JP2008073775A

JP2008073775A - 産業用ロボット

Info

Publication number: JP2008073775A
Application number: JP2006252291A
Authority: JP
Inventors: Yoshimitsu Nakahara; 義光中原; Masayoshi Takahashi; 真義高橋
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2006-09-19
Filing date: 2006-09-19
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【課題】シール部材の潤滑状況の確認、および潤滑材の給脂を行うとともに、ケース、ハウジングを容易に分解できる構造とし、シール部材の摩耗状況を点検することができるシール構造を提供することを目的とする。
【解決手段】産業用ロボットのアーム１０の先端に取り付けられた手首４であって、前記アーム１０から前記手首４の先端まで連続した中空部を備える産業用ロボットにおいて、前記手首４が、複数の関節部７、８、９からなり、少なくとも１つの関節部７、８、９に少なくとも１つの開口部３８、４５、４８を設けたものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、産業用ロボットに関する。

今日、産業用ロボット、特に塗装用ロボットにおいて、アームから前記手首の先端まで連続した中空部を備えて、前記中空部に塗料供給用のホース、動力用あるいは信号用のケーブル等を通す中空手首機構が知られている。この中空手首機構は３自由度を有する。すなわち３本の独立した回転軸線を中心に機械的機構（ギヤ、ベアリング等）で独立回転可能とした第１駆動部、第２駆動部及び工具取り付け部が連続的に構成されているとともに、工具取り付け部に取り付けられる工具に接続されるホース、ケーブル類を、手首駆動装置に形成された中空通路内を通している。また中空通路内を通るケーブル類はフレキシブルな筒状の保護部材よって保護されている（例えば、特許文献１参照）。
また、図１において、１０１は産業用ロボット（図示しない）のアーム１０２の先端に連結された中空手首である。この中空手首１０１は、シャフト１１８、第２駆動部１０５、シャフト１２２、第１駆動部１０４およびシャフト１２３の内面が、前記Ｓ字型の中空通路の内面を形成するので、配管・配線の摩擦による損傷を防ぐために、これらの部分には、低摩擦係数を有する素材によるコーティングを施している。なお、１２７、１２８、１２９、１３０および１３１はオイルシールあるいはＯリングなどのシール材である。これらのシール材は、前記Ｓ字型の中空通路をシールする手段であり、歯車等の潤滑油等が前記中空通路に侵入することを防いでいる（例えば、特許文献２参照）。
特開平０８ − ２２９８７４号公報特開２００４−３３８０７１号公報（第３頁、図１）

しかしながら、従来の産業用ロボットの中空手首駆動装置は、装置外部からの塵等が手首中空部に侵入するとホース、ケーブル類に悪影響を及ぼすという問題があった。また中空通路部にフレキシブルな筒状の保護部材により中空通路部を密封し、ホース、ケーブル類を保護する手首駆動装置では、ロボット手首の動作が複雑かつ高速に動作した場合、耐久寿命が短く信頼性・安全性に欠け、前記保護部材の交換も容易ではなく保守性にも欠けるという問題があった。
また、従来の産業用ロボットの手首構造におけるシール構造は、ケース、ハウジング等に隠れた構造となっていて手首構造を分解しなければシール部材の潤滑状態を確認、および給脂することができないため、潤滑材が不足した際に前記シール部材が早期に摩耗してしまう問題があった。また、前記シール部材の摩耗が進行した場合は、手首駆動部内の潤滑材が外部に流出するという問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、シール部材の潤滑状況の確認、および潤滑材の給脂を行うとともに、ケース、ハウジングを容易に分解できる構造とし、シール部材の摩耗状況を点検することができるシール構造を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、産業用ロボットのアームの先端に取り付けられた手首であって、前記アームから前記手首の先端まで連続した中空部を備える産業用ロボットにおいて、前記手首が、複数の関節部からなり、少なくとも１つの関節部に少なくとも１つの開口部を設けたものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記関節部が、多重の環状シールを備えたものである。
また、請求項３に記載の発明は、前記開口部が、前記関節部の長さ方向について多重の環状シールの間に形成されたものである。
また、請求項４に記載の発明は、前記開口部が、前記関節部の回転軸について円周方向に形成されたものである。
また、請求項５に記載の発明は、前記開口部が、プラグにより密封可能なものである。
また、請求項６に記載の発明は、前記開口部が、潤滑材検視用連通孔および給脂用連通孔を兼ね備えたものである。
また、請求項７に記載の発明は、産業用ロボットのアームの先端に取り付けられた手首であって、前記アームから前記手首の先端まで連続した中空部を備える産業用ロボットにおいて、前記手首が、複数の関節部からなり、前記少なくとも１つの関節部の基部にフランジが締結されており、前記フランジにシール部材が備えられたものである。
また、請求項８に記載の発明は、前記シール部材が、フランジの内周面に前記環状シールを位置決めする溝が形成されたものである。
また、請求項９に記載の発明は、前記フランジが、手首を構成する連結部材の円周方向の隙間に配置されたものである。
また、請求項１０に記載の発明は、前記フランジの外周面から内周面まで連通する開口部を形成したものである。
また、請求項１１に記載の発明は、前記開口部が、前記フランジの長さ方向について多重の環状シールを位置決めする溝の間に形成されたものである。
また、請求項１２に記載の発明は、前記開口部が、前記フランジの回転軸について円周方向に形成されたものである。
また、請求項１３に記載の発明は、前記開口部が、プラグにより密封可能なものである。
また、請求項１４に記載の発明は、前記開口部が、潤滑材検視用連通孔および給脂用連通孔を兼ね備えたものである。

