專利名稱：工業(yè)用機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有關(guān)節(jié)部的機器人，尤其是涉及進行原點調(diào)節(jié)的工業(yè)用機器人。
背景技術(shù)：
作為一例現(xiàn)有的工業(yè)用機器人的原點調(diào)節(jié)，日本專利公開公報平2-180580號(文獻1)揭示了以下的裝置。圖8表示現(xiàn)有的原點調(diào)節(jié)裝置。
圖8所示的現(xiàn)有原點調(diào)節(jié)裝置，使第1構(gòu)件81和第2構(gòu)件82相對地配置。在第1構(gòu)件81圓周面的原點對應(yīng)位置上形成臺階部83，且原點調(diào)節(jié)裝置拆裝自如地固定在第2構(gòu)件82的原點對應(yīng)位置上。該原點調(diào)節(jié)裝置包括固定在第2構(gòu)件82的原點對應(yīng)位置上的開關(guān)保持件85；保持在開關(guān)保持件85上的發(fā)送原點信號用的開關(guān)手段84；滑動桿87?；瑒訔U87的一端可與開關(guān)手段84的接通-斷開可動件卡合，另一端可在開關(guān)保持件85上固定的直動式軸承86的引導(dǎo)下朝第1構(gòu)件81的原點對應(yīng)位置上形成的臺階部83內(nèi)側(cè)突出。
作為另一例進行原點調(diào)節(jié)的現(xiàn)有工業(yè)用機器人，日本專利公開公報2002-239967號(文獻2)揭示了如圖9所示的機器人原點調(diào)節(jié)裝置。
圖9所示的原點調(diào)節(jié)裝置設(shè)置如下第1構(gòu)件91和第2構(gòu)件92彼此相對且可旋轉(zhuǎn)。在第1構(gòu)件91上形成有用于可拆裝地安裝定位構(gòu)件94的安裝部95。在第2構(gòu)件92上設(shè)有與定位構(gòu)件94接觸的抵接面93。定位構(gòu)件94呈設(shè)有螺紋的銷子狀，安裝部95是可與定位構(gòu)件94旋合的螺孔。
但是，文獻1所示的構(gòu)成中，因為原點調(diào)節(jié)裝置拆裝自如，所以在需要原點調(diào)節(jié)時需特地準備原點調(diào)節(jié)裝置，費功夫。此外，由于機器人機體在使用現(xiàn)場等處逐漸變臟，故需要對原點調(diào)節(jié)裝置安裝部進行防塵。另外，結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，原點調(diào)節(jié)裝置及機器人的關(guān)節(jié)構(gòu)件變得高價。
另外，為了設(shè)置原點調(diào)節(jié)裝置需要較大的空間，故機器人關(guān)節(jié)部難以小型化。尤其是在機器人的末端執(zhí)行器(end-effector)安裝部及其附近的手腕軸，由于阻礙機器人手腕軸頂端部向工件的接近，所以是極其不利的結(jié)構(gòu)。
另一方面，文獻2的結(jié)構(gòu)中，盡管原點調(diào)節(jié)裝置廉價，但因為定位構(gòu)件是旋合在螺孔內(nèi)的結(jié)構(gòu)，故定位構(gòu)件的固定精度取決于螺紋加工部和銷子加工部的同軸度，無法獲得高的定位精度。
另外，即使是按照同一設(shè)計圖紙制作的產(chǎn)品也會因制作上或加工上的誤差等，嚴格地說各個產(chǎn)品尺寸都不同。這樣，對同一形狀但個體不同的產(chǎn)品稱為“屬于同類的其他產(chǎn)品”，在使用這樣的屬于同類的其他產(chǎn)品時，會發(fā)生定位精度下降，故無法保證穩(wěn)定的原點調(diào)節(jié)精度。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的工業(yè)用機器人，在關(guān)節(jié)部具有相對旋轉(zhuǎn)的第1構(gòu)件和第2構(gòu)件，至少在第1構(gòu)件上設(shè)有孔，定位構(gòu)件收容在該孔內(nèi)，該定位構(gòu)件在孔中可滑動且可從孔中伸出，在孔的底部設(shè)有固定定位構(gòu)件的安裝部。另外，在定位構(gòu)件的側(cè)面部至少設(shè)有潤滑材料的存積槽和表示伸出量的標記中的一個。
