CN100475407C - 电弧焊接机器人的焊炬缆线处理构造 - Google Patents

电弧焊接机器人的焊炬缆线处理构造 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电弧焊接工业用机器人的焊炬处理构造。在顶棚部设置机器人底座，在前臂基部上绕第1轴线可以旋转地设置第1手腕单元，在该第1手腕单元上绕第2轴线可以旋转地设置第2手腕单元，借助于传动机构，绕偏离的轴可以旋转地支撑焊炬。焊炬以图示的机器人姿势前端朝向下方地被安装。借助于支撑底座设置直线导向件和滑块，并固定焊炬缆线的中途部(或送丝装置)，并用张力发生装置拉近。在壁挂式的机器人中也能够适用。由此，以顶棚悬吊式/壁挂式的电弧焊接机器人，能够实现保持焊炬缆线的动作稳定、抑制干涉为最小程度的焊炬缆线构造。

Description

电弧焊接机器人的焊炬缆线处理构造
技术领域
本发明涉及用于进行电弧焊接的工业用机器人(以下，称为“电弧焊接机器人”或简称为“机器人”)的焊炬处理构造，尤其涉及利用顶棚悬吊式或壁挂式设置的电弧焊接机器人的焊炬缆线处理构造。
背景技术
就电弧焊接机器人而言，在工件、夹具以及周边机器之间的狭小间隙中送入机器人前端部的手臂或焊炬进行焊接的情况较多。该场合下，对于机器人前端部的手臂或焊炬，因为与周边干涉的领域狭小，所以不成为问题。但是，对于焊炬缆线，容易引起与周边的干涉的问题。原因是，为了确保焊炬的送给的稳定性，焊炬缆线被松缓处理，该部分的长度导致与周边干涉的领域扩大。
作为防止该情况发生的一个对策，在特愿2004-194593号中提出了这样的方案，即，在地面设置式的电弧焊接机器人中，绕相对机器人最终旋转轴偏离了一定量的轴可以旋转地设置焊炬。将滑动机构设置在机器人的前臂基部上，并且将焊炬缆线的中途部位安装在滑动机构的滑块上，再对该滑块沿与焊炬相反的方向施加拉近的力。图1是此方法的简要说明图。符号1表示6轴构成的电弧焊接机器人。电弧焊接机器人设置在地面上，上臂14从机器人底座15向上方延伸。在被安装在上臂14上端附近的前臂基部10的前端上，绕第1轴线A可以旋转地设置第1手腕单元11，在该第1手腕单元11上，绕第2轴线B可以旋转地设置第2手腕单元12。
而且，在第2手腕单元要素12上，借助于传动机构13，绕与第2轴线B大体垂直且与第1轴线A相隔规定距离的第3轴线C可以旋转地支撑焊炬2。换而言之，焊炬2绕相对机器人最终旋转轴偏离了一定量的平行的轴C可以旋转被支撑。
符号4是利用焊炬缆线3将焊丝送到焊炬2上的送丝装置，其借助于固定在机器人1的旋转体16上焊丝供给装置支撑部17而被设置。另外，在前臂基部10上借助于支撑底座5设置滑动机构6。滑动机构6具有直线导向件6a和在该直线导向件6a上沿与第1轴线A大体平行的方向可动地被安装的滑块7，焊炬缆线3的中途部被夹紧(固定)在焊块7上。焊炬缆线3，从该中途安装部3a起通过第1手腕单元11的上方空间，通过插通导向件3h连接在焊炬2上。
在滑动机构6上附设有施加总是将滑块7向后方拉近力的机构。在此处给出的例子中，在滑块7的后端附近连接线材81的一端，线材81的另一端连接到张力发生装置80上。线材81借助于安装在支撑底座5后端附近的滑轮82与滑块7和张力发生装置80连接。张力发生装置80自身利用了弹簧、气缸等的装置，被安装在例如前臂基部10的后部。符号3d表示当滑块7被向前臂基部10的后方侧拉近时所能够产生的焊炬缆线3的松弛部分。
向焊丝以及送丝装置4的供电利用焊接电源装置21借助于供电缆线22来进行。供电的控制内容(焊接电压/电流的控制、送丝的控制)根据从机器人控制装置20向焊接电源装置21发出的指令进行。执行焊接时，机器人1按照机器人控制装置20发出的指令移动至安装在手臂前端的焊炬2按照指定的姿势将焊丝送出至焊接对象物的焊接位置上的目标位置。另外，机器人控制装置20同时也向焊接电源装置21输出焊接指令，焊接电源装置21与机器人1的动作同步，控制焊炬前端焊丝部的焊接电压和焊接电流。
就在地面设置式的电弧焊接机器人而言，采用该构成，即使在焊炬2的姿势发生变化的情况下，焊炬缆线3的动作也不会较大变化，焊炬缆线3与工件、夹具、周边机器的干涉能够抑制在最小程度，并且，能够实现稳定的焊丝送给。但是，由于系统的省空间化和高自由度的夹具交换等目的，就以顶棚悬吊状态设置的机器人而言，因为工件处于机器人的下方，焊接时的机器人手臂轴姿势成为与以置地式的状态设置的情况相反。一方面，一旦采用上述的构成将机器人底座15固定在顶棚，使机器人整体以倒立的状态设置，那么会因为手臂轴动作范围的限制而产生困难。也就是说，由于焊炬缆线的柔软性的限制，第1手腕单元和第2手腕单元的动作范围被限制比±180度还小的范围内，在机器人为顶棚悬吊设置的情况下，具有焊炬的前端朝向上下方的状态的作业变得困难的问题，希望此问题得以解决。
