JP2016190294A

JP2016190294A - ロボットシステム

Info

Publication number: JP2016190294A
Application number: JP2015071199A
Authority: JP
Inventors: 和重赤羽; Kazue Akaha; 吉村　和人; Kazuto Yoshimura; 和人吉村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2016-11-10
Also published as: CN106002933A; US20160288340A1

Abstract

【課題】ロボットの振動の影響を抑制し、また、セル内でのロボットの作業性を向上させることができるロボットシステムを提供すること。【解決手段】ロボットシステムは、水平面とは異なる角度である第１面を有するセルと、前記第１面に設けられたロボットと、を備え、前記ロボットは、第ｎ（ｎは１以上の整数）回動軸周りに回動可能な第ｎアームと、前記第ｎ回動軸の軸方向と異なる軸方向である第（ｎ＋１）回動軸周りに回動可能に前記第ｎアームに設けられた第（ｎ＋１）アームと、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットシステムに関するものである。

従来、ロボットアームを備えたロボットが知られている。ロボットアームは複数のアーム（アーム部材）が関節部を介して連結され、最も先端側（最も下流側）のアームには、エンドエフェクターとして、例えば、ハンドが装着される。関節部はモーターにより駆動され、その関節部の駆動により、アームが回動する。そして、ロボットは、例えば、ハンドで対象物を把持し、その対象物を所定の場所へ移動させ、組立等の所定の作業を行う。

また、特許文献１には、セルと、セル内に設けられたロボットとを有するロボットセルが開示されている。特許文献１に記載のロボットセルでは、ロボットは、水平面と平行な面、すなわち、セルの天井面に設置されている。

特開２０１１−２１８７４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のロボットセルでは、ロボットを天井面に設置する場合は、ロボットの重心の位置が高くなり、ロボットが振動した場合に、その振動の影響が大きくなるという問題がある。

また、ロボットを床面に設置する場合は、ロボット自身が障害物となり、作業性が悪いという問題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

（適用例１）
本発明のロボットシステムは、水平面とは異なる角度である第１面を有するセルと、
前記第１面に設けられたロボットと、を備え、
前記ロボットは、第ｎ（ｎは１以上の整数）回動軸周りに回動可能な第ｎアームと、前記第ｎ回動軸の軸方向と異なる軸方向である第（ｎ＋１）回動軸周りに回動可能に前記第ｎアームに設けられた第（ｎ＋１）アームと、を備えることを特徴とする。

これにより、第１面を例えば、水平面とは異なる角度である壁面とすることにより、ロボットを天井面に設置する場合に比べて、ロボットの重心の位置が低くなり、ロボットの振動の影響を小さくすることができる。また、ロボット自身が障害物となることを抑制することができ、セル内でのロボットの作業性を向上させることができる。

（適用例２）
本発明のロボットシステムでは、前記第１面は、水平面に対して垂直であることが好ましい。

これにより、第１面を例えば、水平面に対して垂直な壁面とすることにより、ロボットを天井面に設置する場合に比べて、ロボットの重心の位置が低くなり、ロボットの振動の影響を小さくすることができる。また、ロボット自身が障害物となることを抑制することができ、セル内でのロボットの作業性を向上させることができる。

（適用例３）
本発明のロボットシステムでは、前記第１面は、水平面に対して傾斜していることが好ましい。

これにより、第ｎ回動軸の軸方向から見て、第ｎ回動軸からより遠くの位置に第（ｎ＋１）アーム先端を移動させることができる。

また、第１面を例えば、水平面に対して傾斜している壁面とすることにより、ロボットを天井面に設置する場合に比べて、ロボットの重心の位置が低くなり、ロボットの振動の影響を小さくすることができる。また、ロボット自身が障害物となることを抑制することができ、セル内でのロボットの作業性を向上させることができる。

（適用例４）
本発明のロボットシステムでは、前記第ｎアームの長さは、前記第（ｎ＋１）アームの長さよりも長く、前記第（ｎ＋１）回動軸の軸方向から見て、前記第ｎアームと前記第（ｎ＋１）アームとが重なることが可能であることが好ましい。

これにより、第ｎ＋１アームの先端を第ｎ回動軸周りに１８０°異なる位置に移動させる場合にロボットが干渉しないようにするための空間を小さくすることができる。これによって、セルの小型化を図ることができ、ロボットシステムを設置するための設置スペースを小さくすることができる。

（適用例５）
本発明のロボットシステムでは、前記ロボットセルの設置面積は、６３７５００ｍｍ^２未満であることが好ましい。

第ｎ＋１アームの先端を第ｎ回動軸周りに１８０°異なる位置に移動させる場合にロボットが干渉しないようにするための空間を小さくすることができるので、このような設置面積であっても前記移動の際にロボットとセルとが干渉することを防止することができる。
これにより、ロボットシステムを設置するための設置スペースを小さくすることができる。

