專利名稱：工業(yè)機(jī)器人的管線處理構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與設(shè)在機(jī)器人手臂的前端側(cè)的作業(yè)工具相互連接的管線沿機(jī)器人手臂配設(shè)的工業(yè)機(jī)器人的管線處理構(gòu)造。
背景技術(shù)：
以往，在作為與可以改變位置或姿勢的作業(yè)工具相互連接的管線的纜線束沿機(jī)器人手臂的上方配設(shè)的工業(yè)機(jī)器人的管線處理構(gòu)造中，在機(jī)器人手臂的手腕單元較大地動(dòng)作的場合，纜線束的舉動(dòng)不穩(wěn)定，纜線束與周圍引起干涉或在纜線束上作用拉力而產(chǎn)生斷線等損傷。例如，在使用電弧焊機(jī)器人的實(shí)際作業(yè)中，存在使作為作業(yè)工具的焊炬進(jìn)入工件或夾具或外部設(shè)備等之間的狹窄的空間進(jìn)行焊接作業(yè)的場合，在這種場合，在機(jī)器人手臂的上方緩慢處理的焊炬纜線伴隨焊炬的運(yùn)動(dòng)與周圍干涉的問題存在。
因此，作為實(shí)現(xiàn)與周圍的干涉的防止并實(shí)現(xiàn)焊炬纜線的舉動(dòng)的穩(wěn)定化的現(xiàn)有技術(shù)，如圖9A及9B所示，有在具有6軸自由度的多關(guān)節(jié)型的電弧焊機(jī)器人50的前臂52上搭載具有彈簧平衡器(未圖示)的直線導(dǎo)軌51的構(gòu)造。
如圖9A及9B所示，電弧焊機(jī)器人50具有在作為機(jī)器人手臂的前臂52的前端側(cè)，繞前臂長度方向的第一軸線J4可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置的第一手腕單元53；在該第一手腕單元53的前端側(cè)，繞與第一軸線J4大致垂直相交的第二軸線J5可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置的第二手腕單元54；以及接著第二手腕單元54，繞相對與第二軸線J5大致垂直的作為機(jī)器人最終軸的第三軸線J6偏置一定量的平行軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置的焊炬55。
直線導(dǎo)軌51搭載在第一手腕單元53的基部側(cè)(靠上臂)，通過直線電機(jī)或伺服電機(jī)和滾珠螺桿的組合等的驅(qū)動(dòng)力或者彈簧等的彈性力，可進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)。即，以往的焊炬纜線56，在前臂52基部的上方被直線導(dǎo)軌51保持中間部分，通過該直線導(dǎo)軌51在焊炬55側(cè)配設(shè)焊炬纜線56，根據(jù)手腕單元的運(yùn)動(dòng)焊炬纜線56前后往復(fù)移動(dòng)，向前臂52上方及/或前臂52后方焊炬56鼓起，防止與周圍干涉。
作為這種電弧焊機(jī)器人的管線處理構(gòu)造的其它一個(gè)例子，知道特開2004-223576號公報(bào)(JP-A-2004-223576)公開的構(gòu)造。該現(xiàn)有例通過直線導(dǎo)軌，在前臂上搭載向焊炬?zhèn)魉秃附z的送絲裝置。送絲裝置可以通過直線導(dǎo)軌往復(fù)移動(dòng)。
然而，在上述現(xiàn)有例中，由于直線導(dǎo)軌51在前臂52基部側(cè)向上方及/或后方突出，因此擔(dān)心直線導(dǎo)軌51與周圍干涉。而且，直線導(dǎo)軌51與焊炬纜線56不同堅(jiān)硬，所以擔(dān)心通過干涉破壞周圍的外部設(shè)備，或直線導(dǎo)軌51自身破損。
而且，直線導(dǎo)軌51具有直線電機(jī)或伺服電機(jī)，所以存在前臂變重而前臂的運(yùn)動(dòng)變壞的問題。而且，機(jī)器人的重心變高，所以存在穩(wěn)定性或耐振動(dòng)性降低等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種線條體處理構(gòu)造，是在前臂上沒有設(shè)置直線導(dǎo)軌，通過按照手腕單元的運(yùn)動(dòng)，焊炬纜線沿前臂前后可以往復(fù)移動(dòng)的另外的結(jié)構(gòu)，可以使沿機(jī)器人手臂配設(shè)的管線的舉動(dòng)穩(wěn)定，同時(shí)可以抑制在前臂上方及/或前臂后方管線的余長的伸出，由此可以防止管線的干涉的工業(yè)機(jī)器人的。