多任务应用的多轴机器人的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种多任务应用的多轴机器人包含座体、多个臂件、至少一腕件、第一衔接结构及第二衔接结构。臂件由座体依序连接而出，且臂件与座体中的任两相邻者配置以相对转动。腕件连接至相对于座体排列最远的臂件，并配置以相对相连接的臂件转动。第一衔接结构设置于腕件上，并配置以连接第一加工具。第二衔接结构设置于所述多个臂件中的一个上，并配置以连接第二加工具。
【专利说明】
多任务应用的多轴机器人
技术领域
[0001]本发明涉及一种多任务应用的多轴机器人。
【背景技术】
[0002]相较于汽车产业等其他机械手臂使用产业，3C产业产品生命周期短，汰换率高。正因如此，3C产业对机器人产品的需求愈来愈高。目前，3C产业广泛应用的SCARA( SelectiveCompliance Assembly Robot Arm)机器人，主要是为了平面工作而设计。具体来说，它依靠两个旋转关节实现X-Y平面内的快速定位，依靠一个移动关节和一个旋转关节在Z方向上做伸缩和旋转运动。这种结构特性使得SCARA机器人擅长从一点抓取物体，然后快速的安放到另一点。因此，SCARA机器人在自动装配生产在线得到了广泛的应用。
[0003]虽然SCARA机器人的优点是高速、一二臂旋转关节刚性强、价格较低、有效工作范围大、针对XY水平面优化、逆向运动学简易等，但其缺点是只能水平工作，且Z轴行程短。因此，目前的3C产业应用SCARA机器人的自动化工站，仍受到了许多限制。
[0004]为了执行立体动作，也可考虑使用传统的六轴机械臂。六轴机械臂的优点有臂长够长、灵活角度、可针对3D连续路径优化…等，几乎可使用于所有应用。然而，六轴机械臂的缺点是速度慢、价格高、球状工作范围受限、逆向运动学困难、有奇异点等。
[0005]另外，上述各种机器人为了执行多项工作而需要不同末端器具时，都是将多个末端器具做成同一个器具，并锁在同一法兰头上，再透过旋转的方式来达成切换不同末端器具的应用。然而，此种作法将使得整合后的末端器具的重量与体积加倍，使得其切换时的旋转速度因角惯量增加而变慢，严重影响整个机器人在操作上的速度与灵活度。
[0006]因此，如何提出一种可解决上述问题的多轴机器人，是目前业界亟欲投入研发资源解决的问题之一。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种同时拥有两种负重、臂长、精准度以及自由度的两个末端器具，进而可以柔性分配工作的多任务应用的多轴机器人。
[0008]为了达到上述目的，本发明提供了一种多任务应用的多轴机器人，包括:座体、多个臂件、至少一腕件、第一衔接结构、以及第二衔接结构。臂件由座体依序连接而出，且座体与臂件中的任两相邻者配置以相对转动。腕件连接至相对于座体排列最远的臂件，并配置以相对相连接的臂件转动。第一衔接结构设置于腕件上，并配置以连接第一加工具。第二衔接结构设置于所述多个臂件中的一个上，并配置以连接第二加工具。
[0009]优选的，在上述的多任务应用的多轴机器人，所述第二衔接结构设置于相对于座体排列最远的臂件上。
[0010]优选的，在上述的多任务应用的多轴机器人，臂件配置以平行于第一平面相对座体转动。腕件配置以平行于第二平面相对所连接的臂件转动。
[0011]优选的，在上述的多任务应用的多轴机器人，多任务应用的多轴机器人还包含升降件。升降件枢接至座体且连接相邻的臂件，或连接于所述多个臂件与腕件中的相邻两者之间。升降件配置以使多任务应用的多轴机器人相对于座体排列于升降件之后的部件沿升降方向升降。
[0012]优选的，在上述的多任务应用的多轴机器人，升降件枢接座体。臂件包含第一臂件、第二臂件以及第三臂件。第一臂件的一端可滑动地连接升降件。第二臂件的一端枢接至第一臂件的另一端。第三臂件的一端枢接至第二臂件的另一端。腕件枢接至第三臂件的另一端。
[0013]优选的，在上述的多任务应用的多轴机器人，第二衔接结构设置于第三臂件上，并邻近第三臂件枢接至第二臂件的那一端。
