CN102896641A

CN102896641A - 关节型机器人

Info

Publication number: CN102896641A
Application number: CN2012101920577A
Authority: CN
Inventors: 马目俊文
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2013-01-30
Also published as: EP2551068B1; JP2013022715A; EP2551068A1

Abstract

本发明提供一种关节型机器人，该关节型机器人包括：臂，沿水平方向延伸，能够以位于该臂的长度方向一侧的端部的旋转中心部为中心绕垂直轴旋转；工作轴组装体，能够装卸地设置在所述臂的所述长度方向另一侧的端部；外部线条部件，与所述工作轴组装体连接；其中，所述工作轴组装体包括：中空的工作轴，相对于所述臂沿上下方向移动；内部线条部件，设置在所述工作轴的内侧且被保持在该工作轴中，并被所述外部线条部件能够装卸地连接。由此，本发明的关节型机器人的工作轴的更换作业简便。

Description

关节型机器人

技术领域

本发明涉及关节型机器人（SCARA机器人），该关节型机器人中，在能够在水平方向上（绕垂直轴）旋转的臂的远端设置有能够沿上下方向移动的中空的工作轴，并且在工作轴的内部插通有包括配线、配管的线条部件。

背景技术

自以往，利用包括臂、工作轴的关节型机器人来安装电子元件。在这样的关节型机器人中有如下的机器人：为了不使配线、配管成为臂移动的障碍而具备中空的工作轴，配线、配管设置在工作轴的内部（例如日本专利公开公报特开2001-277178号）。该机器人包括：机器人支柱，包括机器人底座；第一臂，能够在水平方向上（绕垂直轴）旋转地设于机器人支柱的上端；第二臂，能够在水平方向上旋转地设于第一臂的远端。而且，在第二臂的远端设有安装轴，在该安装轴内设置有能够上下移动以及能够旋转的中空的机器人花键轴。

此外，在机器人花键轴的下部，安装有具备电磁阀的空气歧管、远程终端控制印刷电路板以及通过供应的压缩空气而动作的机械手、工具等。并且，从机器人支柱经由第二臂延伸来的线缆、空气配管从机器人花键轴的上端开口被插入机器人花键轴的内部，并从机器人花键轴的下端开口被引出到外部。

线缆的远端连接于远程终端控制印刷电路板的端子，空气配管的远端连接于空气歧管的连接口。

所述以往的关节型机器人的机器人花键轴会因破损等而需要更换。在更换机器人花键轴时，必须先从机器人花键轴中拔出线缆、空气配管，然后卸下机器人花键轴。在安装了新的机器人花键轴之后，必须将线缆、空气配管穿过机器人花键轴。因此，更换机器人花键轴花费劳力和时间。此外，由于还需要进行在远程终端控制印刷电路板的端子上装卸线缆的远端的作业、以及在空气歧管的连接口上装卸空气配管的远端的作业，因此，还花费与此相应的劳力和时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使工作轴的更换作业简便的关节型机器人。

本发明所涉及的关节型机器人包括：臂，沿水平方向延伸，能够以位于该臂的长度方向一侧的端部的旋转中心部为中心绕垂直轴旋转；工作轴组装体，能够装卸地设置在所述臂的所述长度方向另一侧的端部；外部线条部件，与所述工作轴组装体连接；其中，所述工作轴组装体包括：中空的工作轴，相对于所述臂沿上下方向移动；内部线条部件，设置在所述工作轴的内侧且被保持在该工作轴中，并被所述外部线条部件能够装卸地连接。

根据该关节型机器人，在更换工作轴时，通过解除外部线条部件与内部线条部件的连接，从臂上将工作轴组装体（工作轴与内部线条部件一起）卸下，将新的工作轴组装体安装在臂上，然后连接外部线条部件与内部线条部件，就能够简便地更换工作轴。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的关节型机器人的立体图。

图2是表示图1的关节型机器人的工作轴下降后的状态的立体图。

图3是表示关节型机器人的内部的剖视图。

图4是表示工作轴组装体的剖视图。

图5是表示安装有Z轴滚珠丝杠螺母和R轴球形花键螺母的工作轴的立体图。

图6是表示安装有Z轴滚珠丝杠螺母和R轴球形花键螺母的工作轴的剖视图。

图7是放大表示关节型机器人的罩的内部的剖视图。

图8是表示外部配线和外部配管固定在工作轴的上端连接部件上的状态的立体图。

图9是表示使外部配线和外部配管的各远端部接近于工作轴的上端连接部件的状态的立体图。

图10是表示使外部配线和外部配管的各远端部连接于工作轴的上端连接部件的状态的立体图。

图11是表示使外部配线和外部配管的各基端部接近于工作轴的下端连接部件的状态的立体图。

图12是表示使外部配线和外部配管的各基端部连接于工作轴的下端连接部件的状态的立体图。

图13是表示本发明的第二实施方式所涉及的关节型机器人的立体图。

图14是表示图13的关节型机器人的内部的剖视图。

图15是表示使外部配线的连接器接近于上端连接部件的配线连接器的状态的立体图。

图16是表示使外部配线的连接器连接于上端连接部件的配线连接器的状态的立体图。

图17是表示借助支架将外部配线和连接配管固定于上端连接部件的上表面的状态的立体图。

图18是表示使外部配线的连接器接近于下端连接部件的配线连接器的状态的立体图。

图19是表示使外部配线的连接器连接于下端连接部件的配线连接器的状态的立体图。

图20是表示将自下部贯穿孔引出到外部的连接配管的远端部连接于安装在机械手上的作业装置的状态的立体图。

具体实施方式

下面基于附图说明本发明的实施方式。

（第一实施方式）

以下，使用附图说明本发明的第一实施方式所涉及的关节型机器人。图1和图2表示该实施方式所涉及的关节型机器人A。该关节型机器人A包括基座部10、第一臂18、第二臂20、工作轴组装体30以及设于第二臂20并使工作轴组装体30移动的升降旋转驱动装置40。

