JP2017080859A - Robot and robot system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロボットおよびロボットシステムに関するものである。 The present invention relates to a robot and a robot system.
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。 Conventionally, a robot provided with a robot arm is known. The robot arm has a plurality of arms (arm members) connected via joints, and a hand is mounted on the most distal end (most downstream) arm as an end effector, for example. The joint is driven by a motor, and the arm is rotated by driving the joint. Then, for example, the robot grips an object with a hand, moves the object to a predetermined location, and performs a predetermined operation such as assembly.
このようなロボットとして、例えば、特許文献１には、天井に設置されて用いられる垂直多関節ロボットが開示されている。このロボットは、床に設置された作業台上や、その近辺において上記作業を行うものである。
As such a robot, for example,
特許文献１に記載されたロボットでは、上方、すなわち、天井に比較的近い部分で作業を行おうとすると、アーム同士が干渉する可能性が有り、作業範囲が作業台上や、その近辺に限られてくる。このため、特許文献１に記載されたロボットは、作業効率が高いとは言い難い。
In the robot described in
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。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
本発明のロボットは、基台と、
前記基台に設けられたロボットアームと、を備え、
前記ロボットアームは、前記基台に設けられ、第１回動軸周りに回動可能な第１アームと、前記第１アームに設けられ、前記第１回動軸とは軸方向が異なる第２回動軸周りに回動可能な第２アームと、を有し、
前記ロボットアームの先端が前記第２回動軸よりも前記基台側に位置した状態において、前記ロボットアームは、前記ロボットアームの先端の方向が水平となる姿勢をとり得ることを特徴とする。
The robot of the present invention includes a base,
A robot arm provided on the base,
The robot arm is provided on the base and can be rotated around a first rotation axis, and the robot arm is provided on the first arm and has a second axial direction different from that of the first rotation axis. A second arm rotatable about the rotation axis,
In a state where the tip of the robot arm is positioned on the base side with respect to the second rotation shaft, the robot arm can take a posture in which the direction of the tip of the robot arm is horizontal.
これにより、従来に比べ、基台に近い部分、すなわち、第２回動軸よりも基台側での作業が可能となる。その結果、ロボットアームが作業可能な作業領域を従来よりも大きくすることができ、作業効率を高めることができる。 Thereby, compared with the past, the part near a base, ie, the work by the base side rather than the 2nd rotation axis | shaft, is attained. As a result, the work area in which the robot arm can work can be made larger than before, and work efficiency can be improved.
本発明のロボットでは、前記ロボットアームの先端が前記第２回動軸よりも前記基台側に位置した状態において、前記ロボットアームは、前記第２回動軸よりも前記基台側で、前記ロボットアームの先端を水平方向に移動させることが可能であるのが好ましい。
これにより、第２回動軸よりも基台側の領域における可能な作業が増す。
In the robot according to the aspect of the invention, in a state where the tip of the robot arm is positioned on the base side with respect to the second rotation axis, the robot arm is on the base side with respect to the second rotation axis. It is preferable that the tip of the robot arm can be moved in the horizontal direction.
This increases the work possible in the region closer to the base than the second pivot axis.
本発明のロボットでは、前記第２回動軸の軸方向から見て、前記第２アームは、前記第１アームと重なる状態をとり得るのが好ましい。
これにより、基台にさらに近い部分での作業が可能となる。
In the robot according to the aspect of the invention, it is preferable that the second arm can overlap the first arm when viewed from the axial direction of the second rotation shaft.
As a result, it is possible to work at a portion closer to the base.
本発明のロボットでは、前記第２アームは、前記第１アームよりも長いのが好ましい。
これにより、基台にさらに近い部分での作業が可能となる。
In the robot according to the aspect of the invention, it is preferable that the second arm is longer than the first arm.
As a result, it is possible to work at a portion closer to the base.
本発明のロボットでは、前記ロボットアームは、前記第２アームに設けられ、前記第１回動軸とは軸方向が異なる第３回動軸周りに回動可能な第３アームを有し、
前記第２回動軸の軸方向から見て、前記第３アームは、前記第１アームと交差する状態をとり得るのが好ましい。
これにより、作業領域をさらに大きくすることができる。
In the robot according to the aspect of the invention, the robot arm includes a third arm that is provided on the second arm and is rotatable around a third rotation axis that is different from the first rotation axis.
It is preferable that the third arm can take a state intersecting with the first arm when viewed from the axial direction of the second rotation shaft.
As a result, the work area can be further increased.
本発明のロボットでは、前記ロボットアームの先端が、前記第２回動軸よりも前記基台側に位置した状態で、対象物に対しての作業が可能であるのが好ましい。
これにより、第２回動軸よりも基台側の領域において作業が可能となる。
In the robot according to the aspect of the invention, it is preferable that the robot arm can perform an operation on the object in a state where the tip of the robot arm is positioned on the base side with respect to the second rotation shaft.
As a result, work can be performed in a region closer to the base than the second rotation shaft.
本発明のロボットでは、前記ロボットアームの先端が、前記第２回動軸よりも前記基台側に位置した状態で、前記アームの先端に設けられたエンドエフェクターの交換が可能であるのが好ましい。 In the robot according to the aspect of the invention, it is preferable that the end effector provided at the tip of the arm can be replaced in a state where the tip of the robot arm is positioned on the base side with respect to the second rotation shaft. .
これにより、基台の近位側でエンドエフェクターの交換をすることができる。よって、作業領域において、エンドエフェクターを交換する領域と、その他の作業を行う領域とを分別することができる。よって、作業効率をさらに高めることができる。 Thereby, the end effector can be exchanged on the proximal side of the base. Therefore, in the work area, the area for exchanging the end effector and the area for performing other work can be separated. Therefore, working efficiency can be further increased.
