JP4926777B2 - ロボット - Google Patents

Description

本発明は、特定方向に延びるフレームに沿ってスライド自在に支持されたスライダと、このスライダを駆動する駆動源と、この駆動源の動作を制御するコントローラとを備え、所定の作業を行うための作業ユニットが上記スライダに取り付けられるように構成されたロボットに関する。

従来、下記特許文献１に示されるように、特定方向に延びるフレーム（ベース部材）に沿ってスライド自在に支持されたスライダ（可動部）と、このスライダを駆動するサーボモータ等からなる駆動源と、この駆動源の動作を制御するコントローラとを備えた単軸ロボット、もしくは当該単軸ロボットが互いに直交する状態で複数組み合わされた直交型ロボットが知られている。

図９および図１０は、上記直交型ロボットの一例を示しており、図９は当該ロボットの正面図、図１０は上面図である。これらの図に示される直交型ロボット２００は、Ｘ軸方向移動用の単軸ロボットとしてのＸ軸ロボット２０１と、Ｙ軸方向移動用の単軸ロボットとしてのＹ軸ロボット２０２とを有しており、両者が互いに直交する状態で組み付けられることにより構成されている。図例では、上記Ｘ軸ロボット２０１のフレーム２０３に沿ってＸ軸方向に移動可能な２つのスライダ２０４，２０４が設けられ、これらのスライダ２０４，２０４に対して２つのＹ軸ロボット２０２，２０２が取り付けられている（いわゆるダブルキャリアタイプの直交型ロボット）。さらに、上記各Ｙ軸ロボット２０２，２０２は、Ｙ軸方向に移動可能なスライダ２１０，２１０をそれぞれ有しており、この各スライダ２１０，２１０に、例えば部品の移載動作等の所定の作業を行うための作業ユニット２１４，２１４がそれぞれ取り付けられるように構成されている。なお、図中において符号２０５は、上記Ｘ軸ロボット２０１の各スライダ２０４を駆動するためのサーボモータであり、符号２０６は、このサーボモータ２０５の駆動等を制御するためのコントローラである。これらサーボモータ２０５とコントローラ２０６とは、ケーブル２１１等を介して電気的に接続されている。

上記Ｘ軸ロボット２０１の幅方向一側部には、上記ケーブル２１１を中継するための中継ボックス２０７と、上記各スライダ２０４と一体に移動するように取り付けられた結線ボックス２０８とが設置されている。これら中継ボックス２０７と各結線ボックス２０８との間には、屈曲自在なケーブル保持部材２０９が配設されており、上記ケーブル２１１は、その一部がこのケーブル保持部材２０９の内部を通るように配索される。そして、ケーブル２１１は、上記ケーブル保持部材２０９を通じて上記結線ボックス２０８の内部に導入された後、この結線ボックス２０８内で、上記サーボモータ２０５側から延びるケーブル２１２と接続されるようになっている。なお、図中の符号２１３は、Ｙ軸ロボット２０２用のモータ（図示省略）から延びるケーブルであり、上記ケーブル２１２と同様に、結線ボックス２０８の内部で上記ケーブル２１１と接続される。
特開平７−２７６２６９号公報

ところで、上記のような直交型ロボット２００では、上記作業ユニット２１４の動作を制御するための図外の作業ユニット用コントローラが必要であり、この作業ユニット用コントローラと上記作業ユニット２１４とは、上記ケーブル２１１とは別の作業ユニット用ケーブル（図示省略）により電気的に接続される。この作業ユニット用ケーブルは、上記ケーブル２１１と共通のケーブル保持部材２０９の内部を通るように配索されることが多いが、このような作業ユニット用ケーブルの配線作業は、実際にロボットが使用される製造現場等においてユーザの手により行われるのが一般的である。したがって、上記のように多数本のケーブル２１１が既にケーブル保持部材２０９の内部に配索されている場合には、このケーブル保持部材２０９の内部にさらに上記作業ユニット用ケーブルを配索しようとしたときに、上記ケーブル２１１の存在に起因して上記作業ユニット用ケーブルの配索が行いにくくなる可能性があり、この点についてさらなる改善が求められていた。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、特定方向に移動可能なスライダに所定の作業を行うための作業ユニットが取り付けられるように構成されたロボットにおいて、上記作業ユニットに対する配線作業をより容易化することを目的とする。

上記課題を解決するためのものとして、本願の第１の発明は、特定方向に延びるフレームに沿ってスライド自在に支持されたスライダと、このスライダに取り付けられて当該スライダを駆動する駆動源と、この駆動源の動作を制御するコントローラと、一方端が上記スライダに連結されかつ他方端が上記フレームに連結された屈曲自在なケーブル保持部材とを備え、所定の作業を行うための作業ユニットが上記スライダに取り付けられるように構成されたロボットであって、上記ケーブル保持部材の内部には、仕切部材により仕切られた第１の配索空間と第２の配索空間とが形成され、上記駆動源とコントローラとが、上記ケーブル保持部材の第１の配索空間のみを通るように配索されるケーブルを介して電気的に接続されており、上記ケーブル保持部材の第２の配索空間は、ユーザの手で上記作業ユニットに接続される作業ユニット用ケーブルを通すための空間として形成されていることを特徴とするものである（請求項１）。

また、本願の第２の発明は、Ｘ軸方向に延びるフレームに沿ってスライド自在に支持されたスライダと当該スライダを駆動する駆動源とを有するＸ軸ロボットと、Ｘ軸方向と直角なＹ軸方向に延びかつ上記Ｘ軸ロボットのスライダに固定されたフレームに沿ってスライド自在に支持されたスライダと当該スライダを駆動する駆動源とを有するＹ軸ロボットと、一方端が上記Ｘ軸ロボットのスライダに連結されかつ他方端が上記Ｘ軸ロボットのフレームに連結された屈曲自在なケーブル保持部材と、上記Ｘ軸ロボットおよびＹ軸ロボットの各駆動源の動作を制御するコントローラとを備え、所定の作業を行うための作業ユニットが上記Ｙ軸ロボットのスライダに取り付けられるように構成された直交型のロボットであって、上記ケーブル保持部材の内部には、仕切部材により仕切られた第１の配索空間と第２の配索空間とが形成され、上記Ｘ軸ロボットおよびＹ軸ロボットの各駆動源とコントローラとが、上記ケーブル保持部材の第１の配索空間のみを通るように配索されるケーブルを介して電気的に接続されており、上記ケーブル保持部材の第２の配索空間は、ユーザの手で上記作業ユニットに接続される作業ユニット用ケーブルを通すための空間として形成されていることを特徴とするものである（請求項２）。

さらに、本願の第３の発明は、Ｘ軸方向に延びるフレームに沿ってスライド自在に支持されたスライダと当該スライダを駆動する駆動源とを有するＸ軸ロボットと、Ｘ軸方向と直角なＹ軸方向に延びかつ上記Ｘ軸ロボットのスライダに固定されたフレームに沿ってスライド自在に支持されたスライダと当該スライダを駆動する駆動源とを有するＹ軸ロボットと、Ｙ軸方向と直角なＺ軸方向に延びかつ上記Ｙ軸ロボットのスライダに固定されたフレームに沿ってスライド自在に支持されたスライダと当該スライダを駆動する駆動源とを有するＺ軸ロボットと、一方端が上記Ｘ軸ロボットのスライダに連結されかつ他方端が上記Ｘ軸ロボットのフレームに連結された屈曲自在なＸ軸用ケーブル保持部材と、一方端が上記Ｙ軸ロボットのフレームに連結されかつ他方端が上記Ｚ軸ロボットのフレームに連結された屈曲自在なＹ軸用ケーブル保持部材と、上記Ｘ軸ロボット、Ｙ軸ロボット、およびＺ軸ロボットの各駆動源の動作を制御するコントローラとを備え、所定の作業を行うための作業ユニットが上記Ｚ軸ロボットのスライダに取り付けられるように構成された直交型のロボットであって、上記Ｘ軸用ケーブル保持部材の内部およびＹ軸用ケーブル保持部材の内部には、それぞれ、仕切部材により仕切られた第１の配索空間と第２の配索空間とが形成され、上記Ｘ軸ロボット、Ｙ軸ロボット、およびＺ軸ロボットの各駆動源とコントローラとが、上記Ｘ軸用ケーブル保持部材の第１の配索空間および上記Ｙ軸用ケーブル保持部材の第１の配索空間のみを通るように配索されるケーブルを介して電気的に接続されており、上記Ｘ軸用ケーブル保持部材の第２の配索空間および上記Ｙ軸用ケーブル保持部材の第２の配索空間は、ユーザの手で上記作業ユニットに接続される作業ユニット用ケーブルを通すための空間として形成されていることを特徴とするものである（請求項４）。

上記第１〜第３の発明によれば、ケーブル類を保持するためのケーブル保持部材の内部に、仕切部材によって仕切られた２つの空間を設けたことにより、このうちの一方の空間（第１の配索空間）にロボット用のケーブルを配索した上で、当該空間と仕切られたもう一方の空間（第２の配索空間）に、作業ユニットに接続される作業ユニット用ケーブルを配索することができるため、上記作業ユニットに対する配線作業としてユーザが上記作業ユニット用ケーブルをケーブル保持部材の内部に配索しようとしたときに、その第１の配索空間に上記ロボット用のケーブルが既に存在している状態であっても、ユーザは、他にケーブルが存在しないもう一方の第２の配索空間に、上記作業ユニット用ケーブルを容易に配索することができる。

ここで、上記Ｘ軸ロボットが、Ｘ軸方向に独立して移動可能な複数のスライダを有し、このＸ軸ロボットの各スライダに、上記Ｙ軸ロボットがそれぞれ取り付けられ、各Ｙ軸ロボットのスライダに、上記作業ユニットが取り付けられている場合に、上記第２の発明の構成は特に有効である（請求項３）。

また、上記Ｘ軸ロボットが、Ｘ軸方向に独立して移動可能な複数のスライダを有し、このＸ軸ロボットの各スライダに、上記Ｙ軸ロボットがそれぞれ取り付けられ、各Ｙ軸ロボットのスライダに、上記Ｚ軸ロボットがそれぞれ取り付けられ、各Ｚ軸ロボットのスライダに、上記作業ユニットが取り付けられている場合に、上記第３の発明の構成は特に有効である（請求項５）。

すなわち、上記のような直交型ロボットでは、より多数のケーブル保持部材を設ける必要があるため、このケーブル保持部材の内部構造に工夫を加えることでユーザの配線作業の負担を軽減するようにした本発明の構成は、上記のような直交型ロボットに対して特に有効である。

また、本発明（第１〜第３の発明）においては、上記ケーブルが、上記コントローラ側から延びる第１のケーブルと、上記駆動源側から延びて上記ケーブル保持部材の内部に配索される第２のケーブルとを有し、これら第１および第２のケーブルが中継ボックスの内部で互いに接続されるように構成されていることが好ましい（請求項６）。

このように、上記ケーブルを中継するための中継ボックスを設けた場合には、大幅な配線変更を伴うことなく上記コントローラの設置場所を自由に設定できるという利点がある。

以上説明したように、本発明によれば、特定方向に移動可能なスライダに所定の作業を行うための作業ユニットが取り付けられるように構成されたロボットにおいて、上記作業ユニットに対する配線作業をより容易化することができる。

図１〜図６は、本発明にかかるロボットの一実施形態を示している。本図に示されるロボット１は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の各方向への移動用のＸ軸ロボット３、Ｙ軸ロボット４、およびＺ軸ロボット５が互いに直交する状態で組み付けられた３軸直交型ロボット（以下、直交型ロボット１という）として構成されている。また、この直交型ロボット１は、いわゆるダブルキャリアタイプの直交型ロボットであり、１つのＸ軸ロボット３に対して２つのＹ軸ロボット４，４が取り付けられるとともに、これら各Ｙ軸ロボット４，４に対してそれぞれＺ軸ロボット５，５が取り付けられている。このような直交型ロボット１には、そのＺ軸ロボット５，５に対して一対の作業ユニット１０，１０（詳細は後述する）が取り付けられており、上記各単軸ロボット３〜５の作動に応じて、この作業ユニット１０がＸ，Ｙ，Ｚ軸の各方向にそれぞれ移動するように構成されている。

図７は、上記Ｘ軸ロボット３を模式的に示す図である。この図７および先の図１〜図６に示すように、Ｘ軸ロボット３は、Ｘ軸方向に延びるフレーム６と、このフレーム６に沿ってスライド自在に支持された２つのスライダ９，９とを有している。上記フレーム６は、上方に開口する凹状の枠材からなるベース部材７と、このベース部材７の上端開口を覆うカバー部材８とを有しており、これらカバー部材８とベース部材７との間に部分的に挟まれるような状態で上記各スライダ９，９がスライド自在に支持されている。

上記フレーム６の内部には、その延設方向（Ｘ軸方向）に沿って延びる一対のガイドレール１１，１１（図４，図５等）が設けられ、この共通のガイドレール１１に対して上記各スライダ９，９がそれぞれＸ軸方向に摺動可能に係合している。上記各ガイドレール１１，１１の間には、ボールねじ軸１３がＸ軸方向に延びるように設置されており、このボールねじ軸１３は、上記フレーム６の両端部に設けられたベアリング１４（図７）等の軸受部材を介して軸回りに回転可能に支持されている。

上記各スライダ９，９の下方には、主に図７に示すように、上記ボールねじ軸１３に螺合されるナット部材１５，１５と、このナット部材１５，１５を回転駆動する駆動源としての中空モータ１７，１７とがそれぞれ取り付けられている。上記各ナット部材１５，１５は、ベアリング１９を介し相対回転可能な状態で上記各スライダ９，９にそれぞれ取り付けられているとともに、カップリング２１を介して上記各中空モータ１７，１７に連結されている。そして、上記各中空モータ１７，１７によってナット部材１５，１５が正方向または逆方向に回転駆動されることにより、上記各スライダ９，９が、ボールねじ軸１３およびガイドレール１１に沿って＋Ｘ方向または−Ｘ方向に個別に移動するように構成されている。

図１および図２に示すように、上記Ｘ軸ロボット３のスライダ９の上面には、上記Ｙ軸ロボット４が、正面視略Ｌ字状のブラケット２５を介して取り付けられている。すなわち、Ｙ軸ロボット４は、上記スライダ９と一体にＸ軸方向に移動可能な状態でＸ軸ロボット３に支持されている。

上記Ｙ軸ロボット４は、図１〜図５に示すように、Ｙ軸方向に延びるように設置されたフレーム２６と、このフレーム２６に沿ってスライド自在に支持されたスライダ２９とを有している。上記フレーム２６は、凹状の枠材からなるベース部材２７およびこれを覆うカバー部材２８を有しており、このうちのベース部材２７が上記ブラケット２５に対しボルト締結等の手段により固定されている。

また、上記フレーム２６の内部には、上記スライダ２９をＹ軸方向に摺動自在に支持する一対のガイドレール３１，３１と、これら両ガイドレール３１，３１の間に並設されたボールねじ軸３３と、このボールねじ軸３３を軸回りに回転駆動する駆動源としてのサーボモータ３５とが配設されている。

上記スライダ２９には、上記ボールねじ軸３３に螺合される図外のナット部材が一体に取り付けられている。そして、上記ボールねじ軸３３が上記サーボモータ３５により正方向または逆方向に回転駆動されるのに応じて、上記スライダ２９が、上記ナット部材とともにガイドレール３１に沿って＋Ｙ方向または−Ｙ方向に移動するように構成されている。

図１〜図３に示すように、上記Ｙ軸ロボット４のスライダ２９には、上記Ｚ軸ロボット５がボルト締結等の手段により固定されている。すなわち、Ｚ軸ロボット５は、上記スライダ２９と一体にＹ軸方向に移動可能な状態でＹ軸ロボット４に支持されている。

上記Ｚ軸ロボット５は、図１〜図５に示すように、上記Ｙ軸ロボット４の場合と同様の構成要素として、フレーム３６、スライダ４３、ガイドレール４４、ボールねじ軸４５、およびサーボモータ４７を有している。上記フレーム３６は、ベース部材３７およびカバー部材３８を備えた下部フレーム３９と、この下部フレーム３９の上端に取り付けられるフレームであってベース部材４０およびカバー部材４１を備えた上部フレーム４２とを有している。

上記スライダ４３には、上記ボールねじ軸４５に螺合されるナット部材４６が一体に取り付けられている。そして、上記ボールねじ軸４５が上記サーボモータ４７により正方向または逆方向に回転駆動されるのに応じて、上記スライダ４３が、上記ナット部材４６とともにガイドレール４４に沿って＋Ｚ方向または−Ｚ方向に移動するように構成されている。

