CN104440942A

CN104440942A - 机器人

Info

Publication number: CN104440942A
Application number: CN201410462264.9A
Authority: CN
Inventors: 寺田笃; 安富一裕
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2013-09-19
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2034-09-11
Also published as: JP5895914B2; JP2015058459A; CN104440942B; EP2851163A1; US10596664B2; US20150076213A1; EP2851163B1

Abstract

本发明提供一种能够防止干涉同时容易采取多种焊接姿态的机器人。实施方式涉及的机器人具有安装部、臂部、臂支承部以及进给机。上述安装部能够安装用于焊接的焊炬。上述臂部在前端部对上述安装部以能够摆动的方式进行支承。上述臂支承部在前端部对上述臂部以能够围绕与上述安装部的摆动轴垂直的旋转轴旋转的方式进行支承。上述进给机以与上述旋转轴的轴线相交的方式配置在上述臂部的基端部与前端部之间，并向安装在上述安装部上的上述用于焊接的焊炬进给焊条。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人。

背景技术

在用于电弧焊接用途的机器人上安装用于焊接的焊炬(下面，记为“焊炬”)。虽然需要向焊炬进给用于焊接的焊条，但这种进给通过焊条进给装置(下面，记为“进给机”)来进行(例如，参照专利文献1)。

对于进给机，例如，为了提高焊条进给动作的响应性，使进给机介于所述前端可动部与焊炬之间进行安装。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005―66610号公报

发明内容

本发明要解决的技术问题

然而，在上述现有技术中，在防止干涉同时容易采取多种焊接姿态的方面存在进一步改进的余地。

本发明的实施方式的一个方式是鉴于上述情况而做出的，其目的是提供一种能够防止干涉同时容易采取多种焊接姿态的机器人。

为解决技术问题的方法

本发明的实施方式的一个方式涉及的机器人具有安装部、臂部、臂支承部以及进给机。所述安装部能够安装用于焊接的焊炬。所述臂部在前端部对所述安装部以能够摆动的方式进行支承。所述臂支承部在前端部对所述臂部以能够围绕与所述安装部的摆动轴垂直的旋转轴旋转的方式进行支承。所述进给机以与所述旋转轴的轴线相交的方式配置在所述臂部的基端部与前端部之间，并向安装在所述安装部上的所述用于焊接的焊炬进给焊条。

发明效果

根据本发明的实施方式的一个方式，能够防止干涉同时容易采取多种焊接姿态。

附图说明

图1是实施方式涉及的机器人的立体示意图。

图2是表示机器人的各轴的动作以及进给机的位置的示意图。

图3A是上部臂周围的立体示意图。

图3B是上部臂周围的俯视示意图。

图3C是上部臂周围的主视示意图。

图3D是上部臂周围的左侧面示意图。

图4是实施方式涉及的进给机的配置结构所产生的效果的说明图。

附图标记说明

10：机器人

11：基台部

12：回转基部

13：下部臂

14：上部臂

14a：第一臂(臂支承部)

14b：第二臂(臂部)

14ab：底部

14bb：第一延伸部

14bc：第二延伸部

15：安装部

15a：凸缘部

15aa：通过口

15b：底部

15c：第一部分

15d：第二部分

20：焊炬

21：焊炬夹钳

30：进给机

30a：主体部

30b：驱动源

31：支承用具

40：焊炬电缆

B：轴(摆动轴)

L：轴

R：轴(旋转轴)

S：轴

T：轴

U：轴

W：焊条

d：距离

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明公开的机器人的实施方式。另外，本发明不限于下面所示的实施方式。

另外，下面例举用于电弧焊接用途的机器人来进行说明。另外，将用于焊接的焊炬记为“焊炬”。

首先，说明实施方式涉及的机器人10的概要。图1是实施方式涉及的机器人10的立体示意图。另外，下面，为了便于说明，设机器人10的回转位置和姿态基本上为处于图1所示的状态的回转位置和姿态，来说明机器人10的各部位的位置关系。另外，有时将该图1所示的状态称为机器人10的“基准姿态”。另外，将安装机器人10的基台部11的设置面侧称为“基端侧”，将各部件的基端侧周围称为“基端部”。另外，将机器人10的凸缘部15a侧称为“前端侧”，将各部件的前端侧周围称为“前端部”。

