JP6506342B2 - ロボット - Google Patents

Description

開示の実施形態は、ロボットに関する。

従来、複数の関節部をそれぞれ駆動して動作するロボットが知られている。かかるロボットの先端には、溶接や把持といった用途にあわせたエンドエフェクタが取り付けられ、ワークの加工や移動といった様々な作業が行われる。

また、エンドエフェクタの可動範囲を広げたり、ロボットの姿勢変化を小さくしたりするために、６軸に冗長軸を加えた７軸のロボットが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

米国特許第７６４６１６１号明細書

しかしながら、７軸のロボットを用いた場合であっても、エンドエフェクタの可動範囲を広げる観点からは十分とはいえない。たとえば、エンドエフェクタへ接続されるケーブルをロボットの表面に沿って配策した場合、かかるケーブルがワークや周辺の物体に接触することを防止するために余裕距離を確保する必要があり、実質的な可動範囲が狭くなってしまうためである。

実施形態の一態様は、可動範囲を広くすることができるロボット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は、第１アームと、第２アームと、手首部とを備える。第１アームは、第１軸まわりに回転する。第２アームは、前記第１アームの先端側に基端側が支持され、前記第１軸と直交する第２軸まわりに旋回する。手首部は、前記第２アームの先端側に基端側が支持され、前記第２軸と平行な第３軸まわりに旋回するとともに、先端側が前記第３軸と直交する第４軸まわりに回転する。また、第１アームは、前記第１軸に沿う第１貫通孔が設けられた第１基端部と、前記第１基端部における前記第１貫通孔の開口を避けた位置から前記第１軸に沿って先端側へ延伸する第１延伸部とを有する。第２アームは、前記第１軸と前記第４軸とが重なる姿勢において、前記第１軸に沿う第２貫通孔が設けられた第２基端部と、前記第２基端部における前記第２貫通孔の開口を避けた位置から前記第１軸に沿って先端側へ延伸する第２延伸部とを有する。

実施形態の一態様によれば、可動範囲を広くすることが可能となるロボットを提供することができる。

図１は、実施形態に係るロボットの斜視図である。 図２は、実施形態に係るロボットの側面図である。 図３Ａは、第１アーム以降の上面図である。 図３Ｂは、第１アーム以降の側面図である。 図４は、アーム長を比較した側面図である。 図５Ａは、ワークの一例を示す模式図である。 図５Ｂは、ワークの使用例を示す模式図である。 図６は、ロボットおよびワークの配置例を示す図である。 図７は、ロボットシステムの構成を示すブロック図である。 図８Ａは、貫通孔の変形例その１を示す模式図である。 図８Ｂは、貫通孔の変形例その２を示す模式図である。

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、以下では、ロボットがいわゆるシール材を塗布する作業を行う場合について主に説明するが、作業内容は、シール材の塗布に限らず、ワークのピッキングや、塗装、溶接などであってもよい。

また、以下に示す実施形態では、「直交」、「垂直」、「平行」、「一致」、「重なる」あるいは「対称」といった表現を用いるが、厳密に「直交」、「垂直」、「平行」、「一致」あるいは「対称」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。

まず、実施形態に係るロボット１０について図１および図２を用いて説明する。図１は、実施形態に係るロボット１０の斜視図であり、図２は、実施形態に係るロボット１０の側面図である。なお、図１および図２には、説明をわかりやすくするために、鉛直上向きが正方向であるＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、以下の説明で用いる他の図面においても示す場合がある。

図１に示すように、ロボット１０は、第１軸Ａ１〜第７軸Ａ７の７軸を有するいわゆる垂直多関節ロボットである。また、ロボット１０は、基端側から先端側へ向けて、台座１４と、ベース部１５と、下部アーム１６と、上部アーム１７と、第１アーム１１と、第２アーム１２と、手首部１３とを備える。

ここで、第１アーム１１および第２アーム１２は、先端側がいわゆる二股形状を有しており、図１に示した姿勢において、上下方向（Ｚ軸に沿った向き）に開放された「開放空間」が確保されている。

また、第１アーム１１には、第１軸Ａ１に沿う第１貫通孔１１ｃが設けられている。なお、第１貫通孔１１ｃの基端側（Ｘ軸負方向側）の開口は開口１１ｃｂであり、先端側（Ｘ軸正方向側）の開口は開口１１ｃａである。ここで、第１貫通孔１１ｃの中心軸は、第１軸Ａ１と一致していることが好ましい。

これは、第１貫通孔１１ｃに外部ケーブルを挿通した場合に、外部ケーブルが第１アーム１１の回転の影響を受けにくいためである。ここで、外部ケーブルとしては、気体や液体あるいは電力を供給するケーブルや、これらのケーブルをまとめて被覆したケーブルを用いることができる。

また、第２アーム１２には、図１に示したように、第１軸Ａ１と第４軸Ａ４とが重なる姿勢において、第１軸Ａ１に沿う第２貫通孔１２ｃが設けられている。なお、第２貫通孔１２ｃの基端側（Ｘ軸負方向側）の開口は開口１２ｃｂであり、先端側（Ｘ軸正方向側）の開口は開口１２ｃａである。

ここで、第２貫通孔１２ｃの中心軸は、第１軸Ａ１と一致していることが好ましい。これは、図１に示した姿勢において、第１貫通孔１１ｃへ挿通した外部ケーブルを第２貫通孔１２ｃへ挿通しやすいためである。

さらに、上部アーム１７には、第１軸Ａ１に沿う貫通孔１７ｃが設けられている。なお、貫通孔１７ｃの基端側（Ｘ軸負方向側）の開口は開口１７ｃｂであり、先端側（Ｘ軸正方向側）の開口は開口１７ｃａである。また、手首部１３には、第１軸Ａ１と第４軸Ａ４とが重なる姿勢において、第１軸Ａ１に沿う貫通孔１３ｃが形成されている。そして、上記したように、第１アーム１１には第１貫通孔１１ｃおよび開放空間が、第２アーム１２には、第２貫通孔１２ｃおよび開放空間が、それぞれ設けられている。

つまり、上部アーム１７の貫通孔１７ｃは、第１アーム１１の第１貫通孔１１ｃに連通しており、第１貫通孔１１ｃは、第１アーム１１の開放空間に連通している。また、第１アーム１１の開放空間は、第２アーム１２の第２貫通孔１２ｃに連通しており、第２貫通孔１２ｃは、第２アーム１２の開放空間に連通している。そして、第２アーム１２の開放空間は、手首部１３の貫通孔１３ｃに連通している。

すなわち、ロボット１０は、図１に示した姿勢において、上部アーム１７の貫通孔１７ｃと、手首部１３の貫通孔１３ｃとが、第１軸Ａ１に沿って一直線状に連通している。したがって、上部アーム１７から手首部１３にかけて、手首部１３に装着されるエンドエフェクタ用の外部ケーブルを挿通しやすい。なお、貫通孔１７ｃ、第１貫通孔１１ｃ、第２貫通孔１２ｃおよび貫通孔１３ｃの径は同程度であることが好ましい。

さらに、上記したように、第１アーム１１および第２アーム１２には「開放空間」が確保されている。したがって、かかる開放空間に計器類などの外部機器を収容することができる。これにより、ロボット１０の表面から外部機器がはみ出すことがないので、ロボット１０の可動範囲を広げることができる。また、かかる開放空間を利用して外部機器や外部ケーブルのメンテナンスを容易に行うことができる。

また、エンドエフェクタ用の外部ケーブルをロボット１０に挿通した場合には、上記した開放空間が、ロボット１０の姿勢変化に伴って姿勢が変化する外部ケーブルの逃げ空間となるので、外部ケーブルの急な屈曲を避けることができる。

以下、ロボット１０の構成についてさらに詳細に説明する。台座１４は、床などの設置面に固定される。ベース部１５は、台座１４に支持され、設置面と垂直な第５軸Ａ５まわりに回転する。下部アーム１６は、ベース部１５に支持され、第５軸Ａ５と垂直な第６軸Ａ６まわりに旋回する。上部アーム１７は、下部アーム１６に支持され、第６軸Ａ６と平行な第７軸Ａ７まわりに旋回する。

