專利名稱：工業(yè)用機器人的管線處理構造的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及與在手腕前端側配備的作業(yè)工具連接的管線經(jīng)由裝配在前臂 上的工具管理中繼裝置并沿著手腕敷設的工業(yè)用機器人的管線處理構造。
背景技術：
一般情況下，作為與作業(yè)工具連接的管線沿著手腕敷設的工業(yè)用機器人，
在日本特開2005-271003號公報公開有管線通過前臂中空部以及手腕內部方式 的所謂管線內裝式機器人。該場合，為了使手腕軸動作時的管線動作穩(wěn)定，具 有將管線通在導管中的殼體。即使管線受到因手腕軸動作引起的彎曲或扭曲， 在其線徑較小的情況下，也可在不影響使用壽命的范圍內吸收這些彎曲或扭 曲，但由于導管即使能夠吸收彎曲卻不能吸收扭曲，所以需要在導管的某一方 的端部設置旋轉支撐部件。
盡管可在導管的外周部設置旋轉支撐部件，但是存在通有導管的手腕以及 前臂大型化這一的問題。另一方面，在將旋轉支撐部件設置在導管前端的場合， 會使得導管的長度延長相當于該旋轉支撐部件長度的量，作業(yè)工具或作業(yè)工具 管理裝置不得不遠離導管的延長方向，僅該量導致作用于機器人的負載變得嚴 峻，而且還存在容易與周邊裝置發(fā)生干涉的問題。
另外，為了不使旋轉支撐部件在導管上作用過度的力，雖然有在其兩端具 有旋轉機構的情況，但在作業(yè)工具一側存在根據(jù)作業(yè)而使作業(yè)工具的姿勢變化 的情況，還存在作業(yè)工具的裝配位置變遠、獲取機器人的動作區(qū)域中的姿勢的 范圍變得狹窄的問題。也就是，固定位于作業(yè)工具內的工具前端點而僅使姿勢 變化的場合，存在工具前端點越遠離機器人的凸緣，而為了獲取相同的姿勢機 器人的基本軸必須動作的角度就越增加的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供即使作業(yè)工具以及手腕進行了復雜動作的場合，也 能夠使敷設在手腕上的管線的動作穩(wěn)定，并可提高管線的連接可靠性的工業(yè)用 機器人的管線處理構造。
為了達到上述目的，本發(fā)明的方案一提供一種工業(yè)用機器人的管線處理構
造，具備具有工具管理中繼裝置的前臂；和基端側旋轉自如地連結在上述前 臂上且在前端側裝配有作業(yè)工具的手腕，與上述作業(yè)工具連接的管線經(jīng)由上述 工具管理中繼裝置并沿著上述手腕敷設，其中，上述前臂具有以規(guī)定減速比將 驅動源的轉速進行減速并旋轉驅動上述前臂的第一減速裝置，在該第一減速裝 置的內部存在上述管線通過的第一插通孔，上述手腕具備具有與上述第一插 通孔連通的通路且可旋轉地連結在上述前臂上的第一手腕單元；具有與上述通 路連通的第二插通孔且可旋轉地連結在上述第一手腕單元上的第二手腕單元； 以及可旋轉地連結在該第二手腕單元上的第三手腕單元，將上述管線從一端通 向另一端的導管設置在上述前臂的上述第一插通孔、上述第一手腕單元的上述 通路、以及上述第二手腕單元的上述第二插通孔中，在上述導管的一端在該導 管的軸方向及外周方向可移動地插入到上述第一插通孔中的狀態(tài)下，將上述導 管的另 一端用導管保持部件以懸臂狀態(tài)保持在上述第二手腕單元上，以便限制 該導管向軸方向的移動。
根據(jù)上述結構，由于通有管線的導管另一端以懸臂狀態(tài)保持在第二手腕單 元上，所以即使手腕單元動作的場合在導管上也不會作用過度的力，提高導管 的耐久性。雖然作業(yè)工具用管線通過導管的內部，但這些管線的各個線徑細的 場合較多，即使手腕單元動作時，也可在導管內的空間由該動作吸收彎曲或扭 曲。導管的支撐構造簡單，還可簡單地進行導管內部的管線交換，使用者只要 在在導管的內徑內便可自由地通過適合于作業(yè)工具的希望的管線。因此，能夠 使導管內的管線的舉動穩(wěn)定，并可提高管線的連接可靠性。
