JPH04111786A - 工業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は工業用ロボットに係り、特に手首機構に支持さ
れた治具からのチューブの処理を容易にするよう構成し
た工業用ロボットに関する。

従来の技術 例えば多関節形の工業用ロボットではアーム先端に作業
用治具を支持する手首機構を設けてなり、手首機構の動
作により作業用治具を作業しやすい向きに動作させてい
る。ところか、塗装ガン。

シーリングガン等の作業用治具を有する塗装用ロボット
、シーリングロボットにおいては、塗装ガン、シーリン
グガンに塗料、エア、シーリング材等を供給するための
チューブか接続されている。

これらのチューブは通常手首機構を先端に有するアーム
の外周に結束してアーム動作を妨げないようにするとと
もに、塗装ガン等と手首機構との間は手首機構の動作範
囲分たるませである。

発明が解決しようとする課題 しかるに、従来の工業用ロボットでは手首機構近傍でチ
ューブを余分にたるませであるため、塗装ガン等の治具
を動作させるたびにチューブのたるみ部分がバタツクと
いった課題があり、狭い工場ではロボット近傍の周辺機
器にたるませたチューブが接触するおそれもあった。特
に静電形塗装ガンあるいは大形の塗装ガン等を有するロ
ボットの場合、チューブの本数が多くしかもチューブ取
り回しか難しいので、手首機構の動作を妨げず、且つ周
辺機器等の邪魔にならないようにチューブを配設するこ
とが難しいといった課題か生ずる。

そこで、本発明は上記課題を解決した工業用ロボットを
提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、作業用治具を支持する中空状の支持部材と、 前記支持部材を回動する駆動手段と、 前記作業用治具に接続されたチューブと、を有し、 前記チューブは前記支持部材の内部に挿通され前記支持
部材の回動中心に設けられた開口より外部に引き出され
てなる。

作用 中空状の支持部材の内部に作業用治具からのチューブを
挿通し、支持部材の回動中心に設けられた孔よりチュー
ブを引き出すことにより、チューブのたるみ長さを短く
することができ、これによりチューブの取り回しか容易
になる。

実施例 第１図乃至第３図に本発明になる工業用口ホットの一実
施例を示す。尚、本実施例では塗装用ロボットを一例と
して説明する。

各図中、塗装用ロボットｌは被塗物としての車体２か搬
送される搬送装置３の近傍に設置されている。この塗装
用ロボット１は後述するように車体２の側面のような曲
面を塗装するのに適したロボットである。

重装用ロボット１は、大略車体２の搬送方向（Ｘ方向）
に延在するように床面４に設置されたベース５と、ベー
ス５上をＸ方向に移動する垂直アーム６と、垂直アーム
６に支持されＺ方向に昇降する水平アーム７と、よりな
る。水平アーム７は垂直アーム６の側面６ａに設けられ
たガイド部６ｂ、６ｃにガイドされて第１図、第２図中
実線で示す上昇位置Ａと降下位置Ｂとの間を昇降する。

又、水平アーム７は比較的短く水平方向に延在しており
、水平アーム７の側面には手首駆動ユニット８が水平方
向（Ｙ方向）に摺動自在に設けられている。手首駆動ユ
ニット８の先端には作業用治具としてのスプレガン９か
設けられており、塗装時スプレガン９は手首駆動ユニッ
ト８ととにも車体２の側面と略一定の距離を保つように
Ｙ方向へ移動する。同時に手首駆動ユニット８は第１図
に示すようにスプレガン９が被塗面（車体２の側面）の
曲面に対し垂直方向から塗料を吹き付けるようにスプレ
ガン９をＣ方向に回動させる。尚、スプレガン９は塗着
効率の良いエア霧化静電スプレであり、塗料チューブ等
の高電圧供給用のケーブルが内蔵されたチューブも接続
されている。

第３図乃至第５図に示す如く、手首駆動ユニット８は、
スプレガン９をＣ軸、Ｄ軸を中心にＣ方向、Ｄ方向に回
動させる手首部１０と、手首部ｌＯの２軸を駆動する駆
動部１１と、駆動部１１からの回転駆動力を手首部１ｏ
に伝達する伝達機構１２とよりなる。尚、駆動部１１と
伝達機構１２はスプレガン９を回動させる駆動部を構成
する。

１３は伝達機構１２を収容する箱状のケースで、前記水
平アーム７にＹ方向へ摺動自在に取り付けられている。

ケース１３の側面１３ａの先端側には手首部１０かＣ方
向に回動自在に支承されている。

手首部１０はケース１３内の軸受１４．１５により軸承
されてＸ方向に延在する第１の中空軸１６と、第１の中
空軸１６の端部に一体的に固着されＸ方向と直交するＹ
方向に延在する第２の中空軸（支持部材）１７と、一端
が第２の中空軸１７内の軸受１８．１９により軸承され
他端にスプレガン９が取り付けられた第３の中空軸２ｏ
とよりなる。第１の中空軸１６はスプレガン９をＣ方向
に回動させるときのＣ軸であり、第３の中空軸２０はス
プレガン９をＤ方向に回動させるときのＤ軸である。

