CN111295269B - 机器人用末端执行器的安装结构以及机器人用末端执行器 - Google Patents

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Abstract

提高末端执行器相对于机器人侧固定部件的安装位置的恢复精度。提供一种机器人用末端执行器的安装结构，其具备：具有设置有第一突起部的安装部的机器人侧固定部件；具有设置有第二突起部的被安装部的末端执行器；其中，所述安装部与所述被安装部中的一方设置相位确定部，另一方设置插入所述相位确定部的相位确定槽，所述相位确定槽具有高硬度部件，在所述相位确定部插入到所述相位确定槽的状态下，当使所述被安装部相对于所述安装部旋转时，所述相位确定部抵接于所述高硬度部件，且通过第一突起部与第二突起部卡合，所述末端执行器安装在所述机器人侧固定部件，所述高硬度部件的硬度比所述相位确定槽中的所述高硬度部件的周边部的硬度高。

Description

机器人用末端执行器的安装结构以及机器人用末端执行器
技术领域
本发明涉及对机器人侧固定部件安装末端执行器的机器人用末端执行器的安装结构、以及能够使用该安装结构的机器人用末端执行器。
背景技术
在产品的生产工序中，对工件进行如移送工件、改变工件的姿态、向工件熔接以及螺丝固定等处理各种操作。随着近年来工厂自动化的推广，该类操作由机器人手臂自动化完成的工厂随处可见。在机器人手臂的前端，安装有作为对工件等操作对象直接作业的部分“末端执行器”的装置。
作为机器人用末端执行器，存在各种根据操作对象的形态或性质、以及对操作对象执行操作的模式等类型。例如有能够把持操作对象的夹持型末端执行器(例如，参照专利文献1图1中的符号1(末端执行器)。)、可吸附操作对象的吸取型末端执行器(例如，参照专利文献2第1图中的符号3(具有支架的吸附型末端执行器)。)等。许多机器人用末端执行器被安装成对于机器人侧固定部件可装拆的状态，从而能够进行更换。
专利文献2公开了一种用于机器人侧固定部件的末端执行器的安装结构(例如，参照专利文献2第3页左上栏第9行～右下栏第14行、以及图4)。专利文献2所述的安装结构，作为可更换镜头的安装结构被应用于单镜头反光照相机的照相机本体的安装部。操作者可以通过相对于机器人侧固定部件按入末端执行器并使其朝安装方向旋转的简单操作，将末端执行器安装在机器人侧固定部件上。此外，操作者可以通过将末端执行器朝反向安装方向旋转从而将其从机器人侧固定部件拉出的简单操作，将末端执行器从机器人侧固定部件取下。
在下文中，如上述安装结构中，当将末端执行器安装在机器人侧固定部件时，将末端执行器按入机器人侧固定部件的操作称为“(安装结构的)安装时按入操作”。此外，将末端执行器相对于机器人侧固定部件旋转的操作称为“(安装结构的)安装时旋转操作”。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本专利特开2017－074638号公报。
专利文献2：日本专利特开昭63－306891号公报。
发明内容
【发明所要解决的课题】
然而，以往的机器人用末端执行器的安装结构中，反复进行末端执行器装拆，在上述安装时的旋转操作中末端执行器的旋转角度变化，则会有相对于机器人侧固定部件的末端执行器的安装位置在上述安装时旋转操作的旋转方向上变化的问题。
因此，在机器人用末端执行器的安装结构中，上述安装时的压入操作中，机器人侧固定部件与末端执行器中的一者设置有相位确定销，该相位确定销插入到设置于另一方的圆弧状的相位确定槽的一端部附近。然后，在上述安装时的旋转操作中，通过使末端执行器旋转，以达到旋转相位确定销从处于相位确定槽一端部附近的状态变成紧靠相位确定槽的另一端端部的状态。
一般而言，相对于机器人侧固定部件的末端执行器的旋转安装位置(在上述安装时旋转操作的旋转方向上的安装位置。以下相同)是介由相位确定销和相位确定槽的另一端部的抵接位置来确定的构造。因此，在反复装拆末端执行器，相位确定销反复与相位确定槽的另一端碰撞后，相位确定槽的另一端会磨损凹陷。当相位确定槽的磨损程度或凹陷变大后，操作者就不得不更换末端执行器即周边部品。
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，在机器人用末端执行器的安装结构中，使相对于机器人侧固定部件的末端执行器的安装位置不容易变化(即，为了提高末端执行器相对于机器人侧固定部件的安装位置的恢复精度)。此外，本发明的目的在于，提供一种可适用于该安装结构的机器人用末端执行器。
【为了解决课题的手段】
根据本发明提供一种机器人用末端执行器的安装结构，其具备：具有设置有第一突起部的安装部的机器人侧固定部件；具有设置有第二突起部的被安装部的末端执行器；其中，所述安装部与所述被安装部中的一方设置有相位确定部，另一方设置有插入所述相位确定部的相位确定槽，所述相位确定槽具有高硬度部件，在所述相位确定部插入到所述相位确定槽的状态下，当使所述被安装部相对于所述安装部旋转时，所述相位确定部抵接于所述高硬度部件，且通过第一突起部与第二突起部卡合，从而所述末端执行器安装在所述机器人侧固定部件，所述高硬度部件的硬度比所述相位确定槽中的所述高硬度部件的周边部的硬度高。
提供一种机器人用末端执行器的安装结构，优选所述相位确定槽呈圆弧状延伸，且所述相位确定槽具有第一端部和第二端部，所述高硬度部件设置于第二端部，当所述安装部被按靠在所述被安装部上时，形成所述相位确定部插入到所述相位确定槽的第一端部侧的状态，当使所述被安装部相对于所述安装部旋转，以使所述相位确定部从所述相位确定槽的第一端部侧向第二端部侧移动时，所述相位确定部抵接于所述高硬度部件，且第一突起部与第二突起部卡合，从而所述末端执行器安装在所述机器人侧固定部件。
提供一种安装结构，优选所述安装部与所述被安装部中的一方设置有轴承孔部，另一方设置有插入所述轴承孔部的轴心部，所述相位确定部能够移动到所述相位确定槽上的第一和第二抵接位置，第一抵接位置是，当使所述被安装部相对于所述安装部旋转时，所述相位确定部与所述高硬度部件初次抵接的位置，第二抵接位置是，在从第一端部侧朝向第二端部侧的方向上，比第一抵接位置更靠近第二端部侧的位置，当使所述安装部旋转，以使所述相位确定部从第一抵接位置向第二抵接位置移动时，所述相位确定部介由所述高硬度部件上的所述相位确定部抵接的面，从第一抵接位置被引导向第二抵接位置，当所述相位确定部位于第二抵接位置时，所述轴承孔部的内周面与所述轴心部的外周面局部抵接。
提供一种安装结构，优选进一步具备旋转施力机构，所述旋转施力机构对所述被安装部施力，以使所述相位确定部从第一抵接位置移动至第二抵接位置。
提供一种安装结构，优选所述高硬度部件除了设置在第二端部以外，还设置在第一端部。
根据本发明的其他观点提供一种机器人用末端执行器，其具备可安装在设置于机器人侧固定部件的安装部的被安装部，其中，所述被安装部具有插入所述安装部的相位确定部的相位确定槽，所述相位确定槽具有高硬度部件，在所述相位确定部插入到所述相位确定槽的状态下当使所述被安装部相对于所述安装部旋转时，所述相位确定部抵接于所述高硬度部件，且所述安装部的第一突起部与所述被安装部的第二突起部卡合，所述高硬度部件的硬度比所述相位确定槽中的所述高硬度部件的周边部的硬度高。
提供一种机器人用末端执行器，优选所述相位确定槽圆弧状延伸，且所述相位确定槽具有第一端部和第二端部，所述高硬度部件设置于第二端部，当所述安装部被按靠在所述被安装部上时，形成所述相位确定部插入到所述相位确定槽的第一端部侧的状态，当使所述被安装部相对于所述安装部旋转，以使所述相位确定部从所述相位确定槽的第一端部侧移动至第二端部侧时，所述相位确定部抵接于所述高硬度部件，且所述第一突起部与所述第二突起部卡合。
【发明的效果】
如上所述，由于本发明提供的机器人用末端执行器的安装结构，其相位确定槽的端部是由硬度高于其周边部的高硬度部件形成，所以即使是相位确定销反复与相位确定槽的端部碰撞，相位确定槽的端部也不易发生磨损或凹陷。因此，末端执行器相对于机器人侧固定部件的安装位置不易在安装结构的安装时于旋转操作的旋转方向上变化。
附图说明
图1是表示当使用机器人用末端执行器的安装结构将末端执行器安装在机器人侧固定部件的状态的截面图，该截面图是以含有机器人侧固定部件中心线L1的平面截取而成的。
图2是表示使用机器人用末端执行器的安装结构的机器人侧固定部件的截面图，该截面图是以用含有机器人侧固定部件中心线L1的平面截取而成的。
图3是表示使用机器人用末端执行器的安装结构的机器人侧固定部件的图，具体表示的是从安装了安装部的一侧看的状态的图(面向图2纸面方向时的右侧)。
