作业装置和双臂型作业装置制造方法及图纸

作业装置(1)包括作业装置主体(1A)和接触防止机构(130)。作业装置主体(1A)包括3自由度的直线移动单元(3)与3自由度的旋转单元(4)。在旋转单元(4)的输出部上，装载末端执行器(5)。接触防止机构(130)将设置作业装置主体(1A)的作业区域(R1)和作业区域(R1)的外侧的非作业区域(R2)分离。接触防止机构(130)包括可侵入部(136)和侵入检测传感器(137)，在该可侵入部中，物体可侵入作业区域(R1)，该侵入检测传感器(137)检测物体从可侵入部(136)侵入作业区域(R1)的情况。

Operating Device and Double Arm Operating Device

The operation device (1) includes the main body of the operation device (1A) and the contact prevention mechanism (130). The main body of the working device (1A) includes a linear moving unit (3) with 3 degrees of freedom and a rotating unit (4) with 3 degrees of freedom. On the output part of the rotary unit (4), the end effector (5) is loaded. The contact prevention mechanism (130) separates the operation area (R1) with the main body (1A) of the operation device from the non-operation area (R2) outside the operation area (R1). The contact prevention mechanism (130) includes an intrusive part (136) and an intrusion detection sensor (137), in which an object can intrude into the operation area (R1), and the intrusion detection sensor (137) detects the intrusion of an object into the operation area (R1) from the intrusive part (136).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】作业装置和双臂型作业装置相关申请本申请要求申请日为2016年6月15日，申请号为JP特愿2016－118617的申请的优先权，通过参照，将其整体作为构成本申请的一部分的内容而引用。
本专利技术涉及医疗设备、产业设备等的必须要求高速、高精度的作业的设备，必须要求组装这样的精细的作业的设备，与人共存的机器人等所采用的作业装置和双臂型作业装置。
技术介绍
在专利文献1、2中，提出有6自由度的多关节机器人型的作业装置。专利文献1涉及单臂型的结构，专利文献2涉及双臂型的结构。这些作业装置通过将6个旋转为1个自由度的机构组合，整体上构成6自由度的结构。现有技术文献专利文献专利文献1：JP特开2005－329521号公报专利文献2：JP第4528312号专利技术专利公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题由于专利文献1的作业装置全部由旋转为1个自由度的机构组合而构成，故具有下述的课题1～6。(课题1)在稍稍变更装载于前端上的末端执行器的姿势的场合，进行直线移动的场合，必须要求以协调方式驱动多个电动机，无法高速地进行精细的作业。(课题2)由于即使在仅仅稍稍地变更末端执行器的姿势的情况下，不仅腕关节(接近末端执行器的关节)，而且臂(离开末端执行器的部位)的移动量仍大。由此，作业装置的一部分容易与周围的物体接触。为了完全地避免接触，必须要求设置大的围罩，专有面积宽大。(课题3)具有在相对末端执行器的1个姿势，具有多个解的情况，在进行教导时，即使在使各轴运动的情况下，仍难以对前端在哪个方向运动的情况进行成像。由此，为了进行操作，必须要求知识和经验。