CN109803797B - 机器人 - Google Patents

Abstract

机器人(20)具备：第1机械手(23)、第2机械手(24)、以及在末端将上述第1机械手(23)和上述第2机械手(24)安装成能够互换的机械臂(22)，上述第1机械手(23)具有用于规定其与地板部(13)的预定位置的位置关系的定位部(233)，对上述机械臂(22)而言，通过安装上述第1机械手(23)而将上述定位部(233)固定于上述预定位置，安装上述第2机械手(24)来替换上述第1机械手(23)，并且安装上述第1机械手(23)来替换上述第2机械手(24)。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及具备第1机械手、第2机械手、以及在末端将第1机械手和第2机械手安装成能够互换的机械臂的机器人。

背景技术

以往，作为使用机器人来进行特定作业的装置，能够举出例如专利文献1的输送装置以及组装装置。在该输送装置设置有多个输送单元。各输送单元具备旋转分度盘、配置于旋转分度盘前的SCARA机器人、以及配置于邻接的SCARA机器人之间的工作台。

被供给至该旋转分度盘上的工件被旋转分度盘移送至SCARA机器人前。然后，工件被SCARA机器人移送至工作台，且被邻接的SCARA机器人移送至邻接的旋转分度盘。接着，工件被旋转分度盘向作业者或者自动组装机器人移送，在这里被供给部件而被组装。

专利文献1：日本特开2012-197175号公报

在上述专利文献1的输送装置以及组装装置中，针对工件的输送而设置有旋转分度盘和SCARA机器人，除此以外还针对部件的供给使用了作业者或自动组装机器人。因此，装置变得大型化。

针对于此，可以想到通过一个机器人进行工件的输送和部件的供给。为了不受工件和部件的形状和大小的影响而迅速输送该工件和部件，能够采用预先安装好用于保持各个工件和部件的机械手的方法。

在这种情况下，在机械臂安装工件的机械手，并将工件输送至作业者前。然后，机械臂从工件的机械手更换为部件的机械手，而向工件供给部件。在将该部件组装于工件后，机械臂从部件的机械手更换为工件的机械手，并对组装了部件的工件进行输送。

这样，在从工件的机械手更换为部件的机械手时，若不从工件取下机械手，则需要在部件的供给后使机械臂返回至取下工件的机械手的位置。但是，在将部件组装到工件时，有时工件活动，而机械手的位置随之发生变化。在这种情况下，由于机械手的位置相对于取下的位置偏离，因此即便使机械臂返回至取下的位置也无法再将机械手安装于机械臂。

另一方面，在从工件的机械手更换为部件的机械手时，若将机械手从工件取下而载置到规定的场所，则只要使机械手返回至规定的场所便能够将机械手安装于机械臂。但是，需要机械手的载置场所，而导致装置变得大型化。

发明内容

本发明是鉴于以上情况而完成的，其目的在于在机器人中实现小型化和作业效率的提高。

本发明的一个方式的机器人具备：第1机械手、第2机械手、以及在末端将上述第1机械手和上述第2机械手安装成能够互换的机械臂，上述第1机械手具有用于规定该第1机械手与地板部的预定位置之间的位置关系的定位部，对上述机械臂而言，通过安装上述第1机械手而将上述定位部固定于上述地板部的预定位置，安装上述第2机械手来替换上述第1机械手，并且安装上述第1机械手来替换上述第2机械手。

根据上述结构，由于只要将机械臂控制为特定的作业即可，因此能够实现小型化。另外，例如，在从第1机械手更换为第2机械手时，若保持将第1机械手安装于工件的状态，则不需要第1机械手的载置场所而实现小型化。并且，通过将定位部固定于地板部的预定位置，由此规定其与预定位置的位置关系，因此能够使机械臂返回至取下的位置而将第1机械手安装于机械臂，由此能够提高作业效率。

在机器人中，也可以是设置于上述地板部的预定位置的被定位部为设置于上述地板部的突起部，并且上述定位部为设置于上述第1机械手的下表面并且嵌入上述突起部的凹陷部。根据上述结构，通过将第1机械手配置于被定位部，由此能够将第1机械手的凹陷部嵌入被定位部的突起部，而将定位部简单地固定于预定位置。

在机器人中，可以是上述第1机械手具有插入于工件的安装部内并且能够变更彼此的间隔的一对支承部件，通过在上述安装部内扩大一对上述支承部件彼此的间隔而使上述第1机械手保持上述工件。根据上述结构，通过将一对支承部件插入安装部内并扩大间隔，能够固定工件和第1机械手并且规定其位置关系。由此，经由固定于地板部的预定位置的第1机械手，固定工件与地板部的位置关系。

