機器人的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種機器人，其能夠節省空間。實施方式涉及的機器人具備基座部、回轉基座、臂部、第1安裝部和第2安裝部。上述回轉基座相對于上述基座部連結成能夠繞規定的回轉軸回轉。上述臂部相對于上述回轉基座連結成基端部能夠繞與上述回轉軸大致垂直的旋轉軸旋轉。上述第1安裝部設置于上述回轉基座，并且配置在比上述回轉基座靠回轉徑向外側的位置、且是比上述旋轉軸靠上述基座部側的位置，用于安裝平衡器的一部分。上述第2安裝部設置于上述臂部，用于安裝上述平衡器的另一部分。
【專利說明】機器人

【技術領域】
[0001]公開的實施方式涉及機器人。

【背景技術】
[0002]以往，已知用于點焊用途等的機器人(例如，參照專利文獻I)。該機器人例如構成為具有:回轉基座，其被設置成能夠相對于在地面等上固定的基座部回轉；和多軸臂，其被安裝于該回轉座上。
[0003]另外，在回轉基座上連結有重力補償用的平衡器。并且，平衡器多采用彈簧式的平衡器。
[0004]另外，在機器人上裝備的裝備纜線被配設成繞回轉基座的外側纏繞，進而從該回轉基座的外側周圍沿多軸臂配設。
[0005]專利文獻1:日本特開2011-200989號公報
[0006]可是，在上述的現有技術中，在節省空間方面還存在進一步改善的余地。
[0007]具體來說，在采用彈簧式的平衡器的情況下，存在占地面積(foot print)容易較大這樣的問題。另外，對于上述這樣的裝備纜線的配設形態，也容易導致占地面積增大。


【發明內容】

[0008]實施方式的一個方式是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種能夠節省空間的機器人。
[0009]實施方式的一個方式涉及的機器人具備基座部、回轉基座、臂部、第I安裝部和第2安裝部。所述回轉基座相對于所述基座部連結成能夠繞規定的回轉軸回轉。所述臂部相對于所述回轉基座連結成基端部能夠繞與所述回轉軸大致垂直的旋轉軸旋轉。所述第I安裝部設置于所述回轉基座，并且配置在比所述回轉基座靠回轉徑向外側、且比所述旋轉軸靠所述基座部側的位置，平衡器的一部分安裝在該第I安裝部上。所述第2安裝部設置于所述臂部，所述平衡器的另一部分安裝在該第2安裝部上。
[0010]根據實施方式的一個方式，能夠節省空間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是實施方式涉及的機器人的立體圖。
[0012]圖2A是示出實施方式涉及的機器人的結構的左側視圖。
[0013]圖2B是示出實施方式涉及的平衡器所起到的效果的示意圖。
[0014]圖3A是實施方式涉及的機器人的主視圖。
[0015]圖3B是回轉基座周圍的沿箭頭A觀察的圖。
[0016]圖4A是圖2A所示的Pl部周圍的透視圖。
[0017]圖4B是Pl部周圍的沿箭頭A’觀察的透視圖。
[0018]圖4C是實施方式涉及的機器人的俯視圖。
[0019]圖5A是凸緣部的俯視圖。
[0020]圖5B是示出凸緣部的使用狀態的示意圖。
[0021]標號說明
[0022]10:機器人；
[0023]11:基座部；
[0024]12:回轉基座；
[0025]12a:第I安裝部；
[0026]12b:連結部；
[0027]12ba:孔部；
[0028]13:臂部；
[0029]13a:下部臂；
[0030]13aa:弟 2 女裝部；
[0031]13b:上部臂；