另外，在图1中，为了易于理解说明，图示了包含将铅垂向上作为正方向的Z轴的三维正交坐标系。所述正交坐标系在下面的说明中所使用的其他附图中有时也被示出。另外，在本实施方式中，X轴的正方向是指机器人10的前方的方向。

如图1所示，机器人10是所谓的串联连杆的垂直多关节型机器人，具有作为六个旋转关节轴的轴S、轴L、轴U、轴R、轴B和轴T。另外，机器人10具有六个伺服电机M1、M2、M3、M4、M5和M6。另外，机器人10具有基台部11、回转基部12、下部臂13、上部臂14、安装部15和进给机30。

另外，上部臂14具有第一臂14a和第二臂14b。第一臂14a是臂支承部的一例，第二臂14b是臂部的一例。

基台部11是固定在地面等上的支承基座，并且对回转基部12以能够围绕轴S旋转的方式进行支承。并且，通过伺服电机M1的驱动，基台部11与回转基部12围绕轴S相对地旋转。回转基部12对下部臂13的基端部以能够围绕与轴S垂直的轴L旋转的方式进行支承。并且，通过伺服电机M2的驱动，回转基部12与下部臂13围绕轴L相对地旋转。

下部臂13在其前端部对上部臂14的第一臂14a的基端部以能够围绕与轴L平行的轴U旋转的方式进行支承。并且，通过伺服电机M3的驱动，下部臂13与第一臂14a围绕轴U相对地旋转。第一臂14a在其前端部对第二臂14b的基端部以能够围绕与轴U垂直的轴R旋转的方式进行支承。并且，通过伺服电机M4的驱动，第一臂14a与第二臂14b围绕轴R相对地旋转。另外，轴R是旋转轴的一例。

第二臂14b在其前端部对安装部15的基端部以能够围绕与轴R垂直的轴B旋转的方式进行支承。并且，通过伺服电机M5的驱动，经由内置在第二臂14b内部的动力传递机构(传动带、滑轮等)传递动力，使第二臂14b与安装部15围绕轴B相对地旋转。另外，轴B是摆动轴的一例。

并且，在安装部15上安装焊炬20。另外，安装部15具有能够围绕与轴B垂直的轴T旋转的凸缘部15a，焊炬20经由该凸缘部15a安装在安装部15上。并且，通过伺服电机M6的驱动，经由内置在第二臂14b内部的动力传递机构(传动带、滑轮等)传递动力，使凸缘部15a围绕轴T旋转。

另外，上述“垂直”或者“平行”等不一定必须具有数学上的严密精度，而允许具有实质的公差或者误差等。另外，本实施方式中的“垂直”不仅表示两条直线(旋转轴)在同一平面内正交，而且还包含两条直线(旋转轴)不共面且成直角的位置关系。

进给机30以与轴R的轴线相交的方式配置在第二臂14b的基端部与前端部之间，并向焊炬20进给焊条W。

在此，为了易于理解说明，在图2中示意性地示出机器人10的各轴的动作以及进给机30的位置。图2是表示机器人10的各轴的动作以及进给机30的位置的示意图。另外，在图2中，使用表示关节的附图标记等极示意性地示出从右侧方向(Y轴的负方向)观察到的机器人10。

如图2所示，回转基部12被支承在基台部11上，围绕轴S回转(参照图中的箭头201)。下部臂13被支承在回转基部12上，围绕轴L向前后方向摆动(参照图中的箭头202)。

第一臂14a被支承在下部臂13上，围绕轴U在上下方向摆动(参照图中的箭头203)。另外，第二臂14b被支承在第一臂14a上，围绕轴R旋转(参照图中的箭头204)。

并且，进给机30以与轴R的轴线相交的方式配置在所述第二臂14b的基端部与前端部之间(参照图中的虚线的矩形)。

另外，安装部15被支承在第二臂14b上，围绕轴B摆动(参照图中的箭头205)。另外，安装部15的前端部(所述凸缘部15a)围绕轴T旋转(参照图中的箭头206)。

这样，进给机30以与轴R的轴线相交的方式配置在第二臂14b的基端部与前端部之间，由此能够防止进给机30本身与工件、夹具及周边设备等发生干涉。

使用图3A具体说明所述进给机30的配置结构。图3A是上部臂14周围的立体示意图。

如已说明的那样，再次如图3A所示，进给机30以与轴R的轴线相交的方式配置在第二臂14b的基端部与前端部之间。进给机30是从省略图示的焊条储存装置(例如，焊条卷盘)拉出焊条W并供应给焊炬20的装置。

