JP6943574B2 - 多関節溶接ロボット - Google Patents

Description

本発明は、多関節溶接ロボットに関する。

一般に、多関節アームの先端に溶接トーチを備えたアーク溶接用の多関節溶接ロボットが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。特許文献１〜３の多関節溶接ロボットは、ベース上で旋回可能に設けられた旋回部と、旋回部の上方に回転駆動可能に設けられたアームと、アームの先端に取り付けられた溶接トーチと、を備える。多関節溶接ロボットは、旋回部やアームの各関節が駆動されることで、所望の溶接加工動作が可能になっている。

この多関節溶接ロボットには、溶接ワイヤがコンジットケーブルに挿通された状態で供給され、溶接トーチまで各アームに沿って配置される。

特許第５７１５１９８号公報 特許第４１４２３０４号公報 特開２０１１−６７８９３号公報

しかしながら、特許文献１のように、多関節溶接ロボットの各アームに沿って溶接ワイヤを配置した場合、溶接ワイヤの湾曲の曲率半径が小さくなると、溶接ワイヤに曲げ癖が付くことがある。溶接ワイヤの曲げ癖は、溶接時における溶接ワイヤの先端位置（溶接位置）に意図しない位置ずれを生じさせ、溶接品質を低下させる要因となる。

また、特許文献２の多関節溶接ロボットは、アーム先端に手首部が設けられ、この手首部にモータと減速機を備えた構成となっている。手首部には、反負荷側から負荷側まで貫通する中空部が設けられた中空軸減速機が使用されている。溶接ワイヤが、この中空部を通じて配置されることにより、手首部の動作による屈曲を少なくし、また、溶接ワイヤがアームに巻き付くことを防止している。

しかし、中空軸減速機の使用はコストアップの要因となる。また、中空軸モータに代えて、径方向にオフセットして配置されたモータを用い、ギヤを介して減速機と接続した構成としても、ギヤのバックラッシュにより回転ずれが生じる。その結果、アームに揺れが生じやすくなり、溶接位置の位置合わせ精度が低下してしまう。中空減速機を使用しない場合は、減速機を手首部の旋回軸からオフセットさせて、手首部の旋回軸と減速機とをギヤ等で接続する必要がある。その場合でも、ギヤのバックラッシュにより溶接位置の位置合わせ精度が低下し、溶接品質が低下するおそれがある。

上記問題を対策した技術が、特許文献３に記載される。特許文献３の溶接ロボットは、ワイヤ送給装置が、上部アームの基端部に、回動するブラケットを介して支持体に取り付けられている。溶接ロボットの姿勢変化による、トーチケーブルによるワイヤ送給装置に対する引張り及び押圧時には、ブラケットが回動して、ワイヤ送給装置の支持体に対する接近離間を許容する構成となっている。しかし、この構成では、ワイヤ送給装置が上部アームの基端部の支持体に配置される。よって、溶接ロボットの下部アームと上部アームとの間の動作角度を大きくするには、溶接ワイヤが挿通されるコンジットケーブルを、ワイヤ送給装置の後部（反溶接トーチ側）からロボットの外部に向けて放出する必要がある。そのため、溶接ロボットの動作中に、ワイヤ送給用のコンジットケーブルが大きく移動し、コンジットケーブルが自身の慣性力によって破損し、溶接作業が停止するおそれがある。

また、溶接ロボットの下部アームと上部アームとの間の動作角度を制限すれば特許文献３におけるワイヤ送給装置の配置位置のまま、溶接ワイヤを下部アームやロボット固定部からロボットの外部に向けて放出できる。しかし、その場合には、アームの動作角度の制限のためにロボットの利便性を大きく損なうことになる。

本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コストな構成でありながら、アームの剛性を確保しつつ、溶接ワイヤの先端位置の精度低下を回避でき、かつ、ロボット手首付近のワークへの干渉の懸念を低減し、コンジットケーブルや溶接ワイヤの破損を防止できる多関節溶接ロボットを提供することにある。

