(57)【要約】  従来の産業用ロボットの干渉が発生しないというメリットはそのままに、コンジットケーブルの耐久性を損なわずにアームの振動を抑制することができるアーク溶接ロボットを提供する。  板形部材を滑らかに湾曲させた断面Ｕ字形状の補強部材（１０）を、第１のアーム（３）の回転軸（第４軸）にＵ字形状の凹部側を向けて取り付ける。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業対象物に対して所定の作業をするための作業ツールと、前記作業ツールを取り付けるための手首と、前記手首を揺動可能に支持し、長手方向の回転軸周りに回転するアームと、
を備え、前記アームが、長手方向に平行に設けられた第１および第２の部材から少なくとも構成され、前記作業ツールに接続されるケーブルが、前記第１および第２の部材の間を通って設けられた産業用ロボットにおいて、
前記第１および第２の部材を互いに固定するための第３の部材が設けられたことを特徴とする産業用ロボット。
【請求項２】
前記第１の部材は前記第２の部材よりも前記アームの長手方向に長く、
前記手首は前記第１の部材の先端に設けられていることを特徴とする請求項１記載の産業用ロボット。
【請求項３】
前記第１および第２の部材は同一長さであり、
前記手首は前記第１および第２の部材の先端で揺動可能に支持されていることを特徴とする請求項１記載の産業用ロボット。
【請求項４】
前記所定の作業は溶接作業であり、
前記作業ツールは溶接トーチであることを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項５】
前記所定の作業は塗装作業であり、
前記作業ツールは塗装用スプレーガンであることを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項６】
前記所定の作業はシーリング作業であり、
前記作業ツールはシーリングノズルであることを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項７】
前記所定の作業は研磨作業であり、
前記作業ツールは研磨工具であることを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項８】
前記所定の作業はハンドリング作業であり、
前記作業ツールはメカニカルハンドであることを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項９】
前記第３の部材の長手方向が、前記アームの長手方向に垂直な方向となるように設けられたことを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項１０】
前記第３の部材は、前記アームの上側に設けられたことを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項１１】
前記第３の部材は、前記アームの下側に設けられたことを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項１２】
前記第３の部材は、前記アーム長手方向の中間位置に設けられたことを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項１３】
前記第３の部材は、前記アーム長手方向の先端位置に設けられたことを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項１４】
前記第３の部材は、板形部材を長手方向に湾曲させたアーチ形状であることを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項１５】
前記第３の部材は、断面コ字状のチャンネル部材を長手方向に湾曲させたアーチ形状であることを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項１６】
前記第３の部材は、略円柱部材を長手方向に湾曲させたアーチ形状であることを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項１７】
前記略円柱部材は、中空であることを特徴とする請求項１６記載の産業用ロボット。
【請求項１８】
前記第３の部材は、前記アームの回転軸方向に前記アーチ形状の凹部側を向けて取り付けられていることを特徴とする請求項１４に記載の産業用ロボット。
【請求項１９】
前記アーチ形状の凹部側に、潤滑部材を設けたことを特徴とする請求項１８記載の産業用ロボット。
【請求項２０】
前記第３の部材の表面に、潤滑部材を設けたことを特徴とする請求項１６に記載の産業用ロボット。
【請求項２１】
前記潤滑部材は、固体潤滑性樹脂であることを特徴とすることを特徴とする請求項１９に記載の産業用ロボット。
【請求項２２】
前記固体潤滑性樹脂は、フッ素系複合樹脂であることを特徴とする請求項２１記載の産業用ロボット。
【請求項２３】
前記アーチ形状の曲げ半径は、前記ケーブル半径よりも大きいことを特徴とする請求項１４に記載の産業用ロボット。
【請求項２４】
前記アーチ形状の凹部側のエッジ部は、面取りがなされていることを特徴とする請求項１４に記載の産業用ロボット。
【請求項２５】
前記第３の部材は溶接により固定されることを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項２６】
