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JP6182378B2 - Robot system - Google Patents
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JP6182378B2 JP2013152441A JP2013152441A JP6182378B2 JP 6182378 B2 JP6182378 B2 JP 6182378B2 JP 2013152441 A JP2013152441 A JP 2013152441A JP 2013152441 A JP2013152441 A JP 2013152441A JP 6182378 B2 JP6182378 B2 JP 6182378B2
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Description

本発明は、ロボットの先端部に固定されたツールにて加工、計測、その他の処理を行うロボットシステムに関する。   The present invention relates to a robot system that performs processing, measurement, and other processing using a tool fixed to a tip of a robot.

従来、この種のロボットシステムとしては、架台の上部に設けられた上部ベースにロボットが取り付けられ、上部ベースより下方に配置されたワークに対し、ロボットの先端に固定されたツールにて加工を行うものが知られている。このロボットシステムは、ツールとして、ワークのバリを除去するためのバリ取り工具を備えていた(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in this type of robot system, the robot is attached to the upper base provided at the upper part of the gantry, and the workpiece placed below the upper base is processed with a tool fixed to the tip of the robot. Things are known. This robot system is provided with a deburring tool for removing deburring of a workpiece as a tool (see, for example, Patent Document 1).

特許5076152号公報(第1図)Japanese Patent No. 5076152 (FIG. 1)

ところで、上述した従来のロボットシステムにおけるツールを、例えば、レーザー加工用のレーザートーチや、三次元測定用の測定子に置き換えた場合、ツールに接続されたケーブル(光ファイバケーブルや通信ケーブル)が、上部ベースの下方に大きく垂れ下がって、ツールの移動を妨げる虞があった。また、ツールの移動に伴う過度な屈曲や引っ張りによってケーブルが破損する虞があった。   By the way, when the tool in the conventional robot system described above is replaced with, for example, a laser torch for laser processing or a probe for three-dimensional measurement, a cable (optical fiber cable or communication cable) connected to the tool is There was a possibility that the tool would hinder the movement of the tool due to drooping down below the upper base. In addition, the cable may be damaged due to excessive bending or pulling accompanying the movement of the tool.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ケーブルによってツールの移動が妨げられたり、ケーブルが破損することを防止することが可能なロボットシステムの提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a robot system capable of preventing the movement of a tool by a cable or preventing the cable from being damaged.

上記目的を達成するためになされた請求項1の発明に係るロボットシステムは、架台の上部に設けられた上部ベースにロボットが取り付けられ、上部ベースより下方に配置されたワークに対し、ロボットの先端部に固定されたツールにて加工、計測、その他の処理を行うロボットシステムにおいて、ツールに接続されたケーブルを、上部ベースに備えたケーブル挿通孔の内側に通してからU字状に曲げて下方に向かわせて上部ベースに備えたケーブル端部支持部に固定し、上部ベースから上方に起立した昇降ガイドレールと、昇降ガイドレールに上下動可能に案内され、ケーブルの一部を保持したケーブル保持スライダと、ケーブル保持スライダを位置制御するケーブル取回用サーボモータと、ロボットの駆動源であるロボット駆動用サーボモータのティーチングポイントとケーブル取回用サーボモータティーチングポイントとを対応付けて記憶し、ティーチングプレイバックによりロボット及びケーブル保持スライダを駆動することが可能なコントローラとを備えたところに特徴を有する。 In order to achieve the above object, a robot system according to the invention of claim 1 is configured such that a robot is attached to an upper base provided at an upper portion of a gantry, and a tip of the robot is placed on a workpiece disposed below the upper base. In a robot system that performs processing, measurement, and other processing with a tool fixed to the section, the cable connected to the tool is passed through the inside of the cable insertion hole provided in the upper base, and then bent into a U-shape downward. Fixed to the cable end support provided on the upper base, and the lifting guide rail that stands up from the upper base, and the cable holding that is guided by the lifting guide rail so that it can move up and down and holds a part of the cable A slider, a cable handling servo motor that controls the position of the cable holding slider, and a robot drive servo that is the drive source of the robot In association with a teaching point over data teaching points and servomotor cable preparative times, characterized in was a capable controller to drive the robot and cable retention slider by teaching playback.

ここで、本発明における「ケーブル」とは、電気やレーザー光を伝送するものだけでなく、中空構造で内部を流体が通過可能なもの(ホースやチューブ)を含む意味である。   Here, the “cable” in the present invention is meant to include not only those that transmit electricity and laser light, but also those that have a hollow structure and allow fluid to pass through them (hose and tube).

請求項2の発明は、請求項1に記載のロボットシステムにおいて、一端部がケーブル保持スライダに固定される一方、他端部がケーブル端部支持部に固定されて、ケーブルをU字状に湾曲した形状に維持するケーブルキャリアを備えたところに特徴を有する。   According to a second aspect of the present invention, in the robot system according to the first aspect, one end is fixed to the cable holding slider, while the other end is fixed to the cable end supporting portion, and the cable is bent in a U shape. It is characterized by a cable carrier that maintains the shape.

請求項3の発明は、請求項1又は2に記載のロボットシステムにおいて、ツールは、レーザートーチであり、ケーブルは、レーザー光を案内する光ファイバであるところに特徴を有する。   The invention of claim 3 is characterized in that, in the robot system of claim 1 or 2, the tool is a laser torch, and the cable is an optical fiber for guiding laser light.

請求項4の発明は、請求項1乃至3の何れか1の請求項に記載のロボットシステムにおいて、第1の水平方向に平行に延びかつケーブルを挟んで対峙した1対の第1ローラーと、第1の水平方向と直交する第2の水平方向に平行に延びかつケーブルを挟んで対峙し、1対の第1ローラーに対して上下方向で重なるように配置された1対の第2ローラーとを上部ベースに回転可能に支持して、ケーブル挿通孔は、1対ずつの第1及び第2のローラーに囲まれているところに特徴を有する。   A fourth aspect of the present invention is the robot system according to any one of the first to third aspects, wherein the pair of first rollers extends parallel to the first horizontal direction and faces each other with a cable interposed therebetween. A pair of second rollers extending parallel to a second horizontal direction perpendicular to the first horizontal direction and facing each other with a cable interposed therebetween, and arranged to overlap the pair of first rollers in the vertical direction; The cable insertion hole is characterized in that it is surrounded by a pair of first and second rollers.

請求項5の発明は、請求項1乃至4の何れか1の請求項に記載のロボットシステムにおいて、上部ベースは、メインベースと、メインベースの上方に配置され、メインベースに対して鉛直軸を中心にして正逆にそれぞれ30度以内の角度で回転可能に支持されたサブベースとからなり、ケーブル挿通孔は、メインベースに設けられる一方、ケーブル端部支持部がサブベースに設けられたところに特徴を有する。   According to a fifth aspect of the present invention, in the robot system according to any one of the first to fourth aspects, the upper base is disposed above the main base and the main base, and has a vertical axis with respect to the main base. It consists of a sub-base supported so as to be able to rotate at an angle within 30 degrees forward and backward with respect to the center. The cable insertion hole is provided in the main base, while the cable end support portion is provided in the sub-base. It has the characteristics.

[請求項1の発明]
請求項1のロボットシステムは、ツールに接続されたケーブルを、上部ベースに備えたケーブル挿通孔の内側に通してからU字状に曲げて下方に向かわせて上部ベースに備えたケーブル端部支持部に固定してあり、そのケーブルの一部が、ケーブル保持スライダに保持されている。ケーブル保持スライダは、上部ベースから上方に起立した昇降ガイドレールによって上下動可能に案内され、ケーブル取回用サーボモータによって位置制御される。
[Invention of Claim 1]
The robot system according to claim 1, wherein the cable connected to the tool is passed through the inside of the cable insertion hole provided in the upper base and then bent in a U shape and directed downward to support the cable end provided in the upper base. A part of the cable is held by the cable holding slider. The cable holding slider is guided so as to move up and down by an elevating guide rail standing upward from the upper base, and its position is controlled by a cable handling servo motor.

