机器人 |
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申请号 | CN201510462858.4 | 申请日 | 2015-07-31 | 公开(公告)号 | CN105935850A | 公开(公告)日 | 2016-09-14 |
申请人 | 株式会社安川电机; | 发明人 | 木下佑辅; 藤津英司; 野上和义; | ||||
摘要 | 本 发明 提供一种 机器人 ,其能够缩小与在 工件 的周围邻接的周边装置之间的间隔。机器人(2)具备:相互 串联 连接的第一臂部(30)、第二臂部(40)、第三臂部(50)及前端部(80);使第一臂部(30)围绕轴线(Ax2)摆动的 致动器 (M2);使第二臂部(40)围绕与轴线(Ax2)平行的轴线(Ax3)摆动的致动器(M3);使第三臂部(50)围绕与轴线(Ax2)平行的轴线(Ax4)摆动的致动器(M4);以及调节前端部(80)的 姿态 的多个致动器(M5~M7),致动器(M2、M3)在沿着轴线(Ax2)的方向上配置在相同侧。 | ||||||
权利要求 | 1.一种机器人,其特征在于,具备: |
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说明书全文 | 机器人技术领域[0001] 本发明涉及机器人。 背景技术[0003] 现有技术文献 [0004] 专利文献 [0005] 专利文献1:日本发明专利第5145901号 发明内容[0006] 发明要解决的问题 [0007] 在使用了机器人的生产线中,需要在工件的周围以高密度配置机器人及周边装置。相对于此,在专利文献1记载的机器人中,伴随着肘部的回转,肘部及其前端侧的部分向侧方运动,因此有时难以减小机器人及周边装置的间隔。 [0008] 因此,本发明的目的在于提供一种能够缩小与在工件的周围邻接的周边装置之间的间隔的机器人。 [0009] 用于解决问题的技术方案 [0010] 本发明涉及的机器人具备:相互串联连接的第一臂部、第二臂部、第三臂部及前端部;第一致动器,其使第一臂部围绕第一轴线摆动;第二致动器,其使第二臂部围绕与第一轴线平行的第二轴线摆动;第三致动器,其使第三臂部围绕与第一轴线平行的第三轴线摆动;以及多个姿态调节致动器,其调节前端部的姿态,第一致动器及第二致动器在沿着第一轴线的方向上相对于第一臂部而配置在相同侧。 [0011] 发明效果 [0013] 图1是机器人系统的立体图。 [0014] 图2是省略了图1的线缆类的图。 [0015] 图3是机器人系统的从另一方向观察的立体图。 [0016] 图4是机器人系统的从又一方向观察的立体图。 [0017] 图5是表示机器人的可动范围的图。 [0018] 图6是表示机器人的宽度的图。 [0019] 附图标记说明 [0020] 2…机器人、30…第一臂部、40…第二臂部、50…第三臂部、80…前端部、90…焊接装置、Ax2…轴线(第一轴线)、Ax3…轴线(第二轴线)、Ax4…轴线(第三轴线)、C3…线缆(第一线缆)、C30…主线、C33…线缆(支线)、C4,C5…线缆(第二线缆)、CC3,CC4…线缆夹具、M2…致动器(第一致动器)、M3…致动器(第二致动器)、M4…致动器(第三致动器)、M5~M7…致动器(姿态调节致动器)、W…工件。 具体实施方式[0021] 以下,关于实施方式参照附图详细进行说明。在说明中,对于相同要素或具有相同功能的要素标注相同的符号,并省略重复的说明。 [0022] 〔机器人系统〕 [0023] 如图1~图3所示,机器人系统1具备:机器人2、机器人控制器100、焊接控制器200、线缆C1、C2。机器人2为多关节机器人,且在其前端部80具有焊接装置90。机器人控制器100以在工件W的焊接部位配置焊接装置90的方式控制机器人2。焊接控制器200与在焊接部位配置焊接装置90相同步地控制焊接装置90。机器人控制器100及焊接控制器 200分别经由线缆C1、C2连接于机器人2。 [0024] 〔机器人〕 [0025] 如图1~图4所示,机器人2具备:基台10、回转部20、第一臂部30、第二臂部40、第三臂部50、前端摆动部70、前端部80、焊接装置90、致动器M1~M7、线缆C3~C5。 [0026] 基台10设置在配置有作为作业对象的工件W的位置(工件W的配置位置)的周围,且固定于地面。基台10具有用于连接线缆C1、C2的端子11。端子11设置在基台10的背面侧(工件W的配置位置的相反侧)。 [0027] 回转部20设置在基台10上,且能够围绕铅垂的轴线Ax1回转。回转部20具备底板21及连接部22。底板21安装在基台10上,且能够围绕轴线Ax1转动。底板21呈水平的板状,且在其中央部形成有布线用的开口21a。连接部22在从轴线Ax1错开的位置从底板21的上表面垂直地突出。在以下的说明中,“前后左右”意思是指以轴线Ax1为基准而将连接部22侧设为前侧时的方向。 [0028] 在连接部22连接有第一臂部30的基端部。第一臂部30能够围绕经过连接部22的水平的轴线Ax2(第一轴线)摆动。第一臂部30的基端部在沿着轴线Ax2的方向上安装在连接部22的一侧,且能够围绕轴线Ax2转动。图1~图4表示沿着轴线Ax2的方向上的上述一侧为机器人2的右侧、沿着轴线Ax2的方向上的另一侧为机器人2的左侧时的情况。连接部22及第一臂部30的配置并不限于图示的情况,但为了说明的方便,以下按照图示的配置,将上述一侧设为机器人2的右侧,将上述另一侧设为机器人2的左侧。 [0029] 在第一臂部30的前端部连接有第二臂部40的基端部。第二臂部40能够围绕与轴线Ax2平行的轴线Ax3(第二轴线)摆动。作为一例,第二臂部40的基端部安装于第一臂部30的前端部的左侧,且能够围绕轴线Ax3转动。 [0030] 第二臂部40在与第一臂部30连接的连接部处以绕过第一臂部30的方式弯曲成曲柄状。具体来说,第二臂部40以其基端部相对于前端部向左侧错开的方式弯曲,且该基端部与第一臂部30的左侧重叠。换言之,第二臂部40以其前端部相对于基端部向右侧错开的方式弯曲。由此,降低第一臂部30的右侧面30a与第二臂部40的右侧面40a的阶梯差。作为一例,右侧面30a、40a成为齐面。 [0031] 在第二臂部40的前端部连接有第三臂部50的基端部。第三臂部50能够围绕与轴线Ax3平行的轴线Ax4(第三轴线)摆动。作为一例,第三臂部50具备:连接部51、底板52、回转连杆53、罩54、线缆引导件55。连接部51构成第三臂部50的基端部。连接部51安装在第二臂部40的前端部的左侧,且能够围绕轴线Ax4转动。 [0032] 底板52设置在连接部51的周围,且呈沿着轴线Ax4扩展的板状。 [0033] 回转连杆53在底板52的一个平面侧安装于底板52,且能够围绕与轴线Ax4正交的轴线Ax5回转。轴线Ax5与底板52正交,回转连杆53呈以轴线Ax5为中心的长条形状。在回转连杆53的前端部设有沿着轴线Ax5的连接部62。 [0034] 在底板52的左侧部分设有多个转接连接器61。如后所述,多个转接连接器61用于焊接装置90用的布线。 [0035] 罩54具备周壁63和导入部64(参照图4)。周壁63呈筒状,且以包围回转连杆53的方式配置。周壁63例如安装于底板52,且收纳线缆C5的一部分。导入部64设置在周壁63的基端侧(底板52侧)的外周,且向回转连杆53的侧方(例如左方)开口。 [0036] 线缆引导件55在底板52的外周上配置在连接部51的相反侧,且固定于底板52。线缆引导件55呈包围沿着轴线Ax4的直线的环状,并使后述的线缆C3、C4穿过。 [0037] 在回转连杆53的连接部62连接有前端摆动部70的基端部。前端摆动部70能够围绕与轴线Ax5正交的轴线Ax6摆动。前端摆动部70具备底板71、连接部72A、72B和线缆引导件73。 [0038] 底板71构成前端摆动部70的前端部。连接部72A、72B设置在底板71的周缘部,且从底板71的一侧平面垂直突出而构成前端摆动部70的基端部。连接部72A、72B隔着底板71的中央部而相互对置。连接部72A、72B在沿着轴线Ax6的方向上以夹着连接部62的方式配置,并安装于连接部62,且能够围绕轴线Ax6转动。 [0039] 线缆引导件73固定于连接部72A、72B中的任一个的外表面(连接部62的相反侧的面)。线缆引导件73呈包围与底板71垂直的直线的环状,并使后述的线缆C5穿过。 [0040] 在底板71连接有前端部80。前端部80在连接部72A、72B的相反侧安装于底板71,且能够围绕与轴线Ax6正交的轴线Ax7回转。轴线Ax7与底板71正交,且前端部80呈以轴线Ax7为中心的圆柱状。在前端部80形成有在与轴线Ax7正交的方向上贯通的引导孔80a。引导孔80a使后述的线缆C5穿过。 [0041] 焊接装置90例如为点焊焊炬,且具备相互对置的电极91A、91B。焊接装置90设置在前端部80。作为一例,焊接装置90从前端摆动部70的相反侧装卸自如地安装于前端部80。需要说明的是,焊接装置90并不必须相对于前端部80装卸自如。焊接装置90也可与前端部80一体化。 [0042] 如以上例示那样,机器人2具备相互串联连接的第一臂部30、第二臂部40、第三臂部50及前端部80。此处的“连接”还包括中间经由其他部件(例如前端摆动部70)的连接。 [0044] 致动器M1固定于回转部20的底板21,且根据电力的供给,使回转部20围绕轴线Ax1回转。需要说明的是,固定致动器是指固定致动器的主体部(连接能量供给用的线缆的部分)。在以下的说明中也是同样。 [0045] 致动器M2(第一致动器)根据电力的供给而使第一臂部30围绕轴线Ax2摆动。致动器M3(第二致动器)根据电力的供给而使第二臂部40围绕轴线Ax3摆动。致动器M2、M3在沿着轴线Ax2的方向上相对于第一臂部30而配置在相同侧。作为一例,致动器M2配置在连接部22的左侧,并固定于连接部22。致动器M3配置在第二臂部40的基端部的左侧,并固定于第二臂部40。 [0046] 致动器M4(第三致动器)根据电力的供给而使第三臂部50围绕轴线Ax4摆动。致动器M4也在沿着轴线Ax2的方向上与致动器M2、M3配置在相同侧。作为一例,致动器M4配置在连接部51的左侧,并固定于连接部51。 [0047] 致动器M5~M7在回转连杆53的相反侧固定于底板52。致动器M5根据电力的供给而使回转连杆53围绕轴线Ax5回转。致动器M6根据电力的供给而使前端摆动部70围绕轴线Ax6摆动。致动器M6经由传动轴及齿轮等传递机构向前端摆动部70传递动力。上述传递机构内置于回转连杆53。致动器M7根据电力的供给而使前端部80围绕轴线Ax7回转。致动器M7经由传动轴及齿轮等传递机构向前端部80传递动力。上述传递机构内置于回转连杆53及前端摆动部70。 [0048] 利用致动器M5~M7的协调动作,自如地调节前端部80的姿态。即,致动器M5~M7为用于调节前端部80的姿态的多个姿态调节致动器的一例。 [0050] 线缆C31在机器人控制器100与致动器M1之间传输能量(例如驱动电力及电信号)。