第１アーム１１は、上部アーム１７に基端側が支持され、第７軸Ａ７と垂直な第１軸Ａ１まわりに回転する。また、第１アーム１１は、第１軸Ａ１に沿う第１貫通孔１１ｃが設けられた第１基端部１１ａと、第１延伸部１１ｂとを有する。第１延伸部１１ｂは、第１基端部１１ａにおける第１貫通孔１１ｃの開口１１ｃａを避けた位置から第１軸Ａ１に沿って先端側へ延伸する。

ここで、図１には、第１延伸部１１ｂが、開口１１ｃａを挟むように２つ設けられ、２つの第１延伸部１１ｂで第２アーム１２を支持する場合を示したが、２つのうち一方を省略して第１延伸部１１ｂを１つ、すなわち、第１アーム１１をいわゆる片持ち形状としてもよい。

第２アーム１２は、第１アーム１１の先端側に基端側が支持され、第１軸Ａ１と直交する第２軸Ａ２まわりに旋回する。また、第２アーム１２は、第１軸Ａ１と第４軸Ａ４とが重なる姿勢において、第１軸Ａ１に沿う第２貫通孔１２ｃが設けられた第２基端部１２ａと、第２延伸部１２ｂとを有する。第２延伸部１２ｂは、第２基端部１２ａにおける第２貫通孔１２ｃの開口１２ｃａを避けた位置から第１軸Ａ１に沿って先端側へ延伸する。

ここで、図１には、第２延伸部１２ｂが、開口１２ｃａを挟むように２つ設けられ、２つの第２延伸部１２ｂで手首部１３を支持する場合を示したが、２つのうち一方を省略して第２延伸部１２ｂを１つ、すなわち、第２アーム１２をいわゆる片持ち形状としてもよい。

手首部１３は、第２アーム１２の先端側に基端側が支持され、第２軸Ａ２と平行な第３軸Ａ３まわりに旋回するとともに、第３軸Ａ３と直交する第４軸Ａ４まわりに先端側が回転する。また、手首部１３には、第１軸Ａ１と第４軸Ａ４とが重なる姿勢において、第１軸Ａ１に沿う貫通孔１３ｃが設けられる。なお、手首部１３の先端側には、作業内容に応じて各種のエンドエフェクタが着脱可能に固定される。

次に、ロボット１０の側面形状について図２を用いて説明する。なお、図２に示したロボット１０の姿勢と、図１に示したロボット１０の姿勢とは同一である。また、図１で既に説明した事項については説明を省略する。

図２に示すように、第６軸Ａ６は、第５軸Ａ５に対して水平向きにオフセットしている。このように、第６軸Ａ６をオフセットすることで、ロボット１０の先端を第５軸Ａ５からより遠い位置に到達させることができる。

また、第１軸Ａ１は、図２に示した姿勢において、第７軸Ａ７に対して上方にオフセットしている。このように、第１軸Ａ１をオフセットすることで、上部アーム１７を時計回りに旋回して下部アーム１６と上部アーム１７とを折り畳んだ姿勢をとった場合であっても、下部アーム１６と上部アーム１７とを干渉しにくくすることができる。

また、図２に示したように、第１軸Ａ１と第４軸Ａ４とが重なる姿勢において、上部アーム１７の貫通孔１７ｃ、第１アーム１１の第１貫通孔１１ｃ、第２アーム１２の第２貫通孔１２ｃおよび手首部１３の貫通孔１３ｃは、第１軸Ａ１に沿って一直線状に配置される。

次に、第１アーム１１、第２アーム１２および手首１３の構成について、図３Ａおよび図３Ｂを用いてさらに詳細に説明する。図３Ａは、第１アーム１１以降の上面図であり、図３Ｂは、第１アーム１１以降の側面図である。なお、図３Ａおよび図３Ｂでは、第１アーム１１における基端側の記載を省略している。

図３Ａに示すように、第１アーム１１の第１基端部１１ａは、第２アーム１２を第２軸Ａ２まわりに旋回させる動力を発生する動力源Ｍ１を内部に収容する。なお、動力源Ｍ１は、たとえば、モータなどのアクチュエータである。

また、一方の第１延伸部１１ｂの内部には、動力源Ｍ１からの動力を第２アーム１２へ伝達する伝達部Ｔ１が設けられる。ここで、伝達部Ｔ１は、たとえば、プーリおよびベルトであるが、シャフトおよびギアなどの他の機構を用いることとしてもよい。

