JP5527359B2 - ロボットセルおよびロボットセルの組立方法 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、ロボットセルおよびロボットセルの組立方法に関する。

従来、所定の動作を行うことで作業を実行するロボットと、ロボットの周辺に設置され、ロボットによって作業に使用される機器等の作業用部材とを備えるロボットセルがある（例えば、特許文献１参照）。

かかるロボットセルでは、一般に、ロボットに対してロボットの周辺に設置される作業用部材の設置位置を予め教示しておく。これにより、ロボットは、周辺に設置された作業用部材を使用した作業が可能となる。

特開２０１１−２４０４４３号公報

しかしながら、ロボットセルでは、ロボットに対して周辺に設置される作業用部材の設置位置を教示するために、ロボットの設置位置に対する作業用部材の設置位置を正確に計測する作業が必要であり、その作業が煩雑であるという問題があった。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、煩雑な作業を行うことなく、ロボットに対して周辺に設置される作業用部材の正確な設置位置を教示することができるロボットセルおよびロボットセルの組立方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係るロボットセルは、第１の面部と、第２の面部とを備える。第１の面部は、所定の動作を行うことで作業を実行するロボットが設置される。第２の面部は、前記ロボットによって前記作業に使用される作業用部材の固定に用いられる複数の固定部が予め定められた位置に設けられ、前記複数の固定部から選択された固定部を用いて前記作業用部材が固定される。
また、第２の面部は、第１の面部における前記ロボットの設置位置に対して予め定められた相対位置に設置される。

実施形態の一態様によれば、煩雑な作業を行うことなく、ロボットに対して周辺に設置される作業用部材の正確な設置位置を教示することができるロボットセルおよびロボットセルの組立方法を提供することができる。

図１Ａは、第１の実施形態に係るロボットセルを示す平面視による説明図である。 図１Ｂは、第１の実施形態に係るロボットセルを示す正面視による説明図である。 図１Ｃは、第１の実施形態に係るシミュレータの表示内容を模式的に示した説明図である。 図２Ａは、第１の実施形態に係る位置ズレ修正機能が付加されたロボットの一部を示す説明図である。 図２Ｂは、第１の実施形態に係る位置ズレ修正機能が付加されたロボットの動作を示す説明図である。 図３Ａは、第１の実施形態に係る冶具の平面視による説明図である。 図３Ｂは、第１の実施形態に係る冶具の側面視による説明図である。 図４Ａは、第１の実施形態に係る冶具を用いた作業用部材の設置工程を示す平面視による説明図である。 図４Ｂは、第１の実施形態に係る冶具を用いた作業用部材の設置工程を示す側面視による説明図である。 図５Ａは、第１の実施形態に係る冶具を用いた作業用部材の設置工程を示す平面視による説明図である。 図５Ｂは、第１の実施形態に係る冶具を用いた作業用部材の設置工程を示す側面視による説明図である。 図６は、第１の実施形態に係る第２の面部における作業用部材の設置面積の拡張方法を示す説明図である。 図７は、第１の実施形態に係る一体に形成された第１の面部および第２の面部を示す説明図である。 図８は、第２の実施形態に係るロボットセルを示す正面視による説明図である。 図９は、第２の実施形態に係る一体に形成された第１の面部および第２の面部を示す説明図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットセルおよびロボットセルの組立方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

また、以下に記載する実施形態では、ロボットが所定の動作を行ってピザ作りを実演し、作成したピザを客へ提供するロボットセルを例に挙げて説明する。なお、実施形態に係るロボットが行う作業は、任意の作業であってよく、ピザ作りに限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１Ａは、第１の実施形態に係るロボットセル１を示す平面視による説明図であり、図１Ｂは、第１の実施形態に係るロボットセル１を示す正面視による説明図である。また、図１Ｃは、第１の実施形態に係るシミュレータ８０の表示内容を模式的に示した説明図である。なお、以下の説明では、ロボットセル１の床面（水平面）１０に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を定義し、床面１０の法線方向にＺ軸を定義して説明する。

図１Ａおよび図１Ｂに示すように、本実施形態に係るロボットセル１は、所定の動作を行うことで作業を実行するロボット４が設置される第１の面部２を備える。さらに、ロボットセル１は、ロボット４によって作業に使用される作業用部材の固定に用いられる複数の固定部が予め定められた位置に設けられ、複数の固定部から選択された固定部を用いて作業用部材が固定される第２の面部３備える。

