JP2010042479A - 線条体動作制限装置、および該装置を備えたロボット - Google Patents

線条体動作制限装置、および該装置を備えたロボット Download PDF

Info

Publication number
JP2010042479A
JP2010042479A JP2008208686A JP2008208686A JP2010042479A JP 2010042479 A JP2010042479 A JP 2010042479A JP 2008208686 A JP2008208686 A JP 2008208686A JP 2008208686 A JP2008208686 A JP 2008208686A JP 2010042479 A JP2010042479 A JP 2010042479A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
swing
striatum
robot
restriction device
wrist
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008208686A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4565029B2 (ja
Inventor
Munehiro Jinushi
宗弘 地主
Masahiro Morioka
昌宏 森岡
Satoshi Adachi
悟志 足立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP2008208686A priority Critical patent/JP4565029B2/ja
Priority to US12/505,969 priority patent/US8109170B2/en
Publication of JP2010042479A publication Critical patent/JP2010042479A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4565029B2 publication Critical patent/JP4565029B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0025Means for supplying energy to the end effector
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G11/00Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S414/00Material or article handling
    • Y10S414/131Transmission-line guide for a shiftable handler
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/20Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20207Multiple controlling elements for single controlled element
    • Y10T74/20305Robotic arm
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/20Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20207Multiple controlling elements for single controlled element
    • Y10T74/20305Robotic arm
    • Y10T74/20311Robotic arm including power cable or connector
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/20Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20207Multiple controlling elements for single controlled element
    • Y10T74/20305Robotic arm
    • Y10T74/20329Joint between elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/20Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20207Multiple controlling elements for single controlled element
    • Y10T74/20305Robotic arm
    • Y10T74/20329Joint between elements
    • Y10T74/20335Wrist

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

【課題】本発明は、線条体の余長によって生じる干渉領域を最小限におさえて、線条体の周辺機器への接触を回避する線条体動作制限装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る線条体動作制限装置170は、前腕110、手首部120、前記手首部の先端に取付けられる作業ツール130、および前腕110を経由して作業ツール130に接続される可撓性のある線条体160を有するロボット100に設けられる、ロボット100の動作に適応させて線条体160の動作を制限する線条体動作制限装置170であって、手首部120において揺動軸線148回りに揺動自在に取付けられた揺動部173と、揺動部173上に配置され、線条体160の動作を制限する制限部170と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図2

