CN1947958A - 作业用机械装置及机械装置用作业工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有预定作业工具的作业用机械装置及机械装置用作业工具，依据本发明所提供的作业用机械装置，其特征在于包含：托架；用于升降及水平移动所述托架的驱动部；用于把持所述作业工具而结合的工具夹，该工具夹使所述作业工具在预定的微调范围之内按照所述托架的水平方向可相对移动；介于所述托架与所述工具夹之间的微调单元，该微调单元用于微调水平方向的相对位置。由此提供可以简单地调节作业工具的位置偏移而减少作业不合格率，并且提高产品质量的作业用机械装置及机械装置用作业工具。

Description

作业用机械装置及机械装置用作业工具
                         技术领域
本发明涉及一种作业用机械装置及机械装置用作业工具，尤其涉及可以简单地调节位置偏移的作业用机械装置及机械装置用作业工具。
                         背景技术
随着产业的发展普遍使用作业用机械装置，该作业用机械装置根据预定的输入数据被自动升降及水平移动而反复移动于预定位置之间，并同时进行作业。这种作业用机械装置用于多种领域，例如在组装电子零部件等工艺中以联接螺丝钉的自动装置或供应零部件的自动装置等形态使用。
图1中示出了作为这种自动移送机械装置中的一例的螺丝钉联接装置。现有技术中包含：由自动装置等构成的驱动部1、2、3，用于提供驱动力，以分别使x轴、Y轴、Z轴移动；保管台4，用于保管螺丝钉。并且，现有技术具有用于支持将要组装的零部件的作业物支持台5和如电动起子的作业工具6，该作业工具6通过真空压力吸入被保管于保管台5上的螺丝钉，并由驱动部1、2、3将其移动到作业物支持台5上的预定位置之后，旋转螺丝钉而相互联接零部件。
如上所述的现有技术为了实现反复性的螺丝钉联接作业的自动化而事先输入螺丝钉把持位置、作业物支持台上的零部件联接孔位置等的移动电动起子6的位置。因此，按照控制部的控制使电动起子6通过真空压力而把持保管于保管台4上的螺丝钉，然后按照控制部的控制将其移送到设有联接孔的预定位置而联接零部件。被移送到预定位置的电动起子6降低螺丝钉的同时使其旋转而联接零部件。这种螺丝钉联接作业必须要在正确的位置进行，一般要使电动起子、螺丝钉及零部件的联接孔位于同一轴线上。
但是，这种现有技术即使对装置进行定期检查，也无法对由电机、滚珠丝杠等驱动部的加速及减速所引起的速度变化、振动、移送部的磨损及外部冲击等各种原因引起的电动起子目标位置与零部件联接孔位置的偏移进行专门的调节。因此，有可能使电动起子在偏离的位置联接螺丝钉而损伤或损坏零部件或螺丝钉，或者可能使螺丝钉倾斜而联接，甚至此时分离的粒子或碎片等可能给其他工序带来很多问题，也可能影响产品的性能。
                         发明内容
本发明的目的在于提供一种可以较简单地调节作业工具位置偏移的作业用机械装置及机械装置用作业工具。
为了实现上述目的，依据本发明提供一种具有预定作业工具的作业用机械装置，其特征在于包含：托架；用于升降及水平移动所述托架的驱动部；用于把持所述作业工具而结合的工具夹，该工具夹使所述作业工具在预定的微调范围内按照所述托架的水平方向可相对移动；设置于所述托架与所述工具夹下侧的微调单元，用于微调水平方向的相对位置。
在此，所述微调单元包含：具有第一滑动单元与第一弹性部件的第一调节部，所述第一滑动单元结合于所述托架，并可以按照所述托架板面的第一方向移动，而所述第一弹性部件提供使所述第一滑动部件从微调位置返回到原位置的恢复力；具有第二滑动单元与第二弹性部件的第二调节部，所述第二滑动单元结合于所述第一调节部，并与所述第一滑动单元的移动方向相直交而移动，而所述第二弹性部件提供使所述第二滑动部件从微调位置返回到原位置的恢复力；从而可以完成作业工具的微调。
