JPWO2020188659A1 - Industrial robot - Google Patents
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Abstract
産業用ロボットは、制御基板(7)を収容する保護ボックス(11)を備えたベース部と、関節を有し、ベース部から延び、エンドエフェクタが装着されるリスト部が先端に設けられた曲げ伸ばし可能なアームと、アームの内部に設置され、関節を駆動してアームの曲げ伸ばしとリスト部の姿勢の変更とを行う複数のモータと、保護ボックス(11)内から引き出され、アームの内部を引き回してモータに接続された機内ケーブル(5)と、保護ボックス(11)のうち機内ケーブル(5)を引き出す機内ケーブル穴(111)に圧入されるケーブルブッシュ(112)とを備え、ケーブルブッシュ(112)は、弾性材料で形成され、機内ケーブル(5)が配置されるケーブル穴(113)が形成されており、ケーブル穴(113)は、機内ケーブル(5)が配置されていない状態では、機内ケーブル(5)の外径よりも小さい。 An industrial robot has a base portion provided with a protective box (11) for accommodating a control board (7), a joint, and a bending portion extending from the base portion and provided with a wrist portion at the tip to which an end effector is mounted. An extendable arm, a plurality of motors installed inside the arm that drive joints to bend and extend the arm and change the posture of the wrist portion, and a protective box (11) that is pulled out from the inside of the arm. The cable bush is provided with an in-flight cable (5) connected to the motor by routing the cable and a cable bush (112) press-fitted into the in-flight cable hole (111) from which the in-flight cable (5) is pulled out from the protection box (11). (112) is formed of an elastic material, and a cable hole (113) in which the in-flight cable (5) is arranged is formed, and the cable hole (113) is in a state where the in-flight cable (5) is not arranged. , Smaller than the outer diameter of the in-flight cable (5).
Description
本発明は、アームを備えた産業用ロボットに関する。 The present invention relates to an industrial robot provided with an arm.
産業用ロボットは、関節を有し曲げ伸ばし可能なアームを備えている。アームは、カバーで覆われる。工作機械へのワークのロード及びアンロードといった用途には、切削油が飛散するオイルミスト環境下でも動作可能な防水防塵構造の産業用ロボットが使用されている。産業用ロボットは、基板及びコネクタといった保護を必要とする部材がロボット内部に点在していたため、ロボット全体を防水防塵構造とする必要があった。 Industrial robots have articulated and bendable arms. The arm is covered with a cover. For applications such as loading and unloading workpieces on machine tools, industrial robots with a waterproof and dustproof structure that can operate even in an oil mist environment where cutting oil is scattered are used. In an industrial robot, members requiring protection such as a substrate and a connector are scattered inside the robot, so that the entire robot needs to have a waterproof and dustproof structure.
ロボット全体を防水防塵構造とするためには、全ての関節部にオイルシール又はVシールが必要であり、かつ全てのカバー部にOリング又はガスケットが必要になる。したがって、ロボット全体を防水防塵構造にすると、部品点数が増えてしまう。また、ロボット筐体のオイルシール又はOリングの取り付け部は、高硬度の材料に高い寸法精度及び細かい面粗度の加工を施す必要があり、生産性が低下してしまう。 In order to make the entire robot waterproof and dustproof, oil seals or V-seals are required for all joints, and O-rings or gaskets are required for all covers. Therefore, if the entire robot has a waterproof and dustproof structure, the number of parts will increase. In addition, the oil seal or O-ring attachment portion of the robot housing needs to be processed with high dimensional accuracy and fine surface roughness on a high-hardness material, which reduces productivity.
