(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ベース制御部から各軸及びエンドエフェクタの入力手段や出力手段まで配線及び配管を行なって一本のハーネス組にて引き回し、このハーネス組をロボットアームに沿わせるようにしたこと、
上記配線としては本体ベース制御部から入力手段や出力手段までの個別の配線の一本ごとをフレキシブルチューブ内にまとめ、各フレキシブルチューブの取出し口では取出し開口を有する固定具であるコネクタにてロボットアームに固定するようにしたこと、
上記エンドエフェクタでのフレキシブルチューブの固定用コネクタを上記エンドエフェクタの動きに応じた首振り構造とし、上記エンドエフェクタでの上記フレキシブルチューブの上記固定用コネクタは手首フランジに周方向に全周にわたり一定角ごとに設けた固定用タップに取付けるようにしたことを特徴とするハーネス組を有する産業用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は産業用ロボットの各軸及びエンドエフェクタまでの配線や配管の束であるハーネス組に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動式の産業用ロボットの駆動制御は、各関節の電動モータ、アブソリュートエンコーダ等の位置検出器、ブレーキ、リミットスイッチにて行なわれるので、これらについてケーブルの配線が必要となる。また、ハンドとしてはエンドエフェクタを有し、必要に応じ例えば電動ドリルやリミットスイッチあるいはソレノイドバルブ用の配線、ソレノイドバルブにより制御される空気圧用の配管が引き回されることになる。
【０００３】
従来の産業用ロボットの一例としては、図５に示すように、ベース１に対して１軸モータ２にて旋回軸（第１軸）３が旋回でき、２軸モータ４にて第２軸５が、３軸モータ６にて第３軸７がそれぞれ回動され、先端部９の手首軸（第４軸）は４軸モータ（手首モータ）８にて駆動される構成を有し、第１軸３内には制御信号線や動力線を配線して給電するための端子台、プリント板、コネクタなどからなる集合部１０が配置されている。
【０００４】
ここでは、集合部１０から１軸モータ２まで端子台間を配線し、１軸モータ２の端子台から２軸モータ４の端子台までを配線し、そして、２軸モータ４から３軸モータ６まで及び３軸モータ６から４軸モータ（手首モータ）２４までの端子台間をそれぞれ配線するものである。このことは、各端子台間に配線束であるハーネス１１が分割されて配置接続されることになって、固定部ユニット間の可動部での配線が断線したとき、その部分のハーネスを交換すれば他の部分のハーネスはそのままでよいという長所を有する。
【０００５】
他方、先端部９の手首軸１２の先端に取付けられるエンドエフェクタ（図示省略）へは、図６に示すように手首軸１２の回転と共にエンドエフェクタへの配線１３や配管１３を引き回すことになる。この場合、手首軸１２は、都合上±３６０°程度回転できるようになっているため、図６に示すようなフランジ１４間で（ａ）コイルのような上下巻き方式、（ｂ）うず巻きのような外方巻き方式、（ｃ）ささえ板１５による上下巻き取り方式などが考えられ、±３６０°の回転に対応できる配線や配管１３の構造となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の図５に示すロボットにあって、複数の分割したハーネス１１をプリント板や端子台で接続するに当っては、必然的に中継部となるプリント板や端子台が必要となり取付金具も必要となって、組立工数が必要となりコスト高にもなる。
また、中継部分のねじ締め忘れ、コネクタの挿入不良など組立作業者のミスが生じたり、品質上の問題が生じている。
更には、ロボット動作中に振動や衝撃、熱等が生じ、このためねじやコネクタの接続部がゆるむという危険性があり、この点からも品質上の問題があった。
【０００７】
また、手首軸１２の先端部９の回転角度は、±３６０°であるが、この±３６０°の回転を可能とするためには、図６に示す構造上配線１３の上下巻きにしても、外方巻きにしてもあるいはささえ板１５による上下巻き取り方式にしても、大きなスペースが必要でコストもかかり複雑な引き回しとならざるを得ない。
【０００８】
本発明は、上述の問題に鑑み、分割したハーネスが有する問題、つまり組立工数がかかること、組立ミスが生じる場合があること、コスト高になること、品質上の問題が生じたりすること、を解決し、更に、手首部に関しても大きなスペースを要しコスト高となり複雑な引き回しとなるという問題を軽減するようにしたハーネス組を有する産業用ロボットの提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のハーネス組を有する産業用ロボットは、 本体ベース制御部から各軸及びエンドエフェクタの入力手段や出力手段まで配線及び配管を行なって一本のハーネス組にて引き回し、このハーネス組をロボットアームに沿わせるようにしたこと、
上記配線としては本体ベース制御部から入力手段や出力手段までの個別の配線の一本ごとをフレキシブルチューブ内にまとめ、各フレキシブルチューブの取出し口では取出し開口を有する固定具であるコネクタにてロボットアームに固定するようにしたこと、
上記エンドエフェクタでのフレキシブルチューブの固定用コネクタを上記エンドエフェクタの動きに応じた首振り構造とし、上記エンドエフェクタでの上記フレキシブルチューブの上記固定用コネクタは手首フランジに周方向に全周にわたり一定角ごとに設けた固定用タップに取付けるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
ここで、図１〜図４及び図７を参照して本発明の実施の形態の一例を説明する。図１は図５と略同様な構成のロボットであり、ベース４０に対して１軸モータ３１にて旋回軸（第１軸）３２が旋回でき、２軸モータ３３にて第２軸３４が、３軸モータ３５にて第３軸３６がそれぞれ回動され、先端部３９は４軸モータ（手首モータ）３７にて駆動される構成を有している。そして、このロボットにあって各軸及びエンドエフェクタまで引き回されるハーネスは図３に示すように一本のハーネス組２１にて構成される。
【００１３】
すなわち、図３に示すように、図１に示す本体ベース制御部２０より、各軸モータ３５，３７、エンコーダ等の位置検出器、ブレーキ、リミットスイッチ、エンドフェクタへと配線４２，４３，４４，４５，４６が中継なく各々つながった一本の線にて引き回され、エア配管４７，４８が中継なくつながった管にて引き回されており、これら配線４２，４３，４４，４５，４６や配管４７，４８を束としてフレキシブルチューブ４１内に通し一本のハーネス組２１を形成する。
【００１４】
そして、このハーネス組２１の配線４２，４３，４４，４５，４６や配管４７，４８の取出口である分岐部分や途中の固定部分ではコネクタ２２が備えられ、図１に示す本体固定金具２３に固定されるものである。即ち、図２に示すように、ロボットアームに取付けられたコ字状の固定金具２３にコネクタ２２を締め付けるようにして、ハーネス組２１をロボット本体（ロボットアーム）に固定している。
なお、図１にあって、ハーネス組２１は、ロボットの内部は極力通すことなく、アームに沿って外部に備えられ、ケーブル等の交換の手間を省けるようにしている。このため、メンテナンスについても従来の図５に示すものと変ることなく実現している。
【００１５】
また、アーム先端側の回動軸５０より先の部分では、図１及び図４に示す構成を有する。つまり、回動軸５０より先端部３９は、図４に示すようにＬ型フレーム２４を有し、このＬ型フレーム２４の上には手首モータ２５を有し、この下側に減速機２６を備えこの減速機２６の先端に手首フランジ２７を４軸モータ（手首モータ）２５の回転に伴い回転可能に構成されると共に、回動軸５０を中心として先端部全体が回動するものである。
【００１６】
ここにおいて、エンドエフェクタへの配線、配管は±１８０°の回転を許容できる長さとしている。すなわち、図７に示すように従来±３６０°の範囲にて回転するエンドエフェクタは実は、動作範囲としては±１８０°の範囲で足り、ただ±１８０°の範囲にあってその基準点Ｏが変化することに追従させる必要がある。図６の従来例ではこの基準点Ｏの変更についても補償すべく±３６０°としたのであるが、本例においては、図４に示すように、フランジ２７に周方向に添って例えば１５°ずつ固定用タップ２８を形成し、配線、配管のフレキシブルチューブ端のコネクタ２２を固定する固定用ブラケット２９と動作範囲に合わせて基準点を１５°おきに変えられるように固定可能としている。つまり、教示試験中に実動作範囲端を確認し、その中央角度にてエンドエフェクタ側のフレキシブルチューブ端のコネクタ２２を固定するように手首フランジ２７の固定用タップ２８を選定してフレキシブルチューブ固定用ブラケット２９を固定するものである。
【００１７】
このため、手首フランジ２７に端の回転型コネクタ２２が固定されるフレキシブルチューブ４１は、±１８０°の角度の回動に耐える長さにすれば良く、固定金具２３に固定された手前のコネクタ２２から固定用ブラケット２９に固定されたフレキシブルチューブ端のコネクタ２２までのケーブルの長さを従来よりも短縮した最短ケーブル長とすることができる。
【００１８】
また、コネクタ２２は本体固定金具２３を締付けることにより固定されるが、先端部９（フレキシブルチューブ端）のコネクタ２２は、図４中に一点鎖線で示すように±１８０°回動端近傍でフレキシブルチューブ４１がＬ型フレーム２４の下へ回り込んでもフレキシブルチューブ４１と先端部９のコネクタ２２とが円滑に動くように、いわゆる首振り式としたコネクタ回動構造を有するものである。つまり、図示例では、フレキシブルチューブ端のコネクタ２２が固定用ブラケット２９に回動可能に遊嵌されており、このため固定用ブラケット２９とともにフレキシブルチューブ端のコネクタ２２が±１８０°近傍まで回動たとき、フレキシブルチューブ端のコネクタ２２が図４中に矢印Ｅで示すように回動するため、フレキシブルチューブ４１のＬ型フレーム２４の下への回り込みが円滑に行われる。
【００１９】
このことにより、ケーブル（フレキシブルチューブ）の回り込み高さを最小にでき手首とハンドを接近させることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、中継箇所なくハーネスを分割することなく引き回しており、組立工数が軽減し、組立ミスも減少することができ、低コストにでき、ロボット動作中でのねじのゆるみなどのトラブルも少なくなって品質が大幅に向上する。
また、エンドエフェクタの配線に当っては、動作が必要でない範囲までのケーブルの引き回しを省き、±１８０°に当る最短ケーブル長にすることができ、手首全体をコンパクトにでき、手首負荷の容量の増大、低コストが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロボットの一例を示す全体図。
【図２】（ａ）は図１のＡ部のＢ方向矢視拡大図、（ｂ）は図１のＣ部拡大図。
【図３】ハーネス組の一例を示す全体図。
【図４】（ａ）はロボットアームの先端部の構成図、（ｂ）は（ａ）のＤ方向矢視図。
【図５】従来のロボットの全体図。
【図６】配線、配管の引き回し状態の説明図。
【図７】エンドエフェクタの動作範囲の説明図。
【符号の説明】
２０  本体ベース制御部
２１  ハーネス組
２２  コネクタ
２３  本体固定金具
２７  手首フランジ
２８  固定用タップ
４１  フレキシブルチューブ
４２，４３，４４，４５，４６  配線
４７，４８  エアー配管
【図１】
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【図２】
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【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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