JP6300693B2

JP6300693B2 - ロボット

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Publication number: JP6300693B2
Application number: JP2014202060A
Authority: JP
Inventors: 和重赤羽; メイヤーホフクリストフ
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2018-03-28
Anticipated expiration: 2034-09-30
Also published as: JP2016068226A

Description

本発明は、ロボットに関するものである。

従来、ロボットアームを備えたロボットが知られている。ロボットアームは複数のアーム（アーム部材）が関節部を介して連結され、最も先端側（最も下流側）のアームには、エンドエフェクターとして、例えば、ハンドが装着される。関節部はモーターにより駆動され、その関節部の駆動により、アームが回動する。そして、ロボットは、例えば、ハンドで対象物を把持し、その対象物を所定の場所へ移動させ、組立等の所定の作業を行う。

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

特開２０１４−４６４０１号公報

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

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

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

（適用例１）
本発明のロボットは、基台と、
前記基台に、第１回動軸周りに回動可能に設けられた第１アームと、
前記第１アームに、前記第１回動軸の軸方向と異なる軸方向である第２回動軸周りに回動可能に設けられた第２アームと、を備え、
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アームとのなす角度を０°にすることが可能であり、
前記第２アームは、前記角度が０°の場合、前記基台が設けられた取り付け面と干渉しないことを特徴とする。

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。

（適用例２）
本発明のロボットは、基台と、
前記基台に、第１回動軸周りに回動可能に設けられた第１アームと、
前記第１アームに、前記第１回動軸の軸方向と異なる軸方向である第２回動軸周りに回動可能に設けられた第２アームと、を備え、
前記第１アームの長さは、前記第２アームの長さよりも長いことを特徴とする。

（適用例３）
本発明のロボットは、基台と、
ロボットアームと、を備え、
前記ロボットアームは、前記基台に、第１回動軸周りに回動可能に設けられた第１アームと、
前記第１アームに、前記第１回動軸の軸方向と異なる軸方向である第２回動軸周りに回動可能に設けられた第２アームと、を有し、
前記第１アームを回動させず、前記第２アームを回動させることにより、前記ロボットアームの先端を第１位置から、前記第２回動軸の軸方向から見て前記第１アームと前記第２アームとのなす角度が０°となる状態を経て、前記第１回動軸周りに１８０°異なる第２位置に移動させることが可能であることを特徴とする。

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

（適用例４）
本発明のロボットでは、前記ロボットアームの先端を、前記第１位置から前記第２位置に移動させる際、前記第１回動軸の軸方向から見て、前記ロボットアームの先端は、直線上を移動することが好ましい。

（適用例５）
本発明のロボットでは、前記ロボットアームの先端を前記第１位置から、前記第１位置と高さが等しい第３位置に移動させ、前記第３位置から前記第２位置へ移動させることが可能であることが好ましい。

これにより、第１位置において上下に物体が存在する場合、第１位置に配置されているワークを、前記物体との干渉を抑制しつつ、第２位置へ移動させることができる。

（適用例６）
本発明のロボットでは、前記ロボットアームの先端を前記第２位置から、前記第１位置と高さが等しい第３位置に移動させ、前記第３位置から前記第１位置へ移動させることが可能であることが好ましい。

これにより、第１位置において上下に物体が存在する場合、第２位置に配置されているワークを、前記物体との干渉を抑制しつつ、第１位置へ移動させることができる。

（適用例７）
本発明のロボットは、基台と、
前記基台に、第１回動軸周りに回動可能に設けられた第１アームと、
前記第１アームに、前記第１回動軸の軸方向と異なる軸方向である第２回動軸周りに回動可能に設けられた第２アームと、を備え、
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ることを特徴とする。

（適用例８）
本発明のロボットでは、前記第２回動軸は、前記第１回動軸から離間していることが好ましい。

これにより、第１回動軸と第２回動軸とが離間している分、第２アームの先端を第１回動軸から離間した位置に移動させることができる。

（適用例９）
本発明のロボットでは、前記第２アームに、第３回動軸周りに回動可能に設けられた第３アームを備えることが好ましい。
これにより、より複雑な動きを容易に行うことができる。

（適用例１０）
本発明のロボットでは、前記第３回動軸の軸方向と、前記第２回動軸の軸方向とは平行であることが好ましい。
これにより、より複雑な動きを容易に行うことができる。

（適用例１１）
本発明のロボットでは、前記第３アームの長さは、前記第２アームの長さよりも長いことが好ましい。

これにより、第２回動軸の軸方向から見て、第２アームと第３アームとを重ねたとき、第２アームから第３アームの先端を突出させることができる。

（適用例１２）
本発明のロボットでは、前記第２回動軸の軸方向から見て、前記第２アームと前記第３アームとが重なることが可能であることが好ましい。

（適用例１３）
本発明のロボットでは、前記基台は、天井に設けられることが好ましい。
これにより、天井に設置されるロボットを提供することができる。

（適用例１４）
本発明のロボットでは、前記第３アームは、前記第２アームに、前記第３回動軸周りに回動可能に設けられた第１リンクと、
前記第１リンクに、前記第３回動軸の軸方向と異なる軸方向である第４回動軸周りに回動可能に設けられた第２リンクと、
前記第２リンクに、前記第４回動軸の軸方向と異なる軸方向である第５回動軸周りに回動可能に設けられた第３リンクと、
前記第３リンクに、前記第５回動軸の軸方向と異なる軸方向である第６回動軸周りに回動可能に設けられた第４リンクと、を備えることが好ましい。
これにより、より複雑な動きを容易に行うことができる。

本発明のロボットの第１実施形態を示す斜視図である。図１に示すロボットの概略図である。図１に示すロボットの正面図である。図１に示すロボットの正面図である。図１に示すロボットの作業の際の動作を説明するための図である。図１に示すロボットの作業の際の動作を説明するための図である。図１に示すロボットの作業の際の動作を説明するための図である。本発明のロボットの第２実施形態を示す正面図である。本発明のロボットの第３実施形態を示す斜視図である。図９に示すロボットの側面図である。本発明のロボットの第４実施形態を示す斜視図である。本発明のロボットの第５実施形態の動作を説明するための図である。本発明のロボットの第６実施形態の動作を説明するための図である。本発明のロボットの第７実施形態を示す正面図である。

以下、本発明のロボット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。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明のロボットの第１実施形態を示す斜視図である。図２は、図１に示すロボットの概略図である。図３および図４は、それぞれ、図１に示すロボットの正面図である。図５、図６および図７は、それぞれ、図１に示すロボットの作業の際の動作を説明するための図である。

なお、以下では、説明の都合上、図１、図２、図３〜図５、図７中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う（他の実施形態の図８〜図１４も同様）。また、図１、図２、図３〜図５、図７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（他の実施形態の図８〜図１４も同様）。

図１〜図４に示すロボット（産業用ロボット）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１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。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。

ロボット本体１０は、基台（支持部）１１と、ロボットアーム５とを有している。ロボットアーム５は、１つのリンクを有する第１アーム（第１アーム部材）（腕部）１２と、１つのリンクを有する第２アーム（第２アーム部材）（腕部）１３と、第１リンク６１、第２リンク６２、第３リンク６３および第４リンク６４（４つのリンク）を有する第３アーム（第３アーム部材）（腕部）１４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３アームの第３リンク６３および第４リンク６４によりリストが構成され、第３アームの第４リンク６４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（図１参照）。すなわち、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１リンク６１と、第２リンク６２と、第３リンク６３と、第４リンク６４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および第３アーム１４をそれぞれ「アーム」とも言う。また、第１リンク６１、第２リンク６２、第３リンク６４および第４リンク６４をそれぞれ（リンク）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、図２および図３に示すように、基台１１は、ロボット１が垂直多関節ロボットの場合、当該垂直多関節ロボットの最も上方に位置し、設置スペースの天井１０１の下面である取り付け面１０２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、基台１１の取り付け面１０２への取り付け箇所は、特に限定されないが、本実施形態では、基台１１の下部に設けられた板状のフランジ１１１と、基台１１の上面とのいずれでも可能なようになっている。

