JP2007245345A

JP2007245345A - 産業用ロボット

Info

Publication number: JP2007245345A
Application number: JP2007174850A
Authority: JP
Inventors: Koji Tsukuda; 浩二津久田; Kazuhiro Haniya; 和宏埴谷
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2007-07-03
Filing date: 2007-07-03
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】ケーブルとコネクタを接続するスペースが小さくてすみ、かつ、ケーブルとコネクタを接続する作業が簡単で、誤接続の可能性が低い、産業用ロボットを提供するものである。
【解決手段】機外ケーブル１１と機内ケーブル８を互いに嵌合する少なくとも１組の分割式コネクタ１５を用いた産業用ロボットにおいて、前記機内ケーブル８が、前記産業用ロボットのベース部材２内部で複数の電線１２となり、前記ベース部材２に設けられた開口１３に近い前記電線１２から離れる側にしたがって電線１２の長さがながくなるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、コネクタを介して、ケーブルを接続する産業用ロボットと前記ケーブルの接続に用いる分割式コネクタに関するものである。

従来の産業用ロボットの機内ケーブルと機外ケーブルの接続は、図２および図３に示すように、一体型コネクタを介していた。図２は産業用ロボットの側断面図であり、図３は前記産業用ロボットの内部における、前記機内ケーブルと前記一体型コネクタの取付け方法を説明する側断面図である。図２において、１は産業用ロボットのマニピュレータである。マニピュレータ１は、ベース２と旋回ヘッド３と下部アーム４と上部アーム５と手首部６を備えている。ベース２は設置場所に固定され、旋回ヘッド３はベース２に垂直軸回りに旋回自在に支持され、第１のモータ７で駆動される。下部アーム４は旋回ヘッド３に水平軸回りに揺動自在に支持され、上部アーム５は下部アーム４に水平軸回りに揺動自在に支持され、それぞれ図示しない第２、第３のモータで駆動される。手首部６は上部アーム５の先端に取付けられ、３軸回りの回転自由度を持ち、図示しない第４、第５および第６のモータで駆動される。８は機内ケーブルであり、多数の素線を束ねたものであり、第１から第６までのモータ、及び図示しないその他の付属装置から、上部アーム５、下部アーム４および旋回ヘッド３を通ってベース２の中に入り、ベース２に固定された第１のコネクタ９に接続されている。１０は、第１のコネクタ９と嵌合する第２のコネクタである。１１は機外ケーブルであり、第２のコネクタ１０と図示しない制御装置の間をつないでいる。

図３において、機内ケーブル８を構成する素線１２は、１本ずつ、第１のコネクタ９の図示しない端子金具と、それぞれ、半田付け又はかしめなどによって、接合されている。このようにして、事前に第１のコネクタ９と一体にされた機内ケーブル８はベース２の上面に設けた開口１３から、ベース２の内部に挿入される。第１のコネクタ９は、第２のコネクタ１０と対向する面が、ベース２の側面に設けた穴１４から、ベース２の外に出るように取り付けて、ベース２に固定されている。第１のコネクタ９は第２のコネクタ１０と嵌合し、第２のコネクタ１０は、機外ケーブル１１と接続されている。

ところが、この従来技術では、次のような問題がある。
（１）多いものでは、数十本の素線１２を接続する第１のコネクタ９は、機内ケーブル８に比べて、その断面寸法が大きいので、開口１３を大きくする必要がある。そのため、マニピュレータの外形寸法が大きくなる。また開口１３を大きくすることで失われる強度を補うために、開口１３の周囲にリブを設けたり、肉厚を上げる必要があり、マニピュレータの質量が増加する。さらにまた、開口部１３が大きいと、例えば、切り粉、スパッタ、水や油脂の飛沫等の異物がベース２の内部に侵入しやすい。
（２）機内ケーブル８の素線１２を束ねたまま、第１のコネクタ９に接続しているので、許容曲げ半径Ｒが大きい。そのため、ベース２内で機内ケーブル８の向きを変えるのに大きなスペースを要するので、ベース２が大き
くなる。
（３）許容曲げ半径Ｒを下回って、無理に機内ケーブル８を曲げると、素線１２に過大な引っ張り応力が生じるので、素線１２の破断や抜けが生じる。