所述基座部10被固定设置于地板、台面等上，如图3所示，包括：矩形箱形的壳体11；固定于该壳体11内的上部的马达12；以及组装于该马达12的上部且固定于该壳体11的上表面部11a的减速机13。在以下的说明中，上下方向以及左右方向基于图3表示。

在壳体11的上表面部11a的左侧部分形成有安装用孔11b。马达12和减速机13借助该安装用孔11b被安装于上表面部11a。马达12包括经由轴承旋转自如地支撑在马达壳体12a上的旋转轴12b、设于该旋转轴12b的外周的转子、与该转子的外周相向地设置的定子和旋转检测用解算器等。该马达12在使旋转轴12b以从下方朝向上方经安装用孔11b贯穿的方式朝上的状态下，连接于后述的减速机13的输入部13a，在该状态下，通过马达壳体12a固定于上表面11a的下表面而组装于所述壳体11中。

减速机13是公众所知的谐波驱动减速机（Harmonic Drive，注册商标）。省略其具体的结构，但是该减速机13包括连接于马达12的旋转轴12b的输入部13a和连接于第一臂18的输出部13b。在输出部13b的圆筒部分的外周设有轴承14，借助该轴承14，第一臂18能够相对于壳体11旋转地被支撑。根据该结构，马达12的驱动力经由旋转轴12b、输入部13a和输出部13b在减速的状态下传递到第一臂18。

在壳体11的右侧面部11c的上部，利用安装部件15a固定有朝向后述的罩37延伸的线缆（cable）15的基端部。该线缆15具有柔韧性，在其内部收容有各种配线、抽吸用配管等。此外，在壳体11的右侧面部11c的下部，设有用于将壳体11内的各种配线连接于壳体11的外侧的配线16的配线用连接器16a、和用于将壳体11内的抽吸用配管等连接于壳体11的外侧的配管（未图示）的配管用接头17。该配线用连接器16a与线缆15内的配线、以及配管用接头17与线缆15内的配管分别在壳体11内连接。

第一臂18形成为长圆形的板状。在第一臂18的下表面的右侧部分形成有安装用凹部，在该安装用凹部中固定有减速机13的输出部13b。并且，在第一臂18的上表面的左侧部分也形成有同样的安装用凹部，在该安装用凹部中安装有减速机22。并且，在第一臂18上经由减速机22安装有第二臂20。

第二臂20形成为长圆状的板状，在其右侧部分形成有上下贯穿的安装用孔23。并且，马达21以旋转轴21b从上方朝向下方经安装用孔23内贯穿的方式朝下设置，在该状态下，通过马达壳体21a固定于第二臂20的上表面，该马达21被组装于第二臂20。该马达21与所述的马达12具有同样的结构，仅上下方向的位置相反。另外，在该实施方式中，第二臂20相当于本发明的臂，第二臂20的安装用孔23的部分相当于本发明的旋转中心部。

减速机22也与所述的减速机13具有同样的结构，仅上下方向的位置相反，该减速机22包括连接马达21的旋转轴21b的输入部22a和连接第一臂18的输出部22b。该减速机22使马达21的旋转轴21b的旋转在减速的状态下传递到第一臂18。

第二臂20借助设于所述输出部22b的圆筒部分的外周的轴承24，能够旋转地被支撑在第一臂18上。此外，马达21的驱动力经由旋转轴21b、输入部22a和输出部22b传递到第一臂18。在第二臂20中的其左侧部分形成有用于供后述的工作轴组装体30插通的安装用孔25。

如图4所示，工作轴组装体30具有如下结构，即包括：中空的工作轴31、安装于该中空的工作轴31的上端开口部的上端连接部件32、安装于工作轴31的下端开口部的下端连接部件33、和以位于上述上端连接部件32与下端连接部件33之间的方式设置于工作轴31的内侧并分别连接于上端连接部件32与下端连接部件33的内部配线34（内部线条部件）以及内部配管35（内部线条部件）。如图5以及图6所示，工作轴31由中空的钢制的滚珠丝杠球形花键轴构成。在该工作轴31的外周面，形成沿轴向呈螺旋状延伸的滚珠丝杠槽31a和彼此平行地沿轴向延伸的多个球形花键槽31b。

上端连接部件32包括在中央部具有上下贯穿的多个孔部的厚壁圆板状的套筒凸缘32a、和以设置于所述孔部内的状态被保持于该套筒凸缘32a的配线连接器32b以及配管接头32c。配线连接器32b在上下两侧具有连接器部分，同样地，配管接头32c也在上下两侧具有接头部分。并且，如图4所示，配线连接器32b以及配管接头32c以上侧的连接器部分以及接头部分突出到工作轴31的外部的状态被保持于套筒凸缘32a。另外，配线连接器32b的连接器部分以及配管接头32c的接头部分当中的、位于工作轴31的内侧的部分由内部配线34以及内部配管35覆盖，在图4中未表示。