(课题4)由于可活动范围宽大，故必须要求假设与物体的接触，充分落实接触防止功能，设备整体的价格高。(课题5)为了避免与物体的接触，必须要求降低动作速度而进行作业，或必须即使在于动作范围内的情况下，仍抑制在能力以下的程度而进行作业。由此，无法充分地发挥能力。(课题6)即使在充分落实接触防止功能的情况下，作业人员相对与作业装置接触的情况，仍具有阻力，人与作业装置难以共存。由于专利文献2的作业装置也全部由旋转为1个自由度的机构的组合体构成，故具有与专利文献1的作业装置相同的课题。此外，在作为双臂型的专利文献2的作业装置中，具有下述的课题7、8。(课题7)由于各臂的可活动范围宽大，故臂之间产生妨碍的区域也宽大。为了按照臂之间不接触的方式进行动作，必须要求知识和经验。(课题8)由于具有2个可活动范围宽大的臂，故在设置围罩的场合，专有面积更宽大。本专利技术的目的在于提供一种作业装置，其中，进行精细的作业时的作业装置主体的动作量小，并且可防止物体与作业装置主体接触的情况，可自动地进行接近人所进行的手动作业的作业。本专利技术的另一目的在于提供一种双臂型作业装置，其中，进行精细的作业时的作业装置主体的动作量小，并且可防止物体与作业装置主体接触的情况，可进行人采用双手而进行这样的作业。用于解决课题的技术方案本专利技术的作业装置为6自由度的作业装置，其采用采用末端执行器而进行作业，该作业装置包括：作业装置主体与接触防止机构，该接触防止机构防止物体不需要地与该作业装置主体接触。该作业装置主体包括：3自由度的直线移动单元，该直线移动单元由3个直线移动促动器组合而成；3自由度的旋转单元，该旋转单元由具有1个自由度以上的旋转自由度的多个旋转机构组合而成。上述直线移动单元以基部固定于上述作业装置的支架上的方式设置，上述旋转单元以基部固定于上述直线移动单元的输出部上的方式设置，并且在上述旋转单元的输出部上，装载上述末端执行器。上述接触防止机构将作业区域和非作业区域分离，该作业区域为设置上述作业装置主体的空间，该非作业区域为该作业区域的外侧的空间。上述接触防止机构包括可侵入部和侵入检测传感器，在该可侵入部中，物体可从上述非作业区域侵入上述作业区域，该侵入检测传感器检测物体从该可侵入部侵入该作业区域的情况。按照该方案的作业装置主体，在通过末端执行器而进行作业时，主要通过3自由度的直线移动单元确定末端执行器的位置，并且通过3自由度的旋转单元确定末端执行器的姿势。直线移动单元的各直线移动促动器和旋转单元的各旋转机构分别与通过正交坐标体系而表示的末端执行器的位置，与通过极坐标体系而表示的末端执行器的姿势相对应。由此，容易对各直线移动促动器和各旋转机构相对末端执行器的位置、姿势的动作进行成像处理，姿势教导作业等的动作图形的设定容易。另外，相对末端执行器的位置、姿势，各直线移动促动器的动作位置和各旋转机构的动作角度专门地确定。即，没有特殊的方面。由于这些情况，即使在没有熟练的知识和经验的情况下，仍可进行作业装置的操作。此外，获得下述的作用和效果(效果1～4)。(效果1)在进行组装作业这样的精细的作业的场合，可主要仅仅使旋转单元运动来进行作业。由此，由于直线移动单元的动作量小，故可减小作业装置主体整体的操作量。另外，可使必须要求设置围罩等的面积变窄。(效果2)由于在大大地影响可活动范围的部分，采用直线移动促动器，故可对应于作业内容和周围的环境，采用机械止动器和限位传感器，容易限制动作范围。(效果3)由于分别设置直线移动单元和旋转单元，故在变更作业装置主体的样式的场合，可仅仅变更任意的单元。由此，可谋求样式不同的作业装置主体之间的部件的共同化。(效果4)由于通过直线移动促动器确定末端执行器的位置，故可高速并且正确地进行末端执行器的直线动作。另外，接触防止机构像下述那样而产生作用(效果5～6)。(效果5)在接触防止机构中设置可侵入部，物体无法从该可侵入部以外而侵入作业区域中。由此，限制物体和作业装置主体可接触的范围。(效果6)由于设置侵入检测传感器，故可确实地检测物体侵入作业区域的情况。在侵入检测传感器检测到侵入的场合，可停止作业装置主体的动作，或减小作业装置主体的动作速度。由此，在没有侵入检测传感器的侵入的检测，物体没有接近作业装置主体的状态，可高速地使作业装置主体动作，生产性提高。可在本专利技术的作业装置中，上述接触防止机构包括多个面部件，上述多个面部件为包围上述作业装置主体的外罩，上述多个面部件中的各自面部件与上述3个直线移动促动器中的3个可运动方向中的2个可运动方向平行。如果接触防止机构为上述形状的外罩，则可使外罩的内部空间的体积和作业装置主体的可活动部运动的区域的体积基本相等。