JP2559869B2 - 産業用ロボットの配管、配線の取付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、種々の配管、配線類を有した産業用ロボッ
トに関し、特に、産業用ロボットが回転アームを有する
ものにおいて、同回転アームの先端にエンドエフェクタ
としてシーリングガンや溶接トーチを具備する場合に、
シーリング材や溶接用ガスの供給配管やその他電気信号
の授受、モータ電力の供給用の電気配線、ヒータ内蔵配
管等を回転アーム先端まで延設する場合に配管、配線に
は回転アームの回転に伴って回転が生起されないように
し、以て配管、配線の損傷防止を図り得るようにする産
業用ロボットの配管、配線の取付け装置に関する。

〔従来技術〕

産業用ロボット、特にシーリング用ロボットや溶接用
ロボット等が種々の加工、組み立て作業分野において多
用されている。これらのシーリング用ロボットや溶接用
ロボット等では多く多関節形産業用ロボットのロボット
アームの先端に手首を介してエンドエフェクタとしてシ
ーリングガンや溶接トーチ等を備えている。また、ロボ
ット手首も回転構造を有して、シーリングガンや溶接ガ
ンを所望のシーリング位置や溶接位置の近接して移動変
位可能又は位置決め可能にしている。従ってシーリング
ガンに対するシーリング材の供給、溶接トーチに対する
火炎用ガスの供給、手首等に対する電気的信号、圧力空
気の供給や電力の供給、更に、シーリングガン等ではシ
ーリング材の固化防止のための加熱ヒータの配置等のた
めに配管や配線が必要になる。これらの配管、配線は、
硬度の高いもの、径の大きい太いもの等が含まれてお
り、必ずしも弾性や柔軟性に富むものではないものが含
まれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、産業用ロボットのアーム先端領域まで配管、配
線類をアームの外側に匍匐、配置する場合において、特
に、ロボットアームが回転性である場合は、アーム回転
に伴って匍匐、配置した配管や配線類が回転を受け、従
って、配管、配線類のねじれや無理な伸び等が掛り、損
傷の原因となる惧れが有った。

更に、シーリングロボットにおいては、シーリング材
の粘度が非常に大きく、従って、配管路内を供給される
とき、管路内壁に対して強い付着性を有するから圧力損
失が大きくなる。このため、シーリング材の供給配管は
径の大きく、故に必然的に柔軟性に乏しく、このような
大径、高硬度の配管をロボットアームに沿って匍匐配置
して手首部に装着したシーリングガンに接続すると、手
首の大きな動作に伴って配管自体が追従不可能となるの
で、結局、回転アームの外側に配管することは困難にな
っていた。しかしながら、従来は回転性アームの外側に
配管、配線類が設けられるときは、必ずしも適切な損傷
防止対策や大径、高硬度な配管類を匍匐、装着する具体
的な手段が未だ提供されていない状況に有る。

依って、本発明は、産業用ロボットの回転性アームの
外側に配管、配線類を匍匐配置する場合にアームの回転
の影響が配管、配線類に影響を与えないように取付け保
持し得る取付け手段を提供せんとするものである。

本発明の他の目的は、ロボットの回転性アームの回転
動作に悪影響を与えない配管、配線の取付け装置を提供
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

即ち、本発明は、産業用ロボットの回転性アームの外
側に配管、配線類を設けるときに、同配管や配線類を支
持する取付け手段を回転アームに対して相対的に回転方
向に遊動自在に設け、アーム回転が配管、配線類に伝動
されないようにしたものである。

即ち、本発明によれば、産業用ロボットの機体の一部
から延長した回転アームの外側に沿って匍匐敷設される
配管、配線類を非回転に支持する産業用ロボットの配
管、配線の取付け装置であって、上記機体の一部に一端
を止着し、他端を上記回転アームの先端領域に有して該
回転アームの外側に延設された配管、配線支持部材と、
上記回転アームの上記先端領域の一位置に配設され、該
回転アームに対して相対的に回転方向に遊動自在に設け
られた中継取付け手段と、上記配線支持部材の上記他端
を上記中継取付け手段に固定する固定手段とを具備して
構成された産業用ロボットの配管、配線の取付け装置を
提供するものである。