（適用例６）
本発明のロボットシステムでは、前記ロボットセルの設置面積は、５０００００ｍｍ^２以下であることが好ましい。

（適用例７）
本発明のロボットシステムでは、前記ロボットは、前記第１面に設けられた基台を有し、
前記ｎは、１であり、前記第ｎアームは、前記基台に設けられていることが好ましい。

これにより、基台に対して第ｎアームおよび第（ｎ＋１）アームを回動可能なロボットが実現し、また、ロボットのセルへの設置は、第ｎアームではなく、基台をセルに設置することでなされるので、ロボットのセルへの設置作業を容易に行うことができる。

本発明のロボットシステムの第１実施形態を示す斜視図である。図１に示すロボットシステムのロボットの斜視図である。図１に示すロボットシステムのロボットの概略図である。図１に示すロボットシステムの正面図におけるロボットの図である。図１に示すロボットシステムの正面図におけるロボットの図である。図１に示すロボットシステムの正面図におけるロボットの図である。図１に示すロボットシステムのロボットの作業の際の動作を説明するための図である。図１に示すロボットシステムのロボットの作業の際の動作を説明するための図である。図１に示すロボットシステムのロボットの作業の際の動作を説明するための図である。図１に示すロボットシステムのロボットの作業の際の動作を説明するための図である。図１に示すロボットシステムのロボットの作業の際の動作を説明するための図である。本発明のロボットシステムの第２実施形態を示す斜視図である。図１１に示すロボットシステムの正面図におけるロボットの図である。本発明のロボットシステムの第３実施形態を示す斜視図である。図１４に示すロボットシステムの正面図におけるロボットの図である。

以下、本発明のロボットシステムを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明のロボットシステムの第１実施形態を示す斜視図である。図２は、図１に示すロボットシステムのロボットの斜視図である。図３は、図１に示すロボットシステムのロボットの概略図である。図４〜図６は、それぞれ、図１に示すロボットシステムの正面図におけるロボットの図である。図７〜図１１は、それぞれ、図１に示すロボットシステムのロボットの作業の際の動作を説明するための図である。

なお、以下では、説明の都合上、図１、図４〜図１１中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う（他の実施形態の図１２〜図１４も同様）。また、図１〜図１１中の基台側を「基端」または「上流」、その反対側（ハンド側）を「先端」または「下流」と言う（他の実施形態の図１２〜図１４も同様）。また、図１、図４〜図１１中の上下方向が鉛直方向である（他の実施形態の図１２〜図１４も同様）。また、図１および図２では、セル内に設置されていない状態のロボットが図示されている。

図１に示すロボットシステム１００は、セル５と、セル５内に設けられたロボット（産業用ロボット）１とを有するロボットセル５０を備えている。ロボット１は、ロボット本体（本体部）１０と、ロボット本体１０（ロボット１）の作動を制御する図示しないロボット制御装置（制御部）とを備えている。

このロボットシステム１００は、例えば、腕時計のような精密機器等を製造する製造工程等で用いることができる。また、ロボット１は、例えば、当該精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送および組立等の各作業を行うことができる。

なお、ロボット制御装置は、セル５内に配置されていてもよく、また、セル５の外部に配置されていてもよい。また、ロボット制御装置がセル５内に配置されている場合、そのロボット制御装置は、ロボット本体１０（ロボット１）に内蔵されていてもよく、また、ロボット本体１０とは、別体であってもよい。また、ロボット制御装置は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が内蔵されたパーソナルコンピューター（ＰＣ）等で構成することができる。

〈セル〉
図１に示すように、セル５は、ロボット１を囲む（収納する）部材であり、移設を容易に行えるようになっている。このセル５内において、主に、ロボット１が組立等の作業を行う。

セル５は、セル５全体を例えば床等の設置スペースに設置させる４つの足部５４と、４つの足部５４に支持されている枠体部５１と、枠体部５１の下方に設けられた作業台（台部）５２と、枠体部５１の作業台５２よりも上側であって、枠体部５１の１つの側面（図１中左側の側面）に設けられた壁部５５とを有している。また、セル５を鉛直方向から見たときのセル５の外形形状は、特に限定されないが、本実施形態では、正方形である。なお、前記外形形状は、例えば、長方形等でもよい。

枠体部５１は、鉛直方向（図１中上下方向）に延在している４つの支柱５１１と、４つの支柱５１１の上端に設けられた枠状の上部５１３とを有している。

作業台５２は、本実施形態では、直方体形状をなしており、その６面に四角形（矩形）の板体を有している。この作業台５２は、鉛直方向から見て、その４隅が枠体部５１の４つの支柱５１１に支持されている。ロボット１は、この作業台５２の作業面５２１において、各作業を行うことができる。

