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(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】6792470
(24)【登録日】2020年11月10日
(45)【発行日】2020年11月25日
(54)【発明の名称】多関節溶接ロボット
(51)【国際特許分類】
B25J 19/00 20060101AFI20201116BHJP
B23K 9/133 20060101ALI20201116BHJP
【ＦＩ】
B25J19/00 E
B23K9/133 502B
【請求項の数】6
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2017-17109(P2017-17109)
(22)【出願日】2017年2月1日
(65)【公開番号】特開2018-122404(P2018-122404A)
(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】
石川 薫
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００８−２３８３２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００６−３０４５５９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ２５Ｊ １／００−２１／０２
Ｂ２３Ｋ ９／１３３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
設置面に固定されるベースに旋回可能に設けられた旋回部と、前記旋回部に駆動軸を介して連結され複数のアーム部を有する多関節アームと、を有する多関節溶接ロボットであって、
前記旋回部は、前記旋回部の内部に配索される配索部材を、前記旋回部の一部から反設置面側に向けて導出する開口部が形成され、
一端部が前記開口部に固定され、前記開口部から導出された前記配索部材を湾曲させつつ他端部から前記設置面に向けて導出するガイド部材を備え、
前記ガイド部材は、前記配索部材に曲げ癖が付くことを防止するために予め定められた最小曲率半径以上を有する円弧状に湾曲した管状部材である、
ことを特徴とする多関節溶接ロボット。
前記旋回部は、前記旋回部の内部に配索される配索部材を、前記旋回部の一部から反設置面側に向けて導出する開口部が形成され、
一端部が前記開口部に固定され、前記開口部から導出された前記配索部材を湾曲させつつ他端部から前記設置面に向けて導出するガイド部材を備え、
前記ガイド部材は、前記配索部材に曲げ癖が付くことを防止するために予め定められた最小曲率半径以上を有する円弧状に湾曲した管状部材である、
ことを特徴とする多関節溶接ロボット。
【請求項2】
前記ガイド部材は、円弧状に配置された複数の管状部材を含む請求項１に記載の多関節溶接ロボット。
【請求項3】
前記ガイド部材は、円弧状に湾曲した支持部材と、結束部材とを含む請求項１に記載の多関節溶接ロボット。
【請求項4】
前記ガイド部材は、前記一端部が前記旋回部の旋回中心部に固定されている請求項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。
【請求項5】
前記配索部材は、コンジットケーブルに挿通された溶接ワイヤを含む請求項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。
【請求項6】
前記配索部材は、前記旋回部から前記多関節アームの先端に設けた溶接トーチまでの間で、シールドガスを送気するガスホース、冷却水を送水する冷却水ホース、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み、一本のトーチケーブルに挿通されている請求項１〜請求項５のいずれか一項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、多関節溶接ロボットに関する。
【背景技術】
【0002】
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、２参照）。特許文献１、２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、旋回部やアームの各関節を駆動する駆動用ケーブル、溶接電流を供給するパワーケーブル、溶接ワイヤが挿通されるコンジットケーブルの他、シールドガスや冷却水を送るホース等の各種のケーブル、ホース類が、溶接トーチに接続されている。