由此，可實現(xiàn)廉價、高精度、費工夫極少、長期穩(wěn)定的原點調(diào)節(jié)。此外，本發(fā)明的定位構(gòu)件盡管內(nèi)置于相對旋轉(zhuǎn)構(gòu)件內(nèi)，但由于采用不設(shè)置開關(guān)等信號發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)，所以無需原點調(diào)節(jié)專用信號線，同時還具有無需增加和變更機器人機體內(nèi)的線纜的優(yōu)點。
如上所述，采用本發(fā)明能實現(xiàn)廉價、高精度、費工夫極少的原點調(diào)節(jié)。


圖1是表示本發(fā)明的實施形態(tài)1的通常動作時的工業(yè)用機器人的原點調(diào)節(jié)裝置部分的說明圖。
圖2是表示本發(fā)明的實施形態(tài)1的原點調(diào)節(jié)時的工業(yè)用機器人的原點調(diào)節(jié)裝置部分的說明圖。
圖3是表示本發(fā)明的實施形態(tài)1的定位構(gòu)件的示圖。
圖4是表示本發(fā)明的實施形態(tài)1的定位構(gòu)件的示圖。
圖5是表示本發(fā)明的實施形態(tài)1的定位構(gòu)件的示圖。
圖6是表示本發(fā)明的實施形態(tài)2的通常動作時的工業(yè)用機器人的原點調(diào)節(jié)裝置部分的說明圖。
圖7是表示本發(fā)明的實施形態(tài)2的原點調(diào)節(jié)時的工業(yè)用機器人的原點調(diào)節(jié)裝置部分的說明圖。
圖8是表示現(xiàn)有的工業(yè)用機器人的原點調(diào)節(jié)裝置的示圖。
圖9是表示現(xiàn)有的其他工業(yè)用機器人的原點調(diào)節(jié)裝置的示圖。
(符號說明)11 第1構(gòu)件12 第2構(gòu)件21 抵接面22，62 定位構(gòu)件23，63 安裝部24，64 導(dǎo)向部25 存積槽26 伸出位置標記27 螺紋部28 存積槽81 第1構(gòu)件82 第2構(gòu)件83 臺階部84 開關(guān)手段85 開關(guān)保持件86 直動式軸承87 滑動桿91 第1構(gòu)件92 第2構(gòu)件93 抵接面94 定位構(gòu)件95 安裝部具體實施方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的一實施形態(tài)進行說明。
(實施形態(tài)1)圖1和圖2是表示本實施形態(tài)的工業(yè)用機器人的關(guān)節(jié)部上的原點調(diào)節(jié)裝置部分的示圖。本實施形態(tài)的原點調(diào)節(jié)裝置具有第1構(gòu)件11和第2構(gòu)件12。第1構(gòu)件11具有定位構(gòu)件22、埋設(shè)定位構(gòu)件22的安裝部23、定位構(gòu)件22能進行滑動的導(dǎo)向部24。導(dǎo)向部24是在第1構(gòu)件11上開設(shè)的第1孔。定位構(gòu)件22的一部分可從第1孔伸出。另一方面，第2構(gòu)件12具有抵接部21，該抵接部21是在使第1構(gòu)件11和第2構(gòu)件12相對旋轉(zhuǎn)時與定位構(gòu)件22碰接(即抵接)的突起部。在此，定位構(gòu)件22與定位構(gòu)件22所進行滑動的第1孔(導(dǎo)向部24)是沒有機械性松動的凹坑(ィンロ一)結(jié)構(gòu)。抵接部21屬于碰接手段。第1構(gòu)件11上設(shè)有的定位構(gòu)件22、安裝部23及導(dǎo)向部24分別相當于第1定位構(gòu)件22、第1安裝部23及第1導(dǎo)向部24。
圖3是表示本實施形態(tài)的一例定位構(gòu)件22的示圖。圖3中，在定位構(gòu)件22的側(cè)面部設(shè)有作為潤滑材料的存積部(即保持手段)的環(huán)狀槽25。在定位構(gòu)件22的一端設(shè)有螺紋部27，在將定位構(gòu)件22埋設(shè)在第1構(gòu)件11內(nèi)時，螺紋部27旋入安裝到螺孔即安裝部23內(nèi)。
以下對上述結(jié)構(gòu)的工業(yè)用機器人的動作進行說明。
如圖1所示，工業(yè)用機器人在進行通常動作時，第1構(gòu)件11和第2構(gòu)件12可自由地作相對旋轉(zhuǎn)動作。通過將定位構(gòu)件22埋設(shè)在第1構(gòu)件11內(nèi)部，對于定位構(gòu)件22及導(dǎo)向部24可同時發(fā)揮防塵效果。
