JP2001260069A - 多関節形ロボットにおける加工ツール取付ブラケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多関節形ロボットに生じる振動を極力小さく
するとともに、高速溶接を実現するブラケットを提供す
る。 【解決手段】 ４軸アーム４の先端部に取り付けら
れるブラケットであり、その突出部５Ｂに、溶接トーチ
６が第７軸Ｘ７周りに回動可能に取り付けられる。この
溶接トーチ６の先端部は、第７軸Ｘ上７に合わされるよ
うになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多関節形ロボット
の手首軸装置に関する。特に、多角柱のコーナ部を溶接
する溶接トーチなどを高速で移動させることができる多
関節形ロボットの手首軸装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、多関節形ロボットは、溶接、切
断、シーリング、塗装、研削、およびエンドミルカッタ
ーによる加工等の用途に広く利用されている。このう
ち、溶接でも、ＣＯ２、ＭＡＧ、ＴＩＧ、ＭＩＧ、レー
ザ、およびプラズマなどの種々の溶接に用いられてい
る。この多関節形ロボットにおける加工ツール、たとえ
ば溶接トーチは、多関節形ロボットの手首軸に加工ツー
ル取付ブラケット（以下、「ブラケット」という。）を
介して取り付けられている。また、溶接トーチには、通
常、溶接ワイヤを送給するための経路となるコンジット
ケーブルやシールドガスホースなどが挿通された可撓性
ケーブルが接続されている。

【０００３】従来におけるブラケットを備える多関節形
ロボットの一例として、図９に示すように、６軸多関節
形ロボット８０があった。この６軸多関節形ロボット８
０は、６軸多関節形ロボット８０全体の旋回動作の回動
軸となる鉛直な第１軸Ｘ１、主アーム８１の前後方向の
回転動作の回動軸となる第２軸Ｘ２を備える。また、主
アーム８１には、３軸アーム８２が取り付けられてお
り、第２軸Ｘ２に平行な第３軸Ｘ３周りに上下方向に回
動可能となっている。３軸アーム３の先端部には、４軸
アーム８３が枢着されており、第３軸Ｘ３に直交する第
４軸Ｘ４周りに回転可能となっている。

【０００４】さらに、４軸アーム８３の先端部には、ブ
ラケット８４が第４軸Ｘ４に直交する第５軸Ｘ５周りに
回動可能となるように取り付けられている。また、ブラ
ケット８４は４軸アーム８３と取り付けられている位置
を貫く鉛直な第６軸Ｘ６周りに回動可能であり、ブラケ
ット８４の先端部には、加工ツール、たとえば溶接トー
チ８５が取り付けられている。この第６軸Ｘ６が手首軸
となる。溶接トーチ８５の上端部には、溶接ワイヤを送
給するための経路となる図示しないコンジットケーブル
やシールドガスホースなどのケーブル類が挿通する可撓
性ケーブル８６が接続されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、多関節形ロボ
ット８０に取り付けられた前記従来のブラケット８４に
は、手首軸となる第６軸Ｘ６を回転軸として溶接トーチ
８５を回動させて溶接作業などが行われるように、溶接
トーチ８５が取り付けられる。このような溶接作業を行
う場合、６軸多関節形ロボット８０では、図９に仮想線
で示すように、溶接トーチ８５の回動に伴って可撓性ケ
ーブル８６が振り回されることになる。ここで、前記従
来のブラケット８４を介して溶接トーチ８５を回動させ
ると、第６軸Ｘ６が４軸アーム８３の先端部を通ってい
ることから、可撓性ケーブル８６と４軸アーム８３とが
干渉してしまう。このため、溶接トーチ８５を３６０°
全周にわたって回動させることはできず、図１０に示す
ように、溶接トーチ８５の可動領域Ｒを制限させなけれ
ばならなかった。このことは、円管の外周をなぞるよう
に溶接トーチを回したい場合や、殊に本出願人が先に開
示した特願平１１−５０６２６号に示した発明の如き拘
束で溶接トーチを角管の外周上を回したい場合に顕著に
表れる。

【０００６】このように可動領域Ｒを制限された溶接ト
ーチ８５で溶接作業を行うにあたり、たとえば多角柱の
各コーナ部を連続的に溶接することを考える。このと
き、１つ目のコーナ部では手首軸である第６軸Ｘ６周り
に溶接トーチ８５を回動させることによって比較的容易
に溶接を行うことができる。ところが、２つ目のコーナ
部を溶接する際には、第６軸Ｘ６周りにブラケット８４
を回動させるだけで溶接しようとすると、４軸アーム８
３を多角柱から大きく退避させる必要がある。４軸アー
ム８３を退避させるためには、主アーム８１を駆動する
必要がある。ここで、主アーム８１を駆動するために
は、大きな駆動力を要する。また、主アーム８１を駆動
すると、振動が生じて溶接精度を低下させる原因とな
る。さらに、主アーム８１を駆動するサーボモータは、
大きな駆動力を要することから、高速移動に対応にくい
という問題もある。