〔作用〕

配管、配線類は、上記の配管、配線支持部材に支持さ
れ、且つ、その配管、配線支持部材が上記の中継取付け
手段に固定されているので、アーム回転時には、該中継
取付け手段の回転方向の遊動作用により、配管、配線支
持部材が非回転を維持し、依って、この配管、配線支持
部材内に収納、支持された配管、配線類にも回転が伝動
がすることはないのである。以下、本発明を添付図面に
示す実施例に基づいて更に詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図は、本発明による配管、配線の取付け装置が適
用される産業用ロボットの回転性アームを取出し図示し
た正面図、第２図は第１図のII−II線から見た断面図、
第３図は配管、配線支持部材の実施例を示す第１図のII
I−III線に沿う断面図、第4A図〜第4C図は、中継取付け
手段の実施例を示す第１図のＡ部の部分拡大正面図と、
同手段の両側面図、第５図は中継取付け具の本体に取付
けた回転軸受部材の転動接触状態を略示した部分斜視
図、第６図は第１図の回転性アームを具備した多関節形
産業用ロボットの外観図、第７図は、中継取付け具に装
着したマニホールドを介して配管、配線を接続した状態
を示す部分拡大正面図である。

先ず、第６図を参照すると、シーリング用ロボット、
溶接用ロボットとして用いられる多関節形産業用ロボッ
ト10は、使用現場に固定されるロボット基台12と、この
ロボット基台12上に縦軸周りに旋回可能に搭載されたロ
ボット胴部14と、このロボット胴部14の上端部分に水平
軸周りに俯仰旋回可能に枢着された第１ロボットアーム
16と、この第１ロボットアーム16の上端に水平軸関節16
aの周りに旋回可能に枢着された肘要素18と、この肘要
素18から前方に延長した回転性の第２ロボットアーム20
と、その第２ロボットアーム20の先端に取付けられた多
動作自由度を有するロボット手首22とを具備して構成さ
れ、この手首22に図示されない周知のシーリングガンや
溶接トーチがエンドエフェクタとして装着されるように
成っている。肘要素18はリンク要素18a、18bにより、第
１ロボットアーム16の上端の関節16aに関して円滑な旋
回が行われるように構成されている。このうよな構成を
有する産業用ロボット10において、上記シーリングガン
や溶接トーチ及びロボット手首22に到る配管や配線類は
ロボット基台12からロボット胴部14、第１ロボットアー
ム16、肘要素18等の内部又は外側に匍匐状に敷設され、
更に、回転性の第２ロボットアーム20の外側に匍匐配置
されることになる。

第１図を参照すると、上記多関節形産業用ロボット10
における肘要素18と、回転性の第２ロボットアーム20と
が拡大図示されており、回転性の第２ロボットアーム20
の外側には樋の形状をした配管、配線支持部材30が配設
され、その基端側、つまり、図示の左端側は肘要素18の
前面に後述のようにねじ固定され、また、先端の右端側
は中継取付け具40に固定されている。この配管、配線支
持部材30は、回転性の第２ロボットアーム20と非接触に
保たれ、内側の樋溝部分で配管と配線を支持する構造部
材として形成されており、第２ロボットアーム20が、長
尺の場合には複数の支持部材要素に分割して相互にねじ
止めにより結合した構造にしても良い。

上記中継取付け具40の実施例としては、第２ロボット
アーム20の外周において、該アーム20に対して回転方向
に遊動自在に設けられた円板形の取付け部材として形成
され、遊動自在にするために後述のように、適数個の回
転軸受等の転動接触部材を有している。そして、この中
継取付け具40に上述した配管、配線支持部材30の先端が
固定され、保持されているのである。従って、配管、配
線類50は、中継取付け具40の位置で配管、配線支持部材
30から出て、必要に応じて中継取付け具40のロボット手
首に近い側に取付けられる配管、配線装着用のマニホー
ルド（図示なし）を介して該ロボット手首22に装着され
たシーリングガンや溶接トーチ、或いは手首自体に直
接、接続される。このとき、第２ロボットアーム20が回
転動作したときは、中継取付け具40が回転方向に遊動自
在であるために、該中継取付け具40と肘要素18の端面と
の間で保持された配管、配線支持部材30は非回転に維持
され、故に、配管、配線類50も非回転に維持できるので
ある。