[0014]优选的，在上述的多任务应用的多轴机器人，至少一腕件包含第一腕件以及第二腕件。第一腕件连接至相对于座体排列最远的臂件，并配置以平行于第二平面相对所连接的臂件转动。第二腕件枢接至第一腕件，并配置以平行于第三平面相对第一腕件转动。
[0015]优选的，在上述的多任务应用的多轴机器人，第一衔接结构设置于第二腕件上，并位于第二腕件远离第一腕件的一端。
[0016]为了达到上述目的，本发明还提供了一种操作方法，用以操作如上所述的多任务应用的多轴机器人组装位于第一位置的第一工件以及位于第二位置的第二工件。所述操作方法包含:(a)使所述多个臂件中的至少一个相对座体移动或进一步还使腕件相对相连接的臂件移动，致使第一拾取器移动至第一位置；(b)利用第一拾取器拾取第一工件；(C)使腕件相对相连接的臂件移动或进一步还使所述多个臂件中的至少一个相对座体移动，致使第二拾取器移动至第二位置；(d)利用第二拾取器拾取第二工件；(e)使所述多个臂件中的至少一个相对座体移动，致使第二拾取器移动至第三位置；(f)利用第二拾取器将第二工件放置于第三位置；(g)使所述多个臂件中的至少一个相对座体移动并使腕件相对相连接的臂件移动，致使第一拾取器移动至第三位置；以及(h)利用第一拾取器将第一工件组装至第二工件。
[0017]优选的，在上述的操作方法中，还包含:(i)使所述多个臂件中的至少一个相对座体移动并使腕件相对相连接的臂件移动，致使第二拾取器移动至第三位置；(j)利用第二拾取器拾取组装后的第一工件与第二工件；(k)使所述多个臂件中的至少一个相对座体移动，致使第二拾取器将组装后的第一工件与第二工件移动至第四位置；以及(I)利用第二拾取器将组装后的第一工件与第二工件放置于第四位置。
[0018]综上所述，本发明的多任务应用的多轴机器人系将两个衔接结构分别配置在不同部件上(例如，一个衔接结构设置于一臂件上，另一个衔接结构设置于一腕件上)，使得多任务应用的多轴机器人可同时拥有两种精准度、负重、臂长以及自由度的末端器具，进而可以达到柔性分配工作的目的。本发明的多任务应用的多轴机器人采用两个独立衔接结构的结构配置，可有效减少位于机械臂末端的末端器具的重量，使得整机速度可因角惯量减少而增加。不仅如此，由于位于机械臂末端的末端器具的体积也减少了，可使得整机的动作更加灵活。
[0019]以上所述仅系用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关图式中详细介绍。
【附图说明】
[0020]图1为本发明一实施方式中多任务应用的多轴机器人的立体图；
[0021]图2为本发明一实施方式中多任务应用的多轴机器人的操作方法的流程图；
[0022]图3A为本发明一实施方式中多任务应用的多轴机器人的操作立体图，其中多任务应用的多轴机器人于工作台上拾取第一工件；
[0023]图3B为图3A中的多任务应用的多轴机器人的下一操作立体图，其中多任务应用的多轴机器人于工作台上拾取第二工件；
[0024]图3C为绘示图3B中的多任务应用的多轴机器人的下一操作立体图，其中多任务应用的多轴机器人于工作台上放置第二工件；
[0025]图3D为图3C中的多任务应用的多轴机器人的下一操作立体图，其中多任务应用的多轴机器人将第一工件斜放组装至第二工件；
[0026]图4A为本发明另一实施方式中多任务应用的多轴机器人的示意图；
[0027]图4B为本发明另一实施方式中多任务应用的多轴机器人的示意图；
[0028]图4C为本发明另一实施方式中多任务应用的多轴机器人的示意图；
[0029]图4D为本发明另一实施方式中多任务应用的多轴机器人的示意图；
[0030]图4E为本发明另一实施方式中多任务应用的多轴机器人的示意图；
[0031]图4F为本发明另一实施方式中多任务应用的多轴机器人的示意图；
[0032]图5为本发明另一实施方式中多任务应用的多轴机器人的立体图。
[0033]图中:100、300、400、500、600、700、800:多任务应用的多轴机器人
[0034]110:第一转动模块
[0035]111:座体
[0036]112:第一臂件
[0037]113:第二臂件
[0038]114:第三臂件
[0039]丨20:第二转动模块
[0040]121:第一腕件
[0041]122:第二腕件