Description

本発明は、産業用ロボットの配線および配管等を含む線条体の動作を制限する線条体動作制限装置、および該装置を備えたロボットに関する。
ロボットにより作業を行う場合には、ロボットの手首部先端に取付けた作業ツールに動力や信号を伝えるための配線・配管からなる線条体が必要となる。この線条体をロボットのアームや手首部の外部に沿って取り回した場合、手首部における各軸の動作範囲をより広く確保するためには、線条体の余長を長くとる必要がある。しかしながら、この線条体の余長により、ワークや作業ツール等の周辺機器に線条体が接触し、周辺機器または線条体が破損することがあった。そのため、線条体の余長を短くすることにより、線条体と周辺機器とが接触して干渉する可能性がある干渉領域を極力狭くすることが望ましい。線条体の余長による干渉領域を狭くする手首周辺のサポート部品として、特許文献1には、前腕とエンドエフェクタとに設けられたクランプ間において手首部の外部に線条体を固定して取り付けた、線条体の干渉領域を狭くするガイド部材が開示されている。
特許3944208号
特許文献1のような手首部に線条体を固定して取り付けたガイド部材では、線条体への損傷等を回避しながら手首部各軸の動作範囲を確保するために、クランプ間の線条体に長い余長を必要とする。その結果、手首部の各軸の姿勢によっては、線条体の余長部分が弛み、ガイド部材だけでは防げないような外部への張り出しが顕著になる。従って、余長部分の外部への張り出しにより干渉領域が広くなるので、線条体が周辺機器と接触または引っ掛ることにより、線条体または周辺機器が損傷し易いという課題があった。
また、ロボットの姿勢によっては、線条体の自重などにより線条体の位置が不安定となる場合がある。例えば、手首部の先端に設けられた作業ツールが下方に向き、線条体の自重によって周辺機器付近に線条体の大きな弛みや垂れ下がりができる場合である。不安定となった線条体の位置を安定させる、すなわち自重による弛みや垂れ下がりを無くすために、線条体全体にカバーを設ける方法がある。しかしながら、線条体全体にカバーを設けると、追加したカバーにより周辺機器と干渉する干渉領域が広くなってしまうという課題があった。
そこで本発明は、上記した点に鑑み、線条体の余長によって生じる干渉領域を最小限におさえて、線条体の周辺機器への接触を回避する線条体動作制限装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、前腕、該前腕の先端に回転可能に設けられる手首部、該手首部の先端に取付けられる作業ツール、および前記前腕を経由して前記作業ツールに接続される可撓性のある線条体を有するロボットに設けられていて、前記ロボットの動作に応じて前記線条体の動作を制限する線条体動作制限装置であって、前記手首部において、前記前腕の長手軸方向に対して直交する揺動軸線回りに揺動自在に取付けられた揺動部と、前記揺動部上に配置され、前記線条体の動作を制限する制限部と、を備えたことを特徴とする、線条体動作制限装置を提供する。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の線条体動作制限装置において、前記制限部は、前記揺動部より前記揺動軸線に対して平行かつ外側に突出して、前記揺動軸線より所定の距離離れて配置され、前記揺動軸線に対して垂直な面における前記線条体の動作を制限する第一の線条体動作制限部と、前記揺動部より少なくとも前記線条体の直径に相当する長さ以上の間隔をあけて配置され、前記揺動軸線に対して平行な方向における前記線条体の動作を制限する第二の線条体動作制限部と、を備えたことを特徴とする、線条体動作制限装置を提供する。
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の線条体動作制限装置において、さらに、前記揺動部の揺動動作を制限する揺動制限部、を備えたことを特徴とする、線条体動作制限装置を提供する。
請求項4に係る発明は、請求項3に記載の線条体動作制限装置において、前記揺動部に設けられ、前記揺動部より揺動軸線に対して平行に内側へ突出し、前記手首部の一部に当接して前記揺動部の揺動動作を停止する停止部分、を備えることを特徴とする、線条体動作制限装置を提供する。
請求項5に係る発明は、請求項2に記載の線条体動作制限装置において、前記第一の線条体動作制限部は、前記線条体に接触する部分において前記線条体に向かって突出するように湾曲した曲面を有する、線条体動作制限装置を提供する。
請求項6に係る発明は、請求項1〜5の何れか一項に記載の線条体動作制限装置を備えたロボットを提供する。
請求項1に係る発明によれば、最も長い線条体の長さを必要とするロボットの姿勢のときに、揺動部が線条体の動作にあわせて揺動することにより、揺動部に設けられた制限部が線条体を前腕に近づけて支持することができるので、前腕から作業ツールまでの線条体の必要な長さを極力短くすることが可能となる。すなわち、ロボットの手首部を伸ばした場合の線条体の余長部分を短く設定できるので、線条体の余長部分から生じる干渉領域を最小限におさえることができる。
請求項2に係る発明によれば、第一の線条体動作制限部は、揺動軸線に対して垂直な面における線条体の動作を制限しているので、制限部は揺動軸線に対して垂直な面における線条体の余長部分による干渉領域を極力狭くすることができる。また、第二の線条体動作制限部が揺動軸線に対して平行な方向における線条体の動作を制限するので、線条体の余長部分による揺動軸線方向の干渉領域も広がり難い。
請求項3に係る発明によれば、線条体動作制限装置は、揺動部の揺動動作を制限する揺動制限部を備えているので、線条体の余長部分が自重により垂れ下がり干渉領域を広げてしまうようなロボットの姿勢にときにも、制限部により線条体をある一定のところで支持することができ、線条体のルートを安定した状態に保つことが可能となる。すなわち、本発明の線条体動作制限装置は揺動制限部を備えるので、線条体の余長部分による弛みが少なくなり干渉領域が狭くなる。
請求項4に係る発明によれば、線条体動作制限装置の揺動制限部は、揺動部に設けられた停止部分を備えるので、停止部分の配置により揺動部が揺動動作する角度を容易に調整することが可能となる。すなわち、ロボット毎に揺動部の揺動範囲を調整して干渉領域を極力狭くすることができる。
