CN116061151A - 机器人 - Google Patents

Abstract

本发明在执行直接示教的产业用机器人中，便于用户准确地移动顶端臂。一种机器人(10)，具有多个臂(10P：11～16)，并执行直接示教，多个臂通过轴彼此可旋转地连结。在该机器人(10)中，多个臂中的顶端臂(16)具备圆筒状的外表面，在圆筒状的外表面沿着周方向设置有防滑构造(16b)。

Description

机器人

技术领域

本发明涉及由用户执行直接示教的产业用机器人。

背景技术

以往，已知由用户对产业用机器人的机器人执行直接示教的例子(参照专利文献1)。在该例子的情况下，公开了在具备第一～第六臂的产业用六轴机器人中，由用户握持第六臂(顶端臂)，移动机器人的臂部分、即操纵器的部分执行直接示教的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2020-151807号公报

发明内容

本发明所要解决的技术问题

然而，本申请发明人着眼于在由用户握持顶端臂移动机器人时，难以准确地移动顶端臂。在直接示教中用户无法准确地移动顶端臂的情况下，示教不准确，或者在直接示教之后需要基于其他方法进行顶端臂位置的微调整，导致示教的效率大幅度地降低。

本发明是鉴于上述技术问题而提出的，其主要目的在于，在执行直接示教的机器人中，便于用户准确地移动顶端臂。

用于解决技术问题的技术方案

用于解决上述技术问题的第一方式为一种机器人，具备操纵器并执行直接示教，该操纵器具有通过轴彼此可旋转地连结的多个臂，其中，

所述多个臂中的顶端臂具备圆筒状的外表面，在所述圆筒状的外表面沿着周方向设置有防滑构造作为规定构造。

根据上述结构，机器人具备彼此连结的多个臂，执行直接示教。

在此，所述多个臂中的顶端臂具备圆筒状的外表面。因此，能够减轻在顶端臂与用户接触时用户受到的损害。另一方面，本申请发明人着眼于，在顶端臂具备圆筒状的外表面的情况下，在直接示教中用户握持顶端臂进行移动时，手容易滑，需要注视着顶端臂握持，用户难以准确地移动顶端臂。

这一点，在所述圆筒状的外表面沿着周方向设置有防滑构造作为规定构造。因此，能够通过防滑构造来抑制在移动顶端臂时手滑，并且容易传递使顶端臂旋转的方向的力。进一步，在直接示教中，即使用户不注视顶端臂，也能够在周方向的某些位置用手感确认握持了防滑构造的部分。由此，能够一边观察安装于顶端臂的手指(工具)或工件一边执行直接示教。因此，用户便于准确地移动顶端臂，即使在直接示教之后不通过其他方法来对顶端臂位置进行微调整，也能够准确地执行示教。其结果是，能够起到能够较大提高示教的效率的显著的效果。

第二方式为一种机器人，具备操纵器并执行直接示教，该操纵器具有通过轴彼此可旋转地连结的多个臂，其中，

所述多个臂中的顶端臂具备圆筒状的外表面，在所述圆筒状的外表面沿着周方向设置有规定图案的凹凸作为规定构造。

根据上述结构，在所述圆筒状的外表面沿着周方向设置有规定图案的凹凸作为规定构造。因此，能够通过规定图案的凹凸来抑制在移动顶端臂时手滑，并且容易传递使顶端臂旋转的方向的力。进一步，在直接示教中，即使用户不注视顶端臂，也能够在周方向的某些位置用手感确认握持了规定图案的凹凸的部分。由此，能够一边观察安装于顶端臂的手指(工具)或工件一边执行直接示教。因此，用户便于准确地移动顶端臂，即使在直接示教之后不通过其他方法来对顶端臂位置进行微调整，也能够准确地执行示教。其结果是，能够起到能够较大提高示教的效率的显著的效果。

第三方式为一种机器人，具备操纵器并执行直接示教，该操纵器具有通过轴彼此可旋转地连结的多个臂，其中，

所述多个臂中的顶端臂具备圆筒状的外表面，所述圆筒状的外表面包含规定粗糙度的第一部分，以及比所述规定粗糙度更粗糙且沿着周方向设置的、作为规定构造的第二部分。

根据上述结构，所述圆筒状的外表面包含规定粗糙度的第一部分、以及比所述规定粗糙度粗糙且沿着周方向设置的、作为规定构造的第二部分。因此，能够通过第二部分来抑制在移动顶端臂时手滑，并且容易传递使顶端臂旋转的方向的力。进一步，在直接示教中，即使用户不注视顶端臂，也能够在周方向的某些位置用手感确认握持了第二部分。由此，能够一边观察安装于顶端臂的手指(工具)或工件一边执行直接示教。因此，用户便于准确地移动顶端臂，即使在直接示教之后不通过其他方法来对顶端臂位置进行微调整，也能够准确地执行示教。其结果是，能够起到能够较大提高示教的效率的显著的效果。

通常，在顶端臂的顶端部分(与相邻的臂相反侧的部分)安装有手指(工具)。因此，当用户握持顶端臂的顶端附近时，有可能不小心接触手指。

这一点，作为一个例子，所述规定构造在所述顶端臂中，设置在所述多个臂中的相邻的臂侧的端部。根据这种结构，用户在顶端臂中握持相邻的臂侧的端部，能够抑制握持顶端臂的顶端附近的情况。

另外，作为其他例子，在所述圆筒状的外表面设置有线缆连接部以及管连接部中的至少一者，所述规定构造在所述顶端臂中，仅设置在比所述线缆连接部以及所述管连接部更靠所述多个臂中的相邻的臂侧的位置。

根据上述结构，在所述圆筒状的外表面设置有线缆连接部以及管连接部中的至少一者。因此，能够将线缆连接至线缆连接部，或者将管(管子、管道)连接至管连接部。另一方面，在这种情况下，用户有可能不小心接触线缆或管。

这一点，所述规定构造在所述顶端臂中仅设置比所述线缆连接部以及所述管连接部更靠所述多个臂中的相邻的臂侧的位置。因此，用户握持顶端臂中比所述线缆连接部以及所述管连接部更靠所述相邻的臂侧，能够抑制不小心接触线缆或管。因此，能够抑制线缆或管从所述线缆连接部以及所述管连接部脱落，或者切断线缆或管。

进一步根据其他例子，所述规定构造设置在所述圆筒状的外表面的整周。根据这种结构，在直接示教中，无论用户握持顶端臂的周方向的位置如何，都能够抑制手滑。进一步，无论用户握持顶端臂的周方向的位置如何，都能够用手感确认握持了规定构造的部分。

进一步根据其他例子，所述规定构造是所述圆筒状的外表面经滚花加工后的滚花加工部。根据这种结构，仅对构成顶端臂的现有部件进行加工，就能够容易且以低成本设置规定构造。进一步，例如与在顶端臂的圆筒状的外表面粘贴防滑部件等的构造相比，防滑部件等不会被剥落，也不会因防滑部件等的劣化或磨损而产生粉尘。

附图说明

图1是一个实施方式的属于产业用机器人的范畴的人协作型的机器人的侧视图。

图2是示出握持机器人的臂的方式的图。

图3是示出移动机器人的臂的方式的图。

图4是示出机器人的第六臂的放大立体图。

图5是示出机器人的第六臂、手部、相机、以及线缆的示意图。

图6是示出第六臂的变形例的放大立体图。

图7是示出第六臂的其他变形例的放大立体图。

图8是示出第六臂的其他变形例的放大立体图。

图9是示出机器人的变形例的侧视图。

附图标记说明

10：机器人

15b：滚花加工部(防滑构造、规定图案的凹凸、第二部分、规定构造)

16：第六臂(顶端臂)

16a：部分

16b：滚花加工部(防滑构造、规定图案的凹凸、第二部分、规定构造)

16c：喷砂加工部(防滑构造、第二部分、规定构造)

16d：橡胶部件(防滑构造、规定图案的凹凸、第二部分、规定构造)

16e：凹部(防滑构造、规定图案的凹凸、规定构造)

具体实施方式

以下，参照附图，对作为产业用机器人的一个领域近年来备受瞩目的、与人协作的机器人的一个实施方式进行说明。

如图1所示，与人协作的机器人10是具备多个臂10P(也称作操纵器)的垂直多关节型的产业用机器人(所谓的六轴机器人)，该多个臂通过轴彼此可旋转地连结。该机器人10内置有负责其整体控制的控制装置20。机器人10例如是小到和轻到可以通过一人搬运的程度。机器人10例如以与人的协作作为前提，设计成在其动作环境中不需要安全栅栏。

此外，控制装置20不局限于内置在机器人10中，也可以设置在机器人10的外部。在这种情况下，机器人10与控制装置20有线或者无线地彼此可通信地构成。另外，控制装置20也可以有线或者无线地彼此可通信地与示教器、计算机、智能手机(便携终端)等、其他的外部装置连接。

机器人10具备基座10a、六个(多个)臂11～16、以及手部22。基座10a既可以固定于设置面，也可以不固定于设置面。各臂11～16以及手部22在基座10a上按照臂11～16的顺序彼此通过轴可转动地设置且设置成构成多个臂(操纵器)10P。具体而言，从基座10a侧依次连结有第一臂11、第二臂12、第三臂13、第四臂14、第五臂15(相邻的臂)、以及第六臂16(顶端臂)。另外，在不特定各臂11～16的情况下，将各臂11～16简单地统称为臂。各臂11～16形成为圆柱状，具备圆筒状的外表面。由此，能够减轻在各臂11～16与用户接触时用户受到的伤害。第六臂16的圆筒状的外表面例如由金属形成。

手部22(手指部)安装在第六臂16的顶端部分(与相邻的第五臂15相反侧的部分)。在这种情况下，基座10a侧为各臂11～16的基端侧，手侧22为各臂11～16的顶端侧。此外，手部22例如是卡盘或夹具，另外也可以采用吸附手等，能够根据机器人10的用途适当地选择。

构成多个臂(操纵器)10P的臂11～16分别通过多个轴J1～J6可转动地连结。在这种情况下，从基座10a侧依次为第一轴J1、第二轴J2、第三轴J3、第四轴J4、第五轴J5、以及第六轴J6。此外，在不特定各轴J1～J6的情况下，将各轴J1～J6简单地统称为轴J。

第一轴J1是在垂直方向上延伸的旋转轴，相对于基座10a将第一臂11以可在水平方向上转动的方式连结。第二轴J2是在水平方向上延伸的旋转轴，相对于第一臂11将第二臂12以可在竖直方向上转动的方式连结。第三轴J3是在水平方向上延伸的转动轴，相对于第二臂12将第三臂13以可在竖直方向上转动的方式连结。第四轴J4是在第三臂13的长度方向上延伸的旋转轴，相对于第三臂13将第四臂14以可转动的方式连结。第五轴J5是在水平方向上延伸的转动轴，相对于第四臂14将第五臂15以可在竖直方向上转动的方式连结。而且，第六轴J6是在第五臂15的长度方向上延伸的旋转轴，相对于第五臂15将第六臂16以可转动的方式连结。

机器人10的多个臂(操纵器)10P具备分别驱动轴J1～J6的六个(多个)电机(省略图示)。各电机具有机械或者电气制动功能。各电机通过使制动器动作，来约束与各电机相对应的各轴J1～J6，由此限制(禁止)通过各轴J1～J6彼此连结的各臂11～16的旋转动作。将在各电机中制动器动作的状态称为各轴J1～J6被约束的状态。另外，将在各电机中制动器不动作的状态(制动被解除的状态)称为各轴J1～J6的动作未被约束的状态(各轴J1～J6的约束被解除的状态)。

