JP2018126795A - ロボットシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】第1ロボットと第2ロボットとの両方が協調して行うことが可能な作業の自由度を向上させることができるロボットシステムを提供すること。【解決手段】第1ロボットと、第2ロボットと、を備え、前記第2ロボットは、基台と、第1軸の軸方向に沿って並進可能に前記基台に設けられた第1可動部と、前記第1可動部に対して回動可能に設けられた第2可動部と、を有し、前記第2ロボットにより搬送可能な作業対象に対して、前記第1ロボットは作業可能である、ロボットシステム。【選択図】図1

Description

この発明は、ロボットシステムに関する。
ロボットに作業を行わせる技術の研究や開発が行われている。
これに関し、物体を搬送するための旋回アームに物体を搬送させ、搬送させた物体に対
して垂直多関節ロボットに作業を行わせるロボットシステムが知られている(特許文献1
参照)。
国際公開第2013/030958号
ここで、従来のロボットシステムでは、垂直多関節ロボットの作業領域の形状が球体形
状であり、旋回アームの作業領域の形状が円板形状である。垂直多関節ロボットの作業領
域は、垂直多関節ロボットが作業を行うことが可能な領域のことである。旋回アームの作
業領域は、旋回アームが作業を行うことが可能な領域のことである。このため、当該ロボ
ットシステムでは、旋回アームの設置位置が垂直多関節ロボットの設置位置から離れるほ
ど、垂直多関節ロボットの作業領域と旋回アームの作業領域とが重なった領域は、小さく
なる。一方、垂直多関節ロボットと旋回アームとの両方が協調して行うことが可能な作業
の自由度は、垂直多関節ロボットの作業領域と旋回アームの作業領域とが重なった領域が
大きいほど高くなる。これらのことから、当該ロボットシステムでは、垂直多関節ロボッ
トと旋回アームとの両方が協調して行うことが可能な作業の自由度を高くすることが困難
な場合があった。
上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、第1ロボットと、第2
ロボットと、を備え、前記第2ロボットは、基台と、第1軸の軸方向に沿って並進可能に
前記基台に設けられた第1可動部と、前記第1可動部に対して回動可能に設けられた第2
可動部と、を有し、前記第2ロボットにより搬送可能な作業対象に対して、前記第1ロボ
ットは作業可能である、ロボットシステムである。
この構成により、ロボットシステムでは、第2ロボットにより搬送可能な作業対象に対
して、第1ロボットが作業可能である。これにより、ロボットシステムは、第1ロボット
と第2ロボットとの両方が協調して行うことが可能な作業の自由度を向上させることがで
きる。
また、本発明の他の態様は、ロボットシステムにおいて、前記第1ロボットは、水平多
関節ロボット又は垂直多関節ロボットである、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムでは、第2ロボットにより搬送可能な作業対象に対
して、垂直多関節ロボット又は水平多関節ロボットが作業可能である。これにより、ロボ
ットシステムは、垂直多関節ロボット又は水平多関節ロボットと第2ロボットとの両方が
協調して行うことが可能な作業の自由度を向上させることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットシステムにおいて、前記第2可動部は、前記第1
可動部に対して前記第1軸周りに回動可能である、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムでは、第2可動部は、第1可動部に対して第1軸周
りに回動可能である。これにより、ロボットシステムは、第1ロボットと、第1可動部に
対して第1軸周りに回動可能な第2可動部を有する第2ロボットとの両方が協調して行う
ことが可能な作業の自由度を向上させることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットシステムにおいて、前記第1軸の軸方向は、重力
方向に沿った方向である、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムでは、第1軸の軸方向は、重力方向に沿った方向で
ある。これにより、ロボットシステムは、第1ロボットと、重力方向に沿って並進可能に
基台に設けられた第1可動部によって、第1ロボットと第2ロボットとの両方が協調して
行うことが可能な作業の自由度を向上させることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットシステムにおいて、第1面と、前記第1面に対向
する第2面を有する架台を備え、前記第1ロボットは、前記第1面に設けられ、前記第2
ロボットは、前記第2面に設けられている、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムでは、第1ロボットは、架台の第1面に設けられ、
第2ロボットは、架台の第2面に設けられている。これにより、ロボットシステムは、架
台の第1面に設けられた第1ロボットと、架台の第2面に設けられた第2ロボットとの両
方が協調して行うことが可能な作業の自由度を向上させることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットシステムにおいて、前記基台は、移動可能である
、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムでは、第2ロボットが有する基台は、移動可能であ
る。これにより、ロボットシステムは、移動可能な基台によって、第1ロボットと第2ロ
ボットとの両方が協調して行うことが可能な作業の自由度を更に向上させることができる
また、本発明の他の態様は、ロボットシステムにおいて、前記第2ロボットは、前記第
2ロボットの端部のうち前記基台と反対側の端部以外の前記第1可動部を部位に備える、
構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムでは、第2ロボットは、第2ロボットの端部のうち
基台と反対側の端部以外の部位に第1可動部を備える。これにより、ロボットシステムは
、第1ロボットと、第2ロボットの端部のうち基台と反対側の端部以外の部位に第1可動
部を備える第2ロボットとの両方が協調して行うことが可能な作業の自由度を更に向上さ
せることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットシステムにおいて、前記第1ロボットは、第n(
nは1以上の整数)回動軸周りに回動可能な第nアームと、前記第nアームに、前記第n
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た第
(n+1)アームと、を有し、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る、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムでは、第1ロボットは、第(n+1)回動軸の軸方
向から見て、第nアームと第(n+1)アームとが重なることが可能である。これにより
、ロボットシステムは、第(n+1)回動軸の軸方向から見て、第nアームと第(n+1
)アームとが重なることが可能な第1ロボットと、第2ロボットとの両方が協調して行う
ことが可能な作業の自由度を向上させることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットシステムにおいて、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い、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムでは、第nアームの長さは、第(n+1)アームの
長さよりも長い。これにより、ロボットシステムは、第nアームの長さが第(n+1)ア
ームの長さよりも長い第1ロボットと、第2ロボットとの両方が協調して行うことが可能
な作業の自由度を更に向上させることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットシステムにおいて、前記第nアーム(nは1であ
る)は、基台に設けられている、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムでは、第nアームは、第1ロボットの基台に設けら
れている。これにより、ロボットシステムは、第nアームが基台に設けられている第1ロ
ボットと、第2ロボットとの両方が協調して行うことが可能な作業の自由度を更に向上さ
せることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットシステムにおいて、複数の第1架台を有する第1
生産ラインと、複数の第2架台を有する第2生産ラインと、を備え、前記複数の前記第1
架台と前記複数の前記第2架台のうち少なくとも1つには、前記第1ロボット及び前記第