具体的には、第１の面部２は、ロボットセル１の床面１０上における所定位置に、上面が床面１０（ＸＹ平面）と平行となるように設置される板体である。かかる第１の面部２の上面には、ロボット４が設置されて固定される。

ここで、ロボット４は、脚部上に設けられた胴部から左右に延伸する左アーム４Ｌ、右アーム４Ｒという２本のロボットアームを備えた所謂双腕ロボットである。左アーム４Ｌは、図１Ａおよび図１Ｂに点線および黒点によって示される７つの軸をそれぞれ回転軸として各関節を動作可能なロボットアームである。

また、右アーム４Ｒも同様に７つの軸をそれぞれ回転軸として各関節を動作可能なロボットアームである。これら左アーム４Ｌおよび右アーム４Ｒの先端には、ワークを把持可能なエンドエフェクタであるロボットハンドが設けられる。

かかるロボット４は、ロボットセル１内に設けられたロボットコントローラ４０に接続され、ロボットコントローラ４０による制御に従って所定の作業を行う。また、ロボットコントローラ４０は、ロボット４へ所定の動作を行わせるシミュレーションを実行するシミュレータ８０に接続される。かかるロボットコントローラ４０は、シミュレータ８０から所定の動作をロボット４へ教示するための教示データを受付け、受付けた教示データに基づいてロボット４の動作を制御する。

シミュレータ８０は、表示画面８０Ａと入力装置８０Ｂとを有する演算装置（例えば、パーソナルコンピュータまたはプログラミングペンダントなど）で構成されており、ロボットコントローラ４０に接続されることでデータの送受信が可能に構成されている。表示画面８０Ａには、図１Ｃに示すようにロボットセル１を仮想的に模した図が表示されるようになっている。

そして、ロボットセル１の組立を行う作業者（以下、単に「作業者」という）または、ロボットセル１のユーザは、ロボット４の設置位置に対する作業用部材の設置位置等の情報をシミュレータ８０の入力装置８０Ｂを用いて入力してシミュレーションを行わせる。

このように、シミュレータ８０からロボットコントローラ４０を介してロボット４へ教示データを入力することで、ロボット４に対して周辺に設置される作業用部材の設置位置および所定の動作を教示する。これにより、ロボット４は、シミュレータ８０によるシミュレーションどおりの所定の動作を行う。

第２の面部３は、ロボット４が使用する作業用部材を固定するための固定部となる孔部３０がマトリックス状に複数配置された外形が長方形に形成されたパンチングメタルである。つまり、第２の面部３には、Ｘ軸と平行に配置される各孔部３０の中心間の距離、および、Ｙ軸と平行に配置される各孔部３０の中心間の距離が全て等しくなるように、複数の孔部３０が設けられる。

また、第２の面部３では、第２の面部３における最も外周側に設けられる各孔部３０は、孔部３０の中心と第２の面部３の外形を構成する最も近い辺との距離が等しくなるように設けられる。

かかる第２の面部３は、図１Ｂに示すように、床面１０上に立設される高さが同じ４本の脚部によって下面の四隅がそれぞれ支持される。つまり、第２の面部３は、第１の面部２よりも鉛直方向（Ｚ軸の正方向）に高い位置で、第１の面部２と平行に支持される。

そして、第２の面部３上には、ロボット４がピザ５作りに使用する複数の作業用部材が設置される。ここでは、図１Ａに示すように、ロボット４から見て、正面近傍にピザ５作りを行う作業トレイ５０、作業トレイ５０よりもロボット４の前方へ遠い位置に客へピザ５を提供するための提供トレイ５１が作業用部材として設置される。

また、第２の面部３上には、ロボット４から見て作業トレイ５０の右側にパイ生地が積層される生地用トレイ５２、左側にピザ５を焼くオーブン５５が作業用部材として設置される。

さらに、第２の面部３上には、ロボットから見て生地用トレイ５２よりも右前方の遠い位置にピザ５へトッピングする複数種類の材料が収納される材料ケース５４、左前方における作業トレイ５０とオーブン５５との間に複数種類のピザソースが収納されるソースケース５３が作業用部材として設置される。

