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)領域：
本發(fā)明涉及工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造。
背景技術(shù)：
眾所周知，在工業(yè)用機器人(以下簡稱為機器人)中，作業(yè)工具安裝在機器人的手腕前端，向該作業(yè)工具供給材料、能量或信號(例如空氣、電能、光能、電信號等)的作業(yè)工具用管線(纜線及/或管路，以下簡稱為管線)通過機器人前臂上方配設到作業(yè)工具的例子有很多。圖1即為所述的以往技術(shù)的例子。
在該例圖中，符號1是由機器人控制器2控制的機器人，在前臂10上將第1手腕要素11設置成繞前臂長度方向上的第1軸線A可以旋轉(zhuǎn)，在該第1手腕要素11上將第2手腕要素設置成繞與第1軸線A大體垂直相交的第2軸線B可以旋轉(zhuǎn)。而且，在安裝于第2手腕要素12上繞與第2軸線B大致垂直相交的第3軸線C1可以旋轉(zhuǎn)的第3手腕要素13的前端的凸緣部設置作業(yè)工具H。作業(yè)工具H在本例中為使用了吸盤的機器手。符號3是設置在外部的空氣供給/吸氣裝置，與該裝置3連接的通氣管31與供給電力及電信號的纜線21在適當位置合并后連接到電磁閥盒4上。在由電磁閥盒4至機器手H能夠利用管路(管線)7進行空氣供給/吸氣，機器人控制器2以眾所周知的狀態(tài)控制空氣供給/吸氣裝置3和電磁閥盒4，由此能夠進行向機器手H的吸盤的空氣供給(握住OFF)與吸氣(握住ON)的切換。
在這里成為問題的是由于機器人一旦開始動作，便引起繞各軸線A、B、C1等的旋轉(zhuǎn)而導致管線7與前臂10接觸、纏繞在手腕要素11、12、被劇烈拉扯等現(xiàn)象的發(fā)生。為避免此類現(xiàn)象的發(fā)生，以往如圖所示采用使管線7較大向外側(cè)鼓出地卷取后連接到機器手(作業(yè)工具)H上的方法。
但是，像這樣一旦較大地向外側(cè)鼓出地配設管線7，當機器人手腕軸進行動作時，管線7的動作就變得不穩(wěn)定，周邊設備與管線7接觸(干涉)，有管線自身或周邊機器破損的危險。雖然還有使用L字形狀部件5及彈性體6將管線7在前臂10上吊起從而對動作進行彈性限制的方法，但卻不能說干涉防止的效果足夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于解決上述以往技術(shù)的問題。即，本發(fā)明能夠?qū)⑾虬惭b在機器人手腕前端的作業(yè)工具進行空氣和電力等供給的作業(yè)工具用管線不較大地向外鼓出地鋪設，且提供能夠防止前臂和管線干涉的管線處理構(gòu)造。
本發(fā)明通過在第2手腕要素上設置在管線的前面導引管線的板狀導向部件，使該板狀導向部件由在離開作業(yè)工具一側(cè)具有自由端、而且朝向該自由端厚度逐漸減小的柔性部件的構(gòu)成，由此解決上述問題。
更加具體地說就是，采用本發(fā)明的一實施例，提供一種工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造用于鋪設處理與該機器人的作業(yè)工具連接的管線，該機器人具備前臂；在上述前臂上，繞該前臂長度方向的第1軸線可以旋轉(zhuǎn)地設置的第1手腕要素；在該第1手腕要素上，繞與上述第1軸線大體垂直相交的第2軸線可以旋轉(zhuǎn)地設置的第2手腕要素；在第2手腕要素上，繞與上述第2軸線大體垂直的第3軸線可以旋轉(zhuǎn)地設置的第3手腕要素；以及與該第3手腕要素一體動作地設置的作業(yè)工具；具有設置在上述第2手腕要素上的板狀導向部件；上述板狀導向部件具有在與上述第2軸線大體平行的方向上延伸的寬度；沿與上述寬度方向正交的長度方向、向離開上述作業(yè)工具一側(cè)延伸的自由端；朝向上述自由端延伸的柔性部件；以及與上述管線接觸并引導該管線的導向面，在從上述前臂的基部周邊延伸并與上述作業(yè)工具連接的上述管線連接到該作業(yè)工具的面前，上述導向面使上述板狀導向部件的長度方向和上述管線的延伸方向基本一致。