壁部５５は、ロボット１を支持する部材であり、本実施形態では、４角形（矩形）の板状をなしている。壁部５５は、その２辺が枠体部５１の２つの支柱５１１に設置されている。この壁部５５の内側の壁面（第１面）５５１に、後述するロボット１の基台１１が固定（支持）されている。この壁面５５１は、水平面とは異なる角度をなす平面、本実施形態では、水平面に対して垂直な平面である。

なお、作業台５２よりも上側の隣り合う支柱５１１同士の間、すなわち、枠体部５１の他の３つの側面および上部５１３には、それぞれ、例えば作業者や粉塵等の異物が枠体部５１内に侵入しないようにするために安全板（図示せず）等が設置されていてもよい。

また、セル５は、足部５４を有していなくてもよい。その場合には、作業台５２が、直接、設置スペースに設置されていてもよい。

〈ロボット〉
図２〜図４に示すように、ロボット本体１０は、基台（支持部）１１と、ロボットアーム６とを有している。ロボットアーム６は、第１アーム（第１アーム部材）（腕部）１２、第２アーム（第２アーム部材）（腕部）１３、第３アーム（第３アーム部材）（腕部）１４、第４アーム（第４アーム部材）（腕部）１５、第５アーム（第５アーム部材）（腕部）１６および第６アーム（第６アーム部材）（腕部）１７（６つのアーム）と、第１駆動源４０１、第２駆動源４０２、第３駆動源４０３、第４駆動源４０４、第５駆動源４０５および第６駆動源４０６（６つの駆動源）とを備えている。なお、第５アーム１６および第６アーム１７によりリストが構成され、第６アーム１７の先端には、例えば、ハンド９１等のエンドエフェクターを着脱可能に取り付けることができるようになっている。

ロボット１は、基台１１と、第１アーム１２と、第２アーム１３と、第３アーム１４と、第４アーム１５と、第５アーム１６と、第６アーム１７とが基端側から先端側に向ってこの順に連結された垂直多関節（６軸）ロボットである。なお、以下では、第１アーム１２、第２アーム１３、第３アーム１４、第４アーム１５、第５アーム１６および第６アーム１７をそれぞれ「アーム」とも言う。また、第１駆動源４０１、第２駆動源４０２、第３駆動源４０３、第４駆動源４０４、第５駆動源４０５および第６駆動源４０６をそれぞれ「駆動源」とも言う。

図１および図４に示すように、基台１１は、セル５の壁部５５の壁面５５１に固定される部分（取り付けられる部材）である。この固定方法としては、特に限定されず、例えば、複数本のボルトによる固定方法等を採用することができる。

また、本実施形態では、基台１１の基端面（図４中の左側の端面）が壁面５５１に取り付けられているが、基台１１の壁面５５１への取り付け箇所は、これに限定されず、例えば、基台１１の先端部に設けられた板状のフランジ１１１であってもよい。

なお、基台１１には、後述する関節１７１が含まれていてもよく、また、含まれていなくてもよい（図３参照）。

また、第１アーム１２、第２アーム１３、第３アーム１４、第４アーム１５、第５アーム１６および第６アーム１７は、それぞれ、基台１１に対し独立して変位可能に支持されている。

図２〜図４に示すように、第１アーム１２は、屈曲した形状をなしている。第１アーム１２は、図４の状態で説明すると、基台１１に接続され、基台１１から後述する第１回動軸Ｏ１の軸方向（水平方向）であって図４中右側に延出した第１部分１２１と、第１部分１２１の図４中の右端から第２回動軸Ｏ２の軸方向であって図４中下側に延出した第２部分１２２と、第２部分１２２の第１部分１２１とは反対の端部に設けられ、第１回動軸Ｏ１の軸方向（水平方向）であって図４中右側に延出した第３部分１２３と、第３部分１２３の第２部分１２２とは反対の端部から第２回動軸Ｏ２の軸方向（鉛直方向）であって図４中上側に延出した第４部分１２４とを有している。なお、これら第１部分１２１、第２部分１２２、第３部分１２３および第４部分１２４は、一体で形成されている。また、第２部分１２２と第３部分１２３とは、第１回動軸Ｏ１および第２回動軸Ｏ２の双方と直交する方向から見て（図４の紙面手前から見て）、ほぼ直交（交差）している。

第２アーム１３は、長手形状をなし、第１アーム１２の先端部、すなわち、第４部分１２４の第３部分１２３とは反対の端部に接続されている。

第３アーム１４は、長手形状をなし、第２アーム１３の先端部、すなわち、第２アーム１３の第１アーム１２が接続されている端部とは反対の端部に接続されている。

第４アーム１５は、第３アーム１４の先端部、すなわち、第３アーム１４の第２アーム１３が接続されている端部とは反対の端部に接続されている。第４アーム１５は、互いに対向する１対の支持部１５１、１５２を有している。支持部１５１、１５２は、第４アーム１５の第５アーム１６との接続に用いられる。

