多关节机器人以及系统.pdf

上传人:a1 文档编号:800136 上传时间:2018-03-12 格式:PDF 页数:10 大小:502.43KB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN200980111780.4

申请日:

2009.03.13

公开号:

CN101980837A

公开日:

2011.02.23

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B25J 9/06申请日:20090313|||公开

IPC分类号:

B25J9/06

主分类号:

B25J9/06

申请人:

株式会社安川电机

发明人:

伊藤雅人; 冈久学

地址:

日本福冈县

优先权:

2008.04.07 JP 2008-099659

专利代理机构:

北京三友知识产权代理有限公司 11127

代理人:

党晓林;王小东

PDF下载: PDF下载
内容摘要

本发明提供一种不改变机械手的设置位置就能扩大主要作业区域并能够保持更高自由度的姿势的机器人机械手以及系统。本发明构成为,机器人机械手(1)由多个关节轴构成,在使机器人机械手(1)相对于在水平面内旋转的第一关节轴(J1)的旋转中心垂直地延伸的情况下,在水平面内旋转的其他关节轴的旋转中心相对于第一旋转轴(J1)的旋转中心偏置。并且,通过使用这样的机器人机械手(1),能够将机器人机械手(1)配置在更靠近物品的位置的空间内。

权利要求书

1: 一种机器人机械手, 该机器人机械手由多个关节轴构成, 其特征在于, 该机器人机械手构成为, 在使机器人机械手相对于在水平面内旋转的第一关节轴的旋 转中心沿着铅直方向延伸的情况下, 在水平面内旋转的其他关节轴的旋转中心配置于相对 于所述第一旋转轴的旋转中心离开的位置。
2: 根据权利要求 1 所述的机器人机械手, 其特征在于, 所述机器人机械手的末端的关节轴具有可到达比收纳所述第一关节轴的基座靠下方 的位置的动作范围。
3: 一种机器人机械手, 该机器人机械手由多个关节轴构成, 其特征在于, 第一臂以配置于水平面内的第一关节轴为中心进行旋转, 第二臂以与所述第一关节轴 正交地配置的第二关节轴为中心进行旋转, 第三臂体以与所述第二关节轴正交地配置的第 三关节轴为中心进行旋转, 第四臂体以与所述第三关节轴正交地配置的第四关节轴为中心 进行旋转, 第五臂体以与所述第四关节轴正交地配置的第五关节轴为中心进行旋转, 第六 臂体以与所述第五关节轴正交地配置的第六关节轴为中心进行旋转。
4: 一种机器人系统, 其特征在于, 使用多台机器人机械手来对物品进行操作, 在所述物品与至少一台机器人机械手之间 的空间内配置有机器人机械手。
5: 根据权利要求 4 的机器人系统, 其特征在于, 配置于所述物品与至少一台机器人机械手之间的空间内的机器人机械手具有至少七 根关节轴。
6: 根据权利要求 4 的机器人机械手, 其特征在于, 所述多台机器人机械手协调动作来进行作业。

