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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Roboter, Mastervorrichtungen, Mastersysteme und Masterverfahren.
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Stand der Technik
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Bei einem bekannten Roboter sind zwei Glieder, die so miteinander verbunden sind, dass sie über eine Gelenkwelle bezüglich einander drehbar sind, mit Markierungen, wie z. B. Richtlinien, zur Positionierung der zwei Glieder bezüglich einander versehen (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
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In einem Zustand, in dem die Gelenkwelle gemastert ist, sind die Markierungen, wie z. B. Richtlinien, die an den zwei Gliedern an der Gelenkwelle vorgesehen sind, aufeinander ausgerichtet, so dass die Gelenkwelle nach dem Austausch eines Motors oder eines Reduzierers für die Gelenkwelle unter Verwendung der Markierungen einfach auf ihre Originalposition zurückgesetzt werden kann.
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Ein bekanntes Masterverfahren beinhaltet Anbringen einer Vorrichtung an einer Basis mit einer flachen Bezugsfläche und Verwenden einer Messvorrichtung zum Messen des Abstands zwischen der flachen Bezugsfläche und einer beweglichen flachen Fläche eines beweglichen Bereichs, der um eine Drehwelle drehbar verbunden ist (siehe beispielsweise Patentliteratur 2).
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Liste bekannter Schriften
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Patentliteratur
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- PTL 1 Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2011-251365
- PTL 2 Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2014-46399
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Obgleich die Markierungen, wie z. B. Richtlinien, für eine einfache Wiederherstellung der Ausgangsposition effektiv sind, ist jedoch eine akkurate Wiederherstellung schwierig.
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Andererseits müssen, obgleich eine akkurate Wiederherstellung der Ausgangsposition unter Verwendung der Vorrichtung und der Messvorrichtung von Patentliteratur 2 möglich ist, die Markierungen, wie z. B. Richtlinien, für die einfache Wiederherstellung zusätzlich bereitgestellt werden, und die maschinelle Bearbeitung von Komponenten, die zum akkuraten Anbringen der Vorrichtung verwendet werden, ist kostspielig und zeitaufwendig.
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Somit ist es wünschenswert, sowohl eine einfache als auch eine akkurate Wiederherstellung der Ausgangsposition auf leichte und kostengünstige Art und Weise zu erzielen.
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Lösung des Problems
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Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt einen Roboter bereit, bei dem zwei Glieder, die eine Gelenkwelle bilden und auf eine relativ bewegliche Art und Weise gestützt werden, jeweils mit einer V-förmigen Nut, die zwei geneigte Innenflächen aufweist, die einander an einem linearen Nutgrund, der sich orthogonal zu einer Bewegungsrichtung erstreckt, überschneiden, oder einem V-förmigen Vorsprung, der zwei geneigte Außenflächen aufweist, die einander an einem linearen Steg, der sich orthogonal zur Bewegungsrichtung erstreckt, überschneiden, versehen sind. Wenn die zwei Glieder der Gelenkwelle in einer vorbestimmten Betriebsposition angeordnet sind, sind die Nutgründe, die Stege oder der Nutgrund und der Steg in Ausrichtung aufeinander angeordnet.
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Figurenliste
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- [1] 1 ist eine Gesamtansicht, die ein Beispiel für einen Roboter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
- [2] 2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für zwei Master-Befestigungsflächen, die an einer zweiten Drehgelenkwelle des Roboters von 1 vorgesehen sind, darstellt.
- [3] 3 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für eine Master-Befestigungsfläche, die an einem Schwenkkörper in 2 vorgesehen ist, und eine erste an der Master-Befestigungsfläche zu positionierende Vorrichtung darstellt.
- [4] 4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für eine Halterung einer zweiten Vorrichtung, die an einer an einem Arm in 1 vorgesehenen Master-Befestigungsfläche zu positionieren ist, darstellt.
- [5] 5 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für die an dem Arm in 2 vorgesehenen Master-Befestigungsfläche und eine zweite an der Master-Befestigungsfläche zu positionierende Vorrichtung darstellt.
- [6] 6 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für eine Mastervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die in einem an den zwei Master-Befestigungsflächen in 2 positionierten Zustand angeordnet ist, darstellt.
- [7] 7 ist ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Teils eines Masterverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- [8] 8 ist ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Abstandsmessprozesses bei dem Masterverfahren von 7.
- [9] 9 ist ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Teils des Masterverfahrens von 7.
- [10] 10 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Modifikation der Master-Befestigungsflächen von 2 darstellt.
- [11] 11 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel für die Mastervorrichtung von 6, die in einem an den zwei Befestigungsflächen von 10 positionierten Zustand angeordnet ist, darstellt.
