CN109195753A - 采用平行连杆机构的作业装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供可通过1台而进行多项高速、高精度的作业，可进行效能良好的作业的采用平行连杆机构的作业装置。采用平行连杆机构的作业装置(1)包括：平行连杆机构(10)，该平行连杆机构(10)以可变更姿势的方式支承端部执行器(4、5)；姿势控制用促动器(11)，该姿势控制用促动器(11)使该平行连杆机构(10)动作。平行连杆机构(10)相对于基端侧的连杆枢毂(12)，使前端侧的连杆枢毂(13)经由3组以上的连杆机构(14)，以可变更姿势的方式连接。在前端侧的连杆枢毂(13)上，安装作为端部执行器(4、5)的对工件(3)进行主作业的1个主端部执行器(4)以及对工件(3)进行辅助作业的1个或多个副端部执行器(5)。

Description

采用平行连杆机构的作业装置

相关申请

本申请要求申请日为2016年5月30日，申请号为JP特愿2016－107198的申请的优先权，通过参照，将其整体作为构成本申请的一部分的内容而引用。

技术领域

本发明涉及可高速、高精度地进行焊接、涂敷等的作业，并且可在通过1台而适当地切换的同时，进行多项作业的采用平行连杆机构的作业装置。

背景技术

在各种的产业领域，采用自动地进行作业的作业装置。作为自动地进行作业的作业装置的一个例子，在专利文献1、2、3中，记载有采用多关节机器人的自动焊接机。在专利文献4、5中，记载有用于自动地进行作业的作业装置的平行连杆机构和连杆动作装置。另外，在专利文献6中，记载有下述的自动焊接机，其采用与专利文献5的平行连杆机构基本相同的结构的平行连杆机构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开平06－79472号公报

专利文献2：JP特开2002－120093号公报

专利文献3：JP特开2010－253538号公报

专利文献4：JP特开2000－94245号公报

专利文献5：US5893296号专利说明书

专利文献6：JP特开2015－100802号公报

发明内容

发明要解决的课题

在比如，专利文献1、2、3所示的自动焊接机那样的采用多关节机器人的作业装置中，以较宽大程度而获取作业范围，但是，由于机器人主体为大型，故如果考虑动作范围等，则必须要求对于设置来说宽大的占有空间。另外，由于多关节机器人由多个轴构成，故无法高速地进行精细的动作，精密的作业困难。

如果代替多关节机器人，而采用专利文献4、5所示的那样的平行连杆机构，则可使占有空间较窄，并且可高速地进行精细的动作。

但是，在专利文献4的平行连杆机构中，结构较简单，然而，各连杆的动作角小。由此，如果较大地设定运载板的动作范围，则具有因连杆长度大，机构整体的尺寸大，导致装置的大型化的问题。另外，还具有限于机构整体的刚性低，装载于运载板上的工具的重量，即，运载板的可搬运重量小的机构类型的问题。

在此方面，由于专利文献5的平行连杆机构为下述的结构，其中，相对基端侧的连杆枢毂，前端侧的连杆枢毂经由4节连锁的3组以上的连杆机构，以可变更姿势的方式连接，故在紧凑的同时，可高速、高精度地进行范围宽大的动作范围的动作。

于是，采用其结构与专利文献5的平行连杆机构基本相同的平行连杆机构的专利文献6的自动焊接机可高速、高精度地在宽大的范围内进行焊接。但是，由于专利文献6的自动焊接机为于1个平行连杆机构上仅仅装载焊接炬的结构，故必须要求伴随焊接的其它的作业，比如，在焊接的前后而实施的加热作业等通过其它的作业装置而进行。由此，具有必须在加热作业用的作业装置和自动焊接机之间运送工件，作业能效差，并且在运送时工件的温度降低的问题。采用平行连杆机构的自动焊接机以外的其它的公知的作业装置也在1个平行连杆机构中仅仅装载1个端部执行器，由此，具有与上述自动焊接机相同的问题。

本发明的目的在于提供可通过1台而进行多项高速、高精度的作业，可进行效能良好的作业的采用平行连杆机构的作业装置。

用于解决课题的技术方案

本发明的采用平行连杆机构的作业装置涉及通过端部执行器对工件进行作业的作业装置，该作业装置包括：平行连杆机构，该平行连杆机构以可变更姿势的方式支承上述端部执行器；姿势控制用促动器，该姿势控制用促动器使该平行连杆机构动作。

上述平行连杆机构包括基端侧的连杆枢毂、前端侧的连杆枢毂以及3组以上的连杆机构，该连杆机构设置于上述基端侧的连杆枢毂和上述前端侧的连杆枢毂之间，将上述前端侧的连杆枢毂以可变更姿势的方式连接于上述基端侧的连杆枢毂上。

上述连杆机构各自包括：基端侧和前端侧的端部连杆部件，该基端侧和前端侧的端部连杆部件的一端以可旋转的方式连接于上述基端侧的连杆枢毂和上述前端侧的连杆枢毂上；中间连杆部件，该中间连杆部件的两端分别以可旋转的方式连接于该基端侧和前端侧的端部连杆部件的另一端上。上述姿势控制用促动器按照任意地变更上述前端侧的连杆枢毂相对于上述基端侧的连杆枢毂的姿势的方式，设置于上述3组以上的连杆机构中的2组以上的连杆机构上。在上述前端侧的连杆枢毂上，安装作为上述端部执行器的对上述工件进行主作业的1个主端部执行器和对上述工件进行辅助作业的1个或多个副端部执行器。