另外，由于作业现场的情况等，也有在由地面向顶棚方向沿垂直方向延伸的直立墙壁上设置机器人的情况，称为“壁挂设置式”等。采用该种壁挂设置式的情况下，也如特愿2004-194593号中所示，在产生该方法的优点的同时，还期待适于壁挂设置式机器人中的焊炬处理构造的方案。
发明内容
因此本发明的目的在于对于顶棚悬吊式或壁挂式电弧焊接机器人实现如下的焊炬缆线处理构造：有效地利用特愿2004-194593号所示的技术方法(使焊炬的旋转轴从机器人最终轴的旋转轴偏移的方式)，能够确保焊炬缆线稳定地动作，将焊炬缆线与工件、夹具、周边机器的干涉抑制在最小程度，并且能够实现稳定的焊丝送给。
对于在顶棚悬吊式或壁挂式的电弧焊接机器人，本发明通过采用以下修正的焊炬处理构造解决上述问题，即，在有效地利用特愿2004-194593号所示的技术观点和优点的同时，在顶棚悬吊式或壁挂式中都能够以将焊炬的前端朝向地面一侧的状态轻松地进行焊接作业。
更具体地讲，在本发明的方案1～方案5中，电弧焊接机器人具有：设置在顶棚部的机器人底座；向下方延伸的上臂；包括前臂基部和第1手腕单元的前臂；第2手腕单元；以及焊炬，上述第1手腕单元绕沿着上述前臂的长度方向的第1轴线可以旋转地设置在前臂基部的前端，上述第2手腕单元绕与上述第1轴线大体垂直相交的第2轴线可以旋转地设置在上述第1手腕单元(上。并且，在上述第2轴线的位置位于比上述前臂基部更靠近上方且上述第2手腕单元的前端位于比上述第2轴线的位置更靠近下方的机器人的姿势下，使得该焊炬的前端朝向下方，并且绕与上述第2轴线大体垂直且与上述第1轴线相隔规定距离的第3轴线可以旋转地设置上述焊炬。
于是，在方案1中，在上述前臂基部上设置有具有沿上述第1轴线自由移动的滑块的滑动机构，从上述焊炬延伸出的焊炬缆线，其中途部位被安装在上述滑块上，同时从被安装在该滑块上的位置起，在上述机器人的姿势下通过上述第1手腕单元的上方的空间，被配设到上述焊炬上；并且，配设有沿着与上述第1轴线平行且与上述焊炬相反的方向对上述滑块施加拉近力的机构。
另外，在实施例2中，焊炬缆线收放在导管内，可以适度地提高焊炬缆线自身的刚性。由此，无需追加付与拉近力的部件，插通导向件可以相应于作用在焊炬缆线上的力独立地自如往复地移动。
焊炬缆线也可以通过滑动导向板被引导，同上所述，能够保持焊炬缆线稳定地动作。
通过设置插通导向件或导向板，即使在机器人手腕轴进行动作的情况下，焊炬缆线也能够以一直沿着前臂的状态保持稳定的动作。
这里，上述焊炬缆线能够在其相对于上述滑块的安装的上述途中部位，绕相对上述滑动机构的安装面垂直的轴自由地变更姿势(方案3)。
还有，在方案4中，在上述前臂基部上设置有具有沿上述第1轴线自由移动的滑块的滑动机构，在该滑块上安装有将焊丝送给上述焊炬的送丝装置，从上述焊炬延伸出的焊炬缆线经由上述送丝装置，从该送丝装置起，在上述机器人的姿势下通过上述第1手腕单元的上方的空间，被配设到上述焊炬上；并且，配设有沿着与上述第1轴线平行且与上述焊炬相反的方向对上述滑块施加拉近力的机构。
这里，上述送丝装置能够绕相对于上述滑动机构的安装面垂直的轴自由地变更姿势(方案5)。
下面，在本发明的方案6～方案10中，电弧焊接机器人具有：设置在立壁部的机器人底座；沿离开上述立壁部的方向延伸的上臂；包括前臂基部和第1手腕单元的前臂；第2手腕单元；以及焊炬，上述第1手腕单元绕沿着上述前臂的长度方向的第1轴线可以旋转地设置在前臂基部的前端，上述第2手腕单元绕与上述第1轴线大体垂直相交的第2轴线可以旋转地设置在上述第1手腕单元上。并且在上述第2轴线的位置位于比上述前臂基部更靠近下方且上述第2手腕单元的前端位于比上述第2轴线更靠近离开上述立壁部一侧的机器人的姿势下，使得该焊炬的前端朝向离开上述立壁部的方向，并且绕与上述第2轴线大体垂直且与上述第1轴线相隔规定距离的第3轴线可以旋转地设置上述焊炬。
于是，在方案6中，在上述前臂基部上设置有具有沿上述第1轴线自由移动的滑块的滑动机构，从上述焊炬延伸出的焊炬缆线，其中途部位被安装在上述滑块上，同时从被安装在该滑块上的位置起，在上述机器人的姿势下，通过比上述第1手腕单元更靠近上述立壁部一侧的空间，被配设到上述焊炬上；并且，配设有沿着与上述第1轴线平行且与上述焊炬相反的方向对上述滑块施加拉近力的机构。
另外，在方案7中，焊炬缆线收放在导管内，可以适度地提高焊炬缆线自身的刚性。由此，无需追加付与拉近力的部件，插通导向件能够相应于作用在焊炬缆线上的力独立地自由往复地移动。
通过设置插通导向件，即使在机器人手腕轴进行动作的情况下，焊炬缆线也能够以一直沿着前臂的状态保持稳定的动作。
这里，上述焊炬缆线能够在其相对于上述滑块的安装的上述途中部位，绕相对于上述滑动机构的安装面垂直的轴自由地变更姿势(方案8)。
