JP2017100208A - ロボットおよびロボットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットおよび搬送装置の全体の整定時間を短くすることができるロボットおよびロボットシステムを提供すること。【解決手段】本発明のロボットは、搬送装置により移動可能なロボットであって、前記ロボットの整定開始時期と整定終了時期との間の期間は、前記搬送装置の整定開始時期と整定終了時期との間の期間の少なくとも一部と重なる。また、前記ロボットと前記搬送装置のうちの整定時間の短い方の整定開始時期は、前記ロボットと前記搬送装置のうちの整定時間の長い方の整定開始時期よりも後であるか、または前記整定時間の長い方の整定開始時期と同一である。【選択図】図１

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。

従来、基台（ベース）と、複数のアーム（リンク）とを備えるロボットが知られている。隣り合う２つのアームのうちの一方のアームは、関節部を介して、他方のアームに対して回動可能に連結され、最も基端側（最も上流側）のアームは、関節部を介して、基台に対して回動可能に連結されている。また、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、着脱可能にハンドが装着される。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、走行レールに設けられたロボットが開示されており、ロボットは、走行レールにより、その走行レールの軸方向に沿って移動する。

特開平６−７９４７２号公報

しかしながら、特許文献１に記載のロボットでは、走行レール上のロボットの移動と、ロボットのアームの動作において、それぞれの停止のタイミングについては何も検討されておらず、その停止のタイミングによっては、ロボットおよび走行レールの全体の整定時間が長くなるという問題がある。

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。

本発明のロボットは、搬送装置により移動可能なロボットであって、
前記ロボットの整定開始時期と整定終了時期との間の期間は、前記搬送装置の整定開始時期と整定終了時期との間の期間の少なくとも一部と重なることを特徴とする。

これにより、ロボットと搬送装置のうちの一方の整定が終了した後に他方の整定が開始される場合と比べて、ロボットおよび搬送装置の全体の整定時間を短くすることができる。

本発明のロボットでは、前記ロボットと前記搬送装置のうちの整定時間の短い方の整定開始時期は、前記ロボットと前記搬送装置のうちの整定時間の長い方の整定開始時期よりも後であるか、または前記整定時間の長い方の整定開始時期と同一であることが好ましい。
これにより、ロボットおよび搬送装置の全体の整定時間を短くすることができる。

本発明のロボットでは、前記整定時間の短い方の整定終了時期は、前記整定時間の長い方の整定終了時期よりも前であるか、または前記整定時間の長い方の整定終了時期と同一であることが好ましい。

これにより、的確に、ロボットおよび搬送装置の全体の整定時間を短くすることができる。

本発明のロボットでは、前記ロボットに設けられた慣性センサーを有し、
前記慣性センサーの検出結果に基づいて前記ロボットの制振制御を行うことが好ましい。

これにより、ロボットの振動を抑制することができる。
また、ロボットの振動が抑制されることにより、ロボットの整定時間を短くすることができる。また、前記制振制御により搬送装置の振動も抑制することができ、これにより、搬送装置の整定時間を短くすることができる。これによって、ロボットおよび搬送装置の全体の整定時間を短くすることができる。

本発明のロボットでは、前記慣性センサーは角速度センサーであることが好ましい。
これにより、角速度センサーの検出結果に基づいてロボットの振動を抑制することができる。

本発明のロボットでは、前記ロボットと前記搬送装置のうちの整定終了時期が後の方の整定が終了した後、前記制振制御を終了することが好ましい。

これにより、ロボットおよび搬送装置のそれぞれの整定時間を短くすることができ、これによって、ロボットおよび搬送装置の全体の整定時間を短くすることができる。

本発明のロボットでは、前記ロボットの振動および前記搬送装置の振動が、それぞれ、所定範囲内になると、前記制振制御を終了することが好ましい。
これにより、より的確に、ロボットの振動を抑制することができる。

本発明のロボットでは、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、前記第１回動軸の軸方向と異なる軸方向である第２回動軸周りに回動可能に設けられた第２アームと、を有することが好ましい。
これにより、多彩な作業を行うことができる。

