JP2006007152A - Voltage cable, robot arm, coating robot and coating system - Google Patents

Voltage cable, robot arm, coating robot and coating system Download PDF

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慎一 鷲頭
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a voltage cable with which at least one among flexibility improvement and disconnection prevention can be realized in a robot arm equipped with a voltage cable. <P>SOLUTION: The robot arm has a plurality of arm members 16, 18, a spray gun 28 which is provided inside the top end arm 18 and which is equipped with a power receiving section 26, a voltage generator 24 for supplying high voltage to the power receiving section 26 and the voltage cable 30 for supplying voltage generated by the voltage generator 24 to the power receiving section 26. The voltage cable 30 has a tubular body made of an insulating material and an electrically conductive liquid with which the inside of the tubular body is filled up. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電圧発生部で発生した電圧を、電圧発生部から離間した位置に設けられた受電部に供給する電圧ケーブル、電圧ケーブルを備えたロボットアーム、塗装ロボット、塗装システムに関する。   The present invention relates to a voltage cable for supplying a voltage generated by a voltage generation unit to a power receiving unit provided at a position separated from the voltage generation unit, a robot arm including the voltage cable, a painting robot, and a painting system.

近年、様々な加工にロボットが用いられている。その一例として、静電塗装用ロボットが挙げられる(例えば、特許文献1など)。これは、ロボットアームの先端にスプレーガンを取り付け、ロボットアームを駆動しながら、塗料を噴射することにより被加工物に塗装を施すものである。このとき、塗料を負に帯電させるために、スプレーガンには、電圧ケーブルを介して電圧発生装置から高電圧が供給される。   In recent years, robots are used for various processes. One example is an electrostatic coating robot (for example, Patent Document 1). In this method, a spray gun is attached to the tip of the robot arm, and the workpiece is coated by spraying paint while driving the robot arm. At this time, in order to negatively charge the paint, a high voltage is supplied to the spray gun from the voltage generator via the voltage cable.

電圧発生装置は、通常、スプレーガンから若干離れた位置(例えば、ロボットアームの内部や基端部など)に設けられている。そのため、この電圧発生装置とスプレーガンとを接続する電圧ケーブルは、ロボットアームのアーム内部に挿通されることが多い。   The voltage generator is usually provided at a position slightly away from the spray gun (for example, inside the robot arm or at the base end). Therefore, the voltage cable connecting the voltage generator and the spray gun is often inserted into the arm of the robot arm.

特開平4−90867号公報JP-A-4-90867

ここで、ロボットアームは、塗装位置に応じて様々な姿勢をとる必要があり、高速かつ精密に駆動する。その際、アームの内部に挿通された電圧ケーブルも、アームの動きに応じて、柔軟に動けることが必要である。   Here, the robot arm needs to take various postures according to the painting position, and is driven at high speed and precisely. At that time, the voltage cable inserted into the arm must be able to move flexibly according to the movement of the arm.

しかしながら、従来の電圧ケーブルは、銅線などの導電性金属線に絶縁体を被膜したものが用いられており、柔軟性に乏しかった。特に、高電圧を供給する場合は、大径の導電性金属線を用いることが多かったが、柔軟性が低く、ロボットアームの動きに追従できない場合があった。また、ロボットアームの動きによって、電圧ケーブルには、ねじれ応力や引張応力が断続的に加わる。そのため、ロボットアームの駆動を繰り返し行ううちに、電圧ケーブルに断線が生じる場合もあった。   However, the conventional voltage cable is made of a conductive metal wire such as a copper wire coated with an insulator, and has poor flexibility. In particular, when a high voltage is supplied, a large-diameter conductive metal wire is often used, but there is a case where the flexibility is low and the movement of the robot arm cannot be followed. In addition, torsional stress and tensile stress are intermittently applied to the voltage cable by the movement of the robot arm. Therefore, the voltage cable may be disconnected while the robot arm is repeatedly driven.

そこで、本発明では、より柔軟に動くことができる電圧ケーブル、および、これを用いたロボットアーム、塗装ロボット、塗装システムを提供することを目的とする。本発明の他の目的は、断線の生じない電圧ケーブル、ロボットアーム、塗装ロボット、塗装システムを提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a voltage cable that can move more flexibly, and a robot arm, a painting robot, and a painting system using the voltage cable. Another object of the present invention is to provide a voltage cable, a robot arm, a painting robot, and a painting system that do not cause disconnection.

本発明の電圧ケーブルは、電圧発生部で発生した電圧を、電圧発生部から離間した位置に設けられた受電部に供給する電圧ケーブルであって、絶縁性材料からなる管体と、管体内部に充填された導電性液体と、を有することを特徴とする。   The voltage cable of the present invention is a voltage cable for supplying a voltage generated in the voltage generating unit to a power receiving unit provided at a position separated from the voltage generating unit. And a conductive liquid filled in the liquid crystal.