また、他方の第１延伸部１１ｂの内部には、第１アーム１１から第２アーム１２へ配策される内部ケーブルＣの一部を収容する空間が設けられる。なお、内部ケーブルＣは、たとえば、第２軸Ａ２に沿って設けられる中空シャフトなどを経由して第１アーム１１および第２アーム１２間に配策される。

このように、一方の第１延伸部１１ｂに伝達部Ｔ１を配置し、他方の第１延伸部１１ｂに内部ケーブルＣの収容空間を設けることで、第１延伸部１１ｂ内の空間を効率的に利用することができる。また、伝達部Ｔ１と内部ケーブルＣの収容空間とを別々の第１延伸部１１ｂに設けることで、第１延伸部１１ｂを細く形成することができる。

ここで、図３Ｂに示すように、動力源Ｍ１は、第１貫通孔１１ｃを避けた位置に収容される。なお、図３Ｂでは、第１貫通孔１１ｃを上方（Ｚ軸正方向）に避けた位置に動力源Ｍ１を収容する場合を示したが、第１貫通孔１１ｃを下方（Ｚ軸負方向）に避けた位置に動力源Ｍ１を収容することとしてもよい。

なお、動力源Ｍ１のサイズが小さい場合には、図３Ｂにおいて、第１貫通孔１１ｃと重なっても構わない。つまり、第１貫通孔１１ｃを左右方向（Ｙ軸正負方向）に避けた位置に動力源Ｍ１を収容すればよい。

また、図３Ａに示すように、第２アーム１２の第２基端部１２ａは、手首部１３を第３軸Ａ３まわりに旋回させる動力を発生させる動力源Ｍ２と、手首部１３を第４軸Ａ４まわりに回転させる動力を発生させる動力源Ｍ３とを内部に収容する。

このように、動力源を第２基端部１２ａに収容することで、第２延伸部１２ｂを細く形成することができる。なお、動力源Ｍ２および動力源Ｍ３の収容位置を入れ替えてもよい。また、動力源Ｍ２および動力源Ｍ３は、たとえば、モータなどのアクチュエータである。

また、一方の第２延伸部１２ｂの内部には、動力源Ｍ２からの動力を手首部１３へ伝達する伝達部Ｔ２が設けられる。また、他方の第２延伸部１２ｂの内部には、動力源Ｍ３からの動力を手首部１３へ伝達する伝達部Ｔ３が設けられる。ここで、伝達部Ｔ２および伝達部Ｔ３は、たとえば、プーリおよびベルトであるが、シャフトおよびギアなどの他の機構を用いることとしてもよい。

ここで、図３Ｂに示すように、動力源Ｍ２および動力源Ｍ３は、第２貫通孔１２ｃを避けた位置に収容される。なお、図３Ｂでは、第２貫通孔１２ｃを上方（Ｚ軸正方向）に避けた位置に動力源Ｍ２および動力源Ｍ３を収容する場合を示したが、第２貫通孔１２ｃを下方（Ｚ軸負方向）に避けた位置に動力源Ｍ２および動力源Ｍ３を収容することとしてもよい。また、動力源Ｍ２および動力源Ｍ３のうち一方を第２貫通孔１２ｃの上方に他方を下方にそれぞれ収容することとしてもよい。

なお、動力源Ｍ２あるいは動力源Ｍ３のサイズが小さい場合には、図３Ｂにおいて、第２貫通孔１２ｃと重なっても構わない。つまり、第２貫通孔１２ｃを左右方向（Ｙ軸正負方向）に避けた位置に動力源Ｍ２あるいは動力源Ｍ３を収容すればよい。

また、図３Ａに示すように、手首部１３は、第３軸Ａ３まわりに旋回する旋回部１３ａを基端側に、第４軸Ａ４まわりに回転する回転部１３ｂを先端側に、それぞれ備える。なお、貫通孔１３ｃは、旋回部１３ａおよび回転部１３ｂを貫通する。

また、図３Ａに示すように、第２アーム１２の基端側は、いわゆる二股形状を有している。このように、第２アーム１２の基端側を二股形状とすることで、２つの二股形状が向かいあうため、第１アーム１１における上記した「開放空間」をより広げることができる。

