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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Roboter mit einer Fixiervorrichtung zum Einschränken einer relativen Drehbewegung von zwei Elementen und eine Fixiervorrichtung zum Einschränken einer relativen Drehbewegung von zwei Elementen.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Vertikale Knickarmroboter verwenden häufig Servomotoren mit eingebauten Bremsen als eine Einrichtung zum Antreiben der Arme. Diese vertikalen Knickarmroboter sind derart ausgelegt, dass sie die Bremsen der Servomotoren automatisch betätigen, um ein Senken der Arme aufgrund der Schwerkraft zu verhindern, wenn die Antriebströme der Servomotoren unterbrochen werden. Während ein Servomotor aufgrund eines Ausfalls oder aus einem anderen Grund ausgetauscht wird, ist es andererseits notwendig, eine Einrichtung anstelle des Servomotors zu verwenden, um vorübergehend das Senken des Arms zu verhindern. In einem solchen Fall kann zum Beispiel ein Deckenkran verendet werden, um den Arm von oben aufzuhängen, oder irgendeine Bühnenabstützung kann zum Abstützen des Arms verwendet werden.
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Da der Arm eines vertikalen Knickarmroboters entgegen der Schwerkraft arbeitet, können in dieser Hinsicht verschiedene Vorrichtungen zum Schwerkraftausgleich, die Spiralfeder usw. verwenden, eingesetzt werden, um die Belastung des Servomotors zu reduzieren. Eine solche Vorrichtung zum Schwerkraftausgleich ist in
JP-A-2002-283274 dargestellt. Wenn ein Servomotor zum Zweck einer Reparatur oder eines Austauschs usw. von einem vertikalen Knickarmroboter mit einer Schwerkraftausgleichsvorrichtung demontiert wird, kann der Arm je nach Gewicht der Hand und des Werkstücks, die an dem Arm angebracht sind, und der Winkelstellung des Arms nach oben schnellen anstatt herabzusinken. Dies liegt daran, dass das den Arm hochziehende Drehmoment der Vorrichtung zum Schwerkraftausgleich größer werden kann als das schwerkraftbedingte Drehmoment, das den Arm herabsenkt. Es ist nicht leicht vorherzusagen, ob der Arm herabsinken wird oder ob er angehoben wird, und daher werden unter Berücksichtigung der Sicherheit Mittel montiert, um eine Drehbewegung des Arms in beiden Richtungen einzuschränken. In diesem Fall wird der Arm zum Beispiel gleichzeitig von oben mithilfe eines Deckenkrans aufgehängt und nach unten durch einen Flaschenzug gezogen. Da ein Servomotor unter Umständen bei einer beliebigen Winkelstellung einen Schaden erleiden könnte, kann in dieser Hinsicht je nach der Winkelstellung des Arms der Zugang zu einem Deckenkran schwierig sein und es könnte keine geeignete Montageposition des Flaschenzugs auf dem Boden vorliegen.
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In diesem Zusammenhang schlägt
JP-A-2002-283274 die Technik der Verwendung einer Befestigungsvorrichtung vor, die die Bewegung einer Welle einer Schwerkraftausgleichsvorrichtung einschränkt, so dass der mit dieser Welle verbundene Arm festgemacht wird. Jedoch kann die Technik aus
JP-A-2002-283274 lediglich auf Roboter mit einer Schwerkraftausgleichsvorrichtung angewendet werden und ermangelt daher der Vielseitigkeit. Ein Knickarmroboter kann außerdem mit Stoppern zum Einschränken des Arbeitswinkels des Arms versehen sein, und es ist im Grunde möglich, den Arm unter Verwendung derartiger Stopper ortsfest zu befestigen. Jedoch müssen die vorstehenden Stopper an vorgegebenen Stellen angeordnet sein, die dem zulässigen Arbeitswinkel des Arms entsprechen, und daher wäre es nicht möglich, den Arm in einer beliebigen Winkelposition festzumachen, auch wenn diese Stopper verwendet werden.
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Ein Roboter und eine Fixiervorrichtung, die in der Lage sind, einen Arm in einer beliebigen Winkelposition auch ohne die Zuhilfenahme eines Deckenkrans oder eines Flaschenzugs oder eines anderen unhandlichen Geräts festzumachen, wurden gesucht.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Roboter bereitgestellt, umfassend: ein erstes Element und ein zweites Element, die derart verbunden sind, dass sie in der Lage sind, sich um eine vorgegebene Rotationsachse relativ zueinander zu drehen; und eine Fixiervorrichtung, die eine relative Drehbewegung des ersten Elements und des zweiten Elements um die Rotationsachse einschränkt, wobei die Fixiervorrichtung umfasst: einen Befestigungsabschnitt; der an dem ersten Element befestigt ist, und einen Anlageabschnitt, der sich von dem Befestigungsabschnitt erstreckt und an dem zweiten Element zur Anlage kommt, um die relative Drehbewegung einzuschränken, und eine Anlageposition des Anlageabschnitts in Bezug auf das zweite Element in Umfangsrichtung um die Rotationsachse stufenlos verändert werden kann.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Roboter gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, wobei der Befestigungsabschnitt eine lange Öffnung, die sich in Umfangsrichtung erstreckt, aufweist und an dem ersten Element mithilfe mehrerer Schrauben, die in die lange Öffnung eingesetzt sind, befestigt ist, und die Befestigungsposition des Befestigungsabschnitts an dem ersten Element entlang der Verlaufsrichtung der langen Öffnung stufenlos verändert werden kann.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Roboter gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, wobei der Befestigungsabschnitt und der Anlageabschnitt aus getrennten Elementen ausgebildet sind, die miteinander verbunden sind, und der Anlageabschnitt in Bezug auf den Befestigungsabschnitt in Richtung zu einem anlegbaren Abschnitt des zweiten Elements hin und in Richtung von dem anlegbaren Abschnitt weg stufenlos bewegt werden kann.
