工业用机器人制造技术

本发明专利技术涉及工业用机器人。工业用机器人（１０）具有相互同心配置的三个动力传递部（２１、２２、２３）和驱动这三个动力传递部的各个的三个驱动单元，与上述三个动力传递部中的至少一个动力传递部对应的驱动单元至少包括两个电机（３１、３４）。而且，最好三个动力传递部及三个驱动单元全部组装在工业用机器人的底座（１５）中。通过这种构成，可以实现比较小型的构成且进行以高能率的动作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业用机器人。本专利技术尤其涉及要求以高速且长时间动作的工业用机器人。
技术介绍
图7是现有技术中的工业用机器人的三个动力传递部的立体图。如图7所示，在相互同心配置的三个动力传递部121、122、123上，分别以同轴依次设有动力传递部用齿轮124、125、126。在这三个动力传递部用齿轮124、125、126上，分别配合有电机151、152、153的电机用齿轮131、132、133。这些电机151、152、153的额定功率彼此相等。而且，从图7中可知，这些电机用齿轮131、132、133在动力传递部用齿轮124、125、126的周向以大致等间隔配置。另外，在特开2001-273037号公报中公开了一种用两个电机驱动一个可动部件的伺服控制装置。该伺服控制装置的位置控制装置将以下部分组合：从上一级控制装置接受相同的指令，处理减去来自位置检测器的位置反馈量的位置偏差量而输出速度指令的位置控制部；接受速度指令，处理减去来自速度检测器的速度反馈量的速度偏差量而输出电流指令的速度控制部；以及接受电流指令，处理减去来自检测电机电流的电流反馈量的电流偏差量而输出电压指令，并利用该电压指令使电流放大器动作的电流控制部，对于各电机分别配备该组合。近几年要求将机器人进一步高速化，为了提高生产效率特别要求机器人的搬运能力的提高。对于搬运能力，不仅期待机器人的臂动作的高速性和高加速性，而且还期待连续进行这种严格的动作，即高能率的动作。在要求使这种伺服控制装置的动作性能提高的场合，通常进行提高电机的额定功率。然而，在提高电机的额定功率的场合，电机的尺寸变大，并且电机的转动惯量也增加。再有，通过加大电机的尺寸，与电机的输出轴关联的传递-->构件，例如齿轮的尺寸也变大，惯量增大。由于这种电机的转动惯量及传递构件的惯量的增加而增加的转矩需要由电机来负担。从而，即使提高了电机的额定功率，电机的额定功率增加部分的大部分被基于电机的转动惯量及传递构件的惯量的增加而增加的转矩消耗。因此，存在实际上难以增加用于驱动电机的输出轴的加速度的问题。另外，虽然也考虑通过将臂轻量化而减轻负载的方法，但这种解决是有界限的。
技术实现思路
本专利技术鉴于这种情况而提出的，其目的在于提供一种即使是比较小型的构成也可以进行高能率的动作的工业用机器人。为了达到上述目的，根据第一方案的专利技术提供一种工业用机器人，包括手腕轴部和在三维空间内定位该手腕轴部的三个基本轴部，具有驱动这三个基本轴部的各个的三个驱动单元，包含于上述三个驱动单元中的所有电机组装在上述工业用机器人的底座上，与上述三个基本轴部中的至少一个基本轴部对应的上述驱动单元包括至少两个电机。即在第一方案的专利技术中，在一个基本轴部利用两个电机驱动的场合，由于电机有两个，所以转动惯量成为两倍。然而，因为一个电机负担的负载减半，所以对于转矩能力可具有余裕地驱动基本轴部。再有，由于是一个基本轴部利用至少两个电机驱动的构成，所以即使在连续进行高速、高调速动作的场合，也没必要停止动作，从而可以进行高能率的连续动作。另外，由于包含于上述三个驱动单元中的所有电机组装在上述工业用机器人的底座中，所以能够使工业用机器人比较小型化，并且与电机配置在工业用机器人的上臂等上的场合比较，能够避免电机自身成为负载。根据第二方案的专利技术，在第一方案的专利技术中，上述三个驱动单元的各个包括至少两个电机。即在第二方案的专利技术中，由于不具有只利用单一的电机进行驱动的基本轴部，所以无需按照能率性能低的这种基本轴部而降低动作性能。从而，在空间上的XYZ坐标的任何方向上，都可以进行高速、高调速动作。根据第三方案的专利技术，在第一或第二方案的专利技术中，上述三个基本轴部的各个具有动力传递部用齿轮，这些动力传递部用齿轮相互同轴且轴向依次配-->置，上述电机的各个在上述电机的输出轴上具有与上述各动力传递部用齿轮的各个配合的电机用齿轮。上述电机用齿轮的全部配置在上述动力传递部用齿轮的周向。即在第三方案的专利技术中，即使在增加电机的数量的场合，也可以在动力传递部用齿轮周围的空的空间内配置追加的电机，能够容易确保容纳这些电机的空间。根据第四方案的专利技术，在第一方案的专利技术中，与上述三个基本轴部中的上述至少一个基本轴部对应的上述驱动单元包括第一电机及第二电机，上述第一电机利用基于该第一电机的速度生成的第一电机的转矩指令进行控制，上述第二电机利用上述第一电机的上述转矩指令进行控制。即在第四方案的专利技术中，在电机用齿轮与动力传递部用齿轮之间的齿隙的范围内，能够避免产生一方的电机用齿轮未与动力传递部用齿轮配合的情况。根据第五方案的专利技术，在第四方案的专利技术中，只在上述第一电机及第二电机中的一个上配备机械制动器。即在第五方案的专利技术中，机械制动器防止机器人的臂由于重力而轴下落的情况。另外，在双方电机的各个上配备机械制动器的场合，由于这些机械制动器所施加的定时的偏差而对动力传递部用齿轮施加过大的负载，但是在第五方案的专利技术中可以避免这种问题。通过对附图所示的本专利技术的典型的实施方式的详细说明，本专利技术的这些目的、特征及优点以及其他目的、特征及优点将更加明确。附图说明图1是一般的工业用机器人的侧视图。图2是图1所示的工业用机器人的局部放大图。图3是基于本专利技术的工业用机器人的三个动力传递部的立体图。图4是图3所示的三个动力传递部的局部侧视图。图5是用于说明本专利技术中一个动力传递部用齿轮的控制状态的方框图。图6是放大表示本专利技术的其他实施方式中一个动力传递部用齿轮的局部放大图。图7是现有技术中的工业用机器人的三个动力传递部的立体图。-->具体实施方式以下，参照附图说明本专利技术的实施方式。在以下附图中对相同部件标注了相同的附图标记。为了容易理解，这些附图适当改变了比例尺。图1是一般的工业用机器人的侧视图。如图1所示，工业用机器人10主要包括：设置在地面90上的固定的机器人底座15；可旋转地安装在机器人底座15上的旋转体16；从旋转体16延伸的上臂14；以及安装在上臂14的上端附近的前臂基部17。在前臂基部17的前端安装有第一手腕构件11，在第一手腕构件11上还安装有第二手腕构件12。在第二手腕构件12上安装作业单元、例如把持用手(未图示)。这些手腕构件11、12决定作业单元的空间上的姿势。另外，工业用机器人10通过线路18连接在机器人控制装置19上，由机器人控制装置19进行控制。在此，图1所示的工业用机器人10包括三个基本轴(基本三轴)。如图所示，第一基本轴A1是使工业用机器人10的位于比机器人底座15还靠上方的部分相对机器人底座15及地面90沿箭头方向水平旋转的轴。第二基本轴A2是相对地面90垂直上摆及下摆上臂14的轴。再有，第三基本轴A3是使前臂基部17向与第二基本轴A2相同的方向旋转的轴。总之，三个基本轴不包括第一及第二手腕构件11、12的手腕轴。图2是图1所示的工业用机器人的局部放大图。如图2所示，在机器人底座15上配置有三个动力传递部21、22、23。再有，用于驱动这三个动力传递部21、22、23的所有电机51～56配置在工业用机器人10的机器人底座15内。如图所示，旋转体16直接连接在动力传递部21上，旋转体16通过动力传递部21的转动绕第一基本轴A1转动。在旋转体16内组装有包括斜齿轮的第一传递构件41本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业用机器人（１０），包括手腕轴部（１１）和在三维空间内定位该手腕轴部（１１）的三个基本轴部（Ａ１、Ａ２、Ａ３），其特征在于，具有驱动这三个基本轴部（Ａ１、Ａ２、Ａ３）的各个的三个驱动单元，包含于上述三个驱动单元中的所有电机（５１～５６）组装在上述工业用机器人（１０）的底座（１５）内，与上述三个基本轴部（Ａ１、Ａ２、Ａ３）中的至少一个基本轴部对应的上述驱动单元包括至少两个电机。

【技术特征摘要】
JP 2006-8-31 2006-2353931.一种工业用机器人(10)，包括手腕轴部(11)和在三维空间内定位该手腕轴部(11)的三个基本轴部(A1、A2、A3)，其特征在于，具有驱动这三个基本轴部(A1、A2、A3)的各个的三个驱动单元，包含于上述三个驱动单元中的所有电机(51～56)组装在上述工业用机器人(10)的底座(15)内，与上述三个基本轴部(A1、A2、A3)中的至少一个基本轴部对应的上述驱动单元包括至少两个电机。2.根据权利要求1所述的工业用机器人，其特征在于，上述三个驱动单元的各个包括至少两个电机。3.根据权利要求1或2所述的工业用机器人，其特征在于，上述三个基本轴部(A1、A2、A3)的各个具有动力传递部用齿轮(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：田村敏功，榑林秀伦，田中康好，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]