另外，在上述工業(yè)用機器人的管線處理構造中，還可做成如下結構上述 導管在外周面具有環(huán)狀槽，上述導管保持部件在內面具有卡合在上述槽中的凸
中，上述導管在該導管的外周方向可旋轉地懸臂保持在上述第二手腕單元上。 通過將導管保持部件的凸部卡合在導管的槽中，從而導管的另一端可繞第一手 腕單元的旋轉軸旋轉地保持在第二手腕單元上，因此可防止因第一手腕單元的 旋轉而在導管上作用扭曲，可進一步提高導管的耐久性。
另外，在上述工業(yè)用機器人的管線處理構造中，還可做成如下結構插入
到上述第一插通孔中的上迷導管的端部由筒狀的管部件覆蓋。這樣，對于手腕 動作時的彎曲，可使導管更加順利地沿其軸線方向進行往復動作。另外，在導 管上具有因制造方面的情況而存在彎曲傾向，而且還存在余量的導管的路徑相 對導管軸線偏移的情況，在第二手腕單元旋轉時，有可能對導管作用稍微彎曲。 另外，導管內部的管線的線徑大的場合，在第三手腕單元旋轉時，管線因該扭 曲力而在管線的全長范圍內成螺旋狀。即使在這種場合，由于導管滑動(摺回)， 所以不會對管線施加過度的力，可順利地進行動作。
另外，在上述工業(yè)用機器人的管線處理構造中，還可做成如下結構上述 導管保持部件在自上述第二手腕單元的旋轉軸偏移的位置被固定在上述第二 手腕單元上。這樣，由于導管保持部件位于相對第二手腕單元的旋轉軸偏移的 位置上，所以在第二手腕單元動作時，導管和導管保持部件不會干涉，可在上 下敞開的足夠的空間處理導管因第二手腕單元的旋轉動作引起的彎曲。


本發(fā)明的上述及其他目的、特征以及優(yōu)點，通過與附圖關聯(lián)的以下優(yōu)選實 施方式的說明將更加明確。在這些附圖中
圖1A是表示適用本發(fā)明的工業(yè)用機器人的管線處理構造的機器人系統(tǒng)的 第一實施方式的主視圖。
圖1B是圖1A的機器人系統(tǒng)的側視圖。
圖2A是表示適用本發(fā)明的工業(yè)用機器人的管線處理構造的機器人系統(tǒng)的 第二實施方式的主視圖。
圖2B是圖2A的才幾器人系統(tǒng)的側浮見圖。
圖3是表示在圖1所示的搬運機器人的手部和電^t閥箱之間敷設有管線狀 態(tài)的主視圖。
圖4是同樣表示在圖1所示的搬運機器人的手部和電磁閥箱之間敷設有管 線狀態(tài)的主^L圖。
圖5是通有管線的導管的立體圖。
圖6是表示前臂的內部構造的主視圖。
圖7是同樣表示前臂的內部構造的側視圖。
圖8是表示第一手腕單元的內部構造、和用第二手腕單元懸臂保持導管的 另一端的導管保持部件的圖。
圖9是同樣表示第一手腕單元的內部構造的圖。 圖10是圖8所示的導管保持部件的立體圖。
圖11是一同表示第一手腕單元的內部構造和導管保持部件的其它例的圖。
圖12是圖11所示的導管保持部件的剖視圖。
圖13是圖12所示的一對對開狀(半割0狀)的把持部的立體圖。
圖14是一同表示第一手腕單元的內部構造和管保持部件的其它例的圖。
圖15A是表示根據(jù)本發(fā)明的第一手腕單元從基本姿勢向順時針方向旋轉
了 90度時的導管的動作的圖。
圖15B是同樣表示根據(jù)本發(fā)明的第一手腕單元的旋轉的基本姿勢的圖。 圖15C是同樣表示根據(jù)本發(fā)明的第一手腕單元從基本姿勢向逆時針方向
旋轉了 90度的姿勢的圖。
圖16A是表示根據(jù)本發(fā)明的第二手腕單元從基本姿勢向逆時針方向旋轉
了 90度的導管的舉動的圖。
圖16B是同樣表示根據(jù)本發(fā)明的第二手腕單元的基本姿勢的圖。
圖16C是表示根據(jù)本發(fā)明的第二手腕單元從基本姿勢向順時針方向旋轉
了 90度的導管的動作的圖。
圖17是表示根據(jù)本發(fā)明的手部電纜和電磁閥箱的連接器結合方法的一個
