JP7160765B2 - 天吊り式の産業用ロボット - Google Patents

Description

本発明は、天吊り式の産業用ロボットに関する。

天吊り式の産業用ロボットは、ワーク、治具、周辺機器の間の狭い隙間に入り込んで作業を行うことが多い。その場合、ロボット先端部のアームやエンドエフェクタは周辺と干渉する領域が狭く特に問題とはならないが、各種ケーブルは、ワーク、治具、周辺機器などと干渉の問題を起し易い。

特許文献１には、天井部に設置されたロボットベースと、下方に延びる上腕と、前腕基部と第１手首要素を含む前腕と、第２手首要素と、溶接トーチとを備えるアーム溶接ロボットが記載されている。第１手首要素は、前腕基部の先端に第１軸線回りで回転可能に設けられ、第２手首要素は、第１手首要素に第２軸線回りに回転可能に設けられる。また、溶接トーチは、第２軸線の位置が前腕基部よりも上方にあり、且つ、第２手首要素の先端が第２軸線の位置よりも下方にあるロボット姿勢において、溶接トーチの先端が下方を向くように設けられている。さらに、前腕基部上には、第１軸線に沿って移動自在で、トーチケーブルが取り付けられるスライダと、スライダを第１軸線に平行で、溶接トーチと反対の方向に引き寄せる力を付与する手段と、を有するスライド機構が設けられ、トーチケーブルの挙動を安定に保ち、干渉を最小に抑えている。

特開２００６－６８８０６号公報

ところで、特許文献１では、トーチケーブルが天井付近に配置された溶接ワイヤ保持ガイドを経由して第１手首要素の上方の空間を通って溶接トーチまで配線されているため、ロボットの旋回時にトーチケーブルが揺さぶられて、トーチケーブルがロボット自身、ワーク、又は周辺機器等に干渉もしくは巻き付いてしまう問題があった。また、トーチケーブルの干渉及び巻き付きのリスクを抑えるためにロボットの動作範囲が制限され、ロボットの利便性が低下するなどの問題があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、狭隘部への進入時にケーブルとワーク、治具、周辺機器等との干渉を防止すると共に、ロボット動作時のケーブルの揺れ及び巻き付きを低減することができ、ロボットの動作範囲を拡大することでロボットの利便性を向上させることができる産業用ロボットを提供することにある。

したがって、本発明の上記目的は、天吊り式の産業用ロボットに係る下記（１）の構成により達成される。
（１） 天井クレーンの走行体又は天井側に設置されるベースと、
前記ベースに対して垂直軸の回りに旋回可能な旋回部と、
前記旋回部に駆動軸を介して連結される第１アームと、
前記第１アームに他の駆動軸を介して連結される第２アームと、
前記第２アームの先端部側に設けられたエンドエフェクタと、
一端が前記エンドエフェクタに接続されるケーブルと、
を備える天吊り式の産業用ロボットであって、
前記ベース及び前記旋回部は前記ケーブルを挿通可能な内部空間を有し、
前記ベースは、少なくとも前記ケーブルを外部から前記内部空間へ通すことができる入口開口部を有し、
前記第１アームと第２アームの少なくとも一方には、前記ケーブルを保持する第１のケーブル保持部が設置されており、
前記ケーブルは、前記ベースと前記旋回部の前記内部空間を通り、前記ケーブルの途中個所が前記第１のケーブル保持部で保持されて、前記エンドエフェクタまで配線される、
天吊り式の産業用ロボット。

本発明の天吊り式の産業用ロボットによれば、ベース及び旋回部はケーブルを挿通可能な内部空間を有し、ベースは、少なくともケーブルを外部から内部空間へ通すことができる入口開口部を有し、第１アームと第２アームの少なくとも一方には、ケーブルを保持する第１のケーブル保持部が設置されている。ケーブルは、ベースと旋回部の内部空間を通り、ケーブルの途中個所が第１のケーブル保持部で保持されて、エンドエフェクタまで配線されるので、狭隘部への進入時にケーブルとワーク、治具、周辺機器等との干渉が防止される。またロボット動作時のケーブルの揺れ及び巻き付きが低減してロボットの動作範囲が拡大することでロボットの利便性が向上する。