另外，采用本發(fā)明的另一個實施例，提供一種工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造用于鋪設處理與該機器人的作業(yè)工具連接的管線，上述機器人具備前臂；在上述前臂上，繞該前臂長度方向的第1軸線可以旋轉(zhuǎn)地設置的第1手腕要素；在該第1手腕要素上，繞與上述第1軸線大體垂直相交的第2軸線可以旋轉(zhuǎn)地設置的第2手腕要素；在第2手腕要素上，繞與上述第2軸線大體垂直的第3軸線可以旋轉(zhuǎn)地設置的第3手腕要素；借助將繞上述第3手腕要素的上述第3軸線的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為繞與上述第2軸線大體垂直且與上述第3軸線不一致的第4軸線的旋轉(zhuǎn)運動的傳動機構(gòu)而安裝在上述第3手腕要素上的作業(yè)工具；具有設置在上述第2手腕要素上的板狀導向部件；上述板狀導向部件具有在與上述第2軸線大體平行的方向上延伸的寬度；沿與上述寬度方向正交的長度方向、向離開上述作業(yè)工具一側(cè)延伸的自由端；朝向上述自由端延伸的柔性部件；以及與上述管線接觸并引導該管線的導向面，在從上述前臂的基部周邊延伸并與上述作業(yè)工具連接的上述管線連接到該作業(yè)工具的面前，上述導向面使上述板狀導向部件的長度方向和上述管線的延伸方向基本一致。
上述板狀導向部件的柔性部件的厚度朝向上述自由端即可以是逐漸減小的也可以是一定的。
另外，在任何一個實施例中，最好是使用例如聚四氟乙烯(注冊商標)作為上述板狀導向部件的材質(zhì)，將上述板狀部件的導向面做成具有低摩擦性。通過板狀導向部件具有低摩擦性的導向面，管線便能夠在板狀導向部件上更加順滑地滑動。
再者，最好是上述板狀導向部件在沿該板狀導向部件的長度方向的至少一部分上具有凹曲面形狀的導向面。若使用這樣的導向面，則可容易地進行板狀導向部件的管線的保持。


通過參照附圖同時對以下適當?shù)膶嵤├M行說明，可以清楚本發(fā)明上述及其它的目的、特征及優(yōu)點。
圖1為用主視圖表示具有以往技術(shù)的管線處理構(gòu)造的工業(yè)用機器人的整體構(gòu)成的圖。
圖2a及圖2b分別為表示具有本發(fā)明第1實施例的管線處理構(gòu)造的工業(yè)用機器人的整體構(gòu)成的主視圖及表示手腕周邊右側(cè)視圖。
圖2c為與圖2a類似、表示板狀導向部件的變形例的圖。
圖3a及3b為說明在第1實施例中第3手腕要素做較大旋轉(zhuǎn)動作時的管線的動作的圖，分別省略了將機器人一部分而表示的主視圖及手腕周邊的右側(cè)視圖。
圖4a及圖4b分別為表示具有本發(fā)明中第2實施例的管線處理構(gòu)造的工業(yè)機器人的整體構(gòu)成的主視圖及手腕周邊的右側(cè)視圖。
圖5表示在第2實施例中包含了將機器人的最終軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為作業(yè)工具旋轉(zhuǎn)的傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)例的放大截面圖。
圖6a及6b為表示板狀導向部件的截面形狀的例的圖，為分別表示導向面為直平面時的例及導向面具有凹曲面形狀時的例的圖。