好適な態様では、受電部は、電圧発生部に対して相対移動し、電圧ケーブルは、電圧発生部および受電部それぞれに接続される。別の好適な態様では、管体の両端に設けられ、導電性液体を管体内部に密封するシール部を有する。望ましくは、管体の両端に設けられ、電圧発生部および受電部それぞれ接続するコネクタ部を有し、シール部は、導電性材料からなり、少なくとも一部が導電性液体に、他の一部がコネクタ部に接触し、コネクタ部は、シール部を介して導電性液体と電気的に接続される。別の好適な態様では、管体は、ポリエステルからなる。別の好適な態様では、管体は、フッ素系樹脂からなる。   In a preferred aspect, the power reception unit moves relative to the voltage generation unit, and the voltage cable is connected to each of the voltage generation unit and the power reception unit. In another preferred embodiment, the tube body has seal portions that are provided at both ends of the tube body and seal the conductive liquid inside the tube body. Desirably, it is provided at both ends of the tube body and has a connector part for connecting the voltage generating part and the power receiving part respectively. The connector part contacts the connector part, and the connector part is electrically connected to the conductive liquid through the seal part. In another preferred embodiment, the tubular body is made of polyester. In another preferred embodiment, the tubular body is made of a fluororesin.

他の本発明であるロボットアームは、アーム部材と、アーム部材の一部に設けられた受電部と、受電部と離間した位置に設けられた電圧発生部と、電圧発生部で発生した電圧を受電部に供給する電圧ケーブルと、を有するロボットアームであって、電圧ケーブルは、絶縁性材料からなる管体と、管体内部に充填された導電性液体と、を有することを特徴とする。   Another robot arm according to the present invention includes an arm member, a power receiving unit provided at a part of the arm member, a voltage generating unit provided at a position separated from the power receiving unit, and a voltage generated by the voltage generating unit. A robot arm having a voltage cable to be supplied to the power receiving unit, wherein the voltage cable includes a tube made of an insulating material and a conductive liquid filled in the tube.

好適な態様では、電圧ケーブルは、アーム部材の内部に挿通されることを特徴とする。別の好適な態様では、アーム部材は、電圧ケーブルの挿通範囲において1以上の関節を有する。   In a preferred aspect, the voltage cable is inserted into the arm member. In another preferred aspect, the arm member has one or more joints in the insertion range of the voltage cable.

他の本発明である塗装ロボットは、上述のロボットアームと、アーム部材を駆動する駆動手段と、アーム部材の一部に設けられ、受電部で受電した電圧によって塗料を帯電するとともに、これを噴射する塗装機と、を有する。   Another painting robot according to the present invention is provided with the above-described robot arm, drive means for driving the arm member, and a part of the arm member. The paint robot is charged with the voltage received by the power receiving unit and sprayed. And a painting machine.

本発明によれば、電圧ケーブルの芯線として金属ではなく液体を用いるため、柔軟性をより向上できる。本発明の他の効果として、電圧ケーブルの芯線として疲労破壊が生じない液体を用いるため、断線を防止できる。   According to the present invention, since the liquid is used as the core wire of the voltage cable, the flexibility can be further improved. As another effect of the present invention, since a liquid that does not cause fatigue failure is used as the core wire of the voltage cable, disconnection can be prevented.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1(A)に本発明の実施の形態である電圧ケーブル30の概念図を、図1(B)に図1(A)におけるX−X端面図を示す。この電圧ケーブル30は、電圧発生装置24から発生した電圧を、電圧発生装置24から離間した位置に設けられた受電部26に供給するケーブルである。この電圧ケーブルは、特に、受電部26が電圧発生装置24に対して相対的に移動する場合に好適で、受電部26が相対移動しても、その動きに追従でき得るケーブルである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A shows a conceptual diagram of a voltage cable 30 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B shows an XX end view in FIG. 1A. The voltage cable 30 is a cable that supplies a voltage generated from the voltage generator 24 to a power receiving unit 26 provided at a position separated from the voltage generator 24. This voltage cable is particularly suitable when the power receiving unit 26 moves relative to the voltage generating device 24, and is a cable that can follow the movement even when the power receiving unit 26 moves relatively.

電圧ケーブル30は、管体34と、管体34の内部に充填された導電性液体36から構成される。管体34は、絶縁性材料からなり、供給する電圧に十分耐えうる耐電圧性も備える。また、受電部26の相対移動に追従でき得る程度の可撓性を備えている。この管体34の材料としては、例えば、ポリエステルやフッ素系樹脂などを用いることができる。これらの材料は耐溶剤性に優れるとともに、高い耐電圧性も備えている。特に、ポリエステルは、これらの長所に加えて、高い可撓性も備えているため、より好適に用いることができる。   The voltage cable 30 includes a tube body 34 and a conductive liquid 36 filled in the tube body 34. The tube body 34 is made of an insulating material and has a voltage resistance enough to withstand the supplied voltage. In addition, it is flexible enough to follow the relative movement of the power receiving unit 26. As a material of the tubular body 34, for example, polyester, fluorine resin, or the like can be used. These materials have excellent solvent resistance and high voltage resistance. In particular, since polyester has high flexibility in addition to these advantages, it can be used more suitably.

