TWI610774B - 電器機器安裝裝置及方法 - Google Patents

Description

電器機器安裝裝置及方法

本發明係關於一種用以使用機器人搬送馬達等之電器機器並安裝於特定位置之電器機器安裝裝置及方法。

近年來，以往由機器人代替作業員進行各種作業，使生產製程自動化之系統得以廣泛實用化(專利文獻1)。

例如，對於將重量較大之機器安裝於製造中之製品中之特定位置之作業，以往存在有以卷揚機等吊起機器，作業員使之移動至特定位置，且對製造中之製品以螺栓等固定機器時，以機器人代替該機器之搬送作業之系統。

然而，對製造中之製品安裝馬達時，存在為了無障礙進行安裝作業，而使馬達之狀態變化之情形。例如，製造中之製品為機器人(以下，將製造對象之機器人稱為「製品機器人」)，將用以驅動製品機器人之臂之伺服馬達，使用作業用之機器人(以下，將製品機器人之製造所使用之作業用之機器人稱為「作業機器人」)安裝於製品機器人之特定位置之情形，有必要暫時解除伺服馬達之電磁制動器。

即，於藉由固定螺栓固定伺服馬達之構造之製品機器人中，藉由作業機器人搬送伺服馬達，且安裝於製品機器人之驅動軸之情形，必須對設置於製品機器人側之插入孔插入伺服馬達之輸出軸，使驅動軸側之齒輪與輸出軸前端之齒輪嚙合，且使馬達本體繞著輸出軸之軸線旋轉，進行設置於製品機器人本體側之螺絲孔與設置於馬達本體側 之固定螺栓用孔之對位，且將固定螺栓插入螺絲孔。

然而，於安裝於製品機器人之驅動軸之伺服馬達，一般，為了防止斷電時機器人失控或搬送對象物之落下等，而具備無激磁作動型電磁制動器。

於將附設此種無激磁作動型電磁制動器之伺服馬達安裝於製品機器人之驅動軸之情形，因未對伺服馬達供給電源，故馬達輸出軸無法相對於馬達本體固定或被約束而旋轉。

因此，若將附設無激磁作動型電磁制動器之伺服馬達之輸出軸插入設置於製品機器人之驅動軸側之孔，使驅動軸側之齒輪與馬達輸出軸側之齒輪嚙合，則因馬達輸出軸與馬達本體受約束，故無法使馬達本體旋轉且無法使該固定螺絲用孔之位置與機器人側之螺絲孔對位。

因此，進行將附設無激磁作動型電磁制動器之伺服馬達安裝於製品機器人之驅動軸之作業時，預先使電磁制動器作動直至將伺服馬達之輸出軸插入設置於機器人驅動軸側之孔且使驅動軸側之齒輪與馬達輸出軸側之齒輪嚙合，於驅動軸側之齒輪與馬達輸出軸側之齒輪嚙合後，必須以使馬達本體可繞著馬達輸出軸旋轉之方式解除電磁制動器。

順帶一提，如先前般由作業員安裝伺服馬達之情形，因可於製造中稍微改變製品機器人之姿勢(機器臂之角度等)，故以使製品機器人之驅動軸側之齒輪與馬達輸出軸側之齒輪嚙合之狀態，藉由稍微改變製品機器人之姿勢，可使馬達本體之固定螺栓用孔之位置與機器人側之螺絲孔之位置對位。

與此相對，於使用作業機器人製造製品機器人之情形，因必須於預先指示之位置安裝馬達等之零件，故製造中之製品機器人之姿勢被牢牢固定。因此，於製品機器人之驅動軸側之齒輪與馬達輸出軸側 之齒輪嚙合之狀態中，無法藉由改變製品機器人之姿勢而使馬達本體側之固定螺栓用孔之位置與機器人側之螺絲孔之位置對位。

又，於藉由作業機器人安裝馬達之對象並非製品機器人而是其他製品之情形，於製品側之齒輪處於固定狀態之情形，若未解除馬達之制動器，則無法以製品側之齒輪與馬達輸出軸側之齒輪嚙合之狀態使馬達本體旋轉。

又，作業機器人之搬送對象物為馬達以外之電器機器之情形，雖存在欲於作業機器人之搬送、安裝作業之中途使電器機器動作而變更其狀態之情形，但於先前之技術中無法對應如此要求。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2013-193155號公報