线缆C32在机器人控制器100与致动器M2之间传输能量(例如驱动电力及电信号)。线缆C33在机器人控制器100与致动器M3之间传输能量(例如驱动电力及电信号)。线缆C34在机器人控制器100与致动器M4之间传输能量(例如驱动电力及电信号)。线缆C35在机器人控制器100与致动器M5之间传输能量(例如驱动电力及电信号)。线缆C36在机器人控制器100与致动器M6之间传输能量(例如驱动电力及电信号)。线缆C37在机器人控制器100与致动器M7之间传输能量(例如驱动电力及电信号)。 [0051] 线缆C3的一端部经由端子11连接于线缆C1。线缆C3在沿着轴线Ax2的方向上布线在致动器M2、M3的相反侧。作为一例,线缆C3从开口21a向底板21之上延伸出,并依次布线在底板21的后侧、第一臂部30及第二臂部40的右侧,并穿过线缆引导件55而布线在第三臂部50的左侧。即、线缆C3在从第一臂部30至第二臂部40的布线路径上布线在致动器M2、M3的相反侧。 [0052] 线缆C3利用线缆夹具CC1固定在底板21的右侧部分,利用线缆夹具CC2固定在第一臂部30的右侧面30a,并利用线缆夹具CC3、CC4固定在第二臂部40的右侧面40a,进而利用线缆夹具CC5固定在底板52的右侧部分。线缆夹具CC1~CC5例如为金属制,在分别保持线缆C3的状态下,利用螺栓等固定于机器人2的各部分。线缆夹具CC3、CC4沿着第二臂部40的长度方向(从基端部至前端部的方向)排列。 [0053] 线缆C31、C32(支线)在开口21a及线缆夹具CC1之间从其他线缆C33、C34、C35、C36、C37(主线C30)分支,并分别连接于致动器M1、M2。 [0054] 线缆C33(支线)在线缆夹具CC33、CC34之间从其他线缆C34、C35、C36、C37(主线C30)分支,并连接于致动器M3。从主线C30分支的线缆C33布线成经过第二臂部40的背面40c侧(工件W的配置位置的相反侧)而布线至第二臂部40的左侧面40b侧。 [0055] 从主线C30分支的线缆C33沿着引导部件CB1布线在致动器M3侧。引导部件CB1例如为金属制的托架,在与背面40c对置的位置向左右延伸。引导部件CB1的右端部向前侧折弯并固定于右侧面40a。引导部件CB1的左端部向前侧折弯并固定于左侧面40b。线缆C33中,在至少沿着引导部件CB1的部分覆盖有护套CS33。该部分由线缆夹具CC6~CC8固定于引导部件CB1。线缆夹具CC6~CC8例如为树脂制的扎带,并从护套CS33之上将线缆C33捆扎于引导部件CB1。线缆夹具CC6~CC8沿着引导部件CB1排列,其至少一个(例如线缆夹具CC8)配置在引导部件CB1的左端部。 [0056] 如此,使线缆C33沿着引导部件CB1,因此从主线C30向致动器M3的布线路径稳定,抑制线缆C33向外部的伸出。因为将线缆夹具CC6~CC8中的至少一个配置在引导部件CB1的左端部,所以布线在致动器M3侧的线缆C33沿着左侧面40b。由此,直至致动器M3为止的布线路径靠近左侧面40b侧,所以进一步抑制线缆33向外部的伸出。 [0057] 穿过线缆引导件55而布线在第三臂部50的左侧的线缆C3分离为线缆C34、C35、C36、C37,并分别连接于致动器M4、M5、M6、M7。 [0058] 线缆C4(第二线缆)是将多个线缆C41、C42利用护套CS4集束而成的线缆束。线缆C41、C42例如是传输来自焊接控制器200的能量(例如焊接电力)的电线,但并不限定于此。线缆C41、C42例如也可是输送冷却用的流体的软管。 [0059] 线缆C4的一端部经由端子11连接于线缆C2。线缆C4也在沿着轴线Ax2的方向上布线在致动器M2、M3的相反侧。作为一例,线缆C4与线缆C3一同从开口21a向底板21之上延伸出,并布线在底板21的背面侧、第一臂部30及第二臂部40的右侧,且穿过线缆引导件55而布线在第三臂部50的左侧。即、线缆C4在从第一臂部30至第二臂部40的布线路径上布线在致动器M2、M3的相反侧。 [0060] 线缆C4也与线缆C3一同由线缆夹具CC1固定在底板21的右侧部分,且由线缆夹具CC2固定在第一臂部30的右侧面30a,并由线缆夹具CC3、CC4固定在第二臂部40的右侧面40a,进而由线缆夹具CC5固定在底板52的右侧部分。 [0061] 穿过线缆引导件55而布线在第三臂部50的左侧的线缆C4分离为线缆C41、C42,并从回转连杆53的相反侧分别连接于多个转接连接器61。 [0062] 线缆C5(第二线缆)是将多个线缆C51、52利用护套CS5集束而成的线缆束。线缆C51、C52例如为与线缆C41、C42同种的线缆,并分别将与转接连接器61连接的线缆C41、C42的端部连接于焊接装置90。 [0063] 在线缆C5的一端部,线缆C51、C52从回转连杆53侧分别连接于转接连接器61。由此,线缆C51、C52与线缆C41、C42经由转接连接器61而分别连接。 [0064] 线缆C5穿过导入部64内、周壁63内、线缆引导件73内、及引导孔80a内而布线至焊接装置90的附近。在周壁63内,线缆C5带有能够与回转连杆53的回转随动的余长(松驰)而布线在回转连杆53的外周。穿过引导孔80a后的线缆C5分离为线缆C51、C52并连接于焊接装置90。 [0065] 〔本实施方式的效果〕 [0066] 如以上说明那样,机器人2具备:相互串联连接的第一臂部30、第二臂部40、第三臂部50及前端部80;使第一臂部30围绕轴线Ax2摆动的致动器M2;使第二臂部40围绕与轴线Ax2平行的轴线Ax3摆动的致动器M3;使第三臂部50围绕与轴线Ax2平行的轴线Ax4摆动的致动器M4;调节前端部80的姿态的多个致动器M5~M7,致动器M2、M3在沿着轴线Ax2的方向上相对于第一臂部30而配置在相同侧。 [0067] 根据机器人2,除了第一臂部30及第三臂部50以外,还具有第二臂部40,因此能够增大焊接装置90的可动范围。例如图5的双点划线例示出了第二臂部40与第一臂部30一体化,且不能围绕轴线Ax3摆动的情况。在该例中,根据围绕轴线Ax4的第三臂部50的可动边界,不能将焊接装置90配置在更下方。与之相对,在机器人2中,通过使第二臂部40围绕轴线Ax3转动,能够使焊接装置90配置在更下方。 [0068] 此外,轴线Ax3与轴线Ax2平行,因此即使使第二臂部40围绕轴线Ax3摆动,机器人2也不会左右倾动。因此,能够缩小机器人2与周边装置的间隔。 [0069] 进而,在沿着轴线Ax2的方向上,由于致动器M2、M3配置在相同侧,因此至少在从第一臂部30至第二臂部40的部分,能够缩小机器人2的宽度(沿着轴线Ax2的方向上的宽度)。图6的双点划线表示在沿着轴线Ax2的方向上致动器M3配置在致动器M2的相反侧的情况。在该情况下,致动器M2、M3向左右两侧突出,因此增大机器人2的宽度。与此相对,在沿着轴线Ax2的方向上,因为致动器M2、M3配置在相同侧,所以与致动器M2、M3配置在相反侧的情况相比,缩小机器人2的宽度。因此,能够进一步缩小与周边装置的间隔。 [0070] 致动器M4也可在沿着轴线Ax2的方向上配置在与致动器M2及致动器M3的相同侧。在该情况下,至少在从第一臂部30至第三臂部50的部分能够缩小机器人2的宽度。因此,能够进一步缩小与周边装置的间隔。 [0071] 机器人2也可具备向致动器M3~M7传输能量的线缆C3,且该线缆C3在沿着轴线Ax2的方向上布线在致动器M2、M3的相反侧。在该情况下,不需要为了分别回避致动器M2、M3而使线缆C3蜿蜒。因此,能够容易地布线线缆C3。此外,通过减少线缆C3的蜿蜒,还能够抑制线缆C3与周边装置的干涉,因此能够进一步缩小与周边装置的间隔。 [0072] 线缆C3也可具备:在沿着轴线Ax2的方向上布线在致动器M2、M3的相反侧的主线C30、和从主线C30分支并布线在致动器M3的线缆C33(支线)。在该情况下,即使在致动器M3的连接端子位于主线C30的相反侧的情况下,也不会使主线C30蜿蜒而能够将线缆C33布线于连接端子。因此,能够更容易地布线线缆C3。 [0073] 机器人2还可具备用于保持线缆C3的两个部位的线缆夹具CC3、CC4,且该线缆夹具设置于第一臂部30及第二臂部40之中的固定有致动器M3的臂部。线缆C33也可在两个部位的线缆夹具CC3、CC4之间从主线C30分支。在该情况下,致动器M3、从主线C30分支的线缆C33的分支部位均固定于相同臂部,因此能够提高线缆C33的分支部位的耐久性。 [0074] 作为一例,可使致动器M3、线缆夹具CC3、CC4均固定于第二臂部40,但并不限定于此。致动器M3、线缆夹具CC3、CC4也可均固定于第一臂部30。 [0075] 第一臂部30连接于在工件W的配置位置的周围设置的基台10,且线缆C33以穿过工件W的配置位置的相反侧的方式进行布线。在该情况下,在工件W侧配置机器人2的前端部80时,难以产生机器人2的各部分与线缆C33的干涉。因此,能够进一步提高线缆C33的耐久性。 [0076] 也可使第一臂部30及第二臂部40中的任一个臂部在与另一个臂部连接的连接部以绕过该另一个臂部的方式弯曲成曲柄状,且致动器M3固定于该一个臂部。在该情况下,通过使一个臂部弯曲成曲柄状的结构,在致动器M2、M3的相反侧,能够降低第一臂部30的侧面(右侧面30a)与第二臂部40的侧面(右侧面40a)的阶梯差。由此,易于使线缆C3沿着第一臂部30及第二臂部40,因此更容易布线第一线缆。 [0077] 作为一例,右侧面30a及右侧面40a也可成为齐面。在该情况下,更容易使线缆C3沿着第一臂部30及第二臂部40,因此能够更容易地布线第一线缆。 [0078] 也可使第二臂部40在与第一臂部30连接的连接部以绕过第一臂部30的方式弯曲成曲柄状,且致动器M3固定于第二臂部40。在第一臂部30的基端部周边集中布线在机器人2各部分的线缆类。与此相对,通过将第二臂部40设为曲柄状,能够使第一臂部30的形状简化,并易于在第一臂部30的基端部周边确保空间。因此,能够更容易布线线缆C3。 [0079] 但是,第二臂部40并不一定需要弯曲成曲柄状。也可使第一臂部30在与第二臂部40连接的连接部以绕过第二臂部40的方式弯曲成曲柄状,并使致动器M3固定于第一臂部30。 [0080] 机器人2还可具备:设置于前端部80的焊接装置90、与焊接装置90连接的线缆C4、C5。线缆C4、C5也可布线在致动器M2、M3的相反侧。根据该结构,还能够容易地使线缆C4、C5与线缆C3一同布线。需要说明的是,与焊接装置90连接的线缆C4、C5有时比线缆C3更难以弯曲。在该情况下,能够容易地布线线缆类变得更为有益。 [0081] 与焊接装置90连接的第二线缆在转接连接器61能够分离为线缆C4、C5。因此,能够分开进行从基台10至底板52的线缆C4的布线作业、和从底板52至焊接装置90的线缆C5的布线作业。因此,能够更容易地布线第二线缆。 [0082] 以上对实施方式进行了说明,但本发明并不一定限定于上述的实施方式,在不脱离其构思的范围内能够进行各种变更。例如,机器人2具备用于调节前端部80的姿态的三个致动器M5~M7,但并不限定于此。根据前端部80所需要的姿态,也可适当改变致动器M5~M7的配置及数量。 |