本発明の一態様は、複数のアーム部が駆動軸を介して連結された多関節アームを有し、少なくともいずれかのアーム部に沿って溶接ワイヤが挿通されたコンジットケーブルが配置される多関節溶接ロボットであって、前記いずれかのアーム部は、アーム外周の少なくとも一部に、アーム軸心に向けて窪む凹部が形成され、前記凹部内に前記コンジットケーブルの少なくとも一部が収容され、前記コンジットケーブルは、前記いずれかのアーム部の基端側でアーム外周の外側に配置され、前記アーム外周の外側から前記凹部の内部に湾曲され、前記コンジットケーブルを支持する支持部材が、前記凹部の基端側端部における傾斜面に設けられており、当該支持部材は、前記コンジットケーブルを、前記いずれかのアーム部の基端側から前記アーム軸心に対して傾斜させて前記凹部に導入する。
この多関節溶接ロボットによれば、溶接ワイヤを凹部に収容することで、ロボット駆動時において溶接ワイヤが小さな曲率半径で湾曲することを防止でき、溶接ワイヤに曲げ癖が付くことを防止できる。また、減速機等の駆動部品を、中空部を有する特殊な形状にする必要がないため、コスト低減が図れるとともに、アーム部の剛性を確保できる。更に、ギヤのバックラッシュの影響を受けることがないため、溶接位置を高精度に位置決めでき、溶接品質を向上できる。
また、前記凹部が形成されたアーム部は、当該アーム部の少なくとも一部に、前記溶接ワイヤを固定する支持部材が設けられていることにより、アーム部が駆動されても、溶接ワイヤが常に凹部に収容された状態を安定して維持できる。
また、前記溶接ワイヤは、コンジットケーブルに挿通されていることにより、溶接ワイヤがコンジットケーブルによって保護される。

また、前記凹部が形成されたアーム部は、当該アーム部を前記アーム軸心回りに回転させる駆動軸が接続され、前記凹部の底面は、当該アーム部の前記アーム外周から前記アーム軸心に至る深さまで形成されていることが好ましい。
この構成によれば、アーム部が種々の方向に向けられても、溶接ワイヤは、凹部内から外れることなく、アーム部の動きに低抵抗で追従できる。また、溶接ワイヤがアーム軸心に至る深さに配置されることで、アーム部の駆動により溶接ワイヤの姿勢が変化しても、局所的に小さな曲率半径で屈曲することがなく、溶接ワイヤに曲げ癖が生じることがない。

また、前記凹部は、前記アーム軸心に沿って形成されていることが好ましい。
この構成によれば、溶接ワイヤが第２アーム部の長手軸に沿った凹部に配置されて、溶接ワイヤと周囲部材との干渉が回避できる。

また、前記凹部が形成されたアーム部は、前記アーム外周の前記凹部の形成側と反対側に、前記アーム軸心に向けて窪む対向側凹部が形成されていることが好ましい。
この構成によれば、対向側凹部によってアーム部を更に肉抜きでき、アーム部の軽量化に伴う慣性力の軽減効果によって、多関節溶接ロボットの高速移動を実現できる。また、対向側凹部にケーブル、ホース類を収容できるため、溶接ワイヤや他のケーブル、ホース類の配置自由度が高められる。

また、前記コンジットケーブルは、シールドガスを供給するガスホース、冷却水を循環させる冷却水ホース、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む一本の複合ケーブルに挿通されていることが好ましい。
この構成によれば、多関節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、溶接電流の各供給や、冷却水の循環等を、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。

本発明によれば、低コストな構成でありながら、アームの剛性を確保しつつ、溶接ワイヤの先端位置の精度低下を回避でき、かつ、ロボット手首付近のワークへの干渉の懸念を低減し、コンジットケーブルや溶接ワイヤの破損を防止できる。

溶接システムの全体構成図である。 第１構成例の多関節溶接ロボットを示す外観斜視図である。 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。 上部アームの要部斜視図である。 図４に示す上部アームのＡ−Ａ線断面図である。 手首旋回部の駆動による凹部内のトーチケーブルの位置を模式的に示す説明図である。 トーチケーブルの浮き上がりを抑制する抜け止め部材を設けた凹部の断面図である。 傾斜面を有する凹部の断面図である。 多関節ロボットの第２構成例であって、図４に示す上部アームのＡ−Ａ線断面図である。 多関節ロボットの第３構成例であって、図４に示す上部アームのＡ−Ａ線断面図である。 多関節ロボットの第４構成例であって、図４に示す上部アームのＡ−Ａ線断面図である。 上部アーム部に設ける凹部の他の構成例を示す多関節ロボットの一部断面図である。 上部アーム部に設ける凹部の他の構成例を示す多関節ロボットの一部断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
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を備える。多関節溶接ロボット１１の先端軸には、エンドエフェクタ１９が接続される。エンドエフェクタ１９は、溶接トーチ２１を有し、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、溶接トーチ２１の他に、切断機等の他のツールであってもよい。

この多関節溶接ロボット１１による溶接加工は、制御装置１３により多関節溶接ロボット１１を駆動して、溶接トーチ２１を溶接位置に移動させ、また、溶接電源１５により溶接電流、アーク電圧を制御して、溶接トーチ２１の先端の溶接ワイヤ２０とワークＷとの間にアークを発生させることで行う。

制御装置１３は、教示コントローラ１７から入力された教示データに基づいて、多関節溶接ロボット１１を駆動する。この制御装置１３は、ＣＰＵが、ＲＯＭやＲＡＭ、ハードディスク等の記憶部に記憶されたプログラムを読み込んで実行することにより、溶接システム１００の各部の制御を行うコンピュータ装置である。

溶接トーチ２１の先端には、フラックス入りワイヤ、ソリッドワイヤ等の消耗式電極である溶接ワイヤ２０が、ワイヤパック１４から不図示のワイヤ送給装置によって繰り出されることで供給される。溶接電源１５は、電源ケーブル１６を通じて溶接トーチ２１、及びワークＷと接続される。溶接トーチ２１には、制御装置１３からの指令によって、多関節溶接ロボット１１内に配設されたパワーケーブルを通じて溶接電流が供給される。また、溶接トーチ２１には、シールドガスが供給され、溶接時の大気の巻き込みを保護する。また、溶接トーチ２１にはトーチ冷却用の冷却水も供給される。

制御装置１３は、溶接ワイヤ２０の先端とワークＷとの間に溶接電源１５からの溶接電流を供給して、シールドガス雰囲気にされた溶接トーチ２１の先端にアークを発生させる。そして、アークが発生した溶接トーチ２１を、多関節溶接ロボット１１によって予め教示した軌跡通りに移動させる。これにより、ワークＷが溶接される。

次に、溶接システム１００の多関節溶接ロボット１１の構成について、更に詳細に説明する。
＜第１構成例＞
図２は第１構成例の多関節溶接ロボットを示す外観斜視図、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。
多関節溶接ロボット１１は、複数のアーム部が駆動軸を介して連結された多関節アームを有しており、ここでは一般的な６つの駆動軸を有する６軸ロボットを示す。多関節溶接ロボット１１は、例示する６軸ロボット以外にも、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。

多関節溶接ロボット１１は、設置面に固定されるベース３１と、ベース３１上で第１駆動軸Ｓ１回りに旋回可能に設けられた旋回部３３と、一端部が第２駆動軸Ｓ２を介して旋回部３３と連結され、第２駆動軸Ｓ２回りに回転自在な下部アーム（アーム部）３５と、下部アーム３５の他端部に第３駆動軸Ｓ３を介して接続される上部アーム（アーム部）３７と、上部アーム３７に設けられ、第４駆動軸Ｓ４によりアーム軸線回りに回転可能な手首旋回部３９と、手首旋回部３９に第５駆動軸Ｓ５を介して接続される手首曲げ部４１と、手首曲げ部４１の先端に第６駆動軸Ｓ６を有して接続される手首回転部４３と、を備える。これら下部アーム３５、上部アーム３７及び手首旋回部３９、手首曲げ部４１、手首回転部４３は、多関節アームを構成する。

多関節溶接ロボット１１の第１駆動軸Ｓ１〜第６駆動軸Ｓ６は、それぞれ図示しないサーボモータ等の駆動モータにより駆動される。これら駆動モータは、それぞれ制御装置１３（図１参照）から駆動信号が入力され、各駆動軸の回転角度が制御される。これにより、溶接トーチ２１が、Ｘ，Ｙ，Ｚ空間で所望の姿勢に位置決め可能となっている。

