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机器人、机器人组装方法及机器人系统

文献发布时间:2024-04-18 19:52:40


机器人、机器人组装方法及机器人系统

技术领域

本发明涉及一种机器人、机器人组装方法及机器人系统。

背景技术

专利文献1公开了一种卧式SCARA机器人,其具备具有壳体的支架、枢支于支架的第一臂以及枢接于第一臂的第二臂。第一臂转动自如地设置在通过支架的第一轴上,第二臂转动自如地设置在穿过第一臂内的第二轴上。

第一轴的下端通过同步带卷绕机构连结有第一伺服电机。第二轴的下端通过同步带卷绕机构连结有第二伺服电机。其中,第一伺服电机收容在具有支架的壳体中,并固定于壳体。

作为将伺服电机固定到壳体的方法,可以举出将安装在伺服电机的凸缘放置(卡合)到从壳体的内壁突出的突出部的方法。由于凸缘比伺服电机的主体更宽,因此通过将凸缘放置在突出部,能够在铅直方向上进行高精度定位。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平5-123986号公报。

然而,在组装专利文献1中所述的机器人时采用如下顺序:在将第一伺服电机固定到壳体之后,将同步带挂绕到与第一伺服电机连接的滑轮;而为了将同步带挂绕到与第一伺服电机连接的滑轮,需要用力弯曲同步带。因此,对同步带施加较强的负荷,有时会损伤同步带。

因此,一边抑制施加于同步带的负荷、一边将同步带挂绕到与伺服电机连接的滑轮成为问题。

发明内容

本发明的应用例所涉及的机器人,其特征在于,具备:

第一部件;以及

相对于所述第一部件相对旋转的第二部件,

所述第一部件具有:

框体,所述框体具有彼此分开并相对配置的第一壁部和第二壁部、从所述第一壁部朝向所述第二壁部突出的第一突出部、以及从所述第二壁部朝向所述第一壁部突出的第二突出部;

驱动部,所述驱动部具有产生绕驱动轴旋转的驱动力的电机主体、与所述电机主体连接的驱动滑轮、以及从所述电机主体向与所述驱动轴相交的方向突出的凸缘;

关节部,所述关节部具有从动滑轮,将所述驱动力传递给所述第二部件;

传动带,跨挂在所述驱动滑轮和所述从动滑轮上,

所述第一突出部及所述第二突出部具有:

支承部,所述支承部彼此之间的间隔距离比所述凸缘在突出方向上的长度短,支承所述凸缘在突出方向上的两端部;

切口部,所述切口部彼此之间的间隔距离比所述凸缘在突出方向上的长度长,构成为使所述凸缘的所述两端部通过。

本发明的应用例所涉及的机器人组装方法,该机器人具备:

第一部件;以及

相对于所述第一部件相对旋转的第二部件,

该机器人组装方法的特征在于,

准备组装之前的所述第一部件的工序,所述第一部件具有:框体,所述框体具有彼此分开并相对配置的第一壁部和第二壁部、从所述第一壁部朝向所述第二壁部突出的第一突出部、以及从所述第二壁部朝向所述第一壁部突出的第二突出部;驱动部,所述驱动部具有产生绕驱动轴旋转的驱动力的电机主体、与所述电机主体连接的驱动滑轮、以及从所述电机主体向与所述驱动轴相交的方向突出的凸缘;关节部,所述关节部具有从动滑轮,将所述驱动力传递给所述第二部件;以及传动带,所述第一突出部及所述第二突出部具有彼此之间的间隔距离比所述凸缘突出的长度短的支承部、以及彼此之间的间隔距离比所述凸缘突出的长度长的切口部;

将所述传动带挂绕到所述从动滑轮的工序;

在所述凸缘在突出方向上的两端部通过所述切口部的路径上,使所述驱动部靠近所述传动带的工序;

将所述传动带挂绕在所述驱动滑轮上的工序;以及

将所述凸缘固定到所述支承部的工序。

本发明的应用例所涉及的机器人系统,其特征在于,具备:

