垂直多关节机器人及其基准位置定位方法
【专利摘要】提供一种能缩短基准位置定位作业的作业时间的垂直多关节机器人。垂直多关节机器人(1)包括：以能转动的方式安装于底座框架(2)的回旋框架(3)；基端侧以能转动的方式安装于回旋框架(3)的第一臂(4)；基端侧以能转动的方式安装于第一臂(4)的末端侧的第二臂(5)；以及基端侧以能转动的方式安装于第二臂(5)的末端侧的手腕部(6)。该垂直多关节机器人(1)形成有第一水平仪安装部(27)、第二水平仪安装部(28)及第三水平仪安装部(29)，其中，所述第一水平仪安装部(27)为了确定第一臂(4)的基准位置而安装水平仪(25)，所述第二水平仪安装部(28)为了确定第二臂(5)的基准位置而安装水平仪(25)，所述第三水平仪安装部(29)为了确定手腕部(6)的至少一部分的基准位置而安装水平仪(25)。
【专利说明】垂直多关节机器人及其基准位置定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有多个关节部的垂直多关节机器人。另外，本发明还涉及上述垂直多关节机器人的基准位置定位方法。
【背景技术】
[0002]目前，作为确定垂直多关节机器人的臂等的基准位置的基准位置定位方法，已知有一种使用水平仪来确定工具安装旋转臂的基准位置的基准位置定位方法(例如参照专利文献I)。在专利文献I所记载的基准位置定位方法中，首先，在以能摆动的方式安装有工具安装旋转臂的摆动臂上装载水平仪，作业者一边通过目视确认水平仪，一边使摆动臂转动以使其处于水平状态，以调节摆动臂的位置。然后，在工具安装旋转臂上装载水平仪，作业者一边通过目视确认水平仪，一边使工具安装旋转臂转动以使其处于水平状态，以确定工具安装旋转臂的基准位置。
[0003]专利文献1:日本专利特开2011 - 218523号公报
【发明内容】
[0004]确定垂直多关节机器人的臂等的基准位置以确定机器人整体的基准位置的作业的时间尽可能短是较为理想的。因此，本发明的技术问题在于提供一种能缩短基准位置定位作业的作业时间的垂直多关节机器人。另外，本发明的技术问题还在于提供一种能缩短垂直多关节机器人的基准位置定位作业的作业时间的垂直多关节机器人的基准位置定位方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明的垂直多关节机器人具有多个关节部，其特征是，包括:底座框架；回旋框架，该回旋框架以能转动的方式安装于底座框架；第一臂，该第一臂的基端侧以能将与回旋框架相对于底座框架所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向进行转动的方式安装于回旋框架；第二臂，该第二臂的基端侧以能转动的方式安装于第一臂的末端侧；以及手腕部，该手腕部的基端侧以能转动的方式安装于第二臂的末端侧，并且，垂直多关节机器人形成有第一水平仪安装部、第二水平仪安装部及第三水平仪安装部，其中，第一水平仪安装部为了确定第一臂相对于回旋框架的基准位置而安装水平仪，第二水平仪安装部为了确定第二臂相对于回旋框架及第一臂的基准位置而安装水平仪，第三水平仪安装部为了确定手腕部的至少一部分相对于回旋框架、第一臂及第二臂的基准位置而安装水平仪。
[0006]本发明的垂直多关节机器人形成有第一水平仪安装部、第二水平仪安装部及第三水平仪安装部，其中，上述第一水平仪安装部为了确定第一臂的基准位置而安装水平仪，上述第二水平仪安装部为了确定第二臂的基准位置而安装水平仪，上述第三水平仪安装部为了确定手腕部的至少一部分的基准位置而安装水平仪。因此，在本发明中，能使用水平仪来确定第一臂、第二臂及手腕部的基准位置，其结果是，能在短时间内确定第一臂、第二臂及手腕部的基准位置。因此，在本发明中，能缩短垂直多关节机器人的基准位置定位作业的作业时间。
[0007]在本发明中，较为理想的是，第一水平仪安装部形成于第一臂，并且在第一水平仪安装部上形成有第一定位孔和第一螺纹孔，其中，上述第一定位孔与用于对供水平仪装载的水平仪装载夹具进行定位的第一定位销卡合，上述第一螺纹孔与用于对水平仪装载夹具进行固定的第一固定螺钉卡合。若采用上述结构，则能牢固地将水平仪装载夹具固定于第一臂。因此，即便在第一臂从回旋框架朝上下方向伸长的情况下，也能使用装载于水平仪装载夹具的水平仪来确定第一臂的基准位置，该水平仪装载夹具固定于第一臂。