そして、ロボットの駆動源であるロボット駆動用サーボモータのティーチングポイントと、ケーブル取回用サーボモータのティーチングポイントとを対応付けて記憶し、ティーチングプレイバックによりロボットとケーブル保持スライダが駆動されるので、ツールの移動中や移動先において、ケーブルの過不足が生じないように、適度な遊び(弛み)を維持した状態でケーブルを取り回すことが可能になる。これにより、ケーブルによってツールの移動が妨げられたり、ケーブルが破損することを防止することができる。   Then, the teaching point of the servo motor for driving the robot that is the driving source of the robot and the teaching point of the servo motor for cable handling are stored in association with each other, and the robot and the cable holding slider are driven by teaching playback. It is possible to route the cable while maintaining appropriate play (slack) so that the cable does not become excessive or deficient during the movement of the tool or the movement destination. Thereby, the movement of the tool is prevented by the cable, and the cable can be prevented from being damaged.

ここで、本発明における「ツール」としてレーザートーチを備え、「ケーブル」としてレーザー光を案内する光ファイバを備えていてもよい(請求項3の発明)。また、ツール及びケーブルはこれに限定するものではなく、例えば、「ツール」としてガストーチを備え、「ケーブル」としてガスホースを備えていてもよい。また、例えば、「ツール」として三次元測定用の測定子を備え、「ケーブル」としてレーザー光を案内する光ファイバを備えていてもよい。さらに、「ツール」として塗装ガンを備え、「ケーブル」として塗料ホースを備えていてもよい。   Here, a laser torch may be provided as a “tool” in the present invention, and an optical fiber that guides laser light may be provided as a “cable” (invention of claim 3). Further, the tool and the cable are not limited to this, and for example, a gas torch may be provided as the “tool” and a gas hose may be provided as the “cable”. Further, for example, a three-dimensional measuring probe may be provided as a “tool”, and an optical fiber for guiding laser light may be provided as a “cable”. Furthermore, a paint gun may be provided as the “tool”, and a paint hose may be provided as the “cable”.

[請求項2の発明]
請求項2の発明によれば、ケーブルは、ケーブル保持スライダとケーブル端部支持部との間で、ケーブルキャリアにより、U字状の湾曲形状に維持されるから、ケーブルの過度な屈曲を防止すると共に、ケーブル保持スライダをスムーズに上下動させることが可能になる。
[Invention of claim 2]
According to the invention of claim 2, since the cable is maintained in a U-shaped curved shape by the cable carrier between the cable holding slider and the cable end support portion, excessive bending of the cable is prevented. At the same time, the cable holding slider can be smoothly moved up and down.

[請求項4の発明]
請求項4の発明によれば、ケーブル挿通孔は1対の第1ローラーと、1対の第2ローラーとに囲まれており、ケーブルがケーブル挿通孔内を移動する際に、ケーブルと接触したローラーが従動回転するから、ケーブル挿通孔との擦れによるケーブルの摩耗を抑えることができる。
[Invention of claim 4]
According to the invention of claim 4, the cable insertion hole is surrounded by the pair of first rollers and the pair of second rollers, and comes into contact with the cable when the cable moves in the cable insertion hole. Since the roller is driven to rotate, it is possible to suppress cable wear due to friction with the cable insertion hole.

[請求項5の発明]
請求項5の発明によれば、メインベースに対するサブベースの回転は、正逆それぞれ30度以内に制限されているので、メインベースに対してサブベースが旋回して、それらメインベースとサブベースとの間でケーブルが捻れたとしても、過剰な負荷にならないようにすることができる。
[Invention of claim 5]
According to the invention of claim 5, since the rotation of the sub base relative to the main base is limited to within 30 degrees both forward and reverse, the sub base rotates with respect to the main base, and the main base and the sub base Even if the cable is twisted in between, an excessive load can be prevented.

本発明の一実施形態に係るロボットシステムの側面図The side view of the robot system which concerns on one Embodiment of this invention ロボットシステムの正面図Front view of robot system ロボットシステムの主要部の側面図Side view of main parts of robot system ロボットシステムの平面図Top view of robot system 図4のA−A切断面における断面図Sectional drawing in the AA cut surface of FIG. 図5のB−B切断面における断面図Sectional drawing in the BB cut surface of FIG. 固定ベース及び直動ベースの側断面図Side sectional view of fixed base and linear motion base ベース・ナット連結機構の部分断面図Partial sectional view of base / nut coupling mechanism (A)クロスガイドローラの側面図、(B)クロスガイドローラの底面図(A) Side view of cross guide roller, (B) Bottom view of cross guide roller 直動ベースを前進させかつ旋回ベースを旋回させた状態のロボットシステムの平面図A plan view of the robot system in which the linear motion base is advanced and the turning base is turned. ワーク加工領域におけるケーブルの取り回し態様を示す側面図Side view showing how cables are routed in the workpiece machining area コントローラのブロック図Controller block diagram

以下、本発明に係る一実施形態を図1〜図12に基づいて説明する。図1に示した本実施形態のロボットシステム100は、例えば、ワークをレーザー加工(例えば、溶接、溶断又は穿孔)するためのレーザー加工機であって、レーザートーチ90を先端部に備えたロボット10と、レーザー光を発振するレーザー発振器101とを備えている。ロボット10は、5つの駆動軸を有しており、これら5つの駆動軸のうち、2つの駆動軸はツイストスライド機構によって構成されている。ツイストスライド機構は、工場の架台102に固定される固定ベース11と、固定ベース11にスライド可能に連結された直動ベース20と、直動ベース20に対して旋回可能に連結された旋回ベース30とを備えている(図6参照)。そして、固定ベース11より下方のワーク加工領域で、レーザートーチ90による加工が行われる。なお、本発明に係る「上部ベース」は、本発明の「メインベース」に相当する直動ベース20と、本発明の「サブベース」に相当する旋回ベース30とによって構成されている。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment according to the invention will be described with reference to FIGS. A robot system 100 of the present embodiment shown in FIG. 1 is a laser processing machine for laser processing (for example, welding, fusing or drilling) a workpiece, and includes a robot 10 having a laser torch 90 at the tip. And a laser oscillator 101 that oscillates laser light. The robot 10 has five drive shafts, and two of the five drive shafts are constituted by a twist slide mechanism. The twist slide mechanism includes a fixed base 11 fixed to a gantry 102 of a factory, a linear motion base 20 slidably connected to the fixed base 11, and a swing base 30 slidably connected to the linear motion base 20. (See FIG. 6). Then, machining by the laser torch 90 is performed in a workpiece machining area below the fixed base 11. The “upper base” according to the present invention includes a linear motion base 20 corresponding to the “main base” of the present invention and a turning base 30 corresponding to the “sub-base” of the present invention.

図4に示すように、固定ベース11は、平面形状が長方形で上面全体が開放した略箱形状をなしている。固定ベース11の底壁12には、矩形開口部12Aと、矩形開口部12Aの開口縁に沿って互いに平行に延びた1対のガイドレール13,13とが設けられている。矩形開口部12Aは、底壁12の短手方向の中央部に設けられ、長手方向の全体に亘って延びている。また、図5に示すように、1対のガイドレール13,13は、底壁12の上面に固定され、矩形開口部12Aの長辺と平行に延びている。   As shown in FIG. 4, the fixed base 11 has a substantially box shape in which the planar shape is rectangular and the entire upper surface is open. The bottom wall 12 of the fixed base 11 is provided with a rectangular opening 12A and a pair of guide rails 13 and 13 extending parallel to each other along the opening edge of the rectangular opening 12A. The rectangular opening 12A is provided at the center of the bottom wall 12 in the short direction and extends over the entire length. Further, as shown in FIG. 5, the pair of guide rails 13 and 13 are fixed to the upper surface of the bottom wall 12 and extend parallel to the long side of the rectangular opening 12A.

