JP2017087299A - ロボットおよびロボットシステム - Google Patents
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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1は、基台11と、基台11に設けられ、第1回動軸周りに回動可能な第1アーム12と、第1アーム12に設けられ、第1回動軸とは軸方向が異なる第2回動軸周りに回動可能な第2アーム13と、を含むロボットアーム6と、を備えている。また、ロボット1では、第2回動軸の軸方向から見て、第1アーム12と第2アーム13とが重なることが可能であり、ロボットアーム6またはロボットアーム6に設けられたエンドエフェクターにより対象物を載置可能な棚600の高さHは、棚600と第1回動軸との離間距離Dの3.2倍以上である。【選択図】図12
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。
本発明のロボットは、基台と、
前記基台に設けられ、第1回動軸周りに回動可能な第1アームと、前記第1アームに設けられ、前記第1回動軸とは軸方向が異なる第2回動軸周りに回動可能な第2アームと、を含むロボットアームと、を備えるロボットであって、
前記第2回動軸の軸方向から見て、前記第1アームと前記第2アームとが重なることが可能であり、
前記ロボットアームまたは前記ロボットアームに設けられたエンドエフェクターにより対象物を載置可能な載置部の高さ方向の長さは、前記載置部と前記第1回動軸との距離の3.2倍以上であることを特徴とする。
前記基台に設けられ、第1回動軸周りに回動可能な第1アームと、前記第1アームに設けられ、前記第1回動軸とは軸方向が異なる第2回動軸周りに回動可能な第2アームと、を含むロボットアームと、を備えるロボットであって、
前記第2回動軸の軸方向から見て、前記第1アームと前記第2アームとが重なることが可能であり、
前記ロボットアームまたは前記ロボットアームに設けられたエンドエフェクターにより対象物を載置可能な載置部の高さ方向の長さは、前記載置部と前記第1回動軸との距離の3.2倍以上であることを特徴とする。
これにより、第2アームの先端を第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空間を小さくすることができる。
また、可動部の先端が第2アームと干渉することを防止することができる。
また、可動部の先端が第2アームと干渉することを防止することができる。
本発明のロボットでは、前記載置部の高さ方向の長さは、前記載置部と前記第1回動軸との距離の5.0倍以上であるのが好ましい。
本発明のロボットでは、前記載置部の高さ方向の長さは、前記載置部と前記第1回動軸との距離の7.0倍以下であるのが好ましい。
本発明のロボットでは、前記載置部は、前記載置部の高さ方向に並んだ複数の載置面を有し、
前記ロボットアームまたは前記エンドエフェクターは、前記複数の載置面に、前記対象物をそれぞれ載置可能であるのが好ましい。
前記ロボットアームまたは前記エンドエフェクターは、前記複数の載置面に、前記対象物をそれぞれ載置可能であるのが好ましい。
本発明のロボットでは、当該ロボットは、ロボットセルに収納されており、
前記載置部は、前記ロボットセルの側面に設けられているのが好ましい。
これにより、ロボットセルの側面において作業を行うことができる。
前記載置部は、前記ロボットセルの側面に設けられているのが好ましい。
これにより、ロボットセルの側面において作業を行うことができる。
本発明のロボットでは、前記ロボットセルは、複数の側面を有し、
前記載置部は、前記複数の側面にそれぞれ設けられているのが好ましい。
これにより、ロボットセルの側面において、作業を行う領域を増やすことができる。
前記載置部は、前記複数の側面にそれぞれ設けられているのが好ましい。
これにより、ロボットセルの側面において、作業を行う領域を増やすことができる。
本発明のロボットでは、前記第1アームの前記第1回動軸周りの回動範囲が90°以下で、前記ロボットアームの先端が、前記第1回動軸の軸周りの全周に亘って移動可能であるのが好ましい。
これにより、作業効率を高めることができる。
これにより、作業効率を高めることができる。
本発明のロボットでは、隣り合うロボットと前記載置面において前記対象物の受け渡しが可能であるのが好ましい。
これにより、作業効率を高めることができる。
これにより、作業効率を高めることができる。
本発明のロボットでは、前記載置部は、分割可能な棚で構成されているのが好ましい。
これにより、作業効率を高めることができる。
これにより、作業効率を高めることができる。
本発明のロボットシステムは、前記棚は、引き出しを有し、
前記ロボットアームは、前記引き出しを引き出す操作が可能であるのが好ましい。
これにより、作業効率を高めることができる。
前記ロボットアームは、前記引き出しを引き出す操作が可能であるのが好ましい。
これにより、作業効率を高めることができる。
本発明のロボットでは、前記ロボットアームは、第2アームに設けられ、前記第2回動軸とは異なる軸方向の第3回動軸周りに回動可能な第3アームを有し、
前記第2軸方向から見て、前記第1アームと前記第3アームとが重なった状態において、前記ロボットアームの先端または前記ロボットアームに設けられたエンドエフェクターが、前記第2回動軸よりも前記基台側に位置することが可能であるのが好ましい。
前記第2軸方向から見て、前記第1アームと前記第3アームとが重なった状態において、前記ロボットアームの先端または前記ロボットアームに設けられたエンドエフェクターが、前記第2回動軸よりも前記基台側に位置することが可能であるのが好ましい。
これにより、従来よりも基台側での作業領域を大きくすることができる。よって、作業効率をさらに高めることができる。
本発明のロボットでは、前記第2アームは、前記第2回動軸周りに360°回動可能であるのが好ましい。
これにより、作業領域をより大きくすることができる。
これにより、作業領域をより大きくすることができる。
本発明のロボットでは、前記第3アームは、前記第3回動軸周りに360°回動可能であるのが好ましい。