按照该方案，由于在平行连杆机构的前端侧的连杆枢毂上安装主端部执行器和副端部执行器，故可通过1台而进行主端部执行器的主作业和副端部执行器的辅助作业。

在平行连杆机构中，通过基端侧的连杆枢毂，前端侧的连杆枢毂与3组以上的连杆机构构成相对于基端侧的连杆枢毂，前端侧的连杆枢毂围绕相垂直的2个轴而自由旋转的2自由度机构。该2自由度机构在紧凑的同时，扩大前端侧的连杆枢毂的可活动范围。比如，基端侧的连杆枢毂的中心轴和前端侧的连杆枢毂的中心轴的折角的最大值约为±90°，可将前端侧的连杆枢毂相对于基端侧的连杆枢毂的回转角φ设定在0°～360°的范围内。通过采用像这样可活动范围宽大，可进行顺利的动作的平行连杆机构，可进行高速的精细的作业。

也可在本发明中，上述主端部执行器和上述副端部执行器按照相应的前端的中心轴相互形成夹角的方式安装于上述前端侧的连杆枢毂上。如果形成该方案，可仅仅通过平行连杆机构的动作，切换通过主端部执行器而进行作业的状态和通过副端部执行器而进行作业的状态。

在这里，上述基端侧的连杆枢毂和上述基端侧的端部连杆部件的各旋转对偶的中心轴，与上述基端侧的端部连杆部件和上述中间连杆部件的各旋转对偶的中心轴分别交叉的点称为基端侧的球面连杆中心，通过该基端侧的球面连杆中心，与上述基端侧的连杆枢毂和上述基端侧的端部连杆部件的各旋转对偶的中心轴相垂直地交叉的直线称为基端侧的连杆枢毂的中心轴。还可在本发明中，上述主端部执行器和上述副端部执行器按照在相对于上述基端侧的连杆枢毂，上述前端侧的连杆枢毂处于规定的姿势的状态，相应的前端的中心轴与上述基端侧的连杆枢毂的中心轴一致的方式安装于上述前端侧的连杆枢毂上。按照该方案，可仅仅通过使平行连杆机构动作，使通过主端部执行器进行的作业的方向和通过副端部执行器进行的作业的方向相同。由此，快速的作业的切换是可能的，作业效能提高。

另外，上述前端侧的连杆枢毂和上述前端侧的端部连杆部件的各旋转对偶的中心轴，与上述前端侧的端部连杆部件和上述中间连杆部件的各旋转对偶的中心轴分别交叉的点称为前端侧的球面连杆中心，通过该前端侧的球面连杆中心，与上述前端侧的连杆枢毂和上述前端侧的端部连杆部件的各旋转对偶的中心轴相垂直地交叉的直线称为前端侧的连杆枢毂的中心轴。还可在本发明中，上述主端部执行器的前端的中心轴与上述前端侧的连杆枢毂的中心轴一致。按照本方案，主端部执行器的可活动范围与平行连杆机构的动作范围一致，主端部执行器的可活动范围最大。在此场合，副端部执行器的可活动范围以某程度而受到限制。由于该情况，对于主端部执行器对工件以倾斜姿势而进行作业，并且副端部执行器对工件以与其相垂直而面对的姿势的状态进行作业的场合是有利的。

还可在本发明中，从上述副端部执行器的前端的中心轴与上述基端侧的连杆枢毂的中心轴一致的状态的上述基端侧的球面连杆中心到上述副端部执行器的前端的距离，等于或小于从上述基端侧的连杆枢毂的中心轴和上述前端侧的连杆枢毂的中心轴一致的状态的上述基端侧的球面连杆中心到上述主端部执行器的前端的距离。对于进行主作业的主端部执行器，作业人员充分地把握在平行连杆机构处于哪样的姿势时，其前端位于哪个位置，而对于进行辅助作业的副端部执行器，作业人员无法过于把握其前端的位置。如果形成该方案，无论平行连杆机构为什么样的姿势，由于相对于主端部执行器的前端，副端部执行器的前端没有在作业平面侧突出，故仍可降低副端部执行器对作业平面造成妨碍的危险性。

还可在本发明中，在具有1个轴以上的直线移动促动器的直线移动机构上安装上述基端侧的连杆枢毂。如果形成该方案，通过借助直线移动机构，针对每个平行连杆机构，使主端部执行器和副端部执行器进行直线移动，在将主端部执行器和副端部执行器保持在相同角度的状态，可切换主端部执行器的作业和副端部执行器的作业。

还可在本发明中，上述主端部执行器为焊接炬，上述副端部执行器为加热装置。如果形成该方案，为了抑制焊接前后的工件的急剧的温度变化，可通过加热装置进行焊接前的加热，通过焊接炬进行焊接，通过加热装置进行焊接后的加热。在此场合，由于仅仅通过平行连杆机构的动作，快速地进行加热装置和焊接炬的切换，故可防止切换时的温度的降低，可实现有效的加热。

权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少2个结构中的任意的组合均包含在本发明中。特别是，权利要求书中的各项权利要求的2个以上的任意的组合也包含在本发明中。

附图说明

根据参照附图的下面的优选的实施形式的说明，会更清楚地理解本发明。但是，实施形式和附图用于单纯的图示和说明，不应用于限制本发明的范围。本发明的范围由后附的权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一部件标号表示同一或相应部分。

