(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転するハウジング部材と軸部材との間にシール部材で画成される複数の環状流路を備えた工業用ロボットであって、
前記環状流路に開口するとともに塗料供給側および洗浄用流体供給側に連通可能とされた第一流路を前記ハウジング部材に形成し、前記軸部材に前記環状流路に開口するとともに塗装ガンに連通可能とされた第二流路が形成された第一の環状流路と、
前記環状流路に開口するとともに流体排出側に連通可能とされた第一流路を前記ハウジング部材に形成し、前記軸部材に前記環状流路に開口するとともに塗装ガンに連通可能とされた第二流路が形成された第二の環状流路と、
前記第一の環状流路と前記第二の環状流路の各々の第二流路の間に設置されて該第二流路同士の連通、非連通を制御するスイッチを有した塗装ガンと、を備える工業用ロボットにおいて、
前記第一流路の開口位置に近接し、かつ前記第一の環状流路に連通し、前記ハウジング部材に形成された前記第一の環状流路の第三流路と、
前記第二の環状流路に連通し、前記ハウジング部材に形成された前記第二の環状流路の第三流路と、
前記第一と第二の環状流路の各々の第三流路の間に設置され、前記第三流路同士の連通、非連通を制御するバルブと、が設けられていることを特徴とする工業用ロボット。
【請求項２】
前記第一流路の前記環状流路に開口する開口部と前記第三流路の前記環状流路に開口する開口部とが互いに平行に、または共に前記ハウジング部材の回転中心方向に向かって開口していることを特徴とする請求項１記載の工業用ロボット。
【請求項３】
前記第一流路の前記環状流路に開口する開口部と前記第三流路の前記環状流路に開口する開口部とが共に前記環状流路内で互いに反対方向に向かって開口していることを特徴とする請求項１記載の工業用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗装用の工業用ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、塗装用に用いられる工業用ロボットとして、相対回転するハウジング部材と軸部材とを有し、これらハウジング部材と軸部材との間にシール部材で環状流路を画成するとともに、ハウジング部材に環状流路に開口する第一流路が形成され、軸部材に環状流路に開口するとともに塗装ガンに連通される第二流路が形成されてなる、いわゆるスイベル機構を手首機構部と塗装ガンとの間に介在させて、手首機構部に対する塗装ガンの回転位置とは無関係に塗装ガンへの塗料等の流路を確保可能とするものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、塗料の色替え作業時に環状流路内を洗浄用流体であるシンナー等を流すことで洗浄することが必要となるが、上記の工業用ロボットでは、第一流路から環状流路を介して第二流路にシンナーを流すことになるため、第一流路の環状流路への開口位置と第二流路の環状流路の開口位置との位置関係、すなわちハウジング部材と軸部材との位置関係によっては、環状流路内に良好にシンナーが流れない可能性がある。
このため、ハウジング部材に対し軸部材を相対回転させながらシンナーを流すことを考えた。しかしながら、このようにハウジング部材に対し軸部材を相対回転させるためには、手首機構部を回転させる必要があり、このため、該手首機構部等が他の部材等と干渉を生じる可能性が生じてしまう。よって、このような干渉を避けるためには手首機構部の姿勢に制約を設けなければならなくなってしまう。
したがって、本発明の目的は、ハウジング部材と軸部材とを相対回転させることなく洗浄を良好に行うことを可能とすることで、ハウジング部材および軸部材が取り付けられる部位の洗浄時の姿勢に制約をなくすことができる工業用ロボットを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１記載の工業用ロボットは、相対回転するハウジング部材と軸部材との間にシール部材で画成される複数の環状流路を備えた工業用ロボットであって、前記環状流路に開口するとともに塗料供給側および洗浄用流体供給側に連通可能とされた第一流路を前記ハウジング部材に形成し、前記軸部材に前記環状流路に開口するとともに塗装ガンに連通可能とされた第二流路が形成された第一の環状流路と、前記環状流路に開口するとともに流体排出側に連通可能とされた第一流路を前記ハウジング部材に形成し、前記軸部材に前記環状流路に開口するとともに塗装ガンに連通可能とされた第二流路が形成された第二の環状流路と、前記第一の環状流路と前記第二の環状流路の各々の第二流路の間に設置されて該第二流路同士の連通、非連通を制御するスイッチを有した塗装ガンと、を備える工業用ロボットにおいて、前記第一流路の開口位置に近接し、かつ前記第一の環状流路に連通し、前記ハウジング部材に形成された前記第一の環状流路の第三流路と、前記第二の環状流路に連通し、前記ハウジング部材に形成された前記第二の環状流路の第三流路と、前記第一と第二の環状流路の各々の第三流路の間に設置され、前記第三流路同士の連通、非連通を制御するバルブと、が設けられていることを特徴としている。これにより、バルブを開いて第一流路に洗浄用流体を導入させると、該洗浄用流体は、第一流路の開口から環状流路に導入され、第一の環状流路内を洗浄して第三流路の開口から第三流路に排出されることになる。そして、第一流路および第三流路は、共にハウジング部材に形成されるため、これらの環状流路に対する位置関係が軸部材とハウジング部材との位置関係とは無関係に一定となる。
【０００５】