[0008]在本发明中，较为理想的是，第二臂以能将与第一臂相对于回旋框架所作的转动的轴向平行的方向作为轴向进行转动的方式安装于第一臂，手腕部包括:回旋部，该回旋部以能将与第二臂相对于第一臂所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于第二臂；摆动部，该摆动部以能将与回旋部相对于第二臂所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于回旋部；以及工具安装部，该工具安装部以能将与摆动部相对于回旋部所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于摆动部，第二水平仪安装部形成于回旋部，并且在第二水平仪安装部上形成有供水平仪装载夹具装载的装载面，在该水平仪装载夹具上装载水平仪。若采用上述结构，则能使用安装于第二水平仪安装部的水平仪来确定回旋部相对于回旋框架、第一臂及第二臂的基准位置。
[0009]在本发明中，较为理想的是，第二臂以能将与第一臂相对于回旋框架所作的转动的轴向平行的方向作为轴向进行转动的方式安装于第一臂，手腕部包括:回旋部，该回旋部以能将与第二臂相对于第一臂所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于第二臂；摆动部，该摆动部以能将与回旋部相对于第二臂所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于回旋部；以及工具安装部，该工具安装部以能将与摆动部相对于回旋部所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于摆动部，第三水平仪安装部形成于工具安装部的末端面，并且在第三水平仪安装部上形成有第三定位孔和第三螺纹孔，其中，上述第三定位孔与用于对供水平仪装载的水平仪装载夹具进行定位的第三定位销卡合，上述第三螺纹孔与用于对水平仪装载夹具进行固定的第三固定螺钉卡合。若采用上述结构，则即便工具安装部未形成用于装载水平仪的平面状的装载面，也能使用通过水平仪装载夹具安装于工具安装部的水平仪来确定摆动部相对于回旋框架、第一臂、第二臂及回旋部的基准位置及确定工具安装部相对于回旋框架、第一臂、第二臂、回旋部及摆动部的基准位置。
[0010]另外，为了解决上述技术问题，在本发明的垂直多关节机器人的基准位置定位方法中，该垂直多关节机器人包括:底座框架；回旋框架，该回旋框架以能转动的方式安装于底座框架；第一臂，该第一臂的基端侧以能将与回旋框架相对于底座框架所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向进行转动的方式安装于回旋框架；第二臂，该第二臂的基端侧以能转动的方式安装于第一臂的末端侧；以及手腕部，该手腕部的基端侧以能转动的方式安装于第二臂的末端侧，基准位置定位方法的特征是，使用装载于在第一臂上安装的水平仪装载夹具的水平仪来确定第一臂相对于回旋框架的基准位置，使用装载于在第二臂或手腕部上安装的水平仪装载夹具的水平仪来确定第二臂相对于回旋框架及第一臂的基准位置，使用装载于在手腕部上安装的水平仪装载夹具的水平仪来确定手腕部的至少一部分相对于回旋框架、第一臂及第二臂的基准位置。
[0011]在本发明的垂直多关节机器人的基准位置定位方法中，使用装载于在第一臂上安装的水平仪装载夹具的水平仪来确定第一臂的基准位置，使用装载于在第二臂或手腕部上安装的水平仪装载夹具的水平仪来确定第二臂的基准位置，使用装载于在手腕部上安装的水平仪装载夹具的水平仪来确定手腕部的至少一部分的基准位置。因此，根据本发明的基准位置定位方法，能使用水平仪在短时间内确定第一臂、第二臂及手腕部的基准位置，其结果是，能缩短垂直多关节机器人的基准位置定位作业的作业时间。
[0012]在本发明中，较为理想的是，第二臂以能将与第一臂相对于回旋框架所作的转动的轴向平行的方向作为轴向进行转动的方式安装于第一臂，手腕部包括:回旋部，该回旋部以能将与第二臂相对于第一臂所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于第二臂；摆动部，该摆动部以能将与回旋部相对于第二臂所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于回旋部；以及工具安装部，该工具安装部以能将与摆动部相对于回旋部所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于摆动部，使用装载于在回旋部上安装的水平仪装载夹具的水平仪来确定第二臂相对于回旋框架及第一臂的基准位置，并确定回旋部相对于回旋框架、第一臂及第二臂的基准位置。若采用上述结构，则能使用配置于回旋部的水平仪来确定第二臂的基准位置及回旋部的基准位置。因此，能进一步缩短垂直多关节机器人的基准位置定位作业的作业时间。
