CN1705542A - 工业机器人的原点调节装置 - Google Patents

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Abstract

一种工业机器人的原点调节装置，其能够精确调节工业机器人关节处相对旋转的两元件之间的原点，其采用最少劳力并可用最低成本制造。该装置由于其尺寸小并且无需任何特殊的原点调节信号线也可以容易地用于机器人的腕末端轴上。嵌入了定位元件(22)的安装部(23)和其中有定位元件(22)以突出方式滑动的引导部(24)形成在该相对旋转的两元件中的任一个上或者同时在这两个元件上。

Description

工业机器人的原点调节装置
技术领域
本发明涉及一种工业机器人，更特别地，涉及一种设置在机械手的关节部的原点调节装置。
背景技术
作为用于传统工业机器人的原点调节装置，已经存在有例如图5所示的传统的原点调节装置(例如，参见JP-A-2-180580)。
图5中，第一元件111和第二元件112同轴设置并相对旋转。梯状部113于原点对应的位置处在第一元件111的圆周表面上形成，并且原点调节装置可分离地固定到第二元件112的原点对应的位置。该原点调节装置包括固定到第二元件112的原点对应位置的开关支架115，由开关支架115支持用来产生原始信号的开关装置114，固定到开关支架115的线性轴承116和一滑杆117，该滑杆以其一端与开关装置114的开/关指针发生接合并且通过线性轴承116的引导使该滑杆适于滑动使得其另一端朝梯状部113突出的方式形成。
在这种传统的结构中，因为原点调节装置制成可拆卸的，当执行原点调节时必须安装原点调节装置。而且，需要给原点调节装置的安装部提供防尘物以处理在使用机器人的场所产生的灰尘。另外，此方式的结果是，此种结构变得复杂并且机器人的关节元件和原点调节装置变得昂贵。
此外，因为需要相对大的空间来安放原点调节装置，机器人的关节部的小型化变得困难。特别地，在构成末端效应器安装部的机器人腕轴及其周边处，引发了干扰机器人腕轴的末端部到加工件(正在或将要对其操作的物体)的可达性的问题。
另外，下面将描述已经存在的第二传统示例(例如，参见JP-A-2002-239967)。图6示出了传统的原点调节装置。
第一元件211和第二元件212以相对旋转的方式设置，安装部223在第一元件211上形成用来在其上可分离地安装定位元件222，和接合表面221，与定位元件222形成接触的该接合表面设置在第二元件212上。例如，提供定位销作为定位元件222，和提供该定位销可以拧装进去的螺纹孔作为安装部223。
在第二传统示例描述的原点调节装置中，当原点调节装置廉价的时候，因为构建定位元件以拧装进螺纹孔中并且定位元件的安装精度取决于具有螺纹的工作部分和具有销的工作部分相互同轴的程度，所以不可能期望达到高的定位精确。
另外，在使用不同销的情形中，即使是相同类型的销，因为发生定位精度失真，不能确保稳定的原点调节精度。
发明内容
本发明致力于解决传统示例中固有的问题，本发明中在工业机器人的关节部设置相对旋转的第一元件和第二元件，在第一元件上设置了有定位元件嵌入其中的安装部和使定位元件以突出方式沿其滑动的引导部，以及在第二单元上设置了当第一和第二元件发生相对旋转时与突出的定位元件发生接合的接合部。这里，定位元件和该定位元件沿其滑动的引导元件采用没有机械松散的插承结构。
通过此结构，可以实现廉价的和高度精度的原点调节并且几乎无需多少工时。而且，因为这种没有提供诸如开关这样的信号发生装置的结构导致本发明无需专门的原点调节信号线，尽管有定位元件并入相对旋转元件的事实，本发明也具有不需要在机器人的机构中增加和修改电缆的优点。更特别地，即使在电缆敷设最困难的腕的最末端轴处也可以实现高精度且几乎无需多少工时的原点调节。
附图说明
图1示出了根据在正常操作中的第一实施例工业机器人的原点调节装置部的示意图。
图2示出了根据在原点调节操作中的第一实施例工业机器人的原点调节装置部的示意图。
图3示出了根据在正常操作中的第二实施例工业机器人的原点调节装置部的示意图。
图4示出了根据在原点调节操作中的第二实施例工业机器人的原点调节装置部的示意图。
图5示出了传统工业机器人的原点调节装置的视图。
图6示出了又一工业机器人的原点调节装置的视图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的实施例。
(第一实施例)
图1，2是示出根据第一实施例工业机器人的原点调节装置部的视图。在该图中，定位元件22嵌入其中的一安装部23和定位元件22以突出方式沿其滑动的一引导部24设置在第一元件11上，并且接合部21设置在第二元件12上，当第一元件11和第二元件12发生相对旋转的时候，该接合部与定位元件22发生接合。
以下，将描述如上述构建的工业机器人的操作。当工业机器人执行正常的操作时，如图1所示，允许第一元件11和第二元件12执行自由地相对旋转的操作，并且同时，定位元件22嵌入第一元件11中因而可以显示定位元件22和引导部24的防尘效果。
当需要原点调节时，如图2所示，使定位元件22沿引导部24从第一元件11突出，并且通过相对地旋转第一元件11和第二元件12使定位元件22和接合部21相互发生接合。
这里，当确定定位元件22和接合部21之间的接合时，可以通过监控从用来相对旋转第一元件11和第二元件12的驱动电机的电流产生的扭矩来实施稳定的确定。另外，可以通过操作工业机器人的操作人员的感觉和视觉来实施该确定。
接下来，定位元件22和接合元件21在一机械原点位置处相互发生接合，并且在此位置记录该机械原点，于是完成了原点调节。注意在机械原点位置不同于接合位置的情形中，在必须进行原点调节之前预先测量它们之间的差别，并且当执行原点调节时，从接合位置计算机械原点位置并且现在已经知道了该差别，然后将如此计算的机械原点位置记录为原点位置，于是完成了原点调节。
(第二实施例)
图3，4是示出了根据本发明第二实施例的工业机器人的原点调节装置部的视图。在图3，4中，与图1，2中描述的那些相同的组成元件使用相同的附图标记，并且将省略其描述。
在本实施例中，定位元件22替代在第一实施例中设置在第二元件12上的接合部21，该定位元件22设置在第一元件上，并且引导部24设置在第二元件上，定位元件22以突出的方式沿该引导部24滑动，于是具有与第一实施例相同功能的原点调节装置可以通过采用该结构而实现。
在该第一实施例中，接合部21暴露在外部，并且为了执行高度精确的原点调节此位置需要防止灰尘。在本实施例中，尽管省略了接合部21，并且如图3所示，当机器人执行正常操作时，嵌入了定位元件22和引导部24，并且因为本实施例提供了完整的防尘结构，所以经过长的一段时间，可以实现稳定的原点调节。
<工业应用>
因为根据本发明的机器人结构简单并且可以执行高精度原点调节，所以该机器人是有效的，特别是在应用于生产线用途的工业生产机器人的场合。

