CN104908036A - 工业用机器人 - Google Patents

Abstract

提供一种工业用机器人(1)，该工业用机器人(1)具备在伺服电动机(19)与动力输出部(2)之间配置有动力传递部的驱动轴，该工业用机器人(1)具备与伺服电动机一体地组装的第一制动部(17)以及以相对于动力传递部的动力传递路径分叉的方式连结于动力传递部的第二制动部(20)。使用第一制动部和第二制动部这两者进行驱动轴的制动。

Description

工业用机器人

技术领域

本发明涉及一种具有包括制动部的驱动轴的工业用机器人。

背景技术

图9是一般的工业用机器人的侧视图。图9所示的工业用机器人100是六轴垂直多关节机器人，具有六个驱动轴J1～J6。在机器人臂101的前端部安装有用于把持或者载置工件W的手102。通过适当地驱动六个驱动轴，使手102移动到期望位置，由此搬运工件W。

图10是图9所示的一个驱动轴J3的放大图。在图10所示的驱动轴J3中，在伺服电动机9与机器人臂101之间配置有多个齿轮1～4和减速机5。伺服电动机9由电动机主体8以及与电动机主体8成一体的制动部7构成。

在使机器人100动作时，使制动部7为解除状态，并且驱动电动机主体8来进行位置控制。而且，在需要紧急停止机器人100时、例如在回避危险时、停电、发生故障时，使用制动部7对驱动轴J3进行制动。

在图9中，在伺服电动机9中组装有一个制动部7。在日本特开2009-95939号公报中，一个制动部和一个追加制动部直列地组装在伺服电动机中，由此提高制动力。

然而，在以往技术中，在制动部7自身发生故障的情况下，不能安全地使机器人100制动。在这种情况下，如图9中箭头所示，机器人臂101由于重力而绕驱动轴J3向下方转动，由此，存在由于机器人臂101自身而导致周边设备损伤、或者工件W从手102滑落使得周边设备损伤的可能性。

另外，在日本特开2009-95939号公报所公开的结构中，追加制动部插入配置在驱动轴的动力传递路径。因此，即使在追加制动部发生故障、或者不需要追加制动部而需要将其拆卸的情况下，如果是将追加制动部拆卸的状态则也无法驱动机器人。另外，追加制动部的更换作业也繁杂。

另外，在伺服电动机内部能够组装两个制动部。然而，在该情况下，伺服电动机的结构变得特殊，因此伺服电动机的价格增高。并且，即使在两个制动部中的一个制动部发生故障的情况下，也无法只单独更换一个制动部。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种更换作业容易的制动部以不被插入到动力传递路径的方式被追加安装的安全的工业用机器人。

发明内容

为了达到上述目的，根据第一方式，提供一种具备在伺服电动机与动力输出部之间配置有动力传递部的驱动轴的工业用机器人，该工业用机器人具备：与上述伺服电动机一体地组装的第一制动部；以及第二制动部，其以相对于上述动力传递部的动力传递路径分叉的方式连结于上述动力传递部，其中，使用上述第一制动部和上述第二制动部这两者进行上述驱动轴的制动。

根据第二方式，在第一方式中，上述第一制动部和上述第二制动部分别具有单独进行上述驱动轴的制动的功能。

根据第三方式，在第一方式中，还具备用于上述第一制动部的第一控制电路以及用于上述第二制动部的第二控制电路。

本发明的这些目的、特征及优点以及其它目的、特征及优点根据附图所示的本发明的典型的实施方式的详细说明会变得更明确。

附图说明

图1是基于本发明的工业用机器人的立体图。

图2是本发明的第一实施方式中的一个驱动轴的放大图。

图3是局部示出基于本发明的工业用机器人的控制装置的框图。

图4是本发明的第二实施方式中的一个驱动轴的放大图。

图5是本发明的第三实施方式中的一个驱动轴的放大图。

图6是放大示出图2的一部分的局部放大图。

图7是本发明的其它实施方式中的一个驱动轴的放大图。

图8是其它工业用机器人或者机床中的一个直动轴的放大图。

图9是一般的工业用机器人的侧视图。

图10是图9所示的一个驱动轴的放大图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。在下面的图中，对相同的部件标注相同的参照标记。为了容易理解，针对这些图适当变更了比例尺。