圖7a及圖7b為表示本發(fā)明的管線處理構(gòu)造用于電弧焊機器人的例的主視圖及側(cè)視圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖2a～圖6b，對本發(fā)明的實施例進行說明。另外，在這里作為應用假定為操作機器人系統(tǒng)，這只是個例子而已。圖2a為具有本發(fā)明第1實施例的管線處理構(gòu)造的工業(yè)用機器人的整體構(gòu)成的主視圖，另外圖2b為手腕周邊右側(cè)視圖。
在圖2a及2b中，符號1為由機器人控制器2控制的具有6軸的自由度的操作機器人，在機器人1的前臂10上繞前臂的長度方向上的第1軸線A可以旋轉(zhuǎn)地設置第1手腕要素11，在該第1手腕要素11上繞與第1軸線A大體垂直相交的第2軸線B的可以旋轉(zhuǎn)地設置第2手腕要素12。而且，在第2手腕要素12上繞與第2軸線B大體垂直相交的第3軸線C2可以旋轉(zhuǎn)地安裝第3手腕要素13。作業(yè)工具H在這里是使用了吸盤的機器手，并被安裝在第3手腕要素13前端的作業(yè)工具安裝面(凸緣面)15上。
符號3為設置在外部的空氣供給/吸氣裝置，連接在該裝置3上的氣體管中31與供給電力及電信號的纜線21在適當?shù)奈恢煤喜⒑筮B接到電磁閥盒4。這樣，由電磁閥盒4至機器手H可以通過管路(管線)7進行空氣供給/吸氣，機器人控制器2以眾所周知的狀態(tài)控制空氣供給/吸氣裝置3和電磁閥盒4，由此，便可以進行向機器手H的吸盤的空氣供給(握住OFF)和吸氣(握住ON)的切換。
機器人控制器2以眾所周知的狀態(tài)按照基于程序等的指令使機器人1的各軸的用于驅(qū)動的伺服馬達進行動作，使機器手H取得適于吸附操作對象物體(圖示省略)的位置和姿勢，并使其移動到目標位置上。另外，機器人控制器2與動作指令同時適時地輸出機器手H的吸附指令及吸附解除指令，輸出控制空氣供給/吸氣裝置3及電磁閥盒4內(nèi)的電磁閥的指令。由于利用這種方式的操作自體為眾所周知故而省略對其詳細說明，但機器人1一面對應適宜的操作位置來改變手臂的姿勢并控制機器手H的位置和姿勢，一面進行操作作業(yè)。當然，也有用于對象物體在位確認等的信號線連接到機器手H的場合。在該場合下，該信號線也包含在管線7中。另外，在這樣向作業(yè)工具供給的材料、能量、信號等不為同一類的場合，管線7能夠采取將多根纜線/或軟管束在一起的形態(tài)而整理成一根復合纜線/或軟管的形態(tài)。
在改變機器人手臂姿勢時，能夠引起第1手腕要素11繞第1軸線A的旋轉(zhuǎn)、第2手臂要素12繞第2軸線B的旋轉(zhuǎn)、第3手臂要素13繞第3軸線C2的旋轉(zhuǎn)的其中一部分或全部的多種組合的運動。如上所述，在這里變得重要的是如何進行由設置電磁閥盒4的前臂10的底部周邊延伸至作業(yè)工具H的管線7的處理，但在本發(fā)明中采用在管線7連接到作業(yè)工具H的面前，使該板狀導向部件的長度方向與管線7的延伸方向基本一致地接觸板狀導向部件的導向面來引導管線7的方法。
在圖2a及圖2b中，板狀引導部件用符號G表示，利用適當?shù)墓潭ㄊ侄?螺栓固定，粘接)將其安裝在第2手腕要素12側(cè)面。安裝位置G2位于靠近作業(yè)工具H一側(cè)的端部的附近。板狀導向部件G由可繞形材料制成，具有沿與第2軸線B基本平行的長度方向延伸的寬度，同時沿與第3軸線C2基本平行的長度方向、向離開向作業(yè)工具H的一側(cè)延伸，形成自由端G1。另外，板狀導向部件G的厚度由適當?shù)奈恢?例如在安裝位置G2附近)向自由端G1逐漸減小。然而，如圖2c所示，板狀導向部件G的厚度朝向自由端G1也可以是一定的。該場合能得到與圖2a同樣的效果。