[0013]在本发明中，较为理想的是，第二臂以能将与第一臂相对于回旋框架所作的转动的轴向平行的方向作为轴向进行转动的方式安装于第一臂，手腕部包括:回旋部，该回旋部以能将与第二臂相对于第一臂所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于第二臂；摆动部，该摆动部以能将与回旋部相对于第二臂所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于回旋部；以及工具安装部，该工具安装部以能将与摆动部相对于回旋部所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于摆动部，使用装载于在工具安装部的末端面上安装的水平仪装载夹具的水平仪来确定摆动部相对于回旋框架、第一臂、第二臂及回旋部的基准位置，并确定工具安装部相对于回旋框架、第一臂、第二臂、回旋部及摆动部的基准位置。若采用上述结构，则能使用配置于工具安装部的水平仪来确定摆动部的基准位置及工具安装部的基准位置。因此，能进一步缩短垂直多关节机器人的基准位置定位作业的作业时间。
[0014]在本发明中，较为理想的是，依次确定出第一臂的基准位置、第二臂的基准位置、回旋部的基准位置、摆动部的基准位置及工具安装部的基准位置。例如，若在确定好第二臂的基准位置之后确定第一臂的基准位置，则第二臂的基准位置可能会偏离，但若采用上述结构，则能防止已经确定好的第二臂等的基准位置在确定其它部分的基准位置时偏离。因此，能进一步缩短垂直多关节机器人的基准位置定位作业的作业时间。
[0015]如上所述，在本发明中，能缩短垂直多关节机器人的基准位置定位作业的作业时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是用于说明本发明实施方式的垂直多关节机器人的概略结构的侧视图。[0017]图2是表示供用于对图1所示的垂直多关节机器人的基准位置进行确定的水平仪装载的水平仪装载夹具的图，图2(A)是俯视图，图2(B)是侧视图，图2(C)是主视图。
[0018]图3是图1的E部放大图。
[0019]图4是从图1的F — F方向表示图1所示的回旋部的装载面的放大图。
[0020]图5是从图1的G — G方向表示图1所示的工具安装部的末端面的放大图。
[0021]图6是用于说明确定图1所示的垂直多关节机器人的基准位置时的状态的侧视图。
[0022]图7是用于说明确定图1所示的垂直多关节机器人的基准位置时的状态的主视图。
[0023]图8是用于说明确定图1所示的垂直多关节机器人的基准位置时的状态的俯视图。
[0024](符号说明)
[0025]I 机器人(垂直多关节机器人)
[0026]2 底座框架
[0027]3 回旋框架
[0028]4 第一臂
[0029]5 第二臂
[0030]6 手腕部
[0031]8 回旋部
[0032]8a装载面
[0033]9 摆动部
[0034]10工具安装部
[0035]IOa末端面
[0036]25水平仪
[0037]27水平仪安装部(第一水平仪安装部)
[0038]27a第一定位孔
[0039]27b第一螺纹孔
[0040]28水平仪安装部(第二水平仪安装部)
[0041]29水平仪安装部(第三水平仪安装部)
[0042]29a第三定位孔
[0043]29b第三螺纹孔
[0044]31水平仪装载夹具
[0045]32第一定位销
[0046]33第一固定螺钉
[0047]36第三定位销
[0048]37第三固定螺钉
【具体实施方式】
[0049]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。[0050](垂直多关节机器人的概略结构)
[0051]图1是用于说明本发明实施方式的垂直多关节机器人I的概略结构的侧视图。
[0052]本实施方式的垂直多关节机器人I (以下称为“机器人I”)是具有多个关节部的多关节型的焊接机器人。具体而言，机器人I是所谓六轴多关节型的焊接机器人。该机器人I包括:底座框架2，该底座框架2固定于规定的设置面；回旋框架3，该回旋框架3以能转动的方式安装于底座框架2 ;第一臂4，该第一臂4以能转动的方式安装于回旋框架3 ;第二臂5，该第二臂5以能转动的方式安装于第一臂4 ;以及手腕部6，该手腕部6以能转动的方式安装于第二臂5。手腕部6包括:回旋部8，该回旋部8以能转动的方式安装于第二臂5 ;摆动部9，该摆动部9以能转动的方式安装于回旋部8 ；以及工具安装部10，该工具安装部10以能转动的方式安装于摆动部9。
[0053]回旋框架3以能进行将第一轴Al作为中心的转动的方式(即以能将第一轴Al的轴向作为转动的轴向进行转动的方式)与底座框架2连接。在回旋框架3上固定有电动机12，回旋框架3因电动机12的动力而以第一轴Al为中心相对于底座框架2转动。第一臂4的基端侧以能进行将与第一轴Al正交的第二轴A2作为中心的转动的方式(即以能将第二轴A2的轴向作为转动的轴向进行转动的方式)与回旋框架3连接。在回旋框架3上固定有电动机13,第一臂4因电动机13的动力而以第二轴A2为中心相对于回旋框架3转动。
