JP2009119565A - ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】直動軸に懸架ユニットを懸架する構成において、懸架ユニットが移動した場合における配線保持具からの騒音や発塵を抑制できるロボットを提供する。
【解決手段】直動ユニット２と旋回ユニット３との間を曲面を持つ曲げ状態で接続するケーブルベア１５は、曲げ方向が水平方向となるように配置されているので、ケーブルベア１５自体が自分自身の重力方向の荷重を受けることが可能となる。これにより、ケーブルベア１５と保持部材１６とが衝突することがなくなり、衝突音、或いは衝突による発塵を抑制することができる。しかも、ケーブルベア１５は、直動軸４の側方に配置されているので、直動軸４の上面にケーブルベア１５を配置する構成に比較して、ロボット１の高さ寸法を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、静止部位に水平固定された直動軸に懸架ユニットを直線移動可能に懸架したロボットに関する。

小形の設備にロボットを導入する際に、２つの直動軸を直交するように組合わせた直交型ロボットを用いることが行われている。この場合、直動軸に搭載された可動部に信号線や電源線を供給するために、配線保持具保持面に曲げ方向が垂直方向となるように配置された配線保持具内にケーブルを挿通して接続するようにしている（特許文献１，２参照）。
特開２００３−８３４７３号公報 特開２０００−１６１４４７号公報

このため、懸架ユニットが移動すると、もともと配線保持具自体の重量が重力方向に作用していること及び移動に合わせて上に存在する配線保持具が配線保持具保持面側に移動する力とによる衝突が発生し、それを原因とする騒音及び発塵が発生するという場合があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、直動軸に懸架ユニットを懸架する構成において、懸架ユニットが移動した場合における配線保持具からの騒音や発塵を抑制できるロボットを提供することにある。

請求項１の発明によれば、配線保持具は、曲げ方向が水平方向となるように配置されているので、配線保持具自体が自分自身の重力方向の荷重を受けることが可能となる。これにより、懸架ユニットの移動状況や現在位置に関係なく、常に配線保持具の一面が配線保持具保持面に接した状態で懸架ユニットの移動に合わせて配線保持具が動作するので、衝突が発生せず、それに伴う騒音や発塵が抑制される。

請求項２の発明によれば、配線保持具がロボットの最上端を上回ることはないので、配線保持具によりロボットの高さ寸法が制約を受けてしまうことを防止できる。
請求項３の発明によれば、配線保持具が昇降部と交差してしまうことはないので、配線保持具により懸架ユニットの可動範囲が制約されてしまうことを防止できる。

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。
図１はロボットの斜視図、図２はロボットの正面図である。尚、これらの図１及び図２では、ケーブル、空圧パイプなどの図示を省略した。ロボット１は、直動ユニット２に旋回ユニット（懸架ユニットに相当）３を直線移動可能に懸架して構成されており、直動ユニット２を、天井（静止部位に相当）に水平に固定したり、図示しない脚部（静止部位に相当）に水平に固定したりすることにより所定の作業領域に設置される。

直動ユニット２は直動軸４を主体として構成されている。直動軸４には長尺方向に沿ってガイドレール５が設けられており、そのガイドレール５に沿って一対のスライダ６が直線移動可能に装着されている。直動軸４は図示しないボールネジを備えており、そのボールネジがスライダ６に固定されている図示しないナットに螺挿されている。ボールネジは直動軸用モータ７により締結ユニット８で減速された状態で回転するようになっており、その回転に伴ってスライダ６がガイドレール５に沿って直線移動する。

直動軸用モータ７はベース部材９を介して締結ユニット８に固定されている。ベース部材９は直動軸４から水平方向に突出しており、その突出部位の一方の側面にボックスコネクタ１０が装着されている。ベース部材９の他方の側面にはボックス１１が水平方向となるように固定されており、ボックスコネクタ１０を通じて図示しないケーブル（電源ケーブル、信号ケーブル）及び空圧チューブがボックス１１内に導入されている。
スライダ６の下面には懸架ベース１２が連結されており、その懸架ベース１２に旋回ユニット３が固定されている。