2ロボットが設けられ、前記第1生産ラインの給材が行われる給材面は、前記第2生産ラ
インの給材が行われる給材面と対向している、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムでは、第1生産ラインの給材が行われる給材面は、
第2生産ラインの給材が行われる給材面と対向している。これにより、ロボットシステム
は、第1生産ラインと第2生産ラインとの間を通って第1生産ラインと第2生産ラインと
の両方に対して給材を行うことができ、その結果、第1生産ラインと第2生産ラインとの
両方に対して給材を行う時間を短縮することができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットシステムにおいて、前記複数の前記第1架台及び
前記複数の前記第2架台には、前記第1ロボット及び前記第2ロボットが設けられている
、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムでは、第1生産ラインが有する複数の第1架台及び
第2生産ラインが有する複数の第2架台には、第1ロボット及び第2ロボットが設けられ
ている。これにより、ロボットシステムは、複数の第1架台のそれぞれと、複数の第2架
台のそれぞれとにおいて、第1ロボットと第2ロボットとの両方が協調して行うことが可
能な作業の自由度を向上させることができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットシステムにおいて、複数の第3架台を有する第3
生産ライン、を備え、前記第2生産ラインの前記給材面に対向する面は、前記第3生産ラ
インの給材が行われる給材面に対向する面と対向している、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムでは、第2生産ラインの給材面に対向する面は、第
3生産ラインの給材が行われる給材面に対向する面と対向している。これにより、ロボッ
トシステムは、第1生産ラインと第2生産ラインとの両方に対して給材を行う人、装置等
と干渉することなく、第1生産ライン〜第3生産ラインのそれぞれに対してユーザーが所
定の作業を行うことできる。
以上により、ロボットシステムでは、第2ロボットにより搬送可能な作業対象に対して
、第1ロボットが作業可能である。これにより、ロボットシステムは、第1ロボットと第
2ロボットとの両方が協調して行うことが可能な作業の自由度を向上させることができる
実施形態に係るロボットシステム1の構成の一例を示す図である。 第1ロボット21の構成の一例を示す図である。 図1及び図2に示した第1ロボット21の側面図の一例を示す図である。 図3に示した第1ロボット21を第1ロボット座標系RC1におけるY軸の正方向から当該Y軸の負方向に向かって見た場合の第1ロボット21の正面図の一例である。 マニピュレーターM1の動作のうちコンパクト状態を経る動作を説明するための図である。 第2ロボット22の構成の一例を示す図である。 架台BSの内側において第1ロボット21の作業領域と第2ロボット22の作業領域とが重なっている様子の一例を示す図である。 第1ロボット21が作業を行う1以上の作業対象が収容された複数のパレットPLが、架台BSの給材面M11側に給材装置等によって給材されて積み上げられている様子の一例である。 第1ロボット21が作業を行う1以上の作業対象が収容されたパレットPLが1つずつベルトコンベアーBCによって給材される場合のロボットシステム1の様子の一例を示す図である。 人によってパレットPLが給材される場合のロボットシステム1の様子の一例を示す図である。 実施形態の変形例1に係るロボットシステム2の構成の一例を示す図である。 実施形態の変形例2に係るロボットシステム1の構成の一例を示す図である。
<実施形態>
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
<ロボットシステムの構成>
まず、図1〜図6を参照し、ロボットシステム1の構成について説明する。図1は、実
施形態に係るロボットシステム1の構成の一例を示す図である。
ロボットシステム1は、例えば、架台BSと、第1ロボット21と、第2ロボット22
を備える。なお、ロボットシステム1は、これらに加えて、物体を搬送する搬送装置(例
えば、搬送用の他のロボット、ベルトコンベアー等)、撮像部(すなわち、第1ロボット
21、第2ロボット22のそれぞれと別体のカメラ)等の他の装置を備える構成であって
もよい。
以下では、説明の便宜上、重力方向(鉛直下方向)を下方向又は下と称し、下方向と反
対の方向を上方向又は上と称して説明する。以下では、一例として、下方向が、第1ロボ
ット21のロボット座標系である第1ロボット座標系RC1におけるZ軸の負方向と一致
するとともに、第2ロボット22のロボット座標系である第2ロボット座標系RC2にお
けるZ軸の負方向と一致する場合について説明する。また、以下では、一例として、図1
に示したように、第1ロボット座標系RC1の各座標軸と、第2ロボット座標系RC2の
各座標軸とが一致している場合について説明する。なお、下方向は、第1ロボット座標系
RC1及び第2ロボット座標系RC2それぞれにおけるZ軸の負方向と一致しない構成で
あってもよい。また、第1ロボット座標系RC1の各座標軸と、第2ロボット座標系RC
2の各座標軸とは、一致していない構成であってもよい。また、第1ロボット座標系RC
1の原点と、第2ロボット座標系RC2の原点とは、一致している構成であってもよく、
一致していない構成であってもよい。図1に示した例では、第1ロボット座標系RC1の
原点と、第2ロボット座標系RC2の原点とは、一致している。
架台BSは、例えば、直方体形状の金属製の枠である。なお、架台BSの形状は、直方
体形状に代えて、円柱形状等の他の形状であってもよい。また、架台BSの材質は、金属
に代えて、樹脂等の他の材質であってもよい。架台BSが有する端部のうち最も上側の端
部である最上部には、天井板として平板が設けられている。架台BSが有する端部のうち
最も下側の端部である最下部には、床板として平板が設けられている。また、架台BSは
、設置面に設置される。設置面は、例えば、床面である。なお、設置面は、床面に代えて
、壁面、地面、天井面等の他の面であってもよい。ここで、架台BSの底面積は、例えば
、1000×1000平方ミリメートル程度以下である。なお、当該底面積は、600×
600平方ミリメートル以下であることが望ましい。これは、人が行っている作業をロボ
ットシステム1による作業に置き換える際に、架台BSを設置しても当該人が作業を行う
際に専有していた面積以上の面積を架台BSによって専有しないようにすることができる
ためである。
ロボットシステム1では、第1ロボット21と第2ロボット22は、架台BSの内側に
おいて互いの作業領域が重なるように架台BSに設置される。これにより、ロボットシス
テム1は、第1ロボット21と第2ロボット22との両方が協調して行うことが可能な作
業を第1ロボット21と第2ロボット22に行わせることができる。第1ロボット21と
第2ロボット22との両方が協調して行うことが可能な作業は、例えば、第2ロボット2
2によって搬送された物体に対して第1ロボット21が加工、塗装、グリース等の塗布、
他の物体の組み付け等を行う作業である。なお、第1ロボット21と第2ロボット22と
の両方が協調して行うことが可能な作業は、これに代えて、第1ロボット21と第2ロボ
ット22との両方が協調して行う他の作業であってもよい。
第1ロボット21は、例えば、第1ロボット21の作業領域の全体が架台BSの天井板
よりも下側に位置するように当該天井板に設置される。この場合、第2ロボット22は、
第2ロボット22の作業領域の少なくとも一部が第1ロボット21の作業領域と重なるよ
うに、当該天井板よりも下側において架台BSに設けられた設置台に設置される。ここで
、設置台の上面は、当該天井板の下面と対向している。すなわち、第2ロボット22は、
第2ロボット22の作業領域が当該設置台よりも上側に位置するように当該設置台に設置
される。ここで、第1ロボット21の作業領域は、第1ロボット21が作業を行うことが
可能な領域のことである。第2ロボット22の作業領域は、第2ロボット22が作業を行
うことが可能な領域のことである。なお、架台BSの内側において第1ロボット21が設
置される位置は、当該天井板に代えて、架台BSの他の位置であってもよい。この場合、
第2ロボット22は、第1ロボット21が設置された位置に応じた位置に設置される。当
該天井板の下面、すなわち第1ロボット21が設置された当該下面は、第1面の一例であ
る。また、設置台の上面、すなわち第2ロボット22が設置された設置台の上面は、第2
面の一例である。なお、第1ロボット21の作業領域には、架台BSの外側が含まれても
よい。また、第2ロボット22の作業領域には、架台BSの外側が含まれてもよい。
また、架台BSは、給材面M11を有する。給材面M11は、架台BSが有する側面の
うち、AGV(Automated Guided Vehicle)等の給材装置又は人によって作業対象が給
