JP2016190298A

JP2016190298A - ロボットおよびロボットシステム

Info

Publication number: JP2016190298A
Application number: JP2015071203A
Authority: JP
Inventors: 和重赤羽; Kazue Akaha; 吉村　和人; Kazuto Yoshimura; 和人吉村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2016-11-10
Also published as: CN106002930A; US10195750B2; US20160288335A1

Abstract

【課題】ロボットの先端部の位置を第１回動軸周りに１８０°異なる位置に移動させる動作を、ロボットが干渉しないための空間を小さくしても実現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】ロボットは、第１面に設けられた基台と、前記基台に設けられたロボットアームとを備え、前記ロボットアームは、第ｎ（ｎは１以上の整数）アームと第（ｎ＋１）アームとを有し、前記第ｎアームは、第ｎ回動軸周りに回動可能であり、前記第（ｎ＋１）アームは、前記第ｎ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（ｎ＋１）回動軸周りに回動可能に設けられ、前記第ｎアームの長さは、前記第（ｎ＋１）アームの長さよりも長く、前記第（ｎ＋１）回動軸の軸方向から見て、前記第ｎアームと前記第（ｎ＋１）アームとが重なることが可能であり、前記基台と前記ロボットアームとの接続部分が、前記第１面よりも鉛直方向上側に位置している。【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、ロボットアームを備えたロボットが知られている。ロボットアームは複数のアーム（アーム部材）が関節部を介して連結され、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、ハンドが装着される。関節部はモーターにより駆動され、その関節部の駆動により、アームが回動する。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。

このようなロボットとして、特許文献１には、垂直多関節ロボットが開示されている。特許文献１に記載のロボットでは、基台に対してハンドを、最も基端側（最も上流側）の回動軸（鉛直方向に延びる回動軸）である第１回動軸周りに１８０°異なる位置に移動させる動作は、基台に対して最も基端側のアームである第１アームを、前記第１回動軸周りに回動させることにより行う構成になっている。

特開２０１４−４６４０１号公報

特許文献１に記載のロボットでは、ハンドを基台に対して第１回動軸周りに１８０°異なる位置に移動させる場合に、ロボットが干渉しないようにするための大きな空間を必要とする。

本発明の目的は、ロボットの先端部の位置を第１回動軸周りに１８０°異なる位置に移動させる動作を、ロボットが干渉しないための空間を小さくしても実現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にある。

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。

（適用例１）
本発明のロボットは、第１面に設けられた基台と、
前記基台に設けられたロボットアームと、を備え、
前記ロボットアームは、第ｎ（ｎは１以上の整数）アームと第（ｎ＋１）アームとを有し、
前記第ｎアームは、第ｎ回動軸周りに回動可能であり、
前記第（ｎ＋１）アームは、前記第ｎ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（ｎ＋１）回動軸周りに回動可能に設けられ、
前記第ｎアームの長さは、前記第（ｎ＋１）アームの長さよりも長く、前記第（ｎ＋１）回動軸の軸方向から見て、前記第ｎアームと前記第（ｎ＋１）アームとが重なることが可能であり、
前記基台と前記ロボットアームとの接続部分が、前記第１面よりも鉛直方向上側に位置していることを特徴とする。

これにより、第ｎ＋１アームの先端を第ｎ回動軸周りに１８０°異なる位置に移動させる場合にロボットが干渉しないようにするための空間を小さくすることができる。

また、ロボットを設置スペースの床、作業台、地上等に設置することにより、その設置のための構成を簡素化することができ、また、ロボットの設置作業を容易かつ迅速に行うことができる。

（適用例２）
本発明のロボットでは、前記第ｎアームを回動させず、前記第（ｎ＋１）アームを回動させることにより、前記ロボットアームの先端を第１位置から、前記第（ｎ＋１）回動軸の軸方向から見て前記第ｎアームと前記第（ｎ＋１）アームとのなす角度が０°となる状態を経て、前記第ｎ回動軸周りに１８０°異なる第２位置に移動させることが可能であることが好ましい。

これにより、ロボットアームの先端を第１位置から第２位置に移動させる場合にロボットが干渉しないようにするための空間を小さくすることができる。

（適用例３）
本発明のロボットでは、前記ロボットアームの先端は、水平方向に移動可能であることが好ましい。
これにより、多彩な作業を行うことができる。

（適用例４）
本発明のロボットでは、前記ロボットアームの先端は、鉛直方向に移動可能であることが好ましい。
これにより、多彩な作業を行うことができる。

（適用例５）
本発明のロボットでは、前記第１面は、水平面と平行であることが好ましい。

これにより、ロボットを設置するための構成を簡素化することができ、また、ロボットの設置作業を容易かつ迅速に行うことができる。

（適用例６）
本発明のロボットシステムは、第１面を有するセルと、
前記第１面に設けられた基台および前記基台に設けられたロボットアームとを有するロボット、とを備え、
前記ロボットアームは、第ｎ（ｎは１以上の整数）アームと第（ｎ＋１）アームとを有し、
前記第ｎアームは、第ｎ回動軸周りに回動可能であり、
前記第（ｎ＋１）アームは、前記第ｎ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（ｎ＋１）回動軸周りに回動可能に設けられ、
前記第ｎアームの長さは、前記第（ｎ＋１）アームの長さよりも長く、前記第（ｎ＋１）回動軸の軸方向から見て、前記第ｎアームと前記第（ｎ＋１）アームとが重なることが可能であり、
前記基台と前記ロボットアームとの接続部分が、前記第１面よりも鉛直方向上側に位置していることを特徴とする。

これにより、第ｎ＋１アームの先端を第ｎ回動軸周りに１８０°異なる位置に移動させる場合にロボットが干渉しないようにするための空間を小さくすることができる。これによって、セルの小型化を図ることができ、ロボットシステムを設置するための設置スペースを小さくすることができる。

また、ロボットをセル内の床、作業台等に設置することにより、その設置のための構成を簡素化することができ、また、ロボットの設置作業を容易かつ迅速に行うことができる。

本発明のロボットシステムの実施形態を示す斜視図である。図１に示すロボットシステムのロボットの斜視図である。図１に示すロボットシステムのロボットの概略図である。図１に示すロボットシステムの正面図におけるロボットの図である。図１に示すロボットシステムの正面図におけるロボットの図である。図１に示すロボットシステムの正面図におけるロボットの図である。図１に示すロボットシステムのロボットの作業の際の動作を説明するための図である。図１に示すロボットシステムのロボットの作業の際の動作を説明するための図である。図１に示すロボットシステムのロボットの作業の際の動作を説明するための図である。図１に示すロボットシステムのロボットの作業の際の動作を説明するための図である。図１に示すロボットシステムのロボットの作業の際の動作を説明するための図である。図１に示すロボットシステムのロボットの作業の際の動作を説明するための図である。図１に示すロボットシステムのロボットの作業の際の動作を説明するための図である。図１に示すロボットシステムのロボットの作業の際の動作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好適な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を示す斜視図である。図２は、図１に示すロボットシステムのロボットの斜視図である。図３は、図１に示すロボットシステムのロボットの概略図である。図４〜図６は、それぞれ、図１に示すロボットシステムの正面図におけるロボットの図である。図７〜図１４は、それぞれ、図１に示すロボットシステムのロボットの作業の際の動作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４〜図１４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１４中の基台側を「基端」または「上流」、その反対側（ハンド側）を「先端」または「下流」と言う。また、図１、図４〜図１４中の上下方向が鉛直方向である。また、図２では、セル内に設置されていない状態のロボットが図示されている。また、図７〜図１４では、セルは、作業台のみが図示されている。

図１に示すロボットシステム１００は、セル５と、セル５内に設けられたロボット（産業用ロボット）１とを有するロボットセル５０を備えている。ロボット１は、ロボット本体（本体部）１０と、ロボット本体１０（ロボット１）の作動を制御する図示しないロボット制御装置（制御部）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。また、ロボット１は、例えば、当該精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送および組立等の各作業を行うことができる。

なお、ロボット制御装置は、セル５内に配置されていてもよく、また、セル５の外部に配置されていてもよい。また、ロボット制御装置がセル５内に配置されている場合、そのロボット制御装置は、ロボット本体１０（ロボット１）に内蔵されていてもよく、また、ロボット本体１０とは、別体であってもよい。また、ロボット制御装置は、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。

〈セル〉
図１に示すように、セル５は、ロボット１を囲む（収納する）部材であり、移設を容易に行えるようになっている。このセル５内において、主に、ロボット１が組立等の作業を行う。

セル５は、セル５全体を例えば床等の設置スペースに設置させる４つの足部５４と、４つの足部５４に支持されている枠体部５１と、枠体部５１の下方に設けられた作業台（台部）５２とを有している。また、セル５を鉛直方向から見たときのセル５の外形形状は、特に限定されないが、本実施形態では、正方形である。なお、前記外形形状は、例えば、長方形等でもよい。

枠体部５１は、鉛直方向（図１中上下方向）に延在している４つの支柱５１１と、４つの支柱５１１の上端に設けられた枠状の上部５１３とを有している。

作業台５２は、本実施形態では、直方体形状をなしており、その６面に四角形（矩形）の板体を有している。この作業台５２は、鉛直方向から見て、その４隅が枠体部５１の４つの支柱５１１に支持されている。ロボット１は、この作業台５２の作業面５２１において、各作業を行うことができる。

また、作業台５２は、ロボット１を支持する部材であり、作業台５２の作業面（第１面）５２１に、後述するロボット１の基台１１が固定（支持）されている。この作業面５２１は、水平面と平行な平面である。

また、作業台５２を省略し、例えば、セル５内に床を設け、その床の床面を第１面とし、床面に、ロボット１の基台１１が固定（支持）されていてもよい。なお、前記床面は、水平面と平行な平面である。

また、作業台５２よりも上側の隣り合う支柱５１１同士の間、すなわち、枠体部５１の４つの側面および上部５１３には、それぞれ、例えば作業者や粉塵等の異物が枠体部５１内に侵入しないようにするために安全板（図示せず）等が設置されていてもよい。

また、セル５は、足部５４を有していなくてもよい。その場合には、作業台５２が、直接、設置スペースに設置されていてもよい。

〈ロボット〉
図２〜図４に示すように、ロボット本体１０は、基台（支持部）１１と、ロボットアーム６とを有している。ロボットアーム６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）１６および第６アーム（第６アーム部材）（腕部）１７（６つのアーム）と、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（６つの駆動源）とを備えている。なお、第５アーム１６および第６アーム１７によりリストが構成され、第６アーム１７の先端には、例えば、ハンド９１等のエンドエフェクター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１６と、第６アーム１７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１６および第６アーム１７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」とも言う。

図１および図４に示すように、基台１１は、セル５の作業台５２の作業面５２１に固定される部分（取り付けられる部材）である。この固定方法としては、特に限定されず、例えば、複数本のボルトによる固定方法等を採用することができる。

また、本実施形態では、基台１１の先端部に設けられた板状のフランジ１１１が作業面５２１に取り付けられているが、基台１１の作業面５２１への取り付け箇所は、これに限定されず、例えば、基台１１の基端面（図４中の下側の端面）であってもよい。

ここで、このロボット１は、基台１１が作業面５２１に設置されているので、基台１１とロボットアーム６との接続部分、すなわち、後述する軸受部６２の中心（図５参照）は、作業面（第１面）５２１よりも鉛直方向上側に位置している。

また、第１アーム１２と第２アーム１３との接続部分、すなわち、第２アーム１３を回動可能に支持する図示しない軸受部の中心は、軸受部６２の中心よりも鉛直方向上側に位置している。

なお、基台１１には、後述する関節１７１が含まれていてもよく、また、含まれていなくてもよい（図３参照）。

また、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１６および第６アーム１７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。

図２〜図４に示すように、第１アーム１２は、屈曲した形状をなしている。第１アーム１２は、図４の状態で説明すると、基台１１に接続され、基台１１から後述する第１回動軸Ｏ１の軸方向（鉛直方向）であって図４中上側に延出した第１部分１２１と、第１部分１２１の図４中の上端から第２回動軸Ｏ２の軸方向（水平方向）であって図４中右側に延出した第２部分１２２と、第２部分１２２の第１部分１２１とは反対の端部に設けられ、第１回動軸Ｏ１の軸方向（鉛直方向）であって図４中上側に延出した第３部分１２３と、第３部分１２３の第２部分１２２とは反対の端部から第２回動軸Ｏ２の軸方向（水平方向）であって図４中左側に延出した第４部分１２４とを有している。なお、これら第１部分１２１、第２部分１２２、第３部分１２３および第４部分１２４は、一体で形成されている。また、第２部分１２２と第３部分１２３とは、第１回動軸Ｏ１および第２回動軸Ｏ２の双方と直交する方向から見て（図４の紙面手前から見て）、ほぼ直交（交差）している。