前記第３の部材はネジ締結により固定されることを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の産業用ロボット。
【請求項２７】
前記第３の部材を複数設けたことを特徴とすることを特徴とする請求項２６記載の産業用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボットに関し、特にアーク専用ロボットのアーム構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は従来のアーク溶接ロボットの立体図である。第１のアーム３は、平面形において略Ｕ字形の二股状をなし、Ｒ軸に平行に伸びる２つの部材（第１および第２の部材）４、５を備えている。手首部１は部材４、５に挟まれて、両持ちで支持されている。進入口７２１から第２のアーム７０４の中に入ったコンジットケーブル６は、第１のアーム３のＵ字形の底部７２４に開口した通過口７２５から再び外部にでて、第１および第２の部材４と５の間の空間を通って、手首部１に伸びている。通過口７２５はＲ軸を中心とする開口であり、コンジットケーブル６は通過口７２５から手首部１に向けて、Ｒ軸に沿って（コンジットケーブル６の中心とＲ軸が一致するように）配設される（例えば、特許文献１参照）。
また、第１のアーム３が第１および第２の部材４、５から構成される略Ｕ字形の二股状ではなく、一方の部材だけで手首部を片持支持するものもある（例えば、特許文献２参照）。
以上のような構造のロボットは、コンジットケーブルがアームと一体化している為、ケーブルとロボット本体または周辺物との干渉が発生しないというメリットがある。
【特許文献１】特開２００３−２００３７６号公報（第４−６頁、図１）
【特許文献２】特開２００４−３０６０７２号公報（第６−１３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のアーク溶接ロボットは、第１のアームの従来あった中央部が大きく切り欠かれた形となっているためアーム剛性が低く、先端部分の手首がふらつくことがあった。このふらつき（振動）のため、溶接の精度が悪化したり、作業性が悪化したりするという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、従来の産業用ロボットの干渉が発生しないというメリットはそのままに、コンジットケーブルの耐久性を損なわずにアームの振動を抑制することができるアーク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】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、作作業対象物に対して所定の作業をするための作業ツールと、前記作業ツールを取り付けるための手首と、前記手首を揺動可能に支持し、長手方向の回転軸周りに回転するアームと、を備え、前記アームが、長手方向に平行に設けられた第１および第２の部材から少なくとも構成され、前記作業ツールに接続されるケーブルが、前記第１および第２の部材の間を通って設けられた産業用ロボットにおいて、前記第１および第２の部材を互いに固定するための第３の部材が設けられたことを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記第１の部材は前記第２の部材よりも前記アームの長手方向に長く、前記手首は前記第１の部材の先端に設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、前記第１および第２の部材は同一長さであり、前記手首は前記第１および第２の部材の先端で揺動可能に支持されていることを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、前記所定の作業は溶接作業であり、前記作業ツールは溶接トーチであることを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、前記所定の作業は塗装作業であり、前記作業ツールは塗装用スプレーガンであることを特徴とするものである。
また、請求項６に記載の発明は、前記所定の作業はシーリング作業であり、前記作業ツールはシーリングノズルであることを特徴とするものである。
また、請求項７に記載の発明は、前記所定の作業は研磨作業であり、前記作業ツールは研磨工具であることを特徴とするものである。
また、請求項８に記載の発明は、前記所定の作業はハンドリング作業であり、
前記作業ツールはメカニカルハンドであることを特徴とするものである。
また、請求項９に記載の発明は、前記第３の部材の長手方向が、前記アームの長手方向に垂直な方向となるように設けられたことを特徴とするものである。
また、請求項１０に記載の発明は、前記第３の部材は、前記アームの上側に設けられたことを特徴とするものである。
また、請求項１１に記載の発明は、前記第３の部材は、前記アームの下側に設けられたことを特徴とするものである。
また、請求項１２に記載の発明は、前記第３の部材は、前記アーム長手方向の中間位置に設けられたことを特徴とするものである。
また、請求項１３に記載の発明は、前記第３の部材は、前記アーム長手方向の先端位置に設けられたことを特徴とするものである。
また、請求項１４に記載の発明は、前記第３の部材は、板形部材を長手方向に湾曲させたアーチ形状であることを特徴とするものである。
また、請求項１５に記載の発明は、前記第３の部材は、断面コ字状のチャンネル部材を長手方向に湾曲させたアーチ形状であることを特徴とするものである。
