WO2014112349A1 - 産業用ロボット - Google Patents

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WO2014112349A1
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cable
encoder
manipulator
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power supply
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節 永井
一徳 松本
高橋　渉
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パナソニック株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y10T74/20305—Robotic arm
    • Y10T74/20311—Robotic arm including power cable or connector

Definitions

  • the present invention relates to an industrial robot provided with an encoder and a power supply unit for the encoder.
  • Industrial robots have a manipulator, a control device that controls the operation of the manipulator, and a connection cable that connects the manipulator and the control device. And the noise in a connection cable by extension of a connection cable has become a subject.
  • the industrial robot 101 includes a control device 102, a manipulator 103, a plurality of motors 104, a plurality of encoders 105, and a connection cable 106.
  • the motor 104 drives the manipulator 103.
  • the encoder 105 is attached to each motor 104 and detects the rotational position, angle, or speed of the motor 104.
  • the connection cable 106 transmits feedback signals output from the plurality of encoders 105 to the control device 102.
  • FIG. 3 only components related to the present disclosure to be described later are shown. Further, a six-axis example is shown as the manipulator 103.
  • the control device 102 and the manipulator 103 are connected by a connection cable 106 and can exchange signals and information with each other. For example, power supply for the encoder 105, transmission of a drive command, and the like are performed from the control device 102 to the manipulator 103. Further, a signal related to information on each joint (axis) of the manipulator 103 detected by the encoder 105 is transmitted from the manipulator 103 to the control device 102.
  • a power supply unit 107 for the encoder 105 is disposed near the encoder 105 attached to the motor 104 constituting the manipulator 103. This configuration solves the problem of voltage drop and noise caused by the connection cable 106 that occurs when the connection cable 106 is long (see, for example, Patent Document 1).
  • the power supply unit 107 is a printed board, and a constant voltage element and a filter are provided on the printed board.
  • the constant voltage element is a power source for the encoder 105, and outputs a wide input voltage at a constant voltage.
  • the filter removes noise generated between the control device 102 and the power supply unit 107.
  • the power supply unit 107 which is a printed circuit board
  • noise can be removed immediately before power is input to the encoder 105 by a filter provided on the printed circuit board. Therefore, the encoder 105 is not affected by noise generated by the connection cable 106 that connects the control device 102 and the manipulator 103.
  • connection cable 106 can be lengthened.
  • a battery that supplies power to the encoder 105 is located near the power supply unit 107. It is arranged. This battery is a reserve power source for the encoder 105 to store the rotational position information of the motor 104 and the like.
  • the conventional industrial robot has the problem that the housing of the manipulator 103 becomes large because the power supply unit 107 for the encoder 105 is disposed in the vicinity of the motor 104.
  • the power supply unit 107 is disposed in the movable part of the manipulator 103, there is a risk of damage due to impact during operation of the manipulator 103, or damage due to intrusion of dust or dust.
  • the industrial robot of the present disclosure includes a manipulator, a control device that controls the manipulator, and a connection cable that connects the manipulator and the control device.
  • the manipulator includes a fixed base, a first motor, a first detection unit, a power supply unit, a first housing, and a power cable.
  • the first motor operates the manipulator.
  • the first detection unit detects the state of the first motor.
  • the power supply unit supplies power to the first detection unit.
  • the first housing houses the first motor and the first detection unit.
  • the first power cable connects the first detection unit and the power supply unit.
  • the power supply unit is provided in the base unit.
  • the industrial robot according to the present disclosure includes the power supply unit that supplies power to the detection unit that detects the state of the motor in the base unit of the manipulator that does not operate during operation of the manipulator.
  • the detection unit that detects the state of the motor in the base unit of the manipulator that does not operate during operation of the manipulator.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an industrial robot according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a connection state of the control device, the encoder, the power supply unit, and the battery according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional industrial robot.
  • the industrial robot 1 As shown in FIGS. 1 and 2, the industrial robot 1 according to the present embodiment includes a manipulator 2, a control device 3 that controls driving of a joint of the manipulator 2, and a connection that connects the manipulator 2 and the control device 3.
  • a cable 4 is provided.
  • the manipulator 2 has a six-axis joint, a base portion 5 fixed to an installation portion such as a floor, and a first casing 6-1 and a second casing that are movable by driving the joint. It has a body 6-2, a third casing 6-3, a first arm 7-1, a second arm 7-2, and a third arm 7-3.
  • the manipulator 2 has six motors from a first motor 8-1 to a sixth motor 8-6 for driving each joint.
  • the first motor 8-1 to the sixth motor 8-6 are for detecting the motor state such as the rotational position, angle or speed of the first motor 8-1 to the sixth motor 8-6, respectively.
  • the power supply unit 10 that supplies power from the first encoder 9-1 to all the sixth encoders 9-6 is disposed in the base unit 5 of the manipulator 2.
  • a battery 11 that supplies power to each encoder is connected to the power supply unit 10.
  • This battery 11 is a reserve power source for the first encoder 9-1 to the sixth encoder 9-6 to store the rotational position information of the first motor 8-1 to the sixth motor 8-6, etc. is there.
  • the battery 11 is housed in a battery case provided in a position that can be accessed from the outside of the base portion 5 within the base portion 5 of the manipulator 2, that is, can be replaced. Conventionally, the batteries are distributed at a plurality of locations. However, in this embodiment, since one battery 11 is arranged in the base portion 5, the battery can be efficiently replaced during maintenance. Can do.
  • the power supply unit 10 monitors the power supplied from the control device 3 and supplies the power of the battery 11 to each encoder when the power supplied from the control device 3 becomes zero.
  • the power supply unit 10 can also charge the battery 11 when power is supplied from the control device 3.
  • the battery 11 is a lithium battery with a short self-discharge and a long life.
  • other types of primary batteries and secondary batteries may be used.
  • the battery 11 is composed of one battery or a plurality of batteries.
  • the first motor 8-1 and the second motor 8-2 are disposed in the first casing 6-1.
  • the third motor 8-3 and the fourth motor 8-4 are disposed in the second casing 6-2.
  • the fifth motor 8-5 and the sixth motor 8-6 are arranged in the third casing 6-3.
  • the first casing 6-1 and the second casing 6-2 are connected via the first arm 7-1.
  • the second casing 6-2 and the third casing 6-3 are connected via a second arm 7-2.
  • the third arm 7-3 is connected to the third housing 6-3.
  • Each of the first encoder 9-1 to the sixth encoder 9-6 is connected to the control device 3 by the first signal cable 12-1 to the sixth signal cable 12-6.
  • the rotational position, angle, or speed information of the first motor 8-1 detected by the first encoder 9-1 is the first information that passes through the first housing 6-1, the base portion 5, and the connection cable 4.
  • the signal cable 12-1 is sent to the control device 3.
  • the rotational position, angle, or speed information of the second motor 8-2 detected by the second encoder 9-2 (second detection unit) is obtained from the first casing 6-1 and the base unit 5. And the second signal cable 12-2 passing through the connection cable 4.
  • the rotational position, angle, or speed information of the third motor 8-3 detected by the third encoder 9-3 (third detection unit) is the same as that of the second casing 6-2 and the first case.
  • the signal is sent to the control device 3 by the third signal cable 12-3 that passes through the arm 7-1, the first housing 6-1, the base unit 5, and the connection cable 4.
  • the rotational position, angle, or speed information of the fourth motor 8-4 detected by the fourth encoder 9-4 is obtained from the second casing 6-2 and the first
  • the signal is sent to the control device 3 by a fourth signal cable 12-4 that passes through the arm 7-1, the first housing 6-1, the base unit 5, and the connection cable 4.
  • the rotational position, angle, or speed information of the fifth motor 8-5 detected by the fifth encoder 9-5 is the same as that of the third casing 6-3, A fifth signal passing through the arm 7-2, the second housing 6-2, the first arm 7-1, the first housing 6-1, the base portion 5, and the connection cable 4. It is sent to the control device 3 by the cable 12-5.
  • the rotational position, angle, or speed information of the sixth motor 8-6 detected by the sixth encoder 9-6 includes the third casing 6-3, the second arm 7-2, 2 6-2, the first arm 7-1, the first casing 6-1, the base portion 5, and the sixth signal cable 12-6 passing through the connection cable 4 Sent to device 3.
  • the rotational position, angle, or speed of each motor is communicated by serial communication. Therefore, the first signal cable 12-1 to the sixth signal cable 12-6 are represented by two as shown in FIG. However, this communication may be parallel communication or the like. When parallel communication is performed, the number of each of the six signal cables from the first signal cable 12-1 to the sixth signal cable 12-6 is three or more.
  • first signal cable 12-1 to the sixth signal cable 12-6 may be arranged so as to pass through the inside of the casing or the arm, or a part thereof may be exposed to the outside of the casing or the arm. You may arrange in.
  • the first encoder 9-1 to the sixth encoder 9-6 are supplied with power from one power supply unit 10 arranged in the base unit 5.
  • the power supply unit 10 is a printed board, and the printed board is provided with a constant voltage element and a filter.
  • the constant voltage element has a wide allowable input voltage and a constant output voltage. Therefore, even if the electric power from the control device 3 has a voltage drop, the output voltage can be kept constant by the low voltage element.
  • the filter removes noise generated in the path (mainly the connection cable 4) from the control device 3 to the power supply unit 10.
  • the constant voltage element has a function of supplying power from the first encoder 9-1 to the sixth encoder 9-6.
  • wiring is formed so as to supply power from the control device 3 to each of the six encoders. That is, in the printed circuit board, the wiring connected to the control device 3 branches according to the number of the respective wirings connecting the first encoder 9-1 to the sixth encoder 9-6 and the power supply unit 10. Has been.
  • the constant voltage element and the filter can be provided in the wiring connected to the control device 3, and the number of the constant voltage element and the filter can be reduced.
  • the constant voltage element and the filter may be provided for each wiring connected to each of the first encoder 9-1 to the sixth encoder 9-6. Thereby, stable electric power with less noise can be supplied for each encoder.
  • the constant voltage element may be provided in the wiring connected to the control device 3, and the filter may be provided for each wiring connected to each of the first encoder 9-1 to the sixth encoder 9-6. Further, the filter may be provided in the wiring connected to the control device 3, and the constant voltage element may be provided in each wiring connected to each of the first encoder 9-1 to the sixth encoder 9-6.
  • the power is supplied from the power supply unit 10 in the base unit 5 to the first encoder 9-1 and the second encoder 9-2 by the first power cable 14-2.
  • the first power cable 14-2 is guided to the first housing 6-1 through the base portion 5, and is divided into two at the first branching portion 15-1 in the first housing 6-1. Branch off.
  • One of the branched first power cables 14-2 is connected to the first encoder 9-1 and the other is connected to the second encoder 9-2.
  • the second power cable 14-3 is guided to the second casing 6-2 through the base portion 5, the first casing 6-1 and the first arm 7-1,
  • the second branch part 15-2 in the housing 6-2 branches into two.
  • One of the branched second power cables 14-3 is connected to the third encoder 9-3, and the other is connected to the fourth encoder 9-4.
