JP7028912B2 - Multi-axis module actuator - Google Patents

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Description

本発明は、昇降・第一旋回・伸縮・第二旋回の各モジュールを組み合わせた多軸アクチュエータに関する。 The present invention relates to a multi-axis actuator that combines each module of elevating, first turning, expansion and contraction, and second turning.

従来、自動車や電機製品を製造する製造工場において、作業者が加工などを行う半自動機などの設備に対してワークの投入や取り出し作業を行っている。また、作業者の代わりにこのようなワークの投入や取り出しなどを行う種々の形態の作業ロボットが知られている。 Conventionally, in a manufacturing factory that manufactures automobiles and electric appliances, work is put in and taken out from equipment such as a semi-automatic machine that a worker processes. Further, various types of work robots are known that perform such loading and unloading of workpieces on behalf of workers.

例えば、特許文献１に記載された自動化ロボットは、基台から手首まで順次に組み立てられたロボット動作の機構組体と、機構組体の外周面に取りはずし自在に取り付けられるように予め分離組み立てされたケーブル組体とを具備している。 For example, the automated robot described in Patent Document 1 is preliminarily separated and assembled so that it can be detachably attached to a mechanical assembly of robot operation assembled sequentially from a base to a wrist and an outer peripheral surface of the mechanical assembly. It is equipped with a cable assembly.

このような自動化ロボットによれば、ケーブル組体をロボット動作の機構組体に対して完全に分離することにより、例えば定期保守時に、ロボット使用現場でケーブル組体を取り外し、新しいケーブル組体を代わりに機構組体にねじ止めなどで取り付ける簡単な作業により、保守対策を完遂することが可能であり、能率向上に大きく寄与し、またロボットの作業停止時間も最小限に節減できる。 According to such an automated robot, the cable assembly is completely separated from the mechanical assembly of the robot operation, so that the cable assembly can be removed and replaced with a new cable assembly at the site where the robot is used, for example, during regular maintenance. Maintenance measures can be completed by simple work such as screwing to the mechanism assembly, which greatly contributes to efficiency improvement and minimizes the work stop time of the robot.

特開昭６０－１７２４８２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-172482

しかし、自動車や電気機器の生産工場では、一人の作業者が複数の設備に対してワークの投入や取出作業を行っており、このような作業を行うスペースは、作業者が通行できる程度の狭い通路であることが多いため、上述したような自動化ロボットを用いて作業を自動化しようとすると、設置スペースの確保が難しく、自動化することが難しいという問題があった。 However, in automobile and electrical equipment production factories, one worker puts in and takes out work from multiple facilities, and the space for such work is small enough for workers to pass through. Since it is often a passage, when trying to automate the work using the automation robot as described above, there is a problem that it is difficult to secure an installation space and it is difficult to automate.

また、ロボットの外周にケーブルが取り付けられる構造では、自動化ロボットの伸縮、回転及び昇降動作に伴って、当該ケーブルが曲げ回されるため、このケーブルの可動範囲を考慮した設置スペースの確保が必要となる。 In addition, in a structure in which a cable is attached to the outer circumference of the robot, the cable is bent around as the automated robot expands and contracts, rotates, and moves up and down, so it is necessary to secure an installation space in consideration of the movable range of this cable. Become.

さらに、自動化ロボットが旋回動作をする際に、外部に取り付けたケーブルがロボット本体の旋回動作を阻害することで、ケーブル類の長さを短くすると、大きな旋回角度を確保することが難しいという問題があった。 Furthermore, when the automated robot makes a turning motion, the cable attached to the outside hinders the turning motion of the robot body, and if the length of the cables is shortened, it is difficult to secure a large turning angle. there were.

本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、自動化ロボットとして用いられる多軸モジュールアクチュエータの外部にケーブル類が取り付けられる多軸モジュールアクチュエータにおいて、ケーブル類の可動範囲を小さくすることができ、かつ多軸モジュールアクチュエータの旋回角度を大きくすることができる多軸モジュールアクチュエータを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and in a multi-axis module actuator in which cables are attached to the outside of a multi-axis module actuator used as an automated robot, the movable range of the cables is reduced. It is an object of the present invention to provide a multi-axis module actuator capable of increasing the turning angle of the multi-axis module actuator.