[0032]14:腕部；
[0033]15:凸緣部；
[0034]15a:被安裝部；
[0035]15b:末端執行器安裝部；
[0036]15c:開口部；
[0037]16:平衡器；
[0038]16a:缸部；
[0039]16b:桿部；
[0040]16c:罩部件；
[0041]17:裝備纜線；
[0042]18:撐條；
[0043]19:纜線；
[0044]20:點焊槍；
[0045]AXl:軸；
[0046]AX2:軸；
[0047]B:軸；
[0048]Gl:減速器；
[0049]G2:中空減速器；
[0050]G21:中空孔；
[0051]L:軸；
[0052]Ml:伺服馬達；
[0053]R:軸；
[0054]S:回轉軸；
[0055]T:軸；
[0056]U:軸。

【具體實施方式】
[0057]以下，參照附圖，對本申請公開的機器人的實施方式詳細地進行說明。并且，本發明并不受以下所示的實施方式限定。
[0058]另外，以下，列舉用于點焊用途的機器人為例進行說明。
[0059]首先，對實施方式涉及的機器人10的概要進行敘述。圖1是實施方式涉及的機器人10的立體圖。并且，以下，為了便于說明，機器人10的回轉位置和姿勢基本上處于圖1所示的狀態，對機器人10的各部位的位置關系進行說明。
[0060]另外，在圖1中，為了容易理解說明，圖示了包括將鉛直向上作為正方向的Z軸在內的3維直角坐標系。該直角坐標系有時也在用于以下說明的其他附圖中示出。并且，在本實施方式中，X軸的正方向是指機器人10的前方。
[0061]如圖1所示，機器人10是所謂的垂直多關節型。具體來說，機器人10具備基座部11、回轉基座12、臂部13、腕部14和凸緣部15。腕部14是擺動部的一個例子。
[0062]另外，臂部13具備下部臂13a和上部臂13b。下部臂13a是第I臂的一個例子。另外，上部臂13b是第2臂的一個例子。
[0063]基座部11是固定在地面等的支承基座。回轉基座12以能夠回轉的方式設置在該基座部11上。下部臂13a被設置成能夠相對于回轉基座12旋轉。
[0064]上部臂13b被設置成能夠相對于下部臂13a旋轉。腕部14以能夠擺動的方式設置于上部臂13b的末端部。另外，凸緣部15被設置成能夠相對于該腕部14旋轉。并且，在凸緣部15安裝有稱作點焊槍的末端執行器。
[0065]另外，機器人10具備重力補償用的平衡器16。平衡器16具有:封入有氮氣等流體的缸部16a ;和利用該流體的壓力伸縮的桿部16b。并且，作為缸部16a的流體，也可以使用其他的氣體和油等液體。
[0066]該平衡器16借助于設置于回轉基座12的第I安裝部12a、和設置于下部臂13a的第2安裝部13aa分別與回轉基座12和下部臂13a連結。
[0067]并且，平衡器16的桿部16b的、直徑比缸部16a小的桿被隨著桿的伸縮而伸縮的折皺狀的罩部件16c覆蓋。在用于焊接用途的情況下，這在防止由飛濺等的熱片所引起的燒毀這方面是有效的。并且，罩部件16c不一定必須是折皺形狀，只要呈筒狀覆蓋桿部16b即可。
[0068]另外，機器人10具備裝備纜線17。裝備纜線17是焊接裝配用的纜線類或軟管類等。裝備纜線17被前述的平衡器16支承，并沿著下部臂13a配置在該平衡器16的外側。
[0069]另外，該裝備纜線17相對于上部臂13b從基端部外側繞入，并且朝向末端部配置。
[0070]本實施方式涉及的機器人10在這樣的結構中實現了空間的節省。并且，能夠使回轉基座12、臂部13和腕部14動作，而不會受到裝備纜線17的無用的限制，對安裝于腕部14的末端執行器的位置和姿勢進行控制，來進行稱為點焊作業的處理作業。
[0071]對于該機器人10的結構，以下，利用圖2A以后的圖進一步詳細地進行說明。圖2A是示出實施方式涉及的機器人10的結構的左側視圖。
[0072]如圖2A所示，回轉基座12相對于基座部11以能夠繞回轉軸S回轉的方式連結(參照圖中的箭頭201)。并且，在該基座部11和回轉基座12的連結部分，以有助于節省空間的方式配置裝備纜線17。關于這一點的詳細情況，利用圖中所示的Pl部的透視圖(圖4A和圖4B)在后面進行敘述。
[0073]另外，如圖2A所示，下部臂13a相對于回轉基座12連結成基端部能夠繞與回轉軸S大致垂直的軸L旋轉(參照圖中的箭頭202)。
[0074]另外，上部臂13b相對于下部臂13a的末端部連結成基端部能夠繞與軸L大致平行的軸U旋轉(參照圖中的箭頭203)。并且，上部臂13b在成為原點的旋轉位置(參照軸U的旋轉中心)進行比下部臂13a向前方側伸展的動作。
[0075]而且，上部臂13b被設置成能夠繞與軸U大致垂直的軸R扭轉(參照圖中的箭頭204)。
[0076]另外，腕部14相對于上部臂13b的末端部連結成能夠繞與軸R大致垂直的軸B擺動(參照圖中的箭頭205)。另外，凸緣部15相對于腕部14連結成能夠繞與軸B大致垂直的軸T旋轉(參照圖中的箭頭206)。
[0077]并且，在凸緣部15上設置有能夠安裝末端執行器的末端執行器安裝部15b(后述)。關于該凸緣部15的詳細情況,利用圖5A和圖5B在后面敘述。
[0078]另外，如圖2A所示，對于平衡器16，基端部被安裝于第I安裝部12a，末端部被安裝于第2安裝部13aa，從而分別與回轉基座12和下部臂13a連結。
[0079]另外，平衡器16在第I安裝部12a被安裝成能夠繞與軸L大致平行的軸AXl旋轉(參照圖中的箭頭207)。另外，平衡器16在第2安裝部13aa被安裝成能夠繞與軸L大致平行的軸AX2旋轉(參照圖中的箭頭208)。并且，軸AXl是第I支承軸的一個例子，軸AX2是第2支承軸的一個例子。
[0080]在此，如圖2A所示，第I安裝部12a配置在比回轉基座的重要部位靠回轉徑向外側的位置，并且配置在比軸L靠基座部11側的位置。S卩，第I安裝部12a形成為在比回轉基座12靠機器人10的前方側的位置安裝平衡器16的基端部。
[0081]對于這樣安裝的平衡器16所起到的效果進行說明。圖2B是示出實施方式涉及的平衡器16所起到的效果的示意圖。并且，在圖2B中，使用表示關節的附圖標號，在上一級示意性地示出了使下部臂13a立起的狀態的機器人10，在下一級示意性地示出了使下部臂13a向后方倒伏的狀態的機器人10。
[0082]如圖2B所示，平衡器16的基端部借助于第I安裝部12a處于比回轉基座12靠機器人10的前方側的位置，由此，能夠使下部臂13a向后方在更大的范圍內倒伏(參照圖中的箭頭209)。這是因為，利用平衡器16，對向后方倒伏的下部臂13a作用有從下方支承的力。
[0083]由此，在進行點焊作業時，能夠提高機器人10所能夠采取的姿勢的自由度。另外，在搬運機器人10時，能夠使機器人10采取更緊湊的姿勢、即能夠緊湊地折疊，因此能夠減小搬運容積。
[0084]另外，通過像這樣安裝平衡器16，與安裝以往形態的彈簧式的平衡器的情況相比，不容易導致占地面積增大。即，能夠減小占地面積而節省空間。
[0085]返回圖2A的說明。另外，如圖2A所示，裝備纜線17從基座部11和回轉基座12的連結部分向回轉基座12的上部配置。另外，裝備纜線17還被平衡器16支承，并且在該平衡器16的外側沿著下部臂13a配置。
[0086]S卩，由于如上述這樣利用可減少占地面積的平衡器16支承著來配置裝備纜線17，因此最終能夠節省空間。
[0087]并且，機器人10還具備撐條18。撐條18沿著平衡器16設置，并且被支承件在2個部位固定于缸部16a。裝備纜線17借助于該撐條18被固定在平衡器16的末端部，由此，裝備纜線17被支承于平衡器16。撐條18是支承件的一個例子。
[0088]另外，裝備纜線17相對于上部臂13b從基端部外側繞入，并且朝向末端部配置。由此，裝備纜線17沒有被夾在上部臂13b和下部臂13a之間，因此，能夠使機器人10動作，而不會施加由裝備纜線17引起的無用的限制。
[0089]這一點在焊接裝備用的纜線類或軟管類的裝備纜線17容易占用空間的點焊用途中是有用的。
[0090]接下來，對回轉基座12周圍的結構詳細地進行說明。圖3A是實施方式涉及的機器人10的主視圖。另外，圖3B是回轉基座12周圍的沿箭頭A觀察的圖。
[0091]如圖3A所示，機器人10還具備:伺服馬達M1，其提供使下部臂13a繞軸L旋轉的旋轉驅動力；和減速器G1，其以能夠進行動力傳遞的方式與該伺服馬達Ml連結。
[0092]并且，回轉基座12具備收納減速器Gl的連結部12b，以便以能夠旋轉的方式與下部臂13a連結。因此，在連結部12b中還支承有與減速器Gl連結的伺服馬達Ml。
[0093]并且，回轉基座12是鑄件，連結部12b與該回轉基座12形成為一體。
[0094]另外，前述的第I安裝部12a也從連結部12b的下方開始在下部臂13a的下方與軸L大致平行地延伸，且以在比下部臂13a靠延伸方向側(參照圖中的Y軸的負方向側)的位置與平衡器16的基端部連結的方式一體地形成于回轉基座12。
[0095]另外，如圖3B所示，在連結部12b設有孔部12ba。與伺服馬達Ml連結的纜線19(后述)被貫穿插入孔部12ba。
[0096]接下來，利用圖4A?圖4C，對包括該纜線19和前述的裝備纜線17在內的纜線類的配置進行說明。圖4A是圖2A所示的Pl部周圍的透視圖。另外，圖4B是Pl部周圍的沿箭頭A’觀察的透視圖。另外，圖4C是實施方式涉及的機器人10的俯視圖。
[0097]如圖4A所示，基座部11和回轉基座12借助于中空減速器G2連結，該中空減速器G2具有沿著回轉軸S的中空孔G21。中空減速器G2是旋轉部件的一個例子。
[0098]并且，裝備纜線17或纜線19從機器人10的外部首先朝向該中空孔G21配置。此時，這些纜線類被配置在基座部11的內部，而不是繞回轉軸S外配(U字移動彎曲處理等)。
[0099]并且，如圖4B所示，裝備纜線17和纜線19在中空孔G21中被進行纏繞處理。因此，根據本實施方式涉及的機器人10，不會因為纜線類的外配等而導致基座部11無用地增大。
[0100]由此，能夠減小機器人10的占地面積，從而能夠實現纜線類的高密度配置。即，能夠有助于節省空間。
[0101]并且，在中空孔G21中進行纏繞處理的纜線類穿過中空孔G21，并如圖4C所示這樣從基座部11朝向回轉基座12的上部配置，并在回轉基座12的上部分支。
[0102]并且，分支出的一方的纜線19穿過連結部12b的孔部12ba與伺服馬達Ml連結。另外，分支出的另一方的裝備纜線17被與其他的裝備纜線17歸攏在一起，在伺服馬達Ml的周圍環繞，并沿著撐條18配置。
[0103]接下來，利用圖5A和圖5B，對凸緣部15的詳細情況進行說明。圖5A是凸緣部15的俯視圖。另外，圖5B是示出凸緣部15的使用狀態的示意圖。