本発明に係る天吊り式の産業用ロボットを用いた溶接システムの全体構成図である。 図１に示す天吊り式の溶接ロボットを左斜め上方から見た斜視図である。 図１に示す天吊り式の溶接ロボットを右斜め下方から見た斜視図である。 図２に示す天吊り式の溶接ロボットの駆動軸を模式的に示す説明図である。 図２に示す天吊り式の溶接ロボットの部分破断側面図である。 天吊り式の溶接ロボットの後面図である。 図５のＶＩＩ－ＶＩＩ断面図である。 第１のケーブル保持部の斜視図である。 第１のケーブル保持部の側面図である。 第１のケーブル保持部の後面図である。 図３の円Ｘで囲む部分の拡大図である。 第１及び第２アームが逆エルボ状態にある天吊り式の溶接ロボットの左側面図である。

以下、本発明に係る天吊り式の産業用ロボットの一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明においては、天吊り式の産業用ロボットが天吊り式の溶接ロボットに適用された一実施形態を例に説明する。

図１は、本発明に係る天吊り式の溶接ロボットを用いた溶接システムの全体構成図である。

溶接システム１００は、天吊り式の溶接ロボット（以下、単に溶接ロボットとも言う）２０と、制御装置１１と、溶接電源１２と、教示コントローラ１３と、溶接ロボット２０の先端軸に接続された溶接トーチ３１とを備える。

この溶接ロボット２０による溶接加工は、制御装置１１により溶接ロボット２０を駆動して、溶接トーチ３１を溶接位置に移動させ、また、溶接電源１２により溶接電流、アーク電圧を制御して、溶接トーチ３１の先端の溶接ワイヤ３２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１１は、制御ケーブル１４により溶接ロボット２０の外部接続部１５と接続され、教示コントローラ１３から入力された教示データに基づいて、溶接ロボット２０を駆動する。この制御装置１１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３１の先端には、ワイヤパック１８から繰り出された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３２が、ワイヤ送給装置１７によって繰り出されて供給される。ワイヤ送給装置１７は、不図示の通信線によって溶接電源１２と接続され、溶接電源１２からの指令信号に従って、溶接ワイヤ３２の送給を制御する。

また、溶接電源１２に接続されたパワーケーブル１６ａ、１６ｂは、上述したワイヤ送給装置１７と、ワークＷとにそれぞれ接続される。制御装置１１からの指令により溶接電源１２が出力した溶接電流は、パワーケーブル１６ａを通じてワイヤ送給装置１７を経由し、さらに、溶接ロボット２０内に配設されたトーチケーブル４０および溶接トーチ３１を通じて溶接ワイヤ３２に供給される。また、溶接トーチ３１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３１にはトーチ冷却用の冷却水も供給される。

制御装置１１は、溶接ワイヤ３２の先端とワークＷとの間に溶接電源１２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３１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３１を、溶接ロボット２０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。

図１～図４を参照して、天吊り式の溶接ロボット２０は、一般的な６つの駆動軸を有する６軸ロボットである。

天吊り式の溶接ロボット２０は、天井部１９に設置されるベース２１と、ベース２１下に第１駆動軸Ｓ１回りに旋回可能に設けられた旋回部２２と、水平方向に沿った第２駆動軸Ｓ２を介して一端部が旋回部２２と連結され、第２駆動軸Ｓ２回りに回転自在な第１アーム２３と、を備える。さらに溶接ロボット２０は、第１アーム２３の他端部に第２駆動軸Ｓ２と平行な第３駆動軸Ｓ３を介して接続された第２アーム２４と、第２アーム２４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２５と、手首旋回部２５に第５駆動軸Ｓ５を介して接続される手首曲げ部２６と、手首曲げ部２６の先端に第６駆動軸Ｓ６を有して接続される手首回転部２７と、を備える。これら第１アーム２３、及び第２アーム２４、手首旋回部２５、手首曲げ部２６、手首回転部２７は、多関節アームを構成する。
なお、第１駆動軸Ｓ１は、本発明の垂直軸を構成し、第２駆動軸Ｓ２は、本発明の駆動軸を構成し、さらに、第３駆動軸Ｓ３は、本発明の他の駆動軸を構成している。

