JPH06155367A

JPH06155367A - 産業用ロボット

Info

Publication number: JPH06155367A
Application number: JP33548792A
Authority: JP
Inventors: Akishige Ienari; 昭重家成; Masao Nakajima; 雅夫中島
Original assignee: RITSUKUSU KK
Current assignee: RITSUKUSU KK
Priority date: 1992-11-20
Filing date: 1992-11-20
Publication date: 1994-06-03

Abstract

(57)【要約】【目的】相対湿度が非常に高い雰囲気、または水蒸気
が発生したり水滴が飛散する作業環境、或は水中、液中
においても作業可能としたロボットの提供。【構成】手または腕を備えた産業用ロボットにおい
て、前記手６の駆動源と、該手６の実際の動作状態を測
る手用ロータリエンコーダと、を該手の作業領域外に配
置し、手６の関節部１７には水の侵入を防止するラビリ
ンスパッキン２２やシールリング２３等のシール材を設
けた産業用ロボット。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットに関
し、特に相対湿度が非常に高い雰囲気（例えば湿度８５
％以上）または水滴等が飛散する作業環境、或は水中、
液中においても作業可能としたロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、様々な分野で用途に応じて開発さ
れた産業用ロボットが使用されている。この従来の産業
用ロボットでは、全て駆動や制御のための機器が最も制
御し易い機構を採っており、このため、使用環境条件と
して作業領域の相対湿度が８０％以下というように規定
されていた。そして、近年では人手不足や作業環境の改
善等で作業環境が悪くなりがちな分野での自動化が要望
されており、例えば、洗浄や切断、バリ取りや剥離作
業、塗装作業等や湿度、粉塵、溶剤蒸気の発生、危険性
等のある雰囲気中での各種作業ロボットの使用は急務と
なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そして、前記洗浄や切
断、バリ取りや剥離作業等は、近年著しい発展がみられ
る高圧力のウォータジェットの使用が可能である。しか
しながら、この従来の産業用ロボットには耐水性と精度
を両立させたものはなく、如何に遮水カバーをつけよう
とも手首関節への水、水蒸気の侵入を防ぐことはでき
ず、錆や水垢の発生により耐久性が極めて劣ることにな
り産業用途としての使用に耐えるものではないという問
題があった。また、一方、一般的に水の侵入を防ぐ方法
としては摺動シール材の使用が考えられるが、摺動抵抗
の増加による負荷トルクの増大を招くことになるため、
ロボットとしての精度低下を避けられず産業用ロボット
の手等の関節部をこのシール材を用いて保護することは
困難であるという問題があった。

【０００４】本発明は、かかる従来の問題点を解決する
ためになされたものであって、その目的とするところ
は、高い湿度や水滴が飛散する雰囲気下、或は水中、液
中でも精度低下させることなく使用できる産業用ロボッ
トを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明請求項１記載の産業用ロボットでは、手または
腕を備えた産業用ロボットにおいて、前記手または腕の
駆動源と、該手または腕の実際の動作状態を測る検知部
と、を該手または腕の作業領域外に配置し、手または腕
の関節部には水の侵入を防止するシール材を設けた構成
とした。

【０００６】また、請求項２記載の産業用ロボットで
は、請求項１記載の産業用ロボットにおいて、前記手ま
たは腕に装着するツールが流体を噴射するノズルである
構成とした。

【０００７】また、請求項３記載の産業用ロボットで
は、請求項１または請求項２記載の産業用ロボットにお
いて、ツールに供給する流体の流路を前記関節部の回転
軸の軸心を介して手または腕まで延設した構成とした。

【０００８】

【作用】本発明請求項１記載の産業用ロボットでは、駆
動源と検知部を手または腕の部分以外に取付けているの
で、重量に関係なく十分出力のあるアクチュエータを使
用することができる。また、このため、手または腕を軽
量化することができるから慣性も小さくなりより制御が
容易となる。また、前記駆動源と検知部とは、手または
腕の作業領域外に配置しているので、水蒸気の発生や水
滴の飛散等から保護することができる。作業領域内に配
される関節部は、シール材によって水の侵入を防止する
ことができる。この場合、シール材によって、該関節部
の駆動負荷トルクが増大したとしても前記検知部により
フルクローズドループ方式制御が実現できるので、精度
低下を防ぐことができる。

【０００９】請求項２記載の産業用ロボットでは、高圧
力のウォータジェットを使用して、駆動源と検知部に支
障を与えることなく洗浄や切断、バリ取りや種々の作業
等を簡単で安全に行うことができる。

