WO2021005968A1 - 天吊り式の産業用ロボット - Google Patents

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WO2021005968A1
WO2021005968A1 PCT/JP2020/023269 JP2020023269W WO2021005968A1 WO 2021005968 A1 WO2021005968 A1 WO 2021005968A1 JP 2020023269 W JP2020023269 W JP 2020023269W WO 2021005968 A1 WO2021005968 A1 WO 2021005968A1
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WO
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cable
ceiling
holding portion
swivel
arm
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PCT/JP2020/023269
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English (en)
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達治 湊
智一 磯山
大智 五十嵐
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
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Publication date
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    • B25J9/046—Revolute coordinate type

Definitions

  • the present invention relates to a ceiling-mounted industrial robot.
  • Ceiling-mounted industrial robots often work by entering narrow gaps between workpieces, jigs, and peripheral devices.
  • the arm and end effector at the tip of the robot have a narrow area of interference with the periphery and do not pose a particular problem, but various cables tend to cause interference with workpieces, jigs, peripheral devices and the like.
  • Patent Document 1 describes an arm welding robot including a robot base installed on the ceiling, an upper arm extending downward, a forearm including a forearm base and a first wrist element, a second wrist element, and a welding torch.
  • the first wrist element is rotatably provided at the tip of the forearm base around the first axis
  • the second wrist element is rotatably provided at the first wrist element around the second axis.
  • the tip of the welding torch is downward in the robot posture in which the position of the second axis is above the base of the forearm and the tip of the second wrist element is below the position of the second axis. It is provided so that it faces.
  • a slider that can move along the first axis and to which a torch cable is attached, and a means for applying a force that pulls the slider parallel to the first axis in the direction opposite to the welding torch.
  • a slide mechanism is provided to keep the behavior of the torch cable stable and minimize interference.
  • Patent Document 1 since the torch cable is wired to the welding torch through the space above the first wrist element via the welding wire holding guide arranged near the ceiling, the torch cable is wired when the robot turns. There was a problem that the torch cable interfered with or wound around the robot itself, the work, the peripheral device, etc. due to the shaking. Further, there is a problem that the operating range of the robot is limited in order to suppress the risk of interference and wrapping of the torch cable, and the convenience of the robot is lowered.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to prevent interference between a cable and a work, a jig, a peripheral device, etc. when entering a narrow space, and to prevent the cable from interfering with the robot when operating the robot. It is an object of the present invention to provide an industrial robot capable of reducing shaking and wrapping, and improving the convenience of the robot by expanding the operating range of the robot.
  • the above object of the present invention is achieved by the configuration of the following (1) relating to the ceiling-mounted industrial robot.
  • (1) With the traveling body of the overhead crane or the base installed on the ceiling side, A swivel part that can swivel around an axis perpendicular to the base, A first arm connected to the swivel portion via a drive shaft and With the second arm connected to the first arm via another drive shaft, An end effector provided on the tip end side of the second arm and A cable with one end connected to the end effector, It is a ceiling-mounted industrial robot equipped with The base and the swivel portion have an internal space through which the cable can be inserted.
  • the base has at least an inlet opening through which the cable can pass from the outside to the internal space.
  • At least one of the first arm and the second arm is provided with a first cable holding portion for holding the cable.
  • the cable passes through the internal space of the base and the swivel portion, and an intermediate portion of the cable is held by the first cable holding portion and wired to the end effector.
  • the base and the swivel part have an internal space through which the cable can be inserted, and the base has at least an entrance opening through which the cable can be passed from the outside to the internal space.
  • at least one of the first arm and the second arm is provided with a first cable holding portion for holding the cable.
  • the cable passes through the internal space of the base and the swivel part, and the middle part of the cable is held by the first cable holding part and wired to the end effector, so when entering the narrow part, the cable, work, jig, Interference with peripheral devices is prevented.
  • the convenience of the robot is improved by reducing the shaking and wrapping of the cable during the operation of the robot and expanding the operating range of the robot.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VII-VII of FIG. It is a perspective view of the 1st cable holding part. It is a side view of the 1st cable holding part.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a welding system using a ceiling-mounted welding robot according to the present invention.
  • the welding system 100 includes a ceiling-mounted welding robot (hereinafter, also simply referred to as a welding robot) 20, a control device 11, a welding power supply 12, a teaching controller 13, and a welding torch connected to the tip shaft of the welding robot 20. 31 and.