導電性液体36は、導電性を備えた液体であり、電圧ケーブル30の芯線として機能する。この導電性液体36が必要とする導電率は、供給すべき電圧値や電圧ケーブル30の長さ、管体34の内径(断面積)などによって異なるが、高電圧、小電流を供給するのであれば、比較的、低い導電率でもよい。導電性液体36として、例えば、不純物を含んだ水などを用いることができる。不純物としては、水に溶融し、イオン化が可能な物質、例えば、NaClなどがある。また、より入手容易な導電性液体36として、水道水(通常、100μS/cm〜200μS/cm程度)も用いることができる。   The conductive liquid 36 is a liquid having conductivity and functions as a core wire of the voltage cable 30. The conductivity required by the conductive liquid 36 depends on the voltage value to be supplied, the length of the voltage cable 30, the inner diameter (cross-sectional area) of the tube 34, etc. For example, a relatively low conductivity may be used. As the conductive liquid 36, for example, water containing impurities can be used. Impurities include substances that melt in water and can be ionized, such as NaCl. Moreover, tap water (usually about 100 μS / cm to 200 μS / cm) can also be used as the conductive liquid 36 that is easier to obtain.

このように、電圧ケーブル30の芯線として導電性液体36を用いることにより、電圧ケーブル30の柔軟性を向上できる。すなわち、芯線が液体であれば、その収容体である管体34の形状変形に常に追従でき、電圧ケーブル30として多様な動きができる。また、液体の芯線であれば、管体34を湾曲や屈曲させても金属製の芯線のように疲労による破壊が生じることはなく、断線を防止できる。したがって、電圧ケーブル30の信頼性をより高めることができる。   Thus, by using the conductive liquid 36 as the core wire of the voltage cable 30, the flexibility of the voltage cable 30 can be improved. That is, if the core wire is liquid, it can always follow the deformation of the shape of the tubular body 34 that is the container, and the voltage cable 30 can perform various movements. In addition, when the liquid core wire is used, even if the tubular body 34 is curved or bent, the fatigue damage does not occur unlike the metal core wire, and disconnection can be prevented. Therefore, the reliability of the voltage cable 30 can be further improved.

なお、図2に示すように一つの電圧ケーブル30に、導電性液体36が充填された管体34を複数用いてもよい。図2は、シースである外側管体48の内部に多数の管体34および導電性液体36を収納した電圧ケーブル30の端面図である。   As shown in FIG. 2, a plurality of tube bodies 34 filled with the conductive liquid 36 may be used in one voltage cable 30. FIG. 2 is an end view of the voltage cable 30 in which a large number of tubes 34 and a conductive liquid 36 are accommodated inside an outer tube 48 that is a sheath.

電圧ケーブル30の両端には、電圧発生装置24および受電部26のそれぞれと接続するコネクタ部(図示せず)が設けられている。コネクタ部は、導電性金属からなり、管体34内部の導電性液体36と電気的に接続されている。この電気的接続は、直接的でも間接的でもよい。すなわち、コネクタ部の一端が導電性液体36と直接、接触してもよいし、導電性液体36と接触する他の部材と接触して電気的接続を図ってもよい。   At both ends of the voltage cable 30, connector portions (not shown) that connect to the voltage generator 24 and the power receiving portion 26 are provided. The connector portion is made of a conductive metal and is electrically connected to the conductive liquid 36 inside the tube body 34. This electrical connection may be direct or indirect. That is, one end of the connector portion may be in direct contact with the conductive liquid 36 or may be in electrical contact with another member that is in contact with the conductive liquid 36.

また、電圧ケーブル30の両端にはシール部材(図示せず)も設けられている。シール部材は、単独、または、他の部材と協働して導電性液体36を管体34内部に密封する。単独で密封する場合、シール部材の少なくとも一部は、導電性金属から構成される。この導電性金属は、管体34内部の導電性液体36およびコネクタ部の両方に接触し、両者の電気的接続を仲介する。また、他の部材、例えば、コネクタ部と協働して導電性液体36の密封する場合、他の部材が導電性液体36に直接接触するのであれば、シール部は導電性液体36と必ずしも直接接触しなくてもよい。その場合は、シール部は、絶縁性材料から構成されてもよい。   Further, seal members (not shown) are also provided at both ends of the voltage cable 30. The sealing member seals the conductive liquid 36 inside the tube body 34 alone or in cooperation with other members. When sealing alone, at least a part of the sealing member is made of a conductive metal. The conductive metal contacts both the conductive liquid 36 and the connector portion inside the tube body 34, and mediates electrical connection between them. Further, when the conductive liquid 36 is sealed in cooperation with another member, for example, the connector portion, if the other member is in direct contact with the conductive liquid 36, the seal portion is not necessarily directly connected to the conductive liquid 36. It does not have to be in contact. In that case, the seal portion may be made of an insulating material.