これらの各作業用部材を設置した場合、前述のように作業者またはユーザは、ロボット４の設置位置に対する各作業用部材の設置位置をシミュレータ８０へ入力する必要がある。このとき、ロボット４の設置位置に対する各作業用部材の設置位置をそれぞれ正確に計測する作業は非常に煩雑である。

そこで、ロボットセル１では、規則正しくマトリックス状に複数の孔部３０が設けられたパンチングメタルによって第２の面部３を構成した。さらに、ロボットセル１では、図１Ｂに示すように、各作業用部材の底面における複数個所（例えば、底面の四隅）に、第２の面部３における孔部３０へ嵌合される凸部５ａを設け、凸部５ａを孔部３０へ嵌合して各作業用部材を所定の設置位置へ設置する構成とした。

ここで、前述のように、第２の面部３では、各孔部３０がＸ軸方向およびＹ軸方向へ等間隔で規則正しく配置されている。これにより、作業者またはユーザは、ロボット４の設置位置と第２の面部３の設置位置との相対位置さえ正確に計測すれば、その後、第２の面部３の孔部３０を目盛として使用し、ロボット４の設置位置に対する各作業用部材の設置位置を容易に得ることができる。

つまり、作業者またはユーザは、ロボット４の設置位置に対する各作業用部材の設置位置をそれぞれ正確に計測する作業を行わなくても、ロボット４の設置位置に対する各作業用部材の設置位置を容易に得ることができる。

したがって、ロボットセル１によれば、こうして得たロボット４の設置位置に対する各作業用部材の設置位置等の情報をシミュレータ８０へ入力することで、煩雑な作業を行うことなく、ロボット４に対して作業用部材の正確な設置位置を教示することができる。

かかるロボットセル１を組立てる場合には、まず、所定位置へ第１の面部２および第２の面部３を設置する。その後、ロボット４を第１の面部２における所定の位置へ位置合わせして設置する。そして、第２の面部３へ複数の孔部３０から選択された所定の孔部３０を用いて複数の各作業用部材を所定の位置に固定する。

また、ロボットセル１は、ロボットセル１の製造工場で組立て、およびシミュレーションによる動作の教示を行った後、一旦ロボットセル１を分解し、その後、ロボットセル１が使用される現地で再度組立てを行う場合がある。

かかる場合、現地でロボットセル１を組立てた際、製造工場で組立てたときのロボット４および第２の面部３の相対位置と、現地で組立てたときのロボット４および第２の面部３の相対位置に位置ズレが生じることがある。

そこで、ロボットセル１は、かかる位置ズレを修正することができるように構成することもできる。次に、図２Ａおよび図２Ｂを参照し、かかる位置ズレを修正可能に構成したロボットセルについて説明する。

図２Ａは、第１の実施形態に係る位置ズレ修正機能が付加されたロボット４の一部を示す説明図であり、図２Ｂは、第１の実施形態に係る位置ズレ修正機能が付加されたロボット４の動作を示す説明図である。

位置ズレ修正機能が付加されたロボット４は、図２Ａに示すように、例えば、左アーム４Ｌ先端のロボットハンドに、第２の面部３におけるエッジを検出するセンサ４１が設けられる。かかるセンサ４１は、第２の面部３の上面に対して赤外線やレーザ光等の光線４２を照射し、第２の面部３によって反射された光線４２を受光する光反射型のセンサである。そして、ロボット４は、センサ４１による光線４２の受光強度に基づいて第２の面部３におけるエッジを検出する。

かかるロボット４には、製造工場で組立てられたときに、第２の面部３の外形における所定の頂点、例えば、設置された第２の面部３をロボット４から見て左手前の頂点を原点として検出して記憶する。

具体的には、ロボット４は、製造工場でロボットセル１が組立てられた後に、センサ４１によって光線４２を照射させながら左アーム４Ｌを動作させ、図２Ｂに点線矢印で示すように、第２の面部３における左手前側の領域を光線４２によって走査する。

このとき、ロボット４は、例えば、センサ４１の光線４２によって第２の面部３をＹ軸と平行な方向へ２回走査することにより、第２の面部３のエッジにおける２点Ｘ１、Ｘ２を検出し、かかる２点Ｘ１、Ｘ２を結ぶ直線を算出する。