請求項5に係る発明によれば、線条体動作制限装置に係る制限部の第一の線条体動作制限部は、線条体と接触する部分において線条体に向かって突出するように湾曲した曲面を有している。そのため、制限部は線条体に損傷を与えることなく線条体と接触することができる。
請求項6に係る発明によれば、本発明に係る線条体動作制限装置をロボットに適用することにより、線条体の余長によって生じる干渉領域を最小限におさえて、線条体の周辺機器への接触を回避するロボットを提供することができる。
本発明の実施形態について、図を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明の線条体動作制限装置を備えるロボットは、産業用ロボットに適用することができる。産業用ロボットは例えば設置面に固定したロボット本体に、複数の回転軸あるいは直動軸により回転駆動あるいは直動駆動する腕(アーム)を連結して構成されている。
まず、本発明に係る線条体動作制限装置170が適用されたロボット100の前腕110の先端部分の全体構成について説明する。図1は、本発明に係る線条体動作制限装置170をロボット100の手首部120に適用した、ロボット100の前腕110の先端から作業ツール130までの全体構成を示している。図2は、図1における線条体動作制限装置170を含むロボット100の斜視図である。図1において、前腕110はロボット100を構成するアームの一部であり、その先端に複数の制御軸を有する手首部120を有する。手首部120は、第一手首要素122、第二手首要素124および第三手首要素126から構成されている。第一手首要素122は、前腕110の長手軸方向の第一制御軸142上で回転する。第二手首要素124は、第一制御軸142に直交する第二制御軸144上で回転する。第三手首要素126は、第二制御軸144に直交する第三制御軸146上で回転する。第三手首要素126の先端には、アダプタ154が固定的に取付けられており、アダプタ154の先端には作業ツール130が取付けられている。作業ツール130はエンドエフェクタとも呼ばれ、例えばスポット溶接ガンや部品把持装置などである。前腕110には前腕側クランプ150が前腕110に沿って配置されており、後述する線条体160を固定している。また作業ツール130にも作業ツール側クランプ152が備えられており、線条体160を固定している。
ロボット100は配線および配管等からなる線条体160を有しており、図示しないロボット100のベースから作業ツール130への動力や信号は線条体160によって伝達される。線条体160は可撓性を有し、前腕110に沿って配置されている前腕側クランプ150の内部を通り、手首120に沿って配設され、作業ツール側クランプ152の内部を通って、作業ツール130に接続される。線条体160には、手首部120の動作を阻害しないよう、前腕側クランプ150と作業ツール側クランプ152との間の区間において余長が存在している。なお、図2の斜視図において線条体160は、手首部120や線条体動作制限装置170の状況を示すために点線で示されている。
次に、本発明に係る線条体動作制限装置170について説明する。ロボット100は、線条体160の動作を制限する線条体動作制限装置170を、手首部120の第二手首要素124に備えている。線条体動作制限装置170は、ベースプレート172、揺動プレート173(揺動部)、制限部174、およびストッパ178(揺動制限部)から構成されている。ベースプレート172は、線条体動作制限装置170のベースとなる部分であり、第二手首要素124に固定された板状の部材である。後ほど詳述するが、ベースプレート172の側部は、ストッパ178が当接することにより揺動プレート173の揺動動作を停止する役割も果たしている。
揺動プレート173は、ベースプレート172に揺動軸線148回りに揺動自在に取付けられた板状の部材である。本明細書において「揺動」とは、軸線回りに所定の角度の範囲で正逆回転する動作をいう。揺動軸線148は、第二制御軸144に対して平行な軸線であり、すなわち前腕部の長手方向の軸である第一制御軸142に対して直交する軸線である。制限部174およびストッパ178は、揺動プレート173にネジにより取付けられている。本実施形態の揺動プレート173は、図2に示すように作業ツール側に幅が狭くなった六角形の形状であり、制限部174を配置するためのネジ穴が複数開けられている。
次に、線条体動作制限装置170の制限部174について説明する。制限部174は、線条体160の動作を制限する部材である。本実施形態の制限部174は、揺動プレート173に取付けられているので揺動軸線148回りに揺動可能である。そのため、制限部174に動作を制限された線条体160は、ロボット100の動作にあわせて制限部174が揺動する範囲内において動作することが可能であり、後述するストッパ178等により制限部174が停止した場合、線条体160は制限部174の一部に接触して停止する。揺動プレート173により制限部174が線条体160の動作にあわせて揺動することにより、制限部174が線条体160を前腕110に近づけて支持することができ、かつ線条体160を比較的短い経路に通すことができるので、前腕110から作業ツール130までの線条体160の必要な長さを極力短く設定することができる。制限部174が線条体160を制限する構造の詳細ついては後述する。
線条体動作制限装置170のストッパ178について説明する。ストッパ178は揺動制限部であり、揺動プレート173の揺動を制限する部材である。本実施形態のストッパ178は、制限部174が設けられた揺動プレート173の面に対して反対側であり、揺動プレート173より揺動軸線148に対して平行に内側に突出した二本の棒状の停止部分179a、179bにより実現されている。停止部分179aと停止部分179bとは揺動軸線148より一定の距離離れて配置されており、二つの停止部分179aと179bとの距離はベースプレート172の幅よりも大きい。線条体160の動作を制限する制限部174により揺動プレート173が、ロボット100の動作に合わせて揺動することにより、揺動プレート173に配置されたストッパ178の停止部分179aまたは停止部分179bがベースプレート172の側部に当接して揺動プレート173の揺動動作が停止される。ロボット100を調整する作業者は、揺動プレート173上の停止部分179aおよび停止部分179bの配置を調整することにより、揺動プレート173が揺動する範囲を容易に調整することができる。
