JP2017100237A - ロボットシステム、およびロボット - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットが行う作業の対象物が設置される設置部を高精度に回転させることができ、製造コストの増大および制御の複雑化を抑制できるロボットシステムを提供する。【解決手段】本発明のロボットシステムの一つの態様は、複数の指部を有するハンドを含むロボットと、ロボットが作業を行う作業装置と、を備え、作業装置は、第１回転体と、第１回転体の回転に連動して回転する第２回転体と、第１回転体に設けられたグリップ部と、第２回転体に設けられ、ロボットが行う作業の対象物が設置される設置部と、を有し、ロボットは、指部によってグリップ部を把持して第１回転体を回転させることを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、ロボットシステム、およびロボットに関する。

従来、ハンドを備え、組み立て、加工等の所定の作業を行うロボットを含むロボットシステムが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１４−１２４７９８号公報

上記のようなロボットシステムにおいては、ロボットによる作業の効率を向上させるために、ロボットが行う作業の対象物を設置する作業台をモーターによって回転させることが考えられる。しかし、この場合、ロボットとは別にモーターを駆動する制御装置が必要となり、ロボットシステムの製造コストが増大するだけでなく、直接、作業台を回転させる場合、高精度に回転を行えない問題があった。また、作業台を回転させるモーターとロボットとを同期させて駆動する必要があり、制御が複雑化する問題があった。

本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて成されたものであって、ロボットが行う作業の対象物が設置される設置部を高精度に回転させることができ、製造コストの増大および制御の複雑化を抑制できるロボットシステムを提供することを目的の一つとする。また、そのようなロボットを提供することを目的の一つとする。

本発明のロボットシステムの一つの態様は、複数の指部を有するハンドを含むロボットと、前記ロボットが作業を行う作業装置と、を備え、前記作業装置は、第１回転体と、前記第１回転体の回転に連動して回転する第２回転体と、前記第１回転体に設けられたグリップ部と、前記第２回転体に設けられ、前記ロボットが行う作業の対象物が設置される設置部と、を有し、前記ロボットは、前記指部によって前記グリップ部を把持して前記第１回転体を回転させることを特徴とする。

本発明のロボットシステムの一つの態様によれば、ロボットがハンドによってグリップ部を把持して第１回転体を回転させることで、設置部が設けられた第２回転体を回転させることができる。そのため、設置部を回転させるモーターおよび当該モーターを制御する制御システムを設ける必要がない。これにより、ロボットシステムの製造コストが増大することを抑制できる。また、設置部を回転させる制御とロボットの制御との同期を別途取る必要がなく、ロボットシステムの制御が複雑化することを抑制できる。また、高精度に回転可能なロボットのハンドを用いることで高精度に第１回転体を回転させることができる。したがって、ロボットが行う作業の対象物が設置される設置部を高精度に回転させることができ、製造コストの増大および制御の複雑化を抑制できるロボットシステムが得られる。

前記作業装置は、前記第１回転体と前記第２回転体とに巻き掛けられた環状の駆動部材を有し、前記第１回転体の回転は、前記駆動部材を介して前記第２回転体に伝達される構成としてもよい。
この構成によれば、第１回転体と第２回転体とを離して配置することができる。そのため、グリップ部を把持する動作、および設置部に設置される対象物に作業を行う動作のそれぞれを行いやすい。また、第２回転体に第１回転体の回転を伝達する機構を簡単にできる。

前記作業装置は、前記第１回転体を回転可能に支持する第１支持台と、前記第２回転体を回転可能に支持し、前記第１支持台と連結された第２支持台と、前記第１支持台と前記第２支持台との間の距離を調整可能な調整機構と、をさらに有する構成としてもよい。
この構成によれば、第１回転体および第２回転体に巻き掛けられる駆動部材がベルトである場合に、ベルトに掛けられる張力を調整できる。

前記第１回転体の直径は、前記第２回転体の直径よりも小さい構成としてもよい。
この構成によれば、第２回転体の回転精度を向上できる。

前記ハンドは、複数の前記指部を支持する基部と、前記基部に取り付けられ前記指部の間に位置する掌部と、をさらに有し、前記掌部は、前記ロボットが前記指部によって前記グリップ部を把持した際に、前記グリップ部と接触する構成としてもよい。
この構成によれば、グリップ部を安定して把持できる。

前記基部は、所定軸周りに回転可能であり、複数の前記指部は、前記所定軸の周りに周方向に沿って設けられ、前記掌部は、前記所定軸が延びる方向に沿って移動可能である構成としてもよい。
この構成によれば、グリップ部をより安定して把持できる。