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Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist ein Roboter gemäß einem der Aspekte eins bis drei bereitgestellt, der ferner ein Paar Fixiervorrichtungen umfasst, von denen eine auf jeder Seite, in Umfangsrichtung, des anlegbaren Abschnitts des zweiten Elements angeordnet ist.
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Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung ist ein Roboter gemäß einem der Aspekte eins bis drei bereitgestellt, wobei die Fixiervorrichtung ein Paar Anlageabschnitte umfasst, von denen eine auf jeder Seite, in Umfangsrichtung, des anlegbaren Abschnitts des zweiten Elements angeordnet ist.
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Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung ist ein Roboter gemäß einem der Aspekte eins bis fünf bereitgestellt, der ferner ein drittes Element umfasst, das an dem ersten Element angebracht sein kann, wobei der Befestigungsabschnitt mithilfe des dritten Elements an dem ersten Element befestigt ist.
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Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Fixiervorrichtung zum Einschränken einer relativen Drehbewegung eines ersten Elements und eines zweiten Elements eines Roboters um eine vorgegebene Rotationsachse bereitgestellt, die derart verbunden sind, dass sie in der Lage sind, sich um die Rotationsachse relativ zueinander zu drehen, umfassend: einen Befestigungsabschnitt, der eine lange Öffnung, die sich in einer Bogenform erstreckt, aufweist und der an dem ersten Element mithilfe mehrerer Schrauben, die in die lange Öffnung eingesetzt werden, befestigt sein kann; und einen Anlageabschnitt, der sich von dem Befestigungsabschnitt erstreckt und an dem zweiten Element zur Anlage kommt, um die relative Drehbewegung einzuschränken, wobei eine Befestigungsposition des Befestigungsabschnitts mithilfe der mehreren Schrauben entlang einer Verlaufsrichtung der langen Öffnung stufenlos verändert werden kann.
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Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Fixiervorrichtung zum Einschränken einer relativen Drehbewegung eines ersten Elements und eines zweiten Elements eines Roboters um eine vorgegebene Rotationsachse bereitgestellt, die derart verbunden sind, dass sie in der Lage sind, sich um eine vorgegebene Rotationsachse relativ zueinander zu drehen, umfassend: einen Befestigungsabschnitt, der an dem ersten Element befestigt sein kann; und einen Anlageabschnitt, der sich von dem Befestigungsabschnitt erstreckt und an dem zweiten Element zur Anlage kommt, um die relative Drehbewegung einzuschränken, wobei der Befestigungsabschnitt und der Anlageabschnitt aus getrennten Elementen ausgebildet sind, die miteinander verbunden sind, und sich der Anlageabschnitt in Bezug auf den Befestigungsabschnitt in Richtung zu einem anlegbaren Abschnitt des zweiten Elements hin und in Richtung von dem anlegbaren Abschnitt weg stufenlos bewegen kann.
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Gemäß einem neunten Aspekt der Erfindung ist eine Fixiervorrichtung gemäß dem achten Aspekt bereitgestellt, wobei der Anlageabschnitt aus einem Paar Elemente ausgebildet ist, die derart angeordnet sind, dass der anlegbare Abschnitt des zweiten Elements zwischen ihnen liegt.
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Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, offensichtlicher.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Seitenansicht, die ein Erscheinungsbild eines Roboterbeispiels einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2 ist eine vergrößerte Teilansicht, die Fixiervorrichtungen und ihre Umgebungen in dem Roboter von 1 darstellt.
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3 ist eine vergrößerte Teilansicht, die Fixiervorrichtungen und ihre Umgebungen in dem Roboter einer zweiten Ausführungsform darstellt.
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4 ist eine vergrößerte Teilansicht ähnlich der 3, die eine Modifikation des Roboters der zweiten Ausführungsform darstellt.
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5 ist eine vergrößerte Teilansicht, die eine Fixiervorrichtung und ihre Umgebung in dem Roboter einer dritten Ausführungsform darstellt.
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6 ist eine vergrößerte Teilansicht ähnlich der 2, die ein Roboterbeispiel der ersten Ausführungsform darstellt, das einen unteren Arm als das erste Element und einen Drehsockel als das zweite Element einsetzt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend werden Beispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich erläutert. In den Figuren sind ähnliche Bestandteile mit ähnlichen Bezugszeichen versehen. Es ist zu beachten, dass die nachfolgende Erläuterung den technischen Umfang der Erfindungen, die in den Ansprüchen beschrieben sind, oder die Bedeutung der Begriffe usw. nicht beschränkt.
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Unter Bezugnahme auf 1 und 2 wird ein Roboter einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 1 ist eine Seitenansicht, die das Erscheinungsbild eines Roboterbeispiels R der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Der Roboter der vorliegenden Ausführungsform ist ein Industrieroboter mit einem Arm, an dem verschiedene Endeffektoren befestigt werden können, und umfasst ein erstes Element und ein zweites Element, die derart verbunden sind, dass sie in der Lage sind, sich um eine vorgegebene Rotationsachse relativ zueinander zu drehen, und eine Fixiervorrichtung, die die relative Drehbewegung des ersten Elements und des zweiten Elements um die Rotationsachse einschränkt.
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Insbesondere umfasst der Roboter R des vorliegenden Beispiels einen Drehsockel 1, der dem vorstehend erwähnten ersten Element entspricht, einen unteren Arm 2, der dem vorstehend erwähnten zweiten Element entspricht, und einen oberen Arm 4 mit einem Handgelenk W, an dem verschiedene Endeffektoren befestigt werden können. Wie in 1 dargestellt, sind in dem Roboter R des vorliegenden Beispiels der Drehsockel 1 und der untere Arm 2 derart verbunden, dass sie in der Lage sind, sich um eine Rotationsachse RA1 relativ zueinander zu drehen. Außerdem wird die Antriebsleistung eines Servomotors (nicht dargestellt) verwendet, um den unteren Arm 2 in Bezug auf den Drehsockel 1 um die Rotationsachse RA1 zu schwenken. Gleichermaßen sind der untere Arm 2 und der obere Arm 4 derart verbunden, dass sie in der Lage sind, sich um eine andere Rotationsachse RA2 relativ zueinander zu drehen. Außerdem wird die Antriebsleistung eines Servomotors (nicht dargestellt) verwendet, um den oberen Arm 4 in Bezug auf den unteren Arm 2 um die Rotationsachse RA2 zu schwenken.
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Wie in 1 dargestellt, umfasst der Roboter R des vorliegenden Beispiels außerdem ein Paar Fixiervorrichtungen 3, 3, die die relative Drehbewegung des Drehsockels 1 und des unteren Arms 2 um die Rotationsachse RA1 einschränken. Jede dieser Fixiervorrichtungen 3, 3, weist einen Befestigungsabschnitt 31, der an dem Drehsockel 1 befestigt ist, und einen Anlageabschnitt 32, der sich von dem Befestigungsabschnitt 31 erstreckt und an dem unteren Arm 2 zur Anlage kommt, auf. Wie nachstehend erläutert, kann die Anlageposition des Anlageabschnitts 32 an dem unteren Arm 2 in Umfangsrichtung um die Rotationsachse RA1 stufenlos verändert werden.
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Außerdem umfasst der Roboter R des vorliegenden Beispiels auch eine Schwerkraftausgleichsvorrichtung 5, die das aufgrund der Schwerkraft vorliegende Moment, das auf den unteren Arm 2 wirkt, teilweise ausgleicht. Insbesondere ist die Schwerkraftausgleichsvorrichtung 5 dieses Beispiels mit einem zylindrischen Gehäuse 51, das mit dem Drehsockel 1 derart verbunden ist, dass es sich um eine vorgegebene Rotationsachse RA3 relativ dreht, und einer Welle 52, die aus einer der Stirnflächen des Gehäuses 51 konzentrisch mit dem Gehäuse 51 herausragt, versehen. Auf die Welle 52 des vorliegenden Beispiels wirkt die Vorspannkraft einer Spiralfeder (nicht dargestellt), die in das Gehäuse 51 eingebaut ist. Der Vorderendabschnitt der Welle 52 ist mit dem unteren Arm 2 derart verbunden, dass er in der Lage ist, sich um eine andere Rotationsachse RA4 relativ zu drehen. Dadurch wird sichergestellt, dass auf den mit dem unteren Arm 2 verbundenen Abschnitt 21 der Welle 52 eine aufgrund der Vorspannkraft der Spiralfeder vorliegende Kraft in Richtung zum Gehäuse 51 hin ausgeübt wird, und daher wird das auf den unteren Arm 2 wirkende schwerkraftbedingte Moment teilweise aufgehoben.
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2 ist eine vergrößerte Teilansicht, die das Paar Fixiervorrichtungen 3, 3 und ihre Umgebungen in dem Roboter R von 1 darstellt. Wie in 2 dargestellt, erstreckt sich der Befestigungsabschnitt 31 bei jeder Fixiervorrichtung 3 in einer Bogenform mit einer vorgegebenen Krümmung. Ein Anlageabschnitt 32 steht von einem Endabschnitt, in Verlaufsrichtung, des Befestigungsabschnitts 31 nach außen in Radialrichtung des Bogens hervor. Der Anlageabschnitt 32 des vorliegenden Beispiels weist eine Anlagefläche 33 auf, die an einem vorsprungförmigen anlegbaren Abschnitt 22, das auf der Außenumfangsfläche des unteren Arms 2 ausgebildet ist, zur Anlage kommen kann. Der Anlageabschnitt 32 ist derart ausgelegt, dass er die relative Drehbewegung des Drehsockels 1 und des unteren Arms 2 um die Rotationsachse RA1 einschränkt, indem er an der Anlagefläche 33 an dem anlegbaren Abschnitt 22 des unteren Arms 2 zur Anlage kommt.
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Wie in 2 dargestellt, ist das Paar Fixiervorrichtungen 3, von denen eine auf jeder Seite des anlegbaren Abschnitts 22 in Umfangsrichtung um die Rotationsachse RA1 angeordnet ist. Das heißt, die Anlagefläche 33 einer Fixiervorrichtung 3 kommt an einer Seitenfläche 23, in Umfangsrichtung, des anlegbaren Abschnitts 22 zur Anlage, während die Anlagefläche 33 der anderen Fixiervorrichtung 3 an der anderen Seitenfläche 23, in Umfangsrichtung, des anlegbaren Abschnitts 22 zur Anlage kommt. Auf diese Weise kann das Paar Fixiervorrichtungen 3, 3 die relative Drehbewegung des Drehsockels 1 und des unteren Arms 2 in beide Richtungen um die Rotationsachse RA1 einschränken. Daher kann das Paar Fixiervorrichtungen 3, 3 sowohl eine relative Drehbewegung, die mit einer nach unten gerichteten Schwenkbewegung des unteren Arms 2 zusammenhängt, die durch die Schwerkraftauswirkung auf den unteren Arm 2 verursacht werden kann, als auch die relative Drehbewegung, die mit einer nach oben gerichteten Schwenkbewegung des unteren Arms 2 zusammenhängt, die durch die auf den unteren Arm 2 wirkende Vorspannkraft der Vorrichtung zum Schwerkraftausgleich 5 verursacht werden kann, einschränken. Auf diese Weise kann gemäß dem Paar Fixiervorrichtungen 3, 3 der Servomotor betriebssicher ausgetauscht werden, auch wenn die Schwenkrichtung des unteren Arms 2 unvorhersehbar ist.
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Als Nächstes sind unter Bezugnahme auf 2 mehrere Schraubenlöcher SH an der Befestigungsstelle der Fixiervorrichtungen 3 an dem Drehsockel 1 des vorliegenden Beispiels derart ausgebildet, dass sie in Umfangsrichtung um die Rotationsachse RA1 angeordnet sind. Insbesondere sind 16 Schraubenlöcher SH auf dem Drehsockel 1 von 2 derart ausgebildet, dass sie in gleichen Abständen in Umfangsrichtung um die Rotationsachse RA1 angeordnet sind. Außerdem weist der Befestigungsabschnitt 31 des vorliegenden Beispiels eine lange Öffnung LH in einer Bogenform auf, die in Umfangsrichtung um die Rotationsachse RA1 verläuft. Die Krümmung der langen Öffnung LH entspricht der Krümmung des Bogens, der die nebeneinanderliegenden Schraubenlöcher SH auf dem Drehsockel 1 verbindet. Außerdem sind die Befestigungsabschnitte 31 des vorliegenden Beispiels an dem Drehsockel 1 mithilfe von mehreren Befestigungsschrauben SC, die in die lange Öffnung LH eingesetzt sind, angebracht.
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Insbesondere sind zwei Befestigungsschrauben SC in die lange Öffnung LH jedes Befestigungsabschnitts 31 in 2 eingesetzt. Diese zwei Befestigungsschrauben SC stehen jeweils mit zwei nebeneinanderliegenden Schraubenlöchern SH auf dem Drehsockel 1 im Eingriff. Wie in 2 dargestellt, ist die Abmessung der langen Öffnung LH in ihrer Verlaufsrichtung in dem Befestigungsabschnitt 31 des vorliegenden Beispiels hinreichend größer als die Länge des Bogens, der zwei nebeneinanderliegende Schraubenlöcher SH verbindet. Die Befestigungsposition des Befestigungsabschnitts 31 an dem Drehsockel 1 kann daher entlang der Verlaufsrichtung der langen Öffnung LH des Befestigungsabschnitts 31 stufenlos verändert werden. Gleichermaßen kann die Anlageposition des Anlageabschnitts 32 an dem anlegbaren Abschnitt 22 auch entlang der Verlaufsrichtung der langen Öffnung LH, d. h. der Umfangsrichtung um die Rotationsachse RA1, stufenlos verändert werden.
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Auf die vorstehende Weise wird es gemäß dem Roboter R des vorliegenden Beispiels möglich, die Anlagepositionen der an dem Drehsockel 1 montierten Fixiervorrichtung an dem unteren Arm 2 in Umfangsrichtung um die Rotationsachse RA1 des Drehsockels 1 und des unteren Arms 2 stufenlos zu verändern. Daher wird es gemäß dem Roboter R des vorliegenden Beispiels möglich, den unteren Arm 2 auch ohne die Verwendung eines Deckenkrans oder eines Flaschenzugs oder eines anderen unhandlichen Geräts in einer beliebigen Winkelposition festzumachen. Da es auf diese Weise nicht erforderlich ist, einen großen Raum um den Roboter R des vorliegenden Beispiels herum zu sichern, ist es möglich, den Roboter auch in einer Umgebung zu verwenden, in der verschiedene Stücke einer Zusatzausrüstung dicht angeordnet sind. Außerdem ist es gemäß dem Roboter R des vorliegenden Beispiels möglich, die Anlagepositionen der Anlageabschnitte 32 zu verändern, indem der Befestigungsabschnitt 31 jeder Fixiervorrichtung 3 entlang der Verlaufsrichtung der langen Öffnung LH verschoben wird. Daher wird es gemäß dem Roboter R des vorliegenden Beispiels möglich, den unteren Arm 2 in einer beliebigen Winkelposition mithilfe einer Fixiervorrichtung 3 mit einem vereinfachten Aufbau festzumachen.
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Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 3 und 4 ein Roboter einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Der Roboter der vorliegenden Ausführungsform weist eine dem Roboter der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform ähnliche Ausgestaltung auf, mit der Ausnahme der Abschnitte die nachstehend ausdrücklich erläutert sind. Daher sind Abschnitte, die eine der ersten Ausführungsform ähnliche Ausgestaltung aufweisen, mit denselben Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform versehen, und Erläuterungen dieser Abschnitte, die ähnliche Ausgestaltungen aufweisen, werden ausgelassen.