本発明のロボットでは、前記ロボットの整定時間は、前記搬送装置の整定時間よりも短いことが好ましい。

これにより、ロボットのロボットアームの先端を目標位置に移動させる動作において、動作を開始してから整定が終了するまでの時間を短くすることができる。

本発明のロボットシステムは、本発明のロボットと、
前記ロボットを移動可能な前記搬送装置と、を備えることを特徴とする。

これにより、ロボットと搬送装置のうちの一方の整定が終了した後に他方の整定が開始される場合と比べて、ロボットおよび搬送装置の全体の整定時間を短くすることができる。

本発明のロボットシステムの実施形態におけるロボットを正面側から見た斜視図である。 図１に示すロボットの概略図である。 本発明のロボットシステムの実施形態の主要部のブロック図である。 本発明のロボットシステムの実施形態と、そのロボットシステムの作業の一例を示す斜視図である。 整定開始時期、整定終了時期、整定時間等を説明するための図である。 ロボットの整定開始時期および整定終了時期と、搬送装置の整定開始時期および整定終了時期との関係を説明するための図である。 ロボットの姿勢を説明するための図である。

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

図１は、本発明のロボットシステムの実施形態におけるロボットを正面側から見た斜視図である。図２は、図１に示すロボットの概略図である。図３は、本発明のロボットシステムの実施形態の主要部のブロック図である。図４は、本発明のロボットシステムの実施形態と、そのロボットシステムの作業の一例を示す斜視図である。図５は、整定開始時期、整定終了時期、整定時間等を説明するための図である。図６は、ロボットの整定開始時期および整定終了時期と、搬送装置の整定開始時期および整定終了時期との関係を説明するための図である。図７は、ロボットの姿勢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２および図７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２および図７中の基台側を「基端」または「上流」、その反対側を「先端」または「下流」と言う。また、図１、図２および図７中の上下方向が鉛直方向である。

また、図４に示すように、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とする。また、Ｘ軸とＹ軸を含むＸＹ平面が水平となっており、Ｚ軸の方向が鉛直方向となっている。また、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ方向」とも言い、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ方向」とも言い、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ方向」とも言う。また、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸の矢印の方向をプラス側、矢印と反対の方向をマイナス側と言う。

図１〜図４に示すロボットシステム（産業用ロボットシステム）１００は、ロボット（産業用ロボット）１と、ロボット１を移動（搬送）可能な搬送装置７と、ロボット１および搬送装置７の作動（駆動）を制御する制御装置（制御部）２０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。

制御装置２０は、ロボット１にその一部または全部が内蔵されていてもよく、また、ロボット１とは、別体であってもよい。また、制御装置２０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。この制御装置２０は、ロボット１の後述する第１駆動源４０１の作動（駆動）を制御する第１駆動源制御部２０１、第２駆動源４０２の作動を制御する第２駆動源制御部２０２、第３駆動源４０３の作動を制御する第３駆動源制御部２０３、第４駆動源４０４の作動を制御する第４駆動源制御部２０４、第５駆動源４０５の作動を制御する第５駆動源制御部２０５および第６駆動源４０６の作動を制御する第６駆動源制御部２０６と、搬送装置７の後述するモーター７２の作動（駆動）を制御するモーター制御部２０７等を有している。

ロボット１は、基台（支持部）１１と、ロボットアーム１０とを有している。ロボットアーム１０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）１７および第６アーム（第６アーム部材）（腕部）１８（６つのアーム）と、第１駆動源（第１駆動部）４０１、第２駆動源（第２駆動部）４０２、第３駆動源（第３駆動部）４０３、第４駆動源（第４駆動部）４０４、第５駆動源（第５駆動部）４０５および第６駆動源（第６駆動部）４０６（６つの駆動源）とを備えている。なお、第５アーム１７および第６アーム１８によりリスト１６が構成され、第６アーム１８の先端、すなわちリスト１６の先端には、例えば、エンドエフェクター（図示せず）等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１７と、第６アーム１８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１７、第６アーム１８、リスト１６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（駆動部）」とも言う。

図２および図７に示すように、アーム１２〜１５、リスト１６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。このアーム１２〜１５、リスト１６の長さは、それぞれ、特に限定されないが、図示の構成では、アーム１２〜１４の長さが、他のアーム１５およびリスト１６よりも長く設定されている。

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。そして、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を回動中心とし、その第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の設置面である後述するスライダー７１の上面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（第１アーム１２の駆動）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を介して制御装置２０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。

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。そして、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を回動中心として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（第２アーム１３の駆動）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を介して制御装置２０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。また、回動軸Ｏ２は、回動軸Ｏ１に直交する軸と平行であってもよい。