- [12] 12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Modifikation der Master-Befestigungsfläche und der ersten Vorrichtung von 3 darstellt.
- [13] 13 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Modifikation der Master-Befestigungsfläche und der zweiten Vorrichtung von 5 darstellt.
- [14] 14 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Modifikation einer in der ersten Vorrichtung von 12 oder der zweiten Vorrichtung von 13 vorgesehene Vertiefung darstellt.
- [15] 15 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Modifikation eines an der ersten Vorrichtung von 3 oder der zweiten Vorrichtung von 5 vorgesehenen Vorsprungs darstellt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachstehend werden ein Roboter 1, eine Mastervorrichtung 50, ein Mastersystem und ein Masterverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Das Mastersystem gemäß dieser Ausführungsform umfasst den Roboter 1 und die Mastervorrichtung 50.
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Beispielsweise ist der Roboter 1 gemäß dieser Ausführungsform, wie in 1 gezeigt wird, ein Vertikal-Gelenkroboter, der sechs Drehgelenkwellen (Gelenkwellen) umfasst. Der Roboter 1 umfasst eine Basis (ein Basisglied) 2, die auf eine Bodenfläche gesetzt ist, einen Schwenkkörper (ein Schwenkkörperglied) 3, der so von der Basis 2 gestützt wird, dass er um eine erste Achse A, die vertikal ist, drehbar ist, und einen ersten Arm (ein erstes Armglied) 4, der so von dem Schwenkkörper 3 gestützt wird, dass er um eine zweite Achse B, die horizontal ist, drehbar ist. Des Weiteren umfasst der Roboter 1 einen zweiten Arm (ein zweites Armglied) 5, der so von dem ersten Arm 4 gestützt wird, dass er um eine dritte Achse C, die zur zweiten Achse B parallel ist, drehbar ist, und eine 3-Achs-Handgelenkeinheit 6, die an dem distalen Ende des zweiten Arms 5 angeordnet ist.
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Die Handgelenkeinheit 6 umfasst eine erste Handgelenkkomponente (ein erstes Handgelenkkomponentenglied) 7, die so von dem zweiten Arm 5 gestützt wird, dass sie um eine vierte Achse D, die in einer orthogonal zur dritten Achse C verlaufenden Ebene angeordnet ist, drehbar ist. Die Handgelenkeinheit 6 umfasst des Weiteren eine zweite Handgelenkkomponente (ein zweites Handgelenkkomponentenglied) 8, die so von der ersten Handgelenkkomponente 7 gestützt wird, dass sie um eine fünfte Achse E, die zur vierten Achse D orthogonal ist, drehbar ist. Des Weiteren umfasst die Handgelenkeinheit 6 eine dritte Handgelenkkomponente (ein drittes Handgelenkkomponentenglied) 9, die so von der zweiten Handgelenkkomponente 8 gestützt wird, dass sie um eine sechste Achse F, die zu der fünften Achse E orthogonal ist und die dritte Achse C schneidet, drehbar ist.
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Jede der Drehgelenkwellen umfasst zwei Glieder, die bezüglich einander drehbar sind. Beispielsweise umfasst die erste Drehgelenkwelle die Basis 2 und den Schwenkkörper 3, die bezüglich einander drehbar sind. Die zweite Drehgelenkwelle umfasst den Schwenkkörper 3 und den ersten Arm 4, die bezüglich einander drehbar sind. Die dritte Drehgelenkwelle umfasst den ersten Arm 4 und den zweiten Arm 5, die bezüglich einander drehbar sind.
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Die vierte Drehgelenkwelle umfasst den zweiten Arm 5 und die erste Handgelenkkomponente 7, die bezüglich einander drehbar sind. Die fünfte Drehgelenkwelle umfasst die erste Handgelenkkomponente 7 und die zweite Handgelenkkomponente 8, die bezüglich einander drehbar sind. Die sechste Drehgelenkwelle umfasst die zweite Handgelenkkomponente 8 und die dritte Handgelenkkomponente 9, die bezüglich einander drehbar sind.
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Die zwei Glieder 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, die jede Drehgelenkwelle bilden, sind mit Master-Befestigungsflächen 10 an Positionen, die neben der Grenze zwischen den zwei Gliedern 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9 liegen, versehen. Da die Master-Befestigungsflächen 10 und 20 an den jeweiligen Drehgelenkwellen identisch sind, werden hier die Master-Befestigungsflächen 10 und 20, die an dem Schwenkkörper 3 bzw. dem ersten Arm 4, die die zweite Drehgelenkwelle bilden, vorgesehen sind, beispielhaft beschrieben.
