JP2017127903A - 作業装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトな構成でありながら、高速・高精度できめ細かい動作で作業を行うことができ、作業中に発生する不要物が周囲に飛散することを防止できる作業装置を提供する。【解決手段】作業装置１００はリンク作動装置１を備える。リンク作動装置１は、基端側のリンクハブ２に対し先端側のリンクハブ３が、３組以上のリンク機構４を介して姿勢を変更可能に連結され、先端側のリンクハブ３が上向きとなるよう配置される。先端側のリンクハブ１３に、先端が下向きとなるようにエンドエフェクタ５２が取り付けられる。エンドエフェクタ５２の先端は、基端側のリンクハブ２よりも下方に突出している。基端側のリンクハブ２と作業平面６０との間の範囲でエンドエフェクタ５２の側面部の外周を覆い、下端に下向きに開口する円形の開口部６２を有する円筒状の飛散防止部材６１が、基端側のリンクハブ２に設けられる。【選択図】図２

Description

この発明は、製造工程等で用いられ、人の手を介さず、自動できめ細かい作業を高速・高精度で行うことができる作業装置に関する。

従来の自動溶接機は、特許文献１〜３の提案のような、多関節ロボットの先端に溶接トーチを搭載したものが一般的であった。これらの多関節ロボットを用いた自動溶接機は、作業範囲を広く取れるが、ロボット本体が大型となるため、動作範囲等を考慮すると、設置するのに広い占有スペースが必要となる。また、多関節ロボットは複数の軸で構成されるため、従来の自動溶接機では、きめ細かい動作を高速で行うことができず、精密な溶接が難しい。

そこで、リンク作動装置と１軸以上の直動アクチュエータとを組み合わせることで、コンパクトな構成でありながら、高速・高精度できめ細かい動作を実現することができる自動溶接機が考案されている（特許文献４）。前記リンク作動装置は、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブを、４節連鎖の３組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結したパラレルリンク機構を備え、このパラレルリンク機構を姿勢制御用アクチュエータで駆動することで、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブを任意の姿勢に変更する装置である。

特開平０６−０７９４７２号公報 特開２００２−１２００９３号公報 特開２０１０−２５３５３８号公報 特開２０１５−１００８０２号公報

しかし、上記リンク作動装置を用いた自動溶接機にも、新たな課題があることが分かった。すなわち、溶接中にスパッタが発生し、このスパッタが周囲に飛散して被溶接体の溶接個所以外に部分に付着する可能性がある。スパッタが被溶接体に付着した場合、スパッタ除去のための工程が必要となり、作業能率の低下を招くこととなる。

自動溶接機以外の作業装置についても、自動溶接機と同様に、作業中に発生する不要物が周囲に飛散することによる問題がある。例えば、インクのコーティング装置ではインクが飛散し、洗浄装置ではごみが飛散し、バリ取り機では切粉が飛散する。このように不要物が周囲に飛散することにより、作業環境の悪化を招く。

この発明の目的は、コンパクトな構成でありながら、高速・高精度できめ細かい動作で作業を行うことができ、作業中に発生する不要物が周囲に飛散することを防止できる作業装置を提供することである。

この発明の作業装置は、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが、３組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側のリンクハブおよび前記先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを有し、前記３組以上のリンク機構のうちの２組以上のリンク機構に、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を任意に変更させる姿勢制御用アクチュエータが設けられたリンク作動装置を備え、
このリンク作動装置が、前記先端側のリンクハブが上向きとなるように、前記基端側のリンクハブが架台に直接または間接的に固定されることによって前記架台に設置され、かつ前記先端側のリンクハブに先端が下向きとなるようにエンドエフェクタが取り付けられ、このエンドエフェクタの先端が前記基端側のリンクハブよりも下方に突出している作業装置において、
前記基端側のリンクハブと前記エンドエフェクタによる作業が行われる作業平面との間の範囲で前記エンドエフェクタの側面部の外周を覆い、下端に下向きに開口する円形の開口部を有する円筒状の飛散防止部材が、前記基端側のリンクハブに設けられていることを特徴とする。

この構成によると、リンク作動装置の先端側のリンクハブに先端が下向きとなるように取り付けられたエンドエフェクタによって、作業平面に配置された被作業体に対して作業を行う。その際、各姿勢制御用アクチュエータによって基端側のリンクハブに対する先端側のリンクハブの姿勢を変更させることで、エンドエフェクタの角度を変えることができる。リンク作動装置は、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブを、４節連鎖の３組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結した構成であるため、コンパクトでありながら、高速、高精度で、広範な作動範囲の動作が可能である。

基端側のリンクハブにエンドエフェクタの側面部の外周を覆う飛散防止部材が設けられているため、作業中に発生する不要物が周囲に飛散することを防止できる。インク、樹脂材等のコーティング装置の場合、インク自体、樹脂材自体は不要物ではないが、被作業体に付着せずに飛散したインクや樹脂材は不要物である。溶接機で発生するスパッタ、洗浄装置で洗い落とされたごみ、バリ取り機で除去された切粉は、それ自体が不要物である。

飛散防止部材により不要物の飛散を被作業体の近辺の限られた範囲内に止めることにより、作業後に不要物を除去する工程を省くか、または大幅に軽減することができる。また、飛散防止部材は基端側のリンクハブに設けられているため、リンク作動装置が作動しても飛散防止部材の高さ位置は変わらない。このため、飛散防止部材の下端と作業平面との間の上下距離を狭くすることができ、不要物が周囲に飛散することを防止するのに有効である。

この発明の作業装置において、前記基端側のリンクハブの中心軸および前記先端側のリンクハブの中心軸が同一直線上にあるとき、前記先端側の球面リンク中心から前記エンドエフェクタの先端までの距離の方が、前記先端側の球面リンク中心から前記作業平面までの距離よりも短くされている。
なお、前記「基端側の球面リンク中心」は、前記基端側のリンクハブと前記基端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸、および前記基端側の端部リンク部材と前記中央リンク部材の各回転対偶の中心軸がそれぞれ交差する点を指す。
前記「基端側のリンクハブの中心軸」は、前記基端側の球面リンク中心を通り前記基端側のリンクハブと前記基端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸と直角に交わる直線を指す。
前記「先端側の球面リンク中心」は、前記先端側のリンクハブと前記先端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸、および前記先端側の端部リンク部材と前記中央リンク部材の各回転対偶の中心軸がそれぞれ交差する点を指す。
前記「先端側のリンクハブの中心軸」は、前記先端側の球面リンク中心を通り前記先端側のリンクハブと前記先端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸と直角に交わる直線を指す。