下端连接部件33包括在中央部具有上下连通的多个孔部的厚壁圆板状的套筒凸缘33a、和以设置于所述孔部内的状态被保持于该套筒凸缘33a的配线连接器33b以及配管接头33c。配线连接器33b在上下两侧具有连接器部分，同样地，配管接头33c也在上下两侧具有接头部分。并且，如图4所示，配线连接器33b以及配管接头33c以上侧的连接器部分以及接头部分突出到工作轴31的外部的状态被保持于套筒凸缘33a。另外，配线连接器33b的连接器部分以及配管接头33c的接头部分当中的、位于工作轴31的内侧的部分由内部配线34以及内部配管35覆盖，在图4中未表示。

上端连接部件32以及下端连接部件33通过以配线连接器32b与配线连接器33b彼此上下相向且配管接头32c与配管接头33c彼此上下相向的方式相对于该工作轴31螺纹固定或压入，被固定于该工作轴31。并且，在工作轴31的内侧，内部配线34的两端部分别连接于配线连接器32b、33b，并且内部配管35的两端部分别连接于配管接头32c、33c。另外，上端连接部件32以及下端连接部件33也可以通过相对于工作轴31螺纹固定而安装于该工作轴31，在该情况下，较为理想的是，通过将彼此的螺纹设为相反方向，能够防止内部配线34和内部配管35产生扭曲。

如图5以及图6所示，在工作轴31上安装有后述的升降旋转驱动装置40的Z轴滚珠丝杠螺母42和R轴球形花键螺母46。多个钢球被保持于Z轴滚珠丝杠螺母42的内表面，在这些钢球卡合于滚珠丝杠槽31a的状态下，Z轴滚珠丝杠螺母42被组装于工作轴31上。此外，多个钢球被保持于R轴球形花键螺母46的内表面，在上述多个钢球卡合于球形花键槽31b的状态下，R轴球形花键螺母46被组装于工作轴31上。

升降旋转驱动装置40是使工作轴组装体30沿上下方向移动或绕轴向方向旋转的装置，如图7所示，设于第二臂20的上表面的中央部至左侧部分。该升降旋转驱动装置40被设于第二臂20的上表面的罩37包围上方和周围。升降旋转驱动装置40包括Z轴驱动装置41、R轴驱动装置45和支撑垫片49。在罩37的上表面左侧且第二臂20的安装用孔25的上方的部分形成通孔37a，工作轴组装体30垂直地插入所述安装用孔25，其上端部贯穿通孔37a并延伸到罩37的外部。

Z轴驱动装置41包括Z轴滚珠丝杠螺母42、Z轴马达43、以连接于Z轴滚珠丝杠螺母42的状态设于工作轴组装体30的外周的皮带轮44、设于Z轴马达43的旋转轴的皮带轮43a、和架设于所述皮带轮43a、44之间的正时皮带43b。

Z轴马达43以使旋转轴朝向上方的状态设置，皮带轮43a、44以及正时皮带43b以在罩37内的左上部沿水平方向（左右方向）延伸的方式设置。并且，在Z轴马达4动作时，其驱动力从旋转轴经由皮带轮43a、正时皮带43b以及皮带轮44，传递到Z轴滚珠丝杠螺母42。

Z轴滚珠丝杠螺母42由滚珠轴承构成，皮带轮44被螺钉44a固定于内圈42a的上表面，该滚珠轴承由内圈42a、外圈42b以及设置于内圈42a与外圈42b之间的多个球形滚动体42c构成。此外，Z轴滚珠丝杠螺母42的外圈42b由支撑垫片49支撑。支撑垫片49由形成为大致圆筒状的支撑部件构成，与安装用孔25的中心相对准地将中心轴设置于第二臂20的上表面。

该支撑垫片49由形成为高度较低的圆筒状的支撑台49a和设置于支撑台49a的上部的支撑部49b构成。支撑部49b通过组合左右分割的两个部件而构成为大致圆筒状，在两个部件之间形成上下延伸的间隙。在外圈42b的外周上端部形成凸缘42d，外圈42b在外周面抵接于支撑部49b的内表面且凸缘42d抵接于支撑部49b的上端的状态下，固定于该支撑部49b。另外，Z轴马达43设置于支撑垫片49的右侧附近。此外，卡合于所述滚珠丝杠槽31a的多个钢球设置于内圈42a的内周面。

R轴驱动装置45包括R轴球形花键螺母46、R轴马达47、以连接于R轴球形花键螺母46的状态设于工作轴组装体30的外周的皮带轮48、设于R轴马达47的旋转轴的皮带轮47a、和架设于皮带轮47a、48之间的正时皮带47b。

R轴马达47以使旋转轴朝向下方的状态设置在Z轴马达43的右侧，皮带轮47a、48以及正时皮带47b以在罩37内的左下部沿水平方向（左右方向）延伸的方式设置。另外，在支撑台49a的右侧部分形成开口，正时皮带47b穿过该开口架设于支撑垫片49的内部的所述皮带轮48与外部的所述皮带轮47a之间。并且，在R轴马达47动作时，其驱动力从旋转轴经由皮带轮47a、正时皮带47b以及皮带轮48，传递到R轴球形花键螺母46。

R轴球形花键螺母46由滚珠轴承构成，皮带轮48被螺钉48a固定于内圈46a的下表面，该滚珠轴承由内圈46a、外圈46b以及设置于内圈46a与外圈46b之间的多个球形滚动体46c构成。此外，在R轴球形花键螺母46的外圈46b的外周下端部形成凸缘46d，外圈46b在将外周面抵接于支撑部49b的内表面且凸缘46d夹在支撑部49b的下端与支撑台49a的上端之间的状态下，固定于支撑垫片49。另外，卡合于所述球形花键槽31b的多个钢球设置于内圈46a的内周面。

利用如上所述的升降旋转驱动装置40的结构，在使R轴驱动装置45的R轴马达47停止的状态下，从上方观察Z轴驱动装置41的Z轴马达43，旋转轴以绕逆时针方向旋转的方式动作时，工作轴组装体30不旋转地下降。换句话说，通过R轴马达47停止，R轴球形花键螺母46的内圈46a也被维持在停止状态，工作轴组装体30通过球形花键槽31b与内圈46a的多个钢球的卡合而变得无法旋转。因而，通过Z轴马达43的动作，Z轴滚珠丝杠螺母42的内圈42a旋转时，工作轴组装体30一边改变滚珠丝杠槽31a相对于内圈42a的多个钢球的卡合位置一边下降。另外，在使R轴马达47停止的状态下，从上方观察Z轴马达43，旋转轴以绕顺时针方向旋转的方式动作时，工作轴组装体30不旋转地上升。

另一方面，在使Z轴驱动装置41的Z轴马达43停止的状态下，从上方观察R轴驱动装置45的R轴马达47，旋转轴以绕逆时针方向旋转的方式动作时，工作轴组装体30一边旋转一边上升。在该情况下，通过R轴马达47的动作，R轴球形花键螺母46的内圈46a旋转，因此，工作轴组装体30通过球形花键槽31b与内圈46a的多个钢球的卡合而欲旋转。并且，通过Z轴马达43停止，工作轴组装体30一边改变滚珠丝杠槽31a相对于内圈42a的多个钢球的卡合位置一边上升。此外，在使Z轴马达43停止的状态下，从上方观察R轴马达47，旋转轴以绕顺时针方向旋转的方式动作时，工作轴组装体30一边旋转一边下降。

而且，从上方观察R轴驱动装置45的R轴马达47，旋转轴以绕逆时针方向旋转的方式动作，并且使Z轴驱动装置41的Z轴马达43以与R轴马达47相同速度、从上方观察旋转轴以绕逆时针方向旋转的方式动作时，工作轴组装体30不上下移动地绕逆时针方向旋转。在该情况下，通过R轴马达47的动作，工作轴组装体30欲一边旋转一边上升，但是通过Z轴马达43的动作，工作轴组装体30欲下降，因此，工作轴组装体30不上下移动地绕逆时针方向旋转。此外，从上方观察R轴马达47和Z轴马达43，旋转轴以绕顺时针方向旋转的方式动作，使Z轴滚珠丝杠螺母42的内圈42a与R轴球形花键螺母46的内圈46a以相同速度旋转时，工作轴组装体30不上下移动地绕顺时针方向旋转。

这样，升降旋转驱动装置40通过使Z轴马达43和R轴马达47分别单独地动作，或组合Z轴马达43和R轴马达47的动作，能够使工作轴组装体30沿指定的方向旋转，或沿上下方向移动。此外，在Z轴马达43和R轴马达47上分别具有制动器，由此，防止在Z轴马达43和R轴马达47的动作停止时，工作轴组装体30意外地下降或旋转。另外，也可以在Z轴马达43和R轴马达47上分别组装用于将转速减小后传递到皮带轮44、48的减速机。

如图8所示，在罩37的上表面的右侧部分，利用安装部件15b固定自壳体11的右侧面部11c延伸来的线缆15的远端部。并且，外部配线34a（外部线条部件）以及外部配管35a（外部线条部件）自罩37的上表面的安装部件15b的右侧，朝向工作轴组装体30的上端延伸，该外部配线34a以及外部配管35a的基端侧部分利用包括设于罩37的上表面的配线连接器和配管接头的连接部件38固定。外部配线34a以及外部配管35a的基端部在罩37内分别连接于经由线缆15延伸来的配线以及配管。

此外，在第二臂20的左右方向的中央部分，设有沿着罩37的前后侧部向上方延伸的“コ”状的支架51。在该支架51上形成多个螺纹通孔51a。并且，外部配线34a以及外部配管35a以沿着沿该支架51的前部的上下延伸的部分的方式设置，利用在上下方向上间隔设置的多个尼龙夹具52和螺钉52a被固定于支架51上。此外，支架51的下端部沿着第二臂20的底面弯曲，该部分利用螺栓固定于第二臂20。

外部配线34a以及外部配管35a的远端部分朝向工作轴组装体30的上端延伸。并且，外部配线34a的远端部连接于设于工作轴组装体30的上端的上端连接部件32的配线连接器32b，外部配管35a的远端部连接于上端连接部件32的配管接头32c。图9表示使外部配线34a以及外部配管35a的远端部接近工作轴组装体30的上端的状态，图10表示外部配线34a连接于配线连接器32b，外部配管35a连接于配管接头32c的状态。

此外，在工作轴31的上端且其外周面上，利用螺栓71a固定有大致环状的下降端限位器71。并且，在该下降端限位器71的上表面安装有支架53（保持部件），外部配线34a以及外部配管35a借助支架53被固定于上端连接部件32的上表面。支架53是具有形成有多个螺纹通孔的水平片53a和从该水平片53a的一端立起的垂直片53b的L形的部件，在从水平片53a的中央到垂直片53b的下部的部分，形成用于使配线连接器32b、配管接头32c的上部向上方突出的通孔。

