專利名稱：水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人，特別涉及具有多個(gè)水平回轉(zhuǎn)的臂的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人。
背景技術(shù)：
作為產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人，已知有將構(gòu)成其的多個(gè)臂經(jīng)由水平關(guān)節(jié)依次連結(jié)的SCARA機(jī)器人(水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人)。作為一般的SCARA機(jī)器人，對(duì)于具有兩根臂的SCARA機(jī)器人
將其平面構(gòu)造的一例示出在圖12中。如圖12所示，該SCARA機(jī)器人具有將基端部能水平回轉(zhuǎn)地連結(jié)在基臺(tái)51上的第I臂52、將基端部通過水平關(guān)節(jié)連結(jié)在該第I臂52的前端部的第2臂53。這樣的SCARA機(jī)器人如在圖13中示出其可動(dòng)范圍的輪廓那樣，通過第I臂52及第2臂53的協(xié)作，在最大半徑Rm a x和最小半徑Rm i η之間形成的可動(dòng)范圍W A中，能夠使處于第2臂53的前端的作業(yè)部53 a移動(dòng)到任意的位置。S卩，該SCARA機(jī)器人可通過其前端的作業(yè)部53 a，對(duì)配置在可動(dòng)范圍W A的任意的位置的被加工物等被對(duì)象物進(jìn)行各種作業(yè)。另ー方面，在該SCARA機(jī)器人中，規(guī)定上述可動(dòng)范圍WA的最大半徑Rm a x是基于最大回轉(zhuǎn)半徑Dm a X確定的,所述最大回轉(zhuǎn)半徑D m a x由第I臂52的基臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸C 11和連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸C 12之間的距離形成的臂長(zhǎng)L 11、第2臂53的連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸C 12和作業(yè)軸C 13之間的距離形成的臂長(zhǎng)L 12之和構(gòu)成。此外，規(guī)定該可動(dòng)范圍WA的最小半徑Rm i η是基于最小回轉(zhuǎn)半徑Dm i η確定的,所述最小回轉(zhuǎn)半徑D m i η由在作業(yè)部53a不與第I臂52干渉的條件下最能接近于基臺(tái)51的位置P a、P b (圖12)和基臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸C 11之間的距離構(gòu)成。在這樣的臂構(gòu)成的情況下，原理上，在進(jìn)行設(shè)定以使最小半徑Rm
iη為臂長(zhǎng)L 11與臂長(zhǎng)L 12的差時(shí)，可動(dòng)范圍WA的區(qū)域最大。但是,對(duì)于第I臂52的臂軀體而言，需要確保用干支承第2臂53等的強(qiáng)度及剛性用的大小，使其小型化的過程中也存在限制，所以不容易使該最小半徑Rm i η變小。鑒于此，為了使這樣的SCARA機(jī)器人的可動(dòng)范圍擴(kuò)大，以往提出了例如具有專利文獻(xiàn)I中記載的構(gòu)成的SCARA機(jī)器人等。該專利文獻(xiàn)I中記載的SCARA機(jī)器人，由能水平回轉(zhuǎn)地安裝在基臺(tái)上的第I臂、通過水平關(guān)節(jié)而與第I臂連結(jié)的第2臂構(gòu)成，在上述構(gòu)成中，使第2臂的長(zhǎng)度比第I臂的長(zhǎng)度長(zhǎng)。即，在使第2臂和第I臂伸長(zhǎng)為一直線時(shí)的第2臂前端的作業(yè)部的最大回轉(zhuǎn)半徑、與使臂折疊使該作業(yè)部最接近基臺(tái)時(shí)的該作業(yè)部的最小回轉(zhuǎn)半徑的關(guān)系中，通過使最小回轉(zhuǎn)半徑相對(duì)于最大回轉(zhuǎn)半徑的比率降低，而擴(kuò)大了 SCARA機(jī)器人的可動(dòng)范圍。[專利文獻(xiàn)I]日本專利特開2007— 168004號(hào)公報(bào)
作為SCARA機(jī)器人，一般地說，當(dāng)然期望如上述那樣使可動(dòng)范圍變大，同時(shí)也期望促進(jìn)小型化以及具有聞響應(yīng)性和尚定位精度。但是，專利文獻(xiàn)I中記載的SCARA機(jī)器人確實(shí)使可動(dòng)范圍擴(kuò)大，但長(zhǎng)度相對(duì)較長(zhǎng)的第2臂的質(zhì)量及慣性自然變大，這可能導(dǎo)致移動(dòng)時(shí)的響應(yīng)性能和定位精度的低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的實(shí)際情況而做出的，其目的在于提供能夠維持響應(yīng)性能和定位精度并且確保其可動(dòng)范圍較大的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人。本發(fā)明的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人要點(diǎn)為，該水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人具有第I臂，其能夠以第I旋轉(zhuǎn)軸為轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在基臺(tái)上；第2臂，其能夠以與上述第I旋轉(zhuǎn)軸平行的第2旋轉(zhuǎn)軸為轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在上述第I臂上；主軸，其設(shè)在上述第2臂上，沿與上述