[0042]130:升降件
[0043]140a:第一衔接结构
[0044]140b:第二衔接结构
[0045]150a:第一拾取器
[0046]150b:第二拾取器
[0047]2:工作台
[0048]20:第一工件
[0049]21:第二工件
[0050]22:治具
[0051]A:升降方向
[0052]Pl:第一位置
[0053]P2:第二位置
[0054]P3:第三位置
【具体实施方式】
[0055]下面将结合示意图对本发明的【具体实施方式】进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0056]请参照图1，其为绘示本发明一实施方式中的多任务应用的多轴机器人100的立体图。如图1所示，于本实施方式中，多任务应用的多轴机器人100包含座体111、第一臂件112、第二臂件113、第三臂件114、第一腕件121、第二腕件122、第一衔接结构140a、第一加工具、第二衔接结构140b以及第二加工具。第一臂件112、第二臂件113与第三臂件114由座体111依序连接而出，且第一臂件112、第二臂件113、第三臂件114与座体111中的任两相邻者配置以相对转动。第一臂件112连接至第二臂件113，并配置以相对第二臂件113转动。第一腕件121连接至相对于座体111排列最远的臂件(即第三臂件114)，并配置以相对所连接的臂件转动。第二腕件122枢接至第一腕件121，并配置以相对第一腕件121转动。相对来说，第二腕件122是经由第一腕件121而连接至第三臂件114。第一衔接结构140a设置于第二腕件122上。第一加工具连接至第一衔接结构140a。第二衔接结构140b设置于第三臂件114。第二加工具连接至第二衔接结构140b。于本实施方式中，第一加工具是以第一拾取器150a为例，而第二加工具是以第二拾取器150b为例。其中，第一拾取器150a系配置以拾取或放置第一工件20(见图3A)，而第二拾取器150b系配置以拾取或放置第二工件21(见图3B)。然而，于实际应用中，第一加工具与第二加工具并不以此为限，可依据实际需求而更换具有其他功能的加工具。
[0057]于一些实施方式中，第一衔接结构140a与第二衔接结构140b为法兰头，但本发明并不以此为限。
[0058]于一些实施方式中，多任务应用的多轴机器人100亦可省略第一衔接结构140a与第二衔接结构140b，且第一加工具与第二加工具是直接内建于多任务应用的多轴机器人100上的组件。
[0059]进一步来说，于本实施方式中，多任务应用的多轴机器人100还包含升降件130。升降件130枢接至座体111且连接第一臂件112。升降件130配置以使多任务应用的多轴机器人100相对于座体111排列于升降件130之后的部件(即第一臂件112、第二臂件113、第三臂件114、第一腕件121、第二腕件122、第一衔接结构140a、第一拾取器150a、第二衔接结构140b以及第二拾取器150b)沿升降方向A(例如，平行于Z轴的方向)升降。
[0060]具体来说，于本实施方式中，第一臂件112的一端可滑动地连接升降件130。第二臂件113的一端枢接至第一臂件112的另一端。第三臂件114的一端枢接至第二臂件113的另一端。藉由上述结构配置，本实施方式中的多任务应用的多轴机器人100系将第一衔接结构140a与第二衔接结构140b分别配置在不同部件上(如图1所示，第一衔接结构140a设置于第二腕件122上，第二衔接结构140b设置于第三臂件114上)，使得多任务应用的多轴机器人100可同时拥有两种精准度、负重、臂长以及自由度的末端器具(即第一拾取器150a与第二拾取器150b)，进而可以达到柔性分配工作的目的。并且，本实施方式的多任务应用的多轴机器人100采用两个独立衔接结构的结构配置，可有效减少位于机械臂末端的末端器具(gp第一拾取器150a)的重量，使得整机速度可因角惯量减少而增加。不仅如此，由于位于机械臂末端的末端器具的体积也减少了，可使得整机的动作更加灵活。
