專利名稱：定位裝置、加工系統(tǒng)和熱加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以更低的費用且以更狹小的設(shè)置范圍構(gòu)成的定位裝置、加工系統(tǒng)和熱加工裝置。
背景技術(shù)：
在使用機器人等進行組裝、焊接等加工作業(yè)的時，有時使用定位裝置，該定位裝置用于通過保持被加工工件(以下，僅稱作“工件”)而使工件相對于對加工作業(yè)用的機器人的位置、姿勢最優(yōu)化。該定位裝置使如下情況成為可能，S卩，能夠使用加工作業(yè)用的機器人在更小的作業(yè)空間內(nèi)對工件的不同的位置進行加工作業(yè)。
作為該定位裝置的一例實際使用了主/從型的機器人系統(tǒng)，該主/從型的機器人系統(tǒng)在機器人的頂端保持工件，一邊相對于加工作業(yè)用的機器人對工件進行定位一邊進行作業(yè)。但是，在工件的重量較大的情況下，需要在定位裝置上設(shè)置大型且高功率的驅(qū)動器，而使定位裝置的尺寸變大。因此，在專利文獻I中提出了如下技術(shù)，S卩，利用多個機器人保持重量較大的工件，通過協(xié)調(diào)控制多個機器人對工件進行定位。由于多個機器人共同保持一個工件，因此能夠減少要求各機器人輸出的功率。因此，與單個使用高搬運能力的機器人的情況相比，定位裝置實現(xiàn)了低成本和省空間化。在先專利文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2007-160437號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題若像由專利文獻I公開的那樣利用多個機器人支承工件，則會由各機器人的結(jié)構(gòu)特性的差異等各種主要原因?qū)е庐a(chǎn)生機器人各自的頂端位置相對于所期待的位置的誤差。并且，難以完全消除上述誤差。此外，若各機器人的頂端位置產(chǎn)生誤差，則計劃之外的應(yīng)力會作用于用各機器人所保持的工件，而成為產(chǎn)生不良品的一個原因。本發(fā)明的目的在于提供一種在工件的重量較大的情況下，也能夠比以往低成本、省空間且高精度地對工件進行定位的定位裝置、加工系統(tǒng)和使用了該定位裝置的熱加工裝置。用于解決問題的技術(shù)手段本發(fā)明的定位裝置的特征在于，具有三個機器人手臂，其分別具有臂和驅(qū)動臂的驅(qū)動器；載置臺，其由三個機器人手臂的各自的頂端部支承；固定治具(securing jig)，其用于將載置在載置臺上的工件固定在載置臺上；以及控制器，其對驅(qū)動器的各動作進行控制。優(yōu)選三個機器人手臂分別具有 第I結(jié)構(gòu)件，其經(jīng)由第I驅(qū)動器以能夠相對于基座旋轉(zhuǎn)的方式與基座相連結(jié);第2結(jié)構(gòu)件，其經(jīng)由第2驅(qū)動器以能夠相對于第I結(jié)構(gòu)件轉(zhuǎn)動的方式與第I結(jié)構(gòu)件相連結(jié)；第3結(jié)構(gòu)件，其經(jīng)由第3驅(qū)動器以能夠相對于第2結(jié)構(gòu)件轉(zhuǎn)動的方式與第2結(jié)構(gòu)件相連結(jié)；以及連結(jié)構(gòu)件,其至少經(jīng)由一個旋轉(zhuǎn)軸承(rotationalbearing)與第3結(jié)構(gòu)件相連結(jié)而固定在載置臺。此外，優(yōu)選驅(qū)動器具有基于來自控制器的位置指令進行驅(qū)動的伺服馬達，控制器具有下述旋轉(zhuǎn)容許功能。