由此，即使在包括接触防止机构的情况下，仍可实现作业装置的紧凑的结构。由于物体与作业装置主体不在可侵入部而侵入之外，进行接触，故作业人员即使在作业装置的附近，仍可放心地进行作业。还可在本专利技术的作业装置中，在上述可侵入部中，与该可侵入部所在的平面平行的2个直线移动促动器的可运动方向的长度分别小于上述2个直线移动促动器的可运动范围。如果形成该结构，由于物体无法进入外罩和作业装置主体之间，故可确实地防止作业装置主体和物体的接触。也可在本专利技术的作业装置中，在上述旋转单元中，上述多个旋转机构中的至少1个为2自由度的连杆促动装置。在该连杆促动装置中，前端侧的连杆枢毂经由3组以上的连杆机构，以姿势可变更的方式相对基端侧的连杆枢毂而连接。上述各连杆机构包括：基端侧和前端侧的端部连杆部件，该基端侧和前端侧的端部连杆部件的一端分别以可旋转的方式连接于上述基端侧的连杆枢毂和上述前端侧的连杆枢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种作业装置，该作业装置为6自由度的作业装置，其采用采用末端执行器进行作业，该作业装置包括：作业装置主体与接触防止机构，该接触防止机构防止物体不需要地与该作业装置主体接触；该作业装置主体包括：3自由度的直线移动单元，该直线移动单元由3个直线移动促动器组合而成；3自由度的旋转单元，该旋转单元由具有1个自由度以上的旋转自由度的多个旋转机构组合而成；上述直线移动单元以基部固定于上述作业装置的支架上的方式设置，上述旋转单元以基部固定于上述直线移动单元的输出部上的方式设置，并且在上述旋转单元的输出部上，装载上述末端执行器；上述接触防止机构将作业区域和非作业区域分离，该作业区域为设置上述作业装置主体的空间，该非作业区域为该作业区域的外侧的空间；上述接触防止机构包括可侵入部和侵入检测传感器，在该可侵入部中，物体能从上述非作业区域侵入上述作业区域，该侵入检测传感器检测物体从该可侵入部侵入该作业区域的情况。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.15 JP 2016-1186171.一种作业装置，该作业装置为6自由度的作业装置，其采用采用末端执行器进行作业，该作业装置包括：作业装置主体与接触防止机构，该接触防止机构防止物体不需要地与该作业装置主体接触；该作业装置主体包括：3自由度的直线移动单元，该直线移动单元由3个直线移动促动器组合而成；3自由度的旋转单元，该旋转单元由具有1个自由度以上的旋转自由度的多个旋转机构组合而成；上述直线移动单元以基部固定于上述作业装置的支架上的方式设置，上述旋转单元以基部固定于上述直线移动单元的输出部上的方式设置，并且在上述旋转单元的输出部上，装载上述末端执行器；上述接触防止机构将作业区域和非作业区域分离，该作业区域为设置上述作业装置主体的空间，该非作业区域为该作业区域的外侧的空间；上述接触防止机构包括可侵入部和侵入检测传感器，在该可侵入部中，物体能从上述非作业区域侵入上述作业区域，该侵入检测传感器检测物体从该可侵入部侵入该作业区域的情况。2.根据权利要求1所述的作业装置，其中，上述接触防止机构包括多个面部件；上述多个面部件为包围上述作业装置主体的外罩；上述多个面部件中的各个面部件与上述3个直线移动促动器中的3个可运动方向中的2个可运动方向平行。3.根据权利要求1或2所述的作业装置，其中，在可侵入部中，与该可侵入部所在的平面平行的2个直线移动促动器的可运动方向的长度分别小于上述2个直线移动促动器的可运动范围。4.根据权利要求1～3中任一项所述的作业装置，其中，在上述旋转单元中，上述多个旋转机构中的至少1个为2自由度的连杆促动装置；在该连杆促动装置中，前端侧的连杆枢毂经由3组以上的连杆机构，以姿势能变更的方式相对于基端侧的连杆枢毂而连接；上述各连杆机构包括：基端侧和前端侧的端部连杆部件，该基端侧和前端侧的端部连杆部件的一端分别以能旋转的方式连接于上述基端侧的连杆枢毂和前端侧的连杆枢毂上；中间连杆部件，该中间连杆部件的两端分别以能旋转的方式连接于该基端侧和前端侧的端部连杆部件的另一端上；在上述3组以上的连杆机构中的2组以上的连杆机构上，设置姿势控制用促动器，该姿势控制用促动器任意地变更上述前端侧的连杆枢毂相对于上述基端侧的连杆枢毂的姿势。5.根据权利要求4所述的作业装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：矶部浩，坂田清悟，志村祐纪，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP