JP2019209384A - ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】配管部材の設置の自由度を高めることができるロボットを提供すること。【解決手段】ロボットアームと、前記ロボットアームに配置されたセンサーと、前記ロボットアームに配置され、前記ロボットアームを駆動する駆動部と、前記ロボットアームに接続された配管部材と、前記配管部材内に収納され、前記センサーから出力された信号を伝搬する第１信号線と、前記配管部材内に収納され、前記駆動部から出力された信号を伝搬する第２信号線と、前記配管部材の内部において前記第１信号線および前記第２信号線を一括して覆うシールドと、を備えることを特徴とするロボット。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットに関するものである。

基台と、複数のアーム（リンク）を有するロボットアームとを備えるロボットが知られている。ロボットアームの隣り合う２つのアームのうちの一方のアームは、関節部を介して、他方のアームに回動可能に連結され、最も基端側（最も上流側）のアームは、関節部を介して、基台に回動可能に連結されている。関節部はモーターにより駆動され、その関節部の駆動により、アームが回動する。また、最も先端側（最も下流側）のアームには、エンドエフェクターとして、例えば、着脱可能にハンド等が装着される。そして、ロボットは、例えば、ハンドで対象物を把持し、その対象物を所定の場所へ移動させ、組立等の所定の作業を行う。

また、ロボットアームには、例えば、慣性センサー、力覚センサー等のセンサーが内蔵されており、この検出信号に基づいて制御部がロボットアームを制御する。また、制御部は、センサーやモーターと信号線を介してロボットアームに接続されている。これらの信号線は、ロボットアームと制御部とを接続する配管部材（ダクト）内を挿通して制御部まで引き出されている（例えば、特許文献１参照）。

また、各信号線は、外部からのノイズ（例えば、電磁波等による悪影響）を防止または軽減するために、シールドによって被覆されている。

特開２０１２−１７１０５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているロボットでは、センサーの信号線は、一本一本がシールドによって覆われているため、各信号線の外径はシールドがないときよりも大きくなる。この場合、配線の本数が増えると、信号線の束が太くなる。このため、配管部材の内径を十分に大きくする必要があり、結果として、配管部材が太くなり、配管部材の設置の自由度が低下するという課題があった。

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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

本発明のロボットは、ロボットアームと、
前記ロボットアームに配置されたセンサーと、
前記ロボットアームに配置され、前記ロボットアームを駆動する駆動部と、
前記ロボットアームに接続された配管部材と、
前記配管部材内に収納され、前記センサーから出力された信号を伝搬する第１信号線と、
前記配管部材内に収納され、前記駆動部から出力された信号を伝搬する第２信号線と、
前記配管部材の内部において前記第１信号線および前記第２信号線を一括して覆うシールドと、を備えることを特徴とする。

本発明のロボットの実施形態を示す側面図である。 図１に示すロボットシステムのブロック図である。 図１に示すロボットが備える第２アームの側面図（一部透視図）である。 図１に示すロボットが備える基台の側面図（一部透視図）である。 図１に示す配管部材、シールドおよび配線群の横断面図である。 従来の配管部材、シールドおよび配線群の横断面図である。

以下、本発明のロボットを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜実施形態＞
図１は、本発明のロボットの実施形態を示す側面図である。図２は、図１に示すロボットシステムのブロック図である。図３は、図１に示すロボットが備える第２アームの側面図（一部透視図）である。図４は、図１に示すロボットが備える基台の側面図（一部透視図）である。図５は、図１に示す配管部材、シールドおよび配線群の横断面図である。図６は、従来の配管部材、シールドおよび配線群の横断面図である。なお、図１では、表示装置４１および入力装置４２の図示は省略されている。

また、図１、図３、図４では、説明の便宜上、互いに直交する３軸として、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を図示している。また、以下では、ｘ軸に平行な方向を「ｘ軸方向」とも言い、ｙ軸に平行な方向を「ｙ軸方向」とも言い、ｚ軸に平行な方向を「ｚ軸方向」とも言う。また、以下では、図示された各矢印の先端側を「＋（プラス）」、基端側を「−（マイナス）」と言い、＋ｘ軸方向に平行な方向を「＋ｘ軸方向」とも言い、−ｘ軸方向に平行な方向を「−ｘ軸方向」とも言い、＋ｙ軸方向に平行な方向を「＋ｙ軸方向」とも言い、−ｙ軸方向に平行な方向を「−ｙ軸方向」とも言い、＋ｚ軸方向に平行な方向を「＋ｚ軸方向」とも言い、−ｚ軸方向に平行な方向を「−ｚ軸方向」とも言う。また、ｚ軸周りの方向およびｚ軸に平行な軸周りの方向を「ｕ軸方向」とも言う。

また、以下では、説明の便宜上、図１中の＋ｚ軸方向（ｚ軸方向＋側）（上側）を「上」、−ｚ軸方向（ｚ軸方向−側）（下側）を「下」とも言う。また、ロボットアーム２０については、図１中の基台２１側を「基端」、その反対側（エンドエフェクター７側）を「先端」と言う。また、図１中のｚ軸方向（上下方向）を「鉛直方向」とし、ｘ軸方向およびｙ軸方向（左右方向）を「水平方向」とする。

また、本明細書において、「水平」とは、完全に水平な場合のみならず、水平に対して±５°以内で傾斜している場合も含む。同様に、本明細書において、「鉛直」とは、完全に鉛直な場合のみならず、鉛直に対して±５°以内で傾斜している場合も含む。また、本明細書において、「平行」とは、２つの線（軸を含む）または面が、互いに完全な平行である場合のみならず、±５°以内で傾斜している場合も含む。また、本明細書において、「一致」とは、２つの線（軸を含む）または面が、互いに完全な一致している場合のみならず、±５°以内で傾斜している場合も含む。また、本明細書において、「直交」とは、２つの線（軸を含む）または面が、互いに完全な直交である場合のみならず、±５°以内で傾斜している場合も含む。

図１および図２に示すロボットシステム１００は、例えば、電子部品および電子機器等のワーク（対象物）の保持、搬送、組立ておよび検査等の作業で用いられる装置である。ロボットシステム１００は、制御装置１と、ロボット２と、エンドエフェクター７と、表示装置４１（表示部）と、入力装置４２（入力部）とを備えている。

また、図示の構成では、制御装置１は、ロボット２の外側に配置されているが、これに限定されず、ロボット２に内蔵されていてもよい。

また、図示の構成では、ロボット２と制御装置１とは、ケーブル２００で電気的に接続（以下、単に「接続」とも言う）されているが、これに限定されずケーブル２００を省略し、無線方式で通信を行うようになっていてもよい。すなわち、ロボット２と制御装置１とは、有線通信で接続されていてもよく、また、無線通信で接続されていてもよい。

＜ロボット＞
ロボット２の種類は、特に限定されないが、本実施形態では、ロボット２は、水平多関節ロボットの１例であるスカラロボットである。

図１に示すように、ロボット２は、基台２１と、第１アーム２２と、第２アーム２３と、作業ヘッド２４と、配線群５と、配管部材９とを備えている。第１アーム２２、第２アーム２３および作業ヘッド２４等によりロボットアーム２０が構成される。

また、ロボット２は、第１アーム２２を基台２１に対して回動（駆動）させる駆動部２５と、第２アーム２３を第１アーム２２に対して回動させる駆動部２６と、作業ヘッド２４のシャフト２４１を第２アーム２３に対して回動させる駆動部２７と、シャフト２４１を第２アーム２３に対してｚ軸方向に移動させる駆動部２８と、角速度センサーとを備えている。

図２に示すように、駆動部２５は、第１アーム２２の筐体２２０内に内蔵されており、駆動力を発生するモーター２５１と、モーター２５１の駆動力を減速する図示しない減速機と、モーター２５１または減速機の回転軸の回転角度を検出する位置センサー２５２とを有している。

駆動部２６は、第２アーム２３の筐体２３０に内蔵されており、駆動力を発生するモーター２６１と、モーター２６１の駆動力を減速する図示しない減速機と、モーター２６１または減速機の回転軸の回転角度を検出する位置センサー２６２とを有している。

駆動部２７は、第２アーム２３の筐体２３０に内蔵されており、駆動力を発生するモーター２７１と、モーター２７１の駆動力を減速する図示しない減速機と、モーター２７１または減速機の回転軸の回転角度を検出する位置センサー２７２とを有している。

駆動部２８は、第２アーム２３の筐体２３０に内蔵されており、駆動力を発生するモーター２８１と、モーター２８１の駆動力を減速する図示しない減速機と、モーター２８１または減速機の回転軸の回転角度を検出する位置センサー２８２とを有している。

モーター２５１、モーター２６１、モーター２７１およびモーター２８１としては、例えば、ＡＣサーボモーター、ＤＣサーボモーター等のサーボモーターを用いることができる。また、減速機としては、例えば、遊星ギア型の減速機、波動歯車装置等を用いることができる。また、位置センサー２５２、位置センサー２６２、位置センサー２７２および位置センサー２８２は、例えば、角度センサーとすることができる。

駆動部２５、駆動部２６、駆動部２７および駆動部２８は、それぞれ、対応する図示しないモータードライバーに接続されており、モータードライバーを介して制御装置１のロボット制御部１１により制御される。なお、各減速機は省略されていてもよい。

また、角速度センサー２９（センサー）は、第２アーム２３に内蔵されている。このため、第２アーム２３の角速度を検出することができる。この検出した角速度の情報に基づいて、制御装置１は、ロボット２の制御を行う。また、角速度センサー２９は、駆動部２６〜２８よりも−ｙ軸側、すなわち、基台２１の遠位側に設置されている。

基台２１は、例えば、図示しない床面にボルト等によって固定されている。基台２１の上端部には第１アーム２２が連結されている。第１アーム２２は、基台２１に対して鉛直方向に沿う第１回動軸Ｏ１周りに回動可能となっている。第１アーム２２を回動させる駆動部２５が駆動すると、第１アーム２２が基台２１に対して第１回動軸Ｏ１周りに水平面内で回動する。また、位置センサー２５２により、基台２１に対する第１アーム２２の駆動（回動量）が検出できるようになっている。

また、第１アーム２２の先端部には、第２アーム２３が連結されている。第２アーム２３は、第１アーム２２に対して鉛直方向に沿う第２回動軸Ｏ２周りに回動可能となっている。第１回動軸Ｏ１の軸方向と第２回動軸Ｏ２の軸方向とは同一である。すなわち、第２回動軸Ｏ２は、第１回動軸Ｏ１と平行である。第２アーム２３を回動させる駆動部２６が駆動すると、第２アーム２３が第１アーム２２に対して第２回動軸Ｏ２周りに水平面内で回動する。また、位置センサー２６２により、第１アーム２２に対する第２アーム２３の駆動（回動量）が検出できるようになっている。

また、第２アーム２３は、底板２３１、天板２３２およびこれらを連結している側壁２３３を有する筐体２３０を有している。この筐体２３０の内部、すなわち、底板２３１上には、角速度センサー２９、駆動部２６、駆動部２７および駆動部２８が＋ｙ軸側からこの順で並んでいる。

また、筐体２３０は、天板２３２と側壁２３３との間に位置する傾斜部２３４を有している。この傾斜部２３４は、天板２３２の−ｙ軸側に設けられている。また、この傾斜部２３４は、ｚ軸に対して傾斜して設けられている。

また、第２アーム２３の先端部には、シャフト２４１を有する作業ヘッド２４が設置されている。シャフト２４１は、第２アーム２３に対して、鉛直方向に沿う第３回動軸Ｏ３周りに回動可能であり、かつ、上下方向に移動（昇降）可能となっている。このシャフト２４１は、ロボットアーム２０の第３アームであり、ロボットアーム２０の最も先端のアームである。

シャフト２４１を回動させる駆動部２７が駆動すると、シャフト２４１は、ｚ軸周りに正逆回転（回動）する。また、位置センサー２７２により、第２アーム２３に対するシャフト２４１の回転量が検出できるようになっている。

また、シャフト２４１をｚ軸方向に移動させる駆動部２８が駆動すると、シャフト２４１は、上下方向（ｚ軸方向）に移動する。また、位置センサー２８２により、第２アーム２３に対するシャフト２４１のｚ軸方向の移動量が検出できるようになっている。

また、シャフト２４１の先端部（下端部）には、各種のエンドエフェクターが着脱可能に連結される。エンドエフェクターとしては、特に限定されず、例えば、被搬送物を把持するもの、被加工物を加工するもの、検査に使用するもの等が挙げられる。本実施形態では、エンドエフェクター７が着脱可能に連結される。エンドエフェクター７については、後に詳述する。

なお、エンドエフェクター７は、本実施形態では、ロボット２の構成要素になっていないが、エンドエフェクター７の一部または全部がロボット２の構成要素になっていてもよい。また、エンドエフェクター７は、本実施形態では、ロボットアーム２０の構成要素になっていないが、エンドエフェクター７の一部または全部がロボットアーム２０の構成要素になっていてもよい。

＜エンドエフェクター＞
図１に示すように、エンドエフェクター７は、力検出部２９０と、力検出部２９０に取り付けられた取り付け部７１と、取り付け部７１に設けられたモーター７２と、モーター７２の回転軸に、着脱可能に同心的に取り付けられたねじ用限界ゲージ３とを有している。このエンドエフェクター７では、力検出部２９０が、直接または図示しない連結部材を介して、シャフト２４１の先端部に着脱可能に連結される。また、シャフト２４１の中心軸、すなわち、第３回動軸Ｏ３と、モーター７２の回転軸と、ねじ用限界ゲージ３の中心軸とは、一致している。すなわち、第３回動軸Ｏ３の軸方向から見て、第３回動軸Ｏ３と、モーター７２と、ねじ用限界ゲージ３とは重なっている。

また、ねじ用限界ゲージ３は、ねじゲージの１例であり、柱状の把持部３１と、把持部３１の一端部に設けられ、雄ねじが形成された通り側ゲージ３２と、把持部３１の他端部に設けられ、雄ねじが形成された止まり側ゲージ３３とを有している。このねじ用限界ゲージ３は、通り側ゲージ３２を使用する場合は、止まり側ゲージ３３が設けられた把持部３１の端部をモーター７２の回転軸に取り付け、通り側ゲージ３２を先端側に配置する。また、止まり側ゲージ３３を使用する場合は、通り側ゲージ３２が設けられた把持部３１の端部をモーター７２の回転軸に取り付け、止まり側ゲージ３３を先端側に配置する。

