專利名稱：工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與在手腕前端側(cè)配備的作業(yè)工具連接的管線經(jīng)由裝配在前臂 上的工具管理中繼裝置并沿著手腕敷設(shè)的工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造。
背景技術(shù)：
一般情況下，作為與作業(yè)工具連接的管線沿著手腕敷設(shè)的工業(yè)用機器人，
在日本特開2005-271003號公報公開有管線通過前臂中空部以及手腕內(nèi)部方式 的所謂管線內(nèi)裝式機器人。該場合，為了使手腕軸動作時的管線動作穩(wěn)定，具 有將管線通在導(dǎo)管中的殼體。即使管線受到因手腕軸動作引起的彎曲或扭曲， 在其線徑較小的情況下，也可在不影響使用壽命的范圍內(nèi)吸收這些彎曲或扭 曲，但由于導(dǎo)管即使能夠吸收彎曲卻不能吸收扭曲，所以需要在導(dǎo)管的某一方 的端部設(shè)置旋轉(zhuǎn)支撐部件。
盡管可在導(dǎo)管的外周部設(shè)置旋轉(zhuǎn)支撐部件，但是存在通有導(dǎo)管的手腕以及 前臂大型化這一的問題。另一方面，在將旋轉(zhuǎn)支撐部件設(shè)置在導(dǎo)管前端的場合， 會使得導(dǎo)管的長度延長相當于該旋轉(zhuǎn)支撐部件長度的量，作業(yè)工具或作業(yè)工具 管理裝置不得不遠離導(dǎo)管的延長方向，僅該量導(dǎo)致作用于機器人的負載變得嚴 峻，而且還存在容易與周邊裝置發(fā)生干涉的問題。
另外，為了不使旋轉(zhuǎn)支撐部件在導(dǎo)管上作用過度的力，雖然有在其兩端具 有旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的情況，但在作業(yè)工具一側(cè)存在根據(jù)作業(yè)而使作業(yè)工具的姿勢變化 的情況，還存在作業(yè)工具的裝配位置變遠、獲取機器人的動作區(qū)域中的姿勢的 范圍變得狹窄的問題。也就是，固定位于作業(yè)工具內(nèi)的工具前端點而僅使姿勢 變化的場合，存在工具前端點越遠離機器人的凸緣，而為了獲取相同的姿勢機 器人的基本軸必須動作的角度就越增加的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供即使作業(yè)工具以及手腕進行了復(fù)雜動作的場合，也 能夠使敷設(shè)在手腕上的管線的動作穩(wěn)定，并可提高管線的連接可靠性的工業(yè)用 機器人的管線處理構(gòu)造。
為了達到上述目的，本發(fā)明的方案一提供一種工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)
造，具備具有工具管理中繼裝置的前臂；和基端側(cè)旋轉(zhuǎn)自如地連結(jié)在上述前 臂上且在前端側(cè)裝配有作業(yè)工具的手腕，與上述作業(yè)工具連接的管線經(jīng)由上述 工具管理中繼裝置并沿著上述手腕敷設(shè)，其中，上述前臂具有以規(guī)定減速比將 驅(qū)動源的轉(zhuǎn)速進行減速并旋轉(zhuǎn)驅(qū)動上述前臂的第一減速裝置，在該第一減速裝 置的內(nèi)部存在上述管線通過的第一插通孔，上述手腕具備具有與上述第一插 通孔連通的通路且可旋轉(zhuǎn)地連結(jié)在上述前臂上的第一手腕單元；具有與上述通 路連通的第二插通孔且可旋轉(zhuǎn)地連結(jié)在上述第一手腕單元上的第二手腕單元； 以及可旋轉(zhuǎn)地連結(jié)在該第二手腕單元上的第三手腕單元，將上述管線從一端通 向另一端的導(dǎo)管設(shè)置在上述前臂的上述第一插通孔、上述第一手腕單元的上述 通路、以及上述第二手腕單元的上述第二插通孔中，在上述導(dǎo)管的一端在該導(dǎo) 管的軸方向及外周方向可移動地插入到上述第一插通孔中的狀態(tài)下，將上述導(dǎo) 管的另 一端用導(dǎo)管保持部件以懸臂狀態(tài)保持在上述第二手腕單元上，以便限制 該導(dǎo)管向軸方向的移動。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于通有管線的導(dǎo)管另一端以懸臂狀態(tài)保持在第二手腕單 元上，所以即使手腕單元動作的場合在導(dǎo)管上也不會作用過度的力，提高導(dǎo)管 的耐久性。雖然作業(yè)工具用管線通過導(dǎo)管的內(nèi)部，但這些管線的各個線徑細的 場合較多，即使手腕單元動作時，也可在導(dǎo)管內(nèi)的空間由該動作吸收彎曲或扭 曲。導(dǎo)管的支撐構(gòu)造簡單，還可簡單地進行導(dǎo)管內(nèi)部的管線交換，使用者只要 在在導(dǎo)管的內(nèi)徑內(nèi)便可自由地通過適合于作業(yè)工具的希望的管線。因此，能夠 使導(dǎo)管內(nèi)的管線的舉動穩(wěn)定，并可提高管線的連接可靠性。
