JP2003025270A - 産業用ロボットの配線配管処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線配管の交換が容易であり、かつ保守性の
高い産業用ロボットの配線配管処理装置を提供する。 【解決手段】 側面に制御装置接続用コネクタ１ａを具
備し、内部に端子台を具備し、端子台の一次側と制御装
置接続用コネクタ１ａとは所定の結線により接続された
接続箱１と、一端は接続箱１内の端子台の二次側に接続
可能にされているとともに、他端はモータ２〜７のそれ
ぞれと接続可能にされた、動力供給用コネクタ２ａ〜７
ａ及び信号電流供給用コネクタ２ｂ〜７ｂを具備する配
線配管３１と、ロボット本体に装着可能にされていると
ともに配線配管３１を固定可能にされたクランプ１５〜
２３と、を有し、配線配管３１を接続箱１内の端子台の
二次側に接続した状態でかつクランプ１５〜２３を配線
配管３１の所定の位置に装着した状態のものを交換部材
として保管しておき、配線配管３１の交換時にはこの交
換部材をロボット本体に敷設するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボットの
配線配管処理装置に関し、特に、ロボットの稼働中にお
ける断線事故などの場合に、迅速に配線配管を交換する
のに適した配線配管処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用ロボットの配線配管は、ロボット
の周囲空間の整理、配線保護、美観などの理由から、近
年、ロボット機体内に敷設処理されることが多くなって
きている。例えば、特開平１０−３４５８８号公報に
は、ロボットベースから各駆動軸の動力源（モータ）ま
での配線配管が、ロボット機体内を通過して敷設される
構成が開示されている。また、特開平５−３１８３７８
号公報においては、ロボット腕とロボット先端部手首と
の間のケーブル等の配線配管を、外部に露出させない配
線配管の処理方法が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
技術のようにロボット機体内に配線配管を敷設した場合
は、ロボットの動作により配線配管に擦れ、捩じれ、キ
ンクや断線等の不具合が発生した際には、配線配管の交
換に多大な工数が必要になるという問題点がある。すな
わち、前述の従来技術のような構成においては、配線配
管が鋳物、減速機等のロボット構造体の内部を完全に通
過して敷設されているので、配線配管の交換時には、ロ
ボットの構造体を一旦分解してから、順を追って構造体
を再組付けしながら新たに配線配管を通していかなけれ
ばならず、この作業には多くの工数がかかる。また、配
線配管の中には、手首部、アーム部などの部位ごとに配
線配管が分解できるよう中継コネクタを使用している構
造のものもあるが、係る構造のものについても、配線配
管をロボット機体内に敷設処理した場合は、前述と同様
の問題点が生じる。

【０００４】さらに言えば、生産ラインにおいて実際に
稼働しているロボットにおいては、ロボットの稼働中に
おける断線事故などの場合には、生産ラインの停止時間
をできるだけ短くするために、配線配管が迅速に交換可
能であることが要求される。したがって、ロボットの構
造体をなるべく分解することなく、配線配管を交換可能
な配線配管処理装置が要求されることになる。

【０００５】本発明は、係る従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、配線配管の交換が容易で
あり、かつ保守性の高い産業用ロボットの配線配管処理
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】係る目的を達成するため
に、請求項１に係る発明では、多関節型の産業用ロボッ
トに関してその関節部を駆動するモータへ動力及び信号
電流を供給するためのケーブルをロボット本体に敷設す
る配線配管処理装置において、側面にロボット制御装置
との接続用のコネクタ（制御装置接続用コネクタ）を具
備し、内部に端子台を具備し、端子台の一次側と制御装
置接続用コネクタとは所定の結線により接続された接続
箱と、一端は接続箱内の端子台の二次側に接続可能にさ
れているとともに、他端はモータのそれぞれと接続可能
にされた、動力を供給するコネクタ（動力供給用コネク
タ）及び信号電流を供給するコネクタ（信号電流供給用
コネクタ）を具備する配線配管と、ロボット本体に対し
て着脱可能にされているとともに配線配管を固定可能に
されたクランプと、を有し、配線配管を接続箱内の端子
台の二次側に接続した状態でかつクランプを配線配管の
所定の位置に装着した状態のものを交換部材として保管
しておき、配線配管の交換時にはこの交換部材をロボッ
ト本体に敷設するようにしたことを特徴とする産業用ロ
ボットの配線配管処理装置を提供した。