これにより、作業領域をより大きくすることができる。
これにより、作業領域をより大きくすることができる。
本発明のロボットでは、前記第1アームは、前記基台よりも鉛直方向下方に位置しているのが好ましい。
これにより、床面、すなわち、作業台を広く使うことができる。
これにより、床面、すなわち、作業台を広く使うことができる。
本発明のロボットでは、前記第1アームは、前記基台よりも鉛直方向上方に位置しているのが好ましい。
これにより、ロボットセルの振動を抑制することができる。
これにより、ロボットセルの振動を抑制することができる。
本発明のロボットシステムは、本発明のロボットと、
前記ロボットが設けられたロボットセルと、を備えることを特徴とする。
前記ロボットが設けられたロボットセルと、を備えることを特徴とする。
本発明のロボットシステムでは、前記ロボットセルの設置面積は、1000mm×1000mm以下であるのが好ましい。
これにより、ロボットアームとロボットセルとの接触を防止しつつ、設置スペースを小さくすることができる。
本発明のロボットシステムでは、前記ロボットセルの設置面積は、900mm×900mm以下であるのが好ましい。
これにより、ロボットアームとロボットセルとの接触を防止しつつ、設置スペースを小さくすることができる。
本発明のロボットシステムでは、前記ロボットセルの設置面積は、750mm×850mm以下であるのが好ましい。
これにより、ロボットアームとロボットセルとの接触を防止しつつ、設置スペースを小さくすることができる。
以下、本発明の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第1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は、図1に示すロボットシステムの側面図におけるロボットの図である。図5〜図9は、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10は、図1に示すロボットシステムの側面図である。図11は、従来のロボットの可動領域を示す側面図である。図12は、図1に示すロボットシステムの可動領域を示す側面図である。図13は、図1に示すロボットシステムの側面図におけるロボットの図であり、ロボットの動作の一例を示す図である。
なお、以下では、説明の都合上、図1、図4〜図13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13(図14〜図17についても同様)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16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。
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(ワーク)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。
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、枠体部51の上方に設けられた天井部53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、図示の構成では、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。
天井部53は、ロボット1を支持する部材であり、本実施形態では、4角形(矩形)の板状をなしている。この天井部53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。そして、天井部53の下側の天井面(第1面)531に、後述するロボット1の基台11が固定(支持)されている。この天井面531は、水平面と平行な平面である。この天井部53にロボット1が設置されていることにより、床面、すなわち、作業台52を広く使うことができる。
なお、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。また、第3アーム14および第4アーム15により可動部18が構成される。
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。また、第3アーム14および第4アーム15により可動部18が構成される。
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の天井部53の天井面531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が天井面531に取り付けられているが、基台11の天井面531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中の上側の端面)であってもよい。
ここで、このロボット1では、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13参照)は、天井面531よりも鉛直方向上側に位置している。なお、軸受部62の中心は、これに限らず、例えば、天井面531よりも鉛直方向下側に位置していてもよく、また、天井面531と鉛直方向の同じ位置に位置していてもよい。
また、ロボット1は、基台11が天井面531に設置されているので、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下側に位置している。
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および図4参照)。
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中下側に延出した第1部分121と、第1部分121の図4中の下端から第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中下側に延出した第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中右側に延出した第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。なお、第4アーム15は、この構造に限らず、例えば、支持部が1つ(片持ち)であってもよい。