材される側の面である。作業対象は、第1ロボット21と第2ロボット22の両方が協調
して作業を行う対象である。また、作業対象は、この一例において、第2ロボット22に
より搬送可能である。なお、作業対象は、これに代えて、第2ロボット22により搬送不
可能であってもよい。給材面M11は、架台BSに対して予め決められている。このため
、第1ロボット21と第2ロボット22のうちいずれか一方又は両方は、架台BSの位置
のうち、第1ロボット21と第2ロボット22の両方が協調して行う作業と、架台BSに
おける給材面M11との両方に応じた位置に設置される。
第1ロボット21は、基台B1と、基台B1により支持された可動部A1と、ロボット
制御装置31を備える単腕ロボットである。単腕ロボットは、この一例における可動部A
1のような1本の腕を備えるロボットである。なお、第1ロボット21は、単腕ロボット
に代えて、複腕ロボットであってもよい。複腕ロボットは、2本以上の腕(例えば、2本
以上の可動部A1)を備えるロボットである。なお、複腕ロボットのうち、2本の腕を備
えるロボットは、双腕ロボットとも称される。すなわち、第1ロボット21は、2本の腕
を備える双腕ロボットであってもよく、3本以上の腕(例えば、3本以上の可動部A1)
を備える複腕ロボットであってもよい。また、第1ロボット21は、スカラロボット(水
平多関節ロボット)、直交座標ロボット、円筒型ロボット等の他のロボットであってもよ
い。直交座標ロボットは、例えば、ガントリロボットである。
ここで、図2を参照し、第1ロボット21について説明する。図2は、第1ロボット2
1の構成の一例を示す図である。
基台B1の形状は、例えば、長手方向が上下方向に沿ったほぼ直方体形状である。基台
B1は、中空となっている。基台B1が有する面のうちの1つには、フランジBFが設け
られている。また、フランジBFには、可動部A1が設けられている。すなわち、基台B
1は、フランジBFによって可動部A1を支持している。なお、基台B1の形状は、この
ような形状に代えて、可動部A1を支持可能な形状であれば、立方体形状、円柱形状、多
面体形状等の他の形状であってもよい。
以下では、説明の便宜上、基台B1が有する面のうちフランジBFが設けられている面
を上面と称し、基台B1が有する面のうちフランジBFが設けられている面と反対側の面
を下面と称して説明する。基台B1は、例えば、基台B1の下面から基台B1の上面に向
かう方向が下方向と一致するように、すなわち、第1ロボット21の作業領域の全体が当
該天井板よりも下側に位置するように当該天井板に設置される。具体的には、例えば、当
該天井板には、上下方向に貫通し、基台B1を挿入可能な図示しない開口部が形成されて
いる。当該開口部は、フランジBFよりも小さい。ユーザーは、フランジBFと当該天井
板とを複数本のボルトによって固定することにより、基台B1を当該天井板に設置する(
取り付ける)ことができる。すなわち、フランジBFと当該天井板のそれぞれには、複数
のボルトのそれぞれが挿入される複数の貫通孔が形成されている。なお、基台B1は、架
台BSの他の位置に設置される構成であってもよい。また、フランジBFと当該天井板と
の固定方法は、他の方法であってもよい。
可動部A1は、マニピュレーターM1と、エンドエフェクターE1を備える。なお、可
動部A1は、これらに加えて、撮像部等の他の装置を備える構成であってもよい。また、
可動部A1は、マニピュレーターM1のみを備える構成であってもよい。
マニピュレーターM1は、6個のアームである第1アームL1〜第6アームL6と、6
つの関節である関節J1〜関節J6を備える。基台B1と第1アームL1は、関節J1に
よって連結される。第1アームL1と第2アームL2は、関節J2によって連結される。
第2アームL2と第3アームL3は、関節J3によって連結される。第3アームL3と第
4アームL4は、関節J4によって連結される。第4アームL4と第5アームL5は、関
節J5によって連結される。第5アームL5と第6アームL6は、関節J6によって連結
される。すなわち、マニピュレーターM1を備える可動部A1は、6軸垂直多関節型のア
ームである。換言すると、第1ロボット21は、垂直多関節ロボットである。なお、可動
部A1は、5軸以下の自由度で動作する構成であってもよく、7軸以上の自由度で動作す
る構成であってもよい。
第1アームL1は、関節J1の回動軸である第1回動軸AX1(例えば、図3参照)周
りに回動可能である。第2アームL2は、関節J2の回動軸である第2回動軸AX2(例
えば、図3参照)周りに回動可能である。第3アームL3は、関節J3の回動軸である第
3回動軸AX3(例えば、図3参照)周りに回動可能である。第4アームL4は、関節J
4の回動軸である第4回動軸AX4(例えば、図3参照)周りに回動可能である。第5ア
ームL5は、関節J5の回動軸である第5回動軸AX5(例えば、図3参照)周りに回動
可能である。第6アームL6は、関節J6の回動軸である第6回動軸AX6(例えば、図
3参照)周りに回動可能である。
ここで、図3〜図5を参照し、マニピュレーターM1についてより詳しく説明する。図
3は、図1及び図2に示した第1ロボット21の側面図の一例を示す図である。
図3に示したように、基台B1の下面から基台B1の上面に向かう方向が下方向と一致
しているため、関節J2は、関節J1よりも下側に位置している。関節J2は、第1回動
軸AX1の延長上に位置していない。これは、第1アームL1の形状が、屈曲した形状で
あるためである。この一例において、第1アームL1の形状は、第1ロボット座標系RC
1におけるX軸の正方向から負方向に向かって第1ロボット21を見た場合において、丸
みを帯びてほぼL字型に湾曲した形状である。具体的には、第1アームL1は、4つの部
位である部位L11〜部位L14によって構成されている。部位L11は、図3において
、第1アームL1を構成する4つの部位のうち、基台B1から第1回動軸AX1に沿って
下方向に延伸している部位のことである。部位L12は、当該4つの部位のうち、部位L
11の下端から第2回動軸AX2に沿って第1ロボット座標系RC1におけるY軸の負方
向に延伸する部位のことである。部位L13は、当該4つの部位のうち、部位L12の端
部のうち部位L11と反対側の端部から、第1回動軸AX1に沿って下方向に延伸してい
る部位のことである。部位L14は、当該4つの部位のうち、部位L13の端部のうち部
位L12と反対側の端部から、第2回動軸AX2に沿って当該Y軸の正方向に延伸する部
位のことである。ここで、部位L11〜部位L14は、一体として第1アームL1を構成
してもよく、別体として第1アームL1を構成してもよい。また、図3において、部位L
12と部位L13は、第1ロボット座標系RC1におけるX軸に沿って第1ロボット21
を見た場合、ほぼ直交している。
第2アームL2の形状は、長手形状である。第2アームL2は、第1アームL1の先端
部、すなわち、部位L14の端部のうち部位L13と反対側の端部に接続されている。
第3アームL3の形状は、長手形状である。第3アームL3は、第2アームL2の端部
のうち第1アームL1と接続されている端部と反対側の端部に接続されている。
第4アームL4は、第3アームL3の先端部、すなわち、第3アームL3の端部のうち
第2アームL2が接続されている端部と反対側の端部に接続されている。第4アームL4
には、互いに対向する一対の支持部である支持部L41及び支持部L42が形成されてい
る。支持部L41及び支持部L42は、第4アームL4の第5アームL5との接続に用い
られる。すなわち、第4アームL4は、第5アームL5を支持部L41及び支持部L42
の間に位置させ、支持部L41及び支持部L42によって第5アームL5に接続されてい
る。なお、第4アームL4は、これに限られず、1つの支持部によって第5アームL5を
支持する構成(片持ち)であってもよく、3つ以上の支持部によって第5アームL5を支
持する構成であってもよい。
第5アームL5は、前述したように、支持部L41及び支持部L42の間に位置し、支
持部L41及び支持部L42に接続される。
第6アームL6の形状は、平板形状である。すなわち、第6アームL6は、フランジで
ある。第6アームL6は、第5アームL5の端部のうち第4アームL4と反対側の端部に
接続されている。また、第6アームL6には、エンドエフェクターE1が接続される。
また、この一例において、マニピュレーターM1が備える6つの関節それぞれの回動軸
のうち第2回動軸AX2と第3回動軸AX3とは、互いに平行である。なお、第2回動軸
AX2と第3回動軸AX3とは、互いに非平行であってもよい。
なお、図1〜図3のそれぞれでは、図を簡略化するため、関節J1〜関節J6のそれぞ
れが備えているアクチュエーター、エンコーダー、減速機、ブレーキ等の構成を省略して
いる。当該ブレーキは、電磁ブレーキであってもよく、メカニカルブレーキであってもよ
い。また、関節J1〜関節J6のうちの一部又は全部は、減速機を備えない構成であって
もよい。また、関節J1〜関節J6のうちの一部又は全部は、ブレーキを備えない構成で
あってもよい。
ここで、マニピュレーターM1では、第1回動軸AX1の軸方向から見て、第1アーム