[0061]再回到图1，于本实施方式中，座体111、第一臂件112、第二臂件113与第三臂件114可构成第一转动模块110。第一臂件112、第二臂件113与第三臂件114配置以平行于第一平面(例如，平行于X轴与Y轴所形成的XY平面)相对座体111转动。第一腕件121与第二腕件122可构成第二转动模块120。第一腕件121配置以平行于第二平面(例如，平行于X轴与Z轴所形成的XZ平面)相对第三臂件114转动。第二腕件122配置以平行于第三平面(例如，平行于Y轴与Z轴所形成的YZ平面)相对第一腕件121转动。
[0062]藉由此结构配置，本实施方式中的多任务应用的多轴机器人100可藉由第一臂件112、第二臂件113与第三臂件114提供平面与快速的工作特性，并藉由第一腕件121与第二腕件122执行柔性角度动作(可达六自由度)，因此可针对“快速水平移动到目的地后执行水平/立体动作”的作动模式进行优化。举例来说，本实施方式中的多任务应用的多轴机器人100可轻易地对图3D中所示的第一工件20执行斜放的动作(透过第一腕件121相对第三臂件114转动)，这是习知的SCARA机器人无法执行的动作。并且，本实施方式中的多任务应用的多轴机器人100完成整个动作(即移动到目的地后执行斜放的动作)比传统的六轴机械臂更为迅速。
[0063]于一些实施方式中，上述的第二平面(即第一腕件121转动时所平行的平面)实质上垂直于第一平面(即第一转动模块110中各臂件转动时所平行的平面)，但本发明并不以此为限。
[0064]于一些实施方式中，上述的升降方向A实质上垂直于第一平面(即第一转动模块110中各臂件转动时所平行的平面)，但本发明并不以此为限。
[0065]于本实施方式中，上述的第一衔接结构140a位于第二腕件122远离第一腕件121的一端，但本发明并不以此为限。举例来说，于一些实施方式中，多任务应用的多轴机器人100可仅包含第一腕件121(即省略第二腕件122)，且第一衔接结构140a改为设置于第一腕件121的末端，同样可达到利用第一拾取器150a拾取或放置第一工件20的目的。虽然无法达到第I图所示的多任务应用的多轴机器人100的全自由度，但仍能执行前述斜放的动作，且可以少用一轴马达，因此整机建置成本可降低。
[0066]于本实施方式中，第二衔接结构140b设置于第三臂件114上，并邻近第三臂件114枢接至第二臂件113的那一端，但本发明并不以此为限。于实际应用中，第二衔接结构140b可设置于第一臂件112、第二臂件113与第三臂件114上的任一处。举例来说，请先参照图5，其为本发明另一实施方式中的多任务应用的多轴机器人的立体图。如图5所示，在本实施方式中，第二衔接结构140b系设置于第三臂件114的两端之间。因此，相较于图1所示的实施方式，本实施方式中的第二衔接结构140b的设置位置可具有较大的移动范围(即大于第三臂件114枢接至第二臂件113的那一端旋转时所涵盖的最大移动范围)。藉此，连接至第二衔接结构140b的第二拾取器150b的移动范围也可对应地增加。
[0067]于一些实施方式中，多任务应用的多轴机器人100所采用的臂件的数量亦可大于三，进而可增加自由度以符合实际需求。
[0068]请参照图2至图3D。图2为本发明一实施方式中多任务应用的多轴机器人的操作方法的流程图。图3A为本发明一实施方式中多任务应用的多轴机器人100的操作立体图，其中多任务应用的多轴机器人100于工作台2上拾取第一工件20。图3B为图3A中的多任务应用的多轴机器人100的下一操作立体图，其中多任务应用的多轴机器人100于工作台2上拾取第二工件21。图3C为图3B中的多任务应用的多轴机器人100的下一操作立体图，其中多任务应用的多轴机器人100于工作台2上放置第二工件21。图3D为图3C中的多任务应用的多轴机器人100的下一操作立体图，其中多任务应用的多轴机器人100将第一工件20斜放组装至第二工件21。以下将以图3A至图3D配合说明图2中的操作方法所包含的步骤S1I?S112。
[0069]首先，要说明的是，图2所示的操作方法用以操作多任务应用的多轴机器人组装位于工作台上的第一位置的第一工件以及位于工作台上的第二位置的第二工件。多任务应用的多轴机器人包含座体、由座体依序连接而出的多个臂件、连接至相对于座体排列最远的臂件的至少一腕件、设置于腕件上的第一衔接结构、连接至第一衔接结构的第一拾取器、设置于所述多个臂件中的一个上的第二衔接结构以及连接至第二衔接结构的第二拾取器。举例来说，图2所示的操作方法可用以操作图1所示的多任务应用的多轴机器人100，但本发明并不以此为限。
