JPH05220689A - 産業用ロボットのケーブル案内装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、産業用ロボットの相対動作する２
つの可動部材間に張設されるケーブルを弛みや無理な引
っ張り、捩れ等が発生することないように調整、案内で
きるケーブル案内装置を提供せんとするものである。 【構成】 本発明は、産業用ロボットの相対的に動作す
る２つの可動部材２０、２６間に渡って張設されたケー
ブル２４を案内するとき、一方の可動部材２６が他方の
可動部材２０に対して相対動作を行うときには、その動
作に従動してケーブル２４に、その長さ方向の追従移動
を付与し得るように調整、案内する転動部材１８と、ケ
ーブル旋回を案内する内輪、外輪部材１２、１４を備
え、大きなケーブル弛みが発生することもなく、かつ、
捩れや引っ張りがケーブルに作用することないように案
内するケーブル案内装置の構成を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットのケー
ブル案内装置に関し、特に、相対動作する２つのロボッ
ト可動部材の外側に張設されるケーブルを可動部材の動
作に従動させるように案内し、余分なケーブル弛みを排
することが可能な産業用ロボットのケーブル案内装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用ロボットは、ロボット腕の先端に
設けられた手首に種々のエンドエフェクタを装着して所
望のロボット作業を遂行するように構成され、エンドエ
フェクタに対して、ケーブルを介して作業用気体、液
体、電力、電気信号等の供給が行われる。このような場
合には、ロボット腕の外周に匍匐的に配設したケーブル
を当該ロボット腕の先端部位で一旦、固定し、その固定
点から更に手首側へ適量のケーブル弛みを与えてからエ
ンドエフェクタに接続する構成が取られている。すなわ
ち、図４に示すように、ロボット腕６と手首５に装着さ
れたエンドエフェクタ７との間に張設されたケーブル８
は、ロボット腕６の先端領域における適所にケーブル固
定具９で固定され、エンドエフェクタ７側へは図４の
（Ａ）図に示すように、弛み８ａを与えてから、同エン
ドエフェクタ７の適当部位で接続した構成としていた。
すなわち、図４の（Ｂ）〜（Ｄ）図に図示のごとく、エ
ンドエフェクタ７が腕６に対して相対的に動作したとき
には、ケーブル弛み８ａの余裕によって無理な引っ張り
がケーブル８に作用しないようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、図４の
（Ｂ），（Ｃ）図の状態ではケーブル弛み８ａの部分が
ロボット腕６の側面位置に接触して手首５の動作に従っ
て擦れたり、また、ロボット関節部５ａに弛み８ａの部
分が接触して同様な擦れを起こしケーブル破損の原因に
なる場合がある。また、弛み８ａを与える構成は、ロボ
ット動作中にロボット機体の周辺に設けられた周辺機器
にケーブル弛み８ａが接触する危惧もありケーブル自体
の損傷や周辺機器を損傷等を起こす危惧もある等の問題
点があり、それを回避しようとすると、ロボット機体の
動作範囲を縮小したり、周辺機器を充分にロボット機体
から離して置くだけの空間的余裕を要する等の不具合が
発生する問題がある。

【０００４】依って、本発明の目的は、産業用ロボット
の相対動作する２つの可動部材に張設されるケーブルを
余分な弛み等を与えることなく、かつ、ケーブルに引っ
張りや捩れの作用が及ぶことが無いように調整、案内す
る産業用ロボットのケーブル案内装置を提供せんとする
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、産業
用ロボットの相対的に動作する２つの可動部材間に渡っ
て張設されたケーブルを案内するとき、一方の可動部材
が他方の可動部材に対して相対動作を行うときには、そ
の動作に従動してケーブルに、その長さ方向の追従移動
を付与し得るようにし、しかも、大きなケーブル弛みが
発生することがないように案内するケーブル案内手段を
構成したものである。

【０００６】本発明によれば、産業用ロボットの相対動
作する２つの可動部材間に張設された可撓性ケーブルを
該可動部材の動作に従動して案内する産業用ロボットの
ケーブル案内装置において、前記可動部材に遊嵌される
内輪部材と、その内輪部材に対して相対回転可能な外輪
部材と、その外輪部材に固定された部材として設けら
れ、ケーブルをその長さ方向に移動自在に案内し、かつ
該長さ方向と直交した方向には移動を拘束するケーブル
係合部材を有したケーブル案内具とを、具備して構成さ
れた産業用ロボットのケーブル案内装置が提供され、好
ましくは、上記のケーブル係合部材は、ケーブルを挟持
する１対の回転可能なローラ部材から成る産業用ロボッ
トのケーブル案内装置が提供されるのである。 以下、
本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に詳細に説
明する。

【０００７】

【実施例】図１は、本発明による産業用ロボットのケー
ブル案内装置の詳細構造を示した正面図、図２は同断面
図、図３はロボット上に取付けられたケーブル案内装置
の作用を説明する作用説明図、図４は産業用ロボットに
設けられた従来のケーブル案内装置の作用説明図であ
る。