【０００７】他方、４軸アーム８３を大きく移動させる
と、４軸アーム８３の先端にブラケット８４を介して取
り付けられている溶接トーチ８５に接続された可撓性ケ
ーブル８６も溶接トーチ８５の動きに追従する。このた
め、可撓性ケーブル８６が捻じれてしまったり、あるい
は屈曲したりして、可撓性ケーブル８６内に挿通される
溶接ワイヤの安定した送給を阻害するなどの問題が生じ
る。

【０００８】そこで、本発明の課題は、溶接トーチの可
動範囲を広くすることによって、被溶接材のコーナ部を
溶接する際などにも、なるべく加工ツールに近い軸周り
に部材を駆動するのみで溶接をできるようにするブラケ
ットを提供することにある。そうして、主アームなどの
加工ツールから遠い部材の駆動を少なくすることによ
り、機械に生じる振動を極力小さくするとともに、高速
溶接を実現できるようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決した本発
明の請求項１に係る多関節形ロボットにおける加工ツー
ル取付ブラケットは、多関節形ロボットの末端部材に取
り付けられる多関節形ロボットにおける加工ツール取付
ブラケットにおいて、前記末端部材に取り付けた際に、
前記末端部材よりも突出してなる突出部を備え、加工ツ
ールの回動中心となる手首軸が前記加工ツールの先端加
工部位と前記突出部の一点とを通るように、前記加工ツ
ールを回動可能に取り付ける取付部が前記突出部に形成
されていることを特徴とするものである。

【００１０】請求項１の発明によれば、ブラケットを多
関節形ロボットの末端部材、たとえば４軸アームなどに
取り付けた際、加工ツールを回動させる際の回動軸とな
る手首軸がアームの先端より突出してなる突出部に位置
することになる。このため、加工ツールを回動させて
も、加工ツールに接続される可撓性ケーブルがアームに
干渉することがない。したがって、加工ツールの可動領
域を広く３６０°全周にわたって設定することができ
る。よって、主アームなどを駆動しなければならない事
態が減少する。その結果、機械に生じる振動およびこの
振動に伴う溶接精度の低下を小さくすることができると
ともに、高速溶接を実現することができる。

【００１１】請求項２に係る発明は、前記加工ツールの
接続端部と前記可撓性ケーブルとが前記手首軸上で接続
されていることを特徴とする請求項１に記載の多関節形
ロボットにおける加工ツール取付ブラケットである。請
求項２に係る発明によれば、加工ツールと可撓性ケーブ
ルとの接続位置が手首軸上になるため、加工ツールを回
動させることに起因して可撓性ケーブルが捻じれること
をなくすことができる。

【００１２】請求項３に係る発明は、前記突出部におけ
る取付部には、前記可撓性ケーブルに挿通されるケーブ
ル類が貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔に
前記加工ツールおよび可撓性ケーブルが嵌め込まれるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多関節
形ロボットにおける加工ツール取付ブラケットである。
請求項３に係る発明によれば、可撓性ケーブルに挿通さ
れるケーブル類と加工ツールを直接接続することができ
る。

【００１３】請求項４に係る発明は、加工ツールが取り
付けられる前記貫通孔は多角形状をなしていることを特
徴とする請求項３に記載の多関節形ロボットにおける加
工ツール取付ブラケットである。請求項４に係る発明に
よれば、貫通孔が多角形状をなしているので、加工ツー
ルを回動させる際に、加工ツールが滑らないようにする
ことができる。

【００１４】請求項５に係る発明は、前記貫通孔が傾斜
しており、前記加工ツールは屈曲した形状であることを
特徴とする請求項３または請求項４に記載の多関節形ロ
ボットにおける加工ツール取付ブラケットである。請求
項５に係る発明によれば、加工ツールをＳ字形状ほど曲
がりが大きい形状に製造することなく、容易に加工ツー
ルの先端加工位置と可撓性ケーブルの接続位置とを手首
軸上に合わせることができる。