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Gemäß der Darstellung in 2 ist die Master-Befestigungsfläche 10 des Schwenkkörpers 3 auf einer zylindrischen Außenumfangsfläche an einer Position neben der Grenze zwischen dem Schwenkkörper 3 und dem ersten Arm 4 vorgesehen und auf der zweiten Achse B zentriert. Die Master-Befestigungsfläche 20 des ersten Arms 4 ist auf einer Seitenfläche an einer Position neben der Grenze zwischen dem ersten Arm 4 und dem Schwenkkörper 3 vorgesehen und orthogonal zur zweiten Achse B und ist radial nach außen von der zweiten Achse B in Bezug auf die Master-Befestigungsfläche 10 des Schwenkkörpers 3 positioniert.
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Gemäß der Darstellung in 3 umfasst die Master-Befestigungsfläche 10 des Schwenkkörpers 3 eine Befestigungsfläche 11, die als eine flache Fläche dient, die sich in der tangentialen Richtung eines auf der zweiten Achse B zentrierten Kreises erstreckt, und eine V-förmige Nut (Vertiefung) 12, die durch teilweises Aussparen der Befestigungsfläche 11 gebildet wird. Die V-förmige Nut 12 weist geneigte Innenflächen 13 auf, die zwei flache Flächen sind, die einander in einem vorbestimmten Winkel, wie z. B. 90°, an einem linearen Nutgrund 12a, der sich parallel zur zweiten Achse B erstreckt, schneiden. Die Richtung, in der sich der erste Arm 4 bezüglich des Schwenkkörpers 3 bewegt, ist die Tangentialrichtung des auf der zweiten Achse B zentrierten Kreises, und der Nutgrund 12a der V-förmigen Nut 12 erstreckt sich in einer orthogonal zur Bewegungsrichtung des ersten Arms 4 verlaufenden Richtung.
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Wie in 5 gezeigt wird, umfasst die Master-Befestigungsfläche 20 des ersten Arms 4 eine Befestigungsfläche 21, die als eine flache Fläche dient, die zu der zweiten Achse B orthogonal ist, und eine V-förmige Nut (Vertiefung) 22, die durch teilweises Aussparen der Befestigungsfläche 21 gebildet wird. Die V-förmige Nut 22 weist geneigte Innenflächen 23 auf, die zwei flache Flächen sind, die einander in einem vorbestimmten Winkel, wie zum Beispiel 90°, an einem linearen Nutgrund 22a, der sich in einer orthogonal zur zweiten Achse B verlaufenden Richtung erstreckt, schneiden. Der Nutgrund 22a der V-förmigen Nut 22 erstreckt sich in der Richtung, die orthogonal zu der Richtung verläuft, in die sich der erste Arm 4 bezüglich des Schwenkkörpers 3 bewegt.
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Die Master-Befestigungsfläche 10 des Schwenkkörpers 3 wird durch maschinelles Bearbeiten der Befestigungsfläche 11 und der V-förmigen Nut 12 während eines maschinellen Bearbeitungsprozesses eines den Schwenkkörper 3 bildenden Glieds gebildet. Die Master-Befestigungsfläche 20 des ersten Arms 4 wird durch maschinelle Bearbeitung der Befestigungsfläche 21 und der V-förmigen Nut 22 während eines maschinellen Bearbeitungsprozesses eines den ersten Arm 4 bildenden Glieds gebildet. Die Master-Befestigungsflächen 10 und 20 des Schwenkkörpers 3 und des ersten Arms 4 werden an Positionen gebildet, an denen die Nutgründe 12a und 22a der V-förmigen Nuten 12 und 22 in derselben Ebene angeordnet sind, wenn der erste Arm 4 an einer Ausgangsposition, wie z. B. der Position in 1, angeordnet ist, als ein Konstruktionswert bezüglich des Schwenkkörpers 3.
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Nun wird nachstehend die Mastervorrichtung 50 gemäß dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Die Mastervorrichtung 50 umfasst eine erste Vorrichtung 60, die in einem positionierten Zustand an der Master-Befestigungsfläche 10 eines Glieds 2, 3, 4, 5, 7 oder 8 der zwei Glieder 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, die jede Drehgelenkwelle bilden, angeordnet ist, und eine zweite Vorrichtung 70, die in einem positionierten Zustand an der Master-Befestigungsfläche 20 des anderen Glieds 3, 4, 5, 7, 8 oder 9 angeordnet ist. Die Mastervorrichtung 50 umfasst eine Messuhr (Messvorrichtung) 80, die an der ersten Vorrichtung 60 oder der zweiten Vorrichtung 70 fixiert ist.
