JPH05253886A - 産業用ロボットの手首ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ロボットアーム２に連結し、かつ先端に作業
用工具３を装着可能な産業用ロボットの手首ユニット１
０において、それぞれ相対的に独立して回転可能な第
１、第２および第３の回転部材と、前記第２および第３
の回転部材に沿って作業用工具３に動力ないし空気を供
給するためのケーブル４またはホースを収納することが
可能で、かつ作業用工具３の取り付け面からロボットア
ーム２への取り付け側端部の第１の回転部材から偏心し
た位置に設けた開口部１９３まで連続した中空管路１１
９とを設け、開口部に着脱自在なケーブルガイドを設け
たものである。 【効果】 手首ユニットの回転軸から偏心した位置に開
口する開口部に連通する着脱自在なケーブルガイドによ
ってロボットアームの根本付近まで案内されるので、ケ
ーブルの交換、点検作業が容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットの手首
ユニットに関し、特に多関節ロボットのケーブル配線を
容易にするものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、産業用ロボットにより搬送や塗装
作業を行う場合、例えば、図４に示すように、産業用ロ
ボット１のアーム２の先端に手首ユニット１００を設
け、その手首ユニット１００に作業用工具３を固定し
て、作業用工具３に電源ケーブルあるいは動力用流体ホ
ース（以下、ケーブルという）４を配線している。手首
ユニット１００を多回転が可能にし、手首ユニット１０
０の先端の位置決めを容易にするとともに、制御装置５
から引き出されたケーブル４が手首ユニット付近で邪魔
にならないように、ケーブル４を点線で示したように、
アーム２の中に設けた中空シャフト（図示せず）および
手首ユニット１００の中に通して配線している。そのた
めに、手首ユニット１００に中空部を設け、１対の相互
に交わる点を持つような３本の独立した回転軸線を有す
る手首ユニットが開示されている（例えば、特開昭６１
−１６８４８７号公報）。この手首ユニット１００の構
成は、図５に示すように、中空構造のシャフト１０１、
１０２、１０３を第１の回転軸Ａ１に対して同心円状に
設けて、アーム２の先端部を構成してある。シャフト１
０２から動力をフレーム１０４に伝達するために、シャ
フト１０２の端部にベベルギヤ１０５ａを固定し、第１
の回転軸Ａ１に対して傾きを持った第２の回転軸Ａ２の
回りに回転するベベルギヤ１０５ｂを中空のフレーム１
０４に固定し、ベベルギヤ１０５ａと１０５ｂとを噛み
合わせている。シャフト１０１からの動力を、作業用工
具３を固定したフランジ１０６に伝達するために、シャ
フト１０１の端部にベベルギヤ１０７ａを固定し、第２
の回転軸Ａ２の回りに回転するベベルギヤ１０７ｂと噛
み合わせている。ベベルギヤ１０７ｂに背中合わせにベ
ベルギヤ１０８ａを固定し、ベベルギヤ１０８ａと噛み
合い、かつ第２の回転軸Ａ２に対して傾きを持った第３
の回転軸Ａ３の回りに回転するベベルギヤ１０８ｂをフ
ランジ１０６に固定してある。シャフト１０３の端部に
は中空のフレーム１０９を固定してある。シャフト１０
１とシャフト１０２の間には互いに回転可能に保持する
ベアリング１１０を設け、シャフト１０２とシャフト１
０３の間にはベアリング１１１を設けてある。ベベルギ
ヤ１０７ｂおよび１０８ａとフレーム１０４との間には
ベアリング１１２を設け、フレーム１０４とフレーム１
０９との間にはベアリング１１３を設け、フランジ１０
６とフレーム１０４との間にはベアリング１１４を設け
てある。ベアリング１１３をフレーム１０９に保持する
ためにベアリング押え１１５を設け、ベアリング１１４
をフレーム１０４に保持するためにベアリング押え１１
６を設けている。したがって、シャフト１０１、ベベル
ギヤ１０７ａ、フレーム１０９、フレーム１０４、ベベ
ルギヤ１０８ｂ、フランジ１０６とにより連続した中空
管路１１７を形成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に、ケーブルの一方端を手首ユニットの設けた作業用工
具に接続し、ケーブルの途中を手首ユニットおよびアー
ムの中の中空シャフトの中に通し、他方端をアームの手
首ユニットと反対側から取り出すようにしてあると、手
首ユニットあるいはアームの中に収納されたケーブルが
損傷し、交換が必要になった場合、あるいは保守点検す
る場合、手首ユニットの先端からアームの端部まで形成
された中空管路は連続して外部に開口部がないため、手
首ユニットを分解する必要があるなど、多くの手間がか
かるという欠点があった。本発明は、上記課題に鑑み、
ケーブルを容易に交換できるようにしたロボットの手首
機構を提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、ロボットアー
ムに連結し、かつ先端に作業用工具を装着可能な産業用
ロボットの手首ユニットにおいて、第１、第２および第
３の回転軸の回りにそれぞれ相対的に独立して回転可能
な第１、第２および第３の回転部材と、前記第２および
第３の回転部材に沿って前記作業用工具に動力ないし空
気を供給するためのケーブルまたはホースを収納するこ
とが可能で、かつ前記作業用工具の取り付け面から、前
記ロボットアームへの取り付け側端部の前記第１の回転
部材から偏心した位置に設けた開口部まで連続した中空
管路とを設けたものである。また、前記開口部に前記ロ
ボットアームに平行に前記ケーブルまたはホースを収納
可能な着脱自在のケーブルガイドを設けたものである。