  • the third power cable 14-4 includes the base unit 5, the first casing 6-1, the first arm 7-1, the second casing 6-2, and the second arm 7-. 2 is led to the third casing 6-3 and branched into two at the third branching section 15-3 in the third casing 6-3.
  • One of the branched third power cables 14-4 is connected to the fifth encoder 9-5, and the other is connected to the sixth encoder 9-6.
  • connection cable 4 can be simplified compared with the conventional connection cable 4 including a plurality of power supply cables. That is, conventionally, it has been necessary to wire a plurality of power cables corresponding to a plurality of power supply units, but in this embodiment, the number of power cables can be reduced as compared with the conventional one.
  • the battery 11 is connected to the printed board of the power supply unit 10 in the base unit 5.
  • wiring is formed so as to supply power from the battery 11 to each of the six encoders. That is, in the printed circuit board, the wiring connected to the battery 11 is branched according to the number of the respective wirings connecting the first encoder 9-1 to the sixth encoder 9-6 and the power supply unit 10. ing.
  • the constant voltage element and the filter can be provided in the wiring connected to the battery 11, and the number of the constant voltage element and the filter can be reduced.
  • the constant voltage element and the filter may be provided for each wiring connected to each of the first encoder 9-1 to the sixth encoder 9-6. Thereby, stable electric power with less noise can be supplied for each encoder.
  • the constant voltage element may be provided in the wiring connected to the battery 11, and the filter may be provided for each wiring connected to each of the first encoder 9-1 to the sixth encoder 9-6. Further, the filter may be provided in the wiring connected to the battery 11, and the constant voltage element may be provided in each wiring connected to each of the first encoder 9-1 to the sixth encoder 9-6.
  • the first battery cable 16-1 is guided to the first casing 6-1 through the base portion 5, and two cables are connected at the first branching section 15-1 in the first casing 6-1. Fork. One of the branched first battery cables 16-1 is connected to the first encoder 9-1, and the other is connected to the second encoder 9-2.
  • the second battery cable 16-2 is guided to the second casing 6-2 through the base portion 5, the first casing 6-1 and the first arm 7-1, and the second The second branch section 15-2 in the casing 6-2 branches into two.
  • One of the branched second battery cables 16-2 is connected to the third encoder 9-3, and the other is connected to the fourth encoder 9-4.
  • the third battery cable 16-2 includes the base unit 5, the first casing 6-1, the first arm 7-1, the second casing 6-2, and the second arm 7. -2 is led to the third housing 6-3 and branched into two at the third branching portion 15-3 in the third housing 6-3.
  • One of the branched third battery cables 16-2 is connected to the fifth encoder 9-5, and the other is connected to the sixth encoder 9-6.
  • the three branch portions from the first branch portion 15-1 to the third branch portion 15-3 a method of branching a cable by a connector or soldering, a method of providing a printed circuit board for branching, etc. are considered. It is done.
  • the branching method of the three branch portions from the first branch portion 15-1 to the third branch portion 15-3 depends on the space of the first housing 6-1 to the third housing 6-3, etc. An appropriate method can be selected.
  • the first signal cable 12-1, the second signal cable 12-2, the first power cable 14-2, and the first battery cable 16-1 are 8 cores and are shielded.
  • the third signal cable 12-3, the fourth signal cable 12-4, the second power cable 14-3, and the second battery cable 16-2 are 8-core and shielded.
  • the second composite cable 17-2 is attached, and the base unit 5 and the second casing 6-2 are connected through the first casing 6-1 and the first arm 7-1. May be.
  • the fifth signal cable 12-5, the sixth signal cable 12-6, the third power cable 14-4, and the third battery cable 16-3 are 8-core and shielded.
  • the base unit 5 and the third housing 6-3 may be connected.
  • the wear resistance of the cable can be improved.
  • a composite cable a plurality of cables can be combined into one cable. Thereby, the cross-sectional area of a cable becomes small and the cable wiring in the manipulator 2 can be simplified. Further, by using the composite cable, malfunction due to noise can be prevented by the shield.
  • the three composite cables from the first composite cable 17-1 to the third composite cable 17-3 are preferably bent cables using ETFE (ethylene / tetrafluoroethylene copolymer) as an insulator. Thereby, disconnection of the cable due to the bending operation of the manipulator 2 can be prevented.
  • ETFE ethylene / tetrafluoroethylene copolymer
  • the power cables 14-2 to 14-4 and the battery cables 16-1 to 16-3 are wired in common to the motors for two axes arranged in the same casing, and are branched in the casing. Thereby, the number of power cables and battery cables can be reduced.
  • the printed circuit board so that the wiring connected to the control device 3 and the wiring connected to the battery 11 are switched by a switch.
  • the power supply to the power supply unit 10 is from the control device 3 or from the battery 11, it is possible to share the constant voltage element and the filter of the printed circuit board.
  • the wiring of the printed circuit board can be greatly reduced, and either the battery cable or the power cable is not required.
  • the industrial robot according to the present embodiment removes noise by the effect of the filter inside the printed circuit board of the power supply unit 10 disposed on the base unit 5 of the manipulator 2, so that it is not affected by the noise of the connection cable 4.
  • the cable between the encoder 9 and the power supply unit 10 is not affected by noise due to the shielding effect of the first composite cable 17-1 with shield and the third composite cable 17-3.
  • connection cable 4 of the power supplied from the control device 3 to the power supply unit 10 can be allowed up to the width of the input voltage of the constant voltage element. Therefore, the connection cable 4 can be lengthened.
  • the power supply unit 10 and the battery 11 can constitute the manipulator 2 only by being disposed only on the base unit 5. Therefore, unlike the conventional industrial robot, it is not necessary to provide the power supply unit 10 and the battery 11 in each of the first casing 6-1 to the third casing 6-3. Therefore, the industrial robot according to the present embodiment has a size of the first casing 6-1 to the third casing 6-3 that houses the first motor 8-1 to the sixth motor 8-6. Can be reduced.
