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JP5907770B2 - Industrial robot - Google Patents
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Description

本発明は、可動アーム及び該可動アームに対して回動可能に支持されたエンドエフェクタを少ない電線数で電気的に接続した産業ロボット、詳しくは両者を少ない電線数で電気的に接続する回動配線手段を備えた産業ロボットに関する。   The present invention relates to an industrial robot in which a movable arm and an end effector supported so as to be rotatable with respect to the movable arm are electrically connected with a small number of wires, and more specifically, a rotation in which both are electrically connected with a small number of wires. The present invention relates to an industrial robot provided with wiring means.

産業ロボットの可動アームに回動可能に支持されるエンドエフェクタには、例えば爪部を開閉してワークを保持又は開放するための電動モータや電磁ソレノイド等の電動駆動部材や、該電動モータの回転角を検出するロータリーエンコーダ等の位置センサー、爪部によるワークの保持圧力を検知する圧力センサー等の各種センサーが設けられている。   An end effector supported rotatably on a movable arm of an industrial robot includes, for example, an electric drive member such as an electric motor or an electromagnetic solenoid for opening and closing a claw portion to hold or release a work, and rotation of the electric motor. Various sensors such as a position sensor such as a rotary encoder that detects a corner and a pressure sensor that detects a holding pressure of a workpiece by a claw portion are provided.

そして可動アームとエンドエフェクタは、駆動部材に電力を供給する駆動電源線、各種センサーと産業ロボットの制御装置の間で信号を送受する多数の信号線が電気的に接続されている。これらの駆動電源線及び信号線は、可動アームに対するエンドエフェクタの回動を許容するため、接続箇所において回動量に応じた長さ分、弛ませた状態で配線されている。   The movable arm and the end effector are electrically connected to a drive power supply line for supplying power to the drive member, and a number of signal lines for transmitting and receiving signals between various sensors and the control device for the industrial robot. In order to allow the end effector to rotate with respect to the movable arm, these drive power supply lines and signal lines are wired in a slacked state by a length corresponding to the amount of rotation at the connection location.

しかし、エンドエフェクタによるワークの加工態様によっては、該エンドエフェクタを狭小空間内へ進入させる必要があるが、エンドエフェクタを狭小空間へ進入させる際に弛ませた状態で配線された駆動電源線及び信号線が障害になり、進入可能な空間部が制限される問題を有している。 However, depending on the processing mode of the workpiece by the end effector, it is necessary to allow the end effector to enter the narrow space. However, when the end effector enters the narrow space, the drive power supply line and signal wired in a loose state There is a problem that the line becomes an obstacle, and the space that can be entered is limited.

また、エンドエフェクタの回動に伴って電線が屈曲して断線したり、狭小空間内へ進入する際に駆動電源線及び信号線が狭小空間を構成する部材に接触して電線被覆が摩耗してショートしたりしてエンドエフェクタへ電力を供給できないと共に各種センサーと制御装置の間で信号を送受できない問題を有している。 In addition, when the end effector rotates, the electric wire bends and breaks, or when entering the narrow space, the drive power supply line and the signal line come into contact with the members constituting the narrow space and the wire covering is worn. There is a problem that power cannot be supplied to the end effector due to a short circuit and signals cannot be transmitted and received between the various sensors and the control device.

これらの問題を解決するため、例えば特許文献1に示すように配線パターンとしての電極が印刷配線された可撓性プリント基板(Flexible Printed Circuits、以下においてはFPCと称する。)を使用し、このFPCを、相対回転する可動アームとエンドエフェクタ間にて円弧状に弛ませた状態で固定して電気的に接続すると共に可動アームに対するエンドエフェクタの回転をFPCの円弧状の弛み部分で吸収するように設けている。 In order to solve these problems, for example, as shown in Patent Document 1, a flexible printed circuit board (Flexible Printed Circuits, hereinafter referred to as FPC) on which electrodes as a wiring pattern are printed and wired is used. Are fixed and electrically connected in a state of loosening in a circular arc shape between the movable arm and the end effector which are relatively rotated, and the rotation of the end effector relative to the movable arm is absorbed by the arc-shaped slack portion of the FPC. Provided.

しかし、上記のように可動アーム及びエンドエフェクタをFPCにより回動可能な状態で電気的に接続する場合であっても、駆動電源線数及び多数の信号線数に応じた数の電極を印刷形成したFPCを使用する必要があり、電線の長手直交方向に対するFPC幅が広くなって大型化し、可動アーム及びエンドエフェクタにおける接続箇所のFPC取付けスペースが増大している。この結果、狭小空間にエンドエフェクタを進入させて所要の動作を実行する際には、FPCが邪魔になって所要の動作を実行できない問題を有している。 However, even when the movable arm and the end effector are electrically connected in a state that can be rotated by the FPC as described above, the number of electrodes corresponding to the number of drive power lines and the number of signal lines is printed and formed. It is necessary to use the FPC, and the FPC width in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the electric wire is increased and the size of the FPC is increased, and the FPC mounting space at the connection portion of the movable arm and the end effector is increased. As a result, there is a problem that when the end effector enters the narrow space and the required operation is executed, the FPC becomes an obstacle and the required operation cannot be executed.