此外，在下降端限位器71的上表面形成多个螺纹孔，支架53将水平片53a的通孔对准下降端限位器71的螺纹孔地设置于下降端限位器71的上表面，利用螺钉54固定于下降端限位器71。并且，外部配线34a以及外部配管35a利用两个尼龙夹具55和两个螺钉55a固定于垂直片53b。从连接部件38到支架53的部分的外部配线34a以及外部配管35a的长度考虑到工作轴组装体30的上下移动的行程和绕轴线方向旋转时的扭曲，被设定成能够追随工作轴组装体30且不产生松弛的长度。

此外，如图11所示，设于工作轴组装体30的下端的下端连接部件33的配线连接器33b的连接器部分和配管接头33c的接头部分朝向下方突出，在配线连接器33b上连接有外部配线34b（外部线条部件），在配管接头33c上连接有外部配管35b（外部线条部件）。另外，图11表示使外部配线34b以及外部配管35b的基端部接近于工作轴组装体30的下端的状态，图12表示外部配线34b的基端部连接于配线连接器33b，外部配管35b的基端部连接于配管接头33c的状态。

此外，在工作轴组装体30的下端且其外周面上，利用螺栓72a固定有大致环状的上升端限位器72。并且，在接触上升端限位器72的下表面的状态下，在工作轴组装体30的下端且其外周面上安装有接合器56，借助该接合器56在工作轴组装体30上安装有机械手56a。在机械手56a上安装有工具等作业用具、夹具、作业臂、吸引装置等作业装置、传感器56b。穿过壳体11内、线缆15内的各种配线以及配管中的一部分连接于马达12、21等，其余的配线以及配管经由外部配线34a以及外部配管35a、内部配线34以及内部配管35、外部配线34b以及外部配管35b，连接于安装在机械手56a上的作业装置、传感器56b。

此外，包括外部配线34a、内部配线34以及外部配线34b的配线连接于控制装置（未图示）、电源，关节型机器人A所具备的各装置随着控制装置的控制而动作。另外，由于无需使工作轴组装体30的下端部与机械手56a、传感器56b之间的部分的长度具有余量，因此外部配线34b以及外部配管35b预先设为最小限度的长度。

在将如此构成的关节型机器人A例如用作在基板等上安装电子元件的元件安装机的情况下，一方面在指定的部位设置基板等用于安装电子元件的部件，另一方面在指定的部位预先准备电子元件。此外，在机械手56a上安装吸引装置，在该吸引装置上连接有作为外部配管35b之一的负压管。并且，通过操作开关等，开始关节型机器人A的动作。由此，第一臂18相对于基座部10以马达12的旋转轴12b为中心在水平面上旋转，并且第二臂20相对于第一臂18以马达21的旋转轴21b为中心在水平面上旋转，由此，工作轴31移动到电子元件的设置部位。

接着，通过Z轴马达43与R轴马达47的动作，吸引装置与工作轴组装体30一起下降，并且绕轴线方向旋转，自指定方向吸附电子元件。在该状态下，利用吸引装置吸附电子元件。接着，通过Z轴马达43的动作吸引装置上升，通过马达12、21的动作，第一臂18相对于基座部10旋转，第二臂20相对于第一臂18旋转，吸引装置移动到基板的指定位置的上方。

接着，通过Z轴马达43与R轴马达47的动作，吸引装置下降，并且绕轴线方向旋转，将电子元件载置于基板的设定位置。在该状态下，解除吸引装置对电子元件的吸引，将电子元件安装在基板上。通过反复进行该操作，多个电子元件依次被安装在基板上。此时，工作轴组装体30的上下方向的移动范围的下降方向由下降端限位器71限制，上升方向由上升端限位器72限制。

并且，在工作轴31损伤或为了维护而需要卸下工作轴组装体30时，从工作轴组装体30卸下外部配线34a、34b以及外部配管35a、35b，并且卸下下降端限位器71、上升端限位器72以及接合器56等。在该状态下，使工作轴组装体30一边旋转一边下降或上升，从关节型机器人A的主体卸下工作轴组装体30。接着，在将新的工作轴组装体30装入关节型机器人A的主体后，将外部配线34a、34b以及外部配管35a、35b连接于工作轴组装体30，并且安装下降端限位器71、上升端限位器72以及接合器56等。

另外，在R轴球形花键螺母46和工作轴31上，通过改变多个钢球的直径施加预压，但是在更换工作轴组装体30时，若只更换工作轴组装体30，则有时所述预压施加过度或没有施加。此外，有时在新的工作轴组装体30与Z轴滚珠丝杠螺母42之间也会产生问题。在如此的情况下，能够并非仅更换工作轴组装体30，而将工作轴组装体30与Z轴滚珠丝杠螺母42以及R轴球形花键螺母46一起更换。

如上所述，在本实施方式所涉及的关节型机器人A中，连接配线由设置于工作轴31内的内部配线34和连接于内部配线34的两端的外部配线34a、34b构成，并且连接配管由设置于工作轴31内的内部配管35和连接于内部配管35的两端的外部配管35a、35b构成。并且，内部配线34和内部配管35经由分别设于工作轴31的两端开口的上端连接部件32和下端连接部件33组装于工作轴31，由此构成工作轴组装体30。

因此，在工作轴31破损或更换工作轴组装体30时，从工作轴组装体30卸下外部配线34a、34b以及外部配管35a、35b，从关节型机器人A的主体卸下工作轴组装体30，将新的工作轴组装体30安装到关节型机器人A的主体上，将外部配线34a、34b以及外部配管35a、35b连接于该工作轴组装体30，由此能够更换工作轴31。其结果是，不需要将配线、配管整体从工作轴31拔出或插入工作轴31的作业。因此，为了维护、更换而相对于关节型机器人A的主体装卸工作轴31的作业变得容易。

此外，通过在工作轴31的上端开口设有上端连接部件32，将外部配线34a以及外部配管35a连接于内部配线34以及内部配管35的操作、解除该连接的操作变得容易。而且，通过在工作轴31的下端开口设有下端连接部件33，将外部配线34b以及外部配管35b连接于内部配线34以及内部配管35的操作、解除该连接的操作变得容易。此外，由于在下降端限位器71上设有用于保持外部配线34a以及外部配管35a的支架53，因此在工作轴31移动时，外部配线34a以及外部配管35a不会由于摆动而破损。

（第二实施方式）

图13和图14表示本发明的第二实施方式所涉及的关节型机器人B。

在该关节型机器人B中，代替上述内部配管35以及外部配管35a、35b而具有连续地延伸的两根连接配管65（连续线条部件），在工作轴组装体60的内部仅保持内部配线64。工作轴组装体60为如下的结构，即，分别在中空的工作轴61的上下的开口安装上端连接部件62和下端连接部件63，并且在上述上端连接部件62和下端连接部件63上连接有内部配线64（内部线条部件）。此外，在工作轴61的上端附近且其侧面，如图15至图17所示，形成上部贯穿孔61a，在工作轴61的下端附近且其侧面，如图18至图20所示，形成下部贯穿孔61b。

图15至图17表示关节型机器人B所具有的工作轴组装体60的上端部分，如这些图所示，在外部配线64a（外部线条部件）的远端部安装有能够嵌合于上端连接部件62的配线连接器62a的连接器62b。并且，如图15所示，通过从使外部配线64a的连接器62b接近上端连接部件62的配线连接器62a的状态起，所述连接器62b被按压于配线连接器62a，从而如图16所示，配线连接器62a与连接器62b连接，内部配线64与外部配线64a连接。

在工作轴61内也穿过有连接配管65。具体而言，在图16的状态下，从外部延伸来的连接配管65的远端部从上部贯穿孔61a被插入工作轴61的内部，该连接配管65的远端侧部分从下部贯穿孔61b被引出到外部。此外，在工作轴61的上端部且其外周面上，利用螺栓73a固定有大致环状的下降端限位器73。

并且，在下降端限位器73的上表面利用螺钉67固定有支架66（保持部件），外部配线64a以及连接配管65利用两个尼龙夹具68和两个螺钉68a固定于支架66的垂直片66b（参照图17）。另外，支架66包括水平片66a和从该水平片66a的一端立起的垂直片66b，除了垂直片66b与所述的支架53的垂直片53b相比为纵长、以及工作轴61的上部插通通孔以外，具有与上述支架53同样的结构。

图18至图20表示关节型机器人B所具有的工作轴组装体60的下端部分。如这些图所示，在外部配线64b（外部线条部件）的基端部，安装有能够嵌合于下端连接部件63的配线连接器63a的连接器63b。并且，如图18所示，通过从使外部配线64b的连接器63b接近下端连接部件63的配线连接器63a的状态起，所述连接器63b被按压于配线连接器63a，从而如图19所示，配线连接器63a与连接器63b连接，内部配线64与外部配线64b连接。另外，在图18以及图19中，省略从下部贯穿孔61b引出到外部的连接配管65的图示。

并且，如图20所示，外部配线64b的远端部连接于传感器69b等，从下部贯穿孔61b引出到外部的连接配管65的远端部连接于安装在机械手69a上的作业装置等。另外，在工作轴组装体60的下端且其外周面上，利用螺栓74a固定有大致环状的上升端限位器74。并且，在接触上升端限位器74的下表面的状态下，在工作轴组装体60的下端且其外周面上安装有接合器69，借助该接合器69在工作轴组装体60上安装有机械手69a。该关节型机器人B的其他的部分的结构与所述的关节型机器人A相同。因此，对相同的部分标注相同的附图标记，省略说明。

在本实施方式所涉及的关节型机器人B中，除了包括装入工作轴组装体60的内部配线64和连接于该内部配线64的外部配线64a、64b的连接配线之外，连续地延伸的连接配管65不穿过工作轴61的上下的开口地穿过工作轴61内。即，在工作轴61的上下的开口设置有配线连接器62a、配线连接器63a的该工作轴组装体60的结构中，虽然难以使连接配管65经由上下的开口穿过工作轴61，但是有时在工作轴61的内部存在能够收容连接配管65的一部分的空间。

在该情况下，如上所述，能够将连接配管65从形成于工作轴61的上部贯穿孔61a插入工作轴61的内部，并将其远端侧部分从下部贯穿孔61b引出到工作轴61的外部。因此，即使在工作轴61的上下的开口设有配线连接器62a、63a，也能够使连接配管65穿过工作轴61内。该关节型机器人B的其他的作用效果与所述的关节型机器人A同样。

另外，本发明所涉及的机器人不限定于所述的各实施方式，能够适当地变更后进行实施。在所述第一实施方式中，工作轴组装体30是相对于安装于工作轴31的上下的上端连接部件32以及下端连接部件33分别连接有内部配线34以及内部配管35的结构，但是该工作轴组装体也能够做成除此以外的结构。

