JP2564388B2 - 垂直多関節腕型産業用ロボットのオフセットアーム構造 - Google Patents

垂直多関節腕型産業用ロボットのオフセットアーム構造

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JP2564388B2 JP1017432A JP1743289A JP2564388B2 JP 2564388 B2 JP2564388 B2 JP 2564388B2 JP 1017432 A JP1017432 A JP 1017432A JP 1743289 A JP1743289 A JP 1743289A JP 2564388 B2 JP2564388 B2 JP 2564388B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロボット胴部の上端関節にロボット上腕を
水平軸線回りに揺動可能に枢着し、前記ロボット上腕の
先端関節にロボット前腕を第２の水平軸線回りに俯仰動
自在に枢着して成る垂直多関節型産業用ロボットに関
し、特に、ロボット上腕が、上記ロボット胴の上端関節
とロボット腕の先端関節との両関節の水平軸線間を結ぶ
直線上に沿って延びた腕裏部分を有すると共にその腕裏
部分に匍匐させて配線、配管を行い得る構造とした垂直
多関節腕型産業用ロボットのオフセットアーム構造に関
する。
〔従来の技術〕
垂直多関節腕型ロボットは、ロボット胴部の上端関節
にロボット上腕を水平軸線回りに揺動可能に枢着し、前
記ロボット上腕の先端関節にロボット前腕を第２の水平
軸線回りに俯仰動自在に枢着したアーム構造を有してい
ることは周知である。このとき、ロボット機体には各ロ
ボット腕の動作駆動源と成る電動モータが搭載され、ま
た、該電動モータの動作量を検知してロボット腕の上記
揺動や俯仰動の動作量を検知してロボット動作制御を可
能にするエンコーダ等の回転検出器が設けられている。
従って、これらの電気的機器への配線ケーブルは、必須
であり、ロボット機体には一般的にこれらの電気配線類
及び、必要に応じて、例えば、ロボット手首やエンドエ
フェクタ等への補助ガス等の配管類が設けられている。
このとき、従来の垂直多関節腕型ロボットにおいて、ロ
ボット胴とロボット上腕との関節部における揺動中心
（これを通常、Ｗ軸中心と言う）と、上記ロボット上腕
とロボット前腕との関節部における俯仰動中心（Ｕ軸中
心）とを結ぶ直線に着目すると、ロボット上腕は、該直
線の前後に腕構造を振り分けて有した構造、つまり、ロ
ボット上腕の略中心部分を貫通して上記の揺動、俯仰動
中心が延びている構造に成っている。
〔発明が解決すべき課題〕
然るに、このようなロボット上腕の構造の場合には、
上述した配線ケーブル、更には必要に応じて配管材をロ
ボット機体に配置するとき、特に配線ケーブルでは、ロ
ボット機体外周に這わせて配線する方法ではケーブルが
傷み易いことに鑑み、又、他方では、ロボット機体内に
配線する構造では、ロボット腕の動作に伴って配線ケー
ブルに激しい振れ動作や伸縮作用が生ずると、やはり、
ケーブル損傷や破断により、ロボット自体の動作に支障
を来すため、ロボット胴とロボット前腕との中間に有る
ロボット上腕の中心に沿って配線ケーブルを設ける方
法、構造が一般的に取られていとる。然しながら、この
様なロボット上腕の中心線を縫って配線ケーブルを設け
る構造を採用するとロボットの使用過程で保守上から、
或いは電動モータの不調等の修理等で配線ケーブルをロ
ボット機体から取り外したり、又、保守、修理後に再度
ケーブルをロボット機体内部に装着する時点で、ケーブ
ルの着脱が非常に煩瑣な作業となる不利が発生し、解決
課題と成っている。
従って、本発明の目的は、斯かる垂直多関節腕型産業
用ロボットにおける不利を解消し、ロボット機体に必須
の配線ケーブルの装脱、保守をロボット機体外周囲で簡
単に処理可能とするロボットアーム構造、つまり、オフ
セットアーム構造を有した垂直多関節腕型産業用ロボッ
トを提供せんとするものである。
〔解決手段と作用〕
本発明によれば、上述した発明の目的に鑑み、ロボッ
ト胴部の上端関節にロボット上腕を水平軸線回りに揺動
可能に枢着し、前記ロボット上腕の先端関節にロボット
前腕を第２の水平軸線回りに俯仰動自在に枢着して成る
垂直多関節型産業用ロボットにおいて、前記ロボット上