天吊り式の溶接ロボット２０の第１駆動軸Ｓ１は、旋回部２２上に配設されたサーボモータ等の旋回部用駆動モータ２８により駆動される。また、第２駆動軸Ｓ２～第６駆動軸Ｓ６も同様に、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１１から、後述するモータ給電制御用ケーブル４１を介して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３１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２７の第６駆動軸Ｓ６と、溶接トーチ３１との間には、溶接トーチ３１の先端を互いに直交する２軸方向に揺動させる２軸ウィーバー３４が取り付けられているが、２軸ウィーバー３４は省略されていてもよい。

図２、図３、図５及び図６に示すように、ベース２１は、ボルトにより天井部１９に固定される角柱状の天吊架台５１と、該天吊架台５１の下面にボルト固定される円柱状のロボット土台５２とを備える。天吊架台５１の側面には、トーチケーブル４０を導入するための入口開口部５３が設けられている。ロボット土台５２には、旋回部２２の回転中心となる、第１駆動軸Ｓ１の中央近傍に、第１駆動軸Ｓ１に沿って旋回部２２まで延びるパイプ状のケーブル挿通部５４が垂直に固定されている。

ロボット土台５２には、旋回部２２が回動自在に嵌合する。旋回部２２は、不図示の旋回機構を内蔵する略円筒状の旋回部本体５５と、旋回部本体５５の周方向で対向する２か所から延びる略Ｕ字状のアーム基台部５６とを備える。

ケーブル挿通部５４は、旋回部本体５５の下面まで伸び、トーチケーブル４０を外部に導出する出口開口部５７を構成する。したがって、出口開口部５７は、旋回部２２の回転中心近傍に設けられるので、トーチケーブル４０は、旋回部２２の第１駆動軸Ｓ１の中央近傍を通って配線される。

また、図７を参照して、出口開口部５７の開口面積Ａに対するトーチケーブル４０の断面面積Ｂの比率（Ｂ／Ａ）は、４０％以下になるように設定されている。なお、本実施形態において、トーチケーブル４０の断面面積Ｂとは、後述する革シースによって囲まれる面積を言う。

アーム基台部５６の下端部には、旋回部２２の第１駆動軸Ｓ１から半径方向に偏寄した位置に第２駆動軸Ｓ２が設けられ、第１アーム２３が第２駆動軸Ｓ２を介して揺動自在に配設されている。また、アーム基台部５６には、旋回部２２の中心軸の延長線上の近傍に、トーチケーブル４０を挿通支持するための第２のケーブル保持部である保持孔５８が設けられている。これにより、出口開口部５７を介して旋回部２２の内部空間ＳＢ内を挿通されたトーチケーブル４０は、アーム基台部５６の保持孔５８から旋回部２２の下方に導出される。
なお、トーチケーブル４０を保持する第２のケーブル保持部は、本実施形態の保持孔５８に限らず、切欠きなど、旋回部２２又はその近傍で、トーチケーブル４０を保持するものであれば、他の構成であってもよい。

なお、図３及び図６に示すように、第１アーム２３の側面には、モータ給電制御用ケーブル４１が内部に配線される略筒状のソケット３５が第１アーム２３の長手方向に沿って形成されている。モータ給電制御用ケーブル４１は、旋回部２２上を通り、第１アーム２３の側面に固定された略筒状のソケット３５内に収容されて第２アーム２４の内部まで配線されているので、第１アーム２３がワークに入り込んだ場合でも、モータ給電制御用ケーブル４１とワークＷとが干渉することを防止できる。さらに、モータ給電制御用ケーブル４１とトーチケーブル４０はそれぞれ分けて配置可能となるため、ケーブル同士の干渉も防止できる。