另外，在上述工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造中，還可做成如下結(jié)構(gòu)上述 導(dǎo)管在外周面具有環(huán)狀槽，上述導(dǎo)管保持部件在內(nèi)面具有卡合在上述槽中的凸
中，上述導(dǎo)管在該導(dǎo)管的外周方向可旋轉(zhuǎn)地懸臂保持在上述第二手腕單元上。 通過將導(dǎo)管保持部件的凸部卡合在導(dǎo)管的槽中，從而導(dǎo)管的另一端可繞第一手 腕單元的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)地保持在第二手腕單元上，因此可防止因第一手腕單元的 旋轉(zhuǎn)而在導(dǎo)管上作用扭曲，可進一步提高導(dǎo)管的耐久性。
另外，在上述工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造中，還可做成如下結(jié)構(gòu)插入
到上述第一插通孔中的上迷導(dǎo)管的端部由筒狀的管部件覆蓋。這樣，對于手腕 動作時的彎曲，可使導(dǎo)管更加順利地沿其軸線方向進行往復(fù)動作。另外，在導(dǎo) 管上具有因制造方面的情況而存在彎曲傾向，而且還存在余量的導(dǎo)管的路徑相 對導(dǎo)管軸線偏移的情況，在第二手腕單元旋轉(zhuǎn)時，有可能對導(dǎo)管作用稍微彎曲。 另外，導(dǎo)管內(nèi)部的管線的線徑大的場合，在第三手腕單元旋轉(zhuǎn)時，管線因該扭 曲力而在管線的全長范圍內(nèi)成螺旋狀。即使在這種場合，由于導(dǎo)管滑動(摺回)， 所以不會對管線施加過度的力，可順利地進行動作。
另外，在上述工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造中，還可做成如下結(jié)構(gòu)上述 導(dǎo)管保持部件在自上述第二手腕單元的旋轉(zhuǎn)軸偏移的位置被固定在上述第二 手腕單元上。這樣，由于導(dǎo)管保持部件位于相對第二手腕單元的旋轉(zhuǎn)軸偏移的 位置上，所以在第二手腕單元動作時，導(dǎo)管和導(dǎo)管保持部件不會干涉，可在上 下敞開的足夠的空間處理導(dǎo)管因第二手腕單元的旋轉(zhuǎn)動作引起的彎曲。


本發(fā)明的上述及其他目的、特征以及優(yōu)點，通過與附圖關(guān)聯(lián)的以下優(yōu)選實 施方式的說明將更加明確。在這些附圖中
圖1A是表示適用本發(fā)明的工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造的機器人系統(tǒng)的 第一實施方式的主視圖。
圖1B是圖1A的機器人系統(tǒng)的側(cè)視圖。
圖2A是表示適用本發(fā)明的工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造的機器人系統(tǒng)的 第二實施方式的主視圖。
圖2B是圖2A的才幾器人系統(tǒng)的側(cè)浮見圖。
圖3是表示在圖1所示的搬運機器人的手部和電^t閥箱之間敷設(shè)有管線狀 態(tài)的主視圖。
圖4是同樣表示在圖1所示的搬運機器人的手部和電磁閥箱之間敷設(shè)有管 線狀態(tài)的主^L圖。
圖5是通有管線的導(dǎo)管的立體圖。
圖6是表示前臂的內(nèi)部構(gòu)造的主視圖。
圖7是同樣表示前臂的內(nèi)部構(gòu)造的側(cè)視圖。
圖8是表示第一手腕單元的內(nèi)部構(gòu)造、和用第二手腕單元懸臂保持導(dǎo)管的 另一端的導(dǎo)管保持部件的圖。
圖9是同樣表示第一手腕單元的內(nèi)部構(gòu)造的圖。 圖10是圖8所示的導(dǎo)管保持部件的立體圖。
圖11是一同表示第一手腕單元的內(nèi)部構(gòu)造和導(dǎo)管保持部件的其它例的圖。
圖12是圖11所示的導(dǎo)管保持部件的剖視圖。
圖13是圖12所示的一對對開狀(半割0狀)的把持部的立體圖。
圖14是一同表示第一手腕單元的內(nèi)部構(gòu)造和管保持部件的其它例的圖。
圖15A是表示根據(jù)本發(fā)明的第一手腕單元從基本姿勢向順時針方向旋轉(zhuǎn)
了 90度時的導(dǎo)管的動作的圖。
圖15B是同樣表示根據(jù)本發(fā)明的第一手腕單元的旋轉(zhuǎn)的基本姿勢的圖。 圖15C是同樣表示根據(jù)本發(fā)明的第一手腕單元從基本姿勢向逆時針方向