本发明的应用例所涉及的机器人;以及

控制所述机器人的动作的控制装置。

附图说明

图1是示出实施方式所涉及的机器人系统的侧视图。

图2是图1所示的基台的局部剖视图。

图3是仅示出图2的基台所具有的框体及驱动部的立体图。

图4是图3所示的框体的剖视图及驱动部的俯视图。

图5是用于说明实施方式所涉及的机器人组装方法的工序图。

图6是用于说明图5所示的机器人组装方法的剖视图。

图7是用于说明图5所示的机器人组装方法的俯视图。

图8是用于说明图5所示的机器人组装方法的剖视图。

图9是用于说明图5所示的机器人组装方法的剖视图。

图10是用于说明图5所示的机器人组装方法的侧视图。

图11是用于说明图5所示的机器人组装方法的剖视图。

图12是用于说明图5所示的机器人组装方法的剖视图。

符号说明

1、机器人系统;2、机器人;3、控制装置;4、惯性传感器;20、机械臂;21、基台;22、第一臂;23、第二臂;24、轴;29、末端执行器;51、框体;51a、驱动部收容部位;51b、关节部收容部位;53、关节部;55、传动带;231、基座;232、上侧罩;233、下侧罩;240、关节部;241、滚珠丝杠螺母;242、花键螺母;244、有效载荷;261、驱动部;261a、电机主体;261b、驱动滑轮;261c、凸缘;261d、固定孔;262、驱动部;263、驱动部;264、驱动部;510、内部空间;511、第一壁部;512、第二壁部;513、顶板;514、底板;515、侧方窗部;516、上方窗部;517、整面窗部;518、第一突出部;519、第二突出部;521、支承部;522、切口部;523、接触面;524、槽;525、紧固孔;526、螺钉;532、从动滑轮;534、减速机;AX1、第一轴;AX2、第二轴;AX3、第三轴;AX4、驱动轴;M1、箭头;M2、箭头;M3、箭头;t1、厚度;S1、间隔距离;S2、间隔距离;S102、准备工序;S104、第一传动带悬绕工序;S106、驱动部姿势变更工序;S108、第二传动带悬绕工序;S110、凸缘固定工序;W1、宽度;W2、宽度;W3、宽度。

具体实施方式

下面,基于附图将详细说明本发明的机器人、机器人组装方法及机器人系统的优选实施方式。

1.机器人系统

首先,对实施方式所涉及的机器人系统进行说明。

图1是示出实施方式所涉及的机器人系统1的侧视图。图2是图1所示的基台21的局部剖视图。需要说明的是,在本申请的各图中,为了便于说明,作为相互正交的三个轴设定x轴、y轴及z轴,分别用箭头表示。在以下说明中,与x轴平行的方向称为“x轴方向”,与y轴平行的方向称为“y轴方向”,与z轴平行的方向称为“z轴方向”。此外,在以下说明中,图示的各箭头的前端侧称为“+(正)”,基端侧称为“-(负)”。进一步,在以下说明中,为了便于说明,+z轴方向称为“上”,-z轴方向称为“下”。此外,本说明书中“连接”是指两个部件彼此直接接触的状态、以及通过任意部件间接接触的状态这两种状态。进一步,本说明书中“平行”是指线之间、面之间、或线与面相互平行的状态,或者从此状态在±5度以下的范围内倾斜的状态。

图1所示的机器人系统1具备机器人2、以及控制机器人2的动作的控制装置3。机器人系统1的用途没有特别限制,可以举出例如工件的保持、搬运、组装、检查等各个作业。

2.机器人

在本实施方式中,机器人2是水平多关节机器人(SCARA机器人)。机器人2具备基台21(第一部件)和机械臂20。在本实施方式中,机械臂20具有后述的第一臂22(第二部件)、第二臂23、轴24、有效载荷244、以及末端执行器29。

2.1.基台的概要

通过螺栓等将基台21固定于未图示的设置面。作为设置面,可以举出例如地板面、壁面、天花板面、桌子或支架等的上表面等。

如图2所示,基台21具有框体51、驱动部261、关节部53、以及传动带55。

图2所示的框体51呈的形状为具有内部空间510的大致长方体。需要说明的是,基台21的外形不限于图2所示的形状,可以是任何形状。如图2所示,框体51的内部空间510中收容有驱动部261、关节部53、传动带55等。

作为框体51的构成材料,可以举出例如金属材料、树脂材料,但优选使用金属材料。由此,能够提高框体51的刚性,能够抑制基台21的意外振动。

驱动部261产生使第一臂22相对于基台21绕第一轴AX1转动的驱动力。此外,驱动部261具有检测其旋转量的未图示的编码器。能够根据来自该编码器的输出检测第一臂22相对于基台21的转动角度。

关节部53将驱动力传递给第一臂22。具体地,将来自驱动部261的驱动力转换为使第一臂22转动的动作。

传动带55是将来自驱动部261的驱动力传递给关节部53的环形带。

2.2.机械臂的概要

机械臂20与基台21连接,其姿势由控制装置3控制。由此,将末端执行器29保持为目标位置及姿势,实现各种作业。在图1所示的机械臂20中,依次连结第一臂22、第二臂23、轴24、有效载荷244以及末端执行器29。需要说明的是,在以下说明中为了便于说明,将机器人2的末端执行器29侧称为“前端”,将基台21侧称为“基端”。

第一臂22能够相对于基台21绕与z轴平行的第一轴AX1转动。第二臂23设于第一臂22的前端部,能够绕与第一轴AX1平行的第二轴AX2转动。轴24设于第二臂23的前端部,能够绕与第二轴AX2平行的第三轴AX3转动,并且能够沿着第三轴AX3平移。

