TWI596294B - Lubricant injection system - Google Patents

Description

潤滑劑注入系統

本發明係關於一種潤滑劑注入系統，尤其係關於一種對於具有複數個注入口之機械注入潤滑劑的潤滑劑注入系統。

多數產業機械之內部具備齒輪或軸承等各種機械要素。為了使機械要素之動作變得順暢、提高耐久性，會對該等機械要素供給油或油脂等潤滑劑。

作為供給潤滑劑之系統，例如，專利文獻1之圖3中揭示有一種潤滑劑供給裝置，其係用於將潤滑劑供給至外部設備者，且具備：儲存有潤滑劑之潤滑劑槽、裝設於潤滑劑槽之開口部之泵裝置、向泵裝置發送作業指令之控制裝置、及自潤滑劑槽延伸之管體。該潤滑劑供給裝置中，向控制裝置輸入潤滑劑之供給量，藉由根據自控制裝置傳送之作動指令而作動之泵裝置將所設定之量的潤滑劑自潤滑劑槽傳送至管體，且使其自管體前端之吐出部吐出。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2006-2790號公報

然而，為了自上述潤滑劑供給裝置向產業機械等機械直接供給潤滑劑，須將自潤滑劑槽延伸之管體等之前端的吐出部安裝於該機械所具有之潤滑劑之注入口。但是，當被注入潤滑劑之機械(以下稱為「對象機械」)具有複數個注入口時，每當完成1個注入口之潤滑劑之注入，須使吐出部移動至另一注入口進行安裝作業。又，每個注入口之應注入之潤滑劑之量不同的情況亦較多。該情況下，作業者須於控制裝置中設定與安裝有吐出部之注入口對應的注入量，不僅費工夫，而且作業者亦會誤設定注入量。如此，當對於具有複數個注入口之對象機械使用上述潤滑劑供給裝置時，會迫使作業者付出大量的勞動力。作為向具有複數個注入口之對象機械注入潤滑劑的系統，存在如下集中供脂系統，其係於由1台泵壓送潤滑劑之配管設置分配閥等而向多個注入口供給既定量之潤滑劑。然而，該系統若應用於分散有複數個注入口之對象機械，則會導致系統整體複雜化。

因此，本發明之目的在於提供一種簡化之潤滑劑注入系統，其對於具有複數個注入口之對象機械，能減輕向各注入口注入潤滑劑之作業之勞動力，且能對每個注入口注入正確量之潤滑劑。

為了解決上述問題，本發明之潤滑劑注入系統係向具有複數個注入口之對象機械注入潤滑劑者，且具備：基台；機械臂，其包含自前述基台起依序連結之複數個臂體；潤滑劑注入用手，其具有依序連接於前述複數個注入口之各者並吐出潤滑劑之吐出部，且可裝卸地安裝於前述機械臂之前端部；機器人控制部，其控制前述機械臂之動作；潤滑劑送出裝置，其藉由前述機器人控制部控制潤滑劑之送出；潤滑劑送出路，其將潤 滑劑自前述潤滑劑送出裝置引導至前述吐出部；及流量感測器，其設於前述潤滑劑送出路，將檢測出之流量資訊傳送至前述機器人控制部；前述機器人控制部儲存與前述複數個注入口之各者對應之目標注入量，當前述吐出部連接於前述複數個注入口中之任一者時，控制前述潤滑劑送出裝置以開始潤滑劑之送出，根據自前述流量感測器傳送之上述流量資訊算出自與前述吐出部連接之注入口注入的潤滑劑之注入量，當算出之注入量達到和與前述吐出部連接之注入口對應之前述目標注入量時，控制前述潤滑劑送出裝置以停止潤滑劑之送出。

根據上述構成，藉由機器人控制部控制機械臂之動作，將潤滑劑注入用手之吐出部連接於對象機械之注入口。故無須作業者手工進行將吐出部安裝於注入口、或自注入口卸下之作業。又，因當根據自流量感測器傳送之資訊算出之注入量達到目標注入量時停止潤滑劑之送出，故能針對每個注入口注入正確量之潤滑劑。進而，根據上述構成，即便於對象機械分散有複數個注入口，但因吐出部依序連接於注入口，故亦無須針對每個注入口設置潤滑劑之送出路，從而能形成簡化之潤滑劑注入系統。