また、図２に示すように、第２アーム２４上には、トーチケーブル４０を保持する第１のケーブル保持部６０が取り付けられている。特に、本実施形態では、ケーブル保持部６０は、第３駆動軸Ｓ３の周囲の第２アーム２４の部分に取り付けられている。

図８、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、本実施形態のケーブル保持部６０は、板金製の固定部６１及び該固定部６１に対して揺動可能に取り付けられた可動部６２を有する移動機構と、可動部６２に対して回転自在に取り付けられ、トーチケーブル４０を保持する回転台６３と、可動部６２と固定部６１との間に取り付けられる付勢手段である引っ張りばね７５と、を備える。図５に示すように、ケーブル保持部６０は、固定部６１が第２アーム２４上に固定された固定金具６４を介して第２アーム２４上に取り付けられている。

固定部６１は、固定金具６４にボルト固定されるベース部６５と、該ベース部６５の両端が略直角に曲げ形成された一対の可動部支持部６６とを有する。一対の可動部支持部６６には、可動部６２の一端部を揺動自在に支持する一対の支持ピン６７が設けられている。

可動部６２は、平面状の本体７１と、本体７１の下部に設けられ、本体７１から略直角に曲げ形成された一対の揺動基部７２と、本体７１の上部に設けられ、本体７１から略直角に曲げ形成された一対の回転台支持部７３とを備える。本体７１の上部には、回転台６３に固定されたトーチケーブル４０を挿通するためのＵ字状の切欠き７４が形成されている。

一対の揺動基部７２は、可動部６２の本体７１が固定部６１のベース部６５に対して６０°傾いた初期位置で溶接トーチ３１と反対方向（図９Ａにおいて時計方向）への回転を規制されるように、その下部先端がベース部６５に当接するように形成されている。また、各引っ張りばね７５は、一対の可動部支持部６６と一対の回転台支持部７３との間に取り付けられ、上記初期位置にて規制されるように付勢している。したがって、ケーブル保持部６０が第２アーム２４上に固定されたとき、引っ張りばね７５は、可動部６２を溶接トーチ３１と反対方向に回転付勢している。可動部６２の可動範囲は、略６０°である。

回転台６３は、断面略Ｖ字形に形成され、その両端が、一対の回転台支持部７３に設けられた一対の支持ピン７６により揺動自在に支持されている。回転台６３には、トーチケーブル４０が載せられ、回転台６３に設けられた固定孔７８に挿通した結束ハンド７７などにより拘束されている。

また、第１アーム２３が上下方向に向き、第２アーム２４が水平方向に向く図５に示すような溶接ロボット２０の姿勢において、ケーブル保持部６０は、可動部６２が、図９Ａの実線で示す中立位置で、トーチケーブル４０を保持するように調整されている。

また、図６に示すように、旋回部２２の保持孔５８及び第２アーム２４に取り付けられたケーブル保持部６０は、第２駆動軸Ｓ２及び第３駆動軸Ｓ３に対して垂直な同一の仮想平面Ｆ１上に配置されている。これにより、保持孔５８から下方に導出され、ケーブル保持部６０で保持されるトーチケーブル４０は、弛んだ状態で仮想平面Ｆ１上に位置している。

なお、図６に示す本実施形態のように、保持孔５８の中心が、ケーブル保持部６０の幅方向中間部を通り、第２駆動軸Ｓ２及び第３駆動軸Ｓ３に対して垂直な仮想平面Ｆ１上を通るように設計されることが、溶接ロボット２０が旋回動作した際にトーチケーブル４０が暴れ難いという観点から、より好ましい。ただし、保持孔５８の少なくとも一部が、上記仮想平面Ｆ１上を通るように設計されることで、上記効果が得られる。また、保持孔５８の少なくとも一部と、ケーブル保持部６０の少なくとも一部とを通る、第２駆動軸Ｓ２及び第３駆動軸Ｓ３に対して垂直な仮想平面Ｆ１が与えられるように、保持孔５８とケーブル保持部６０を設置しても、上記効果を得ることができる。