次に、この電圧ケーブルの好適な適用事例である静電塗装システム10について図3を用いて説明する。図3は、静電塗装システム10の概略構成図である。この静電塗装システム10は、被加工物20を載置搬送する搬送台22と、被加工物20に対して塗装を施す静電塗装ロボット11と、を備えている。搬送台22は、被加工物20である車体などを載置する台であり、図示しない制御装置からの指示に従って移動できるようになっている。   Next, the electrostatic coating system 10 which is a suitable application example of this voltage cable is demonstrated using FIG. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the electrostatic coating system 10. The electrostatic coating system 10 includes a transport base 22 for placing and transporting the workpiece 20 and an electrostatic coating robot 11 for coating the workpiece 20. The conveyance table 22 is a table on which a vehicle body or the like that is the workpiece 20 is placed, and can move according to an instruction from a control device (not shown).

静電塗装ロボット11は、複数の関節を備えたロボットアーム12からなる。ロボットアーム12は、地面に設置された基台13に接続された基端アーム14と、基端アーム14に接続された中間アーム16、さらに、中間アーム16に接続された先端アーム18に大別される。各アーム14,16,18には、駆動手段としてのモータが複数設けられており、制御装置からの指示に応じてモータが駆動することにより多方向に移動できるようになっている。この移動は、被加工物20を均一に塗装できるように、高速かつ精密に行われる。特に、先端アーム18の位置および方向は、後述するスプレーガン(図3においては図示せず)の位置および方向に大きく影響するため、基端アーム14および中間アーム16に比べて、より高い高速性、精密性が求められる。   The electrostatic painting robot 11 includes a robot arm 12 having a plurality of joints. The robot arm 12 is roughly divided into a proximal arm 14 connected to a base 13 installed on the ground, an intermediate arm 16 connected to the proximal arm 14, and a distal arm 18 connected to the intermediate arm 16. Is done. Each arm 14, 16, 18 is provided with a plurality of motors as drive means, and can be moved in multiple directions by driving the motors according to instructions from the control device. This movement is performed at high speed and with precision so that the workpiece 20 can be uniformly coated. In particular, the position and direction of the distal arm 18 greatly affects the position and direction of a spray gun (not shown in FIG. 3), which will be described later, and therefore higher speed than the proximal arm 14 and the intermediate arm 16 is achieved. , Precision is required.

基端アーム14および中間アーム16は、いずれも、単一の関節を備えており、基端アーム14は旋回動作と回転動作が、中間アーム16は回転動作が可能となっている。ここで、旋回動作はアームの長軸を中心とした旋回動作を指し、回転動作はアームの短軸方向の軸を中心とした回転動作を指す。基端アーム14および中間アーム16は、回転動作および旋回動作を行うことで多方向に移動し、先端アーム18の位置決めを行う。   Both the proximal arm 14 and the intermediate arm 16 have a single joint, and the proximal arm 14 can rotate and rotate, and the intermediate arm 16 can rotate. Here, the turning motion refers to a turning motion centered on the long axis of the arm, and the rotating motion refers to a rotating motion centered on the axis in the short axis direction of the arm. The proximal arm 14 and the intermediate arm 16 move in multiple directions by performing a rotating operation and a turning operation to position the distal arm 18.

先端アーム18は、複数の関節を備えたアームである。各関節には、それぞれ、モータが設けられており、回転動作や旋回動作が可能となっている。この複数の関節の動きにより、先端アーム18の先端位置や方向を変更できるようになっている。つまり、先端アーム18は、各関節の動作の組み合わせによって、屈曲動作や捻り動作が可能となっている。   The distal arm 18 is an arm having a plurality of joints. Each joint is provided with a motor, and can rotate and rotate. The tip position and direction of the tip arm 18 can be changed by the movement of the plurality of joints. That is, the distal arm 18 can be bent and twisted by a combination of movements of the joints.

ロボットアーム12の内部には、スプレーガン28、高電圧を発生する電圧発生装置24、および、発生した高電圧をスプレーガン28の受電部26に供給する電圧ケーブル30が設けられている。これについて、図4を用いて説明する。図4は、ロボットアーム12の内部構成を示す概略図である。   Inside the robot arm 12, a spray gun 28, a voltage generator 24 that generates a high voltage, and a voltage cable 30 that supplies the generated high voltage to the power receiving unit 26 of the spray gun 28 are provided. This will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing the internal configuration of the robot arm 12.

先端アーム18の先端内部には、スプレーガン28が設けられている。スプレーガン28は、負に帯電した塗料を噴射して被加工物を塗装する。スプレーガン28の内部には電圧の供給を受ける受電部26が設けられており、受電部26で受電した電圧によって塗料が負に帯電される。負に帯電された塗料は、スプレーガン28内部に設けられた噴射機によって噴射され、静電力により被加工物20に付着する。   A spray gun 28 is provided inside the distal end of the distal arm 18. The spray gun 28 sprays negatively charged paint to coat the workpiece. Inside the spray gun 28 is provided a power receiving unit 26 that receives a supply of voltage, and the paint is negatively charged by the voltage received by the power receiving unit 26. The negatively charged paint is sprayed by a sprayer provided inside the spray gun 28 and adheres to the workpiece 20 by electrostatic force.