旋轉(zhuǎn)了 90度的姿勢的圖。
圖16A是表示根據(jù)本發(fā)明的第二手腕單元從基本姿勢向逆時針方向旋轉(zhuǎn)
了 90度的導(dǎo)管的舉動的圖。
圖16B是同樣表示根據(jù)本發(fā)明的第二手腕單元的基本姿勢的圖。
圖16C是表示根據(jù)本發(fā)明的第二手腕單元從基本姿勢向順時針方向旋轉(zhuǎn)
了 90度的導(dǎo)管的動作的圖。
圖17是表示根據(jù)本發(fā)明的手部電纜和電磁閥箱的連接器結(jié)合方法的一個
例子的圖。
圖18是表示根據(jù)本發(fā)明的手部電纜和電磁閥箱的索環(huán)結(jié)合的一個例子的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明。
圖1A、 B是表示具有作業(yè)工具的搬運機器人系統(tǒng)的圖。與作業(yè)工具(手 部)連接的管線(手部電纜)通過前臂以及第一 三手腕單元的內(nèi)部。另外， 作為與作業(yè)工具(焊炬)連接的管線(焊炬電纜)通過前臂以及第一 三手腕 單元的內(nèi)部的其它例子，圖2A、 B示出了電弧焊接機器人系統(tǒng)。
圖1A、 B所示的機器人2是由在機器人主體基座4上繞第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)
的旋轉(zhuǎn)體5、繞第二旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)自如地連結(jié)在旋轉(zhuǎn)體5上的上臂6、繞第三旋 轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)自如地連結(jié)在上臂6的前端部上的前臂7、以及具有三軸自由度的手 腕構(gòu)成的總計具有六軸自由度的搬運機器人。手腕由第一~第三手腕單元8 10 構(gòu)成。該機器人2根據(jù)來自機器人控制器3的指令并通過控制用電纜控制分別 裝配在六軸驅(qū)動部(關(guān)節(jié))上的伺服馬達，以使裝配在手腕前端的手部15在 要搬運部件的位置以指定姿勢移動到目標位置。
機器人控制器3向上述伺服馬達發(fā)出動作指令的同時還向電磁閥箱(工具 管理中繼裝置)12以及手部15供給空氣以及輸出確認信號。由此，手部15 可根據(jù)規(guī)定的手部動作順序而吸附對象物。
搭載在前臂7后部上的電磁閥箱12具有未圖示的電磁閥和真空發(fā)生裝置。 用手部15的吸附小塊16吸附工件時，利用電磁閥和真空發(fā)生裝置使吸附小塊 16貼緊在工件上，并通過使其內(nèi)部成為真空而吸附工件。向手部15供給空氣、 信號的手部電纜20通過前臂7的內(nèi)部(第一插通孔33)以及第二手腕單元9 的內(nèi)部(第二插通孔39)導(dǎo)出到手腕前端側(cè)的手部15。
在電》茲閥箱12上來自機器人控制器3的手部控制電纜22和來自未圖示的 一次空氣供給源的空氣配管23連接在電磁閥箱內(nèi)的電磁閥和真空發(fā)生裝置 上。手部控制電纜22包括電磁閥的驅(qū)動用動力線、對氣缸位置進行指令的信 號線、確認電磁閥或吸附小塊的真空狀態(tài)的信號線等?？諝馀涔?3與電磁閥 連接。電磁閥和真空發(fā)生裝置也與空氣配管等連接。這些手部控制電纜22和 空氣配管23既可以與機器人2的上臂6內(nèi)的機器人馬達用控制電纜21 —起在 上臂6內(nèi)走線(取9回3 )，也可以如圖示那樣從上臂6的外側(cè)與馬達控制電 纜21分開走線。
在將手部控制電纜22和空氣配管23通過上臂6內(nèi)地進行敷設(shè)的場合，手 部控制電纜22和空氣配管23通過位于機器人主體基座4的分線盤上的連接器 或接頭引入上臂6內(nèi)。手部控制電纜22和空氣配管23捆在馬達用控制電纜 21上，并通過與旋轉(zhuǎn)體5的第一旋轉(zhuǎn)軸C1同心的中空部而導(dǎo)出到旋轉(zhuǎn)體5的 上部。被導(dǎo)出的電纜21-23種類從上臂6的下部側(cè)面沿著上臂6的長度方向引 導(dǎo)到上臂6的上部側(cè)面之后，與搭載在前臂7上的電磁閥箱12連接。驅(qū)動第 一 第三手腕單元8~10的馬達用控制電纜21與手部控制電纜22和空氣配管
23 —起通過機器人主體基座4內(nèi)部、旋轉(zhuǎn)體5內(nèi)部、上臂6側(cè)面導(dǎo)至前臂7 前面。
圖2A、 B是作為其它機器人系統(tǒng)的一個例子而表示的電弧焊接機器人系 統(tǒng)1A的圖。工具管理中繼裝置為送絲裝置12A,作業(yè)工具為焊炬15A。在焊 具15A和送絲裝置12A之間敷設(shè)有由向焊炬15A供電的電源電纜、供給輔助 氣體的氣體配管、供給焊絲的焊絲套管等構(gòu)成的焊炬電纜(管線)20A。在送 絲裝置12A上分別連接有從焊接電源60導(dǎo)出的焊接用供電電纜61、從機器人 控制器導(dǎo)出來的送絲裝置控制用電纜62、從一次氣體供給源導(dǎo)出來的氣體軟 管63、以及從焊絲巻筒或巻盤導(dǎo)出來的電線導(dǎo)管64。
