JP4112723B2 - 工業用ロボットにおけるケーブル類の取り回し構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガイドレールに移動自在に支持されるロボット本体と、ロボット本体にガイドレールの長手方向たるＸ軸方向の第１回転軸線回りに揺動自在に支持される第１ロボットアームと、第１ロボットアームの先端部にＸ軸方向の第２回転軸線回りに揺動自在に支持される第２ロボットアームと、第２ロボットアームの先端の手首とを備える工業用ロボットであって、手首に取付ける工具に接続されるケーブル類を第２ロボットアームに沿わせて配設するようにした工業用ロボットにおけるケーブル類の取り回し構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の工業用ロボットにおいては、ガイドレールから離れた位置に支柱を立設し、工具に接続するケーブル類を支柱と第２ロボットアームとの間に弛みを持って掛け渡している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のものでは、ケーブル類の取り回しスペースを広く必要とし、スペース効率が悪くなる不具合がある。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑み、工具用のケーブル類をスペース効率良く配設できるようにしたケーブル類の取り回し構造を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、ガイドレールに移動自在に支持されるロボット本体と、ロボット本体にガイドレールの長手方向たるＸ軸方向の第１回転軸線回りに揺動自在に支持される第１ロボットアームと、第１ロボットアームの先端部にＸ軸方向の第２回転軸線回りに揺動自在に支持される第２ロボットアームと、第２ロボットアームの先端の手首と、第２ロボットアームの尾端であって第２回転軸線よりも尾方に設けられ、第２ロボットアーム内に配設された回転軸を介して手首を駆動させる駆動モータとを備える工業用ロボットであって、手首に取付ける工具に接続される第１ケーブル類を第２ロボットアームに沿わせて配設するものにおいて、ロボット本体に連れ動きするケーブル担持部材に前記第１ケーブル類及び前記駆動モータに接続させる第２ケーブル類を担持させ、ケーブル担持部材と第２ロボットアームの尾端との間で両ケーブル類を、順に、ロボット本体の第１回転軸線回りの周面と、第２ロボットアームの先端側に向く第１ロボットアームの揺動方向片側の側面と、第１ロボットアームの先端部の第２回転軸線回りの周面とに沿わせて配設し、ロボット本体と第１ロボットアームとの間の両ケーブル類の掛け渡し部分では、両ケーブル類はロボット本体の第１回転軸線回りの周面の第２ロボットアームの先端側に向く部分から第１ロボットアームの揺動方向に延出され、この延出部分を第１ロボットアームに向けて湾曲させて掛け渡し部分の弛みを付け、第１ロボットアームと第２ロボットアームの尾端との間の両ケーブル類の掛け渡し部分では、両ケーブル類は第１ロボットアームの先端部の第２回転軸線回りの周面の第２ロボットアームの尾端側に向く部分から第２ロボットアームの揺動方向に延出され、この延出部分を第２ロボットアームに向けて湾曲させて掛け渡し部分の弛みを付けている。
【０００６】
本発明によれば、ロボット本体と第１ロボットアームとに沿ってこれらのＸ軸方向幅内に収まるように両ケーブル類をスペース効率良く配設でき、ロボットを狭いスペースに配置する場合でも、両ケーブル類が他部材に干渉することを防止できる。
【０００７】
尚、ロボット本体と第１ロボットアームとの間及び第１ロボットアームと第２ロボットアームの尾端との間に両ケーブル類を弛みを付けて掛け渡す必要があり、これら掛け渡し部分で両ケーブル類が第１ロボットアームや第２ロボットアームにからみ付く可能性があるが、本発明において両ケーブル類はロボット本体の周面や第１ロボットアームの先端部周面から第１ロボットアームや第２ロボットアームの揺動方向に延出するため、この延出部分を第１ロボットアームや第２ロボットアームの尾端に向けてＵ字状に湾曲させて掛け渡し部分の弛みを付けることができ、これによれば、第１ロボットアームや第２ロボットアームの揺動に追従して掛け渡し部分が規則的に動き、掛け渡し部分で両ケーブル類が第１ロボットアームや第２ロボットアームにからみ付くことはない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、前方に向って順に、フロア投入ステーション１とルーフ投入ステーション２と組立ステーション３とアイドルステーション４とを配置した車体組立ラインを示している。
【０００９】
フロア投入ステーション１にはフロアＷ１用の置台５が設けられており、図示しない上流側のフロア加工ラインから払出されるフロアＷ１を置台５上に立設した複数のワーク受け５ａにより位置決めして支持し得るようにしている。組立ステーション１にも、図３に示す如く、フロアＷ１を位置決めして支持する複数のワーク受け６ａを立設した置台６が設けられており、フロア投入ステーション１の置台５に載置されたフロアＷ１を第１トランスファ装置７1によりフロア投入ステーション１から組立ステーション３にルーフ投入ステーション３を通過させて搬送し、組立ステーション３の置台６に載置するようにしている。
【００１０】
また、ライン上方に、ルーフ投入ステーション２と組立ステーション３との間に往復動自在な走行枠８を設け、走行枠８にルーフＷ２用とリヤルーフレールＷ３用とダッシュボードアッパＷ４用の各保持具９１，９２，９３を昇降自在に吊設し、図示しない移載機によりルーフ投入ステーション２の側方から投入されるルーフＷ２、リヤルーフレールＷ３、ダッシュボードアッパＷ４の３部材を各保持具９１，９２，９３に受取らせ、走行枠８の組立ステーション３への往動でこれら３部材Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４を組立ステーション３に搬入するようにしている。