第２アーム１３は、長手形状をなし、第１アーム１２の先端部、すなわち、第４部分１２４の第３部分１２３とは反対の端部に接続されている。

第３アーム１４は、長手形状をなし、第２アーム１３の先端部、すなわち、第２アーム１３の第１アーム１２が接続されている端部とは反対の端部に接続されている。

第４アーム１５は、第３アーム１４の先端部、すなわち、第３アーム１４の第２アーム１３が接続されている端部とは反対の端部に接続されている。第４アーム１５は、互いに対向する１対の支持部１５１、１５２を有している。支持部１５１、１５２は、第４アーム１５の第５アーム１６との接続に用いられる。

第５アーム１６は、支持部１５１、１５２の間に位置し、支持部１５１、１５２に接続されることで第４アーム１５と連結している。

第６アーム１７は、平板状をなし、第５アーム１６の基端部に接続されている。また、第６アーム１７には、その先端部（第５アーム１６と反対側の端部）に、エンドエフェクターとして、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９１が着脱可能に装着される。このハンド９１の駆動は、ロボット制御装置により制御される。なお、ハンド９１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９１で精密機器、部品等を把持したまま、アーム１２〜１７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。

図２〜図４に示すように、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。関節１７１は、互いに連結された第１アーム１２を基台１１に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、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を中心に（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が取り付けられた作業台５２の作業面５２１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周りの回動は、モーター４０１Ｍを有する第１駆動源４０１の駆動によりなされる。また、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を介してロボット制御装置により制御される。なお、第１駆動源４０１はモーター４０１Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０１Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよい。

また、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。関節１７２は、互いに連結された第１アーム１２と第２アーム１３のうちの一方を他方に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、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を中心に（第２回動軸Ｏ２周りに）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周りの回動は、モーター４０２Ｍを有する第２駆動源４０２の駆動によりなされる。また、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を介してロボット制御装置により制御される。なお、第２駆動源４０２はモーター４０２Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０２Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよい。また、第２回動軸Ｏ２は、第１回動軸Ｏ１に直交する軸と平行であってもよく、また、第２回動軸Ｏ２は、第１回動軸Ｏ１と直交していなくても、軸方向が互いに異なっていればよい。

また、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。関節１７３は、互いに連結された第２アーム１３と第３アーム１４のうちの一方を他方に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、第３アーム１４は、第２アーム１３に対して、水平方向と平行な第３回動軸Ｏ３を中心に（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周りの回動は、第３駆動源４０３の駆動によりなされる。また、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を介してロボット制御装置により制御される。なお、第３駆動源４０３はモーター４０３Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０３Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよい。

また、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。関節１７４は、互いに連結された第３アーム１４と第４アーム１５のうちの一方を他方に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、第４アーム１５は、第３アーム１４（基台１１）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を中心に（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周りの回動は、第４駆動源４０４の駆動によりなされる。また、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を介してロボット制御装置により制御される。なお、第４駆動源４０４はモーター４０４Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０４Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、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、また、第４回動軸Ｏ４は、第３回動軸Ｏ３と直交していなくても、軸方向が互いに異なっていればよい。

また、第４アーム１５と第５アーム１６とは、関節（ジョイント）１７５を介して連結されている。関節１７５は、互いに連結された第４アーム１５と第５アーム１６の一方を他方に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、第５アーム１６は、第４アーム１５に対し、第４アーム１５の中心軸方向と直交する第５回動軸Ｏ５を中心に（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周りの回動は、第５駆動源４０５の駆動によりなされる。また、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を介してロボット制御装置により制御される。なお、第５駆動源４０５はモーター４０５Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０５Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、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く、また、第５回動軸Ｏ５は、第４回動軸Ｏ４と直交していなくても、軸方向が互いに異なっていればよい。

また、第５アーム１６と第６アーム１７とは、関節（ジョイント）１７６を介して連結されている。関節１７６は、互いに連結された第５アーム１６と第６アーム１７の一方を他方に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、第６アーム１７は、第５アーム１６に対し、第６回動軸Ｏ６を中心に（第６回動軸Ｏ６周りに）回動可能となっている。第６回動軸Ｏ６は、第５回動軸Ｏ５と直交している。この第６回動軸Ｏ６周りの回動は、第６駆動源４０６の駆動によりなされる。また、第６駆動源４０６の駆動は、モーターとケーブル（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を介してロボット制御装置により制御される。なお、第６駆動源４０６はモーター４０６Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０６Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよい。また、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く、また、第６回動軸Ｏ６は、第５回動軸Ｏ５と直交していなくても、軸方向が互いに異なっていればよい。
以上、ロボット１の構成について簡単に説明した。

次に、第１アーム１２〜第６アーム１７の関係について説明するが、表現等を変え、種々の視点から説明する。また、第３アーム１４〜第６アーム１７については、これらを真っ直ぐに伸ばした状態、すなわち、最も長くした状態、換言すれば、第４回動軸Ｏ４と第６回動軸Ｏ６とが一致しているか、または平行である状態で考えることとする。

まず、図５に示すように、第１アーム１２の長さＬ１は、第２アーム１３の長さＬ２よりも長く設定されている。

ここで、第１アーム１２の長さＬ１とは、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２回動軸Ｏ２と、第１アーム１２を回動可能に支持する軸受部６２の図５中の左右方向に延びる中心線６２１との間の距離である。

また、第２アーム１３の長さＬ２とは、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２回動軸Ｏ２と、第３回動軸Ｏ３との間の距離である。

また、図６に示すように、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θを０°にすることが可能なように構成されている。すなわち、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第１アーム１２と第２アーム１３とが重なることが可能なように構成されている。

そして、第２アーム１３は、角度θが０°の場合、すなわち、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第１アーム１２と第２アーム１３とが重なった場合、基台１１が設けられた作業台５２の作業面５２１および第１アーム１２の第２部分１２２と干渉しないように構成されている。なお、基台１１の基端面が作業面５２１に取り付けられている場合も同様に、第２アーム１３は、作業面５２１および第１アーム１２の第２部分１２２と干渉しないように構成されている。

ここで、前記第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θとは、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２回動軸Ｏ２と第３回動軸Ｏ３とを通る直線（第２回動軸Ｏ２の軸方向から見た場合の第２アーム１３の中心軸）６１と、第１回動軸Ｏ１とのなす角度である。

また、第１アーム１２を回動させず、第２アーム１３を回動させることにより、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て角度θが０°となる状態（第１アーム１２と第２アーム１３とが重なった状態）を経て、第２アーム１３の先端を、第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる位置に移動させることが可能である（図７参照）。すなわち、第１アーム１２を回動させず、第２アーム１３を回動させることにより、ロボットアーム６の先端（第６アーム１７の先端）を図７（ａ）に示す第１位置から、角度θが０°となる状態を経て、第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる図７（ｅ）に示す第２位置に移動させることが可能である（図７参照）。なお、第３アーム１４〜第６アーム１７は、それぞれ、必要に応じて回動させる。

また、第２アーム１３の先端を第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる位置に移動させる際（ロボットアーム６の先端を第１位置から第２位置に移動させる際）は、第１回動軸Ｏ１の軸方向から見て、第２アーム１３の先端およびロボットアーム６の先端は、直線上を移動する。

また、第３アーム１４〜第６アーム１７の合計の長さＬ３は、第２アーム１３の長さＬ２よりも長く設定されている。

これにより、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２アーム１３と第３アーム１４とを重ねたとき、第２アーム１３から第６アーム１７の先端を突出させることができる。これよって、ハンド９１が、第１アーム１２および第２アーム１３と干渉することを防止することができる。

ここで、第３アーム１４〜第６アーム１７の合計の長さＬ３とは、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第３回動軸Ｏ３と、第６アーム１７の先端との間の距離である（図５参照）。この場合、第３アーム１４〜第６アーム１７は、図５に示すように、第４回動軸Ｏ４と第６回動軸Ｏ６とが一致しているか、または平行である状態である。

また、図６に示すように、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２アーム１３と、第３アーム１４とが重なることが可能なように構成されている。

すなわち、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第１アーム１２と、第２アーム１３と、第３アーム１４とが同時に重なることが可能なように構成されている。

このロボット１では、上記のような関係を満たすことにより、第１アーム１２を回動させず、第２アーム１３、第３アーム１４を回動させることにより、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θが０°となる状態（第１アーム１２と第２アーム１３とが重なった状態）を経て、ハンド９１（第６アーム１７の先端）を第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる位置に移動させることができる。そして、この動作を用いて、効率良く、ロボット１を駆動することができ、また、ロボット１が干渉しないようにするために設ける空間を小さくすることができ、また、以下に述べるような種々の利点を有する。

