JP7220294B2 - 多関節ロボット、多関節ロボットの制御方法及び多関節ロボットの制御プログラム - Google Patents

Description

本明細書は、多関節ロボット、多関節ロボットの制御方法及び多関節ロボットの制御プログラムに関する。

多関節ロボットの一形式として、特許文献１には、ワークを保持可能であるワーク把持部と、ワーク把持部を移動させるための複数の軸と、ワーク把持部から受け取ったワークを反転する反転装置と、を備えたものが開示されている。

国際公開第２０１５／１４５５７５号

上述した特許文献１に記載されている多関節ロボットにおいては、ワーク把持部に保持されているワークを反転装置に受け渡すなど移動させる際に、保持されているワーク又はワーク把持部が反転装置の一部などの被接触物に接触するという問題があった。

このような事情に鑑みて、本明細書は、ワーク把持部に保持されているワークを移動させる際にワーク把持部やワークの被接触物への接触を抑制することができる多関節ロボットを開示する。

本明細書は、ワークを保持可能であるワーク把持部と、前記ワーク把持部を移動させるための複数の軸と、前記ワーク把持部に保持されている前記ワークとワーク角度設定用基準面との間で形成される角度であるワーク角度を、所定の保持角度にて一定に保持したまま前記ワーク把持部を移動させるように前記複数の軸を制御する制御装置と、を備え、前記複数の軸は、前記ワーク把持部外に位置する第１回転軸まわりに前記ワーク把持部を回転可能である第１軸と、前記ワーク把持部内に位置する第２回転軸まわりに前記ワーク把持部を回転可能である第２軸と、を含んで構成され、前記制御装置は、前記第１軸及び前記第２軸の両方の角速度及び角加速度を一致させることにより、前記ワーク角度を前記保持角度にて一定に保持する多関節ロボット、多関節ロボットの制御方法及び多関節ロボットの制御プログラムを開示する。

本開示によれば、ワーク角度設定用基準面に対してワーク把持部ひいてはワークを所定の保持角度にて一定に保持したまま移動させることが可能となる。さらに、所定の保持角度をワーク把持部やワークが被接触物に接触しない角度に設定することで、多関節ロボット、多関節ロボットの制御方法及び多関節ロボットの制御プログラムは、ワーク把持部に保持されているワークを移動させる際にワーク把持部やワークの被接触物への接触（衝突、干渉）を抑制することが可能となる。
また、複数の軸は、ワーク把持部外に位置する第１回転軸まわりにワーク把持部を回転可能である第１軸と、ワーク把持部内に位置する第２回転軸まわりにワーク把持部を回転可能である第２軸と、を含んで構成され、制御装置は、第１軸及び第２軸の両方の角速度及び角加速度を一致させることにより、ワーク角度を保持角度にて一定に保持する。これによれば、簡便な方法により、ワーク角度を保持角度にて一定に保持することが可能となる。

多関節ロボットが適用された加工システム１０の第１実施形態を示す正面図である。 図１に示す旋盤モジュール３０Ａを示す側面図である。 図１に示すドリミルモジュール３０Ｂを示す側面図である。 図１に示す加工前ストックモジュール３０Ｃを示す側面図である。 多関節ロボット７０を示す側面図である。 多関節ロボット７０を示す平面図である。 反転装置７６の背面図である。 多関節ロボット７０を示すブロック図である。 図８に示す制御装置９０にて実施されるプログラムを表すフローチャートである。 Ａ軸角度θＡ、Ｂ軸角度θＢ、Ｃ軸角度θＣ、ＲＣ軸角度θＲＣ、及びこれらの関係を示す図である。 ＲＣ軸を所定の保持角度θＲＣａに変更した直後における、Ａ軸角度θＡ１、Ｂ軸角度θＢ１、Ｃ軸角度θＣ１、及びＲＣ軸角度θＲＣ１、及びこれらの関係を示す図である。 ＲＣ軸角度を所定の保持角度θＲＣａに保持する制御（ＲＣ軸保持制御）を説明するための図である。 ワーク角度保持動作によるワークＷの反転装置７６への受け渡し及び受け取りを説明するための図である。 多関節ロボット７０の第２実施形態であるワークＷのワーク室への搬入出を説明するための図である。 多関節ロボット７０の第２実施形態において制御装置９０にて実施されるプログラムを表すフローチャートである。

（第１実施形態）
（加工システム）
以下、多関節ロボットが適用された加工システムの一例である第１実施形態について説明する。加工システム１０は、図１に示すように、複数のベースモジュール２０と、そのベースモジュール２０に設けられた複数（本第１実施形態では１０個）の作業機モジュール３０と、多関節ロボット（以下、ロボットと称する場合もある。）７０（例えば、図２参照）と、を備えている。以下の説明では、加工システム１０に関する「前後」，「左右」，「上下」を、加工システム１０の正面側から見た場合における前後，左右，上下として扱うこととする。

作業機モジュール３０は、複数種類あり、旋盤モジュール３０Ａ、ドリミルモジュール３０Ｂ、加工前ストックモジュール３０Ｃ、加工後ストックモジュール３０Ｄ、検測モジュール３０Ｅ、仮置モジュール３０Ｆなどである。

（旋盤モジュール）
旋盤モジュール３０Ａは、旋盤がモジュール化されたものである。旋盤は、加工対象物であるワークＷを回転させて、固定した切削工具４３ａで加工する工作機械である。旋盤モジュール３０Ａは、図２に示すように、可動ベッド４１、主軸台４２、工具台４３、工具台移動装置４４、加工室４５、走行室４６及びモジュール制御装置４７を有している。

可動ベッド４１は、複数の車輪４１ａを介してベースモジュール２０に設けられたレール（不図示）上を前後方向に沿って移動する。主軸台４２は、ワークＷを回転可能に保持するものである。主軸台４２は、前後方向に沿って水平に配置された主軸４２ａを回転可能に支持する。主軸４２ａの先端部にはワークＷを把持するチャック４２ｂが設けられる。主軸４２ａは、回転伝達機構４２ｃを介してサーボモータ４２ｄによって回転駆動される。

工具台４３は、切削工具４３ａに送り運動を与える装置である。工具台４３は、いわゆるタレット型の工具台であり、ワークＷを切削する複数の切削工具４３ａが装着される工具保持部４３ｂと、工具保持部４３ｂを回転可能に支持するとともに所定の切削位置に位置決め固定可能である回転駆動部４３ｃと、を有している。

工具台移動装置４４は、工具台４３ひいては切削工具４３ａを上下方向（Ｘ軸方向）及び前後方向（Ｚ軸方向）に沿って移動させる装置である。工具台移動装置４４は、工具台４３をＸ軸方向に沿って移動させるＸ軸駆動装置４４ａと、工具台４３をＺ軸方向に沿って移動させるＺ軸駆動装置４４ｂとを有している。

Ｘ軸駆動装置４４ａは、可動ベッド４１に設けられたコラム４８に対して上下方向に沿って摺動可能に取り付けられたＸ軸スライダ４４ａ１と、Ｘ軸スライダ４４ａ１を移動させるためのサーボモータ４４ａ２とを有している。Ｚ軸駆動装置４４ｂは、Ｘ軸スライダ４４ａ１に対して前後方向に沿って摺動可能に取り付けられたＺ軸スライダ４４ｂ１と、Ｚ軸スライダ４４ｂ１を移動させるためのサーボモータ４４ｂ２とを有している。

加工室４５は、ワークＷを加工するための部屋（空間）であり、加工室４５内には、チャック４２ｂ、工具台４３（切削工具４３ａ、工具保持部４３ｂ及び回転駆動部４３ｃ）が収容されている。加工室４５は、前壁４５ａ、天井壁４５ｂ、左右壁及び後壁（何れも不図示）によって区画されている。加工室４５は、ワークＷを搬入出可能な「ワーク室」である。前壁４５ａには、ワークＷが入出される入出口４５ａ１が形成されている。入出口４５ａ１は、図示しないモータによって駆動するシャッタ４５ｃによって開閉される。尚、シャッタ４５ｃの開状態（開位置）を実線にて、閉状態（閉位置）を二点鎖線にて示す。

走行室４６は、加工室４５の入出口４５ａ１に臨んで設けられた部屋（空間）である。走行室４６は、前壁４５ａ及び前面パネル３１によって区画されている。走行室４６内は、後述するロボット７０が走行可能である。モジュール制御装置４７は、回転駆動部４３ｃ、工具台移動装置４４などを駆動させる装置である。

（ドリミルモジュール）
ドリミルモジュール３０Ｂは、ドリルによる孔開けやミーリング加工等を行うマシニングセンタがモジュール化されたものである。マシニングセンタは、固定したワークＷに対し、回転する工具（回転工具）を押し当てて加工する工作機械である。ドリミルモジュール３０Ｂは、図３に示すように、可動ベッド５１、主軸ヘッド５２、主軸ヘッド移動装置５３、ワークテーブル５４、加工室５５、走行室５６及びモジュール制御装置５７を有している。

可動ベッド５１は、複数の車輪５１ａを介してベースモジュール２０に設けられたレール（不図示）上を前後方向に沿って移動する。主軸ヘッド５２は、主軸５２ａを回転可能に支持する。主軸５２ａの先端（下端）部には、ワークＷを切削する切削工具５２ｂ（例えば、ドリルやエンドミル等）が装着可能である。主軸５２ａは、サーボモータ５２ｃによって回転駆動される。