图1为本发明的第1实施方式的采用平行连杆机构的作业装置的一个状态的省略一部分而表示的主视图；

图2为该作业装置的不同状态的省略一部分而表示的主视图；

图3为该作业装置的连杆动作装置的省略一部分的主视图；

图4为该连杆动作装置的一个状态的立体图；

图5为该连杆动作装置的不同状态的立体图；

图6A为沿图1中的VI—VI线的剖视图；

图6B为该部分的放大图；

图7为通过直线而表示该连杆动作装置的1个连杆机构的图；

图8为本发明的第2实施方式的采用平行连杆机构的作业装置的省略一部分而表示的主视图；

图9为本发明的第3实施方式的采用平行连杆机构的作业装置的一个状态的省略一部分而表示的主视图；

图10为该作业装置的不同状态的省略一部分而表示的主视图；

图11为该作业装置的进一步不同状态的省略一部分而表示的主视图；

图12为本发明的第4实施方式的采用平行连杆机构的作业装置的一个状态的省略一部分而表示的主视图；

图13为该作业装置的不同状态的省略一部分而表示的主视图；

图14为该作业装置的进一步不同状态的省略一部分而表示的主视图；

图15为本发明的第5实施方式的采用平行连杆机构的作业装置的一个状态的省略一部分而表示的主视图；

图16为该作业装置的不同状态的省略一部分而表示的主视图；

图17A为表示包括横摆动作的焊接轨道的一个例子的图；

图17B为表示包括横摆动作的焊接轨道的不同的例子的图。

具体实施方式

根据图1～图7，对本发明的第1实施方式的采用平行连杆机构的作业装置进行说明。图1、图2为表示该作业装置的相互不同的状态的主视图。作业装置1为下述的装置，其通过多个4、5而对装载于底面2或工件装载台(在图中没有示出)上的工件3进行多种的作业，其包括：设置于支架等的支承部件6上的正交的2个轴的直线移动机构7；朝下地设置于该直线移动机构7上的连杆动作装置8。

直线移动机构7由在与纸面相正交的前后方向(Y轴方向)进退的Y轴直线移动促动器7a与在纸面的左右方向(X轴方向)进退的X轴直线移动促动器7b构成。Y轴直线移动促动器7a的固定部分固定于支承部件6上，在X轴直线移动促动器7b的进退部分上，经由安装部件9，安装连杆动作装置8的后述基端侧的连杆枢毂12。直线移动机构7既可仅仅由1个轴的直线移动促动器构成，另外也可由3轴以上的直线移动促动器构成。

连杆动作装置8由平行连杆机构10与姿势控制用促动器11构成，该平行连杆机构10以姿势可变更的方式支承端部执行器4、5，该姿势控制用促动器11使该平行连杆机构10动作。在平行连杆机构10中，相对于基端侧的连杆枢毂12，前端侧的连杆枢毂13经由连杆机构14，以可变更姿势的方式连接，在前端侧的连杆枢毂13上安装端部执行器4、5。在图1、图2的例子中，为基端侧的连杆枢毂12位于上侧的配置，但是，也可为前端侧的连杆枢毂13位于上侧的配置。在任意的场合，在直线移动机构7上安装基端侧的连杆枢毂12。

多个端部执行器由1个主端部执行器4与剩余的副端部执行器5构成，该1个主端部执行器4对工件3进行主作业，该副端部执行器5对工件3进行辅助作业。在本例子中，副端部执行器5的数量为1个，但是，副端部执行器5的数量也可为多个。另外，在下面的说明中，具有将主端部执行器4与副端部执行器5统一地称为端部执行器4、5的情况。

在下面给出主端部执行器4与副端部执行器5的组合的一个例子。

·在主端部执行器4为墨涂敷机、粘接剂涂敷机、树脂材料涂敷机的场合，副端部执行器5采用干燥机，冷却装置中的任意者或两者。

·在主端部执行器4为焊接机的场合，副端部执行器5采用加热装置。

·在主端部执行器4为润滑油涂敷机或螺栓垫圈的场合，副端部执行器5采用照相机等的外观检察装置。

具体地对连杆动作装置8进行说明。图3为连杆动作装置8的主视图，图4、图5为表示连杆动作装置8的相互不同的状态的立体图。连杆动作装置8的平行连杆机构10中，相对于基端侧的连杆枢毂12，前端侧的连杆枢毂13经由3组的连杆机构14，以可变更姿势的方式连接。另外，在图3中，仅仅示出1组连杆机构14。连杆机构14的数量也可为4组以上。

各连杆机构14由基端侧的端部连杆部件15、前端侧的端部连杆部件16以及中间连杆部件17构成，以形成由4个旋转对偶构成的4节连锁的连杆机构。基端侧和前端侧的端部连杆部件15、16呈L字形，其一端分别自由旋转地连接于基端侧的连杆枢毂12和前端侧的连杆枢毂13上。在中间连杆部件17中，在其两端，分别自由旋转地连接基端侧和前端侧的端部连杆部件15、16的另一端。