旋轉(zhuǎn)容許功能是指在對三個機器人手臂中的至少一臺驅(qū)動器施加預(yù)先指示的負載量以上的負載時，無論位置指令如何，容許伺服馬達的旋轉(zhuǎn)，從而防止驅(qū)動器過載的功倉泛。 優(yōu)選三個機器人手臂以三個機器人手臂中的一個機器人手臂相對于其他機器人手臂成鏡像關(guān)系的方式構(gòu)成。在此，“成鏡像關(guān)系”是指，三個機器人手臂中的一個機器人手臂的第I結(jié)構(gòu)件和第2結(jié)構(gòu)件的形狀是使其他兩個機器人手臂的第I結(jié)構(gòu)件和第2結(jié)構(gòu)件的形狀左右反轉(zhuǎn)后而成的形狀，即，一個機器人手臂的第I結(jié)構(gòu)件和第2結(jié)構(gòu)件的形狀與其他兩個機器人手臂的第I結(jié)構(gòu)件和第2結(jié)構(gòu)件的形狀呈“右手”和“左手”的形狀的關(guān)系。再換句話說，三個機器人手臂中的一個機器人手臂的形狀形成為將其他兩個機器人手臂映在鏡子中而成的形狀。例如，在后述的圖I中，只有在左下的第3機器人手臂3中，在第I結(jié)構(gòu)件11的右側(cè)連結(jié)有第2結(jié)構(gòu)件12，相對于此，在第I機器人手臂I和第2機器人手臂2中，均在第I結(jié)構(gòu)件11的左側(cè)連結(jié)有第2結(jié)構(gòu)件12。如此，第I機器人手臂I 第3機器人手臂3中的第3機器人手臂3的第I結(jié)構(gòu)件11和第2結(jié)構(gòu)件12的形狀為使第I機器人手臂I和第2機器人手臂2的第I結(jié)構(gòu)件11和第2結(jié)構(gòu)件12的形狀左右反轉(zhuǎn)后而成的形狀，由此，能夠?qū)⒌?機器人手臂3不與第I機器人手臂I和第2機器人手臂2相接觸的范圍確保得較大，從而能夠?qū)⑤d置臺5的動作范圍確保得較大。此外，本發(fā)明的加工系統(tǒng)的特征在于，其具有上述的本發(fā)明的定位裝置和對由定位裝置定位好的工件進行加工作業(yè)的加工機。并且，本發(fā)明的熱加工裝置的特征在于，包括高溫部形成機構(gòu)，其用于局部地形成向長尺寸的坯料的軸向進行移動的高溫部；可動輥模，其以該高溫部為界一邊支承坯料的一端部側(cè)一邊進行移動；以及上述的本發(fā)明的定位裝置，其以使可動輥模向二維或三維的方向移動自如的方式支承該可動棍模。發(fā)明的效果采用本發(fā)明，由于用三個機器人手臂分擔且穩(wěn)定地支承工件，因此即使在要進行定位的工件的重量較大的情況下，也能夠使用更小型的驅(qū)動器作為各機器人手臂的驅(qū)動器，從而能夠使裝置進一步低成本化和省空間化，并且，由于三個機器人手臂經(jīng)由載置臺對工件進行定位，因此即使在各機器人手臂的位置產(chǎn)生了誤差的情況下，載置臺會吸收由各機器人手臂的位置誤差導(dǎo)致的應(yīng)力而防止對工件施加過大的應(yīng)力，從而能夠以更高的精度對工件進行定位。
因此，采用本發(fā)明的熱加工裝置，能夠利用盡可能簡便且廉價的定位裝置以較高的定位精度且以較大的動作范圍對可動輥模進行定位。因此，采用本發(fā)明，能夠以較高的尺寸精度、廉價且較小的設(shè)置空間可靠地制造彎曲加工構(gòu)件或剪切加工構(gòu)件。