また、モーター７２としては、特に限定されないが、例えば、ＡＣサーボモーター、ＤＣサーボモーター等のサーボモーター、ステッピングモーター等が用いられる。

また、エンドエフェクター７は、モーター７２の回転軸の回転角度を検出する図示しない角度センサーを有しており、その位置センサーにより、モーター７２の回転軸の回転角度が検出できるようになっている。

また、力検出部２９０は、例えば、ねじ用限界ゲージ３に加わる力を検出する力覚センサー等で構成されている。なお、本実施形態では、力検出部２９０はエンドエフェクター７の構成要素であるが、これに限定されず、ロボット２またはロボットアーム２０の構成要素であってもよい。

このエンドエフェクター７では、モーター７２の回転軸とねじ用限界ゲージ３との間に歯車やベルト等の動力伝達機構が介在している場合に比べて、バックラッシュによる回転精度の低下を抑制することができる。

なお、ねじ用限界ゲージ３は、このような構成のものに限定されず、例えば、通り側ゲージのみを有するねじ用限界ゲージと、止まり側ゲージのみを有するねじ用限界ゲージとを付け替えて使用する構成のものであってもよい。

また、本実施形態では、エンドエフェクター７は、ロボットアーム２０に対して着脱可能であるが、これに限定されず、例えば、エンドエフェクター７は、ロボットアーム２０から離脱不能になっていてもよく、また、力検出部２９０がロボットアーム２０から離脱不能になっていてもよい。

＜制御装置＞
図２に示すように、制御装置１は、ロボット制御部１１と、モーター制御部１２（エンドエフェクター制御部）と、表示制御部１３と、記憶部１４と、受付部１５と、判定部１６とを備えており、ロボット２、エンドエフェクター７のモーター７２および表示装置４１等、ロボットシステム１００の各部の駆動をそれぞれ制御する。

また、制御装置１は、ロボット制御部１１と、モーター制御部１２と、表示制御部１３と、記憶部１４と、受付部１５と、判定部１６との間で、それぞれ、通信可能に構成されている。すなわち、ロボット制御部１１と、モーター制御部１２と、表示制御部１３と、記憶部１４と、受付部１５と、判定部１６とは、互いに、有線または無線通信で接続されている。

また、制御装置１には、ロボット２と、表示装置４１と、入力装置４２と、エンドエフェクター７とが、それぞれ、有線または無線通信で接続されている。

（ロボット制御部）
ロボット制御部１１は、ロボット２の駆動、すなわち、ロボットアーム２０等の駆動を制御する。ロボット制御部１１は、ＯＳ等のプログラムがインストールされたコンピューターである。このロボット制御部１１は、例えば、プロセッサとしてのＣＰＵと、ＲＡＭと、プログラムが記憶されたＲＯＭとを有する。また、ロボット制御部１１の機能は、例えば、ＣＰＵにより各種プログラムを実行することにより実現することができる。

（モーター制御部）
モーター制御部１２は、モーター７２の駆動を制御する。モーター制御部１２は、ＯＳ等のプログラムがインストールされたコンピューターである。このモーター制御部１２は、例えば、プロセッサとしてのＣＰＵと、ＲＡＭと、プログラムが記憶されたＲＯＭとを有する。また、モーター制御部１２の機能は、例えば、ＣＰＵにより各種プログラムを実行することにより実現することができる。

（表示制御部）
表示制御部１３は、表示装置４１にウィンドウ等の各種の画面や文字等を表示させる機能を有している。すなわち、表示制御部１３は、表示装置４１の駆動を制御する。この表示制御部１３の機能は、例えばＧＰＵ等により実現することができる。

（記憶部）
記憶部１４は、各種の情報（データやプログラム等を含む）を記憶する機能を有する。この記憶部１４は、制御プログラム等を記憶する。記憶部１４の機能は、ＲＯＭ等やいわゆる外部記憶装置（図示せず）によって実現することができる。

（受付部）
受付部１５は、入力装置４２からの入力を受け付ける機能を有している。この受付部１５の機能は、例えばインターフェース回路によって実現することができる。なお、例えばタッチパネルを用いる場合には、受付部１５は、ユーザーの指のタッチパネルへの接触等を検知する入力検知部としての機能を有する。

＜表示装置＞
表示装置４１は、例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ等で構成されたモニター（図示せず）を備えており、例えば、各種の画像（ウィンドウ等の各種の画面等を含む）や文字等を表示する機能を有する。

＜入力装置＞
入力装置４２は、例えば、マウスやキーボード等で構成されている。したがって、ユーザーは、入力装置４２を操作することで、制御装置１に対して各種の処理等の指示を行うことができる。