なお、基台１１の固定箇所としては、設置スペースの天井に限定されず、この他、例えば、設置スペースの壁、床、地上等が挙げられる。

また、基台１１には、後述する第１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。

また、第１アーム１２、第２アーム１３、第１リンク６１、第２リンク６２、第３リンク６３および第４リンク６４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１、図２および図３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１０１の下面、すなわち、天井１０１の取り付け面１０２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回りの回動は、モーター４０１Ｍを有する第１駆動源４０１の駆動によりなされる。また、第１駆動源４０１はモーター４０１Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０１Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０１を介してロボット制御装置により制御される。なお、第１駆動源４０１はモーター４０１Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０１Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよい。

また、第１アーム１２と第２アーム１３とは、関節（ジョイント）１７２を介して連結されている。関節１７２は、互いに連結された第１アーム１２と第２アーム１３のうちの一方を他方に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、第２アーム１３は、第１アーム１２に対し、水平方向と平行な第２回動軸Ｏ２を中心に（第２回動軸Ｏ２周りに）回動可能となっている。第２回動軸Ｏ２は、第１回動軸Ｏ１と直交している。この第２回動軸Ｏ２回りの回動は、モーター４０２Ｍを有する第２駆動源４０２の駆動によりなされる。また、第２駆動源４０２はモーター４０２Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０２Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０２を介してロボット制御装置により制御される。なお、第２駆動源４０２はモーター４０２Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０２Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよい。また、第２回動軸Ｏ２は、第１回動軸Ｏ１に直交する軸と平行であってもよく、また、第２回動軸Ｏ２は、第１回動軸Ｏ１と直交していなくても、軸方向が互いに異なっていればよい。

また、第２アーム１３と第３アーム１４の第１リンク６１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１リンク６１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１リンク６１は、第２アーム１３に対して、水平方向と平行な第３回動軸Ｏ３を中心に（第３回動軸Ｏ３周りに）回動可能となっている。第３回動軸Ｏ３は、第２回動軸Ｏ２と平行である。この第３回動軸Ｏ３回りの回動は、第３駆動源４０３の駆動によりなされる。また、第３駆動源４０３は、モーター４０３Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０３Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０３を介してロボット制御装置により制御される。なお、第３駆動源４０３はモーター４０３Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０３Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよい。

また、第１リンク６１と第２リンク６２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１リンク６１と第２リンク６２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リンク６２は、第１リンク６１（基台１１）に対し、第１リンク６１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回りの回動は、第４駆動源４０４の駆動によりなされる。また、第４駆動源４０４は、モーター４０４Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０４Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０４を介してロボット制御装置により制御される。なお、第４駆動源４０４はモーター４０４Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０４Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよい。また、第４回動軸Ｏ４は、第３回動軸Ｏ３に直交する軸と平行であってもよい、また、第４回動軸Ｏ４は、第３回動軸Ｏ３と直交していなくても、軸方向が互いに異なっていればよい。

また、第２リンク６２と第３リンク６３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２リンク６２と第３リンク６３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リンク６３は、第２リンク６２に対し、第２リンク６２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回りの回動は、第５駆動源４０５の駆動によりなされる。また、第５駆動源４０５は、モーター４０５Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０５Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０５を介してロボット制御装置により制御される。なお、第５駆動源４０５はモーター４０５Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０５Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよい。また、第５回動軸Ｏ５は、第４回動軸Ｏ４に直交する軸と平行であってもよく、また、第５回動軸Ｏ５は、第４回動軸Ｏ４と直交していなくても、軸方向が互いに異なっていればよい。

また、第３リンク６３と第４リンク６４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３リンク６３と第４リンク６４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リンク６４は、第３リンク６３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回りの回動は、第６駆動源４０６の駆動によりなされる。また、第６駆動源４０６の駆動は、モーターとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０６Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０６を介してロボット制御装置により制御される。なお、第６駆動源４０６はモーター４０６Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０６Ｍからの駆動力を伝達するように構成してもよく、また、減速機が省略されていてもよい。また、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。