圖I是示意性地表示本發(fā)明的一實施方式的加工系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖2是示意性地表示本發(fā)明的一實施方式的定位裝置的側(cè)視圖。圖3是以省略了本發(fā)明的一實施方式的定位裝置的一部分，并使該定位裝置局部透視的方式示意性地表示該定位裝置的側(cè)視圖。圖4是用于說明本發(fā)明的一實施方式的控制器的功能結(jié)構(gòu)的框圖。圖5是簡便地表示由國際公開第2006/093006號小冊子公開的熱加工裝置的說明 圖。附圖標記說明I、第I機器人手臂；2、第2機器人手臂；3、第3機器人手臂；4、基座；5、載置臺；6、固定治具；7、8、加工用機械手(manipulator)(加工機);9、控制器；11、第I結(jié)構(gòu)件；12、第2結(jié)構(gòu)件；13、第3結(jié)構(gòu)件；14、第4結(jié)構(gòu)件；14A、第I旋轉(zhuǎn)軸承(旋轉(zhuǎn)軸承)；15、第5結(jié)構(gòu)件；15A、第2旋轉(zhuǎn)軸承(旋轉(zhuǎn)軸承);16、連結(jié)構(gòu)件；16A、第3旋轉(zhuǎn)軸承(旋轉(zhuǎn)軸承);21 23、驅(qū)動器；31、伺服控制部；32、旋轉(zhuǎn)容許控制部(旋轉(zhuǎn)容許功能)；33、指示動作存儲部；40、熱加工裝置；41、鋼管；41a、高溫部；42、支承裝置；43、進給裝置；44、可動輥模；45、加熱裝置(感應(yīng)加熱線圈)；46、水冷裝置；47、高溫部形成機構(gòu)；48、彎曲加工構(gòu)件或剪切加工構(gòu)件；100、加工系統(tǒng)。
具體實施例方式實施方式I以下，參照

實施方式。如圖I所示，本實施方式的加工系統(tǒng)100具有第I機器人手臂I、第2機器人手臂2及第3機器人手臂3這三個機器人手臂、基座4、載置臺5、固定治具6、兩臺加工用操縱裝置7、8 (加工機)和控制器9。兩臺加工用操縱裝置7、8均是垂直多關(guān)節(jié)機器人。加工用操縱裝置7、8通過使用設(shè)置在其頂端部的末端執(zhí)行器(省略圖示)彼此合作地對固定在載置臺5上的工件W進行加工作業(yè)(焊接、緊固螺栓或組裝等)?；?形成為在俯視狀態(tài)下呈大致三角形(或梯形)的形狀，固定在底板等的設(shè)置面。第I機器人手臂I、第2機器人手臂2及第3機器人手臂3分別安裝在呈大致三角形狀的基座4的三個頂點附近。載置臺5由金屬板形成。如后述那樣，載置臺5被第I 3機器人手臂I 3的頂端構(gòu)件、即連結(jié)構(gòu)件16從下方支承。工件W由設(shè)置在載置臺5的上表面上的固定治具6固定在載置臺5上。固定治具6只要是能夠?qū)⒐ぜ固定在載置臺5上的治具即可，并不限定于特定的固定治具。如圖2所示，第I機器人手臂I、第2機器人手臂2及第3機器人手臂3均具有第I結(jié)構(gòu)件(臂)11、第2結(jié)構(gòu)件(臂)12、第3結(jié)構(gòu)件(臂)13、第4結(jié)構(gòu)件14、第5結(jié)構(gòu)件15、連結(jié)構(gòu)件16、第I旋轉(zhuǎn)軸承14A、第2旋轉(zhuǎn)軸承15A和第3旋轉(zhuǎn)軸承16A。如圖3所示，第I機器人手臂I、第2機器人手臂2及第3機器人手臂3均內(nèi)置有三個驅(qū)動器21 23。各驅(qū)動器21 23由減速機一體型伺服馬達構(gòu)成，該減速機一體型伺服馬達在中央部具有電纜能夠貫穿的空心部。各驅(qū)動器21 23分別經(jīng)由電纜(省略圖示)與控制器9相連接。第4結(jié)構(gòu)件14、第5結(jié)構(gòu)件15并不是需要必須設(shè)置的構(gòu)件，第3結(jié)構(gòu)件13可以與連結(jié)構(gòu)件16直接連接。