【０００８】図１と図２を参照すると、本発明に係る産
業用ロボットのケーブル案内装置の１実施例が示されて
いる。本実施例のケーブル案内装置１０は、産業用ロボ
ットの可動部材、例えば、ロボット腕２０に挿着される
内輪部材１２、同内輪部材１２の外周に周方向に相対旋
回が可能に設けられた外輪部材１４、同外輪部材１４の
適所にねじ止め又は溶接等の適宜の固定手段で取付け
て、固定されたケーブル保持枠１６、１６とそのケーブ
ル保持枠１６に回転可能に保持され、内輪１２及び外輪
１４の径方向に隔てられた１対のローラ１８、１８とを
有して構成され、１対のローラ１８、１８の間にケーブ
ル保持空間が形成されている。図示例では、上記内輪部
材１２と外輪部材１４との間は滑り係合に形成されてお
り、通常の回転軸受けの内、外輪のように両者間に転動
ボールやコロ等のころがり部材を介挿して両者を相対回
転可能に形成してもよい。また、ケーブル案内装置１０
の各構造部材はは金属材料であっても或いは強度の高い
プラスチック材料等で製造しても良い。

【０００９】さて、図３（Ａ）〜（Ｄ）から明らかなよ
うに、図１、２に示したケーブル案内装置１０は、複数
個を準備し、その内輪１２を例えば、産業用ロボットの
ロボット腕２０における適当数の個所に挿着し、同ロボ
ット腕２９の表面に沿って配設されるケーブル２４を各
外輪１４にケーブル保持枠１６を介して取付けられたロ
ーラ１８、１８の間を通過させるようにして同ロボット
腕２０の基端側から先端側へ延設し、ロボット腕２０の
先端に関節２２を介して枢着、結合されている手首２１
に装着されたエンドエフェクタ２６の所定位置に同ケー
ブル２４の先端を接続、配管する。

【００１０】他方、ロボット腕２０の基端側には同ケー
ブル２４に充分な長さを確保し、ロボット機体の胴体構
造又は機体外の適所、例えば、ロボット使用現場の天井
部から垂下させた適当な構造枠により垂直方向に移動可
能に保持されたケーブル保護部材として周知のケーブル
ベア２８に挿通し、ケーブルベア２８を通過後のケーブ
ル２４は、同ケーブルによる搬送媒体である気体（例え
ば圧力エア）や液体、液状体（シール剤）等の供給源や
或いは電気ケーブルの場合には電源装置や制御装置類へ
接続するように配管する。

【００１１】上述の如く、ロボット腕２０とエンドエフ
ェクタ２６のように両者が関節２２、手首２１を介して
相対的動作を行う２つのロボット可動部材の間に渡って
ケーブル２４を張設、配管するときに、本発明に係るケ
ーブル案内装置１０を設けると、ケーブル２４にはロボ
ット腕２０とエンドエフェクタ２６との枢着部領域には
余裕長として弛みを予め設けておく必要がなくなるので
ある。次に、図３の（Ａ）から（Ｄ）の図示に従って、
上述の構成を有したケーブル案内装置１０の作用を説明
する。

【００１２】図３の（Ａ）はロボット腕２０に対してエ
ンドエフェクタ２６が仰姿勢にある状態を示しており、
複数のケーブル案内装置１０で案内、保持されたロボッ
ト腕２０周囲のケーブル２４は関節２２の上方を通過し
てエンドエフェクタ２６の基端近傍で同エンドエフェク
タ２６の内部に接続している。また、ケーブル２４の末
端側は、ロボット機体外の適当個所３０にＵ字形の一辺
が固定され、他辺が垂直移動可能なＵ字形ケーブルベア
２８を通過している。いま、手首２１が矢印で示すよう
に、（Ａ）図の状態からロボット腕２０の軸線まわりに
旋回して（Ｂ）図の俯き位置の状態に動作すると、エン
ドエフェクタ２６におけるケーブル接続点２６ａが回転
しているので、ケーブル２４はケーブル案内装置１０の
外輪１４を回転させ、１対のローラ１８の間を通過して
移動する。即ち、エンドエフェクタ２６の動作に従って
ケーブル２４もケーブル案内装置１０の案内の下に無理
なく移動を行うのである。このとき、ケーブル２４の末
端側ではケーブルベア２４が僅かに上方に移動してケー
ブル２４の長さ変動分を送り込んで補充している。

【００１３】同様に、図３の（Ｃ）図は更に、手首２１
がロボット腕２０に対して相対的に矢印で示す方向に回
転し、このとき、ケーブル接続点２６ａの旋回に伴って
ケーブル２４に手首側からロボット腕側にケーブル引っ
張り力が作用し、故に、ケーブル２４は、ケーブル案内
装置１０の外輪１４の回転を誘発し、ローラ１８の間を
円滑に通過、移動する。このとき、ケーブル２４の末端
側ではケーブルベア２８が上方に移動してケーブル２４
に作用する引っ張り力により移動するケーブル長分を送
り込んで補充する。

