CN113561192B - 工业用机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能变更手中的叉间距的搬运用的工业用机器人，其能准确地控制叉的位置并且能使叉高速移动。该工业用机器人具备经由手腕轴(34A)安装于臂(12A)的前端的手(13A)，搬运放置在手(13A)上的搬运对象物，其中，手(13A)具备与手腕轴(34A)连接的手基部(14)和从手基部(14)沿一个方向延伸并从下方支承搬运对象物的多个叉(15、16)。以能沿着手基部移动的方式构成叉(15)，并且，在手基部(14)设置有伺服电动机(53)和伺服驱动器(55)，该伺服电动机设置有编码器(54)并使叉(15)移动，该伺服驱动器基于编码器(54)的检测结果，通过伺服控制来驱动伺服电动机(53)。

Description

工业用机器人

技术领域

本发明涉及工业用机器人(以下，也简称为“机器人”)，特别是涉及一种能够变更设置于机器人的手上的叉的间隔的搬运用的机器人。

背景技术

搬运液晶显示装置用的玻璃基板等大型的板状的搬运对象物的工业用机器人构成为：在连接一个或多个臂的基础上，将手安装在臂的前端，将搬运对象物放置在手的上方。手由手基部和被称为叉的棒状的部件构成。在手中，多个叉配置为相互平行且从手基部沿一个方向延伸，搬运对象物被保持在以横跨多个叉的方式放置的状态来搬运。为了将板状的搬运对象物保持在手上，最少只要存在两个叉即可，但是当仅使用两个叉搬运板状的搬运对象物时，在两个叉之间或两个叉的外侧，有时搬运对象物由于其自身的重量会明显弯曲。搬运对象物的明显弯曲有时也会使搬运中的搬运对象物处于不稳定的状态，并且给搬运对象物造成机械损伤。于是，正在研究将设置在手中的叉的个数设为三个以上，例如四个。

近年来，由于多品种混合生产的普及等，对于使用搬运用的机器人搬运各种尺寸的板状的搬运对象物的需要日益增加。为了稳定地搬运不同尺寸的搬运对象物，需要能够变更手中的叉之间的间隔即叉间距。在专利文献1～3中公开了一种搬运用的机器人，将电动机设置在手基部，通过由电动机驱动叉使得叉间距可以改变。作为电动机，使用DC(直流)电动机等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017－19061号公报

专利文献2：日本特开2019－10689号公报

专利文献3：日本特开2019－10693号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在专利文献1～3公开的工业用机器人中，即使有时将传感器设置在由电动机进行的叉的可移动范围的端部，也无法成为通过反馈叉的位置而使叉准确地移动到可移动范围内的任意位置的结构。另外，在切断控制机器人的机器人控制器的电源之后重新启动的情况下，必须对叉进行原点复位动作。在电动机使用DC电动机等的情况下，由于叉的移动速度比较慢，所以不能频繁地变更叉间距。虽然也可想到通过将伺服电动机设置在手基部并由机器人控制器驱动该伺服电动机使叉移动，来提高叉的位置精度并加快移动速度，但是如果伺服电动机为三相电动机，则每设置一个伺服电动机就需要三根电力用的导体配线。由于手安装在臂的前端，因此到手的导体配线必须从臂间的关节中穿过，但是难以使驱动叉的伺服电动机用的大量导体配线从关节中穿过。

本发明的目的在于，提供一种能够变更手中的叉间距的搬运用的工业用机器人，能够准确地控制叉的位置并且能够使叉高速移动。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明提供一种工业用机器人，其具备包括臂和经由手腕轴安装于臂的前端的手的机器人主体，搬运放置在手上的搬运对象物，其中，手具备：手基部，其与手腕轴连接；多个叉，其从手基部沿一个方向延伸并从下方支承搬运对象物；带编码器的伺服电动机，其通过使多个叉中的至少一部分沿着手基部移动而变更叉的间隔即叉间距；以及伺服驱动器，其基于编码器的检测结果通过伺服控制来驱动伺服电动机，伺服电动机、编码器及伺服驱动器设置于手基部。

在本发明的工业用机器人中，通过带编码器的伺服电动机使叉移动，所以在变更叉间距时，能够准确地控制多个叉中的可移动的叉的位置，并且可以使叉高速移动。其结果是，根据本发明的工业用机器人，即使在频繁地变更叉间距的情况下也不会降低工序的效率。另外，该工业用机器人将伺服驱动器本身设置于手基部，所以能够减少穿过手腕轴配置的导体配线的根数，使得能够在不受机器人的臂或手腕轴的尺寸上的限制的情况下配置导体配线，所以能够将伺服电动机设置于手基部。