上記課題を解決する本発明に係る多軸モジュールアクチュエータは、鉛直方向に昇降可能な昇降軸を有する昇降部と、水平方向に伸縮可能な伸縮軸を有する伸縮部と、前記伸縮部を前記昇降部に対して旋回可能に取り付ける旋回軸を有する第一旋回部と、前記伸縮部に取り付けられる第二旋回部と、を備え、前記伸縮部は、前記第二旋回部又は前記昇降部とフレキシブルケーブルで接続される多軸モジュールアクチュエータにおいて、前記フレキシブルケーブルは、前記伸縮部又は前記昇降部に設けられた段部に接続され、前記伸縮部は、鉛直方向に突出した第１の段部を有し、前記昇降部は、水平方向に突出した第２の段部を有し、前記フレキシブルケーブルは、第１のフレキシブルケーブル及び第２のフレキシブルケーブルを備え、前記第１のフレキシブルケーブルは、一端が前記第１の段部を介して前記第二旋回部に接続され、前記第２のフレキシブルケーブルは、一端が前記第２の段部を介して前記昇降部に接続されることを特徴とする。 The multi-axis module actuator according to the present invention that solves the above problems has an elevating portion having an elevating shaft that can be elevated in the vertical direction, a telescopic portion having a telescopic shaft that can be expanded and contracted in the horizontal direction, and the elevating portion. A first swivel portion having a swivel shaft attached to the telescopic portion and a second swivel portion attached to the telescopic portion are provided, and the telescopic portion is formed by a flexible cable with the second swivel portion or the elevating portion. In the connected multi-axis module actuator, the flexible cable is connected to a step portion provided in the telescopic portion or the elevating portion, and the telescopic portion has a first step portion protruding in the vertical direction. The elevating portion has a second step portion that protrudes in the horizontal direction, the flexible cable includes a first flexible cable and a second flexible cable, and the first flexible cable has one end thereof. The second flexible cable is connected to the second swivel portion via the first step portion, and one end of the second flexible cable is connected to the elevating portion via the second step portion .

本発明に係る多軸モジュールアクチュエータによれば、フレキシブルケーブルが伸縮部又は昇降部に設けられた段部に接続されるので、伸縮部の伸縮動作、昇降部の昇降動作及び第一旋回部の旋回動作の際に、フレキシブルケーブルの曲げ回し動作を極小化することでフレキシブルケーブルの可動範囲を極小化することができ、第一旋回部が旋回した場合に、フレキシブルケーブルが昇降部の外周に沿って巻き回されることで、大きな旋回角度を確保することができる。 According to the multi-axis module actuator according to the present invention, since the flexible cable is connected to the telescopic portion or the step portion provided in the elevating portion, the telescopic portion can be expanded and contracted, the elevating portion can be elevated, and the first swivel portion can be swiveled. The movable range of the flexible cable can be minimized by minimizing the bending motion of the flexible cable during operation, and when the first swivel part swivels, the flexible cable moves along the outer circumference of the elevating part. By being wound around, a large turning angle can be secured.

本発明の実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータの斜視図。The perspective view of the multi-axis module actuator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータの伸縮部及び昇降部の動作を示す斜視図。The perspective view which shows the operation of the telescopic part and the elevating part of the multi-axis module actuator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータの伸縮部の分解図。It is an exploded view of the expansion and contraction part of the multi-axis module actuator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータの伸縮部の先端部分を示す図。The figure which shows the tip part of the telescopic part of the multi-axis module actuator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータの伸縮部の後端部分を示す図。The figure which shows the rear end part of the telescopic part of the multi-axis module actuator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータの先端補正部を示す斜視図。The perspective view which shows the tip correction part of the multi-axis module actuator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータの側面図。The side view of the multi-axis module actuator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータの旋回状態を示す斜視図。The perspective view which shows the turning state of the multi-axis module actuator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータの使用状態を示す図。The figure which shows the use state of the multi-axis module actuator which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明に係る多軸モジュールアクチュエータの実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, embodiments of the multi-axis module actuator according to the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following embodiments do not limit the invention according to each claim, and not all combinations of features described in the embodiments are essential for the means for solving the invention. ..

図１は、本発明の実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータの斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータの伸縮部及び昇降部の動作を示す斜視図であり、図３は、本発明の実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータの伸縮部の分解図であり、図４は、本発明の実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータの伸縮部の先端部分を示す図であり、図５は、本発明の実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータの伸縮部の後端部分を示す図であり、図６は、本発明の実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータの先端補正部を示す斜視図であり、図７は、本発明の実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータの側面図であり、図８は、本発明の実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータの旋回状態を示す斜視図であり、図９は、本発明の実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータの使用状態を示す図である。 FIG. 1 is a perspective view of the multi-axis module actuator according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing the operation of the telescopic portion and the elevating portion of the multi-axis module actuator according to the embodiment of the present invention. 3 is an exploded view of the telescopic portion of the multi-axis module actuator according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing the tip portion of the telescopic portion of the multi-axis module actuator according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a rear end portion of the telescopic portion of the multi-axis module actuator according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing a tip correction portion of the multi-axis module actuator according to the embodiment of the present invention. 7 is a perspective view showing, FIG. 7 is a side view of the multi-axis module actuator according to the embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a perspective view showing a turning state of the multi-axis module actuator according to the embodiment of the present invention. Yes, FIG. 9 is a diagram showing a usage state of the multi-axis module actuator according to the embodiment of the present invention.