平行连杆机构10为由2个球面连杆机构组合成的结构，其中，连杆枢毂12、13与端部连杆部件15、16的各旋转对偶，以及端部连杆部件15、16与中间连杆部件17的各旋转对偶的中心轴在基端侧和前端侧，于相应的球面连杆中心PA、PB(图3)处交叉。另外，在基端侧和前端侧，连杆枢毂12、13和端部连杆部件15、16的各旋转对偶距相应的球面连杆中心PA、PB的距离均相同，端部连杆部件15、16和中间连杆部件17的各旋转对偶距相应的球面连杆中心PA、PB的距离均相同。端部连杆部件15、16和中间连杆部件17的各旋转对偶的中心轴既可具有某交叉角γ(图3)，也可平行。

图6为沿图1中的VI—VI线的剖视图，在该图中，示出基端侧的连杆枢毂12和基端侧的端部连杆部件15的各旋转对偶的中心轴O1与中间连杆部件17和基端侧的端部连杆部件15的各旋转对偶的中心轴O2与基端侧的球面连杆中心PA的关系。即，中心轴O1和中心轴O2交叉的点为球面连杆中心PA。前端侧的连杆枢毂13和前端侧的端部连杆部件16的形状和位置关系也与图6A和图6B相同(在图中没有示出)。在该图的例子中，连杆枢毂12(13)和端部连杆部件15(16)的各旋转对偶的中心轴O1以及端部连杆部件15(16)和中间连杆部件17的各旋转对偶的中心轴O2之间的角度α为90°，但是，上述角度α也可以为90°以外的角度。

3组的连杆机构14从几何学方面呈同一形状。从几何学方面呈同一形状指如图7所示那样，通过直线而表示各连杆部件15、16、17的几何学模型，即，通过各旋转对偶与将旋转对偶之间连接的直线而表示的模型为中间连杆部件17中的相对其中间部的基端侧部分和前端侧部分为对称的形状。图7为通过直线而表示一组连杆机构14的图。本实施方式的平行连杆机构10为旋转对称类型，基端侧的连杆枢毂12和基端侧的端部连杆部件15与前端侧的连杆枢毂13和前端侧的端部连杆部件16的位置关系形成相对中间连杆部件17的中心线C而旋转对称的位置结构。各中间连杆部件17的中间部位于共同的轨道圆D上。

通过基端侧的连杆枢毂12和前端侧的连杆枢毂13与3组的连杆机构14构成相对于基端侧的连杆枢毂12，前端侧的连杆枢毂13围绕相垂直的2个轴而自由旋转的2自由度机构。换言之，形成相对于基端侧的连杆枢毂12，以旋转为2个自由度的方式使前端侧的连杆枢毂13的姿势自由变更的机构。该2自由度机构在紧凑的同时，使前端侧的连杆枢毂13相对于基端侧的连杆枢毂12的可活动范围扩大。

在比如，通过球面连杆PA、PB，与连杆枢毂12、13和端部连杆部件15、16的各旋转对偶的中心轴O1(图6A)相垂直地交叉的直线为连杆枢毂12、13的中心轴QA、QB的场合，可使基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA和前端侧的连杆枢毂13的中心轴QB的折角θ(图7)的最大值约为±90°。另外，可将前端侧的连杆枢毂13相对基端侧的连杆枢毂12的回转角φ(图7)设定在0°～360°的范围内。折角θ为相对于基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA，前端侧的连杆枢毂13的中心轴QB倾斜的垂直角度，回转角φ为相对于基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA，前端侧的连杆枢毂13的中心轴QB倾斜的水平角度。

前端侧的连杆枢毂13相对于基端侧的连杆枢毂12的姿势变更以基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA和前端侧的连杆枢毂13的中心轴QB的交点O为旋转中心而进行。图4表示基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA和前端侧的连杆枢毂13的中心轴QB位于同一线上的原点位置的状态，图5表示相对于基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA，前端侧的连杆枢毂13的中心轴QB取某动作角的状态。即使在姿势变化的情况下，基端侧和前端侧的球面连杆中心PA、PB之间的距离L(图3、图7)没有变化。

各连杆机构14满足下述的各条件(条件1～5)的场合，从几何学对称性来说，基端侧的连杆枢毂12和基端侧的端部连杆部件15与前端侧的连杆枢毂13和前端侧的端部连杆部件16相同地动作。于是，平行连杆机构10在从基端侧向前端侧的旋转传递的场合，用作基端侧和前端侧为相同的旋转角，等速地旋转的等速旋转接头。

条件1：各连杆机构14中的连杆枢毂12、13和端部连杆部件15、16的旋转对偶的中心轴O1的角度和长度相互相等。

条件2：连杆枢毂12、13和端部连杆部件15、16的旋转对偶的中心轴O1和端部连杆部件15、16与中间连杆部件17的旋转对偶的中心轴O2在基端侧和前端侧，于球面连杆中心PA、PB处交叉。

条件3：基端侧的端部连杆部件15和前端侧的端部连杆部件16的几何学的形状相等。

条件4：中间连杆部件17中的基端侧部分和前端侧的几何学形状相等。

条件5：相对中间连杆部件17的对称面，中间连杆部件17和端部连杆部件15、16的角度位置关系在基端侧和前端侧相同。

如图3～图5所示那样，基端侧的连杆枢毂12由基端部件20与3个旋转轴连接部件21构成，该3个旋转轴连接部件21一体地设置于该基端部件20上。如图6所示那样，基端部件20在其中间部，具有圆形的通孔20a，在该通孔20a的周围，在圆周方向等间隔地设置3个旋转轴连接部件21。通孔20a的中心位于基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA(图3)。在各旋转轴连接部件21上，自由旋转地连接有其轴心与基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA相交叉的旋转轴22。在该旋转轴22上，连接基端侧的端部连杆部件15的一端。