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が取り付けられた天井部53の天井面531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(第1モーター)401Mおよび減速機(図示せず)を有する第1駆動源401の駆動によりなされる。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、前記減速機が省略されていてもよい。
また、この第1アーム12については、第1アーム12を制動するブレーキ(制動装置)は設けられていない。これにより、ロボット1の小型化、軽量化、構造の簡素化を図ることができる。
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(第2モーター)402Mおよび減速機(図示せず)を有する第2駆動源402の駆動によりなされる。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、前記減速機が省略されていてもよい。
また、第2アーム13を制動するブレーキ(制動装置)として、モーター402Mの軸部の近傍にブレーキ(図示せず)が設けられている。このブレーキにより、モーター402Mの軸部が回動することを阻止し、第2アーム13の姿勢を保持することができる。
なお、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。このため、第3アーム14は、第2回動軸O2の方向から見て、第1アーム12と交差する状態をとり得る。よって、後述するように、ハンド91が第2回動軸O2よりも基台11側にて作業を行うことができる。
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、モーター(第3モーター)403Mおよび減速機(図示せず)を有する第3駆動源403の駆動によりなされる。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、前記減速機が省略されていてもよい。
また、第3アーム14を制動するブレーキ(制動装置)として、モーター403Mの軸部の近傍にブレーキ(図示せず)が設けられている。このブレーキにより、モーター403Mの軸部が回動することを阻止し、第3アーム14の姿勢を保持することができる。
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、モーター(第4モーター)404Mおよび減速機(図示せず)を有する第4駆動源404の駆動によりなされる。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、前記減速機が省略されていてもよい。
また、第4アーム15を制動するブレーキ(制動装置)として、モーター404Mの軸部の近傍にブレーキ(図示せず)が設けられている。このブレーキにより、モーター404Mの軸部が回動することを阻止し、第4アーム15の姿勢を保持することができる。
なお、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く、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。第5駆動源405は、モーター(第5モーター)405Mと、減速機(図示せず)と、モーター405Mの軸部に連結された第1プーリー(図示せず)と、第1プーリーに離間して配置され、減速機の軸部に連結された第2プーリー(図示せず)と、第1プーリーと第2プーリーとに掛け渡されたベルト(図示せず)とを有している。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、前記減速機が省略されていてもよい。
また、第5アーム16を制動するブレーキ(制動装置)として、モーター405Mの軸部の近傍にブレーキ(図示せず)が設けられている。このブレーキにより、モーター405Mの軸部が回動することを阻止し、第5アーム16の姿勢を保持することができる。
なお、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、モーター(第6モーター)406Mおよび減速機(図示せず)を有する第6駆動源406の駆動によりなされる。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、前記減速機が省略されていてもよい。
また、第6アーム17を制動するブレーキ(制動装置)として、モーター406Mの軸部の近傍にブレーキ(図示せず)が設けられている。このブレーキにより、モーター406Mの軸部が回動することを阻止し、第6アーム17の姿勢を保持することができる。
なお、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。
前記モーター401M〜406Mとしては、特に限定されず、例えば、ACサーボモーター、DCサーボモーター等のサーボモーター等が挙げられる。
また、前記各ブレーキとしては、特に限定されず、例えば、電磁ブレーキ等が挙げられる。
なお、第1アーム12についても、他のアームと同様に、第1アーム12を制動するブレーキ(制動装置)として、例えば、モーター401Mの軸部の近傍に、電磁ブレーキ等のブレーキ(図示せず)を設けてもよい。
また、モータードライバー301〜306は、図示の構成では、基台11に配置されているが、これに限らず、例えば、ロボット制御装置に配置されていてもよい。
以上、ロボット1の構成について簡単に説明した。
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、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(図13参照)。