说明书


多关节机器人以及系统

    技术领域 本 发 明 涉 及 一 种 在 物 品 的 搬 送 或 组 装、 机动车制造中进行点焊的机械手 (manipulator) 以及系统。
     背景技术 现有的机械手为多关节机械手, 其具有 : 串联设置的多个臂体 ; 将邻接的两个所 述臂体自由旋转地连接起来的关节部, 所相邻的所述关节的旋转轴线的倾斜角度为 90 度 ; 以及以与所述关节部的旋转轴线同轴的方式配设在所述关节部上的至少一个线状体, 所述 关节部由伺服电动机和减速机构构成 ( 例如参照专利文献 1)。
     专利文献 1 : W02007/037131 号公报
     用于进行产品组装及物品搬送的机器人机械手大多应用于在工厂内配置多个机 器人进行作业那样的大型生产线系统中、 以及分散配置地进行作业那样的单元生产系统等 中。 应用到这些用途的机器人机械手一方面主要要求减小占地面积 (footprint), 另一方面 也要求扩大作业区域。 如果仅仅减小占地面积的话, 仅仅使机器人机械手小型化, 但这与作 业区域的扩大没有关联性。因此, 寻求在其占地面积保持不变的情况下仅使作业区域扩大 的机器人机械手。
     另外, 以节省空间的方式设置的机器人机械手中存在机器人相互干涉的问题, 使 得出现难以以自由姿势进行作业的情况也不少。为此, 要求机器人机械手具有可采取更高 自由度的姿势的轴结构。特别是密集配置的情况不断增多, 因而利用上部空间而将托架安 置 ( 棚置き ) 式机器人与固定安置 ( 据え置き ) 式机器人组合起来实施焊接作业那样的情 况也增多起来。
     现有的机器人机械手具有关于第一轴对称那样的活动范围, 但例如在从上方对工 件进行作业的情况下, 下方活动范围大的机器人机械手能够更加靠近工件进行作业。 但是, 由于在现有的机器人机械手的活动范围中, 机器人机械手特有的蜿蜒作业处于狭小的动作 范围内, 因此产生动作范围不够等问题, 需要将工件稍微离开地配置。
     发明内容 本发明就是鉴于这样的问题点而提出的, 其目的在于提供一种不改变机械手的设 置位置就能扩大主要作业区域并能保持更高自由度的姿势的机器人机械手。
     本发明构成为, 机器人机械手由多个关节轴构成, 在使机器人机械手相对于在水 平面内旋转的第一关节轴的旋转中心垂直地延伸的情况下, 在水平面内旋转的其他关节轴 的旋转中心相对于第一旋转轴的旋转中心偏置 (offset)。
     另外, 通过使用这样的机器人机械手, 将机器人机械手配置在更靠近物品的位置 的空间内。
     另外, 优选的是, 机器人机械手安置于托架上并具有从上方到比机器人机械手基 座靠下方的动作范围, 能够利用空间进行配置。
     另外, 优选的是构成为, 在使用多台机器人进行协调作业的情况下, 将机器人机械 手以安置于地面上的方式配置在六轴机器人与物品之间, 六轴机器人对物品的上部进行作 业, 机器人机械手对物品的下部进行作业。
     发明效果
     根据本发明, 不增大机器人机械手的设置面积就能够扩大机器人机械手的活动区 域。
     另外, 通过三维地灵活运用机器人机械手的配置空间, 能够使机器人机械手在更 靠近物品的位置进行作业, 因而能够将多台机器人机械手设置在狭小空间内, 从而能够使 多台机器人协调作业。 附图说明
     图 1 是机器人机械手的侧视图。
     图 2 是机器人机械手的主视图。
     图 3 是表示机器人机械手的动作范围的侧视图。
     图 4 是托架安置式机器人机械手。 图 5 是多个机器人机械手的作业图。
     附图标记说明
     C1 : 第一臂体 ; C2 : 第二臂体 ; C3 : 第三臂体 ; C4 : 第四臂体 ; C5 : 第五臂体 ; C6 : 第 六臂体 ; J1 : 第一关节轴 ; J2 : 第二关节轴 ; J3 : 第三关节轴 ; J4 : 第四关节轴 ; J5 : 第五关节 轴; J6 : 第六关节轴 ; J7 : 第七关节轴 ; 1: 机器人机械手 ; 2: 点焊枪 (spot-welding gun) ; 3: 工件 ; 41 : 第 1 六轴机器人 ; 42 : 第 2 六轴机器人 ; 43 : 第 3 六轴机器人 ; 44 : 第 1 机器人机械 手; 45 : 第 2 机器人机械手 ; 10 : 动作范围。
     具体实施方式
     以下, 参照附图对本发明的实施方式进行说明。
     实施例 1
     图 1 是示出本发明的实施例的机器人机械手的侧视图, 图 2 是其主视图。在自由 端的臂体 C6 具有关节轴 J7, 在关节轴 J7 安装有例如具有力传感器的手部装置、 点焊枪焊接 装置等。
     第一臂体 C1 以垂直配置于水平面内的第一关节轴 J1 为中心进行旋转, 第二臂体 C2 以与第一关节轴 J1 正交地配置的第二关节轴 J2 为中心进行旋转, 第三臂体 C3 以与第二 关节轴 J2 正交地配置的第三关节轴 J3 为中心进行旋转, 第四臂体 C4 以与第三关节轴 J3 正交地配置的第四关节轴 J4 为中心进行旋转, 第五臂体 C5 以与第四关节轴 J4 平行地配置 的关节轴 J5 为中心进行旋转, 第六臂体 C6 以与第五关节轴 J5 正交地配置的关节轴 J6 为 中心进行旋转。形成了第三关节轴 J3、 第五关节轴 J5 和第七关节轴 J7 的旋转中心相对于 第一关节轴 J1 向附图右方偏置的结构。
     通过这样地构成, 如图 3 中的机器人机械手的动作范围 10 所示那样, 动作范围向 附图右下方扩大。因此, 能够实现使臂末端进入到机器人自身的内侧那样的动作。
     另外, 通过使第三、 第五以及第七关节轴的旋转中心与第一关节轴离开地配置, 减小了各臂间相干涉的干涉区域, 并扩大了机器人前方部的使用频度高的区域的动作范围。
     接着, 使用图 4 来说明点焊枪安装于臂末端的情况。在安置于托架上的机器人机 械手 1 的末端安装点焊枪 2, 对工件 3 的预定位置实施焊接作业。机器人机械手 1 与工件 3 之间的配置关系如下 : 机器人机械手 1 配置在与借助于未图示的搬送机构进行移动的工 件 3 不发生干涉的近旁侧部上方, 即被托架安置。为了使安装于机器人机械手 1 末端的点 焊枪 2 对工件 3 的预定位置进行焊接, 使机器人机械手 1 从上方接近工件 3, 通过点焊枪 2 对机器人机械手 1 的基座附近的位置进行焊接。因而, 形成了关节轴 J3、 关节轴 J5 以及关 节轴 J7 的旋转中心相对于关节轴 J1 偏置的结构, 将点焊枪 2 引导至相对于机器人机械手 1 配置于下方的工件 3, 并在机器人机械手 1 的扩大了的向下方的活动范围内进行焊接, 而 且, 通过使关节轴 J3 旋转预定角度, 能够在避免对配置于机器人机械手 1 附近的工件 3 的 焊接作业受到机器人机械手 1 的干涉动作的同时进行焊接作业。
     接着, 说明使用多台机器人机械手来焊接工件的例子, 以图 5 来说明使用五台机 器人点焊工件的例子。三台六轴机器人 41、 42、 43 对工件 3 上部进行焊接作业。两台机器 人机械手 44、 45 对工件 3 的下部进行焊接作业。下面对各机器人的配置进行说明。将第 1、 第 2、 第 3 六轴机器人 41、 42、 43 与未图示的工件 3 的搬送机构的搬送方向 ( 图面的里侧 ) 大致平行地进行配置, 并在工件 3 与第 1、 第 2、 第 3 六轴机器人 41、 42、 43 之间配置有第 1、 第 2 机器人机械手 44、 45。第 1、 第 2、 第 3 六轴机器人 41、 42、 43 进行作业来焊接工件 3 上 部, 因此, 第 1、 第 2、 第 3 六轴机器人 41、 42、 43 的下部空间成为了闲置空间 (dead space), 通过将第 1、 第 2 机器人机械手 44、 45 配置于该空间, 能够实现高密度的机器人配置。
     并且, 通过使第 1、 第 2 机器人机械手 44、 45 的关节轴 J3 旋转预定角度, 能够在避 免对配置于第 1、 第 2 机器人机械手 44、 45 附近的工件 3 的焊接作业受到第 1、 第 2 机器人 机械手 44、 45 的干涉动作的同时进行焊接作业。

多关节机器人以及系统.pdf_第1页
第1页 / 共10页
多关节机器人以及系统.pdf_第2页
第2页 / 共10页
多关节机器人以及系统.pdf_第3页
第3页 / 共10页
点击查看更多>>
资源描述

《多关节机器人以及系统.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《多关节机器人以及系统.pdf(10页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

1、10申请公布号CN101980837A43申请公布日20110223CN101980837ACN101980837A21申请号200980111780422申请日20090313200809965920080407JPB25J9/0620060171申请人株式会社安川电机地址日本福冈县72发明人伊藤雅人冈久学74专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人党晓林王小东54发明名称多关节机器人以及系统57摘要本发明提供一种不改变机械手的设置位置就能扩大主要作业区域并能够保持更高自由度的姿势的机器人机械手以及系统。本发明构成为,机器人机械手1由多个关节轴构成,在使机器人机械手1相对于在。

2、水平面内旋转的第一关节轴J1的旋转中心垂直地延伸的情况下,在水平面内旋转的其他关节轴的旋转中心相对于第一旋转轴J1的旋转中心偏置。并且,通过使用这样的机器人机械手1,能够将机器人机械手1配置在更靠近物品的位置的空间内。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010092986PCT申请的申请数据PCT/JP2009/0548872009031387PCT申请的公布数据WO2009/125648JA2009101551INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图5页CN101980842A1/1页21一种机器人机械手,该机器人机械手由多个关节轴构成,。

3、其特征在于,该机器人机械手构成为,在使机器人机械手相对于在水平面内旋转的第一关节轴的旋转中心沿着铅直方向延伸的情况下,在水平面内旋转的其他关节轴的旋转中心配置于相对于所述第一旋转轴的旋转中心离开的位置。2根据权利要求1所述的机器人机械手,其特征在于,所述机器人机械手的末端的关节轴具有可到达比收纳所述第一关节轴的基座靠下方的位置的动作范围。3一种机器人机械手,该机器人机械手由多个关节轴构成,其特征在于,第一臂以配置于水平面内的第一关节轴为中心进行旋转,第二臂以与所述第一关节轴正交地配置的第二关节轴为中心进行旋转,第三臂体以与所述第二关节轴正交地配置的第三关节轴为中心进行旋转,第四臂体以与所述第三。