また、ロボット１は、前述したような構成を有しているため、ロボット１の設置スペース、すなわち、セル５を従来よりも小さくすることができる。これにより、セル５を設置するための設置スペースの面積（設置面積）、すなわち、セル５を鉛直方向から見たときのセル５の面積Ｓを、従来よりも小さくすることができる。具体的には、面積Ｓを、例えば従来の面積の６４％以下にすることができる。そのため、セル５の幅（水平方向方向の一辺の長さ）Ｗを、従来の幅より小さく、具体的には、例えば、従来の幅の８０％以下にすることができる。なお、前述したように、本実施形態では、鉛直方向から見たときセル５が正方形をなしており、このため、図１中の縦方向におけるセル５の幅（奥行き）Ｗと、図１中の横方向におけるセル５の幅（横幅）Ｗとが同じであるが、これらは異なっていてもよい。その場合には、いずれか一方または両方の幅Ｗを、例えば、従来の８０％以下にすることができる。

また、面積Ｓは、具体的には、６３７５００ｍｍ^２未満であるのが好ましく、５０００００ｍｍ^２以下であるのがより好ましく、４０００００ｍｍ^２以下であるのがさらに好ましく、３６００００ｍｍ^２以下であるのが特に好ましい。このような面積Ｓであっても、第２アーム１３の先端を第２回動軸周りに１８０°異なる位置に移動させる場合にロボット１がセル５に干渉しないようにすることができる。そのため、セル５の小型化を図ることができ、ロボットシステム１００を設置するための設置スペースを小さくすることができる。このため、例えば、ロボットセル５０を複数配列することにより製造ラインを構成した場合、その生産ラインの長さいが長くなることを抑制することができる。

また、特に、４０００００ｍｍ^２以下の面積Ｓは、人間が作業する作業領域の大きさとほぼ同等または同等以下である。このため、面積Ｓが４０００００ｍｍ^２以下であると、例えば、人間とロボットセル５０との交換を容易に行うことができ、よって、人間とロボットセル５０とを交換することで、製造ラインを変更することができる。なお、面積Ｓは１００００ｍｍ^２以上であるのが好ましい。これにより、ロボットセル５０内部のメンテナンスを容易にすることができる。

また、幅Ｗは、具体的には、８５０ｍｍ未満であるのが好ましく、７５０ｍｍ未満であるのがより好ましく、６５０ｍｍ以下であるのがさらに好ましい。これにより、上述した効果と同様の効果を十分に発揮することができる。なお、幅Ｗは、セル５の平均幅（枠体部５１の平均幅）である。なお、幅Ｗは１００ｍｍ以上であるのが好ましい。これにより、ロボットセル５０内部のメンテナンスを容易にすることができる。

また、ロボット１は、前述したような構成を有しているため、セル５の高さ（鉛直方向の長さ）Ｌを、従来の高さより低くすることができる。具体的には、高さＬを、例えば従来の高さの８０％以下にすることができる。

また、高さＬは、具体的には、１７００ｍｍ以下であるのが好ましく、１０００ｍｍ以上１６５０ｍｍ以下であるのがより好ましい。前記上限値以下であると、セル５内でロボット１が動作した際の振動の影響をより一層抑制することができる。なお、上記の高さＬとは、足部５４を含むセル５の平均高さである。

次に、ロボット１が行う給材、除材、搬送、組立等の作業およびその作業の際のロボット１の動作の構成例を２つ説明する。この場合、図８に示すように、作業台５２の図８中左側にベルトコンベア７が設置されているものとする。なお、ベルトコンベア７は、搬送物に粉塵等が付着しないように、図示の構成よりも高い位置に設置されていてもよい。

まず、１つ目の作業では、複数の基板（ワーク）８が垂直に配置されたラック８０が作業台５２に載置されており、ロボット１は、そのラック８０から基板８を取り出し、ベルトコンベア７に搬送する。この場合、ラック８０は、ロボット１の第１回動軸Ｏ１を中心にして、ベルトコンベア７の基板８を搬送する位置から約１８０°回動した位置に配置されている。

この作業では、まず、ロボット１は、図８に示すように、ラック８０に配置されている基板８の凸部８１をハンド９１で把持し、図９に示すように、基板８の垂直な姿勢を保ちつつ、基板８（ロボットアーム６の先端）を鉛直方向上方に移動させ、最後に、図１０に示すように、基板８を水平な姿勢にする。

