(57)【要約】【課題】  電力ケーブルの配線を短く済むようにすることにより、電磁波放射が少なく、電子部品の冷却の良い工業用ロボット用電力供給システムを提供すること。【解決手段】  ロボットの作動機構を駆動するための複数の駆動手段（１）を備えた工業用ロボット、並びにこの工業用ロボットの駆動手段を制御し且つ駆動するための制御装置を含むロボット装置で、各駆動手段（１）には、電気駆動モータ（２）および減速装置（３）がある。各制御装置は、整流器（６）および各駆動モータ（２）用に設けられた駆動装置（７）を含み、駆動手段（１）に関連する少なくとも一つの駆動装置（７）がこの駆動手段に隣接してこのロボット上に配設されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マニピュレータの作動機構を駆動するための複数の駆動手段（１）を設けたマニピュレータを備え、各駆動手段（１）が少なくとも一つの電気駆動モータ（２）を有し、制御装置が少なくとも一つの整流器（６）および駆動装置（７）を設けてマニピュレータの駆動手段を制御し且つ駆動するために各駆動モータを設けたロボット装置に於いて、駆動手段（１）に関連する少なくとも一つの駆動装置（７）がこの駆動手段に隣接してマニピュレータ上に配設されていることを特徴とするロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マニピュレータの作動機構を駆動するための複数の駆動手段を備え、各駆動手段が少なくとも一つの電気駆動モータを含むマニピュレータ、並びに、整流器および各駆動手段用に配設された駆動装置を含んでマニピュレータの駆動手段を制御し且つ駆動するための制御装置を含むロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マニピュレータ、例えば工業用ロボットは、基礎板に固定された脚上に回転可能に配設された台を有し、その台は、この台に関して回転可能な第１ロボットアームを支持する。このアームの外端に、第２ロボットアームが回転可能に支承されている。この第２アームは、それ自身の縦軸周りに回転可能であって、その外端に、工具取付け装置を備えてこの第２アームに関して自由度２で回転可能なロボットハンドを支持する。上記のロボットアームおよびハンドを動作させるために、各軸に駆動手段が配設されている。そのような駆動手段は、各々モータ、例えば回転子に永久磁石を備えたインバータ給電シンクロナスモータ、および高減速比の減速装置を含んでいる。
【０００３】
上記の種類の工業用ロボットの電力供給および制御は、整流器および各駆動ユニット用に設けられた駆動装置を含む制御装置を介して行われる。整流器が３相ライン電圧を直流に変換し、それを駆動装置に供給する。駆動装置は、制御装置からの信号によって制御され、それによってこの直流を、ロボットの駆動モータを駆動するための可変交流に変換する。この可変交流は、周波数範囲０〜４００Ｈｚ内にあるのが好ましい。この交流は、直流を細切れにすることにより生み出し、それによって長さおよび極性が可変のパルスから成るパルス列を作り、このパルス列の目的は、正弦波交流を模造することである。いわゆるチョッピングによって直流から交流へのそのような変換をする間に、高周波（ＭＨｚ）の過渡電流が発生し、基本周波数に重畳する。これらの過渡電流は、ケーブルに電磁波を放射させ、それが他の装置を妨害することがある。
【０００４】
従来技術による工業用ロボット用駆動システムの原理を図１に回路図で示す。各々それ自身の直流モータ２ａ〜２ｆおよびそれ自身の減速装置３ａ〜３ｆを含む六つの駆動手段１ａ〜１ｆがマニピュレータに配置されている。モータ２は、制御キャビネットに配置された別の駆動装置５ａ〜５ｆに、長い導線によって各々接続されている。駆動装置５は、その仕事が直流を制御可能な可変交流に変換することであり、全ての駆動装置に共通であって制御キャビネットに配置されている整流器６から直流が供給される。
【０００５】
この整流器と駆動装置を備えた制御装置は、通常ロボットの作動範囲外に配設された制御キャビネットに収容されている。ロボットを駆動するために、各駆動ユニットに必要な多数の導線を備える多導線ケーブルが制御キャビネットとロボットの間に設けられている。このケーブルは、ロボットの脚に結合され、この点から、通常台と第２アームに配置されている別の駆動手段へ分岐する。六つの交流モータは、各々３本の導線を要し、これは、このケーブルが１８本の導線を含むことを意味する。そのような電力伝達での一つの問題は、導線の全長がかなり長く、従って高価であることである。もう一つの問題は、高周波電磁波の放射を増し、それが妨害のおそれも増すことである。
【０００６】
これらの駆動装置は、負荷時に強い熱を発生する。これらの駆動装置は、各々多数の電子部品を含み、それらは温度が高過ぎると破損するようになることがある。従って、これらの駆動装置は冷却しなければならない。これらの駆動装置をキャビネットの中に置いたときの付加的問題は、キャビネットの中に冷却装置を配設しなければならないことである。