また、第４リンク６４には、その先端部（第３リンク６３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１２〜１４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。

次に、第１アーム１２と、第２アーム１３と、第３アーム１４と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については、第３アーム１４を真っ直ぐに伸ばした状態、すなわち、第３アーム１４を最も長くした状態、換言すれば、第４回動軸Ｏ４と第６回動軸Ｏ６とが一致しているか、または平行である状態で考えることとする。

まず、図３に示すように、第１アーム１２の長さＬ１は、第２アーム１３の長さＬ２よりも長く設定されている。

ここで、第１アーム１２の長さＬ１とは、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２回動軸Ｏ２と、第１アーム１２を回動可能に支持する軸受部５２の図３中の左右方向に延びる中心線５２１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に示すように、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θを０°にすることが可能なように構成されている。すなわち、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第１アーム１２と第２アーム１３とが重なることが可能なように構成されている。

そして、第２アーム１３は、角度θが０°の場合、すなわち、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第１アーム１２と第２アーム１３とが重なった場合、基台１１が設けられた天井１０１の取り付け面１０２と干渉しないように構成されている。

ここで、前記第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θとは、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２回動軸Ｏ２と第３回動軸Ｏ３とを通る直線（第２回動軸Ｏ２の軸方向から見た場合の第２アーム１３の中心軸）５１と、第１回動軸Ｏ１とのなす角度である。

また、第１アーム１２を回動させず、第２アーム１３を回動させることにより、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て角度θが０°となる状態（第１アーム１２と第２アーム１３とが重なった状態）を経て、第２アーム１３の先端を、第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる位置に移動させることが可能である（図７参照）。すなわち、第１アーム１２を回動させず、第２アーム１３を回動させることにより、ロボットアーム５の先端（第３アーム１４の第４リンク６４の先端）を図７（ａ）に示す第１位置から、角度θが０°となる状態を経て、第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる図７（ｅ）に示す第２位置に移動させることが可能である（図７参照）。なお、第３アーム１４の第１リンク６１、第２リンク６２、第３リンク６３および第４リンク６４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５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５の先端は、直線上を移動する。

また、第３アーム１４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３アーム１４の先端、すなわち、第４リンク６４の先端を突出させることができる。これよって、ハンド９１が、第１アーム１２および第２アーム１３と干渉することを防止することができる。

ここで、図４に示すように、第３アーム１４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３アーム１４の先端（第４リンク６４の先端）との間の距離である。また、この場合の第３アーム１４の状態は、最も長くした状態、すなわち、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、換言すれば、第３アーム１４を真っ直ぐに伸ばした状態とする。

また、図４に示すように、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２アーム１３と、第３アーム１４とが重なることが可能なように構成されている。

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

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

次に、ロボット１が行う給材、除材、搬送、組立等の作業およびその作業の際のロボット１の動作の１例について説明する。ここでは、ロボット１がベルトコンベアーにより搬送されてくる部品（ワーク）に、部品供給部に配置されている部品（ワーク）を組み込む組立作業を行う際のロボット１の動作について説明する。

図６に示すように、ロボット１は、ベルトコンベアー７１の近傍に位置するように、その基台１１が天井１０１に取り付けられている。ベルトコンベアー７１は、ベルト駆動、ボールねじ駆動などの直動軸でもよい。

図５および図６に示すように、作業の際は、ベルトコンベアー７１により所定の部品４２が搬送される。そして、ロボット１は、ベルトコンベアー７１により搬送される部品４２に、部品供給部７２に配置されている部品４１を組み込む。

この際、まず、図５に示すように、ロボット１は、ハンド９１で、部品供給部７２に配置されている部品４１を把持する。

次に、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示すように、第１アーム１２を回動させず（図６の矢印５７、５８で示す動作を行わず）、第２アーム１３、第３アーム１４を回動させること（図６の矢印５６で示す動作を行うこと）により、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θが０°となる状態（第１アーム１２と第２アーム１３とが重なった状態）（図７ｃ参照）を経て、ハンド９１を第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる位置、すなわち、組込み部７３に移動させる。この際、第２アーム１３の先端およびハンド９１（第３アーム１４の先端）は、直線上を移動する。なお、この際、微調整として、第１アーム１２を回動させることもある。

