机器人制造技术

本发明专利技术提供一种机器人，该机器人具备：工具轴(1)、被安装于工具轴的一部分且将工具轴支承为倾斜自如的第1支承机构(2)、被安装于工具轴的另一部分且将工具轴支承为倾斜自如的第2支承机构(2)、使第1支承机构在第1平面内移动的第1面内移动机构(4)、使第2支承机构在第2平面内移动的第2面内移动机构(5)、以及通过控制第1面内移动机构及第2面内移动机构来控制工具轴的面内位置及倾斜角度的控制部(6)，第1支承机构或者第2支承机构将工具轴支承为轴向移动自如。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人
本专利技术涉及机器人。
技术介绍
在例如工业机器人等机器人中，被要求高速性、高精度、高自由度、大幅可动范围等。例如在高速的包装作业等中，使用在高速性方面出色的并行链接机器人。近年来，开发出在并行链接机器人的前端设置有3个自由度的姿势变更机构的机器人，并用于例如组装作业等。专利文献1：日本特开平10-146789号公报专利文献2：日本特开平10-213403号公报专利文献3：日本特开平11-77577号公报专利文献4：日本特开2011-230241号公报专利文献5：日本特开2010-184328号公报专利文献6：日本特开平1-310881号公报然而，对于上述的并行链接机器人而言，姿势变更的范围较窄，另外，垂直方向的可动范围也较窄。另外，由于并行链接机器人可搬运重量小，所以对上述的在并行链接机器人的前端设置了3个自由度的姿势变更机构的机器人而言，刚性较低。因此，在机器人被要求动作精度的作业、例如将部件嵌入凹部那样的作业中，存在部件的位置偏移而向凹部的嵌入失败的情况。
技术实现思路
鉴于此，期望实现一种可动范围广且刚性高的机器人。本机器人具备：工具轴；第1支承机构，其被安装于工具轴的一部分，并将工具轴支承为倾斜自如；第2支承机构，其被安装于工具轴的另一部分，并将工具轴支承为倾斜自如；第1面内移动机构，其使第1支承机构在第1平面内移动；第2面内移动机构，其使第2支承机构在第2平面内移动；以及控制部，其通过对第1面内移动机构及第2面内移动机构进行控制来控制工具轴的面内位置及倾斜角度，第1支承机构或者第2支承机构将工具轴支承为轴向移动自如。因此，根据本机器人，具有能够实现可动范围广且刚性高的机器人的优点。附图说明图1是用于对本实施方式所涉及的机器人的结构及动作进行说明的示意性剖面图。图2是用于对本实施方式所涉及的机器人的结构及动作进行说明的示意性剖面图。图3是表示构成本实施方式所涉及的机器人的支承机构及面内移动机构的结构的示意性立体图。图4是表示本实施方式所涉及的机器人的具体结构例的示意性立体图。图5是表示本实施方式所涉及的机器人的具体结构例的示意性立体图。图6是用于对本实施方式所涉及的机器人的具体结构例中的结构及动作进行说明的示意性剖面图。图7是用于对本实施方式所涉及的机器人的具体结构例中的结构及动作进行说明的示意性剖面图。图8是表示本实施方式的第1变形例所涉及的机器人的结构的示意性立体图。图9是表示本实施方式的第1变形例所涉及的机器人的其他结构例的示意性剖面图。图10是表示本实施方式的第2变形例所涉及的机器人的结构的示意性立体图。图11是表示构成本实施方式的第2变形例所涉及的机器人的支承机构的结构的示意性立体图。图12是用于对本实施方式的第2变形例所涉及的机器人的结构及动作进行说明的示意性剖面图。具体实施方式以下，根据附图，一边参照图1～图7一边对本专利技术的实施方式所涉及的机器人进行说明。本实施方式所涉及的机器人是工业机器人，是适合用于例如个人计算机、移动电话等具备比较小型的部件的装置的组装作业、尤其被要求动作精度的作业的机器人。如图1所示，本实施方式的机器人具备工具轴1、第1支承机构2、第2支承机构3、第1面内移动机构4、第2面内移动机构5、和控制部6。这里，工具轴1是在其前端1A安装各种工具、工作台等的轴。例如，在工具轴1的前端1A安装有气动卡盘等端部执行器、保持工件的工作台等。第1支承机构2被安装于工具轴1的一部分，将工具轴1支承为倾斜自如(自由倾斜)。即，第1支承机构2将工具轴1支承为绕与沿着工具轴1(这里是工具轴1的中心轴)的方向的轴(Z轴)正交的两个轴(绕X轴及绕Y轴；在图3中，用标记X、Y表示的旋转方向)旋转自如(自由旋转)。