[0070]本控制方法可先进行步骤SlOl，其中所述多个臂件中的至少一个系相对座体移动或腕件系进一步还相对相连接的臂件移动，致使第一拾取器移动至第一位置。本控制方法接着进行步骤S102，其中第一拾取器系利用来拾取第一工件。以图1与图3A所示的多任务应用的多轴机器人100为例，可藉由使第一腕件121相对第三臂件114转动，或进一步还使第一臂件112、第二臂件113与第三臂件114中的至少一者相对座体111转动，致使第一拾取器150a移动至第一位置Pl，接着再以第一拾取器150a拾取第一工件20。
[0071]本控制方法接着进行步骤S103，其中所述多个臂件中的至少一个系相对座体移动或腕件系进一步还相对相连接的臂件移动，致使第二拾取器移动至第二位置。本控制方法接着进行步骤S104，其中第二拾取器系利用来拾取第二工件。以图1与图3B所示的多任务应用的多轴机器人100为例，可藉由使第一臂件112、第二臂件113与第三臂件114中的至少一者相对座体111移动，或进一步还使第一腕件121相对第三臂件114转动，致使第二拾取器150b移动至第二位置P2，接着再以第二拾取器150b拾取第二工件21。
[0072]本控制方法接着进行步骤S105，其中所述多个臂件中的至少一个系相对座体移动，致使第二拾取器移动至第三位置。本控制方法接着进行步骤S106，其中第二拾取器系利用来将第二工件放置于第三位置。以图1与图3C所示的多任务应用的多轴机器人100为例，可藉由使第一臂件112、第二臂件113与第三臂件114中的至少一者相对座体111移动，致使第二拾取器150b移动至第三位置P3，接着再以第二拾取器150b将第二工件21放置于第三位置P3。举例来说，工作台2上的第三位置P3设置有治具22，因此执行步骤S106之后，可将第二工件21即被第二拾取器150b放置于治具22上。
[0073]本控制方法接着进行步骤S107，其中所述多个臂件中的至少一个系相对座体移动且腕件系相对相连接的臂件移动，致使第一拾取器移动至第三位置。本控制方法接着进行步骤S108，其中第一拾取器系利用来将第一工件组装至第二工件。以图1与图3D所示的多任务应用的多轴机器人100为例，可藉由使第一臂件112、第二臂件113与第三臂件114中的至少一者相对座体111移动，并使第一腕件121相对第三臂件114转动，致使第一拾取器150a移动至第三位置P3，接着再以第一拾取器150a将第一工件20斜放组装至第二工件21。
[0074]于一些实施方式中，本控制方法还可接着进行步骤S109?S112。于步骤S109中，所述多个臂件中的至少一个系相对座体移动且腕件系相对相连接的臂件移动，致使第二拾取器移动至第三位置。于步骤SllO中，第二拾取器系利用来拾取组装后的第一工件与第二工件。以图1与图3D所示的多任务应用的多轴机器人100为例，可藉由使第一臂件112、第二臂件113与第三臂件114中的至少一者相对座体111移动，并使第一腕件121相对第三臂件114转动，致使第二拾取器150b移动至第三位置P3，接着再以第二拾取器150b拾取组装后的第一工件20与第二工件21。
[0075]接着，在步骤Slll中，所述多个臂件中的至少一个系相对座体移动，致使第二拾取器将组装后的第一工件与第二工件移动至第四位置。于步骤S112中，第二拾取器系利用来将组装后的第一工件与第二工件放置于第四位置。以图1与图3D所示的多任务应用的多轴机器人100为例，可藉由使第一臂件112、第二臂件113与第三臂件114中的至少一者相对座体111移动，致使第二拾取器150b移动至第四位置(例如出料区)，接着再以第二拾取器150b将组装后的第一工件20与第二工件21放置于第四位置。