  • the battery 11 is disposed at a position accessible from the outside of the base unit 5. Therefore, the battery replacement time at the time of maintenance can be shortened compared to the case where a plurality of batteries 11 are arranged in a distributed manner as in a conventional industrial robot.
  • the base portion 5 of the industrial robot according to the present embodiment is not a movable portion, it has a high degree of freedom in shape, and it is easy to secure an arrangement space for the power supply portion 10 and the battery 11, which is There is also the advantage that the constraints are reduced. And since the base part 5 is not a movable part, the danger of the damage by the impact at the time of operation
  • the power cable 14-1 between the manipulator 2 and the control device 3 has one power supply unit 10. Therefore, even when the manipulator 2 includes a plurality of encoders, the power cable input to the power supply unit 10 can be configured by one system, and the connection cable 4 can be simplified.
  • the industrial robot of the present disclosure is resistant to noise, excellent in maintainability, and has a compact housing, and can be used as an automation device for production facilities, and is industrially useful.

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Abstract

　本開示の産業用ロボットは、マニピュレータと、マニピュレータを制御する制御装置と、マニピュレータと制御装置とを接続する接続ケーブルとを有する。マニピュレータは、固定されたベース部と、第１のモータと、第１の検出部と、電力供給部と、第１の筐体と、電源ケーブルとを有する。第１のモータは、マニピュレータを動作させる。第１の検出部は、第１のモータの状態を検出する。電力供給部は、第１の検出部に電力を供給する。第１の筐体は、第１のモータと第１の検出部とを収納する。第１の電源ケーブルは、第１の検出部と電力供給部とを接続する。電力供給部は、ベース部に設けられている。

Description

産業用ロボット
　本発明は、エンコーダおよびエンコーダ用の電源部を備えた産業用ロボットに関する。
　産業用ロボットは、マニピュレータと、マニピュレータの動作を制御する制御装置と、マニピュレータと制御装置とを接続する接続ケーブルとを有している。そして、接続ケーブルの延長による、接続ケーブルでのノイズが課題となっている。
　従来の産業用ロボットは、一般的に、図３に示すように構成されていた。以下、その構成について、図３を参照しながら説明する。
　図３に示すように、産業用ロボット１０１は、制御装置１０２と、マニピュレータ１０３と、複数のモータ１０４と、複数のエンコーダ１０５と、接続ケーブル１０６とから構成されている。モータ１０４は、マニピュレータ１０３を駆動する。エンコーダ１０５は、それぞれのモータ１０４に取付けられておりモータ１０４の回転位置、角度もしくは速度を検出する。接続ケーブル１０６は、複数のエンコーダ１０５が出力するフィードバック信号を制御装置１０２に送信する。
　なお、図３では、後述する本開示に関連する構成要素のみを記載している。また、マニピュレータ１０３として６軸の例を示している。
　制御装置１０２とマニピュレータ１０３とは、接続ケーブル１０６で接続されており、相互に信号や情報等のやり取りを行うことができる。例えば、制御装置１０２からマニピュレータ１０３へは、エンコーダ１０５用の電力の供給や駆動指令の送信等が行われる。また、マニピュレータ１０３から制御装置１０２へは、エンコーダ１０５によって検出されたマニピュレータ１０３の各関節（軸）の情報に関する信号等が送られる。
　従来の産業用ロボット１０１は、マニピュレータ１０３を構成するモータ１０４に取り付けられたエンコーダ１０５の近くに、エンコーダ１０５用の電力供給部１０７が配置されている。この構成により、接続ケーブル１０６が長い場合に生じる、接続ケーブル１０６による電圧降下やノイズの問題を解決している（例えば、特許文献１参照）。
　電力供給部１０７はプリント基板になっており、このプリント基板には、定電圧素子とフィルタとが設けられている。定電圧素子は、エンコーダ１０５用の電源であり、幅がある入力電圧を一定の電圧で出力する。フィルタは、制御装置１０２から電力供給部１０７までの間で発生したノイズを除去する。