さらに、図６及び図１０に示すように、旋回部２２のアーム基台部５６の下端角部５６ａにおいて、仮想平面Ｆ１と交差する部分には、トーチケーブル４０の下端角部５６ａとの干渉によるトーチケーブル４０の損傷を保護するための保護器具８０が固定されている。保護器具８０は、板金製であり、略Ｕ字状に湾曲形成され、一端がアーム基台部５６の下端角部５６ａに固定されて、ケーブル４０の当接により変形する弾性変形部８１と、弾性変形部８１の他端の左右両端から外方に向かって開く一対のケーブル案内片８２とを備える。

一対のケーブル案内片８２は、溶接ロボット２０の作動によりトーチケーブル４０がアーム基台部５６の下端角部５６ａに接近したとき、弾性変形部８１から左右方向に外れたトーチケーブル４０を弾性変形部８１に向けて案内する。なお、保護器具８０は、弾性変形することで、トーチケーブル４０を保護可能であれば、板金製に限定されず、他の材料であってもよい。

なお、トーチケーブル４０は、コンジットケーブル、溶接ワイヤ用給電ケーブル、電圧検出線などが革シースなどに収納され、一本に纏められて構成される。また、トーチケーブル４０は、必要に応じて、ガスホース、冷却水ホース、ワイヤクランプ用のエアチューブや制御線など含んでもよい。

コンジットケーブルは、溶接ワイヤ３２を通すためのチューブであり、該ワイヤはコンジットケーブルの挿通孔内で送給されるので、溶接ワイヤ３２の損傷を防止しつつ、溶接ワイヤ３２のハンドリング性を高められる。溶接ワイヤ用給電ケーブルは、溶接電源１２から出力される溶接電流を溶接トーチ３１に供給する。ガスホースは、不図示のガス供給装置からシールドガスを溶接トーチ３１に供給する。冷却水ホースは、不図示の冷却水循環装置から冷却水を溶接トーチ３１に供給する。

したがって、トーチケーブル４０は、ベース２１及び旋回部２２の内部空間ＳＡ、ＳＢを通り、第１アーム２３及び第２アーム２４の周囲を通って溶接トーチ３１まで配線される。詳細には、トーチケーブル４０は、天吊架台５１の入口開口部５３からベース２１及び旋回部２２の内部空間ＳＡ、ＳＢに配線され、旋回部２２の旋回軸中心の近傍に設けられた出口開口部５７から下方に延び、さらに旋回部２２の保持孔５８を貫通して溶接ロボット２０の外部に配線される。これにより、トーチケーブル４０は、旋回部２２の第１駆動軸Ｓ１を含む中央部分に設けられたケーブル挿通部５４を通るので、トーチケーブル４０が旋回部２２に巻きつくことを防止できる。

トーチケーブル４０の断面面積Ｂは、出口開口部５７の開口面積Ａの４０％以下に設定されているので、溶接ロボット２０が旋回動作しても、トーチケーブル４０と出口開口部５７が擦れることが低減でき、トーチケーブル４０の摩耗が防止される。また、トーチケーブル４０がねじれ難く、良好なワイヤ送給性が維持される。なお、開口面積Ａに対するトーチケーブル４０の断面面積Ｂの比率の下限は特になく、０％超であればよく、好ましくは０．３％、より好ましくは１％以上である。

このように、トーチケーブル４０は、ベース２１と旋回部２２の内部空間ＳＡ、ＳＢを通り、旋回部２２に設けられた保持孔５８で保持されているので、旋回部２２が旋回してもトーチケーブル４０の揺れが抑えられる。これにより、溶接ロボット２０およびワーク、周辺機器等へのトーチケーブル４０の干渉や巻き付きが抑制され、溶接ロボット２０の動作範囲が広がり、利便性が向上する。さらに、トーチケーブル４０が狭隘部へ進入する際、ワークに干渉することが抑えられる。

保持孔５８から導出されたトーチケーブル４０は、溶接トーチ３１の自由な移動を許容する適宜の弛みが与えられ、ケーブル保持部６０の回転台６３で拘束されて溶接トーチ３１まで配線される。即ち、トーチケーブル４０は、第２駆動軸Ｓ２及び第３駆動軸Ｓ３に対して垂直な同一の仮想平面Ｆ１上に配置された保持孔５８とケーブル保持部６０との少なくとも２点で、その中間部が支持されて溶接トーチ３１まで配線される。