次に、ロボット１は、図１１に示すように、基板８の水平な姿勢を保ち、また、基板８（ロボットアーム６の先端）の高さ（鉛直方向の位置）を一定に保ちつつ、基板８を水平方向であってベルトコンベア７の方向に移動させる。

この際は、ロボット１は、第１アーム１２は、回動させず、第２アーム１３と、第３アーム１４と、第５アーム１６とを回動させる。このため、第１回動軸Ｏ１の軸方向から見て、第２アーム１３の先端およびロボットアーム６の先端は、直線上を移動する。なお、必要に応じて、第１アーム１２、第４アーム１５、第６アーム１７のうちの任意のものを回動させて微調整を行ってもよい。

次に、ロボット１は、図１２に示すように、基板８の上下を反転させる。そして、ロボット１は、図１３に示すように、基板８の水平な姿勢を保ちつつ、基板８を鉛直方向下方に移動させ、図１４に示すように、べルトコンベア７に載置する。

そして、基板８は、ベルトコンベア７により、次のセルの位置まで搬送され、例えば、蒸着等の所定の処理が行われる。

２つ目の作業では、基板８に対して蒸着等の所定の処理が行われた後、ベルトコンベア７により搬送されてきた前記基板８を把持し、ラック８５に搬送し、垂直に配置する。つまり、２つ目の作業は、ロボット１の動きが１つ目の作業と逆である。
以降、前記と同様の動作が繰り返される。

以上、２つの例を挙げて説明したように、ロボット１は、ロボットアーム６の先端を鉛直方向および水平方向に移動させることができ、また、第１アーム１２は、回動させず、第２アーム１３と、第３アーム１４と、第５アーム１６とを回動させることにより、第１回動軸Ｏ１の軸方向から見て、第２アーム１３の先端およびロボットアーム６の先端が直線上を移動するので、狭い作業領域においても作業を行うことができる、すなわち、ロボット１が干渉しないようにするための空間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では、ロボット１は、第１アーム１２を回動させず、第２アーム１３、第３アーム１４等を回動させることにより、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θが０°となる状態（第１アーム１２と第２アーム１３とが重なった状態）を経て、ハンド９１（ロボットアーム６の先端）を第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる位置に移動させることができるので、ロボット１が干渉しないようにするための空間を小さくすることができる。これにより、セル５の小型化を図ることができ、ロボットシステム１００を設置するための設置スペースを小さくすることができる。そして、例えば、ロボットシステム１００を生産ラインに沿って、単位長さ当たりに多く配置することができ、生産ラインを短縮することができる。

また、ハンド９１を移動させる場合、ロボット１の動きを少なくすることができる。例えば、第１アーム１２を回動させないか、または、第１アーム１２の回動角度を小さくすることができ、これにより、タクトタイムを短縮することができ、作業効率を向上させることができる。

また、ロボット１の基台１１をセル５内の作業台５２に設置することにより、ロボット１をセルの天井や壁に設置する場合に比べて、ロボット１の重心の位置が低くなり、ロボット１の振動の影響を小さくすることができる。すなわち、ロボット１の動作による反力により発生する振動を抑制することができる。

また、ロボット１の基台１１をセル５内の作業台５２に設置することにより、その設置のための構成を簡素化することができ、また、ロボット１の設置作業を容易かつ迅速に行うことができる。

また、ロボット１の基台１１をセル５内の作業台５２に設置することにより、ロボット１をセルの天井や壁に設置する場合に比べて、ロボット１から出た粉塵等が作業における対象物に付着することを抑制することができる。

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、前記実施形態では、ロボットは、セル内に設置されているが、本発明では、これに限定されず、例えば、セルが省略されていてもよい。この場合、基台１１の固定箇所としては、例えば、設置スペースの床、作業台、地上等が挙げられる。

また、前記実施形態では、第１面は、水平面と平行であるが、本発明では、これに限定されず、例えば、水平面に対して傾斜していてもよい。すなわち、第１回動軸は、鉛直方向に対して傾斜していてもよい。

