WO2017014220A1 - ロボット装置 - Google Patents

Abstract

ロボット装置を適用可能な範囲を拡大すること。 本実施形態に係るロボット装置１は、ワーク８０に対する作業を担う、手動操作部を備えた外部装置５０の近傍に配置され、外部装置５０とワーク置場６０，７０との間でワーク８０を搬送するための多関節アーム機構２００を備える。多関節アーム機構２００は旋回自在及び起伏自在に設けられた直動伸縮性を備えたアーム部２の先端に手首関節部４が装備される。手首関節部４にはワーク８０を保持する保持部３が取り付けられ、保持部３は、ワーク８０の保持とともに外部装置５０の手動操作部５４，５５、５６を操作するために弾性体で構成された少なくとも一の真空吸着部３４を有することを特徴とする。

Description

ロボット装置

　本発明の実施形態はロボット装置に関する。

　近年ロボット装置が作業者と同一空間にいる環境が検討されている。介護用ロボット装置１はもちろん産業用ロボット装置でも作業者の近傍で作業を行なう状況の可能性が検討されている。この状況が実現すれば例えばロボット装置が作業員の隣で作業員と同じように作業をすることができるようになる。

　しかし従来の垂直多関節アーム機構で不可避とされる特異点の存在は作業領域内での作業を制限し、さらに手先の動きに対する肘関節の過度で予測困難な動きはロボット装置を柵等により作業者と分離することを要求する。

　そのためロボット装置を適用できる範囲は限定的であった。

　目的は、ロボット装置を適用可能な範囲を拡大することにある。

　本実施形態に係るロボット装置は、ワークに対する作業を担う、手動操作部を備えた外部装置の近傍に配置され、外部装置とワーク置場との間でワークを搬送するための多関節アーム機構を備える。多関節アーム機構は旋回自在及び起伏自在に設けられた直動伸縮性を備えたアーム部の先端に手首関節部が装備されてなり、手首関節部にはワークを保持する保持部が取り付けられ、保持部は、ワークの保持とともに外部装置の手動操作部を操作するために弾性体で構成された少なくとも一の真空吸着部を有することを特徴とする。

図１は、本実施形態に係るロボット装置と外部装置との外観を示す斜視図である。 図２は、図１のロボット装置の外観斜視図である。 図３は、図２のロボット装置の吸着部を示す縦断面図である。 図４は、図２のロボット装置の多関節アーム機構の構成を図記号表現により示す図である 図５は、図２のロボット装置の多関節アーム機構の可動領域を示す図である。 図６は、図２のロボット装置の構成を示すブロック図である。 図７は、図２のロボット装置の作業位置を示す斜視図である。 図８は、図７の平面図である。 図９は、図２のロボット装置の作業手順を示すフローチャートである。 図１０は、図２のロボット装置の他の配置を示す平面図である。

　以下、図面を参照しながら本実施形態に係るロボット装置を説明する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

　図１は、本実施形態に係るロボット装置と外部装置との外観を示す斜視図である。本実施形態に係るロボット装置１は、人間が操作するための手動操作部を備える外部装置５０の近傍に配置され、人間がこの装置を使って作業をするのと同じ作業を行う。ここでは外部装置５０として、プリント基板８０の外観検査を行うプリント基板検査装置５０を例に説明する。作業員はプリント基板検査装置５０の前方近傍に位置し、検査対象のワーク（プリント基板）をプリント基板検査装置５０の所定位置にセットし、手動操作部（押しボタン、引きボタン等）を操作して検査作業を実行させる。作業員は検査の良否結果に従ってプリント基板を２箇所に振り分けて移動させる。本実施形態に係るロボット装置１は、上述のプリント基板検査装置５０を用いたプリント基板８０の外観検査の一連の作業を人間に代わって行うための機構を備える。プリント基板検査装置５０とロボット装置１とは、互いに電気的に接続されていてもよいし、それぞれ独立して動作するようにしてもよい。

　プリント基板検査装置５０は、筐体５１と載置テーブル５２とインジケータランプ５３と手動操作部とを備える。筐体５１は、その下方部分が前方に突出した略直方体に構成される。筐体５１には、プリント基板８０を検査する検査装置（図示しない）が内蔵されている。載置テーブル５２は、筐体５１内の検査位置と筐体５１外の載置位置との間を、摺動機構（図示しない）によって前後に摺動可能に支持されている。インジケータランプ５３は、筐体５１正面の上方部分に設けられている。インジケータランプ５３は、検査結果に応じた色に点灯される。例えば、検査結果が「良」であれば、インジケータランプ５３が青色に点灯される。一方、検査結果が「不良」であれば、インジケータランプ５３が赤色に点灯される。手動操作部は、筐体５１の前方に突出した部分の上面の右側に設けられている。手動操作部は、プリント基板検査装置５０によるプリント基板８０の外観検査の開始の契機となる開始スイッチ５４を有する。また、手動操作部は、プリント基板検査装置５０による外観検査のモードを決定するためのモード選択スイッチ５５，５６を有する。ここでは、開始スイッチ５４とモード選択スイッチ５５，５６とは押ボタンスイッチで構成される。例えば、一方のモード選択スイッチ５５が押されているとき、プリント基板検査装置５０による外観検査が高解像度で行われる。一方、他方の開始スイッチ５４５６が押されているとき、プリント基板検査装置５０による外観検査が低解像度で行われる。

　プリント基板検査装置５０の近傍には、検査対象のプリント基板８０を収納する基板ストッカー６０と、検査後のプリント基板８０を収納する基板ストッカ―７０とが配置されている。基板ストッカ―７０には、プリント基板８０を検査結果に応じて仕分けできるように、仕切り板７１が設けられている。

　（ロボット装置１）　
　図２は、図１のロボット装置１の外観斜視図である。ロボット装置１は、複数の関節部を有する多関節アーム機構２００を備える。複数の関節部のうち一は直動伸縮機構で構成されている。ロボット装置１は、略円筒形状の基部１０と基部１０に接続されるアーム部２とを有する。アーム部２の先端には手首部４が取り付けられている。手首部４には図示しないアダプタが設けられている。アダプタは、後述する第６回転軸ＲＡ６の回転部に設けられる。手首部４のアダプタを介してハンド装置３が取り付けられる。

　ロボット装置１は、複数、ここでは６つの関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６を有する。複数の関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６は基部１０から順番に配設される。一般的に、第１、第２、第３関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３は根元３軸と呼ばれ、第４、第５、第６関節部Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６はハンド装置３の姿勢を変化させる手首３軸と呼ばれる。手首部４は第４、第５、第６関節部Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６を有する。根元３軸を構成する関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３の少なくとも一つは直動伸縮関節である。ここでは第３関節部Ｊ３が直動伸縮関節、特に伸縮距離の比較的長い関節部として構成される。アーム部２は第３関節部Ｊ３を構成する主要な構成要素である。