第2旋轉(zhuǎn)軸平行的方向延伸；其中，上述第2臂構(gòu)成為，上述第2旋轉(zhuǎn)軸和上述主軸之間的距離即臂長(zhǎng)，比將上述第I旋轉(zhuǎn)軸和上述第2旋轉(zhuǎn)軸以直線連結(jié)的線的長(zhǎng)度短，上述第I臂具有凹部，上述凹部形成為，包含與如下的回轉(zhuǎn)軌道重合的位置，該回轉(zhuǎn)軌道是以上述第2旋轉(zhuǎn)軸為轉(zhuǎn)動(dòng)中心、回轉(zhuǎn)半徑為上述第2臂的臂長(zhǎng)的回轉(zhuǎn)軌道。根據(jù)這樣的構(gòu)成，具有以第2旋轉(zhuǎn)軸為轉(zhuǎn)動(dòng)中心且回轉(zhuǎn)半徑為第2臂的臂長(zhǎng)的回轉(zhuǎn)軌道的主軸能夠以進(jìn)入到第I臂的偏心凹部區(qū)域的形態(tài)配置。即，主軸的可動(dòng)范圍擴(kuò)大了主軸相對(duì)于上述第I旋轉(zhuǎn)軸的最小回轉(zhuǎn)半徑變小的量。此外，即使與具有沒有凹部的第I臂的以往的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人相比，第I臂的臂長(zhǎng)及第2臂的臂長(zhǎng)也不變更，所以可將第I臂的質(zhì)量増加抑制為最小限度，并且對(duì)于第2臂而言直接使用以往的部件。結(jié)果，作為水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人使用這樣的偏心的第I臂，也會(huì)如以往那樣維持其響應(yīng)性能和定位精度等，所以不會(huì)不必要地導(dǎo)致大型化。此外，本發(fā)明的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人要點(diǎn)為，通過使上述第I臂彎曲而形成上述凹部。根據(jù)這樣的構(gòu)成，上述主軸配置成進(jìn)入第I臂的彎曲部的形態(tài)。由此，能夠?qū)?yīng)于第I臂的彎曲形狀進(jìn)行主軸相對(duì)于彎曲部的更平滑的收納。此外，本發(fā)明的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人要點(diǎn)為，上述第I臂沿其轉(zhuǎn)動(dòng)方向具有上述凹部，且可配置為，在上述線和上述回轉(zhuǎn)軌道交差的點(diǎn)處，上述主軸的至少一部分與上述交差的點(diǎn)重合。根據(jù)這樣的構(gòu)成，能夠?qū)⑸鲜鲋鬏S和第I旋轉(zhuǎn)軸的距離設(shè)定為最短距離，能夠使主軸相對(duì)于上述第I旋轉(zhuǎn)軸的最小回轉(zhuǎn)半徑更小。即，能夠確保主軸的可動(dòng)范圍更大。此外，本發(fā)明的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人要點(diǎn)為，在上述基臺(tái)上，以上述第I旋轉(zhuǎn)軸為軸心而旋轉(zhuǎn)的第I連結(jié)軸被設(shè)置成從該基臺(tái)突出的形態(tài)，在上述第2臂上，以上述第2旋轉(zhuǎn)軸為軸心而旋轉(zhuǎn)的第2連結(jié)軸被設(shè)置成從該第2臂突出的形態(tài)，在上述第I臂上，形成有與上述第I連結(jié)軸連結(jié)的基端連結(jié)部、和與上述第2連結(jié)軸連結(jié)的前端連結(jié)部，上述基端連結(jié)部形成為從上述第I臂的水平方向任一個(gè)面都能夠與上述第I連結(jié)軸連結(jié)，并且，上述前端連結(jié)部形成為，從上述第I臂的水平方向的任一個(gè)面都能夠與上述第2連結(jié)軸連結(jié)。根據(jù)這樣的構(gòu)成，即使將具有上述凹部的第I臂翻轉(zhuǎn)、也能相對(duì)于上述第I旋轉(zhuǎn)軸及第2旋轉(zhuǎn)軸相互連接，提高作為該水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的配置(構(gòu)成)的自由度。
此外，本發(fā)明的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人要點(diǎn)為，在上述基臺(tái)上、與回轉(zhuǎn)的上述第I臂的上述凹部干渉的位置處，設(shè)有收納配線的配線管道。根據(jù)這樣的構(gòu)成，采取在第2旋轉(zhuǎn)軸和第I旋轉(zhuǎn)軸之間夾持上述配線管道那樣的姿態(tài)，并且第I臂的第2旋轉(zhuǎn)軸配置在機(jī)器人的背面方向時(shí)，能夠使機(jī)器人的可動(dòng)范圍擴(kuò)大到基臺(tái)的后方。由此，即使是在基臺(tái)上的與第I臂干涉的位置設(shè)有上述配線管道的水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人，也會(huì)實(shí)現(xiàn)其可動(dòng)范圍的適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大。


