JP6582491B2 - ロボット - Google Patents
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Description
ム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。
ている。特許文献1に記載の垂直多関節ロボットは、基台と、基台に連結された複数のア
ームと、アームに設けられたエンドエフェクター(リスト)とを有している。この垂直多
関節ロボットは、エンドエフェクターにより対象物(ワーク)を保持し、複数のアームを
基台に対して回動させることによりエンドエフェクターを移動させて対象物を搬送する。
2に記載のパラレルリンクロボットは、ロボット本体と、ロボット本体に接続された3本
のアーム部と、これらアーム部に接続されたエンド部と、エンド部に設けられたエンドエ
フェクターとを有している。このパラレルリンクロボットは、エンドエフェクターにより
対象物(ワーク)を保持し、3本のアーム部の協働によりエンドエフェクターを移動させ
て対象物を搬送する。
ームの先端部が移動することができる動作範囲が狭く、対象物を目的の箇所に移動するこ
とが困難な場合があった。
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、第n(nは1以上の整数)アームと第(n+1)アームとを有す
るロボットアームを備え、
前記第nアームは、第n回動軸周りに回動可能であり、
前記第(n+1)アームは、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前記第nアームに設けられ、
前記ロボットアームの先端を第1点から第2点へ移動させる間に、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)アームとが重なる第1動作と
、前記第nアームを回動させる第2動作と、を行うことを特徴とする。
拡げることができる。また、第2動作を行うことができるため、ロボットアームの先端部
を第1点から、第1点とは第n回動軸周りに180°異なる第2点に移動させる場合、第
nアームを回動させずともロボットアームの先端部を第2点に移動させることができる。
これにより、第1動作と第2動作とを行うことで、例えば、第nアームを第n回動軸周り
に360°よりも大きく回動させずとも、ロボットアームの先端部を第n回動軸周りに3
60°よりも大きく回動させることができる。
本発明のロボットでは、前記第1動作は、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)アームとのなす角度が0°となる動作であることが好
ましい。
に180°異なる第2点に移動させる場合、第nアームを回動させずとも、ロボットアー
ムの先端部を第2点に移動させることができる。これにより、第nアームを第n回動軸周
りに360°よりも大きく回動させずとも、ロボットアームの先端部を第n回動軸周りに
360°よりも大きく回動させることをより容易に行うことができる。
本発明のロボットでは、前記第1動作の後、前記第2動作を行うことが好ましい。
これにより、ロボットアームの先端部を第n回動軸方向から見て、第1点、第n回動軸
上、第2点をこの順で通る経路で移動させることができる。そのため、例えば、第1点と
第2点との間に障害物等がある場合、ロボットアームの先端が障害物に衝突することを回
避することができる。
本発明のロボットでは、前記第1動作を行っている間に、前記第2動作を行うことが好
ましい。
ることができる。
本発明のロボットでは、前記第2動作では、前記第nアームの回動角度は−135°以
上+135°以下であることが好ましい。
2点に移動させる場合、第nアームを回動させずともロボットアームの先端部を第2点に
移動させることができるため、上記のような範囲内で第nアームを回動させても、ロボッ
トアームの先端部を第n回動軸周りに360°よりも大きく回動させることができる。
本発明のロボットでは、前記第nアームの長さは、前記第(n+1)アームの長さより
も長いことが好ましい。
0°異なる第2点に移動させる場合、第nアームを回動させずともロボットアームの先端
部を第2点に移動させることをより容易に行うことができる。
本発明のロボットでは、基台を有し、
前記第nアームが前記基台に設けられていることが好ましい。
これにより、基台に対して第nアームを回動させることができる。
本発明のロボットは、第n(nは1以上の整数)アームと第(n+1)アームとを有す
るロボットアームを備え、
前記第nアームは、第n回動軸周りに回動可能であり、
前記第(n+1)アームは、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前記第nアームに設けられ、
前記第n回動軸の軸方向から見て、前記ロボットアームの先端が前記第n回動軸の周り
を360°×m(mは±2以上)回転する場合、前記第nアームの回動角度は−360°
よりも大きく+360°よりも小さいことを特徴とする。
拡げることができる。また、第2動作を行うことができるため、ロボットアームの先端部
を第1点から第1点とは第n回動軸周りに180°異なる第2点に移動させる場合、第n
アームを回動させずともロボットアームの先端部を第2点に移動させることができる。こ
れにより、第1動作と第2動作とを行うことで、例えば、第nアームを第n回動軸周りに
360°よりも大きく回動させずとも、ロボットアームの先端部を第n回動軸周りに36
0°よりも大きく回動させることができる。
図1は、本発明のロボットの好適な実施形態を示す正面図である。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に示すロボットの側面図で
ある。図5は、図1に示すロボットの動作を説明するための図である。図6は、図1に示