　第１関節部Ｊ１は基台面に対して例えば垂直に支持される第１回転軸ＲＡ１を中心としたねじり関節である。第２関節部Ｊ２は第１回転軸ＲＡ１に対して垂直に配置される第２回転軸ＲＡ２を中心とした曲げ関節である。第３関節部Ｊ３は、第２回転軸ＲＡ２に対して垂直に配置される第３軸（移動軸）ＲＡ３を中心として直線的にアーム部２が伸縮する関節である。

　第４関節部Ｊ４は、第３移動軸ＲＡ３に一致する第４回転軸ＲＡ４を中心としたねじり関節であり、第５関節部Ｊ５は第４回転軸ＲＡ４に対して直交する第５回転軸ＲＡ５を中心とした曲げ関節である。第６関節部Ｊ６は第４回転軸ＲＡ４に対して直交し、第５回転軸ＲＡ５に対して垂直に配置される第６回転軸ＲＡ６を中心とした曲げ関節である。

　基部１０を成すアーム支持部（第１支持部）１１は、第１関節部Ｊ１の第１回転軸ＲＡ１を中心に形成される円筒形状の中空構造を有する。第１関節部Ｊ１は図示しない固定台に取り付けられる。第１関節部Ｊ１が回転するとき、第１支持部１１はアーム部２の旋回とともに軸回転する。なお、第１支持部１１が接地面に固定されていてもよい。その場合、第１支持部１１とは独立してアーム部２が旋回する構造に設けられる。第１支持部１１の上部には第２支持部１２が接続される。

　第２支持部１２は第１支持部１１に連続する中空構造を有する。第２支持部１２の一端は第１関節部Ｊ１の回転部に取り付けられる。第２支持部１２の他端は開放され、第３支持部１３が第２関節部Ｊ２の第２回転軸ＲＡ２において回動自在に嵌め込まれる。第３支持部１３は第１支持部１１及び第２支持部に連通する鱗状の外装からなる中空構造を有する。第３支持部１３は、第２関節部Ｊ２の曲げ回転に伴ってその後部が第２支持部１２に収容され、また送出される。ロボット装置１の直動関節部Ｊ３（第３関節部Ｊ３）を構成するアーム部２の後部はその収縮により第１支持部１１と第２支持部１２の連続する中空構造の内部に収納される。

　第３支持部１３はその後端下部において第２支持部１２の開放端下部に対して第２回転軸ＲＡ２を中心として回動自在に嵌め込まれる。それにより第２回転軸ＲＡ２を中心とした曲げ関節部としての第２関節部Ｊ２が構成される。第２関節部Ｊ２が回動すると、アーム部２は、手首部４及びハンド装置３とともに第２関節部Ｊ２の第２回転軸ＲＡ２を中心に垂直方向に回動、つまり起伏動作をする。

　第４関節部Ｊ４は、アーム部２の伸縮方向に沿ったアーム中心軸、つまり第３関節部Ｊ３の第３移動軸ＲＡ３に典型的には一致する第４回転軸ＲＡ４を有するねじり関節である。第４関節部Ｊ４が回転すると、第４関節部Ｊ４から先端にかけてハンド装置３とともに第４回転軸ＲＡ４を中心に回転する。第５関節部Ｊ５は、第４関節部Ｊ４の第４回転軸ＲＡ４に対して直交する第５回転軸ＲＡ５を有する曲げ関節部である。第５関節部Ｊ５が回転すると、第５関節部Ｊ５から先端にかけてハンド装置３とともに上下に回動する。第６関節部Ｊ６は、第４関節部Ｊ４の第４回転軸ＲＡ４に直交し、第５関節部Ｊ５の第５回転軸ＲＡ５に垂直な第６回転軸ＲＡ６を有する曲げ関節である。第６関節部Ｊ６が回転するとハンド装置３が左右に旋回する。

　上記の通り手首部４のアダプタに取り付けられたハンド装置３は、第１、第２、第３関節部Ｊ１．Ｊ２．Ｊ３により任意位置に移動され、第４、第５、第６関節部Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６により任意姿勢に配置される。特に第３関節部Ｊ３の直動伸縮距離の長さは、基部１０の近接位置から遠隔位置までの広範囲の対象にハンド装置３を到達させることを可能にする。第３関節部Ｊ３はそれを構成する直動伸縮機構により実現される直動伸縮距離の長さが特徴的である。

　（直動伸縮機構）　
　直動伸縮関節部Ｊ３を構成する直動伸縮機構はアーム部２を有する。アーム部２は第１連結コマ列２１と第２連結コマ列２２とを有する。第１連結コマ列２１は複数の第１連結コマ２３からなる。第１連結コマ２３は略平板に構成される。前後の第１連結コマ２３は、互いの端部箇所においてピンにより屈曲自在に列状に連結される。これにより第１連結コマ列２１は内側と外側とに屈曲可能な性質を備える。第２連結コマ列２２は複数の第２連結コマ２４からなる。第２連結コマ２４は断面コ字形状の短溝状体に構成される。前後の第２連結コマ２４は、互いの底面端部箇所においてピンにより屈曲自在に列状に連結される。第２連結コマ２４の断面形状及びピンによる連結位置により第２連結コマ列２２は内側に屈曲可能であるが、外側に屈曲不可な性質を備える。

　第１連結コマ列２１のうち先頭の第１連結コマ２３と、第２連結コマ列２２のうち先頭の第２連結コマ２４とは結合コマ２７により結合される。例えば、結合コマ２７は第１連結コマ２３と第２連結コマ２４とを合成した形状を有している。　
　アーム部２が伸長するときには、結合コマ２７が始端となって、第１、第２連結コマ列２１，２２が第３支持部１３の開口から外に向かって送り出される。第１、第２連結コマ列２１、２２は、第３支持部１３の開口付近で互いに接合される。第１、第２連結コマ列２１、２２の後部が第３支持部１３の内部で堅持されることにより、第１、第２連結コマ列２１，２２の接合状態が保持される。第１、第２連結コマ列２１、２２の接合状態が保持されたとき、第１連結コマ列２１と第２連結コマ列２２の屈曲は拘束される。接合し、それぞれの屈曲が拘束された第１、第２連結コマ列２１、２２により一定の剛性を備えた柱状体が構成される。柱状体とは、第２連結コマ列２２に第１連結コマ列２１が接合されてなる柱状の棒体を言う。

　アーム部２が収縮するときには、第３支持部１３の開口に第１、第２連結コマ列２１，２２が引き戻される。柱状体を構成する第１、第２連結コマ列２１，２２は、第３支持部１３の内部で互いに離反される。離反された第１、第２連結コマ列２１，２２はそれぞれ屈曲可能な状態に復帰し、それぞれ同方向の内側に屈曲され、第１支持部１１の内部に略平行に格納される。