其中，在此由于第1支承机构2是位于下方的支承机构，所以也被称为下侧支承机构或者下部支承机构。这里，第1支承机构2是将工具轴1支承为绕与沿着工具轴1的方向的轴正交的两个轴旋转自如的万向联轴器。如图3所示，该万向联轴器2具备：具有能够插入工具轴1的孔的内侧保持器10A、和包围内侧保持器10A的周围的环状的外侧保持器10B。而且，内侧保持器10A经由轴承10C被旋转自如地支承于外侧保持器10B的内侧。即，内侧保持器10A具备2个旋转轴10D，这些旋转轴10D分别被插入到安装于外侧保持器10B的轴承10C而借助轴承10C被旋转自如地支承于外侧保持器10B的内侧。这里，内侧保持器10A被绕X轴旋转自如地支承于外侧保持器10B。因此，工具轴1经由内侧保持器10A被绕X轴旋转自如地支承。另外，外侧保持器10B经由轴承10F被旋转自如地支承于在后述的构成第1面内移动机构4的第2工作台上固定的2个固定部件10E。即，外侧保持器10B具备2个旋转轴10G，这些旋转轴10G分别被插入到安装于固定部件10E的轴承10F而借助轴承10F被旋转自如地支承于固定部件10E。这里，外侧保持器10B绕Y轴旋转自如地被支承于固定部件10E。因此，工具轴1经由内侧保持器10A及外侧保持器10B被绕Y轴旋转自如地支承。如图1所示，第2支承机构3被安装于工具轴1的另一部分，将工具轴1倾斜自如及滑动自如(滑动自由；轴向移动自如、轴向移动自由)地支承。即，第2支承机构3将工具轴1支承为绕与沿着工具轴1的方向的轴正交的两个轴旋转自如，并将工具轴1支承为向其轴向(这里是工具轴的中心轴的轴向)滑动自如。其中，这里由于第2支承机构3是位于上方的支承机构，所以也被称为上侧支承机构或者上部支承机构。这里，第2支承机构3是将工具轴1支承为绕与沿着工具轴1的方向的轴正交的两个轴旋转自如且具备能够使工具轴1向轴向滑动的滑块10H的万向联轴器。这里，作为滑块10H，例如只要使用能够将工具轴1支承为旋转自如且沿轴向滑动自如的圆筒滑块即可。该万向联轴器3与上述的万向联轴器2同样，具备：具有能够插入工具轴1的孔的内侧保持器10A′、和包围内侧保持器10A′的周围的环状的外侧保持器10B′。另外，在内侧保持器10A′的孔中安装有滑块10H(这里是圆筒滑块)。而且，内侧保持器10A′借助轴承10C′被旋转自如地支承于外侧保持器10B′的内侧。即，内侧保持器10A′具备2个旋转轴10D′，这些旋转轴10D′分别被插入到安装于外侧保持器10B′的轴承10C′而借助轴承10C′被旋转自如地支承于外侧保持器10B′的内侧。这里，内侧保持器10A′被绕X轴旋转自如地支承于外侧保持器10B′。因此，工具轴1经由内侧保持器10A′被支承为绕X轴旋转自如。另外，外侧保持器10B′经由轴承10F′被旋转自如地支承于在后述的构成第2面内移动机构5的工作台11E′上固定的固定部件10E′。即，外侧保持器10B′具备2个旋转轴10G′，这些旋转轴10G′分别被插入到安装于固定部件10E′的轴承10F′，从而外侧保持器10B′经由轴承10F′被旋转自如地支承于固定部件10E′。这里，外侧保持器10B′被绕Y轴旋转自如地支承于固定部件10E′。因此，工具轴1经由内侧保持器10A′及外侧保持器10B′被支承为绕Y轴旋转自如。这样，工具轴1由隔开间隔设置的第1支承机构2和第2支承机构3在2点进行支承。因此，能够稳定地支承工具轴1。另外，工具轴1的前端1A被约束成不能向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人，其特征在于，具备：工具轴；第1支承机构，其被安装于所述工具轴的一部分，并将所述工具轴支承为倾斜自如；第2支承机构，其被安装于所述工具轴的其他部分，并将所述工具轴支承为倾斜自如；第1面内移动机构，其使所述第1支承机构在第1平面内移动；第2面内移动机构，其使所述第2支承机构在第2平面内移动；以及控制部，其通过控制所述第1面内移动机构及所述第2面内移动机构来控制所述工具轴的面内位置及倾斜角度，所述第1支承机构或者所述第2支承机构将所述工具轴支承为轴向移动自如。