第二臂23具有基座231、上侧罩232、下侧罩233、驱动部262、263、264、关节部240以及惯性传感器4。

基座231是第二臂23的骨骼,支承驱动部262、263、264等。上侧罩232设于基座231的上方,并覆盖驱动部262、263、264等。下侧罩233设于基座231的下方,覆盖载置于基座231的下表面的惯性传感器4等。作为惯性传感器4,可以举出例如角速度传感器、加速度传感器等。需要说明的是,可以省略惯性传感器4。

驱动部262位于基座231的基端部,产生使第二臂23相对于第一臂22绕第二轴AX2转动的驱动力。驱动部262分别具有未图示的电机、减速机、编码器等。能够根据来自编码器的输出检测第二臂23相对于第一臂22的转动角度。

驱动部263位于基座231的基端部与前端部之间,产生通过使滚珠丝杠螺母241旋转来使轴24沿第三轴AX3的方向平移的驱动力。驱动部263分别具有未图示的电机、减速机、编码器等。能够根据来自编码器的输出检测轴24相对于第二臂23的平移量。

驱动部264位于基座231的基端部与前端部之间,产生通过使花键螺母242旋转来使轴24绕第三轴AX3旋转的驱动力。驱动部264分别具有未图示的电机、减速机、编码器等。能够根据来自编码器的输出检测轴24相对于第二臂23的旋转量。

关节部240将驱动力传递给轴24。具体地,将来自驱动部263、264的驱动力转换为使轴24平移及旋转的动作。

轴24是圆柱形的轴体。轴24相对于第二臂23能够沿着沿铅直方向的第三轴AX3平移,并且能够绕第三轴AX3旋转。

此外,在轴24的长度方向的中途设置有滚珠丝杠螺母241和花键螺母242,并由它们支承轴24。

在轴24的前端部设有用于安装末端执行器29的有效载荷244。作为安装于有效载荷244的末端执行器29没有特别限制,可以举出例如保持对象物的手、加工对象物的工具、检查对象物的检查装置等。需要说明的是,可以将省略了末端执行器29的构成作为机械臂20。

2.3.基台的细节

接下来,详细说明基台21。

图3是仅示出图2的基台21所具有的框体51及驱动部261的立体图。图4是图3所示的框体51的剖视图及驱动部261的俯视图。需要说明的是,图3及图4是示出组装完成时的基台21的图。此外,图3及图4所示的箭头指示组装完成时的驱动部261的位置。

图3所示的框体51由收容驱动部261的驱动部收容部位51a和收容关节部53的关节部收容部位51b构成。内部空间510由驱动部收容部位51a的内部和关节部收容部位51b的内部构成。如后述,内部空间510由构成框体51的第一壁部511和第二壁部512、顶板513、底板514、以及关节部收容部位51b划定。

驱动部收容部位51a呈大致长方体,具有与z轴平行地延伸的长轴。驱动部收容部位51a具有沿着z-y面扩展的第一壁部511和第二壁部512。第一壁部511和第二壁部512彼此分开(经由内部空间510)并相对配置。此外,驱动部收容部位51a具有沿着x-y面扩展的顶板513及底板514。顶板513与第一壁部511的上端及第二壁部512的上端连结。底板514与第一壁部511的下端及第二壁部512的下端连结。

第二壁部512具有连接内部空间510与外部空间的侧方窗部515。此外,顶板513具有连接内部空间510与外部空间的上方窗部516(开口部)。需要说明的是,侧方窗部515可以设于第一壁部511,而不是第二壁部512,也可以设于第一壁部511和第二壁部512双方。此外,侧方窗部515及上方窗部516分别由未图示的盖来关闭,侧方窗部515的边缘及上方窗部516的边缘形成有台阶或锥形,以便能够将盖放置在其上并通过螺钉等固定。需要说明的是,也可以不由盖关闭。

驱动部收容部位51a是框体51中y轴正侧的部位,具有连接内部空间510与外部空间的整面窗部517。整面窗部517在驱动部收容部位51a的整个长轴上延伸。该整面窗部517能够用作将部件搬入内部空间510时的搬入路径。需要说明的是,整面窗部517可以在驱动部收容部位51a的部分长轴上延伸,而不是整个长轴。此外,整面窗部517可以由未图示的盖关闭。

如图3及图4所示,驱动部收容部位51a具有第一突出部518和第二突出部519。第一突出部518从第一壁部511朝向内部空间510突出。第二突出部519从第二壁部512朝向内部空间510突出。

第一突出部518和第二突出部519为一对,支承收容在内部空间510中的驱动部261。

如图3所示,驱动部261具有电机主体261a、驱动滑轮261b以及凸缘261c。电机主体261a产生绕驱动轴AX4旋转的驱动力。在驱动部261装配在框体51中的状态下,驱动轴AX4与第一轴AX1大致平行地延伸。驱动滑轮261b与电机主体261a连接。凸缘261c为以z轴方向为厚度方向的板状,在x轴方向上从电机主体261a突出。通过将该凸缘261c放置于第一突出部518和第二突出部519,相对于框体51能够在z轴方向上定位驱动部261。需要说明的是,凸缘261c突出的方向只要是与驱动轴AX4相交的方向即可,不限于x轴方向。此外,在凸缘261c设有贯穿凸缘261c的固定孔261d。能够使未图示的螺钉穿过该固定孔261d,能够用螺钉将凸缘261c紧固在第一突出部518和第二突出部519。

如图4所示,第一突出部518和第二突出部519分别具有支承部521和切口部522。

支承部521通过在其上放置凸缘261c来支承凸缘261c。支承部521具有与凸缘261c接触的接触面523。与第一突出部518和第二突出部519的接触面523以外的部分相比,接触面523凹陷。通过使该接触面523与凸缘261c接触,即通过接触面523与凸缘261c的卡合,由支承部521支承凸缘261c。需要说明的是,凸缘261c是在其突出方向即本实施方式的x轴方向上为长的矩形,其两端部与接触面523接触。

此外,支承部521具有沿着z轴延伸的紧固孔525。紧固孔525用于使凸缘261c与接触面523接触之后,用螺钉紧固凸缘261c。

将在后面说明,驱动部261的姿势随着机器人2的组装而改变时,切口部522呈凸缘261c的两端部可通过的形状。具体地,切口部522具有分别在z轴方向上贯穿第一突出部518和第二突出部519的槽524。通过设置这种槽524,如后述的那样组装基台21时,凸缘261c的两端部能够在穿过切口部522的路径中移动。由此,能够一边抑制施加于图2所示的传动带55的负荷,一边将传动带55挂绕到驱动滑轮261b。

需要说明的是,图4所示的槽524可以比图4所示的位置更向y轴负侧扩展。但是,当槽524扩展时,有可能第一突出部518和第二突出部519的机械强度降低,进一步框体51的机械强度降低。因此,槽524的宽度、即槽524在y轴方向上的长度只要能够使凸缘261c的两端部通过的宽度即可,优选不超过必要的宽度。

关节部收容部位51b是框体51中y轴负侧的部位。关节部收容部位51b呈上端及下端分别开放的大致圆筒形,具有与z轴平行地延伸的长轴。如图2所示,关节部收容部位51b的上端与第一臂22连接。关节部收容部位51b收容图2所示的关节部53。

如图2所示,关节部53具有从动滑轮532和减速机534。从动滑轮532与减速机534连接。减速机534与图2所示的第一臂22连接。作为减速机534,可以举出例如齿轮(planocentric)式减速机。

传动带55将驱动力从收容于驱动部收容部位51a的驱动部261传递给收容于关节部收容部位51b的关节部53。因此,如图2所示,传动带55跨挂在驱动滑轮261b和从动滑轮532上。在驱动部261及关节部53装配在框体51中的状态下,传动带55张紧成在x-y面内扩展的环状。

传动带55的构成材料没有限制,可以举出例如强化材料和弹性材料的复合材料。由这种复合材料构成的传动带55具有可传递高转矩驱动力的机械强度。

作为强化材料,可以举出例如玻璃纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、芳族聚酰胺纤维、碳纤维、棉线等,可使用它们中的1种或2种以上的混合纤维。其中,强化材料优选使用玻璃纤维或碳纤维。

作为弹性材料,可以举出例如选自丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氯丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯、聚丁二烯橡胶、天然橡胶、EPM、EPDM、聚氨酯橡胶和丙烯酸橡胶组成的组中的至少一种。其中,弹性材料优选使用分类为超高硬度合成橡胶的材料。

3.控制装置

机器人2的动作由控制装置3控制。如图1所示,控制装置3可以配置在基台21的外部,也可以内置于基台21。控制装置3根据预先存储的动作程序控制驱动部261、262、263、264的驱动。由此,控制机械臂20的姿势。

4.机器人组装方法

接下来,将说明实施方式所涉及的机器人组装方法。

图5是用于说明实施方式所涉及的机器人组装方法的工序图。图6、图8、图9、图11及图12是用于说明图5所示的机器人组装方法的剖视图。图7是用于说明图5所示的机器人组装方法的俯视图。图10是用于说明图5所示的机器人组装方法的侧视图。需要说明的是,图9及图11中,省略了传动带55的一部分的图示。