圖I是表示本實(shí)施方式的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的立體構(gòu)造的立體圖。圖2是表示該實(shí)施方式的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的上面構(gòu)造的俯視圖。圖3是表示該實(shí)施方式的臂構(gòu)造的圖，圖3 ( a )是表示上面構(gòu)造的俯視圖，圖3
(b)是圖3 (a)的A — A線截面構(gòu)造的剖視圖，圖3 ( c )是表示底面構(gòu)造的仰視圖。圖4是表示該實(shí)施方式的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的第2臂的可動(dòng)范圍的狀態(tài)的狀態(tài)圖，圖4 (a)是表示向逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)時(shí)的狀態(tài)的圖，圖4 (b)是表示向順時(shí)針方向回轉(zhuǎn)時(shí)的狀態(tài)的圖。圖5是表示該實(shí)施方式的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的第I臂的可動(dòng)范圍的狀態(tài)的狀態(tài)圖，圖5 ( a )是表示向逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)時(shí)的狀態(tài)的圖，圖5 ( b )是表示向順時(shí)針方向回轉(zhuǎn)時(shí)的狀態(tài)的圖。圖6是表示該實(shí)施方式的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的各軸的平面軌道及主軸的可動(dòng)范圍的區(qū)域圖。圖7是表示該實(shí)施方式的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的生產(chǎn)設(shè)備中的配置的一例的配置圖。圖8是表示其他實(shí)施方式的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的上面構(gòu)造的俯視圖。圖9是表示該其他實(shí)施方式的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的第2臂的可動(dòng)范圍的狀態(tài)的狀態(tài)圖，圖9 (a)是表示向順時(shí)針方向回轉(zhuǎn)時(shí)的狀態(tài)的圖，圖9 (b)是表示向逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)時(shí)的狀態(tài)的圖。圖10是表示該其他實(shí)施方式的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的第I臂的可動(dòng)范圍的狀態(tài)的狀態(tài)圖，圖10 (a)是表示向順時(shí)針方向回轉(zhuǎn)時(shí)的狀態(tài)是圖，圖10 (b)是表示向逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)時(shí)的狀態(tài)的圖。圖11是表示該其他實(shí)施方式的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的各軸的平面軌道及主軸的可動(dòng)范圍的區(qū)域圖。圖12是表示以往的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的上面構(gòu)造的俯視圖。圖13是表示以往的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的各軸的平面軌道及主軸的可動(dòng)范圍的區(qū)域圖。附圖標(biāo)記如下11···基臺(tái)，12···作為第I連結(jié)軸的連結(jié)軸，13…第I臂，13 d凹部，14…作為第2連結(jié)軸的支承軸，15…第2臂，16…主軸，17…下端部，19…配線管道，20…基臺(tái)側(cè)管道連接部，21 a…基端部，21 b…轉(zhuǎn)向部，21 c…前端部，22···銜接部，23···臂側(cè)管道連接部，31···基端連結(jié)部，32、36…側(cè)面，33、37…凸部，35…前端連結(jié)部，C I…作為第I旋轉(zhuǎn)軸的軸心，C 2…作為第2旋轉(zhuǎn)軸的軸心，C 3···軸心，C V…產(chǎn)品輸送帶，Mト··第I馬達(dá)，M 2···第2馬達(dá)，M 3…第3馬達(dá)，M 4…升降馬達(dá)，P S I、P S 2、P S 3…部件供給裝置，RBURB2、R B 3…機(jī)器人。
具體實(shí)施例方式以下按照附圖，對(duì)將本發(fā)明所涉及的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人具體化了的ー實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖I對(duì)于水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人(SCARA機(jī)器人)表示了其立體構(gòu)造，圖2對(duì)于SCARA機(jī)器人表示了其上面構(gòu)造。如圖I所示，SCARA機(jī)器人具有在地面等上設(shè)置的作為支承體的基臺(tái)11，在其上端部設(shè)有以第I臂13的基端部為旋轉(zhuǎn)體能轉(zhuǎn)動(dòng)地對(duì)其進(jìn)行支承的連結(jié)軸12。連結(jié)軸12形成為具有軸心C I的圓柱形狀，且在基臺(tái)11上被設(shè)置成能以該軸心C I為中心旋轉(zhuǎn)，在設(shè)于