本發明係鑑於上述之先前之技術之問題點而完成者，其目的在於提供一種可無障礙進行使用機器人搬送馬達等電器機器並安裝於特定位置之作業之電器機器安裝裝置及方法。

為了解決上述課題，本發明之第1態樣之特徵在於，其係使用機器人用以將電器機器搬送並安裝於特定位置之電器機器安裝裝置，且包含：機器人側接點輔具，其設置於安裝在上述機器人之臂之末端執行器，且具有機器人側接點；及電器機器側接點輔具，其可卸除地設置於上述電器機器，具有與上述電器機器電性連接之電器機器側接點；上述機器人側接點輔具及上述電器機器側接點輔具係以於藉由上述末端執行器保持上述電器機器之狀態下使上述機器人側接點與上述電器機器側接點成為連接狀態之方式構成。

本發明之第2態樣係如第1態樣，其特徵在於，上述電器機器包含馬達。

本發明之第3態樣係如第2態樣，其特徵在於，上述電器機器側接點與上述馬達之電磁制動器電性連接。

本發明之第4態樣係如第3態樣，其特徵在於，上述電磁制動器為無激磁作動型電磁制動器，上述機器人側接點係與用以供給用來解除上述無激磁作動型電磁制動器之電力之電源電性連接。

本發明之第5態樣係如第2至第4中任一者之態樣，其特徵在於，上述電器機器側接點係電性連接於上述馬達之旋轉驅動機構。

本發明之第6態樣係如第1至第5中任一者之態樣，其特徵在於，上述機器人側接點係與上述機器人之控制器電性連接。

為了解決上述課題，本發明之第7態樣之特徵在於，其係使用機器人將電器機器搬送並安裝於特定位置之電器機器安裝方法，且包含：接點連接步驟，其驅動上述機器人，將設置於被安裝於上述機器人之臂之末端執行器之機器人側接點輔具之機器人側接點，連接於可卸除地設置於上述電器機器之電器機器側接點輔具之電器機器側接點；馬達搬送步驟，其驅動上述機器人，搬送上述末端執行器所保持之上述電器機器；及電力供給步驟，其自電性連接於上述機器人側接點之電源對上述電器機器供給電力。

本發明之第8態樣係如第7之態樣，其特徵在於，上述電器機器包含馬達，藉由上述電力供給步驟解除上述馬達之電磁制動器。

本發明之第9態樣係如第8之態樣，其特徵在於進而包含：馬達本體定位步驟，其於藉由上述電力供給步驟解除上述馬達之上述電磁制動器後，驅動上述機器人，使上述馬達之本體繞著上述馬達之輸出軸之軸線旋轉而定位上述馬達之本體。

