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HINTERGRUND
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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Industrieroboter, auf den Direct Teaching durch den Benutzer angewendet wird.
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[Related Art]
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Derzeit sind Beispiele von Industrierobotern bekannt, bei denen der Benutzer Direct Teaching am Roboter ausführt (siehe Patentschrift 1). In diesem Beispiel wird bei einem 6-achsigen Industrieroboter, der mit sechsten Armen ausgestattet ist, eine Technik offenbart, bei der der Benutzer den sechsten Arm (d.h. den führenden Arm bzw. Führungsarm unter den sechs Armen) hält oder ergreift und den Armabschnitt des Roboters, d.h. den Manipulatorabschnitt, bewegt, um ein Direct Teaching auszuführen.
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[Patentdokumente]
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[Patentdokument 1]
JP-2020-151807 A -
[Zu lösendes Problem]
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Der Erfinder hat dabei festgestellt, dass es schwierig ist, den Führungsarm genau zu bewegen, wenn der Benutzer den Führungsarm ergreift und den Roboter bewegt. Falls der Benutzer den Führungsarm beim Direct Teaching nicht genau bewegen kann, kann das Teaching selbst ungenau sein, oder eine Feinabstimmung der Position des Führungsarms durch ein weiteres anderes Verfahren kann nach dem Direct Teaching erforderlich sein, wodurch zwangsläufig die Effizienz des Teaching erheblich reduziert wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das vorstehende Problem zu lösen, und die Hauptaufgabe besteht darin, es dem Benutzer zu erleichtern, den Führungsarm in Robotern, in denen das Direct Teaching ausgeführt wird, genau zu bewegen.
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Eine erste beispielhafte Ausführungsform ist vorgesehen, um die vorgenannten Nachteile zu beheben. Die erste beispielhafte Ausführungsform betrifft einen Roboter, bei dem es sich beispielsweise um einen Industrie-Gelenkroboter handelt, wobei der Roboter Achsen und eine Mehrzahl von Armen enthält, von denen jeweils zwei benachbarte Arme durch eine zugeordnete der Achsen drehbar verbunden sind, wobei die Arme einen Führungsarm enthalten. Der Führungsarm weist eine zylindrische Oberfläche auf, wobei eine Anti-Rutsch-Struktur auf und um die zylindrische Oberfläche in deren Umfangsrichtung ausgebildet ist. Die Anti-Rutsch-Struktur dient als eine Anti-Rutsch-Struktur, die eine Konstruktion der Oberfläche ist, um ein Abrutschen der Hand eines Benutzers zu verhindern oder zu verringern.
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In dieser Konfiguration soll der Begriff „zylindrisch“ des Ausdrucks „zylindrische äußere Oberfläche“ eine im Wesentlichen zylindrische Oberfläche bedeuten, die keinen kantigen Abschnitt aufweist. So enthält der Ausdruck „zylindrische Außenfläche“ beispielsweise eine Außenfläche, die glatt ist, bei der jedoch i) sich die Durchmesser des Arms an den jeweiligen Positionen in axialer Richtung ändern, ii) die Form eines Abschnitts, der an einer Position in axialer Richtung senkrecht geschnitten ist, nicht wirklich kreisförmig ist, sondern nicht kreisförmig ist, ohne dass winklige oder vorspringende Abschnitte ausgebildet werden.
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration weist der Roboter mehrere Arme auf, die miteinander verbunden sind, und es wird Direct Teaching ausgeführt.
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Hierbei weist der Führungsarm der Mehrzahl von Armen eine zylindrische äußere Oberfläche auf. Dies verringert die Beschädigung des Benutzers im Falle eines Kontakts zwischen dem Führungsarm und dem Benutzer. Auf der anderen Seite, wenn der Führungsarm eine zylindrische äußere Oberfläche hat, rutscht die Hand leicht ab und der Führungsarm muss mit einem wachsamen Auge gegriffen werden, wenn der Benutzer den Führungsarm beim Direct Teaching greift und bewegt, und der Erfinder wies darauf hin, dass es damit für den Benutzer schwierig ist, den Führungsarm genau zu bewegen.
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In dieser Hinsicht ist eine Anti-Rutsch-Struktur, die ein Abrutschen verhindert, das während der Operationen im Direct Teaching des Roboters auftreten kann, als vorbestimmte Struktur vorgesehen, die entlang der Umfangsrichtung auf der äußeren Oberfläche der zylindrischen Form vorgesehen ist. Daher verhindert die Anti-Rutsch-Struktur ein Abrutschen der Hand beim Bewegen des Führungsarms und erleichtert auch die Kraftübertragung in der Richtung, in der der Führungsarm gedreht wird. Darüber hinaus kann der Benutzer beim Direct Teaching an jeder Stelle in Umfangsrichtung durch Ertasten feststellen, dass er einen Abschnitt der Anti-Rutsch-Struktur ergreift, ohne dass er einen Blick auf den Führungsarm richten muss. Dadurch kann Direct Teaching mit Blick auf die am Führungsarm befestigte Hand (Werkzeug) oder das Werkstück durchgeführt werden. So ist es für den Benutzer einfacher, den Führungsarm genau zu bewegen, und das Direct Teaching kann genau ausgeführt werden, ohne dass die Position des Führungsarms nach dem Direct Teaching durch ein anderes Verfahren feinjustiert werden muss. Im Ergebnis kann der bemerkenswerte Effekt erzielt werden, dass die Effizienz des Teachings erheblich verbessert wird.