本発明のロボットでは、前記基台は、天井に設置されているのが好ましい。
これにより、床面、すなわち、作業台を広く使うことができる。
In the robot according to the aspect of the invention, it is preferable that the base is installed on a ceiling.
Thereby, a floor surface, ie, a work table, can be widely used.
本発明のロボットシステムは、本発明のロボットと、
前記ロボットが設けられたロボットセルと、を備えることを特徴とする。
The robot system of the present invention includes the robot of the present invention,
And a robot cell provided with the robot.
これにより、従来の作業エリアに比べ、基台に近い部分での作業が可能となる。その結果、ロボットアームが作業可能な作業領域を従来よりも大きくすることができ、作業効率を高めることができる。 Thereby, compared with the conventional work area, the work near the base can be performed. As a result, the work area in which the robot arm can work can be made larger than before, and work efficiency can be improved.
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、１０００ｍｍ×１０００ｍｍ以下であるのが好ましい。 In the robot system of the present invention, it is preferable that an installation area of the robot cell is 1000 mm × 1000 mm or less.
これにより、ロボットアームとロボットセルとの接触を防止しつつ、設置スペースを小さくすることができる。 Thereby, the installation space can be reduced while preventing contact between the robot arm and the robot cell.
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、９００ｍｍ×９００ｍｍ以下であるのが好ましい。 In the robot system of the present invention, it is preferable that an installation area of the robot cell is 900 mm × 900 mm or less.
これにより、ロボットアームとロボットセルとの接触を防止しつつ、設置スペースを小さくすることができる。 Thereby, the installation space can be reduced while preventing contact between the robot arm and the robot cell.
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、７５０ｍｍ×１０００ｍｍ以下であるのが好ましい。 In the robot system of the present invention, it is preferable that an installation area of the robot cell is 750 mm × 1000 mm or less.
これにより、ロボットアームとロボットセルとの接触を防止しつつ、設置スペースを小さくすることができる。 Thereby, the installation space can be reduced while preventing contact between the robot arm and the robot cell.
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。 Hereinafter, a robot system of the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
図１は、本発明のロボットシステムの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は、図１に示すロボットシステムの側面図におけるロボットの図である。図５〜図９は、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１０および図１１は、図１に示すロボットシステムの側面図におけるロボットの図である。図１２〜図１５は、図１に示すロボットシステムの側面図におけるロボットの図であり、ロボットの動作の一例を示す図である。図１６は、図１に示すロボットシステムの斜視図であり、ロボットの動作の一例を示す図である。図１７は、従来のロボットを示す側面図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the robot system of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the robot of the robot system shown in FIG. FIG. 3 is a schematic diagram of the robot of the robot system shown in FIG. 4 is a diagram of the robot in the side view of the robot system shown in FIG. 5 to 9 are diagrams for explaining the operation of the robot system shown in FIG. 1 during the work of the robot. 10 and 11 are diagrams of the robot in the side view of the robot system shown in FIG. 12 to 15 are diagrams of the robot in the side view of the robot system shown in FIG. 1, and are diagrams illustrating an example of the operation of the robot. FIG. 16 is a perspective view of the robot system shown in FIG. 1 and shows an example of the operation of the robot. FIG. 17 is a side view showing a conventional robot.
なお、以下では、説明の都合上、図１、図４〜図１７中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図１〜図１７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。また、図１、図４〜図１６中の上下方向が鉛直方向である。また、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。 Hereinafter, for convenience of explanation, the upper side in FIGS. 1 and 4 to 17 is referred to as “upper” or “upper”, and the lower side is referred to as “lower” or “lower”. The base side in FIGS. 1 to 17 is referred to as “base end” or “upstream”, and the opposite side (hand side) is referred to as “tip” or “downstream”. Further, the vertical direction in FIGS. 1 and 4 to 16 is the vertical direction. FIG. 2 shows the robot that is not installed in the cell.
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。
A
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（ワーク）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。
The
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。
Note that the robot control device may be disposed in the cell 5 or may be disposed outside the cell 5. When the robot control device is disposed in the cell 5, the robot control device may be built in the robot body 10 (robot 1), and is separate from the
〈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。
<cell>
As shown in FIG. 1, the cell 5 is a member surrounding (accommodating) the
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の上方に設けられた天井部５３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、図示の構成では、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。
The cell 5 is provided below the
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。
The
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。
In the present embodiment, the work table 52 has a rectangular parallelepiped shape, and has a rectangular (rectangular) plate on its six surfaces. The work table 52 is supported by the four
天井部５３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。この天井部５３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。そして、天井部５３の下側の天井面（第１面）５３１に、後述するロボット１の基台１１が固定（支持）されている。この天井面５３１は、水平面と平行な平面である。この天井部５３にロボット１が設置されていることにより、床面、すなわち、作業台５２を広く使うことができる。
The
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４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。
It should be noted that foreign matter such as an operator or dust is present in the
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。
Further, the cell 5 may not have the
〈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。また、第３アーム１４および第４アーム１５により可動部１８が構成される。
<robot>
As shown in FIGS. 2 to 4, the robot
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。
The
図１および図４に示すように、基台１１は、セル５の天井部５３の天井面５３１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。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
また、本実施形態では、基台１１の先端部に設けられた板状のフランジ１１１が天井面５３１に取り付けられているが、基台１１の天井面５３１への取り付け箇所は、これに限定されず、例えば、基台１１の基端面（図４中の上側の端面）であってもよい。
In this embodiment, the plate-
ここで、このロボット１では、基台１１とロボットアーム６との接続部分、すなわち、後述する軸受部６２の中心（図１０参照）は、天井面５３１よりも鉛直方向上側に位置している。なお、軸受部６２の中心は、これに限らず、例えば、天井面５３１よりも鉛直方向下側に位置していてもよく、また、天井面５３１と鉛直方向の同じ位置に位置していてもよい。
Here, in this
また、ロボット１は、基台１１が天井面５３１に設置されているので、第１アーム１２と第２アーム１３との接続部分、すなわち、第２アーム１３を回動可能に支持する図示しない軸受部の中心は、軸受部６２の中心よりも鉛直方向下側に位置している。
Further, since the
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）。 The base 11 may or may not include a joint 171 described later (see FIG. 3).