特許文献1には、コネクタベース部に防水防塵機能付きの筐体を取り付け、筐体内にケーブル接続コネクタ及びリード線皮むき部を収容し、筐体に給電ケーブル接続コネクタ及びロボット内部へ通るケーブルのコネクタを持たせ、外部との隙間に防水処理を施した産業用ロボットが開示されている。
In
しかしながら、特許文献1に開示される産業用ロボットは、接続ユニオンを通じて機内ケーブルを筐体内に引き回しているため、機内ケーブルが筐体を貫通する部分において機内ケーブルが機内側に大きく張り出してしまう。したがって、特許文献1に開示される産業用ロボットは、生産性を高めることはできるが小型化が困難であった。
However, in the industrial robot disclosed in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、生産性が高く、防水防塵機能を備え、小型化が可能な産業用ロボットを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an industrial robot which is highly productive, has a waterproof and dustproof function, and can be miniaturized.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、制御基板を収容する保護ボックスを備えたベース部と、関節を有し、ベース部から延び、エンドエフェクタが装着されるリスト部が先端に設けられた曲げ伸ばし可能なアームと、アームの内部に設置されて関節を駆動してアームの曲げ伸ばしとリスト部の姿勢の変更とを行う複数のモータと、保護ボックス内から引き出され、アームの内部を引き回してモータに接続された機内ケーブルと、保護ボックスのうち機内ケーブルを引き出す機内ケーブル穴に圧入されるケーブルブッシュとを備える。ケーブルブッシュは、弾性材料で形成され、機内ケーブルが配置されるケーブル穴が形成されている。ケーブル穴は、機内ケーブルが配置されていない状態では、機内ケーブルの外径よりも小さい。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention has a base portion provided with a protective box for accommodating a control board, and a wrist portion having joints extending from the base portion and to which an end effector is mounted. Is provided at the tip of the arm that can be bent and stretched, multiple motors that are installed inside the arm to drive the joints to bend and stretch the arm and change the posture of the wrist part, and are pulled out from inside the protection box. It is provided with an in-flight cable that is routed inside the arm and connected to the motor, and a cable bush that is press-fitted into the in-flight cable hole that pulls out the in-flight cable from the protection box. The cable bush is made of an elastic material and has a cable hole in which an in-flight cable is arranged. The cable hole is smaller than the outer diameter of the in-flight cable when the in-flight cable is not arranged.
本発明に係る産業用ロボットは、生産性が高く、防水防塵機能を備え、小型化が可能であるという効果を奏する。 The industrial robot according to the present invention has the effects of high productivity, waterproof and dustproof functions, and miniaturization.
以下に、本発明の実施の形態に係る産業用ロボットを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the industrial robot according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るロボットの構成を示す斜視図である。図2は、実施の形態1に係るロボットの断面図である。産業用ロボットであるロボット100は、ベース部1と、ベース部1から延びるアーム2とを有する。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a robot according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the robot according to the first embodiment. The
ベース部1は、アーム2全体を旋回させるモータ41を収容するモータ収容部19と保護ボックス11とを備えている。アーム2は、関節21を有しており、曲げ伸ばし可能である。アーム2の先端には、ワークをロード及びアンロードするハンドといったエンドエフェクタが装着されるリスト部3が設けられている。リスト部3に装着されるエンドエフェクタは、ハンドに限定されることはなく、刃物を回転させてばり取りといった加工を行う回転工具、ワークに塗料などを吹き付けてワークの表面に塗膜を形成するスプレーガン、又はワークにシール剤などを塗布するディスペンサであってもよい。リスト部3に装着されるエンドエフェクタは、例示したもの以外であってもよい。アーム2には、関節21を駆動してアーム2の曲げ伸ばしを行うモータ42及び関節21を駆動してリスト部3の姿勢の変更を行うモータ43が設置されている。なお、図面が煩雑になることを避けるために、図2には、ロボット100が有する複数のモータの一部のみを図示している。