　プリント基板である電力供給部１０７をエンコーダ１０５の近くに配置することで、プリント基板に設けられたフィルタにより、エンコーダ１０５に電力が入力される直前でノイズを除去することができる。従って、エンコーダ１０５は、制御装置１０２とマニピュレータ１０３とを接続する接続ケーブル１０６で発生したノイズの影響を受けない。
　また、接続ケーブル１０６による電圧降下は、定電圧素子の入力電圧の幅の範囲で許容できる。そのため、接続ケーブル１０６を長くすることができる。
　また、従来の産業用ロボットは、制御装置１０２が停止し、電力供給部１０７からエンコーダ１０５への電力の供給が無くなった場合に、エンコーダ１０５に電力を供給する電池を電力供給部１０７の近くに配置している。この電池は、エンコーダ１０５がモータ１０４の回転位置情報等を記憶するための予備電源である。
特開平１０－００６２７３号公報
　しかし、従来の産業用ロボットは、モータ１０４の近傍にエンコーダ１０５用の電力供給部１０７を配置していたため、マニピュレータ１０３の筐体が大きくなるという課題を有していた。
　さらに、マニピュレータ１０３の可動する部分に電力供給部１０７を配置していたため、マニピュレータ１０３の動作時の衝撃による破損の恐れや、埃や粉塵等の侵入による破損の恐れもあった。
　上記課題を解決するために、本開示の産業用ロボットは、マニピュレータと、マニピュレータを制御する制御装置と、マニピュレータと制御装置とを接続する接続ケーブルとを有する。マニピュレータは、固定されたベース部と、第１のモータと、第１の検出部と、電力供給部と、第１の筐体と、電源ケーブルとを有する。第１のモータは、マニピュレータを動作させる。第１の検出部は、第１のモータの状態を検出する。電力供給部は、第１の検出部に電力を供給する。第１の筐体は、第１のモータと第１の検出部とを収納する。第１の電源ケーブルは、第１の検出部と電力供給部とを接続する。電力供給部は、ベース部に設けられている。
　以上のように、本開示の産業用ロボットは、モータの状態を検出する検出部に電力を供給する電力供給部を、マニピュレータの動作時に動作しないマニピュレータのベース部に設ける。これにより、マニピュレータの筐体部に電力供給部を配置する必要がなく、故に、マニピュレータの筐体部の大きさを小さくすることができる。また、ベース部は可動しないため、マニピュレータの動作時の衝撃による電力供給部の損傷を防ぐことができる。
図１は、本発明の実施の形態１における産業用ロボットの概略構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態１における制御装置とエンコーダと電力供給部と電池の接続状態を示す図である。 図３は、従来の産業用ロボットの概略構成を示す図である。
　以下、本開示の実施の形態について、図１と図２を用いて説明する。
　（実施の形態）
　図１および図２に示すように、本実施の形態の産業用ロボット１は、マニピュレータ２と、マニピュレータ２の関節の駆動を制御する制御装置３と、マニピュレータ２と制御装置３とを接続する接続ケーブル４を有する。
　マニピュレータ２は、６軸の関節を有しており、床等の設置部に固定されたベース部５と、関節を駆動することにより可動する、第１の筐体６－１と第２の筐体６－２と第３の筐体６－３と第１のアーム７－１と第２のアーム７－２と第３のアーム７－３を有している。
　マニピュレータ２は、それぞれの関節を駆動するための第１のモータ８－１から第６のモータ８－６までの６つのモータを有する。第１のモータ８－１から第６のモータ８－６はそれぞれ、第１のモータ８－１から第６のモータ８－６の回転位置、角度もしくは速度などのモータの状態を検出するための第１のエンコーダ９－１（第１の検出部）から第６のエンコーダ９－６（第６の検出部）の６つのエンコーダを有する。第１のエンコーダ９－１から第６のエンコーダ９－６の全てに電力を供給する電力供給部１０は、マニピュレータ２のベース部５内に配置されている。
　また、制御装置３が停止し、電力供給部１０から各エンコーダへの電力の供給が無くなった場合に、各エンコーダに電力を供給する電池１１が電力供給部１０に接続されている。この電池１１は、第１のエンコーダ９－１から第６のエンコーダ９－６が、第１のモータ８－１から第６のモータ８－６の回転位置情報等を記憶するための予備電源である。この電池１１は、マニピュレータ２のベース部５内で、かつ、ベース部５の外部からアクセス可能、すなわち、交換可能な位置に設けられた電池ケースに収められている。従来は、電池が複数個所に分散して配置されていたが、本実施の形態では、電池１１をベース部５内に１つ配置しているため、メンテナンス時の電池交換を効率的に行うことができる。
　なお、例えば、電力供給部１０は、制御装置３から供給される電力を監視し、制御装置３から供給される電力がゼロとなった場合に、各エンコーダに電池１１の電力を供給する。また、電力供給部１０は、制御装置３から電力が供給されている時は、電池１１を充電することもできる。
　本実施の形態では、電池１１は、自己放電が少なく寿命の長いリチウム電池を使用している。しかし、その他の種類の一次電池や二次電池を使用しても良い。また、電池１１は、１本の電池または複数の電池から構成されている。
　第１のモータ８－１と第２のモータ８－２は、第１の筐体６－１内に配置されている。第３のモータ８－３と第４のモータ８－４は、第２の筐体６－２内に配置されている。第５のモータ８－５と第６のモータ８－６は、第３の筐体６－３内に配置されている。なお、第１の筐体６－１と第２の筐体６－２とは、第１のアーム７－１を介して連結されている。第２の筐体６－２と第３の筐体６－３とは、第２のアーム７－２を介して連結されている。第３のアーム７－３は、第３の筐体６－３に接続されている。
