JP2013123760A - ケーブルの位置ずれ検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブルの位置ずれを容易に把握することができるケーブルの位置ずれ検知装置を提供することを課題とする。
【解決手段】アームロボットＲＢに配設されたケーブルＤの位置ずれを検知するケーブルの位置ずれ検知装置１であって、アームロボットＲＢのアームＡ１に固定され、ケーブルＤを保持するブラケット３と、ブラケット３に対するケーブルＤの軸方向の位置ずれを検知する機械式センサ４と、を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、アームロボットに配設されたケーブルの位置ずれを検知するケーブルの位置ずれ検知装置に関する。

従来、塗装工程、溶接工程、搬送工程等、製造工程の様々な場面でアームロボットが用いられている。例えば、特許文献１に記載された溶接ロボットは、複数のアームと、アーム同士を連結する間接部と、アームの先端に取り付けられた溶接用トーチと、溶接用トーチからアームの長手方向に沿って配設されたケーブルとを備えている。ケーブルは、電気、溶接ワイヤ、クーラント及びシールドガス等を溶接用トーチに供給するための流路になっている。

溶接ロボットのアームは、回転、捻転、旋回、傾動等複雑な動きをするため、この動作に伴ってケーブルがアームに巻き込まれる「ケーブル巻き込み」が発生する可能性がある。ケーブル巻き込みは、ケーブルの断線、各コネクターの破損等を引き起こし、復旧までに多大な時間を要する場合もある。そこで、従来、ケーブルを保持するブラケットを設置してアームに対するケーブルの移動を最小限にすることで、ケーブル巻き込みを防止していた。

特開２０１１−６７８９３号公報

しかしながら、ケーブルをブラケットで保持していても、経年劣化によるケーブルのへたれや、ブラケットの脱落、さらには、他のロボットとの干渉等によって、ケーブルがブラケットに対して軸方向にずれ、ケーブル巻き込みが発生するという問題があった。このケーブル巻き込みを防ぐためにケーブルの点検等を行っていたが、溶接ロボットの台数やブラケットの個数によっては、点検作業が煩雑になるという問題があった。また、溶接ロボットが稼働している際にケーブルの位置ずれが発生しても、それを把握することは困難であった。

本発明はこのような課題を解決するために創作されたものであり、ケーブルの位置ずれを容易に把握することができるケーブルの位置ずれ検知装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、アームロボットに配設されたケーブルの位置ずれを検知するケーブルの位置ずれ検知装置であって、前記アームロボットのアームに固定され、前記ケーブルを保持するブラケットと、前記ブラケットに対する前記ケーブルの軸方向の位置ずれを検知する機械式センサと、前記機械式センサの検知結果を報知する報知部と、を有することを特徴とする。

かかる構成によれば、ブラケットに機械式センサを設けたことにより、ケーブルの軸方向の位置ずれを容易に把握することができる。これにより、ケーブル巻き込みの発生を防止することができる。また、ケーブルの位置ずれを確実に把握できるため、ケーブルの点検作業を軽減することができる。また、本発明の構成によれば、アームロボットの稼働中にケーブルのずれを把握することができる。

また、前記ケーブルの外周には段差部が形成されており、前記機械式センサは、前記段差部又は前記ケーブルに接触する接触部を備えており、前記機械式センサは、前記段差部の移動によって前記接触部が変位することにより前記ケーブルの軸方向の位置ずれを検知するように構成されていることが好ましい。また、前記アームロボットは、溶接ロボットであることが好ましい。

溶接ロボット等ケーブルに大きな電流が流れている場合において、センサとして近接センサを用いると、ケーブルの回りに強い磁界が発生しセンサが誤作動する可能性がある。しかし、本発明の構成によれば、前記段差部又は前記ケーブルに接触する接触部を備えた機械式センサを用いるとともに、ケーブルの外周に段差部を設けることにより、ケーブルの位置ずれを機械的に検知することができる。これにより、溶接ロボット等ケーブルに大きな電流が流れる場合における誤作動を回避することができる。

また、前記ケーブルが複数のラインで構成されている場合において、前記段差部は、複数の前記ラインを束ねる結束帯であることが好ましい。かかる構成によれば、結束帯を段差部として利用することができ、部品点数を減らすことができる。

本発明に係るケーブルの位置ずれ検知装置によれば、ケーブルの位置ずれを容易に把握することができる。

本実施形態に係るアームロボット全体とケーブルの位置ずれ検知装置を示した側面図である。 本実施形態に係るケーブルの位置ずれ検知装置を示す斜視図である。 （ａ）はケーブルの位置ずれ検知装置を示す要部拡大斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図である。 本実施形態に係る作用を示す側断面図であって、（ａ）は正常時、（ｂ）は異常時を示す。 変形例に係る作用を示す側断面図であって、（ａ）は正常時、（ｂ）は異常時を示す。