本発明の請求項２記載の工業用ロボットは、請求項１記載のものに関し、前記第一流路の前記環状流路に開口する開口部と前記第三流路の前記環状流路に開口する開口部とが互いに平行に、または共に前記ハウジング部材の回転中心方向に向かって開口していることを特徴としている。これにより、洗浄用流体を第一流路の開口部から環状流路に導入し第三流路の開口部から第三流路に排出させる際に環状流路内を良好に流すことができる。
【０００６】
本発明の請求項３記載の工業用ロボットは、請求項１記載のものに関し、前記第一流路の前記環状流路に開口する開口部と前記第三流路の前記環状流路に開口する開口部とが共に前記環状流路内で互いに反対方向に向かって開口していることを特徴としている。
これにより、洗浄用流体を第一流路の開口部から環状流路の全長にわたって確実に移動させ第三流路の開口部から排出させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の工業用ロボットの第１の実施の形態を図１〜図８を参照して以下に説明する。
この工業用ロボット１０は、塗装を行うための塗装ロボットであって、図１に示すように、床面等に設置固定される固定ベース１１と、この固定ベース１１上に鉛直軸回り（Ａ軸回り）に図示せぬサーボモータの駆動で回転するように設けられた旋回ベース１２と、該旋回ベース１２に一端側が水平軸回り（Ｂ軸回り）に回転自在に支持されるとともに図示せぬサーボモータの駆動で回動する第１アーム１３と、該第１アーム１３の他端側に一端側が水平軸回り（Ｃ軸回り）に回転自在に支持されるとともに図示せぬサーボモータの駆動で回動する第２アーム１４とを有しており、第２アーム１４の他端側には、手首機構部１５が設けられていて、該手首機構部１５にはスイベル機構部１６および連結部材１７を介して塗装ガン１８が設けられている。なお、第２アーム１４の一端側には、手首機構部１５を駆動するための複数のサーボモータ（図示略）が内蔵されている。
【０００９】
第２アーム１４の他端側に設けられた手首機構部１５は、図２に示すように、第２アーム１４側から順に配置された円筒部材２１、ケース２２、ケース２３およびケース２４とで構成されている。
円筒部材２１は、該第２アーム１４の延在方向に沿う軸回り（Ｄ軸回り）に回転自在に設けられており、該円筒部材３２の第２アーム１４に対し反対側にケース２２が固定されている。ここで、ケース２２は略湾曲円筒形状をなしており、第２アーム１４に対し反対側の端面２２ａが環状をなしていて、該端面２２ａはＤ軸に対し傾斜している。該ケース２２には端面２２ａの内側に該端面２２ａに直交しＤ軸に対し斜交する円筒部２６が中央に設けられており、該円筒部２６の先端部には傘歯車２５が同軸に固定されている。
【００１０】
円筒部材２１の内側には、円筒部材２７が同軸かつ回転自在に支持されている。該円筒部材２７には、ケース２２の内側位置において、傘歯車２８が同軸に固定されている。
さらに、円筒部材２７の内側には、ベアリング３０を介して軸部材３１が同軸かつ回転自在に支持されている。該軸部材３１のベアリング３０から外側に突出する位置には、ケース２２の内側位置において、傘歯車３２が同軸に固定されている。
【００１１】
ここで、円筒部材２１は図示せぬサーボモータで第２アーム１４に対し回転させられることになり、これにより該円筒部材２１に固定された湾曲形状のケース２２が回転させられる。また、円筒部材２７も図示せぬ他のサーボモータで第２アーム１４に対し回転させられることになり、これにより該円筒部材２７に固定された傘歯車２８が回転する。さらに、軸部材３１も図示せぬさらに他のサーボモータで第２アーム２２に対し回転させられることになり、これにより該軸部材３１に固定された傘歯車３２が回転する。
【００１２】
ケース２３は略湾曲円筒形状をなしており、その一端側に円筒部３４が形成されている。ケース２３は円筒部３４においてケース２２に、該ケース２２の先端面２２ａに直交する軸回り（Ｅ軸回り）に回転自在となるようベアリング３５ａ，３５ｂを介して支持されている。円筒部３４のケース２３の外となる位置には傘歯車３６が同軸に固定されていて、該傘歯車３６が傘歯車２８に噛み合わされている。
【００１３】
また、円筒部３４の内側には、ケース２２の上記した円筒部２６が同軸に設けられており、該円筒部２６には、その軸線方向における両端部にそれぞれベアリング３８，３９が配置されていて、これらベアリング３８，３９を介して軸部材４０が同軸かつ回転自在に支持されている。該軸部材４０のベアリング３８から外側に突出する位置には傘歯車４１が同軸に固定されていて、該傘歯車４１が傘歯車３２に噛み合わされている。また、軸部材４０のベアリング３９から外側に突出する位置には、ケース２３の内側において、傘歯車４２が同軸に固定されている。
【００１４】
ケース２３は、ケース２２に対し反対側の先端面２３ａが環状をなしており、該先端面２３ａは、一側がケース２２の端面２２ａに近接し他側がケース２２の端面２２ａに対し前記より離間するよう傾斜されている。
そして、ケース２３の先端面２３ａ側に、ケース２４が設けられている。該ケース２４はその一端側に円筒部４４が形成されており、該円筒部４４においてケース２３に、該ケース２３の先端面２３ａに直交する軸回り（Ｆ軸回り）に回転自在となるようベアリング４５ａ，４５ｂを介して支持されている。円筒部４４のケース２３の内となる位置には、傘歯車４７が同軸に固定されていて、該傘歯車４７が傘歯車２５に噛み合わせられている。
【００１５】
また、円筒部４４の内側には、軸線方向における両端部にそれぞれベアリング４９，５０が配置されていて、これらベアリング４９，５０を介して軸部材５１が同軸かつ回転自在に支持されている。該軸部材５１のベアリング４９から外側に突出する位置には、ケース２３の内側において傘歯車５２が同軸に固定されていて、該傘歯車５２が傘歯車４２に噛み合わされている。また、軸部材５１のベアリング５０から外側に突出する位置には、ケース２４の内側において傘歯車５３が同軸に固定されている。