图5所示的机器人组装方法具有准备工序S102、第一传动带悬绕工序S104、驱动部姿势变更工序S106、第二传动带悬绕工序S108、以及凸缘固定工序S110。以下,对各个工序进行说明。

4.1.准备工序

在准备工序S102中,准备图6所示的组装前的基台21(第一部件)。图6所示的组装前的基台21具有框体51、驱动部261、关节部53以及传动带55,但是传动带55尚未与驱动部261连接。

如图3所示,框体51具有第一壁部511和第二壁部512、第一突出部518、以及第二突出部519。如图2所示,驱动部261具有电机主体261a、驱动滑轮261b、凸缘261c。关节部53具有从动滑轮532和减速机534。第一突出部518和第二突出部519分别具有支承部521和切口部522。

框体51例如通过铸造法、压铸法等制造。此外,框体51的一部分也可以通过机械加工法形成。作为机械加工法,可以举出例如切削、磨削等。作为通过机械加工法形成的部位的例子,可以举出接触面523、槽524、紧固孔525等。通过用机械加工法形成这些部位,能够容易地提高加工精度。例如,利用第一突出部518所具有的接触面523和第二突出部519所具有的接触面523,能够提高两者的共面性、即两者包含在同一平面中的程度。此外,能够使槽524和紧固孔525在x-y面内的位置、以及紧固孔525与z轴的平行程度分别充分接近设计值。其结果,能够提高驱动部261相对于框体51的位置及姿势的精度。

进一步,只要能够利用机械加工法对接触面523、槽524、紧固孔525等进行加工,就无需利用铸造法或压铸法来制作这些,因此能够降低制造框体51时的难度。

需要说明的是,如上所述,图3所示的顶板513具有上方窗部516。从沿驱动轴AX4的位置、即上方窗部516上方的位置观察时,上方窗部516与切口部522重叠。因此,能够从上方窗部516插入加工工具来对接触面523、槽524、紧固孔525等进行机械加工。由此,框体51的制造变得容易,进一步能够实现制造容易性优异的机器人2。

并且,将关节部53预先装配到框体51的关节部收容部位51b。如图6所示,在从动滑轮532位于比减速机534更靠下方的位置且从动滑轮532可旋转的状态下,装配关节部53。此外,减速机534固定于框体51。

4.2.第一传动带悬绕工序

如图6所示,在第一传动带悬绕工序S104中,将传动带55的一端挂绕到从动滑轮532。如上所述,传动带55具有可传递高转矩驱动力的机械强度。因此,传动带55本身具有高刚性,当将传动带55的一端挂绕到从动滑轮532时,传动带55的另一端成为朝向驱动部收容部位51a伸展的状态。此外,即使不成为这样的情况,传动带55的另一端也不会向下方垂下。因此,在后述的第二传动带悬绕工序S108中,能够将驱动滑轮261b插入传动带55的另一端的内侧。由此,能够较容易地进行将传动带55挂绕到驱动滑轮261b的作业。

4.3.驱动部姿势变更工序

在驱动部姿势变更工序S106中,使驱动部261向框体51的内部空间510移动的同时,变更驱动部261的姿势。由此,形成了容易将驱动滑轮261b插入传动带55的另一端内侧的状态。

具体地,首先,如图7中箭头M1所示,使驱动部261从外部空间朝向内部空间510移动。图7是使驱动部261从框体51的外部空间朝向内部空间510移动的样子的示意图。图7中实线所示的驱动部261是处于箭头M1所示的移动之前位置的驱动部261,图7中虚线所示的驱动部261是处于箭头M1所示的移动之后位置的驱动部261。

在本工序中,从z轴正侧朝向z轴负侧观察框体51时,如图7中实线所示,驱动部261保持在切口部522与凸缘261c重叠的位置。这时,如图6所示,将驱动部261在z轴方向上的位置作为第二突出部519的下方。此外,如图6及图7所示,驱动部261的姿势是驱动轴AX4与y轴大致平行且凸缘261c与x-z面大致平行的姿势。

4.4.第二传动带悬绕工序

在第二传动带悬绕工序S108中,如图8中箭头M2所示,利用凸缘261c的两端部通过切口部522的路径使驱动部261朝向z轴正侧平移。图8中示出凸缘261c的两端部正在通过切口部522的样子。这样,通过使驱动部261从第一突出部518和第二突出部519的下方向上方移动,能够使驱动滑轮261b从传动带55的另一端的下方接近。也就是说,在将z轴方向中设有第一突出部518和第二突出部519的位置作为“标准位置”时,通过设置切口部522,能够使驱动部261从比标准位置更靠下方(与关节部53相反的区域)的位置向上方(关节部53所处的区域)平移。因为能够进行这种平移,所以即使在传动带55的一端预先挂绕在从动滑轮532的状态下,驱动滑轮261b也能够从传动带55的另一端的下方插入。由此,最终能够将传动带55挂绕在驱动滑轮261b,而无需用力弯曲传动带55。