并且，所述第一滑动单元及第二滑动单元分别包含第一滑动部件及第二滑动部件，该第一滑动部件及第二滑动部件由交叉滚子导轨(cross rollerguide)及直线导轨(LM guide)之中的任意一种构成，从而可以顺利完成作业工具的微调。
并且，所述第一弹性部件及所述第二弹性部件至少为一对磁体，从而可以易于从微调位置返回到原位置。
并且，所述第一弹性部件及所述第二弹性部件至少为一对弹簧，从而可以易于从微调位置返回到原位置。
并且，所述托架与所述第一调节部的板面相互以预定间隔隔离，从而可以防止由相互移动而引起的板面之间的磨损及由此产生的微粒子等。
并且，所述第一调节部与所述第二调节部的板面相互以预定间隔隔离，从而可以防止由相互移动而引起的板面之间的磨损及由此产生的微粒子等。
并且，所述托架具有***述作业工具的安装口，所述第一调节部与所述第二调节部最好各自具有第一安装口及第二安装口，该第一安装口及第二安装口被形成为对应于***述作业工具的所述托架安装口而***述作业工具使其可移动。
并且，所述安装口最好被形成为使所述作业工具的移动范围不超过所述第一弹性部件及第二弹性部件的弹性范围。
并且，所述作业工具最好布置为吸附螺丝钉并将其联接到预定位置。
并且，所述作业工具最好布置为将零部件供应到预定位置。
此外，本发明的目的在于提供一种具有驱动部的机械装置的作业工具，其特征在于包含：由所述驱动部升降及水平移动的托架；工具夹，该工具夹用于把持所述作业工具，并使所述作业工具在预定的微调范围内可相对于所述托架的水平方向移动；介于所述托架与所述工具夹之间的微调单元，该微调单元用于微调水平方向的相对位置。
在此，所述微调单元包含：具有第一滑动单元与第一弹性部件的第一调节部，所述第一滑动单元结合于所述托架，并可以按照所述托架板面的第一方向移动，而所述第一弹性部件提供使所述第一滑动部件从微调位置返回到原位置的恢复力；具有第二滑动单元与第二弹性部件的第二调节部，所述第二滑动单元结合于所述第一调节部，并与所述第一滑动单元的移动方向相直交而移动，而所述第二弹性部件提供使所述第二滑动部件从微调位置返回到原位置的恢复力；从而可以完成作业工具的微调。
并且，所述第一滑动单元及第二滑动单元分别包含第一滑动部件及第二滑动部件，该第一滑动部件及第二滑动部件由交叉滚子导轨(cross rollerguide)及直线导轨(LM guide)之中的任意一种构成，从而可以顺利完成作业工具的微调。
此外，所述第一弹性部件及所述第二弹性部件至少为一对磁体及弹簧之中的任意一种，从而可以易于从微调位置返回到原位置。
并且，所述托架与所述第一调节部的板面相互以预定间隔隔离，从而可以防止由相互移动而引起的板面之间的磨损及由此产生的微粒子等。
并且，所述第一调节部与所述第二调节部的板面相互以预定间隔隔离，从而可以防止由相互移动而引起的板面之间的磨损及由此产生的微粒子等。
                      附图说明
图1为依据现有技术所提供的螺丝钉联接用机械装置的示意图；
图2为依据本发明所提供的螺丝钉联接用机械装置的示意图；
图3为微调单元的分解示意图；
图4a为依据第一实施例所提供的微调单元调节部的截面图；
图4b为依据第二实施例所提供的微调单元调节部的截面图；
图5a至图5c表示微调单元微调过程的概略示意图。
主要符号说明：10为机械装置，20为机构主体，21为X轴驱动部，23为Y轴驱动部，25为Z轴驱动部，30为托架，31为辅助托架，40为微调单元，50a为第一调节部，51a为第一滑动单元，53a为第一滑动板，55a为第一滑动部件，57a为第一弹性部件，59a为第一安装口，50b为第二调节部，51b为第二滑动单元，53b为第二滑动板，55b为第二滑动部件，57b为第二弹性部件，59b为第二安装口，69为联接部，70为作业工具，71为工具夹，80为保管台，90为作业物支持台。