具体的には、ユーザーは、表示装置４１に表示される各種画面（ウィンドウ等）に対して入力装置４２のマウスでクリックする操作や、入力装置４２のキーボードで文字や数字等を入力する操作により、制御装置１に対する指示を行うことができる。

なお、本実施形態では、表示装置４１および入力装置４２の代わりに、表示装置４１および入力装置４２を兼ね備えた表示入力装置を設けてもよい。表示入力装置としては、例えば静電式タッチパネルや感圧式タッチパネル等のタッチパネルを用いることができる。また、入力装置４２は、音声等の音を認識する構成であってもよい。

次に、ロボット２の配線について説明する。
ロボット２では、制御装置１とロボット２とは、配線群５によって接続されている。配線群５は、モーター２６１と制御装置１とを接続する信号線５１と、モーター２７１と制御装置１とを接続する信号線５２と、モーター２８１と制御装置１とを接続する信号線５３と、角速度センサー２９と制御装置１とを接続する信号線５４とを有している。これにより、制御装置１がロボット２を制御するための電気信号を、モーター２６１、モーター２７１、モーター２８１および角速度センサー２９に送信することができる。

なお、モーター２６１、モーター２７１、モーター２８１および角速度センサー２９等に電力を供給するための電力線等の図示および説明を省略している。

信号線５１〜信号線５４は、それぞれ、導電性を有する導線５５（芯線）と、導線５５を被覆する被覆層５６とを有している。導線５５は、電気信号を伝搬する機能を有する。被覆層５６は、絶縁性を有し、導線５５が他の導電性を有する部材と接触するのを防止する機能を有する。

導線５５の構成材料としては、例えば、銅などの金属材料が挙げられる。一方、被覆層５６の構成材料は、例えば、各種樹脂材料、各種ゴム材料等が挙げられる。

また、信号線５１〜信号線５４の外径は、それぞれ、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下程度とされる。

このような信号線５１〜信号線５４は、第２アーム２３内から配管部材９、基台２１を通過し、制御装置１に引き回されている。

配管部材９は、可撓性を有する管状部材で構成されている。この配管部材９によって、信号線５１〜信号線５４がロボット２の外側に剥き出しになってしまうのを防止することができる。また、配管部材９が可撓性を有するため、第１アーム２２および第２アーム２３がそれぞれ回動する際、配管部材９が変形することができ、前記回動が円滑に行われる。

前述した信号線５１〜信号線５４は、外部からのノイズ、特に、電磁波の影響を軽減するためにシールド８によって覆われている。シールド８は、一端部８３（図３中左側の端部）が第２アーム２３の内側に位置し、他端部８４（図４中右側の端部）が基台２１の内側に位置し、長手方向の途中が配管部材９内を挿通している。すなわち、シールド８は、第２アーム２３から基台２１に至るまで、配線群５を被覆している。換言すれば、シールド８は、配管部材９から第２アーム２３内に伸びている第１延長部８６と、配管部材９から基台２１内に伸びている第２延長部８７とを有している。

シールド８は、管状をなし、遮蔽層８１と、遮蔽層８１の外周側に設けられた被覆層８２とを有する２重管構造をなしている。遮蔽層８１は、電磁波遮蔽性を有する材料で構成されている。一方、被覆層８２は、絶縁性を有し、遮蔽層８１が他の導電性を有する部材と接触するのを防止する機能を有する。このようなシールド８によれば、信号線５１〜信号線５４にノイズが混入するのを防止または抑制することができる。よって、モーター２６１〜モーター２８１の作動を正確に制御することができるとともに、角速度センサー２９が検出した検出結果を正確に制御装置１に送信することができる。その結果、ロボット２の制御を正確に行うことができる。

特に、ロボット２では、外部からのノイズの影響を比較的受けやすい配管部材９の内部において、信号線５１〜信号線５４がシールド８によって保護されているため、その結果、ロボット２の制御を正確に行うことができる。

また、信号線５４が接続されるセンサーは、角速度センサー２９である。角速度センサー２９は、図示はしないがＡ／Ｄ変換部を有しており、信号線５４内を通過する信号は、デジタル信号となる。このデジタル信号は、外部からのノイズの影響を受けにくいため、信号線５４が接続されるセンサーが角速度センサー２９であることにより、信号線５１〜信号線５３からのノイズの影響も軽減することができる。

遮蔽層８１の構成材料としては、金、銀、銅、鉄、ニッケルおよびアルミニウム、またはこれらを含む合金のような金属、および、ＡＦｅ_２Ｏ_４（式中、Ａは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕまたはＺｎである）で表されるフェライト、ＩＴＯ、ＡＴＯ、ＦＴＯのような金属酸化物等を含むものが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。また、形態は特に限定されず、これらの材料で構成された箔や、これらの材料で構成された繊維からなる織布または不織布であってもよい。また、これらの材料で構成された粉末を樹脂材料に練り込んで成形したものであってもよい。
一方、被覆層８２の構成材料としては、各種樹脂材料、各種ゴム材料等が挙げられる。