【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２４８８８９９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、上記の溶接ワイヤ、ケーブル、ホース類等のロボットに沿って配索される配索部材は、その素材に応じて許容される最小曲げ半径が制限される。例えば、溶接ワイヤは、曲げ半径が最小曲げ半径より小さくされると、溶接ワイヤに曲げ癖が付き、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てしまう。その結果、溶接品質の低下を招くことがある。また、ケーブルやホースについても同様に、曲げ癖が付いたり、損傷を受けたりするおそれがある。そこで、配索部材を多関節溶接ロボットに沿わせて配置する際は、配索部材の曲げ半径を大きく保てるように、各駆動軸の軸間距離を広げたり、アームの動作範囲を小さくしたりすることが考えられる。
しかし、軸間距離を広げると、ロボットのサイズが大きくなってコストアップの懸念が生じる。また、サイズアップによるロボットの設置場所への制約が増える場合がある。更に、ロボットのサイズアップによるアームの動作範囲縮小は、ロボットの利便性を低下させる。
また、配索部材を旋回部やアームから離して配置することも考えられるが、その場合、多関節溶接ロボットの動作時に、配索部材がその周囲との干渉が生じやすくなり、配索部材が損傷を受けやすくなる。
一方、配索部材を旋回部やアームの近傍に配置した場合は、アームの姿勢によっては配索部材が小さな曲率半径で屈曲されることがある。これを避けるには、旋回軸（第１駆動軸）を有する旋回部に接続される下部アーム基端側の回転軸（第２駆動軸）の、ベース設置面からの高さを大きくすればよいが、その場合、溶接ロボットの重量が嵩む不利がある。また、ワークに重ねてロボットを設置するときには、ロボットの第２駆動軸の上記高さをできるだけ低くした方が、ロボットの配置の自由度を広げられるため有利となる。
【0005】
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、複雑な構造にすることなく溶接ワイヤ、ケーブル、ホース等の配索部材の曲げ半径を大きく保ち、且つ第２駆動軸のベース設置面からの高さを低減できる多関節溶接ロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様は、設置面に固定されるベースに旋回可能に設けられた旋回部と、前記旋回部に駆動軸を介して連結され複数のアーム部を有する多関節アームと、を有する多関節溶接ロボットであって、前記旋回部は、前記旋回部の内部に配索される配索部材を、前記旋回部の一部から反設置面側に向けて導出する開口部が形成され、一端部が前記開口部に固定され、前記開口部から導出された前記配索部材を湾曲させつつ他端部から前記設置面に向けて導出するガイド部材を備え、前記ガイド部材は、前記配索部材に曲げ癖が付くことを防止するために予め定められた最小曲率半径以上を有する円弧状に湾曲した管状部材である、ことを特徴とする。この多関節溶接ロボットによれば、ガイド部材が、上方に向けて導出された配索部材を、湾曲させつつ下方に向けて導出させる。これにより、配索部材の曲率半径を大きく維持できるため、配索部材の巻き癖が防止され、意図しない位置ずれ等を生じさせることなく、高精度な溶接が可能となる。また、配索部材がガイド部材から下方に向けて導出されることで、旋回部の最大高さを低くでき、旋回部の第２駆動軸のベースからの高さをより低くできる。これにより、溶接ロボットの重心が低くなって溶接作業性が向上し、溶接ロボットの軽量化も図れ、溶接ロボットの利便性が高められる。
また、前記ガイド部材が、円弧状に湾曲した管状部材であるため、配索部材が管状部材によって安定して支持されながら円弧状に案内される。ガイド部材が一つの管状部材からなる場合は、ガイド部材を旋回部に簡単に組み付けできる。
【0008】
また、前記ガイド部材は、円弧状に配置された複数の管状部材を含むことが好ましい。この構成によれば、ガイド部材を簡便に作製でき、配索部材を任意の湾曲形状に容易に支持させることができる。
【0009】
また、前記ガイド部材は、円弧状に湾曲した支持部材と、結束部材とを含むことが好ましい。この構成によれば、ガイド部材をより簡単に構成できる。
【0010】
また、前記ガイド部材は、前記一端部が前記旋回部の旋回中心部に固定されていることが好ましい。この構成によれば、旋回部が第１駆動軸回りに旋回しても、ガイド部材から導出される配索部材の曲率半径が変化せず、局所的に小さな曲率半径で屈曲することがない。
【0011】