また、手首部１３の基端側も、いわゆる二股形状を有している。このように、手首部１３の基端側を二股形状とすることで、２つの二股形状が向かいあうため、第２アーム１２における上記した「開放空間」をより広げることができる。

なお、第２アーム１２および手首部１３の基端側における二股形状のいずれか一方、あるいは両方を省略することとしてもよい。また、図３Ａおよび図３Ｂでは、内部ケーブルＣが第２アーム１２に収容される動力源Ｍ２および動力源Ｍ３に接続されることとしたが、第２アーム１２や手首部１３に配置されるセンサー等の機器類へ接続されることとしてもよい。

次に、ロボット１０におけるアーム長について図４を用いて説明する。図４は、アーム長を比較した側面図である。なお、図４に示したロボット１０の姿勢と、図２に示したロボット１０の姿勢とは同一である。また、図４では、下部アーム１６における基端側の記載を省略している。

図４に示すように、上部アーム１７および第１アーム１１を一つのアームとみなした場合のアームの長さをアーム長Ｌ１とし、第２アーム１２の長さをアーム長Ｌ２とする。ここで、アーム長Ｌ１は、第１軸Ａ１に沿った向きにおける第７軸Ａ７と第２軸Ａ２との距離である。また、アーム長Ｌ２は、第２軸Ａ２と第３軸Ａ３との距離である。

ここで、アーム長Ｌ２は、アーム長Ｌ１よりも短いことが好ましい。このようにすることで、第１アーム１１および第２アーム１２を狭小な空間へ挿入した場合であっても、第２アーム１２の姿勢変更を行いやすい。

さらに、アーム長Ｌ１とアーム長Ｌ２との比は、「２：１」〜「４：１」の範囲であることが好ましく、「３：１」程度であることがさらに好ましい。これは、アーム長Ｌ２を、アーム長Ｌ１に対して短くしすぎると、狭小な空間における手首部１３の到達範囲が狭まってしまうためである。

次に、ロボット１０の作業対象となるワークＷについて図５Ａおよび図５Ｂを用いて説明する。図５Ａは、ワークＷの一例を示す模式図であり、図５Ｂは、ワークＷの使用例を示す模式図である。なお、図５Ａおよび図５Ｂでは、模式図としてワークＷを斜め上方からみた斜視図を示している。

図５Ａに示すように、ワークＷは、たとえば、５枚の板材Ｂ１〜板材Ｂ５を組み合せて得られる上面が開放された箱体である。具体的には、矩形状の板材Ｂ１が底面となり、板材Ｂ１の各辺から立ち上がる４枚の矩形状の板材Ｂ２〜板材Ｂ５が側面となるように接着剤などでそれぞれ接合される。

ここで、ワークＷに真水や海水といった液体を入れる場合、接合する部位からの液体漏れが問題となる。そこで、各板材の接合部位（辺と辺とが接する部位）をワークＷの内側からシールする必要がある。

図５Ａに示した場合では、底面の４つの辺に相当するシール部位Ｓ１２、シール部位Ｓ１３、シール部位Ｓ１４およびシール部位Ｓ１５と、側面の角に相当するシール部位Ｓ２３、シール部位Ｓ３４、シール部位Ｓ４５およびシール部位Ｓ２５がシールの対象領域となる。

図５Ｂに示すように、シール後のワークＷは、魚などを生きたまま収容する生け簀や水槽として用いられる。ここで、板材Ｂ１〜板材Ｂ５は、たとえば、透明性のあるガラスやアクリル等の樹脂といった材料とする部材である。

なお、ワークＷを床面の凹部に収容する場合や、鑑賞性を重視しない場合には、板材Ｂ１〜板材Ｂ５を非透明性の部材、たとえば、ステンレスやアルミなどの金属としてもよい。また、このように、金属の部材を用いる場合には、部材同士を接着する代わりに、溶接することとしてもよい。

また、ワークＷの形状は、図５Ａおよび図５Ｂに示した形状に限らず、ロボット１０が内部に侵入可能な形状であり、複数の部材が接合された形状であれば足りる。

次に、ロボット１０およびワークＷの配置について、図６を用いて説明する。図６は、ロボット１０およびワークＷの配置例を示す図である。なお、図６では、ロボット１０ａおよびロボット１０ｂの２台のロボット１０を対称面６１について対称に配置している。ここで、対称面６１は、ワークＷを対称に切断する面に相当する。また、ロボット１０ａおよびロボット１０ｂの先端には、シール材を吐出するエンドエフェクタＥが取り付けられている。