而且，使板狀導向部件G的前面(與第2手腕要素12相反一側(cè)的面)接觸管線7，提供進行引導的導向面G3。由此，從前臂10的底部周邊的電磁閥盒4至作業(yè)工具H的管線7在不較大地突出于機器人1的機體而在自由端G1附近柔和地(彈性地)接觸導向面G3，由該處沿板狀導向部件G的長度方向被引導后而與作業(yè)工具H連接。另外，若將導向面G3做成利用例如聚四氟乙烯等材料的低摩擦面，便可以使管線7在導向面G3上更加圓滑地滑動。還有，在板狀導向部件G的上部(自由端G1的周邊)，若設置保持管線7在板狀導向部件G上可以滑動且/或可以轉(zhuǎn)動的夾子8，管線7的動作便更加穩(wěn)定。再者，如圖6a所示導向面G3雖然做成平面也可以，但是使用如圖6b所示在導向面的大致中央部分形成凹曲面G3的板狀導向部件G’也可以保持寬度方向的導向功能。像這樣的凹曲面形狀，例如既可以跨越板狀導向部件G’的長度方向的全長而形成，也可以在一部分區(qū)間內(nèi)形成。
但是，本例所示的操作機器人的場合，從上方抓取對象物體是通例，因此，吸附對象物體時的姿勢、釋放對象物體時的姿勢可以自然地確定。也就是說，在對象物體由吸附至釋放的動作中，第1手腕要素11的姿勢幾乎和標準的機器人的姿勢的手腕姿勢基本一致，第2手腕要素12的姿勢由標準的機器人的姿勢的手腕姿勢變?yōu)橥咕壝?5朝向下面方向旋轉(zhuǎn)了幾乎90度的姿勢。這樣的手腕姿勢的狀況，被認為是不但有操作的用途，還通用于電弧焊接、密封(シ一リング)等其他方面的一般狀況。
另一方面，關于借助于機器人的最終軸(這里為第6軸)被驅(qū)動的第3手腕要素13的姿勢，根據(jù)情況而定進行較大的旋轉(zhuǎn)動作要被充分地考慮。本實施例的處理結(jié)構(gòu)即使對這樣的旋轉(zhuǎn)動作，也能夠做出適當?shù)膽獙ΑD3a及3b為說明第1實施例中第3手腕要素進行較大旋轉(zhuǎn)動作時管線的動作的圖。為分別省略了機器人的一部分而表示的主視圖及表示手腕周邊的右側(cè)視圖。
一旦最終軸進行旋轉(zhuǎn)動作時機器手H繞第3軸線C2旋轉(zhuǎn)。最終軸的旋轉(zhuǎn)位置可以考慮3遍的旋轉(zhuǎn)位置，在各旋轉(zhuǎn)位置上的機器人的姿勢分別為第1姿勢、第2姿勢及第3姿勢。符號H1示例第1姿勢的吸盤位置，同樣，符號H2及H3分別為示例第2及第3姿勢的吸盤位置。這里，第2姿勢對應標準的機器人姿勢。另外，由機器人上方俯視時，第1姿勢對應于由第2姿勢順時針旋轉(zhuǎn)幾乎90度時機器人的姿勢，第3姿勢對應于由第2姿勢逆時針旋轉(zhuǎn)幾乎90度時機器人的姿勢。
可以知道在第2姿勢中，管線7以沿板狀導向部件G的狀態(tài)被鋪設在前臂10的后方(參照符號7b)，如果是最終軸有些動作的程度，則管線7只在板狀導向部件G上動作，管線7被順暢地處理。
另一方面，一旦最終軸進行較大動作而變成如第1姿勢或第3姿勢那樣的姿勢，管線7的在機器手H附近的部分雖由板狀導向部件G向板狀導向部件G的寬度方向離開，但在板狀導向部件G的上方(自由端附近的部分)管線7沿板狀導向部件G而被引導。(參照符號7a或7c)，在此情況下，也可以避免發(fā)生管線7接觸第2手腕要素12而摩擦等事情。另外，從第1姿勢到第3姿勢的動作中，也不會發(fā)生管線7較大地從機器人機體離開而擺動的狀況。
采用第1實施例的管線處理構(gòu)造，可以使管線沿第2手腕要素進行配置，從而即使不較大地突出于前臂，也通過穩(wěn)定的動作能夠吸收機器人手腕軸的動作。因此，首先發(fā)揮防止與周圍物體的干預的效果。
另外，根據(jù)機器人的應用，在機器人的手腕軸的動作范圍不大的場合，管線維持幾乎相同的形態(tài)，但即使在該場合，管線也總是沿板狀導向部件進行動作，因此更能減少管線的疲勞，相應地能夠獲得延長管線壽命的益處。而且，即使在手腕軸的動作范圍較大、管線要在超出板狀導向部件寬度的更大的范圍內(nèi)移動的情況下，也具有管線自身不受第2手腕要素的干預而完成的優(yōu)點。
