电气设备安装装置及方法与流程

本发明涉及一种用于使用机器人搬送电动机等电气设备并且将它安装在特定位置的电气设备安装装置及方法。

背景技术：

近年来，让机器人来代替进行以往由作业员进行的各种作业，而令使生产工艺自动化的系统得以广泛实用化(专利文献1)。

例如，关于将重量相对较大的设备安装在制造中的产品的特定位置的作业，以往是用卷扬机等将设备吊起，作业员使它移动至特定位置，并且用螺栓等将设备固定于制造中的产品，但有让机器人代替进行该设备搬送作业的系统。

且说，将电动机安装到制造中的产品时，存在为了无障碍地进行安装作业而想要改变电动机状态的情况。例如，在制造中的产品为机器人(以下，将制造对象的机器人称为“产品机器人”)，并且将用于驱动产品机器人的臂的伺服电动机使用作业用机器人(以下，将制造产品机器人时所用的作业用机器人称为“作业机器人”)安装在产品机器人的特定位置的情况下，有时必须暂时解除伺服电动机的电磁闸。

也就是说，在利用固定螺栓将伺服电动机固定的构造的产品机器人中，在利用作业机器人搬送伺服电动机并将它安装在产品机器人的驱动轴的情况下，必须对设置在产品机器人侧的插入孔插入伺服电动机的输出轴，使驱动轴侧的齿轮与输出轴前端的齿轮啮合，并且使电动机主体绕输出轴的轴线旋转，进行设置在产品机器人主体侧的螺孔与设置在电动机主体侧的固定螺栓用孔的对位，然后将固定螺栓插入螺孔。

然而，要安装在产品机器人的驱动轴的伺服电动机一般具备无励磁动作型电磁闸以防止电源损耗时机器人失控或搬送对象物掉落等。

在将这种附无励磁动作型电磁闸的伺服电动机安装在产品机器人的驱动轴的情况下，由于未对伺服电动机供给电源，因此电动机输出轴相对于电动机主体固定或受约束而无法使电动机主体旋转。

因此，当将附无励磁动作型电磁闸的伺服电动机的输出轴插入设置在产品机器人的驱动轴侧的孔，使驱动轴侧的齿轮与电动机输出轴侧的齿轮啮合时，电动机输出轴与电动机主体受约束，从而无法使电动机主体旋转而使该固定螺丝用孔的位置与机器人侧的螺孔对位。

因此，进行将附无励磁动作型电磁闸的伺服电动机安装在产品机器人的驱动轴的作业时，预先使电磁闸动作直至将伺服电动机的输出轴插入设置在机器人驱动轴侧的孔且使驱动轴侧的齿轮与电动机输出轴侧的齿轮啮合，在使驱动轴侧的齿轮与电动机输出轴侧的齿轮啮合后，必须解除电磁闸以便能让电动机主体绕电动机输出轴旋转。

顺带一提，像以往那样，在由作业员安装伺服电动机的情况下，由于可在制造中稍微改变产品机器人的姿势(机器臂的角度等)，因此能在使产品机器人的驱动轴侧的齿轮与电动机输出轴侧的齿轮啮合的状态下稍微改变产品机器人的姿势，由此可将电动机主体的固定螺栓用孔的位置与机器人侧的螺孔的位置对准。

相对于此，在使用作业机器人制造产品机器人的情况下，必须将电动机等零件安装在预先指示的位置，因此制造中的产品机器人的姿势被确实地固定。因此，在产品机器人驱动轴侧的齿轮与电动机输出轴侧的齿轮啮合的状态下，无法通过改变产品机器人的姿势而使电动机主体侧的固定螺栓用孔的位置与机器人侧的螺孔的位置对准。

另外，即使在由作业机器人安装电动机的对象为其他产品而非产品机器人的情况下，当产品侧的齿轮处于固定状态时，只要未解除电动机的制动器，那么也无法在产品侧的齿轮与电动机输出轴侧的齿轮啮合的状态下使电动机主体旋转。

另外，在作业机器人的搬送对象物为电动机以外的电气设备的情况下，虽有在作业机器人的搬送、安装作业中途想要使电气设备动作而变更它的状态的情况，但在以往的技术中也未能应对这种要求。

背景技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2013-193155号公报

技术实现要素：

[发明要解决的问题]

本发明是鉴于所述以往技术的问题点而完成，目的在于提供一种能无障碍地进行使用机器人搬送电动机等电气设备并且将它安装在特定位置的作业的电气设备安装装置及方法。

[解决问题的技术手段]