而在需要原點調(diào)節(jié)時，如圖2所示，使定位構(gòu)件22沿著導(dǎo)向部24從第1構(gòu)件11伸出，直到定位構(gòu)件22的側(cè)面上設(shè)置的表示規(guī)定伸出量的伸出位置標記26露出。然后，伸出位置標記26按以下要求設(shè)置即使定位構(gòu)件22伸出，也可維持螺紋部27的至少一部分固定在安裝部23內(nèi)的狀態(tài)。標記26的作用在于提醒作業(yè)人員注意不要使定位構(gòu)件22過度伸出。其結(jié)果可防止過度伸出導(dǎo)致定位構(gòu)件22從導(dǎo)向部24滑落，可預(yù)防定位構(gòu)件22的精度下降及破損。也可在定位構(gòu)件22不從導(dǎo)向部24滑落的范圍內(nèi)設(shè)置多個伸出位置標記26。環(huán)狀的槽部即潤滑材料的存積槽25也可起到伸出位置標記26的作用。此時，不用將潤滑材料存積槽25和伸出位置標記26單獨設(shè)置，而是可將1個伸出位置標記26兼作潤滑材料存積槽25。不過，也可如圖4所示，將潤滑材料存積槽25和伸出位置標記26單獨設(shè)置。另外，潤滑材料存積槽也可不是在定位構(gòu)件22的側(cè)面上圖3所示的環(huán)狀，而是圖5所示的沿螺紋緊固方向的大致直線狀的槽28。此時，也可在存積槽25以外單獨設(shè)置環(huán)狀的伸出位置標記26。
圖2表示進行原點調(diào)節(jié)的下一步驟。在定位構(gòu)件22伸出的狀態(tài)下，通過使第1構(gòu)件11和第2構(gòu)件12相對旋轉(zhuǎn)，定位構(gòu)件22與抵接部21碰接。
在此，對定位構(gòu)件22與抵接部21碰接的判斷方法進行說明。可通過對使第1構(gòu)件11和第2構(gòu)件12作相對旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動用電動機的電流所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩進行監(jiān)視來判斷碰接，這樣可進行穩(wěn)定的判斷。這樣，不用設(shè)置開關(guān)等信號發(fā)生裝置就可判斷碰接，不需要原點調(diào)節(jié)專用信號線，因而具有不需要在機器人機體內(nèi)增加線纜數(shù)和改變線纜種類等的優(yōu)點。
也可不使用上述轉(zhuǎn)矩監(jiān)視的方法，而利用操作工業(yè)用機器人的作業(yè)人員的感覺和目測進行碰接判斷。
作為進行原點調(diào)節(jié)的下一步驟，在機械原點位置使定位構(gòu)件22與抵接部21碰接之后，在該位置將機械原點記錄在計算機等控制部的存儲器或存儲媒體上，從而結(jié)束原點調(diào)節(jié)。該記錄例如由構(gòu)成工業(yè)用機器人的、對機器人進行控制的機器人控制裝置等執(zhí)行。
在此，機械原點位置和碰接位置不同時，算出手段在需要原點調(diào)節(jié)之前預(yù)先測量它們的位置(或角度)的差分，在進行原點調(diào)節(jié)時，通過碰接位置和已知的差分算出機械原點位置并作為原點位置，將其記錄后結(jié)束原點調(diào)節(jié)。該算出及記錄例如由機器人控制裝置執(zhí)行。
原點調(diào)節(jié)結(jié)束后，將定位構(gòu)件22埋設(shè)在第1構(gòu)件11內(nèi)。此時，定位構(gòu)件22在導(dǎo)向部24內(nèi)滑動，儲存在側(cè)面上設(shè)有的潤滑材料存積槽25內(nèi)的潤滑材料具有潤滑定位構(gòu)件22的側(cè)面和導(dǎo)向部24的效果。由此，可防止磨損引起定位構(gòu)件22的側(cè)面和導(dǎo)向部24的精度下降，可實現(xiàn)長期穩(wěn)定的原點調(diào)節(jié)。
如上所述，采用定位構(gòu)件22埋設(shè)在第1構(gòu)件11內(nèi)的結(jié)構(gòu)，并且設(shè)有伸出位置標記26以使定位構(gòu)件22即使伸出也可維持螺紋部27的一部分固定在安裝部23內(nèi)的狀態(tài)，故定位構(gòu)件22不會從安裝部23脫落。因此，保持1個安裝部23對應(yīng)1個定位構(gòu)件22的關(guān)系，不會出現(xiàn)其他定位構(gòu)件22安裝到某一安裝部23內(nèi)的情況，故可防止定位構(gòu)件22的個體差異的影響帶來原點調(diào)節(jié)的偏差，實現(xiàn)穩(wěn)定的原點調(diào)節(jié)。