在本发明中，优选将设置于伺服电动机的编码器设定为绝对值编码器。通过使用绝对值编码器，切断机器人主体或者机器人控制器的电源，之后，进行重启时，不需要对叉进行原点复位动作。

在本发明中，多个叉能够沿着手基部移动，并且可以对每个可移动的叉均设置伺服电动机和伺服驱动器。通过增加可移动的叉的个数，能够根据搬运对象物更恰当地变更叉间距。根据本发明，将伺服驱动器设置于手基部，所以即使作为整体的伺服电动机的数量因对每个叉均设置伺服电动机而增加，也不存在设置于机器人控制器的伺服驱动器不足的情况。另外，作为电力用的导体配线，只要仅设置对伺服驱动器共同设置的电源线即可，所以即使在增加了可移动的叉的数量时，也能够抑制穿过介于臂和手之间的手腕轴的导体配线的数量的增加。

在本发明中，能够使针对伺服驱动器的指令经由设置于手基部的远程I/O输入。原本在搬运用的工业用机器人的手中，大多设置有检测该手上的搬运对象物的位置的传感器等，且设置有用于输出来自传感器等的信号的远程I/O。通过使用这样的已经设置的远程I/O，伺服电动机和伺服驱动器向手基部的配置变得容易。

在手基部设置远程I/O时，可以使用作为基于RS－485的接口的远程I/O。由于基于RS－485的接口可以是菊花链连接或总线连接，所以在可移动的叉的个数增加的情况下，无需增加穿过手腕轴与伺服驱动器连接的信号线的数量。

在本发明的工业用机器人中，可以进一步设置有机器人控制器，所述机器人控制器与机器人主体连接，且内置有伺服驱动器，该伺服驱动器通过伺服控制来驱动使臂的位置及姿势中的至少一方变化的伺服电动机，将来自机器人控制器的指令，经由连接机器人控制器和手基部的信号线以及远程I/O发送到手基部的伺服驱动器。在机器人主体上设置有用于使臂的位置、姿势变化的多个伺服电动机，但通过机器人控制器内的伺服驱动器对这些伺服电动机进行伺服控制，且通过手基部的伺服驱动器对叉间距变更用的伺服电动机进行驱动，由此，即使在设置于机器人控制器中的伺服驱动器的数量有限制的情况下也能够使用伺服电动机变更叉间距。

虽然需要向设置于手基部的伺服驱动器供给驱动用的电力，但在本发明中，优选经由机器人控制器向手基部内的伺服驱动器供给该驱动用的电力，并且，将切断驱动用的电力的开关设置于机器人控制器的内部。通过这样构成，能够通过开关与机器人控制器中的异常停止状态联动地切断驱动用的电力，提高了工业用机器人在维修时等的安全性。

在本发明的工业用机器人中，也可以是，用于在手基部的伺服驱动器和机器人控制器之间进行数据通信的数据通信线与信号线分开设置，进行数据通信以获取手基部的伺服电动机的位置信息。根据该结构，通过不仅设置信号线而且还设置通信线，能够在机器人控制器侧，了解手基部的伺服电动机的准确的绝对位置、即手上的可移动的叉的准确的绝对位置，从而能够提高控制的精度。

在具备数据通信线的本发明的工业用机器人中，也可以是，机器人控制器具备：动作控制部，其进行机器人的动作的执行及管理；驱动器通信部，其进行基于数据通信线的数据通信的处理；共享存储器，其能够从动作控制部及驱动器通信部双方进行访问；以及远程I/O控制部，其从动作控制部接收对手基部的伺服驱动器的指令并经由信号线发送到远程I/O，驱动器通信部经由数据通信线获取到伺服电动机的位置信息时，将位置信息存储到共享存储器。根据该结构，由于来自动作控制部的指令从远程I/O控制部经由信号线被发送到手基部侧，所以能够通过动作控制部来控制手基部的伺服驱动器。另外，由于手基部的伺服电动机的位置信息经由共享存储器供给至动作控制部，所以动作控制部能够基于存储在共享存储器中的位置信息迅速地实施准确的控制。

在具备数据通信线的本发明的工业用机器人中，也可以是，手操器能够连接到机器人控制器，当从手操器输入对手基部的伺服驱动器的指令时，该指令输入到远程I/O控制部，经由信号线发送到远程I/O。根据该结构，对设置于手基部的伺服驱动器也能够通过手操器输出指令，例如可以容易地进行示教。

在具备数据通信线的本发明的工业用机器人中，也可以是，通过数据通信，能够进行在手基部的伺服驱动器中设定的设定值的读取和对手基部的伺服驱动器的设定值的设定，驱动器通信部在读取到设定值时将该设定值存储到共享存储器，手操器能够编辑存储到共享存储器的设定值，根据来自手操器的指令，驱动器通信部通过数据通信将存储于共享存储器中的设定值设定到手基部的伺服驱动器。根据该结构，能够从与机器人控制器连接的手操器进行对该伺服驱动器的初始值等的设定操作，而不必进行对设置于手基部的伺服驱动器的直接操作。

