JP4123678B2 - ロボット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアーム先端部に、エアアクチュエータを動作源とするハンドなどが取り付けられるロボットに係り、特にエアアクチュエータへの圧縮空気の供給を制御するソレノイドバルブを設けたものに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
ロボットでは、通常、ワークを把持するハンドがアーム先端に取り付けられる。このハンドは、エアアクチュエータによって爪を開閉動作させる構造が採用されることが多いため、ロボットには、エアアクチュエータへの圧縮空気の供給を制御するためのソレノイドバルブが予め設けられている。
【０００３】
ソレノイドバルブは、１つのハンドに複数の爪が設けられる場合もあることを考慮して、ソレノイドバルブは複数個設けられるが、従来では、図６および図７に示すように、複数個のソレノイドバルブ１（図６では１個のみ図示）はマニホルド２に取り付けられてアーム３の内部に配置される。このマニホルド２には、圧縮空気供給用のエア配管４ａおよび排気用の２本のエア配管４ｂの合計３本のエア配管が接続されている。
【０００４】
また、アーム先端５に近い別のアーム６には、複数の継手７を取り付けたプレート８が配設され、そのプレート８の継手７とマニホルド２のエア通路（図示せず）とは複数本の配管９によって接続されている。そして、アーム先端５に取り付けられるハンドのエアアクチュエータとプレート８の継手７とはエア配管によって接続され、エアアクチュエータへの圧縮空気の供給がソレノイドバルブ１により制御される。
【０００５】
しかしながら、この従来構成では、圧縮空気の供給を制御する側のマニホルド２と、制御される側のエアアクチュエータに配管するためのプレート８とが別体であるため、両者を接続するエア配管９が必要であると共に、プレート８にエア配管９とエアアクチュエータとを接続するための継手７を設けねばならず、製造コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
また、マニホルド２にはエアアクチュエータから排出された空気を外部に逃がすためのエア配管４ｂを接続しなければならないが、そのエア配管４ｂはロボットのベース１０まで延長して図示しないサイレンサに接続するようにしていた。このように排気用のエア配管４ｂをロボットベース１０まで延長する理由は、ロボットを、機械加工されるワークの着脱作業、プラスチックやダイキャスト成形時に生ずるバリの除去作業などに適用した場合、ロボットには、切削油などの液体やバリ取り時に発生する粉塵などがかかるが、そのような場合に液や粉塵がエア配管４ｂ内に入らないようにするためである。しかしながら、この排気用のエア配管４ｂはロボットのベース１０まで延びていて長く、無駄である。
【０００７】
ちなみに、エアアクチュエータから戻される空気はハウジング内に排気すれば良いように思われるかも知れないが、ハウジングは液や粉塵が内部に侵入しないように密閉されているので、ハウジング内に排気すると、その内部の空気圧が高くなり、その結果、エアアクチュエータの背圧が上昇することとなって動作の円滑性を欠くこととなるからハウジング内への排気は避けるべきである。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、エアアクチュエータへの圧縮空気の供給を制御する配管構成のためのコストを低減することができるロボットを提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、マニホルドがアームのハウジングに取り付けられる取付部とソレノイドバルブを取り付けるための主部を一体に有するので、図６の従来構成に示すような、プレート８とマニホルド２との間を接続するためのエア配管９や、継手７などが不要で、それだけコストを低減することができる。
請求項２の発明では、エアアクチュエータから排出される空気をハウジングの外部に排出するための排気用のエア配管は逆止弁を有しているので、アーム先端近くで排気するようにしても、逆止弁により液や粉塵などがマニホルド側に逆流することを防止できる。
請求項３の発明では、エアアクチュエータの一方および他方のポートからソレノイドバルブに戻されて当該ソレノイドバルブの別々のポートから排出される空気を１本のエア配管によってハウジングの外部に排気することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１〜図５を参照しながら説明する。
ロボットの全体構成は図５に示されている。このロボット１１は垂直多関節型として構成され、主部１２と、この主部１２に水平方向に旋回可能に設けられたショルダ部１３と、このショルダ部１３に上下方向に旋回可能に設けられた下アーム１４と、この下アーム１４に上下方向に旋回可能に設けられた上アーム１５と、この上アーム１５に捻り回転可能に設けられた捻りアーム１６と、この捻りアーム１６に上下方向に旋回可能に設けられた手首１７とを備えており、手首１７は先端部に捻り回転可能なフランジ１８を備えている。そして、図示はしないが、ハンドはアーム先端としてのフランジ１８に取り付けられるようになっている。
