多軸機(jī)械手的制作方法
【專利摘要】多軸機(jī)械手（1）具備中空的基臺(tái)（2）；構(gòu)成手臂的基端部的中空的支持構(gòu)件（3）；和與該支持構(gòu)件（3）一起旋轉(zhuǎn)，一端部旋轉(zhuǎn)自如地插入所述基臺(tái)（2）內(nèi)，其內(nèi)部空間與所述支持構(gòu)件（3）的內(nèi)部空間和基臺(tái)（2）的內(nèi)部空間連通的引導(dǎo)管（4）。在位于基臺(tái)（2）內(nèi)的引導(dǎo)管（4）的端部的周面上形成有切口（43），馬達(dá)電纜（5）從引導(dǎo)管（4）的徑向外側(cè)，以在與引導(dǎo)管（4）的旋轉(zhuǎn)方向平行的平面內(nèi)在引導(dǎo)管（4）的外周面周圍形成彎曲部分（50）的方式到達(dá)切口（43），并從該切口（43）通過引導(dǎo)管（4）的內(nèi)側(cè)延伸至所述支持構(gòu)件（3）的內(nèi)部空間。
【專利說明】多軸機(jī)械手
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及產(chǎn)業(yè)用的多軸機(jī)械手，尤其涉及工件(work)涂裝用的多軸機(jī)械手。
【背景技術(shù)】
[0002]工件涂裝用的多軸機(jī)械手中有記載于專利文獻(xiàn)I中的多軸機(jī)械手。其是具備基臺(tái)、可繞著該基臺(tái)中心軸旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在基臺(tái)上的旋轉(zhuǎn)體、在與該旋轉(zhuǎn)體垂直的面內(nèi)可旋轉(zhuǎn)地被安裝的手臂、和可旋轉(zhuǎn)地安裝在該手臂的梢端部的噴槍的多軸機(jī)械手。旋轉(zhuǎn)體、手臂和噴槍可分別通過專用的馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。從基臺(tái)延伸有通過旋轉(zhuǎn)體及手臂與噴槍連接的可撓性長尺寸體。該可撓性長尺寸體包含向各馬達(dá)供電的電纜和運(yùn)輸涂料至噴槍的管?？蓳闲蚤L尺寸體以沿著基臺(tái)的中心軸延伸的形式插通基臺(tái)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2006-95614號公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明要解決的問題
現(xiàn)有的多軸機(jī)械手中，可撓性長尺寸體沿著基臺(tái)中心軸延伸，且旋轉(zhuǎn)體繞著該基臺(tái)的中心軸旋轉(zhuǎn)。因此，不需要考慮因旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)造成的可撓性長尺寸體的伸長。但是，設(shè)想多軸機(jī)械手在涂裝作業(yè)時(shí)種種的使用狀態(tài)。例如，在可撓性長尺寸體處于從與基臺(tái)中心軸大致垂直的方向插入基臺(tái)這樣的使用狀態(tài)的情況下，需要對因設(shè)置于基臺(tái)上的旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)造成的可撓性長尺寸體的伸長進(jìn)行處理的結(jié)構(gòu)。又，考慮到涂裝效率時(shí)，為了縮小涂裝區(qū)域，需要緊湊地實(shí)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)。像這樣的問題，在其他具有線條體的多軸機(jī)械手中也會(huì)同樣出現(xiàn)；
本發(fā)明是為了解決這樣的問題而提出的，因此本發(fā)明的目的在于提供能夠緊湊地實(shí)現(xiàn)對因設(shè)置于基臺(tái)上的旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)造成的可撓性長尺寸體的伸長進(jìn)行處理的結(jié)構(gòu)的多軸機(jī)械手。
[0005]解決問題的手段
本發(fā)明的多軸機(jī)械手具備:中空的基臺(tái)；以該基臺(tái)的軸心為中心可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于該基臺(tái)上的、構(gòu)成手臂的基端部的中空的支持構(gòu)件；和設(shè)置于所述支持構(gòu)件上并與該支持構(gòu)件一同旋轉(zhuǎn)，一端部旋轉(zhuǎn)自如地插入所述基臺(tái)內(nèi)，其內(nèi)部空間連通所述支持構(gòu)件的內(nèi)部空間和基臺(tái)的內(nèi)部空間，且被第一線條體沿著其長尺寸方向插通的引導(dǎo)管；該引導(dǎo)管的旋轉(zhuǎn)中心和所述第一線條體的中心相偏離；
在位于所述基臺(tái)內(nèi)的引導(dǎo)管的端部的周面上形成有第一線條體所通過的切口；