【特許文献１】特開平４−１４１３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の目的は、上記の欠点を無くした、工業ロボット用電力供給システムを得ることである。この電力供給システムは、迷惑な電磁波の放射を制限し、ケーブルの量を減らすものである。それはまたこれらの駆動装置を効率的に冷却するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、これらの駆動装置をロボット上に配置することによって達成され、その場合それらを個々の駆動手段の各々の近くに置くのが好ましい。これらの駆動装置をロボットに付け、駆動装置から発生した熱をこのロボット構造体へそらし、対流によって、周囲空気へ伝えるようにする。ロボット上にあるこれらの駆動装置に、制御キャビネット内の整流器から、１本だけの共通電力ケーブルを通して直流を供給する。その代りに、整流器をロボット上に置いてもよいが、その場合は３相ネットワークからの交流による電流供給をロボットに直接接続することができる。駆動装置と駆動手段の間に配設された電力ケーブルは、極端に短くなり、それが迷惑な電磁波の放射を著しく制限する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
添付の図面を参照して実施例を記述することによって、この発明を詳細に説明する。
【００１０】
図２による回路図は、この発明による工業用ロボットのための駆動システムを示す。各々モータ２および減速装置３を含み、図１によって示す六つの駆動手段１ａ〜１ｆは、各々、このロボットに付けられた駆動装置７ａ〜７ｆに関連している。これらの駆動装置全てに共通の整流器６は、制御キャビネットの中に配置されているので、心線が２本だけの電力ケーブルがこれらの駆動装置に共同で直流を供給する。モータとそれぞれの駆動軸用駆動装置との間にだけ、短い３本心線の電力ケーブルが接続され、それで迷惑な電磁波の放射が非常に少なくなる。整流器は、同様にロボットに置いてもよく、その場合はメインケーブルを直接そこに接続することができる。
【００１１】
駆動装置７は、既知の駆動装置５と同じ仕事をし、ロボット構造体への熱伝導およびそれからの熱対流が良いことによる効率の良い冷却を得るためにロボットに付けてある。これらの駆動装置の動作温度が低いことが、スペースのとらない電気部品を選択することを可能にし、従ってこの駆動装置を収容するために必要なスペースは、既知の駆動装置に比べて、小さく保つことができる。適当な部品を選択することにより、および冷却フランジが無いことによって、この駆動装置を収容するためのスペースを、約６０×６０×４０ｍｍ3にすることができる。
【００１２】
図３に示す工業用ロボットは、取付けベースに固定されたロボット脚１１に回転可能に支承された台１０を有し、その台１０は、その上に配置された駆動手段（図示せず）の支援によって垂直軸Ａの周りに揺動可能である。第１ロボットアーム１２は、軸Ｂ周りに枢軸回転可能にこの台に支承され、且つこの台１０と第１アーム１２の上端との間に関節連結式に固定された２本の平衡ばね１３ａおよび１３ｂによって釣合を保たれている。第１アーム１２の下端は、台１０に結合され且つモータ（図示せず）と減速装置３ｂを含む駆動手段１ｂに結合されていて、その減速装置に駆動装置（図示せず）が取付けられている。このアーム１２の上端に、第２ロボットアーム１４が軸Ｃ周りに枢軸回転可能に支承されている。アーム１４の旋回は、平行リンク１５によって行われ、そのリンクの下端は、この台に結合され且つモータ２ｃと減速装置３ｃを含む駆動手段１ｃに結合されていて、その減速装置に駆動装置７ｃが取付けられている。
【００１３】
第２ロボットアーム１４は、軸Ｃの周りに回転可能な後部１４ａと、この後部に支承され且つこのアームの縦軸周りに回転可能な管状前部１４ｂがある。このアーム前部の外端部は、軸Ｅ周りに回転可能な手首部１６と、この手首部１６の縦軸Ｆの周りに回転可能な回転円盤１７の形をした工具取付け装置とから成る。これらのロボット部１４ｂ、１６および１７を回転するために、三つの駆動手段が第２ロボットアームの後部１４ａに配設されている。この第２ロボットアーム１４上に配置された駆動手段は、各々モータ、および減速装置、並びにこの駆動手段に取付けられた駆動装置を含んでいるが、アーム１４ｂを軸Ｄ周りに駆動するために設けた、モータ２ｄ、減速装置３ｄおよび駆動装置７ｄだけを図に記載する。
【００１４】
第１アーム１２を軸Ｂ周りに駆動するために配設した駆動装置７ｃは、動作させるために設けた減速装置３ｃに付けられている。この位置選定によって、このロボット構造体の熱放散だけでなく、減速装置ハウジングに封入されたオイルの熱伝導度も利用できる。それで、駆動装置に発生した熱を減速装置ハウジングの全限界表面へ迅速に移動することができる。この減速装置ハウジングの包絡表面から、熱が対流によって周囲空気に伝達する。