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Eine zweite beispielhafte Ausführungsform definiert die Anti-Rutsch-Struktur so, dass in der ersten beispielhaften Ausführungsform die Anti-Rutsch-Struktur eine Unebenheit eines vorbestimmten Musters ist, das auf und zumindest teilweise um die zylindrische äußere Oberfläche in deren Umfangsrichtung ausgebildet ist.
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist die zylindrische äußere Oberfläche mit einem vorbestimmten Muster von Unregelmäßigkeiten entlang der Umfangsrichtung als vorbestimmte Struktur vorgesehen. Daher verhindert die Unebenheit des vorbestimmten Musters ein Abrutschen der Hand beim Bewegen des Führungsarms und erleichtert auch das Übertragen der Kraft in der Richtung, in der der Führungsarm gedreht werden soll. Darüber hinaus kann der Benutzer beim Direct Teaching an einer beliebigen Position in Umfangsrichtung durch Ertasten feststellen, dass er den unebenen Teil des vorbestimmten Musters greift, ohne einen Blick auf den Führungsarm zu richten. Dadurch kann Direct Teaching mit Blick auf die am Führungsarm befestigte Hand (Werkzeug) oder das Werkstück durchgeführt werden. So ist es für den Benutzer einfacher, den Führungsarm genau zu bewegen, und das Direct Teaching kann genau ausgeführt werden, ohne dass die Position des Führungsarms nach dem Direct Teaching durch ein anderes Verfahren feinjustiert werden muss. Im Ergebnis kann der bemerkenswerte Effekt erzielt werden, dass die Effizienz des Teachings erheblich verbessert wird.
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Eine dritte beispielhafte Ausführungsform betrifft einen Roboter (bei dem es sich beispielsweise um einen Industrie-Gelenkroboter handelt), der Achsen und eine Mehrzahl von Armen enthält, von denen zwei vergleichsweise benachbart sind und die durch eine zugeordnete Achse drehbar verbunden sind, wobei die Arme einen Führungsarm enthalten. Der Führungsarm weist eine zylindrische äußere Oberfläche auf, wobei die zylindrische äußere Oberfläche einen ersten Teil mit einem vorbestimmten Rauheitsgrad und einen zweiten Teil enthält, der als Anti-Rutsch-Struktur fungiert und eine Rauheit aufweist, die größer ist als der vorbestimmte Rauheitsgrad, und der in einer Umfangsrichtung des Führungsarms ausgebildet ist.
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration enthält die zylindrische äußere Oberfläche einen ersten Abschnitt mit vorbestimmter Rauheit und einen zweiten Abschnitt als eine vorbestimmte Struktur, die rauer als die vorbestimmte Rauheit und entlang der Umfangsrichtung ist. Daher verhindert der zweite Abschnitt ein Abrutschen der Hand beim Bewegen des Führungsarms und erleichtert auch die Übertragung der Kraft in der Richtung, in der der Führungsarm gedreht wird. Darüber hinaus kann der Benutzer beim Direct Teaching an jeder Stelle in Umfangsrichtung durch Fühlen bestätigen, dass er den zweiten Teil greift, ohne einen Blick auf den Führungsarm zu richten. Dadurch kann Direct Teaching mit Blick auf die am Führungsarm befestigte Hand (Werkzeug) oder das Werkstück durchgeführt werden. So ist es für den Benutzer einfacher, den Führungsarm genau zu bewegen, und das Direct Teaching kann genau ausgeführt werden, ohne dass die Position des Führungsarms nach dem Direct Teaching durch ein anderes Verfahren feinjustiert werden muss. Im Ergebnis kann der bemerkenswerte Effekt erzielt werden, dass die Effizienz des Teachings erheblich verbessert wird.
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Im Allgemeinen ist ein Endeffektor (Werkzeug) an der Flanke des Führungsarms (dem Teil gegenüber dem benachbarten Arm) angebracht. Falls ein Benutzer in die Nähe der Spitze des Führungsarms greift, besteht daher die Gefahr eines versehentlichen Kontakts mit dem Endeffektor.
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In dieser Hinsicht ist beispielsweise die vorbestimmte Struktur an einem Ende des Führungsarms auf der Seite vorgesehen, die dem Bediener unter der Mehrzahl von Armen am nächsten ist. Gemäß einer solchen Konfiguration wird der Benutzer ein Ende des Führungsarms halten oder greifen, das dem Führungsarm benachbart ist, wodurch der Benutzer daran gehindert wird, in der Nähe der Spitze des Führungsarms zu greifen.
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In einem weiteren Beispiel ist zumindest eine der Kabel- und Rohrverbinder an der zylindrischen Außenfläche vorgesehen, und die vorbestimmte Struktur ist am Führungsarm vorgesehen, und zwar nur in der Nähe eines Endes davon, das dem benachbarten Arm unter der Mehrzahl von Armen am nächsten ist, wobei dieses Ende eher als ein Oberflächenteil ist, an dem der Kabelverbinder und der Rohrverbinder vorgesehen sind.