[0104]如圖5A所示，凸緣部15形成為俯視觀察時為U字狀的形狀。該凸緣部15具備被安裝部15a、末端執行器安裝部15b和開口部15c。
[0105]并且，雖然在圖5A中省略了圖示，但在與開口部15c對置的底面側也開口。
[0106]如圖5B所示，該凸緣部15在被安裝部15a被安裝于腕部14。另外，在末端執行器安裝部15b，作為末端執行器安裝有例如點焊槍20。由此，腕部14和點焊槍20借助于凸緣部15被連接在一起。
[0107]另外，如上述這樣從下部臂13a沿著上部臂13b配置的裝備纜線17從凸緣部15的大致U字狀的開口部15c側向底面側貫穿插入而與點焊槍20連接。
[0108]并且，裝備纜線17在凸緣部15中以在空間上寬裕的狀態被保持。由此，即使點焊槍20隨著腕部14的旋轉而旋轉，裝備纜線17也能夠在凸緣部15內的空間中高自由度地動作。
[0109]S卩，即使是容易導致體積增大的焊接裝備用的裝備纜線17，也能夠緊湊地歸攏在一起，并且，能夠將裝備纜線17動作的自由度保持得較高。因此，不會對機器人10的動作造成無用的限制(干涉等)，從而能夠使機器人10進行點焊作業。
[0110]如上所述，實施方式涉及的機器人具備基座部、回轉基座、臂部、第I安裝部和第2安裝部。上述回轉基座相對于上述基座部連結成能夠繞規定的回轉軸回轉。上述臂部相對于上述回轉基座連結成基端部能夠繞與上述回轉軸大致垂直的旋轉軸旋轉。
[0111]上述第I安裝部設置于上述回轉基座，并且配置在比上述回轉基座靠回轉徑向外側的位置、且是比上述旋轉軸靠上述基座部側的位置，用于安裝平衡器的一部分。上述第2安裝部設置于上述臂部，用于安裝上述平衡器的另一部分。
[0112]因此，根據實施方式涉及的機器人，能夠節省空間。
[0113]并且，在上述的實施方式中，列舉了機器人被用于點焊用途的情況為例，但是，并不限定機器人進行的作業的種類。即，例如也能夠安裝可保持工件的手來代替點焊槍作為末端執行器，用于工件的握持作業用途。
[0114]另外，在上述的實施方式中，列舉了平衡器在基端部和末端部被支承的情況為例，但是，并不限定平衡器的被支承的部位。即，平衡器只要在一部分和其他一部分至少被二點支承即可。
[0115]另外，在上述的實施方式中，例示了具有6個軸的多軸機器人，但并不限定軸數。例如，可以是7軸機器人。
[0116]另外，在上述的實施方式中，例示了單臂機器人，但并不限于此，例如，上述的實施方式可以應用于雙臂以上的多臂機器人的臂的至少任意一個。
[0117]本領域技術人員能夠容易地導出進一步的效果和變形例。因此，本發明的更大范圍的形態并不受如以上那樣表示并記述的特定的詳細內容和代表性的實施方式限定。因此，只要不脫離由附上的權利要求的范圍和其等同物所定義的總括的發明的概念精神或范圍，能夠進行各種變更。
【權利要求】
1.一種機器人,其特征在于， 所述機器人具備: 基座部； 回轉基座，其相對于所述基座部連結成能夠繞規定的回轉軸回轉； 臂部，其相對于所述回轉基座連結成基端部能夠繞與所述回轉軸大致垂直的旋轉軸旋轉; 第I安裝部，其設置于所述回轉基座，并且配置在比所述回轉基座靠回轉徑向外側、且比所述旋轉軸靠所述基座部側的位置，平衡器的一部分安裝在該第I安裝部上；以及第2安裝部，其設置于所述臂部，所述平衡器的另一部分安裝在該第2安裝部上。