また、前記配索部材は、コンジットケーブルに挿通された溶接ワイヤを含むことが好ましい。この構成によれば、溶接ワイヤの損傷を防止でき、溶接ワイヤのハンドリング性が向上する。
【0012】
また、前記配索部材は、前記旋回部から前記多関節アームの先端に設けた溶接トーチまでの間で、シールドガスを送気するガスホース、冷却水を送水する冷却水ホース、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み、一本のトーチ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、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、冷却水、溶接電流等の供給を、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。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、複雑な構造にすることなく溶接ワイヤ、ケーブル、ホース等の配索部材の曲げ半径を大きく保ち、且つ第２駆動軸のベース設置面からの高さを低減できる。これにより、溶接品質を向上して、多関節溶接ロボットの利便性を高められる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【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6】ベースと旋回部の側面図である。
【図7】ベースと旋回部の上視図である。
【図8A】ガイド部材の一部拡大斜視図である。
【図8B】ガイド部材の他の構成例を示す一部拡大斜視図である。
【図8C】ガイド部材の他の構成例を示す一部拡大斜視図である。
【図9A】ガイド部材の他の構成例を示す模式的な側面図である。
【図9B】ガイド部材の他の構成例を示す模式的な側面図である。
【図10】多関節溶接ロボットの他の構成例を示す側面図である。
【図11】トーチケーブルの一例としての断面図である。
【図12A】天井に設置された多関節溶接ロボットの側面図である。
【図12B】壁面に設置された多関節溶接ロボットの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
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、及び多関節溶接ロボット１１の先端軸に接続されたエンドエフェクタ１９とを備える。エンドエフェクタ１９は、溶接トーチ２１を有しており、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、その他、切断機・計測装置等の他のツールであってもよい。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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からワイヤ送給装置４５によって繰り出されて供給される。また、溶接電源１５は、パワーケーブル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。
【0019】
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。
【0020】
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。図２は多関節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。
ここで示す多関節溶接ロボット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。多関節溶接ロボット１１は、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。
【0021】
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、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（アーム部）３５と、を備える。更に多関節溶接ロボット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（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。
【0022】
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。
【0023】