图4是表示使用机器人用末端执行器的安装结构的末端执行器的截面图，其是以含有末端执行器中心线L2的平面截取而成的。
图5是表示使用机器人用末端执行器的安装结构的末端执行器的图，具体表示的是从安装了被安装部的一侧看的状态的图(面向图4纸面方向时的左侧)。
图6表示使用机器人用末端执行器的安装结构对机器人侧固定部件安装末端执行器中途的状态，具体是以图1中所示A－A面为截面的末端执行器的被安装部处于装拆位置时的截面图。
图7表示使用机器人用末端执行器的安装结构对机器人侧固定部件安装末端执行器后的状态，具体是以图1中所示A－A面为截面的末端执行器的被安装部处于第二位置时的截面图。
图8是说明操作可适用于机器人用末端执行器的安装结构的旋转施力机构的图。
图9A和图9B表示机器人侧固定部件的相位确定销和轴承孔部、以及末端执行器的相位确定槽和轴心部的位置关系的图，其中图9A表示末端执行器的被安装部处于第二抵接位置时的位置关系，图9B表示末端执行器的被安装部处于第一抵接位置时的位置关系。
图10是说明其他可适用于机器人用末端执行器的安装结构的旋转施力机构的例子的图。
图11是说明除以上以外的可适用于机器人用末端执行器的安装结构的旋转施力机构的图。
具体实施方式
使用附图具体说明机器人用末端执行器的安装结构(在下文中，表述简称为“安装结构”或“本实施方式的安装结构”的优选实施方式。
图1是表示当使用安装结构将末端执行器20安装在机器人侧固定部件10上的状态的截面图，该截面图以含有机器人侧固定部件10中心线L1的平面截取而成。在图1的截面图之后的截面图中，为了易于区分机器人侧固定部件10和末端执行器20，用右上斜线绘制而成的阴影表示机器人侧固定部件10的截面。用左上斜线绘制而成阴影表示末端执行器的截面。用不倾斜的直线(与中心线L1、L2垂直的直线)绘制而成的阴影表示机器人手臂50的截面。
本实施方式的安装结构指的是卡扣式安装结构。如图1所示，在本实施方式的安装结构中，机器人侧固定部件10固定在机器人手臂50的前端部，末端执行器20介由该机器人侧固定部件10安装在机器人手臂50上。固定机器人侧固定部件10的物体(机器人的部件)不受特别限制，只要是机器人的构成部件即可，同时也可以是除机器人手臂50以外的部件构成部件。
图2是表示使用安装结构的机器人侧固定部件10的截面图，该截面以含有机器人侧固定部件10中心线L1的平面截取而成。图3是表示使用安装结构的机器人侧固定部件10的图，具体表示的是从安装了安装部10a的一侧看的状态的图(面向图2纸面方向时的右侧)。在本实施方式的安装结构中，如图2所示，机器人侧固定部件10具备气缸11、气缸盖12、活塞13、活塞头14、夹压环15、以及锁紧螺母16。
气缸11是在其内部具有空压空间11a的有底圆筒状部件，且气缸11的开放端由气缸盖12封闭。活塞13以平行于中心线L1可滑动的状态收容于空压空间11a中。活塞头14固定于活塞13的从空压空间11a向外部露出的部分。由此，当位于图中的空压空间11a的活塞13左侧的部分的气压增加时，活塞13向图2中的右侧滑动，形成活塞头14大量突出。与此相反，当位于图中的空压空间11a的活塞13右侧的部分的气压增加时，活塞13向图2中的左侧滑动，活塞头14的突出量变小。空压空间11a的气压可以由空压控制手段(未图示)来控制。
在气缸盖12的外周面形成螺合部。气缸盖12螺合固定在形成于锁紧螺母16的内周面的螺合部。在气缸盖12上安装了末端执行器20一侧的面上(面向图2纸面方向时的右侧的面。以下称为“末端执行器安装面”)设置轴承孔部10d。该轴承孔部10d形成为其外周截面呈以中心线L1为中心的圆形。轴承孔部10d的内周面用作末端执行器20在与中心线L1垂直方向上的位置的定位基准。在气缸盖12的末端执行器安装面上的轴承孔部10d的周围部分用作末端执行器20在与中心线L1平行方向上的位置的定位基准。
如图3所示，夹压环15是圆环状的部件，在其内周部朝内侧设置有多个(在该图的例子中为3个)第一突起部10b。因此，夹压环15具有花瓣状的内周形状。该夹压环15介由锁紧螺母16螺合于气缸盖12，构成被气缸盖12和锁紧螺母16夹持的状态。气缸盖12中设置有旋转限制销12a，该旋转限制销12a起到，当锁紧螺母16螺合于气缸盖12时，限制夹压环15的旋转以使夹压环15不随着锁紧螺母16旋转。在气缸盖12的末端执行器安装面上设置旋转施力机构10e。该旋转施力机构10e的功能将在后面描述。如下所述，旋转施力机构10e还可以设置在夹压环15的内周部。此外，在气缸盖12的末端执行器安装面上设置相位确定销10c。相位确定销10c与相位确定部相对应。