L1と第2アームL2とが重なることが可能である。また、マニピュレーターM1では、
第2回動軸AX2の軸方向から見て、第1アームL1と第2アームL2とが重なることが
可能である。また、マニピュレーターM1では、第2回動軸AX2の軸方向から見て、第
2アームL2と第3アームL3とが重なることが可能である。また、マニピュレーターM
1では、第4回動軸AX4の軸方向から見て、第4アームL4と第5アームL5とが重な
ることが可能である。なお、本実施形態において、ある2つのアームをある方向から見た
場合に当該2つのアームが重なるとは、当該2つのアームのうちの一方のアームが他方の
アームに重なっている面積の割合が所定割合以上であることを示す。所定割合は、例えば
、9割であるが、これに限られず、他の割合であってもよい。また、マニピュレーターM
1は、第3回動軸AX3の軸方向から見て、第3アームL3と第4アームL4とが重なる
ことが可能であるように構成されてもよい。また、マニピュレーターM1は、第5回動軸
AX5の軸方向から見て、第5アームL5と第6アームL6とが重なることが可能である
ように構成されてもよい。
ここで、マニピュレーターM1は、マニピュレーターM1の状態を、関節J2と関節J
3のそれぞれを回動させることにより、コンパクト状態にすることができる。コンパクト
状態は、この一例において、第1回動軸AX1に沿った方向において第2回動軸AX2と
第5回動軸AX5との間の距離が最も短い状態、且つ第1回動軸AX1と第4回動軸AX
4とが一致した状態のことである。すなわち、図3に示したマニピュレーターM1の状態
は、コンパクト状態である。図3に示した第1ロボット21を第1ロボット座標系RC1
におけるY軸の正方向から当該Y軸の負方向に向かって見た場合、コンパクト状態におけ
るマニピュレーターM1では、図4に示したように第1アームL1と第2アームL2と第
3アームL3との3つのアームが重なる。図4は、図3に示した第1ロボット21を第1
ロボット座標系RC1におけるY軸の正方向から当該Y軸の負方向に向かって見た場合の
第1ロボット21の正面図の一例である。
マニピュレーターM1の状態をコンパクト状態にすることができる理由は、第2アーム
L2が、関節J2の回動によって架台BSの天井板、第1アームL1のそれぞれと干渉し
ない形状及び大きさに形成されているためである。
ここで、この一例において、マニピュレーターM1の状態がコンパクト状態である場合
、第1回動軸AX1に沿った方向において、第1アームL1の長さは、第2アームL2の
長さよりも長い。また、当該場合、当該方向において、第2アームL2の長さは、第3ア
ームL3の長さよりも長い。また、当該場合、当該方向において、第4アームL4の長さ
は、第5アームL5の長さよりも長い。また、当該場合、当該方向において、第5アーム
L5の長さは、第6アームL6の長さよりも長い。なお、第1アームL1〜第6アームL
6それぞれの長さは、これらに代えて、他の長さであってもよい。
また、マニピュレーターM1の状態をコンパクト状態にすることができるため、マニピ
ュレーターM1は、図5に示したように、関節J1を回動させずに関節J2を回動させる
ことにより、コンパクト状態を経て、関節J6の位置を、第1回動軸AX1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は、マニピュレーターM1の動作のう
ちコンパクト状態を経る動作を説明するための図である。関節J6の位置は、この一例に
おいて、関節J6の重心の位置によって表される。なお、関節J6の位置は、関節J6の
重心の位置に代えて、関節J6に対応付けられた他の位置によって表される構成であって
もよい。より具体的には、マニピュレーターM1は、関節J1を回動させずに関節J2を
回動させることにより、マニピュレーターM1の先端である第6アームL6を図5の左側
に示す左側位置から、コンパクト状態を経て、第1回動軸AX1周りに180°異なる図
5の右側に示す右側位置に移動させることが可能である。なお、図5に示した動作では、
第6アームL6は、第1回動軸AX1に沿った方向から第1ロボット21を見た場合、直
線上を移動する。
また、第3アームL3〜第6アームL6の長さの合計は、第2アームL2の長さよりも
長い。これにより、第2回動軸AX2に沿った方向から第1ロボット21を見た場合にマ
ニピュレーターM1の状態をコンパクト状態と一致させると、第2アームL2から第6ア
ームL6の先端を突出させることができる。その結果、第6アームL6にエンドエフェク
ターE1を取り付けた場合において、エンドエフェクターE1が第1アームL1及び第2
アームL2と干渉してしまうことを抑制することができる。
このようにマニピュレーターM1は、第1回動軸AX1を回動させずに第2回動軸AX
2を回動させることにより、コンパクト状態を経て、エンドエフェクターE1を第1回動
軸AX1周りに180°異なる位置に移動させることができる。その結果、第1ロボット
21は、エンドエフェクターE1を効率よく移動させることができるとともに、第1ロボ
ット21の一部が他の物体と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。
図2に戻る。マニピュレーターM1が備える関節J1〜関節J6のそれぞれに備えられ
たアクチュエーターは、ケーブルによってロボット制御装置31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31から取得される制御
信号に基づいて、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(Universal Serial Bus)等の規格に
よって行われる。また、当該アクチュエーターのうちの一部又は全部は、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31と接続され
る構成であってもよい。
エンドエフェクターE1は、物体を把持可能な爪部(指部)を備えるエンドエフェクタ
ーである。なお、エンドエフェクターE1は、当該爪部を備えるエンドエフェクターに代
えて、物体を空気、磁気等よって吸着(保持)可能な吸着部等を備える他のエンドエフェ
クターであってもよい。
エンドエフェクターE1は、ケーブルによってロボット制御装置31と通信可能に接続
されている。これにより、エンドエフェクターE1は、ロボット制御装置31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等の規格によって行われる。また、エンドエフェクターE1
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31と接続される構成であってもよい。
ロボット制御装置31は、第1ロボット21を制御するコントローラーである。ロボッ
ト制御装置31は、ユーザーにより予め記憶された動作プログラムに基づいて第1ロボッ
ト21を動作させる。これにより、ロボット制御装置31は、ユーザーが所望する作業を
第1ロボット21に行わせることができる。
ロボット制御装置31は、この一例において、基台B1の内側に設けられている(内蔵
されている)。なお、ロボット制御装置31は、これに代えて、第1ロボット21と別体
の外付けであってもよい。第1ロボット21と別体の外付けである場合、ロボット制御装
置31は、第1ロボット21と有線又は無線によって通信可能に接続される。
図1に戻る。第2ロボット22は、基台B2と、第1回動軸AX21の方向に沿って並
進可能に基台B2に設けられた第1可動部A21と、第1可動部A21に対して回動可能
に設けられた第2可動部A22と、ロボット制御装置32を備えるスカラロボット(水平
多関節ロボット)である。ここで、図6を参照し、第2ロボット22について説明する。
図6は、第2ロボット22の構成の一例を示す図である。
基台B2は、前述の設置台に設置される。なお、基台B2には、設置台の上面に沿った
方向に移動(並進、スライド)可能な移動機構が設けられている構成であってもよい。こ
の場合、第2ロボット22は、第1ロボット21に対して設置台の上面に沿った方向に移
動させることができる。これにより、ロボットシステム1は、第1ロボット21の作業領
域と第2ロボット22の作業領域とが重なった領域の大きさをユーザーが所望する大きさ
にすることができる。基台B2は、外形として、ほぼ直方体(又は、立方体でもよい)の
形状を有しており、板状の面から構成されていて、中空となっている。また、基台B2は
、例えば、基台B2の上面において第2可動部A22を支持している。なお、基台B2の
形状は、このような形状に代えて、他の形状であってもよい。基台B2の内側には、図示
しない第1モーターが設けられている。第1モーターは、例えば、第1可動部A21の周
表面に形成された図示しないボールねじ溝の外周部に設けられたボールねじナットをタイ
ミングベルト等で回動させることにより、第1可動部A21を第1回動軸AX21の方向
に沿って並進(昇降)させることができる。
第1可動部A21は、この一例において、円柱形状の軸体である。第1可動部A21の
周表面には、この一例において、前述した通り、図示しないボールねじ溝が形成されてい