【００１６】
ケース２４の円筒部４４に対し反対側には、減速機５５がその入力軸５６を円筒部４４の軸線に対し斜交する軸回り（Ｇ軸回り）に回転自在に配置した状態で設けられており、該入力軸５６には、ケース２４の内において傘歯車５７が同軸に固定されていて、該傘歯車５７には傘歯車５３が噛み合わせられている。
【００１７】
以上により、円筒部材２１を介して伝達される図示せぬサーボモータの駆動力でケース２２がＤ軸回りに回転させられることになり、該ケース２２の回転が傘歯車２５，４７を介してケース２４に伝達されて該ケース２４をＦ軸回りに回転させる。また、円筒部材２７および傘歯車２８，３６を介して伝達される図示せぬ他のサーボモータの駆動力でケース２３がＥ軸回りに回転させられることになる。さらに、軸部材３１、傘歯車３２，４１、軸部材４０、傘歯車４２，５２、軸部材５１および傘歯車５３，５７を介して伝達される図示せぬさらに他のサーボモータの駆動力で減速機５５の入力軸５６がＧ軸回りに回転させられることになる。
なお、手首機構部１５は、軸部材３１等の中心軸線と減速機５５の入出力の中心軸線とを一致可能となっている。
【００１８】
第２アーム１４には、工業用ロボット１０の外から塗料の供給用のチューブ６１、洗浄時の塗料の排出用のチューブ６２、塗装ガン１８のスイッチ用エアの供給用のチューブ６３および塗装ガン１８のパターン切換エアの供給用のチューブ６４が付設されており、これら４系統のチューブ６１〜６４がスイベル機構部１６に連結されている。なお、これらチューブ６１〜６４は他方で図示せぬ色替え装置に連結されており、該色替え装置を介して、チューブ６１は複数色の塗料供給源および洗浄用流体供給源に、チューブ６２は塗料の排出用タンクに、チューブ６３，６４はエア供給源に、それぞれ連通可能とされている。
【００１９】
スイベル機構部１６は、ケース２４の先端面２４ａに減速機５５の入力軸５６と同軸をなすように固定された円筒状のハウジング６６と、該ハウジング６６の内側に挿入されるとともに減速機５５の入力軸５６と同軸の図示せぬ出力軸に同軸固定される略円柱状の軸部材６７とを有している。これにより、ハウジング６６と軸部材６７とは相対回転可能とされている。
軸部材６７の先端面６７ａには連結部材１７が固定され、該連結部材１７に塗装ガン１８が固定されていて、よって、減速機５５の入力軸５６に入力された回転は、減速機５５で減速されて軸部材６７および連結部材１７を介して塗装ガン１８をＧ軸回りに回転させる。
【００２０】
ハウジング６６は、複数の略円筒状のハウジング部材６８〜７１が連結固定されてなるもので、最もケース２４側のハウジング部材６８の内周面側には、一対の環状のシール部材７３，７４が互いに所定の間隔を明けて軸部材６７の外周面に全周にわたって当接するよう取り付けられており、これらシール部材７３，７４でハウジング部材６８の内周面と軸部材６７の外周面との間に環状の流路７５が画成される。
ハウジング部材６８には、流路７５に一端の開口部７６ａにおいて開口する流路７６が形成されており、該流路７６の開口部７６ａに対し反対側には、ハウジング部材６８の外周位置において塗装ガン１８のパターン切換エアの供給用のチューブ６４が連結されている。
【００２１】
軸部材６７には一端側が流路７５に開口するとともに他端側が軸部材６７の先端面６７ａまで延在される流路７７が形成されている。この流路７７の他端側にはチューブ７８が連結されており、該チューブ７８は塗装ガン１８に連結されている。
なお、ハウジング部材６８とシール部材７３，７４と軸部材６７とで、流路７６と流路７７とを環状の流路７５で常時連通させるスイベル部７９が構成されている。
【００２２】
ケース２４側から二番目のハウジング部材６９の内周面側には、環状のシール部材８１が軸部材６７の外周面に全周にわたって当接するよう取り付けられており、該シール部材８１と上記シール部材７４とでハウジング部材６８，６９の内周面と軸部材６７の外周面との間に環状の流路８２が画成される。
ハウジング部材６８には、流路８２に一端の開口部８３ａにおいて開口する流路８３が形成されており、該流路８３の開口部８３ａに対し反対側には、ハウジング部材６８の外周位置において塗装ガン１８のスイッチ用エアの供給用のチューブ６３が連結されている。
【００２３】
軸部材６７には一端側が流路８２に開口するとともに他端側が軸部材６７の先端面６７ａまで延在される流路８４（図４参照）が形成されている。この流路８４の他端側にはチューブ８５が連結されており、該チューブ８５が塗装ガン１８に連結されている。
なお、ハウジング部材６８，６９とシール部材７４，８１と軸部材６７とで、流路８３と流路８４とを環状の流路８２で常時連通させるスイベル部８６が構成されている。
【００２４】
ケース２４側から三番目のハウジング部材７０の内周面側には、一対の環状のシール部材８８，８９が互いに所定の間隔を明けて軸部材６７の外周面に全周にわたって当接するよう取り付けられており、これらシール部材８８，８９でハウジング部材７０の内周面と軸部材６７の外周面との間に環状の流路９０が画成される。
ハウジング部材７０には、流路９０に一端の開口部９１ａにおいて開口する流路９１が形成されており、該流路９１の開口部９１ａに対し反対側には、ハウジング部材７０の外周位置において塗装ガン１８の洗浄時の塗料排出用のチューブ６２が連結されている。
【００２５】
軸部材６７には一端側が流路９０に開口するとともに他端側が軸部材６７の先端面６７ａまで延在される流路９２（図４参照）が形成されている。この流路９２の他端側にはチューブ９３が連結されており、該チューブ９３が塗装ガン１８に連結されている。