機器人控制器3用通信線與焊接電源60連接，與機器人2A的動作同步 地控制焊接電源60,在電弧焊開始點動作機器人2A時，按照預(yù)先設(shè)定的焊接 條件用焊炬15A執(zhí)行焊接。與送絲裝置12A連接的電纜61 64種類等與圖1A、 B同樣地可通過機器人主體基座4內(nèi)部、旋轉(zhuǎn)體5內(nèi)部、上臂6內(nèi)部地敷設(shè)， 或如圖示那樣，也可在上臂6的外側(cè)走線來敷設(shè)。即使在上述電纜61 64種類 等通過上臂6內(nèi)地敷設(shè)的場合，對于電線導(dǎo)管64來說，由于未充分取得焊絲 的彎曲半徑，所以也希望在上臂6的外側(cè)進行處理。
圖3以及圖4是表示本發(fā)明主要內(nèi)容的與作為作業(yè)工具的手部15連接的 手部電纜20的處理構(gòu)造的圖。雖然表示的是圖1A、 B所示的搬運機器人2的 例子，但不用說在電弧焊接機器人2A的場合也同樣。手部15和電磁閥箱12 之間的手部電纜20通過圖5所示的具有撓性的導(dǎo)管13內(nèi)。導(dǎo)管13以一端插 入到前臂7的內(nèi)部的狀態(tài)懸臂保持在第二手腕單元9上。
如圖5所示，導(dǎo)管13是樹脂成形的具有撓性的管狀部件。由于導(dǎo)管13的 外周面作成以規(guī)定間距形成有多個環(huán)狀槽14的波形狀，所以，導(dǎo)管13在形狀 方面成形為相對于彎曲或扭曲耐久性提高的形狀。手部電纜20或焊炬電纜20A 等的管線從導(dǎo)管13的一端向另一端插入，且由導(dǎo)管13保護伴隨手腕單元8~10 的旋轉(zhuǎn)而動作的電纜20、 20A的可動部分。
作為導(dǎo)管13的自由端的一端在前臂7內(nèi)可滑動、轉(zhuǎn)動地插入到管17中。 管17 —體地設(shè)置在以規(guī)定的減速比使馬達的轉(zhuǎn)速減速并旋轉(zhuǎn)驅(qū)動第一手腕單 元8的第一減速裝置30的內(nèi)部(第一插通孔33)。由此，導(dǎo)管13的一端可在 導(dǎo)管13的外周方向以及軸向移動。
圖6表示在第一減速裝置30的內(nèi)部一體設(shè)有管17的狀態(tài)。圖7同樣表示 插入有管17的第一減速裝置30的內(nèi)部。由于管17使用滑動特性(滑D特性) 好的材料，所以能夠以可靠性高的狀態(tài)通過導(dǎo)管13。因此，在手腕單元8 10 旋轉(zhuǎn)時，導(dǎo)管13通過自由地動作就可吸收導(dǎo)管13的彎曲或扭曲。在第二手腕 單元9繞第五旋轉(zhuǎn)軸C6旋轉(zhuǎn)進而導(dǎo)管13受到彎曲的場合，導(dǎo)管13在前臂7 的管17內(nèi)向前滑動，但是由于導(dǎo)管13在管17中插入得足夠深，所以不會從 管17中脫離，而且由于管17的內(nèi)壁相對于導(dǎo)管13滑動特性優(yōu)良，所以可順 利地往復(fù)，不會在導(dǎo)管作用過度的力。
另一方面，作為導(dǎo)管13的限制端的另一端用導(dǎo)管保持部件24保持在第二 手腕單元9上。這里，導(dǎo)管13的保持方法有兩種方法。 一種方法是允許導(dǎo)管 13的外周方向的旋轉(zhuǎn)而限制導(dǎo)管13的軸向移動地保持的方法。另一種方法是 限制導(dǎo)管13的旋轉(zhuǎn)和軸向的移動的雙方地保持的方法。以下，在本說明書中， 將前者的導(dǎo)管保持方法稱為可旋轉(zhuǎn)保持方法，將后者的導(dǎo)管保持方法稱為完全 固定保持方法。
在可旋轉(zhuǎn)保持方法及完全固定保持方法這兩種方法中，保持導(dǎo)管13的導(dǎo) 管保持部件24具備固定在第二手腕單元9上的固定托架(固定部)25;以 及連結(jié)在固定部25上且把持導(dǎo)管13的把持部26 (圖8 )。對于導(dǎo)管保持部件 24的詳細結(jié)構(gòu)將在后面敘述，但導(dǎo)管保持部件24并不限于本實施方式，能夠 以各種方式實施。還可以用具有彈力性的圓筒部件或尼龍帶等保持導(dǎo)管。在導(dǎo) 管13不能滑動及轉(zhuǎn)動地被完全固定保持的場合，盡管能夠使用簡單的保持構(gòu) 造，但由于導(dǎo)管13沿著進行復(fù)雜動作的手腕單元8、 9(手腕單元的內(nèi)部)設(shè) 置，所以有必要考慮到導(dǎo)管的定期更換地進行保持。因而希望以可裝卸的簡單 構(gòu)造保持導(dǎo)管13。