[0054]第二臂5的基端侧以能进行将与第二轴A2平行的第三轴A3作为中心的转动的方式(即以能将第三轴A3的轴向作为转动的轴向进行转动的方式)与第一臂4的末端侧连接。在第二臂5的基端侧固定有电动机14，第二臂5因电动机14的动力而以第三轴A3为中心相对于第一臂4转动。回旋部8的基端侧以能进行将与第三轴A3正交的第四轴A4作为中心的转动的方式(即以能将第四轴A4的轴向作为转动的轴向进行转动的方式)与第二臂5的末端侧连接。在第二臂5上固定有电动机15，回旋部8因电动机15的动力而以第四轴A4为中心相对于第二臂5转动。
[0055]摆动部8的基端侧以能进行将与第四轴A4正交的第五轴A5作为中心的转动的方式(即以能将第五轴A5的轴向作为转动的轴向进行转动的方式)与回旋部8的末端侧连接。在回旋部8上固定有电动机16，摆动部9因电动机16的动力而以第五轴A5为中心相对于回旋部8转动。工具安装部10的基端侧以能进行将与第五轴A5正交的第六轴A6作为中心的转动的方式(即以能将第六轴A6的轴向作为转动的轴向进行转动的方式)与摆动部9的末端侧连接。在摆动部9上固定有电动机17，工具安装部10因电动机17的动力而以第六轴A6为中心相对于摆动部9转动。
[0056]能在工具安装部10的末端面IOa上安装对焊炬20进行保持的保持件21。另外，能在第二臂5上安装朝焊炬20供给焊接用的线材的线材供给装置22。
[0057]在本实施方式中，使用水平仪25 (参照图2)来进行确定第一臂4相对于回旋框架3的基准位置的基准位置定位。另外，使用水平仪25来进行确定第二臂5相对于回旋框架3及第一臂4的基准位置的基准位置定位，并使用水平仪25来进行确定回旋部8相对于回旋框架3、第一臂4及第二臂5的基准位置的基准位置定位。此外，使用水平仪25来进行确定摆动部9相对于回旋框架3、第一臂4、第二臂5及回旋部8的基准位置的基准位置定位，并使用水平仪25来进行确定工具安装部10相对于回旋框架3、第一臂4、第二臂5、回旋部8及摆动部9的基准位置的基准位置定位。[0058]机器人I形成有作为第一水平仪安装部的水平仪安装部27、作为第二水平仪安装部的水平仪安装部28及作为第三水平仪安装部的水平仪安装部29，其中，水平仪安装部27为了确定第一臂4相对于回旋框架3的基准位置而安装水平仪25，水平仪安装部28为了确定第二臂5相对于回旋框架3及第一臂4的基准位置以及为了确定回旋部8相对于回旋框架3、第一臂4及第二臂5的基准位置而安装水平仪25，水平仪安装部29为了确定摆动部9相对于回旋框架3、第一臂4、第二臂5及回旋部8的基准位置以及为了确定工具安装部10相对于回旋框架3、第一臂4、第二臂5、回旋部8及摆动部9的基准位置而安装水平仪25。
[0059]水平仪安装部27形成于第一臂4。水平仪安装部28形成于回旋部8。水平仪安装部29形成于工具安装部10。关于水平仪安装部27?29的具体结构将在后面说明。
[0060](水平仪装载夹具的结构)
[0061]图2是表示供用于对图1所示的垂直多关节机器人I的基准位置进行确定的水平仪25装载的水平仪装载夹具31的图，图2 (A)是俯视图，图2(B)是侧视图，图2(C)是主视图。
[0062]水平仪25是通过装载于水平仪装载夹具31而被使用的。水平仪装载夹具31能安装于水平仪安装部27?29中的各个水平仪安装部。该水平仪装载夹具31包括:形成为大致长方形板状的底座部31a ；以及从底座部31a垂直地立起的壁部31b。壁部31b从形成为大致长方形板状的底座部31a的一条边垂直地立起。另外，壁部31b包括用于防止壁部31b朝底座部31a的内侧倾倒的两个平板状的加强部31c。底座部31a的上表面(靠形成壁部31b —侧的面)成为供水平仪25装载的装载面31d。另外，底座部31a的下表面是被装载到形成于回旋部8的后述装载面8a的被装载面。
[0063]在壁部31b上安装有第一定位销32，该第一定位销32用于对安装于水平仪安装部27的水平仪装载夹具31进行定位。第一定位销32形成为由小径部32a和外径比小径部32a的外径大的大径部32b构成的带台阶的大致圆筒状。小径部32a固定于在壁部31b上形成的通孔的一部分，大径部32b比壁部31b的外侧面突出。第一定位销32固定于壁部31b的四个角中的每一个角。用于将水平仪装载夹具31固定于水平仪安装部27的第一固定螺钉33的螺纹部能插通壁部31b。第一固定螺钉33的螺纹部从壁部31b的内侧面朝外侧面穿过形成于壁部31b的通孔的一部分及第一定位销32的内周侧。
[0064]另外，在壁部31b上安装有第三定位销36，该第三定位销36用于对安装于水平仪安装部29的水平仪装载夹具31进行定位。第三定位销36形成为圆柱状。在本实施方式中，两根第三定位销36固定于壁部31b的中心部分。该第三定位销36比壁部31b的外侧面突出。另外，在壁部31b的中心部分形成有供用于将水平仪装载夹具31固定于水平仪安装部29的第三固定螺钉37的螺纹部插通的四个通孔。
[0065](水平仪安装部的结构)