例子的圖。
圖18是表示根據(jù)本發(fā)明的手部電纜和電磁閥箱的索環(huán)結合的一個例子的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明。
圖1A、 B是表示具有作業(yè)工具的搬運機器人系統(tǒng)的圖。與作業(yè)工具(手 部)連接的管線(手部電纜)通過前臂以及第一 三手腕單元的內部。另外， 作為與作業(yè)工具(焊炬)連接的管線(焊炬電纜)通過前臂以及第一 三手腕 單元的內部的其它例子，圖2A、 B示出了電弧焊接機器人系統(tǒng)。
圖1A、 B所示的機器人2是由在機器人主體基座4上繞第一旋轉軸旋轉
的旋轉體5、繞第二旋轉軸旋轉自如地連結在旋轉體5上的上臂6、繞第三旋 轉軸旋轉自如地連結在上臂6的前端部上的前臂7、以及具有三軸自由度的手 腕構成的總計具有六軸自由度的搬運機器人。手腕由第一~第三手腕單元8 10 構成。該機器人2根據(jù)來自機器人控制器3的指令并通過控制用電纜控制分別 裝配在六軸驅動部(關節(jié))上的伺服馬達，以使裝配在手腕前端的手部15在 要搬運部件的位置以指定姿勢移動到目標位置。
機器人控制器3向上述伺服馬達發(fā)出動作指令的同時還向電磁閥箱(工具 管理中繼裝置)12以及手部15供給空氣以及輸出確認信號。由此，手部15 可根據(jù)規(guī)定的手部動作順序而吸附對象物。
搭載在前臂7后部上的電磁閥箱12具有未圖示的電磁閥和真空發(fā)生裝置。 用手部15的吸附小塊16吸附工件時，利用電磁閥和真空發(fā)生裝置使吸附小塊 16貼緊在工件上，并通過使其內部成為真空而吸附工件。向手部15供給空氣、 信號的手部電纜20通過前臂7的內部(第一插通孔33)以及第二手腕單元9 的內部(第二插通孔39)導出到手腕前端側的手部15。
在電》茲閥箱12上來自機器人控制器3的手部控制電纜22和來自未圖示的 一次空氣供給源的空氣配管23連接在電磁閥箱內的電磁閥和真空發(fā)生裝置 上。手部控制電纜22包括電磁閥的驅動用動力線、對氣缸位置進行指令的信 號線、確認電磁閥或吸附小塊的真空狀態(tài)的信號線等?？諝馀涔?3與電磁閥 連接。電磁閥和真空發(fā)生裝置也與空氣配管等連接。這些手部控制電纜22和 空氣配管23既可以與機器人2的上臂6內的機器人馬達用控制電纜21 —起在 上臂6內走線(取9回3 )，也可以如圖示那樣從上臂6的外側與馬達控制電 纜21分開走線。
在將手部控制電纜22和空氣配管23通過上臂6內地進行敷設的場合，手 部控制電纜22和空氣配管23通過位于機器人主體基座4的分線盤上的連接器 或接頭引入上臂6內。手部控制電纜22和空氣配管23捆在馬達用控制電纜 21上，并通過與旋轉體5的第一旋轉軸C1同心的中空部而導出到旋轉體5的 上部。被導出的電纜21-23種類從上臂6的下部側面沿著上臂6的長度方向引 導到上臂6的上部側面之后，與搭載在前臂7上的電磁閥箱12連接。驅動第 一 第三手腕單元8~10的馬達用控制電纜21與手部控制電纜22和空氣配管
23 —起通過機器人主體基座4內部、旋轉體5內部、上臂6側面導至前臂7 前面。
圖2A、 B是作為其它機器人系統(tǒng)的一個例子而表示的電弧焊接機器人系 統(tǒng)1A的圖。工具管理中繼裝置為送絲裝置12A,作業(yè)工具為焊炬15A。在焊 具15A和送絲裝置12A之間敷設有由向焊炬15A供電的電源電纜、供給輔助 氣體的氣體配管、供給焊絲的焊絲套管等構成的焊炬電纜(管線)20A。在送 絲裝置12A上分別連接有從焊接電源60導出的焊接用供電電纜61、從機器人 控制器導出來的送絲裝置控制用電纜62、從一次氣體供給源導出來的氣體軟 管63、以及從焊絲巻筒或巻盤導出來的電線導管64。