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13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4および図7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θ1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θ1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が設けられた天井部53の天井面531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の基端面が天井面531に取り付けられている場合も同様に、第2アーム13は、天井面531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θ1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θ1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5〜図9参照)。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5に示す第1位置から、図6に示す状態および図7に示す角度θ1が0°となる状態を経て、さらに、図8に示す状態を経て、第1回動軸O1周りに180°異なる図9に示す第2位置に移動させることが可能である(図5〜図9参照)。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(最大の長さ)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。
なお、第3アーム14〜第6アーム17の合計の長さ(最大の長さ)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13参照)。この場合、第3アーム14〜第6アーム17は、図13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4、図7および図13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θ1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る。
このような構成により、第2アーム13は、第2回動軸O2周りに360°回動することができ、第3アーム14は、第2回動軸O2周りに360°回動することができる。よって、ハンド91の先端の可動領域を大きくすることができる。従って、作業効率を高めることができる。
また、図13に示すように、ロボット1では、角度θ1が鋭角となる状態で、第2アーム13と第3アーム14とのなす角度(直線61と第4回動軸O4とのなす角度)θ2と、第4アーム15と第5アーム16とのなす角度(第4回動軸O4と第5回動軸O5とのなす角度)θ3とを調節することにより、ハンド91の先端の方向(第6回動軸O6の軸方向)が水平方向を向くことができる。このため、ハンド91の先端が第2回動軸O2よりも上方、すなわち、基台11側に位置した状態において、ハンド91の先端が水平方向を向くことが可能となることによって、第2回動軸O2よりも高い位置において、ハンド91が作業を行うことができる。よって、作業効率をさらに高めることができる。
また、図10に示すように、ロボットシステム100は、ロボットセル50の側面に、ロボット1の周囲を囲むように配置された4つの棚(載置部)600を有している。各棚600は、例えば、ワークや工具等が種類ごとに整理して載置される。各棚600は、作業台52上で、かつ、4本の支柱511の間の部分にそれぞれ設けられている。すなわち、棚600は、ロボットセル50に収納されている。このため、ロボット1は、棚600にて作業を行うことができ、作業効率を高めることができる。
また、各棚600は、それぞれ、鉛直方向には7段、水平方向に4列に仕切られており、各棚600では、仕切られた28個のスペース(収納部601)にそれぞれワーク等を載置することができる。すなわち、棚600の仕切り板の上面が、それぞれ、載置面として機能する。このため、例えば、ワークを各載置面に種類ごとに分別したりすることができ、作業効率を高めることができる。
次に、図11および図12を参照しつつ従来のロボット1’の可動領域A’と、ロボット1との可動領域Aの違いについて説明する。これらの図では、第1アーム12を回動させずに固定した状態でのロボット1の先端(以下では、第5回動軸O5の位置とする)の移動可能な領域、すなわち、作業を行うことができる領域を示している。また、「可動領域A、A’」は、第5回動軸O5、O5’が通過し得る領域とし、図11および図12では、それらをハッチングで示している。
なお、図11に示す従来のロボット1’と、図12に示す本発明のロボット1とは、各関節を伸ばした時の最長長さが同じこととする。また、以下で述べることは、ロボット1と従来のロボット1’とで同じ長さのエンドエフェクターを装着した場合にも当然適用される。
まず、図11に示す従来のロボット1’について説明する。
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。
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。
また、ロボット1’では、基台11’に対して第1アーム12’が第1回動軸O1’周りに回動可能に構成されている。また、第2アーム13’は、第1アーム12’に対して第2回動軸O2’周りに回動可能に構成されている。また、第3アーム14’は、第2アーム13’に対して第3回動軸O3’周りに回動可能に構成されている。また、第4アーム15’は、第3アーム14’に対して第4回動軸O4’周りに回動可能に構成されている。また、第5アーム16’は、第4アーム15’に対して第5回動軸O5’周りに回動可能に構成されている。また、第6アーム17’は、第5アーム16’に対して第6回動軸O6’周りに回動可能に構成されている。
