自动生产系统的制作方法

本发明涉及一种具备涂装用机器人等多关节机器人的自动生产系统。

背景技术：

近年来，使以往作业人员进行的各种作业由机器人代替而使生产工艺自动化的自动生产系统广泛地实用化。作为这种自动生产系统之一，可列举用来对汽车的车身等的工件实施涂装的涂装用自动生产系统。

在涂装用自动生产系统中，在涂装棚的内部配置涂装用机器人，从装设在涂装用机器人的臂前端的涂装枪对搬入到涂装棚内的汽车的车身以喷雾形式喷出涂液。涂装用自动生产系统有使汽车的车身在涂装棚的内部利用输送带而移动的系统、或者使涂装用机器人本身在涂装棚的内部沿着轨道移行的系统。

背景技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平5-317762号公报

技术实现要素：

[发明要解决的问题]

然而，在以往的涂装用自动生产系统中，存在如下情况：因工件的涂装对象部的位置或它的周围的形状等，而导致涂装用机器人的臂与工件干涉，从而难以将涂装枪配置为所期望的位置、姿势。该问题在用来进行涂装以外的作业的自动生产系统的多关节机器人中也会同样地产生。

另外，为了对在上下方向具有较大尺寸的工件进行涂装等作业，必须扩大上下方向上的臂能够到达的范围。然而，在使机器人沿着移行轨道移行的以往的自动生产系统中，能够扩大水平方向上的臂能够到达的范围，但无法扩大上下方向上的臂能够到达的范围。

另外，用来对涂装机器人供给涂液的缆线一般来说为了满足特定的防爆标准而由金属制保护部件等强化，所以直径相对较大且重量大。而且，存在如下问题：由于利用由多个缆线构成的线束来对涂装机器人供给涂液，所以难以进行重量大且体积大的线束的设置。

此外，在使用在涂装以外的用途的机器人中，在必须对装设在臂前端的末端执行器，经由线束而连续地供给处理液等的情况下，也会产生所述线束设置的困难性的问题。

本发明是鉴于所述现有技术的问题点而完成的，目的在于提供一种能够避免工件与臂的干涉而扩大机器人的作业自由度(灵活性)的自动生产系统。

另外，本发明的目的在于提供一种能够扩大上下方向上的臂能够到达的范围的自动生产系统。

另外，本发明的目的在于提供一种能够无障碍地设置连接于机器人的线束的自动生产系统。

[解决问题的技术手段]

为了解决所述问题，本发明的第1形态的自动生产系统的特征在于包括：多关节机器人，具有臂及将所述臂能够回转地支撑的基部；以及旋转定位器，装设有所述多关节机器人的所述基部；且所述多关节机器人的所述基部的回转轴线与所述旋转定位器的旋转轴线正交。

本发明的第2形态的自动生产系统根据第1形态，其特征在于，所述旋转定位器的所述旋转轴线配向在水平方向，所述旋转定位器能够使所述多关节机器人的所述基部围绕所述旋转轴线旋转，且使所述多关节机器人的所述基部的所述回转轴线的朝向上下反转。

本发明的第3形态的自动生产系统根据第1或第2形态，其特征在于，所述旋转定位器具有：旋转部，装设有所述多关节机器人的所述基部；以及固定部，将所述旋转部能够旋转地支撑；且所述旋转定位器的所述固定部是以能够支撑连接在所述多关节机器人的线束的方式构成。

本发明的第4形态的自动生产系统根据第3形态，其特征在于，所述线束固定在与所述旋转定位器的所述旋转部一体地旋转的线束固定部件，所述旋转定位器的所述固定部是以支撑伴随所述旋转定位器的所述旋转部的旋转而移动的所述线束的方式构成。

本发明的第5形态的自动生产系统根据第3或第4形态，其特征在于，所述线束在所述旋转定位器的所述固定部的周围，配置在相对于所述旋转定位器的所述旋转轴线实质上正交的方向。

本发明的第6形态的自动生产系统根据第1至第5中任一形态，其特征在于，还具有移行机构，该移行机构具有移动部，所述旋转定位器装设在所述移行机构的所述移动部，所述旋转定位器的所述旋转轴线配向在与所述移动部的移行方向正交的方向。

本发明的第7形态的自动生产系统根据第6形态，其特征在于，用来悬挂支撑所述线束的线束悬挂部件设置在所述移行机构的所述移动部，伴随所述旋转定位器的旋转动作而松弛的所述线束下垂到所述线束悬挂部件与所述旋转定位器之间。

本发明的第8形态的自动生产系统根据第7形态，其特征在于，还具有作业建筑物，该作业建筑物在内部具有所述多关节机器人的作业区域，所述移行机构是以所述移动部的移行方向相对于所述作业建筑物的侧壁实质上平行的方式，与所述侧壁相邻而设置，所述线束的从所述线束悬挂部件延伸到所述旋转定位器的部分实质上收纳在所述移行机构及所述旋转定位器的设置空间的宽度区域内。

本发明的第9形态的自动生产系统根据第1至第8中任一形态，其特征在于，所述多关节机器人为6轴多关节机器人。

本发明的第10形态的自动生产系统根据第1至第9中任一形态，其特征在于，所述多关节机器人为涂装用机器人。

[发明的效果]

根据本发明，在具备多关节机器人的自动生产系统中，能够避免工件与臂的干涉而扩大机器人的作业自由度(灵活性)。

另外，根据本发明，在具备多关节机器人的自动生产系统中，能够扩大上下方向上的臂能够到达的范围。

另外，根据本发明，在具备多关节机器人的自动生产系统中，能够无障碍地设置连接在机器人的线束。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的自动生产系统的概略构成的立体图。

图2是将图1所示的自动生产系统的主要部分放大表示的立体图。

图3是图1所示的自动生产系统的iii-iii箭视图。

图4是图3所示的自动生产系统的iv-iv箭视图。

图5是用来说明图1所示的自动生产系统中的机器人的上下配置的图。

图6是用来说明图1所示的自动生产系统中的围绕旋转定位器的旋转轴线jt7的机器人的旋转动作的图，(a)表示jt7的旋转角度为+10°的情况，(b)表示jt7的旋转角度为-180°的情况，(c)表示jt7的旋转角度为-190°的情况。

图7是用来说明设置图1所示的自动生产系统的涂装棚内的状况的示意性纵剖视图。

图8是用来说明设置图1所示的自动生产系统的涂装棚内的状况的示意性横剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的自动生产系统的一实施方式进行说明。

此外，本实施方式的自动生产系统是用于汽车车身等的涂装的系统。但是，本发明的自动生产系统并不限定于涂装用，除了涂装以外，还能够应用于工件的组装或加工等各种作业。

如图1至图4所示，本实施方式的涂装用自动生产系统1具备移行机构2，该移行机构2具有能够沿着轨道3而移行的移动部4。移行机构2的轨道3在水平方向延伸，且由多个柱部件5支撑在距地板面特定的高度位置。轨道3的高度位置例如设定在作为涂装对象的工件的上下尺寸的中央位置附近。

在移行机构2的移动部4，装设有旋转定位器6。旋转定位器6的旋转轴线jt7在第1水平方向d1延伸，该第1水平方向d1与移行机构2的移动部4的移行方向即第2水平方向d2正交。

旋转定位器6具有：固定部7，固定在移行机构2的移动部4；以及旋转部8，通过该固定部7而能够围绕旋转轴线jt7旋转地受到支撑。在旋转定位器6的旋转部8，装设有多关节机器人9的基部10。多关节机器人9具备通过基部10而能够围绕回转轴线jt1回转地受到支撑的臂11。臂11具有5个关节的轴线jt2～jt6，多关节机器人9具有包含回转轴线jt1在内的6轴jt1～jt6。在臂11的前端，装设有作为末端执行器的涂装用枪(未图示)，从涂装用枪朝向汽车的车身等的工件喷射涂液。

在本实施方式的自动生产系统1中，多关节机器人9的基部10的回转轴线jt1与旋转定位器6的旋转轴线jt7正交。

另外，旋转定位器6能够以多关节机器人9的基部10的回转轴线jt1超过所述第2水平方向(轨道的延伸方向)d2而旋转的方式，使多关节机器人9旋转。也就是说，如图5所示，通过驱动旋转定位器6，能够使多关节机器人9围绕旋转定位器6的旋转轴线jt7旋转，且使多关节机器人9的基部10的回转轴线jt1的朝向上下反转。

本实施方式的自动生产系统1具备控制机构(未图示)，利用该控制机构来协调控制移行机构2、旋转定位器6及多关节机器人9。优选为，控制机构由机器人控制器构成，且移行机构2及旋转定位器6作为机器人9的外部轴由控制机构来控制。

如图2最清晰地显示，在移行机构2的移动部4设有线束悬挂部件12，包括用来对机器人9供给涂液的多个缆线的线束13由线束悬挂部件12而悬挂支撑。线束13在旋转定位器6的固定部7的周围，配置在相对于旋转定位器6的旋转轴线jt7实质上正交的方向。

构成线束13的多个缆线的各前端部连接于形成在机器人9的基部10的各端口14(图4)。在旋转定位器6的旋转部8，设有与旋转部8一体地旋转的线束固定部件15，在该线束固定部件15固定着线束13。

旋转定位器6的固定部7是以能够支撑连接在机器人9的基部10的线束13的方式构成。更具体来说，旋转定位器6的固定部7是以支撑伴随旋转定位器6的旋转部8的旋转而移动的线束13的方式构成。

图6表示使机器人9围绕旋转定位器6的旋转轴线jt7旋转时的变化状态。图6(a)表示旋转定位器6的旋转角度为+10°的状态。

此处，所谓旋转定位器6的旋转角度，是指围绕旋转轴线jt7的旋转部8的旋转角度。该旋转角度在机器人9朝下的状态下，将机器人9的基部10的回转轴线jt1朝着垂直方向的状态设为0°，在图6中将逆时针方向设为正，将顺时针方向设为负。

在图6(a)所示的状态下，伴随旋转定位器6的逆时针方向的旋转动作，固定在线束固定部件15的线束13被拉回。被拉回的线束13由旋转定位器6的固定部7的侧周面支撑。

当从图6(a)所示的状态，使旋转定位器6的旋转部8沿顺时针方向旋转，使机器人9为朝上的状态时，线束13的拉回状态得以解除，如图6(b)、(c)所示，线束13成为松弛状态。伴随旋转定位器6的旋转动作而松弛的线束13下垂到线束悬挂部件12与旋转定位器6之间。

图7及图8是用来说明设置本实施方式的自动生产系统1的涂装棚(作业建筑物)16内的状况的图。涂装棚16的中央部分形成作业区域17，在该作业区域17的内部进行工件的涂装作业。

本实施方式的自动生产系统1的移行机构2以移动部4的移行方向相对于涂装棚16的侧壁18实质上平行的方式，设置在与侧壁18相邻的设置空间19内。也就是说，移行机构2及旋转定位器6收纳在设置空间19的宽度区域内。另外，线束13的从线束悬挂部件12延伸到旋转定位器6的部分也收纳在移行机构2及旋转定位器6的设置空间19的宽度区域内。

此外，在所述实施方式中，使用6轴多关节机器人9作为作业用的机器人，但能够在本发明的自动生产系统中使用的机器人并不限定于6轴多关节机器人，能够使用在基部具有回转轴线的各种多关节机器人。

如以上所述，在本实施方式的自动生产系统1中，由于能够利用旋转定位器6来控制多关节机器人9的基部10的回转轴线jt1的朝向，所以在驱动机器人9的臂11而使涂装用枪(末端执行器)移动至所期望的位置、姿势时，能够提高用来避免与涂装对象的工件干涉的臂11的位置、姿势的自由度。

另外，在本实施方式的自动生产系统1中，由于能够利用旋转定位器6来使多关节机器人9的基部10的回转轴线jt1的朝向上下反转，所以能够扩大上下方向上的臂能够到达的范围。由此，能够对在上下方向具有较大尺寸的工件无障碍地进行涂装作业。

另外，在本实施方式的自动生产系统1中，由于能够利用移行机构2而使多关节机器人9与旋转定位器6一体地在水平方向移动，所以能够扩大水平方向上的臂能够到达的范围。

另外，在本实施方式的自动生产系统1中，由于能够利用旋转定位器6的固定部7来支撑连接在多关节机器人9的线束13，所以能够无障碍地设置像涂装用线束13那样重量大且体积大的线束13。

尤其，由于能够利用旋转定位器6的固定部7来支撑伴随旋转定位器6的旋转部8的移动而移动的线束13，所以能够防止移动的线束13与周围构造物干涉，另外，能够减轻线束重量对旋转定位器6造成的负荷。

另外，由于以伴随旋转定位器6的旋转动作而松弛的线束13下垂到线束悬挂部件12与旋转定位器6之间的方式构成，所以能够将移动的线束13收纳在紧凑的空间内。

另外，在本实施方式的自动生产系统1中，由于线束13的从线束悬挂部件12延伸到旋转定位器6的部分收纳在移行机构2及旋转定位器6的设置空间19的宽度区域内，所以能够将系统整体无障碍地设置在涂装棚16内部的有限的设置空间19。

[符号的说明]

1自动生产系统

2移行机构

3移行机构的轨道

4移行机构的移动部

5柱部件

6旋转定位器

7旋转定位器的固定部

8旋转定位器的旋转部

9多关节机器人

10多关节机器人的基部

11多关节机器人的臂

12线束悬挂部件

13线束

14端口

15线束固定部件

16涂装棚

17作业区域

18涂装棚的侧壁

19自动生产系统的设置空间