本發明之第10態樣係如第7至第9中任一者之態樣，其特徵在 於，上述電力供給步驟中之上述電源係由上述機器人之控制器提供。

根據本發明，可提供能無障礙地進行使用機器人將馬達等之電器機器搬送並安裝於特定位置之作業之電器機器安裝裝置及方法。

1‧‧‧馬達安裝裝置

2‧‧‧作業機器人

3‧‧‧臂

4‧‧‧末端執行器

5‧‧‧接點輔具

6‧‧‧伺服馬達

7‧‧‧馬達側接點輔具

8‧‧‧馬達固持機構

9‧‧‧機器人控制器

10‧‧‧固持爪

11‧‧‧機器人側接點

12‧‧‧馬達側接點

13‧‧‧馬達本體

14‧‧‧馬達輸出軸

15‧‧‧固定螺栓

16‧‧‧螺栓孔

17‧‧‧齒輪

18‧‧‧螺絲

19‧‧‧有孔板構件

20‧‧‧L字狀構件

21‧‧‧馬達側連接器

22‧‧‧接收孔

23‧‧‧基端構件

24‧‧‧細長構件

24A‧‧‧前端部

25‧‧‧機器人側連接器

26‧‧‧連接埠

27‧‧‧插入孔

28‧‧‧齒輪

29‧‧‧螺絲孔

圖1係將本發明之一實施形態之馬達安裝裝置與伺服馬達一起示意性顯示之前視圖。

圖2係將本發明之一實施形態之馬達安裝裝置與伺服馬達一起示意性顯示之側視圖。

圖3A係顯示圖1所示之馬達安裝裝置之馬達側接點輔具之俯視圖。

圖3B係圖3A所示之馬達側接點輔具之側視圖。

圖3C係圖3A所示之馬達側接點輔具之前視圖。

圖4A係顯示將圖3A所示之馬達側接點輔具安裝於伺服馬達之狀態之俯視圖。

圖4B係顯示將圖3A所示之馬達側接點輔具安裝於伺服馬達之狀態之側視圖。

圖4C係顯示將圖3A所示之馬達側接點輔具安裝於伺服馬達之狀態之前視圖。

圖5A係顯示圖1所示之馬達安裝裝置之機器人側接點輔具之俯視圖。

圖5B係圖5A所示之機器人側接點輔具之前視圖。

圖5C係圖5A所示之機器人側接點輔具之側視圖。

圖6A係顯示將圖5A所示之機器人側接點輔具安裝於末端執行器之狀態之前視圖。

圖6B係顯示將圖5A所示之機器人側接點輔具安裝於末端執行器 之狀態之側視圖。

圖6C係顯示將圖5A所示之機器人側接點輔具安裝於末端執行器之狀態之俯視圖。

圖6D係顯示將圖5A所示之機器人側接點輔具安裝於末端執行器之狀態之底視圖。

圖7係顯示將圖1所示之馬達安裝裝置之機器人側接點輔具連接於馬達側接點輔具之情況之前視圖。

圖8A係示意性顯示將圖1所示之馬達安裝裝置之機器人側接點輔具連接於馬達側接點輔具之狀態之前視圖。

圖8B係示意性顯示由圖8A所示之狀態驅動末端執行器，藉由末端執行器固持伺服馬達之狀態之前視圖。

圖8C係示意性顯示由圖8B所示之狀態驅動機器人，藉由機器人將伺服馬達搬送至特定安裝位置之狀態之前視圖。

以下，關於本發明之一實施形態之馬達安裝裝置(電器機器安裝裝置)及馬達安裝方法(電器機器安裝方法)，參照圖式進行說明。

如圖1及圖2所示，本實施形態之馬達安裝裝置1包含：機器人側接點輔具5，其設置於被安裝於作業機器人2之臂3上之末端執行器4；及馬達側接點輔具(電器機器側接點輔具)7，其可卸除地設置於搬送對象物即伺服馬達6。

末端執行器4具有用以可釋放地固持伺服馬達6之馬達固持機構8。馬達固持機構8具有藉由機器人控制器9予以驅動控制而開閉之一對固持爪10。作為作業機器人2，可例如使用6軸多關節型機器人。

機器人側接點輔具5具有電性連接於機器人控制器9之機器人側接點11。馬達側接點輔具7具有與伺服馬達6之內部機構電性連接之馬達側接點(電器機器側接點)12。

機器人側接點輔具5及馬達側接點輔具7係以於藉由末端執行器4保持伺服馬達6之狀態下中，使機器人側接點11與馬達側接點12成為連接狀態之方式構成。

伺服馬達6為附設無激磁作動型電磁制動器之伺服馬達。馬達側接點輔具7之馬達側接點12至少與伺服馬達6之電磁制動器之解除機構電性連接。

伺服馬達6具有馬達本體13、及自馬達本體13伸出之馬達輸出軸14。於馬達本體13形成有插通用以將馬達本體13固定於對象物之固定螺栓15之螺栓孔16。於馬達輸出軸14之前端部，形成有齒輪17。

如圖3A至圖3C及圖4A至圖4C所示，馬達側接點輔具7具有：有孔板構件19，其藉由螺絲18可卸除地固定於伺服馬達6之後端部；及馬達側連接器21，其以一對L字狀構件20固定於該有孔板構件19之一側。

於馬達側連接器21形成有上述馬達側接點12。於馬達側連接器21，於馬達側接點12之兩側形成有一對接收孔22。一對接收孔22係作為將機器人側接點輔具5連接於馬達側接點輔具7時之引導機構而發揮功能。

如圖5A至圖5C及圖6A至圖6D所示，機器人側接點輔具5具有：基端構件23，其固定於末端執行器4；一對細長構件24，其自該基端構件23延伸；及機器人側連接器25，其設置於該等細長構件24之間。一對細長構件24之各者之前端部24A成為尖細形狀。

於機器人側連接器25，形成有上述之機器人側接點11。又，於機器人側連接器25，形成有被電性連接於機器人控制器9之電纜線(省略圖示)所連接之連接埠26。

如圖7所示，機器人側接點輔具5之一對細長構件24係形成為可插入馬達側接點輔具7之一對接收孔22。機器人側接點輔具5之細長構件24係因其前端部24A成為尖細形狀，故具有插入馬達側接點輔具7 之接收孔22時，將機器人側接點輔具5相對於馬達側接點輔具7定位之功能。

其次，關於使用上述之本實施形態之馬達安裝裝置1，將伺服馬達6安裝於特定之安裝位置之方法，參照圖式進行說明。

如圖1所示將末端執行器4之馬達固持機構8之一對固持爪10設為開放狀態，藉由機器人控制器9驅動作業機器人2之臂3，使末端執行器4向載置於作業台等之伺服馬達6移動。另，對於伺服馬達6，由作業員預先藉由螺絲18可卸除地安裝馬達側接點輔具7。

若使末端執行器4向伺服馬達6移動，則參照圖7說明，機器人側接點輔具5之一對細長構件24發揮其定位功能，且插入馬達側接點輔具7之一對接收孔22。若機器人側接點輔具5之一對細長構件24插入馬達側接點輔具7之一對接收孔22，則如圖8A所示，機器人側接點輔具5之機器人側接點11、與馬達側接點輔具7之馬達側接點12被連接(接點連接步驟)。

由圖8A所示之狀態，藉由機器人控制器9驅動末端執行器4，將該一對固持爪10自開放狀態朝關閉狀態切換。藉此，如圖8B所示，藉由末端執行器4之一對固持爪10固持伺服馬達6。

如上所述，本實施形態之使用馬達安裝裝置1之馬達安裝方法係於使末端執行器4移動至載置有搬送對象物即伺服馬達6之位置並固持之一連串動作中，完成機器人側接點輔具5之機器人側接點11與馬達側接點輔具7之馬達側接點12之連接。

若如圖8B所示藉由末端執行器4固持伺服馬達6，則藉由機器人控制器9驅動作業機器人2搬送伺服馬達6，且如圖8C所示於製造中之製品之特定位置定位伺服馬達6(馬達搬送步驟)。

此處，於本實施形態中，使用馬達安裝裝置1，於製造中之機器人(製品機器人)26安裝伺服馬達6。即，將伺服馬達6之馬達輸出軸14 插入至設置於製品機器人26側之插入孔27，使形成於馬達輸出軸14之齒輪17、與製品機器人26之驅動軸側之齒輪28嚙合。

其次，將來自機器人控制器9之電力供給至機器人側接點輔具5之機器人側接點11，且經由馬達側接點輔具7之馬達側接點12將電力供給至伺服馬達6(電力供給步驟)。藉此，解除伺服馬達6之電磁制動器。

以解除了伺服馬達6之電磁制動器之狀態，藉由機器人控制器9驅動作業機器人2，使伺服馬達6之馬達本體13繞著馬達輸出軸14旋轉。藉此，使形成於馬達本體13之固定螺栓用孔16與形成於製品機器人側之螺絲孔29對位(馬達本體定位步驟)。

此時，因伺服馬達6之電磁制動器被預先解除，故馬達輸出軸14成為可相對於馬達本體13自由旋轉之狀態。因此，即便藉由作業機器人2使馬達本體13旋轉，該旋轉力亦未傳達至馬達輸出軸14，即便製造中之製品機器人26被牢牢固定為該姿勢，亦未對製品機器人26側施加多餘之力。

如上所述，根據本實施形態之馬達安裝裝置1及方法，因可對末端執行器4所固持之伺服馬達6，經由機器人側接點輔具5之機器人側接點11及馬達側接點輔具7之馬達側接點12供給電力，故可根據需要而解除伺服馬達6之電磁制動器。藉此，於使馬達輸出軸14之齒輪17與製品機器人26之驅動軸側之齒輪28嚙合之狀態下，仍可無障礙地將馬達本體13定位於馬達輸出軸14之軸線周圍。

又，於本實施形態中，因可將機器人控制器9作為電源而解除伺服馬達6之電磁制動器，故無需準備用以解除電磁制動器之專用電源。藉此，可簡易化馬達安裝裝置1之構造。

又，於本實施形態中，經由機器人側接點11及馬達側接點12供給至伺服馬達6之電力係用以解除伺服馬達6之電磁制動器者，與用以驅 動伺服馬達之電力相比極小。因此，連接於機器人側接點構件5之電纜線為較細者便足夠，容易進行電纜線之佈設。