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種工業(yè)機(jī)器人的管線處理構(gòu)造，具有在前臂的前端側(cè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置的第一手腕單元；在該第一手腕單元的前端側(cè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置的第二手腕單元；在該第二手腕單元的前端側(cè)設(shè)置的作業(yè)工具；沿上述第一手腕單元和上述第二手腕單元配設(shè)且與上述作業(yè)工具相互連接的管線；以及一端固定在上述第二手腕單元上，另一端是以從上述第二手腕單元向上述第一手腕單元的方向，沿上述第一手腕單元及上述第二手腕單元彎曲而延伸的自由端，將上述管線在上述一端和上述另一端之間引導(dǎo)的撓性的板狀引導(dǎo)構(gòu)件，在該工業(yè)用機(jī)器人的管線處理構(gòu)造中，具有安裝在上述板狀引導(dǎo)構(gòu)件的上述另一端側(cè)，以該另一端的變形范圍為主在該板狀引導(dǎo)構(gòu)件的板厚方向進(jìn)行限制的撓曲限制構(gòu)件；和在上述前臂上設(shè)置在上述板狀引導(dǎo)構(gòu)件的面前側(cè)，使被該板狀引導(dǎo)構(gòu)件引導(dǎo)的上述管線插通的插通構(gòu)件。
根據(jù)上述發(fā)明，管線總是被板狀引導(dǎo)構(gòu)件引導(dǎo)，所以可以使管線的舉動(dòng)穩(wěn)定化，可以防止管線纏繞在手腕單元上。而且，通過具有安裝在板狀引導(dǎo)構(gòu)件的另一端側(cè)，以板狀引導(dǎo)構(gòu)件的另一端的變形范圍為主在板狀引導(dǎo)構(gòu)件的板厚方向進(jìn)行限制，并且使板狀引導(dǎo)構(gòu)件在與板厚方向正交的長度方向可以往復(fù)移動(dòng)的撓曲限制構(gòu)件，在第二手腕單元向內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)而第一手腕單元和第二手腕單元的彎曲角度變小的場合，可以防止板狀引導(dǎo)構(gòu)件由于自身的彈性恢復(fù)力向外側(cè)鼓起，由此，沒有使在板狀引導(dǎo)構(gòu)件的上面被引導(dǎo)的管線向上方鼓起，可以沿第一手腕單元及/和第二手腕單元配設(shè)管線。而且，由于具有在前臂上設(shè)置在板狀引導(dǎo)構(gòu)件的前面?zhèn)?，使被板狀引?dǎo)構(gòu)件引導(dǎo)的管線插通的插通構(gòu)件，因此按照手腕單元的運(yùn)動(dòng)被板狀引導(dǎo)構(gòu)件引導(dǎo)并往復(fù)移動(dòng)的管線，可以在前臂上順利地移動(dòng)。因此，可以使與作業(yè)工具相互連接的管線的舉動(dòng)穩(wěn)定，同時(shí)可以抑制在前臂上方及/和前臂后方管線的余長的伸出，由此可以防止管線的與周圍的干涉。管線的壽命也可以提高。
而且，本發(fā)明提供一種工業(yè)機(jī)器人的管線處理構(gòu)造，上述撓曲限制構(gòu)件設(shè)在上述第一手腕單元上，是配置在上述板狀引導(dǎo)構(gòu)件的寬度方向兩側(cè)的一對限制片，在該一對限制片的相互對向的內(nèi)面，突出設(shè)置防止上述板狀引導(dǎo)構(gòu)件由于自身的彈性恢復(fù)力向外側(cè)彈性復(fù)位的卡定部。根據(jù)該發(fā)明，由于撓曲限制構(gòu)件是一對限制片，在一對限制片的相互對置的內(nèi)面突出設(shè)置卡定部，因此可以防止板狀引導(dǎo)構(gòu)件由于自身的彈性恢復(fù)力向外側(cè)彈性復(fù)位。而且，可以防止板狀引導(dǎo)構(gòu)件的自由端部分的在寬度方向的橫向偏移。因此，板狀引導(dǎo)構(gòu)件在板厚方向和與板厚方向正交的寬度方向的兩方向上其移動(dòng)被限制，可以更加穩(wěn)定管線的舉動(dòng)。
還有，本發(fā)明提供一種工業(yè)機(jī)器人的管線處理構(gòu)造，上述作業(yè)工具是焊炬。根據(jù)該發(fā)明，在間隙狹窄的場所進(jìn)行焊接作業(yè)的場合，可以有效防止管線和周圍的干涉。
而且，本發(fā)明提供一種工業(yè)機(jī)器人的管線處理構(gòu)造，上述管線由焊絲用套管、輔助氣體用管件及焊接電源用纜線等構(gòu)成，上述管線的外周用撓性的導(dǎo)管覆蓋。根據(jù)該發(fā)明，由于焊絲用套管、輔助氣體用管件及焊接電源用纜線等匯集成一條，所以與每個(gè)電線和管件用撓性的導(dǎo)管覆蓋的場合相比，可以將管線小型化、輕量化，由此提高管線的操作性，同時(shí)延長管線的壽命。而且，通過用撓性的導(dǎo)管覆蓋，可以使管線的自由度提高，使管線的舉動(dòng)穩(wěn)定。
