本發(fā)明涉及一種具備涂裝用機器人等多關(guān)節(jié)機器人的自動生產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，使以往作業(yè)人員進行的各種作業(yè)由機器人代替而使生產(chǎn)工藝自動化的自動生產(chǎn)系統(tǒng)廣泛地實用化。作為這種自動生產(chǎn)系統(tǒng)之一，可列舉用來對汽車的車身等的工件實施涂裝的涂裝用自動生產(chǎn)系統(tǒng)。

在涂裝用自動生產(chǎn)系統(tǒng)中，在涂裝棚的內(nèi)部配置涂裝用機器人，從裝設(shè)在涂裝用機器人的臂前端的涂裝槍對搬入到涂裝棚內(nèi)的汽車的車身以噴霧形式噴出涂液。涂裝用自動生產(chǎn)系統(tǒng)有使汽車的車身在涂裝棚的內(nèi)部利用輸送帶而移動的系統(tǒng)、或者使涂裝用機器人本身在涂裝棚的內(nèi)部沿著軌道移行的系統(tǒng)。

背景技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開平5-317762號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

[發(fā)明要解決的問題]

然而，在以往的涂裝用自動生產(chǎn)系統(tǒng)中，存在如下情況：因工件的涂裝對象部的位置或它的周圍的形狀等，而導(dǎo)致涂裝用機器人的臂與工件干涉，從而難以將涂裝槍配置為所期望的位置、姿勢。該問題在用來進行涂裝以外的作業(yè)的自動生產(chǎn)系統(tǒng)的多關(guān)節(jié)機器人中也會同樣地產(chǎn)生。

另外，為了對在上下方向具有較大尺寸的工件進行涂裝等作業(yè)，必須擴大上下方向上的臂能夠到達的范圍。然而，在使機器人沿著移行軌道移行的以往的自動生產(chǎn)系統(tǒng)中，能夠擴大水平方向上的臂能夠到達的范圍，但無法擴大上下方向上的臂能夠到達的范圍。

另外，用來對涂裝機器人供給涂液的纜線一般來說為了滿足特定的防爆標準而由金屬制保護部件等強化，所以直徑相對較大且重量大。而且，存在如下問題：由于利用由多個纜線構(gòu)成的線束來對涂裝機器人供給涂液，所以難以進行重量大且體積大的線束的設(shè)置。

此外，在使用在涂裝以外的用途的機器人中，在必須對裝設(shè)在臂前端的末端執(zhí)行器，經(jīng)由線束而連續(xù)地供給處理液等的情況下，也會產(chǎn)生所述線束設(shè)置的困難性的問題。

本發(fā)明是鑒于所述現(xiàn)有技術(shù)的問題點而完成的，目的在于提供一種能夠避免工件與臂的干涉而擴大機器人的作業(yè)自由度(靈活性)的自動生產(chǎn)系統(tǒng)。

另外，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠擴大上下方向上的臂能夠到達的范圍的自動生產(chǎn)系統(tǒng)。

另外，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠無障礙地設(shè)置連接于機器人的線束的自動生產(chǎn)系統(tǒng)。

[解決問題的技術(shù)手段]

為了解決所述問題，本發(fā)明的第1形態(tài)的自動生產(chǎn)系統(tǒng)的特征在于包括：多關(guān)節(jié)機器人，具有臂及將所述臂能夠回轉(zhuǎn)地支撐的基部；以及旋轉(zhuǎn)定位器，裝設(shè)有所述多關(guān)節(jié)機器人的所述基部；且所述多關(guān)節(jié)機器人的所述基部的回轉(zhuǎn)軸線與所述旋轉(zhuǎn)定位器的旋轉(zhuǎn)軸線正交。

本發(fā)明的第2形態(tài)的自動生產(chǎn)系統(tǒng)根據(jù)第1形態(tài)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)定位器的所述旋轉(zhuǎn)軸線配向在水平方向，所述旋轉(zhuǎn)定位器能夠使所述多關(guān)節(jié)機器人的所述基部圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，且使所述多關(guān)節(jié)機器人的所述基部的所述回轉(zhuǎn)軸線的朝向上下反轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的第3形態(tài)的自動生產(chǎn)系統(tǒng)根據(jù)第1或第2形態(tài)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)定位器具有：旋轉(zhuǎn)部，裝設(shè)有所述多關(guān)節(jié)機器人的所述基部；以及固定部，將所述旋轉(zhuǎn)部能夠旋轉(zhuǎn)地支撐；且所述旋轉(zhuǎn)定位器的所述固定部是以能夠支撐連接在所述多關(guān)節(jié)機器人的線束的方式構(gòu)成。