【００１５】請求項６に係る発明は、前記貫通孔は、前
記手首軸に対して偏心していることを特徴とする請求項
３から請求項５のうちのいずれか一つに記載の多関節形
ロボットにおける加工ツール取付ブラケットである。請
求項６に係る発明によれば、請求項５同様、加工ツール
を屈曲した形状とするのみで加工ツールの先端加工位置
と可撓性ケーブルの接続位置とを手首軸上に合わせるこ
とができる。

【００１６】請求項７に係る発明は、前記取付部に複数
の貫通孔が形成されており、前記複数の貫通孔は、それ
ぞれ前記手首軸との距離が異なるように形成されている
ことを特徴とする請求項３から請求項５のうちのいずれ
か一つに記載の多関節形ロボットにおける加工ツール取
付ブラケットである。請求項７に係る発明によれば、複
数の貫通孔が形成されているので、被加工物の形状など
に応じて、適宜の貫通孔に加工ツールを取り付けて加工
作業を行うことができる。

【００１７】請求項８に係る発明は、前記加工ツールが
溶接トーチであり、前記ケーブル類には溶接ワイヤが含
まれることを特徴とする請求項１から請求項７のうちの
いずれか１つに記載の多関節形ロボットの手首軸装置で
ある。請求項８に係る発明のように、本発明に係る多関
節形ロボットは、高速での移動が要求される溶接ロボッ
トなどに用いるのが好適である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら具体的に説明する。ここで、本発明に係
るブラケットを説明する前に、このブラケットが取り付
けられる多関節形ロボットについて簡単に説明する。図
１は、本発明のブラケットを備える第１の実施形態に係
る多関節形ロボットである７軸多関節形ロボットの全体
斜視図である。本実施形態に係る７軸多関節形ロボット
１は、消耗電極式溶接に用いるものであり、７軸多関節
形ロボット１全体の旋回動作の回動軸となる鉛直な第１
軸Ｘ１、主アーム２の前後方向の回動動作の回動軸とな
る水平な第２軸Ｘ２を備える。また、主アーム２には、
３軸アーム３が取り付けられており、第２軸Ｘ２に平行
な第３軸Ｘ３周りに上下方向に回動可能となっている。
３軸アーム３の先端部には、本発明における末端部材で
ある４軸アーム４が枢着されており、第３軸Ｘ３に直交
する第４軸Ｘ４周りに回転可能となっている。本実施形
態において、本発明に係るブラケット５は、４軸アーム
４の先端部に取り付けられる。

【００１９】次に本発明に係るブラケットについて説明
する。図２は、本発明に係るブラケットの一部破断斜視
図、図３は本発明に係るブラケットの断面図である。本
発明に係るブラケット５は、４軸アーム４の先端部に取
り付けられる連結部５Ａと、この連結部５Ａに対して回
動可能に枢着された突出部５Ｂとを備えている。連結部
５Ａは、第４軸Ｘ４に直交する第５軸Ｘ５周りに回動可
能となるようにブラケット５の４軸アーム４の先端部に
取り付けられている。ブラケット５における突出部５Ｂ
は、４軸アーム４に取り付けた際に、４軸アーム４より
も突出するようになっている。また、連結部５Ａは、第
５軸Ｘ５に直交する第６軸Ｘ６周りに回転可能であり、
連結部５Ａが回転することにより、突出部５Ｂが第６軸
Ｘ６周りに回動するようになっている。

【００２０】さらに、ブラケット５の突出部５Ｂには、
図２および図３に示すように、ベアリング５Ｃ，５Ｃを
介して取付部５ｔが形成されている。この取付部５ｔは
貫通孔５ａが形成される円筒部材５Ｄによりなり、この
円筒部材５Ｄは突出部５Ｂに回動可能に取り付けられて
いる。この円筒部材５Ｄの貫通孔５ａに対して加工ツー
ルである溶接トーチ６の接続端部となる上端部と可撓性
ケーブル９が固定される。なお本実施形態にあっては貫
通孔５Ｄに取り付けられた連結部材９ｔを介して両者は
固定されている。円筒部材５Ｄの回動軸は、連結部５Ａ
の回転軸と平行である。したがって、ブラケット５が４
軸アーム４に取り付けられた際には、円筒部材５Ｄに取
り付けられた溶接トーチ６は、第６軸Ｘ６と平行であ
り、手首軸となる第７軸Ｘ７周りに回動可能となる。

【００２１】また、溶接トーチ６は、側面視してＳ字形
状をなしており、その先端加工位置は、第７軸上に合わ
されている。そして、図３に示すように、ブラケット５
には、サーボモータ７が設けられており、サーボモータ
７の駆動軸は、円筒部材５Ｄを回動させるかさ歯車機構
８に接続されている。かくして、サーボモータ７を駆動
させることにより、かさ歯車機構８を介して円筒部材５
Ｄを回動させることによって、溶接トーチ６を駆動制御
できるようになっている。