次に、制限部174が線条体160の動作を制限する構造の詳細について説明する。本実施形態の制限部174は、第一の線条体動作制限部175および第二の線条体動作制限部176から構成されている。
まず、制限部174の第一の線条体動作制限部175について説明する。第一の線条体動作制限部175は、揺動軸線148に対して垂直な面における線条体160の動作を制限する部材である。図2に示すように第一の線条体動作制限部175は二本の柱状の部材である柱部177a、177bからなる。第一の線条体動作制限部175は、揺動プレート173上に配置された部材であり、第一の線条体動作制限部175の柱部177a、177bは揺動軸線148に対して平行にかつ手首部120に対して外側(図1、図2のC方向)に突出している。二本の柱部177a、177bは揺動軸線148を中心として対称に、揺動軸線148より所定の距離離れて配置されている。二本の柱部177aと177bとの間に線条体160が通過するので、二本の柱部177aと177bとの間は線条体160の直径に相当する長さ以上の間隔があけられている。二本の柱部177aと177bとの間の間隔は、線条体160の直径に相当する長さの1〜3倍程度の距離とするのがよく、直径に相当する長さの1.5倍程度が望ましい。
第一の線条体動作制限部175が、線条体160の動作を制限する方法は以下のようになっている。線条体160は、二本の柱部177a、177bの間を通過するよう配置される。線条体160は、手首部120が回転することにより二本の柱部177a、177bの何れか一方に接触する。揺動プレート173が揺動可能でありストッパ178により揺動動作が停止されていない範囲で、線条体160は二本の柱部177a、177bの間において自由に動作することができる。しかしながら、ストッパ178等により揺動プレート173の揺動動作が停止した場合は、柱部177a、177bの何れかが線条体160を停止させる。従って、第一の線条体動作制限部175は線条体160の動作を揺動プレート173の揺動範囲に制限することができる。すなわち、第一の線条体動作制限部175は線条体160を揺動軸線148に対して垂直な面の動作(例えば図2のA方向またはB方向の線条体160の動作)を制限し、周辺機器と干渉しない位置に線条体160を配置することができる。
柱部177a、177bの断面形状について説明する。柱部177a、177bと線条体160とは、ロボット100が動作することにより接触するので、線条体160が損傷しやすい。そのため、柱部177a、177bの線条体160と接触する部分の形状は、線条体160を損傷しないよう角の無い滑らかな形状となっている。本実施形態においては、柱部177a、177bの横断面は概ね円弧形の形状であり、線条体160に向かう面を突出するように湾曲した曲面となっている(図2、図5参照)。このような形状とすることにより、柱部177a、177bの線条体160への損傷を避けることが可能となる。
次に第二の線条体動作制限部176について説明する。第二の線条体動作制限部176は揺動軸線148に対して平行な方向において線条体160の動作を制限する板状の部材である。すなわち、第二の線条体動作制限部176により、線条体160は手首部120の側方(図1、図2のC方向)に張り出すことが防止されるようになり、余長部分による揺動軸線方向の干渉領域が広がり難い。本実施形態の第二の線条体動作制限部176は板状の部材であり、揺動プレート173から少なくとも線条体160の直径に相当する長さだけ離れて、揺動プレート173と略平行に配置されている。第二の線条体動作制限部176は前述の柱部177a、177bにより揺動プレート173と連結しており、揺動プレート175、柱部177a、177bおよび第二の線条体動作制限部176により、線条体160を通すための線条体通路180が形成されている。線条体160は線条体通路180を通ることにより、制限部174により支持され、動作が制限される。
次に、図3を用いて、揺動プレート173が揺動する場合と揺動しない場合とを比較して、本実施形態に係る線条体動作制限装置170の揺動プレート173が揺動することにより、必要とされる線条体160の全長が短縮化されることについて説明する。図3は、ロボット100が線条体160の全長を最も必要とする場合の手首部120の姿勢を示した図であり、図3(a)は揺動プレート173が揺動せず固定された場合、図3(b)は揺動プレート173が揺動可能な場合を示している。線条体160の全長は、図3で示す姿勢にて線条体が充分な耐久性を確保できるよう、前腕側クランプ150と作業ツール側クランプ152との間の長さに応じて決定される。
例としてロボット100の手首部120が、図1に示す状態から第二制御軸144上に時計回り(図3(a)のD方向)に回転して図3の状態となる場合を説明する。手首部120が時計回りに回転することにより、柱部177aが線条体160に接触する。さらに手首部120が時計回りに回転すると、図3(a)の場合、揺動部173は固定されているので、柱部177aは線条体160を下方に引っ張り、最終的に柱部177aと前腕側クランプ150の端部との間の距離、並びに柱部177aと作業ツール側クランプ152との間の距離が長くなる。
一方、図3(b)のように揺動プレート173が揺動可能である場合は、手首部120が図1の状態から時計回り(図3のD方向)に回転しても、揺動プレート173が線条体160に接触して反時計回り(図3のE方向)に揺動するので、柱部177aにより線条体160が下方に引っ張られない。従って、図3(a)の揺動プレート173が固定された場合と比較して、揺動プレート173が揺動可能である場合は、作業ツール130と前腕側クランプ150の端部との距離が短縮化される。すなわち、揺動プレート173が固定された場合は、図3(a)のルート161のように遠回りする必要があり、線条体160の全長を長くする必要があるが、揺動プレート173が揺動可能な場合は、図3(b)のルート162のように線条体160の全長を短縮化できる。線条体160の全長が短縮化されるので、手首部120を伸ばした場合の線条体160の余長を短く設定することが可能である。結果として、線条体160の余長部分から生じる干渉領域を最小限におさえることができる。