【００１０】請求項３記載の産業用ロボットでは、ツー
ルに供給する流体の流路が、間接部の回転軸の軸心を介
して延設されているため、作業位置、姿勢に拘りなくホ
ース等が垂れ下って作業の邪魔をすることもなく、ま
た、その外観も洗練されたものとなる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１は本実施例の産業用ロボットの下部
腕を示す断面図、図２は上部腕を示す断面図、図３は手
関節部の一方を示す断面図、図４は産業用ロボットを示
す側面図である。尚、図１はＢ−Ｂ線で図２のＣ−Ｃ線
と一致した状態で図２と連続するものである。まず、実
施例の構成を説明する。本実施例の産業用ロボットＡ
は、基台１と、Ｙ軸サドル２と、Ｘ軸サドル３と、コラ
ム４と、腕５と、手６と、手用モータ７と、手駆動用ワ
イヤ８と、手用ロータリエンコーダ９と、ロータリエン
コーダ連結用ワイヤ１０と、を主要な構成としている。

【００１２】前記基台１は、内部にバリ取り用の作業領
域ａを形成すると共に各部の取付枠となるものであっ
て、地上に固定される。

【００１３】Ｙ軸サドル２は、腕５を縦水平方向に移動
させるものであって、基台１上面に移動自在に載置され
ている。

【００１４】Ｘ軸サドル３は、腕５を横水平方向に移動
させるものであって、前記Ｙ軸サドル２上面に移動自在
に載置されている。

【００１５】コラム４は、腕５をＺ軸方向に移動させる
ものであって、前記Ｘ軸サドル３に立設されている。図
中４ａはガイドレールである。

【００１６】腕５は、手６をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に案
内するものであって、上部腕５ａと下部腕５ｂとで形成
されている。上部腕５ａは中空構造であって、前記コラ
ム４に昇降自在に装着されており、内部にはモータ（図
示せず）で駆動される回転軸１１を備えている。図中１
２は上部軸受部、１３は下部軸受部である。また、１４
は前記ガイドレール４ａに装着されるシューである。

【００１７】前記回転軸１１の上部には、手用モータ７
と手用ロータリエンコーダ９とを備え、下部には下部腕
５ｂが連結されている。

【００１８】手６は、回転ノズル１６を装着させるもの
であって、手の関節部１７を形成する水平軸１８が両方
向に突設されている。この水平軸１８は前記下部腕５ｂ
の軸受部１５に回動自在に軸支されており、一方の軸端
にはスイベルジョイント２０が連結され、該水平軸１８
の軸心を通って回転ノズル１６に高圧水を供給する流路
１９が設けられている。図中２１はスイベルジョイント
２０へ高圧水を供給する配管である。

【００１９】前記手６の水平軸１８には、図３に示すよ
うに、下部腕５ｂの内面との間をシールするラビリンス
パッキン２２が設けられ、軸穴との接触面にはシールリ
ング２３が設けられている。そして、前記ラビリンスパ
ッキン２２の内方にはエアパージを行うための空間部２
４が設けられ、該空間部２４には流路２５を介して空気
が圧入され、周囲に比べ内圧を高くしている。図中２５
ａは流路２５に連通されたエアホースである。

【００２０】また、前記手６の他方の軸端には複数の溝
を有するシーブ２７が固定されている。前記手駆動用ワ
イヤ８は２本一組で構成され、このシーブ２７に各一端
が固着されると共に前記腕５内部を通して回転軸１１上
部の手用モータ７まで張設され、各他端が手用モータ７
の回転軸に固定されたプーリ２８に固着されている。図
中２９は手用ワイヤ８を方向変換させるためのワイヤ受
けである。また、前記シーブ２７にはワイヤ８と平行し
てロータリエンコーダ連結用ワイヤ１０が２本一組とし
て固着されると共に腕５内部を通して回転軸５上部の手
用ロータリエンコーダ９まで張設され、各他端が手用ロ
ータリエンコーダ９の回転軸に固定されたプーリ３０に
固着されている。図中３１，３２はロータリエンコーダ
連結用ワイヤ１０を方向転換させるためのプーリであ
る。尚、図１において、３３はツール（実施例では回転
ノズル）取付用の貫通穴であって、ボルト３４で締付固
定するものである。また、３５はスイベルジョイントを
使用して屈折式伸展水路を形成する水供給管、３６は前
記下部腕５ｂを密閉構造とし手６への駆動部、測定部、
供給部等を内設させる防湿防水カバーである。

【００２１】次に実施例の作用を説明する。この産業用
ロボットＡは、Ｙ軸サドル２とＸ軸サドル３、コラム４
とによって腕５が基台１内で上下左右に移動するから、
手６の作業領域ａは基台１内の範囲となる。そして、回
転ノズル１６は、手用モータ７の駆動によって一対の手
用ワイヤ８が相対的に移動してシーブ２７を回動させ
る。このとき、一対のロータリエンコーダ連結用ワイヤ
１０はこのシーブ２７によって相対的に移動させられる
ためプーリ３０を回転させて手用ロータリエンコーダ９
を手６と同一角度回転させる。また、流路２１，１９を
介し高圧水が回転ノズル１６に供給され作業領域ａ内で
バリ取り作業が行われる。このとき、流路２５を介して
空間部２４は周囲に比して高圧となっているため、外部
から水等の侵入を防止する作用をする。

