JP2015085380A - ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】干渉を防止しつつ、多様な溶接姿勢をとりやすくすること。【解決手段】実施形態に係るロボットは、取付部と、アーム部と、アーム支持部と、送給機と、パワーケーブルとを備える。上記取付部は、溶接用トーチを取り付け可能である。上記アーム部は、先端部において上記取付部を揺動可能に支持する。上記アーム支持部は、先端部において上記アーム部を上記取付部の揺動軸に垂直な回転軸まわりに回転可能に支持する。上記送給機は、上記アーム部の基端部および先端部の間で上記回転軸の軸線と交わるように配置され、上記取付部に取り付けられる上記溶接用トーチへワイヤを送給する。上記パワーケーブルは、上記溶接用トーチへの給電経路であり、上記ワイヤの送給経路とは別体に設けられる。【選択図】図３Ａ

Description

開示の実施形態は、ロボットに関する。

従来、アーク溶接用途に用いられるロボットが知られている。かかるロボットは、多軸アームを有して構成され、かかる多軸アームの先端可動部には、エンドエフェクタとして溶接用トーチ（以下、「トーチ」と記載する）が取り付けられる。

なお、トーチには、溶接用ワイヤが送給される必要があるが、かかる送給はワイヤ送給装置（以下、「送給機」と記載する）によって行われる（たとえば、特許文献１参照）。

送給機は、たとえば、ワイヤの送給動作の応答性を高めるため、前述の先端可動部とトーチとの間に介在させて取り付けられる。

特開２００５−６６６１０号公報

しかしながら、上述した従来技術には、干渉を防止しつつ、多様な溶接姿勢をとりやすくするという点で更なる改善の余地がある。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、干渉を防止しつつ、多様な溶接姿勢をとりやすくすることができるロボットを提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係るロボットは、取付部と、アーム部と、アーム支持部と、送給機と、パワーケーブルとを備える。前記取付部は、溶接用トーチを取り付け可能である。前記アーム部は、先端部において前記取付部を揺動可能に支持する。前記アーム支持部は、先端部において前記アーム部を前記取付部の揺動軸に垂直な回転軸まわりに回転可能に支持する。前記送給機は、前記アーム部の基端部および先端部の間で前記回転軸の軸線と交わるように配置され、前記取付部に取り付けられる前記溶接用トーチへワイヤを送給する。前記パワーケーブルは、前記溶接用トーチへの給電経路であり、前記ワイヤの送給経路とは別体に設けられる。

実施形態の一態様によれば、干渉を防止しつつ、多様な溶接姿勢をとりやすくすることができる。

図１Ａは、実施形態に係るロボットの斜視模式図である。 図１Ｂは、アーク溶接システムの構成例を示す模式図である。 図２は、ロボットの各軸の動作および送給機の位置を示す模式図である。 図３Ａは、上部アーム周辺の斜視模式図である。 図３Ｂは、支持具の構成を示す斜視模式図である。 図３Ｃは、上部アーム周辺の平面模式図である。 図３Ｄは、上部アーム周辺の底面模式図である。 図３Ｅは、上部アーム周辺の正面模式図である。 図３Ｆは、トーチクランプ周辺の斜視模式図である。 図３Ｇは、上部アーム周辺の左側面模式図である。 図４は、変形例に係る支持具の構成を示す斜視模式図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

また、以下では、アーク溶接用途に用いられるロボットを例に挙げて説明を行う。また、溶接用トーチについては「トーチ」と記載する。

まず、実施形態に係るロボット１０の概略について述べる。図１Ａは、実施形態に係るロボット１０の斜視模式図である。なお、以下では、説明の便宜上、ロボット１０の旋回位置および姿勢が基本的に図１Ａに示す状態にあるものとして、ロボット１０における各部位の位置関係を説明する。また、かかる図１Ａに示す状態を、ロボット１０の「基準姿勢」と呼ぶ場合がある。

また、ロボット１０の基台部１１が据え付けられる設置面側を「基端側」と呼び、各部材の基端側周辺を「基端部」と呼ぶ。また、ロボット１０のフランジ部１５ａ側を「先端側」と呼び、各部材の先端側周辺を「先端部」と呼ぶ。

また、図１Ａには、説明を分かりやすくするために、鉛直上向きを正方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、以下の説明で用いる他の図面においても示す場合がある。なお、本実施形態では、Ｘ軸の正方向がロボット１０の前方を指すものとする。

図１Ａに示すように、ロボット１０は、いわゆるシリアルリンクの垂直多関節型であり、６個回転関節軸である軸Ｓ、軸Ｌ、軸Ｕ、軸Ｒ、軸Ｂおよび軸Ｔを有している。また、ロボット１０は、６個のサーボモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５およびＭ６を有している。また、ロボット１０は、基台部１１と、旋回ベース１２と、下部アーム１３と、上部アーム１４と、取付部１５と、配管部１６と、送給機３０とを備える。

また、上部アーム１４は、第１アーム１４ａと、第２アーム１４ｂとを備える。第１アーム１４ａは、アーム支持部の一例であり、第２アーム１４ｂは、アーム部の一例である。

ここで、かかるロボット１０を含むアーク溶接システム１００について説明しておく。図１Ｂは、アーク溶接システム１００の構成例を示す模式図である。なお、図１Ｂでは、各構成要素を簡略化して示している。図１Ｂに示すように、アーク溶接システム１００は、ワイヤ貯蔵装置１と、溶接電源２と、ロボットコントローラ３と、ガスボンベ４と、ロボット１０とを備える。

ワイヤ貯蔵装置１は、ワイヤＷの供給源となる装置であり、たとえばワイヤリール等を含んで構成される。溶接電源２は、アーク溶接用の電源装置である。ロボットコントローラ３は、ロボット１０や溶接電源２といった各種装置と情報伝達可能に接続され、これら各種装置の動作を制御する。

たとえば、ロボットコントローラ３は、上述した各回転関節軸を駆動させるサーボモータＭ１〜Ｍ６それぞれの回転位置を制御することで、ロボット１０の溶接姿勢を変化させる。ガスボンベ４は、シールドガス用のガス供給源である。

そして、ロボット１０は、コンジットケーブルＣ１を介してワイヤ貯蔵装置１と接続される。コンジットケーブルＣ１は、後述するワイヤケーブル４１を含む。また、ロボット１０は、溶接電源ケーブルＣ２を介して溶接電源２と接続される。また、ロボット１０は、サーボモータケーブルＣ３を介してロボットコントローラ３と接続される。また、ロボット１０は、ガスホースＣ４を介してガスボンベ４と接続される。

図１Ａの説明に戻る。コンジットケーブルＣ１および溶接電源ケーブルＣ２は、上部アーム１４の基端部外側に接続される。なお、溶接電源ケーブルＣ２は、下部アーム１３に沿って配索される。また、サーボモータケーブルＣ３は、配管部１６等の内部で配索され、サーボモータＭ１〜Ｍ６それぞれに接続される。また、ガスホースＣ４（図示略）は、たとえば下部アーム１３に沿って配索され、上部アーム１４の方へ導かれる。

なお、コンジットケーブルＣ１は、後述するワイヤケーブル４１に対応する。また、溶接電源ケーブルＣ２は、上部アーム１４の基端部外側で分岐され、後述のパワーケーブル４３として配索される。また、ガスホースＣ４は、後述するガスホース４２に対応する。

基台部１１は、床面などに固定される支持ベースであり、旋回ベース１２を軸Ｓまわりに回転可能に支持する。そして、サーボモータＭ１の駆動により、基台部１１と旋回ベース１２とが軸Ｓまわりに相対的に回転する。旋回ベース１２は、下部アーム１３の基端部を軸Ｓに垂直な軸Ｌまわりに回転可能に支持する。そして、サーボモータＭ２の駆動により、旋回ベース１２と下部アーム１３とが軸Ｌまわりに相対的に回転する。

下部アーム１３は、その先端部において、上部アーム１４の第１アーム１４ａの基端部を、軸Ｌに平行な軸Ｕまわりに回転可能に支持する。そして、サーボモータＭ３の駆動により、下部アーム１３と第１アーム１４ａとが軸Ｕまわりに相対的に回転する。第１アーム１４ａは、その先端部において、第２アーム１４ｂの基端部を軸Ｕに垂直な軸Ｒまわりに回転可能に支持する。そして、サーボモータＭ４の駆動により、第１アーム１４ａと第２アーム１４ｂとが軸Ｒまわりに相対的に回転する。なお、軸Ｒは回転軸の一例である。

第２アーム１４ｂは、その先端部において、取付部１５の基端部を軸Ｒに垂直な軸Ｂまわりに回転可能に支持する。そして、サーボモータＭ５の駆動により、第２アーム１４ｂ内部に内蔵された動力伝達機構（ベルト、プーリなど）を介して動力が伝達され、第２アーム１４ｂと取付部１５とが軸Ｂまわりに相対的に回転する。なお、軸Ｂは揺動軸の一例である。

そして、取付部１５には、トーチ２０が取り付けられる。なお、取付部１５は、軸Ｂに垂直な軸Ｔまわりに回転可能なフランジ部１５ａを有しており、トーチ２０は、かかるフランジ部１５ａを介して取付部１５に取り付けられる。そして、サーボモータＭ６の駆動により、第２アーム１４ｂ内部に内蔵された動力伝達機構（ベルト、プーリなど）を介して動力が伝達され、フランジ部１５ａが軸Ｔまわりに回転する。

なお、上記した「垂直」あるいは「平行」などは、必ずしも数学的に厳密な精度を必要とするものではなく、実質的な公差や誤差などを許容するものである。また、本実施形態における「垂直」は、２つの直線（回転軸）が同一平面上で直交することのみを意味するのではなく、２つの直線（回転軸）の関係がねじれの位置である場合をも含むものとする。

送給機３０は、第２アーム１４ｂの基端部および先端部の間で軸Ｒの軸線と交わるように配置され、トーチ２０へワイヤＷを送給する。

ここで、説明を分かりやすくするために、ロボット１０の各軸の動作および送給機３０の位置を図２に模式的に示す。図２は、ロボット１０の各軸の動作および送給機３０の位置を示す模式図である。なお、図２では、右側面方向（Ｙ軸の負方向）からみたロボット１０を、関節を示す図記号等を用いてごく模式的に示している。

図２に示すように、旋回ベース１２は、基台部１１に支持されて、軸Ｓまわりに旋回する（図中の矢印２０１参照）。下部アーム１３は、旋回ベース１２に支持されて、軸Ｌまわりに前後方向に揺動する（図中の矢印２０２参照）。

第１アーム１４ａは、下部アーム１３に支持されて、軸Ｕまわりに上下方向に揺動する（図中の矢印２０３参照）。また、第２アーム１４ｂは、第１アーム１４ａに支持されて、軸Ｒまわりに回転する（図中の矢印２０４参照）。

そして、送給機３０は、かかる第２アーム１４ｂの基端部および先端部の間で軸Ｒの軸線と交わるように配置される（図中の破線の矩形参照）。

なお、取付部１５は、第２アーム１４ｂに支持されて、軸Ｂまわりに揺動する（図中の矢印２０５参照）。また、取付部１５の先端部（前述のフランジ部１５ａ）が、軸Ｔまわりに回転する（図中の矢印２０６参照）。

このように、送給機３０が、第２アーム１４ｂの基端部および先端部の間で軸Ｒの軸線と交わるように配置されることによって、送給機３０そのものが、ワークやジグ、周辺機器等に干渉するのを防ぐことができる。

かかる送給機３０の配置構造について、図３Ａを用いて具体的に説明する。図３Ａは、上部アーム１４周辺の斜視模式図である。

既に述べたように、また、あらためて図３Ａに示すように、送給機３０は、第２アーム１４ｂの基端部および先端部の間で軸Ｒの軸線と交わるように配置される。送給機３０は、ワイヤ貯蔵装置１（図１Ｂ参照）からワイヤＷを引き出して、トーチ２０へ送給する装置である。

送給機３０は、本体部３０ａと、駆動源３０ｂとを備える。これらは、支持具３１によって第２アーム１４ｂに支持される。なお、支持具３１の構成については、図３Ｂを用いて後述する。

本体部３０ａは、その内部に、フィードローラ等を含んで構成されるワイヤＷの送給機構（図示略）を備える。送給機構は、駆動源３０ｂによって駆動される。

また、本体部３０ａには、ワイヤＷの送給経路であるワイヤケーブル４１が連結される。かかるワイヤケーブル４１は、軸Ｒの軸線に沿って配索される。

また、トーチ２０へのガス供給経路であるガスホース４２、および、トーチ２０への給電経路となる給電用のケーブルであるパワーケーブル４３が、ワイヤケーブル４１とは別体に設けられ、配索される。これらワイヤケーブル４１、ガスホース４２およびパワーケーブル４３は、いずれも可撓性を有する。

なお、パワーケーブル４３は、複数本に分岐させて設けられることが好ましい。本実施形態では、パワーケーブル４３は、図３Ａに示すように２本に分岐されているものとする。また、以下では、これらワイヤケーブル４１、ガスホース４２およびパワーケーブル４３を総称して「ケーブル類４０」と呼ぶ場合がある。

これらケーブル類４０は、支持具３１を介して取りまとめられつつ配索され、取付部１５を貫いて設けられた通過口１５ａａに挿通されたうえでトーチ２０へ連結される。なお、トーチ２０は、トーチクランプ２１を介してフランジ部１５ａへ固定されている。また、ケーブル類４０の具体的な配索方法については、図３Ｂ以降を用いた説明で後述する。

次に、第２アーム１４ｂの具体的な構成を含め、送給機３０の配置構造について図３Ｂ〜図３Ｇを用いてさらに詳しく説明する。図３Ｂは、支持具３１の構成を示す斜視模式図である。図３Ｃは、上部アーム１４周辺の平面模式図である。図３Ｄは、上部アーム１４周辺の底面模式図である。

図３Ｅは、上部アーム１４周辺の正面模式図である。図３Ｆは、トーチクランプ２１周辺の斜視模式図である。図３Ｇは、上部アーム１４周辺の左側面模式図である。

まず、支持具３１の具体的な構成について説明する。図３Ｂに示すように、支持具３１は、第１フレーム３１ａと、第２フレーム３１ｂとを備える。

第１フレーム３１ａは、図中のＹ軸方向に延在する懸架部３１ａａと、懸架部３１ａａから略垂直なＺ軸方向に延在させて設けられた２つの柱部３１ａｂとを有する。

第２フレーム３１ｂは、図中のＸ軸方向に延在する中軸部３１ｂａと、中軸部３１ｂａから鉤状をなしてＹ軸方向に延在するように設けられた鉤状部３１ｂｂと、鉤状部３１ｂｂとは反対側の中軸部３１ｂａの端部に設けられた尾部３１ｂｃとを有する。

送給機３０は、本体部３０ａが締結部材等によって中軸部３１ｂａに固定されることによって、第２フレーム３１ｂに固定される。また、第２フレーム３１ｂは、鉤状部３１ｂｂが柱部３１ａｂの端部と連結されることによって第１フレーム３１ａと一体化される。

そして、第１フレーム３１ａと第２フレーム３１ｂとが一体化されることによって、懸架部３１ａａ、柱部３１ａｂおよび鉤状部３１ｂｂに囲まれた空間である挿通路３１ａｃが形成される。

このように構成された支持具３１を介して、送給機３０は、つづく図３Ｃおよび図３Ｄに示すように第２アーム１４ｂに設けられる。

図３Ｃおよび図３Ｄに示すように、第２アーム１４ｂは、底部１４ｂａ（図３Ｄ参照）と、底部１４ｂａから軸Ｒの軸線に沿って延設された第１延在部１４ｂｂと、第１延在部１４ｂｂと間隙を有して並設される第２延在部１４ｂｃとを有し、二股状をなす形状に形成されている。

第１延在部１４ｂｂおよび第２延在部１４ｂｃは、その先端部において取付部１５を支持する。また、送給機３０（本体部３０ａおよび駆動源３０ｂ）の上側（図中のＺ軸の正方向側）には、サーボモータＭ５およびＭ６を内部に収める収納部１４ｂｄ（図３Ｃ参照）が形成されている。

送給機３０は、かかる第２アーム１４ｂの二股の間の根元寄りに配置される。ここで、具体的に根元寄りとは、第１延在部１４ｂｂおよび第２延在部１４ｂｃの連結部である底部１４ｂａに寄せて配置されることを指す。

なお、このとき、送給機３０は、懸架部３１ａａが第１延在部１４ｂｂと第２延在部１４ｂｃとの間に架け渡されてその端部を締結部材等によって固定され（図３Ｃ参照）、尾部３１ｂｃが底部１４ｂａに固定されることによって（図３Ｄ参照）、第２アーム１４ｂに固定される。

これにより、軸Ｂまわりや軸Ｔまわりの可動部と送給機３０との間に適度な距離を置くことができるので、送給機３０が可動部による影響を受けにくくすることができる。

すなわち、取付部１５の揺動やフランジ部１５ａの回転によって送給機３０との間に大きな圧縮力がかかることでワイヤケーブル４１が屈曲したり、ひいては座屈したりするのを防ぐことができるので、ワイヤＷの送給が阻害されるのを防ぐことができる。

また、少なくとも送給機３０は、トーチ２０からさほど遠くない第２アーム１４ｂの二股の間に配置されるので、たとえば、送給機３０が上部アーム１４の基端部後方側（図中のＸ軸の負方向側）等に配置されるのに比べ、ワイヤＷの送給にかかる抵抗を抑えることができる。

したがって、送給機３０には、溶接中のワイヤＷの正逆送給が可能なものを用いることができる。これにより、送給機３０そのものの干渉を防ぎつつ、ワイヤＷの送給動作の応答性を高めることができる。