上記の第１の問題を解決するために、機内ケーブル８を、第１のコネクタ９を接続していない方の端部を先頭にして、外部から穴１４を通して、ベース２の内部に入れて、さらに開口１３から引き出して、第１のコネクタ９を外側から固定する事も考えられるが、長い機内ケーブル８を、狭いベース２の中を引き回すのは、困難であるし、機内ケーブル８を傷つける可能性もある。またこの場合も、上記第２、第３の問題は依然として残る。以上述べた問題は、マニピュレータ１のベース２における、コネクタによるケーブルの接続に限って生じる問題ではなく、マニピュレータ１または制御装置の内部において、ケーブルを相互に接続する場合、あるいは、制御装置と外部のケーブルを接続する場合にも生じる問題である。つまり、産業用ロボットの限られた狭い空間の中でコネクタを介してケーブルの接続を行う場合に、共通して生じる問題である。そこで本発明は、ケーブルとコネクタを接続するスペースが小さくてすみ、かつ、ケーブルとコネクタを接続する作業が簡単で、誤接続の可能性が低い、産業用ロボットを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明では、以下のようにしたものである。
請求項１記載の発明は、機外ケーブルと機内ケーブルを互いに嵌合する少なくとも１組の分割式コネクタを用いた産業用ロボットにおいて、前記機内ケーブルが、前記産業用ロボットのベース部材内部で複数の電線となり、前記ベース部材に設けられた開口に近い前記電線から離れる側にしたがって電線の長さがながくなるものである。

以上述べたように、本発明によれば、次の様な効果がある。
（１）機内ケーブルをベースに挿入するための開口を小さくできるので、マニピュレータを、小型軽量にできる。また、前記開口から、例えば、切り粉、スパッタ、水や油脂の飛沫等の異物が、ベース２の内部に侵入しにくい。
（２）ケーブルの素線を少数本の束に分けて、ハウジングに接続しているので、小さな半径で曲げられる。そのため、ケーブルの向きを変えるのに大きなスペースを要しない。したがって、コネクタとケーブルを接続するスペースを小さくできる。また、小さな半径で曲げても、前記素線の破断や抜けが生じない。
（３）組み立て現場で、素線の接続を行わないので、作業性が良く、誤接続の可能性が小さい。
（４）ハウジングを色分けしているので、誤接続の発見が容易である。

以下，本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。図１（ａ）は、本発明の実施例を示す産業用ロボットのベースの側断面図である。図１（ｂ）は分割式コネクタのハウジングの平断面図である。従来技術と共通する部分についての説明は省略する。図において、１５は公知の分割式コネクタであり、分割式コネクタ１５は、フレーム１６とハウジング１７とからなる。フレーム１６にはスロット１６ａが、上下に５個並べて設けてある。スロット１６ａには、ハウジング１７が１個ずつ差し込んであり、合計５個のハウジング１７がフレーム１６に差し込んである。スロット１６ａには、図示しないバネが備えてあり、差し込まれたハウジング１７を固定している。ハウジング１７は、絶縁体で出来ていて、内部に４本の端子金具１７ａを備えている。端子金具１７ａには、機内ケーブル８の素線１２が接続されている。つまり１個のハウジング１７には、４本の素線１２が接続され、分割式コネクタ１５全体では２０本の素線１２が接続される。１０は機外ケーブル１１に接続された、第２のコネクタである。第２のコネクタ１０は、分割式コネクタ１５に嵌合して、電気的に接続するものであれば、型式は問わない。