  • the welding robot 20 is driven by the control device 11 to move the welding torch 31 to the welding position, and the welding power supply 12 controls the welding current and arc voltage to control the welding torch 31. This is performed by generating an arc between the welding wire 32 at the tip of the work W and the work W.
  • the control device 11 is connected to the external connection portion 15 of the welding robot 20 by the control cable 14, and drives the welding robot 20 based on the teaching data input from the teaching controller 13.
  • the control device 11 is a computer device in which the CPU controls each part of the welding system 100 by reading and executing a program stored in a storage unit such as a ROM, RAM, or hard disk.
  • a welding wire 32 which is a consumable electrode such as a flux-filled wire or a solid wire drawn from the wire pack 18, is fed and supplied by the wire feeding device 17.
  • the wire feeding device 17 is connected to the welding power supply 12 by a communication line (not shown), and controls the feeding of the welding wire 32 according to a command signal from the welding power supply 12.
  • the power cables 16a and 16b connected to the welding power supply 12 are connected to the above-mentioned wire feeding device 17 and the work W, respectively.
  • the welding current output by the welding power supply 12 in response to a command from the control device 11 is welded through the wire feeding device 17 through the power cable 16a, and further through the torch cable 40 and the welding torch 31 disposed in the welding robot 20. It is supplied to the wire 32. Further, a shield gas is supplied to the welding torch 31 to protect the entrainment of the atmosphere during welding. Further, cooling water for cooling the torch is also supplied to the welding torch 31.
  • the control device 11 supplies a welding current from the welding power source 12 between the tip of the welding wire 32 and the work W to generate an arc at the tip of the welding torch 31 created in a shield gas atmosphere. Then, the welding torch 31 in which the arc is generated is moved according to the locus taught in advance by the welding robot 20. As a result, the work W is welded.
  • the ceiling-mounted welding robot 20 is a general 6-axis robot having 6 drive axes.
  • the ceiling-mounted welding robot 20 includes a base 21 installed on the ceiling portion 19, a swivel portion 22 provided under the base 21 so as to be rotatable around the first drive shaft S1, and a second drive along the horizontal direction.
  • the welding robot 20 is provided on the second arm 24 and the second arm 24, which are connected to the other end of the first arm 23 via a third drive shaft S3 parallel to the second drive shaft S2.
  • a wrist swivel portion 25 that can be rotated around the arm axis by the drive shaft S4, a wrist bending portion 26 that is connected to the wrist swivel portion 25 via the fifth drive shaft S5, and a sixth drive shaft at the tip of the wrist bending portion 26.
  • a wrist rotating portion 27, which is connected with S6, is provided.
  • the first arm 23, the second arm 24, the wrist turning portion 25, the wrist bending portion 26, and the wrist rotating portion 27 form an articulated arm.
  • the first drive shaft S1 constitutes the vertical shaft of the present invention
  • the second drive shaft S2 constitutes the drive shaft of the present invention
  • the third drive shaft S3 is another drive shaft of the present invention. Consists of.
  • the first drive shaft S1 of the ceiling-mounted welding robot 20 is driven by a swivel drive motor 28 such as a servomotor arranged on the swivel 22.
  • the second drive shaft S2 to the sixth drive shaft S6 are also driven by a drive motor such as a servomotor (not shown).
  • a drive signal is input from each of these drive motors from the control device 11 via a motor power supply control cable 41 described later, and the rotation angle of each drive shaft is controlled.
  • the welding torch 31 can be positioned in a desired posture in the X, Y, and Z spaces.
  • the tip of the welding torch 31 is oriented in two axial directions orthogonal to each other between the sixth drive shaft S6 of the wrist rotating portion 27, which is the most advanced axis of the articulated arm, and the welding torch 31.
  • a swinging biaxial weaver 34 is attached, but the biaxial weaver 34 may be omitted.
  • the base 21 is bolted to a prismatic ceiling mount 51 fixed to the ceiling portion 19 by bolts and to the lower surface of the ceiling mount 51. It is provided with a columnar robot base 52. An entrance opening 53 for introducing the torch cable 40 is provided on the side surface of the ceiling mount 51. A pipe-shaped cable insertion portion 54 extending to the turning portion 22 along the first driving shaft S1 is vertically fixed to the robot base 52 near the center of the first driving shaft S1 which is the rotation center of the turning portion 22. ing.