虽然未图示，但是控制装置20例如构成为以具备CPU、ROM、RAM、可重写的存储装置、以及输入输出接口等的微型计算机为主体。控制装置20控制整个机器人10的动作。存储装置存储用于驱动控制机器人10的机器人控制程序。而且，控制装置20通过由CPU执行机器人控制程序，来控制机器人10的动作。各电机与控制装置20电连接。而且，控制装置20根据检测各电机的旋转位置的旋转位置传感器等的检测结果，控制各电机的驱动状态。

虽然省略图示，但是例如在机器人10中设置有指示直接示教的开始的开始按钮、解除各轴的约束的解除按钮、以及指示直接示教的结束的结束按钮等。控制装置20在由用户按下开始按钮时，开始各臂11～16的移动路径、移动速度、或者位置等的示教内容的记录。控制装置20仅在按下解除按钮期间解除全部的轴J1～J6的约束。而且，控制装置20在按下结束按钮时，结束示教内容的记录。此外，也可以在示教器等中设置相当于解除按钮的按钮。另外，也可以操作示教器等，选择作为操作对象的轴，或者设定各轴J1～J6的约束条件。

另外，控制装置20在解除轴J1～J6的约束的状态下，通过控制各电机以使连结至解除约束的轴J1～J6的各臂11～16不因各臂11～16的自重而移动，来进行重力校正。在这种情况下，各电机产生能够对抗由各臂11～16的自重作用于各电机的转矩的程度的较弱的转矩。因此，即使是在轴J1～J6的约束被解除的情况下，用户也能够感觉不到臂11～16的重量而用较轻的力移动任意的臂11～16。

在执行直接示教的情况下，用户(操作人员)按下开始按钮。而且，用户在按下解除按钮的状态下，如图2所示握持第六臂16。如图3所示，用户一边握持第六臂16一边移动机器人10，使手部22移动至工件等的位置。之后，用户通过停止按下解除按钮并按下结束按钮，来结束直接示教。

在此，由于第六臂16具备圆筒状的外表面，因此在直接示教中用户握持第六臂16并使第六臂16移动时，手容易滑，需要注视着握持第六臂16。因此，本申请发明人着眼于用户难以一边注视工件等一边移动第六臂16，难以准确地将手部22(第六臂16)移动至工件等的位置。

这一点，如图1所示，在第六臂16中设置有滚花加工部16b。详细而言，如图4所示，在第六臂16的圆筒状的外表面(外周面)设置有以太网(注册商标)标准的LAN线缆连接部31、照明线缆连接部32、手部线缆连接部33、空气管连接部(省略图示)、传感器线缆连接部(省略图示)等。例如相机的线缆连接至LAN线缆连接部31(线缆连接部)。照明(灯)的线缆连接至照明线缆连接部32(线缆连接部)。手部22的线缆连接至手部线缆连接部33(线缆连接部)。供给空气的管连接至空气管连接部(管连接部)。传感器的线缆连接至传感器线缆连接部(线缆连接部)。

在第六臂16的外表面，在第五臂15侧的端部设置有滚花加工部16b。即，滚花加工部16b(规定构造)在第六臂16中仅设置在比线缆连接部31～33以及空气管连接部更靠第五臂15侧的位置。滚花加工部16b(防滑构造)是第六臂16的圆筒状的外表面被滚花加工的部分。滚花加工既可以是基于切削的加工，也可以是基于滚轧的加工。滚花加工部16b设置在圆筒状的外表面的整周。即，在圆筒状的外表面，沿着周方向设置有滚花加工部16b。滚花加工部16b可以称为在圆筒状的外表面沿着周方向设置的规定图案的凹凸。滚花加工部16b(第二部分)的表面粗糙度比在圆筒状的外表面上未设置滚花加工部16b的部分16a(第一部分)的表面粗糙度(规定粗糙度)粗糙。

如图5所示，在直接示教中用户握持第六臂16时，用户有可能不小心接触手部线缆23、和LAN线缆25、手部22、相机24等。这一点，能够通过滚花加工部16b，来表示在第六臂16中用户应握持的部分。因此，能够督促用户握持在第六臂16中设置在第五臂15侧的端部的滚花加工部16b。握持第六臂16的用户通过滚花加工部16b来获得防滑效果，并且容易使第六臂16在周方向上旋转。进一步，用户能够通过滚花加工部16b来获得凹凸的感触。