发明效果

根据本发明，能够获得一种搬运用的工业用机器人，其可以变更手中的叉间距，能够准确地控制叉的位置并且能够使叉高速移动。

附图说明

图1的(a)、(b)分别是本发明的第一实施方式的工业用机器人的侧视图及俯视图。

图2是表示水平多关节机构上升的状态下的工业用机器人的侧视图。

图3是说明第一实施方式的工业用机器人中的手的结构的图。

图4是说明第二实施方式的工业用机器人中的手的结构的图。

图5是表示第二实施方式的工业用机器人中的机器人控制器的结构的框图。

附图标记说明

11A、11B…第一臂；12A、12B…第二臂；13A、13B…手；14…手基部；15、16…叉；21…轨道；22…基台；23…旋转台；24…升降机构；24A…固定部；24B…移动部；25…罩；26…支承部；31…旋转轴；32…共用轴；33A、33B…轴；34A、34B…手腕轴；52…滚珠丝杠；53…伺服电动机；54…编码器；55…伺服驱动器；60…远程I/O；61…电源线；62…信号线；65…数据通信线；70…机器人控制器；71…电源；72…紧急停止开关；73…手操器；74…手操器通信线；80…应用程序；81…驱动器通信部；82…动作控制部；83…注册数据存储部；86…共享存储器；87…远程I/O控制部。

具体实施方式

接着，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1表示本发明的第一实施方式的工业用机器人的机器人主体，(a)、(b)分别是侧视图及俯视图。图1所示的机器人是搬运用于制造液晶显示面板的玻璃基板等大致长方形的板状的搬运对象物的水平多关节型机器人，是具备分别保持搬运对象物的两只手13A、13B的所谓双手机器人。另外，图2表示图1所示的机器人主体中水平多关节机构上升后的状态。在图1及图2中未示出，但在本实施方式的工业用机器人中，控制各轴的伺服电动机的机器人控制器70(参照图3)与机器人主体连接。

机器人主体具备：能够在以直线设置于地面上的相互平行的一对轨道21上移动的基台22；设置基台22的上方，通过内置于基台22中的伺服电动机(未图示)绕旋转轴31在水平面内旋转的旋转台23；以及以相对于旋转台23直立的方式设置的升降机构24。基台22在轨道21上的移动也由内置于基台22中的另一伺服电动机(未图示)驱动。在轨道21上安装有覆盖它的罩25。升降机构24具备：安装于旋转台23上的固定部24A；以及通过未图示的伺服电动机相对于固定部24A上升和下降的移动部24B。图1的(a)表示升降机构24的移动部24B位于其升降范围内的最下方的状态下的机器人主体，与此相对，图2表示移动部24B上升后的状态下的机器人主体。

在移动部24B，以沿水平方向延伸的方式设置有保持水平多关节机构的支承部26，在支承部26的前端，在上下方向上排列安装有两组水平多关节机构。上侧的水平多关节机构具备：安装于支承部26并且能够绕共用轴32在水平面内旋转的第一臂11A；以及安装于第一臂11A的前端并且能够绕轴33A在水平面内旋转的第二臂12A，手13A安装在第二臂12A的前端。同样地，下侧的水平多关节机构具备：安装于支承部26并且能够绕共用轴32在水平面内旋转的第一臂11B；以及安装于第一臂11B的前端并且能够绕轴33B在水平面内旋转的第二臂12B，手13B安装在第二臂12B的前端。第一臂11A、11B、第二臂12A、12B及手13A、13B也包含在机器人主体中。

手13A、13B是相同的结构。构成为，无论手13A、13B中的哪一只手都具备手基部14和作为棒状的部件的多个叉15、16，通过由叉15、16从下方保持，能够将板状的搬运对象物保持在水平状态进行搬运。在图示的例子中，手13A、13B各自具备可以沿着手基部14移动的两个叉15和固定在手基部14的两个叉16总共四个叉15、16，这些叉15、16以相互平行并且从手基部14沿一个方向延伸的方式配置于手基部14。具体地说，沿着与叉15、16的延伸方向正交的方向，内侧的两个是固定在手基部14的叉16，外侧的两个是可移动的叉15。例如，在取出收纳于加载锁定室等中的搬运对象物并保持在手13A、13B上时，或将保持的搬运对象物收纳在加载锁定室内时等，手13A、13B相对于搬运对象物前进或后退，这时手13A、13B的前进或后退的方向是与叉15、16的延伸方向平行的方向。