另外，在方案9中，在上述前臂基部上设置有具有沿上述第1轴线自由移动的滑块的滑动机构，在该滑块上安装有将焊丝送给上述焊炬的送丝装置，从上述焊炬延伸出的焊炬缆线经由上述送丝装置，从该送丝装置起，在上述机器人的姿势下，通过比上述第1手腕单元更靠近上述立壁部一侧的空间，被配设到上述焊炬上；并且，配设有沿着与上述第1轴线平行且与上述焊炬相反的方向对上述滑块施加拉近力的机构。
这里，上述送丝装置能够绕相对于上述滑动机构的安装面垂直的轴自由地变更姿势(方案10)。
根据本发明，在顶棚悬吊式或壁挂式电弧焊接机器人中，因为焊炬缆线不会过分地拉伸且不会缠绕到前臂上，而且焊炬缆线不会过度地松弛且其曲率不发生较大变化，从而可以实现焊丝的稳定送给，焊接作业可以稳定地进行。另外，即使采用顶棚悬吊式或壁挂式，也能够回避难以取得焊炬适当的焊接位置和姿势的情况。而且，就其它的优点而言，应用本发明的缆线处理构造所使用的诸要素几乎与特愿2004-194593号中记载的可以公用。因此，根据机器人的设置状态，通过追加·交换最低限的部件，便可以提供一种将焊炬缆线处理构造进行最适化的结构，从而在经济上是有益的。
附图说明
本发明的上述及其他的目的、特征、优点，通过与附图相关联的以下优选的实施例的说明会更加明晰。
图1是关于采用了地面设置方式的电弧焊接机器人、对以往技术进行说明的图。
图2a是根据本发明的第1实施例的电弧焊接机器人的整体构成的主视图。
图2b是根据本发明的第1实施例的电弧焊接机器人的整体构成的右侧视图。
图2c是根据本发明的第2实施例的电弧焊接机器人的整体构成的右侧视图。
图3a是根据本发明的第3实施例的电弧焊接机器人的整体构成的主视图。
图3b是根据本发明的第3实施例的电弧焊接机器人的整体构成的右侧视图。
图4a是根据本发明的第4实施例的电弧焊接机器人的整体构成的主视图。
图4b是根据本发明的第4实施例的电弧焊接机器人的整体构成的俯视图。
图4c是根据本发明的第4实施例的电弧焊接机器人的整体构成的另一个主视图。
图5a是根据本发明的第5实施例的电弧焊接机器人的整体构成的主视图。
图5b是根据本发明的第6实施例的电弧焊接机器人的整体构成的主视图。
图6是表示焊炬的支撑·旋转机构的例子的截面图。
图7a是用于对送丝装置的滑动机构的例子进行说明的图，表示滑动机构进行直线动作的例子。
图7b是用于对送丝装置的滑动机构的例子进行说明的图，表示滑动机构进行摆头式动作的例子。
符号说明
1电弧焊接器人，2焊炬，3焊炬缆线，3a中途安装部，3d松弛部分，3h插通导向件，4送丝装置，5支撑底座，6滑动机构，6a直线导向件，7滑块，10前臂基部，11第1手腕单元，12第2手腕单元，13传动机构，14上臂，15机器人底座，16旋转体，17送丝装置支撑部，20机器人控制装置，21焊接电源装置，22供电缆线，50减速装置，50a输出凸缘，5输入齿轮，52齿轮箱框体，54轴承，55输出齿轮，80张力发生装置，81线材，82滑轮，90地面部，100顶棚部，101、111焊丝保持导向件，110直壁部，A第1轴线，B第2轴线，C第3轴线，D机器人最终轴的旋转轴线，M伺服马达(第6轴驱动用)
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施例进行说明。首先，图2a及图2b分别是根据本发明的第1实施例的电弧焊接机器人的整体构成的主视图和右侧视图。符号1是6轴构成的电弧焊接机器人，该机器人底座15设置在顶棚部100上，而不是设置地面部90，上臂14由机器人底座15向下方延伸。在被安装在上臂14的前端附近的前臂基部10的前端绕第1轴线A可以旋转地设置第1手腕单元，在该第1手腕单元11上，绕第2轴线B可以旋转地设置第2手腕单元12。
在第2手腕单元12上借助于传动机构13，焊炬2与第2轴线大体垂直且绕与第1轴线A相隔规定距离的第3轴线C可以旋转地被支撑，焊炬2相绕相对于机器人最终轴绕偏离一定量的平行轴C可以旋转。另外，有关传动机构13的具体例子将在后面讲述。
还有，如图所示，选择焊炬2相对于第2手腕单元12的安装姿势(朝向焊炬前端)，使得第2手腕单元12的前端在位于比第2轴线B的位置还向下方的机器人姿势时，焊炬2的前端朝向下方。由此，相对位于地面部90一侧的工件(图示省略)的焊接能够以轻松的机器人姿势执行。
符号4是使用焊炬缆线3将焊丝送到焊炬2的送丝装置，借助于固定在机器人1的旋转体16上的焊丝供给装置支撑部17得以设置。另外，在前臂基部10上借助于支撑底座5设置滑动机构。滑动机构具有直线导向件6a和在该滑动机构6a上沿与第1轴线A大体平行的方向可动地被安装的滑块7，在滑块7上夹紧(固定)焊炬缆线3的中途部。在图示的机器人姿势(第2轴线B的位置位于上述前臂基部10的上方，而且第2手腕单元12的前端位于比第2轴线B的位置还向下方的机器人姿势)下，焊炬缆线3从该中途安装部3a起，通过第1手腕单元11的上方空间，再通过插通导向件3h连接到焊炬2上。另外，在滑动机构上使用自由摆头的滑块7，也能够增加焊炬缆线3的运动的自由度。有关该种滑动机构的例子后面再述。