主軸ヘッド移動装置５３は、主軸ヘッド５２ひいては切削工具５２ｂを上下方向（Ｚ軸方向）、前後方向（Ｘ軸方向）及び左右方向（Ｙ軸方向）に沿って移動させる装置である。主軸ヘッド移動装置５３は、主軸ヘッド５２をＺ軸方向に沿って移動させるＺ軸駆動装置５３ａと、主軸ヘッド５２をＸ軸方向に沿って移動させるＸ軸駆動装置５３ｂと、主軸ヘッド５２をＹ軸方向に沿って移動させるＹ軸駆動装置５３ｃと、を有している。Ｚ軸駆動装置５３ａは、Ｘ軸スライダ５３ｅに対して摺動可能に取り付けられたＺ軸スライダ５３ｄ（主軸ヘッド５２が固定されている）をＺ軸方向に沿って移動させる。Ｘ軸駆動装置５３ｂは、Ｙ軸スライダ５３ｆに対して摺動可能に取り付けられたＸ軸スライダ５３ｅをＸ軸方向に沿って移動させる。Ｙ軸駆動装置５３ｃは、可動ベッド５１に設けられた本体５８に対して摺動可能に取り付けられたＹ軸スライダ５３ｆをＹ軸方向に沿って移動させる。

ワークテーブル５４は、ワークＷを固定保持する。ワークテーブル５４は、本体５８の前面に設けられたワークテーブル回転装置５４ａに固定されている。ワークテーブル回転装置５４ａは、前後方向に沿って延びる軸線まわりに回転駆動される。これにより、ワークＷを所望の角度に傾斜させた状態で切削工具５２ｂにより加工することができる。尚、ワークテーブル５４は、本体５８の前面に直接固定してもよい。また、ワークテーブル５４は、ワークＷを把持するチャック５４ｂが設けられている。

加工室５５は、ワークＷを加工するための部屋（空間）であり、加工室５５内には、主軸５２ａ、切削工具５２ｂ、ワークテーブル５４、ワークテーブル回転装置５４ａが収容されている。加工室５５は、前壁５５ａ、天井壁５５ｂ、左右壁及び後壁（何れも不図示）によって区画されている。加工室５５は、ワークＷを搬入出可能な「ワーク室」である。前壁５５ａには、ワークＷが入出される入出口５５ａ１が形成されている。入出口５５ａ１は、図示しないモータによって駆動するシャッタ５５ｃによって開閉される。尚、シャッタ５５ｃの開状態（開位置）を破線にて、閉状態（閉位置）を二点鎖線にて示す。

走行室５６は、加工室５５の入出口５５ａ１に臨んで設けられた部屋（空間）である。走行室５６は、前壁５５ａ及び前面パネル３１によって区画されている。走行室５６内は、後述するロボット７０が走行可能である。尚、隣り合う走行室４６（または５６）は、加工システム１０の並設方向全長に亘って連続する空間を形成する。また、モジュール制御装置５７は、主軸５２ａ（サーボモータ５２ｃ）、主軸ヘッド移動装置５３などを駆動させる装置である。

（ストックモジュール、検測モジュール）
加工前ストックモジュール３０Ｃは、加工システム１０にワークＷを投入するモジュール（ワーク投入モジュール。また、単に投入モジュールと称する場合もある。）である。加工前ストックモジュール３０Ｃは、図４に示すように、外装パネル６１、ワークプール６２、投入テーブル６３、リフト６４、およびシリンダ装置６５を有している。外装パネル６１は、加工前ストックモジュール３０Ｃの前部を覆うパネルであり、内部にストック室６６が設けられている。ストック室６６内には、投入テーブル６３が収容されている。ストック室６６は、外装パネル６１の側面に設けられた入出口６１ａを介して隣接する作業機モジュール３０の走行室４６，５６に連通（開口）している。ストック室６６は、ワークＷを搬入出可能な「ワーク室」である。

ワークプール６２は、前後方向（Ｘ軸方向）に延設されて、上下方向に重ねられる複数の収納段６２ａ（例えば、本第１実施形態では４段）を有している。収納段６２ａは複数のワークＷが収容可能である。投入テーブル６３は、ワークＷが載置可能であり、ワークプール６２の前後方向における前端の上方側に設けられている。投入テーブル６３は、ロボット７０にワークＷを受け取らせる位置（つまり投入位置）に配置されている。

リフト６４は、ワークプール６２の前方に設けられている。リフト６４は、ワークプール６２からワークＷを１つずつ受け取り、投入テーブル６３の高さまで搬送する。シリンダ装置６５は、ワークプール６２の前方上方に設けられている。シリンダ装置６５は、リフト６４上のワークＷを投入テーブル６３上まで押し出す。

加工後ストックモジュール３０Ｄは、加工システム１０によって実施されるワークＷに対する一連の加工が完了した完成品を収納して排出するモジュール（ワーク排出モジュール。また単に排出モジュールと称する場合もある。）である。加工後ストックモジュール３０Ｄも、投入テーブル６３と同様にワークＷを載置して搬出するための搬出テーブル又は搬出コンベア（いずれも不図示）を有している。搬出テーブル又は搬出コンベアは、ストック室６６と同様のストック室（不図示）に収容されている。

検測モジュール３０Ｅは、ワークＷ（例えば加工後のワークＷ）を検測するものである。仮置モジュール３０Ｆは、加工システム１０による一連の加工工程中において、ワークＷを仮置きするためのものである。検測モジュール３０Ｅ及び仮置モジュール３０Ｆは、旋盤モジュール３０Ａ及びドリミルモジュール３０Ｂと同様に、走行室（不図示）を有している。

（ロボット）
ロボット７０は、図５に示すように、走行可能であり、走行部７１、及び本体部７２を有している。

（走行部）
走行部７１は、走行室４６，５６内を左右方向（作業機モジュール３０の並設方向：Ｙ軸方向）に沿って走行可能である。走行部７１は、主として図５に示すように、走行駆動装置７１ｂによって走行部本体７１ａを左右方向に沿って直動するための走行駆動軸（以下、Ｘ軸と称する場合もある。尚、このＸ軸はロボット制御系のＸ軸であり、加工システム１０のＸ軸方向とは異なる。）７１ｃを有している。走行部本体７１ａの背部（後部）には、走行駆動軸７１ｃのスライダ７１ｃ２が取り付けられている。走行駆動軸７１ｃは、ベースモジュール２０の前側面に設けられて水平方向（左右方向）に沿って延在するレール７１ｃ１と、レール７１ｃ１に摺動可能に係合する複数のスライダ７１ｃ２とから構成されている。

走行部本体７１ａは走行駆動装置７１ｂが設けられている。走行駆動装置７１ｂは、サーボモータ７１ｂ１、駆動力伝達機構（不図示）、ピニオン７１ｂ２、ラック７１ｂ３などから構成される。サーボモータ７１ｂ１の回転出力によってピニオン７１ｂ２が回転する。ピニオン７１ｂ２はラック７１ｂ３に歯合する。ラック７１ｂ３は、ベースモジュール２０の前側面に設けられて水平方向（左右方向）に沿って延在する。

サーボモータ７１ｂ１は、ロボット制御装置９０（図８参照。以下、制御装置９０と称する場合もある。）に接続されている。サーボモータ７１ｂ１は、制御装置９０からの指示に従って回転駆動され、ピニオン７１ｂ２がラック７１ｂ３を転動する。これにより、走行部本体７１ａは、走行室４６，５６内を左右方向に沿って走行可能である。また、サーボモータ７１ｂ１は、サーボモータ７１ｂ１に流れる電流を検知する電流センサ７１ｂ４（図８参照）が内蔵されている。サーボモータ７１ｂ１は、サーボモータ７１ｂ１の位置（例えば、回転角度）を検知する位置センサ（例えば、レゾルバ、エンコーダ）７１ｂ５（図８参照）が内蔵されている。電流センサ７１ｂ４及び位置センサ７１ｂ５の検出結果は、制御装置９０に送信されている。

（本体部）
本体部７２は、主として図５，６に示すように、旋回テーブル（テーブル）７３と、旋回テーブル７３に設けられたアーム部７４とから構成されている。

（旋回テーブル）
旋回テーブル７３は、図６に示すように、旋回テーブル７３に設けられたテーブル駆動軸（以下、Ｄ軸と称する場合もある。）７３ａと、テーブル駆動軸７３ａを回転駆動するテーブル駆動装置７３ｂとを有している。テーブル駆動装置７３ｂは、走行部本体７１ａに設けられている。テーブル駆動装置７３ｂは、テーブル駆動軸７３ａに設けられた歯車（不図示）、この歯車に歯合するピニオン（不図示）、サーボモータ７３ｂ１、サーボモータ７３ｂ１の出力をピニオンに伝達する駆動力伝達機構（不図示）などから構成されている。

サーボモータ７３ｂ１は、制御装置９０（図８参照）に接続されている。サーボモータ７３ｂ１は、制御装置９０からの指示に従って回転駆動され、ピニオンがテーブル駆動軸７３ａを回転する。これにより、旋回テーブル７３は、テーブル駆動軸７３ａの回転軸まわりに回転可能である。また、サーボモータ７３ｂ１は、サーボモータ７３ｂ１に流れる電流を検知する電流センサ７３ｂ２（図８参照）が内蔵されている。サーボモータ７３ｂ１は、サーボモータ７１ｂ１と同様に、サーボモータ７３ｂ１の位置を検知する位置センサ７３ｂ３（図８参照）が内蔵されている。電流センサ７３ｂ２及び位置センサ７３ｂ３の検出結果は、制御装置９０に送信されている。

