JP2008080456A

JP2008080456A - ロボットシステム

Info

Publication number: JP2008080456A
Application number: JP2006264207A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Sendai; 智一千代
Original assignee: Nitta Corp
Current assignee: Nitta Corp
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2026-09-28
Also published as: JP4788550B2

Abstract

【課題】ロボットに取り付けられたスイベルジョイント及び作業用機器並びに配管を取り外すことなく、スイベルジョイントの消耗部品を容易に交換できるロボットシステムを提供すること。
【解決手段】ロボット（マニピュレータ１）の手首部１０にスイベルジョイント２及び作業用機器３が取り付けられているロボットシステムにおいて、手首部１０の回動力はスイベルジョイント２が配置される収容部分Ｋを迂回して作業用機器３側に伝達されるようにしてあり、前記スイベルジョイント２は前記収容部分Ｋから取り出し可能である。
【選択図】図３

Description

この発明は、ロボット本体の手首部にスイベルジョイントを介して作業用機器が取り付けられているロボットシステムに関するものである。

上記ロボットシステムに使用されるスイベルジョイントは、一般に消耗部品であるスリップリング、回転軸流体シール材等を多く備えており（特許文献１）、これら消耗部品の交換を行う場合、以下に示す(1)〜(4)のような作業を行なわなければならなかった。
(1)スイベルジョイントに取り付けられた作業用機器を取り外す。
(2)スイベルジョイントをロボットから取り外し、消耗部品の交換を行う。なお、スイベルジョイント自体は上部側からの分解作業により上記消耗部品を比較的簡単に交換できるようになっている。
(3) 消耗部品を交換したスイベルジョイントをロボットに取り付ける。
(4)前記スイベルジョイントの下部に作業用機器を取り付ける。

ところで、上記作業用機器は、重量バランスが悪い上重量も１００ｋｇを超えることから取り付け及び取り外しにかなりの困難性を伴い、また作業場の確保や安全上の諸注意や治工具が必要であることから、作業時間も一時間程度を要することになる。

さらに、重量物であるが故に作業の困難さから位置決めピンや孔の変形や破損に起因する取り付け位置誤差も発生し、作業後の位置修正作業も必要であった。

そして、配管は必要な本数分、流体管継手を用いて配管しているが、配管の抜き差しに時間を要し、かつ復帰時の接続間違いなどを起こす危険性があった。
特開２００１−２７７１６８

そこで、この発明では、ロボットに取り付けられたスイベルジョイント及び作業用機器並びに配管を取り外すことなく、スイベルジョイントの消耗部品を容易に交換できるロボットシステムを提供することを課題とする。

（請求項１記載の発明）
この発明は、ロボットの手首部にスイベルジョイント及び作業用機器が取り付けられているロボットシステムにおいて、手首部の回動力はスイベルジョイントが配置される収容部分を迂回して作業用機器側に伝達されるようにしてあり、前記スイベルジョイントは前記収容部分から取り出し可能である。

（請求項２記載の発明）
この発明は、上記請求項１記載の発明に関し、スイベルジョイントが配置される収容部分を迂回して、手首部の回動力を作業用機器側に伝達させる手段は、手首部の回動部に設けられた第１歯車と、前記回動部と同軸上に配置され且つ作業用機器側に設けられた第２歯車と、スイベルジョイントが配置される収容部分と干渉しない側方部分に設けられた軸体と、前記軸体の一端部に設けられた第１歯車と歯合する第３歯車と、前記軸体の他端部に設けられた第２歯車と歯合する第４歯車とから構成されている。

（請求項３記載の発明）
この発明は、上記請求項２記載の発明に関し、スイベルジョイントが収容部分に収容された状態において、手首部の回動部及び第１歯車の軸心と、スイベルジョイントのスイベル中心軸の軸心と、第２歯車の軸心が、同一線上に配列されている。

この発明のロボットシステムによると、ロボットに取り付けられたスイベルジョイント及び作業用機器並びに配管を取り外すことなく、スイベルジョイントの消耗部品を容易に交換できる。