在滑动机构中附设了施加将滑块7时总是向后方拉近的力的机构。该机构可以具有各种形态，但这里只表示通过将线材81的一端连接到滑块7的后端附近同时将线材81的另一端连接到张力发生装置80上从而拉近滑块7的机构。线材81借助于安装在支撑底座5后端附近的滑轮82将滑块7和张力发生装置80连接起来。张力发生装置80自身利用了弹簧、气缸等，安装在例如前臂基部10的后部。由于这种滑动机构的存在，即使在手腕轴进行较大动作时，焊炬缆线3也不产生较大的余长。
另外，符号101是安装在顶棚部100上的焊丝保持导向件，具有在保持由焊丝滚筒(图示省略)拉引出的焊丝的同时还具有插通导向的功能。经过焊丝保持导向件101的焊丝，在送丝装置内与供电缆线22和辅助气体软管(图示省略)等合为一体，形成焊炬缆线3。既如所述，焊炬缆线3经过滑块7和插通导向件3h连接到焊炬2的基部。
向焊丝及送丝装置4的供电，能够利用焊接电源装置21借助于供电缆线22进行。按照由机器人控制装置20发出的指令执行供电的控制内容(焊接电压/电流的控制)。执行焊接时机器人1根据机器人控制装置20发出的指令移动至装载在手腕前端的焊炬2以指定的姿势将焊丝输送到焊接对象物的焊接位置的目标位置上。另外，机器人控制装置20同时也向焊接电源装置21输出焊接指令，焊接电源装置21与机器人1动作同步，控制焊炬前端焊丝部的焊接电压和焊接电流。
就顶棚悬吊式电弧焊接机器人而言，利用这样的构成，即使在焊炬2的姿势发生变化的情况下，焊炬缆线3的动作也不发生较大的变化，能够将焊炬缆线3与工件、夹具及周边机器的干涉抑制在最小的程度，并且，能够实现稳定的送丝。
图2c表示第1实施例的一个变型例。在图2c中省略了滑动机构，采用将插通导向件3h直接设置在前臂基部10上的构造。插通导向件3h被设计成外径比焊炬缆线3的外径大，焊炬缆线3能够沿与前臂的长度方向大体平行的方向自由地往复移动地被引导。另外，如图所示，在安装在第2手腕单元12上的板状导向19上，也设置插通导向件3h’，支撑焊炬缆线3。利用这些插通导向件3h和3h’，即使在机器人手腕轴动作的情况下，焊炬缆线也能够在一直沿着前臂的状态下，保持稳定的动作。另外，图中所示的插通导向件3h利用轴承可以绕旋转轴旋转。
接下来，图3a及图3b分别是根据本发明的第3实施例的电弧焊接机器人的整体构成的主视图和右侧视图。机器人的设置形态以及焊炬的安装姿势与第1实施例相同。即，电弧焊接机器人1的机器人底座1 5设置在顶棚部100上而不是设置在地面部90，上臂14由机器人底座15向下方延伸。在安装在上臂14的前端附近的前臂基部10的前端，绕第1轴线A可以旋转地设置第1手腕单元11，在该第1手腕单元11上，绕第2轴线B可以旋转地设置第2手腕单元。
在第2手腕单元12上，借助于传动机构13(具体例子后面再述)，焊炬2绕与第2轴线B大体垂直且与第1轴线A相隔规定距离的第3轴线C可以旋转被支撑。焊炬2绕相对机器人最终轴偏离一定量的平行轴C可以旋转。
还有，如图所示，在第2手腕单元12的前端位于比第2轴线B的位置更靠近下方的机器人姿势下，选择焊炬2相对于第2手腕单元12的安装姿势(焊炬前端的朝向)，使得焊炬2的前端朝向下方。由此，对于位于地面部90一侧的工件(图示省略)的焊接能够以轻松的机器人姿势执行。
符号4是使用焊炬缆线3将焊丝送到焊炬2的送丝装置，在本实施例中，设置在借助于支撑底座5设在前臂基部10上的滑动机构上。滑动机构与在第1实施例中使用的部件相同，具有直线导向件6a和在该该直线导向件6a上沿与第1轴线A大体平行的方向可动地被安装的滑块7，在滑块7上固定有送丝装置4。另外，送丝装置4自身也可以兼用作滑块。
在图示的机器人姿势(第2轴线B的位置位于比上述前臂基部10更靠近上方，而且第2手腕单元12的前端位于比第2轴线B的位置更靠近下方的机器人姿势)下，焊炬缆线3从该送丝装置4起，通过第1手腕单元11的上方空间，通过插通导向件3h连接到焊炬2上。另外，与第1实施例相同，在滑动机构上使用自由摆头的滑块7，能够增加焊炬缆线3运动的自由度(具体例子后面再述)。
与第1实施例相同，表示了通过将线材81的一端连接到滑块7的后端附近同时将线材81的另一端连接到张力发生装置80上从而拉近滑块7的机构。线材81借助于安装在支撑底座5的后端附近的滑轮82，将滑块7和张力发生装置80连接起来。张力发生装置80自身利用弹簧和气缸等，安装在例如前臂基部10的后部。由于这种滑动机构的存在，焊炬缆线3即使在手腕轴进行较大动作时，也不产生较大的余长。
另外，符号101是安装在顶棚部100上的焊丝保持导向件，具有保持由焊丝滚筒(图示省略)拉引出的焊丝的同时还具有插通导向的功能。经过焊丝保持导向件101的焊丝在送丝装置4内与供电缆线22、辅助气体软管(图示省略)等合为一体，形成焊炬缆线3。既如所述，焊炬缆线3从送丝装置4起经过插通导向件3h连接到焊炬2的基部。