为了解决所述问题，本发明的第1形态的特征在于：是一种用于使用机器人搬送电气设备并且将它安装在特定位置的电气设备安装装置，且具备：机器人侧接点辅具，设置在被安装在所述机器人的臂的末端执行器，且具有机器人侧接点；以及电气设备侧接点辅具，能够卸除地设置在所述电气设备，且具有与所述电气设备电连接的电气设备侧接点；且所述机器人侧接点辅具及所述电气设备侧接点辅具构成为，在由所述末端执行器保持所述电气设备的状态下，所述机器人侧接点与所述电气设备侧接点成为连接状态。

本发明的第2形态根据第1形态，其特征在于：所述电气设备包含电动机。

本发明的第3形态根据第2形态，其特征在于：所述电气设备侧接点与所述电动机的电磁闸电连接。

本发明的第4形态根据第3形态，其特征在于：所述电磁闸为无励磁动作型电磁闸，且所述机器人侧接点与用于供给电力的电源电连接，所述电力用来解除所述无励磁动作型电磁闸。

本发明的第5形态根据第2至第4中的任一形态，其特征在于：所述电气设备侧接点电连接于所述电动机的旋转驱动机构。

本发明的第6形态根据第1至第5中的任一形态，其特征在于：所述机器人侧接点与所述机器人的控制器电连接。

为了解决所述问题，本发明的第7形态的特征在于：是一种使用机器人搬送电气设备并且将它安装在特定位置的电气设备安装方法，且具备：接点连接步骤，驱动所述机器人，将在所述机器人的臂上安装的末端执行器上所设置的机器人侧接点辅具的机器人侧接点，连接于能够卸除地设置在所述电气设备的电气设备侧接点辅具的电气设备侧接点；电动机搬送步骤，驱动所述机器人，搬送由所述末端执行器保持的所述电气设备；以及电力供给步骤，从电连接于所述机器人侧接点的电源对所述电气设备供给电力。

本发明的第8形态根据第7形态，其特征在于：所述电气设备包含电动机，且通过所述电力供给步骤来解除所述电动机的电磁闸。

本发明的第9形态根据第8形态，其特征在于还具有电动机主体定位步骤，该步骤是在通过所述电力供给步骤解除所述电动机的所述电磁闸后，驱动所述机器人，使所述电动机的主体绕所述电动机的输出轴的轴线旋转而定位所述电动机的主体。

本发明的第10形态根据第7至第9中的任一形态，其特征在于：所述电力供给步骤的所述电源由所述机器人的控制器提供。

[发明效果]

根据本发明，可提供能无障碍地进行使用机器人搬送电动机等电气设备并且将它安装在特定位置的作业的电气设备安装装置及方法。

附图说明

图1是将本发明一实施方式的电动机安装装置与伺服电动机一起示意性表示的前视图。

图2是将本发明一实施方式的电动机安装装置与伺服电动机一起示意性表示的侧视图。

图3a是表示图1所示的电动机安装装置的电动机侧接点辅具的俯视图。

图3b是图3a所示的电动机侧接点辅具的侧视图。

图3c是图3a所示的电动机侧接点辅具的前视图。

图4a是表示将图3a所示的电动机侧接点辅具安装在伺服电动机的状态的俯视图。

图4b是表示将图3a所示的电动机侧接点辅具安装在伺服电动机的状态的侧视图。

图4c是表示将图3a所示的电动机侧接点辅具安装在伺服电动机的状态的前视图。

图5a是表示图1所示的电动机安装装置的机器人侧接点辅具的俯视图。

图5b是图5a所示的机器人侧接点辅具的前视图。

图5c是图5a所示的机器人侧接点辅具的侧视图。

图6a是表示将图5a所示的机器人侧接点辅具安装在末端执行器的状态的前视图。

图6b是表示将图5a所示的机器人侧接点辅具安装在末端执行器的状态的侧视图。

图6c是表示将图5a所示的机器人侧接点辅具安装在末端执行器的状态的俯视图。

图6d是表示将图5a所示的机器人侧接点辅具安装在末端执行器的状态的底视图。

图7是表示将图1所示的电动机安装装置的机器人侧接点辅具连接于电动机侧接点辅具的情况的前视图。

图8a是示意性表示将图1所示的电动机安装装置的机器人侧接点辅具连接于电动机侧接点辅具的状态的前视图。

图8b是示意性表示从图8a所示的状态驱动末端执行器而由末端执行器固持伺服电动机的状态的前视图。

图8c是示意性表示从图8b所示的状态驱动机器人而由机器人将伺服电动机搬送至特定安装位置的状态的前视图。

具体实施方式

以下，针对本发明一实施方式的电动机安装装置(电气设备安装装置)及电动机安装方法(电气设备安装方法)，参照附图进行说明。

如图1及图2所示，本实施方式的电动机安装装置1具备：机器人侧接点辅具5，设置在被安装在作业机器人2的臂3的末端执行器4；以及电动机侧接点辅具(电气设备侧接点辅具)7，能够卸除地设置在作为搬送对象物的伺服电动机6。

末端执行器4具有用于能够释放地固持伺服电动机6的电动机固持机构8。电动机固持机构8具有由机器人控制器9驱动控制而开闭的一对固持爪10。作为作业机器人2，可使用例如6轴多关节型机器人。

机器人侧接点辅具5具有电连接于机器人控制器9的机器人侧接点11。电动机侧接点辅具7具有与伺服电动机6的内部机构电连接的电动机侧接点(电气设备侧接点)12。

机器人侧接点辅具5及电动机侧接点辅具7构成为，在由末端执行器4保持伺服电动机6的状态下，机器人侧接点11与电动机侧接点12成为连接状态。

伺服电动机6为附无励磁动作型电磁闸的伺服电动机。电动机侧接点辅具7的电动机侧接点12至少与伺服电动机6的电磁闸的解除机构电连接。

伺服电动机6具有电动机主体13以及从电动机主体13延伸出的电动机输出轴14。在电动机主体13形成着供用于将电动机主体13固定在对象物的固定螺栓15插通的螺栓孔16。在电动机输出轴14的前端部形成着齿轮17。

如图3a至图3c及图4a至图4c所示，电动机侧接点辅具7具有：有孔板部件19，利用螺丝18而能够卸除地固定在伺服电动机6的后端部；以及电动机侧连接器21，以一对l字状部件20固定在该有孔板部件19的一侧。

在电动机侧连接器21形成着所述电动机侧接点12。在电动机侧连接器21，在电动机侧接点12的两侧形成着一对接收孔22。一对接收孔22作为将机器人侧接点辅具5连接于电动机侧接点辅具7时的导引机构而发挥功能。

如图5a至图5c及图6a至图6d所示，机器人侧接点辅具5具有：基端部件23，固定在末端执行器4；一对细长部件24，从该基端部件23延伸；以及机器人侧连接器25，设置在这些细长部件24之间。一对细长部件24各自的前端部24a呈前端变细形状。

在机器人侧连接器25形成着所述机器人侧接点11。另外，在机器人侧连接器25，形成着电连接于机器人控制器9的电缆线(省略图示)所连接的连接端口26。

如图7所示，机器人侧接点辅具5的一对细长部件24形成为能够插入至电动机侧接点辅具7的一对接收孔22。机器人侧接点辅具5的细长部件24由于它的前端部24a呈前端变细形状，因此具有插入至电动机侧接点辅具7的接收孔22时将机器人侧接点辅具5相对于电动机侧接点辅具7定位的功能。

其次，针对使用所述本实施方式的电动机安装装置1将伺服电动机6安装在特定的安装位置的方法，参照附图进行说明。

如图1所示，将末端执行器4的电动机固持机构8的一对固持爪10设为开放状态，由机器人控制器9驱动作业机器人2的臂3，使末端执行器4向载置在作业台等的伺服电动机6移动。此外，对于伺服电动机6，由作业员预先将电动机侧接点辅具7利用18螺丝能够卸除地安装在其上。

如果使末端执行器4向伺服电动机6移动，那么像参照图7说明的那样，机器人侧接点辅具5的一对细长部件24一边发挥它的定位功能，一边插入至电动机侧接点辅具7的一对接收孔22。如果机器人侧接点辅具5的一对细长部件24插入至电动机侧接点辅具7的一对接收孔22，那么如图8a所示，机器人侧接点辅具5的机器人侧接点11与电动机侧接点辅具7的电动机侧接点12连接(接点连接步骤)。

从图8a所示的状态，由机器人控制器9驱动末端执行器4，将它的一对固持爪10从开放状态向关闭状态切换。由此，如图8b所示，由末端执行器4的一对固持爪10固持伺服电动机6。

如上所述，在使用本实施方式的电动机安装装置1的电动机安装方法中，在使末端执行器4移动至载置有作为搬送对象物的伺服电动机6的位置并且加以固持的一连串动作中，机器人侧接点辅具5的机器人侧接点11与电动机侧接点辅具7的电动机侧接点12的连接完成。