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Gemäß der vorstehenden Konfiguration ist zumindest einer von einem Kabelverbinder und einem Rohrverbinder an der zylindrischen äußeren Oberfläche vorgesehen. Dadurch können Kabel mit dem Kabelanschlussabschnitt und Rohre (Schläuche, Röhren, etc.) mit dem Schlauchverbinderabschnitt verbunden werden. Andererseits kann der Benutzer in diesem Fall versehentlich mit dem Kabel oder Rohr in Berührung kommen.
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Dabei ist die vorbestimmte Struktur im Führungsarm nur an der benachbarten Armseite der Mehrzahl von Armen vorgesehen und nicht am Kabelverbinder oder am Rohrverbinder. Dies ermöglicht es dem Benutzer, die benachbarte Armseite im Führungsarm anstelle des Kabelanschlusses oder des Rohranschlusses zu ergreifen, wodurch ein versehentlicher Kontakt mit dem Kabel oder Rohr verhindert wird. So kann verhindert werden, dass Kabel und Rohre vom Kabelverbinder und dem Rohrverbinder getrennt oder Kabel und Rohre durchtrennt werden.
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Gemäß einem weiteren Beispiel ist die vorbestimmte Struktur über den gesamten Umfang der zylindrischen äußeren Oberfläche vorgesehen. Eine solche Konfiguration verhindert ein Abrutschen der Hand beim Direct Teaching, unabhängig von der Umfangsrichtung der Position des Griffs des Benutzers am Führungsarm. Darüber hinaus kann der Benutzer unabhängig von der Position des Griffs des Führungsarms in Umfangsrichtung durch Ertasten feststellen, dass er ein vorbestimmtes Konstruktionsteil ergreift.
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Gemäß einem weiteren Beispiel ist die vorbestimmte Struktur ein gerändelter Abschnitt, bei dem die zylindrische äußere Oberfläche gerändelt ist. Gemäß dieser Konfiguration kann eine vorbestimmte Struktur einfach und kostengünstig installiert werden, indem eine bestehende Komponente, die den Führungsarm bildet, bearbeitet wird. Darüber hinaus besteht im Vergleich zu einer Konstruktion mit einem Anti-Rutsch-Material oder ähnlichem, das beispielsweise an der zylindrischen äußeren Oberfläche des Führungsarms befestigt ist, kein Risiko, dass sich Anti-Rutsch-Elemente usw. ablösen, und kein Risiko der Stauberzeugung aufgrund der Verschlechterung oder Abnutzung von Anti-Rutsch-Elementen usw.
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Figurenliste
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In der beigefügten Zeichnung:
- 1 ist eine Seitenansicht, die die Konfiguration eines Roboters, der mit dem Menschen kollaboriert, zeigt, der gemäß einer Ausführungsform in die Kategorie der Industrieroboter fällt;
- 2 ist eine Veranschaulichung, die einen Benutzer veranschaulicht, der einen Führungsarm des Roboters hält;
- 3 veranschaulicht, wie der Benutzer den Führungsarm des Roboters, der von der Hand des Benutzers gehalten wird, bewegt;
- 4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die den sechsten Arm (den Führungsarm) des Roboters zeigt;
- 5 ist eine Seitenansicht, die eine Hand, eine Kamera und ein Kabel zeigt, die an dem sechsten Arm (dem Führungsarm) des Roboters befestigt sind;
- 6 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die eine Modifikation des sechsten Arms zeigt;
- 7 ist eine weitere vergrößerte perspektivische Ansicht, die eine Modifikation des sechsten Arms zeigt;
- 8 ist eine weitere vergrößerte perspektivische Ansicht, die eine Modifikation des sechsten Arms zeigt; und
- 9 ist eine Seitenansicht, in der die Konfiguration eines Roboters, der mit dem Menschen kollaboriert, gemäß einer Modifikation des Roboters dargestellt ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Ausführungsform eines Roboters beschrieben, der mit dem Menschen kollaboriert, was ein Bereich der Industrieroboter ist, der in den letzten Jahren im Mittelpunkt des Interesses stand.
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Wie in 1 gezeigt, handelt es sich bei einem mit Menschen zusammenarbeitenden Roboter 10 um einen vertikal gegliederten Industrie-Gelenkroboter (der auch als „6-Achsen-Roboter“ bezeichnet wird), der mit einer Mehrzahl von Armen (d.h. Manipulator) 10P ausgestattet ist, wobei mehrere Arme über Achsen drehbar miteinander verbunden sind. Der Roboter 10 verfügt über eine Steuereinheit 20, die für seine gesamte Steuerung verantwortlich ist. Der Roboter 10 ist so klein und leicht, dass er beispielsweise von einer Person getragen werden kann. Der Roboter 10 ist so konzipiert, dass er beispielsweise mit Menschen zusammen arbeiten kann, so dass unter seinen Betriebsbedingungen keine Schutzzäune erforderlich sind.
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Die Steuereinheit 20 ist nicht auf solche beschränkt, die in den Roboter 10 eingebaut sind, sondern kann auch extern zum Roboter 10 vorgesehen sein. In diesem Fall sind der Roboter 10 und die Steuereinheit 20 so konfiguriert, dass sie durch drahtgebundene oder drahtlose Mittel miteinander kommunizieren. Die Steuereinheit 20 kann mit anderen externen Vorrichtungen verbunden sein, wie z. B. Lehrgeräten, Personalcomputern, Smartphones (d.h. tragbare Endgeräten) und anderen Vorrichtungen, die durch drahtgebundene oder drahtlose Mittel miteinander kommunizieren können.