腕が、前記ロボット胴の上端関節と前記ロボット上腕の
先端関節との両関節の水平軸線の間に渡って延設された
オフセット腕構造を有すると共に、前記両関節の水平軸
線の中心を結ぶ直線上を延びた腕裏部を具備し、該腕裏
部に電気ケーブルを匍匐、配設するように構成した垂直
多関節腕型産業用ロボットのオフセットアーム構造を提
供し、上記腕裏部は外部から簡単に手の届く領域である
から、ロボットの組立時、保守時に伴う電気ケーブルの
装脱を極めて簡単に遂行することができる。
以下、本発明による垂直多関節腕型産業用ロボットの
オフセットアーム構造を実施例に基づいて、更に、詳細
に説明する。
〔実施例〕
第１図は、本発明の１実施例によるオフセットアーム
構造を有した垂直多関節腕型産業用ロボットの側面図の
断面図、第２図は、第１図のII−II線から見た同ロボッ
トの背面図、第３図は、第１図のIII−III線による断面
図である。
さて、第１図から第３図を参照すると、本発明の実施
例に係る垂直多関節腕型産業用ロボットは、基礎部分に
設けられたロボット胴部10を有しており、このロボット
胴部10は、箱形構造体に形成され、外部から、この箱形
ロボット胴部10の内部に配線ケーブル等が導入可能に成
っている。箱形構造のロボット胴部10の上方部には、前
上方部に向けて斜めに突出状に延長した鼻状構造部12を
有し、その背面には支え部14を有している。この鼻状構
造部12と支え部14とにより支持された構造により、上記
ロボット胴部10の頂部16にロボット上腕20が水平軸線、
つまりＷ軸線中心に関して揺動可能に枢着されている。
このロボット上腕20のロボット胴部10との枢着部には
円筒形の下端部22として形成され、該円筒形下端部22
は、前記のロボット胴部10の頂部16における支え部14の
中央部分に挟持されて揺動、旋回可能に構成され、この
円筒形下端部22の中心がＷ軸中心に一致した構造に成っ
ている。ロボット上腕20は、このとき、第１図から明ら
かなように、ロボット胴部10の上記鼻状構造部12の上部
から上方へ延びた長い筒体の構造を有し、従って、ロボ
ット胴10の中心部に対しては、ロボット機体の前方へオ
フセットして設けたアーム構造に成っている。そして、
このロボット上腕20の頂部24には、ロボット前腕30の末
端部32が、水平軸線、つまり、Ｕ軸線回りに俯仰動が可
能なように枢着されている。
このロボット前腕30の末端部32の内部には図示されて
いないロボット手首駆動系の電動モータM3や回転検出器
が一体となって組み込まれている。故に、これらの電動
モータM3や回転検出器には、電気ケーブルの配線が必要
になる。
また、前述のロボット上腕20が、ロボット胴10の頂部
16に枢着された前記円筒形下端部22の両側には該頂部16
に横方向から装着された取り付け構造で２つの電動モー
タM1、M2がロボット上腕20の揺動駆動源、ロボット前腕
30の俯仰動駆動源として配置されている。
さて、本発明の特徴として、上記ロボット上腕20は、
前述の如く、ロボット胴10の幾何学的中心から見て、前
方側にオフセットして取り付けられた構造にあり、その
円筒形下端部22の中心、つまり、揺動動作の中心をなす
Ｗ軸中心と、上述のロボット前腕30の末端32の俯仰動作
の中心をなすＵ軸中心とを結ぶ直線は、第１図で略垂直
線に該当し、この直線に沿って、ロボット上腕20の腕裏
部分26が延長している。しかも、第３図に示すロボット
上腕20の断面から明らかなように、上記のロボット上腕
20の腕裏部分26は、凹溝28を備え、この凹溝28を電気ケ
ーブル40の匍匐配線域として形成してある。又、同凹溝
28にはカバー42が施され、電気ケーブル40を保護、被服
した構造を有している。
従って、電気ケーブル40は、既述のように、ロボット
胴10に導入されてから鼻状構造部12の背部で適宜のクラ
ンプ44により胴10の適所に固定され、次いで、ロボット
上腕20の下端の円筒形の下端部22に開口22aから入り、
同円筒形の下端部22の上方開口22bでクランプ44により
同円筒形下端部22に止着され、このとき、同円筒形下端
部22の内部ではＷ軸の略中心を通り、更に、開口22bを
通過後は上記の直線、つまり、Ｗ軸中心とＵ軸中心とを
結ぶ直線に沿うように匍匐、配線されて、ロボット上腕
