JP2023086320A - 保持機構、ロボット装置、ロボット装置の制御方法、物品の製造方法、プログラム、記録媒体 - Google Patents

保持機構、ロボット装置、ロボット装置の制御方法、物品の製造方法、プログラム、記録媒体 Download PDF

Info

Publication number
JP2023086320A
JP2023086320A JP2021200748A JP2021200748A JP2023086320A JP 2023086320 A JP2023086320 A JP 2023086320A JP 2021200748 A JP2021200748 A JP 2021200748A JP 2021200748 A JP2021200748 A JP 2021200748A JP 2023086320 A JP2023086320 A JP 2023086320A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wire
holding member
cable
robot
band
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.)
Pending
Application number
JP2021200748A
Other languages
English (en)
Inventor
祥生 諏訪
Yoshiki Suwa
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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 Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2021200748A priority Critical patent/JP2023086320A/ja
Priority to US18/059,543 priority patent/US20230182327A1/en
Publication of JP2023086320A publication Critical patent/JP2023086320A/ja
Pending legal-status Critical Current

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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00Controls for manipulators
    • B25J13/08Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/085Force or torque sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L3/00Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets
    • F16L3/08Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing
    • F16L3/12Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing comprising a member substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing
    • F16L3/123Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing comprising a member substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing and extending along the attachment surface
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L3/00Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets
    • F16L3/08Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing
    • F16L3/12Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing comprising a member substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing
    • F16L3/137Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing comprising a member substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing and consisting of a flexible band
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L3/00Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets
    • F16L3/08Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing
    • F16L3/10Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing divided, i.e. with two or more members engaging the pipe, cable or protective tubing
    • F16L3/1058Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing divided, i.e. with two or more members engaging the pipe, cable or protective tubing one member being flexible or elastic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L3/00Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets
    • F16L3/08Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing
    • F16L3/12Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing comprising a member substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing
    • F16L3/127Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing comprising a member substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing and extending away from the attachment surface

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Supports For Pipes And Cables (AREA)
  • Insertion, Bundling And Securing Of Wires For Electric Apparatuses (AREA)

Abstract

【課題】ロボット装置に線材あるいは線材束を装着した際に、ロボット装置を動作させた時に発生する反力が、線材あるいは線材束の径によらず抑制され、線材の寿命を長くすることが可能な技術が求められていた。【解決手段】線材を保持する保持機構において、前記線材を締結するバンドと、前記線材と当接する当接部と、前記バンドの第1部分の位置を規制する第1規制部と、前記バンドの第2部分の位置を規制する第2規制部と、を備えた保持部材と、を備え、前記第1規制部と前記第2規制部の距離は、前記線材の径よりも小さい、ことを特徴とする保持機構である。【選択図】図3

Description

本発明は、線材を保持する技術に関する。
近年、ロボット装置、例えば関節が回転可能な多軸多関節ロボットにおいて、駆動源がリンクに与えているトルクを計測するためのトルクセンサを関節に配置し、関節に生じるトルクを計測して駆動源を制御する装置が知られている。関節にトルクセンサを配置することにより、関節に生じる力の制御や、ロボットアームの先端に配置されたエンドエフェクタが作業対象物に与える荷重や力の制御が容易になる。
こうしたロボット装置では、例えば各関節のアクチュエータを駆動・制御するために、制御信号や駆動エネルギーを伝達するための伝達部材を必要とする。例えば、制御信号として電気信号や光信号を伝達する線路や、電力、油圧、空気圧などの駆動エネルギーを供給する線路や管路が設けられる。具体的には、関節やエンドエフェクタを駆動する駆動源(アクチュエータ)としてモータのような回転駆動源を用いるロボットでは、このモータやその駆動回路に制御信号や駆動電力を伝達する伝達部材として電線(ケーブル)のような線材を用いる。関節やエンドエフェクタを駆動するために油圧、空気圧などを利用したアクチュエータを用いる場合は、駆動信号(エネルギー)を伝達するために、ラバーなどフレキシブルな材料からなる圧力管のような線材が伝達部材として用いられる。
これらの線材は、多軸多関節ロボットの軸間を跨ぐことになるため、関節部の摩擦トルクの発生源となり得る。具体的には線材の振動による反力、姿勢により変わる線材自重のモーメントや張力を発生させる。これらは、関節に設けられたトルクセンサで検出されてしまう内力の支配的な発生要因となる。
本来、駆動制御のためにトルクセンサで検出したいのは、エンドエフェクタあるいは各関節に外から加わるトルク、すなわち外力である。しかしながら、トルクセンサで検出されるのは、外力と内力を合わせた値、すなわち、関節部の摩擦トルク等の内力を含んだ検出値となってしまう。
駆動制御の精度を向上するためには、外力の測定精度を向上させる必要があるが、外力と内力を合わせた値が検出されてしまうため、トルクセンサ単体の分解能を上げるだけでは解決されない。例えば、荷重が数グラム程度の微小荷重の組み立て作業をロボット装置に行わせようとする場合に、検出されたトルクのうち外力に対する内力の割合が大きくなるので、高精度な駆動制御が困難となり、精密な作業を実施させることができない。
このため、ロボット装置を駆動させても、設置された線材に起因する内力の発生をできるだけ低減することや、姿勢(関節回転量)を変化させても内力の変動が小さいことが望まれている。
特許文献1には、線材の動きを規制して、線材反力(屈曲力)を小さくする配線ガイド方式が提案されている。
特開2014-111294号公報
特許文献1に記載された技術は、ある程度の効果はあるものの、ロボット装置の動作状態によっては、線材束が動いてしまうという問題があった。このため、線材束で生じる反力の絶対値を小さくすることや、反力を一定に保つ効果が十分ではなく、例えば微少荷重の組立作業に従事させるロボットでは、十分な制御精度が達成できない場合があった。
その要因を具体的に検討すると、多軸多関節ロボットで用いられる線材は、エンドエフェクタの仕様により、線径が変わることがある。また、電気ノイズの対策として撚り線を使用することがあるが、撚り線は場所によって線径が異なる。さらに、線材径の部品ばらつきも必ず存在する。そのため、線径は一意的に決まらない。
線材径にばらつきが存在すると、弱く拘束される線材束と強く拘束される線材束が存在する。弱く拘束される束は、動作時に動き易いため、ロボット装置を動作させた時に、線材反力が大きくばらつくことになる。また、拘束力の違う束が存在するため、ロボット装置の姿勢を変化させた時に、線材反力のバランス変動が生じ易い。その為、発生する内力が場所や時間によりばらつき、結果としてトルクセンサの検出精度が落ちることになる。さらには、強く拘束される束は、動作中に拘束点近傍の応力が過度に上がるため、線材の短命化の問題も発生する。
そこで、線材の径によらず、装置を動作させた場合に発生する反力を抑制し、線材の寿命を長くできる技術が求められていた。
本発明の第1の態様は、線材を保持する保持機構において、前記線材を締結するバンドと、前記線材と当接する当接部と、前記バンドの第1部分の位置を規制する第1規制部と、前記バンドの第2部分の位置を規制する第2規制部と、を備えた保持部材と、を備え、前記第1規制部と前記第2規制部の距離は、前記線材の径よりも小さい、ことを特徴とする保持機構である。
本発明によれば、線材の径によらず、装置を動作させた場合に発生する反力を抑制し、線材の寿命を長くすることができる。
(a)実施形態である多関節ロボット装置の全体構成を示す模式的な側面図。(b)ロボットアーム1を図1(a)の右方からX方向に沿って見た模式図。 実施形態である多関節ロボット装置の制御系を説明するための模式的なブロック図。 (a)実施形態1に係る線材保持部材700の外観を示す図。(b)実施形態1に係る線材保持部材700に、ケーブル80がバンド800により固定されている状態を示す斜視図。(c)実施形態1に係る線材保持部材700に、ケーブル80がバンド800により固定されている状態を示す側面図。 (a)実施形態2に係る線材保持部材701の外観を示す図。(b)実施形態2に係る線材保持部材701に、ケーブル80がバンド800により固定されている状態を示す斜視図。(c)実施形態2に係る線材保持部材701に、ケーブル80がバンド800により固定されている状態を示す上面図。 (a)実施形態3に係る線材保持部材702の外観を示す図。(b)実施形態3に係る線材保持部材702に、ケーブル80がバンド800により固定されている状態を示す斜視図。(c)実施形態3に係る線材保持部材702に、ケーブル80がバンド800により固定されている状態を示す上面図。 (a)実施形態4に係る線材保持部材703の外観を示す図。(b)実施形態4に係る線材保持部材703に、直径がD1の太いケーブル80がバンド800により固定されている状態を示す斜視図。(c)実施形態4に係る線材保持部材703に、直径がD2の細いケーブル80がバンド800により固定されている状態を示す斜視図。 (a)実施形態5に係る線材保持部材900に、ケーブル80がバンド800により固定されている状態を見た斜視図。(b)実施形態5に係る線材保持部材900に、ケーブル80がバンド800により固定されている状態を、(a)とは異なる方向から見た斜視図。 実施形態6に係る線材保持部材905に、ケーブル80がバンド800により固定されている状態を見た斜視図。 (a)実施形態7に係る線材保持部材901の外観を示す図。(b)実施形態7に係る線材保持部材902の外観を示す図。(c)実施形態7に係る線材保持部材903の外観を示す図。(d)実施形態7に係る線材保持部材904の外観を示す図。 実施形態8に係る線材保持方法において、ケーブルの太さが異なる状況を具体的に説明するための図。
図面を参照して、本発明の実施形態であるについて説明する。以下に示す実施形態は例示であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更して実施をすることができる。
尚、以下の実施形態及び実施例の説明において参照する図面では、特に但し書きがない限り、同一の参照番号を付して示す要素は、同様の機能を有するものとする。
以下の説明で、線材あるいはケーブルとは、例えば各関節のアクチュエータやエンドエフェクタを駆動・制御するために、制御信号や駆動エネルギーを伝達するためのフレキシブルな伝達部材(配線)をいう。フレキシブルな伝達部材(配線)には、例えば、制御信号として電気信号や光信号を伝達する線路や、電力、油圧、空気圧などの駆動エネルギーを供給する線路や管路が含まれる。具体的には、関節やエンドエフェクタを駆動する駆動部(アクチュエータ)にモータのような回転駆動源を用いるロボットでは、モータやその駆動回路に制御信号や駆動電力を伝達する伝達部材として、電線のような線材を用いる。また、トルクセンサや画像センサをはじめとし、アームや関節の近傍に各種のセンサを備えたロボット装置では、センサと制御部が交信するための伝達部材として、信号線(電線や光ファイバー)を用いる。また、関節やエンドエフェクタを駆動するために油圧、空気圧などを利用するアクチュエータを用いるロボット装置では、駆動信号(エネルギー)を伝達するために、例えばラバーなどフレキシブルな材料からなる圧力管が伝達部材として用いられる。このように、線材とは、典型的には電線、光ファイバー、圧力管であるが、特に種類や太さは限定されない。また、複数の線材を束ねて取り扱う場合には、束線あるいはワイヤハーネスと呼ぶ場合があるが、束ねる線材の数や種類に特に制限はない。
[実施形態1]
(ロボット装置の基本構成)
図1(a)は、実施形態である多関節ロボット装置の全体構成を示す模式的な側面図であり、図1(b)は、同ロボット装置のロボットアーム1を図1(a)の右方からX方向に沿って見た模式図である。図1(a)の左下部および図1(b)の右下部には、このロボット装置の制御に用いられる3次元(XYZ)座標系の座標軸を示してある。例えば、図1(a)に示す姿勢をロボットアーム1の初期姿勢とすることができる。
図1(a)に示すように、ロボット装置は、ロボットアーム1(ロボット本体)と、ロボットアーム1を制御する制御装置91を含む。
図2に、実施形態である多関節ロボット装置の制御系を説明するための模式的なブロック図を示す。図2に示すように、制御装置91には指令装置94が接続され、これら制御装置91および指令装置94によってロボットアーム1(ロボット本体)の制御システム97が構成される。指令装置94は、例えばティーチングペンダントのような教示装置である。
指令装置94には、例えば、ロボットアーム1の関節の姿勢(位置や角度)、あるいはロボットアーム1先端などに配置された基準部の位置などを変更させるための操作部が配置される。指令装置94の操作部で何らかのロボット操作が行われると、指令装置94の操作に応じて、制御装置91はケーブル80(線材)を介してロボットアーム1の動作を制御する。その際には、制御装置91が制御プログラムを含むロボット制御プログラムを実行することにより、ロボットアーム1の各部が制御される。
尚、ロボット制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であれば、いかなる記録媒体に記録されていてもよい。例えば、プログラムを供給するための記録媒体としては、ROMや、ディスク、外部記憶装置等を用いてもよい。具体例を挙げて説明すると、記録媒体として、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、USBメモリ等の不揮発性メモリ、SSD等を用いることができる。
指令装置94には、例えば、ロボットアーム1の関節の姿勢(位置や角度)、あるいはロボットアーム1先端などに配置された基準位置の位置などを移動させるための操作キーを含む操作部が配置される。指令装置94の操作部で何らかのロボット操作が行われると、指令装置94の操作に応じて、制御装置91はケーブル80(線材)を介して操作を介してロボットアーム1の動作を制御する。その際、制御装置91が制御プログラムを含むロボット制御プログラムを実行することにより、ロボットアーム1の各部が制御される。
図1(a)、図1(b)に示したロボットアーム1は、複数のリンクを例えばシリアルリンク形式で複数の関節(6軸)を介して相互に接続した構成を有するロボットアームである。ロボットアーム1の先端のリンク60には、エンドエフェクタ70が接続されている。ロボットアーム1のリンク10、20、30、40、50、および60は、例えば回転関節11、21、31、41、51、および61を介して、次のように接続されている。
ロボットアーム1のベース100(基台部)とリンク10はZ軸方向の回転軸の周りで回転する回転関節11で接続されている。回転関節11は、例えば初期姿勢から約±180度の可動範囲を有するものとする。ロボットアーム1のリンク10とリンク20は回転関節21で接続されている。回転関節21の回転軸は、図示の状態ではY軸方向に一致している。この回転関節21は、例えば初期姿勢から約±80度の可動範囲を有するものとする。
ロボットアーム1のリンク20とリンク30は、回転関節31で接続されている。この回転関節31の回転軸は、図示の状態ではY軸方向に一致している。回転関節31は、例えば初期姿勢から約±70度の可動範囲を有するものとする。ロボットアーム1のリンク30とリンク40とは、回転関節41で接続されている。この回転関節41の回転軸は、図示の状態ではX軸方向に一致している。回転関節41は、例えば初期姿勢から約±180度の可動範囲を有するものとする。
ロボットアーム1のリンク40とリンク50は、回転関節51で接続されている。回転関節51の回転軸は、図示の状態ではY軸方向に一致している。この回転関節51は、例えば初期姿勢から約±120度の可動範囲を有するものとする。ロボットアーム1のリンク50とリンク60は回転関節61で接続されている。回転関節61の回転軸は、図示の状態ではX軸方向に一致している。この回転関節61は、例えば初期姿勢から約±240度の可動範囲を有するものとする。
以上のように、本実施形態では、回転関節11、41、61の回転軸は、各々が結合する2つのリンクの中心軸(1点鎖線)と平行(乃至は同軸)に配置されて、この2つのリンクの回転軸廻りの(相対)角度を変化させることができるよう配置されている。一方、回転関節21、31、および51の回転軸は、これら各々が結合する2つのリンクの中心軸(同)の交差する(相対)角度を変化させることができるよう配置されている。
また、ロボットアーム1のリンク60の先端には、例えば、生産ラインにおいて組み立て作業や移動作業を行うための(電動)ハンドや(空気圧駆動の)エアハンドなどのエンドエフェクタ70が接続される。このエンドエフェクタ70は、リンク60に対してビス止めなどの(半)固定的な手段(不図示)によって装着されるか、あるいは、ラッチ(ラチェット)止めなどの着脱手段(不図示)によって装着可能であるものとする。特に、エンドエフェクタ70が着脱可能である場合は、ロボットアーム1を制御して、ロボット自身の動作によって供給位置(不図示)に配置されたエンドエフェクタを着脱あるいは交換する方式も考えられる。
(トルクセンサの位置)
例えば、ロボットアーム1の回転関節21の場合、図1(b)に示すように、回転関節21を駆動するモータ(不図示)の駆動トルク、即ち、このモータからリンク20に印加される回転駆動力を測定するトルクセンサ22が設けられている。このトルクセンサ22は、例えば回転関節21の内部に配置されたモータあるいはさらに減速機から成る駆動系の駆動軸上の所定位置に配置される。回転関節の回転駆動力を測定するために本実施形態で用いるトルクセンサ22に関しては、公式や構造に特に限定はない。また、他の回転関節11、31、41、51、61の各々に関しても、トルクセンサ22と同様に、トルクセンサ12、32、42、52、62が配置されるものとする。
(線材の経路)
図1(a)、図1(b)に例示されたロボットアーム1の回転関節11~回転関節61およびエンドエフェクタ70は、例えば電気的な回転駆動源、例えばモータにより駆動される。その場合、回転関節では、モータの他に波動歯車機構などを利用した減速機が用いられることがある。また、ハンドやグリッパのようなエンドエフェクタでは、ラック&ピニオンのような減速乃至は駆動方向の変換機構が用いられることがある。回転関節11~回転関節61、エンドエフェクタ70の各々を駆動するモータは、各回転関節、エンドエフェクタ70の内部の所定位置にそれぞれ配置される。なお、本実施形態では、これらのモータは関節内部に配置されるものとするが、モータ及び/又は減速機は関節外部に配置されていてもよい。
回転関節11~回転関節61の駆動手段がモータである場合には、各モータを駆動するためのエネルギー(駆動電力)乃至は制御信号、即ち駆動信号を伝達するための伝達手段として、ケーブルやワイヤのような線材が必要である。このような線材には、複数の線材を結束してワイヤハーネスの形態、あるいは1包みの被覆内に複数の線材を収容してマルチケーブル化した形態も有り得る。
また、回転関節11~回転関節61や、エンドエフェクタ70の駆動手段が、油圧(液圧)や空気圧を利用した圧力機構により構成される場合も考えられる。その場合は、これらロボットアーム1の各部、即ち回転関節11~回転関節61や、エンドエフェクタ70に駆動エネルギー乃至は制御信号(駆動信号)を圧力の形で伝達する必要がある。この場合は、駆動エネルギー乃至は制御信号の伝達のための伝達手段としては、好ましくはフレキシブルな圧力チューブのような線材が用いられる。
ここで例示する実施形態においては、回転関節11~回転関節61やエンドエフェクタ70の駆動手段はモータであり、従ってこれら各部に駆動エネルギー乃至は制御信号を伝達する伝達手段としての線材は、(電気)ケーブル80である。また、ケーブル80は、例えば制御装置91から各回転関節(あるいはエンドエフェクタ70)の間を連絡する複数の線材を含み、例えばワイヤハーネス(束線)構成であるものとする。また、ケーブル80は、トルクセンサ12~62と制御装置91が通信するための信号線を含んでいる。ただし、本発明の実施形態は、この例に限るものではない。
ケーブル80の取り回し経路(設置位置)は、図1(a)、図1(b)では概略的に破線によって示してある。ケーブル80は、ロボットアーム1の動作を妨げたり、周辺の装置に干渉したりしないよう、ベース100、リンク10~リンク60の内側または外側に配設され、線材保持部材を介してアームに保持されている。線材保持部材は、各関節の可動側と固定側に設けられており、図中ではその設置位置が、J1配線固定部(固定側)~J5配線固定部(固定側)、J1配線固定部(可動側)~J5配線固定部(可動側)のように示されている。
(線材保持部材の形状)
図3(a)に、実施形態1に係る線材保持部材700の外観を示す。線材保持部材700には、線材を保持する際にバンド(束線バンド)を通すための開口710と、線材保持部材700をロボット装置に固定する際にビスを通すための2個のビス穴711が設けられている。また、線材保持部材700は、ケーブル80(線材)を保持する際にケーブル80と当接する当接部750を備えている。2個の開口710により対が構成されおり、図3(a)の例では、開口710の対が2対設けられている。穴の対は、バンドを用いて線材を線材保持部材700に強い拘束力で保持する際に、線材の長手方向と交差する方向に配置された2つの開口710の組である。対を構成する開口の各々を、バンドの第1部分の位置を規制する第1規制部と、バンドの第2部分の位置を規制する第2規制部と呼んでもよい。尚、開口710の対の個数や位置は、図示の例に限られるわけではない。線材保持部材700は、例えば金属の板材を板金加工して作成することができる。
図3(b)は、実施形態1に係る線材保持部材700に、ケーブル80がバンド800により固定されている状態を示す斜視図である。図3(c)は、実施形態1に係る線材保持部材700に、ケーブル80がバンド800により固定されている状態を示す側面図である。尚、図3(b)および図3(c)では、図示の便宜のため、線材保持部材700がロボット装置に固定されている態様は示されていないが、ビス穴711を貫通して装着されたビスを介して線材保持部材700はロボット装置に固定されている。尚、本実施形態では、線材保持部材700をロボット装置に対して着脱可能にするため、ビスを用いて線材保持部材700をロボット装置に固定しているが、固定方法はこの例に限られるわけではない。
ケーブル80の側面に巻き付けられたバンド800は、1対の開口710を介して線材保持部材700に対してケーブル80の反対側に通され、締結部800Aで締結されて環状体を構成している。ケーブル80を十分な固定強度で線材保持部材700に拘束できるようにするため、例えばラチェット式の締結部800Aを備えるバンド800を好適に用いることができる。尚、本実施形態では、2本のバンド800を用いてケーブル80を固定しているが、バンド800の本数はこの例に限られるわけではない。
本実施形態では、環状のバンド800を2箇所で通すために線材保持部材700に形成されている一対の開口710の間隔(距離)をL1、ケーブル80の直径をD1とした時、必ずL1がD1よりも小さい(L1<D1)ように構成されている。係る構成を採用することにより、ケーブル80の周囲の少なくとも半周以上にバンド800を当接させてケーブル80を拘束することができる。このため、十分な固定強度が確保され、ロボット装置が動作した時に、ケーブル80の動き(遊び)が抑制され、ケーブル80を安定的に保持することができる。
本実施形態によれば、ロボット装置の姿勢を変化させても、ケーブル80の動き(遊び)が抑制されているため、線材反力のバランス変動が生じにくい。その為、発生する内力が場所や時間によりばらつくことが抑制され、結果としてトルクセンサの検出精度が安定したものとなる。したがって、本実施形態のロボット装置を、例えば微少荷重の組立作業に従事させれば、十分な制御精度を達成することができる。
また、本実施形態によれば、ケーブルを複数の箇所で保持する際に、どの固定箇所においても遊びが抑制された安定した固定状態を達成することができる。このため、従来の遊びが生じやすい固定方法に比べて、ロボット装置の姿勢が変化した時のケーブルのずれ(暴れ)が低減され、ケーブルの特定の箇所への応力集中を抑制することができる。このため、線材の使用可能期間(寿命)を長くすることができる。
[実施形態2]
実施形態1の線材保持部材700とは異なる形態の線材保持部材を採用した実施形態2について説明する。説明の便宜のため、実施形態1と共通する事項(ロボット装置の構成など)については、記載を簡略化または省略する。
図4(a)に、実施形態2に係る線材保持部材701の外観を示す。線材保持部材701には、線材を保持する際にバンド(束線バンド)を通すためのスリット720と、線材保持部材701をロボット装置に固定する際にビスを通すための2個のビス穴711が設けられている。また、線材保持部材701は、ケーブル80(線材)を保持する際にケーブル80と当接する当接部750を備えている。2個のスリット720によりスリット対が構成されおり、図4(a)の例では、スリット対が2個設けられている。スリット対は、線材を線材保持部材701に保持する際に、線材の長手方向と直交する方向において互いに対向するように配置された2つのスリットの組である。対を構成するスリットの各々を、バンドの第1部分の位置を規制する第1規制部と、バンドの第2部分の位置を規制する第2規制部と呼んでもよい。尚、スリット対の個数や位置は、図示の例に限られるわけではない。線材保持部材701を平面視した時、スリット720は、保持する線材の径方向に沿って設けられている。線材保持部材701は、例えば金属の板材を板金加工して作成することができる。
図4(b)は、実施形態2に係る線材保持部材701に、ケーブル80がバンド800により固定されている状態を示す斜視図である。図4(c)は、実施形態2に係る線材保持部材701に、ケーブル80がバンド800により固定されている状態を示す上面図である。尚、図4(b)および図4(c)では、図示の便宜のため、線材保持部材701がロボット装置に固定されている態様は示されていないが、ビス穴711を貫通して装着されたビスを介して線材保持部材701はロボット装置に固定されている。尚、本実施形態では、線材保持部材701をロボット装置に対して着脱可能にするため、ビスを用いて線材保持部材701をロボット装置に固定しているが、固定方法はこの例に限られるわけではない。
ケーブル80の側面に巻き付けられたバンド800は、対向する1対のスリット720を介して線材保持部材701に対してケーブル80の反対側に通され、ケーブル80の反対側で締結されて環状体を構成している。ケーブル80を十分な固定強度で線材保持部材701に拘束できるようにするため、例えばラチェット式の締結部を備えるバンド800を好適に用いることができる。尚、本実施形態では、2本のバンド800を用いてケーブル80を固定しているが、バンド800の本数はこの例に限られるわけではない。
本実施形態において、環状のバンド800を2箇所で通すために互いに対向するように線材保持部材700に形成されている一対のスリット720の間隔(距離)をL2、ケーブル80の直径をD1とする。本実施形態は、必ずL2がD1よりも小さい(L2<D1)ように構成されているという特徴を有する。係る構成を採用することにより、ケーブル80の周囲の少なくとも半周以上にバンド800を当接させてケーブル80を拘束することができる。このため、十分な固定強度が確保され、ロボット装置が動作した時に、ケーブル80の動き(遊び)が抑制され、ケーブル80を安定的に保持することができる。
また、実施形態1では、ケーブルを保持する際にバンド800をケーブル80に巻き付けつつ、バンド800の端を線材保持部材700の開口710に通す必要があり、作業が必ずしも簡単ではなかった。
これに対して、本実施形態では、図4(c)から理解できるように、ケーブル80を線材保持部材701の上に載置し、バンド800をスリット720に位置合わせして線材保持部材701の裏側で締結して環状体を構成すればよい。このため、固定作業を簡単に行うことが可能で、ロボット装置の製造コストを低減することが可能になる。
本実施形態によれば、ロボット装置の姿勢を変化させても、ケーブル80の動き(遊び)が抑制されているため、線材反力のバランス変動が生じにくい。その為、発生する内力が場所や時間によりばらつくことが抑制され、結果としてトルクセンサの検出精度が安定したものとなる。したがって、本実施形態のロボット装置を、例えば微少荷重の組立作業に従事させれば、十分な制御精度を達成することができる。
また、本実施形態によれば、ケーブルを複数の箇所で保持する際に、どの固定箇所においても遊びが抑制された安定した固定状態を達成することができる。このため、従来の遊びが生じやすい固定方法に比べて、ロボット装置の姿勢が変化した時のケーブルのずれ(暴れ)が低減され、ケーブルの特定の箇所への応力集中を抑制することができる。このため、線材の使用可能期間(寿命)を長くすることができる。なお、本実施形態および変形例と上述の第1実施形態および変形例とを組み合わせて実施しても構わない。
[実施形態3]
実施形態2の線材保持部材701とは異なる形態の線材保持部材を採用した実施形態3について説明する。説明の便宜のため、実施形態1あるいは実施形態2と共通する事項(ロボット装置の構成など)については、記載を簡略化または省略する。
図5(a)に、実施形態3に係る線材保持部材702の外観を示す。線材保持部材702には、線材を保持する際にバンド(束線バンド)を通すためのスリット730と、線材保持部材702をロボット装置に固定する際にビスを通すための2個のビス穴711が設けられている。また、線材保持部材702は、ケーブル80(線材)を保持する際にケーブル80と当接する当接部750を備えている。2個のスリット730によりスリット対が構成されおり、図5(a)の例では、スリット対が2個設けられている。スリット対は、線材を線材保持部材702に保持する際に、線材の長手方向と交差する方向において互いに対向するように配置された2つのスリットの組である。言い換えれば、線材保持部材702を平面視した時、スリットは、保持する線材の径方向に対して傾斜した方向に沿って設けられている。対を構成するスリットの各々を、バンドの第1部分の位置を規制する第1規制部と、バンドの第2部分の位置を規制する第2規制部と呼んでもよい。尚、スリット対の個数や位置は、図示の例に限られるわけではない。線材保持部材702は、例えば金属の板材を板金加工して作成することができる。
図5(b)は、実施形態3に係る線材保持部材702に、ケーブル80がバンド800により固定されている状態を示す斜視図である。図5(c)は、実施形態3に係る線材保持部材702に、ケーブル80がバンド800により固定されている状態を示す上面図である。尚、図5(b)および図5(c)では、図示の便宜のため、線材保持部材702がロボット装置に固定されている態様は示されていないが、ビス穴711を貫通して装着されたビスを介して線材保持部材702はロボット装置に固定されている。尚、本実施形態では、線材保持部材702をロボット装置に対して着脱可能にするため、ビスを用いて線材保持部材702をロボット装置に固定しているが、固定方法はこの例に限られるわけではない。
ケーブル80の側面に巻き付けられたバンド800は、対向する1対のスリット730を介して線材保持部材702に対してケーブル80の反対側に通され、ケーブル80の反対側で締結されて環状体を構成している。ケーブル80を十分な固定強度で線材保持部材702に拘束できるようにするため、例えばラチェット式の締結部を備えるバンド800を好適に用いることができる。尚、本実施形態では、2本のバンド800を用いてケーブル80を固定しているが、バンド800の本数はこの例に限られるわけではない。
本実施形態において、環状のバンド800を2箇所で通すために互いに対向するように線材保持部材700に形成されている一対のスリット720は、線材保持部材702の縁部ではスリット同士はL4の間隔(距離)を隔てて離間している。しかし、縁部から離れるにつれてスリット同士の間隔(距離)は狭まっており、スリットの先端部同士はL3の間隔(距離)を隔てて離間している。すなわち、対を構成する2つのスリットの最大間隔(最大距離)はL4、最小間隔(最小距離)はL3である(L3<D4)。ここで、ケーブル80の直径をD1とする。本実施形態は、必ずL3がD1よりも小さい(L3<D1)ように構成されているという特徴を有する。係る構成を採用することにより、ケーブル80の周囲の少なくとも半周以上にバンド800を当接させてケーブル80を拘束することができる。このため、十分な固定強度が確保され、ロボット装置が動作した時に、ケーブル80の動き(遊び)が抑制され、ケーブル80を安定的に保持することができる。
また、実施形態1では、ケーブルを保持する際にバンド800をケーブル80に巻き付けつつ、バンド800の端を線材保持部材700の開口710に通す必要があり、作業が必ずしも簡単ではなかった。
これに対して、本実施形態では、図5(c)から理解できるように、ケーブル80を線材保持部材702の上に載置し、バンド800をスリット720に位置合わせして線材保持部材702の裏側で締結して環状体を構成すればよい。しかも、本実施形態では、バンド800を牽引するにしたがって、バンド800はスリット間隔が狭くなっている方向に向かって自然にスライドしてゆく。このため、固定作業を簡単に行うことが可能で、ロボット装置の製造コストを低減することが可能になる。また、バンド800を牽引する際の力を制御することで、最小間隔(最小距離)であるL3の位置までバンド800をスライドさせないで、バンド800を環状に締結することもできる。すなわち、ケーブル80の固定強度を制御することができる。
本実施形態によれば、ロボット装置の姿勢を変化させても、ケーブル80の動き(遊び)が抑制されているため、線材反力のバランス変動が生じにくい。その為、発生する内力が場所や時間によりばらつくことが抑制され、結果としてトルクセンサの検出精度が安定したものとなる。したがって、本実施形態のロボット装置を、例えば微少荷重の組立作業に従事させれば、十分な制御精度を達成することができる。
また、本実施形態によれば、ケーブルを複数の箇所で保持する際に、どの固定箇所においても遊びが抑制された安定した固定状態を達成することができる。このため、従来の遊びが生じやすい固定方法に比べて、ロボット装置の姿勢が変化した時のケーブルのずれ(暴れ)が低減され、ケーブルの特定の箇所への応力集中を抑制することができる。このため、線材の使用可能期間(寿命)を長くすることができる。なお、本実施形態および変形例と上述の種々の実施形態および変形例とを組み合わせて実施しても構わない。
[実施形態4]
実施形態1の線材保持部材700とは異なる形態の線材保持部材を採用した実施形態4について説明する。説明の便宜のため、実施形態1と共通する事項(ロボット装置の構成など)については、記載を簡略化または省略する。
図6(a)に、実施形態4に係る線材保持部材703の外観を示す。線材保持部材703には、線材を保持する際にバンド(束線バンド)を通すための開口710と、線材保持部材700をロボット装置に固定する際にビスを通すための2個のビス穴711が設けられている。また、線材保持部材703は、ケーブル80(線材)を保持する際にケーブル80と当接する当接部750を備えている。複数の開口710の中から、保持する線材の太さに応じて2個の開口が対として選択される。開口の対は、線材を線材保持部材703に保持する際に、線材の長手方向と交差する方向に配置された2つの開口710の組である。この例では、線材の太さに応じて、L5の間隔(距離)を隔てて配置された開口710の組、L6の間隔(距離)を隔てて配置された開口710の組、L6-L5の間隔(距離)を隔てて配置された開口710の組、の3つの対のいずれかが選択可能である。対を構成する開口の各々を、バンドの第1部分の位置を規制する第1規制部と、バンドの第2部分の位置を規制する第2規制部と呼んでもよい。尚、開口710は少なくとも3個設けるが、の個数や位置は、図示の例に限られるわけではない。線材保持部材703は、例えば金属の板材を板金加工して作成することができる。
図6(b)は、実施形態4に係る線材保持部材703に、直径がD1の太いケーブル80がバンド800により固定されている状態を示す斜視図である。図6(c)は、実施形態4に係る線材保持部材703に、直径がD2の細いケーブル80がバンド800により固定されている状態を示す斜視図である。尚、図6(b)および図6(c)では、図示の便宜のため、線材保持部材703がロボット装置に固定されている態様は示されていないが、ビス穴711を貫通して装着されたビスを介して線材保持部材701はロボット装置に固定されている。尚、本実施形態では、線材保持部材701をロボット装置に対して着脱可能にするため、ビスを用いて線材保持部材701をロボット装置に固定しているが、固定方法はこの例に限られるわけではない。
ケーブル80の側面に巻き付けられたバンド800は、ケーブル80の太さに応じて選択された1対の開口710を介して線材保持部材701に対してケーブル80の反対側に通され、ケーブル80の反対側で締結されて環状体を構成している。ケーブル80を十分な固定強度で線材保持部材703に拘束できるようにするため、例えばラチェット式の締結部を備えるバンド800を好適に用いることができる。尚、本実施形態では、2本のバンド800を用いてケーブル80を固定しているが、バンド800の本数はこの例に限られるわけではない。
本実施形態においては、図6(b)と図6(c)から理解できるように、ケーブルの太さに応じて適宜の間隔(距離)を隔てた開口の対を選択するとができ、同一の線材保持部材701を用いて、種々の太さのケーブルを安定的に保持することができる。その際、ケーブルの太さよりも開口の間隔(距離)が小さくなるように開口の対が選択されるのは言うまでもない。
本実施形態によれば、ロボット装置の姿勢を変化させても、ケーブル80の動き(遊び)が抑制されているため、線材反力のバランス変動が生じにくい。その為、発生する内力が場所や時間によりばらつくことが抑制され、結果としてトルクセンサの検出精度が安定したものとなる。したがって、本実施形態のロボット装置を、例えば微少荷重の組立作業に従事させれば、十分な制御精度を達成することができる。
また、本実施形態によれば、ケーブルを複数の箇所で保持する際に、どの固定箇所においても遊びが抑制された安定した固定状態を達成することができる。このため、従来の遊びが生じやすい固定方法に比べて、ロボット装置の姿勢が変化した時のケーブルのずれ(暴れ)が低減され、ケーブルの特定の箇所への応力集中を抑制することができる。このため、線材の使用可能期間(寿命)を長くすることができる。
また、本実施形態によれば、同一種の線材保持部材を用いて、種々の太さのケーブルを安定的に保持することができるため、ロボット装置の製造コストを低減することができる。なお、本実施形態および変形例と上述の種々の実施形態および変形例とを組み合わせて実施しても構わない。
[実施形態5]
実施形態1の線材保持部材700とは異なる形態の線材保持部材を採用した実施形態5について説明する。説明の便宜のため、実施形態1と共通する事項(ロボット装置の構成など)については、記載を簡略化または省略する。本実施形態では、線材保持部材900は、ロボット装置の本体部品(例えばフレーム)と一体化した構成を備えている。
図7(a)と図7(b)は、実施形態5に係る線材保持部材900に、ケーブル80がバンド800により固定されている状態を、異なる方向から見た斜視図である。線材保持部材900は、ロボットアームの構造部品であるフレーム筐体に、実施形態1と同様の線材保持部材が一体化された部材である。線材を保持する線材保持部の面位置が、フレーム筐体の内面と連続するように構成されている。
本実施形態においても、環状のバンド800を2箇所で通すために線材保持部材900に形成されている一対の開口の間隔(距離)をL1、ケーブル80の直径をD1とした時、必ずL1がD1よりも小さい(L1<D1)ように構成されている。係る構成を採用することにより、ケーブル80の周囲の少なくとも半周以上にバンド800を当接させてケーブル80を拘束することができる。このため、十分な固定強度が確保され、ロボット装置が動作した時に、ケーブル80の動き(遊び)が抑制され、ケーブル80を安定的に保持することができる。
本実施形態によれば、ロボット装置の姿勢を変化させても、ケーブル80の動き(遊び)が抑制されているため、線材反力のバランス変動が生じにくい。その為、発生する内力が場所や時間によりばらつくことが抑制され、結果としてトルクセンサの検出精度が安定したものとなる。したがって、本実施形態のロボット装置を、例えば微少荷重の組立作業に従事させれば、十分な制御精度を達成することができる。
また、本実施形態によれば、ケーブルを複数の箇所で保持する際に、どの固定箇所においても遊びが抑制された安定した固定状態を達成することができる。このため、従来の遊びが生じやすい固定方法に比べて、ロボット装置の姿勢が変化した時のケーブルのずれ(暴れ)が低減され、ケーブルの特定の箇所への応力集中を抑制することができる。このため、線材の使用可能期間(寿命)を長くすることができる。
また、本実施形態では、ロボット装置本体の構造部品(例えばフレーム)を鋳造等で製造する時に、線材保持部材を一緒に製作することができ、別途製作して本体に固定する必要がなくなる。部品点数の削減により、製作コスト、組立コストを低減することができる。なお、本実施形態および変形例と上述の種々の実施形態および変形例とを組み合わせて実施しても構わない。
[実施形態6]
実施形態5の線材保持部材900とは異なる形態の線材保持部材を採用した実施形態6について説明する。本実施形態では、線材保持部材905は、ロボット装置の本体部品(例えばフレーム)と一体化した構成を備えている。
図8は、実施形態6に係る線材保持部材905に、ケーブル80がバンド800により固定されている状態を見た斜視図である。線材保持部材905は、ロボットアームのフレーム筐体に、実施形態1と同様の線材保持部材が一体化された部材である。線材を保持する線材保持部の面位置が、フレーム筐体の外面と連続するように構成されている。
本実施形態においても、環状のバンド800を2箇所で通すために線材保持部材900に形成されている一対の開口の間隔(距離)をL1、ケーブル80の直径をD1とした時、必ずL1がD1よりも小さい(L1<D1)ように構成されている。係る構成を採用することにより、ケーブル80の周囲の少なくとも半周以上にバンド800を当接させてケーブル80を拘束することができる。このため、十分な固定強度が確保され、ロボット装置が動作した時に、ケーブル80の動き(遊び)が抑制され、ケーブル80を安定的に保持することができる。
本実施形態によれば、ロボット装置の姿勢を変化させても、ケーブル80の動き(遊び)が抑制されているため、線材反力のバランス変動が生じにくい。その為、発生する内力が場所や時間によりばらつくことが抑制され、結果としてトルクセンサの検出精度が安定したものとなる。したがって、本実施形態のロボット装置を、例えば微少荷重の組立作業に従事させれば、十分な制御精度を達成することができる。
また、本実施形態によれば、ケーブルを複数の箇所で保持する際に、どの固定箇所においても遊びが抑制された安定した固定状態を達成することができる。このため、従来の遊びが生じやすい固定方法に比べて、ロボット装置の姿勢が変化した時のケーブルのずれ(暴れ)が低減され、ケーブルの特定の箇所への応力集中を抑制することができる。このため、線材の使用可能期間(寿命)を長くすることができる。
また、本実施形態では、ロボット装置本体の部品(例えばフレーム)を鋳造等で製造する時に、線材保持部材を一緒に製作することができ、別途製作して本体に固定する必要がなくなる。部品点数の削減により、製作コスト、組立コストを低減することができる。なお、本実施形態および変形例と上述の種々の実施形態および変形例とを組み合わせて実施しても構わない。
[実施形態7]
図9(a)~図9(d)に、フレームに対する線材保持部の相対位置を変更可能に構成された線材保持部材を示す。線材保持部材は、フレームを鋳造する際に中子で製作する。
本実施形態においても、環状のバンドを2箇所で通すために線材保持部材に形成されている一対の穴の間隔(距離)をL1、ケーブルの直径をD1とした時、必ずL1がD1よりも小さい(L1<D1)ように構成されている。係る構成を採用することにより、ケーブルの周囲の少なくとも半周以上にバンドを当接させてケーブルを拘束することができる。このため、十分な固定強度が確保され、ロボット装置が動作した時に、ケーブルの動き(遊び)が抑制され、ケーブルを安定的に保持することができる。
本実施形態によれば、ロボット装置の姿勢を変化させても、ケーブルの動き(遊び)が抑制されているため、線材反力のバランス変動が生じにくい。その為、発生する内力が場所や時間によりばらつくことが抑制され、結果としてトルクセンサの検出精度が安定したものとなる。したがって、本実施形態のロボット装置を、例えば微少荷重の組立作業に従事させれば、十分な制御精度を達成することができる。
また、本実施形態によれば、ケーブルを複数の箇所で保持する際に、どの固定箇所においても遊びが抑制された安定した固定状態を達成することができる。このため、従来の遊びが生じやすい固定方法に比べて、ロボット装置の姿勢が変化した時のケーブルのずれ(暴れ)が低減され、ケーブルの特定の箇所への応力集中を抑制することができる。このため、線材の使用可能期間(寿命)を長くすることができる。
また、本実施形態では、ロボット装置において、例えば線材の経路を変更する際に、901~904に示すように、線材保持部の位置を変更することができるため、実装作業が容易になる。なお、本実施形態および変形例と上述の種々の実施形態および変形例とを組み合わせて実施しても構わない。
[実施形態8]
実施形態8として、図1に示した多関節ロボット装置において、ケーブル80の太さが場所により異なる場合の固定方法を説明する。図10は、ケーブル80の太さが場所により異なることを具体的に説明するための図である。
ケーブル80は、図1の回転関節11側からエンドエフェクタ70側に延びているが、例えば回転関節11近傍では、全ての関節およびエンドエフェクタを駆動制御するための線材が束ねられている。このため、ワイヤハーネス(束線)に含まれる線の数(量)が多く、ケーブル80の径が大きい(図10のJ1配線量)。しかし、エンドエフェクタ70側に延びてゆく経路において、各関節を駆動制御するための線材が分岐してゆくため、エンドエフェクタ70側に近づくほどワイヤハーネス(束線)に含まれる線の数(量)は少なくなる。逆に、エンドエフェクタ70側から回転関節11側に向かって見れば、各関節を駆動制御するための線材が合流してくるため、回転関節11側に近づくほどワイヤハーネス(束線)に含まれる線の数(量)は多くなる。
実施形態1で説明したように、線材保持部はJ1配線固定部(固定側)~J5配線固定部(固定側)、J1配線固定部(可動側)~J5配線固定部(可動側)の各所に設置されている。本実施形態では、各々の設置箇所において、その位置におけるケーブル80の太さに応じた線材保持部材が用いられ、どの設置箇所においても必ず第1規制部と第2規制部の距離が線材の径よりも小さくなるようにする。
例えば、実施形態1の線材保持部材を用いる場合には、J1側からJ5側に向かうにつれて、L1が小さな線材保持部材700を用いるのがよい。同様に、実施形態2の線材保持部材を用いる場合には、J1側からJ5側に向かうにつれて、L2が小さな線材保持部材701を用いるのがよい。また、実施形態3の線材保持部材を用いる場合には、J1側からJ5側に向かうにつれて、L3が小さな線材保持部材702を用いるのがよい。ただし、バンド800を牽引する際の力を制御することで、必ずしも最小間隔(最小距離)であるL3の位置までバンド800をスライドさせないでバンド800を環状に締結できる場合には、全箇所に同一形態の線材保持部材702を用いてもよい。また、実施形態4の線材保持部材を用いる場合には、線材保持部材703の複数の開口710の中から、設置位置におけるケーブル80の太さに適した穴の組を選んで用いるのが良い。尚、全ての設置位置で同一の実施形態の線材保持部材を用いなければならないわけではない。例えばJ1配線固定部(固定側)は実施形態1の線材保持部材、J2配線固定部(固定側)は実施形態2の線材保持部材のように、異なる実施形態の線材保持部材を組合わせてもよい。
本実施形態によれば、ケーブルの太さが場所により異なるロボット装置の姿勢を変化させても、ケーブル80の動き(遊び)が抑制されているため、線材反力のバランス変動が生じにくい。その為、発生する内力が場所や時間によりばらつくことが抑制され、結果としてトルクセンサの検出精度が安定したものとなる。したがって、本実施形態のロボット装置を、例えば微少荷重の組立作業に従事させれば、十分な制御精度を達成することができる。
また、本実施形態によれば、場所により太さが異なるケーブルを複数の箇所で保持する際に、どの固定箇所においても遊びが抑制された安定した固定状態を達成することができる。このため、従来の遊びが生じやすい固定方法に比べて、ロボット装置の姿勢が変化した時のケーブルのずれ(暴れ)が低減され、ケーブルの特定の箇所への応力集中を抑制することができる。このため、線材の使用可能期間(寿命)を長くすることができる。なお、本実施形態および変形例と上述の種々の実施形態および変形例とを組み合わせて実施しても構わない。
[他の実施形態]
なお、本発明は、以上説明した実施形態や実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。
本発明の線材保持手段(保持機構)は、例えば産業用ロボット、サービス用ロボット、コンピュータによる数値制御で動作する加工機械、等の様々な機械や設備に適用することが可能である。例えば、線材を介して制御装置により行われる制御に基づき、伸縮、屈伸、上下移動、左右移動もしくは旋回の動作またはこれらの複合動作を自動的に行うことができる機械および設備に適用が可能である。
特に、トルクセンサを有しトルク制御が可能なロボット装置に好適に用いることができる。例えば、自動車のエンジン部品の組み立てなど、数百グラムから数キログラムの大荷重を対象物に与えるような組み立て作業を行うロボット装置に適用することができる。更には、例えば、重量が数グラムの微小な部品、薄いフィルムやシートの操作など、組立時に対象物に与える荷重が数グラム程度の微小荷重の組み立て作業を行うロボット装置に、好適に用いることができる。すなわち、本発明の線材保持手段(保持機構)を備えたロボット装置を用いれば、高い作業精度で物品を製造する方法(物品の製造方法)を実施することができる。
また、本発明の線材保持手段(保持機構)を用いて線材を固定したロボット装置では、制御部が当該線材を介してアクチュエータやエンドエフェクタを駆動・制御することにより、高い精度でロボット装置の動作を制御するロボットの制御方法を提供できる。係る制御方法によりロボット装置の姿勢を変化させれば、線材の動き(遊び)が抑制されているため、線材反力のバランス変動が生じにくい。その為、発生する内力が場所や時間によりばらつくことが抑制され、結果としてトルクセンサの検出精度が安定したものとなるからである。
1・・・ロボットアーム/10、20、30、40、50、60・・・リンク/12、22、32、42、52、62・・・トルクセンサ/70・・・エンドエフェクタ/80・・・ケーブル/700、701、702、703、900、901、902、903、904、905・・・線材保持部材/710・・・開口/711・・・ビス穴/720・・・スリット/730・・・スリット/750・・・当接部/800・・・バンド

Claims (19)

  1. 線材を保持する保持機構において、
    前記線材を締結するバンドと、
    前記線材と当接する当接部と、前記バンドの第1部分の位置を規制する第1規制部と、前記バンドの第2部分の位置を規制する第2規制部と、を備えた保持部材と、
    を備え、
    前記第1規制部と前記第2規制部の距離は、前記線材の径よりも小さい、
    ことを特徴とする保持機構。
  2. 前記第1規制部および前記第2規制部は、前記保持部材に設けられた開口である、
    ことを特徴とする請求項1に記載の保持機構。
  3. 前記保持部材は、少なくとも3個の開口を備え、前記線材の径に応じて前記少なくとも3個の開口の中から前記第1規制部および前記第2規制部を選択可能である、
    ことを特徴とする請求項2に記載の保持機構。
  4. 前記第1規制部および前記第2規制部は、前記保持部材に設けられたスリットである、
    ことを特徴とする請求項1に記載の保持機構。
  5. 前記保持部材を平面視した時、前記スリットは、前記線材の径方向に沿って設けられている、
    ことを特徴とする請求項4に記載の保持機構。
  6. 前記保持部材を平面視した時、前記スリットは、前記線材の径方向に対して傾斜した方向に沿って設けられている、
    ことを特徴とする請求項4に記載の保持機構。
  7. 前記バンドは、前記保持部材に対して、前記線材とは反対側で締結されている、
    ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の保持機構。
  8. 前記バンドは、ラチェット式の締結部を備えている、
    ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の保持機構。
  9. 前記線材は、ロボット装置のアクチュエータに制御信号および/または駆動エネルギーを伝達するためのフレキシブルな伝達部材である、
    ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の保持機構。
  10. 前記バンドは、前記線材に環状に巻き付けられている、
    ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の保持機構。
  11. 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の保持機構を備え、
    前記保持部材が、ロボットアームに着脱可能に固定されている、
    ことを特徴とするロボット装置。
  12. 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の保持機構を備え、
    前記保持部材が、ロボットアームの構造部品と一体化されている、
    ことを特徴とするロボット装置。
  13. 前記ロボットアームは、複数の関節と複数のリンクを備え、複数の前記保持部材を用いて前記ロボットアームの複数の箇所で前記線材が保持されており、
    前記複数の箇所の中の少なくとも2箇所において、前記線材の太さが異なる、
    ことを特徴とする請求項11または12に記載のロボット装置。
  14. 前記ロボットアームは、トルクセンサを備え、前記線材は前記トルクセンサが制御部と通信するための信号線を含んでいる、
    ことを特徴とする請求項11乃至13のいずれか1項に記載のロボット装置。
  15. 請求項11乃至14のいずれか1項に記載のロボット装置を制御する方法であって、
    制御部が、前記ロボットアームの動作を制御する制御信号を、前記線材を介して前記ロボットアームの駆動部に伝達する、
    ことを特徴とするロボット装置の制御方法。
  16. 前記ロボットアームは、トルクセンサを備え、前記線材は、前記トルクセンサと前記制御部が通信するための信号線を含んでいる、
    ことを特徴とする請求項15に記載のロボット装置の制御方法。
  17. 請求項11乃至14のいずれか1項に記載のロボット装置を用いて、前記ロボットアームにより部品を組み立てる、
    ことを特徴とする物品の製造方法。
  18. 請求項15または16に記載のロボット装置の制御方法を、前記制御部に実行させるためのプログラム。
  19. 請求項18に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
JP2021200748A 2021-12-10 2021-12-10 保持機構、ロボット装置、ロボット装置の制御方法、物品の製造方法、プログラム、記録媒体 Pending JP2023086320A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021200748A JP2023086320A (ja) 2021-12-10 2021-12-10 保持機構、ロボット装置、ロボット装置の制御方法、物品の製造方法、プログラム、記録媒体
US18/059,543 US20230182327A1 (en) 2021-12-10 2022-11-29 Holding mechanism, robot device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021200748A JP2023086320A (ja) 2021-12-10 2021-12-10 保持機構、ロボット装置、ロボット装置の制御方法、物品の製造方法、プログラム、記録媒体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023086320A true JP2023086320A (ja) 2023-06-22

Family

ID=86695820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021200748A Pending JP2023086320A (ja) 2021-12-10 2021-12-10 保持機構、ロボット装置、ロボット装置の制御方法、物品の製造方法、プログラム、記録媒体

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20230182327A1 (ja)
JP (1) JP2023086320A (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
US20230182327A1 (en) 2023-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10682771B2 (en) Driving mechanism, robot arm, and robot system
CN107538477B (zh) 机器人、控制装置及机器人系统
US6250174B1 (en) Robot construction
JP7009365B2 (ja) ロボットグリッパ
JP4469925B2 (ja) ロボットハンド及びロボットアーム
WO2012157169A1 (ja) 多関節型産業用ロボット
US11104008B2 (en) Dexterous gripper for robotic end-effector applications
EP4090499B1 (en) Robotic arrangement with parallel architecture
US10611038B2 (en) Cable-management system, a rotary joint and a robot
CN106078677B (zh) 机器人
US20090148263A1 (en) Cable-driven manipulator
US20050103148A1 (en) Cable distribution and support equipment for sensor in robot system
EP4069993B1 (en) Apparatus comprising an actuation system and a mobile robot
JP2016203304A (ja) ロボット装置、およびロボット装置の制御方法
WO2014185373A1 (ja) リンク作動装置
JP2015168037A (ja) ロボット関節構造及びロボット装置
JP2018015836A (ja) 駆動機構及びロボット
JP2023086320A (ja) 保持機構、ロボット装置、ロボット装置の制御方法、物品の製造方法、プログラム、記録媒体
JP2017131969A (ja) ロボット
JPH03294188A (ja) 活線作業用マニピュレータシステム
JPH071380A (ja) ロボット
Suh et al. Design and Verification of Parallelogram Mechanism with Geared Unit Rolling Joints for Reliable Wiring
JP2019155526A (ja) ロボット
US20230166395A1 (en) Robot Arm And Robot System
JP2023148525A (ja) 保持部材、ロボット、ロボットの制御方法、ロボットを用いた物品の製造方法、制御プログラム及び記録媒体