基臺(tái)11內(nèi)的第I馬達(dá)M I的作用下正反旋轉(zhuǎn)。S卩，由此，第I臂13以在第I馬達(dá)M I作用下轉(zhuǎn)動(dòng)的連結(jié)軸12的軸心C I為轉(zhuǎn)動(dòng)中心，相對(duì)于基臺(tái)11沿水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)。在第I臂13的前端部，連結(jié)有以第2臂15的基端部為旋轉(zhuǎn)體能轉(zhuǎn)動(dòng)地對(duì)其進(jìn)行支承的支承軸14。支承軸14被設(shè)置成能相對(duì)于第2臂15以軸心C 2為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，與配設(shè)于第2臂15的基端部處的第2馬達(dá)M 2驅(qū)動(dòng)連結(jié)，在該第2馬達(dá)M 2作用下正反旋轉(zhuǎn)。由此，第2臂15在第2馬達(dá)M 2的反力作用下以軸心C 2為轉(zhuǎn)動(dòng)中心，相對(duì)于第I臂13沿水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，在本實(shí)施方式中，如圖2所示，第I臂13中，將其基端部的軸心CI與前端部的軸心C 2之間的距離設(shè)為臂長(zhǎng)L 1，軸心C 2相對(duì)于軸心C I具有臂長(zhǎng)L I的回轉(zhuǎn)半徑而回轉(zhuǎn)。此外，第I臂13形成為相對(duì)于連結(jié)軸心C I和軸心C 2的中心線偏心的形狀。即，第I臂13在圖中形成為縱長(zhǎng)方向中央附近的右側(cè)面向右側(cè)膨脹的形狀，且形成為該右側(cè)面的相反側(cè)的該中央附近的左側(cè)面向右側(cè)凹陷的形狀的凹部13 d，S卩，相對(duì)于上述中心線偏心。換言之，第I臂13形成為所謂的向右側(cè)彎曲的形狀。圖3是表示第I臂13的構(gòu)造的圖，圖3 ( a )是表示上面構(gòu)造的圖，圖3 (b )是表示圖3 ( a )的A —A線截面構(gòu)造的圖，圖3 ( c )是表示下面構(gòu)造的圖。圖3 (a)中，關(guān)于第I臂13，在其基端部貫通形成為，使被連結(jié)軸12連結(jié)固定的基端連結(jié)部31的中心與軸心C I 一致的形狀，在其前端部貫通形成為，使被支承軸14連結(jié)固定的前端連結(jié)部35的中心與軸心C 2 一致的形狀。圖3 (b)中，基端連結(jié)部31在其厚度方向中央形成有向軸心C I方向突出凸部33，插通于基端連結(jié)部31的連結(jié)軸12被該凸部33承接住，并且使螺釘穿過貫通形成于凸部33的側(cè)面32的螺釘孔中等而連結(jié)固定。這樣的基端連結(jié)部31如圖3 ( a )及圖3 ( c )所示，由于在第I臂13的任一個(gè)面上都為同樣的構(gòu)造，所以也可將連結(jié)軸12相對(duì)于第I臂13的任ー個(gè)面連結(jié)固定。另外，在連結(jié)軸12的上端，以與第I臂的上面相同高度的形狀安裝用于防止異物等進(jìn)入基端連結(jié)部31的蓋。此外，前端連結(jié)部35在其厚度方向中央形成有向軸心C 2方向突出的凸部37，插通于前端連結(jié)部35的支承軸14被該凸部37承接住，并且使螺釘穿過貫通形成于凸部37的側(cè)面36的螺釘孔等而連結(jié)固定。這樣的前端連結(jié)部35如圖3 (a)及圖3 ( c )所示，由于在第I臂13的任一個(gè)面上也為同樣的構(gòu)造，所以也可將支承軸14相對(duì)于第I臂13的任ー個(gè)面連結(jié)固定。另外，在支承軸14的下端，以與第I臂的下面相同高度的形狀安裝用于防止異物等進(jìn)入前端連結(jié)部35的蓋。由此，對(duì)于第I臂13而言，無(wú)論其哪ー個(gè)面為上面時(shí)，都能夠安裝連結(jié)軸12及支承軸14。在本實(shí)施方式中，第I臂13形成為向右側(cè)彎曲的形狀，所以通過改變?cè)O(shè)為其上面的朝向，也可將水平方向上的彎曲的朝向設(shè)在左側(cè)，若使用這樣的第I臂13，則僅通過使其上下面翻轉(zhuǎn)就可將彎曲的朝向設(shè)在右側(cè)或左側(cè)。主軸16可作為旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)地，并且能沿上下方向移動(dòng)地支承在第2臂15的前端部。主軸16通過裝備于第2臂15內(nèi)的第3馬達(dá)M 3的正反旋轉(zhuǎn)而以自己的軸心C 3為轉(zhuǎn)動(dòng)中心正反旋轉(zhuǎn)，并且，通過裝備于第2臂15內(nèi)的升降馬達(dá)M 4的正反旋轉(zhuǎn)而沿上下方向升降移動(dòng)。在主軸16的下端部17，安裝有對(duì)被搬送物進(jìn)行把持的機(jī)械手等工具，利用其升降移動(dòng)而上下動(dòng)作的工具對(duì)被對(duì)象物進(jìn)行各種作業(yè)。