所述第一線條體以如下形式延伸:從所述引導(dǎo)管的徑向外側(cè)，以在與引導(dǎo)管的旋轉(zhuǎn)方向平行的面內(nèi)在引導(dǎo)管的外周面周圍形成彎曲部分的形式到達(dá)所述切口，并從該切口通過弓I導(dǎo)管內(nèi)側(cè)到達(dá)所述支持構(gòu)件的內(nèi)部空間。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，第一線條體以在與引導(dǎo)管的旋轉(zhuǎn)方向平行的面內(nèi)在引導(dǎo)管的外周面周圍形成彎曲部分的形式延伸后，通過引導(dǎo)管的切口。即，第一線條體在與支持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸方向大致正交的面內(nèi)彎曲，因此可以縮短沿著支持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸方向的該彎曲部分的長度；
又，彎曲部分到切口為止，因此彎曲部分被設(shè)置于引導(dǎo)管的兩端部之間。借助于此，也能縮短沿著支持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸方向的基臺(tái)的長度；
此外，如果配合第一線條體的直徑縮小引導(dǎo)管的直徑，則能減小彎曲部分的彎曲量。借助于此，可以縮短第一線條體的整體長度；
又，引導(dǎo)管旋轉(zhuǎn)時(shí)，在引導(dǎo)管內(nèi)第一線條體被扭轉(zhuǎn)，另一方面，引導(dǎo)管的旋轉(zhuǎn)中心和所述第一線條體的中心相偏離，因此第一線條體的彎曲部分變形。即，通過引導(dǎo)管內(nèi)的第一線條體的扭轉(zhuǎn)和引導(dǎo)管周圍的第一線條體的彎曲部分的變形這兩點(diǎn)，能夠有效地吸收支持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)給第一線條體帶來的損傷，具體而言是第一線條體的扭轉(zhuǎn)和拉伸。
[0007]在上述發(fā)明中，在所述引導(dǎo)管的所述切口中設(shè)置有能夠繞著該引導(dǎo)管搖動(dòng)、且具有在與所述軸心正交的方向上被所述第一線條體插通的引導(dǎo)孔的引導(dǎo)構(gòu)件；
所述第一線條體從所述引導(dǎo)管的徑向外側(cè)，通過所述引導(dǎo)孔和所述切口被導(dǎo)入至所述引導(dǎo)管。
[0008]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)構(gòu)件在第一線條體插入引導(dǎo)孔的狀態(tài)下，可在與彎曲部分所位于的面內(nèi)相同的面內(nèi)搖動(dòng)。借助于此，引導(dǎo)構(gòu)件配合第一線條體的伸縮而搖動(dòng)，可以使第一線條體的動(dòng)作變得穩(wěn)定。通過使該第一線條體的動(dòng)作變得穩(wěn)定，可以防止第一線條體在基臺(tái)內(nèi)不經(jīng)意地摩擦，從而延長第一線條體的壽命。此外，第一線條體由多根的線條體的束構(gòu)成的情況下，可以防止該線條體的束散開。
[0009]在上述發(fā)明中，所述引導(dǎo)管被隔壁劃分為分別在該引導(dǎo)管的軸方向上延伸的第一通路和第二通路；
所述第一通路的一端封閉，且該第一通路在該一端通過所述切口與所述基臺(tái)的內(nèi)部空間連通的同時(shí)在另一端與所述支持構(gòu)件的內(nèi)部空間連通；
所述第二通路的兩端與連接所述支持構(gòu)件的開口部的外部空間以及連接所述基臺(tái)的開口部的外部空間連通；
所述第一線條體用于通電并插通所述第一通路；
第二線條體從所述基臺(tái)的開口部通過所述第二通路，延伸至所述支持構(gòu)件的外側(cè)。
[0010]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)管內(nèi)可以并列地通過第一線條體和第二線條體兩者，因此可以不分離地緊湊地容納該第一線條體和第二線條體。
[0011]在上述發(fā)明中，構(gòu)成所述基臺(tái)、引導(dǎo)管的第一通路和所述支持構(gòu)件的內(nèi)部空間是密閉的氣密室。
[0012]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，所述基臺(tái)和所述支持構(gòu)件的外部的空氣無法進(jìn)入所述基臺(tái)和所述支持構(gòu)件的內(nèi)部空間內(nèi)。借助于此，可以避免因用于通電的第一線條體與基臺(tái)和支持構(gòu)件的外部的可燃性氣體接觸而造成的危險(xiǎn)。
[0013]發(fā)明效果:
根據(jù)本發(fā)明的多軸機(jī)械手中，可縮短第一線條體沿著支持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸方向的彎曲部分的長度，可使配備該多軸機(jī)械手的涂裝區(qū)域(booth)小型化；
因此，能夠緊湊地實(shí)現(xiàn)對因與基臺(tái)連接的支持部件的旋轉(zhuǎn)造成的第一線條體的伸長進(jìn)行處理的結(jié)構(gòu)；
又，根據(jù)引導(dǎo)管內(nèi)的第一線條體的扭轉(zhuǎn)和引導(dǎo)管周圍的第一線條體的彎曲部分的變形這兩點(diǎn)，能確實(shí)地吸收因支持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)造成的第一線條體的扭轉(zhuǎn)和拉伸。又，可以擴(kuò)大支持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的多軸機(jī)械手的結(jié)構(gòu)與馬達(dá)電纜的配線狀態(tài)的側(cè)視圖；