【０００７】ここで、「クランプを配線配管の所定の位
置に装着した状態」について説明する。クランプの配線
配管への装着位置は、各クランプのロボット本体への取
付位置（例えばクランプをロボット本体にボルトにて固
定する場合はロボット本体に設けられたクランプ取り付
け用のボルト穴の位置）によって一義的に決まるわけで
あるから、ロボットの機種に応じた設計諸元に基づい
て、各クランプの配線配管に対する装着位置は容易に求
まることになる。請求項１に係る発明では、クランプを
配線配管の所定の位置に予め装着した状態のものを交換
部材として保管しておくことになる。

【０００８】請求項１に記載の構成としたことにより、
ロボット制御装置に接続された接続箱と、この接続箱と
ロボット関節部を駆動するモータとを接続する配線配管
と、この配線配管をロボット本体に固定するクランプと
は、予め一体化された交換部材として保管しておくこと
になるので、この交換部材をロボット本体に敷設する際
には、接続箱とクランプをロボット本体の所定位置に取
り付け、動力供給用コネクタ及び信号電流供給用コネク
タをロボット関節部を駆動する各モータに接続し、接続
箱が具備する制御装置接続用コネクタにロボット制御装
置との接続を行う配線配管を接続するのみで、配線配管
のロボット本体への敷設が完了することになる。

【０００９】また、請求項２に係る発明では、請求項１
に係る発明において、配線配管をロボット本体に敷設し
た状態でロボット本体を動作させたときにロボット関節
部の動作により配線配管が曲がる箇所については、前記
配線配管を弾性コンジットで保護するとともに、請求項
１に記載の交換部材に弾性コンジットを予め装着したも
のを交換部材とするようにした。ここで、「ロボット関
節部の動作により配線配管が曲がる箇所」とは、ロボッ
ト本体の動作時に互いに相対移動する部材に配線配管上
の隣接するクランプのそれぞれが設けられているとき、
両クランプ間では配線配管がロボット本体の動作により
曲がることになり、この箇所をいう。

【００１０】請求項２に記載の構成としたことにより、
ロボット制御装置に接続された接続箱と、この接続箱と
ロボット関節部を駆動するモータとを接続する配線配管
と、ロボット本体を動作させたときにロボット関節部の
動作により配線配管が曲がる箇所について設けた弾性コ
ンジットと、配線配管をロボット本体に固定するクラン
プとは、予め一体化された交換部材として保管しておく
ことになるので、この交換部材をロボット本体に敷設す
る際には、接続箱とクランプをロボット本体の所定位置
に取り付け、動力供給用コネクタ及び信号電流供給用コ
ネクタをロボット関節部を駆動する各モータに接続し、
接続箱が具備する制御装置接続用コネクタにロボット制
御装置との接続を行う配線配管を接続するのみで、配線
配管のロボット本体への敷設が完了することになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施
形態である配線配管処理装置の構造図である。図２は、
図１に示した配線配管処理装置をロボット本体に敷設し
た場合の一例を示した正面図である。図３は、図２の平
面図（上面図）である。

【００１２】多関節型のロボット本体の構成として、旋
回部１０は、設置面８に関して垂直な軸回りに、設置面
８に固定配置されたベース９に対して旋回可能に取り付
けられており、モータ２はその動力源である。第一アー
ム１１は、設置面８に関して水平な軸回りに、旋回部１
０に対して旋回可能に取り付けられており、モータ３は
その動力源である。第二アーム１２は、設置面８に関し
て水平な軸回りに、第一アーム１１に対して旋回可能に
取り付けられており、モータ４はその動力源である。な
お、図３に示すように、第一アーム１１と第二アーム１
２の連結部には、３自由度を有する手首の駆動用モータ
５、６、７が取り付けられている。

【００１３】図３に示すように、ロボット本体の後方に
は接続箱１が設置されており、この接続箱１は設置面８
に固定されたベース９に取り付けられている。接続箱１
の内部には端子台が設けられており、この端子台の二次
側からロボット各軸の動力源であるモータ２、３、４、
５、６、７までは、動力配線及び信号電流配線が接続さ
れている。なお、図１において、２ａ、３ａ、４ａ、５
ａ、６ａ、７ａはモータ２、３、４、５、６、７それぞ
れに動力を供給するコネクタ（動力供給用コネクタ）、
２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂはモータ２、３、
４、５、６、７それぞれに信号電流を供給するコネクタ
（信号電流供給用コネクタ）である。一方、接続箱１の
側面には、図示しないロボット制御装置との接続用のコ
ネクタ（制御装置接続用コネクタ）１ａが設けられてお
り、この制御装置接続用コネクタ１ａと前述の端子台の
一次側とは接続箱１内で所定の結線により接続されてい
る。この制御装置接続用コネクタ１ａを介して、図示し
ないロボット制御装置とは図示しない配線配管により接
続される。