本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。ケーブルの位置ずれ検知装置１は、図１に示すように、アームロボットＲＢのアームＡ１に取り付けられる装置である。アームロボットＲＢは、本実施形態では溶接ロボットを例示するが、塗装ロボット、搬送ロボット等他の用途のロボットでもよい。まずは、アームロボットＲＢの構成について説明する。

アームロボットＲＢは、図１に示すように、複数のアームＡ１，Ａ２，Ａ３と、隣り合うアームＡ１〜Ａ３を連結する複数の間接部Ｂと、アームＡ３の先端に取り付けられた溶接用トーチ部Ｃと、ケーブルＤとを有する。ケーブルＤは、溶接用トーチ部Ｃに溶接ワイヤを供給する溶接ワイヤライン、電気を供給する電気ライン、クーラントを供給する冷却ライン及びシールドガスを供給するガスライン等の複数のライン（流路）で構成されている。

これらの複数のラインは、長手方向に亘ってビニルテープで巻きつけることにより一体化されている。各図では、ケーブルＤを模式的に円柱状に描画している。図１に示すように、ケーブルＤの外周には、間隔をあけて複数の結束帯Ｅが取り付けられている。結束帯Ｅを設けることで、複数のラインがより確実に一体化するようにしている。

図３の（ａ）に示すように、結束帯Ｅは、ケーブルＤの外周面よりも外側に突出するように形成されている。これにより、結束帯Ｅの外周面とケーブルＤの外周面とで段差が生じている。結束帯Ｅは、本実施形態では樹脂製の帯状部材を用いているが、複数のラインを束ねることができれば他の材料であってもよい。結束帯Ｅは、特許請求の範囲の「段差部」に相当する部材である。ケーブルＤは、本実施形態では、複数のラインで構成されているが、単数のラインで構成されていてもよい。

次に、ケーブルの位置ずれ検知装置１について詳細に説明する。図２に示すように、本実施形態に係るケーブルの位置ずれ検知装置１は、可動式連結治具２と、ブラケット３と、機械式センサ４とで主に構成されている。

可動式連結治具２は、固定部２ａと、ガイド孔２ｂと、可動部２ｃとで構成されている。可動式連結治具２は、ケーブルＤを保持しつつ、アームＡ１周りにおけるケーブルＤの移動を許容することができる部材である。固定部２ａは、アームＡ１に固定される部位である。固定部２ａは、ボルトを介して固定されている。ガイド孔２ｂは、固定部２ａの下部に形成されている。ガイド孔２ｂは、アームＡ１の外周に沿うように平面視円弧状に貫通する孔である。可動部２ｃは、ガイド孔２ｂ内をスムーズに摺動するように構成されている。可動部２ｃの側面には、ブラケット３が固定されている。

ブラケット３は、図２に示すように、一対の固定部３ａと、それぞれの固定部３ａに立設された一対の側板部３ｂと、側板部３ｂ同士を連結する天板部３ｃとで構成されている。固定部３ａは、可動式連結治具２の可動部２ｃにボルトで固定されている。ケーブルＤは、可動部２ｃの側面と、側板部３ｂ，３ｂ及び天板部３ｃとで囲まれている。ブラケット３は、アームＡ１に対してケーブルＤが離間しないように、また、ブラケット３に対してケーブルＤが軸方向にずれないように保持する部材である。

機械式センサ４は、図３の（ｂ）に示すように、接触部４ａを備えたセンサである。機械式センサ４は、ブラケット３の天板部３ｃに貫通して取り付けられている。機械式センサ４は、図示しない報知部に電気的に接続されている。接触部４ａは、天板部３ｃから離間する方向に付勢されている。接触部４ａの先端は球面になっている。

機械式センサ４は、正常時（ケーブルＤの位置がずれていない場合）には、接触部４ａが結束帯Ｅの外面に当接することにより報知部にＯＮ信号が送信されるように構成されている。一方、異常時（ケーブルＤの位置がずれた場合）には、接触部４ａがケーブルＤの外面に当接することにより報知部にＯＦＦ信号が送信されるように構成されている。報知部は、ＯＦＦ信号を受信すると、ケーブルＤの位置がずれたことを例えば視覚的又は聴覚的に報知するように構成されている。なお、機械式センサとは、接触することにより被検知対象物を検知する装置を意味している。

次に、本実施形態に係るケーブルの位置ずれ検知装置１の作用効果について説明する。図４の（ａ）に示すように、正常時では、結束帯Ｅの外面に機械式センサ４の接触部４ａが当接している。