続いて、ロボット４は、センサ４１の光線４２によって第２の面部３をＸ軸と平行な方向へ１回走査することにより、第２の面部３のエッジにおける１点Ｙ１を検出する。そして、ロボット４は、かかる１点Ｙ１を通りＹ軸と平行な直線と、先に算出した２点Ｘ１、Ｘ２を結ぶ直線との交点を算出し、原点Ｏの座標を記憶する。

さらに、ロボット４は、現地でロボットセル１が組立てられた後に、製造工場で行なった動作と同様の動作を行うことにより、現地で再度原点Ｏを算出し、算出した原点Ｏの座標と製造工場で記憶した原点Ｏの座標とを比較する。

このとき、ロボット４は、現地で算出した原点Ｏの座標と製造工場で記憶した原点Ｏの座標とにズレがある場合、現地で算出した原点Ｏの座標を製造工場で記憶した原点Ｏの座標に対して上書きして記憶する。

こうして、ロボット４は、製造工場で組立てられたときの原点Ｏの位置と、現地で組立てられたときの原点Ｏの位置との位置ズレを修正する。これにより、ロボット４は、かかる修正後の原点Ｏの位置を基準に所定の動作を行うことで、製造工場で組立てられたときの原点Ｏの位置と、現地で組立てられたときの原点Ｏの位置とに位置ズレが生じても適切に作業用部材を使用した作業が可能となる。

また、図１Ａおよび図１Ｂに示した例では、各作業用部材のそれぞれが第２の面部３へ直接個別に設置される場合について説明したが、ロボットセル１は、冶具を用いることで、作業に用いられる複数の作業用部材が第２の面部３へ一括して設置されるように構成されてもよい。

次に、図３Ａ〜図５Ｂを参照し、作業に使用される複数の作業用部材が第２の面部３へ一括して設置される場合について説明する。図３Ａは、第１の実施形態に係る冶具６の平面視による説明図であり、図３Ｂは、第１の実施形態に係る冶具６の側面視による説明図である。

また、図４Ａおよび図５Ａは、第１の実施形態に係る冶具６を用いた作業用部材の設置工程を示す平面視による説明図であり、図４Ｂおよび図５Ｂは、第１の実施形態に係る冶具６を用いた作業用部材の設置工程を示す側面視による説明図である。

図３Ａおよび図３Ｂに示すように、冶具６は、ロボット４が行う所定の動作の基準となる基準位置を示す目印６２と、目印６２に対して予め定められた位置に作業用部材が配置される配置部として機能する孔部６１とを備えた板体である。

図３Ａには、一例として、長方形状の外形を備えた板体の一辺（ここでは、一方の長辺）における所定位置に、正方形状の切欠部が目印６２として設けられた冶具６を示している。なお、かかる目印６２の使用法については、図５Ａを参照して後述する。

また、冶具６における孔部６１は、各作業用部材の底面の四隅に設けられる凸部５ａが嵌合される径となるように形成される。これらの各孔部６１は、各作業用部材が冶具６へ設置されたときの作業用部材同士の相対位置が、図１に示す作業用部材同士の相対位置と等しくなる位置に設けられる。また、図３Ｂに示すように、冶具６の底面における四隅には、第２の面部３における孔部３０へ嵌合される凸部６３が設けられる。

かかる冶具６を用いて複数の作業用部材をロボットセル１へ設置する場合には、まず、図４Ｂに示すように、冶具６に設けられた孔部６１へ各作業用部材の底面四隅に設けられた凸部５ａを嵌合する。

これにより、図４Ａに示すように、作業用部材となる作業トレイ５０、提供トレイ５１、生地用トレイ５２、ソースケース５３、材料ケース５４およびオーブン５５が図１Ａに示す相対位置と等しい位置関係に位置決めされて冶具６上に載置される。

続いて、図５Ａに示すように、複数の作業用部材が載置された冶具６を第２の面部３における所定位置に設置する。つまり、図４Ｂに示すように、冶具６の底面四隅に設けられた凸部６３を第２の面部３における所定の孔部３０へ嵌合することにより、冶具６を第２の面部３上へ設置する。