機器人控制器3用通信線與焊接電源60連接，與機器人2A的動作同步 地控制焊接電源60,在電弧焊開始點動作機器人2A時，按照預先設定的焊接 條件用焊炬15A執(zhí)行焊接。與送絲裝置12A連接的電纜61 64種類等與圖1A、 B同樣地可通過機器人主體基座4內部、旋轉體5內部、上臂6內部地敷設， 或如圖示那樣，也可在上臂6的外側走線來敷設。即使在上述電纜61 64種類 等通過上臂6內地敷設的場合，對于電線導管64來說，由于未充分取得焊絲 的彎曲半徑，所以也希望在上臂6的外側進行處理。
圖3以及圖4是表示本發(fā)明主要內容的與作為作業(yè)工具的手部15連接的 手部電纜20的處理構造的圖。雖然表示的是圖1A、 B所示的搬運機器人2的 例子，但不用說在電弧焊接機器人2A的場合也同樣。手部15和電磁閥箱12 之間的手部電纜20通過圖5所示的具有撓性的導管13內。導管13以一端插 入到前臂7的內部的狀態(tài)懸臂保持在第二手腕單元9上。
如圖5所示，導管13是樹脂成形的具有撓性的管狀部件。由于導管13的 外周面作成以規(guī)定間距形成有多個環(huán)狀槽14的波形狀，所以，導管13在形狀 方面成形為相對于彎曲或扭曲耐久性提高的形狀。手部電纜20或焊炬電纜20A 等的管線從導管13的一端向另一端插入，且由導管13保護伴隨手腕單元8~10 的旋轉而動作的電纜20、 20A的可動部分。
作為導管13的自由端的一端在前臂7內可滑動、轉動地插入到管17中。 管17 —體地設置在以規(guī)定的減速比使馬達的轉速減速并旋轉驅動第一手腕單 元8的第一減速裝置30的內部(第一插通孔33)。由此，導管13的一端可在 導管13的外周方向以及軸向移動。
圖6表示在第一減速裝置30的內部一體設有管17的狀態(tài)。圖7同樣表示 插入有管17的第一減速裝置30的內部。由于管17使用滑動特性(滑D特性) 好的材料，所以能夠以可靠性高的狀態(tài)通過導管13。因此，在手腕單元8 10 旋轉時，導管13通過自由地動作就可吸收導管13的彎曲或扭曲。在第二手腕 單元9繞第五旋轉軸C6旋轉進而導管13受到彎曲的場合，導管13在前臂7 的管17內向前滑動，但是由于導管13在管17中插入得足夠深，所以不會從 管17中脫離，而且由于管17的內壁相對于導管13滑動特性優(yōu)良，所以可順 利地往復，不會在導管作用過度的力。
另一方面，作為導管13的限制端的另一端用導管保持部件24保持在第二 手腕單元9上。這里，導管13的保持方法有兩種方法。 一種方法是允許導管 13的外周方向的旋轉而限制導管13的軸向移動地保持的方法。另一種方法是 限制導管13的旋轉和軸向的移動的雙方地保持的方法。以下，在本說明書中， 將前者的導管保持方法稱為可旋轉保持方法，將后者的導管保持方法稱為完全 固定保持方法。
在可旋轉保持方法及完全固定保持方法這兩種方法中，保持導管13的導 管保持部件24具備固定在第二手腕單元9上的固定托架(固定部)25;以 及連結在固定部25上且把持導管13的把持部26 (圖8 )。對于導管保持部件 24的詳細結構將在后面敘述，但導管保持部件24并不限于本實施方式，能夠 以各種方式實施。還可以用具有彈力性的圓筒部件或尼龍帶等保持導管。在導 管13不能滑動及轉動地被完全固定保持的場合，盡管能夠使用簡單的保持構 造，但由于導管13沿著進行復雜動作的手腕單元8、 9(手腕單元的內部)設 置，所以有必要考慮到導管的定期更換地進行保持。因而希望以可裝卸的簡單 構造保持導管13。
導管13的另一端完全固定保持在第二手腕單元9上的場合，第一手腕單 元8旋轉時，導管13與第一手腕單元8—體旋轉。在第三手腕單元IO旋轉時， 由于導管13內部的手部電纜20與第三手腕單元IO—起旋轉，所以扭曲力作 用于手部電纜20上而不作用于導管13上。但是，在導管13上有彎曲傾向的 場合或導管13內部的手部電纜20的線徑大的場合，導管13相對管17稍微滑