接下來，圖4a及4b分別為具有本發(fā)明第2實施例的管線處理構(gòu)造的工業(yè)用機器人的整體構(gòu)成的主視圖及手腕周邊的右側(cè)視圖。在圖4a及4b中，符號1為具有由機器人控制器2進行控制的6軸自由度的操作機器人，安裝在手腕前端部的作業(yè)工具H與第1實施例中所使用的相同，是利用吸盤的機器手。
符號3為設置在外部的空氣供給/吸氣裝置，連接到該裝置3的體氣管中31與供給電力、電信號的纜線21在適當位置合并并被連接到電磁閥盒4上。由電磁閥盒4至機器手H處借助管路(管線)7進行空氣供給/吸氣，機器人控制器2以眾所周知的狀態(tài)控制空氣供給/吸氣裝置3和電磁閥盒4，由此進行機器手H的向吸盤的空氣供給(握住OFF)/吸氣(握住ON)的切換。
在前臂10上繞前臂長度方向上的第1軸線A可以旋轉(zhuǎn)地設置第1手腕要素11，在該第1手腕要素11上繞與第1軸線A大體垂直相交的第2軸線B可以旋轉(zhuǎn)地設置第2手腕要素12。并且，在第2手腕要素12上繞與第2軸線B大體垂直的第3軸線C2可以旋轉(zhuǎn)地安裝第3手腕要素13。另外，與第1實施例中使用同樣部件的板狀導向部件G通過適當?shù)墓潭ㄊ侄?螺栓固定，粘接)安裝在第2手腕要素12的側(cè)部。安裝位置G2在靠近作業(yè)工具H一側(cè)的端部附近。
如上所述，板狀導向部件G由可繞性材料制成，具有沿與第2軸線B大體平行的方向延伸的寬度，同時沿與第3軸線C2大體平行的長度方向向離開作業(yè)工具H的一側(cè)延伸，形成自由端G1。另外，板狀導向部件G的厚度由適當?shù)牡胤?例如安裝位置G2附近)起向自由端G1方向逐漸減小。
而且，板狀導性部件G的前面(與第2手腕要素12相反一側(cè)的面)與管線7接觸，提供進行引導的導向面G3。從前臂10的底部周邊的電磁閥盒4起至作業(yè)工具H的管線7不較大地突出于機器人1機體而是在自由端G1附近柔和地(彈性地)接觸導向面G3，由此沿板狀導向部件G的長度方向被引導后，連接到作業(yè)工具H。另外，若將導向面G3制成利用例如聚四氟乙烯(注冊商標)等材料的低摩擦面，便可以使管線7在導向面G3上更加順滑地滑動；若在板狀導向部件G的上部(自由端G1的周邊)設置保持管線7可以在板狀導向部件G上滑動的夾子8，管線7的動作便更加穩(wěn)定；這些都與第1實施例相同。
還有，關于導向面G3的形狀，雖然如圖6a所示導向面G3可以做成直平面，但是如圖6b所示使用在導向面較中央部分形成凹曲面G3’的板狀導向部件G’，也可以保持寬度方向的導向功能。像這樣的凹曲面形狀，例如，既可以跨越板狀導向部件G的長度方向全部長度而形成，也可以在一部分區(qū)間內(nèi)形成。
至此為止的構(gòu)成可以與上述的第1實施例基本相同。第2實施例與第1實施例的不同的主要點在于作業(yè)工具H的支持形態(tài)。
即，本實施例成為如下的構(gòu)成例繞與第3軸線C2不同的、與第2軸線B大體垂直的第4軸線C3可以旋轉(zhuǎn)地支持作業(yè)工具H，同時還設置將繞第3軸線C2的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為繞第4軸線C3的旋轉(zhuǎn)運動的傳動機構(gòu)R，由此，雖然由于最終軸的旋轉(zhuǎn)在管線7上產(chǎn)生扭曲，但是管線7不會繞第3軸線振動。
圖5為含有上述傳動機構(gòu)的手腕部的結(jié)構(gòu)例的放大的截面圖。在該圖中，符號40表示伺服馬達，符號50表示將該伺服馬達40的輸出軸(省略圖示)結(jié)合到輸入側(cè)，同時還表示將第3手腕要素13結(jié)合到輸出側(cè)的減速機構(gòu)。該伺服馬達40和減速機構(gòu)50搭載在第2手腕要素12上。即，伺服馬達40為驅(qū)動機器人的最終軸的伺服馬達，并且驅(qū)動第3手腕要素13繞第3軸線C2旋轉(zhuǎn)地構(gòu)成。
