JP7130933B2 - ロボット - Google Patents

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Description

本発明は、ロボットに関する。
従来から、人間の代わりに作業対象物に対して各種作業を行う産業用ロボットが活躍している。このような産業用ロボットの一例として、例えば、基台と、基台に対して回動可能に設けられたロボットアームと、ロボットアーム内に設けられ、ロボットアームを駆動させるモーターと、を有するロボットが知られている。かかるロボットには、一般的に、ロボットとは別体で設けられたコントローラーが接続されている。当該コントローラーによってモーターを駆動させることでロボットアームが駆動する。これにより、ロボットは、作業対象物に対して各種作業を行うことができる。
また、ロボットの駆動時の安全等に配慮して、ロボットには、一般的に、ロボットが駆動可能であることを報知する表示灯が設けられている。例えば、特許文献1には、ロボットアームに設けられ、外部に光を出射する表示灯を備えるロボットが開示されている。特許文献1に記載の表示灯はロボットアームの内部に設けられた発光素子と、ロボットアームを構成するハウジングとカバーとの間に設けられた導光板とを有しており、発光素子からの光は導光板を介して外部に出射される。
特開2017-80857号公報 特開2002-239970号公報
しかし、特許文献1に記載の表示灯は、導光板を備えることで外部に向かって効率良く光を出射できる構成であるが、この構成では、ロボットの外部だけでなく、ロボットの内部にも光が多く漏れてしまう。その結果、表示灯の視認性が低くなってしまうという問題がある。それゆえ、従来では、視認性を向上させるためには、例えば、発光素子の数を増やしたり、高出力の発光素子を用意しなければならなかった。
また、近年では、例えば、防水性能を発揮するように、ロボットアームを構成するハウジングとカバーとの間にシール用のパッキンを介在させたロボットが開示されている(例えば、特許文献2参照)。このようなロボットに対して発光素子や導光板を備える表示灯を設けようとした場合、表示灯における気密性を確保するためには、例えば、表示灯の形状等を配慮した複雑な形状のパッキン等を用意しなければならず、作業者にとっては大きな手間がかかっていた。また、気密性を保持できるように組立てたりすることが難しいという問題があった。
本発明は、前述した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、以下により実現することが可能である。
本適用例のロボットは、基台と、第1筐体と前記第1筐体に接続された第2筐体とを含んで構成されたアームと、を有するロボット本体部と、前記アームを駆動する駆動部と、光を出射する発光素子と、を有し、前記第1筐体と前記第2筐体とは、互いに接続された状態で、第1空間と、前記第1空間に対して隔離された第2空間とを形成しており、前記第1空間には、前記発光素子が配置され、前記第2空間には、前記駆動部が配置されていることを特徴とする。
このようなロボットによれば、駆動部が配置された第2空間から隔離された第1空間に発光素子が配置されていることで、駆動部と発光素子とが同一空間内に配置されている場合に比べて、発光素子から出射される光がロボット本体部内に漏れることを低減することができる。そのため、発光素子から出射される光を用いた表示の視認性を高めることができる。
本適用例のロボットでは、前記第1空間に設けられ、前記発光素子から出射された光を受ける入射面を有する導光板を備え、前記導光板は、前記アームの外部に露出している露出部を有することが好ましい。
これにより、導光板を有することで、光を外部に向かってより確実に出射することができる。また、導光板が露出部を有することで発光素子から出射される光を用いた表示の視認性をより広範囲にわたって向上させることができる。
本適用例のロボットでは、前記露出部は、前記アームの前記露出部の周りに位置する部分よりも前記アームの外部に位置していることが好ましい。
これにより、発光素子から出射される光を用いた表示の視認性をより広範囲にわたって、さらに向上させることができる。
本適用例のロボットでは、前記第1筐体は、第1凹部と、前記第1凹部とは異なる第2凹部とを有し、前記第1筐体と前記第2筐体とが互いに接続された状態で、前記第1凹部は、前記第1空間を形成し、前記第2凹部は、前記第2空間を形成しており、前記第1筐体の前記第2凹部の開口を形成する部分と前記第2筐体とは、第1封止部材を介して接続されていることが好ましい。
これにより、第2空間を気密的に封止することができる。そのため、ロボットを、防水性能や防塵性能を要する環境下で用いることができる。
本適用例のロボットでは、前記導光板は、前記第1筐体の前記第1凹部の開口を形成する部分と前記第2筐体との間に設けられており、前記第1筐体の前記第1凹部の開口を形成する部分と前記導光板とは、第2封止部材を介して接続されており、前記第1筐体と前記導光板との間には、前記発光素子が設けられていることが好ましい。
これにより、発光素子が設けられている空間(第1筐体と前記導光板との間の空間)を気密的に封止することができる。
本適用例のロボットでは、前記第2筐体と前記導光板とは、接触していることが好ましい。
これにより、導光板と第2筐体とを簡単に組立てることができる。
本適用例のロボットでは、前記第1凹部と前記第2凹部とを連通する孔が設けられていることが好ましい。
これにより、例えば、孔を、発光素子への電力供給のための配線を挿通する配線用孔として用いることができる。
本適用例のロボットでは、前記発光素子は、発光ダイオードであることが好ましい。
これにより、比較的省電力で長期にわたって視認性に優れた表示を実現できる。
本適用例のロボットでは、前記ロボット本体部内に設けられた、制御基板および前記制御基板に電力を供給する電源基板と、前記アーム内に設けられた、前記制御基板の指令に基づいて前記駆動部を駆動する駆動基板と、を有することが好ましい。
これにより、コントローラーとしての機能を有する制御基板および電源基板と、駆動基板と、ロボット本体部とが一体となっているため、ロボット本体部とコントローラーとが別体である場合に比べてロボットの配置の自由度を高くすることができる。
本適用例のロボットシステムは、基台と、第1筐体と前記第1筐体に接続された第2筐体とを含んで構成されたアームと、を有するロボット本体部と、前記アームを駆動する駆動部と、光を出射する発光素子と、を有するロボットと、前記ロボットとは別体で設けられた、制御基板および前記制御基板に電力を供給する電源基板を有する制御装置と、を備え、前記第1筐体と前記第2筐体とは、互いに接続された状態で、第1空間と、前記第1空間に対して隔離された第2空間とを形成しており、前記第1空間には、前記発光素子が配置され、前記第2空間には、前記駆動部が配置されていることを特徴とする。
このようなロボットシステムによれば、駆動部が配置された第2空間から隔離された第1空間に発光素子が配置されていることで、駆動部と発光素子とが同一空間内に配置されている場合に比べて、発光素子から出射される光のロボット本体部への漏れを低減することができる。そのため、発光素子から出射される光を用いた表示の視認性を高めることができる。
第1実施形態に係るロボットを示す斜視図である。 図1に示すロボットを図1とは異なる方向から見た斜視図である。 図1に示すロボットのシステムブロック図である。 図1に示すロボットを-y軸側から見た図である。 図1に示すロボットを+x軸側から見た図である。 図1に示すロボットを+z軸側から見た図である。 図1に示すロボットが有するロボット本体部の内部を模式的に示す斜視図である。 ロボットが有する基台の内部を模式的に示す斜視図である。 ロボットが有する複数のハウジングおよびカバーを説明するための図である。 ロボットが有する複数のハウジングおよびカバーを説明するための図である。 ハウジングが有する第1凹部および第2凹部を説明するための図である。 図1に示すロボットが有する照明部を+y軸側から見た図である。 照明部の構成および光の出射方向を模式的に示す図である。 照明部の構成および光の出射方向を模式的に示す図である。 ハウジングが有する孔(配線用孔)を説明するための図である。 ハウジングが有する孔(配線用孔)を説明するための図である。 ハウジングが有する孔(配線用孔)を説明するための図である。 第2実施形態に係るロボットシステムを一部模式的に示す斜視図である。 図18に示すロボットシステムのシステムブロック図である。