前記グリップ部は、直方体状である構成としてもよい。
この構成によれば、グリップ部を把持しやすい。

前記第１回転体は、樹脂製である構成としてもよい。
この構成によれば、第１回転体の重量を小さくしやすく、第１回転体を回転させるハンドの出力を小さくできる。これにより、ハンドが大型化することを抑制できる。

本発明のロボットの一つの態様は、複数の指部を有するハンドを備え、作業装置において作業を行うロボットであって、前記作業装置は、第１回転体と、前記第１回転体の回転に連動して回転する第２回転体と、前記第１回転体に設けられたグリップ部と、前記第２回転体に設けられ、前記ロボットが行う作業の対象物が設置される設置部と、を有し、前記ロボットは、前記作業装置において、前記指部によって前記グリップ部を把持して前記第１回転体を回転させることを特徴とする。

本発明のロボットの一つの態様によれば、作業の対象物が設置される設置部を高精度に回転させることができ、ロボットシステムの製造コストの増大および制御の複雑化を抑制できる。

本実施形態の作業装置を示す斜視図である。 本実施形態のロボットを示す斜視図である。 本実施形態の作業装置を示す平面図である。 本実施形態のロボットシステムの部分を示す正面図である。 本実施形態のロボットシステムの部分を示す正面図である。 本実施形態の作業装置を示す平面図である。 本実施形態の作業装置を示す平面図である。 本実施形態の作業装置を示す平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るロボットシステムについて説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、各構造における縮尺および数等を、実際の構造における縮尺および数等と異ならせる場合がある。

また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、鉛直方向とする。Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向であって図１に示す操作部３０と作業部４０とが並ぶ方向とする。Ｙ軸方向は、Ｚ軸方向およびＸ軸方向と直交する方向とする。以下の説明においては、特に断りの無い限り、操作部３０と作業部４０とが並ぶ方向（Ｘ軸方向）を左右方向と呼ぶ場合があり、操作部３０と作業部４０とが並ぶ方向および鉛直方向と直交する方向（Ｙ軸方向）を前後方向と呼ぶ場合がある。

図１および図２は、本実施形態のロボットシステム１の部分を示す斜視図である。図１は、本実施形態の作業装置１０を示している。図２は、本実施形態のロボット２０を示している。図３は、作業装置１０を示す平面図である。図４および図５は、ロボットシステム１の部分を示す正面図である。

本実施形態のロボットシステム１では、図１に示す作業装置１０において、図２に示すロボット２０が作業を行う。ロボット２０の行う作業は、例えば、箱の組み立て作業である。ロボット２０が行う作業の対象物Ｐは、例えば、組み立てられる前の箱である。

図１および図３に示すように、作業装置１０は、操作部３０と、作業部４０と、ベルト（駆動部材）５０と、調整機構６０と、補助固定部材６１と、を有する。操作部３０は、ロボット２０によって操作される部分である。操作部３０は、第１支持台３１と、第１プーリー（第１回転体）３２と、グリップ部３３と、を有する。

第１支持台３１は、第１プーリー３２を回転可能に支持している。第１支持台３１は、支持台本体３１ａと、固定部３１ｂと、を有する。支持台本体３１ａの平面視形状は、例えば、左右方向（Ｘ軸方向）に長い長方形状である。固定部３１ｂは、支持台本体３１ａの作業部４０側（＋Ｘ側）の端部から前後方向（Ｙ軸方向）の両側に延びている。

第１プーリー３２は、支持台本体３１ａの上面に設置されている。第１プーリー３２は、鉛直方向と直交する方向に拡がる円盤状である。第１プーリー３２は、支持台本体３１ａに、鉛直方向と平行な第１回転軸Ｊ１周り（±θ１方向）に回転可能に支持されている。第１回転軸Ｊ１は、第１プーリー３２の中心を通る。第１プーリー３２の直径Ｄ１は、後述する第２プーリー４２の直径Ｄ２よりも小さい。第１プーリー３２の直径Ｄ１は、支持台本体３１ａの前後方向（Ｙ軸方向）の寸法とほぼ同じである。第１プーリー３２は、例えば、樹脂製である。

グリップ部３３は、第１プーリー３２に設けられている。グリップ部３３は、第１プーリー３２の上面に固定されている。グリップ部３３は、直方体状である。グリップ部３３は、鉛直方向と直交する方向に延びている。グリップ部３３の長さは、第１プーリー３２の直径Ｄ１よりも短い。グリップ部３３は、第１プーリー３２と一体となって、第１回転軸Ｊ１周り（±θ１方向）に回転する。