なお、ハウジング部材７０とシール部材８８，８９と軸部材６７とで、流路９１と流路９２とを環状の流路９０で常時連通させるスイベル部９４が構成されている。
【００２６】
最もケース２４に対し反対側のハウジング部材７１の内周面側には、一対の環状のシール部材９６，９７が互いに所定の間隔を明けて軸部材６７の外周面に全周にわたって当接するよう取り付けられており、これらシール部材９６，９７でハウジング部材７１の内周面と軸部材６７の外周面との間に環状の流路（環状流路）９８が画成される。
ハウジング部材７１には、流路９８に一端の開口部９９ａにおいて開口する流路（第一流路）９９が形成されており、該流路９９の開口部９９ａに対し反対側には、ハウジング部材７１の外周位置において塗装ガン１８への塗料供給用のチューブ６１が連結されている。
【００２７】
軸部材６７には一端側が流路９８に開口するとともに他端側が軸部材６７の先端面６７ａまで延在される流路（第二流路）１００（図４参照）が形成されている。この流路１００の他端側にはチューブ１０１が連結されており、該チューブ１０１が塗装ガン１８に連通されている。
なお、ハウジング部材７１とシール部材９６，９７と軸部材６７とで、流路９９と流路１００とを環状の流路９８で常時連通させるスイベル部１０２が構成されている。
ここで、以上においては、スイベル機構部１６を手首機構部１５の先端に１組（４系統）取り付けているが、工業用ロボットの他の関節に取り付けることも勿論可能であり、またユニット構造になっているので、系統数を増やすことも容易である。
【００２８】
図３および図４に示すように、第１の実施の形態においては、ハウジング部材７１に、環状の流路９８に開口する流路（第三流路）１０３が流路９９とは別に形成されており、該流路１０３の一端の開口部１０３ａは、流路９９の開口部９９ａに、環状の流路９８の周方向に位置をずらして近接配置されている。該流路１０３の開口部１０３ａに対し反対側は、ハウジング部材７１の外周位置に取り付けられた、該流路１０３を開閉切換可能なダンプバルブ（バルブ）１０４に連結されている。
ここで、第１の実施の形態では、流路９９および流路１０３は、直線状をなしており、それぞれの方向がハウジング部材７１の回転中心に向かう程互いに離間するように形成されている。また、流路９９および流路１０３は、それぞれの開口部９９ａ，１０３ａが共にハウジング部材７１の回転中心方向に向かうよう開口している。
【００２９】
また、ハウジング部材７０にも、環状の流路９０に開口する流路１０５が流路９１とは別に形成されており、この流路１０５には、ダンプバルブ１０４に一端側が連結されたチューブ１０６の他端側が連結されている。ここで、チューブ１０６は、ダンプバルブ１０４が開状態において流路１０３に連通しダンプバルブ１０４が閉状態において流路１０３との連通が遮断される。
【００３０】
以上に述べた第１の実施の形態の動作について説明する。
図示せぬコントローラの制御回路が実行するメインプログラムは図５に示すフローチャートの内容とされている。
すなわち、ステップＳ１において、上位コンピュータより情報を取り込み、次に、ステップＳ２において終了信号の有無を確認する。ステップＳ２において終了信号が入力された場合メインの処理を終了させる一方、終了信号が入力されていない場合、ステップＳ３においてワークの変更を確認する。ステップＳ３においてワークを変更する場合にはステップＳ４で変更後のティーチングデータを読み出す。ステップＳ３においてワークを変更しない場合およびステップＳ４においてティーチングデータを読み出した後は、ステップＳ５において色替え作業の有無を確認する。ステップＳ５において色替え作業を行う場合には、ステップＳ６において色替えプログラムを実行する。ステップＳ５において色替え作業を行わない場合およびステップＳ６で色替えプログラムを実行した後は、ステップＳ７において塗装作業開始姿勢をとらせ、続いてステップＳ８において予めティーチングされたワークの塗装プログラムを実行する。以上の動作を終了信号が入力されるまでの間実行する。
【００３１】
次に、ステップＳ６において実行される色替えプログラムについて図６および図７に示すフローチャートを参照して以下に説明する。
なお、チューブ６１〜６４が連結される色替え装置は、図８に示すように、チューブ６１に洗浄用流体としてのシンナーを流すシンナー供給側経路１１４を開閉させるシンナーバルブ１１０、塗料を排除しまたシンナーを飛ばすためチューブ６１にエアを流すエア供給側経路１１５を開閉するエアバルブ１１１、チューブ６１に塗料Ａを供給するための塗料Ａ供給側経路１１６を開閉させる塗料Ａバルブ１１２およびチューブ６１に塗料Ｂを供給するための塗料Ｂ供給側経路１１７を開閉させる塗料Ｂバルブ１１３で構成されている。
【００３２】
ここで、メインプログラムのステップＳ８において塗装プログラムを実行すると、塗装ガン１８をチューブ１０１を開放させるようＯＮし、塗料Ａ用の塗料Ａ供給側経路１１６および塗料Ｂ用の塗料Ｂ供給側経路１１７のいずれか一方用のバルブ例えば塗料Ａバルブ１１２を開状態（チューブ６１側と連通状態）として塗料Ａをチューブ６１に流すことで、流路９９、環状の流路９８、流路１００、チューブ１０１を介して塗装ガン１８から塗料Ａが噴出されることになる。
【００３３】
そして、メインプログラムのステップＳ５の色替え作業の有無を確認し、色替え作業を行う場合には、ステップＳ６に進んで色替えプログラムを実行することになるが、この色替えプログラムは、まず、ステップＳ９で塗装ガン１８をチューブ１０１を閉塞させるようＯＦＦする。次にステップＳ１０で手首機構部１５を予め定められた色替え原点へ移動する。
【００３４】