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Die Mastervorrichtung 50 zum Mastern des Schwenkkörpers 3 und des ersten Arms 4, die die zweite Drehgelenkwelle bilden, wird hier beispielhaft beschrieben.
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Gemäß der Darstellung in 3 umfasst die erste Vorrichtung 60 einen plattenförmigen Hauptbereich 61 mit einer flachen Bezugsfläche (Bezugsfläche) 60a und umfasst auch einen plattenförmigen Positionierungsbereich 62, der an einem Ende des Hauptbereichs 61 vorgesehen ist und sich orthogonal zu dem Hauptbereich 61 erstreckt.
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Die Fläche des Positionierungsbereichs 62, die dem Hauptbereich 61 gegenüberliegt, ist mit einer Anlagefläche 63, die als eine flache Fläche, die an der Befestigungsfläche 11 der Master-Befestigungsfläche 10 anliegen soll, dient, und einem V-förmigen Vorsprung (Vorsprung) 64, der zum Teil von der Mitte der Anlagefläche 63 aus vorragt, versehen. Der V-förmige Vorsprung 64 weist geneigte Außenflächen 66 auf, die zwei flache Flächen sind, die einander in einem vorbestimmten Winkel, wie z. B. 90°, an einem linearen Steg 65 schneiden, und weist eine der V-förmigen Nut 12 in der Master-Befestigungsfläche 10 komplementäre Form auf. Insbesondere werden, wenn der V-förmige Vorsprung 64 in die V-förmige Nut 12 in der Master-Befestigungsfläche 10 gepasst ist, die zwei geneigte Außenflächen 66 gleichzeitig in engen Kontakt mit den zwei geneigten Innenflächen 13 der V-förmigen Nut 12 gebracht.
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Die flache Bezugsfläche 60a ist orthogonal zur Anlagefläche 63 und ist parallel zu dem Steg 65 des V-förmigen Vorsprungs 64 angeordnet.
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Wenn der V-förmige Vorsprung 64 der ersten Vorrichtung 60 in die V-förmigen Nut 12 in der Master-Befestigungsfläche 10 des Schwenkkörpers 3 gepasst ist und die Anlagefläche 63 in Anlage mit der Befestigungsfläche 11 gebracht ist, kommen die zwei geneigten Außenflächen 66 des V-förmigen Vorsprungs 64 gleichzeitig in engen Kontakt mit den zwei geneigten Innenflächen 13 der V-förmigen Nut 12, und die Anlagefläche 63 kommt in engen Kontakt mit der Befestigungsfläche 11. In diesem Zustand ist die an der ersten Vorrichtung 60 vorgesehene flache Bezugsfläche 60a in einem positionierten Zustand angeordnet, in dem sie sich orthogonal zur Befestigungsfläche 11 und parallel zur zweiten Achse B erstreckt.
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Durch das Ineingriffbringen des V-förmigen Vorsprungs 64 mit der V-förmigen Nut 12 wird eine Bewegung der ersten Vorrichtung 60 bezüglich der Master-Befestigungsfläche 10 des Schwenkkörpers 3 nur entlang dem Nutgrund 12a der V-förmigen Nut 12 gestattet. Dementsprechend ist die flache Bezugsfläche 60a der ersten Vorrichtung 60 bezüglich des Schwenkkörpers 3 positioniert, so dass die Position der flachen Bezugsfläche 60a nicht verlagert wird, selbst wenn die erste Vorrichtung 60 in die Erstreckungsrichtung der zweiten Achse B entlang der V-förmigen Nut 12 bewegt wird, wie durch einen Pfeil X in 6 angegeben wird.
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Wie in 4 und 5 gezeigt wird, umfasst die zweite Vorrichtung 70 eine Halterung 71 zur Positionierung an der Master-Befestigungsfläche 20, die an dem ersten Arm 4 vorgesehen ist, und umfasst des Weiteren die Messuhr 80 zur Fixierung an einer Durchgangsbohrung 71a in der Halterung 71.
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Die Halterung 71 umfasst einen Positionierungsbereich 72 zur Positionierung an der Master-Befestigungsfläche 20, die an dem ersten Arm 4 vorgesehen ist. Der Positionierungsbereich 72 weist eine Form auf, die jener des Positionierungsbereichs 62 der ersten Vorrichtung 60 ähnelt. Der Positionierungsbereich 72 umfasst eine flache Anlagefläche 73, die an der Befestigungsfläche 21 der Master-Befestigungsfläche 20 anliegen soll, und umfasst des Weiteren einen V-förmigen Vorsprung (Vorsprung) 74, der zum Teil von der Anlagefläche 73 aus vorragt und eine zu der V-förmigen Nut 22 in der Master-Befestigungsfläche 20 komplementäre Form aufweist.