以下、本発明のロボットおよびロボットシステム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≫
<ロボットの基本構成>
図1は、第1実施形態に係るロボットを示す斜視図である。図2は、図1に示すロボットを図1とは異なる方向から見た斜視図である。図3は、図1に示すロボットのシステムブロック図である。図4は、図1に示すロボットを-y軸側から見た図である。図5は、図1に示すロボットを+x軸側から見た図である。図6は、図1に示すロボットを+z軸側から見た図である。図7は、図1に示すロボットが有するロボット本体部の内部を模式的に示す斜視図である。図8は、ロボットが有する基台の内部を模式的に示す斜視図である。なお、以下では、説明の都合上、図1、図2、図4~図7には、それぞれ、説明の便宜上、互いに直交する3つの軸としてx軸、y軸およびz軸が図示されており、各軸を示す矢印の先端側を「+」、基端側を「-」とする。また、x軸に平行な方向を「x軸方向」、y軸に平行な方向を「y軸方向」、z軸に平行な方向を「z軸方向」という。また、図1中に示すロボット100の基台20側を「基端」、その反対側(アーム16側)を「先端」と言う。また、図4中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図4中の上下方向を「鉛直方向」とし、左右方向を「水平方向」とする。
また、本明細書において、「水平」とは、水平に対して±5°以下の範囲内で傾斜している場合も含む。同様に、「鉛直」とは、鉛直に対して±5°以下の範囲内で傾斜している場合も含む。また、「平行」とは、2つの線(軸を含む)または面が、互いに完全な平行である場合のみならず、±5°以内で傾斜している場合も含む。また、「直交」とは、2つの線(軸を含む)または面が、互いに90°の角度で交わる場合のみならず、90°に対し±5°以内で傾斜している場合も含む。
図1および図2に示すロボット100は、いわゆる6軸の垂直多関節ロボットである。このロボット100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。特に、ロボット100は防水性能および防塵性能を有している。そのため、ロボット100は、防水性能を要する環境下や防塵性能を要する環境下(例えばクリーンルーム等)で用いることができる。
以下では、まず、ロボット100の基本構成について説明する。
ロボット100は、ロボット本体部1と、ロボット本体部1に内蔵された、複数の駆動部30、位置センサー40および制御ユニット5(制御装置)、とを有する(図1~図3参照)。また、ロボット100は、複数の外部接続部50(例えばコネクター等)を有している。例えば、外部接続部50を外部電源(図示せず)に電気的に接続することにより、ロボット100に電力が供給され、これにより、ロボット100を駆動させることができる。また、ロボット100は、例えばロボット100が動作可能な状態であることを作業者に報知する表示灯としての機能を有する照明部4(発光部)を有する。
なお、本明細書では、図1に示すロボット100の姿勢(図2、図4~図7も同様の姿勢)を、「基本姿勢」とする。また、以下では、説明の便宜上、断りの無い限り、ロボット100の各部の配置関係等に関する説明では、基本姿勢で静止している状態のロボット100を基にした説明を行う。
[ロボット本体部]
図1および図2に示すように、ロボット本体部1は、基台20と、基台20に接続されたロボットアーム10と、を有する。なお、後で詳述するが、ロボット本体部1は、複数の外装部材(複数のハウジング105および複数のカバー106等)を含んで構成されており、複数の駆動部30、複数の位置センサー40および制御ユニット5を収容する内部空間S1を有している。また、内部空間S1は、基台20の内部すなわち内部空間S20と、ロボットアーム10の内部すなわち内部空間S10とを有しており、内部空間S10と内部空間S20とは連通している。
以下、ロボット本体部1の各部について説明する。
〈基台〉
基台20は、ロボット100を任意の設置箇所に取り付ける部分である。基台20の設置箇所は、特に限定されず、例えば、床、壁、天井、作業台、移動可能な台車等であってもよい。基台20は、外形が直方体状をなす本体部21と、本体部21の+z軸側に設けられ、外形が円柱状の突出部22とを有する。
〈ロボットアーム〉
ロボットアーム10は、基台20に回動可能に支持されており、アーム11(第1アーム)、アーム12(第2アーム)、アーム13(第3アーム)、アーム14(第4アーム)、アーム15(第5アーム)、アーム16(第6アーム、先端アーム)と、を有する。これらアーム11~16は、基端側から先端側に向かってこの順に連結されており、隣り合う基端側のアームまたは基台20に対して相対的に回動可能に構成されている。なお、詳細な図示はしないが、本実施形態では、各アーム11~16は、それぞれ、外装部材(ハウジング105およびカバー106等)と、外装部材の内周面に設けられ、かつ、駆動部30に接続された軸受(図示せず)を備える支持部材(図示せず)とを有する。
図4に示すように、アーム11は、基台20の突出部22に接続されており、基台20に対し、鉛直方向に沿う回動軸O1まわりに回動可能になっている。このアーム11は、基台20から上方側に向かって傾斜しながら延出した形状をなしており、アーム11の先端部は、z軸方向から見て基台20よりも外側に突出している。
図4および図5に示すように、アーム12は、アーム11の先端部の+y軸側の部分に接続されており、アーム11に対し、水平方向に沿う回動軸O2まわりに回動可能になっている。このアーム12は、y軸方向から見て中央部が屈曲した長手形状をなしており、アーム11からアーム13に向かって延びた形状をなす平坦部121と、平坦部121の中央部から-y軸方向に向かって突出した突出部122とを有する。突出部122は、アーム12が回動してもアーム11に接触しないように、アーム11に対して離間している。
図4、図5および図6に示すように、アーム13は、平坦部121のアーム11が設けられている面と同じ-y軸側の面(部分)に接続されており、アーム12に対し、水平方向に沿う回動軸O3まわりに回動可能になっている。アーム13は、アーム12から-y軸方向に向かって突出した形状をなす。また、アーム13は、突出部122に接触しないように、アーム12に接続されている。
図4に示すように、アーム14は、アーム13の先端部に接続されており、アーム13に対し、回動軸O3と直交した回動軸O4まわりに回動可能になっている。図6に示すように、アーム14は、アーム13から-x軸方向に向かって延出した形状をなしており、その途中で基端側から先端側に向かいつつ、+y軸方向(アーム14の幅方向の一方側)に向かって、y軸方向における長さ(幅)が漸減している。このようなアーム14は、基端側の部分141と、部分141よりもy軸方向における長さが短い先端側の部分142とを有している。
図4に示すように、アーム15は、先端側の部分142の-y軸側の部分に接続されており、アーム14に対し、回動軸O4と直交した回動軸O5まわりに回動可能になっている。図4および図6に示すように、アーム15は、アーム14の先端部から-y軸方向に向かって突出した第1部分151と、第1部分151に接続された第2部分152とを有する。第1部分151の外形は、円柱状をなしている。一方、第2部分152の外形は、円筒状をなし、x軸方向に沿って貫通した孔153を有する(図2参照)。また、図6に示すように、第2部分152の中心線よりも+y軸側の部分が、第1部分151の基端部に接続されている。なお、本実施形態では、第1部分151と第2部分152とは一体で形成されている。