根据本发明，在机器人中能够实现小型化和作业效率的提高。

附图说明

图1是示出本发明的第1实施方式的机器人的简要结构的示意图。

图2A是利用第1机械手保持工件的状态的从下方观察到的图。图2B是图2A的从侧方观察到的图。

图3是简要示出控制装置的结构的功能框图。

图4是示出在机械臂安装了第2机械手的状态的图。

图5是示出利用机械臂对部件进行供给的状态的图。

图6是示出将机械臂安装于第1机械手的状态的图。

具体实施方式

〔第1实施方式〕

以下，参照附图对本发明的实施方式具体地进行说明。此外，以下在全部的附图中对相同或相当的要素标注相同的参照标记而省略重复说明。

本实施方式1所涉及的机器人20是能够进行特定作业的装置。特别是，机器人20为能够进行工件11的输送和另外的作业的装置。作为另外的作业，以下对保持部件12而将其向工件11供给的作业进行说明，但也可以是除此以外的作业。例如，也可以是对喷嘴进行保持而将来自喷嘴的液体向工件11喷雾的作业。

本实施方式所涉及的机器人20为6轴的垂直多关节型机器人。但是，本发明并不限定于上述情况，能够不分水平多关节型/垂直多关节型而且也不分轴数而广泛地应用于具备多关节机械臂的机器人。

机器人20具备：基座21、被基座21支承的多关节机械臂(以下，仅称为“机械臂”)22、安装于机械臂22的末端部的第1机械手23或第2机械手24、以及控制机械臂22、第1机械手23、第2机械手24的动作的控制装置25。

机械臂22为多个连杆串联连接而成的。具体而言，机械臂22为第1连杆221、第2连杆222、第3连杆223、第4连杆224、第5连杆225、以及第6连杆226的各连杆从基端部朝向末端部按以上顺序连接而成的。

第1连杆221相对于基座21以能够经由回转关节JT1绕垂直轴回转的方式连结。第2连杆222的基端部经由旋转关节JT2与第1连杆221连结。第2连杆222的末端部和第3连杆223的基端部经由旋转关节JT3连结。旋转关节JT2、JT3为将连杆彼此连结为绕水平轴垂直地旋转的关节。第3连杆223的末端部和第4连杆224的基端部经由扭转关节JT4连结。

第4连杆224的末端部和第5连杆225的基端部经由旋转关节JT5连结。第5连杆225的末端部和第6连杆226的基端部经由扭转关节JT6连结。包括旋转关节JT5和扭转关节JT6在内的第4连杆224、第5连杆225以及第6连杆226的连接体构成机械臂22的手臂部。

在第6连杆226的末端部设置有机械式接口227。第1机械手23和第2机械手24以能够相互互换的方式安装在该机械式接口227。

第1机械手23具有第1安装面231、第1保持部232以及定位部233。第1安装面231为用于安装机械式接口227的面，例如在第1机械手23的上表面水平地设置该第1安装面231。第1保持部232为对工件11进行保持的保持部，其既可以预先安装于工件11，也可以在最初对工件11进行输送前安装。

定位部233规定地板部13与第1机械手23的位置关系，为用于在地板部13的预定位置(第1预定位置)将第1机械手23安装为能够拆装的部分。例如，定位部233在第1机械手23被安装于被定位部13a，由设置于第1机械手23的下表面的凹陷形成。被定位部13a决定第1机械手23的目标位置，例如由从地板部13伸出的销等突起形成。

第2机械手24具有第2安装面241和第2保持部242。第2安装面241为用于安装机械式接口227的面，例如，在第2机械手24的上表面水平地设置该第2安装面241。第2保持部242为对安装于工件11的部件12进行保持的保持部，预先安装于部件12。

机械臂22具备与各关节JT1～JT6(轴)对应的关节驱动部。各关节驱动部包括伺服驱动器、伺服马达、旋转角检测器以及减速器等。伺服马达的旋转通过控制装置25而被伺服控制。

如图3所示，控制装置25具备：CPU等运算部25a、ROM和RAM等存储部25b、以及伺服控制部25c。控制装置25例如为具备微型控制器等计算机的机器人控制器。此外，控制装置25既可以由进行集中控制的单独的控制装置25构成，也可以由相互配合而分散控制的多个控制装置25构成。