還有，本發(fā)明提供一種工業(yè)機(jī)器人的管線處理構(gòu)造，上述插通構(gòu)件可以按照上述管線的運(yùn)動(dòng)改變其方向地轉(zhuǎn)動(dòng)自如地設(shè)置。根據(jù)該發(fā)明，可以使在前臂上方配設(shè)的管線的運(yùn)動(dòng)上具有自由度，由此可以使管線的舉動(dòng)穩(wěn)定化。而且，避免管線彎曲或扭轉(zhuǎn)而在管線的局部應(yīng)力集中，可以防止斷線等破損。
再有，本發(fā)明提供一種工業(yè)機(jī)器人的管線處理構(gòu)造，通過上述插通構(gòu)件的上述管線配設(shè)在從上述前臂的正上方向偏置規(guī)定量的方向上。根據(jù)該發(fā)明，可以沒有向前臂基部后方伸出管線地在管線上形成余長，可以吸收通過上臂和前臂的相對移動(dòng)，或者第一手腕單元或第二手腕單元的位置或姿勢的變化的管線的移動(dòng)量。因此，可以減輕作用于管線的彎曲或扭轉(zhuǎn)所引起的應(yīng)力，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)緊湊穩(wěn)定的管線處理。


本發(fā)明的上述及其它目的、特征及優(yōu)點(diǎn)，通過與附圖關(guān)聯(lián)的以下適合的實(shí)施方式的說明將更加明確。在同附圖中，圖1A是表示本發(fā)明的工業(yè)機(jī)器人的管線處理構(gòu)造的第一實(shí)施方式的主視圖，圖1B同樣是表示工業(yè)機(jī)器人的管線處理構(gòu)造的第一實(shí)施方式的側(cè)視圖，圖2A是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的變形例的主視圖，圖2B同樣是表示第一實(shí)施方式的變形例的側(cè)視圖，圖3A是表示在工業(yè)機(jī)器人的前臂彎曲時(shí)的管線的舉動(dòng)的例的主視圖，圖3B同樣是表示在工業(yè)機(jī)器人的前臂彎曲時(shí)的管線的舉動(dòng)的例的側(cè)視圖，圖3C是表示工業(yè)機(jī)器人的前臂伸開狀態(tài)的管線的舉動(dòng)的例的主視圖，圖3D同樣是表示工業(yè)機(jī)器人的前臂伸開狀態(tài)的管線的舉動(dòng)的例的側(cè)視圖，圖4A是表示在工業(yè)機(jī)器人的第一手腕單元繞第一軸線逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)的管線的舉動(dòng)的例的主視圖，
圖4B同樣是表示在工業(yè)機(jī)器人的第一手腕單元位于基準(zhǔn)位置時(shí)的管線的舉動(dòng)的例的主視圖，圖4C同樣是表示在工業(yè)機(jī)器人的第一手腕單元繞第一軸線順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)的管線的舉動(dòng)的例的主視圖，圖5A是表示在工業(yè)機(jī)器人的第一手腕單元和第二手腕單元成一直線時(shí)的管線的舉動(dòng)的例的主視圖，圖5B同樣是表示相對工業(yè)機(jī)器人的第一手腕單元第二手腕單元彎曲成直角時(shí)的管線的舉動(dòng)的例的主視圖，圖5C是表示相同在工業(yè)機(jī)器人的第二手腕單元向內(nèi)(逆時(shí)針方向)強(qiáng)烈地彎曲時(shí)的管線的舉動(dòng)的例的主視圖，圖6A是表示在工業(yè)機(jī)器人的上臂向逆時(shí)針方向大約轉(zhuǎn)動(dòng)50°時(shí)的管線的舉動(dòng)的例的主視圖，圖6B同樣是表示在工業(yè)機(jī)器人的上臂成垂直時(shí)的管線的舉動(dòng)的例的主視圖，圖6C同樣是表示在工業(yè)機(jī)器人的上臂順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)大約50°時(shí)的管線的舉動(dòng)的例的主視圖，圖7A是表示在工業(yè)機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)大約55°時(shí)的管線的舉動(dòng)的例的俯視圖，圖7B同樣是表示在工業(yè)機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)位于基準(zhǔn)位置時(shí)的管線的舉動(dòng)的例的俯視圖，圖7C同樣是表示在工業(yè)機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)大約55°時(shí)的管線的舉動(dòng)的例的俯視圖，圖8是本發(fā)明的管線的剖視圖，圖9A是表示工業(yè)機(jī)器人的管線處理構(gòu)造的現(xiàn)有的一例的主視圖，以及，圖9B同樣是表示工業(yè)機(jī)器人的管線處理構(gòu)造的現(xiàn)有的一例的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