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Der Roboter 10 weist eine Basis 10a, beispielsweise sechs Arme 11-16 (d.h. weniger oder mehr als sechs Arme sind möglich) und eine Hand 22 auf. Die Basis 10a kann an der Oberfläche fixiert sein oder auch nicht. Jeder Arm 11-16 und die Hand 22 sind so auf dem Sockel 10a installiert, dass die Arme 11-16 in dieser Reihenfolge über gemeinsame Achsen gedreht werden können und die Roboterarme (Manipulator) 10P bilden. Konkret sind von der Basis 10a aus der erste Arm 11, der zweite Arm 12, der dritte Arm 13, der vierte Arm 14, der fünfte Arm 15 (benachbarter Arm zum sechsten Arm) und der sechste Arm 16 (Führungsarm) miteinander verbunden. Falls die einzelnen Arme 11-16 nicht identifiziert werden, wird jeder Arm 11-16 einfach als ein Arm bezeichnet. Jeder Arm 11-16 ist zylindrisch geformt und weist eine zylindrische Oberfläche 16S auf. Dies verringert den Schaden für den Benutzer im Falle eines Kontakts zwischen jedem Arm 11-16 und dem Benutzer. Der sechste Arm 16 weist eine zylindrische äußere Oberfläche 16S auf und ist beispielsweise aus Metall.
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In Bezug auf den sechsten Arm 16, der als Führungsarm dient, der hauptsächlich von einem Benutzer (d. h. von der Hand des Bedieners) gehalten oder gegriffen wird, wenn Direct Teaching mit dem Roboter 10 ausgeführt wird, können Richtungen definiert werden, wie in 1 veranschaulicht. Der sechste Arm 16 weist eine Mittellinie O auf, die durch eine Achse J6 (später beschrieben) hindurchtritt, und daher kann eine Achsenrichtung AX als eine Richtung entlang der Mittellinie O und eine Umfangsrichtung CR als eine Richtung um die Mittellinie O herum definiert werden.
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Insbesondere die zylindrische äußere Oberfläche 16S des sechsten Arms weist eine besondere Bedeutung auf, die im Folgenden erläutert wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform soll der Begriff „zylindrisch“ des Ausdrucks „zylindrische Außenfläche“ des sechsten Arms 16 eine im Wesentlichen zylindrische Oberfläche bedeuten, die keinen abgewinkelten oder vorspringenden Abschnitt aufweist. Somit umfasst der Ausdruck „zylindrische Außenfläche“ beispielsweise eine Außenfläche, die glatt ist, aber i) die Durchmesser des Arms ändern sich an den jeweiligen Positionen in seiner axialen Richtung AX, und ii) die Form eines Abschnitts, der an einer Position in der axialen Richtung AX senkrecht geschnitten wird, ist nicht wirklich kreisförmig, sondern nichtkreisförmig, ohne dass abgewinkelte oder vorspringende Abschnitte ausgebildet werden.
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Eine Hand 22 (der Endeffektor) ist an der Spitze des sechsten Arms 16 (gegenüber dem benachbarten fünften Arm 15) angebracht. In diesem Fall ist die Seite der Basis 10a die Basisseite jedes Arms 11-16, und die Seite der Hand 22 ist die Spitzenseite jedes Arms 11-16. Bei der Hand 22 handelt es sich beispielsweise um ein Spannfutter oder einen Greifer, wobei auch andere Werkzeuge wie z. B. Saughände verwendet und entsprechend der Verwendung des Roboters 10 ausgewählt werden können.
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Die Arme 11-16 der Manipulatoren 10P sind jeweils über eine Mehrzahl von Achsen J1-J6 drehbar verbunden. In diesem Fall befinden sich in der Reihenfolge von der Seite des Sockels 10a aus gesehen eine erste Achse J1, eine zweite Achse J2, eine dritte Achse J3, eine vierte Achse J4, eine fünfte Achse J5 und eine sechste Achse J6. Falls die einzelnen Achsen J1-J6 nicht spezifiziert sind, wird jede Achse J1-J6 einfach als Achse J bezeichnet.
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Die erste Achse J1 ist eine vertikale Drehachse und verbindet den ersten Arm 11 in horizontaler Richtung mit der Basis 10a. Die zweite Achse J2 ist eine horizontale Drehachse und verbindet den zweiten Arm 12 mit dem ersten Arm 11 in vertikaler Richtung. Die dritte Achse J3 ist eine horizontal verlaufende Drehachse und verbindet den dritten Arm 13 in vertikaler Richtung mit dem zweiten Arm 12. Die vierte Achse J4 ist eine Drehachse, die sich in Längsrichtung des dritten Arms 13 erstreckt und den vierten Arm 14 drehbar mit dem dritten Arm 13 verbindet. Die fünfte Achse J5 ist eine horizontal verlaufende Drehachse und verbindet den fünften Arm 15 mit dem vierten Arm 14 in vertikaler Richtung. Die sechste Achse J6 ist eine Drehachse, die sich in Längsrichtung des fünften Arms 15 erstreckt und den sechsten Arm 16 drehbar mit dem fünften Arm 15 verbindet.