本發(fā)明的第4形態(tài)的自動生產(chǎn)系統(tǒng)根據(jù)第3形態(tài)，其特征在于，所述線束固定在與所述旋轉(zhuǎn)定位器的所述旋轉(zhuǎn)部一體地旋轉(zhuǎn)的線束固定部件，所述旋轉(zhuǎn)定位器的所述固定部是以支撐伴隨所述旋轉(zhuǎn)定位器的所述旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)而移動的所述線束的方式構(gòu)成。

本發(fā)明的第5形態(tài)的自動生產(chǎn)系統(tǒng)根據(jù)第3或第4形態(tài)，其特征在于，所述線束在所述旋轉(zhuǎn)定位器的所述固定部的周圍，配置在相對于所述旋轉(zhuǎn)定位器的所述旋轉(zhuǎn)軸線實質(zhì)上正交的方向。

本發(fā)明的第6形態(tài)的自動生產(chǎn)系統(tǒng)根據(jù)第1至第5中任一形態(tài)，其特征在于，還具有移行機構(gòu)，該移行機構(gòu)具有移動部，所述旋轉(zhuǎn)定位器裝設(shè)在所述移行機構(gòu)的所述移動部，所述旋轉(zhuǎn)定位器的所述旋轉(zhuǎn)軸線配向在與所述移動部的移行方向正交的方向。

本發(fā)明的第7形態(tài)的自動生產(chǎn)系統(tǒng)根據(jù)第6形態(tài)，其特征在于，用來懸掛支撐所述線束的線束懸掛部件設(shè)置在所述移行機構(gòu)的所述移動部，伴隨所述旋轉(zhuǎn)定位器的旋轉(zhuǎn)動作而松弛的所述線束下垂到所述線束懸掛部件與所述旋轉(zhuǎn)定位器之間。

本發(fā)明的第8形態(tài)的自動生產(chǎn)系統(tǒng)根據(jù)第7形態(tài)，其特征在于，還具有作業(yè)建筑物，該作業(yè)建筑物在內(nèi)部具有所述多關(guān)節(jié)機器人的作業(yè)區(qū)域，所述移行機構(gòu)是以所述移動部的移行方向相對于所述作業(yè)建筑物的側(cè)壁實質(zhì)上平行的方式，與所述側(cè)壁相鄰而設(shè)置，所述線束的從所述線束懸掛部件延伸到所述旋轉(zhuǎn)定位器的部分實質(zhì)上收納在所述移行機構(gòu)及所述旋轉(zhuǎn)定位器的設(shè)置空間的寬度區(qū)域內(nèi)。

本發(fā)明的第9形態(tài)的自動生產(chǎn)系統(tǒng)根據(jù)第1至第8中任一形態(tài)，其特征在于，所述多關(guān)節(jié)機器人為6軸多關(guān)節(jié)機器人。

本發(fā)明的第10形態(tài)的自動生產(chǎn)系統(tǒng)根據(jù)第1至第9中任一形態(tài)，其特征在于，所述多關(guān)節(jié)機器人為涂裝用機器人。

[發(fā)明的效果]

根據(jù)本發(fā)明，在具備多關(guān)節(jié)機器人的自動生產(chǎn)系統(tǒng)中，能夠避免工件與臂的干涉而擴大機器人的作業(yè)自由度(靈活性)。

另外，根據(jù)本發(fā)明，在具備多關(guān)節(jié)機器人的自動生產(chǎn)系統(tǒng)中，能夠擴大上下方向上的臂能夠到達的范圍。

另外，根據(jù)本發(fā)明，在具備多關(guān)節(jié)機器人的自動生產(chǎn)系統(tǒng)中，能夠無障礙地設(shè)置連接在機器人的線束。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的自動生產(chǎn)系統(tǒng)的概略構(gòu)成的立體圖。