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Die Messuhr 80 ist der Art, bei der das Ausziehen und Einziehen des Messbolzens 81 bewirkt wird, und ist so an der Halterung 71 fixiert, dass der Messbolzen 81 in eine parallel zur Anlagefläche 73 entlang einer Ebene, die orthogonal zu einem Steg 75 des V-förmigen Vorsprungs 74 verläuft, ausgezogen und eingezogen wird. In 5 gibt das Bezugszeichen 82 eine Befestigungsarmatur an, die zur Befestigung der Messuhr 80 an der Halterung 71 verwendet wird, und das Bezugszeichen 83 gibt eine Befestigungsschraube an. Die Messuhr 80 kann an einer Position, an der das Ausmaß, in dem das distale Ende des Messbolzens 81 von der Halterung 71 vorragt, ein vorbestimmtes Ausmaß erreicht, auf null gesetzt werden.
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Durch das Ineingriffbringen des V-förmigen Vorsprungs 74 mit der V-förmigen Nut 22 wird eine Bewegung der zweiten Vorrichtung 70 bezüglich der Master-Befestigungsfläche 20 des ersten Arms 4 nur entlang dem Nutgrund 22a der V-förmigen Nut 22 gestattet. Dementsprechend ist die Messuhr 80 der zweiten Vorrichtung 70 bezüglich des ersten Arms 4 positioniert. Wenn die erste Vorrichtung 60 akkurat positioniert ist, ändert sich das Ausmaß, in dem das distale Ende des Messbolzens 81 der Messuhr 80 vorragt, nicht, selbst wenn die zweite Vorrichtung 70 in die orthogonal zu der zweiten Achse B verlaufende Richtung entlang der V-förmigen Nut 22 bewegt wird, wie durch einen Pfeil Y in 6 angegeben wird.
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Wenn die erste Vorrichtung 60 in Anlage mit der Master-Befestigungsfläche 10 des Schwenkkörpers 3 gebracht wird, wird die zweite Vorrichtung 70 in Anlage mit der Master-Befestigungsfläche 20 des ersten Arms 4 gebracht, und die Betriebsposition des ersten Arms 4 um die zweite Achse B herum bezüglich des Schwenkkörpers 3 wird eingestellt, das distale Ende des Messbolzens 81 der Messuhr 80 liegt an der flachen Bezugsfläche 60a an. Dementsprechend kann die relative Positionsbeziehung (der Abstand) zwischen dem Schwenkkörper 3 und dem ersten Arm 4 durch die Messuhr 80 gemessen werden.
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Das Masterverfahren gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nun beschrieben.
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Das Masterverfahren gemäß dieser Ausführungsform umfasst Messen eines ersten Abstands unter Verwendung der Mastervorrichtung 50 in einem Zustand, in dem der Roboter 1 gemastert wird. Der erste Abstand soll unter Verwendung der Messuhr gemessen werden, wenn die zwei Glieder 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9 jeder Drehgelenkwelle in einer ersten Betriebsposition angeordnet sind.
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Die Messung des ersten Abstands wird beispielhaft unter Bezugnahme auf die zweite Drehgelenkwelle als ein Beispiel beschrieben. Wie in 7 gezeigt wird, wird in einem gemasterten Zustand (Schritt S0) die Drehwinkelposition des ersten Arms 4 bezüglich des Schwenkkörpers 3 eingestellt, so dass der Schwenkkörper 3 und der erste Arm 4 in der ersten Betriebsposition, wie z. B. der Ausgangsposition, angeordnet sind (Schritt S1). In diesem Zustand wird ein Abstandsmessungsprozess (Schritt S2) durchgeführt.
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Wie in 8 gezeigt wird, umfasst der Abstandsmessungsprozess bei Schritt S3 Anordnen der ersten Vorrichtung 60 in einem positionierten Zustand an der Master-Befestigungsfläche 10 des Schwenkkörpers 3 (Schritt S21) und Anordnen der zweiten Vorrichtung 70 in einem positionierten Zustand an der Master-Befestigungsfläche 20 des ersten Arms 4 (Schritt S22). Wie in 2 gezeigt wird, sind in der Ausgangsposition der Nutgrund 12a der V-förmigen Nut 12 in der Master-Befestigungsfläche 10 des Schwenkkörpers 3 und der Nutgrund 22a der V-förmigen Nut 22 in der Master-Befestigungsfläche 20 des ersten Arms 4 in derselben Ebene angeordnet.