前記飛散防止部材の前記開口部の半径は次式、

但し、
ｒ：飛散防止部材の開口部の半径
ａ：基端側の球面リンク中心から作業平面までの距離
ｂ：基端側の球面リンク中心と先端側の球面リンク中心との間隔
θ_ｍａｘ：基端側のリンクハブの中心軸に対して先端側のリンクハブの中心軸が傾斜した垂直角度の最大値
を充足する。

リンク作動装置が原点位置の姿勢にあるとき、すなわち前記基端側のリンクハブの中心軸と前記先端側のリンクハブの中心軸とが同一直線上にあるとき、先端側の球面リンク中心からエンドエフェクタの先端までの距離の方が先端側の球面リンク中心から作業平面までの距離よりも短くなるように、エンドエフェクタが先端側のリンクハブに取り付けられている。このため、リンク作動装置がどの姿勢にあるときでも、エンドエフェクタの先端が作業平面よりも上方に位置し、エンドエフェクタが被作業体と干渉しない。

エンドエフェクタの先端は、飛散防止部材の開口部を介して、作業平面と対向する。飛散防止部材の開口部の半径ｒを、式１を充足する値としたことにより、リンク作動装置の任意の姿勢に対してエンドエフェクタと飛散防止部材とが干渉しないようにできる。開口部の半径ｒを式１の右辺の値となるべく近い値とすることで、飛散防止部材の下端を作業平面に近接させて、不要物の飛散をより一層防止することができる。

この発明において、前記架台に対し前記リンク作動装置を進退させる１軸以上の直動アクチュエータ、および前記架台に対し被作業体を進退させる１軸以上の直動アクチュエータの両方またはいずれか一方が設けられていても良い。
この場合、１軸以上の直動アクチュエータでリンク作動装置または被作業体を平面上で移動させると共に、リンク作動装置を作動させて基端側のリンクハブに対する先端側のリンクハブの姿勢を変更しながら、先端側のリンクハブに取り付けたエンドエフェクタにより被作業体に対して作業を行う。これにより、被作業体に対して角度を付けながら、被作業体の複数方向の面に対して作業できる。

この発明において、前記飛散防止部材は、前記エンドエフェクタの側面部の外周に配置された円筒状の側面部と、この側面部の下端縁から内周側に張り出す円環状の底面部とを有し、この底面部の内周部分が前記開口部とされていても良い。
この構成であると、飛散防止部材の側面部で受け止められた不要物が落下しても、その不要物が底面部で受けられるため、被作業体に不要物が付着することを防げる。

前記飛散防止部材の前記底面部は、内径側に行くに従い高さ位置が高くなる円すい台状であっても良い。上記円すい台状の形状における上底面が前記開口部となる。
飛散防止部材の底面部が上記円すい台状であると、リンク作動装置の内外で何らかの衝撃が生じた場合でも、底面部に受けられている不要物が落下し難い。

前記飛散防止部材の前記底面部の内周縁に、上方に立ち上がる立上り部が設けられていても良い。
リンク作動装置の内外で生じた何らかの衝撃により、底面部で受けられている不要物が移動する場合、立上り部が開口部から不要物が落下するので防ぎ、被作業体に不要物が付着することを防止できる。

この発明において、前記飛散防止部材における作業中に発生する不要物を受ける面に、前記不要物を吸着する機能を持つ不要物吸着層が設けられていても良い。
飛散防止部材の不要物を受ける面に不要物吸着層が設けられていると、飛散防止部材に当たった不要物が跳ね返るのを防止することができる。これにより、飛散防止部材で跳ね返った不要物が下方に落下するのを防げる。飛散防止部材が円筒状である場合、不要物吸着層が設けられる面は内周面である。また、飛散防止部材が側面部と底面部とを有する場合、不要物吸着層が設けられる面は、側面部の内周面、底面部の上面、および底面部の下面の少なくともいずれか１つである。

この発明において、前記エンドエフェクタが溶接トーチであっても良い。これにより、作業装置が自動溶接機として構成される。この自動溶接機は、コンパクトな構成でありながら、高速・高精度できめ細かい動作を行うことができ、溶接作業中に発生するスパッタが被溶接体に付着することを防ぐことができる。

この発明の作業装置は、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが、３組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側のリンクハブおよび前記先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを有し、前記３組以上のリンク機構のうちの２組以上のリンク機構に、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を任意に変更させる姿勢制御用アクチュエータが設けられたリンク作動装置を備え、このリンク作動装置が、前記先端側のリンクハブが上向きとなるように、前記基端側のリンクハブが架台に直接または間接的に固定されることによって前記架台に設置され、かつ前記先端側のリンクハブに先端が下向きとなるようにエンドエフェクタが取り付けられ、このエンドエフェクタの先端が前記基端側のリンクハブよりも下方に突出している作業装置において、前記基端側のリンクハブと前記エンドエフェクタによる作業が行われる作業平面との間の範囲で前記エンドエフェクタの側面部の外周を覆い、下端に下向きに開口する円形の開口部を有する円筒状の飛散防止部材が、前記基端側のリンクハブに設けられているため、コンパクトな構成でありながら、高速・高精度できめ細かい動作で作業を行うことができ、作業中に発生する不要物が周囲に飛散することを防止できる。

この発明の一実施形態にかかる作業装置である自動溶接機の一部を省略した正面図である。 図１の部分拡大図である。 同自動溶接機の一部を省略した平面図である。 同自動溶接機の主要部の斜視図である。 図２のＶ−Ｖ断面図である。 図２のVI−VI断面図である。 同リンク作動装置の一つのリンク機構を直線で表現した図である。 同リンク作動装置の基端側のリンクハブに対する溶接トーチの取付部の断面図である。 ウィービング動作を含む溶接軌道の一例を示す図である。 飛散防止部材の異なる実施形態の断面図である。 飛散防止部材のさらに異なる実施形態の断面図である。 飛散防止部材のさらに異なる実施形態の断面図である。 飛散防止部材のさらに異なる実施形態の断面図である。 この発明の他の実施形態にかかる作業装置である洗浄機の一部を省略した正面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる作業装置であるコーティング装置の一部を省略した正面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる作業装置であるバリ取り機の一部を省略した正面図である。