作業部４０は、ロボット２０による作業が行われる部分である。作業部４０は、第２支持台４１と、第２プーリー（第２回転体）４２と、作業台（設置部）４３と、を有する。第２支持台４１は、第２プーリー４２を回転可能に支持している。第２支持台４１の平面視形状は、例えば、正方形状である。第２支持台４１は、第１支持台３１と連結されている。より詳細には、第２支持台４１は、調整機構６０および補助固定部材６１によって、第１支持台３１と連結されている。

第２プーリー４２は、第２支持台４１の上面に設置されている。第２プーリー４２は、鉛直方向と直交する方向に拡がる円盤状である。第２プーリー４２は、第２支持台４１に、鉛直方向と平行な第２回転軸Ｊ２周り（±θ２方向）に回転可能に支持されている。第２回転軸Ｊ２は、第２プーリー４２の中心を通る。第２プーリー４２の直径Ｄ２は、第１プーリー３２の直径Ｄ１よりも大きい。第２プーリー４２の直径Ｄ２は、第２支持台４１の前後方向（Ｙ軸方向）の寸法および左右方向（Ｘ軸方向）の寸法とほぼ同じである。本実施形態において第１プーリー３２の直径Ｄ１と第２プーリー４２の直径Ｄ２との比は、例えば、１：３である。第２プーリー４２は、例えば、樹脂製である。

作業台４３には、ロボット２０が行う作業の対象物Ｐが設置される。作業台４３は、第２プーリー４２に設けられている。作業台４３は、第２プーリー４２と一体となって、第２回転軸Ｊ２周り（±θ２方向）に回転する。

作業台４３は、作業台本体４５と、脚部４４と、を有する。作業台本体４５は、鉛直方向と直交する方向に拡がる板状である。作業台本体４５の平面視形状は、長方形状である。作業台本体４５の上面４５ａには、対象物Ｐが設置される。図１に示すように、脚部４４は、作業台本体４５の下面から鉛直方向下側に延びている。脚部４４の下端は、第２プーリー４２の上面に固定されている。脚部４４は、作業台本体４５の下面における四隅近傍にそれぞれ１つずつ設けられている。脚部４４は、例えば、円柱状である。

ベルト５０は、環状である。ベルト５０は、第１プーリー３２と第２プーリー４２とに巻き掛けられている。ベルト５０には、張力が掛けられている。ベルト５０は、第１プーリー３２の回転に伴って、ベルト５０が延びる方向に沿って移動する。第１プーリー３２の回転は、ベルト５０を介して第２プーリー４２に伝達される。すなわち、第１プーリー３２が回転してベルト５０が移動すると、ベルト５０の移動に伴って第２プーリー４２が回転する。これにより、第２プーリー４２は、第１プーリー３２の回転に連動して回転する。

図３に示すように、調整機構６０は、第１支持台３１と第２支持台４１との間の距離Ｌを調整可能である。本実施形態において調整機構６０は、例えば、左右方向（Ｘ軸方向）に延びるネジである。調整機構６０は、第１支持台３１の固定部３１ｂを左右方向に貫通する貫通孔に通されている。固定部３１ｂに設けられた貫通孔の内側にはネジが切られており、調整機構６０は、固定部３１ｂの貫通孔に螺合されている。調整機構６０の第２支持台４１側（＋Ｘ側）の端部は、第２支持台４１に対して、左右方向周りに回転可能に取り付けられている。調整機構６０は、２つの固定部３１ｂにそれぞれ設けられている。調整機構６０を回転させることで、固定部３１ｂを左右方向に移動させることができる。これにより、距離Ｌを調整することができる。

補助固定部材６１は、第１支持台３１と第２支持台４１とを連結している。補助固定部材６１は、第１支持台３１の固定部３１ｂを左右方向に貫通している。固定部３１ｂは、補助固定部材６１に対して左右方向（Ｘ軸方向）に移動可能である。補助固定部材６１の第２支持台４１側（＋Ｘ側）の端部は、第２支持台４１に固定されている。補助固定部材６１は、調整機構６０よりも前後方向（Ｙ軸方向）における支持台本体３１ａと逆側に設けられている。補助固定部材６１が設けられることで、第１支持台３１と第２支持台４１とを安定して連結できる。