　（ハンド装置３）　
　ロボット装置１はハンド装置３を備える。ハンド装置３は、プリント基板８０を吸着によりピッキングするための吸着機構を備える。具体的には、ハンド装置３は、ハンド本体３１を有する。ハンド本体３１は角柱形状を有し、その上方端面に取り付け部を備える。この取り付け部を介して、ハンド装置３は手首部４のアダプタに装着される。ハンド本体３１の下方には、エアチャック構造３２が取り付けられる。エアチャック構造３２は一対のスライダ３３を有する。一対のスライダ３３は接近／離反自在に支持される。一対のスライダ３３には一対の吸着部３４がそれぞれ取り付けられる。吸着部３４の吸着方式には典型的には真空方式が採用される。吸着部３４は弾性材料として例えばシリコン樹脂で円筒状体に成形される。吸着部３４は円筒状体の軸方向の向きに対象を吸着する。この吸着方向がスライド方向に垂直になるように、吸着部３４はスライダ３３に取り付けられる。筒状体を成す吸着部３４の先端面を、ワークと接触する接触面３４１という。吸着部３４の後方部分（接続口）３４３は、エジェクタ装置の出力部に接続される。吸着部３４の胴体部分（蛇腹部）３４２は、径方向外側に突出した山部と径方向内側に窪んだ谷部とが交互に連続する蛇腹形状に成形される。蛇腹部３４２の存在は、ワークへの過度な力を吸収し、かつワークの形状にあわせて蛇腹部３４２が変形することで吸着面をワーク表面に密着させることを実現する。このように、吸着部３４に蛇腹部３４２が構成されることで、ハンド装置３は表面形状の異なる複数種類のワークを吸着部３４で吸着することができる。

　吸着部３４は真空吸着機能と真空破壊機能とを有する。一対の吸着部３４各々にはエアチューブが接続されている。エアチューブ各々はエアポンプ（図示しない）に接続されている。エアポンプとしては圧縮式と真空式のいずれでも良いがここでは圧縮ポンプとして説明する。

　吸着部３４とエアポンプとの間は負圧経路と正圧経路との２系統の配管経路で接続される。負圧経路には負圧弁とエジェクタ装置とが介在される。正圧経路には正圧弁が介在される。負圧弁と正圧弁とは電磁弁である。電磁弁ドライバ３１０により負圧弁の開閉と正圧弁の開閉とは逆相に制御される。負圧弁が開放され正圧弁が閉じられているとき、負圧経路が確保される。負圧経路が確保されているとき吸着部３４の内部は負圧に導入される。正圧弁が開放され負圧弁が閉じられているとき、正圧経路が確保される。正圧経路が確保されているとき吸着部３４の内部は正圧に導入される。

　真空吸着機能がＯＮされると、電磁弁ドライバ３１０の制御に従って負圧弁が開放され正圧弁が閉鎖される。エアポンプで発生された圧縮空気は、負圧弁と吸着部３４との間に介在されたエジェクタに供給される。エジェクタは吸気口とノズルと排気口とを有する。吸気口には吸着部３４の接続口３４３が接続されている。エジェクタに供給された圧縮空気は、ノズルから噴射され高速な空気の束となって排気口から排気される。すると、エジェクタのチャンバの内圧が低下し、これにより吸気口から空気が吸い込まれる。吸気口から吸いこまれた空気は、圧縮空気とともに排気口から排気される。これにより、吸気口に接続された吸着部３４に負圧が発生する。エジェクタに通常装備されている真空破壊機能がＯＮされると、電磁弁ドライバ３１０の制御に従って負圧弁が閉鎖され、正圧弁が開放される。それにより吸着部３４、エジェクタ及びエアポンプらのエアサイクルが逆転し、エアポンプで発生された圧縮空気は直接的に吸着部３４に供給される。これにより、吸着部３４に正圧が発生する。

　例えば、一対の吸着部３４の接触面３４１がプリント基板８０の表面に密着した状態で、真空吸着機能がＯＮされていると、プリント基板８０の表面と吸着部３４の筒状部分とで規定される閉空間の空気がエジェクタにより吸引され、プリント基板８０に対して負圧が働く。これにより、ハンド装置３はプリント基板８０を吸着によりピッキングすることができる。真空破壊機能がＯＮされると、プリント基板８０に対して正圧が働く。これにより、ハンド装置３によるプリント基板８０のピッキング状態が解除される。このように、吸着部３４が筒状体に構成され、吸着部３４の内圧を正圧と負圧とで選択可能に構成することで、ハンド装置３は、プリント基板８０のピッキングとリリースとを択一的に作業することができる。エジェクタ内には圧力センサ３２０が設けられている。圧力センサ３２０は、吸着部３４の内圧を計測する。なお、ハンド装置３に真空破壊機能が装備されていなくても、ハンド装置３の真空吸着機能をＯＦＦにし、吸着部４３の内圧を大気圧に戻すことで、ハンド装置３によるプリント基板８０のピッキング状態が解除され、ピッキングしていたワークをリリースすることができる。

　エアチャック構造３２は２系統のエアチューブを介して、既出のエアポンプに接続されている。一方のエアチューブは電磁弁を介してエアシリンダの後端に接続される。他方のエアチューブは他の電磁弁を介してエアシリンダの先端に接続される。これら電磁弁は、電磁弁ドライバ３１０の制御に従って交互に開閉されることにより、ピストンは前後に移動する。それにより一対のスライダ３３は一対の吸着部３４を伴って接近・離反する。これにより、一対の吸着部３４の間隔を調整することができ、ハンド装置３はサイズの異なる複数種類のプリント基板８０をピッキングすることができる。

　（吸着部３４）　
　上述の吸着部３４を介して、プリント基板８０をピッキング機能と、プリント基板検査装置５０の手動操作部を操作する機能とが兼用される。操作部としては、例えば、トグルスイッチ、ロッカスイッチ、押ボタンスイッチ、引ボタンスイッチ、ロータリスイッチ、スライドスイッチ、ジョグダイヤル等が該当する。ここでは、操作部は、押ボタンスイッチに構成された開始スイッチ５４とする。開始スイッチ５４は、人の手で押されることを前提に、その素材と強度と大きさと形状とが設計されている。そのため、開始スイッチ５４は、設計強度よりも強い力で押されたり、設計されたストローク以上に深く押されると壊れてしまう危険性がある。吸着部３４が蛇腹部３４２を備えることで、その危険性を軽減することができる。

　吸着部３４は人の手の標準的な弾性率よりも高い弾性率を有する、例えば、金属等で成形されたハンドで押されると、開始スイッチ５４とハンドとのメカニカルな接触により、開始スイッチ５４が破損する恐れがある。したがって、吸着部３４は、開始スイッチ５４を押すための適した素材で成形されるのが望ましく、典型的には、人の手の弾性と同一のまたは近似する物性に調整された素材、例えば、シリコン樹脂材またはポリウレタン樹脂材が適用される。