導(dǎo)管13的另一端完全固定保持在第二手腕單元9上的場合，第一手腕單 元8旋轉(zhuǎn)時，導(dǎo)管13與第一手腕單元8—體旋轉(zhuǎn)。在第三手腕單元IO旋轉(zhuǎn)時， 由于導(dǎo)管13內(nèi)部的手部電纜20與第三手腕單元IO—起旋轉(zhuǎn)，所以扭曲力作 用于手部電纜20上而不作用于導(dǎo)管13上。但是，在導(dǎo)管13上有彎曲傾向的 場合或?qū)Ч?3內(nèi)部的手部電纜20的線徑大的場合，導(dǎo)管13相對管17稍微滑
動。由于僅稍微移動，所以不會對手部電纜20和導(dǎo)管13作用過度的力，可進 行順利的處理。
導(dǎo)管13內(nèi)的手部電纜20為信號電纜和空氣配管等，各個外徑比導(dǎo)管13 的外徑小。因此，通過在導(dǎo)管13內(nèi)使其具有余量，從而還可自然吸收手腕動 作時產(chǎn)生的彎曲或扭曲。由于外徑小，就其本身而言，雖然不能使其動作穩(wěn)定， 但由于被導(dǎo)管13覆蓋，所以手腕單元8~10旋轉(zhuǎn)動作時也能以穩(wěn)定的動作進行 處理。手部電纜20的一側(cè)與電磁閥箱12連接，手部電纜20的另一側(cè)在第二 手腕單元9內(nèi)通過以規(guī)定減速比對第三手腕單元IO進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的第二減速 裝置36的內(nèi)部(第二插通孔39)，信號線與位于手部15的非接觸式開關(guān)等連 接，空氣配管與吸附小塊16的后部連接。
另外，圖6及圖7表示前臂7的構(gòu)造。在包括由一組雙曲線小齒輪32及 雙曲線齒輪31構(gòu)成的齒輪組和軸承34的第一減速裝置30內(nèi)的第一插通孔34 中作為保護導(dǎo)管13的一端的保護部件一體設(shè)有管17。在前臂7的后部，如圖 3及圖4所示，電i茲閥箱12位于前臂7后部的空間并配置在前臂7附近。這 樣，可降低手腕單元8 10旋轉(zhuǎn)時的慣性，并可減小對機器人2的負載。另夕卜， 能夠防止電磁閥箱12和周邊裝置的干涉。
搭載在第二手腕單元9或第三手腕單元10上的馬達用控制電纜21,為了 確保在該電纜21的可動部(滑動部)的可靠性，與手部電纜20分開空間地進 行處理。減速裝置以及電纜可動部處理，可不影響馬達配置地將第四軸方向的 長度做成最小。這樣，手部電纜20和馬達用控制電纜21不會纏繞，能夠確保 馬達應(yīng)控制電纜21在可動部的可靠性。
其次，參照圖8 圖10,對第一 三手腕單元8 10的內(nèi)部構(gòu)造和保持導(dǎo)管 13的導(dǎo)管保持部件24進行說明。如圖8以及圖9所示，在第一手腕單元8中， 并在相對第四旋轉(zhuǎn)軸C4偏移的位置在縱向(第四旋轉(zhuǎn)軸方向)并排地搭載驅(qū) 動第二、三手腕單元9、 10的一對馬達45、 46。在各馬達45、 46的旋轉(zhuǎn)軸上 連結(jié)有減速裝置36、 41，減速裝置36、 41具有以規(guī)定減速比對馬達的旋轉(zhuǎn)速 度進行減速的各一組齒輪組37、 38、 42、 43。在第三齒輪組37、 38上嚙合一 組錐齒輪40a、 40b。這樣，第二手腕單元9可繞與第四旋轉(zhuǎn)軸C4正交的第五 旋轉(zhuǎn)軸C5旋轉(zhuǎn)，第三手腕單元10可繞與第五旋轉(zhuǎn)軸C5正交的第六旋轉(zhuǎn)軸 C6旋轉(zhuǎn)。在圖示例中，第一手腕單元8的第四旋轉(zhuǎn)軸C4和第三手腕單元10 的第六旋轉(zhuǎn)軸C6取J尋同軸的姿勢，通有手部電纜20的導(dǎo)管13成為直線。
通過前臂6內(nèi)部的第一插通孔33、第一手腕單元8的慣通孔11、第二手 腕單元9內(nèi)部的第二插通孔39的導(dǎo)管13用固定在第二手腕單元9上的導(dǎo)管保 持部件24以懸臂狀保持其端部。在導(dǎo)管13內(nèi)部，從一端至另一端的范圍內(nèi)通 有手部電纜20。圖10所示的導(dǎo)管保持部件24是用可旋轉(zhuǎn)保持方法保持導(dǎo)管 13的部件，包括用緊固部件固定在第二手腕單元9上的固定部25;把持導(dǎo) 管13的筒狀把持部26; C環(huán)27;以及固定C環(huán)27的止動螺釘28。在把持部 26上為了插入C環(huán)27而在外周方向以狹縫狀地貫通形成有細槽29。為了將C 環(huán)27固定在細槽29內(nèi)，在細槽29的槽壁上形成有與止動螺確丁 28螺紋結(jié)合的 螺紋孔26a。插入到把持部26的細槽29內(nèi)的C環(huán)27以從把持部26的內(nèi)面向 內(nèi)部方向突出的方式插入，直到內(nèi)側(cè)的邊緣部分與保持在把持部26上的導(dǎo)管 13的環(huán)狀槽14卡合的位置。