另，作為上述之實施形態之一變化例，亦可經由機器人側接點輔具5之機器人側接點11及馬達側接點輔具7之馬達側接點12，不僅供給用以解除伺服馬達6之電磁制動器之電力，亦供給用以旋轉驅動伺服馬達6之電力，並收發控制信號。

藉此，將伺服馬達6安裝於製造中之製品機器人26後，可經由機器人側接點11及馬達側接點12，將電力及控制信號供給至伺服馬達6且旋轉控制伺服馬達6，藉此，可將製造中之製品機器人26之姿勢變為適於當時作業之姿勢。

另，於上述之實施形態中，雖以使用作業機器人製造製品機器人之情形為例進行說明，但本發明之電器機器安裝裝置及方法亦可應用於製品機器人以外之製品之製造。

又，於上述之實施形態中，雖以使用作業機器人將馬達安裝於特定位置之情形為例進行說明，但本發明之電器機器安裝裝置及方法亦可應用於馬達以外之電器機器之安裝。

1‧‧‧馬達安裝裝置

2‧‧‧作業機器人

3‧‧‧臂

4‧‧‧末端執行器

5‧‧‧接點輔具

6‧‧‧伺服馬達

7‧‧‧馬達側接點輔具

8‧‧‧馬達固持機構

9‧‧‧機器人控制器

10‧‧‧固持爪

11‧‧‧機器人側接點

12‧‧‧馬達側接點

13‧‧‧馬達本體

14‧‧‧馬達輸出軸

15‧‧‧固定螺栓

16‧‧‧螺栓孔

17‧‧‧齒輪

Claims (10)

1. 一種電器機器安裝裝置，其係使用機器人用以將電器機器搬送並安裝於特定位置者，且包含：機器人側接點輔具，其設置於安裝在上述機器人之臂之末端執行器，且具有機器人側接點；及電器機器側接點輔具，其可卸除地設置於上述電器機器，具有與上述電器機器電性連接之電器機器側接點；上述機器人側接點輔具及上述電器機器側接點輔具係以於藉由上述末端執行器保持上述電器機器之狀態下使上述機器人側接點與上述電器機器側接點成為連接狀態之方式構成。
2. 如請求項1之電器機器安裝裝置，其中上述電器機器包含馬達。
3. 如請求項2之電器機器安裝裝置，其中上述電器機器側接點與上述馬達之電磁制動器電性連接。
4. 如請求項3電器機器安裝裝置，其中上述電磁制動器為無激磁作動型電磁制動器；且上述機器人側接點係與用以供給用來解除上述無激磁作動型電磁制動器之電力之電源電性連接。
5. 如請求項2至4中任一項之電器機器安裝裝置，其中上述電器機器側接點係電性連接於上述馬達之旋轉驅動機構。
6. 如請求項1至4中任一項之電器機器安裝裝置，其中上述機器人側接點係與上述機器人之控制器電性連接。
7. 一種電器機器安裝方法，其係使用機器人將電器機器搬送並安裝於特定位置之電器機器安裝方法，且包含：接點連接步驟，其驅動上述機器人，將設置於被安裝於上述機器人之臂之末端執行器之機器人側接點輔具之機器人側接 點，連接於可卸除地設置於上述電器機器之電器機器側接點輔具之電器機器側接點；電器機器搬送步驟，其驅動上述機器人，搬送上述末端執行器所保持之上述電器機器；及電力供給步驟，其自電性連接於上述機器人側接點之電源對上述電器機器供給電力。
8. 如請求項7之電器機器安裝方法，其中上述電器機器包含馬達；且藉由上述電力供給步驟解除上述馬達之電磁制動器。
9. 如請求項8之電器機器安裝方法，其進而包含：馬達本體定位步驟，其於藉由上述電力供給步驟解除上述馬達之上述電磁制動器後，驅動上述機器人，使上述馬達之本體繞著上述馬達之輸出軸之軸線旋轉而定位上述馬達之本體。
10. 如請求項7至9中任一項之電器機器安裝方法，其中上述電力供給步驟中之上述電源係藉由上述機器人之控制器提供。