The
保護ボックス11には、モータ41,42,43を制御する制御回路が形成された制御基板7が収容されている。モータ41,42,43と制御基板7とは、機内ケーブル5で接続されている。機内ケーブル5は、信号線51と電源線52とを含むマルチケーブルである。機内ケーブル5は、モータ41,42,43と制御基板7との間には中継コネクタが設けられていない。ベース部1は、機器間ケーブル6を通じてロボットコントローラ9と接続されている。
The
図3は、実施の形態1に係るロボットの保護ボックスの拡大図である。制御基板7には、機器間ケーブル6の信号線61が接続される外部接続コネクタ76と、機内ケーブル5の信号線51が接続される内部接続コネクタ75とが実装されている。機器間ケーブル6は、信号線61と電源線62とを含むマルチケーブルである。機器間ケーブル6の信号線61と機内ケーブル5の信号線51とは、制御基板7に形成されている制御回路を介して接続されている。また、保護ボックス11内には、機器間ケーブル6の電源線62と、機内ケーブル5の電源線52とを接続する中継コネクタ8が収容されている。
FIG. 3 is an enlarged view of the robot protection box according to the first embodiment. The
保護ボックス11は、開口部121が形成された本体12と、開口部121を塞ぐ蓋13とで構成されている。開口部121の縁と蓋13との間にはパッキン14が設置されており、開口部121における防水防塵性が確保されている。蓋13を開けることにより保護ボックス11内への制御基板7の設置作業及び保護ボックス11内でのコネクタの接続作業を行うことができる。
The
蓋13には、機器間ケーブル6を通す機器間ケーブル穴131が形成されている。機器間ケーブル穴131には、接続ユニオン132が設置されている。接続ユニオン132の内側には筒状のパッキン133が設置されており、機器間ケーブル6にパッキン133が密着している。このため、機器間ケーブル穴131における防水防塵性が確保されている。
The
保護ボックス11は、モータ収容部19に機内ケーブル5を通す機内ケーブル穴111が形成されている。機内ケーブル穴111には、ケーブルブッシュ112が設置されている。図4は、実施の形態1に係るロボットのケーブルブッシュの構成を示す図である。ケーブルブッシュ112は、エラストマーといった弾性材料で形成された円板状であり、機内ケーブル5を通すケーブル穴113が複数開けられている。ケーブル穴113は、機内ケーブル5が配置されていない状態では、機内ケーブル5の外径よりも小さい。ケーブル穴113の側壁は機内ケーブル5に密着しており、ケーブル穴113における防水防塵性が確保されている。
The
ケーブルブッシュ112は、板状のエラストマーにケーブル穴113を開けた構造であるため、接続ユニオンと比べると厚さ寸法が小さい。このため、機内ケーブル穴111を通過させる部分において、保護ボックス11内又はモータ収容部19内に張り出す機内ケーブル5の寸法を小さくできる。したがって、実施の形態1に係るロボット100は、保護ボックス11及びモータ収容部19を小さくすることができ、小型化が可能である。また、ケーブルブッシュ112は、板状のエラストマーにケーブル穴113を開けた構造であるため、高精度の加工は必要とされない。さらに、機内ケーブル5の信号線51を保護ボックス11から引き出す部分と電源線52を保護ボックス11から引き出す部分との両方に、一つのケーブルブッシュ112で防水防塵性を持たせることができるため、組み立て工数の増加を抑えられる。したがって、実施の形態1に係るロボット100は、生産性が高い。また、機内ケーブル5の信号線51を保護ボックス11から引き出す部分に防水防塵性を持たせる部品と電源線52を保護ボックス11から引き出す部分に防水防塵性を持たせる部品との間に隙間を空ける必要が無いため、機内ケーブル穴111の開口面積を小さくすることができる。また、機器間ケーブル6の電源線62と機内ケーブル5の電源線52とを接続する中継コネクタ8は保護ボックス11内に収まっている。したがって、機器間ケーブル6の電源線62と機内ケーブル5の電源線52との接続部分での防水防塵性が確保されている。また、モータ41,42,43と制御基板7との間に中継コネクタが存在しないため、関節21の部分に防水防塵構造を設ける必要がない。
Since the
実施の形態2.
本発明の実施の形態2に係るロボット100の構造は、実施の形態1に係るロボット100と同様であるが、ケーブルブッシュ112の構造が異なっている。図5は、本発明の実施の形態2に係るロボットのケーブルブッシュの構成を示す図である。実施の形態2に係るロボット100のケーブルブッシュ112は、外縁部から各ケーブル穴113につながるスリット114が形成されている。
The structure of the
実施の形態2に係るロボット100のケーブルブッシュ112は、機内ケーブル5の端部をコネクタに接続した後でケーブル穴113に機内ケーブル5を配置できるため、保護ボックス11内でのコネクタ接続作業の作業性及びケーブルブッシュ112の交換といったメンテナンスの作業性を高めることができる。
Since the
実施の形態3.
本発明の実施の形態3に係るロボット100の構造は、実施の形態1に係るロボット100と同様であるが、ケーブルブッシュ112の構造が異なっている。図6は、本発明の実施の形態3に係るロボットのケーブルブッシュの構成を示す図である。実施の形態3に係るロボット100のケーブルブッシュ112は、四隅が丸め面取りされた長方形の板状であり、長辺に沿ってケーブル穴113が直列に配列されている。
The structure of the
実施の形態3に係るロボット100のケーブルブッシュ112は、保護ボックス11の本体12に嵌合させた際に、長手方向に沿った各部が全体的に短手方向に圧縮されて変形するため、ケーブルブッシュ112と保護ボックス11の本体12との間に隙間が生じにくく、防水防塵性を高めることができる。
When the
実施の形態4.