图4表示的是使用安装结构的末端执行器20的截面图，该截面图是以含有末端执行器20中心线L2的平面截取而成的。图5表示的是使用安装结构的末端执行器20的图，其具体是从安装了被安装部20a的一侧看的状态(面向图4纸面方向时的左侧)的图。在本实施方式的安装结构中，如图4所示，末端执行器20具备内嵌环21、中间环22、活塞头连结部23、操作部基座24、操作部25等。
如图5所示，内嵌环21是圆环状的部件，在其外周部朝外侧设置多个(在该图例子中为3个)第二突起部20b。因此，内嵌环21具有花瓣状的外周形状。第二突起部20b的个数通常与第一突起部10b的个数相同。在内嵌环21上的安装于机器人侧固定部件的一侧的面(面向图4纸面方向时的左侧的面。以下，称为“机器人侧固定部件安装面”)上，相位确定槽20c设置成长孔状。该相位确定槽20c形成为以末端执行器20中心线L2为中心而成的圆弧状。此外，在内嵌环21上的机器人侧固定部件安装面上还设置有轴心部20d。该轴心部20d形成为其外周端面呈以中心线L2为中心的圆形。
相位确定槽20c的两端部由硬度高于其周边部的高硬度部件形成。在本实施方式的安装结构中，相位确定槽20c的第一端部(一端部)以及第二端部(另一端部)中分别嵌入由硬度高于相位确定槽20c周边部的高硬度部件形成的加强销20e和加强销20f。在本实施方式中，相位确定槽20c与加强销20e、20f是分别独立的部件，加强销20e、20f的硬度比相位确定槽20c的硬度高。在本实施方式的安装结构中，内嵌环21是由经过阳极处理(Anodizing)后的铝形成的。因此，加强销20e和加强销20f是由硬度高于该铝的材料形成的。例如，加强销20e和加强销20f可以由S45C等碳钢形成。这些加强销20e、20f均形成为圆柱状。在加强销20e、20f中，至少加强销20f设置在距离d2(如图5所示，从加强销20f中心至末端执行器20中心线L2的距离)大于距离d1(如图3中所示，从相位确定销10c中心至机器人侧固定部件10中心线L2的距离)的位置。
在内嵌环21上与机器人侧固定部件安装面相反一侧的面(图4中的面向纸面时的右侧的面)上固定有中间环22。在该中间环22上，与固定嵌环21侧相反一侧的面(图4中的面向纸面时的右侧的面)上支撑有多个操作部基座24，且在各个操作部基座24上固定有操作部25。各个操作部基座24介由设置在活塞头连结部23端部外周面上的凸轮机构等，可以在与中心线L2垂直方向上开闭(如该图中所示的箭头B)。当活塞头连结部23在与中心线L2平行方向上移动时，操作部基座24进行如上所述开闭动作，随之操作部25也开闭。如图1所示，活塞头连结部23与活塞头14连接。因此，通过控制空压空间11a的气压，能够控制操作部25开闭。
在本实施方式的安装结构中，如上所述，末端执行器20是开闭呈爪状的多个操作部25的夹持型的。然而，安装结构不仅仅是夹持型末端执行器20，还可以适用于使用如吸附型末端执行器等其他类型的末端执行器的情况。
接下来，说明本实施方式的安装结构所涉及的对机器人侧固定部件10安装末端执行器20的方法。图6表示使用安装结构对机器人侧固定部件10进行安装末端执行器20中途的状态，具体是以图1中所示A－A面为截面的末端执行器20被安装部20a处于装拆位置时的截面图。图7表示使用安装结构对机器人侧固定部件10安装末端执行器20后的状态，具体是以图1中所示A－A面为截面的末端执行器20的被安装部20a处于第二位置时的截面图。
在本实施方式的安装结构中，末端执行器20通过以下步骤1～5安装。
[步骤1]
配置末端执行器20，以使末端执行器20的被安装部20a面向机器人侧固定部件10的安装部10a，且末端执行器20的中心线L2与机器人侧固定部件10的中心线L1大致一致。
[步骤2]
调节末端执行器20的方向(围绕中心线L2的方向)，以使被安装部20a的第二突起部20b相对于安装部10a的第一突起部10b，在与中心线L1、L2平行方向上不重叠，且相位确定槽20c定位于安装部10a的相位确定销10c在平行于中心线L1、L2的方向上的延长后的位置。
[步骤3]