図２に示すように、ロボット２０は、第１アームと、第２アームと、第１アームおよび第２アームを支持する支持台と、ロボット制御装置２５と、を備える双腕ロボットである。双腕ロボットは、図２に示す一例における第１アームと第２アームのような２本のアーム（腕）を備えるロボットである。なお、ロボット２０は、双腕ロボットに代えて、単腕ロボットであってもよい。単腕ロボットは、１本のアームを備えるロボットである。例えば、単腕ロボットは、第１アームと第２アームのいずれか一方を備える。また、ロボット２０は、双腕ロボットに代えて、３本以上のアームを備える複腕ロボットであってもよい。

第１アームは、第１ハンド（ハンド）７１と、第１マニピュレーターＭ１と、第１力検出部１１と、を有する。なお、本実施形態では、第１アームに第１ハンド７１が含まれる場合について説明するが、第１アームと第１ハンド７１とが別体であってもよい。この場合、第１アームは、第１マニピュレーターＭ１と、第１力検出部１１と、を有する。

第１ハンド７１は、第１アームの手先に相当する部位である。図４に示すように、第１ハンド７１は、基部７３と、複数の指部７４と、掌部７５と、軸部７６と、を有する。基部７３は、複数の指部７４を支持している。基部７３は、例えば、四角柱状である。本実施形態において基部７３には、モーターが設けられている。これにより、基部７３は、第３回転軸（所定軸）Ｊ３周り（±θ３方向）に回転可能である。また、モーターの回転軸には高精度のエンコーダーが設けられており、基部７３を高精度に回転させることが可能である。第３回転軸Ｊ３は、基部７３における第１力検出部１１と逆側（図４では下側）の支持面７３ａに直交する。基部７３に設けられたモーターは減速機に接続されており、モーターの出力は減速機によって減速されて基部７３に伝達される。

指部７４は、基部７３の支持面７３ａから、第３回転軸Ｊ３にほぼ沿って延びている。複数の指部７４は、第３回転軸Ｊ３の周りに周方向に沿って設けられている。図２に示すように、複数の指部７４は、初期状態において、基部７３の四隅に配置されている。指部７４は、第３回転軸Ｊ３と直交する方向に移動可能である。本実施形態において指部７４は、基部７３の辺に沿って移動可能である。例えば、図４では、指部７４は、左右方向（Ｘ軸方向）に沿って移動可能である。

掌部７５は、軸部７６を介して、基部７３に取り付けられている。掌部７５は、例えば、四角柱状である。掌部７５は、指部７４の間に位置する。軸部７６は、基部７３に対して第３回転軸Ｊ３が延びる方向に沿って移動可能に取り付けられている。軸部７６は、例えば、第３回転軸Ｊ３を中心とする円柱状である。軸部７６の基部７３と逆側の端部には、掌部７５が固定されている。これにより、掌部７５は、第３回転軸Ｊ３が延びる方向に沿って移動可能である。

第１ハンド７１は、ケーブルによってロボット制御装置２５と通信可能に接続されている。これにより、第１ハンド７１は、ロボット制御装置２５から取得される制御信号に基づく動作を行う。なお、ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等の規格によって行われる。また、第１ハンド７１は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により行われる無線通信によってロボット制御装置２５と接続される構成であってもよい。

第１マニピュレーターＭ１は、７つの関節と、第１撮像部２１と、を有する。７つの関節はそれぞれ、図示しないアクチュエーターを有する。すなわち、第１マニピュレーターＭ１を備える第１アームは、７軸垂直多関節型のアームである。なお、第１アームは、８軸以上の自由度で動作する構成であってもよい。

第１マニピュレーターＭ１における７つの関節が有するアクチュエーターはそれぞれ、ケーブルによってロボット制御装置２５と通信可能に接続されている。これにより、当該アクチュエーターは、ロボット制御装置２５から取得される制御信号に基づいて、第１マニピュレーターＭ１を動作させる。なお、ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格によって行われる。また、第１マニピュレーターＭ１における７つのアクチュエーターのうちの一部または全部は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により行われる無線通信によってロボット制御装置２５と接続される構成であってもよい。

第１撮像部２１は、例えば、集光された光を電気信号に変換する撮像素子であるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等を備えたカメラである。この一例において、第１撮像部２１は、第１マニピュレーターＭ１の一部に設けられている。そのため、第１撮像部２１は、第１アームの動きに応じて移動する。また、第１撮像部２１が撮像可能な範囲は、第１アームの動きに応じて変化する。第１撮像部２１は、当該範囲の静止画像を撮像してもよく、当該範囲の動画像を撮像してもよい。

また、第１撮像部２１は、ケーブルによってロボット制御装置２５と通信可能に接続されている。ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格によって行われる。なお、第１撮像部２１は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により行われる無線通信によってロボット制御装置２５と接続される構成であってもよい。

