作业装置和双臂型作业装置制造方法及图纸

提供一种作业装置，其中，进行精细的作业时的装置整体的动作量小即可，动作的可靠性高，可与人共存，可自动地进行接近人所进行的手工作业的作业，另外，可高速地进行多种的作业，可提高生产性。作业装置(1)包括三自由度的直线移动单元(3)与三自由度的旋转单元(4)，直线移动单元(3)由3个直线移动促动器(11、12、13)组合而成，旋转单元(4)由具有1个以上的旋转自由度的多个机构(21、22、23)组合而成。直线移动单元(3)以基部固定于支架(2)上的方式设置。旋转单元(4)的基部固定而设置于直线移动单元(3)的输出部(13a)上，并且在直线移动单元(3)的输出部(13a)和上述旋转单元(4)的输出部(23a)的两者上装载末端执行器(5A、5B)。

【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11月10日、申请号为JP特愿2016－219583的申请的优先权，通过参照其整体，将其作为构成本申请的一部分的内容而进行引用。
本专利技术涉及医疗装置、产业装置等的必须要求高速、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个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，整体上构成六自由度的结构。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特许第4528312号公报
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。·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。·由于即使在仅仅稍稍地变更末端执行器的姿势的情况下，不仅手腕关节(接近末端执行器的关节)，而且臂部(离开末端执行器的部位)的移动量仍大，故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。·具有在相对末端执行器的1个姿势，具有多个到达线路的情况，在进行教导时，即使在使臂部围绕其旋转轴而运动的情况下，仍难以对末端执行器的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、经验。·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，装置整体的价格高。·为了避免与人、物体的接触，必须要求降低动作速度而进行作业，或必须于动作范围内以抑制在能力以下的方式进行作业。由此，无法充分地发挥能力。·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。专利文献2的作业装置也具有与专利文献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。·由于各臂部的可活动范围宽大，故臂部之间产生妨碍的区域也宽大。为了按照臂部之间不接触的方式进行动作，必须要求知识、经验。·由于具有2个可活动范围宽大的臂部，故在设置围罩的场合专有面积更宽大。为了解决上述课题，人们提出有下述的作业装置(JP特开2017－193009号文献)，在该作业装置中，通过三自由度的直线移动单元和三自由度的旋转单元，相对工件变更末端执行器的位置和角度。按照该方案的作业装置，进行精细的作业时的装置整体的动作量小即可，动作的可靠性高，可与人共存，可自动地进行接近人所进行的手工作业的作业。为了谋求进一步的作业的正确性、效率的提高，人们探讨在1个作业装置上装载多个末端执行器。由于在上述方案的作业装置、于专利文献1和专利文献2中记载的作业装置中，单纯地装载多个末端执行器，故产生下述这样的课题。即，即使在于作业装置的前端的输出部、各关节的输出部上设置2个末端执行器的情况下，2个末端执行器只能进行相同的动作。即，无法实施分别不同的特征的作业。特别是，无法进行实施仅仅直线运动这样的作业。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装置整体的动作量小，动作的可靠性高，可与人共存，可自动地进行接近人所进行的手工作业的作业，另外，可高速地进行多种的作业，可提高生产性。本专利技术的另一目的在于提供人通过双手而进行这样的作业是可能的双臂型的作业装置。用于解决课题的技术方案本专利技术的作业装置为采用末端执行器而进行作业的六自由度的作业装置，该作业装置包括：三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；三自由度的旋转单元，该旋转单元由具有1个以上自由度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其基部固定于支架上的方式设置，上述旋转单元的基部固定而设置于上述直线移动单元的输出部上，并且在直线移动单元的输出部和上述旋转单元的输出部的两者上装载上述末端执行器。按照该方案，主要通过三自由度的直线移动单元确定末端执行器的位置，并且通过三自由度的旋转单元确定末端执行器的姿势。由于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对应于通过直线坐标系统而表示的末端执行器的位置、通过极坐标系统而表示的末端执行器的姿势，故容易对相对末端执行器的位置、姿势的各直线移动促动器和各旋转机构的动作进行成像处理，姿势教导作业等的动作方式的设定容易。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，不具有特别之处。由于这些原因，即使在没有熟练的知识、经验的情况下，仍可进行作业装置的操作。装载于直线移动单元的输出部上的末端执行器用于通过仅仅直线运动的动作而进行的作业。另外，装载于旋转单元的输出部上的末端执行器用于通过由直线运动和旋转运动组合而成的动作而进行的作业。由于像这样，在1个作业装置上装载分别进行不同的作业的多个末端执行器，故可采用与各自的作业的特征一致的末端执行器，进行多个作业。由此，可谋求作业的正确性和效率的提高。比如，可通过仅仅直线运动的动作，进行部件的挑选与放置、部件的插入、压配合作业等。一般，在串联地设置多个关节的场合，对于使位于基础侧的关节活动的驱动源，由于施加前端侧的关节等的荷载，故采用其容量大于使位于前端侧的关节活动的驱动源的驱动源。在本专利技术的作业装置中，由于在直线移动单元的输出部上设置旋转单元，故直线移动单元的驱动源的容量大于旋转单元的驱动源。即，直线移动单元的输出部的可运送质量大于旋转单元的输出部的可运送质量。于是，装载于直线移动单元上的末端执行器可进行较大负荷的作业，比如压配合作业等。还有，获得下述的作用和效果。·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，进行作业。由此，直线移动单元的动作量小即可，可减小作业装置整体的可活动范围，可靠性高。另外，可使必须要求采取围罩等的防护措施的面积变窄。·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、周围的环境采用机械止动器、限位传感器，容易限制动作范围。·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，可仅仅变更某个单元。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。·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。·可通过长方体等的简单的形状设置防护外罩等的围罩。在此场合，围罩的内部空间体积与装置的可活动部所运动的区域的体积基本相等。由此，即使在包括防护装置的情况下，仍可实现紧凑的结构。也可在本专利技术中，在上述旋转单元中，上述多个旋转机构中的至少1个为二自由度的连杆促动装置。该连杆促动装置还可为下述的结构，其中，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可旋转的方式连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种作业装置，该作业装置为采用末端执行器而进行作业的六自由度的作业装置，该作业装置包括：三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；三自由度的旋转单元，该旋转单元由具有1个以上自由度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其基部固定于支架上的方式设置，上述旋转单元的基部固定而设置于上述直线移动单元的输出部上，并且在直线移动单元的输出部和上述旋转单元的输出部的两者上装载上述末端执行器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.10 JP 2016-2195831.一种作业装置，该作业装置为采用末端执行器而进行作业的六自由度的作业装置，该作业装置包括：三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；三自由度的旋转单元，该旋转单元由具有1个以上自由度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其基部固定于支架上的方式设置，上述旋转单元的基部固定而设置于上述直线移动单元的输出部上，并且在直线移动单元的输出部和上述旋转单元的输出部的两者上装载上述末端执行器。2.根据权利要求1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个为二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...

【专利技术属性】
技术研发人员：矶部浩，野濑贤藏，丸井直树，山田裕之，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP