JP7289644B2

JP7289644B2 - working equipment

Info

Publication number: JP7289644B2
Application number: JP2018229687A
Authority: JP
Inventors: 賢蔵野瀬
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2018-12-07
Filing date: 2018-12-07
Publication date: 2023-06-12
Anticipated expiration: 2038-12-07
Also published as: JP2020089954A

Description

本発明は、作業装置に関する。 The present invention relates to working devices.

特許文献１（特開２００５－３２９５１号公報）には、多関節型ロボットが記載されている。特許文献２（特許第４５２８３２１号公報）には、双腕ロボットの肩幅空間制限装置が記載されている。特許文献３（特開２０１７－１９３００９号公報）には、作動装置が記載されている。 Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-32951) describes an articulated robot. Patent Document 2 (Japanese Patent No. 4528321) describes a shoulder width space limiting device for a dual-arm robot. Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-193009) describes an actuating device.

特開２００５－３２９５１号公報JP-A-2005-32951 特許第４５２８３２１号公報Japanese Patent No. 4528321 特開２０１７－１９３００９号公報JP 2017-193009 A

特許文献１に記載の多関節型ロボットの各関節は、全て回転１自由度の関節となっている。そのため、多関節型ロボットの先端に取り付けられるエンドエフェクタの位置及び姿勢を僅かに変更する場合であっても、複数のモータを協調させて駆動させる必要がある。したがって、特許文献１に記載の多関節型ロボットに細かい作業を高速に行わせることは困難である。特許文献２に記載の双腕ロボットの肩幅空間制限装置に関しても、特許文献１に記載の多関節型ロボットと同様の問題がある。 All the joints of the articulated robot described in Patent Document 1 are joints with one rotational degree of freedom. Therefore, even when the position and posture of the end effector attached to the tip of the articulated robot are slightly changed, it is necessary to coordinate and drive a plurality of motors. Therefore, it is difficult to make the articulated robot described in Patent Document 1 perform fine work at high speed. The shoulder width space limiting device for a dual-arm robot described in Patent Document 2 also has the same problem as the articulated robot described in Patent Document 1.

特許文献３に記載の作動装置において、エンドエフェクタは、パラレルリンク機構を含むリンク作動装置に取り付けられており、リンク作動装置は、複数の直動アクチュエータにより、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に沿って移動可能になっている。特許文献３に記載の作動装置においては、エンドエフェクタの先端をその軸方向に沿って移動させる場合に、複数の直動アクチュエータを動作させることが不可欠となる。その結果、特許文献３に記載の作動装置においては、振動が発生しやすく、位置決め精度が低下しやすい。 In the actuating device described in Patent Document 3, the end effector is attached to a link actuating device including a parallel link mechanism, and the link actuating device is moved along the X, Y and Z directions by a plurality of linear actuators. can be moved. In the actuator described in Patent Document 3, when moving the tip of the end effector along its axial direction, it is essential to operate a plurality of linear motion actuators. As a result, in the operating device described in Patent Document 3, vibration is likely to occur, and positioning accuracy is likely to decrease.

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、細かい作業を効率的かつ精度よく行うことが可能な作業装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above. More specifically, the present invention provides a work device capable of performing detailed work efficiently and accurately.

本発明の一態様に係る作業装置は、第１直動ユニットと、第１球面リンク作動装置を有する第１回転ユニットと、第１回転ユニットに取り付けられるとともにワークに対する作業を行う第１エンドエフェクタとを備える。第１直動アクチュエータは、第１回転ユニットを並進３自由度で移動させるように構成されている。第１球面リンク作動装置は、第１球面リンク作動装置の回転中心を中心とし、第１半径を有する球面上を移動可能であり、かつ第１半径が可変となっている第１先端部材を含む。第１球面リンク作動装置は、第１先端部材を移動させることにより、第１エンドエフェクタの位置及び姿勢を変更可能に構成されている。 A work device according to one aspect of the present invention includes a first linear motion unit, a first rotation unit having a first spherical link actuator, and a first end effector attached to the first rotation unit and performing work on a work. Prepare. The first linear actuator is configured to move the first rotary unit in three translational degrees of freedom. The first spherical link actuator includes a first tip member movable on a spherical surface having a first radius about the center of rotation of the first spherical link actuator and having a variable first radius. . The first spherical link actuator is configured to change the position and attitude of the first end effector by moving the first end member.

上記の作業装置によると、第１エンドエフェクタの大きな移動は第１直動ユニットが担い、第１エンドエフェクタの小さな移動は第１回転ユニットが担う。そのため、上記の作業装置によると、細かい作業を行う際に第１直動ユニットを駆動する必要が無いため、細かい作業を効率的かつ精度よく行うことが可能となる。 According to the working device described above, the first linear motion unit is responsible for large movements of the first end effector, and the first rotary unit is responsible for small movements of the first end effector. Therefore, according to the above working device, it is not necessary to drive the first linear motion unit when performing fine work, so fine work can be performed efficiently and accurately.

上記の作業装置において、第１回転ユニットは、第１回転アクチュエータをさらに有していてもよい。第１回転アクチュエータは、第１エンドエフェクタを第１中心軸周りに回転させるように構成されていてもよい。 In the working device described above, the first rotation unit may further include a first rotation actuator. The first rotary actuator may be configured to rotate the first end effector about the first central axis.

上記の作業装置は、ワークが載置される設置台をさらに備えていてもよい。第１直動ユニットは、設置台とは反対側にステージが設けられた直動アクチュエータで構成されていてもよい。この場合、設置台周辺の空間（作業空間）を広く確保することが可能になるとともに、作業者が作業空間内に手を入れた際等の安全性を向上させることができる。 The above working device may further include an installation table on which the work is placed. The first linear motion unit may be composed of a linear motion actuator provided with a stage on the side opposite to the installation table. In this case, it is possible to secure a large space (work space) around the installation table, and to improve safety when a worker puts his or her hand into the work space.

上記の作業装置において、第１球面リンク作動装置は、第１先端部材の中心軸である第２中心軸が第１球面リンク作動装置の原点姿勢において第１中心軸に一致するように配置されていてもよい。この場合、第１エンドエフェクタの先端位置の計算が容易になる。 In the working device described above, the first spherical link actuator is arranged such that the second central axis, which is the central axis of the first end member, coincides with the first central axis in the original posture of the first spherical link actuator. may In this case, calculation of the tip position of the first end effector is facilitated.

上記の作業装置において、第１球面リンク作動装置は、第１回転アクチュエータに取り付けられた第１基端部材をさらに含んでいてもよい。第１回転アクチュエータは、第１直動ユニットに取り付けられていてもよい。第１エンドエフェクタは、第１先端部材に取り付けられていてもよい。この場合、第１球面リンク作動装置の負荷を軽減することができるため、第１球面リンク作動装置をコンパクトにすることができる。 In the above working device, the first spherical link actuator may further include a first proximal member attached to the first rotary actuator. The first rotary actuator may be attached to the first linear motion unit. The first end effector may be attached to the first tip member. In this case, since the load on the first spherical link actuation device can be reduced, the first spherical link actuation device can be made compact.

上記の作業装置は、第２直動ユニットと、第２球面リンク作動装置を有する第２回転ユニットと、第２回転ユニットに取り付けられるとともに、ワークに対する作業を行う第２エンドエフェクタとをさらに備えていてもよい。第２直動アクチュエータは、第１回転ユニットを並進３自由度で移動させるように構成されていてもよい。第２球面リンク作動装置は、第２球面リンク作動装置の回転中心を中心とし、第２半径を有する球面上を移動可能であり、かつ第２半径が可変となっている第２先端部材を含んでいてもよい。第２球面リンク作動装置は、第２先端部材を移動させることにより第２エンドエフェクタの位置及び姿勢を変更可能に構成されていてもよい。この場合、作業者の代わりとなる作業（例えば、部品の組み立て）を行うことが可能となる。 The working device described above further includes a second linear motion unit, a second rotary unit having a second spherical link actuator, and a second end effector attached to the second rotary unit and performing work on the workpiece. may The second linear actuator may be configured to move the first rotary unit in three translational degrees of freedom. The second spherical link actuator includes a second tip member movable on a spherical surface having a second radius about the center of rotation of the second spherical link actuator and having a variable second radius. You can stay. The second spherical link actuator may be configured to change the position and orientation of the second end effector by moving the second end member. In this case, it is possible to perform work (for example, assembly of parts) instead of the worker.

上記の作業装置において、第２回転ユニットは、第２回転アクチュエータをさらに有していてもよい。第２回転アクチュエータは、第２エンドエフェクタを第３中心軸周りに回転させるように構成されていてもよい。 In the working device described above, the second rotation unit may further include a second rotation actuator. The second rotary actuator may be configured to rotate the second end effector about the third central axis.

本発明の一態様に係る作業装置によると、細かい作業を効率的かつ精度よく行うことが可能となる。 According to the working device according to one aspect of the present invention, it is possible to perform detailed work efficiently and accurately.

第１実施形態に係る作業装置１０の斜視図である。1 is a perspective view of a working device 10 according to a first embodiment; FIG. 第１実施形態に係る作業装置１０の正面図である。1 is a front view of a work device 10 according to a first embodiment; FIG. 第１実施形態に係る作業装置１０における球面リンク作動装置３２の斜視図である。Fig. 3 is a perspective view of a spherical link actuator 32 in the working device 10 according to the first embodiment; 図３のＩＶ－ＩＶにおける断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along IV-IV in FIG. 3; 図４のＶ－Ｖにおける断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV of FIG. 4; 第２実施形態に係る作業装置２０の正面図である。It is a front view of the working device 20 which concerns on 2nd Embodiment.

実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さない。 Details of embodiments will be described with reference to the drawings. In the drawings below, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description will not be repeated.

（第１実施形態）
以下に、第１実施形態に係る作業装置１０に関する説明を行う。 (First embodiment)
The working device 10 according to the first embodiment will be described below.

＜第１実施形態に係る作業装置の概略構造＞
図１は、第１実施形態に係る作業装置１０の斜視図である。図２は、第１実施形態に係る作業装置１０の正面図である。図１及び２に示されるように、作業装置１０は、架台１と、直動ユニット２（第１直動ユニット）と、回転ユニット３（第１回転ユニット）と、エンドエフェクタ４（第１エンドエフェクタ）と、設置台５とを有している。設置台５上には、ワークＷが載置されている（なお、図２中において、ワークＷは、点線で示されている）。 <Schematic structure of working device according to first embodiment>
FIG. 1 is a perspective view of a working device 10 according to the first embodiment. FIG. 2 is a front view of the work device 10 according to the first embodiment. As shown in FIGS. 1 and 2, the work device 10 includes a base 1, a linear motion unit 2 (first linear motion unit), a rotation unit 3 (first rotation unit), and an end effector 4 (first end unit). effector) and an installation table 5. A work W is placed on the installation table 5 (in FIG. 2, the work W is indicated by a dotted line).

直動ユニット２は、架台１に取り付けられている。回転ユニット３は、直動ユニット２に取り付けられている。エンドエフェクタ４は、回転ユニット３に取り付けられている。直動ユニット２は、回転ユニット３を並進３自由度で移動させるように構成されている。エンドエフェクタ４は、ワークＷに対する作業を行う部分である。 The linear motion unit 2 is attached to the pedestal 1 . The rotation unit 3 is attached to the linear motion unit 2 . The end effector 4 is attached to the rotating unit 3 . The linear motion unit 2 is configured to move the rotation unit 3 with three translational degrees of freedom. The end effector 4 is a part that performs work on the work W. As shown in FIG.

＜架台＞
架台１は、第１部分１１と、第２部分１２とを有している。第１部分１１は、第１方向Ｘに沿って延在している。なお、第１方向Ｘは、例えば作業装置１０の設置面に平行な方向である。第２部分１２は、第１部分１１の一方端に接続されている。第２部分１２は、第１部分１１の一方端から作業装置１０の設置面に向かって延在することにより、作業装置１０の設置面上において第１部分１１を支持している。第２部分１２は、例えば第３方向Ｚに沿って延在している。第３方向Ｚは、例えば作業装置１０の設置面に直交している方向である。 <Frame>
The gantry 1 has a first portion 11 and a second portion 12 . The first portion 11 extends along the first direction X. As shown in FIG. Note that the first direction X is, for example, a direction parallel to the installation surface of the work device 10 . The second portion 12 is connected to one end of the first portion 11 . Second portion 12 supports first portion 11 on the installation surface of work device 10 by extending from one end of first portion 11 toward the installation surface of work device 10 . The second portion 12 extends along the third direction Z, for example. The third direction Z is, for example, a direction perpendicular to the installation surface of the working device 10 .

＜直動ユニット＞
直動ユニット２は、第１直動アクチュエータ２１と、第２直動アクチュエータ２２と、第３直動アクチュエータ２３とを有している。 <Linear motion unit>
The linear motion unit 2 has a first linear motion actuator 21 , a second linear motion actuator 22 and a third linear motion actuator 23 .

第１直動アクチュエータ２１は、架台１（具体的には、第１部分１１）に取り付けられている。第１直動アクチュエータ２１は、ステージ２１ａと、駆動部２１ｂとを有している。駆動部２１ｂは、例えばモータで構成されている。駆動部２１ｂは、ステージ２１ａを第１方向Ｘに沿って移動させる。 The first direct-acting actuator 21 is attached to the pedestal 1 (specifically, the first portion 11). The first linear motion actuator 21 has a stage 21a and a drive section 21b. The drive unit 21b is configured by, for example, a motor. The drive unit 21b moves the stage 21a along the first direction X. As shown in FIG.

第２直動アクチュエータ２２は、第１直動アクチュエータ２１（具体的には、ステージ２１ａ）に取り付けられている。第２直動アクチュエータ２２は、ステージ２２ａと、駆動部２２ｂとを有している。駆動部２２ｂは、例えばモータで構成されている。駆動部２２ｂは、ステージ２２ａを第２方向Ｙに沿って移動させる。なお、第２方向Ｙは、第１方向Ｘ及び第３方向Ｚに直交する方向である。 The second linear actuator 22 is attached to the first linear actuator 21 (specifically, the stage 21a). The second direct acting actuator 22 has a stage 22a and a drive section 22b. The drive unit 22b is configured by, for example, a motor. The drive unit 22b moves the stage 22a along the second direction Y. As shown in FIG. The second direction Y is a direction orthogonal to the first direction X and the third direction Z. As shown in FIG.

第３直動アクチュエータ２３は、第２直動アクチュエータ２２（具体的には、ステージ２２ａ）に取り付けられている。第３直動アクチュエータ２３は、ステージ２３ａと、駆動部２３ｂとを有している。駆動部２３ｂは、例えばモータで構成されている。駆動部２３ｂは、ステージ２３ａを第３方向Ｚに沿って移動させる。なお、第３方向Ｚは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに直交している。 The third linear actuator 23 is attached to the second linear actuator 22 (specifically, the stage 22a). The third direct acting actuator 23 has a stage 23a and a drive section 23b. The drive unit 23b is configured by, for example, a motor. The drive unit 23b moves the stage 23a along the third direction Z. As shown in FIG. The third direction Z is orthogonal to the first direction X and the second direction Y. As shown in FIG.

第１直動アクチュエータ２１は、第２直動アクチュエータ２２及び第３直動アクチュエータ２３を第１方向Ｘに沿って移動させる。第２直動アクチュエータ２２は、第３直動アクチュエータ２３を第２方向Ｙに沿って移動させる。第３直動アクチュエータ２３は、ステージ２３ａを第３方向Ｚに沿って移動させる。そのため、ステージ２３ａは、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ及び第３方向Ｚの３方向に沿って移動することになる（並進３自由度を有している）。後述のとおり、ステージ２３ａには回転ユニット３が取り付けられるため、直動ユニット２は、回転ユニット３を並進３自由度で移動させることができる。 The first linear actuator 21 moves the second linear actuator 22 and the third linear actuator 23 along the first direction X. As shown in FIG. The second linear actuator 22 moves the third linear actuator 23 along the second direction Y. As shown in FIG. The third linear actuator 23 moves the stage 23a along the third direction Z. As shown in FIG. Therefore, the stage 23a moves along three directions of the first direction X, the second direction Y, and the third direction Z (having three translational degrees of freedom). As will be described later, since the rotation unit 3 is attached to the stage 23a, the linear motion unit 2 can move the rotation unit 3 with three translational degrees of freedom.

ステージ２１ａ、ステージ２２ａ及びステージ２３ａは、作業装置１０の作業空間の外側を向くように配置されていることが好ましい。すなわち、ステージ２１ａ、ステージ２２ａ及びステージ２３ａは、第１直動アクチュエータ２１、第２直動アクチュエータ２２及び第３直動アクチュエータ２３の設置台５とは反対側の面に設けられていることが好ましい。 The stage 21a, the stage 22a, and the stage 23a are preferably arranged so as to face the outside of the working space of the working device 10. As shown in FIG. That is, it is preferable that the stage 21a, the stage 22a, and the stage 23a are provided on the surface of the first linear actuator 21, the second linear actuator 22, and the third linear actuator 23 opposite to the installation table 5. .

＜回転ユニット＞
回転ユニット３は、回転アクチュエータ３１（第１回転アクチュエータ）と、球面リンク作動装置３２（第１球面リンク作動装置）とを有している。なお、回転ユニット３は、回転アクチュエータ３１を有していなくてもよい。 <Rotating unit>
The rotary unit 3 has a rotary actuator 31 (first rotary actuator) and a spherical link actuator 32 (first spherical link actuator). Note that the rotation unit 3 may not have the rotation actuator 31 .

［回転アクチュエータ］
回転アクチュエータ３１は、例えば、第１中心軸周りに回転する回転軸を有するモータで構成されている。回転アクチュエータ３１は、直動ユニット２（より具体的には、ステージ２３ａ）に、取り付け部材３３を介して取り付けられている。 [Rotary actuator]
The rotary actuator 31 is composed of, for example, a motor having a rotary shaft that rotates around the first central axis. The rotary actuator 31 is attached to the linear motion unit 2 (more specifically, the stage 23a) via an attachment member 33. As shown in FIG.

［球面リンク作動装置］
図３は、第１実施形態に係る作業装置１０における球面リンク作動装置３２の斜視図である。図４は、図３のＩＶ－ＩＶにおける断面図である。図５は、図４のＶ－Ｖにおける断面図である。図３～５に示されるように、球面リンク作動装置３２は、基端部材３２ａ（第１基端部材）と、先端部材３２ｂ（第１先端部材）と、リンク機構３２ｃ、リンク機構３２ｄ及びリンク機構３２ｅとを有している。 [Spherical link actuator]
FIG. 3 is a perspective view of the spherical link actuator 32 in the working device 10 according to the first embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view along IV-IV in FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV of FIG. 4. FIG. As shown in FIGS. 3-5, the spherical link actuator 32 includes a proximal member 32a (first proximal member), a distal member 32b (first distal member), a linkage 32c, a linkage 32d and a link. mechanism 32e.

基端部材３２ａは、板状の部材である。基端部材３２ａの平面形状は、例えば、円形である。但し、基端部材３２ａの平面形状はこれに限られない。基端部材３２ａは、外周部において、固定部３２ａａと、固定部３２ａｂと、固定部３２ａｃとを有している。固定部３２ａａ～固定部３２ａｃは、板状の形状を有している。固定部３２ａａ～固定部３２ａｃには、それぞれ、貫通穴３２ａｄが形成されている。貫通穴３２ａｄは、固定部３２ａａ～固定部３２ａｃを厚さ方向に貫通している。 The base end member 32a is a plate-like member. The planar shape of the base end member 32a is, for example, circular. However, the planar shape of the base end member 32a is not limited to this. The base end member 32a has a fixing portion 32aa, a fixing portion 32ab, and a fixing portion 32ac on the outer peripheral portion. The fixing portion 32aa to the fixing portion 32ac have a plate-like shape. A through hole 32ad is formed in each of the fixed portions 32aa to 32ac. The through hole 32ad passes through the fixed portions 32aa to 32ac in the thickness direction.

姿勢制御用駆動源３２ａｅ、姿勢制御用駆動源３２ａｆ及び姿勢制御用駆動源３２ａｇは、それぞれ、回転軸３２ａｈを有している。姿勢制御用駆動源３２ａｅ～姿勢制御用駆動源３２ａｇの回転軸３２ａｈは、それぞれ、固定部３２ａａ～固定部３２ａｃの貫通穴３２ａｄに挿入されている。姿勢制御用駆動源３２ａｅ～姿勢制御用駆動源３２ａｇは、回転軸３２ａｈを中心軸周りに回転させる。 The attitude control drive source 32ae, the attitude control drive source 32af, and the attitude control drive source 32ag each have a rotating shaft 32ah. The rotation shafts 32ah of the attitude control drive sources 32ae to 32ag are inserted into the through holes 32ad of the fixed portions 32aa to 32ac, respectively. The attitude control drive sources 32ae to 32ag rotate the rotary shaft 32ah around the central axis.

リンク機構３２ｃ～リンク機構３２ｅは、それぞれ、第１リンク部材３２ｆと、第２リンク部材３２ｇと、第３リンク部材３２ｈと、第４リンク部材３２ｉとを有している。 The link mechanisms 32c to 32e each have a first link member 32f, a second link member 32g, a third link member 32h, and a fourth link member 32i.

第１リンク部材３２ｆは、例えば、円弧状に延びる棒状の部材である。第１リンク部材３２ｆは、第１回転対偶部において、基端部材３２ａに回転可能に接続されている。より具体的には、第１リンク部材３２ｆの一方端には、貫通穴３２ｆａが形成されている。第１リンク部材３２ｆは、貫通穴３２ｆａに回転軸３２ａｈが挿入されることにより、基端部材３２ａに接続されている。なお、第１リンク部材３２ｆは、回転軸３２ａｈにナット等が取り付けられることにより、回転軸３２ａｈからの脱落が抑制されている。 The first link member 32f is, for example, a rod-shaped member extending in an arc shape. The first link member 32f is rotatably connected to the base end member 32a at the first rotating pair. More specifically, a through hole 32fa is formed at one end of the first link member 32f. The first link member 32f is connected to the base end member 32a by inserting the rotating shaft 32ah into the through hole 32fa. The first link member 32f is prevented from falling off from the rotating shaft 32ah by attaching a nut or the like to the rotating shaft 32ah.

第１リンク部材３２ｆと基端部材３２ａとの接続は、回転軸３２ａｈの中心軸周りに回転可能になっている。すなわち、第１回転対偶部は、第１リンク部材３２ｆの一方端に形成された貫通穴３２ｆａと回転軸３２ａｈとで構成されており、その中心軸は、回転軸３２ａｈの中心軸に一致している。 The connection between the first link member 32f and the base end member 32a is rotatable around the central axis of the rotation shaft 32ah. That is, the first rotating pair portion is composed of a through hole 32fa formed at one end of the first link member 32f and a rotating shaft 32ah, the central axis of which coincides with the central axis of the rotating shaft 32ah. there is

第１リンク部材３２ｆの他方端には、軸部３２ｆｂが形成されている。例えば、軸部３２ｆｂは、第１リンク部材３２ｆの外周側側面（ここで、第１リンク部材３２ｆの外周側側面とは、第１リンク部材３２ｆの内周側側面（基端部材３２ａの中心側を向いている側面）の反対面である）に形成されている。軸部３２ｆｂは、基端部材３２ａの径方向に沿って基端部材３２ａの外側へと突出している。 A shaft portion 32fb is formed at the other end of the first link member 32f. For example, the shaft portion 32fb is the outer peripheral side surface of the first link member 32f (here, the outer peripheral side surface of the first link member 32f is the inner peripheral side surface of the first link member 32f (center side of the base end member 32a). (which is opposite to the side facing)). The shaft portion 32fb protrudes outward from the base end member 32a along the radial direction of the base end member 32a.

第２リンク部材３２ｇは、直線状に延びている棒状の部材である。第２リンク部材３２ｇは、第２回転対偶部において、第１リンク部材３２ｆにそれぞれ回転可能に接続されている。より具体的には、第２リンク部材３２ｇの一方端には、貫通穴３２ｇａが形成されている。第２リンク部材３２ｇは、貫通穴３２ｇａに軸部３２ｆｂが挿入されることにより、第１リンク部材３２ｆに接続されている。第２リンク部材３２ｇは、軸部３２ｆｂにナット等が取り付けられることにより、軸部３２ｆｂからの脱落が抑制されている。 The second link member 32g is a rod-shaped member extending linearly. The second link member 32g is rotatably connected to the first link member 32f at the second rotational pair. More specifically, a through hole 32ga is formed at one end of the second link member 32g. The second link member 32g is connected to the first link member 32f by inserting the shaft portion 32fb into the through hole 32ga. The second link member 32g is prevented from coming off from the shaft portion 32fb by attaching a nut or the like to the shaft portion 32fb.

第１リンク部材３２ｆと第２リンク部材３２ｇとの接続は、軸部３２ｆｂの中心軸周りに回転可能となっている。すなわち、第２回転対偶部は、第２リンク部材３２ｇの一方端に形成された３２ｇａと軸部３２ｆｂとで構成されており、その中心軸は、軸部３２ｆｂの中心軸に一致している。 The connection between the first link member 32f and the second link member 32g is rotatable around the central axis of the shaft portion 32fb. That is, the second rotational pair portion is composed of 32ga formed at one end of the second link member 32g and the shaft portion 32fb, and the central axis thereof coincides with the central axis of the shaft portion 32fb.

第１回転対偶部の中心軸及び第２回転対偶部の中心軸は、球面リンク作動装置３２の球面リンク中心点３２ｊにおいて交差している。すなわち、回転軸３２ａｈ及び軸部３２ｆｂの中心軸は、球面リンク中心点３２ｊにおいて交差している。 The central axis of the first rotational pair and the central axis of the second rotational pair intersect at the spherical link center point 32 j of the spherical link actuator 32 . That is, the central axes of the rotating shaft 32ah and the shaft portion 32fb intersect at the spherical link central point 32j.

第３リンク部材３２ｈは、直線状に延びている棒状の部材である。第３リンク部材３２ｈは、第３回転対偶部において、第２リンク部材３２ｇに回転可能に接続されている。より具体的には、第２リンク部材３２ｇの他方端には、第３リンク部材３２ｈの一方端を受け入れる凹部が形成されている。第２リンク部材３２ｇの他方端には、貫通穴が形成されている。当該貫通穴は、上記の凹部に面する位置に形成されている。第３リンク部材３２ｈの一方端には、貫通穴３２ｈａが形成されている。 The third link member 32h is a rod-shaped member extending linearly. The third link member 32h is rotatably connected to the second link member 32g at the third rotational pair. More specifically, the other end of the second link member 32g is formed with a recess for receiving one end of the third link member 32h. A through hole is formed at the other end of the second link member 32g. The through hole is formed at a position facing the recess. A through hole 32ha is formed at one end of the third link member 32h.

第２リンク部材３２ｇの他方端に形成された貫通穴と第３リンク部材３２ｈの一方端に形成された貫通穴３２ｈａは、第３リンク部材３２ｈの一方端が上記の凹部に受け入れられた状態において、直線状に並んでいる。第２リンク部材３２ｇの他方端に形成された貫通穴及び第３リンク部材３２ｈの一方端に形成された貫通穴３２ｈａに連結部材３２ｈｂを挿入することにより、第３リンク部材３２ｈは、第２リンク部材３２ｇに回転可能に接続されている。なお、連結部材３２ｈｂは、例えばボルト及びナットである。 The through hole formed at the other end of the second link member 32g and the through hole 32ha formed at the one end of the third link member 32h can , arranged in a straight line. By inserting the connecting member 32hb into the through hole formed at the other end of the second link member 32g and the through hole 32ha formed at one end of the third link member 32h, the third link member 32h is connected to the second link. It is rotatably connected to member 32g. In addition, the connecting member 32hb is, for example, a bolt and a nut.

第２リンク部材３２ｇと第３リンク部材３２ｈとの接続は、連結部材３２ｈｂの中心軸周りに回転可能となっている。すなわち、第３回転対偶部は、第３リンク部材３２ｈの一方端に形成された貫通穴３２ｈａと、第２リンク部材３２ｇの他方端に形成された貫通穴と、連結部材３２ｈｂとで構成されており、その中心軸は、連結部材３２ｈｂの中心軸に一致している。第３回転対偶部の中心軸（すなわち、連結部材３２ｈｂの中心軸）は、第２回転対偶部の中心軸（すなわち、軸部３２ｆｂの中心軸）と直交していることが好ましい。 The connection between the second link member 32g and the third link member 32h is rotatable around the central axis of the connecting member 32hb. That is, the third rotating pair portion is composed of a through hole 32ha formed at one end of the third link member 32h, a through hole formed at the other end of the second link member 32g, and a connecting member 32hb. and its central axis coincides with the central axis of the connecting member 32hb. It is preferable that the central axis of the third rotational joint portion (that is, the central axis of the connecting member 32hb) is orthogonal to the central axis of the second rotational joint portion (that is, the central axis of the shaft portion 32fb).

第３リンク部材３２ｈの他方端には、貫通穴３２ｈｃが形成されている。第４リンク部材３２ｉには、第３リンク部材３２ｈの他方端を受け入れる凹部が形成されている。第４リンク部材３２ｉは、当該凹部に面する壁部３２ｉａを有している。壁部３２ｉａには、当該凹部につながる貫通穴が形成されている。 A through hole 32hc is formed at the other end of the third link member 32h. A recess is formed in the fourth link member 32i to receive the other end of the third link member 32h. The fourth link member 32i has a wall portion 32ia facing the recess. The wall portion 32ia is formed with a through-hole leading to the recess.

第３リンク部材３２ｈの他方端に形成された貫通穴３２ｈｃ及び壁部３２ｉａに形成された貫通穴は、直線状に並んでいるとともに、連結部材３２ｉｂが挿入されている。連結部材３２ｉｂは、例えばボルト及びナットである。これにより、第３リンク部材３２ｈと第４リンク部材３２ｉとの接続は、連結部材３２ｉｂの中心軸周りに回転可能となっている。 A through hole 32hc formed at the other end of the third link member 32h and a through hole formed in the wall portion 32ia are aligned linearly, and a connecting member 32ib is inserted therein. The connecting member 32ib is, for example, a bolt and nut. Thereby, the connection between the third link member 32h and the fourth link member 32i is rotatable around the central axis of the connecting member 32ib.

すなわち、第４リンク部材３２ｉは、第４回転対偶部において、第３リンク部材３２ｈに回転可能に接続されている。そして、第４回転対偶部は、第３リンク部材３２ｈの他方端に形成された貫通穴３２ｈｃと、壁部３２ｉａに形成された貫通穴と、連結部材３２ｉｂとで構成されており、その中心軸は、連結部材３２ｉｂの中心軸に一致している。第４回転対偶部の中心軸（すなわち、連結部材３２ｉｂの中心軸）は、第３回転対偶部の中心軸（すなわち、連結部材３２ｈｂの中心軸）と平行になっていることが好ましい。 That is, the fourth link member 32i is rotatably connected to the third link member 32h at the fourth rotational pair. The fourth rotational pair portion is composed of a through hole 32hc formed at the other end of the third link member 32h, a through hole formed in the wall portion 32ia, and a connecting member 32ib. coincides with the central axis of the connecting member 32ib. It is preferable that the central axis of the fourth rotational joint portion (that is, the central axis of the connecting member 32ib) is parallel to the central axis of the third rotational joint portion (that is, the central axis of the connecting member 32hb).

第４リンク部材３２ｉは、ベース部３２ｉｃを有している。ベース部３２ｉｃの平面形状は、円形である。ベース部３２ｉｃの中央には、貫通穴が形成されている。リンク機構３２ｃ～リンク機構３２ｅのベース部３２ｉｃは、当該貫通穴が互いに重なるように、積層されている。ベース部３２ｉｃは、合わせて先端部材３２ｂを構成している。当該貫通穴には、連結部材３２ｉｄが挿入されている。連結部材３２ｉｄは、例えばボルト及びナットである。 The fourth link member 32i has a base portion 32ic. The planar shape of the base portion 32ic is circular. A through hole is formed in the center of the base portion 32ic. The base portions 32ic of the link mechanisms 32c to 32e are stacked such that the through holes overlap each other. The base portion 32ic together constitutes a tip member 32b. A connecting member 32id is inserted into the through hole. The connecting member 32id is, for example, a bolt and nut.

第４リンク部材３２ｉは、連結部材３２ｉｄの中心軸（第２中心軸）に回転可能に先端部材３２ｂに接続されている。すなわち、ベース部３２ｉｃに形成された貫通穴及び連結部材３２ｉｄで第５回転対偶部が構成されており、リンク機構３２ｃ～リンク機構３２ｅの第５回転対偶部は、一カ所に重なるように配置されていることになる。第５回転対偶部の中心軸（すなわち、連結部材３２ｉｄの中心軸）は、第１回転対偶部の中心軸及び第２回転対偶部の中心軸と球面リンク中心点３２ｊにおいて交差している。第５回転対偶部の中心軸は、第３回転対偶部の中心軸及び第４回転対偶部の中心軸とねじれた配置になっている。例えば、第５回転対偶部の中心軸は、第３回転対偶部の中心軸及び第４回転対偶部の中心軸と直交している。 The fourth link member 32i is rotatably connected to the tip member 32b about the central axis (second central axis) of the connecting member 32id. That is, the through hole formed in the base portion 32ic and the connecting member 32id constitute a fifth rotational pair portion, and the fifth rotational pair portions of the link mechanisms 32c to 32e are arranged so as to overlap in one place. It means that The central axis of the fifth rotational pair (that is, the central axis of the connecting member 32id) intersects the central axis of the first rotational pair and the central axis of the second rotational pair at the spherical link center point 32j. The central axis of the fifth rotational pair portion is twisted with respect to the central axis of the third rotational pair portion and the central axis of the fourth rotational pair portion. For example, the central axis of the fifth rotational pair is orthogonal to the central axis of the third rotational pair and the central axis of the fourth rotational pair.

リンク機構３２ｃ～リンク機構３２ｅの第１リンク部材３２ｆにおいて、第１回転対偶部の中心軸周りの回転角度をそれぞれ変更することにより、先端部材３２ｂの位置を任意に変更することができる。より具体的には、球面リンク作動装置３２においては、上述のような構成とすることにより、球面リンク中心点３２ｊを中心とする球面上を先端部材３２ｂが移動する。すなわち、先端部材３２ｂの位置は、球面リンク中心点３２ｊを原点とする極座標（ｒ，θ，φ）で表すことができる。 In the first link member 32f of the link mechanisms 32c to 32e, the position of the distal end member 32b can be arbitrarily changed by changing the rotation angles of the first rotating pairs around the central axis. More specifically, in the spherical link actuation device 32, the tip member 32b moves on a spherical surface centered on the spherical link center point 32j due to the configuration as described above. That is, the position of the tip member 32b can be represented by polar coordinates (r, θ, φ) with the spherical link center point 32j as the origin.

ここで、中心間距離ｒ（第１半径）は、球面リンク中心点３２ｊと先端部材３２ｂの中心との距離である。折れ角θは、先端部材３２ｂの中心から垂直方向に降ろした直線が基端部材３２ａとリンク機構３２ｃ～リンク機構３２ｅの第１回転対偶部の中心軸を含む平面と交わる点と球面リンク中心点３２ｊとを通る直線と第５回転対偶部の中心軸とがなす角度である。旋回角φは、先端部材３２ｂの中心から垂直方向に降ろした直線がリンク機構３２ｃ～リンク機構３２ｅの第１回転対偶部の中心軸を含む平面と交わる点と球面リンク中心点３２ｊとを通る直線とリンク機構３２ｃの第１回転対偶部の中心軸とがなす角度である。 Here, the center-to-center distance r (first radius) is the distance between the spherical link center point 32j and the center of the tip member 32b. The bending angle θ is defined by a point where a straight line drawn vertically from the center of the distal end member 32b intersects with a plane containing the central axes of the base end member 32a and the first rotating pairs of the link mechanisms 32c to 32e, and the center point of the spherical link. 32j and the central axis of the fifth rotational pair. The turning angle φ is a straight line passing through the spherical link center point 32j and the point where a straight line drawn vertically from the center of the tip member 32b intersects the plane containing the center axes of the first rotational pairs of the link mechanisms 32c to 32e. and the central axis of the first rotating pair of the link mechanism 32c.

以上のように、球面リンク作動装置３２において、先端部材３２ｂは、球面リンク中心点３２ｊを中心とする半径が中心間距離ｒの球面上を移動可能であるとともに、当該移動とは独立して第５回転対偶部の中心軸に沿って先端部材３２ｂを移動させて中心間距離ｒを可変とすることができる。このように、球面リンク作動装置３２は、先端部材３２ｂを合計３自由度で移動させることができる。 As described above, in the spherical link actuation device 32, the tip member 32b can move on the spherical surface with the radius r centering on the spherical link center point 32j and the center-to-center distance r. The tip member 32b can be moved along the center axis of the five-rotation pair to make the center-to-center distance r variable. Thus, the spherical link actuator 32 can move the tip member 32b with a total of three degrees of freedom.