【００２２】以上説明してきたように、手６の回転角度
は手用ロータリエンコーダ９によって正確に測定するこ
とができるので、関節部１７の耐水、防水を考慮したシ
ール材を配しても精度上問題を生ずることがない。さら
にこの場合、手用ロータリエンコーダ９はロータリエン
コーダ連結用ワイヤ１０を使用することで手６の作業領
域ａ外に配置され、また、手用モータ７も手用ワイヤ８
を使用することで手６の作業領域ａ外に配置されている
ので、駆動源及び検知機器が水分、湿度によって誤動
作、故障することを未然に防止することができる。ま
た、腕５や手６にはモータやロータリエンコーダを取付
けなくても良いため、それぞれ軽量に形成することがで
きる。また、このため、動きもより正確にさせることが
できる。手用モータ７は重量に関係なく十分出力のある
ものを使用できるから作業効率を向上させることができ
る。また、腕５の内部を通して回転ノズルに高圧水を供
給する配管やコード等を配設できるのでコード等が垂れ
下って作業に支障を来たすこともなく、その外観もすっ
きりとさせることができる。

【００２３】以上、本発明の実施例を説明してきたが、
本発明の具体的な構成はこの実施例に限定されるもので
はなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があ
っても本発明に含まれる。

【００２４】例えば、実施例では手用モータ７は手用ワ
イヤ８で動力を伝達するようにしたが、ボールねじとシ
ーブ、ベルトやベベルギヤを介して伝達するようにして
もよい。

【００２５】また、角度検出はロータリエンコーダに限
らず、リニアスケール、レゾルバ、パルスコーダ、ポテ
ンショメータ等を採用することもできる。

【００２６】また、基台１やＹ軸サドル２、Ｘ軸サドル
３、コラム４等の形状は任意であり、不要な場合は省略
した形状とすることも任意である。また、Ｘ−Ｙ移動軸
を基台側に設けてもよい。

【００２７】また、腕５や手６の形状も任意に設定する
ことができる。

【００２８】また、上記した実施例の如く垂直直交タイ
プの構成に限らず、水平直交型や多関節型とすることも
可能である。さらに手に取付けるツールはノズルに限ら
ず種々のツールが使用できる。また、該ツールを駆動す
る駆動手段として油、水圧駆動モータを用いることによ
り油中、水中等での作業に際して一層の長寿命化を図る
こともできる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明請求項
１記載の産業ロボットにあっては、手首を駆動する駆動
源を作業領域外に配置して遠隔駆動することによって作
業に伴う水滴や水蒸気から駆動部を保護することができ
る。さらに、関節の回転軸を支持する軸受部にシール材
を装着することによって駆動部の出力通りに手首を動作
させる事が困難となっても、実際の手首の動作状態を遠
隔検出する検出手段を備えることによってロボットとし
ての精度低下を回避することができる。加えて、前記検
知部をも作業領域から離すことにより該検知部を水から
保護することができる等の効果が得られる。

【００３０】また、請求項２記載の産業用ロボットにあ
っては、高圧力のウォータジェットを使用して駆動源と
検知部に支障を与えることなく洗浄や切断、あるいはバ
リ取りや剥離作業等を簡単かつ安全に行うことができる
等の効果が得られる。

【００３１】また、請求項３記載の産業用ロボットにあ
っては、ツールに供給する流体の流路が、関節部では回
転軸の軸心を介して延設されているため、柔軟性を有す
る高圧ホースを使用しなくても手または腕の作業に支障
を来たすこともなく、しかも前記ホースが腕等から垂れ
下った状態となることもないので作業の安全が計れると
共に、外観もすっきりとさせることができる等の効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の産業用ロボットの下部腕を示す断面図
である。

【図２】上部腕を示す断面図である。

【図３】手関節部の一方を示す断面図である。

【図４】産業用ロボットを示す側面図である。

【符号の説明】

Ａ産業用ロボット５腕５ａ上部腕５ｂ下部腕６手７手用モータ（駆動源）９手用ロータリエンコーダ１７手の関節部１９流路２２ラビリンスパッキン（シール材）２３シールリング（シール材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】手または腕を備えた産業用ロボットにお
いて、前記手または腕の駆動源と、該手または腕の実際の動作
状態を測る検知部と、を該手または腕の作業領域外に配
置し、手または腕の関節部には水の侵入を防止するシー
ル材を設けたことを特徴とする産業用ロボット。
【請求項２】請求項１記載の産業用ロボットにおい
て、前記手または腕に装着するツールが流体を噴射する
ノズルであることを特徴とする産業用ロボット。
【請求項３】請求項１または請求項２記載の産業用ロ
ボットにおいて、ツールに供給する流体の流路を前記関
節部の回転軸の軸心を介して手または腕まで延設したこ
とを特徴とする産業用ロボット。