JP2005014159A

JP2005014159A - ロボット

Info

Publication number: JP2005014159A
Application number: JP2003183208A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Inoue; 俊彦井上; Kazutaka Nakayama; 一隆中山
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2005-01-20
Also published as: EP1491300A1; US20040261563A1

Abstract

【課題】安価なコネクタの使用ができ、コネクタ部の防塵性、安全性を確保したロボットを提供することにある。
【解決手段】ロボット機構部２のベース４は中空構造である。ベース４の側面には開口部４ａが設けられている。該開口部４ａを塞ぐ閉鎖部材１１には貫通孔１１ａを備え、さらに貫通孔を備えたケーブル取付部材１２が固定されている。制御装置からの接続ケーブル３は、貫通孔を通過し、ベース４内部でロボット機構部内ケーブル５と配線コネクタ１５で接続されている。機構部内ケーブル５は、ベース４及び旋回胴７の内部でケーブルクランプ８，１４で固定されている。コネクタ１５は、ベース４内に配置され、かつ、空中に浮いた状態で保持されるから、防塵性に優れる。外部からの力が加わることはないので、特別強度のあるコネクタを必要とせず安価に構成できる。コネクタの結合分離も容易となる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロボットに関し、特に産業用ロボットにおける接続ケーブルの結合に特徴を有するロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業用ロボット等のロボットにおいては、ロボット機構部と該ロボット機構部を制御する制御装置は、一般的には別々配設され、ロボット機構部内ケーブルと制御装置は接続ケーブルによって電気的に接続されている。ロボット機構部内ケーブルは、接続ケーブルとロボット機構部の各関節を駆動する各々のサーボモータを電気的に結合しており、接続ケーブルを介して送られてくる制御装置からの動作指令を該各々のサーボモータに与えることで、ロボット機構部に任意の動作を行わせている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、接続ケーブル結合手段として、制御装置内から配線された接続ケーブルが、ロボット機構部のベースの側面にて、コネクタを介して、ロボット機構部内に具備された機構部内ケーブルに結合されるようにしたロボットが記載されている。さらに、ロボット機構部と制御装置の配置及び接続において、ロボットの配設空間が狭小で、ロボット専有空間を小さくすることを目的に、ロボット機構部を上部に配設する架台の内部に制御装置を格納し、ロボット機構部のベースの底面に接続ケーブルを挿入するための孔を設けて、該孔に接続ケーブル通してベース内に配設されたコネクタにより、ロボット機構部内のケーブルと制御装置を電気的に接続するようにしたロボットの機構についてもこの特許文献１に記載されている。
【０００４】
ベースの側面でのコネクタによる結合は、運搬性・保守性を考慮したものである。運搬時はベースの側面のコネクタを分離し、接続ケーブルを制御装置側に束ね、ロボット機構部と制御装置を別々に運搬できるようにし、運搬性を確保している。保守時にも、同様の作業を行うことで、制御装置に何らかの不具合が発生した場合に、簡単に入替え可能として、保守性を確保している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１５７４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ロボットは工場等の設置環境が厳しい状態の基に配置されるものであるから、上述したロボット機構部と制御装置を電気的に接続するためのコネクタにも、この厳しい設置環境に耐えうるように、高い防水性が要求される。また、外部に露出することから外力が加わっても容易に破損しない強度が要求されている。さらに、接続・分離が容易な接続ケーブルの結合構造が望ましい。そのため、コネクタが高価となり、その組立にもシール部材の取付等により多大な工数がかかるという問題があった。さらに、ロボット設置空間の有効利用等の観点から、コネクタがロボットベース後方に張出し無駄なスペースが生じないことが望ましい。