【００１１】
そして、組立ステーション３において、置台６上のフロアＷ１に左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５を溶接結合すると共に、リヤルーフレールＷ３及びダッシュボードアッパＷ４の両端部を両サイドパネルＷ５，Ｗ５に溶接結合し、更に、両サイドパネルＷ５，Ｗ５の上縁部間にルーフＷ２を上方から挿入セットして、ルーフＷ２とサイドパネルＷ５とを溶接結合し、かくて組立てられた自動車車体Ｗを第２トランスファ装置７2により組立ステーション３から図示しない下流側の車体増打ラインにアイドルステーション４を通過させて払出すようにしている。
【００１２】
組立ステーション３の左右両側部には、夫々、図３の左半部に示されている横方向内方の溶接位置と、図３の右半部に示されている横方向外方の待機位置とに進退自在な可動台１０が設けられており、可動台１０に前後１対の支柱１０ａ，１０ａを立設して、両支柱１０ａ，１０ａ間に前後方向の回転軸線１１ａ回りに回転自在な回転枠１１を軸支している。そして、回転枠１１にサイドパネルＷ５用のセット治具１２を取付け、セット治具１２を横方向内方を向く内向き姿勢（図３の左半部の姿勢）と上方を向く上向き姿勢（図３の右半部の姿勢）とに回転枠１１の回転で反転自在としている。セット治具１２は、枠組みした治具枠にサイドパネルＷ５を位置決めして保持する複数のワーク受け１２ａやクランパー１２ｂを取付けて構成される。尚、図１ではセット治具を省略している。
【００１３】
回転枠１１は、回転軸線１１ａに沿って延在する棒状部材１１ｂと、棒状部材１１ｂの前後両端のフランジ部材１１ｃ，１１ｃとを備えており、前記各支柱１０ａに前記回転軸線１１ａ上に位置させてモータ１１ｄと同軸型減速機１１ｅとを取付け、この減速機１１ｅの出力端に各フランジ部材１１ｃを連結して、回転枠１１を回転させるようにしている。そして、前記両フランジ部材１１ｃ，１１ｃに前記セット治具１２の前後両端部を着脱自在に連結し、車体の機種変更に際し機種に応じてセット治具１２を交換し得るようにしている。
【００１４】
また、セット治具１２が前記内向き姿勢となる位相に回転枠１１を回転したときに上方と下方を向く棒状部材１１ｂの上面と下面とに、夫々、動作端に溶接ガンＧを取付けた複数の溶接ロボット１３を上下逆向きにして前後方向に移動自在に搭載している。尚、本実施形態で棒状部材１１ｂは、２本の角パイプ１１ｂ1，１１ｂ1を前後複数の連結片１１ｂ2で結合して成るものに構成されているが、単一のパイプや中実棒で棒状部材を構成しても良い。
【００１５】
回転枠１１には、更に、溶接ロボット１３に接続すべきケーブル類を支持するケーブル支持枠１４が取付けられている。ケーブル支持枠１４は、セット治具１２が内向き姿勢となる位相に回転枠１１を回転した状態において、棒状部材１１ｂに対し横方向外方、且つ、上方に位置して前後方向に延在する、棒状部材１１ｂの上面側に搭載した溶接ロボット１３用のケーブル類を挿通支持するダクト状の上枠部１４ａと、棒状部材１１ｂに対し横方向外方、且つ、下方に位置して前後方向に延在する、棒状部材１１ｂの下面側に搭載した溶接ロボット１３用のケーブル類を挿通支持するダクト状の下枠部１４ｂと、上下の両枠部１４ａ，１４ｂの前後両端部を連結する前後１対のダクト状の縦枠部１４ｃ，１４ｃと、各縦枠部１４ｃの上端部から各支柱１０ａの前後方向外側に張出すダクト状の張出し部１４ｄとを備え、各縦枠部１４ｃにおいて回転枠１１の各フランジ部材１１ｃに連結されている。そして、可動台１０の移動スペースの前後両外側にケーブル担持部材１５を配置して、その一端を張出し部１４ｄに連結し、ケーブル担持部材１５から引出されるケーブル類のうち棒状部材１１ｂの上面側に搭載する溶接ロボット１３用のケーブル類を張出し部１４ｄを通して上枠部１４ａに挿入し、棒状部材１１ｂの下面側に搭載する溶接ロボット１３用のケーブル類を張出し部１４ｄと縦枠部１４ｃとを通して下枠部１４ｂに挿入している。上下の各枠部１４ａ，１４ｂと各溶接ロボット１３との間にはケーブル担持部材１３ａが配置されており、各枠部１４ａ，１４ｂから引出したケーブル類をケーブル担持部材１３ａに担持させて各溶接ロボット１３に接続している。
【００１６】
また、組立ステーション３の左右各側の上下に夫々前後方向に長手の固定フレーム１６，１７を設け、各フレーム１６，１７に、夫々、動作端に溶接ガンＧを取付けた複数の溶接ロボット１８，１９を前後方向に移動自在に搭載している。図中１８ａ，１９ａは夫々溶接ロボット１８，１９用のケーブル類を担持するケーブル担持部材である。尚、図１ではケーブル担持部材１５，１３ａ，１８ａ，１９ａを省略している。
【００１７】
自動車車体Ｗの組立てに際しては、先ず、可動台１０を待機位置に移動すると共に回転枠１１の回転でセット治具１２を上向き姿勢に反転し、この状態で図示しない移載機によりサイドパネルＷ５を上方からセット治具１２にセットすると共に、フロアＷ１とルーフＷ２とリヤルーフレールＷ３とダッシュボードアッパＷ４とを組立ステーション３に搬入する。次に、セット治具１２を内向き姿勢に反転すると共に可動台１０を溶接位置に移動し、フロアＷ１と夫々所定の組付位置に下降させたリヤルーフレールＷ３及びダッシュボードアッパＷ４とにサイドパネルＷ５を側方から接合させ、この状態で回転枠１１の棒状部材１１ｂの下面側に搭載した下部溶接用の溶接ロボット１３によりサイドパネルＷ５をフロアＷ１に溶接結合すると共に、棒状部材１１ｂの上面側に搭載した上部溶接用の溶接ロボット１３によりリヤルーフレールＷ３及びダッシュボードアッパＷ４の端部をサイドパネルＷ５に溶接結合し、更に、左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５間に上方からルーフＷ２を挿入セットし、上部溶接用の溶接ロボット１３によりサイドパネルＷ５をルーフＷ２に溶接結合する。