このように、冶具６を用いることにより、作業者またはユーザは、複数の作業用部材を一括して第２の面部３へ容易に設置することができる。しかも、第２の面部３上に設置された各作業用部材の相対位置は、図１Ａに示す相対位置と等しい。

したがって、作業者またはユーザは、第２の面部３における各作業部材の予め設計した設置位置をシミュレータ８０へ入力することにより、ロボット４に対して各作業用部材の設置位置を容易に教示することができる。なお、冶具６を用いて第２の面部３へ作業用部材を設置する場合、ロボット４へ教示する動作について、冶具６の厚み分を補正する補正情報をシミュレータ８０へ入力する。

また、冶具６を用いて第２の面部３へ作業用部材を設置する場合、冶具６に設けられた目印６２の位置、例えば、目印６２となる正方形状の切欠部の重心位置を示す情報をシミュレータ８０へ入力する。かかる目印６２の位置を示す情報や冶具６の厚み分を補正する補正情報および各作業用部材の位置を示す情報は、シミュレータ８０からロボットコントローラ４０経由でロボット４へ入力される。

そして、ロボット４は、目印６２の位置を基準に、目印６２の位置とロボットコントローラ４０から教示される各作業用部材との相対位置に基づいて所定の動作を行うことで、各作業用部材を使用した作業を実行する。

また、冶具６を用いて第２の面部３へ作業用部材を設置する場合においても、ロボット４は、製造工場で一度組立てられロボット４のシミュレーションが行われて分解された後、現地で再度組立てられることがある。

このとき、前述したように、製造工場で組立てたときのロボット４および第２の面部３の相対位置と、現地で組立てたときのロボット４および第２の面部３の相対位置に位置ズレが生じることがある。

そこで、冶具６を用いて第２の面部３へ作業用部材を設置する場合、ロボットセル１では、現地で組立てられた後に、ロボット４がセンサ４１を使用して図２Ｂに示す手法と同様の手法によって目印６２の位置を検出する。

そして、ロボット４は、製造工場で行われたシミュレーション時の目印６２の位置と、現地で検出した目印６２の位置とを比較し、位置ズレがある場合には、位置ズレの修正を行う。これにより、ロボット４は、現地において各作業用部材を適切に使用した正確な作業が可能となる。

しかも、ロボット４は、かかる目印６２の検出によって、例えば、ユーザが冶具６の設置位置を誤ったり、第２の面部３に対する作業部材の設置位置を冶具６ごと変更したりした場合であっても、各作業用部材を適切に使用した正確な作業を実行することができる。

具体的には、例えば、冶具６の上面積が第２の面部３の上面積よりも小さく、本来、冶具６を第２の面部３に対して左詰めに設置（図５Ａ参照）すべきところ、ユーザが誤って右詰めに設置することが考えられる。

このように、ユーザが第２の面部３に対する冶具６の設置位置を誤った場合であっても、ロボットセル１では、ロボット４が誤って設置された冶具６の目印６２の位置を検出し、かかる目印６２の位置を動作の基準として作業を行うことで適切な作業が可能となる。

また、例えば、第２の面部３の上面積が図５Ａに示す第２の面部３の面積よりも数倍大きな場合、ユーザが冶具６の設置位置を大幅に移動させ、第２の面部３における空いたスペースへ別の冶具６ごと複数の作業用部材を追加設置することが考えられる。

かかる場合、ロボットセル１では、ロボット４によって各冶具６における目印６２の位置を検出させ、各目印６２の位置を基準に、対応する冶具６へ載置された作業用部材を使用した作業を行わせることができる。

しかも、設置位置を移動させた冶具６や新たに設置した冶具６に関しても、ロボット４に対する各作業用部材の正確な設置位置を個別に計測する必要がない。したがって、ロボットセル１によれば、現地で組立てた後に、作業用部材の追加に伴うレイアウト変更を容易に行うことができる。

なお、図５Ａ等に示すように、目印６２を除く冶具６の外形が長方形である場合には、かかる冶具６の外形における所定の頂点をロボット４によって検出させ、検出させた頂点を動作の基準としてロボット４に所定の動作を行なわせてもよい。ただし、冶具の外形が不規則な形状の場合には、ロボット４が所定の動作を行う場合に動作の基準となる目印（例えば、目印６２）を冶具に設けておく必要がある。

