專利名稱：電弧焊機(jī)器人的焊矩纜線處理構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及搭載了電弧焊用的焊矩的工業(yè)用機(jī)器人中的焊矩纜線處理構(gòu)造。
背景技術(shù)：
作為機(jī)器人的一個典型的應(yīng)用有所謂的電弧焊。電弧焊機(jī)器人就是將電弧焊用的焊矩(以下簡稱為“焊矩”)搭載到手臂前端附近對工件實(shí)行電弧焊的工業(yè)用機(jī)器人。在使用了電弧焊機(jī)器人的作業(yè)現(xiàn)場，多數(shù)的情況是必須將電弧焊機(jī)器人的手臂放入工件、夾具、周邊機(jī)器等之間的狹窄間隙內(nèi)進(jìn)行焊接作業(yè)。在這種情況下，伴隨著電弧焊機(jī)器人的動作容易產(chǎn)生干涉的問題。
尤其是，與在比較狹窄的范圍內(nèi)動作的機(jī)器人的前端部的手臂或焊矩等相比，更大的危險(xiǎn)性是與焊矩連接的焊矩纜線與周邊的工件、夾具、周邊機(jī)器等的干涉。其理由之一是，為了確保焊絲的送給穩(wěn)定性，焊矩纜線在機(jī)器人的周邊松緩地傳送，從而與周邊的干涉的區(qū)域增大了這部分。
在此背景下，提出了多個有關(guān)焊矩纜線的干涉的問題的提案。圖1就是其中一例，是用主視圖表示采用了特愿2003-14942號(特開2004-223576號公報(bào))中公開的焊矩纜線處理構(gòu)造的電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的圖。如圖所示，在電弧焊機(jī)器人(以下簡稱為機(jī)器人)1的前臂基部10的前端繞第1軸線A可以旋轉(zhuǎn)地設(shè)置第1手腕單元11，在該第1手腕單元11上繞第2軸線B可以旋轉(zhuǎn)或可以轉(zhuǎn)動地設(shè)置第2手腕單元12。而且，在第2手腕單元12上借助于傳動機(jī)構(gòu)13繞第3軸線C可以旋轉(zhuǎn)或可以轉(zhuǎn)動地支撐焊矩。第3軸線C與第2軸線大體垂直且與第1軸線A相隔規(guī)定距離。換而言之，焊矩2繞相對機(jī)器人最終旋轉(zhuǎn)軸偏離一定量的平行軸C可以旋轉(zhuǎn)或可以轉(zhuǎn)動地被支撐。
在前臂基部10上借助于支撐底座5設(shè)置滑動機(jī)構(gòu)6，在該機(jī)構(gòu)6上搭載送絲裝置4。送絲裝置4將焊絲由焊絲卷筒拉出，再利用焊矩纜線3將其輸送給焊矩2。焊絲以及送絲裝置的供電用焊接電源裝置21經(jīng)由供電纜線22而進(jìn)行。供電的控制內(nèi)容(焊接電壓/電流的控制和焊絲供給的控制)按照由機(jī)器人控制裝置20發(fā)送到焊接電源裝置21的指令而進(jìn)行。
位于前臂基部10上的滑動機(jī)構(gòu)6沿大體平行于第1軸線A的方向自由地往復(fù)移動。在滑動機(jī)構(gòu)6上搭載金屬送給裝置4?；瑒訖C(jī)構(gòu)6利用了例如由機(jī)器人控制裝置20進(jìn)行控制的直線馬達(dá)。因此，滑動機(jī)構(gòu)6上的送絲裝置4的位置也能夠通過機(jī)器人控制裝置20進(jìn)行控制，使得適當(dāng)?shù)鼐S持焊矩纜線3的張力狀態(tài)。
這樣，在特愿2003-14942號公開的焊矩纜線處理構(gòu)造中，繞相對機(jī)器人的最終旋轉(zhuǎn)軸偏離一定量的平行的軸可以旋轉(zhuǎn)地設(shè)置焊矩2的同時，將送絲裝置4可以滑動地搭載在機(jī)器人的前臂基部10上。因此，即使在焊矩2的姿勢發(fā)生了變化的場合，焊矩纜線3的動作也不會發(fā)生較大的變化，并將焊矩纜線3與工件、夾具、周邊機(jī)器的干涉抑制為最小的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的焊絲供給。
另外，特愿2004-71304號中的提案提出由于朝向前臂后方牽引將上述的送絲裝置可以滑動地搭載在機(jī)器人的前臂基部上的滑塊，因而防止了焊矩纜線過分地被牽引或過分地松弛。
但是，即使在采取了特愿2003-14942號及特愿2004-71304號中所提案的對策的場合下，由于送絲裝置搭載到設(shè)置在前臂基部上的滑動機(jī)構(gòu)上，所以必須在從焊接機(jī)器人的上方至后方的空間內(nèi)有足夠大的余度。即，從圖1也可以容易地理解，由于送絲裝置的位于在設(shè)置在前臂基部上的滑動機(jī)構(gòu)上，而且，在滑動機(jī)構(gòu)上向前臂的斜上后方移動，另外，也會引起連同前臂的繞D軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，所以，一旦前臂的周邊沒有足夠大的余度，則容易引起與外部裝置、壁面等的干涉等的其他問題的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電弧焊機(jī)器人的焊矩纜線處理構(gòu)造，不僅產(chǎn)生利用上述滑動機(jī)構(gòu)所獲得的作用(防止焊矩纜線的過度松弛或緊張)，同時能夠回避因?qū)⑺徒z裝置搭載到前臂上而產(chǎn)生的干涉問題。