在图7中,第一突出部518的接触面523与第二突出部519的接触面523之间的间隔距离、即支承部521之间的间隔距离为S1,第一突出部518的槽524与第二突出部519的槽524之间的间隔距离、即切口部522之间的间隔距离为S2。这些间隔距离S1、S2是指在x轴方向上的距离。此外,在图7中,电机主体261a的宽度为W1,凸缘261c的宽度为W2。这些宽度W1、W2是指在x轴方向上的长度。

这些间隔距离S1、S2及宽度W1、W2满足下述式(1)。

W1<S1<W2<S2……(1)

在上述式(1)中,由于W1<S1成立,所以如图8中箭头M2所示,在使驱动部261平移时,电机主体261a能够通过支承部521之间。

此外,在上述式(1)中,W2<S2成立。进一步,如图6所示,槽524在y轴方向上的宽度W3比凸缘261c的厚度t1宽。因此,如在图8中箭头M2所示,在使驱动部261平移时,凸缘261c的两端部能够通过切口部522。

接下来,在凸缘261c结束通过切口部522的时刻,停止平移,保持驱动部261。图9中示出凸缘261c结束通过切口部522的状态、即图8中箭头M2所示的驱动部261完成移动的状态。图9中,成为驱动滑轮261b从传动带55的另一端的下方插入的状态。需要说明的是,在该时刻,驱动滑轮261b并不一定插入传动带55的另一端,只要传动带55的另一端与驱动滑轮261b相互接近即可。

图10是以与图9不同的视点观察凸缘261c结束通过切口部522的状态的图。如图10所示,在该时刻,凸缘261c位于第一突出部518和第二突出部519的上方。需要说明的是,在本实施方式中,即使凸缘261c位于第一突出部518和第二突出部519的上方,电机主体261a的一部分也位于第一突出部518与第二突出部519之间。需要说明的是,驱动部261的形态不限于图示的形态。

接下来,如图11所示,以与x轴平行的轴为中心轴使驱动部261旋转。具体地,以位于图11中所示的凸缘261c的下端的棱线为旋转轴,使驱动部261如图11中箭头M3所示地那样旋转。由此,驱动滑轮261b向上方移动,而电机主体261a向下方移动。其结果,插入到传动带55内侧的驱动滑轮261b的姿势产生变化,伴随于此,传动带55的另一端挂绕到驱动滑轮261b。此外,凸缘261c的两端部与接触面523接触。由此,完成将传动带55挂绕到驱动滑轮261b的作业以及驱动部261在z轴方向上的定位作业。

需要说明的是,由于上述式(1)中S1<W2成立,当如图11中箭头M3所示地那样使驱动部261旋转时,能够将凸缘261c放置在接触面523上。由此,能够利用支承部521支承凸缘261c。

通过采用如上文中叙述那样一边使驱动部261的姿势变化、一边将传动带55挂绕到驱动滑轮261b的步骤,在将传动带55挂绕到驱动滑轮261b时,无需用力弯曲传动带55。此外,在机器人2中,在沿驱动轴AX4的方向上,电机主体261a经由传动带55位于与减速机534相反的相反侧。也就是说,减速机534位于传动带55的上方,电机主体261a位于传动带55的下方。因此,仅通过从传动带55的另一端的下方插入驱动滑轮261b,就能够将传动带55挂绕到驱动滑轮261b,并且,在其作业过程中传动带55与电机主体261a之间不易产生干扰。因此,即使在这一观点上,也无需用力弯曲传动带55。由于这些原因,能够避免对传动带55的损伤。

另一方面,在现有技术中,即使想要一边改变伺服电机的姿势以便将滑轮插入同步带的内侧,一边将伺服电机固定到壳体,也会在改变伺服电机的姿势时,凸缘与从壳体的内壁突出的突出部之间产生干涉。因此,不能改变伺服电机的姿势,不能将滑轮插入同步带的内侧。

针对这种传统技术,通过上述结构及步骤,能够一边控制施加于传动带55的负荷,一边将传动带55挂绕到与电机主体261a连接的驱动滑轮261b并且进行驱动部261的定位,驱动部261的定位利用的是驱动部261所具有的凸缘261c与基台21所具有的框体51的卡合。

此外,也无需确保用于弯曲传动带55的空间。具体地,在预先将传动带55挂绕到支承于框体51的驱动滑轮261b的情况下,需要使传动带55一边弯曲一边挂绕驱动滑轮261b,因此需要用于使传动带55大幅弯曲的空间。例如,当使传动带55向上方大幅弯曲时,为了避免减速机534与传动带55之间的干涉,有必要将减速机534与从动滑轮532之间的距离沿z轴方向延长。然而,若该距离延长,则容易向减速机534施加负荷,这成为减速机534的寿命缩短的原因。