ここで、第２図、第３図を参照すると、配管、配線支
持部材30は、板金材料の曲げ加工によって形成された樋
の形状をした部材で、回転性の第２のロボットアーム20
の外側、図示例ではアーム下側に配置され、該アーム外
周の間の空間を配管、配線50の収納、支持空間として形
成している。勿論、図示例のように船形断面の樋部材に
限ることなく、必要に応じて半円形断面の樋部材として
形成しても良いが、図示例の船形断面とすれば、内側に
平らな壁面を有するから配管、配線を止着する上で好都
合である。配管、配線支持部材30の一端には取付けフラ
ンジ32が形成され、このフランジ34を固定ねじ34により
ロボットの肘要素18の端面18aに取着し、固定すること
ができるのである。

また、配管、配線支持部材30が複数個の分割部材の結
合により形成される場合には、例えば、一方の分割部材
の端面に舌状部を形成し、その舌状部に取付けナット35
（第３図）を予め溶接しておき、他方の分割部材に挿通
した固定ボルトねじ（図示なし）を上記取付けナット35
に螺合させて２つの分割部材を結合するように形成すれ
ば良い。

上記配管、配線支持部材30の先端側の端部は既述のよ
うに中継取付け具40に適宜の固定手段で固定されるが、
第4A図は円板状の中継取付け具40の本体42の一方の面に
溶接により接合された状態を示している。

第4A図から第4C図に示すように、上記中継取付け具40
の本体42は、リング形をした円板を２つの半円部材43
a、43bに中央部で分割し、第２ロボットアーム20の外周
から両者を突き合わせ、２つの円弧形の接合板44を突き
合わせ部の表面または裏面に充当し、表裏からボルトね
じとナットとにより該接合板44を軸方向に締め付けるこ
とにより、半円部材43aと43bを結合するものである。し
かも、突き合わせ結合によりリング形状に形成された本
体42には適数個（図示例は４個）の回転軸受部材46がボ
ルトねじ47を用いて第５図に斜視略示するように転動自
在に取付けられており、当該回転軸受部材46は第２ロボ
ットアーム20の外周面に対して転動自在に接触してい
る。従って、第２ロボットアーム20が回転動作する間、
回転軸受部材46の転動により中継取付け具40の本体42に
は回転が発生することは無いのである。

なお、中継取付け具40の本体42の手首側の面には、複
数個のねじ穴48が穿設され、このねじ穴48を利用して、
第７図に示すように、配管、配線50を挿通、保持し、所
望の配管配線方向に向けてシーリング材供給管、溶接ガ
ス供給管や電気信号線、電力線或いはシーリング材供給
管に接して配管されるヒータ管等を分配するための板状
マニホールド54が取付け可能になっている。すなわち、
マニホールド50は固定ねじ56を、上記中継取付け具42の
ねじ穴48に係合させることにより固定され、このマニホ
ールド50の前後の配管、配管50を周知のコネクタ52によ
り接続しする構成例とすることができる。

なお、中継取付け具40の本体42は、図示例の円形リン
グ部材に限定されるものでなく。必要に応じて角形の板
部材の中央に第２ロボットアーム20が通過する大径孔を
設けた２つ割り構造の部材を結合した構造のものとして
も良いことは言うまでもない。また、回転軸受部材46は
市販の金属回転軸受を使用してもよく、或いは樹脂材料
から成る転動リング部材で形成してもよく、要は回転ロ
ボットアーム20の外周を接触遊動する部材に形成し、本
体42のアーム回転が伝達されなければ良い。