図4に示すように、アーム16は、アーム15の基端部に接続されており、アーム15に対し、回動軸O5と直交した回動軸O6まわりに回動可能になっている。アーム16は、円盤状をなし、中央部にx軸方向に沿って貫通した孔161を有する(図1参照)。この孔161は、アーム15の第2部分152が有する孔153と連通しており、孔161と孔153とで、貫通孔160を構成している(図1および図2参照)。このようなアーム16は、図示はしないが、例えば、作業対象物に対して把持等の各種作業を行うエンドエフェクターを取り付けることができるよう構成されている。その場合、エンドエフェクターに駆動力を伝達する配線(図示せず)を貫通孔160に挿通させることができる。また、例えば、アーム16は、図示はしないが、エンドエフェクターに加わる力(モーメントを含む)を検出する力検出装置(力覚センサー)を取り付けることができるように構成されていてもよい。その場合には、エンドエフェクターとアーム16との間に、力検出装置を設けることが好ましい。
このような構成のロボット本体部1を有するロボット100は、前述したように、6つ(複数)のアーム11~16を有する垂直多関節ロボットである。すなわち、ロボット100は、6つの回動軸O1~O6を有しており、6自由度のロボットである。そのため、ロボットアーム10の先端部の駆動範囲が広く、よって、高い作業性を発揮することができる。なお、本実施形態では、ロボット100が有するアームの数は、6つであるが、アームの数は1~5つであってもよいし、7つ以上であってもよい。ただし、ロボットアーム10の先端に設けられたエンドエフェクターを3次元空間内の目的の箇所に的確に位置させるためには、アームの数(回動軸の数)は、少なくとも6つ以上であることが好ましい。
また、前述したように、アーム12は、アーム11の先端部の+y軸側の部分に接続されている。このように、アーム12は、アーム11によって挟持されたような両持ち支持された構成ではなく、アーム11に片持ち支持されている。すなわち、ロボットアーム10は、アーム11(第Aアーム)とアーム11(第Aアーム)に片持ち支持されたアーム12(第Bアーム)とを有する。
これにより、アーム12がアーム11に両持ち支持されている場合に比べて、アーム11、12の構成を簡素にでき、コストを削減できる。
さらに、前述したように、アーム15は、部分142の-y軸側の部分に接続されている。このように、アーム15は、アーム14によって挟持されたような両持ち支持された構成ではなく、アーム14に片持ち支持されている。すなわち、ロボットアーム10は、アーム14(第Aアーム)とアーム14(第Aアーム)に片持ち支持されたアーム15(第Bアーム)とを有する。
これにより、アーム15がアーム14に両持ち支持されている場合に比べて、アーム14、15の構成を簡素にでき、コストを削減できる。
このように、本実施形態では、片持ち支持された「第Bアーム」を複数(2つ)有する。そのため、ロボットアーム10の構成の簡素化を図ることができ、コストを大幅に低減できる。
また、本実施形態では、基台20内の容積は、ロボットアーム10の容積と同じであるか、それよりも小さくなっている。そのため、基台20の設置の自由度を高くすることができる。
[駆動部]
図3に示すように、ロボット100は、アーム11~16と同数(本実施形態では6つ)の駆動部30を有している。複数の駆動部30は、それぞれ、対応するアームをそれの基端側に位置するアーム(または基台20)に対して回動させる機能を有しており、動力源としてのモーターとブレーキとを含むモーターユニット301と、減速機302、ベルト(図示せず)およびプーリー(図示せず)等とを含む動力伝達機構(図示せず)と、を備える。
また、本実施形態では、1つの駆動部30は、1つのアームの駆動を担っている。したがって、ロボット100は、アーム11を駆動させる第1駆動部31と、アーム12を駆動させる第2駆動部32と、アーム13を駆動させる第3駆動部33と、アーム14を駆動させる第4駆動部34と、アーム15を駆動させる第5駆動部35と、アーム16を駆動させる第6駆動部36とを有する。なお、以下では、第1駆動部31、第2駆動部32、第3駆動部33、第4駆動部34、第5駆動部35および第6駆動部36を区別しない場合は、それらをそれぞれ駆動部30という。
図7に示すように、第1駆動部31が有するモーターユニット301および減速機302は、それぞれ、アーム11内に設けられている。詳細な図示はしないが、第1駆動部31は、モーターユニット301の軸部に連結された第1プーリー(図示せず)と、第1プーリーに離間して配置され、減速機302の軸部に連結された第2プーリー(図示せず)と、第1プーリーと第2プーリーとに掛け渡されたベルト(図示せず)とを有している。そして、第2プーリーが、アーム11が有する軸受(図示せず)に接続されている。これにより、アーム11は、第1駆動部31が駆動することにより回動可能になっている。なお、後述する第2駆動部32、第3駆動部33、第4駆動部34、第5駆動部35および第6駆動部36についてもほぼ同様であり、いわゆるベルト駆動により、対応するアームを駆動させている。
図7に示すように、第2駆動部32が有するモーターユニット301は、突出部122内に設けられており、第2駆動部32が有する減速機302は、アーム12とアーム11との接続部分(関節部)に設けられている。また、第3駆動部33が有するモーターユニット301は、突出部122内に設けられており、第3駆動部33が有する減速機302は、アーム12とアーム13との接続部分(関節部)に設けられている。また、第4駆動部34が有するモーターユニット301および減速機302は、それぞれ、アーム13内に設けられている。また、第5駆動部35が有するモーターユニット301は、アーム14の基端側の部分141内に設けられており、第5駆動部35が有する減速機302は、アーム15の第1部分151内に設けられている。また、第6駆動部36が有するモーターユニット301は、アーム14の基端側の部分141内に設けられており、第6駆動部36が有する減速機302は、アーム15の第2部分152内に設けられている(図7参照)。なお、第6駆動部36は、図示はしないが、傘歯車等の駆動力の伝達方向を90°変換する変換機構を有している。
[位置センサー]
図3に示すように、ロボット100は、駆動部30と同数の位置センサー40を有しており、1つの駆動部30に対して1つの位置センサー40(角度センサー)が設けられている。位置センサー40は、モーターユニット301(具体的にはモーター)または減速機302の回転軸(軸部)の回転角度を検出する。これにより、基端側のアームに対する先端側のアームの角度(姿勢)等の情報を得ることができる。このような各位置センサー40としては、例えばロータリーエンコーダー等を用いることができる。また、各位置センサー40は、後述する制御ユニット5が有する制御基板51に電気的に接続されている。
[制御ユニット]
図3に示すように、制御ユニット5は、制御基板51と、制御基板51に電力を供給する電源基板52と、制御基板51の指令に基づいて各駆動部30を駆動する複数の駆動基板53と、を含む。なお、制御基板51と電源基板52とで、ロボット100の駆動にかかる電力を供給し、かつ、ロボット100の駆動を制御する制御装置(コントローラー)を構成している。
〈制御基板〉
制御基板51は、図7に示すように内部空間S20に設けられており、ロボット100の駆動を制御する制御回路(図示せず)を有する。制御回路は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサー、RAM(Random Access Memory)等の揮発性メモリーおよびROM(Read Only Memory)等の不揮発性メモリー等を含み、ロボット100の各部の駆動の制御や各種演算および判断等の処理を行う。例えば、制御回路は、所定の制御プログラムを実行可能であり、当該制御プログラムに従って各駆動基板53に対して制御信号を出力することで、ロボット100(具体的にはロボットアーム10)に所定の動作を実行させる。
