JP7302182B2 - 水平多関節ロボット - Google Patents
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Description
<第1実施形態>
《ロボットの基本構成》
図1は、第1実施形態に係るロボットを示す斜視図である。図1中に示すロボット100の基台110側を「基端」、その反対側であるエンドエフェクター142側を「先端」という。図2は、ロボット100が有する第2アーム130を+y軸側から見た平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1及び図2中の上側を「上」、下側を「下」という。図3は、図1に示すロボット100を+z軸側から見た平面図である。なお、以下では、図1~3には、それぞれ、説明の便宜上、互いに直交する3つの軸としてx軸、y軸、及びz軸が図示されており、各軸を示す矢印の先端側を「+」、基端側を「-」とする。また、x軸に平行な方向を「x軸方向」、y軸に平行な方向を「y軸方向」、z軸に平行な方向を「z軸方向」という。
図1に示すように、ロボット100は、基台110と、第1アーム120と、第2アーム130と、第3アーム140と、支持部150と、導管(ダクト)160と、を有している。以下、ロボット100の各部を順次簡単に説明する。
基台110は、外形が直方体状をなしており、例えば、床面(図示せず)にボルト等によって固定されている。また、基台110の設置箇所は、特に限定されず、床、壁、天井、作業台、移動可能な台車等であってもよい。
第1アーム120は、基台110の上端部に接続されている。そして、第1アーム120は、基台110に対して、z軸に平行な第1回動軸J1の軸まわりに回動可能となっている。
第2アーム130は、第1アーム120の先端部に接続されている。第2アーム130は、第1アーム120に対して、z軸に平行な第2回動軸J2の軸まわりに回動可能となっている。つまり、第1回動軸J1と第2回動軸J2とは平行ということができる。
第3アーム140は、第2アーム130の先端部に接続されている。第3アーム140は、第2アーム130に対し、第3回動軸J3の軸まわりに回動可能及び第3回動軸J3の軸方向に移動可能となっている。
エンドエフェクター142は、スプラインシャフト141の先端部に接続されている。エンドエフェクター142は、吸着孔(図示せず)を有し、吸着により、対象物を保持することができる。エンドエフェクター142は、吸着孔内の圧力を変化させるポンプ(図示せず)と接続されており、ポンプが作動し、吸着孔内の圧力を減少させることで(例えば、ポンプにより吸着孔を真空にすることで)、吸着孔に対象物を吸着させることができる。エンドエフェクター142としては、特に限定されず、例えば、搬送物を把持するもの、被加工物を加工するもの等が挙げられる。
基台110の上端部には、導管(ダクト)160を支持する支持部150が設けられている。第2アーム130に配置された各電子部品(例えば、第2モーター、第3モーター等)の配線は、支持部150と第2アーム130とを接続する管状の導管(ダクト)160及び支持部150を通って基台110に設けられている制御部170まで引き回される。
図3に示すように、第1回動軸J1の軸方向からの平面視に見て、導管160は、支持部150に対して第1回動軸J1の軸まわりに回動可能に接続されている。この構成により、第1アーム120が、第1回動軸J1の軸まわりに回動することに伴って、導管160も回動するため、導管160内を通っている配線の捻じれを低減することができる。
図1に示すように、力検出部180は、基台110の下部に設けられている。力検出部180は、第1アーム120、第2アーム130、第3アーム140に加えられる力を検出することができる。より具体的には、力検出部180は、外部、すなわち力検出部180以外の構成から加えられる、x軸、y軸、z軸の3軸方向の力と、x軸まわり、y軸まわり、z軸まわりのトルクとを検出することができる。その結果、力検出部180は、力検出部180以外の構成である第1アーム120、第2アーム130、第3アーム140に作用するx軸、y軸、z軸の3軸方向の力と、x軸まわり、y軸まわり、z軸まわりのトルクとを測定することができる。力検出部180の出力は、制御部170に送信され、ロボット100の制御に使用される。
制御部170は、基台110の内部に設けられており、ロボット100の動作を制御する。制御部170は、プロセッサーであるCPU(Central Processing Unit)を備えている。CPUは、記憶部として機能するRAM(Random Access Memory)、ROM(Read-Only Memory)にインストールされた制御プログラムをロードして実行することによって、様々な機能を実現する。
図2は、第2アーム130に設けられている操作部200を+y軸側から見た図である。また、図3は、図1に示すロボット100を+z軸側から見た図である。操作部200には、第3アーム操作部210、教示点登録操作部220、教示モード切替操作部230、エンドエフェクター操作部240が含まれる。
