JP7293844B2 - ロボット - Google Patents

Description

本開示は、ロボットに関する。

特許文献１には、ロボットと作業者が同じ作業空間内で共同して作業を行う技術が提案されており、ロボットの周囲の物体に対する安全性を高めるために、アームの表面にやわらかい部材が配されていることが開示されている。

特開２０１８－１７６２９２号公報

しかし、特許文献１のロボットにおいては、やわらかい部材で覆われていない領域がある。やわらかい部材で覆われていない領域が、ロボットの周囲の物体と接触すると、物体が破損する可能性があった。

本開示の一形態によれば、ロボットが提供される。このロボットは、カバーが設けられており、回動軸まわりに回動するアームを備える。前記カバーは、第１剛性を有する第１部材と、前記第１剛性よりも剛性が高い第２剛性を有する第２部材と、を有する。前記第２部材は、前記回動軸の方向から見て、前記第１部材の最外周の部位よりも前記回動軸の側に位置する。

第１実施形態のロボットシステム１を示す説明図である。 第２部材Ｐ１２の正面図である。 Ｚ軸負方向に向かってアーム要素Ａ１２の先端部を見たときの平面図である。 第２実施形態のロボットシステム１Ｂを示す説明図である。

Ａ．第１実施形態：
Ａ１．ロボットシステムの構成：
図１は、第１実施形態のロボットシステム１を示す説明図である。本実施形態のロボットシステム１は、ロボット１００と、動作制御装置３０と、エンドエフェクターＥＥと、を備える。図１において、技術の理解を容易にするために、ロボット座標系ＲＣを示す。ロボット座標系ＲＣは、水平面上において互いに直交するＸ軸とＹ軸と、鉛直上向きを正方向とするＺ軸とによって規定される３次元の直交座標系である。

ロボット１００は、スカラロボットである。本明細書において、「スカラロボット」とは、いわゆる水平多関節ロボットであり、アームを構成するアーム要素であって、互いに平行な方向を回動軸として回動する複数のアーム要素を備え、それら複数のアーム要素の回動軸と垂直な方向を回動軸とするアーム要素を備えないロボットである。

ロボット１００は、４個の関節Ｊ１１～Ｊ１４を備えたアーム１１０を有する４軸ロボットである。アーム１１０は、関節Ｊ１１を介して、基台１８０に支持されている。アーム１１０は、アーム１１０の先端に取りつけられるエンドエフェクターＥＥを移動させることができる。なお、本明細書において、「移動」は、位置の変化と、姿勢の変化と、を含む。図１においては、技術の理解を容易にするため、エンドエフェクターＥＥを単純な円柱形で示している。

アーム１１０において、関節Ｊ１１，Ｊ１２，Ｊ１４は、ロボット座標系ＲＣのＺ軸方向に平行な方向を回動軸とする回転関節である。関節Ｊ１３は、Ｚ軸方向に平行な方向に動作する直動関節である。関節Ｊ１１，Ｊ１２，Ｊ１４の回動の中心軸を、図１において、回動軸Ａｘ１１，Ａｘ１２，Ａｘ１４として示す。

アーム１１０を構成する複数の関節のうち互いに隣接する関節と関節の間の構成要素を、本明細書において「アーム要素」と呼ぶ。図１において、関節Ｊ１１と関節Ｊ１２の間のアーム要素Ａ１１、関節Ｊ１２と関節Ｊ１３の間のアーム要素Ａ１２、およびアーム１１０の先端を構成し関節Ｊ１３，Ｊ１４によって動かされるアーム要素Ａ１３を、符号を付して示す。

アーム要素Ａ１１は、関節Ｊ１１を介して、基台１８０に接続されている。アーム要素Ａ１１は、回動軸Ａｘ１１まわりに回動する。アーム要素Ａ１２は、回動軸Ａｘ１２まわりに回動する。アーム要素Ａ１３は、回動軸Ａｘ１４まわりに回動する。アーム要素Ａ１３は、回動軸Ａｘ１２および回動軸Ａｘ１４に平行な方向に移動する。なお、本明細書において「平行」には、完全な平行に対して±２°までの向きの範囲を含む。

ロボット１００は、関節Ｊ１１～Ｊ１４に、それぞれサーボモーター４１０と、減速機５１０と、トルクセンサー６１０と、を備える。サーボモーター４１０は、動作制御装置３０に制御されて、その出力軸を回転させる。減速機５１０は、サーボモーター４１０の出力軸の回転を減速させてアーム要素に伝達する。トルクセンサー６１０は、回転関節Ｊ１１，Ｊ１２，Ｊ１４が外部から受けているトルクを検出する。図１においては、関節Ｊ１２を駆動するサーボモーター４１０と減速機５１０とトルクセンサー６１０を、符号を付して示す。

ロボット１００は、関節Ｊ１１～Ｊ１４を、それぞれ関節に設けられたサーボモーターで回動または直進させることにより、アーム１１０の先端部に取りつけられたエンドエフェクターＥＥを、３次元空間中の指定された位置に指定された姿勢で配することができる。なお、３次元空間におけるエンドエフェクターＥＥの位置を代表する地点、すなわち制御点を、ＴＣＰ（Tool Center Point）とも呼ぶ。

基台１８０は、床部８００に対して固定され、アーム１１０を支持している。基台１８０には、力検出部ＳＦ１１が設けられている。より具体的には、力検出部ＳＦ１１は、基台１８０と床部８００との間に、位置する。力検出部ＳＦ１１は、水晶圧電素子を備える力センサーである。力検出部ＳＦ１１は、アーム１１０に直接または間接に加えられる力を検出することができる。なお、本明細書において、「力」は、直線的に作用する力と、トルクとを含む。本明細書において、力の「方向」は、直線的な方向と、回転方向と、を含む。

力検出部ＳＦ１１は、外部、すなわち、力検出部ＳＦ１１以外の構成から加えられる、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の力と、Ｘ軸に対応する回転軸であるＵ軸、Ｙ軸に対応する回転軸であるＶ軸、Ｚ軸に対応する回転軸であるＷ軸まわりのトルクを検出することができる。その結果、力検出部ＳＦ１１は、力検出部ＳＦ１１以外の構成であるアーム１１０に作用するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の力と、Ｕ軸、Ｖ軸、Ｗ軸まわりのトルクを測定することができる。力検出部ＳＦ１１の出力は、動作制御装置３０に送信され、ロボット１００の制御に使用される。

床部８００は、力検出部ＳＦ１１を介して、基台１８０を支持している。床部８００は、ロボット１００が設置される工場の床である。図１においては、技術の理解を容易にするため、床部８００を長方形の平面で示す。

エンドエフェクターＥＥは、アーム１１０の先端に取りつけられている。エンドエフェクターＥＥは、動作制御装置３０に制御されて、作業の対象物であるワークピースをつかむことができ、また、つかんでいるワークピースを離すことができる。その結果、たとえば、エンドエフェクターＥＥとロボット１００とは、動作制御装置３０に制御されて、ワークピースをつかんで移動させることができる。なお、図１においては、技術の理解を容易にするため、ワークピースの図示を省略し、エンドエフェクターＥＥを単純な円柱形で示している。

動作制御装置３０は、ロボット１００の動作を制御する制御装置である。動作制御装置３０は、ロボット１００に接続されている。動作制御装置３０は、プロセッサーであるＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０２、ＲＯＭ（Read-Only Memory）３０３を備える。動作制御装置３０には、ロボット１００を制御するための制御プログラムがインストールされている。動作制御装置３０においては、ハードウェア資源としてのＣＰＵ３０１、ＲＡＭ３０２、ＲＯＭ３０３と、制御プログラムとが協働する。具体的には、ＣＰＵ３０１が、ＲＯＭ３０３に記憶されたコンピュータープログラムをＲＡＭ３０２にロードして実行することによって、様々な機能を実現する。なお、本明細書においては、動作制御装置３０とロボット１００とをまとめて、広義の「ロボット」と呼ぶことがある。ロボット１００がスカラロボットである場合には、動作制御装置３０とロボット１００とをまとめて、広義の「スカラロボット」と呼ぶ。

Ａ２．ロボットシステムの動作モード：
ロボットシステム１は、ダイレクトティーチによって制御点の教示を行われることができる。ロボットシステム１は、教示に基づいて作業が行われる通常の動作モードと、教示が行われる教示の動作モードとを有する。ロボットシステム１は、さらに、教示の動作モードとして、ダイレクトティーチによる教示の動作モードと、動作制御装置３０に教示点を送信するツールであるティーチングペンダントによる教示の動作モードと、を有する。

ダイレクトティーチによる教示においては、教示者は、エンドエフェクターＥＥおよびアーム要素Ａ１２に対して外力を加えることによって、ロボット１００の制御点を目標位置に配する。そして、教示者は、後述する教示操作部ＴＣ１０を介して、その位置を教示点として動作制御装置３０に教示する。エンドエフェクターＥＥまたはロボット１００に加えられた外力は、力検出部ＳＦ１１によって検知される。ダイレクトティーチにおいてロボットシステム１が教示を受ける処理は、力検出部ＳＦ１１からの出力に基づいて、動作制御装置３０のＣＰＵ３０１によって実行される。

ティーチングペンダントによる教示においては、教示者は、図示しないティーチングペンダントを介してロボット１００の制御点を目標位置に配する。そして、教示者は、ティーチングペンダントを介して、その位置を教示点として動作制御装置３０に教示する。ティーチングペンダントを介してロボットシステム１が教示を受ける処理は、図示しないティーチングペンダントのＣＰＵおよび動作制御装置３０のＣＰＵ３０１によって実行される。

Ａ３．アームのカバーの構成：
アーム１１０には、カバーが設けられている。具体的には、アーム要素Ａ１１は、カバーＣ１１に覆われている。アーム要素Ａ１２は、カバーＣ１２に覆われている。なお、本明細書において、「カバー」は、アーム１１０の姿勢を維持するための部材の周囲に配され、表面に露出している部材である。カバーは、必ずしも、アーム１１０の姿勢を維持するための部材から、容易に取り外せるものである必要はない。アーム１１０の姿勢を維持するための部材は、たとえば、アルミ合金によって構成されている。なお、本明細書において、アーム１１０の構成要素のうち「カバー」に覆われている部材を、狭義の「アーム」と呼ぶ。

アーム要素Ａ１２のカバーＣ１２は、第１部材Ｐ１１と、第２部材Ｐ１２と、を有する。第１部材Ｐ１１は、所定の第１剛性を有する。第２部材Ｐ１２は、第１剛性よりも剛性が高い第２剛性を有する。なお、本明細書における「剛性」の大きさは、それぞれの部材を構成する素材で構成された同一形状のサンプルに対して、対応する部位に同一の外力を与えた場合に、各サンプルが変形する変形量の大きさによって、決定する。第１部材Ｐ１１は、具体的には、主としてウレタンフォームで構成されている。第２部材Ｐ１２は、具体的には、主としてＡＢＳ樹脂で構成されている。

第２部材Ｐ１２は、回動軸Ａｘ１２の方向から見て、第１部材Ｐ１１の最外周の部位Ｐ１１１よりも回動軸Ａｘ１２の側、すなわち、部位Ｐ１１１よりも回動軸Ａｘ１２に近い位置に位置する（図１の上段左部参照）。本明細書において、「部材の最外周の部位」とは、その部材の各部位のうち、その部材が回転移動される際の回転の中心軸からの距離が、最も長い部位をいう。アーム要素Ａ１２の第１部材Ｐ１１および第２部材Ｐ１２が回転移動される際の回転の中心軸は、回動軸Ａｘ１２である。なお、本明細書において、回動軸の方向から見たときの状態を、「回動軸に沿った位置から見た平面視」における状態、とも呼ぶ。

このような構成とすることにより、回動軸Ａｘ１２を中心としたアーム要素Ａ１２の回動によって、アーム要素Ａ１２が他の物体に接触する場合に、第２部材Ｐ１２が他の物体と接触する可能性よりも、第１部材Ｐ１１が他の物体と接触する可能性を、高くすることができる。その結果、一部に剛性が高い素材で構成されている部位Ｐ１２を備えるスカラロボット１００において、スカラロボット１００の周囲の物体を破損させる可能性を低減することができる。