【００１４】図１に示すように、接続箱１から動力供給
用コネクタ２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、及び
信号電流供給用コネクタ２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６
ｂ、７ｂまでの配線配管３１は、中継用のコネクタを使
用することなく接続されており、その結果、接続箱１を
含めて接続箱１から動力供給用コネクタ２ａ、３ａ、４
ａ、５ａ、６ａ、７ａ、及び信号電流供給用コネクタ２
ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂまでは一体化された
構造となっている 。

【００１５】１５、１６、１７、１８、１９、２０、２
１、２２、２３は、ロボット本体に設けられた配線配管
３１の支持部材としてのクランプである。これらのクラ
ンプは、ボルト等の取付具によりロボット本体に対して
容易に着脱可能にされている。さらに、これらのクラン
プは、支持対象である配線配管３１を固定可能にされて
いるとともに、配線配管３１を支持した際は配線配管３
１がクランプに対して位置ズレしないように把持する構
造になっている。図２、３に示すように、これらのクラ
ンプの内、クランプ１５、１６、１７、１８、１９は旋
回部１０に、クランプ２０は第一アーム１１に、クラン
プ２１、２２、２３は第二アーム１２に、それぞれ取り
付けられている。そして、接続箱１から動力供給用コネ
クタ２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、及び信号電
流供給用コネクタ２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂ
までの配線配管３１は、通常はこれらのクランプにより
ロボット本体に固定されている。

【００１６】ベース９から旋回部１０の間、すなわちベ
ース９に取り付けられている接続箱１から旋回部１０に
取り付けられているクランプ１５までの間の配線配管３
１は、ロボット稼働時におけるベース９と旋回部１０と
の相対移動により、捩じれ、過大な曲げ力を受けるた
め、弾性コンジット１３にて保護されている。配線配管
３１を内臓した弾性コンジット１３は、図２、３に示す
ように、ロボット正面より見て左側に約半周右方向に延
在した後、上方向にＵ型形部２６を形成するように折り
返され、旋回部１０の内壁下面に接触可能に周方向に約
半周左方向に敷設され、旋回部１０の後部クランプ１５
にて、配線配管３１及び弾性コンジット１３がともに固
定される。ベース９と旋回部１０の間の空間には、ベー
ス９と旋回部１０の間にわたり、外壁の役割をなすブラ
ケット２４、２５がベース９側に取り付けられている。

【００１７】このように接続箱１からクランプ１５まで
の間は、配線配管３１はロボット機体内に敷設されてい
るので、防水処理等は特に必要ないが、ロボットの機体
外部に露出することになるクランプ１５からクランプ２
３までの間は、防水、防塵等、対環境に優れた図示しな
い保護チューブ内に配線配管３１を収めるようにしてい
る。保護チューブ内に収められた配線配管３１は、旋回
部１０の後部にあるクランプ１５から外周を更に半周敷
設されクランプ１６、１７、１８、１９まで順に固定さ
れる。図１に示すように、この間でモータ２、３への配
線配管３１が分岐し、各分岐配線配管３１の先端に設け
られたコネクタ２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂが、モータ２、
３に対してそれぞれコネクタ接続され、それぞれのモー
タ２、３へ動力および信号電流を供給している。

【００１８】前述したようにクランプ１５、１６、１
７、１８、１９は旋回部１０に設けられているので、こ
の間の配線配管３１はロボットアームの旋回動作による
捩じれや曲げ力を受けることはなく、したがってこの区
間については配線配管３１を弾性コンジット等で保護す
る必要はない。一方、前述したように、クランプ１９が
旋回部１０に、クランプ２０が第一アーム１１に、クラ
ンプ２１が第二アーム１２に、それぞれ相対移動する部
材に設けられていることから、クランプ１９からクラン
プ２０までの配線配管３１及びクランプ２０からクラン
プ２１までの配線配管３１については、ロボットアーム
１１、１２の旋回動作による捩じれや曲げ力を受けるこ
とになるので、この区間については配線配管３１を弾性
コンジット１４で保護するようにしている。

【００１９】配線配管３１は、クランプ２１からクラン
プ２２を経由してクランプ２３へ敷設された後、第一ア
ーム１１と第二アーム１２の連結部に取り付けられてい
る第二アーム駆動用モータ４及び手首駆動用モータ５、
６、７にそれぞれ分岐し、各分岐配線配管３１の先端に
設けられたコネクタ４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、６ａ、６
ｂ、７ａ、７ｂが、モータ４、５、６、７に対してそれ
ぞれコネクタ接続され、それぞれのモータ４、５、６、
７へ動力および信号電流を供給している。

