JP6237520B2 - ロボット - Google Patents

Description

開示の実施形態は、ロボットに関する。

従来、アーク溶接用途などに用いられるロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。かかるロボットは、たとえば、床面などに固定される基台部に対して旋回可能に設けられる旋回ベースと、かかる旋回ベースに取り付けられる多軸アームとを有して構成される。

なお、ロボットに艤装される電力用や制御用といった各種ケーブルは、互いに束ねられ、たとえば上述の多軸アームの外側に沿わせて配索される。

特開２０１１−１５２５９１号公報

しかしながら、上述した従来技術には、外観を整え、周辺への干渉を防ぐという点で更なる改善の余地がある。

具体的には、上述のように各種ケーブルを多軸アームの外側に沿わせた場合、ロボットの外観を損ねてしまううえに、ロボットをその多軸動作にともなって周囲へ干渉させやすくしてしまう。

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、外観を整え、周辺への干渉を防ぐ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、旋回ベースと、下部アームと、上部アームと、空間と、回転支持部と、配索部材とを備える。前記旋回ベースは、設置面に固定される基台に対し、第１軸まわりに旋回可能に連結される。前記下部アームは、前記旋回ベースに対し、基端部が前記第１軸に略垂直な第２軸まわりに回転可能に連結される。前記上部アームは、前記下部アームに対し、基端部が前記第２軸に略平行な第３軸まわりに回転可能に連結される。前記空間は、前記下部アームの延在方向に沿って該下部アームの内部に形成される。前記回転支持部は、前記空間内の前記第２軸および第３軸の間に、該第２軸および第３軸に略平行な軸まわりに回転自在に設けられる。前記配索部材は、前記空間内に２箇所以上で曲げ返されるように配索される。また、前記配索部材は、該配策部材の中途部を前記回転支持部に固定されて支持される。

実施形態の一態様によれば、外観を整え、周辺への干渉を防ぐことができる。

図１は、実施形態に係るロボットの側面模式図である。 図２は、ロボットの各軸の動作を示す模式図である。 図３Ａは、ケーブルの構成を示す模式図である。 図３Ｂは、ケーブルの配策形態の概略を示す模式図である。 図３Ｃは、ケーブルの構成の変形例を示す模式図（その１）である。 図３Ｄは、ケーブルの構成の変形例を示す模式図（その２）である。 図４Ａは、ケーブルの具体的な配策形態を示す下部アームの内部構造図（その１）である。 図４Ｂは、ケーブルの具体的な配策形態を示す下部アームの内部構造図（その２）である。 図５は、変形例に係るロボットにおけるケーブルの配索形態を示す正面模式図である。 図６Ａは、軸Ｓまわりのケーブルの配索形態を示す基台部周辺の斜視透視図である。 図６Ｂは、軸Ｓまわりにおけるケーブルの具体的な配策形態を示す平面模式図（その１）である。 図６Ｃは、軸Ｓまわりにおけるケーブルの具体的な配策形態を示す平面模式図（その２）である。 図７は、上部アーム周辺の斜視模式図である。

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１は、実施形態に係るロボット１０の側面模式図である。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１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１に示す状態を、ロボット１０の「基本姿勢」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１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１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個の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。軸Ｓは第１軸の一例であり、軸Ｌは第２軸の一例である。また、軸Ｕは第３軸の一例であり、軸Ｒは第４軸の一例である。

また、ロボット１０は、かかる軸Ｓ、軸Ｌ、軸Ｕ、軸Ｒ、軸Ｂおよび軸Ｔに順にそれぞれ対応する６個の関節機構Ｊ１〜Ｊ６を備える。関節機構Ｊ１〜Ｊ６はそれぞれ順に、回転部ＲＰ１〜ＲＰ６を有する。回転部ＲＰ１〜ＲＰ６のそれぞれは、対応する各軸まわりの回転によって略円柱状の回転体を描くように設けられる。

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。サーボモータＭ１〜Ｍ６は順にそれぞれ関節機構Ｊ１〜Ｊ６の回転部ＲＰ１〜ＲＰ６を回転させる。

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、ケーブル１６とを備える。上部アーム１４は、第１アーム１４ａと、第２アーム１４ｂとをさらに備える。なお、第２アーム１４ｂは手首部の一例であり、ケーブル１６は配索部材の一例である。

基台部１１は、床面などに固定される固定ベースの一例であり、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がその駆動により回転部ＲＰ１を回転させることによって、基台部１１と旋回ベース１２とを軸Ｓまわりに相対的に回転させる。

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がその駆動により回転部ＲＰ２を回転させることによって、旋回ベース１２と下部アーム１３とを軸Ｌまわりに相対的に回転させる。

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がその駆動により回転部ＲＰ３を回転させることによって、下部アーム１３と第１アーム１４ａとを軸Ｕまわりに相対的に回転させる。

また、下部アーム１３の内部には、下部アーム１３の延在方向に沿って空間Ｈ１が形成されている。かかる空間Ｈ１には、ケーブル１６が２箇所以上で曲げ返されるように配索される。なお、ここで「曲げ返す」とは、弧状に折り返すこと、別の言い方をすれば、曲げ半径を有しながら折り返すことを指す。

たとえば、本実施形態では、図１に示すように、ケーブル１６がＹ軸方向から視て略Ｓ字状となるように２箇所で曲げ返されつつ、下部アーム１３の内部に配索されるようにしている。

このように、本実施形態では、ケーブル１６を下部アーム１３の内部に配索するので、ロボット１０の外観を損ねにくく、また、ロボット１０を周辺へ干渉させにくい。すなわち、ロボット１０の外観を整え、周辺への干渉を防ぐことができる。

なお、ケーブル１６は、溶接設備用のケーブル類やホース類等、あるいは、サーボモータＭ１〜Ｍ６用のケーブル類等である。本実施形態では、線状体をなすこれらケーブル類やホース類を横並びに配置して帯状体とした、いわゆるフラットケーブルとしてケーブル１６を構成している。かかるケーブル１６の詳細については、図３Ａ以降を用いて後述する。

なお、以下では、溶接設備用のケーブル類やホース類等については「艤装ケーブル」と、サーボモータＭ１〜Ｍ６用のケーブル類等については「機内ケーブル」と、それぞれ呼ぶ場合がある。

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がその駆動により回転部ＲＰ４を回転させることによって、第１アーム１４ａと第２アーム１４ｂとを軸Ｒまわりに相対的に回転させる。

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がその駆動により、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）を介して回転部ＲＰ５を回転させることによって、第２アーム１４ｂと取付部１５とを軸Ｂまわりに相対的に回転させる。

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がその駆動により、第２アーム１４ｂ内部に内蔵された動力伝達機構を介して回転部ＲＰ６を回転させることによって、フランジ部１５ａを軸Ｔまわりに回転させる。

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。

また、図１では図示していないが、ロボット１０はワイヤＷｉ送給用の送給機を備える。送給機は、たとえばロボット１０が基本姿勢において平面視された場合に、先端部側が開口された二股状をなす第２アーム１４ｂの基端部および先端部の間に形成された空間Ｈ３において、軸Ｒの軸線と交わるように配置される。かかる送給機については、図７を用いて後述する。

また、上述の空間Ｈ３へは、上部アーム１４の基端部外側からワイヤケーブルＣ１が挿通され、軸Ｒの軸線に沿って配索される。ワイヤケーブルＣ１は、ワイヤ送給ケーブルの一例である。かかるワイヤケーブルＣ１の配策については、図６Ａ〜図７を用いて後述する。

ここで、これまでの説明をより分かりやすくするために、ロボット１０の各軸の動作を図２に模式的に示しておく。図２は、ロボット１０の各軸の動作を示す模式図である。なお、図２では、上述の略円柱状の回転体を描くように設けられる回転部ＲＰ１〜ＲＰ６を円柱状に表すなどしてロボット１０を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、回転部ＲＰ１の回転により軸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、回転部ＲＰ２の回転により軸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、回転部ＲＰ３の回転により軸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、回転部ＲＰ４の回転により軸Ｒまわりに回転する（図中の矢印２０４参照）。

