JPH0957680A - 工業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 関節部の構造を簡易化し、さらに、この関節
部から露出するケーブルをカバーでそれぞれ被覆するこ
とにより、塗料の付着や付着による被覆の溶解および硬
化等から保護することを目的とする。 【解決手段】 第１アーム７と第２アーム１０が、第１
のフランジ１５と第２のフランジ１６を介してモータの
出力軸に連結してなる関節部の構成とした。この関節部
において露出するケーブル１８、１９はそれぞれカバー
Ｃ１，Ｃ２により覆われ、これらのカバーの下端部はネ
ジ２６Ａ、２６Ｂによって第１アーム７の上端に取り付
けられられている。また、前記カバーと第２アーム１０
との間には、摺動自在なラビリンス機構部２５あるいは
シール材２７が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚ない雰囲気内で
作業する工業用ロボットに係わり、塗料、シール材、洗
浄液などがケーブルに付着する可能性の高い塗装用ロボ
ット、シーリングロボットに用いて好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来、工業用ロボットの関節部の構造
は、関節を構成するアームの連結部の一方を凹型とし、
もう一方のアームの連結部をこの溝に嵌合する凸型とし
て互いに噛み合わせ、これらを軸を介して回動可能に支
持した構造をなしている。また、前記アームを駆動させ
るモータを電源に電気的に接続するケーブルや、ロボッ
トの姿勢を検出する検出器に電気信号を送るケーブル
は、各アーム内に配線されるが、前記関節部において極
端に小さな曲率半径で屈曲されることを避けるべく、ア
ームとアームとの間の連結部で一旦外部に露出する配線
とされていた。そのため、露出したケーブルに塗料、シ
ール材、ゴミが付着することが避けられず、これらの付
着によるケーブルの硬化、あるいは、溶剤によるケーブ
ルの絶縁被覆の溶解といった問題が生じるおそれがあ
る。そして、このような問題に対して、ケーブルへの溶
剤の付着を防止すべく、ケーブルに螺旋状のテープを巻
き付けたり、あるいは、アームの側面にケーブルユニッ
ト用のアームを別個に取り付けてこの内側にケーブルを
収めるなどの対策が一般的に採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ケーブルに螺旋状のテープを巻き付ける方法において
は、ロボットを長期間に亙って使用するに従い、硬化し
た付着物が重ねられて行き、テープが硬化し、ケーブル
やアームに無理な力がかかるという問題が生じていた。
このため、従来は螺旋状のテープに付着硬化した物質が
ある一定の量に達する毎に新しいものと交換する方法を
とっていたが、この交換の度に前記螺旋状のテープを巻
き付け作業は作業性がわるく、この間ロボットを停止さ
せなければならないため、生産性が低下するという問題
がある。また、アームの側面にケーブルユニット収納用
のアームを別個に取り付けることが考えられるが、この
場合、全体としてロボットの構造が複雑になるととも
に、前記アームの質量が増すため、これを支持するのに
耐え得るよう工業用ロボット自体を大型化しなければな
なりという問題がある。このため原価が高くなるばかり
か、アームが大型になるため各アームが干渉するような
範囲が大きくなり、動作範囲が制限されるという問題が
ある。

【０００４】本発明は、工業用ロボットの関節部の機構
を簡易化するとともに、作業中におけるケーブルへの物
質の付着をロボットの機構の複雑化を伴うことなく防止
することができる工業用ロボットを提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、端部
において互いに回転自在に連結された一のアームと他の
アームとから構成され、一のアームの端部に他のアーム
を駆動させるモータを設けてなる工業用ロボットにおい
て、前記モータは、前記一のアームの端部から一のアー
ムの横断面の一部と重なる範囲で突出するモータ収容部
に支持され、前記他のアームの端部には、該他のアーム
の横断面の一部と重なる範囲で突出して前記モータの出
力軸に連結される連結部が設けられたことを特徴とし、
前記モータ収容部および連結部がそれぞれアームの断面
の一部づつで重なり合っているから、関節部の構造を簡
略化することができる。