そして、ステップＳ１１で色替え前に使用のため開状態とされていた塗料Ａ，Ｂのいずれか一方用のバルブ例えば塗料Ａバルブ１１２を閉状態（図８に示すようにチューブ６１側と遮断状態）とし（このとき使用状態になかった塗装Ｂ用バルブ１１３も図８に示すように閉状態とされている）、ステップＳ１２でダンプバルブ１０４を開ける。ここまでの動作でスイベル部１０２側の洗浄準備が完了し、次に、スイベル部１０２側の洗浄作業を行う。すなわち、ステップＳ１３でエアバルブ１１１を開けると、エアが、チューブ６１、流路９９、スイベル部１０２の環状の流路９８、流路１０３、ダンプバルブ１０４、チューブ１０６、流路１０５、スイベル部９４の環状の流路９０、流路９１およびチューブ６２を介して移動して、環状の流路９８に溜まった塗料を移動させてチューブ６２から廃液として捨てることになる。このとき、塗装ガン１８をＯＦＦしているので塗装ガン１８に繋がるチューブ１０１には塗料は流れることがない。
【００３５】
次に、ステップＳ１４においてエアバルブ１１１を閉め、ステップＳ１５でシンナーバルブ１１０を開けてシンナーをチューブ６１に流す。すると、シンナーは、ステップＳ１３で示したエアと同じルートを移動して洗浄を行い廃液として捨てられる。
次いで、ステップＳ１６においてシンナーバルブ１１０を閉め、ステップＳ１７で予め定められたＮ回、ステップＳ１３〜Ｓ１６の洗浄動作を行ったか確認し、Ｎ回行うまで繰り返す。
以上でスイベル部１０２側の洗浄作業を終了する。
【００３６】
次に、ステップＳ１８においてエアバルブ１１１を開けて、エアをステップＳ１３と同じルートで移動させることで、スイベル部１０２の環状の流路９８に溜まったシンナーをエアとともに飛ばし、その後、ステップＳ１９においてエアバルブ１１１を閉め、ステップＳ２０においてダンプバルブ１０４を閉めて、ステップＳ２１において塗装ガン１８をチューブ１０１を開放させるようＯＮし塗装ガン１８に設けられた図示せぬスイッチを切り替える。このスイッチの切り替えで塗装ガン１８は、噴出口側の内部流路を閉塞させチューブ１０１とチューブ９３とを連通させる。ここまでの動作でチューブ１０１側の洗浄準備が完了し、次に、チューブ１０１側の洗浄作業を行う。すなわち、ステップＳ２２でエアバルブ１１１を開けると、エアが、チューブ６１、流路９９、環状の流路９８、流路１００、チューブ１０１、塗装ガン１８、チューブ９３、流路９２、環状の流路９０、流路９１およびチューブ６２を移動して、チューブ１０１内に溜まった塗料を移動させチューブ６２から廃液として捨てる。このとき、ダンプバルブ１０４を閉めているのでスイベル部１０２側には塗料は流れることがない。
【００３７】
次に、ステップＳ２３においてエアバルブ１１１を閉め、ステップＳ２４でシンナーバルブ１１０を開けてシンナーを流す。すると、シンナーは、ステップＳ２２で示すエアと同じルートで移動して洗浄を行い廃液として捨てられる。
次いで、ステップＳ２５においてシンナーバルブ１１０を閉め、ステップＳ２６で予め定められたＳ回、ステップＳ２２〜Ｓ２５の洗浄動作を行ったか確認し、Ｓ回行うまで繰り返す。
以上でチューブ１０１側の洗浄作業を終了する。
【００３８】
次に、色替え後に使用する塗料Ａ，Ｂのいずれか他方の塗装準備を行う。ステップＳ２７において塗装ガン１８の図示せぬスイッチを戻す。このスイッチの切り替えで塗装ガン１８は、噴出口側の内部流路をチューブ１０１と連通させチューブ９３側を閉塞させる。そして、ステップＳ２８でエアバルブ１１１を開けると、エアは、チューブ６１、流路９９、環状の流路９８、流路１００、チューブ１０１、塗装ガン１８を通じて塗装ガン１８の噴出口から噴出され、その間に環状の流路９８およびチューブ１０１等に溜まったシンナーを塗装ガン１８の噴出口から飛ばす。その後、ステップＳ２９においてエアバルブ１１１を閉め、ステップＳ３０においてシンナーバルブ１１０を開けると、シンナーがチューブ６１、流路９９、環状の流路９８、流路１００、チューブ１０１、塗装ガン１８を通じて塗装ガンの噴出口から噴出されて、塗装ガンを洗浄する。
【００３９】
次に、ステップＳ３１においてシンナーバルブ１１０を閉じ、ステップＳ３２でエアバルブ１１１を開くと、エアは、チューブ６１、流路９９、環状の流路９８、流路１００、チューブ１０１および塗装ガン１８内を通じて塗装ガンの噴出口から噴出され、溜まったシンナーを飛ばす。
そして、ステップＳ３３でエアバルブ１１１を閉じ、ステップＳ３４において、色替え後に使用する塗料Ａ，Ｂのいずれか他方用のバルブ例えば塗料Ｂバルブ１１３を開状態（チューブ６１側と連通状態）とし（このとき色替え後に使用しない塗装Ａ用バルブ１１２は閉状態を維持する）、チューブ６１、流路９９、環状の流路９８、流路１００、チューブ１０１および塗装ガン１８に塗料Ｂを充填し、ステップＳ３５で塗装ガンをＯＦＦする。
以上で色替えプログラムを完了し、メインプログラムのステップＳ７に戻り、塗装ティーチングデータを実行する。
【００４０】
以上に述べた第１の実施の形態によれば、ダンプバルブ１０４を開いた状態でチューブ６１から流路９９にシンナーを導入させると、該シンナーは、流路９９の開口部９９ａから環状の流路９８に導入され該流路９８内を移動洗浄して開口部１０３ａから流路１０３、ダンプバルブ１０４、チューブ１０６、流路１０５、スイベル部９４の環状の流路９０、流路９１およびチューブ６２を介して排出されることになる。
そして、流路９９および流路１０３は、共に同じハウジング部材７１に形成されるため、これらの環状の流路９８に対する位置関係が軸部材６７とハウジング部材７１との位置関係とは無関係に一定となる。
したがって、ハウジング部材７１と軸部材６７とを相対回転させることなく良好に洗浄することが可能となるため、ハウジング部材７１および軸部材６７が取り付けられる部位の洗浄時の姿勢に制約をなくすことができる。
【００４１】