（反転装置）
旋回テーブル７３は、ワークＷを反転する反転装置７６が設けられている。反転装置７６は、ワークＷを保持可能であるワーク把持部（以下、単に把持部と称する場合もある。）８５から受け取ったワークＷを反転し、反転したワークＷを把持部８５に受け渡すことができる。反転装置７６は、図５，７に示すように、取付台７６ａ、回転装置７６ｂ、把持装置７６ｃ、一対の把持爪（以下、反転装置チャックと称する場合もある。）７６ｄ，７６ｄから構成されている。

取付台７６ａは、支持部材７３ｃに固定され、取付台７６ａの取付面には回転装置７６ｂが取り付けられている。尚、取付台７６ａは、旋回テーブル７３に固定されてもよい。回転装置７６ｂは、回転装置７６ｂの上部に固定された把持装置７６ｃを取付台７６ａに対して水平回転させる装置である。水平回転は所定の鉛直軸まわりの回転である。回転装置７６ｂは、例えば圧縮エアを作動流体として回転駆動力を発生させる。把持装置７６ｃは、ワークＷを把持可能である一対の把持爪７６ｄ，７６ｄを直動させて開閉させることにより、ワークＷを掴んだり放したりする装置である。把持装置７６ｃは、例えば圧縮エアを作動流体として移動（開閉）駆動力を発生させてもよく、モータを駆動させたりコイルに磁力を発生させたりして開閉駆動力を発生させてもよい。

（アーム部）
アーム部７４は、駆動軸（またはアーム）が直列に並んでいる、いわゆるシリアルリンク型のアームである。アーム部７４は、主として図５，６に示すように、第１アーム８１、第１アーム駆動軸（以下、Ａ軸と称する場合もある。）８２、第２アーム８３、第２アーム駆動軸（以下、Ｂ軸と称する場合もある。）８４、把持部８５、及び把持部駆動軸（以下、Ｃ軸と称する場合もある。）８６から構成されている。

主として図５，６に示すように、第１アーム８１は、棒状に形成されており、旋回テーブル７３に第１アーム駆動軸８２を介して回転可能に連結されている。具体的には、第１アーム駆動軸８２は、旋回テーブル７３上に設けられた支持部材７３ｃに回転可能に支持されている。第１アーム駆動軸８２は、第１アーム８１の基端部が固定されている。第１アーム駆動軸８２は、第１アーム駆動装置８１ｂにより回転駆動される。第１アーム駆動装置８１ｂは、支持部材７３ｃに設けられたサーボモータ８１ｂ１、サーボモータ８１ｂ１の出力を第１アーム駆動軸８２に伝達する駆動力伝達機構（不図示）などから構成されている。

サーボモータ８１ｂ１は、制御装置９０に接続されている。サーボモータ８１ｂ１は、制御装置９０からの指示に従って回転駆動され、第１アーム駆動軸８２を回転する。これにより、第１アーム８１は、第１アーム駆動軸８２の回転軸まわりに回転可能である。また、サーボモータ８１ｂ１は、サーボモータ８１ｂ１に流れる電流を検知する電流センサ８１ｂ２（図８参照）が内蔵されている。サーボモータ８１ｂ１は、サーボモータ７１ｂ１と同様に、サーボモータ８１ｂ１の位置を検知する位置センサ８１ｂ３（図８参照）が内蔵されている。電流センサ８１ｂ２及び位置センサ８１ｂ３の検出結果は、制御装置９０に送信されている。

主として図５，６に示すように、第２アーム８３は、棒状に形成されており、第１アーム８１に第２アーム駆動軸８４を介して回転可能に連結されている。具体的には、第２アーム駆動軸８４は、第１アーム８１の先端部に回転可能に支持されている。第２アーム駆動軸８４は、第２アーム８３の基端部が固定されている。第２アーム駆動軸８４は、把持部８５外（把持部８５の自転領域外）に位置する第１回転軸（第２アーム駆動軸８４の回転軸）まわりに把持部８５を回転可能である「第１軸」である。「第１軸」は、把持部８５を第２アーム駆動軸８４の回転軸まわりに公転させるための駆動軸である。第２アーム駆動軸８４は、第２アーム駆動装置８３ｂにより回転駆動される。第２アーム駆動装置８３ｂは、第１アーム８１に設けられたサーボモータ８３ｂ１、サーボモータ８３ｂ１の出力を第２アーム駆動軸８４に伝達する駆動力伝達機構（不図示）などから構成されている。

サーボモータ８３ｂ１は、制御装置９０に接続されている。サーボモータ８３ｂ１は、制御装置９０からの指示に従って回転駆動され、第２アーム駆動軸８４を回転する。これにより、第２アーム８３は、第２アーム駆動軸８４の回転軸まわりに回転可能である。また、サーボモータ８３ｂ１は、サーボモータ８３ｂ１に流れる電流を検知する電流センサ８３ｂ２（図８参照）が内蔵されている。サーボモータ８３ｂ１は、サーボモータ７１ｂ１と同様に、サーボモータ８３ｂ１の位置を検知する位置センサ８３ｂ３（図８参照）が内蔵されている。電流センサ８３ｂ２及び位置センサ８３ｂ３の検出結果は、制御装置９０に送信されている。

主として図５，６に示すように、把持部８５は、第２アーム８３に把持部駆動軸８６を介して回転可能に連結されている。具体的には、把持部駆動軸８６は、第２アーム８３の先端部に回転可能に支持されている。把持部駆動軸８６は、把持部８５の把持部本体８５ａが固定されている。把持部駆動軸８６は、把持部８５内（把持部８５の自転領域内）に位置する第２回転軸（把持部駆動軸８６の回転軸）まわりに把持部８５を回転可能である「第２軸」である。「第２軸」は、把持部８５を把持部駆動軸８６の回転軸まわりに自転させるための駆動軸である。把持部駆動軸８６は、把持部駆動装置８５ｂにより回転駆動される。把持部駆動装置８５ｂは、第２アーム８３に設けられたサーボモータ８５ｂ１、サーボモータ８５ｂ１の出力を把持部駆動軸８６に伝達する駆動力伝達機構８５ｂ２などから構成されている。尚、把持部本体８５ａは、ワークＷをそれぞれ把持する一対のチャック（ロボットチャック）８５ｃ，８５ｃが着脱可能である。一対のロボットチャック８５ｃ，８５ｃは、把持部本体８５ａの前面及び前面の反対側の後面に設けられている。

サーボモータ８５ｂ１は、制御装置９０に接続されている。サーボモータ８５ｂ１は、制御装置９０からの指示に従って回転駆動され、把持部駆動軸８６を回転する。これにより、把持部本体８５ａひいては把持部８５は、把持部駆動軸８６の回転軸まわりに回転可能である。また、サーボモータ８５ｂ１は、サーボモータ８５ｂ１に流れる電流を検知する電流センサ８５ｂ３（図８参照）が内蔵されている。サーボモータ８５ｂ１は、サーボモータ７１ｂ１と同様に、サーボモータ８５ｂ１の位置を検知する位置センサ８５ｂ４（図８参照）が内蔵されている。電流センサ８５ｂ３及び位置センサ８５ｂ４の検出結果は、制御装置９０に送信されている。

尚、上述した走行駆動軸７１ｃ、テーブル駆動軸７３ａ、第１アーム駆動軸８２、第２アーム駆動軸８４、及び把持部駆動軸８６が把持部８５を移動させるための「複数の軸」である。本第１実施形態では軸の数は５軸であるが、複数であればよい。また、「複数の軸」は、「第１軸」である第２アーム駆動軸８４と、「第２軸」である把持部駆動軸８６と、を含んで構成されている。

（入出力装置など）
また、加工システム１０は、入出力装置１１、入出力装置１２、及び記憶装置１３（図８参照）をさらに有している。入出力装置１１は、図１に示すように、作業機モジュール３０の前面に設けられており、作業者が各種設定、各種指示などを加工システム１０（特にベースモジュール２０）に入力したり、作業者に対して運転状況など加工システム１０（特にベースモジュール２０）の情報を表示したりするためのものである。入出力装置１２は、図１に示すように、作業機モジュール３０の前面に設けられており、作業者が各種設定、各種指示などを加工システム１０（特に作業機モジュール３０）に入力したり、作業者に対して運転状況など加工システム１０（特に作業機モジュール３０）の情報を表示したりするためのものである。記憶装置１３は、後述する保持角度θＲＣａなどを記憶している。入出力装置１１，１２は、ＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェース）、マンマシンインターフェースなどの人間と機械とが情報をやり取りする装置である。

（ロボット制御装置）
制御装置９０は、走行駆動装置７１ｂを駆動して走行駆動軸７１ｃを、テーブル駆動装置７３ｂを駆動してテーブル駆動軸７３ａを、第１アーム駆動装置８１ｂを駆動して第１アーム駆動軸８２を、第２アーム駆動装置８３ｂを駆動して第２アーム駆動軸８４を、把持部駆動装置８５ｂを駆動して把持部駆動軸８６を制御する。制御装置９０は、専用の装置を設けてもよいが、作業機モジュール３０のモジュール制御装置４７、５７にて兼用（代用）するようにしてもよい。