  • the swivel portion 22 is rotatably fitted to the robot base 52.
  • the swivel portion 22 includes a substantially cylindrical swivel portion main body 55 incorporating a swivel mechanism (not shown) and a substantially U-shaped arm base portion 56 extending from two locations facing each other in the circumferential direction of the swivel portion main body 55. Be prepared.
  • the cable insertion portion 54 extends to the lower surface of the swivel portion main body 55 and constitutes an outlet opening 57 for leading the torch cable 40 to the outside. Therefore, since the outlet opening 57 is provided near the center of rotation of the swivel portion 22, the torch cable 40 is wired through the vicinity of the center of the first drive shaft S1 of the swivel portion 22.
  • the ratio (B / A) of the cross-sectional area B of the torch cable 40 to the opening area A of the outlet opening 57 is set to be 40% or less.
  • the cross-sectional area B of the torch cable 40 means an area surrounded by a leather sheath described later.
  • a second drive shaft S2 is provided at a position deviated in the radial direction from the first drive shaft S1 of the swivel portion 22 at the lower end of the arm base portion 56, and the first arm 23 passes through the second drive shaft S2. It is arranged so as to be swingable. Further, the arm base portion 56 is provided with a holding hole 58 which is a second cable holding portion for inserting and supporting the torch cable 40 in the vicinity of the extension line of the central axis of the turning portion 22. As a result, the torch cable 40 inserted through the internal space SB of the swivel portion 22 via the outlet opening 57 is led out below the swivel portion 22 from the holding hole 58 of the arm base portion 56.
  • the second cable holding portion for holding the torch cable 40 is not limited to the holding hole 58 of the present embodiment, as long as it holds the torch cable 40 in or near the swivel portion 22 such as a notch. Other configurations may be used.
  • a substantially tubular socket 35 through which the motor power supply control cable 41 is wired is provided along the longitudinal direction of the first arm 23. It is formed.
  • the motor power supply control cable 41 passes over the swivel portion 22, is housed in a substantially tubular socket 35 fixed to the side surface of the first arm 23, and is wired to the inside of the second arm 24. Even when the 1 arm 23 enters the work, it is possible to prevent the motor power supply control cable 41 and the work W from interfering with each other. Further, since the motor power supply control cable 41 and the torch cable 40 can be arranged separately, interference between the cables can be prevented.
  • a first cable holding portion 60 for holding the torch cable 40 is mounted on the second arm 24.
  • the cable holding portion 60 is attached to a portion of the second arm 24 around the third drive shaft S3.
  • the cable holding portion 60 of the present embodiment has a fixed portion 61 made of sheet metal and a movable portion 62 swingably attached to the fixed portion 61.
  • the cable holding portion 60 is attached on the second arm 24 via a fixing bracket 64 in which the fixing portion 61 is fixed on the second arm 24.
  • the fixing portion 61 has a base portion 65 bolted to the fixing metal fitting 64, and a pair of movable portion supporting portions 66 formed by bending both ends of the base portion 65 at substantially right angles.
  • the pair of movable portion support portions 66 are provided with a pair of support pins 67 that swingably support one end of the movable portion 62.
  • the movable portion 62 is provided on a flat main body 71, a pair of rocking bases 72 provided below the main body 71 and bent at a substantially right angle from the main body 71, and provided on the upper portion of the main body 71, and is substantially from the main body 71.
  • a pair of turntable support portions 73 formed by bending at a right angle are provided.
  • a U-shaped notch 74 for inserting the torch cable 40 fixed to the turntable 63 is formed in the upper part of the main body 71.
  • each tension spring 75 is attached between a pair of movable portion support portions 66 and a pair of turntable support portions 73, and is urged so as to be regulated at the initial position. Therefore, when the cable holding portion 60 is fixed on the second arm 24, the tension spring 75 rotationally urges the movable portion 62 in the direction opposite to the welding torch 31.
  • the movable range of the movable portion 62 is approximately 60 °.
  • the turntable 63 is formed in a substantially V-shaped cross section, and both ends thereof are swingably supported by a pair of support pins 76 provided on the pair of turntable support portions 73.
  • a torch cable 40 is placed on the turntable 63, and is restrained by a binding hand 77 or the like inserted through a fixing hole 78 provided in the turntable 63.