なお、本構成においては、多関節アームの最先端軸となる手首回転部４３の第６駆動軸Ｓ６と、溶接トーチ２１との間には、前述の２軸ウィーバー２３が取り付けられているが、２軸ウィーバー２３を備えない構成にしてもよい。本構成の溶接トーチ２１は、２軸ウィーバー２３によりトーチ先端が２軸方向に揺動自在に支持される。

多関節溶接ロボット１１には、溶接トーチ２１に消耗式電極（以降、溶接ワイヤ２０と呼称する）を送給するワイヤ送給装置４５が搭載される。図示例においては、ワイヤ送給装置４５が下部アーム３５の長手方向中間部に設けられた場合を示している。このワイヤ送給装置４５は、不図示の通信線によって制御装置１３（図１参照）と接続され、制御装置１３からの指令信号に従って、溶接ワイヤ２０の送給を制御する。溶接ワイヤ２０は、コンジットケーブル４７の挿通孔に挿通され、挿通孔内で繰り出されることで送給される。これにより、溶接ワイヤの損傷を防止しつつ、溶接ワイヤのハンドリング性を高められる。

ワイヤ送給装置４５は、上記した下部アーム３５に設ける構成以外にも、例えば、後述するケーブルアダプタ５５付近の上部アーム３７の基端側（第４駆動軸Ｓ４の非回転側）、又は、第１駆動軸Ｓ１に近い側に配置してもよい。

溶接トーチ２１に供給されるシールドガスは、不図示のガス供給装置からガスホース４９を通じて供給される。同様に冷却水は、不図示の冷却水循環装置から冷却水ホース５１を通じて循環される。溶接電源１５から出力される溶接電流は、パワーケーブル５３を通じて供給される。

これらコンジットケーブル４７、ガスホース４９、冷却水ホース５１、パワーケーブル５３は、ベース３１から、上部アーム３７の第３駆動軸Ｓ３の近傍に設けたケーブルアダプタ５５に至るまで、ベース３１と旋回部３３の周囲と、下部アーム３５に沿わせて配置される。ケーブルアダプタ５５では、コンジットケーブル４７、ガスホース４９、冷却水ホース５１、パワーケーブル５３が、複合ケーブルである一本のトーチケーブル５７に纏められる。このトーチケーブル５７は、ケーブルアダプタ５５から溶接トーチ２１の間に配置される。

次に、上部アーム３７の詳細な構成について説明する。
図４は上部アーム３７の要部斜視図である。
上部アーム３７のアーム外周の少なくとも一部には、外周面からアーム軸心となる第４駆動軸Ｓ４に向けて窪む凹部６１が、上部アーム３７のアーム軸心に沿って形成される。凹部６１は有底凹部であって、凹部内には、凹部６１の長手方向に沿ってトーチケーブル５７の少なくとも一部が収容される。

凹部６１には、上部アーム３７の第３駆動軸Ｓ３側となる基端側端部６１ａに、トーチケーブル５７を凹部６１内に収容した状態で支持する支持部材６３が設けられる。支持部材６３は、トーチケーブル５７を支持できればよく、例えば結束バンド等の環状部材が利用できる。また、支持部材６３は、トーチケーブル５７を上部アーム３７に固定するものあってもよいが、トーチケーブル５７をケーブル軸方向に移動可能に隙間を有して支持する部材であるのが好ましい。その場合、トーチケーブル５７に生じる湾曲が、小さな曲率半径の屈曲にならず、溶接ワイヤに曲げ癖が付くことを防止できる。このような曲げ癖を防止することで、溶接ワイヤの先端位置の精度低下を回避することができる。なお、支持部材６３は、凹部６１内にトーチケーブル５７を押圧する押圧部材であってもよい。

支持部材６３は、トーチケーブル５７を、上部アーム３７の基端側から第４駆動軸Ｓ４に対して傾斜させて凹部６１に導入する。傾斜して導入されたトーチケーブル５７の外周面は、ケーブル自身の弾性によって凹部６１の底面６１ｂに押し当てられる。つまり、トーチケーブル５７は、支持部材６３によって上部アーム３７に固定されることで、底面６１ｂに向けて付勢された状態で凹部６１内に収容される。