另外，在圖3中，雖然僅在第I機器人手臂I中表示了驅(qū)動器21 23，在第2機器人手臂2和第3機器人手臂3中省略了驅(qū)動器21 23，但第2機器人手臂2和第3機器人手臂3均與第I機器人手臂I相同地內(nèi)置有驅(qū)動器21 23。對于第I機器人手臂I、第2機器人手臂2及第3機器人手臂3而言，除了如后述·那樣第3機器人手臂3以與第I機器人手臂I和第2機器人手臂2成鏡像關(guān)系的方式構(gòu)成之外，第I機器人手臂I、第2機器人手臂2及第3機器人手臂3相同地構(gòu)成。以下，詳細地說明第I機器人手臂I的結(jié)構(gòu)。另外，將各機器人手臂I 3的基座4這一側(cè)稱作“基端側(cè)”，將各機器人手臂I 3的載置臺5這一側(cè)稱作“頂端側(cè)”。第I結(jié)構(gòu)件11經(jīng)由驅(qū)動器21向上方延伸地設(shè)置在基座4的上表面上。第I結(jié)構(gòu)件11的在延伸方向上的軸通過驅(qū)動器21的驅(qū)動而相對于基座4旋轉(zhuǎn)(是所謂的旋轉(zhuǎn)軸)。第I結(jié)構(gòu)件11的頂端側(cè)經(jīng)由驅(qū)動器22與第2結(jié)構(gòu)件12相連結(jié)。驅(qū)動器22是所謂的支樞，通過驅(qū)動器22的驅(qū)動，第2結(jié)構(gòu)件12相對于第I結(jié)構(gòu)件11轉(zhuǎn)動。第2結(jié)構(gòu)件12的頂端側(cè)經(jīng)由驅(qū)動器23與第3結(jié)構(gòu)件13相連結(jié)。驅(qū)動器23也是支樞，通過驅(qū)動器23的驅(qū)動，第3結(jié)構(gòu)件13相對于第2結(jié)構(gòu)件12轉(zhuǎn)動。第3結(jié)構(gòu)件的頂端側(cè)經(jīng)由第I旋轉(zhuǎn)軸承14A與第4結(jié)構(gòu)件14相連結(jié)。第I旋轉(zhuǎn)軸承14A是所謂的容許旋轉(zhuǎn)軸方向的旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件，通過第I旋轉(zhuǎn)軸承14A的旋轉(zhuǎn)，第4結(jié)構(gòu)件14相對于第3結(jié)構(gòu)件13以大致沿著第3結(jié)構(gòu)件13的延長方向這樣的軸為中心旋轉(zhuǎn)。第4結(jié)構(gòu)件14的頂端側(cè)分支為兩股，分別在兩端經(jīng)由第2旋轉(zhuǎn)軸承15A以使第5結(jié)構(gòu)件15旋轉(zhuǎn)自如的方式支承該第5結(jié)構(gòu)件15。而且，第5結(jié)構(gòu)件15經(jīng)由第3旋轉(zhuǎn)軸承16A與連結(jié)構(gòu)件16相連結(jié)。另外，第2旋轉(zhuǎn)軸承15A的旋轉(zhuǎn)軸與第3旋轉(zhuǎn)軸承16A的旋轉(zhuǎn)軸彼此正交，第2旋轉(zhuǎn)軸承15A作為支樞容許旋轉(zhuǎn)，第3旋轉(zhuǎn)軸承16A作為旋轉(zhuǎn)軸容許旋轉(zhuǎn)。連結(jié)構(gòu)件16由螺栓等固定在載置臺5的下表面上。另外，如圖I 圖3所示，第3機器人手臂3的第I結(jié)構(gòu)件11和第2結(jié)構(gòu)件12的形狀以相對于第I機器人手臂I和第2機器人手臂2各自的第I結(jié)構(gòu)件11和第2結(jié)構(gòu)件12的形狀成為左右對稱形狀的方式形成。若將第I機器人手臂I和第2機器人手臂2設(shè)為例如“左手系”，則以第3機器人手臂3成為“右手系”的方式構(gòu)成鏡像關(guān)系?？刂破?由具有存儲裝置、電子計算器及輸入裝置(均省略圖示)的計算裝置構(gòu)成?？刂破?由電纜與設(shè)置在第I 第3機器人手臂I 3及兩臺加工用操縱裝置7、8的驅(qū)動器相連接。控制器9能夠相對于各驅(qū)動器進行數(shù)據(jù)通信。如圖4所示，控制器9作為功能結(jié)構(gòu)具有伺服控制部31、旋轉(zhuǎn)容許控制部(旋轉(zhuǎn)容許功能)32及指示動作存儲部33。
在指示動作存儲部33中輸入有由省略圖示的輸入裝置預(yù)先輸入的指示數(shù)據(jù)(表示第I 第3機器人手臂I 3和兩臺加工用操縱裝置7、8各自的動作路徑的位置數(shù)據(jù)的集合)。伺服控制部31基于存儲在指示動作存儲部33的指示數(shù)據(jù)和從各驅(qū)動器的伺服馬達輸入的位置信號及電流信號，進行具有位置反饋回路、速度反饋回路和電流反饋回路(轉(zhuǎn)矩環(huán)路)的反饋控制，每次運算周期向各驅(qū)動器的伺服馬達輸出位置指令。旋轉(zhuǎn)容許控制部32具有如下的旋轉(zhuǎn)容許功能，基于第I 第3機器人手臂I 3的姿勢信息(各自的驅(qū)動器的位置信息)選擇第I 第3機器人手臂I 3中的一個機器人手臂，在從所選擇的第I 第3機器人手臂I 3的各驅(qū)動器的伺服馬達輸入的電流信號(轉(zhuǎn)矩信息即負載量)比預(yù)先設(shè)定的值大的情況下，無論來自伺服控制部31的輸出值如何，限制向各驅(qū)動器的伺服馬達的指令電流值，而容許伺服馬達的旋轉(zhuǎn)，由此，防止所選擇的第I 第3機器人手臂I 3的各驅(qū)動器過載。加工系統(tǒng)100如上構(gòu)成，因此，即使在進行定位的工件3的重量較大的情況下，通 過由第I 第3機器人手臂I 3分擔支承，即使使用更小型且低功率的驅(qū)動器作為各機器人手臂的驅(qū)動器，也足以對工件W進行定位。由此，能夠以更低的成本使第I 第3機器人手臂I 3小型化。而且，并沒有利用第I 第3機器人手臂I 3直接保持工件W，而是經(jīng)由載置臺5和固定治具6對工件W進行定位，因此，即使在各機器人手臂I 3的連結(jié)構(gòu)件16的位置等產(chǎn)生了誤差(或公差)的情況下，只要是小規(guī)模的誤差，就能夠通過載置臺5自身的變形、容許第I旋轉(zhuǎn)軸承14A、第2旋轉(zhuǎn)軸承15A和第3旋轉(zhuǎn)軸承16A的各機器人手臂I 3的頂端側(cè)的各三個自由度的旋轉(zhuǎn)方向而一定程度地吸收相對于任何方向的位置的誤差量，因此，能夠大幅度地抑制對工件W施加由位置誤差導(dǎo)致的應(yīng)力的情況。此外，即使在各機器人手臂I 3的連結(jié)構(gòu)件16的位置的誤差比較大的情況下，由于旋轉(zhuǎn)容許控制部32在對與各機器人手臂I 3各自的姿勢相對應(yīng)地選擇的機器人手臂I 3的各驅(qū)動器施加了預(yù)先指示的負載量以上的負載時，無論位置指令如何，容許伺服馬達的旋轉(zhuǎn)，因此，也能夠防止對載置臺5、各機器人手臂I 3施加過大的負載，而能夠抑制載置臺5的過度的變形、由載置臺5的過度的變形導(dǎo)致的對工件W施加的應(yīng)力負載等，從而能夠精度更佳地對工件W進行定位。而且，由于能夠防止對各個機器人手臂I 3施加過大的負載，因此，能夠避免對各機器人手臂I 3施加意外的負擔。由于利用三個機器人手臂I 3支承載置臺5和工件W，因此，即使在由旋轉(zhuǎn)容許控制部32限制了一個機器人手臂的功率的情況下，也能夠利用剩余的兩個機器人手臂充分地支承工件W。此外，第I 第3機器人手臂I 3均具有三個自由度，因此，例如若與直線運動式的平行連桿機構(gòu)等相比，則能夠?qū)⑤d置臺5的可動范圍確保得較大。