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3 ist eine vergrößerte Teilansicht ähnlich der 2, die ein Paar Fixiervorrichtungen 3, 3 und ihre Umgebunden in einem Roboterbeispiel R der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Wie in 3 dargestellt, weist jede der Fixiervorrichtungen 3, 3 des vorliegenden Beispiels, auf eine ähnliche Weise wie das Beispiel von 2, einen Befestigungsabschnitt 31, der an dem Drehsockel 1 befestigt ist, und einen Anlageabschnitt 32, der sich von dem Befestigungsabschnitt 31 erstreckt und an dem unteren Arm 2 zur Anlage kommt, auf. Jedoch sind im Gegensatz zum Beispiel von 2 der Befestigungsabschnitt 31 und der Anlageabschnitt 32 des vorliegenden Beispiels aus getrennten Elementen ausgebildet, die miteinander verbunden sind. Außerdem kann sich der Anlageabschnitt 32 des vorliegenden Beispiels in Bezug auf den Befestigungsabschnitt 31 in Richtung zum anlegbaren Abschnitt 22 des unteren Arms 2 hin und in Richtung von dem anlegbaren Abschnitt 22 weg stufenlos bewegen. Die Bauweisen der verschiedenen Abschnitte der Fixiervorrichtungen 3 des vorliegenden Beispiels werden nachstehend ausführlich erläutert.
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Wie in 3 dargestellt, weist jeder Befestigungsabschnitt 31 des vorliegenden Beispiels einen Bogenabschnitt 311, der in einer Bogenform mit einer vorgegeben Krümmung verläuft, und einen hervorstehenden Abschnitt 312, der von einem Endabschnitt, in Verlaufsrichtung, des Bogenabschnitts 311, in Radialrichtung des Bogens nach außen hervorsteht, auf. Mehrere Durchgangslöcher TH sind in dem Bogenabschnitt 311 des Befestigungsabschnitts 31 des vorliegenden Beispiels derart ausgebildet, dass sie auf dieselbe Weise angeordnet sind wie die mehreren Schraubenlöcher SH auf dem Drehsockel 1. Außerdem ist der Befestigungsabschnitt 31 des vorliegenden Beispiels an dem Drehsockel 1 mithilfe von mehreren Befestigungsschrauben SC, die in die mehreren Durchgangslöcher TH eingesetzt sind, befestigt. Insbesondere sind drei Durchgangslöcher TH in dem Bogenabschnitt 311 des Befestigungsabschnitts 31 des vorliegenden Beispiels derart ausgebildet, dass sie auf dieselbe Weise angeordnet sind wie drei nebeneinanderliegende Schraubenlöcher SH auf dem Drehsockel 1. Die drei Befestigungsschrauben SC, die in diese drei Durchgangslöcher TH eingesetzt sind, kommen mit drei nebeneinanderliegenden Schraubenlöcher SH auf dem Drehsockel 1 in Eingriff.
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Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 3 eine Schraubenmutter 313 mit einer Achse SA lotrecht zu der Rotationsachse RA1 an dem hervorstehenden Abschnitt 312 des Befestigungsabschnitts 31 in jeder Fixiervorrichtung 3 des vorliegenden Beispiels ausgebildet. Außerdem weist der Anlageabschnitt 32, der ein von dem Befestigungsabschnitt 31 getrenntes Element ist, eine Stabform auf, die sich in eine Richtung erstreckt, und ein Endabschnitt in seiner Verlaufsrichtung ist mit einer Anlagefläche 33 versehen, die an dem anlegbaren Abschnitt 22 des unteren Arms 2 zur Anlage kommen kann. Außerdem ist, wie in 3 dargestellt, ein Außengewinde 321 auf der Außenumfangsfläche des Anlageabschnitts 32 des vorliegenden Beispiels derart ausgebildet, dass es mit der Schraubenmutter 313 der Seite des Befestigungsabschnitts 31 in Eingriff kommt.
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Da der Anlageabschnitt 32 des vorliegenden Beispiels das Außengewinde 321 aufweist, das mit der Schraubenmutter 313 des Befestigungsabschnitts 31 auf diese Weise in Eingriff kommt, kann der Anlageabschnitt 32 in Richtung zum anlegbaren Abschnitt 22 hin und in Richtung von dem anlegbaren Abschnitt 22 weg stufenlos bewegt werden, indem es um die Achse SA gedreht wird. Daher wird es gemäß den Fixiervorrichtungen 3, 3, des vorliegenden Beispiels möglich, die Anlageposition des Anlageabschnitts 32 an dem anlegbaren Abschnitt 22 in Umfangsrichtung um die Rotationsachse RA1 stufenlos zu verändern, wenn der Befestigungsabschnitt 31 mit einer Schraubenmutter 313, die eine geeignet ausgerichtete Achse SA aufweist, versehen ist. Zum Beispiel kann die Achse SA der Schraubenmutter 313 derart ausgerichtet sein, dass sie tangential zu einem gedachten Kreis um die Rotationsachse RA1 ist.