Claims (6)

1.一种工业机器人，该工业机器人包括在其关节部处相对旋转的第一元件和第二元件；
第一元件包括：
嵌入了定位元件的安装部和
定位元件以突出方式沿其滑动的引导部；以及
第二元件包括：
当第一元件和第二元件发生相对旋转时与定位元件发生接合的接合部。
2.一种工业机器人，该工业机器人包括在其关节部处相对旋转的第一元件和第二元件；
第一元件包括：
嵌入了第一定位元件的第一安装部和
第一定位元件以突出方式沿其滑动的第一引导部；以及
第二元件包括：
嵌入了第二定位元件的第二安装部和
第二定位元件以突出方式沿其滑动的第二引导部，
于是当第一元件和第二元件发生相对旋转时第一定位元件和第二定位元件发生相互接合。
3.根据权利要求1或2所述的工业机器人，其中当执行正常操作时，定位元件保持在该定位元件不从第一元件突出的位置处，而是仅仅当执行原点调节时，该定位元件产生突出。
4.根据权利要求3所述的工业机器人，其中使定位元件在工业机器人的机械原点位置处发生接合。
5.根据权利要求3所述的工业机器人，还包括使定位元件在从机械原点位置经过预先确定的已知角度转移的位置处发生接合的计算装置，该计算装置利用已知的角位移和定位元件的接合位置计算机械原点位置。
6.根据权利要求3所述的工业机器人，其中通过监控由相对旋转第二元件的驱动电机的电流在第二元件中产生的扭矩来确定定位元件的接合。
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