図１に示すように、本実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータ１は、鉛直方向に昇降可能な昇降軸ＥＬを有する昇降部１０と、水平方向に伸縮可能な伸縮軸ＴＥを有する伸縮部２０と、伸縮部２０の先端に取り付けられた先端補正部（第二旋回部）３０と、伸縮部２０を昇降部１０に対して旋回可能に取り付ける旋回軸ＴＵを有する旋回部（第一旋回部）４０とを備えている。本実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータは、先端補正部３０に図示しない把持爪や吸着部が取り付けられて、ワークを把持・吸着して運搬可能とされている。ここで、旋回部４０は、大きな旋回を行って未加工ワーク台、工作機械及び加工済みワーク台へとワークを運搬する。また、先端補正部３０は、ワークを確実に保持するために、ワークと把持爪や吸着部の向きを揃えるように把持爪や吸着部を微小に回転させて位置調整を行うものである。 As shown in FIG. 1, the multi-axis module actuator 1 according to the present embodiment includes an elevating portion 10 having an elevating shaft EL capable of elevating and lowering in the vertical direction, and a telescopic portion 20 having a telescopic shaft TE capable of expanding and contracting in the horizontal direction. A swivel portion (first swivel portion) 40 having a tip correction portion (second swivel portion) 30 attached to the tip of the telescopic portion 20 and a swivel shaft TU for swiveling the telescopic portion 20 to the elevating portion 10. And have. In the multi-axis module actuator according to the present embodiment, a gripping claw or a suction portion (not shown) is attached to the tip correction portion 30, so that the work can be gripped and sucked and transported. Here, the swivel portion 40 makes a large swivel to transport the work to the raw work table, the machine tool, and the machined work table. Further, in order to reliably hold the work, the tip correction unit 30 adjusts the position by slightly rotating the grip claw or the suction portion so that the orientation of the grip claw or the suction portion is aligned with the work.

本実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータ１は、昇降部１０、伸縮部２０、先端補正部３０及び旋回部４０を駆動させるために、外部から要求された電力や圧縮空気などの動力や信号を伝送する配電ケーブル、エアチューブ及び信号ケーブルなどが挿通されたフレキシブル配電管からなる第１のフレキシブルケーブル５１及び第２のフレキシブルケーブル５２を備えている。なお、第１のフレキシブルケーブル５１及び第２のフレキシブルケーブル５２は、容易に屈曲可能な合成樹脂製の管体で構成される。また、第１のフレキシブルケーブル５１及び第２のフレキシブルケーブル５２の外周は、必要に応じて蛇腹形状に形成される。 The multi-axis module actuator 1 according to the present embodiment transmits power and signals such as electric power and compressed air requested from the outside in order to drive the elevating part 10, the telescopic part 20, the tip correction part 30, and the turning part 40. It includes a first flexible cable 51 and a second flexible cable 52 made of a flexible distribution tube through which a power distribution cable, an air tube, a signal cable, and the like are inserted. The first flexible cable 51 and the second flexible cable 52 are made of a tube made of synthetic resin that can be easily bent. Further, the outer circumferences of the first flexible cable 51 and the second flexible cable 52 are formed in a bellows shape, if necessary.

第１のフレキシブルケーブル５１は、伸縮部２０の先端と後端の上面のそれぞれに接続されており、伸縮部２０の先端に設けられた先端補正部３０と接続されている。また、第２のフレキシブルケーブル５２は、伸縮部２０の後端の下面と昇降部１０に接続されている。 The first flexible cable 51 is connected to each of the front end and the upper surface of the rear end of the telescopic portion 20, and is connected to the tip correction portion 30 provided at the tip of the telescopic portion 20. Further, the second flexible cable 52 is connected to the lower surface of the rear end of the telescopic portion 20 and the elevating portion 10.

図２に示すように、昇降部１０は、図示しない基台や床面に据え付けられる昇降基部１３と、昇降軸ＥＬに沿って昇降基部１３に対して昇降可能な昇降部本体１２とを備えている。また、昇降部１０は、昇降軸ＥＬに交差する方向(水平方向）に突出する第２の段部１１が形成されており、第２の段部１１の下面に第２のフレキシブルケーブル５２が取り付けられている。なお、昇降部本体１２の上端には、旋回部４０が取り付けられている。 As shown in FIG. 2, the elevating portion 10 includes an elevating base portion 13 installed on a base or a floor surface (not shown), and an elevating portion main body 12 capable of elevating and lowering the elevating base portion 13 along the elevating shaft EL. There is. Further, the elevating portion 10 is formed with a second step portion 11 projecting in a direction (horizontal direction) intersecting the elevating shaft EL, and a second flexible cable 52 is attached to the lower surface of the second step portion 11. Has been done. A swivel portion 40 is attached to the upper end of the elevating portion main body 12.

昇降部１０は、回転可能に保持されたねじ軸と、当該ねじ軸に螺合するナット部材を有する図示しないボールねじ装置と、ねじ軸を回転させる図示しない駆動モータが内蔵されており、駆動モータによって回転せしめられたねじ軸の回転動作によって、ねじ軸に螺合したナット部材をねじ軸に沿って移動させ、該ナット部材の昇降動作によって昇降部本体１２の昇降動作を行っている。また、昇降部１０は、昇降軸ＥＬに沿って延びる直線案内装置を備えており、当該直線案内装置によって上述したボールねじ装置による昇降動作が案内されている。 The elevating part 10 includes a screw shaft held rotatably, a ball screw device (not shown) having a nut member screwed to the screw shaft, and a drive motor (not shown) for rotating the screw shaft. The nut member screwed to the screw shaft is moved along the screw shaft by the rotational operation of the screw shaft rotated by the above, and the elevating part main body 12 is raised and lowered by the elevating operation of the nut member. Further, the elevating unit 10 is provided with a linear guide device extending along the elevating shaft EL, and the elevating operation by the ball screw device described above is guided by the linear guide device.

伸縮部２０は、伸縮部本体２２と、伸縮軸ＴＥに沿って伸縮可能な伸縮部先端部２３を備えている。伸縮部先端部２３の先端には、伸縮軸ＴＥと交差する方向（鉛直方向）に突出する第１の段部２１が取り付けられており、第１の段部２１の側面には、第１のフレキシブルケーブル５１の一端が取り付けられている。 The telescopic portion 20 includes a telescopic portion main body 22 and a telescopic portion tip portion 23 that can be expanded and contracted along the telescopic shaft TE. A first step portion 21 projecting in a direction intersecting the telescopic shaft TE (vertical direction) is attached to the tip of the telescopic portion tip portion 23, and a first step portion 21 is attached to the side surface of the first step portion 21. One end of the flexible cable 51 is attached.

また、伸縮部本体２２の伸縮部先端部２３との反対端側の後方部の上面には、第１のフレキシブルケーブル５１の他端が取り付けられており、下面には、第２のフレキシブルケーブル５２の他端が取り付けられている。なお、第１のフレキシブルケーブル５１は、第１の段部２１を介して伸縮部先端部２３に設けられた先端補正部３０に接続されている。 Further, the other end of the first flexible cable 51 is attached to the upper surface of the rear portion of the telescopic portion main body 22 on the opposite end side to the telescopic portion tip portion 23, and the second flexible cable 52 is attached to the lower surface. The other end of is attached. The first flexible cable 51 is connected to the tip correction portion 30 provided at the tip portion 23 of the telescopic portion via the first step portion 21.

伸縮部２０は、伸縮部本体２２に内蔵された図示しない駆動モータと、該駆動モータの回転力を伝達する図示しない伝達バンドとを有しており、該伝達バンドに沿って移動する移動ブロックと該移動ブロックを伸縮軸ＴＥ方向に案内する軌道部材とを有する図示しない運動案内装置が伸縮部先端部２３に取り付けられている。このように駆動モータの回転力を伝達バンドで直線運動に変換し、伝達バンドに沿って移動ブロックが伸縮軸ＴＥ方向に移動することで、伸縮部先端部２３が伸縮軸ＴＥに沿って伸縮可能に組付けられている。 The telescopic portion 20 has a drive motor (not shown) built in the telescopic portion main body 22 and a transmission band (not shown) for transmitting the rotational force of the drive motor, and a moving block that moves along the transmission band. A motion guiding device (not shown) having a track member for guiding the moving block in the telescopic axis TE direction is attached to the telescopic portion tip portion 23. In this way, the rotational force of the drive motor is converted into linear motion by the transmission band, and the moving block moves in the direction of the telescopic axis TE along the transmission band, so that the tip portion 23 of the telescopic portion can be expanded and contracted along the telescopic axis TE. It is assembled in.

図３に示すように、伸縮部先端部２３に形成された第１の段部２１は、一対のサイドカバー２５ａ，２５ｂ及び先端カバー２５ｃからなるカバー部材２５によって形成されている。サイドカバー２５ａ，２５ｂ及び先端カバー２５ｃは、それぞれ合成樹脂で構成されている。また、一対のサイドカバー２５ａ，２５ｂは、伸縮部２０の側方から第１のフレキシブルケーブル５１を挟み込むように組付けられている。また、先端カバー２５ｃは、一対のサイドカバー２５ａ，２５ｂの先端側から取り付けられている。 As shown in FIG. 3, the first step portion 21 formed on the telescopic portion tip portion 23 is formed by a cover member 25 composed of a pair of side covers 25a and 25b and a tip cover 25c. The side covers 25a and 25b and the tip cover 25c are each made of synthetic resin. Further, the pair of side covers 25a and 25b are assembled so as to sandwich the first flexible cable 51 from the side of the telescopic portion 20. Further, the tip cover 25c is attached from the tip side of the pair of side covers 25a and 25b.

このようにカバー部材２５を複数の分割体で構成することで、伸縮部先端部２３に取り付けられる部品やツールの着脱が容易になることに加え、第１のフレキシブルケーブル５１が損傷した場合の交換作業を容易に行うことが可能となる。 By configuring the cover member 25 with a plurality of divided bodies in this way, in addition to facilitating attachment / detachment of parts and tools attached to the tip portion 23 of the telescopic portion, replacement when the first flexible cable 51 is damaged. The work can be easily performed.