第２部材Ｐ１２は、平面Ｐ１２Ｌと、突出部Ｐ１２Ｐと、湾曲部Ｐ１２Ｃと、を備える。平面Ｐ１２Ｌは、回動軸Ａｘ１２からアーム１１０が伸びている方向Ｄ１２と逆の方向に沿ってアーム１１０を見たときに視認できる面である。平面Ｐ１２Ｌは、回動軸Ａｘ１２からアーム１１０が伸びている方向Ｄ１２に略垂直な平面である。突出部Ｐ１２Ｐは、突出部Ｐ１２Ｐを囲む平面Ｐ１２Ｌに比べて、回動軸Ａｘ１２から遠ざかる方向Ｄ１２に向かって突出している。突出部Ｐ１２Ｐは、その側面が内側に向かって凸の形状を有し、回動軸Ａｘ１２から遠ざかるに従って曲率半径が小さくなる略円錐台形状を有する。湾曲部Ｐ１２Ｃは、平面Ｐ１２ＬのＺ軸負方向の端に接続されており、第１部材Ｐ１１の最外周の部位Ｐ１１１に近づくに従って回動軸Ａｘ１２から遠ざかる、つまり、第１部材Ｐ１１の最外周の部位Ｐ１１１に近づくに従って方向Ｄ１２に突出する曲面である。平面Ｐ１２ＬのＺ軸正方向の端を含む部位は、曲面ではなく、平面である（図１の上段左部参照）。

図２は、第２部材Ｐ１２の正面図である。第２部材Ｐ１２は、方向Ｄ１２とは逆の向きに沿って見たときに、回動軸Ａｘ１２に平行な方向に沿って長い長円形の外形を有する。第２部材Ｐ１２は、方向Ｄ１２とは逆の向きに沿って見たときに、その外周を第１部材Ｐ１１に囲まれている。第２部材Ｐ１２は、発光部Ｌ１０と、教示操作部ＴＣ１０と、を備える。

発光部Ｌ１０は、緑色および橙色で選択的に発光することができる。発光部Ｌ１０は、具体的には、リング状のＬＥＤである。発光部Ｌ１０は、第２部材Ｐ１２の長手方向の両端のうち、Ｚ軸正方向側の端に近い位置に設けられている。発光部Ｌ１０は、ロボットシステム１がダイレクトティーチによる教示の動作モードで動作しているとき、緑色に点灯する。発光部Ｌ１０は、ロボットシステム１がダイレクトティーチによる教示の動作モード以外の動作モードで動作しているときであって、関節Ｊ１１～Ｊ１４のサーボモーターがオンである場合に、橙色に点灯する。

教示操作部ＴＣ１０は、制御点の位置を教示することに用いられる操作部である。より具体的には、教示操作部ＴＣ１０は、ダイレクトティーチの動作モードに移行する操作、ダイレクトティーチの動作モードにおいて教示を行う操作などの各種の操作を行うことに用いられるユーザーインターフェイスである。教示操作部ＴＣ１０は、発光部Ｌ１０に対してＺ軸負方向側の位置に設けられている。

教示操作部ＴＣ１０がアーム１１０に設けられていることにより、以下のような効果が得られる。すなわち、ダイレクトティーチによる教示においては、教示者は、エンドエフェクターＥＥおよびアーム要素Ａ１２に対して外力を加えてロボット１００の制御点を目標位置に配した後、アーム１１０に設けられている教示操作部ＴＣ１０を操作して容易に教示を行うことができる。

教示操作部ＴＣ１０は、オンの操作が実行されたことを明確に特定するために、第１部材Ｐ１１を構成する素材よりも剛性が高い素材で構成されていることが好ましい。このため、上記の構成とすることにより、回動軸Ａｘ１２を中心としたアーム要素Ａ１２の回転が行われた場合に、剛性が高い教示操作部ＴＣ１０が他の物体と接触する可能性を、より剛性が低い第１部材Ｐ１１が他の物体と接触する可能性に比べて、低くすることができる。その結果、スカラロボット１００において、スカラロボットの周囲の物体を破損させる可能性を低減することができる。

教示操作部ＴＣ１０は、ボタン群Ｂ１０と、ボタンＢ２０，Ｂ３０，Ｂ４０，Ｂ５０と、を備える。

ボタン群Ｂ１０は、略円錐台状の突出部Ｐ１２Ｐ（図１の上段左部参照）の端面に設けられている。このような構成とすることにより、ユーザーは、自分の方に向かって突出する突出部Ｐ１２Ｐの端面に設けられた教示操作部ＴＣ１０のボタン群Ｂ１０を操作することになる。その結果、スカラロボット１００に位置を教示する際の操作が容易となる。

ボタン群Ｂ１０は、移動ボタンＢ１１，Ｂ１２，Ｂ１３，Ｂ１４と、ハンドボタンＢ１５と、ビジョンボタンＢ１６と、決定ボタンＢ１９と、を備える。

移動ボタンＢ１１は、ロボット１００に対する制御点の教示の際に、関節Ｊ１３を動かして、制御点をＺ軸正方向に移動させるためのボタンである（図１のＪ１３参照）。移動ボタンＢ１２は、ロボット１００に対する制御点の教示の際に、関節Ｊ１３を動かして、制御点をＺ軸負方向に移動させるためのボタンである（図１のＪ１３参照）。