図4に示すように、直動ベース20は、平面視矩形の平板状をなしており、図5に示すように、1対のガイドレール13,13の間に架け渡されている。直動ベース20の中央部には、直動ベース20を上下方向に貫通した円形のセンター孔21が形成されている。また、直動ベース20の下面両側部には、1対のスライダ14,14が固定され、これらスライダ14,14が、ガイドレール13,13と係合している。これにより、直動ベース20が固定ベース11に対してスライド可能に連結されている。以下、固定ベース11に対する直動ベース20のスライド方向(図中の矢印H1で示した方向)を、適宜、「第1の水平方向H1」という。   As shown in FIG. 4, the linear motion base 20 has a flat plate shape that is rectangular in plan view, and is spanned between a pair of guide rails 13, 13 as shown in FIG. 5. A circular center hole 21 penetrating the linear motion base 20 in the vertical direction is formed at the center of the linear motion base 20. A pair of sliders 14 and 14 are fixed to both sides of the lower surface of the linear motion base 20, and these sliders 14 and 14 are engaged with the guide rails 13 and 13. Thereby, the linear motion base 20 is slidably connected to the fixed base 11. Hereinafter, the sliding direction of the linear motion base 20 with respect to the fixed base 11 (the direction indicated by the arrow H1 in the drawing) is appropriately referred to as “first horizontal direction H1”.

図5に示すように、旋回ベース30は、固定ベース11を上下方向に貫通して延びたツイスト筒部31を備えている。ツイスト筒部31は、直動ベース20のセンター孔21及び固定ベース11の矩形開口部12Aに挿通されており、センター孔21の内側に固定されたクロスローラベアリング22を介して、直動ベース20に回転可能に連結されている。   As shown in FIG. 5, the turning base 30 includes a twist cylinder portion 31 that extends through the fixed base 11 in the vertical direction. The twist cylinder portion 31 is inserted into the center hole 21 of the linear motion base 20 and the rectangular opening portion 12A of the fixed base 11, and the linear motion base 20 is interposed via a cross roller bearing 22 fixed inside the center hole 21. It is connected to be rotatable.

1対のガイドレール13,13の上方には、1対のベース駆動用ボール螺子41,41が設けられている。これらベース駆動用ボール螺子41,41は、それぞれガイドレール13,13と平行に延びており、両端部が、固定ベース11のうち第1の水平方向H1で対向した基端壁15と先端壁16(図4参照)とに支持されている。詳細には、基端壁15には、図示しない1対の減速機ユニットが横並びにして取り付けられており、各ベース駆動用ボール螺子41の一端部が、それら減速機ユニットを介して基端壁15に回転可能に支持されている。また、先端壁16には、図示しない1対のベアリングが横並びにして取り付けられており、各ベース駆動用ボール螺子41の他端部が、それらベアリングを介して先端壁16に回転可能に支持されている。   A pair of base driving ball screws 41, 41 are provided above the pair of guide rails 13, 13. These base drive ball screws 41, 41 extend in parallel with the guide rails 13, 13, respectively, and both end portions of the fixed base 11 face the proximal end wall 15 and the distal end wall 16 in the first horizontal direction H 1. (See FIG. 4). Specifically, a pair of speed reducer units (not shown) are mounted side by side on the base end wall 15, and one end of each base driving ball screw 41 is connected to the base end wall via the speed reducer unit. 15 is rotatably supported. Further, a pair of bearings (not shown) are attached to the tip wall 16 side by side, and the other end portions of the base drive ball screws 41 are rotatably supported by the tip wall 16 via these bearings. ing.

減速機ユニットが取り付けられた基端壁15の外面には、1対のベース駆動用サーボモータ81,81がブラケット81K,81Kを介して横並びに取り付けられている。各ブラケット81Kは、減速機ユニットの端部を囲んだ筒状をなし、各ベース駆動用サーボモータ81の出力回転軸が、ブラケット81K内で各減速機ユニットに連結されている。そして、図5に示すように、1対のベース駆動用ボール螺子41,41には、それぞれベース駆動用ボールナット42,42が螺合している。これにより、1対のベース駆動用ボールナット42,42を、それぞれ別個に任意の回転位置に移動することが可能となっている。   A pair of base drive servomotors 81, 81 are mounted side by side on brackets 81K, 81K on the outer surface of the base end wall 15 to which the reduction gear unit is mounted. Each bracket 81K has a cylindrical shape surrounding the end of the speed reducer unit, and the output rotation shaft of each base drive servo motor 81 is connected to each speed reducer unit within the bracket 81K. As shown in FIG. 5, base drive ball nuts 42 and 42 are screwed into the pair of base drive ball screws 41 and 41, respectively. As a result, the pair of base drive ball nuts 42 and 42 can be individually moved to arbitrary rotational positions.

ベース駆動用ボールナット42,42は、以下に説明する「ベース・ナット連結機構」を介して旋回ベース30に連結されている。即ち、図5に示すように、旋回ベース30には、ツイスト筒部31の外側面から側方に張り出しかつ、直動ベース20に上方から対向した連結プレート32が一体に備えられている。連結プレート32は、第1の水平方向H1と直交する第2の水平方向H2に延びた板状をなしており、その連結プレート32の下面のうち、ツイスト筒部31を挟んだ両側に中継ガイドレール33,33が固定されている。これら中継ガイドレール33,33は、第2の水平方向H2に延びかつ、第1の水平方向H1で対をなしている。   The base drive ball nuts 42 are connected to the turning base 30 via a “base / nut connection mechanism” described below. That is, as shown in FIG. 5, the turning base 30 is integrally provided with a connecting plate 32 that protrudes laterally from the outer surface of the twisted cylindrical portion 31 and faces the linear motion base 20 from above. The connecting plate 32 has a plate shape extending in a second horizontal direction H2 orthogonal to the first horizontal direction H1, and a relay guide is provided on both sides of the lower surface of the connecting plate 32 with the twist cylinder portion 31 interposed therebetween. Rails 33 are fixed. These relay guide rails 33, 33 extend in the second horizontal direction H2 and make a pair in the first horizontal direction H1.

図5に示すように、中継ガイドレール33には、それぞれ中継スライダ34が直動可能に係合している。また、図7に示すように、第1の水平方向H1で対をなした中継スライダ34,34は、共通の中継ベース35に固定されている。   As shown in FIG. 5, the relay sliders 34 are engaged with the relay guide rails 33 so as to be linearly movable. As shown in FIG. 7, the relay sliders 34, 34 paired in the first horizontal direction H <b> 1 are fixed to a common relay base 35.

図8に示すように、各中継ベース35には、上下方向に貫通したベアリング収容孔36Aが形成されており、その内側にナット連結用ベアリング36が抜け止め状態で嵌合している。一方、ベース駆動用ボールナット42は、上方に突出した中継ピン37を備え、その中継ピン37がナット連結用ベアリング36の内側に嵌合している。これら中継ガイドレール33、中継スライダ34、中継ベース35、ナット連結用ベアリング36及び中継ピン37によって「ベース・ナット連結機構」が構成されている。この「ベース・ナット連結機構」により、ベース駆動用サーボモータ81,81にてベース駆動用ボールナット42,42の直動位置を制御して、例えば図4から図10への変化に示すように、旋回ベース30を直動ベース20と共にロボットシステム100の長手方向にスライド移動しかつ、旋回ベース30を直動ベース20に対して、第1の水平方向H1と直交するベースツイスト軸J1回りで、例えば、正逆にそれぞれ30度以内の任意の角度にツイストさせることができる。   As shown in FIG. 8, each relay base 35 is formed with a bearing accommodation hole 36 </ b> A penetrating in the vertical direction, and a nut coupling bearing 36 is fitted inside the relay base 35 in a retaining state. On the other hand, the base drive ball nut 42 includes a relay pin 37 protruding upward, and the relay pin 37 is fitted inside the nut coupling bearing 36. The relay guide rail 33, the relay slider 34, the relay base 35, the nut connection bearing 36 and the relay pin 37 constitute a “base / nut connection mechanism”. With this “base / nut coupling mechanism”, the linear drive positions of the base drive ball nuts 42, 42 are controlled by the base drive servomotors 81, 81, for example, as shown in the change from FIG. 4 to FIG. 10. The revolving base 30 is slid in the longitudinal direction of the robot system 100 together with the linear motion base 20, and the revolving base 30 is moved around the base twist axis J1 perpendicular to the first horizontal direction H1 with respect to the linear motion base 20. For example, it can be twisted at an arbitrary angle within 30 degrees in the forward and reverse directions.

図5及び図6に示すように、ツイスト筒部31の下端部は、下端閉塞盤31Cによって閉塞されており、下端閉塞盤31Cの下面には、ガイドブロック31Gが固定されている。また、図6に示すように、下端閉塞盤31C及びガイドブロック31Gには、1対のシャフト支持孔31D,31Dが上下方向に貫通形成されている。そして、それらシャフト支持孔31D,31Dには、それぞれ直動シャフト51,51が上下動可能に挿通されている。   As shown in FIGS. 5 and 6, the lower end portion of the twist cylinder portion 31 is closed by a lower end closing plate 31C, and a guide block 31G is fixed to the lower surface of the lower end closing plate 31C. Further, as shown in FIG. 6, a pair of shaft support holes 31D and 31D are formed through the lower end closing plate 31C and the guide block 31G in the vertical direction. Then, linear shafts 51 and 51 are inserted through the shaft support holes 31D and 31D, respectively, so as to be movable up and down.

1対の直動シャフト51,51の上端部は、ツイスト筒部31の内部に配置されたシャフト連結部材52によって連結されている。また、シャフト連結部材52には、アーム直動用ボールナット54が一体に設けられている。そして、シャフト連結部材52を上下に貫通して延びたアーム直動用ボール螺子53に、アーム直動用ボールナット54が螺合している。   The upper ends of the pair of linear motion shafts 51, 51 are connected by a shaft connecting member 52 disposed inside the twist tube portion 31. The shaft connecting member 52 is integrally provided with a ball nut 54 for arm linear motion. An arm linear motion ball nut 54 is screwed into an arm linear motion ball screw 53 extending through the shaft connecting member 52 in the vertical direction.

図5に示すように、旋回ベース30はモータブラケット32Aを備えている。モータブラケット32Aは、連結プレート32の上面から起立しかつ第1の水平方向H1に開放した門形構造をなしており、ツイスト筒部31のうち、連結プレート32より上方に突出した部分を覆っている。モータブラケット32Aの天井壁32Bの上面には、減速機ユニット82Mが固定されており、その減速機ユニット82Mを介して、アーム直動用ボール螺子53とアーム直動用サーボモータ82とが連結されている。   As shown in FIG. 5, the turning base 30 includes a motor bracket 32A. The motor bracket 32A has a gate-like structure that stands up from the upper surface of the connection plate 32 and opens in the first horizontal direction H1, and covers a portion of the twist cylinder portion 31 that protrudes above the connection plate 32. Yes. A reduction gear unit 82M is fixed to the upper surface of the ceiling wall 32B of the motor bracket 32A, and the arm linear motion ball screw 53 and the arm linear motion servo motor 82 are connected via the reduction gear unit 82M. .

詳細には、アーム直動用ボール螺子53の上端部は、ツイスト筒部31の上端部を閉塞した上端閉塞盤31Bにベアリングを介して回転可能に支持されている。また、モータブラケット32Aの天井壁32Bが、第2の水平方向H2に張り出しており、その張り出した部分の下面にアーム直動用サーボモータ82が固定されている。そして、減速機ユニット82Mの入力部がアーム直動用サーボモータ82の出力回転軸に連結され、減速機ユニット82Mの出力部がアーム直動用ボール螺子53の上端部に連結されている。これにより、アーム直動用ボール螺子53がアーム直動用サーボモータ82によって回転駆動されて、アーム直動用ボール螺子53とアーム直動用ボールナット54とからなるボール螺子機構により直動シャフト51,51が上下動する。   Specifically, the upper end portion of the arm direct-acting ball screw 53 is rotatably supported by a top end closing plate 31B that closes the upper end portion of the twist cylinder portion 31 via a bearing. Further, the ceiling wall 32B of the motor bracket 32A projects in the second horizontal direction H2, and the arm direct acting servomotor 82 is fixed to the lower surface of the projecting portion. The input portion of the reduction gear unit 82M is connected to the output rotation shaft of the servomotor 82 for arm linear motion, and the output portion of the reduction gear unit 82M is connected to the upper end portion of the ball screw 53 for arm linear motion. As a result, the arm linear motion ball screw 53 is rotationally driven by the arm linear motion servo motor 82, and the linear motion shafts 51, 51 are moved up and down by a ball screw mechanism comprising the arm linear motion ball screw 53 and the arm linear motion ball nut 54. Move.

直動シャフト51,51の下端部には、第1アーム60が固定されている。図3に示すように、第1アーム60は、直動シャフト51,51との結合部分から水平方向に延びた片持ち梁状をなし、その第1アーム60の先端部には、第2アーム駆動用サーボモータ83が取り付けられている。   A first arm 60 is fixed to the lower ends of the linear motion shafts 51, 51. As shown in FIG. 3, the first arm 60 has a cantilever shape extending in the horizontal direction from the connecting portion with the linear motion shafts 51, 51, and the second arm is formed at the tip of the first arm 60. A drive servo motor 83 is attached.

第2アーム駆動用サーボモータ83の回転中心は、旋回ベース30の回転中心であるベースツイスト軸J1と平行になっている。そして、第2アーム駆動用サーボモータ83の出力回転軸には、減速機ユニット83Mを介して第2アーム61が取り付けられている。   The rotation center of the second arm drive servomotor 83 is parallel to the base twist axis J1 which is the rotation center of the turning base 30. The second arm 61 is attached to the output rotation shaft of the second arm driving servomotor 83 via a reduction gear unit 83M.

第2アーム61は、減速機ユニット83Mに連結された基端部が水平となっており、中間部で45度屈曲して先端部が斜め下方に傾斜している。第2アーム61の先端部には、第3アーム駆動用サーボモータ84が取り付けられている。その第3アーム駆動用サーボモータ84の回転中心は、第2アーム61の先端部と直交しかつ第2アーム駆動用サーボモータ83の回転中心と交差するように配置されている。また、第3アーム駆動用サーボモータ84の出力回転軸には、減速機ユニット84Mを介して第3アーム62の基端部が取り付けられている。さらに、第3アーム62の先端部には、レーザートーチ90が取り付けられている。そして、レーザートーチ90は、上述したベース駆動用サーボモータ81、アーム直動用サーボモータ82、第2アーム駆動用サーボモータ83及び第3アーム駆動用サーボモータ84によって位置制御され、図2及び図11にて二点鎖線で示したように、ワーク加工領域に配置されたワークに対し、所望の位置で所望の方向からレーザー光を照射することが可能となっている。なお、これらサーボモータ81,82,83,84は、本発明の「ロボット駆動用サーボモータ」に相当する。   As for the 2nd arm 61, the base end part connected with the reduction gear unit 83M is horizontal, is bent 45 degree | times in the intermediate part, and the front-end | tip part inclines diagonally downward. A third arm driving servo motor 84 is attached to the tip of the second arm 61. The rotation center of the third arm driving servomotor 84 is disposed so as to be orthogonal to the tip of the second arm 61 and intersect the rotation center of the second arm driving servomotor 83. Further, the base end portion of the third arm 62 is attached to the output rotation shaft of the third arm driving servo motor 84 via the reduction gear unit 84M. Further, a laser torch 90 is attached to the tip of the third arm 62. The position of the laser torch 90 is controlled by the above-described base drive servomotor 81, arm direct acting servomotor 82, second arm drive servomotor 83, and third arm drive servomotor 84, as shown in FIGS. As indicated by the two-dot chain line in FIG. 2, it is possible to irradiate the workpiece placed in the workpiece machining area with laser light from a desired direction at a desired position. The servo motors 81, 82, 83, and 84 correspond to the “robot driving servo motor” of the present invention.