〈電源基板〉
電源基板52は、図7に示すように内部空間S20に設けられており、制御基板51および各駆動基板53のそれぞれに対して供給する電力を生成する電源回路(図示せず)を有する。電源回路は、変圧器やノイズフィルターを備えており、例えば商用電源等の外部電源(図示せず)から供給される電力の周波数および電圧を変換し、制御基板51および各駆動基板53に供給する。特に、本実施形態では、電源回路には、外部電源から出力された交流電圧を20Vの直流電圧(駆動電圧)に変換して各駆動基板53等に出力する変換器を備えている。
また、図8に示すように、前述した制御基板51および電源基板52は、それぞれ、板金等で構成された支持部材23によって支持されている。制御基板51は、支持部材23の-y軸側の面側に例えばネジ止め等によって取り付けられており、電源基板52は、支持部材23の+y軸側の面側に例えばネジ止め等によって取り付けられている。また、支持部材23は、基台20に対して着脱可能である。したがって、制御基板51および電源基板52を支持部材23とともに基台20の外部へと取り出すことができる。これにより、例えば、制御基板51や電源基板52のメンテナンスを容易に行うことができる。
〈駆動基板〉
各駆動基板53は、図7に示すように内部空間S10に分散配置されており、制御基板51からの制御信号を受け、駆動部30に供給するための電力に変換する(を生成する)駆動回路(図示せず)を有している。駆動回路は、例えば、直流電力(電流)から交流電力(電流)に変換するインバーター回路を備えている。
また、本実施形態では、1つの駆動部30に対して1つの駆動基板53が設けられており、各駆動部30に対応する駆動基板53が、その駆動部30に供給するための電力の変換(生成)を行っている。したがって、ロボット100は、第1駆動部31に対応する第1駆動基板531と、第2駆動部32に対応する第2駆動基板532、第3駆動部33に対応する第3駆動基板533と、第4駆動部34に対応する第4駆動基板534と、第5駆動部35に対応する第5駆動基板535と、第6駆動部36に対応する第6駆動基板536と、を有する。なお、以下では、第1駆動基板531、第2駆動基板532、第3駆動基板533、第4駆動基板534、第5駆動基板535および第6駆動基板536を区別しない場合は、それらをそれぞれ駆動基板53という。
図7に示すように、第1駆動基板531は、アーム11内に設けられており、第1駆動部31が有するモーターユニット301の近傍に設けられている。第2駆動基板532は、アーム12の突出部122内に設けられており、第2駆動部32が有するモーターユニット301の近傍に設けられている。第3駆動基板533は、アーム12の突出部122内に設けられており、第3駆動部33が有するモーターユニット301の近傍に設けられている。第4駆動基板534は、アーム13内に設けられており、第4駆動部34が有するモーターユニット301の近傍に設けられている。第5駆動基板535は、アーム14内に設けられており、第5駆動部35が有するモーターユニット301の近傍に設けられている。第6駆動基板536は、アーム14内に設けられており、第6駆動部36が有するモーターユニット301の近傍に設けられている。
[外部接続部]
図2および図4に示すように、基台20には、例えばコネクターで構成された複数の外部接続部50が設けられている。外部接続部50は、その一部が外部に露出するようにして基台20に取り付けられており(図8参照)、制御基板51や電源基板52に対して電気的に接続されている。この外部接続部50は、例えば外部電源(図示せず)等に接続された外部ケーブル60が有するプラグ66(被接続部)を接続するための部品である。すなわち、外部接続部50は、外部電源や各種機器等とロボット100との電気的な接続を担うための部品である。
外部接続部50の具体例としては、例えば、外部電源に電気的に接続された外部電源プラグを接続するための電源コネクター、作業者がロボット100に対して動作指示を行うために用いるティーチングペンダント等の各種機器との信号の入出力のためのコネクター、エンドエフェクターに対する信号の出力のためのコネクター、制御プログラム等に関するデータの入出力ためのコネクター等が挙げられる。
このような外部接続部50に対して、プラグ66(被接続部)を接続することで、ロボット100に対して電力が供給され、ロボット100を駆動させることができる。例えば、図8に示すプラグ66を矢印A10方向に沿って移動させ、外部接続部50に対してプラグ66(被接続部)を接続すればよい。
以上、ロボット100の基本構成について説明した。
前述したように、コントローラーの機能を有する制御ユニット5がロボット本体部1の内部すなわち内部空間S1内に収容されている。すなわち、ロボット100は、内部空間S1に設けられた、制御基板51および制御基板51に電力を供給する電源基板52と、ロボットアーム10内に設けられた、制御基板51の指令に基づいて駆動部30を駆動する(本実施形態では複数の)駆動基板53と、を有する。
これにより、コントローラーとロボット本体部1とが一体であることで、従来のようにコントローラーおよびロボット本体部1の各配置を考える必要がなく、ロボット100の配置の自由度を高くすることができる。また、コントローラーが別体である場合に比べて、総設置面積を小さくすることができ、また、コントローラーに対する接続等の手間を省くことができる。
また、前述したように、制御基板51は、基台20内に設けられている。
これにより、制御基板51と各駆動基板53とを接続する各種配線(図示せず)の配置の設計が容易である。
さらに、前述したように、電源基板52は、基台20内に設けられている。
これにより、電源基板52と各駆動基板53とを接続する各種配線(図示せず)の配置の設計が容易である。また、制御基板51や電源基板52をロボットアーム10内に設ける場合に比べ、制御基板51や電源基板52を安定して配置することができ、また、ロボットアーム10の先端部の可搬重量の増加も防ぐことができる。
また、前述したように、ロボットアーム10は、基台20に回動可能に接続されたアーム11(第1アーム)を有し、アーム11内には、アーム11を駆動させる第1駆動部31が設けられている。
これにより、第1駆動部31が基台20内に配置されている形態に比べて第1駆動部31を基台20内に設けられた制御基板51等から遠ざけることができる。そのため、第1駆動部31から生じる熱および制御基板51等から生じる熱による熱暴走を低減することができるので、ロボット100を長時間安定して駆動させることができる。
さらに、前述したように、ロボットアーム10は、アーム11(第1アーム)に回動可能に接続されたアーム12(第2アーム)を有し、アーム12内には、アーム12を駆動させる第2駆動部32が設けられている。
これにより、第1駆動部31および第2駆動部32から生じる熱をより効率よく排除することができる。
また、前述したように、ロボットアーム10は、連結された複数のアーム11~16を有し、ロボットアーム10内には、複数のアーム11~16をそれぞれ独立して駆動させる複数の駆動部30が設けられている。そして、複数の駆動部30は、ロボットアーム10内において分散して設けられている(図7参照)。
これにより、駆動部30から生じる熱を分散させることができるので、熱暴走を低減でき、よって、ロボット100を長時間安定して駆動させることができる。
なお、複数の駆動部30の配置は、図示の配置に限定されない。また、上記「分散」とは、複数の駆動部30が、全て、ばらばらに分かれて配置されていることのみならず、複数の駆動部30が少なくとも2つの群に分かれて配置されていることを含む。
また、前述したように、アーム11(第1アーム)内には、第1駆動部31を駆動する第1駆動基板531が設けられており、アーム12(第2アーム)内には、第2駆動部32を駆動する第2駆動基板532が設けられている。