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Wenn der Schwenkkörper 3 und der erste Arm 4 in der ersten Betriebsposition angeordnet sind, wird durch die flache Bezugsfläche 60a der ersten Vorrichtung 60 auf das distale Ende des Messbolzens 81 der Messuhr 80 gedrückt, und der erste Abstand wird mit der Messuhr 80 gemessen (Schritt S23). Der gemessene erste Abstand wird gespeichert (Schritt S3) .
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Danach wird der Motor oder der Reduzierer, der die zweite Drehgelenkwelle antreibt, ausgetauscht. Somit wird in einem nicht gemasterten Zustand (Schritt S10) ein zweiter Abstand unter Verwendung desselben Verfahrens wie bei Schritt S1 gemessen, wie in 9 gezeigt wird. Insbesondere wird die Drehwinkelposition des ersten Arms 4 bezüglich des Schwenkkörpers 3 so eingestellt, dass der Schwenkkörper 3 und der erste Arm 4 in einer zweiten Betriebsposition, beispielsweise im Wesentlichen der Ausgangsposition, angeordnet sind (Schritt S11) .
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In diesem Zustand wird der Abstandsmessungsprozess (Schritt S2) für den zweiten Abstand durchgeführt.
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Eine Differenz zwischen dem gemessenen zweiten Abstand und dem gespeicherten ersten Abstand wird berechnet (Schritt S12), und es wird bestimmt, ob die Differenz kleiner gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist (S13) .
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Wenn die Differenz größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, wird der Prozess von Schritt S11 an wiederholt. Wenn die Differenz kleiner gleich dem vorbestimmten Schwellenwert ist, endet der Masterprozess.
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Dementsprechend sind bei dem Roboter 1, der Mastervorrichtung 50, dem Mastersystem und dem Masterverfahren gemäß dieser Ausführungsform die zwei Glieder 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, die jede Drehgelenkwelle bilden, mit der Master-Befestigungsfläche 10 bzw. der Master-Befestigungsfläche 20, die die V-förmigen Nuten 12 und 22 aufweisen, versehen. Demzufolge werden durch einfaches Bringen der V-förmigen Vorsprünge 64 und 74 der ersten Vorrichtung 60 und der zweiten Vorrichtung 70 in engen Kontakt mit den V-förmigen Nuten 12 und 22 die erste Vorrichtung 60 und die zweite Vorrichtung 70 akkurat in einem positionierten Zustand an jedem der Glieder 2, 3, 4, 5, 7, 8 und 9 angeordnet, wodurch der Masterprozess akkurat durchgeführt werden kann.
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Insbesondere können die erste Vorrichtung 60 und die zweite Vorrichtung 70 unter Verwendung der V-förmigen Nuten 12 und 22 an jedem der Glieder 2, 3, 4, 5, 7, 8 und 9 positioniert sein, ohne dass sie unter Verwendung von Bolzen und Stiften gesichert sind. Die maschinelle Ausarbeitung der Master-Befestigungsflächen 10 und 20, die die V-förmigen Nuten 12 und 22 aufweisen, ist einfacher durchzuführen als eine maschinelle Ausarbeitung von Gewindelöchern und Stiftlöchern. Es ist auch vorteilhaft, dass der Prozess zum Anbringen der ersten Vorrichtung 60 und der zweiten Vorrichtung 70 an jedem der Glieder 2, 3, 4, 5, 7, 8 und 9 ohne Weiteres ohne das Befestigen von Bolzen oder Einführen von Stiften durchgeführt werden kann.
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Bei dieser Ausführungsform werden die Anlageflächen 63 und 73 der ersten Vorrichtung 60 und der zweiten Vorrichtung 70 zur gleichen Zeit, wenn die V-förmigen Vorsprünge 64 und 74 in engen Kontakt mit den V-förmigen Nuten 12 und 22 gebracht werden, in engen Kontakt mit den Befestigungsflächen 11 und 21 der Master-Befestigungsflächen 10 und 20 gebracht. Die Positionierung der ersten Vorrichtung 60 und der zweiten Vorrichtung 70 kann durch einfaches Bringen der V-förmigen Nuten 12 und 22 in engen Kontakt mit den V-förmigen Vorsprüngen 64 und 74 durchgeführt werden. Darüber hinaus wird der enge Kontakt zwischen den Anlageflächen 63 und 73 und den Befestigungsflächen 11 und 21 zusätzlich genutzt, so dass durch einfaches Halten der Anlageflächen 63 und 73 mit Fingern bis zu einem Grad, dass sie sich nicht von den Befestigungsflächen 11 und 21 wegbewegen, Kippen der flachen Bezugsfläche 60a der ersten Vorrichtung 60 und positionsmäßige Verlagerung der zweiten Vorrichtung 70 einfach verhindert werden können.