すロボットが有するロボットアームの先端部の移動を説明するための図である。図7は、
図1に示すロボットの作業時におけるロボットアームの先端部が移動する経路を説明する
ための図である。図8は、図1に示すロボットアームの先端部を位置Aから位置Bに移動
させる際のロボットの動作を説明するための上面図である。図9は、図1に示すロボット
アームの先端部を位置Aから位置Bに移動させる際のロボットの動作を説明するための側
面図である。図10は、図1に示すロボットアームの先端部を位置Bから位置Cに移動さ
せる際のロボットの動作を説明するための上面図である。図11は、図1に示すロボット
アームの先端部を位置Bから位置Cに移動させる際のロボットの動作を説明するための側
面図である。図12は、図1に示すロボットアームの先端部を位置Cから位置Dに移動さ
せる際のロボットの動作を説明するための上面図である。図13は、図1に示すロボット
アームの先端部を位置Cから位置Dに移動させる際のロボットの動作を説明するための側
面図である。図14は、図1に示すロボットアームの先端部を位置Dから位置Aに移動さ
せる際のロボットの動作を説明するための上面図である。図15は、図1に示すロボット
アームの先端部を位置Dから位置Aに移動させる際のロボットの動作を説明するための側
面図である。図16は、図1に示すロボットの作業時におけるロボットアームの先端部が
移動する経路の他の例を示す図である。図17は、図1に示すロボットと従来のロボット
とを示す図である。図18は、図1に示すロボットの変形例を示す図である。
および図18中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言い、上
下方向を「鉛直方向」とし、左右方向を「水平方向」とする。また、図1〜図5、図9、
図11、図13、図15、図17および図18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。
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1は、当該精密機器やこれを構成する部品の給材、除
材、搬送および組立等の作業を行うことができる。なお、ロボット制御装置は、ロボット
本体10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。
ットアーム5は、第1アーム(第nアーム)12、第2アーム(第(n+1)アーム)1
3、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(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6アーム17の先端には、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。
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4
05および第6駆動源406をそれぞれ「駆動源(駆動部)」とも言う。
天井面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。
02に取り付けられているが、基台11の天井面102への取り付け箇所は、これに限定
されず、例えば、基台11の上面であってもよい。
くてもよい(図2参照)。
、アーム12〜17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。
れ、基台11から鉛直方向下方に延出した第1部分121と、第1部分121の下端から
水平方向に延出した第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、鉛直方向に延出した第3部分123と、第3部分123の先端から水平方向
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12
2、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1
22と第3部分123とは、図1の紙面手前から見て(後述する第1回動軸O1および第
2回動軸O2の双方と直交する正面視で)、ほぼ直交(交差)している。
部分123とは反対の端部)に接続されている。
る端部とは反対の端部に接続されている。
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5アーム16との接続に用いられる。
されることで第4アーム15と連結している。
第6アーム17の先端部(第5アーム16と反対側の端部)には、ハンド91が着脱可能
に装着される。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。
もよいし、複数の部材で構成されていてもよい。
01〜406について説明する。なお、図2は、ロボット1の概略図を示しており、図1
の右側から見た状態を示す。また、図2では、図1に示す状態からアーム13〜17を回
動させた状態を示している。
て連結されている。関節171は、基台11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(第n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周りの回動は、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30
1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40
1M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。