【００２２】また、４軸アーム４ブラケット５が取り付
けられた際に、溶接トーチ６の上端部には、溶接ワイヤ
を送給するための経路となるコンジットケーブルＣや図
示しないシールドガスホース、溶接電源などのケーブル
類が挿通された可撓性ケーブル９が接続される連結部材
９ｔが設けられている。また、必要に応じてサーボモー
タ７用の電源ケーブルも可撓性ケーブル９を挿通してサ
ーボモータ７に接続される。可撓性ケーブル９に挿通す
るコンジットケーブルＣや図示しないシールドガスホー
スは、ブラケット５の突出部５Ｂに設けられた円筒部材
５Ｄに嵌め込まれた連結部材９ｔに固定されており、円
筒部材５Ｄによって形成された貫通孔５ａ内に連結部材
９ｔは固定され、この連結部材９ｔに溶接トーチ６が接
続されている。この貫通孔５ａが形成された位置が、本
発明にいう「突出部の一点」となる。したがって、第７
軸Ｘ７は、溶接トーチ６の先端加工位置と突出部５Ｂの
一点を繋いだ線を通ることになる。他方、３軸アーム３
上には、溶接ワイヤを送給するための送給装置Ｓが設け
られている。

【００２３】本実施形態に係るブラケットが取り付けら
れた７軸多関節形ロボット１においては、可撓性ケーブ
ル９がブラケット５の突出部５Ｂに形成された貫通孔５
ａに取り付けられた連結部材９ｔを介して溶接トーチ６
の上端部に取り付けられている。また、溶接トーチ６の
先端加工位置および溶接トーチ６と可撓性ケーブル９と
の接続位置が手首軸である第７軸Ｘ７上に合わされてい
る。このため、第７軸Ｘ７周りに溶接トーチ６を回動さ
せる際、可撓性ケーブル９が４軸アーム４などに干渉す
ることはないので、溶接トーチ６を３６０°全周にわた
って回動させることができる。したがって、４軸アーム
４や主アーム２を極力駆動することなく、溶接作業を行
うことができる。しかも、第７軸Ｘ７周りに溶接トーチ
６を回動させるだけで溶接作業を行うことができるの
で、可撓性ケーブル９が捻じれたり屈曲したりすること
もない。しかも、本発明に係るブラケットは、従来使用
されている多関節形ロボットの末端部材に取り付けて使
用することができるものである。

【００２４】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。なお、前記第１の実施形態と同一の部材につい
ては同一の番号を付してその詳細な説明は省略する。図
４に示すように、本実施形態に係るブラケットが取り付
けられた６軸多関節形ロボット１０においては、４軸ア
ーム４の先端部にブラケット１１の連結部１１Ａが第５
軸Ｘ５周りに回動自在となるように枢着されている。ブ
ラケット１１の連結部１１Ａには、突出部１１Ｂが固定
されており、この突出部１１Ｂに第１実施形態における
貫通孔５ａと同様の円形の図示しない貫通孔が形成され
ている。この貫通孔にＳ字形状の溶接トーチ６が嵌め込
まれており、溶接トーチ６の先端加工部位は、第５軸Ｘ
５と直交し貫通孔を通る第６軸Ｘ６に合わされている。
溶接トーチ６の上端部には連結部材９ｔを介して可撓性
ケーブル９が接続されている。

【００２５】本実施形態に係るブラケット１１を取り付
けた６軸多関節形ロボット１０においても、前記第１の
実施形態に係る７軸多関節形ロボット１と同様、溶接ト
ーチ６の先端加工位置および溶接トーチ６と可撓性ケー
ブル９との接続位置が手首軸である第６軸Ｘ６上に合わ
されている。このため、第６軸Ｘ６周りに溶接トーチを
回動させる際、可撓性ケーブル９が４軸アーム４などに
干渉することがないので、溶接トーチ６を３６０°全周
にわたって回動させることができる。したがって、４軸
アーム４や主アーム２を極力駆動することなく、溶接作
業を行うことができる。しかも、第７軸Ｘ７周りに溶接
トーチ６を回動させるだけで溶接作業を行うことができ
るので、可撓性ケーブル９が捻じれたり屈曲したりする
こともない。

【００２６】次に、本発明に係るブラケットのその他の
種々の態様について説明する。これらのブラケットは、
いずれも多関節形ロボットにおける末端部材、たとえば
４軸アームに取り付けられるものである。