中間部がケーブル保持部６０で保持されたトーチケーブル４０は、溶接トーチ３１の作動によりトーチケーブル４０が前方（溶接トーチ３１方向）に引っ張られると、可動部６２が引っ張りばね７５の弾性力に抗して、一対の支持ピン６７を中心として揺動する。そして、トーチケーブル４０に作用する張力は、保持孔５８とケーブル保持部６０の間に設けられた弛みにより吸収される。その際、回転台６３は、トーチケーブル４０の姿勢に合わせて一対の支持ピン７６を中心として回転し、トーチケーブル４０を張りや弛みを抑えた状態で支持する。

上記したように、トーチケーブル４０は、ケーブル保持部６０によって保持されているので、手首旋回部２５、手首曲げ部２６、及び手首回転部２７の動作に追従して、ケーブル保持部６０が揺動及び回転して、トーチケーブル４０の張りや弛みを抑えた安定した状態で保持できる。また、図１１は、溶接ロボット２０が逆エルボ状態、即ち、天吊り式において、第１アーム２３と第２アーム２４が一直線にまで伸び切った状態から、さらに第２アーム２４を下側に動作させた状態を示す。この状態では、トーチケーブル４０は、第２駆動軸Ｓ２の下方を通ると共に、第３駆動軸Ｓ３の上方を通り、保持孔５８からケーブル保持部６０までのトーチケーブル４０の弛みが減少し、ケーブル保持部６０の位置で、トーチケーブル４０が曲がりやすい。しかしながら、トーチケーブル４０は、回転台６３によって回転可能に支持されるので、曲がりを小さくすることができる。

また、本実施形態のケーブル保持部６０は、可動部６２が固定部６１に対して揺動する構成としたので、固定部６１を小型化することができ、ケーブル保持部６０全体も小さくすることができる。

トーチケーブル４０は、同一の仮想平面Ｆ１上にある保持孔５８及びケーブル保持部６０の２箇所によって保持されているので、保持孔５８及びケーブル保持部６０間のトーチケーブル４０が仮想平面Ｆ１内で曲がっており、溶接ロボット２０が旋回動作した際にトーチケーブル４０が暴れ難くなり、トーチケーブル４０が溶接ロボット２０自身、ワーク、周辺機器等に干渉、又は巻き付くリスクが低減する。さらに、トーチケーブル４０が干渉、又は巻き付くリスクを低減できることで、溶接ワイヤ３２の送給抵抗が増加することなく、良好な溶接ワイヤ３２の送給性が維持できる。

また、逆エルボ状態では、トーチケーブル４０が前方（溶接トーチ３１方向）に引っ張られて保持孔５８とケーブル保持部６０の間に設けられた弛みが吸収され、トーチケーブル４０がアーム基台部５６の下端角部５６ａに接触してトーチケーブル４０が損傷を受ける虞がある。しかし、本実施形態の溶接ロボット２０は、保持孔５８、及びケーブル保持部６０を通る仮想平面Ｆ１上に位置する下端角部５６ａに保護器具８０が配置されているので、トーチケーブル４０が保護器具８０により確実に捕捉され、下端角部５６ａとの接触が防止される。また、保護器具８０は弾性を有するので、トーチケーブル４０が接触してもトーチケーブル４０に過度な力が作用することがなく、確実にトーチケーブル４０を保護することができる。また、溶接ロボット２０が逆エルボ状態になっても、回転台６３が回動することで、トーチケーブル４０は無理のない状態で維持される。