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、上記の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は省略されていてもよい。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。
【0024】
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。
【0025】
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（図２参照）の位置に設ける構成であってもよい。
【0026】
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を通じて供給される。また、溶接電源１５から出力される溶接電流は、前述のパワーケーブル１６、及びパワーケーブル５３を通じて供給される。
【0027】
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１６，５３等の配索部材は、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に沿わせて配索される。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の間に配索される。
【0028】
本構成の多関節溶接ロボット１１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１６を含む配索部材が、ベース３１を通じて旋回部３３の内部に挿入され、旋回部３３の上方の一部に設けられた開口部６２から旋回部３３の外側に導出される。この開口部６２は、旋回部３３の旋回中心部となる第１駆動軸Ｓ１の軸心位置に設けてある。そして、開口部６２から反設置面側となる上方に向けて導出された配索部材は、開口部６２に一端部６１ａが取り付けられたガイド部材６１に挿入される。
【0029】
ガイド部材６１は、一端部６１ａから他端部６１ｂまで湾曲した管状部材であり、挿入された配索部材を、一端部６１ａから他端部６１ｂまで案内する。案内された配索部材は、ガイド部材６１の他端部６１ｂから設置面側となる下方に向けて導出される。
【0030】
上記の配索部材の配置形態とすることで、配索部材に曲げ癖が付かないように、許容される最小曲率半径以上に維持できる。例えばコンジットケーブル４７に挿通される溶接ワイヤには曲げ癖が付き易いため、配作部材がコンジットケーブル４７である場合において、本構成のガイド部材６１は、湾曲形状の最小曲率半径が１００ｍｍ以上、３５０ｍｍ以下にされていることが好ましい。さらに好ましくは１５０ｍｍ以上、より好ましくは、２００ｍｍ以上、特に好ましくは２２０ｍｍ以上である。ガイド部材６１の最小曲率半径が、一般的な溶接ワイヤの許容曲率半径である１００ｍｍ以上であることで、溶接ワイヤや、他の配索部材に曲げ癖が生じることを防止できる。また、最小曲率半径が３５０ｍｍ以下であることで、ロボットの大型化を抑制できる。
【0031】
次に、溶接ワイヤが挿通されたコンジットケーブル４７の配置について、図４〜図７を用いてより詳細に説明する。図４は図２に示す多関節溶接ロボットの部分拡大図、図５は図２の多関節溶接ロボット１１をＶ１方向から見たＶ１方向矢視図である。
【0032】
図４，図５に示すように、ガイド部材６１は、円弧状に湾曲した管状部材であって、一端部６１ａが、旋回部３３の反設置面側となる上部における第１駆動軸Ｓ１の軸心位置に形成された開口部６２に固定される。このガイド部材６１は、第１駆動軸Ｓ１の軸心位置から斜め上方に向けて、下部アーム３５の第２駆動軸Ｓ２の位置から離反する方向に延設される。そして、ガイド部材６１の一端部６１ａと反対側の他端部６１ｂは、設置面側となる下方に向けて開口している。
【0033】
ガイド部材６１には、コンジットケーブル４７の他に、溶接トーチ２１（図１参照）からベース３１までの間で、シールドガスを送気するガスホース４９、冷却水を送水する冷却水ホース５１を含む配索部材が挿通される。また、パワーケーブル１６は、ベース３１の外部接続部６５を通じて、旋回部３３の一部に設けられたターミナル６３に接続される。ターミナル６３にはパワーケーブル５３の一端部５３ａが接続される。パワーケーブル５３の他端部５３ｂは、上部アーム３７の第３駆動軸Ｓ３近傍のケーブルアダプタ５５に接続される。パワーケーブル５３は、一端部５３ａと他端部５３ｂとの間が旋回部３３と下部アーム３５に沿って配置される。
【0034】