図４に示すように、カバー部材２５は、下方に開口する先端補正部取付口３１が形成された概略傘構造を構成しており、当該傘構造によって、作業環境内の異物や水分が先端補正部３０などに侵入することを防止している。この傘構造によって先端補正部３０自体に防水性能を持たせる必要がなくなり、先端補正部３０の小型化を図ることが可能となる。 As shown in FIG. 4, the cover member 25 constitutes a substantially umbrella structure in which a tip correction portion mounting port 31 that opens downward is formed, and the umbrella structure corrects foreign matter and moisture in the work environment at the tip. It is prevented from invading the part 30 or the like. This umbrella structure eliminates the need for the tip correction unit 30 itself to have waterproof performance, and makes it possible to reduce the size of the tip correction unit 30.

図４及び図５に示すように、伸縮部２０は、カバー部材２５の先端側及び伸縮部本体２２の後端に板金ハンドルなどで構成された持運部２６を備えており、当該持運部２６を用いて伸縮部２０自体の運搬や多軸モジュールアクチュエータ１からの着脱を容易に行うことが可能となる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the telescopic portion 20 includes a carrying portion 26 composed of a sheet metal handle or the like at the tip end side of the cover member 25 and the rear end of the telescopic portion main body 22. The expansion / contraction portion 20 itself can be easily transported and attached / detached from the multi-axis module actuator 1 by using the 26.

図６に示すように、先端補正部３０は、伸縮部先端部２３の内部に取付けられる部材であって、補正軸ＣＯに沿って回転可能なターンテーブル３２と、該ターンテーブル３２を回転せしめる駆動モータ３３を備えている。また、ターンテーブル３２には、図示しない把持爪や吸着部が取付けられ、取り扱うワークの姿勢や向きなどに応じて把持爪や吸着部の向きを補正軸ＣＯに沿って回転可能とし、確実にワークを保持するように構成されている。 As shown in FIG. 6, the tip correction portion 30 is a member attached to the inside of the expansion / contraction portion tip portion 23, and is a turntable 32 that can rotate along the correction axis CO and a drive that rotates the turntable 32. It includes a motor 33. Further, a gripping claw and a suction portion (not shown) are attached to the turntable 32, and the direction of the gripping claw and the suction portion can be rotated along the correction axis CO according to the posture and orientation of the work to be handled, so that the work can be reliably performed. Is configured to hold.

図１及び図２に示すように、旋回部４０は、昇降部１０と伸縮部２０の間に介在して、昇降部１０に対して伸縮部２０を旋回軸ＴＵに沿って旋回可能に取り付けている。旋回部４０は、伸縮部２０を旋回可能に取り付けることができれば、どのような構造を採用しても構わないが、例えば、駆動モータと、回転ベアリングによって回転可能の保持された回転テーブルを有し、該回転テーブルに伸縮部２０を取り付けるように構成される。また、回転テーブルと駆動モータとは、伝達バンドなどで連結され、駆動モータの回転力を回転テーブルに伝達するように構成される。 As shown in FIGS. 1 and 2, the swivel portion 40 is interposed between the elevating portion 10 and the telescopic portion 20, and the telescopic portion 20 is attached to the elevating portion 10 so as to be swivelable along the swivel shaft TU. There is. The swivel portion 40 may adopt any structure as long as the telescopic portion 20 can be swiveled, and has, for example, a drive motor and a rotary table rotatably held by a rotary bearing. , The telescopic portion 20 is configured to be attached to the rotary table. Further, the rotary table and the drive motor are connected by a transmission band or the like, and are configured to transmit the rotational force of the drive motor to the rotary table.