[0066]图3是图1的E部放大图。图4是从图1的F — F方向表示图1所示的回旋部8的装载面8a的放大图。图5是从图1的G — G方向表示图1所示的工具安装部10的末端面IOa的放大图。
[0067]水平仪安装部27如上所述形成于第一臂4。具体而言，水平仪安装部27形成于第一臂4的侧面。如图3所示，在水平仪安装部27上形成有与第一定位销32卡合的第一定位孔27a和与第一固定螺钉33卡合的第一螺纹孔27b。在本实施方式中，第一定位孔27a和第一螺纹孔27b形成为同心状，第一定位孔27a的内径比第一螺纹孔27b的内径大。另夕卜，四个第一定位孔27a及第一螺纹孔27b形成于水平仪安装部27。水平仪装载夹具31以第一臂4的形成水平仪安装部27的侧面与壁部31b的外侧面大致平行的方式固定于水平仪安装部27。
[0068]水平仪安装部28如上所述形成于回旋部8。具体而言，水平仪安装部28形成于第一臂4、第二臂5及回旋部8位于基准位置时的回旋部8的上表面。该上表面形成为平面状，并成为供水平仪装载夹具31装载的装载面8a。水平仪装载夹具31以在装载面8a上装载底座部31a的方式且以第四轴A4的轴向与壁部31b的外侧面大致正交的方式装载于水平仪安装部28。
[0069]水平仪安装部29如上所述形成于工具安装部10。具体而言，水平仪安装部29形成于工具安装部10的末端面10a。如图5所示，在水平仪安装部29上形成有与第三定位销36卡合的第三定位孔29a和与第三固定螺钉37卡合的第三螺纹孔29b。在本实施方式中，两个第三定位孔29a和四个第三螺纹孔29b形成于水平仪安装部29。水平仪装载夹具31以末端面IOa与壁部31b的外侧面大致平行的方式固定于水平仪安装部29。
[0070](垂直多关节机器人的基准位置定位方法)
[0071]图6是用于说明确定图1所示的垂直多关节机器人I的基准位置时的状态的侧视图。图7是用于说明确定图1所示的垂直多关节机器人I的基准位置时的状态的主视图。图8是用于说明确定图1所示的垂直多关节机器人I的基准位置时的状态的俯视图。
[0072]在本实施方式中，在将底座框架2设置于规定的水平面的状态下，进行确定机器人I的基准位置的基准位置定位作业。具体而言，首先，确定第一臂4相对于回旋框架3的基准位置。当进行该基准位置定位时，将水平仪装载夹具31固定于水平仪安装部27。另夕卜，在固定于水平仪安装部27的水平仪装载夹具31上装载水平仪25。具体而言，如图6、图7所示，以形成为长方体状的水平仪25的长边方向与壁部31b的外侧面大致平行的方式在水平仪装载夹具31上装载水平仪25。另外，一边确认装载的水平仪25，一边使第一臂4以第二轴A2为中心进行转动，以确定第一臂4相对于回旋框架3的基准位置。在本实施方式中，第一臂4朝上侧笔直立起的位置是第一臂4的基准位置。
[0073]然后，确定第二臂5相对于回旋框架3及第一臂4的基准位置。当进行该基准位置定位时，将固定于水平仪安装部27的水平仪装载夹具31从水平仪安装部27上拆下，并安装于水平仪安装部28。具体而言,在装载面8a上装载水平仪装载夹具31。另外,在装载于装载面8a的水平仪装载夹具31上装载水平仪25。具体而言，如图6的实线及图8的双点划线所示，以形成为长方体状的水平仪25的长边方向与壁部31b的外侧面大致正交的方式在水平仪装载夹具31上装载水平仪25。另外，一边确认装载的水平仪25，一边使第二臂5以第三轴A3为中心进行转动，以确定第二臂5相对于回旋框架3及第一臂4的基准位置。在本实施方式中，第二臂5处于水平状态的位置为第二臂5的基准位置。
[0074]然后，确定回旋部8相对于回旋框架3、第一臂4及第二臂5的基准位置。当进行该基准位置定位时，将装载于水平仪装载夹具31的水平仪25旋转90°来改变其朝向，该水平仪装载夹具31装载于装载面8a。S卩，如图6的双点划线及图8的实线所示，以形成为长方体状的水平仪25的长边方向与壁部31b的外侧面大致平行的方式改变装载于水平仪装载夹具31的水平仪25的朝向。另外，一边确认水平仪25，一边使回旋部8以第四轴A4为中心进行转动，以确定回旋部8相对于回旋框架3、第一臂4及第二臂5的基准位置。在本实施方式中，装载面8a与水平面平行的位置是回旋部8的基准位置。
[0075]然后，确定摆动部9相对于回旋框架3、第一臂4、第二臂5及回旋部8的基准位置。当进行该基准位置时，将装载于装载面8a的水平仪装载夹具31固定于水平仪安装部29。另外，在固定于水平仪安装部29的水平仪装载夹具31上装载水平仪25。具体而言，如图6、图8的实线及图7的双点划线所示，以形成为长方体状的水平仪25的长边方向与壁部31b的外侧面大致正交的方式在水平仪装载夹具31上装载水平仪25。另外，一边确认装载的水平仪25，一边使摆动部9以第五轴A5为中心进行转动，以确定摆动部9相对于回旋框架3、第一臂4、第二臂5及回旋部8的基准位置。在本实施方式中，摆动部9处于水平状态的位置为摆动部9的基准位置。
