(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームの先端に設けられロボットアームに対しロボットアームの長手方向の第１軸線回りに回転自在な第１手首部材と、第１手首部材の先端に設けられ第１手首部材に対し第１軸線に直交する第２軸線回りに揺動自在な第２手首部材と、第２手首部材の先端に設けられ第２手首部材に対し第２軸線に直交する第３軸線回りに回転自在な第３手首部材とで構成される３軸構造の手首を備える産業用ロボットの手首先端に搭載する作業機器用のケーブルを支持するケーブル支持装置において、
第１手首部材の基端部外周にケーブルをクランプする第１と第２の１対のケーブルホルダを周方向に間隔を存して取付け、ロボットアーム側からのびるケーブルを第１ケーブルホルダと第２ケーブルホルダとに順に挿通して作業機器側に取り回して設けると共に、
第２ケーブルホルダを、第１手首部材に対し、第２軸線に平行な軸線回りとこの軸線に直交する軸線回りとの２軸の回転自由度を持つように取付ける、
ことを特徴とする産業用ロボットにおけるケーブル支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業用ロボットの手首先端に搭載する作業機器用のケーブルを支持する産業用ロボットにおけるケーブル支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業用ロボットの手首は、一般に、ロボットアームに対しロボットアームの長手方向の第１軸線回りに回転自在な第１手首部材と、第１手首部材に対し第１軸線に直交する第２軸線回りに揺動自在な第２手首部材と、第２手首部材に対し第２軸線に直交する第３軸線回りに回転自在な第３手首部材とから成る３軸構造のものに構成されており、手首先端に搭載する作業機器の姿勢を第１乃至第３手首部材の動きで三次元的に任意の姿勢に変更し得るようにしている。
【０００３】
従来、このような産業用ロボットにおいては、手首先端に搭載する作業機器用のケーブルをロボットアームの先端部と作業機器との間に弛みを付けて取り回し、手首による作業機器の動きでケーブルの無理な引張りや曲げが生ずることをケーブルの弛みで防止できるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
手首が上記した３軸構造のものである場合、ロボットアームに対し作業機器がかなり広範囲に動くため、ロボットアームの先端部と作業機器との間のケーブルの弛みもかなり大きく取ることが必要になり、その結果、手首に対するケーブルのからみつきや、ワーク及びワークを保持する治具に対するケーブルの干渉を生じ易くなる。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、ケーブルの弛みを大きく取らずに済むようにした産業用ロボットにおけるケーブル支持装置を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、ロボットアームの先端に設けられロボットアームに対しロボットアームの長手方向の第１軸線回りに回転自在な第１手首部材と、第１手首部材の先端に設けられ第１手首部材に対し第１軸線に直交する第２軸線回りに揺動自在な第２手首部材と、第２手首部材の先端に設けられ第２手首部材に対し第２軸線に直交する第３軸線回りに回転自在な第３手首部材とで構成される３軸構造の手首を備える産業用ロボットの手首先端に搭載する作業機器用のケーブルを支持するケーブル支持装置において、第１手首部材の基端部外周にケーブルをクランプする第１と第２の１対のケーブルホルダを周方向に間隔を存して取付け、ロボットアーム側からのびるケーブルを第１ケーブルホルダと第２ケーブルホルダとに順に挿通して作業機器側に取り回して設けると共に、第２ケーブルホルダを、第１手首部材に対し、第２軸線に平行な軸線回りとこの軸線に直交する軸線回りとの２軸の回転自由度を持つように取付けている。
【０００７】
本発明によれば、第１ケーブルホルダとロボットアームとの間でケーブルに第１手首部材の回転に対処するための弛みを付け、また、第２ケーブルホルダと作業機器との間でケーブルに第２手首部材の揺動及び第３手首部材の回転に対処するための弛みを付けることにより、第１乃至第３手首部材による作業機器の動きに対してのケーブルの追従性を確保して、ケーブルの無理な引張りや曲げが生ずることを防止できる。ここで、手首に対するケーブルのからみつきやワーク等に対するケーブルの干渉で問題になるのは、手首を迂回するように取り回すケーブルの部分、即ち、第２ケーブルホルダと作業機器との間のケーブルの部分の弛みである。本発明では、第１ケーブルホルダとロボットアームとの間のケーブルの弛みで第１手首部材の回転に対処できるため、第２ケーブルホルダと作業機器との間のケーブルの弛みは小さくて済む。更に、本発明では、第２ケーブルホルダが２軸の回転自由度を持つため、第２手首部材の揺動及び第３手首部材の回転による作業機器の動きに追従してケーブルが動く際、第２ケーブルホルダが回転してケーブルが作業機器と第２ケーブルホルダとの間の部分だけでなく第２ケーブルホルダと第１ケーブルホルダとの間の部分に亘って動く。従って、第１ケーブルホルダと第２ケーブルホルダとの間のケーブル部分も第２手首部材の揺動及び第３手首部材の回転に対処する弛み部分として機能するようになり、そのため、第２ケーブルホルダと作業機器との間のケーブルの弛みを可及的に小さく設定でき、手首に対するケーブルのからみつきやワーク等に対するケーブルの干渉を有効に防止できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を参照して、１は産業用ロボットのロボットアームであり、ロボットアーム１の先端に手首２を設け、手首２の先端に溶接ガン等の作業機器（図示せず）を搭載する。