4、关节轴正交地配置的第四关节轴为中心进行旋转,第五臂体以与所述第四关节轴正交地配置的第五关节轴为中心进行旋转,第六臂体以与所述第五关节轴正交地配置的第六关节轴为中心进行旋转。4一种机器人系统,其特征在于,使用多台机器人机械手来对物品进行操作,在所述物品与至少一台机器人机械手之间的空间内配置有机器人机械手。5根据权利要求4的机器人系统,其特征在于,配置于所述物品与至少一台机器人机械手之间的空间内的机器人机械手具有至少七根关节轴。6根据权利要求4的机器人机械手,其特征在于,所述多台机器人机械手协调动作来进行作业。权利要求书CN101980837ACN101980842A1/3页3多关节机器人以及系统。

5、技术领域0001本发明涉及一种在物品的搬送或组装、机动车制造中进行点焊的机械手MANIPULATOR以及系统。背景技术0002现有的机械手为多关节机械手,其具有串联设置的多个臂体;将邻接的两个所述臂体自由旋转地连接起来的关节部,所相邻的所述关节的旋转轴线的倾斜角度为90度;以及以与所述关节部的旋转轴线同轴的方式配设在所述关节部上的至少一个线状体,所述关节部由伺服电动机和减速机构构成例如参照专利文献1。0003专利文献1W02007/037131号公报0004用于进行产品组装及物品搬送的机器人机械手大多应用于在工厂内配置多个机器人进行作业那样的大型生产线系统中、以及分散配置地进行作业那样的单元生。

6、产系统等中。应用到这些用途的机器人机械手一方面主要要求减小占地面积FOOTPRINT,另一方面也要求扩大作业区域。如果仅仅减小占地面积的话,仅仅使机器人机械手小型化,但这与作业区域的扩大没有关联性。因此,寻求在其占地面积保持不变的情况下仅使作业区域扩大的机器人机械手。0005另外,以节省空间的方式设置的机器人机械手中存在机器人相互干涉的问题,使得出现难以以自由姿势进行作业的情况也不少。为此,要求机器人机械手具有可采取更高自由度的姿势的轴结构。特别是密集配置的情况不断增多,因而利用上部空间而将托架安置棚置式机器人与固定安置据置式机器人组合起来实施焊接作业那样的情况也增多起来。0006现有的机器人。

7、机械手具有关于第一轴对称那样的活动范围,但例如在从上方对工件进行作业的情况下,下方活动范围大的机器人机械手能够更加靠近工件进行作业。但是,由于在现有的机器人机械手的活动范围中,机器人机械手特有的蜿蜒作业处于狭小的动作范围内,因此产生动作范围不够等问题,需要将工件稍微离开地配置。发明内容0007本发明就是鉴于这样的问题点而提出的,其目的在于提供一种不改变机械手的设置位置就能扩大主要作业区域并能保持更高自由度的姿势的机器人机械手。0008本发明构成为,机器人机械手由多个关节轴构成,在使机器人机械手相对于在水平面内旋转的第一关节轴的旋转中心垂直地延伸的情况下,在水平面内旋转的其他关节轴的旋转中心相对。

8、于第一旋转轴的旋转中心偏置OFFSET。0009另外,通过使用这样的机器人机械手,将机器人机械手配置在更靠近物品的位置的空间内。0010另外,优选的是,机器人机械手安置于托架上并具有从上方到比机器人机械手基座靠下方的动作范围,能够利用空间进行配置。说明书CN101980837ACN101980842A2/3页40011另外,优选的是构成为,在使用多台机器人进行协调作业的情况下,将机器人机械手以安置于地面上的方式配置在六轴机器人与物品之间,六轴机器人对物品的上部进行作业,机器人机械手对物品的下部进行作业。0012发明效果0013根据本发明,不增大机器人机械手的设置面积就能够扩大机器人机械手的活动。

9、区域。0014另外,通过三维地灵活运用机器人机械手的配置空间,能够使机器人机械手在更靠近物品的位置进行作业,因而能够将多台机器人机械手设置在狭小空间内,从而能够使多台机器人协调作业。附图说明0015图1是机器人机械手的侧视图。0016图2是机器人机械手的主视图。0017图3是表示机器人机械手的动作范围的侧视图。0018图4是托架安置式机器人机械手。0019图5是多个机器人机械手的作业图。0020附图标记说明0021C1第一臂体;C2第二臂体;C3第三臂体;C4第四臂体;C5第五臂体;C6第六臂体;J1第一关节轴;J2第二关节轴;J3第三关节轴;J4第四关节轴;J5第五关节轴;J6第六关节轴;J。