在该机器人中，水平多关节机构构成为，通过组装在第一臂11A、11B和第二臂12A、12B中的连杆机构，手13A、13B在与支承部26延伸的方向正交的方向上以直线运动进行前进及后退运动。即，两只手13A、13B在同一个方向上进行前进及后退。相对于中心轴32，手13A、13B的前端离开的动作是前进运动，与前进运动相反的方向的动作是后退运动。第一臂11A、11B和第二臂12A、12B整体进行弯曲运动，尽管如此，为了使水平面内的手13A、13B的方向恒定，手13A、13B分别在第二臂12A、12B的前端的位置以能够在水平面内绕手腕轴34A、34B旋转的方式安装。在上侧的水平多关节机构中，通过驱动设置在支承部26的伺服电动机(未图示)，第一臂11A及第二臂12A动作，手13A保持其方向不变，向与支承部26的延伸方向正交的方向移动。同样地，在下侧的水平多关节机构中，通过驱动设置在支承部26的伺服电动机(未图示)，第一臂11B及第二臂12B动作，手13B保持其方向不变，向与支承部26的延伸方向正交的方向移动。在该机器人中，能够使手13A和手13B独立地移动。

接着，使用图3对手13A、13A进行说明。由于手13A、13B是相同的结构，所以在此对手13A的结构进行说明，但是关于手13B，除了其经由手腕轴34B安装在第二臂12B上这一点之外，此处的说明直接适用。

在手13A中，其手基部14经由手腕轴34A安装在第二臂12A上。在手基部14，在每个可移动的叉15上具备：使该叉15移动的滚珠丝杠52；安装于滚珠丝杠52的一端，对滚珠丝杠52进行旋转驱动的伺服电动机53；安装在伺服电动机53的驱动轴上的绝对值(绝对)式的编码器54；以及基于编码器54的检测结果和从外部输入的指令驱动伺服电动机的伺服驱动器55。滚珠丝杠52在与叉15的长边方向正交的方向上延伸，在叉15中，在其根部侧，滚珠丝杠52在啮合的同时贯通。通过由伺服电动机53驱动滚珠丝杠52旋转，叉15在滚珠丝杠52延伸的方向上移动。通过由编码器54检测滚珠丝杠52的旋转量，能够准确地了解手基部14中的叉15的位置。

在手基部14，进一步设置有远程I/O(输入/输出部)60，其用于进行与机器人控制器70的通信。远程I/O60是进行串行数据通信的输入/输出接口，经由配置在升降机构24、第一臂11A及第二臂12A的内部的信号线62与机器人控制器70连接。伺服驱动器55的控制用信号的输入端子与远程I/O60连接。伺服驱动器55的控制用信号是指对伺服驱动器55的位置指令等动作指令、选择存储在伺服驱动器55的内部的表的指令以及用于进行伺服驱动器55的动作确认的指令等。与叉15的移动有关的指令从机器人控制器70经由信号线62传达到远程I/O60，从远程I/O60发送至伺服驱动器55。接收到指令的伺服驱动器55基于由编码器54检测的位置和指令驱动伺服电动机53，其结果是，滚珠丝杠52旋转，叉15迅速并且准确地移动到由指令指定的位置。此外，由于在手上装载搬运对象物的状态下不会进行叉间距的变更，且叉15为了变更叉间距所要求的动作也不复杂，所以赋予伺服驱动器55的指令不是复杂的指令，即使经由作为串行接口的远程I/O60向多个伺服驱动器55供给指令，也不会妨碍叉间距的快速变更。

在手13A上，设置有用于检测手13A上的搬运对象物的放置位置等的传感器(未图示)，向传感器发送检测指示或发送传感器的检测结果也使用远程I/O60。特别是在本实施方式的工业用机器人中，作为远程I/O60，使用基于RS－485的接口。在基于RS－485的接口中，能够实现多点串行数据通信，通过使用该接口，不仅伺服驱动器55，而且设置于手13A的各种传感器类也能够通过菊花链连接与机器人控制器70电连接。这时，即使伺服驱动器55的数量或传感器的数量增加，穿过手腕轴34A的内部的信号线62的根数、芯数也不会增加。