【０００７】
また、前述した特許文献１に記載された、ロボット機構部の架台の内部に制御装置を配置し、制御装置の接続ケーブルとロボット機構内ケーブルを接続するコネクタをロボット機構部又は架台内に配置するような場合は、コネクタがベースからはみ出るという問題はなくなるが、コネクタは依然として高価なものとなり、さらに、接続ケーブルのロボット機構部のベースから分離が容易ではないという問題があった。
そこで、本発明は、安価なコネクタの使用ができるロボットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ロボット機構部と制御装置が接続ケーブルで結合されたロボットにおいて、ロボット機構部のベースを側面に開口部を有する中空構造とし、該ベースに、ケーブル貫通孔または切欠きを有する部材を前記側面の開口部を塞ぐように取付け、接続ケーブルは、ベースの外側から前記ケーブル貫通孔または切欠きを通過し、ベース内部でロボット機構部内ケーブルと配線コネクタにより接続するようにした。配線コネクタの両端の接続ケーブルとロボット機構部内ケーブルはそれぞれベース内にて固定するようにした。また、接続ケーブルがケーブル貫通孔または切欠きを貫通する部分にはシール手段が設けられ、配線コネクタは保護カバーで覆われるようにもした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のロボットの一実施形態装置を図面と共に説明する。
図１は本発明における一実施形態のロボットシステムの概略構成を示す図である。制御装置１内から配線された接続ケーブル３は、ロボット機構部２の中空構造に形成されたベース４の内部にて、コネクタを介し、ロボット機構部２内に具備されたロボット機構部内ケーブル５に結合されている。該ロボット機構部内ケーブル５は、接続ケーブル３とロボット機構部２の各関節を駆動する各々のサーボモータを電気的に結合しており、制御装置１からの動作指令を該各々のサーボモータに与えることで、ロボット機構部に任意の動作を行わせている。
【００１０】
図２は、この接続ケーブル３とロボット機構部内ケーブル５の結合部構造を示した図であり、図２（ａ）はベース４を一部切断した正面図であり、図２（ｂ）は側面図である。ロボット機構部２の中空構造のベース４に、旋回胴７が旋回軸用減速機６を介し、固定されている。旋回軸用減速機６は中空構造となっており、該中空部にはロボット機構部２の各関節を駆動する各サーボモータＭと前記接続ケーブル３を電気的に接続するロボット機構部内ケーブル５が配線されており、ベース４内にて、接続ケーブル３と配線コネクタ１５を介し結合されている。
【００１１】
ロボット機構部内ケーブル５は、ロボット機構部２の内部、すなわち、ベース４内部、旋回軸用減速機６内部、旋回胴７内部、揺動アーム１０内部を通り、各サーボモータ等に接続されている。また該ロボット機構部内ケーブル５は、ロボット機構部２の旋回軸動作に伴うケーブルのねじれを安定して吸収できるよう、ベース４内および旋回胴７内の上下両側で旋回胴内のケーブルクランプ８、ベース内の１４によって固定されており、その内側のケーブルでねじりを吸収する構造となっている。ベース４の一側面は開口部４ａが設けられており、該開口部４ａを塞ぐように閉鎖部材１１がボルト等で固定されている。該開口部４ａは、もちろん、孔ではなく門型で一部囲まれない部分があっても構わない。さらに、この閉鎖部材１１にもケーブル貫通孔１１ａが設けられ、該孔１１ａの部分を塞ぐように、ケーブル取付部材１２が止めねじ１７等で固定されている。なお、図２において符号９は揺動軸用減速機である。また符号１６は、コネクタ１５を保護する保護カバーである。