受電部26に供給する電圧を発生する電圧発生装置24は、受電部26から離間した位置、具体的には、中間アーム16の先端位置に設けられている。この電圧発生装置24は、外部電源から供給される比較的低い電圧(例えば、24ボルト程度)を昇圧して高電圧(例えば、−9万ボルト程度)を発生する。   The voltage generating device 24 that generates a voltage to be supplied to the power receiving unit 26 is provided at a position away from the power receiving unit 26, specifically, at a tip position of the intermediate arm 16. The voltage generator 24 boosts a relatively low voltage (for example, about 24 volts) supplied from an external power source to generate a high voltage (for example, about −90,000 volts).

電圧発生装置24で発生された電圧は電圧ケーブル30を介して受電部26に供給される。この電圧ケーブル30は、絶縁性材料からなる管体34の内部に導電性液体36が充填されたケーブルである(図1(B)参照)。本実施の形態では、導電性液体36として水道水を用いている。水道水を用いるのは、その入手が極めて容易かつ安価であるからである。また、本実施の形態では、塗料の帯電のために電圧を供給しており、電流はほとんど送電しなくてよい。そのため、電圧ケーブル30の芯線として、導電率の低い水道水であっても用いることができる。   The voltage generated by the voltage generator 24 is supplied to the power receiving unit 26 via the voltage cable 30. The voltage cable 30 is a cable in which a conductive liquid 36 is filled in a tube body 34 made of an insulating material (see FIG. 1B). In the present embodiment, tap water is used as the conductive liquid 36. Tap water is used because it is very easy and cheap to obtain. In the present embodiment, a voltage is supplied for charging the paint, and almost no current needs to be transmitted. Therefore, tap water with low conductivity can be used as the core wire of the voltage cable 30.

また、本実施の形態における管体34は、ポリエステルからなる。ポリエステルを用いるのは、ポリエステルが高い可撓性や耐電圧性、耐溶剤性を備えているからである。管体34の内径は、供給すべき電圧が供給でき得る程度の大きさである。換言すれば、電圧ケーブル30全体としての抵抗値が、規定の電圧値を供給できる程度に小さくなるような内径となっている。また、管体34の外径は、必要とされる可撓性や耐電圧性を満たす程度の大きさである。ここで、必要とされる可撓性とは、先端アーム18の動きに追従できる程度の可撓性をいう。すなわち、電圧ケーブル30は、先端アーム18の内部に挿通されており、先端アーム18の動きに応じて変形する必要がある。先端アーム18は、上述したように、多数の関節を有しており、屈曲や旋回動作を行うため、管体34は、この屈曲や旋回動作にも十分追従できる可撓性が必要となる。   Moreover, the tubular body 34 in the present embodiment is made of polyester. The reason why polyester is used is that polyester has high flexibility, voltage resistance, and solvent resistance. The inner diameter of the tube body 34 is large enough to supply the voltage to be supplied. In other words, the inner diameter is such that the resistance value of the voltage cable 30 as a whole is small enough to supply a specified voltage value. Moreover, the outer diameter of the tubular body 34 is large enough to satisfy the required flexibility and voltage resistance. Here, the required flexibility means a degree of flexibility that can follow the movement of the tip arm 18. That is, the voltage cable 30 is inserted into the tip arm 18 and needs to be deformed according to the movement of the tip arm 18. As described above, the distal end arm 18 has a large number of joints and performs bending and turning operations. Therefore, the tubular body 34 needs to be flexible enough to follow the bending and turning operations.

管体34の両端には、コネクタ部材42およびシール部材が設けられている。これについて、図5を用いて説明する。図5は、管体34の端部近傍における縦断面図である。   A connector member 42 and a seal member are provided at both ends of the tube body 34. This will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a longitudinal sectional view in the vicinity of the end portion of the tubular body 34.

シール部材40は、管体34の両端において導電性液体36を管体34内部に密封する。本実施の形態では、このシール部材40は、導電性金属からなる棒状部材として実現される。これは、管体34の端部から内部に挿入されている。このシール部材40の直径は、管体34の内径より僅かに大きく、管体34内部に挿入した際に管体34の内壁と密着できるようになっている。シール部材40のうち、管体34に挿入された側の端面は、管体34内部の導電性液体36に接触しており、シール部材40と導電性液体36との通電性が確保される。   The seal member 40 seals the conductive liquid 36 inside the tube body 34 at both ends of the tube body 34. In the present embodiment, the seal member 40 is realized as a rod-shaped member made of a conductive metal. This is inserted into the inside from the end of the tube 34. The diameter of the seal member 40 is slightly larger than the inner diameter of the tube body 34 so that the seal member 40 can be brought into close contact with the inner wall of the tube body 34 when inserted into the tube body 34. The end face of the seal member 40 on the side inserted into the tube body 34 is in contact with the conductive liquid 36 inside the tube body 34, and the conductivity between the seal member 40 and the conductive liquid 36 is ensured.