請求項１から１４に記載の発明によると、関節部に防塵シールが施されているので、装置外部から塵等が手首中空部に侵入することが無く、耐久寿命が長くなり、信頼性も向上する。また、爆発環境などで使用される場合には、爆発材料の混入が無くなり、安全性も高くなる。
また、関節部に開口部を設けることで、シール構造内の潤滑状態を確認することができ、潤滑状況が悪化した場合には容易に潤滑剤を給脂することができ、シール部材の早期摩耗を防止することができる。
また、開口部をプラグの着脱により開閉することで、手首構造全体を分解することなくシール部材の摩耗状況を確認することができ、点検の効率化を計ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、産業用ロボット構成図、図２は本発明の手首構造である。図１において、コントローラ１が設置され、マニピュレータ２はケーブル３で接続され、コントローラ１より電源および信号を供給し、マニピュレータ２を制御する。またマニピュレータ２の先端部にはリスト４が設けられ、さらにリスト先端に取り付けられた治具５（例えば、塗装用ガン）を自在に動作させることが出来る。
図２において、この手首４は、第１駆動部７、第２駆動部８、及び治具取付部９に大別された関節部から構成されている。基部６はアーム１０に直接固定されている。
第１駆動部７にはハウジング１４が取り付けられ、基部６にベアリング２５を介して軸支され、第１回転軸３３回りに回動する。第２駆動部８にはシャフト５３が取り付けられ、第１駆動部７に取り付けられたフランジ５２にベアリング２８を介して軸支され、第２回転軸３４回りに回動する。また、治具取付部９は第２駆動部８にベアリング３２を介して軸支され、第３回転軸３５回りに回動する。
１８は第１駆動部７の後端に固定されたハウジング１４の後端に固定された平歯車である。平歯車１８は、アーム１０の中を通る図示しないシャフトの先端の歯車と噛み合って、第１駆動部７を回転駆動する。
２１は第２駆動部８の後端に固定されたシャフト５３に取り付けられた傘歯車であり、ベアリング２６、２７により軸支された中空円筒状のシャフト１１の前端に固定された傘歯車１９と噛み合っている。シャフト１１の後端には平歯車１７が固定され平歯車１７はアーム１０の中を通る図示しないシャフトの先端の歯車と噛み合って、第２駆動部８を回転駆動する。
２４は治具取付部９の後端に固定された傘歯車であり、第２駆動部８の前端に軸支された傘歯車２３と噛み合っている。傘歯車２３の後端には傘歯車２２が固定され、ベアリング３１により軸支されている。傘歯車２２は、シャフト１１の中空部にベアリング２９、３０により軸支されたシャフト１２の前端に固定された傘歯車２０と噛み合っている。シャフト１２の後端には平歯車１６が固定され、平歯車１６は図示しない駆動用モータから、アーム１０の中を通りアーム１０の前端に伸びるシャフト１３の先端の歯車と噛み合って、治具取付部９を回転駆動する。

