工业用机器人的管线处理构造制造技术

本发明专利技术涉及工业用机器人的管线处理构造，它实现了向安装在机器人手腕前端的作业工具供给空气、电力的作业工具用管线的动作稳定化，并且防止和周边物体、前臂等的干涉。向安装在机器人手腕前端的作业工具进行供气／吸气的管线并没有从机器人较大地伸出，而在安装于第２手腕要素的板状导向部件的自由端附近柔和地与导向面接触，从此沿板状部件长度方向被引导后，连接到作业工具。板状导向部件的厚度向自由端既可以是逐渐减小的也可以是一定的。借助于传动机构将绕靠近机器人的最终轴的第３轴线的旋转转换为绕第４轴线的旋转，从而使作业工具旋转。即使作业工具旋转，管线的动作也不会变得不稳定，另外，也能够使作业工具绕第３轴线旋转。

【技术实现步骤摘要】
工业用机器人的管线处理构造
本专利技术涉及工业用机器人的管线处理构造。
技术介绍
众所周知，在工业用机器人(以下简称为机器人)中，作业工具安装在机器人的手腕前端，向该作业工具供给材料、能量或信号(例如空气、电能、光能、电信号等)的作业工具用管线(缆线及/或管路，以下简称为管线)通过机器人前臂上方配设到作业工具的例子有很多。图1即为所述的以往技术的例子。在该例图中，符号1是由机器人控制器2控制的机器人，在前臂10上将第1手腕要素11设置成绕前臂长度方向上的第1轴线A可以旋转，在该第1手腕要素11上将第2手腕要素设置成绕与第1轴线A大体垂直相交的第2轴线B可以旋转。而且，在安装于第2手腕要素12上绕与第2轴线B大致垂直相交的第3轴线C1可以旋转的第3手腕要素13的前端的凸缘部设置作业工具H。作业工具H在本例中为使用了吸盘的机器手。符号3是设置在外部的空气供给/吸气装置，与该装置3连接的通气管31与供给电力及电信号的缆线21在适当位置合并后连接到电磁阀盒4上。在由电磁阀盒4至机器手H能够利用管路(管线)7进行空气供给/吸气，机器人控制器2以众所周知的状态控制空气供给/吸气装置3和电磁阀盒4，由此能够进行向机器手H的吸盘的空气供给(握住OFF)与吸气(握住ON)的切换。在这里成为问题的是由于机器人一旦开始动作，便引起绕各轴线A、B、C1等的旋转而导致管线7与前臂10接触、缠绕在手腕要素11、12、被剧烈拉扯等现象的发生。为避免此类现象的发生，以往如图所示采用使管线7较大向外侧鼓出地卷取后连接到机器手(作业工具)H上的方法。但是，像这样一旦较大地向外侧鼓出地配设管线7，当机器人手腕轴进行动作时，管线7的动作就变得不稳定，周边设备与管线7接触(干涉)，有-->管线自身或周边机器破损的危险。虽然还有使用L字形状部件5及弹性体6将管线7在前臂10上吊起从而对动作进行弹性限制的方法，但却不能说干涉防止的效果足够理想。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于解决上述以往技术的问题。即，本专利技术能够将向安装在机器人手腕前端的作业工具进行空气和电力等供给的作业工具用管线不较大地向外鼓出地铺设，且提供能够防止前臂和管线干涉的管线处理构造。本专利技术通过在第2手腕要素上设置在管线的前面导引管线的板状导向部件，使该板状导向部件由在离开作业工具一侧具有自由端、而且朝向该自由端厚度逐渐减小的柔性部件的构成，由此解决上述问题。更加具体地说就是，采用本专利技术的一实施例，提供一种工业用机器人的管线处理构造：用于铺设处理与该机器人的作业工具连接的管线，该机器人具备：前臂；在上述前臂上，绕该前臂长度方向的第1轴线可以旋转地设置的第1手腕要素；在该第1手腕要素上，绕与上述第1轴线大体垂直相交的第2轴线可以旋转地设置的第2手腕要素；在第2手腕要素上，绕与上述第2轴线大体垂直的第3轴线可以旋转地设置的第3手腕要素；以及与该第3手腕要素一体动作地设置的作业工具；具有设置在上述第2手腕要素上的板状导向部件；上述板状导向部件具有：在与上述第2轴线大体平行的方向上延伸的宽度；沿与上述宽度方向正交的长度方向、向离开上述作业工具一侧延伸的自由端；朝向上述自由端延伸的柔性部件；以及与上述管线接触并引导该管线的导向面，在从上述前臂的基部周边延伸并与上述作业工具连接的上述管线连接到该作业工具的面前，上述导向面使上述板状导向部件的长度方向和上述管线的延伸方向基本一致。另外，采用本专利技术的另一个实施例，提供一种工业用机器人的管线处理构造：用于铺设处理与该机器人的作业工具连接的管线，上述机器人具备：前臂；在上述前臂上，绕该前臂长度方向的第1轴线可以旋转地设置的第1手腕要素；在该第1手腕要素上，绕与上述第1轴线大体垂直相交的第2轴线可以旋转地设置的第2手腕要素；在第2手腕要素上，绕与上述第2轴线-->大体垂直的第3轴线可以旋转地设置的第3手腕要素；借助将绕上述第3手腕要素的上述第3轴线的旋转运动转换为绕与上述第2轴线大体垂直且与上述第3轴线不一致的第4轴线的旋转运动的传动机构而安装在上述第3手腕要素上的作业工具；具有设置在上述第2手腕要素上的板状导向部件；上述板状导向部件具有：在与上述第2轴线大体平行的方向上延伸的宽度；沿与上述宽度方向正交的长度方向、向离开上述作业工具一侧延伸的自由端；朝向上述自由端延伸的柔性部件；以及与上述管线接触并引导该管线的导向面，在从上述前臂的基部周边延伸并与上述作业工具连接的上述管线连接到该作业工具的面前，上述导向面使上述板状导向部件的长度方向和上述管线的延伸方向基本一致。上述板状导向部件的柔性部件的厚度朝向上述自由端即可以是逐渐减小的也可以是一定的。另外，在任何一个实施例中，最好是使用例如聚四氟乙烯(注册商标)作为上述板状导向部件的材质，将上述板状部件的导向面做成具有低摩擦性。通过板状导向部件具有低摩擦性的导向面，管线便能够在板状导向部件上更加顺滑地滑动。再者，最好是上述板状导向部件在沿该板状导向部件的长度方向的至少一部分上具有凹曲面形状的导向面。若使用这样的导向面，则可容易地进行板状导向部件的管线的保持。附图说明通过参照附图同时对以下适当的实施例进行说明，可以清楚本专利技术上述及其它的目的、特征及优点。图1为用主视图表示具有以往技术的管线处理构造的工业用机器人的整体构成的图。图2a及图2b分别为表示具有本专利技术第1实施例的管线处理构造的工业用机器人的整体构成的主视图及表示手腕周边右侧视图。图2c为与图2a类似、表示板状导向部件的变形例的图。图3a及3b为说明在第1实施例中第3手腕要素做较大旋转动作时的管线的动作的图，分别省略了将机器人一部分而表示的主视图及手腕周边的右-->侧视图。图4a及图4b分别为表示具有本专利技术中第2实施例的管线处理构造的工业机器人的整体构成的主视图及手腕周边的右侧视图。图5表示在第2实施例中包含了将机器人的最终轴的旋转转换为作业工具旋转的传动机构的结构例的放大截面图。图6a及6b为表示板状导向部件的截面形状的例的图，为分别表示导向面为直平面时的例及导向面具有凹曲面形状时的例的图。图7a及图7b为表示本专利技术的管线处理构造用于电弧焊机器人的例的主视图及侧视图。具体实施方式以下，参照附图2a～图6b，对本专利技术的实施例进行说明。另外，在这里作为应用假定为操作机器人系统，这只是个例子而已。图2a为具有本专利技术第1实施例的管线处理构造的工业用机器人的整体构成的主视图，另外图2b为手腕周边右侧视图。在图2a及2b中，符号1为由机器人控制器2控制的具有6轴的自由度的操作机器人，在机器人1的前臂10上绕前臂的长度方向上的第1轴线A可以旋转地设置第1手腕要素11，在该第1手腕要素11上绕与第1轴线A大体垂直相交的第2轴线B的可以旋转地设置第2手腕要素12。而且，在第2手腕要素12上绕与第2轴线B大体垂直相交的第3轴线C2可以旋转地安装第3手腕要素13。作业工具H在这里是使用了吸盘的机器手，并被安装在第3手腕要素13前端的作业工具安装面(凸缘面)15上。符号3为设置在外部的空气供给/吸气装置，连接在该装置3上的气体管中31与供给电力及电信号的缆线21在适当的位置合并后连接到电磁阀盒4。这样，由电磁阀盒4至机器手H可以通过管路(管线)7进行空气供给本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业用机器人的管线处理构造，用于铺设处理与该机器人（１）的作业工具（Ｈ）连接的管线（７），上述机器人（１）具备：前臂（１０）；在上述前臂（１０）上，绕该前臂长度方向的第１轴线（Ａ）可以旋转地设置的第１手腕要素（１１）；在该第１手腕要素（１１）上，绕与上述第１轴线（Ａ）大体垂直相交的第２轴线（Ｂ）可以旋转地设置的第２手腕要素（１２）；在第２手腕要素（１２）上，绕与上述第２轴线（Ｂ）大体垂直的第３轴线（Ｃ２）可以旋转地设置的第３手腕要素（１３）；以及与该第３手腕要素（１３）一体动作地设置的作业工具（Ｈ）；其特征在于，具有设置在上述第２手腕要素（１２）上的板状导向部件（Ｇ）；上述板状导向部件（Ｇ）具有：在与上述第２轴线（Ｂ）大体平行的方向上延伸的宽度；沿与上述宽度方向正交的长度方向、向离开上述作业 工具（Ｈ）一侧延伸的自由端（Ｇ１）；朝向上述自由端（Ｇ１）延伸的柔性部件；以及与上述管线（７）接触并引导该管线（７）的导向面（Ｇ３），在从上述前臂（１０）的基部周边延伸并与上述作业工具（Ｈ）连接的上述管线（７）连接到该作业工具（Ｈ）的面前，上述导向面（Ｇ３）使上述板状导向部件（Ｇ）的长度方向和上述管线（７）的延伸方向基本一致。...

【技术特征摘要】
JP 2004-5-21 2004-1520701.一种工业用机器人的管线处理构造，用于铺设处理与该机器人(1)的作业工具(H)连接的管线(7)，上述机器人(1)具备：前臂(10)；在上述前臂(10)上，绕该前臂长度方向的第1轴线(A)可以旋转地设置的第1手腕要素(11)；在该第1手腕要素(11)上，绕与上述第1轴线(A)大体垂直相交的第2轴线(B)可以旋转地设置的第2手腕要素(12)；在第2手腕要素(12)上，绕与上述第2轴线(B)大体垂直的第3轴线(C2)可以旋转地设置的第3手腕要素(13)；以及与该第3手腕要素(13)一体动作地设置的作业工具(H)；其特征在于，具有设置在上述第2手腕要素(12)上的板状导向部件(G)；上述板状导向部件(G)具有：在与上述第2轴线(B)大体平行的方向上延伸的宽度；沿与上述宽度方向正交的长度方向、向离开上述作业工具(H)一侧延伸的自由端(G1)；朝向上述自由端(G1)延伸的柔性部件；以及与上述管线(7)接触并引导该管线(7)的导向面(G3)，在从上述前臂(10)的基部周边延伸并与上述作业工具(H)连接的上述管线(7)连接到该作业工具(H)的面前，上述导向面(G3)使上述板状导向部件(G)的长度方向和上述管线(7)的延伸方向基本一致。2.一种工业用机器人的管线处理构造，用于铺设处理与该机器人(1)的作业工具(H)连接的管线(7)，上述机器人(1)具备：前臂(10)；在上述前臂(10)上，绕该前臂长度方向的第1轴线(A)可以旋转地设置的第1手腕要素(11)；在该第1手腕要素(11)上，绕与上述第1轴线(A)大体垂直相交的第2轴线(B)可以旋转地...

【专利技术属性】
技术研发人员：二瓶亮，井上俊彦，中山一隆，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]