在本实施方式中,由于没有必要使传动带55大幅弯曲,所以能够缩短减速机534与传动带55在z轴方向上的距离。由此,能够实现减少施加于减速机534的负荷,且能够实现减速机534的长寿命化。

此外,电机主体261a的一部分配置为与关节部收容部位51b重叠。由此,能够使框体51小型化。

4.5.凸缘固定工序

在凸缘固定工序S110中,如图12所示,使用螺钉526将凸缘261c固定于支承部521。具体地,使图12所示的螺钉526挿通图3所示的凸缘261c的固定孔261d,并且使螺钉526与图4所示的紧固孔525螺纹连接。需要说明的是,将凸缘261c固定到支承部521的方法不限于使用螺钉526的方法,也可以是除此以外的方法。

此外,螺钉526及使其与紧固孔525螺纹连接的工具能够从上方窗部516进入内部空间510。因此,通过设置上方窗部516,能够提高组装机器人2的作业效率。

进一步,如上所述,图3所示的驱动部收容部位51a具有侧方窗部515及整面窗部517。作业人员或者作业用机器人能够从侧方窗部515及整面窗部517中的至少一方伸进手腕或臂来进行使驱动部261的位置及姿势变化的作业。因此,通过设置侧方窗部515及整面窗部517,能够提高组装机器人2的作业效率。

如上所述地组装基台21。之后,通过将机械臂20连接到基台21来组装机器人2。

需要说明的是,从沿驱动轴AX4的位置观察图2所示的基台21时,切口部522位于驱动轴AX4与关节部53之间。也就是说,切口部522在y轴方向上的位置处于图2所示的驱动轴AX4与关节部53之间。通过将切口部522设置在这种位置,当驱动部261的姿势从图8所示的姿势转变为图12所示的姿势时,驱动部261的姿势变化变得顺畅。也就是说,如图8中箭头M2所示,使驱动部261平移后,如图9所示,从传动带55的另一端的下方插入驱动滑轮261b的作业变得容易进行。

此外,在组装机器人2之后进行修理或维护时,作为作业路径也能够使用上方窗部516、侧方窗部515及整面窗部517。由于存在该作业路径,所以无需上下翻转组装后的基台21,能够在已设置的姿势下直接进行修理等。此外,在进行修理等时,无需从基台21除去机械臂20。因此,能够提高修理等的作业效率。

5.由实施方式实现的效果

如上所述,实施方式所涉及的机器人组装方法是机器人2的组装方法,所述机器人2具备基台21(第一部件)、以及相对于基台21相对旋转的第一臂22(第二部件),所述方法具有准备工序S102、第一传动带悬绕工序S104、驱动部姿势变更工序S106、第二传动带悬绕工序S108、以及凸缘固定工序S110。

在准备工序S102中,准备组装之前的基台21,该基台21具有框体51、驱动部261、关节部53以及传动带55。

框体51具有第一壁部511和第二壁部512、第一突出部518、以及第二突出部519。第一壁部511和第二壁部512彼此分开(经由内部空间510)并相对配置。第一突出部518从第一壁部511朝向第二壁部512突出。第二突出部519从第二壁部512朝向第一壁部511突出。

驱动部261具有电机主体261a、驱动滑轮261b及凸缘261c。电机主体261a产生绕驱动轴AX4旋转的驱动力。驱动滑轮261b与电机主体261a连接。凸缘261c从电机主体261a朝向与驱动轴AX4相交的方向突出。

关节部53具有从动滑轮532,将驱动力传递给第一臂22。

第一突出部518及第二突出部519具有支承部521和切口部522。支承部521彼此之间的间隔距离S1比凸缘261c在突出方向上的长度(宽度W2)短。切口部522彼此之间的间隔距离S2比凸缘261c在突出方向上的长度(宽度W2)长。

在第一传动带悬绕工序S104中,将传动带55挂绕到从动滑轮532。

在驱动部姿势变更工序S106中,利用凸缘261c的突出方向上的两端部通过切口部522的路径,使驱动部261接近传动带55。

在第二传动带悬绕工序S108中,将传动带55挂绕到驱动滑轮261b。

在凸缘固定工序S110中,将凸缘261c固定于支承部521。

根据这种组装方法,能够一边抑制施加于传动带55的负荷,一边将传动带55挂绕到驱动滑轮261b。此外,利用驱动部261所具有的凸缘261c与基台21所具有的框体51的卡合,能够进行驱动部261的定位。因此,根据如上述的组装方法,能够一边抑制对传动带55的损伤,一边组装高度可靠的机器人2。