ここで、従来では、図６に示すように、信号線５１〜信号線５４は、それぞれ、シールド８’によって被覆されている構成であった。このため、信号線５１〜信号線５４が挿通される配管部材９’の外径Ｄ’（最大幅）を比較的大きく確保する必要があり、配管部材９’が太くなる傾向を示す。このような傾向は、配線の数が増えれば増えるほど、顕著になる。

これに対し、ロボット２では、図５に示すように、シールド８が信号線５１〜信号線５４を一括して被覆する構成となっている。これにより、図６に示すような信号線５１〜信号線５４の各々を被覆する構成に比べて、配線群５全体として細径化を図ることができる。よって、配管部材９を配管部材９’と同じ管厚としたとき、内径および外径Ｄ（最大幅）を小さくすることができ、配管部材９の細径化を図ることができる。その結果、ロボット２全体として小型化を図ることができるとともに、第１アーム２２および第２アーム２３が回動する際、配管部材９からの抵抗を小さくすることができ、配管部材９が回動動作を阻害するのを防止または抑制することができる。

また、図３に示すように、シールド８は、配管部材９からロボットアーム２０の内部、すなわち、第２アーム２３の内部に延びた第１延長部８６を有している。これにより、信号線５１〜信号線５４の、シールド８に覆われている部分をより長くすることができる。よって、本発明の効果をより効果的に発揮することができる。

また、シールド８は、一端部８３、すなわち、第１延長部８６の配管部材９から遠位側の端部は、モーター２６１、モーター２７１およびモーター２８１および角速度センサー２９と離間している。このため、シールド８の一端部８３よりも先では、信号線５１〜信号線５４の各々が露出している。よって、信号線５１〜信号線５４をそれぞれ、独立してモーター２６１、モーター２７１、モーター２８１および角速度センサー２９にそれぞれ接続することができる。

また、シールド８は、一端部８３が角速度センサー２９よりも−ｙ軸側に位置している。すなわち、シールド８は、一端部８３が角速度センサー２９の、基台２１の遠位側に位置している。このため、信号線５１〜信号線５４は、角速度センサー２９よりも−ｙ軸側まで引き回され、そこからモーター２６１、モーター２７１、モーター２８１および角速度センサー２９に向って折り返す構成となっている。これにより、第２アーム２３の内部において、モーター２６１、モーター２７１、モーター２８１および角速度センサー２９の＋ｚ側に配置される信号線５１〜信号線５４を可及的に少なくすることができる。よって、第２アーム２３の厚さ（ｚ軸方向に沿った長さ）を可及的に小さくすることができ、ロボット２の小型化に寄与する。

また、シールド８は、固定部８２０（第１固定部）によって、第２アーム２３内に固定されている。固定部８２０は、互いに離間した位置に配置された２つの固定部８２１および固定部８２２を有する。

固定部８２１は、角速度センサー２９よりも−ｙ軸側に設けられている。また、固定部８２１は、一端部８３の近傍を第２アーム２３の筐体２３０の上部の内壁に固定している。これにより、ロボット２が駆動したとしても、シールド８の一端部８３が第２アーム２３内で過剰に動いてしまうのを防止することができる。

固定部８２２は、配管部材９の接続部９１付近に設けられている。これにより、第２アーム２３内におけるシールド８の根本を固定することができる。これにより、ロボット２が駆動したとしても、シールド８の一端部８３が第２アーム２３内で過剰に動いてしまうのを防止することができる。

このような固定部８２１および固定部８２２は、シールド８の動きを規制する機能を有していれば特に限定されないが、例えば、紐、金具等が挙げられる。

このように、ロボット２は、第１延長部８６を第２アーム２３（ロボットアーム）に対して固定する固定部８２０（第１固定部）を有する。これにより、第２アーム２３内でのシールド８の動きを規制することができる。よって、シールド８が第２アーム２３内で過剰に動いてしまうのを防止することができ、この過剰な動きに伴う信号線５１〜５４の断線を防止または抑制することができる。

また、図４に示すように、シールド８は、配管部材９から基台２１の内部に延びた第２延長部８７を有している。これにより、信号線５１〜信号線５４の、シールド８に覆われている部分をより長くすることができる。よって、本発明の効果をより効果的に発揮することができる。

また、シールド８は、基台２１内では、固定部８３０（第２固定部）によって、基台２１内に固定されている。固定部８３０は、互いに離間した位置に配置された２つの固定部８３１および固定部８３２を有する。固定部８３１は、配管部材９と基台２１との接続部９２付近に位置している。また、固定部８３２は、固定部８３１よりも−ｚ軸側に設けられている。