20の頂部24に達している。故に、ロボット上腕20がＷ軸
中心回りに揺動するときも電気ケーブル40自体は上記直
線に重なる配置にあるから、振れや伸縮等の電気ケーブ
ル損傷、破損の原因になる影響は受けないのである。つ
まり、電気ケーブル40の安全、保護を図ることができる
のである。しかも、本配線構造では、電気ケーブル40が
ロボット上腕20の腕裏部分26、故に、ロボット機体の外
部領域に匍匐、配線されていることから例えば、組立、
保守等の際に凹溝28内の電気ケーブル40にカバー42を取
り外すのみにより、簡単に手を振れることが可能であ
り、装脱操作を極めて簡単に処理することができるので
ある。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、垂
直多関節型産業用ロボットにおいて、ロボット機体に対
する電気ケーブルの配線、処理が機体のロボット上腕の
腕裏部に匍匐構造で設けられ、しかも、同ケーブルの延
長線がロボット上腕の揺動中心と他のロボット前腕の俯
仰動中心とを結ぶ線上にから、ロボット腕の動作時にケ
ーブルに振れや伸縮等を生ぜしめる影響が及ぶことな
く、従って、ロボット機体の組立、保守時に簡単に電気
ケーブルの装脱を行い得る利点と、ケーブルの損傷、破
損の危惧が極めて少ない利点を供すると言う効果が得ら
れるのである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の１実施例によるオフセットアーム構
造を有した垂直多関節腕型産業用ロボットの側面図の断
面図、第２図は、第１図のII−II線から見た同ロボット
の背面図、第３図は、第１図のIII−III線による断面
図。 10…ロボット胴、20…ロボット上腕、26…腕裏部、28…
凹溝、30…ロボット前腕、40…電気ケーブル、42…カバ
ー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮脇 正直 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社商品開発研究 所内 (56)参考文献 特開 昭64−11781（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−185596（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ロボット胴部の上端関節にロボット上腕を
    水平軸線回りに揺動可能に枢着し、前記ロボット上腕の
    先端関節にロボット前腕を第２の水平軸線回りに俯仰動
    自在に枢着して成る垂直多関節型産業用ロボットにおい
    て、前記ロボット上腕が、前記ロボット胴の上端関節と
    前記ロボット上腕の先端関節との両関節の水平軸線の間
    に渡って延設されたオフセット腕構造を有すると共に、
    前記両関節の水平軸線の中心を結ぶ直線上を延びた腕裏
    部を具備し、該腕裏部に電気ケーブルを匍匐、配設する
    ように構成したことを特徴とした垂直多関節腕型産業用
    ロボットのオフセットアーム構造。
  2. 【請求項２】前記ロボット上腕のオフセット構造は、前
    記水平軸線の中心を結ぶ直線に関して、ロボット機体前
    方側にオフセットした構造である特許請求の範囲1.に記
    載の垂直多関節腕型産業用ロボットのオフセットアーム
    構造。
  3. 【請求項３】前記ロボット上腕の前記腕裏部に凹溝を設
    け、該凹溝内を前記電気ケーブルの配線空間に形成した
    ことを特徴とした特許請求の範囲1.に記載の垂直多関節
    腕型産業用ロボットのオフセットアーム構造。
  4. 【請求項４】前記ロボット胴部内から出た前記電気ケー
    ブルは、前記ロボット上腕下端に設けた円筒型の肩部を
    経由して前記腕裏部の凹溝内に延設するようにした特許
    請求の範囲3.に記載の垂直多関節腕型産業用ロボットの
    オフセットアーム構造。
  5. 【請求項５】前記ロボット上腕の前記凹溝はカバーで被
    覆されたことを特徴とした特許請求の範囲3.に記載の垂
    直多関節腕型産業用ロボットのオフセットアーム構造。
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