また、請求項１６に記載の発明は、前記第３の部材は、略円柱部材を長手方向に湾曲させたアーチ形状であることを特徴とするものである。
また、請求項１７に記載の発明は、前記略円柱部材は、中空であることを特徴とするものである。
また、請求項１８に記載の発明は、前記第３の部材は、前記アームの回転軸方向に前記アーチ形状の凹部側を向けて取り付けられていることを特徴とするものである。
また、請求項１９に記載の発明は、前記アーチ形状の凹部側に、潤滑部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２０に記載の発明は、前記第３の部材の表面に、潤滑部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２１に記載の発明は、前記潤滑部材は、固体潤滑性樹脂であることを特徴とすることを特徴とするものである。
また、請求項２２に記載の発明は、前記固体潤滑性樹脂は、フッ素系複合樹脂であることを特徴とするものである。
また、請求項２３に記載の発明は、前記アーチ形状の曲げ半径は、前記ケーブル半径よりも大きいことを特徴とするものである。
また、請求項２４に記載の発明は、前記アーチ形状の凹部側のエッジ部は、面取りがなされていることを特徴とするものである。
また、請求項２５に記載の発明は、前記第３の部材は溶接により固定されることを特徴とするものである。
また、請求項２６に記載の発明は、前記第３の部材はネジ締結により固定されることを特徴とするものである。
また、請求項２７に記載の発明は、前記第３の部材を複数設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１、２、３、９〜１５に記載の発明によると、従来の産業用ロボットの干渉が発生しないというメリットはそのままに、コンジットケーブルの耐久性を損なわずにアームの振動を抑制することができる。
また、請求項４〜８に記載の発明によると、種々の作業に適用することができる。
また、請求項１６に記載の発明によると、面取りの必要がなく、コンジットケーブルを損傷することがない。
また、請求項１７に記載の発明によると、軽量化を図ることができる。
また、請求項１８に記載の発明によると、補強部材とコンジットケーブルとの接触を可及的に防止することができる。
また、請求項１９〜２２、２４に記載の発明によると、補強部材とコンジットケーブルが接触した場合であっても、コンジットケーブルの損傷を防止することができる。
また、請求項２３に記載の発明によると、補強部材がコンジットケーブルを挟み込んでこれを損傷させることがない。
また、請求項２５に記載の発明によると、アーム剛性が向上し、振動抑制機能が効果的に発揮される。
また、請求項２６に記載の発明によると、補強部材の取外しが容易なので、メンテナンス性が向上する。
請求項２７に記載の発明によると、アーム剛性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施例を示すアーク溶接ロボットのアームの上面図
【図２】本発明の第１実施例を示すアーク溶接ロボットのアームの側面図
【図３】本発明の第１実施例を示すアーク溶接ロボットのアームの正面図
【図４】アーム先端の振れを示す説明図
【図５】本発明の第１実施例の変形例を示す溶接ロボットのアームの上面図
【図６】本発明の第２実施例を示す補強部材の斜視図（（ｂ）、（ｃ））
【図７】従来のアーク溶接ロボットの斜視図
【符号の説明】
【０００７】
１  手首部
１ａ  第２のベース部
１ｂ  第３の部材
１ｃ  第４の部材
２  フランジ
３  第１のアーム
４  第１の部材
５  第２の部材
６  コンジットケーブル
７  ケーブルサポート
８  第１のベース部
１０  補強部材（第３の部材）
１１  溶接トーチ（作業ツール）
７０１  基台
７０２  旋回ベース
７０３  下部アーム
７０４  第２のアーム
７０８  回転体
７１１  ワイヤ送給装置
７２１  進入口
７２４  底部
７２５  通過口
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明のアーム及び手首の上面図でありまた、図２、３はそれぞれその側面図、正面図である。
図において、３は第１のアームであり、第４軸回りに回転自在に支持されている。第１のアーム３は、第１のベース部８と、第１の部材４と、第２の部材５と、から少なくとも構成されている。ここで、第１のベース部８は、第１のアーム３の反先端側に設けられ、後述するコンジットケーブルが挿通される中空部を有している。また、第１の部材４と第２の部材５は、第１のベース部８から第４軸に沿って互いに平行に伸びている。
すなわち、第１のアーム３は、上面（図１）から見ると、反先端側が第１のベース部８で閉じ、先端側（手首支持部側）が開いていており、第１のベース部８と、第１および第２の部材４、５とで、略Ｕ字形の二股状を成している。
１は第１のアーム３の先端に設けられた手首部である。第５軸回りに回転自在に支持されている手首部１は、第２のベース部１ａから第６軸に沿って伸びた２本の第３および第４の部材１ｂ、１ｃを備え、第１のアーム同様、略Ｕ字形の二股状を成している。
２は第２のベース部１ａの先端に設けられたフランジであり、第６軸回りに回転するとともに、その回転中心には、中空部が設けられている。また、フランジ２には、溶接トーチ１１（作業ツール）が取り付けられている。