る。第1可動部A21は、基台B2の上面を第1回動軸AX1の方向に貫通し、設けられ
る。第1回動軸AX21の方向は、この一例において、第2ロボット座標系RC2におけ
るZ軸方向に沿った方向(この一例において、重力方向に沿った方向)と一致している。
なお、第1回動軸AX21の方向は、これに代えて、重力方向に沿わない他の方向と一致
する構成であってもよい。第1回動軸AX21の方向は、第1軸の軸方向の一例である。
なお、第1可動部A21は、例えば、架台BSの壁面等に設置された基台B2の側面に対
して、当該側面に沿って当該Z軸方向に沿った方向に並進可能に設けられる構成等の他の
構成であってもよい。
第2可動部A22は、第1可動部A21によって第1回動軸AX21周りに回動可能に
支持された第1アームL21と、第1アームL21によって第2回動軸AX22周りに回
動可能に支持された第2アームL22を備える。
第1アームL21の形状は、第1回動軸AX21と直交する方向に延伸する長手形状で
ある。第1アームL21は、この一例において、第1可動部A21に対して第1回動軸A
X21周りに回動するので、水平方向に移動する。水平方向は、第1回動軸AX21の方
向に直交する方向である。この一例において、水平方向は、第2ロボット座標系RC2に
おけるXY平面に沿った方向である。第1アームL21は、第1可動部A21(又は第1
アームL21)が備える図示しない第2モーターによって第1回動軸AX21周りに回動
させられる。すなわち、第1回動軸AX21は、第2モーターの回動軸である。
第2アームL22の形状は、第1回動軸AX21と直交する方向に延伸する長手形状で
ある。第2アームL22は、この一例において、第2回動軸AX22周りに回動するので
、水平方向に移動する。第2アームL22は、第2アームL22が備える図示しない第3
モーターによって第2回動軸AX22周りに回動させられる。すなわち、第2回動軸AX
22は、第3モーターの回動軸である。
また、第2ロボット22は、図示しないロボット制御装置32を基台B2の内側の空間
に内蔵する。
なお、第2ロボット22では、第1可動部A21は、第2可動部A22の端部のうち基
台B2側の端部と、当該端部と反対側の端部との間の部位に設けられる構成であってもよ
い。すなわち、第1可動部A21は、第2可動部A22の端部のうち基台B2側の端部と
反対側の端部以外の部位に設けられる構成であってもよい。例えば、第1可動部A21は
、第1アームL21と第2アームL22との間に設けられる構成であってもよい。この場
合、第1可動部A21は、第2回動軸AX22の方向に沿って並進可能である。また、当
該場合、第1アームL21は、第1可動部A21を支持する基台となる。
ロボット制御装置32は、第2ロボット22を制御するコントローラーである。なお、
ロボット制御装置32は、第2ロボット22に内蔵される構成に代えて、第2ロボット2
2と別体の外付けである構成であってもよい。第2ロボット22と別体の外付けである場
合、ロボット制御装置32は、第2ロボット22と有線又は無線によって通信可能に接続
される。
<第1ロボットの作業領域と第2ロボットの作業領域との重なり>
以下、図7を参照し、第1ロボット21の作業領域と第2ロボット22の作業領域との
重なりについて説明する。図7は、架台BSの内側において第1ロボット21の作業領域
と第2ロボット22の作業領域とが重なっている様子の一例を示す図である。
図7に示した球形状の領域RA1は、第1ロボット21の作業領域の一例である。また
、図7に示した円盤形状の領域RA2は、第2ロボット22の作業領域の一例である。第
1ロボット21と第2ロボット22はそれぞれ、図7に示したように領域RA1の少なく
とも一部が領域RA2と重なるように架台BSの内側に設置される。これにより、第1ロ
ボット21と第2ロボット22は、給材される作業対象に対して協調して作業を行うこと
ができる。例えば、第2ロボット22は、給材された作業対象を搬送する。この場合、第
1ロボット21は、第2ロボット22により搬送された作業対象に対して何らかの作業を
行うことができる。ここで、作業対象は、例えば、ボルト、ナット、ピン、プレート等の
産業用の部品、部材、装置等、又はこれらが収容された容器等である。なお、当該物体は
、これに代えて、日用品の部品、部材、装置等、又はこれらが収容された容器等であって
もよく、細胞等の生体、又は生体が収容された容器等であってもよい。
<ロボットシステムの使用例1>
以下、図8を参照し、ロボットシステム1の使用例1について説明する。ロボットシス
テム1は、例えば、図8に示したように使用される。図8は、第1ロボット21が作業を
行う1以上の作業対象が収容された複数のパレットPLが、架台BSの給材面M11側に
給材装置等によって給材されて積み上げられている様子の一例である。積み上げられた複
数のパレットPLそれぞれの間には、第2ロボット22の第2アームL22が挿入可能な
間隙が設けられている。
第2ロボット22は、第1可動部A21及び第2可動部A22のそれぞれを動かし、積
み上げられた複数のパレットPLのそれぞれを上から順に第2アームL22によって持ち
上げる。この際、第2ロボット22は、一番上に積み上げられたパレットPLと、当該パ
レットPLの1つ下に積み上げられたパレットPLとの間の間隙に第2アームL22を挿
入する。そして、第2ロボット22は、第1可動部A21を上昇させることにより、第2
アームL22によって一番上に積み上げられたパレットPLを持ち上げる。第2ロボット
22は、持ち上げたパレットPLを所定の作業位置まで移動させる。所定の作業位置は、
第2ロボット22によって移動されたパレットPLの全体が第1ロボット21の作業領域
内に含まれる位置であれば如何なる位置であってもよい。
第1ロボット21は、第2ロボット22によって所定の作業位置まで移動させられたパ
レットPLに収容された1以上の作業対象のそれぞれに対して作業を行う。当該作業は、
例えば、グリースの塗布、他の物体との組み付け等である。なお、当該作業は、これらの
作業に代えて、他の作業であってもよい。第1ロボット21が当該1以上の作業対象のそ
れぞれに対して作業を終えた後、第2ロボット22は、持ち上げているパレットPLを図
示しない所定の除材領域に除材する。
<ロボットシステムの使用例2>
以下、図9を参照し、ロボットシステム1の使用例2について説明する。ロボットシス
テム1は、例えば、図9に示したように使用することも可能である。図9は、第1ロボッ
ト21が作業を行う1以上の作業対象が収容されたパレットPLが1つずつベルトコンベ
アーBCによって給材される場合のロボットシステム1の様子の一例を示す図である。ベ
ルトコンベアーBCによって運ばれるパレットPLとベルトコンベアーBCのベルトとの
間には、第2ロボット22の第2アームL22が挿入可能な間隙が設けられている。
第2ロボット22は、第1可動部A21及び第2可動部A22のそれぞれを動かし、ベ
ルトコンベアーBCによって給材されたパレットPLを第2アームL22によって持ち上
げる。この際、第2ロボット22は、パレットPLとベルトコンベアーBCのベルトとの
間の間隙に第2アームL22を挿入する。そして、第2ロボット22は、第1可動部A2
1を上昇させることにより、第2アームL22によってパレットPLを持ち上げる。第2
ロボット22は、持ち上げたパレットPLを所定の作業位置まで移動させる。
第1ロボット21は、第2ロボット22によって所定の作業位置まで移動させられたパ
レットPLに収容された1以上の作業対象のそれぞれに対して作業を行う。当該作業は、
例えば、グリースの塗布、他の物体との組み付け等である。なお、当該作業は、これらの
作業に代えて、他の作業であってもよい。第1ロボット21が当該1以上の作業対象のそ
れぞれに対して作業を終えた後、第2ロボット22は、持ち上げているパレットPLを図
9に示した所定の除材領域RA3に除材する。この際、第2ロボット22は、除材領域R
A3においてパレットPLが除材された順に下から上に積み重なるようにパレットPLを
除材する。図9に示した例では、第2ロボット22により除材されたパレットPLが除材
領域RA3に積み重ねられている。
<ロボットシステムの使用例3>
以下、図10を参照し、ロボットシステム1の使用例3について説明する。ロボットシ
ステム1は、例えば、図10に示したように使用することも可能である。図10は、人に
よってパレットPLが給材される場合のロボットシステム1の様子の一例を示す図である
図10に示した作業員Z1は、第2ロボット22にパレットPLを給材する人の一例で
ある。第2ロボット22は、所定の給材位置に第2アームL22を移動させる。所定の給
材位置において第2アームL22の上面には、人によってパレットPLが載置される。第
2ロボット22は、当該上面にパレットPLが載置された後、パレットPLを所定の作業
位置まで移動させる。
第1ロボット21は、第2ロボット22によって所定の作業位置まで移動させられたパ
レットPLに収容された1以上の作業対象のそれぞれに対して作業を行う。当該作業は、
例えば、グリースの塗布、他の物体との組み付け等である。なお、当該作業は、これらの