相对于机器人侧固定部件10按压末端执行器20，并将被安装部20a的轴心部20d插入到安装部10a的轴承孔部10d(如图1)，同时如图6所示，将安装部10a的相位确定销10c插入到被安装部20a的相位确定槽20c的第一端部附近。此时，被安装部20a处于装拆位置。该步骤3中的操作相当于上述“安装安装结构时的按压操作”。
[步骤4]
使末端执行器20围绕中心线L2向安装方向旋转(即，图6中的顺时针方向。如该图中的箭头C方向)，如图7所示，向被安装部20a相位确定槽20c的第二端部移动安装部10a的相位确定销10c。此时，被安装部20a处于第一抵接位置。第一抵接位置是，使被安装部20a相对于安装部10a旋转时，相位确定销10c初次抵接于加强销20f的位置。该步骤4中的操作相当于上述“安装安装结构时的旋转操作”。
[步骤5]
使锁紧螺母16朝向紧固方向(如图1)旋转，用安装部10a的气缸盖12和夹压环15夹持被安装部20a的第二突起部20b。
当结束上述步骤5后，第一突起部10b与第二突起部20b在平行于中心线L1、L2的方向上彼此重合(彼此相互干扰)。换而言之，第一突起部10b与第二突起部20b卡合。在该状态下，操作者无法从安装部10a抽出被安装部20a。另外，在该状态下，被安装部20a的第二突起部20b被安装部10a的气缸盖12和夹压环15夹持。因此，操作者无法在围绕中心线L2拆除方向上旋转末端执行器20(即，图7中的逆时针方向。如该图中的箭头D方向)。由此，操作者能够相对于机器人侧固定部件10安装末端执行器20。在本实施方式的安装结构中，通过上述简单操作能够相对于机器人侧固定部件10安装末端执行器20。
此外，在上述步骤4中的安装时旋转操作中，安装部10a的相位确定销10c与被安装部20a的相位确定槽20c上的第二端部碰撞。这里，由于在相位确定槽20c的第二端部上设置由高硬度材料形成的加强销20f(高硬度部件)，所以能够抑制发生于相位确定槽20c的第二端部的磨损和凹陷。因此，即使是反复装拆末端执行器20，末端执行器20相对于机器人侧固定部件10的安装位置也不容易在上述安装时旋转操作的旋转方向上变化。因此末端执行器20相对于机器人侧固定部件10的安装位置的恢复精度得以提高。
然而，即使加强销20f具备高硬度部件，当相位确定销10c是由容易发生磨损或凹陷的材料形成时，操作者在反复装拆末端执行器20中，末端执行器20相对于机器人侧固定部件10的安装位置依旧具有在上述安装时旋转操作的旋转方向上变化的可能性。因此，相位确定销10c优选由与加强销20f相同的高硬度材料形成。
在本实施方式的由安装结构安装于机器人侧固定部件10的末端执行器20中，操作者通过追溯操作上述步骤3～5(即，按照步骤5、步骤4、步骤3的顺序进行)，能够从机器人侧固定部件10拆除。上述步骤5中的夹压环15的旋转方向、上述步骤4中的末端执行器20的旋转方向、以及上述步骤3中的末端执行器20的移动方向均与安装末端执行器20时的方向相反。通过本实施方式的安装结构，可以由该简单操作从机器人侧固定部件10拆除末端执行器20。在下文中，将从机器人侧固定部件10拆除末端执行器20时相当于上述步骤4的操作称为“拆除时的旋转操作”，将相当于上述步骤3的操作称为“拆除时的拉拔操作”。
当从机器人侧固定部件10拆除末端执行器20时，操作者在相当于上述步骤4的拆除时旋转操作中由第一抵接位置旋转末端执行器20至第一端部附近的装拆位置，其中，第一抵接位置是指所述安装部10a的相位确定销10c抵接于被安装部20a的相位确定槽20c上的第二端部的位置。因此，相位确定销10c与相位确定槽20c的第一端部碰撞，具有在相位确定槽20c的第一端部上发生磨损和凹陷的可能性。在本实施方式的安装结构中，在该相位确定槽20c的第一端部设置有由高硬度材料形成的加强销20e(高硬度部件)。因此，能够抑制相位确定槽20c的第一端部发生磨损和凹陷。
为了提高末端执行器20相对于机器人侧固定部件10的安装位置的恢复精度，不仅仅是末端执行器20相对于机器人侧固定部件10的安装位置在安装结构的安装时旋转操作的旋转方向上使其不容易变化，同时优选在垂直于安装结构的安装时旋转操作的旋转中心线方向上也不容易变化。在此方面，在本实施方式的安装结构中，是介由如图8所示的旋转施力机构10e，来使末端执行器20相对于机器人侧固定部件10的安装位置在垂直于安装结构的安装时旋转操作的旋转中心线(中心线L2)的方向上也不容易变化的。图8是说明可适用于安装结构的旋转施力机构10e的动作的图。
