JP2013006243A

JP2013006243A - 水平多関節ロボット

Info

Publication number: JP2013006243A
Application number: JP2011140634A
Authority: JP
Inventors: Shingo Hoshino; 真吾星野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2013-01-10

Abstract

【課題】水平多関節ロボットにおいて、コストを増加させずに、ケーブルの耐久性を高めることの可能な水平多関節ロボットを提供する。
【解決手段】ロボット１０は、フレームあるいはアームカバーと一体構造を有するケーブル保持部を提供し、ケーブルが固定される端部はアームの回動中心軸と平行とする。
【選択図】図２

Description

この発明は、水平多関節ロボットにおけるケーブル等の保持構造に関するものである。

特許文献１と特許文献２には、複数の水平線回するアームを有する水平多関節ロボットが記載されている。特許文献１には、アームと配線ダクトの構造および位置関係に関して記載されている。特許文献２では、外周が分割される割体で構成される配線ダクトに関して記載されている。

特開２０１０−５８１８０号公報特開２０１０−１４２９０５号公報

上記の特許文献には、配線ダクトの構造を好適にすることによって、ロボットの旋回運動時等においても、配線ダクトに不要な応力が加わらないようにすることが記載されている。しかし、これらの配線ダクトに収納されたケーブルの一端部が配線ダクトから露出される場合に、このケーブルの一端がどのように保持されるかは示されていない。

ロボットの軽量化、小型化、低価格化等を目的として、ケーブルはますます細くなる傾向にある。線径が細いケーブルでは不要な応力が加わると、断線等の不具合が発生しやすい。配線ダクトに収納されたケーブルに対して、配線ダクトに保護されないケーブルの一端は特に断線しやすい。また、このケーブルの断線を低減できる保持部品を別途設けることは、逆に軽量化、小型化、低価格化にとって好ましくない。
従って、部品点数を増やすことなく、ケーブルの断線等を低減できることが課題となっている。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本発明の水平多関節ロボットは、基台と、前記基台に回動可能に連結される第１アームと、前記第１アームに回動可能に連結される第２アームと、動力源あるいは制御信号を伝達するケーブルと、前記ケーブルを案内する配線ダクトと、前記配線ダクトを保持するフレームと、前記ケーブルを保持するケーブル保持部と、を備え、前記配線ダクトの一端は前記第２アームの回動中心軸と同軸に位置し、前記ケーブル保持部は前記フレームと一体構造である。

この水平多関節ロボットによれば、配線ダクトを保持するフレームと一体構造として設置されたケーブル保持部がケーブルを保持することによって、ケーブルの断線等を低減でき、部品点数を増加させることがないのでコストを好適にできる。

［適用例２］
この水平多関節ロボットでは、前記ケーブル保持部は前記フレームと連続した面を共有して延伸した板形状である。
この水平多関節ロボットによれば、フレームの材料が金属等の塑性加工可能な材料であれば、プレス加工等の簡便な加工方法で、上述のケーブル保持部を形成できるので、加工費用が安くなる。

［適用例３］
この水平多関節ロボットでは、前記ケーブル保持部は屈曲部を有している。
この水平多関節ロボットによれば、屈曲部を有することによって、ケーブルを保持するのに好適な形状を形成することができる。

［適用例４］
この水平多関節ロボットでは、前記屈曲部は第１の屈曲部と第２の屈曲部を有し、前記第１の屈曲部では、前記第２アームの回動中心軸に対して鋭角になるように折り曲げられ、前記第２の屈曲部では、前記第１の屈曲部からように折り曲げられている。
この水平多関節ロボットによれば、ケーブル保持部は第１の屈曲部と第２の屈曲部によって、前記第２アームの回動中心軸に対して平行となるので、この平行な部分に固定されるケーブルは外部からの応力を受けにくいので断線しにくい。

［適用例５］
本発明の水平多関節ロボットでは、前記保持部の端部の一部が凹凸を有する波形状である。
この水平多関節ロボットによれば、ケーブルをケーブル保持部の端部に結束バンド等で固定する場合において、波形状の端部によって確実に保持できる。

［適用例６］
本発明の水平多関節ロボットは、基台と、前記基台に回動可能に連結される第１アームと、前記第１アームに回動可能に連結される第２アームと、動力源あるいは制御信号を伝達するケーブルと、第２アームを外装するアームカバーと、前記ケーブルを案内する配線ダクトと、前記ケーブルを保持するケーブル保持部と、を備え、前記配管部材の一端は前記第２アームの回動中心軸と同軸に位置し、前記ケーブル保持部は前記アームカバーと一体構造である。