另外，在本實(shí)施方式中，第2臂15形成為，基端部的軸心C 2和主軸16的軸心C3之間的距離比上述臂長(zhǎng)L I短的長(zhǎng)度的臂長(zhǎng)L 2，且軸心C 3相對(duì)于軸心C 2具有臂長(zhǎng)L2的回轉(zhuǎn)半徑而回轉(zhuǎn)。由此，主軸16的軸心C 3相對(duì)于連結(jié)軸12的軸心C I的回轉(zhuǎn)半徑，在使第I臂13和第2臂15伸長(zhǎng)呈一直線時(shí)，為作為臂長(zhǎng)L I和臂長(zhǎng)L 2的和的最大回轉(zhuǎn)半徑D Ima X。另ー方面，在該軸心C 3以進(jìn)入到第I臂13的凹部13 d的形狀配置在左臨界點(diǎn)P R a吋，該軸心C 3的回轉(zhuǎn)半徑為最小回轉(zhuǎn)半徑D Imin,即、該左臨界點(diǎn)PRa和軸心C I之間的距離。此時(shí)，在第I臂13的凹部13 d的水平方向的最深部形成在距軸心C 2為臂長(zhǎng)L2的位置處時(shí)，軸心C 3最接近中心線，作為最小回轉(zhuǎn)半徑D I m i η也成為更接近其能夠獲取的最短的長(zhǎng)度(=L I-L 2)的值。另外，第I臂13的膨脹方向上，軸心C 3配置在右臨界點(diǎn)P R b。設(shè)于第2臂15內(nèi)的各馬達(dá)M 2 M 4的控制信號(hào)或者監(jiān)視器信號(hào)的各信號(hào)線經(jīng)由柔性的配線管道19集中在基臺(tái)11內(nèi)，與上述第I馬達(dá)M I的信號(hào)線一起連接在控制裝置(圖示略)的各對(duì)應(yīng)的端子上。另外，圖2中，為了便于說明，省略了配線管道19的一部分。配線管道19具有基臺(tái)側(cè)管道連接部20和臂側(cè)管道連接部23，所述基臺(tái)側(cè)管道連接部20設(shè)置在從軸心C I向基臺(tái)11的后方側(cè)R水平方向離開長(zhǎng)度L 5 (=L I -L 2)的位置，所述臂側(cè)管道連接部23在第2臂15上部以軸心C 2為中心而設(shè)置，且配線管道19構(gòu)成為將所述基臺(tái)側(cè)管道連接部20與所述臂側(cè)管道連接部23連結(jié)的形式。即，配線管道19具有基端部21 a，其固定在基臺(tái)側(cè)管道連接部20，且向上方延伸；轉(zhuǎn)向部21 b，其從基端部21 a向連結(jié)軸12的軸心C I的方向延伸；前端部21 c，其從轉(zhuǎn)向部21 b向上方延伸，且具有與連結(jié)軸12的軸心C I相同的線上的管道中心線。S卩，基端部21 a相對(duì)于基臺(tái)側(cè)管道連接部20被固定而不旋轉(zhuǎn)，所以經(jīng)由轉(zhuǎn)向部21 b支承在基端部21 a上的前端部21 c形成為，其管道中心線始終配置在與連結(jié)軸12的軸心C I相同的線上。在前端部21 c和臂側(cè)管道連接部23之間架設(shè)有銜接部22，該銜接部22形成為，前端部21 c側(cè)的端部相對(duì)于前端部21 c被連結(jié)成能夠以軸心C I為旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)，臂側(cè)管道連接部23側(cè)的端部相對(duì)于該臂側(cè)管道連接部23被連結(jié)成能夠以軸心C 2為旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)。即，在第I臂13相對(duì)于基臺(tái)11沿水平方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，處于與軸心C I相同的線上的前端部21 c的管道中心線、和成為臂側(cè)管道連接部23的中心的軸心C 2之間的距離被恒定地保持為臂長(zhǎng)L I。由此，架設(shè)在前端部21 c和臂側(cè)管道連接部23之間的銜接部22的兩端部的距離不會(huì)偏離臂長(zhǎng)L I變化。銜接部22由于其兩端部的距離不變化，所以與第I臂13的水平旋轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)，其形狀保持為一定，從而抑制了在形狀變形那樣的情況下產(chǎn)生的部件的疲勞和磨耗，提高了耐久性。在本實(shí)施方式中，基臺(tái)側(cè)管道連接部20形成為，距軸心C I的長(zhǎng)度L 5與第I臂13的凹部13 d最深部距軸心C I的距離一致，在第I臂13的凹部13 d接近時(shí)，第I臂13的中心線最接近。由此，即便在第I臂13配置在基臺(tái)側(cè)管道連接部20與其移動(dòng)平面干渉的位置情況下，也可使前端部的軸心C 2和與其連結(jié)的第2臂15配置在基臺(tái)側(cè)管道連接部20的后方側(cè)R。接著，對(duì)該水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的主軸16的可動(dòng)范圍進(jìn)行說明。主軸16相對(duì)于軸心C 2具有例如從逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)的位置(圖4(a))到順時(shí)針旋
轉(zhuǎn)時(shí)的位置(圖4 ( b ))為止的范圍的可動(dòng)范圍。此外,保持主軸16的軸心C 2相對(duì)于軸心C 1，具有例如從逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)的位置(圖5 (a))到順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)的位置(圖5 (b))為止的范圍的可動(dòng)范圍。作為將這些可動(dòng)范圍組合形成的主軸16的可動(dòng)范圍，如圖6所示，在由最大回轉(zhuǎn)半徑D Imax形成的最大半徑Rm a x和由最小回轉(zhuǎn)半徑D Imin形成的最小半徑Rm i η之間形成為可動(dòng)范圍W A I。此時(shí),通過使主軸16進(jìn)入到凹部13 d ,最小回轉(zhuǎn)半徑D Imi η為接近最短的長(zhǎng)度(=L I 一 L 2)的值，所以與以往的最小回轉(zhuǎn)半徑Dm i η (參照?qǐng)D12)相比,擴(kuò)大接近軸心C I的部分處的可動(dòng)范圍?？蓜?dòng)范圍W A I中，由單點(diǎn)劃線C L區(qū)劃的可動(dòng)范圍W A I a表示通過將主軸16配置在中心線或其左側(cè)而能夠到達(dá)的區(qū)域，可動(dòng)范圍WA I b表示必須將主軸16配置在比中心線靠右側(cè)才能到達(dá)的區(qū)域。一般地在進(jìn)行主軸16的位置控制的情況下，若設(shè)為連結(jié)各臂13，15的軸心C 2相對(duì)于第I臂13的中心線僅向一方向回轉(zhuǎn)那樣的形狀(單腕類)，則各軸心C I、C 2相對(duì)于主軸16的配置位置應(yīng)獲取的角度僅特定為ー個(gè)，容易進(jìn)行控制。即，SCARA機(jī)器人相對(duì)于主軸16的配置位置的姿勢(shì)確定為ー個(gè)，對(duì)于與其他裝置之間產(chǎn)生的干渉等也容易掌握。另ー方面，在軸心C 2相對(duì)于第I臂13的中心線向兩方向回轉(zhuǎn)的情況下，相對(duì)于主軸16的配置位置產(chǎn)生要求兩個(gè)姿勢(shì)的區(qū)域，其位置控制變復(fù)雜，并且也難以掌握與其他裝置之間產(chǎn)生的干渉等。因此，作為SCARA機(jī)器人，因控制的容易性等原因，進(jìn)行單腕類的動(dòng)作的情況利用價(jià)值較高，現(xiàn)實(shí)上進(jìn)行移動(dòng)控制以便僅在伴隨著單腕類的動(dòng)作的移動(dòng)范圍內(nèi)進(jìn)行作業(yè)的情況較多。在本實(shí)施方式中，在軸心C 2相對(duì)于第I臂13的中心線僅向左側(cè)回轉(zhuǎn)(右腕類)時(shí)，主軸16動(dòng)作的區(qū)域?yàn)榭蓜?dòng)范圍W A I a ,該右腕類時(shí)的可動(dòng)范圍W A I a成為相對(duì)于基臺(tái)11集中在正面?zhèn)菷和左側(cè)的形狀。即，右側(cè)的區(qū)域相對(duì)于基臺(tái)11減少相當(dāng)于第I臂13彎曲的量，但取而代之，基臺(tái)11的左側(cè)及后方側(cè)R的區(qū)域増加。這樣的右腕類的可動(dòng)范圍WA I a的分布對(duì)于配置于組裝線上的SCARA機(jī)器人較多要求的將從一地點(diǎn)取得的部件在一地點(diǎn)組裝的一點(diǎn)供給一點(diǎn)組裝的形態(tài)的組裝動(dòng)作而言，是非常有效的。例如，如圖7所示，在由多個(gè)SCARA機(jī)器人構(gòu)成的機(jī)器人R B I R B 3以產(chǎn)品輸送帶C V為正面?zhèn)菷依次橫向排列的情況下，在它們的可動(dòng)范圍WA I中，與其他機(jī)器人的可動(dòng)范圍重復(fù)的區(qū)域以及處于該區(qū)域的前端的區(qū)域，與具有以往的可動(dòng)范圍W A (參照?qǐng)D13)那樣的情況相比減少。特別是在機(jī)器人R B I R B 3中，對(duì)于利用價(jià)值較高的右腕類的可動(dòng)范圍WA I a，其大部分不與其他機(jī)器人的可動(dòng)范圍WA I a重復(fù)，各機(jī)器人RB I R B 3的位置控制的自由度很高。另外，與圖12所示那樣的以往的SCARA機(jī)器人相比，以往的SCARA機(jī)器人的臂長(zhǎng)L 11為臂長(zhǎng)L 1，該機(jī)器人的臂長(zhǎng)L 12為臂長(zhǎng)L 2。進(jìn)而，若與以往的可動(dòng)范圍W A相比，該可動(dòng)范圍W A I的區(qū)域?qū)挾?=Rm ax-Rm i η )較寬，所以，作為產(chǎn)品輸送帶C V，也可使其輸送帶幅CVw變寬，能夠搬運(yùn)更大型的產(chǎn)品等。此外，對(duì)于從各機(jī)器人R B I R B 3的左側(cè)方朝各機(jī)器人R B I RB 3供給部件的部件供給裝置P S I P S 3，也可使其裝置寬度P S I w P S 3 w變寬，并且能夠使一次供給的部件的數(shù)量増加相當(dāng)于可動(dòng)范圍WA向后方側(cè)R擴(kuò)大的量等。以上說明那樣，根據(jù)本實(shí)施方式的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人，得到以下列述那樣的效果O(I)具有以軸心C 2為轉(zhuǎn)動(dòng)中心、回轉(zhuǎn)半徑為第2臂15的臂長(zhǎng)L 2的回轉(zhuǎn)軌道的主軸16，能夠以進(jìn)入到第I臂的偏心的凹部13 d的形態(tài)，配置到接近中心軸的位置。由此，主軸16的可動(dòng)范圍W A I擴(kuò)大了主軸16相對(duì)于軸心C I的最小回轉(zhuǎn)半徑D I m i η變小的量。(2)也可將第I臂的臂長(zhǎng)L I及第2臂的臂長(zhǎng)L 2設(shè)為與具有不偏心的以往的第I臂的SCARA機(jī)器人的各自的臂長(zhǎng)相同的長(zhǎng)度。由此，第I臂13的質(zhì)量增加被抑制為最小限度，并且對(duì)于第2臂15而言可直接使用以往的部件。結(jié)果，即使作為水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人使用這樣的偏心的第I臂13，也能如以往那樣維持其響應(yīng)性能和定位精度等，所以不會(huì)不必要地導(dǎo)致大型化。(3)主軸16能夠以進(jìn)入到作為第I臂13的彎曲部的凹部13 d的形態(tài)配置到接近中心軸的位置，所以可將主軸16平滑地收納在第I臂13的彎曲形狀中。(4)在取得在軸心C 2和軸心C I之間夾持配線管道19 (基臺(tái)側(cè)管道連接部20)那樣的姿態(tài)，并且將第I臂13的軸心C 2配置在相當(dāng)于SCARA機(jī)器人的后方側(cè)R的背面方向時(shí)，能夠使SCARA機(jī)器人的可動(dòng)范圍WA I擴(kuò)大到基臺(tái)11的后方側(cè)R。由此，即使是對(duì)于在基臺(tái)11上的與第I臂13干涉的位置設(shè)有配線管道19 (基臺(tái)側(cè)管道連接部20)的SCARA機(jī)器人，也會(huì)實(shí)現(xiàn)其可動(dòng)范圍的適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大。另外，上述實(shí)施方式例如也可通過以下那樣的形態(tài)實(shí)施。 在上述實(shí)施方式中，主軸16配置在第I臂13的最凹陷的部分，但并不限于此，主軸也可不配置在第I臂的最凹陷的部分。只要在稍稍凹陷的位置配置，主軸16的可動(dòng)范圍就會(huì)擴(kuò)大。由此，第I臂的形狀的自由度提高。 此外，基臺(tái)側(cè)管道連接部20也配置在第I臂13的最凹陷的部分，但并不限于此，基臺(tái)側(cè)管道連接部也可不配置在第I臂的最凹陷的部分。只要在稍稍凹陷的位置配置，第I臂的可動(dòng)范圍就會(huì)擴(kuò)大。由此第I臂的形狀的自由度也提高。 在上述實(shí)施方式中，在貫通形成于第I臂13的基端連結(jié)部31上，插通連結(jié)軸12，在前端連結(jié)部35上插通支承軸14，利用螺釘?shù)却┻^螺釘孔而連結(jié)固定。但是并不限于此，連結(jié)軸或支承軸向第I臂的連結(jié)固定不管是可以是任何ー種形態(tài)。例如也可以通過上下貫通第I臂那樣的螺栓與連結(jié)軸和支承軸連結(jié)，也可以以在具有槽的基端連結(jié)部和前端連結(jié)部中插入連結(jié)軸和支承軸的形式進(jìn)行連結(jié)。由此，第I臂的構(gòu)造的自由提高?！ぴ谏鲜鰧?shí)施方式中，在第I臂13的任一個(gè)面上可進(jìn)行連結(jié)軸12及支承軸14的連結(jié)，但是并不限于此，也可以是連結(jié)軸12及支承軸14分別僅可與第I臂13的任意ー個(gè)面連結(jié)。這樣，第I臂的加工等容易進(jìn)行。·在上述實(shí)施方式中，主軸16不能移動(dòng)到與中心線重合的位置，但是并不限于此，也可將主軸移動(dòng)到與中心線重合的位置。若主軸接近中心線則最小回轉(zhuǎn)半徑變小，主軸的可動(dòng)范圍變大。由此，作為SCARA機(jī)器人，可實(shí)現(xiàn)可動(dòng)范圍的擴(kuò)大，能夠確?？蓜?dòng)范圍更大?！ぴ谏鲜鰧?shí)施方式中，第I臂13的整體形狀是向右側(cè)彎曲的形狀，但是并不限于此，作為第I臂的形狀，只要是在與主軸的回轉(zhuǎn)軌道重合的部分，主軸接近于第I臂的中心線的形態(tài)，則可以是任何形狀。例如，可以是僅與主軸的回轉(zhuǎn)軌道重合的部分以凸?fàn)钛厮?br> 方向突出那樣的形狀，可以是使這樣的部分的水平方向的寬度變薄而僅有向水平方向的凹陷那樣的形狀。由此，第I臂的形狀的自由度提高。 在上述實(shí)施方式中，第I臂13以向右側(cè)膨脹的形狀彎曲，但是第I臂也可以以向左側(cè)膨脹的形狀彎曲。例如，如圖8所示，SCARA機(jī)器人具有最大回轉(zhuǎn)半徑D 2 m a X和最小回轉(zhuǎn)半徑D 2m i η，但只要臂長(zhǎng)L I和臂長(zhǎng)L 2相同，它們的值就分別與上述實(shí)施方式的最大回轉(zhuǎn)半徑D I m a X和最小回轉(zhuǎn)半徑D Imi η相同。此時(shí)，由于第I臂13的彎曲方向的朝向不同，所以主軸16具有相對(duì)于軸心C 2例如從順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)的位置(圖9(a))到逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)的位置(圖9 (b))為止的范圍的可動(dòng)范圍。此外，保持主軸16的軸心C2具有相對(duì)于軸心C I例如從順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)的位置(圖10 (a))到逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)的位置(圖10 (b))為止的范圍的可動(dòng)范圍。作為由這些可動(dòng)范圍的組合形成的主軸16的可動(dòng)范圍，如圖11所示在由最大回轉(zhuǎn)半徑D 2 m a x形成的最大半徑Rm a x和由最小回轉(zhuǎn)半徑D
2m i η形成的最小半徑Rm i η之間，形成為可動(dòng)范圍W A 2。此時(shí)由于主軸16也在右臨界點(diǎn)P L b進(jìn)入到凹部而最小回轉(zhuǎn)半徑D 2 m i η成為接近最短的長(zhǎng)度(=L I 一 L 2)的值，所以接近軸心C I的部分的可動(dòng)范圍擴(kuò)大。在可動(dòng)范圍WA 2中，由單點(diǎn)劃線C L區(qū)劃的可動(dòng)范圍W A 2 b表示主軸16通過配置在中心線或其右側(cè)(左腕類)而能夠到達(dá)的區(qū)域，可動(dòng)范圍WA 2 a表示主軸16必須配置在比中心線靠左側(cè)才能到達(dá)的區(qū)域。此時(shí)左腕類的可動(dòng)范圍W A 2 b相對(duì)于基臺(tái)11集中在正面?zhèn)菷和右側(cè)，由于位置控制的容易性等而使利用價(jià)值提高。此外，作為該SCARA機(jī)器人的配置(構(gòu)成)的自由度也提高。
權(quán)利要求
1.一種水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人，具有 基臺(tái); 第I臂，其以第I旋轉(zhuǎn)軸為轉(zhuǎn)動(dòng)中心能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在上述基臺(tái)上； 第2臂，其以與上述第I旋轉(zhuǎn)軸平行的第2旋轉(zhuǎn)軸為轉(zhuǎn)動(dòng)中心能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在上述第I臂上； 主軸，其設(shè)在上述第2臂上，沿與上述第2旋轉(zhuǎn)軸平行的方向延伸， 上述水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的特征在于， 上述第2臂構(gòu)成為，上述第2旋轉(zhuǎn)軸和上述主軸之間的距離即臂長(zhǎng)，比將上述第I旋轉(zhuǎn)軸和上述第2旋轉(zhuǎn)軸以直線連結(jié)的線的長(zhǎng)度短， 上述第一臂具有凹部，上述主軸能夠進(jìn)入上述凹部， 上述第I臂形成為，僅通過使該第I臂上下面翻轉(zhuǎn)就能夠?qū)疾康某蛟O(shè)在右側(cè)或者左側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人，其特征在于， 通過使上述第I臂彎曲而形成上述凹部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人，其特征在于， 上述第I臂沿其轉(zhuǎn)動(dòng)方向具有上述凹部，且可配置為，在上述線和以上述第2旋轉(zhuǎn)軸為轉(zhuǎn)動(dòng)中心且回轉(zhuǎn)半徑為上述第2臂的臂長(zhǎng)的回轉(zhuǎn)軌道交差的點(diǎn)處，上述主軸的至少一部分與上述交差的點(diǎn)重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人，其特征在于， 在上述第I臂上，形成有與上述第I連結(jié)軸連結(jié)的基端連結(jié)部、和與上述第2連結(jié)軸連結(jié)的前端連結(jié)部，上述基端連結(jié)部形成為從上述第I臂的水平方向上的任一個(gè)面都能夠與上述第I連結(jié)軸連結(jié)，并且，上述前端連結(jié)部形成為，從上述第I臂的水平方向上的任一個(gè)面都能夠與上述第2連結(jié)軸連結(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人，其特征在于， 在上述基臺(tái)上、且在與回轉(zhuǎn)的上述第I臂的上述凹部干涉的位置處，設(shè)有收納配線的配線管道。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可維持響應(yīng)性能和定位精度并確保其可動(dòng)范圍較大的水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人。在SCARA機(jī)器人中，在基臺(tái)(11)上設(shè)置可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承第1臂(13)的基端部的連結(jié)軸(12)，以其軸心(Ｃ1)為中心在第1馬達(dá)(Ｍ1)作用下正反旋轉(zhuǎn)。在第1臂(13)的前端部，連結(jié)有支承第2臂(15)的基端部的支承軸(14)，以其軸心(Ｃ2)為中心在第2馬達(dá)(Ｍ2)作用下正反旋轉(zhuǎn)。在第2臂(15)上于前端部設(shè)有具有軸心(Ｃ3)的主軸(16)。第1臂(13)在左側(cè)面形成有向右側(cè)凹陷的形狀的凹部(13ｄ)，即，形成為向右側(cè)彎曲的形狀。軸心(Ｃ2)和軸心(Ｃ3)之間的距離比軸心(Ｃ1)和軸心(Ｃ2)之間的距離短，所以可以配置成主軸(16)進(jìn)入凹部(13ｄ)中的形狀。
文檔編號(hào)B25J18/00GK102848378SQ20121029142
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月1日
發(fā)明者大野政俊, 克里斯托夫·邁爾霍夫 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社