对于向焊丝及送丝装置4的供电和其控制，与第1实施例相同，能够利用焊接电源装置21借助于供电缆线22进行。供电的控制内容(焊接电压/电流的控制、送丝的控制)，按照由机器人控制装置20向焊接电源装置21发出的指令进行。执行焊接时，机器人1根据由机器人控制装置20发出的指令，移动至装载在手腕前端的焊炬2以指定的姿势下将焊丝输送到焊接对象物的焊接位置上的目标位置上。另外，机器人控制装置20同时向焊接电源装置21输出焊接指令，焊接电源装置21与机器人动作同步，控制焊炬前端焊丝部的焊接电压和焊接电流。
采用顶棚悬吊方式，就将送丝装置设置在滑动机构上的本实施例的电弧焊接机器人而言，也和第1实施例相同，即使在焊炬2的姿势发生变化的情况下，也能够使焊炬缆线3的动作不发生较大的变化，能够将焊炬缆线3与工件、夹具及周边机器的干涉抑制在最小的程度，并且能够实现稳定的送丝。
图4a及图4b分别表示根据本发明的第4实施例的电弧焊接机器人的整体构成的主视图和俯视图。在本施实例中，电弧焊接机器人1的机器人底座15设置在由地面部90朝向顶棚部100沿垂直方向延伸的直立墙壁部110上，上臂14由机器人底座15向侧方延伸。在被安装在上臂14的前端附近的前臂基部10的前端，绕第1轴线A可以旋转地设置第1手腕单元11，在该第1手腕单元11上，其绕第2轴线B可以旋转地设置第2手腕单元12。
在第2手腕单元12上，借助于传动机构13(具体例子后面再述)，绕与第2轴线大体垂直且与第1轴线A相隔规定距离的第3轴线C可以旋转地支撑焊炬2，焊炬2绕相对于机器人最终轴绕偏离一定量的平行轴C可以旋转。
还有，选择焊炬2相对于第2手腕单元12的安装姿势(焊炬前端的朝向)，使得如图所示，在第2手腕单元12的前端位于比第2轴线B更靠近离开立壁部一侧的机器人姿势时，焊炬2的前端选择朝向离开立壁部110的方向。由此，相对于位于比机器人1更靠近离开立壁部110一侧(容易作业的一侧)的工件(图示省略)的焊接能够以轻松的机器人的姿势执行。
符号4是使用焊炬缆线3将焊丝送到焊炬2的送丝装置，在本实施例中，使其位于上臂14的侧部地被设置在滑动机构上。即，在前臂基部10的侧部设置有借助支撑底座5的直线导向件6a和在该直线导向件6a上沿与第1轴线A大体平行的方向可动地被安装的滑块7，在滑块7上固定送丝装置4。另外，送丝装置4自身也可以兼用作滑块。
在图示的机器人姿势(第2手腕单元12的前端位于比第2轴线B更靠近离开立壁部110一侧的机器人的姿势)下，焊炬缆线3从该送丝装置4起，通过第1手腕单元11的立壁部110一侧的空间(与焊炬2的前端朝向的一侧相反的一侧的空间)，连接到焊炬2上。另外，与第1、第2、第3实施例相同，在滑动机构上使用自由摆头的滑块7，能够增加焊炬缆线3的运动的自由度(具体例子后面再述)。
与第1实施例相同，也表示了通过将线材81的一端连接到滑块7的后端附近同时将线材81的另一端连接到张力发生装置80上从而拉近滑块7的机构。线材81借助于安装在支撑底座5后端附近的滑轮82将滑块7和张力发生装置80连接起来。张力发生装置80自身利用弹簧和气缸等，安装在例如前臂基部10的后部。由于这种滑动机构的存在，焊炬缆线3即使在手腕轴进行较大动作时，也不产生较大的余长。
另外，符号111是安装在立壁部110上的焊丝保持导向件，具有保持由焊丝滚筒(图示省略)拉引出的焊丝的同时还具有插通导向的功能。经过焊丝保持导向件111的焊丝，在送丝装置4内与供电缆线22、辅助气体软管(图示省略)等合为一体，形成焊炬缆线3。
对于向焊丝及送丝装置4的供电和其控制，与第1、第2实施例相同，能够利用焊接电源装置21借助于供电缆线22进行。供电的控制内容(焊接电压/电流的控制、送丝的控制)，按照由机器人控制装置20向焊接电源装置21发出的指令进行。执行焊接时，机器人1根据由机器人控制装置20发出的指令移动至装载在手腕前端的焊炬2以指定的姿势将焊丝输送到焊接对象物的焊接位置上的目标位置。另外，机器人控制装置20同时还向焊接电源装置21输出焊接指令，焊接电源装置21与机器人动作同步，控制焊炬前端焊丝部的焊接电压和焊接电流。
采用壁挂方式，就在将送丝装置设置在滑块上的本实施例的电弧焊接机器人而言，和第1实施例相同，即使在焊炬2的姿势发生变化的情况下，也能够使焊炬缆线3的动作不发生较大的变化，将焊炬缆线3与工件、夹具及周边机器的干涉抑制在最小的程度，并且能够实现稳定的送丝。
图5a是根据本发明的第5实施例的电弧焊接机器人的整体构成的主视图。本实施例是在第4实施例的基础一加入若干个修正的实例。机器人的形态和其设置方式以及焊炬的安装方式等与第4实施例相同。因此，只对与第4实施例不同点进行简要的说明。