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(第(n+1)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O
1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。
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。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、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。
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、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。
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。
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O
4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。
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、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406M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。
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。なお、ハン
ド91の駆動は、ロボット制御装置により制御される。
以上、ロボット1の構成について簡単に説明した。
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4アー
ム15、第5アーム16および第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、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。
りも長く設定されている。
軸O2と、第1アーム12を回動可能に支持する軸受部61(関節171が有する部材)
の図3中の左右方向に延びる中心線611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。
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、ロボット1は、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、第2アーム13が第1アーム12の第2部分122および
天井面102に干渉しないように構成されている。
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)621と、第1回動軸O1とのなす角度であ
る(図3参照)。
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、ロ
ボット1は、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。
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からロボットアーム5の先端、すなわち、第6アーム17の先端を突出させるこ
とができる。これによって、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。
計の長さ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1
7の先端との間の距離である(図4参照)。この場合、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、図4に示すような第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。
、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O
2の軸方向から見て角度θが0°となる状態を経て、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。このため、ロボットアー
ム5の先端(第6アーム17の先端)を図5(a)に示す位置(第1位置)から、図5(
c)に示すように第1アーム12と第2アーム13とが重なった状態を経て、ロボットア
ーム5の先端を図5(a)に示す位置とは第1回動軸O1周りに180°異なる図5(e
)に示す位置(第2位置)に移動させることができる。このため、図6に示すように、ロ
ボット1は、ハンド91を矢印57、58で示すように移動させる動作を行わずに、ハン
ド91を矢印56で示すように直線上に移動させる動作を行うことで、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できる。なお、この
移動の際、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、必要に応じて回動させる。
ようにするための空間(配置領域)を小さくすることができる。このため、図6に示すよ
うに、ロボット1を配置する配置領域の幅(水平方向の長さ)Wを、従来の幅WXより小
さくすることができる。なお、幅Wは、例えば、幅WXの80%以下である。
なる位置に移動させる際、ロボットアーム5の先端の高さをほぼ変化させずに(ほぼ一定
のままで)ハンド91を移動させることができる。このため、ロボット1の配置領域の高