[0076]由以上有关本控制方法的步骤的说明可知，由于本实施方式中的多任务应用的多轴机器人是将两个衔接结构分别配置在不同部件上，使得多任务应用的多轴机器人可同时拥有两种精准度、负重、臂长以及自由度的末端器具(即第一拾取器与第二拾取器)，进而可以达到柔性分配工作的目的。并且，本实施方式的多任务应用的多轴机器人采用两个独立衔接结构的结构配置，可有效减少位于机械臂末端的末端器具(即第一拾取器)的重量，使得整机速度可因角惯量减少而增加。不仅如此，由于位于机械臂末端的末端器具的体积也减少了，可使得整机的动作更加灵活。
[0077]请参照图4A，其为本发明另一实施方式中多任务应用的多轴机器人300的示意图。如图4A所示，在本实施方式中，多任务应用的多轴机器人300同样包含第一臂件112、第二臂件113、第三臂件114、第一腕件121、第二腕件122、第一衔接结构140a、第一拾取器150a、第二衔接结构140b以及第二拾取器150b。在此要说明的是，本实施方式相较于图1所示的实施方式的差异之处，在于本实施方式针对于臂件、腕件与升降件130的连接顺序提供了替代方案。具体来说，在本实施方式的多任务应用的多轴机器人300中，升降件130连接至座体111。第一臂件112的一端可滑动地枢接至升降件130。第二臂件113的一端枢接至第一臂件112的另一端。第三臂件114的一端枢接至第二臂件113的另一端。第一腕件121枢接至第三臂件114的另一端。第二腕件122枢接至第一腕件121。在此结构配置之下，本实施方式的多任务应用的多轴机器人300同样可藉由第一转动模块110提供平面与快速的工作特性，并藉由第二转动模块120执行柔性角度动作(可达六自由度)，因此同样可完成前述“快速水平移动到目的地后执行斜板平放”的动作。
[0078]请参照图4B，其为本发明另一实施方式中的多任务应用的多轴机器人400的示意图。如图4B所示，在本实施方式中，多任务应用的多轴机器人400同样包含第一臂件112、第二臂件113、第三臂件114、第一腕件121、第二腕件122、第一衔接结构140a、第一拾取器150a、第二衔接结构140b以及第二拾取器150b。在此要说明的是，本实施方式相较于图1所示的实施方式的差异之处，在于本实施方式针对于臂件、腕件与升降件130的连接顺序提供了替代方案。具体来说，在本实施方式的多任务应用的多轴机器人400中，第一臂件112的一端枢接至座体111，且第一臂件112的另一端可滑动地连接升降件130。第二臂件113的一端枢接至升降件130。第三臂件114的一端枢接至第二臂件113的另一端。第一腕件121枢接至第三臂件114的另一端。第二腕件122枢接至第一腕件121。在此结构配置之下，本实施方式中的多任务应用的多轴机器人400同样可藉由第一转动模块110提供平面与快速的工作特性，并藉由第二转动模块120执行柔性角度动作(可达六自由度)，因此同样可完成前述“快速水平移动到目的地后执行斜板平放”的动作。
[0079]请参照图4C，其为本发明另一实施方式中多任务应用的多轴机器人500的示意图。如图4B所示，在本实施方式中，多任务应用的多轴机器人500同样包含第一臂件112、第二臂件113、第三臂件114、第一腕件121、第二腕件122、第一衔接结构140a、第一拾取器150a、第二衔接结构140b以及第二拾取器150b。在此要说明的是，本实施方式相较于图1所示的实施方式的差异之处，在于本实施方式针对于臂件、腕件与升降件130的连接顺序提供了替代方案。具体来说，在本实施方式的多任务应用的多轴机器人500中，第一臂件112的一端枢接至座体111，且第一臂件112的另一端可滑动地枢接至升降件130。第二臂件113的一端连接升降件130。第三臂件114的一端枢接至第二臂件113的另一端。第一腕件121枢接至第三臂件114的另一端。第二腕件122枢接至第一腕件121。在此结构配置之下，本实施方式中的多任务应用的多轴机器人500同样可藉由第一转动模块110提供平面与快速的工作特性，并藉由第二转动模块120执行柔性角度动作(可达六自由度)，因此同样可完成前述“快速水平移动到目的地后执行斜板平放”的动作。