【００２７】図５（ａ）から（ｄ）は、それぞれ本発明
に係るブラケットの他の例を示す斜視図である。前記各
実施形態においては、ブラケットに形成された取付部を
構成する円筒部材に形成される貫通孔は円形であるが、
図５（ａ）から（ｄ）には貫通孔を変形した態様をそれ
ぞれ示す。なお、ブラケット自体は前記第１の実施形態
に示すブラケット５と同一のものであり、円筒部材に形
成された貫通孔のみが異なる態様としてある。

【００２８】図５（ａ）に示す態様では、ブラケット５
の突出部５Ｂに設けられた円筒部材３１には、断面形状
が正三角形である貫通孔３１ａが形成されている。断面
形状が正三角形である貫通孔３１ａに嵌め込まれる溶接
トーチの接続端部の断面形状は、貫通孔３１ａの断面形
状と同じ正三角形とされている。この貫通孔３１ａに溶
接トーチを嵌め込むことにより、円筒部材３１を回動さ
せることによって溶接トーチを回動させるときに、溶接
トーチが滑るような事態を回避することができる。

【００２９】図５（ｂ）に示す態様では、ブラケット５
に設けられた円筒部材３２に形成された貫通孔３２ａ
は、その断面が正方形状とされている。断面形状が正方
形状の貫通孔３２ａに嵌め込まれる溶接トーチの接続端
部である上端部は、やはり断面が正方形状とされてい
る。図５（ｂ）に示す態様でも、図５（ａ）に示す態様
と同様に、円筒部材３１を回動させることによって溶接
トーチを回動させるときに、溶接トーチが滑るような事
態を回避することができる。

【００３０】また、図５（ｃ）に示す態様では、円筒部
材３３に形成する貫通孔３３ａは、形状は円形である
が、回動中心から偏心した位置に形成されている。図５
（ｃ）に示す態様によれば、Ｓ字形に溶接トーチを用い
なくとも、屈曲した形状の溶接トーチを用いるのみで、
加工先端位置を円筒部材３３の回動軸上に合わせること
ができる。

【００３１】さらに、図５（ｄ）に示す態様では、円筒
部材３４に複数、具体的には３つの貫通孔３４ａ，３４
ｂ，３４ｃが形成されている。これらの貫通孔３４ａ，
３４ｂ，３４ｃは、それぞれ円筒部材３４の回動中心か
らの距離が異なる位置に形成されている。このように、
回動中心からの距離が異なる位置に複数の貫通孔を形成
しておくことにより、被溶接物の形状などに応じた種々
の形状の溶接トーチを使用することができるようにな
る。

【００３２】また、たとえば、図６（ａ）に示すよう
に、ブラケット１５に形成する貫通孔１５ａが傾斜して
おり、これに溶接トーチ１６が第７軸Ｘ７周りに回動可
能となるように取り付けることができる。この態様で
は、溶接トーチ１６を回動させると、可撓性ケーブル９
がわずかに振れることになるが、溶接トーチ１６の可動
領域が制限されるようなことはない。その分、溶接トー
チ１６の形状を、前記各実施形態で説明した溶接トーチ
６のように、Ｓ字形状となるまで曲げる必要がなく、屈
曲した形状とすればよい。したがって、本態様に係る溶
接トーチ１６は、前記各実施形態における溶接トーチ６
よりも容易に製造することができる。

【００３３】さらには、図６（ｂ）に示すように、ブラ
ケット５は、前記第１の実施形態と同一であるが、加工
ツールとして、溶接トーチでなく、フライスカッタ等の
加工ヘッド１７を取り付けることなどもできる。

【００３４】また、図７（ａ）は、本発明に係るブラケ
ットのさらに他の例を示す一部破断斜視図、（ｂ）から
（ｄ）は、それぞれ本発明に係るブラケットのさらに他
の例を示す斜視図である。図７（ａ）から（ｄ）には、
かさ歯車機構８に代えて、ベルト伝達機構を用いた態様
の各例を示している。

【００３５】図７（ａ）に示すブラケット４０は、連結
部４１および突出部４２を有している。このブラケット
４０では、前記第１の実施形態等と比較して、突出部４
２が長くなっている。また、連結部４１の内部には、突
出部４２に設けられた円筒部材４３を回動させるための
サーボモータ４４が設けられている。サーボモータ４４
における回転軸４４Ａには、ベルトプーリ４５が取り付
けられ、このベルトプーリ４５にベルト４６が巻き回さ
れている。また、ベルト４６は、ベルトプーリ４５の他
方において円筒部材４３に巻き回されている。したがっ
て、サーボモータ４４を駆動することによって、ベルト
４６を介して円筒部材４３を回動することができるよう
になっている。