また、図３に詳細を示すように、１５は基部６に固定されたフランジであり、ハウジング１４と基部６とに挟まれるように配置されており、フランジ１５の内周面にはシール３７、４０が配置される溝が形成されている。フランジ１５はシール３７と４０間にプラグ３９により密封される開口部３８を有しており、プラグ３９を取り外すことによりシール３７、４０間の潤滑剤の点検および給脂を行うことができる。
シール４３、４６は第２駆動部８に配置されている。第２駆動部８はシール４３と４６間にプラグ４４により密封される開口部４５を有しており、プラグ４４を取り外すことによりシール４３、４６間の潤滑剤の点検および給脂を行うことができる。４１は第２駆動部８に固定されたフランジであり、シール４９、５０が配置されている。フランジ４１は、シール４９と５０間にプラグ４７により密封される開口部４８を有しており、プラグ４７を取り外すことによりシール４９、５０間の潤滑剤の点検および給脂を行うことができる。

更にフランジ３６は、ハウジング１５に取り付けられ、ハウジング１５に配置されたシール４０の位置決めを行っている。このフランジ３６を取り外すことで、シール４０を実質的に目視、触診により点検することが出来る。
フランジ４２は、第２駆動部８に取り付けられ、第２駆動部８に配置されたシール４３の位置決めを行っている。このフランジ４２を取り外すことで、シール４３を実質的に目視、触診により点検することが出来る。
フランジ５１は、ハウジング４１に取り付けられ、ハウジング４１に配置されたシール５０の位置決めを行っている。このフランジ４２を取り外すことで、シール５０を実質的に目視、触診により点検することが出来る。

本発明の産業用ロボット装置の概略構成図本発明の第１実施例を示す手首構造を示す側断面図本発明のシール部分の詳細を示す側断面図従来の産業用ロボット装置の手首構造を示す側断面図

符号の説明

１コントローラ
２マニピュレータ
３ケーブル
４手首構造
５治具
６基部
７第１駆動部
８第２駆動部
９治具取付部
１０アーム
１１、１２、１３、５３シャフト
１４、４１ハウジング
１５、３６、４２、５１、５２フランジ
１６、１７、１８平歯車
１９、２０、２１、２２、２３、２４傘歯車
２５０６、２７、２８、２９、３０、３１、３２ベアリング
３３、３４、３５軸線
３７、４０、４３、４６、４９、５０シール
３８、４５、４８開口部
３９、４４、４７プラグ

Claims

産業用ロボットのアームの先端に取り付けられた手首であって、前記アームから前記手首の先端まで連続した中空部を備える産業用ロボットにおいて、
前記手首は、複数の関節部からなり、少なくとも１つの関節部に少なくとも１つの開口部を設けたことを特徴とする産業用ロボット。
前記関節部は、多重の環状シールを備えたことを特徴とする請求項１記載の産業用ロボット。
前記開口部は、前記関節部の長さ方向について多重の環状シールの間に形成されたことを特徴とする請求項１記載の産業用ロボット。
前記開口部は、前記関節部の回転軸について円周方向に形成されたことを特徴とする請求項１記載の産業用ロボット。
前記開口部は、プラグにより密封可能なことを特徴とする請求項１記載の産業用ロボット。
前記開口部は、潤滑材検視用連通孔および給脂用連通孔を兼ね備えたことを特徴とする請求項１記載の産業用ロボット。
産業用ロボットのアームの先端に取り付けられた手首であって、前記アームから前記手首の先端まで連続した中空部を備える産業用ロボットにおいて、
前記手首は、複数の関節部からなり、前記少なくとも１つの関節部の基部にフランジが締結されており、前記フランジにシール部材が備えられたことを特徴とする産業用ロボット。
前記シール部材は、フランジの内周面に前記環状シールを位置決めする溝が形成されたことを特徴とする請求項７記載の産業用ロボット。
前記フランジは、手首を構成する連結部材の円周方向の隙間に配置されたことを特徴とする請求項７記載の産業用ロボット。
前記フランジの外周面から内周面まで連通する開口部を形成したことを特徴とする請求項７記載の産業用ロボット。
前記開口部は、前記フランジの長さ方向について多重の環状シールを位置決めする溝の間に形成されたことを特徴とする請求項１０記載の産業用ロボット。
前記開口部は、前記フランジの回転軸について円周方向に形成されたことを特徴とする請求項１０記載の産業用ロボット。
前記開口部は、プラグにより密封可能なことを特徴とする請求項１０記載の産業用ロボット。
前記開口部は、潤滑材検視用連通孔および給脂用連通孔を兼ね備えたことを特徴とする請求項１０記載の産業用ロボット。