これにより、第1駆動基板531と第1駆動部31との接続、および、第2駆動基板532と第2駆動部32との接続をそれぞれシンプルな構成にすることができる。また、第1駆動基板531および第2駆動基板532から生じる熱を分散させることができるので、ロボット100を長時間安定して駆動させることができる。
さらに、前述したように、ロボットアーム10内には、複数の駆動部30のそれぞれを独立して駆動する複数の駆動基板53が設けられている。そして、複数の駆動基板53は、ロボットアーム10内において分散して設けられている。
これにより、例えば複数の駆動部30を1つの駆動基板53で駆動する構成と比較して、駆動基板53とそれに対応する駆動部30との接続をシンプルな構成にすることができる。また、複数の駆動基板53が分散して設けられていることで、駆動基板53から生じる熱を分散させることができるので、ロボット100を長時間安定して駆動させることができる。
特に、図示のように、各駆動基板53は、対応する駆動部30の近傍に設けられていることが好ましい。これにより、複数の駆動基板53が基台20内にまとまって配置されている場合に比べ、電源系の配線および信号系の配線の数を大幅に削減することができる。
なお、複数の駆動基板53の配置は、図示の配置に限定されない。上記「分散」とは、複数の駆動基板53が、全て、ばらばらに分かれて配置されていることのみならず、複数の駆動基板53が少なくとも2つの群に分かれて配置されていることを含む。
<ロボットの外装部材および吸引用孔>
図9および図10は、それぞれ、ロボットが有する複数のハウジングおよびカバーを説明するための図である。
次に、ロボット本体部1の外装部材(ハウジング105およびカバー106等)および封止部材61、62について説明する(図9および図10参照)。ロボット100は、以下に説明する外装部材(ハウジング105およびカバー106等)および封止部材61、62を備えることで、ロボット本体部1の内部(内部空間S1)を気密的に封止することができ、これにより防水性能および防塵性能を発揮することができる。
[外装部材]
前述したように、ロボット本体部1は、複数の外装部材(ハウジング105およびカバー106等)を含んで構成されている。具体的には、図9および図10に示すように、基台20およびアーム11~14は、それぞれ、ハウジング105およびカバー106を有しており、アーム15は、ケース155を有している。より具体的には、基台20は、ハウジング205およびカバー206を有している。アーム11は、ハウジング115およびカバー116を有している。アーム12は、ハウジング125およびカバー126を有している。アーム13は、ハウジング135およびカバー136を有している。アーム14は、ハウジング145、カバー146およびカバー147を有している。アーム15は、ケース155を有している。なお、以下では、ハウジング205、ハウジング115、ハウジング125、ハウジング135およびハウジング145を区別しない場合は、それらをそれぞれハウジング105という。また、カバー206、カバー116、カバー126、カバー136、カバー146およびカバー147を区別しない場合は、それらをそれぞれカバー106という。
基台20のハウジング205の外形は、略直方体状をなす。一方、カバー206の外形は、四角形の平板状をなす。ハウジング205の+x軸側および+z軸側は、それぞれ、開口しており、ハウジング205の+x軸側開口は、カバー206によって塞がれている。これにより、制御基板51および電源基板52を収容する内部空間S1が形成されている。
アーム11のハウジング115は、その基端部(-z軸側)と、その先端部の+z軸側および+y軸側と、に開口している。ハウジング115は、その基端部の開口(-z軸側開口)を形成する縁部がハウジング205の+z軸側開口を形成する縁部に対してつき合わされた状態で、配置されている。具体的には、ハウジング115とハウジング205との境界部分、すなわちアーム11と基台20との関節部(具体的には内部の各種部品等も含む)は、パッキン、金属リングやオイルシール等の封止部材61を介して接続されている。これにより、アーム11は、基台20に対して回動可能に接続されている。また、ハウジング115の先端部の+x軸側開口は、カバー116によって塞がれている。具体的には、ハウジング115とカバー116とは、封止部材62を介して接続されており、さらに、カバー116は、ハウジング115に対してネジ63によってネジ止めされている。これにより、ハウジング115とカバー116とは、固定的に接続されている。
アーム12のハウジング125は、カバー126に対して-y軸側に位置し、主に平坦部121の-y軸側の部分および突出部122を形成している。一方、カバー126は、ハウジング125に対して+y軸側に位置し、主に平坦部121の+y軸側の部分を形成している。また、ハウジング125は、その基端部の-y軸側と、その先端部の-y軸側と、+y軸側全域と、に開口している。ハウジング125は、その基端部の-y軸側開口を形成する縁部がハウジング115の先端部の+y軸側開口を形成する縁部に対してつき合わされた状態で、配置されている。具体的には、ハウジング125とハウジング115との境界部分、すなわちアーム12とアーム11との関節部は、パッキン、金属リングやオイルシール等の封止部材61を介して接続されている。これにより、アーム12は、アーム11に対して回動可能に接続されている。また、ハウジング125の+y軸側開口は、カバー126によって塞がれている。具体的には、ハウジング125とカバー126とは、封止部材62を介して接続されており、さらに、カバー126は、ハウジング125に対してネジ63によってネジ止めされている。これにより、ハウジング125とカバー126とは、固定的に接続されている。
アーム13のハウジング135は、その基端部(+y軸側)と、その先端部(-x軸側)と、その中間部の+x軸側と、に開口している。ハウジング135は、その基端部の開口(+y軸側開口)を形成する縁部がハウジング125の先端部の-y軸側開口を形成する縁部に対してつき合わされた状態で、配置されている。具体的には、ハウジング135とハウジング125との境界部分、すなわちアーム13とアーム12との関節部は、パッキン、金属リングやオイルシール等の封止部材61を介して接続されている。これにより、アーム13は、アーム12に対して回動可能に接続されている。また、ハウジング135の中間部の+x軸側開口は、カバー136によって塞がれている。具体的には、ハウジング135とカバー136とは、封止部材62を介して接続されており、さらに、カバー136は、ハウジング135に対してネジ63によってネジ止めされている。これにより、ハウジング135とカバー136とは、固定的に接続されている。
アーム14のハウジング145は、基端側の部分141の大部分および先端側の部分142の大部分を形成している。一方、カバー146は、基端側の部分141の残りの部分を形成しており、カバー147は、先端側の部分142の残りの部分を形成している。また、ハウジング145は、その基端部(+x軸側)と、基端側の部分141における-y軸側と、+y軸側のほぼ全域と、に開口している。ハウジング145は、その基端部の開口(+x軸側開口)を形成する縁部がハウジング135の先端側開口(-x軸側開口)を形成する縁部に対してつき合わされた状態で、配置されている。具体的には、ハウジング145とハウジング135との境界部分、すなわちアーム14とアーム13との関節部は、パッキン、金属リングやオイルシール等の封止部材61を介して接続されている。これにより、アーム14は、アーム13に対して回動可能に接続されている。また、ハウジング145の基端側の部分141における-y軸側開口は、カバー146によって塞がれている。具体的には、ハウジング145とカバー146とは、封止部材62を介して接続されており、さらに、カバー146は、ハウジング145に対してネジ63によってネジ止めされている。これにより、ハウジング145とカバー146とは、固定的に接続されている。同様に、ハウジング145の+y軸側開口は、カバー147によって塞がれている。具体的には、ハウジング145とカバー147とは、封止部材62を介して接続されており、さらに、カバー147は、ハウジング145に対してネジ63によってネジ止めされている。これにより、ハウジング145とカバー147とは、固定的に接続されている。
アーム15のケース155は、アーム15の外装全域を形成しており、その基端部(+y軸側)と、その先端部(-x軸側)と、に開口している。ケース155は、その基端部の開口(+y軸側開口)を形成する縁部がハウジング145の先端側開口(-y軸側開口)を形成する縁部に対してつき合わされた状態で、配置されている。具体的には、ケース155とハウジング145との境界部分、すなわちアーム15とアーム14との関節部は、パッキン、金属リングやオイルシール等の封止部材61を介して接続されている。これにより、アーム15は、アーム14に対して回動可能に接続されている。なお、円盤状をなすアーム16は、ケース155の先端部の開口(-x軸側開口)を形成する縁部に対して封止部材61を介して回動可能に接続されている。
このように、ロボット100は、複数のハウジング105、複数のカバー106およびケース155と、複数の封止部材61、62と、を備えている。これにより、気密的に封止された内部空間S1を形成することができる。具体的には、例えば、IEC(International Electrotechnical Commission)規格60529に準拠したIP67等級程度の防水性能および防塵性能を発揮することができる。
<第1空間および第2空間>
次に、アーム12が有する第1空間A1および第2空間A2について説明する(図11参照)。
本実施形態では、アーム11、13~15は、それぞれ、駆動部30を収容する空間を有しているが、アーム12は、駆動部30を収容する空間(第2空間A2)に加え、後述する照明部4を収容する空間(第1空間A1)を有する。
図11は、ハウジングが有する第1凹部および第2凹部を説明するための図である。なお、図11には、カバー126を取った状態で、ハウジング125をその+y軸側開口側から見た図が示されている。
図11に示すように、ハウジング125は、先端側に位置する第1凹部1251と、第1凹部1251の基端側に位置し、第1凹部1251よりも開口面積が大きい第2凹部1252と、を有する。ハウジング125に対してカバー126が接続されることで、第1凹部1251によって後述する照明部4が配置される第1空間A1が形成され、第2凹部1252によって第2駆動部32および第3駆動部33が配置されている第2空間A2が形成される。
また、第2空間A2は、ロボットアーム10の内部空間S1の一部を構成している。すなわち、詳細な図示はしないが、第2空間A2は、アーム11の内部(空間)およびアーム13の内部(空間)のそれぞれに対して連通している。したがって、第1空間A1は、内部空間S1とは隔離して設けられた空間であるといえる。
なお、前述した封止部材62(第1封止部材)は、ハウジング125の第2凹部1252の開口を形成する縁部1250に設けられており、また、ネジ63の内側を通るように配置されている。このように配置された封止部材62によって、ハウジング125とカバー126とが前述したように接続されている。また、図示はしないが、他のハウジング105およびカバー106との間に設けられた封止部材62の配置についても、これと同様である。
<照明部>
次に、表示灯としての機能を有する照明部4について説明する(図1、図2、図4~図6および図12参照)。
図12は、図1に示すロボットが有する照明部を+y軸側から見た図である。図13および図14は、それぞれ、照明部の構成および光の出射方向を模式的に示す図である。図15~図17は、それぞれ、ハウジングが有する孔(配線用孔)を説明するための図である。
図12に示す照明部4は、例えば、ロボット100が動作可能な状態であることすなわちロボット100に電源が入っている状態であることを作業者に報知する表示灯としての機能を有する。
照明部4(発光部)は、ロボット本体部1のロボットアーム10に設けられており、その一部を作業者がx軸方向、y軸方向および+z軸方向から視認できる位置に配置されている(図1、2、4~6、12参照)。
以下、照明部4が有する各部の基本的な構成について説明する。
図13および図14に示すように、照明部4は、複数(本実施形態では5つ)の発光素子41と、発光素子41が搭載された基板42(回路基板)と、発光素子41から出射された光LLを外部へと導く導光板43と、を有する。
〈発光素子〉
複数の発光素子41は、それぞれ、例えばLED(Light Emitting Diode)で構成されている。また、図13に示すように、複数の発光素子41は、アーム12の先端部の形状(y軸方向から見た形状)に対応したアーチ状に配置されている。
〈基板〉
図14に示すように、基板42(回路基板)は、その板面がx-z平面に沿って配置され、基板42に搭載された複数の発光素子41が基板42の+y軸側に位置するようにハウジング125に固定されている。具体的には、ハウジング205は、第1凹部1251の底面から突出している突出部1253を有しており(図14および図15参照)、基板42は、当該突出部1253に対してネジ420によってネジ止めされている(図13および図14参照)。
また、基板42は、複数の発光素子41に電気的に接続された回路を有しており、基板42の-y軸側の面にコネクター44が設けられている。このコネクター44は、図示しない配線(ケーブル)を介して制御基板51および電源基板52に電気的に接続されている。これにより、発光素子41に対して電力が供給される。
ここで、図15~図17に示すように、ハウジング125には、第1凹部1251(第1空間A1)と第2凹部1252(第2空間A2)を連通する孔405が形成されている。この孔405は、コネクター44に接続された図示しない配線(ケーブル)を挿通させることができ配線用孔として機能する。当該孔405は、ハウジング125の+y軸面側の面(カバー126との接続面とは反対の面)から第1凹部1251の底面および側面の一部と、第2凹部1252の底面および側面の一部とを一括して切り欠くようにして形成されている(図15~17参照)
〈導光板〉
図13および図14に示す導光板43は、発光素子41から出射された光LLを外部に導く機能を有する。導光板43は、透過性を有する板状部材であり、例えば、透明または乳白色の樹脂部材やガラス部材で構成することができる。また、図13に示すように、導光板43の先端面432は、アーム12の先端部の形状(y軸方向から見た形状)に対応したアーチ状になっており、導光板43の先端部は、アーム12の外周面よりも外側に露出している露出部435を有する。
また、図14に示すように、導光板43は、ハウジング125とカバー126との間に配置されている。また、導光板43は、基板42に対してほぼ平行に配置されていて、発光素子41の+y軸側に発光素子41に対して離間するようにしてハウジング125に固定されている。具体的には、図13に示すように、導光板43は、複数のネジ孔433を有しており、これらネジ孔433および複数のネジ430によって、ハウジング125の第1凹部1251の開口を形成する部分に固定されている。また、導光板43とハウジング125との間には、封止部材64(第2封止部材)が介在しており、導光板43とカバー126とは、接触している(図14参照)。導光板43とハウジング125との間に封止部材64が配置されていることで、ハウジング125と導光板43とで形成された空間A11は、気密的に封止されている。
このような導光板43は、光LLが入射する入射面431を有しており、入射面431が光LLの光軸に対して交差(好ましくは直交)するように設けられている。そして、導光板43は、その内部で、光LLを多数屈曲させつつ、先端面432に向かって光LLを導く。これにより、発光素子41から出射された光LLを外部へと出射させることができるので、作業者は、照明部4からの光LLの表示を視認することができる。
