多关节工业机器人制造技术

在一种具有多个臂的工业机器人中，各个臂与例如安装基座、其它的臂、机械手的其它元件连接起来，并且借助旋转关节的运动而旋转。旋转关节具有一个可以无限旋转例如一个集电环或一个旋转变压器的旋转电连接结构。所述臂借助它进行旋转的用于驱动马达的电源，和通过该旋转电连接结构供应或传输用于控制马达驱动的控制信号，以便所述臂可以无限地旋转，而不会使电缆扣曲或折断。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多关节型工业机器人，该多关节型工业机器人具有多个分别由多个关节连接的多个臂，该多关节型工业机器人用于例如在半导体器件制造过程中输送半导体晶片。第一臂74借助第一马达73的旋转力旋转。第二臂76借助第二马达75的旋转力旋转。机械手78借助第三马达77的旋转力旋转。一个用于感知工件存在的传感器79设置在机械手78的一个顶端附近。驱动控制器80进一步设置在安装基座72中。分别设置电缆81、82和83，用以向第一至第三马达73、75和77提供电源和驱动信号。而且，设有一个电缆84，用于连接传感器79和驱动控制器80。在该现有的工业机器人71中，电缆82至84直接从驱动控制器80连接到设置在臂74和76及机械手78上的马达75和77以及传感器79上。当臂74和76以及机械手78旋转时，电缆82至84被弯曲和/或扭曲，或者电缆82至84被缠绕在臂74和76以及机械手78上。因此，电缆82至84易于断裂，并且臂74和76以及机械手78的旋转角度受到限制，从而使臂74和76以及机械手78不能无限的旋转。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种具有多个关节的工业机器人，其中，电缆不会弯曲或扭曲，并且不会缠绕在臂或机械手上，从而不会由于电线的疲劳而断线，并且，该臂和机械手还可以无限地旋转。根据本专利技术的一个方案的工业机器人，具有多个通过旋转关节连接起来的多个臂，各个臂可以借助驱动各旋转关节的马达的驱动力运动。各个旋转关节可以无限地旋转，并且具有可以无限旋转的旋转电连接结构，至少用于从一个控制电路向马达提供电力。采用这种结构，当壁旋转时，可以通过没有电缆的旋转电连接结构向马达供电。因此，该臂可以无限地旋转而不会扭曲或折断电缆。图3表示第一旋转关节3的一部分的结构。第二旋转关节5和第三旋转关节7具有基本相同的结构。参照图2和3，第一旋转关节3包括一个马达11、 一个集电环12、和一个用于感知马达11的驱动轴11a的旋转角度或用于感知第一臂4的旋转角度的和一个编码器13。集电环12的旋转轴和编码器13的旋转轴连接起来，以便将集电环12和编码器13整合成一体。第一臂4在其基端附近与马达11的驱动轴11a连接，以便第一臂4可以借助马达11的驱动力在一个水平面中绕驱动轴11a旋转。由于马达11的驱动轴11a是中空的，所以电缆22b、23b和24b从第一臂4的顶面通过马达11的该驱动轴11a的内部与集电环12对准。参考图2，第二旋转关节5包括一个马达14、一个集电环15、和一个用于感知马达14的驱动轴14a的旋转角度或用于感知第二臂6的旋转角度的编码器16。集电环15和编码器16连接起来，以便将集电环15和编码器16整合成一体。第二臂6在其基端附近与马达14的驱动轴14a连接，以便第二臂6可以借助马达14的驱动力在一个水平面中绕驱动轴14a旋转。由于马达14的驱动轴14a是中空的，所以电缆23c和24c从第二臂6的顶面通过马达14的该驱动轴14a的内部与集电环15对准。第三旋转关节7包括一个马达17、一个集电环18、和一个用于感知马达17的驱动轴17a的旋转角度或用于感知机械手8的旋转角度的编码器19。该集电环18和编码器19被整合成一体。机械手8在其基端附近与马达17的驱动轴17a连接，以便机械手8可以借助马达17的驱动力在一个水平面中绕驱动轴17a旋转。由于马达17的驱动轴17a是中空的，所以电缆24d从机械手8的顶面通过马达17的该驱动轴17a的内部与集电环18对准。用于控制工业机器人1的控制电路20设置在安装基座2的内部。控制电路20由一个微型计算机系统构成，用于产生一个控制信号和用于产生驱动马达的电力的电源供应。电缆21是一个直接连接在控制电路20和设置在安装基座2上的马达11之间的电源电缆，用于提供驱动马达11的电力。电缆22a和22b是经由集电环12连接在控制电路20和设置在第一臂4上的马达14之间的电源电缆，用于提供驱动马达14的电力。电缆23a、23b和23c是经由集电环12和15连接在控制电路20和设置在第二臂6上的马达17之间的电源电缆，用于提供驱动马达17的电力。电缆24a、24b、24c和24d是经由集电环12、15和18连接在控制电路20和设置在机械手8上的传感器9之间的信号电缆，用于在控制电路20和传感器9之间传输对应于传感器9的读出结果的信号和对应于用于激活传感器9的电力的信号。用于传输对应于马达11、14和17的驱动轴11a、14a和17a的旋转角度读出信号的、连接在控制电路20和编码器16和19之间的信号电缆在图中未示出。然而，经由集电环12和15平行地配列有电缆22a、22b、23a、23b和23c。从编码器13而来的读出信号被直接输入给控制电路20。图4A是集电环12的侧剖视图，图4B是集电环12的平面剖视图。如从图4A和4B可以看出的那样，电流集电环(导电旋转构件)122a、122b和122c固定在集电环12的旋转轴121的外表面上。电刷(导电固定构件)124a、124b和124c和端子125a、125b和125c设置在集电环12的外壳123的内表面中。使电刷124a、124b和124c保持与电流集电环122a、122b和122c的侧表面接触。当旋转轴121旋转时，电刷124a、124b和124c在电流集电环122a、122b和122c的侧表面上以保持电接触的状态滑动。旋转轴121是一个中空轴，以便电缆22b、23b和24b通过旋转轴121的内部对准，从而与电流集电环122a、122b和122c连接。另一方面，电缆22a、23a和24a分别连接到端子125a、125b和125c上。采用这种结构，电缆22a、23a和24a分别点连接到电缆22b、23b和24b上。旋转轴121的一端与马达11的驱动轴11a连接，以便借助马达11的驱动力与驱动轴11a一起旋转。旋转轴121的另一端与编码器13的旋转轴(图中未示出)连接，所述编码器13与集电环12整合成一体。当驱动马达11以旋转第一臂4时，由于驱动轴11a的顶端与第一臂4连接并且驱动轴11a的底端与集电环12的旋转轴121连接，所以集电环12的旋转轴121被旋转与第一臂4的旋转角度相同的角度。电流集电环122a、122b和122c上的电缆22b、23b和24b的连接点、例如焊点相应于第一臂4的旋转被旋转与第一臂4的旋转角度相同的旋转角度。换而言之，可以考虑将电流集电环122a、122b和122c上的电缆22b、23b和24b的连接点固定到第一臂4上。另一方面，电缆22b、23b和24b的另一端被连接到固定在第一臂4的第二旋转关节5的集电环15上。因此，即使当第一臂4旋转时，电流集电环122a、122b和122c上的电缆22b、23b和24b连接点的相对位置相对于电缆22b、23b和24b对集电环15的连接点也不变。因此，即使当第一臂4旋转时，电线22b、23b和24b也不会自己扭曲并且不会缠绕在第一臂4上。电缆22b、23b和24b绝不会由于第一臂4的旋转而折断。集电环15和17分别具有与图4A和4B所示集电环12相同的结构。因此，未表示出集电环15和17的结构。如参照图2所述，电缆23b和24b经由集电环15分别电连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业机器人，具有由多个旋转关节连接起来的多个臂，各个臂可以借助驱动各个旋转关节的马达的驱动力运动，其中， 各旋转关节可以无限地旋转，并且具有一个可以无限地旋转的旋转电连接结构，用于从一个控制电路向所述马达供应电力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：坂本正文，远藤薰，山添勝広，小曳雄洋，
申请(专利权)人：日本伺服株式会社，龙云株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]