【００１８】
尚、各溶接ロボット１３は夫々複数の打点部の溶接を行うもので、打点数の多い機種ではサイクルタイムが長くなる。この場合には、上下の固定フレーム１６，１７に搭載した溶接ロボット１８，１９によりフロアＷ１とルーフＷ２とに対するサイドパネルＷ５の溶接をアシストし、サイクルタイムの短縮を図る。
【００１９】
以上の如くして自動車車体Ｗの組立てを完了すると、セット治具１２によるサイドパネルＷ５の保持を解き、可動台１０の待機位置への移動と、セット治具１２の上外向き姿勢への反転とを行って、セット治具１２に次のサイドパネルＷ５をセットすると共に、組立ステーション３からの自動車車体Ｗの払出しと、組立ステーション３への次のフロアＷ１、ルーフＷ２、リヤルーフレールＷ３、ダッシュボードアッパＷ４の搬入とを行う。そして、以上の作業の繰返しで自動車車体Ｗを連続して組立てる。
【００２０】
尚、セット治具１２を横方向外方を向く外向き姿勢に反転して、セット治具１２に横方向外方からサイドパネルＷ５をセットすることも可能であり、また、サイドパネルＷ５を予め組立てずに、サイドパネルＷ５の構成部材をセット治具１２に所要の位置関係でセットし、回転枠１１に搭載した溶接ロボット１３によりこれら構成部材を溶接結合してサイドパネルＷ５を組立てることも可能である。
【００２１】
前記上方の固定フレーム１６に搭載する溶接ロボット１８は、図４及び図５に示す如く、前後方向をＸ軸方向、上下方向をＹ軸方向、横方向をＺ軸方向として、固定フレーム１６の横側面にＹ軸方向に間隔を存して並設したＸ軸方向に長手の１対のガイドレール１８０，１８０に移動自在に支持されるロボット本体１８１と、ロボット本体１８１にＸ軸方向の第１回転軸線回りに揺動自在に支持される第１ロボットアーム１８２と、第１ロボットアーム１８２の先端部にＸ軸方向の第２回転軸線回りに揺動自在に支持される第２ロボットアーム１８３とを備え、第２ロボットアーム１８３の先端に手首１８４を介して溶接ガンＧを取付けて成るものに構成されている。
【００２２】
ここで、ロボット本体１８１は、ガイドレール１８０，１８０に摺動自在に係合する基板部１８１ａと、基板部１８１ａのＸ軸方向一方の半部においてＺ軸方向に立設したケース部１８１ｂとを有するものに形成されている。そして、ケース部１８１ｂのＸ軸方向他方を向く側面に、前記第１回転軸線上に位置する同軸型減速機１８２ａを介して第１ロボットアーム１８２を片持ち支持すると共に、ケース部１８１ｂの周囲一側部にＸ軸方向に直交する姿勢で第１ロボットアーム１８２用の駆動モータ１８２ｂを取付け、ケース部１８１ｂ内に、図６に示す如く、駆動モータ１８２ｂを減速機１８２ａに連結するベベルギア機構１８２ｃを収納している。また、第１ロボットアーム１８２の先端部のＸ軸方向一方を向く側面に、前記第２回転軸線上に位置する同軸型減速機１８３ａを介して第２ロボットアーム１８３を片持ち支持すると共に、第１ロボットアーム１８２の中間部のＸ軸方向一方を向く側面にＸ軸方向に平行な姿勢で第２ロボットアーム１８３用の駆動モータ１８３ｂを取付けて、該モータ１８３ｂと減速機１８３ａとを巻掛け伝動手段たるタイミングベルト１８３ｃを介して連結している。これによれば、第１ロボットアーム１８２とその駆動機構及び第２ロボットアーム１８３とその駆動機構を共にロボット本体１８１のＸ軸方向幅内に収めることができ、ロボット本体１８１に対するＸ軸方向への張出し部分を無くして、溶接ロボット１８のＸ軸方向寸法を可及的に短縮できる。
【００２３】
尚、ロボット本体１８１のＹ軸方向外側部にはロボット本体１８１用の駆動モータ１８１ｃが取付けられており、該モータ１８１ｃに同軸型減速機１８１ｄを介して連結されるピニオン１８１ｅを固定フレーム１６に固定のラック１８１ｆに噛合させて、ロボット本体１８１をＸ軸方向に移動させるようにしている。また、手首１８４は、上記溶接ロボット１３の手首１３４と同様に、第２ロボットアーム１８３の長手方向たるＵ軸回りに回動自在な第１手首部１８４1と、Ｕ軸に直交するＶ軸回りに回動自在な第２手首部１８４2と、Ｖ軸に直交するＷ軸回りに回動自在な第３手首部１８４3とから成る３軸構造のものに構成されており、第３手首部１８４3に溶接ガンＧを取付けている。そして、第２ロボットアーム１８３の尾端に第１手首部１８４1用の駆動モータ１８４1ａと第２手首部１８４2用の駆動モータ１８４2ａとを取付け、駆動モータ１８４1ａに同軸型減速機１８４1ｂとギア１８４1ｃとを介して連結される中空の回転軸１８４1ｄを第２ロボットアーム１８３の中空部に挿通して、この回転軸１８４1ｄの先端に第１手首部１８４1を連結すると共に、駆動モータ１８４2ａに直結される回転軸１８４2ｂを回転軸１８４1ｄの中空部に挿通し、この回転軸１８４2ｂの先端に第１手首部１８４1内のベベルギア１８４2ｃと同軸型減速機１８４2ｄとを介して第２手首部１８４2を連結し、また、第２手首部１８４2に第３手首部１８４3用の駆動モータ１８４3ａを取付け、このモータ１８４3ａに同軸型減速機１８４3ｂを介して第３手首部１８４3を連結している。
【００２４】
溶接ロボット１８用のケーブル担持部材１８ａは、ロボット本体１８１に取付けたケーブル受け１８５に連結されており、該担持部材１８ａに担持されるケーブル類のうちロボット本体１８１用と第１ロボットアーム１８２用の駆動モータ１８１ｃ，１８２ｂに対するケーブル類をケーブル受け１８５で分岐してこれら駆動モータ１８１ｃ，１８２ｂに接続し、残りのケーブル類をロボット本体１８１のケース部１８１ｂの第１回転軸線回りの周面に沿わせて配設してから第２ロボットアーム１８３の先端側に向く第１ロボットアーム１８２の揺動方向片側の側面に掛け渡し、ここで第２ロボットアーム１８３用の駆動モータ１８３ｂに対するケーブル類を分岐して該モータ１８３ｂに接続し、更に、残りのケーブル類を第２ロボットアーム１８３の先端側に向く第１ロボットアーム１８２の揺動方向片側の側面と、次に該アーム１８２の先端部の第２回転軸線回りの周面とに沿わせて配設してから第２ロボットアーム１８３の尾端部に掛け渡し、ここで第１手首部１８４１用と第２手首部１８４２用の駆動モータ１８４１ａ，１８４２ａに対する第２ケーブル類を分岐してこれらモータ１８４１ａ，１８４２ａに接続し、その残りの第３手首部１８４３用の駆動モータ１８４３ａに対するケーブル類ＣＭと、溶接ガンＧ用の第１ケーブル類ＣＧとを夫々第２ロボットアーム１８３の外面に形成した各凹溝１８３ｄ，１８３ｅに収容した状態で第２ロボットアーム１８３に沿わせて配置し、これらケーブル類を第２ロボットアーム１８３の先端近傍で該アーム１８３から引出して駆動モータ１８４３ａと溶接ガンＧとに接続している。尚、溶接ガンＧ用の第１ケーブル類ＣＧは、ロボット本体１８１のケース部１８１ｂの周面から第１ロボットアーム１８２の先端部周面に亘ってこれら面の外側にケーブルクランパ１８６を介して保持され、各駆動モータ１８３ｂ，１８４１ａ，１８４２ａ，１８４３ａ用のケーブル類ＣＭはケース部１８１ｂの周面と第２ロボットアーム１８２の側面及び先端部周面とに形成した凹溝１８１ｇ，１８２ｄに収容されている。
【００２５】
これによれば、ロボット本体１８１と第１ロボットアーム１８２とに沿ってこれらのＸ軸方向幅内に収まるようにケーブル類をスペース効率良く配設でき、また、ロボット本体１８１と第１ロボットアーム１８２との間のケーブル掛け渡し部分において、ケーブル類はロボット本体１８１のケース部１８１ｂの周面の第２ロボットアーム１８３の先端側に向く部分から第１ロボットアーム１８２の揺動方向に延出されるため、この延出部分を第１ロボットアーム１８２に向けてＵ字状に湾曲させて掛け渡し部分の弛みを付けることができ、また、第１ロボットアーム１８２と第２ロボットアーム１８３との間のケーブル掛け渡し部分において、ケーブル類は第１ロボットアーム１８２の先端部の第２回転軸線回りの周面の第２ロボットアーム１８３の尾端側に向く部分から第２ロボットアーム１８３の揺動方向に延出されるため、この延出部分を第２ロボットアーム１８３に向けてＵ字状に湾曲させて掛け渡し部分の弛みを付けることができる。その結果、第１ロボットアーム１８２や第２ロボットアーム１８３の揺動に追従して掛け渡し部分が規則的に動き、掛け渡し部分でケーブル類が第１ロボットアーム１８２や第２ロボットアーム１８３にからみ付くことを防止できる。
【００２６】
尚、第２ロボットアーム１８３の尾端には、溶接ガンＧ用の第１ケーブル類ＣＧのうち溶接ガンＧの加圧シリンダ用エア配管を接続する切替バルブＧＶが取付けられており、また、ロボット本体１８１の基板部１８１ａに、ガイドレール１８０用のカバー１８０ａを挿通する透孔部１８１ｈを形成し、基板部１８１ａのＸ軸方向一端に、カバー１８０ａをＺ軸方向両側から挟む１対の挟みローラ１８１ｉ，１８１ｉを取付けると共に、基板部１８１ａのＸ軸方向他端にカバー１８０ａをＸ軸方向内側から支える支えローラ１８０ｊを取付けている。
【００２７】
以上、溶接ロボット１８におけるケーブル類の取回し構造に本発明を適用した実施形態について説明したが、手首１８４に溶接ガンＧ以外の工具を取付ける工業用ロボットのケーブル取回し構造にも同様に本発明を適用できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ロボット本体と第１ロボットアームとに沿ってこれらのＸ軸方向幅内に収まるようにケーブル類をスペース効率良く配設でき、且つ、ロボット本体と第１ロボットアームとの間及び第１ロボットアームと第２ロボットアームとの間のケーブル掛け渡し部分でケーブル類が第１ロボットアームや第２ロボットアームにからみ付くことも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるケーブル取回し構造を採用したロボットを具備する車体組立ラインの斜視図
【図２】 車体組立ラインの側面図
【図３】 図２のIII-III線から見た組立ステーションの正面図
【図４】 図２のIV-IV線拡大截断面図
【図５】 図４のV-V線截断面図
【図６】 図４のVI-VI線截断面図
【符号の説明】
１８ 溶接ロボット（工業用ロボット） １８０ ガイドレール
１８１ ロボット本体 １８２ 第１ロボットアーム
１８３ 第２ロボットアーム １８４ 手首
Ｇ 溶接ガン（工具） ＣＧ 溶接ガン用のケーブル類
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガイドレールに移動自在に支持されるロボット本体と、ロボット本体にガイドレールの長手方向たるＸ軸方向の第１回転軸線回りに揺動自在に支持される第１ロボットアームと、第１ロボットアームの先端部にＸ軸方向の第２回転軸線回りに揺動自在に支持される第２ロボットアームと、第２ロボットアームの先端の手首とを備える工業用ロボットであって、手首に取付ける工具に接続されるケーブル類を第２ロボットアームに沿わせて配設するようにした工業用ロボットにおけるケーブル類の取り回し構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の工業用ロボットにおいては、ガイドレールから離れた位置に支柱を立設し、工具に接続するケーブル類を支柱と第２ロボットアームとの間に弛みを持って掛け渡している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のものでは、ケーブル類の取り回しスペースを広く必要とし、スペース効率が悪くなる不具合がある。