以下にこの発明のロボットシステムを実施するための最良の形態としての実施例について詳細に説明する。

図１はこの発明の実施例のロボットシステムであり、マニピュレータ１の手首部１０にハウジング５（内部にスイベルジョイント２及び回動力伝達手段４が収納されている）及び作業用機器３を設けてある状態を示す外観図、図２は前記手首部１０側に取り付けられたスイベルジョイント２等の断面図、図３は図２の状態からスイベルジョイント２を取り外した状態の断面図を示している。

（マニピュレータ１、スイベルジョイント２、作業用機器３、回動力伝達手段４、及びハウジング５について）
このマニピュレータ１のシステムでは、図１〜図３に示すように、手首部１０の回動力を、ハウジング５内に納められた回動力伝達手段４を介して作業用機器３に伝達するようにしてあり、スイベルジョイント２は前記ハウジング５内の収容部分Ｋに対して開口１９から装着／抜き取りができる構成としてある。なお、前記回動力伝達手段４は、図２に示すように、スイベルジョイント２が配置されるハウジング５内の収容部分Ｋを迂回するようにして、手首部１０の回動力が作業用機器３側に伝達される構成としてある。

（回動力伝達手段４の構成等について）
マニピュレータ１の手首部１０は、図２や図３に示すように、円柱状の回動部１０ａとこれを包囲する固定部１０ｂから構成されており、前記回動部１０ａが固定部１０ｂから僅かに突出した状態となっている。

この回動力伝達手段４は、図２や図３に示すように、手首部１０の回動部１０ａに設けられた第１歯車４０と、前記回動部１０ａと同軸上に配置され且つ作業用機器３側に取り付けられた第２歯車４１と、スイベルジョイント２が配置される収容部分Ｋと干渉しない側方部分に設けられた軸体４２と、前記軸体４２の一端部に設けられた第１歯車４０と歯合する第３歯車４３と、前記軸体４２の他端部に設けられた第２歯車４１と歯合する第４歯車４４とから構成されている。また、この実施例では回動力伝達手段４の全体が回動しないように、ピンＰを介して固定部１０ｂに止着している。

そして、図２に示すように、スイベルジョイント２が収容部分Ｋに収容された状態において、手首部１０の回動部１０ａ及び第１歯車４０の軸心と、スイベルジョイント２のスイベル中心軸２０の軸心と、第２歯車４１が、同一線上に配列されるようにしてある。

なお、上記第２歯車４１には、図２や図３に示すように、スイベルジョイント２から作業用機器３である溶接機に冷却液（例えば水）を供給する第２供給路４１ａ、及び溶接機の熱で加熱された冷却液をスイベルジョイント２に帰還させる第２帰還路４１ｂを設けてある。また、図中、符号ＢＧ１は軸体４２を回動自在に支えるボールベアリングであり、符号ＢＧ２は、第１歯車４０及び第２歯車４１を回転自在に支えるボールベアリングである。

（スイベルジョイント２について）
スイベルジョイント２は、図２や図３に示すように、外部から配管Ｈ１を介して導かれた冷却液を上記第２供給路４１ａに導入する第１供給路２１と、作業用機器３である溶接機から第２帰還路４１ｂを介して帰還してきた冷却水を配管Ｈ２へ導く第１帰還路２２とを、スイベル中心軸２０に備えている。また、このスイベルジョイント２は、図２や図３に示すように、円盤型スリップリング２４とブラシ２５とからなる電気供給手段を備えており、前記電気供給手段から作業用機器３に電力供給（信号の発信を伴う）するようにしている。

なお、前記第２供給路４１ａ及び第２帰還路４１ｂとスイベル中心軸２０との接続部は段付きＤとしてあり、前記段付きＤにおける第２歯車４１とスイベル中心軸２０との係合により、両者は一体回転するようになっている。