図4を用いて、線条体160が自重によって弛み垂れ下がる場合に、本発明の線条体動作制限装置170が線条体160の位置を安定させる状況について説明する。図4(a)はストッパ178が無く揺動プレート173の揺動動作が停止されない場合、図4(b)はストッパ178により揺動プレート173の揺動動作が停止される場合を示す図である。図4(a)の線条体160および図4(b)の線条体160の全長は同じであり、図3(b)で示す手首部120の姿勢で定めた長さである。手首部120が図4に示す姿勢をとると、揺動プレート173にストッパ178が無い場合は、線条体160の自重などの影響により、線条体160が図4(a)に示すように、余長部分が作業ツール130側に垂れ下がる(ルート163)。そのため、線条体160の垂れ下がった余長部分とその余長部分の下方にある作業ツール130とが干渉する可能性がある。一方、図4(b)に示すように、揺動プレート173にストッパ178があれば、ストッパ178により揺動部173が停止して、柱部177bが線条体160を引っ掛けるので、線条体160を上方向に持ち上げて支持する。そのため、線条体160の余長部分が作業ツール130側に垂れ下がることなく、安定した状態、すなわち図4(b)に示すルート164のようになる。線条体160の余長部分が作業ツール側に垂れ下がらないので、線条体動作制限装置170は線条体160と作業ツール130との干渉領域を最小限にすることができる。
本実施形態の第一の線条体動作制限部175の位置の他の配置例について説明する。図5は、線条体動作制限装置170の第一の線条体制限部175の他の配置例を示す図である。図5において第二の線条体制限部176は理解を容易にするために省略されている。本実施形態の線条体動作制限装置170は、ネジ止めにより各構成部材が組み立てられており、図5に示すように、第一の線条体動作制限部175を取付ける位置を線条体160の軸方向に沿って作業ツール130側(第三手首要素126側、図5のF方向)に、揺動軸線148から所定距離離れた位置に配置することができる。第一の線条体動作制限部175の位置を変更可能とすることにより、ロボット毎の線条体160の状況に対応して、第一の線条体動作制限部175の位置を調整することができると共に、線条体動作制限装置170の構成部品を共通化することができる。
以上により、本発明に係る、線条体動作制限装置170について説明した。線条体動作制限装置170は揺動可能な揺動プレート173を備えるので、線条体160が周辺機器と接触し難いルートを確保しつつ、最低限必要な余長の長さを設定することができる。また、ストッパ178を設けて、揺動プレート173の揺動範囲を制限することにより、制限部174は線条体160を一定の位置に引っ掛けて支持し、自重等による弛み・垂れ下がりをなくし、線条体160の位置を安定させることができる。
当該技術分野における当業者にとって明らかであるように、上記説明は、本発明がどのように実施されるかを示した実施例としてのみ解釈されるべきである。また、本発明は、主旨を逸脱しない範囲において当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変更を加えた態様により実施できるものである。例えば、本実施形態においては、ストッパ178を揺動プレート173に設けたが、ベースプレート172にストッパ178を設け揺動プレート173の側部に当接して、揺動プレート173の揺動動作を停止しても構わない。また、本実施形態の柱部177a、177bの横断面は円弧形の形状であるが、線条体160と接触する面が湾曲した曲面であればよいので、柱部177a、177bの横断面の形状は弓形、円形、楕円形、半円形または三日月形であっても構わない。
以上の通り、本発明に係る線条体動作制限装置を用いれば、揺動部の揺動によりロボットの動作に必要な線条体の余長を少なくしつつ、揺動制限部が揺動動作を制限することにより、一定の範囲で線条体の挙動を安定させることができる。従って、線条体が周辺機器に干渉する領域を最小限におさえると共に、干渉領域を予め規定することが可能となる。また、干渉領域を規定することにより線条体の周辺機器への接触に伴う損傷の可能性を低減できるだけでなく、線条体自体の周辺機器への接触を回避できる領域を検討段階から考慮できるため、線条体や周辺機器の損傷を未然に避けることができる。加えて、ロボットシステムの構築中に線条体の干渉に起因するロボット動作の微調整を排除可能となる。
本発明に係る線条体動作制限装置を含む、ロボットの前腕先端から作業ツールまでの全体構成を示す図である。 図1における線条体動作制限装置を含むロボットの斜視図である。 線条体動作制限装置による線条体の挙動を示す図であり、図3(a)は線条体動作制限装置が固定されており揺動不可能である場合、図3(b)は線条体動作制限装置が揺動可能である場合の線条体のルートを示す図である。 線条体動作制限装置による線条体のルートを示す図であり、図4(a)は線条体動作制限装置にストッパがない場合、図4(b)はストッパがある場合を示す図である。 線条体動作制限装置の第一の線条体動作制限部の他の配置例を示す図である。
符号の説明
100 ロボット
110 前腕
120 手首部
122 第一手首要素
124 第二手首要素
126 第三手首要素
130 作業ツール
142 第一制御軸
144 第二制御軸
146 第三制御軸
148 揺動軸線
150 前腕側クランプ
152 作業ツール側クランプ
160 線条体
170 線条体動作制限装置
172 ベースプレート
173 揺動プレート(揺動部)
174 制限部
175 第一の線条体動作制限部
176 第二の線条体動作制限部
177a、177b 柱部
178 ストッパ(揺動制限部)
179a、179b 停止部分
180 線条体通路