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑み、工具用のケーブル類をスペース効率良く配設できるようにしたケーブル類の取り回し構造を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、ガイドレールに移動自在に支持されるロボット本体と、ロボット本体にガイドレールの長手方向たるＸ軸方向の第１回転軸線回りに揺動自在に支持される第１ロボットアームと、第１ロボットアームの先端部にＸ軸方向の第２回転軸線回りに揺動自在に支持される第２ロボットアームと、第２ロボットアームの先端の手首と、第２ロボットアームの尾端であって第２回転軸線よりも尾方に設けられ、第２ロボットアーム内に配設された回転軸を介して手首を駆動させる駆動モータとを備える工業用ロボットであって、手首に取付ける工具に接続される第１ケーブル類を第２ロボットアームに沿わせて配設するものにおいて、ロボット本体に連れ動きするケーブル担持部材に前記第１ケーブル類及び前記駆動モータに接続させる第２ケーブル類を担持させ、ケーブル担持部材と第２ロボットアームの尾端との間で両ケーブル類を、順に、ロボット本体の第１回転軸線回りの周面と、第２ロボットアームの先端側に向く第１ロボットアームの揺動方向片側の側面と、第１ロボットアームの先端部の第２回転軸線回りの周面とに沿わせて配設し、ロボット本体と第１ロボットアームとの間の両ケーブル類の掛け渡し部分では、両ケーブル類はロボット本体の第１回転軸線回りの周面の第２ロボットアームの先端側に向く部分から第１ロボットアームの揺動方向に延出され、この延出部分を第１ロボットアームに向けて湾曲させて掛け渡し部分の弛みを付け、第１ロボットアームと第２ロボットアームの尾端との間の両ケーブル類の掛け渡し部分では、両ケーブル類は第１ロボットアームの先端部の第２回転軸線回りの周面の第２ロボットアームの尾端側に向く部分から第２ロボットアームの揺動方向に延出され、この延出部分を第２ロボットアームに向けて湾曲させて掛け渡し部分の弛みを付けている。
【０００６】
本発明によれば、ロボット本体と第１ロボットアームとに沿ってこれらのＸ軸方向幅内に収まるように両ケーブル類をスペース効率良く配設でき、ロボットを狭いスペースに配置する場合でも、両ケーブル類が他部材に干渉することを防止できる。
【０００７】
尚、ロボット本体と第１ロボットアームとの間及び第１ロボットアームと第２ロボットアームの尾端との間に両ケーブル類を弛みを付けて掛け渡す必要があり、これら掛け渡し部分で両ケーブル類が第１ロボットアームや第２ロボットアームにからみ付く可能性があるが、本発明において両ケーブル類はロボット本体の周面や第１ロボットアームの先端部周面から第１ロボットアームや第２ロボットアームの揺動方向に延出するため、この延出部分を第１ロボットアームや第２ロボットアームの尾端に向けてＵ字状に湾曲させて掛け渡し部分の弛みを付けることができ、これによれば、第１ロボットアームや第２ロボットアームの揺動に追従して掛け渡し部分が規則的に動き、掛け渡し部分で両ケーブル類が第１ロボットアームや第２ロボットアームにからみ付くことはない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、前方に向って順に、フロア投入ステーション１とルーフ投入ステーション２と組立ステーション３とアイドルステーション４とを配置した車体組立ラインを示している。
【０００９】
フロア投入ステーション１にはフロアＷ１用の置台５が設けられており、図示しない上流側のフロア加工ラインから払出されるフロアＷ１を置台５上に立設した複数のワーク受け５ａにより位置決めして支持し得るようにしている。組立ステーション１にも、図３に示す如く、フロアＷ１を位置決めして支持する複数のワーク受け６ａを立設した置台６が設けられており、フロア投入ステーション１の置台５に載置されたフロアＷ１を第１トランスファ装置７1によりフロア投入ステーション１から組立ステーション３にルーフ投入ステーション３を通過させて搬送し、組立ステーション３の置台６に載置するようにしている。
【００１０】
また、ライン上方に、ルーフ投入ステーション２と組立ステーション３との間に往復動自在な走行枠８を設け、走行枠８にルーフＷ２用とリヤルーフレールＷ３用とダッシュボードアッパＷ４用の各保持具９１，９２，９３を昇降自在に吊設し、図示しない移載機によりルーフ投入ステーション２の側方から投入されるルーフＷ２、リヤルーフレールＷ３、ダッシュボードアッパＷ４の３部材を各保持具９１，９２，９３に受取らせ、走行枠８の組立ステーション３への往動でこれら３部材Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４を組立ステーション３に搬入するようにしている。
【００１１】
そして、組立ステーション３において、置台６上のフロアＷ１に左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５を溶接結合すると共に、リヤルーフレールＷ３及びダッシュボードアッパＷ４の両端部を両サイドパネルＷ５，Ｗ５に溶接結合し、更に、両サイドパネルＷ５，Ｗ５の上縁部間にルーフＷ２を上方から挿入セットして、ルーフＷ２とサイドパネルＷ５とを溶接結合し、かくて組立てられた自動車車体Ｗを第２トランスファ装置７2により組立ステーション３から図示しない下流側の車体増打ラインにアイドルステーション４を通過させて払出すようにしている。
【００１２】
