CN103419188A

CN103419188A - 扩张机器人动作范围的机器人用回转装置

Info

Publication number: CN103419188A
Application number: CN2013101427480A
Authority: CN
Inventors: 吉永纪伦
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2013-12-04
Also published as: DE102013008001A1; JP2013237121A; US20130309055A1

Abstract

本发明提供不使用移动轴等就能大幅扩张机器人动作范围、在保养方面和成本方面也有利的机器人用回转装置。回转装置具有：设置到底板面上的基部、能够绕在铅垂方向上延伸的回转中心轴线回转地连接到基部上的回转部、形成在回转部上的用于搭载机器人的机器人搭载部、以及驱动回转部绕回转中心轴线回转的马达等驱动部。机器人具备安装到机器人搭载部上的机器人基座部、以及能够绕铅垂方向的转动中心轴线转动地安装在机器人基座部上的机器人臂部，以从回转中心轴线在水平方向上偏移预定距离的方式，将机器人基座部安装到机器人搭载部上。

Description

扩张机器人动作范围的机器人用回转装置

技术领域

本发明涉及用于扩张工业用机器人的动作范围的机器人用回转装置。

背景技术

在使用工业用机器人的生产系统中，为了实现其成本降低以及效率提高等，希望尽量扩张该机器人的动作范围。例如在公开生产系统的日本特开2005-46966号公报中，记载有“本生产系统通过组合通用的各个机器人臂7、8来构成双腕机器人1，所以相比于高价的多关节构造的机器人臂，设备成本不用太高。而且，双腕机器人1能够在移动轨道10（移动轴）上移动并在任意位置上定位，所以能够利用一台双腕机器人1完成与各个机床2～4的工件6转移”。

另外，在公开由压力机械和机器人构成的工件压力处理装置的日本特开平5-76965号公报中，记载有“即使在压力机械间的距离长的情况下，也能够通过机器人基台沿着配设在机械间的直线移动路径的直线移动和该机器人基台的绕纵轴线的机器人腕的回转和臂轴方向的伸缩动作的组合动作使工件把持用手在一个压力机械与另一个压力机械之间进行短时间的移动，因此，能够缩短工件的自动搬运循环时间”。

并且，在公开具备多关节机器人的机器人系统的日本特开2010-221355号公报中，记载有“多关节机器人与旋转单元连结，使多关节机器人的臂部分的回转轴线与旋转单元的旋转台的旋转轴线不平行，所以多关节机器人的自由度增加一个级别。因此，能够在增加多关节机器人自由度的同时提供低价的机器人系统”。

在日本特开2005-46966号公报中机载的生产系统中，为了进行在工业用机器人和各个机床之间的工件转移，沿着生产线设置有能够供该机器人移动的移动轴，但是需要在各个机床的前面设置该移动轴，在机床的保养方面称不上所期待的系统。另外，在日本特开平5-76965号公报中记载的压力处理装置中，通常压力机设置在槽内，压力机周围或者压力机之间由槽盖掩蔽的情况很多，所以存在难以设置移动路径的情况。并且，在日本特开2010-221355号公报中记载的机器人系统中，在旋转单元上设置有机器人，但是其主要目的为增加机器人的自由度，并不是谋求机器人动作范围的大幅扩张。

发明内容

于是，本发明的目的在于提供不使用移动轴等就能大幅扩张机器人动作范围、在保养方面和成本方面也有利的机器人用回转装置。

为了达成上述目的，本申请发明提供一种机器人用回转装置，具备：设置到底板面上的基部、能够绕在铅垂方向上延伸的回转中心轴线回转地连接到所述基部上的回转部、形成在所述回转部上的用于搭载机器人的机器人搭载部、以及使所述回转部绕所述回转中心轴线回转的驱动部，所述机器人用回转装置的特征在于，搭载到所述机器人搭载部上的机器人具备机器人基座部、以及能够绕在铅垂方向上延伸的转动中心轴线转动地安装在该机器人基座部上的机器人臂部，以从所述回转中心轴线在水平方向上偏移预定距离的方式，将所述机器人基座部安装到所述机器人搭载部上。

在优选的实施方式中，机器人用回转装置具有相对于所述回转中心轴线配置在所述回转部的与所述机器人搭载部相反侧部位的平衡块。

在优选的实施方式中，机器人用回转装置具有固定支撑装置，该固定支撑装置配置在所述机器人的作业位置下方的底板面上，在所述机器人的作业过程中从下方固定支撑所述回转部。

通过参照附图说明以下优选实施方式，本发明的上述以及其他目的、特征以及优点将更加明显。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式涉及的机器人用回转装置的图。

图2是表示本发明第二实施方式涉及的机器人用回转装置的图。

图3是表示在图2的回转装置中进一步设有固定支撑装置的例子的图。

图4是表示图3的固定支撑装置被解除状态的图。

图5是表示图3的回转装置配置在压力机之间的系统的例子的图。

具体实施方式

图1是表示本申请发明涉及的机器人用回转装置的第一实施方式的立体图。回转装置10具有：设置到地板面或者设置面12上的基部14；能够绕在铅垂方向上延伸的回转中心轴线16回转地连接到基部14上的回转部18；形成在回转部18上的用于搭载机器人20的机器人搭载部22；以及驱动回转部18绕回转中心轴线16回转的马达等驱动部24。

搭载到机器人搭载部22上的机器人20具备安装到机器人搭载部22上的机器人基座部26、以及以能够绕转动中心轴线28转动的方式安装在机器人基座部26上的机器人臂部30，转动中心轴线28在铅垂方向上延伸，并且，以从回转中心轴线16在水平方向上偏移预定距离d的方式将机器人基座部26安装到机器人搭载部22上。也就是，回转部18具有从回转中心轴线16在大致水平方向上延伸的第一部分32，在第一部分32上形成机器人搭载部22。

根据这样结构，机器人基座部26大致通过回转部18的回转动作能够沿着以偏移距离d为半径的圆周移动，换言之，能够相对于底板面12最大移动相当于偏移距离d两倍的距离，即使不使用移动装置等，也能够较大扩张机器人20的动作范围。而且，由于没有必要将移动轴等设置在底板面上，例如在将本申请发明适用于包含压力机的系统中的情况下，能够容易地确保用于通过叉式升降车等进行模具更换、保养的空间。

在图示的实施方式中，机器人臂部30是具备能够绕转动中心轴线28转动地安装在机器人基座部26上的旋转躯干部34、相对于旋转躯干部34能够旋转地安装的上臂36、相对于上臂36能够旋转地安装的前臂38、相对于前臂38能够旋转地安装的机器人手40的多关节机器人，但是本申请发明的适用对象不限于这种方式的机器人。而且，回转部18的形状和材质基于希望得到的机器人的动作范围、机器人的重量等来决定，但是也可以如图1所示那样，为了实现其轻量化，在回转部18上设置一个以上适当大小的开口部42。

图2是表示本申请发明涉及的机器人用回转装置的第二实施方式的立体图。回转装置110具有：设置到底板面或者设置面12上的基部114；能够绕在铅垂方向上延伸的回转中心轴线116回转地连接到基部114上的回转部118；形成在回转部118上的用于搭载机器人20的机器人搭载部122；以及驱动回转部118绕回转中心轴线116回转的马达等驱动部124。而且，搭载到机器人搭载部122上的机器人20可以是与图1的机器人相同，而且机器人20与回转中心轴线116的位置关系也可以与图1相同，所以省略详细的说明。

第二实施方式涉及的回转装置110中回转部118的结构不同于第一实施方式的回转部18。具体地，回转部118具有从回转中心轴线116在大致水平方向上延伸的第一部分132，并且在相对于回转中心轴线116与第一部分132相反方向上具有在大致水平方向上延伸的第二部分134，并且在第二部分134上配置平衡块148。

也就是，在第二实施方式中，相对于回转中心轴线116，在回转部118的与机器人搭载部122相反侧部位上设置平衡块148。在第二实施方式中，回转部118不是如第一实施方式的回转部18那样由基部14支撑的悬臂构造，而是其大致中间被基部114支撑、在两侧具备两个重量物（机器人20和平衡块148）的构造。因此，能够减小作用在回转装置110上的力矩，结果能够将回转装置的成本（设计强度）抑制为低成本。而且，回转部118的形状和材质基于希望得到的机器人的动作范围、机器人以及平衡块的重量等来决定，但是也可以如图2所示那样，为了实现其轻量化，在回转部118上设置一个以上适当大小的开口部142。

图3是表示在第二实施方式涉及的回转装置110中设有固定支撑装置150的例子的图，该固定支撑装置150配置到机器人20的作业位置下方的底板面上，对回转部118从下方进行固定支撑。固定支撑装置150具有设置在地板面上的主体部152、构成为相对于主体部152在大致铅垂方向上可动的可动支撑部154，能够采用例如液压缸、水压缸或者气压缸那样的方式。而且，可动支撑部154的上端部具有如下形状：在回转部118位于规定的回转角度位置时，能够与回转部118的下表面不产生晃动地进行配合。