当如图8b所示由末端执行器4固持伺服电动机6后，由机器人控制器9驱动作业机器人2搬送伺服电动机6，且如图8c所示，在制造中的产品的特定位置定位伺服电动机6(电动机搬送步骤)。

此处，在本实施方式中，使用电动机安装装置1，将伺服电动机6安装在制造中的机器人(产品机器人)26。也就是说，将伺服电动机6的电动机输出轴14插入至设置在产品机器人26侧的插入孔27，使形成在电动机输出轴14的齿轮17与产品机器人26的驱动轴侧的齿轮28啮合。

其次，将来自机器人控制器9的电力供给至机器人侧接点辅具5的机器人侧接点11，并且经由电动机侧接点辅具7的电动机侧接点12将电力供给至伺服电动机6(电力供给步骤)。由此，解除伺服电动机6的电磁闸。

在已解除伺服电动机6的电磁闸的状态下，由机器人控制器9驱动作业机器人2，使伺服电动机6的电动机主体13绕电动机输出轴14旋转。由此，使形成在电动机主体13的固定螺栓用孔16与形成在产品机器人侧的螺孔29对位(电动机主体定位步骤)。

此时，由于伺服电动机6的电磁闸被预先解除，因此电动机输出轴14处于能够相对于电动机主体13自由旋转的状态。因此，即使利用作业机器人2使电动机主体13旋转，其旋转力也不会传递至电动机输出轴14，即使制造中的产品机器人26的姿势被确实固定，也不会对产品机器人26侧施加多余的力。

如上所述，根据本实施方式的电动机安装装置1及方法，能对末端执行器4所固持的伺服电动机6，经由机器人侧接点辅具5的机器人侧接点11及电动机侧接点辅具7的电动机侧接点12供给电力，因此能根据需要来解除伺服电动机6的电磁闸。由此，即使在使电动机输出轴14的齿轮17与产品机器人26的驱动轴侧的齿轮28啮合的状态下，也能在电动机输出轴14的轴线周围无障碍地进行电动机主体13的定位。

另外，在本实施方式中，由于能将机器人控制器9作为电源而解除伺服电动机6的电磁闸，因此无需准备用于解除电磁闸的专用电源。由此，可简化电动机安装装置1的构造。

另外，在本实施方式中，经由机器人侧接点11及电动机侧接点12供给至伺服电动机6的电力是用来解除伺服电动机6的电磁闸的，与用于驱动伺服电动机的电力相比极小。因此，连接于机器人侧接点部件5的电缆线较细便足够，而易于进行电缆线的牵拉。

此外，作为所述的实施方式的一变化例，也可经由机器人侧接点辅具5的机器人侧接点11及电动机侧接点辅具7的电动机侧接点12，不仅供给用于解除伺服电动机6的电磁闸的电力，还供给用于旋转驱动伺服电动机6的电力，以收发控制信号。

这样一来，在将伺服电动机6安装在制造中的产品机器人26后，可经由机器人侧接点11及电动机侧接点12，将电力及控制信号供给至伺服电动机6而旋转控制伺服电动机6，由此，可将制造中的产品机器人26的姿势变为适于当前作业的姿势。

此外，在所述的实施方式中，虽以使用作业机器人制造产品机器人的情况为例进行了说明，但本发明的电气设备安装装置及方法也可应用在产品机器人以外的产品的制造。

另外，在所述的实施方式中，虽以使用作业机器人将电动机安装在特定位置的情况为例进行了说明，但本发明的电气设备安装装置及方法也可应用在电动机以外的电气设备的安装。

[符号的说明]

1电动机安装装置(电气设备安装装置)

2作业机器人

3作业机器人的臂

4末端执行器

5机器人侧接点辅具

6伺服电动机(电气设备)

7电动机侧接点辅具(电气设备侧接点辅具)

8末端执行器的电动机固持机构

9作业机器人的机器人控制器

10电动机固持机构的固持爪

11机器人侧接点

12电动机侧接点(电气设备侧接点)

13电动机主体

14电动机输出轴

15伺服电动机的固定螺栓

16伺服电动机的螺栓孔

17电动机输出轴的齿轮

18电动机侧接点辅具的螺丝

19电动机侧接点辅具的有孔板部件

20l字状部件

21电动机侧连接器

22电动机侧接点辅具的接收孔

23机器人侧接点辅具的基端部件

24机器人侧接点辅具的细长部件

24a细长部件的前端部

25机器人侧连接器

26产品机器人

27产品机器人的插入孔

28产品机器人的驱动轴的齿轮

29产品机器人侧的螺孔