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的多軸機(jī)械手的結(jié)構(gòu)與管(tube)的配線狀態(tài)的側(cè)視
圖；
圖3是示出圖1的基臺(tái)與支持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸周圍的結(jié)構(gòu)的俯視剖視圖；
圖4是引導(dǎo)管的主視剖視圖；
圖5是引導(dǎo)管的立體圖，示出插入了馬達(dá)電纜與管時(shí)的狀態(tài)；
圖6 (a)?圖6 (d)是示出伴隨以支持構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸為中心的旋轉(zhuǎn)的、馬達(dá)電纜的動(dòng)作的圖；
圖7是示出圖1的多軸機(jī)械手的支架上的安裝形態(tài)的側(cè)視圖；
圖8是示出圖1的多軸機(jī)械手在墻壁上的安裝形態(tài)的側(cè)視圖；
圖9是示出引導(dǎo)管的其他結(jié)構(gòu)示例的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。另外，以下所有附圖中相同或相當(dāng)?shù)囊貥?biāo)以相同的參照符號，并省略其重復(fù)說明；
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的多軸機(jī)械手I例如是用于對工件的涂裝作業(yè)的工業(yè)用多軸機(jī)械手。但是，多軸機(jī)械手I只要具備線條體則不特別限定；
多軸機(jī)械手I具有基臺(tái)2，該基臺(tái)2例如設(shè)置在與墻面7正交地設(shè)置的轉(zhuǎn)臺(tái)70上。在基臺(tái)2上依次連接著支持構(gòu)件3，第一連桿10，第二連桿11，第一手部12，第二手部13以及作為附屬裝置的噴槍14。在下述記載中，將從墻面7朝向噴槍14的方向作為前方，其反方向作為后方。
[0016]從轉(zhuǎn)臺(tái)70到噴槍14的8個(gè)要素構(gòu)成多軸機(jī)械手I的手臂，彼此可旋轉(zhuǎn)地連接。即，支持構(gòu)件3可繞著作為與基臺(tái)2的連接部的第一關(guān)節(jié)(joint )JT1的旋轉(zhuǎn)軸Al旋轉(zhuǎn)，第一連桿10可繞著作為與支持構(gòu)件3的連接部的第二關(guān)節(jié)JT2的旋轉(zhuǎn)軸A2旋轉(zhuǎn)，第二連桿11可繞著作為與第一連桿10的連接部的第三關(guān)節(jié)JT3的旋轉(zhuǎn)軸A3旋轉(zhuǎn)，第一手部12可繞著作為與第二連桿11的連接部的第四關(guān)節(jié)JT4的旋轉(zhuǎn)軸A4旋轉(zhuǎn)，第二手部13可繞著作為與第一手部12的連接部的第五關(guān)節(jié)JT5的旋轉(zhuǎn)軸A5旋轉(zhuǎn)。噴槍14可繞著作為與第二手部13的連接部的第六關(guān)節(jié)JT6的旋轉(zhuǎn)軸A6旋轉(zhuǎn)。此外，基臺(tái)2可繞著作為與轉(zhuǎn)臺(tái)70的連接部的第七關(guān)節(jié)JT7的旋轉(zhuǎn)軸A7旋轉(zhuǎn)?；_(tái)2和支持構(gòu)件3構(gòu)成多軸機(jī)械手I的手臂的基端部。
[0017]在各關(guān)節(jié)JTl?JT7中，分別設(shè)置有可獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的伺服馬達(dá)(未圖示)。根據(jù)各伺服馬達(dá)的動(dòng)作，可執(zhí)行繞著與其對應(yīng)的各元件的旋轉(zhuǎn)軸Af A7的旋轉(zhuǎn)。各伺服馬達(dá)使各元件繞著旋轉(zhuǎn)軸Al?A7相互獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)，以此可以使噴槍14以任意姿勢沿著任意移動(dòng)路線移動(dòng)至任意位置；
如下所述，在多軸機(jī)械手I中配線有向該多軸機(jī)械手I的各伺服馬達(dá)通電的馬達(dá)電纜5和供給涂料的管6。馬達(dá)電纜5和管6由可撓性材料形成，允許一定程度的扭轉(zhuǎn)；
馬達(dá)電纜5是本發(fā)明中第一線條體的一個(gè)示例，管6是本發(fā)明中的第二線條體的一個(gè)示例。但，兩線條體不限于馬達(dá)電纜5和管6;
從噴槍14中噴射的涂料具有易燃性和揮發(fā)性。為防止揮發(fā)性成分的擴(kuò)散，多軸機(jī)械手I的整體被容納在涂裝區(qū)域75內(nèi)。
[0018]圖1示出上述馬達(dá)電纜5的配線狀態(tài)。馬達(dá)電纜5例如通過可撓性樹脂的薄膜覆蓋電線束而構(gòu)成。馬達(dá)電纜5從墻面7伸出后從轉(zhuǎn)臺(tái)70的下側(cè)進(jìn)入轉(zhuǎn)臺(tái)70，一根電線與轉(zhuǎn)臺(tái)70內(nèi)的第七關(guān)節(jié)JT7的伺服馬達(dá)連接；
