并联连杆机器人以及机器人系统的制作方法

1.本公开涉及并联连杆机器人以及机器人系统。


背景技术：

2.已知一种并联连杆机器人，在可动部的上表面以及以能够围绕竖直轴线旋转的方式支撑于可动部的手腕轴的外周面设置有一对标记(例如，参照专利文献1)。可动部和手腕轴的相位对准是通过作业人员使手腕轴相对于可动部旋转，目视确认一对标记一致来进行的。通过在可动部的上方实现相位对准，能够在无需拆下安装于手腕轴的下部的手腕凸缘的手等的情况下，容易地进行相位对准。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2019-119017号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.作业人员通过目视确认一对标记一致的作业误差大。
8.因此，希望能够无需拆下安装在手腕轴的手等，即可高精度且容易地使可动部与手腕轴相位对准。
9.用于解决问题的方案
10.本公开的一个方面是一种并联连杆机器人，该并联连杆机器人具备：基础部；可动部，其配置在该基础部的下方；多个臂，其并联连结所述基础部和所述可动部；以及手腕轴，其沿着在上下方向延伸的轴线贯穿所述可动部，并相对于所述可动部围绕所述轴线旋转驱动，在所述可动部的上表面或露出于该上表面的所述手腕轴的上部的一方设置有夹具安装部，所述夹具安装部以能够拆卸的方式安装定位夹具，在所述可动部或所述手腕轴的另一方，设置有使安装在所述夹具安装部的所述定位夹具接触的被接触面，或者能够以能够拆卸的方式安装具备该被接触面的被接触构件，在使安装在所述夹具安装部的所述定位夹具与所述被接触面接触的状态下，能够利用所述定位夹具检测所述手腕轴相对于所述可动部围绕所述轴线的预定相位。
附图说明
11.图1是示出本公开的一个实施方式的并联连杆机器人的立体图。
12.图2是示出在图1的并联连杆机器人安装有定位夹具的本公开的机器人系统的可动构件的俯视图。
13.图3是示出图1的可动构件以及手腕轴构件的立体图。
14.图4是示出图2的机器人系统的定位夹具的一个示例的立体图。
15.图5是示出在图2的机器人系统的第一变形例中，将支架安装到并联连杆机器人的
可动构件的方法的分解立体图。
16.图6是示出图2的机器人系统的第二变形例中的可动构件的俯视图。
17.图7是示出图2的机器人系统的第三变形例中的可动构件的俯视图。
18.图8是示出图2的机器人系统的第四变形例中的可动构件的局部立体图。
具体实施方式
19.以下参考附图对本公开的一个实施方式的并联连杆机器人1以及机器人系统100进行说明。
20.如图1和图2所示，本实施方式的机器人系统100具有并联连杆机器人1和可拆卸地安装于并联连杆机器人1的定位夹具10。
21.如图1所示，并联连杆机器人1具有基础部2、配置在基础部2的下方的具有平坦上表面的可动构件(可动部)3、以及用于并联连结基础部2和可动构件3的三根臂4。此外，并联连杆机器人1具备手腕轴构件(手腕轴)5，手腕轴构件5以能够围绕旋转轴线(轴线)a旋转的方式支撑于可动构件3，旋转轴线a在竖直方向上贯穿可动构件3的中心。
22.基础部2固定于壳体21，并且具备分别驱动三根臂4的三个臂用致动器22，壳体21固定于配置在上方的天花板或架台等外部结构物(省略图示)。三个臂用致动器22在围绕通过基础部2的中心的竖直轴线b的周向上以等间隔配置。
23.各臂4具备驱动连杆41和两根平行的从动连杆42，驱动连杆41的一端固定到任一臂用致动器22的旋转驱动轴，两个平行的从动连杆42的一端利用球面轴承61连接到驱动连杆41的另一端。此外，在三根臂4中的一根安装有手腕用致动器70。手腕用致动器70和使后述手腕轴构件5旋转的齿轮71夹着万向接头72利用驱动轴73连接。