【００１１】
フランジ１８近くの捻りアーム１６において、その外殻を構成するハウジング１９には、図１に示すように、取付孔２０が形成されており、この取付孔２０に本発明に係るマニホルド２１が取り付けられている。マニホルド２１は例えばアルミダイキャスト製のもので、図２にも示すように、主部２２およびこの主部２２に一体に形成された取付部としてのプレート部２３を備えている。このマニホルド２１のプレート部２３は取付孔２０を塞ぐようにしてハウジング１９にねじ止めにより取り付けられ、この取り付け状態において主部２２はハウジング１９内に位置されている。
【００１２】
マニホルド２１の主部２２には複数個、例えば３個のソレノイドバルブ２４が設けられている。このソレノイドバルブ２４は図４に示すように両側にソレノイドＳ１およびＳ２を備えていると共に、５つのポートＰ，Ａ，Ｂ，ＥＡ，ＥＢを有している。そして、一方のソレノイドＳ１が通電されると、ポートＰ−Ａ間、ポートＢ−ＥＢ間が連通し、他方のソレノイドＳ２が通電されると、ポートＰ−Ｂ間、ポートＡ−ＥＡ間が連通されるようになる。
【００１３】
これに対し、図３および図４に示すように、マニホルド２１には３本のエア通路２５〜２７と３組の一対の通路２８，２９が形成されている。上記３本のエア通路２５〜２７のうち、エア通路２５は圧縮空気をソレノイドバルブ２４に供給するもので、このエア通路２５には各ソレノイドバルブ２４のポートＰが分岐路２５ａを介して接続されている。また、エア通路２６および２７はエアアクチュエータからソレノイドバルブ２４を介して排気される空気が通るもので、エア通路２６には各ソレノイドバルブ２４のポートＥＡが分岐路２６ａを介して接続され、エア通路２７には各ソレノイドバルブ２４のポートＥＢが分岐路２７ａを介して接続されている。
【００１４】
これら圧縮空気供給用のエア通路２５の入口２５ｂおよび排気用のエア通路２６，２７の出口２６ｂ，２７ｂはいずれもハウジング１９内に位置する面、すなわち主部２２の側面において開口されている。そして、圧縮空気供給用のエア通路２５の入口２５ｂに継手３１を介してエア配管３０が接続されており、このエア配管３０はロボット内部を通ってベース１２から外部に導出され、圧縮空気供給源たる図示しないコンプレッサに接続されている。排気用のエア通路２６，２７の出口２６ｂ，２７ｂには図１および図２に示す継手３２，３３が接続されていて両継手３２，３３間がエア配管３４によって接続されている。そして、マニホルド２１の主部２２内でエア通路２６の分岐路３５が形成され、この分岐路３５の出口３５ａに継手３６が接続され、この継手３６に排気用のエア配管３７が接続されており、このエア配管３７の先端はハウジング１９外に臨む逆止弁３８に接続されている。
【００１５】
また、前記３組の一対のエア通路２８，２９には、それぞれ各ソレノイドバルブ２４のポートＡ，Ｂが接続されている。これらエア通路２８，２９の出入口２８ａ，２９ａはハウジング１９外に位置する面、すなわちプレート部２３の外面において開口され、その出入口２８ａ，２９ａにはエアアクチュエータの一対のポートから延長されたエア配管が接続される。なお、図２において、プレート部２３の孔３９はソレノイドバルブ２４のソレノイドの電源コードを接続したソケット（図示せず）の取り付け孔である。
【００１６】
次に上記構成において、図４に示すようにハンドにエアアクチュエータとして３個のエアシリンダ４０が設けられ、各エアシリンダ４０の１対のポート４０ａ，４０ｂに接続したエア配管４１，４２を１対のエア通路２８，２９の出入口２８ａ，２９ａに接続したものとしてその作用を説明する。
ソレノイドバルブ２４の一方のソレノイドＳ１が通電されると、ポートＰ−Ａ間とポートＢ−ＥＢ間が連通した状態となるため、圧縮空気がエア通路２５からポートＰ−Ａ間、エア通路２８、エア配管４１を順に通ってエアシリンダ４０の一方のポート４０ａに供給される。すると、ピストン４０ｃが図示上方に移動し、これにともなってエアシリンダ４０内の空気が他方のポート４０ｂから排出される。ポート４０ｂから排出された空気はエア配管４２からエア通路２９、ポートＢ−ＥＢ間、分岐路２７ａ、エア通路２７、エア配管３４、エア通路２６、分岐路３５、エア配管３７を順に通って逆止弁３８からハウジング１９外へ排出される。そして、ピストン４０ｃの図示上方への移動により、ハンドの例えば爪が開動作する。
【００１７】
ソレノイドバルブ２４の他方のソレノイドＳ２が通電されると、ポートＰ−Ｂ間とポートＡ−ＥＡ間が連通された状態となるため、圧縮空気がエア通路２５からポートＰ−Ｂ間、エア通路２９、エア配管４２を順に通ってエアシリンダ４０の他方のポート４０ｂに供給される。すると、ピストン４０ｃが図示下方に移動し、これにともなってエアシリンダ４０内の空気が一方のポート４０ａから排出される。ポート４０ａから排出された空気はエア配管３８からエア通路２８、ポートＡ−ＥＡ間、分岐路２６ａ、エア通路２６、分岐路３５、エア配管３７を順に通って逆止弁３８からハウジング１９外へ排出される。そして、ピストン４０ｃの図示下方への移動により、ハンドの爪が閉動作する。
【００１８】
このように本実施例によれば、マニホルド２１は圧縮空気供給用のエア配管３０を接続する主部２２と、エアアクチュエータ側のエア配管４１，４２を接続するためのプレート部２３とを一体に有しているので、従来のマニホルド２とプレート６とを接続するための継手７やエア配管９が不要となり、製造コストを低減することができる。
【００１９】
また、従来のエア配管９が不要となることから、空気漏れの原因となる接続箇所を少なくすることができる。しかも、マニホルド２１が占めるスペースが小さくなるので、比較的小スペースの捻りアーム１６内にマニホルド２１を配置することができる。このため、マニホルド２１をハンドの近くに位置させることができ、マニホルド２１とエアアクチュエータとの間を接続するためのエア配管３８，３９の長さを短くすることができる。
【００２０】
また、エアアクチュエータから排出された空気をハウジング１９外に排出するためのエア配管３７に逆止弁３８を設けたので、ハンドによる作業で液や粉塵などがかかっても、それら液や粉塵などが逆止弁３８からマニホルド２１側に逆流することはない。従って、逆止弁３８はマニホルド２１近くであっても支承がなく、エア配管３７を短くすることができる。
また、排気用の２本のエア通路４１，４２を１本のエア配管３７にまとめたので、排気用のエア配管３７の本数を少なくすることができ、コストの一層の低減化を図ることができる。
【００２１】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、以下のような拡張或いは変更が可能である。
垂直多関節型のロボットに限られない。
マニホルド２１内で排気用のエア通路２６，２７を１本のエア通路にまとめてエア通路２６，２７の出口２６ｂ，２７ｂを接続するためのエア配管３４を無くすようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す要部の断面図
【図２】マニホルドの斜視図
【図３】マニホルドの断面図
【図４】マニホルドおよびソレノイドバルブを中心とした管路構成図
【図５】ロボット全体の側面図
【図６】従来構成を示す図１相当図
【図７】図５相当図
【符号の説明】
図中、１１はロボット、１２はベース、１３はショルダ部、１４は下アーム、１５は上アーム、１６は捻りアーム、１７は手首、１８はフランジ（アーム先端）、１９はハウジング、２０は取付孔、２１はマニホルド、２２は主部、２３はプレート部（取付部）、２４はソレノイドバルブ、２５〜２９はエア通路、３４，３７はエア配管、３８は逆止弁、３７はエアシリンダ（エアアクチュエータ）、４１，４２はエア配管である。

Claims (3)

1. アーム先端部に、エアアクチュエータを動作源とするハンドが取り付けられるロボットにおいて、
   前記ハンドが取り付けられる前記アームの外殻を構成するハウジングに形成された取付孔と、
   主部およびこの主部に一体に形成された取付部を備え、前記主部が前記ハウジング内に位置し、前記取付部が前記取付孔を塞ぎ且つ前記ハウジングの外に出るように前記ハウジングに取り付けられ、前記主部内に圧縮空気の供給源に接続される圧縮空気供給用のエア通路と排気用のエア配管に接続される排気用のエア通路と前記エアアクチュエータに接続される複数のエア通路を形成したマニホルドと、
   このマニホルドの前記主部に取り付けられ、前記エアアクチュエータア側の複数のポートを前記マニホルドの前記複数のエア通路にそれぞれ一対一で接続し、圧縮空気の供給側のポートを前記マニホルドの前記圧縮空気供給用のエア通路に接続し、排気側のポートを前記マニホルドの前記排気用のエア通路に接続し、圧縮空気の供給源から前記エアアクチュエータへの圧縮空気の供給と排気とを制御するソレノイドバルブとを具備し、
   前記マニホルドに形成された前記圧縮空気供給用のエア通路を前記ハウジング内に位置する前記マニホルドの主部の一面に開口させてエア配管により前記圧縮空気の供給源に接続して圧縮空気を供給し、
   前記マニホルドに形成された前記排気用のエア通路を前記ハウジング内に位置する前記マニホルドの主部の一面に開口させて排気用のエア配管により排気を前記ハウジング外に排出し、
   前記圧縮空気を前記ソレノイドバルブから前記エアアクチュエータに供給すると共に前記エアアクチュエータから排出された空気を前記ソレノイドバルブに戻すために前記マニホルドに形成された前記複数のエア通路を前記ハウジング外に位置する前記マニホルドの前記取付部の一面に開口させてなる
   ロボット。
2. 前記排気用のエア配管は、逆止弁を有しており、当該排気用のエア配管に排出された空気を逆止弁を介して前記ハウジング外に排出するようにしたことを特徴とする請求項１記載のロボット。
3. 前記マニホルドに形成された前記排気用のエア通路は複数存在し、当該複数の排気用のエア通路は１本の前記排気用のエア配管に接続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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