第２の中空軸２０は軸方向に貫通する通路２０ａを有し
ており、通路２０ａの一端はスプレガン９の取付部側に
面するよう開口し、通路２０ａの他端は第２の中空軸１
７の内部空間１７ａに開口している。又、第２の中空軸
１７はＣ軸と同軸となるよう穿設された開口１７ｂを有
する。

２１はスプレ９に接続されたチューブで、塗料チューブ
２１ａ、エアチューブ２１ｂ、電圧供給チューブ（内部
にケーブルを有する）２１０等が結束されている。これ
らのチューブ２１ａ〜２１Ｃは手首部１０の内部を通っ
て、水平アーム７側へ延在している。即ち、複数のチュ
ーブ２１ａ〜２１ｃは第３の中空軸２０の通路２０ａを
挿通されて第２の中空軸１７の空間１７ａに至り開口１
７ｂより外部に引き出されている。

そのため、塗装作業時にスプレガン９がＣ方向に回動す
る時、スプレガン９のＣ軸の回動中心にある開口１７ｂ
より引き出されたチューブ２１が大きく揺さぶられてバ
タツクことかなく、チューブ２１が邪魔にならないよう
に配設されている。

尚、上記通路２０ａ及び空間１７ａにおいては、各チュ
ーブ２１ａ〜２１ｃが結束されず若干弛ませた状態で挿
入されている。これはスプレガン９がＤ方向に回動する
ときの各チューブ２１ａ〜２１ｃのねじれを緩和して回
動負荷を抑えるためである。

従って、手首部ｌＯより外部に引き出されたチューブ２
１は従来の如く大きく弛ませる必要かなく、略直線的に
配設することかできる。よって、スプレガン９に接続さ
れた複数のチューブ２１ａ〜２１ｃの取り回しか容易と
なり、組付作業を短時間で行える。

第３図に示す如く、駆動部１１はＣ軸駆動用のモータ２
２とＤ軸駆動用のモータ２３とを内圧防爆ケース２４内
に収納してなる。一対のモータ２２．２３は出力軸２２
ａ、２３ａがＸ方向に延在するよう平行に配設され、ケ
ース１３の取付ベース１３ａに取付けられている。又、
取付ベース１３ａとケース２４の周縁部との間にはパツ
キン２５が介在し、ケース２４内は密閉構造となってい
る。又、ケース２４の上面には継手２６が設けられてお
り、継手２６にはケース２４内に保護気体（例えばＮ２
ガス）を圧送するとともに内部にモータ２２，２３へ接
続されるケーブル（図示せず）が挿通されたチューブ２
７か接続される。

モータ２２．２３の出力軸２２ａ、２３ａには延長軸２
８．２９が連結され、延長軸２８．２９の端部は減速機
３０．３１に結合している。又、減速機３０．３１の外
周側は軸受３２ａ、３２ｂ。

３３ａ、３３ｂにより軸承された駆動側プーリ３４．３
５と結合されている。

一方、手首部ＩＯ側では第１の中空軸１６の外周に従動
側プーリ３６が設けられ、第１の中空軸１６の内部通路
１６ａを貫通する軸３７の一端には従動側プーリ３８が
設けられている。又、軸３７は他端にベベルギヤ４０が
固着され、軸受３９ａ〜３９ｃにより軸承されている。

尚、ベベルギヤ４０は第３の中空軸２０の端部に一体的
に取付けられたベベルギヤ４１と噛合している。

上記駆動側プーリ３４．３５と従動側プーリ３６．３８
はＸ方向上同じ位置にあり、プーリ３４と３６との間に
はベルト４２が張設され、プーリ３５と３８との間には
ベルト４３が張設されている。第５図に示す４４はベル
ト４２．４３に当接するローラ４５を支持ベース４６と
ともにＺ方向に変位させてベルト４２．４３のテンショ
ンを調整するようになっている。

又、駆動部１１のケース２４の壁面にはスプレガン９か
らのチューブ２１を保持する保持具４７が固着されてい
る。従って、手首部ＩＯの開口１７ｂより引き出された
チューブ２１は若干たるませた状態で保持具４７に保持
され、手首駆動ユニット８がＸ方向に移動するときチュ
ーブ２１が大きく弛むことが防止される。４８はゴム製
のカバーで、手首部ｌＯの開口１７ｂに嵌合するように
設けられ、チューブ２１と開口１７ｂとの間を閉塞して
いる。尚、カバー４８は蛇腹状に形成されているので、
チューブ２１のカーブに応じてどの方向にも撓むことが
できる。

ここで、上記構成になる塗装用ロボットｌの塗装動作に
つき説明する。

被塗装物としての車体２が搬送装置３により塗装用ロボ
ット１の前に到着すると、水平アーム７が垂直アーム６
に沿ってＺ方向に昇降する。又水平アーム７に支持され
た手首駆動ユニット８は車体２の側面の形状に応してス
プレガン９の先端と車体２の側面との距離か一定に保た
れるようにＹ方向ニ移動する。スプレガン９は塗料を車
体２の側面に吹き付けなからＺ方向及びＹ方向に移動す
る。

又、スプレガン９はＺ方向への移動とともに上記手首部
ｌＯを介してＣ方向に回動し、塗料吹き付は方向が被塗
面の垂直方向となるように向きが調整される。即ち、モ
ータ２２の出力軸２２ａの回転駆動力は延長軸２８を介
して減速機３０に伝達され、減速機３０により減速され
た回転はプーリ３４．ベルト４２．プーリ３６を介して
第１の中空軸１６に伝達される。これにより、手首部１
０がスプレガン９とともにＣ方向に回動する。

尚、スプレガン９の向きは、水平アーム７が上昇位置Ａ
にあるとき反時計方向に回動しながら車体２の側面上部
を塗装する。そして、水平アーム７が車体２の略中央に
降下したとき、スプレガン９は水平方向の向きとなる。

さらに水平アーム７か降下するにつれて、スプレガン９
は水平方向より除々に時計方向に回動して上向きとなる
。スプレガン９このように車体２に対する向きを変えな
から車体２の側面下部を塗装する。尚、水平アーム７が
降下位置Ｂから上昇位置Ａへ上昇する過程では上記降下
時と逆の動作か行なわれ、スプレガン９の塗料吹き付は
方向が調整される。

このように、スプレガン９かＣ方向に回動するとき、ス
プレガン９からのチューブ２１は、前述の如く手首部ｌ
Ｏ内に通され且つＣ軸と同軸的に設けられた開口１７ｂ
より引き出されているため、スプレガン９の回動動作に
よりバタックこともなく、周辺機器等に接触することも
なくスプレガン９の動作を妨げないように配設されてい
る。特にチューブ本数が多い場合、あるいは大形のスプ
レガンを使用する場合、チューブ２１の取り回しか有利
となる。

又、被塗面に対するスプレパターンの向きを変更すると
きは、モータ２３の出力軸２３ａの回転か延長軸２９を
介して減速機３１に伝達され、減速機３１からの回転は
プーリ３５．ベルト４３゜プーリ３８を介して軸３７に
伝達される。軸３７の端部に設けられたベベルギヤ４０
が第３の中空軸２０と一体なベベルギヤ４１に噛合して
いるので、スプレガン９はモータ２３からの回転駆動力
により第３の中空軸２０とともにＤ方向に回動され、ス
プレパターンの向きを変更する。

この場合、中空軸２０内の通路２０ａに通された各チュ
ーブ２１ａ〜２１ｃがたるませであるため、スプレガン
９のＤ方向への回動により外部に引き出されたチューブ
２１か大きく揺さぶられることはない。又、上記塗装動
作時、塗装用ロボットｌは車体２との相対速度の変動等
による塗装ムラを無くすため、搬送装置３よりもゆっく
りとした速度で垂直アームをＸ方向へ移動させる。

尚、上記実施例では直交座標形の塗装用ロボットを例に
挙げて説明したが、本発明は上記以外の型式のロボット
例えば多関節形ロボット等にも適用することができる。

又、塗装用ロボット以外にも例えばシーリング材をシー
リングガンに供給するためのチューブを有するシーリン
グロボットにも適用することかできる。

発明の効果 上述の如く、本発明になる工業用ロボットは、中空状の
支持部材の内部に作業用治具からのチューブを挿通し、
支持部材の回動中心に設けられた孔よりチューブを引き
出すようにしたため、作業用治具からのチューブのたる
みをできるだけ短くすることができ、チューブが作業用
治具の動作により揺さぶられてバタツクことを防止でき
、チューブを邪魔にならないように配設することができ
る。従って、ロボットの動作によりチューブが周辺機器
等に接触することが防止され、狭い場所での使用に好適
である。さらに、チューブ本数か多い場合あるいは大形
の作業用治具が装着されてもチューブの取り回しか容易
となり、組付作業を短時間で行える等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる工業用ロボットの−実施例の正面
図、第２図はロボットの側面図、第３図は手首駆動ユニ
ットの横断面図、第４図は手首駆動ユニットの正面図、
第５図は手首駆動ユニットの背面図である。 １・・・塗装用ロボット、２・・・車体、３・・・搬送
装置、６・・・垂直アーム、７・・・水平アーム、８・
・・手首駆動ユニット、９・・・スプレガン、１０・・
・手首部、１１・・・駆動部、１２・・・伝達機構、１
３・・・ケース、１６・・・第１の中空軸、１７・・・
第２の中空軸、１７ａ・・・内部空間、１７ｂ・・・開
口、２０・・・第３の中空軸、２０ａ・・・通路、２１
・・・チューブ、２２．２３・・・モータ、２４・・・
内圧防爆ケース。 特許出願人　ト　キ　コ　株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 作業用治具を支持する中空状の支持部材と、前記支持部
   材を回動する駆動手段と、 前記作業用治具に接続されたチューブと、を有し、 前記チューブは前記支持部材の内部に挿通され前記支持
   部材の回動中心に設けられた開口より外部に引き出され
   てなることを特徴とする工業用ロボット。