組立ステーション３の左右両側部には、夫々、図３の左半部に示されている横方向内方の溶接位置と、図３の右半部に示されている横方向外方の待機位置とに進退自在な可動台１０が設けられており、可動台１０に前後１対の支柱１０ａ，１０ａを立設して、両支柱１０ａ，１０ａ間に前後方向の回転軸線１１ａ回りに回転自在な回転枠１１を軸支している。そして、回転枠１１にサイドパネルＷ５用のセット治具１２を取付け、セット治具１２を横方向内方を向く内向き姿勢（図３の左半部の姿勢）と上方を向く上向き姿勢（図３の右半部の姿勢）とに回転枠１１の回転で反転自在としている。セット治具１２は、枠組みした治具枠にサイドパネルＷ５を位置決めして保持する複数のワーク受け１２ａやクランパー１２ｂを取付けて構成される。尚、図１ではセット治具を省略している。
【００１３】
回転枠１１は、回転軸線１１ａに沿って延在する棒状部材１１ｂと、棒状部材１１ｂの前後両端のフランジ部材１１ｃ，１１ｃとを備えており、前記各支柱１０ａに前記回転軸線１１ａ上に位置させてモータ１１ｄと同軸型減速機１１ｅとを取付け、この減速機１１ｅの出力端に各フランジ部材１１ｃを連結して、回転枠１１を回転させるようにしている。そして、前記両フランジ部材１１ｃ，１１ｃに前記セット治具１２の前後両端部を着脱自在に連結し、車体の機種変更に際し機種に応じてセット治具１２を交換し得るようにしている。
【００１４】
また、セット治具１２が前記内向き姿勢となる位相に回転枠１１を回転したときに上方と下方を向く棒状部材１１ｂの上面と下面とに、夫々、動作端に溶接ガンＧを取付けた複数の溶接ロボット１３を上下逆向きにして前後方向に移動自在に搭載している。尚、本実施形態で棒状部材１１ｂは、２本の角パイプ１１ｂ1，１１ｂ1を前後複数の連結片１１ｂ2で結合して成るものに構成されているが、単一のパイプや中実棒で棒状部材を構成しても良い。
【００１５】
回転枠１１には、更に、溶接ロボット１３に接続すべきケーブル類を支持するケーブル支持枠１４が取付けられている。ケーブル支持枠１４は、セット治具１２が内向き姿勢となる位相に回転枠１１を回転した状態において、棒状部材１１ｂに対し横方向外方、且つ、上方に位置して前後方向に延在する、棒状部材１１ｂの上面側に搭載した溶接ロボット１３用のケーブル類を挿通支持するダクト状の上枠部１４ａと、棒状部材１１ｂに対し横方向外方、且つ、下方に位置して前後方向に延在する、棒状部材１１ｂの下面側に搭載した溶接ロボット１３用のケーブル類を挿通支持するダクト状の下枠部１４ｂと、上下の両枠部１４ａ，１４ｂの前後両端部を連結する前後１対のダクト状の縦枠部１４ｃ，１４ｃと、各縦枠部１４ｃの上端部から各支柱１０ａの前後方向外側に張出すダクト状の張出し部１４ｄとを備え、各縦枠部１４ｃにおいて回転枠１１の各フランジ部材１１ｃに連結されている。そして、可動台１０の移動スペースの前後両外側にケーブル担持部材１５を配置して、その一端を張出し部１４ｄに連結し、ケーブル担持部材１５から引出されるケーブル類のうち棒状部材１１ｂの上面側に搭載する溶接ロボット１３用のケーブル類を張出し部１４ｄを通して上枠部１４ａに挿入し、棒状部材１１ｂの下面側に搭載する溶接ロボット１３用のケーブル類を張出し部１４ｄと縦枠部１４ｃとを通して下枠部１４ｂに挿入している。上下の各枠部１４ａ，１４ｂと各溶接ロボット１３との間にはケーブル担持部材１３ａが配置されており、各枠部１４ａ，１４ｂから引出したケーブル類をケーブル担持部材１３ａに担持させて各溶接ロボット１３に接続している。
【００１６】
また、組立ステーション３の左右各側の上下に夫々前後方向に長手の固定フレーム１６，１７を設け、各フレーム１６，１７に、夫々、動作端に溶接ガンＧを取付けた複数の溶接ロボット１８，１９を前後方向に移動自在に搭載している。図中１８ａ，１９ａは夫々溶接ロボット１８，１９用のケーブル類を担持するケーブル担持部材である。尚、図１ではケーブル担持部材１５，１３ａ，１８ａ，１９ａを省略している。
【００１７】
自動車車体Ｗの組立てに際しては、先ず、可動台１０を待機位置に移動すると共に回転枠１１の回転でセット治具１２を上向き姿勢に反転し、この状態で図示しない移載機によりサイドパネルＷ５を上方からセット治具１２にセットすると共に、フロアＷ１とルーフＷ２とリヤルーフレールＷ３とダッシュボードアッパＷ４とを組立ステーション３に搬入する。次に、セット治具１２を内向き姿勢に反転すると共に可動台１０を溶接位置に移動し、フロアＷ１と夫々所定の組付位置に下降させたリヤルーフレールＷ３及びダッシュボードアッパＷ４とにサイドパネルＷ５を側方から接合させ、この状態で回転枠１１の棒状部材１１ｂの下面側に搭載した下部溶接用の溶接ロボット１３によりサイドパネルＷ５をフロアＷ１に溶接結合すると共に、棒状部材１１ｂの上面側に搭載した上部溶接用の溶接ロボット１３によりリヤルーフレールＷ３及びダッシュボードアッパＷ４の端部をサイドパネルＷ５に溶接結合し、更に、左右のサイドパネルＷ５，Ｗ５間に上方からルーフＷ２を挿入セットし、上部溶接用の溶接ロボット１３によりサイドパネルＷ５をルーフＷ２に溶接結合する。
【００１８】
尚、各溶接ロボット１３は夫々複数の打点部の溶接を行うもので、打点数の多い機種ではサイクルタイムが長くなる。この場合には、上下の固定フレーム１６，１７に搭載した溶接ロボット１８，１９によりフロアＷ１とルーフＷ２とに対するサイドパネルＷ５の溶接をアシストし、サイクルタイムの短縮を図る。
【００１９】
以上の如くして自動車車体Ｗの組立てを完了すると、セット治具１２によるサイドパネルＷ５の保持を解き、可動台１０の待機位置への移動と、セット治具１２の上外向き姿勢への反転とを行って、セット治具１２に次のサイドパネルＷ５をセットすると共に、組立ステーション３からの自動車車体Ｗの払出しと、組立ステーション３への次のフロアＷ１、ルーフＷ２、リヤルーフレールＷ３、ダッシュボードアッパＷ４の搬入とを行う。そして、以上の作業の繰返しで自動車車体Ｗを連続して組立てる。