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。
The
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（鉛直方向）であって図４中下側に延出した第１部分１２１と、第１部分１２１の図４中の下端から第２回動軸Ｏ２の軸方向（水平方向）であって図４中左側に延出した第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（鉛直方向）であって図４中下側に延出した第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（水平方向）であって図４中右側に延出した第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。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
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。
The
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。
The
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。
The
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。なお、第４アーム１５は、この構造に限らず、例えば、支持部が１つ（片持ち）であってもよい。
The
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。
The
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、鉛直方向と平行な第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が取り付けられた天井部５３の天井面５３１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（第１モーター）４０１Ｍおよび減速機（図示せず）を有する第１駆動源４０１の駆動によりなされる。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、前記減速機が省略されていてもよい。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
また、この第１アーム１２については、第１アーム１２を制動するブレーキ（制動装置）は設けられていない。これにより、ロボット１の小型化、軽量化、構造の簡素化を図ることができる。
The
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、水平方向と平行な第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（第２モーター）４０２Ｍおよび減速機（図示せず）を有する第２駆動源４０２の駆動によりなされる。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、前記減速機が省略されていてもよい。
The
また、第２アーム１３を制動するブレーキ（制動装置）として、モーター４０２Ｍの軸部の近傍にブレーキ（図示せず）が設けられている。このブレーキにより、モーター４０２Ｍの軸部が回動することを阻止し、第２アーム１３の姿勢を保持することができる。
Further, a brake (not shown) is provided in the vicinity of the shaft portion of the
なお、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。 The second rotation axis O2 may be parallel to an axis orthogonal to the first rotation axis O1, and the second rotation axis O2 is not orthogonal to the first rotation axis O1. However, the axial directions may be different from each other.
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、水平方向と平行な第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。このため、第３アーム１４は、第２回動軸Ｏ２の方向から見て、第１アーム１２と交差する状態をとり得る。よって、後述するように、ハンド９１が第２回動軸Ｏ２よりも基台１１側にて作業を行うことができる。
The
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、モーター（第３モーター）４０３Ｍおよび減速機（図示せず）を有する第３駆動源４０３の駆動によりなされる。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、前記減速機が省略されていてもよい。
The third rotation axis O3 is parallel to the second rotation axis O2. The rotation around the third rotation axis O3 is performed by driving a
また、第３アーム１４を制動するブレーキ（制動装置）として、モーター４０３Ｍの軸部の近傍にブレーキ（図示せず）が設けられている。このブレーキにより、モーター４０３Ｍの軸部が回動することを阻止し、第３アーム１４の姿勢を保持することができる。
Further, a brake (not shown) is provided in the vicinity of the shaft portion of the
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、モーター（第４モーター）４０４Ｍおよび減速機（図示せず）を有する第４駆動源４０４の駆動によりなされる。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、前記減速機が省略されていてもよい。
The
また、第４アーム１５を制動するブレーキ（制動装置）として、モーター４０４Ｍの軸部の近傍にブレーキ（図示せず）が設けられている。このブレーキにより、モーター４０４Ｍの軸部が回動することを阻止し、第４アーム１５の姿勢を保持することができる。
Further, a brake (not shown) is provided in the vicinity of the shaft portion of the
なお、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く、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。 The fourth rotation axis O4 may be parallel to the axis orthogonal to the third rotation axis O3, and the fourth rotation axis O4 is not orthogonal to the third rotation axis O3. However, the axial directions may be different from each other.
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。第５駆動源４０５は、モーター（第５モーター）４０５Ｍと、減速機（図示せず）と、モーター４０５Ｍの軸部に連結された第１プーリー（図示せず）と、第１プーリーに離間して配置され、減速機の軸部に連結された第２プーリー（図示せず）と、第１プーリーと第２プーリーとに掛け渡されたベルト（図示せず）とを有している。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、前記減速機が省略されていてもよい。
The
また、第５アーム１６を制動するブレーキ（制動装置）として、モーター４０５Ｍの軸部の近傍にブレーキ（図示せず）が設けられている。このブレーキにより、モーター４０５Ｍの軸部が回動することを阻止し、第５アーム１６の姿勢を保持することができる。
Further, a brake (not shown) is provided in the vicinity of the shaft portion of the
なお、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。 The fifth rotation axis O5 may be parallel to the axis orthogonal to the fourth rotation axis O4, and the fifth rotation axis O5 is not orthogonal to the fourth rotation axis O4. However, the axial directions may be different from each other.
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、モーター（第６モーター）４０６Ｍおよび減速機（図示せず）を有する第６駆動源４０６の駆動によりなされる。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、前記減速機が省略されていてもよい。
The
また、第６アーム１７を制動するブレーキ（制動装置）として、モーター４０６Ｍの軸部の近傍にブレーキ（図示せず）が設けられている。このブレーキにより、モーター４０６Ｍの軸部が回動することを阻止し、第６アーム１７の姿勢を保持することができる。
Further, as a brake (braking device) for braking the
なお、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。 The sixth rotation axis O6 may be parallel to an axis orthogonal to the fifth rotation axis O5, and the sixth rotation axis O6 is orthogonal to the fifth rotation axis O5. Even if not, the axial directions may be different from each other.