第１力検出部１１は、第１ハンド７１と第１マニピュレーターＭ１との間に設けられている。第１力検出部１１は、例えば、力センサーである。第１力検出部１１は、第１ハンド７１（または第１マニピュレーターＭ１に第１ハンド７１を設けるためのフランジ）に作用した力やモーメント（トルク）を検出する。第１力検出部１１は、検出した力やモーメントの大きさを示す値を出力値として含む第１力検出情報を通信によりロボット制御装置２５へ出力する。

第１力検出情報は、ロボット制御装置２５による第１アームの第１力検出情報に基づく制御に用いられる。第１力検出情報に基づく制御は、例えば、インピーダンス制御等のコンプライアンス制御のことである。なお、第１力検出部１１は、トルクセンサー等の第１ハンド７１（または第１マニピュレーターＭ１に第１ハンド７１を設けるためのフランジ）に加わる力やモーメントの大きさを示す値を検出する他のセンサーであってもよい。

第１力検出部１１は、ケーブルによってロボット制御装置２５と通信可能に接続されている。ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格によって行われる。なお、第１力検出部１１とロボット制御装置２５とは、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により行われる無線通信によって接続される構成であってもよい。

第２アームは、第２ハンド（ハンド）７２と、第２マニピュレーターＭ２と、第２力検出部１２と、を有する。なお、本実施形態では、第２アームと第２ハンド７２が含まれる場合について説明するが、第２アームと第２ハンド７２とが別体であってもよい。この場合、第２アームは、第２マニピュレーターＭ２と、第２力検出部１２と、を有する。第２マニピュレーターＭ２は、７つの関節と、第２撮像部２２と、を有する。

第２ハンド７２、第２マニピュレーターＭ２、および第２力検出部１２は、設けられているアームが異なる点を除いて、第１ハンド７１、第１マニピュレーターＭ１、および第１力検出部１１と同様の構成である。

ロボット２０は、第３撮像部２３と、第４撮像部２４と、を有する。第３撮像部２３は、例えば、集光された光を電気信号に変換する撮像素子であるＣＣＤやＣＭＯＳ等を備えたカメラである。第３撮像部２３は、第４撮像部２４が撮像可能な範囲を第４撮像部２４とともにステレオ撮像可能な部位に設けられている。第３撮像部２３は、ケーブルによってロボット制御装置２５と通信可能に接続されている。ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格によって行われる。なお、第３撮像部２３は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により行われる無線通信によってロボット制御装置２５と接続される構成であってもよい。第４撮像部２４は、設けられている位置を除いて第３撮像部２３と同様である。第４撮像部２４は、第３撮像部２３が撮像可能な範囲を第３撮像部２３とともにステレオ撮像可能な部位に設けられている。

上記で説明したロボット２０が備えるこれらの各機能部は、この一例において、ロボット２０に内蔵されたロボット制御装置２５から制御信号を取得する。そして、当該各機能部は、取得した制御信号に基づいた動作を行う。なお、ロボット２０は、ロボット制御装置２５を内蔵する構成に代えて、外部に設置されたロボット制御装置２５により制御される構成であってもよい。また、ロボット２０は、第１撮像部２１と、第２撮像部２２と、第３撮像部２３と、第４撮像部２４と、のうちの一部または全部を備えない構成であってもよい。

次に、ロボット２０の動作の一例について説明する。本実施形態においてロボット２０は、第１ハンド７１を用いて第１プーリー３２を回転させることが可能である。図４に示すように、ロボット２０は、第１ハンド７１をグリップ部３３の直上に移動させる。そして、図５に示すように、ロボット２０は、第１ハンド７１を上側からグリップ部３３に近づける。ロボット２０は、掌部７５を基部７３に対して下側に移動させて、掌部７５の下面をグリップ部３３の上面に接触させる。

そして、ロボット２０は、グリップ部３３が指部７４の間に位置した後、指部７４を左右方向（Ｘ軸方向）に移動させて、グリップ部３３を把持する。このとき複数の指部７４は、それぞれグリップ部３３に近づく向きに移動する。掌部７５は、ロボット２０が指部７４によってグリップ部３３を把持した際に、グリップ部３３と接触している。