なお、図５に示すように、保持孔５８からケーブル保持部６０までのトーチケーブル４０の長さＬ２は、第１アーム２３の第２駆動軸Ｓ２と第３駆動軸Ｓ３間の軸間距離Ｌ１に対して１．８倍～２．７倍に設定されるのが好ましい。保持孔５８からケーブル保持部６０までのトーチケーブル４０の長さＬ２が、第２駆動軸Ｓ２と第３駆動軸Ｓ３間の軸間距離Ｌ１の１．８倍以上であると、逆エルボ状態のときでも、トーチケーブル４０の長さに余裕があり、逆エルボ状態での溶接ロボット２０の動作範囲が広がる。また、上記したトーチケーブル４０の長さが、第２駆動軸Ｓ２と第３駆動軸Ｓ３間の軸間距離の長さＬ１の２．７倍以下であると、通常のエルボ状態（図５参照）において、トーチケーブル４０の長さが長過ぎず、適切な範囲に収まるので、トーチケーブル４０が溶接ロボット２０自身及びワーク、周辺機器等と干渉し難くなる。

具体的には、例えば、第１アーム２３の第２駆動軸Ｓ２と第３駆動軸Ｓ３間の軸間距離Ｌ１が５５０ｍｍの場合、第２の保持部である保持孔５８からケーブル保持部６０までのトーチケーブル４０の長さＬ２は、１０００ｍｍ～１５００ｍｍに設定することが好ましい。

尚、本発明は、前述した一実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記実施形態の天吊り式の溶接ロボットは、ベース２１を天井側に設置した固定方式としているが、代わりに、ベース２１を不図示の天井クレーンの走行体に設置した可動方式としてもよい。
また、溶接ロボットとしては、ＴＩＧ溶接用であってもよく、その場合、トーチケーブル内に配置されたコンジットケーブルには、フィラーワイヤが通される。
さらに、本発明においては、天吊り式の産業用ロボットは、天吊り式の溶接ロボットとしてとして説明したが、溶接ロボットに限定されず、例えば、搬送ロボット、組立ロボット、検査ロボットであってもよい。

なお、本発明では、第１のケーブル保持部６０は、第１アーム２３と第２アーム２４の少なくとも一方に設置されればよい。ただし、ワイヤの送給性や、ケーブルとワーク、治具、周辺機器等との干渉、さらにロボットの動作範囲を拡大するという観点から、第１のケーブル保持部６０は、第２アーム２４上に取り付けられることが好ましく、特に、本実施形態のように、第３駆動軸Ｓ３の周囲の第２アーム２４の部分に取り付けられることがより好ましい。

また、第１のケーブル保持部６０は、固定部６１に対して揺動自在に取り付けられた可動部６２を含んで構成されるとして説明したが、これに限定されるものではなく、固定部６１に対して前後方向にスライド移動する可動部６２を含んで構成することもできる。

１９ 天井部
２０ 天吊り式の溶接ロボット（天吊り式の産業用ロボット）
２１ ベース
２２ 旋回部
２３ 第1アーム
２４ 第２アーム
３１ 溶接トーチ（エンドエフェクタ）
３５ ソケット
４０ トーチケーブル（ケーブル）
４１ モータ給電制御用ケーブル
５３ 入口開口部
５４ ケーブル挿通部
５７ 出口開口部
５８ 保持孔（第２のケーブル保持部）
６０ 第１のケーブル保持部
６１ 固定部
６２ 可動部
６３ 回転台
７２ 揺動基部（一端部）
７３ 回転台支持部（他端部）
７５ 引っ張りばね（付勢手段）
８０ 保護器具
１００ 溶接システム
Ａ 出口開口部の開口面積
Ｂ ケーブルの断面面積
Ｆ１ 仮想平面（駆動軸及び他の駆動軸に垂直な平面）
Ｌ１ 第２駆動軸Ｓ２と第３駆動軸Ｓ３間の軸間距離（駆動軸と他の駆動軸の軸間距離）
ＳＡ、ＳＢ 内部空間
Ｓ１ 第１駆動軸（垂直軸）
Ｓ２ 第２駆動軸（駆動軸）
Ｓ３ 第３駆動軸（他の駆動軸）

Claims (8)