図2に示すように、第3アーム操作部210は、第3アーム140を操作する4つのスイッチである。教示者は、スイッチ211又はスイッチ212を押下することで、第3アーム140を所定角度回動させる操作を行うことができる。一方、教示者は、スイッチ213又はスイッチ214を押下することによって、第3アーム140を所定量移動させる操作を行うことができる。
教示点登録操作部220は、ロボット100の教示点を登録する操作を行うスイッチである。教示点登録操作部220は、第3アーム操作部210よりも+z軸側に配置されている円形状のスイッチである。なお、スイッチの形状は円形に限定されることなく、三角形や四角形といった多角形であってもよい。
教示モード切替操作部230は、ロボット100における教示モードの切替操作を行うスイッチである。教示モード切替操作部230は、第3アーム操作部210よりも+z軸側に配置される四角形状のスイッチである。なお、スイッチの形状は四角形に限定されることなく、三角形や五角形といった多角形や円形であってもよい。
エンドエフェクター操作部240は、エンドエフェクター142を操作するスイッチである。エンドエフェクター操作部240は、第3アーム操作部210よりも-z軸側に配置されている円形状のスイッチである。なお、スイッチの形状は円形に限定されることなく、三角形や五角形といった多角形であってもよい。
第2実施形態においては、操作部300の構成が第1実施形態と異なっている。第2実施形態の他の点は、第1実施形態と同じである。
図4は、第2実施形態に係るロボットの第2アーム130の先端側を+z軸側から見た平面図である。なお、以下では、図4には、それぞれ、説明の便宜上、互いに直交する3つの軸としてx軸、y軸、及びz軸が図示されており、各軸を示す矢印の先端側を「+」、基端側を「-」とする。また、x軸に平行な方向を「x軸方向」、y軸に平行な方向を「y軸方向」、z軸に平行な方向を「z軸方向」という。
第3実施形態において、操作部400の構成が第1実施形態と異なっている。第3実施形態の他の点は、第1実施形態と同じである。
図5は、第3実施形態に係るロボットを示す斜視図である。なお、以下では、図5には、それぞれ、説明の便宜上、互いに直交する3つの軸としてx軸、y軸、及びz軸が図示されており、各軸を示す矢印の先端側を「+」、基端側を「-」とする。また、x軸に平行な方向を「x軸方向」、y軸に平行な方向を「y軸方向」、z軸に平行な方向を「z軸方向」という。
これによれば、操作部は、第3アームが接続される第2アームの先端部に設けられているため、教示者は、第3アームを確認しながら容易に教示作業を行うことができる。
これによれば、第3アーム操作部の操作方向を第3アームと合わせることができるため、教示者がより直感的に第3アームの操作方向を理解することができる。
これによれば、複数の位置で第3アームの操作を行うことができるため、第2アームの位置によらず、教示者は、操作しやすい位置にある操作部で教示作業を行うことができる。
これによれば、教示者は、第3アームの操作に加えて、エンドエフェクターの操作もロボットに設けられる操作部でできるので、より効率よく教示作業を行うことができる。
Claims (5)
- 基台と、
前記基台に設けられている力検出部と、
前記基台に接続され、第1回動軸の軸まわりに回動する第1アームと、
前記第1アームに接続され、第2回動軸の軸まわりに回動する第2アームと、
前記第2アームに接続され、第3回動軸の軸まわりに回動するとともに、前記第3回動軸の軸方向に並進移動する第3アームと、
前記力検出部の検出値に基づいて、前記第1アーム、前記第2アーム、又は前記第3アームの動作を制御する制御部と、
前記第3アームの回動又は並進移動の操作を行う第3アーム操作部、及び制御点の位置を教示点として前記制御部により登録する操作を行う教示点登録操作部を有し、前記第2アームに設けられる操作部と、を備え、
前記第3アーム操作部の操作が有効になる場合に、前記力検出部の検出値に基づく前記第1アーム、前記第2アーム、又は前記第3アームの動作は無効になる水平多関節ロボット。 - 前記第3回動軸の軸方向からの平面視において、前記操作部から前記第3回動軸までの距離は、前記第2回動軸から前記第3回動軸までの距離よりも短い、請求項1に記載の水平多関節ロボット。
- 前記第3回動軸の軸方向からの平面視において、前記操作部は、前記第3アームと重なる、請求項1に記載の水平多関節ロボット。
- 前記操作部は、前記第2アームに複数設けられる、請求項1~3のいずれか1項に記載の水平多関節ロボット。
- 前記操作部は、前記第3アームに取り付けられるエンドエフェクターを操作するエンドエフェクター操作部を有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の水平多関節ロボット。
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