さて、レーザートーチ90の基端部には、光ファイバケーブル93(以下、単に「ケーブル93」という)が接続されている。ケーブル93は、固定ベース11及び直動ベース20を貫通してから、U字状に湾曲して下方に向かい、旋回ベース30に備えたケーブル端部支持部38に固定されている。また、図示しないが、ケーブル93は、ケーブル端部支持部38からレーザー発振器101(図1参照)へと延びており、レーザー発振器101にて発振されたレーザ光が、ケーブル93によってレーザートーチ90まで伝送されるようになっている。なお、ケーブル93とレーザートーチ90とをロータリージョイントによって接続してもよい。   An optical fiber cable 93 (hereinafter simply referred to as “cable 93”) is connected to the base end of the laser torch 90. The cable 93 passes through the fixed base 11 and the linear motion base 20, then curves in a U shape and faces downward, and is fixed to the cable end support portion 38 provided in the turning base 30. Although not shown, the cable 93 extends from the cable end support 38 to the laser oscillator 101 (see FIG. 1), and the laser light oscillated by the laser oscillator 101 is transmitted to the laser torch 90 by the cable 93. It is supposed to be transmitted. The cable 93 and the laser torch 90 may be connected by a rotary joint.

図3に示すように、ケーブル端部支持部38は、モータブラケット32Aの上面から鉛直上方に起立している。ケーブル端部支持部38の上端部と、後述するケーブル保持スライダ75との間は、ケーブルキャリア79(例えば、ケーブルベア(登録商標))によって連結されている。ケーブルキャリア79は、中間部でU字形に湾曲しており、そのケーブルキャリア79の内側にケーブル93が通されている。また、ケーブル93は、ケーブルキャリア79の両端部、即ち、ケーブル端部支持部38の上端部とケーブル保持スライダ75とに固定されている。そして、ケーブルキャリア79により、ケーブル93の中間部が、常にU字状に湾曲した状態に維持されている。なお、図示されていないが、ケーブル93のうち、ケーブル端部支持部38の下端部とレーザー発振器101との間を連絡した部分は、別のケーブルキャリアの中に通されている。   As shown in FIG. 3, the cable end support portion 38 stands vertically upward from the upper surface of the motor bracket 32A. A cable carrier 79 (for example, a cable bear (registered trademark)) is connected between an upper end portion of the cable end support portion 38 and a cable holding slider 75 described later. The cable carrier 79 is curved in a U shape at an intermediate portion, and a cable 93 is passed inside the cable carrier 79. The cable 93 is fixed to both ends of the cable carrier 79, that is, the upper end of the cable end support 38 and the cable holding slider 75. And the cable carrier 79 keeps the middle portion of the cable 93 in a curved state in a U shape. Although not shown, a portion of the cable 93 that communicates between the lower end portion of the cable end support portion 38 and the laser oscillator 101 is passed through another cable carrier.

図7に示すように、直動ベース20には、センター孔21とは別個にサイド孔25が貫通形成されている。センター孔21とサイド孔25は第1の水平方向H1に並んで配置されており、サイド孔25には、ケーブル93が通されている。   As shown in FIG. 7, a side hole 25 is formed through the linear motion base 20 separately from the center hole 21. The center hole 21 and the side hole 25 are arranged side by side in the first horizontal direction H1, and a cable 93 is passed through the side hole 25.

直動ベース20のうち、サイド孔25の真下にはクロスガイドローラ43が配置されている。クロスガイドローラ43は、複数のローラー45,46を井桁状に配置した構造をなしており、それら複数のローラー45,46で囲まれた部分が、本発明に係る「ケーブル挿通孔49」となっている。図9(B)に示すように、クロスガイドローラ43は、直動ベース20の下面に重ねて固定された矩形状のベース板44を備え、そのベース板44の中央には、サイド孔25と連通した円形孔44Aが貫通形成されている。また、ベース板44には、円形孔44Aの側方位置から垂下しかつ第1の水平方向H1で対向した1対の第1対向壁47,47と、第2の水平方向H2で対向した1対の第2対向壁48,48とが備えられている(図9(A)参照)。   In the linear motion base 20, a cross guide roller 43 is disposed directly below the side hole 25. The cross guide roller 43 has a structure in which a plurality of rollers 45 and 46 are arranged in a cross-beam shape, and a portion surrounded by the plurality of rollers 45 and 46 is a “cable insertion hole 49” according to the present invention. ing. As shown in FIG. 9B, the cross guide roller 43 includes a rectangular base plate 44 that is fixed to the lower surface of the linear motion base 20 so as to overlap with the side hole 25 at the center of the base plate 44. A communicating circular hole 44A is formed through. The base plate 44 also has a pair of first opposing walls 47, 47 that are suspended from the lateral position of the circular hole 44A and opposed in the first horizontal direction H1, and 1 opposed to the second horizontal direction H2. A pair of second opposing walls 48 are provided (see FIG. 9A).

1対の第1対向壁47,47の間には、第1の水平方向H1に延びた1対の第1ローラー45,45が架け渡されており、それら1対の第1ローラー45,45が、円形孔44Aに通されたケーブル93を挟んで対峙している(図9(B)参照)。なお、第1ローラー45は、その中心部を貫通した支持シャフト45Aに対して回転可能に支持され、支持シャフト45Aの両端部が1対の第1対向壁47,47に回転不能に支持されている。   A pair of first rollers 45, 45 extending in the first horizontal direction H <b> 1 is spanned between the pair of first opposing walls 47, 47, and the pair of first rollers 45, 45. However, they face each other across the cable 93 passed through the circular hole 44A (see FIG. 9B). The first roller 45 is rotatably supported with respect to the support shaft 45A penetrating the center thereof, and both end portions of the support shaft 45A are non-rotatably supported by the pair of first opposing walls 47, 47. Yes.

第2対向壁48,48同士の間には、第2の水平方向H2に延びた1対の第2ローラー46,46が架け渡されており、それら第2ローラー46,46が円形孔44Aに通されたケーブル93を挟んで対峙している(図9(A)及び同図(B)参照)。第1ローラー45と同様に、第2ローラー46も、その中心部を貫通した支持シャフト46Aに対して回転可能に支持されており、支持シャフト46Aの両端部が1対の第2対向壁48,48に回転不能に支持されている。   Between the second opposing walls 48, 48, a pair of second rollers 46, 46 extending in the second horizontal direction H2 is bridged, and these second rollers 46, 46 extend into the circular hole 44A. The cable 93 is passed through (see FIGS. 9A and 9B). Similar to the first roller 45, the second roller 46 is also rotatably supported with respect to the support shaft 46A penetrating through the center thereof, and both ends of the support shaft 46A are a pair of second opposing walls 48, 48 is supported so as not to rotate.

図9(A)に示すように、第1ローラー45,45は、第2ローラー46,46の下方に隙間を空けて配置されており、第1ローラー45,45の両端部と、第2ローラー46,46の両端部とが上下方向で互いに重なるように配置されている(同図(B)参照)。そして、これら第1ローラー45,45と第2ローラー46,46とで囲まれたケーブル挿通孔49にケーブル93が遊嵌状態で挿通されている。   As shown in FIG. 9A, the first rollers 45, 45 are arranged below the second rollers 46, 46 with a gap between them, both ends of the first rollers 45, 45, and the second rollers. It arrange | positions so that the both ends of 46 and 46 may mutually overlap in the up-down direction (refer the figure (B)). And the cable 93 is inserted in the cable insertion hole 49 enclosed by these 1st rollers 45 and 45 and the 2nd rollers 46 and 46 in the loose fitting state.