また、ロボット２では、基台２１内に板金８５が設けられており、固定部８３１および固定部８３２は、板金８５に固定されている。板金８５は、ｙ軸方向に延在し、基台２１の上部の内面に固定される部分８５１と、ｚ軸方向に延在する部分８５２と、ｚ軸に傾斜して設けられた部分８５３とを有する。

部分８５１は、ｚ軸方向を厚さ方向とする向きで基台２１の上部の内面に固定されている。この固定方法としては、特に限定されず、金具を介したネジ止めや、接着、融着等の接合等が挙げられる。

部分８５２は、ｙ軸方向を厚さ方向とする向きで部分８５１の端部から垂設されている。この部分８５２には、固定部８３１によってシールド８が固定されている。これにより、シールド８の長手方向の途中が基台２１に固定される。

また、部分８５３は、部分８５２に対して傾斜して設けられている。すなわち、部分８５３は、ｚ軸に対して傾斜して設けられている。このため、固定部８３２（第２固定部）は、ロボットアーム２０の回動軸である第１回動軸Ｏ１および第２回動軸Ｏ２に対して傾斜している。これにより、シールド８の他端部８４を一旦、−ｙ側に引き回してから基台２１の＋ｙ側に引き出すことができる。よって、他端部８４は、−ｙ軸側から＋ｙ軸側に向って基台２１の＋ｙ側の内面に接続され、そのまま基台２１の＋ｙ軸側に位置する制御装置１に引き出すことができる。その結果、基台２１の＋ｙ側の内面付近でシールド８が急峻に屈曲した状態となるのをの防止することができる。よって、シールド８が屈曲により損傷するのを防止することができ、信号線５１〜信号線５４の断線を防止することができる。

このような固定部８３１および固定部８３２は、シールド８の動きを規制する機能を有していれば特に限定されず、例えば、固定部８２１および固定部８２２と同様の構成とすることができる。

このように、ロボット２は、第２延長部８７を基台２１に対して固定する固定部８３０（第２固定部）を有する。これにより、基台２１内でのシールド８の動きを規制することができる。よって、シールド８が基台２１内で過剰に動いてしまうのを防止することができ、過剰な動きに伴う信号線５１〜信号線５４の断線を防止または抑制することができる。

また、シールド８の他端部８４は、基台２１内の＋ｙ軸側の内面付近に位置する接続部９３に接続されている。信号線５１〜信号線５４は、この接続部９３を介して基台２１の外側に引き出され、制御装置１に接続されている。

以上説明したように、ロボット２は、ロボットアーム２０と、ロボットアーム２０に配置された角速度センサー２９（センサー）と、ロボットアーム２０に配置され、ロボットアーム２０を駆動するモーター２６１（駆動部）、モーター２７１（駆動部）およびモーター２８１（駆動部）と、ロボットアーム２０に接続された配管部材９と、配管部材９内に収納され、角速度センサー２９（センサー）から出力された信号を伝達する信号線５４（第１信号線）と、配管部材９内に収納され、モーター２６１（駆動部）、モーター２７１（駆動部）およびモーター２８１（駆動部）がら出力された信号を伝達する信号線５１、信号線５２および信号線５３（第２信号線）と、少なくとも配管部材９の内部において信号線５４（第１信号線）および信号線５１、信号線５２および信号線５３（第２信号線）を一括して覆うシールド８と、を備える。

これにより、図６に示すような信号線５１〜信号線５４の各々を被覆する構成に比べて、配線群５全体として細径化を図ることができる。よって、配管部材９の細径化を図ることができる。その結果、配管部材９の設置の自由度を高めることができるとともに、ロボット２全体で見たとき、小型化を図ることができる。さらには、配管部材９の細径化を図ることにより、第１アーム２２および第２アーム２３が回動する際、その動作を阻害するのを防止または抑制することができる。

また、ロボットアーム２０は、回動可能な第１アーム２２および第１アーム２２の回動軸Ｏ１と配向な回動Ｏ２周りで回動可能な第２アーム２３を有し、第１アーム２２は、基台２１に支持され、配管部材９は、第２アーム２３と基台２１とを接続する。このため、配線群５が第１アーム２２内を通過するのを省略することができ、第１アーム２２の小型化を図ることができる。その結果、配管部材９の設置の自由度を高めることができるとともに、ロボット２の小型化に寄与することができる。

以上、本発明のロボットを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、制御方法には、他の任意の工程が付加されていてもよい。

また、本発明は、前記実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

また、前記実施形態では、ロボットアームの回動軸の数は、３つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの回動軸の数は、例えば、２つ、または、４つ以上でもよい。すなわち、前記実施形態では、アーム（リンク）の数は、３つであるが、本発明では、これに限定されず、アームの数は、例えば、２つ、または、４つ以上でもよい。

また、前記実施形態では、ロボットアームの数は、１つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの数は、例えば、２つ以上でもよい。すなわち、ロボットは、例えば、双腕ロボット等の複数腕ロボットであってもよい。