コネクタ部材42も、管体34の両端に設けられ、電圧発生装置24および受電部26それぞれに接続される。コネクタ部材42は、導電性金属からなり、その中心には電圧発生装置24または受電部26のコネクタが挿入される挿入穴44が形成されている。このコネクタ部材42は、管体34端部から突出したシール部材40に固着されており、シール部材40を介して管体34内部の導電性液体36と電気的に接続されている。そして、挿入穴44に電圧発生装置24または受電部26のコネクタが挿入されることにより、導電性液体36を介して電圧発生装置24と受電部26とが電気的に接続される。   The connector members 42 are also provided at both ends of the tube body 34, and are connected to the voltage generator 24 and the power receiving unit 26, respectively. The connector member 42 is made of a conductive metal, and an insertion hole 44 into which the voltage generator 24 or the connector of the power receiving unit 26 is inserted is formed at the center thereof. The connector member 42 is fixed to a seal member 40 protruding from the end of the tube body 34, and is electrically connected to the conductive liquid 36 inside the tube body 34 via the seal member 40. Then, the voltage generator 24 or the power receiving unit 26 is inserted into the insertion hole 44, whereby the voltage generating device 24 and the power receiving unit 26 are electrically connected via the conductive liquid 36.

なお、ここで説明したコネクタ部材42およびシール部材40の構成は一例であり、導電性液体36との電気的接続および管体34内部への導電性液体36の密封が実現できれば、他の構成であってもよい。したがって、例えば、単独の部材で導電性液体のシールとコネクタとしての機能を実現してもよい。また、シール部材の一部に弾性体を用いて、密封性をより向上させてもよい。また、シール部材全体を弾性体などの絶縁性材料で構成し、コネクタ部はこの弾性体を貫通して導電性液体に直接接触するようにしてもよい。   The configurations of the connector member 42 and the seal member 40 described here are merely examples, and other configurations are possible as long as electrical connection with the conductive liquid 36 and sealing of the conductive liquid 36 into the tube 34 can be realized. There may be. Therefore, for example, the function of a conductive liquid seal and a connector may be realized by a single member. Moreover, you may improve a sealing performance more by using an elastic body for a part of sealing member. Alternatively, the entire sealing member may be made of an insulating material such as an elastic body, and the connector portion may pass through the elastic body and directly contact the conductive liquid.

次に、この静電塗装システムでの塗装の流れについて簡単に説明する。静電塗装を行う場合は、まず、被加工物20を搬送台22に載置し、所定の位置に配置する。制御装置は、静電塗装ロボット11のロボットアーム12を駆動して、スプレーガン28の位置を調整するとともに、スプレーガン28から塗料の噴射を行う。また、外部電源から電圧発生装置24に対して低電圧を供給する。電圧発生装置24は、供給された低電圧を昇圧し、高電圧を発生させる。発生した高電圧は、電圧ケーブル30を介してスプレーガン28の受電部26に供給される。スプレーガン28は、受電部26で受電した高電圧によって塗料を負に帯電させた上で、被加工物20に対して噴射する。   Next, the flow of coating in this electrostatic coating system will be briefly described. When performing electrostatic coating, first, the workpiece 20 is placed on the transport table 22 and placed at a predetermined position. The control device drives the robot arm 12 of the electrostatic coating robot 11 to adjust the position of the spray gun 28 and to spray paint from the spray gun 28. Further, a low voltage is supplied to the voltage generator 24 from an external power source. The voltage generator 24 boosts the supplied low voltage to generate a high voltage. The generated high voltage is supplied to the power receiving unit 26 of the spray gun 28 via the voltage cable 30. The spray gun 28 is sprayed onto the workpiece 20 after the paint is negatively charged by the high voltage received by the power receiving unit 26.

このとき、被加工物20を均一に塗装できるように、スプレーガン28、ひいては、先端アーム18は、高速で移動し続けている。塗装の対象位置によっては、先端アーム18は、その一部を屈曲や旋回させて、スプレーガン28の位置および方向を調整する。   At this time, the spray gun 28 and consequently the tip arm 18 continue to move at a high speed so that the workpiece 20 can be uniformly coated. Depending on the target position of coating, the tip arm 18 bends or turns a part of the tip arm 18 to adjust the position and direction of the spray gun 28.