本發(fā)明通過采用如下纜線處理構(gòu)造來解決上述技術(shù)問題在電弧焊機(jī)器人的前臂以外的位置設(shè)置送絲裝置，在前臂基部上設(shè)置從該送絲裝置向焊矩配設(shè)的焊矩纜線的「中途安裝部」或「中途導(dǎo)向部」的纜線處理構(gòu)造。在前臂上設(shè)置焊矩纜線的「中途安裝部)的場合，在該安裝部上，借助于沿與第1軸線大體平行的方向自如往復(fù)移動的滑動機(jī)構(gòu)安裝焊矩纜線的中途部位。另外，在前臂基部上設(shè)置焊矩纜線的「中途導(dǎo)向部」的場合，在該引導(dǎo)部上，設(shè)置以沿與上述第1軸線大體平行的方向自如往復(fù)移動的狀態(tài)引導(dǎo)焊矩纜線的中途部位的引導(dǎo)部件。
進(jìn)一步詳細(xì)地說，本發(fā)明是一種如下焊矩纜線的處理構(gòu)造，其具備包括前臂基部和第1手腕單元的前臂、第2手腕單元以及焊矩，上述第1手腕單元繞沿著上述前臂的長度方向的第1軸線可以旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在前臂基部的前端，上述第2手腕單元繞與上述第1軸線大體垂直相交的第2軸線可以旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在上述第1手腕單元上，上述焊矩繞與上述第2軸線大體垂直且與上述第1軸線相隔規(guī)定距離的第3軸線可以旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在上述第2手腕單元上，并且，使用焊矩纜線向上述焊矩供給焊絲，并且具有以下特征。
首先根據(jù)第1方案，從設(shè)置在上述前臂上以外的地方的送絲裝置經(jīng)過設(shè)置在上述前臂基部上的中途安裝部朝向焊矩配設(shè)上述焊矩纜線；借助沿與上述第1軸線大體平行的方向自如往復(fù)移動的滑動機(jī)構(gòu)將上述焊矩纜線的中途部位安裝在上述中途安裝部上。
這里，上述送絲裝置既可以設(shè)置在例如機(jī)器人可動手臂部以外的地方(第2方案)，或者也可以搭載到機(jī)器人的上臂部(第3方案)或旋轉(zhuǎn)機(jī)體部(第4方案)。
而且，在第2方案或第3方案中可以設(shè)置沿與上述第1軸線平行且與上述焊矩相反的方向?qū)ι鲜龌瑒訖C(jī)構(gòu)的滑塊施加拉近力的構(gòu)件(第5方案)。
下面，根據(jù)第6方案，從設(shè)置在上述前臂上以外的地方的送絲裝置經(jīng)過設(shè)置在上述前臂基部上的中途導(dǎo)向部朝向焊矩配設(shè)上述焊矩纜線。并且以沿焊矩纜線的長度方向自如往復(fù)移動的狀態(tài)引導(dǎo)上述焊矩纜線的中途部位的導(dǎo)向部件安裝在中途導(dǎo)向部上。
這里，在上述前臂后部，能夠具有吸收該焊矩纜線自身的動作的多余的長度地配設(shè)上述焊矩纜線。
另外，繞與焊矩纜線的長度方向成直角的軸可以旋轉(zhuǎn)地支撐上述引導(dǎo)部件(第7方案)。再者，在第6方案或第7方案中具備以下特征具備沿與上述焊矩纜線的長度方向平行且與上述焊矩相反的方向?qū)ι鲜鰧?dǎo)向部件施加拉近力的構(gòu)件。(第8方案)。
另外，在上述的任何一個發(fā)明中都能夠做成上述焊矩纜線具有包含焊絲用套管、輔助氣體用管路以及焊接電流用導(dǎo)體的多個管線體；上述多個管線體由撓性導(dǎo)管覆蓋；上述導(dǎo)管的一端以上述焊矩一側(cè)的第1連接部與上述焊矩連接的同時，上述導(dǎo)管的另一端以上述送絲裝置一側(cè)的第2連接部與上述送絲裝置連接(第9方案)。
在本發(fā)明中，由于送絲裝置搭載在與前臂不同的其他地方，所以能夠簡化前臂上部的裝置，結(jié)果，避免了在機(jī)器人后部乃至其上方產(chǎn)生較大的干涉區(qū)域。另外，機(jī)器人手腕軸動作時，能夠?qū)⒑妇乩|線的動作限制在中途安裝部或中途導(dǎo)向部內(nèi)，從而能夠使焊矩電纜的動作穩(wěn)定。
為此，焊矩纜線不會過度的緊張和過度的松弛，即使手腕進(jìn)行動作焊矩纜線的曲率變化也會保持在較小的范圍，從而焊矩纜線的動作穩(wěn)定。另外，結(jié)果是使用焊矩纜線進(jìn)行的送絲不會不穩(wěn)定，從而提高焊接質(zhì)量。
通過以下參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)說明會更清楚地理解本發(fā)明的上述及其他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)。


圖1是用主視圖表示采用以往技術(shù)的焊矩纜線處理構(gòu)造的電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。
圖2a是用主視圖表示具有根據(jù)本發(fā)明的第1實(shí)施例的焊矩纜線處理構(gòu)造的電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。