特開平1−153290号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-153290

解決しようとする問題点は、可動アーム及びエンドエフェクタを回動可能な状態で電気的に接続するには、多数の電極が印刷配線された幅広のFPCを使用する必要があり、これらの接続箇所に大型のFPCを設けることが困難になる点にある。   The problem to be solved is that in order to electrically connect the movable arm and the end effector in a rotatable state, it is necessary to use a wide FPC in which a large number of electrodes are printed and wired. It is difficult to provide a large-sized FPC.

本発明は、少なくとも2次元方向へ移動制御される可動アームの先端部に設けられた数値制御可能な電動モータの出力軸に駆動連結されたエンドエフェクタを回動可能にした産業ロボットにおいて、上記エンドエフェクタには、電動駆動部材及び各種の電気的センサーを設けると共に上記産業ロボットには、上記電動駆動部材に対して駆動電源及び各種の電気的センサーとの間で信号を送受する制御手段を設けると共に、エンドエフェクタには、上記可動アームが駆動連結されるボスを有した水平回動体を設け、上記水平回動体には、一方端部が可動アーム側の駆動電源線に接続可能で、かつ他方端部がエンドエフェクタ側の駆動電源線に接続可能な駆動電源線としての電極が印刷配線され、上記ボス周りに対して水平回動体の回動を許容する空隙を有して円筒状に卷回された可撓性プリント基板と、制御手段及び各種センサーから可撓性プリント基板の駆動電源線に重畳して送受される信号を対応するデータに変換して入出力可能にする電源通信入出力部材からなる回動配線手段を設け、可動アーム先端部に対し、電動モータの駆動に伴ってエンドエフェクタを回動する際に、ボス周りに対して円筒状に卷回された可撓性プリント基板を拡縮径して上記電動駆動部材及び制御手段間における駆動電源の供給及び各種の電気的センサーからの信号の送受を可能にすることを最も主要な特徴とする。 The present invention, in industrial robot that can rotate the end effector is drivingly connected to an output shaft of the numerical controllable electric motor provided in the distal end portion of the movable arm is controlled to move in at least two dimensions, the end The effector is provided with an electric drive member and various electric sensors, and the industrial robot is provided with control means for transmitting and receiving signals to and from the drive power source and various electric sensors with respect to the electric drive member. The end effector is provided with a horizontal rotating body having a boss to which the movable arm is drivingly connected, and one end of the horizontal rotating body can be connected to the driving power line on the movable arm side, and the other end part is the electrode as a driving power supply line can be connected to the end effector side of the driving power supply line are printed circuit, to allow the rotation of the horizontal rotating member with respect to around the boss A flexible printed circuit board which is wound around a cylindrical shape having a gap, by superimposing a control unit and various sensors in the drive power supply line of the flexible printed circuit board converts the signals sent and received in the corresponding data Rotating wiring means consisting of power communication I / O members that enable input / output is provided, and when the end effector is rotated with the drive of the electric motor with respect to the tip of the movable arm, it is cylindrical with respect to the periphery of the boss The main feature is that the wound flexible printed circuit board is enlarged and reduced in diameter so as to be able to supply driving power and send / receive signals from various electric sensors between the electric driving member and the control means. .

本発明は、少ない本数の電極が印刷配線された幅狭のFPCを使用し、接続箇所における取付けスペースを狭小化して可動アーム及びエンドエフェクタを回動可能な状態で電気的に接続することができる。   The present invention uses a narrow FPC in which a small number of electrodes are printed and wired, and can reduce the mounting space at the connection location and electrically connect the movable arm and the end effector in a rotatable state. .

産業ロボットとしての樹脂成形品取出し機の概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of the resin molded product taking-out machine as an industrial robot. 可動アームとしての上下アームとエンドエフェクタとしてのチャック箇所を拡大して示す斜視図である。It is a perspective view which expands and shows the chuck | zipper location as an up-and-down arm as a movable arm and an end effector. FPCの卷回状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the winding state of FPC. チャックの水平回動及び反転回動状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the horizontal rotation and reverse rotation state of a chuck | zipper. チャックを水平回動した際のFPCの縮径状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the diameter reduction state of FPC at the time of rotating a chuck | zipper horizontally. 重ね合わされた可撓性流路シート及びFPCの卷回状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the winding state of the flexible flow path sheet | seat and FPC which were overlapped.