【０００５】

【作用】手首ユニットに作業用工具の取り付け面からロ
ボットアームへの取り付け側端部の偏心した位置に設け
た開口部まで連続した中空管路を設けて、ケーブルを作
業用工具から中空管路を通し、ロボットアームから偏心
した位置に開口する開口部からケーブルガイドによって
ロボットアームの根本付近に案内し、かつ、ケーブルガ
イドを開口部に着脱自在に設けてあるので、ケーブルガ
イドを必要に応じて外すことによりケーブルの交換や点
検作業が容易になる。

【０００６】

【実施例】本発明を図に示す実施例について説明する。
図１は本発明の実施例を示す側断面図で、中実の第１の
シャフト１１と中空の第２および第３のシャフト１２、
１３を第１の回転軸Ａ１に対して同心円状に設けて、ロ
ボットアーム２の先端部を構成してある。手首ユニット
１０では、第１のシャフト１１から動力をフレーム１４
に伝達するために、第１のシャフト１１の端部に第１の
ベベルギヤ１５ａを固定し、第１の回転軸Ａ１に対して
傾きを持って交わる第２の回転軸Ａ２の回りに回転し、
第１のベベルギヤ１５ａと噛み合う第１のスパーギヤ１
５ｂを設け、中空管１５１を介して中空のフレーム１４
に固定している。第２のシャフト１２からの動力を、作
業用工具３を固定したフランジ１６に伝達するために、
第２のシャフト１２の端部に第２のベベルギヤ１７ａを
固定し、第２の回転軸Ａ２の回りに回転する第２のスパ
ーギヤ１７ｂと噛み合わせている。第２のスパーギヤ１
７ｂには第２の回転軸Ａ２と同心の中空管１７１の一方
端を固定し、中空管１７１の他方端に第３のベベルギヤ
１８ａを固定し、第３のベベルギヤ１８ａと噛み合い、
かつ第２の回転軸Ａ２に対して傾きを持って交わる第３
の回転軸Ａ３の回りに回転する第４のベベルギヤ１８ｂ
をフランジ１６に固定してある。第３のシャフト１３の
端部には、ベベルギヤ１５ａ，１７ａを囲む第１の回転
軸Ａ１に同軸の中空部１９１を持ち、かつスパーギヤ１
５ｂ，１７ｂ、中空管１５１、１７１を囲む第２の回転
軸Ａ２に同軸の中空部１９２を持つ中空のフレーム１９
を固定してある。フレーム１９の中空部１９２のシャフ
ト１３への取り付け側には、第１の回転軸Ａ１から偏心
した位置で第１の回転軸Ａ１に対して平行な開口軸Ａ４
を中心とした開口部１９３を設けてある。なお、この場
合、第１の回転軸Ａ１と第３の回転軸Ａ３は同軸になっ
て、第１、第２、第３の回転軸が１点で交わっている
が、必ずしも第１と第３の回転軸が同軸である必要はな
く、第１、第２、第３の回転軸が２点で交わってもよ
い。シャフト１１とシャフト１２の間には互いに回転可
能に保持するベアリング１１０を設け、シャフト１２と
シャフト１３の間にはベアリング１１１を設けてある。
ベベルギヤ１８ａとフレーム１４との間にはベアリング
１１２を設け、フレーム１４とフレーム１９との間には
ベアリング１１３を設け、フランジ１６とフレーム１４
との間にはベアリング１１４を設けてある。フレーム１
９とスパーギヤ１７ｂとの間にはベアリング１１７を設
け、中空管１５１と１７１との間にはベアリング１１８
を設けてある。ベアリング１１３をフレーム１９に保持
するためにベアリング押え１１５を設け、ベアリング１
１４をフレーム１４に保持するためにベアリング押え１
１６を設けている。