以上説明したように、ロボット100は、基台20と、ハウジング125(第1筐体)とハウジング125に接続されたカバー126(第2筐体)とを含んで構成されたアーム12とを有するロボット本体部1と、アーム12を駆動する第2駆動部32(駆動部30)と、光LLを出射する(本実施形態では複数の)発光素子41と、を有する(図1および図7等参照)。また、ハウジング125(第1筐体)とカバー126(第2筐体)とは、互いに接続された状態で、第1空間A1と、第1空間A1に対して隔離された第2空間A2とを形成しており、第1空間A1には、発光素子41が配置され、第2空間A2には、駆動部30(具体的には第2駆動部32および第3駆動部33)が配置されている(図11、図13および図14参照)。
このようなロボット100によれば、第2駆動部32および第3駆動部33が配置された第2空間A2に対して隔離された第1空間A1に発光素子41が配置されていることで、第2駆動部32および第3駆動部33と発光素子41とが同一空間内に配置されている場合に比べて、発光素子41から出射される光LLがロボット本体部1内(アーム12内)に漏れることを低減することができる。そのため、発光素子41から出射される光LLを用いた表示の視認性を高めることができる。
なお、本実施形態では、第1空間A1および第2空間A2は、ハウジング125とカバー126とによって形成されているが、他のアーム11~14を形成するハウジング105とカバー106とによって形成されていてもよい。また、ハウジング205とカバー206とによって形成されていてもよい。第1筐体および第2筐体は、それぞれ、内部空間S10を形成する部材(すなわちアーム12の外装を構成する部材)であればよく、ハウジング125とカバー126の構成に限定されない。また、例えば、照明部4の設置位置は、アーム12に限定されず、例えばアーム11、13、14に設けられていてもよい。
また、ロボット100(具体的には照明部4)は、前述したように、第1空間A1に設けられ、発光素子41から出射された光LLを受ける入射面431を有する導光板43を備えている。そして、導光板43は、アーム12の外部に露出している露出部435を有する(図12~図14参照)。
このような導光板43を有することで、発光素子41から出射された光LLを外部に向かってより確実に出射することができる。さらに、導光板43の一部が外部に露出していることで、すなわち露出部435を有することで、発光素子41から出射される光LLを用いた表示の視認性をより広範囲にわたって向上させることができる。
さらに、露出部435は、アーム12の露出部435の周りに位置する部分(本実施形態では、ハウジング125およびカバー126の露出部435の周りに位置する外表面)よりもアーム12の外部に位置している。
言い換えると、露出部435は、x軸方向およびy軸方向から見て、アーム12の外周面の露出部435の周りに位置する部分よりも外部に向かって突出している(図4、図5および図12参照)。これにより、発光素子41から出射される光LLを用いた表示の視認性をより広範囲にわたって、さらに向上させることができる。また、ロボットアーム10が回動しても、いずれかの方向から照明部4を視認することができる。
また、前述したように、ハウジング125(第1筐体)は、第1凹部1251と、第1凹部1251とは異なる第2凹部1252とを有し、ハウジング125(第1筐体)とカバー126(第2筐体)とは、互いに接続された状態で、第1凹部1251は、第1空間A1を形成し、第2凹部1252は、第2空間A2を形成している。そして、ハウジング125(第1筐体)の第2凹部1252の開口を形成する部分とカバー126(第2筐体)とは、封止部材61(第1封止部材)を介して接続されている。
これにより、第2駆動部32および第3駆動部33が設けられた第2空間A2を気密的に封止することができる。そのため、第2空間A2への塵や水等の侵入を低減または防止することができ、よって、ロボット100を防水性能や防塵性能を要する環境下で好適に用いることができる。
また、前述したように、導光板43は、ハウジング125(第1筐体)の第1凹部1251の開口を形成する部分とカバー126(第2筐体)との間に設けられている。そして、ハウジング125(第1筐体)の第1凹部1251の開口を形成する部分と導光板43とは、封止部材64(第2封止部材)を介して接続されており、ハウジング125と導光板43との間の空間A11には、発光素子41が設けられている(図14参照)。
これにより、発光素子41が設けられている空間A11を気密的に封止することができる。そのため、発光素子41が設けられている空間A11への塵や水等の侵入を低減または防止することができ、よって、ロボット100を防水性能や防塵性能を要する環境下で好適に用いることができる。
一方、前述したように、カバー126(第2筐体)と導光板43とは、接触している。すなわち、カバー126(第2筐体)と導光板43との間は、気密的な封止がなされていない。
これらの間には、発光素子41や駆動部30が配置されておらず、これらの間に仮に塵や水等が侵入しても、発光素子41や駆動部30の劣化や故障が生じない。また、これらの間にシール用の封止部材等を設ける必要が無いため、ハウジング125に対して、導光板43およびカバー126を簡単に組立てることができる。また、導光板43およびカバー126の双方の形状に対応した複雑な形状の封止部材を形成する手間を省くことができ、導光板43およびカバー126の設計等も容易である。
また、前述したように、第1凹部1251と第2凹部1252とを連通する孔405が設けられている(図15~図17参照)。
これにより、例えば、孔405を、発光素子41への電力供給のための配線(図示せず)を挿通する配線用孔として用いることができる。また、本実施形態では、前述したように、空間A11および第2空間A2がそれぞれ気密的に封止されているため、孔405を挿通する配線に対する防水性能も確保することができる。
また、前述したように、孔405は、ハウジング125の+y軸面側の面(カバー126との接続面とは反対の面)から第1凹部1251の底面および側面の一部と、第2凹部1252の底面および側面の一部とを一括して切り欠くようにして形成されている(図15~17参照)。これにより、空間A11と第2空間A2とを連通する孔405を容易に形成することができるので、孔405の形成における加工時間や加工コストを低減することができる。
また、発光素子41は、発光ダイオード(LED)である。
これにより、比較的省電力で長期にわたって視認性に優れた表示を実現できる。なお、発光素子41は、半導体レーザーや有機EL素子等で構成されていてもよい。
以上、本実施形態におけるロボット100について説明した。なお、以上説明した構成のロボット100は、ファンレス構造である。すなわち、ロボット本体部1には、内部空間S1に気流を生じさせるファンが設けられていない。
これにより、発塵対策が特に容易である。前述したように、電源基板52は、20Vの直流電圧(比較的低い駆動電圧)に変換して各駆動基板53等に出力する変換器(図示せず)を有することで、ファンレス構造を実現できる。
なお、ロボット100は、ファン(図示せず)を備えていてもよい。その場合には、ロボット100から生じる熱を吸収または放出する機能を有する部材(例えば熱交換器等)をロボット100に対して設けてもよい。ただし、前述したように、ロボット100がファンレス構造である方が、熱交換器等の部材を別途設ける手間を省くことができ、作業者の手間を省くことができる。また、ロボット100がファンレス構造である方が、清浄度がより高い環境下でも好適に用いることできる。
また、以上説明したようなロボット100は、清浄度の高い環境下で好適に用いることができる。特に、国際統一規格ISO14644-1:2015に基づくClass2以上の清浄度クラスの環境下で好適に用いることができる。その場合には、例えば、ロボット100から生じる熱を吸収または放出する機能を有する部材(例えば熱交換器等)をロボット100に対して設けることが好ましい。
≪第2実施形態≫