2.根據權利要求1所述的機器人，其特征在于， 所述臂部具有: 第I臂，其基端部與所述回轉基座連結；和 第2臂，其以能夠繞與所述旋轉軸大致平行的旋轉軸旋轉的方式設置于所述第I臂的末端側，并且在成為原點的旋轉位置比所述第I臂向前方側伸展， 所述第I安裝部形成為，在比所述回轉基座靠所述前方側的位置安裝所述平衡器的基端部。
3.根據權利要求1所述的機器人，其特征在于， 所述機器人還具備所述平衡器， 所述平衡器的基端部以能夠繞與所述旋轉軸大致平行的第I支承軸旋轉的方式安裝于所述第I安裝部， 所述平衡器的末端部以能夠繞與所述旋轉軸大致平行的第2支承軸旋轉的方式安裝于所述第2安裝部。
4.根據權利要求2所述的機器人，其特征在于， 所述機器人還具備所述平衡器， 所述平衡器的基端部以能夠繞與所述旋轉軸大致平行的第I支承軸旋轉的方式安裝于所述第I安裝部， 所述平衡器的末端部以能夠繞與所述旋轉軸大致平行的第2支承軸旋轉的方式安裝于所述第2安裝部。
5.根據權利要求2至4中的任一項所述的機器人，其特征在于， 所述機器人還具備: 擺動部，其以能夠繞與所述旋轉軸大致平行的旋轉軸旋轉的方式與所述第2臂連結；和 凸緣部，其能夠繞與所述擺動部的旋轉軸大致垂直的旋轉軸旋轉；以及 末端執行器安裝部，其設置于所述凸緣部，能夠安裝末端執行器。
6.根據權利要求5所述的機器人，其特征在于， 所述末端執行器是點焊槍。
7.根據權利要求1至4中的任一項所述的機器人，其特征在于， 所述平衡器具有:封入有流體的缸部；和借助于所述流體的壓力伸縮的桿部。
8.根據權利要求1至4中的任一項所述的機器人，其特征在于， 在所述回轉基座形成有收納減速器的連結部，以便以能夠旋轉的方式與所述臂部連結， 所述第I安裝部形成為，從所述連結部的下方起在所述臂部的下方與該臂部的旋轉軸大致平行地延伸，并且在比所述臂部靠延伸方向側的位置與所述平衡器的基端部連結。
9.根據權利要求8所述的機器人，其特征在于， 在所述連結部支承有伺服馬達，該伺服馬達提供所述臂部的旋轉驅動力，所述伺服馬達以能夠傳遞動力的方式與收納于所述連結部的減速器連結。
10.根據權利要求9所述的機器人，其特征在于， 在所述連結部設有孔部，與所述伺服馬達連結的纜線被貫穿插入于該孔部。
11.根據權利要求10所述的機器人，其特征在于， 所述基座部和所述回轉基座借助于旋轉部件連結，所述旋轉部件具有沿著所述回轉軸的中空孔， 所述纜線穿過所述中空孔從所述基座部朝向所述回轉基座的上部配置，并在所述回轉基座的上部分支， 分支出的一方的纜線穿過所述連結部的所述孔部而與所述伺服馬達連結， 另一方的纜線被與其他裝備纜線歸攏在一起沿著所述平衡器配置。
12.根據權利要求11所述的機器人，其特征在于， 所述另一方的纜線從所述中空孔開始被所述平衡器支承，并且沿著所述臂部配置在該平衡器的外側。
13.根據權利要求11所述的機器人，其特征在于， 所述機器人還具備支承件， 所述另一方的纜線借助于所述支承件被固定于所述平衡器的末端部，由此被支承于所述平衡器。
14.根據權利要求12所述的機器人，其特征在于， 所述機器人還具備支承件， 所述另一方的纜線借助于所述支承件被固定于所述平衡器的末端部，由此被支承于所述平衡器。
15.根據權利要求1至4中的任一項所述的機器人，其特征在于， 所述平衡器具有覆蓋該平衡器的罩部件。
【文檔編號】B25J18/04GK104339367SQ201410366331
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2013年7月30日
【發明者】高橋真義, 白木知行, 伊藤雅人, 榊芳梨 申請人:株式會社安川電機