馬達(dá)電纜5插入到基臺(tái)2中，相對應(yīng)的電線與第一關(guān)節(jié)JTl的伺服馬達(dá)連接，且在支持構(gòu)件3內(nèi)相對應(yīng)的電線與第二關(guān)節(jié)JT2的伺服馬達(dá)連接。之后，馬達(dá)電纜5通過第一連桿
10、第二連桿11、第一手部12、第二手部13內(nèi)，且相對應(yīng)的電線與各關(guān)節(jié)JT3?JT6的伺服馬達(dá)連接。
[0019]從轉(zhuǎn)臺(tái)70到第二手部13形成有馬達(dá)電纜5所插通的通路。該通路內(nèi)是密閉的氣密室，且維持著高于多軸機(jī)械手I外部的高壓。為了維持通路的高壓，例如在從轉(zhuǎn)臺(tái)70到第二手部13為止的規(guī)定部分上，設(shè)置有將空氣或惰性氣體供給至所述通路的泵(未圖示)。如上所述，涂裝區(qū)域75位于含易燃性且揮發(fā)性成分的氣氛內(nèi)，因此維持通路的高壓是為了防止該氣氛的空氣進(jìn)入到多軸機(jī)械手I內(nèi)而與馬達(dá)電纜5接觸。即，因?yàn)楹幸兹夹郧覔]發(fā)性成分的空氣與通電中的馬達(dá)電纜5接觸后有起火的危險(xiǎn)，所以要防止這樣的危險(xiǎn)。
[0020]圖2示出將涂料供給至多軸機(jī)械手I的噴槍14的管6的配線狀態(tài)。管6是例如通過可撓性薄膜覆蓋具有可撓性的多根細(xì)管(未圖示)的束而構(gòu)成的，各細(xì)管中流著不同顏色的揮發(fā)性涂料。在墻面7中多軸機(jī)械手I的上方設(shè)置有管6所通過的大致L字形的保護(hù)罩71，該保護(hù)罩71的下端位于與基臺(tái)2的后端部相比靠前的位置。通過墻面7從保護(hù)罩71的下端部延伸出的管6遠(yuǎn)離墻面7地向下延伸,從基臺(tái)2的后端部向前方插入基臺(tái)2 ；
因此，從保護(hù)罩71的下方開始到基臺(tái)2的后端部為止，管6被彎曲。借助于此，即使從轉(zhuǎn)臺(tái)70到噴槍14的8個(gè)元件旋轉(zhuǎn)，也可防止管6張緊；
又，基臺(tái)2以作為與轉(zhuǎn)臺(tái)70的連接部的第七關(guān)節(jié)JT7為中心在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。但管6是由可撓性材料形成，因此可吸收一定的扭轉(zhuǎn)。
[0021]在管6內(nèi)流有易燃性且揮發(fā)性涂料，因此流通著電流的馬達(dá)電纜5與管6不適合于長距離地接近。因此，如果管6配置在多軸機(jī)械手I的外側(cè)，這一點(diǎn)就沒有問題；
但是，管6在多軸機(jī)械手I的外側(cè)，配合從基臺(tái)2到噴槍14的各元件的旋轉(zhuǎn)而自由動(dòng)作時(shí)，存在例如碰到作為涂裝對象的工件，或碰到墻面7的顧慮。管6與工件接觸時(shí)，工件上涂布的涂料會(huì)附著在管6上，從而在涂裝品質(zhì)上出現(xiàn)問題。又，管6和墻面7接觸時(shí)，墻面7上附著的灰塵通過管6落下并懸浮在涂裝區(qū)域內(nèi)，附著在工件上還是會(huì)有在涂裝品質(zhì)上出現(xiàn)問題的顧慮。為了限制管6的動(dòng)作而在多軸機(jī)械手I上設(shè)置專門的構(gòu)件，則又會(huì)使多軸機(jī)械手I的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜；
因此，保護(hù)罩71使管6不和墻面7接觸的同時(shí)，如下所述，在基臺(tái)2和支持構(gòu)件3之間，用簡單的結(jié)構(gòu)限制了管6不經(jīng)意的移動(dòng)。
[0022]如圖2所示，在基臺(tái)2或第二連桿11的任意一個(gè)上如點(diǎn)劃線所示選擇性地配置為了噴射涂料而進(jìn)行加壓的涂裝機(jī)器18。涂裝機(jī)器18內(nèi)設(shè)置有例如，對應(yīng)于要涂裝的顏色，切換管6內(nèi)的各細(xì)管的閉合和開放的顏色變換閥(CCV，color change Valve)。噴槍14要涂裝的工件例如假定為汽車的門，配置在基臺(tái)2上的涂裝機(jī)器18主要用于該門的內(nèi)側(cè)涂裝，配置在第二連桿11上的涂裝機(jī)器18主要用于該門的外側(cè)涂裝。對此后述。
[0023]圖3是示出圖1的基臺(tái)與支持構(gòu)件3的旋轉(zhuǎn)軸Al四周的結(jié)構(gòu)的俯視剖視圖，基臺(tái)2和支持構(gòu)件3與圖1左右相反地表示?；_(tái)2和支持構(gòu)件3都是中空的，基臺(tái)2和支持構(gòu)件3之間如點(diǎn)劃線所示設(shè)置有通過所述伺服馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體30。支持構(gòu)件3安裝在旋轉(zhuǎn)體30上，與該旋轉(zhuǎn)體30—同旋轉(zhuǎn)。基臺(tái)2的內(nèi)部通路和支持構(gòu)件3的內(nèi)部通路借助于通過旋轉(zhuǎn)體30的引導(dǎo)管4連通，該引導(dǎo)管4的一端部被安裝于支持構(gòu)件3上。引導(dǎo)管4其長尺寸方向與上述旋轉(zhuǎn)軸Al平行，并與旋轉(zhuǎn)軸Al同軸旋轉(zhuǎn)。另外，引導(dǎo)管4與支持構(gòu)件3不是同軸也可以。