　吸着部３４の蛇腹内径が開始スイッチ５４の接触面３４１の外形よりも大きいと、開始スイッチ５４が接触面３４１の筒内部に嵌入してしまうおそれがある。開始スイッチ５４の上面中心と吸着部３４の中心とが一致しても、その位置から多少ずれたとしても、開始スイッチ５４の上面に吸着部３４を構成する筒状体の端面部分（接触面３４１）を当接させて高い操作精度を確保するために、吸着部３４の筒状体の内径と接触面３４１の外径とを以下のように設計する。　
　図３は、図２のハンド装置３の吸着部３４の縦断面図である。吸着部３４は全体として円筒状体をなす。筒状体の軸方向中央部分（胴体部分）は１．５段の蛇腹形状に構成される。吸着部３４の後方部分は、エジェクタと接続するための接続口としての機能を確保するために定径円筒に形成される。吸着部３４の前方部分は、前方に向かって外径が徐々に増加する漏斗形状に形成されている。吸着部３４の先端面（接触面）３４１の外径ｒ１１は、接続口３４３の外径ｒ１３よりも長い。吸着部３４の先端面（接触面）３４１の外径ｒ１１は、開始スイッチ５４の上面の外径よりも小さい。典型的には、接触面３４１の外径ｒ１１は、人の手の指先の標準的な外径、例えば１０ｍｍと同一または近似する大きさに構成される。

　このように設計された接触面３４１により、開始スイッチ５４の上面中央に対して吸着部３４の接触面３４１の中心が一致しても、さらに開始スイッチ５４の上面中心に対して吸着部３４の接触面３４１の中心が多少ずれたとしても、開始スイッチ５４が吸着部３４の筒状体内部に嵌入することがなく、開始スイッチ５４の上面に対して吸着部３４の筒状体の実体部（樹脂部分）を当接させることができ、吸着部３４による開始スイッチ５４の操作エラーの発生確率を低減することができる。

　なお、吸着部３４は、開始スイッチ５４が吸着部３４の筒状体内部に嵌入しないように、その蛇腹内径ｒ１２が開始スイッチ５４の上面の外径よりも大きくなるように設計されてもよい。また、吸着部３４は、その接触面３４１の外径ｒ１１と蛇腹内径ｒ１２とを、開始スイッチ５４の上面の大きさに関係なく構成してもよい。このように吸着部３４が構成されても、開始スイッチ５４の接触面の中心位置に対して、接触面３４１の中心位置がずれるようにロボット装置１の作業位置を設定することで、接触面３４１のエッジ部分を、開始スイッチ５４に接触させることができる。

　また、一対の吸着部３４は、必ずしも同一でなくてもよい。接触部３４は、エジェクタ装置の出力部に着脱可能であるから、作業者は、吸着部３４に操作させるスイッチの大きさや形状等に適した吸着部３４を選択すればよい。例えば、モード選択スイッチ５５，５６の上面の外径が、開始スイッチ５４の上面の外径よりも大きいとき、一方の吸着部３４（図３（ｂ））を他方の吸着部３４（図３（ａ））よりも大きく設計するとよい。具体的には、図３に示すように、一方の吸着部３４（図３（ｂ））は、その接続口３４３の外径ｒ２３が他方の吸着部３４（図３（ａ））の接続口３４３の外径ｒ１３と略等価であって、その蛇腹内径ｒ２２が他方の吸着部３４の蛇腹内径ｒ１２と略等価であって、その接触面３４１の外径ｒ２１が他方の吸着部３４の接触面３４１の外径ｒ１１よりも大きく構成される。これにより、一方の吸着部３４（図３（ｂ））をモード選択スイッチ５５，５６を押すのに適した大きさに構成し、他方の吸着部３４（図３（ａ））を開始スイッチ５４を押すのに適した大きさに構成することができる。同様に、一方の吸着部３４は、他方の吸着部３４と異なる素材で成形されていてもよい。一方の吸着部３４は、他方の吸着部３４の接触面３４１の形状と異なる形状の接触面３４１を備えてもよい。例えば、一方の吸着部３４は矩形の環状の接触面３４１を備え、他方の吸着部３４は円環状の接触面３４１を備えてもよい。また、本実施形態に係るハンド装置３は、１つまたは３つ以上の吸着部３４を備えてもよい。

　図４は、図１のロボットアーム機構の構成を図記号表現により示す図である。ロボットアーム機構において、根元３軸を構成する第１関節部Ｊ１と第２関節部Ｊ２と第３関節部Ｊ３とにより３つの位置自由度が実現される。また、手首３軸を構成する第４関節部Ｊ４と第５関節部Ｊ５と第６関節部Ｊ６とにより３つの姿勢自由度が実現される。

　ロボット座標系Σbは第1関節部Ｊ１の第１回転軸ＲＡ１上の任意位置を原点とした座標系である。ロボット座標系Σｂにおいて、直交３軸（Ｘｂ、Ｙｂ，Ｚｂ）が規定されている。Ｚｂ軸は第１回転軸ＲＡ１に平行な軸である。Ｘｂ軸とＹｂ軸とは互いに直交し、且つＺb軸に直交する軸である。手先座標系Σｈは、手首部４に取り付けられたハンド装置３の任意位置（手先基準点）を原点とした座標系である。例えば、ハンド装置３が２指ハンドのとき、手先基準点（以下、単に手先という。）の位置は２指先間中央位置に規定される。手先座標系Σｈにおいて、直交３軸（Ｘｈ、Ｙｈ，Ｚｈ）が規定されている。Ｚｈ軸は第６回転軸ＲＡ６に平行な軸である。Ｘｈ軸とＹｈ軸とは互いに直交し、且つＺｈ軸に直交する軸である。例えば、Ｘｈ軸は、ハンド装置３の前後方向に平行な軸である。手先姿勢とは、手先座標系Σhのロボット座標系Σｂに対する直交３軸各々周りの回転角（Ｘｈ軸周りの回転角（ヨウ角）α、Ｙｈ軸周りの回転角（ピッチ角）β、Ｚｈ軸周りの回転角（ロール角）γとして与えられる。

　第１関節部Ｊ１は、第１支持部１１と第２支持部１２との間に配設されており、回転軸ＲＡ１を中心としたねじり関節として構成されている。回転軸ＲＡ１は第１関節部Ｊ１の固定部が設置される基台の基準面ＢＰに垂直に配置される。

　第２関節部Ｊ２は回転軸ＲＡ２を中心とした曲げ関節として構成される。第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２は空間座標系上のＸb軸に平行に設けられる。第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２は第１関節部Ｊ１の回転軸ＲＡ１に対して垂直な向きに設けられる。さらに第２関節部Ｊ２は、第１関節部Ｊ１に対して、第１回転軸ＲＡ１の方向（Ｚb軸方向）と第１回転軸ＲＡ１に垂直なＹb軸方向との２方向に関してオフセットされる。第２関節部Ｊ２が第１関節部Ｊ１に対して上記２方向にオフセットされるように、第２支持部１２は第１支持部１１に取り付けられる。第１関節部Ｊ１に第２関節部Ｊ２を接続する仮想的なアームロッド部分（リンク部分）は、先端が直角に曲がった２つの鈎形状体が組み合わされたクランク形状を有している。この仮想的なアームロッド部分は、中空構造を有する第１、第２支持部１１、１２により構成される。