図11は、従来のロボット1’の可動領域A’を示す図である。この図からも分かるように、ロボット1’では、第1アーム12’を回転させなかった場合、第2回動軸O2’の軸方向から見て、略半円状にしか移動することができない。また、第1アーム12’と第2アーム13’とが重なる姿勢や、第2アーム13’と第3アーム14’とが重なる姿勢をとり得ないため、第2回動軸O2’付近での作業が不可能な領域が比較的大きい。
また、図11に示すように、ロボット1’のできるだけ近くに作業用の棚600’を設置する場合には、第1回動軸O1’と、棚600’との離間距離D’が、約267mmの位置に棚600’を配置することができる。このときの棚600’の高さ(第1回動軸O1’に沿った方向の長さ)H’は、約845mmである。なお、本明細書中では、離間距離D’とは、ロボット1’が棚600’において作業を行っているときの、第1回動軸O1’と第5回動軸O5’との離間距離とも言える。
次に、本発明のロボット1について説明する。
図12は、本発明のロボット1の可動領域Aを示す図である。この図からも分かるように、ロボット1では、第1アーム12を第1回動軸O1周りに回転させなかった場合であっても、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動作(以下、「ショートカットモーション」とも言う)を行うことができるため(図5〜図9参照)、その可動領域Aは、第2回動軸O2の軸方向から見て円となる。また、第2アーム13と第3アーム14とが重なる姿勢をとることができるため、第2回動軸O2付近での作業が不可能な領域が、従来のロボット1’に比べて小さい。このため、ロボット1’に比べて、第1回動軸O1のより近くに棚600を設置することができる。
図12は、本発明のロボット1の可動領域Aを示す図である。この図からも分かるように、ロボット1では、第1アーム12を第1回動軸O1周りに回転させなかった場合であっても、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動作(以下、「ショートカットモーション」とも言う)を行うことができるため(図5〜図9参照)、その可動領域Aは、第2回動軸O2の軸方向から見て円となる。また、第2アーム13と第3アーム14とが重なる姿勢をとることができるため、第2回動軸O2付近での作業が不可能な領域が、従来のロボット1’に比べて小さい。このため、ロボット1’に比べて、第1回動軸O1のより近くに棚600を設置することができる。
ここで、本発明者らは、ロボット1において、棚600の高さHが、離間距離Dの3.2倍以上である、すなわち、比H/Dが、3.2以上であるという条件を満足することにより、ロボットセル50の設置面積を小さくしつつ、狭い範囲内で、すなわち、ロボット1の近位においても、広い範囲で作業ができ、作業効率が高くなることを見出した。以下、このことについて説明する。なお、本明細書中では、離間距離Dとは、ロボット1が棚600において作業を行っているときの、第1回動軸O1と第5回動軸O5との離間距離とも言える。
図12中の二点鎖線で示す棚600のうち、図中右側の棚600(以下、棚600aと言う。)は、高さH=高さHa(773.6mm)が、離間距離D=離間距離Da(230.0mm)の3.2倍となっている。この棚600aの位置よりも図12中右側に棚600を配置する場合、離間距離Dが離間距離Daよりも大きくなるとともに、高さHが高さHaよりも低い棚600を設置することとなる。このため、離間距離Dが離間距離Daよりも大きい分、棚600を設置するロボットセル50を大きくする必要がある。さらに、高さHが高さHaよりも低い分、作業スペースが狭くなり、作業効率が低下する。
特に、図11に示すように、従来のロボット1’では、比H/D(比H’/D’)が3.2未満であり、約3.1(845mm÷267mm)程度だった。このため、比H/Dを3.2以上とすることにより、従来よりも棚600の高さHaを大きくすることができるとともに、棚600とロボット1との離間距離Dを小さくすることができる。よって、作業効率を高めることができるとともに、ロボットセル50の幅を小さくすることができる。その結果、狭いスペースでも高い作業効率を発揮することができる。すなわち、互いに相反する特性である作業効率の向上と省スペース化とを両立することができる。
また、ロボット1では、棚600の高さHが、離間距離Dの5.0倍以上である、すなわち、比H/Dが、5.0以上であるのがより好ましい。これにより、従来よりも棚600の高さHをさらに大きくすることができるとともに、離間距離Dをさらに小さくすることができる。
また、ロボット1では、棚600の高さHが、離間距離Dの7.0倍以下である、すなわち、比H/Dが、7.0以下であるのがより好ましい。これにより、作業効率の向上と省スペース化とを両立することができる。なお、比H/Dが、7.0よりも大きかった場合、すなわち、図12に示すように、棚600の高さHが高さHb以下であるか、または、離間距離Dが離間距離Db以上であった場合、棚600が可動領域Aからはみ出して無駄が生じたり、棚600がロボット1に近すぎて作業が困難になる。
なお、上記では、ロボット1の右側に棚600を配置した場合について説明したが、ロボット1の左側に棚600を配置した場合であっても、本発明が適用されるのは言うまでもない。
また、前述したように、ロボット1は、ショートカットモーションを行うことができるため(図5〜図9参照)第1アーム12を第1回動軸O1周りに回動させなくてもハンド91を第2回動軸方向から見て360°移動させることができる。このため、第1アーム12を第1回動軸O1周りに90°回転させることにより、XY平面内にてハンド91が360°移動することができる。よって、第1アーム12の回転角度が90°以内でロボット1の全周に亘って等方的に作業を行うことができる。その結果、ロボット1においてハンド部81を移動させる時間を短くすることができ、作業効率をさらに高めることができる。
なお、上記では、4つの棚600が設置されている場合について説明したが、これに限定されず、1つ〜3つでもよく、5つ以上であってもよい。