図５は図４に示す上部アーム３７のＡ−Ａ線断面図である。
上部アーム３７には、凹部６１が上部アーム３７の外周面から第４駆動軸Ｓ４の軸心に至る深さまで形成される。図示例では、凹部６１の底面６１ｂは、第４駆動軸Ｓ４の軸心よりも深い位置に形成され、底面６１ｂに押し当てられるトーチケーブル５７の軸中心は、第４駆動軸Ｓ４の近傍、又は第４駆動軸Ｓ４と一致する位置となる。なお、図中の一点鎖線は、上部アーム３７の第４駆動軸Ｓ４を通る中心線Ｌａである。

上記のように、トーチケーブル５７は、凹部６１内で必ずしも軸心位置を第４駆動軸Ｓ４に一致させる必要はなく、凹部６１の内部空間に収容されていればよい。凹部６１に収容されたトーチケーブル５７には、上部アーム３７が第４駆動軸Ｓ４回りに回転駆動された際に遠心力が作用する。この遠心力が作用した場合でも、トーチケーブル５７は、支持部材６３によって凹部６１の底面６１ｂに支持されているため、トーチケーブル５７の少なくとも一部が凹部６１内に収容される。したがって、トーチケーブル５７は、凹部６１からのはみ出しが抑制されている。

図６は手首旋回部３９の駆動による凹部６１内のトーチケーブル５７の位置を模式的に示す説明図である。
手首旋回部３９が第５駆動軸Ｓ５回りに旋回した場合、トーチケーブル５７は、凹部６１から溶接トーチ２１までの間で湾曲の曲率半径が変化する。そのため、凹部６１内では、基端側端部６１ａと反対側の先端側端部６１ｃにおいて、トーチケーブル５７が凹部６１の底面６１ｂから浮き上がったり、沈んだりして、手首旋回部３９の旋回位置によってケーブル姿勢が変化する。しかし、トーチケーブル５７は、基端側端部６１ａで支持部材６３により支持され、底面６１ｂに向けて付勢されるため、先端側端部６１ｃにおける配置姿勢が変化しても凹部６１から外れることはない。つまり、トーチケーブル５７は、先端側端部６１ｃにおいて、凹部６１内で底面６１ｂから僅かに浮き上がりが生じるだけに留まり、大きな変位は生じない。

図７はトーチケーブル５７の浮き上がりを抑制する抜け止め部材を設けた凹部６１Ａの断面図である。
上部アーム３７は、トーチケーブル５７が配置される凹部６１の先端側端部６１ｃに、抜け止め部材６５が設けられてもよい。抜け止め部材６５は、先端側端部６１ｃ側のトーチケーブル５７に浮き上がりが生じようとしても、トーチケーブル５７が凹部６１からはみ出しを抑制し、例えばワークとトーチケーブル５７の干渉を防止し、トーチケーブル５７の破損を防止できる。この抜け止め部材６５としては、例えば、結束バンド等の環状部材を使用できる。

抜け止め部材６５は、凹部６１の先端側端部６１ｃにおけるトーチケーブル５７の変位を吸収可能に、支持部材６３よりも大径の環状部材とされる。また、抜け止め部材６５は、凹部６１の先端側端部６１ｃに設ける以外にも、例えば、凹部６１の長手方向中間位置や、凹部６１の先端側端部６１ｃよりも手首旋回部３９側の外周面上に配置されていてもよい。

また、上記した凹部６１，６１Ａの断面形状は、矩形状に限らない。図６、図７には、凹部６１の基端側端部６１ａと先端側端部６１ｃにおける長手方向端部の各内壁面を、上部アーム３７のアーム軸線に垂直な直立面で示したが、これら内壁面は傾斜面であってもよい。

図８は傾斜面を有する凹部６１Ｂの断面図である。
この凹部６１Ｂは、基端側端部６１ａと先端側端部６１ｃにおける内壁面を、凹部６１の底面６１ｂから軸方向外側に向けて徐々に浅くなる傾斜面としている。その場合、基端側端部６１ａの傾斜面に支持部材６３を取り付けることで、トーチケーブル５７が直立面の場合よりも緩やかに湾曲して底面６１ｂに導かれる。これにより、溶接ワイヤの曲げ癖が付きにくくなる。また、湾曲したトーチケーブル５７の弾性によって底面６１ｂへの付勢力が高められ、トーチケーブル５７の凹部６１Ａからのはみ出しを抑制できる。

更に、先端側端部６１ｃの傾斜面に抜け止め部材６５を取り付けることで、トーチケーブル５７を、傾斜面に沿った配置にでき、凹部６１と上部アーム３７の外周面とのエッジ部に突き当たることを防止できる。

上記構成の多関節溶接ロボット１１によれば、上部アーム３７の凹部６１内に、アーム軸心である第４駆動軸Ｓ４に沿ってトーチケーブル５７が配置されるため、上部アーム３７の外周面からのトーチケーブル５７の突出部位が低減する。また、ロボット駆動時にトーチケーブル５７に作用する遠心力が小さくなるため、トーチケーブル５７の遠心力による凹部６１からのはみ出しも抑制される。これにより、トーチケーブル５７は、ワークやロボット周囲の部材との干渉が生じにくくなる。そして、上部アーム３７が第４駆動軸Ｓ４回りに駆動されても、トーチケーブル５７が上部アーム３７のアーム軸心、又はアーム軸心の近傍に配置されるため、トーチケーブル５７の振れが小さく抑えられる。また、Ｓ４軸が中空構造でないため、上部アーム３７の剛性を十分に確保することができる。さらに、Ｓ４軸を中空構造にしなくても、トーチケーブル５７を上部アーム３７の軸心に通すことができる。

また、複合ケーブルであるトーチケーブル５７は、溶接トーチ２１からケーブルアダプタ５５まで間に配置することに限らず、ベース３１までの間に配置した構成であってもよい。その場合、配線構造をより簡単にできる。

＜第２構成例＞
図９は多関節ロボットの第２構成例であって、図４に示す上部アーム３７のＡ−Ａ線断面図である。以降の説明においては、同一の部材や部位については同一の符号を付与することでその説明を簡略化、又は省略する。

本構成の多関節ロボットのトーチケーブルは、溶接ワイヤを挿通するコンジットケーブル４７であり、シールガスを供給するガスホース４９、冷却水を供給する冷却水ホース５１、パワーケーブル５３は、コンジットケーブル４７とは別体に凹部６１内に設けられる。

上記構成によれば、第１構成例の場合よりもトーチケーブル（コンジットケーブル４７）が細径化され、トーチケーブル自体の弾性力を小さく抑えられる。このため、コンジットケーブル４７自体が外力に応じて柔軟に変形や移動して、結果として発生する湾曲の曲率半径が小さく抑えられる。これにより、挿通される溶接ワイヤの曲げ癖が、更に生じにくい構成にできる。

＜第３構成例＞
図１０は多関節ロボットの第３構成例であって、図４に示す上部アームのＡ−Ａ線断面図である。
本構成の多関節ロボットの上部アーム３７Ａには、上述同様の凹部６１が形成される。また、アーム外周の凹部６１の形成側と反対側に、底面同士を対向させて、アーム軸心に向けて窪む対向側凹部６２が形成されている。つまり、上部アーム３７Ａは、一対の凹部６１及び対向側凹部６２によって、長手方向に直交する断面がＨ形とされている。図示例においては、凹部６１には溶接ワイヤが挿通されたコンジットケーブル４７が収容され、対向側凹部６２にはガスホース４９、冷却水ホース５１、パワーケーブル５３等が収容される。

一対の凹部６１及び対向側凹部６２に収容されるケーブルやホースは、上記例に限らない。例えば、ガスホース４９、冷却水ホース５１、パワーケーブル５３は、それぞれ凹部６１，対向側凹部６２に、適宜の組合せで分散配置されていてもよい。

上記構成によれば、上部アーム３７Ａを第１構成例の場合よりも多く肉抜きできるため、上部アーム３７Ａの軽量化が図れ、慣性力が抑えられて高速動作に有利な構成にできる。そして、各ケーブルやホース等の配置自由度を高められる。

＜第４構成例＞
図１１は多関節ロボットの第４構成例であって、図４に示す上部アームのＡ−Ａ線断面図である。
本構成の多関節ロボットの上部アーム３７Ｂは、第３構成例の対向側凹部６２の代わりに挿通孔６７が形成されている。凹部６１にはコンジットケーブル４７が収容され、挿通孔６７には、ガスホース４９、冷却水ホース５１、パワーケーブル５３等が収容される。本構成においても、凹部６１と挿通孔６７に収容されるケーブルやホースは、上記例に限らず、任意の組合せにできる。