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。そして、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回動軸Ｏ３を回動中心とし、その第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（第３アーム１４の駆動）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を介して制御装置２０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。

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。そして、第４アーム１５は、第３アーム１４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を回動中心とし、その第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（第４アーム１５の駆動）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を介して制御装置２０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。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。

第４アーム１５とリスト１６の第５アーム１７とは、関節（ジョイント）１７５を介して連結されている。そして、第５アーム１７は、第４アーム１５に対して第５回動軸Ｏ５を回動中心とし、その第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（第５アーム１７の駆動）は、モーター（第５モーター）４０５Ｍおよび減速機（図示せず）を有する第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を介して制御装置２０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。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い。

リスト１６の第５アーム１７と第６アーム１８とは、関節（ジョイント）１７６を介して連結されている。そして、第６アーム１８は、第５アーム１７に対して第６回動軸Ｏ６を回動中心とし、その第６回動軸Ｏ６周りに回動可能となっている。回動軸Ｏ６は、回動軸Ｏ５と直交している。この第６回動軸Ｏ６周りの回動（第６アーム１８の駆動）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はモーター４０６Ｍ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を介して制御装置２０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。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い。

また、本実施形態では、第１アーム１２には、第１慣性センサー３１が設置されている（図７参照）。この第１慣性センサー３１により第１アーム１２の角速度を検出することが可能である。第１アーム１２における第１慣性センサー３１の設置位置は、特に限定されないが、本実施形態では、第１慣性センサー３１は、第１アーム１２の基端部に設置されている。なお、第１慣性センサー３１は、例えば、第１アーム１２の先端部に設置されていてもよい。第１アーム１２の振動は、その先端部において最大になるので、これにより、より確実にロボット１の振動を抑制することができる。

また、第３アーム１４には、第２慣性センサー３２が設置されている（図７参照）。この第２慣性センサー３２により第３アーム１４の角速度を検出することが可能である。第３アーム１４における第２慣性センサー３２の設置位置は、特に限定されないが、本実施形態では、第２慣性センサー３２は、第３アーム１４の基端部に設置されている。なお、第２慣性センサー３２は、例えば、第３アーム１４の先端部に設置されていてもよい。第３アーム１４の振動は、その先端部において最大になるので、これにより、より確実にロボット１の振動を抑制することができる。また、第２慣性センサー３２は、第３アーム１４に限らず、例えば、第２アーム１３に設定されていてもよい。

また、第１慣性センサー３１、第２慣性センサー３２としては、それぞれ、特に限定されず、本実施形態では、例えば、角速度センサー（ジャイロセンサー）等を用いることができる。

ここで、このロボット１では、アーム１２、１３および１４の振動を抑制することにより、ロボット１全体の振動を抑制する。但し、アーム１２、１３および１４の振動を抑制するために、アーム１２、１３および１４のすべてに慣性センサーを設置するのではなく、前記のようにアーム１２、１４のみに第１慣性センサー３１、第２慣性センサー３２を設置し、その第１慣性センサー３１、第２慣性センサー３２の検出結果に基づいて駆動源４０１、４０２の作動を制御する。これにより、アーム１２、１３および１４のすべてに慣性センサーを設置する場合に比べ、慣性センサーの数を削減することができ、コストを低減することができ、また、回路構成を簡素化することができる。

なお、慣性センサーの数は、２つに限らず、１つ、または３つ以上でもよい。また、慣性センサーを設置する位置は、第１アーム１２、第３アーム１４に限らず、他のアームでもよい。

駆動源４０１〜４０６には、それぞれのモーターまたは減速機に、第１角度センサー４１１、第２角度センサー４１２、第３角度センサー４１３、第４角度センサー４１４、第５角度センサー４１５、第６角度センサー４１６が設けられている。これらの角度センサーとしては、特に限定されず、例えば、ロータリーエンコーダー等のエンコーダー等を用いることができる。これらの角度センサー４１１〜４１６により、それぞれ、駆動源４０１〜４０６のモーターまたは減速機の回転軸（回動軸）の回転（回動）角度を検出する。この駆動源４０１〜４０６のモーターとしては、それぞれ、特に限定されないが、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を用いるのが好ましい。また、前記各ケーブルは、それぞれ、ロボット１を挿通していてもよい。