また、このスイベルジョイント２は、図３に示すように、ボルトＢを外すだけで、収容部分Ｋから抜き取れるようになっている。

（このロボットシステムにおける消耗部品の交換作業等について）
先ず、ボルトＢを外し、スイベルジョイント２を図２に示す状態から図３に示す状態となるように収容部分Ｋから抜き取る。

この状態において、スイベルジョイント２は完全に剥き出しとなっているので、スイベル中心軸２０を抜き取る（分解する）。これらの作業により円筒型流体シール材２３を交換でき、また、円盤型スリップリング２４に関しても剥き出しになっているので消耗部品を交換作業できることになる。

なお、この作業において、配管Ｈ１，Ｈ２等を引き抜く必要はない。

（この実施例のロボットシステムの優れた点について）
このロボットシステムであれば、上記（このロボットシステムにおける消耗部品の交換作業等について）の欄で記載した通り、スイベルジョイント２及び作業用機器３並びに配管Ｈ１，Ｈ２を取り外すことなく、スイベルジョイント２の消耗部品を容易に交換できることになる。

したがって、このロボットシステムでは、以下の優れた効果を奏する。
(1) 先行技術のものでは、上述した如く作業用機器３は、重量バランスが悪い上重量も１００ｋｇを超えることから取り付け及び取り外しにかなりの困難性を伴い、また作業場の確保や安全上の諸注意や治工具が必要であることから、作業時間も一時間程度を要することになっていた。
これに対して、困難性を有するスイベルジョイント２及び作業用機器３の取り付け及び取り外し作業がないので、作業時間が激減することになる。

(2) 先行技術のものでは、重量物であるが故に作業の困難さから位置決めピンや孔の変形や破損に起因する取り付け位置誤差も発生し、作業後の位置修正作業も必要であった。
これに対して、このロボットシステムでは、その構成上、上記の如き問題は全く存在せず、先行技術のような面倒な作業は不必要である。

(3) 先行技術のものでは、配管は必要な本数分、流体管継手を用いて配管しているが、配管の抜き差しに時間を要し、かつ復帰時の接続間違いなどを起こす危険性があった。

これに対して、このロボットシステムでは、配管Ｈ１，Ｈ２の抜き差し作業が存在しないので、時間が短縮できると共に復帰時の接続間違いなどを起こす危険性は全く無くなる。

この発明の実施例のロボットシステムであり、マニピュレータの手首部にハウジング（内部にスイベルジョイント及び回動力伝達手段が収納されている）及び作業用機器を設けてある状態を示す外観図。前記手首部側に取り付けられたスイベルジョイント２等の断面図。図２の状態からスイベルジョイントを取り外した状態の断面図。

符号の説明

１マニピュレータ
１０手首部
１０ａ回動部
１１フランジ
２スイベルジョイント
２０スイベル中心軸
３作業用機器
４回動力伝達手段
５ハウジング

Claims

ロボットの手首部にスイベルジョイント及び作業用機器が取り付けられているロボットシステムにおいて、手首部の回動力はスイベルジョイントが配置される収容部分を迂回して作業用機器側に伝達されるようにしてあり、前記スイベルジョイントは前記収容部分から取り出し可能であることを特徴とするロボットシステム。
スイベルジョイントが配置される収容部分を迂回して、手首部の回動力を作業用機器側に伝達させる手段は、手首部の回動部に設けられた第１歯車と、前記回動部と同軸上に配置され且つ作業用機器側に設けられた第２歯車と、スイベルジョイントが配置される収容部分と干渉しない側方部分に設けられた軸体と、前記軸体の一端部に設けられた第１歯車と歯合する第３歯車と、前記軸体の他端部に設けられた第２歯車と歯合する第４歯車とから構成されていることを特徴とする請求項１記載のロボットシステム。
スイベルジョイントが収容部分に収容された状態において、手首部の回動部及び第１歯車の軸心と、スイベルジョイントのスイベル中心軸の軸心と、第２歯車の軸心が、同一線上に配列されていることを特徴とする請求項２記載のロボットシステム。