球面リンク作動装置３２は、基端部材３２ａにおいて、回転アクチュエータ３１に取り付けられている。また、エンドエフェクタ４は、先端部材３２ｂにおいて、球面リンク作動装置３２に取り付けられている。なお、図示されていないが、球面リンク作動装置３２は、基端部材３２ａにおいて直動ユニット２（ステージ２３ａ）に取り付けられていてもよく、回転アクチュエータ３１は、先端部材３２ｂにおいて球面リンク作動装置３２に取り付けられていてもよい。この場合、エンドエフェクタ４は、回転アクチュエータ３１に取り付けられる。いずれの場合においても、エンドエフェクタ４は、直動ユニット２の動作及び回転ユニット３の動作により、合計７自由度の移動が可能となる。なお、回転ユニット３が回転アクチュエータ３１を有していない場合は、直動ユニット２の動作及び回転ユニット３の動作により、合計６自由度の移動が可能となる。 A spherical link actuator 32 is attached to the rotary actuator 31 at a proximal member 32a. Also, the end effector 4 is attached to the spherical link actuator 32 at the tip member 32b. Although not shown, the spherical link actuator 32 may be attached to the linear motion unit 2 (stage 23a) at the proximal end member 32a, and the rotary actuator 31 may be attached to the spherical link actuator 32 at the distal end member 32b. may be attached to the In this case, the end effector 4 is attached to the rotary actuator 31 . In either case, the end effector 4 can move with a total of 7 degrees of freedom by the motion of the linear motion unit 2 and the motion of the rotation unit 3 . If the rotary unit 3 does not have the rotary actuator 31, the operation of the direct-acting unit 2 and the operation of the rotary unit 3 enable movement with a total of six degrees of freedom.

球面リンク作動装置３２は、原点姿勢にある状態において連結部材３２ｉｄの中心軸が回転アクチュエータの中心軸と一致するように配置されていることが好ましい。球面リンク作動装置３２は、先端部材３２ｂの位置が極座標（ｒ，θ，φ）＝（ｒ，０，０）で表される状態にある際、原点姿勢にあることになる。 The spherical link actuator 32 is preferably arranged such that the central axis of the connecting member 32id coincides with the central axis of the rotary actuator in the state of being in the origin posture. The spherical link actuator 32 is in the origin posture when the position of the tip member 32b is represented by polar coordinates (r, θ, φ)=(r, 0, 0).

以上をまとめると、球面リンク作動装置３２は、パラレルリンク機構を有している。このパラレルリンク機構は、基端部材３２ａと、先端部材３２ｂと、リンク機構３２ｃ～リンク機構３２ｅとを有している。リンク機構３２ｃ～リンク機構３２ｅは、基端部材３２ａと先端部材３２ｂとを接続するように構成されている。リンク機構３２ｃ～リンク機構３２ｅは、先端部材３２ｂの基端部材３２ａに対する姿勢を変更可能に構成されている。リンク機構３２ｃ～リンク機構３２ｅのそれぞれは、第１リンク部材３２ｆと、第２リンク部材３２ｇと、第３リンク部材３２ｈと、第４リンク部材３２ｉとを有している。第１リンク部材３２ｆは、第１回転対偶部において基端部材３２ａに回転可能に接続されている。第２リンク部材３２ｇは、第１リンク部材３２ｆに第２回転対偶部において回転可能に接続されている。第３リンク部材３２ｈは、第２リンク部材３２ｇに第３回転対偶部において回転可能に接続されている。第４リンク部材３２ｉは、第３リンク部材３２ｈに第４回転対偶部において回転可能に接続されている。第４リンク部材３２ｉは、先端部材３２ｂに第５回転対偶部において回転可能に接続されている。リンク機構３２ｃ～リンク機構３２ｅにおいては、第１回転対偶部の中心軸と第２回転対偶部の中心軸とが、球面リンク中心点３２ｊにおいて交わっている。リンク機構３２ｃ～リンク機構３２ｅの第５回転対偶部の中心軸は、互いに重なり合っているとともに、球面リンク中心点３２ｊと交わっている。 In summary, the spherical link actuator 32 has a parallel link mechanism. This parallel link mechanism has a proximal end member 32a, a distal end member 32b, and link mechanisms 32c to 32e. The link mechanisms 32c to 32e are configured to connect the proximal end member 32a and the distal end member 32b. The link mechanisms 32c to 32e are configured to be able to change the posture of the distal end member 32b with respect to the proximal end member 32a. Each of the link mechanisms 32c to 32e has a first link member 32f, a second link member 32g, a third link member 32h, and a fourth link member 32i. The first link member 32f is rotatably connected to the base end member 32a at the first rotational pair. The second link member 32g is rotatably connected to the first link member 32f at the second rotational pair. The third link member 32h is rotatably connected to the second link member 32g at the third rotational pair. The fourth link member 32i is rotatably connected to the third link member 32h at the fourth rotational pair. The fourth link member 32i is rotatably connected to the tip member 32b at the fifth rotational pair. In the link mechanisms 32c to 32e, the central axis of the first rotational pair and the central axis of the second rotational pair intersect at the spherical link center point 32j. The central axes of the fifth rotational pairs of the link mechanisms 32c to 32e overlap each other and intersect the spherical link center point 32j.

このパラレルリンク機構において、第３回転対偶部の中心軸及び第４回転対偶部の中心軸は、互いに平行であるとともに、第２回転対偶部の中心軸と交差していてもよい。このパラレルリンク機構において、第３回転対偶部の中心軸及び第４回転対偶部の中心軸は、第２回転対偶部の中心軸に直交していてもよい。 In this parallel link mechanism, the central axis of the third rotational joint portion and the central axis of the fourth rotational joint portion may be parallel to each other and intersect the central axis of the second rotational joint portion. In this parallel link mechanism, the central axis of the third rotational joint portion and the central axis of the fourth rotational joint portion may be orthogonal to the central axis of the second rotational joint portion.

球面リンク作動装置３２は、さらに、姿勢制御用駆動源３２ａｅ～姿勢制御用駆動源３２ａｇを有している。姿勢制御用駆動源３２ａｅ～姿勢制御用駆動源３２ａｇは、リンク機構３２ｃ～リンク機構３２ｅにそれぞれ設置されている。姿勢制御用駆動源３２ａｅ～姿勢制御用駆動源３２ａｇは、基端部材３２ａに対する先端部材３２ｂの姿勢を任意に変更することができるように構成されている。 The spherical link actuator 32 further has attitude control drive sources 32ae to attitude control drive sources 32ag. The attitude control drive sources 32ae to 32ag are installed in the link mechanisms 32c to 32e, respectively. The attitude control drive source 32ae to attitude control drive source 32ag are configured to be able to arbitrarily change the attitude of the tip member 32b with respect to the base end member 32a.

＜第１実施形態に係る作業装置の効果＞
作業装置１０においては、エンドエフェクタ４の大きな移動は直動ユニット２が担い、エンドエフェクタ４の小さな移動（エンドエフェクタ４先端の姿勢制御等）は回転ユニット３が担う。直動ユニット２を駆動させると、当該駆動に伴って振動等が発生するとともに、エンドエフェクタ４の移動に必要な時間も増加する。しかしながら、作業装置１０においては、細かい作業を行う際に直動ユニット２を駆動する必要が無いため、細かい作業を効率的かつ精度よく行うことが可能となる。 <Effects of the working device according to the first embodiment>
In the working device 10 , the linear motion unit 2 is responsible for large movements of the end effector 4 , and the rotation unit 3 is responsible for small movements of the end effector 4 (posture control of the tip of the end effector 4 , etc.). When the linear motion unit 2 is driven, vibration or the like is generated along with the driving, and the time required to move the end effector 4 is increased. However, in the work device 10, it is not necessary to drive the linear motion unit 2 when performing fine work, so fine work can be performed efficiently and accurately.

また、作業装置１０においては、直動ユニット２が第１方向Ｘ、第２方向Ｙ及び第３方向Ｚにおけるエンドエフェクタ４の位置の決定に寄与し、回転アクチュエータ３１がθ_３（θ_３は、回転アクチュエータ３１の回転軸周りの回転角度）の決定に寄与し、球面リンク作動装置３２がθ_１（θ_１は、回転アクチュエータ３１の回転軸に直交する平面をｘｙ平面とした場合のｘ軸周りの回転角度）及びθ_２（θ_２は、回転アクチュエータ３１の回転軸に直交する平面をｘｙ平面とした場合のｙ軸周りの回転角度）の決定に寄与する。したがって、エンドエフェクタ４の位置及び姿勢に関する各パラメータと各構成要素（直動ユニット２、回転アクチュエータ３１及び球面リンク作動装置３２）との対応関係が理解しやすく、姿勢教示作業などの動作パターンの設定が容易となる。 In the working device 10, the linear motion unit 2 contributes to determining the position of the end effector 4 in the first direction X, the second direction Y, and the third direction Z, and the rotary actuator 31 rotates θ ₃ (θ ₃ is The rotation angle about the rotation axis of the rotary actuator 31), and the spherical link actuator 32 contributes to the determination of θ ₁ (θ ₁ is the x-axis angle when the plane orthogonal to the rotation axis of the rotary actuator 31 is the xy plane. ) and θ ₂ (θ ₂ is the rotation angle about the y-axis when the plane orthogonal to the rotation axis of the rotary actuator 31 is the xy plane). Therefore, it is easy to understand the correspondence relationship between each parameter relating to the position and orientation of the end effector 4 and each component (the linear motion unit 2, the rotary actuator 31 and the spherical link actuator 32). becomes easier.

さらに、作業装置１０においては、先端部材３２ｂの中心軸（すなわち、第５回転対偶部の中心軸）に沿う方向での細かい作業を行う場合に、折れ角θ及び旋回角φを固定して中心間距離ｒのみを調整すればよいため、作業装置全体の移動量を小さくすることができる。 Furthermore, in the working device 10, when fine work is performed in the direction along the central axis of the tip member 32b (that is, the central axis of the fifth rotating pair), the bending angle θ and the turning angle φ are fixed and the center Since it is sufficient to adjust only the distance r, it is possible to reduce the amount of movement of the working device as a whole.

作業装置１０において、ステージ２１ａ、ステージ２２ａ及びステージ２３ａが設置台５とは反対側に設けられている場合、作業空間を広げることができるとともに、作業空間に作業者が手を入れるような場合でも、安全性を確保しやすくなる。 In the work device 10, when the stage 21a, the stage 22a, and the stage 23a are provided on the side opposite to the installation table 5, the work space can be expanded, and even when the worker puts his hand in the work space, , making it easier to ensure safety.

作業装置１０において、球面リンク作動装置３２が、原点姿勢にある状態において連結部材３２ｉｄの中心軸が回転アクチュエータ３１の中心軸と一致するように配置されている場合、エンドエフェクタ４の位置に関する座標計算が簡単になり、作業者が作業装置の動作をイメージしやすくなる。 In the working device 10, when the spherical link actuator 32 is arranged so that the central axis of the connecting member 32id coincides with the central axis of the rotary actuator 31 in the state of being in the origin posture, the coordinate calculation regarding the position of the end effector 4 is performed. is simplified, and the operator can easily imagine the operation of the work device.

作業装置１０において、回転アクチュエータ３１が直動ユニット２に取り付けられ、球面リンク作動装置３２が回転アクチュエータ３１に取り付けられ、かつエンドエフェクタ４が球面リンク作動装置３２に取り付けられている場合、球面リンク作動装置３２は、エンドエフェクタ４のみを駆動すればよい。そのため、この場合には、球面リンク作動装置３２の駆動負荷が小さくなり、球面リンク作動装置３２をコンパクト化することが可能となる。 In the work device 10, when the rotary actuator 31 is attached to the linear motion unit 2, the spherical link actuator 32 is attached to the rotary actuator 31, and the end effector 4 is attached to the spherical link actuator 32, spherical link actuation The device 32 only has to drive the end effector 4 . Therefore, in this case, the drive load of the spherical link actuation device 32 is reduced, and the spherical link actuation device 32 can be made compact.

（第２実施形態）
以下に、第２実施形態に係る作業装置２０に関する説明を行う。なお、第１実施形態に係る作業装置１０と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。
＜第２実施形態に係る作業装置の構成＞
図６は、第２実施形態に係る作業装置２０の正面図である。図６に示されるように、作業装置２０において、架台１は、第１部分１１及び第２部分１２に加え、第３部分１３を有している。第３部分１３は、第１部分１１の他方端から作業装置２０の設置面に向かって延在することで、作業装置２０の設置面上において第１部分１１を支持している。第３部分１３は、例えば第３方向Ｚに沿って延在している。このことを別の観点からいえば、作業装置２０においては、架台１は、門型の形状を有している。 (Second embodiment)
The working device 20 according to the second embodiment will be described below. Differences from the working device 10 according to the first embodiment will be mainly described, and redundant description will not be repeated.
<Configuration of Working Device According to Second Embodiment>
FIG. 6 is a front view of the working device 20 according to the second embodiment. As shown in FIG. 6 , in the work device 20 , the gantry 1 has a third portion 13 in addition to the first portion 11 and the second portion 12 . Third portion 13 supports first portion 11 on the installation surface of work device 20 by extending from the other end of first portion 11 toward the installation surface of work device 20 . The third portion 13 extends along the third direction Z, for example. From another point of view, in the working device 20, the gantry 1 has a gate shape.

作業装置２０は、直動ユニット２に加えて、直動ユニット６（第２直動ユニット）を有している。直動ユニット６の構成は直動ユニット２の構成と同様であるため、その詳細な説明は省略する。作業装置２０は、回転ユニット３に加えて、回転ユニット７（第２回転ユニット）を有している。回転ユニット７の構成は回転ユニット３の構成と同様であるため、その詳細な説明は省略する。 The work device 20 has a linear motion unit 6 (second linear motion unit) in addition to the linear motion unit 2 . Since the configuration of the linear motion unit 6 is the same as the configuration of the linear motion unit 2, detailed description thereof will be omitted. The work device 20 has a rotation unit 7 (second rotation unit) in addition to the rotation unit 3 . Since the configuration of the rotation unit 7 is similar to that of the rotation unit 3, detailed description thereof will be omitted.

作業装置２０は、エンドエフェクタ４に加えて、エンドエフェクタ８（第２エンドエフェクタ）を有している。エンドエフェクタ８は、エンドエフェクタ４と同一のエンドエフェクタであってもよく、エンドエフェクタ４と異なるエンドエフェクタであってもよい。具体例としては、エンドエフェクタ４がピン等の挿入を行うハンドであり、エンドエフェクタ８がラベルの貼付等を行う真空パッドである。 The working device 20 has an end effector 8 (second end effector) in addition to the end effector 4 . The end effector 8 may be the same end effector as the end effector 4 or may be an end effector different from the end effector 4 . As a specific example, the end effector 4 is a hand for inserting a pin or the like, and the end effector 8 is a vacuum pad for attaching a label or the like.