また、図３Ａ〜図５Ｂを用いた説明では、ロボット４によって作業に使用される全ての作業用部材を配置可能な冶具６を例に挙げたが、冶具６の構成はこれに限定するものではない。

例えば、ロボット４によって使用される複数の作業用部材をいくつかのグループに分けるとともに、冶具６よりも作業用部材の配置面積が小さな冶具を容易し、かかる冶具を用いてグループ毎に作業用部材を第２の面部３へ設置してもよい。かかる構成とすれば、作業用部材のレイアウト変更に関する自由度をさらに向上させることができる。

ところで、第２の面部３へ設置する作業用部材を追加する等のレイアウト変更を行う場合、第２の面部３における作業用部材の設置面積を拡張する必要がある。次に、図６を参照し、第２の面部３を拡張する場合について説明する。図６は、第１の実施形態に係る第２の面部３における作業用部材の設置面積の拡張方法を示す説明図である。

図６に示すように、作業用部材の設置面積を拡張する場合、既存の第２の面部３と厚さが等しく、既存の第２の面部３と同一の径およびピッチ（間隔）で孔部３０が形成されたパンチングメタル３１を所望の大きさに加工して既存の第２の面部３へ増設する。

かかる増設を行う場合、既存の第２の面部３およびパンチングメタル３１の接合部を下面（作業用部材が設置される面とは逆側の面）で接合部材３２によって接合する。これにより、増設したパンチングメタル３１および既存の第２の面部３の接合部上面を平坦に構成することができる。

また、かかる増設を行う場合、第２の面部３およびパンチングメタル３１は、外周から最も近い孔部３０までの距離が、Ｘ軸方向またはＹ軸方向で隣り合う孔部３０間の距離の１／２となるように端部を加工しておくことが望ましい。

これにより、例えば、パンチングメタル３１を所望の大きさに加工した際に生じたパンチングメタル３１の余り部材を接合部材３２として流用することができる。具体的には、パンチングメタル３１と既存の第２の面部３との接合部下面に、かかる余り部材を接合部材３２として配置し、互いに位置合わせした孔部３０へ例えば嵌合ピン３３を嵌合することで、容易且つ低コストでパンチングメタル３１の増設が可能となる。

また、これまで、第１の面部２と第２の面部３とが別体である場合について説明したが、第１の面部２と第２の面部３とは一体であってもよい。次に、図７を参照し、第１の面部２および第２の面部３が一体に形成される場合について説明する。図７は、第１の実施形態に係る一体に形成された第１の面部２および第２の面部３を示す説明図である。

図７に示すように、第１の面部２と第２の面部３とを一体に形成する場合、例えば、一枚の鋼板７０をプレス機によって２段の階段形状に成形する。そして、階段形状に成形された鋼板７０のＸＹ平面と平行な下から１段面の平面部を第１の面部２ａとし、ＸＹ平面と平行な下から２段目の平面部を第２の面部３ａとする。

さらに、第２の面部３ａには、図１Ａに示す第２の面部３と同様の大きさおよび配置となるように、複数の孔部３０を例えば打ち抜きによって形成する。一方、第１の面部２ａには、ロボット４の固定に使用される固定部となる孔部２０を予め定められた位置に設ける。

これにより、第１の面部２ａに設置されるロボット４と第２の面部３ａとの位置関係が設計どおりの既知の位置関係となる。このように、第１の面部２ａおよび第２の面部３ａが一体に形成され、第１の面部２ａにロボット４が固定される固定部となる孔部２０が設けられることで、ロボット４に対する第２の面部３ａの位置をシミュレーションのために正確に計測する作業も不要となる。

上述してきたように、第１の実施形態によれば、煩雑な作業を行うことなく、ロボット４に対して周辺に設置される作業用部材の正確な設置位置を教示することができる。

（第２の実施形態）
次に、図８を参照し、第２の実施形態に係るロボットセル１Ａについて説明する。図８は、第２の実施形態に係るロボットセル１Ａを示す正面視による説明図である。なお、ロボットセル１Ａは、第２の面部３Ａの形状、および、一部の作業用部材の配置が第１の実施形態に係るロボットセル１とは異なる。このため、以下では、ロボットセル１Ａの構成要素のうち、第１の実施形態に係るロボットセル１と同一の構成要素に対して同一の符号を付することにより、その説明を省略する。