并且，各機器人手臂I 3的第I結(jié)構(gòu)件11設(shè)置在呈三角形狀的基座4的三個頂點附近，并且，各機器人手臂I 3以機器人手臂1、2和機器人手臂3成鏡像關(guān)系的方式形成，因此，在通過折疊各機器人手臂I 3而使載置臺5下降至基座4的附近時，第I結(jié)構(gòu)件11和第2結(jié)構(gòu)件12會位于沿著基座4的呈三角形狀的邊的位置，從而能夠避免各機器人手臂I 3之間的干涉,并且,能夠減少各機器人手臂I 3向外側(cè)的占位面積(footprint)。
以上，說明了本發(fā)明的實施方式，但本發(fā)明的定位裝置并不限定于該實施方式，在不脫離本發(fā)明的主要內(nèi)容的范圍內(nèi)能夠適當進行變形來應(yīng)用。例如，在上述的實施方式中，說明了利用一體的控制器來控制第I 3機器人手臂和加工用操縱裝置的裝置，但控制器也可以作為適當?shù)莫毩Ⅲw而構(gòu)成。此外，例如還可以以如下方式構(gòu)成為以利用獨立體的控制器僅對伺服控制進行控制等，利用多個控制器對一個機器人手臂進行控制。實施方式2圖5是簡便地表不由國際公開第2006/093006號小冊子公開的熱加工裝置40的說明圖。在實施方式2中，利用實施方式I的定位裝置以能夠改變設(shè)置位置的方式支承熱加工裝置40的可動輥模44。因此，首先簡單地說明熱加工裝置40。
熱加工裝置40利用例如使用滾珠絲桿的進給裝置43將由支承裝置42支承成向鋼管41的軸向移動自如的鋼管41從上游側(cè)朝向下游側(cè)地進給。而且，在支承裝置42的下游利用加熱裝置(感應(yīng)加熱線圈)45將鋼管41快速地加熱至可以局部地進行淬火的溫度范圍(Ac3點以上)，并且，從配置在加熱裝置45的下游的水冷裝置46向鋼管41噴射冷卻水而使鋼管41驟冷，由此，在鋼管41的由感應(yīng)加熱線圈45加熱的加熱位置與向鋼管41噴射冷卻水的噴射位置之間形成Ac3點以上的溫度的高溫部41a。并且，通過對具有至少一組能夠一邊進給鋼管41 一邊支承鋼管41的輥對44a的可動輥模44的位置進行二維或三維改變，而對鋼管41的高溫部41a施加彎矩或剪切力矩。這樣一來，熱加工裝置40制造彎曲加工構(gòu)件或剪切加工構(gòu)件48。S卩，熱加工裝置40包括高溫部形成機構(gòu)47，其用于局部地形成向作為長尺寸的坯料的鋼管41的軸向移動的高溫部41a，由支承裝置42、進給裝置43、加熱裝置45及水冷裝置46構(gòu)成；可動輥模44，其以高溫部41a為界一邊支承鋼管41的一端部側(cè)一邊移動；以及實施方式I的定位裝置，其以使可動輥模44向二維或三維的方向移動自如的方式支承該可動輥模44。例如，將可動輥模44的套管(未圖示)搭載在實施方式I的定位裝置的載置臺5的上表面上，并利用適當?shù)墓潭ㄖ尉?將可動輥模44的套管固定設(shè)置在規(guī)定的位置上即可。另外，作為以高溫部41a為界配置在鋼管41的另一端部側(cè)的進給裝置43，可以例舉出應(yīng)用例如使用滾珠絲桿的周知慣用的進給裝置、工業(yè)用機器人。此外，由實施方式I的定位裝置支承成向二維或三維的方向移動自如的可動輥模44能夠與其移動形態(tài)相對應(yīng)地對鋼管41的高溫部41a施加彎矩、剪切力矩，由此，能夠?qū)︿摴?1進行彎曲加工、剪切加工。熱加工裝置40如上構(gòu)成，因此，即使在鋼管41的重量較大的情況下，通過由第I 第3機器人手臂I 3分擔支承，即使使用更小型且低功率的驅(qū)動器作為各機器人手臂的驅(qū)動器，也足以對鋼管41進行定位。由此，能夠以更低的成本使第I 第3機器人手臂I 3小型化。