　第３関節部Ｊ３は移動軸ＲＡ３を中心とした直動伸縮関節として構成される。第３関節部Ｊ３の移動軸ＲＡ３は第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２に対して垂直な向きに設けられる。第２関節部Ｊ２の回転角がゼロ度、つまりアーム部２の起伏角がゼロ度であってアーム部２が水平な基準姿勢においては、第３関節部Ｊ３の移動軸ＲＡ３は、第２関節部Ｊ２の回転軸ＲＡ２とともに第１関節部Ｊ１の回転軸ＲＡ１にも垂直な方向に設けられる。空間座標系上では、第３関節部Ｊ３の移動軸ＲＡ３はＸb軸及びＺb軸に対して垂直なＹb軸に平行に設けられる。さらに、第３関節部Ｊ３は、第２関節部Ｊ２に対して、その回転軸ＲＡ２の方向（Ｙb軸方向）と、移動軸ＲＡ３に直交するＺb軸の方向との２方向に関してオフセットされる。第３関節部Ｊ３が第２関節部Ｊ２に対して上記２方向にオフセットされるように、第３支持部１３は第２支持部１２に取り付けられる。第２関節部Ｊ２に第３関節部Ｊ３を接続する仮想的なアームロッド部分（リンク部分）は、先端が垂直に曲がった鈎形状体を有している。この仮想的なアームロッド部分は、第２、第３支持部１２、１３により構成される。

　第４関節部Ｊ４は回転軸ＲＡ４を中心としたねじり関節として構成される。第４関節部Ｊ４の回転軸ＲＡ４は第３関節部Ｊ３の移動軸ＲＡ３に略一致するよう配置される。　
　第５関節部Ｊ５は回転軸ＲＡ５を中心とした曲げ関節として構成される。第５関節部Ｊ５の回転軸ＲＡ５は第３関節部Ｊ３の移動軸ＲＡ３及び第４関節部Ｊ４の回転軸ＲＡ４に略直交するよう配置される。　
　第６関節部Ｊ６は回転軸ＲＡ６を中心としたねじり関節として構成される。第６関節部Ｊ６の回転軸ＲＡ６は第４関節部Ｊ４の回転軸ＲＡ４及び第５関節部Ｊ５の回転軸ＲＡ５に略直交するよう配置される。第６関節部Ｊ６は手先効果器としてのハンド装置３を左右に旋回するために設けられている。なお、第６関節部Ｊ６は、その回転軸ＲＡ６が第４関節部Ｊ４の回転軸ＲＡ４及び第５関節部Ｊ５の回転軸ＲＡ５に略直交する曲げ関節として構成されてもよい。

　このように複数の関節部Ｊ１－Ｊ６の根元３軸のうちの一つの曲げ関節部を直動伸縮関節部に換装し、第１関節部Ｊ１に対して第２関節部Ｊ２を２方向にオフセットさせ、第２関節部Ｊ２に対して第３関節部Ｊ３を２方向にオフセットさせることにより、本実施形態に係るロボット装置１のロボットアーム機構は、特異点姿勢を構造上解消している。

　（直動伸縮関節部Ｊ３を有する多関節アーム機構２００の可動領域）　
　図５は、図２のロボット装置１の可動領域を示す図である。可動領域とは、多関節アーム機構（ハンド装置とワークピースとを含まない）の可動部分によって掃引される水平方向に関して第1回転軸ＲＡ１を中心とした扇形状の領域と、鉛直方向に関して第２回転軸ＲＡ２を中心とした扇形状の領域との合成領域をいう。換言すると、可動領域は、手首部４によって掃引される領域と、その領域内で手首部４を動かすために必要な根元３軸の各関節部と各リンクとによって掃引される領域との総合領域である。人間の手の可動領域は、人間の肩関節、上腕、肘関節、前腕および手首によって掃引される領域をいう。ロボット装置１の多関節アーム機構の可動領域は、肘関節が無いことから、人間の手の可動領域よりも狭い。

　本実施形態に係る多関節アーム機構２００は、関節部Ｊ３に直動伸縮関節を採用することにより、根元３軸の関節部と各リンクとによって掃引される領域は、アーム部２によって掃引される領域として考えることができため、その立体的な可動領域を、単純な形状で規定できることを特徴としている。水平方向（第１回転軸ＲＡ１回りの旋回方向）に関する可動領域ＭＳ（Ｌ）は、直動伸縮関節部Ｊ３を最も伸張してアーム部２を最長の状態に設けたときにおける第１回転軸ＲＡ１から手首部４の先端までの長さを半径として、第１関節部Ｊ１の実装上の動作可能な回転角度（旋回角）を中心角とした略扇形状の領域として規定できる。このとき、手首部４によって掃引される領域ＷＳ（Ｌ）は、直動伸縮関節部Ｊ３を最も伸張してアーム部２を最長の状態に設けたときにおける第１回転軸ＲＡ１から手首部４の先端までの長さを外径、直動伸縮関節部Ｊ３を最も縮めてアーム部２を最短の状態に設けたときにおける第１回転軸ＲＡ１から手首部４の先端までの長さを内径、第１関節部Ｊ１の旋回角を中心角として円環状の領域として規定できる。

　同様に、垂直方向（第２回転軸ＲＡ２回りの起伏方向）に関する可動領域はＭＳ（Ｖ）、直動伸縮関節部Ｊ３を最も伸張してアーム部２を最長の状態に設けたときにおける第１回転軸ＲＡ１から手首部４の先端までの長さを半径として、第２関節部Ｊ２の実装上の動作可能な回転角度（起伏角）を中心角とした略扇形状の領域として規定できる。このとき、手首部４によって掃引される領域ＷＳ（Ｖ）は、直動伸縮関節部Ｊ３を最も伸張してアーム部２を最長の状態に設けたときにおける第１回転軸ＲＡ１から手首部４の先端までの長さを外径、直動伸縮関節部Ｊ３を最も縮めてアーム部２を最短の状態に設けたときにおける第１回転軸ＲＡ１から手首部４の先端までの長さを内径、第２関節部Ｊ２の起伏角を中心角として円環状の領域として規定できる。

　多関節アーム機構２００の立体的な可動領域は、上記水平方向の扇形状の可動領域ＭＳ（Ｌ）と垂直方向に関する可動領域ＭＳ（Ｖ）との総合的な領域であり、水平方向に関する扇形状の可動領域ＭＳ（Ｌ）を第２関節部Ｊ２の動作可能な起伏角の範囲で起伏させた縦横に扇形状を示す。

　このように、本実施形態に係る多関節アーム機構２００は、関節部Ｊ３を回転関節（肘関節）ではなく、直動伸縮関節で構成することによって、手首部４の位置を移動するための根元３軸の関節部と各リンクとによって掃引される領域を最小限に抑えることができ、その可動領域を単純な略扇形状で規定できる。一方、人間の手の可動領域は、上記直動伸縮関節部Ｊ３を有する多関節アーム機構の可動領域に、肘によって掃引される領域を加えられる。つまり、本実施形態に係るロボット装置１の手首部４を人間の手首が動くのと同じように動かす場合、本実施形態に係る多関節アーム機構２００の可動領域は、人間の手の可動領域よりも狭い。したがって、本実施形態に係るロボット装置１は、作業員と同じ位置に配置させて作業員と同じ作業を作業員に代えて実行させることができる。例えば、工場内で、プリント基板検査装置５０が人間の操作可能な環境下に配置されていれば、本実施形態に係るロボット装置１を人間が操作していた位置にそのまま配置し、人間と同じ作業を行わせることができる。つまり、プリント基板検査装置５０をロボット装置１が操作するための特別な位置に移動させる必要がなくなる。また、本実施形態に係るロボット装置１は、従来の肘関節を有する多関節アーム機構を備えるロボット装置を配置するのに困難であった壁際等にも配置することができる。