次に、図７を参照して本実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータ１の第１のフレキシブルケーブル５１及び第２のフレキシブルケーブル５２の取付構造について詳述する。第１のフレキシブルケーブル５１は、伸縮部先端部２３の第１の段部２１に取り付けられる一端が直線状の直線取付部５４に形成され、伸縮部本体２２の上面に取り付けられる他端が略４５°傾斜した傾斜取付部５３に形成されている。このように、一端側を第１の段部２１に対して略直角に取り付け、他端側を伸縮部２０に対して第１の段部２１に向かって傾斜して取り付けることで、図７に示すような伸縮部２０が縮んだ状態には、第１のフレキシブルケーブル５１は、傾斜取付部５３側が略Ｓ字状に屈曲することで、伸縮部２０の動作によって伸縮部２０の後端面から第１のフレキシブルケーブル５１が出ないように屈曲させることができる。また、伸縮部２０が伸びた状態では、図２に示すように、直線取付部５４が第１の段部２１に取付けられることで、第１のフレキシブルケーブル５１の高さを低く抑えることができる。これによって、伸縮部２０の伸縮動作によって第１のフレキシブルケーブル５１の可動範囲を小さく抑えることができ、本実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータ１の設置スペースを小さくすることができる。 Next, the mounting structure of the first flexible cable 51 and the second flexible cable 52 of the multi-axis module actuator 1 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. 7. In the first flexible cable 51, one end attached to the first step portion 21 of the telescopic portion tip portion 23 is formed in a linear linear attachment portion 54, and the other end attached to the upper surface of the telescopic portion main body 22 is substantially 45. ° Formed on an inclined mounting portion 53. In this way, one end side is attached to the first step portion 21 at a substantially right angle, and the other end side is attached to the telescopic portion 20 at an angle toward the first step portion 21. In the state where the telescopic portion 20 is contracted as shown, the first flexible cable 51 is bent in a substantially S shape on the inclined mounting portion 53 side, and the operation of the telescopic portion 20 causes the first flexible cable 51 to be second from the rear end surface of the telescopic portion 20. It can be bent so that the flexible cable 51 of 1 does not come out. Further, in the extended state of the telescopic portion 20, the height of the first flexible cable 51 can be kept low by mounting the linear mounting portion 54 on the first step portion 21 as shown in FIG. .. As a result, the movable range of the first flexible cable 51 can be suppressed to a small size by the expansion / contraction operation of the expansion / contraction portion 20, and the installation space of the multi-axis module actuator 1 according to the present embodiment can be reduced.

また、第２のフレキシブルケーブル５２の両端は、直線取付部５４に形成されており、一端側が昇降部１０の第２の段部１１の下端面に取付けられ、他端側が伸縮部２０の後端下面に伸縮部２０に対して略垂直に取り付けられている。また、図７に示すように、第２のフレキシブルケーブル５２の伸縮部２０側の取付部と第２の段部１１側の取付部は、互いに鉛直方向に重畳していない。さらに、第２のフレキシブルケーブル５２の両端の取付部には、回転コネクタを介して取り付けられている。また、第２のフレキシブルケーブル５２は、第２の段部１１の下端面に取付られることで、旋回部４０の旋回軸ＴＵの軸心Ｌから離れた位置に取り付けられている。 Further, both ends of the second flexible cable 52 are formed in a straight mounting portion 54, one end side is mounted on the lower end surface of the second step portion 11 of the elevating portion 10, and the other end side is the rear end of the telescopic portion 20. It is attached to the lower surface substantially perpendicular to the telescopic portion 20. Further, as shown in FIG. 7, the mounting portion on the telescopic portion 20 side and the mounting portion on the second step portion 11 side of the second flexible cable 52 do not overlap each other in the vertical direction. Further, the second flexible cable 52 is attached to the attachment portions at both ends via a rotary connector. Further, the second flexible cable 52 is attached to the lower end surface of the second step portion 11 at a position away from the axis L of the turning shaft TU of the turning portion 40.

このように第２のフレキシブルケーブル５２を取り付けることで、第２の段部１１に対して下方に垂下するように第２のフレキシブルケーブル５２が取り付けられていることから、図１及び図２に示すように、第２のフレキシブルケーブル５２が昇降部１０の昇降動作を支障することなく、また、第２のフレキシブルケーブル５２の可動範囲も小さく抑えることができる。 By attaching the second flexible cable 52 in this way, the second flexible cable 52 is attached so as to hang downward with respect to the second step portion 11, which is shown in FIGS. 1 and 2. As described above, the second flexible cable 52 does not interfere with the elevating operation of the elevating portion 10, and the movable range of the second flexible cable 52 can be suppressed to a small size.

また、図８に示すように、旋回部４０の旋回動作によって伸縮部２０が旋回した場合には、第２のフレキシブルケーブル５２が昇降部１０の外周に巻き回されることで、伸縮部２０の旋回動作に支障することなく、伸縮部２０の旋回角度を大きくとることが可能となる。また、第２のフレキシブルケーブル５２は、回転コネクタを介して取り付けられているので、旋回部４０による旋回動作によって取付部に負荷がかかることを防止している。 Further, as shown in FIG. 8, when the telescopic portion 20 is swiveled by the swivel operation of the swivel portion 40, the second flexible cable 52 is wound around the outer periphery of the elevating portion 10 to cause the telescopic portion 20. It is possible to increase the turning angle of the telescopic portion 20 without interfering with the turning operation. Further, since the second flexible cable 52 is attached via the rotary connector, it is possible to prevent a load from being applied to the attached portion due to the turning operation by the turning portion 40.

具体的には、旋回部４０の旋回軸ＴＵの軸心Ｌから第２のフレキシブルケーブル５２の下方の取付位置までの寸法Ｃを最適化することが好ましい。ここで、寸法Ｃが小さいと、旋回部４０の旋回時に昇降部１０の側壁に第２のフレキシブルケーブル５２が接触することで、旋回部４０の旋回角度が小さくなり、寸法Ｃが大きいと、第２のフレキシブルケーブル５２の湾曲によって、上下の直線取付部５４に加わる曲げモーメントが増大することで、第２のフレキシブルケーブル５２の円滑な旋回を阻害する可能性がある。 Specifically, it is preferable to optimize the dimension C from the axis L of the swivel shaft TU of the swivel portion 40 to the lower mounting position of the second flexible cable 52. Here, if the dimension C is small, the second flexible cable 52 comes into contact with the side wall of the elevating portion 10 when the swivel portion 40 is swiveled, so that the swivel angle of the swivel portion 40 is small, and if the dimension C is large, the second is The bending of the flexible cable 52 of 2 increases the bending moment applied to the upper and lower straight mounting portions 54, which may hinder the smooth turning of the second flexible cable 52.