上記Ｚ軸ロボット５のスライダ４３には、例えば部品移載用の吸着ノズル機構等からなる作業ユニット１０（仮想線で示す）が取り付けられている。この作業ユニット１０は、Ｙ軸ロボット４（およびこれに取り付けられたＺ軸ロボット５）がＸ軸ロボット３によってＸ軸方向に駆動されるとともに、Ｚ軸ロボット５がＹ軸ロボット４によってＹ軸方向に駆動され、されにはＺ軸ロボット５のスライダ４３がＺ軸方向に駆動されることにより、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の各方向に移動するように構成されている。

以上のように構成された直交型ロボット１は、図１に示されるコントローラ２によりその動作が制御される。これにより、直交型ロボット１に取り付けられた上記作業ユニット１０のＸ，Ｙ，Ｚ空間上での移動動作が制御される。一方、上記作業ユニット１０が行う独自の動作（例えば部品吸着動作）は、上記コントローラ２とは別の作業ユニット用コントローラ８１によって制御される。

上記直交型ロボット１の各単軸ロボット３〜４と上記コントローラ２とは、各種ケーブル（５０等）を介して電気的に接続されており、このケーブルを通じて上記各単軸ロボット３〜４に対し電力の供給や制御信号の送受信が行われるようになっている。また、上記作業ユニット１０と作業ユニット用コントローラ８１とは、上記ケーブルとは別の作業ユニット用ケーブル７９により電気的に接続されている。

図１、図３、および図６に示すように、上記Ｘ軸ロボット３のフレーム６の一側部、つまり、直交型ロボット１の前方側（−Ｙ側）にあたるフレーム６の幅方向一側の側壁面部には、ボックス状の部材からなる中継ボックス４９が取付ステー４８を介して取り付けられている。上記直交型ロボット１に用いられるケーブルは、この中継ボックス４９で中継されて上記各単軸ロボット３〜５へと配索されるようになっている。

図８は、上記直交型ロボット１（および作業ユニット１０）の制御系を示すブロック図である。この図８および先の図１〜図６に示すように、上記直交型ロボット１に用いられるケーブルは、上記コントローラ２から中継ボックス４９を介して各Ｙ軸ロボット４，４の内部へと延びるメインケーブル５０と、このメインケーブル５０の一部と上記Ｘ軸ロボット３の中空モータ１７とを接続するＸ軸モータケーブル５１と、上記メインケーブル５０の一部と上記Ｙ軸ロボット４のサーボモータ３５とを接続するＹ軸モータケーブル５２と、上記Ｚ軸ロボット５のサーボモータ４７から延びるＺ軸モータケーブル５３と、このＺ軸モータケーブル５３と上記メインケーブル５０の一部とを接続する中継ケーブル５４とから構成されている。そして、これら各ケーブル５０〜５４を介して上記コントローラ２と各単軸ロボット３〜５用のモータ（中空モータ１７およびサーボモータ３５，４７）が電気的に接続され、これらの間で各種制御信号の送受信や電力の供給が行われることにより、上記各単軸ロボット３〜５の動作がそれぞれ個別に制御されるようになっている。

なお、図例では、電力供給用のケーブルと制御信号を送受信するためのケーブルとが別々に構成されている。上記各モータ１７，３５，４７用のケーブル５１，５２，５３や中継ケーブル５４がそれぞれ２本存在するのはこのためである。また、上記メインケーブル５０については、これら各ケーブルの本数に対応して設けられるが、Ｘ軸モータケーブル５１およびＹ軸モータケーブル５２に対しては共用のケーブルが用いられている。

上記メインケーブル５０は、上記コントローラ２と中継ボックス４９との間に配索される第１のケーブル５５と、上記中継ボックス４９と各Ｙ軸ロボット４，４との間に配索される第２のケーブル５６とを有しており、これら第１および第２のケーブル５５，５６どうしが、上記中継ボックス４９の内部でコネクタ６２を介して互いに接続されるようになっている。

上記中継ボックス４９は、その下面の高さが上記Ｘ軸ロボット３のフレーム６の底面（つまりフレーム６が設置される床面）よりも所定距離だけ上方に位置するように設置されている。当該中継ボックス４９の下面には、上記第１のケーブル５５を内部に導入するためのケーブル導入部５９が設けられている。このケーブル導入部５９には、上記第１のケーブル５５が挿通される挿通孔が設けられ、この挿通孔を通じて上記第１のケーブル５５が上記中継ボックス４９の内部に導入されるようになっている。

また、上記中継ボックス４９の左右両側面、つまり中継ボックス４９の＋Ｘ側および−Ｘ側の側壁面部には、その下端部に開口部６１（図３，図６）が形成されており、この開口部６１を通じて上記第２のケーブル５６が中継ボックス４９の内部から導出されるようになっている。

図１〜図５に示すように、上記中継ボックス４９が設置される側のＸ軸ロボット３の側方（−Ｙ側の側方）には、上記中継ボックス４９から各Ｙ軸ロボット４，４へと延びる上記第２のケーブル５６，５６をそれぞれ保持するための一対のＸ軸用ケーブル保持部材６３，６３が、上記中継ボックス４９をＸ軸方向の両側から挟むような状態で設置されている。なお、図２ではこのＸ軸用ケーブル保持部材６３を２点鎖線で示している。

上記Ｘ軸用ケーブル保持部材６３は、例えば、矩形枠状の断面を有した多数の単位枠体が長手方向に互いに連結されて構成された長尺な中空状の部材からなり、上記各単位枠体どうしが互いの連結角度を変化させ得る状態で連結されることにより、長手方向に自在に屈曲するように構成されている。そして、上記中継ボックス４９から延びる第２のケーブル５６が、このようなケーブル保持部材６３の内部に入口側フランジ６３ａを通じて導入され、反対側の出口側フランジ６３ｂを通じて外部に導出されることにより、上記第２のケーブル５６の軸方向中間部がこのケーブル保持部材６３の内部に挿通されて保持されている。