本構成によれば、上部アーム３７Ｂの肉抜きにより軽量化が図れ、上部アーム３７Ｂの駆動時における慣性力が抑えられて高速移動に有利な構成にできる。また、挿通孔６７内にガスホース４９、冷却水ホース５１、パワーケーブル５３等が配置されるため、各ホース、ケーブルが保護され、外部からの損傷を受けることがない。

このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

例えば、図１２に示すように、上部アーム３７は、凹部６１Ｃの先端側端部６１ｃの手首旋回部３９の近傍で、凹部６１Ｃの深さ方向に貫通する開口部４０が形成されていてもよい。その場合、手首旋回部３９に向かうトーチケーブル５７が開口部４０に挿入されて、手首旋回部３９の旋回によって変化するトーチケーブル５７の姿勢変化を、この開口部４０内で吸収できる。つまり、凹部６１Ｃ内に沿って配置されるトーチケーブル５７が、端部６１ｄから開口部４０に入り込み、ループ部５７ａを形成する。このループ部５７ａによって、トーチケーブル５７の凹部６１Ｃから溶接トーチ２１に向けての繰り出しや、開口部４０内への引き込みが円滑となり、トーチケーブル５７の上部アーム３７外側へのはみ出しを抑制できる。これにより、手首旋回部３９の旋回によってトーチケーブル５７の姿勢が大きく変化しても、トーチケーブル５７が、凹部６１Ｃから外れることがなく、しかも、低抵抗で手首旋回部３９を駆動できる。また、トーチケーブル５７が小さな曲率半径で湾曲することが防止される。

また、図１３に示すように、凹部６１Ｃの先端側端部６１ｃにおいて、トーチケーブル５７が手首旋回部３９の内部を挿通する構成としても良い。凹部６１において、トーチケーブル５７が上部アーム３７の軸心を通る構成の場合、容易にトーチケーブル５７を手首旋回部３９の内部に通すことが可能である。なお、開口部４０は形成されていなくても良い。

１１ 多関節溶接ロボット
３３ 旋回部
３７，３７Ａ，３７Ｂ 上部アーム
４７ コンジットケーブル
４９ ガスホース
５１ 冷却水ホース
５３ パワーケーブル
５７ トーチケーブル
６１，６１Ａ 凹部
６１ａ 基端側端部
６１ｂ 底面
６２ 対向側凹部
６３ 支持部材
６５ 抜け止め部材
６７ 挿通孔
１００ 溶接システム

Claims (5)

1. 複数のアーム部が駆動軸を介して連結された多関節アームを有し、少なくともいずれかのアーム部に沿って溶接ワイヤが挿通されたコンジットケーブルが配置される多関節溶接ロボットであって、
   前記いずれかのアーム部は、アーム外周の少なくとも一部に、アーム軸心に向けて窪む凹部が形成され、
   前記凹部内に前記コンジットケーブルの少なくとも一部が収容され、
   前記コンジットケーブルは、前記いずれかのアーム部の基端側でアーム外周の外側に配置され、前記アーム外周の外側から前記凹部の内部に湾曲され、
   前記コンジットケーブルを支持する支持部材が、前記凹部の基端側端部における傾斜面に設けられており、当該支持部材は、前記コンジットケーブルを、前記いずれかのアーム部の基端側から前記アーム軸心に対して傾斜させて前記凹部に導入する多関節溶接ロボット。
2. 前記凹部が形成されたアーム部は、当該アーム部を前記アーム軸心回りに回転させる駆動軸が接続され、
   前記凹部の底面は、当該アーム部の前記アーム外周から前記アーム軸心に至る深さまで形成されている請求項１に記載の多関節溶接ロボット。
3. 前記凹部は、前記アーム軸心に沿って形成されている請求項１又は請求項２に記載の多関節溶接ロボット。
4. 前記凹部が形成されたアーム部は、前記アーム外周の前記凹部の形成側と反対側に、前記アーム軸心に向けて窪む対向側凹部が形成されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の多関節溶接ロボット。
5. 前記コンジットケーブルは、シールドガスを供給するガスホース、冷却水を循環させる冷却水ホース、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む一本の複合ケーブルに挿通されている請求項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。

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