この発明の一実施形態を図１〜図８と共に説明する。
図１はこの発明の一実施形態にかかる作業装置である自動溶接機の一部を省略した正面図、図３はその一部を省略した平面図である。図１および図３に示すように、この自動溶接機１００は、作業台または地面に固定した架台５０に、２軸の直動アクチュエータを組み合わせたアクチュエータ組合せ体であるＸＹステージ５１を介してリンク作動装置１を設置し、このリンク作動装置１にエンドエフェクタとして溶接トーチ５２を取り付けてなる。また、架台５０から離れた位置に、ワイヤ供給装置５３および冷却水装置５４が設けられている。

ＸＹステージ５１は、架台５０に固定され左右方向（Ｘ軸方向）に進退動作するＸ軸直動アクチュエータ５５と、このＸ軸直動アクチュエータ５５の底面に設けられたステージに固定され前後方向（Ｙ軸方向）に進退動作するＹ軸直動アクチュエータ５６とを有し、Ｙ軸直動アクチュエータ５６の底面がリンク作動装置１を設置するステージとなっている。架台５０へのＸ軸直動アクチュエータ５５の固定、およびＸ軸直動アクチュエータ５５へのＹ軸直動アクチュエータ５６の固定は、ボルト等により行う。

次に、リンク作動装置１について説明する。
図２は図１の部分拡大図であり、図４は自動溶接機の主要部の斜視図である。図２に示すように、リンク作動装置１は、基端側のリンクハブ２に対し先端側のリンクハブ３を３組のリンク機構４を介して姿勢変更可能に連結したパラレルリンク機構１ａを備え、このパラレルリンク機構１ａを複数の姿勢制御用アクチュエータ２０（図４）で作動させる構成である。なお、図２では、１組のリンク機構４のみが図示され、姿勢制御用アクチュエータ２０は図示が省略されている。

各リンク機構４は、基端側の端部リンク部材５、先端側の端部リンク部材６、および中央リンク部材７で構成され、４つの回転対偶からなる４節連鎖のリンク機構をなす。基端側および先端側の端部リンク部材５，６は、一端がそれぞれ基端側のリンクハブ２および先端側のリンクハブ３にそれぞれ回転自在に連結されている。中央リンク部材７は、両端に基端側および先端側の端部リンク部材５，６の他端がそれぞれ回転自在に連結されている。

図５は図２のＶ−Ｖ断面図、図６は図２のVI−VI断面図である。パラレルリンク機構１ａは、２つの球面リンク機構を組み合わせた構成である。具体的には、基端側のリンクハブ２（図５）および先端側のリンクハブ３（図６）と基端側の端部リンク部材５（図５）および先端側の端部リンク部材６（図６）との各回転対偶の中心軸Ｏ１（図５），Ｏ３（図６）、および、基端側の端部リンク部材５（図５）および先端側の端部リンク部材６（図６）と中央リンク部材７との各回転対偶の中心軸Ｏ２（図５），Ｏ４（図６）が、それぞれの球面リンク中心ＰＡ（図５），ＰＢ（図６）で交差している。

言い換えると、基端側の球面リンク中心ＰＡ（図５）は、基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５との各回転対偶の中心軸Ｏ１、および基端側の端部リンク部材５と中央リンク部材７との各回転対偶の中心軸Ｏ２がそれぞれ交差する点を指す。同様に、先端側の球面リンク中心ＰＢ（図６）は、先端側のリンクハブ３と先端側の端部リンク部材６との各回転対偶の中心軸Ｏ３、および先端側の端部リンク部材６と中央リンク部材７との各回転対偶の中心軸Ｏ４がそれぞれ交差する点を指す。

また、各リンク機構４につき、リンクハブ２（図５），３（図６）と端部リンク部材５，６との各回転対偶から球面リンク中心ＰＡ，ＰＢまでの距離ｄ_Ａ，ｄ_Ｂは同じであり、かつ端部リンク部材５，６と中央リンク部材７との各回転対偶から球面リンク中心ＰＡ，ＰＢまでの距離は同じである。ここで言う「リンクハブ２（３）と端部リンク部材５（６）との回転対偶の位置」は、例えばリンクハブ２（３）と端部リンク部材５（６）との回転対偶の中心軸Ｏ１（Ｏ３）における、端部リンク部材５（６）を支持する軸受１４（３４）の軸方向の中心位置（軸受１４（３４）が複数並ぶ場合は、複数の並びの中心位置）で示される。端部リンク部材５，６と中央リンク部材７との各回転対偶の中心軸Ｏ２，Ｏ４は、図２のように交差角γを持っていてもよいし、平行であってもよい。

３組のリンク機構４は、基端側と先端側とが幾何学的に同一形状をなす。幾何学的に同一形状とは、図７のように、各リンク部材５，６，７を直線で表現した幾何学モデル、すなわち各回転対偶と、これら回転対偶間を結ぶ直線とで表現したモデルが、中央リンク部材７の中央部に対する基端側部分と先端側部分が対称を成す形状であることを言う。図７は、パラレルリンク機構１ａ（図５、図６）の１組のリンク機構４を直線で表現した図である。この実施形態のリンク機構４は回転対称タイプで、基端側のリンクハブ２および基端側の端部リンク部材５と、先端側のリンクハブ３および先端側の端部リンク部材６との位置関係が、中央リンク部材７の中心線Ｃに対して回転対称となる位置構成になっている。

基端側のリンクハブ２と先端側のリンクハブ３と３組のリンク機構４とで、基端側のリンクハブ２に対し先端側のリンクハブ３が直交２軸周りに回転自在な２自由度機構が構成される。言い換えると、基端側のリンクハブ２に対して先端側のリンクハブ３を、回転が２自由度で姿勢変更自在な機構である。この２自由度機構は、コンパクトでありながら、基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の可動範囲を広くとれる。また、コンパクトである分、迅速な動作を行える。

例えば、球面リンク中心ＰＡ，ＰＢを通り、リンクハブ２，３と端部リンク部材５，６との各回転対偶の中心軸Ｏ１（図５），Ｏ３（図６）に対して直角に交わる直線をリンクハブ２，３の中心軸ＱＡ，ＱＢとした場合、基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢの折れ角θ（図７）の最大値を約±９０°とすることができる。また、基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の旋回角φ（図７）を０°〜３６０°の範囲に設定できる。折れ角θは、基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢが傾斜した垂直角度のことであり、旋回角φは、基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢが傾斜した水平角度のことである。各リンク機構４の姿勢が変化しても、基端側と先端側の球面リンク中心ＰＡ，ＰＢ間の距離ｂは変化しない。