在图3的例子中，在回转部118的第一部分132的下表面形成凹状部156，配置在凹状部156下方的固定支撑装置150的可动支撑部154的上端部为与凹状部156互补形状的凸状部。同样，在回转部118的第二部分134的下表面形成凹状部158，配置在凹状部158下方的与固定支撑装置150相同的固定支撑装置150'的可动支撑部154'的上端部为与凹状部158互补形状的凸状部。但是本申请发明不限于这样的例子，例如可以在回转部118的下表面设置凸状部，将固定支撑装置的可动支撑部的上端作为与该凸状部配合的凹状部。

通过使用固定支撑装置，能够将回转部118在与机器人20的作业位置对应的回转角度位置上正确地定位并保持，机器人20的作业稳定性提高。而且，固定支撑装置能够从回转部118的下侧承受机器人20的重量、在机器人20的作业过程中作用在机器人20上的动作负荷等，所以能够减小回转装置（回转部）的刚性、强度，能够实现装置的成本下降。而且，固定支撑装置当然也能够设置在图1的回转装置10上。

图4表示固定支撑装置解除了回转部118的固定支撑的状态。具体地，固定支撑装置150以及150'的可动支撑部154以及154'下降，分别离开回转部118的凹状部156以及158，回转部118能够回转。而且，在图示的例子中，使用了四个固定支撑装置，但是即使在固定支撑装置为一个的情况下也能够得到一定的固定支撑效果，所以固定支撑装置的个数能够根据回转部的形状、机器人的重量等适当决定。

图5是表示包含图3中所示机器人用回转装置110的压力处理系统的立体图。压力处理系统200具备离开规定距离配置的第一压力机202以及第二压力机204、图3中所示的机器人用回转装置110，回转装置110配置在两压力机的大致中间。在系统200中，使用搭载在回转装置110上的机器人20进行从第一压力机202向第二压力机204（或者相反）转移部件的处理。各压力机的周边为槽，进行了参照符号206所示那样的作业者用台面的施工。

在图5所示的系统200中，通过设定图2所示偏移距离d使得机器人20能够访问分离配置的多个机械（此处，压力机202以及204），利用回转装置110中回转部118的回转动作和机器人20的（臂）动作，机器人20能够接近双方压力机，能够进行两压力机间的部件转移等规定作业。也就是，本系统中，即使不设置用于机器人的移动轨道那样的固定构造物，一个机器人也能够接近相对分开的两个压力机。而且，各压力机的前面（右斜下方侧的面）需要在模具更换、维修时使机器人20进行避让，但是，如上所述，在本系统中没有必要在压力机前面设置移动轨道等构造物，而且也没有将机器人主体设置在压力机前面的必要，所以维修性等也实现提高。

根据本发明，通过使机器人从回转部的回转中心偏移地配置，能够伴随回转部的回转动作大幅度扩张机器人的动作范围。因此，能够不使用移动轴、移动轨道地实现通过一个机器人进行多个压力机等机械间工件搬运等作业的系统。而且，由于没有必要在机械前面设置移动轴等固定物，所以能够确保利用叉式升降车等进行的模具更换、保养空间。

通过将回转部做成包含平衡块的结构，回转装置从悬臂构造成为双支撑构造，所以作用在回转装置上的力矩降低，能够实现回转装置的成本下降。

通过使用固定支撑装置，能够利用该固定支撑装置承受机器人的动作负荷，能够减小回转装置的刚性、强度，能够实现回转装置的成本下降。

Claims

1.一种机器人用回转装置，是具备设置到地板面（12）上的基部（14、114）、能够绕在铅垂方向上延伸的回转中心轴线（16、116）回转地连接到所述基部（14、114）上的回转部（18、118）、形成在所述回转部（18、118）上的用于搭载机器人（20）的机器人搭载部（22、122）、以及使所述回转部（18、118）绕所述回转中心轴线（16、116）回转的驱动部（24、124）的机器人用回转装置（10、110），其特征在于，

搭载到所述机器人搭载部（22、122）上的机器人（20）具备机器人基座部（26）、以及能够绕在铅垂方向上延伸的转动中心轴线（28）转动地安装在该机器人基座部（26）上的机器人臂部（30），

以从所述回转中心轴线（16、116）在水平方向上偏移预定距离（d）的方式，将所述机器人基座部（26）安装到所述机器人搭载部（22、122）上。

2.根据权利要求1所述的机器人用回转装置，其特征在于，

具有相对于所述回转中心轴线（116）配置在所述回转部（118）的与所述机器人搭载部（122）相反侧部位的平衡块（148）。

3.根据权利要求1或2所述的机器人用回转装置，其特征在于，

具有固定支撑装置（150、150'），该固定支撑装置配置在所述机器人（20）的作业位置下方的地板面上，在所述机器人（20）的作业过程中从下方固定支撑所述回转部（118）。