作業に代えて、他の作業であってもよい。第1ロボット21が当該1以上の作業対象のそ
れぞれに対して作業を終えた後、第2ロボット22は、持ち上げているパレットPLを図
示しない所定の除材領域に除材する。
ここで、上記において説明したロボットシステム1の使用例1〜使用例3のそれぞれに
おいて、第2ロボット22が第1可動部A21を上下に並進可能であるため、ユーザーは
、第1ロボット21と第2ロボット22との間の空間を広くすることができるとともに、
第1ロボット21の作業領域と第2ロボット22の作業領域とを重ねることができる。そ
の結果、ロボットシステム1は、第1ロボット21と第2ロボット22との両方が協調し
て行うことが可能な作業の自由度を向上させることができる。例えば、ロボットシステム
1では、ロボットシステム1と異なるロボットシステムの場合と比べて、第1ロボット2
1の作業領域と第2ロボット22の作業領域とが重なった領域内に設置する治具をユーザ
ーが所望する位置に設置することが可能である。また、ロボットシステム1では、当該自
由度を向上させることができるため、ロボットシステム1と異なるロボットシステムと比
べて、人が行っている各種の作業のうちの多くの作業をロボットシステム1によって置き
換えることが可能である。すなわち、ロボットシステム1は、第1ロボット21と第2ロ
ボット22の両方に多様な作業を協調して行わせることができる。なお、ロボットシステ
ム1は、上記において説明したロボットシステム1の使用例1〜使用例3に代えて、他の
使用例に適用される構成であってもよい。
<実施形態の変形例1>
以下、図11を参照し、実施形態の変形例1について説明する。なお、実施形態の変形
例1では、実施形態と同様な構成部に対して同じ符号を付して説明を省略する。実施形態
の変形例1に係るロボットシステム2は、実施形態において説明した架台BS(すなわち
、ロボットシステム1)を含む複数の生産ラインを備える。以下では、一例として、ロボ
ットシステム2が、第1生産ラインLN1〜第5生産ラインLN5の5つの生産ラインを
備える場合について説明する。図11は、実施形態の変形例1に係るロボットシステム2
の構成の一例を示す図である。
ここで、この一例において、ロボットシステム1が備える架台BSは、前述の給材面M
11と、作業面M2を有する。作業面M2は、架台BSが有する側面のうちの給材面M1
1と反対側の面である。作業面M2は、架台BSの内側に対する作業が人によって行われ
る側の面である。すなわち、この一例では、架台BSは、作業対象が給材される側の面で
ある給材面M11と、架台BSの内側に対する作業が人によって行われる側の面である作
業面M2とを有する。当該作業は、例えば、架台BSに備えられた装置(例えば、第1ロ
ボット21、第2ロボット22等)のメンテナンスであるが、これに代えて、他の作業で
あってもよい。
第1生産ラインLN1は、例えば、複数の架台BS(すなわち、ロボットシステム1)
を複数の第1架台として備える。なお、第1生産ラインLN1は、複数の第1架台のうち
の少なくとも1つが架台BSである構成であってもよい。また、第1生産ラインLN1が
備える複数の第1架台のうちの一部は、第1ロボット21と第2ロボット22とのうちい
ずれか一方又は両方を備えない構成であってもよい。第1生産ラインLN1では、複数の
第1架台のそれぞれが第1方向に沿って並べられている。図11では、第1方向を矢印A
R1が示す方向によって表している。また、第1生産ラインLN1では、複数の第1架台
は、複数の第1架台それぞれが有する給材面M11が第1方向と直交する方向である第2
方向側を向くように第1方向に沿って並べられている。すなわち、複数の第1架台は、複
数の第1架台それぞれが有する作業面M2が第2方向と反対の方向である第3方向側を向
くように第1方向に沿って並べられている。図11では、第2方向を矢印AR2が示す方
向によって表している。
第2生産ラインLN2は、例えば、複数の架台BS(すなわち、ロボットシステム1)
を複数の第2架台として備える。なお、第2生産ラインLN2は、複数の第2架台のうち
の少なくとも1つが架台BSである構成であってもよい。また、第2生産ラインLN2が
備える複数の第2架台のうちの一部は、第1ロボット21と第2ロボット22とのうちい
ずれか一方又は両方を備えない構成であってもよい。第2生産ラインLN2では、複数の
第2架台のそれぞれが第1方向に沿って並べられている。また、第2生産ラインLN2で
は、複数の第2架台は、複数の第2架台それぞれが有する給材面M11が第3方向側を向
くように第1方向に沿って並べられている。すなわち、複数の第2架台は、複数の第2架
台それぞれが有する作業面M2が第2方向側を向くように第1方向に沿って並べられてい
る。
第3生産ラインLN3は、例えば、複数の架台BS(すなわち、ロボットシステム1)
を複数の第3架台として備える。なお、第3生産ラインLN3は、複数の第3架台のうち
の少なくとも1つが架台BSである構成であってもよい。また、第3生産ラインLN3が
備える複数の第3架台のうちの一部は、第1ロボット21と第2ロボット22とのうちい
ずれか一方又は両方を備えない構成であってもよい。第3生産ラインLN3では、複数の
第3架台のそれぞれが第1方向に沿って並べられている。また、第3生産ラインLN3で
は、複数の第3架台は、複数の第3架台それぞれが有する給材面M11が第2方向側を向
くように第1方向に沿って並べられている。すなわち、複数の第3架台は、複数の第3架
台それぞれが有する作業面M2が第3方向側を向くように第1方向に沿って並べられてい
る。
第4生産ラインLN4は、例えば、複数の架台BS(すなわち、ロボットシステム1)
を複数の第4架台として備える。なお、第4生産ラインLN4は、複数の第4架台のうち
の少なくとも1つが架台BSである構成であってもよい。また、第4生産ラインLN4が
備える複数の第4架台のうちの一部は、第1ロボット21と第2ロボット22とのうちい
ずれか一方又は両方を備えない構成であってもよい。第4生産ラインLN4では、複数の
第4架台のそれぞれが第1方向に沿って並べられている。また、第4生産ラインLN4で
は、複数の第4架台は、複数の第4架台それぞれが有する給材面M11が第3方向側を向
くように第1方向に沿って並べられている。すなわち、複数の第4架台は、複数の第4架
台それぞれが有する作業面M2が第2方向側を向くように第1方向に沿って並べられてい
る。
第5生産ラインLN5は、例えば、複数の架台BS(すなわち、ロボットシステム1)
を複数の第5架台として備える。なお、第5生産ラインLN5は、複数の第5架台のうち
の少なくとも1つが架台BSである構成であってもよい。また、第5生産ラインLN5が
備える複数の第5架台のうちの一部は、第1ロボット21と第2ロボット22とのうちい
ずれか一方又は両方を備えない構成であってもよい。第5生産ラインLN5では、複数の
第5架台のそれぞれが第1方向に沿って並べられている。また、第5生産ラインLN5で
は、複数の第5架台は、複数の第5架台それぞれが有する給材面M11が第2方向側を向
くように第1方向に沿って並べられている。すなわち、複数の第5架台は、複数の第5架
台それぞれが有する作業面M2が第3方向側を向くように第1方向に沿って並べられてい
る。
また、ロボットシステム2では、第1生産ラインLN1、第2生産ラインLN2、第3
生産ラインLN3、第4生産ラインLN4、第5生産ラインLN5の順に第2方向に向か
って並べられている。すなわち、第1生産ラインLN1の給材面M11は、第2生産ライ
ンLN2の給材面M11と対向している。また、第2生産ラインLN2の作業面M2は、
第3生産ラインLN3の作業面M2と対向している。また、第3生産ラインLN3の給材
面M11は、第4生産ラインLN4の給材面M11と対向している。また、第4生産ライ
ンLN4の作業面M2は、第5生産ラインLN5の作業面M2と対向している。
また、ロボットシステム2では、ロボットシステム2が設置された部屋の第3方向側の
壁面と第1生産ラインLN1との間の距離は、この一例において、人が移動可能な距離以
上の距離である。なお、当該間の距離は、これに代えて、人が第1生産ラインLN1の第
1架台の内側のそれぞれに何らかの方法によって作業可能な距離であれば他の距離であっ
てもよい。また、ロボットシステム2では、第1生産ラインLN1と第2生産ラインLN
2との間の距離は、この一例において、給材装置が移動可能な距離以上の距離である。な
お、当該間の距離は、これに代えて、作業対象を第1生産ラインLN1及び第2生産ライ
ンLN2のそれぞれに何らかの方法によって給材可能な距離であれば他の距離であっても
よい。また、ロボットシステム2では、第2生産ラインLN2と第3生産ラインLN3と
の間の距離は、この一例において、人が移動可能な距離以上の距離である。なお、当該間
の距離は、これに代えて、人が第2生産ラインLN2の第2架台の内側及び第3生産ライ
ンLN3の第3架台の内側のそれぞれに何らかの方法によって作業可能な距離であれば他
の距離であってもよい。また、ロボットシステム2では、第3生産ラインLN3と第4生
産ラインLN4との間の距離は、この一例において、給材装置が移動可能な距離以上の距