图1是基于本发明的工业用机器人的立体图。在图1中示出具备多个关节的机器人1、例如六轴垂直多关节机器人。设由后述的控制装置30来控制机器人1。在机器人1中设置有六个关节，各关节能够通过各个驱动轴J1～J6转动或者扭转动作。

图2是本发明的第一实施方式中的一个驱动轴的放大图。在图2中示出驱动轴J3来代表驱动轴J1～J6。在图2中，伺服电动机19由电动机主体18以及与电动机主体18成一体的第一制动部17构成。

如图2所示，在伺服电动机19的输出轴上安装有第一齿轮11。另外，在配置于伺服电动机19与机器人臂2之间的减速机15的一侧设置有第二齿轮12，在另一侧设置有第三齿轮13。上述第一齿轮11与减速机15的第二齿轮12卡合。而且，安装于机器人臂2的第四齿轮14与减速机15的第三齿轮13卡合。下面，在本申请说明书中，有时将这些第一齿轮11～第四齿轮14以及减速机15统称为动力传递部。

在图2中示出了从伺服电动机19的电动机主体18延伸到机器人臂2的动力传递路径A。由电动机主体18形成的动力通过动力传递路径A被传递到机器人臂2，以驱动机器人臂2。因此，也能够将机器人臂2称作动力输出部。

在图2所示的第一实施方式中配置成：具备追加齿轮21的第二制动部20与第二齿轮12卡合。换言之，在第一实施方式中，第一齿轮11和追加齿轮21这两者与第二齿轮12卡合。优选的是，这些第一齿轮11和追加齿轮21配置成位于同一面。由于是这样的结构，因此在对电动机主体18进行制动时，能够使用第一制动部17和第二制动部20这两者。

从图2可知，第二制动部20以相对于动力传递路径A分叉的方式连结于动力传递部。因而，第二制动部20不对机器人1的驱动产生影响，即使在将第二制动部20拆卸的情况下，也能够驱动机器人1。因此，能够与机器人1的驱动无关地装卸第二制动部20。因而，即使在第二制动部20发生故障的情况下，也能够容易地只更换第二制动部20。

再次参照图1，驱动轴J3沿水平延伸。在本发明中，由于具有第一制动部17和第二制动部20这两者，因此即使在一个制动部发生故障的情况下，由于另一个制动部发挥功能，因此机器人臂2也不会由于重力而绕驱动轴J3向下方转动。因而，能够避免工件W滑落，并且防止周边设备损伤。因此，在本发明中，能够提供安全的工业用机器人1。因此，能够确保操作者的安全，能够对工厂生产量的维持做出贡献。

另外，从图1可知，工业用机器人1的其它驱动轴J2、J5也沿水平延伸。因而，这些驱动轴J2、J5也容易受到重力的影响。因此，优选的是，关于驱动轴J2、J5也具备上述第二制动部20。因而可知，能够避免机器人臂2由于重力而绕驱动轴J2或者驱动轴J5向下方转动，能够获得与上述相同的效果。

当然也可以在不一定为水平的其它驱动轴J1、J4、J6上具备第二制动部20。另外，既可以根据机器人1的用途而在驱动轴J1～J6中的至少一个驱动轴上安装第二制动部20，也可以在全部的驱动轴J1～J6上安装第二制动部20。并且，也能够在一个驱动轴上配置多个第二制动部20。