図３に示すように、ロボット１は、制御装置２０と電気的に接続されている。すなわち、駆動源４０１〜４０６、角度センサー４１１〜４１６、慣性センサー３１、３２は、それぞれ、制御装置２０と電気的に接続されている。

そして、制御装置２０は、アーム１２〜１５、リスト１６をそれぞれ独立して作動させることができる、すなわち、モータードライバー３０１〜３０６を介して、駆動源４０１〜４０６をそれぞれ独立して制御することができる。この場合、制御装置２０は、角度センサー４１１〜４１６、第１慣性センサー３１、第２慣性センサー３２により検出を行い、その検出結果に基づいて、駆動源４０１〜４０６の駆動、例えば、角速度や回転角度等をそれぞれ制御する。この制御プログラムは、制御装置２０に内蔵された記録媒体（記憶部）に予め記憶されている。

また、制御装置２０は、第１慣性センサー３１、第２慣性センサー３２、第１角度センサー４１１、第２角度センサー４１２および第３角度センサー４１３の検出結果に基づいて、ロボット１のロボットアーム１０の制振制御を行う。これにより、ロボット１（ロボットアーム１０）の振動を抑制することができる。

図１に示すように、本実施形態では、基台１１は、ロボット１の鉛直方向の最も下方に位置し、スライダー７１等に固定（設置）される部分である。この固定方法としては、特に限定されず、例えば、図１に示す本実施形態では、複数本のボルト１１１による固定方法を用いている。

基台１１には、例えば、モーター４０１Ｍやモータードライバー３０１〜３０６が収納されている。

アーム１２〜１５は、それぞれ、中空のアーム本体２と、駆動機構３と、封止手段４とを有している。なお、以下では、説明の都合上、第１アーム１２が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「アーム本体２ａ」、「駆動機構３ａ」、「封止手段４ａ」と言い、第２アーム１３が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「アーム本体２ｂ」、「駆動機構３ｂ」、「封止手段４ｂ」と言い、第３アーム１４が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「アーム本体２ｃ」、「駆動機構３ｃ」、「封止手段４ｃ」と言い、第４アーム１５が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「アーム本体２ｄ」、「駆動機構３ｄ」、「封止手段４ｄ」と言うことがある。

また、関節１７１〜１７６は、それぞれ、回動支持機構（図示せず）を有している。この回動支持機構は、互いに連結された２本のアームのうちの一方を他方に対し回動可能に支持する機構、互いに連結された基台１１と第１アーム１２のうちの一方を他方に対し回動可能に支持する機構である。互いに連結された第４アーム１５とリスト１６の第５アーム１７とを一例とした場合、回動支持機構は、リスト１６を第４アーム１５に対し回動させることができる。また、各回動支持機構は、それぞれ、対応するモーターの回転速度を所定の減速比で減速して、その駆動力を対応するアーム、リスト１６のリスト本体１６１、支持リング１６２に伝達する減速機（図示せず）を有している。

第１アーム１２は、基台１１の上端部（先端部）に水平方向に対し傾斜した姿勢で連結されている。この第１アーム１２では、駆動機構３ａがモーター４０２Ｍを有しており、アーム本体２ａ内に収納している。また、アーム本体２ａ内は、封止手段４ａにより気密封止されている。

第２アーム１３は、第１アーム１２の先端部に連結されている。この第２アーム１３では、駆動機構３ｂがモーター４０３Ｍを有しており、アーム本体２ｂ内に収納している。また、アーム本体２ｂ内は、封止手段４ｂにより気密封止されている。

第３アーム１４は、第２アーム１３の先端部に連結されている。この第３アーム１４では、駆動機構３ｃがモーター４０４Ｍを有しており、アーム本体２ｃ内に収納している。また、アーム本体２ｃ内は、封止手段４ｃにより気密封止されている。

第４アーム１５は、第３アーム１４の先端部に、その中心軸方向と平行に連結されている。この第４アーム１５では、駆動機構３ｄがモーター４０５Ｍ、４０６Ｍを有しており、アーム本体２ｄ内に収納している。また、アーム本体２ｄ内は、封止手段４ｄにより気密封止されている。

第４アーム１５の先端部（基台１１と反対側の端部）には、リスト１６が連結されている。このリスト１６には、その先端部（第４アーム１５と反対側の端部）に、例えば、エンドエフェクター等が着脱可能に装着される。