进给机30具有主体部30a和驱动源30b。主体部30a和驱动源30b通过支承用具31被支承在第二臂14b上。

主体部30a在其内部包括焊条W的进给机构(省略图示)，焊条W的进给机构被构成为包含进给辊等。进给机构通过驱动源30b驱动。

另外，主体部30a与作为焊条W的进给路径的焊炬电缆(电缆)40连结。焊炬电缆40是内含焊条W、电力电缆、用于供给保护气体的软管等的供电和焊条进给一体型的具有挠性的电缆。当然，也可以使用供电与焊条进给非一体型的电缆。

所述焊炬电缆40沿轴R的轴线配置，插通于贯穿安装部15设置的通过口15aa之后，被连结至焊炬20。另外，焊炬20经由焊炬夹钳21被固定至凸缘部15a。

在此，使用图3B至图3D进一步详细说明包含第二臂14b的具体结构的进给机30的配置结构。图3B是上部臂14周围的俯视示意图。图3C是上部臂14周围的主视示意图。图3D是上部臂14周围的左侧面示意图。

如图3B所示，第二臂14b具有：底部14ba；从底部14ba沿轴R的轴线延伸设置的第一延伸部14bb；以及与第一延伸部14bb具有间隙地并排设置的第二延伸部14bc，并形成为呈两分支状的形状。第一延伸部14bb和第二延伸部14bc在其前端部支承安装部15。另外，在进给机30的上部(在图3B中，Z轴方向)，形成有在内部收容伺服电机M5与M6的收纳部14bd。

进给机30配置在所述第二臂14b的两分支之间的根基附近。在此，具体地，所谓根基附近是指靠近底部14ba配置，底部14ba是第一延伸部14bb与第二延伸部14bc的连结部。

由此，能够在围绕轴B或围绕轴T的可动部与进给机30之间设置适当的距离，因此能使进给机30难以受到由可动部产生的影响。

即，能够防止由于安装部15的摆动或凸缘部15a的旋转使得其与进给机30之间被施加很大的压缩力导致焊炬电缆40弯曲、甚至压曲，因此能够防止焊条W的进给受到阻碍。

另外，由于至少进给机30被配置在距离焊炬20不十分远的第二臂14b的两个分支之间，因此，例如，与进给机30配置在上部臂14的基端部后侧(图中的Y轴的负方向侧)等的情况相比，能够抑制对焊条W的进给施加的阻力。

因此，对于进给机30，可以使用能够实现焊接过程中焊炬W的正反向进给的装置。由此，能够防止进给机30本身的干涉，同时能够提高焊条W的进给动作的响应性。

另外，如图3B所示，由于焊炬电缆40沿轴R的轴线配置在第二臂14b的两个分支之间，因此能够防止由于围绕轴R的旋转导致焊炬电缆40自身混乱。即，能够防止焊条W的进给受到阻碍。

在此，说明安装部15的结构。如图3B所示，安装部15具有：底部15b；从底部15b沿轴T的轴线延伸设置的第一部分15c；以及与第一部分15c具有间隙地并排设置的第二部分15d，并且形成为在主视图中呈构成大致U形的两分支状。

并且，如图3C所示，焊炬电缆40从进给机30沿轴R的轴线配置同时延伸，该焊炬电缆40还被配置在所述安装部15的两个分支之间，插通到通过口15aa，连结至焊炬20。

进一步说明进给机30的驱动源30b的配置位置。如图3D所示，进给机30的驱动源30b设为从第二臂14b的两个分支之间伸出。具体而言，当机器人10处于基准姿态(参照图1)时，驱动源30b设为从第一延伸部14bb与第二延伸部14bc之间向下侧(图中的Z轴的负方向侧)伸出。另外，当然，根据进给机30的驱动源30b的形状或种类等，驱动源30b也可以设为不从第一延伸部14bb与第二延伸部14bc之间伸出。