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Die Mehrzahl der Arme (d.h. der Manipulator) 10P des Roboters 10 sind mit sechs (d.h. zwei oder mehr) Motoren (nicht gezeigt) ausgestattet, die jeweils die Achsen J1-J6 antreiben. Jeder Motor weist eine mechanische oder elektrische Bremsfunktion auf. Jeder Motor betreibt eine Bremse, die jede Achse J1-J6 entsprechend jedem Motor beschränkt und dadurch die Drehbewegung jedes Arms 11-16, der über jede Achse J1-J6 miteinander verbunden ist, reguliert (verbietet). Der Zustand, in dem die Bremse in jedem Motor betrieben wird, wird als der Zustand bezeichnet, in dem jede Achse J1-J6 gezwungen ist. Der Zustand, in dem die Bremse in jedem Motor nicht in Betrieb ist (die Bremse ist gelöst), wird als der Zustand bezeichnet, in dem die Operation jeder Achse J1-J6 nicht eingeschränkt ist (die Operation jeder Achse J1-J6 ist nicht eingeschränkt).
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Die Steuereinheit 20, die in der Abbildung nicht dargestellt ist, besteht hauptsächlich aus einem Mikrocomputer, der beispielsweise mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, einer wiederbeschreibbaren Speichervorrichtung und einer Eingangs-/Ausgangs-Schnittstelle ausgestattet ist. Die Steuereinheit 20 steuert den Betrieb des gesamten Roboters 10. In der Vorrichtung ist ein Robotersteuerungsprogramm zum Fahren und Steuern des Roboters 10 gespeichert. Die Steuereinheit 20 steuert dann den Betrieb des Roboters 10, indem sie das Robotersteuerprogramm durch die CPU ausführt. Jeder Motor ist elektrisch mit der Steuereinheit 20 verbunden. Die Steuereinheit 20 steuert den Antriebszustand jedes Motors basierend auf den Erfassungsergebnissen von Drehpositionssensoren und anderen Sensoren, die die Drehposition jedes Motors erfassen.
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Obwohl in den Figuren weggelassen, ist der Roboter 10 beispielsweise mit einem Taster zum Starten des Direct Teaching, einem Taster zum Lösen der Beschränkung jeder Achse und einem Taster zum Beenden des Direct Teaching ausgestattet. Wenn der Benutzer den Taster zum Starten drückt, startet die Steuereinheit 20 die Aufzeichnung von Details zum Teachen, wie z.B. den Pfad, die Geschwindigkeit oder die Position der einzelnen Arme 11-16. Nur solange der Taster gedrückt wird, gibt die Steuereinheit 20 die Beschränkung für alle Achsen J1-J6 frei. Die Steuereinheit 20 beendet dann die Aufzeichnung des Lehrinhalts, wenn der Taster „Ende“ gedrückt wird. Ein Taster, der dem Freigabetaster entspricht, kann an einem Handgerät oder einer ähnlichen Vorrichtung vorgesehen sein. Unter Verwendung des Programmierhandgeräts oder einer anderen Vorrichtung können die zu betreibenden Achsen ausgewählt oder die Beschränkungsbedingungen für jede Achse J1-J6 eingestellt werden.
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Wenn die Beschränkung der Achsen J1-J6 aufgehoben ist, führt die Steuereinheit 20 einen Schwerkraftausgleich aus, indem sie jeden Motor so steuert, dass jeder Arm 11-16, der mit den nicht beschränkten Achsen J1-J6 verbunden ist, sich nicht aufgrund des Eigengewichts jedes Arms 11-16 bewegt. In diesem Fall erzeugt jeder Motor ein Drehmoment, das schwach genug ist, um dem Drehmoment entgegenzuwirken, das auf jeden Motor aufgrund des Eigengewichts jedes Arms 11-16 wirkt. Daher kann der Benutzer jeden der Arme 11-16 mit leichter Kraft bewegen, ohne das Gewicht der Arme 11-16 zu spüren, selbst wenn die Beschränkung der Achsen J1-J6 aufgehoben ist.
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Beim Ausführen des Direct Teaching drückt der Benutzer (Bediener) den Starten-Knopf. Der Benutzer ergreift dann den sechsten Arm 16 bei gedrücktem Taster, wie in 2 dargestellt. Wie in 3 dargestellt, bewegt der Benutzer den Roboter 10, während er den sechsten Arm 16 ergreift, um die Hand 22 in die Position des Werkstücks oder einer anderen Objekt zu bringen. Das Direct Teaching wird beendet, wenn der Benutzer aufhört, den Taster zu drücken, und den Taster „Ende“ betätigt.
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Hierbei kann, da der sechste Arm 16 eine im Wesentlichen zylindrische äußere Oberfläche 16S aufweist, die Hand des Benutzers beim Greifen und Bewegen des sechsten Arms 16 beim Direct Teaching leicht abrutschen, was den Benutzer dazu zwingt, den sechsten Arm 16 mit einem wachsamen Auge zu greifen. Daher hat der Erfinder festgestellt, dass es für den Benutzer schwierig ist, den sechsten Arm 16 zu bewegen, während er auf das Werkstück usw. schaut, und dass es schwierig ist, die Hand 22 (den sechsten Arm 16) genau auf die Position des Werkstücks usw. zu bewegen.
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In diesem Zusammenhang weist der sechste Arm 16, wie in 1 gezeigt, einen gerändelten Abschnitt 16b auf. Im Detail, wie in 4 gezeigt, weist die zylindrische äußere Oberfläche 16S (der Außenumfang) des sechsten Arms 16 einen Ethernet (eingetragenes Warenzeichen) Standard-LAN-Kabelverbinder 31, einen Beleuchtungskabelverbinder 32, einen Handkabelverbinder 33, einen Luftschlauchverbinder (nicht gezeigt) und einen Sensorkabelverbinder (nicht gezeigt) auf. Ein Kamerakabel beispielsweise ist mit dem LAN-Kabelverbinder 31 (Kabelverbinder) verbunden. Beleuchtungskabel sind mit dem Beleuchtungskabelverbinder 32 (Kabelverbinder) verbunden. Der Handkabelverbinder 33 (Kabelverbinder) ist mit dem Kabel der Hand 22 verbunden. Ein Schlauch, der Luft zuführt, ist mit dem Luftschlauchverbinder (Schlauchverbinder) verbunden. Der Sensorkabelverbinder (Kabelverbinder) ist mit dem Sensorkabel verbunden.
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Das Rändeln des Abschnitts 16b ist an dem dem fünften Arm 15 benachbarten Endabschnitt auf der äußeren Oberfläche 16S des sechsten Arms 16 ausgebildet. Das heißt, der gerändelte Teil 16b (d.h. die vorbestimmte Struktur für Anti-Rutsch-Operationen) ist nur an dem Endabschnitt des sechsten Arms 16 ausgebildet, der näher an dem fünften Arm 15 liegt als die Kabelverbinder 31-33 und der Luftschlauchverbinder. Der gerändelte Abschnitt 16b ist der Endabschnitt der zylindrischen äußeren Oberfläche 16S des sechsten Arms 16, der gerändelt ist. Das Rändeln kann durch Schneiden oder Walzen erfolgen. Der gerändelte Bereich 16b ist um den gesamten Umfang der zylindrischen äußeren Oberfläche 16S ausgebildet. Der gerändelte Bereich 16b kann als ein vorbestimmtes Muster von Unregelmäßigkeiten ausgeführt werden, das entlang der Umfangsrichtung CR auf der zylindrischen Oberfläche 16S ausgebildet ist. Die Oberfläche des gerändelten Teils 16b (des zweiten Abschnitts) ist rauer als ein vorbestimmter Grad der Oberflächenrauheit des Teils 16a (des ersten Teils) ohne Rändelung auf der zylindrischen Außenfläche 16S.
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Wenn der Benutzer während des Direct Teaching den sechsten Arm 16 hält oder ergreift, kann er versehentlich in Kontakt mit dem Handkabel 23, dem LAN-Kabel 25, der Hand 22, der Kamera 24 usw. kommen (siehe 5). In diesem Beispiel kann der gerändelte Teil 16b jedoch einen Abschnitt des sechsten Arms 16 angeben, der vom Benutzer für das Direct Teaching gehalten oder gegriffen werden sollte. Dadurch wird der Benutzer implizit dazu angehalten, das gerändelte Teil 16b am Endabschnitt des sechsten Arms 16 zu halten oder zu greifen, wobei der Endabschnitt dem fünften Arm 15 benachbart ist. Der Benutzer, der den sechsten Arm 16 hält oder ergreift, erhält dank des gerändelten Teils 16b einen Anti-Rutsch-Effekt, der einem rutschigen Betrieb entgegenwirkt. Darüber hinaus kann der Benutzer den sechsten Arm 16 leicht in Umfangsrichtung drehen.
Der Benutzer kann auch ein Gefühl für die Unebenheiten von dem gerändelten Teil 16b bekommen.
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Diese vorstehend beschriebene Ausführungsform weist folgende Vorteile auf.
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Die Anti-Rutsch-Struktur (d.h. der gerändelte Teil 16b) ist als vorbestimmte Struktur entlang der Umfangsrichtung CR an der zylindrischen äußeren Oberfläche 16S des sechsten Arms 16 ausgebildet. Daher verhindert die Anti-Rutsch-Struktur ein Abrutschen der Hand des Benutzers beim Bewegen des sechsten Arms 16 im Direct Teaching. Es ist auch einfacher, die Kraft in der Drehrichtung des sechsten Arms 16 zu übertragen, wenn das Direct Teaching durch Halten des sechsten Arms 16 ausgeführt wird. Darüber hinaus kann der Benutzer durch Ausführen des Direct Teaching an jeder beliebigen Position in Umfangsrichtung durch Fühlen feststellen, dass er den Abschnitt der Anti-Rutsch-Struktur hält oder greift, ohne einen Blick auf den sechsten Arm 16 richten zu müssen. So kann das Direct Teaching ausgeführt werden, während man die Hand 22 und/oder das am sechsten Arm 16 befestigte Werkstück betrachtet. So ist es für den Benutzer einfacher, den sechsten Arm 16 genau zu bewegen. Daher kann das Direct Teaching genau ausgeführt werden, ohne dass nach dem Direct Teaching eine Feineinstellung der Position des sechsten Arms 16 durch ein anderes Verfahren durchgeführt werden muss. Im Ergebnis wird die Effizienz des Direct Teaching des Roboters deutlich erhöht.
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Die zylindrische äußere Oberfläche 16S des sechsten Arms 16 weist entlang ihrer Umfangsrichtung CR ein vorbestimmtes Muster von Unebenheiten (d. h. den gerändelten Abschnitt 16b) als vorbestimmte Struktur auf.