圖2是將圖1所示的自動生產(chǎn)系統(tǒng)的主要部分放大表示的立體圖。

圖3是圖1所示的自動生產(chǎn)系統(tǒng)的iii-iii箭視圖。

圖4是圖3所示的自動生產(chǎn)系統(tǒng)的iv-iv箭視圖。

圖5是用來說明圖1所示的自動生產(chǎn)系統(tǒng)中的機器人的上下配置的圖。

圖6是用來說明圖1所示的自動生產(chǎn)系統(tǒng)中的圍繞旋轉(zhuǎn)定位器的旋轉(zhuǎn)軸線jt7的機器人的旋轉(zhuǎn)動作的圖，(a)表示jt7的旋轉(zhuǎn)角度為+10°的情況，(b)表示jt7的旋轉(zhuǎn)角度為-180°的情況，(c)表示jt7的旋轉(zhuǎn)角度為-190°的情況。

圖7是用來說明設(shè)置圖1所示的自動生產(chǎn)系統(tǒng)的涂裝棚內(nèi)的狀況的示意性縱剖視圖。

圖8是用來說明設(shè)置圖1所示的自動生產(chǎn)系統(tǒng)的涂裝棚內(nèi)的狀況的示意性橫剖視圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的自動生產(chǎn)系統(tǒng)的一實施方式進行說明。

此外，本實施方式的自動生產(chǎn)系統(tǒng)是用于汽車車身等的涂裝的系統(tǒng)。但是，本發(fā)明的自動生產(chǎn)系統(tǒng)并不限定于涂裝用，除了涂裝以外，還能夠應(yīng)用于工件的組裝或加工等各種作業(yè)。

如圖1至圖4所示，本實施方式的涂裝用自動生產(chǎn)系統(tǒng)1具備移行機構(gòu)2，該移行機構(gòu)2具有能夠沿著軌道3而移行的移動部4。移行機構(gòu)2的軌道3在水平方向延伸，且由多個柱部件5支撐在距地板面特定的高度位置。軌道3的高度位置例如設(shè)定在作為涂裝對象的工件的上下尺寸的中央位置附近。

在移行機構(gòu)2的移動部4，裝設(shè)有旋轉(zhuǎn)定位器6。旋轉(zhuǎn)定位器6的旋轉(zhuǎn)軸線jt7在第1水平方向d1延伸，該第1水平方向d1與移行機構(gòu)2的移動部4的移行方向即第2水平方向d2正交。

旋轉(zhuǎn)定位器6具有：固定部7，固定在移行機構(gòu)2的移動部4；以及旋轉(zhuǎn)部8，通過該固定部7而能夠圍繞旋轉(zhuǎn)軸線jt7旋轉(zhuǎn)地受到支撐。在旋轉(zhuǎn)定位器6的旋轉(zhuǎn)部8，裝設(shè)有多關(guān)節(jié)機器人9的基部10。多關(guān)節(jié)機器人9具備通過基部10而能夠圍繞回轉(zhuǎn)軸線jt1回轉(zhuǎn)地受到支撐的臂11。臂11具有5個關(guān)節(jié)的軸線jt2～jt6，多關(guān)節(jié)機器人9具有包含回轉(zhuǎn)軸線jt1在內(nèi)的6軸jt1～jt6。在臂11的前端，裝設(shè)有作為末端執(zhí)行器的涂裝用槍(未圖示)，從涂裝用槍朝向汽車的車身等的工件噴射涂液。

在本實施方式的自動生產(chǎn)系統(tǒng)1中，多關(guān)節(jié)機器人9的基部10的回轉(zhuǎn)軸線jt1與旋轉(zhuǎn)定位器6的旋轉(zhuǎn)軸線jt7正交。

另外，旋轉(zhuǎn)定位器6能夠以多關(guān)節(jié)機器人9的基部10的回轉(zhuǎn)軸線jt1超過所述第2水平方向(軌道的延伸方向)d2而旋轉(zhuǎn)的方式，使多關(guān)節(jié)機器人9旋轉(zhuǎn)。也就是說，如圖5所示，通過驅(qū)動旋轉(zhuǎn)定位器6，能夠使多關(guān)節(jié)機器人9圍繞旋轉(zhuǎn)定位器6的旋轉(zhuǎn)軸線jt7旋轉(zhuǎn)，且使多關(guān)節(jié)機器人9的基部10的回轉(zhuǎn)軸線jt1的朝向上下反轉(zhuǎn)。

本實施方式的自動生產(chǎn)系統(tǒng)1具備控制機構(gòu)(未圖示)，利用該控制機構(gòu)來協(xié)調(diào)控制移行機構(gòu)2、旋轉(zhuǎn)定位器6及多關(guān)節(jié)機器人9。優(yōu)選為，控制機構(gòu)由機器人控制器構(gòu)成，且移行機構(gòu)2及旋轉(zhuǎn)定位器6作為機器人9的外部軸由控制機構(gòu)來控制。

如圖2最清晰地顯示，在移行機構(gòu)2的移動部4設(shè)有線束懸掛部件12，包括用來對機器人9供給涂液的多個纜線的線束13由線束懸掛部件12而懸掛支撐。線束13在旋轉(zhuǎn)定位器6的固定部7的周圍，配置在相對于旋轉(zhuǎn)定位器6的旋轉(zhuǎn)軸線jt7實質(zhì)上正交的方向。

構(gòu)成線束13的多個纜線的各前端部連接于形成在機器人9的基部10的各端口14(圖4)。在旋轉(zhuǎn)定位器6的旋轉(zhuǎn)部8，設(shè)有與旋轉(zhuǎn)部8一體地旋轉(zhuǎn)的線束固定部件15，在該線束固定部件15固定著線束13。

旋轉(zhuǎn)定位器6的固定部7是以能夠支撐連接在機器人9的基部10的線束13的方式構(gòu)成。更具體來說，旋轉(zhuǎn)定位器6的固定部7是以支撐伴隨旋轉(zhuǎn)定位器6的旋轉(zhuǎn)部8的旋轉(zhuǎn)而移動的線束13的方式構(gòu)成。

圖6表示使機器人9圍繞旋轉(zhuǎn)定位器6的旋轉(zhuǎn)軸線jt7旋轉(zhuǎn)時的變化狀態(tài)。圖6(a)表示旋轉(zhuǎn)定位器6的旋轉(zhuǎn)角度為+10°的狀態(tài)。

此處，所謂旋轉(zhuǎn)定位器6的旋轉(zhuǎn)角度，是指圍繞旋轉(zhuǎn)軸線jt7的旋轉(zhuǎn)部8的旋轉(zhuǎn)角度。該旋轉(zhuǎn)角度在機器人9朝下的狀態(tài)下，將機器人9的基部10的回轉(zhuǎn)軸線jt1朝著垂直方向的狀態(tài)設(shè)為0°，在圖6中將逆時針方向設(shè)為正，將順時針方向設(shè)為負。

在圖6(a)所示的狀態(tài)下，伴隨旋轉(zhuǎn)定位器6的逆時針方向的旋轉(zhuǎn)動作，固定在線束固定部件15的線束13被拉回。被拉回的線束13由旋轉(zhuǎn)定位器6的固定部7的側(cè)周面支撐。

當從圖6(a)所示的狀態(tài)，使旋轉(zhuǎn)定位器6的旋轉(zhuǎn)部8沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，使機器人9為朝上的狀態(tài)時，線束13的拉回狀態(tài)得以解除，如圖6(b)、(c)所示，線束13成為松弛狀態(tài)。伴隨旋轉(zhuǎn)定位器6的旋轉(zhuǎn)動作而松弛的線束13下垂到線束懸掛部件12與旋轉(zhuǎn)定位器6之間。

圖7及圖8是用來說明設(shè)置本實施方式的自動生產(chǎn)系統(tǒng)1的涂裝棚(作業(yè)建筑物)16內(nèi)的狀況的圖。涂裝棚16的中央部分形成作業(yè)區(qū)域17，在該作業(yè)區(qū)域17的內(nèi)部進行工件的涂裝作業(yè)。