各リンク機構４が次の各条件を満たす場合、幾何学的対称性から基端側のリンクハブ２および基端側の端部リンク部材５と、先端側のリンクハブ３および先端側の端部リンク部材６とは同じに動く。
条件１：各リンク機構４におけるリンクハブ２，３と端部リンク部材５，６との回転対偶の中心軸Ｏ１，Ｏ３の角度および長さが互いに等しい。
条件２：リンクハブ２，３と端部リンク部材５，６との回転対偶の中心軸Ｏ１，Ｏ３、および端部リンク部材５，６と中央リンク部材７との回転対偶の中心軸Ｏ２，Ｏ４が、基端側および先端側において球面リンク中心ＰＡ，ＰＢで交差する。
条件３：基端側の端部リンク部材５と先端側の端部リンク部材６の幾何学的形状が等しい。
条件４：中央リンク部材７における基端側部分と先端側部分の幾何学的形状が等しい。
条件５：中央リンク部材７の対称面に対して、中央リンク部材７と端部リンク部材５，６との角度位置関係が基端側と先端側とで同じである。

図５に示すように、基端側のリンクハブ２は、平板状の土台１０と、この土台１０に設けられた３個の支持軸取付部材１１と、これら各支持軸取付部材１１にそれぞれ取り付けられた３個の支持軸１２とで構成される。土台１０は、中央部に円形の貫通孔１０ａを有し、一部が前記Ｙ軸直動アクチュエータ５６（図１）に固定されるステージ取付部１０ｂとなっている。３個の支持軸取付部材１１（図５）は、土台１０の貫通孔１０ａの周囲に円周方向等配で配置されている。各支持軸１２の軸心は、基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５の回転対偶の中心軸Ｏ１と一致する。

前記各支持軸１２に、基端側の端部リンク部材５の一端が、２個の軸受１４を介して回転自在に支持されている。また、基端側の端部リンク部材５の他端に、２個の軸受１５を介して中央リンク部材７の一端に設けられた回転軸１６が回転自在に支持されている。軸受１４，１５は、例えば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受等の玉軸受であって、ナットによる締付けでもって所定の予圧量が付与された状態で固定されている。基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５の回転対偶の中心軸Ｏ１と、基端側の端部リンク部材５と中央リンク部材７の回転対偶の中心軸Ｏ２とが成す角度αは、９０°未満としている。図の例では、４５°である。

土台１０には、３組のリンク機構４のすべてに、基端側の端部リンク部材５を回動させて基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の姿勢を任意に変更させる姿勢制御用アクチュエータ２０と、この姿勢制御用アクチュエータ２０の動作速度を基端側の端部リンク部材５に減速して伝達する減速機構２１とが設けられている。姿勢制御用アクチュエータ２０はロータリアクチュエータ、より詳しくは減速機２０ａ付きのサーボモータであって、モータ固定部材２２により土台１０に固定されている。減速機構２１は、姿勢制御用アクチュエータ２０の減速機２０ａと、歯車式の減速部２３とでなる。姿勢制御用アクチュエータ２０および減速機構２１は、３組のリンク機構４のうち２組にだけ設けても良い。２組あれば、基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の姿勢を確定することができる。

歯車式の減速部２３は、姿勢制御用アクチュエータの出力軸２０ｂにカップリング２５を介して回転伝達可能に連結された小歯車２６と、基端側の端部リンク部材５に固定され前記小歯車２６と噛み合う大歯車２７とで構成されている。小歯車２７は両側に軸部を有し、これら軸部がそれぞれ、土台１０に固定された回転支持部材２８に２個の軸受２９を介して回転自在に支持されている。図示例では、小歯車２６および大歯車２７は平歯車であり、大歯車２７は、扇形の周面にのみ歯が形成された扇形歯車である。大歯車２７は小歯車２６よりもピッチ円半径が大きく、姿勢制御用アクチュエータ２０の出力軸２０ｂの回転が基端側の端部リンク部材５へ、基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５との回転対偶の回転軸Ｏ１回りの回転に減速して伝達される。その減速比は、例えば１０以上とされている。
この例では、減速機構２１に平歯車を使用しているが、その他の機構（例えば、かさ歯車やウォーム機構）でも良い。また、この例では、大歯車２７は基端側の端部リンク部材５と別部材とされているが、基端側の端部リンク部材５と一体であってもよい。

姿勢制御用アクチュエータ２０の回転軸心および小歯車２６の回転軸心は同軸上に位置する。これら回転軸心は、基端側のリンクハブ２と基端側の端部リンク部材５の回転対偶軸Ｏ１と平行で、かつ土台１０からの高さが同じとされている。

図６に示すように、先端側のリンクハブ３は、中央部に円形の貫通孔３０ａを有する円環板状の先端部材３０と、この先端部材３０に設けられた３個の支持軸取付部材３１と、これら各支持軸取付部材３１にそれぞれ取り付けられた３個の支持軸３２とで構成される。３個の支持軸取付部材３１は、先端部材３０の貫通孔３０ａの周囲に円周方向等配で配置されている。各支持軸３２の軸心は、先端側のリンクハブ３と先端側の端部リンク部材６の回転対偶の中心軸Ｏ３と一致する。先端部材３０の外周部の１箇所に、トーチ取付部材３３がボルト（図示せず）等により固定して設けられている。

前記各支持軸３２に、先端側の端部リンク部材６の一端が、２個の軸受３４を介して回転自在に支持されている。また、先端側の端部リンク部材６の他端に、２個の軸受３５を介して中央リンク部材７の他端に設けられた回転軸３６が回転自在に支持されている。軸受３４，３５は、例えば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受等の玉軸受であって、ナットによる締付けでもって所定の予圧量が付与された状態で固定されている。先端側のリンクハブ３と先端側の端部リンク部材６の回転対偶の中心軸Ｏ３と、先端側の端部リンク部材６と中央リンク部材７の回転対偶の中心軸Ｏ４とが成す角度βは、前記角度αと同じである。

上記リンク作動装置１は、図１のように、Ｙ軸直動アクチュエータ５６の下側を向くステージに土台１０のステージ取付部１０ｂの先端側の面をボルト等で固定することにより、基端側のリンクハブ２が下側で先端側のリンクハブ３が上側となり、かつ基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡが上下方向を向くように設置される。これにより、互いに直交するＸ軸直動アクチュエータ５５およびＹ軸直動アクチュエータ５６を進退動作させることで、リンク作動装置１が基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡと直交する平面（この例では水平面）上で移動させられる。