　（ロボット装置１のブロック構成図）　
　図６は、本実施形態に係るロボット装置１の構成を示すブロック図である。　
　ロボット装置１は、多関節アーム機構２００を備える。多関節アーム機構２００は複数の関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５、Ｊ６を有する。複数の関節部Ｊ１－Ｊ６各々には、ステッピングモータが設けられる。これらステッピングモータの回転はモータドライバ２１０により制御される。モータドライバ２１０は、動作制御装置１００からの位置指令値に応じたパルス信号をステッピングモータに送る。これによりステッピングモータは指令値に応じた位置まで回転する。ステッピングモータが回転することにより、関節部Ｊ３は伸縮し、関節部Ｊ１、Ｊ２、Ｊ４－Ｊ６は回転する。これらステッピングモータのドライブシャフトには、一定の回転角ごとにパルスを出力するロータリエンコーダ２２０が接続されている。ロータリエンコーダ２２０から出力されたエンコードパルスは、カウンタ（図示しない）で加減算される。モータドライバ２１０は、カウンタにより計数された累積パルス数にステップ角を乗算することにより、現在のステッピングモータの回転位置を特定する。ハンド装置３には、エアチャック構造３２の電磁弁の開閉を制御する電磁弁ドライバ３１０が設けられている。

　動作制御装置１００は、システム制御部１０１と、圧力センサインターフェース（Ｉ／Ｆ）１０２と、カメラインターフェース（Ｉ／Ｆ）１０３と、タスクプログラム記憶部１０４と、シーケンスコントローラ１０５と、指令値出力部１０６とを有する。

　システム制御部１０１には、制御／データバス１０９を介して各部が接続されている。システム制御部１０１はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）と半導体メモリ等を有し、動作制御装置１００を統括して制御する。

　動作制御装置１００には、圧力センサＩ／Ｆ１０２を介して圧力センサ３２０が接続されている。圧力センサ３２０は、ハンド装置３の吸着部３４の内圧を繰り返し計測する。圧力センサ３２０は、圧力値が閾値よりも低くなったとき、吸着検知信号を動作制御装置１００に対して送る。閾値は予め設定されており、吸着部３４にプリント基板８０が吸着されているときの圧力値に対応する。

　動作制御装置１００には、カメラＩ／Ｆ１０３を介してカメラ３３０が接続されている。カメラ３３０は、ロボット装置１の手首部４の先端、正面に取り付けられている。カメラ３３０は、シーケンスコントローラ１０５の制御に従って、インジケータランプ５３を撮影し、その撮影画像のデータを動作制御装置１００に送る。シーケンスコントローラ１０５は、送られた撮影画像のデータに対してカラー画像処理を行うことでインジケータランプ５３の色を抽出し、その抽出した色の種類に従って、タスクプログラムにおける次の処理を決定する。

　タスクプログラム記憶部１０４は、タスクプログラムのデータを記憶する。このタスクプログラムは、ロボット装置１に作業を実行させる手順、位置、動作、条件などを指示するシーケンスプログラムである。本実施形態においては、タスクプログラムには、検査対象のプリント基板８０をプリント基板検査装置５０で検査し、検査後のプリント基板８０を検査結果に応じた位置に仕分けるまでのハンド装置３の手先軌道、作業位置、各作業位置での動作タスクが手順とともに記述されている。このタスクプログラムは、例えば、事前のティーチングにより生成される。

　シーケンスコントローラ１０５は、システム制御部１０１によりロードされたタスクプログラムに従って、ロボット装置１の動作を制御する。シーケンスコントローラ１０５はタスクプログラムに従って、指令値を指令値出力部１０６に送る。

　指令値出力部１０６は、シーケンスコントローラ１０５から送られた指令値に応じた制御信号をモータドライバ２１０と電磁弁ドライバ３１０とに送る。例えば、指令値出力部１０６は、シーケンスコントローラ１０５の制御に従って、制御周期Δｔ（例えば、１０ｍｓ）経過後の、関節部Ｊ１－Ｊ６各々の位置指令値に応じた制御信号をモータドライバ２１０に送る。関節部Ｊ１－Ｊ６各々のモータドライバ２１０は、位置指令値に応じたパルス信号をステッピングモータに供給する。これにより、関節部Ｊ１－Ｊ６各々は制御周期Δｔ経過するまでに、位置指令値に対応する位置まで変位する。また、指令値出力部１０６は、シーケンスコントローラ１０５の制御に従って、真空吸着機能ＯＮ／ＯＦＦ、真空破壊機能ＯＮ／ＯＦＦに応じた制御信号を電磁弁ドライバ３１０に送る。電磁弁ドライバ３１０は、動作制御装置１００から送られた制御信号に従って、正圧弁と負圧弁との開閉を制御する。例えば、電磁弁ドライバ３１０は、真空吸着機能ＯＮに関する制御信号に従って負圧弁と正圧弁とを制御し、負圧弁は開放され、正圧弁は閉鎖される。これにより、吸着部３４には負圧が発生される。

　以下、タスクプログラムに記述されている複数の作業位置と、作業位置各々での作業内容について図７、図８を参照して説明する。図７は、図１のロボット装置１の作業位置を示す斜視図である。図８は、図７の平面図である。

　作業位置Ｐ０は、ハンド装置３の待機位置を表している。作業位置Ｐ１は、ハンド装置３による検査対象のプリント基板８０のピッキング動作が行われる位置を表している。作業位置Ｐ１は、検査対象のプリント基板８０をストックする基板ストッカー６０の上方に設定されている。作業位置Ｐ２は、ハンド装置３による検査対象のプリント基板８０のリリース動作が行われる位置を表している。作業位置Ｐ２は、載置テーブル５２の載置位置の上方に設定されている。作業位置Ｐ３は、ハンド装置３によるプリント基板検査装置５０の開始スイッチ５４のプッシュ動作が行われる位置を表している。作業位置Ｐ３は、吸着部３４の接触面３４１の中心位置が開始スイッチ５４の上面の中心位置の上方になるように設定されている。