【００１２】
一方、制御装置１から配線された接続ケーブル３は、ロボット機構部２のベース４まで配線され、中空構造のベース４の側面の開口部４ａを塞ぐように、取付けられたケーブル貫通孔１１ａを有する閉鎖部材１１及びケーブル取付部材１２を介してベース４の外側から前記ケーブル貫通孔１１ａを通過し、ベース４内に導入され、ロボット機構部内ケーブル５と配線コネクタ１５により接続されている。
【００１３】
配線コネクタ１５で接続されたロボット機構部内ケーブル５及び接続ケーブル３は、閉鎖部材１１に固定された取付部材１２で接続ケーブル３がシール部材１３を介して固定され、ベース４内のケーブルクランプ１４にてロボット機構部内ケーブル５が固定されることになるので、配線コネクタ１５のコンタクトに引っ張り力等の外力が作用しない構造となっている。また、この配線コネクタ１５は、ベース４内に配置されていることから、ロボット以外の他のものから不用意な力を受けることはない。
【００１４】
図３は、接続ケーブル３を取付部材１２に固定し、該固定部をシールするシール部材１３の部分の説明図である。図３（ａ）は側面図であり、図３（ｂ）は取付部材１２を正面から見た正面図である。ベース４の側面の貫通開口部４ａを塞ぐように取付けられた閉鎖部材１１にシール部材１３を介して接続ケーブル３を取付けてもよいが、この実施形態では、ベース４の側面の貫通開口部４ａを大きな貫通孔として、該貫通孔４ａからベース４の内部に手を入れて作業等をし易いようにしていることから、閉鎖部材１１が大きなものとなるので、さらに取付部材１２を設け該取付部材１２を閉鎖部材１１に取付固着できるようにしている。この実施形態に用いるシール部材１３は、接続ケーブル３をクランプする弾性体としてのゴム１３ａ、ゴムを締付ける管材１３ｂ、管材を取付部材１２に固定するナット１３ｃ、管材１３ｂを締付ける締付け部材１３ｄで構成されている。管材１３ｂの内部にはゴム１３ａが配設されており、また該管材１３ｂの外周には、ナット１３ｃ及び締付け部材１３ｄと螺合するねじが切られている。
【００１５】
内部にはゴム１３ａが配設された管材１３ｂ、ナット１３ｃ及び締付け部材１３ｄを接続ケーブル３に通しておき、さらに、取付部材１２の貫通孔に接続ケーブル３を通しておく。そして、内部にゴム１３ａが配設されている管材１３ｂを取付部材１２の貫通孔を貫通させて、取付部材１２の両側から管材１３ｂのナット１３ｃによって、締め付けて取付部材に管材１３ｂを固定する。さらに、締付け部材１３ｄを管材１３ｂと螺合させて、管材１３ｂを圧縮させ、ゴム１３ａで接続ケーブル３を固定する。ゴム１３ａと接続ケーブル３、ゴム１３ａと管材１３ｂの間はゴム１３ａがパッキンとなり、シール効果が得られている。また、管材１３ｂと取付部材１２の間もナット１３ｃの端面にガスケットを挟むことで、シール効果が得られる。
【００１６】
なお、上述したシール部材は、一般的なものであり、市販の安価なシール部材を用い、接続ケーブル３を取付部材１２にシールした状態で固定ができるようにすればよい。上述した構造により、ロボット設置時の配線コネクタ結合において、接続ケーブル固定部はそのまま組付けるだけで、作業は終了でき、より容易に結合作業を行うことが可能となる。また、同様に、分離作業も容易となる。
【００１７】
図４は、接続ケーブル３の取付部材１２への固定と、接続ケーブル固定部をシールする別の実施形態である。図４（ａ）は側面図であり、図４（ｂ）は取付部材１２を正面から見た正面図である。取付部材１２には切欠き１２ａが設けてあり、接続ケーブル３が貫通したゴム（弾性体）２３ａが該切欠き１２ａに挿入され、取付部材１２の両側部におけるゴム２３ａの外周をナイロンバンド２３ｂで固定することで、接続ケーブル３、ゴム２３ａを取付部材１２に固定する。この場合、シール部材として、取付部材１２の切欠き部１２ａにスポンジゴム２３ｃを設け、接続ケーブル３や切欠き部１２ａのシールを行うようになっている。