Daher kann das Abrutschen der Hand beim Bewegen des sechsten Arms 16 durch die Unebenheit des vorbestimmten Musters verhindert werden. Darüber hinaus ist es, wie vorstehend erwähnt, einfacher, Kraft in der Drehrichtung des sechsten Arms 16 zu übertragen. Außerdem kann der Benutzer beim Direct Teaching durch Ertasten an einer beliebigen Position in Umfangsrichtung CR feststellen, dass er den unebenen Teil des vorbestimmten Musters hält oder greift, ohne einen Blick auf den sechsten Arm 16 aufweisen zu müssen.
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Die zylindrische äußere Oberfläche 16S enthält den ersten Teil (den Teil 16a ohne Rändelung) mit einer vorbestimmten Rauheit und den zweiten Teil (d.h. den gerändelten Teil 16b) als eine vorbestimmte Struktur, die rauer als die vorbestimmte Rauheit ist und entlang der Umfangsrichtung CR ausgebildet ist. Daher verhindert der zweite Teil ein Abrutschen der Hand des Benutzers beim Bewegen des sechsten Arms 16, und die verschiedenen vorstehend beschriebenen Effekte können bei dieser Anti-Rutsch-Struktur auf die gleiche Weise genutzt werden.
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Darüber hinaus ist bei einer bevorzugten Ausführungsform die vorbestimmte Struktur (beispielsweise das gerändelte Teil 16b) an dem Endabschnitt des sechsten Arms 16 vorgesehen, der dem fünften Arm 15 benachbart ist. Gemäß einer solchen Konfiguration hält oder ergreift der Benutzer den Endabschnitt des sechsten Arms 16 an einer Position benachbart zum fünften Arm 15. Mit anderen Worten, das Halten oder Greifen in der Nähe der Spitze des sechsten Arms 16 wird verringert.
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Bei der Ausführungsform ist die vorbestimmte Struktur (d.h. der gerändelte Teil 16b) nur an dem Teil des sechsten Arms 16, der dem fünften Arm 15 benachbart ist, ausgebildet, wobei der ausgebildete Teil weit von den Positionen der Kabelverbinder 31 - 33 und des Luftschlauchverbinders am sechsten Arm 16 entfernt ist. Daher wird der Benutzer einen solchen ausgebildeten Teil des sechsten Arms 16 halten oder ergreifen und nicht einen Teil des sechsten Arms 16, von dem aus sich die Kabelanschlüsse 31 - 33 und der Luftschlauchverbinder nach außen erstrecken. Dies bedeutet, dass ein unbeabsichtigter Kontakt mit den Kabeln 23, 25 oder den Luftschläuchen verringert oder verhindert werden kann. Daher kann die Gefahr, dass die Kabel 23, 25 und/oder Luftschläuche von den Kabelverbindern 31-33 und/oder Luftschlauchverbindern getrennt werden oder dass diese Kabel und/oder Luftschläuche durchtrennt werden, erheblich verringert werden.
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Bei der Ausführungsform ist die vorbestimmte Struktur (d. h. der gerändelte Teil 16b) rund um die zylindrische Oberfläche 16S vorgesehen. Eine solche Konfiguration verhindert, dass die Hand des Benutzers beim Direct Teaching abrutscht, unabhängig von der Umfangsposition des Haltens oder Greifens des sechsten Arms 16 durch den Benutzer. Darüber hinaus kann der Benutzer unabhängig von der Umfangsposition des Haltens oder Greifens des sechsten Arms 16 durch Fühlen bestätigen, dass er jetzt das vorbestimmte Strukturteil hält oder greift, das zum Bewegen des sechsten Arms 16 mit weniger rutschigen Operationen ausgebildet ist.
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Bei der Ausführungsform ist die vorbestimmte Struktur außerdem ein gerändelter Abschnitt 16b, dessen zylindrische äußere Oberfläche gerändelt ist. Eine solche Konfiguration erfordert nur eine Bearbeitung der vorhandenen Komponenten, aus denen der sechste Arm 16 besteht. Dadurch lässt sich die vorbestimmte Struktur zum Anti-Rutsch-Halten einfach und kostengünstig realisieren. Darüber hinaus kann diese Konfiguration beispielsweise mit einer Konstruktion verglichen werden, bei der ein Anti-Rutsch-Material oder ähnliches an der zylindrischen Oberfläche des sechsten Arms 16 angebracht ist. Gemäß diesem Vergleich besteht kein Risiko, dass sich Anti-Rutsch-Elemente usw. ablösen, und es besteht kein Risiko der Stauberzeugung, die durch die Verschlechterung oder den Verschleiß von Anti-Rutsch-Elementen usw. verursacht wird, was ein Nachteil wäre, wenn solche Elemente als die vorbestimmte Struktur für Anti-Rutsch-Operationen verwendet würden.
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Die vorstehende Ausführungsform kann mit den folgenden Modifikationen implementiert werden. In den Beschreibungen solcher Modifikationen werden die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie bei der vorstehenden Ausführungsform weggelassen.
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Der gerändelte Abschnitt 16b (der als Anti-Rutsch-Struktur, Unebenheit eines vorbestimmten Musters, des zweiten Teils, einer vorbestimmten Struktur fungiert) kann teilweise entlang der Umfangsrichtung CR auf der zylindrischen äußeren Oberfläche 16S des sechsten Arms 16 vorgesehen sein.