Claims (6)

  1. 前腕、該前腕の先端に回転可能に設けられる手首部、該手首部の先端に取付けられる作業ツール、および前記前腕を経由して前記作業ツールに接続される可撓性のある線条体を有するロボットに設けられていて、前記ロボットの動作に応じて前記線条体の動作を制限する線条体動作制限装置であって、
    前記手首部において、前記前腕の長手軸方向に対して直交する揺動軸線回りに揺動自在に取付けられた揺動部と、
    前記揺動部上に配置され、前記線条体の動作を制限する制限部と、
    を備えたことを特徴とする、線条体動作制限装置。
  2. 前記制限部は、
    前記揺動部より前記揺動軸線に対して平行かつ外側に突出して、前記揺動軸線より所定の距離離れて配置され、前記揺動軸線に対して垂直な面における前記線条体の動作を制限する第一の線条体動作制限部と、
    前記揺動部より少なくとも前記線条体の直径に相当する長さ以上の間隔をあけて配置され、前記揺動軸線に対して平行な方向における前記線条体の動作を制限する第二の線条体動作制限部と、
    を備えたことを特徴とする、請求項1に記載の線条体動作制限装置。
  3. さらに、前記揺動部の揺動動作を停止する揺動停止部、
    を備えたことを特徴とする、請求項1に記載の線条体動作制限装置。
  4. 前記揺動制限部は、
    前記揺動部に設けられ、前記揺動部より前記揺動軸線に対して平行に内側に突出し、前記手首部の一部に当接して前記揺動部の揺動動作を停止する停止部分、
    を備えたことを特徴とする、請求項3に記載の線条体動作制限装置。
  5. 前記第一の線条体動作制限部は、
    前記線条体に接触する部分において前記線条体に向かって突出するように湾曲した曲面を有する、
    ことを特徴とする、請求項2に記載の線条体動作制限装置。
  6. 請求項1〜5の何れか一項に記載の線条体動作制限装置を備えたロボット。
JP2008208686A 2008-08-13 2008-08-13 線条体動作制限装置、および該装置を備えたロボット Active JP4565029B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008208686A JP4565029B2 (ja) 2008-08-13 2008-08-13 線条体動作制限装置、および該装置を備えたロボット
US12/505,969 US8109170B2 (en) 2008-08-13 2009-07-20 Umbilical member motion limiting device and robot having the device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008208686A JP4565029B2 (ja) 2008-08-13 2008-08-13 線条体動作制限装置、および該装置を備えたロボット

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010042479A true JP2010042479A (ja) 2010-02-25
JP4565029B2 JP4565029B2 (ja) 2010-10-20

Family

ID=41680622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008208686A Active JP4565029B2 (ja) 2008-08-13 2008-08-13 線条体動作制限装置、および該装置を備えたロボット

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8109170B2 (ja)
JP (1) JP4565029B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8371189B2 (en) 2010-04-16 2013-02-12 Fanuc Corporation Umbilical member arrangement unit of robot wrist section
JP2014046443A (ja) * 2012-09-04 2014-03-17 Amada Co Ltd 産業用ロボットのケーブル処理構造
JP7396888B2 (ja) 2019-12-17 2023-12-12 株式会社ダイヘン 産業用ロボット

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010118769A1 (en) * 2009-04-15 2010-10-21 Abb Research Ltd An apparatus for a robot arm
CN102107434B (zh) * 2009-12-29 2013-10-09 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 机器人臂部件
SE535793C2 (sv) * 2010-04-13 2012-12-18 Indexator Group Ab Anordning för styrning av slangar och/eller kablar
JP4837117B2 (ja) * 2010-04-14 2011-12-14 ファナック株式会社 ロボットアーム部の線条体配設機構
JP5450223B2 (ja) * 2010-04-14 2014-03-26 株式会社ダイヘン 産業用ロボット
JP5580378B2 (ja) * 2012-08-31 2014-08-27 ファナック株式会社 エンドエフェクタ取付部に装着されるカバーを有する多関節ロボット
JP5591894B2 (ja) * 2012-09-26 2014-09-17 ファナック株式会社 ロボットの線条体取付装置
JP5568121B2 (ja) 2012-11-12 2014-08-06 ファナック株式会社 産業用ロボットの手首先端部における線条体案内装置および産業用ロボット
JP5413524B1 (ja) * 2013-01-17 2014-02-12 株式会社安川電機 ロボット
US9173312B1 (en) * 2014-04-30 2015-10-27 Quanta Computer Inc. Cable storage under a drawer
JP6054932B2 (ja) * 2014-10-14 2016-12-27 ファナック株式会社 線条体の長さの余裕を最適化できる関節構造、及び該関節構造を備えた産業用ロボット
JP6705597B2 (ja) * 2014-12-19 2020-06-03 クリオン、インコーポレイテッド チェーンジョイントケーブル配線のためのシステム
GB2550891A (en) * 2016-05-27 2017-12-06 Ultra Electronics Ltd Mechanical link
JP6730352B2 (ja) * 2018-03-20 2020-07-29 ファナック株式会社 ケーブルクランプおよびロボット
KR101951256B1 (ko) * 2018-08-02 2019-02-22 정근원 산업용 로봇의 케이블 보호 장치
KR101996784B1 (ko) 2019-02-28 2019-07-03 이호 작업용 다관절 로봇의 케이블 보호 시스템
KR101996783B1 (ko) 2019-02-28 2019-07-03 이호 다관절 로봇의 작업툴 연결용 가이드 어댑터
KR102054992B1 (ko) 2019-02-28 2019-12-12 이호 다관절 로봇의 케이블 보호용 스위블 클램프 및 이를 포함한 가대장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58211888A (ja) * 1982-05-31 1983-12-09 松下電器産業株式会社 工業用ロボツト
JP2003311672A (ja) * 2002-04-17 2003-11-05 Fanuc Ltd ロボットの線条体案内装置
JP2006159372A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Kawasaki Heavy Ind Ltd 産業用ロボット