本實施例中，使用齒輪機構(gòu)將該繞第3手腕要素13的繞第3軸線C2的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為繞與第3軸線C2不同的第4軸線C3的旋轉(zhuǎn)運動，從而使作業(yè)工具H旋轉(zhuǎn)。齒輪機構(gòu)具有輸入齒輪51和嚙合該輸入齒輪51的輸出齒輪55。符號52為收放輸入齒輪51及輸出齒輪55的齒輪箱52，固定在第2手腕要素12上(也可以固定在被固定在第2手腕要素12上的要素、例如伺服馬達40或減速機構(gòu)50的框體上)。第3手腕要素13前端(機器人的輸出凸緣)與輸入齒輪51結(jié)合。因此，一旦伺服馬達40被驅(qū)動，借助于減速機構(gòu)50及第3手腕要素13而驅(qū)動輸入齒輪51。
另一方面，作業(yè)工具H具備有中空穴53的筒狀的延伸部，該延伸部借助于軸承(bearing)54繞第4軸線C3可以旋轉(zhuǎn)地被支持，同時還與輸出齒輪55結(jié)合(一體化)。因此，如上所述，當伺服馬達40被驅(qū)動而輸入齒輪51進行動作時，相應地輸出齒輪55也進行動作，作業(yè)工具H繞通過中空穴53的第4軸線C3被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。另外，軸承(bearing)54雖被固定在第2手腕要素12上，但也可以采用固定在被固定在第2手腕要素上的要素，例如伺服馬達40或減速機構(gòu)50的框體上，或者齒輪箱52上的設計。
像這樣，在本實施例中，利用位于第2手腕要素12前端的伺服馬達(這里為機器人的第6軸驅(qū)動馬達)40，借助于減速機構(gòu)50，控制第3手腕要素13的機器人輸出凸緣部旋轉(zhuǎn)，并且第3手腕要素13的旋轉(zhuǎn)借助于輸入齒輪51及輸出齒輪55被傳送給作業(yè)工具H。
因此，根據(jù)來自機器人控制器2的指令能夠自由地改變作業(yè)工具H的繞第4軸線C3的姿勢。改變姿勢時的旋轉(zhuǎn)方向(順時針或逆時針)也能夠根據(jù)伺服馬達40的旋轉(zhuǎn)方向自由地選擇。另外，如果考慮作業(yè)工具H所必要的旋轉(zhuǎn)速度、轉(zhuǎn)距、減速機構(gòu)50的減速比而在設計上確定輸入齒輪51和輸出齒輪55的變速比的話比較好。并且，這里雖示出了使用了齒輪機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)力傳送的例子，但不用說當然也可以利用其他的旋轉(zhuǎn)力傳送機構(gòu)，例如，使用了傳動帶和滑輪的機構(gòu)等。
而且，在本例中，第4旋轉(zhuǎn)軸線C3和第3旋轉(zhuǎn)軸線C2有相隔規(guī)定距離的平行的關系，但這只是表示典型例的例子，也可以適當?shù)刈兏＠?，根?jù)應用，相對第3旋轉(zhuǎn)軸線使第4旋轉(zhuǎn)軸線C3傾斜適當?shù)慕嵌?，也被認為是個不錯的方案。在這種場合，例如使用以相互傾斜關系而嚙合的輸入齒輪及輸出齒輪，也能夠傾斜旋轉(zhuǎn)軸線地傳遞旋轉(zhuǎn)運動。
在第2實施例中，當機器人最終軸進行較大動作時，即當作業(yè)工具H較大改變繞第4軸線C3的姿勢時，由于作業(yè)工具H不繞第3軸線C2進行公轉(zhuǎn)，所以管線7的在作業(yè)工具H一側(cè)的端部保持穩(wěn)定的位置。雖然產(chǎn)生扭曲，但只要對管線7的長度(由電磁閥盒4至作業(yè)工具H)預留出與此相應的信息量余量即可，沒有必要像以往那樣(參照圖1)，將管線7較大地突出。擇一或追加地，也可以在作業(yè)工具H和管線7之間設置用于使管線旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)。并且，雖然由于繞第1軸線A、繞第2軸線B的動作，管線7多少會產(chǎn)生一些振動動力運動，但如上所述，通過與板狀導向部件G的導向面接觸并被引導，所以不會發(fā)生混亂的動作。