また、上記では、棚600は、上方から見て正方形になるよう配置されていたが、本発明ではこれに限定されず、例えば、棚の数、大きさに合わせて三角形、矩形、五角形以上の多角形であってもよく、円形、楕円形であってもよい。
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、1000mm×1000mm(1000000mm2)以下であるのが好ましく、900mm×900mm(810000mm2)以下であるのがより好ましく、750mm×1000mm(750000mm2)以下であるのがより好ましく、750mm×850mm(637500mm2)以下であるのがより好ましく、500000mm2以下であるのがより好ましく、400000mm2以下であるのがより好ましく、360000mm2以下であるのがより好ましい。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生産ラインを構成した場合、その生産ラインの長さが長くなることを抑制することができる。
また、面積Sが750mm×1000mmであった場合には、750mmの幅を有する辺同士を繋ぎ合わせるようにロボットセル50を複数配列することにより、十分な面積Sを確保しつつ、生産ラインの長さが長くなるのを抑制することができる。
また、400000mm2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400000mm2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、生産ラインを変更することができる。なお、面積Sは10000mm2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、1000mm以下であるのが好ましく、900mm以下であるのがより好ましく、750mm以下であるのがより好ましく、650mm以下であるのが特に好ましい。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)h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h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h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hとは、足部54を含むセル5の平均高さである。
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θ1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、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ので、天井部53を低くすることができ、これにより、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、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では、最大可搬質量として、2.5kg以上(例えば、2.5kg)を実現することができ、また、サイクルタイム(1kg、水平方向へ300mm移動、鉛直方向へ25mm移動)として、0.9秒以下(例えば、0.9秒)を実現することができる。
また、ショートカットモーションを、従来のロボットのように単純に第1アーム12を第1回動軸O1周りに回動させて実行しようとすると、ロボット1がセル5や周辺装置に干渉する虞があるので、その干渉を回避するための退避点をロボット1に教示する必要がある。例えば、第1アーム12のみを第1回動軸O1周りに90°回転させるとロボット1がセル5の安全板(図示せず)に干渉する場合は、他のアームも回動させることで、安全板に干渉しないように退避点を教示する必要がある。同様に、ロボット1が周辺装置にも干渉する場合は、周辺装置に干渉しないようにさらに退避点をロボット1に教示する必要がある。このように従来のロボットでは、多数の退避点を教示することが必要であり、特に、小型のセルの場合は、膨大な数の退避点が必要になり、教示に多くの手間および長い時間を要する。
これに対し、ロボット1では、前記ショートカットモーションを実行する場合、干渉する虞がある領域や部分が非常に少なくなるため、教示する退避点の数を低減することができ、教示に要する手間および時間を低減することができる。すなわち、ロボット1では、教示する退避点の数は、例えば、従来のロボットの1/3程度になり、飛躍的に教示が容易になる。
また、図10および図11に示すように、ロボット1では、角度θ1が鋭角となる状態で、かつ、第2アーム13と第3アーム14とのなす角度θ2が180°以下となる状態において、ハンド91の先端の方向が水平方向を向くことができる。このため、ハンド91の先端が第2回動軸O2よりも上方、すなわち、基台11側に位置した状態において、ハンド91の先端が水平方向を向くこととなる。よって、第2回動軸O2よりも高い場所において、作業を行うことができる。その結果、作業効率を高めることができる。
また、第3アーム14および第4アーム15の図4中の右側の二点鎖線で囲まれた領域(部分)101は、ロボット1がロボット1自身および他の部材と干渉しないか、または干渉し難い領域(部分)である。このため、前記領域101に、所定の部材を搭載した場合、その部材は、ロボット1および周辺装置等に干渉し難い。このため、ロボット1では、領域101に、所定の部材を搭載することが可能である。特に、領域101のうち、第3アーム14の図4中の右側の領域に前記所定の部材を搭載する場合は、その部材が作業台52上に配置された周辺装置(図示せず)と干渉する確率はさらに低くなるので、より効果的である。
前記領域101に搭載可能なものとしては、例えば、ハンド、ハンドアイカメラ等のセンサーの駆動を制御する制御装置、吸着機構の電磁弁等が挙げられる。
具体例としては、例えば、ハンドに吸着機構を設ける場合、領域101に電磁弁等を設置すると、ロボット1が駆動する際に前記電磁弁が邪魔にならない。このように、領域101は、利便性が高い。
<第2実施形態>
図14は、本発明のロボットシステムの第2実施形態を示す側面図である。