その場合、先端アーム18の内部に挿通される電圧ケーブル30には、先端アーム18の動きに応じた移動や屈曲、旋回が生じる。ここで、従来の金属製芯線を用いた電圧ケーブルでは、柔軟性に乏しく、この先端アーム18の動きに追従できない場合があった。そのため、先端アーム18の移動速度や移動範囲を電圧ケーブルの柔軟性に応じて制限しなければならず、先端アーム18の高速性や精密性を低下させていた。   In this case, the voltage cable 30 inserted into the tip arm 18 is moved, bent, or turned according to the movement of the tip arm 18. Here, the voltage cable using the conventional metal core wire is poor in flexibility and sometimes cannot follow the movement of the tip arm 18. Therefore, the moving speed and moving range of the tip arm 18 must be limited according to the flexibility of the voltage cable, and the high speed and precision of the tip arm 18 are reduced.

一方、本実施の形態では、芯線として導電性液体36を用いているため、極めて高い柔軟性を有しており、容易に移動や屈曲、旋回などの動きに追従できる。したがって、先端アーム18の高速で精密な駆動を確実に実現できる。また、本実施の形態の電圧ケーブル30であれば、屈曲などの姿勢にも耐え得るため、先端アーム18に従来の金属製芯線では実現できなかった姿勢をとらせることも可能である。したがって、先端アーム18の移動速度や移動範囲を向上でき得る。   On the other hand, in the present embodiment, since the conductive liquid 36 is used as the core wire, it has extremely high flexibility and can easily follow movements such as movement, bending, and turning. Therefore, high-speed and precise driving of the tip arm 18 can be reliably realized. In addition, since the voltage cable 30 according to the present embodiment can withstand a posture such as bending, it is possible to cause the tip arm 18 to take a posture that could not be realized by a conventional metal core wire. Therefore, the moving speed and moving range of the tip arm 18 can be improved.

また、従来の電圧ケーブルでは、金属製芯線に、繰り返し、引張応力や捻り応力などの負荷がかかるため、芯線が疲労により破壊して、断線が生じるおそれがあった。特に、芯線とコネクタ部材との結合部分は、強度が弱く、断線が生じやすかった。   Moreover, in the conventional voltage cable, since load, such as a tensile stress and a torsional stress, is repeatedly applied to the metal core wire, there is a possibility that the core wire is broken due to fatigue and disconnection occurs. In particular, the connecting portion between the core wire and the connector member is weak in strength and easily breaks.

しかし、本実施の形態では、芯線に液体を用いているため、疲労破壊などの恐れがなく、断線を防止できる。また、芯線(導電性液体36)とコネクタ部材42との電気的接続は、導電性液体36と導電性金属との接触により電気的接続が実現されているため、断線が生じない。   However, in this embodiment, since liquid is used for the core wire, there is no fear of fatigue breakage and disconnection can be prevented. In addition, since the electrical connection between the core wire (conductive liquid 36) and the connector member 42 is realized by the contact between the conductive liquid 36 and the conductive metal, no disconnection occurs.

以上、説明したように本実施の形態によれば、電圧ケーブルの芯線として導電性液体を用いているため、電圧ケーブルの柔軟性をより向上できる。そのため、電圧ケーブルを有するロボットアームの移動速度や移動範囲をより向上でき得る。さらに、芯線の断線が防止でき、ひいては、ロボットアームの信頼性をより向上できる。   As described above, according to the present embodiment, since the conductive liquid is used as the core wire of the voltage cable, the flexibility of the voltage cable can be further improved. Therefore, the moving speed and moving range of the robot arm having the voltage cable can be further improved. Furthermore, disconnection of the core wire can be prevented, and as a result, the reliability of the robot arm can be further improved.

なお、上述の説明では、静電塗装ロボットおよびこれに用いられるロボットアームを用いて説明しているが、電圧発生部から離間した位置に設けられた受電部に電圧を供給する他のロボット、ロボットアームに適用してもよい。特に、受電部が電圧発生部に対して相対移動したり、高電圧を供給するロボットやロボットアームに適している。   In the above description, the electrostatic coating robot and the robot arm used therefor are described. However, other robots and robots that supply voltage to the power receiving unit provided at a position separated from the voltage generating unit. You may apply to an arm. In particular, the power receiving unit is suitable for a robot or a robot arm that moves relative to the voltage generation unit or supplies a high voltage.

(A)は本実施の形態である電圧ケーブルの概略構成図であり、(B)は(A)におけるX−X端面図である。(A) is a schematic block diagram of the voltage cable which is this Embodiment, (B) is an XX end elevation in (A). 他の実施の形態である電圧ケーブルの端面図である。It is an end view of the voltage cable which is other embodiment. 本発明の実施の形態である静電塗装システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the electrostatic coating system which is embodiment of this invention. 静電塗装ロボットアームの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of an electrostatic coating robot arm. 電圧ケーブルのコネクタ部周辺の横断面図である。It is a cross-sectional view around the connector portion of the voltage cable.