(實施形態(tài)2)圖6、圖7是表示本發(fā)明的實施形態(tài)2的工業(yè)用機器人的原點調(diào)節(jié)裝置部分的示圖。在圖6、圖7中，對于與圖1及圖2相同的構(gòu)件使用同一符號，并省略其說明。
本實施形態(tài)中，作為實施形態(tài)1的第2構(gòu)件12上設(shè)置的抵接部21的代替，也可在第2構(gòu)件12上設(shè)有設(shè)置在第2構(gòu)件上的定位構(gòu)件62、可使定位構(gòu)件62伸出地滑動的第2孔即導(dǎo)向部64。另外，在導(dǎo)向部64的底面設(shè)有定位構(gòu)件62的安裝部63。如圖7所示，在2個定位構(gòu)件22和62從孔伸出的狀態(tài)下，定位構(gòu)件22與定位構(gòu)件62可相互抵接。通過該結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)具有與實施形態(tài)1同等功能的原點調(diào)節(jié)。在此，第2構(gòu)件所具有的定位構(gòu)件62、導(dǎo)向部64及安裝部63分別相當于第2定位構(gòu)件62、第2導(dǎo)向部64及第2安裝部63。
在實施形態(tài)1中，抵接部21在外部露出，為了進行高精度的原點調(diào)節(jié)，必需對抵接部21進行防塵以防止抵接部21產(chǎn)生年久劣變等。本實施形態(tài)2中，沒有該抵接部21，如圖6所示，在機器人進行通常動作時，2個定位構(gòu)件22和62分別處于埋入2個導(dǎo)向部24和64內(nèi)的狀態(tài)，成為完善的防塵結(jié)構(gòu)。因此，與抵接部21始終露出在外部的實施形態(tài)1的結(jié)構(gòu)相比，能更為長期地實現(xiàn)穩(wěn)定的原點調(diào)節(jié)。
此外，本發(fā)明中盡管將定位構(gòu)件內(nèi)置在相對旋轉(zhuǎn)構(gòu)件內(nèi)，但通過做成不設(shè)置開關(guān)等信號發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)，不需要用于原點調(diào)節(jié)的專用信號線，因而還同時具有不需要在機器人機體內(nèi)增加線纜數(shù)及改變線纜種類和布置的優(yōu)點。尤其是在結(jié)構(gòu)上線纜配置困難的手腕最頂端軸也可實現(xiàn)高精度、費功夫極少的原點調(diào)節(jié)。
通過在定位構(gòu)件的側(cè)面部設(shè)有的潤滑材料存積槽，可長期保持定位構(gòu)件在導(dǎo)向部內(nèi)滑動時的潤滑效果。此外，潤滑材料存積槽還起到表示規(guī)定伸出量的伸出位置標記的作用，可預(yù)防從導(dǎo)向部滑落導(dǎo)致定位構(gòu)件的精度下降及破損。
工業(yè)上的可利用性本發(fā)明的工業(yè)用機器人結(jié)構(gòu)簡單、并可進行高精度的原點調(diào)節(jié)，尤其適用于生產(chǎn)線上等使用的制造用的工業(yè)用機器人。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)用機器人，具有關(guān)節(jié)部，其特征在于，所述關(guān)節(jié)部具有第1構(gòu)件和可相對所述第1構(gòu)件旋轉(zhuǎn)的第2構(gòu)件，在所述第1構(gòu)件上形成有第1孔，所述第1構(gòu)件包括第1定位構(gòu)件，收容在所述第1孔內(nèi)，且可在所述第1孔內(nèi)滑動，可從所述第1孔伸出；和第1安裝部，用于在所述第1孔的底部固定所述第1定位構(gòu)件，所述第2構(gòu)件具有與從所述第1孔伸出的所述第1定位構(gòu)件碰接的碰接手段，所述第1定位構(gòu)件在側(cè)面具有潤滑材料的保持手段。
2.一種工業(yè)用機器人，具有關(guān)節(jié)部，其特征在于，所述關(guān)節(jié)部具有第1構(gòu)件和可相對所述第1構(gòu)件旋轉(zhuǎn)的第2構(gòu)件，在所述第1構(gòu)件上形成有第1孔，所述第1構(gòu)件包括第1定位構(gòu)件，收容在所述第1孔內(nèi)，且可在所述第1孔內(nèi)滑動，可從所述第1孔伸出；和第1安裝部，用于在所述第1孔的底部固定所述第1定位構(gòu)件，所述第2構(gòu)件具有與從所述第1孔伸出的所述第1定位構(gòu)件碰接的碰接手段，所述第1定位構(gòu)件在側(cè)面具有第1標記，所述第1標記明示所述第1定位構(gòu)件的伸出量。