10、7第七关节轴;1机器人机械手;2点焊枪SPOTWELDINGGUN;3工件;41第1六轴机器人;42第2六轴机器人;43第3六轴机器人;44第1机器人机械手;45第2机器人机械手;10动作范围。具体实施方式0022以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。0023实施例10024图1是示出本发明的实施例的机器人机械手的侧视图,图2是其主视图。在自由端的臂体C6具有关节轴J7,在关节轴J7安装有例如具有力传感器的手部装置、点焊枪焊接装置等。0025第一臂体C1以垂直配置于水平面内的第一关节轴J1为中心进行旋转,第二臂体C2以与第一关节轴J1正交地配置的第二关节轴J2为中心进行旋转,第三臂体C3以。

11、与第二关节轴J2正交地配置的第三关节轴J3为中心进行旋转,第四臂体C4以与第三关节轴J3正交地配置的第四关节轴J4为中心进行旋转,第五臂体C5以与第四关节轴J4平行地配置的关节轴J5为中心进行旋转,第六臂体C6以与第五关节轴J5正交地配置的关节轴J6为中心进行旋转。形成了第三关节轴J3、第五关节轴J5和第七关节轴J7的旋转中心相对于第一关节轴J1向附图右方偏置的结构。0026通过这样地构成,如图3中的机器人机械手的动作范围10所示那样,动作范围向附图右下方扩大。因此,能够实现使臂末端进入到机器人自身的内侧那样的动作。0027另外,通过使第三、第五以及第七关节轴的旋转中心与第一关节轴离开地配置,。

12、减说明书CN101980837ACN101980842A3/3页5小了各臂间相干涉的干涉区域,并扩大了机器人前方部的使用频度高的区域的动作范围。0028接着,使用图4来说明点焊枪安装于臂末端的情况。在安置于托架上的机器人机械手1的末端安装点焊枪2,对工件3的预定位置实施焊接作业。机器人机械手1与工件3之间的配置关系如下机器人机械手1配置在与借助于未图示的搬送机构进行移动的工件3不发生干涉的近旁侧部上方,即被托架安置。为了使安装于机器人机械手1末端的点焊枪2对工件3的预定位置进行焊接,使机器人机械手1从上方接近工件3,通过点焊枪2对机器人机械手1的基座附近的位置进行焊接。因而,形成了关节轴J3、。

13、关节轴J5以及关节轴J7的旋转中心相对于关节轴J1偏置的结构,将点焊枪2引导至相对于机器人机械手1配置于下方的工件3,并在机器人机械手1的扩大了的向下方的活动范围内进行焊接,而且,通过使关节轴J3旋转预定角度,能够在避免对配置于机器人机械手1附近的工件3的焊接作业受到机器人机械手1的干涉动作的同时进行焊接作业。0029接着,说明使用多台机器人机械手来焊接工件的例子,以图5来说明使用五台机器人点焊工件的例子。三台六轴机器人41、42、43对工件3上部进行焊接作业。两台机器人机械手44、45对工件3的下部进行焊接作业。下面对各机器人的配置进行说明。将第1、第2、第3六轴机器人41、42、43与未图。

14、示的工件3的搬送机构的搬送方向图面的里侧大致平行地进行配置,并在工件3与第1、第2、第3六轴机器人41、42、43之间配置有第1、第2机器人机械手44、45。第1、第2、第3六轴机器人41、42、43进行作业来焊接工件3上部,因此,第1、第2、第3六轴机器人41、42、43的下部空间成为了闲置空间DEADSPACE,通过将第1、第2机器人机械手44、45配置于该空间,能够实现高密度的机器人配置。0030并且,通过使第1、第2机器人机械手44、45的关节轴J3旋转预定角度,能够在避免对配置于第1、第2机器人机械手44、45附近的工件3的焊接作业受到第1、第2机器人机械手44、45的干涉动作的同时进行焊接作业。说明书CN101980837ACN101980842A1/5页6图1说明书附图CN101980837ACN101980842A2/5页7图2说明书附图CN101980837ACN101980842A3/5页8图3说明书附图CN101980837ACN101980842A4/5页9图4说明书附图CN101980837ACN101980842A5/5页10图5说明书附图CN101980837A。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 作业;运输 > 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1