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机器人，其特征在于，具备：工具轴；第1支承机构，其被安装于所述工具轴的一部分，并将所述工具轴支承为倾斜自如；第2支承机构，其被安装于所述工具轴的其他部分，并将所述工具轴支承为倾斜自如；第1面内移动机构，其使所述第1支承机构在第1平面内移动；第2面内移动机构，其使所述第2支承机构在第2平面内移动；以及控制部，其通过控制所述第1面内移动机构及所述第2面内移动机构来控制所述工具轴的面内位置及倾斜角度，所述第1面内移动机构是使所述第1支承机构在所述第1平面内平行移动的第1平行移动机构、或者所述第2面内移动机构是使所述第2支承机构在所述第2平面内平行移动的第2平行移动机构，在所述第1面内移动机构是所述第1平行移动机构的情况下，所述第1平行移动机构具备：向沿着所述第1平面的一个方向延伸的第1导轨、沿着所述第1导轨平行移动的第1工作台、驱动所述第1工作台的第1工作台驱动部、被设置在所述第1工作台上且向沿着所述第1平面的与所述一个方向正交的另一方向延伸的第2导轨、沿着所述第2导轨平行移动的第2工作台、和驱动所述第2工作台的第2工作台驱动部，并在所述第2工作台上具备所述第1支承机构，在所述第2面内移动机构是所述第2平行移动机构的情况下，所述第2平行移动机构具备：向沿着所述第2平面的一个方向延伸的第3导轨、沿着所述第3导轨平行移动的第3工作台、驱动所述第3工作台的第3工作台驱动部、被设置在所述第3工作台上且向沿着所述第2平面的与所述一个方向正交的另一方向延伸的第4导轨、沿着所述第4导轨平行移动的第4工作台、和驱动所述第4工作台的第4工作台驱动部，并在所述第4工作台上具备所述第2支承机构，所述第1支承机构或者所述第2支承机构将所述工具轴支承为轴向移动自如，所述工具轴被所述第1支承机构和所述第2支承机构隔开间隔地在2点支承为在对所述工具轴的前端施加了负载的情况下，所述工具轴的前端向与沿着所述工具轴的方向的轴正交的两个轴向的移动被约束，在所述第1面内移动机构是所述第1平行移动机构的情况下，所述第1平行移动机构具备一组所述第1导轨和一组所述第2导轨，所述第1工作台被所述一组第1导轨支承，所述第2工作台被所述一组第2导轨支承，所述第1支承机构位于所述一组第1导轨之间、且位于所述一组第2导轨之间，在所述第2面内移动机构是所述第2平行移动机构的情况下，所述第2平行移动机构具备一组所述第3导轨和一组所述第4导轨，所述第3工作台被所述一组第3导轨支承，所述第4工作台被所述一组第4导轨支承，所述第2支承机构位于所述一组第3导轨之间、且位于所述一组第4导轨之间。2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述第1平面与所述第2平面相互平行。3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述第1支承机构是将所述工具轴绕两个轴旋转自如地支承的万向联轴器，该两个轴是与沿着所述工具轴的方向的轴正交的轴，所述第2支承机构是将所述工具轴绕两个轴旋转自如地支承的万向联轴器，该两个轴是与沿着所述工具轴的方向的轴正交的轴，所述第1支承机构或者所述第2支承机构是具备能够将所述工具轴向轴向滑动的滑块的万向联轴器。4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述第1面内移动机构是所述第1平行移动机构，所述第2面内移动机构是所述第2平行移动机构。5.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述第2面内移动机构是所述第2平行移动机构，所述第1面内移动机构是使所述第1支承机构在所述第1平面内旋转移动的第1旋转移动机构，所述第1旋转移动机构具备：以一端部为旋转中心向沿着所述第1平面的方向旋转的第1臂、驱动所述第1臂的第1臂驱动部、一端部被安装所述第1臂的另一端部且以所述一端部为旋转中心向沿着所述第1平面的方向旋转的第2臂、和驱动所述第2臂的第2臂驱动部，并在所述第2臂的另一端部具备所述第1支承机构。6.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述第1面内移动机构是所述第1平行移动机构，所述第2面内移动机构是使所述第2支承机构在所述第2平面内旋转移动的第2旋转移动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：武田郁夫，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP