JP2021030265A

JP2021030265A - ワーク支持装置

Info

Publication number: JP2021030265A
Application number: JP2019152671A
Authority: JP
Inventors: 井上　俊彦; Toshihiko Inoue; 俊彦井上; 徹長井; Toru Nagai
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2021-03-01
Anticipated expiration: 2039-08-23
Also published as: DE102020121290A1; JP7277314B2; US20210053162A1; US11135685B2; CN112421895A

Abstract

【課題】ワーク支持装置に接続端子を用いて外部ケーブルを接続するにおいて、外部系ブルが邪魔とならないようにすることを目的とする。【解決手段】ベース２と、ベース２に、水平な回転中心軸回りに回転可能に支持され、ワークを支持する導電性の回転テーブル３と、回転中心軸に対して平行にオフセットして配置され回転テーブル３を回転駆動するモータと、ベース２の背面側において、回転テーブル３に固定され回転中心軸に沿って延びる導電性のシャフト５の外周面５ａに摺動可能に配置された集電ブラシ１４と、集電ブラシ１４に導電部材２１によって電気的に接続されるとともに、外部溶接用電源に接続される外部ケーブルを接続する接続端子２０と、集電ブラシ１４およびシャフト５の外周面５ａを液密状態に取り囲む防液カバー１５とを備えている。【選択図】図５

Description

本開示は、ワーク支持装置に関するものである。

例えば、アーク溶接用ロボットによってワークをアーク溶接するときに、支持したワークを回転させる回転テーブルを備えたワーク支持装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１のワーク支持装置は、回転テーブルに電気的に接続された集電手段に外部ケーブルを接続する接続端子を、回転テーブルの回転中心軸とは直交する左右いずれかの方向に向けて配置している。

特開２０１２−２５０２４１号公報

特許文献１のワーク支持装置では、接続端子に外部ケーブルを接続すると、外部ケーブルがワーク支持装置の側面から左右いずれかの方向に大きく突出した形態となる。このため、他のワーク支持装置と隣接して配置する場合に、外部ケーブルが邪魔となって近接させることができない。また、外部ケーブルの接続方向を変更する場合に、部品を変更する必要がある他、現場において変更する場合には、コネクタプレートと接続端子を分解する必要があり、煩わしい作業が必要となる。

したがって、ワーク支持装置の外面からの外部ケーブルの突出を抑えるとともに、分解組立作業を伴わずに外部ケーブルの引き出し方向を容易に変更することができることが望ましい。

本開示の一態様は、ベースと、該ベースに、水平な回転中心軸回りに回転可能に支持され、ワークを支持する導電性の回転テーブルと、前記回転中心軸に対して平行にオフセットして配置され前記回転テーブルを回転駆動するモータと、前記ベースの背面側において、前記回転テーブルに固定され前記回転中心軸に沿って延びる導電性のシャフトの外周面に摺動可能に配置された集電ブラシと、該集電ブラシに導電部材によって電気的に接続されるとともに、外部溶接用電源に接続される外部ケーブルを接続する接続端子と、前記集電ブラシおよび前記シャフトの前記外周面を液密状態に取り囲む防液カバーとを備え、該防液カバーが、前記モータの後端と同等の位置に配置される上部背板部と、該上部背板部の下部に前方に凹む凹部を形成する下部背板部とを備え、前記接続端子が、前記下部背板部を板厚方向に貫通して前記凹部に突出しているワーク支持装置である。

本開示の一実施形態に係るワーク支持装置を示す正面図である。図１のワーク支持装置の側面図である。図１のワーク支持装置の平面図である。図１のワーク支持装置を、回転中心軸を含む水平面で切断した縦断面図である。図１のワーク支持装置を、回転中心軸を含む鉛直面で切断した縦断面図である。図１のワーク支持装置を背面側から見た斜視図である。図１のワーク支持装置に外部ケーブルおよび外部モータケーブルを接続し右方向に配線した例を示す斜視図である。図１のワーク支持装置の凹部に配置された接続端子および外部ケーブルを示す側面図である。図７とは異なる左方向に外部ケーブルおよび外部モータケーブルを配線した例を示す斜視図である。図８とは異なる形状の防液カバーの変形例を示す側面図である。図１０の鉛直面に接続端子が配置されている場合の変形例を示す側面図である。

本開示の一実施形態に係るワーク支持装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るワーク支持装置１は、図１から図３に示されるように、床面等に設置されるベース２と、水平な回転中心軸Ａ回りにベース２に対して回転可能に支持された回転テーブル３と、回転テーブル３を回転駆動する駆動機構４とを備えている。回転テーブル３は、ワーク支持装置１の前面に配置されている。回転テーブル３には、回転中心軸Ａ回りに延びる円筒状のシャフト５が固定されている。

回転テーブル３およびシャフト５は導電性の材料により構成されている。
駆動機構４は、図４に示されるように、回転テーブル３の回転中心軸Ａに対して平行に、水平方向にオフセットして配置されたモータシャフト６を備えるモータ７と、モータ７の回転速度を減速して回転テーブル３に伝達する減速機構８とを備えている。

減速機構８は、中空の減速機９と、モータ７の回転速度を一段減速して減速機９に入力する一対の歯車１０ａ，１０ｂとを備えている。減速機９は、ベース２に固定された外部ケーシング１１と、外部ケーシング１１に対して回転中心軸Ａ回りに回転可能に支持された中空部９ａを有する出力軸１２と、歯車１０ａ，１０ｂにより減速されたモータ７の回転速度を入力する入力軸１３とを備えている。

シャフト５は、図４および図５に示されるように、減速機９の中空部９ａを貫通して、回転テーブル３とは反対側のワーク支持装置１の背面側に外周面５ａを露出させている。そして、露出した外周面５ａには、周方向の異なる位置に２つの集電ブラシ１４が径方向外方から押し付けられることにより、摺動可能に接触している。

図４および図５に示す例では、モータ７は回転中心軸Ａに対して真横に隣接して配置され、集電ブラシ１４はシャフト５の上下２箇所に配置されている。各集電ブラシ１４は、図示しないバネによってシャフト５の外周面５ａに押し付けられ、常時接触状態が維持されている。

ワーク支持装置１は、図４および図５に示されるように、背面側に露出するシャフト５の外周面５ａおよび集電ブラシ１４を液密状態に取り囲む防液カバー１５と、モータ７を液密状態に取り囲むモータカバー１６とを備えている。
防液カバー１５およびモータカバー１６は、ベース２の背面に、別個に着脱可能に取り付けられる板金により構成されている。

防液カバー１５は、図４および図５に示されるように、モータ７の後端と同等の後方位置に配置される上部背板部１７と、上部背板部１７の下方に上部背板部１７よりも前方に配置される下部背板部（凹部）１８とを備えている。下部背板部１８は、上部背板部１７から下方に向かって前方に傾斜する傾斜背板部（傾斜部）１９を備えている。

これにより、上部背板部１７の下方には、下部背板部１８によって上部背板部１７よりも前方に凹む凹部が設けられている。そして、本実施形態においては、傾斜背板部１９を構成する板金を板厚方向に貫通して、防液カバー１５の内外に延びる接続端子２０が設けられている。

接続端子２０は、防液カバー１５内部において、導電ケーブル（導電部材）２１によって集電ブラシ１４に接続されている。防液カバー１５の外方に露出する接続端子２０は、下部背板部１８によって形成されている凹部内に斜め下向きに突出している。

モータカバー１６は、図６に示されるように、モータ７に後端側から被せられる形状を有し、モータ７の後端を覆う位置に配置される背板カバー部２２と、背板カバー部２２よりも前方に凹む凹部を形成する凹部カバー部２３とを備えている。凹部カバー部２３には、図示しない中継ケーブルによってモータ７のコネクタに接続されたモータ用コネクタ２４が後ろ向きに固定されている。

これにより、モータ用コネクタ２４に背面方向から前方に向かって接続される外部モータケーブル２５のコネクタ２６は、図７に示されるように、凹部カバー部２３によって背板カバー部２２よりも前方に形成された凹部内に収容される。
図４および図５において、符号２７は、外部からの配管２８および信号ケーブル２９を回転テーブル３に接続するロータリジョイント、符号２８は配管、符号２９は配管接続用継手、符号３０は信号ケーブル、符号３１は信号ケーブル用コネクタである。

ロータリジョイント２７は、回転テーブル３側から締結されているボルト４０を取り外すことにより、ベース２の背面側に抜き出して、シャフト５内から取り外すことができる。
また、図５において、符号３２は、接続端子２０と外部ケーブル３３との接続部分を被覆する接続部カバーである。

このように構成された本実施形態に係るワーク支持装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係るワーク支持装置１によれば、防液カバー１５の背面の傾斜背板部１９に露出する接続端子２０に、図７および図８に示されるように、外部ケーブル３３を接続する。接続は、例えば、外部ケーブル３３に装着した圧着端子３４をボルト３５およびナットによって接続端子２０に締結することにより行われる。これにより、集電ブラシ１４が外部ケーブル３３を経由して図示しない外部溶接用電源の負極に接続される。

すなわち、回転テーブル３に固定したワークが、回転テーブル３、シャフト５、集電ブラシ１４、導電ケーブル２１、接続端子２０、圧着端子３４および外部ケーブル３３を経由して外部溶接用電源の負極に接続される。また、図示しない溶接ロボットの手首先端に固定された溶接トーチを外部溶接用電源の正極に接続する。

また、モータカバー１６に設けられたモータ用コネクタ２４に外部モータケーブル２５のコネクタ２６を接続する。
この状態で、モータ７の作動によって回転テーブル３を回転中心軸Ａ回りに回転させることにより、ワークの姿勢を変更しつつ、ワークと溶接トーチとの間でアークを発生させて溶接を行うことができる。

集電ブラシ１４は、シャフト５の外周面５ａに接触させられているので、回転テーブル３を１回転以上回転させても、回転テーブル３を外部溶接用電源の負極に接続した状態に維持することができる。
この場合において、特に、集電ブラシ１４としてカーボンブラシを用いる場合には、集電ブラシ１４とシャフト５の外周面５ａとの間への塵埃の侵入を防止する必要がある。本実施形態によれば、集電ブラシ１４およびシャフト５の外周面５ａが防液カバー１５によって液密状態に取り囲まれているので、外部からの摺動面への塵埃の侵入を防止して、導電性を良好に維持することができる。

また、本実施形態においては、集電ブラシ１４を導電ケーブル２１によって外部溶接用電源に接続するための接続端子２０を下部背板部１８の傾斜背板部１９において、上部背板部１７の下方に形成されている凹部内に斜め下向きに突出させている。これにより、図８に示されるように、接続端子２０および接続端子２０に接続される外部ケーブル３３を上部背板部１７の下方に形成された凹部内に収容し、モータ７の後端によって決定されるワーク支持装置１の後端位置よりも後方に突出することを防止することができる。

また、接続端子２０に接続した外部ケーブル３３を下方に延ばした後、必要に応じて、図７または図９に示されるように、ワーク支持装置１の右側あるいは左側に湾曲させることにより、外部ケーブル３３の配線方向を左右いずれにも選択することができる。この際に、ワーク支持装置１を分解する必要がないので、部品の変更および煩わしい分解、組立作業が不要である。また、ワーク支持装置１を設置した後に、配線方向を変更したい場合にも、外部ケーブル３３の湾曲方向を変更するだけで簡易に対応することができるという利点がある。

また、本実施形態によれば、接続端子２０が上部背板部１７の下方に形成されている凹部に収容されているので、接続端子２０への塵埃の堆積を防止することができる。さらに、接続端子２０が傾斜背板部１９に設けられているので、ワーク支持装置１の後方から、接続端子２０に外部ケーブル３３を接続する作業を、接続端子２０を視認しながら行うことができるという利点がある。

さらに、本実施形態によれば、上部背板部１７の下部から斜め前方に下降する傾斜背板部１９に接続端子２０を設けている。これにより、図５に示されるように、防液カバー１５内に、集電ブラシ１４と接続端子２０とを接続する比較的太くて剛性の高い導電ケーブル２１を取り回す空間を十分に確保することができる。その結果、配線後に導電ケーブル２１に無理な力が残留することを防止して、集電ブラシ１４とシャフト５の外周面５ａとをより確実に密着させた状態に維持することができる。

また、本実施形態によれば、モータカバー１６にモータ用コネクタ２４を設け、ワーク支持装置１の後方から外部モータケーブル２５のコネクタ２６を接続することにより、コネクタ２６が背板カバー部２２よりも前方に凹む凹部内に収容される。これにより、図７に示されるように、コネクタ２６をモータ７の後端から後方に突出しない位置に配置することができる。また、外部モータケーブル２５は、コネクタ２６からの引き出し位置近傍において、図７または図９に示されるように、右側または左側に湾曲させるだけで、モータ７の後端から突出させずに、配線方向を左右いずれにも選択することができる。

なお、本実施形態に係るワーク支持装置１においては、接続端子２０を傾斜背板部１９に配置したが、これに限定されるものではなく、接続端子２０は上部背板部１７の下方に形成される凹部内に露出していればよい。例えば、図１０に示されるように、傾斜背板部１９は、水平方向に延びていてもよい。また、接続端子２０は、図１１に示されるように、凹部の奥に設けられる鉛直方向に延びる部分に設けられていてもよい。

また、本実施形態においては、モータカバー１６を有することとしたが、モータカバー１６は必ずしも備えられていなくてもよい。
また、図７に示されるように、モータカバー１６にバッテリボックス３６が取り付けられていてもよい。

本実施形態においては、モータ７が回転テーブル３に固定されたシャフト５の真横に配置されている場合を例示した。これにより、ワーク支持装置１の全高を低く抑えることができる。これに代えて、モータ７をシャフト５の鉛直上方に配置してもよい。これにより、ワーク支持装置１の全幅を小さく抑えることができる。

集電ブラシ１４をシャフト５の上下に２箇所に配置することとしたが、これに代えて、他の任意の周方向位置に配置してもよい。また、集電ブラシ１４は１つでもよい。

１ワーク支持装置
２ベース
３回転テーブル
５シャフト
５ａ外周面
７モータ
１４集電ブラシ
１５防液カバー
１６モータカバー
１７上部背板部
１８下部背板部（凹部）
１９傾斜背板部（傾斜部）
２０接続端子
２１導電ケーブル（導電部材）
２２背板カバー部
２３凹部カバー部（凹部）
２４モータ用コネクタ
２５外部モータケーブル
３３外部ケーブル
Ａ回転中心軸

Claims

ベースと、
該ベースに、水平な回転中心軸回りに回転可能に支持され、ワークを支持する導電性の回転テーブルと、
前記回転中心軸に対して平行にオフセットして配置され前記回転テーブルを回転駆動するモータと、
前記ベースの背面側において、前記回転テーブルに固定され前記回転中心軸に沿って延びる導電性のシャフトの外周面に摺動可能に配置された集電ブラシと、
該集電ブラシに導電部材によって電気的に接続されるとともに、外部溶接用電源に接続される外部ケーブルを接続する接続端子と、
前記集電ブラシおよび前記シャフトの前記外周面を液密状態に取り囲む防液カバーとを備え、
該防液カバーが、前記モータの後端と同等の位置に配置される上部背板部と、該上部背板部の下部に前方に凹む凹部を形成する下部背板部とを備え、
前記接続端子が、前記下部背板部を板厚方向に貫通して前記凹部に突出しているワーク支持装置。
前記下部背板部が、前記上部背板部から下方に向かって前方に傾斜する傾斜部を備え、
前記接続端子が、前記傾斜部に配置されている請求項１に記載のワーク支持装置。
前記モータを液密状態に取り囲むモータカバーと、
該モータカバーを貫通して配置され外部モータケーブルを接続するモータ用コネクタと、
該モータ用コネクタと前記モータとを接続する中継ケーブルとを備え、
前記モータカバーが、前記モータの後端を覆う背板カバー部と、該背板カバー部よりも前方に凹む凹部を形成する凹部カバー部とを備え、
前記モータ用コネクタが、前記凹部カバー部に配置されている請求項１または請求項２に記載のワーク支持装置。