移動ボタンＢ１３，Ｂ１４は、ロボット１００に対する制御点の教示の際に、関節Ｊ１４を動かして、制御点を回転移動させるためのボタンである（図１のＪ１４参照）。移動ボタンＢ１３が押されると、制御点は、Ｚ軸負方向に向かって右ねじが回転する方向とは逆の方向に回転する。移動ボタンＢ１４が押されると、制御点は、Ｚ軸負方向に向かって右ねじが回転する方向に回転する。

ハンドボタンＢ１５は、ロボット１００に対する制御点の教示の際に、エンドエフェクターＥＥを開閉させるためのボタンである。ハンドボタンＢ１５が押されるたびに、エンドエフェクターＥＥは、開状態と閉状態を交互にとる。

ビジョンボタンＢ１６は、ロボット１００に対する制御点の教示の際に、エンドエフェクターＥＥに設けられたカメラで撮影を行わせる教示点を教示するためのボタンである。

決定ボタンＢ１９は、決定ボタンＢ１９がオンされたときの制御点の位置を教示点とすることを、動作制御装置３０に教示するためのボタンである。決定ボタンＢ１９がオンされると、そのときの制御点の位置が、教示点として登録される。教示点の位置の情報は、動作制御装置３０のＲＡＭ３０２に格納される。

ボタンＢ２０は、ロボット１００の動作中にアーム１１０が他の物体と接触して、ロボット１００が緊急停止した場合に、ロボット１００の動作を再開させるためのボタンである。アーム１１０が他の物体と接触したことは、力検出部ＳＦ１１からの信号に基づいて、ＣＰＵ３０１によって検出される（図１の下段右部参照）。

ボタンＢ３０は、ダイレクトティーチの動作モードと、ティーチングペンダントによる教示の動作モードとを切り替えることに用いられるボタンである。ボタンＢ３０が押されるたびに、ロボット１００は、ダイレクトティーチの動作モードと、ティーチングペンダントによる教示の動作モードとで、交互に動作する。ダイレクトティーチによる教示の動作モードにおいて、発光部Ｌ１０は、緑色に点灯する（図２の上段参照）。ティーチングペンダントによる教示の動作モードにおいて、発光部Ｌ１０は、橙色に点灯する。

突出部Ｐ１２Ｐに設けられたボタンＢ３０をこのような構成とすることにより、ユーザーは、ボタンＢ３０を操作して、ダイレクトティーチを行う動作モードを開始させ、ダイレクトティーチを行う動作モードにおいて、周囲の平面Ｐ１２Ｌに比べて突出している突出部Ｐ１２Ｐを持って、好ましい位置にアーム１１０の制御点を配し、教示を行うことができる。その結果、スカラロボット１００に位置を教示する際の操作が容易となる。

ボタンＢ４０，Ｂ５０は、ユーザーが任意に機能を設定することができるボタンである。

図３は、Ｚ軸負方向に向かってアーム要素Ａ１２の先端部を見たときの平面図である。図３においては、第２部材Ｐ１２のうち、平面Ｐ１２Ｌは、横方向に伸びる線分として表される。平面Ｐ１２Ｌを表す線分の上に、略円錐台状の突出部Ｐ１２Ｐが表されている。突出部Ｐ１２Ｐの方向Ｄ１２の正方向側に、湾曲部Ｐ１２Ｃが表されている。

図３に示すように、第１部材Ｐ１１の外輪郭は、第２部材Ｐ１２の各構成を囲んでいる。第２部材Ｐ１２の各構成を囲んでいる第１部材Ｐ１１の外輪郭は、曲線Ｐ１１Ｃを描いている。このような構成とすることにより、第１部材Ｐ１１または第２部材Ｐ１２によって、スカラロボット１００の周囲の物体を破損させる可能性を低減することができる。