取付部１５は、第２アーム１４ｂに支持されて、回転部ＲＰ５の回転により軸Ｂまわりに揺動する（図中の矢印２０５参照）。そして、取付部１５の先端部（前述のフランジ部１５ａ）が、回転部ＲＰ６の回転により軸Ｔまわりに回転する（図中の矢印２０６参照）。

次に、ケーブル１６の具体的な構成について、図３Ａ〜図３Ｄを用いて説明する。図３Ａは、ケーブル１６の構成を示す模式図である。また、図３Ｂは、ケーブル１６の配策形態の概略を示す模式図である。

また、図３Ｃおよび図３Ｄは、ケーブル１６の構成の変形例を示す模式図（その１）および（その２）である。なお、図３Ａおよび図３Ｃには、横断して部分的に切り取られたケーブル１６および１６’を斜視方向からごく模式的に示している。また、図３Ｄには、ケーブル１６’’の横断面をごく模式的に示している。

既に述べたように、また、図３Ａに示すように、ケーブル１６は、線状体をなし束ねられて艤装ケーブルあるいは機内ケーブルを構成することとなる、可撓性を有する複数本の各種ケーブル（たとえば、１６ａ〜１６ｉ）を横並びに配置させた帯状体をなしている。

すなわち、ケーブル１６は、フラットケーブルである。このようにケーブル１６をフラットケーブル化することによって、各種ケーブル１６ａ〜１６ｉからの放熱をこもりにくくすることができる。すなわち、放熱性の向上に資することができる。

また、フラットケーブル化によって、ケーブル１６を取り回しやすくすることができる。すなわち、ロボット１０の組立工程等における作業効率の向上にも資することができる。

なお、ここで説明の便宜のため、各種ケーブル１６ａ〜１６ｉが並べられた配置方向を、図３Ａに示すようにケーブル１６の「幅方向」としておく。

そして、ケーブル１６は、図３Ｂに示すように、かかる「幅方向」がたとえば回転部ＲＰ２，ＲＰ３の軸Ｌ，Ｕと略平行となるように配置され、配索される。

なお、図３Ａでは、ケーブル１６が言わば一段構成の帯状体である場合を示したが、図３Ｃに示すケーブル１６’のように、多段構成の帯状体としてもよい。また、図３Ｄに示すケーブル１６’’のように、互いに溶着させた線状体のセットをさらに複数個横並びに配置させて外被部材ＣＰで覆い形成した帯状体としてもよい。

また、ケーブル１６（あるいはケーブル１６’，１６’’）は、たとえば各線状体の長さにバラつきが出るのを防ぐうえでは、各線状体が互いに溶着されていることが好ましいが、必要に応じて一部が溶着されていなくともよい。言い換えれば、ケーブル１６は、少なくとも一部で互いに溶着されていればよい。

なお、たとえばケーブル１６の一部で各種ケーブル１６ａ〜１６ｉをあえて互いに切り離し、かかる一部を従来のように撚り合わせ可能とすることで、多様な配索レイアウトに応じることができるという効果が得られる。

次に、ケーブル１６の具体的な配索形態について、図４Ａおよび図４Ｂを用いて説明する。図４Ａおよび図４Ｂは、ケーブル１６の具体的な配索形態を示す下部アーム１３の内部構造図（その１）および（その２）である。

図４Ａに示すように、ケーブル１６は、下部アーム１３の空間Ｈ１内において２箇所以上で曲げ返されるように配索される。具体的には、ケーブル１６は、一端が固定部材Ｆ１によって、軸Ｌまわりに巻き取り可能に回転部ＲＰ２へ連結される。また、ケーブル１６は、他端が固定部材Ｆ２によって、軸Ｕまわりに巻き取り可能に回転部ＲＰ３へ連結される。

また、ケーブル１６は、その中途部を回転支持部ＳＰに固定されて支持される。回転支持部ＳＰは、空間Ｈ１内の軸Ｌおよび軸Ｕの間に、これら軸Ｌおよび軸Ｕに平行な軸Ｏまわりに回転自在に設けられる支持部材である。したがって、ケーブル１６は、かかる回転支持部ＳＰにより一点支持されるその中途部において、図中の矢印４０１の向きに回転自在である。

なお、空間Ｈ１にはさらに複数個のガイドＧが設けられ、ケーブル１６が所定の経路に沿って配索されるように案内する。

このように配索されたケーブル１６は、図４Ｂに示すように、回転部ＲＰ２の軸Ｌまわりの回転によって、回転部ＲＰ２のたとえば周面に巻き取られる（図中の矢印４０２参照）。また、ケーブル１６の回転支持部ＳＰによって支持される中途部から固定部材Ｆ１側は、回転部ＲＰ２による巻取りに追従して移動する（図中の矢印４０３参照）。

一方、ケーブル１６は、回転部ＲＰ３の軸Ｕまわりの回転によっては、回転部ＲＰ３のたとえば周面に巻き取られる（図中の矢印４０４参照）。また、ケーブル１６の回転支持部ＳＰによって支持される中途部から固定部材Ｆ２側は、回転部ＲＰ３による巻取りに追従して移動する（図中の矢印４０５参照）。

このように、ケーブル１６を回転部ＲＰ２，ＲＰ３の回転にともなって巻き取り可能および追従可能となるように配索することによって、狭い空間Ｈ１内においてもケーブル１６を座屈あるいは断線させることなく、ロボット１０を動作させることが可能となる。すなわち、外観を整え、周辺への干渉を防ぎながら、信頼性高くロボット１０を動作させることができる。

ところで、これまでは、ケーブル１６は、下部アーム１３の内部に形成された１つの空間Ｈ１に配索される場合を例に挙げて説明してきたが、かかる配索のための空間は複数であってもよい。

かかる変形例について、図５を用いて説明する。図５は、変形例に係るロボット１０’におけるケーブル１６の配索形態を示す正面模式図である。

図５に示すように、変形例に係るロボット１０’は、延在方向に沿って正面側（図中のＸ軸の正方向側）が開口された二股状の下部アーム１３’を備える。なお、二股に分かれた一方は第１延在部１３ａ、他方は第２延在部１３ｂとする。

第１延在部１３ａおよび第２延在部１３ｂそれぞれの内部には、下部アーム１３’の延在方向に沿って対向配置されるように空間Ｈ１，Ｈ２が形成される。

そして、ケーブル１６は、たとえば第１ケーブル１６−１および第２ケーブル１６−２の２つに分割されて、それぞれ空間Ｈ１，Ｈ２へ、図４Ａおよび図４Ｂに示したような配索形態で配索される。

かかる変形例の場合、空間Ｈ１，Ｈ２へそれぞれ配索される第１ケーブル１６−１および第２ケーブル１６−２の幅をケーブル１６に比して小さくできるので、取り回しやすい配策を行うことができる。すなわち、ロボット１０’の組立工程等における作業効率の向上に資することができる。

また、空間Ｈ１を艤装ケーブル用に、空間Ｈ２を機内ケーブル用にといったように、たとえば用途によってケーブル１６を分けて配索できるので、メンテナンス性の向上にも資することができる。

なお、艤装ケーブル用／機内ケーブル用といった分け方に限らず、たとえば、給電系／非給電系といったカテゴリで第１ケーブル１６−１および第２ケーブル１６−２を振り分けてもよい。

また、無論、第１ケーブル１６−１および第２ケーブル１６−２は下部アーム１３の内部に配索されるので、ロボット１０’の外観を損ねにくく、また、ロボット１０’を周辺へ干渉させにくい。すなわち、ロボット１０’の外観を整え、周辺への干渉を防ぐことができる。

次に、軸Ｓまわりのケーブル１６の具体的な配索形態について、図６Ａ〜図６Ｃを用いて説明する。図６Ａは、軸Ｓまわりのケーブル１６の配索形態を示す基台部１１周辺の斜視透視図である。

なお、ここで説明する配索形態は、上述したロボット１０，１０’のいずれにも共通で適用可能であるが、ここでは分かりやすさの観点から、ケーブル１６が、上述した第１ケーブル１６−１および第２ケーブル１６−２の２つに分割されているものとして説明を行う。

図６Ａに示すように、基台部１１は、基底面１１ａと、側壁１１ｂとを有し、さらにかかる基底面１１ａおよび側壁１１ｂによって形成される空間Ｈ４を有する。軸Ｓは、基底面１１ａに略垂直な垂直軸として規定され、空間Ｈ４には、かかる軸Ｓまわりに回転可能に回転部ＲＰ１が設けられている。