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63185596A (ja) * 1987-01-26 1988-08-01 フアナツク株式会社 産業用ロボツトのケ−ブル処理装置
DE69620425T2 (de) * 1995-09-18 2002-11-07 Yaskawa Denki Kitakyushu Kk Anschlag für industrieroboter
JPH09141590A (ja) * 1995-11-20 1997-06-03 Tokico Ltd 工業用ロボット
JP2003170384A (ja) * 2001-12-04 2003-06-17 Rorze Corp 平板状物の搬送用スカラ型ロボットおよび平板状物の処理システム
SE524740C2 (sv) * 2002-07-11 2004-09-21 Abb Ab Anordning och förfarande för rörelsebegränsning hos en industrirobot
JP2006150496A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Fanuc Ltd ロボットの線条体支持装置及び線条体支持装置を備えたロボット
JP3944208B2 (ja) 2004-12-02 2007-07-11 ファナック株式会社 ロボットの線条体案内装置及び線条体案内装置を備えたロボット
JP2006187815A (ja) * 2004-12-28 2006-07-20 Yaskawa Electric Corp マニピュレータ及びこれを用いた搬送ロボット

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58211888A (ja) * 1982-05-31 1983-12-09 松下電器産業株式会社 工業用ロボツト
JP2003311672A (ja) * 2002-04-17 2003-11-05 Fanuc Ltd ロボットの線条体案内装置
JP2006159372A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Kawasaki Heavy Ind Ltd 産業用ロボット

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8371189B2 (en) 2010-04-16 2013-02-12 Fanuc Corporation Umbilical member arrangement unit of robot wrist section
JP2014046443A (ja) * 2012-09-04 2014-03-17 Amada Co Ltd 産業用ロボットのケーブル処理構造
JP7396888B2 (ja) 2019-12-17 2023-12-12 株式会社ダイヘン 産業用ロボット

Also Published As

Publication number Publication date
US8109170B2 (en) 2012-02-07
JP4565029B2 (ja) 2010-10-20
US20100038495A1 (en) 2010-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4565029B2 (ja) 線条体動作制限装置、および該装置を備えたロボット
EP1632304B1 (en) Arc welding robot attached to a ceiling or a wall including treating torch cable structure
JP4038217B2 (ja) 産業用ロボットの線条体処理構造
JP5949693B2 (ja) ロボット
JP5949745B2 (ja) ロボットおよびロボットのメンテナンス方法
WO2007026438A1 (ja) 産業用ロボット
US20060104791A1 (en) Umbilical member managing system for industrial robot
US11364643B2 (en) Installing device and robot
US20100000364A1 (en) Robot
JP2006159305A (ja) ロボットの線条体案内装置及び線条体案内装置を備えたロボット
JP2009125846A (ja) ロボットの手首装置
JP2007118144A (ja) 産業用ロボット
US20170210016A1 (en) Robot
JP2006150496A (ja) ロボットの線条体支持装置及び線条体支持装置を備えたロボット
WO2021005968A1 (ja) 天吊り式の産業用ロボット
JP2009178827A (ja) 線条体案内機構を備えた産業用ロボット
JP4091928B2 (ja) 産業用ロボットのアーム装置
JP2000126954A (ja) パラレルリンク機構に用いるケーブル、配管の処理構造
KR101454851B1 (ko) 구동 장치 및 이를 가지는 로봇
JP2016078146A (ja) 線条体の長さの余裕を最適化できる関節構造、及び該関節構造を備えた産業用ロボット
US20180178394A1 (en) Tool driving module and robot manipulator employing same
JP2019111627A (ja) ロボットとその線条体処理構造
JP5063214B2 (ja) 回転テーブルを備えた工作機械
JP2011183525A (ja) ロボットの制振装置
JP5809957B2 (ja) コイルチューブ支持構造

Legal Events

Date Code Title Description
A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20100216

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20100406

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100407

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100413

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100608

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100706

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100802

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130806

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4565029

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150