第５アーム１６は、支持部１５１、１５２の間に位置し、支持部１５１、１５２に接続されることで第４アーム１５と連結している。

第６アーム１７は、平板状をなし、第５アーム１６の基端部に接続されている。また、第６アーム１７には、その先端部（第５アーム１６と反対側の端部）に、エンドエフェクターとして、例えば、腕時計等のような精密機器、部品等を把持するハンド９１が着脱可能に装着される。このハンド９１の駆動は、ロボット制御装置により制御される。なお、ハンド９１としては、特に限定されず、例えば、複数本の指部（フィンガー）を有する構成のものが挙げられる。そして、このロボット１は、ハンド９１で精密機器、部品等を把持したまま、アーム１２〜１７等の動作を制御することにより、当該精密機器、部品を搬送すること等の各作業を行うことができる。

図２〜図４に示すように、基台１１と第１アーム１２とは、関節（ジョイント）１７１を介して連結されている。関節１７１は、互いに連結された第１アーム１２を基台１１に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、第１アーム１２は、基台１１に対し、水平方向と平行な第１回動軸Ｏ１を中心に（第１回動軸Ｏ１周りに）回動可能となっている。第１回動軸Ｏ１は、基台１１が取り付けられた壁部５５の壁面５５１の法線と一致している。また、第１回動軸Ｏ１は、ロボット１の最も上流側にある回動軸である。この第１回動軸Ｏ１周りの回動は、モーター４０１Ｍを有する第１駆動源４０１の駆動によりなされる。また、第１駆動源４０１はモーター４０１Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０１Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０１を介してロボット制御装置により制御される。なお、第１駆動源４０１はモーター４０１Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０１Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよい。

また、第１アーム１２と第２アーム１３とは、関節（ジョイント）１７２を介して連結されている。関節１７２は、互いに連結された第１アーム１２と第２アーム１３のうちの一方を他方に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、第２アーム１３は、第１アーム１２に対し、鉛直方向と平行な第２回動軸Ｏ２を中心に（第２回動軸Ｏ２周りに）回動可能となっている。第２回動軸Ｏ２は、第１回動軸Ｏ１と直交している。この第２回動軸Ｏ２周りの回動は、モーター４０２Ｍを有する第２駆動源４０２の駆動によりなされる。また、第２駆動源４０２はモーター４０２Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０２Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０２を介してロボット制御装置により制御される。なお、第２駆動源４０２はモーター４０２Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０２Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよい。また、第２回動軸Ｏ２は、第１回動軸Ｏ１に直交する軸と平行であってもよく、また、第２回動軸Ｏ２は、第１回動軸Ｏ１と直交していなくても、軸方向が互いに異なっていればよい。

また、第２アーム１３と第３アーム１４とは、関節（ジョイント）１７３を介して連結されている。関節１７３は、互いに連結された第２アーム１３と第３アーム１４のうちの一方を他方に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、第３アーム１４は、第２アーム１３に対して、鉛直方向と平行な第３回動軸Ｏ３を中心に（第３回動軸Ｏ３周りに）回動可能となっている。第３回動軸Ｏ３は、第２回動軸Ｏ２と平行である。この第３回動軸Ｏ３周りの回動は、第３駆動源４０３の駆動によりなされる。また、第３駆動源４０３は、モーター４０３Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０３Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０３を介してロボット制御装置により制御される。なお、第３駆動源４０３はモーター４０３Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０３Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよい。

また、第３アーム１４と第４アーム１５とは、関節（ジョイント）１７４を介して連結されている。関節１７４は、互いに連結された第３アーム１４と第４アーム１５のうちの一方を他方に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、第４アーム１５は、第３アーム１４（基台１１）に対し、第３アーム１４の中心軸方向と平行な第４回動軸Ｏ４を中心に（第４回動軸Ｏ４周りに）回動可能となっている。第４回動軸Ｏ４は、第３回動軸Ｏ３と直交している。この第４回動軸Ｏ４周りの回動は、第４駆動源４０４の駆動によりなされる。また、第４駆動源４０４は、モーター４０４Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０４Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０４を介してロボット制御装置により制御される。なお、第４駆動源４０４はモーター４０４Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０４Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよい。また、第４回動軸Ｏ４は、第３回動軸Ｏ３に直交する軸と平行であってもよい、また、第４回動軸Ｏ４は、第３回動軸Ｏ３と直交していなくても、軸方向が互いに異なっていればよい。

また、第４アーム１５と第５アーム１６とは、関節（ジョイント）１７５を介して連結されている。関節１７５は、互いに連結された第４アーム１５と第５アーム１６の一方を他方に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、第５アーム１６は、第４アーム１５に対し、第４アーム１５の中心軸方向と直交する第５回動軸Ｏ５を中心に（第５回動軸Ｏ５周りに）回動可能となっている。第５回動軸Ｏ５は、第４回動軸Ｏ４と直交している。この第５回動軸Ｏ５周りの回動は、第５駆動源４０５の駆動によりなされる。また、第５駆動源４０５は、モーター４０５Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０５Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０５を介してロボット制御装置により制御される。なお、第５駆動源４０５はモーター４０５Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０５Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよい。また、第５回動軸Ｏ５は、第４回動軸Ｏ４に直交する軸と平行であってもよく、また、第５回動軸Ｏ５は、第４回動軸Ｏ４と直交していなくても、軸方向が互いに異なっていればよい。