這樣，插入到把持部26的導(dǎo)管13在把持部26的內(nèi)側(cè)與C環(huán)27卡定，導(dǎo) 管13被容許在導(dǎo)管13的外周方向的旋轉(zhuǎn)的同時限制在軸向的移動，從而通過 第一手腕單元8的旋轉(zhuǎn)可防止扭曲作用于導(dǎo)管13。還有，在將導(dǎo)管13從把持 部26拆卸下來的場合，通過松開止動螺釘28從而可^f更于將導(dǎo)管13從把持部 26拆卸下來。該場合，需要預(yù)先將導(dǎo)管13內(nèi)部的手部電纜20從手部15和電 磁閥箱12分離。
另外，導(dǎo)管保持部件24在相對第二手腕單元9的第五旋轉(zhuǎn)軸C5偏移的位 置固定在第二手腕單元9上。因此，僅導(dǎo)管保持部件24的把持部26的筒部分 在手腕單元9動作時接觸導(dǎo)管13,可避免固定部25接觸。另外，第二手腕單 元9以及第三手腕單元10的第二、三減速裝置36、 41以及馬達45、 46由于 處于相對導(dǎo)管13偏移的位置，所以不妨礙導(dǎo)管13的動作。另外，為在第二手 腕單元9的第二插通孔39的入口 ，即使導(dǎo)管13接觸把持部26的圓筒部分， 也不接觸到導(dǎo)管保持部件24的邊緣，而對導(dǎo)管保持部件24的形狀進行了研究。
圖11~圖13表示導(dǎo)管保持部件的變形例。在該變形例中，將導(dǎo)管13與圖 10的導(dǎo)管保持部件24同樣地利用可旋轉(zhuǎn)保持方法保持在導(dǎo)管保持部件24A 上。導(dǎo)管保持部件24A具備固定在第二手腕單元9上的固定托架25A、和一
對對開狀的把持部件26A、 26A。固定托架25A和一對對開狀的把持部件26A、 26A為不同的部件這點與圖8所示的導(dǎo)管保持部件24不同。如圖12所示，固 定托架25A構(gòu)成-字形，把持部26A用螺釘28A固定在固定托架25A上。
如圖13所示，在4巴持部26A的內(nèi)周面上設(shè)有與導(dǎo)管13的環(huán)狀槽14卡合 的凸部70。在一對把持部26A、 26A把持導(dǎo)管13的狀態(tài)下，通過保持部26A 的凸部70卡合在導(dǎo)管13的環(huán)狀槽14上，從而容許導(dǎo)管13在外周方向的旋轉(zhuǎn) 的同時限制在軸向的移動。將一對把持部26A、 26A—體化的固定方法或?qū)⒐?定托架25A固定在第二手腕單元9上的方法并不受限制。作為簡單的方法， 可使用螺釘?shù)鹊木o固部件固定。還有，導(dǎo)管保持部件24A在相對第五旋轉(zhuǎn)軸 C5偏移的位置上被固定在第二手腕單元9上這點等與圖IO以及圖ll相同。
另外，在別的方法中，還可在導(dǎo)管把持部26A上裝配彈性體的環(huán)，相對 導(dǎo)管13的外徑具有過盈量，壓入導(dǎo)管13的狀態(tài)進行固定。由于導(dǎo)管13被壓 入，所以手腕單元8~10的軸動作時導(dǎo)管13也與導(dǎo)管保持部件24A —體動作。 導(dǎo)管13由于成形為波形狀，因此以切入到上述彈性體的狀態(tài)被牢固固定。反 之，在拆卸下來的場合，拉拔就可以，因此裝卸也變得容易。在實際進行交換 作業(yè)時，內(nèi)部的管線也一起更換的情況較多，該場合，拆卸下與手部15和電 磁閥箱12連接的手部電纜20后進行。
圖14是表示導(dǎo)管保持部件的其它變形例的圖。根據(jù)該變形例的導(dǎo)管保持 方法是限制導(dǎo)管13的旋轉(zhuǎn)和軸向移動的兩方來保持的完全固定保持方法。導(dǎo) 管13通過在導(dǎo)管13的外周面將兩組把持環(huán)26B、 26B切入導(dǎo)管13而被固定。 導(dǎo)管保持部件24B包括作為固定在第二手腕單元9上的固定部的壓板25B; 以及通過由壓板25B施加向徑向內(nèi)側(cè)的力進行收縮的兩組把持環(huán)(把持部) 26B、 26B構(gòu)成。兩組把持環(huán)26B、 26B通過在導(dǎo)管13的環(huán)狀槽14的位置才巴 持導(dǎo)管13來保持導(dǎo)管13。這樣，導(dǎo)管13被固定在第二手腕單元9上。兩組 把持環(huán)26B、 26B的突起狀前端由彈性體構(gòu)成，并在導(dǎo)管13的徑向具有過盈 量從而與壓板25 —體動作。另外，通過設(shè)置微小的間隙，在第二手腕單元9 旋轉(zhuǎn)動作時，導(dǎo)管13可相對第二手腕單元9 (壓板25B)傾斜，由此可減輕 作用于導(dǎo)管13的彎曲力。通過在按壓板25B的內(nèi)周部具有適當?shù)腞形狀，可 減輕摩擦，還可防止導(dǎo)管13的異常磨損。另外，通過將按壓板25B做成對開(半割5 )構(gòu)造，只要將結(jié)合該對開形狀的螺釘?shù)炔鹦断聛?，就可容易地進行 導(dǎo)管13的裝卸。當然，該場合也與上述同樣，需要預(yù)先將導(dǎo)管13內(nèi)部的手部