根據本發明，可提供一種對於具有複數個注入口之對象機械，能減輕向各注入口注入潤滑劑之作業的勞動力且能針對每個注入口注入正確量之潤滑劑的簡化之潤滑劑注入系統。

1‧‧‧潤滑劑注入系統

2‧‧‧多關節機器人

21‧‧‧基台

22‧‧‧機械臂

23‧‧‧機器人控制部

24‧‧‧潤滑劑送出裝置

25‧‧‧上游側潤滑劑送出路

31‧‧‧第1臂體

32‧‧‧第2臂體

33‧‧‧第3臂體

34‧‧‧第4臂體

35‧‧‧第5臂體

36‧‧‧第6臂體

4‧‧‧潤滑劑注入用手

42‧‧‧下游側潤滑劑送出路

43‧‧‧吐出部

44‧‧‧流量感測器

100‧‧‧多關節機器人(對象機械)

117‧‧‧注入口

G1~G6‧‧‧潤滑劑注入部位

圖1係本發明之一實施形態之潤滑劑注入系統之概略構成圖。

圖2係潤滑劑注入用手之概略側視圖。

圖3係顯示機器人控制部之控制構成的方塊圖。

圖4係顯示潤滑劑注入作業中機器人控制部之控制流程的流程圖。

以下，參照圖式對本發明之實施形態進行說明。圖1係本發明之一實施形態之潤滑劑注入系統1之概略構成圖。以下，作為該潤滑劑注入系統1注入潤滑劑的對象機械之一例，以圖1右側所示多關節機器人100為例進行說明。此實施形態中之潤滑劑例如為油脂，後述之潤滑劑注入部位G1~G6例如為油脂槽。

首先，對於該實施形態之潤滑劑注入系統1之對象機械即多關節機器人100進行說明。如圖1所示，多關節機器人100具備基台101、及連結於基台101之機械臂102。機械臂102包括第1臂體111、第2臂體112、第3臂體113、第4臂體114、第5臂體115及第6臂體116該等6個臂體111~116，且臂體111~116以此順序自基台101起依序連結。亦即，第1臂體111以基端部連結於基台101，第2臂體112以基端部連結於第1臂體111之前端部，以下相同，第6臂體116以基端部連結於第5臂體115之前端部。機械臂102之前端部、即第6臂體116之前端部例如係以能裝卸用以進行焊接作業或塗裝作業等所需作業的手的方式構成。

多關節機器人100具備複數個關節部J1~J6。各關節部J1~J6使依序連結之基台101及臂體111~116中的相鄰2個構件中、配置於與基台101為相反側的構件，以可轉動之方式連結於該2個構件中配置於基台101側的構件。此實施形態中，基台101及臂體111~116之總數為7，故 相鄰之構件之對數為6，關節部J1~J6之個數亦為6。

於關節部J1~J6，分別組裝有減速機或軸承等機械要素(未圖示)。為了使該等機械要素順暢地動作，於關節部J1~J6分別設置用於將潤滑劑密封的潤滑劑注入部位G1~G6。潤滑劑注入部位G1~G6分別具有與外部連通之至少1個注入口117。因潤滑劑注入部位G1~G6相隔地配置，故多關節機器人100至少具有6個分散的注入口117。又，分散之複數個注入口117中之若干個注入口之注入方向彼此不同。自注入口117向潤滑劑注入部位G1~G6注入潤滑劑。再者，圖1中僅顯示潤滑劑注入部位G1~G6中之1個潤滑劑注入部位G1所具有之1個注入口117，為了簡化而省略了其他注入口117或與外部連通之其他連通口(例如排出口)。又，以下當表示任意一個潤滑劑注入部位時，稱為「潤滑劑注入部位G」。

接著，對潤滑劑注入系統1之構成進行說明。潤滑劑注入系統1具備圖1左側所示多關節機器人2、及控制多關節機器人2之動作的機器人控制部23。

如圖1所示，多關節機器人2具備基台21、及連結於基台21之機械臂22。機械臂22包括第1臂體31、第2臂體32、第3臂體33、第4臂體34、第5臂體35及第6臂體36該等6個臂體31~36，且臂體31~36以此順序自基台21起依序連結。亦即，第1臂體31以其基端部連結於基台21，第2臂體32以其基端部連結於第1臂體31之前端部，以下相同，第6臂體36以其基端部連結於第5臂體35之前端部。