【００２０】
尚、セット治具１２を横方向外方を向く外向き姿勢に反転して、セット治具１２に横方向外方からサイドパネルＷ５をセットすることも可能であり、また、サイドパネルＷ５を予め組立てずに、サイドパネルＷ５の構成部材をセット治具１２に所要の位置関係でセットし、回転枠１１に搭載した溶接ロボット１３によりこれら構成部材を溶接結合してサイドパネルＷ５を組立てることも可能である。
【００２１】
前記上方の固定フレーム１６に搭載する溶接ロボット１８は、図４及び図５に示す如く、前後方向をＸ軸方向、上下方向をＹ軸方向、横方向をＺ軸方向として、固定フレーム１６の横側面にＹ軸方向に間隔を存して並設したＸ軸方向に長手の１対のガイドレール１８０，１８０に移動自在に支持されるロボット本体１８１と、ロボット本体１８１にＸ軸方向の第１回転軸線回りに揺動自在に支持される第１ロボットアーム１８２と、第１ロボットアーム１８２の先端部にＸ軸方向の第２回転軸線回りに揺動自在に支持される第２ロボットアーム１８３とを備え、第２ロボットアーム１８３の先端に手首１８４を介して溶接ガンＧを取付けて成るものに構成されている。
【００２２】
ここで、ロボット本体１８１は、ガイドレール１８０，１８０に摺動自在に係合する基板部１８１ａと、基板部１８１ａのＸ軸方向一方の半部においてＺ軸方向に立設したケース部１８１ｂとを有するものに形成されている。そして、ケース部１８１ｂのＸ軸方向他方を向く側面に、前記第１回転軸線上に位置する同軸型減速機１８２ａを介して第１ロボットアーム１８２を片持ち支持すると共に、ケース部１８１ｂの周囲一側部にＸ軸方向に直交する姿勢で第１ロボットアーム１８２用の駆動モータ１８２ｂを取付け、ケース部１８１ｂ内に、図６に示す如く、駆動モータ１８２ｂを減速機１８２ａに連結するベベルギア機構１８２ｃを収納している。また、第１ロボットアーム１８２の先端部のＸ軸方向一方を向く側面に、前記第２回転軸線上に位置する同軸型減速機１８３ａを介して第２ロボットアーム１８３を片持ち支持すると共に、第１ロボットアーム１８２の中間部のＸ軸方向一方を向く側面にＸ軸方向に平行な姿勢で第２ロボットアーム１８３用の駆動モータ１８３ｂを取付けて、該モータ１８３ｂと減速機１８３ａとを巻掛け伝動手段たるタイミングベルト１８３ｃを介して連結している。これによれば、第１ロボットアーム１８２とその駆動機構及び第２ロボットアーム１８３とその駆動機構を共にロボット本体１８１のＸ軸方向幅内に収めることができ、ロボット本体１８１に対するＸ軸方向への張出し部分を無くして、溶接ロボット１８のＸ軸方向寸法を可及的に短縮できる。
【００２３】
尚、ロボット本体１８１のＹ軸方向外側部にはロボット本体１８１用の駆動モータ１８１ｃが取付けられており、該モータ１８１ｃに同軸型減速機１８１ｄを介して連結されるピニオン１８１ｅを固定フレーム１６に固定のラック１８１ｆに噛合させて、ロボット本体１８１をＸ軸方向に移動させるようにしている。また、手首１８４は、上記溶接ロボット１３の手首１３４と同様に、第２ロボットアーム１８３の長手方向たるＵ軸回りに回動自在な第１手首部１８４1と、Ｕ軸に直交するＶ軸回りに回動自在な第２手首部１８４2と、Ｖ軸に直交するＷ軸回りに回動自在な第３手首部１８４3とから成る３軸構造のものに構成されており、第３手首部１８４3に溶接ガンＧを取付けている。そして、第２ロボットアーム１８３の尾端に第１手首部１８４1用の駆動モータ１８４1ａと第２手首部１８４2用の駆動モータ１８４2ａとを取付け、駆動モータ１８４1ａに同軸型減速機１８４1ｂとギア１８４1ｃとを介して連結される中空の回転軸１８４1ｄを第２ロボットアーム１８３の中空部に挿通して、この回転軸１８４1ｄの先端に第１手首部１８４1を連結すると共に、駆動モータ１８４2ａに直結される回転軸１８４2ｂを回転軸１８４1ｄの中空部に挿通し、この回転軸１８４2ｂの先端に第１手首部１８４1内のベベルギア１８４2ｃと同軸型減速機１８４2ｄとを介して第２手首部１８４2を連結し、また、第２手首部１８４2に第３手首部１８４3用の駆動モータ１８４3ａを取付け、このモータ１８４3ａに同軸型減速機１８４3ｂを介して第３手首部１８４3を連結している。
【００２４】
溶接ロボット１８用のケーブル担持部材１８ａは、ロボット本体１８１に取付けたケーブル受け１８５に連結されており、該担持部材１８ａに担持されるケーブル類のうちロボット本体１８１用と第１ロボットアーム１８２用の駆動モータ１８１ｃ，１８２ｂに対するケーブル類をケーブル受け１８５で分岐してこれら駆動モータ１８１ｃ，１８２ｂに接続し、残りのケーブル類をロボット本体１８１のケース部１８１ｂの第１回転軸線回りの周面に沿わせて配設してから第２ロボットアーム１８３の先端側に向く第１ロボットアーム１８２の揺動方向片側の側面に掛け渡し、ここで第２ロボットアーム１８３用の駆動モータ１８３ｂに対するケーブル類を分岐して該モータ１８３ｂに接続し、更に、残りのケーブル類を第２ロボットアーム１８３の先端側に向く第１ロボットアーム１８２の揺動方向片側の側面と、次に該アーム１８２の先端部の第２回転軸線回りの周面とに沿わせて配設してから第２ロボットアーム１８３の尾端部に掛け渡し、ここで第１手首部１８４１用と第２手首部１８４２用の駆動モータ１８４１ａ，１８４２ａに対する第２ケーブル類を分岐してこれらモータ１８４１ａ，１８４２ａに接続し、その残りの第３手首部１８４３用の駆動モータ１８４３ａに対するケーブル類ＣＭと、溶接ガンＧ用の第１ケーブル類ＣＧとを夫々第２ロボットアーム１８３の外面に形成した各凹溝１８３ｄ，１８３ｅに収容した状態で第２ロボットアーム１８３に沿わせて配置し、これらケーブル類を第２ロボットアーム１８３の先端近傍で該アーム１８３から引出して駆動モータ１８４３ａと溶接ガンＧとに接続している。尚、溶接ガンＧ用の第１ケーブル類ＣＧは、ロボット本体１８１のケース部１８１ｂの周面から第１ロボットアーム１８２の先端部周面に亘ってこれら面の外側にケーブルクランパ１８６を介して保持され、各駆動モータ１８３ｂ，１８４１ａ，１８４２ａ，１８４３ａ用のケーブル類ＣＭはケース部１８１ｂの周面と第２ロボットアーム１８２の側面及び先端部周面とに形成した凹溝１８１ｇ，１８２ｄに収容されている。