如取出1个基端侧的端部连杆部件15和其两端周边部的图6B所示的那样，上述旋转轴22包括大直径部22a、小直径部22b与阳螺纹部22c，通过小直径部22b，该旋转轴22经由2个轴承23，自由旋转地支承于旋转轴连接部件21上。轴承23为比如深槽球轴承、角接触球轴承等的球轴承。这些轴承23以嵌合状态而设置于设置在旋转轴连接部件21上的内径槽24上，通过压配合、粘接、紧压等的方法而固定。设置于其它的旋转对偶部上的轴承的种类和设置方法也相同。

旋转轴22通过大直径部22a，设置于与后述的减速机构62的输出轴62a相同的轴上。在后面，对该配置结构进行说明。另外，在旋转轴22上，按照与该旋转轴22一体地旋转的方式，连接有基端侧的端部连杆部件15的一端。即，在形成于基端侧的端部连杆部件15的一端的缺口部25的内部，设置旋转轴连接部件21，旋转轴22的小直径部22b穿过分别形成于内外一对旋转轴支承部26、27中的通孔，与轴承23的内圈插通，该内外一对旋转轴支承部26、27为基端侧的端部连杆部件15的一端中的上述缺口部25的两侧部分。另外，经由嵌合于旋转轴22的大直径部22a的外周的间隔件28，通过螺栓29而固定基端侧的端部连杆部件15和减速机构62的输出轴62a，并且在突出于外侧的旋转轴支承部27的旋转轴22的阳螺纹部22c上螺接螺母30。形成下述的结构，其中，在轴承23的内圈和一对旋转轴支承部26、27之间，介设有间隔件31、32，在螺接螺母30时，对轴承23施加预压。

在基端侧的端部连杆部件15的另一端，连接旋转轴35，该旋转轴35自由旋转地连接于中间连杆部件17的一端。该中间连杆部件17的旋转轴35与连杆枢毂12的旋转轴22相同，包括大直径部35a、小直径部35b与阳螺纹部35c，通过小直径部35b，经由2个轴承36，自由旋转地支承于中间连杆部件17的一端。即，在形成于基端侧的端部连杆部件15的另一端的缺口部37的内部，设置中间连杆部件17的一端。旋转轴35的小直径部35b穿过分别形成于内外一对的旋转轴支承部38、39上的通孔，与轴承36的内圈插通，该内外一对的旋转轴支承部38、39为基端侧的端部连杆部件15的另一端中的上述缺口部37d的两侧部分。另外，在突出于外侧的旋转轴支承部39的旋转轴35的阳螺纹部35c上螺接螺母40。形成下述的结构，其中，在轴承36的内圈和一对旋转轴支承部38、39之间，介设有间隔件41、42，在螺接螺母40时，对轴承36施加预压。

如图3～图5所示那样，前端侧的连杆枢毂13由平板状的前端部件50与以在圆周方向均等配置的方式设置于该前端部件50的内面上的3个旋转轴连接部件51构成。设置3个旋转轴连接部件51的圆周的中心位于前端侧的连杆枢毂13的中心轴QB上。在各旋转轴连接部件51中，自由旋转地连接其轴心与前端侧的连杆枢毂13的中心轴QB交叉的旋转轴52。在前端侧的连杆枢毂13的旋转轴52上，连接前端侧的端部连杆部件16的一端。在前端侧的端部连杆部件16的另一端，连接旋转轴55，该旋转轴55自由旋转地连接于中间连杆部件17的另一端。前端侧的连杆枢毂13的旋转轴52和中间连杆部件17的旋转轴55也为与上述旋转轴35相同的形状，并且经由2个轴承(在图中没有示出)，分别自由旋转地连接于旋转轴连接部件51和中间连杆部件17的另一端上。

连杆动作装置8的姿势控制用促动器11如图4和图5所示那样，为具有减速机构62的旋转促动器，其在基端侧的连杆枢毂12的基端部件20的下面，设置于与上述旋转轴22相同的轴上。姿势控制用促动器11和减速机构62一体地设置，通过电动机固定部件63，将减速机构62固定于基端部件20上。在本例子中，在3组连杆机构14的全部上，设置姿势控制用促动器11，但是，如果在3组连杆机构14中的2组上设置姿势控制用促动器11，则可确定前端侧的连杆枢毂13相对于基端侧的连杆枢毂12的姿势。

在图6B中，减速机构62为法兰输出，其包括大直径的输出轴62a。输出轴62a的前端面为与输出轴62a的中心线相垂直的平面状的法兰面64。输出轴62a经由上述间隔件28，通过螺栓29而连接于基端侧的端部连杆部件15的旋转轴支承部26上。基端侧的连杆枢毂12和基端侧的端部连杆部件15的旋转对偶部的上述旋转轴22的大直径部22a嵌于设在减速机构62的输出轴62a上的内径槽67中。

对于连杆动作装置8，通过旋转驱动各姿势控制用促动器11，平行连杆机构10动作。具体来说，如果旋转驱动各姿势控制用促动器11，则其旋转速度经由减速机构62而减小，该旋转传递给旋转轴22，基端侧的端部连杆部件15相对于基端侧的连杆枢毂12的角度变更。由此，确定前端侧的连杆枢毂13相对于基端侧的连杆枢毂12的位置和姿势。