制御装置９０は、図８に示すように、入出力装置１１、記憶装置１３、各サーボモータ７１ｂ１，７３ｂ１，８１ｂ１，８３ｂ１，８５ｂ１、各電流センサ７１ｂ４，７３ｂ２，８１ｂ２，８３ｂ２，８５ｂ３、及び各位置センサ７１ｂ５，７３ｂ３，８１ｂ３，８３ｂ３，８５ｂ４に接続されている。

制御装置９０は、マイクロコンピュータ（不図示）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも不図示）を備えている。ＣＰＵは、各種プログラムを実施して、各電流センサ７１ｂ４，７３ｂ２，８１ｂ２，８３ｂ２，８５ｂ３及び各位置センサ７１ｂ５，７３ｂ３，８１ｂ３，８３ｂ３，８５ｂ４の検出結果や入出力装置１１の入力結果を取得したり、入出力装置１１、反転装置７６及び各サーボモータ７１ｂ１，７３ｂ１，８１ｂ１，８３ｂ１，８５ｂ１を制御したりする。ＲＡＭは同プログラムの実施に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ＲＯＭは前記プログラムを記憶するものである。

（ワーク角度保持動作（反転装置へのワークの受け渡し及び受け取り））
さらに、上述した制御装置９０による多関節ロボット７０のワーク角度保持動作について図９に示すフローチャートに沿って説明する。尚、ワーク角度は、把持部８５に保持されているワークＷとワーク角度設定用基準面Ｒｆ０との間で形成される角度である。ワーク角度設定用基準面Ｒｆ０は、ワーク角度を設定(定義)するための基準面であり、例えば、鉛直面でもよく、水平面でもよい。また、ワーク角度保持動作は、上述した複数の軸（例えば、第１アーム駆動軸８２、第２アーム駆動軸８４、及び把持部駆動軸８６）を制御して、ワーク角度を所定の保持角度θＲＣａにて一定に保持したまま把持部８５を移動させる動作である。

さらに、ワークＷを反転装置７６へ受け渡し及び受け取りを実施する場合、所定の保持角度θＲＣａは、把持部８５に保持されているワークＷがワークＷの着脱位置ＷＰの参照面Ｒｆ１（保持角度設定用参照面（図１３の二点鎖線にて示す））に対して平行となる角度に設定されるのが好ましい。さらに、所定の保持角度θＲＣａは、把持部８５やワークＷが反転装置７６の一部例えば把持装置７６ｃの上部などの被接触物に接触しない角度に設定されるのが好ましい。保持角度設定用参照面は、着脱位置ＷＰ又は着脱位置ＷＰに位置するワークＷに係る面であって、保持角度θＲＣａを設定するために参照する参照面である。具体的には、所定の保持角度θＲＣａは、９０度または２７０度である。ワークＷの着脱位置ＷＰの参照面Ｒｆ１は、例えば、ワークＷが反転装置７６に鉛直状態となるように取り付けられるので鉛直面であるのが好ましい。

制御装置９０は、図９に示すフローチャートを実施する。制御装置９０は、ステップＳ１０２において、ロボット７０を駆動させて、前工程からワークＷを受け取る。例えば、前工程は、ワークＷが加工前ストックモジュール３０Ｃに載置されている工程であり、旋盤モジュール３０Ａやドリミルモジュール３０Ｂでの加工工程である。尚、このとき、アーム部７４は、通常運転モードで駆動されている。通常運転モードでは、Ａ軸８２及びＢ軸８４の角速度及び角加速度は比較的小さい値に（遅く）設定され、Ｃ軸８６の角速度及び角加速度は比較的大きい値に（速く）設定されている。

制御装置９０は、ステップＳ１０４において、反転モードの要否を判定する。反転モードは、ワークＷを保持している把持装置７６ｃが回転装置７６ｂにより水平回転されて反転され、ワークＷが反転されるモードである。制御装置９０は、ワークＷの加工プログラムなどからワークＷの反転の要否を判定する。例えば、次工程にワークＷを反転させて送る場合には、ワークＷの反転が必要であり、ワークＷを反転させないでそのままの向きで送る場合には、ワークＷの反転は不要である。

制御装置９０は、反転モードが必要でない場合には（ステップＳ１０４にて「ＮＯ」）、ステップＳ１３２において、ロボット７０を駆動させて、前工程にて把持部８５により把持したワークＷを反転させないで把持したまま次工程へ送る。制御装置９０は、反転モードが必要である場合には（ステップＳ１０４にて「ＹＥＳ」）、ロボット７０を駆動させて、前工程にて把持部８５により把持したワークＷを反転させ、把持し直して次工程へ送る。

具体的には、制御装置９０は、ステップＳ１０６において、テーブル駆動装置７３ｂを駆動させて、Ｄ軸７３ａをＤ軸第１ポイントへ駆動させる。Ｄ軸第１ポイントは、本第１実施形態では、ロボット７０が加工室４５又は５５前に位置している場合、ロボット７０の本体部７２の前側（正面側）が加工室４５又は５５の方向を向くＤ軸の角度（例えば０度）である。尚、ロボット７０の本体部７２の前側は反転装置７６が搭載されている側（後側）の反対側である。ロボット７０の本体部７２の前側が加工前ストックモジュール３０Ｃを向く場合には、Ｄ軸の角度は－９０度であり、ロボット７０の本体部７２の前側が加工後ストックモジュール３０Ｄを向く場合には、Ｄ軸の角度は９０度である。

制御装置９０は、ステップＳ１０８において、把持部駆動装置８５ｂを駆動させて、ＲＣ軸角度（ワーク角度のことである。）が所定の保持角度θＲＣａとなるようにＣ軸８６をＣ軸第１ポイントへ駆動させる。制御装置９０は、現在のＡ軸角度θＡ０、現在のＢ軸角度θＢ０、及びＲＣ軸の所定の保持角度θＲＣａから、Ｃ軸の目標角度であるθＣ１（Ｃ軸第１ポイントである）を算出することができる。

最初に、Ａ軸角度θＡ、Ｂ軸角度θＢ、Ｃ軸角度θＣ、ＲＣ軸角度θＲＣ、及びこれらの関係について図１０を参照して説明する。
Ａ軸角度θＡは、Ａ軸８２（ひいてはＡ軸８２の回転軸）を基点として第１アーム８１と鉛直線（１点鎖線で示す）又は鉛直面とのなす角度である。Ｂ軸角度θＢは、Ｂ軸８４（ひいてはＢ軸８４の回転軸）を基点として第１アーム８１と第２アーム８３とのなす角度である。Ｃ軸角度θＣは、Ｃ軸８６（ひいてはＣ軸８６の回転軸）を基点として第２アーム８３と把持部８５（ひいてはロボットチャック８５ｃ）とのなす角度である。尚、図１０では、Ｃ軸角度θＣは、第２アーム８３とロボットチャック８５ｃの軸線方向（実線にて示す）とのなす角度であり、一方のロボットチャック８５ｃのみを図示している。ＲＣ軸角度θＲＣは、上述したワーク角度のことであり、把持部８５に保持されているワークＷ（ロボットチャック８５ｃの軸線方向（開口方向））とワーク角度設定用基準面Ｒｆ０である鉛直面（１点鎖線で示す）との間で形成される角度である。尚、ＲＣ軸角度θＲＣは、鉛直面でなく水平面とのなす角度でもよい。また、ＲＣ軸角度θＲＣは、原点を地上に有する直交座標系（（ＲＹ，ＲＺ）座標で示される。）における角度（絶対的な角度）である。

図１０から明らかなように、Ａ軸角度θＡ、Ｂ軸角度θＢ、Ｃ軸角度θＣ、及びＲＣ軸角度θＲＣは、下記数１に示す関係がある。尚、図１０に示すＢ軸８４は鉛直線（１点鎖線で示す）又は鉛直面が通過しており、Ａ軸８２、Ｂ軸８４及びＣ軸８６を通過する１点鎖線で示す鉛直線は互いに平行である。
（数１）
θＲＣ＝θＣ－（θＢ－θＡ）
＝θＡ－θＢ＋θＣ

次に、現在のＡ軸角度θＡ０、現在のＢ軸角度θＢ０、ＲＣ軸の所定の保持角度θＲＣａ、及びＣ軸の目標角度であるθＣ１の関係を説明する。図１１に示すように、ＲＣ軸を所定の保持角度θＲＣａに変更した直後（変更後）における、Ａ軸角度θＡ１、Ｂ軸角度θＢ１、Ｃ軸角度θＣ１、及びＲＣ軸角度θＲＣ１は、上記数１から、下記数２に示す関係がある。
（数２）
θＲＣ１＝θＡ１－θＢ１＋θＣ１

上記数２を変形して、Ｃ軸の目標角度であるθＣ１は、下記数３に示すように、Ａ軸角度θＡ１、Ｂ軸角度θＢ１、及びＲＣ軸角度θＲＣ１により表すことができる。
（数３）
θＣ１＝θＲＣ１－θＡ１＋θＢ１
ここで、ＲＣ軸角度θＲＣ１は、所定の保持角度θＲＣａである。また、Ａ軸８２及びＢ軸８４は回転されないで、Ｃ軸８６のみ回転されるので、Ａ軸角度θＡ１は、ＲＣ軸を所定の保持角度θＲＣａに変更する直前（変更前、現在）における、Ａ軸角度θＡ０と同じ値であり、Ｂ軸角度θＢ１は、変更前（現在）における、Ｂ軸角度θＢ０と同じ値である。

よって、Ｃ軸の目標角度であるθＣ１は、下記数４に示すように、Ａ軸角度θＡ０、Ｂ軸角度θＢ０、及びＲＣ軸の所定の保持角度θＲＣａにより表すことができる。
（数４）
θＣ１＝θＲＣａ－θＡ０＋θＢ０
制御装置９０は、このように算出したＣ軸の目標角度であるθＣ１（Ｃ軸第１ポイントである）となるように、把持部駆動装置８５ｂを駆動させる。

制御装置９０は、ステップＳ１１０において、ＲＣ軸を所定の保持角度θＲＣａに一定に保持したままＢ軸８４をＢ軸第１ポイントへ駆動させる。換言すると、この制御は、Ｂ軸８４を駆動させつつ、ＲＣ軸を所定の保持角度θＲＣａに一定に保持する制御である。具体的には、制御装置９０は、Ｂ軸８４及びＣ軸８６の両方の角速度及び角加速度を一致させることにより、ＲＣ軸角度（ワーク角度）を保持角度θＲＣａにて一定に保持する。

ＲＣ軸角度を所定の保持角度θＲＣａに保持する制御（ＲＣ軸保持制御）について図１２を参照して説明する。位置Ｐ１にあるＣ軸８６が位置Ｐ２に移動する場合について説明する。Ｃ軸８６が位置Ｐ１に位置する場合には、ＲＣ軸角度θＲＣ１は、上記数１に基づいて、下記数５に示すように、Ａ軸角度θＡ１、Ｂ軸角度θＢ１、及びＣ軸角度θＣ１により表すことができる。
（数５）
θＲＣ１＝θＡ１－θＢ１＋θＣ１
ただし、ＲＣ軸角度θＲＣ１、Ａ軸角度θＡ１、Ｂ軸角度θＢ１、及びＣ軸角度θＣ１は、Ｃ軸８６が位置Ｐ１に位置する場合のＲＣ軸角度、Ａ軸角度、Ｂ軸角度、及びＣ軸角度である。

また、ＲＣ軸角度が保持角度θＲＣａに保持された状態でＢ軸８４が回転駆動されて位置Ｐ２に位置する場合には、ＲＣ軸角度θＲＣ２は、上記数１に基づいて、下記数６に示すように、Ａ軸角度θＡ２、Ｂ軸角度θＢ２、及びＣ軸角度θＣ２により表すことができる。尚、Ａ軸８２は回転駆動させないで回転固定されている。
（数６）
θＲＣ２＝θＡ２－θＢ２＋θＣ２
ただし、ＲＣ軸角度θＲＣ２、Ａ軸角度θＡ２、Ｂ軸角度θＢ２、及びＣ軸角度θＣ２は、Ｃ軸８６が位置Ｐ２に位置する場合のＲＣ軸角度、Ａ軸角度、Ｂ軸角度、及びＣ軸角度である。

さらに、ＲＣ軸角度θＲＣ１及びＲＣ軸角度θＲＣ２は、保持角度θＲＣａに保持されているので、同じ値である。Ａ軸角度θＡ１及びＡ軸角度θＡ２は、Ａ軸８２は回転固定されているので、同じ値である。よって、数５－数６を実行すると、下記数７を算出することができる。
（数７）
０＝－θＢ１＋θＣ１－（－θＢ２＋θＣ２）

さらに上記数7を変形すると、下記数８を算出することができる。
（数８）
θＣ１－θＣ２＝θＢ１－θＢ２
上記数８は、ＲＣ軸角度を保持角度θＲＣａに保持した状態でＢ軸８４を回転駆動させた場合には、Ｂ軸角度の差分とＣ軸角度の差分が等しいことを示している。換言すると、Ｂ軸８４及びＣ軸８６の両方の角度差を一致させることにより、ＲＣ軸角度を保持角度θＲＣａにて一定に保持することができる。すなわち、Ｂ軸８４及びＣ軸８６の両方を同じ角速度及び角加速度で駆動させることにより、ＲＣ軸角度（ワーク角度）を保持角度θＲＣａにて一定に保持することができる。

さらに、本第１実施形態においては、制御装置９０は、Ｂ軸８４及びＣ軸８６のうち反転モードでない通常運転モードにおける角速度の速い軸（Ｃ軸８６）の角速度及び角加速度を角速度の遅い軸（Ｂ軸８４）の角速度及び角加速度に合わせることにより、Ｂ軸８４及びＣ軸８６の両方の角速度及び角加速度を一致させている。尚、通常運転モードは、例えば、反転モード前後においてワークＷを主軸４２ａやワークテーブル５４に着脱する運転モードである。

このように、制御装置９０は、Ｂ軸８４及びＣ軸８６のうち反転モードでない通常運転モードにおける角速度の速い軸（Ｃ軸８６）の角速度及び角加速度を角速度の遅い軸（Ｂ軸８４）に合わせることにより、Ｂ軸８４及びＣ軸８６の両方の角速度及び角加速度を一致させることとなる。その結果、制御装置９０は、ＲＣ軸を所定の保持角度θＲＣａに一定に保持したままＢ軸８４をＢ軸第１ポイントへ駆動させることができる。尚、Ｂ軸８４をＢ軸第１ポイントへ駆動させる際に、Ａ軸８２はＡ軸第１ポイントへ駆動されるのが好ましい。このとき、Ａ軸８２は、Ｂ軸８４と同時に駆動してもよく、Ｂ軸８４より先に駆動してもよい。

Ｂ軸第１ポイントは、図１３に示すように、Ａ軸角度が所定角度（Ａ軸第１ポイント）である場合に、ＲＣ軸角度を保持角度θＲＣａに保持されているワークＷを反転装置７６の着脱位置ＷＰ（二点鎖線にて示す）に置くためのＢ軸８４の角度θＢａ（例えば、－１０度）である。尚、第２アーム８３が第１アーム８１の右側（又は下側）に位置する場合（例えば、図１２に示す状態）に、Ｂ軸角度は正の値であり、第２アーム８３が第１アーム８１の左側（又は上側）に位置する場合（例えば、図１３に示す状態）に、Ｂ軸角度は負の値である。また、Ａ軸第１ポイントは、本実施形態では、ロボット７０がＸ軸駆動される際に、アーム部７４が基本姿勢となるＡ軸角度θＡａ（例えば、２．７度）である。例えば、基本姿勢は、ロボット７０を上方から視た場合、第１アーム８１及び第２アーム８３が旋回テーブル７３の輪郭内に収まる姿勢である。Ｘ軸駆動は、ロボット７０をロボット制御系のＸ軸（走行駆動軸）の延設方向、すなわち加工システム１０のＹ軸方向に沿って移動させる駆動である。

前述したように、ステップＳ１１０の処理により、ロボットチャック８５ｃに把持されているワークＷは、ＲＣ軸角度を保持角度θＲＣａに保持された状態にて、着脱位置ＷＰまで搬送される。

制御装置９０は、ステップＳ１１２において、Ｘ軸７１ｃをＸ軸第１ポイントへ駆動させる。Ｘ軸第１ポイントは、例えば、次工程の作業機モジュール３０前の位置である。さらに、制御装置９０は、ステップＳ１１４において、緩めた状態（開いた状態）の反転装置チャック７６ｄを締める（閉じる）チャック締め動作を実行する。これにより、ロボットチャック８５ｃにより把持されて着脱位置ＷＰに搬送されたワークＷは、反転装置７６に保持される。さらに、制御装置９０は、ステップＳ１１６において、締めた（閉じた）状態のロボットチャック８５ｃを緩める（開く）チャック緩め動作を実行する。これにより、ワークＷは、ロボット７０の把持部８５から反転装置７６へ受け渡される。

制御装置９０は、ステップＳ１１８において、上述したステップＳ１１０と同様に、ＲＣ軸を所定の保持角度θＲＣａに一定に保持したまま、Ｂ軸第１ポイントにあるＢ軸８４をＢ軸第２ポイントへ駆動させる。尚、Ｂ軸第２ポイントは、図１３に示すように、Ａ軸角度が所定角度（Ａ軸第１ポイント）である場合に、ワークＷを保持していない把持部８５を反転装置７６から離れた退避位置に置くためのＢ軸角度θＢｂ（例えば、２０度）である。図１３においては、退避位置にある第２アーム８３及び把持部８５を破線にて示す。退避位置は、回転装置７６ｂを駆動させて反転装置７６を水平回転させたとき、その反転装置７６及び反転装置７６に把持されているワークＷがロボット７０の把持部８５に干渉しない位置に設定されている。このようにロボット７０の把持部８５を退避位置に退避した後に、制御装置９０は、ステップＳ１２０において、回転装置７６ｂを駆動させて反転装置７６を水平回転させることにより、ワークＷを反転させる（ワーク反転動作）。

さらに、制御装置９０は、反転されたワークＷをロボット７０の把持部８５により受け取る。具体的には、制御装置９０は、ステップＳ１２２において、上述したステップＳ１１０と同様に、ＲＣ軸を所定の保持角度θＲＣａに一定に保持したまま、Ｂ軸第２ポイントにあるＢ軸８４をＢ軸第３ポイント（θＢｃ）へ駆動させる。尚、Ｂ軸第３ポイント（θＢｃ）は、上述したＢ軸第１ポイント（θＢａ）と同じ位置であり、ロボット７０の把持部８５を反転装置７６の着脱位置ＷＰに配置させる位置である。これにより、制御装置９０は、ワークＷを把持していない把持部８５を、反転装置チャック７６ｄに保持されているワークＷを受け取り可能な位置（ワークＷの着脱位置に対応する位置）まで移動させることができる。

次に、制御装置９０は、ステップＳ１２４において、緩めた（開いた）状態のロボットチャック８５ｃを締める（閉じる）チャック締め動作を実行する。これにより、反転装置チャック７６ｄに把持されていたワークＷは、ロボットチャック８５ｃにも把持される。さらに、制御装置９０は、ステップＳ１２６において、締めた状態（閉じた状態）の反転装置チャック７６ｄを緩める（開く）チャック緩め動作を実行する。これにより、ワークＷは、反転装置７６からロボット７０の把持部８５へ受け取られる。

制御装置９０は、ステップＳ１２８において、上述したステップＳ１１８と同様に、ＲＣ軸を所定の保持角度θＲＣａに一定に保持したまま、Ｂ軸第３ポイントにあるＢ軸８４をＢ軸第４ポイント（θＢｄ）へ駆動させる。尚、Ｂ軸第４ポイント（θＢｄは、Ｂ軸第２ポイント（θＢｂと同じ位置である。これにより、ロボット７０の把持部８５を退避位置まで移動させることができる。このようにロボット７０の把持部８５を退避位置まで移動させた後に、制御装置９０は、ステップＳ１３０において、反転モードを終了させて、通常運転モードに戻す。制御装置９０は、反転モード中においてＢ軸８４及びＣ軸８６の両方が同じ角速度及び角加速度となるように制御していたが、通常運転モードの角速度及び角加速度に戻すため、Ｂ軸８４の角速度及び角加速度をそのまま維持するとともに、Ｃ軸８６の角速度及び角加速度を増大させる。

そして、制御装置９０は、ステップＳ１３２において、ワークＷを次工程に送る。例えば、制御装置９０は、反転装置７６から受け取ったワークＷを旋盤モジュール３０Ａの主軸４２ａやドリミルモジュール３０Ｂのワークテーブル５４に搬送する。

さらに、上述したワーク角度保持動作によるワークＷの反転装置７６への受け渡し及び受け取りについて図１３を参照して説明する。図１３の一点鎖線にて、図１２に示す位置Ｐ１にＣ軸８６が位置するとともに、ＲＣ軸が所定の保持角度θＲＣａに保持された状態のアーム部７４を示している。アーム部７４は、この第１状態からワークＷを反転装置７６に受け渡し、反転させたワークＷを反転装置７６から受け取り、最初の第１状態（図１３にて一点鎖線で示す。）に戻す。

アーム部７４においてワークＷを例えば投入テーブル６３、主軸４２ａやワークテーブル５４から受け取った後から最初の第１状態となるまでの間（通常運転モード）には、Ｃ軸８６は、Ａ軸８２及びＢ軸８４より速い角速度及び角加速度にて制御されている。最初の第１状態となったアーム部７４においてワークＷを反転装置７６に受け渡して受け取った後に再び第１状態に戻すまでの間（反転モード）には、Ｃ軸８６は、Ｂ軸８４と同じ角速度及び角加速度にて制御されている。これにより、把持部８５ひいてはワークＷを所定の保持角度θＲＣａにて一定に保持したまま移動させることができる。その後、アーム部７４において第１状態に戻したワークＷを例えば主軸４２ａやワークテーブル５４に受け渡すまでの間（通常運転モード）には、Ｃ軸８６は、Ａ軸８２及びＢ軸８４より速い変更前の角速度及び角加速度にて制御される。

アーム部７４が第１状態にあるときには、Ａ軸角度はθＡａ（Ａ軸第１ポイント）に、Ｂ軸角度はθＢｅに、Ｃ軸角度はＲＣ軸が保持角度θＲＣａとなるようにＣ軸第１ポイントに制御される（ステップＳ１０８）。次に、ワークＷを把持して第１状態にあるアーム部７４は着脱状態（図１３にて二点鎖線にて示す。）まで移動（変形）される（ステップＳ１１０）。このとき、Ａ軸角度はθＡａに維持され、Ｂ軸角度はθＢｅからθＢａに駆動制御されるとともに、Ｃ軸角度はＢ軸角度と同じ角速度及び角加速度で駆動制御される。その結果、把持部８５ひいてはワークＷは、ＲＣ軸角度を保持角度θＲＣａに保持した状態にて着脱位置ＷＰに移動される。

このとき、ＲＣ軸角度は把持部８５やワークＷが反転装置７６の一部に接触しない角度に設定されているので、把持部８５に保持されているワークＷを移動させる際に把持部８５やワークＷの接触（衝突、干渉）を抑制することが可能となる。さらに、把持部８５及びワークＷを着脱位置ＷＰに対して平行に接近させることができるので、把持部８５やワークＷが着脱位置ＷＰに対して傾きながら接近する場合と比較して、把持部８５やワークＷの接触をより確実に抑制することが可能となる。

着脱位置ＷＰに移動されたワークＷは、ロボットチャック８５ｃから反転装置チャック７６ｄに受け渡される（ステップＳ１１４，１１６）。その後、アーム部７４は、退避状態（図１３にて破線にて示す。）に移動（変形）される（退避動作：ステップＳ１１８）。このとき、Ａ軸角度はθＡａに維持され、Ｂ軸角度はθＢａからθＢｂに駆動制御されるとともに、Ｃ軸角度はＢ軸角度と同じ角速度及び角加速度で駆動制御される。その結果、把持部８５は、ＲＣ軸角度を保持角度θＲＣａに保持した状態にて着脱状態から退避状態に移動されるので、把持部８５を移動させる際に把持部８５の接触（衝突、干渉）を抑制することが可能となる。

アーム部７４が退避状態となっている間に、ワークＷは反転装置７６により反転される（ステップＳ１２０）。その後、退避状態にあるアーム部７４は、再び着脱状態まで移動（変形）される（ステップＳ１２２）。このとき、Ａ軸角度はθＡａに維持され、Ｂ軸角度はθＢｂからθＢｃ（＝θＢａ）に駆動制御されるとともに、Ｃ軸角度はＢ軸角度と同じ角速度及び角加速度で駆動制御される。その結果、把持部８５（ワークＷを不保持）は、ＲＣ軸角度を保持角度θＲＣａに保持した状態にて着脱状態に移動される。

着脱位置ＷＰに移動された把持部８５は、反転装置チャック７６ｄに保持されていたワークＷをロボットチャック８５ｃに受け取る（ステップＳ１２４，１２６）。その後、アーム部７４は、上述した退避動作と同様に、退避状態（図１３にて破線にて示す。）に移動（変形）される（ステップＳ１２８）。このとき、Ａ軸角度はθＡａに維持され、Ｂ軸角度はθＢｃからθＢｄ（＝θＢｂ）に駆動制御されるとともに、Ｃ軸角度はＢ軸角度と同じ角速度及び角加速度で駆動制御される。その結果、ワークＷを把持している把持部８５は、ＲＣ軸角度を保持角度θＲＣａに保持した状態にて着脱状態から退避状態に移動されるので、把持部８５を移動させる際に把持部８５及びワークＷの接触（衝突、干渉）を抑制することが可能となる。その後、アーム部７４は、さらに第１状態まで移動（変形）される。

上述した第１実施形態によるロボット７０は、ワークＷを保持可能である把持部８５（ワーク把持部）と、把持部８５を移動させるための走行駆動軸７１ｃ、テーブル駆動軸７３ａ、第１アーム駆動軸８２、第２アーム駆動軸８４、及び把持部駆動軸８６（複数の軸）と、把持部８５に保持されているワークＷとワーク角度設定用基準面Ｒｆ０との間で形成される角度であるＲＣ軸角度（ワーク角度）を、保持角度θＲＣａ（所定の保持角度）にて一定に保持したまま把持部８５を移動させるように走行駆動軸７１ｃ、テーブル駆動軸７３ａ、第１アーム駆動軸８２、第２アーム駆動軸８４、及び把持部駆動軸８６を制御する制御装置９０と、を備えている。
これによれば、ワーク角度設定用基準面Ｒｆ０に対して把持部８５ひいてはワークＷを保持角度θＲＣａにて一定に保持したまま移動させることが可能となる。さらに、保持角度θＲＣａを把持部８５やワークＷが被接触物に接触しない角度に設定することで、ロボット７０は、把持部８５に保持されているワークＷを移動させる際に把持部８５やワークＷの被接触物への接触（衝突、干渉）を抑制することが可能となる。

また、上述した第１実施形態によるロボット７０の制御方法は、ワークＷを保持可能である把持部８５と、把持部８５を移動させるための走行駆動軸７１ｃ、テーブル駆動軸７３ａ、第１アーム駆動軸８２、第２アーム駆動軸８４、及び把持部駆動軸８６（複数の軸）と、を備えたロボット７０の制御方法であって、把持部８５に保持されているワークＷとワーク角度設定用基準面Ｒｆ０との間で形成される角度であるＲＣ軸角度を、保持角度θＲＣａにて一定に保持したまま把持部８５を移動させるように走行駆動軸７１ｃ、テーブル駆動軸７３ａ、第１アーム駆動軸８２、第２アーム駆動軸８４、及び把持部駆動軸８６を制御する。これによっても、上述したロボット７０の作用効果と同様な作用効果を得ることができる。

また、上述した第１実施形態によるロボット７０の制御プログラムは、ワークＷを保持可能である把持部８５と、把持部８５を移動させるための走行駆動軸７１ｃ、テーブル駆動軸７３ａ、第１アーム駆動軸８２、第２アーム駆動軸８４、及び把持部駆動軸８６（複数の軸）と、を備えたロボット７０の制御プログラムであって、把持部８５に保持されているワークＷとワーク角度設定用基準面Ｒｆ０との間で形成される角度であるＲＣ軸角度を、保持角度θＲＣａにて一定に保持したまま把持部８５を移動させるように走行駆動軸７１ｃ、テーブル駆動軸７３ａ、第１アーム駆動軸８２、第２アーム駆動軸８４、及び把持部駆動軸８６を制御する。これによっても、上述したロボット７０の作用効果と同様な作用効果を得ることができる。

また、上述した第１実施形態によるロボット７０においては、上述した複数の軸は、把持部８５外に位置する第１回転軸まわりに把持部８５を回転可能である第２アーム駆動軸８４（第１軸）と、把持部８５内に位置する第２回転軸まわりに把持部８５を回転可能である把持部駆動軸８６（第２軸）と、を含んで構成され、制御装置９０は、第２アーム駆動軸８４及び把持部駆動軸８６の両方の角速度及び角加速度を一致させることにより、ＲＣ軸角度を保持角度θＲＣａにて一定に保持する。
これによれば、簡便な方法により、ＲＣ軸角度を保持角度θＲＣａにて一定に保持することが可能となる。

また、上述した第１実施形態によるロボット７０においては、制御装置９０は、第２アーム駆動軸８４（第１軸）及び把持部駆動軸８６（第２軸）のうち角速度の速い軸を角速度の遅い軸に合わせることにより、第２アーム駆動軸８４及び把持部駆動軸８６の両方の角速度及び角加速度を一致させる。
これによれば、比較的速度の遅い安定した動作により把持部８５ひいてはワークＷを確実に移動させることができる。

また、上述した第１実施形態によるロボット７０においては、ロボット７０は、ワークＷを着脱位置に着脱可能に保持すると共にワークＷを保持したまま反転させる反転装置７６と把持部８５との間でワークＷを受け渡し及び受け取りを実施可能であり、制御装置９０は、受け渡し及び受け取りを実施する際には、保持角度θＲＣａを、把持部８５に保持されているワークＷが着脱位置の参照面Ｒｆ１に対して平行となる角度に設定する。
これによれば、把持部８５及びワークＷは着脱位置ＷＰに対して平行に接近することができるので、把持部８５やワークＷが着脱位置ＷＰひいては反転装置７６に対して傾きながら接近する場合と比較して、把持部８５やワークＷの接触をより確実に抑制することが可能となる。

尚、上述した第１実施形態においては、Ａ軸８２を固定し、Ｂ軸８４及びＣ軸８６を駆動するようにしたが、Ｂ軸８４を固定し、Ａ軸８２及びＣ軸８６を駆動するようにしてもよい。この場合、第１アーム駆動軸８２は、把持部８５外に位置する第１回転軸（第１アーム駆動軸８２の回転軸）まわりに把持部８５を回転可能である「第１軸」である。「第１軸」は、把持部８５を第１アーム駆動軸８２の回転軸まわりに公転させるための駆動軸である。

（第２実施形態）
次に、ロボット７０が適用された加工システムの第２実施形態について説明する。上述した第１実施形態においては、ロボット７０が反転装置７６と把持部８５との間でワークＷを受け渡し及び受け取りを実施する際に、保持角度θＲＣａを、把持部８５に保持されているワークＷが着脱位置の参照面Ｒｆ１に対して平行となる角度に設定するようにしたが、本第２実施形態では、ワークＷを、ワークＷを搬入出可能なワーク室（加工室４５，５５、ストック室６６など）に搬入出する際に、保持角度θＲＣａを、把持部８５に保持されているワークＷが加工室４５，５５及びストック室６６の開口周縁部に対向する仮想平面Ｒｆ２１に対して平行となる角度に設定するようにした。

所定の保持角度θＲＣａは、把持部８５やワークＷが前壁４５ａの入出口４５ａ１の下縁部などの被接触物に接触しない角度に設定されるのが好ましい。仮想平面Ｒｆ２１は、保持角度θＲＣａを設定するために参照する参照面であり、ワークＷが入出口４５ａ１の下縁部に接触することなくＲＣ軸角度を保持角度θＲＣａにて一定に保持したまま把持部８５を移動させるために必要な角度（例えば水平面に対する角度）を有する平面である。尚、保持角度θＲＣａは、ロボットチャック８５ｃの軸線方向が直線Ｌ１の延設方向と一致する角度θｋ１に設定されている。また、角度θｋ１は、上記数１に示すように、θＡ－θＢ＋θＣにより算出することができる。これらθＡ，θＢ，θＣは、ロボットチャック８５ｃの軸線方向が直線Ｌ１の延設方向と一致する条件を満足する値である。

例えば、仮想平面Ｒｆ２１は、Ｂ軸８４の回転軸と入出口４５ａ１の下縁部とを結んだ直線Ｌ１上にＣ軸８６が位置するとともにロボットチャック８５ｃの軸線方向が直線Ｌ１の延設方向と一致する場合において、ロボットチャック８５ｃが把持しているワークＷの把持面Ｗａの反対側の解放面Ｗｂを含む平面である。すなわち、Ｂ軸８４を駆動させて、ワークＷを仮想平面Ｒｆ２１に平行な状態を維持しながらＢ軸８４の回転軸まわりに回動（公転）させた場合、Ｃ軸８６が直線Ｌ１上に位置するときに、Ｃ軸８６すなわち把持部８５に把持されたワークＷが入出口４５ａ１の下縁部に最接近する。このとき、ワークＷが入出口４５ａ１の下縁部に接触することはない。

尚、本第２実施形態では、仮想平面Ｒｆ２１に代えて、仮想平面Ｒｆ２２を採用するようにしてもよい。仮想平面Ｒｆ２２は、直線Ｌ１上にＣ軸８６が位置するとともにロボットチャック８５ｃの軸線方向が直線Ｌ１の延設方向と所定角度だけずれているときにおいて、ロボットチャック８５ｃが把持しているワークＷ（図１４にて破線にて示す。）の解放面Ｗｂを含む平面である。但し、直線Ｌ１に対して所定角度だけ傾いている解放面Ｗｂを有するワークＷを仮想平面Ｒｆ２２に平行な状態を維持しながらＢ軸８４まわりに回動（公転）させた場合に、ワークＷが入出口４５ａ１の下縁部に接触しない場合に限る。このとき、保持角度θＲＣａは、ロボットチャック８５ｃの軸線方向が直線Ｌ１の延設方向から所定角度だけずれる角度θｋ２（θｋ１－所定角度＜θｋ２＜θｋ１＋所定角度）に設定されている。また、所定角度は、例えば、Ｃ軸８６を直線Ｌ１上に位置した状態で回動させたときに、ワークＷの一部が仮想平面Ｒｆ３を超えて下側に位置しない角度に設定することができる。仮想平面Ｒｆ３は、仮想平面Ｒｆ２１に平行であり入出口４５ａ１の下縁部に接する平面であって、ワークＷが入出口４５ａ１の下縁部に接する平面である。

（ワーク角度保持動作（ワーク室へのワークの搬入出））
さらに、上述した制御装置９０による多関節ロボット７０のワーク角度保持動作について図１５に示すフローチャートに沿って説明する。制御装置９０は、ステップＳ２０２において、ロボット７０を駆動させて、前工程からワークＷを受け取る。例えば、前工程は、ワークＷが加工前ストックモジュール３０Ｃに載置されている工程であり、旋盤モジュール３０Ａやドリミルモジュール３０Ｂでの加工工程である。

制御装置９０は、ステップＳ２０４において、ワークＷを保持している把持部８５のワーク室への搬入出の要否を判定する。制御装置９０は、ワークＷの加工プログラムなどからワーク室への搬入出の要否を判定する。例えば、ワーク室への搬入出が必要な場合は、加工前ストックモジュール３０Ｃの投入テーブル６３に載置されているワークＷを搬出する場合、旋盤モジュール３０Ａの主軸４２ａにワークＷを着脱する場合、ドリミルモジュール３０Ｂのワークテーブル５４にワークＷを着脱する場合である。

制御装置９０は、ワーク室への搬入出が必要でない場合には（ステップＳ２０４にて「ＮＯ」）、ステップＳ２１４において、ロボット７０を駆動させて、前工程にて把持部８５により把持したワークＷを次工程へ送る。制御装置９０は、ワーク室への搬入出が必要である場合には（ステップＳ２０４にて「ＹＥＳ」）、ロボット７０を駆動させて、前工程にて把持部８５により把持したワークＷをワーク室へ搬入出する。

ワークＷをワーク室へ搬入する場合には、制御装置９０は、ステップＳ２０６において、Ｂ軸８４をＣ軸８６より遅い角速度及び角加速度にて搬入前位置（図１４にて二点鎖線にて示す。）へ駆動させる。尚、通常運転モードは、例えば、ワーク室への搬入出前後においてワークＷを主軸４２ａやワークテーブル５４に着脱するアーム部７４の運転モードである。Ｂ軸８４が搬入出前位置（搬入前位置であり、後述する搬出前位置である。）と搬入出後位置（後述する、搬入後位置であり、搬出後位置である。）との間を移動するワーク室への搬入出中は、ロボット７０の運転モードは通常運転モードではない。通常運転モードでは、Ａ軸８２及びＢ軸８４の角速度及び角加速度は比較的小さい値に（遅く）設定され、Ｃ軸８６の角速度及び角加速度は比較的大きい値に（速く）設定されている。