而且，并沒有利用第I 第3機器人手臂I 3直接保持可動輥模44，而是經(jīng)由載置臺5和固定治具6對可動輥模44進行定位，因此，即使在各機器人手臂I 3的連結(jié)構(gòu)件16的位置等產(chǎn)生了誤差(或公差)的情況下，若是小規(guī)模的誤差，則能夠通過載置臺5自身的變形、容許第I旋轉(zhuǎn)軸承14A、第2旋轉(zhuǎn)軸承15A及第3旋轉(zhuǎn)軸承16A的各機器人手臂I 3的頂端側(cè)的各三個自由度的旋轉(zhuǎn)方向而一定程度地吸收相對于任何方向的位置的誤差量，因此，能夠大幅度地抑制對可動輥模44施加由位置誤差導(dǎo)致的應(yīng)力的情況。此外，即使在各機器人手臂I 3的連結(jié)構(gòu)件16的位置的誤差比較大的情況下，由于旋轉(zhuǎn)容許控制部32在對與各機器人手臂I 3各自的姿勢相對應(yīng)地選擇的機器人手臂I 3的各驅(qū)動器施加了預(yù)先指示的負載量以上的負載時，無論位置指令如何，容許伺服馬達的旋轉(zhuǎn)，因此，也能夠防止對載置臺5、各機器人手臂I 3施加過大的負載，而能夠抑制載置臺5的過度的變形、由載置臺5的過度的變形導(dǎo)致的對可動輥模44施加的應(yīng)力負載等，從而能夠精度更佳地對可動輥模44進行定位。而且，由于能夠防止對各個機器人手臂I 3施加過大的負載，因此，能夠避免對各機器人手臂I 3施加意外的負擔。由于利用三個機器人手臂I 3支承載置臺5和可動輥模44，因此，即使在由旋轉(zhuǎn)容許控制部32限制了一個機器人手臂的功率的情況下，也能夠利用剩余的兩個機器人手臂充分地支承可動輥模44。此外，第I 第3機器人手臂I 3均具有三個自由度，因此，例如若與直線運動式的平行連桿機構(gòu)等相比，則能夠?qū)⑤d置臺5的可動范圍確保得較大。并且，各機器人手臂I 3的第I結(jié)構(gòu)件11設(shè)置在呈三角形狀的基座4的三個頂點附近，并且，各機器人手臂I 3以機器人手臂1、2和機器人手臂3成鏡像關(guān)系的方式形成，因此，在通過折疊各機器人手臂I 3而使載置臺5下降至基座4的附近時，第I結(jié)構(gòu)件11和第2結(jié)構(gòu)件12會位于沿著基座4的呈三角形狀的邊的位置，從而能夠避免各機器人手臂I 3之間的干涉，并且，能夠減少向各機器人手臂I 3向外側(cè)的占位面積。這樣一來，采用熱加工裝置40，能夠利用盡可能簡便且廉價的定位裝置以較高的定位精度且以較大的動作范圍對可動輥模44進行定位，因此，能夠以較高的尺寸精度、廉價且較小的設(shè)置空間可靠地制造彎曲加工構(gòu)件或剪切加工構(gòu)件48。
另外，在鋼管41中的、脫離了可動輥模44的部分(以下，稱作“頂端側(cè)部分”)的重量伴隨著加工的進行而增加，這會導(dǎo)致彎矩作用于鋼管41的高溫部41a上而使熱加工后的鋼管41發(fā)生變形，從而使彎曲加工構(gòu)件或剪切加工構(gòu)件48的尺寸精度下降，為了防止彎曲加工構(gòu)件或剪切加工構(gòu)件48的尺寸精度由如上原因而下降，優(yōu)選通過利用適當?shù)臉?gòu)件(以下，稱作“變形抑制構(gòu)件”)支承頂端側(cè)部分來防止彎矩作用于高溫部41a。這種變形抑制構(gòu)件并不限定于特定的構(gòu)件，只要是能夠抑制鋼管41的變形的構(gòu)件即可，可以使用任何構(gòu)件，例如可以使用適當?shù)闹С信_、支承構(gòu)件，但特別優(yōu)選使用通用的工業(yè)用多關(guān)節(jié)機器人，該通用的工業(yè)用多關(guān)節(jié)機器人以在規(guī)定的空間內(nèi)移動自如的方式設(shè)置，用于支承鋼管41的頂端側(cè)部分。
