JPH05301194A - 産業用ロボットのケーブル処理装置 - Google Patents
産業用ロボットのケーブル処理装置Info
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- JPH05301194A JPH05301194A JP11020392A JP11020392A JPH05301194A JP H05301194 A JPH05301194 A JP H05301194A JP 11020392 A JP11020392 A JP 11020392A JP 11020392 A JP11020392 A JP 11020392A JP H05301194 A JPH05301194 A JP H05301194A
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- B25J19/0029—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements
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- Y10T74/20305—Robotic arm
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
- Y10T74/20207—Multiple controlling elements for single controlled element
- Y10T74/20305—Robotic arm
- Y10T74/20317—Robotic arm including electric motor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Electric Cable Arrangement Between Relatively Moving Parts (AREA)
Abstract
脱自在にユニット構造で設けられた給電、送信用ケーブ
ルを外部に露出することなく収納すると共にケーブル断
線の発生時には、ロボット機体から容易に取り外して断
線ケーブルの補修を行いある産業用ロボットのケーブル
処理装置を構成することにある。 【構成】 本発明は、ロボット機体(12)の側部に構
造要素として設けられる構造腕(18)と共に双腕構造
で設けられるケーブル処理腕(20)を備え、このケー
ブル処理腕(20)のケーブル処理要素(50)内にケ
ーブル束(58)を収納し、かつ、ケーブル処理要素
(50)自体をユニット要素としてロボット胴(12)
の側部から取り外し得る構成とした。
Description
し、特に、産業用多関節型ロボットにおける給電用及び
送信用ケーブルをロボット機体の外部に露出することな
くロボット腕内部で処理可能な処理装置に関する。
から給電用及び送信用ケーブルの配線処理には種々の工
夫がなされている。然しながら、これら従来の産業用ロ
ボットのケーブル処理装置は、基台(ベース)からロボ
ット胴を経由して配線されたケーブルを、ロボット動作
の機能要素であると共に手首やエンドエフェクタ等の負
荷を支承する構造要素でもあるロボット腕の内部に直
接、ケーブルを配線する構造が主流である。
ロボット機体の外部に露出状態で配線されることを安全
上、美観上の観点から避け、ケーブルコンジットとして
周知の配線ケーブル収納管を用い、このケーブルコンジ
ットをロボット機体の側面等に装着してケーブル配線を
行うものも周知である。更に、上述したロボット機体の
構造要素であるロボット腕の外側部等にロボット腕の旋
回や直線動作に連動可能な周知のケーブルベアを取付
け、このケーブルベア内部に束状のケーブルを収納、配
線することにより、ケーブルの外部露出を回避したケー
ブル処理装置も用いられている。
構造要素であるロボット腕の内部にケーブルを配線、挿
通する構造では、給電不良、送信不良等の不具合が発生
してケーブルの交換を行わなければならない時に、構造