また、前記実施形態では、特許請求の範囲に規定した第ｎ回動軸、第ｎアーム、第（ｎ＋１）回動軸、第（ｎ＋１）アームの条件（関係）について、ｎが１の場合、すなわち、第１回動軸、第１アーム、第２回動軸、第２アームにおいて、その条件を満たす場合について説明したが、本発明では、これに限定されず、ｎは、１以上の整数であり、ｎが１以上の任意の整数において、前記ｎが１の場合と同様の条件を満たしていればよい。したがって、例えば、ｎが２の場合、すなわち、第２回動軸、第２アーム、第３回動軸、第３アームにおいて、前記ｎが１の場合と同様の条件を満たしていてもよく、また、ｎが３の場合、すなわち、第３回動軸、第３アーム、第４回動軸、第４アームにおいて前記ｎが１の場合と同様の条件を満たしていてもよく、また、ｎが４の場合、すなわち、第４回動軸、第４アーム、第５回動軸、第５アームにおいて前記ｎが１の場合と同様の条件を満たしていてもよく、また、ｎが５の場合、すなわち、第５回動軸、第５アーム、第６回動軸、第６アームにおいて前記ｎが１の場合と同様の条件を満たしていてもよい。

また、前記実施形態では、ロボットアームの回動軸の数は、６つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの回動軸の数は、例えば、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、アーム（リンク）の数は、６つであるが、本発明では、これに限定されず、アームの数は、例えば、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、ロボットアームの数は、１つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの数は、例えば、２つ以上でもよい。すなわち、ロボット（ロボット本体）は、例えば、双腕ロボット等の複数腕ロボットであってもよい。

また、本発明では、ロボット（ロボット本体）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）ロボット等が挙げられる。

１……ロボット
１０……ロボット本体
１００……ロボットシステム
１１……基台
１１１……フランジ
１２、１３、１４、１５、１６、１７……アーム
１２１……第１部分
１２２……第２部分
１２３……第３部分
１２４……第４部分
１５１、１５２……支持部
１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６……関節
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
５……セル
５０……ロボットセル
５１……枠体部
５１１……支柱
５２……作業台
５２１……作業面
５４……足部
６……ロボットアーム
６１……直線
６２……軸受部
６２１……中心線
７……ベルトコンベア
８……基板
８０……ラック
８１……凸部
９１……ハンド
Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６……回動軸
θ……角度
Ｓ……面積
Ｗ……幅
Ｌ……高さ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３……長さ

Claims

第１面に設けられた基台と、
前記基台に設けられたロボットアームと、を備え、
前記ロボットアームは、第ｎ（ｎは１以上の整数）アームと第（ｎ＋１）アームとを有し、
前記第ｎアームは、第ｎ回動軸周りに回動可能であり、
前記第（ｎ＋１）アームは、前記第ｎ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（ｎ＋１）回動軸周りに回動可能に設けられ、
前記第ｎアームの長さは、前記第（ｎ＋１）アームの長さよりも長く、前記第（ｎ＋１）回動軸の軸方向から見て、前記第ｎアームと前記第（ｎ＋１）アームとが重なることが可能であり、
前記基台と前記ロボットアームとの接続部分が、前記第１面よりも鉛直方向上側に位置していることを特徴とするロボット。
前記第ｎアームを回動させず、前記第（ｎ＋１）アームを回動させることにより、前記ロボットアームの先端を第１位置から、前記第（ｎ＋１）回動軸の軸方向から見て前記第ｎアームと前記第（ｎ＋１）アームとのなす角度が０°となる状態を経て、前記第ｎ回動軸周りに１８０°異なる第２位置に移動させることが可能である請求項１に記載のロボット。
前記ロボットアームの先端は、水平方向に移動可能である請求項１または２に記載のロボット。
前記ロボットアームの先端は、鉛直方向に移動可能である請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボット。
前記第１面は、水平面と平行である請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボット。
第１面を有するセルと、
前記第１面に設けられた基台および前記基台に設けられたロボットアームとを有するロボット、とを備え、
前記ロボットアームは、第ｎ（ｎは１以上の整数）アームと第（ｎ＋１）アームとを有し、
前記第ｎアームは、第ｎ回動軸周りに回動可能であり、
前記第（ｎ＋１）アームは、前記第ｎ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（ｎ＋１）回動軸周りに回動可能に設けられ、
前記第ｎアームの長さは、前記第（ｎ＋１）アームの長さよりも長く、前記第（ｎ＋１）回動軸の軸方向から見て、前記第ｎアームと前記第（ｎ＋１）アームとが重なることが可能であり、
前記基台と前記ロボットアームとの接続部分が、前記第１面よりも鉛直方向上側に位置していることを特徴とするロボットシステム。