24.如图1至图3所示，可动构件3形成为具有沿旋转轴线a延伸的中空部3h的环状。此外，各臂4的各从动连杆42的另一端利用球面轴承62连接到可动构件3。由此，通过同步控制配置于基础部2的三个臂用致动器22，可动构件3在保持水平姿态的状态下三维移动。
25.如图3所示，可动构件3的上表面3a设置有沿着与旋转轴线a正交的平面延伸的安装座面(夹具安装部)30。在安装座面30设置有平行于旋转轴线a延伸的两个螺纹孔31和两个销孔32。
26.手腕轴构件5配置在中空部3h内，并且利用从手腕用致动器70经由驱动轴73、万向接头72以及齿轮71传递的驱动力，相对于可动构件3围绕旋转轴线a旋转。手腕轴构件5在沿旋转轴线a的方向上贯穿可动构件3，上端在可动构件3的上方露出，下端在可动构件3的下方露出。
27.在露出到可动构件3的上方的手腕轴构件5的上端设置有凸部50，凸部50的圆柱状的上端部的周向的一部分向上方突出。在凸部50的周向的一端侧设置有沿含有旋转轴线a的平面配置的被接触面51。
28.在手腕轴构件5的下端设置有用于安装手等工具(省略图示)的凸缘52。手腕轴构件5具备沿旋转轴线a贯穿的中央孔5h。能够经由中央孔5h将未图示的管或电缆等线条体从基础部2侧引导至工具。
29.如图2至图4所示，定位夹具10具备：支架11，其安装在可动构件3的安装座面30；以及千分表(检测器)15，其以定位状态固定到支架11。
30.支架11具备：平板状的安装部12，其与安装座面30紧贴；以及平板状的壁部13，其连接到安装部12，并安装千分表15。
31.在安装部12设置有沿板厚方向贯穿的两个贯穿孔12a以及两个销孔12b。此外，在壁部13设置有：贯穿孔13a，其沿板厚方向贯穿，使千分表15的杆15a贯穿；以及螺纹孔(省略图示)，其从壁部13的外部贯穿到贯穿孔13a的内表面，并紧固止动螺钉13b。
32.千分表15通过利用紧固于螺纹孔的止动螺钉13b按压贯穿壁部13的贯穿孔13a的杆15a，将杆15a的长轴配置在与壁部13的基准面13c正交的方向上并固定于壁部13。在该状态下，当位于杆15a前端的测量头15b从壁部13的突出量达到预定量时，千分表15的读数被调整为零点。
33.为了将定位夹具10安装于可动构件3，使安装有千分表15的支架11的安装部12紧贴于安装座面30，使两根销(省略图示)分别与安装部12的销孔12b以及安装座面30的销孔32嵌合。并且，通过将使贯穿了安装部12的两个贯穿孔12a的两根螺栓(省略图示)紧固在安装座面30的螺纹孔31，支架11以定位状态固定于安装座面30。
34.在该状态下，壁部13的基准面13c配置在与被接触面51隔开预定的间隔平行的位置上，该被接触面51是当手腕轴构件5相对于可动构件3围绕旋转轴线a的相位与预定相位对准时的被接触面。并且，在该状态下，配置在千分表15的杆15a的前端侧的测量头15b配置在被接触面51的围绕旋转轴线a的旋转轨道上。
35.以下说明如此构成的本实施方式的并联连杆机器人1以及机器人系统100的作用。
36.在进行并联连杆机器人1的可动构件3和手腕轴构件5围绕旋转轴线a的相位对准的情况下，将定位夹具10利用两根销和螺栓安装到设置在可动构件3的上表面3a的安装座面30。
37.利用两根销唯一地确定千分表15在沿着安装座面30的方向上的位置。也就是说，千分表15的杆15a的长轴在设置于手腕轴构件5的凸部50的旋转轨道上，沿着该旋转轨道的切线配置。
38.在该状态下，使手腕轴构件5相对于可动构件3围绕旋转轴线a旋转，并且使设置于凸部50的被接触面51与千分表15的测量头15b接触。并且，通过在千分表15的读数为零点的位置停止手腕轴构件5的旋转，能够使手腕轴构件5相对于可动构件3的相位高精度地对准预定相位。
39.然后，在该状态下，对于控制并联连杆机器人1的控制装置(省略图示)，通过将手腕轴构件5相对于可动构件3围绕旋转轴线a的相位设定为0