以下利用附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式的具體例。在圖1A及圖1B中表示本發(fā)明的工業(yè)機(jī)器人的管線處理構(gòu)造的第一實(shí)施方式。該工業(yè)機(jī)器人除了具有一對限制片(彎曲限制構(gòu)件)15、15及插通構(gòu)件14的這一點(diǎn)之外，與現(xiàn)有的工業(yè)機(jī)器人50大致相同。而且，在作業(yè)工具上使用焊炬8，但本發(fā)明沒有將作業(yè)工具局限于焊炬8，也可以使用具有吸盤的搬運(yùn)工具或其它作業(yè)工具。
圖1A及圖1B表示具有焊炬8的電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。機(jī)器人1是具有6軸的自由度的多關(guān)節(jié)型的電弧焊機(jī)器人。該機(jī)器人1按照來自通過控制用纜線22相互連接的機(jī)器人控制裝置21的指令，用分別安裝在6軸的驅(qū)動(dòng)部的未圖示的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)、控制，使安裝在手腕前端的焊炬8以指定的姿勢移動(dòng)到作為焊接對象的未圖示的工件(部品)的位置。從焊接電源23引出焊接電源用纜線20a。
機(jī)器人1與向上述伺服電機(jī)輸出動(dòng)作指令同時(shí)，通過焊接電源23向焊炬8輸出焊接電流(或送絲量)及焊接電壓，由此，焊炬8與機(jī)器人1的動(dòng)作同步按照預(yù)定的焊接條件進(jìn)行焊接。
該機(jī)器人1包括載置在主體基座25上的旋轉(zhuǎn)體2；在旋轉(zhuǎn)體2上轉(zhuǎn)動(dòng)自如地連接的上臂3；在上臂3的前端側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)自如地連接的前臂4；以及在前臂4的前端側(cè)通過多個(gè)手腕單元5、6、7連接的焊炬8。旋轉(zhuǎn)體2、上臂3、前臂4分別以J1軸(未圖示)、J2軸(未圖示)、J3軸(未圖示)為轉(zhuǎn)動(dòng)軸自如轉(zhuǎn)動(dòng)。
連接在前臂4上的多個(gè)手腕單元包括繞前臂4的長度方向的J4軸(第一軸)可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置的第一手腕單元5；在該第一手腕單元5的前端側(cè)，繞與J4軸大致垂直相交的J5軸(第二軸)可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置，相對第一手腕單元5以規(guī)定的彎曲角度γ交叉的第二手腕單元6；以及在第二手腕單元6的前端側(cè)，繞與J4軸大致垂直的J6軸(第三軸)可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置的第三手腕單元7。J6軸成為6軸的電弧焊機(jī)器人1的最終軸。焊炬(作業(yè)工具)8通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在第三手腕單元7的前端側(cè)繞相對J6軸偏置一定量的平行軸線可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝。
關(guān)于支撐焊炬8使其轉(zhuǎn)動(dòng)的未圖示的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如下構(gòu)成。在位于第三手腕單元7前端的第六伺服電機(jī)上，結(jié)合內(nèi)置支撐輸出凸緣的軸承的減速裝置，在該減速裝置上結(jié)合繞J6軸轉(zhuǎn)動(dòng)控制的輸入齒輪。在輸出凸緣基體部分上安裝齒輪箱箱體，焊炬8與輸出凸緣相隔規(guī)定距離通過軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝，與焊炬8的轉(zhuǎn)動(dòng)一體化的輸出齒輪與輸入齒輪嚙合地安裝。由此，按照來自機(jī)器人控制裝置21的指令，可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)焊炬8。另外，關(guān)于該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是眾所周知的(在專利文獻(xiàn)1等已公開)，所以省略詳細(xì)說明。