  • the movable portion 62 of the cable holding portion 60 is shown by the solid line in FIG. 9A. It is adjusted to hold the torch cable 40 in the indicated neutral position.
  • the holding hole 58 of the swivel portion 22 and the cable holding portion 60 attached to the second arm 24 are the same virtual ones perpendicular to the second drive shaft S2 and the third drive shaft S3. It is arranged on the plane F1.
  • the torch cable 40 which is led downward from the holding hole 58 and held by the cable holding portion 60, is located on the virtual plane F1 in a loosened state.
  • the center of the holding hole 58 passes through the intermediate portion in the width direction of the cable holding portion 60, and is a virtual plane perpendicular to the second drive shaft S2 and the third drive shaft S3. It is more preferable that the torch cable 40 is designed to pass over the F1 from the viewpoint that the torch cable 40 is less likely to run wild when the welding robot 20 makes a turning motion. However, the above effect can be obtained by designing so that at least a part of the holding hole 58 passes over the virtual plane F1.
  • a holding hole is provided so as to provide a virtual plane F1 perpendicular to the second drive shaft S2 and the third drive shaft S3, which passes through at least a part of the holding hole 58 and at least a part of the cable holding portion 60.
  • the above effect can also be obtained by installing the 58 and the cable holding portion 60.
  • the portion intersecting the virtual plane F1 is caused by interference with the lower end corner portion 56a of the torch cable 40.
  • a protective device 80 for protecting the torch cable 40 from damage is fixed.
  • the protective device 80 is made of sheet metal, is curved in a substantially U shape, has one end fixed to the lower end corner portion 56a of the arm base portion 56, and is deformed by contact with the cable 40.
  • a pair of cable guide pieces 82 that open outward from the left and right ends of the other end of the elastically deformed portion 81 are provided.
  • the pair of cable guide pieces 82 elastically deform the torch cable 40 that is detached from the elastically deformed portion 81 in the left-right direction when the torch cable 40 approaches the lower end corner portion 56a of the arm base portion 56 by the operation of the welding robot 20. I will guide you towards 81.
  • the protective device 80 is not limited to the sheet metal product and may be made of another material as long as the torch cable 40 can be protected by elastically deforming.
  • the torch cable 40 is configured by storing a conduit cable, a power supply cable for welding wires, a voltage detection wire, etc. in a leather sheath or the like, and putting them together. Further, the torch cable 40 may include a gas hose, a cooling water hose, an air tube for a wire clamp, a control line, and the like, if necessary.
  • the conduit cable is a tube for passing the welding wire 32, and since the wire is fed in the insertion hole of the conduit cable, the handleability of the welding wire 32 can be improved while preventing damage to the welding wire 32. ..
  • the welding wire power supply cable supplies the welding current output from the welding power source 12 to the welding torch 31.
  • the gas hose supplies the shield gas to the welding torch 31 from a gas supply device (not shown).
  • the cooling water hose supplies cooling water to the welding torch 31 from a cooling water circulation device (not shown).
  • the torch cable 40 is wired to the welding torch 31 through the internal spaces SA and SB of the base 21 and the swivel portion 22 and around the first arm 23 and the second arm 24.
  • the torch cable 40 is wired from the inlet opening 53 of the ceiling mount 51 to the internal spaces SA and SB of the base 21 and the swivel portion 22, and is provided near the center of the swivel shaft of the swivel portion 22. It extends downward from the portion 57, further penetrates the holding hole 58 of the swivel portion 22, and is wired to the outside of the welding robot 20.
  • the torch cable 40 passes through the cable insertion portion 54 provided in the central portion of the swivel portion 22 including the first drive shaft S1, so that the torch cable 40 can be prevented from being wound around the swivel portion 22.
  • the cross-sectional area B of the torch cable 40 is set to 40% or less of the opening area A of the outlet opening 57, the torch cable 40 and the outlet opening 57 may rub against each other even if the welding robot 20 makes a turning motion. It can be reduced and wear of the torch cable 40 is prevented. In addition, the torch cable 40 is not easily twisted, and good wire feeding performance is maintained.
  • the lower limit of the ratio of the cross-sectional area B of the torch cable 40 to the opening area A is not particularly limited and may be more than 0%, preferably 0.3% or more, and more preferably 1% or more.
  • the torch cable 40 passes through the internal spaces SA and SB of the base 21 and the swivel portion 22, and is held by the holding hole 58 provided in the swivel portion 22, so that the torch is held even if the swivel portion 22 turns.