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Auf die vorstehende Weise ist es gemäß dem Roboter R des vorliegenden Beispiels möglich, auch ohne die Verwendung eines Deckenkrans oder eines Flaschenzugs oder eines anderen unhandlichen Geräts den unteren Arm 2 in einer beliebigen Winkelposition festzumachen. Es ist zu beachten, dass nach dem Festmachen des unteren Arms 2 ein Paar Sicherungsmuttern (nicht dargestellt) an dem Außengewinde 321 des vorliegenden Beispiels derart angebracht werden kann, dass es auf beiden Seiten der Schraubenmutter 313 liegt, um eine aufgrund von Vibrationen usw. auftretende Verschiebung der Anlageposition des Anlageabschnitts 32 zu verhindern. Da der Anlageabschnitt 32 jeder Fixiervorrichtung 3 für sich bewegt werden kann, um die Anlageposition des Anlageabschnitts 32 an dem unteren Arm 2 zu verändern, ist es außerdem gemäß dem Roboter R des vorliegenden Beispiels möglich, die Anlageposition des Anlageabschnitts 32 präzise zu verändern. Da das Paar Fixiervorrichtungen 3, 3 auf beiden Seiten, in Umfangsrichtung um die Rotationsachse RA1, des anlegbaren Abschnitts 22 auf dieselbe Weise wie im Beispiel von 2 angeordnet ist, ist es außerdem möglich, eine relative Drehbewegung in beiden Richtungen um die Rotationsachse RA1 einzuschränken.
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Als Nächstes wird eine Modifikation des Roboters der vorliegenden Ausführungsform erläutert. 4 ist eine vergrößerte Teilansicht ähnlich der 3, die ein Paar Fixiervorrichtungen 3, 3 in dem Roboter R des vorliegenden Beispiels darstellt. Das Paar Fixiervorrichtungen 3, 3, des Roboters R des vorliegenden Beispiels weist Ausgestaltungen auf, die dem Paar Fixiervorrichtungen 3, 3, gemäß dem Beispiel von 3 ähnlich sind. Jedoch ist das Paar Fixiervorrichtungen 3, 3, gemäß dem vorliegenden Beispiel an dem Drehsockel 1 mithilfe eines Anbringungselements 6 befestigt, das zuvor an dem Drehsockel 1 angebracht wurde, anstatt dass es wie im Beispiel von 3 direkt an dem Drehsockel 1 befestigt wird. Insbesondere verläuft das Anbringungselement 6 gemäß dem vorliegenden Beispiel in einer Bogenform mit einer vorgegebenen Krümmung und weist mehrere Schraubenlöcher SH auf, die entlang der Verlaufsrichtung angeordnet sind. Außerdem sind drei Befestigungsschrauben SC in drei Durchgangslöcher TH in jeder Fixiervorrichtung 3 derart eingesetzt, dass sie mit drei nebeneinanderliegenden Schraubenlöcher SH des Anbringungselements 6 in Eingriff kommen. Da das Paar Fixiervorrichtungen 3, 3, des vorliegenden Beispiels an dem Drehsockel 1 mithilfe des Anbringungselements 6 auf diese Weise befestigt ist, ist es möglich, das Paar Fixiervorrichtungen 3, 3, an dem Drehsockel 1 auch dann zu befestigen, wenn im Gegensatz zu den Beispielen von 1 bis 3 keine Schraubenlöcher auf dem Drehsockel 1 vorhanden sind. Es ist zu beachten, dass das Anbringungselement 6 gemäß dem vorliegenden Beispiel an dem Drehsockel 1 mit mehreren Schrauben oder anderen Verbindungselementen angebracht sein kann. Jedoch kann das Anbringungselement 6 auch an dem Drehsockel 1 angeschweißt oder mit verschiedenen Bindemitteln mit dem Drehsockel 1 verbunden sein.
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Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 5 ein Roboter einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Der Roboter der vorliegenden Ausführungsform weist eine dem Roboter der vorstehend erwähnten zweiten Ausführungsform ähnliche Ausgestaltung auf, mit der Ausnahme der Abschnitte die nachstehend ausdrücklich erläutert sind. Daher sind Abschnitte, die eine der zweiten Ausführungsform ähnliche Ausgestaltung aufweisen, mit denselben Bezugszeichen wie in der zweiten Ausführungsform versehen, und Erläuterungen dieser Abschnitte, die ähnliche Ausgestaltungen aufweisen, werden ausgelassen.
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Im Gegensatz zu den Robotern der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform umfasst der Roboter der vorliegenden Ausführungsform anstelle eines Paars Fixiervorrichtungen 3, 3 eine einzelne Fixiervorrichtung 3, die ein Paar Anlageabschnitte 32, 32 aufweist. 5 ist eine vergrößerte Teilansicht ähnlich der 2, die die Fixiervorrichtung 3 und ihre Umgebung in einem Roboterbeispiel R der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Wie in 5 dargestellt, weist die Fixiervorrichtung 3 dieses Beispiels einen Befestigungsabschnitt 31, der an dem Drehsockel 1 befestigt ist, und ein Paar Anlageabschnitte 32, 32, die sich von dem Befestigungsabschnitt 31 erstrecken und an dem anlegbaren Abschnitt 22 an dem unteren Arm 2 zur Anlage kommen, auf. Der Befestigungsabschnitt 31 des vorliegenden Beispiels und das Paar Anlageabschnitte 32, 32 sind aus getrennten Elementen ausgebildet, die miteinander verbunden sind. Jeder der Anlageabschnitte 32, 32 kann in Bezug auf den Befestigungsabschnitt 31 in Richtung zum anlegbaren Abschnitt 22 des unteren Arms 2 hin und in Richtung von dem anlegbaren Abschnitt 22 weg stufenlos bewegt werden. Die Bauweisen der Abschnitte der Fixiervorrichtung 3 des vorliegenden Beispiels werden nachstehend ausführlich erläutert.
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Wie in 5 dargestellt, weist der Befestigungsabschnitt 31 des vorliegenden Beispiels einen Bogenabschnitt 311, der in einer Bogenform mit einer vorgegeben Krümmung verläuft, einen hervorstehenden Abschnitt 312, der von einem Endabschnitt, in Verlaufsrichtung, des Bogenabschnitts 311 nach außen in Radialrichtung hervorsteht, und einen anderen hervorstehenden Abschnitt 312, der von dem anderen Endabschnitt, in Verlaufsrichtung, des Bogenabschnitts 311 nach außen in Radialrichtung hervorsteht, auf. Mehrere Durchgangslöcher TH sind in dem Bogenabschnitt 311 des Befestigungsabschnitts 31 des vorliegenden Beispiels derart ausgebildet, dass sie auf dieselbe Weise angeordnet sind wie die mehreren Schraubenlöcher SH auf dem Drehsockel 1. Außerdem ist der Befestigungsabschnitt 31 dieses Beispiels an dem Drehsockel 1 mithilfe von mehreren Befestigungsschrauben SC, die in die mehreren Durchgangslöcher TH eingesetzt sind, befestigt. Insbesondere sind fünf Durchgangslöcher TH in dem Bogenabschnitt 311 in dem Befestigungsabschnitt 31 des vorliegenden Beispiels derart ausgebildet, dass sie auf dieselbe Weise angeordnet sind wie fünf nebeneinanderliegende Schraubenlöcher SH auf dem Drehsockel 1. Die fünf Befestigungsschrauben SC, die in diese fünf Durchgangslöcher TH eingesetzt sind, kommen mit fünf nebeneinanderliegenden Schraubenlöcher SH auf dem Drehsockel 1 in Eingriff.
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Als Nächstes ist unter Bezugnahme auf 5 eine Schraubenmutter 313 mit einer Achse SA lotrecht zur Rotationsachse RA1 an jedem aus dem Paar hervorstehende Abschnitte 312, 312 in dem Befestigungsabschnitt 31 des vorliegenden Beispiels ausgebildet. Außerdem weist jeder der Anlageabschnitte 32, 32, die aus von dem Befestigungsabschnitt 31 getrennten Elementen ausgebildet sind, eine sich in eine Richtung erstreckende Stabform auf. Ein Endabschnitt, in Verlaufsrichtung, der Stabform ist mit einer Anlagefläche 33 versehen, die an dem anlegbaren Abschnitt 22 an dem unteren Arm 2 zur Anlage kommen kann. Außerdem ist, wie in 5 dargestellt, ein Außengewinde 321 auf der Außenumfangsfläche jedes aus dem Paar Anlageabschnitte 32, 32 derart ausgebildet, dass es mit der Schraubenmutter 313 an dem Befestigungsabschnitt 31 in Eingriff kommt.
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Da jeder der Anlageabschnitte 32, 32 ein Außengewinde 321 aufweist, das mit der Schraubenmutter 313 auf dem Befestigungsabschnitt 31 auf diese Weise in Eingriff kommt, kann es in Richtung zum anlegbaren Abschnitt 22 hin und in Richtung von dem anlegbaren Abschnitt 22 weg stufenlos bewegt werden, indem es um die Achse SA gedreht wird. Daher wird es gemäß der Fixiervorrichtung 3 des vorliegenden Beispiels möglich, die Anlageposition jedes Anlageabschnitts 32 in Bezug auf den anlegbaren Abschnitt 22 in Umfangsrichtung um die Rotationsachse RA1 stufenlos zu verändern, wenn jeder hervorstehende Abschnitt 312 mit einer Schraubenmutter 313, die eine geeignet ausgerichtete Achse SA aufweist, versehen ist. Zum Beispiel kann die Achse SA der Schraubenmutter 313 derart ausgerichtet sein, dass sie tangential zu einem gedachten Kreis um die Rotationsachse RA1 ist.
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Wie vorstehend erläutert, wird es gemäß dem Roboter R des vorliegenden Beispiels möglich, den unteren Arm 2 auch ohne die Verwendung eines Deckenkrans oder eines Flaschenzugs oder eines anderen unhandlichen Geräts in einer beliebigen Winkelposition festzumachen. Es ist zu beachten, dass nach dem Festmachen des unteren Arms 2 ein Paar Sicherungsmuttern (nicht dargestellt) an dem Außengewinde 321 des vorliegenden Beispiels derart angebracht werden kann, dass es auf beiden Seiten der Schraubenmutter 313 liegt, um eine aufgrund von Vibrationen usw. auftretende Verschiebung der Anlageposition des Anlageabschnitts 32 zu verhindern. Da der Anlageabschnitt 32 jeder Fixiervorrichtung 3 für sich bewegt werden kann, um die Anlageposition des Anlageabschnitts 32 an dem unteren Arm 2 zu verändern, ist es außerdem gemäß dem Roboter R des vorliegenden Beispiels möglich, die Anlageposition des Anlageabschnitts 32 präzise zu verändern. Da das Paar Fixiervorrichtungen 3, 3 auf den beiden Seiten des anlegbaren Abschnitts 22 in Umfangsrichtung um die Rotationsachse RA1 angeordnet ist, wie in 5 dargestellt, ist es außerdem möglich, eine relative Drehbewegung in beide Richtungen um die Rotationsachse RA1 einzuschränken.
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WIRKUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in einem Roboter, der ein erstes Element und ein zweites Element umfasst, die derart verbunden sind, dass sie in der Lage sind, sich relativ zueinander zu drehen, möglich, die Anlageposition einer Fixiervorrichtung, die an dem ersten Element befestigt ist, an dem zweiten Element in Umfangsrichtung um die Rotationsachse stufenlos zu verändern. Daher wird es gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung möglich, den Arm eines Roboters auch ohne die Verwendung eines Deckenkrans oder eines Flaschenzugs oder eines anderen unhandlichen Geräts in einer beliebigen Winkelposition festzumachen.