然而，如在以往技术中所说明的那样，在伺服电动机内部组装有第一制动部和第二制动部的情况下，伺服电动机的结构变得特殊，因此伺服电动机的价格增高。并且，即使在两个制动部中的一个制动部发生故障的情况下，也不能只单独更换一个制动部。

然而，本发明的第二制动部20不受伺服电动机19的形状的影响，因此能够采用通用的制动部作为第二制动部20，其结果，能够降低价格。另外，例如在图2中，通过变更第二制动部20的追加齿轮21的外径，能够使第二制动部20适用于各种尺寸的驱动轴。并且，通过变更第二制动部20的追加齿轮21的齿数，还能够调整速度比。因而，不需变更第二制动部20自身的制动转矩，还能够得到对于机器人1的驱动轴而言最佳的制动力。

另外，第二制动部20尽管是单独的，但是具有足以对电动机主体18进行制动的功能。因此，即使在一个制动部10、20发生故障的情况下，也能够使用另一个制动部20、10来可靠地对机器人1进行制动。另外，在一个制动部发生故障的情况下，只要在通过另一个制动部来对机器人1的驱动轴进行制动的状态下更换一个制动部即可。因而，能够安全地进行制动部10、20的更换作业。

另外，图3是局部示出基于本发明的工业用机器人的控制装置的框图。在图3中示出控制机器人1的控制装置30，在控制装置30上连接有一个驱动轴J3上的伺服电动机19和第二制动部20。虽然在图3中没有示出，但其它驱动轴也是同样的。

如图3所示，控制装置30包括CPU 33，CPU 33与第一控制电路31和第二控制电路32连接。第一控制电路31控制第一制动部17的制动动作，第二控制电路32控制第二制动部20的制动动作。因而，在本发明中，即使在一个控制电路31、32发生故障而不能进行制动的情况下，也能够利用另一个控制电路32、31来通过对应的制动部20、17对电动机主体18的驱动作用进行制动。因而可知，在本发明中能够安全地控制机器人1的制动作用。

如上所述，第二制动部20不对机器人1的驱动产生影响。因而，在本发明中，可以将第二制动部20配置在动力传递部的从第一齿轮11至第四齿轮14间的任意地方。图4是本发明的第二实施方式中的一个驱动轴的放大图。在图4中，以追加齿轮21与第四齿轮14卡合的方式配置有第二制动部20。另外，在作为本发明的第三实施方式中的一个驱动轴的放大图的图5中，以追加齿轮21与第三齿轮13卡合的方式配置有第二制动部20。本领域人员应该明白在第二实施方式和第三实施方式中也能够获得与上述相同的效果。另外，第二制动部20也可以分别配置在第二齿轮12、第三齿轮13以及第四齿轮14。

然而，如图2等所示，在动力传递部包括齿轮的情况下，需要用于这些齿轮的润滑油。但是，如果润滑油到达第一制动部17和第二制动部20，则这些制动部有可能发生故障。

在此，图6是放大示出图2的一部分的局部放大图。如图6所示，在本发明中，减速机15与第一制动部17以及减速机15与第二制动部20之间的区域包含在壳体35中。因此，第一齿轮11、第二齿轮12以及追加齿轮21位于壳体35内。设壳体35被润滑油充满。而且，在第一齿轮11和追加齿轮21的旋转轴上分别配置有第一密封部36和第二密封部37。

在本发明中，第一制动部17和第二制动部20具备独立的密封部36、37，因此壳体35内的润滑油同时到达第一制动部17和第二制动部20的可能性低，因而，能够降低这些制动部同时发生故障的风险。

图7是本发明的其它实施方式中的一个驱动轴的放大图。在图7中，代替齿轮，而通过滑轮和带将伺服电动机19的动力传递到机器人臂2。即，在伺服电动机19的输出轴上安装有第一滑轮11’。另外，在配置于伺服电动机19与机器人臂2之间的减速机15的一侧设置有第二滑轮12’，在另一侧设置有第三滑轮13’。

如图7所示，在第一滑轮11’和第二滑轮12’上卷绕有第一带41。而且，在安装于机器人臂2的第四滑轮14’和减速机15的第三滑轮13’上卷绕有第二带42。

并且，在图7中，第五滑轮16’与第四滑轮14’同轴配置。而且，在第五滑轮16’和第二制动部20的追加滑轮21’上卷绕有第三带43。

在图7所示的其它实施方式中，第三滑轮13’经由第二带42而与第四滑轮14’卡合，并且追加滑轮21’经由第三带43而与第五滑轮16’卡合，该第五滑轮16’与第四滑轮14’同轴。因此，在对电动机主体18进行制动时，能够使用第一制动部17和第二制动部20这两者。

在图7所示的其它实施方式中，第二制动部20也不对机器人1的驱动产生影响，即使在将第二制动部20拆卸的情况下，也能够驱动机器人1。因而可知，能够获得与上述相同的效果。

图8是其它工业用机器人或者机床中的一个直动轴的放大图。在图8中，使用滚珠丝杠将伺服电动机19的动力传递到台57。因此，图8所示的结构能够应用于机床或者与图1不同的工业用机器人。

在图8中，在滚珠丝杠的螺杆55的两端部分别安装有齿轮51、52。而且，将台57结合到与螺杆55螺纹接合的螺母56。此外，也可以代替台57而将机器人臂结合到螺母56。

在图8中，伺服电动机19的第一齿轮11与螺杆55的一端的齿轮51卡合。而且，第二制动部20的追加齿轮21与螺杆55的另一端的齿轮52卡合。因而，螺杆55借助于齿轮51、52而与第一齿轮11和追加齿轮21这两者卡合。由于是这样的结构，因此在对电动机主体18进行制动时能够使用第一制动部17和第二制动部20这两者。

在图8中，第二制动部20也不对台57的驱动产生影响，即使在将第二制动部20拆卸的情况下，也能够驱动台57。因而可知，能够获得与上述相同的效果。另外，即使在采用滚珠丝杠、带/滑轮以外的形式的动力传递部的情况下，也能够应用本发明。

(发明的效果)

在第一方式中，由于具有第一制动部和第二制动部这两者，因此即使在一个制动部发生故障的情况下，机器人臂也不会由于重力而绕驱动轴向下方转动，因而能够避免工件滑落，并且能够防止周边设备损伤。因此，能够提供安全的工业用机器人。另外，第二制动部以不被插入到动力传递路径地相对于动力传递路径分叉的方式连结于动力传递部，因此能够单独装卸第二制动部。因而，第二制动部的更换作业也变得容易。

在第二方式中，即使一个制动部发生故障，也能够安全地进行机器人的制动。在一个制动部发生故障的情况下，在通过另一个制动部来对机器人的驱动轴进行制动的状态下更换一个制动部。因而，能够安全地进行更换作业。

在第三方式中，即使在一个控制电路发生故障而不能进行制动的情况下，也能够安全地控制机器人的制动作用。

使用典型的实施方式来说明了本发明，但本领域人员应该理解不超出本发明的范围地能够进行上述的变更和各种其它变更、省略、追加。

Claims (3)

1.一种工业用机器人，具备在伺服电动机与动力输出部之间配置有动力传递部的驱动轴，该工业用机器人具备：

与上述伺服电动机一体地组装的第一制动部；以及

第二制动部，其以相对于上述动力传递部的动力传递路径分叉的方式连结于上述动力传递部，

其中，使用上述第一制动部和上述第二制动部这两者进行上述驱动轴的制动。

2.根据权利要求1所述的工业用机器人，其特征在于，

上述第一制动部和上述第二制动部分别具有单独进行上述驱动轴的制动的功能。

3.根据权利要求1所述的工业用机器人，其特征在于，

还具备用于上述第一制动部的第一控制电路以及用于上述第二制动部的第二控制电路。