[0076]然后，确定工具安装部10相对于回旋框架3、第一臂4、第二臂5、回旋部8及摆动部9的基准位置。当进行该基准位置定位时，将装载于水平仪装载夹具31的水平仪25旋转90°来改变其朝向，该水平仪装载夹具31固定于水平仪安装部29。即，如图6、图8的双点划线及图7的实线所示，以形成为长方体状的水平仪25的长边方向与壁部31b的外侧面大致平行的方式改变装载于水平仪装载夹具31的水平仪25的朝向。另外，一边确认水平仪25，一边使工具安装部10以第六轴A6为中心进行转动，以确定工具安装部10相对于回旋框架3、第一臂4、第二臂5、回旋部8及摆动部9的基准位置。在本实施方式中，被第三定位销36和第三定位孔29a定位固定的水平仪装载夹具31的装载面31d与水平面平行的位置是工具安装部10的基准位置。
[0077]这样，在本实施方式中，依次确定出第一臂4的基准位置、第二臂5的基准位置、回旋部8的基准位置、摆动部9的基准位置及工具安装部10的基准位置。另外，在本实施方式中，以规定的时间点且以规定的方法，使回旋框架3以第一轴Al为中心进行转动，从而确定出回旋框架3相对于底座框架2的基准位置。
[0078](本实施方式的主要效果)
[0079]如上所述，在本实施方式中，使用水平仪25，确定出第一臂4的基准位置、第二臂5的基准位置、回旋部8的基准位置、摆动部9的基准位置及工具安装部10的基准位置。因此，在本实施方式中，能在短时间内确定出第一臂4、第二臂5、回旋部8、摆动部9及工具安装部10的基准位置。即，在本实施方式中，能在短时间内确定出需确定基准位置的回旋框架3、第一臂4、第二臂5、回旋部8、摆动部9及工具安装部10中的除了回旋臂3之外的第一臂4、第二臂5、回旋部8、摆动部9及工具安装部10的基准位置。因此，在本实施方式中，能缩短机器人I的基准位置定位作业的作业时间。
[0080]特别地，在本实施方式中，使用装载于水平仪装载夹具31的水平仪25来确定第二臂5的基准位置，并确定回旋部8的基准位置，该水平仪装载夹具31安装于水平仪安装部28，此外，还使用装载于水平仪装载夹具31的水平仪25来确定摆动部9的基准位置，并确定工具安装部10的基准位置，该水平仪装载夹具31安装于水平仪安装部29。因此，在本实施方式中，能进一步缩短机器人5的基准位置定位作业的作业时间。
[0081]这样，在本实施方式中，依次确定出第一臂4的基准位置、第二臂5的基准位置、回旋部8的基准位置、摆动部9的基准位置及工具安装部10的基准位置，因此，能进一步缩短机器人5的基准位置定位作业的作业时间。即，例如，若在确定出第二臂5的基准位置之后确定第一臂4的基准位置，则第二臂5的基准位置可能会偏离，可能不得不再次确定第二臂5的基准位置，但在本实施方式中，不会发生上述情况，因此，能进一步缩短机器人5的基准位置定位作业的作业时间。
[0082]在本实施方式中，第一定位销32固定于壁部31b，并且第一固定螺钉33的螺纹部能插通壁部31b。另外，第一定位孔27a及第一螺纹孔27b形成于水平仪安装部27。因此，在本实施方式中，能将水平仪装载夹具31牢固地固定于第一臂4。因此，在本实施方式中，当确定第一臂4的基准位置时，即便在第一臂4从回旋框架3朝上方伸长的情况下，也能使用水平仪25来确定第一臂4的基准位置。
[0083]在本实施方式中，第三定位销36固定于壁部31b，并且第三固定螺钉37的螺纹部能插通壁部31b。另外，第三定位孔29a及第三螺纹孔29b形成于水平仪安装部29。因此，在本实施方式中，即便在工具安装部10上未形成用于装载水平仪装载夹具31的平面状的装载面，也能使用水平仪25来确定摆动部9的基准位置及工具安装部10的基准位置。
[0084](其它实施方式)
[0085]上述实施方式是本发明的优选实施方式中的一例，但本发明并不限定于此，能在不改变本发明技术思想的范围内进行各种变形实施。
[0086]在上述实施方式中，供水平仪25装载的水平仪装载夹具31固定于水平仪安装部27、29，另外，水平仪装载夹具31装载于装载面8a。即，在上述实施方式中，水平仪25通过水平仪装载夹具31安装于水平仪安装部27?29。除此之外，例如，也可将水平仪25直接安装于水平仪安装部27?29。
[0087]在上述实施方式中，水平仪装载夹具31装载于水平仪安装部28的装载面8a。除此之外，例如，水平仪装载夹具31也可固定于水平仪安装部28。在该情况下，例如在底座部31a上安装用于对安装于水平仪安装部28的水平仪装载夹具31进行定位的第二定位销。该第二定位销构成为与第一定位销32相同，其小径部固定于在底座部31a上形成的通孔的一部分，其大径部比底座部31a的下表面突出。另外，用于将水平仪装载夹具31固定于水平仪安装部28的第二固定螺钉的螺纹部能插通底座部31a，第二固定螺钉的螺纹部从底座部31a的上表面朝下表面穿过形成于底座部31a的通孔的一部分及第二定位销的内周侧。另外，在该情况下，在水平仪安装部28上形成与第二定位销卡合的第二定位孔和与第二固定螺钉卡合的第二螺纹孔。