要素であるロボット腕内部からケーブルを取出した後に
正常なケーブルと交換すべく、後者のケーブルをロボッ
ト腕内部に収納するまでの一連の作業は極めて煩瑣であ
り、かつ、作業時間を要する。
ル処理をおこなうケーブル処理装置では、同ケーブルコ
ンジット内に装填した束状の給電ケーブルや送信ケーブ
ルの両端にコネクタが止着されている場合に、内部のケ
ーブル束の一本が断線してもケーブル束全体の修復に当
たっては、まず、コネクタを取り外し、結局は、全ての
ケーブルを取り出さねばならず、故に、全てのケーブル
を最終的には交換することになるため、コスト高になる
問題点がある。
ット機体の外部に取付け、このケーブルベアの内部にケ
ーブル束を保持させる構造のケーブル処理装置ては、ケ
ーブルベアの構造が外部空間に対して密閉性を有してい
ないことから、塵埃や塗料、油等の浮遊粒子が大気中に
混入した汚いロボット使用環境内ではケーブルベアの隙
間から内部のケーブル束表面にこれらの塵埃や浮遊油が
付着し、ケーブル品質を劣化させる問題がある。
内にほぼ密閉的に給電用、送信用のケーブルを収納処理
してケーブルの外部への露出を回避し得ると共にケーブ
ルの断線等が発生した場合に、比較的簡単に修復処理す
ることができる産業用ロボットのケーブル処理装置を提
供することにある。本発明の他の目的は、ロボット動作
用及び負荷支持用に設けられたロボット構造腕と対をな
して双腕構造でロボット胴部に着脱自在に枢着され、内
部にケーブル収納室を有したケーブル処理腕を備えた多
関節型産業用ロボットを提供することにある。
ロボットの基台部に立設されたロボット胴部に関節を介
して枢着されたロボット腕を介して該ロボット腕の先端
に設けられた手首、エンドエフェクタ等に給電、送信ケ
ーブルを配線する産業用ロボットのケーブル処理装置に
おいて、前記ロボット腕は、前記ロボット胴に関節を介
して枢着され、駆動源から旋回駆動力を受ける構造腕
と、前記ロボット胴に関節を介して着脱自在に枢着さ
れ、該ロボット胴を挟んで前記構造腕と対設配置される
ことにより前記構造腕と連動可能に構成され、かつ、内
部にケーブルを延設、収納する収納室と、前記関節の中
心に設けられたケーブル通過口を有したケーブル処理腕
とを具備して構成された産業用ロボットのケーブル処理
装置を提供するものである。
腕の先端に関節を介して枢着された第2の構造腕を備
え、かつ、上記ケーブル処理腕の収納室に収納されるケ
ーブルの一端には前記ロボット胴の内部に設けられたコ
ネクタと着脱自在に接続される第1のコネクタが止着さ
れ、同ケーブルの他端には前記第2のロボット構造腕の
内部に設けられたコネクタと着脱自在に接続される第2
のコネクタが止着される。
ば、給電用または送信用のケーブルの束がロボット腕に
おけるケーブル処理腕の上記収納室内部に収納されるの
で、外部に露出することが無く、かつ、同ケーブル処理
腕は、着脱自在なユニット構造を有するから、ケーブル
断線等の事故が発生した場合にも、ケーブル処理腕だけ
を取外し、他の正常なケーブル処理腕と交換することに
より、産業用ロボットの作動停止時間を極力、短縮し、
かつ、取り外されたケーブル処理腕の収納室内のケーブ
ルを収納室から取り外して充分に修復処理することがで
きる。
づいて、更に、詳細に説明する。
ーブル処理腕とを双腕構造にして備えた多関節型産業用
ロボットの外観構造を示した斜視図、図2は、同ロボッ
トの内部構造を示した断面図である。図1を参照する
と、本発明の実施例に係る多関節産業用ロボットは、ロ
ボット基台10と、このロボット基台10の上面に縦軸
回りに旋回可能に枢着されたロボット胴12と、このロ
ボット胴12の先端等の作用上の適宜位置に設けられた
関節14を介して水平軸線回りに回転可能に枢着された
ロボット腕16と、このロボット腕16の先端領域に設
けられた関節24に枢着されたロボット手首26と、こ
のロボット手首26に枢着されたエンドエフェクタ28
とを具備して構成されている。そして、このとき、ロボ
ット腕16は、ロボット胴12の両側に関節14を介し
て枢着された第1の構造腕18、本発明の要部を成すケ
ーブル処理腕20、第2のロボット構造腕22を具備し
て形成され、上記の第2ロボット構造腕22の後端22
aは、関節部を成し、上記の第1の構造腕18の先端1
8aとケーブル処理腕20の先端20aとが枢着される
ことにより、第2構造腕22は、第1の構造腕18に対
して水平軸線回りに回転可能な構造を有している。すな
わち、本実施例の産業用ロボットは、垂直多関節型産業
用ロボットを形成している。
2は内部に縦軸回りの旋回動作機能部を形成する旋回軸
30を備え、且つ、内部室32を備えた箱形構造体34
として形成されており、上記旋回軸30には電気コネク
タの固定用部材36が取付けられている。また、内部室
32には第1構造腕18の駆動モータM1が箱形構造体
34の内部側面に取り付けられている。この駆動モータ
M1の出力軸は、ロボット腕16における第1の構造腕
18の基端側の内部に設けられた減速機R1の入力要素
に結合され、同減速機R1の出力要素は、第1構造腕1
8に直結されている。
有し、先端側に結合される第2構造腕22等の負荷を支
承する機械的強度を有した腕要素を成している。ロボッ
ト腕16の第2の構造腕22は、その後端22a側の内
部に自身の駆動源を成す駆動モータM2を収納し、その
駆動モータM2の出力軸は、第1の構造腕18の先端1
8の内部と第2の構造腕22の後端内部との間に取着さ
れた同軸型の減速機R2の入力要素に結合され、同減速
機R2の出力要素が、第2構造腕22に直結されてい
る。また、第2構造腕22の後端側の内部には電気コネ
クタの固定部材38が収納されている。
腕18が枢着された側部と反対側の側部には、第2の構
造腕22の後端22aとの間にケーブル処理腕20の両
端が取着されている。このケーブル処理腕20は、2つ
の中空軸40、42を板金部材44a、44bにボルト
ねじ等の適宜の固定手段でそれぞれ固定して形成した2
つのベース要素46a、46bと、これらのベース要素
46a、46bの中空軸40、42に回転軸受48a、
48bを介して取着された1つのケーブル収納要素50
とから形成され、前者のベース要素46aはロボット胴
12に複数のボルトねじ52で固定され、後者のベース
要素46bは、同様に複数のボルトねじ54で第2の構
造腕22の側面に固定されていることから、ケーブル収
納要素50は、第1の構造腕18と同様に回転軸受48
a、48bを介してロボット胴12および第2の構造腕
22に対して相対的に枢動可能な構造を有している。な
お、中空軸40は第1の構造腕18の減速機R1の出力
軸線と同軸に配置され、他の中空軸42は第2の構造腕
22の減速機R2の出力軸線と同軸に配置されている。
要素50の内部には適数個のケーブルホルダ56で保持
されたケーブル束58が収納されており、このケーブル
束58の両端は上記の中空軸40、42の中空部を介し
てロボット胴12の内部に設けられたコネクタ36及び
第2構造腕22の内部に設けられたコネクタ38に機械
的に、かつ電気的に接続可能に形成されている。なお、
ケーブル束58はベース要素46a、46bにも適宜に
ケーブルホルダ56を介して安定に固定されている。
カバー60が、ネジ62により固定されており、このカ
バー60を取り外すことにより、内部のケーブル収納室
62内に収納されたケーブル束58に手で触れることが
可能であり、故に、例えば、ケーブル束58内の断線し
たケーブルを、補修現場で補修する場合等には、簡単に
ケーブル束58から断線したケーブルを選り出して適正
な補修を施すことが可能となる。
は、第1の構造腕18と対設されることにより、同腕1
8と共にロボット胴12と第2の構造腕22との間に介
在した双腕構造のロボット腕を形成し、しかも、ベース
要素46a、46bをロボット胴12および第2構造腕
22からボルトねじ52の解緩により取り外すことによ
り、ケーブル処理要素50共々、簡単にロボット機体に
対し着脱することが可能な一種の独立なユニット要素と
して形成されているのである。従って、このようなケー
ブル処理腕20は、形状的にはロボット腕の一部を形成
しながら、機能的には、ケーブル処理装置として作用す
るのである。つまり、機械的強度や動作機能を有したロ
ボット要素とは異なり、給電用ケーブルや送信用ケーブ
ルの配線路及び案内路の形成要素として設けられている
のである。故に、このようなケーブル処理腕20は金属
の薄板材やケーブル収納に耐え得る程度の機械的強度さ
え有すれば、合成樹脂材で形成することもできるのであ
る。
ル58に断線等の故障が発生した場合には、同ケーブル
処理腕20の全体をロボット胴12と第2構造腕22の
側面から取り外し、このとき、ケーブル束58の両端
は、ロボット胴12と第2構造腕22内部のコネクタ固
定部材36、38から外すことにより、簡単にケーブル
処理腕20をロボット機体から切り離すことができるの
である。なお、必要に応じて、予め、同様なケーブル処
理腕20を予備の要素として準備しておけば、この予備
のケーブル処理腕20をロボット機体(ロボット胴12
と第2構造腕22)に装着してケーブル断線によるロボ
ット動作の中断を極力、抑止し、ロボットの稼働率の低
下を防止することもできる。そして、断線故障を起こし
たケーブル処理腕20では、ロボット機体から取り外し
後に補修現場で、ケーブル処理要素50のカバー60を
外し、内部のケーブル束58の全体または断線ケーブル
を取り出して、所要のケーブル修理をおこなえば良いの
である。
多関節型産業用ロボットに適用したケーブル処理装置の
実施例として説明したが、同様なケーブル収納腕は、水
平多関節型産業用ロボットの腕構造にも適用して双腕腕
を形成し、その一方をケーブル処理腕として用いるよう
にしても良いことは言うまでもない。
によれば、産業用ロボットの基台部に立設されたロボッ
ト胴部に関節を介して枢着されたロボット腕を介して該
ロボット腕の先端に設けられた手首、エンドエフェクタ
等に給電、送信ケーブルを配線する産業用ロボットのケ
ーブル処理装置において、そのロボット腕は、上記ロボ
ット胴に関節を介して枢着され、駆動源から旋回駆動力
を受ける構造腕と、前記ロボット胴に関節を介して着脱
自在に枢着され、該ロボット胴を挟んで前記構造腕と対
設配置されることにより前記構造腕と連動可能に構成さ
れ、かつ、内部にケーブルを延設、収納する収納室と、
上記関節の中心に設けられたケーブル通過口を有したケ
ーブル処理腕とを具備して構成したから、ケーブルが外
部に露出することは無く、故に、清浄度の低いロボット
使用現場、例えば、工作機械現場のように、切削油の飛
散が有るような現場で用いられてもケーブルが汚れによ
り品質劣化を来して寿命の低下を来す危惧は解消され
る。また、本発明に係るケーブル処理装置は、ロボット
機体の側面に独立したユニット要素として着脱自在であ
ることから、内部に収納したケーブル束のケーブルに断
線が発生しても、ユニット要素ごとそっくり交換して対
処すれば、ロボット作業の中断時間を極力、低減できる
効果を奏する。
ケーブル処理要素から断線したケーブルを選りだすこと
で簡単に所要な修理を施し得ることは明らかである。
腕とを双腕構造にして備えた多関節型産業用ロボットの
外観構造を示した斜視図である。
ロボット機体の外部に露出状態で配線されることを安全
上、美観上の観点から避け、ケーブルコンジットとして
周知の配線ケーブル収納管を用い、このケーブルコンジ
ットをロボット機体の側面等に装着してケーブル配線を
行うものも周知である。更に、上述したロボット機体の
構造要素であるロボット腕の外側部等にロボット腕の旋
回や直線動作に連動可能な周知のケーブル支持装置を取
付け、このケーブル処理装置内部に束状のケーブルを収
納、配線することにより、ケーブルの外部露出を回避し
たケーブル処理装置も用いられている。
ロボット機体の外部に取付け、このケーブル支持装置の
内部にケーブル束を保持させる構造のケーブル処理装置
ては、ケーブル支持装置の構造が外部空間に対して密閉
性を有していないことから、塵埃や塗料、油等の浮遊粒
子が大気中に混入した汚いロボット使用環境内ではケー