この水平多関節ロボットによれば、アームカバーと一体構造として設置されたケーブル保持部がケーブルを保持することによって、部品点数を増加させることがないのでコストを好適にすることができる。
［適用例７］
本発明の水平多関節ロボットでは、前記ケーブル保持部は前記アームカバーの壁面から延伸したフック形状である。
この水平多関節ロボットによれば、フレームの材料が樹脂、メタルインジェクション等であれば、金型による一体成型等の簡便な加工方法で、上述のケーブル保持部を形成できるので、加工費用が安くなる。

［適用例８］
本発明の水平多関節ロボットでは、前記ケーブル保持部は屈曲部を有している。
この水平多関節ロボットによれば、屈曲部を有することによって、ケーブルを保持するのに好適な形状を形成することができる。

［適用例９］
本発明の水平多関節ロボットでは、前記屈曲部の先端は前記第２アームの回動中心軸に対して平行になるように設置されている。
この水平多関節ロボットによれば、ケーブル保持部は第１の屈曲部と第２の屈曲部によって、前記第２アームの回動中心軸に対して平行となるので、この平行な部分に固定されるケーブルは外部からの応力を受けにくいので断線しにくい。

［適用例１０］
本発明の水平多関節ロボットは、前記保持部の端部の一部は凹凸を有する波形状の端部である。
この水平多関節ロボットによれば、ケーブルをケーブル保持部の端部に結束バンド等で固定する場合において、波形状の端部によって確実に保持できる。

本発明の一実施の形態にかかるロボットの正面構造を示す正面図。第２水平アームの内部構造を示す斜視図であって、アームカバーを取り外した状態を示す斜視図。本発明のフレームの形状を示す断面図。本発明のフレームの形状を示す斜視図。本発明のケーブル保持部と結束バンドを示す斜視図。本発明のアームカバーの形状を示す断面図。

以下、本発明にかかる水平多関節ロボットの一実施の形態について、図１及び図２を参照して説明する。
図１に示されるように、水平多関節ロボットであるロボット１０では、床面等に設置される基台１１の上端部に、鉛直方向に沿う軸心Ｃ１を中心にして、基台１１に対して回動する第１アームとしての第１水平アーム１２の基端部が連結されている。基台１１内には、第１水平アーム１２を回動させる第１駆動源としての第１モーター１３に連結されている。そして第１水平アーム１２は、第１モーター１３の駆動力が伝達されることによって、基台１１に対して水平方向に回動、すなわち水平旋回する。第１水平アーム１２は、鋳鉄などの金属材料で形成されており、その長さ方向及び旋回方向などに高い剛性を有している。

第１水平アーム１２の先端部には、鉛直方向に沿う軸心Ｃ２を中心にして第１水平アーム１２に対して回動する第２アームとしての第２水平アーム１５が連結されている。第２水平アーム１５内には、第２水平アーム１５を回動させる第２駆動源としての第２モーター１６と、該第２モーター１６の回転軸１６ａに連結されている。そして第２水平アーム１５は、第２モーター１６の駆動力が伝達されることによって、軸心Ｃ２を中心にして第１水平アーム１２に対して水平方向に回動、すなわち水平旋回する。第２水平アーム１５は、鋳鉄などの金属材料で形成されており、その長さ方向及び旋回方向などに高い剛性を有している。

第２水平アーム１５は、その基端部から先端部にかけてアーム本体の上側を第２モーター１６などを含めて覆うアームカバー１７を有している。アームカバー１７は、例えば樹脂材料で形成され、第２モーター１６などの装置を保護する一方、それらの装置から発生する粉塵が周辺に飛散することを抑制する。

図２に示されるように、第２水平アーム１５内には回転モーター２０、第２モーター１６、が設置されている。フレーム１４は第２水平アーム１５の底部に固定されている。また、フレーム１４は配線ダクト３３の一端を保持している。ケーブル３６とケーブル３５は配線ダクト３３の内壁の通路３４を通って、基台等から第２水平アーム１５内へ導かれる。なお、例示したケーブルの本数は２本に限らず、ケーブルの本数は限定しない。ケーブル保持部３８はフレーム１４と一体構造で形成されている。

図３には、フレーム１４の断面図を示し、図４にはフレーム１４の斜視図を示す。図３において、左上の図は配線ダクト３３を固定する側から観察した上面図であり、左下の図は切断面ＸＸ’の断面図であり、右上の図は切断面ＹＹ’の断面図である。ケーブル保持部３８はフレーム１４と連続した面を共有して延伸した板状であって、第１の屈曲部１８と第２の屈曲部１９を備えている。第１の屈曲部１８ではフレーム１４が第２水平アーム１５に設置された場合に第２水平アーム１５の回動中心軸に対して概ね鋭角になるように予め折り曲げられている。また、第２の屈曲部１９ではフレーム１４が第２水平アーム１５に設置された場合に第２水平アーム１５の回転軸（回動中心軸）１６ａに対して平行になるように予め折り曲げられている。