在存储部25b存储有作为机器人控制器的基本程序、各种固定数据等信息。运算部25a通过读取存储于存储部25b的基本程序等软件并执行，由此对机器人20的各种动作进行控制。例如，控制装置25根据预先存储于存储部25b的程序或者由作业者输入的操作对机械臂22的动作和机械式接口227的拆装进行控制。

即，运算部25a生成机器人20的控制指令并将其输出至伺服控制部25c。伺服控制部25c构成为根据由运算部25a生成的控制指令对与机械臂22的各关节JT1～JT6对应的伺服马达的驱动进行控制。

接下来，参照图2A和图2B对第1机械手23的第1保持部232进行说明。第1保持部232例如由一对支承部件23a、23b构成从而保持工件11。支承部件23a、23b例如为板状部件，从第1安装面231的中心的下方朝侧方伸出并长长地延伸。一对支承部件23a、23b相互平行地排列。在一对支承部件23a、23b的侧面中，将相互对置的侧面称为内侧面，将与该内侧面对置的侧面称为外侧面。

在一对支承部件23a、23b安装有直动式促动器等直动装置。由此，一对支承部件23a、23b在其排列方向移动而改变彼此的间隔。

接下来，参照图1～图6对上述结构的机器人20的动作进行说明。该动作由控制装置25来控制。例如，工件11为将控制器等构成部件预先装入手推车内而成的手推车组件。例如，部件12为预先将连杆和接头组合的机械臂组件。但是，工件11并不限定于手推车组件，另外，部件12也不限定于机械臂组件。

首先，如图1所示，将机械臂22的末端部的机械式接口227安装于第1机械手23的第1安装面231，而将第1机械手23安装于机械臂22的末端。由此，使得第1机械手23按照机械臂22的动作而移动以及动作。

第1机械手23利用第1保持部232对工件11进行保持。如图2A和图2B所示，此时，将第1保持部232的一对支承部件23a、23b以其排列方向相对于工件11的下表面平行的方式向设置于工件11的下部的安装部11a内插入。该安装部11a为安装于工件11的下表面的筒状形状。例如，安装部11a为具有长方形剖面的棱筒形状，其具有立方体形状的内部空间，该内部空间经由安装口与外部连通。安装部11a从工件11的一个侧边至与其对置的另一个侧边的附近为止呈直线状地长长地延伸。安装口设置于工件11的一个侧边。

一对支承部件23a、23b从安装口插入安装部11a内。对支承部件23a、23b而言，其长度方向的位置被传感器(未图示)检测出，而配置于安装部11a的预定位置。而且，一对支承部件23a、23b以间隔扩大的方式在其排列方向移动。由此，支承部件23a的外侧面与和其对置的安装部11a的内表面接触，支承部件23b的外侧面与和其对置的安装部11a的内表面接触。这样，一对支承部件23a、23b对安装部11a的内表面进行支撑，一对支承部件23a、23b在其排列方向上固定于安装部11a。另外，一对支承部件23a、23b利用支承部件23a、23b的外侧面与安装部11a的内表面的摩擦力在其长度方向上固定于安装部11a。

并且，上下方向的支承部件23a、23b的高度与安装部11a的内表面的高度相等。因此，在上下方向，支承部件23a、23b也固定于安装部11a。这样，一对支承部件23a、23b在其排列方向、长度方向以及上下方向上均固定于安装部11a，从而第1机械手23与工件11的位置关系被固定。

如图1所示，对机械臂22的各驱动部进行驱动，而将被第1机械手23保持的工件11输送至作业员前。在作业员前且在地板部13设置有被定位部13a。因此，以使定位部233位于被定位部13a上的方式将第1机械手23配置于地板部13。由此，被定位部13a嵌入定位部233，而将第1机械手23固定于地板部13的第1预定位置。

如图4所示，从机械臂22的末端部将第1机械手23取下。但是，并不将第1机械手23从工件11取下而是维持安装于工件11的状态。然后，将机械臂22朝配置于预定位置(第2预定位置)的第2机械手24移动。然后，将机械臂22的机械式接口227安装于第2机械手24的第2安装面241，而将第2机械手24安装于机械臂22。由此，第2机械手24和预先保持于该第2机械手24的部件12按照机械臂22的动作而移动。

如图5所示，利用机械臂22的驱动将被第2机械手24保持的部件12输送至工件11上。这里，工件11未相对于地板部13直接定位。但是，利用定位部233和被定位部13a固定了第1机械手23与地板部13的第1预定位置的位置关系，并且，利用第1保持部232和安装部11a固定了工件11与第1机械手23的位置关系。因此，通过这样，工件11定位于地板部13，且配置于预定位置(第3预定位置)。由此，通过将第2机械手24移动至该第3预定位置而将被第2机械手24保持的部件12配置于工件11上。

然后，作业员进行将部件12组装于工件11的作业。有时工件11由于这样的作业员的组装作业而从第3预定位置活动。但是，由于利用定位部233和被定位部13a而将第1机械手23固定于第1预定位置，因此第1机械手23不会从第1预定位置活动。

如图6所示，将第2机械手24从机械臂22的末端部取下。然后，使机械臂22朝第1机械手23移动。此时，存在工件11由于部件12的组装作业等而从输送位置偏离的情况，但第1机械手23利用其定位部233固定于被配置于第1预定位置的被定位部13a。由此，若基于第1预定位置使机械臂22的末端部移动，则机械臂22的机械式接口227配置于第1机械手23的第1安装面231的对置位置。由此，将机械式接口227安装于第1安装面231，而将第1机械手23安装于机械臂22。由此，驱动机械臂22，而输送工件11。

根据上述结构，机械臂22安装第1机械手23而对工件11进行输送，将定位部233固定于预定位置，替换第1机械手23安装第2机械手24来将部件12向工件11供给，替换第2机械手24安装第1机械手23来对工件11进行输送。

这样，第1机械手23利用对其与地板部13的第1预定位置的位置关系进行规定的定位部233固定于第1预定位置。因此，即便工件11由于将部件12组装于工件11的作业而移动，在将第1机械手23从机械臂22取下后并再次安装于第1机械手23时，也能够通过基于第1预定位置而将机械臂22的末端配置于将第1机械手23取下的位置，从而将第1机械手23可靠地安装于机械臂22，而实现作业效率的提高。

另外，利用机器人10能够进行工件11的输送和部件12的供给，因此能够实现装置的小型化。并且，在将机械臂22安装于第2机械手24的期间，使第1机械手23保持安装于工件11的状态，因此不需要载置第1机械手23的场所，而实现装置的小型化。

另外，被定位部13a为设置于地板部13的突起部，定位部233为设置于第1机械手23的下表面并且嵌入突起部的凹陷部。因此，仅通过以定位部233位于被定位部13a上的方式使第1机械手23向地板部13下降，就能够使被定位部13a嵌入定位部233，而将第1机械手23固定于第1预定位置。

并且，第1机械手23具有插入工件11的安装部11a内并且能够变更彼此的间隔的一对支承部件23a、23b，通过在安装部11a内扩大一对支承部件23a、23b彼此的间隔而使第1机械手23对工件11进行保持。这样，固定第1机械手23与工件11的位置关系，由此工件11经由被定位部233和被定位部13a固定的第1机械手23与地板部13的第1预定位置而固定于地板部13的第3预定值。

从上述说明可知，对本领域技术人员来说本发明的多种改进、其他实施方式是显而易见的。因此，上述说明应该是仅作为例示进行解释，是以向本领域技术人员说明用于执行本发明的最优选的方式为目的而提供的。能够在不脱离本发明的精神的基础上对其构造和/或功能的具体内容进行实质上的变更。

本发明作为实现小型化和作业效率的提高的机器人是有用的。

附图标记的说明

11…工件；11a…安装部；；13…地板部；13a…被定位部；20…机器人；22…机械臂；23…第1机械手；23a…支承部件；23b…支承部件；24…第2机械手；227…机械式接口；233…定位部。

Claims (3)

1.一种机器人，其特征在于，

该机器人具备：

第1机械手；

第2机械手；

机械臂，在该机械臂的末端将所述第1机械手和所述第2机械手安装成能够互换；以及

控制装置，

所述第1机械手具有用于规定该第1机械手与地板部的预定位置之间的位置关系的定位部，

所述控制装置构成为，将保持有工件的所述第1机械手安装于所述机械臂的状态下将所述定位部固定于所述地板部的预定位置之后，将所述第2机械手安装于所述机械臂来替换所述第1机械手。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

设置于所述地板部的预定位置的被定位部为设置于所述地板部的突起部，

所述定位部为设置于所述第1机械手的下表面并且嵌入所述突起部的凹陷部。

3.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，

所述第1机械手具有插入于工件的安装部内并且能够变更彼此的间隔的一对支承部件，

所述控制装置构成为，通过在所述安装部内扩大一对所述支承部件彼此的间隔而使所述第1机械手保持所述工件。

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