以上详细说明的本实施方式具有以下的优点。

·在第六臂16的圆筒状的外表面沿着周方向设置有防滑构造(滚花加工部16b)作为规定构造。因此，能够通过防滑构造来抑制在移动第六臂16时手滑，并且容易传递使第六臂16旋转的方向的力。进一步，在直接示教中，即使用户不注视第六臂16，也能够在周方向的某些位置用手感确认握持了防滑构造的部分。由此，能够一边观察安装于第六臂16的手部22或工件一边执行直接示教。因此，用户便于准确地移动第六臂16，即使在直接示教之后不通过其他方法来对第六臂16位置进行微调整，也能够准确地执行示教。其结果是，能够起到能够较大提高示教的效率的显著的效果。

·在第六臂16的圆筒状的外表面沿着周方向设置有规定图案的凹凸(滚花加工部16b)作为规定构造。因此，能够通过规定图案的凹凸来抑制移动第六臂16时滑手，并且容易传递旋转第六臂16的方向的力。进一步，在直接示教中，即使用户不注视第六臂16，也能够在周方向的某些位置用手感确认握持了规定图案的凹凸的部分。

·圆筒状的外表面包含规定粗糙度的第一部分(部分16a)、以及比规定粗糙度粗糙且沿着周方向设置的、作为规定构造的第二部分(滚花加工部16a)。因此，能够通过第二部分来抑制移动第六臂16时手滑，并且容易传递使第六臂16旋转的方向的力。进一步，在直接示教中，即使用户不注视第六臂16，也能够在周方向的某些位置用手感确认握持了第二部分。

·规定构造(滚花加工部16b)在第六臂16中，设置在第五臂15侧的端部。根据这种结构，用户握持第六臂16中第五臂15侧的端部，能够抑制握持第六臂16的顶端附近。

·规定构造(滚花加工部16b)在第六臂16中仅设置在比线缆连接部31～33以及空气管连接部更靠第五臂15侧的位置。因此，用户握持第六臂16中比线缆连接部31～33以及空气管连接部更靠第五臂15侧的部位，能够抑制不小心接触线缆23、25和空气管。因此，能够抑制线缆23、25和空气管从线缆连接部31～33以及空气管连接部脱落，或者切断线缆23、25和空气管。

·规定构造(滚花加工部16b)设置在圆筒状的外表面的整周。根据这种结构，在直接示教中，无论用户握持第六臂16的周方向的位置如何，都能够抑制手滑。进一步，无论用户握持第六臂16的周方向的位置如何，都能够用手感确认握持了规定构造的部分。

·规定构造是圆筒状的外表面经滚花加工后的滚花加工部16b。根据这种结构，仅对构成第六臂16的现有部件进行加工，就能够容易且以低成本设置规定构造。进一步，例如与在第六臂16的圆筒状的外表面粘贴防滑部件等的构造相比，防滑部件等不会被剥落，也不会因防滑部件等的劣化或磨损而产生粉尘。

此外，也可以如以下那样变更上述实施方式进行实施。对于与上述实施方式相同的部分，通过赋予相同的附图标记来省略说明。

·滚花加工部16b(防滑构造、规定图案的凹凸、第二部分、规定构造)也可以在第六臂16的圆筒状的外表面沿着周方向部分地设置。

·如图6所示，也可以在第六臂16的圆筒状的外表面，沿着周方向部分地设置喷砂加工部16c。喷砂加工部16c(防滑构造、第二部分、规定构造)是第六臂16的圆筒状的外表面被喷砂加工的部分。喷砂加工部16c的表面粗糙度比部分16a的表面粗糙度粗糙。

·也可以取代滚花加工部16b以及喷砂加工部16c，设置蚀刻处理部。蚀刻处理部(防滑构造、第二部分、规定构造)是第六臂16的圆筒状的外表面被蚀刻处理的部分。蚀刻处理部的表面粗糙度比部分16a的表面粗糙度粗糙。

·第六臂16的材质不局限于金属，也可以根据上述的加工方法、处理方法适当地进行选择。

·如图7所示，也可以通过在第六臂16的圆筒状的外表面，沿着周方向粘贴多个橡胶部件16d，来设置防滑构造(规定图案的凹凸、第二部分、规定构造)。

·如图8所示，也可以通过在第六臂16的圆筒状的外表面，沿着周方向形成多个凹部16e，来设置防滑构造(规定图案的凹凸、规定构造)。

·如图9所示，也可以在第六臂16中的第五臂15侧的端部、以及第五臂15中的第六臂16侧的端部，分别沿着圆筒状的外表面的周方向设置滚花加工部16b、15b(防滑构造、规定图案的凹凸、第二部分、规定构造)。根据这种结构，即使是在机器人10较小的情况下，也容易确保用户应握持的部分。此外，也可以在第六臂16的圆筒状的整个外表面设置滚花加工部16b，或者在第五臂15的圆筒状的整个外表面设置滚花加工部15b。

·上述的人协作型机器人10不局限于垂直多关节型的产业用机器人，也可以是水平多关节型的产业用机器人。另外，该机器人10不局限于六轴机器人，也可以是五轴以下的轴数的机器人、和七轴以上的轴数的机器人。机器人10只要是执行直接示教的机器人即可，不一定是人协作型的机器人，也可以是不与人协作的大型的机器人。

此外，也可以组合上述各变形例进行实施。

Claims (13)

1.一种机器人，具备操纵器并执行直接示教，该操纵器具有通过轴彼此可旋转地连结的多个臂，其中，

所述多个臂中的顶端臂具备圆筒状的外表面，在所述圆筒状的外表面沿着周方向设置有防滑构造作为规定构造。

2.一种机器人，具备操纵器并执行直接示教，该操纵器具有通过轴彼此可旋转地连结的多个臂，其中，

所述多个臂中的顶端臂具备圆筒状的外表面，在所述圆筒状的外表面沿着周方向设置有规定图案的凹凸作为规定构造。

3.一种机器人，具备操纵器并执行直接示教，该操纵器具有通过轴彼此可旋转地连结的多个臂，其中，

所述多个臂中的顶端臂具备圆筒状的外表面，所述圆筒状的外表面包含规定粗糙度的第一部分，以及比所述规定粗糙度更粗糙且沿着周方向设置的、作为规定构造的第二部分。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的机器人，其中，

所述规定构造在所述顶端臂中设置在所述多个臂中的相邻的臂侧的端部。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的机器人，其中，

在所述圆筒状的外表面设置有线缆连接部以及管连接部中的至少一者，

所述规定构造在所述顶端臂中仅设置在比所述线缆连接部以及所述管连接部更靠所述多个臂中的相邻的臂侧的位置。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的机器人，其中，

所述规定构造设置在所述圆筒状的外表面的整周。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的机器人，其中，

所述规定构造是所述圆筒状的外表面经滚花加工后的滚花加工部。

8.根据权利要求4所述的机器人，其中，

在所述圆筒状的外表面设置有线缆连接部以及管连接部中的至少一者，

所述规定构造在所述顶端臂中仅设置在比所述线缆连接部以及所述管连接部更靠所述多个臂中的相邻的臂侧的位置。

9.根据权利要求4所述的机器人，其中，

所述规定构造设置在所述圆筒状的外表面的整周。

10.根据权利要求5所述的机器人，其中，

所述规定构造设置在所述圆筒状的外表面的整周。

11.根据权利要求4所述的机器人，其中，

所述规定构造是所述圆筒状的外表面经滚花加工后的滚花加工部。

12.根据权利要求5所述的机器人，其中，

所述规定构造是所述圆筒状的外表面经滚花加工后的滚花加工部。

13.根据权利要求6所述的机器人，其中，

所述规定构造是所述圆筒状的外表面经滚花加工后的滚花加工部。

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