在本实施例中，使用焊炬缆线3将焊丝送到焊炬2的送丝装置4，借助于固定在机器人1的旋转体16上的焊丝供给装置支撑部17而设置。另外，在前臂基部10的侧部，借助于支撑底座5设置滑动机构。滑动机构具有直线导向件6a和在该滑动机构6a上沿与第1轴线A大体平行的方向可动地被安装的滑块7，在滑块7上夹紧(固定)焊炬缆线3的中途部。在图示的机器人姿势(第2手腕单元12的前端位于比第2轴线B更靠近离开立壁部110一侧的机器人的姿势)下，焊炬缆线3从该中途安装部3a起，通过第1手腕单元11的立壁部110一侧的空间(与焊炬2的前端朝向侧相反一侧的空间)，连接到焊炬2上。与第3实施例相同，本实施例也设置将线材81的一端连接到滑块7的后端附近的同时将线材81的另一端连接到张力发生装置80上从而拉近滑块7的机构。另外，与第1、第2、第3实施例相同，在滑动机构中使用了自由摆头的滑块7，能够增加焊炬缆线3的运动的自由度(具体例子后述)。
图5b表示第5是实施例的一个变型例。在图5b中省略了滑动机构，采用将插通导向件3h直接设置在前臂基部10上的构造。插通导向件3h被设计成外径大于焊炬缆线3的外径，能够沿与前臂的长度方向大体平行的方向自由往复移动地引导焊炬缆线3。另外，如图所示，在第1手腕单元11上也设置有插通导向件3h’，支撑焊炬缆线3。利用这些插通导向件3h和3h’，即使在机器人手腕轴动作的情况下，焊炬缆线也能够在一直沿着前臂的状态下，保持稳定的动作。另外，图中所示插通导向件3h利用轴承可以绕旋转轴旋转。
采用壁挂方式，就在将焊炬缆线固定在滑动机构上的本实施例的电弧焊接机器人而言，和第4实施例相同，即使在焊炬2的姿势发生变化的情况下，也能够使焊炬缆线3的动作不发生较大的变化，能够将焊炬缆线3与工件、夹具及周边机器的干涉抑制在最小的程度，并且能够实现稳定的送丝。
另外，像第4实施例那样，在机器人以壁挂状态设置的情况下，出现以下情形较多，即，上臂14向后方较大地进行旋转动作，或者焊炬2的姿势在相对于机器人的旋转体16的旋转中心垂直的轴方向取得姿势。在上述的第4实施例中，为了避免这类现象的发生，通过将焊炬2以及送丝装置4的搭载位置向前臂基部10的侧面移动，这样能够回避上臂14向后方动作的情况的干涉以及在相对于旋转体16的旋转中心垂直的轴方向较大程度地确保焊炬2的姿势。在图4c表示上臂14较大地向后方进行旋转动作，以及焊炬2的姿势为在相对于机器人的旋转体16的旋转中心垂直的轴方向取得姿势时的机器人的状态。
另外，虽未进行图示，但也可以采用这样的构成，即，焊接时的旋转体16的动作不大的情况下，将送丝装置4固定在机器人可动手臂以外的地方。
接着，图6表示焊炬2的支撑·旋转机构的例子。如图所示，在第2手腕单元12上设置第6轴驱动用的伺服马达，将减速装置50结合在该伺服马达上。减速状态50内藏有支撑输出侧的凸缘(以下称输出凸缘)50a的轴承，输入齿轮51被结合在借助于这些伺服马达M和减速装置50绕轴D旋转被控制的输出凸缘50a上。
另外，在输出缘50a的底座部分安装有齿轮箱框体52，而且借助于轴承54绕与轴线B垂直且与轴线A(参照图2)相隔规定距离的轴线C可以旋转地安装焊炬2。
与焊炬旋转轴一体化的输出齿轮55与输入齿轮51啮合地被安装。由此，按照机器人控制装置20发出的指令，成为可以自由旋转控制焊炬2的朝向。在该例子中，表示出利用齿轮的旋转力传递，但无庸置疑，也可以采用使用传动带和滑轮的构成等其他的动力传递单元。
另外，配备绕焊炬2在长度方向的轴改变姿势的实施例，焊炬2和焊炬缆线3的结合部最好是利用公知的旋转自在的连接器构造以可以旋转的状态进行支撑。如果这样做，即使使焊炬2绕焊炬轴C旋转，也能够做到在焊炬缆线3上不产生扭曲。
最后参照图7a及图7b，对滑动机构的例子进行补充说明。图7a是对送丝装置的滑动机构的例子进行说明的图，表示滑动机构进行直线动作的例子。图7b是对送丝装置的滑动机构的例子进行说明的图，表示滑动机构进行摆头式动作的例子。
在图7a中，符号6a是设置在前臂基部10上的直线导向件，滑块7在直线导向件6a上滑动。在这里，省略了送丝装置的图示，既如所述，焊炬缆线3借助于该送丝装置将滑块拉伸到图中下方，但同时与该力相反方向(图中上方)的拉伸力借助于送丝装置作用到滑块7上。于是，滑块7取得这些力平衡的位置。并且，既如所述，一旦焊炬2的姿势绕第2轴线B或第3轴线C发生变化，相应地力的平衡点也有所改变，滑块的位置变为7a、7b等。但是，即使发生这样的变化，焊炬缆线3的姿态也只稍微改变。
在图7b所示的摆头式的滑动机构中，在滑块7上除了沿着图中上下方向的运动的自由度以久，增加了摆首运动的自由度。由于具有这样的运动自由度的滑动机构自身为众所周知，所以省略了详细的图示。在使用这样的摆头式的滑动机构的场合，一旦焊炬2的姿势绕第2轴线B或第3轴线C发生变化，焊炬缆线3对滑块7带来的力的大小和方向发生变化，滑块的位置相应变为7c、7d等。但关于沿着图中上下方向的位置，与图7a的例子相同，确定在与沿图中上方的拉伸力(来自张力发生状置80)的平衡点上。因此，即使焊炬2的位置变化，焊炬缆线3的姿势也只稍微改变。