如图8所示的旋转施力机构10e由按压部件10e1、施力部件10e2、壳体部件10e3构成。按压部件10e1朝向安装方向C侧旋转的方向按压末端执行器20的被安装部20a(在本实施方式安装结构中的内嵌环21)。在本实施方式的安装结构中，按压部件10e1呈球形。按压部件10e1在其外周面上的点P1处与形成于内嵌环21端部的倾斜面接触，并构成为向内嵌环21施加按压力FA。在图8中，按压力FA朝向纸面的右上，但是在纸面的右侧具有第一突起部10b(如图1)。因此，内嵌环21几乎不朝纸面右侧移动，而是利用按压力FA的平行于安装方向C的分力fA，向纸面上侧(安装方向C侧)移动。在用锁紧螺母16(如图1)万选锁紧夹压环15(如图1)前的状态下，内嵌环21能够围绕中心线L2旋转。
施力部件10e2沿着朝向突出于被安装部20a侧的方向施力于按压部件10e1。上述按压部件10e1所产生的按压力FA由该按压部件10e1的作用力产生。施力部件10e2不受特别限制，只要是能够起到该功能的结构即可，在本实施方式的安装结构中，使用压缩螺旋弹簧。壳体部件10e3具有如下功能：收容施力部件10e2，并且在按压部件10e1的按压侧不存在第一突起部10b时保持按压部件10e1使其不从壳体部件10e3脱落。在本实施方式的安装结构中，壳体部件10e3，以被埋设在内的状态，固定在设置于气缸盖12上的末端执行器安装面的孔部12b中。如下所述，介由该旋转施力机构10e，末端执行器20相对于机器人侧固定部件10的安装位置在垂直于安装结构的安装时旋转操作的旋转中心线(中心线L2)的方向上也不容易变化。
图9A和图9B表示在安装结构中使用图8所示旋转施力机构10e的情况，即当末端执行器20的被安装部20a处于第一抵接位置或第二抵接位置时，机器人侧固定部件10的相位确定销10c和轴承孔部10d、以及末端执行器20的相位确定槽20c和轴心部20d的位置关系的图。
当相位确定销10c处于装拆位置的状态下，操作者使被安装部20a向安装方向C旋转后，相位确定销10c朝第一抵接位置接近。这里，安装方向C是指从相位确定槽20c的第一端部侧向相位确定槽20c的第二端部侧的旋转方向。应当指出，拆除方向是与安装方向相反的旋转方向。也就是说，拆除方向指的是从相位确定槽20c的第二端部侧向相位确定槽20c的第一端部侧的旋转方向。图9B表示的是当被安装部20a处于第一抵接位置时，即相位确定销10c抵接于加强销20f之后的状态。如图9B所示状态，当相对于安装部10a旋转被安装部20a时，相位确定销10c为初次抵接于加强销20f的位置。
如上所述，通过将从加强销20f的中心至末端执行器20中心线L2的距离d2设置成比从相位确定销10c中心至机器人侧固定部件10中心线L2的距离d1大，加强销20f在与相位确定销10c的切点P2处，受到来自于相位确定销10c的具有与安装方向C不平行成分的外力。除此以外，此时的内嵌环21(被安装部20a)还受到来自于图8的旋转施力机构10e所产生的朝向安装方向C的方向的作用力。也就是说，旋转施力机构10e对内嵌环21(被安装部20a)施力，以使相位确定销10c从第一抵接位置移动至后述第二抵接位置。因此，在图9B的状态下，被安装部20a是一边改变相位确定销10c与加强销20f的切点P2，一边进一步向安装方向C的方向旋转。换而言之，安装部10a侧的相位确定销10c是相对于被安装部20a朝向与安装方向C呈相对反向的方向旋转。因此，在相位确定销10c处会产生相对于被安装部20a与安装方向C相反方向的推动力FB，但由于在相位确定销10c上的推动力FB面向的一侧具有加强销20f，相位确定销10c介由推动力FB在相位确定销10c与加强销20f切点P2处的平行于切线LT的分力fB相对于被安装部20a作相对移动。当相位确定销10c相对于被安装部20a移动时，安装部10a上的轴承孔部10d与相位确定销10c一体地移动。
在当相位确定销10c处于第一抵接位置的状态下，若操作者进一步向安装方向C旋转被安装部20a，则相位确定销10c也会进一步移动。更具体而言，相位确定销10c的外周面一边被引导至加强销20f的外周面，一边若相对于被安装部20a移动，会形成如图9A所示的状态。图9A所示状态是被安装部20a处于第二抵接位置的状态。第二抵接位置是在安装方向C上比第一抵接位置更靠近第二端部侧的位置。也就是说，在相位确定槽20c延伸的方向上的装拆位置与第二抵接位置之间的距离比在相位确定槽20c延伸方向上的装拆位置与第一抵接位置之间的距离长。
在从图9B的状态变为图9A的状态中，不但切点P2的位置，切线LT的方向也会连续地变化。在图9A的状态下，安装部10a的轴承孔部10d的内周面与被安装部20a的轴心部20d的外周面在切点P3局部抵接，因此形成无法进一步朝分力fB方向移动。换而言之，被安装部20a的轴心部20d的外周面，介由旋转施力机构10e的作用力，形成被按压在安装部10a的轴承孔部10d的内周面的状态。此时，被安装部20a不能进一步相对安装部10a在安装方向C上旋转。因此，如图9B所示，即使是在安装部10a的轴承孔部10d的内周面与被安装部20a的轴心部20d的内周面之间存在间隙，轴心部20d相对于轴承孔部10d的位置，也就是说，末端执行器20相对于机器人侧固定部件10的安装位置在垂直于安装结构的安装时旋转操作的旋转中心线(中心线L2)的方向上是唯一确定的。
以上，虽然说明了将从加强销20f中心至末端执行器20中心线L2的距离d2设定为比从相位确定销10c中心至机器人侧固定部件10中心线L2的距离d1大的情况，但当将距离d2设定成比距离d1小的方式，末端执行器20相对于机器人侧固定部件10的安装位置在垂直于安装结构的安装时旋转操作的旋转中心线(中心线L2)的方向上也能够唯一地确定。在这种情况下，相位确定销10c相对于被安装部20a的移动方向与图9A和图9B所示的情况呈反方向，轴承孔部10d的内周面与轴心部20d的外周面的切点P3的位置也处于与图9A和图9B所示的情况呈相反的一侧(即，隔着中心线L1、L2的反侧)。此外，在以上描述中，是以加强销20f和相位确定销10c形成为具有统一外径的圆柱状的情况来说明的，但是加强销20f与相位确定销10c的外径不需要相同。此外，只要是加强销20f与相位确定销10c中的至少一者相对于另一者具有在不平行于安装方向C的方向上能够抵接的面，则不需要一定形成为圆柱状。
图10是说明可适用于安装结构的旋转施力机构10e的其他的例子的图。图11是说明可适用于安装结构的旋转施力机构10e另一个例子的图。在图8的旋转施力机构10e中，虽然按压部件10e1抵接在形成于内嵌环21端部的倾斜面，但在图10的旋转施力机构10e中，按压部件10e1是构成为抵接在设置于内嵌环21的机器人侧固定部件安装面的凹部的倾斜壁面上。此外，虽然图8或图9中的旋转施力机构10e设置在孔部12b，且该孔部12b设置于气缸盖12上的末端执行器安装面上，而图11的旋转施力机构10e设置在孔部15b，所述孔部15b设置在夹压环15的内周面。由此，即使是改变在由旋转施力机构10e的按压部件10e1按压部分的形态、或设置旋转施力机构10e的位置，末端执行器20相对于机器人侧固定部件10的安装位置在垂直于安装结构的安装时旋转操作的旋转中心线(中心线L2)方向上依旧能够不易变化。
如上所述，通过使用本实施方式的安装结构，即使不将轴承孔部10d的内周面与轴心部20d的内周面之间的间隙维持成小的，也能够使被安装部20a相对于安装部10a的安装位置唯一确定。因此，即使轴承孔部10d或轴心部20d的尺寸精度不是特别的高，依旧能够提高末端执行器20相对于机器人侧固定部件10的安装位置的恢复精度。此外，尽管是长期使用造成轴承孔部10d与轴心部20d接触处发生磨损等，依旧不需要进行部件交换，而只是通过软件等进行简单位置校正，即可以维持上述恢复精度。在机器人用末端执行器的安装结构中，与需要将固定侧部件和安装侧部件居中的(中心线一致)车床用夹具等不同，只要是能够保证末端执行器20相对于机器人侧固定部件10的安装位置的恢复精度，则不需要必须将机器人侧固定部件10的中心线L1与末端执行器20的中心线L2完全一致。
【符号说明】
10：机器人侧固定部件，10a：安装部，10b：第一突起部，10c：相位确定销，10d：轴承孔部，10e：旋转施力机构，10e1：按压部件，10e2：施力部件，10e3：壳体部件，11：气缸，11a：空压空间，12：气缸盖，12a：旋转限制销，12b：孔部，13：活塞，
14：活塞头，15：夹压环，15b：孔部，16：锁紧螺母，20：末端执行器，20a：被安装部，20b：第二突起部，20c：相位确定槽，20d：轴心部，20e：加强销(高硬度部件)，
20f：加强销(高硬度部件)，21：内嵌环，22：中间环，23：活塞头连结部，24：操作部基座，25：操作部，50：机器人手臂。

Claims (6)

1.一种机器人用末端执行器的安装结构，其具备：
具有设置有第一突起部的安装部的机器人侧固定部件；以及
具有设置有第二突起部的被安装部的末端执行器；其中，
所述安装部与所述被安装部中的一方设置有相位确定部，另一方设置有插入所述相位确定部的相位确定槽，
所述相位确定槽具有高硬度部件，
在所述相位确定部插入到所述相位确定槽的状态下，当使所述被安装部相对于所述安装部旋转时，所述相位确定部抵接于所述高硬度部件，且第一突起部与第二突起部卡合，从而所述末端执行器安装在所述机器人侧固定部件，
所述高硬度部件的硬度比所述相位确定槽中的所述高硬度部件的周边部的硬度高，
所述相位确定槽具有第一端部和第二端部，所述高硬度部件设置于第二端部，
所述安装部与所述被安装部中的一方设置有轴承孔部，另一方设置有插入所述轴承孔部的轴心部，所述相位确定部能够移动到所述相位确定槽上的第一和第二抵接位置，
第一抵接位置是，当使所述被安装部相对于所述安装部旋转时，所述相位确定部与所述高硬度部件初次抵接的位置，
第二抵接位置是，在从第一端部侧朝向第二端部侧的方向上，比第一抵接位置更靠近第二端部侧的位置，
当使所述被安装部旋转，以使所述相位确定部从第一抵接位置向第二抵接位置移动时，所述相位确定部通过所述高硬度部件上的所述相位确定部抵接的面，从第一抵接位置被引导向第二抵接位置，当所述相位确定部位于第二抵接位置时，所述轴承孔部的内周面与所述轴心部的外周面局部抵接。
2.根据权利要求1所述的安装结构，其中，
所述相位确定槽呈圆弧状延伸，
当所述安装部被按靠在所述被安装部上时，形成所述相位确定部插入到所述相位确定槽的第一端部侧的状态，
当使所述被安装部相对于所述安装部旋转，以使所述相位确定部从所述相位确定槽的第一端部侧向第二端部侧移动时，所述相位确定部抵接于所述高硬度部件，且第一突起部与第二突起部卡合，从而所述末端执行器安装在所述机器人侧固定部件。
3.根据权利要求1所述的安装结构，
进一步具备旋转施力机构，
所述旋转施力机构对所述被安装部施力，以使所述相位确定部从第一抵接位置向第二抵接位置移动。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的安装结构，
所述高硬度部件除了第二端部还设置于第一端部。
5.一种机器人用末端执行器，其具备：
可安装在设置于机器人侧固定部件的安装部的被安装部，
所述被安装部具有插入所述安装部的相位确定部的相位确定槽，
所述相位确定槽具有高硬度部件，
在所述相位确定部插入到所述相位确定槽的状态下当使所述被安装部相对于所述安装部旋转时，所述相位确定部抵接于所述高硬度部件，且所述安装部的第一突起部与所述被安装部的第二突起部卡合，所述高硬度部件的硬度比所述相位确定槽中的所述高硬度部件的周边部的硬度高，
所述相位确定槽具有第一端部和第二端部，所述高硬度部件设置于第二端部，
所述安装部与所述被安装部中的一方设置有轴承孔部，另一方设置有插入所述轴承孔部的轴心部，所述相位确定部能够移动到所述相位确定槽上的第一和第二抵接位置，
第一抵接位置是，当使所述被安装部相对于所述安装部旋转时，所述相位确定部与所述高硬度部件初次抵接的位置，
第二抵接位置是，在从第一端部侧朝向第二端部侧的方向上，比第一抵接位置更靠近第二端部侧的位置，
当使所述被安装部旋转，以使所述相位确定部从第一抵接位置向第二抵接位置移动时，所述相位确定部通过所述高硬度部件上的所述相位确定部抵接的面，从第一抵接位置被引导向第二抵接位置，当所述相位确定部位于第二抵接位置时，所述轴承孔部的内周面与所述轴心部的外周面局部抵接。
6.根据权利要求5所述的机器人用末端执行器，
所述相位确定槽圆弧状延伸，
当所述安装部被按靠在所述被安装部上时，形成所述相位确定部插入到所述相位确定槽的第一端部侧的状态，
当使所述被安装部相对于所述安装部旋转，以使所述相位确定部从所述相位确定槽的第一端部侧向第二端部侧移动时，所述相位确定部抵接于所述高硬度部件，且所述第一突起部与所述第二突起部卡合。
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