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。
ト1の動作の1例について説明する。
品(図示せず)を把持して位置(第2点)Bに搬送した後、位置(第3点)Cにある部品
(図示せず)を把持して位置(第4点)Dに搬送する作業の際のロボット1の動作を説明
する。この作業では、ロボット1は、ロボットアーム5の駆動により、ハンド91を位置
A、位置B、位置Cおよび位置Dに経由させる動作を行う。
置A、位置B、位置Cおよび位置Dと基台11との各々の離間距離がほぼ等しくなるよう
に天井101に取り付けられている。また、以下では、図7、図8、図10、図12およ
び図14中において、第1回動軸O1を中心とした反時計周りを「負方向」といい、第1
回動軸O1を中心とした時計周りを「正方向」という。
まず、図8および図9に示すように、ロボット1は、ロボットアーム5の駆動によりハ
ンド91を位置Aから位置Bに移動させる。
O2の軸方向から見て第2アーム13と第1アーム12とがずれた状態から、図8(b)
および図9(b)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を第1
アーム12と重なるように回動させる。なお、以下では、第2回動軸O2の軸方向から見
て第1アーム12と重なるように第2アーム13を回動させる動作を「第1動作」という
。
第2アーム13とが重なった状態のまま、第1回動軸O1を中心として第1アーム12を
回動させる。この際、第1アーム12を負方向に90°(−90°)回動させる。なお、
以下では、第1回動軸O1を中心として第1アーム12を回動させる動作を「第2動作」
という。
第1アーム12との重なりを解消するように第2アーム13を回動させ、第2アーム13
と第1アーム12とがずれた状態にする。なお、以下では、第2回動軸O2の軸方向から
見て第2アーム13と第1アーム12との重なりを解除するように第2アーム13を回動
させる動作を「第3動作」という。
負方向に90°異なる位置である位置Bまで移動させることができる。
回動させる動作を行っている。また、ロボット1は、第2アーム13および第3アーム1
4を、図5(a)に示す状態から図5(c)に示す状態を経て、再び、図5(a)に示す
状態に戻す動作を行っている。したがって、ロボット1は、第1アーム12を負方向に9
0°回動させることで、ハンド91を位置Aから位置Bに移動させている。なお、本実施
形態では、このハンド91を位置Aから位置Bに移動させる間に、第1動作および第3動
作を行ったが、この間では、第1動作および第3動作を行わなくても構わない。
ム15、第5アーム16および第6アーム17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10および図11に示すように、ロボット1は、ロボットアーム5の駆動によ
りハンド91を位置Bから位置Cに移動させる。
から見て第2アーム13が第1アーム12とずれた状態から、第1動作を行って、図10
(b)および図11(b)に示すように第2アーム13を第2回動軸O2の軸方向から見
て第1アーム12と重なるように回動させる。
では、第1アーム12を正方向に90°(+90°)回動させる。すなわち、前述したハ
ンド91を位置Aから位置Bまでの移動させる際とは、反対方向に第1アーム12を回動
させる。
13を第1アーム12とずれた状態にする。
負方向に90°異なる位置である位置Cまで移動させることができる。
させる動作を行っている。また、ロボット1は、第2アーム13および第3アーム14を
、図5(a)に示す状態から、図5(c)に示すように角度θが0°である状態を経て、
図5(e)に示すように第1回動軸O1周りに180°異なる位置に移動させる動作を行
っている。このように第1アーム12、第2アーム13および第3アーム14を回動させ
ることで、ロボット1は、ハンド91を位置Bから位置Cに移動させている。
次に、図12および図13に示すように、ロボット1は、ロボットアーム5の駆動によ
りハンド91を位置Cから位置Dに移動させる。この際、ロボット1は、ハンド91を位
置Aから位置Bまで移動させる動作と同様の動作をする。すなわち、まず、図12(a)
および図13(a)に示すように、第2アーム13が第1アーム12とずれた状態から、
第1動作を行い、図12(b)および図13(b)に示すように、第1アーム12と第2
アーム13とが重なった状態にする。次いで、図12(c)および図13(c)に示すよ
うに、負方向に90°(−90°)回動する第2動作を行う。そして、図12(d)およ
び図13(d)に示すように、第3動作を行い、第2アーム13と第1アーム12とがず
れた状態にする。
より、ハンド91を位置Cとは第1回動軸O1を中心として負方向に90°異なる位置で
ある位置Dまで移動させることができる。なお、本実施形態では、このハンド91を位置
Cから位置Dに移動させる間に、第1動作および第3動作を行ったが、この間では、第1
動作および第3動作を行わなくても構わない。
次に、図14および図15に示すように、ロボット1は、ロボットアーム5の駆動によ
りハンド91を位置Dから位置Aに移動させる。この際、ロボット1は、ハンド91を位
置Bから位置Cまで移動させる動作と同様の動作をする。すなわち、まず、図14(a)
および図15(a)に示すように、第2アーム13と第1アーム12とがずれた状態から
、第1動作を行い、図14(b)および図15(b)に示すように、第1アーム12と第
2アーム13とが重なった状態にする。次いで、図14(c)および図15(c)に示す
ように、正方向に90°(+90°)回動する第2動作を行う。次いで、図14(d)お
よび図15(d)に示すように、第3動作を行い、第2アーム13が第1アーム12とず
れた状態にする。
ム13の先端を第1回動軸O1周りに180°異なる位置に移動するように第2アーム1
