
される。第2の中空連結部材7 は外側ハウジング2 にボ
ルトで固定され、、そして第2の中空歯車10は第1の軸
線14に対し偏心した第4の駆動軸13の歯車とかみ合う第
2の軸線15に対し偏心した第5の駆動軸9Aにより、それ
ぞれ回転され、第1の中空歯車51は外側ハウジング2 に
軸受けを介して回転可能に支持されている。
【0010】工具支持部材4 が、中間ハウジング1 に第
3の中空連結部材5 及び第2の中空歯車10を介して第3
の軸線16の回りに回転可能に支持されている。工具支持
部材4 は第2の中空歯車10の歯車11と噛み合う歯車12に
より回転され、図1に示すように、中空歯車10は、第1
の軸線14に対し偏心した第4の駆動軸13の歯車とかみ合
う第2の軸線15に対し偏心した第5の駆動軸9Aにより回
転され、第5の駆動軸9Aは中空歯車55、中空歯車55と噛
み合う第1の軸線14に対し偏心した第6の駆動軸56より
回転される。第3の中空連結部材5 は中間ハウジング1
にボルト23で固定されている。工具支持部材4 には工具
19が取り付けられる。
【0011】第1の中空連結部材3 、外側ハウジング2
に固定された中空支持部材8 、第2の中空連結部材7 、
中間ハウジング1 に支持された第4の中空連結部材6 、
及び第3の中空連結部材5 は、工具19に連結される内部
をホースなどの材料供給できる配管配線部材33が通過で
きる不連続な空洞を形成する。点検窓 20Aには着脱自在
なカバー20が設けられ、手首途中の屈曲の激しい中間箇
所で手首先端の工具類から接続されたホース等の配管配
線部材を保守・点検できる。かつ、工具支持部材4と中
間ハウジング1 、中間ハウジングと外側ハウジング2 、
アーム27と外側ハウジング2 、アーム27と第1の中空連
結部材3 、第2の中空連結部材7 と第4の中空連結部材
6 、及び、第3の中空連結部材5 と工具支持部材4 のそ
れぞれの間に回転用シール29、31、26、25、28、30を設
置し、外気と歯車部及び中空経路とをそれぞれ相互に遮
断することができる。
【0012】第2の駆動軸58と第4の駆動軸13は前記第
1の軸線14に対し対称に点検窓 20Aの両側に、第3の駆
動軸 52Aと第5の駆動軸9Aは前記第2の軸線15に対し対
称に前記点検窓 20Aの両側に、それぞれ外側ハウジング
2 側面に配置され、点検窓 20Aのスペースが広げられ、
配管配線部材33の点検や交換配を手首外部からより容易
にできるようにされている。
【0013】
【発明の効果】本発明では、手首ユニット部に、外側ハ
ウジングに点検窓を設け着脱できるカバーを取り付けた
ので、従来技術にあった中空手首構造に対し、手首先端
の工具類から接続されたホース等の配管配線部材が、手
首ユニットから全く露出しない構造であっても、手首途
中の屈曲の激しい中間箇所で手首先端の工具類から接続
されたホース等の配管配線部材を保守・点検できる。こ
のため、保守面で従来不安のあった手首内部で摩耗やホ
ースはずれの予防保全の効果がある。好ましくは、カバ
ーを透明な材質に替えることで、さらに点検を容易にす
る事も可能であり、同時に中空連結部材及び手首外周の
可動部分の摺動部には回転用シールを設けることで、外
気と歯車伝達部と内部中空経路部を遮断する事となり、
ホース・歯車寿命等のそれぞれの信頼性を向上させ、油
分など互いに相容れない空間を作ることから作業環境に
適したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の駆動系統を部品展開して
示す立体斜視図で、図中の(H1)は中間ハウジング1 の駆
動系統を示し、(H2)は外側ハウジング2 の駆動系統を示
し、(K1)は工具支持部材4 の駆動系統を示す。
【図2】本発明の実施の形態を示す外観図である。
【図3】図2の3点鎖線のIII 側である右半分の概略断
面図を示す。
【図4】図2の3点鎖線のIV側である左半分の概略断面
図を示す。
【符号の説明】
1 中間ハウジング 2 外側ハウジング 3 第1の中空連結部材 4 工具支持部材 5 第3の中空連結部材 7 第2の中空連結
部材 10 第2の中空歯車 14 第1の軸線 15 第2の軸線 16 第3の軸線 20 カバー 20A 点検窓 27 アーム 51 第1の中空歯

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 作業工具を位置決め及び動作させる産業
    用ロボットの手首装置において、アーム27に第1の軸線
    14の回りに回転可能に支持された第1の中空連結部材3
    と、中空連結部材に連結されかつ点検窓 20Aを有する外
    側ハウジング2と、外側ハウジングに第2の中空連結部
    材7 及び第1の中空歯車51を介して第2の軸線15の回り
    に回転可能に支持された中間ハウジング1 と、中間ハウ
    ジングに第3の中空連結部材5 及び第2の中空歯車10を
    介して第3の軸線16の回りに回転可能に支持された工具
    支持部材4 と、を含み、前記第1の中空連結部材3 、第
    2の中空連結部材7 及び第3の中空連結部材5 は内部をホースなどの材料供給できる配管配線部材が通
    過できる不連続な空洞を持つことを特徴とする産業用ロ
    ボットの手首装置。
  2. 【請求項2】前記点検窓 20Aには着脱自在なカバー20が
    設けられ、かつ、前記工具支持部材4と中間ハウジング
    1 、中間ハウジングと外側ハウジング2 、アーム27と外
    側ハウジング2 、アーム27と第1の中空連結部材3 、第
    2の中空連結部材7 と中間ハウジング1 に支持された第
    4の中空連結部材6 、及び、第3の中空連結部材5 と工
    具支持部材4 、のそれぞれの間に回転用シール29、31、
    26、25、28、30を設置し、外気と歯車部及び中空経路と
    をそれぞれ相互に遮断したことを特徴とする請求項1記
    載の産業用ロボットの手首装置。
  3. 【請求項3】前記第1の中空連結部材3 は前記第1の軸
    線14に対し偏心した第1の駆動軸53により、前記第1の
    中空歯車51は前記第1の軸線14に対し偏心した第2の駆
    動軸54の歯車とかみ合う前記第2の軸線15に対し偏心し
    た第3の駆動軸52Aにより、そして前記第2の中空歯車1
    0は前記第1の軸線14に対し偏心した第4の駆動軸13の
    歯車とかみ合う前記第2の軸線15に対し偏心した第5の
    駆動軸9Aにより、それぞれ回転され、 前記第2の駆動軸58と第4の駆動軸13は前記第1の軸線
    14に対しほぼ対称に前記点検窓 20Aの両側に、 前記第3の駆動軸 52Aと第5の駆動軸9Aは前記第2の軸
    線15に対しほぼ対称に前記点検窓 20Aの両側に、 それぞれ外側ハウジング2 側面に配置されたことを特徴
    とする請求項2記載の産業用ロボットの手首装置。
  4. 【請求項4】前記カバー20を透明な材質とした請求項2
    記載の産業用ロボットの手首装置。
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