　ここで、第１のエンコーダ９－１から第６のエンコーダ９－６のそれぞれで検出した、第１のモータ８－１から第６のモータ８－６のそれぞれの回転位置、角度もしくは速度情報を、制御装置３に送る方法について説明する。
　第１のエンコーダ９－１から第６のエンコーダ９－６のそれぞれは、第１の信号ケーブル１２－１から第６の信号ケーブル１２－６によって、制御装置３に接続されている。
　第１のエンコーダ９－１で検出した第１のモータ８－１の回転位置、角度もしくは速度情報は、第１の筐体６－１と、ベース部５と、接続ケーブル４とを通る第１の信号ケーブル１２－１により、制御装置３に送られる。
　同様に、第２のエンコーダ９－２（第２の検出部）で検出した第２のモータ８－２の回転位置、角度もしくは速度情報は、第１の筐体６－１と、ベース部５と、接続ケーブル４とを通る第２の信号ケーブル１２－２により、制御装置３に送られる。
　同様に、第３のエンコーダ９－３（第３の検出部）で検出した第３のモータ８－３の回転位置、角度もしくは速度情報は、第２の筐体６－２と、第１のアーム７－１と、第１の筐体６－１と、ベース部５と、接続ケーブル４とを通る第３の信号ケーブル１２－３により、制御装置３に送られる。
　同様に、第４のエンコーダ９－４（第４の検出部）で検出した第４のモータ８－４の回転位置、角度もしくは速度情報は、第２の筐体６－２と、第１のアーム７－１と、第１の筐体６－１と、ベース部５と、接続ケーブル４とを通る第４の信号ケーブル１２－４により、制御装置３に送られる。
　同様に、第５のエンコーダ９－５（第５の検出部）で検出した第５のモータ８－５の回転位置、角度もしくは速度情報は、第３の筐体６－３と、第２のアーム７－２と、第２の筐体６－２と、第１のアーム７－１と、第１の筐体６－１と、ベース部５と、接続ケーブル４とを通る第５の信号ケーブル１２－５により、制御装置３に送られる。
　同様に、第６のエンコーダ９－６で検出した第６のモータ８－６の回転位置、角度もしくは速度情報は、第３の筐体６－３と、第２のアーム７－２と、第２の筐体６－２と、第１のアーム７－１と、第１の筐体６－１と、ベース部５と、接続ケーブル４とを通る第６の信号ケーブル１２－６により、制御装置３に送られる。
　なお、本実施の形態では、シリアル通信によって各モータの回転位置、角度もしくは速度を通信する例を示している。そのため、第１の信号ケーブル１２－１から第６の信号ケーブル１２－６は、図２に示すように２本で表している。しかし、この通信はパラレル通信等でも良い。パラレル通信が行われる場合、第１の信号ケーブル１２－１から第６の信号ケーブル１２－６の６つの信号ケーブルそれぞれの数は３本以上である。
　また、第１の信号ケーブル１２－１から第６の信号ケーブル１２－６は、筐体内やアーム内を通るように配置しても良いし、一部が筐体やアームの外部に露出するように配置しても良い。
　次に、電力供給部１０から、第１のエンコーダ９－１から第６のエンコーダ９－６の６つのエンコーダに、電力を供給する方法について説明する。
　電力供給部１０には、制御装置３から、接続ケーブル４を介して電力が供給される。第１のエンコーダ９－１から第６のエンコーダ９－６には、ベース部５内に配置された１つの電力供給部１０から電力が供給される。電力供給部１０はプリント基板になっており、このプリント基板は、定電圧素子とフィルタとが設けられている。定電圧素子は、許容入力電圧に幅があり出力電圧が一定である。そのため、制御装置３からの電力が電圧降下をしていても、低電圧素子により出力電圧は一定に保つことができる。フィルタは、制御装置３から電力供給部１０までの経路（主に接続ケーブル４）で発生したノイズを除去する。なお、定電圧素子は、第１のエンコーダ９－１から第６のエンコーダ９－６に電力を供給する機能を有する。
　そして、プリント基板では、制御装置３からの電力を６つのエンコーダそれぞれに供給するように配線が形成されている。すなわち、プリント基板では、制御装置３に接続された配線が、第１のエンコーダ９－１から第６のエンコーダ９－６と電力供給部１０とを接続するそれぞれの配線の数に応じて、分岐されている。定電圧素子とフィルタは、制御装置３に接続された配線に設けることが可能であり、定電圧素子とフィルタの数を減らすことができる。また、定電圧素子とフィルタとは、第１のエンコーダ９－１から第６のエンコーダ９－６のそれぞれに接続された配線ごとに設けてもよい。これにより、エンコーダごとに安定したノイズの少ない電力を供給できる。また、定電圧素子を制御装置３に接続された配線に設け、フィルタを第１のエンコーダ９－１から第６のエンコーダ９－６のそれぞれに接続された配線ごとに設けてもよい。また、フィルタを制御装置３に接続された配線に設け、定電圧素子を第１のエンコーダ９－１から第６のエンコーダ９－６のそれぞれに接続された配線ごとに設けてもよい。
　第１の電源ケーブル１４－２により、ベース部５内の電力供給部１０から、第１のエンコーダ９－１および第２のエンコーダ９－２へ電力が供給される。第１の電源ケーブル１４－２は、ベース部５を通って第１の筐体６－１に導かれ、第１の筐体６－１内の第１の分岐部１５－１で２つに分岐される。分岐された第１の電源ケーブル１４－２の一方は第１のエンコーダ９－１に接続され、他方は第２のエンコーダ９－２に接続される。
　同様に、第２の電源ケーブル１４－３により、ベース部５内の電力供給部１０から第３のエンコーダ９－３および第４のエンコーダ９－４へ電力が供給される。第２の電源ケーブル１４－３は、ベース部５と、第１の筐体６－１と、第１のアーム７－１を通って第２の筐体６－２に導かれ、第２の筐体６－２内の第２の分岐部１５－２で２つに分岐される。分岐された第２の電源ケーブル１４－３の一方は第３のエンコーダ９－３に接続され、他方は第４のエンコーダ９－４に接続される。