また、第５アーム１６と第６アーム１７とは、関節（ジョイント）１７６を介して連結されている。関節１７６は、互いに連結された第５アーム１６と第６アーム１７の一方を他方に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、第６アーム１７は、第５アーム１６に対し、第６回動軸Ｏ６を中心に（第６回動軸Ｏ６周りに）回動可能となっている。第６回動軸Ｏ６は、第５回動軸Ｏ５と直交している。この第６回動軸Ｏ６周りの回動は、第６駆動源４０６の駆動によりなされる。また、第６駆動源４０６の駆動は、モーターとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０６Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０６を介してロボット制御装置により制御される。なお、第６駆動源４０６はモーター４０６Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０６Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよい。また、また、第６回動軸Ｏ６は、第５回動軸Ｏ５に直交する軸と平行であってもよく、また、第６回動軸Ｏ６は、第５回動軸Ｏ５と直交していなくても、軸方向が互いに異なっていればよい。
以上、ロボット１の構成について簡単に説明した。

次に、第１アーム１２〜第６アーム１７の関係について説明するが、表現等を変え、種々の視点から説明する。また、第３アーム１４〜第６アーム１７については、これらを真っ直ぐに伸ばした状態、すなわち、最も長くした状態、換言すれば、第４回動軸Ｏ４と第６回動軸Ｏ６とが一致しているか、または平行である状態で考えることとする。

まず、図５に示すように、第１アーム１２の長さＬ１は、第２アーム１３の長さＬ２よりも長く設定されている。

ここで、第１アーム１２の長さＬ１とは、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２回動軸Ｏ２と、第１アーム１２を回動可能に支持する軸受部６２の図５中の上下方向に延びる中心線６２１との間の距離である。

また、第２アーム１３の長さＬ２とは、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２回動軸Ｏ２と、第３回動軸Ｏ３との間の距離である。

また、図６に示すように、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θを０°にすることが可能なように構成されている。すなわち、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第１アーム１２と第２アーム１３とが重なることが可能なように構成されている。

そして、第２アーム１３は、角度θが０°の場合、すなわち、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第１アーム１２と第２アーム１３とが重なった場合、基台１１が設けられた壁部５５の壁面５５１および第１アーム１２の第２部分１２２と干渉しないように構成されている。なお、フランジ１１１が壁面５５１に取り付けられている場合も同様に、第２アーム１３は、壁面５５１および第１アーム１２の第２部分１２２と干渉しないように構成されている。

ここで、前記第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θとは、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２回動軸Ｏ２と第３回動軸Ｏ３とを通る直線（第２回動軸Ｏ２の軸方向から見た場合の第２アーム１３の中心軸）６１と、第１回動軸Ｏ１とのなす角度である。

また、第１アーム１２を回動させず、第２アーム１３を回動させることにより、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て角度θが０°となる状態（第１アーム１２と第２アーム１３とが重なった状態）を経て、第２アーム１３の先端を、第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる位置に移動させることが可能である（図７参照）。すなわち、第１アーム１２を回動させず、第２アーム１３を回動させることにより、ロボットアーム６の先端（第６アーム１７の先端）を図７（ａ）に示す第１位置から、角度θが０°となる状態を経て、第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる図７（ｅ）に示す第２位置に移動させることが可能である（図７参照）。なお、第３アーム１４〜第６アーム１７は、それぞれ、必要に応じて回動させる。

また、第２アーム１３の先端を第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる位置に移動させる際（ロボットアーム６の先端を第１位置から第２位置に移動させる際）は、第１回動軸Ｏ１の軸方向から見て、第２アーム１３の先端およびロボットアーム６の先端は、直線上を移動する。

また、第３アーム１４〜第６アーム１７の合計の長さＬ３は、第２アーム１３の長さＬ２よりも長く設定されている。

これにより、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２アーム１３と第３アーム１４とを重ねたとき、第２アーム１３から第６アーム１７の先端を突出させることができる。これよって、ハンド９１が、第１アーム１２および第２アーム１３と干渉することを防止することができる。

ここで、第３アーム１４〜第６アーム１７の合計の長さＬ３とは、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第３回動軸Ｏ３と、第６アーム１７の先端との間の距離である（図５参照）。この場合、第３アーム１４〜第６アーム１７は、図５に示すように、第４回動軸Ｏ４と第６回動軸Ｏ６とが一致しているか、または平行である状態である。