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Des Weiteren umfasst der Roboter 1 gemäß dieser Ausführungsform die Master-Befestigungsflächen 10 und 20, die die V-förmigen Nuten 12 und 22 mit den oben beschriebenen Funktionen aufweisen. Somit kann der Masterprozess gemäß der Darstellung in 2 einfach durch visuelle Bestätigung oder Bestätigung mit einer Kamera, dass die Nutgründe 12a und 22a der V-förmigen Nuten 12 und 22 in den zwei Gliedern 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9 in derselben Ebene angeordnet sind, durchgeführt werden. Insbesondere ist dies insofern von Vorteil, als die Nutgründe 12a und 22a der V-förmigen Nuten 12 und 22 als Richtlinien genutzt werden können.
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Obgleich die Master-Befestigungsflächen 10 und 20, die Mastervorrichtung 50 und das Masterverfahren unter Bezugnahme auf die zweite Drehgelenkwelle beispielhaft bei dieser Ausführungsform beschrieben wurden, sind die Master-Befestigungsflächen 10 und 20, die Mastervorrichtung 50 und das Masterverfahren gleichermaßen bei den anderen Drehgelenkwellen anwendbar.
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Insbesondere sind gemäß der Darstellung in 2 bei der obigen Ausführungsformen die Außenumfangsfläche um die zweite Achse B des Schwenkkörpers 3, die die zweite Drehgelenkwelle bildet, und eine Seitenfläche, die zur zweiten Achse B des ersten Arms 4 orthogonal ist, mit den Master-Befestigungsflächen 10 und 20 versehen, die die V-förmigen Nuten 12 und 22 aufweisen, die sich entlang flachen Flächen, die orthogonal zueinander sind, erstrecken.
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Als eine Alternative zu der in 2 gezeigten Anordnung können die Master-Befestigungsflächen 10 und 20 wie in 10 gezeigt angeordnet sein. Beispielsweise können bei dem in 1 gezeigten Roboter 1 die Master-Befestigungsflächen 10 und 20 in 2 zwischen der Basis 2 und dem Schwenkkörper 3, die die erste Drehgelenkwelle bilden, und zwischen der ersten Handgelenkkomponente 7 und der zweiten Handgelenkkomponente 8, die die fünfte Drehgelenkwelle bilden, vorgesehen sein (nicht gezeigt).
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Die Master-Befestigungsflächen 10 und 20 zwischen dem ersten Arm 4 und dem zweiten Arm 5, die die dritte Drehgelenkwelle bilden, die Master-Befestigungsflächen 10 und 20 zwischen dem zweiten Arm 5 und der ersten Handgelenkkomponente 7, die die vierte Drehgelenkwelle bilden, und die Master-Befestigungsflächen 10 und 20 zwischen der zweiten Handgelenkkomponente 8 und der dritten Handgelenkkomponente 9, die die sechste Drehgelenkwelle bilden, sind wie in 10 gezeigt.
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Die Master-Befestigungsflächen 10 und 20 in 10 sind beide an zylindrischen Flächen um die Achsen C, D und F vorgesehen. In der Ausgangsposition sind die V-förmigen Nuten 12 und 22 auf derselben Linie in derselben Ebene angeordnet oder sind parallel zueinander angeordnet.
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Hinsichtlich jeder Drehgelenkwelle, die mit solchen Master-Befestigungsflächen 10 und 20 versehen ist, kann der Masterprozess unter Verwendung der Mastervorrichtung 50, die zu jener in 6 identisch ist, durchgeführt werden, wie in 11 gezeigt wird. Insbesondere kann dieselbe Mastervorrichtung 50 bei dem Masterprozess mehrerer Drehgelenkwellen verwendet werden. Dies ist insofern von Vorteil, als es nicht erforderlich ist, mehrere Arten von Mastervorrichtungen zu erstellen.
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Als eine Alternative zu dieser Ausführungsform, bei der die Master-Befestigungsflächen 10 und 20 durch maschinelle Bearbeitung der Außenflächen der zwei Glieder 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, die jede Drehgelenkwelle bilden, ausgebildet werden, können die Glieder 2, 3, 4, 5, 7, 8 und 9, die Master-Befestigungsflächen 10 und 20 aufweisen, als separate Glieder erzeugt werden und können in einem positionierten Zustand an den Gliedern 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9 fixiert sein. Dies ist insofern von Vorteil, als die Glieder 2, 3, 4, 5, 7, 8 und 9, die die Master-Befestigungsflächen 10 und 20 aufweisen, einfach ausgetauscht werden können, wenn die Master-Befestigungsflächen 10 und 20 kaputtgehen, so dass die Glieder 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, die die Drehgelenkwellen bilden, nicht ausgetauscht werden müssen.
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Des Weiteren werden die Anlageflächen 63 und 73 bei dieser Ausführungsform zur gleichen Zeit, wenn die V-förmigen Vorsprünge 64 und 74 in engen Kontakt mit den V-förmigen Nuten 12 und 22 gebracht werden, in engen Kontakt mit den Befestigungsflächen 11 und 21 gebracht. Alternativ dazu muss die Anlagefläche 63 oder 73 zur Positionierung der flachen Bezugsfläche 60a und der Messuhr 80 nicht vorgesehen sein. Die Anlagefläche 63 oder 73 wird in engen Kontakt mit der Befestigungsfläche 11 gebracht, um Kippen der flachen Bezugsfläche 60a und der Messuhr 80 zu verhindern und einen stabilen Positionierungsprozess zu unterstützen.
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Des Weiteren kann als eine Alternative zu dieser Ausführungsform, bei der die Master-Befestigungsflächen 10 und 20 mit den V-förmigen Nuten 12 und 22 versehen sind und die Mastervorrichtung 50 mit den V-förmigen Vorsprüngen 64 und 74 versehen ist, die Konfiguration umgekehrt sein, wie in 12 und 13 gezeigt wird. Ferner kann eine der Master-Befestigungsflächen 10 und 20 mit den V-förmigen Nuten 12 und 22 versehen sein, und die andere der Master-Befestigungsflächen 10 und 20 kann mit den V-förmigen Vorsprüngen 64 und 74 versehen sein.
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Obgleich die Nutgründe 12a und 22a der V-förmigen Nuten 12 und 22, die in den Master-Befestigungsflächen 10 und 20 vorgesehen sind, und die Stege 65 und 75 der V-förmigen Vorsprünge 64 und 74 als Richtlinien erforderlich sein können, sind die Stege 65 und 75 der V-förmigen Vorsprünge 64 und 74 an der Mastervorrichtung 50 oder die linearen Nutgründe 12a und 22a der V-förmigen Nuten 12 und 22 nicht zwangsläufig erforderlich.
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Beispielsweise kann gemäß der Darstellung in 14 eine Vertiefung 30 den V-förmigen Vorsprung 64 oder 74 aufnehmen und kann zwei geneigte Innenflächen 32 aufweisen, die einander an einem gedachten linearen Nutgrund 31, der sich orthogonal zur Bewegungsrichtung erstreckt, schneiden.
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Des Weiteren kann gemäß der Darstellung in 15 ein Vorsprung 40 zwei geneigte Außenflächen 42 aufweisen, die einander an einem gedachten linearen Steg 41, der sich orthogonal zur Bewegungsrichtung erstreckt, schneiden.
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Obgleich diese Ausführungsform beispielhaft bei dem Roboter 1, der sechs Drehgelenkwellen aufweist, angewendet wird, kann die Ausführungsform auch bei einem Roboter angewendet werden, der nicht nur Drehgelenkwellen, sondern nur lineare Gelenkwellen oder ein Gemisch aus Drehgelenkwellen und linearen Gelenkwellen aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Roboter
- 2
- Basis (Basisglied)
- 3
- Schwenkkörper (Schwenkkörperglied)
- 4
- erster Arm (erstes Armglied)
- 5
- zweiter Arm (zweites Armglied)
- 7
- erste Handgelenkkomponente (erstes Handgelenkkomponentenglied)
- 8
- zweite Handgelenkkomponente (zweites Handgelenkkomponentenglied)
- 9
- dritte Handgelenkkomponente (drittes Handgelenkkomponentenglied)
- 12, 22
- V-förmige Nut (Vertiefung)
- 12a, 22a, 31
- Nutgrund
- 13, 23, 32
- geneigte Innenflächen
- 30
- Vertiefung
- 40
- Vorsprung
- 50
- Mastervorrichtung
- 60
- erste Vorrichtung
- 60a
- flache Bezugsfläche (Bezugsfläche)
- 70
- zweite Vorrichtung
- 64, 74
- V-förmiger Vorsprung (Vorsprung)
- 65, 75, 41
- Steg
- 66, 42
- geneigte Außenflächen
- 80
- Messuhr (Messvorrichtung)