電纜20從手部15和電》茲閥箱12分離。
其次，圖15A、 B、 C表示第一手腕單元8旋轉(zhuǎn)時的導(dǎo)管13的舉動。圖 15B表示第一手腕單元8的基本姿勢。圖15A表示第一手腕單元8從圖15B 的基本姿勢向順時針方向旋轉(zhuǎn)了 90度的姿勢。圖15C表示第一手腕單元8從 圖15B的基本姿勢向逆時針方向旋轉(zhuǎn)了 90度的姿勢。第一手腕單元8旋轉(zhuǎn)動 作時，導(dǎo)管13被完全固定保持在第二手腕單元9上，與第一手腕單元8—起 旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)管13的一端插入到前臂6的管17內(nèi)，還與管17—體轉(zhuǎn)動。但是， 在導(dǎo)管13有彎曲的傾向，或余量的導(dǎo)管13的路徑相對第四旋轉(zhuǎn)軸C4偏移的 場合，存在第二手腕單元9旋轉(zhuǎn)時稍微滑動的情況。另外，導(dǎo)管13內(nèi)的手部 電纜20的線徑較大的場合，手部電纜20因第二手腕單元9的旋轉(zhuǎn)而受到扭曲 力而成為螺旋狀，所以也存在扭曲力作用于導(dǎo)管13上的情況。根據(jù)上述構(gòu)造， 由于導(dǎo)管13可滑動地支撐在管17內(nèi)，所以可順利地轉(zhuǎn)動。導(dǎo)管13內(nèi)部的手 部電纜20固定在手部15上，各個信號線和空氣配管吸收第一手腕單元8旋轉(zhuǎn) 動作引起的扭曲。第三手腕單元IO旋轉(zhuǎn)時也可如上述那樣進行處理。還有， 在第二手腕單元9的第二插通孔39內(nèi)導(dǎo)管13未固定在外周方向上的場合，導(dǎo) 管13滑動，可提高對扭曲的耐久性。
圖16A、 B、 C表示第二手腕單元9旋轉(zhuǎn)時的導(dǎo)管13的舉動。圖16B表 示第二手腕單元9的基本姿勢。圖16A表示第二手腕單元9從圖16B的基本 姿勢繞第五旋轉(zhuǎn)軸C5向逆時針方向旋轉(zhuǎn)了 90度的姿勢。圖16C表示第二手 腕單元9從圖16B的基本姿勢向順時針方向旋轉(zhuǎn)了 90度的姿勢。第二手腕單 元9旋轉(zhuǎn)動作時，在導(dǎo)管13上產(chǎn)生彎曲力。在第二手腕單元9的第二插通39 內(nèi)導(dǎo)管13被完全固定保持的場合，在前臂6的第一插通孔33內(nèi)導(dǎo)管13滑動。 由于導(dǎo)管13插入到位于第一插通孔33內(nèi)的管17內(nèi)，而且由于在第一手腕單 元8的通路(貫通路)11內(nèi)具有余量，所以即使受到第二手腕單元9的旋轉(zhuǎn) 動作引起的彎曲也可順利地轉(zhuǎn)動。也就是，通路11具有導(dǎo)管13的彎曲不會達 到容許值以下的足夠的空間，導(dǎo)管13隨第二手腕單元9的動作而彎曲的場合 也能以足夠的彎曲半徑進行處理。另外，雖然第一插通孔33和第二插通孔39
間的導(dǎo)管13的長度因彎曲而變長，但這由通路11內(nèi)的余量和插入到管17內(nèi)
的余量吸收。導(dǎo)管13內(nèi)部的手部電纜20固定在手部15上，各個信號線和空 氣配管吸收第一手腕單元8旋轉(zhuǎn)動作引起的導(dǎo)管13的扭曲。
圖17是表示手部電纜20與電磁閥箱(工具管理中繼裝置)12的結(jié)合方 法的圖。在手部電纜20的端部設(shè)有插塞式連接器72。在電^f茲閥箱2上設(shè)有 插座式連接器73。通過插塞式連接器72和插座式連接器73進行連接結(jié)合， 進而手部電纜20連接在電磁閥箱12上。在交換手部電纜20時需要松開插塞 式連接器72中的結(jié)合用螺釘，雖然需要將手插入該部分，但要想減小前臂6 后部的干涉半徑，將插塞72的一部分插入插座式連接器73的內(nèi)側(cè)即可，但在 該場合，由于難以松開結(jié)合用螺釘，所以在交換作業(yè)時需要使電磁閥箱12向 前臂6后部移動。
圖18是索環(huán)結(jié)合的例子。在搭載了電磁閥等的氣壓機器的電磁閥箱12上 設(shè)置索環(huán)75,并在其上固定手部電纜20。最后，手部電纜20連接在電磁閥箱 12內(nèi)的電磁閥或端子座上。交換手部電纜20的場合，卸下電-茲閥箱12的頂 蓋，卸下手部電纜20。在該狀態(tài)下，松開索環(huán)75，并從索環(huán)75拔出手部電纜 20。要想松開索環(huán)75,需要松開的空間，但在孔內(nèi)插入索環(huán)75的場合，由于 無法松開索環(huán)75，所以需要使電磁閥箱12向前臂6后部移動。