配索部材は、ベース３１の外部接続部６５から、旋回部３３の内部に挿入される。旋回部３３の内部に挿入された配索部材は、旋回部３３の第１駆動軸Ｓ１の軸心位置に設けられた開口部６２から、上方に向けて旋回部３３の外側に延出される。延出された配索部材は、ガイド部材６１の内部を通って、ガイド部材６１の他端部６１ｂから下方に向けて導出される。
【0035】
ガイド部材６１の他端部６１ｂから導出された配索部材は、旋回部３３の外周に沿って下部アーム３５の第２駆動軸Ｓ２に向けて配置され、第２駆動軸Ｓ２からケーブルアダプタ５５までは、下部アーム３５の長手方向に沿って配置される。
【0036】
図６はベース３１と旋回部３３の側面図、図７はベース３１と旋回部３３の上視図である。上記の配索部材の配置形態によれば、図６，図７に示すように、配索部材は、ベース３１の側方の外部接続部６５から開口部６２に向けて、曲率半径Ｒｉｎで湾曲して上方に向かう。そして、開口部６２に固定されたガイド部材６１の内部では、上方から徐々に下側に向かうように曲率半径Ｒｐで湾曲する。
【0037】
ガイド部材６１の他端部６１ｂから下方に向けて延出された配索部材は、側面視で曲率半径Ｒｖ，上面視で曲率半径Ｒｈの曲率で旋回部３３の外周に沿って配置される。更に、下部アーム３５の第２駆動軸Ｓ２付近では、側面視で曲率半径Ｒｏｕｔ、上面視で旋回部３３と接近又は離反する方向の振れ幅ＳＷ１、及び下部アーム３５の長手軸と振れ幅ＳＷ１に直交する方向の振れ幅ＳＷ２を有して上方に向けて湾曲する。
【0038】
上記の配索部材の曲率半径ＲｖとＲｈで湾曲する部位、及び配索部材の曲率半径Ｒｏｕｔで湾曲し、振れ幅ＳＷ１，ＳＷ２を生じ得る部位は、各曲率半径や振れ幅が合成されることで、３次元的に緩やかな曲率で湾曲している。
【0039】
よって、本構成の配索部材の配置形態によれば、配索部材に小さな曲率半径となる部位が生じず、全体にわたって大きな曲率半径を維持できる。仮に下部アーム３５が前方向ＶＦ、又は後方向ＶＢに駆動されても、コンジットケーブル４７に局所的に小さな曲率半径となる部位は生じない。
【0040】
また、旋回部３３が第１駆動軸Ｓ１回りに回転しても、配索部材が第１駆動軸Ｓ１の軸心位置を通って配置されるため、配索部材に捩れが生じるだけで、曲率半径は小さくならない。また、ガイド部材６１は、旋回部３３と一体に回転するので、配索部材と旋回部３３との相対位置は、旋回部３３の回転の影響を受けることがない。したがって、溶接ワイヤが挿通されたコンジットケーブル４７が、溶接ワイヤに許容される最小曲率半径以下に屈曲されることがない。よって、溶接ワイヤに曲げ癖が付くことを確実に防止できる。
【0041】
そして、ガイド部材６１が、配索部材の向きを上向きから下向きに案内するため、旋回部３３から上方への延出高さが軽減される。その結果、第２駆動軸Ｓ２のベース３１の下面からの高さＨｓを低くできる。第２駆動軸Ｓ２の高さＨｓが低くなると、ベース３１と旋回部３３の体積が小さくなり、多関節溶接ロボット１１全体の重量を軽減できる。また、第２駆動軸Ｓ２が低いほどロボットの配置の自由度を拡大できるため、多関節溶接ロボット１１の利便性を高められる。
【0042】
本構成の多関節溶接ロボット１１は、下部アーム３５にワイヤ送給装置４５を取り付けることで、上部アーム３７の重量を軽減し、溶接時に発生する慣性力を小さくしている。これにより、上部アーム３７の先端に設けられた溶接トーチ２１は、より正確で高速な動作を実現できる。
【0043】
また、下部アーム３５においては、配索部材は、できるだけ下部アーム３５に近づけて配置することが、ロボット駆動時に配索部材に生じる慣性力を軽減できるため好ましい。しかしながら、一般に配索部材の固定位置が下部アーム３５に近いほど、下部アーム３５の駆動により配索部材が小さな曲率半径で屈曲されやすくなる。ところが、本構成の配索部材の配置形態によれば、下部アーム３５が第２駆動軸Ｓ２を中心とする回転移動をしても、配索部材は、湾曲解除する方向、又は湾曲方向に沿って大きな曲率半径を維持しながら曲がるだけで済む。よって、配索部材が局所的に小さな曲率半径で屈曲されることはない。
【0044】
上記のコンジットケーブル４７が大きな曲率半径を維持しながら配置されて、溶接ワイヤに曲げ癖が付くことを防止することは、ガスホース４９、冷却水ホース５１、パワーケーブル１６，５３等の他の配索部材についても同様であり、各配索部材の曲げ癖や損傷等を防止できる。また、第２駆動軸Ｓ２の高さＨｓを低く抑えることにも同様にして寄与できる。
【0045】
次に、ガイド部材６１の構成について、更に詳細に説明する。図８Ａはガイド部材６１の拡大斜視図である。