3および第3アーム14を回動させる。これにより、ハンド91を位置Dとは第1回動軸
O1を中心として負方向に90°異なる位置である位置Aまで移動させることができる。
90°ずつ移動させることで、ハンド91を位置A、位置B、位置Cおよび位置Dに経由
させることができる。すなわち、ハンド91を第1回動軸O1周りに360°回動させる
ことができる。
、第1アーム12は、負方向に90°、正方向に90°、負方向に90°、正方向に90
°の順に回動する。すなわち、第1アーム12は、90°の範囲内で回動している。これ
に対して、ハンド91は、360°回動している。
せなくても、90°の範囲内で回動させることで、ハンド91(ロボットアーム5の先端
部)を第1回動軸O1周りに360°回動させることができる。これは、前述したように
、ロボット1が、ハンド91を位置Bから位置Cまで移動させる際と、ハンド91を位置
Dから位置Aまで移動させる際とで、第1アーム12を正方向に90°回動させた分、第
2アーム13の先端を、第1回動軸O1を中心に180°異なる位置に移動させているた
めである。このため、第1アーム12を正方向に90°回動させても、結果として、ハン
ド91を負方向に90°回動させることができる。
で、第1アーム12を第1回動軸O1周りに360°回動させなくても、90°の範囲内
で回動させることで、ハンド91を360°×m(mは±2以上)、同一方向に回動させ
ることができる。なお、mは1以上の整数である。これにより、例えば、ロボット1が有
する各モーター401M〜406Mと、ロボット制御装置とを接続する各ケーブル(配線
)等が絡まることを低減することができる。また、各ケーブル等によって、ロボットアー
ム5の回動が阻害されることを回避することができる。
する第1動作を行ったが、第1動作における第1アーム12の第1回動軸O1周りの回動
角度は、90°に限定されない。
、+360°(正方向に360°)以下であればよく、−135°(負方向に135°)
以上、+135°(正方向に135°)以下であることが好ましい。このような範囲で第
1アーム12を回動させることで、各ケーブル等によって、ロボットアーム5の回動が阻
害されるのを回避しつつ、ハンド91を360°×m回動させることができる。
動させると、図7に示すように、ロボットアーム5の先端部を第1回動軸O1方向から見
て、位置A、第1回動軸上、位置Bをこの順で通る経路で移動させることができる。すな
わち、ハンド91を位置Aと第1回動軸O1とを結ぶ線分(直線)J11上および位置B
と第1回動軸O1とを結ぶ線分(直線)J12上を移動させることができる。同様にして
、位置B、位置Cおよび位置Dを経由させると、ロボット1は、ハンド91を線分J21
、J22、J31、J32、J41、J42上に移動させることができる。これにより、
例えば、位置Aと位置Bとの間に障害物等がある場合でも、その障害物を回避することが
できる。なお、位置Bと位置Cとの間、位置Cと位置Dとの間および位置Dと位置Aとの
間においても、同様のことがいえる。
る間に第2動作を行ってもよい。また、前述した説明では、第2動作の後に、第3動作を
行ったが、第2動作を行っている間に第3動作を行ってもよい。このような場合には、図
16に示す曲線C1、C2、C3、C4上にハンド91を移動させることができる。これ
により、ハンド91を現状の位置から目的の位置までより短い経路で移動させることがで
きる。
ド91の現状の位置から目的の位置までの距離や障害物の有無等を把握して、より短く、
かつ、障害物を回避できる経路で、ハンド91を目的の位置に移動させることができる。
を比較する。
、第2アーム13Xと、第3アーム14Xと、第4アーム15Xと、第5アーム16Xと
、第6アーム17Xとが基端側から先端側に向ってこの順に連結されたロボットである。
なお、基台11に接続された第1アーム12Xは、鉛直方向に平行な第1回動軸O1Xを
中心に回動可能になっている。また、第1アーム12Xに接続された第2アーム13Xは
、水平方向に平行な第2回動軸O2Xを中心に回動可能になっている。
第2アーム13Xとが重なった状態を経て、第2アーム13Xの先端を第1回動軸O1X
周りに180°異なる位置に移動させることができる構成になっていない。そのため、従
来のロボット1Xを用いて、位置A、位置B、位置Cおよび位置Dを経由する動作を行う
際には、第1アーム12Xを第1回動軸O1X周りに360°回転させる必要がある。
させようとすると、第1アーム12Xを第1回動軸O1X周りに360°×m回転させる
必要ある。
ーム12X、第2アーム13X、第3アーム14X、第4アーム15X、第5アーム16
Xおよび第6アーム17X)の回動が阻害されることを回避するために、位置A、位置B
、位置Cおよび位置Dを経由する動作をした後に位置Aにハンド91Xを移動させたい場
合、例えば、その移動の逆の動作をする必要がある。すなわち、位置D、位置C、位置B
および位置Aを経由する動作をする必要がある。
アーム12の長さが第2アーム13の長さよりも長く構成することにより、第1アーム1
2と第2アーム13とが重なった状態を経て、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を可能にしている。このため、ロボット1では、前述した
ように、ケーブル等によってロボットアーム5の回動が阻害されることなく、ハンド91
(ロボットアーム5の先端部)を第1回動軸O1周りに360°回動させることができる
。
きがより少ない動作を選択することができる。例えば、現状のハンド91の位置から目的
の位置まで移動量等を考慮して、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る動きを選択する。このようにして、ロボット1