図7に示すように、直動ベース20には、ケーブル昇降ガイド70が一体に設けられている。ケーブル昇降ガイド70は、第1の水平方向H1でツイスト筒部31と並んで配置されかつ、直動ベース20を挟んでクロスガイドローラ43とは反対側に配置されている。ケーブル昇降ガイド70のうち、直動ベース20の上面と対向したベースプレート71は、ベース駆動用ボール螺子41,41よりも上方に配置されており、そのベースプレート71と直動ベース20とが、1対のベース駆動用ボール螺子41,41の間に配置された連結部72によって連結されている。連結部72はベースプレート71におけるツイスト筒部31寄り位置から、直動ベース20の上面に向かって垂下している。また、連結部72を上下方向に貫通した貫通孔72Aにケーブル93が遊嵌状態で挿通されている。   As shown in FIG. 7, a cable elevating guide 70 is integrally provided on the linear motion base 20. The cable raising / lowering guide 70 is arranged side by side with the twist cylinder portion 31 in the first horizontal direction H1, and is arranged on the opposite side to the cross guide roller 43 with the linear motion base 20 interposed therebetween. Of the cable lifting guide 70, the base plate 71 facing the upper surface of the linear motion base 20 is disposed above the base drive ball screws 41, 41, and the base plate 71 and the linear motion base 20 form a pair. Are connected by a connecting portion 72 disposed between the base drive ball screws 41, 41. The connecting portion 72 hangs from the position near the twist cylinder portion 31 in the base plate 71 toward the upper surface of the linear motion base 20. The cable 93 is inserted in a loosely fitted state into a through hole 72A that penetrates the connecting portion 72 in the vertical direction.

ケーブル昇降ガイド70は、ベースプレート71から鉛直上方に向かって起立したレール支持壁73を備えている。レール支持壁73は、ベースプレート71のうち、ツイスト筒部31から離れた位置に配設されており、図4に示すように断面が「E」字形をなしている。また、レール支持壁73の下端部には、レール支持壁73を幅方向(第2の水平方向H2)で挟んで対向した1対の三角リブ73R,73Rが一体に設けられ、それら1対の三角リブ73R,73Rがベースプレート71に固定されている。   The cable elevating guide 70 includes a rail support wall 73 erected vertically upward from the base plate 71. The rail support wall 73 is disposed at a position away from the twist cylinder 31 in the base plate 71 and has a cross section of “E” shape as shown in FIG. 4. In addition, a pair of triangular ribs 73R and 73R facing each other with the rail support wall 73 sandwiched in the width direction (second horizontal direction H2) are integrally provided at the lower end portion of the rail support wall 73. Triangular ribs 73 </ b> R and 73 </ b> R are fixed to the base plate 71.

レール支持壁73のうち、ツイスト筒部31側を向いた側面には、ケーブル保持スライダ75を上下動可能に案内する1対の昇降ガイドレール74,74が固定されている。1対の昇降ガイドレール74,74は、鉛直方向に延びており、これら昇降ガイドレール74,74の間にケーブル保持スライダ75が配置されている。ケーブル保持スライダ75にはボールナット(図示せず)が一体に設けられており、このボールナットが、1対の昇降ガイドレール74,74の間で鉛直方向に延びたケーブル昇降用ボール螺子76と螺合している。   A pair of elevating guide rails 74 and 74 for guiding the cable holding slider 75 so as to be movable up and down are fixed to a side surface of the rail support wall 73 facing the twist cylinder portion 31 side. The pair of elevating guide rails 74 and 74 extend in the vertical direction, and a cable holding slider 75 is disposed between the elevating guide rails 74 and 74. The cable holding slider 75 is integrally provided with a ball nut (not shown), and this ball nut is connected to a cable lifting ball screw 76 extending in the vertical direction between the pair of lifting guide rails 74, 74. It is screwed.

図3に示すように、昇降ガイドレール74の上端部には、ブラケット77が固定されており、そのブラケット77の上面にケーブル取回用サーボモータ78が取り付けられている。ブラケット77の内側には、図示しない減速機ユニットが備えられ、その減速機ユニットの入力部がケーブル取回用サーボモータ78の出力回転軸に連結され、減速機ユニットの出力部がケーブル昇降用ボール螺子76の上端部に連結されている。これにより、ケーブル昇降用ボール螺子76が、ケーブル取回用サーボモータ78にて回転駆動され、ケーブル保持スライダ75が、昇降ガイドレール74の案内によって上下動する。そして、上述したように、ケーブル保持スライダ75には、ケーブルキャリア79の一端部と共にケーブル93の中間部が固定されており、ケーブル93及びケーブルキャリア79が、ケーブル保持スライダ75の上下動に追従して移動する。   As shown in FIG. 3, a bracket 77 is fixed to the upper end of the elevating guide rail 74, and a cable handling servo motor 78 is attached to the upper surface of the bracket 77. A reduction gear unit (not shown) is provided inside the bracket 77, an input portion of the reduction gear unit is connected to an output rotation shaft of a cable handling servo motor 78, and an output portion of the reduction gear unit is a cable lifting ball. The upper end of the screw 76 is connected. As a result, the cable raising / lowering ball screw 76 is rotationally driven by the cable handling servo motor 78, and the cable holding slider 75 moves up and down by the guide of the raising / lowering guide rail 74. As described above, an intermediate portion of the cable 93 is fixed to the cable holding slider 75 together with one end portion of the cable carrier 79, and the cable 93 and the cable carrier 79 follow the vertical movement of the cable holding slider 75. Move.

図12には、ロボットシステム100に備えたコントローラ80が示されている。コントローラ80は、上記したケーブル取回用サーボモータ78、ベース駆動用サーボモータ81、アーム直動用サーボモータ82、第2アーム駆動用サーボモータ83及び第3アーム駆動用サーボモータ84の各サーボアンプ78A,81A,82A,83A,84Aがそれぞれ接続されたメイン制御回路85を備えている。また、コントローラ80には、データ入力操作部87が備えられ、データ入力操作部87の図示しないモード切替スイッチにてティーチングモードにすると、各サーボモータ78,81,82,83,84の各出力回転軸を別個に任意の回転位置に移動することができる。   FIG. 12 shows a controller 80 provided in the robot system 100. The controller 80 includes servo amplifiers 78A for the cable handling servo motor 78, the base drive servo motor 81, the arm direct acting servo motor 82, the second arm drive servo motor 83, and the third arm drive servo motor 84. , 81A, 82A, 83A, 84A are respectively connected to the main control circuit 85. Further, the controller 80 is provided with a data input operation section 87. When the teaching mode is set by a mode change switch (not shown) of the data input operation section 87, the output rotations of the servo motors 78, 81, 82, 83, 84 are provided. The shaft can be moved to any rotational position separately.

そして、データ入力操作部87の図示しないポイント記憶ボタンをオン操作することで、それらサーボモータ78,81〜84群の位置データ群を1組としたティーチングデータをメモリ86に記憶させることができ、そのようなティーチングデータと所定のコマンドとを組み合わせてロボットシステム100の動作プログラムが作成される。   Then, by turning on a point storage button (not shown) of the data input operation unit 87, teaching data including a set of position data groups of the servo motors 78, 81 to 84 can be stored in the memory 86, An operation program for the robot system 100 is created by combining such teaching data and a predetermined command.

そして、データ入力操作部87のモード切替スイッチを実行モード(プレイバックモード)に切り替えて、動作プログラムをメイン制御回路85に実行させると、メイン制御回路85がティーチングモードに基づいて所定周期毎にサーボモータ78,81〜84の位置指令値を演算し、サーボモータ78,81〜84に付与する。即ち、メイン制御回路85がサーボモータ78,81〜84群を相互に対応した位置に位置制御する。これにより、レーザートーチ90が、ワーク加工領域における任意の位置に位置決め制御されると共に、そのレーザートーチ90の位置に対応した位置にケーブル保持スライダ75が位置決め制御される。   When the mode switch of the data input operation unit 87 is switched to the execution mode (playback mode) and the operation program is executed by the main control circuit 85, the main control circuit 85 servos at predetermined intervals based on the teaching mode. The position command values of the motors 78 and 81 to 84 are calculated and given to the servo motors 78 and 81 to 84. That is, the main control circuit 85 controls the positions of the servo motors 78 and 81 to 84 at positions corresponding to each other. Accordingly, the laser torch 90 is positioned and controlled at an arbitrary position in the workpiece machining area, and the cable holding slider 75 is positioned and controlled at a position corresponding to the position of the laser torch 90.