ロボット２０は、グリップ部３３を第１ハンド７１で把持した後、基部７３を第３回転軸Ｊ３周り（±θ３方向）に回転させる。これにより、グリップ部３３が第１回転軸Ｊ１周り（±θ１方向）に回転し、第１プーリー３２が第１回転軸Ｊ１周りに回転する。このように、ロボット２０は、指部７４によってグリップ部３３を把持して第１プーリー３２を回転させる。第１プーリー３２が回転することで、ベルト５０を介して、第２プーリー４２が第２回転軸Ｊ２周り（±θ２方向）に回転する。第２プーリー４２が回転することで、作業台４３が回転する。以上のようにして、ロボット２０は、第１ハンド７１によって第１プーリー３２を高精度に回転させることで、作業台４３を高精度に回転させることができる。

作業台４３が回転させることで、作業台４３に設置された対象物Ｐの向きを変えることができる。ロボット２０は、対象物Ｐに行う作業の間に、上述した作業台４３を回転させる動作を適宜行う。これにより、ロボット２０による作業を効率化できる。

上述した第１プーリー３２を回転させるロボット２０の動作は、ロボット制御装置２５によって制御される。言い換えると、ロボット制御装置２５は、指部７４によってグリップ部３３を把持して第１プーリー３２を回転させるように、第１ハンド７１を制御する。

なお、上記説明においては、第１ハンド７１によってグリップ部３３を把持して回転させる例について説明したが、ロボット２０は第２ハンド７２を用いてグリップ部３３を把持して回転させることもできる。

第１プーリー３２を回転させた場合の一例を、図３、および図６から図８を用いて説明する。図６から図８は、作業装置１０を示す平面図である。例えば、図３に示す状態を、第１プーリー３２（グリップ部３３）の回転角度θ１が０°で、かつ、第２プーリー４２（作業台４３）の回転角度θ２が０°の初期状態とする。

本実施形態においては、第１プーリー３２の直径Ｄ１と第２プーリー４２の直径Ｄ２との比は、１：３である。そのため、第１プーリー３２が回転すると、第１プーリー３２の回転角度θ１の３分の１だけ第２プーリー４２が回転する。具体的には、図６に示すように、第１プーリー３２を９０°回転させると、第２プーリー４２は、３０°回転する。図７に示すように、第１プーリー３２を１８０°回転させると、第２プーリー４２は６０°回転する。図８に示すように、第１プーリー３２を２７０°回転させると、第２プーリー４２は９０°回転する。図示は省略するが、同様にして、第１プーリー３２を５４０°回転させると、第２プーリー４２は１８０°回転する。これにより、作業台４３の向きを１８０°反対向きにすることができる。

本実施形態によれば、ロボット２０が第１ハンド７１によってグリップ部３３を把持して第１プーリー３２を回転させることで、作業台４３が設けられた第２プーリー４２を回転させることができる。そのため、作業台４３を回転させるモーターおよび当該モーターを制御する制御システムをロボット制御装置２５の他に設ける必要がない。これにより、ロボットシステム１の製造コストが増大することを抑制できる。また、ロボット制御装置２５によってロボット２０の動作を制御することで作業台４３を回転させることができるため、作業台４３を回転させる制御とロボット２０の制御との同期を別途取る必要がなく、ロボットシステム１の制御が複雑化することを抑制できる。したがって、ロボット２０が行う作業の対象物Ｐが設置される作業台４３を高精度に回転させることができ、製造コストの増大および制御の複雑化を抑制できるロボットシステム１が得られる。

また、本実施形態によれば、第１ハンド７１で作業台４３を回転させることができるため、第１ハンド７１（基部７３）が有する高い回転精度で、作業台４３を回転させることができる。これにより、作業台４３の回転位置を精度よく決められる。本実施形態においては、基部７３を回転させるモーターには高精度なエンコーダーが設けられ、またモーターの出力軸には減速機が設けられている。そのため、基部７３の回転位置の精度を向上でき、結果として、作業台４３の回転位置の精度をより向上できる。

また、本実施形態によれば、第１プーリー３２の回転は、第１プーリー３２と第２プーリー４２とに巻き掛けられたベルト５０によって第２プーリー４２に伝達される。そのため、第１プーリー３２と第２プーリー４２とを離して配置することができる。これにより、操作部３０と作業部４０とを離して配置することができ、操作部３０と作業部４０とのうちの一方においてロボット２０が動作を行う際に、操作部３０と作業部４０とのうちの他方が邪魔になることを抑制できる。したがって、操作部３０および作業部４０の両方において、ロボット２０の作業をしやすくできる。また、第１プーリー３２の回転を第２プーリー４２に伝達する構成を簡単にできるため、作業装置１０の製造コストを下げることができる。