しかも、流路９９の流路９８に開口する開口部９９ａと流路１０３の流路９８に開口する開口部１０３ａとが共にハウジング部材７１の回転中心方向に向かって開口しているため、シンナーを流路９９の開口部９９ａから流路９８に導入させ開口部１０３ａから流路１０３に排出させる際に、流路９８内で良好に流すことができる。
したがって、環状の流路９８をさらに良好に洗浄することができる。
なお、流路９９の流路９８に開口する開口部９９ａと流路１０３の流路９８に開口する開口部１０３ａとが互いに平行をなしていても同様の効果を発揮することになる。
【００４２】
加えて、コントローラが、洗浄時にダンプバルブ１０４を開いて流路９９にシンナーを導入させると、該シンナーは、流路９９から環状の流路９８に導入され該環状の流路９８内を洗浄して流路１０３に排出されることになる。
したがって、自動的に洗浄を行うことができる。
【００４３】
次に、本発明の工業用ロボットの第２の実施の形態を図９および図１０を参照して以下に第１の実施の形態との相違部分を中心に説明する。
図９に示すように、第２の実施の形態においては、ダンプバルブ１０４に代えて異なる種類の切替バルブ１２０を用いている。
この切替バルブ１２０は、スイベル部１０２からの流路１０３とスイベル部９４からの流路９１とに接続されるとともにスイベル部９４用のチューブ６２に接続されており、流路１０３を閉塞させかつ流路９１をチューブ６２に連通させる通常状態と、流路９１を閉塞させかつ流路１０３をチューブ６２に連通させる洗浄状態とで切り替えられるようになっている。また、このような切替バルブ１２０を用いることにより第１の実施の形態のチューブ１０６およびこれに連通するようハウジング部材７０に形成された流路１０５が廃止されている。
【００４４】
次に、ステップＳ６において実行される第２の実施の形態の色替えプログラムについて図１０に示すフローチャートを参照して以下に第１の実施の形態との相違部分を説明する。
第２の実施の形態において、ステップＳ１２に代えたステップＳ３６において切替バルブ１２０を洗浄状態に切り替えることで、スイベル部１０２側の洗浄準備を完了させ、次に、第１の実施の形態と同様に、スイベル部１０２側の洗浄作業を行うことになる。
【００４５】
すなわち、ステップＳ１３でエアバルブ１１１を開けると、エアが、チューブ６１、流路９９、環状の流路９８、流路１０３、切替バルブ１２０およびチューブ６２を移動し、環状の流路９８に溜まった塗料を移動させてチューブ６２から廃液として捨てることになり、また、ステップＳ１４においてエアバルブ１１１を閉め、ステップＳ１５でシンナーバルブ１１０を開けてシンナーをチューブ６１に流すと、シンナーは、ステップＳ１３のエアと同じルートで移動して洗浄を行い廃液として捨てられる。さらに、ステップＳ１８においてエアバルブ１１１を開けて、エアをステップＳ１３で示すルートで移動させてシンナーを飛ばすことになる。
加えて、ステップＳ２０に代えたステップＳ３７において切替バルブ１２０を通常状態に戻して、第１の実施の形態と同様、チューブ１０１側の洗浄作業を行うことになる。
なお、第２の実施の形態においては、図１０のフローチャートが図７のフローチャートに続くことになる。
【００４６】
このような第２の実施の形態によれば、色替え時に色替え前に使用されていた塗料および洗浄用のシンナーをスイベル部１０２の環状の流路９８から隣りのスイベル部９４を経由することなく直接チューブ６２を介して排出させることができる。
【００４７】
次に、本発明の工業用ロボットの第３の実施の形態を図１１および図１２を参照して以下に第１の実施の形態との相違部分を中心に説明する。
図１１に示すように、第３の実施の形態においては、第１の実施の形態のスイベル機構部１６と同様の２組のスイベル機構部１６Ａ，１６Ｂが関節に設けられている。このため、チューブ６１は一方のスイベル機構部１６Ａの流路９９に連結され、該スイベル機構部１６Ａのチューブ１０１が他方のスイベル機構部１６Ｂの流路９９に連結されている。また、チューブ６２は一方のスイベル機構部１６Ａの流路９１に連結され、該スイベル機構部１６Ａのチューブ９３が他方のスイベル機構部１６Ｂの流路９１に連結されている。
【００４８】
そして、いずれのスイベル機構部１６Ａ，１６Ｂにおいても、第１の実施の形態のダンプバルブ１０４に代えて異なる種類の切替バルブ１２０Ａ，１２０Ｂを用いている。
他方のスイベル機構部１６Ｂの切替バルブ１２０Ｂは、スイベル機構部１６Ｂのスイベル部１０２からの流路１０３とスイベル機構部１６Ｂのスイベル部９４からの流路９１とに接続されるとともに、スイベル機構部１６Ｂとスイベル機構部１６Ａとの間のチューブ９３に接続されており、スイベル機構部１６Ｂの流路１０３を閉塞させかつスイベル機構部１６Ｂの流路９１とチューブ９３とを連通させる通常状態と、スイベル機構部１６Ｂの流路９１を閉塞させかつスイベル機構部１６Ｂの流路１０３とチューブ９３とを連通させる洗浄状態とで切り替えられるようになっている。また、このような切替バルブ１２０Ｂを用いることによりスイベル機構部１６Ｂは第１の実施の形態の流路１０５およびチューブ１０６が廃止されている。
【００４９】
一方のスイベル機構部１６Ａの切替バルブ１２０Ａは、スイベル機構部１６Ａのスイベル部１０２からの流路１０３とスイベル機構部１６Ａのスイベル部９４からの流路９１とに接続されるとともに、スイベル機構部１６Ａから排出側のチューブ６２に接続されており、スイベル機構部１６Ａの流路１０３を閉塞させかつスイベル機構部１６Ａの流路９１とチューブ６２とを連通させる通常状態と、スイベル機構部１６Ａの流路９１を閉塞させかつスイベル機構部１６Ａの流路１０３とチューブ６２とを連通させる洗浄状態とで切り替えられるようになっている。また、このような切替バルブ１２０Ａを用いることによりスイベル機構部１６Ａにおいても第１の実施の形態の流路１０５およびチューブ１０６が廃止されている。
【００５０】
次に、ステップＳ６において実行される第３の実施の形態の色替えプログラムについて図１２に示すフローチャートを参照して以下に第１の実施の形態との相違部分を説明する。
第３の実施の形態において、ステップＳ１２に代えたステップＳ３８において切替バルブ１２０Ａを洗浄状態に切り替え、第１の実施の形態と同様に洗浄作業を行うことになる。
【００５１】
すると、ステップＳ１３でエアバルブ１１１を開けると、エアが、チューブ６１、スイベル機構部１６Ａの流路９９，９８，１０３、切替バルブ１２０Ａおよびチューブ６２を移動して、スイベル機構部１６Ａの環状の流路９８に溜まった塗料を廃液としてチューブ６２から捨てることになり、また、ステップＳ１４においてエアバルブ１１１を閉め、ステップＳ１５でシンナーバルブ１１０を開けてシンナーをチューブ６１に流すと、シンナーは、ステップＳ１３のエアと同じルートで移動して洗浄を行う。さらに、ステップＳ１８においてエアバルブ１１１を開けて、エアをステップＳ１３で示すルートで移動させてシンナーを飛ばすことになる。なお、以上において塗装ガン１８がＯＦＦされ、かつ切替バルブ１２０Ｂ側が通常状態とされているため、チューブ１０１を介してスイベル機構部１６Ｂ側へシンナー等が移動することはない。
【００５２】
加えて、ステップＳ２０に代えたステップＳ３９において切替バルブ１２０Ａを通常状態に戻した後、ステップＳ４０において、切替バルブ１２０Ｂを洗浄状態に切り替え、ステップＳ１３〜Ｓ１６と同様のステップＳ４１〜Ｓ４４を実行する。
【００５３】
すると、ステップＳ４１でエアバルブ１１１を開けると、切替バルブ１２０Ａが通常状態とされているため、エアが、チューブ６１、スイベル機構部１６Ａの流路９９，９８，１００、チューブ１０１、スイベル機構部１６Ｂの流路９９，９８，１０３、切替バルブ１２０Ｂ、チューブ９３、スイベル機構部１６Ａの流路９２，９０，９１、切替バルブ１２０Ａおよびチューブ６２を移動して、スイベル機構部１６Ｂの環状の流路９８に溜まった塗料をチューブ６２から廃液として捨てることになり、また、ステップＳ４２においてエアバルブ１１１を閉め、ステップＳ４３でシンナーバルブ１１０を開けてシンナーをチューブ６１に流すと、シンナーは、ステップＳ４１のエアと同じルートを通り移動して、洗浄を行い廃液として捨てられる。
【００５４】
そして、ステップＳ４４においてシンナーバルブ１１０を閉め、ステップＳ４５で予め定められたＴ回、ステップＳ４１〜Ｓ４４の洗浄動作を行ったか確認し、Ｔ回行うまで繰り返す。さらに、ステップＳ１８，Ｓ１９と同様のステップＳ４６，Ｓ４７を実行する。
ここで、ステップＳ４６においてエアバルブ１１１を開けると、エアがステップＳ４１と同じルートで移動し、スイベル機構部１６Ｂの環状の流路９８に溜まったシンナーを飛ばすことになる。
【００５５】
そして、ステップＳ４８において切替バルブ１２０Ｂを通常状態に戻した後、ステップＳ２１以降を実行する。なお、第３の実施の形態においては、図１２のフローチャートが図７のフローチャートに続くことになる。
ここで、ステップＳ２１以降で、チューブ６１を介して導入されるシンナーおよびエアは、スイベル機構部１６Ａのスイベル部１０２からチューブ１０１を介して、スイベル機構部１６Ｂの流路９９に導入されて塗装ガン１８側に至り、また、塗装ガン１８側からスイベル機構部１６Ｂのスイベル部９４を介して排出される塗料、シンナーおよびエアは、チューブ９１およびスイベル機構部１６Ａのスイベル部９４を介してチューブ６２から排出されることになる。
このような第３の実施の形態によれば、二つのスイベル機構部１６Ａ，１６Ｂでチューブ６１，６２等を共用することができる。
【００５６】
次に、本発明の工業用ロボットの第４の実施の形態を図１３を参照して以下に第１の実施の形態との相違部分を中心に説明する。
第４の実施の形態においては、第１の実施の形態に対しスイベル部１０２に係る流路９９および流路１０３が相違している。すなわち、第３の実施の形態においては、チューブ６１に連結される管体１２２がハウジング部材７１に嵌合されて流路９９を形成しており、ダンプバルブ１０４に連結される管体１２３がハウジング部材７１に嵌合されて流路１０３を形成している。
【００５７】
そして、これら管体１２２，１２３は、互いに近接しかつ共にハウジング部材７４の半径方向に延在し、しかも共に環状の流路９８内に一部くさび形をなして突出して流路９９，１０３の開口部９９ａ，１０３ａを該流路９８内に配置している。ここで、これら管体１２２，１２３は環状の流路９８を仕切っており、管体１２２で形成される流路９９の環状の流路９８内における開口部９９ａは、他の管体１２３に対し反対方向に開口し、管体１２３で形成される流路１０３の環状の流路９８内における開口部１０３ａも、他の管体１２２に対し反対方向に開口している。
【００５８】
このような構成の第４の実施の形態によれば、シンナーを、管体１２２で形成される流路９９の開口部９９ａから環状の流路９８に全長にわたって確実に流し、管体１２３で形成される流路１０３の開口部１０３ａから該流路１０３に排出させることができる。
したがって、さらに確実に環状の流路９８内を洗浄することができる。
なお、この第４の実施の形態の動作は第１の実施の形態と同様である。また、ダンプバルブ１０４に代えて第２の実施の形態の切替バルブ１２０を用いることも勿論可能であり、その場合動作は第２の実施の形態と同様となる。
【００５９】
次に、本発明の工業用ロボットの第５の実施の形態を図１４および図１５を参照して以下に第１の実施の形態との相違部分を中心に説明する。