エンドエフェクターとしては、特に限定されず、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（図示せず）等が挙げられる。このハンド（エンドエフェクター）の駆動は、制御装置２０により制御される。なお、ハンドとしては、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、ハンドで精密機器、部品等を把持したまま、アーム１２〜１５、リスト１６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。

リスト１６は、第６アーム１８として、円筒状をなすリスト本体１６１を有し、また、第５アーム１７として、リスト本体１６１と別体で構成され、当該リスト本体１６１の基端部に設けられ、リング状をなす支持リング１６２を有している。

リスト本体１６１の先端面１６３は、平坦な面となっており、ハンドが装着される装着面となる。また、リスト本体１６１は、関節１７６を介して、第４アーム１５の駆動機構３ｄに連結されており、当該駆動機構３ｄのモーター４０６Ｍの駆動により、回動軸Ｏ６周りに回動する。

支持リング１６２は、関節１７５を介して、第４アーム１５の駆動機構３ｄに連結されており、当該駆動機構３ｄのモーター４０５Ｍの駆動により、リスト本体１６１ごと回動軸Ｏ５周りに回動する。

次に、搬送装置７について説明する。
図４に示すように、本実施形態では、搬送装置７は、搬送軸と呼ばれる装置であり、ロボット１を直線状に移動させることが可能な装置である。搬送装置７は、図示の構成では、ロボット１をＸ方向のプラス側おびマイナス側の両方向に移動させることが可能なようになっている。この搬送装置７は、ボールネジ（図示せず）と、ボールネジを回転させるモーター７２（図３参照）と、エンコーダー７３（図３参照）と、ボールネジの回転によりＸ方向に移動するスライダー７１とを有している。スライダー７１には、ロボット１の基台１１が固定（設置）されている。

この搬送装置７では、モーター７２の駆動によりボールネジが所定方向に回転すると、スライダー７１がＸ方向のマイナス側に移動し、ボールネジが前記と逆方向に回転すると、スライダー７１がＸ方向のプラス側に移動する。

エンコーダー７３としては、特に限定されず、例えば、モーター７２等に設けられるロータリーエンコーダー、リニアエンコーダー等を用いることができる。このエンコーダー７３の検出結果に基づいて、スライダー７１（ロボット１）の位置を求めることができる。

また、モーター７２としては、特に限定されないが、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を用いるのが好ましい。

図３に示すように、搬送装置７は、制御装置２０と電気的に接続されている。すなわち、モーター７２およびエンコーダー７３は、それぞれ、制御装置２０と電気的に接続されている。

次に、ロボットシステム１００の作業の一例を説明する。
まず、ロボットシステム１００の作業に用いられる各装置等について説明する。

図４に示すように、搬送装置７は、ロボット１を移動させる方向がＸ方向となるように設置されている。

また、Ｘ方向に沿って、第１加工機８１および第２加工機８２が設置されている。第１加工機８１と第２加工機８２とは、Ｘ方向のマイナス側に向って、この順序で配置されている。図示の構成では、第１加工機８１および第２加工機８２は、それぞれ、ＮＣ旋盤であるが、これは、あくまでも一例である。

また、第１加工機８１の図４中の上方には、ベルトコンベアー９１が設置され、第２加工機８２の図４中の上方には、ベルトコンベアー９２が設置されている。ベルトコンベアー９１は、Ｘ方向のマイナス側に、所定の部材等を搬送するように構成されている。

また、第１加工機８１の図４中の上方であって、ベルトコンベアー９１のＸ方向のマイナス側には、所定の部材等を載置するテーブル９３が設置されている。

また、第２加工機８２の図４中の上方であって、ベルトコンベアー９２のＸ方向のプラス側には、所定の部材等を載置するテーブル９４が設置されている。

作業においては、まず、ベルトコンベアー９１により、加工前の部材２１１が搬送される。また、搬送装置７は、ロボット１を作業を行う位置に移動させる。

ロボット１は、ベルトコンベアー９１で搬送された部材２１１を把持し、第１加工機８１にセットする。そして、第１加工機８１により、部材２１１を加工する。

次に、ロボット１は、第１加工機８１にセットされている部材２１２を把持し、テーブル９３上に載置する。

次に、ロボット１は、テーブル９３上に載置されている部材２１２を把持し、第２加工機８２にセットする。そして、第２加工機８２により、部材２１２を加工する。

次に、ロボット１は、第２加工機８２にセットされている部材２１３を把持し、テーブル９４上に載置されている部材２１４に取り付ける。

次に、ロボット１は、部材２１３および２１４をベルトコンベアー９２上に載置する。そして、ベルトコンベアー９２により、部材２１３および２１４を搬送する。

このロボットシステム１００では、ロボット１の整定（静定）開始時期（整定開始のタイミング）および整定終了時期（整定終了のタイミング）と、搬送装置７の整定開始時期および整定終了時期との関係が規定されている。