[0024]在基臺(tái)2上配設(shè)有與支持構(gòu)件3對置的前壁20和與前壁20對置的后壁21。在前壁20和后壁21上分別開放設(shè)置有引導(dǎo)管4的另一端部所通過的開口 22、22。開口 22、22的內(nèi)周上配設(shè)有支承引導(dǎo)管4的軸承23或油封，支持引導(dǎo)管4順利的旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，維持了基臺(tái)2和支持構(gòu)件3的內(nèi)部空間的高壓。上述馬達(dá)電纜5沿著引導(dǎo)管4的長尺寸方向插通，引導(dǎo)管4的另一端部位于基臺(tái)2的內(nèi)部通路內(nèi)。該引導(dǎo)管4的另一端部上形成有上述馬達(dá)電纜5所通過的切口 43。
[0025]圖4是引導(dǎo)管4的主視剖視圖。該引導(dǎo)管4的內(nèi)部空間由配置于該內(nèi)部空間的隔壁40分割成上下并列并沿著軸方向延伸的兩條通路，即分割為第一通路41和第二通路42。換句話說，引導(dǎo)管4是具有沿著軸方向延伸的兩條通路的復(fù)合管；
第一通路41的后端面由后板47封閉，第一通路41的前端面開放且與支持構(gòu)件3的內(nèi)部空間連通。第二通路42的后端面開放且與基臺(tái)2的后側(cè)的外部空間連通。第二通路42的前端面開放且通過支持構(gòu)件3的外周表面上形成的開口部3a (參照圖3)與外部空間連通。也就是說，第一通路構(gòu)成被馬達(dá)電纜5插通的氣密性的通路的一部分并保持高壓，第二通路42向多軸機(jī)械手I的外部空間開放；
分別在第一通路41中插通有從切口 43導(dǎo)入的電纜馬達(dá)5，在第二通路42中插通有管
6。通過隔壁40隔離了馬達(dá)電纜5與管6，防止了互相接觸。借助于此可防止管6的起火等的危險(xiǎn)。一根引導(dǎo)管4抑制了馬達(dá)電纜5和管6的動(dòng)作，使抑制該動(dòng)作的結(jié)構(gòu)變得簡單。又，如圖4所示，馬達(dá)電纜5的中心和引導(dǎo)管4的旋轉(zhuǎn)中心在引導(dǎo)管4的半徑方向上相偏離。因此，通過引導(dǎo)管4的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)電纜5被扭轉(zhuǎn)。
[0026]上述切口 43形成于引導(dǎo)管4的第一通路41側(cè)的周面上。在切口 43內(nèi)突片44與引導(dǎo)管4的長尺寸方向正交地從隔壁40突出。支撐棒45以樞軸46為中心旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)置于該突片44上。支撐棒45例如可通過突片44內(nèi)的軸承(未圖示)自由旋轉(zhuǎn)。在該支撐棒45的梢端部上安裝有中心處設(shè)置有引導(dǎo)孔80的環(huán)狀引導(dǎo)構(gòu)件8，馬達(dá)電纜5插入并嵌入該引導(dǎo)孔80內(nèi)。即，引導(dǎo)構(gòu)件8可以獨(dú)立于引導(dǎo)管4自由地旋轉(zhuǎn)；
該引導(dǎo)構(gòu)件8例如由與馬達(dá)電纜5之間的摩擦較小的材料構(gòu)成。借助于此，馬達(dá)電纜5在引導(dǎo)構(gòu)件8內(nèi)可以順暢地滑動(dòng)。又，因?yàn)橹伟?5在包含引導(dǎo)管4的旋轉(zhuǎn)方向的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，所以引導(dǎo)構(gòu)件8也在同樣的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
[0027]圖5為引導(dǎo)管4的立體圖，示出插入了馬達(dá)電纜5與管6時(shí)的狀態(tài)。馬達(dá)電纜5在基臺(tái)2內(nèi)從引導(dǎo)管4的外側(cè)，以在包含引導(dǎo)管4的旋轉(zhuǎn)方向的面內(nèi)在引導(dǎo)管4外周面周圍形成大致圓弧狀的彎曲部分50的形式延伸，然后到達(dá)切口 43。馬達(dá)電纜5在該切口 43內(nèi)被引導(dǎo)構(gòu)件8的引導(dǎo)孔80引導(dǎo)，然后朝著與彎曲部分50大致正交的方向改變方向后，通過引導(dǎo)管4的第一通路41內(nèi)，從支持構(gòu)件3的端面開口伸出后到達(dá)支持構(gòu)件3的內(nèi)部空間。馬達(dá)電纜5從基臺(tái)2的內(nèi)部空間通過引導(dǎo)管4到達(dá)支持構(gòu)件3的內(nèi)部空間，兩內(nèi)部空間比多軸機(jī)械手I的外部高壓，因此多軸機(jī)械手I的外部空氣無法和馬達(dá)電纜5發(fā)生接觸。如下所述，隨著引導(dǎo)管4的旋轉(zhuǎn)，引導(dǎo)管4中的馬達(dá)電纜5被扭轉(zhuǎn)，并且通過引導(dǎo)管4周圍的馬達(dá)電纜5的彎曲部分50的變形，以此吸收因支持構(gòu)件3的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的電纜馬達(dá)5的扭轉(zhuǎn)和拉伸；