                       具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明所提供的作为作业用机械装置中一例的螺丝钉联接用机械装置。
依据本发明所提供的螺丝钉联接用机械装置10如图2所示，包含：进行预定作业的作业工具70与托架30；结合于机构主体20的驱动部21、23、25，用于升降及水平移动托架30；用于把持作业工具70的工具夹71，该工具夹71使作业工具70在预定的微调范围之内按照托架30的水平方向可相对移动；设置于托架30和工具夹71下侧的微调单元40，用于微调水平方向的相对位置。
机构主体20如图2所示，分别具有用于提供驱动力而使作业工具70升降及水平移动的X轴驱动部21、Y轴驱动部23及Z轴驱动部25。这种机构主体20也可以设置成如多关节机器人的形态而上下、左右移动作业工具70。并且，机构主体20结合于托架30，而托架30结合于微调单元40。机构主体20的上下、左右移动基于所输入的预定坐标由控制部(未图示)分别控制各驱动部21、23、25而完成。
托架30如图3所示，结合于机构主体20并与机构主体20成为一体而移动，同时结合于微调单元40的第一调节部50a。此外，托架30可以具有安装口33，以使作业工具70在预定范围内可移动。并且，托架30还可以具有结合于机构主体20的部分和对应于第一滑动部件55a的形状而凹陷形成的辅助托架31，该辅助托架31专门用于结合第一滑动部件55a。在此，由于为了结合第一滑动部件55a而凹陷形成的部分与托架30形成为一体，因而可以省略辅助托架31。
微调单元40如图2至图4所示，包含：具有第一滑动单元51a和第一弹性部件57a、57a′的第一调节部50a，该第一滑动单元51a结合于托架30，并可按照托架30板面的第一方向(图3的Y方向)移动，该第一弹性部件57a、57a′向第一滑动单元51a提供从微调位置返回到原位置的恢复力；具有第二滑动单元51b和第二弹性部件57b、57b′的第二调节部50b，该第二滑动单元51b结合于第一调节部50a，并可以与第一滑动单元51a的移动方向(图3的X方向)相直交而移动，该第二弹性部件51b向第二滑动单元51b提供从微调位置返回到原位置的恢复力；联接第二调节部50b与工具夹71的联接部69。并且，微调单元40如实施例所述，虽然可以结合于托架30的下侧，但也可以结合于托架30的上侧。
如图2至图4所示，虽然第一调节部50a和第二调节部50b的移动方向相互直交而布置，但由于其结构及功能相同，因此下面只对第一调节部50a进行说明，而对第二调节部50b省略其说明。并且，为了方便起见第一调节部50a的数字标号后面加“a”，而第二调节部50b的数字标号上加对应于第一调节部50a的“b”。并且，第一调节部50a及第二调节部50b由金属材料构成，但根据需要可以采用塑料等多种材料。
第一滑动单元51a如图3及图4所示，包含：一侧联接于第一滑动部件55a、另一侧联接于第二滑动部件55b的第一滑动板53a；介于辅助托架31与第一滑动板53a之间的第一滑动部件55a，用于使第一滑动板53a相对于托架30进行按照托架30板面的第一方向的滑动。
第一滑动板53a如图3所示，相应于第一滑动部件55a及第二滑动部件55b的形状而分别凹陷一部分而形成，以使一侧联接于第一滑动部件55a、另一侧联接于第二滑动部件55b。并且，第一滑动板53a可以具有为了收容作业工具70而形成的第一安装口59a。并且，第一滑动板53a可以通过第一滑动部件55a及第二滑动部件55b的螺杆等联接单元联接于辅助托架31与第二滑动板53b上。并且，第一滑动板53a分别与辅助托架31及第二滑动板53b相互隔离而滑动，从而使板面互不接触，由此防止由滑动引起的板面的磨损及由此产生的微粒子。