由此，至少能够容易进行驱动源30b的更换或维护等。即，能够提高进给机30的维护性。

接着，使用图4说明上述的进给机30的配置结构所产生的效果。图4是实施方式涉及的进给机30的配置结构所产生的效果的说明图。

首先，对用于对比的配置结构的一例进行说明。另外，为了对比，对于具有与本实施方式相同功能的部件，标注同一附图标记来进行说明。

根据比较技术，例如，为了提高焊条W的进给动作的响应性，进给机30被安装在安装部15的前端。因此，该情况下，进给机30将介于安装部15与焊炬20之间。

因此，根据比较技术，从轴B至焊炬20的前端的距离(相当于图4的距离d)容易增长。因此，机器人10能够采取的焊接姿态容易受到限制。另外，即使能采取所要求的焊接姿态，机器人10也需要无用地经历较大的动作。

关于这点，根据本实施方式涉及的进给机30的配置结构，如图4所示，能够缩短从轴B至焊炬20的前端的距离d，因此能够容易采取至此为止无法采取的焊接姿态。

另外，在采取焊接姿态时，机器人10不需要无用地经历较大的动作，因此能够缩短机器人10的动作时间。即，也能够有助于缩短作业工序时间。

另外，如图4所示，由于进给机30被配置在第二臂14b的两个分支之间，因此能够防止进给机30本身发生干涉。另外，能够抑制喷溅的附着等。因此，能够防止进给机30的破损或故障等。

另外，如图4所示，由于进给机30被配置在第二臂14b的两个分支之间这两个分支的根基附近，因此，焊炬电缆40的弯曲等难以阻碍焊条W的进给，并且难以损害焊条W的进给动作的响应性。

因此，能够有助于机器人10实施高质量的焊接作业。另外，如上所述，对于进给机30，可以使用能够正反向进给的装置，因此也能有助于高质量的焊接作业的实施。

如上所述，实施方式涉及的机器人具有安装部、臂部、臂部支承部以及进给机。上述安装部能够安装用于焊接的焊炬。上述臂部在前端部对上述安装部以能够摆动的方式进行支承。

上述臂支承部在前端部对上述臂部以能够围绕与上述安装部的摆动轴垂直的旋转轴旋转的方式进行支承。上述进给机以与上述旋转轴的轴线相交的方式配置在上述臂部的基端部与前端部之间，并向安装在上述安装部上的上述用于焊接的焊炬进给焊条。

因此，根据实施方式涉及的机器人，能够防止干涉同时能够采取多种焊接姿态。

另外，在上述实施方式中，例举了机器人用于电弧焊接用途的情况，然而不旨在限定机器人所进行的作业的种类。例如，也可以应用于以下的情况等：作为终端执行器，取代用于焊接的焊炬，安装能够保持工件的手部，一边使用进给机向该手部进给线状的部件，一边进行工件的组装作业。

另外，关于机器人的臂部的形状，也不限于实施方式的形状，例如，上述实施方式的第二臂14b不限于两个分支形状，只要是能够对安装部15以能够摆动的方式进行支承的形状即可。

另外，在上述实施方式中，例示了具有六个轴的多轴机器人，然而并不限定轴数。例如，也可以为七轴机器人。

另外，在上述实施方式中，例示了单臂机器人，然而并不限于此，例如，上述的实施方式也可以应用于双臂以上的多臂机器人的臂的至少任一臂。

本发明的进一步的效果和变形例对于本领域的技术人员而言很容易导出。因此，本发明的更广范围的方式不限于如上所表示且记述的特定的细节和代表性的实施方式。因此，在不脱离由所附的权利要求书及其等效物定义的总的发明概念的精神或范围的情况下，能够进行各种各样的变更。

Claims

1.一种机器人，其特征在于，具有:

安装部，其能够安装用于焊接的焊炬；

臂部，其在前端部对所述安装部以能够摆动的方式进行支承；

臂支承部，其在前端部对所述臂部以能够围绕与所述安装部的摆动轴垂直的旋转轴旋转的方式进行支承；以及

进给机，其以与所述旋转轴的轴线相交的方式配置在所述臂部的基端部与前端部之间，并向安装在所述安装部上的所述用于焊接的焊炬进给焊条。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

所述臂部形成为呈两个分支的形状，

所述进给机被配置在所述两个分支之间该两个分支的根基附近。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，

还具有电缆，所述电缆是所述焊条的进给路径，并沿所述旋转轴的轴线配置在所述两个分支之间。

4.根据权利要求2或3所述的机器人，其特征在于，

所述进给机的驱动源设置为从所述两个分支之间向下侧伸出。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人，其特征在于，

还具有所述用于焊接的焊炬。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人，其特征在于，

所述进给机能够实现焊接过程中所述焊条的正反向进给。