【００２５】
これによれば、ロボット本体１８１と第１ロボットアーム１８２とに沿ってこれらのＸ軸方向幅内に収まるようにケーブル類をスペース効率良く配設でき、また、ロボット本体１８１と第１ロボットアーム１８２との間のケーブル掛け渡し部分において、ケーブル類はロボット本体１８１のケース部１８１ｂの周面の第２ロボットアーム１８３の先端側に向く部分から第１ロボットアーム１８２の揺動方向に延出されるため、この延出部分を第１ロボットアーム１８２に向けてＵ字状に湾曲させて掛け渡し部分の弛みを付けることができ、また、第１ロボットアーム１８２と第２ロボットアーム１８３との間のケーブル掛け渡し部分において、ケーブル類は第１ロボットアーム１８２の先端部の第２回転軸線回りの周面の第２ロボットアーム１８３の尾端側に向く部分から第２ロボットアーム１８３の揺動方向に延出されるため、この延出部分を第２ロボットアーム１８３に向けてＵ字状に湾曲させて掛け渡し部分の弛みを付けることができる。その結果、第１ロボットアーム１８２や第２ロボットアーム１８３の揺動に追従して掛け渡し部分が規則的に動き、掛け渡し部分でケーブル類が第１ロボットアーム１８２や第２ロボットアーム１８３にからみ付くことを防止できる。
【００２６】
尚、第２ロボットアーム１８３の尾端には、溶接ガンＧ用の第１ケーブル類ＣＧのうち溶接ガンＧの加圧シリンダ用エア配管を接続する切替バルブＧＶが取付けられており、また、ロボット本体１８１の基板部１８１ａに、ガイドレール１８０用のカバー１８０ａを挿通する透孔部１８１ｈを形成し、基板部１８１ａのＸ軸方向一端に、カバー１８０ａをＺ軸方向両側から挟む１対の挟みローラ１８１ｉ，１８１ｉを取付けると共に、基板部１８１ａのＸ軸方向他端にカバー１８０ａをＸ軸方向内側から支える支えローラ１８０ｊを取付けている。
【００２７】
以上、溶接ロボット１８におけるケーブル類の取回し構造に本発明を適用した実施形態について説明したが、手首１８４に溶接ガンＧ以外の工具を取付ける工業用ロボットのケーブル取回し構造にも同様に本発明を適用できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ロボット本体と第１ロボットアームとに沿ってこれらのＸ軸方向幅内に収まるようにケーブル類をスペース効率良く配設でき、且つ、ロボット本体と第１ロボットアームとの間及び第１ロボットアームと第２ロボットアームとの間のケーブル掛け渡し部分でケーブル類が第１ロボットアームや第２ロボットアームにからみ付くことも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるケーブル取回し構造を採用したロボットを具備する車体組立ラインの斜視図
【図２】 車体組立ラインの側面図
【図３】 図２のIII-III線から見た組立ステーションの正面図
【図４】 図２のIV-IV線拡大截断面図
【図５】 図４のV-V線截断面図
【図６】 図４のVI-VI線截断面図
【符号の説明】
１８ 溶接ロボット（工業用ロボット） １８０ ガイドレール
１８１ ロボット本体 １８２ 第１ロボットアーム
１８３ 第２ロボットアーム １８４ 手首
Ｇ 溶接ガン（工具） ＣＧ 溶接ガン用のケーブル類
Claims (1)
- ガイドレールに移動自在に支持されるロボット本体と、ロボット本体にガイドレールの長手方向たるＸ軸方向の第１回転軸線回りに揺動自在に支持される第１ロボットアームと、第１ロボットアームの先端部にＸ軸方向の第２回転軸線回りに揺動自在に支持される第２ロボットアームと、第２ロボットアームの先端の手首と、第２ロボットアームの尾端であって第２回転軸線よりも尾方に設けられ、第２ロボットアーム内に配設された回転軸を介して手首を駆動させる駆動モータとを備える工業用ロボットであって、手首に取付ける工具に接続される第１ケーブル類を第２ロボットアームに沿わせて配設するものにおいて、
ロボット本体に連れ動きするケーブル担持部材に前記第１ケーブル類及び前記駆動モータに接続させる第２ケーブル類を担持させ、
ケーブル担持部材と第２ロボットアームの尾端との間で両ケーブル類を、順に、ロボット本体の第１回転軸線回りの周面と、第２ロボットアームの先端側に向く第１ロボットアームの揺動方向片側の側面と、第１ロボットアームの先端部の第２回転軸線回りの周面とに沿わせて配設し、
ロボット本体と第１ロボットアームとの間の両ケーブル類の掛け渡し部分では、両ケーブル類はロボット本体の第１回転軸線回りの周面の第２ロボットアームの先端側に向く部分から第１ロボットアームの揺動方向に延出され、この延出部分を第１ロボットアームに向けて湾曲させて掛け渡し部分の弛みを付け、
第１ロボットアームと第２ロボットアームの尾端との間の両ケーブル類の掛け渡し部分では、両ケーブル類は第１ロボットアームの先端部の第２回転軸線回りの周面の第２ロボットアームの尾端側に向く部分から第２ロボットアームの揺動方向に延出され、この延出部分を第２ロボットアームの尾端に向けて湾曲させて掛け渡し部分の弛みを付ける、
ことを特徴とする工業用ロボットにおけるケーブル類の取り回し構造。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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