例如，工作轴组装体30也可以是仅在工作轴31的上端安装上端连接部件32，而省略了下端连接部件33的结构。在该情况下，内部配线以及内部配管只要做成分别从工作轴31的内部穿过工作轴31的下端开口延伸到外部的结构即可。与此相反，工作轴组装体30也可以是仅在工作轴31的下端安装下端连接部件33，而省略了上端连接部件32的结构。在该情况下，内部配线以及内部配管只要做成分别从工作轴31的内部穿过工作轴31的上端开口延伸到外部的结构即可。此外，既可以仅由配线构成各线条部件（内部线条部件、外部线条部件、连续线条部件），也可以仅由配管构成所述各线条部件。

此外，在所述第二实施方式中，对于工作轴组装体60，内部配线64作为内部线条部件固定地设于工作轴61的内部，连接配管65作为连续线条部件经由上部贯穿孔61a以及上下部贯穿孔61b被插入工作轴61中，但是也可以取而代之，内部配管作为内部线条部件固定地设于工作轴61的内部，连接配线作为连续线条部件经由上部贯穿孔61a以及上下部贯穿孔61b被插入工作轴61中。而且，也可以使用内部配线和内部配管这两者作为内部线条部件，使用连接配线和连接配管这两者作为连续线条部件等组合各种配线以及配管。

此外，也可以是仅在工作轴61的上端安装上端连接部件62并且形成上部贯穿孔61a，而省略了下端连接部件63的结构。在该情况下，连续线条部件从上部贯穿孔61a被插入工作轴61内并从工作轴61的下端开口被引出到外部。而且，也可以是仅在工作轴61的下端安装下端连接部件63并且形成下部贯穿孔61b，而省略了上端连接部件62的结构。在该情况下，连续线条部件从上端开口被插入工作轴61内并从下部贯穿孔61b被引出到外部。此外，本发明所涉及的机器人的其他的部分的结构也能够在属于本发明的技术范围内的范围内适当地变更。

以上说明的本发明总结如下。

根据该关节型机器人，在更换工作轴时，通过解除外部线条部件与内部线条部件的连接，从臂上将工作轴组装体（工作轴与内部线条部件一起）卸下，将新的工作轴组装体安装在臂上，然后连接外部线条部件与内部线条部件，就能够简便地更换工作轴。换句话说，不需要如以往那样将连续的线条部件整体从工作轴拔出或插入工作轴的作业，能够容易地进行工作轴的在臂上的装卸作业。另外，外部线条部件与内部线条部件的连接既可以是通过在外部线条部件以及内部线条部件的端部分别设置连接端子并通过该连接端子直接连接外部线条部件与内部线条部件，也可以是如后所述，通过在工作轴上设置连接器等连接部件并通过该连接部件间接地连接外部线条部件与内部线条部件。此外，内部线条部件可以是只要被设置于工作轴的内侧并被固定于该工作轴，既可以是其整体就能够完全地位于工作轴的内部的部件，也可以是一部分位于工作轴的外部的部件。在内部线条部件的一部分位于工作轴的外部的情况下，较为理想的是位于工作轴外部的部分的长度比位于工作轴内部的部分的长度短。

上述的关节型机器人中较为理想的是，所述工作轴组装体还包括将所述内部线条部件与所述外部线条部件转接起来的连接部件，该连接部件设置在所述工作轴的外部。

根据该结构，能够容易地从工作轴的外部将外部线条部件连接于内部线条部件，还能够进行该连接状态的解除。因此，能够更简单地更换工作轴。

另外，上述的关节型机器人中较为理想的是，所述内部线条部件包含由电线形成的内部配线，所述外部线条部件包含由电线形成并能够装卸地与所述内部配线连接的外部配线。

根据该结构，能够将关节型机器人所具备的各种装置彼此，例如搭载于关节型机器人的主体部分的各种装置与安装于工作轴的各种装置经由该工作轴电连接。

此外，上述的关节型机器人中较为理想的是，所述内部线条部件包含由管材形成的内部配管，所述外部线条部件包含由管材形成并能够装卸地与所述内部配管连接的外部配管。

根据该结构，能够经由工作轴将空气（正压）或负压供应给关节型机器人所具备的装置、例如安装于工作轴的各种装置。

此外，上述的关节型机器人中较为理想的是，所述外部线条部件包含基端侧线条部件，该基端侧线条部件在所述工作轴的上端部与所述内部线条部件连接。

根据该结构，例如能够将从关节型机器人的主体侧向工作轴延伸的基端侧线条部件的远端部在工作轴的上端部能够装卸地连接于内部线条部件。

另外，在该情况下较为理想的是，所述连接部件包含与所述工作轴的上端连接并且被所述基端侧线条部件能够装卸地连接的上端连接部件。

根据该结构，由于基端侧线条部件能够在上端连接部件上装卸，因此能够在工作轴的上端部更容易地进行基端侧线条部件与内部线条部件的连接及其解除操作。

此外，上述的关节型机器人中较为理想的是，所述外部线条部件包含远端侧线条部件，该远端侧线条部件在所述工作轴的下端部与所述内部线条部件连接。

根据该结构，例如能够将从工作轴向设置在该工作轴下方的各种装置延伸的远端侧线条部件的基端部在工作轴的下端部能够装卸地连接于内部线条部件。

另外，在该情况下较为理想的是，所述连接部件包含与所述工作轴的下端连接并且被所述远端侧线条部件能够装卸地连接的下端连接部件。

根据该结构，由于远端侧线条部件能够在下端连接部件上装卸，因此能够在工作轴的下端部更容易地进行远端侧线条部件与内部线条部件的连接及其解除操作。

此外，上述的关节型机器人中较为理想的是，还包括固定在所述工作轴上并且在该工作轴的上端近傍位置保持所述内部线条部件或所述外部线条部件的保持部件。

根据该结构，由于线条部件（内部线条部件或外部线条部件）的位于工作轴的上部的部分由保持部件保持，因此在工作轴移动时，不会发生因线条部件摆动造成其位于工作轴的上部的部分破损的情况。另外，较为理想的是，线条部件固定在工作轴的上端开口的上方，由此可防止线条部件与工作轴的上端开口的周缘部摩擦而损耗。