第１部材Ｐ１１の最外周の部位Ｐ１１１と、第１部材Ｐ１１を含むアーム要素Ａ１２の回転移動の中心軸である回動軸Ａｘ１２との距離Ｒ１１は、第２部材Ｐ１２の最外周の部位Ｐ１２１と回動軸Ａｘ１２との距離Ｒ２１よりも長い（図３の下段右部参照）。すなわち、第２部材Ｐ１２は、回動軸Ａｘ１２の方向から見て、第１部材Ｐ１１の最外周の部位Ｐ１１１よりも回動軸Ａｘ１２の側に位置する。

第１部材Ｐ１１の最外周の部位Ｐ１１１と回動軸Ａｘ１２との距離Ｒ１１は、突出部Ｐ１２Ｐの最外周の部位Ｐ１２２と回動軸Ａｘ１２との距離Ｒ２２（図３の中段右部参照）よりも長い。すなわち、突出部Ｐ１２Ｐは、回動軸Ａｘ１２の方向から見て、第１部材Ｐ１１の最外周の部位Ｐ１１１よりも回動軸Ａｘ１２の側に位置する。また、距離Ｒ２２は、距離Ｒ２１よりも小さい。

このような構成とすることにより、回動軸Ａｘ１２を中心としたアーム要素Ａ１２の回動によって、アーム要素Ａ１２が他の物体に接触する際には、突出部Ｐ１２Ｐが他の物体と接触する可能性よりも、第２部材Ｐ１２の他の部位Ｐ１２Ｌ，Ｐ１２Ｃや第１部材Ｐ１１が、他の物体と接触する可能性が、高くなる。その結果、突出部Ｐ１２Ｐを備えるスカラロボット１００において、スカラロボット１００の周囲の物体を突出部Ｐ１２Ｐによって破損させる可能性を低減することができる。

第２部材Ｐ１２は、回動軸Ａｘ１２の方向から見て、アーム要素Ａ１３と第１部材Ｐ１１の最外周の部位Ｐ１１１との間に位置する（図３の中央部参照）。

このような構成とすることにより、アーム１１０の角度位置によらず、ユーザーは、アーム１１０の先端Ｐ１１１の到達可能範囲外から、第２部材Ｐ１２を視認しやすい。また、ユーザーは、アーム１１０の先端Ｐ１１１とスカラロボット１００の基台１８０との間の位置に移動することなく、第２部材Ｐ１２に接触できる。このため、第２部材Ｐ１２に教示操作部ＴＣ１０が設けられている態様において、教示操作部ＴＣ１０を介して容易にユーザーとの間で情報の交換をすることができる。

アーム要素Ａ１２は、向かい合う第１部材Ｐ１１の外輪郭の曲線Ｐ１１Ｃの端部Ｐ１１ｅと第２部材Ｐ１２の端部Ｐ１２ｅとが９０°より大きい角度θ１で交わる接続部位ＰＣを有する（図３の中段右部および左部参照）。なお、本明細書においては、二つの面Ａ，Ｂについての「交わる」という用語は、直接、接している二つの面Ａ，Ｂの記述に使用されるほか、間に他の面Ｃを挟んで配されている二つの面Ａ，Ｂの端部同士の相対角度の記述にも使用する。第１部材Ｐ１１の外輪郭の曲線Ｐ１１Ｃの端部Ｐ１１ｅと第２部材Ｐ１２の端部Ｐ１２ｅとのなす角は、接続部位ＰＣにおける第１部材Ｐ１１の外輪郭の曲線Ｐ１１Ｃの端部Ｐ１１ｅの接線と、第２部材Ｐ１２の端部Ｐ１２ｅの接線とがなす角であって、第１部材Ｐ１１と第２部材Ｐ１２が位置する側の角度である。第１部材Ｐ１１の外輪郭の曲線Ｐ１１Ｃの端部Ｐ１１ｅと第２部材Ｐ１２の端部Ｐ１２ｅとがなす角度θ１は、３次元空間において、第１部材Ｐ１１の外輪郭の曲線Ｐ１１Ｃの端部Ｐ１１ｅと第２部材Ｐ１２の端部Ｐ１２ｅとなす角度が、もっとも小さくなる平面において測定される。

このような構成とすることにより、第１部材Ｐ１１の外輪郭の曲線Ｐ１１Ｃの端部Ｐ１１ｅと第２部材Ｐ１２の端部Ｐ１２ｅとの接続部位ＰＣによって、スカラロボット１００の周囲の物体を破損させる可能性を低減することができる。