【００３６】図７（ａ）に示すブラケット４０では、ベ
ルト４６を用いて回動力を伝達するので、ブラケット４
０の突出部４２が長尺であるものの、サーボモータ４４
の回動駆動力を円筒部材４２に伝達することができる。
このように、ベルト伝達機構を用いれば、ブラケットの
突出部の長さを変えたい場合であっても、ベルトの長さ
を調節することによって容易に対応することができる。

【００３７】次に、図７（ｂ）に示すブラケット５０で
は、連結部５１を突出部５２を有しており、円筒部材５
３が突出部５２に形成されているのは同様であるが、サ
ーボモータ５４は、連結部５１の外側に配置されてい
る。また、突出部５２の内部には、図示はしないが、図
７（ａ）に示すブラケット４０と同様のベルト伝達機構
が設けられている。

【００３８】このように、図７（ｂ）に示すブラケット
５０では、たとえば連結部５１の内部にサーボモータ５
４が入らない大きさの場合に有効となる。特に、連結部
５１にアームなどを貫通させて回転可能としたい場合
に、効果的な態様である。

【００３９】また、図７（ｃ）に示すブラケット６０で
は、連結部６１と突出部６２とを備えている点、および
突出部６２に円筒部材６３が設けられている点において
は、図７（ｂ）に示すブラケット５０と同様である。ま
た、連結部６１の外側にサーボモータ６４が配置されて
いる点では、図７（ｂ）に示すブラケット５０と同様で
あるが、連結部６１と円筒部材６３との間にサーボモー
タ６４が配置されている点において異なる。突出部５２
の内部には、図示はしないが、前記ブラケット４０，５
０と同様のベルト伝達機構が設けられている。

【００４０】このブラケット６０のように、サーボモー
タ６４を連結部６１と円筒部材６３との間に配置するこ
とにより、ベルト駆動機構に使用するベルトを短いもの
で済ませることができる。

【００４１】さらに、図７（ｄ）に示すブラケット７０
では、連結部７１および突出部７２を備えるのは前記各
ブラケット４０，５０，６０と同様であり、サーボモー
タ７３が図示しない円筒部材に嵌め込まれて取り付けら
れている点で異なる。このサーボモータ７３は、中空の
サーボモータであり、この中空となっている部分に図示
しない可撓性ケーブルが挿入され、やはり図示しない溶
接トーチに接続される。

【００４２】このブラケット７０のように、サーボモー
タ７３として中空のサーボモータを用い、このサーボモ
ータ７３を突出部７２における円筒部材に取り付けるこ
とにより、ベルト駆動機構などを設けることなく、直接
円筒部材を回動駆動することができる。

【００４３】他方、前記各実施形態では、末端部材とし
て４軸アームを用い、４軸アームに本発明に係るブラケ
ットを取り付ける態様について説明した。これに対し
て、本発明に係るブラケットは、末端部材として本発明
に係るブラケットなどを用いることもできる。この態様
について、図８を用いて説明すると、図８（ａ）には、
前記第１の実施形態と同様に図示しない４軸アーム等に
ブラケット５を取り付けた状態を示している。このブラ
ケット５における突出部５Ｂに設けられた円筒部材５Ｄ
に対して、図８（ｂ）に示すように、Ｌ字形連結部材Ｌ
を介して、さらに本発明に係るブラケット５′を取り付
けたものである。この態様では、ブラケット５が本発明
における末端部材となる。このように、ブラケット５に
おける円筒部材５Ｄにさらにブラケット５′を取り付け
ることにより、たとえばブラケット５の円筒部材５Ｄが
第７軸Ｘ７周りに回動するならば、ブラケット５Ｄにお
ける円筒部材５Ｄ′は第８軸Ｘ８周りに回動するように
することができる。すなわち、本発明に係るブラケット
を複数取り付けることによって、多関節形ロボットの回
動軸を容易に増やすことができるようになる。

【００４４】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の請求項１に係る
発明によれば、溶接トーチの可動範囲を広くすることに
よって、被溶接材のコーナ部を溶接する際などにも、な
るべく加工ツールに近い軸周りに部材を駆動するのみで
溶接をできるようにするブラケットを提供することがで
きる。そうして、主アームなどの加工ツールから遠い部
材の駆動を少なくすることにより、機械に生じる振動を
極力小さくするとともに、高速溶接を実現できるするこ
とが可能となる。しかも、既存のロボットの簡単な改
良、改造で製造することができる。