第一滑动部件55a如图3及图4所示，设置在辅助托架31与第一滑动板53a之间，以引导第一滑动板53a向托架30板面的第一方向滑动。并且，第一滑动部件55a包含如图4a所示的交叉滚子导轨(cross roller guide)及如图4b所示的直线导轨(LM guide)之中的任意一个。这种滑动部件55a成对并整齐地布置于第一滑动板53a上，可以使作业工具70顺利移动。并且，第一滑动部件55a一侧联接于辅助托架31，而另一侧联接于第一滑动板53a上，以使辅助托架31与第一滑动板53a相互隔离。
由此，设置微调单元40以微调作业工具70的相对于托架30水平方向的相对位置。
联接部69如图3及图4所示，用于连接第二调节部50b与工具夹71。即，联接部69的一侧联接于第二调节部50b的第二滑动板53b，而另一侧联接于工具夹71。由此，使微调单元40的微调传递到作业工具70上。
如图2及图3所示，作业工具70进行预定作业，本实施例包含电动起子。并且，作业工具70由工具夹71来把持。作业工具70被收容于托架30及微调单元40的安装口33、59a、59b，并在预定的微调范围内移动，从而简单地完成位置偏移而可以使作业工具70的轴线与执行作业的工作轴线一致。由此防止在位置偏移的状态下进行预定作业而损坏或损伤零部件或螺丝钉的情况，并避免由此产生碎片、粒子，因此可以顺利进行后续工艺并提高质量。并且，即使有点倾斜地把持螺丝钉等，也因可以微调作业工具70而在联接作业时可以联接于正确的位置。
此外，没有进行说明的附图标记分别为用于保管螺丝钉的保管台80、用于安装及支持将要联接的零部件的作业物支持台90。
虽然以上实施例举例说明了螺丝钉联接装置，但可以适用于如在预定位置之间连续、反复地供应零部件的零部件供应装置的作业用机械装置，这种作业用机械装置进行多种工作。
根据如上所述的结构，下面参照图5a至图5c说明依据本发明所提供的螺丝钉联接用机械装置10位置的微调过程。
首先，向机械装置施加电源，该机械装置中已输入将作业工具70移动到预定位置的坐标。作业工具70先把持被真空压力等吸附而对齐的螺丝钉等。然后，控制部(未图示)控制驱动部21、23、25将作业工具70移动到所输入的位置，并使其移动到如图5a所示的位置。此时，由于驱动部的磨损和加速、外部作用力等作业工具的轴线(Z)与用于联接零部件“a”及零部件“b”的联接孔轴线(Z′)之间可能产生“G”大小的偏移，如图5所示。其次，如图5b所示，作业工具70为了联接而旋转并逐渐下降，并且当由位置偏移而外力作用于螺丝钉等时，作业工具70通过第一滑动部件55a及第二滑动部件55b从“Z”轴线位置稍微移动到“Z′”轴线位置。因此，如图5c所示，作业工具70可以在“Z”轴线位置与“Z′”轴线位置相一致的状态下进行螺丝钉联接作业，从而防止螺丝钉或零部件“a”及零部件“b”的损伤或损坏。完成作业之后当作业工具70上升，则作业工具70通过第一滑动部件55a及第二滑动部件55b而返回到原位置。
根据适用本发明的统计数据，螺丝钉联接作业的不合格率从改进前的每周平均0.494％变为改进后的每周平均约0.135％，由此可知不合格率显著降低。
因此，依据本发明由于具有微调单元，从而可以简单地实现如电动起子的作业工具的微调作业。并且，可以防止作业工具在偏移位置联接螺丝钉而损伤或损坏零部件或螺丝钉的情况，或者在零部件上倾斜地联接螺丝钉。由此，防止产生损坏等引起的被分离的粒子或碎片而可以提高质量。
综上所述，依据本发明提供作业用机械装置，不仅可以简单地调节作业工具的位置偏移而减少作业不合格率，而且还可以提高产品质量。

Claims (17)

1、一种具有预定作业工具的作业用机械装置，其特征在于包含：
托架；
用于升降及水平移动所述托架的驱动部；