では、第1アーム12の回動量がより少ない動きを選択することで、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。
このロボット1の変形例であるロボット1Aでは、第2アーム13が第1アーム12の
第3部分123よりも第2回動軸O2の軸方向から見て、図18中左右方向に沿った幅が
太くなっている。このような形態のロボット1Aにおいても、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。なお、このロボット1Aにおいても、図18に示す状態を、
第1アーム12と第2アーム13とが重なった状態とする。
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。
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。
発明では、これに限定されず、ロボットが有する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)回動軸、第(n+1)アームの条件(関係)について、nが1の場合、すなわち、
第1回動軸、第1アーム、第2回動軸、第2アームにおいて、その条件を満たす場合につ
いて説明したが、本発明では、これに限らず、nは、1以上の整数であり、nが1以上の
任意の整数において、前記nが1の場合と同様の条件を満たしていればよい。したがって
、例えば、nが2の場合、すなわち、第2回動軸、第2アーム、第3回動軸、第3アーム
において、前記nが1の場合と同様の条件を満たしていてもよく、また、nが3の場合、
すなわち、第3回動軸、第3アーム、第4回動軸、第4アームにおいて前記nが1の場合
と同様の条件を満たしていてもよく、また、nが4の場合、すなわち、第4回動軸、第4
アーム、第5回動軸、第5アームにおいて前記nが1の場合と同様の条件を満たしていて
もよく、また、nが5の場合、すなわち、第5回動軸、第5アーム、第6回動軸、第6ア
ームにおいて前記nが1の場合と同様の条件を満たしていてもよい。
ることにより、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
が重なることを可能にしたが、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れば、第nアームの長さが第(n+1)アームの
長さよりも短い構成や、第nアームの長さが第(n+1)アームの長さと等しい構成でも
よい。
とし、位置Dを第4点として説明したが、例えば、位置Bを第1点とし、位置Cを第2点
とし、位置Dを第3点とし、位置Aを第4点として捉えても構わない。すなわち、ロボッ
トアームの先端の現状の位置を第1点とし、この第1点から移動させる目的の位置を第2
点として捉えればよい。
5、5X‥‥ロボットアーム
10‥‥ロボット本体
11、11X‥‥:基台
111‥‥フランジ
12、12X‥‥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、13X‥‥第2アーム
14、14X‥‥第3アーム
15、15X‥‥第4アーム
151、152‥‥支持部
16、16X‥‥第5アーム
17、17X‥‥第6アーム
171、172、173、174、175、176‥‥関節
101‥‥天井
102‥‥天井面
41‥‥部品
42‥‥部品
56、57、58‥‥矢印
61‥‥軸受部
611‥‥中心線
621‥‥直線
71‥‥作業面
91、91X‥‥ハンド
301、302、303、304、305、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
O1、O1X‥‥第1回動軸
O2、O2X‥‥第2回動軸
O3‥‥第3回動軸
O4‥‥第4回動軸
O5‥‥第5回動軸
O6‥‥第6回動軸
θ‥‥角度
W、WX‥‥幅
J11、J12、J21、J22、J31、J32、J41、J42‥‥線分(直線)
C1、C2、C3、C4‥‥曲線
Claims (5)
- 基台と、少なくとも第1アーム、第2アーム及び第3アームを有するロボットアームと、を備え、
前記第1アームは、前記基台に接続されるとともに、第1回動軸を中心に前記基台に対して回動し、
前記第2アームは、前記第1アームに接続されるとともに、前記第1回動軸の軸方向と異なる方向に沿う第2回動軸を中心に前記第1アームに対して回動し、
前記第3アームは、前記第2アームに接続されるとともに、前記第2回動軸の軸方向と平行な方向に沿う第3回動軸を中心に前記第2アームに対して回動し、
前記ロボットアームの先端を第1点から第2点へ移動させる間に、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アームとが重なるように前記第2アームを回動させるとともに、前記第2アームと前記第3アームとが重なるように前記第3アームを回動させる第1動作と、前記第1アームを、前記第1回動軸を中心に回動させる第2動作と、を行い、
前記第1動作の後に前記第2動作を行うことを特徴とするロボット。 - 前記第1動作は、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°となる動作である請求項1に記載のロボット。
- 前記第2動作では、前記第1アームの回動角度は−135°以上+135°以下である
請求項1または2に記載のロボット。 - 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1動作及び前記第2動作を行った後に、前記第1アームと前記第2アームとの重なりを解消するように前記第2アームを回動させるとともに、前記第2アームと前記第3アームとの重なりを解消するように前記第3アームを回動させる第3動作を行うことを特徴とする請求項1に記載のロボット。
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