在焊炬8上相互連接有構(gòu)成作為管線的焊炬纜線20的用于傳輸焊接電流的電力纜線(焊接電源用纜線)20a；供給焊絲20d的套管(焊絲用套管)20c；以及供給輔助氣體的氣體管件(輔助氣體用管件)20b等(圖8)。再有，也存在在焊炬8上連接冷卻用的水冷管件等的場合。機(jī)器人1按照適當(dāng)焊接位置改變手臂的姿勢，一邊控制焊炬8的位置和姿勢，一邊進(jìn)行焊接作業(yè)，用于防止在改變位置或姿勢時(shí)焊炬纜線20與周圍干涉或纏繞或斷線的辦法，通過以下說明的本發(fā)明得以實(shí)現(xiàn)。
在本申請發(fā)明中，將供給焊接電流、焊絲、輔助氣體的焊炬纜線20以沿第一、二手腕單元5、6的狀態(tài)引導(dǎo)的板狀引導(dǎo)構(gòu)件10設(shè)在第二手腕單元6上，在板狀引導(dǎo)構(gòu)件10的自由端上設(shè)置在板狀引導(dǎo)構(gòu)件10上可滑動(dòng)地保持焊炬纜線20的插通導(dǎo)軌12，在前臂4后部設(shè)置將焊炬纜線20的中途部分向焊炬纜線20的長度方向滑動(dòng)自如地保持的插通構(gòu)件14，再有，在板狀引導(dǎo)構(gòu)件10的自由端10b上設(shè)置將該自由端10b的動(dòng)作范圍以向板狀引導(dǎo)構(gòu)件10的長度方向往復(fù)移動(dòng)自如的狀態(tài)進(jìn)行限制的一對限制片(撓曲限制構(gòu)件)15、15，由此使焊炬纜線20相對上臂3較大地伸出，防止前臂4后方的干涉領(lǐng)域變大，使焊炬纜線20的舉動(dòng)穩(wěn)定地處理。
板狀引導(dǎo)構(gòu)件10由特氟隆(注冊商標(biāo))等低摩擦系數(shù)且具有撓性的材料形成，一端是固定在第二手腕單元6上的固定端10a，另一端是以從第二手腕單元6向第一手腕單元5的方向，沿第一手腕單元5及第二手腕單元6彎曲延伸的自由端10b。在固定端10a側(cè)，具有與J6軸平行地延伸的筆直部分，具有與第一手腕單元5大致同等的寬度尺寸。在筆直部分通過彎曲部繼續(xù)的自由端10b側(cè)，具有以從第一手腕單元5偏置的狀態(tài)與第一手腕單元5平行地延伸的筆直部分。因此，焊炬纜線20通過被板狀引導(dǎo)構(gòu)件10引導(dǎo)，沿第一、第二手腕單元5、6配設(shè)。
插通導(dǎo)軌12成筒狀，在板狀引導(dǎo)構(gòu)件10的自由端10b側(cè)，在寬度方向的中心位置設(shè)置。插通導(dǎo)軌12形成使焊炬纜線20滑動(dòng)自如地插通的尺寸，但不會使焊炬纜線20不必要地抖動(dòng)。通過設(shè)置這種插通導(dǎo)軌12，焊炬纜線20在板狀引導(dǎo)構(gòu)件10上被引導(dǎo)，而且在板狀引導(dǎo)構(gòu)件10上焊炬纜線20沿第一、第二手腕單元5、6配設(shè)。還有，插通導(dǎo)軌12的位置最好盡量接近后述的插通構(gòu)件14。換言之，是因?yàn)椴逋▽?dǎo)軌12和插通構(gòu)件14的間隔過寬，則焊炬纜線20的無引導(dǎo)的部分的長度變大，穩(wěn)定的焊炬纜線20的處理變得困難的場合存在。因此，考慮機(jī)器人1的動(dòng)作范圍，最好是插通導(dǎo)軌12和插通構(gòu)件14在不干涉的范圍接近的設(shè)計(jì)。
一對限制片15、15，安裝在板狀引導(dǎo)構(gòu)件10的自由端10b側(cè)，用于將自由端10b的范圍限制在板狀引導(dǎo)構(gòu)件10的板厚方向及與該板厚方向正交的寬度方向上，使板狀引導(dǎo)構(gòu)件10與焊炬纜線20一起向第一手腕單元5的長度方向往復(fù)移動(dòng)。一對限制片15、15以配置在板狀引導(dǎo)構(gòu)件10的兩側(cè)的狀態(tài)，其基部側(cè)通過螺釘?shù)鹊倪B結(jié)方法固定在第一手腕單元5上，前端側(cè)從板狀引導(dǎo)構(gòu)件10的上面突出地設(shè)置。在一對限制片15、15的內(nèi)面，突出形成向內(nèi)突出的卡爪部(卡定部)15a(圖1B)，板狀引導(dǎo)構(gòu)件10成為位于一對限制片15、15和卡爪部15a的內(nèi)側(cè)。通過一對限制片15、15，利用卡爪部15a限制因板狀引導(dǎo)構(gòu)件10的彈性恢復(fù)力而在板厚方向的撓曲和板狀引導(dǎo)構(gòu)件10的寬度方向的橫向偏移。
插通構(gòu)件14成筒狀，在前臂4的后方側(cè)在板狀引導(dǎo)構(gòu)件10的面前側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)自如地設(shè)置。通過該插通構(gòu)件14和板狀引導(dǎo)構(gòu)件10和組合，可以使焊炬纜線20在前臂4上沿其長度方向往復(fù)移動(dòng)，不需要現(xiàn)有例的直線導(dǎo)軌51(圖9A)，能以簡易的結(jié)構(gòu)不增加成本地使焊炬纜線20的舉動(dòng)穩(wěn)定化。
圖2A、圖2B表示撓曲限制構(gòu)件的變形例。該撓曲限制構(gòu)件是將板狀引導(dǎo)構(gòu)件10的自由端側(cè)與第一手腕單元5連結(jié)的彈簧17。彈簧17的彈簧常數(shù)或長度按照板狀引導(dǎo)構(gòu)件10的撓性或焊炬纜線20的舉動(dòng)任意選定，總是保持將焊炬纜線20向第一手腕單元5側(cè)牽引的力。在這次例中，表示了在第一手腕單元5的兩側(cè)配置一對彈簧17、17的例，當(dāng)然，也可以在第一手腕單元5的中心部配置一個(gè)彈簧。其它機(jī)器人1′的結(jié)構(gòu)與圖1A及圖1B同樣，所以省略說明。
圖3A～圖3D表示，在圖1A及圖1B的實(shí)施方式中，在上臂3和前臂4相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的焊炬纜線20的舉動(dòng)。焊炬纜線20由位于前臂4上部的插通構(gòu)件14沿焊炬纜線20的長度方向可滑動(dòng)地支撐后，如圖3D所示從機(jī)器人側(cè)面看，以向右側(cè)彎曲的狀態(tài)配設(shè)，用上臂3的途中部分保持。保持可以將焊炬纜線20直接用上臂3保持也沒關(guān)系，通過送絲裝置30用上臂3保持也沒關(guān)系。在機(jī)器人1的手臂結(jié)構(gòu)上，上臂3相對前臂4，從機(jī)器人側(cè)面看配置在向右側(cè)偏置的位置。由于這種結(jié)構(gòu)，焊炬纜線20在前臂4和上臂3的相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，也可以吸收在管線上發(fā)生的應(yīng)力，可以實(shí)現(xiàn)焊炬纜線20其壽命的確保及穩(wěn)定的纜線處理。
圖4A～圖4C表示在第一手腕單元5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的焊炬纜線20的舉動(dòng)。在第一手腕單元5轉(zhuǎn)動(dòng)的場合，固定在第二手腕單元6上的板狀引導(dǎo)構(gòu)件10也與第一手腕單元5一起轉(zhuǎn)動(dòng)。板狀引導(dǎo)構(gòu)件10用插通導(dǎo)軌12約束焊炬纜線20的運(yùn)動(dòng)。板狀引導(dǎo)構(gòu)件10用一對限制片15、15限制橫向偏移。由此，板狀引導(dǎo)構(gòu)件10將焊炬纜線20卷繞在前臂4上進(jìn)行處理。將焊炬纜線20在前臂4上部以向焊炬纜線20的長度方向往復(fù)移動(dòng)自如的狀態(tài)保持的插通構(gòu)件14，繞與焊炬纜線20的長度方向成直角的軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐，可以變更其方向使焊炬纜線20卷繞到手腕單元。板狀引導(dǎo)構(gòu)件10也可以在比限制片15更靠自由端側(cè)變更其方向，使焊炬纜線20卷繞到手腕單元。由此，可以不對焊炬纜線20作用過分的力，順利地進(jìn)行處理。當(dāng)然，為了根據(jù)前臂4的轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整調(diào)整插通構(gòu)件14的后方的焊炬纜線20的長度，如下地進(jìn)行該調(diào)整，即通過利用位于上臂3和前臂4之間的余長，只是有必要的長度部分從插通構(gòu)件14出入。
圖5A～圖5C表示在第二手腕單元6擺動(dòng)時(shí)的焊炬纜線20的舉動(dòng)。在第二手腕單元6擺動(dòng)的場合，固定在第二手腕單元6上的板狀引導(dǎo)構(gòu)件10也與第二手腕單元6一起轉(zhuǎn)動(dòng)。板狀引導(dǎo)構(gòu)件10是撓性的構(gòu)件，一邊用插通導(dǎo)軌12約束焊炬纜線20的橫向的運(yùn)動(dòng)，一邊根據(jù)第二手腕單元6的擺動(dòng)，使焊炬纜線20只是有必要的長度從插通導(dǎo)軌12出入。板狀引導(dǎo)構(gòu)件10，通過一對限制片15、15限制因彈性恢復(fù)力向外伸出的變形(板厚方向的變形)，可以使板狀引導(dǎo)構(gòu)件10沿手腕單元向長度方向往復(fù)移動(dòng)。即，板狀引導(dǎo)構(gòu)件10繞進(jìn)第二手腕單元6的外側(cè)地變形，可以不使板狀引導(dǎo)構(gòu)件10從第一手腕單元5及第二手腕單元6較大地伸出，而順利地處理焊炬纜線20。當(dāng)然，插通構(gòu)件14的后方的焊炬纜線20根據(jù)前臂4的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過只是有必要的長度部分從插通構(gòu)件14出入，調(diào)整位于上臂3和前臂4之間的余長。