そして、図５に示すように、その部品４１を、組込み部７３における部品４２に組み込む。なお、この際、微調整として、第１アーム１２を回動させることもある。以下、この動作を繰り返す。

このロボット１では、前記のように、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の軸方向から見て第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θが０°となる状態を経て、ハンド９１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、図６に示すように、ロボット１の設置スペースの幅Ｗを、従来のＷ１より小さいＷ２にすることができる。なお、Ｗ２は、例えば、Ｗ１の８０％以下である。同様に、ロボット１の設置スペースの高さ（鉛直方向の長さ）を、従来の高さより低く、具体的には、例えば、従来の高さの８０％以下にすることができる。

以上説明したように、このロボット１では、第１アーム１２を回動させず、第２アーム１３、第３アーム１４を回動させることにより、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θが０°となる状態（第１アーム１２と第２アーム１３とが重なった状態）を経て、ハンド９１（第３アーム１４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。

これにより、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。

すなわち、まずは、天井１０１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の動作による反力により発生する振動を抑制することができる。

また、ロボット１の幅方向（生産ラインの方向）の稼働領域を小さくすることができ、これにより、ロボット１を生産ラインに沿って、単位長さ当たりに多く配置することができ、生産ラインを短縮することができる。

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

＜第２実施形態＞
図８は、本発明のロボットの第２実施形態を示す正面図である。

以下、第２実施形態について説明するが、前述した第１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。

図８に示すように、第２実施形態のロボット１Ａでは、第２アーム１３の長さＬ２は、第１アーム１２の長さＬ１よりも長く設定されている。これにより、ロボット１Ａは、ハンド９１をより遠くに移動させることができ、また、ハンド９１の上下動作を長くすることができる。

以上のような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

＜第３実施形態＞
図９は、本発明のロボットの第３実施形態を示す斜視図である。図１０は、図９に示すロボットの側面図である。なお、図９および図１０では、ハンド９１の図示は、省略されている。

以下、第３実施形態について説明するが、前述した第１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。

図９および図１０に示すように、第３実施形態のロボット１Ｂでは、第１アーム１２および第２アーム１３は、それぞれ、屈曲しており、その一部が、基台１１よりも水平方向（図１０中左側）に突出している。

また、第３アーム１４の第２リンク６２は、互いに対向する１対の支持部６２１、６２２を有し、この支持部６２１、６２２の間において、第３リンク６３が連結されている。

以上のような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

＜第４実施形態＞
図１１は、本発明のロボットの第４実施形態を示す斜視図である。なお、図１１では、ハンド９１の図示は、省略されている。

以下、第４実施形態について説明するが、前述した第１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。

図１１に示すように、第４実施形態のロボット１Ｃでは、第１アーム１２は、互いに対向する１対の支持部１２１、１２２を有し、この支持部１２１、１２２の間において、第２アーム１３が連結されている。また、支持部１２１、１２２は、それぞれ、基台１１よりも水平方向（図１１中左右方向）に突出している。

同様に、第２アーム１３は、互いに対向する１対の支持部１３１、１３２を有し、この支持部１２１、１２２の間において、第３アーム１４が連結されている。

以上のような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

＜第５実施形態＞
図１２は、本発明のロボットの第５実施形態の動作を説明するための図である。

以下、第５実施形態について説明するが、前述した第１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。また、この第５実施形態は、第１実施形態のロボット１を用いて説明するが、第２〜第４実施形態のロボット１Ａ〜１Ｃおよび後述する第７実施形態のロボット１Ｄでも同様に適用することができる。

