JPH0584688A - 水平多関節型ロボツトの付属装置 - Google Patents

水平多関節型ロボツトの付属装置

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JPH0584688A
JPH0584688A JP24731791A JP24731791A JPH0584688A JP H0584688 A JPH0584688 A JP H0584688A JP 24731791 A JP24731791 A JP 24731791A JP 24731791 A JP24731791 A JP 24731791A JP H0584688 A JPH0584688 A JP H0584688A
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JP
Japan
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holder
robot
arm
tip
horizontal
Prior art date
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Pending
Application number
JP24731791A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeyoshi Hirabayashi
重義 平林
Fumio Nakazawa
文男 中澤
Yoichi Miyasaka
洋一 宮阪
Satoshi Nakamura
敏 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 水平多関節型ロボットにおいて多機能な動作
をするロボット主軸の先端に設けられたハンドリング装
置に供給するための配管と配線の導線が、ロボット主軸
の動きに倣うする如く垂直と回転の動作が可能とする装
置を提供する。 【構成】 第1のホルダーから第4のホルダーよりな
り、特に、第3のホルダーと第4のホルダーと弾性部材
による連結、第4のホルダーの外縁部の椀状の形状、第
3のホルダーの2アームとの接触部に緩衝部材を設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水平多関節型ロボット
の付属装置に関し、詳しくは配管と配線用のホルダーに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】ロボットの中でも民生機器を組立てる水
平多関節型ロボットにおいては、ロボット主軸に取付ら
れ、複雑な被組立加工物をハンドリングする為のハンド
リング装置と、画像処理用のカメラ等を組み合わせて搭
載したロボットは、その動作と働きが多機能になってい
る。具体的にはX,Yの水平座標の動き、Z方向の垂直
座標の動きと、更にロボット主軸の回転の動きの様に複
雑になっている。図5の従来の水平多関節型ロボットの
側面図に示す様に、101のハンドリング装置を駆動す
るための圧空や真空の配管と102のカメラ用の配線
は、この複雑な動きに倣う必要がありその導線103に
(配管と配線等を以降”導線”と称す)いろいろ工夫を
試みている。しかしながら導線103はハンドリング装
置101の複雑な動きに合わせる為に、導線を適当なホ
ルダー104を設けて結束したり、導線を長くして垂ら
したり、装置に巻いたりしていた。以上の様な従来の技
術では、配管と配線の導線はハンドリング装置の複雑な
動きにほとんど倣わない為に導線に必要以上のストレス
が加わり、破損し寿命を短くするという問題があった。
その為に導線にストレスが加わることがない動きにロボ
ットの動作エリアを制限しなければならないという問題
があった。導線の負荷は動作スピードを落とし、位置精
度のバラツキの要因にもなつている。特に近年ダイレク
トドライブの駆動モーターを搭載した、動作スビードの
速い水平多関節型ロボットが開発され、導線が慣性で飛
ばされるのでその経路と処理方法が不備の為、信頼性の
高いハンドリング装置を搭載して使用できないという問
題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ロボット主軸の先端に
設けられたハンドリング装置に供給するための配管と配
線の導線がロボットの動きに倣うが如く移動可能とする
付属装置を設け、導線の寿命を延ばし、動作スピードが
速く信頼性が高いハンドリング装置が使用できる水平多
関節型ロボットを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の水平多関節型ロボットの付属装置は、水平
多関節型ロボットの基軸に取付けられた第1の回転駆動
モーターを持つ第1アームと、該第1アーム先端部に設
けられた第2の回転駆動モーターを持つ第2アームから
なり、更に該第2アーム先端部にはロボット主軸を垂直
方向に移動させる第3の駆動モーターと、該ロボット主
軸を回転させる第4の駆動モーターとからなる水平多関
節型ロボットにおいて、前記ロボット主軸の先端に設け
られたハンドリング装置に供給するための配管と配線の
導線が前記水平多関節型ロボットの動きに倣うが如く作
動することを特徴とし、その付属装置は、図1に示す基
軸の近傍に位置し棒状の弾性部材からなる第1のホルダ
ーと、第1アームの先端の回転中心に位置し回転自在か
らなる第2のホルダーと、ロボット主軸上にもうけられ
た第3ホルダーと、該ロボット主軸の先端近傍に設けら
れた椀状の第4のホルダーから構成され、更に第3のホ
ルダーと第4のホルダーは、図3に示す如く第3のホル
ダーの一端と第4のホルダーの一端と連結させた弾性部
材を設け、更に第4のホルダーは、図3に示す如く第4
のホルダーの外縁部は内側に曲がる如く椀状の形状と
し、又、第3のホルダーは、図3に示す如く第3のホル
ダーと前記第2アームとの接触部に緩衝部材を設けたこ
とを特徴とする。
【0005】
【作用】上記の様に構成された水平多関節型ロボットの
付属装置は、導線の経路における第1のホルダーから第
4のホルダーに至るまで、ロボットの動作に合わせて各
々の場所の導線の動きや慣性運動に対して倣う様に必要
な場所にホルダーを設けてある。従って導線のある部分
に集中してストレスが加わることがない。更に他の作用
として、第3のホルダーと第4のホルダーの弾性部材に
よる連結は高速な動きに確実に倣わせる為の作用があ
る。又、第3のホルダーに設けた緩衝部材はロボットの
作動中に第3のホルダーとロボット頭部との接触時の衝
撃を緩和させている。
【0006】
【実施例】以下に本発明の一実施例を図面にもとづいて
説明する。図1は水平多関節型ロボットの側面図を示
し、図2は水平多関節型ロボットの平面図を示す。図3
はロボット主軸部の詳細図を示す。図1に従い水平多関
節型ロボットの概略を説明する。水平多関節型ロボット
は、基軸1に取付けられた第1の回転駆動モーター2を
持つ第1アーム3と第1アーム3の先端部に設けられた
第2の回転駆動モーター4を持つ第2アーム5からな
る。なお回転駆動モーターは、ダイレクトモーターを搭
載した例を示し概念的な省略図面で図示してある。更に
第2アーム5の先端部にはロボット主軸6をZ方向であ
る垂直方向に移動させる為の第3の駆動モーター7と、
ロボット主軸6を回転させる為の第4の駆動モーター8
とからなる。ロボット主軸6の先端には被組立加工物を
ハンドリングする為のハンドリング装置9と画像処理用
のカメラ10が設けられている。次に本発明の水平多関
節型ロボットの付属装置について説明する。付属装置は
ハンドリング装置9と画像処理用のカメラ10に供給す
るための配管と配線の導線11が水平多関節型ロボット
の動きに倣うが如く工夫された次に説明するホルダー類
の構成からなる。第1のホルダー12は、図1に示す基
軸1の近傍に位置し細長い棒状の弾性部材(例えばステ
ンレスばね鋼)からなり先端を螺旋状にして導線11を
通してある。従って第1のホルダー12はロボットの動
きによって、導線11が移動し長さに弛みがでた場合、
矢印F方向の様に自由に先端が移動する。続いて導線1
1は第2のホルダー13に中継される。第2のホルダー
13は第1アーム3の先端の回転中心に位置して、導線
11の結束部は玉軸受A14により回転自在になってい
る。ロボット主軸6が垂直方向(上下方向)に移動して
も導線11は第2のホルダー13を支点に矢印Gの如く
動きをする。更に図2に示す例の様に第1アームと第2
アームが”へ”字状に曲がった時、導線11は第2のホ
ルダー13を中点として大きな円弧の”S”字状にな
る。これらは導線11にスムーズな動き与えると共に導
線11に対してのストレスを弱めて働きをする。続いて
導線11は図3に示す様にロボット主軸6の軸上に設け
られた第3のホルダー15に中継される。第3のホルダ
ー15はロボット頭部16と干渉しない位置を保つこと
が出来る”コ”字状のアルミ管等の軽量部材を用いてロ
ボット主軸6の両端に玉軸受けB17を介して取り付け
られて、適所に導線11を結束している。従ってロボッ
ト主軸6が上下と回転の移動が行われても、導線11は
勝手にロボット頭部16に接触することはない。なお第
3のホルダー15の中間部設けられた18は発泡ウレタ
ン等からなる緩衝部材であり、そして19はコイルバネ
等からなる弾性部材であり詳細は後で記述する。続いて
導線11はロボット主軸6の先端近傍に固定された椀状
の第4のホルダー20に中継される。椀状の第4のホル
ダー20はステンレスの細線を用いた物で(例えばアル
ミ板,プラスチック等の軽量部材を用いた物でも可)製
作されており、特に外縁部23は内側に曲がるが如く椀
状の形状をしている。導線11は椀状の底部24に外側
から渦巻き状に内側に少なくとも1巻き以上巻き込み内
側で固定する。固定された導線11はハンドリング装置
やカメラに配管配線してある。図4は第3のホルダーと
第4のホルダー作動関係図を示し、(a)図はホルダー
が中立点位置を示し、(b)図は180度以上回転した
位置を示すものである。第3のホルダー15のフック部
21と第4のホルダー20の外縁フック部22とを弾性
部材19を介して連結してあるが、第4のホルダー20
は(a)図の様に中立点で停止している場合は弾性部材
19は最小の身長の位置で安定しようとする。伴って第
3のホルダー15はロボット軸6に対して回転負荷を少
なくする玉軸受けB17を設けているので倣う様に追従
して、図の様に一直線状の安定状態になる。ここで、第
4のホルダー20が回転(実際にロボット軸6とハンド
リング装置9も回転する)して外縁フック部22が動く
と弾性部材19は当然のことながら身長が伸び様とする
が、一端を連結しているフツク部21にも所定の方向に
力がかかりほぼ倣いながら一緒に廻る。従って前記に述
べた渦巻状に巻き込まれた導線11はほとんど移動する
がなく椀状の底部24に格納されていることになる。実
用の稼働運転においては、ロボット軸6は中立点位置に
対してプラスとマイナスの方向に180度以上の回転角
が必要である。(b)図の様は中立点位置に対して矢印
L方向に180度以上回転した例で、連結された第3の
ホルダー15は導線11と共に暫くは、動きに倣いなが
ら廻るが途中で第2アーム5と接触して止まってしま
う。しかし弾性部材19で連結しているので図の様にα
度廻っても、例えばコイルバネの身長が伸びることで連
結状態が保たれている。但し底部24に渦巻き状に巻き
込みした導線11はα度の分の僅か巻き込みが解ける動
きをするが導線には大きなストレスにはならない。な
お、第3のホルダー15と第2アーム5との接触を緩和
する為に緩衝部材18を設けている。
【0007】
【発明の効果】上記の様に構成された本発明の水平多関
節型ロボットの付属装置は、ロボットの動作に合わせて
導線の動きと慣性と巻き込みに対して如何に、ストレス
を最小限にしているかである。第1として、基軸の近傍
に位置し棒状の弾性部材からなる第1のホルダーは、導
線の引っ張り,弛みを弾性部材の撓みで動きに倣いスト
レスを作らない効果がある。第2として、第1アームの
先端の回転中心に位置し回転自在からなる第2のホルダ
ーは、水平多関節型ロボットの特有なアームの曲げ動作
に対して導線が常に曲げ動作に対して導線の形状が大き
な円弧の”S”字状になるので、導線にストレスを均等
に与える効果がある。又、導線のほぼ中点を支えている
ので、スピードの速い動きに対して導線の慣性を止める
効果もある。第3として、ロボット主軸上にもうけられ
た第3ホルダーと第4のホルダーは、ロボットの主軸の
上下と回転動作に対して導線がロボット頭部の外形に接
触しない様に構成され、適所に結束れた導線はほとんど
ストレスが加わらない。第4として、第3のホルダーと
第4のホルダーは、弾性部材で連結させてあるため、回
転動作に倣い追従することが出来る。これはロボット主
軸の回転エリアを導線のストレス負荷が少ない状態で、
プラスとマイナス方向に180度以上の動作エリアを確
保することができる。実例として、巻き込まれた導線に
ストレスが抑えられるので、特に画像処理用のカメラの
配線に使用される同軸ケーブルの破損に対して大きな効
果がある。第4として、第4のホルダーの特徴であるホ
ルダーの外縁部の内側に曲げた椀状の形状は、動作スピ
ードの速い動きと回転に対して導線が慣性でホルダーか
ら外へ飛ばさない効果がある。第5として、第3のホル
ダーに設けた緩衝部材は導線がロボット頭部にぶつかっ
た時の緩衝を吸収し和らげる効果がある。以上の様な導
線のホルダー類で構成された本発明の付属装置は、各々
の特徴とされる項目が個々に効果を上げていることは勿
論であるが、全体の相乗効果により、配管と配線の導線
の寿命を延ばし、動作スピードが速く信頼性が高いハン
ドリング装置が使用できる水平多関節型ロボットを提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 水平多関節型ロボットの側面図である。
【図2】 水平多関節型ロボットの平面図である。
【図3】 ロボット主軸部の詳細図である。
【図4】 第3のホルダーと第4のホルダー作動関係図
である。
【図5】 従来の水平多関節型ロボットの側面図であ
る。
【符号の説明】
1 基軸 2 第1の回転駆動モーター 3 第1アーム 4 第2の回転駆動モーター 5 第2アーム 6 ロボット主軸 7 駆動モーター 8 第4の駆動モーター 9 ハンドリング装置 10 カメラ 11 導線 12 第1のホルダー 13 第2のホルダー 14 玉軸受A 15 第3のホルダー 16 ロボット頭部 17 玉軸受B 18 緩衝部材 19 弾性部材 20 第4のホルダー 21 フック部 22 外縁フック部 23 外縁部 24 底部 101 ハンドリング装置 102 カメラ 103 導線 104 ホルダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 敏 長野県諏訪市大和3丁目3番5号セイコー エプソン株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基軸に取付けられた第1の回転駆動モー
    ターを持つ第1アームと、該第1アーム先端部に設けら
    れた第2の回転駆動モーターを持つ第2アームからな
    り、更に該第2アーム先端部にはロボット主軸を垂直方
    向に移動させる第3の駆動モーターと、該ロボット主軸
    を回転させる第4の駆動モーターとからなる水平多関節
    型ロボットにおいて、前記ロボット主軸の先端に設けら
    れたハンドリング装置に供給するための配管と配線の導
    線が前記水平多関節型ロボットの動きに倣うが如く作動
    することを特徴とする水平多関節型ロボットの付属装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1における付属装置は、図1に示
    す基軸の近傍に位置し棒状の弾性部材からなる第1のホ
    ルダーと、第1アームの先端の回転中心に位置し回転自
    在からなる第2のホルダーと、ロボット主軸上に設けら
    れた第3ホルダーと、該ロボット主軸の先端近傍に設け
    られた椀状の第4のホルダーから構成されたことを特徴
    とする請求項1の水平多関節型ロボットの付属装置。
  3. 【請求項3】 請求項2における第3のホルダーと第4
    のホルダーは、図3に示す如く第3のホルダーの一端と
    第4のホルダーの一端と連結させた弾性部材を設けたこ
    とを特徴とする請求項1の水平多関節型ロボットの付属
    装置。
  4. 【請求項4】 請求項2における第4のホルダーは、図
    3に示す如く第4のホルダーの外縁部は内側に曲がる如
    く椀状の形状としたことを特徴とする請求項1の水平多
    関節型ロボットの付属装置。
  5. 【請求項5】 請求項2における第3のホルダーは、図
    3に示す如く第3のホルダーと前記第2アームとの接触
    部に緩衝部材を設けたことを特徴とする請求項1の水平
    多関節型ロボットの付属装置。
JP24731791A 1991-09-26 1991-09-26 水平多関節型ロボツトの付属装置 Pending JPH0584688A (ja)

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