  • the shaking of the cable 40 is suppressed.
  • interference and wrapping of the torch cable 40 with the welding robot 20, the work, peripheral devices, and the like are suppressed, the operating range of the welding robot 20 is expanded, and convenience is improved. Further, when the torch cable 40 enters the narrow portion, it is suppressed from interfering with the work.
  • the torch cable 40 led out from the holding hole 58 is given an appropriate amount of slack to allow the welding torch 31 to move freely, and is restrained by the turntable 63 of the cable holding portion 60 and wired to the welding torch 31. That is, the torch cable 40 has at least two points between the holding hole 58 and the cable holding portion 60 arranged on the same virtual plane F1 perpendicular to the second drive shaft S2 and the third drive shaft S3, and is intermediate between them. The portion is supported and wired to the welding torch 31.
  • the movable portion 62 resists the elastic force of the tension spring 75. Then, it swings around the pair of support pins 67. The tension acting on the torch cable 40 is absorbed by the slack provided between the holding hole 58 and the cable holding portion 60. At that time, the turntable 63 rotates around the pair of support pins 76 according to the posture of the torch cable 40, and supports the torch cable 40 in a state of suppressing tension and slack.
  • FIG. 11 shows that the welding robot 20 is in the reverse elbow state, that is, in the ceiling suspension type, the first arm 23 and the second arm 24 are fully extended to a straight line, and then the second arm 24 is further operated downward. Indicates the state of being welded.
  • the torch cable 40 passes below the second drive shaft S2 and above the third drive shaft S3, reducing the slack of the torch cable 40 from the holding hole 58 to the cable holding portion 60, and the cable
  • the torch cable 40 is easily bent at the position of the holding portion 60.
  • the torch cable 40 is rotatably supported by the turntable 63, bending can be reduced.
  • the cable holding portion 60 of the present embodiment is configured such that the movable portion 62 swings with respect to the fixed portion 61, the fixed portion 61 can be miniaturized, and the entire cable holding portion 60 can also be miniaturized. Can be done.
  • the torch cable 40 Since the torch cable 40 is held by two places of the holding hole 58 and the cable holding portion 60 on the same virtual plane F1, the torch cable 40 between the holding hole 58 and the cable holding portion 60 is in the virtual plane F1. It is bent, and when the welding robot 20 makes a turning motion, the torch cable 40 is less likely to run wild, and the risk of the torch cable 40 interfering with or wrapping around the welding robot 20 itself, the work, peripheral equipment, or the like is reduced. Further, since the risk of interference or wrapping of the torch cable 40 can be reduced, good feeding performance of the welding wire 32 can be maintained without increasing the feeding resistance of the welding wire 32.
  • the torch cable 40 is pulled forward (toward the welding torch 31) to absorb the slack provided between the holding hole 58 and the cable holding portion 60, and the torch cable 40 is attached to the arm base portion 56.
  • the torch cable 40 may be damaged in contact with the lower end corner portion 56a of the torch cable 40.
  • the protective device 80 is arranged at the lower end corner portion 56a located on the holding hole 58 and the virtual plane F1 passing through the cable holding portion 60, the torch cable 40 is the protective device. It is reliably captured by the 80 and is prevented from coming into contact with the lower end corner portion 56a.
  • the protective device 80 has elasticity, even if the torch cable 40 comes into contact with the torch cable 40, an excessive force does not act on the torch cable 40, and the torch cable 40 can be reliably protected. Further, even if the welding robot 20 is in the reverse elbow state, the torch cable 40 is maintained in a reasonable state by rotating the turntable 63.
  • the length L2 of the torch cable 40 from the holding hole 58 to the cable holding portion 60 is the inter-axis distance L1 between the second drive shaft S2 and the third drive shaft S3 of the first arm 23. It is preferable that the value is set to 1.8 to 2.7 times.
  • the length L2 of the torch cable 40 from the holding hole 58 to the cable holding portion 60 is 1.8 times or more the inter-axis distance L1 between the second drive shaft S2 and the third drive shaft S3, the reverse elbow state occurs. Even at times, there is a margin in the length of the torch cable 40, and the operating range of the welding robot 20 in the reverse elbow state is expanded.