可動アーム先端部に対し、電動モータの駆動に伴ってエンドエフェクタを回動する際に、ボス周りに対して円筒状に卷回された可撓性プリント基板を拡縮径して上記電動駆動部材及び制御手段間における駆動電源の供給及び各種の電気的センサーからの信号の送受を可能にすることを最適の実施形態とする。 When rotating the end effector with the drive of the electric motor with respect to the tip of the movable arm, the flexible printed circuit board wound in a cylindrical shape around the boss is enlarged and reduced in diameter, and the electric drive member and It is an optimal embodiment to enable supply of drive power between control means and transmission / reception of signals from various electric sensors .

以下、実施例を示す図に従って本発明を説明する。
先ず、産業ロボットとしての樹脂成形品取出し機1の概略を説明すると、図1に示すように、樹脂成形品取出し機1は、樹脂成形機(図示せず)における固定プラテン3の上面に固定される。該樹脂成形品取出し機1は、樹脂成形機の中心軸線と直交する方向(左右方向)へ延出する本体フレーム5と、該本体フレーム5上を左右方向へ往復移動可能に支持される第1走行体7と、第1走行体7に対して上記中心軸線と一致する方向(前後方向)へ延出して設けられる前後フレーム9上を前後方向へ往復移動可能に支持される第2走行体11と、該第2走行体11に対して上下方向へ昇降可能に支持される可動アームとしての上下アーム13と、該上下アーム13の下端部に水平回動可能に設けられるエンドエフェクタとしてのチャック15とから構成される。
The present invention will be described below with reference to the drawings showing examples.
First, the outline of the resin molded product take-out machine 1 as an industrial robot will be described. As shown in FIG. 1, the resin molded product take-out machine 1 is fixed to the upper surface of a fixed platen 3 in a resin molding machine (not shown). The The resin molded product take-out machine 1 includes a main body frame 5 extending in a direction (left-right direction) perpendicular to the central axis of the resin molding machine, and a first frame supported so as to be reciprocally movable in the left-right direction on the main body frame 5. A traveling body 7 and a second traveling body 11 supported so as to be reciprocally movable in the front-rear direction on a front-rear frame 9 provided to extend in a direction (front-rear direction) that coincides with the central axis with respect to the first traveling body 7. And a vertical arm 13 as a movable arm supported so as to be movable up and down with respect to the second traveling body 11, and a chuck 15 as an end effector provided at the lower end of the vertical arm 13 so as to be horizontally rotatable. It consists of.

チャック15は、樹脂成形品を保持する複数個の吸着部材、把持部材等の保持部材17が設けられ、該保持部材17により樹脂成形された金型内の樹脂成形品を保持した後に、所定の開放位置へ移動して樹脂成形品の取出し動作を行う。また、チャック15には、各保持部材17に樹脂成形品を保持したことを検出する光学的センサー、圧力センサー等の各種センサー(図示せず)が設けられている。   The chuck 15 is provided with a plurality of holding members 17 such as a suction member and a holding member for holding the resin molded product, and after holding the resin molded product in the mold molded by the holding member 17, a predetermined member is provided. Move to the open position and take out the resin molded product. The chuck 15 is provided with various sensors (not shown) such as an optical sensor and a pressure sensor for detecting that the resin molded product is held on each holding member 17.

上記第1及び第2走行体7,11と上下アーム13は、サーボモータ等の数値制御可能な電動モータ(図示せず)にそれぞれ駆動連結され、各電動モータの駆動制御により左右方向、前後方向及び上下方向へそれぞれ往復移動される。なお、各電動モータに連結されて対応する第1及び第2走行体7,11と上下アーム13を往復移動する往復移動機構としては、公知の送りねじ機構、ベルト機構又は電動モータの代わりにリニアモータを使用して第1及び第2走行体7,11と上下アーム13を直接移動させる構造であってもよい。   The first and second traveling bodies 7 and 11 and the upper and lower arms 13 are drivingly connected to a numerically controllable electric motor (not shown) such as a servomotor, and the left and right direction and the front and rear direction are controlled by driving control of each electric motor. And reciprocally move up and down. A reciprocating mechanism connected to each electric motor to reciprocate the corresponding first and second traveling bodies 7 and 11 and the upper and lower arms 13 is linear instead of a known feed screw mechanism, belt mechanism or electric motor. The structure which moves the 1st and 2nd traveling bodies 7 and 11 and the up-and-down arm 13 directly using a motor may be sufficient.

図2及び図3に示すように、上記したように上下アーム13の下端部には、チャック15が水平回動可能及び反転回動可能に設けられる。即ち、上記上下アーム13の下部には、上下方向に軸線を有したサーボモータ等の数値制御可能な電動モータ19が設けられ、該電動モータ19の出力軸には、エンドエフェクタの一部を構成する水平回動体21のボス21aに固定される。該水平回動体21は、上記電動モータ19の駆動に伴って所要の角度で水平回動される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the chuck 15 is provided at the lower end of the upper and lower arms 13 as described above so as to be horizontally rotatable and reversely rotatable. That is, a numerically controllable electric motor 19 such as a servo motor having an axis in the vertical direction is provided below the upper and lower arms 13, and the output shaft of the electric motor 19 constitutes a part of the end effector. It is fixed to the boss 21a of the horizontal rotating body 21 that performs. The horizontal rotation body 21 is horizontally rotated by the predetermined angle according to the driving of the electric motor 19.