圖6A～圖6C表示在上臂3擺動(dòng)時(shí)的焊炬纜線20的舉動(dòng)。焊炬纜線20用上臂3途中的保持部保持(未圖示)，用旋轉(zhuǎn)體2后部的夾子28固定。通過在上臂3途中的保持部和旋轉(zhuǎn)體2后部的夾子28之間具有適當(dāng)?shù)挠嚅L，可以適當(dāng)?shù)匚丈媳?的擺動(dòng)。
圖7A～圖7C表示在機(jī)器人旋轉(zhuǎn)體2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的焊炬纜線20的舉動(dòng)。焊炬纜線20在旋轉(zhuǎn)體2后方通過固定部29固定，之后與焊接電源23或機(jī)器人控制裝置21連接。機(jī)器人旋轉(zhuǎn)體2在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過將焊炬纜線20用立在地面上的吊桿27(圖6B)等吊掛，可以在旋轉(zhuǎn)體2后方的固定部29和吊桿27之間預(yù)先使焊炬纜線20具有適當(dāng)?shù)挠嚅L，可以適當(dāng)?shù)匚招D(zhuǎn)體2的轉(zhuǎn)動(dòng)。而且，吊桿27也可以固定在未圖示的主體基座25上。由此，沒必要在機(jī)器人外部設(shè)立吊桿27，可以減少在車間的作業(yè)，同時(shí)可以使作業(yè)間隙縮小化。
機(jī)器人1具有6軸自由度，各軸進(jìn)行復(fù)雜的動(dòng)作。在本申請發(fā)明的管線處理構(gòu)造中，實(shí)現(xiàn)對這些6軸的動(dòng)作也可以靈活對應(yīng)的管線處理。對于第三手腕單元7的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作，通過將焊炬8從作為機(jī)器人最終軸的J6軸偏置而安裝，焊炬纜線20不改變其位置，在焊炬纜線20的全長范圍吸收作用于焊炬纜線20的扭轉(zhuǎn)。第一、二手腕單元5、6成為如上述一樣。即使在第一～三手腕單元5～7同時(shí)動(dòng)作的場合，也可以用前臂部的管線處理構(gòu)造順利地處理。在前臂4擺動(dòng)時(shí)的管線處理用圖3A～圖3D的說明描述的內(nèi)容可以進(jìn)行處理，在上臂3擺動(dòng)時(shí)的管線處理用圖6A～圖6C的說明描述的內(nèi)容可以進(jìn)行處理，在旋轉(zhuǎn)體2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的管線處理用圖7A～圖7C的說明描述的內(nèi)容可以進(jìn)行處理。特別是關(guān)于上臂3擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)體2轉(zhuǎn)動(dòng)以外的四個(gè)軸(J3軸～J6軸)，通過使用這里的管線處理，可以對應(yīng)各種機(jī)器人的動(dòng)作方式。
圖8是焊炬纜線20的剖視圖。在該構(gòu)造中，金屬線20d、輔助氣體用管件20b通過導(dǎo)管20e的大致軸芯，焊接電源纜線20a通過從軸芯偏置規(guī)定量的位置。即使對焊炬纜線20作用扭轉(zhuǎn)力，也由于線徑細(xì)，可以在纜線20的全長吸收扭轉(zhuǎn)。對于扭轉(zhuǎn)，通過在輔助氣體用管件20b的周圍螺旋狀卷繞，吸收扭轉(zhuǎn)的構(gòu)造也可以。通過將焊接電源用纜線20a分成多個(gè)電線，更加變細(xì)其電線的線徑，可以實(shí)現(xiàn)更好的長壽命化。而且，通過使用擰捆成多芯的可動(dòng)用導(dǎo)體，也可以實(shí)現(xiàn)更好的長壽命化，該可動(dòng)用導(dǎo)體通過擰捆更細(xì)的素線的集合體而成，。
焊炬纜線20被導(dǎo)管20e覆蓋，所以在圖4A～圖4C、圖5A～圖5C所示的機(jī)器人動(dòng)作時(shí)，內(nèi)部的電源類直接沒有與前臂接觸，也可以更加改善焊炬纜線20的壽命。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的發(fā)明，用簡單的結(jié)構(gòu)，可以不使與焊炬8連接的焊炬纜線20相對前臂4上方及后方較大地伸出，將其以穩(wěn)定的舉動(dòng)沿前臂3配設(shè)。