此外,实施方式所涉及的机器人2具备基台21(第一部件)和相对于基台21相对旋转的第一臂22(第二部件)。

基台21具有框体51、驱动部261、关节部53及传动带55。

框体51具有第一壁部511和第二壁部512、第一突出部518以及第二突出部519。第一壁部511和第二壁部512彼此分开(经由内部空间510)并相对配置。第一突出部518从第一壁部511朝向第二壁部512突出。第二突出部519从第二壁部512朝向第一壁部511突出。

驱动部261具有电机主体261a、驱动滑轮261b及凸缘261c。电机主体261a产生绕驱动轴AX4旋转的驱动力。驱动滑轮261b与电机主体261a连接。凸缘261c从电机主体261a朝向与驱动轴AX4相交的方向突出。

关节部53具有从动滑轮532,将驱动力传递给第一臂22。

传动带55跨挂于驱动滑轮261b和从动滑轮532。

并且,第一突出部518和第二突出部519具有支承部521和切口部522。支承部521彼此之间的间隔距离S1比凸缘261c在突出方向上的长度(宽度W2)短,支承凸缘261c的突出方向上的两端部。切口部522彼此之间的间隔距离S2比凸缘261c在突出方向上的长度(宽度W2)长,构成为使凸缘261c的两端部通过。

根据这种构成得到机器人2,其能够一边抑制施加于传动带55的负荷,一边将传动带55挂绕到驱动滑轮261b。在这种机器人2中,由于传动带55的损伤得到了抑制,所以可靠性提高。此外,通过使驱动部261所具有的凸缘261c与基台21所具有的框体51卡合,能够将驱动部261相对于框体51定位。

此外,在本实施方式所涉及的机器人2中,从沿驱动轴AX4的位置观察时,切口部522位于驱动轴AX4与关节部53之间。

通过在这种位置设置切口部522,从而在驱动部261的姿势从图8所示的姿势转变为图12所示的姿势时,驱动部261的姿势变化变得顺畅。由此,能够实现易于组装的机器人2。

此外,在本实施方式所涉及的机器人2中,框体51具有作为开口部的上方窗部516,该开口部至少连接内部空间510与外部空间,所述内部空间510由第一壁部511和第二壁部512划定。并且,从沿驱动轴AX4的位置、即上方窗部516上方的位置观察时,上方窗部516与切口部522重叠。

由此,例如使用加工工具在第一突出部518和第二突出部519形成切口部522时,能够使加工工具从上方窗部516进入内部空间510。因此,无需将框体51从图12所示的姿势改变的情况下,就能够对槽524进行机械加工。

此外,在本实施方式所涉及的机器人2中,支承部521具有紧固孔525。并且,使用该紧固孔525将凸缘261c紧固到支承部521。

根据这种构成,在将凸缘261c可靠地固定于支承部521的同时,根据需要解除固定时也变得容易。因此,能够提高机器人2的组装效率,并且能够提高维护性。

此外,在本实施方式所涉及的机器人2中,从沿驱动轴AX4的位置观察时,作为开口部的上方窗部516与紧固孔525重叠。也就是说,设为从上方观察机器人2时,能够从上方窗部516观察到紧固孔525。

根据这种构成,通过上方窗部516能够有效地进行加工紧固孔525的作业或螺纹连接螺钉526与紧固孔525的作业。

此外,在本实施方式所涉及的机器人2中,支承部521具有与凸缘261c接触的接触面523。该接触面523优选为机械加工面。由此,能够提高两个接触面523的共面性。其结果,能够提高驱动部261相对于框体51的位置及姿势的精度。需要说明的是,也可以是支承部521不设置接触面523的构成。

此外,在本实施方式所涉及的机器人2中,关节部53具有与从动滑轮532连接的减速机534。并且,电机主体261a在沿驱动轴AX4的方向上位于经由传动带55与减速机534相反的相反侧。

由此,能够将传动带55挂绕到驱动滑轮261b,而不用用力弯曲传动带55,并且不用确保用于使传动带55弯曲的空间。其结果,能够在避免对传动带55的损伤的同时,缩小减速机534与传动带55之间的距离。由此,能够实现传动带55及减速机534的长寿命化。

此外,本实施方式所涉及的机器人系统1具备机器人2、及控制机器人2的动作的控制装置3。

机器人2如上文中叙述的那样,传动带55或减速机534可靠性高,并且实现了长寿命化。因此,能够实现可靠性高且实现了长寿命化的机器人系统1。

以上基于图示的实施方式对本发明的机器人、机器人组装方法及机器人系统进行了说明,本发明的机器人及机器人系统不限于所述实施方式,例如,可以将所述实施方式的各部分替换为具有同样功能的任意构成,也可以在所述实施方式中追加任意构成,也可以组合多个所述实施方式。

此外,本发明的机器人组装方法可以是在所述实施方式中追加任意目的的工序的方法。

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06120116332773