1. 天井クレーンの走行体又は天井側に設置されるベースと、
   前記ベースに対して垂直軸の回りに旋回可能な旋回部と、
   前記旋回部に駆動軸を介して連結される第１アームと、
   前記第１アームに他の駆動軸を介して連結される第２アームと、
   前記第２アームの先端部側に設けられたエンドエフェクタと、
   一端が前記エンドエフェクタに接続されるケーブルと、
   を備える天吊り式の産業用ロボットであって、
   前記ベース及び前記旋回部は前記ケーブルを挿通可能な内部空間を有し、
   前記ベースは、少なくとも前記ケーブルを外部から前記内部空間へ通すことができる入口開口部を有し、
   前記第１アームと第２アームの少なくとも一方には、前記ケーブルを保持する第１のケーブル保持部が設置されており、
   前記ケーブルは、前記ベースと前記旋回部の前記内部空間を通り、前記ケーブルの途中個所が前記第１のケーブル保持部で保持されて、前記エンドエフェクタまで配線され、
   前記旋回部又はその近傍に第２のケーブル保持部を有し、
   前記第２のケーブル保持部は、前記第１のケーブル保持部を通り、前記駆動軸及び前記他の駆動軸に垂直な仮想平面上に位置し、
   前記ケーブルは、前記第１のケーブル保持部と前記第２のケーブル保持部の少なくとも２点で保持される、
   天吊り式の産業用ロボット。
2. 天井クレーンの走行体又は天井側に設置されるベースと、
   前記ベースに対して垂直軸の回りに旋回可能な旋回部と、
   前記旋回部に駆動軸を介して連結される第１アームと、
   前記第１アームに他の駆動軸を介して連結される第２アームと、
   前記第２アームの先端部側に設けられたエンドエフェクタと、
   一端が前記エンドエフェクタに接続されるケーブルと、
   を備える天吊り式の産業用ロボットであって、
   前記ベース及び前記旋回部は前記ケーブルを挿通可能な内部空間を有し、
   前記ベースは、少なくとも前記ケーブルを外部から前記内部空間へ通すことができる入口開口部を有し、
   前記第１アームと第２アームの少なくとも一方には、前記ケーブルを保持する第１のケーブル保持部が設置されており、
   前記ケーブルは、前記ベースと前記旋回部の前記内部空間を通り、前記ケーブルの途中個所が前記第１のケーブル保持部で保持されて、前記エンドエフェクタまで配線され、
   前記第１のケーブル保持部は、
   前記第２アームに固定される固定部、及び該固定部に設けられた一対の支持ピンを中心として該固定部に対して揺動可能な可動部を有する移動機構と、
   該移動機構の可動部に回転自在に取り付けられ、前記ケーブルを保持する回転台と、
   を備える、
   天吊り式の産業用ロボット。
3. 前記ケーブルはトーチケーブルであり、前記エンドエフェクタは溶接トーチである、
   請求項１又は２に記載の天吊り式の産業用ロボット。
4. 前記旋回部は、前記ケーブルを通すための出口開口部が前記垂直軸の中央近傍に設けられ、
   前記ケーブルは、前記旋回部の前記垂直軸の中央近傍を通って配線される、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の天吊り式の産業用ロボット。
5. 前記出口開口部の開口面積Ａに対する前記ケーブルの断面面積Ｂの比率（Ｂ／Ａ）は、４０％以下である、
   請求項４に記載の天吊り式の産業用ロボット。
6. 前記可動部は、前記固定部に支持される一端部と、前記回転台が取り付けられる他端部と、を備え、
   前記可動部の他端部と前記固定部との間に取り付けられ、前記固定部に対して揺動可能な前記可動部を初期位置に向けて付勢する付勢手段が配置される、
   請求項２に記載の天吊り式の産業用ロボット。
7. 前記旋回部又はその近傍において、前記第１のケーブル保持部及び前記第２のケーブル保持部を通る前記仮想平面上には、前記ケーブルの損傷を保護する保護器具が設置されている、
   請求項１に記載の天吊り式の産業用ロボット。
8. 前記旋回部の前記第２のケーブル保持部から前記第１のケーブル保持部までの前記ケーブルの長さは、前記駆動軸と前記他の駆動軸の軸間距離に対して、１．８倍以上、２．７倍以下である、
   請求項１に記載の天吊り式の産業用ロボット。

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