另外在第2實施例中，與第1實施例不同，作業(yè)工具繞與第3軸線不一致的第4軸線可以旋轉(zhuǎn)地被支持。這里，作業(yè)工具借助將繞第3手腕要素的第3軸線的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為繞第4軸線的旋轉(zhuǎn)的傳動機構(gòu)而被安裝在第3手腕要素上，當機器人的最終軸(使第3手腕要素繞第3軸線旋轉(zhuǎn)的軸)進行動作時，該旋轉(zhuǎn)運動被轉(zhuǎn)換為繞第4軸線的作業(yè)工具的旋轉(zhuǎn)動作。為此，即使在管線上發(fā)生扭曲，管線也不會產(chǎn)生繞第3軸線前后左右擺動的移動。結(jié)果，即使在機器人最終軸較大地進行動作的場合，管線也總是位于該板狀導向部件上，即使在手腕最終軸動作范圍較大的場合，也可以適當?shù)乇Ｗo管線。
作為另外的例子，圖7a及圖7b表示了將本發(fā)明的管線處理構(gòu)造用于電弧焊接機器人1’的例子。該例的構(gòu)成及效果與圖4的實施例基本相同，但在該例中供給金屬絲即管線的金屬絲供給裝置61被可以滑動地安裝在前10臂上。該場合下，板狀導向部件G對應于金屬絲供給裝置61的位置而撓曲，從而能夠使管線7的動作穩(wěn)定。另外，在第2手腕要素12旋轉(zhuǎn)的場合下也能得到同等的效果。進而，在第1手腕要素11旋轉(zhuǎn)的場合下，通過板狀導向部件G沿第1手腕要素的旋轉(zhuǎn)方向撓曲，可以使管線7的動作穩(wěn)定。
如上所述，采用本發(fā)明，在機器人的手腕軸進行動作時，特別是在最終軸進行較大動作時，作業(yè)工具用的管線相對前臂也會不較大地突出。并且，顯示出穩(wěn)定的動作。因此，不僅能夠獲得防止與周圍事物干涉的效果，同時也可以期待獲得延長管線的壽命的效果。
為了說明，參照所選定的特定實施例對本發(fā)明進行了說明，但操作者可以在不脫離本發(fā)明的基本概念及范圍的情況下進行多種變更。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造，用于鋪設處理與該機器人(1)的作業(yè)工具(H)連接的管線(7)，上述機器人(1)具備前臂(10)；在上述前臂(10)上，繞該前臂長度方向的第1軸線(A)可以旋轉(zhuǎn)地設置的第1手腕要素(11)；在該第1手腕要素(11)上，繞與上述第1軸線(A)大體垂直相交的第2軸線(B)可以旋轉(zhuǎn)地設置的第2手腕要素(12)；在第2手腕要素(12)上，繞與上述第2軸線(B)大體垂直的第3軸線(C2)可以旋轉(zhuǎn)地設置的第3手腕要素(13)；以及與該第3手腕要素(13)一體動作地設置的作業(yè)工具(H)；其特征在于，具有設置在上述第2手腕要素(12)上的板狀導向部件(G)；上述板狀導向部件(G)具有在與上述第2軸線(B)大體平行的方向上延伸的寬度；沿與上述寬度方向正交的長度方向、向離開上述作業(yè)工具(H)一側(cè)延伸的自由端(G1)；朝向上述自由端(G1)延伸的柔性部件；以及與上述管線(7)接觸并引導該管線(7)的導向面(G3)，在從上述前臂(10)的基部周邊延伸并與上述作業(yè)工具(H)連接的上述管線(7)連接到該作業(yè)工具(H)的面前，上述導向面(G3)使上述板狀導向部件(G)的長度方向和上述管線(7)的延伸方向基本一致。