接着，对设置于本实施方式的工业用机器人中的伺服电动机进行说明。从以上说明可知，在手13A上设置有两个伺服电动机53，在手13B上也设置有两个伺服电动机53。这些伺服电动机53均由设置于手基部14的伺服驱动器55来伺服控制。除了这些伺服电动机53，在机器人主体上还设置有如下的五个伺服电动机：内置于基台22中以在轨道21上移动的伺服电动机；内置于基台22中以实现绕旋转轴31的旋转的伺服电动机；设置于升降机构24中用于升降的伺服电动机；设置于支承部26以进行手13A的前进及后退的伺服电动机；以及设置于支承部26以进行另一只手13B的前进及后退的伺服电动机。这五个伺服电动机是使臂11A、11B、12A、12B的位置及姿势中的至少一方变化的伺服电动机，并由内置于机器人控制器70中的伺服驱动器进行伺服控制。有时还设置伺服电动机，以使手13A、13B分别绕手腕轴34A、34B旋转，但用于绕手腕轴34A、34B的旋转的伺服电动机也由内置于机器人控制器70中的伺服驱动器伺服控制。

结果，在该实施方式的工业用机器人中，机器人控制器70需要五个或七个伺服驱动器，这些伺服驱动器分别通过伺服控制驱动除手基部14的四个伺服电动机53以外的五个或七个伺服电动机。在一般的机器人控制器上设置的伺服驱动器的数量有上限，假设用于叉间距的变更的伺服电动机53的伺服控制也由机器人控制器70进行，则机器人控制器70还需要四个伺服驱动器，由于对伺服驱动器的个数的限制，在一般的机器人控制器中可能无法实现。在本实施方式中，通过将叉间距的变更所需的伺服驱动器55设置于手基部14，能够在使用一般的机器人控制器的同时，使用伺服电动机53进行叉间距的变更。即使在手13A、13B中增减为了变更叉间距而移动的叉15的个数的情况下，只要增减相应地设置在手基部14的伺服电动机53及伺服驱动器55的数量即可，所以也无需增减机器人控制器中的伺服驱动器的数量。

接着，对驱动用的电力向设置于手基部14的伺服驱动器55的供给进行说明。伺服驱动器55为了通过伺服控制来驱动伺服电动机53，需要对伺服驱动器55供给驱动用的电力。在本实施方式中，例如，从电源71向机器人控制器70供给单相200V的交流电力，交流电力通过设置于机器人控制器70的内部的紧急停止开关72经由电源线61供给到手基部14。由于供给单相交流，所以穿过手腕轴34A并连接到手基部14的电源线61由两根导体配线构成。在此，如果将伺服驱动设置于手基部14的两个伺服电动机53的伺服驱动器设置于机器人控制器70，则由于伺服电动机53一般为三相电动机，所以每个电动机需要三根电力用的导体配线，需要使总共六个导体配线穿过手腕轴34A。此外，输出编码器54的检测结果的信号线也需要穿过手腕轴34A。由于手腕轴34A中的配线用的空间被限定，因此一般难以在位于机器人的臂的前端侧的手腕轴34A上像这样配置大量的电力用的导体配线及信号线。在本实施方式中，由于只要使由两根导体配线构成的电源线61穿过手腕轴34A即可，所以能够将伺服电动机53容易地设置在手基部14。即使增加在手基部14中移动的叉15的个数，且相应地增加了伺服电动机53及伺服驱动器55的数量，穿过手腕轴34A的导体配线的根数也不会增加。

接着，对设置在机器人控制器70内的紧急停止开关72进行说明。在第一实施方式的工业用机器人中，来自电源71的电力经由设置在机器人控制器70内的紧急停止开关72供给到手基部14内的伺服驱动器55。设置紧急停止开关72是为了切断驱动用的电力向伺服驱动器55的供给而设置的，与机器人控制器70的紧急停止状态联动地切断驱动用的电力向伺服驱动器55的供给。由此，在需要使机器人整体紧急停止时，伺服驱动器55也紧急停止，叉15的移动也停止，例如，提高在维修时等的工业用机器人的安全性。

在第一实施方式的机器人中，经由信号线62和远程I/O60从机器人控制器70向伺服驱动器55发送指令。因此，进行该机器人的示教(教学)时，将手操器连接到机器人控制器70，基于向手操器的输入在机器人控制器70中生成位置指令等动作指令或用于选择伺服驱动器55内的表的指令，并经由远程I/O60将该指令供给到伺服控制器55。此外，在手13A、13B中，在发生从叉15上的指令位置稍微偏移等轻微的错误的情况下，只要经由远程I/O60将使叉15移动至原点的指令供给到伺服驱动器55即可。