本発明の実施の形態4に係るロボット100の構造は、実施の形態1に係るロボット100と同様であるが、ケーブルブッシュ112の構造が異なっている。図7は、本発明の実施の形態4に係るロボットのケーブルブッシュの構成を示す図である。実施の形態4に係るロボット100のケーブルブッシュ112は、四隅が丸め面取りされた長方形の板状であり、長辺に沿ってケーブル穴113が直列に配列されている。実施の形態4に係るロボット100のケーブルブッシュ112は、縁部から各ケーブル穴113につながるスリット114が形成されている。Embodiment 4.
The structure of the
実施の形態4に係るロボット100のケーブルブッシュ112は、機内ケーブル5の端部をコネクタに接続した後でケーブル穴113に機内ケーブル5を配置できるため、保護ボックス11内でのコネクタ接続作業の作業性及びケーブルブッシュ112の交換といったメンテナンスの作業性が高めることができる。
Since the
実施の形態5.
本発明の実施の形態5に係るロボット100の構造は、実施の形態1に係るロボット100と同様であるが、ケーブルブッシュ112の構造が異なっている。図8は、本発明の実施の形態5に係るロボットのケーブルブッシュの構成を示す図である。実施の形態5に係るロボット100のケーブルブッシュ112は、四隅が丸め面取りされた長方形の板状であり、長辺に沿ってケーブル穴113が直列に配列されている。実施の形態5に係るロボット100のケーブルブッシュ112は、ケーブル穴113同士を接続するスリット114が形成されている。Embodiment 5.
The structure of the
実施の形態5に係るロボット100のケーブルブッシュ112は、保護ボックス11の本体12に嵌合させた際に、スリット114が塞がるようにケーブルブッシュ112が変形するため、防水防塵性を高めることができる。また、スリット114で繋がった複数のケーブル穴113を広げることでケーブルブッシュ112を大径の開口が形成された状態にすることができるため、機内ケーブル5の端部にコネクタが装着された状態であっても、ケーブル穴113に機内ケーブル5を配置することができる。
When the
実施の形態6.
本発明の実施の形態6に係るロボット100の構造は、実施の形態1に係るロボット100と同様であるが、ケーブルブッシュ112の構造が異なっている。図9は、本発明の実施の形態6に係るロボットのケーブルブッシュの構成を示す図である。実施の形態6に係るロボット100のケーブルブッシュ112は、側面がテーパ面であり、保護ボックス11の本体12への挿入側ほど幅狭になっている。すなわち、実施の形態6に係るロボット100のケーブルブッシュ112は、機内ケーブル穴111への挿入方向の先端側の面積が小さいテーパ形状である。
The structure of the
ケーブル穴113は、ストレート穴であってもよいし、ケーブルブッシュ112の側面と同じ傾きのテーパ穴であってもよい。
The
実施の形態6に係るロボット100のケーブルブッシュ112は、保護ボックス11の本体12に挿入した際のエラストマーのつぶれ代の設定が容易である。また、ケーブルブッシュ112の機内ケーブル穴111への挿入作業が容易である。
The
実施の形態7.