【０００７】したがって、手首ユニット１０には、第１
の回転軸Ａ１から偏心した位置に開口する開口部１９３
からスパーギヤ１７ｂ、中空管１７１、フレーム１４を
通って作業用工具３が取りつけられるフランジ１６に至
るまで、連続した中空管路１１９を形成している。開口
部１９３には、図２に示すように、シャフト１３等で構
成するロボットアーム２に平行に沿って伸び、可撓性を
有する中空のケーブルガイド６の一方端を着脱自在に固
定して、作業場の粉塵や塗料の飛散等からケーブル４を
保護するようにしている。ケーブル４は、ロボットアー
ム２の根本付近からケーブルガイド６を通し、開口部１
９３を経て中空管路１１９を通し、フランジ１６に固定
した作業用工具３に接続する。なお、ケーブルガイド６
は、図３に示すように、二つに立て割りにして、一方の
固定部６１をロボットアーム２に固定し、ケーブル４を
収納した後、他方の蓋部６２を固定部６１にかぶせてね
じ等により固定するようにしてもよい。また、ケーブル
ガイド６はロボットアーム２の形状にしたがって湾曲さ
せてもよい。このように、ケーブル４は、作業用工具３
から手首ユニット１０の根本までは手首ユニット１０の
中に設けた中空管路１１９を通り、外部に出ないように
してあり、手首ユニット１０の根本からは、手首ユニッ
ト１０の回転軸から偏心した位置に開口する開口部１９
３および開口部１９３に連通する着脱自在なケーブルガ
イドによってロボットアーム２の根本付近まで案内され
る。

【０００８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、作
業用工具から手首ユニットの根本までは、ケーブルが手
首ユニットの中に設けた中空管路を通り、外部に出ない
ようにしてあるので、ケーブルと被作業体との干渉によ
るトラブルがなくなると共に、手首ユニットの根本から
は、手首ユニットの回転軸から偏心した位置に開口する
開口部に連通する着脱自在なケーブルガイドによってロ
ボットアームの根本付近まで案内されるので、ケーブル
が何らかの理由により交換する場合は、ケーブルガイド
を外すだけて、ケーブルのほとんどの部分を露出でき、
手首ユニットの中の中空管路の長さも短いので、ケーブ
ルの交換、点検作業が容易になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す側断面図である。

【図２】本発明のロボットアームを示す側面図である。

【図３】本発明のケーブルガイドの他の実施例を示す正
断面図である。

【図４】従来例を示す斜視図である。

【図５】従来例の手首ユニットを示す側断面図である。

【符号の説明】

１０ 手首ユニット １１、１２、１３
シャフト １１９ 中空管路 １４、１９ フレー
ム １５ａ、１７ａ、１８ａ、１８ｂ ベベルギヤ １５１、１７１ 中空管 １６ フランジ １９１、１９２ 中空部 １９３ 開口部 ２ ロボットアーム ３ 作業用工具 ４ ケーブル ６ ケーブルガイド ６１ 固定部 ６２ 蓋部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットアームに連結し、かつ先端に作
   業用工具を装着可能な産業用ロボットの手首ユニットに
   おいて、第１、第２および第３の回転軸の回りにそれぞ
   れ相対的に独立して回転可能な第１、第２および第３の
   回転部材と、前記第２および第３の回転部材に沿って前
   記作業用工具に動力ないし空気を供給するためのケーブ
   ルまたはホースを収納することが可能で、かつ前記作業
   用工具の取り付け面から、前記ロボットアームへの取り
   付け側端部の前記第１の回転部材から偏心した位置に設
   けた開口部まで連続した中空管路とを設けたことを特徴
   とする産業用ロボットの手首ユニット。
2. 【請求項２】 前記開口部に前記ロボットアームに平行
   に前記ケーブルまたはホースを収納可能な着脱自在のケ
   ーブルガイドを設けた請求項１記載の産業用ロボットの
   手首ユニット。