用于把持所述作业工具而结合的工具夹，该工具夹使所述作业工具在预定的微调范围之内按照所述托架的水平方向可相对移动；
设置于所述托架与所述工具夹下侧的微调单元，该微调单元用于微调水平方向的相对位置。
2、根据权利要求1所述的作业用机械装置，其特征在于所述微调单元包含：
具有第一滑动单元与第一弹性部件的第一调节部，所述第一滑动单元结合于所述托架，并可以按照所述托架板面的第一方向移动，而所述第一弹性部件提供使所述第一滑动部件从微调位置返回到原位置的恢复力；
具有第二滑动单元与第二弹性部件的第二调节部，所述第二滑动单元结合于所述第一调节部，并与所述第一滑动单元的移动方向相直交而移动，而所述第二弹性部件提供使所述第二滑动部件从微调位置返回到原位置的恢复力；
联接所述第二调节部与所述工具夹的联接部。
3、根据权利要求2所述的作业用机械装置，其特征在于所述第一滑动单元及第二滑动单元分别包含第一滑动部件及第二滑动部件，该第一滑动部件及第二滑动部件由交叉滚子导轨及直线导轨之中的任意一种构成。
4、根据权利要求2所述的作业用机械装置，其特征在于所述第一弹性部件及所述第二弹性部件至少为一对磁体。
5、根据权利要求2所述的作业用机械装置，其特征在于所述第一弹性部件及所述第二弹性部件至少为一对弹簧。
6、根据权利要求2所述的作业用机械装置，其特征在于所述托架与所述第一调节部的板面相互以预定间隔隔离。
7、根据权利要求2所述的作业用机械装置，其特征在于所述第一调节部与所述第二调节部的板面相互以预定间隔隔离。
8、根据权利要求2所述的作业用机械装置，其特征在于所述托架具有***述作业工具的安装口，所述第一调节部与所述第二调节部各自具有第一安装口及第二安装口，该第一安装口及第二安装口被形成为对应于***述作业工具的所述托架安装口而***述作业工具并使其可移动。
9、根据权利要求8所述的作业用机械装置，其特征在于所述安装口被形成为使所述作业工具的移动范围不超过所述第一弹性部件及第二弹性部件的弹性范围。
10、根据权利要求1所述的作业用机械装置，其特征在于所述作业工具布置为吸附螺丝钉并将其联接到预定位置。
11、根据权利要求1所述的作业用机械装置，其特征在于所述作业工具布置为将零部件供应到预定位置。
12、一种具有驱动部的机械装置的作业工具，其特征在于包含：
由所述驱动部升降及水平移动的托架；
工具夹，该工具夹用于把持所述作业工具，使所述作业工具在预定的微调范围内可相对于所述托架的水平方向移动；
介于所述托架与所述工具夹之间的微调单元，该微调单元用于微调水平方向的相对位置。
13、根据权利要求12所述的作业工具，其特征在于所述微调单元包含：
具有第一滑动单元与第一弹性部件的第一调节部，所述第一滑动单元结合于所述托架，并可以按照所述托架板面的第一方向移动，而所述第一弹性部件提供使所述第一滑动部件从微调位置返回到原位置的恢复力；
具有第二滑动单元与第二弹性部件的第二调节部，所述第二滑动单元结合于所述第一调节部，并与所述第一滑动单元的移动方向相直交而移动，而所述第二弹性部件提供使所述第二滑动部件从微调位置返回到原位置的恢复力。
14、根据权利要求13所述的作业工具，其特征在于所述第一滑动单元及第二滑动单元分别包含第一滑动部件及第二滑动部件，该第一滑动部件及第二滑动部件由交叉滚子导轨及直线导轨之中的任意一种构成。
15、根据权利要求13所述的作业工具，其特征在于所述第一弹性部件及所述第二弹性部件至少为一对磁体及弹簧之中的任意一种。
16、根据权利要求13所述的作业工具，其特征在于所述托架与所述第一调节部的板面相互以预定间隔隔离。
17、根据权利要求13所述的作业工具，其特征在于所述第一调节部与所述第二调节部的板面相互以预定间隔隔离。
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