°
，从而完成可动构件3与手腕轴构件5的相位对准。
40.在该情况下，根据本实施方式，利用固定到可动构件3的上表面3a的定位夹具10，能够实施可动构件3和手腕轴构件5的相位对准。因此，具有如下优点：作业人员无需拆下安装于凸缘52的工具，就能够容易地进行相位对准，并且能够使用定位夹具10高精度地进行相位对准。
41.另外，在本实施方式中，定位夹具10利用两根螺栓固定到安装座面30，但也可以利用一根螺栓固定。
42.此外，在本实施方式中，为了定位夹具10相对于安装座面30的定位使用了两根销。取而代之，也可以利用在沿着安装座面30的方向的一个方向上抵接的一个抵接面和一根
销，或者在沿着安装座面30的方向的两个方向上抵接的两个抵接面来对支架11进行定位。
43.另外，在本实施方式中，沿着与旋转轴线a正交的平面配置安装座面30，但取而代之，如图5所示，也可以采用与含有旋转轴线a的平面平行的安装座面30。在该情况下，支架11能够构成为简单的平板状，并且能够去掉定位用的销或抵接面。
44.此外，在本实施方式中，例示了具备千分表15的定位夹具10，但取而代之，如图6所示，也可以由直接抵接到被接触面51的块20来构成定位夹具10。
45.块20具备安装部20a，安装部20a用于将块20以定位状态固定到可动构件3的上表面3a的安装座面30。此外，块20还具备抵接面(抵接构件)20b，在块20被固定到安装座面30的状态下，当手腕轴构件5相对于可动构件3被配置在围绕旋转轴线a的预定相位上时，抵接面20b与被接触面51抵接。
46.在块20以定位状态固定到安装座面30的状态下，通过使手腕轴构件5相对于可动构件3围绕旋转轴线a旋转，从而使被接触面51接近块20的抵接面20b。并且，当抵接面20b抵接在被接触面51的时刻，手腕轴构件5相对于可动构件3对准预定相位。作业人员通过被接触面51和抵接面20b的接触能够直观地确认进行了相位对准。
47.图6例示了形成为l字状的块20，但不限于此，只要具有与上述同样的安装部20a以及抵接面20b，块20可以是任意形状。
48.此外，在本实施方式中，在从手腕轴构件5的上端向上方突出的凸部50设置了接触面51。取而代之，如图7所示，被接触面51也可以设置于被接触构件55，被接触构件55以能够拆卸且定位状态安装在手腕轴构件5的上端。作为被接触构件55可以具有比手腕轴构件5的上端的外周面更向径向外侧呈悬臂梁状突出的形状。
49.由此，能够使定位夹具10的千分表15或抵接面20b在相比手腕轴构件5的外表面向径向外侧远离的位置与被接触面51接触。通过使被接触面51和定位夹具10之间的接触位置远离旋转轴线a，能够增大被接触面51相对于旋转角度的移动量，并且能够提高相位对准的精度。
50.另外，在该情况下，安装在手腕轴构件5的上端的构件作为被接触构件55，安装在可动构件3的上表面3a的构件作为定位夹具10，但是，被接触构件55和定位夹具10的功能可以互换。即，安装在手腕轴构件5的上端且向径向外侧呈悬臂梁状突出的形状的构件可以作为定位夹具10，安装在可动构件3的上表面的构件可以作为被接触构件55。在该情况下，用于安装定位夹具10的安装座面30配置在手腕轴构件5的上表面。
51.此外，如图8所示，将在手腕轴构件5的外周面(壁部)56的径向外侧隔开微小间隙相邻的壁部36设置于可动构件3，并且在手腕轴构件5和壁部36可以分别设置在径向上贯穿并且在预定相位上同轴配置的销孔57、37。并且，作为定位夹具10，可以采用以能够在轴向上移动地方式嵌合到销孔57、37的销。
52.在该情况下，例如，预先使定位夹具10嵌合到壁部36的销孔37，使手腕轴构件5相对于可动构件3旋转，在定位夹具10也嵌合在手腕轴构件5的销孔57的时刻，使手腕轴构件5和可动构件3对准预定相位。并且，在该情况下，手腕轴构件5的销孔57的内周面作为使作为定位夹具10的销接触的被接触面发挥功能。
