JPWO2019138496A1 - Horizontal articulated robot - Google Patents
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Abstract
本開示の水平多関節ロボットは、アームを水平方向に旋回可能に連結した関節を少なくとも2つ備え、各関節の鉛直軸の両側に設けられ、複数の引き回し部材を前記関節の鉛直軸に沿って段積みして保持可能な一対の円柱部材を備える。The horizontal articulated robot of the present disclosure includes at least two joints in which arms are rotatably connected in the horizontal direction, is provided on both sides of the vertical axis of each joint, and a plurality of routing members are provided along the vertical axis of the joint. It is provided with a pair of cylindrical members that can be stacked and held.
Description
本明細書では、水平多関節ロボットを開示する。 This specification discloses a horizontal articulated robot.
従来、作業ロボットとしては、アーム同士を水平方向に旋回可能に連結した関節を少なくとも2つ備えた水平多関節ロボットが知られている。こうした水平多関節ロボットにおいて、エンドエフェクタにエアや電気を供給するための引き回し部材(エアホースや電気ケーブルなど)は、例えば特許文献1の図4に開示されているように、関節を跨ぐように2つのアームの外側をループ状にたわませて接続されている。 Conventionally, as a working robot, a horizontal articulated robot having at least two joints in which arms are rotatably connected to each other in a horizontal direction is known. In such a horizontal articulated robot, a routing member (air hose, electric cable, etc.) for supplying air or electricity to the end effector straddles the joint, for example, as disclosed in FIG. 4 of Patent Document 1. The outside of the two arms is bent and connected in a loop.
しかしながら、こうした引き回し部材は、アームが関節の鉛直軸周りに水平方向に旋回するとたわみ具合が変化するため、周囲の機器と干渉するおそれがあった。 However, such a routing member may interfere with surrounding equipment because the degree of deflection changes when the arm turns horizontally around the vertical axis of the joint.
本開示は、このような課題に鑑みなされたものであり、引き回し部材が他の機器と干渉するリスクを抑えることを主目的とする。 The present disclosure has been made in view of such problems, and the main purpose of the present disclosure is to reduce the risk of the routing member interfering with other devices.
本開示の水平多関節ロボットは、
アームを水平方向に旋回可能に連結した関節を少なくとも2つ備えた水平多関節ロボットであって、
各関節の鉛直軸の両側に設けられ、複数の引き回し部材を前記関節の鉛直軸に沿って段積みして保持可能な一対の円柱部材
を備えたものである。The horizontal articulated robot of the present disclosure is
A horizontal articulated robot equipped with at least two joints in which arms are rotatably connected in the horizontal direction.
It is provided on both sides of the vertical axis of each joint and is provided with a pair of cylindrical members capable of stacking and holding a plurality of routing members along the vertical axis of the joint.
この水平多関節ロボットは、アームを水平方向に旋回可能に連結した関節を少なくとも2つ備えている。各関節の鉛直軸の両側には、一対の円柱部材が設けられている。この一対の円柱部材は、複数の引き回し部材を前記関節の鉛直軸に沿って段積みして保持可能となっている。段積みされた複数の引き回し部材は、いずれも関節の鉛直軸を通るため、アームが旋回したとしても引き回し部材の関節間同士の長さは一定である。したがって、アームの旋回に伴って引き回し部材の関節間のたわみ具合が変化する場合に比べて、引き回し部材が他の機器と干渉するリスクを抑えることができる。 This horizontal articulated robot has at least two joints in which arms are rotatably connected in the horizontal direction. A pair of cylindrical members are provided on both sides of the vertical axis of each joint. In this pair of cylindrical members, a plurality of routing members can be stacked and held along the vertical axis of the joint. Since the plurality of stacked routing members all pass through the vertical axis of the joints, the length between the joints of the routing members is constant even if the arm turns. Therefore, the risk of the routing member interfering with other devices can be suppressed as compared with the case where the degree of deflection between the joints of the routing member changes as the arm turns.
なお、引き回し部材としては、例えば配線(電気ケーブルなど)や配管(エアホース、エアパイプなど)等が挙げられる。 Examples of the routing member include wiring (electric cable, etc.) and piping (air hose, air pipe, etc.).
次に、本開示の発明を実施するための形態について説明する。図1は水平多関節ロボット10の斜視図、図2は第1保持部51(又は第2保持部52)の断面図である。
Next, a mode for carrying out the invention of the present disclosure will be described. FIG. 1 is a perspective view of the horizontal articulated
水平多関節ロボット10は、図1に示すように、ベース12と、第1アーム21と、第2アーム22と、シャフト40と、第1保持部51と、第2保持部52とを備えている。この水平多関節ロボット10には、エアホース60が複数本(ここでは4本)取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the horizontal articulated
ベース12は、水平多関節ロボット10の土台となる部分である。
The
第1アーム21は、ベース12の上面に第1関節31を介して支持されている。第1関節31は、ベース12に対して第1アーム21を第1関節31の鉛直軸31aの周りに水平方向に旋回可能に連結している。
The
第2アーム22は、第1アーム21の先端側の上面に第2関節32を介して支持されている。第2関節32は、第1アーム21に対して第2アーム22を第2関節32の鉛直軸32aの周りに水平方向に旋回可能に連結している。第2アーム22の先端側には、垂直方向に延びるシャフト40が上下方向に貫通されている。
The
シャフト40は、第2アーム22の内部に配置された図示しないモータによって上下動されるようになっている。シャフト40の上端には、上部円筒体41が取り付けられている。上部円筒体41の外周面には、エアホース取付口42が垂直方向に複数並設されている。各エアホース取付口42の向きは、第2アーム22の長手方向の中心線と一致している。シャフト40の下端には、下部円筒体43が取り付けられている。下部円筒体43の外周面には、エア給排口44が垂直方向に複数並設されている。各エア給排口44は、シャフト40の内部に設けられた図示しないエア回路を介して各エアホース取付口42と接続されている。下部円筒体43の下端には、エンドエフェクタ取付面45が設けられている。エンドエフェクタ取付面45は、各種のエンドエフェクタを取り付けたり取り外したりするのに用いられる。エンドエフェクタには、エア給排口44から図示しないエアホースを介してエアが給排される。
The
第1保持部51は、第1関節31の直上に設けられ、複数のエアホース60を段積みした状態で保持可能なものである。第1保持部51は、一対の円柱部材53,53で構成されている。一対の円柱部材53,53は、第1アーム21の基端側の上面のうち第1関節31の鉛直軸31aの両側に設けられている。一対の円柱部材53,53は、第1アーム21の長手方向と直交する方向に並んでいる。図2に示すように、一対の円柱部材53,53の間隔は、所定のエアホース60の外径とほぼ一致している。各円柱部材53は、垂直方向の支持軸54に図示しないベアリングを介してローラ55が回転可能に支持されたものである。
The
第2保持部52は、第2関節32の直上に設けられ、複数のエアホース60を段積みした状態で保持可能なものである。第2保持部52も、第1保持部51と同様、一対の円柱部材53,53で構成されている。一対の円柱部材53,53は、第2アーム22の基端側の上面のうち第2関節32の鉛直軸32aの両側に設けられている。一対の円柱部材53,53は、第1アーム21の長手方向と直交する方向に並んでいる。一対の円柱部材53,53の間隔は、所定のエアホース60の外径とほぼ一致している。
The
エアホース60は、本実施形態では4本用いられている。エアホース60の図示しない基端は、ベース12の内部に配置された図示しないエア給排源(エアコンプレッサ又は真空ポンプ)に調整弁を介して接続されている。なお、エアホース60は、第1アーム21の基端側の上面に設けられた複数の孔21aを通ってベース12の内部に引き込まれている。エアホース60の先端は、上部円筒体41のエアホース取付口42に取り付けられている。エアホース60は、ベース12の内部から、孔21aを通り、第1保持部51の一対の円柱部材53,53の間を通り、第2保持部52の一対の円柱部材53,53の間を通り、ケーブルガイド62を通って上部円筒体41のエアホース取付口42に達している。エアホース60は、たるませずに張った状態で保持されるようにするのが好ましい。4本のエアホース60は、第1保持部51の一対の円柱部材53,53の間で第1関節31の鉛直軸に沿って段積みした状態で第1保持部51に保持されると共に、第2保持部52の一対の円柱部材53,53の間で第2関節32の鉛直軸に沿って段積みした状態で第2保持部52に保持されている。各エアホース60の外径は同じ大きさであり、その外径は一対の円柱部材53,53の間隔と同等である。
Four
ケーブルガイド62は、4本のエアホース60を段積みした状態で収納すると共にその状態のまま鉛直面(第2アーム22の長手方向の中心軸を含む鉛直面)上を湾曲自在な部材である。ケーブルガイド62の基端は、第1アーム21の上面に設けられたアーム側ブラケット63に固定されている。ケーブルガイド62の先端は、上部円筒体41に設けられた円筒体側ブラケット64に固定されている。そのため、上部円筒体41がシャフト40と共に上下動すると、ケーブルガイド62の湾曲状態も変化し、それに伴って4本のエアホース60の湾曲状態も変化する。しかし、各エアホース60の第1保持部51と第2保持部52との間の長さや第2保持部52とケーブルガイド62の基端との間の長さは、上部円筒体41の上下動や各アーム21,22の旋回状態にかかわらず一定である。
The
次に、水平多関節ロボット10の動作について説明する。図3は、第1アーム21に対して第2アーム22が旋回したときの様子を示す説明図である。段積みされた複数のエアホース60は、それぞれ、第1関節31の鉛直軸31a及び第2関節32の鉛直軸32aを通る。そのため、第1アーム21に対して第2アーム22が左右どちらに旋回したとしても(図3の1点鎖線及び2点鎖線参照)、各エアホース60の第1関節31と第2関節32との間の長さは一定である。
Next, the operation of the horizontal articulated
エンドエフェクタ取付面45に取り付けられたエンドエフェクタの種類によっては、エアホース60の本数を4本から3本に減らしたい場合がある。そうした場合には、第1保持部51及び第2保持部52の最上段に保持されたエアホース60を取り外せばよい。その後、3本から4本に増やしたい場合には、第1保持部51及び第2保持部52に4本目のエアホース60を段積みすればよい。
Depending on the type of end effector mounted on the end
以上説明した水平多関節ロボット10では、段積みされた複数のエアホース60は、それぞれ、第1関節31の鉛直軸31a及び第2関節32の鉛直軸32aを通る。そのため、第1アーム21に対して第2アーム22が旋回したとしても、各エアホース60の第1関節31と第2関節32との間の長さは一定である。したがって、アームの旋回に伴ってエアホースの関節間のたわみ具合が変化する場合に比べて、各エアホース60の振れ回りを抑制することができ、各エアホース60が他の機器と干渉するリスクを抑えることができる。
In the horizontal articulated
ちなみに、複数のエアホース60を段積みせずアーム上面に横並びに配置した場合、第1アーム21に対して第2アーム22を旋回させると各エアホース60の第1関節31と第2関節32との間の長さに差が生じる。そのため、たわみが生じやすくなる。
By the way, when a plurality of
また、第1及び第2保持部51,52は、第1及び第2アーム21,22の外面に設けられているため、エアホース60の本数を変更する場合に、エアホース60を容易に第1及び第2保持部51,52に取り付けたり取り外したりすることができる。
Further, since the first and
更に、第1及び第2保持部51,52を構成する円柱部材53は、円柱状のローラとしたため、第1及び第2アーム21,22の旋回に伴うエアホース60の旋回がスムーズになる。
Further, since the
更にまた、複数のエアホース60の外径が異なっていると、図4に示すように、大径のエアホース60に小径のエアホース60を段積みした場合に小径のエアホース60が大径のエアホース60と円柱部材53との隙間に入り込むおそれがある。上述した実施形態では、複数のエアホース60の外径を同じ大きさにしたため、そのようなおそれがない。
Furthermore, when the outer diameters of the plurality of
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 It is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various aspects as long as it belongs to the technical scope of the present invention.
例えば、上述した実施形態では、一対の円柱部材53,53として円柱状のローラを例示したが、ローラではなく軸回転不能な支柱としてもよい。また、図5に示すように、一対の円柱部材53,53は、互いに対向する位置に各エアホース60を保持可能な円周溝53aを多段に有していてもよい。こうすれば、各エアホース60をしっかりと保持することができる。また、図6に示すように、複数のエアホース60の外径が異なっていたとしても、円周溝53aの深さを各エアホース60の外径に合うように調整すれば、すべてのエアホース60を第1及び第2関節31,32の鉛直軸31a,32aに沿って段積みすることができる。
For example, in the above-described embodiment, the columnar rollers are exemplified as the pair of
上述した実施形態において、一対の円柱部材53,53の上端にキャップを被せてエアホース60が一対の円柱部材53,53の間から抜け出るのをキャップで防止してもよい。
In the above-described embodiment, the upper ends of the pair of
上述した実施形態では、関節の数やアームの数を2つとしたが、特に2つに限定されるものではなく、3つ以上であってもよい。 In the above-described embodiment, the number of joints and the number of arms are set to two, but the number is not particularly limited to two, and may be three or more.
上述した実施形態では、引き回し部材としてエアホース60を例示したが、特にエアホース60に限定されるものではなく、エアパイプや電気ケーブルなどでもよく、これらが混在していてもよい。
In the above-described embodiment, the
本開示の水平多関節ロボットは、以下のように構成してもよい。 The horizontal articulated robot of the present disclosure may be configured as follows.
本開示の水平多関節ロボットにおいて、前記一対の円柱部材は、前記アームの外面に設けられていてもよい。こうすれば、引き回し部材の本数を変更する場合に、その引き回し部材を容易に一対の円柱部材に取り付けたり取り外したりすることができる。 In the horizontal articulated robot of the present disclosure, the pair of cylindrical members may be provided on the outer surface of the arm. In this way, when the number of the routing members is changed, the routing members can be easily attached to or detached from the pair of cylindrical members.
本開示の水平多関節ロボットにおいて、前記円柱部材は、円柱状のローラとしてもよい。こうすれば、アームの旋回に伴う引き回し部材の旋回がスムーズになる。 In the horizontal articulated robot of the present disclosure, the cylindrical member may be a cylindrical roller. By doing so, the turning of the routing member accompanying the turning of the arm becomes smooth.
本開示の水平多関節ロボットにおいて、前記複数の引き回し部材は、外径が同じ大きさであることが好ましい。複数の引き回し部材の外径が異なっていると、大径の引き回し部材に小径の引き回し部材を段積みした場合に小径の引き回し部材が大径の引き回し部材と円柱部材との隙間に入り込むおそれがある。複数の引き回し部材の外径が同じであればそのようなおそれがなくなる。 In the horizontal articulated robot of the present disclosure, it is preferable that the plurality of routing members have the same outer diameter. If the outer diameters of the plurality of routing members are different, the small-diameter routing member may enter the gap between the large-diameter routing member and the cylindrical member when the small-diameter routing member is stacked on the large-diameter routing member. .. If the outer diameters of the plurality of routing members are the same, such a risk disappears.
本開示の水平多関節ロボットにおいて、前記一対の円柱部材は、互いに対向する位置に各引き回し部材を保持可能な円周溝を多段に有していてもよい。こうすれば、複数の引き回し部材の外径が異なっていたとしても、一対の円柱部材は互いに対向する円周溝により各引き回し部材を保持するため、支障なくそれらを段積みして保持することができる。 In the horizontal articulated robot of the present disclosure, the pair of cylindrical members may have a multi-stage circumferential groove capable of holding each routing member at positions facing each other. In this way, even if the outer diameters of the plurality of routing members are different, the pair of cylindrical members hold each routing member by the circumferential grooves facing each other, so that they can be stacked and held without any trouble. it can.
本発明は、各種作業を行う水平多関節ロボットに利用可能である。 The present invention can be used for a horizontal articulated robot that performs various tasks.
10 水平多関節ロボット、12 ベース、21 第1アーム、21a 孔、22 第2アーム、31 第1関節、31a 鉛直軸、32 第2関節、32a 鉛直軸、40 シャフト、41 上部円筒体、42 エアホース取付口、43 下部円筒体、44 エア給排口、45 エンドエフェクタ取付面、51 第1保持部、52 第2保持部、53 円柱部材、53a 円周溝、54 支持軸、55 ローラ、60 エアホース、62 ケーブルガイド、63 アーム側ブラケット、64 円筒体側ブラケット。 10 Horizontal articulated robot, 12 base, 21 1st arm, 21a hole, 22 2nd arm, 31 1st joint, 31a vertical shaft, 32 2nd joint, 32a vertical shaft, 40 shaft, 41 upper cylinder, 42 air hose Mounting port, 43 Lower cylinder, 44 Air supply / exhaust port, 45 End effector mounting surface, 51 First holding part, 52 Second holding part, 53 Cylindrical member, 53a Circumferential groove, 54 Support shaft, 55 Roller, 60 Air hose , 62 Cable guide, 63 Arm side bracket, 64 Cylindrical side bracket.
Claims (5)
各関節の鉛直軸の両側に設けられ、複数の引き回し部材を前記関節の鉛直軸に沿って段積みして保持可能な一対の円柱部材
を備えた水平多関節ロボット。A horizontal articulated robot equipped with at least two joints in which arms are rotatably connected in the horizontal direction.
A horizontal articulated robot provided on both sides of the vertical axis of each joint and provided with a pair of cylindrical members capable of stacking and holding a plurality of routing members along the vertical axis of the joint.
請求項1に記載の水平多関節ロボット。The pair of cylindrical members are provided on the outer surface of the arm.
The horizontal articulated robot according to claim 1.
請求項1又は2に記載の水平多関節ロボット。The cylindrical member is a cylindrical roller.
The horizontal articulated robot according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の水平多関節ロボット。The plurality of routing members have the same outer diameter, and the outer diameter is equivalent to the distance between the pair of cylindrical members.
The horizontal articulated robot according to any one of claims 1 to 3.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の水平多関節ロボット。
The pair of cylindrical members have a multi-stage circumferential groove capable of holding each routing member at positions facing each other.
The horizontal articulated robot according to any one of claims 1 to 4.
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