また、本発明では、ロボット（ロボット本体）は、他の種類（形式）のロボットであってもよい。具体例としては、例えば、垂直多関節ロボット、脚部を有する脚式歩行（走行）ロボット等が挙げられる。「垂直多関節ロボット」とは、軸数（アーム数）が３つ以上であり、かつ、３つの軸のうちの２つの軸が互いに交差（直交）しているロボットのことを言う。

また、前記実施形態ではシールドは、遮蔽層および被覆層を有する２重管構成であったが、本発明ではこれに限定されず、例えば、遮蔽層が、被覆層と各信号線との隙間にモールドされた構成であってもよい。すなわち、遮蔽層は、管状をなしていなくてもよい。

また、前記実施形態では、第１信号線と、３本の第２信号線とが一括してシールドによって被覆されている場合について説明したが、本発明ではこれに限定されず、３本の第２信号線のうちの少なくとも１本が第１信号線とともにシールドによって一括して被覆されていれば本発明の効果を奏することができる。

また、前記実施形態では、４本の信号線が、横断面において２行２列に束ねられている場合について説明したが、これに限定されず、例えば、一列に束ねられて全体として帯状をなしていてもよい。この場合であっても配管部材の幅および厚さを小さくすることができる。

１…制御装置、２…ロボット、３…ねじ用限界ゲージ、５…配線群、７…エンドエフェクター、８…シールド、８'…シールド、９…配管部材、９'…配管部材、１１…ロボット制御部、１２…モーター制御部、１３…表示制御部、１４…記憶部、１５…受付部、１６…判定部、２０…ロボットアーム、２１…基台、２２…第１アーム、２３…第２アーム、２４…作業ヘッド、２５…駆動部、２６…駆動部、２７…駆動部、２８…駆動部、２９…角速度センサー、３１…把持部、３２…通り側ゲージ、３３…止まり側ゲージ、４１…表示装置、４２…入力装置、５１…信号線、５２…信号線、５３…信号線、５４…信号線、５５…導線、５６…被覆層、７１…取り付け部、７２…モーター、８１…遮蔽層、８２…被覆層、８３…一端部、８４…他端部、８５…板金、８６…第１延長部、８７…第２延長部、９０…一端部、９１…接続部、９２…接続部、９３…接続部、１００…ロボットシステム、２００…ケーブル、２２０…筐体、２３０…筐体、２３１…底板、２３２…天板、２３３…側壁、２３４…傾斜部、２４１…シャフト、２５１…モーター、２５２…位置センサー、２６１…モーター、２６２…位置センサー、２７１…モーター、２７２…位置センサー、２８１…モーター、２８２…位置センサー、２９０…力検出部、８２０…固定部、８２１…固定部、８２２…固定部、８３０…固定部、８３１…固定部、８３２…固定部、８５１…部分、８５２…部分、８５３…部分、Ｄ…外径、Ｄ'…外径、Ｏ１…第１回動軸、Ｏ２…第２回動軸、Ｏ３…第３回動軸

Claims (9)

1. ロボットアームと、
   前記ロボットアームに配置されたセンサーと、
   前記ロボットアームに配置され、前記ロボットアームを駆動する駆動部と、
   前記ロボットアームに接続された配管部材と、
   前記配管部材内に収納され、前記センサーから出力された信号を伝搬する第１信号線と、
   前記配管部材内に収納され、前記駆動部から出力された信号を伝搬する第２信号線と、
   前記配管部材の内部において前記第１信号線および前記第２信号線を一括して覆うシールドと、を備えることを特徴とするロボット。
2. 前記シールドは、前記配管部材から前記ロボットアームの内部に伸びている第１延長部を有する請求項１に記載のロボット。
3. 前記第１延長部を前記ロボットアームに対して固定する第１固定部を有する請求項２に記載のロボット。
4. 前記第１延長部の前記配管部材から遠位側の端部は、前記センサーと離間している請求項２または３に記載のロボット。
5. 前記ロボットアームを支持し、前記配管部材の一端部が接続された基台を備え、
   前記シールドは、前記配管部材から前記基台の内部に延びている第２延長部を有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボット。
6. 前記第２延長部を前記基台に対して固定する第２固定部を有する請求項５に記載のロボット。
7. 前記第２固定部は、前記ロボットアームの回動軸に対して傾斜している請求項６に記載のロボット。
8. 前記ロボットアームは、回動可能な第１アームおよび、前記第１アームの回動軸と平行な回動軸周りで回動可能な第２アームを有し、
   前記第１アームは、前記基台に支持され、
   前記配管部材は、前記第２アームと前記基台とを接続する請求項５ないし７のいずれか１項に記載のロボット。
9. 前記センサーは、角速度センサーである請求項１ないし８のいずれか１項に記載のロボット。

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