本實施方式的自動生產(chǎn)系統(tǒng)1的移行機構(gòu)2以移動部4的移行方向相對于涂裝棚16的側(cè)壁18實質(zhì)上平行的方式，設(shè)置在與側(cè)壁18相鄰的設(shè)置空間19內(nèi)。也就是說，移行機構(gòu)2及旋轉(zhuǎn)定位器6收納在設(shè)置空間19的寬度區(qū)域內(nèi)。另外，線束13的從線束懸掛部件12延伸到旋轉(zhuǎn)定位器6的部分也收納在移行機構(gòu)2及旋轉(zhuǎn)定位器6的設(shè)置空間19的寬度區(qū)域內(nèi)。

此外，在所述實施方式中，使用6軸多關(guān)節(jié)機器人9作為作業(yè)用的機器人，但能夠在本發(fā)明的自動生產(chǎn)系統(tǒng)中使用的機器人并不限定于6軸多關(guān)節(jié)機器人，能夠使用在基部具有回轉(zhuǎn)軸線的各種多關(guān)節(jié)機器人。

如以上所述，在本實施方式的自動生產(chǎn)系統(tǒng)1中，由于能夠利用旋轉(zhuǎn)定位器6來控制多關(guān)節(jié)機器人9的基部10的回轉(zhuǎn)軸線jt1的朝向，所以在驅(qū)動機器人9的臂11而使涂裝用槍(末端執(zhí)行器)移動至所期望的位置、姿勢時，能夠提高用來避免與涂裝對象的工件干涉的臂11的位置、姿勢的自由度。

另外，在本實施方式的自動生產(chǎn)系統(tǒng)1中，由于能夠利用旋轉(zhuǎn)定位器6來使多關(guān)節(jié)機器人9的基部10的回轉(zhuǎn)軸線jt1的朝向上下反轉(zhuǎn)，所以能夠擴大上下方向上的臂能夠到達的范圍。由此，能夠?qū)υ谏舷路较蚓哂休^大尺寸的工件無障礙地進行涂裝作業(yè)。

另外，在本實施方式的自動生產(chǎn)系統(tǒng)1中，由于能夠利用移行機構(gòu)2而使多關(guān)節(jié)機器人9與旋轉(zhuǎn)定位器6一體地在水平方向移動，所以能夠擴大水平方向上的臂能夠到達的范圍。

另外，在本實施方式的自動生產(chǎn)系統(tǒng)1中，由于能夠利用旋轉(zhuǎn)定位器6的固定部7來支撐連接在多關(guān)節(jié)機器人9的線束13，所以能夠無障礙地設(shè)置像涂裝用線束13那樣重量大且體積大的線束13。

尤其，由于能夠利用旋轉(zhuǎn)定位器6的固定部7來支撐伴隨旋轉(zhuǎn)定位器6的旋轉(zhuǎn)部8的移動而移動的線束13，所以能夠防止移動的線束13與周圍構(gòu)造物干涉，另外，能夠減輕線束重量對旋轉(zhuǎn)定位器6造成的負荷。

另外，由于以伴隨旋轉(zhuǎn)定位器6的旋轉(zhuǎn)動作而松弛的線束13下垂到線束懸掛部件12與旋轉(zhuǎn)定位器6之間的方式構(gòu)成，所以能夠?qū)⒁苿拥木€束13收納在緊湊的空間內(nèi)。

另外，在本實施方式的自動生產(chǎn)系統(tǒng)1中，由于線束13的從線束懸掛部件12延伸到旋轉(zhuǎn)定位器6的部分收納在移行機構(gòu)2及旋轉(zhuǎn)定位器6的設(shè)置空間19的寬度區(qū)域內(nèi)，所以能夠?qū)⑾到y(tǒng)整體無障礙地設(shè)置在涂裝棚16內(nèi)部的有限的設(shè)置空間19。

[符號的說明]

1自動生產(chǎn)系統(tǒng)

2移行機構(gòu)

3移行機構(gòu)的軌道

4移行機構(gòu)的移動部

5柱部件

6旋轉(zhuǎn)定位器

7旋轉(zhuǎn)定位器的固定部

8旋轉(zhuǎn)定位器的旋轉(zhuǎn)部

9多關(guān)節(jié)機器人

10多關(guān)節(jié)機器人的基部

11多關(guān)節(jié)機器人的臂

12線束懸掛部件

13線束

14端口

15線束固定部件

16涂裝棚

17作業(yè)區(qū)域

18涂裝棚的側(cè)壁

19自動生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)置空間