特許 6777561 ロボットアームのハーネス接続構造、及び多関節溶接ロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6777561

(24)【登録日】2020年10月12日

(45)【発行日】2020年10月28日

(54)【発明の名称】ロボットアームのハーネス接続構造、及び多関節溶接ロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/00 20060101AFI20201019BHJP

【ＦＩ】

   B25J19/00 E

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-17110(P2017-17110)

(22)【出願日】2017年2月1日

(65)【公開番号】特開2018-122405(P2018-122405A)

(43)【公開日】2018年8月9日

【審査請求日】2019年9月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 康晴

(72)【発明者】

【氏名】鹿 勇気

(72)【発明者】

【氏名】村上 元章

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 大智

(72)【発明者】

【氏名】湊 達治

【審査官】 藤井 浩介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０７８１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７９８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０６９３８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６４５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−６４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Welding a Go-Kart Frame with FANUC's ARC Mate 120iC Arc Welding Robot，YouTube，FANUC America Corporation，２０１４年 ４月２５日，ＵＲＬ，https://www.youtube.com/watch?v=eFfDX3oyPkQ

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００−２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１アームと、
前記第１アームの先端部に、アーム関節部を介して基端側が回転可能に連結された第２アームと、
前記第１アームの前記先端部から延設され、前記第２アームの前記アーム関節部でアーム内部に導入されるハーネスと、
を備え、
前記第１アームの前記先端部は、前記ハーネスの長手方向一方の側を保持するハーネス保持部を有し、
前記アーム関節部は、前記ハーネスの長手方向他方の側を、前記アーム関節部内に固定するハーネス固定部を有し、
前記ハーネス固定部は、前記ハーネスの長手方向他方の側を、前記第２アームの先端側から基端側に向かって、前記第２アームの長手軸に対して傾斜して挿入した姿勢で前記アーム関節部内に固定されるようにガイドする傾斜面を有し、
前記ハーネスは、前記ハーネス固定部から前記第２アームの先端側へ延出され、湾曲して前記ハーネス保持部に保持されている、
ロボットアームのハーネス接続構造。

【請求項2】

前記ハーネスは、前記ハーネス固定部により傾斜されて生じる湾曲が、前記ハーネスの許容曲げ半径以上であり、
前記ハーネスの湾曲内側表面に対する曲率半径の円弧ラインの径方向内側に、前記第１アームの先端部が配置される請求項１に記載のロボットアームのハーネス接続構造。

【請求項3】

前記第１アームは、第１ストッパ部を有し、
前記第２アームは、前記第２アームの回転方向先方で前記第１ストッパ部に突き当たる第２ストッパ部を有し、
前記第２ストッパ部は、前記第２アームの前記ハーネスがアーム内に導入される開口部及びハーネスよりも前記回転方向先方に配置された請求項１又は請求項２に記載のロボットアームのハーネス接続構造。

【請求項4】

前記ハーネス固定部と前記第１アームとの間に、前記第２ストッパ部の支持部が配置され、
前記支持部は、前記第２アームの長手方向に関して、前記第２ストッパ部の配置側と反対側に前記傾斜面と繋がるガイドを有する、請求項３に記載のロボットアームのハーネス接続構造。

【請求項5】

前記ハーネスは、前記第２アームを回転駆動するモータに接続される導電線が内挿された請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のロボットアームのハーネス接続構造。

【請求項6】

請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のロボットアームのハーネス接続構造を有する多関節溶接ロボット。

【請求項7】

ベース上に鉛直方向に沿った第１駆動軸回りに旋回可能に設けられた旋回部と、
前記旋回部に水平方向に沿った第２駆動軸を介して基端部が連結された前記第１アームと、
前記第１アームの先端部に、前記第２駆動軸と平行な第３駆動軸回りに回転可能に連結された前記第２アームと、
を備える請求項６に記載の多関節溶接ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットアームのハーネス接続構造、及び多関節溶接ロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

アーク溶接用の溶接トーチを多関節ロボットにより移動自在に支持する多関節溶接ロボットが知られている（特許文献１，２参照）。この多関節溶接ロボットは、複数のアームが駆動軸を介して連結された多関節ロボットにより、アーム先端部に取り付けた溶接トーチを、任意の姿勢で空間座標の任意の位置に移動させるように構成される。例えば、６軸ロボットの場合、旋回部（第１駆動軸）、下部アーム（第２駆動軸）及び上部アーム（第３駆動軸）からなる基本３軸を含む少なくとも６自由度を有する多関節ロボットの各軸を用いて、溶接トーチの先端を、予め定めた溶接線に沿って移動させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５７１５１９８号公報

【特許文献2】特許第４１４２３０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、多関節ロボットのアーム同士は、アーム駆動用のモータの電源線や信号線等の各種のケーブル類を束ねるハーネスが、関節部付近のアーム外側で、一方のアームから他方のアームへ向けて配設される。このような多関節ロボットの各アームは、可動範囲が広くなるほどトーチ姿勢の自由度が高まるため、ロボットの原点姿勢からの正回転方向は勿論、逆回転方向についての可動範囲も広く設計される。
しかし、アームが逆回転方向に駆動される場合、アームに接続されているハーネスの曲げ半径が、局所的にハーネスの許容曲げ半径よりも小さい曲げ半径にされる場合が生じる。また、捩れによる外力がハーネスに負荷されたり、ハーネスがアーム同士に挟まれたりする。そのため、アーム外側のハーネスをアーム内に導入する開口部は、アーム同士を連結するアーム関節部から離して配置せざるを得ない。しかし、アーム関節部が、アーム駆動用のモータを内蔵している場合には、モータによる駆動部材等が配置される部位に開口部を設けることはできず、開口部はモータ駆動に影響を受けない固定部位に配置する必要がある。そこで、開口部の配置スペースを確保するために、アーム関節部をモータの配置位置から外れた関節中心から離れた位置まで延在させることになる。その結果、アーム関節部が大型化し、アーム関節部の重量が増大して駆動時における振動の発生原因となる。例えば、６軸ロボットの場合、下部アームと上部アームとを連結するアーム関節部には、上部アームの第３駆動軸を回転駆動するモータと、手首旋回用の第４駆動軸を回転駆動するモータとが共に収容されるものがある。その場合、ハーネスの引き回しのためにアーム関節部の大型化は避けられない。

【0005】

そこで本発明は、ハーネスの曲げ半径の縮小やアーム同士の干渉を生じさせることなく、アーム関節部を小さくできるロボットアームのハーネス接続構造、及び多関節溶接ロボットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、第１アームと、前記第１アームの先端部に、アーム関節部を介して基端側が回転可能に連結された第２アームと、前記第１アームの前記先端部から延設され、前記第２アームの前記アーム関節部でアーム内部に導入されるハーネスと、を備え、前記第１アームの前記先端部は、前記ハーネスの長手方向一方の側を保持するハーネス保持部を有し、前記アーム関節部は、前記ハーネスの長手方向他方の側を、前記アーム関節部内に固定するハーネス固定部を有し、前記ハーネス固定部は、前記ハーネスの長手方向他方の側を、前記第２アームの先端側から基端側に向かって、前記第２アームの長手軸に対して傾斜して挿入した姿勢で前記アーム関節部内に固定されるようにガイドする傾斜面を有し、前記ハーネスは、前記ハーネス固定部から前記第２アームの先端側へ延出され、湾曲して前記ハーネス保持部に保持されている、
ロボットアームのハーネス接続構造である。

【0007】

また、前記ハーネスは、前記ハーネス固定部により傾斜されて生じる湾曲が、前記ハーネスの許容曲げ半径以上であり、前記ハーネスの湾曲内側表面に対する曲率半径の円弧ラインの径方向内側に、前記第１アームの先端部が配置されることが好ましい。
このロボットアームのハーネス接続構造によれば、上部アームがいかなる姿勢であっても、ハーネスの曲げにより生じる損傷を防止できる。また、仮にハーネスが許容曲げ半径にまで湾曲された場合でも、ハーネスと下部アームの先端部との干渉が避けられる。

【0008】

また、前記第１アームは、第１ストッパ部を有し、前記第２アームは、前記第２アームの回転方向先方で前記第１ストッパ部に突き当たる第２ストッパ部を有し、前記第２ストッパ部は、前記第２アームの前記ハーネスがアーム内に導入される開口部及びハーネスよりも前記回転方向先方に配置されることが好ましい。
このロボットアームのハーネス接続構造によれば、アームが駆動された際に、第１ストッパと第２ストッパとの間にハーネスが挟まれることを防止できる。
また、ロボットアームのハーネス接続構造は、前記ハーネス固定部と前記第１アームとの間に、前記第２ストッパ部の支持部が配置され、前記支持部は、前記第２アームの長手方向に関して、前記第２ストッパ部の配置側と反対側に前記傾斜面と繋がるガイドを有するのが好ましい。

【0009】

また、前記ハーネスは、前記第２アームを回転駆動するモータに接続される導電線が内挿されることが好ましい。
このロボットアームのハーネス接続構造によれば、モータに接続される信号線や電源線等の導電線が、小さな曲率半径で湾曲されることなくハーネス内に収容され、長期にわたり導電線を確実に保護できる。

【0010】

また、本発明の一態様は、上記のロボットアームのハーネス接続構造を有する多関節溶接ロボットである。
この多関節溶接ロボットによれば、アーム関節部が軽量化され、振動の発生が抑制さえるため、高精度な溶接が行える。

【0011】

また、上記多関節溶接ロボットにおいて、ベース上に鉛直方向に沿った第１駆動軸回りに旋回可能に設けられた旋回部と、前記旋回部に水平方向に沿った第２駆動軸を介して基端部が連結された前記第１アームと、前記第１アームの先端部に、前記第２駆動軸と平行な第３駆動軸回りに回転可能に連結された前記第２アームと、を備えてもよい。
この多関節溶接ロボットによれば、慣性力が生じやすい第３駆動軸を有する第２アームのアーム関節部を小型軽量化でき、モータ駆動に起因するエンドエフェクタ側での振動発生を抑制できる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、ハーネスの曲げ半径の縮小やアーム同士の干渉を生じさせることなく、アーム関節部を小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】溶接システムの全体構成図である。

【図2】多関節溶接ロボットの一例を示す外観斜視図である。

【図3】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。

【図4】下部アームと上部アームとが連結されるアーム関節部の拡大斜視図である。

【図5】図４のアーム関節部の上視図である。

【図6】上部アームが溶接ロボットの原点姿勢から逆回転方向に駆動される様子を示す斜視図である。

【図7】図６のＶ１方向から見た下部アーム及び上部アームの斜視図である。

【図8】上部アームの下部アームに対する各回転位置におけるハーネス固定部の開口部の位置関係を示す説明図である。

【図9】参考例として示す図８のＶ２方向から見た下部アームと上部アームの模式的な下視図である。

【図10】本構成のハーネス接続構造における図８のＶ２方向から見た下部アームと上部アームの模式的な下視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。
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（以降、溶接ロボットと略称する）１１の先端軸には、エンドエフェクタ１９が接続される。本構成のエンドエフェクタ１９は、溶接トーチ２１を有するトーチ支持部２３である。また、エンドエフェクタ１９としては、トーチ支持部２３の他に、溶接トーチをウィービング動作させる２軸ウィーバーや、切断機等の他のツールも採用できる。

【0015】

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、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。

【0016】

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、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。

【0017】

制御装置１３は、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る。また、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。そして、アークを発生させながら、溶接ロボット１１を溶接トーチ２１が予め教示した軌跡通りに移動するように駆動する。これにより、ワークＷが溶接される。

【0018】

次に、溶接システム１００の溶接ロボット１１の構成について、更に詳細に説明する。
図２は溶接ロボットの一例を示す外観斜視図、図３は図２に示す溶接ロボットの駆動軸を模式的に示す説明図である。
ここで示す溶接ロボット１１は、一般的な６つの駆動軸を有する６軸ロボットである。溶接ロボット１１は、ここで例示する６軸ロボットの以外にも、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。

【0019】

溶接ロボット１１は、ベース３１と、ベース３１上で鉛直方向に沿った第１駆動軸Ｓ１回りに旋回可能に設けられた旋回部３３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（第１アーム）３５と、を備える。更に溶接ロボット１１は、下部アーム３５の他端部に第２駆動軸と平行な第３駆動軸Ｓ３を介して接続された上部アーム（第２アーム）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。

【0020】

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、前述のトーチ支持部２３が配置される。

【0021】

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。

【0022】

図４は下部アーム３５と上部アーム３７とが連結されるアーム関節部４９の拡大斜視図、図５は図４のアーム関節部４９の上視図である。
下部アーム３５の先端部５１に固定された第３駆動軸Ｓ３となる軸体（不図示）には、上部アーム３７の基端部５３のアーム関節部４９が支持される。アーム関節部４９は、上部アーム３７を第３駆動軸Ｓ３回りに駆動するＳ３モータ（不図示）と、上部アーム３７の先端側を第４駆動軸Ｓ４回りに駆動するＳ４モータが内蔵された、１つのブロック体として構成される。つまり、上部アーム３７は、基端側のアーム関節部４９と、アーム関節部４９に第４駆動軸Ｓ４回りに回転可能に支持され、先端部に手首旋回部３９が取り付けられた回転軸部４５と、を有して構成される。

【0023】

下部アーム３５の先端部５１から上部アーム３７のアーム関節部４９までのアーム外側には、ハーネス５５が設けられる。ハーネス５５は、下部アーム３５の先端部５１でアーム内側からアーム外側に導出され、上部アーム３７の基端側のアーム関節部４９でアーム外側からアーム内部に導入される。このハーネス５５は、外表部が保護管からなり、保護管内にＳ３モータ及びＳ４モータへの信号線や電源線等、各種の導電線が内挿される。なお、ハーネス５５は、下部アーム３５の外側に配置されていてもよく、いずれの場合も下部アーム３５の先端部５１から上部アーム３７に向けて延設される。

【0024】

ハーネス５５の長手方向一方の側は、下部アーム３５の先端部５１における第３駆動軸Ｓ３の軸方向に関して、アーム関節部４９が配置された側と反対の外側面４７に沿って配置され、下部アーム３５の先端部５１に設けたハーネス保持部５７に保持される。ハーネス保持部５７は、図示例のように下部アーム３５の筐体に設けた開口であってもよく、下部アーム３５の外側面４７に設けた結束帯等の支持部材であってもよい。ハーネス保持部５７は、ハーネス５５を、下部アーム３５の長手方向に繰り出し及び縮退を可能に、下部アーム３５の先端部５１で保持する。

【0025】

ハーネス５５の長手方向他方の側は、アーム関節部４９に形成されたハーネス固定部５９に固定される。ハーネス固定部５９は、第３駆動軸Ｓ３の径方向外側に向けて突出した環状壁部６１と、環状壁部６１の頂面を覆う蓋部６３とを有する。環状壁部６１の、第３駆動軸Ｓ３の軸方向に関して下部アーム３５側となる対向壁部６５には、ハーネス５５をアーム外側からハーネス固定部５９内に導入する開口部６７が形成される。ハーネス固定部５９内では、開口部６７から内部に導入されたハーネス５５の先端が、固定具６９によって取付面７１に固定される。なお、蓋部６３は、図示しないねじ等の締結部材によって環状壁部６１に固定される。

【0026】

図５に示すように、ハーネス５５は、上部アーム３７の先端部から基端部５３側に向けて、上部アーム３７の長手軸（第４駆動軸Ｓ４）から傾斜角αで傾斜させてアーム関節部４９内に挿入される。挿入されたハーネス５５の先端は、ハーネス固定部５９の取付面７１に、長手軸から傾斜した姿勢で固定される。換言すれば、ハーネス５５は、アーム関節部４９の開口部６７から上部アーム３７の先端側に向けて下部アーム３５側に傾斜角αで傾斜して延設される。

【0027】

図６は上部アーム３７が溶接ロボット１１の原点姿勢（図中点線で示す）から逆回転方向に駆動される様子を示す斜視図、図７は図６のＶ１方向から見た下部アーム３５及び上部アーム３７の斜視図である。
上記のハーネス接続構造を有するアーム関節部４９とハーネス５５によれば、ハーネス５５は、アーム関節部４９から上部アーム３７の逆回転方向の後方に向けて延出されることになる。そのため、上部アーム３７が原点姿勢から逆回転方向に約−１８０°の反転位置に駆動されても、ハーネス５５は、局所的に小さな曲率半径で湾曲することなく、下部アーム３５の先端部５１から滑らかなカーブを描いてアーム関節部４９のハーネス固定部５９まで配置される。

【0028】

ところで、従来のハーネス接続構造においては、ハーネス固定部５９の対向壁部６５にハーネス５５が垂直に導入されていた。そのため、上部アーム３７が逆回転方向に駆動された場合、ハーネス５５がＺ型に捩れ、局所的に小さな曲率半径で湾曲していた。しかし、本構成のハーネス接続構造によれば、下部アーム３５からアーム関節部４９までの領域のハーネス５５が、回転移動方向に沿って配置され、Ｚ型に変形する等のハーネス５５の捩れが軽減される。また、上部アーム３７が正回転方向に駆動されても、ハーネス５５に局所的に小さな湾曲が生じることがない。