また、図６に示すように、ワークＷの上方には、障害物Ｄがあり、各ロボット１０は、ワークＷと、障害物Ｄとの隙間から侵入しつつ、ワークＷの内側に対して作業を行う。また、図６に示すように、ロボット１０ａは、対称面６１よりもロボット１０ａ寄りのシール作業を担当し、ロボット１０ｂは、対称面６１よりもロボット１０ｂ寄りのシール作業を担当する。

たとえば、図６に示すように、ロボット１０ａは、第１アーム１１に対して第２アーム１２を折り曲げ、さらに、第２アーム１２に対して手首部１３を折り曲げる姿勢でシール部位Ｓ１２に対するシール作業を行う。

なお、ロボット１０ａが、対称面６１側のシール作業を行う場合には、図６に示す姿勢よりも、第２アーム１２を対称面６１側へ旋回させ、さらに、手首部１３を対称面６１側へ旋回させることで、エンドエフェクタＥの吐出口を対称面６１側へ向けた姿勢をとればよい。

ここで、ロボット１０ａおよびロボット１０ｂは、図４等に示したように、第２アーム１２が短めであるので、自分寄りのシール部位をシールする場合であっても、アーム等が対称面６１を超えることがない。つまり、ロボット１０ａとロボット１０ｂとが干渉しないため、複数のロボット１０間における排他動作などの複雑な動作制御を行う必要がない。

なお、図６には、２台のロボット１０を示したが、タクトタイムに余裕がある場合には、１台のロボット１０でワークＷのシール作業を行うこととしてもよい。また、図６ではワークＷの搬送機構を省略したが、ワークＷを搬送するベルトコンベアなどの搬送機構を設けることとしてもよい。

次に、実施形態に係るロボットシステム１の構成について図７を用いて説明する。図７は、ロボットシステム１の構成を示すブロック図である。図７に示すように、ロボットシステム１は、ロボット１０と、ロボット制御装置１００とを備える。なお、ロボット１０は、ロボット制御装置１００に接続されている。また、複数のロボット１０をロボット制御装置１００に接続することとしてもよい。

ロボット制御装置１００は、制御部１１０と、記憶部１２０とを備える。制御部１１０は、受付部１１１と、動作制御部１１２とを備える。記憶部１２０は、教示情報１２１を記憶する。なお、図７には、説明を簡略化するために、１台のロボット制御装置１００を示したが、ロボット１０にそれぞれ対応するロボット制御装置１００を用いることとしてもよい。この場合、各制御装置を束ねる上位の制御装置を設けることとしてもよい。

ここで、ロボット制御装置１００は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。

コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部１１０の受付部１１１および動作制御部１１２として機能する。

また、受付部１１１および動作制御部１１２の少なくともいずれか一つまたは全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。

また、記憶部１２０は、たとえば、ＲＡＭやＨＤＤに対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、教示情報１２１を記憶することができる。なお、ロボット制御装置１００は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。さらに、上記したように、ロボット制御装置１００を複数台の相互に通信可能な装置として構成してもよく、上位または下位の装置と通信可能な階層式の装置として構成してもよい。

制御部１１０は、ロボット１０の動作制御を行う。なお、ロボット制御装置１００が複数台で構成される場合には、制御部１１０は、ロボット制御装置１００間の同期をとる処理を併せて行うこととしてもよい。

受付部１１１は、ワークＷの有無や形状、シーリング箇所に関する情報を受け付ける。そして、受付部１１１は、受け付けた情報に応じてロボット１０の動作タイミングや動作内容を決定し、決定した動作タイミングや動作内容を動作制御部１１２へ通知する。たとえば、受付部１１１は、ワークＷが所定位置に配置されたタイミングを取得し、取得したタイミングに基づいてロボット１０を動作させるよう動作制御部１１２へ指示する。

動作制御部１１２は、受付部１１１からの指示および教示情報１２１に基づいてロボット１０を動作させる。動作制御部１１２は、ロボット１０の動力源であるモータ等のアクチュエータにおけるエンコーダ値を用いつつフィードバック制御を行うなどしてロボット１０の動作精度を向上させる。