図３は、ロボット１の下面を示す斜視図で、旋回ユニット３を取外して示している。懸架ベース１２は旋回ユニット３がネジ止めされる部材であり、側面にカバー部材１３及びＬ字状のケーブルダクト１４が一体に設けられている。
ボックス１１には配線保持具としてのケーブルベア（登録商標）１５の一端が接続されており、そのケーブルベア１５が直動軸４に沿って水平方向に延設している。このケーブルベア１５は、直動ユニット２と旋回ユニット３との間を曲面を持つ曲げ状態で接続するもので、曲げ方向が水平方向となるようにボックス１１と接続されている。

直動軸４の側面には長手方向に沿って長板状の保持部材１６がスペーサ１７を介して固定されており、ボックス１１から直動軸４の側面に沿って延設したケーブルベア１５が保持部材１６に沿って当接している。ケーブルベア１５は、中間部が水平方向への曲げ状態で折り返されてケーブルダクト１４に連結されている。

以上のように直動ユニット２が構成されており、直動ユニット２を構成する懸架ベース１２に旋回ユニット３が固定されている。ケーブルベア１５及びケーブルダクト１４を通過したケーブル及び空圧チューブは旋回ユニット３と接続されている。
ここで、ケーブルベア１５は、ロボット１の最上端よりも低くなるように配置されている。

図４は旋回ユニット３を模式的に示す断面図である。旋回ユニット３は、支持部１８、駆動部１９、従動部２０、旋回アーム２１、昇降部２２から構成されている。支持部１８の側方に駆動部１９が並設されていると共に、支持部１８に従動部２０が回転可能に支持されている。駆動部１９は、回転軸用モータ２３のシャフト２４に駆動プーリ２５が装着されて構成されている。従動部２０は、支持部１８に回転可能に支持されたシャフト２６の上端に従動プーリ２７が装着され、下端に旋回部２８が装着されて構成されている。駆動プーリ２５と従動プーリ２７とはタイミングベルト２９により連結されており、回転軸用モータ２３により旋回部２８が回転するようになっている。この場合、駆動部１９は、頭部が直動軸４の側方に位置してカバー部材１３に収納された形態となっている。

従動部２０の旋回部２８に旋回アーム２１が固定されている。従って、回転軸用モータ２３の回転に伴って旋回アーム２１が水平方向に旋回するようになっている。旋回アーム２１内には昇降用モータ３０が配設されている。この昇降用モータ３０のシャフト３１の先端にはピニオンギア３１ａが形成されている。

旋回アーム２１の先端に昇降部２２が装着されている。昇降部２２は、ベース部材３２と主スライダ３３と従スライダ３４とを所謂テレスコピック機構により互いに連結して構成されている。従スライダ３４にはラック３５が固定されており、そのラック３５に昇降用モータ３０のピニオンギア３１ａが噛合っている。

従スライダ３４には回転モータ３６が装着されており、その回転モータ３６によりフランジ３７が回転するようになっている。このフランジ３７には図示しないハンドを装着するようになっている。この場合、フランジ３７に装着されたハンドが空圧で動作する場合は、ケーブルベア１５内を通過した空圧チューブから給圧用ソレノイドバルブの動作に応じて空気がハンドに供給される。

主スライダ３３及び従スライダ３４は昇降用モータ３０の駆動に応じて昇降するようになっている。つまり、図５に示すように主スライダ３３及び従スライダ３４が最上端に位置した状態で、昇降用モータ３０を回転するとラック３５が装着された従スライダ３４が下降する。この場合、従スライダ３４が下降するのに伴って、主スライダ３３が従スライダ３４と一体に下降する。図６に示すように主スライダ３３が１００ｍｍ下降すると、主スライダ３３の下降がベース部材３２により規制されるようになるので、従スライダ３４のみが下降するようになる。図７に示すように従スライダ３４がさらに１００ｍｍ下降して最下端に位置すると、従スライダ３４の下降が主スライダ３３により規制されるようになる。
図７に示す状態から昇降用モータ３０を反対回転すると、従スライダ３４が上昇し、従スライダ３４が主スライダ３３に当接したところで、従スライダ３４が主スライダ３３と一体となって上昇する。