前記モーター４０１Ｍ〜４０６Ｍとしては、特に限定されず、例えば、ＡＣサーボモーター、ＤＣサーボモーター等のサーボモーター等が挙げられる。
The
また、前記各ブレーキとしては、特に限定されず、例えば、電磁ブレーキ等が挙げられる。 Moreover, it does not specifically limit as said each brake, For example, an electromagnetic brake etc. are mentioned.
なお、第１アーム１２についても、他のアームと同様に、第１アーム１２を制動するブレーキ（制動装置）として、例えば、モーター４０１Ｍの軸部の近傍に、電磁ブレーキ等のブレーキ（図示せず）を設けてもよい。
As with the other arms, the
また、モータードライバー３０１〜３０６は、図示の構成では、基台１１に配置されているが、これに限らず、例えば、ロボット制御装置に配置されていてもよい。
以上、ロボット１の構成について簡単に説明した。
Moreover, although the
The configuration of the
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。
Next, the relationship between the
まず、図１０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。
First, as shown in FIG. 10, the length L <b> 1 of the
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１０中の左右方向に延びる中心線６２１との間の距離である。
Here, the length L1 of the
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。
The length L2 of the
また、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θ１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。
Further, the angle θ1 formed by the
そして、第２アーム１３は、角度θ１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が設けられた天井部５３の天井面５３１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、基台１１の基端面が天井面５３１に取り付けられている場合も同様に、第２アーム１３は、天井面５３１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。
When the angle θ1 is 0 °, that is, when the
ここで、前記第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θ１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。
Here, the angle θ1 formed by the
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θ１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５〜図９参照）。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５に示す第１位置から、図６に示す状態および図７に示す角度θ１が０°となる状態を経て、さらに、図８に示す状態を経て、第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる図９に示す第２位置に移動させることが可能である（図５〜図９参照）。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。
Further, by rotating the
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。
Further, when the tip of the
また、第３アーム１４〜第６アーム１７の合計の長さ（最大の長さ）Ｌ３は、第２アーム１３の長さＬ２よりも長く設定されている。
The total length (maximum length) L3 of the
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。
Thereby, when the
ここで、第３アーム１４〜第６アーム１７の合計の長さ（最大の長さ）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１０参照）。この場合、第３アーム１４〜第６アーム１７は、図１０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。
Here, the total length (maximum length) L3 of the
また、図７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。
Further, as shown in FIG. 7, the
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。
That is, the
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θ１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る。
In the
次に、従来のロボットと、ロボット１との違いについて説明する。
まず、従来のロボットについて説明する。図１７に示すように、従来のロボットは、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。
Next, the difference between the conventional robot and the
First, a conventional robot will be described. As shown in FIG. 17, the conventional robot includes a base 11 ′, a
また、従来のロボットでは、基台１１’に対して第１アーム１２’が第１回動軸Ｏ１’周りに回動可能に構成されている。また、第２アーム１３’は、第１アーム１２’に対して第２回動軸Ｏ２’周りに回動可能に構成されている。また、第３アーム１４’は、第２アーム１３’に対して第３回動軸Ｏ３’周りに回動可能に構成されている。また、第４アーム１５’は、第３アーム１４’に対して第４回動軸Ｏ４’周りに回動可能に構成されている。また、第５アーム１６’は、第４アーム１５’に対して第５回動軸Ｏ５’周りに回動可能に構成されている。また、第６アーム１７’は、第５アーム１６’に対して第６回動軸Ｏ６’周りに回動可能に構成されている。 In the conventional robot, the first arm 12 'is configured to be rotatable about the first rotation axis O1' with respect to the base 11 '. Further, the second arm 13 'is configured to be rotatable around the second rotation axis O2' with respect to the first arm 12 '. The third arm 14 'is configured to be rotatable around the third rotation axis O3' with respect to the second arm 13 '. The fourth arm 15 'is configured to be rotatable around the fourth rotation axis O4' with respect to the third arm 14 '. Further, the fifth arm 16 'is configured to be rotatable around the fifth rotation axis O5' with respect to the fourth arm 15 '. Further, the sixth arm 17 'is configured to be rotatable around the sixth rotation axis O6' with respect to the fifth arm 16 '.