まず、図５に基づいて、整定時間、整定開始時期および整定終了時期について説明する。

ロボット１についての整定開始時期とは、図５に示すように、ロボットアーム１０の先端（測定箇所）を目標位置に移動させる場合に、ロボットアーム１０の先端の目標位置からの変位（変位量）が初めに０になった時（初めに目標位置に到達した時）である。

また、ロボット１についての整定終了時期とは、図５に示すように、ロボットアーム１０の先端を目標位置に移動させる場合に、ロボットアーム１０の先端の目標位置からの変位が整定の閾値（例えば、±０．０５ｍｍ）以内に収まった時である。

また、ロボット１についての整定時間とは、図５に示すように、ロボットアーム１０の先端を目標位置に移動させる場合に、ロボットアーム１０の先端の目標位置からの変位が初めに０になった時から、前記変位が整定の閾値以内に収まった時までの時間である。

また、搬送装置７の整定開始時期、整定終了時期および整定時間については、それぞれ、ロボット１が搭載された状態で、ロボット１を移動させるスライダー７１の所定の部分（測定箇所）を目標位置に移動させる場合で考える他は、前記ロボット１の場合と同様である。

また、ロボット１の整定開始時期および整定終了時期は、角度センサー４１１〜４１６の検出結果に基づいて求めることができ、また、搬送装置７の整定開始時期および整定終了時期は、エンコーダー７３の検出結果に基づいて求めることができる。

なお、前記整定開始時期および整定終了時期は、他のセンサーを用いて求めてもよい。他のセンサーとしては、例えば、慣性センサー等が挙げられる。

以下では、ロボット１の整定時間の方が搬送装置７の整定時間よりも短い場合を例に挙げて説明する。なお、搬送装置７の整定時間の方がロボット１の整定時間よりも短い場合は、後述する説明において、ロボット１と搬送装置７と逆にすればよいので、その説明は省略する。

このロボットシステム１００では、図６にパターン１〜３として示すように、ロボット１（整定時間の短い方）の整定開始時期は、搬送装置７（整定時間の長い方）の整定開始時期よりも後であるか、または搬送装置７の整定開始時期と同一に設定される。

また、図６にパターン１〜３として示すように、ロボット１の整定終了時期は、搬送装置７の整定終了時期よりも前であるか、または搬送装置７の整定終了時期と同一に設定される。

これにより、ロボット１の整定開始時期と整定終了時期との間の期間と、搬送装置７の整定開始時期と整定終了時期との間の期間とが重複する。正確に言えば、ロボット１の整定開始時期と整定終了時期との間の期間が、搬送装置７の整定開始時期と整定終了時期との間の期間に包含される。これによって、ロボット１および搬送装置７の全体の整定時間を短くすることができる。

また、このロボットシステムでは、ロボット１の制振制御を行うので、ロボット１の振動を抑制することができる。また、そのロボット１の制振制御により、搬送装置７（スライダー７１等）の振動も抑制することができる。

そして、ロボット１の振動が抑制されることにより、ロボット１の整定時間を短くすることができ、また、搬送装置７の振動が抑制されることにより、搬送装置７の整定時間を短くすることができる。これにより、ロボット１および搬送装置７の全体の整定時間をさらに短くすることができる。

また、ロボット１の整定終了時期は、搬送装置７の整定終了時期よりも前であるか、または搬送装置７の整定終了時期と同一であればよいが、図６にパターン３として示すように、搬送装置７の整定終了時期と同一であることが好ましい。ロボット１の整定終了時期と搬送装置７の整定終了時期とを同一に設定し、少なくともロボット１の整定終了時期までロボット１の制振制御を行うことにより、ロボット１および搬送装置７の全体の整定時間をさらに短くすることができる。