　作業位置Ｐ４は、ハンド装置３による検査後のプリント基板８０のピッキング動作が行われる位置を表している。作業位置Ｐ４は、載置テーブル５２の載置位置の上方、好適には作業位置Ｐ２と同じ位置に設定されている。作業位置Ｐ５は、プリント基板検査装置５０による検査対象のプリント基板８０の検査結果が「良」のときに、ハンド装置３による検査後のプリント基板８０のリリース動作が行われる位置を表している。作業位置Ｐ５は、検査後のプリント基板８０をストックする基板ストッカ―７０内の検査結果が「良」のプリント基板８０をストックする位置の上方に設定されている。作業位置Ｐ６は、プリント基板検査装置５０による検査対象のプリント基板８０の検査結果が「不良」のときに、ハンド装置３による検査後のプリント基板８０のリリース動作が行われる位置を表している。作業位置Ｐ６は、検査後のプリント基板８０をストックする基板ストッカ―７０内の検査結果が「不良」のプリント基板８０をストックする位置の上方に設定されている。

　図９は、図２のロボット装置１の作業手順を示すフローチャートである。システム制御部１０１によりタスクプログラムがロードされると、ハンド装置３は、シーケンスコントローラ１０５の制御に従って以下の手順で動作する。なお、プリント基板検査装置５０とロボット装置１とを相互通信可能に電気的に接続してプリント基板検査装置５０の動作をロボット装置１の動作完了を表す制御信号を契機として開始させ、またロボット装置１の動作をプリント基板検査装置５０の動作完了を表す制御信号を契機として開始させ、そのようにロボット装置１とプリント基板検査装置５０とを連携させるようにしてもよい。しかし、本実施形態では、作業員に代わってロボット装置１がプリント基板検査装置５０に対して配置され、ロボット装置１がプリント基板検査装置５０を操作するものであり、プリント基板検査装置５０とロボット装置１とを電気的に分離させて、プリント基板検査装置５０の動作をその手動操作部に対するロボット装置１の操作を契機として開始させ、またロボット装置１の動作をその視覚センサによりプリント基板検査装置５０の動作完了を判断して開始させるものである。

　（ステップＳ１１）　検査対象のプリント基板８０をピッキング　
　ハンド装置３は作業位置Ｐ０から作業位置Ｐ１に移動される。作業位置Ｐ１で、ハンド装置３の吸着部３４には負圧が発生され、ハンド装置３は下降される。ハンド装置３の下降動作は、吸着部３４に検査対象のプリント基板８０が吸着されたのを契機に、つまり、吸着検知信号が出力されたのを契機に停止される。これにより、ハンド装置３は検査対象のプリント基板８０をピッキングできる。ステップＳ１１の処理で、検査対象のプリント基板８０がハンド装置３によりピッキングされる。

　（ステップＳ１２）　検査対象のプリント基板８０をリリース　
　ハンド装置３は作業位置Ｐ１から作業位置Ｐ２に移動される。作業位置Ｐ２で、ハンド装置３の吸着部３４には正圧が発生される。これにより、ハンド装置３は、ピッキングしていた検査対象のプリント基板８０を載置テーブル５２にリリースできる。ステップＳ１２の処理で、検査対象のプリント基板８０がプリント基板検査装置５０の載置テーブル５２にリリースされる。

　（ステップＳ１３）　プリント基板検査装置５０の開始スイッチ５４を操作　
　ハンド装置３は作業位置Ｐ２から作業位置Ｐ３に移動される。作業位置Ｐ３で、ハンド装置３の吸着部３４には圧縮空気が供給される。その状態でハンド装置３は下降される。その下降距離は、吸着部３４が開始スイッチ５４を押すための必要なストロークに設定されている。吸着部３４が開始スイッチ５４に接触したとき、吸着部３４の内部は正圧に導入される。吸着部３４に正圧が発生されていることで、開始スイッチ５４に押し付けられることによる吸着部３４の形状変化が抑えられ、ハンド装置３の吸着部３４と開始スイッチ５４とを緩衝する。開始スイッチ５４をステップＳ１３の処理で、プリント基板検査装置５０によるプリント基板８０の外観検査が開始される。なお、開始スイッチ５４を押す際に、吸着部３４の内部に負圧を導入させてもよいし、吸着部３４の内部を負圧でもなく正圧でもなく大気圧にしてもよい。吸着部３４の内部を負圧又は大気圧とすることによりハンド装置３の下降に伴って開始スイッチ５４を押し操作するときに吸着部３４が開始スイッチ５４に対してずれる事態を、吸着部３４の内部を正圧にする場合より抑制することができる。

　（ステップＳ１４）　検査後のプリント基板８０をピッキング　
　ハンド装置３は作業位置Ｐ３から作業位置Ｐ４に移動される。作業位置Ｐ４で、ハンド装置３の吸着部３４に負圧が発生され、ハンド装置３は下降される。ハンド装置３の下降動作は、吸着部３４に検査後のプリント基板８０が吸着されたのを契機に、つまり、吸着検知信号が出力されたのを契機に停止される。これにより、ハンド装置３は検査後のプリント基板８０をピッキングできる。ステップＳ１４の処理で、検査後のプリント基板８０がハンド装置３によりピッキングされる。

　（ステップＳ１５）　検査結果の確認動作　
　作業位置Ｐ４で、ロボット装置１により検査対象のプリント基板８０の検査結果が判別される。具体的には、ロボット装置１に取り付けられたカメラ３３０によりインジケータランプ５３が撮影され、その撮影画像に対してカラー画像処理が行われることで、インジケータランプ５３の色が判別される。インジケータランプ５３の色が「青」のときは、ステップＳ１６の処理が実行される。一方、インジケータランプ５３の色が「赤」のときは、ステップＳ１７の処理が実行される。

　（ステップＳ１６）　検査後のプリント基板８０をリリース　
　ハンド装置３は作業位置Ｐ４から作業位置Ｐ５に移動される。作業位置Ｐ５で、ハンド装置３の吸着部３４には正圧が発生される。これにより、ハンド装置３は、ピッキングしていた検査後のプリント基板８０を、基板ストッカ―７０内の検査結果が「良」のプリント基板８０をストックする位置にリリースできる。

　（ステップＳ１７）　検査後のプリント基板８０をリリース　
　ハンド装置３は作業位置Ｐ４から作業位置Ｐ６に移動される。作業位置Ｐ６で、ハンド装置３の吸着部３４には正圧が発生される。これにより、ハンド装置３は、ピッキングしていた検査後のプリント基板８０を、基板ストッカ―７０内の検査結果が「不良」のプリント基板８０をストックする位置にリリースできる。ステップＳ１６又はステップＳ１７の処理で、検査対象のプリント基板８０が、検査結果に応じて仕分けられる。

　（ステップＳ１８）　繰り返し動作　
　ステップＳ１１～ステップＳ１７の動作は、検査対象のプリント基板８０がなくなるまで繰り返し行われる。検査対象のプリント基板８０の有無は、例えば、検査対象のプリント基板８０の基板ストッカ―６０をカメラ３３０により撮影し、その撮影画像に基づいて判定することができる。なお、ステップＳ１１～ステップＳ１７の動作は、事前に作業者により設定された回数、繰り返し行われるようにしてもよい。

　以上説明したロボット装置１によれば、人間が行うのと同じように、検査対象のプリント基板８０をプリント基板検査装置５０で検査し、検査後のプリント基板８０を検査結果に応じた位置に仕分けることができる。