以上利用本发明的优选实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的技术人员当然可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种改变、省略和补充。

Claims (10)

1.一种电弧焊接机器人(1)的焊炬缆线的处理构造，具有：设置在顶棚部(100)的机器人底座(15)；向下方延伸的上臂(14)；包括前臂基部(10)和第1手腕单元(11)的前臂；第2手腕单元(12)；以及焊炬(2)，
上述第1手腕单元(11)绕沿着上述前臂的长度方向的第1轴线(A)可以旋转地设置在前臂基部(10)的前端，
上述第2手腕单元(12)绕与上述第1轴线(A)大体垂直相交的第2轴线(B)可以旋转地设置在上述第1手腕单元(11)上，
在上述第2轴线(B)的位置位于比上述前臂基部(10)更靠近上方且上述第2手腕单元(12)的前端位于比上述第2轴线(B)的位置更靠近下方的机器人的姿势下，使得该焊炬(2)的前端朝向下方，并且绕与上述第2轴线(B)大体垂直且与上述第1轴线(A)相隔规定距离的第3轴线(C)可以旋转地设置上述焊炬(2)，其特征在于，
在上述前臂基部(10)上设置有具有沿上述第1轴线(A)自由移动的滑块(7)的滑动机构(6)，
从上述焊炬(2)延伸出的焊炬缆线(3)，其中途部位被安装在上述滑块(7)上，同时从被安装在该滑块(7)上的位置起，在上述机器人的姿势下通过上述第1手腕单元(11)的上方的空间，被配设到上述焊炬(2)上；
并且，配设有沿着与上述第1轴线(A)平行且与上述焊炬(2)相反的方向对上述滑块(7)施加拉近力的机构(80)。
2.根据权利要求1所述的电弧焊接机器人(1)的焊炬缆线处理构造，其特征在于，
上述焊炬缆线(3)在被安装在上述滑块(7)上的上述中途部位，绕相对于上述滑动机构(6)的安装面垂直的轴自由变更姿势。
3.一种电弧焊接机器人(1)的焊炬缆线的处理构造，具有：设置在顶棚部(100)的机器人底座(15)；向下方延伸的上臂(14)；包括前臂基部(10)和第1手腕单元(11)的前臂；第2手腕单元(12)；以及焊炬(2)，
上述第1手腕单元(11)绕沿着上述前臂的长度方向的第1轴线(A)可以旋转地设置在前臂基部(10)的前端，
上述第2手腕单元(12)绕与上述第1轴线(A)大体垂直相交的第2轴线(B)可以旋转地设置在上述第1手腕单元(11)上，
在上述第2轴线(B)的位置位于比上述前臂基部(10)更靠近上方且上述第2手腕单元(12)的前端位于比上述第2轴线(B)的位置更靠近下方的机器人的姿势下，使得该焊炬(2)的前端朝向下方，并且绕与上述第2轴线(B)大体垂直且与上述第1轴线(A)相隔规定距离的第3轴线(C)可以旋转地设置上述焊炬(2)，其特征在于，
从上述焊炬(2)延伸出的焊炬缆线(3)配设成：在上述机器人的姿势下通过上述第1手腕单元(11)的上方的空间，再经过设置在上述前臂基部上的中途引导部，连接到设置在上述前臂上以外的部位上的送丝装置(4)上；
在上述中途引导部中设置有引导部件，该引导部件以沿着上述焊炬缆线(3)的长度方向自由往复移动的状态引导上述焊炬缆线的中途部位。
4.一种电弧焊接机器人(1)的焊炬缆线的处理构造，具有：设置在顶棚部(100)的机器人底座(15)；向下方延伸的上臂(14)；包括前臂基部(10)和第1手腕单元(11)的前臂；第2手腕单元(12)；以及焊炬(2)，
上述第1手腕单元(11)绕沿着上述前臂的长度方向的第1轴线(A)可以旋转地设置在前臂基部(10)的前端，
上述第2手腕单元(12)绕与上述第1轴线(A)大体垂直相交的第2轴线(B)可以旋转地设置在上述第1手腕单元(11)上，
在上述第2轴线(B)的位置位于比上述前臂基部(10)更靠近上方且上述第2手腕单元(12)的前端位于比上述第2轴线(B)的位置更靠近下方的机器人的姿势下，使得该焊炬(2)的前端朝向下方，并且绕与上述第2轴线(B)大体垂直且与上述第1轴线(A)相隔规定距离的第3轴线(C)可以旋转地设置上述焊炬(2)，其特征在于，
在上述前臂基部(10)上设置有具有沿上述第1轴线(A)自由移动的滑块(7)的滑动机构(6)，
在该滑块(7)上安装有将焊丝送给上述焊炬(2)的送丝装置(4)，
从上述焊炬(2)延伸出的焊炬缆线(3)经由上述送丝装置(4)，从该送丝装置(4)起，在上述机器人的姿势下通过上述第1手腕单元(11)的上方的空间，被配设到上述焊炬(2)上；
并且，配设有沿着与上述第1轴线(A)平行且与上述焊炬(2)相反的方向对上述滑块(7)施加拉近力的机构(80)。
5.根据权利要求4所述的电弧焊接机器人(1)的焊炬缆线处理构造，其特征在于，
上述送丝装置(4)绕相对于上述滑动机构(6)的安装面垂直的轴自由变更姿势。