６は溶接トーチ１１に接続されたコンジットケーブルであり、第１のアーム３の第１のベース部８の中空部を通り、第１および第２の部材４、５の中間の空間部に配線され、さらに手首１の第３および第４の部材１ｂ、１ｃの中間の空間を通って、さらにフランジ２の中空部を通っている。コンジットケーブル６は、溶接作業に必要な電気信号を供給するのみではなく、材料も供給する。このため溶接作業を可能としている。
７は第３の部材１ｂに固定されたケーブルサポートであり、第３および第４の部材１ｂ、１ｃの間を塞ぐ板状の部材である。ロボット動作時は、ケーブルコンジットが様々な動きをするこのため、コンジットケーブル６が第３および第４の部材１ｂ、１ｃの間からはみ出すのを抑制する拘束片として機能する。【００１０】
１０は第１および第２の部材４、５の上側に設けられた補強部材（第３の部材）である。補強部材１０は、板形部材を滑らかに湾曲させたアーチ形状で、図１乃至３から明らかなように、第１のアーム３の回転軸（第４軸）にアーチ形状の凹部側を向けて、第１の部材４と第２の部材５とを互いに固定する形で取り付けられている。ここで、アーチ形状の曲げ半径は、前記ケーブル半径よりも大きくなっている。そして、凹部側には、図示しないフッ素系複合樹脂等の固体潤滑性樹脂（潤滑部材）が設けられており、凹面のエッジ部分は大きく面取りがなされている。なお、補強部材は、溶接により取り付けられている。【００１１】
本発明が特許文献１と異なる部分は、補強部材１０を設けた部分である。【００１２】
補強部材１０を設けない状態では、アームの剛性が低くなり、図４に示すように、第１アーム３の先端（第１および第２の部材４、５）が振れる結果、先端の手首部１が振動してしまい、結果的には溶接トーチまでもが振動する。
しかし、本発明の補強部材１０を設けることで、剛性低下を防ぐことができる。さらに、本補強部材１０は、アーチ形状をしているため、コンジットケーブル６の接触を可及的に防止することができる。
また、アーチ形状の曲げ半径は、前記ケーブル半径よりも大きくなっているため、補強部材１０がコンジットケーブル６を挟み込んで損傷させることもない。さらに、凹部分には、固体潤滑性樹脂が設けられ、エッジ部に面取りがなされているために、コンジットケーブルが接触しても、損傷することが無い。また、エッジ部分に設けられた大きな面取りも同様な効果を発揮する。【００１３】
なお、上記実施例においては、補強部材１０は、第１および第２の部材４、５の上側に設けているが、下側または上側と下側の両方に設けても良い。また、補強部材１０はアーチ形状であるが、アーチ形状でない単なる板状部材あっても振動抑制効果は発揮する。さらに、板形部材に代えて断面コ字状のチャンネル部材にすれば、アーチ形状であるないにかかわらず、さらに剛性が高まり、振動抑制効果が向上する。【００１４】
また、上記実施例においては、第１のアームと第２のアームの長手方向の長さは同一である。しかし、特許文献２のようにアーム（第１の部材４に相当）が手首部を片持ちするロボットにおいては、そのアームに平行に上記実施例の第２の部材を設け、アームの部材の振動を抑制するようにしても良い（図５）。このとき、第２の部材は、補強部材を固定できる程度の長さがあれば足りる。すなわち、第２の部材の長さは第１の部材のものよりも短く、その先端で補強部材の一端が固定される。【００１５】
本実施例によれば、従来のロボットの干渉が発生しないというメリットは維持しつつ、コンジットケーブルに損傷を与えずに溶接トーチの振動を抑制することができる。
【実施例２】
【００１６】
本実施例は、図６（ａ）に示すように、実施例１の補強部材１０を略円柱形状の略円柱部材としたものである。なお、円柱部材の表面には、実施例１と同様の潤滑部材が設けられている。
本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られるほか、面取りの必要がない点がメリットである。なお、円柱部材を中空状の円柱部材（パイプ形状）とすれば、軽量化を図ることができる。
なお、図６（ｂ）（ｃ）に示すように、円柱部材やパイプ形状を長手方向に切断したような部材であっても良い。略円柱部材には、このような部材も含まれ、アーチ形状の凹部側において円柱であれば任意のもので良い。
【実施例３】
【００１７】
本実施例は、補強部材１０の取付を、溶接によるものではなく、ネジ締結により行うものである。
本実施例によれば、第１実施例の溶接よりも振動抑制の効果は低下するが、補強部材の着脱が容易であり、コンジットケーブル等のメンテナンス時にこれが障害とならない。
また、ネジ締結であるから、溶接によるものと比べて低下した振動抑制効果の向上を狙って複数箇所に取り付けることも容易にできる。【００１８】
なお、本発明において、作業ツールは溶接トーチに限らず、種々のものが適用可能である。例えば、塗装作業のための塗装用スプレーガン、シーリング作業のためのシーリングノズル、研磨作業のための研磨工具、ハンドリング作業のためのメカニカルハンド等、産業用ロボットが行う所定の作業のためのものであれば、任意のものでよい。
さらに、第１のアームよりも基台側のアームの構成は、任意のものであっても本発明の実施をなんら妨げるものではない。
【図１】
2008084737.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
2008084737.tif 000010
2008084737.tif 000011
2008084737.tif 000012
2008084737.tif 000013