そこで、第２のフレキシブルケーブル５２の両端に形成された直線取付部５４の位置のうち、伸縮部２０に取り付けられる上方側は、旋回部４０の旋回軸ＴＵの軸心Ｌを避けるように、軸心Ｌから第２のフレキシブルケーブル５２の伸縮部２０との取付位置までの寸法Ａが軸心Ｌから旋回部４０の端部４３までの寸法Ｂよりも大きくなるように配置される。 Therefore, of the positions of the linear attachment portions 54 formed at both ends of the second flexible cable 52, the upper side attached to the telescopic portion 20 has a shaft so as to avoid the axis L of the turning shaft TU of the turning portion 40. The dimension A from the center L to the attachment position of the second flexible cable 52 with the telescopic portion 20 is arranged so as to be larger than the dimension B from the axis L to the end portion 43 of the swivel portion 40.

また、下方側の直線取付部５４の取付位置は、第２のフレキシブルケーブル５２が旋回した際に第２のフレキシブルケーブル５２にかかる曲げモーメントを小さくするために、上方側の直線取付部５４及び下方側の直線取付部５４から軸心Ｌまでの寸法ＣがＡ＞Ｃとなるように配置される。さらに、第２のフレキシブルケーブル５２の下方の直線取付部５４の取付位置は、軸心Ｌにできるだけ近づけるために軸心Ｌから昇降部１０の側壁１４までの寸法Ｄよりも大きくなるように配置される。 Further, the mounting position of the straight mounting portion 54 on the lower side is such that the straight mounting portion 54 on the upper side and the lower side are arranged in order to reduce the bending moment applied to the second flexible cable 52 when the second flexible cable 52 turns. The dimension C from the linear mounting portion 54 on the side to the axis L is arranged so that A> C. Further, the mounting position of the straight mounting portion 54 below the second flexible cable 52 is arranged so as to be larger than the dimension D from the shaft center L to the side wall 14 of the elevating portion 10 in order to be as close as possible to the shaft center L. To.

すなわち、上述した条件を満たすために、寸法Ａ～Ｄは、Ａ＞Ｃ＞Ｄ且つＡ＞Ｂとなるように配置される。 That is, in order to satisfy the above-mentioned conditions, the dimensions A to D are arranged so that A> C> D and A> B.

このように構成した本実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータ１は、図９に示すように、既存設備としての工作機械６０の近傍に設置され、未加工のワーク６１を載置した未加工ワーク台６３から未加工のワーク６１を把持し、工作機械６０のワーク投入口６２から未加工のワーク６１を工作機械６０に投入し、工作機械６０の加工が完了後に、加工後のワーク６１´を把持して加工済ワーク台６４に載置するといった、工程を自動化することができる。 As shown in FIG. 9, the multi-axis module actuator 1 according to the present embodiment configured in this way is installed in the vicinity of the machine tool 60 as an existing facility, and is a raw work table on which the raw work 61 is placed. The unprocessed work 61 is gripped from 63, the unprocessed work 61 is loaded into the machine tool 60 from the work input port 62 of the machine tool 60, and the machine tool 60 is gripped after the machining of the machine tool 60 is completed. The process can be automated, such as placing it on the machined work table 64.

なお、本実施形態に係る多軸モジュールアクチュエータ１は、上述したように第１のフレキシブルケーブル５１及び第２のフレキシブルケーブル５２の可動範囲を含めた全体の可動範囲が小さくなるように設定されているので、既存設備の近傍に設置した場合であっても、設置スペースを確保することが容易となる。また、伸縮と旋回を行う伸縮部２０と旋回部４０とを組み合わせているので、必要なストロークは旋回角度を確保しつつ、段取り替えなどの作業スペースを確保することが可能となる。 As described above, the multi-axis module actuator 1 according to the present embodiment is set so that the entire movable range including the movable range of the first flexible cable 51 and the second flexible cable 52 is reduced. Therefore, even if it is installed near the existing equipment, it is easy to secure the installation space. Further, since the telescopic portion 20 and the swivel portion 40 that expand and contract and rotate are combined, it is possible to secure a work space such as setup change while ensuring a turning angle for the required stroke.