3.如權(quán)利要求2所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，所述第1定位構(gòu)件在側(cè)面還具有潤滑材料的保持手段。
4.如權(quán)利要求2所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，所述第1標記是環(huán)狀的槽。
5.如權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，所述碰接手段是所述第2構(gòu)件側(cè)面的突起部，所述突起部形成在與伸出的所述第1定位構(gòu)件抵接的位置。
6.如權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，所述碰接手段包括在所述第2構(gòu)件上形成的第2孔；第2定位構(gòu)件，收容在所述第2孔內(nèi)，且可在所述第2孔內(nèi)滑動，可從所述第2孔伸出；和第2安裝部，用于在所述第2孔的底部固定所述第2定位構(gòu)件，伸出的所述第2定位構(gòu)件可與伸出的所述第1定位構(gòu)件抵接。
7.如權(quán)利要求6所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，所述第2定位構(gòu)件在側(cè)面具有第2標記，所述第2標記明示所述第2定位構(gòu)件的伸出量。
8.如權(quán)利要求7所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，所述第2標記是環(huán)狀的槽。
9.如權(quán)利要求4所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，所述環(huán)狀的槽保持所述潤滑材料。
10.如權(quán)利要求8所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，所述環(huán)狀的槽保持所述潤滑材料。
11.如權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，在所述關(guān)節(jié)部進行通常動作時，所述第1定位構(gòu)件整體收容在所述第1孔內(nèi)，在進行原點調(diào)節(jié)時，所述第1定位構(gòu)件從所述第1孔伸出。
12.如權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，所述第1定位構(gòu)件在所述關(guān)節(jié)部的機械原點位置碰接。
13.如權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，所述工業(yè)用機器人還具有算出手段，所述第1定位構(gòu)件在相對于所述關(guān)節(jié)部的機械原點位置位移了規(guī)定的角度的位置處進行碰接，所述算出手段利用所述規(guī)定的位移角度和所述定位構(gòu)件的碰接位置算出所述機械原點位置。
14.如權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)用機器人，其特征在于，所述工業(yè)用機器人還具有控制部，所述關(guān)節(jié)部還具有使所述第1構(gòu)件和所述第2構(gòu)件作相對旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動用電動機，所述控制部對基于所述電動機電流的轉(zhuǎn)矩進行監(jiān)視來判斷所述第1定位構(gòu)件是否碰接。
全文摘要
一種工業(yè)用機器人的關(guān)節(jié)部，包括安裝部(23)，在相對旋轉(zhuǎn)的2個構(gòu)件的一方或雙方埋設(shè)定位構(gòu)件(22)；使定位構(gòu)件(22)可伸出地滑動的導(dǎo)向部(24)。在定位構(gòu)件的側(cè)面部設(shè)有潤滑材料的存積槽和表示規(guī)定伸出量的伸出位置標記。由此，可提供廉價、高精度、費工夫極少的原點調(diào)節(jié)裝置。
文檔編號B25J19/00GK1925954SQ20058000238
公開日2007年3月7日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月30日
發(fā)明者巖井清次, 大原隆靖 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社