動。由于僅稍微移動，所以不會對手部電纜20和導管13作用過度的力，可進 行順利的處理。
導管13內的手部電纜20為信號電纜和空氣配管等，各個外徑比導管13 的外徑小。因此，通過在導管13內使其具有余量，從而還可自然吸收手腕動 作時產(chǎn)生的彎曲或扭曲。由于外徑小，就其本身而言，雖然不能使其動作穩(wěn)定， 但由于被導管13覆蓋，所以手腕單元8~10旋轉動作時也能以穩(wěn)定的動作進行 處理。手部電纜20的一側與電磁閥箱12連接，手部電纜20的另一側在第二 手腕單元9內通過以規(guī)定減速比對第三手腕單元IO進行旋轉驅動的第二減速 裝置36的內部(第二插通孔39)，信號線與位于手部15的非接觸式開關等連 接，空氣配管與吸附小塊16的后部連接。
另外，圖6及圖7表示前臂7的構造。在包括由一組雙曲線小齒輪32及 雙曲線齒輪31構成的齒輪組和軸承34的第一減速裝置30內的第一插通孔34 中作為保護導管13的一端的保護部件一體設有管17。在前臂7的后部，如圖 3及圖4所示，電i茲閥箱12位于前臂7后部的空間并配置在前臂7附近。這 樣，可降低手腕單元8 10旋轉時的慣性，并可減小對機器人2的負載。另夕卜， 能夠防止電磁閥箱12和周邊裝置的干涉。
搭載在第二手腕單元9或第三手腕單元10上的馬達用控制電纜21,為了 確保在該電纜21的可動部(滑動部)的可靠性，與手部電纜20分開空間地進 行處理。減速裝置以及電纜可動部處理，可不影響馬達配置地將第四軸方向的 長度做成最小。這樣，手部電纜20和馬達用控制電纜21不會纏繞，能夠確保 馬達應控制電纜21在可動部的可靠性。
其次，參照圖8 圖10,對第一 三手腕單元8 10的內部構造和保持導管 13的導管保持部件24進行說明。如圖8以及圖9所示，在第一手腕單元8中， 并在相對第四旋轉軸C4偏移的位置在縱向(第四旋轉軸方向)并排地搭載驅 動第二、三手腕單元9、 10的一對馬達45、 46。在各馬達45、 46的旋轉軸上 連結有減速裝置36、 41，減速裝置36、 41具有以規(guī)定減速比對馬達的旋轉速 度進行減速的各一組齒輪組37、 38、 42、 43。在第三齒輪組37、 38上嚙合一 組錐齒輪40a、 40b。這樣，第二手腕單元9可繞與第四旋轉軸C4正交的第五 旋轉軸C5旋轉，第三手腕單元10可繞與第五旋轉軸C5正交的第六旋轉軸 C6旋轉。在圖示例中，第一手腕單元8的第四旋轉軸C4和第三手腕單元10 的第六旋轉軸C6取J尋同軸的姿勢，通有手部電纜20的導管13成為直線。
通過前臂6內部的第一插通孔33、第一手腕單元8的慣通孔11、第二手 腕單元9內部的第二插通孔39的導管13用固定在第二手腕單元9上的導管保 持部件24以懸臂狀保持其端部。在導管13內部，從一端至另一端的范圍內通 有手部電纜20。圖10所示的導管保持部件24是用可旋轉保持方法保持導管 13的部件，包括用緊固部件固定在第二手腕單元9上的固定部25;把持導 管13的筒狀把持部26; C環(huán)27;以及固定C環(huán)27的止動螺釘28。在把持部 26上為了插入C環(huán)27而在外周方向以狹縫狀地貫通形成有細槽29。為了將C 環(huán)27固定在細槽29內，在細槽29的槽壁上形成有與止動螺確丁 28螺紋結合的 螺紋孔26a。插入到把持部26的細槽29內的C環(huán)27以從把持部26的內面向 內部方向突出的方式插入，直到內側的邊緣部分與保持在把持部26上的導管 13的環(huán)狀槽14卡合的位置。
這樣，插入到把持部26的導管13在把持部26的內側與C環(huán)27卡定，導 管13被容許在導管13的外周方向的旋轉的同時限制在軸向的移動，從而通過 第一手腕單元8的旋轉可防止扭曲作用于導管13。還有，在將導管13從把持 部26拆卸下來的場合，通過松開止動螺釘28從而可^f更于將導管13從把持部 26拆卸下來。該場合，需要預先將導管13內部的手部電纜20從手部15和電 磁閥箱12分離。