以上，將本發(fā)明與其適合的實(shí)施方式關(guān)聯(lián)進(jìn)行了說明，但應(yīng)該可以理解本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離后述的權(quán)利要求的公開范圍的情況下可以進(jìn)行各種修正及變更。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)機(jī)器人(1)的管線處理構(gòu)造，具有在前臂(4)的前端側(cè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置的第一手腕單元(5)；在該第一手腕單元(5)的前端側(cè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置的第二手腕單元(6)；在該第二手腕單元(6)的前端側(cè)設(shè)置的作業(yè)工具(8)；與該作業(yè)工具(8)相互連接，沿上述第一手腕單元(5)和上述第二手腕單元(6)配設(shè)且與上述作業(yè)工具(8)相互連接的管線(20)；以及一端固定在上述第二手腕單元(6)上，另一端是以從上述第二手腕單元(6)向上述第一手腕單元(5)的方向沿上述第一手腕單元(5)及上述第二手腕單元(6)彎曲而延伸的自由端，將上述管線(20)在上述一端和上述另一端之間引導(dǎo)的撓性板狀引導(dǎo)構(gòu)件(10)，其特征在于，具有安裝在上述板狀引導(dǎo)構(gòu)件(10)的上述另一端側(cè)，以該另一端的變形范圍為主在該板狀引導(dǎo)構(gòu)件(10)的板厚方向進(jìn)行限制的彎曲限制構(gòu)件(15)；和在上述前臂(4)上設(shè)置在上述板狀引導(dǎo)構(gòu)件(10)的面前側(cè)，使被該板狀引導(dǎo)構(gòu)件(10)引導(dǎo)的上述管線(20)插通的插通構(gòu)件(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人(1)的管線處理構(gòu)造，其特征在于，上述彎曲限制構(gòu)件(16)設(shè)在上述第一手腕單元(5)上，是配置在上述板狀引導(dǎo)構(gòu)件(10)的寬度方向兩側(cè)的一對限制片，在該一對限制片的相互對向的內(nèi)面，突出設(shè)置防止上述板狀引導(dǎo)構(gòu)件(10)由于自身的彈性恢復(fù)力向外側(cè)彈性復(fù)位的卡定部(15a)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人(1)的管線處理構(gòu)造，其特征在于，上述作業(yè)工具(8)是焊炬。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工業(yè)機(jī)器人(1)的管線處理構(gòu)造，其特征在于，上述管線(20)由焊絲用套管、輔助氣體用管件及焊接電源用纜線等構(gòu)成，上述管線(20)的外周用撓性導(dǎo)管(20b)覆蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人(1)的管線處理構(gòu)造，其特征在于，轉(zhuǎn)動(dòng)自如地設(shè)置上述插通構(gòu)件(14)，使其可以按照上述管線(20)的運(yùn)動(dòng)而改變其方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工業(yè)機(jī)器人(1)的管線處理構(gòu)造，其特征在于，在從上述前臂(4)的正上方偏置規(guī)定量的方向上配設(shè)通過上述插通構(gòu)件(14)的上述管線(20)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種工業(yè)機(jī)器人的管線處理構(gòu)造，具有在前臂的前端側(cè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置的第一手腕單元；在第一手腕單元的前端側(cè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置的第二手腕單元；在第二手腕單元的前端側(cè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置的作業(yè)工具；與作業(yè)工具相互連接，沿第一手腕單元和第二手腕單元配設(shè)的管線；和一端固定在第二手腕單元上，另一端是以從第二手腕單元向第一手腕單元的方向，沿第一手腕單元及第二手腕單元彎曲而延伸的自由端，將管線在一端和另一端之間引導(dǎo)的撓性的板狀引導(dǎo)構(gòu)件，其具有安裝在板狀引導(dǎo)構(gòu)件的另一端側(cè)，以另一端的變形范圍為主在板狀引導(dǎo)構(gòu)件的板厚方向限制的彎曲限制構(gòu)件；和在前臂上設(shè)置在板狀引導(dǎo)構(gòu)件的面前側(cè)，使被板狀引導(dǎo)構(gòu)件引導(dǎo)的管線插通的插通構(gòu)件。
文檔編號B23K9/12GK1895859SQ20061010145
公開日2007年1月17日 申請日期2006年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月14日
發(fā)明者井上俊彥, 中山一隆, 巖山貴敏, 本門智之, 安孫子俊介 申請人:發(fā)那科株式會社