また、上記水平回動体21には、水平方向に軸線を有したサーボモータ等の数値制御可能な電動モータ23が設けられ、該電動モータ23は、水平回動体21の下部に回転可能に軸支されたエンドエフェクタの一部を構成する反転軸25に駆動連結される。該反転軸25には、チャック取付け板26が設けられ、該チャック取付け板26に上記チャック15が固定される。該チャック15は、上記電動モータ23の駆動に伴って反転回動して姿勢制御される。   The horizontal rotating body 21 is provided with a numerically controllable electric motor 23 such as a servomotor having an axis in the horizontal direction. The electric motor 23 is rotatably supported at the lower part of the horizontal rotating body 21. It is drivingly connected to a reversing shaft 25 constituting a part of the end effector. The reverse shaft 25 is provided with a chuck mounting plate 26, and the chuck 15 is fixed to the chuck mounting plate 26. As the electric motor 23 is driven, the chuck 15 is rotated and rotated in the reverse direction.

なお、図4は電動モータ23の出力軸及び反転軸25に歯付きプーリ23a・25aをそれぞれ取り付け、これらプーリ23a・25aに歯付きベルトを掛渡して反転軸25を回転させる構成としたが、歯車で駆動連結した構成であってもよい。また、上記電動モータ23には、反転軸25の回動角を検出するロータリーエンコーダ等の位置検出器(図示せず)が設けられる。 In FIG. 4, toothed pulleys 23 a and 25 a are respectively attached to the output shaft and the reversing shaft 25 of the electric motor 23, and the reversing shaft 25 is rotated by passing a toothed belt around the pulleys 23 a and 25 a. It may be configured to be driven and connected by a gear. The electric motor 23 is provided with a position detector (not shown) such as a rotary encoder that detects the rotation angle of the reversing shaft 25.

上記水平回動体21には、上記した電動モータ23及びその位置検出器が、またチャック15には、各保持部材17に各種センサーが設けられているため、電動モータ23に対しては駆動電力を供給するための駆動電源線を接続すると共に各センサーと樹脂成形品取出し機1の制御装置(図示せず)との間で信号を送受する多数の信号線で接続する必要がある。このため、上下アーム13と水平回動体21及びチャック15は、回動配線手段27を介して電気的に接続される。   Since the horizontal rotating body 21 is provided with the above-described electric motor 23 and its position detector, and the chuck 15 is provided with various sensors on each holding member 17, the electric power is supplied to the electric motor 23. It is necessary to connect a drive power supply line for supply and a number of signal lines for transmitting and receiving signals between each sensor and a control device (not shown) of the resin molded product take-out machine 1. For this reason, the upper and lower arms 13, the horizontal rotating body 21 and the chuck 15 are electrically connected via the rotating wiring means 27.

即ち、水平回動体21におけるボス21aの周りには、FPC31が水平回動体21の回動角度に応じて弛ませた状態で卷回された円筒状に配置される。該FPC31には、モータ駆動用電力用電線に対応する2本の電極31a(図3に記載)が卷回方向へ延出するように印刷配線される。そして上記FPC31の長手方向各端部には、上記各電極31aが電気的に接続されたコネクタ33・35がそれぞれ取り付けられる。なお、図中の符号29は、円筒状に卷回されたFPC31の外側周面を覆う円筒カバーである。   That is, around the boss 21 a in the horizontal rotating body 21, the FPC 31 is arranged in a cylindrical shape wound in a relaxed state according to the rotation angle of the horizontal rotating body 21. The FPC 31 is printed and wired so that two electrodes 31a (described in FIG. 3) corresponding to the motor driving power wires extend in the winding direction. Connectors 33 and 35, to which the electrodes 31a are electrically connected, are attached to the longitudinal ends of the FPC 31, respectively. In addition, the code | symbol 29 in a figure is a cylindrical cover which covers the outer peripheral surface of FPC31 wound by cylindrical shape.

上記FPC31は、上記水平回動体21の回動原点位置においては、拡径された円筒状態で、また水平回動体21が所要の角度で回動した際には、円筒状態が縮径するように変形させられる。なお、FPC31の卷回状態としては、上記と逆であってもよい。また、電動モータ23が3相モータの場合には、FPC31に印刷配線される電極線数としては3本になる。   The FPC 31 is in an expanded cylindrical state at the rotation origin position of the horizontal rotating body 21, and when the horizontal rotating body 21 rotates at a required angle, the cylindrical state is reduced in diameter. Deformed. Note that the winding state of the FPC 31 may be the reverse of the above. When the electric motor 23 is a three-phase motor, the number of electrode lines printed and wired on the FPC 31 is three.