また、図６に示すように、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２アーム１３と、第３アーム１４とが重なることが可能なように構成されている。

すなわち、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第１アーム１２と、第２アーム１３と、第３アーム１４とが同時に重なることが可能なように構成されている。

このロボット１では、上記のような関係を満たすことにより、第１アーム１２を回動させず、第２アーム１３、第３アーム１４を回動させることにより、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θが０°となる状態（第１アーム１２と第２アーム１３とが重なった状態）を経て、ハンド９１（第６アーム１７の先端）を第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる位置に移動させることができる。そして、この動作を用いて、効率良く、ロボット１を駆動することができ、また、ロボット１が干渉しないようにするために設ける空間を小さくすることができ、また、以下に述べるような種々の利点を有する。

次に、ロボット１が行う給材、除材、搬送、組立等の作業およびその作業の際のロボット１の動作の１例について説明する。この場合、図８に示すようにセル５内の壁部５５と対向する側面に、作業板５６が設置されているものとする。

図８に示すように、ロボット１は、ハンド９１で、作業台５２上に配置されている所定の部品（図示せず）を把持し、図９〜図１１に示すように、作業板５６の所定の位置に、その部品を搬送する。また、ロボット１は、ハンド９１で、作業板５６の所定の位置から、部品を作業板５６の他の所定の位置に搬送する。

この場合、ロボット１は、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示すように、第１アーム１２を回動させず、第２アーム１３および第３アーム１４と、第４アーム１５〜第６アーム１７のうちの必要なアームとを回動させることにより、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θが０°となる状態（第１アーム１２と第２アーム１３とが重なった状態）（図７ｃ参照）を経て、ハンド９１を第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる位置に移動させることができる。この際、第２アーム１３の先端およびハンド９１（第６アーム１７の先端）は、直線上を移動する。また、この際、必要に応じて、第１アーム１２を回動させることもできる。

そして、このロボット１は、作業台５２の領域Ｒ１について、その全領域にハンド９１を移動させることができ、また、作業板５６の領域Ｒ２について、その全領域にハンド９１を移動させることができる。

また、ロボット１は、前述したような構成を有しているため、ロボット１の設置スペース、すなわち、セル５を従来よりも小さくすることができる。これにより、セル５を設置するための設置スペースの面積（設置面積）、すなわち、セル５を鉛直方向から見たときのセル５の面積Ｓを、従来よりも小さくすることができる。具体的には、面積Ｓを、例えば従来の面積の６４％以下にすることができる。そのため、セル５の幅（水平方向方向の一辺の長さ）Ｗを、従来の幅より小さく、具体的には、例えば、従来の幅の８０％以下にすることができる。なお、前述したように、本実施形態では、鉛直方向から見たときセル５が正方形をなしており、このため、図１中の縦方向におけるセル５の幅（奥行き）Ｗと、図１中の横方向におけるセル５の幅（横幅）Ｗとが同じであるが、これらは異なっていてもよい。その場合には、いずれか一方または両方の幅Ｗを、例えば、従来の８０％以下にすることができる。

また、面積Ｓは、具体的には、６３７５００ｍｍ^２未満であるのが好ましく、５０００００ｍｍ^２以下であるのがより好ましく、４０００００ｍｍ^２以下であるのがさらに好ましく、３６００００ｍｍ^２以下であるのが特に好ましい。このような面積Ｓであっても、第２アーム１３の先端を第２回動軸周りに１８０°異なる位置に移動させる場合にロボット１がセル５に干渉しないようにすることができる。そのため、セル５の小型化を図ることができ、ロボットシステム１００を設置するための設置スペースを小さくすることができる。このため、例えば、ロボットセル５０を複数配列することにより製造ラインを構成した場合、その生産ラインの長さが長くなることを抑制することができる。

また、特に、４０００００ｍｍ^２以下の面積Ｓは、人間が作業する作業領域の大きさとほぼ同等または同等以下である。このため、面積Ｓが４０００００ｍｍ^２以下であると、例えば、人間とロボットセル５０との交換を容易に行うことができ、よって、人間とロボットセル５０とを交換することで、製造ラインを変更することができる。なお、面積Ｓは、１００００ｍｍ^２以上であるのが好ましい。これにより、ロボットセル５０内部のメンテナンスを容易にすることができる。

また、幅Ｗは、具体的には、８５０ｍｍ未満であるのが好ましく、７５０ｍｍ未満であるのがより好ましく、６５０ｍｍ以下であるのがさらに好ましい。これにより、上述した効果と同様の効果を十分に発揮することができる。なお、幅Ｗは、セル５の平均幅（枠体部５１の平均幅）である。なお、幅Ｗは、１００ｍｍ以上であるのが好ましい。これにより、ロボットセル５０内部のメンテナンスを容易にすることができる。

また、ロボット１は、前述したような構成を有しているため、セル５の高さ（鉛直方向の長さ）Ｌを、従来の高さより低くすることができる。具体的には、高さＬを、例えば従来の高さの８０％以下にすることができる。

また、高さＬは、具体的には、１７００ｍｍ以下であるのが好ましく、１０００ｍｍ以上１６５０ｍｍ以下であるのがより好ましい。前記上限値以下であると、セル５内でロボット１が動作した際の振動の影響をより一層抑制することができる。なお、上記の高さＬとは、足部５４を含むセル５の平均高さである。

以上説明したように、このロボットシステム１００では、ロボット１をセルの天井面に設置する場合に比べて、ロボット１の重心の位置が低くなり、ロボット１の振動の影響を小さくすることができる。すなわち、ロボット１の動作による反力により発生する振動を抑制することができる。また、ロボット１をセルの床面に設置する場合に比べて、ロボット１自身が障害物となることを抑制することができ、セル５内でのロボット１の作業性を向上させることができる。

また、ロボット１は、第１アーム１２を回動させず、第２アーム１３、第３アーム１４等を回動させることにより、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θが０°となる状態（第１アーム１２と第２アーム１３とが重なった状態）を経て、ハンド９１（ロボットアーム６の先端）を第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる位置に移動させることができるので、ロボット１が干渉しないようにするための空間を小さくすることができる。これにより、セル５の小型化を図ることができ、ロボットシステム１００を設置するための設置スペースを小さくすることができる。そして、例えば、ロボットシステム１００を生産ラインに沿って、単位長さ当たりに多く配置することができ、生産ラインを短縮することができる。

また、ハンド９１を移動させる場合、ロボット１の動きを少なくすることができる。例えば、第１アーム１２を回動させないか、または、第１アーム１２の回動角度を小さくすることができ、これにより、タクトタイムを短縮することができ、作業効率を向上させることができる。

＜第２実施形態＞
図１２は、本発明のロボットシステムの第２実施形態を示す斜視図である。図１３は、図１２に示すロボットシステムの正面図におけるロボットの図である。

以下、第２実施形態について説明するが、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

図１２および図１３に示すように、第２実施形態のロボットシステム１００では、セル５の壁部５５の鉛直方向の上方に、ロボット１の基台１１が取り付けられる取付部５５２が形成されている。

取付部５５２の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、三角柱形状をなしている。そして、この取付部５５２の図１２および図１３中の斜め下方を向く面５５３が、水平面に対して傾斜した第１面であり、その面５５３に基台１１が取り付けられている。これにより、ロボット１の第１回動軸Ｏ１は、その先端側が基端側よりも鉛直方向上側に位置するように、鉛直方向に対して所定角度傾斜する。

これにより、ロボット１の第１回動軸Ｏ１の軸方向が鉛直方向である場合に比べて、鉛直方向から見て、より遠くの位置にハンド９１（ロボットアーム６の先端）を移動させることができる。

また、第１回動軸Ｏ１と、鉛直方向に延びる直線６３とのなす角度θ１は、０°以上、９０°未満であり、１０°以上、８０°以下であることが好ましく、２０°以上、４５°以下であることがさらに好ましい。

角度θ１を前記下限値以上に設定することにより、鉛直方向から見て、より遠くの位置にハンド９１を移動させることができる。

また、角度θ１を前記上限値以下に設定することにより、ロボット１の第１回動軸Ｏ１の軸方向が水平方向である場合に比べて、水平方向から見て、より遠くの位置にハンド９１を移動させることができる。

以上のような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

＜第３実施形態＞
図１４は、本発明のロボットシステムの第３実施形態を示す斜視図である。図１５は、図１４に示すロボットシステムの正面図におけるロボットの図である。

以下、第３実施形態について説明するが、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

図１４および図１５に示すように、第３実施形態のロボットシステム１００では、セル５の壁部５５の鉛直方向の下方に、ロボット１の基台１１が取り付けられる取付部５５４が形成されている。

取付部５５４の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、三角柱形状をなしている。そして、この取付部５５４の図１４および図１５中の斜め上方を向く面５５５が、水平面に対して傾斜した第１面であり、その面５５５に基台１１が取り付けられている。これにより、ロボット１の第１回動軸Ｏ１は、その先端側が基端側よりも鉛直方向下側に位置するように、鉛直方向に対して所定角度傾斜する。

また、第１回動軸Ｏ１と、鉛直方向に延びる直線６３とのなす角度θ２は、０°以上、９０°未満であり、１０°以上、８０°以下であることが好ましく、２０°以上、４５°以下であることがさらに好ましい。

角度θ２を前記下限値以上に設定することにより、鉛直方向から見て、より遠くの位置にハンド９１を移動させることができる。

また、角度θ２を前記上限値以下に設定することにより、ロボット１の第１回動軸Ｏ１の軸方向が水平方向である場合に比べて、水平方向から見て、より遠くの位置にハンド９１を移動させることができる。

以上のような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

以上、本発明のロボットシステムを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。

また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

また、前記実施形態では、第１アームが基台に設けられているが、本発明では、これに限定されず、例えば、基台が省略されていてもよい。この場合は、第１アームは、セルに設けられる。

また、前記実施形態では、特許請求の範囲に規定した第ｎ回動軸、第ｎアーム、第（ｎ＋１）回動軸、第（ｎ＋１）アームの条件（関係）について、ｎが１の場合、すなわち、第１回動軸、第１アーム、第２回動軸、第２アームにおいて、その条件を満たす場合について説明したが、本発明では、これに限定されず、ｎは、１以上の整数であり、ｎが１以上の任意の整数において、前記ｎが１の場合と同様の条件を満たしていればよい。したがって、例えば、ｎが２の場合、すなわち、第２回動軸、第２アーム、第３回動軸、第３アームにおいて、前記ｎが１の場合と同様の条件を満たしていてもよく、また、ｎが３の場合、すなわち、第３回動軸、第３アーム、第４回動軸、第４アームにおいて前記ｎが１の場合と同様の条件を満たしていてもよく、また、ｎが４の場合、すなわち、第４回動軸、第４アーム、第５回動軸、第５アームにおいて前記ｎが１の場合と同様の条件を満たしていてもよく、また、ｎが５の場合、すなわち、第５回動軸、第５アーム、第６回動軸、第６アームにおいて前記ｎが１の場合と同様の条件を満たしていてもよい。

また、前記実施形態では、ロボットアームの回動軸の数は、６つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの回動軸の数は、例えば、２つ、３つ、４つ、５つまたは７つ以上でもよい。すなわち、前記実施形態では、アーム（リンク）の数は、６つであるが、本発明では、これに限定されず、アームの数は、例えば、２つ、３つ、４つ、５つ、または、７つ以上でもよい。

また、前記実施形態では、ロボットアームの数は、１つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの数は、例えば、２つ以上でもよい。すなわち、ロボット（ロボット本体）は、例えば、双腕ロボット等の複数腕ロボットであってもよい。

また、前記実施形態では、ロボットとして、垂直多関節ロボットのうちの一例を挙げて説明したが、本発明では、これに限定されず、ロボットは、他の構造の垂直多関節ロボットであってもよい。

また、本発明では、ロボット（ロボット本体）は、他の形式のロボットであってもよい。具体例としては、例えば、脚部を有する脚式歩行（走行）ロボット等が挙げられる。

１……ロボット
１０……ロボット本体
１００……ロボットシステム
１１……基台
１１１……フランジ
１２、１３、１４、１５、１６、１７……アーム
１２１……第１部分
１２２……第２部分
１２３……第３部分
１２４……第４部分
１５１、１５２……支持部
１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６……関節
３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６……モータードライバー
４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６……駆動源
４０１Ｍ、４０２Ｍ、４０３Ｍ、４０４Ｍ、４０５Ｍ、４０６Ｍ……モーター
５……セル
５０……ロボットセル
５１……枠体部
５１１……支柱
５２……作業台
５２１……作業面
５４……足部
５５……壁部
５５１……壁面
５５２……取付部
５５３……面
５５４……取付部
５５５……面
５６……作業板
６……ロボットアーム
６１……直線
６２……軸受部
６２１……中心線
６３……直線
９１……ハンド
Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６……回動軸
θ、θ１、θ２……角度
Ｒ１、Ｒ２……領域
Ｓ……面積
Ｗ……幅
Ｌ……高さ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３……長さ

Claims

水平面とは異なる角度である第１面を有するセルと、
前記第１面に設けられたロボットと、を備え、
前記ロボットは、第ｎ（ｎは１以上の整数）回動軸周りに回動可能な第ｎアームと、前記第ｎ回動軸の軸方向と異なる軸方向である第（ｎ＋１）回動軸周りに回動可能に前記第ｎアームに設けられた第（ｎ＋１）アームと、を備えることを特徴とするロボットシステム。
前記第１面は、水平面に対して垂直である請求項１に記載のロボットシステム。
前記第１面は、水平面に対して傾斜している請求項１に記載のロボットシステム。
前記第ｎアームの長さは、前記第（ｎ＋１）アームの長さよりも長く、前記第（ｎ＋１）回動軸の軸方向から見て、前記第ｎアームと前記第（ｎ＋１）アームとが重なることが可能である請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボットシステム。
前記ロボットセルの設置面積は、６３７５００ｍｍ^２未満である請求項４に記載のロボットシステム。
前記ロボットセルの設置面積は、５０００００ｍｍ^２以下である請求項４に記載のロボットシステム。
前記ロボットは、前記第１面に設けられた基台を有し、
前記ｎは、１であり、前記第ｎアームは、前記基台に設けられている請求項１ないし６のいずれか１項に記載のロボットシステム。