【０００６】請求項２の発明は、前記一のアームの端部
および他のアームの端部には、電気ケーブルが引き出さ
れる通路が設けられ、前記両アームの側部には、引き出
された電気ケーブルを覆うカバーが設けられてなり、該
カバーは、前記両アームの何れか一方に支持され、いず
れか他方との間にシール部が介在することを特徴とし、
ケーブルがアームの関節の外で自由に変形することがで
きるとともに、これらのケーブルへの物質の付着を防止
することができる。また前記カバーと一方のアームに固
定されるとともに他方のアームとの間がシールされてい
るので、カバー内の空間を外部空間に対してシールする
ことができ、したがって、カバーの内部空間が一方のア
ームに連通されていてもよい。

【０００７】請求項３の発明は、請求項２に記載の塗装
用ロボットにおいて、前記カバーが、工業用ロボットの
基台に近い側のアームに支持されていることを特徴と
し、カバー質量がより上流側の駆動装置により支えられ
ることになるから、カバーの取り付けに伴うモータの負
荷増大を最小限にすることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例について図１〜
図４を参照して以下に説明する。まず、一実施例の塗装
用ロボットの全体構成について図１および図２を参照し
て説明する。この一実施例の塗装用ロボットは、マニピ
ュレータ本体１とこれを制御するコントローラ２とを基
本構成としている。作業場床面上に配置された基台３の
上部には第１軸用モータ減速機ユニット４が設けられて
おり、その出力軸に支持された旋回ベース５がθ1 方向
に旋回するようになっている。

【０００９】前記旋回ベース５には第２軸用モータ減速
機ユニット６が内蔵されており、この第２軸用モータ減
速機ユニット６により、前記旋回ベース５の上部に取り
付けられている第１アーム７をθ2 方向に動作させるよ
うになっている。この第１アーム７の上端部に配設され
ている第３軸用モータ減速機ユニット８は、前記第１ア
ーム７に対し水平方向へ突出した状態で取り付けられた
第２アーム１０をθ3方向に動作させるようになってい
る。さらに、第２アーム８の後端部１１には手首部１
２、１３、１４をそれぞれθ4、θ5、θ6 方向に回転さ
せる手首用モータ減速機ユニット（図示略）が設けられ
ている。なお、第２軸用モータ減速機ユニット６および
手首用モータ減速機ユニット（図示略）は第１軸用モー
タ減速機ユニット４と同様の機能を有していて、それぞ
れ、下流側のアームへ回転力を与えている。

【００１０】次に、上記一実施例における関節部の詳細
について図３を参照して説明する。図３の関節部は、端
部において互いに回転自在に連結された第１アーム７と
第２アーム１０とから構成されている。前記関節部には
第２アーム１０を駆動させるための第３軸用モータ９が
設けられており、この第３軸用モータ９の出力軸には、
第１のフランジ１５を介して第３軸用モータ減速機ユニ
ット８が同軸状に連結されている。前記第１のフランジ
１５は、前記第３軸用モータ９と前記第３軸用モータ減
速機ユニット８が収容されるモータ収容部としての枠体
Ｆ１の内側に設けられており、この枠Ｆ１の下端は前記
第一アーム７の先端に固定されている。

【００１１】さらに、前記第３軸用モータ減速機ユニッ
ト８の出力軸には、この出力軸に連結される連結部とし
ての枠体Ｆ２の内側に支持された第２のフランジ１６が
取り付けられている。前記枠体Ｆ２は前記第２アーム１
０の基端に固定されていて、前記第３軸用減速機ユニッ
ト８の回転力を第２アームに伝達するようになってい
る。

【００１２】前記枠体Ｆ１およびＦ２は、それぞれ第１
アーム７および第２アーム１０の横断面の一部を占める
大きさとされており、図３に示すように互いに重なりあ
って組み合わせられている。そして、前記第３軸用モー
タ９が駆動されると前記第３軸用減速機ユニット８が回
転し、これに連結された前記フランジ１６によって、前
記第２アーム１０に回転力が与えられて前記第２アーム
１０が回転動作するようになっている。