上記各モータ７，２３，３０，３６及び給圧用ソレノイドバルブは図示しないロボットコントローラにより制御されるようになっている。
以上のように構成されたロボット１では、駆動部１９は、直動ユニット２の側方においてケーブルベア１５の曲面を持つ曲げ状態の曲げの内側に位置している。

また、旋回ユニット３は、旋回アーム２１の旋回中心がロボット１全体の横幅の略中心となるように直動軸４の軸中心からオフセットされている。つまり、図１に示すようにロボット１の横幅は、直動軸４の端面とボックス１１の端面との間であるから、それらの略中心に旋回ユニット３の旋回中心が略位置している。
また、ケーブルベア１５は、昇降部２２が最上端に位置した状態で当該昇降部２２よりも上方位置に配置されている。

さて、ロボットコントローラの指令に応じて直動軸用モータ７が回転すると、スライダ６が直線移動するのに伴って、旋回ユニット３が直線移動する。このとき、旋回ユニット３が移動するのに伴って、懸架ベース１２のケーブルダクト１４に連結されたケーブルベア１５の端部が移動することから、ケーブルベア１５の曲面を持つ曲げ状態が変化するようになる。

ここで、本実施例では、ケーブルベア１５は、曲げ方向が水平方向となるように配置されており、重力方向の荷重を自分自身が受けることから、上述のようにケーブルベア１５の曲面の曲げ状態が変化するにしても、ケーブルベア１５と保持部材１６とが衝突することはない。

このような実施例によれば、直動ユニット２と旋回ユニット３との間を曲面を持つ曲げ状態で接続するケーブルベア１５を、直動軸４の側方において曲げ方向が水平方向となるように配置したので、ケーブルベア１５自体が自分自身の重力方向の荷重を受けることが可能となる。これにより、ケーブルベア１５と保持部材１６とが衝突することがなくなり、衝突音、或いは衝突による発塵を抑制することができる。しかも、ケーブルベア１５は、直動軸４の側方に配置されているので、直動軸４の上面にケーブルベア１５を配置する構成に比較して、ロボット１の高さ寸法を抑制することができる。

また、ケーブルベア１５は、ロボット１の最上端から下方位置に配置されており、ケーブルベア１５がロボット１の最上端を上回ることはないので、ケーブルベア１５によりロボット１の高さ寸法が制約を受けることを防止できる。
さらに、ケーブルベア１５は、昇降部の上昇時の最上端より上方位置に配置されているケーブルベア１５が昇降部２２と交差することはないので、ケーブルベア１５により旋回ユニット３の旋回範囲が制約されてしまうことを防止できる。

本発明は、旋回ユニット３に限定されることなく、直動軸に懸架される懸架ユニットであれば、本発明を適用することができる。

本発明の一実施例におけるロボットの斜視図 ロボットの正面図 旋回ユニットを取外して示すロボットの下面側斜視図 旋回ユニットの構造を模式的に示す縦断面図 昇降部が最上端に位置した状態で示す旋回ユニットの側面図 昇降部が中間位に位置した状態で示す図５相当図 昇降部が最下端に位置した状態で示す図５相当図

符号の説明

図面中、１はロボット、２は直動ユニット、３は旋回ユニット（懸架ユニット）、４は直動軸、１５はケーブルベア、２２は昇降部である。

Claims (3)

1. 静止部位に長尺方向が水平となるように固定された直動軸と、
   前記直動軸に直線移動可能に懸架された懸架ユニットと、
   前記直動軸側と前記懸架ユニットとの間を曲面を持つ曲げ状態で接続する配線保持具とを備えたロボットであって、
   前記配線保持具は、前記直動軸の側方において曲げ方向が水平方向となるように配置されていることを特徴とするロボット。
2. 前記配線保持具は、ロボットの最上端から下方位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載のロボット。
3. 前記懸架ユニットは昇降部を備え、
   前記配線保持具は、前記昇降部の上昇時の最上端より上方位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のロボット。

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