教示情報１２１は、ロボット１０へ動作を教示するティーチング段階で作成され、ロボット１０の動作経路を規定するプログラムである「ジョブ」を含んだ情報である。なお、図６に示したように、ワークＷを挟んで左右対称な位置に各ロボット１０を配置する場合には、教示データを共用したり、反転利用したりすることが可能となる。したがって、ロボットシステム１によれば、かかる教示データを含んだ教示情報１２１の生成の手間とコストとを抑制することができる。

上述してきたように、実施形態に係るロボット１０は、第１アーム１１と、第２アーム１２と、手首部１３とを備える。第１アーム１１は、第１軸Ａ１まわりに回転する。第２アーム１２は、第１アーム１１の先端側に基端側が支持され、第１軸Ａ１と直交する第２軸Ａ２まわりに旋回する。手首部１３は、第２アーム１２の先端側に基端側が支持され、第２軸Ａ２と平行な第３軸Ａ３まわりに旋回するとともに、先端側が第３軸Ａ３と直交する第４軸Ａ４まわりに回転する。

また、第１アーム１１は、第１軸Ａ１に沿う第１貫通孔１１ｃが設けられた第１基端部１１ａと、第１基端部１１ａにおける第１貫通孔１１ｃの開口１１ｃａを避けた位置から第１軸Ａ１に沿って先端側へ延伸する第１延伸部１１ｂとを有する。

第２アーム１２は、第１軸Ａ１と第４軸Ａ４とが重なる姿勢において、第１軸Ａ１に沿う第２貫通孔１２ｃが設けられた第２基端部１２ａと、第２基端部１２ａにおける第２貫通孔１２ｃの開口１２ｃａを避けた位置から第１軸Ａ１に沿って先端側へ延伸する第２延伸部１２ｂとを有する。

このように、実施形態に係るロボット１０によれば、第１延伸部１１ｂの第１貫通孔１１ｃ側と、第２延伸部１２ｂの第２貫通孔１２ｃ側とに外部機器を配置可能なスペースを確保することができる。したがって、ロボット１０を動作させた場合に外部機器がワークＷ等に干渉せず、結果的に、ロボット１０の可動範囲を広げることができる。

なお、上述した実施形態では、ワークＷとして水槽や生け簀を例示したが、ワークＷを車両のボディとすることとしてもよい。つまり、製造途中の車両の窓等からロボット１０を侵入させて内部から部材の接合部位をシールすることとしてもよい。

また、上述した実施形態では、第１アーム１１を支持する構成として、第５軸Ａ５まわりに回転するベース部１５、第６軸Ａ６まわりに旋回する下部アーム１６および第７軸Ａ７まわりに旋回する上部アーム１７の３軸の構成を例示した。しかしながら、これに限らず、昇降機構付きの水平リンク等の他のアーム構成で第１アーム１１を支持することとしてもよい。

また、上述した実施形態では、第１貫通孔１１ｃおよび第２貫通孔１２ｃが、部材の内部を通過する場合を例示したが、第１貫通孔１１ｃおよび第２貫通孔１２について、延伸向きの一部あるいは全部を外部に開放することとしてもよい。すなわち、第１貫通孔１１ｃおよび第２貫通孔１２は、一部あるいは全部が外部に開放されていてもよい。

この点について、図８Ａおよび図８Ｂを用いて説明する。図８Ａは、貫通孔の変形例その１を示す模式図であり、図８Ｂは、貫通孔の変形例その２を示す模式図である。なお、図８Ａおよび図８Ｂは、第１貫通孔１１ｃについての例示であるが、第２貫通孔１２ｃについても同様とすることができる。

図８Ａに示すように、第１基端部１１ａの一部を切欠いた形状とすることで、第１貫通孔１１ｃを外部へ開放することとしてもよい。なお、図８Ａでは、上側（Ｚ軸正方向側）を切り欠いた形状としたが、側方側や下側を切り欠いた形状としてもよい。

また、図８Ｂに示すように、切欠き部分を覆う着脱可能なカバーＣＶを設けることとしてもよい。なお、第１基端部１１ａの形状を図８Ａに示した形状としつつ、第１基端部１１ａの外周に沿った形状のカバーＣＶを設けることとしてもよい。