また、本実施形態によれば、第１支持台３１と第２支持台４１との間の距離Ｌを調整可能な調整機構６０が設けられている。そのため、調整機構６０によって、第１支持台３１に支持された第１プーリー３２と第２支持台４１に支持された第２プーリー４２との間の距離を調整することができる。これにより、ベルト５０に加えられる張力を調整することができる。したがって、第１プーリー３２、第２プーリー４２、ベルト５０等を交換した際に、ベルト５０の張力を適切に調整して、第１プーリー３２の回転を好適に第２プーリー４２に伝達させることができる。

また、本実施形態によれば、第１プーリー３２の直径Ｄ１は、第２プーリー４２の直径Ｄ２よりも小さい。そのため、第１プーリー３２を回転させた場合、第１プーリー３２の回転角度θ１よりも第２プーリー４２の回転角度θ２が小さくなる。これにより、ロボット２０によって第１プーリー３２を回転させた際、目標とする回転角度θ１に対して誤差が生じた場合であっても、第２プーリー４２における誤差を、第１プーリー３２における誤差よりも小さくすることができる。すなわち、第２プーリー４２の回転精度を高くできる。したがって、作業台４３の回転位置精度を向上することができる。また、第１プーリー３２を小さくできるため、第１プーリー３２の重量を小さくできる。これにより、ロボット２０によって第１プーリー３２を回転させる際に必要な力を小さくできる。したがって、第１ハンド７１の基部７３を回転させるモーターの出力を小さくしやすく、第１ハンド７１が大型化することを抑制できる。

また、本実施形態によれば、第１ハンド７１は掌部７５を有し、掌部７５は、ロボット２０が指部７４によってグリップ部３３を把持した際に、グリップ部３３と接触する。そのため、第１ハンド７１によってグリップ部３３を安定して把持することができる。

また、本実施形態によれば、掌部７５は、第３回転軸Ｊ３が延びる方向に沿って移動可能である。そのため、ロボット２０は、グリップ部３３を把持する前に、掌部７５を移動させて掌部７５とグリップ部３３とを接触させ、グリップ部３３の位置をより正確に把握することができる。これにより、ロボット２０は、指部７４でグリップ部３３を把持しやすく、グリップ部３３をより安定して把持することができる。

また、本実施形態によれば、グリップ部３３は、直方体状である。そのため、第１ハンド７１によってグリップ部３３を把持しやすい。

また、本実施形態によれば、第１プーリー３２は、樹脂製である。そのため、第１プーリー３２の重量をより小さくできる。これにより、ロボット２０によって第１プーリー３２を回転させる際に必要な力をより小さくできる。したがって、第１ハンド７１の基部７３を回転させるモーターの出力を小さくしやすく、第１ハンド７１が大型化することをより抑制できる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。以下の説明において上記説明と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。

上記説明においては、第１回転体および第２回転体として第１プーリー３２および第２プーリー４２を示したが、これに限られない。第１回転体および第２回転体は、第１回転体の回転に連動して第２回転体が回転するならば、特に限定されない。第１回転体および第２回転体は、互いに噛み合う歯車であってもよいし、互いに接触する摩擦車であってもよい。この場合、ベルト５０は設けられない。

また、上記説明においては、環状の駆動部材としてベルト５０を示したが、これに限られない。環状の駆動部材は、第１プーリー３２の回転を第２プーリー４２に伝達できるならば、特に限定されない。環状の駆動部材は、チェーンであってもよい。この場合、第１回転体および第２回転体は、スプロケットである。

また、上記説明においては、第１回転軸Ｊ１と第２回転軸Ｊ２とは、平行としたが、これに限られない。第１回転軸Ｊ１と第２回転軸Ｊ２とは、交差してもよい。この場合、第１回転体および第２回転体は、例えば、互いに噛み合う傘歯車であってもよい。

また、上記説明においては、設置部として作業台４３を示したが、これに限られない。設置部は、対象物Ｐが設置可能であれば、特に限定されない。設置部は、第２プーリー４２の上面の少なくとも一部であってもよい。この場合、第２プーリー４２の上面に、直接、対象物Ｐが設置される。

また、第１支持台３１の形状および第２支持台４１の形状は、特に限定されない。また、第１支持台３１および第２支持台４１は、設けられなくてもよい。また、調整機構６０は、第１支持台３１と第２支持台４１との距離Ｌを調整できるならば、特に限定されない。

また、第１プーリー３２の直径Ｄ１と第２プーリー４２の直径Ｄ２との比は、特に限定されない。第１プーリー３２の直径Ｄ１は、第２プーリー４２の直径Ｄ２よりも大きくてもよい。第１プーリー３２の直径Ｄ１は、第２プーリー４２の直径Ｄ２と同じであってもよい。