このような従来のロボットでは、図１７に示す状態から、さらに上方にて作業を行うのは、困難である。これは、図１７に示す状態から、エンドエフェクターを上方に移動させようとした場合、第１アーム１２’と第２アーム１３’とが接触（干渉）したり、第２アーム１３’と第３アーム１４’とが接触（干渉）したりするためである。
With such a conventional robot, it is difficult to work further upward from the state shown in FIG. This is because when the end effector is moved upward from the state shown in FIG. 17, the
このため、図１１および図１７に示すように、従来のロボットでは、作業が可能である領域は、作業台５２上の作業領域Ａ１と、作業領域Ａ１よりも高い位置で、かつ、ロボットアーム６の側方である作業領域Ａ２とである。作業領域Ａ２は、高さが第２回動軸Ｏ２よりも低く設定されている。
For this reason, as shown in FIGS. 11 and 17, in the conventional robot, the workable area is the work area A1 on the work table 52, the position higher than the work area A1, and the
これに対し、図１０および図１１に示すように、ロボット１では、角度θ１が鋭角となる状態で、第２アーム１３と第３アーム１４とのなす角度（直線６１と第４回動軸Ｏ４とのなす角度）θ２と、第４アーム１５と第５アーム１６とのなす角度（第４回動軸Ｏ４と第５回動軸Ｏ５とのなす角度）θ３とを調節することにより、ハンド９１の先端の方向（第６回動軸Ｏ６の軸方向）が水平方向を向くことができる。このため、ハンド９１の先端が第２回動軸Ｏ２よりも上方、すなわち、基台１１側に位置した状態において、ハンド９１の先端が水平方向を向くこととなる（以下、この状態を「上方水平状態」と言う）。上方水平状態では、第２回動軸Ｏ２よりも高い位置において、ハンド９１が所定の作業（後に詳述する）を行うことができる。すなわち、ロボット１では、作業領域Ａ１と、作業領域Ａ２とに加え、作業領域Ａ２よりも高い領域である作業領域Ａ３においても作業を行うことができる（図１１参照）。よって、作業領域Ａ３でも作業を行うことができる分、作業効率を高めることができる。
On the other hand, as shown in FIGS. 10 and 11, in the
なお、図１０では、ロボットアーム６の右側に作業領域Ａ２、Ａ３を図示し、図１１では、ロボットアーム６の右側および左側に作業領域Ａ２、Ａ３を図示している。これは、理解を容易にするために簡略化して図示したものである。実際は、第１アーム１２が３６０°回転することができるため、作業領域Ａ２、Ａ３は、ロボットアーム６の全周に亘って形成されている。
10, work areas A2 and A3 are illustrated on the right side of the
特に、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動作（以下、「ショートカットモーション」とも言う）を行うことができるため（図５〜図９参照）、図１１中の左右の作業領域Ａ２、Ａ３の行き来を迅速に行うことができる。よって、作業効率をさらに高めることができる。 In particular, an operation (hereinafter also referred to as “shortcut motion”) for moving the hand 91 (the tip of the robot arm 6) to a position different by 180 ° around the first rotation axis O1 can be performed (FIGS. 5 to 9). 11), the left and right work areas A2 and A3 in FIG. 11 can be moved quickly. Therefore, working efficiency can be further increased.
さらに、ロボット１は、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。これにより、比較的狭いセル５内であっても、セル５と干渉することなく、効率よく作業を行うことができる。
Furthermore, the
また、角度θ１、角度θ２および第４アーム１５と第５アーム１６とのなす角度（第４回動軸Ｏ４と第５回動軸Ｏ５とのなす角度）θ３を調節することにより、上方水平状態において、ハンドの先端を水平方向に平行移動させることが可能とである。これにより、作業領域Ａ３の図１０、１１中左右方向の幅を大きくすることができる。よって、ロボットアーム６が行うことができる作業の種類を増やすことができる。
Further, by adjusting the angle θ1, the angle θ2, and the angle formed by the
以下、この作業の一例を具体的に説明する。なお、作業領域Ａ３において行うことができる作業は、以下の作業に限定されないのは言うまでもない。 Hereinafter, an example of this work will be specifically described. Needless to say, the work that can be performed in the work area A3 is not limited to the following work.
まず、図１２に示す構成について説明する。
図１２に示す構成では、ロボットシステム１００は、第２回動軸Ｏ２よりも高い位置に設置されたカメラ２００を有している。このカメラ２００は、セル５に板金を介して固定されている。また、カメラ２００は、作業領域Ａ３よりも図１２中右側に設置されている。
First, the configuration shown in FIG. 12 will be described.
In the configuration shown in FIG. 12, the
図示の構成では、作業台５２上に載置されているワークＷを、カメラ２００と同じ高さまで搬送し、その状態で、カメラ２００によりワークＷを撮像することができる。このため、オペレーターがワークＷの画像を視認することができる。さらに、ロボットアーム６では、ワークＷの姿勢を変えることができるため、様々な角度からワークＷの画像を撮像することができる。
In the configuration shown in the drawing, the workpiece W placed on the work table 52 is transported to the same height as the
このような構成によれば、作業領域Ａ１、Ａ２にカメラ２００を設置するのを省略することができる。これにより、特に、作業台５２上において、撮像以外の作業を行うスペースを広く確保することができる。よって、ロボットアーム６の作業効率を高めることができる。
According to such a configuration, installation of the
次に、図１３に示す構成について説明する。
図１３に示す構成では、ロボットシステム１００は、第２回動軸Ｏ２よりも高い位置に設置されたツールチェンジャー３００を有している。このツールチェンジャー３００は、ハンド９１と、ハンド９１とは異なるツール９１Ａとを交換可能なユニットである。ツールチェンジャー３００は、セル５に板金を介して固定されている。また、ツールチェンジャー３００は、作業領域Ａ３よりも図１３中右側に設置されている。
Next, the configuration shown in FIG. 13 will be described.
In the configuration shown in FIG. 13, the
図１３に示すように、ハンド９１をツールチェンジャー３００と同じ高さまで移動させることにより、ツールチェンジャー３００によるハンド９１と、他のツール９１Ａとを交換することができ、ハンド９１にて行う作業とは異なる作業を行うことができる。
As shown in FIG. 13, by moving the
このような構成によれば、作業領域Ａ１、Ａ２にツールチェンジャー３００を設置するのを省略することができる。これにより、作業台５２を可及的に広く使用することができる。よって、ロボットアーム６の作業効率を高めることができる。
According to such a configuration, installation of the
なお、他のツール９１Ａとしては、特に限定されず、例えば、サイズが異なるハンド、指の本数が異なるハンドや、ドリル、ドライバー等の工具が一体的に形成されているハンド等が挙げられる。
The
次に、図１４に示す構成について説明する。
図１４に示す構成では、ロボットシステム１００は、第２回動軸Ｏ２よりも高い位置、すなわち、作業領域Ａ３に設置された補助作業台５２０を有している。この補助作業台５２０は、例えば、ワークＷを組立てる作業の途中等に、組立に用いる工具が一旦載置される部分である。
Next, the configuration shown in FIG. 14 will be described.
In the configuration shown in FIG. 14, the
図１４中二点鎖線で示すロボットアーム６は、ワークＷの組立を工具４００を用いて行っている状態である。この組立の途中で、例えば、工具４００の交換や、他の作業を行う場合、組立を一旦中断して、図１４中実線で示すように、補助作業台５２０に工具４００を載置する。
The
図１４に示す構成では、補助作業台５２０が作業領域Ａ３に設置されているため、工具４００を作業領域Ａ１に載置するのを省略することができる。これにより、作業台５２を可及的に広く使用することができる。よって、ロボットアーム６の作業効率を高めることができる。
In the configuration shown in FIG. 14, since the auxiliary work table 520 is installed in the work area A3, it is possible to omit placing the
さらに、作業台５２と補助作業台５２０との間の部分には、前述したようなカメラやツールチェンジャー等、他のユニットを配置することができる。よって、セル５内の空間をさらに有効に活用することができ、作業効率の向上を図ることができる。 Further, another unit such as a camera or a tool changer as described above can be arranged between the work table 52 and the auxiliary work table 520. Therefore, the space in the cell 5 can be used more effectively, and the working efficiency can be improved.
なお、工具４００としては特に限定されず、例えば、ドライバー、ドリル等が挙げられる。
In addition, it does not specifically limit as the
図１５は、ロボットアーム６が、トレイ５００を積み重ねている状態を示す図である。なお、トレイ５００は、例えば、組立が完了したワーク等が載置される板材である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a state in which the
従来のロボットでは、作業領域Ａ２の高さまではトレイ５００を積み重ねることが可能であったが、ロボット１では、作業領域Ａ３の高さ、すなわち、第２回動軸Ｏ２の高さよりも上方までトレイ５００を積み重ねることができる。よって、作業台５２の複数個所に、少ない枚数のトレイをそれぞれ積み重ねる場合に比べ、作業台５２を広く使うことができる。その結果、作業効率を高めることができる。
In the conventional robot, it is possible to stack the
図１６に示す構成では、ロボットシステム１００は、４つの棚６００を有している。各棚６００は、例えば、ワークや工具等が種類ごとに整理して載置される。各棚６００は、作業台５２上で、かつ、４本の支柱５１１の間の部分にそれぞれ設けられている。図示の構成では、各棚６００は、それぞれ、鉛直方向には７段、水平方向に４列に仕切られている。
In the configuration shown in FIG. 16, the
図１６に示すように、従来では、第２回動軸Ｏ２よりも上方に位置している部分、すなわち、作業台５２側から数えて７段目の部分では、作業を行うことができない。さらに、棚６００内にワーク等を出し入れするには、出し入れする部分において水平方向に平行移動する必要がある。このため、従来では、棚６００において作業が不可能な領域が、図１６中右上がりのハッチングで示す部分である。
As shown in FIG. 16, conventionally, work cannot be performed at a portion located above the second rotation axis O2, that is, at the seventh stage counted from the work table 52 side. Furthermore, in order to put a workpiece or the like in and out of the
これに対し、ロボット１では、前述したような構成を有しているため、図１６中右下がりのハッチングで示すように、棚６００の全域にて作業が可能である。このため、作業の効率を高めることができる。
On the other hand, since the
以上、ロボット１において有利な作業の一例について説明した。さらに、ロボット１（ロボットシステム１００）が、従来のロボットに比べ、省スペース化を図ることができる。以下、このことについて説明する。
Heretofore, an example of work advantageous in the
なお、上記では、４つの棚６００が設置されている場合について説明したが、これに限定されず、１つ〜３つでもよく、５つ以上であってもよい。
In addition, although the case where the four
また、上記では、棚６００は、上方から見て正方形になるよう配置されていたが、本発明ではこれに限定されず、例えば、棚の数、大きさに合わせて三角形、矩形、五角形以上の多角形であってもよく、円形、楕円形であってもよい。
In the above description, the
さらに、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。
Furthermore, since the
また、面積Ｓは、具体的には、１０００ｍｍ×１０００ｍｍ（１００００００ｍｍ２）以下であるのが好ましく、９００ｍｍ×９００ｍｍ（８１００００ｍｍ２）ｍｍ２以下であるのがより好ましく、７５０ｍｍ×１０００ｍｍ（７５００００ｍｍ２）以下であるのがより好ましく、６３７５００ｍｍ２以下であるのがより好ましく、５０００００ｍｍ２以下であるのがより好ましく、４０００００ｍｍ２以下であるのがより好ましく、３６０００ｍｍ２以下であるのがより好ましい。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生産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。
The area S is, specifically, preferably not more than 1000mm × 1000mm (1000000mm 2), 900mm × 900mm (810000mm 2) and more preferably at mm 2 or less, 750mm × 1000mm (750000mm 2) below More preferably, it is 637500 mm 2 or less, more preferably 500000 mm 2 or less, more preferably 400000 mm 2 or less, and more preferably 36000 mm 2 or less. Even with such an area S, the
また、面積Ｓが７５０ｍｍ×１０００ｍｍであった場合には、７５０ｍｍの幅を有する辺同士を繋ぎ合わせるようにロボットセル５０を複数配列することにより、十分な面積Ｓを確保しつつ、生産ラインの長さが長くなるのを抑制することができる。
In addition, when the area S is 750 mm × 1000 mm, by arranging a plurality of
また、４０００００ｍｍ２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４０００００ｍｍ２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、生産ラインを変更することができる。なお、面積Ｓは１００００ｍｍ２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。
Further, the area S of 400000 mm 2 or less is substantially equal to or less than or equal to the size of the work area where a human works. For this reason, if the area S is 400000 mm 2 or less, for example, the human and the
また、幅ｗは、具体的には、１０００ｍｍ以下であるのが好ましく、９００ｍｍ以下であるのがより好ましく、７５０ｍｍ以下であるのがさらに好ましく、６５０ｍｍ以下であるのが特に好ましい。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。
Specifically, the width w is preferably 1000 mm or less, more preferably 900 mm or less, still more preferably 750 mm or less, and particularly preferably 650 mm or less. Thereby, the effect similar to the effect mentioned above can fully be exhibited. The width w is the average width of the cells 5 (the average width of the frame body portion 51). The width w is preferably 100 mm or more. Thereby, the maintenance inside the
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。
Further, since the
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。
Further, the height L is specifically preferably 1700 mm or less, and more preferably 1000 mm or more and 1650 mm or less. If it is less than or equal to the upper limit value, the influence of vibration when the
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θ１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。
As described above, in the
また、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ので、天井部５３を低くすることができ、これにより、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。
In addition, since the space for preventing the
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。
Further, when the
また、ロボット１では、最大可搬質量として、２．５ｋｇ以上（例えば、２．５ｋｇ）を実現することができ、また、サイクルタイム（１ｋｇ、水平方向へ３００ｍｍ移動、鉛直方向へ２５ｍｍ移動）として、０．９秒以下（例えば、０．９秒）を実現することができる。
Further, the
また、ショートカットモーションを、従来のロボットのように単純に第１アーム１２を第１回動軸Ｏ１周りに回動させて実行しようとすると、ロボット１がセル５や周辺装置に干渉する虞があるので、その干渉を回避するための退避点をロボット１に教示する必要がある。例えば、第１アーム１２のみを第１回動軸Ｏ１周りに９０°回転させるとロボット１がセル５の安全板（図示せず）に干渉する場合は、他のアームも回動させることで、安全板に干渉しないように退避点を教示する必要がある。同様に、ロボット１が周辺装置にも干渉する場合は、周辺装置に干渉しないようにさらに退避点をロボット１に教示する必要がある。このように従来のロボットでは、多数の退避点を教示することが必要であり、特に、小型のセルの場合は、膨大な数の退避点が必要になり、教示に多くの手間および長い時間を要する。
Further, if the shortcut motion is executed by simply rotating the
これに対し、ロボット１では、前記ショートカットモーションを実行する場合、干渉する虞がある領域や部分が非常に少なくなるため、教示する退避点の数を低減することができ、教示に要する手間および時間を低減することができる。すなわち、ロボット１では、教示する退避点の数は、例えば、従来のロボットの１／３程度になり、飛躍的に教示が容易になる。
On the other hand, in the
また、図１０および図１１に示すように、ロボット１では、角度θ１が鋭角となる状態で、かつ、第２アーム１３と第３アーム１４とのなす角度θ２が１８０°以下となる状態において、ハンド９１の先端の方向が水平方向を向くことができる。このため、ハンド９１の先端が第２回動軸Ｏ２よりも上方、すなわち、基台１１側に位置した状態において、ハンド９１の先端が水平方向を向くこととなる。よって、第２回動軸Ｏ２よりも高い場所において、作業を行うことができる。その結果、作業効率を高めることができる。
Further, as shown in FIGS. 10 and 11, in the
また、第３アーム１４および第４アーム１５の図４中の右側の二点鎖線で囲まれた領域（部分）１０１は、ロボット１がロボット１自身および他の部材と干渉しないか、または干渉し難い領域（部分）である。このため、前記領域１０１に、所定の部材を搭載した場合、その部材は、ロボット１および周辺装置等に干渉し難い。このため、ロボット１では、領域１０１に、所定の部材を搭載することが可能である。特に、領域１０１のうち、第３アーム１４の図４中の右側の領域に前記所定の部材を搭載する場合は、その部材が作業台５２上に配置された周辺装置（図示せず）と干渉する確率はさらに低くなるので、より効果的である。
Further, the region (part) 101 surrounded by the two-dot chain line on the right side in FIG. 4 of the
前記領域１０１に搭載可能なものとしては、例えば、ハンド、ハンドアイカメラ等のセンサーの駆動を制御する制御装置、吸着機構の電磁弁等が挙げられる。
Examples of what can be mounted in the
具体例としては、例えば、ハンドに吸着機構を設ける場合、領域１０１に電磁弁等を設置すると、ロボット１が駆動する際に前記電磁弁が邪魔にならない。このように、領域１０１は、利便性が高い。
As a specific example, for example, when an adsorption mechanism is provided in the hand, if an electromagnetic valve or the like is installed in the
以上、本発明のロボットおよび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。 As described above, the robot and the robot system of the present invention have been described based on the illustrated embodiment, but the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is an arbitrary configuration having the same function. Can be replaced. Moreover, other arbitrary components may be added.
また、前記実施形態では、ロボットの基台の固定箇所は、セルの天井部であるが、本発明では、これに限定されず、この他、例えば、セルの壁部、作業台、床部等が挙げられる。 In the above embodiment, the fixed portion of the base of the robot is the ceiling of the cell. However, the present invention is not limited to this. For example, the cell wall, work table, floor, etc. Is mentioned.
また、前記実施形態では、ロボットは、セル内に設置されているが、本発明では、これに限定されず、例えば、セルが省略されていてもよい。この場合、基台の固定箇所としては、例えば、設置スペースにおける天井、壁、作業台、床、地上等が挙げられる。 Moreover, in the said embodiment, although the robot is installed in the cell, in this invention, it is not limited to this, For example, the cell may be abbreviate | omitted. In this case, examples of the fixing position of the base include a ceiling, a wall, a work table, a floor, and the ground in the installation space.