  • the length of the torch cable 40 described above is 2.7 times or less the inter-axis distance L1 between the second drive shaft S2 and the third drive shaft S3, in a normal elbow state (see FIG. 5), Since the length of the torch cable 40 is not too long and fits within an appropriate range, the torch cable 40 is less likely to interfere with the welding robot 20 itself, the workpiece, peripheral devices, and the like.
  • the inter-axis distance L1 between the second drive shaft S2 and the third drive shaft S3 of the first arm 23 is 550 mm, from the holding hole 58 which is the second holding portion to the cable holding portion 60.
  • the length L2 of the torch cable 40 is preferably set to 1000 mm to 1500 mm.
  • the ceiling-mounted welding robot of the above embodiment has a fixed method in which the base 21 is installed on the ceiling side, but instead, a movable method in which the base 21 is installed on a traveling body of an overhead crane (not shown) may be used. .. Further, the welding robot may be used for TIG welding, in which case the filler wire is passed through the conduit cable arranged in the torch cable. Further, in the present invention, the ceiling-mounted industrial robot has been described as a ceiling-mounted welding robot, but the robot is not limited to the welding robot, and may be, for example, a transfer robot, an assembly robot, or an inspection robot. ..
  • the first cable holding portion 60 may be installed on at least one of the first arm 23 and the second arm 24.
  • the first cable holding portion 60 is placed on the second arm 24. It is preferably attached, and in particular, it is more preferably attached to the portion of the second arm 24 around the third drive shaft S3 as in the present embodiment.
  • first cable holding portion 60 has been described as being configured to include a movable portion 62 swingably attached to the fixed portion 61, but the present invention is not limited to this, and the fixed portion 61 is not limited thereto. It can also be configured to include a movable portion 62 that slides and moves in the front-rear direction.
  • Ceiling part 20
  • Ceiling-mounted welding robot (ceiling-mounted industrial robot) 21
  • Base 22 Swivel 23 1st arm 24 2nd arm 31
  • Welding torch (end effector) 35
  • Socket 40 Torch Cable (Cable) 41
  • Motor power supply control cable 53
  • Inlet opening 54
  • Cable insertion part 56
  • Outlet opening 58
  • Holding hole 60
  • First cable holding portion 61
  • Fixed portion 62
  • Movable portion 63
  • Swing base one end
  • Turntable support (the other end) 75
  • Tension spring (urging means) 80
  • Protective equipment 100 Welding system A Opening area of outlet opening B
  • Cross-sectional area of cable F1 Virtual plane (plane perpendicular to drive shaft and other drive shafts)
  • L1 Distance between the second drive shaft S2 and the third drive shaft S3 (distance between the drive shaft and another drive shaft) SA, SB Internal space S1 1st drive axis (vertical axis) S2 2nd drive shaft (

Abstract

天吊り式の産業用ロボットでは、ベース（２１）及び旋回部（２２）は、ケーブル（４０）を挿通可能な内部空間Ｓを有する。ベース（２１）は、少なくともケーブル（４０）を外部から内部空間Ｓへ通すことができる入口開口部（５３）を有する。第１アーム（２３）と第２アーム（２４）の少なくとも一方には、ケーブル（４０）を保持する第１のケーブル保持部（６０）が設置されている。ケーブル（４０）は、ベース（２１）と旋回部（２２）の内部空間（Ｓ）を通り、ケーブル（４０）の途中個所が第１のケーブル保持部（６０）で保持されて、エンドエフェクタまで配線される。

Description

天吊り式の産業用ロボット
　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。
日本国特開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アームと前記第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％以上、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。
　なお、本出願は、２０１９年７月８日出願の日本特許出願（特願２０１９－１２７１３４）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
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 (10)

  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アームと前記第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。
  2. 　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に記載の天吊り式の産業用ロボット。
  3. 　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、
    請求項１に記載の天吊り式の産業用ロボット。
  4. 　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、
    請求項２に記載の天吊り式の産業用ロボット。
  5. 　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に記載の天吊り式の産業用ロボット。
  6. 　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５に記載の天吊り式の産業用ロボット。
  7. 　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、及び該固定部に対して前後移動又は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、
    請求項１～６のいずれか１項に記載の天吊り式の産業用ロボット。
  8. 　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７に記載の天吊り式の産業用ロボット。
  9. 　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３又は４に記載の天吊り式の産業用ロボット。
  10. 　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３又は４に記載の天吊り式の産業用ロボット。
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