圖2b是用右側(cè)視圖表示具有根據(jù)本發(fā)明的第1實(shí)施例的焊矩纜線處理構(gòu)造的電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。
圖3a是用主視圖表示具有根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施例的焊矩纜線處理構(gòu)造的電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。
圖3b是用右側(cè)視圖表示具有根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施例的焊矩纜線處理構(gòu)造的電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。
圖4a是用主視圖表示具有根據(jù)本發(fā)明的第3實(shí)施例的焊矩纜線處理構(gòu)造的電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。
圖4b是用右側(cè)視圖表示具有根據(jù)本發(fā)明的第3實(shí)施例的焊矩纜線處理構(gòu)造的電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。
圖5a是用主視圖表示具有根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施例的焊矩纜線處理構(gòu)造的電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。
圖5b是用右側(cè)視圖表示具有根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施例的焊矩纜線處理構(gòu)造的電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。
圖6a是說明第4實(shí)施例的變型例的圖。
圖6b是說明第4實(shí)施例的變形例的另一個圖。
圖7a是用姿勢1的主視圖表示第1手腕單元動作時的焊矩纜線的動作的圖。
圖7b是用姿勢2的主視圖表示第1手腕單元動作時的焊矩纜線的動作的圖。
圖7c是用姿勢3的主視圖表示第1手腕單元動作時的焊矩纜線的動作的圖。
圖8a是用姿勢4的主視圖表示第2手腕單元動作時的焊矩纜線的動作的圖。
圖8b是用姿勢5的主視圖表示第2手腕單元動作時的焊矩纜線的動作的圖。
圖8c是用姿勢6的主視圖表示第2手腕單元動作時的焊矩纜線的動作的圖。
圖9是表示焊矩2的支撐、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的例子的剖視圖。
圖10是表示焊矩纜線的截面構(gòu)造的例子的剖視圖。
圖11是表示焊矩纜線的截面構(gòu)造的另一個例子的剖視12是表示焊矩纜線的截面構(gòu)造的再另一例子的剖視13是說明焊矩纜線的中途導(dǎo)向部的圖面。
具體實(shí)施例方式
以下參照圖2～圖13對本發(fā)明的幾個實(shí)施例進(jìn)行說明。如上所述，本發(fā)明的纜線處理構(gòu)造的基本特征是由在“前臂上以外的地方”設(shè)置的送絲裝置起經(jīng)過設(shè)置前臂基部上的「中途安裝部」或「中途導(dǎo)向部」，朝向焊矩配設(shè)焊矩纜線，而且對“前臂上以外的地方”可以進(jìn)行各種選擇。
在這里作為典型的例子，(1)將在機(jī)器人上以外的適當(dāng)?shù)胤皆O(shè)置的例子用第1實(shí)施例進(jìn)行說明，(2)將搭載到機(jī)器人的上臂上的例子用第2實(shí)施例進(jìn)行說明，(3)將搭載到機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)體上的例子用第3實(shí)施例及第4實(shí)施例進(jìn)行說明。另外，即使對于在選擇「中途安裝部」、「中途導(dǎo)向部」的其中之一時，也有自由度，這里，第1～第3實(shí)施例中采用「中途安裝部」，第4實(shí)施例中采用「中途導(dǎo)向部」。還有，第2～第4實(shí)施例中，為了避免對同樣的事項(xiàng)進(jìn)行反復(fù)的說明，只針對與第1實(shí)施例的不同點(diǎn)進(jìn)行說明。
圖2a及圖2b是用主視圖和右側(cè)視圖分別表示具有根據(jù)本發(fā)明的第1實(shí)施例的焊矩纜線處理構(gòu)造的電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。電弧焊機(jī)器人1是6軸構(gòu)成的機(jī)器人，在前臂基部10上的前端，繞第1軸線A可以旋轉(zhuǎn)地設(shè)置第1手腕單元11，在該第1手腕單元11上繞第2軸線B可以旋轉(zhuǎn)地設(shè)置第2手腕單元。而且，在第2手腕單元12上，借助于傳動機(jī)構(gòu)13繞第3軸線C可以旋轉(zhuǎn)地支撐焊矩2。第3軸線C與第2軸線大體垂直且與第1軸線A相隔規(guī)定距離。換而言之，繞相對機(jī)器人最終旋轉(zhuǎn)軸偏離一定量的平行的軸C可以旋轉(zhuǎn)地支撐焊矩2。