本実施形態のロボットシステム100の構成に関する説明は以上である。次に、このロボットシステム100の作用効果について説明する。図示しないワークは、固定ベース11の下方のワーク加工領域にセットされる。そして、ティーチングプレイバック方式でロボットシステム100が動作し、レーザートーチ90の先端部をワークに向けてレーザー加工(溶接、溶断又は穿孔)を行う。   This completes the description of the configuration of the robot system 100 of the present embodiment. Next, the operational effects of the robot system 100 will be described. A workpiece (not shown) is set in a workpiece machining area below the fixed base 11. Then, the robot system 100 operates by the teaching playback method, and laser processing (welding, fusing or drilling) is performed with the tip of the laser torch 90 facing the workpiece.

このときロボットシステム100は、1対のベース駆動用サーボモータ81,81によるベース駆動用ボール螺子41,41の回転駆動によって1対のベース駆動用ボールナット42,42を直動させて、レーザートーチ90を移動する。具体的には、1対のベース駆動用ボールナット42,42を同一方向に同一速度で移動させて、直動ベース20及び旋回ベース30を第1の水平方向H1にスライドさせることで、レーザートーチ90が第1の水平方向H1に移動する。また、1対のベース駆動用ボールナット42,42を異なる方向に同一速度で直動して、旋回ベース30を直動ベース20に対してツイストさせることで、レーザートーチ90がベースツイスト軸J1回りに移動する。これらにより、レーザートーチ90の先端部を、2次元水平面内で移動することができる。なお、1対のベース駆動用ボールナット42,42を異なる方向又は同一方向に異なる速度で直動すれば、レーザートーチ90を第1の水平方向H1にスライドさせながら、ベースツイスト軸J1回りに旋回させることができる。   At this time, the robot system 100 linearly moves the pair of base drive ball nuts 42 and 42 by the rotational drive of the base drive ball screws 41 and 41 by the pair of base drive servomotors 81 and 81, and thereby the laser torch. Move 90. Specifically, the pair of base drive ball nuts 42 and 42 are moved in the same direction and at the same speed, and the linear motion base 20 and the turning base 30 are slid in the first horizontal direction H1, whereby the laser torch. 90 moves in the first horizontal direction H1. Further, the pair of base drive ball nuts 42, 42 are linearly moved in different directions at the same speed, and the turning base 30 is twisted with respect to the linear motion base 20, so that the laser torch 90 rotates around the base twist axis J1. Move to. As a result, the tip of the laser torch 90 can be moved in a two-dimensional horizontal plane. If the pair of base drive ball nuts 42 and 42 are linearly moved in different directions or at different speeds in the same direction, the laser torch 90 is swung around the base twist axis J1 while sliding in the first horizontal direction H1. Can be made.

また、ロボットシステム100は、アーム直動用サーボモータ82によるアーム直動用ボール螺子53の回転駆動によって、レーザートーチ90を鉛直方向に移動することができる。そして、第2アーム駆動用サーボモータ83による第2アーム61の回転駆動と、第3アーム駆動用サーボモータ84による第3アーム62の回転駆動とによってレーザートーチ90を任意の姿勢に変更することができる。これらにより、図示しないワークに対して、レーザートーチ90の先端部を、所望の位置で所望の方向から突き合わせて、レーザー加工を行うことができる。   In addition, the robot system 100 can move the laser torch 90 in the vertical direction by rotationally driving the arm linear motion ball screw 53 by the arm linear motion servo motor 82. The laser torch 90 can be changed to an arbitrary posture by the rotation drive of the second arm 61 by the second arm drive servomotor 83 and the rotation drive of the third arm 62 by the third arm drive servomotor 84. it can. As a result, laser processing can be performed by abutting the tip of the laser torch 90 from a desired direction at a desired position with respect to a workpiece (not shown).

さて、上記したように本実施形態のロボットシステム100では、ロボット10の駆動源である各種サーボモータ81〜84のティーチングポイントと、ケーブル取回用サーボモータ78のティーチングポイントとが対応付けて記憶され、ティーチングプレイバックによりロボット10とケーブル保持スライダ75が駆動される。即ち、レーザートーチ90の位置に応じてケーブル保持スライダ75の位置が上下に移動する。具体的には、例えば、レーザートーチ90が、図3に示した原点位置から遠ざかるように移動する場合には、その移動に伴ってケーブル保持スライダ75が降下して、ケーブル93をワーク加工領域に向けて送り出す。一方、レーザートーチ90が原点位置に向かって接近するように移動する場合には、その移動に伴ってケーブル保持スライダ75が上昇して、ケーブル93をワーク加工領域から引き上げる。これにより、レーザートーチ90の移動中や移動先において、ケーブル93の過不足が生じないように、適度な遊び(弛み)を維持した状態でケーブル93を取り回すことができる。これにより、ワーク加工領域に垂れ下がったケーブル93によって、レーザートーチ90の移動が妨げられることを防止することができる。また、レーザートーチ90の移動に伴う過度な屈曲や引っ張りによってケーブル93が破損することを防止することができる。   As described above, in the robot system 100 of the present embodiment, the teaching points of the various servo motors 81 to 84 that are the drive source of the robot 10 and the teaching points of the cable handling servo motor 78 are stored in association with each other. The robot 10 and the cable holding slider 75 are driven by teaching playback. That is, the position of the cable holding slider 75 moves up and down according to the position of the laser torch 90. Specifically, for example, when the laser torch 90 moves away from the origin position shown in FIG. 3, the cable holding slider 75 descends along with the movement, and the cable 93 is moved to the workpiece machining area. Send it out. On the other hand, when the laser torch 90 moves so as to approach the origin position, the cable holding slider 75 is raised along with the movement, and the cable 93 is pulled up from the workpiece machining area. As a result, the cable 93 can be routed while maintaining appropriate play (slack) so that the cable 93 does not become excessive or deficient during the movement of the laser torch 90 or the movement destination. Thereby, it is possible to prevent the movement of the laser torch 90 from being hindered by the cable 93 that hangs down in the workpiece machining area. Further, it is possible to prevent the cable 93 from being damaged by excessive bending or pulling accompanying the movement of the laser torch 90.

また、直動ベース20に備えたケーブル挿通孔49は、1対の第1ローラー45,45と、1対の第2ローラー46,46とに囲まれており、ケーブル93がケーブル挿通孔49内を移動する際に、ケーブル93と接触したローラーが従動回転するから、ケーブル挿通孔49との擦れによるケーブル93の摩耗を抑えることができる。   The cable insertion hole 49 provided in the linear motion base 20 is surrounded by a pair of first rollers 45, 45 and a pair of second rollers 46, 46, and the cable 93 is inside the cable insertion hole 49. When the roller is moved, the roller in contact with the cable 93 is driven to rotate, so that wear of the cable 93 due to rubbing with the cable insertion hole 49 can be suppressed.

また、ケーブル93は、ケーブル保持スライダ75とケーブル端部支持部38との間で、ケーブルキャリア79によりU字状の湾曲形状に維持されるから、ケーブル93の過度な屈曲を防止することができると共に、ケーブル保持スライダ75をスムーズに上下動させることができる。   Further, since the cable 93 is maintained in a U-shaped curved shape by the cable carrier 79 between the cable holding slider 75 and the cable end support portion 38, excessive bending of the cable 93 can be prevented. At the same time, the cable holding slider 75 can be smoothly moved up and down.

さらに、直動ベース20に対する旋回ベース30の回転は、正逆それぞれ30度以内に制限されているので、直動ベース20に対して旋回ベース30が旋回して、それら直動ベース20と旋回ベース30との間でケーブル93が捻れたとしても、過剰な負荷にならないようにすることができる。   Furthermore, since the rotation of the turning base 30 with respect to the linear motion base 20 is limited to within 30 degrees both forward and reverse, the turning base 30 turns relative to the linear motion base 20, and the linear motion base 20 and the rotational base 20 Even if the cable 93 is twisted with respect to 30, it can be prevented from becoming an excessive load.

[他の実施形態]
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the embodiments described below are also included in the technical scope of the present invention, and various other than the following can be made without departing from the scope of the invention. It can be changed and implemented.

(1)前記実施形態のロボットシステム100は、レーザー光によってワークの加工を行う「レーザー加工機」であったが、レーザー光を出射する測定子をロボット10の先端部に備え、レーザー光によってワークの形状を測定する「三次元測定器」でもよい。また、ガストーチをロボット10の先端部に備え、そのガストーチから延びたガスホースをケーブルとして備えた「ガス溶接・溶断機」でもよい。或いは、塗装ガンをロボット10の先端部に備え、その塗装ガンから延びた塗料ホースをケーブルとして備えた「塗装機」でもよい。   (1) The robot system 100 according to the embodiment is a “laser processing machine” that processes a workpiece with laser light. However, the robot system 100 includes a probe that emits laser light at the tip of the robot 10, and works with laser light. It may be a “three-dimensional measuring device” that measures the shape. Further, a “gas welding / melting machine” may be used in which a gas torch is provided at the tip of the robot 10 and a gas hose extending from the gas torch is provided as a cable. Alternatively, a “painting machine” in which a coating gun is provided at the tip of the robot 10 and a paint hose extending from the coating gun as a cable may be used.

(2)前記実施形態のロボットシステム100は、直動ベース20と旋回ベース30とを備え、直動ベース20に対して旋回ベース30を回転可能としたツイスト機構を有していたが、ツイスト機構を排除した構成としてもよい。   (2) Although the robot system 100 of the embodiment includes the linear motion base 20 and the turning base 30, and has the twist mechanism that allows the turning base 30 to rotate with respect to the linear motion base 20, the twist mechanism. It is good also as a structure which excluded.

(3)前記実施形態では、ケーブル93の中間部をケーブルキャリア79に通してU字状の湾曲形状を維持していたが、U字状の湾曲形状を自ら維持することが可能なケーブルの場合には、ケーブルキャリア79を使用しなくてもよい。   (3) In the above embodiment, the U-shaped curved shape is maintained by passing the intermediate portion of the cable 93 through the cable carrier 79. However, in the case of a cable that can maintain the U-shaped curved shape by itself. In this case, the cable carrier 79 may not be used.

(4)前記実施形態では、第1アーム60の先端部とツール(レーザートーチ90)との間に、2つの駆動軸が備えられていたが、これら2つの駆動軸を排除して、第1アーム60の先端部にツール(レーザートーチ90)を固定してもよい。   (4) In the above-described embodiment, two drive shafts are provided between the tip of the first arm 60 and the tool (laser torch 90). A tool (laser torch 90) may be fixed to the tip of the arm 60.

10 ロボット
11 固定ベース
20 直動ベース(メインベース)
30 旋回ベース(サブベース)
38 ケーブル端部支持部
45 第1ローラー
46 第2ローラー
49 ケーブル挿通孔
70 ケーブル昇降ガイド
74 昇降ガイドレール
75 ケーブル保持スライダ
78 ケーブル取回用サーボモータ
79 ケーブルキャリア
80 コントローラ
81 ベース駆動用サーボモータ(ロボット駆動用サーボモータ)
82 アーム直動用サーボモータ(ロボット駆動用サーボモータ)
83 第2アーム駆動用サーボモータ(ロボット駆動用サーボモータ)
84 第3アーム駆動用サーボモータ(ロボット駆動用サーボモータ)
90 レーザートーチ(ツール)
93 光ファイバケーブル(ケーブル)
100 ロボットシステム
102 架台
H1 第1の水平方向
H2 第2の水平方向
10 Robot 11 Fixed base 20 Linear motion base (Main base)
30 Turning base (sub base)
38 Cable end support portion 45 First roller 46 Second roller 49 Cable insertion hole 70 Cable lift guide 74 Lift guide rail 75 Cable holding slider 78 Cable handling servo motor 79 Cable carrier 80 Controller 81 Base drive servo motor (robot Servo motor for driving)
82 Servo motor for arm linear movement (servo motor for robot drive)
83 Servo motor for second arm drive (servo motor for robot drive)
84 Third arm drive servomotor (robot drive servomotor)
90 Laser torch (tool)
93 Optical fiber cable (cable)
100 Robot system 102 Mounting base H1 First horizontal direction H2 Second horizontal direction

Claims (5)

架台の上部に設けられた上部ベースにロボットが取り付けられ、前記上部ベースより下方に配置されたワークに対し、前記ロボットの先端部に固定されたツールにて加工、計測、その他の処理を行うロボットシステムにおいて、
前記ツールに接続されたケーブルを、前記上部ベースに備えたケーブル挿通孔の内側に通してからU字状に曲げて下方に向かわせて前記上部ベースに備えたケーブル端部支持部に固定し、
前記上部ベースから上方に起立した昇降ガイドレールと、
前記昇降ガイドレールに上下動可能に案内され、前記ケーブルの一部を保持したケーブル保持スライダと、
前記ケーブル保持スライダを位置制御するケーブル取回用サーボモータと、
前記ロボットの駆動源であるロボット駆動用サーボモータのティーチングポイントと前記ケーブル取回用サーボモータティーチングポイントとを対応付けて記憶し、ティーチングプレイバックにより前記ロボット及び前記ケーブル保持スライダを駆動することが可能なコントローラとを備えたことを特徴とするロボットシステム。
A robot that is attached to an upper base provided on an upper part of a gantry and performs processing, measurement, and other processing on a workpiece disposed below the upper base with a tool fixed to the tip of the robot In the system,
The cable connected to the tool is passed through the inside of the cable insertion hole provided in the upper base, then bent in a U shape and fixed downward to the cable end support provided in the upper base,
A lifting guide rail standing upward from the upper base;
A cable holding slider which is guided by the elevating guide rail so as to be movable up and down and holds a part of the cable;
A cable handling servo motor for controlling the position of the cable holding slider;
In association with a teaching point of the servo motor cable preparative times the teaching point of the servo motor robot drive is a drive source of the robot, the teaching playback is possible to drive the robot and the cable holding slider Robot system characterized by having a controller capable of.
一端部が前記ケーブル保持スライダに固定される一方、他端部が前記ケーブル端部支持部に固定されて、前記ケーブルをU字状に湾曲した形状に維持するケーブルキャリアを備えたことを特徴とする請求項1に記載のロボットシステム。   One end portion is fixed to the cable holding slider, and the other end portion is fixed to the cable end support portion, and a cable carrier is provided to maintain the cable in a U-shaped curved shape. The robot system according to claim 1. 前記ツールは、レーザートーチであり、
前記ケーブルは、レーザー光を案内する光ファイバであることを特徴とする請求項1又は2に記載のロボットシステム。
The tool is a laser torch;
The robot system according to claim 1, wherein the cable is an optical fiber that guides laser light.
第1の水平方向に平行に延びかつ前記ケーブルを挟んで対峙した1対の第1ローラーと、前記第1の水平方向と直交する第2の水平方向に平行に延びかつ前記ケーブルを挟んで対峙し、前記1対の第1ローラーに対して上下方向で重なるように配置された1対の第2ローラーとを前記上部ベースに回転可能に支持して、
前記ケーブル挿通孔は、1対ずつの前記第1及び前記第2のローラーに囲まれていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1の請求項に記載のロボットシステム。
A pair of first rollers that extend in parallel to the first horizontal direction and face each other with the cable interposed therebetween, and a pair of first rollers that face in parallel with a second horizontal direction perpendicular to the first horizontal direction and face each other across the cable And a pair of second rollers arranged to overlap with the pair of first rollers in the vertical direction, and rotatably supported on the upper base,
4. The robot system according to claim 1, wherein the cable insertion hole is surrounded by a pair of the first and second rollers. 5.
前記上部ベースは、メインベースと、
前記メインベースの上方に配置され、前記メインベースに対して鉛直軸を中心にして正逆にそれぞれ30度以内の角度で回転可能に支持されたサブベースとからなり、
前記ケーブル挿通孔は、前記メインベースに設けられる一方、前記ケーブル端部支持部が前記サブベースに設けられたことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1の請求項に記載のロボットシステム。
The upper base is a main base,
The sub-base is disposed above the main base, and is supported so as to be rotatable at an angle within 30 degrees forward and backward with respect to the main base around the vertical axis.
5. The robot system according to claim 1, wherein the cable insertion hole is provided in the main base, and the cable end support portion is provided in the sub-base. 6. .
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