図１４に示すように、第５の実施の形態においては、第１の実施の形態に対し、環状の流路９８における流路９９の開口部９９ａと流路１０３の開口部１０３ａとの間の部分にハウジング部材７１側から突出・引込み自在に設けられたくさび形の移動体１２５を有する進退機構としてのソレノイド１２６がハウジング部材７１に取り付けられている点が相違している。
【００６０】
これにより、その動作は、図１５に示すように、第１，第４の実施の形態のステップＳ１２とステップＳ１３との間にステップＳ４９のソレノイドをＯＮし移動体１２５を突出させて環状の流路９８の流路９９と流路１０３との間の部分を仕切らせる動作を実行させ、ステップＳ２０とステップＳ２１との間にステップＳ５０のソレノイドをＯＦＦし移動体１２５を引込ませ環状の流路９８の流路９９と流路１０３との間の部分の仕切りを解除させる動作を実行させる点が異なっている。
なお、第５の実施の形態においては、図１５のフローチャートが図７のフローチャートに続くことになる。
このような構成の第５の実施の形態によっても、シンナーを、流路９９の開口部９９ａから環状の流路９８に全長にわたって確実に流し流路１０３の開口部１０３ａから該流路１０３に排出させることができる。
なお、移動体１２５を進退させる進退機構としては直動形エアシリンダ等を用いることも可能である。
【００６１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載の工業用ロボットによれば、バルブを開いて第一流路に洗浄用流体を導入させると、該洗浄用流体は、第一流路の開口から環状流路に導入され環状流路内を洗浄して第三流路の開口から第三流路に排出されることになる。そして、第一流路および第三流路は、共にハウジング部材に形成されるため、これらの環状流路に対する位置関係が軸部材とハウジング部材との位置関係とは無関係に一定となる。
したがって、ハウジング部材と軸部材とを相対回転させることなく洗浄を良好に行うことが可能となるため、ハウジング部材および軸部材が取り付けられる部位の洗浄時の姿勢に制約をなくすことができる。
【００６２】
本発明の請求項２記載の工業用ロボットによれば、洗浄用流体を、第一流路の開口部から環状流路に導入し第三流路の開口部から第三流路に排出させる際に、環状流路内を良好に流すことができる。
したがって、環状流路をさらに良好に洗浄することができる。
【００６３】
本発明の請求項３記載の工業用ロボットによれば、洗浄用流体を、第一流路の開口部から環状流路の全長にわたって確実に移動させ第三流路の開口部から排出させることができる。
したがって、さらに確実に環状流路内を洗浄することができる。
【００６４】
本発明の請求項４記載の工業用ロボットによれば、制御手段が洗浄時にバルブを開いて第一流路に洗浄用流体を導入させると、該洗浄用流体は第一流路の開口から環状流路に導入され環状流路内を洗浄して第三流路の開口から第三流路に排出されることになる。
したがって、自動的に洗浄を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の工業用ロボットの第１の実施の形態の全体構成を示す斜視図である。
【図２】  本発明の工業用ロボットの第１の実施の形態の手首部周辺の一の縦断面図である。
【図３】  本発明の工業用ロボットの第１の実施の形態の手首部周辺の他の縦断面図である。
【図４】  本発明の工業用ロボットの第１の実施の形態の図３におけるＸ−Ｘ線に沿う横断面図である。
【図５】  本発明の工業用ロボットの第１の実施の形態のコントローラのメインプログラムを示すフローチャートである。
【図６】  本発明の工業用ロボットの第１の実施の形態のコントローラの色替えプログラムを示すフローチャートの一部である。
【図７】  本発明の工業用ロボットの第１の実施の形態のコントローラの色替えプログラムを示すフローチャートの他の一部である。
【図８】  本発明の工業用ロボットの第１の実施の形態の色替え装置等の構成を示す模式図である。
【図９】  本発明の工業用ロボットの第２の実施の形態の色替え装置等の構成を示す模式図である。
【図１０】  本発明の工業用ロボットの第２の実施の形態のコントローラの色替えプログラムを示すフローチャートの一部である。
【図１１】  本発明の工業用ロボットの第３の実施の形態の色替え装置等の構成を示す模式図である。
【図１２】  本発明の工業用ロボットの第３の実施の形態のコントローラの色替えプログラムを示すフローチャートの一部である。
【図１３】  本発明の工業用ロボットの第４の実施の形態の横断面図である。
【図１４】  本発明の工業用ロボットの第５の実施の形態の横断面図である。
【図１５】  本発明の工業用ロボットの第５の実施の形態のコントローラの色替えプログラムを示すフローチャートの一部である。
【符号の説明】
１０  工業用ロボット
１８  塗装ガン
６７  軸部材
７１  ハウジング部材
９６，９７  シール部材
９８  流路（環状流路）
９９  流路（第一流路）
９９ａ  開口部
１００  流路（第二流路）
１０３  流路（第三流路）
１０３ａ  開口部
１０４  ダンプバルブ（バルブ）
【図１】
0003932416.tif 000002
【図２】
0003932416.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003932416.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003932416.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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