本発明の実施の形態7に係るロボット100の構造は、実施の形態1に係るロボット100と同様であるが、ケーブルブッシュ112の構造が異なっている。図10は、本発明の実施の形態7に係るロボットのケーブルブッシュの構成を示す図である。実施の形態7に係るロボット100のケーブルブッシュ112は、ケーブル穴113が楕円形となっている。ケーブル穴113の長軸方向はケーブルブッシュ112の短手方向であり、ケーブル穴113の短軸方向は、ケーブルブッシュ112の長手方向である。
The structure of the
実施の形態7に係るロボット100のケーブルブッシュ112は、機内ケーブル穴111に挿入して変形した状態において、ケーブル穴113が円形になるため、機内ケーブル5との間に隙間が生じにくくなる。したがって、実施の形態7に係るロボット100は、保護ボックス11の防水防塵性を高めることができる。
When the
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above-described embodiment shows an example of the content of the present invention, can be combined with another known technique, and is one of the configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
1 ベース部、2 アーム、3 リスト部、5 機内ケーブル、6 機器間ケーブル、7 制御基板、8 中継コネクタ、9 ロボットコントローラ、11 保護ボックス、12 本体、13 蓋、14,133 パッキン、19 モータ収容部、21 関節、41,42,43 モータ、51,61 信号線、52,62 電源線、75 内部接続コネクタ、76 外部接続コネクタ、100 ロボット、111 機内ケーブル穴、112 ケーブルブッシュ、113 ケーブル穴、114 スリット、121 開口部、131 機器間ケーブル穴、132 接続ユニオン。 1 Base, 2 Arms, 3 Wrists, 5 In-flight cables, 6 Inter-equipment cables, 7 Control boards, 8 Relay connectors, 9 Robot controllers, 11 Protective boxes, 12 Main units, 13 lids, 14, 133 packings, 19 Motor accommodations Parts, 21 joints, 41,42,43 motors, 51,61 signal lines, 52,62 power lines, 75 internal connection connectors, 76 external connection connectors, 100 robots, 111 in-flight cable holes, 112 cable bushes, 113 cable holes, 114 slits, 121 openings, 131 inter-device cable holes, 132 connector unions.
Claims (11)
関節を有し、前記ベース部から延び、エンドエフェクタが装着されるリスト部が先端に設けられた曲げ伸ばし可能なアームと、
前記アームの内部に設置され、前記関節を駆動して前記アームの曲げ伸ばしと前記リスト部の姿勢の変更とを行う複数のモータと、
前記保護ボックス内から引き出され、前記アームの内部を引き回して前記モータに接続された機内ケーブルと、
前記保護ボックスのうち前記機内ケーブルを引き出す機内ケーブル穴に圧入されるケーブルブッシュとを備え、
前記ケーブルブッシュは、弾性材料で形成され、前記機内ケーブルが配置されるケーブル穴が形成されており、
前記ケーブル穴は、前記機内ケーブルが配置されていない状態では、前記機内ケーブルの外径よりも小さいことを特徴とする産業用ロボット。A base with a protective box to house the control board,
A bendable arm that has joints, extends from the base portion, and has a wrist portion at the tip to which an end effector is attached.
A plurality of motors installed inside the arm to drive the joint to bend and stretch the arm and change the posture of the wrist portion.
An in-flight cable pulled out from the protection box and routed inside the arm to be connected to the motor.
The protective box is provided with a cable bush that is press-fitted into the in-flight cable hole from which the in-flight cable is pulled out.
The cable bush is made of an elastic material and has a cable hole in which the in-flight cable is arranged.
An industrial robot characterized in that the cable hole is smaller than the outer diameter of the in-flight cable when the in-flight cable is not arranged.
前記機内ケーブルは、電源線及び信号線を含むマルチケーブルであり、
前記電源線及び前記信号線が、複数の前記ケーブル穴にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項1に記載の産業用ロボット。The cable bush has a plurality of the cable holes.
The in-flight cable is a multi-cable including a power line and a signal line.
The industrial robot according to claim 1, wherein the power line and the signal line are respectively arranged in the plurality of cable holes.
前記筒状のパッキンの内径は、前記機器間ケーブルの外径以下であることを特徴とする請求項4に記載の産業用ロボット。A connection union in which a tubular packing is arranged is installed in a portion of the protective box from which the inter-device cable is pulled out.
The industrial robot according to claim 4, wherein the inner diameter of the tubular packing is equal to or less than the outer diameter of the inter-device cable.
前記保護ボックスの内部には、前記機器間ケーブルの電源線と、前記機内ケーブルの電源線とを接続する中継コネクタが収容されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の産業用ロボット。The device-to-device cable is a multi-cable including a power line and a signal line.
The industrial robot according to claim 4 or 5, wherein a relay connector for connecting the power line of the inter-device cable and the power line of the in-flight cable is housed inside the protection box. ..
前記ケーブル穴の長軸方向は、前記ケーブルブッシュの短手方向であり、
前記ケーブル穴の短軸方向は、前記ケーブルブッシュの長手方向であることを特徴とする請求項9に記載の産業用ロボット。The cable hole is oval and
The major axis direction of the cable hole is the lateral direction of the cable bush.
The industrial robot according to claim 9, wherein the short axis direction of the cable hole is the longitudinal direction of the cable bush.
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