ロボット１の整定終了時期と搬送装置７の整定終了時期とを同一にするには、例えば、予め、実験的に、ロボット１および搬送装置７のそれぞれの整定時間を求め、搬送装置７の整定時間とロボット１の整定時間との差分だけ、ロボット１の整定開始時期を搬送装置７の整定開始時期よりも後に設定すればよい。

なお、本発明では、ロボット１の整定時間の方が搬送装置７の整定時間よりも短い場合と、搬送装置７の整定時間の方がロボット１の整定時間よりも短い場合と、ロボット１の整定時間と搬送装置７の整定時間とが同一の場合とのいずれにおいても、ロボット１の整定開始時期と整定終了時期との間の期間が、搬送装置７の整定開始時期と整定終了時期との間の期間の少なくとも一部と重なるように構成されていればよい。そして、ロボット１の整定時間と搬送装置７の整定時間とが同一の場合は、ロボット１の整定開始時期は、搬送装置７の整定開始時期と同一であり、ロボット１の整定終了時期は、搬送装置７の整定終了時期と同一であることが好ましい。

また、ロボット１と搬送装置７のうちの整定終了時期が後の方（同時の場合は、ロボット１または搬送装置７）の整定が終了した後、すなわち、搬送装置７の整定が終了した後、ロボット１の制振制御を終了することが好ましい。これにより、ロボット１および搬送装置７の全体の整定時間をさらに短くすることができる。

また、ロボット１の振動および搬送装置７の振動が、それぞれ、所定範囲内になると、前記制振制御を終了するように構成してもよい。これにより、ロボット１および搬送装置７の振動を抑制することができ、また、ロボット１および搬送装置７の全体の整定時間をさらに短くすることができる。なお、前記所定範囲は、ロボット１の振動についての範囲と、搬送装置７の振動についての範囲とで、同一であってもよく、また、異なっていてもよい。

具体的に、ロボット１を例に挙げて説明すると、まず、図５に示すように、ロボットアーム１０の先端を目標位置に移動させる場合に、ロボットアーム１０の先端の目標位置からの変位が停止判断の閾値以内に収まった時に、ロボット１が停止したものと判断する。そして、ロボット１が停止したものと判断した場合、ロボット１の制振制御を終了する。なお、この停止判断の閾値の絶対値は、図示の構成では、前記整定の閾値の絶対値よりも小さいが、これに限定されず、整定の閾値の絶対値よりも大きくてもよく、また、整定の閾値の絶対値と同一であってもよい。

また、搬送装置７によりロボット１を移動させる場合のロボット１（ロボットアーム１０）の姿勢は、特に限定されないが、例えば、図７に示すように、第２アーム１３〜リスト１６を水平方向（第１回動軸Ｏ１に対して垂直な方向）であって、図７中左側に直線状に伸ばした姿勢（状態）であることが好ましい。これにより、ロボット１の移動中のロボット１の振動および搬送装置７の振動を小さくすることができる。

以上説明したように、このロボットシステム１００（ロボット１）によれば、ロボット１および搬送装置７の全体の整定時間を短くすることができる。これにより、今回の動作の整定開始時期から次の動作に移行するまでの時間を短縮することができる。

また、ロボット１の移動中のロボットアーム１０の姿勢を、例えば、ロボットアーム１０を図７中の上方へ延ばした姿勢（図示せず）のように、ロボット１の移動中の振動が大きくなる姿勢にした場合でも、このロボットシステム１００によれば、ロボット１および搬送装置７の全体の整定時間を短くすることができ、高い効果が得られる。

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。

また、本発明では、各モーターとしては、それぞれ、前記サーボモーターに限定されず、例えば、ステッピングモーター等が挙げられる。

また、前記実施形態では、ロボットの各角度センサーとして、それぞれ、エンコーダーを用いているが、本発明では、これに限定されず、例えば、レゾルバー、ポテンショメーター等、モーターのローターや減速機の回転軸（回動軸）の回転角度を検出する他の各種のセンサーを用いてもよく、また、タコジェネレーター等、モーターのローターや減速機の回転軸の回転速度を検出する各種のセンサーを用いてもよい。なお、モーターとしてステッピングモーターを用いる場合は、例えば、ステッピングモーターへ入力する駆動パルスの数を計測することで、モーターのローターの回転角度や回転速度を検出してもよい。搬送装置についても同様である。