下面根据图1、图2，对主端部执行器4和副端部执行器5在前端侧的连杆枢毂13上的安装位置和安装姿势进行说明。

主端部执行器4按照其前端的中心轴4a与前端侧的连杆枢毂13的中心轴QB一致的方式安装。在平行连杆机构10如图1那样位于原点位置时，主端部执行器4的前端的中心轴4a也与基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA一致。

副端部执行器5按照其前端的中心轴5a相对主端部执行器4的前端的中心轴4a形成角度的方式倾斜地安装。在平行连杆机构10如图2那样处于规定的姿势的状态，副端部执行器5的前端的中心轴5a与基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA一致。

另外，从副端部执行器5的前端的中心轴5a和基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA一致的状态(图2)中的基端侧的球面连杆中心PA到副端部执行器5的前端的距离K2小于或等于从基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA和前端侧的连杆枢毂13的中心轴QB一致的状态(图1)的球面连杆中心PA到主端部执行器4的前端的距离K1(K2≤K1)。

在下面记载采用该平行连杆机构的作业装置1的作用和效果。

(1)由于作业装置1通过相垂直的2个轴的直线移动机构7，在X轴方向和Y轴方向使端部执行器4移动，并且通过连杆动作装置8，变更端部执行器4、5的姿势，进行作业。由于在前端侧的连杆枢毂13上安装主端部执行器4和副端部执行器5，故可通过一台设备，进行主端部执行器4的主作业和副端部执行器5的辅助作业。

(2)由于主端部执行器4和副端部执行器5以相互具有角度的方式安装，故可仅仅通过平行连杆机构10的动作，切换到通过主端部执行器4进行作业的状态和通过副端部执行器5而进行的作业的状态。

(3)对于主端部执行器4和副端部执行器5，由于在相对于基端侧的连杆枢毂12，前端侧的连杆枢毂13处于规定的姿势的状态，相应的前端的中心轴4a、5a与基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA一致，故仅仅通过使平行连杆机构10动作，可使主端部执行器4所进行的作业的方向和副端部执行器5所进行的作业的方向相同。由此，可进行快速的作业的切换，作业效能提高。

(4)由于主端部执行器4的前端的中心轴4a与前端侧的连杆枢毂13的中心轴QB一致，故主端部执行器4的可活动范围与平行连杆机构10的动作范围一致，主端部执行器4的可活动范围最大。在此场合，副端部执行器5的可活动范围以某程度而受到限制。由于该情况，对于主端部执行器4对工件以倾斜姿势而进行作业，并且副端部执行器5在与工件3相垂直地面对的姿势的状态，进行作业的场合是有利的。

(5)针对进行主作业的主端部执行器4，作业人员可充分地把握在平行连杆机构10处于什么样的姿势时，其前端位于什么样的位置，但是，针对进行辅助作业的副端部执行器5，作业人员无法过于把握前端的位置。即使在该情况下，如果主端部执行器4和副端部执行器5的各前端的位置关系仍为(K2≤K1)，无论平行连杆机构10为什么样的姿势，由于相对主端部执行器4的前端，副端部执行器5的前端仍不在作业平面侧突出，故可降低副端部执行器5对作业平面造成妨碍的危险性。

(6)由于具有使连杆动作装置8在正交的2个轴方向移动的直线移动机构7，故可通过直线移动机构7，针对每个平行连杆机构10，使主端部执行器4和副端部执行器5直线移动。由此，在将主端部执行器4和副端部执行器5保持在相同角度的状态，可切换主端部执行器4的作业和副端部执行器5的作业。

下面对本发明的不同的实施方式进行说明。图8所示的第2实施方式的作业装置1中的主端部执行器4和副端部执行器5按照相应的前端的中心轴4a、5a相互平行的方式安装于前端侧的连杆枢毂13上。另外，各端部执行器4、5的前端的中心轴4a、5a不与前端侧的连杆枢毂13的中心轴QB一致，并且在平行连杆机构10无论处于什么样的姿势时，均不与基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA一致。其它的结构与图1、图2的实施方式相同。按照本方案，获得前述的(1)、(6)的作用和效果，但是，无法获得其它的作用和效果。

在图9、图10、图11所示的第3实施方式的作业装置1中，主端部执行器4和副端部执行器5按照相应的前端的中心轴4a、5a相互形成夹角的方式，安装于前端侧的连杆枢毂13上，但是，两中心轴4a、5a均不与前端侧的连杆枢毂13的中心轴QB一致。另外，两中心轴4a、5a在平行连杆机构10无论处于什么样的姿势时，均不与基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA一致。此外，没有设置直线移动机构，而经由安装部件9，在支承部件6上安装平行连杆机构10的基端侧的连杆枢毂12。其它的结构与图1、图2的实施方式相同。

图9表示平行连杆机构10处于原点位置的状态，图10表示通过主端部执行器4进行作业的状态，图11表示通过副端部执行器5进行作业的状态。如果为该方案，则获得前述的(1)、(2)的作用和效果。