在以上说明的第一实施方式的工业用机器人中，通过在手13A、13B各自的手基部14设置使叉15沿着手基部14移动的伺服电动机53和通过伺服控制来驱动该伺服电动机53的伺服驱动器55，能够使叉15快速且准确地移动至期望的位置以进行叉间距的变更。其结果是，叉间距的变更所需的时间缩短，能够在机器人的动作中进行叉间距的变更且系统的周期时间缩短，能够高效地进行多品种混合生产。由于将伺服驱动器55设置于手基部14，所以可以将穿过手腕轴34A、34B以供给电力的导体配线的根数设定为最少的根数，即使在手腕轴34A、34B上的配线空间有限时，也能够实现基于伺服电动机33的叉15的驱动。此外，作为机器人控制器70无需使用伺服驱动器的装设数量多的控制器，可以设定为在现有工业用机器人中仅更换手13A、13B就能够实现叉间距的变更的结构。通过使用绝对值型编码器作为安装至伺服电动机53的编码器54，在机器人主体或机器人控制器70的电源切断之后启动机器人时，无需进行原点复位动作。通过在手基部14设置由基于RS－485的接口构成的远程I/O60，也能够容易地增设伺服电动机53或伺服驱动器55。

接着，对本发明的第二实施方式的工业用机器人进行说明。第一实施方式的机器人构成为利用设置于手基部14的传感器等用的现有远程I/O60，将控制用信号(用于表选择的指令、动作指定及动作确认等)供给到伺服驱动器55。控制用信号由于其传输所需的频带狭窄，所以即使经由远程I/O60也能够充分传输。另外，在伺服驱动器55上设置有数据通信用的通信端子，用于保持于伺服驱动器55内部的表的编辑、内部状态的获取、异常信息的获取以及来自外部的伺服驱动器55的复位等。但是，就伺服驱动器55的数据通信而言，由于其需要的频带较宽，所以难以经由远程I/O60来进行。因此，特别是难以实时地获取高精度的绝对位置信息。另外，为了进行对伺服驱动器的各种设定(例如，内置表的编辑、初始值的设定等)，需要对设置在手13A、13B上的伺服驱动器55直接进行操作，操作性变差，并且由于手13A、13B在机器人中是被驱动的部分，因此需要考虑以确保安全。于是，在该第二实施方式的工业用机器人中，从机器人控制器70侧向设置在手13A、13B上的伺服驱动器55不仅供给用于传达动作指令等的控制用信号，而且还能够进行用于伺服驱动器55的设定或状态读取等的数据通信。

图4是对第二实施方式的机器人的手13A、13B进行说明的图，由于手13A、13B是相同的结构，所以示出了手13A的结构。图5表示在第二实施方式中使用的机器人控制器70的内部结构。此外，由于图5表示与机器人控制器70执行的控制有关的逻辑结构，所以机器人控制器70的内部结构中例如紧急停止开关72等电源相关的结构没有被示出。第二实施方式的机器人的机器人主体是与第一实施方式中的机器人主体相同的结构，但是在设置有从机器人控制器70连接到手基部14内的伺服驱动器55的数据通信线65这一点上不同。与手13A连接的数据通信线65与上述的信号线62同样，配置于升降机构24、第一臂11A及第二臂12A的内部，穿过手腕轴34A，连接到设置于手13A的手基部14内的两个伺服电动机55各自的数据通信用的端子上。与手13B连接的数据通信线65也同样。数据通信线65是与伺服驱动器55的数据通信用的端子的接口标准对应的信号接口的通信线，例如，是基于RS－485的数据通信线。由于数据通信线65不是供大电流流过的配线，所以线径较小，因此，手腕轴34A内的配线用的空间不会仅仅因为附加了数据通信线65而被压缩。另外，只要是基于RS－485的数据通信线，即使连接的伺服驱动器55的数量增加，配线根数也不会增加。

在本实施方式的机器人中，如图4所示，机器人控制器70具备：驱动器通信部81，其是用于经由数据通信线65进行与伺服驱动器55的数据通信的数据处理部；动作控制部82，其进行包括设置在手13A、13B上的伺服电动机53在内的机器人的各轴的伺服电动机的动作控制；注册数据存储部83，其作为非易失性存储器而构成，以存储动作控制部82的动作控制需要的数据、参数；共享存储器86，其为易失性存储器；以及远程I/O控制部87，其经由信号线62与手基部14的远程I/O60进行通信。驱动器通信部81、动作控制部82及注册数据存储部83构成安装在机器人控制器70中的应用程序80。共享存储器86能够从驱动器通信部81及动作控制部82双方进行访问。在该机器人控制器70中，也可以经由手操器通信线74连接手操器73，以进行示教或机器人的操作。此外，在机器人控制器70中，指定对机器人的作业位置或动作种类的指令例如也可以经由网络从作为该机器人控制器70的上位控制装置的外部控制装置赋予动作控制部82。