図２に示すように、溶接トーチ５２は湾曲部５２ａを有しており、先端部材３０の前記トーチ取付部材３３に取り付けられる。具体的には図８に示すように、トーチ取付部材３３の断面半円形の凹部３３ａに溶接トーチ５２の円筒状の把持部５２ｂを嵌めると共に、トーチ取付部材３３の反対側からトーチ押え部材３７を被せてその断面半円形の凹部３７ａに溶接トーチ５２の把持部５２ｂを嵌め、トーチ取付部材３３とトーチ押え部材３７とをボルト３８で結合する。これにより、トーチ取付部材３３とトーチ押え部材３７で把持部５２ｂを挟み付けて、溶接トーチ５２を固定する。固定された溶接トーチ５２の先端部の中心軸は、先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢと一致させてある。このように先端側のリンクハブ３に取り付けられた溶接トーチ５２は、３組以上のリンク機構のうちの２組のリンク機構４の間に配置され、下向きの先端が基端側のリンクハブ２よりも下方に突出している。

図１において、溶接トーチ５２の根元からケーブル５８が出ており、その先端が前記ワイヤ供給装置５３および冷却水装置５４に繋がっている。ワイヤ供給装置５３は、溶接機制御装置５７の指令により、溶接トーチ５２に対してケーブル５８を介してワイヤ（図示せず）を任意の速度で送り出す装置である。冷却水装置５４は、溶接トーチ５２の先端部を冷却するための冷却水を、ケーブル５８内の配管（図示せず）を介して供給する装置である。他に、シールドガスを供給する配管等（図示せず）も溶接トーチ５２に接続される。

図２において、基端側のリンクハブ２の土台１０の下面に、土台１０と作業平面６０との間の範囲で溶接トーチ５２の外周を覆う円筒状の飛散防止部材６１が取り付けられている。作業平面６０は、溶接トーチ５２により溶接される２つの被溶接体７０，７１の溶接個所となる平面である。被溶接体７０，７１は請求項で言う「被作業体」である。この実施形態の場合、作業平面６０は水平面である。飛散防止部材６１の下面は、円形の開口部６２となっている。

自動溶接機１００に用いられる飛散防止部材６１は、板金等の難燃性かつ耐熱性が高い材質からなる薄い板材を円筒状に加工したものである。飛散防止部材６１に用いる材質としては、難燃性、耐熱性が高い材質であれば板金以外であってもよい。飛散防止部材６１の内周面には、スパッタを吸着する機能を持つ不要物吸着層６３が設けられている。この例の不要物吸着層６３は、飛散防止部材６１の内周面に貼り付けられた粘着性を有するシート材である。不要物吸着層６３としては、他に、スパッタを吸着する機能を持つ塗料を飛散防止部材６１の内周面に塗布した塗膜であっても良い。

図２のようにリンク作動装置１が原点位置の姿勢にあるとき、すなわち基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡおよび先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢが同一直線上にあるとき、先端側の球面リンク中心ＰＢから溶接トーチ５２の先端までの距離ｃの方が、先端側の球面リンク中心ＰＢから作業平面６０までの距離（ａ＋ｂ）（ａ，ｂについては次段に記載）よりも短くなるように、溶接トーチ５２が先端側のリンクハブ３に取り付けられている。このため、リンク作動装置１がどの姿勢にあるときでも、溶接トーチ５２の先端が作業平面６０よりも上方に位置し、溶接トーチ５２が被溶接体７０，７１と干渉しない。

また、飛散防止部材６１の開口部６２の半径ｒは、式１を充足するように定められている。

但し、
ｒ［ｍｍ］：飛散防止部材６１の開口部の半径
ａ［ｍｍ］：基端側の球面リンク中心ＰＡから作業平面６０までの距離
ｂ［ｍｍ］：基端側の球面リンク中心ＰＡと先端側の球面リンク中心ＰＢとの間隔
θ_ｍａｘ［°］：基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢが傾斜した垂直角度（折れ角）θの最大値

式１はパラレルリンク機構１ａの独自の動きから導出された式であり、パラレルリンク機構１ａの折れ角θに対する各部材の回転、および各部材の間隔の拘束条件を利用している。具体的には、リンク作動装置１の折れ角θの最大値θ_ｍａｘに対する基端側の球面リンク中心ＰＡから作業平面６０までの距離ａと、基端側の球面リンク中心ＰＡと先端側の球面リンク中心ＰＢとの間隔ｂとの位置関係から導出している。

図１の例では、溶接トーチ５２によって溶接される被溶接体は、地面に載置された例えば円形のブロック状の被溶接体７０と、このブロック状の被溶接体７０の上に載置された板状の被溶接体７１とからなり、板状の被溶接体７１の周囲をブロック状の被溶接体７０の上面に溶接する状態を示している。この場合、ブロック状の被溶接体７０の上面が前記作業平面６０となる。被溶接体７０，７１をジャッキ機構等により高さ調節可能としても良い。

この自動溶接機１００は、Ｘ軸直動アクチュエータ５５およびＹ軸直動アクチュエータ５６を進退動作させてリンク作動装置１を水平面上で移動させると共に、リンク作動装置１を作動させて基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の姿勢を変更しながら、先端側のリンクハブ３に取り付けられた溶接トーチ５２により被溶接体７０，７１に対して溶接を行う。これにより、被溶接体７０，７１に対して角度を付けながら、被溶接体７０，７１の複数方向の面に対して溶接できる。また、溶接トーチ５２を搭載するリンク作動装置１は、先に説明したように、先端側のリンクハブ３の可動範囲が広く、かつ迅速な動作を行えるため、溶接トーチ５２の先端のきめ細かい動作を高速で実現できる。このため、被溶接体７０，７１に対して精密な溶接作業を行うことができる。さらに、ワイヤ供給装置５３が設けられているため、リンク作動装置１の動作により溶接トーチ５２の先端部と被溶接体７０，７１との距離が変動する場合でも、安定した溶接を実現できる。

Ｘ軸直動アクチュエータ５５およびＹ軸直動アクチュエータ５６が、基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡと直交する平面上で進退動作するように設けられているため、基端側のリンクハブ２の中心軸ＱＡと直交する平面、例えば水平面上での溶接作業が容易である。また、溶接トーチ５２は、その先端部の中心軸が先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢと一致するように設置されているため、先端側のリンクハブ３の角度と溶接トーチ５２の先端部の角度が一致し、溶接トーチ５２の先端部の姿勢制御が容易である。

溶接トーチ５２は細長い形状のものが多い。そのため、溶接トーチ５２を先端部が先端側のリンクハブ３に対して先端側を向くように設置すると、慣性モーメントが大きくなり、移動速度の低下や位置決め精度の悪化を招く（図示せず）。しかし、この自動溶接機１００のように、溶接トーチ５２を先端部が先端側のリンクハブ３に対して基端側のリンクハブ２の側を向き、かつ基端側のリンクハブ２よりも下方に突出させて設置すると、溶接トーチ５２の先端部の位置がリンク作動装置１の回転中心に近づくため、溶接トーチ５２の慣性モーメントを小さくすることができ、高速動作や高い位置決め精度を実現できる。また、リンク作動装置１の構成部品のうち溶接トーチ５２の先端部が最下部に位置するため、自動溶接機１００と被溶接体７０，７１とが干渉し難い。

基端側および先端側のリンクハブ２，３と基端側および先端側の端部リンク部材５，６の回転対偶の中心軸Ｏ１，Ｏ２と、基端側および先端側の端部リンク部材５，６と中央リンク部材７との回転対偶の中心軸Ｏ３，Ｏ４とが成す角度α，βを９０°未満としたことで、各リンク機構４の配列の内側の空間を広く取れる。このため、溶接トーチ５２を各リンク機構４の配列の内側の空間に配置し易い。

この実施形態の溶接トーチ５２は湾曲形状をしているため、溶接トーチ５２の先端部の中心軸を先端側のリンクハブ３の中心軸ＱＢと一致させた場合、溶接トーチ５２の根元部は各リンク機構４の配列の外側に出た状態となる。溶接トーチ５２を任意の２組のリンク機構４の間に配置したことで、溶接トーチ５２が各リンク機構４を干渉することを避けられる。これにより、溶接トーチ５２を各リンク機構４の配列の内側の空間に配置する構成としても、リンク作動装置１の大型化を防止できる。

この自動溶接機１００を用いて行う溶接の例を図９に示す。この溶接軌道８０は、所望の溶接位置付近に位置する基準線８１に対して、円を描きながら進行方向に進むウィービング動作を行う。この自動溶接機１００を用いると、制御装置５７（図１）の制御により、ＸＹステージ５１により基準線８１に沿う動作を行い、リンク作動装置１により円を描く動作を行うことで、上記溶接軌道８０になぞる溶接を容易に行える。このように、基準線８１に沿う動作と、円を描く動作をそれぞれ別の機構で行うことで、両動作の同時制御が容易となる。このような円を描くウィービング動作を行うと、軌道の方向が連続的に変化するため、移動速度の急な変化がなく、高速で滑らかなウィービング動作を実現できる。

この例では、基準線８１を円としているが、他の軌跡の基準線であっても構わない。また、溶接軌道８０は、制御装置５７によりすべて軌道計算により生成しても良く、ティーチングにより基準線８１を作成し、ウィービングの径を指定することで生成しても良い。

この自動溶接機１００は、溶接トーチ５２の下端部の外周を覆う飛散防止部材６１が設けられているため、溶接中に発生するスパッタが周囲に飛散することを防止し、スパッタの被溶接体７０，７１への付着を溶接個所の近辺の限られた範囲内に止めることができる。飛散防止部材６１の内周面に、不要物吸着層６３が設けられているため、飛散防止部材６１の内周面に当たったスパッタが跳ね返るのを防止することができる。これにより、飛散防止部材６１の内周面で跳ね返ったスパッタが下方に落下するのを防げる。このため、溶接作業後に、被溶接体７０，７１への付着したスパッタを除去する工程を省くか、または大幅に軽減することができる。

また、飛散防止部材６１は基端側のリンクハブ２に設けられているため、リンク作動装置１が作動しても飛散防止部材６１の高さ位置は変わらない。このため、飛散防止部材６１の下端と作業平面６０との間の上下距離を狭くすることができ、スパッタが周囲に飛散することを防止するのに有効である。

溶接トーチ５２の先端は、飛散防止部材６１の開口部６２を介して、作業平面６０と対向している。飛散防止部材６１の開口部６２の半径ｒを、前記式１を充足する値としたことにより、リンク作動装置１の任意の姿勢に対して溶接トーチ５２と飛散防止部材６１とが干渉しないようにできる。開口部６２の半径ｒを式１の右辺の値となるべく近い値とすることで、飛散防止部材６１の下端を作業平面６０に近接させて、スパッタの飛散をより一層防止することができる。

図１０は飛散防止部材の異なる実施形態の断面図である。この飛散防止部材６１は、溶接トーチ５２の側面部の外周に配置された円筒状の側面部６１ａと、この側面部６１ａの下端縁から内周側に延びる円環状の底面部６１ｂとを有し、この底面部６１ｂの内周部分が前記開口部６２となっている。この場合も、開口部６２の半径ｒが前記式１を充足する値とされている。
図１０の例では、１枚の板材を折り曲げ加工することで、側面部６１ａと底面部６１ｂとが一体に成形しているが、側面部６１ａと底面部６１ｂとを別々に加工して、両者を互いに取り付けても良い。

この構成であると、飛散防止部材６１の側面部６１ａで受け止められたスパッタが落下しても、そのスパッタが底面部６１ｂで受けられるため、下方の被溶接体（図示せず）にスパッタが付着することを防げる。このように、底面部６１ｂがスパッタを受けるため、側面部６１ａの内周面に不要物吸着層が設けられていなくても、飛散防止部材６１からスパッタが落下することを防げる。底面部６１ｂの下面に不要物吸着層を設けても良い。

図１１は飛散防止部材のさらに異なる実施形態の断面図である。この飛散防止部材６１も側面部６１ａと底面部６１ｂとからなるが、底面部６１ｂが、内径側に行くに従い高さ位置が高くなる円すい台状とされている。詳しくは、底面部６１ｂの形状は、円すい台を構成する側面の形状である。上記円すい台状の形状における上底面が開口部６２となる。飛散防止部材６１の底面部６１ｂが円すい台状であると、リンク作動装置（図示せず）の内外で何らかの衝撃が生じた場合でも、底面部６１ｂに受けられているスパッタが落下し難い。

図１２に示すように、図１１の飛散防止部材６１の底面部６１ｂの下面に不要物吸着層６３を設けても良い。底面部６１ｂの下面に不要物吸着層６３が設けられていると、底面部６１ｂに向かって下方から飛んでくるスパッタを捕獲することができる。このため、スパッタが底面部６１で跳ね返って被溶接体（図示せず）に付着することを防止できる。図１２の例では、底面部６１ｂの下面にのみ不要物吸着層６３が設けられているが、側面部６１ａの内周面や底面部６１ｂの上面に不要物吸着層を設けても良い。

図１３は飛散防止部材のさらに異なる実施形態の断面図である。この飛散防止部材６１は、水平状の底面部６１ｂの内周縁に、上方に立ち上がる立上り部６１ｃが設けられている。この立上り部６１ｃは、底面部６１ｂの内周縁の全周に連続して設けられている。この構成によると、リンク作動装置（図示せず）の内外で生じた何らかの衝撃により、底面部６１ｂで受けられているスパッタが移動した場合、立上り部６１ｃがスパッタを開口部６２から落下するので防ぎ、被溶接体（図示せず）にスパッタが付着することを防止できる。

図１の実施形態は、リンク作動装置１がＸＹステージ５１により水平面上で移動可能に設置され、被溶接体７０，７１が位置固定で設置されているが、これとは逆に、リンク作動装置１が位置固定で設置され、被溶接体７０，７１がＸＹステージ５１により水平面上で移動可能に設置された構成としても良い。また、リンク作動装置１がＸ軸直動アクチュエータ５５により左右方向に進退可能に設置され、被溶接体７０，７１がＹ軸直動アクチュエータ５６により前後方向に進退可能に設置された構成としても良い。さらに、リンク作動装置１がＹ軸直動アクチュエータ５６により前後方向に進退可能に設置され、被溶接体７０，７１がＸ軸直動アクチュエータ５５により左右方向に進退可能に設置された構成としても良い。いずれの構成も、図１の実施形態と同様の作用・効果が得られる。

上記実施形態の作業装置は、エンドエフェクタとして溶接トーチ５２が取り付けられて自動溶接機１００として構成されているが、この発明は、自動溶接機以外の作業装置にも適用できる。

図１４は、この発明の他の実施形態にかかる作業装置である洗浄機の一部を省略した正面図である。この洗浄機１０１は、エンドエフェクタとしてノズル１１０が設けられており、このノズル１１０から噴射される洗浄液またはエアによって被作業体１４０を洗浄する。被作業体１４０は、被作業体載置台１４１の上に載置されている。ノズル１１０は、その先端の吐出口１１０ａが下向きとなるように先端側のリンクハブ３に取り付けられている。ノズル１１０の吐出口１１０ａは、基端側のリンクハブ２よりも下方に突出している。

図１４のようにリンク作動装置１が原点位置の姿勢にあるとき、先端側の球面リンク中心ＰＢからノズル１１０の先端までの距離ｃの方が、先端側の球面リンク中心ＰＢから作業平面６０までの距離（ａ＋ｂ）よりも短くなるように、ノズル１１０が先端側のリンクハブ３に取り付けられている。このため、リンク作動装置１がどの姿勢にあるときでも、ノズル１１０の先端が作業平面６０よりも上方に位置し、ノズル１１０が被作業体１４０および被作業体載置台１４１と干渉しない。

基端側のリンクハブ２には、洗浄液またはエアが周囲に飛散することを防止する飛散防止部材６１が設けられている。飛散防止部材６１は、自動溶接機１００の飛散防止部材６１（図２参照）と同様に、基端側のリンクハブ２と作業平面６０との間の範囲でノズル１１０の側面部の外周を覆い、下端に下向きに開口する円形の開口部６２を有する円筒状である。飛散防止部材６１の内周面には、洗浄液またはエアによって洗い落されて舞い上がったごみ等の不要物を吸着する不要物吸着層６３が設けられている。飛散防止部材６１の開口部６２の半径ｒは、前記式１を充足するように定められている。
他は、図２の自動溶接機１００と同じ構成である。

この洗浄機１０１は、エンドエフェクタであるノズル１１０の側面部の外周を覆う飛散防止部材６１が設けられているため、洗浄液またはエアが被作業体１４０の周囲に飛散することを防止できる。図２の自動溶接機１００と同様に、飛散防止部材６１は基端側のリンクハブ２に設けられているため、リンク作動装置１が作動しても飛散防止部材６１の高さ位置は変わらない。このため、飛散防止部材６１の下端と作業平面６０との間の上下距離を狭くすることができ、洗浄液またはエアが周囲に飛散することを防止するのに有効である。

また、飛散防止部材６１の内周面に、不要物吸着層６３が設けられているため、飛散防止部材６１の内周面に当たったごみ等の不要物が跳ね返るのを防止することができる。これにより、飛散防止部材６１の内周面で跳ね返った不要物が下方に落下するのを防げる。飛散防止部材６１の開口部６２の半径ｒが、前記式１を充足する値とされているため、リンク作動装置１の任意の姿勢に対してノズル１１０と飛散防止部材６１とが干渉しない。

図１５は、この発明のさらに他の実施形態にかかる作業装置であるコーティング装置の一部を省略した正面図である。このコーティング装置１０２は、エンドエフェクタとして塗布具１２０が取り付けられており、この塗布具１２０によって被作業体１４０にインク、樹脂材等を塗布する。塗布具１２０は、先端側のリンクハブ３に設置された上下方向の直動アクチュエータ１２１に取り付けられ、上下位置を変更可能である。図１５は塗布具１２０が作業平面６０より少し高い位置にある待機状態を示しており、この待機状態から、先端の塗布部１２０ａが被作業体１４０に接する高さまで塗布具１２０を下降させて塗布作業を行う。

前記待機状態において、先端側の球面リンク中心ＰＢから塗布具１２０の先端までの距離ｃの方が、先端側の球面リンク中心ＰＢから作業平面６０までの距離（ａ＋ｂ）よりも短くなるように、塗布具１２０が先端側のリンクハブ３に取り付けられている。このため、待機状態では、リンク作動装置１がどの姿勢にあるときでも、塗布具１２０の先端が作業平面６０よりも上方に位置し、塗布具１２０が被作業体１４０および被作業体載置台１４１と干渉しない。

基端側のリンクハブ２には、前記自動溶接機１００および前記コーティング装置１０２のものと同様の飛散防止部材６１が設けられている。これにより、作業時にインク、樹脂材等が周囲に飛散することを防止できる。
他は、前記自動溶接機１００や前記コーティング装置１０２と同じ構成である。

図１６は、この発明のさらに他の実施形態にかかる作業装置であるバリ取り機の一部を省略した正面図である。このバリ取り機１０３は、エンドエフェクタとして回転研摩具１３０が取り付けられており、この回転研摩具１３０によって被作業体１４０のバリを除去する。前記コーティング装置１０２と同様に、回転研摩具１３０は、先端側のリンクハブ３に設置された上下方向の直動アクチュエータ１２１に取り付けられ、上下位置を変更可能である。図１６は回転研摩具１３０が作業平面６０より少し高い位置にある待機状態を示しており、この待機状態から、先端の研摩体１３０ａが被作業体１４０に接する高さまで回転研摩具１３０を下降させてバリ取り作業を行う。

前記待機状態における回転研摩具１３０の位置は、前記コーティング装置１０２の塗布具１２０の場合と同様であり、それによりコーティング装置１０２の場合と同様の作用・効果が得られる。
また、基端側のリンクハブ２に、前記コーティング装置１０２のものと同様の飛散防止部材６１が設けられており、それによりコーティング装置１０２の場合と同様の作用・効果が得られる。

図１４に示す洗浄機１０１、図１５に示すコーティング装置１０２、および図１６に示すバリ取り機１０３は、いずれも単純な円筒形の飛散防止部材６１が使用されているが、図１０〜図１３に示す形状の飛散防止部材６１を使用してもよい。

以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１…リンク作動装置
２…基端側のリンクハブ
３…先端側のリンクハブ
４…リンク機構
５…基端側の端部リンク部材
６…先端側の端部リンク部材
７…中央リンク部材
２０…姿勢制御用アクチュエータ
５０…架台
５２…溶接トーチ（エンドエフェクタ）
５５…Ｘ軸直動アクチュエータ
５６…Ｙ軸直動アクチュエータ
６０…作業平面
６１…飛散防止部材
６１ａ…側面部
６１ｂ…底面部
６１ｃ…立上り部
６２…開口部
６３…不要物吸着層
７０，７１…被溶接体
１００…自動溶接機（作業装置）
１０１…洗浄機（作業装置）
１０２…コーティング装置（作業装置）
１０３…バリ取り機（作業装置）
１１０…ノズル（エンドエフェクタ）
１２０…塗布具（エンドエフェクタ）
１３０…回転研摩具（エンドエフェクタ）
１４０…被作業体
Ｏ１…基端側のリンクハブと基端側の端部リンク部材との回転対偶の中心軸
Ｏ２…基端側の端部リンク部材と中央リンク部材との回転対偶の中心軸
Ｏ３…先端側のリンクハブと先端側の端部リンク部材との回転対偶の中心軸
Ｏ４…先端側の端部リンク部材と中央リンク部材との回転対偶の中心軸
ＰＡ…基端側の球面リンク中心
ＰＢ…先端側の球面リンク中心
ＱＡ…基端側のリンクハブの中心軸
ＱＢ…先端側のリンクハブの中心軸

Claims (8)

1. 基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが、３組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側のリンクハブおよび前記先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを有し、前記３組以上のリンク機構のうちの２組以上のリンク機構に、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を任意に変更させる姿勢制御用アクチュエータが設けられたリンク作動装置を備え、
   このリンク作動装置が、前記先端側のリンクハブが上向きとなるように、前記基端側のリンクハブが架台に直接または間接的に固定されることによって前記架台に設置され、かつ前記先端側のリンクハブに先端が下向きとなるようにエンドエフェクタが取り付けられ、このエンドエフェクタの先端が前記基端側のリンクハブよりも下方に突出している作業装置において、
   前記基端側のリンクハブと前記エンドエフェクタによる作業が行われる作業平面との間の範囲で前記エンドエフェクタの側面部の外周を覆い、下端に下向きに開口する円形の開口部を有する円筒状の飛散防止部材が、前記基端側のリンクハブに設けられていることを特徴とする作業装置。
2. 請求項１に記載の作業装置において、前記基端側のリンクハブと前記基端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸、および前記基端側の端部リンク部材と前記中央リンク部材の各回転対偶の中心軸がそれぞれ交差する点が基端側の球面リンク中心と称され、この基端側の球面リンク中心を通り前記基端側のリンクハブと前記基端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸と直角に交わる直線が基端側のリンクハブの中心軸と称され、かつ前記先端側のリンクハブと前記先端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸、および前記先端側の端部リンク部材と前記中央リンク部材の各回転対偶の中心軸がそれぞれ交差する点が先端側の球面リンク中心と称され、この先端側の球面リンク中心を通り前記先端側のリンクハブと前記先端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸と直角に交わる直線が先端側のリンクハブの中心軸と称される場合、
   前記基端側のリンクハブの中心軸および前記先端側のリンクハブの中心軸が同一直線上にあるとき、前記先端側の球面リンク中心から前記エンドエフェクタの先端までの距離の方が、前記先端側の球面リンク中心から前記作業平面までの距離よりも短く、
   前記飛散防止部材の前記開口部の半径が次式、
   

   

   但し、
   ｒ：飛散防止部材の開口部の半径
   ａ：基端側の球面リンク中心から作業平面までの距離
   ｂ：基端側の球面リンク中心と先端側の球面リンク中心との間隔
   θ_ｍａｘ：基端側のリンクハブの中心軸に対して先端側のリンクハブの中心軸が傾斜した垂直角度の最大値
   を充足する作業装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の作業装置において、前記架台に対し前記リンク作動装置を進退させる１軸以上の直動アクチュエータ、および前記架台に対し被作業体を進退させる１軸以上の直動アクチュエータの両方またはいずれか一方が設けられている作業装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の作業装置において、前記飛散防止部材は、前記エンドエフェクタの側面部の外周に配置された円筒状の側面部と、この側面部の下端縁から内周側に張り出す円環状の底面部とを有し、この底面部の内周部分が前記開口部とされている作業装置。
5. 請求項４に記載の作業装置において、前記飛散防止部材の前記底面部は、内径側に行くに従い高さ位置が高くなる円すい台状である作業装置。
6. 請求項４または請求項５に記載の作業装置において、前記飛散防止部材の前記底面部の内周縁に、上方に立ち上がる立上り部が設けられている作業装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の作業装置において、前記飛散防止部材における作業中に発生する不要物を受ける面に、前記不要物を吸着する機能を持つ不要物吸着層が設けられている作業装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の作業装置において、前記エンドエフェクタが溶接トーチである作業装置。

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