图12、图13、图14所示的第4实施方式的作业装置1与图9～图11的第3实施方式相同，按照相应的前端的中心轴4a、5a相互形成夹角的方式，主端部执行器4和副端部执行器5安装于前端侧的连杆枢毂13上，并且两中心轴4a、5a均不与前端侧的连杆枢毂13的中心轴QB一致。本实施方式与图9～图11的实施方式的区别在于主端部执行器4和副端部执行器5按照在平行连杆机构10处于规定的姿势的状态，相应的前端的中心轴4a、5a与基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA一致的方式安装。其它的结构与图9～图11的第3实施方式相同。

图12表示平行连杆机构10处于原点位置的状态，图13表示通过主端部执行器4进行作业的状态，图14表示通过副端部执行器5进行作业的状态。在图13的状态，主端部执行器4的前端的中心轴4a与基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA一致。另外，在图14的状态，副端部执行器5的前端的中心轴5a与基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA一致。按照该方案，获得前述的(1)、(2)、(3)的作用和效果。

图15、图16表示作为自动焊接机而构成的第5实施方式的作业装置。主端部执行器4为焊接机的焊接炬，副端部执行器5为加热装置。该作业装置1包括正交的2个轴的直线移动机构7，该直线移动机构7由X轴直线移动促动器7a和Y轴直线移动促动器7b构成，在该直线移动机构7中的Y轴直线移动促动器7b的进退部分，安装平行连杆机构10的基端侧的连杆枢毂12。平行连杆机构10的基端侧的连杆机构(参照图3)的图示省略。平行连杆机构10与上述各实施方式的场合相反，按照基端侧的连杆枢毂12位于底侧，前端侧的连杆枢毂13位于顶侧的方式设置。

即使在平行连杆机构10的配置与图1、图2的第1实施方式相反的情况下，由焊接炬构成的主端部执行器4，以及由加热装置构成的副端部执行器5与图1、图2的实施方式相同，安装于前端侧的连杆枢毂13上。在下面记载主要观点，虽然有反复说明的情况。

·主端部执行器4的前端的中心轴4a与前端侧的连杆枢毂13的中心轴QB一致。

·副端部执行器5的前端的中心轴5a与主端部执行器4的前端的中心轴4a相互形成夹角。

·在平行连杆机构10如图16那样处于规定的姿势的状态，副端部执行器5的前端的中心轴5a与基端侧的连杆枢毂12的中心轴QA一致。

·距离K1(图15)与距离K2(图16)的关系为K2≤K1。

在作为自动焊接机而构成的图15、图16所示的第5实施方式的作业装置1中，由于在前端侧的连杆枢毂13上安装焊接炬(主端部执行器4)和加热装置(副端部执行器5)，故为了抑制焊接前后的工件3的急剧的温度变化，可通过加热装置而进行焊接前的加热，通过焊接炬进行焊接，通过加热装置进行焊接后的加热。在此场合，由于仅仅通过平行连杆机构10的动作，快速地进行加热装置和焊接炬的切换，故可防止切换时的温度的降低，可实现有效的加热。另外，由于焊接炬(主端部执行器4)和加热装置(副端部执行器5)如前述那样安装于前端侧的连杆枢毂13上，故获得前述的(1)～(5)的作用和效果。

在进行焊接时，通过直线移动机构7而使连杆动作装置8在X轴方向和Y轴方向移动，并且使连杆动作装置8动作，在变更前端侧的连杆枢毂13相对基端侧的连杆枢毂12的姿势的同时，通过安装于前端侧的连杆枢毂13上的焊接炬(主端部执行器4)，对工件3A、3B进行焊接。由此，比如可通过图17A、图17B所示那样的焊接轨道80A、80B进行焊接。图17A的焊接轨道80A的焊接相对位于所希望的焊接位置附近的基准线81，进行在描绘圆的同时，于行进方向行进的横摆动作。图17B的焊接轨道80B的焊接相对位于所希望的焊接位置附近的基准线81，进行在描绘圆的同时，于行进方向行进的横摆动作。

在图17A的焊接轨道80A的焊接的场合，通过直线移动机构7进行沿基准线81的动作，通过连杆动作装置8进行描绘圆的动作。通过像这样，分别借助各自的机构而进行沿基准线81的动作与描绘圆的动作，两个动作的同时控制容易。在本例子中，基准线81为圆，但是，即使在为其它的基准线的情况下，仍可在描绘圆的同时，进行横摆动作。如果进行这样的描绘圆的横摆动作，由于轨道的方向连续地变化，故没有移动速度的急剧变化，可实现高速而平滑的横摆动作。

如上面所述，在参照附图的同时对优选的实施方式进行了说明，但是，如果是本领域的技术人员观看本说明书，会在显然的范围内容易想到各种的变更和修改方式。于是，这样的变更和修改解释为根据后附的权利要求而确定的本发明的范围内的方式。

标号的说明：

标号1表示作业装置；

标号3、3A、3B表示工件；

标号4表示主端部执行器；

标号4a表示主端部执行器的前端的中心轴；

标号5表示副端部执行器；

标号5a表示副端部执行器的前端的中心轴；

标号7表示直线移动机构；

标号7a表示Y轴直线移动促动器；

标号7b表示X轴直线移动促动器；

标号10表示平行连杆机构；

标号11表示姿势控制用促动器；

标号12表示基端侧的连杆枢毂；

标号13表示前端侧的连杆枢毂；

标号14表示连杆机构；

标号15表示基端侧的端部连杆部件；

标号16表示前端侧的端部连杆部件；

标号17表示中间连杆部件；

标号K1表示从基端侧的球面连杆中心到主端部执行器的前端的距离；

标号K2表示从基端侧的球面连杆中心到副端部执行器的前端的距离；

标号O1表示基端侧的连杆枢毂与基端侧的端部连杆部件的旋转对偶的中心轴；

标号O2表示基端侧的端部连杆部件与中间连杆部件的旋转对偶的中心轴；

符号PA表示基端侧的球面连杆中心；

符号PB表示前端侧的球面连杆中心；

符号QA表示基端侧的连杆枢毂的中心轴；

符号QB表示前端侧的连杆枢毂的中心轴。

Claims (7)

1.一种采用平行连杆机构的作业装置，该作业装置通过端部执行器，对工件进行作业，该作业装置包括：

平行连杆机构，该平行连杆机构以能变更姿势的方式支承上述端部执行器；姿势控制用促动器，该姿势控制用促动器使该平行连杆机构动作；

上述平行连杆机构包括基端侧的连杆枢毂、前端侧的连杆枢毂以及3组以上的连杆机构，该连杆机构设置于上述基端侧的连杆枢毂和上述前端侧的连杆枢毂之间，将上述前端侧的连杆枢毂以能变更姿势的方式连接于上述基端侧的连杆枢毂上，上述连杆机构各自包括：基端侧和前端侧的端部连杆部件，该基端侧和前端侧的端部连杆部件的一端以能旋转的方式连接于上述基端侧的连杆枢毂和上述前端侧的连杆枢毂上；中间连杆部件，该中间连杆部件的两端分别以能旋转的方式连接于该基端侧和前端侧的端部连杆部件的另一端上；

上述姿势控制用促动器按照任意地变更上述前端侧的连杆枢毂相对于上述基端侧的连杆枢毂的姿势的方式，设置于上述3组以上的连杆机构中的2组以上的连杆机构上；

在上述前端侧的连杆枢毂上，安装作为上述端部执行器的对上述工件进行主作业的1个主端部执行器和对上述工件进行辅助作业的1个或多个副端部执行器。

2.根据权利要求1所述的采用平行连杆机构的作业装置，其中，上述主端部执行器和上述副端部执行器按照相应的前端的中心轴相互形成夹角的方式安装于上述前端侧的连杆枢毂上。

3.根据权利要求1或2所述的采用平行连杆机构的作业装置，其中，在上述基端侧的连杆枢毂和上述基端侧的端部连杆部件的各旋转对偶的中心轴，与上述基端侧的端部连杆部件和上述中间连杆部件的各旋转对偶的中心轴分别交叉的点称为基端侧的球面连杆中心，通过该基端侧的球面连杆中心，与上述基端侧的连杆枢毂和上述基端侧的端部连杆部件的各旋转对偶的中心轴相垂直地交叉的直线称为基端侧的连杆枢毂的中心轴的场合，

上述主端部执行器和上述副端部执行器按照在相对于上述基端侧的连杆枢毂，上述前端侧的连杆枢毂处于规定的姿势的状态，相应的前端的中心轴与上述基端侧的连杆枢毂的中心轴一致的方式安装于上述前端侧的连杆枢毂上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的采用平行连杆机构的作业装置，其中，在上述前端侧的连杆枢毂和上述前端侧的端部连杆部件的各旋转对偶的中心轴，与上述前端侧的端部连杆部件和上述中间连杆部件的各旋转对偶的中心轴分别交叉的点称为前端侧的球面连杆中心，通过该前端侧的球面连杆中心，与上述前端侧的连杆枢毂和上述前端侧的端部连杆部件的各旋转对偶的中心轴相垂直地交叉的直线称为前端侧的连杆枢毂的中心轴的场合，

上述主端部执行器的前端的中心轴与上述前端侧的连杆枢毂的中心轴一致。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的采用平行连杆机构的作业装置，其中，在上述基端侧的连杆枢毂和上述基端侧的端部连杆部件的各旋转对偶的中心轴，与上述基端侧的端部连杆部件和上述中间连杆部件的各旋转对偶的中心轴分别交叉的点称为基端侧的球面连杆中心，通过该基端侧的球面连杆中心，与上述基端侧的连杆枢毂和上述基端侧的端部连杆部件的各旋转对偶的中心轴相垂直地交叉的直线称为基端侧的连杆枢毂的中心轴，并且上述前端侧的连杆枢毂和上述前端侧的端部连杆部件的各旋转对偶的中心轴，与上述前端侧的端部连杆部件与上述中间连杆部件的各旋转对偶的中心轴分别交叉的点称为前端侧的球面连杆中心，通过该前端侧的球面连杆中心，与上述前端侧的连杆枢毂和上述前端侧的端部连杆部件的各旋转对偶的中心轴相垂直地交叉的直线称为前端侧的连杆枢毂的中心轴的场合，

从上述副端部执行器的前端的中心轴与上述基端侧的连杆枢毂的中心轴一致的状态的上述基端侧的球面连杆中心到上述副端部执行器的前端的距离，等于或小于从上述基端侧的连杆枢毂的中心轴和上述前端侧的连杆枢毂的中心轴一致的状态的上述基端侧的球面连杆中心到上述主端部执行器的前端的距离。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的采用平行连杆机构的作业装置，其中，在具有1个轴以上的直线移动促动器的直线移动机构上安装上述基端侧的连杆枢毂。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的采用平行连杆机构的作业装置，其中，上述主端部执行器为焊接炬，上述副端部执行器为加热装置。