驱动器通信部81作为用于进行经由数据通信线65的数据通信的数据处理部发挥作用，具有如下功能：从设置于手基部14的伺服驱动器55获取对应的伺服电动机53的位置信息和已经在这些伺服驱动器55中设定的设定值，并将其存储到共享存储器86中。驱动器通信部81还具有如下功能：在检测到手基部14的伺服驱动器55发生异常时，从该伺服驱动器55获取详细信息。伺服驱动器55的异常的发生有时也能够经由数据通信线65检测，但有时也在远程I/O控制部87经由信号线62从手基部14的远程I/O60检测。无论是经由数据通信线65和信号线62中的哪一个来检测异常的发生，驱动器通信部81都经由数据信号线65从伺服驱动器55获取详细信息并将其存储到共享存储器86。另外，驱动器通信部81具有如下功能：根据来自手操器73的指令，将记录于共享存储器86中的各伺服驱动器55的设定值经由数据通信线65发送至对应的伺服驱动器55并设定到该伺服驱动器55。驱动器通信部81还具有如下功能：在发生机器人的严重异常、例如丢失原点等错误的情况下，根据来自手操器73的指令，经由数据通信线65进行伺服驱动器55的复位。此外，在手13A、13B中发生从叉15上的指令位置稍微偏移等轻微错误的情况下，实际的电动机位置和存储于共享存储器86中的当前位置之间产生偏差，在这种情况下，通过经由远程I/O60将使叉15向原点移动的指令供给到伺服驱动器55，实际的电动机位置成为原点位置并且存储在共享存储器86中的当前位置也成为原点位置，能够从错误复位。

动作控制部82针对设置于机器人的手基部14的伺服驱动器55以外的伺服驱动器，根据来自外部控制装置的指令，执行和管理机器人朝向注册在注册数据存储部83的位置的动作。如上所述，驱动机器人的各轴的伺服电动机的伺服驱动器中、除了设置于手基部14的伺服驱动器55以外的伺服驱动器设置于机器人控制器70内，动作控制部82直接控制这些伺服驱动器，将与这些伺服驱动器对应的伺服电动机的位置信息记录到共享存储器86。针对设置于手基部14的伺服驱动器55，动作控制部82将用于驱动各伺服电动机53的指令输出到远程I/O控制部87，以使得叉间距成为从外部控制装置指定的叉间距。其结果是，该指令从远程I/O控制部87经由信号线62和手基部14的远程I/O60赋予伺服驱动器55。此外，动作控制部82具有如下功能：获取存储在共享存储器86中的各伺服电动机的当前位置，并确认与存储在注册数据存储部83中的信息的一致。注册数据存储部83构成为非易失性存储器，例如存储机器人的动作目标位置(示教位置)、用于使机器人动作的条件设定值、各伺服电动机的驱动位置等。

手操器73具有与一般的机器人控制器70连接来使用的部件同样的功能，用于机器人的示教或对机器人控制器70输入指令。特别是在本实施方式中，手操器73可以对设置于手基部14的伺服驱动器55输入用于叉间距变换的驱动指令。该驱动指令经由远程I/O控制部87、信号线62及远程I/O60输出到伺服驱动器55。另外，手操器73可以从共享存储器86获取包括手基部14的伺服电动机53在内的各伺服电动机的位置信息，并将对各伺服驱动器的设定值存储到共享存储器86。关于除了手基部14的伺服驱动器55以外的伺服驱动器，与一般的机器人控制器的情况同样，存储在共享存储器86中的对各伺服驱动器的设定值由动作控制部设定到这些伺服驱动器中。与此相反，手基部14的伺服驱动器55的设定值由驱动器通信部81根据从手操器73对驱动器通信部81的写入指令，从共享存储器86读取，并经由数据通信线65设定到伺服驱动器55。当进行存储于伺服驱动器55的表的编辑时，将该表的内容读出至共享存储器86之后，使用手操器73对读出至共享存储器86的表的内容进行编辑，经由驱动器通信部81将编辑后的表传输并存储至伺服驱动器55即可。另外，手操器73具有如下功能：经由共享存储器86对驱动器通信部81发出指令重置手基部14的伺服驱动器55。

在这样的本实施方式的机器人中，通过设置与和手基部14的远程I/O60连接的信号线62分开的数据通信线65并在手基部14的伺服驱动器55和机器人控制器70之间进行数据通信，即使在机器人搬运搬运对象物时，也能够在机器人控制器70侧随时获取关于伺服电动机53的高精度的位置信息、状态信息。其结果是，能够对伺服电动机53实施更精确的控制，使得当异常发生时能够容易地获取错误代码等。另外，可以使用例如手操器73从机器人控制器70侧将设定值写入设置于手基部14的伺服驱动器55，而不必进行对伺服驱动器55的直接操作。其结果是，提高机器人的维修作业的作业性及安全性。另外，在本实施方式的机器人中，通过从手操器73参照共享存储器86的存储值，对于手基部14的伺服电动机53，在手操器73中也能够确认其位置，从而可以基于准确的位置进行示教。由于可以从手操器73进行手基部14的伺服驱动器55内的表的编辑，并且能够在伺服驱动器55中设定设定值，所以提高了包含示教在内的操作性。此外，能够由手操器73控制超过机器人控制器70本身设置的伺服驱动器的数量的伺服驱动器，即使在机器人中设置的伺服电动机的数量较多的情况下，也可以操作这些伺服电动机。