ブル支持装置の隙間から内部のケーブル束表面にこれら
の塵埃や浮遊油が付着し、ケーブル品質を劣化させる問
題がある。
ロボットの基台部に立設されたロボット胴部に関節を介
して枢着されたロボット腕を介して該ロボット腕の先端
に設けられた手首、エンドエフェクタ等に給電、送信ケ
ーブルを配線する産業用ロボットのケーブル処理装置に
おいて、前記ロボット腕は、前記ロボット胴に関節を介
して枢着され、駆動源から旋回駆動力を受ける構造腕
と、前記ロボット胴に着脱自在に篏着され、該ロボット
胴を挟んで前記構造腕と対設配置されることにより前記
構造腕と連動可能に構成され、かつ、内部にケーブルを
延設、収納する収納室と、前記関節の回転軸と略同軸に
設けられたケーブル通過口を有したケーブル処理腕とを
具備して構成された産業用ロボットのケーブル処理装置
を提供するものである。
ル処理装置は、前記ロボット胴と前記ケーブル処理腕と
の間に軸受手段を具備しており、前記ケーブル処理腕が
該軸受手段を介して前記ロボット胴に着脱自在に枢着さ
れている。また、本発明の他の実施例によれば、前記ケ
ーブル処理装置は、前記ロボット胴と前記ケーブル通過
口との間を密封するためのシール部材と、前記ケーブル
処理腕を前記構造腕と連動して動作させるために該ケー
ブル処理腕と前記構造腕との間で前記ロボット胴の関節
の回転軸と平行に延設された連結棒とを具備している。
なお、前記ロボット腕は、更に、前記構造腕の先端に関
節を介して枢着された第2の構造腕を備え、かつ、上記
ケーブル処理腕の収納室に収納されるケーブルの一端に
は前記ロボット胴の内部に設けられたコネクタと着脱自
在に接続される第1のコネクタが止着され、同ケーブル
の他端には前記第2のロボット構造腕の内部に設けられ
たコネクタと着脱自在に接続される第2のコネクタが止
着される。
ブル処理装置として機能し、第2の構造腕22、ロボッ
ト手首、エンドエフェクタ等のロボット要素の荷重を支
える機械的強度を有していない。また、該ケーブル処理
腕20は、上記ロボット要素を所望位置に動作させる動
作機能を有していないが、前記回転軸受48a、48b
を介して第1の構造腕18の動作と連動するように構成
されている。つまり、図2に示した第1の実施例におい
て、回転軸受48a、48bは上記ロボット要素の荷重
を支持しておらず、単にケーブル処理腕20を第1の構
造腕18と連動させるための手段に過ぎないと言える。
この実施例の構造は、構成が単純であるという利点を有
しているが、単にケーブル処理腕20を第1の構造腕1
8に連動させるために高価な回転軸受48a、48bが
必要となることに加えて、同回転軸受48a、48bを
第1の構造腕18に設けられた減速機R1、R2と同軸
に正確に配置しなければならず、コストが増加するとい
う問題がある。図3に本発明の第2の実施例を図示す
る。第2の実施例では、上記ケーブル処理腕20を第1
の構造腕18と連動させるための手段として、回転軸受
48a、48bの代わりに、ケーブル処理腕20と第1
の構造腕18との間に、ロボット胴12の関節の回転軸
と平行に、つまり第1の構造腕18の減速機R1、R2
の回転軸a1、a2に平行に延設された連結棒62が設
けられている。該連結棒62により、ケーブル処理腕2
0は第1の構造腕18に連動して、該第1の構造腕18
の関節の回転軸a1を中心として回動する。連結棒62
とケーブル処理腕20とは、フランジとボルト、ナット
等の公知の連結手段(図示せず)により必要に応じて解
除可能に連結されている。図3および図3のA部の詳細
図である図4を参照して理解されるように、中空軸40
は、ロボット胴12の関節の回転軸a1と略同心に設け
られた円形の穴部に単に篏着されおり、両者間には協働
関係は存在しない。同様に中空軸42もまた第2の構造
腕22の回転軸a2と略同心に設けられた円形の穴部に
単に篏着されており、両者間に協働関係は存在しない。
そして、上述のようにケーブル処理腕20は、連結棒6
2により第1の構造腕18の動作に連動するように構成