[0080]请参照图4D，其为本发明另一实施方式中多任务应用的多轴机器人600的示意图。如图4D所示，在本实施方式中，多任务应用的多轴机器人600同样包含第一臂件112、第二臂件113、第三臂件114、第一腕件121、第二腕件122、第一衔接结构140a、第一拾取器150a、第二衔接结构140b以及第二拾取器150b。在此要说明的是，本实施方式相较于图1所示的实施方式的差异之处，在于本实施方式针对于臂件、腕件与升降件130的连接顺序提供了替代方案。具体来说，在本实施方式的多任务应用的多轴机器人600中，第一臂件112的一端枢接至座体111。第二臂件113的一端枢接至第一臂件112的另一端，且第二臂件113的另一端可滑动地连接升降件130。第三臂件114的一端枢接至升降件130。第一腕件121枢接至第三臂件114的另一端。第二腕件122枢接至第一腕件121。在此结构配置之下，本实施方式中的多任务应用的多轴机器人600同样可藉由第一转动模块110提供平面与快速的工作特性，并藉由第二转动模块120执行柔性角度动作(可达六自由度)，因此同样可完成前述“快速水平移动到目的地后执行斜板平放”的动作。
[0081]请参照图4E，其为本发明另一实施方式中多任务应用的多轴机器人700的示意图。如图4E所示，在本实施方式中，多任务应用的多轴机器人700同样包含第一臂件112、第二臂件113、第三臂件114、第一腕件121、第二腕件122、第一衔接结构140a、第一拾取器150a、第二衔接结构140b以及第二拾取器150b。在此要说明的是，本实施方式相较于图1所示的实施方式的差异之处，在于本实施方式针对于臂件、腕件与升降件130的连接顺序提供了替代方案。具体来说，在本实施方式的多任务应用的多轴机器人700中，第一臂件112的一端枢接至座体111。第二臂件113的一端枢接至第一臂件112的另一端，且第二臂件113的另一端可滑动地枢接至升降件130。第三臂件114的一端连接升降件130。第一腕件121枢接至第三臂件114的另一端。第二腕件122枢接至第一腕件121。在此结构配置之下，本实施方式中的多任务应用的多轴机器人700同样可藉由第一转动模块110提供平面与快速的工作特性，并藉由第二转动模块120执行柔性角度动作(可达六自由度)，因此同样可完成前述“快速水平移动到目的地后执行斜板平放”的动作。
[0082]请参照图4F，其为本发明另一实施方式中多任务应用的多轴机器人800的示意图。如图4F所示，在本实施方式中，多任务应用的多轴机器人800同样包含第一臂件112、第二臂件113、第三臂件114、第一腕件121、第二腕件122、第一衔接结构140a、第一拾取器150a、第二衔接结构140b以及第二拾取器150b。在此要说明的是，本实施方式相较于图1所示的实施方式的差异之处，在于本实施方式针对于臂件、腕件与升降件130的连接顺序提供了替代方案。具体来说，在本实施方式的多任务应用的多轴机器人800中，第一臂件112的一端枢接至座体111。第二臂件113的一端枢接至第一臂件112的另一端。第三臂件114的一端枢接至第二臂件113的另一端，且第三臂件114的另一端可滑动地连接升降件130。第一腕件121枢接至升降件130。第二腕件122枢接至第一腕件121。在此结构配置之下，本实施方式中的多任务应用的多轴机器人800同样可藉由第一转动模块110提供平面与快速的工作特性，并藉由第二转动模块120执行柔性角度动作(可达六自由度)，因此同样可完成前述“快速水平移动到目的地后执行斜板平放”的动作。此外，本实施方式相较于图1所示的实施方式的另一个差异之处，在于本实施方式中的第二衔接结构140b系设置于第一腕件121上，但本实施方式同样可同时拥有两种精准度、负重、臂长以及自由度的末端器具，进而同样可达到柔性分配工作的目的。
[0083]由以上对于本发明的【具体实施方式】的详述，可以明显地看出，本发明的多任务应用的多轴机器人系将两个衔接结构分别配置在不同部件上(例如，一个衔接结构设置于一臂件上，另一个衔接结构设置于一腕件上)，使得多任务应用的多轴机器人可同时拥有两种精准度、负重、臂长以及自由度的末端器具，进而可以达到柔性分配工作的目的。本发明的多任务应用的多轴机器人采用两个独立衔接结构的结构配置，可有效减少位于机械臂末端的末端器具的重量，使得整机速度可因角惯量减少而增加。不仅如此，由于位于机械臂末端的末端器具的体积也减少了，可使得整机的动作更加灵活。