制御装置９０は、ステップＳ２０８において、把持部駆動装置８５ｂを駆動させて、ＲＣ軸角度（ワーク角度のことである。）が所定の保持角度θＲＣａとなるようにＣ軸８６をＣ軸第２ポイントへ駆動させる。このとき、Ｃ軸８６は、Ｂ軸８４より速い角速度及び角加速度にて駆動される。Ｃ軸第２ポイントは、上述したＣ軸第１ポイントの算出処理と同様に算出することができる。

制御装置９０は、ステップＳ２１０において、上述したステップＳ１１０と同様に、ＲＣ軸を所定の保持角度θＲＣａに一定に保持したままＢ軸８４を搬入後位置（図１４にて一点鎖線にて示す。）へ駆動させる。このとき、制御装置９０は、Ｂ軸８４及びＣ軸８６の両方の角速度及び角加速度を一致させることにより、ＲＣ軸角度（ワーク角度）を保持角度θＲＣａにて一定に保持しながら把持部８５を公転させる。このように、ロボットチャック８５ｃに把持されているワークＷは、ＲＣ軸角度を保持角度θＲＣａに保持された状態にて、搬入前位置から搬入後位置まで搬送される。

尚、ワークＷをワーク室から搬出する場合には、図１４にて一点鎖線にて示す搬入後位置が搬出前位置であり、図１４にて二点鎖線にて示す搬入前位置が搬出後位置である。この場合にも、ロボットチャック８５ｃに把持されているワークＷは、ＲＣ軸角度を保持角度θＲＣａに保持された状態にて、搬出前位置から搬出後位置まで搬送される。

ワーク室へのワークＷの搬入出中には、ＲＣ軸角度は把持部８５やワークＷが入出口４５ａ１の下縁部に接触しない角度θｋ１（又は角度θｋ２）に設定されているので、把持部８５に保持されているワークＷを移動させる際にワークＷの入出口４５ａ１の下縁部への接触（衝突、干渉）を抑制することが可能となる。さらに、把持部８５及びワークＷを仮想平面Ｒｆ３に対して平行移動させながら入出口４５ａ１の下縁部に接近させることができるので、把持部８５やワークＷを仮想平面Ｒｆ３に対して比較的大きく傾けながら接近させる場合と比較して、把持部８５やワークＷの接触をより確実に抑制することが可能となる。

さらに、制御装置９０は、ステップＳ２１２において、ワーク室への搬入出を終了させて、運転モードを通常運転モードに戻す。制御装置９０は、ワーク室への搬入出中においてＢ軸８４及びＣ軸８６の両方が同じ角速度及び角加速度となるように制御していたが、通常運転モードの角速度及び角加速度に戻すため、Ｂ軸８４の角速度及び角加速度をそのまま維持するとともに、Ｃ軸８６の角速度及び角加速度を増大させる。

そして、制御装置９０は、ステップＳ２１４において、ワークＷを次工程に送る。例えば、制御装置９０は、反転装置７６から受け取ったワークＷを旋盤モジュール３０Ａの主軸４２ａやドリミルモジュール３０Ｂのワークテーブル５４に搬送する。

上述した第２実施形態においては、ロボット７０は、把持部８５に把持されているワークＷを、ワークＷを搬入出可能なワーク室（（加工室４５，５５、ストック室６６）に搬入出することが可能であり、制御装置９０は、ワークＷの搬入出を実施する際には、保持角度θＲＣａを、把持部８５に保持されているワークＷがワーク室の開口周縁部（入出口４５ａ１の下縁部）に対向する仮想平面Ｒｆ２１（保持角度設定用参照面）に対して平行となる角度に設定する。
これによれば、把持部８５及びワークＷは入出口４５ａ１の下縁部に対して平行に接近することができるので、把持部８５やワークＷが入出口４５ａ１の下縁部に対して比較的大きく傾きながら接近する場合と比較して、把持部８５やワークＷの接触をより確実に抑制することが可能となる。

４５，５５…加工室（ワーク室）、６６…ストック室（ワーク室）、７０…ロボット（多関節ロボット）、７１ｃ，７３ａ，８２，８４，８６…駆動軸（軸）、７１ｂ，７３ｂ，８１ｂ，８３ｂ，８５ｂ…駆動装置、７６…反転装置、８４…第２アーム駆動軸（第１軸）、８５…把持部（ワーク把持部）、８６…把持部駆動軸（第２軸）、９０…制御装置、Ｒｆ０…ワーク角度設定用基準面、Ｒｆ１…参照面（保持角度設定用参照面）、Ｒｆ２１…仮想平面、Ｗ…ワーク、θＲＣａ…保持角度。

Claims (6)

1. ワークを保持可能であるワーク把持部と、
   前記ワーク把持部を移動させるための複数の軸と、
   前記ワーク把持部に保持されている前記ワークとワーク角度設定用基準面との間で形成される角度であるワーク角度を、所定の保持角度にて一定に保持したまま前記ワーク把持部を移動させるように前記複数の軸を制御する制御装置と、
   を備えた多関節ロボットであって、
   前記複数の軸は、前記ワーク把持部外に位置する第１回転軸まわりに前記ワーク把持部を回転可能である第１軸と、前記ワーク把持部内に位置する第２回転軸まわりに前記ワーク把持部を回転可能である第２軸と、を含んで構成され、
   前記制御装置は、前記第１軸及び前記第２軸の両方の角速度及び角加速度を一致させることにより、前記ワーク角度を前記保持角度にて一定に保持する多関節ロボット。
2. 前記制御装置は、前記第１軸及び前記第２軸のうち前記角速度の速い軸を前記角速度の遅い軸に合わせることにより、前記第１軸及び前記第２軸の両方の前記角速度及び前記角加速度を一致させる請求項１に記載の多関節ロボット。
3. ワークを保持可能であるワーク把持部と、
   前記ワーク把持部を移動させるための複数の軸と、
   前記ワーク把持部に保持されている前記ワークとワーク角度設定用基準面との間で形成される角度であるワーク角度を、所定の保持角度にて一定に保持したまま前記ワーク把持部を移動させるように前記複数の軸を制御する制御装置と、
   を備えた多関節ロボットであって、
   前記多関節ロボットは、前記ワークを着脱位置に着脱可能に保持すると共に前記ワークを保持したまま反転させる反転装置と前記ワーク把持部との間で前記ワークを受け渡し及び受け取りを実施可能であり、
   前記制御装置は、前記受け渡し及び受け取りを実施する際には、前記保持角度を、前記ワーク把持部に保持されている前記ワークが前記着脱位置の参照面に対して平行となる角度に設定する多関節ロボット。
4. ワークを保持可能であるワーク把持部と、
   前記ワーク把持部を移動させるための複数の軸と、
   前記ワーク把持部に保持されている前記ワークとワーク角度設定用基準面との間で形成される角度であるワーク角度を、所定の保持角度にて一定に保持したまま前記ワーク把持部を移動させるように前記複数の軸を制御する制御装置と、
   を備えた多関節ロボットであって、
   前記多関節ロボットは、前記ワーク把持部に把持されている前記ワークを、前記ワークを搬入出可能なワーク室に搬入出することが可能であり、
   前記制御装置は、前記ワークの搬入出を実施する際には、前記保持角度を、前記ワーク把持部に保持されている前記ワークが前記ワーク室の開口周縁部に対向する仮想平面に対して平行となる角度に設定する多関節ロボット。
5. ワークを保持可能であるワーク把持部と、
   前記ワーク把持部を移動させるための複数の軸と、を備えた多関節ロボットの制御方法であり、
   前記ワーク把持部に保持されている前記ワークとワーク角度設定用基準面との間で形成される角度であるワーク角度を、所定の保持角度にて一定に保持したまま前記ワーク把持部を移動させるように前記複数の軸を制御する多関節ロボットの制御方法であって、
   前記複数の軸は、前記ワーク把持部外に位置する第１回転軸まわりに前記ワーク把持部を回転可能である第１軸と、前記ワーク把持部内に位置する第２回転軸まわりに前記ワーク把持部を回転可能である第２軸と、を含んで構成され、
   前記多関節ロボットの制御方法は、前記第１軸及び前記第２軸の両方の角速度及び角加速度を一致させることにより、前記ワーク角度を前記保持角度にて一定に保持する多関節ロボットの制御方法。
6. ワークを保持可能であるワーク把持部と、
   前記ワーク把持部を移動させるための複数の軸と、を備えた多関節ロボットの制御プログラムであり、
   前記ワーク把持部に保持されている前記ワークとワーク角度設定用基準面との間で形成される角度であるワーク角度を、所定の保持角度にて一定に保持したまま前記ワーク把持部を移動させるように前記複数の軸を制御する多関節ロボットの制御プログラムであって、
   前記複数の軸は、前記ワーク把持部外に位置する第１回転軸まわりに前記ワーク把持部を回転可能である第１軸と、前記ワーク把持部内に位置する第２回転軸まわりに前記ワーク把持部を回転可能である第２軸と、を含んで構成され、
   前記多関節ロボットの制御プログラムは、前記第１軸及び前記第２軸の両方の角速度及び角加速度を一致させることにより、前記ワーク角度を前記保持角度にて一定に保持する多関節ロボットの制御プログラム。
   

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