53.作业人员能够容易地确认在定位夹具10同时嵌合到两个销孔37、57的时刻完成了相位对准。
54.壁部36可以设置在围绕旋转轴线a的周向的一部分上，也可以设置在整周上。另外，也可以与图3同样地，将构成具有销孔的壁部36的支架11以定位状态安装在设置于可动构件3的安装座面30。
55.附图标记说明：
56.1：并联连杆机器人
57.10：定位夹具
58.15：千分表(检测器)
59.100：机器人系统
60.2：基础部
61.20b：抵接面(抵接构件)
62.3：可动构件(可动部)
63.3a：上表面
64.30：安装座面(夹具安装部)
65.36：壁部
66.37：销孔
67.4：臂
68.5：手腕轴构件(手腕轴)
69.51：被接触面
70.55：被接触构件
71.56：外周面(壁部)
72.57：销孔
73.a：旋转轴线(轴线)

技术特征：
1.一种并联连杆机器人，其特征在于，具备：基础部；可动部，其配置在该基础部的下方；多个臂，其并联连结所述基础部和所述可动部；以及手腕轴，其沿着在上下方向延伸的轴线贯穿所述可动部，并相对于所述可动部围绕所述轴线旋转驱动，在所述可动部的上表面或露出于该上表面的所述手腕轴的上部的一方设置有夹具安装部，所述夹具安装部以能够拆卸的方式安装定位夹具，在所述可动部或所述手腕轴的另一方，设置有使安装在所述夹具安装部的所述定位夹具接触的被接触面，或者能够以能够拆卸的方式安装具备该被接触面的被接触构件，在使安装在所述夹具安装部的所述定位夹具与所述被接触面接触的状态下，能够利用所述定位夹具检测所述手腕轴相对于所述可动部围绕所述轴线的预定相位。2.根据权利要求1所述的并联连杆机器人，其特征在于，在所述可动部和所述手腕轴分别设置有在径向上隔开微小间隙相邻的一对壁部，在各该壁部分别设置有销孔，所述销孔在所述手腕轴相对于所述可动部配置在围绕所述轴线的预定相位时同轴配置，并使构成所述定位夹具的销能够以从一侧贯穿到另一侧的方式嵌合，一侧的所述销孔构成所述夹具安装部，另一侧的所述销孔的内周表面构成所述被接触面。3.一种机器人系统，其特征在于，具备：权利要求1所述的并联连杆机器人；以及安装到所述夹具安装部的所述定位夹具。4.根据权利要求3所述的机器人系统，其特征在于，所述定位夹具具备检测器，所述检测器安装在所述夹具安装部，并能够通过接触来检测所述被接触面的位置。5.根据权利要求3所述的机器人系统，其特征在于，所述定位夹具具备抵接构件，所述抵接构件安装在所述夹具安装部，并在所述手腕轴相对于所述可动部配置在围绕所述轴线的预定相位时与所述被接触面抵接。

技术总结
一种并联连杆机器人，具备：基础部；可动部(3)，其配置在基础部的下方；多个臂，其并联连结基础部和可动部(3)；以及手腕轴(5)，其沿着在上下方向延伸的轴线(A)贯穿可动部(3)，并相对于可动部(3)围绕轴线(A)旋转驱动，在可动部(3)的上表面(3a)或露出于上表面(3a)的手腕轴(5)的上部的一方设置有夹具安装部，夹具安装部以能够拆卸的方式安装定位夹具(10)，在可动部(3)或手腕轴(5)的另一方，设置有使安装在夹具安装部的定位夹具(10)接触的被接触面(51)，或者能够以能够拆卸的方式安装具备被接触面(51)的被接触构件，在使安装在夹具安装部的定位夹具(10)与被接触面(51)接触的状态下，能够利用定位夹具(10)检测手腕轴(5)相对于可动部(3)围绕轴线(A)的预定相位。(3)围绕轴线(A)的预定相位。(3)围绕轴线(A)的预定相位。


技术研发人员：昔炫澈
受保护的技术使用者：发那科株式会社
技术研发日：2022.02.15
技术公布日：2023/10/15