根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，重新研究了導(dǎo)管13的保持方法，通過將導(dǎo)管13保持在第 二手腕單元9上，在前臂6的內(nèi)部可在軸方向滑動且可在圓周方向轉(zhuǎn)動，從而 在管線內(nèi)裝型機器人2、 2A中做成簡單結(jié)構(gòu)的同時，將與作業(yè)工具12、 12A 連接的管線20、 20A在機器人使用者導(dǎo)入機器人后便可自由通過，并且還可 使該管線20、 20A的舉動穩(wěn)定。另外還可提高管線20、 20A的維修保養(yǎng)性。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造，具備具有工具管理中繼裝置(12)的前臂(7)；以及基端側(cè)旋轉(zhuǎn)自如地連結(jié)在上述前臂(7)上且在前端側(cè)裝配有作業(yè)工具(15)的手腕，與上述作業(yè)工具(15)連接的管線(20)經(jīng)由上述工具管理中繼裝置(12)并沿著上述手腕敷設(shè)，其特征在于，上述前臂(7)具有以規(guī)定減速比對驅(qū)動源的轉(zhuǎn)速進行減速并旋轉(zhuǎn)驅(qū)動上述前臂(7)的第一減速裝置(30)，在該第一減速裝置(30)的內(nèi)部存在上述管線(20)通過的第一插通孔(33)，上述手腕具備具有與上述第一插通孔(33)連通的通路(11)且可旋轉(zhuǎn)地連結(jié)在上述前臂(7)上的第一手腕單元(8)；和具有與上述通路(11)連通的第二插通孔(33)且可旋轉(zhuǎn)地連結(jié)在上述第一手腕單元(8)上的第二手腕單元(9)，將上述管線(20)從一端通向另一端的導(dǎo)管(13)設(shè)置在上述前臂(7)的上述第一插通孔(33)、上述第一手腕單元(8)的上述通路(11)、以及上述第二手腕單元(9)的上述第二插通孔(39)中，在上述導(dǎo)管(13)的一端在該導(dǎo)管(13)的軸方向及外周方向可移動地插入到上述第一插通孔(33)中的狀態(tài)下，將上述導(dǎo)管(13)的另一端用導(dǎo)管保持部件(24)以懸臂狀態(tài)保持在上述第二手腕單元(9)上，以便限制該導(dǎo)管(13)向軸方向的移動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造，其特征在于， 上述導(dǎo)管(13)在外周面具有環(huán)狀槽(14),上述導(dǎo)管保持部件(24)在內(nèi)面具有卡合在上述槽(14)中的凸部(70),在上述導(dǎo)管(13)用上述導(dǎo)管 保持部件(24)保持的狀態(tài)下，上述凸部(70)卡合在上述槽(14)中，上述 導(dǎo)管(13 )在該導(dǎo)管(13 )的外周方向可旋轉(zhuǎn)地被以懸臂保持在上述第二手腕 單元(9)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造，其特征在于， 插入到上述第一插通孔(33)中的上述導(dǎo)管(13)的端部用筒狀的管部件(17)覆蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造，其特征在于， 上述導(dǎo)管保持部件(24)在自上述第二手腕單元(9)的旋轉(zhuǎn)軸偏移的位置上被固定在上述第二手腕單元(9)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造，具備具有工具管理中繼裝置的前臂；和基端側(cè)連結(jié)在前臂上的手腕，與作業(yè)工具連接的管線經(jīng)由工具管理中繼裝置并沿著手腕敷設(shè)，前臂具有第一減速裝置，在該第一減速裝置內(nèi)部存在管線通過的第一插通孔，手腕具備具有與第一插通孔連通的通路且可旋轉(zhuǎn)地連結(jié)在前臂上的第一手腕單元；和具有與通路連通的第二插通孔且可旋轉(zhuǎn)地連結(jié)在第一手腕單元上的第二手腕單元，將管線從一端通向另一端的導(dǎo)管設(shè)置在前臂的第一插通孔、第一手腕單元的通路及第二手腕單元的第二插通孔中，在導(dǎo)管的一端在該導(dǎo)管的軸方向及外周方向可移動地插入到第一插通孔中的狀態(tài)下，將導(dǎo)管的另一端用導(dǎo)管保持部件懸臂保持在第二手腕單元上。
文檔編號B25J17/00GK101357461SQ20081012801
公開日2009年2月4日 申請日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月30日
發(fā)明者中山一隆, 井上俊彥, 巖山貴敏 申請人:發(fā)那科株式會社