　従来の肘関節を有するロボット装置１は、その可動領域が本実施形態に係るロボット装置１に比べて広い。また、従来のロボット装置１は、構造上の特異点を回避するための急な旋回動等をする場合がある。周囲の作業者にとって、手首部４を動かすための根元３軸の動きを予測することは容易ではない。これらの理由から、従来のロボット装置１は、配置自由度が低く、また、ライン上を流れてくるワークに対して作業を行う等の受動的な作業しか行えなかった。

　一方、本実施形態に係るロボット装置１は、肘関節に代わって直動伸縮関節を備えることで、ロボット装置１の手首部４が人間の手首が動く領域と同じ領域を動く場合に、その可動領域を人間の手の可動領域よりも狭くすることができる。また、アーム部２は手首部４から基部１０までの直線的な範疇で動くことから、周囲の作業者が手首部４の動きからアーム部２の動きを容易に予測することができる。また、ロボット装置１の多関節アーム機構２００は、構造上特異点を解消していることから、特異点を回避するための急な旋回動作等をする必要がない。これらの理由から、本実施形態に係るロボット装置１は、人間と同じように配置することができ、例えば、プリント基板検査装置５０の近傍に配置できるようになった。また、本実施形態に係るロボット装置１のハンド装置３は、プリント基板８０の吸着とプリント基板検査装置５０の開始スイッチ５４の操作とに兼用可能な構造を有する吸着部３４を備えることで、人間が行うのと同じように、検査対象のプリント基板８０をプリント基板検査装置５０にセットし、開始スイッチ５４を押して検査し、検査後のプリント基板８０を検査結果に応じた位置に仕分ける、等の能動的な作業を行わせることができる。なお、本実施形態にハンド装置３は、外部装置の手動操作部を操作する機能と、その外部装置にワークを提供するために該ワークを保持する機能とを兼用する構成備えていればよい。例えば、ワークを保持するためにハンド装置３は把持部を備え、その把持部に把持部の接近離反方向とは垂直に例えば下向きに弾性体突起を装備させることにより、ワークを把持により保持する機能と、その弾性体突起により外部装置の手動操作部を操作する機能とを兼用させてもよい。

　これを応用して、複数のロボット装置１を互いに近接して配置し、複数のロボット装置１が一連の作業を協働して行うようにしてもよい。図１０は、図２のロボット装置１の他の配置を示す平面図である。図１０に示すように、壁９０から順に検査装置５０Ａ、５０Ｂ，５０Ｃが隣接して配置され、これら検査装置５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃの前にそれぞれロボット装置１Ａ，１Ｂ、１Ｃを配置してもよい。ロボット装置１Ａは、基板ストッカ―６０から検査対象のプリント基板８０をピッキングし、検査装置５０Ａにセットし、開始スイッチ５４Ａを押し、検査装置５０Ａで検査されたプリント基板８０を次の検査装置Ｂにセットする。ロボット装置１Ｂは、検査装置５０Ｂにプリント基板８０がセットされたのを契機に、開始スイッチ５４Ｂを押し、検査装置５０Ｂで検査されたプリント基板８０を次の検査装置Ｃにセットする。ロボット装置１Ｃは、検査装置５０Ｃにプリント基板８０がセットされたのを契機に、開始スイッチ５４Ｃを押し、検査装置Ｃで検査されたプリント基板８０を、基板ストッカ―７０の検査結果に応じた位置に仕分ける。これらロボット装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃを相互通信可能に電気的に接続して各ロボット装置の動作を他のロボット装置の動作完了を表す制御信号を契機として開始させ、そのように相互に連携させるようにしてもよい。またロボット装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃを電気的に分離させて、各ロボット装置の動作開始をそのロボット装置のセンサ出力又はシーケンス制御により独立動作可能に設けてもよい。

　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…ロボット装置、２…アーム部、３…ハンド装置、４…手首部、５０…プリント基板検査装置、５１…筐体、５２…載置テーブル、５３…インジケータ、５４…開始スイッチ、５５，５６…モード選択スイッチ、６０、７０…基板ストッカ―、８０…プリント基板

Claims (9)

1. 　ワークに対する作業を担う、手動操作部を備えた外部装置の近傍に配置され、前記外部装置とワーク置場との間でワークを搬送するための多関節アーム機構を備えたロボット装置において、
   　前記多関節アーム機構は旋回自在及び起伏自在に設けられた直動伸縮性を備えたアーム部の先端に手首関節部が装備されてなり、
   　前記手首関節部には前記ワークを保持する保持部が取り付けられ、
   　前記保持部は、前記ワークの保持とともに前記外部装置の前記手動操作部を操作するために弾性体で構成された少なくとも一の真空吸着部を有することを特徴とするロボット装置。
2. 　前記真空吸着部は蛇腹形状を備えた筒状体に構成されることを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
3. 　前記真空吸着部はシリコン樹脂製であることを特徴とする請求項２記載のロボット装置。
4. 　前記保持部は複数の真空吸着部を有し、
   　前記複数の真空吸着部は内径又は外径の異なる筒状体に構成され、前記複数の真空吸着部の一が前記外部装置の前記手動操作部を操作するために選択的に使用されることを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
5. 　前記ワークの保持に際しては前記真空吸着部の内部を負圧に導入し、前記手動操作部の操作に際しては前記真空吸着部の内部を負圧又は正圧に導入するために前記真空吸着部と負圧源又は正圧源との間の経路上の電磁弁の開閉を制御する制御部を有することを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
6. 　前記ワークの保持に際しては前記真空吸着部の内部を負圧に導入し、前記手動操作部の操作に際しては前記真空吸着部の内部を大気圧に導入するために前記真空吸着部と負圧源又は正圧源との間の経路上の電磁弁の開閉を制御する制御部を有することを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
7. 　前記アーム部は、
   　屈曲可能に連結され、前記連結コマの屈曲が拘束されることにより柱状体に構成される複数の連結コマと、
   　前記柱状体を支持する射出部と、
   　前記連結コマを屈曲可能な状態で前記基部内に収納する収納部とを有することを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
8. 　ワークに対する作業を担う、手動操作部を備えた外部装置の近傍に配置される多関節アーム機構を備えたロボット装置において、
   　前記多関節アーム機構は旋回自在及び起伏自在に設けられた直動伸縮性を備えたアーム部の先端に手首関節部が装備されてなり、
   　前記手首関節部には前記ワークを保持する保持部が取り付けられ、
   　前記保持部は、前記ワークの保持とともに前記外部装置の前記手動操作部を操作するために弾性体で構成されることを特徴とするロボット装置。
9. 　ワークに対する作業を担う、手動操作部を備えた外部装置の近傍に配置される多関節アーム機構を備えたロボット装置において、
   　前記多関節アーム機構は扇形状の可動領域を備えたアーム部の先端に手首関節部が装備されてなり、
   　前記手首関節部には前記ワークを保持する保持部が取り付けられ、
   　前記保持部は、前記ワークの保持とともに前記外部装置の前記手動操作部を操作するために弾性体で構成された少なくとも一の真空吸着部を有することを特徴とするロボット装置。

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