ワイヤケーブルＣ１、第１ケーブル１６−１および第２ケーブル１６−２は、かかる回転部ＲＰ１が描く略円柱状の回転体の周面方向に沿いつつ、かつ、曲げ返されながら、側壁１１ｂおよび回転部ＲＰ１の間にそれぞれ配索される。

ただし、ワイヤケーブルＣ１と、第１ケーブル１６−１および第２ケーブル１６−２とは、それぞれ曲げ返される部位の曲げ方向が異なる。

たとえば、図６Ａに示すように、第１ケーブル１６−１および第２ケーブル１６−２は、図中のＸＹ平面の平面方向に沿わせて曲げ返される。また、ワイヤケーブルＣ１は、たとえば第１ケーブル１６−１が曲げ返される部位の内側で、図中のＸＺ平面の平面方向に沿わせて曲げ返される。

すなわち、ワイヤケーブルＣ１と、第１ケーブル１６−１および第２ケーブル１６−２とは、前述の曲げ方向を略９０度異ならせて配索される。このように、曲げ方向を異ならせて、たとえばワイヤケーブルＣ１と第１ケーブル１６−１とを入れ子状に配置することによって、回転部ＲＰ１の回転等により互いが干渉するのを防ぐことができる。

また、ワイヤケーブルＣ１、第１ケーブル１６−１および第２ケーブル１６−２のそれぞれにおいて許容される曲げ半径の違いに関わりなく、それぞれを単体で曲げ返すことができる。

したがって、たとえばワイヤケーブルＣ１は、第１ケーブル１６−１の曲げ半径に関わりなく、空間Ｈ４を十分に利用してワイヤケーブルＣ１自体の曲げ半径を確保し、ワイヤＷｉ（図１参照）の送給をスムーズに行わせることができる。

また、図６Ｂに示すように、第１ケーブル１６−１および第２ケーブル１６−２は、軸Ｓの軸方向から視た場合に、ロボット１０，１０’の基本姿勢において互いに左右対称となるように配索されることが好ましい。これにより、第１ケーブル１６−１および第２ケーブル１６−２の空間Ｈ４における互いの配索スペースを十分に確保することができる。

また、図６Ｂに示すように、基台部１１は、コネクタ部１１ｃを備える。第１ケーブル１６−１および第２ケーブル１６−２はそれぞれ、一端がかかるコネクタ部１１ｃに接続される。また、他端はそれぞれ、回転部ＲＰ１に接続される。

これにより、第１ケーブル１６−１および第２ケーブル１６−２は、図６Ｃに示すように、回転部ＲＰ１が軸Ｓまわりに回転した場合に、かかる回転部ＲＰ１の回転に追従して、前述の曲げ返された部位を移動させることとなる。

具体的には、図６Ｃに示すように、たとえば回転部ＲＰ１が図中の矢印６０１の向きに回転した場合、第２ケーブル１６−２は、回転部ＲＰ１に接続された側の一端が回転部ＲＰ１によって引かれ（図中の矢印６０２参照）、前述の曲げ返された部位をコネクタ部１１ｃの側へ移動させることとなる。

また、このとき第１ケーブル１６−１は、回転部ＲＰ１に接続された側の一端が回転部ＲＰ１に追従して移動し、前述の曲げ返された部位をコネクタ部１１ｃの反対側へ移動させることとなる（図中の矢印６０３参照）。

このように、ケーブル１６を回転部ＲＰ１の軸Ｓまわりの回転にともなって追従可能および移動可能となるように配索することによって、狭い空間Ｈ４内においてもケーブル１６を座屈あるいは断線させることなく、ロボット１０，１０’を動作させることが可能となる。すなわち、外観を整え、周辺への干渉を防ぎながら、信頼性高くロボット１０，１０’を動作させることができる。

なお、図６Ｂおよび図６Ｃに示しているように、ワイヤケーブルＣ１は、外部からコネクタ部１１ｃを介して空間Ｈ４へ挿入され、前述のように曲げ返されながら軸Ｓ周辺から下部アーム１３の外側に沿わせて配索される。そして、第２アーム１４ｂの空間Ｈ３（図１参照）に挿通される。