焊矩2的支撐、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的例子在圖9中表示。如圖所示，在第2手腕單元12上設(shè)置第6軸驅(qū)動用的伺服馬達(dá)M，在該伺服馬達(dá)M上結(jié)合有減速裝置50。減速裝置50內(nèi)置支撐輸出側(cè)的凸緣(以下稱輸出凸緣)50a的軸承。在借助于該伺服馬達(dá)M和減速裝置50a繞軸D被旋轉(zhuǎn)控制的輸出凸緣50上結(jié)合有輸入齒輪51。
另外，在輸出凸緣50a的底座部分安裝了齒輪箱框體52。焊矩2借助于軸承54繞與軸線B垂直且從軸線A(參照圖2)離開規(guī)定距離的軸線C可以旋轉(zhuǎn)地安裝在齒輪箱框體52上。
與輸入齒輪51嚙合地安裝與焊矩一體化的輸出齒輪55。由此，按照從機(jī)器人控制裝置20發(fā)出的指令，便可以自由地旋轉(zhuǎn)控制焊矩2的方向。該例中，示出了用齒輪進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)力的傳遞，但是，當(dāng)然，也可以用使用了傳動帶和滑輪的構(gòu)成等其它的動力傳遞單元對焊矩2的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制。
再者，比較理想的是防備因繞焊矩2的長度方向的軸旋轉(zhuǎn)而改變姿勢的情況，焊矩2和焊矩纜線3的結(jié)合部利用眾所周知的自由旋轉(zhuǎn)連接器構(gòu)造以可以旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)進(jìn)行支撐。這樣的話，即使使焊矩2繞焊矩軸D旋轉(zhuǎn)，也能夠在焊矩纜線3上不產(chǎn)生擰繞。
返回圖2，符號7表示用于將送絲裝置4設(shè)置在機(jī)器人1的外部的支架。在支架7的前端部的載置臺8上設(shè)置送絲裝置4。在支架7上能夠使用高度低于機(jī)器人1的裝置。另外，比較理想的是根據(jù)需要能夠調(diào)節(jié)支架7的高度。這樣一來，送絲裝置4便不象以往那樣位于前臂上，而是設(shè)置在支架7的載置臺8上，由焊絲卷筒將焊絲拉出，利用焊矩纜線3輸送給焊矩2。
焊矩纜線3在從送絲裝置4至焊矩2的途中，經(jīng)由借助于滑動機(jī)構(gòu)6而設(shè)置在前臂基部10上的中途安裝部3a?；瑒訖C(jī)構(gòu)6具有借助于支撐底座5而設(shè)置在前臂基部10上的直線導(dǎo)軌6a、和沿著大體平行于第1軸線A的方向可以滑動地安裝在該直線導(dǎo)軌6a上的滑塊6b，而且在滑塊6b上夾緊(固定)焊矩纜線3的中途部。符號3h是設(shè)置在第2手腕單元12上的插通導(dǎo)向件3h，焊矩纜線3經(jīng)過該插通導(dǎo)向件3h連接到焊矩2上。
在本實(shí)施例所采用的滑動機(jī)構(gòu)6上附設(shè)了以基本一定的力總是將滑塊6b向后方牽引的機(jī)構(gòu)。即，在滑塊6b的后端附近連接線材81的一端，線材81的另一端連接到張力產(chǎn)生裝置80上。符號82是引導(dǎo)線材81的滑輪，安裝在支撐底座5的后端附近。因此，線材81介由滑輪82連接滑塊6b和張力產(chǎn)生裝置80。張力產(chǎn)生裝置80自身是利用了例如彈簧、氣缸等眾所周知的裝置，例如安裝在前臂基部10的后部。符號3b表示滑塊6b被向前臂基部10的后方一側(cè)牽引時所能產(chǎn)生的焊矩纜線3的松弛部分。比較理想的是根據(jù)需要可以通過由頂棚91使懸掛物(彈簧)9垂下然后再彈性懸掛焊矩纜線3，以便使松弛部分3b不接觸機(jī)器人1。
另外，在本發(fā)明中示出附設(shè)了以基本一定的力將滑塊6b向后方牽引的機(jī)構(gòu)的例子，但對于滑塊機(jī)構(gòu)6可以進(jìn)行多種變型。例如，排除該牽引機(jī)構(gòu)，在直線導(dǎo)軌6a上的滑塊6b的位置也可以根據(jù)專門施加在中途安裝部3a上力而進(jìn)行確定。
向焊絲及送絲裝置4的供電可以與以往相同。即，利用焊接電源裝置21通過供電纜線22進(jìn)行向焊絲及送絲裝置4的供電。供電的控制內(nèi)容(焊接電壓/電流的控制、送絲的控制)按照由機(jī)器人控制裝置20輸送到焊接電源裝置21的指令進(jìn)行。
進(jìn)行焊接時機(jī)器人根據(jù)機(jī)器人控制裝置20發(fā)出的指令移動到目標(biāo)位置，該目標(biāo)位置是安裝在手腕前端的焊矩2以指定的姿勢將焊絲抽出到焊接對象物的焊接位置的位置。另外，機(jī)器人控制裝置20同時也向焊接電源裝置21發(fā)出焊接指令，焊接電源裝置21與機(jī)器人1的動作同步控制焊矩前端焊絲部的焊接電壓和焊接電流。
這里，對焊矩纜線3的構(gòu)造進(jìn)行說明。本發(fā)明中使用的焊矩纜線3的構(gòu)造沒有特別的限制，例如能夠采用圖10所示的焊矩纜線構(gòu)造。即，在纜線的中心部配設(shè)套管(導(dǎo)線管)32，利用該套管32的內(nèi)部空間作為焊絲31的通路。套管32被收容到輔助氣體流動的氣體軟管33內(nèi)，而且，在氣體軟管33的外側(cè)配置了導(dǎo)電體34。導(dǎo)電體34有2根或以上(通常為多根)，這些導(dǎo)電體34沿著氣體軟管33的外周相互取得一定的間隔地排列，從外側(cè)卷繞押帶35。并且在押帶35的外側(cè)設(shè)置護(hù)套36。