權(quán)利要求
1.一種定位裝置，其特征在于，具有 三個機器人手臂，其分別具有臂和驅(qū)動上述臂的驅(qū)動器； 載置臺，其由上述三個機器人手臂的各自的頂端部支承； 固定治具，其用于將載置在上述載置臺上的工件固定在上述載置臺上；以及 控制器，其對上述驅(qū)動器的各動作進行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的定位裝置，其特征在于， 上述三個機器人手臂分別具有 第I結(jié)構(gòu)件，其經(jīng)由第I驅(qū)動器以能夠相對于基座旋轉(zhuǎn)的方式與該基座相連結(jié)； 第2結(jié)構(gòu)件，其經(jīng)由第2驅(qū)動器以能夠相對于上述第I結(jié)構(gòu)件轉(zhuǎn)動的方式與上述第I結(jié)構(gòu)件相連結(jié)； 第3結(jié)構(gòu)件，其經(jīng)由第3驅(qū)動器以能夠相對于上述第2結(jié)構(gòu)件轉(zhuǎn)動的方式與上述第2結(jié)構(gòu)件相連結(jié)；以及 連結(jié)構(gòu)件，其至少經(jīng)由一個旋轉(zhuǎn)軸承與上述第3結(jié)構(gòu)件相連結(jié)而固定在上述載置臺。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的定位裝置，其特征在于， 上述驅(qū)動器具有基于來自上述控制器的位置指令進行驅(qū)動的伺服馬達， 上述控制器具有如下的旋轉(zhuǎn)容許功能在對上述三個機器人手臂中的至少一臺上述驅(qū)動器施加預(yù)先指示的負載量以上的負載時，無論上述位置指令如何，容許上述伺服馬達的旋轉(zhuǎn)，從而防止上述驅(qū)動器過載。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的定位裝置，其特征在于， 上述三個機器人手臂以上述三個機器人手臂中的一個機器人手臂相對于其他機器人手臂成鏡像關(guān)系的方式構(gòu)成。
5.一種加工系統(tǒng)，其特征在于， 該加工系統(tǒng)具有權(quán)利要求I至4中任一項所述的定位裝置和對由上述定位裝置定位好的工件進行加工作業(yè)的加工機。
6.一種熱加工裝置，其特征在于，包括 高溫部形成機構(gòu)，其用于局部地形成向長尺寸的坯料的軸向進行移動的高溫部；可動輥模，其以上述高溫部為界一邊支承上述坯料的一端部側(cè)一邊進行移動；以及權(quán)利要求I至4中任一項所述的定位裝置，其以使上述可動輥模向二維或三維的方向移動自如的方式支承上述可動輥模。
全文摘要
本發(fā)明提供一種定位裝置、加工系統(tǒng)和熱加工裝置。定位裝置和加工系統(tǒng)即使在工件的重量較大的情況下也能夠以更低成本、進一步實現(xiàn)省空間化且精度更佳地對工件進行定位。該定位裝置具有三個機器人手臂(1)～(3)，其分別具有臂和驅(qū)動臂的驅(qū)動器；載置臺(5)，其由三個機器人手臂(1)～(3)的各自的頂端部支承；固定治具(6)，其用于將載置在載置臺(5)上的工件(W)固定在載置臺(5)上；以及控制器(9)，其對各驅(qū)動器的各動作進行控制。
文檔編號B25J11/00GK102834229SQ20118001704
公開日2012年12月19日 申請日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者岡久學, 木下佑輔, 巢山崇, 富澤淳, 桑山真二郎, 原三了 申請人:株式會社安川電機, 住友金屬工業(yè)株式會社, 住友鋼管株式會社