【００１３】また、この第３関節部の組み立ては、図４
に示すように、 （１）前記第１のフランジ１５に第３軸用モータ９をネ
ジ１７Ａによって取り付ける。 （２）この前記第１のフランジ１５が連結された第３軸
用モータ９の出力軸を第３軸用モータ減速機ユニット８
の入力に連結する。 （３）前記第３軸用減速機ユニット８の出力軸を第２の
フランジ１６にネジ１７Ｂによって取り付ける。 という手順で行われる。

【００１４】次に、本一実施例の塗装用ロボットの該関
節部おけるケーブル配線およびケーブルを覆うカバーに
ついて説明する。第１アーム７内には、第３軸用モータ
９を電源に電気的に接続するケーブル１８と、マニピュ
レータ本体１の姿勢を検出するセンサと制御装置とを接
続するケーブル１９が配線されている。前記ケーブル１
８は、前記第１アーム７の側壁面に設けられたケーブル
配線用の挿通孔２０より一旦外部に引き出され、該第３
軸用モータ９に接続されている。また前記第１アーム７
の先端には、枠体Ｆ１の側部を覆うカバーＣ１がネジ２
６Ａを介して取り付けられていて、前記第３軸用モータ
９の底部を覆っている。前記第１のアーム７の挿通孔２
０にはキャップ２１が設けられている。このキャップ２
１は前記挿通孔２０内に設けられていて、前記ケーブル
１８を支持するとともに、このケーブル１８と挿通孔２
０と間の空間を塞ぐことにより、第１アーム７の内部空
間と前記カバーＣ１の内部空間との間をシールしてい
る。

【００１５】一方、前記ケーブル１９は前記第１アーム
７の側壁面の他部に開けられた挿通孔２２より一旦外部
に引き出され、枠体Ｆ２の挿通孔２３および第２アーム
１０挿通孔２４を介して第２アーム１０の内部空間へ引
き込まれている。前記ケーブル１９は、前記挿通孔２
２，２３，２４の間の区間でカバーＣ２によって覆われ
ている。このカバーＣ２は、前記第１アーム７の先端に
ネジ２６Ｂを介して取り付けられている。またカバーＣ
２と第２アーム１０との間にはラビリンス構造部２７が
設けられていて、カバーＣ２の内部空間（第１アーム７
および第２アーム１０の内部空間）を外部空間（ロボッ
トが置かれた環境）からシールしている。

【００１６】以上のように構成された塗装用ロボットに
おいては、第１アーム７と第２アーム１０とが、それぞ
れのアームの横断面の一部をなしている枠体Ｆ１および
Ｆ２において互いに連結されているので、関節部の構造
を単純化することができる。また上記両ケーブルにそれ
ぞれに取り付けられるカバーＣ１は、第１アーム７内か
ら一旦外部に引き出されたケーブル１８を覆うことによ
り、塗料の付着やこれによる付着面の溶解、塗料の付着
硬化などから保護する。

【００１７】これに対して、第１アーム７内から一旦外
部に引き出されて第２アーム１０内に引き込まれるケー
ブル１９は、関節部の外側で自由に変形することができ
るとともに、カバーＣ２によって覆われているため、塗
料の付着から保護される。

【００１８】さらに、前記カバーＣ１およびＣ２は、い
ずれも第１アーム７の上端に取り付けられているので、
これらのカバーＣ１およびＣ２を設けることによる重量
増加は、第１アーム７の駆動モータ（第２軸用駆動モー
タ）の負荷の増大となるものの、第３軸用駆動モータ９
の負荷増大にはならない。またカバーＣ２と第２アーム
１０との間はラビリンス機構部２５を介してシールされ
ているので、ロボットの運動による相対的な変位があっ
ても、シール状態を維持しつつ、アーム間の回動動作が
許容される。

【００１９】次いで本発明の他の実施例を図５を参照し
て説明する。この実施例では、前記一実施例におけるカ
バーＣ２と第２アーム１０との間のラビリンス部２５に
代えて、フェルトなどの摺動抵抗が小さくかつ変形が可
能な材料からなるシール材２７を設けた構造となってい
る。すなわちカバーＣ２と第２アーム１０との間のシー
ル機構はラビリンス構造に限定されるものではなく、摺
動可能なシール面を有する弾性体を利用する方式であっ
てもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上、説明したように本発明にかかわる
塗装用ロボットは、一のアームの端部に設けられたモー
タが第１のフランジを介してこのアームの横断面の一部
で支持され、一方、他のアームの端部の横断面が第２の
フランジを介して前記一の横断面の一部と連結するよう
に構成されているため従来と比べ関節部の構造を単純化
することが可能となる。また、この関節部では、ケーブ
ルがアームから露出する配線となっているため、アーム
内でクランプした場合と比べてケーブルが自由に変形す
ることができ、したがって、ケーブルに生ずる応力が小
さいので、関節部の回転角度を大きくしてロボットの動
作可能角度を大きくすることが可能となる。さらに、こ
のケーブルをカバーで被覆することにより塗料の付着や
その付着面の溶解、および塗料の付着硬化からケーブル
を保護することができ、ケーブルの寿命を今まで以上に
長くすることが可能となる。

【００２１】なお、前記カバーがいずれも下側のアーム
（例えば第１アーム）に支持されているので、カバーを
設けることによる質量増加は、カバーが取り付けられた
関節部よりも基台側の軸を駆動するモータが負担するこ
とになり、前記関節部より下流側のモータの負荷増加を
伴うことがない。また、カバーが各アームと別体である
から、アームから容易に取り外すことができ、塗料が多
層状に大量に付着硬化した場合はカバーのみを付け換え
ればよく、このため付け換え作業が容易になり従来に比
べ生産性をより一層向上させることが可能となった。な
おまた、本発明の技術は、塗装用ロボットのみならず、
塗装以外の用途に用いられる工業用ロボットであって、
塗装用ロボットに近接して設置されるものにおいても有
効であるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、一実施例の全体の側面図である。

【図２】 図２は、一実施例のロボット本体の側面図で
ある。

【図３】 図３は、図２のＡ−Ａ’線に沿う拡大矢視図
である。

【図４】 図４は、図３に示す部分を分解した状態の図
である。

【図５】 図５は、他の実施例における図３と同一部分
の図である。

【符号の説明】

３ 基台 ７ １０ アーム ９ 第３軸用モータ １８、１９ ケーブル ２０、２２、２３ 挿通孔 ２５ ラビリンス機構部 ２７ シール材 Ｃ１，Ｃ２ カバー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端部において互いに回転自在に連結され
   た一のアームと他のアームとを有し、一のアームの端部
   に他のアームを駆動させるモータを設けてなる工業用ロ
   ボットにおいて、前記モータは、前記一のアームの端部
   から一のアームの横断面の一部と重なる範囲で突出する
   モータ収容部に支持され、前記他のアームの端部には、
   該他のアームの横断面の一部と重なる範囲で突出して前
   記モータの出力軸に連結される連結部が設けられたこと
   を特徴とする工業用ロボット。
2. 【請求項２】 前記一のアームの端部および他のアーム
   の端部には、ケーブルが引き出される挿通孔が設けら
   れ、前記両アームの側部には、引き出されたケーブルを
   被覆するカバーが設けられてなり、該カバーは、前記両
   アームの何れか一方に支持され、いずれか他方との間に
   シール部が介在することを特徴とする請求項１に記載の
   工業用ロボット。
3. 【請求項３】 前記カバーは、工業用ロボットの基台に
   近い側のアームに支持されていることを特徴とする請求
   項２に記載の工業用ロボット。