[0088]在上述实施方式中，第一臂4、第二臂5及回旋部8位于基准位置时的回旋部8的上表面成为供水平仪装载夹具31装载的装载面8a。除此之外，例如也可采用以下结构:在第一臂4、第二臂5及回旋部8位于基准位置时的回旋部8的上表面的四个角分别形成朝上侧突出的四个凸部，并且形成为平面状的四个凸部的上表面成为供水平仪装载夹具31装载的装载面。另外，在第一臂4、第二臂5及回旋部8位于基准位置时的回旋部8的上表面形成的凸部的数量既可以为三个，也可以为五个以上。
[0089]在上述实施方式中，为确定第二臂5的基准位置而供水平仪25安装的水平仪安装部28形成于回旋部8。除此之外，例如也可采用以下结构:为确定第二臂5的基准位置而供水平仪25安装的水平仪安装部形成于第二臂5，并利用安装于第二臂5的水平仪25来确定第二臂5的基准位置。另外，在上述实施方式中，为确定摆动部9的基准位置而供水平仪25安装的水平仪安装部29形成于工具安装部10，但也可采用以下结构:为确定摆动部9的基准位置而供水平仪25安装的水平仪安装部形成于摆动部9，并利用安装于摆动部9的水平仪25确定摆动部9的基准位置。
[0090]在上述实施方式中，将一个水平仪装载夹具31依次安装于水平仪安装部27?29，来确定机器人I的基准位置。除此之外，例如也可将三个水平仪装载夹具31分别安装于水平仪安装部27?29，来确定机器人I的基准位置。另外，在上述实施方式中，能在水平仪安装部27?29上安装共用的水平仪装载夹具31，但也可个别地准备水平仪安装部27专用的水平仪装载夹具、水平仪安装部28专用的水平仪装载夹具及水平仪安装部29专用的水平仪装载夹具。
[0091]在上述实施方式中，机器人I为六轴多关节型的机器人，但机器人I既可以是五轴多关节型的机器人，也可以是四轴多关节型的机器人。另外，机器人I也可以是七轴多关节型的机器人。在该情况下，第一臂4被一分为二，并将与第二轴A2的轴向正交的方向作为转动的轴向，使被分割开的一个臂部分相对于另一个臂部分相对转动。另外，在上述实施方式中，机器人I是焊接机器人，但机器人I也可以是用于涂装、密封或组装等其它用途的机器人。
【权利要求】
1.一种垂直多关节机器人，具有多个关节部，其特征在于，包括: 底座框架； 回旋框架，该回旋框架以能转动的方式安装于所述底座框架； 第一臂，该第一臂的基端侧以能将与所述回旋框架相对于所述底座框架所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向进行转动的方式安装于所述回旋框架； 第二臂，该第二臂的基端侧以能转动的方式安装于所述第一臂的末端侧；以及 手腕部，该手腕部的基端侧以能转动的方式安装于所述第二臂的末端侧， 并且，所述垂直多关节机器人形成有第一水平仪安装部、第二水平仪安装部及第三水平仪安装部，其中，所述第一水平仪安装部为了确定所述第一臂相对于所述回旋框架的基准位置而安装水平仪，所述第二水平仪安装部为了确定所述第二臂相对于所述回旋框架及所述第一臂的基准位置而安装所述水平仪，所述第三水平仪安装部为了确定所述手腕部的至少一部分相对于所述回旋框架、所述第一臂及所述第二臂的基准位置而安装所述水平仪。
2.如权利要求1所述的垂直多关节机器人，其特征在于， 所述第一水平仪安装部形成于所述第一臂，并且在所述第一水平仪安装部上形成有第一定位孔和第一螺纹孔，其中，所述第一定位孔与用于对供所述水平仪装载的水平仪装载夹具进行定位的第一定位销卡合，所述第一螺纹孔与用于对所述水平仪装载夹具进行固定的第一固定螺钉卡合 。
3.如权利要求1或2所述的垂直多关节机器人，其特征在于， 所述第二臂以能将与所述第一臂相对于所述回旋框架所作的转动的轴向平行的方向作为轴向进行转动的方式安装于所述第一臂， 所述手腕部包括: 回旋部，该回旋部以能将与所述第二臂相对于所述第一臂所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于所述第二臂； 摆动部，该摆动部以能将与所述回旋部相对于所述第二臂所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于所述回旋部；以及 工具安装部，该工具安装部以能将与所述摆动部相对于所述回旋部所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于所述摆动部， 所述第二水平仪安装部形成于所述回旋部，并且在所述第二水平仪安装部上形成有供水平仪装载夹具装载的装载面，在该水平仪装载夹具上装载所述水平仪。