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Gemäß dem zweiten und dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Befestigungsabschnitt einer Fixiervorrichtung entlang einer Verlaufsrichtung einer langen Öffnung derart bewegt werden, dass die Anlageposition des Anlageabschnitts an dem zweiten Element verändert wird. Daher wird es gemäß dem zweiten und dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung möglich, den Arm in einer beliebigen Winkelposition unter Verwendung einer Fixiervorrichtung mit einer vereinfachten Bauweise festzumachen.
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Gemäß dem dritten und dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Anlageabschnitt einer Fixiervorrichtung selbst bewegt werden, um eine Anlageposition des Anlageabschnitts zu verändern. Daher ist es gemäß dem dritten und dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung möglich, die Anlageposition des Anlageabschnitts präzise zu verändern.
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Gemäß dem vierten, fünften und neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Paar Anlageabschnitte, von denen eine auf jeder Seite, in Umfangsrichtung, des anlegbaren Abschnitts des zweiten Elements derart angeordnet, dass es an dem anlegbaren Abschnitt des zweiten Elements zur Anlage kommt, und daher ist es möglich, eine relative Drehbewegung in beide Richtungen um die Rotationsachse einzuschränken.
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Gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Fixiervorrichtung an dem ersten Element mithilfe eines dritten Elements befestigt, und daher besteht keine Notwendigkeit mehr, einen besonderen Befestigungsmechanismus zum Befestigen der Fixiervorrichtung an dem ersten Element vorzusehen.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf lediglich die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt und kann auf vielerlei Weise innerhalb des Umfangs der Ansprüche verändert werden. Obwohl zum Beispiel die Fixiervorrichtungen 3 der zweiten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform die Anlageposition des Anlageabschnitts 32 verändern, indem ein Außengewinde 321, das mit einer Schraubenmutter 313 eines Befestigungsabschnitts 31 in Eingriff kommt, gedreht wird, kann jedoch die Fixiervorrichtung 3 der vorliegenden Erfindung auch derart ausgelegt sein, dass sie die Anlageposition des Anlageabschnitts 32 mithilfe einer Energiequelle, wie z. B. eines Luftdrucks oder Öldrucks, verändert. Außerdem verwenden die vorstehenden Ausführungsformen den Drehsockel 1 als das erste Element des Roboters der vorliegenden Erfindung und den unteren Arm 2 als das zweite Element, jedoch ist es im Gegensatz dazu ebenfalls möglich, den unteren Arm 2 als das erste Element und den Drehsockel 1 als das zweite Element zu verwenden. 6 ist eine vergrößerte Teilansicht ähnlich der 2, die ein Roboterbeispiel R darstellt, das den unteren Arm 2 als das erste Element und den Drehsockel 1 als das zweite Element verwendet.
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Wie in 6 dargestellt, ist der Aufbau jeder Fixiervorrichtung 3 in dem Roboter R des vorliegenden Beispiels ähnlich dem Beispiel von 2. Jedoch ist in dem Roboter R des vorliegenden Beispiels der Befestigungsabschnitt 31 der Fixiervorrichtung 3 an dem unteren Arm 2 anstatt an dem Drehsockel 1 befestigt, und der Anlageabschnitt 32 der Fixiervorrichtung 3 kommt an dem anlegbaren Abschnitt 11 an dem Drehsockel 1 anstatt an dem unteren Arm 2 zur Anlage. Insbesondere sind 16 Schraubenlöcher SH an der Befestigungsstelle der Fixiervorrichtungen 3 an dem unteren Arm 2 des vorliegenden Beispiels derart ausgebildet, dass sie in gleichen Abständen in Umfangsrichtung um die Rotationsachse RA1 angeordnet sind. Der Befestigungsabschnitt 31 jeder Fixiervorrichtung 3 ist an dem unteren Arm 2 mithilfe von zwei Befestigungsschrauben SC, die in die lange Öffnung LH eingesetzt sind, befestigt. Wie in 6 dargestellt, ist die Abmessung der langen Öffnung LH in Verlaufsrichtung hinreichend größer als die Länge des Bogens, der zwei nebeneinanderliegende Schraubenlöcher SH verbindet, und daher ist es möglich, die Befestigungsposition des Befestigungsabschnitts 31 an dem unteren Arm 2 entlang der Verlaufsrichtung der langen Öffnung LH stufenlos zu verändern. Gleichermaßen ist es möglich, die Anlageposition des Anlageabschnitts 32 an dem anlegbaren Abschnitt 11 des Drehsockels 1 entlang der Verlaufsrichtung der langen Öffnung LH, d. h. der Umfangsrichtung um die Rotationsachse RA1, stufenlos zu verändern.
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Außerdem ist die Kombination des ersten Elements und des zweiten Elements in dem Roboter der vorliegenden Erfindung nicht auf lediglich die vorstehend erwähnte Kombination, d. h. den Drehsockel 1 und den unteren Arm 2, beschränkt. Zum Beispiel ist es in dem Roboter der vorliegenden Erfindung ebenfalls möglich, einen beliebigen von dem unteren Arm 2 und dem oberen Arm 4 als das erste Element, und das andere von dem unteren Arm 2 und dem oberen Arm 4 als das zweite Element zu verwenden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2002-283274 A [0003, 0004, 0004]