另一方面，管6從引導(dǎo)管4的端面開口插入到第二通路42內(nèi)，從引導(dǎo)管4的支持構(gòu)件3側(cè)的端面(前端面)的開口伸出后通過在支持構(gòu)件3的外周面上形成的開口部3a到達(dá)外部空間。
[0028](實(shí)際的電纜動(dòng)作)
圖6 (a)?(d)是示出伴隨以支持構(gòu)件3的旋轉(zhuǎn)軸Al為中心的旋轉(zhuǎn)的、馬達(dá)電纜5的動(dòng)作的圖，并從圖3的BI方向觀察。為了方便說明，圖6 (a)?(d)中，未圖示管6。圖6(a)示出支持構(gòu)件3和引導(dǎo)管4的基準(zhǔn)狀態(tài)，以該基準(zhǔn)狀態(tài)中的旋轉(zhuǎn)角度作為0°。本實(shí)施形態(tài)中，在多軸機(jī)械手I的使用時(shí)，支持構(gòu)件3和引導(dǎo)管4例如在由基準(zhǔn)狀態(tài)開始±120°的角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。但是該角度范圍不限于該±120°的范圍。彎曲部分50設(shè)計(jì)為即使馬達(dá)電纜5因支持構(gòu)件3和引導(dǎo)管4的旋轉(zhuǎn)而被拉伸也仍充裕的長度；
圖6 (b)示出支持構(gòu)件3和引導(dǎo)管4從圖6 (a)的基準(zhǔn)狀態(tài)開始+120°，即逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)120°后的狀態(tài)。配合引導(dǎo)管4的旋轉(zhuǎn)，引導(dǎo)構(gòu)件8也以旋轉(zhuǎn)軸Al為中心旋轉(zhuǎn)，并引導(dǎo)馬達(dá)電纜5。馬達(dá)電纜5的彎曲部分50以其鼓起部分向內(nèi)變形的形式彎曲。又，如上所述，隨著引導(dǎo)管4的旋轉(zhuǎn)，引導(dǎo)管4內(nèi)的馬達(dá)電纜5被扭轉(zhuǎn)。
[0029]引導(dǎo)構(gòu)件8可以以樞軸46 (參考圖4)為中心與引導(dǎo)管4相獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)，因此引導(dǎo)構(gòu)件8可以配合馬達(dá)電纜5的彎曲部分50的變形而旋轉(zhuǎn)從而改變方向，使馬達(dá)電纜5的動(dòng)作變得穩(wěn)定。即，不設(shè)置引導(dǎo)構(gòu)件8的情況下，因支持構(gòu)件3和引導(dǎo)管4的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的馬達(dá)電纜5的動(dòng)作因沒有被特別限制所以不恒定(不穩(wěn)定)，但通過設(shè)置引導(dǎo)構(gòu)件8，馬達(dá)電纜5的動(dòng)作被引導(dǎo)構(gòu)件8限制。而且，引導(dǎo)構(gòu)件8在與支持構(gòu)件3和引導(dǎo)管4的旋轉(zhuǎn)方向平行的面內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，因此在馬達(dá)電纜5適度地扭轉(zhuǎn)且彎曲部分50適度地變形的限度內(nèi)執(zhí)行該限制。借助于此，可以使馬達(dá)電纜5的動(dòng)作變的穩(wěn)定。像這樣，通過穩(wěn)定馬達(dá)電纜5的動(dòng)作，可以防止該馬達(dá)電纜5在基臺(tái)2內(nèi)不經(jīng)意的摩擦，從而延長馬達(dá)電纜5的壽命。又，在馬達(dá)電纜5由多根電纜束構(gòu)成的情況下，可以防止該電纜束散開。另外，圖6 (b)所示的狀態(tài)中，在包含引導(dǎo)管4的旋轉(zhuǎn)方向的垂直面內(nèi)，從切口 43進(jìn)入引導(dǎo)管4內(nèi)的馬達(dá)電纜5與隔壁40形成的角度α I通過 申請人:的測量為45°。
[0030]圖6 (C)示出從圖6 (b)所示狀態(tài)開始引導(dǎo)管4旋轉(zhuǎn)了-75°的狀態(tài)，即，從圖6
(a)所示基準(zhǔn)狀態(tài)開始引導(dǎo)管4旋轉(zhuǎn)了+45°的狀態(tài)。如圖6 (c)所示，馬達(dá)電纜5的彎曲部分50的形狀僅稍稍改變。此時(shí)，在包含引導(dǎo)管4的旋轉(zhuǎn)方向的垂直面內(nèi)，從切口 43進(jìn)入引導(dǎo)管4內(nèi)的馬達(dá)電纜5與隔壁40形成的角度α 2通過 申請人:的測量為110° ；
即，由 申請人:的實(shí)驗(yàn)可知，引導(dǎo)管4從圖6 (b)所示狀態(tài)開始旋轉(zhuǎn)-75°時(shí)，作為角度α 2和角度α I的差的65°通過馬達(dá)電纜5在引導(dǎo)管4內(nèi)的扭轉(zhuǎn)而被吸收，剩余的10°通過彎曲部分50的變形而被吸收。