2.一種工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造，用于鋪設處理與該機器人(1)的作業(yè)工具(H)連接的管線(7)，上述機器人(1)具備前臂(10)；在上述前臂(10)上，繞該前臂長度方向的第1軸線(A)可以旋轉(zhuǎn)地設置的第1手腕要素(11)；在該第1手腕要素(11)上，繞與上述第1軸線(A)大體垂直相交的第2軸線(B)可以旋轉(zhuǎn)地設置的第2手腕要素(12)；在第2手腕要素(12)上，繞與上述第2軸線(B)大體垂直的第3軸線(C2)可以旋轉(zhuǎn)地設置的第3手腕要素(13)；借助將繞上述第3手腕要素(13)的上述第3軸線(C2)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為繞與上述第2軸線(B)大體垂直且與上述第3軸線(C2)不一致的第4軸線(C3)的旋轉(zhuǎn)運動的傳動機構(gòu)(R)而安裝在上述第3手腕要素(13)上的作業(yè)工具(H)；其特征在于，具有設置在上述第2手腕要素(12)上的板狀導向部件(G)；上述板狀導向部件(G)具有在與上述第2軸線(B)大體平行的方向上延伸的寬度；沿與上述寬度方向正交的長度方向、向離開上述作業(yè)工具(H)一側(cè)延伸的自由端(G1)；朝向上述自由端(G1)延伸的柔性部件；以及與上述管線(7)接觸并引導該管線(7)的導向面(G3)，在從上述前臂(10)的基部周邊延伸并與上述作業(yè)工具(H)連接的上述管線(7)連接到該作業(yè)工具(H)的面前，上述導向面(G3)使上述板狀導向部件(G)的長度方向和上述管線(7)的延伸方向基本一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造，其特征在于上述板狀導向部件(G)的上述柔性部件的厚度朝向上述自由端(G1)逐漸減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造，其特征在于上述板狀導向部件(G)的上述柔性部件的厚度朝向上述自由端(G1)為一定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造，其特征在于上述導向面(G3)具有低摩擦性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)用機器人的管線處理構(gòu)造，其特征在于上述板狀導向部件(G’)在沿該板狀導向部件(G’)的長度方向的至少一部分上具有凹曲面形狀的導向面(G3’)。
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，它實現(xiàn)了向安裝在機器人手腕前端的作業(yè)工具供給空氣、電力的作業(yè)工具用管線的動作穩(wěn)定化，并且防止和周邊物體、前臂等的干涉。向安裝在機器人手腕前端的作業(yè)工具進行供氣/吸氣的管線并沒有從機器人較大地伸出，而在安裝于第2手腕要素的板狀導向部件的自由端附近柔和地與導向面接觸，從此沿板狀部件長度方向被引導后，連接到作業(yè)工具。板狀導向部件的厚度向自由端既可以是逐漸減小的也可以是一定的。借助于傳動機構(gòu)將繞靠近機器人的最終軸的第3軸線的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為繞第4軸線的旋轉(zhuǎn)，從而使作業(yè)工具旋轉(zhuǎn)。即使作業(yè)工具旋轉(zhuǎn)，管線的動作也不會變得不穩(wěn)定，另外，也能夠使作業(yè)工具繞第3軸線旋轉(zhuǎn)。
文檔編號B25J19/00GK1699034SQ20051007219
公開日2005年11月23日 申請日期2005年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月21日
發(fā)明者二瓶亮, 井上俊彥, 中山一隆 申請人:發(fā)那科株式會社