這樣一來，因?yàn)閷?dǎo)電體34相互取得一定的間隔地配置，所以當(dāng)安裝后的焊矩纜線3上發(fā)生彎曲或扭曲的變形時，導(dǎo)電體34向避開這些彎曲或扭曲的變形的方向移動，從而能夠減輕導(dǎo)電體34的變形疲勞。
另外，也可以采用在圖11中用符號40表示的焊矩纜線。如該圖所示，焊矩纜線40具有使用了護(hù)套44和護(hù)套46兩個護(hù)套的雙重構(gòu)造。在內(nèi)側(cè)的護(hù)套44內(nèi)設(shè)置送絲彈簧42。該送絲彈簧42被卷繞成螺旋狀，使得形成包圍焊矩纜線40的截面中心附近的隧道的通路，在該隧道狀的通路內(nèi)焊絲41能夠自由地通過。
另外，在內(nèi)側(cè)的護(hù)套44和外側(cè)的護(hù)套46之間設(shè)置了電纜45。該電纜45是為了焊接向焊矩2輸送電力的纜線。電纜45在送絲裝置4內(nèi)與供電纜線22電連接的同時，在焊矩2內(nèi)與焊絲電連接。另外，在內(nèi)側(cè)的護(hù)套44內(nèi)確保有空間43，由輔助氣體源供給的輔助氣體(非活性氣體)在利用該空間43形成的通路內(nèi)流動。經(jīng)過該輔助氣體通路的輔助氣體從焊矩前端的開口朝向焊接部位噴射。
另外，也可以采用在圖2中用符號60表示的焊矩纜線。如該圖所示，焊矩纜線60具有用多芯纜線65的撓性導(dǎo)管(管)66覆蓋作為焊絲61的通路而被利用的套管(導(dǎo)線管)62、流過輔助氣體的氣體軟管63、有將多根導(dǎo)電體64捆綁而構(gòu)成的可動的構(gòu)造。作為導(dǎo)管66的材料能夠從例如具有一定柔軟性的各種樹脂材料中適當(dāng)?shù)剡x擇。配設(shè)套管62通過氣體軟管63內(nèi)，使其通過導(dǎo)管66的幾乎軸芯的位置。換而言之，由套管62及氣體軟管63構(gòu)成的二重管通過導(dǎo)管66的幾乎軸芯的位置。輔助氣體用氣體軟管63的長度設(shè)定為短于其他的管線，在焊矩纜線60的構(gòu)成單元內(nèi)該輔助氣體用氣體軟管63最先彎曲并承受扭曲力地被組裝。因此，回避了拉力直接作用于導(dǎo)管66上。
另一方面，將多根導(dǎo)電體64捆綁構(gòu)成的活動性多芯纜線65和套管62在內(nèi)部通過的氣體軟管63在導(dǎo)管66內(nèi)被分別配置插通。即，在氣體軟管63和活動多芯纜線65之間，不象在以往構(gòu)造(參照圖10及圖11)中那樣的整理而成的一根集合管線構(gòu)成，活動多芯纜線65被配設(shè)在偏離了導(dǎo)管66的軸芯規(guī)定距離的位置。
這樣，因?yàn)楣┙o焊絲和輔助氣體的管線(套管62、氣體軟管63)和供給焊接電流的管線(將導(dǎo)電圖64捆綁的活動多芯纜線65)分別通過導(dǎo)管66，所以能夠?qū)⒏鞴芫€的線經(jīng)制得較細(xì)。利用由套管62和氣體軟管63組成的雙重管能夠使非常細(xì)的焊絲順利地通過，另外該雙重管在輔助氣體的流通上沒有障礙的范圍內(nèi)能夠制成十分細(xì)小的外徑。另外，對于活動多芯纜線65，因?yàn)槟軌驅(qū)⒍喔?xì)導(dǎo)電體64捆綁整理為1根纜線，所以無論是縮小其線徑，還是使其具有撓性(柔軟性)都變得非常容易。
圖12所示的焊矩纜線，使用了導(dǎo)線管，從而可以將焊矩纜線自身的剛性適度地提高。由此，不必追加施加牽引力的部件，而可以相應(yīng)于焊矩纜線上的作用力自如往復(fù)移動獨(dú)立插通導(dǎo)向體。
「第2實(shí)施例]圖3a及圖3b分別用主視圖、右側(cè)視圖表示具有根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施例的焊矩纜線處理構(gòu)造的電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。本實(shí)施例與上述的第1實(shí)施例的不同是首先送絲裝置4的設(shè)置位置有所變更。即，在本實(shí)施例中，在機(jī)器人1的上臂14上以眾所周知的固定構(gòu)件(固定螺栓等)將送絲裝置支撐物15安裝在適當(dāng)?shù)牡胤?，借助于該送絲裝置支撐物15設(shè)置送絲裝置4。
另外，焊矩纜線3用中途安裝部固定在滑塊6上，保持沿前臂(前臂基部10+第2手腕單元12)的長度方向可動。位于在比滑塊6b靠后方的焊矩纜線3在滑塊6b和送絲裝置4之間吸收滑塊6b的移動量。符號3c表示該吸收時所發(fā)生的松弛部分。
再者，在本發(fā)明中，雖沒有采用第1實(shí)施例中使用的張力產(chǎn)生裝置(張力產(chǎn)生裝置80、線材81和滑輪82)，但是不用說，也可以與第1實(shí)施例同樣采用該裝置。
圖4a及圖4b是分別用主視圖和右側(cè)視圖表示具有根據(jù)本發(fā)明的第3實(shí)施例的焊矩纜線處理構(gòu)造的電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。在本實(shí)施例中，在機(jī)器人1的旋轉(zhuǎn)手臂16上將送絲裝置支撐物17以眾所周知的固定構(gòu)件(固定螺絲等)安裝在適當(dāng)?shù)牡胤?，借助于該送絲裝置支撐物17設(shè)置送絲裝置4。
另外，焊矩纜線3用中途安裝部3a固定在滑塊6上，沿前臂(前臂基部10+第2手腕單元12)的長度方向保持可動。位于比滑塊6b靠后方的焊矩纜線3在滑塊6b和送絲裝置4之間吸收滑塊6b的移動量。符號3d表示該吸收時所發(fā)生的松弛部分。
再者，在本發(fā)明中，雖沒有采用第1實(shí)施例中使用的張力產(chǎn)生裝置(張力產(chǎn)生裝置80、線材81和滑輪82)，但是不用說，也可以與第1實(shí)施例同樣采用該裝置。
圖5a及圖5b是用主視圖和右側(cè)視圖分別表示具有根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施例的焊矩纜線處理構(gòu)造的電弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。在本實(shí)施例中的送絲裝置4的設(shè)置位置與第3實(shí)施例相同。即，在機(jī)器人1的旋轉(zhuǎn)手臂16上將送絲裝置支撐物17以眾所周知的固定構(gòu)件(固定螺栓等)安裝在適當(dāng)?shù)牡胤剑柚谠撍徒z裝置支撐物17設(shè)置送絲裝置4。
本實(shí)施例與上述的第1～第3實(shí)施例特別不同的是設(shè)置了中途導(dǎo)向部3f而非中途安裝部3a。中途導(dǎo)向部3f借助于與第1～第3實(shí)施例同樣的滑動機(jī)構(gòu)6而設(shè)置。即，如圖13所示，在滑塊6b上設(shè)置插通導(dǎo)向體6c，焊矩纜線3通過該插通導(dǎo)向體6c而被引導(dǎo)。插通導(dǎo)向體6c被設(shè)計(jì)成具有比焊矩纜線3的外徑大的多，焊矩纜線3具有一定的富余長度，沿與前臂的長度方向大體平行的方向以自如往復(fù)移動的狀態(tài)被引導(dǎo)。根據(jù)不同的場合，插通導(dǎo)向體6c也可以繞與焊矩纜線的長度方向垂直的軸可以旋轉(zhuǎn)被支撐。因此，例如即使在第1手腕單元進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動作的場合，也可以緩和作用在焊矩纜線上的彎曲。
在本實(shí)施例中，位于比滑塊6b靠后方的焊矩纜線3也在滑塊6b和送絲裝置4之間吸收滑塊6b的移動量。圖5中的符號3e表示該吸收時發(fā)生的松弛部分。
另外，本實(shí)施例與上述第1～第3實(shí)施例其他不同點(diǎn)是在第2手腕單元12上安裝了光滑導(dǎo)向板19。光滑導(dǎo)向板19的表面成為焊矩纜線3的光滑導(dǎo)向面。在該光滑導(dǎo)向板19上也設(shè)置與插通導(dǎo)向體6c同樣的插通導(dǎo)向體3g，焊矩纜線3通過該插通導(dǎo)向體3g而被引導(dǎo)。該光滑導(dǎo)向板19由平滑、焊矩纜線3接觸后易于滑動的撓性材料構(gòu)成。如圖所示，光滑導(dǎo)向板19也可以向從焊矩2離開的一側(cè)厚度逐漸減小(特別參照圖6)，另外，厚度也可以不變。其前端作為自由端。如若設(shè)置這樣的光滑導(dǎo)向板19，能夠更加確實(shí)地防止焊矩纜線3從機(jī)器人機(jī)體前端接觸、纏繞前端部分。
再者，在本實(shí)施例中，沒采用第1實(shí)施例中使用的張力產(chǎn)生裝置(張力產(chǎn)生裝置80、線材81，滑輪82)，但不用說可以采用與第1實(shí)施例同樣的方式。另外，為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的構(gòu)造簡化，也可以省略滑動機(jī)構(gòu)6，直接在支撐底座5或前臂基部10上設(shè)置中途導(dǎo)向部3f。
圖6表示第4實(shí)施例的一個變型例。首先，對圖6a進(jìn)行說明。采用如下構(gòu)成省略滑動機(jī)構(gòu)6，直接在前臂基部10上設(shè)置中途導(dǎo)向部3f。設(shè)置在中途安裝部3f上的插通導(dǎo)向體3g”設(shè)計(jì)成大于焊矩纜線3的外徑，焊矩纜線3在與焊矩纜線的長度方向大體平行的方向能夠自如往復(fù)移動地被引導(dǎo)。另外，如圖所示，通過利用導(dǎo)向支撐體等在前臂的適當(dāng)?shù)牡胤皆O(shè)置同樣的插通導(dǎo)向體3g’來支撐焊矩纜線3。另外，在光滑導(dǎo)向板19上也設(shè)置插通導(dǎo)向體3g支撐焊矩纜線3。利用這些插通導(dǎo)向體，即使在機(jī)器人手腕軸進(jìn)行動作的場合，焊矩纜線也能夠以一直沿著前臂的狀態(tài)，保持穩(wěn)定地動作。再者，在本變形例中，沒有采用第1實(shí)施例中使用的張力產(chǎn)生裝置，但不用說也能夠采用與第1實(shí)施例同樣的方式。
對圖6b進(jìn)行說明。在圖6b中，去除了圖6a的插通導(dǎo)向體3g’及導(dǎo)向支撐體。在圖6b中雖然去除了中央的插通導(dǎo)向體3g’，但因?yàn)閷⒐饣瑢?dǎo)向板19的自由端的位置沿前臂長度方向延伸，所以能夠?qū)⒉逋▽?dǎo)向體3g的位置也靠近插通導(dǎo)向體3g”的位置，為此，與圖6a同樣，即使在機(jī)器人手腕軸動作的場合下，焊矩纜線也能夠以一直沿著前臂的狀態(tài)，保持穩(wěn)定地動作。另外，因?yàn)榻柚谳S承等將插通導(dǎo)向體3g”繞與焊矩纜線的長度方向垂直的軸可以旋轉(zhuǎn)地固定在前臂上，可以緩和作用在焊矩纜線上的彎曲或扭曲。
以上在任何一個實(shí)施例或變形型中，因?yàn)闆]有采用像以往那樣將送絲裝置4搭載到前臂4上的構(gòu)造，所以前臂基部10上的裝置能夠簡化，結(jié)果，避免了在機(jī)器人后部乃至其上方產(chǎn)生較大的干涉區(qū)域。另外，當(dāng)機(jī)器人手腕軸動作的場合，因?yàn)闆]有使用將焊矩纜線拉伸到與作業(yè)工具(焊矩2)相反一側(cè)的特別裝置，而是設(shè)置了限制焊矩纜線3的動作的中途安裝部或中途導(dǎo)向部，所以能夠使焊矩纜線3的動作穩(wěn)定。故而，不再有焊矩纜線3的過分緊張和過分松弛的情況，即使機(jī)器人手腕動作焊矩纜線3的曲率變化也保持在較小的范圍內(nèi)，焊矩纜線的動作也比較穩(wěn)定。另外，其結(jié)果是，使用焊矩纜線3進(jìn)行的送絲便不再不穩(wěn)定，從而提高了焊接質(zhì)量。
例如圖7a至圖7c所示，第1手腕單元在姿勢1～姿勢3之間進(jìn)行動作時，因?yàn)楹妇乩|線3纏繞到前臂上，前臂后部直線導(dǎo)軌的滑塊移動到作業(yè)工具一側(cè)，但因?yàn)槔弥型景惭b部3a(或中途導(dǎo)向部3f)引導(dǎo)焊矩纜線，所以能夠穩(wěn)定焊矩纜線3的動作。換句話就是，對于焊矩纜線3而言，只是纏繞到前臂上的必要的長度，即中途安裝部3a(或中途導(dǎo)向部3f)和送絲裝置4之間的焊矩纜線部移動到作業(yè)工具一側(cè)，上臂部分的焊矩纜線3可以保持穩(wěn)定的動作。
焊矩纜線3被圖6所示的光滑導(dǎo)向板19引導(dǎo)，與上述同樣，能夠?qū)⒑妇乩|線3保持穩(wěn)定的動作。
另外，如圖8a～圖8c所示，在第2手腕單元在姿勢4～姿勢6之間進(jìn)行動作時，因?yàn)楹妇乩|線3通過第2手腕單元動作使焊矩纜線3的作業(yè)工具一側(cè)的安裝位置發(fā)生變化，所以直線導(dǎo)軌的滑塊向焊矩2一側(cè)移動，但因?yàn)槭滞笄岸说膶?dǎo)向部件3h(圖5的例子中為3g)和中途安裝部3a(或中途導(dǎo)向部3f)引導(dǎo)焊矩纜線3，所以能夠使焊矩纜線3的動作穩(wěn)定。換句話就是，就焊矩纜線3而言，只是焊矩2一側(cè)的固定端(例如導(dǎo)線管固定端)進(jìn)行移動所必要的長度，即中途安裝部3a(或中途導(dǎo)向部3f)和送絲裝置4之間的焊矩纜線部移動到焊矩2的一側(cè)，上臂部分周邊的焊矩纜線3可以保持穩(wěn)定的動作。
這里可以利用圖6所示的光滑導(dǎo)向板19代替導(dǎo)向部件3h引導(dǎo)焊矩纜線3，與上述同樣，能夠保持焊矩纜線3穩(wěn)定的動作。
以上利用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但可以理解在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)行各種改變、省略和補(bǔ)充。
權(quán)利要求
1.一種電弧焊機(jī)器人(1)的焊矩纜線處理構(gòu)造，具備包括前臂基部(10)和第1手腕單元(11)的前臂、第2手腕單元(12)以及焊矩(2)，上述第1手腕單元(11)繞沿著上述前臂的長度方向的第1軸線(A)可以旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在前臂基部(10)的前端，上述第2手腕單元(12)繞與上述第1軸線(A)大體垂直相交的第2軸線(B)可以旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在上述第1手腕單元(11)上，上述焊矩(2)繞與上述第2軸線(B)大體垂直且與上述第1軸線(A)相隔規(guī)定距離的第3軸線(C)可以旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在上述第2手腕單元(12)上，并且，使用焊矩纜線(3)向上述焊矩(2)供給焊絲，其特征在于，從設(shè)置在上述前臂上以外的地方的送絲裝置(4)經(jīng)過設(shè)置在上述前臂基部(10)上的中途安裝部(3a)朝向焊矩(2)配設(shè)上述焊矩纜線(3)；借助沿與上述第1軸線(A)大體平行的方向自如往復(fù)移動的滑動機(jī)構(gòu)(6)將上述焊矩纜線(3)的中途部位安裝在上述中途安裝部(3a)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧焊機(jī)器人(1)的焊矩纜線處理構(gòu)造，其特征在于，上述送絲裝置(4)設(shè)置在機(jī)器人可動手臂部以外的地方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧焊機(jī)器人(1)的焊矩纜線處理構(gòu)造，其特征在于，上述送絲裝置(4)搭載在上述電弧焊機(jī)器人(1)的上臂部(14)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧焊機(jī)器人(1)的焊矩纜線處理構(gòu)造，其特征在于，上述送絲裝置(4)搭載在上述電弧焊機(jī)器人(1)的旋轉(zhuǎn)機(jī)體部(16)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電弧焊機(jī)器人(1)的焊矩纜線處理構(gòu)造，其特征在于，具備沿與上述第1軸線(A)平行且與上述焊矩相反的方向?qū)ι鲜龌瑒訖C(jī)構(gòu)(6)的滑塊(6b)施加拉近力的構(gòu)件(80)。
6.一種電弧焊機(jī)器人(1)的焊矩纜線處理構(gòu)造，具備包括前臂基部(10)和第1手腕單元(11)的前臂、第2手腕單元(12)以及焊矩(2)，上述第1手腕單元(11)繞沿著上述前臂的長度方向的第1軸線(A)可以旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在前臂基部(10)的前端，上述第2手腕單元(12)繞與上述第1軸線(A)大體垂直相交的第2軸線(B)可以旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在上述第1手腕單元(11)上，上述焊矩(2)繞與上述第2軸線(B)大體垂直且與上述第1軸線(A)相隔規(guī)定距離的第3軸線(C)可以旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在上述第2手腕單元(12)上，并且，使用焊矩纜線(3)向上述焊矩(2)供給焊絲，其特征在于，從設(shè)置在上述前臂上以外的地方的送絲裝置(4)經(jīng)過設(shè)置在上述前臂基部(10)上的中途導(dǎo)向部(3a)朝向焊矩(2)配設(shè)上述焊矩纜線(3)；以沿上述焊矩纜線的長度方向自如往復(fù)移動的狀態(tài)引導(dǎo)上述焊矩纜線(3)的中途部位的導(dǎo)向部件(3f)安裝在上述中途導(dǎo)向部(3a)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電弧焊機(jī)器人(1)的焊矩纜線處理構(gòu)造，其特征在于，上述導(dǎo)向部件(3f)繞與焊矩纜線(3)的長度方向呈直角的軸可以旋轉(zhuǎn)地被支撐。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電弧焊機(jī)器人(1)的焊矩纜線處理構(gòu)造，其特征在于，具備沿與上述焊矩纜線(3)的長度方向平行且與上述焊矩相反的方向?qū)ι鲜鰧?dǎo)向部件(3f)施加拉近力的構(gòu)件(80)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任何一項(xiàng)所述的電弧焊機(jī)器人(1)的焊矩纜線處理構(gòu)造，其特征在于，上述焊矩纜線(3、60)具有包含焊絲用套管(62)、輔助氣體用管路(63)以及焊接電流用導(dǎo)體(64)的多個管線體；上述多個管線體由撓性導(dǎo)管(66)覆蓋；上述導(dǎo)管(66)的一端以上述焊矩一側(cè)的第1連接部與上述焊矩(2)連接的同時，上述導(dǎo)管(66)的另一端以上述送絲裝置一側(cè)的第2連接部與上述送絲裝置(4)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電弧焊機(jī)器人的焊矩纜線處理構(gòu)造，在機(jī)器人的前臂基部的前端繞軸線可以旋轉(zhuǎn)地設(shè)置第1手腕單元，在該第1手腕單元上繞第2軸線可以旋轉(zhuǎn)地設(shè)置第2手腕單元，在第2手腕單元上借助于傳動機(jī)構(gòu)繞與軸線大體垂直且與軸線相隔規(guī)定距離的軸線可以旋轉(zhuǎn)地支撐焊矩。送絲裝置設(shè)置在前臂以外的地方(載置臺上、上臂上、旋轉(zhuǎn)機(jī)體上等)。將焊矩纜線用中途安裝部安裝在沿與第1軸線大體平行的方向可動地安裝的滑塊上。也可以利用滑輪將連接張力產(chǎn)生裝置的線材折返，再將滑塊向后方牽引。也可以設(shè)置中途導(dǎo)向部代替安裝部將焊矩纜線沿著與第1軸線大體平行的方向可動地進(jìn)行引導(dǎo)。從而，防止焊矩纜線的過度松弛或緊張以及因送絲裝置產(chǎn)生的干涉。
文檔編號B23K9/133GK1714981SQ20051007984
公開日2006年1月4日 申請日期2005年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月30日
發(fā)明者井上俊彥, 中山一隆, 巖山貴敏 申請人:發(fā)那科株式會社