かかるワイヤケーブルＣ１の配索形態についてさらに詳しく述べる。図７は、上部アーム１４周辺の斜視模式図である。なお、図７では、前述の空間Ｈ３に面した第２アーム１４ｂの内壁側の構造を明らかにするために、第２アーム１４ｂの一部を省略して示している。

図７に示すように、第２アーム１４ｂは、その基端部および先端部の間に同図に示すＺ軸方向に開放された空間Ｈ３を有する。そして、ワイヤＷｉをトーチ２０へ送給する送給機３０が、かかる空間Ｈ３において軸Ｒの軸線と交わるように配置される。

送給機３０は、モータ３１と、送出部３２とを備える。モータ３１は、送出部３２の駆動源であり、出力軸の軸方向を軸Ｒの軸線とねじれの位置関係にして第２アーム１４ｂの内壁に配置される。すなわち、モータ３１は、出力軸を同図に示すＹ軸の負方向に向けて配置される。

このようにモータ３１を配置することで、送給機３０自体が第２アーム１４ｂの内部の空間Ｈ３内において占めるスペースを抑えることが可能となる。したがって、第２アーム１４ｂをコンパクト化しつつ、周辺へも干渉しにくくすることができる。

また、モータ３１は、同図に示すＺ軸の正方向からみて、第２アーム１４ｂの内壁および軸Ｒの軸線の間に収まるように設けられる。このようにすることで、ロボット１０，１０’の外観を整え、やはり周辺へも干渉しにくくすることができる。

なお、モータ３１としては、筐体のアスペクト比（軸方向寸法／径方向寸法）が１未満のいわゆる「扁平モータ」を使用することが好ましい。

これにより、送給機３０ならびに第２アーム１４ｂのＹ軸方向における寸法を短縮することができる。したがって、第２アーム１４ｂをさらにコンパクト化することができる。

送出部３２には、ワイヤＷｉの送給経路であるワイヤケーブルＣ１が連結される。かかるワイヤケーブルＣ１は、軸Ｒの軸線に沿って配索される。

一方、トーチ２０へシールドガスを供給するガスホースＣ２およびトーチ２０へ溶接電力を供給するパワーケーブルＣ３等は、前述のケーブル１６から溶着部位を適宜切り離されるなどして空間Ｈ３へ挿通され、ワイヤケーブルＣ１とは別の経路で配索される。

そして、図７に示すように、ワイヤケーブルＣ１、ガスホースＣ２およびパワーケーブルＣ３等は、規制板１５ｅに曲げ方向を規制されつつ、取付部１５を貫いて設けられた通過口１５ａａへ挿通されて、トーチクランプ２１を介しフランジ部１５ａへ固定されているトーチ２０へ連結される。

このように、ワイヤケーブルＣ１を含む溶接設備用の各種ケーブル類は、第２アーム１４ｂの基端部および先端部の間に形成された空間Ｈ３において軸Ｒの軸線に沿うように配索される。これにより、ロボット１０，１０’の外観を整えるとともに、これらケーブル類そのものが周囲へ干渉するのを防止することができる。

上述してきたように、実施形態に係るロボットは、旋回ベースと、下部アームと、上部アームと、空間と、配索部材とを備える。旋回ベースは、設置面に固定される基台に対し、第１軸まわりに旋回可能に連結される。

下部アームは、上記旋回ベースに対し、基端部が上記第１軸に略垂直な第２軸まわりに回転可能に連結される。上部アームは、上記下部アームに対し、基端部が上記第２軸に略平行な第３軸まわりに回転可能に連結される。

空間は、上記下部アームの延在方向に沿ってかかる下部アームの内部に形成される。配索部材は、上記空間内に２箇所以上で曲げ返されるように配索される。

したがって、実施形態に係るロボットによれば、外観を整え、周囲への干渉を防ぐことができる。

なお、上述してきた実施形態では、ロボットが、溶接用途に用いられる場合を例に挙げたが、かかる場合、上記した効果に加えて、さらにスパッタなどの熱片による焼損から配索部材を保護するうえで効果的である。