図14は、本発明のロボットシステムの第2実施形態を示す側面図である。
以下、この図を参照して本発明のロボットおよびロボットシステムの第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、ロボットシステムの構成が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
図14に示すように、本実施形態では、2つのロボットシステム100A、100Bが設けられており、ロボットシステム100A、100Bは、互いに隣接して設けられている。ロボットシステム100Aは、図14中左側に位置し、ロボットシステム100Bは、図14中右側に位置している。
また、ロボットシステム100Bは、4つの棚600を有している。なお、図14では、ロボットシステム100Bの手前側の棚600を省略して図示している。
このような本実施形態では、ロボットシステム100Aは、ロボットシステム100Bの棚600のうち、ロボットシステム100A側の棚600にて作業を行うことができる。すなわち、ロボットシステム100Aとロボットシステム100Bとで、棚600を共有することができる。これにより、例えば、ロボットシステム100Aとロボットシステム100Bとでワークの受け渡しが可能となる。よって、行うことができる作業を増やすことができる。よって、作業効率をさらに高めることができる。また、ロボットシステム100Aとロボットシステム100Bとで、異なる種類のエンドエフェクターを装着して、ワークに対して異なる作業を行うこと等もできる。
<第3実施形態>
図15は、本発明のロボットシステムの第3実施形態を示す側面図である。
図15は、本発明のロボットシステムの第3実施形態を示す側面図である。
以下、この図を参照して本発明のロボットおよびロボットシステムの第3実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、棚の構成が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
本実施形態は、棚の構成が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
図15に示すように、ロボットシステム100Cでは、棚600が分割可能になっている。棚600では、縦(高さ方向)の列ごとそれぞれ分割可能に構成されている。
棚600において、図示の構成では、一例として、四列のうち、一番左側の列が、残りの三列に対して着脱した状態を示している。このため、例えば、一番左側の列をオペレーターが取り外して、列のワークを回収して、再度、残りの三列に取り外した列を取り付けることができる。これにより、列ごとにワークを回収することができ、作業効率を高めることができる。
<第4実施形態>
図16は、本発明のロボットシステムの第4実施形態を示す斜視図である。
図16は、本発明のロボットシステムの第4実施形態を示す斜視図である。
以下、この図を参照して本発明のロボットおよびロボットシステムの第4実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、棚の構成が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
本実施形態は、棚の構成が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
図16に示すように、ロボットシステム100Dでは、棚600は、各収納部601に設けられた引き出し602を有している。ロボット1は、この引き出し602の出し入れを行うことができる。これにより、例えば、引き出し602にワークを配置したり、引き出し602に工具を収納したりすることができる。
このように本実施形態によれば、各引き出し602に種類ごとに異なるワークや工具を整理しながら作業を行うことができる。よって、煩雑な作業を行う場合でも作業効率が低下するのを防止することができる。特に、引き出し602に収納したワークや工具等が棚600から落下するのを防止することができる。よって、ロボットシステム100の周囲にいるオペレーターの安全を確保することができる。
<第5実施形態>
図17は、本発明のロボットシステムの第5実施形態を示す斜視図である。
図17は、本発明のロボットシステムの第5実施形態を示す斜視図である。
以下、この図を参照して本発明のロボットおよびロボットシステムの第5実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、ロボットの設置位置が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
図17に示すように、ロボットシステム100Eでは、基台11が作業台52に設けられている。このため、ロボットアーム6は、基台11よりも鉛直方向上方に位置している。
ロボット1が支柱511を介して天井に設けられている場合には、支柱511が長ければ長いほど、ロボット1の動作に伴い発生する振動が大きくなる。これに対し、ロボットシステム100Eのように、ロボット1が作業台52に設けられていることにより、振動を抑制することができる。
さらに、棚600をより上方に設置することができるため、作業台52上の棚600の下側のスペースを大きくすることができる。よって、さらに作業効率を高めることができる。
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、ロボットの基台の固定箇所は、セルの天井部または作業台であるが、本発明では、これに限定されず、この他、例えば、セルの壁部等が挙げられる。
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、基台の固定箇所としては、例えば、設置スペースにおける天井、壁、作業台、床、地上等が挙げられる。
また、前記実施形態では、ロボット(基台)が固定される平面(面)である第1面は、水平面と平行な平面(面)であるが、本発明では、これに限定されず、例えば、水平面や鉛直面に対して傾斜した平面(面)でもよく、また、鉛直面と平行な平面(面)であってもよい。すなわち、第1回動軸は、鉛直方向や水平方向に対して傾斜していてもよく、また、水平方向と平行であってもよい。