[0031]圖6 (d)示出從圖6 (C)所示狀態(tài)開始引導(dǎo)管4再旋轉(zhuǎn)了-90°的狀態(tài)，即，從圖6 (a)所示基準(zhǔn)狀態(tài)開始引導(dǎo)管4旋轉(zhuǎn)了-45°的狀態(tài)。此時(shí)，在包含引導(dǎo)管4的旋轉(zhuǎn)方向的垂直面內(nèi)，從切口 43進(jìn)入引導(dǎo)管4內(nèi)的馬達(dá)電纜5與隔壁40形成的角度α 3通過 申請人:的測量為85° ;
即，由 申請人:的實(shí)驗(yàn)可知，引導(dǎo)管4從圖6 (c)所示狀態(tài)開始旋轉(zhuǎn)-90°時(shí)，作為角度α3和角度α 2的差的25°通過馬達(dá)電纜5在引導(dǎo)管4內(nèi)的扭轉(zhuǎn)而被吸收，剩余的65°通過彎曲部分50的變形而被吸收。
[0032]像這樣，引導(dǎo)管4內(nèi)的馬達(dá)電纜5隨著引導(dǎo)管4的旋轉(zhuǎn)而被扭轉(zhuǎn)，且通過引導(dǎo)管4周圍的馬達(dá)電纜5的彎曲部分50的變形來吸收因支持構(gòu)件3的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的馬達(dá)電纜5的扭轉(zhuǎn)和拉伸。假設(shè)引導(dǎo)管4內(nèi)的馬達(dá)電纜5沒有被扭轉(zhuǎn)，則引導(dǎo)管4周圍的彎曲部分50必須將馬達(dá)電纜5的拉伸和扭轉(zhuǎn)全部吸收，該彎曲部分50的彎曲量變多。通過在引導(dǎo)管4內(nèi)馬達(dá)電纜5被扭轉(zhuǎn)，且引導(dǎo)管4周圍的馬達(dá)電纜5的彎曲部分50的變形，能夠減少馬達(dá)電纜5的扭轉(zhuǎn)部分50的扭轉(zhuǎn)量。
[0033](本實(shí)施形態(tài)的多軸機(jī)械手的效果)
根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的多軸機(jī)械手1，還具有以下的效果:
1.通電用的馬達(dá)電纜5以在與引導(dǎo)管4的旋轉(zhuǎn)方向平行的面內(nèi)在引導(dǎo)管4的外周面周圍形成彎曲部分50的形式延伸后，通過引導(dǎo)管4的切口 43。S卩，馬達(dá)電纜5在與向引導(dǎo)管4的插通方向大致正交的面內(nèi)被彎曲，因此可縮短沿著向引導(dǎo)管4的電纜插通方向的該彎曲部分50的長度；
又，因?yàn)閺澢糠?0到達(dá)切口 43，所以彎曲部分50設(shè)置在引導(dǎo)管的兩端部之間。借助于此，也能縮短在向引導(dǎo)管4的電纜插通方向中的基臺(tái)2的長度，進(jìn)而能夠縮小配備了多軸機(jī)械手I的涂裝區(qū)域75 ；
一般來說，涂裝區(qū)域75越大維修費(fèi)越高。因此，通過根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的多軸機(jī)械手I可以抑制涂裝區(qū)域75的維護(hù)費(fèi)；
2.在引導(dǎo)管4內(nèi)能夠并列通過馬達(dá)電纜5和管6這兩個(gè)，因此能在不使馬達(dá)電纜5和管6分離地各自動(dòng)作的情況下緊湊地收納馬達(dá)電纜5和管6。又，管6通過引導(dǎo)管4，因此管6的不經(jīng)意的動(dòng)作被限制。借助于此，能夠防止因?yàn)楣?的不經(jīng)意的動(dòng)作而給工件的涂裝質(zhì)量造成不利影響。
[0034](涂裝機(jī)器的配置)
如上所述，噴槍14所涂裝的工件例如是汽車的門，在該門被安裝在車體上的狀態(tài)下，選擇性地涂裝門的內(nèi)側(cè)(下稱“內(nèi)板”)和門的外側(cè)(下稱“外板”)。在基臺(tái)2或者第二連桿11的任意一個(gè)上選擇性地配置涂裝機(jī)器18的理由如下所示；
涂裝內(nèi)板時(shí)，敞開的門和車體的間隙較小，在靠近噴槍14的第二連桿11上配置涂裝機(jī)器18的話，存在該涂裝機(jī)器18與車門或車體接觸而損傷的顧慮。因此，涂裝內(nèi)板或內(nèi)板和外板兩者的情況下，涂裝機(jī)器18設(shè)置在基臺(tái)2上，且遠(yuǎn)離門地配置該涂裝機(jī)器18 ； 相對于此，涂裝外板時(shí)，配置噴槍14的空間很充裕，即使在靠近噴槍14的第二連桿11上設(shè)置涂裝機(jī)器18，也不存在該涂裝機(jī)器18與門或車體接觸的顧慮。又，涂裝完成后，需要廢棄管6的細(xì)管內(nèi)殘存的涂料，但在第二連桿11上配置涂裝機(jī)器18的話，涂裝機(jī)器18到噴槍14的距離較短，只需廢棄較少的涂料。因此，從降低成本這一點(diǎn)，涂裝外板時(shí)，將涂裝機(jī)器18配置在第2連桿上。
[0035]上述實(shí)施形態(tài)中，基臺(tái)2搭載在轉(zhuǎn)臺(tái)70上。但是，取代轉(zhuǎn)臺(tái)70，基臺(tái)2也可以固定設(shè)置在從壁面7開始與壁面7大致正交地延伸的架子(未圖示)上。這種情況下，基臺(tái)2不能旋轉(zhuǎn)，因此馬達(dá)電纜5也可以不需要通過架子，而從壁面7連接到基臺(tái)2 ；
又，也可以如圖7所示，地面77上設(shè)有壁狀的支架78，該支架78的側(cè)面上設(shè)有基臺(tái)2，并縱向地設(shè)置多軸機(jī)械手I ;
此外，也可以如圖8所示，不通過轉(zhuǎn)臺(tái)70或架子，基臺(tái)2直接安裝在壁面7上。像這樣，本實(shí)施形態(tài)的多軸機(jī)械手I可以采用各種安裝姿勢。
[0036]又，圖4中引導(dǎo)管4的隔壁在引導(dǎo)管4的橫截面中形成為直線狀。但是，管6內(nèi)的細(xì)管根據(jù)應(yīng)涂裝的顏色有時(shí)可達(dá)幾十根，存在管6比馬達(dá)電纜直徑大的情況。因此，也可以如圖9所示，隔壁40在引導(dǎo)管4的橫截面中形成為V字形，使管6所通過的第二通路42的截面積與第一通路41的截面積相比較大地形成。此外，也可以是引導(dǎo)管4的隔壁形成為直線的狀態(tài)下，使第二通路42的截面積與第一通路41的截面相比較大地形成；
上述形態(tài)中，是在突片44上旋轉(zhuǎn)自如地安裝支撐棒45，但該支撐棒45也可以旋轉(zhuǎn)自如地安裝在后板47上；
從上述說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚本發(fā)明的較多改良和其他實(shí)施形態(tài)等。因此，上述說明應(yīng)僅作為例示解釋，是以向本領(lǐng)域技術(shù)人員教導(dǎo)實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu)選的形態(tài)為目的提供。在不脫離本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)，可以實(shí)質(zhì)地變更其結(jié)構(gòu)和/或功能的具體內(nèi)容。
[0037]工業(yè)應(yīng)用性:
根據(jù)本發(fā)明的多軸機(jī)械手，作為具備線條體的機(jī)械手等是有用的。
[0038]符號說明
1多軸機(jī)械手；
2基臺(tái)；
3支持構(gòu)件；
4引導(dǎo)管；
5馬達(dá)電纜；
6管；
8 引導(dǎo)構(gòu)材；
41第一通路；
42第二通路；
43 切口；
50彎曲部分。
【權(quán)利要求】
1.一種多軸機(jī)械手，具備 中空的基臺(tái)； 以該基臺(tái)的軸心為中心可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于該基臺(tái)上的、構(gòu)成手臂的基端部的中空的支持構(gòu)件；和 設(shè)置于所述支持構(gòu)件上并與該支持構(gòu)件一同旋轉(zhuǎn)，一端部旋轉(zhuǎn)自如地插入所述基臺(tái)內(nèi)，其內(nèi)部空間連通所述支持構(gòu)件的內(nèi)部空間和基臺(tái)的內(nèi)部空間，且被第一線條體沿著其長尺寸方向插通的引導(dǎo)管；該引導(dǎo)管的旋轉(zhuǎn)中心和所述第一線條體的中心相偏離； 在位于所述基臺(tái)內(nèi)的引導(dǎo)管的端部的周面上形成有第一線條體所通過的切口； 所述第一線條體以如下形式延伸:從所述引導(dǎo)管的徑向外側(cè)，以在與引導(dǎo)管的旋轉(zhuǎn)方向平行的面內(nèi)在引導(dǎo)管的外周面周圍形成彎曲部分的形式到達(dá)所述切口，并從該切口通過弓I導(dǎo)管內(nèi)側(cè)到達(dá)所述支持構(gòu)件的內(nèi)部空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的多軸機(jī)械手，其特征在于， 在所述引導(dǎo)管的所述切口中設(shè)置有能夠繞著引導(dǎo)管搖動(dòng)、且具有在與所述軸心正交的方向上被所述第一線條體插通的引導(dǎo)孔的引導(dǎo)構(gòu)件； 所述第一線條體從所述引導(dǎo)管的徑向外側(cè)，通過所述引導(dǎo)孔和所述切口被導(dǎo)入至所述引導(dǎo)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多軸機(jī)械手，其特征在于， 所述引導(dǎo)管被隔壁劃分為分別在該引導(dǎo)管的軸方向上延伸的第一通路和第二通路；所述第一通路的一端封閉，且該第一通路在該一端通過所述切口與所述基臺(tái)的內(nèi)部空間連通的同時(shí)在另一端與所述支持構(gòu)件的內(nèi)部空間連通； 所述第二通路的兩端與連接所述支持構(gòu)件的開口部的外部空間以及連接所述基臺(tái)的開口部的外部空間連通； 所述第一線條體用于通電并插通所述第一通路； 第二線條體從所述基臺(tái)的開口部通過所述第二通路，延伸至所述支持構(gòu)件的外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的多軸機(jī)械手，其特征在于， 構(gòu)成所述基臺(tái)、所述引導(dǎo)管的第一通路和所述支持構(gòu)件的內(nèi)部空間是密閉的氣密室。
【文檔編號】B25J19/00GK103889666SQ201280050817
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年10月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月28日
【發(fā)明者】出村暢啟, 谷內(nèi)亮 申請人:川崎重工業(yè)株式會(huì)社