離である。なお、当該間の距離は、これに代えて、作業対象を第3生産ラインLN3及び
第4生産ラインLN4のそれぞれに何らかの方法によって給材可能な距離であれば他の距
離であってもよい。また、ロボットシステム2では、第4生産ラインLN4と第5生産ラ
インLN5との間の距離は、この一例において、人が移動可能な距離以上の距離である。
なお、当該間の距離は、これに代えて、人が第4生産ラインLN4の第4架台の内側及び
第5生産ラインLN5の第5架台の内側のそれぞれに何らかの方法によって作業可能な距
離であれば他の距離であってもよい。また、ロボットシステム2では、第5生産ラインL
N5とロボットシステム2が設置された部屋の第2方向側の壁面との間の距離は、この一
例において、給材装置が移動可能な距離以上の距離である。なお、当該間の距離は、これ
に代えて、作業対象を第5生産ラインLN5のそれぞれに何らかの方法によって給材可能
な距離であれば他の距離であってもよい。
ロボットシステム2は、このように第1生産ラインLN1〜第5生産ラインLN5のそ
れぞれを配置する。これにより、ロボットシステム2では、人を図11に示した経路RT
1、経路RT3、経路RT5のそれぞれに沿って移動させるとともに、給材装置を経路R
T2、経路RT4、経路RT6のそれぞれに沿って移動させることにより、人と給材装置
が、互いに干渉してしまうことを抑制することができる。その結果、ロボットシステム2
では、人は、給材装置と干渉してしまうことに注意を向けることなく、第1生産ラインL
N1〜第5生産ラインLN5のそれぞれが備える架台の内側に対する作業を行うことがで
きる。そして、ロボットシステム2では、当該作業を行うたびに給材装置を停止させてし
まうことによって生じる生産効率の低下を抑制することができる。また、ロボットシステ
ム2は、給材装置が移動する経路と、人が移動する経路とのそれぞれの数を少なくするこ
とができ、その結果、ロボットシステム2の設置面積を小さくすることができる。また、
ロボットシステム2では、給材装置と人との干渉が抑制されるため、給材装置の移動速度
を速くすることができる。
ここで、経路RT1は、人が第1生産ラインLN1が備える第1架台の内側に対する作
業を行うために移動する経路のことである。経路RT2は、給材装置が第1生産ラインL
N1と第2生産ラインLN2のそれぞれに作業対象を給材するために移動する経路のこと
である。経路RT3は、人が第2生産ラインLN2と第3生産ラインLN3のそれぞれが
備える架台(すなわち、第2架台及び第3架台)の内側に対する作業を行うために移動す
る経路のことである。経路RT4は、給材装置が第3生産ラインLN3と第4生産ライン
LN4のそれぞれに作業対象を給材するために移動する経路のことである。経路RT5は
、人が第4生産ラインLN4と第5生産ラインLN5のそれぞれが備える架台(すなわち
、第4架台及び第5架台)の内側に対する作業を行うために移動する経路のことである。
経路RT6は、給材装置が第5生産ラインLN5に作業対象を給材するために移動する経
路のことである。作業面M2は、給材面と対向する面の一例である。
なお、ロボットシステム2では、複数の第1架台、複数の第2架台、複数の第3架台、
複数の第4架台、複数の第5架台のうち少なくとも1つに第1ロボット21及び第2ロボ
ット22が設けられている構成であってもよい。
<実施形態の変形例2>
以下、図12を参照し、実施形態の変形例2について説明する。なお、実施形態の変形
例2では、実施形態と同様な構成部に対して同じ符号を付して説明を省略する。実施形態
の変形例2では、ロボットシステム1は、垂直多関節ロボットである第1ロボット21に
代えて、ロボット制御装置31を内蔵した水平多関節ロボットである第1ロボット23を
備える。図12は、実施形態の変形例2に係るロボットシステム1の構成の一例を示す図
である。
第1ロボット23は、スカラロボットである。図12に示した例において、第1ロボッ
ト23は、前述の架台BSの天井板に設置されている。
第1ロボット23は、図示しない基台B3と、可動部A3を備える。基台B3は、第1
ロボット23の作業領域の全体が架台BSの天井板よりも下側に位置するように当該天井
板の下面に設置される。可動部A3は、基台B3によって図示しない第1回動軸AX31
周りに回動可能に支持された第1アームA31と、第1アームA31によって図示しない
第2回動軸AX32周りに回動可能に支持された第2アームA32と、第2アームA32
によって図示しない第3回動軸AX33周りに回動可能且つ第3回動軸AX33の軸方向
に並進可能に支持されたシャフト(作動軸)Sを備える。以下では、一例として、第1回
動軸AX31〜第3回動軸AX33のそれぞれは、第1ロボット23のロボット座標系で
あるロボット座標系RC3におけるZ軸と平行である場合について説明する。なお、第1
回動軸AX31〜第3回動軸AX33のそれぞれは、当該Z軸と非平行である構成であっ
てもよい。
シャフトSは、円柱形状の軸体である。シャフトSの周表面には、図示しないボールね
じ溝とスプライン溝とがそれぞれ形成される。シャフトSは、第2アームA32の端部の
うちの第1アームA31と反対側の端部を上下に貫通し、設けられている。また、シャフ
トSには、この一例において、シャフトSの端部のうちの上側の端部に当該円柱の半径よ
りも大きな半径の円盤形状のフランジが設けられている。当該円柱の中心軸は、当該フラ
ンジの中心軸と一致している。
シャフトSのフランジが設けられていない方の端部には、エンドエフェクターEが設け
られている。エンドエフェクターEは、ケーブルによってロボット制御装置31と通信可
能に接続されている。これにより、エンドエフェクターEは、ロボット制御装置31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等の規格によって行われる。また、エンドエフェクタ
ーE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31と接続される構成であってもよい。
基台B3は、図示しない第1関節を備える。前述の第1回動軸AX31は、この第1関
節の回動軸のことである。第1関節は、図示しないアクチュエーターを備え、ロボット制
御装置31から取得する制御信号に基づいて第1アームA31を第1回動軸AX31周り
に回動させる。
第1アームA31は、第1回動軸AX31周りに回動するので、水平方向に移動する。
第2アームA32は、図示しない第2関節を備える。前述の第2回動軸AX32は、こ
の第2関節の回動軸のことである。第2関節は、図示しないアクチュエーターを備え、ロ
ボット制御装置31から取得する制御信号に基づいて第2アームA32を第2回動軸AX
32周りに回動させる。第2アームA32は、第2回動軸AX32周りに回動するので、
水平方向に移動する。
また、第2アームA32は、図示しない上下動アクチュエーターと、図示しない回動ア
クチュエーターとを備えてシャフトSを支持する。上下動アクチュエーターは、シャフト
Sのボールねじ溝の外周部に設けられたボールねじナットをタイミングベルト等で回動さ
せることにより、シャフトSを上下方向(すなわち、前述の第3回動軸AX33の軸方向
)に移動(昇降)させる。回動アクチュエーターは、シャフトSのスプライン溝の外周部
に設けられたボールスプラインナットをタイミングベルト等で回動させることにより、シ
ャフトSの中心軸(すなわち、前述の第3回動軸AX33)周りにシャフトSを回動させ
る。
第1ロボット23が備える各アクチュエーターのそれぞれは、ケーブルによってロボッ
ト制御装置31と通信可能に接続されている。これにより、当該各アクチュエーターのそ
れぞれは、ロボット制御装置31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等の規格によっ
て行われる。また、当該アクチュエーターのうちの一部又は全部は、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31と接続される構
成であってもよい。
このように、実施形態の変形例2に係るロボットシステム1は、第1ロボット21に代
えて第1ロボット23を備える。これにより、ロボットシステム1は、実施形態と同様の
効果を得ることができる。すなわち、ロボットシステム1は、第1ロボット23と第2ロ
ボット22との両方が協調して行うことが可能な作業の自由度を向上させることができる
以上のように、ロボットシステム1では、第2ロボット(例えば、上記において説明し
た第2ロボット22)により搬送可能な作業対象に対して、第1ロボット(例えば、上記
において説明した第1ロボット21、第1ロボット23)が作業可能である。これにより
、ロボットシステム1は、第1ロボットと第2ロボットとの両方が協調して行うことが可
能な作業の自由度を向上させることができる。
また、ロボットシステム1では、第2ロボットにより搬送可能な作業対象に対して、垂
直多関節ロボット又は水平多関節ロボットが作業可能である。これにより、ロボットシス
テム1は、垂直多関節ロボット又は水平多関節ロボットと第2ロボットとの両方が協調し
て行うことが可能な作業の自由度を向上させることができる。
また、ロボットシステム1では、第2可動部(例えば、上記において説明した第2可動
部A22)は、第1可動部(例えば、上記において説明した第1可動部A21)に対して
第1軸(例えば、上記において説明した第1回動軸AX21)周りに回動可能である。こ
れにより、ロボットシステム1は、第1ロボットと、第1可動部に対して第1軸周りに回
動可能な第2可動部を有する第2ロボットとの両方が協調して行うことが可能な作業の自
由度を向上させることができる。
また、ロボットシステム1では、第1軸の軸方向は、重力方向に沿った方向である。こ
れにより、ロボットシステム1は、第1ロボットと、重力方向に沿って並進可能に基台に
設けられた第1可動部によって、第1ロボットと第2ロボットとの両方が協調して行うこ
とが可能な作業の自由度を向上させることができる。
また、ロボットシステム1では、第1ロボットは、架台(例えば、上記において説明し
た架台BS)の第1面(例えば、上記において説明した架台BSの天井板の下面)に設け
られ、第2ロボットは、架台の第2面(例えば、上記において説明した設置台の上面)に
設けられている。これにより、ロボットシステム1は、架台の第1面に設けられた第1ロ
ボットと、架台の第2面に設けられた第2ロボットとの両方が協調して行うことが可能な
作業の自由度を向上させることができる。
また、ロボットシステム1では、第2ロボットが有する基台(例えば、上記において説
明した基台B2)は、移動可能である。これにより、ロボットシステム1は、移動可能な
基台によって、第1ロボットと第2ロボットとの両方が協調して行うことが可能な作業の
自由度を更に向上させることができる。
また、ロボットシステム1では、第2ロボットは、第2ロボットの端部のうち基台と反
対側の端部以外の部位に第1可動部を備える。これにより、ロボットシステム1は、第1
ロボットと、第2ロボットの端部のうち基台と反対側の端部以外の部位に第1可動部を備
える第2ロボットとの両方が協調して行うことが可能な作業の自由度を更に向上させるこ
とができる。
また、ロボットシステム1では、第1ロボットは、第(n+1)回動軸(例えば、上記
において説明した第n+1回動軸AXn+1であり、nは、1〜5のいずれかの整数)の
軸方向から見て、第nアーム(例えば、上記において説明した第n回動軸AXn)と第(
n+1)アームとが重なることが可能である。これにより、ロボットシステム1は、第(
n+1)回動軸の軸方向から見て、第nアームと第(n+1)アームとが重なることが可
能な第1ロボットと、第2ロボットとに多様な作業を行わせることができる。
また、ロボットシステム1では、第nアームの長さは、第(n+1)アームの長さより
も長い。これにより、ロボットシステム1は、第nアームの長さが第(n+1)アームの
長さよりも長い第1ロボットと、第2ロボットとの両方が協調して行うことが可能な作業
の自由度を更に向上させることができる。
また、ロボットシステム1では、第nアームは、第1ロボットの基台(例えば、上記に
おいて説明した基台B1)に設けられている。これにより、ロボットシステム1は、第n
アームが基台に設けられている第1ロボットと、第2ロボットとの両方が協調して行うこ
とが可能な作業の自由度を更に向上させることができる。
また、ロボットシステム1では、第1生産ライン(例えば、上記において説明した第1
生産ラインLN1)の給材が行われる給材面(例えば、上記において説明した給材面M1
1)は、第2生産ライン(例えば、上記において説明した第2生産ラインLN2)の給材
が行われる給材面と対向している。これにより、ロボットシステム1は、第1生産ライン
と第2生産ラインとの間を通って第1生産ラインと第2生産ラインとの両方に対して給材
を行うことができ、その結果、第1生産ラインと第2生産ラインとの両方に対して給材を
行う時間を短縮することができる。
また、ロボットシステム1では、第1生産ラインが有する複数の第1架台及び第2生産
ラインが有する複数の第2架台には、第1ロボット及び第2ロボットが設けられている。
これにより、ロボットシステム1は、複数の第1架台のそれぞれと、複数の第2架台のそ
れぞれとにおいて、第1ロボットと第2ロボットとの両方が協調して行うことが可能な作
業の自由度を向上させることができる。
また、ロボットシステム1では、第2生産ラインの給材面に対向する面は、第3生産ラ
イン(例えば、上記において説明した第3生産ラインLN3)の給材が行われる給材面に
対向する面(例えば、上記において説明した作業面M2)と対向している。これにより、
ロボットシステム1は、第1生産ラインと第2生産ラインとの両方に対して給材を行う人
、装置等と干渉することなく、第1生産ライン〜第3生産ラインのそれぞれに対してユー
ザーが所定の作業を行うことできる。
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実
施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等
されてもよい。
1、2…ロボットシステム、21、23…第1ロボット、22…第2ロボット、31、3
2…ロボット制御装置、A1、A3…可動部、A21…第1可動部、A22…第2可動部
、B1、B2、B3…基台、AX1、AX21、AX31…第1回動軸、AX2、AX2
2、AX32…第2回動軸、AX3、AX33…第3回動軸、AX4…第4回動軸、AX
5…第5回動軸、AX6…第6回動軸、LN1…第1生産ライン、LN2…第2生産ライ
ン、LN3…第3生産ライン、LN4…第4生産ライン、LN5…第5生産ライン、M1
1…給材面、M2…作業面

Claims (13)

  1. 第1ロボットと、
    第2ロボットと、
    を備え、
    前記第2ロボットは、基台と、第1軸の軸方向に沿って並進可能に前記基台に設けられ
    た第1可動部と、
    前記第1可動部に対して回動可能に設けられた第2可動部と、
    を有し、
    前記第2ロボットにより搬送可能な作業対象に対して、前記第1ロボットが作業可能で
    ある、
    ロボットシステム。
  2. 前記第1ロボットは、水平多関節ロボット又は垂直多関節ロボットである、
    請求項1に記載のロボットシステム。
  3. 前記第2可動部は、前記第1可動部に対して前記第1軸周りに回動可能である、
    請求項1又は2に記載のロボットシステム。
  4. 前記第1軸の軸方向は、重力方向に沿った方向である、
    請求項1から3のうちいずれか一項に記載のロボットシステム。
  5. 第1面と、前記第1面に対向する第2面を有する架台を備え、
    前記第1ロボットは、前記第1面に設けられ、
    前記第2ロボットは、前記第2面に設けられている、
    請求項1から4のうちいずれか一項に記載のロボットシステム。
  6. 前記基台は、移動可能である、
    請求項1から5のうちいずれか一項に記載のロボットシステム。
  7. 前記第2ロボットは、前記第2ロボットの端部のうち前記基台と反対側の端部以外の部
    位に前記第1可動部を備える、
    請求項1から6のうちいずれか一項に記載のロボットシステム。
  8. 前記第1ロボットは、第n(nは1以上の整数)回動軸周りに回動可能な第nアームと

    前記第nアームに、前記第n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た第(n+1)アームと、
    を有し、
    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る、
    請求項1から7のうちいずれか一項に記載のロボットシステム。
  9. 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い、
    請求項8に記載のロボットシステム。
  10. 前記第nアーム(nは1である)は、基台に設けられている、
    請求項8又は9に記載のロボットシステム。
  11. 複数の第1架台を有する第1生産ラインと、
    複数の第2架台を有する第2生産ラインと、
    を備え、
    前記複数の前記第1架台と前記複数の前記第2架台のうち少なくとも1つには、前記第
    1ロボット及び前記第2ロボットが設けられ、
    前記第1生産ラインの給材が行われる給材面は、前記第2生産ラインの給材が行われる
    給材面と対向している、
    請求項1に記載のロボットシステム。
  12. 前記複数の前記第1架台及び前記複数の前記第2架台には、前記第1ロボット及び前記
    第2ロボットが設けられている、
    請求項11に記載のロボットシステム。
  13. 複数の第3架台を有する第3生産ライン、
    を備え、
    前記第2生産ラインの前記給材面に対向する面は、前記第3生産ラインの給材が行われ
    る給材面に対向する面と対向している、
    請求項11又は12に記載のロボットシステム。
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