【０００９】
手首２は、ロボットアーム１に対しロボットアーム１の長手方向の第１軸線２０ａ回りに回転自在な第１手首部材２０と、第１手首部材２０に対し第１軸線２０ａに直交する第２軸線２１ａ回りに揺動自在な第２手首部材２１と、第２手首部材２１に対し第２軸線２１ａに直交する第３軸線２２ａ回りに回転自在な第３手首部材２２とから成る３軸構造のものに構成されており、第３手首部材２２に固定したツールホルダ２３に作業機器を搭載する。
【００１０】
作業機器には、ホース等を含む各種ケーブル３を介して電力や冷却水やエア等が供給されるようになっている。このケーブル３を支持するため、ロボットアーム１の外周にケーブル３をロボットアーム１の周方向に遊挿可能なケーブルガイド４を取付けると共に、第１手首部材２０の基端部外周に固定した円弧状のブラケット２４に、ケーブル３をクランプする第１と第２の１対のケーブルホルダ５、６を周方向に間隔を存して取付け、更に、ツールホルダ２３にケーブル３をクランプする第３ケーブルホルダ７を取付けている。そして、ロボットアーム１の基端側からのびるケーブル３をケーブルガイド４と第１ケーブルホルダ５と第２ケーブルホルダ６と第３ケーブルホルダ７とに順に挿通し、ケーブル３にケーブルガイド４と第１ケーブルホルダ５との間の弛みと、第２ケーブルホルダ６と第３ケーブルホルダ７との間の弛みとを付けた状態で、各ケーブルホルダ５、６、７によりケーブル３をクランプし、第３ケーブルホルダ７を通して導出されるケーブル３の端末を作業機器に接続するようにしている。
【００１１】
これによれば、第１手首部材２０の回転でケーブル３の無理な引張りや曲げが生ずることをケーブルガイド４と第１ケーブルホルダ５との間のケーブル３の弛みで防止できるため、第２ケーブルホルダ６と第３ケーブルホルダ７との間の弛みは第２手首部材２１の揺動と第３手首部材２２の回転との２軸の動きだけに対処できるように設定すれば良い。然し、第２ケーブルホルダ６と第３ケーブルホルダ７との間だけの弛みで２軸の動きに対処するには、弛みを左程小さくすることができない。
【００１２】
そこで、本実施形態では、第２ケーブルホルダ６を、第１手首部材２０に対し、第２軸線２１ａに平行な軸線回りとこの軸線に直交する軸線回りとの２軸の回転自由度を持つように取付けている。これを図３を参照して詳述するに、ブラケット２４に第２軸線２１ａに平行な支軸６ａを固定して、支軸６ａにコ字状の金具６ｂを軸支し、この金具６ｂに軸受スリーブ６ｃをその軸線が支軸６ａに直交するように固定して、第２ケーブルホルダ６をこれに突設した軸部６ｄにおいて軸受スリーブ６ｃに挿通軸支し、第２ケーブルホルダ６に支軸６ａに対する金具６ｂの回転による揺動と軸受スリーブ６ｃに対する軸部６ｄの回転による旋回との２軸の回転自由度が与えられるようにしている。
【００１３】
これによれば、第２手首部材２１の揺動と第３手首部材２２の回転とによるツールホルダ２３の動きに追従してケーブル３が動く際、ケーブル３の動きに追従して第２ケーブルホルダ６が第１手首部材２０に対し揺動及び旋回して、第１ケーブルホルダ５と第２ケーブルホルダ６との間のケーブル３の部分が三次元的に湾曲変位し、ケーブル３が第２ケーブルホルダ６の部分で過度に曲げられることが防止される。換言すれば、第１ケーブルホルダ５と第２ケーブルホルダ６との間のケーブル３の部分も第２手首部材２１の揺動及び第３手首部材２２の回転に対処する弛み部分として機能するようになる。そのため、手首２を迂回するように取り回すケーブル３の部分、即ち、第２ケーブルホルダ６と第３ケーブルホルダ７との間のケーブル３の部分の弛みを可及的に小さく設定でき、手首２に対するケーブル３のからみつきやワーク等に対するケーブル３の干渉を有効に防止できる。
【００１４】
尚、第１ケーブルホルダ５は、ケーブル３を第１手首部材２０の周方向に挿通してクランプするように構成されている。そして、ブラケット２４にロボットアーム１側にのびるステー５ａを介して第１ケーブルホルダ５を取付けて、第２ケーブルホルダ６に対し第１ケーブルホルダ５をロボットアーム１側にオフセットし、第１ケーブルホルダ５と第２ケーブルホルダ６との間でケーブル３を三次元的に無理なく湾曲させ得るようにしている。
【００１５】
また、上記実施形態の如くツールホルダ２３に第３ケーブルホルダ７を設けずに、ケーブル３を作業機器に直接接続することも可能であるが、これでは作業機器のケーブル接続部に負荷がかかる。そのため、上記の如く第３ケーブルホルダ７により、ケーブル３をツールホルダ２３に固定することが望ましい。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、手首を迂回するように取り回すケーブルの部分の弛みを可及的に小さく設定でき、手首に対するケーブルのからみつきやワーク等に対するケーブルの干渉を有効に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るケーブル支持装置を具備する産業用ロボットの一例の要部の側面図
【図２】  図１の上方から見た平面図
【図３】  図２のIII-III線拡大截断面図
【符号の説明】
１  ロボットアーム              ２  手首
２０  第１手首部材            ２０ａ  第１軸線
２１  第２手首部材            ２１ａ  第２軸線
２２  第３手首部材            ２２ａ  第３軸線
３  ケーブル                    ５  第１ケーブルホルダ
６  第２ケーブルホルダ
【図１】
0004290848.tif 000002
【図２】
0004290848.tif 000003
【図３】
0004290848.tif 000004