図８に示すように、ロボットセル１Ａにおける第２の面部３Ａは、第１の面部２と平行な平面部である平行平面部３１Ａと、第１の面部２とは平行でない平面部である非平行平面部３２Ａ、３３Ａとを備える立体構造に形成される。

ここで、平行平面部３１Ａは、第１の実施形態に係る第２の面部３と同一形状であり、第１の実施形態に係る第２の面部３と同一の位置に配置される板体である。また、非平行平面部３２Ａ、３３Ａは、例えば、ロボット４から見た平行平面部３１Ａの左右端辺から鉛直上方へ立設される板体である。

これら平行平面部３１Ａおよび非平行平面部３２Ａ、３３Ａは、一体に形成され、第１の実施形態に係る第２の面部３と同一の径およびピッチ（間隔）で孔部（図示略）が形成される。これにより、ロボットセル１Ａでは、平行平面部３１Ａに加え、非平行平面部３２Ａ、３３Ａを作業用部材の設置領域として使用することができる。

したがって、ロボットセル１Ａでは、図８に示すように、例えば、第１の実施形態では第２の面部３上に設置されていたオーブン５５を非平行平面部３２Ａに設置し、ソースケース５３を非平行平面部３３Ａに設置することができる。これにより、それまでソースケース５３およびオーブン５５が設置されていた図８に一点鎖線で示す領域に、他の作業用部材を設置する空きスペースを形成することができる。

このように、ロボットセル１Ａでは、第２の面部３Ａにおける作業用部材の設置領域を増大させることができるので、新たに作業用部材を追加する等のレイアウト変更を容易に行うことができる。しかも、第２の面部３Ａは、立体的に形成されるので強度が向上する。

なお、ロボットセル１Ａにおいても、第１の面部２および第２の面部３Ａは一体に形成されてもよい。次に、図９を参照し、一体に形成された第１の面部２Ｂおよび第２の面部３Ｂについて説明する。図９は、第２の実施形態に係る一体に形成された第１の面部２Ｂおよび第２の面部３Ｂを示す説明図である。

図９に示すように、第１の面部２Ｂと第２の面部３Ｂとを一体に形成する場合、例えば、筒形状の鋼板８を成形して、ＺＸ平面と平行な面が開口面となる四角筒形状の第２の面部３Ｂと、ＸＹ平面と平行な長方形状の第１の面部２Ａとを一体に形成する。

なお、ここでは、図示を省略したが、第１の面部２Ａには、図７に示す第１の面部２ａと同様にロボット４を設置するための孔部が設けられ、四角筒形状の第２の面部３Ｂには、図７に示す第２の面部３ａと同一の径およびピッチ（間隔）で複数の孔部が形成される。

これにより、四角筒形状に形成された第２の面部３Ｂにおける内周面の全体を作業用部材の設置領域として使用することができる。また、第２の面部３Ｂと一体に形成された第１の面部２Ｂの孔部を使用して第１の面部２Ｂにロボット４を設置することで、第１の面部２Ｂに設置されるロボット４と第２の面部３Ｂとの位置関係が設計どおりの既知の位置関係となる。

さらに、第１の面部２Ａおよび第２の面部３Ａを一体に形成した所謂モノコック構造とすることで、第１の面部２Ａおよび第２の面部３Ａの強度をさらに向上させることができる。

上述してきたように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態から生起される効果に加え、作業用部材の設置領域を拡大することができるとともに、作業用部材が設置される第２の面部３Ａ、３Ｂの機械的強度を向上させることができる。

また、上述した第１および第２の実施形態は、一例であって種々の変形が可能である。例えば、第１の面部や第２の面部に設けられる孔部の形状を円形に代えて矩形や他の任意の形状に変更してもよい。かかる場合、各作業用部材の底面には、孔部へ嵌合可能な形状に形成された凸部が設けられる。

また、第２の面部や増設用のパンチングメタルにおける孔部の配置は、マトリックス状に限るものではなく、例えば、所定の基準点を中心とする同心円状や放射状に配置されてもよい。つまり、第２の面部や増設用のパンチングメタルにおける各孔部の位置が予め定められた既知の位置であれば、各孔部の配置態様は、任意の配置であってもよい。