【００１８】
図５は図２に示した接続ケーブル３とロボット機構部内ケーブル５とを結合するコネクタ部の構造を示した図である。この実施形態でのコネクタ部は、配線コネクタ１５で構成され、該配線コネクタ１５の両端の接続ケーブル３、ロボット機構部内ケーブル５はそれぞれ閉鎖部材１１とケーブルクランプ１４に固定され、ベース４内に配置されるようになっている。ベース４によって、配線コネクタ１５は囲まれることになるから、外力が直接この配線コネクタ１５に作用することがないため強度上の問題はなく、かつ安全である。そのため、このコネクタ１５を特別強度のあるものに構成する必要がない。またベース４には、その製造上の都合から、鋳物の孔が設けられている場合もあるが、そのような場合にも、配線コネクタ１５で、空中に浮かせた状態で維持されるため、外部からの粉塵や水分に直接さらされることがない。さらには、厳しい使用環境での使用を考慮する場合は、保護カバー１６で配線コネクタ１５を覆うようにすればよい。また、別の方法として、配線コネクタ１５にパネルマウント型を用い、ベースに固定されたコネクタマウント用部材１８に配線コネクタ１５を固定することで、安定して配線コネクタ１５を空中に浮かせることができる。
【００１９】
以上の構成により、特別な強度の補強を行う必要はなく、高価なコネクタを用いなくても、防塵性の高いものが得られる。また、閉鎖部材１１をベース４から取り外せば、容易にコネクタの結合、分離作業を行うことができ、ロボットの保守管理、制御装置の取り替え等が容易にできる。また、配線コネクタ１５はベース４内に配設されるものであるから、従来のようにコネクタ結合時にベース後方にコネクタが張り出すこともなく、ロボットの設置スペースも最小に抑えることができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、制御装置からの接続ケーブルとロボット機構部内ケーブルの結合を安価な構造のコネクタで行うことができ、かつ、このコネクタ部の防塵性が高く、このコネクタ部での結合・分離が容易で、ロボット機構部と制御装置の結合・分離を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のロボットの全体概要図である。
【図２】同実施形態における接続ケーブルとロボット機構部内ケーブルの結合部を示した図である。
【図３】同実施形態において、接続ケーブルの固定とシールの説明図である。
【図４】接続ケーブルの固定とシール手段の他の実施形態の説明図である。
【図５】図２に示す実施形態における接続ケーブルとロボット機構部内ケーブルとを結合するコネクタ部の構造を示した図である。
【符号の説明】
１制御装置
２ロボット機構部
３接続ケーブル
４ベース
４ａ開口部
５ロボット機構部内ケーブル
６旋回軸用減速機
７旋回胴
８旋回胴内のケーブルクランプ
９揺動軸用減速機
１０揺動アーム
１１閉鎖部材
１２取付部材
１３、２３シール部材
１４ベース内のケーブルクランプ
１５配線コネクタ
１６保護カバー
１７止めネジ
１８コネクタマウント用部材

Claims

ロボット機構部と制御装置が接続ケーブルで結合されたロボットにおいて、
前記ロボット機構部は、側面に開口部を有する中空構造のベースを備え、
該ベースには、ケーブル貫通孔または切欠きを有する部材が、前記側面の開口部を塞ぐように取付けられ、
前記接続ケーブルは、前記ベースの外側から前記ケーブル貫通孔または切欠きを通過し、ベース内部でロボット機構部内ケーブルと配線コネクタにより接続されていることを特徴とする、ロボット装置。
前記配線コネクタの両端の前記接続ケーブルと前記ロボット機構部内ケーブルがそれぞれベース内にて固定されている、請求項１に記載のロボット。
前記接続ケーブルが前記ケーブル貫通孔または切欠きを貫通する部分にはシール手段が施されている請求項１または請求項２に記載のロボット。
前記配線コネクタは保護カバーで覆われている、請求項１、請求項２または請求項３に記載のロボット。