第１の屈曲部１８と第２の屈曲部１９の屈曲構造によって、ケーブル保持部３８でケーブルを固定する箇所が第２水平アーム１５の回転軸１６ａに対して平行になるように設置されるので、固定されたケーブルへの加わる外部応力が小さい。

図３および図４に示すように、ケーブル保持部３８の端部は凹凸を有する波形状であるので、ケーブルを結束バンド等で固定する場合の作業性が良い。図５に結束バンド３１を用いてケーブル保持部３８にケーブル３５、３６を固定した例を示す。ケーブル保持部３８の端部が凹凸を有する波形状であるので、ケーブル３５、３６を安定して固定できるともに、結束バンド３１が不用意にずれることがない。

ケーブル保持部の位置、構造を除いて、水平多関節ロボットの一実施の形態に関しては実施例１と同様である。
図６に断面図を示す。ケーブル保持部３９はアームカバー１７の壁面から延伸されたフック形状である。ケーブル３５とケーブル３６等は配線ダクト３３の内壁に導かれ、ケーブル保持部３９に到達する。ケーブル保持部３９において結束バンド等で固定された後、モーターやセンサー部へ導かれる。第１屈曲部と第２屈曲部の構造は実施例１と同様である。このアームカバー１７は樹脂の射出成型やメタルインジェクションで形成してもよい。

本発明では、配線ダクトから露出したケーブルが断線することを低減できるケーブル保持部を提供し、且つコストが増えない構造を発明した。フレームあるいはアームカバーと一体構造を有するケーブル保持部を提供し、ケーブルが固定される端部はアームの回動中心軸と平行にし、端部は凹凸のある波形状とすることによって、ケーブルの断線等を低減することができる。

１０…ロボット、１１…基台、１２…第１水平アーム、１３…第１モーター、１４…フレーム、１５…第２水平アーム、１６…第２モーター、１６ａ…回転軸、１７…アームカバー、１８…第１の屈曲部、１９…第２の屈曲部、２０…回転モーター、３１…結束バンド、３３…配線ダクト、３４…通路、３５，３６，３７…ケーブル、３８，３９…ケーブル保持部、４０…コントローラー。

Claims

基台と、
前記基台に回動可能に連結される第１アームと、
前記第１アームに回動可能に連結される第２アームと、
動力源あるいは制御信号を伝達するケーブルと、
前記ケーブルを案内する配線ダクトと、
前記配管部材を保持するフレームと、
前記ケーブルを保持するケーブル保持部と、を備え、
前記配線ダクトの一端は前記第２アームの回動中心軸と同軸に位置し、
前記ケーブル保持部は前記フレームと一体構造であることを特徴とする水平多関節ロボット。
前記ケーブル保持部は前記フレームと連続した面を共有して延伸した板形状であることを特徴とする、請求項１に記載の水平多関節ロボット。
前記ケーブル保持部は屈曲部を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の水平多関節ロボット。
前記屈曲部は、第１の屈曲部と第２の屈曲部を有し、
前記第１の屈曲部では、前記第２アームの回動中心軸に対して鋭角になるように折り曲げられ、
前記第２の屈曲部では、前記第１の屈曲部から前記第２アームの回動中心軸に対して平行になるように折り曲げられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の水平多関節ロボット。
前記保持部の端部の一部が凹凸を有する波形状であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の水平多関節ロボット。
基台と、
前記基台に回動可能に連結される第１アームと、
前記第１アームに回動可能に連結される第２アームと、
動力源あるいは制御信号を伝達するケーブルと、
第２アームを外装するアームカバーと、
前記ケーブルを案内する配線ダクトと、
前記ケーブルを保持するケーブル保持部と、を備え、
前記配線ダクトの一端は前記第２アームの回動中心軸と同軸に位置し、
前記ケーブル保持部は前記アームカバーと一体構造であることを特徴とする水平多関節ロボット。
前記ケーブル保持部は前記アームカバーの壁面から延伸したフック形状であることを特徴とする、請求項６に記載の水平多関節ロボット。
前記ケーブル保持部は屈曲部を有することを特徴とする、請求項６または７に記載の水平多関節ロボット。
前記屈曲部の先端は、前記第２アームの回動中心軸に対して平行になるように設置されていることを特徴とする、請求項６から８のいずれか一項に記載の水平多関節ロボット。
前記保持部の端部の一部は凹凸を有する波形状の端部であることを特徴とする、請求項６から９のいずれか一項に記載の水平多関節ロボット。