また、前記実施形態では、ロボット（基台）が固定される平面（面）である第１面は、水平面と平行な平面（面）であるが、本発明では、これに限定されず、例えば、水平面や鉛直面に対して傾斜した平面（面）でもよく、また、鉛直面と平行な平面（面）であってもよい。すなわち、第１回動軸は、鉛直方向や水平方向に対して傾斜していてもよく、また、水平方向と平行であってもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the 1st surface which is a plane (surface) to which a robot (base) is fixed is a plane (surface) parallel to a horizontal surface, in this invention, it is not limited to this, For example, Further, it may be a horizontal plane, a plane (plane) inclined with respect to the vertical plane, or a plane (plane) parallel to the vertical plane. That is, the first rotation axis may be inclined with respect to the vertical direction or the horizontal direction, or may be parallel to the horizontal direction.
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。この場合、例えば、前記実施形態のロボットにおいて、第２アームと第３アームとの間にアームを追加することにより、アームの数が７つのロボットを実現することができる。 In the embodiment, the number of rotation axes of the robot arm is six. However, the present invention is not limited to this, and the number of rotation axes of the robot arm is, for example, two or three. There may be four, five, seven or more. That is, in the above embodiment, the number of arms (links) is six. However, the present invention is not limited to this, and the number of arms is, for example, two, three, four, five, Or seven or more may be sufficient. In this case, for example, in the robot of the embodiment, by adding an arm between the second arm and the third arm, a robot having seven arms can be realized.
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。 Moreover, in the said embodiment, although the number of robot arms is one, in this invention, it is not limited to this, The number of robot arms may be two or more, for example. That is, the robot (robot body) may be a multi-arm robot such as a double-arm robot, for example.
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。 In the present invention, the robot (robot body) may be another type of robot. Specific examples include a legged walking (running) robot having legs.
１００……ロボットシステム、１……ロボット、１０……ロボット本体、１１……基台、１１’……基台、１２……第１アーム、１２’……第１アーム、１２１……第１部分、１２２……第２部分、１２３……第３部分、１２４……第４部分、１３……第２アーム、１３’……第２アーム、１４……第３アーム、１４’……第３アーム、１５……第４アーム、１５’……第４アーム、１５１……支持部、１５２……支持部、１６……第５アーム、１６’……第５アーム、１７……第６アーム、１７’……第６アーム、１７１……関節、１７２……関節、１７３……関節、１７４……関節、１７５……関節、１７６……関節、１８……可動部、５……セル、５０……ロボットセル、５１……枠体部、５１１……支柱、５１３……上部、５２……作業台、５２０……補助作業台、５２１……作業面、５３……天井部、５３１……天井面、５４……足部、６……ロボットアーム、６１……直線、６２……軸受部、６２１……中心線、９１……ハンド、９１Ａ……ツール、１１１……フランジ、２００……カメラ、３００……ツールチェンジャー、３０１……モータードライバー、３０２……モータードライバー、３０３……モータードライバー、３０４……モータードライバー、３０５……モータードライバー、３０６……モータードライバー、４００……工具、４０１……第１駆動源、４０１Ｍ……モーター、４０２……第２駆動源、４０２Ｍ……モーター、４０３……第３駆動源、４０３Ｍ……モーター、４０４……第４駆動源、４０４Ｍ……モーター、４０５……第５駆動源、４０５Ｍ……モーター、４０６……第６駆動源、４０６Ｍ……モーター、５００……トレイ、６００……棚、Ａ１……作業領域、Ａ２……作業領域、Ａ３……作業領域、Ｌ……高さ、Ｌ１……長さ、Ｌ２……長さ、Ｌ３……長さ、Ｏ１……第１回動軸、Ｏ１’……第１回動軸、Ｏ２……第２回動軸、Ｏ２’……第２回動軸、Ｏ３……第３回動軸、Ｏ３’……第３回動軸、Ｏ４……第４回動軸、Ｏ４’……第４回動軸、Ｏ５……第５回動軸、Ｏ５’……第５回動軸、Ｏ６……第６回動軸、Ｏ６’……第６回動軸、Ｓ……面積、Ｗ……ワーク、ｗ……幅、θ１……角度、θ２……角度、θ３……角度
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記基台に設けられたロボットアームと、を備え、
前記ロボットアームは、前記基台に設けられ、第１回動軸周りに回動可能な第１アームと、前記第１アームに設けられ、前記第１回動軸とは軸方向が異なる第２回動軸周りに回動可能な第２アームと、を有し、
前記ロボットアームの先端が前記第２回動軸よりも前記基台側に位置した状態において、前記ロボットアームは、前記ロボットアームの先端の方向が水平となる姿勢をとり得ることを特徴とするロボット。 The base,
A robot arm provided on the base,
The robot arm is provided on the base and can be rotated around a first rotation axis, and the robot arm is provided on the first arm and has a second axial direction different from that of the first rotation axis. A second arm rotatable about the rotation axis,
The robot arm can take a posture in which the direction of the tip of the robot arm is horizontal when the tip of the robot arm is positioned closer to the base than the second rotation axis. .
前記第２回動軸の軸方向から見て、前記第３アームは、前記第１アームと交差する状態をとり得る請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボット。 The robot arm includes a third arm that is provided on the second arm and is rotatable around a third rotation axis that is different in axial direction from the first rotation axis.
The robot according to any one of claims 1 to 4, wherein the third arm can take a state of intersecting the first arm when viewed from the axial direction of the second rotation shaft.
前記ロボットが設けられたロボットセルと、を備えることを特徴とするロボットシステム。 A robot according to any one of claims 1 to 8,
A robot system comprising a robot cell provided with the robot.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2015213929A JP2017080859A (en) | 2015-10-30 | 2015-10-30 | Robot and robot system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2015213929A JP2017080859A (en) | 2015-10-30 | 2015-10-30 | Robot and robot system |
Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020138281A (en) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 株式会社ミツバ | robot |
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2015
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Cited By (2)
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| JP7175797B2 (en) | 2019-02-28 | 2022-11-21 | 株式会社ミツバ | robot |
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