また、図３Ｃおよび図３Ｄに示すように、ワイヤケーブル４１は、第２アーム１４ｂの二股の間で軸Ｒの軸線に沿って配索されるので、軸Ｒまわりの回転によってワイヤケーブル４１自体が暴れるのを防ぐことができる。すなわち、ワイヤＷの送給が阻害されるのを防ぐことができる。

また、ワイヤケーブル４１を含むケーブル類４０の配索方法を述べると、図３Ｄに示すように、第１アーム１４ａの有する中空部に挿通され、第１アーム１４ａ側から配索されてきたケーブル類４０の内、ワイヤケーブル４１については上述のように軸Ｒの軸線に沿って配索される。

そして、ガスホース４２およびパワーケーブル４３については、送給機３０下側（図中のＺ軸の負方向側）の本体部３０ａと駆動源３０ｂとの間で、中軸部３１ｂａを避けつつ束ねられて配索される。

そして、ガスホース４２およびパワーケーブル４３は、鉤状部３１ｂｂの懐（ふところ、すなわち内側）の部分を介して挿通路３１ａｃの方向へガイドされ、ワイヤケーブル４１とともに挿通路３１ａｃに挿通されて取付部１５の方向へ配索される。

このようにケーブル類４０を配索することで、ワイヤＷの送給が阻害されるのを防ぎつつ、ケーブル類４０に大きな圧縮力がかかって断線するのを防止することができる。

とりわけ、太く、可撓性が低くありがちなパワーケーブル４３を、本実施形態のようにワイヤケーブル４１とは別体にかつ分岐型にすることで、ケーブル負荷を分散することができる。したがって、取付部１５の揺動等で大きな圧縮力を受けても、ケーブル類４０に座屈や断線等を生じにくくすることができる。

また、支持具３１の有する鉤状部３１ｂｂを上述のように用いてケーブル類４０を配索することによって、ケーブル類４０が第１延在部１４ｂｂや第２延在部１４ｂｃに干渉し、ケーブル類４０に無用な力が作用するのを防止することができる。

ここで、取付部１５の構成について述べておく。図３Ｃに示すように、取付部１５は、底部１５ｂと、底部１５ｂから軸Ｔの軸線に沿って延設された第１部分１５ｃと、第１部分１５ｃと間隙を有して並設される第２部分１５ｄとを有し、正面視で略Ｕ字形となる二股状をなす形状に形成されている。

そして、図３Ｅに示すように、送給機３０から軸Ｒの軸線に沿って配索されるワイヤケーブル４１をはじめとするケーブル類４０は、さらにかかる取付部１５の二股の間を配索されて通過口１５ａａへ挿通され、トーチクランプ２１を介してトーチ２０へ連結されることとなる。

かかるトーチクランプ２１では、次のようにケーブル類４０が配索され、トーチ２０へ連結される。すなわち、図３Ｆに示すように、トーチクランプ２１は、支柱部２１ａと、端子２１ｂと、合流部２１ｃとを備える。

支柱部２１ａは、フランジ部１５ａに取り付けられた部位からトーチ２０の方へ柱状に延在する部材であり、トーチクランプ２１の支柱をなす。端子２１ｂは、パワーケーブル４３の接続端子であり、後述の合流部２１ｃの側端部に設けられる。

合流部２１ｃは、ワイヤケーブル４１、ガスホース４２およびパワーケーブル４３を合流させ、トーチ２０へ導通させる部材である。なお、合流部２１ｃにおけるワイヤケーブル４１およびガスホース４２の接続部（図示略）は、通過口１５ａａに面した側に設けられている。

図３Ｆに示すように、取付部１５側から通過口１５ａａを通過したワイヤケーブル４１およびガスホース４２は、上述の接続部を介し、図中のＺ軸方向から合流部２１ｃへ接続される。これに対し、パワーケーブル４３は、通過口１５ａａから支柱部２１ａの外側を迂回するように配索され、さらに支柱部２１ａにたすき掛け（すなわち、斜め交差）される。

そのうえで、パワーケーブル４３は、端子２１ｂを介し、軸Ｔに略垂直な方向（図中のＸ軸方向参照）から合流部２１ｃへ接続される。これにより、フランジ部１５ａの軸Ｔまわりの回転にともない動くパワーケーブル４３から、端子２１ｂに加わるせん断力等を抑えることができる。

すなわち、ワイヤケーブル４１およびガスホース４２よりも太く、可撓性が比較的低いパワーケーブル４３から端子２１ｂに過剰な応力がかかるのを防止することができる。また、パワーケーブル４３自体に対する過剰な応力集中を防止することができる。したがって、ロボット１０が多様な溶接姿勢をとりやすくすることができる。また、弛んだパワーケーブル４３を取りまとめ、パワーケーブル４３が周囲に干渉するのを防止することができる。

さらに、送給機３０の駆動源３０ｂの配置位置についても述べておく。図３Ｇに示すように、送給機３０の駆動源３０ｂは、第２アーム１４ｂの二股の間からはみ出すように設けられる。

具体的には、ロボット１０が基準姿勢（図１Ａ参照）にある場合に、駆動源３０ｂは、第１延在部１４ｂｂと第２延在部１４ｂｃとの間から下側（図中のＺ軸の負方向側）にはみ出すように設けられる。なお、送給機３０の駆動源３０ｂの形状や種別などによっては、第１延在部１４ｂｂと第２延在部１４ｂｃとの間からはみ出さないように設けることも無論可能である。

また、駆動源３０ｂが第２アーム１４ｂの二股の間からはみ出すように設けられるのにともない、上述のように支持具３１等を介して配索されるガスホース４２やパワーケーブル４３も、少なくともその一部が第２アーム１４ｂの二股の間からはみ出すこととなる。

これにより、少なくとも駆動源３０ｂの交換やメンテナンス等を行いやすくすることができる。また、ケーブル類４０の配策を容易に正したりすることができる。すなわち、送給機３０ならびにケーブル類４０周辺のメンテナンス性を高めることができる。

ここで、上述してきた送給機３０の配置構造ならびにケーブル類４０の配索方法がもたらす効果についてまとめて説明する。まず、従来の配置構造の一例について述べておく。なお、従来技術ではあるが、本実施形態と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付して述べるものとする。

従来技術によれば、送給機３０は、たとえば、ワイヤＷの送給動作の応答性を高めるため、取付部１５の先端に取り付けられる。したがって、この場合、送給機３０は、取付部１５とトーチ２０との間に介在することとなる。

このため、従来技術によれば、軸Ｂからトーチ２０の先端までの距離（図３Ｇに示す距離ｄに相当）が長くなりやすかった。したがって、ロボット１０のとることのできる溶接姿勢が制限されやすかった。また、仮に要求される溶接姿勢をとることができる場合であっても、ロボット１０が無用に大きな動作を経る必要があった。

この点、本実施形態に係る送給機３０の配置構造によれば、図３Ｇに示す軸Ｂからトーチ２０の先端までの距離ｄを従来に比して短くすることができるので、これまでとれなかった溶接姿勢を容易にとることが可能となる。

また、溶接姿勢をとるにあたり、ロボット１０が無用に大きな動作を経る必要がないので、ロボット１０の動作時間を短縮することができる。すなわち、作業工程時間の短縮化にも資することができる。

また、図３Ｇに示すように、送給機３０は、第２アーム１４ｂの二股の間に配置されるので、送給機３０そのものが干渉するのを防止することができる。また、スパッタの付着等を抑えることができる。したがって、送給機３０の破損や故障等を防止することができる。

なお、この点につき、支持具３１にカバー部材を設けることとしてもよい。かかる変形例を図４に示す。図４は、変形例に係る支持具３１の構成を示す斜視模式図である。

すなわち、図４に示すように、支持具３１が、第１カバー５０ａおよび第２カバー５０ｂを含むカバー部材５０を備えることとしてもよい。

たとえば、第１カバー５０ａは、送給機３０の本体部３０ａの下側（図中のＺ軸の負方向側）に、中軸部３１ｂａに固定されて設けられる。これにより、本体部３０ａに対し、下方からスパッタ等が付着するのを防止することができる。

また、たとえば、第２カバー５０ｂは、送給機３０の駆動源３０ｂの下側に、鉤状部３１ｂｂに固定されて設けられる。これにより、駆動源３０ｂに対し、少なくとも下方からスパッタ等が付着するのを防止することができる。

図３Ｇの説明に戻る。また、図３Ｇに示すように、送給機３０は、第２アーム１４ｂの二股の間でこの二股の根元寄りに配置されるので、ワイヤケーブル４１の屈曲等でワイヤＷの送給が阻害されにくく、かつ、ワイヤＷの送給動作の応答性を損ねにくい。

したがって、ロボット１０による品質の高い溶接作業の実施に資することができる。また、上述したように、送給機３０には、正逆送給が可能なものを用いることができるので、やはり品質の高い溶接作業の実施に資することができる。

また、たとえば図３Ａ等に示したように、ガスホース４２およびパワーケーブル４３が、ワイヤケーブル４１とは別体に設けられるので、ワイヤＷの送給が阻害されにくく、かつ、ロボット１０の動作にともなってケーブル類４０にかかる負荷も分散させやすい。

これにより、ケーブル類４０の座屈や断線等を防止することができる。すなわち、ロボット１０が多様な溶接姿勢をとりやすくすることができる。

また、パワーケーブル４３は複数本に分岐され、たとえば、図３Ｆに示したように、トーチクランプ２１においてはたすき掛けして合流部２１ｃに接続される。

これにより、太く、可撓性も低くありがちなパワーケーブル４３を取り回しやすくできるうえ、パワーケーブル４３により端子２１ｂに負荷が集中し、端子２１ｂを破損させるのを防止することができる。すなわち、ロボット１０が多様な溶接姿勢をとりやすくすることができる。

上述してきたように、実施形態に係るロボットは、取付部と、アーム部と、アーム支持部と、送給機と、パワーケーブルとを備える。上記取付部は、溶接用トーチを取り付け可能である。上記アーム部は、先端部において上記取付部を揺動可能に支持する。

上記アーム支持部は、先端部において上記アーム部を上記取付部の揺動軸に垂直な回転軸まわりに回転可能に支持する。上記送給機は、上記アーム部の基端部および先端部の間で上記回転軸の軸線と交わるように配置され、上記取付部に取り付けられる上記溶接用トーチへワイヤを送給する。上記パワーケーブルは、上記溶接用トーチへの給電経路であり、上記ワイヤの送給経路とは別体に設けられる。

したがって、実施形態に係るロボットによれば、干渉を防止しつつ、多様な溶接姿勢をとりやすくすることができる。

なお、上述してきた実施形態では、ロボットが、アーク溶接用途に用いられる場合を例に挙げたが、ロボットが行う作業の種別を限定するものではない。たとえば、エンドエフェクタとして溶接用トーチに代えてワークを保持可能なハンドを取り付けて、かかるハンドに送給機を用いてワイヤ状の部材を送給しながら、ワークの組立作業を行う場合などに適用してもよい。

また、ロボットのアーム部の形状についても実施形態のものに限定されない。たとえば、上述の実施形態の第２アーム１４ｂは二股形状に限らず、取付部１５を揺動可能に支持しうる形状であればよい。

また、上述した実施形態では、６軸を有する多軸ロボットを例示したが、軸数を限定するものではない。たとえば、７軸ロボットであってもよい。

また、上述した実施形態では、単腕ロボットを例示したが、これに限られるものではなく、たとえば、双腕以上の多腕ロボットの腕の少なくともいずれかに、上述した実施形態が適用されてもよい。

また、上述した実施形態では、ガスホースおよびパワーケーブルが、ワイヤケーブルとは別体に設けられる場合を例に挙げたが、少なくともパワーケーブルが別体であればよい。たとえば、ワイヤケーブルおよびガスホースが一体型であり、これに対してパワーケーブルが別体であってもよい。

また、上述した実施形態では、パワーケーブルが２本に分岐されている場合を例に挙げたが、分岐する本数を限定するものではない。したがって、３本以上であってもよい。また、複数本のパワーケーブルの少なくとも１組がたすき掛けされていればよい。

また、上述した実施形態では、パワーケーブルがたすき掛けされ、端子にＸ軸方向（図３Ｆ参照）から接続される場合を例に挙げたが、必ずしもたすき掛けしなくともよい。たとえば、たすき掛けせずにパワーケーブルを弛ませて迂回させ、端子にＸ軸方向から接続するのみでもよい。また、軸Ｔに略平行でなければ、Ｘ軸方向以外の方向から端子に接続させてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。例えばカバー部材をトーチクランプ２１、合流部２１ｃなどに設けることも可能である。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ ワイヤ貯蔵装置
２ 溶接電源
３ ロボットコントローラ
４ ガスボンベ
１０ ロボット
１１ 基台部
１２ 旋回ベース
１３ 下部アーム
１４ 上部アーム
１４ａ 第１アーム（アーム支持部）
１４ｂ 第２アーム（アーム部）
１４ｂａ 底部
１４ｂｂ 第１延在部
１４ｂｃ 第２延在部
１４ｂｄ 収納部
１５ 取付部
１５ａ フランジ部
１５ａａ 通過口
１５ｂ 底部
１５ｃ 第１部分
１５ｄ 第２部分
１６ 配管部
２０ トーチ
２１ トーチクランプ
２１ａ 支柱部
２１ｂ 端子
２１ｃ 合流部
３０ 送給機
３０ａ 本体部
３０ｂ 駆動源
３１ 支持具
３１ａ 第１フレーム
３１ａａ 懸架部
３１ａｂ 柱部
３１ａｃ 挿通路
３１ｂ 第２フレーム
３１ｂａ 中軸部
３１ｂｂ 鉤状部
３１ｂｃ 尾部
４０ ケーブル類
４１ ワイヤケーブル
４２ ガスホース
４３ パワーケーブル
５０ カバー部材
５０ａ 第１カバー
５０ｂ 第２カバー
１００ アーク溶接システム
Ｂ 軸（揺動軸）
Ｃ１ コンジットケーブル
Ｃ２ 溶接電源ケーブル
Ｃ３ サーボモータケーブル
Ｃ４ ガスホース
Ｌ 軸
Ｍ１〜Ｍ６ サーボモータ
Ｒ 軸（回転軸）
Ｓ 軸
Ｔ 軸（第２の回転軸）
Ｕ 軸
Ｗ ワイヤ
ｄ 距離

Claims (10)

1. 溶接用トーチを取り付け可能な取付部と、
   先端部において前記取付部を揺動可能に支持するアーム部と、
   先端部において前記アーム部を前記取付部の揺動軸に垂直な回転軸まわりに回転可能に支持するアーム支持部と、
   前記アーム部の基端部および先端部の間で前記回転軸の軸線と交わるように配置され、前記取付部に取り付けられる前記溶接用トーチへワイヤを送給する送給機と、
   前記溶接用トーチへの給電経路であり、前記ワイヤの送給経路とは別体に設けられるパワーケーブルと
   を備えることを特徴とするロボット。
2. 前記アーム部は、
   平面視で二股をなす形状に形成され、
   前記送給機は、
   前記二股の間で該二股の根元寄りに配置されること
   を特徴とする請求項１に記載のロボット。
3. 前記パワーケーブルは、
   複数本に分岐されて設けられていること
   を特徴とする請求項１または２に記載のロボット。
4. 前記取付部に取り付けられる部位と、該部位から前記溶接用トーチの方へ柱状に延在する支柱部とを有し、該支柱部を介して前記取付部および前記溶接用トーチを連結するトーチクランプ
   をさらに備え、
   前記パワーケーブルは、
   前記複数本の少なくとも１組が前記支柱部にたすき掛けされて配索されること
   を特徴とする請求項３に記載のロボット。
5. 前記ワイヤの送給経路であり、前記二股の間で前記回転軸の軸線に沿って配索されるワイヤケーブル
   をさらに備えることを特徴とする請求項２、３または４に記載のロボット。
6. 前記取付部は、
   前記トーチクランプを前記揺動軸に垂直な第２の回転軸まわりに回転可能に支持し、
   前記トーチクランプは、
   前記パワーケーブルおよび前記ワイヤケーブルを合流させる合流部をさらに有し、
   前記パワーケーブルは、
   前記アーム部側から前記第２の回転軸沿いに前記取付部を貫いて配索されるとともに、前記合流部に対し、前記第２の回転軸に略垂直な向きから接続されること
   を特徴とする請求項５に記載のロボット。
7. 前記アーム部の前記二股に架け渡される懸架部および該懸架部から略垂直な向きに延在する柱部を有する第１フレームと、
   鉤状に形成され前記柱部に連結される鉤状部および前記二股の根元に固定される尾部を有する第２フレームと
   をさらに備え、
   前記送給機は、
   前記第２フレームに固定されることによって前記アーム部の基端部および先端部の間で前記回転軸の軸線と交わるように配置されること
   を特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載のロボット。
8. 前記柱部および前記鉤状部が連結されることによって形成される挿通路
   をさらに有し、
   前記パワーケーブルは、
   前記鉤状部の内側を介して前記挿通路の方向へ案内され、前記ワイヤケーブルとともに前記挿通路に挿通されて前記取付部の方向へ配索されること
   を特徴とする請求項７に記載のロボット。
9. 前記溶接用トーチへのガス供給経路であるガスホース
   をさらに備え、
   前記パワーケーブル、前記ワイヤケーブルおよび前記ガスホースは、それぞれ別体に設けられること
   を特徴とする請求項５〜８のいずれか一つに記載のロボット。
10. 前記溶接用トーチをさらに備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載のロボット。

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