装配设备和装配方法组成比例

一种装配设备，包括底座、设置在处于底座上的第一机械臂中的第一抓持手、设置在处于底座上的第二机械臂中的第二抓持手、和配置成控制第一和第二机械臂以及第一和第二抓持手的控制装置。第一抓持手包括与第一机械臂相连并具有旋转轴的附件和设置在旋转机构中的对准抓持机构，该旋转机构的旋转轴定位成与附件的旋转轴交叉或相对于附件的旋转轴成偏斜位置关系。第一和第二抓持手的协同作业区域设置在第一和第二抓持手的作业区域彼此重叠的重叠区域中。还提供了一种装配方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的方面总体上涉及用具有对准抓持手的两个机械臂来执行装配操作的装配设备。
技术介绍
在产业界中，已经使用了通过机械臂来执行装配操作的多种装配设备。近年来，一直需要一种使用机械臂实现装配操作的装配设备，来代替手动地执行装配操作。另一方面，在生产厂执行的手动装配中，已经引入了人力单元生产系统，其中，去除了输送器，人直接输送工件并把各种部件和辅助材料装配到工件上。有一种称为“机械单元生产系统”的新型单元生产系统，其通过组合人力和装配设备而加强了操作员的生产率。在这种背景下，需要一种装配设备，它使用机械臂执行装配来代替手动装配，能够仅在装配设备中把多个部件和辅助材料装配到工件上。日本专利特开N0.2010-1051·06 (下文称为“专利文献I”)提出了一种生产系统，能够把多个部件和辅助材料装配到工件上，以提高作业效率。专利文献I的生产系统包括一对配设有用于保持装配部件一部分的手的操控器、用作两个部件的装配位置的装配台和用于操作操控器的控制装置。操控器布置成使得手的作业区域重叠而形成重叠的作业区域。装配台设置在重叠的作业区域中。然而，在专利文献I中公开的现有技术存在以下问题。首先，在装配过程中有时要执行多个拆开和输送操作。需要用机械臂来执行把工件从供给位置输送到装配台上的预定位置和把工件附连到装配台的工件输送和附连操作，以及执行把工件从装配台取出并输送工件到排出位置的工件取出和输送操作。由于在将工件保持在装配台上的情况下执行装配操作，因此降低了作业效率。此外，需要在所述手中抓持工具如涂布装置和螺丝刀，并随着抓持操作和释放操作而附连和拆开工具。这也会降低作业效率。其次，有时不能确保装配中装配操作如涂布操作所需的足够自由度。由于在将工件固定于装配台上的情况下执行操作，因此工件的姿势受到限制，这使得难以高自由度地进行装配。当使用装配台时，通常使用与装配台相组合的固定夹具，这会增大生产成本。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供了一种装配设备，它能提供高的作业效率并且能够高自由度地执行装配操作。根据本专利技术一方面的装配设备包括底座、设置在处于底座上的第一机械臂中的第一抓持手、设置在处于底座上的第二机械臂中的第二抓持手，和配置成控制第一和第二机械臂以及第一和第二抓持手的控制装置。第一抓持手包括与第一机械臂相连并具有旋转轴的附件和设置在旋转机构中的对准抓持机构，该旋转机构的旋转轴定位成与附件的旋转轴交叉或相对于附件的旋转轴成偏斜位置关系。第一和第二抓持手的协同作业区域设置在第一和第二抓持手的作业区域彼此重叠的重叠区域中。根据装配设备的示例性实施例，能够把部件输送到该部件要装配到被保持的工件上的装配位置，能够在不使用装配台的条件下用设置在机械臂中的第一和第二抓持手执行装配操作。因此，能够省略在使用装配台时要执行的工件输送、附连操作和工件取出、输送操作。此外，由于能够任意地改变工件的装配位置和姿势，因此能够确保高生产率和高自由度地执行装配。从下面参考附图对示例性实施例的描述，本专利技术的其他特征将变得明显。附图说明图1示出了根据第一实施例的装配设备。图2示出了根据第一实施例的第一抓持手。图3示出了根据第二实施例的装配设备。图4示出了根据第三实施例的装配设备。 图5A和5B示出了第三实施例中的示例性操作。图6示出了第三实施例中的作业区域。具体实施例方式第一实施例图1是根据第一实施例的装配设备的透视图。参考图1，六轴关节式的第一机械臂2和第二机械臂3布置在底座I上以彼此相对。第一机械臂2和第二机械臂3的远端设置有抓持手4和5。每个抓持手4、5包括:具有力传感器的附件，其安装在机械臂的腕部中；和设置在旋转机构中的对准抓持机构。力传感器能够检测在装配过程中向抓持手施加的力。不总是需要安装力传感器，但是可以根据用户的需要来安装。图2示出了第一实施例中的第一抓持手4。如图2所示，附件26包括围绕旋转轴a旋转的机构。附件26还包括具有旋转轴b的旋转机构27。旋转轴b与附件26的旋转轴a交叉。旋转轴b和旋转轴a可以具有偏斜的位置关系。术语“偏斜的位置关系”表示空间中两条不平行且彼此不相交的直线之间的位置关系。第一控制装置6a和第二控制装置6b连接到机械臂。根据从控制装置输出的信号，机械臂和抓持手动作。也就是说，控制装置控制第一和第二机械臂2、3和第一和第二抓持手4、5。两机械臂可以由一个控制装置控制。当第一或第二抓持手配设有力传感器时，根据力传感器检测到的力的大小执行装配操作。机械臂2和3由控制装置控制。根据从控制装置输出的信号，能够改变设置在附件26中的手指坐标系在三维空间中的位置和姿势。将描述在第一实施例中旋转轴a和旋转轴b彼此垂直的情况。旋转机构27配设有对准抓持机构28，使得对准抓持机构28的对准位置与旋转机构27的旋转轴b —致。旋转机构27安装到机械臂上，附件26设于它们二者之间，并且旋转机构27的旋转轴b和附件26的旋转轴a处于彼此交叉的状态。因此，抓持在第一抓持手4中的物品例如能够在保持水平姿势的同时被输送到任意位置。一般地，要供应给装配设备的部件在其重心低的时候稳定地放置在部件供给盘上。当部件被抓持在第二抓持手5中时，能够在不改变其姿势的条件下将其输送到作为装配位置的第一抓持手4的位置，这样可提高装配效率。当旋转轴a和旋转轴b垂直时，能够容易地布置装配设备的构成单元，并简化控制程序。当对准抓持机构28的电线穿过旋转机构27的中空轴(滑环处于它们之间)时，能够在不对旋转机构27的转数作任何限制的条件下使对准抓持机构28旋转。图2示出了第一抓持手4。第一抓持手4能够围绕第一机械臂2的远端处的转轴c转动。此外，对准抓持机构28能够围绕设置在附件26中的旋转轴a旋转。通过这种方式，能够不利用附件26的旋转轴a和旋转机构27的旋转轴b相对于第一机械臂2的旋转角度的变化来改变第一机械臂2的位置和姿势。因此，能够独立于机械臂2的位置和姿势来控制对准抓持机构28的姿势。附件26的旋转轴a和旋转机构27的旋转轴b根据来自控制装置的信号进行的协同旋转允许以自由的姿势移动对准抓持机构28。可替换地，能够在保持对准抓持机构28的姿势的同时，通过改变机械臂2的位置和姿势来移动对准抓持机构。当然，当仅需要一个旋转轴来维持对准抓持机构28的姿势时，执行协同旋转使得另一个旋转轴的旋转角度的变化变为零。设置于机械臂2和3中的第一和第二抓持手4和5的作业区域如下布置。第一抓持手4的作业区域α和第二抓持手5的作业区域β重叠形成重叠区域。在该重叠区域中设置协同作业区域， 其中，两个机械臂2和3的第一和第二抓持手4和5彼此协同地执行装配操作。由于通常难以在机械臂抓持手作业区域最外侧的边界区域进行充分的装配操作，因此协同作业区域通常设置在重叠区域的内侧。下面将参考附图结合第三实施例更详细地描述作业区域。由于第一实施例的装配设备具有上述结构，因此能够减少机械臂的关节数。由于这进一步简化了控制系统的结构，因此降低了成本并且能够以高定位精度操作第一抓持手4。通过这种方式，能够减少机械臂的轴的数量。本实施例的技术也可以应用于具有七个或更多个轴的关节式机器人和具有少于六个轴的关节式机器人。对准抓持机构28的抓持部包括爪，其形状适合根据用途从外侧或内侧抓持多种环形物品。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装配设备，包括：底座；设置在处于底座上的第一机械臂中的第一抓持手；设置在处于底座上的第二机械臂中的第二抓持手，和配置成控制第一和第二机械臂以及第一和第二抓持手的控制装置，其中，第一抓持手包括与第一机械臂相连并具有旋转轴的附件和设置在旋转机构中的对准抓持机构，该旋转机构的旋转轴定位成与附件的旋转轴交叉或相对于附件的旋转轴成偏斜位置关系，其中，第一和第二抓持手的协同作业区域设置在第一和第二抓持手的作业区域彼此重叠的重叠区域中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大里俊明，新井贵志，平泽修一，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：