　同様に、第３の電源ケーブル１４－４により、ベース部５内の電力供給部１０から第５のエンコーダ９－５および第６のエンコーダ９－６へ電力が供給される。第３の電源ケーブル１４－４は、ベース部５と、第１の筐体６－１と、第１のアーム７－１と、第２の筐体６－２と、第２のアーム７－２を通って第３の筐体６－３に導かれ、第３の筐体６－３内の第３の分岐部１５－３で２つに分岐される。分岐された第３の電源ケーブル１４－４の一方は第５のエンコーダ９－５に接続され、他方は第６のエンコーダ９－６に接続される。
　なお、本実施の形態では、電力供給部１０が１つなので、制御装置３からの電力は、接続ケーブル４に含まれる１系統の主電源ケーブル１４－１によって、電力供給部１０に供給される。これにより、複数の系統の電源ケーブルを含んでいた従来の接続ケーブル４に比べて接続ケーブル４を簡素化できる。すなわち、従来は、複数の電源供給部に対応する複数の電源ケーブルを配線する必要があったが、本実施の形態では、従来に比べて電源ケーブルを減らすことができる。
　次に、電池１１から、第１のエンコーダ９－１から第６のエンコーダ９－６の６つのエンコーダに、電力を供給する方法について説明する。
　電池１１は、ベース部５内において、電力供給部１０のプリント基板に接続されている。そして、プリント基板では、電池１１からの電力を６つのエンコーダそれぞれに供給するように配線が形成されている。すなわち、プリント基板では、電池１１に接続された配線が、第１のエンコーダ９－１から第６のエンコーダ９－６と電力供給部１０とを接続するそれぞれの配線の数に応じて、分岐されている。定電圧素子とフィルタは、電池１１に接続された配線に設けることが可能であり、定電圧素子とフィルタの数を減らすことができる。また、定電圧素子とフィルタとは、第１のエンコーダ９－１から第６のエンコーダ９－６のそれぞれに接続された配線ごとに設けてもよい。これにより、エンコーダごとに安定したノイズの少ない電力を供給できる。また、定電圧素子を電池１１に接続された配線に設け、フィルタを第１のエンコーダ９－１から第６のエンコーダ９－６のそれぞれに接続された配線ごとに設けてもよい。また、フィルタを電池１１に接続された配線に設け、定電圧素子を第１のエンコーダ９－１から第６のエンコーダ９－６のそれぞれに接続された配線ごとに設けてもよい。
　第１の電池用ケーブル１６－１により、ベース部５内の電池１１から第１のエンコーダ９－１および第２のエンコーダ９－２へ電力が供給される。第１の電池用ケーブル１６－１は、ベース部５を通って第１の筐体６－１に導かれ、第１の筐体６－１内の第１の分岐部１５－１で２つに分岐される。分岐された第１の電池用ケーブル１６－１の一方は第１のエンコーダ９－１に接続され、他方は第２のエンコーダ９－２に接続される。
　同様に、第２の電池用ケーブル１６－２により、ベース部５内の電池１１から第３のエンコーダ９－３および第４のエンコーダ９－４へ電力が供給される。第２の電池用ケーブル１６－２は、ベース部５と、第１の筐体６－１と、第１のアーム７－１を通って第２の筐体６－２に導かれ、第２の筐体６－２内の第２の分岐部１５－２で２つに分岐される。分岐された第２の電池用ケーブル１６－２の一方は第３のエンコーダ９－３に接続され、他方は第４のエンコーダ９－４に接続される。
　同様に、第３の電池用ケーブル１６－３により、ベース部５内の電池１１から第５のエンコーダ９－５および第６のエンコーダ９－６へ電力が供給される。第３の電池用ケーブル１６－２は、ベース部５と、第１の筐体６－１と、第１のアーム７－１と、第２の筐体６－２と、第２のアーム７－２を通って第３の筐体６－３に導かれ、第３の筐体６－３内の第３の分岐部１５－３で２つに分岐される。分岐された第３の電池用ケーブル１６－２の一方は第５のエンコーダ９－５に接続され、他方は第６のエンコーダ９－６に接続される。
　なお、第１の分岐部１５－１から第３の分岐部１５－３の３つの分岐部は、ケーブルをコネクタや半田付け等で分岐する方法や、分岐用のプリント基板を設ける方法等が考えられる。第１の分岐部１５－１から第３の分岐部１５－３の３つの分岐部の分岐方法は、第１の筐体６－１から第３の筐体６－３のスペース等に応じて適切な方法を選択すればよい。
　なお、第１の信号ケーブル１２－１と、第２の信号ケーブル１２－２と、第１の電源ケーブル１４－２と、第１の電池用ケーブル１６－１とを、８芯でありシールド付きの第１の複合ケーブル１７－１として、ベース部５と第１の筐体６－１とを接続するようにしても良い。
　同様に、第３の信号ケーブル１２－３と、第４の信号ケーブル１２－４と、第２の電源ケーブル１４－３と、第２の電池用ケーブル１６－２とを、８芯でありシールド付きの第２の複合ケーブル１７－２とし、第１の筐体６－１と第１のアーム７－１を通って、ベース部５と第２の筐体６－２とを接続するようにしても良い。
　同様に、第５の信号ケーブル１２－５と、第６の信号ケーブル１２－６と、第３の電源ケーブル１４－４と、第３の電池用ケーブル１６－３とを、８芯でありシールド付きの第３の複合ケーブル１７－３とし、第１の筐体６－１と、第１のアーム７－１と、第２の筐体６－２と、第２のアーム７－２を通って、ベース部５と第３の筐体６－３とを接続するようにしても良い。
　このように、第１の複合ケーブル１７－１から第３の複合ケーブル１７－３を用いることで、ケーブルの耐摩耗性を向上できる。また、複合ケーブルを用いることで、複数のケーブルを１本のケーブルにまとめることができる。これにより、ケーブルの断面積が小さくなりマニピュレータ２におけるケーブル配線を簡略化できる。また、複合ケーブルを用いることで、シールドによってノイズによる誤動作を防止することができる。
　なお、第１の複合ケーブル１７－１から第３の複合ケーブル１７－３の３つの複合ケーブルは、ＥＴＦＥ（エチレン・四フッ化エチレン共重合体）を絶縁体に使用した屈曲ケーブルが好ましい。これにより、マニピュレータ２の屈曲動作によるケーブルの断線を防止できる。
　また、電源ケーブル１４－２～１４－４および電池用ケーブル１６－１～１６－３を、同じ筐体内に配置した２軸分のモータに共通に配線し、筐体内で分岐する。これにより、電源ケーブルや電池用ケーブルの配線数を減らすことができる。