第５実施形態では、ロボット１は、ロボットアーム５の先端を第１位置から、第１位置と高さ（鉛直方向の位置）が等しい第３位置に移動させ、第３位置から第２位置へ移動させることが可能であり、その逆の動作、すなわち、ロボットアーム５の先端を第２位置から第３位置に移動させ、第３位置から第１位置へ移動させることも可能である。そして、図１２に示すように、ロボット１は、この機能を使用し、棚７６に配置されているワーク４６を取り出し、台７７に搬送し、その台７７上に配置する作業を行う。

なお、台７７は、ロボット１の第１回動軸Ｏ１を中心にして、棚７６から１８０°回動した位置に配置されている。

また、ワーク４６の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、板状をなしている。

また、棚７６は、ワーク４６の上下に位置している部分が、ロボット１が棚７６からワーク４６を取り出す際の障害物となる。なお、本実施形態では、ロボット１の動作の際に障害物となるものして、棚を例に挙げて説明するが、前記障害物は、棚に限らず、例えば、装置等、ワーク４６の上下に位置するあらゆるものを想定することができる。

この作業では、まず、図１２（ａ）に示すように、ロボット１は、棚７６に配置されているワーク４６をハンド９１で把持し、上方に持ち上げる。この図１２（ａ）に示すロボットアーム５の先端の位置が、第１位置である。

次に、図１２（ｂ）に示すように、ロボット１は、ワーク４６（ロボットアーム５の先端）の高さ（鉛直方向の位置）を一定に保ちつつ、ワーク４６を水平方向に移動させ、そのワーク４６を棚７６から取り出す。この際は、ロボット１は、第１アーム１２は、回動させず、第２アーム１３と、第３アーム１４の第１リンク６１および第３リンク６３とを回動させる。このため、第１回動軸Ｏ１の軸方向から見て、第２アーム１３の先端およびロボットアーム５の先端は、直線上を移動する。なお、必要に応じて、第１アーム１２、第３アーム１４の第２リンク６２、第４リンク６４のうちの任意のものを回動させて微調整を行ってもよい。この図１２（ｂ）に示すロボットアーム５の先端の位置が、第３位置である。第１位置と第３位置とは、高さ（鉛直方向の位置）が等しい。

次に、図１２（ｃ）に示すように、ロボット１は、ワーク４６を台７７に搬送し、その台７７上に配置する。この際は、ロボット１は、第１アーム１２は、回動させず、第２アーム１３と、第３アーム１４の第１リンク６１および第３リンク６３とを回動させる。このため、第１回動軸Ｏ１の軸方向から見て、第２アーム１３の先端およびロボットアーム５の先端は、直線上を移動する。なお、必要に応じて、第１アーム１２、第３アーム１４の第２リンク６２、第４リンク６４のうちの任意のものを回動させて微調整を行ってもよい。この図１２（ｃ）に示すロボットアーム５の先端の位置が、第２位置である。第２位置と、第１位置および第３位置とは、高さが等しくてもよく、また、異なっていてもよい。

また、ロボット１は、前記と逆の動作、すなわち、台７７に配置されているワーク４６を、棚７６に搬送し、その棚７６に配置する作業を行うこともできる。以下、その動作を説明する。

この作業では、まず、図１２（ｃ）に示すように、ロボット１は、台７７上に配置されているワーク４６をハンド９１で把持する。

次に、図１２（ｂ）に示すように、ロボット１は、ワーク４６を棚７６の近傍に搬送する。この際は、ロボット１は、第１アーム１２は、回動させず、第２アーム１３と、第３アーム１４の第１リンク６１および第３リンク６３とを回動させる。このため、第１回動軸Ｏ１の軸方向から見て、第２アーム１３の先端およびロボットアーム５の先端は、直線上を移動する。なお、必要に応じて、第１アーム１２、第３アーム１４の第２リンク６２、第４リンク６４のうちの任意のものを回動させて微調整を行ってもよい。

次に、図１２（ａ）に示すように、ロボット１は、ワーク４６（ロボットアーム５の先端）の高さ（鉛直方向の位置）を一定に保ちつつ、ワーク４６を水平方向に移動させ、そのワーク４６を棚７６内に移動させる。この際は、ロボット１は、第１アーム１２は、回動させず、第２アーム１３と、第３アーム１４の第１リンク６１および第３リンク６３とを回動させる。このため、第１回動軸Ｏ１の軸方向から見て、第２アーム１３の先端およびロボットアーム５の先端は、直線上を移動する。なお、必要に応じて、第１アーム１２、第３アーム１４の第２リンク６２、第４リンク６４のうちの任意のものを回動させて微調整を行ってもよい。
次に、ロボット１は、ワーク４６を下降させて放し、棚７６に配置する。

以上説明したように、このロボット１では、棚７６との干渉を抑制しつつ、棚７６からワーク４６を取り出したり、また、棚７６にワーク４６を配置することができる。

また、ロボットアーム５の先端を、第１回動軸O１を回動させることなく、第１回動軸Ｏ１の位置と、第１回動軸Ｏ１から離間した遠方位置との間の広い範囲に移動させることができ、これにより、図１２（ｃ）に示すように、ワーク４６を第１回動軸Ｏ１の近傍から遠方までの広い範囲に搬送することができる。

また、第１アーム１２を回動させずに、ロボットアーム５の先端を第１位置と第２位置との一方から他方に移動させることができるので、ロボット１の設置スペースを小さくすることができる。例えば、ワーク４６が、基板、パネル等の長い（大きい）ものである場合に、そのワーク４６の大きさにより、ロボット１の設置スペースの大きさに影響がでてしまうことを抑制することができる。

＜第６実施形態＞
図１３は、本発明のロボットの第６実施形態の動作を説明するための図である。

以下、第６実施形態について説明するが、前述した第１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。また、この第６実施形態は、第１実施形態のロボット１を用いて説明するが、第２〜第４実施形態のロボット１Ａ〜１Ｃおよび後述する第７実施形態のロボット１Ｄでも同様に適用することができる。

図１３（ａ）に示すように、第６実施形態では、ロボット１は、パレット７８に配置されているワーク４７を、棚７６に搬送し、その棚７６に配置する作業を行う。

なお、パレット７８は、ロボット１の第１回動軸Ｏ１を中心にして、棚７６から１８０°回動した位置に配置されている。

この作業では、まず、図１３（ａ）に示すように、ロボット１は、パレット７８に配置されているワーク４７をハンド９１で把持する。

次に、前記第５実施形態と同様に、ロボット１は、第１アーム１２を回動させずに、ワーク４７を棚７６の近傍に搬送し、棚７６内に移動させ、ワーク４６を下降させて放し、棚７６に配置する。

ここで、従来のロボットでは、パレット７８の第１回動軸Ｏ１よりも棚７６側の領域Ｒ１に配置されているワーク４７を搬送する場合は、第１アームを回動させず、一方、棚７６と反対側の領域Ｒ２に配置されているワーク４７を搬送する場合は、第１アームを１８０°回動させる。このため、従来のロボットでは、図１３（ｂ）に示すように、パレット７８の領域Ｒ１と領域Ｒ２とで、ワーク４７の向きを１８０°変える必要がある。または、従来のロボットでは、パレット７８の領域Ｒ１と領域Ｒ２とで、ワーク４７の向きを同一にする場合は、パレット７８の領域Ｒ２に配置されているワーク４７を搬送するとき、先端側のアーム（リンク）を１８０°回動させ、ワーク４７の向きを元に戻す必要がある。

これに対し、このロボット１では、パレット７８の領域Ｒ１とＲ２のいずれに配置されているワーク４７を搬送する場合でも、第１アーム１２を回動させないので、前記従来のロボットのような複雑な動作や制御を行う必要がなく、動作および制御を簡素化することができる。

＜第７実施形態＞
図１４は、本発明のロボットの第７実施形態を示す正面図である。

以下、第７実施形態について説明するが、前述した第１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。

図１４に示すように、第７実施形態のロボット１Ｄでは、第１アーム１２が第１回動軸Ｏ１（鉛直方向）に対して傾斜している。このため、第２回動軸Ｏ２は、第１回動軸Ｏ１から距離Ｌ４だけ離間している。

このロボット１Ｄでは、第２回動軸Ｏ２と第１回動軸Ｏ１とが離間していない場合に対し、第２アーム１３の先端を第１回動軸Ｏ１から距離Ｌ４だけさらに離間した位置に移動させることができる、すなわち、ロボットアーム５の先端を第１回動軸Ｏ１から距離Ｌ４だけさらに離間した位置に移動させることができる。

以上のような第７実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

以上、本発明のロボットを、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、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

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、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、リンクの数は、例えば、２つ、３つ、４つ、５つ、または、７つ以上でもよい。

具体的には、前記実施形態では、第１アームは、１つのリンクで構成されているが、本発明では、これに限定されず、第１アームは、例えば、複数のリンクで構成されていてもよい。

また、前記実施形態では、第２アームは、１つのリンクで構成されているが、本発明では、これに限定されず、第２アームは、例えば、複数のリンクで構成されていてもよい。

また、前記実施形態では、第３アームは、４つのリンクで構成されているが、本発明では、これに限定されず、第３アームは、例えば、１つ、２つ、３つ、または、５つ以上のリンクで構成されていてもよい。

また、本発明では、第３アームが省略されていてもよい。この場合は、例えば、第２アームの先端に、エンドエフェクターが着脱可能に装着される。

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。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ……ロボット
１０……ロボット本体
１１……基台
１１１……フランジ
１２、１３、１４……アーム
１２１、１２２、１３１、１３２……支持部
１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６……関節
１０１……天井
１０２……取り付け面
３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６……モータードライバー
４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６……駆動源
４０１Ｍ、４０２Ｍ、４０３Ｍ、４０４Ｍ、４０５Ｍ、４０６Ｍ……モーター
５……ロボットアーム
６１、６２、６３、６４……リンク
６２１、６２２……支持部
４１、４２……部品
４６、４７……ワーク
５１……直線
５２……軸受部
５２１……中心線
５６、５７、５８……矢印
５２１……中心線
７１……ベルトコンベアー
７２……部品供給部
７３……組込み部
７６……棚
７７……台
７８……パレット
９１……ハンド
Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６……回動軸
Ｒ１、Ｒ２……領域

Claims

基台と、
前記基台に、第１回動軸周りに回動可能に設けられた第１アームと、
前記第１アームに、前記第１回動軸の軸方向と異なる軸方向である第２回動軸周りに回動可能に設けられた第２アームと、
前記第２アームに、第３回動軸周りに回動可能に設けられた第３アームと、を備え、
前記第２回動軸の軸方向から見て、前記第１アーム、前記第２アーム及び前記第３アームが重なることが可能であり、
前記第２回動軸の軸方向から見て、前記第１アーム、前記第２アーム及び前記第３アームが重なるとき、前記第３アームは、前記第２アームよりも前記第１回動軸に近いことを特徴とするロボット。
前記第２回動軸の軸方向から見て、前記第１アーム、前記第２アーム及び前記第３アームが重なるとき、前記第３アームの先端は、前記第２回動軸よりも前記第１アームの先端側に位置することが可能である請求項１に記載のロボット。
前記第３回動軸の軸方向と、前記第２回動軸の軸方向とは平行である請求項１または２に記載のロボット。
前記第３アームの長さは、前記第２アームの長さよりも長い請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボット。
前記第３アームは、前記第２アームに、前記第３回動軸周りに回動可能に設けられた第１リンクと、
前記第１リンクに、前記第３回動軸の軸方向と異なる軸方向である第４回動軸周りに回動可能に設けられた第２リンクと、
前記第２リンクに、前記第４回動軸の軸方向と異なる軸方向である第５回動軸周りに回動可能に設けられた第３リンクと、
前記第３リンクに、前記第５回動軸の軸方向と異なる軸方向である第６回動軸周りに回動可能に設けられた第４リンクと、を備える請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボット。
前記第２回動軸は、前記第１回動軸から離間している請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボット。
前記基台は、天井に設けられる請求項１ないし６のいずれか１項に記載のロボット。