図４の（ｂ）に示すように、ブラケット３の保持力に抗して、ケーブルＤが軸方向にずれると、結束帯Ｅが接触部４ａから離間して、接触部４ａが下方に変位する。これにより、機械式センサ４から報知部にＯＦＦ信号が送信され、ケーブルＤの位置がずれたことが報知される。作業者は、アームロボットＲＢを停止させ、ケーブルＤを元の位置に戻すことでケーブルＤの弛みを直すことができる。

つまり、以上説明したケーブルの位置ずれ検知装置１によれば、ブラケット３に対するケーブルＤの軸方向の位置ずれを把握することにより、ケーブルＤが弛んだ状態でアームロボットＲＢが稼働するのを防ぐことができる。これにより、ケーブル巻き込みの発生を防ぐことができる。

また、ケーブルの位置ずれ検知装置１によれば、アームロボットＲＢの稼働中にケーブルＤの位置ずれを把握することができる。また、ケーブルＤの位置ずれを確実に把握できるため、ケーブルＤの点検作業を軽減することができる。

また、本実施形態では、機械式センサ４を用いて機械的に位置ずれを検知するので、溶接ロボット等ケーブルＤに大きな電流が流れる場合におけるセンサの誤作動を回避することができる。

また、本実施形態では「段差部」として結束帯Ｅを用いることにより、ケーブルＤの各ラインを一体化するとともに、機械式センサ４の被検知部とすることができるため、部品点数を削減することができる。

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、図５は、変形例に係る作用を示す側断面図であって、（ａ）は正常時、（ｂ）は異常時を示す。

変形例では、ケーブルＤに２本の結束帯Ｅ，Ｅを設ける点で前記した実施形態と相違する。変形例における機械式センサ４は、接触部４ａがケーブルＤの外周面に当接している場合は、報知部にＯＮ信号が送信されるようになっており、接触部４ａが付勢に抗して上方に変位した場合は、報知部にＯＦＦ信号が送信されるように構成されている。

変形例では、図５の（ａ）に示すように、正常時ではケーブルＤの外周面に接触部４ａが当接している。接触部４ａは、結束帯Ｅ，Ｅの間に配置されるようになっている。

図５の（ｂ）示すように、ブラケット３の保持力に抗して、ケーブルＤが軸方向にずれると、接触部４ａが結束帯Ｅに乗り上げて、接触部４ａが上方に変位する。これにより、機械式センサ４から報知部にＯＦＦ信号が送信され、ケーブルＤの位置がずれたことが報知される。結束帯Ｅを、接触部４ａの両側に設けることで、ケーブルＤの軸方向両側のずれに対応することができる。

また、本実施形態では、ケーブルＤに設ける「段差部」は、本実施形態では結束帯Ｅで構成したがこれに限定されるものではない。例えば、結束帯Ｅとは別に、ケーブルＤの外周面に外側に突出する突出部を設け、その突出部と機械式センサ４の接触部４ａとを対応させてもよい。つまり、「段差部」は、ケーブルＤの外周面よりも外側に突出するか又は内側に窪ませるなどして、機械式センサ４の接触部４ａがケーブルＤに近接又は離間する方向に変位するようにケーブルＤの外周面に段差を設ければよい。「段差部」は、ケーブルＤの全周に亘って設けてもよいし、断続的に設けてもよい。

また、ブラケット３は、本実施形態では可動式連結治具２を介して固定したが、可動式連結治具２を省略してアームＡ１に直接固定してもよい。また、ケーブルずれ検知装置１は、アームロボットＲＢに複数個設置してもよい。

１ ケーブルずれ検知装置
２ 可動式連結治具
３ ブラケット
４ 機械式センサ
４ａ 接触部
Ａ１ アーム
Ｄ ケーブル
Ｅ 結束帯（段差部）
ＲＢ アームロボット

Claims (4)

1. アームロボットに配設されたケーブルの位置ずれを検知するケーブルの位置ずれ検知装置であって、
   前記アームロボットのアームに固定され、前記ケーブルを保持するブラケットと、
   前記ブラケットに対する前記ケーブルの軸方向の位置ずれを検知する機械式センサと、
   前記機械式センサの検知結果を報知する報知部と、を有することを特徴とするケーブルの位置ずれ検知装置。
2. 前記ケーブルの外周には段差部が形成されており、
   前記機械式センサは、前記段差部又は前記ケーブルに接触する接触部を備えており、
   前記機械式センサは、前記段差部の移動によって前記接触部が変位することにより前記ケーブルの軸方向の位置ずれを検知するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のケーブルの位置ずれ検知装置。
3. 前記ケーブルが複数のラインで構成されている場合において、
   前記段差部は、複数の前記ラインを束ねる結束帯であることを特徴とする請求項２に記載のケーブルの位置ずれ検知装置。
4. 前記アームロボットは、溶接ロボットであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のケーブルの位置ずれ検知装置。

Images