【００１５】
第２アームの後部１４ａに配設された駆動手段は馬力が小さいので、関連する駆動装置が発生する熱は少ない。第２アーム１４の前部を軸Ｄの周りに駆動するようにされた駆動装置７ｄは、動作させるようにされたモータ２ｄに直接付けられている。モータのケーシングを介してロボット構造体へ熱を移動することにより十分な熱放散ができ、それによって余分な熱がモータケーシングとロボット構造体の両方から対流によって周囲空気に伝達される。
【００１６】
発明の効果
この発明の有益な改良は、共通の整流器を、駆動装置個々にまたはグループに設けた小さな整流器で置換することである。これらの小さな整流器を、駆動装置に隣接して配置する。そのように位置選定することによって、整流器がロボット構造体を介して効率よく冷却されるようになることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来技術による駆動システムを示す。
【図２】この発明による駆動システムを示す。
【図３】この発明による工業用ロボットを示す。
【符号の説明】
【００１８】
１  駆動手段
２  駆動モータ
３  減速装置
６  整流器
７  駆動装置
【図１】
2005329538.tif 000003
【図２】
2005329538.tif 000004
【図３】
2005329538.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月2日(2005.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マニピュレータの作動機構を駆動するための複数の駆動手段（１）を設けたマニピュレータを備え、各駆動手段（１）が少なくとも一つの電気駆動モータ（２）を有し、制御装置が少なくとも一つの整流器（６）および駆動装置（７）を設けてマニピュレータの駆動手段を制御し且つ駆動するために各駆動モータを設けたロボット装置において、
駆動手段（１）に関連する少なくとも一つの駆動装置（７）が、周囲空気への冷却のために、前記駆動手段に隣接してマニピュレータの外部表面上に配設されていることを特徴とするロボット装置。
【請求項２】
少なくとも一つの駆動装置（７）が、液体媒体による熱の輸送により冷却するための手段（３）とともに配設されていることを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項３】
少なくとも一つの駆動手段（１）が、電気駆動モータ（２）に結合された減速装置（３）を備え、駆動装置（７）が減速装置（３）を包囲する減速装置ハウジング上に熱放散のために取り付けられることを特徴とする請求項１または２に記載のロボット装置。
【請求項４】
少なくとも一つの駆動手段（１）が、電気駆動モータ（２）に結合された機械的な減速装置（３）を備え、駆動装置（７）が減速装置（３）を包囲する減速装置ハウジング上に熱放散のために取り付けることを特徴とする請求項１または２に記載のロボット装置。
【請求項５】
減速装置を包囲する減速装置ハウジングから周囲空気に対流によって駆動装置に発生した熱が伝達されることを特徴とする請求項３または４に記載のロボット装置。
【請求項６】
少なくとも一つの駆動装置（７）が、ロボット構造体による周囲空気への熱伝導のためにマニピュレータの外部表面に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項７】
マニピュレータの作動機構を駆動するための複数の駆動手段（１）を設けたマニピュレータを備え、各駆動手段（１）が少なくとも一つの電気駆動モータ（２）を有し、制御装置が少なくとも一つの整流器（６）および駆動装置（７）を設けてマニピュレータの駆動手段を制御し且つ駆動するために各駆動モータを設けたロボット装置において、
駆動手段（１）に関連する少なくとも一つの駆動装置（７）が、駆動手段に隣接したマニピュレータ上に配設され、
少なくとも一つの整流器（６）がマニピュレータの外部上に配設されていることを特徴とするロボット装置。
【請求項８】
マニピュレータの作動機構を駆動するための複数の駆動手段（１）を設けたマニピュレータを備え、各駆動手段（１）が少なくとも一つの電気駆動モータ（２）を有し、制御装置が少なくとも一つの整流器（６）および駆動装置（７）を設けてマニピュレータの駆動手段を制御し且つ駆動するために各駆動モータを設けたロボット装置において、
駆動手段（１）に関連する少なくとも一つの駆動装置（７）が、駆動手段に隣接したマニピュレータ上に配設され、
少なくとも一つの整流器（６）がマニピュレータの外部上に配設され、
マニピュレータ上に配設された各整流器が、ロボット装置における全ての駆動装置ではなく、１の駆動装置、または、駆動装置のグループに電力供給のために設けられていることを特徴とするロボット装置。