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図18は、第2実施形態に係るロボットシステムを一部模式的に示す斜視図である。図19は、図18に示すロボットシステムのシステムブロック図である。
本実施形態は、主に、制御基板と電源基板とを含んで構成された制御装置(コントローラー)がロボット本体部とは別体に設けられていること以外は、上述した実施形態と同様である。なお、以下の説明では、第2実施形態に関し、上述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。
図18および図19に示すように、本実施形態では、ロボット100Aとは別体に制御装置500(コントローラー)が設けられている。本実施形態では、ロボット100Aと、それとは別体に設けられた制御装置500(コントローラー)とを備えるロボットシステム1000について説明する。
ロボットシステム1000は、ロボット本体部1、複数の駆動部30、複数の位置センサー40および複数の駆動基板53を有するロボット100Aと、制御基板51および電源基板52を有する制御装置500と、を備える。なお、ロボット100Aと制御装置500とは、有線接続であってもよいし、無線接続であってもよい。また、制御装置500と複数の駆動基板53とで、制御ユニット5Aを構成している。この制御ユニット5Aは、第1実施形態における制御ユニット5と同様の機能を発揮する。
このようなロボットシステム1000は、基台20と、ハウジング125(第1筐体)とハウジング125に接続されたカバー126(第2筐体)とを含んで構成されたアーム12とを有するロボット本体部1と、アーム12を駆動する第2駆動部32(駆動部30)と、光LLを出射する(本実施形態では複数の)発光素子41と、を有するロボット100Aと、ロボット100Aとは別体で設けられた、制御基板51および制御基板51に電力を供給する電源基板52を有する制御装置500とを備える。また、第1実施形態と同様に、ハウジング125(第1筐体)とカバー126(第2筐体)とは、互いに接続された状態で、第1空間A1と、第1空間A1に対して隔離された第2空間A2とを形成しており、第1空間A1には、発光素子41が配置され、第2空間A2には、駆動部30(具体的には第2駆動部32および第3駆動部33)が配置されている(図11、図13および図14参照)。
このようなロボットシステム1000によっても、第2駆動部32および第3駆動部33が配置された第2空間A2に対して隔離された第1空間A1に発光素子41が配置されていることで、第2駆動部32および第3駆動部33と発光素子41とが同一空間内に配置されている場合に比べて、発光素子41から出射される光LLがロボット本体部1内(アーム12内)に漏れることを低減することができる。そのため、発光素子41から出射される光LLを用いた表示の視認性を高めることができる。
以上、本発明のロボットおよびロボットシステム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、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
また、前述した実施形態では、本発明のロボットとして単腕ロボットを例示したが、当該ロボットは、単腕ロボットに限定されず、例えば、双腕ロボット等の他のロボットであってもよい。すなわち、基台に対して2つ以上のロボットアームが設けられていてもよい。
1…ロボット本体部、4…照明部、5…制御ユニット、5A…制御ユニット、10…ロボットアーム、11…アーム、12…アーム、13…アーム、14…アーム、15…アーム、16…アーム、20…基台、21…本体部、22…突出部、23…支持部材、30…駆動部、31…第1駆動部、32…第2駆動部、33…第3駆動部、34…第4駆動部、35…第5駆動部、36…第6駆動部、40…位置センサー、41…発光素子、42…基板、43…導光板、44…コネクター、50…外部接続部、51…制御基板、52…電源基板、53…駆動基板、60…外部ケーブル、61…封止部材、62…封止部材、63…ネジ、64…封止部材、66…プラグ、100…ロボット、100A…ロボット、105…ハウジング、106…カバー、115…ハウジング、116…カバー、121…平坦部、122…突出部、125…ハウジング、126…カバー、135…ハウジング、136…カバー、141…部分、142…部分、145…ハウジング、146…カバー、147…カバー、151…第1部分、152…第2部分、153…孔、155…ケース、160…貫通孔、161…孔、205…ハウジング、206…カバー、301…モーターユニット、302…減速機、405…孔、420…ネジ、430…ネジ、431…入射面、432…先端面、433…ネジ孔、435…露出部、500…制御装置、531…第1駆動基板、532…第2駆動基板、533…第3駆動基板、534…第4駆動基板、535…第5駆動基板、536…第6駆動基板、1000…ロボットシステム、1250…縁部、1251…第1凹部、1252…第2凹部、1253…突出部、A1…第1空間、A10…矢印、A11…空間、A2…第2空間、LL…光、O1…回動軸、O2…回動軸、O3…回動軸、O4…回動軸、O5…回動軸、O6…回動軸、S1…内部空間、S10…内部空間、S20…内部空間

Claims (9)

  1. 基台と、前記基台に回動可能に接続された第1アームと、前記第1アームに回動可能に接続された第2アームと、を有するロボット本体部と、
    前記第1アームと前記第2アームとのうちの一方のアームを駆動する駆動部と、
    光を出射する発光素子と、を有し、
    前記一方のアームは、第1筐体と前記第1筐体に固定的に接続された第2筐体とを含んで構成され、
    前記第1筐体は、第1凹部と、前記第1凹部とは異なる第2凹部とを有し、
    前記第1筐体と前記第2筐体とは、互いに接続された状態で、第1空間と、前記第1空間に対して隔離された第2空間とを形成しており、
    前記第1筐体と前記第2筐体とが互いに接続された状態で、前記第1凹部は、前記第1空間を形成し、前記第2凹部は、前記第2空間を形成しており、
    前記第1空間には、前記発光素子が配置され、
    前記第2空間には、前記駆動部が配置されていることを特徴とするロボット。
  2. 前記第1空間に設けられ、前記発光素子から出射された光を受ける入射面を有する導光板を備え、
    前記導光板は、前記一方のアームの外部に露出している露出部を有する請求項1に記載のロボット。
  3. 前記露出部は、前記一方のアームの前記露出部の周りに位置する部分よりも前記一方のアームの外部に位置している請求項2に記載のロボット。
  4. 前記第1筐体の前記第2凹部の開口を形成する部分と前記第2筐体とは、第1封止部材を介して接続されている請求項2または3に記載のロボット。
  5. 前記導光板は、前記第1筐体の前記第1凹部の開口を形成する部分と前記第2筐体との間に設けられており、
    前記第1筐体の前記第1凹部の開口を形成する部分と前記導光板とは、第2封止部材を介して接続されており、
    前記第1筐体と前記導光板との間には、前記発光素子が設けられている請求項4に記載のロボット。
  6. 前記第2筐体と前記導光板とは、接触している請求項5に記載のロボット。
  7. 前記第1凹部と前記第2凹部とを連通する孔が設けられている請求項1ないし6のいずれか1項に記載のロボット。
  8. 前記発光素子は、発光ダイオードである請求項1ないし7のいずれか1項に記載のロボット。
  9. 前記ロボット本体部内に設けられ、前記駆動部を制御する制御基板と、
    前記ロボット本体部内に設けられ、前記制御基板に電力を供給する電源基板と、
    前記一方のアーム内に設けられ、前記制御基板の指令に基づいて前記駆動部を駆動する駆動基板と、を有する請求項1ないし8のいずれか1項に記載のロボット。
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