4.如权利要求1至3中任一项所述的垂直多关节机器人，其特征在于， 所述第二臂以能将与所述第一臂相对于所述回旋框架所作的转动的轴向平行的方向作为轴向进行转动的方式安装于所述第一臂， 所述手腕部包括: 回旋部，该回旋部以能将与所述第二臂相对于所述第一臂所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于所述第二臂； 摆动部，该摆动部以能将与所述回旋部相对于所述第二臂所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于所述回旋部；以及 工具安装部，该工具安装部以能将与所述摆动部相对于所述回旋部所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于所述摆动部， 所述第三水平仪安装部形成于所述工具安装部的末端面，并且在所述第三水平仪安装部上形成有第三定位孔和第三螺纹孔，其中，所述第三定位孔与用于对供所述水平仪装载的水平仪装载夹具进行定位的第三定位销卡合，所述第三螺纹孔与用于对所述水平仪装载夹具进行固定的第三固定螺钉卡合。
5.一种垂直多关 节机器人的基准位置定位方法，该垂直多关节机器人包括: 底座框架； 回旋框架，该回旋框架以能转动的方式安装于所述底座框架； 第一臂，该第一臂的基端侧以能将与所述回旋框架相对于所述底座框架所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向进行转动的方式安装于所述回旋框架； 第二臂，该第二臂的基端侧以能转动的方式安装于所述第一臂的末端侧；以及 手腕部，该手腕部的基端侧以能转动的方式安装于所述第二臂的末端侧， 所述基准位置定位方法的特征在于， 使用装载于在所述第一臂上安装的水平仪装载夹具的水平仪来确定所述第一臂相对于所述回旋框架的基准位置， 使用装载于在所述第二臂或所述手腕部上安装的所述水平仪装载夹具的所述水平仪来确定所述第二臂相对于所述回旋框架及所述第一臂的基准位置， 使用装载于在所述手腕部上安装的所述水平仪装载夹具的所述水平仪来确定所述手腕部的至少一部分相对于所述回旋框架、所述第一臂及所述第二臂的基准位置。
6.如权利要求5所述的垂直多关节机器人的基准位置定位方法，其特征在于， 所述第二臂以能将与所述第一臂相对于所述回旋框架所作的转动的轴向平行的方向作为轴向进行转动的方式安装于所述第一臂， 所述手腕部包括: 回旋部，该回旋部以能将与所述第二臂相对于所述第一臂所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于所述第二臂； 摆动部，该摆动部以能将与所述回旋部相对于所述第二臂所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于所述回旋部；以及 工具安装部，该工具安装部以能将与所述摆动部相对于所述回旋部所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于所述摆动部， 使用装载于在所述回旋部上安装的所述水平仪装载夹具的所述水平仪来确定所述第二臂相对于所述回旋框架及所述第一臂的基准位置，并确定所述回旋部相对于所述回旋框架、所述第一臂及所述第二臂的基准位置。
7.如权利要求5或6所述的垂直多关节机器人的基准位置定位方法，其特征在于， 所述第二臂以能将与所述第一臂相对于所述回旋框架所作的转动的轴向平行的方向作为轴向进行转动的方式安装于所述第一臂， 所述手腕部包括: 回旋部，该回旋部以能将与所述第二臂相对于所述第一臂所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于所述第二臂； 摆动部，该摆动部以能将与所述回旋部相对于所述第二臂所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于所述回旋部；以及 工具安装部，该工具安装部以能将与所述摆动部相对于所述回旋部所作的转动的轴向正交的方向作为转动的轴向来进行转动的方式安装于所述摆动部， 使用装载于在所述工具安装部的末端面上安装的所述水平仪装载夹具的所述水平仪来确定所述摆动部相对于所述回旋框架、所述第一臂、所述第二臂及所述回旋部的基准位置，并确定所述工具安装部相对于所述回旋框架、所述第一臂、所述第二臂、所述回旋部及所述摆动部的基准位置。
8.如权利要求6或7所述的垂直多关节机器人的基准位置定位方法，其特征在于，依次确定出所述第一臂的基准位置、所述第二臂的基准位置、所述回旋部的基准位置、所述摆动部的基准位置及所述 工具安装部的基准位置。
【文档编号】B25J9/10GK103659804SQ201310237073
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年6月14日 优先权日:2012年8月31日
【发明者】矢泽隆之, 荒川洋, 柴真砂, 高濑阳介, 桃泽义秋 申请人:日本电产三协株式会社