上記Ｘ軸用ケーブル保持部材６３は、上記Ｘ軸ロボット３のフレーム６の側壁（−Ｙ側の側壁）に取り付けられた取付ステー６５の上面に入口側フランジ６３ａが固定されるとともに、上記Ｘ軸ロボット３のスライダ９の側壁に取り付けられかつ上記入口側フランジ６３ａの設置部よりも上方に配置された取付ステー６７の上面に出口側フランジ６３ｂが固定されることにより、上記フレーム６の側部において当該フレーム６の底面から所定距離だけ上方に離間した高さに位置する状態で設置されている。また、このようなＸ軸用ケーブル保持部材６３は、上記スライダ９のＸ軸方向の移動に追従して変形することが可能である。すなわち、Ｘ軸用ケーブル保持部材６３は、上記Ｘ軸ロボット３の静止時には、上記入口側および出口側フランジ６３ａ，６３ｂが上記各取付ステー６５，６７上の定位置に支持されることで一定の形状に保持されているが、上記スライダ９およびこれに固定された上記取付ステー６７がＸ軸方向に移動すると、この移動に上記出口側フランジ６３ｂを追従させるべく異なる形状に屈曲変形する。上記第２のケーブル５６は、このようなＸ軸用ケーブル保持部材６３の内部を通って上記中継ボックス４９とＹ軸ロボット４との間を配索されることにより、上記Ｘ軸ロボット３の作動中において上記Ｙ軸ロボット４（およびスライダ９）がＸ軸方向に往復動するような状況下でも、互いに絡まり合ったりするようなことなく安定した状態に保持される。

上記ケーブル保持部材６３の出口側フランジ６３ｂから導出された上記第２のケーブル５６は、図２〜図５に示すように、Ｙ軸ロボット４の長手方向一端部（−Ｙ側の端部）の下方へと配索されてフレーム２６の内部に導入される。この第２のケーブル５６が導入される部分のフレーム２６の内部には、図５に示すように、所定の空間からなる結線部６８が形成されており、上記第２のケーブル５６は、フレーム２６のベース部材２７およびカバー部材２８との隙間を通じて上記結線部６８内に導入され、そこで他のケーブル（５１，５２，５４）と接続される（特に図８参照）。なお、図２および図５では、上記各種ケーブルのうち、第２のメインケーブル５６と中継ケーブル５４との接続状態のみを示しており、他のケーブルの接続状態についてはその図示を省略している。また、図示された２本の中継ケーブル５４およびこれに対応する第２のメインケーブル５６は、１本が電力供給用でもう１本が制御用である。

上記結線部６８の近傍には上記Ｙ軸ロボット４用のサーボモータ３５が設置されており、このサーボモータ３５から延びるＹ軸モータケーブル５２（図８）が、結線部６８に導入された上記第２のケーブル５６の一部とコネクタ６９を介して接続されるようになっている。また、上記結線部６８には、さらに、Ｘ軸ロボット３用の中空モータ１７から延びる上記Ｘ軸モータケーブル５１、およびＺ軸ロボット５側から延びる上記中継ケーブル５４がそれぞれ導入されており、これら各ケーブル５１，５４が同様にコネクタ６９を介して上記第２のケーブル５６と接続されている。

上記Ｙ軸ロボット４のフレーム２６の上部には、上記Ｘ軸用ケーブル保持部材６３と同様の構造を有するＹ軸用ケーブル保持部材７１が設置されており、上記中継ケーブル５４の軸方向中間部がこのＹ軸用ケーブル保持部材７１の内部に挿通されて保持されている。このＹ軸用ケーブル保持部材７１は、上記Ｙ軸ロボット４のフレーム２６の上面部に入口側フランジ７１ａが固定されるとともに、上記Ｚ軸ロボット５のフレーム３６に取り付けられかつ上記入口側フランジ７１ａの設置部よりも上方に配置された取付ステー７４の上面に出口側フランジ７１ｂが固定されることにより、上記Ｚ軸ロボット５のＹ軸方向の移動に追従するように変形可能な状態で上記Ｙ軸ロボット４の上部に取り付けられている。

上記Ｙ軸用ケーブル保持部材７１の内部を通るように配索される上記中継ケーブル５４は、図１および図３〜図５に示すように、上記ケーブル保持部材７１の出口側フランジ７１ｂから外部に導出されてＺ軸ロボット５の上端部側へと配索され、そこからフレーム３６の上部フレーム４２の内部に導入される。この中継ケーブル５４が導入される部分の上部フレーム４２の内部には、図５に示すように、所定の空間からなる結線部７２が形成されており、上記中継ケーブル５４は、上部フレーム４２に設けられたケーブル導入部６０（図１）を通じて上記結線部７２内に導入される。そして、この結線部７２において、上記中継ケーブル５４と、Ｚ軸ロボット５用のサーボモータ４７から延びる上記Ｚ軸モータケーブル５３とが接続されるようになっている。具体的には、上記結線部７２の近傍に上記サーボモータ４７が設置され、このサーボモータ４７から延びるＺ軸モータケーブル５３が、上記中継ケーブル５４とコネクタ７３を介して接続されている（図５および図８参照）。

図４および図５に示すように、上記Ｘ軸用ケーブル保持部材６３は、その内部が仕切部材７５によって２つの空間に仕切られており、そのうちの一方の空間に、上記中継ボックス４９からＹ軸ロボット４の結線部６８へと延びる上記第２のケーブル５６が配索されるとともに、もう一方の空間に、上記作業ユニット１０に用いられる作業ユニット用ケーブル７９が配索されるように構成されている。すなわち、上記Ｘ軸用ケーブル保持部材６３の内部には、上記第２のケーブル５６を通すための第１の配索空間８３と、上記作業ユニット用ケーブル７９を通すための第２の配索空間８４とが形成されており、これら第１および第２の配索空間８３，８４が、上記仕切部材７５を介して互いに仕切られている。なお、図４および図５では、Ｘ軸用ケーブル保持部材６３の入口側および出口側フランジ６３ａ，６３ｂが仕切部材７５によって仕切られた状態が示されているが、上記各フランジ６３ａ，６３ｂの間の本体部分についても同様に仕切部材７５によって仕切られている（このことは、次のＹ軸用ケーブル保持部材７１についても同じ）。

同様に、上記Ｙ軸用ケーブル保持部材７１は、図１および図２に示すように、その内部が仕切部材７６によって２つの空間に仕切られており、そのうちの一方の空間に、上記Ｙ軸ロボット４の結線部６８から上記Ｚ軸ロボット５の結線部７２へと延びる中継ケーブル５４が配索されるとともに、もう一方の空間に、上記作業ユニット用ケーブル７９が配索されるように構成されている。すなわち、上記Ｙ軸用ケーブル保持部材７１の内部には、上記中継ケーブル５４を通すための第１の配索空間８５と、上記作業ユニット用ケーブル７９を通すための第２の配索空間８６とが形成されており、これら第１および第２の配索空間８５，８６が、上記仕切部材７６を介して互いに仕切られている。

このように、上記各ケーブル保持部材６３，７１の内部には、直交型ロボット１用の各種ケーブル（５４および５６）と、上記作業ユニット１０に用いられる作業ユニット用ケーブル７９とが、上記仕切部材７５，７６で仕切られた異なる空間（８３，８４等）に別々に配索されるようになっている。なお、このうち作業ユニット用ケーブル７９は、上記のように各ケーブル保持部材６３，７１の内部を通るように配索された後、さらに、Ｚ軸ロボット５に取り付けられる図略のＺ軸用ケーブル保持部材の内部を通るように配索され、そこから外部に導出されて最終的に上記作業ユニット１０用のモータ等に接続されることになる。

上記のようにＸ，Ｙ，Ｚ軸の各方向に移動可能なスライダ９，２９，４３をそれぞれ有した各単軸ロボット３〜５を備えるとともに、このうちのＺ軸ロボット５のスライダ４３に、部品の移載動作等の所定の作業を行うための作業ユニット１０が取り付けられるように構成された直交型ロボット１において、上記各単軸ロボット３〜５用のモータ１７，３５，４７と、これを制御するためのコントローラ２とを、屈曲自在なケーブル保持部材６３，７１の内部を通るように配索されるケーブル５４，５６を含んだ各種ケーブルを介して電気的に接続するとともに、上記ケーブル保持部材６３，７１の内部に、仕切部材７５，７６によって仕切られた２つの空間、つまり、上記ケーブル５４，５６を通すための第１の配索空間８３，８５と、上記作業ユニット１０に接続される作業ユニット用ケーブル７９を通すための第２の配索空間８４，８６とを形成するようにした上記実施形態の構成によれば、ロボットが使用される製造現場等においてユーザの手により行われる上記作業ユニット用ケーブル７９の配線作業をより容易化できるという利点がある。

すなわち、上記実施形態によれば、ケーブル類を保持するためのケーブル保持部材６３，７１の内部に、仕切部材７５，７６によって仕切られた２つの空間を設けたことにより、このうちの一方の空間（第１の配索空間８３，８５）に、直交型ロボット１用のケーブル５４，５６を配索した上で、当該空間と仕切られたもう一方の空間（第２の配索空間８４，８６）に、上記作業ユニット用ケーブル７９を配索することができるため、上記作業ユニット１０に対する配線作業としてユーザが上記作業ユニット用ケーブル７９をケーブル保持部材６３，７１の内部に配索しようとしたときに、その第１の配索空間８３，８５に上記ケーブル５４，５６が既に存在している状態であっても、ユーザは、他にケーブルが存在しないもう一方の第２の配索空間８４，８６に、上記作業ユニット用ケーブル７９を容易に配索することができる。

具体的に、ケーブル保持部材６３，７１が上記のように２つの空間に仕切られていない場合には、ユーザがこのケーブル保持部材６３，７１の内部に上記作業ユニット用ケーブル７９を配索しようとしたときに、この作業ユニット用ケーブル７９が、直交型ロボット１の出荷時等において既にケーブル保持部材６３，７１の内部に配索されている上記ケーブル５４，５６に絡まり合ったりすることに起因して、当該作業ユニットケーブル７９の配線作業に支障が生じるおそれがある。これに対し、上記実施形態のようにケーブル保持部材６３，７１の内部が２つの空間に仕切られていれば、このような事態が生じるおそれがなく、上記作業ユニット用ケーブル７９の配線作業をより容易に行うことができる。

また、上記実施形態では、直交型ロボット１用の各種ケーブルのうち、コントローラ２側から延びる第１のケーブル５５と、Ｙ軸ロボット４の結線部６８から延びて上記Ｘ軸用ケーブル保持部材６３の内部に配索される第２のケーブル５６とが、中継ボックス４９の内部で互いに接続されるように構成されているため、大幅な配線変更を伴うことなく上記コントローラ２の設置場所を自由に設定できるという利点がある。

すなわち、上記中継ボックス４９が存在せず、上記第１および第２のケーブル５５，５６が一連の長尺なケーブルによって構成されている場合には、上記コントローラ２の設置場所を大きく変更したいという要求があったときに、これに伴って上記一連のケーブル全体を交換する必要があり、しかも再配線時には当該ケーブルを上記Ｘ軸用ケーブル保持部材６３の内部に再び通す必要がある。これに対し、上記実施形態のように中継ボックス４９が設けられていれば、上記のようにコントローラ２の設置場所を大きく変更する場合においても、この中継ボックス４９とコントローラ２との間に配索される上記第１のケーブル５５のみを交換すればよく（つまり、もう一方の第２のケーブル５６は交換しなくても済み）、上記のようなコントローラ２の設置場所の変更を比較的容易に行うことができる。

なお、上記実施形態では、Ｘ軸用ケーブル保持部材６３およびＹ軸用ケーブル保持部材７１の両方に、上記仕切部材７５，７６をそれぞれ設けたが、各種ケーブル（５４，５５，５６等）の配索経路上においてコントローラ２側により近いＸ軸用ケーブル保持部材６３にのみ上記仕切部材７５を設け、Ｙ軸用ケーブル保持部材７１に設けられる上記仕切部材７６は省略してもよい。いずれにせよ、上記実施形態のような３軸直交型ロボットでは、少なくともＸ軸用ケーブル保持部材６３に上記仕切部材７５を設けることが好ましい。

すなわち、ケーブルの配索経路上でコントローラ２側に最も近い上記Ｘ軸用ケーブル保持部材６３の内部には、Ｙ軸用ケーブル保持部材７１に比べてより多数のケーブル（図例では４本のケーブル５６）が配索されるため、上記作業ユニット用ケーブル７９をこのＸ軸用ケーブル保持部材６３の内部に配索しようとしたときに、この作業ユニット用ケーブル７９が上記ケーブル５６と絡まり合ったりする可能性が相対的に高くなる。そこで、上記Ｘ軸用ケーブル保持部材６３の内部に少なくとも上記仕切部材７５を設けることにより、上記作業ユニット用ケーブル７９を内部に配索する作業が本来最も行いにくいＸ軸用ケーブル保持部材６３について少なくともその作業性を向上させることができるため、上記作業ユニット１０に対する配線作業を効率的に容易化することができる。

また、上記実施形態では、上記各ケーブル保持部材６３，７１の内部空間を、水平方向に延びる仕切部材７５，７６によって上下に仕切るようにしたが、上記仕切部材７５，７６を上下方向に設置することにより、上記各ケーブル保持部材６３，７１の内部空間を左右に仕切るようにしてもよい。

また、上記実施形態では、本発明にかかるロボットの一例として、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の各方向に直線的に移動可能な各単軸ロボット３〜５が組み合わされた３軸直交型ロボット１について説明を行ったが、本発明のロボットは、このような３軸直交型ロボット１に限らず、例えば、Ｘ，Ｙ軸の２種類の単軸ロボットが組み合わされた２軸直交型ロボットであってもよい。２軸直交型ロボットの場合は、Ｙ軸ロボットのスライダに作業ユニットが取り付けられることになる。また、本発明のロボットは、上記実施形態の直交型ロボット１のようないわゆるダブルキャリアタイプのロボットに限らず、Ｘ軸ロボット３に対し単一のＹ軸ロボット４が取り付けられたいわゆるシングルキャリアタイプのロボットであってもよい。

またさらに、本発明は、上記のような直交型ロボットに限らず、単軸ロボットのみからなる直動型ロボットにも適用することができる。ただし、本発明の構成は、単軸ロボットが複数組み合わされた直交型ロボット、特に、上記実施形態のように、Ｘ軸方向に独立して移動可能な２つのスライダ９，９を有した単一のＸ軸ロボット３と、このＸ軸ロボット３の各スライダ９，９に取り付けられた２つのＹ軸ロボット４，４とを備えたいわゆるダブルキャリアタイプの直交型ロボット１に対しより好適に適用することができる。すなわち、このような直交型ロボット１では、２つのＸ軸用ケーブル保持部材６３，６３、および２つのＹ軸用ケーブル保持部材７１，７１という多数のケーブル保持部材を設ける必要があるため、これらのケーブル保持部材の内部構造に工夫を加えることでユーザの配線作業の負担を軽減するようにした本発明の構成は、上記のような直交型ロボット１に対して特に有効である。

本発明の一実施形態にかかるロボットの正面図である。 図１の一部拡大断面図である。 上記ロボットの上面図である。 上記ロボットの側面断面図である。 図４においてＹ軸およびＺ軸ロボットのカバー部材を取り外した状態を示す図である。 Ｘ軸ロボットおよび中継ボックスを拡大して示す側面断面図である。 Ｘ軸ロボットの構造を模式的に示す図である。 上記ロボットの制御系を示すブロック図である。 従来のロボットの概略構成を説明するための正面図である。 従来のロボットの概略構成を説明するための上面図である。

１ 直交型ロボット（ロボット）
２ コントローラ
３ Ｘ軸ロボット（単軸ロボット）
４ Ｙ軸ロボット（単軸ロボット）
５ Ｚ軸ロボット（単軸ロボット）
６，２６，３６ フレーム
９，２９，４３ スライダ
１７ 中空モータ（駆動源）
３５，４７ サーボモータ（駆動源）
４９ 中継ボックス
５０ メインケーブル（ケーブル）
５５ 第１のケーブル
５６ 第２のケーブル
６３ Ｘ軸用ケーブル保持部材（ケーブル保持部材）
７１ Ｙ軸用ケーブル保持部材（ケーブル保持部材）
７５，７６ 仕切部材
８３，８５ 第１の配索空間
８４，８６ 第２の配索空間

Claims (6)

1. 特定方向に延びるフレームに沿ってスライド自在に支持されたスライダと、このスライダに取り付けられて当該スライダを駆動する駆動源と、この駆動源の動作を制御するコントローラと、一方端が上記スライダに連結されかつ他方端が上記フレームに連結された屈曲自在なケーブル保持部材とを備え、所定の作業を行うための作業ユニットが上記スライダに取り付けられるように構成されたロボットであって、
   上記ケーブル保持部材の内部には、仕切部材により仕切られた第１の配索空間と第２の配索空間とが形成され、
   上記駆動源とコントローラとが、上記ケーブル保持部材の第１の配索空間のみを通るように配索されるケーブルを介して電気的に接続されており、
   上記ケーブル保持部材の第２の配索空間は、ユーザの手で上記作業ユニットに接続される作業ユニット用ケーブルを通すための空間として形成されていることを特徴とするロボット。
2. Ｘ軸方向に延びるフレームに沿ってスライド自在に支持されたスライダと当該スライダを駆動する駆動源とを有するＸ軸ロボットと、Ｘ軸方向と直角なＹ軸方向に延びかつ上記Ｘ軸ロボットのスライダに固定されたフレームに沿ってスライド自在に支持されたスライダと当該スライダを駆動する駆動源とを有するＹ軸ロボットと、一方端が上記Ｘ軸ロボットのスライダに連結されかつ他方端が上記Ｘ軸ロボットのフレームに連結された屈曲自在なケーブル保持部材と、上記Ｘ軸ロボットおよびＹ軸ロボットの各駆動源の動作を制御するコントローラとを備え、所定の作業を行うための作業ユニットが上記Ｙ軸ロボットのスライダに取り付けられるように構成された直交型のロボットであって、
   上記ケーブル保持部材の内部には、仕切部材により仕切られた第１の配索空間と第２の配索空間とが形成され、
   上記Ｘ軸ロボットおよびＹ軸ロボットの各駆動源とコントローラとが、上記ケーブル保持部材の第１の配索空間のみを通るように配索されるケーブルを介して電気的に接続されており、
   上記ケーブル保持部材の第２の配索空間は、ユーザの手で上記作業ユニットに接続される作業ユニット用ケーブルを通すための空間として形成されていることを特徴とするロボット。
3. 請求項２記載のロボットにおいて、
   上記Ｘ軸ロボットが、Ｘ軸方向に独立して移動可能な複数のスライダを有し、このＸ軸ロボットの各スライダに、上記Ｙ軸ロボットがそれぞれ取り付けられ、各Ｙ軸ロボットのスライダに、上記作業ユニットが取り付けられたことを特徴とするロボット。
4. Ｘ軸方向に延びるフレームに沿ってスライド自在に支持されたスライダと当該スライダを駆動する駆動源とを有するＸ軸ロボットと、Ｘ軸方向と直角なＹ軸方向に延びかつ上記Ｘ軸ロボットのスライダに固定されたフレームに沿ってスライド自在に支持されたスライダと当該スライダを駆動する駆動源とを有するＹ軸ロボットと、Ｙ軸方向と直角なＺ軸方向に延びかつ上記Ｙ軸ロボットのスライダに固定されたフレームに沿ってスライド自在に支持されたスライダと当該スライダを駆動する駆動源とを有するＺ軸ロボットと、一方端が上記Ｘ軸ロボットのスライダに連結されかつ他方端が上記Ｘ軸ロボットのフレームに連結された屈曲自在なＸ軸用ケーブル保持部材と、一方端が上記Ｙ軸ロボットのフレームに連結されかつ他方端が上記Ｚ軸ロボットのフレームに連結された屈曲自在なＹ軸用ケーブル保持部材と、上記Ｘ軸ロボット、Ｙ軸ロボット、およびＺ軸ロボットの各駆動源の動作を制御するコントローラとを備え、所定の作業を行うための作業ユニットが上記Ｚ軸ロボットのスライダに取り付けられるように構成された直交型のロボットであって、
   上記Ｘ軸用ケーブル保持部材の内部およびＹ軸用ケーブル保持部材の内部には、それぞれ、仕切部材により仕切られた第１の配索空間と第２の配索空間とが形成され、
   上記Ｘ軸ロボット、Ｙ軸ロボット、およびＺ軸ロボットの各駆動源とコントローラとが、上記Ｘ軸用ケーブル保持部材の第１の配索空間および上記Ｙ軸用ケーブル保持部材の第１の配索空間のみを通るように配索されるケーブルを介して電気的に接続されており、
   上記Ｘ軸用ケーブル保持部材の第２の配索空間および上記Ｙ軸用ケーブル保持部材の第２の配索空間は、ユーザの手で上記作業ユニットに接続される作業ユニット用ケーブルを通すための空間として形成されていることを特徴とするロボット。
5. 請求項４記載のロボットにおいて、
   上記Ｘ軸ロボットが、Ｘ軸方向に独立して移動可能な複数のスライダを有し、このＸ軸ロボットの各スライダに、上記Ｙ軸ロボットがそれぞれ取り付けられ、各Ｙ軸ロボットのスライダに、上記Ｚ軸ロボットがそれぞれ取り付けられ、各Ｚ軸ロボットのスライダに、上記作業ユニットが取り付けられたことを特徴とするロボット。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のロボットにおいて、
   上記ケーブルが、上記コントローラ側から延びる第１のケーブルと、上記駆動源側から延びて上記ケーブル保持部材の内部に配索される第２のケーブルとを有し、これら第１および第２のケーブルが中継ボックスの内部で互いに接続されるように構成されたことを特徴とするロボット。
   

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