【００２０】以下、前述した本発明の一実施形態に係る
配線配管処理装置を、ロボット本体から取り外したり取
り付けたりする手順について説明する。

【００２１】まず、配線配管処理装置をロボット本体か
ら取り外す手順について説明する。まず、ブラケット２
４、２５をこれらが取り付けられているベース９から取
り外す。次に接続箱１をこれが取り付けられているベー
ス９から取り外し、クランプ１５、１６、１７、１８を
これらが取り付けられている旋回部１０から取り外す。
次に、配線配管３１の弾性コンジット１３部分をベース
９と旋回部１０の間より抜き出す。次に、モータ４、
５、６、７に接続されている動力供給コネクタ４ａ、５
ａ、６ａ、７ａ及び信号電流供給用コネクタ４ｂ、５
ｂ、６ｂ、７ｂを取り外した後、クランプ２２、２３を
これらが取り付けられている第二アーム１２から取り外
す。次に、モータ２、３に接続されている動力供給コネ
クタ２ａ、３ａ及び信号電流供給用コネクタ２ｂ、３ｂ
を取り外す。その後、クランプ１９、２１、２０の順に
これらをロボット本体から取り外し、配線配管処理装置
の取り外し作業が完了する。

【００２２】結局のところ、ロボット本体から取り外さ
れた配線配管３１は、図１に示すような状態、すなわち
配線配管３１に、接続箱１、クランプ１５、１６、１
７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、及び弾性コ
ンジット１３、１４が装着された状態となっていること
になる。なお、接続箱１のコネクタ１ａには、図示しな
いロボット制御装置に連結されている図示しない配線配
管が接続されているが、この部分の取り外しについて
は、前述した手順のいずれの箇所においても可能であ
る。しかし、配線配管処理装置とロボット制御装置との
接続を予め絶っておくことを考慮すると、前述した手順
の最初とするのが好ましい。

【００２３】次に、配線配管処理装置をロボット本体へ
取り付ける手順について説明する。配線配管処理装置を
ロボット本体へ取り付ける前に、予め図１に示す状態に
セッティングしておく。すなわち、配線配管３１に、接
続箱１、クランプ１５、１６、１７、１８、１９、２
０、２１、２２、２３、及び弾性コンジット１３、１４
を予め装着しておく。詳細には、配線配管３１を接続箱
１内の端子台の二次側に接続した状態で、かつ、弾性コ
ンジット１３、１４を所定の位置に挿着し、クランプ１
５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３
を所定の位置に装着しておく。なお、このとき、各クラ
ンプ１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２
２、２３は、配線配管３１に対する装着位置を考慮して
取り付ける。すなわち、この装着位置は各クランプのロ
ボット本体への取付位置（例えばクランプをロボット本
体にボルトにて固定する場合はロボット本体に設けられ
たクランプ取り付け用のボルト穴の位置）によって一義
的に決まるわけであるから、ロボットの機種に応じた設
計諸元に基づいて、各クランプの配線配管３１に対する
装着位置は容易に求まることになる。このようにして各
クランプを配線配管３１の所定の装着位置に予め取り付
けておくことにより、配線配管３１のロボット機体への
敷設時に、作業者は、ロボット関節部の動作により配線
配管３１が曲がる箇所における配線配管３１の撓み具合
いを調整することなく、配線配管３１を把持したクラン
プをロボット本体の所定の取り付け位置に固定していけ
ばよいことになる。

【００２４】前述したように図１に示す状態にセッティ
ングした後、以下の手順にて図１に示した配線配管処理
装置をロボット本体へ取り付ける。まず、クランプ２
２、２３の部分を第二アーム１２に掛ける。次に、モー
タ４、５、６、７に動力供給コネクタ４ａ、５ａ、６
ａ、７ａ及び信号電流供給用コネクタ４ｂ、５ｂ、６
ｂ、７ｂを取り付け、クランプ２３、２２、２１の順に
これらを第二アーム１２に装着する。次にクランプ１５
を旋回部１０に装着し、配線配管３１の弾性コンジット
１３の部分を、ベース９内壁上面と旋回部１０内壁下面
の間に、図３のロボット正面より見て左側に約半周延在
しＵ型形部２６を形成するように折り返し挿入する。次
に接続箱１をベース９に固定した後、クランプ１６、１
７、１８を旋回部１０に装着し、モータ２、３に動力供
給コネクタ２ａ、３ａ及び信号電流供給用コネクタ２
ｂ、３ｂを取り付ける。次に、クランプ１９を第一アー
ム１１に、クランプ２０を第二アーム１２にそれぞれ装
着する。最後に、図示しないロボット制御装置に連結さ
れている図示しない配線配管３１を、接続箱１のコネク
タ１ａに接続することにより、配線配管処理装置の取り
付け作業が完了する。