また、掌部７５は、基部７３に対する位置が固定されていてもよい。また、第１ハンド７１は、掌部７５を有していなくてもよい。また、グリップ部３３は、第１ハンド７１で把持できるならば、特に限定されない。

また、第１プーリー３２および第２プーリー４２の材質は、特に限定されない。第１プーリー３２および第２プーリー４２の材質は、金属であってもよい。

また、ロボット２０は、少なくとも一つのハンドを備えていればよい。すなわち、第１ハンド７１と第２ハンド７２とのうちの一方は、ハンド以外のエンドエフェクターであってもよい。

また、上記説明においては、基部７３が第３回転軸Ｊ３周り（±θ３方向）に回転する構成としたが、これに限られない。把持したグリップ部３３を第１回転軸Ｊ１周り（±θ１方向）に回転できるならば、ロボット２０の構成は特に限定されない。例えば、ロボット２０は、回転機構が第１アームにおける第１ハンド７１以外の部分に設けられ、当該回転機構によってグリップ部３３（第１プーリー３２）を回転させる構成であってもよい。

また、ロボット２０が作業装置１０において行う作業は、特に限定されない。ロボット２０が行う作業は、箱以外の物の組み立てであってもよいし、対象となる物の切削、溶接等の加工であってもよい。

なお、上記の各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

１…ロボットシステム、１０…作業装置、２０…ロボット、３１…第１支持台、３３…グリップ部、４１…第２支持台、４３…作業台（設置部）、５０…ベルト（駆動部材）、６０…調整機構、７１…第１ハンド（ハンド）、７２…第２ハンド（ハンド）、７３…基部、７４…指部、７５…掌部、Ｄ１，Ｄ２…直径、Ｊ３…第３回転軸（所定軸）、Ｌ…距離、Ｐ…対象物

Claims (9)

1. 複数の指部を有するハンドを含むロボットと、
   前記ロボットが作業を行う作業装置と、
   を備え、
   前記作業装置は、
   第１回転体と、
   前記第１回転体の回転に連動して回転する第２回転体と、
   前記第１回転体に設けられたグリップ部と、
   前記第２回転体に設けられ、前記ロボットが行う作業の対象物が設置される設置部と、
   を有し、
   前記ロボットは、
   前記指部によって前記グリップ部を把持して前記第１回転体を回転させることを特徴とするロボットシステム。
2. 前記作業装置は、前記第１回転体と前記第２回転体とに巻き掛けられた環状の駆動部材を有し、
   前記第１回転体の回転は、前記駆動部材を介して前記第２回転体に伝達される、請求項１に記載のロボットシステム。
3. 前記作業装置は、
   前記第１回転体を回転可能に支持する第１支持台と、
   前記第２回転体を回転可能に支持し、前記第１支持台と連結された第２支持台と、
   前記第１支持台と前記第２支持台との間の距離を調整可能な調整機構と、
   をさらに有する、請求項２に記載のロボットシステム。
4. 前記第１回転体の直径は、前記第２回転体の直径よりも小さい、請求項１から３のいずれか一項に記載のロボットシステム。
5. 前記ハンドは、複数の前記指部を支持する基部と、前記基部に取り付けられ前記指部の間に位置する掌部と、をさらに有し、
   前記掌部は、前記ロボットが前記指部によって前記グリップ部を把持した際に、前記グリップ部と接触する、請求項１から４のいずれか一項に記載のロボットシステム。
6. 前記基部は、所定軸周りに回転可能であり、
   複数の前記指部は、前記所定軸の周りに周方向に沿って設けられ、
   前記掌部は、前記所定軸が延びる方向に沿って移動可能である、請求項５に記載のロボットシステム。
7. 前記グリップ部は、直方体状である、請求項１から６のいずれか一項に記載のロボットシステム。
8. 前記第１回転体は、樹脂製である、請求項１から７のいずれか一項に記載のロボットシステム。
9. 複数の指部を有するハンドを備え、作業装置において作業を行うロボットであって、
   前記作業装置は、
   第１回転体と、
   前記第１回転体の回転に連動して回転する第２回転体と、
   前記第１回転体に設けられたグリップ部と、
   前記第２回転体に設けられ、前記ロボットが行う作業の対象物が設置される設置部と、
   を有し、
   前記ロボットは、前記作業装置において、前記指部によって前記グリップ部を把持して前記第１回転体を回転させることを特徴とするロボット。

Images