符号の説明Explanation of symbols

10 静電塗装システム、11 静電塗装ロボット、12 ロボットアーム、14 基端アーム、16 中間アーム、18 先端アーム、20 被加工物、24 電圧発生装置、26 受電部、28 スプレーガン、30 電圧ケーブル、34 管体、36 導電性液体、40 シール部材、42 コネクタ部材。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electrostatic coating system, 11 Electrostatic coating robot, 12 Robot arm, 14 Base end arm, 16 Intermediate arm, 18 End arm, 20 Work piece, 24 Voltage generator, 26 Power receiving part, 28 Spray gun, 30 Voltage cable 34, 36 Conductive liquid, 40 Seal member, 42 Connector member.

Claims (11)

電圧発生部で発生した電圧を、電圧発生部から離間した位置に設けられた受電部に供給する電圧ケーブルであって、
絶縁性材料からなる管体と、
管体内部に充填された導電性液体と、
を有することを特徴とする電圧ケーブル。
A voltage cable for supplying a voltage generated by the voltage generating unit to a power receiving unit provided at a position separated from the voltage generating unit,
A tube made of an insulating material;
A conductive liquid filled inside the tube;
A voltage cable characterized by comprising:
請求項1に記載の電圧ケーブルであって、
受電部は、電圧発生部に対して相対移動し、
電圧ケーブルは、電圧発生部および受電部それぞれに接続されることを特徴とする電圧ケーブル。
The voltage cable according to claim 1,
The power receiving unit moves relative to the voltage generating unit,
The voltage cable is connected to each of the voltage generation unit and the power reception unit.
請求項1または2に記載の電圧ケーブルであって、さらに、
管体の両端に設けられ、導電性液体を管体内部に密封するシール部を有することを特徴とする電圧ケーブル。
The voltage cable according to claim 1, further comprising:
A voltage cable having a seal portion provided at both ends of a tubular body and sealing a conductive liquid inside the tubular body.
請求項3に記載の電圧ケーブルであって、さらに、
管体の両端に設けられ、電圧発生部および受電部それぞれ接続するコネクタ部を有し、
シール部は、導電性材料からなり、少なくとも一部が導電性液体に、他の一部がコネクタ部に接触し、
コネクタ部は、シール部を介して導電性液体と電気的に接続されることを特徴とする電圧ケーブル。
The voltage cable according to claim 3, further comprising:
Provided at both ends of the tube, has a connector part to connect the voltage generating part and the power receiving part,
The seal part is made of a conductive material, and at least a part thereof is in contact with the conductive liquid, and another part is in contact with the connector part.
The voltage cable, wherein the connector portion is electrically connected to the conductive liquid through the seal portion.
請求項1から4のいずれか1項に記載の電圧ケーブルであって、
管体は、ポリエステルからなることを特徴とする電圧ケーブル。
The voltage cable according to any one of claims 1 to 4,
A voltage cable characterized in that the tube is made of polyester.
請求項1から4のいずれか1項に記載の電圧ケーブルであって、
管体は、フッ素系樹脂からなることを特徴とする電圧ケーブル。
The voltage cable according to any one of claims 1 to 4,
A voltage cable characterized in that the tubular body is made of a fluorine-based resin.
アーム部材と、
アーム部材の一部に設けられた受電部と、
受電部と離間した位置に設けられた電圧発生部と、
電圧発生部で発生した電圧を受電部に供給する電圧ケーブルと、
を有するロボットアームであって、
電圧ケーブルは、
絶縁性材料からなる管体と、
管体内部に充填された導電性液体と、
を有することを特徴とするロボットアーム。
An arm member;
A power receiving unit provided in a part of the arm member;
A voltage generating unit provided at a position separated from the power receiving unit;
A voltage cable for supplying the voltage generated by the voltage generator to the power receiver;
A robot arm having
The voltage cable
A tube made of an insulating material;
A conductive liquid filled inside the tube;
A robot arm characterized by comprising:
請求項7に記載のロボットアームであって、
電圧ケーブルは、アーム部材の内部に挿通されることを特徴とするロボットアーム。
The robot arm according to claim 7,
The robot arm, wherein the voltage cable is inserted into the arm member.
請求項8に記載のロボットアームであって、
アーム部材は、電圧ケーブルの挿通範囲において1以上の関節を有することを特徴とするロボットアーム。
The robot arm according to claim 8, wherein
The arm member has one or more joints in a voltage cable insertion range.
請求項7から9のいずれか1項に記載のロボットアームと、
アーム部材を駆動する駆動手段と、
アーム部材の一部に設けられ、受電部で受電した電圧によって塗料を帯電するとともに、これを噴射する塗装機と、
を有することを特徴とする塗装用ロボット。
The robot arm according to any one of claims 7 to 9,
Driving means for driving the arm member;
A coating machine that is provided in a part of the arm member and charges the paint by the voltage received by the power receiving unit, and sprays the paint.
A painting robot characterized by comprising:
請求項10に記載の塗装用ロボットを備える塗装システム。

A painting system comprising the painting robot according to claim 10.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101540283B1 (en) * 2014-05-23 2015-07-30 삼성중공업 주식회사 Anti twist structure of cable

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