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。この場合、例えば、前記実施形態のロボットにおいて、第2アームと第3アームとの間にアームを追加することにより、アームの数が7つのロボットを実現することができる。
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。
100、100A、100B、100C、100D、100E…ロボットシステム、1…ロボット、1’…ロボット、10…ロボット本体、101…領域、11…基台、11’…基台、12…第1アーム、12’…第1アーム、121…第1部分、122…第2部分、123…第3部分、124…第4部分、13…第2アーム、13’…第2アーム、14…第3アーム、14’…第3アーム、15…第4アーム、15’…第4アーム、151…支持部、152…支持部、16…第5アーム、16’…第5アーム、17…第6アーム、17’…第6アーム、171…関節、172…関節、173…関節、174…関節、175…関節、176…関節、18…可動部、5…セル、50…ロボットセル、51…枠体部、511…支柱、513…上部、52…作業台、521…作業面、53…天井部、531…天井面、54…足部、6…ロボットアーム、61…直線、62…軸受部、621…中心線、91…ハンド、111…フランジ、301…モータードライバー、302…モータードライバー、303…モータードライバー、304…モータードライバー、305…モータードライバー、306…モータードライバー、401…第1駆動源、401M…モーター、402…第2駆動源、402M…モーター、403…第3駆動源、403M…モーター、404…第4駆動源、404M…モーター、405…第5駆動源、405M…モーター、406…第6駆動源、406M…モーター、600…棚、600’…棚、600a…棚、601…収納部、602…引き出し、A…可動領域、A’…可動領域、L1…長さ、L2…長さ、L3…長さ、D…離間距離、D’…離間距離、Da…離間距離、Db…離間距離、h…高さ、H…高さ、Ha…高さ、Hb…高さ、O1…第1回動軸、O1’…第1回動軸、O2…第2回動軸、O2’…第2回動軸、O3…第3回動軸、O3’…第3回動軸、O4…第4回動軸、O4’…第4回動軸、O5…第5回動軸、O5’…第5回動軸、O6…第6回動軸、O6’…第6回動軸、S…面積、W…幅、θ1…角度、θ2…角度、θ3…角度
Claims (19)
- 基台と、
前記基台に設けられ、第1回動軸周りに回動可能な第1アームと、前記第1アームに設けられ、前記第1回動軸とは軸方向が異なる第2回動軸周りに回動可能な第2アームと、を含むロボットアームと、を備えるロボットであって、
前記第2回動軸の軸方向から見て、前記第1アームと前記第2アームとが重なることが可能であり、
前記ロボットアームまたは前記ロボットアームに設けられたエンドエフェクターにより対象物を載置可能な載置部の高さ方向の長さは、前記載置部と前記第1回動軸との距離の3.2倍以上であることを特徴とするロボット。 - 前記載置部の高さ方向の長さは、前記載置部と前記第1回動軸との距離の5.0倍以上である請求項1に記載のロボット。
- 前記載置部の高さ方向の長さは、前記載置部と前記第1回動軸との距離の7.0倍以下である請求項1に記載のロボット。
- 前記載置部は、前記載置部の高さ方向に並んだ複数の載置面を有し、
前記ロボットアームまたは前記エンドエフェクターは、前記複数の載置面に、前記対象物をそれぞれ載置可能である請求項1ないし3のいずれか1項に記載のロボット。 - 当該ロボットは、ロボットセルに収納されており、
前記載置部は、前記ロボットセルの側面に設けられている請求項1ないし4のいずれか1項に記載のロボット。 - 前記ロボットセルは、複数の側面を有し、
前記載置部は、前記複数の側面にそれぞれ設けられている請求項5に記載のロボット。 - 前記第1アームの前記第1回動軸周りの回動範囲が90°以下で、前記ロボットアームの先端が、前記第1回動軸の軸周りの全周に亘って移動可能である請求項1ないし6のいずれか1項に記載のロボット。
- 隣り合うロボットと前記載置面において前記対象物の受け渡しが可能である請求項1ないし7のいずれか1項に記載のロボット。
- 前記載置部は、分割可能な棚で構成されている請求項1ないし8のいずれか1項に記載のロボット。
- 前記棚は、引き出しを有し、
前記ロボットアームは、前記引き出しを引き出す操作が可能である請求項9に記載のロボット。 - 前記ロボットアームは、第2アームに設けられ、前記第2回動軸とは異なる軸方向の第3回動軸周りに回動可能な第3アームを有し、
前記第2軸方向から見て、前記第1アームと前記第3アームとが重なった状態において、前記ロボットアームの先端または前記ロボットアームに設けられたエンドエフェクターが、前記第2回動軸よりも前記基台側に位置することが可能である請求項1ないし10のいずれか1項に記載のロボット。 - 前記第2アームは、前記第2回動軸周りに360°回動可能である請求項11に記載のロボット。
- 前記第3アームは、前記第3回動軸周りに360°回動可能である請求項11または12に記載のロボット。
- 前記第1アームは、前記基台よりも鉛直方向下方に位置している請求項1ないし13のいずれか1項に記載のロボット。
- 前記第1アームは、前記基台よりも鉛直方向上方に位置している請求項1ないし13のいずれか1項に記載のロボット。
- 請求項1ないし15のいずれか1項に記載のロボットと、
前記ロボットが設けられたロボットセルと、を備えることを特徴とするロボットシステム。 - 前記ロボットセルの設置面積は、1000mm×1000mm以下である請求項16に記載のロボットシステム。
- 前記ロボットセルの設置面積は、900mm×900mm以下である請求項16に記載のロボットシステム。
- 前記ロボットセルの設置面積は、750mm×850mm以下である請求項16に記載のロボットシステム。
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