JP2018122404A - 多関節溶接ロボット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】多関節溶接ロボット11は、設置面に固定されるベース31に旋回可能に設けられた旋回部33と、旋回部33に第1駆動軸S1を介して連結され複数のアーム部を有する多関節アームと、を有する。旋回部33は、旋回部33の内部に配索される配索部材を、旋回部33の一部から反設置面側に向けて導出する開口部が形成される。ガイド部材61は、一端部が開口部に固定され、開口部から導出された配索部材を湾曲させつつ他端部から設置面に向けて導出する。
【選択図】図2
Description
この多関節溶接ロボットには、旋回部やアームの各関節を駆動する駆動用ケーブル、溶接電流を供給するパワーケーブル、溶接ワイヤが挿通されるコンジットケーブルの他、シールドガスや冷却水を送るホース等の各種のケーブル、ホース類が、溶接トーチに接続されている。
そこで、配索部材を多関節溶接ロボットに沿わせて配置する際は、配索部材の曲げ半径を大きく保てるように、各駆動軸の軸間距離を広げたり、アームの動作範囲を小さくしたりすることが考えられる。
しかし、軸間距離を広げると、ロボットのサイズが大きくなってコストアップの懸念が生じる。また、サイズアップによるロボットの設置場所への制約が増える場合がある。更に、ロボットのサイズアップによるアームの動作範囲縮小は、ロボットの利便性を低下させる。
また、配索部材を旋回部やアームから離して配置することも考えられるが、その場合、多関節溶接ロボットの動作時に、配索部材がその周囲との干渉が生じやすくなり、配索部材が損傷を受けやすくなる。
一方、配索部材を旋回部やアームの近傍に配置した場合は、アームの姿勢によっては配索部材が小さな曲率半径で屈曲されることがある。これを避けるには、旋回軸(第1駆動軸)を有する旋回部に接続される下部アーム基端側の回転軸(第2駆動軸)の、ベース設置面からの高さを大きくすればよいが、その場合、溶接ロボットの重量が嵩む不利がある。また、ワークに重ねてロボットを設置するときには、ロボットの第2駆動軸の上記高さをできるだけ低くした方が、ロボットの配置の自由度を広げられるため有利となる。
この多関節溶接ロボットによれば、ガイド部材が、上方に向けて導出された配索部材を、湾曲させつつ下方に向けて導出させる。これにより、配索部材の曲率半径を大きく維持できるため、配索部材の巻き癖が防止され、意図しない位置ずれ等を生じさせることなく、高精度な溶接が可能となる。また、配索部材がガイド部材から下方に向けて導出されることで、旋回部の最大高さを低くでき、旋回部の第2駆動軸のベースからの高さをより低くできる。これにより、溶接ロボットの重心が低くなって溶接作業性が向上し、溶接ロボットの軽量化も図れ、溶接ロボットの利便性が高められる。
この構成によれば、配索部材が管状部材によって安定して支持されながら円弧状に案内される。ガイド部材が一つの管状部材からなる場合は、ガイド部材を旋回部に簡単に組み付けできる。
この構成によれば、ガイド部材を簡便に作製でき、配索部材を任意の湾曲形状に容易に支持させることができる。
この構成によれば、ガイド部材をより簡単に構成できる。
この構成によれば、旋回部が第1駆動軸回りに旋回しても、ガイド部材から導出される配索部材の曲率半径が変化せず、局所的に小さな曲率半径で屈曲することがない。
この構成によれば、溶接ワイヤの損傷を防止でき、溶接ワイヤのハンドリング性が向上する。
この構成によれば、溶接ロボットの溶接トーチへの溶接ワイヤ、シールドガス、冷却水、溶接電流等の供給を、一本のトーチケーブルにより実施でき、複雑な供給路の構成にすることがない。
図1は溶接システムの全体構成図である。
溶接システム100は、多関節溶接ロボット11と、制御装置13と、溶接電源15と、教示コントローラ17、及び多関節溶接ロボット11の先端軸に接続されたエンドエフェクタ19とを備える。エンドエフェクタ19は、溶接トーチ21を有しており、図示例のように溶接トーチ21を互いに直交する2軸で揺動させる2軸ウィーバー23を備えていてもよい。エンドエフェクタ19としては、その他、切断機・計測装置等の他のツールであってもよい。
図2は多関節溶接ロボットの一例を示す外観斜視図、図3は図2に示す多関節溶接ロボットの駆動軸を模式的に示す説明図である。
ここで示す多関節溶接ロボット11は、一般的な6つの駆動軸を有する6軸ロボットである。多関節溶接ロボット11は、例示する6軸ロボットの以外にも、例えば7軸ロボットや、他の構成の多軸ロボットであってもよい。
図4は図2に示す多関節溶接ロボットの部分拡大図、図5は図2の多関節溶接ロボット11をV1方向から見たV1方向矢視図である。
また、パワーケーブル16は、ベース31の外部接続部65を通じて、旋回部33の一部に設けられたターミナル63に接続される。ターミナル63にはパワーケーブル53の一端部53aが接続される。パワーケーブル53の他端部53bは、上部アーム37の第3駆動軸S3近傍のケーブルアダプタ55に接続される。パワーケーブル53は、一端部53aと他端部53bとの間が旋回部33と下部アーム35に沿って配置される。
上記の配索部材の配置形態によれば、図6,図7に示すように、配索部材は、ベース31の側方の外部接続部65から開口部62に向けて、曲率半径Rinで湾曲して上方に向かう。そして、開口部62に固定されたガイド部材61の内部では、上方から徐々に下側に向かうように曲率半径Rpで湾曲する。
図8Aはガイド部材61の拡大斜視図である。
ガイド部材61は、コンジットケーブル47等の配索部材を局所的に屈曲させることなく、全体を大きく湾曲させた状態で支持するものが好ましい。図8Aに示すように、ガイド部材61は、全体が円弧状に形成され、コイル状の金属芯線71を樹脂材73で被覆した管状部材とすることができる。なお、ガイド部材61の断面は円形であるが、これに限らず、楕円、矩形状等であってもよい。また、樹脂材73に埋設される金属芯線71は、コイル状である以外にも、多数のリング状の金属線が同心状に互いに離間配置された構成であってもよい。
また、図9Bに示すように、円弧状に湾曲した支持部材81に複数の結束バンド(結束部材)83を設けたガイド部材61Dであってもよい。その場合、任意の湾曲形状を容易に形成でき、配索部材を案内する際の湾曲形状の自由度が向上する。支持部材は、例えば、円弧上に湾曲した棒材である。
図10は多関節溶接ロボットの他の構成例を示す側面図である。ここでは、図2に示す部材と同一の部材については同一の符号を付与することで、その説明を省略又は簡単化する。
本構成のトーチケーブル57は、ケーブル中心に溶接ワイヤ20が挿通されるコンジットケーブル47が配置され、コンジットケーブル47の周囲に、パワーケーブル54、ガスホース49、冷却水ホース51等が配置される。これらケーブルとホースは、被覆材91により覆われて複合ケーブルを構成している。
また、ガイド部材61は、管状部材である他に、板材を組み合わせて構成してもよく、配索部材の湾曲が保持できれば、紐やピン等で支持する構成としてもよい。
16,53,54 パワーケーブル(配索部材)
31 ベース
33 旋回部
35 下部アーム(アーム部)
37 上部アーム(アーム部)
47 コンジットケーブル(配索部材)
49 ガスホース(配索部材)
51 冷却水ホース(配索部材)
57 トーチケーブル
57A トーチケーブル(配索部材)
61,61A,61B ガイド部材
61a 一端部
61b 他端部
100 溶接システム
Claims (7)
- 設置面に固定されるベースに旋回可能に設けられた旋回部と、前記旋回部に駆動軸を介して連結され複数のアーム部を有する多関節アームと、を有する多関節溶接ロボットであって、
前記旋回部は、前記旋回部の内部に配索される配索部材を、前記旋回部の一部から反設置面側に向けて導出する開口部が形成され、
一端部が前記開口部に固定され、前記開口部から導出された前記配索部材を湾曲させつつ他端部から前記設置面に向けて導出するガイド部材を備える、
ことを特徴とする多関節溶接ロボット。 - 前記ガイド部材は、円弧状に湾曲した管状部材である請求項1に記載の多関節溶接ロボット。
- 前記ガイド部材は、円弧状に配置された複数の管状部材を含む請求項1に記載の多関節溶接ロボット。
- 前記ガイド部材は、円弧状に湾曲した支持部材と、結束部材とを含む請求項1に記載の多関節溶接ロボット。
- 前記ガイド部材は、前記一端部が前記旋回部の旋回中心部に固定されている請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の多関節溶接ロボット。
- 前記配索部材は、コンジットケーブルに挿通された溶接ワイヤを含む請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の多関節溶接ロボット。
- 前記配索部材は、前記旋回部から前記多関節アームの先端に設けた溶接トーチまでの間で、シールドガスを送気するガスホース、冷却水を送水する冷却水ホース、溶接電流を供給するパワーケーブルの少なくともいずれかを含み、一本のトーチケーブルに挿通されている請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の多関節溶接ロボット。
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