【0029】

また、本構成の溶接ロボット１１は、図２に示すように、下部アーム３５と上部アーム３７が、上部アーム３７の下部アーム３５に対する可動範囲を決定する第１ストッパ部７３、第２ストッパ部７５、第３ストッパ部７７（図４参照）を有する。第１ストッパ部７３は、下部アーム３５に設けられる。第２ストッパ部７５は、アーム関節部４９に設けられ、第３駆動軸Ｓ３を中心とする上部アーム３７の逆回転方向先方で第１ストッパ部７３に突き当たる。また、第３ストッパ部７７は、アーム関節部４９に設けられ、上部アーム３７の正回転方向先方で第１ストッパ部７３の背面側に突き当たる。

【0030】

図５に示すように、第２ストッパ部７５は、ハーネス５５がハーネス固定部５９内に導入される開口部６７よりも逆回転方向の先方に配置される。これにより、ハーネス５５は、第２ストッパ部７５よりも逆回転方向の後方に配置され、しかも、ハーネス固定部５９から上部アーム３７の先端側に向けて延出されるため、第１ストッパ部７３と第２ストッパ部７５との間に挟まれることがない。

【0031】

次に、上記のハーネス接続構造について、より詳細に説明する。
図８は上部アーム３７の下部アーム３５に対する各回転位置におけるハーネス固定部５９の開口部６７の位置関係を示す説明図である。
上部アーム３７が原点姿勢（θ＝０°）から第３駆動軸Ｓ３を中心に逆回転方向に駆動され、反転位置（θ＝−１８０°）に配置された場合、ハーネス固定部５９の開口部６７は下部アーム３５と重ならない。しかし、上部アーム３７を更に逆回転方向に駆動して、開口部６７が下部アーム３５に重なる位置（θ＝θｃ）に達した場合には、ハーネスが上部アーム３７と下部アーム３５との間に挟まれないようにする必要がある。

【0032】

図９は参考例として示す図８のＶ２方向から見た下部アーム３５と上部アーム３７の模式的な下視図である。
ここで、上部アーム３７に形成されたハーネス固定部５９の対向壁部６５と、下部アーム３５のアーム関節部４９に対面する内側面８１との間に、隙間が殆どなく、ハーネス５５が第３駆動軸Ｓ３と略平行にハーネス固定部５９内に導入される場合を考える。この場合、上部アーム３７の第３駆動軸Ｓ３を中心とする回転駆動によって、開口部６７の開口領域が、下部アーム３５の側面部８３よりも下部アーム３５の長手方向に直交する幅方向（図中上下方向）の内側の領域、つまり、図中の下部アーム３５の上下方向幅内に入り込もうとする。すると、開口部６７に導入されたハーネス５５が、下部アーム３５の側面部８３に挟まれて、ハーネス５５に剪断力が負荷される。

【0033】

図１０は本構成のハーネス接続構造における図８のＶ２方向から見た下部アーム３５と上部アーム３７の模式的な下視図である。
ここでは、ハーネス固定部５９の対向壁部６５と、下部アーム３５の内側面８１との間に配置される第２ストッパ部７５の支持部７６における、第２ストッパ部７５の配置側と反対側に、ハーネス５５をガイドする傾斜面７６ａを設け、開口部６７からハーネス５５を傾斜させて突出させた場合を考える。

【0034】

この場合、上部アーム３７の原点姿勢において、開口部６７が、第４駆動軸Ｓ４から傾斜角αだけ傾斜した傾斜面を有して形成され、支持部７６の傾斜面７６ａと同じ傾斜で繋がることで、ハーネス５５は、開口部６７から下部アーム３５の側面部８３に向けて緩やかに湾曲して配置される。そのため、ハーネス５５に、大きな剪断力が作用することはない。

【0035】

また、図５に示すように、開口部６７から下部アーム３５に向けて突出するハーネス５５は、開口部６７の傾斜面、及び支持部７６の傾斜面７６ａによって、第４駆動軸Ｓ４から傾斜して、緩やかに湾曲された状態で配置される。このハーネス５５の湾曲の曲率半径をＲ、曲率中心をＯ、ハーネス５５の直径を２ｒとすると、ハーネス５５の湾曲内側表面における最小曲率半径Ｒｔは、Ｒｔ＝Ｒ−ｒで表される。

【0036】

ここで、ハーネス５５の湾曲の曲率半径Ｒは、ハーネス５５の許容曲げ半径以上であることが好ましい。その場合、上部アーム３７がいかなる姿勢であっても、ハーネス５５の曲げにより生じる損傷を防止できる。また、ハーネス５５が許容曲げ半径となった場合でも、上記した最小曲率半径Ｒｔの円弧ラインの径方向内側に、下部アーム３５の先端部５１が配置されていることが好ましい。つまり、ハーネス５５の曲率半径中心Ｏから下部アーム３５の側面部８３までの距離Ｂは、許容曲げ半径がＲである場合の最小曲率半径Ｒｔより小さいことが好ましい。この構成によれば、仮にハーネス５５が許容曲げ半径にまで湾曲された場合でも、ハーネス５５と下部アーム３５の先端部５１との干渉が避けられる。

【0037】

以上説明したように、本構成のハーネス接続構造によれば、図１０に示すように、上部アーム３７の原点姿勢において、開口部６７を下部アーム３５の側面部８３よりも下部アーム３５の幅方向内側に配置される。これにより、アーム関節部４９の第４駆動軸Ｓ４方向に関する長さ（図示例では第３駆動軸Ｓ３から上部アーム３７の回転軸部４５とアーム関節部４９との境界までの距離Ｌａ１で示す）を、図９に示す参考例の場合の距離Ｌａよりも短縮できる。

【0038】

したがって、図１０に示すハーネス接続構造によれば、アーム関節部４９が第３駆動軸Ｓ３方向の軸長が短縮されて、アーム関節部４９の小型化と重量の軽減を図れる。よって、アーム駆動時におけるアーム慣性に起因する振動の発生を抑制できる。そのため、このハーネス接続構造を有する溶接ロボットによれば、意図した通りの高品位な溶接加工を実現でき、得られる溶接品の品質を向上できる。

【0039】

特に、２軸ウィーバーを用いて溶接トーチ２１をウィービング動作させる場合には、モータ駆動によるアーム慣性等に起因する溶接トーチ２１の無用な振動が抑制され、より高精度な揺動動作を実現できる。

【0040】

また、アーム関節部４９の回転状態によらず、ハーネス５５と下部アーム３５の先端部５１との干渉が回避でき、ハーネス５５が損傷を受けることを未然に防止できる。

【0041】

なお、仮に第３駆動軸Ｓ３から第４駆動軸Ｓ４の軸間距離に余裕が持てれば、
上部アーム３７の基端側（下部アーム３５側）から、上部アーム３７内にハーネス５５を導入すれば、上部アーム３７の前後両方向への動作範囲を大きくできる。しかし、その場合には、第３駆動軸Ｓ３と第４駆動軸Ｓ４とのアーム関節部４９の上下高さが増すため、ロボット剛性の低下につながり、適切な溶接トーチの移動精度の確保が難しくなる。更に、ハーネス５５が被溶接物（ワーク）に近づくことになる為、ロボット動作中のハーネス５５へ損傷の可能性が高まることになる。そして、第３駆動軸Ｓ３を中空構造の減速機を用いて、中空孔からハーネスを引き入れることも考えられるが、その場合はコストが高くなる。

【0042】

これに対して本構成のロボットアームのハーネス接続構造によれば、ロボット剛性を低下させず、ハーネス５５の損傷を防止して、高精度な駆動を低コストで実現できる。

【0043】

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。

【0044】

上記のロボットアームのハーネス接続構造として、溶接ロボットに適用した例を示したが、これに限らず、部材の切断、組立て、移載、搬送等の各種の動作を行う産業ロボットのロボットアームにも本構成を適用できる。

【0045】

また、ハーネスに挿通される導電線等の配線部材は、モータ駆動用に限らず、シールドガスや冷却水を溶接トーチに向けて供給するパイプや、アーク発生用の溶接電力を供給する電源ケーブル等、他の部材が混在、又は単独で配置されていてもよい。

【符号の説明】

【0046】

１１ 溶接ロボット（多関節溶接ロボット）
１９ エンドエフェクタ
２１ 溶接トーチ
３１ ベース
３３ 旋回部
３５ 下部アーム（第１アーム）
３７ 上部アーム（第２アーム）
４９ アーム関節部
５１ 先端部
５３ 基端部
５５ ハーネス
５７ ハーネス保持部
５９ ハーネス固定部
６７ 開口部
７３ 第１ストッパ部
７５ 第２ストッパ部
８１ 内側面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】