【００１４】なお、図示例において、ロボット腕２０の
先端側から３つ目のケーブル案内装置は他の内輪１２、
外輪１４、ケーブル保持枠１６、１６、ローラ１８、１
８を有した案内装置１０と異なり、ロボット腕２０の外
周にケーブル保持枠１６、１６と１対のローラ１８、１
８だけが取付けられ、ケーブル２４の直進移動だけを許
容する案内装置に構成されている。つまり、関節２２か
ら見て遠い位置では内輪１２に対する外輪１４の回転に
よってケーブル２４が手首２１の動作に従動する必要が
ないので、ケーブル保持枠１６、１６とローラ１８、１
８だけから成る案内装置にしたものである。然しなが
ら、勿論、本発明に係るケーブル案内装置１０を取付け
ても良いことは言うまでもない。

【００１５】以上の説明によるロボット可動部材の動作
に従動するケーブル２４の動作過程では、ケーブル２４
の末端側でケーブルベア２８が垂直上方に移動する場合
を説明したが、逆にロボット腕２０に対するエンドエフ
ェクタ２６の相対的動作でケーブル２４が末端側へ押し
戻さるときは、案内装置１０の外輪１４の回転と共にロ
ーラ１８、１８間の空間を通過してケーブルベア２８側
へケーブル移動が生ずる。このとき、ケーブルベア２８
に保持されたケーブル２４の部分は自重で下方へ移動し
てロボット腕２０の先端領域でケーブル弛みが発生しな
いようにしている。以上、要するに、本発明によれば、
産業用ロボットの２つの相対可動部材２０、２６間に渡
ってケーブル２４が張設されるときに、ケーブル案内装
置１０は、一方の可動部材２６が他方の可動部材２０に
対して相対移動を行うと、その動作に追従してケーブル
２４が従順に動作するように外輪１４の回転とローラ１
８の転動で適正に案内し、ケーブル２４に無理な引っ張
りが作用したり、余分な弛みを生じないように自動調整
しているのである。

【００１６】以上の実施例の説明では、産業用ロボット
の腕部材とエンドエフェクタ部材との間に渡って張設、
配線されるケーブルに就いてケーブル案内装置１０が案
内する実施例の場合を説明したが、ロボットが関節を介
して枢着された２つの腕を有するような場合には、一方
の腕と他方の腕との間に張設されるケーブルに対して本
発明のケーブル案内装置１０を適用可能なことは言うま
でもない。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、産業用ロボットの互い
に相対動作を行う２つの可動部材間に渡って配線、配管
されるケーブルに対し、一方の可動部材の動作に従動し
てケーブルが無理なく旋回や直進変位するように案内さ
れるので、ケーブルがロボット動作時にロボット機体の
表面に擦れて損傷をおこす問題や余分な弛みが発生して
ロボット機体の周辺に配設された周辺機器と干渉を起こ
す問題等が発生する余地のない高性能のケーブル案内装
置が得られ、延いては、産業用ロボットの使用時におけ
るケーブル保守の煩瑣を解放することもできるのであ
る。

【００１８】しかも、本発明によるケーブル案内装置
は、内輪、外輪、ケーブル保持枠、ケーブル案内ローラ
の僅か４つの部材から形成し得るので、低価格性と構造
の簡単さの効果をも奏し得るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による産業用ロボットのケーブル案内装
置の詳細構造を示した正面図である。

【図２】同ケーブル案内装置の断面図である。

【図３】（Ａ）図から（Ｄ）図は、ロボット上に取付け
られたケーブル案内装置の作用を説明する作用説明図で
ある。

【図４】産業用ロボットに設けられた従来のケーブル案
内装置の作用説明図である。

【符号の説明】

１０…ケーブル案内装置、 １２…内輪、 １４…外輪、 １６…ケーブル保持枠、 １８…ローラ、 ２０…ロボット腕、 ２２…関節、 ２４…ケーブル、 ２６…エンドエフェクタ、 ２８…ケーブルベア。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 産業用ロボットの相対動作する２つの可
   動部材間に張設された可撓性ケーブルを該可動部材の動
   作に従動して案内する産業用ロボットのケーブル案内装
   置において、 前記可動部材に遊嵌される内輪部材と、 前記内輪部材に対して相対回転可能な外輪部材と、 前記外輪部材に固定された部材として設けられ、ケーブ
   ルをその長さ方向に移動自在に案内し、かつ該長さ方向
   と直交した方向には移動を拘束するケーブル係合部材を
   有したケーブル案内具とを、具備して構成されたことを
   特徴した産業用ロボットのケーブル案内装置。
2. 【請求項２】 前記ケーブル案内具のケーブル係合部材
   は、ケーブルを挟持する１対の回転可能なローラ部材か
   ら成る請求項１に記載の産業用ロボットのケーブル案内
   装置。