分割式コネクタ１５と機内ケーブル８のベース２内での接続は、次の手順で行う。
（１）機内ケーブル８の素線１２を４本ずつハウジング１７に接続する。この作業は、機内ケーブル８の製造工程で行う。
（２）ハウジング１７を接続した機内ケーブル８を開口１３から、ベース２の内部に引き込む。ハウジング１７は、従来技術の第１のコネクタ９に比べて遙に小さいから、ハウジング１７を１個ずつ、順に開口１３を通して行くならば、開口１３の断面は、機内ケーブル８の断面より僅かに大きければよい。
（３）フレーム１６をベース２の穴１４に取り付ける。
（４）ハウジング１７をフレーム１６のスロット１６ａに差し込む。この作業はベース２の側面に開けた図示しない作業口から手をいれて行う。前記作業口は、不使用
時には蓋で塞いでおく。

ハウジング１７をフレーム１６のスロット１６ａに差し込む際には、通常、ハウジング１７または素線１２に付されたマークで、ハウジング１７を識別して所定のスロット１６ａに差し込む。しかし、もともと狭隘なベース２に開けた前記作業口から、作業者が手を入れてこの差し込み作業を行う場合、スロット１６ａを直接、目視で確認することが難しく、手さぐりで、所定のスロット１６ａを探して、ハウジング１７を差し込む必要がある。また全てのハウジング１７をスロット１６ａに差し込んだ後で、正しく組み立てられているかどうかを確認することも難しい。スロット１６ａを直接目視しながら、作業するためには、ベース２および前記作業口を大きくすればよいが、これでは、ベース２の小型化という目的と矛盾する。そのため、次のような手段を取るのが良い。５個のハウジング１７を、それぞれ色の異なる樹脂で成形し、例えば、正しく接続すると、ハウジング１７がフレーム１６内で、赤、橙、黄、緑、藍の順に並ぶようにすれば、フレーム１６の外側、すなわちベース２の外側から、組立の正誤を確認しながら作業できる。また組立完了後の確認も容易である。ハウジング１７の数が多くて、色の数が足りなければ、複数の色を組合せて、模様を作ってもよい。

以上、実施例においては、ベース２における機内ケーブル８と第１のコネクタ９の接続について説明したが、本発明はこの実施例の範囲に限られるものではない。マニピュレータ１または制御装置の内部で、ケーブルを接続する場合、あるいは制御装置と外部のケーブルを接続する場合にも、本発明を適用出来る。例えば、制御装置においても、ベース２と同様にコネクタを制御装置の筐体に固定して、機外ケーブル１１を前記コネクタと接続しているが、前記コネクタを分割式コネクタとすれば、制御装置の前記筐体の内部で、制御装置内部のケーブルと前記コネクタを接続するためのスペースを小さくできるので、制御装置の前記筐体を小型にできる。また、機電一体型ロボット、すなわち、制御装置全体または、制御装置の一部、例えばサーボアンプをマニピュレータに内蔵したロボットにおいて、サーボモータから延びて来たケーブルを、サーボアンプに接続することにも、本発明を適用できる。

本発明の実施例を示す図であり、（ａ）は産業用ロボットのベースの側断面図であり、（ｂ）は分割式コネクタのハウジングの平断面図である。従来技術を示す産業用ロボットの側断面図である。従来技術を示す産業用ロボットのベースの側断面図である。

符号の説明

１：マニピュレータ
２：ベース
３：旋回ヘッド
４：下部アーム
５：上部アーム
６：手首部
７：第１のモータ
８：機内ケーブル
９：第１のコネクタ
１０：第２のコネクタ
１１：機外ケーブル
１２：素線
１３：開口
１４：穴
１５：分割式コネクタ
１６：フレーム
１６ａ：スロット
１７：ハウジング
１７ａ：端子金具

Claims

機外ケーブルと機内ケーブルを互いに嵌合する少なくとも１組の分割式コネクタを用いた産業用ロボットにおいて、
前記機内ケーブルは、前記産業用ロボットのベース部材内部で複数の電線となり、前記ベース部材に設けられた開口に近い前記電線から離れる側にしたがって電線の長さがながくなることを特徴とする産業用ロボット。