また、前記実施形態では、各慣性センサーとして、それぞれ、角速度センサー（ジャイロセンサー）を用いているが、本発明では、これに限定されず、例えば、アームの加速度を検出する各種の加速度センサー等を用いてもよい。なお、加速度センサーを用いる場合は、加速度センサーの検出値を用いて角速度を算出する。

また、エンコーダー、各角度センサー、各慣性センサーの方式は、それぞれ、特に限定されず、例えば、光学式、磁気式、電磁式、電気式等が挙げられる。

また、前記実施形態では、ロボットの回動軸の数は、６つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットの回動軸の数は、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、リストが２つのアームを有しているので、ロボットのアームの数は、６つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットのアームの数は、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、ロボットは、回動可能な複数のアームを有するロボットアームを１つ備える単腕ロボットであるが、本発明では、これに限定されず、例えば、ロボットアームを２つ備える双腕ロボット等、前記ロボットアームを複数備えるロボットであってもよい。

また、前記実施形態では、エンドエフェクターとして、ハンドを例に挙げたが、本発明では、これに限定されず、エンドエフェクターとしては、その他、例えば、ドリル、溶接機、レーザー照射機等が挙げられる。

また、前記実施形態では、ロボット（基台）が固定される面は、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。

また、本発明では、ロボットは、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、スカラーロボット等の水平多関節ロボット等が挙げられる。

また、前記実施形態では、搬送装置は、ロボットを直線状に移動させるが、本発明では、これに限定されず、搬送装置は、ロボットを、例えば、曲線状、または、折れ線状等、任意の方向に移動可能であってもよい。

また、本発明では、搬送装置に慣性センサーを設けてもよい。そして、その慣性センサーの検出結果に基づいて、搬送装置の制振制御を行ってもよい。

１…ロボット、１０…ロボットアーム、１００…ロボットシステム、１１…基台、１１１…ボルト、１２、１３、１４、１５、１７、１８…アーム、１６…リスト、１６１…リスト本体、１６２…支持リング、１６３…先端面、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６…関節（ジョイント）、２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ…アーム本体、３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ…駆動機構、３１、３２…慣性センサー、４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ…封止手段、２０…制御装置、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６…駆動源制御部、２０７…搬送装置のモーター制御部、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、４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６…角度センサー、７…搬送装置、７１…スライダー、７２…モーター、７３…エンコーダー、８１、８２…加工機、９１、９２…ベルトコンベアー、９３、９４…テーブル、２１１〜２１４…部材、Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６…回動軸

Claims (10)

1. 搬送装置により移動可能なロボットであって、
   前記ロボットの整定開始時期と整定終了時期との間の期間は、前記搬送装置の整定開始時期と整定終了時期との間の期間の少なくとも一部と重なることを特徴とするロボット。
2. 前記ロボットと前記搬送装置のうちの整定時間の短い方の整定開始時期は、前記ロボットと前記搬送装置のうちの整定時間の長い方の整定開始時期よりも後であるか、または前記整定時間の長い方の整定開始時期と同一である請求項１に記載のロボット。
3. 前記整定時間の短い方の整定終了時期は、前記整定時間の長い方の整定終了時期よりも前であるか、または前記整定時間の長い方の整定終了時期と同一である請求項１または２に記載のロボット。
4. 前記ロボットに設けられた慣性センサーを有し、
   前記慣性センサーの検出結果に基づいて前記ロボットの制振制御を行う請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボット。
5. 前記慣性センサーは角速度センサーである請求項４に記載のロボット。
6. 前記ロボットと前記搬送装置のうちの整定終了時期が後の方の整定が終了した後、前記制振制御を終了する請求項４または５に記載のロボット。
7. 前記ロボットの振動および前記搬送装置の振動が、それぞれ、所定範囲内になると、前記制振制御を終了する請求項４または５に記載のロボット。
8. 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、前記第１回動軸の軸方向と異なる軸方向である第２回動軸周りに回動可能に設けられた第２アームと、を有する請求項１ないし７のいずれか１項に記載のロボット。
9. 前記ロボットの整定時間は、前記搬送装置の整定時間よりも短い請求項１ないし８のいずれか１項に記載のロボット。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載のロボットと、
    前記ロボットを移動可能な前記搬送装置と、を備えることを特徴とするロボットシステム。

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