　また、プリント基板において、制御装置３に接続された配線と電池１１に接続された配線とをスイッチによって切り替えるように構成することも可能である。これにより、電力供給部１０への電力供給が制御装置３からの場合でも、電池１１からの場合でも、プリント基板の定電圧素子、フィルタを共用することが可能である。これにより、電源ケーブルと電池用ケーブルも共用することが可能である。このようにすることで、プリント基板の配線を大幅に削減することができ、電池用ケーブル又は電源ケーブルのどちらかが不要となる。
　本実施の形態の産業用ロボットは、マニピュレータ２のベース部５に配置した電力供給部１０のプリント基板内部のフィルタの効果によりノイズを除去するので、接続ケーブル４のノイズの影響を受けない。
　また、エンコーダ９と電力供給部１０との間のケーブルは、シールド付きの第１の複合ケーブル１７－１から第３の複合ケーブル１７－３のシールド効果により、ノイズの影響を受けない。
　また、制御装置３から電力供給部１０へ供給される電力の接続ケーブル４の長さによる電圧降下は、定電圧素子の入力電圧の幅まで許容できる。そのため、接続ケーブル４を長くすることができる。
　本実施の形態の産業用ロボットでは、電力供給部１０および電池１１は、ベース部５にのみ配置するだけでマニピュレータ２を構成することができる。そのため、従来の産業用ロボットのように、第１の筐体６－１から第３の筐体６－３のそれぞれの内部に電力供給部１０や電池１１を設ける必要がない。従って、本実施の形態の産業用ロボットは、第１のモータ８－１から第６のモータ８－６を収納する第１の筐体６－１から第３の筐体６－３の大きさを小さくすることができる。
　また、本実施の形態の産業用ロボットは、ベース部５の外部からアクセス可能な位置に電池１１が配置されている。そのため、従来の産業用ロボットのように電池１１を複数分散して配置する場合に比べ、メンテナンス時の電池交換時間を短縮することができる。
　また、本実施の形態の産業用ロボットのベース部５は可動部ではないため、形状の自由度が高く、電力供給部１０や電池１１の配置スペースを確保することが容易であり、設計上の制約が減るという利点もある。そして、ベース部５は可動部ではないため、マニピュレータ２の動作時の衝撃による破損の恐れも低減される。
　また、マニピュレータ２と制御装置３との間の電源ケーブル１４－１は、電力供給部１０が１つである。そのため、マニピュレータ２に複数のエンコーダがある場合においても電力供給部１０に入力される電源ケーブルは１系統で構成でき、接続ケーブル４を簡素化できる。
　本開示の産業用ロボットは、ノイズに強く、メンテナンス性に優れ、コンパクトな筐体を有するものであり、生産設備の自動化装置として適用領域を増やすことができ、産業上有用である。
　１，１０１　産業用ロボット
　２，１０３　マニピュレータ
　３，１０２　制御装置
　４，１０６　接続ケーブル
　５　ベース部
　６－１～６－３　第１～第３の筐体
　７－１～７－３　第１～第３のアーム
　８－１～８－６　第１～第６のモータ
　９－１～９－６　第１～第６のエンコーダ
　１０，１０７　電力供給部
　１１　電池
　１２－１～１２－６　第１～第６の信号ケーブル
　１４－１　主電源ケーブル
　１４－２～１４－４　第１～第３の電源ケーブル
　１５－１～１５－３　第１～第３の分岐部
　１６－１～１６－３　第１～第３の電池用ケーブル
　１７－１～１７－３　第１～第３の複合ケーブル

Claims (7)

  1. 　マニピュレータと、前記マニピュレータを制御する制御装置と、前記マニピュレータと前記制御装置とを接続する接続ケーブルと、を有する産業用ロボットであって、
    　前記マニピュレータは、
    　固定されたベース部と、
    　前記マニピュレータを動作させる第１のモータと、
    　前記第１のモータの状態を検出する第１の検出部と、
    　前記第１の検出部に電力を供給する電力供給部と、
    　前記第１のモータと前記第１の検出部とを収納する第１の筐体と、
    　前記第１の検出部と前記電力供給部とを接続する第１の電源ケーブルとを備え、
    　前記電力供給部は、前記ベース部に設けられた産業用ロボット。
  2. 　前記ベース部内に設けられ、前記電力供給部と接続された電池をさらに備える請求項１に記載の産業用ロボット。
  3. 　前記電池は、前記ベース部内の交換可能な位置に設けられている請求項２に記載の産業用ロボット。
  4. 　前記ベース部を経由し、前記制御装置と前記第１の検出部とを接続する第１の信号ケーブルをさらに備え、
    　前記第１の電源ケーブルと前記第１の信号ケーブルとは、前記第１の筐体と前記ベース部との間では、１本のケーブルにまとめられている請求項１～３のいずれかに記載の産業用ロボット。
  5. 　前記第１の筐体に収納され、前記マニピュレータを動作させる第２のモータと、
    　前記第１の筐体に収納され、前記第２のモータの状態を検出する第２の検出部と、をさらに備え、
    　前記第１の電源ケーブルは、前記第１の筐体内において分岐されて前記第２の検出部と接続される請求項１～４のいずれかに記載の産業用ロボット。
  6. 　前記ベース部を経由し、前記制御装置と前記第２の検出部とを接続する第２の信号ケーブルをさらに備え、
    　前記第１の電源ケーブルと前記第１の信号ケーブルと前記第２の信号ケーブルとは、前記第１の筐体と前記ベース部との間では、１本のケーブルにまとめられている請求項５に記載の産業用ロボット。
  7. 　前記電力供給部は、出力電圧が一定である定電圧素子とノイズを除去するフィルタとを有する請求項１～６のいずれかに記載の産業用ロボット。
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