【００２５】以上、本発明の一実施形態について説明し
た。係る構成としたことにより、産業用ロボットの機体
配線配管の交換作業時、ロボット構造体自体を分解する
ことなく、配線配管をまとめて交換することが可能とな
った。本実施形態の配線配管では中継用のコネクタは使
用していないので、これを使用するものと比して、コス
ト、信頼性の点で有利であるとともに、中継用のコネク
タを収納するためにロボット機体内に確保されていた空
間の削減が可能となり、ロボットのスリム化にも貢献で
きる。さらには、防水面に関しても、中継用のコネクタ
を使用しないことは、水の浸入路を減らすことになるた
め有利に働く。

【００２６】なお、本実施形態においては、配線配管は
関節部を駆動するモータへ動力及び信号電流を供給する
ものであったが、これに限定されず、ロボット先端の手
首部に取り付けられた例えばサーボ溶接ガン等のエンド
エフェクタへ動力及び信号電流を供給するものであって
もよい。さらに、エンドエフェクタが塗装装置である場
合には、塗料等の作動流体の供給配管を本発明の配線配
管として追加することも可能である。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、ロボット制御装置に接
続された接続箱と、この接続箱とロボット関節部を駆動
するモータとを接続する配線配管と、この配線配管をロ
ボット本体に固定するクランプとは、予め一体化された
交換部材として保管しておくことになるので、この交換
部材をロボット本体に敷設する際には、接続箱とクラン
プをロボット本体の所定位置に取り付け、動力供給用コ
ネクタ及び信号電流供給用コネクタをロボット関節部を
駆動する各モータに接続し、接続箱が具備する制御装置
接続用コネクタにロボット制御装置との接続を行う配線
配管を接続するのみで、配線配管のロボット本体への敷
設が完了することになった。そのため、配線配管の交換
が容易であり、かつ保守性の高い産業用ロボットの配線
配管処理装置を提供することができ、特に、生産ライン
において実際に稼働しているロボットにおいては、ロボ
ットの稼働中における断線事故などの場合における生産
ラインの停止時間を従来より短縮することが可能になっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である配線配管処理装置の
構造図である。

【図２】図１に示した配線配管処理装置をロボット本体
に敷設した場合の一例を示した正面図である。

【図３】図２の平面図（上面図）である。

【符号の説明】

１ 接続箱 １ａ 制御装置接続用コネクタ ２、３、４、５、６、７ モータ ２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａ 動力供給用コネ
クタ ２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂ 信号電流供給用
コネクタ ８ 設置面 ９ ベース １０ 旋回部 １１ 第一アーム １２ 第二アーム １３、１４ 弾性コンジット １５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２
３ クランプ ２４、２５ ブラケット ３１ 配線配管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多関節型の産業用ロボットに関してその関
   節部を駆動するモータへ動力及び信号電流を供給するた
   めのケーブルをロボット本体に敷設する配線配管処理装
   置において、 側面にロボット制御装置との接続用のコネクタ（制御装
   置接続用コネクタ）を具備し、内部に端子台を具備し、
   該端子台の一次側と前記制御装置接続用コネクタとは所
   定の結線により接続された接続箱と、 一端は前記接続箱内の端子台の二次側に接続可能にされ
   ているとともに、他端は前記モータのそれぞれと接続可
   能にされた、前記動力を供給するコネクタ（動力供給用
   コネクタ）及び前記信号電流を供給するコネクタ（信号
   電流供給用コネクタ）を具備する配線配管と、 ロボット本体に対して着脱可能にされているとともに前
   記配線配管を固定可能にされたクランプと、を有し、 前記配線配管を前記接続箱内の端子台の二次側に接続し
   た状態でかつ前記クランプを前記配線配管の所定の位置
   に装着した状態のものを交換部材として保管しておき、 前記配線配管の交換時には前記交換部材をロボット本体
   に敷設するようにしたことを特徴とする産業用ロボット
   の配線配管処理装置。
2. 【請求項２】前記配線配管をロボット本体に敷設した状
   態でロボット本体を動作させたときにロボット関節部の
   動作により前記配線配管が曲がる箇所については、該箇
   所の配線配管を弾性コンジットで保護するとともに、請
   求項１に記載の交換部材に前記弾性コンジットを予め装
   着したものを交換部材とすることを特徴とする請求項１
   に記載の産業用ロボットの配線配管処理装置。