另外，導管保持部件24在相對第二手腕單元9的第五旋轉軸C5偏移的位 置固定在第二手腕單元9上。因此，僅導管保持部件24的把持部26的筒部分 在手腕單元9動作時接觸導管13,可避免固定部25接觸。另外，第二手腕單 元9以及第三手腕單元10的第二、三減速裝置36、 41以及馬達45、 46由于 處于相對導管13偏移的位置，所以不妨礙導管13的動作。另外，為在第二手 腕單元9的第二插通孔39的入口 ，即使導管13接觸把持部26的圓筒部分， 也不接觸到導管保持部件24的邊緣，而對導管保持部件24的形狀進行了研究。
圖11~圖13表示導管保持部件的變形例。在該變形例中，將導管13與圖 10的導管保持部件24同樣地利用可旋轉保持方法保持在導管保持部件24A 上。導管保持部件24A具備固定在第二手腕單元9上的固定托架25A、和一
對對開狀的把持部件26A、 26A。固定托架25A和一對對開狀的把持部件26A、 26A為不同的部件這點與圖8所示的導管保持部件24不同。如圖12所示，固 定托架25A構成-字形，把持部26A用螺釘28A固定在固定托架25A上。
如圖13所示，在4巴持部26A的內周面上設有與導管13的環(huán)狀槽14卡合 的凸部70。在一對把持部26A、 26A把持導管13的狀態(tài)下，通過保持部26A 的凸部70卡合在導管13的環(huán)狀槽14上，從而容許導管13在外周方向的旋轉 的同時限制在軸向的移動。將一對把持部26A、 26A—體化的固定方法或將固 定托架25A固定在第二手腕單元9上的方法并不受限制。作為簡單的方法， 可使用螺釘?shù)鹊木o固部件固定。還有，導管保持部件24A在相對第五旋轉軸 C5偏移的位置上被固定在第二手腕單元9上這點等與圖IO以及圖ll相同。
另外，在別的方法中，還可在導管把持部26A上裝配彈性體的環(huán)，相對 導管13的外徑具有過盈量，壓入導管13的狀態(tài)進行固定。由于導管13被壓 入，所以手腕單元8~10的軸動作時導管13也與導管保持部件24A —體動作。 導管13由于成形為波形狀，因此以切入到上述彈性體的狀態(tài)被牢固固定。反 之，在拆卸下來的場合，拉拔就可以，因此裝卸也變得容易。在實際進行交換 作業(yè)時，內部的管線也一起更換的情況較多，該場合，拆卸下與手部15和電 磁閥箱12連接的手部電纜20后進行。
圖14是表示導管保持部件的其它變形例的圖。根據(jù)該變形例的導管保持 方法是限制導管13的旋轉和軸向移動的兩方來保持的完全固定保持方法。導 管13通過在導管13的外周面將兩組把持環(huán)26B、 26B切入導管13而被固定。 導管保持部件24B包括作為固定在第二手腕單元9上的固定部的壓板25B; 以及通過由壓板25B施加向徑向內側的力進行收縮的兩組把持環(huán)(把持部) 26B、 26B構成。兩組把持環(huán)26B、 26B通過在導管13的環(huán)狀槽14的位置才巴 持導管13來保持導管13。這樣，導管13被固定在第二手腕單元9上。兩組 把持環(huán)26B、 26B的突起狀前端由彈性體構成，并在導管13的徑向具有過盈 量從而與壓板25 —體動作。另外，通過設置微小的間隙，在第二手腕單元9 旋轉動作時，導管13可相對第二手腕單元9 (壓板25B)傾斜，由此可減輕 作用于導管13的彎曲力。通過在按壓板25B的內周部具有適當?shù)腞形狀，可 減輕摩擦，還可防止導管13的異常磨損。另外，通過將按壓板25B做成對開(半割5 )構造，只要將結合該對開形狀的螺釘?shù)炔鹦断聛?，就可容易地進行 導管13的裝卸。當然，該場合也與上述同樣，需要預先將導管13內部的手部