このように、外部から第１貫通孔１１ｃあるいは第２貫通孔１２ｃへのアクセスを可能とすることで、メンテナンス性を向上させることができる。なお、第１基端部１１ａと、第２基端部１２ａとで、切欠きの向きを異ならせることとしてもよい。

また、上述した実施形態では、ロボット１０を７軸のロボットとする例を示したが、ロボット１０を８軸以上のロボットとしてもよい。

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例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 ロボットシステム
１０、１０ａ、１０ｂ ロボット
１１ 第１アーム
１１ａ 第１基端部
１１ｂ 第１延伸部
１１ｃ 第１貫通孔
１１ｃａ、１１ｃｂ 開口
１２ 第２アーム
１２ａ 第２基端部
１２ｂ 第２延伸部
１２ｃ 第２貫通孔
１２ｃａ、１２ｃｂ 開口
１３ 手首部
１３ａ 旋回部
１３ｂ 回転部
１３ｃ 貫通孔
１４ 台座
１５ ベース部
１６ 下部アーム
１７ 上部アーム
１７ｃ 貫通孔
１７ｃａ、１７ｃｂ 開口
１００ ロボット制御装置
１１０ 制御部
１１１ 受付部
１１２ 動作制御部
１２０ 記憶部
１２１ 教示情報
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５ 板材
Ｃ 内部ケーブル
ＣＶ カバー
Ｄ 障害物
Ｅ エンドエフェクタ
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３ 動力源
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 伝達部
Ｗ ワーク

Claims (9)

1. 第１軸まわりに回転する第１アームと、
   前記第１アームの先端側に基端側が支持され、前記第１軸と直交する第２軸まわりに旋回する第２アームと、
   前記第２アームの先端側に基端側が支持され、前記第２軸と平行な第３軸まわりに旋回するとともに、先端側が前記第３軸と直交する第４軸まわりに回転する手首部と
   を備え、
   前記第１アームは、
   前記第１軸に沿う第１貫通孔が設けられた第１基端部と、前記第１基端部における前記第１貫通孔の開口を避けた位置から前記第１軸に沿って先端側へ延伸する第１延伸部とを有し、
   前記第２アームは、
   前記第１軸と前記第４軸とが重なる姿勢において、前記第１軸に沿う第２貫通孔が設けられた第２基端部と、前記第２基端部における前記第２貫通孔の開口を避けた位置から前記第１軸に沿って先端側へ延伸する第２延伸部とを有すること
   を特徴とするロボット。
2. 前記第１延伸部は、
   前記第１基端部における前記第１貫通孔の開口を挟むように２つ設けられ、前記第２アームの前記第２基端部をそれぞれ支持すること
   を特徴とする請求項１に記載のロボット。
3. 前記第１延伸部のうち一方は、
   前記第１アームから前記第２アームへ配策されるケーブルの一部を収容する空間を内部に有すること
   を特徴とする請求項２に記載のロボット。
4. 前記第１延伸部のうち他方は、
   前記第２アームを前記第２軸まわりに旋回させる動力を伝達する伝達部を内部に有すること
   を特徴とする請求項３に記載のロボット。
5. 前記第２延伸部は、
   前記第２基端部における前記第２貫通孔の開口を挟むように２つ設けられ、前記手首部の基端側をそれぞれ支持すること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のロボット。
6. 前記第２基端部は、
   前記第３軸に対応する動力源と、前記第４軸に対応する動力源とを前記第２貫通孔を避けた位置にそれぞれ収容すること
   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。
7. 前記第１貫通孔は、
   中心軸が前記第１軸と一致すること
   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。
8. 前記第２貫通孔は、
   前記第１軸と前記第４軸とが重なる姿勢において、中心軸が前記第１軸と一致すること
   を特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のロボット。
9. 設置面と垂直な第５軸まわりに回転するベース部と、
   前記ベース部に支持され、前記第５軸と垂直な第６軸まわりに旋回する下部アームと、
   前記下部アームに支持され、前記第６軸と平行な第７軸まわりに旋回するとともに、前記第１アームを支持する上部アームと
   をさらに備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のロボット。

Images