また、第２の面部や増設用のパンチングメタルにおける各孔部の配設位置に、各孔部に代えて凸部を設けてもよい。かかる場合、各作業用部材の底面には、かかる凸部と嵌合される凹部が設けられる。かかる構成によっても上述した第１および第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、第１の面部は、第２の面部と同様に複数の孔部がマトリックス状に設けられたパンチングメタルによって構成されてもよい。かかる構成とすれば、ロボットの設置位置を変更した場合に、ロボットに対する第２の面部の位置を計測しなくとも計算によって算出することができる。

したがって、ロボット配置のレイアウトを変更した場合に、ロボットに対する第２の面部の位置を正確に測定する等といった煩雑な作業を行うことなく、容易にシミュレータ８０によるシミュレーションを行うことができる。

また、第１および第２の実施形態では、各作業用部材の底面に設けた凸部を第２の面部または冶具に設けられた孔部へ嵌合することで作業用部材の取り付けを行ったが、作業用部材を取り付ける構成はこれに限るものではない。

例えば、各作業用部材の底面に凸部を設ける代わりに、作業用部材の周面下端にフランジを設け、かかるフランジに、第２の面部および冶具における孔部と位置合わせ可能な孔部を設ける。そして、位置合わせされた孔部へ留め具となる着脱可能なピンを挿入することによって作業用部材の取り付けを行なってもよい。なお、ピンに代えてボルトおよびナット等の任意の留め具によって作業用部材の取り付けを行なってもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１、１Ａ ロボットセル
２、２ａ、２Ｂ 第１の面部
３、３ａ、３Ａ、３Ｂ 第２の面部
４ ロボット
４０ ロボットコントローラ
４１ センサ
６ 冶具
６２ 目印
８０ シミュレータ
８０Ａ 表示画面
８０Ｂ 入力装置

Claims (8)

1. 所定の動作を行うことで作業を実行するロボットが設置される第１の面部と、
   前記ロボットによって前記作業に使用される作業用部材の固定に用いられる複数の固定部が予め定められた位置に設けられ、前記複数の固定部から選択された固定部を用いて前記作業用部材が固定され、前記第１の面部における前記ロボットの設置位置に対して予め定められた相対位置に設置される第２の面部と
   を備えることを特徴とするロボットセル。
2. 前記第２の面部は、
   前記固定部となる孔部がマトリックス状に配置されたパンチングメタルである
   ことを特徴とする請求項１に記載のロボットセル。
3. 前記第１の面部に設置され、前記第２の面部に固定される前記作業用部材を使用して前記作業を行うロボット
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のロボットセル。
4. 前記所定の動作の基準となる基準位置を示す目印と、前記目印に対して予め定められた位置に前記作業用部材が配置される配置部とを備え、前記固定部を用いて前記第２の面部へ固定される冶具
   をさらに備え、
   前記ロボットは、
   前記目印の位置を検出するセンサ
   を備えることを特徴とする請求項３に記載のロボットセル。
5. 前記ロボットへ前記所定の動作を行わせるシミュレーションを実行するシミュレータから前記所定の動作を前記ロボットへ教示するための教示データを受付け、受付けた前記教示データに基づいて前記ロボットの動作を制御するロボットコントローラ
   をさらに備えることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のロボットセル。
6. 前記第１の面部は、
   前記ロボットの固定に使用される固定部が予め定められた位置に設けられ、前記第２の面部と一体に形成される
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のロボットセル。
7. 前記第２の面部は、
   前記第１の面部と平行な平面部と、
   当該平面部と一体に形成され、前記第１の面部とは平行でない平面部と
   を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のロボットセル。
8. 所定の動作を行うことで作業を実行するロボットを第１の面部へ設置する工程と、
   前記ロボットによって前記作業に使用される作業用部材の固定に用いられる複数の固定部が予め定められた位置に設けられており、前記第１の面部における前記ロボットの設置位置に対して予め定められた相対位置に設置される第２の面部へ、前記複数の固定部から選択された固定部を用いて前記作業用部材を固定する工程と
   を含むことを特徴とするロボットセルの組立方法。

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