エンドエフェクタ８は、エンドエフェクタ４との間でワークＷを挟み込むように配置されている。すなわち、作業装置２０は、双腕型の構成となっている。 The end effector 8 is arranged so as to sandwich the work W between itself and the end effector 4 . That is, the work device 20 has a dual-arm configuration.

＜第２実施形態に係る作業装置の効果＞
作業装置２０は、上記のとおり、双腕型の構成となっている。そのため、作業者の代わりとなる作業（例えば、部品の組み立て）を行うことが可能となる。 <Effects of the working device according to the second embodiment>
The work device 20 has a dual-arm configuration as described above. Therefore, it becomes possible to perform work (for example, assembly of parts) instead of the worker.

作業装置２０においては、架台１が門型の構造を有している。そのため、作業装置２０によると、架台１の剛性が向上するとともに、当該門型の構造の内側にコンベアを通すことにより、ライン作業を容易に行うことが可能となる。 In the work device 20, the gantry 1 has a portal structure. Therefore, according to the working device 20, the rigidity of the gantry 1 is improved, and line work can be easily performed by passing the conveyor through the inside of the portal structure.

以上のように本発明の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。 Although the embodiment of the present invention has been described as above, it is also possible to modify the above-described embodiment in various ways. Also, the scope of the present invention is not limited to the embodiments described above. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, and is intended to include all changes within the meaning and scope of equivalence to the scope of claims.

上記の実施形態は、作業装置に特に有利に適用される。 The above embodiments are particularly advantageously applied to working devices.

１０作業装置、１架台、１１第１部分、１２第２部分、１３第３部分、２直動ユニット、２１第１直動アクチュエータ、２２第２直動アクチュエータ、２３第３直動アクチュエータ、２１ａ，２２ａ，２３ａステージ、２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ駆動部、３回転ユニット、３１回転アクチュエータ、３２球面リンク作動装置、３２ａ基端部材、３２ａａ，３２ａｂ，３２ａｃ固定部、３２ａｄ貫通穴、３２ａｅ，３２ａｆ，３２ａｇ姿勢制御用駆動源、３２ａｈ回転軸、３２ｂ先端部材、３２ｃ，３２ｄ，３２ｅリンク機構、３２ｆ第１リンク部材、３２ｆａ貫通穴、３２ｆｂ軸部、３２ｇ第２リンク部材、３２ｇａ貫通穴、３２ｈ第３リンク部材、３２ｈａ貫通穴、３２ｈｂ連結部材、３２ｈｃ貫通穴、３２ｉ第４リンク部材、３２ｉａ壁部、３２ｉｂ連結部材、３２ｉｃベース部、３２ｉｄ連結部材、３２ｊ球面リンク中心点、３３取り付け部材、４エンドエフェクタ、５設置台、６直動ユニット、７回転ユニット、８エンドエフェクタ、２０作業装置、Ｗワーク、Ｘ第１方向、Ｙ第２方向、Ｚ第３方向、ｒ中心間距離。 10 work device 1 base 11 first part 12 second part 13 third part 2 linear motion unit 21 first linear motion actuator 22 second linear motion actuator 23 third linear motion actuator 21a, 22a, 23a Stage 21b, 22b, 23b Actuator 3 Rotation Unit 31 Rotation Actuator 32 Spherical Link Actuator 32a Base End Member 32aa, 32ab, 32ac Fixing Part 32ad Through Hole 32ae, 32af, 32ag Posture Drive source for control 32ah rotary shaft 32b tip member 32c, 32d, 32e link mechanism 32f first link member 32fa through hole 32fb shaft portion 32g second link member 32ga through hole 32h third link member , 32ha through hole, 32hb connection member, 32hc through hole, 32i fourth link member, 32ia wall portion, 32ib connection member, 32ic base portion, 32id connection member, 32j spherical link center point, 33 attachment member, 4 end effector, 5 Installation table 6 Linear motion unit 7 Rotation unit 8 End effector 20 Work device W Work X first direction Y Second direction Z Third direction r Distance between centers.

Claims

a first linear motion unit;
a first rotary unit having a first spherical link actuator and attached to the first linear motion unit;
A first end effector attached to the first rotating unit and performing work on the work,
The first linear motion unit is configured to move the first rotation unit with three translational degrees of freedom,
The first spherical link actuating device is movable on a spherical surface having a first radius around the center of rotation of the first spherical link actuating device, and the first tip is variable in the first radius. a member, and is configured to be able to change the position and posture of the first end effector by moving the first tip member,
The first spherical link actuator further includes a first proximal member, a first link mechanism , a second link mechanism and a third link mechanism ,
Each of the first link mechanism , the second link mechanism, and the third link mechanism includes a first link member rotatably connected to the first base end member at a first rotation pair portion; a second link member rotatably connected to the first link member at a joint portion; a third link member rotatably connected to the second link member at a third rotational joint portion; a fourth link member rotatably connected to the third link member at the pair portion and rotatably connected to the first tip member at the fifth rotation pair portion;
In the first link mechanism , the second link mechanism and the third link mechanism , the central axes of the fifth rotating pair parts overlap each other,
In the first link mechanism , the second link mechanism, and the third link mechanism , the central axis of the first rotational joint portion, the central axis of the second rotational joint portion, and the central axis of the fifth rotational joint portion are A working device that intersects the center of rotation of the first spherical link actuator.

the first rotary unit further comprising a first rotary actuator;
The work device of claim 1, wherein the first rotary actuator is configured to rotate the first end effector about a first central axis.

further comprising an installation table on which the work is placed,
3. The working device according to claim 2, wherein said first linear motion unit is composed of a linear motion actuator provided with a stage on the side opposite to said installation table.

The first spherical link actuating device is arranged such that a second central axis, which is the central axis of the first end member, coincides with the first central axis in the origin posture of the first spherical link actuating device.
The working device according to claim 2 or 3.

The first proximal member is attached to the first rotary actuator,
The first rotary actuator is attached to the first linear motion unit,
The working device according to any one of claims 2 to 4, wherein the first end effector is attached to the first tip member.

a second linear motion unit;
a second rotary unit having a second spherical link actuator and attached to the second linear motion unit;
a second end effector attached to the second rotating unit and performing work on the workpiece;
The second linear motion unit is configured to move the second rotation unit with three translational degrees of freedom,
The second spherical link actuating device is movable on a spherical surface having a second radius centering on the center of rotation of the second spherical link actuating device, and the second tip is variable in the second radius. a member, and is configured to be able to change the position and posture of the second end effector by moving the second end member,
The second spherical link actuator further includes a second base end member, a fourth link mechanism, a fifth link mechanism and a sixth link mechanism,
Each of the fourth link mechanism, the fifth link mechanism, and the sixth link mechanism includes a fifth link member rotatably connected to the second base end member at a sixth rotation pair portion; a sixth link member rotatably connected to the fifth link member at a joint portion; a seventh link member rotatably connected to the sixth link member at an eighth rotational joint portion; an eighth link member rotatably connected to the seventh link member at the pair portion and rotatably connected to the second tip member at the tenth rotation pair portion;
In the fourth link mechanism, the fifth link mechanism, and the sixth link mechanism, the central axes of the tenth rotational pair portions overlap each other,
In the fourth link mechanism, the fifth link mechanism, and the sixth link mechanism, the central axis of the sixth rotational joint portion, the central axis of the seventh rotational joint portion, and the central axis of the tenth rotational joint portion are The work device according to any one of claims 1 to 5 , which intersects the center of rotation of the second spherical link actuator .

the second rotary unit further comprises a second rotary actuator;
7. The work device of claim 6, wherein the second rotary actuator is configured to rotate the second end effector about a third central axis.