[0084]虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并不用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
【主权项】
1.一种多任务应用的多轴机器人，其特征在于，包含: 一座体； 多个臂件，由所述座体依序连接而出，且所述多个臂件与所述座体中的任两相邻者配置以相对转动； 至少一腕件，连接至相对于所述座体排列最远的一个臂件，并配置以相对相连接的臂件转动； 一第一衔接结构，设置于所述腕件上，并配置以连接一第一加工具；以及 一第二衔接结构，设置于所述多个臂件中的一个上，并配置以连接一第二加工具。2.如权利要求1所述的多任务应用的多轴机器人，其特征在于，所述第二衔接结构设置于相对于所述座体排列最远的一个臂件上。3.如权利要求1所述的多任务应用的多轴机器人，其特征在于，所述多个臂件配置以平行于一第一平面相对所述座体转动，且所述腕件配置以平行于一第二平面相对所连接的臂件转动。4.如权利要求1所述的多任务应用的多轴机器人，其特征在于，还包含升降件，所述升降件枢接至所述座体且连接相邻的臂件，或连接于所述多个臂件与所述腕件中的相邻两者之间，所述升降件配置以使所述多任务应用的多轴机器人相对于所述座体排列于所述升降件之后的部件沿一升降方向升降。5.如权利要求4所述的多任务应用的多轴机器人，其中所述升降件枢接所述座体，所述多个臂件包含: 一第一臂件，其一端可滑动地连接所述升降件；以及 一第二臂件，其一端枢接至所述第一臂件的另一端；以及 一第三臂件，其一端枢接至所述第二臂件的另一端，其中所述腕件枢接至所述第三臂件的另一端。6.如权利要求5所述的多任务应用的多轴机器人，其中所述第二衔接结构设置于所述第三臂件上，并邻近所述第三臂件枢接至所述第二臂件的那一端。7.如权利要求1所述的多任务应用的多轴机器人，其中所述至少一腕件包含: 一第一腕件，连接至相对于所述座体排列最远的臂件，并配置以平行于所述第二平面相对所连接的臂件转动；以及 一第二腕件，枢接至所述第一腕件，并配置以平行于一第三平面相对所述第一腕件转动。8.如权利要求7所述的多任务应用的多轴机器人，其中所述第一衔接结构设置于所述第二腕件上，并位于所述第二腕件远离所述第一腕件的一端。9.一种操作方法，其特征在于，用以操作如权利要求1至8中任一项所述的多任务应用的多轴机器人组装位于第一位置的第一工件以及位于第二位置的第二工件，所述操作方法包含: (a)使所述腕件相对相连接的臂件移动或进一步还使所述多个臂件中的至少一个相对所述座体移动，致使所述第一拾取器移动至所述第一位置； (b)利用所述第一拾取器拾取所述第一工件； (C)使所述多个臂件中的至少一者相对所述座体移动或进一步还使所述腕件相对相连接的臂件移动，致使所述第二拾取器移动至所述第二位置； (d)利用所述第二拾取器拾取所述第二工件； (e)使所述多个臂件中的至少一个相对所述座体移动，致使所述第二拾取器移动至一第三位置； (f)利用所述第二拾取器将所述第二工件放置于所述第三位置； (g)使所述多个臂件中的至少一个相对所述座体移动并使所述腕件相对相连接的臂件移动，致使所述第一拾取器移动至所述第三位置；以及 (h)利用所述第一拾取器将所述第一工件组装至所述第二工件。10.如权利要求9所述的操作方法，还包含: (i)使所述多个臂件中的至少一个相对所述座体移动并使所述腕件相对相连接的臂件移动，致使所述第二拾取器移动至所述第三位置； (j)利用所述第二拾取器拾取组装后的所述第一工件与所述第二工件； (k)使所述多个臂件中的至少一个相对所述座体移动，致使所述第二拾取器将组装后的所述第一工件与所述第二工件移动至一第四位置;以及 (I)利用所述第二拾取器将组装后的所述第一工件与所述第二工件放置于所述第四位置。
【文档编号】B25J9/16GK106078710SQ201610525830
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月6日
【发明人】何代水, 何佳航
【申请人】英华达（上海）科技有限公司, 英华达(上海)电子有限公司, 英华达股份有限公司