〔発明の効果〕

以上の実施例の説明を介して明らかなように、本発明
によれば、産業用ロボット、特に、シーリングロボット
や溶接ロボット等の回転アームの外側にシーリング材料
の供給、溶接ガスの供給、電力供給、電気信号授受、流
体圧信号授受等に用いる配管、配線を匍匐状態で敷設す
るとき、ロボットアームの回転動作が配管、配線類に伝
達されないように支持する配線、配管支持部材と、中継
取付け具、叉、必要に応じて用いられるマニホールド等
から成る配管、配線の取付け具が提供されるので、配
管、配線は非回転に維持でき、故に、配管、配線がアー
ム回転の影響で回転し、のびやねじれで損傷する危惧が
解消されると共に、配管、配線が非回転に維持されるの
で、管や線材として大径のものや硬度の大きいものをロ
ボットアームの外側に敷設することも可能となる。従っ
て、例えば、シーリングロボット等では、粘度の大きい
シーリング材料を供給するとき、大径の管で供給するこ
とができ、故に、シーリング材の流れ圧損の発生が軽減
されて円滑なロボットシーリング作業を達成できる効果
も得られる。また、シーリング材の供給管を外側から温
暖化させるヒータ管等もとかく、大径となるが、無理な
く配管可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による配管、配線の取付け装置が適用
される産業用ロボットの回転性アームを取出し図示した
正面図、第２図は第１図のII−II線から見た断面図、第
３図は配管、配線支持部材の実施例を示す第１図のIII
−III線に沿う断面図、第4A図〜第4C図は、中継取付け
手段の実施例を示す第１図のＡ部の拡大正面図とその両
側面図、第５図は中継取付け具の本体に取付けた回転軸
受部材の転動接触状態を略示した部分斜視図、第６図は
第１図の回転性アームを具備した多関節形産業用ロボッ
トの外観図、第７図は、中継取付け具に装着したマニホ
ールドを介して配管、配線を接続した状態を示す部分拡
大正面図。 20…回転性の第２ロボットアーム、30…配管、配線支持
部材、32…フランジ、34…固定ねじ、40…中継取付け
具、42…本体、43a、43b…半円部材、46…回転軸受部
材、46…ボルトねじ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 恭士 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社商品開発研究 所内 (56)参考文献 特開 昭59−129688（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−197187（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−147288（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】産業用ロボットの機体の一部から延長した
   回転アームの外側に沿って匍匐敷設される配管、配線類
   を非回転に支持する産業用ロボットの配管、配線の取付
   け装置であって、 前記機体の一部に一端を止着し、他端を前記回転アーム
   の先端領域に有して該回転アームの外側に延設された配
   管、配線支持部材と、 前記回転アームの前記先端領域の一位置に配設され、該
   回転アームに対して相対的に回転方向に遊動自在に設け
   られた中継取付け手段と、 前記配線支持部材の前記他端を前記中継取付け手段に固
   定する固定手段とを具備して構成されたことを特徴とす
   る産業用ロボットの配管、配線の取付け装置。
2. 【請求項２】前記中継取付け手段は、前記回転アームの
   外周に転動接触した複数の回転軸受と、前記複数の回転
   軸受を１つの円周に沿って支持すると共に前記配管、配
   線支持部材の他端に固定的に結合される取付け円板とを
   具備して構成されていることを特徴とした請求項１に記
   載の産業用ロボットの配管、配線の取付け装置
3. 【請求項３】前記取付け円板は、配線、配管を装着する
   支持マニホールドとの結合面を有している請求項２に記
   載の産業用ロボットの配管、配線の取付け装置。
4. 【請求項４】前記複数の回転軸受は、前記取付け円板に
   ねじボルトで取付けられている請求項２に記載の産業用
   ロボットの配管、配線の取付け装置。
5. 【請求項５】前記取付け円板は、前記回転アームの外周
   において相互に邂逅、結合された２つの半円板から成る
   請求項２に記載の産業用ロボットの配管、配線の取付け
   装置。