【００４５】請求項２に係る発明によれば、加工ツール
と可撓性ケーブルとの接続位置が手首軸上になるため、
加工ツールを回動させることに起因して可撓性ケーブル
が捻じれることをなくすことができる。

【００４６】請求項３に係る発明によれば、可撓性ケー
ブルに挿通されるケーブル類と加工ツールを直接接続す
ることができる。

【００４７】請求項４に係る発明によれば、貫通孔が多
角形状をなしているので、加工ツールを回動させる際
に、加工ツールが滑らないようにすることができる。

【００４８】請求項５に係る発明によれば、加工ツール
をＳ字形状ほど曲がりが大きい形状に製造することな
く、容易に加工ツールの先端加工位置と可撓性ケーブル
の接続位置とを手首軸上に合わせることができる。

【００４９】請求項６に係る発明によれば、請求項５同
様、加工ツールを屈曲した形状とするのみで加工ツール
の先端加工位置と可撓性ケーブルの接続位置とを手首軸
上に合わせることができる。

【００５０】請求項７に係る発明によれば、複数の貫通
孔が形成されているので、被加工物の形状などに応じ
て、適宜の貫通孔に加工ツールを取り付けて加工作業を
行うことができる。

【００５１】請求項８に係る発明によれば、高速での移
動が要求される溶接ロボットなどに用いるのが好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブラケットを備える第１の実施形態に
係る多関節形ロボットである７軸多関節形ロボットの全
体斜視図である。

【図２】図２は、本発明に係るブラケットの一部破断斜
視図である。

【図３】本発明に係るブラケットの断面図である。

【図４】本発明のブラケットを備える第２の実施形態に
係る多関節形ロボットである６軸多関節形ロボットの全
体斜視図である。

【図５】（ａ）から（ｄ）のいずれも、本発明に係るブ
ラケットの変形例を示す斜視図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係るブラケットの
変形例を示す側断面図である。

【図７】（ａ）は、本発明に係るブラケットの変形例を
示す一部破断斜視図、（ｂ）から（ｄ）はいずれも本発
明に係るブラケットの他の変形例を示す斜視図である。

【図８】（ａ）は、本発明に係るブラケットの取付態様
の一例を示す斜視図、（ｂ）は、本発明に係るブラケッ
トの他の取付態様を示す斜視図である。

【図９】従来の６軸多関節形ロボットの全体斜視図であ
る。

【図１０】従来の６軸多関節形ロボットの溶接トーチの
可動範囲を示す平面図である。

【符号の説明】

１ ７軸多関節形ロボット ２ 主アーム ３ ３軸アーム ４ ４軸アーム ５ ブラケット ５Ａ 連結部 ５Ｂ 突出部 ５Ｃ ベアリング ５Ｄ 円筒部材 ５ａ 貫通孔 ５ｔ 取付部 ６ 溶接トーチ ７ サーボモータ ８ かさ歯車機構 ９ 可撓性ケーブル ９ｔ 連結部材 １０ ６軸多関節形ロボット Ｃ コンジットケーブル Ｓ 送給装置 Ｘ１〜Ｘ７ 第１軸〜第７軸