6.一种电弧焊接机器人(1)的焊炬缆线的处理构造，具有：设置在立壁部(110)的机器人底座(15)；沿离开上述立壁部(110)的方向延伸的上臂(14)；包括前臂基部(10)和第1手腕单元(11)的前臂；第2手腕单元(12)；以及焊炬(2)，
上述第1手腕单元(11)绕沿着上述前臂的长度方向的第1轴线(A)可以旋转地设置在前臂基部(10)的前端，
上述第2手腕单元(12)绕与上述第1轴线(A)大体垂直相交的第2轴线(B)可以旋转地设置在上述第1手腕单元(11)上，
在上述第2轴线(B)的位置位于比上述前臂基部(10)更靠近下方且上述第2手腕单元(12)的前端位于比上述第2轴线(B)更靠近离开上述立壁部(110)一侧的机器人的姿势下，使得该焊炬(2)的前端朝向离开上述立壁部(110)的方向，并且绕与上述第2轴线(B)大体垂直且与上述第1轴线(A)相隔规定距离的第3轴线(C)可以旋转地设置上述焊炬(2)，其特征在于，
在上述前臂基部(10)上设置有具有沿上述第1轴线(A)自由移动的滑块(7)的滑动机构(6)，
从上述焊炬(2)延伸出的焊炬缆线(3)，其中途部位被安装在上述滑块(7)上，同时从被安装在该滑块(7)上的位置起，在上述机器人的姿势下，通过比上述第1手腕单元(11)更靠近上述立壁部(110)一侧的空间，被配设到上述焊炬(2)上；
并且，配设有沿着与上述第1轴线(A)平行且与上述焊炬(2)相反的方向对上述滑块(7)施加拉近力的机构(80)。
7.根据权利要求6所述的电弧焊接机器人(1)的焊炬缆线处理构造，其特征在于，
上述焊炬缆线(3)在被安装在上述滑块(7)上的上述中途部位，绕相对于上述滑动机构(6)的安装面垂直的轴自由变更姿势。
8.一种电弧焊接机器人(1)的焊炬缆线的处理构造，具有：设置在立壁部(110)的机器人底座(15)；沿离开上述立壁部(110)的方向延伸的上臂(14)；包括前臂基部(10)和第1手腕单元(11)的前臂；第2手腕单元(12)；以及焊炬(2)，
上述第1手腕单元(11)绕沿着上述前臂的长度方向的第1轴线(A)可以旋转地设置在前臂基部(10)的前端，
上述第2手腕单元(12)绕与上述第1轴线(A)大体垂直相交的第2轴线(B)可以旋转地设置在上述第1手腕单元(11)上，
在上述第2轴线(B)的位置位于比上述前臂基部(10)更靠近下方且上述第2手腕单元(12)的前端位于比上述第2轴线(B)更靠近离开上述立壁部(110)一侧的机器人的姿势下，使得该焊炬(2)的前端朝向离开上述立壁部(110)的方向，并且绕与上述第2轴线(B)大体垂直且与上述第1轴线(A)相隔规定距离的第3轴线(C)可以旋转地设置上述焊炬(2)，其特征在于，
从上述焊炬(2)延伸出的焊炬缆线(3)配设成：在上述机器人的姿势下，通过比上述第1手腕单元(11)更靠近上述立壁部(110)一侧的空间，再经过设置在上述前臂基部(10)上的中途引导部，连接到设置在上述前臂上以外的部位上的送丝装置(4)上；
在上述中途引导部中设置有引导部件，该引导部件以沿着上述焊炬缆线(3)的长度方向自由往复移动的状态引导上述焊炬缆线的中途部位。
9.一种电弧焊接机器人(1)的焊炬缆线的处理构造，具有：设置在立壁部(110)的机器人底座(15)；沿离开上述立壁部(110)的方向延伸的上臂(14)；包括前臂基部(10)和第1手腕单元(11)的前臂；第2手腕单元(12)；以及焊炬(2)，
上述第1手腕单元(11)绕沿着上述前臂的长度方向的第1轴线(A)可以旋转地设置在前臂基部(10)的前端，
上述第2手腕单元(12)绕与上述第1轴线(A)大体垂直相交的第2轴线(B)可以旋转地设置在上述第1手腕单元(11)上，
在上述第2轴线(B)的位置位于比上述前臂基部(10)更靠近下方且上述第2手腕单元(12)的前端位于比上述第2轴线(B)更靠近离开上述立壁部(110)一侧的机器人的姿势下，使得该焊炬(2)的前端朝向离开上述立壁部(110)的方向，并且绕与上述第2轴线(B)大体垂直且与上述第1轴线(A)相隔规定距离的第3轴线(C)可以旋转地设置上述焊炬(2)，其特征在于，
在上述前臂基部(10)上设置有具有沿上述第1轴线(A)自由移动的滑块(7)的滑动机构(6)，
在该滑块(7)上安装有将焊丝送给上述焊炬(2)的送丝装置(4)，
从上述焊炬(2)延伸出的焊炬缆线(3)经由上述送丝装置(4)，从该送丝装置(4)起，在上述机器人的姿势下，通过比上述第1手腕单元(11)更靠近上述立壁部(110)一侧的空间，被配设到上述焊炬(2)上；
并且，配设有沿着与上述第1轴线(A)平行且与上述焊炬(2)相反的方向对上述滑块(7)施加拉近力的机构(80)。
10.根据权利要求9所述的电弧焊接机器人(1)的焊炬缆线处理构造，其特征在于，
上述送丝装置(4)绕相对于上述滑动机构(6)的安装面垂直的轴自由变更姿势。
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