潤滑劑注入系統1之多關節機器人2與作為對象機械之多關節機器人100同樣具備複數個關節部K1~K6。關節部K1~K6分別具有驅 動馬達38，該驅動馬達38使依序連結之基台21及臂體31~36中的相鄰2個構件中的配置於與基台21為相反側的構件，相對於該2個構件中的配置於基台21側之構件轉動(參照圖3)。驅動馬達38例如為伺服馬達。又，關節部K1~K6分別具有轉動感測器39，該轉動感測器39用於檢測出藉由驅動馬達38而轉動之臂體31~36的轉動狀態(參照圖3)。轉動感測器39例如為編碼器。

圖1中例示了基台21固定於作業現場之水平底板面上的情況，但亦能設置於非水平面上，亦能自上方垂吊，還能設置為可移動。又，圖1中作為潤滑劑注入系統1之多關節機器人2，例示了所謂垂直多關節式之6軸機器人，但其僅為一例，亦能適當地應用於其他形式之機器人。

於機械臂22之前端部、即第6臂體36之前端部，設有保持進行所需作業之手的保持部37。藉由保持部37保持手，將手以能更換之方式裝設於機械臂22。此實施形態中，於機械臂22裝設有用於向潤滑劑注入部位G注入潤滑劑之潤滑劑注入用手4。就潤滑劑注入用手4而言，其裝設於機械臂22之前，係被收容於配置在機械臂22之動作範圍內的手載台27，且於手載台27以能更換之方式裝設於保持部37。

又，潤滑劑注入系統1具備載置作為對象機械之多關節機器人100的旋轉台26。旋轉台26具有轉動驅動機構(未圖示)。旋轉台26藉由轉動驅動機構之驅動使以垂直方向之轉動軸為中心而載置的對象機械轉動。旋轉台26之轉動驅動機構之動作受機器人控制部23控制。

潤滑劑注入系統1具備潤滑劑送出裝置24、及自潤滑劑送出裝置24與潤滑劑注入用手4相連之上游側潤滑劑送出路25。潤滑劑送出 裝置24藉由機器人控制部23控制對潤滑劑注入用手4之潤滑劑之送出。上游側潤滑劑送出路25自潤滑劑送出裝置24向基台21延伸，進而自基台21沿機械臂22延伸至保持部37。再者，本申請說明書中，於自潤滑劑送出裝置24將潤滑劑送出至潤滑劑注入部位G之送出路中，將潤滑劑送出裝置24側稱為「上游側」，將潤滑劑注入部位G側稱為「下游側」。

圖2係由機械臂22之保持部37保持的潤滑劑注入用手4之概略側視圖。潤滑劑注入用手4具有外裝框架41、下游側潤滑劑送出路42、吐出部43及流量感測器44。

於外裝框架41，設有由機械臂22之保持部37保持的被保持部41a。外裝框架41支撐下游側潤滑劑送出路42、吐出部43及流量感測器44。

若被保持部41a保持於保持部37，則下游側潤滑劑送出路42連接於上游側潤滑劑送出路25。下游側潤滑劑送出路42支撐於外裝框架41。本發明之「潤滑劑送出路」由上游側潤滑劑送出路25與下游側潤滑劑送出路42構成，自潤滑劑送出裝置24向吐出部43引導潤滑劑。

吐出部43依序連接於作為對象機械之多關節機器人100之複數個注入口117之各者且吐出潤滑劑。此處，吐出部43與注入口117之連接係指處於自吐出部43吐出之潤滑劑注入至潤滑劑注入部位G的狀態。此實施形態中，吐出部43形成為管狀，其一端之開口部與下游側潤滑劑送出路42相連。吐出部43由外裝框架41支撐，且形成為自外裝框架41呈直線狀延伸。

吐出部43具有固定於外裝框架41之緩衝機構43a、支撐於 緩衝機構43a之桿部43b、設於桿部43b之一端之吐出口43c、及圍繞吐出口43c而設之密閉部43d。緩衝機構43a由螺旋彈簧及線性軸襯等構成，對於桿部43b以使其可於長度方向相對於外裝框架41搖擺自如之方式進行支撐。桿部43b為中空，以將自緩衝機構43a側送來之潤滑劑自吐出口43c吐出之方式形成。當向潤滑劑注入部位G注入潤滑劑時，密閉部43d於吐出口43c朝向潤滑劑注入部位G之內部空間之狀態下密閉注入口117。當吐出部43與注入口117連接時，密閉部43d藉由機械臂22之動作而以桿部43b與注入口117之注入方向一致之方式與注入口117對向地配置。其後，密閉部43d藉由機械臂22之動作而垂直地抵推於注入口117。為了提高氣密性，密閉部43d例如由胺甲酸乙酯形成。

流量感測器44檢測自潤滑劑送出裝置24向吐出部43送出之潤滑劑之流量。此實施形態中，流量感測器44設於下游側潤滑劑送出路42。由流量感測器44獲得之流量資訊透過未圖示之訊號線傳送至機器人控制部23。

圖3顯示機器人控制部23之控制構成。機器人控制部23不僅控制機械臂22之動作，而且控制與潤滑劑向潤滑劑注入部位G之注入作業相關的各要素。機器人控制部23例如由微控制器或邏輯電路等演算器構成。機器人控制部23具有記憶部51、臂驅動控制部52、手裝設指令部53、旋轉台控制部54、及潤滑劑送出指令部55，藉由前述演算器根據程式等進行動作而實現功能塊51~55。

記憶部51儲存多種程式或資訊。此實施形態中，記憶部51儲存使潤滑劑注入用手4連接於載置於旋轉台26之作為對象機械之多關節 機器人100的複數個注入口117之各者的動作程式。又，記憶部51儲存與複數個注入口117之各者對應之目標注入量。目標注入量係通過對應之注入口117而供給至潤滑劑注入部位G的潤滑劑之目標總量。又，記憶部51亦儲存用於對旋轉台26進行轉動驅動之動作程式等。

臂驅動控制部52根據記憶部51內儲存之動作程式控制驅動馬達38等，以使潤滑劑注入用手4等所裝設之手向目標位置及方向移動。轉動感測器39將與對應之驅動馬達38之角位移量相關的角位移訊號發送至臂驅動控制部52，臂驅動控制部52根據所接收之角位移訊號對驅動馬達38之動作進行反饋控制。

手裝設指令部53對保持部37上之手之裝卸進行控制。當將收容於手載台27之手裝設於機器人臂22時，在保持部37抵接於該手之後，手裝設指令部53向保持部37發送保持手之訊號。當將裝設於機械臂22之手收容於手載台27時，在裝設於機械臂22之該手收容於手載台27的狀態下，手裝設指令部53向保持部37發送解除手之保持狀態的訊號。

旋轉台控制部54根據記憶部51中儲存之動作程式控制旋轉台26之轉動驅動機構之動作。旋轉台控制部54對旋轉台26進行轉動驅動，而使旋轉台26上之對象機械之注入口117向既定之位置移動。

潤滑劑送出指令部55控制開始及停止自潤滑劑送出裝置24向潤滑劑注入用手4送出潤滑劑。當潤滑劑注入用手4之吐出部43連接於注入口117時，潤滑劑送出指令部55控制潤滑劑送出裝置24開始潤滑劑之送出。於開始潤滑劑之送出之後，潤滑劑送出指令部55根據自流量感測器44傳送之流量資訊算出自與吐出部43連接之注入口117注入的潤滑劑之注 入量。並且，當算出之注入量達到對應之目標注入量時，潤滑劑送出指令部55控制潤滑劑送出裝置24停止潤滑劑之送出。

以下，對於使用潤滑劑注入系統1向作為對象機械之多關節機器人100的潤滑劑注入部位G注入潤滑劑的潤滑劑注入作業之流程進行說明。圖4係顯示潤滑劑注入系統1中潤滑劑注入作業的機器人控制部23之控制流程的流程圖。

該實施形態之潤滑劑注入系統1中之潤滑劑注入作業於將作為對象機械之多關節機器人100以既定之狀態(姿勢、位置、方向等)載置於旋轉台26後開始。

於潤滑劑注入系統1之潤滑劑注入作業開始之前，機器人控制部23之記憶部51內預先儲存有使潤滑劑注入用手4連接於載置於旋轉台26之多關節機器人2之複數個注入口117之各者的動作程式。又，機器人控制部23之記憶部51內預先儲存有與複數個注入口117之各者對應之目標注入量。

若向機器人控制部23輸入開始潤滑劑注入作業之指令，則機器人控制部23將潤滑劑注入用手4裝設於機械臂22之前端部(步驟S1)。具體而言，機器人控制部23使各關節部K1~K6之驅動馬達38等動作，而使機械臂22之前端部之保持部37抵接於收容在手載台27之潤滑劑注入用手4。其後，由機器人控制部23向保持部37發送保持潤滑劑注入用手4之指令，將潤滑劑注入用手4裝設於機器人臂22之前端部。

接著，機器人控制部23控制旋轉台26或機械臂22，以使吐出部43連接於複數個注入口117中作為目標之目標注入口117a。

具體而言，當複數個注入口117中之目標注入口117a不處於既定位置時，機器人控制部23使旋轉台26轉動動作，以使目標注入口117a移動至既定位置(步驟S2)。此處，所謂「既定位置」係指，根據記憶部51內儲存之動作程式使吐出部43連接於注入口117(例如多關節機器人2之教示時)的預先決定之位置。

其後，機器人控制部23使機械臂22動作而將潤滑劑注入用手4之吐出部43連接於注入口117(步驟S3)。具體而言，機器人控制部23控制機械臂22之動作，使潤滑劑注入用手4之吐出部43移動且連接於目標注入口117a。藉此，成為自吐出部43吐出之潤滑劑被注入至潤滑劑注入部位G的狀態。

當向目標注入口117a之連接完成時，機器人控制部23使自目標注入口117a向潤滑劑注入部位G之潤滑劑之注入開始(步驟S4)。具體而言，機器人控制部23向潤滑劑送出裝置24發送開始潤滑劑之送出的訊號，且開始潤滑劑之送出。

與開始潤滑劑之送出同時地，機器人控制部23根據自流量感測器44傳送之流量資訊開始算出注入至潤滑劑注入部位G的潤滑劑之注入量(步驟S5)。

將步驟S5中算出之算出注入量與對應於目標注入口117a之目標注入量進行比較(步驟S6)。例如每隔既定間隔反復實施步驟S5及S6，直至算出注入量達到對應之目標注入量為止(步驟S6中為否)。

當算出注入量達到對應之目標注入量時(步驟S6中為是)，機器人控制部23使自目標注入口117a向潤滑劑注入部位G之潤滑劑之注 入停止(步驟S7)。具體而言，機器人控制部23向潤滑劑送出裝置24發送停止潤滑劑之送出的訊號，且停止潤滑劑之送出。如此，潤滑劑自目標注入口117a之注入完成。

此後，當有注入口117未注入潤滑劑時，將該注入口117設定為目標注入口117a，移行至步驟S2(步驟S8中為否)。如此，依序進行吐出部43與對象機械所具有之複數個注入口117之連接，當所有注入口117均完成潤滑劑注入時(步驟S8中為是)，機器人控制部23結束潤滑劑注入系統1之潤滑劑注入作業。再者，向潤滑劑注入部位G1~G6注入潤滑劑之順序取決於記憶部51中儲存之資訊，而未必須要按照潤滑劑注入部位G1~G6之順序。

該實施形態之潤滑劑注入系統1中，機器人臂22藉由機器人控制部23控制動作，將潤滑劑注入用手4之吐出部43連接於作為對象機械之多關節機器人100之注入口117。故無須作業者手工進行將吐出部43安裝於注入口117、或自注入口117卸下之作業。故能減輕向注入口117注入潤滑劑之作業的勞動力。

又，機器人控制部23根據自流量感測器44傳送之流量資訊算出注入至潤滑劑注入部位G的注入量。並且，因當算出之注入量達到其所對應之目標注入量時會停止潤滑劑之送出，故能針對每個注入口117注入正確量之潤滑劑。

又，該實施形態之潤滑劑注入系統1中，藉由機械臂22使吐出部43依序連接於注入口117。故即便如多關節機器人100般於對象機械分散有複數個注入口117時，亦能形成簡化的系統，其僅具有1個自潤滑 劑送出裝置24向吐出部43引導潤滑劑之潤滑劑送出路。

又，該實施形態之潤滑劑注入系統1中，吐出部43向對象機械所具有之注入口117之連接、潤滑劑向潤滑劑注入部位G之注入開始、注入量之算出及與目標注入量之比較、注入之停止、吐出部43向另一注入口之移動等一系列的潤滑劑注入作業全部能根據來自機器人控制部23之控制訊號而進行。亦即，進行潤滑注入作業之操作人員僅操縱機器人控制部23便能進行向對象機械之所有注入口117的潤滑劑注入作業。又，若將對象機械置於既定狀態、預先於機器人控制部23設定注入口117之目標注入量等必要資訊，則進行潤滑劑注入作業之操作人員僅須於機器人控制部23輸入潤滑劑注入作業開始指令，便能完成對象機械之潤滑劑注入作業。

進一步言之，對象機械係載置於轉動驅動式旋轉台26之上。因此，即便因機械臂22之動作範圍之限制等，而無法在載置有對象機械之狀態(位置及方向)下將多關節機器人2之手連接於注入口117，亦能使旋轉台26與多關節機器人2協同動作，而使吐出部43連接於對象機械具有之所有注入口117。

上述實施形態之各方面均為例示，不應被視為限制性內容。本發明之範圍係由申請專利範圍界定而非由上述說明界定，其旨在包含與申請專利範圍同等之含義及範圍內之所有變更。

例如，上述實施形態中，對象機械係設為多關節機器人100，但並不限於此，本發明可將具備齒輪或軸承等各種機械要素之產業機械作為潤滑劑注入對象。又，上述實施形態中，潤滑劑係設為油脂，但並不限於此，亦可例如為潤滑油。

1‧‧‧潤滑劑注入系統

2‧‧‧多關節機器人

4‧‧‧潤滑劑注入用手

21‧‧‧基台

22‧‧‧機械臂

23‧‧‧機器人控制部

24‧‧‧潤滑劑送出裝置

25‧‧‧上游側潤滑劑送出路

26‧‧‧旋轉台

27‧‧‧手載台

31‧‧‧第1臂體

32‧‧‧第2臂體

33‧‧‧第3臂體

34‧‧‧第4臂體

35‧‧‧第5臂體

36‧‧‧第6臂體

37‧‧‧保持部

41‧‧‧外裝框架

42‧‧‧下游側潤滑劑送出路

43‧‧‧吐出部

44‧‧‧流量感測器

100‧‧‧多關節機器人(對象機械)

101‧‧‧基台

102‧‧‧機械臂

111~116‧‧‧臂體

117‧‧‧注入口

117a‧‧‧目標注入口

G1~G6‧‧‧潤滑劑注入部位

J1~J6、K1~K6‧‧‧關節部

Claims (1)

1. 一種潤滑劑注入系統，係對具有複數個注入口之對象機械注入潤滑劑者，其具備：基台；機械臂，其包含自前述基台起依序連結之複數個臂體；潤滑劑注入用手，其具有依序連接於前述複數個注入口之各者並吐出潤滑劑之吐出部，且可裝卸地安裝於前述機械臂之前端部；機器人控制部，其控制前述機械臂之動作；潤滑劑送出裝置，其藉由前述機器人控制部控制潤滑劑之送出；潤滑劑送出路，其將潤滑劑自前述潤滑劑送出裝置引導至前述吐出部；及流量感測器，其設於前述潤滑劑送出路，將檢測出之流量資訊傳送至前述機器人控制部；前述機器人控制部儲存有與前述複數個注入口之各者對應之目標注入量，當前述吐出部連接於前述複數個注入口中之任一者時，控制前述潤滑劑送出裝置以開始潤滑劑之送出，根據自前述流量感測器傳送之前述流量資訊，算出自與前述吐出部連接之注入口注入的潤滑劑之注入量，當算出之注入量達到和與前述吐出部連接之注入口對應的前述目標注入量時，控制前述潤滑劑送出裝置停止潤滑劑之送出。