電纜20從手部15和電》茲閥箱12分離。
其次，圖15A、 B、 C表示第一手腕單元8旋轉時的導管13的舉動。圖 15B表示第一手腕單元8的基本姿勢。圖15A表示第一手腕單元8從圖15B 的基本姿勢向順時針方向旋轉了 90度的姿勢。圖15C表示第一手腕單元8從 圖15B的基本姿勢向逆時針方向旋轉了 90度的姿勢。第一手腕單元8旋轉動 作時，導管13被完全固定保持在第二手腕單元9上，與第一手腕單元8—起 旋轉。導管13的一端插入到前臂6的管17內，還與管17—體轉動。但是， 在導管13有彎曲的傾向，或余量的導管13的路徑相對第四旋轉軸C4偏移的 場合，存在第二手腕單元9旋轉時稍微滑動的情況。另外，導管13內的手部 電纜20的線徑較大的場合，手部電纜20因第二手腕單元9的旋轉而受到扭曲 力而成為螺旋狀，所以也存在扭曲力作用于導管13上的情況。根據(jù)上述構造， 由于導管13可滑動地支撐在管17內，所以可順利地轉動。導管13內部的手 部電纜20固定在手部15上，各個信號線和空氣配管吸收第一手腕單元8旋轉 動作引起的扭曲。第三手腕單元IO旋轉時也可如上述那樣進行處理。還有， 在第二手腕單元9的第二插通孔39內導管13未固定在外周方向上的場合，導 管13滑動，可提高對扭曲的耐久性。
圖16A、 B、 C表示第二手腕單元9旋轉時的導管13的舉動。圖16B表 示第二手腕單元9的基本姿勢。圖16A表示第二手腕單元9從圖16B的基本 姿勢繞第五旋轉軸C5向逆時針方向旋轉了 90度的姿勢。圖16C表示第二手 腕單元9從圖16B的基本姿勢向順時針方向旋轉了 90度的姿勢。第二手腕單 元9旋轉動作時，在導管13上產(chǎn)生彎曲力。在第二手腕單元9的第二插通39 內導管13被完全固定保持的場合，在前臂6的第一插通孔33內導管13滑動。 由于導管13插入到位于第一插通孔33內的管17內，而且由于在第一手腕單 元8的通路(貫通路)11內具有余量，所以即使受到第二手腕單元9的旋轉 動作引起的彎曲也可順利地轉動。也就是，通路11具有導管13的彎曲不會達 到容許值以下的足夠的空間，導管13隨第二手腕單元9的動作而彎曲的場合 也能以足夠的彎曲半徑進行處理。另外，雖然第一插通孔33和第二插通孔39
間的導管13的長度因彎曲而變長，但這由通路11內的余量和插入到管17內
的余量吸收。導管13內部的手部電纜20固定在手部15上，各個信號線和空 氣配管吸收第一手腕單元8旋轉動作引起的導管13的扭曲。
圖17是表示手部電纜20與電磁閥箱(工具管理中繼裝置)12的結合方 法的圖。在手部電纜20的端部設有插塞式連接器72。在電^f茲閥箱2上設有 插座式連接器73。通過插塞式連接器72和插座式連接器73進行連接結合， 進而手部電纜20連接在電磁閥箱12上。在交換手部電纜20時需要松開插塞 式連接器72中的結合用螺釘，雖然需要將手插入該部分，但要想減小前臂6 后部的干涉半徑，將插塞72的一部分插入插座式連接器73的內側即可，但在 該場合，由于難以松開結合用螺釘，所以在交換作業(yè)時需要使電磁閥箱12向 前臂6后部移動。
圖18是索環(huán)結合的例子。在搭載了電磁閥等的氣壓機器的電磁閥箱12上 設置索環(huán)75,并在其上固定手部電纜20。最后，手部電纜20連接在電磁閥箱 12內的電磁閥或端子座上。交換手部電纜20的場合，卸下電-茲閥箱12的頂 蓋，卸下手部電纜20。在該狀態(tài)下，松開索環(huán)75，并從索環(huán)75拔出手部電纜 20。要想松開索環(huán)75,需要松開的空間，但在孔內插入索環(huán)75的場合，由于 無法松開索環(huán)75，所以需要使電磁閥箱12向前臂6后部移動。
根據(jù)以上結構，重新研究了導管13的保持方法，通過將導管13保持在第 二手腕單元9上，在前臂6的內部可在軸方向滑動且可在圓周方向轉動，從而 在管線內裝型機器人2、 2A中做成簡單結構的同時，將與作業(yè)工具12、 12A 連接的管線20、 20A在機器人使用者導入機器人后便可自由通過，并且還可 使該管線20、 20A的舉動穩(wěn)定。另外還可提高管線20、 20A的維修保養(yǎng)性。
權利要求
1.一種工業(yè)用機器人的管線處理構造，具備具有工具管理中繼裝置(12)的前臂(7)；以及基端側旋轉自如地連結在上述前臂(7)上且在前端側裝配有作業(yè)工具(15)的手腕，與上述作業(yè)工具(15)連接的管線(20)經(jīng)由上述工具管理中繼裝置(12)并沿著上述手腕敷設，其特征在于，上述前臂(7)具有以規(guī)定減速比對驅動源的轉速進行減速并旋轉驅動上述前臂(7)的第一減速裝置(30)，在該第一減速裝置(30)的內部存在上述管線(20)通過的第一插通孔(33)，上述手腕具備具有與上述第一插通孔(33)連通的通路(11)且可旋轉地連結在上述前臂(7)上的第一手腕單元(8)；和具有與上述通路(11)連通的第二插通孔(33)且可旋轉地連結在上述第一手腕單元(8)上的第二手腕單元(9)，將上述管線(20)從一端通向另一端的導管(13)設置在上述前臂(7)的上述第一插通孔(33)、上述第一手腕單元(8)的上述通路(11)、以及上述第二手腕單元(9)的上述第二插通孔(39)中，在上述導管(13)的一端在該導管(13)的軸方向及外周方向可移動地插入到上述第一插通孔(33)中的狀態(tài)下，將上述導管(13)的另一端用導管保持部件(24)以懸臂狀態(tài)保持在上述第二手腕單元(9)上，以便限制該導管(13)向軸方向的移動。
2. 根據(jù)權利要求1所述的工業(yè)用機器人的管線處理構造，其特征在于， 上述導管(13)在外周面具有環(huán)狀槽(14),上述導管保持部件(24)在內面具有卡合在上述槽(14)中的凸部(70),在上述導管(13)用上述導管 保持部件(24)保持的狀態(tài)下，上述凸部(70)卡合在上述槽(14)中，上述 導管(13 )在該導管(13 )的外周方向可旋轉地被以懸臂保持在上述第二手腕 單元(9)上。
3. 根據(jù)權利要求1所述的工業(yè)用機器人的管線處理構造，其特征在于， 插入到上述第一插通孔(33)中的上述導管(13)的端部用筒狀的管部件(17)覆蓋。
4.根據(jù)權利要求1所述的工業(yè)用機器人的管線處理構造，其特征在于， 上述導管保持部件(24)在自上述第二手腕單元(9)的旋轉軸偏移的位置上被固定在上述第二手腕單元(9)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及工業(yè)用機器人的管線處理構造，具備具有工具管理中繼裝置的前臂；和基端側連結在前臂上的手腕，與作業(yè)工具連接的管線經(jīng)由工具管理中繼裝置并沿著手腕敷設，前臂具有第一減速裝置，在該第一減速裝置內部存在管線通過的第一插通孔，手腕具備具有與第一插通孔連通的通路且可旋轉地連結在前臂上的第一手腕單元；和具有與通路連通的第二插通孔且可旋轉地連結在第一手腕單元上的第二手腕單元，將管線從一端通向另一端的導管設置在前臂的第一插通孔、第一手腕單元的通路及第二手腕單元的第二插通孔中，在導管的一端在該導管的軸方向及外周方向可移動地插入到第一插通孔中的狀態(tài)下，將導管的另一端用導管保持部件懸臂保持在第二手腕單元上。
文檔編號B25J17/00GK101357461SQ20081012801
公開日2009年2月4日 申請日期2008年7月9日 優(yōu)先權日2007年7月30日
發(fā)明者中山一隆, 井上俊彥, 巖山貴敏 申請人:發(fā)那科株式會社