此外，上述的关节型机器人中较为理想的是，所述工作轴具有形成在该工作轴的上端近傍的侧面上并且连通该工作轴的内外的上部贯穿孔，该关节型机器人还包括从所述上部贯穿孔插入所述工作轴的内部中并且连续地延伸到该工作轴下方的连续线条部件。

根据该结构，能够使与包括内部线条部件及外部线条部件的线条部件不同的线条部件（连续线条部件）穿过工作轴内。例如，对于在工作轴的上端开口安装有连接部件的结构，有时难以将连续线条部件从工作轴的上端开口插入工作轴的内部。即使在如此的情况下，根据上述结构，也能够容易地将连续线条部件从工作轴的上部贯穿孔插入工作轴的内部。在该情况下，较为理想的是，在工作轴的下端开口设置连续线条部件能够通过的空间。

此外，上述的关节型机器人中较为理想的是，所述工作轴具有形成在该工作轴的下端近傍的侧面上并且连通该工作轴的内外的下部贯穿孔，该关节型机器人还包含从所述工作轴的上方插通所述工作轴而连续地延伸到所述工作轴的下方并且从所述下部贯穿孔被引出到所述工作轴的外部的连续线条部件。

根据该结构，在使用与包括内部线条部件及外部线条部件的线条部件不同的线条部件（连续线条部件）且该线条部件通过工作轴的内部而从工作轴的下部延伸到外部的情况下，能够使该连续线条部件不穿过工作轴的下端开口地引出到工作轴的外部。例如，对于在工作轴的下端开口安装有连接部件的结构，有时难以将连续线条部件从工作轴的下端开口引出到工作轴的外部。即使在如此的情况下，根据上述结构，也能够容易地将插入工作轴的连续线条部件从工作轴的下部贯穿孔引出到工作轴的外部。在该情况下，较为理想的是，在工作轴的上端开口设置连续线条部件能够通过的空间。

Claims

1.一种关节型机器人，其特征在于包括：

臂，沿水平方向延伸，能够以位于该臂的长度方向一侧的端部的旋转中心部为中心绕垂直轴旋转；

工作轴组装体，能够装卸地设置在所述臂的所述长度方向另一侧的端部；

外部线条部件，与所述工作轴组装体连接；其中，

所述工作轴组装体包括：

中空的工作轴，相对于所述臂沿上下方向移动；

内部线条部件，设置在所述工作轴的内侧且被保持在该工作轴中，并且被所述外部线条部件能够装卸地连接。

2.根据权利要求1所述的关节型机器人，其特征在于：

所述工作轴组装体还包括将所述内部线条部件与所述外部线条部件转接起来的连接部件，该连接部件设置在所述工作轴的外部。

3.根据权利要求1或2所述的关节型机器人，其特征在于：

所述内部线条部件包含由电线形成的内部配线，所述外部线条部件包含由电线形成并能够装卸地与所述内部配线连接的外部配线。

4.根据权利要求1或2所述的关节型机器人，其特征在于：

所述内部线条部件包含由管材形成的内部配管，所述外部线条部件包含由管材形成并能够装卸地与所述内部配管连接的外部配管。

5.根据权利要求1或2所述的关节型机器人，其特征在于：

所述外部线条部件包含基端侧线条部件，该基端侧线条部件在所述工作轴的上端部与所述内部线条部件连接。

6.根据权利要求2所述的关节型机器人，其特征在于：

所述外部线条部件包含基端侧线条部件，该基端侧线条部件在所述工作轴的上端部与所述内部线条部件连接，

所述连接部件包含与所述工作轴的上端连接并且被所述基端侧线条部件能够装卸地连接的上端连接部件。

7.根据权利要求1或2所述的关节型机器人，其特征在于：

所述外部线条部件包含远端侧线条部件，该远端侧线条部件在所述工作轴的下端部与所述内部线条部件连接。

8.根据权利要求2所述的关节型机器人，其特征在于：

所述外部线条部件包含远端侧线条部件，该远端侧线条部件在所述工作轴的下端部与所述内部线条部件连接，

所述连接部件包含与所述工作轴的下端连接并且被所述远端侧线条部件能够装卸地连接的下端连接部件。

9.根据权利要求1或2所述的关节型机器人，其特征在于：

还包括固定在所述工作轴上并且在该工作轴的上端近傍位置保持所述内部线条部件或所述外部线条部件的保持部件。

10.根据权利要求1或2所述的关节型机器人，其特征在于：

所述工作轴具有形成在该工作轴的上端近傍的侧面上并且连通该工作轴的内外的上部贯穿孔，

所述关节型机器人还包括从所述上部贯穿孔插入所述工作轴的内部中并且连续地延伸到该工作轴下方的连续线条部件。

11.根据权利要求1或2所述的关节型机器人，其特征在于：

所述工作轴具有形成在该工作轴的下端近傍的侧面上并且连通该工作轴的内外的下部贯穿孔，

所述关节型机器人还包括从所述工作轴的上方插通所述工作轴而连续地延伸到所述工作轴的下方并且从所述下部贯穿孔被引出到所述工作轴的外部的连续线条部件。