また、上述してきた実施形態では、ロボットが、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。すなわち、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、ワークのハンドリング作業用途に用いられるロボットにも適用可能である。

また、上述した実施形態では、配索部材がフラットケーブルである場合を例に挙げたが、必ずしもフラットケーブルでなくともよい。すなわち、たとえば下部アーム内部の空間において２箇所以上で曲げ返しながら配索することが可能な可撓性等を有すれば、線状体を撚り束ねたようなケーブルを用いることとしてもよい。

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。

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。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。

１０、１０’ ロボット
１１ 基台部
１１ａ 基底面
１１ｂ 側壁
１１ｃ コネクタ部
１２ 旋回ベース
１３、１３’ 下部アーム
１３ａ 第１延在部
１３ｂ 第２延在部
１４ 上部アーム
１４ａ 第１アーム
１４ｂ 第２アーム
１５ 取付部
１５ａ フランジ部
１５ａａ 通過口
１５ｅ 規制板
１６、１６’、１６’’ ケーブル（配索部材）
１６−１ 第１ケーブル（第１の配索部材）
１６−２ 第２ケーブル（第２の配索部材）
１６ａ〜１６ｉ 各種ケーブル
２０ トーチ
２１ トーチクランプ
３０ 送給機
３１ モータ
３２ 送出部
Ｂ 軸
Ｃ１ ワイヤケーブル
Ｃ２ ガスホース
Ｃ３ パワーケーブル
ＣＰ 外被部材
Ｆ１、Ｆ２ 固定部材
Ｇ ガイド
Ｈ１〜Ｈ４ 空間
Ｊ１〜Ｊ６ 関節機構
Ｌ 軸
Ｍ１〜Ｍ６ サーボモータ
Ｏ 軸
Ｒ 軸
ＲＰ１〜ＲＰ６ 回転部
Ｓ 軸
ＳＰ 回転支持部
Ｔ 軸
Ｕ 軸
Ｗｉ ワイヤ

Claims (7)

1. 設置面に固定される基台に対し、第１軸まわりに旋回可能に連結される旋回ベースと、
   前記旋回ベースに対し、基端部が前記第１軸に略垂直な第２軸まわりに回転可能に連結される下部アームと、
   前記下部アームに対し、基端部が前記第２軸に略平行な第３軸まわりに回転可能に連結される上部アームと、
   前記下部アームの延在方向に沿って該下部アームの内部に形成される空間と、
   前記空間内の前記第２軸および第３軸の間に、該第２軸および第３軸に略平行な軸まわりに回転自在に設けられる回転支持部と、
   前記空間内に２箇所以上で曲げ返されるように配索される配索部材と
   を備え、
   前記配索部材は、
   該配策部材の中途部を前記回転支持部に固定されて支持されること
   を特徴とするロボット。
2. 前記配索部材は、
   一端が前記第２軸まわりに巻き取り可能に前記下部アームの回転部に連結され、他端が前記第３軸まわりに巻き取り可能に前記上部アームの回転部に連結されること
   を特徴とする請求項１に記載のロボット。
3. 前記配策部材は、
   線状体をなすケーブルが複数本横並びに配置されて帯状体をなしていること
   を特徴とする請求項１または２に記載のロボット。
4. 前記配策部材は、
   前記ケーブルが少なくとも一部で互いに溶着されていること
   を特徴とする請求項３に記載のロボット。
5. 前記空間は、
   第１の空間および該第１の空間に対向配置される第２の空間であり、
   前記配策部材は、
   第１および第２の配策部材であって、
   前記第１および第２の配策部材は、前記第１および第２の空間内にそれぞれ配索されること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のロボット。
6. 前記第１および第２の配策部材のいずれか一方は、溶接用の艤装ケーブルであること
   を特徴とする請求項５に記載のロボット。
7. 前記上部アームに対し、基端部が前記第３軸に略垂直な第４軸まわりに回転可能に連結され、少なくとも前記第４軸の軸線と交わる部位に空間が形成された手首部と、
   前記基台から前記下部アームの外側に沿わせて配索され、前記手首部の空間に挿通される溶接用のワイヤ送給ケーブル
   をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のロボット。

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