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年３月２８日（２０００．３．２
８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、多関節形ロボ
ット８０に取り付けられた前記従来のブラケット８４に
は、手首軸となる第６軸Ｘ６を回転軸として溶接トーチ
８５を回動させて溶接作業などが行われるように、溶接
トーチ８５が取り付けられる。このような溶接作業を行
う場合、６軸多関節形ロボット８０では、図９に仮想線
で示すように、溶接トーチ８５の回動に伴って可撓性ケ
ーブル８６が振り回されることになる。ここで、前記従
来のブラケット８４を介して溶接トーチ８５を回動させ
ると、第６軸Ｘ６が４軸アーム８３の先端部を通ってい
ることから、可撓性ケーブル８６と４軸アーム８３とが
干渉してしまう。このため、溶接トーチ８５を３６０°
全周にわたって回動させることはできず、図１０に示す
ように、溶接トーチ８５の可動領域Ｒを制限させなけれ
ばならなかった。このことは、円管の外周をなぞるよう
に溶接トーチを回したい場合や、殊に本出願人が先に開
示した特願平１１−５０６２６号に示した発明の如き高
速で溶接トーチを角管の外周上を回したい場合に顕著に
表れる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】さらに、ブラケット５の突出部５Ｂには、
図２および図３に示すように、ベアリング５Ｃ，５Ｃを
介して取付部５ｔが形成されている。この取付部５ｔは
貫通孔５ａが形成される円筒部材５Ｄによりなり、この
円筒部材５Ｄは突出部５Ｂに回動可能に取り付けられて
いる。この円筒部材５Ｄの貫通孔５ａに対して加工ツー
ルである溶接トーチ６の接続端部となる上端部と可撓性
ケーブル９が固定される。なお本実施形態にあっては貫
通孔５ａに取り付けられた連結部材９ｔを介して両者は
固定されている。円筒部材５Ｄの回動軸は、連結部５Ａ
の回転軸と平行である。したがって、ブラケット５が４
軸アーム４に取り付けられた際には、円筒部材５Ｄに取
り付けられた溶接トーチ６は、第６軸Ｘ６と平行であ
り、手首軸となる第７軸Ｘ７周りに回動可能となる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】また、ブラケット５の突出部５Ｂに形成さ
れた取付部５ｔにおいて、溶接トーチ６の上端部と可撓
性ケーブル９が連結部材９ｔを介して固定されている。
この可撓性ケーブル９には、溶接ワイヤを送給するため
の経路となるコンジットケーブルＣや図示しないシール
ドガスホース、溶接電源などのケーブル類が挿通されて
いる。また、必要に応じてサーボモータ７用の電源ケー
ブルも可撓性ケーブル９を挿通してサーボモータ７に接
続される。可撓性ケーブル９に挿通するコンジットケー
ブルＣや図示しないシールドガスホースは、ブラケット
５の突出部５Ｂに設けられた円筒部材５Ｄに嵌め込まれ
た連結部材９ｔに固定されており、円筒部材５Ｄによっ
て形成された貫通孔５ａ内に連結部材９ｔは固定され、
この連結部材９ｔに溶接トーチ６が接続されている。こ
の貫通孔５ａが形成された位置が、本発明にいう「突出
部の一点」となる。したがって、第７軸Ｘ７は、溶接ト
ーチ６の先端加工位置と突出部５Ｂの一点を繋いだ線を
通ることになる。他方、３軸アーム３上には、溶接ワイ
ヤを送給するための送給装置Ｓが設けられている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F060 AA05 EA01 EB13 EC13 EC16 FA01 FA03 GA05 GA13 GB02 GB24 HA02 HA05

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可撓性ケーブルが接続された加工ツール
   が取り付けられ、多関節形ロボットの末端部材に設けら
   れる多関節形ロボットにおける加工ツール取付ブラケッ
   トにおいて、 前記末端部材に取り付けた際に、前記末端部材よりも突
   出してなる突出部を備え、 加工ツールの回動中心となる手首軸が前記加工ツールの
   先端加工部位と前記突出部の一点とを通るように、前記
   加工ツールを回動可能に取り付ける取付部が前記突出部
   に形成されていることを特徴とする多関節形ロボットに
   おける加工ツール取付ブラケット。
2. 【請求項２】 前記加工ツールの接続端部と前記可撓性
   ケーブルとが前記手首軸上で接続されていることを特徴
   とする請求項１に記載の多関節形ロボットにおける加工
   ツール取付ブラケット。
3. 【請求項３】 前記突出部における取付部には、前記可
   撓性ケーブルに挿通されるケーブル類が貫通する貫通孔
   が形成されており、 この貫通孔に前記加工ツールおよび可撓性ケーブルが嵌
   め込まれることを特徴とする請求項１または請求項２に
   記載の多関節形ロボットにおける加工ツール取付ブラケ
   ット。
4. 【請求項４】 前記加工ツールが取り付けられる前記貫
   通孔は多角形状をなしていることを特徴とする請求項３
   に記載の多関節形ロボットにおける加工ツール取付ブラ
   ケット。
5. 【請求項５】 前記貫通孔が傾斜しており、前記加工ツ
   ールは屈曲した形状であることを特徴とする請求項３ま
   たは請求項４に記載の多関節形ロボットにおける加工ツ
   ール取付ブラケット。
6. 【請求項６】 前記貫通孔は、前記手首軸に対して偏心
   していることを特徴とする請求項３から請求項５のうち
   のいずれか一つに記載の多関節形ロボットにおける加工
   ツール取付ブラケット。
7. 【請求項７】 前記取付部に複数の貫通孔が形成されて
   おり、 前記複数の貫通孔は、それぞれ前記手首軸との距離が異
   なるように形成されていることを特徴とする請求項３か
   ら請求項５のうちのいずれか一つに記載の多関節形ロボ
   ットにおける加工ツール取付ブラケット。
8. 【請求項８】 前記加工ツールが溶接トーチであり、前
   記ケーブル類には溶接ワイヤが含まれることを特徴とす
   る請求項１から請求項７のうちのいずれか１つに記載の
   多関節形ロボットの手首軸装置。