一方のコネクタ33は、上記上下アーム13の下端部に固定され、上記上下アーム13内に収容された駆動電源線(図示せず)が電気的に接続される。また、他方のコネクタ35は、上記水平回動体21に固定され、上記電動モータ23の駆動電源線(図示せず)及び電源通信入出力部材41からの信号線(図示せず)がそれぞれ接続される。   One connector 33 is fixed to the lower end of the upper and lower arms 13 and is electrically connected to a drive power line (not shown) accommodated in the upper and lower arms 13. The other connector 35 is fixed to the horizontal rotating body 21 and is connected to a drive power line (not shown) of the electric motor 23 and a signal line (not shown) from the power communication input / output member 41. The

上記電源通信入出力部材41は、入力信号を内部通信バスの送信データに変換して内部通信バスに出力すると共に内部通信バスからの受信データを出力信号に変換する入出力カード、供給電源から入出力カードの内部電源を生成すると共に通信ラインと内部通信バスのゲートウェイとして機能し、かつ通信ラインからのデータを内部通信バスのデータに変換、または内部通信バスからのデータを通信ラインのデータに変換して出力する電源通信カードから構成され、該電源通信入出力部材41の一方端子には、上記信号線が、また他方端子には、各種センサーの信号線(図示せず)がそれぞれ接続される。 The power communication input / output member 41 converts an input signal into transmission data of the internal communication bus and outputs it to the internal communication bus, and also converts an input signal from the internal communication bus into an output signal. Generates the internal power supply for the output card and functions as a gateway for the communication line and the internal communication bus, and converts data from the communication line to data on the internal communication bus, or converts data from the internal communication bus to data on the communication line The signal line is connected to one terminal of the power communication input / output member 41, and signal lines (not shown) of various sensors are connected to the other terminal. .

次に、上記のように構成された樹脂成形品取出し機1及び回動配線手段27の作用を説明する。
先ず、樹脂成形品取出し機1の作用を説明すると、樹脂成形品取出し機1に対して樹脂成形機から成形完了信号が出力されると、上下アーム13を下降してチャック15を型開した金型間へ進入させた後、第2走行体を前方へ移動してチャック15を金型内に保持された樹脂成形品に近づいた状態で相対させる。
Next, the operation of the resin molded product take-out machine 1 and the rotating wiring means 27 configured as described above will be described.
First, the operation of the resin molded product take-out machine 1 will be described. When a molding completion signal is output from the resin molding machine to the resin molded product take-out machine 1, the upper and lower arms 13 are moved down to open the chuck 15. After entering between the molds, the second traveling body is moved forward, and the chuck 15 is made to face the resin molded product held in the mold.

該状態にて樹脂成形機の突出し機構を作動して金型内から樹脂成形品をチャック15へ突き出して保持させた後、第2走行体11を後方へ移動すると共に上下アーム13を上昇して樹脂成形品を保持したチャック15を金型間から抜き出させた後、第1走行体7を移動してチャック15を樹脂成形機の操作側又は反操作側に設定された開放位置へ移動させる。チャック15が開放位置へ移動されると、例えば搬出コンベヤや箱詰装置のコンテナ内に対して樹脂成形品の保持を解除して樹脂成形品の取出しを完了させる。 In this state, the protruding mechanism of the resin molding machine is operated to protrude and hold the resin molded product from the mold to the chuck 15, and then the second traveling body 11 is moved backward and the upper and lower arms 13 are raised. After the chuck 15 holding the resin molded product is extracted from between the molds, the first traveling body 7 is moved to move the chuck 15 to the open position set on the operation side or the non-operation side of the resin molding machine. . When the chuck 15 is moved to the open position, for example, the holding of the resin molded product is released from the inside of the container of the carry-out conveyor or the boxing device, and the removal of the resin molded product is completed.

上記した搬出コンベヤや箱詰装置のコンテナ内に樹脂成形品を開放する際に、チャック15を水平回動させたり、反転回動させたりして樹脂成形品の開放姿勢を姿勢制御する必要がある。このため、図4に示すように電動モータ19を駆動制御して水平回動体21を水平方向に対して所要の角度で回動させると共に電動モータ23を駆動制御してチャック15を反転回動させる。 When the resin molded product is opened in the container of the carry-out conveyor or the boxing device described above, it is necessary to control the posture of the resin molded product by opening the chuck 15 horizontally or reversely rotating. . For this reason, as shown in FIG. 4, the electric motor 19 is driven and controlled to rotate the horizontal rotating body 21 at a required angle with respect to the horizontal direction, and the electric motor 23 is driven and controlled to reversely rotate the chuck 15. .

上下アーム13に対して水平回動体21が水平方向へ回動する際に、図5に示すように弛んだ状態で卷回されたFPC31が縮径するように弾性変形して水平回動体21の回動を可能にさせる。また、上記電動モータ23に印加される電力は、FPC31に印刷配線された電極31aを介して供給される。更に、樹脂成形品取出し機1の制御装置と各種センサーの間においては、信号が駆動電源線に重畳されて送受される。 When the horizontal rotating body 21 rotates in the horizontal direction with respect to the upper and lower arms 13, the FPC 31 wound in a slack state as shown in FIG. Allow rotation. The electric power applied to the electric motor 23 is supplied through an electrode 31 a printed and wired on the FPC 31. Further, between the control device of the resin molded product take-out machine 1 and various sensors, signals are transmitted and received while being superimposed on the drive power supply line.

即ち、樹脂成形品取出し機1の制御装置から出力される信号は、上下アーム13内の駆動電源線、電極31aに重畳して電源通信入出力部材41に入力された後、電源通信入出力部材41の入出力カードにより出力データへ変換されて位置検出器や各センサーへ出力される。また、位置検出器や各センサーから出力される信号は、電源通信入出力部材41の入出力カードにより出力データへ変換された後に、電極31a、上下アーム13内の駆動電源線に重畳して制御装置へ出力される。 That is, a signal output from the control device of the resin molded product take-out machine 1 is input to the power communication input / output member 41 while being superimposed on the drive power line and the electrode 31a in the upper and lower arms 13, and then the power communication input / output member 41 It is converted into output data by 41 input / output cards and output to the position detector and each sensor. The signals output from the position detector and each sensor are converted into output data by the input / output card of the power communication input / output member 41 and then superposed on the electrode 31a and the drive power supply line in the upper and lower arms 13 for control. Output to the device.

本実施例は、上下アーム13とチャック15の間で電線が弛んだ状態で配線されるのを回避し、上下アーム13に対してチャック15を回動可能な状態で電気的に接続することができる。また、樹脂成形品取出し機1の制御装置とチャック15側の位置検出器や各センサーの間で送受される信号を電極31a及び上下アーム13内の駆動電源線に重畳させることにより両者間の配線数を低減させることができる。 In the present embodiment, it is possible to avoid the wiring of the electric wire between the upper and lower arms 13 and the chuck 15 being loosened, and to electrically connect the chuck 15 to the upper and lower arms 13 in a rotatable state. it can. Further, a signal transmitted and received between the control device of the resin molded product take-out machine 1 and the position detector and each sensor on the chuck 15 side is superimposed on the drive power line in the electrode 31a and the upper and lower arms 13, thereby wiring between them. The number can be reduced.

上記説明は、産業ロボットとしてエンドエフェクタとしてのチャック15を直交3軸方向へ移動させる樹脂成形品取出し機1を例に説明したが、本発明は、エンドエフェクタを多軸方向へ移動させる多関節型の産業ロボットにおいても実施できることは、勿論である。   In the above description, the resin molded product take-out machine 1 that moves the chuck 15 as an end effector in three orthogonal directions as an industrial robot has been described as an example. However, the present invention is a multi-joint type that moves the end effector in multiple axes. Of course, this can also be implemented in other industrial robots.

上記説明は、可動アームとエンドエフェクタの接続箇所にて可動アーム側の駆動電源線とエンドエフェクタ側の駆動電源線をFPCにより接続すると共に制御手段と各種のセンサーの間で駆動電源線及びFPCに重畳して送受される信号を電源通信入出力部材により対応するデータへ変換する構成としたが、エンドエフェクタとしてのチャック15には、圧縮空気等の圧力流体で作動するエアーシリンダー等の複数の圧力流体作動部材を設ける場合がある。この場合にあっては、可動アーム側に設けられる複数の圧力流体管と各圧力流体作動部材の圧力流体管を、チャック15の回動を許容するように接続する必要がある。   In the above description, the drive power line on the movable arm side and the drive power line on the end effector side are connected by the FPC at the connection point between the movable arm and the end effector, and the drive power line and the FPC are connected between the control means and various sensors. Although the signal transmitted and received in a superimposed manner is converted into corresponding data by the power communication input / output member, the chuck 15 as an end effector has a plurality of pressures such as an air cylinder that operates with a pressure fluid such as compressed air. A fluid actuating member may be provided. In this case, it is necessary to connect the plurality of pressure fluid pipes provided on the movable arm side and the pressure fluid pipes of the respective pressure fluid operating members so as to allow the chuck 15 to rotate.

可動アーム15とエンドエフェクタ15(21)の接続箇所にて圧力流体管を接続するには、図6に示すように長手方向に延出する複数の流路51aが長手直交方向に配列されたシリコンゴム等からなる可撓性流路シート51を、上記FPC31と同様にエンドエフェクタ15(21)の回動を許容するように弛ませた状態で卷回して円筒状とし、一方に可動アーム15(21)側の圧力流体管53を、また他方にエンドエフェクタ15(21)側の圧力流体管55を接続すればよい。   In order to connect the pressure fluid pipe at the connection point of the movable arm 15 and the end effector 15 (21), as shown in FIG. 6, a plurality of flow paths 51a extending in the longitudinal direction are arranged in the longitudinal orthogonal direction. The flexible flow path sheet 51 made of rubber or the like is wound into a cylindrical shape while being slackened so as to allow the end effector 15 (21) to rotate, similarly to the FPC 31, and the movable arm 15 ( The pressure fluid pipe 53 on the 21) side and the pressure fluid pipe 55 on the end effector 15 (21) side may be connected to the other side.

この場合にあっては、上記可撓性流路シート51とFPC31を重ね合わせた状態でエンドエフェクタ15(21)の回動を許容するように弛ませた状態で卷回して円筒状に形成すればよい。その際、FPC31及び可撓性流路シート51の間に、例えばフッ化樹脂シート等の低摩擦係数の樹脂シートを介在させて両者間の摩擦係数を低減させることによりエンドエフェクタ15(21)の回動に伴うFPC31及び可撓性流路シート51の拡径及び縮径を円滑に行わせることができる。 In this case, the flexible flow path sheet 51 and the FPC 31 are overlapped with each other so that the end effector 15 (21) is loosened so as to allow rotation, and is formed into a cylindrical shape. That's fine. At that time, a resin sheet having a low coefficient of friction such as a fluorinated resin sheet is interposed between the FPC 31 and the flexible flow path sheet 51 to reduce the coefficient of friction between them, thereby reducing the end effector 15 (21). The diameter expansion and contraction of the FPC 31 and the flexible flow path sheet 51 accompanying the rotation can be smoothly performed.

上記説明は、上下アーム13と水平回動体21の接続箇所にFPC31及び電源通信入出力部材41を設ける構成としたが、水平回動体21と反転軸25の接続箇所にFPC及び電源通信入出力部材を設ける構成としてもよい。 In the above description, the FPC 31 and the power communication input / output member 41 are provided at the connection point between the upper and lower arms 13 and the horizontal rotating body 21, but the FPC and power communication input / output member are provided at the connection point between the horizontal rotating body 21 and the reversing shaft 25. It is good also as a structure which provides.

1 産業ロボットとしての樹脂成形品取出し機
3 固定プラテン
5 本体フレーム
7 第1走行体
9 前後フレーム
11 第2走行体
13 可動アームとしての上下アーム
15 エンドエフェクタとしてのチャック
17 保持部材
19 電動モータ
21 エンドエフェクタの一部を構成する水平回動体
21a ボス
23 電動モータ
25 エンドエフェクタの一部を構成する反転軸
26 チャック取付け板
27 回動配線手段
29 円筒カバー
31 FPC
31a 電極
33・35 コネクタ
41 電源通信入出力部材
51 可撓性流路シート
51a 流路
53 圧力流体管
55 圧力流体管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Resin molded product take-out machine as an industrial robot 3 Fixed platen 5 Main body frame 7 First traveling body 9 Front and rear frame 11 Second traveling body 13 Vertical arm 15 as movable arm End chuck 17 as holding effector Holding member 19 Electric motor 21 End Horizontal rotating body 21a constituting part of effector Boss 23 Electric motor 25 Reversing shaft 26 constituting part of end effector Chuck mounting plate 27 Turning wiring means 29 Cylindrical cover 31 FPC
31a Electrode 33/35 Connector 41 Power communication input / output member 51 Flexible flow path sheet 51a Flow path 53 Pressure fluid pipe 55 Pressure fluid pipe

Claims (7)

少なくとも2次元方向へ移動制御される可動アームの先端部に設けられた数値制御可能な電動モータの出力軸に駆動連結されたエンドエフェクタを回動可能にした産業ロボットにおいて、
上記エンドエフェクタには、電動駆動部材及び各種の電気的センサーを設けると共に上記産業ロボットには、上記電動駆動部材に対して駆動電源及び各種の電気的センサーとの間で信号を送受する制御手段を設けると共に、
エンドエフェクタには、上記可動アームが駆動連結されるボスを有した水平回動体を設け、
上記水平回動体には、一方端部が可動アーム側の駆動電源線に接続可能で、かつ他方端部がエンドエフェクタ側の駆動電源線に接続可能な駆動電源線としての電極が印刷配線され、上記ボス周りに対して水平回動体の回動を許容する空隙を有して円筒状に卷回された可撓性プリント基板と、制御手段及び各種センサーから可撓性プリント基板の駆動電源線に重畳して送受される信号を対応するデータに変換して入出力可能にする電源通信入出力部材からなる回動配線手段を設け、
可動アーム先端部に対し、電動モータの駆動に伴ってエンドエフェクタを回動する際に、ボス周りに対して円筒状に卷回された可撓性プリント基板を拡縮径して上記電動駆動部材及び制御手段間における駆動電源の供給及び各種の電気的センサーからの信号の送受を可能にすることを特徴とする産業ロボット。
In an industrial robot in which an end effector driven and connected to an output shaft of a numerically controllable electric motor provided at the tip of a movable arm that is controlled to move in at least a two-dimensional direction is rotatable.
The end effector is provided with an electric drive member and various electric sensors, and the industrial robot has a control means for transmitting and receiving signals to and from the drive power source and various electric sensors with respect to the electric drive member. While providing
The end effector is provided with a horizontal rotating body having a boss to which the movable arm is drivingly connected,
The horizontal rotating body is printed with an electrode as a drive power supply line, one end of which can be connected to the drive power line on the movable arm side and the other end connected to the drive power supply line on the end effector side , A flexible printed circuit board wound in a cylindrical shape with a gap that allows the horizontal rotation body to rotate around the boss , and a drive power line of the flexible printed circuit board from the control means and various sensors. There is provided a rotating wiring means composed of a power communication input / output member that converts the signal transmitted and received into the corresponding data and enables input / output ,
When rotating the end effector with the drive of the electric motor with respect to the tip of the movable arm, the flexible printed circuit board wound in a cylindrical shape around the boss is enlarged and reduced in diameter, and the electric drive member and An industrial robot characterized in that it enables supply of drive power between control means and transmission / reception of signals from various electric sensors .
請求項1において、
上記水平回動体には、複数の流路が設けられ、各流路の一方が可動アーム側の流体圧管に接続されると共に各流路の他方がエンドエフェクタ側の流体圧管に接続され、上記ボス周りに対して水平回動体の回動を許容する空隙を有して円筒状に卷回された可撓性流路シートを設けた産業ロボット。
In claim 1,
The horizontal rotating body is provided with a plurality of flow paths, one of the flow paths is connected to the fluid pressure pipe on the movable arm side, and the other of the flow paths is connected to the fluid pressure pipe on the end effector side. An industrial robot provided with a flexible flow path sheet wound in a cylindrical shape with a gap allowing rotation of a horizontal rotating body with respect to the surroundings .
請求項2において、
可撓性流路シートは、上記可撓性プリント基板に重ね合わせた状態で上記ボス周りに対して水平回動体の回動を許容する空隙を有して円筒状に卷回された産業ロボット。
In claim 2,
An industrial robot in which the flexible flow path sheet is wound in a cylindrical shape with a gap that allows the horizontal rotating body to rotate around the boss in a state of being superimposed on the flexible printed board .
請求項1において、
産業ロボットは、少なくとも直交3軸の可動アームを各軸方向へ移動してエンドエフェクタを所要の位置へ三次元移動する産業ロボット。
In claim 1,
An industrial robot is an industrial robot that moves an end effector three-dimensionally to a required position by moving at least three orthogonal movable arms in each axial direction .
請求項4において、
樹脂成形機の中心軸線と直交方向へ延出する本体フレーム上にて移動可能に支持される第1走行体と、該第1走行体にて上記中心軸線と一致する方向に延出する前後フレーム上を移動可能に支持される第2走行体と、該第2走行体に対して昇降可能に支持される上下アームとを備えた樹脂成形品取出し機とし、エンドエフェクタは、上記上下アームの下端部にて回動可能に支持されるチャックとした産業ロボット。
In claim 4,
A first traveling body supported movably on a main body frame extending in a direction orthogonal to the central axis of the resin molding machine, and front and rear frames extending in a direction coinciding with the central axis by the first traveling body A resin molded product take-out machine comprising a second traveling body supported so as to be movable upward and an upper and lower arm supported so as to be movable up and down relative to the second traveling body, and an end effector is provided at the lower end of the upper and lower arms. Industrial robot as a chuck that is rotatably supported by the part .
請求項5において、
チャックは、上記上下アームの下端部に内蔵された数値制御可能な電動モータの出力軸に連結された水平回動体を介して設けられた産業ロボット。
In claim 5,
The chuck is an industrial robot provided via a horizontal rotating body connected to the output shaft of a numerically controllable electric motor built in the lower end of the upper and lower arms .
請求項5において、
チャックは、上記上下アームの下端部に内蔵された数値制御可能な電動モータの出力軸に連結された水平回動体及び該水平回動体に設けられた数値制御可能に電動モータに連結された反転軸を介して設けられた産業ロボット。
In claim 5,
The chuck includes a horizontal rotating body connected to an output shaft of a numerically controllable electric motor built in a lower end portion of the upper and lower arms, and a reversing shaft connected to the numerically controllable electric motor provided in the horizontal rotating body. Industrial robot provided through .
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