されている。従って、ケーブル処理腕20の中空軸4
0、42は、回転軸a1、a2に対して正確に位置決め
する必要はなく、軸受手段が不要となることと併せてコ
ストの低減に効果を奏する。また、中空軸40、42
と、ロボット胴12および第2の構造腕22の各々の穴
部との間には、弾性材料から成るVリング等のシール部
材64が設けられており、埃や切削油の侵入が防止され
ている。また、図2に示した第1の実施例と同様に、ケ
ーブル束58は、中空軸40の中空部を介してロボット
胴12からケーブル処理腕20内部に導入される。ケー
ブル処理腕20のケーブル収納要素50の内部は、第1
の実施例と同様に複数のケーブルホルダー56(図2参
照)が設けられており、ケーブル束58は、該ケーブル
ホルダーにより安定に固定されて同ケーブル収納要素5
0の内部を適宜に延設されている。ケーブル束58は、
次いで、中空軸42の中空部を介して第2の構造腕22
に導入される。この第2の実施例によるケーブル処理装
置は、第1の実施例と同様に、ケーブル処置要素50の
カバー60を取り外すことにより、ケーブル収納室62
の内部に収納されたケーブル束58に手で触れることが
可能である。また、複数のボルトねじ52、54を取り
外すことに加えて、連結棒62の前記連結手段(図示せ
ず)を解除することにより、ケーブル処理腕20の全体
を独立のユニット要素として、ロボット胴12と第2の
構造腕22の側部から取り外し可能である。
ケーブル処理要素から断線したケーブルを選りだすこと
で簡単に所様な修理を施し得ることは明らかである。上
述の実施例は、図1に示すように、垂直多関節型産業用
ロボットに適用したケーブル処理装置の実施例として説
明したが、同様なケーブル収納腕は、水平多関節型産業
用ロボットの腕構造にも適用して双腕腕を形成し、その
一方をケーブル処理腕として用いるようにしても良いこ
とは言うまでもない。
腕とを双腕構造にして備えた多関節型産業用ロボットの
外観構造を示した斜視図である。
処理腕とを双腕構造にして備えた多関節型産業用ロボッ
トの部分断面図である。
シール部材の詳細図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 産業用ロボットの基台部に立設されたロ
ボット胴部に関節を介して枢着されたロボット腕を介し
て該ロボット腕の先端に設けられた手首、エンドエフェ
クタ等に給電、送信ケーブルを配線する産業用ロボット
のケーブル処理装置において、前記ロボット腕は、 前記ロボット胴に関節を介して枢着され、駆動源から旋
回駆動力を受ける構造腕と、 前記ロボット胴に関節を介して着脱自在に枢着され、該
ロボット胴を挟んで前記構造腕と対設配置されることに
より前記構造腕と連動可能に構成され、かつ、内部にケ
ーブルを延設、収納する収納室と、前記関節の中心に設
けられたケーブル通過口を有したケーブル処理腕とを具
備して構成されたことを特徴とする産業用ロボットのケ
ーブル処理装置。
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
JP11020392A JP2919172B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 産業用ロボットのケーブル処理装置 |
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Family
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Family Applications (1)
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JP (1) | JP2919172B2 (ja) |
DE (1) | DE69303796T2 (ja) |
WO (1) | WO1993022109A1 (ja) |
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