ガイド部材６１は、コンジットケーブル４７等の配索部材を局所的に屈曲させることなく、全体を大きく湾曲させた状態で支持するものが好ましい。図８Ａに示すように、ガイド部材６１は、全体が円弧状に形成され、コイル状の金属芯線７１を樹脂材７３で被覆した管状部材とすることができる。なお、ガイド部材６１の断面は円形であるが、これに限らず、楕円、矩形状等であってもよい。また、樹脂材７３に埋設される金属芯線７１は、コイル状である以外にも、多数のリング状の金属線が同心状に互いに離間配置された構成であってもよい。
【0046】
また、図８Ｂに示すように、コイル状の金属線７５により形成されたスプリングライナーからなるガイド部材６１Ａであってもよく、図８Ｃに示すように、ナイロン等の樹脂材７７からなる円筒状、又は蛇腹状のガイド部材６１Ｂであってもよい。ガイド部材６１，６１Ａ，６１Ｂが一体成形された管状部材であることで、旋回部３３への組み付けを簡単にできる。
【0047】
更に、図９Ａに示すように、一体成形された管状部材である以外にも、複数の筒状体７９Ａ，７９Ｂ，７９Ｃからなるガイド部材６１Ｃであってもよい。各筒状体７９Ａ，７９Ｂ，７９Ｃは、不図示のフレーム等に固定される。また、図９Ｂに示すように、円弧状に湾曲した支持部材８１に複数の結束バンド（結束部材）８３を設けたガイド部材６１Ｄであってもよい。その場合、任意の湾曲形状を容易に形成でき、配索部材を案内する際の湾曲形状の自由度が向上する。支持部材は、例えば、円弧上に湾曲した棒材である。
【0048】
次に、多関節溶接ロボットの他の構成例を説明する。図１０は多関節溶接ロボットの他の構成例を示す側面図である。ここでは、図２に示す部材と同一の部材については同一の符号を付与することで、その説明を省略又は簡単化する。
【0049】
本構成の多関節溶接ロボット１１Ａは、溶接トーチ２１に接続されるトーチケーブル５７Ａを、ケーブルアダプタ５５から更にベース３１まで延長して配置している他は、前述の多関節溶接ロボット１１と同様の構成である。
【0050】
ここで用いられるトーチケーブル５７Ａは、ベース３１に接続されるコンジットケーブル４７を含む複数のケーブルやホースからなる配索部材が、一本に纏めて被覆された複合ケーブルである。なお、トーチケーブル５７Ａのベース３１から延出された先は、図１に示すワイヤパック１４に接続される。そして、制御装置１３には、ロボット制御用ハーネスが接続される。
【0051】
図１１にトーチケーブル５７Ａの一例としての断面図を示す。本構成のトーチケーブル５７は、ケーブル中心に溶接ワイヤ２０が挿通されるコンジットケーブル４７が配置され、コンジットケーブル４７の周囲に、パワーケーブル５４、ガスホース４９、冷却水ホース５１等が配置される。これらケーブルとホースは、被覆材９１により覆われて複合ケーブルを構成している。
【0052】
本構成の多関節溶接ロボット１１Ａによれば、一本のトーチケーブル５７Ａをベース３１から溶接トーチ２１まで配置するだけで済み、配線構造を簡単化できる。また、ロボット動作時に生じる遠心力を、多数本のケーブル、ホースが混在する場合と比較して、小さくできる。よって、ロボットの高速動作に有利な構成となり、より高い応答性が実現可能となる。
【0053】
また、上記した多関節溶接ロボット１１，１１Ａは、いずれも水平床面にベース３１を固定して設置された構成であるが、設置形態はこれに限らない。例えば、図１２Ａに示すように、天井７２にベース３１を固定して、天井７２から多関節アームを吊り下げた多関節溶接ロボット１１Ｂの設置形態であってもよい。また、図１２Ｂに示すように、床面から立設された壁面７４にベース３１を固定して、壁面７４に多関節アームを取り付けた多関節溶接ロボット１１Ｃの設置形態であってもよい。いずれの設置形態であっても、前述同様の作用効果が得られる。
【0054】
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。
【0055】
例えば、上記の多関節溶接ロボット１１，１１Ａの構成では、旋回部３３の開口部６２を、第２駆動軸Ｓ２の軸心位置となる旋回中心部に設けているが、厳密な軸心位置でなくてもよい。つまり、旋回中心部とは、旋回部３３の旋回動作時に、コンジットケーブル４７等の配索部材の曲率半径が許容範囲内に収まる範囲で、軸心位置から偏った位置を含むものとする。また、ガイド部材６１は、管状部材である他に、板材を組み合わせて構成してもよく、配索部材の湾曲が保持できれば、紐やピン等で支持する構成としてもよい。
【符号の説明】
【0056】
１１，１１Ａ 多関節溶接ロボット１６，５３，５４ パワーケーブル（配索部材）
３１ ベース
３３ 旋回部
３５ 下部アーム（アーム部）
３７ 上部アーム（アーム部）
４７ コンジットケーブル（配索部材）
４９ ガスホース（配索部材）
５１ 冷却水ホース（配索部材）
５７ トーチケーブル
５７Ａ トーチケーブル（配索部材）
６１，６１Ａ，６１Ｂ ガイド部材
６１ａ 一端部
６１ｂ 他端部
１００ 溶接システム