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Es kann eine Modifikation vorgesehen werden, bei der, wie in 6 dargestellt, die zylindrische äußere Oberfläche 16S des sechsten Arms 16 teilweise sandgestrahlte Abschnitte 16c entlang der Umfangsrichtung CR aufweisen kann. In diesem Fall sind die gestrahlten Teile 16c (die als Anti-Rutsch-Struktur, als zweiter Teil oder als vorbestimmte Struktur fungieren) Teile der zylindrischen Oberfläche 16S des sechsten Arms 16, die teilweise sandgestrahlt werden und in Umfangsrichtung CR hintereinander angeordnet sind. Die Oberflächenrauheit der gestrahlten Teile 16c ist größer als die Oberflächenrauheit des Abschnitts 16a, der nicht gestrahlt wird.
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Anstelle des gerändelten Teils 16b und des gestrahlten Teils 16c kann ein geätzter Teil an der umlaufenden äußeren Oberfläche 16S des Führungsarms vorgesehen sein. Das geätzte Teil fungiert auch als Anti-Rutsch-Struktur, ein zweiter Teil oder eine vorbestimmte Struktur, und ist ein Teilstück, von dem die zylindrische äußere Oberfläche 16S des sechsten Arms 16, das geätzt wurde. In dieser Modifikation ist die Oberflächenrauheit des geätzten Teils rauer als die Oberflächenrauheit des Abschnitts 16a, der nicht geätzt worden ist.
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Das Material des sechsten Arms 16 ist nicht auf Metall begrenzt und kann gemäß den vorstehenden Verarbeitungs- und Behandlungsverfahren ausgewählt werden.
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Wie in 7 gezeigt, kann eine Mehrzahl von Gummielementen 16d an der zylindrischen äußeren Oberfläche 16S des sechsten Arms 16 in einer oder mehreren Reihen entlang der Umfangsrichtung CR befestigt werden. Dies ermöglicht auch die Bereitstellung einer Anti-Rutsch-Struktur (die als Unebenheit eines vorbestimmten Musters, eines zweiten Teils oder einer vorbestimmten Struktur dient).
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Wie in 8 gezeigt, kann eine Mehrzahl von Aussparungen 16e in Abständen entlang der Umfangsrichtung CR auf der zylindrischen äußeren Oberfläche 16S des sechsten Arms 16 ausgebildet sein. Dies kann auch eine Anti-Rutsch-Struktur vorsehen (die als eine Unebenheit eines vorbestimmten Musters oder einer vorbestimmten Struktur dient).
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Eine weitere Modifikation ist in 9 veranschaulicht. Wie gezeigt, können gerändelte Teile 16b, 15b (d.h., die als Anti-Rutsch-Struktur, Unebenheit eines vorbestimmten Musters, ein zweiter Teil oder eine vorbestimmte Struktur dienen) entlang der Umfangsrichtung CR der zylindrischen Außenoberfläche 16S am Ende der Seite des fünften Arms 15 zum sechsten Arm 16 bzw. am Ende der Seite des sechsten Arms 16 zum fünften Arm 15 vorgesehen sein.
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Diese Konfiguration erleichtert es dem Benutzer, das zu haltende Teil zu befestigen, auch wenn der Roboter 10 klein ist. Die gesamte zylindrische äußere Oberfläche 16S des sechsten Arms 16 kann mit gerändelten Abschnitten 16b vorgesehen sein. Die gesamte zylindrische äußere Oberfläche des fünften Arms 15 kann mit einem gerändelten Abschnitt 15b vorgesehen sein.
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Der vorstehend beschriebene menschlich-kollaborative Roboter 10 ist nicht auf einen vertikal gelenkigen Industrie-Gelenkroboter begrenzt, sondern kann auch ein horizontal gelenkiger Industrie-Gelenkroboter sein. Der Roboter 10 ist nicht auf einen 6-achsigen Roboter begrenzt, sondern kann auch ein Roboter mit 5 oder weniger Achsen oder ein Roboter mit 7 oder mehr Achsen sein. Der Roboter 10 muss nicht notwendigerweise ein mit dem Menschen zusammenarbeitender Roboter sein, solange Direct Teaching mit dem Roboter ausgeführt wird, und es kann ein großer Roboter sein, der nicht mit dem Menschen zusammenarbeitet.
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Die vorstehenden Varianten und Modifikationen können kombiniert eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Roboter
- 15b
- gerändelter Teil (Anti-Rutsch-Struktur, Unebenheiten des vorbestimmten Musters, zweiter Teil, vorbestimmte Struktur)
- 16
- der 6. Arm (Führungsarm)
- 16a
- Teil
- 16b
- gerändelter Teil (Anti-Rutsch-Struktur, Unebenheiten des vorbestimmten Musters, zweiter Teil, vorbestimmte Struktur)
- 16c
- Gestrahlter Abschnitt (Anti-Rutsch-Struktur, zweiter Teil, vorbestimmte Struktur)
- 16d
- Gummielement (Anti-Rutsch-Struktur, Unebenheiten des vorbestimmten Musters, zweiter Teil, vorbestimmte Struktur)
- 16e
- Aussparung (Anti-Rutsch-Struktur, Unebenheiten des vorbestimmten Musters, vorbestimmte Struktur)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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