また、昇降部１０の昇降動作や伸縮部２０の伸縮動作を直線案内装置によって案内しているので、昇降部１０や伸縮部２０のなどの可動部の軽量化を図ることでき、駆動モータの負荷を軽減するとともに、重量の大きなワークを取り扱うことが可能となり、従来、作業員が行っていた既存設備を用いた作業を自動化することが可能となる。 Further, since the elevating operation of the elevating part 10 and the expansion / contraction operation of the telescopic part 20 are guided by the linear guide device, the weight of the movable part such as the elevating part 10 and the telescopic part 20 can be reduced, and the load of the drive motor can be reduced. It is possible to handle heavy workpieces, and it is possible to automate the work that was conventionally performed by workers using existing equipment.

なお、上述した実施形態においては、直線案内装置として、軌道部材と軌道部材に対して移動可能な移動ブロックを有する場合について説明を行ったが、直線案内装置は、例えば、軸部材にスプライン軸を適用し、該スプライン軸に沿って移動可能な移動部材を有するボールスプラインを適用しても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 In the above-described embodiment, the case where the linear guide device has a track member and a moving block that can move with respect to the track member has been described. However, in the linear guide device, for example, a spline shaft is attached to the shaft member. It may be applied and a ball spline having a moving member movable along the spline axis may be applied. It is clear from the description of the claims that the form with such changes or improvements may be included in the technical scope of the present invention.

１ 多軸モジュールアクチュエータ， １０ 昇降部， １１ 第２の段部 ２０ 伸縮部， ２１ 第１の段部， ３０ 先端補正部（第二旋回部）， ４０ 旋回部（第一旋回部）， ５１ 第１のフレキシブルケーブル， ５２ 第２のフレキシブルケーブル。 1 Multi-axis module actuator, 10 Elevating part, 11 Second step part 20 Telescopic part, 21 First step part, 30 Tip correction part (second swivel part), 40 Swing part (first swivel part), 51 No. 1 flexible cable, 52 2nd flexible cable.

Claims (4)

鉛直方向に昇降可能な昇降軸を有する昇降部と、水平方向に伸縮可能な伸縮軸を有する伸縮部と、前記伸縮部を前記昇降部に対して旋回可能に取り付ける旋回軸を有する第一旋回部と、前記伸縮部に取り付けられる第二旋回部と、を備え、
前記伸縮部は、前記第二旋回部又は前記昇降部とフレキシブルケーブルで接続される多軸モジュールアクチュエータにおいて、
前記フレキシブルケーブルは、前記伸縮部又は前記昇降部に設けられた段部に接続され、
前記伸縮部は、鉛直方向に突出した第１の段部を有し、
前記昇降部は、水平方向に突出した第２の段部を有し、
前記フレキシブルケーブルは、第１のフレキシブルケーブル及び第２のフレキシブルケーブルを備え、
前記第１のフレキシブルケーブルは、一端が前記第１の段部を介して前記第二旋回部に接続され、
前記第２のフレキシブルケーブルは、一端が前記第２の段部を介して前記昇降部に接続されることを特徴とする多軸モジュールアクチュエータ。 An elevating part having an elevating shaft that can be raised and lowered in the vertical direction, a telescopic part having a telescopic shaft that can be expanded and contracted in the horizontal direction, and a first swivel part having a swivel shaft that rotatably attaches the telescopic part to the elevating part. And a second swivel part attached to the telescopic part,
The telescopic portion is a multi-axis module actuator connected to the second swivel portion or the elevating portion by a flexible cable.
The flexible cable is connected to the telescopic portion or the step portion provided in the elevating portion .
The telescopic portion has a first step portion that protrudes in the vertical direction.
The elevating portion has a second step portion that protrudes in the horizontal direction.
The flexible cable includes a first flexible cable and a second flexible cable.
One end of the first flexible cable is connected to the second swivel portion via the first step portion.
The second flexible cable is a multi-axis module actuator characterized in that one end thereof is connected to the elevating portion via the second step portion . 請求項１に記載の多軸モジュールアクチュエータにおいて、
前記第１のフレキシブルケーブルの他端は、前記伸縮部に水平方向に対して傾斜して取り付けられることを特徴とする多軸モジュールアクチュエータ。 In the multi-axis module actuator according to claim 1 ,
A multi-axis module actuator characterized in that the other end of the first flexible cable is attached to the telescopic portion at an angle with respect to a horizontal direction. 請求項１または２の何れか１項に記載の多軸モジュールアクチュエータにおいて、
前記第２のフレキシブルケーブルの他端は、前記伸縮部に対して略垂直に取り付けられることを特徴とする多軸モジュールアクチュエータ。 In the multi-axis module actuator according to any one of claims 1 or 2 .
A multi-axis module actuator characterized in that the other end of the second flexible cable is attached substantially perpendicular to the telescopic portion. 請求項１から３の何れか１項に記載の多軸モジュールアクチュエータにおいて、
前記第２のフレキシブルケーブルの一端と他端は、前記鉛直方向に重畳しないことを特徴とする多軸モジュールアクチュエータ。 The multi-axis module actuator according to any one of claims 1 to 3 .
A multi-axis module actuator characterized in that one end and the other end of the second flexible cable do not overlap in the vertical direction.
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