在以上说明的各实施方式中，工业用机器人是具备两只手的双手机器人，但本发明也能够应用于仅具备一只手的工业用机器人和具备三只以上的手的工业用机器人。另外，设置在手上的叉的数量可以设定为任意的个数，只要在两个以上即可，在这些叉中能够通过伺服电动机沿着手基部移动的叉的个数也不限于两个。也可以设定为使设置在手上的所有叉都能够移动，也可以设定为仅一部分叉能够移动。优选根据能够移动的叉的个数增减伺服电动机及伺服驱动器的数量。

Claims (11)

1.一种工业用机器人，其具备包括臂和经由手腕轴安装在所述臂的前端的手的机器人主体，搬运放置在所述手上的搬运对象物，其特征在于，

所述手具备：手基部，其与所述手腕轴连接；多个叉，其从所述手基部沿一个方向延伸并从下方支承所述搬运对象物；带编码器的伺服电动机，其通过使所述多个叉中的至少一部分沿着所述手基部移动而变更所述叉的间隔即叉间距；以及伺服驱动器，其基于所述编码器的检测结果，通过伺服控制来驱动所述伺服电动机，

所述伺服电动机、所述编码器及所述伺服驱动器设置于所述手基部。

2.根据权利要求1所述的工业用机器人，其特征在于，

所述编码器是绝对值编码器。

3.根据权利要求1或2所述的工业用机器人，其特征在于，

多个所述叉能够沿着所述手基部移动，对每个可移动的所述叉均设置有所述伺服电动机和所述伺服驱动器。

4.根据权利要求1或2所述的工业用机器人，其特征在于，

在所述手基部设置有远程I/O，该远程I/O供针对所述伺服驱动器的指令输入。

5.根据权利要求4所述的工业用机器人，其特征在于，

所述远程I/O是基于RS－485的接口。

6.根据权利要求4所述的工业用机器人，其特征在于，

还具备机器人控制器，所述机器人控制器与所述机器人主体连接，且内置有伺服驱动器，该伺服驱动器通过伺服控制来驱动使所述臂的位置及姿势中的至少一方变化的伺服电动机，

来自所述机器人控制器的所述指令经由连接所述机器人控制器和所述手基部的信号线以及所述远程I/O发送至所述手基部的所述伺服驱动器。

7.根据权利要求6所述的工业用机器人，其特征在于，

经由所述机器人控制器对所述手基部的所述伺服驱动器供给驱动用的电力，

在所述机器人控制器的内部设置有切断所述驱动用的电力的开关。

8.根据权利要求6或7所述的工业用机器人，其特征在于，

用于在所述手基部的所述伺服驱动器和所述机器人控制器之间进行数据通信的数据通信线与所述信号线分开设置，

进行所述数据通信以至少获取所述手基部的所述伺服电动机的位置信息。

9.根据权利要求8所述的工业用机器人，其特征在于，

所述机器人控制器具备：动作控制部，其进行所述机器人的动作的执行及管理；驱动器通信部，其进行基于所述数据通信线的所述数据通信的处理；共享存储器，其能够从所述动作控制部及所述驱动器通信部双方进行访问；以及远程I/O控制部，其从所述动作控制部接收对所述手基部的所述伺服驱动器的指令并经由所述信号线发送到所述远程I/O，

所述驱动器通信部经由所述数据通信线获取到所述伺服电动机的所述位置信息时，将所述位置信息存储到所述共享存储器。

10.根据权利要求9所述的工业用机器人，其特征在于，

手操器能够连接到所述机器人控制器，当从所述手操器输入对所述手基部的所述伺服驱动器的指令时，该指令输入到所述远程I/O控制部，经由所述信号线发送到所述远程I/O。

11.根据权利要求10所述的工业用机器人，其特征在于，

通过所述数据通信，能够进行在所述手基部的所述伺服驱动器中设定的设定值的读取和对所述手基部的所述伺服驱动器的设定值的设定，

所述驱动器通信部在读取到所述设定值时将该设定值存储到所述共享存储器，

所述手操器能够编辑存储到所述共享存储器的所述设定值，根据来自所述手操器的指令，所述驱动器通信部通过所述数据通信将存储于所述共享存储器中的所述设定值设定到所述手基部的所述伺服驱动器。