本実施形態におけるボタンＢ３０を、「操作部」とも呼ぶ。アーム要素Ａ１３を、「シャフト」とも呼ぶ。アーム１１０の一部としてのアーム要素Ａ１２を、広義の「アーム」とも呼ぶ。制御点の位置と「アームの位置」とも呼ぶ。

Ｂ．第２実施形態：
図４は、第２実施形態のロボットシステム１Ｂを示す説明図である。第２実施形態のロボットシステム１Ｂは、アーム要素Ａ１２のカバーＣ１２Ｂに、さらに、第３部材Ｐ１３を備えている。第２実施形態のロボットシステム１Ｂの他の点は、第１実施形態のロボットシステム１と同じである。

第３部材Ｐ１３は、第１剛性よりも剛性が高い第２剛性を有する。具体的には、第３部材Ｐ１３は、第２部材Ｐ１２と同じ素材で構成されている。

第３部材Ｐ１３は、回動軸Ａｘ１２の方向から見て、第１部材Ｐ１１の最外周の部位Ｐ１１１（図１および図３参照）よりも回動軸Ａｘ１２の側に位置する。より具体的には、第３部材Ｐ１３は、アーム要素Ａ１２の側面において、凹状に設けられている。なお、アーム要素Ａ１２の「側面」は、アーム要素Ａ１２の表面を構成する面のうち方向Ｄ１２に沿って伸びる面であって、Ｘ軸とＹ軸とで規定される平面に対する角度よりも、方向Ｄ１２とＺ軸とで規定される平面に対する角度が小さい面である。

このような構成とすることにより、回動軸Ａｘ１２を中心としたアーム要素Ａ１２の回動によって、アーム要素Ａ１２が他の物体に接触する場合に、第３部材Ｐ１３が他の物体と接触する可能性よりも、第１部材Ｐ１１が他の物体と接触する可能性を、高くすることができる。その結果、一部に剛性が高い素材で構成されている部位Ｐ１３を備えるスカラロボット１００において、スカラロボット１００の周囲の物体を破損させる可能性を低減することができる。

アーム要素Ａ１２の側面の表面を構成する第１部材Ｐ１１の表面は、略平面である。そして、第３部材Ｐ１３は、アーム要素Ａ１２の側面の表面から内側に、略直方体の空間を画定するように、凹んでいる。その結果、アーム要素Ａ１２の側面の表面を構成する第１部材Ｐ１１の端部Ｐ１１ｅ２と第３部材Ｐ１３の端部Ｐ１３ｅとは、９０°で接続している。

このような構成とすることにより、スカラロボット１００の周囲の物体が第３部材Ｐ１３に接触する可能性を低減することができる。

第３部材Ｐ１３は、発光部Ｌ１０と、教示操作部ＴＣ１０Ｂと、を備える。第２実施形態のロボットシステム１Ｂにおける発光部Ｌ１０と教示操作部ＴＣ１０Ｂとの相対的な配置は、図３および図２に示すように、第１実施形態のロボットシステム１における発光部Ｌ１０と教示操作部ＴＣ１０との相対的な配置とは異なる。第２実施形態のロボットシステム１Ｂにおける発光部Ｌ１０と教示操作部ＴＣ１０Ｂの他の点は、第１実施形態のロボットシステム１における発光部Ｌ１０と、教示操作部ＴＣ１０と同じである。

すなわち、教示操作部ＴＣ１０Ｂは、ボタン群Ｂ１０と、ボタンＢ２０，Ｂ３０，Ｂ４０，Ｂ５０と、を備える。第２実施形態における発光部Ｌ１０と、ボタン群Ｂ１０と、ボタンＢ２０，Ｂ３０，Ｂ４０，Ｂ５０の構成および機能は、第２実施形態における発光部Ｌ１０と、ボタン群Ｂ１０と、ボタンＢ２０，Ｂ３０，Ｂ４０，Ｂ５０の構成および機能と同じである。

その結果、ロボットシステム１Ｂにおける発光部Ｌ１０と教示操作部ＴＣ１０とは、第１実施形態のロボットシステム１における発光部Ｌ１０と教示操作部ＴＣ１０と、同様の効果を奏する。

本実施形態における第３部材Ｐ１３と第２部材Ｐ１２とを、まとめて、広義の「第２部材」とも呼ぶ。

Ｃ．他の実施形態：
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

Ｃ１．他の形態１：
（１）上記実施形態においては、第１部材Ｐ１１はウレタンフォームで構成されており、第２部材Ｐ１２は、ＡＢＳ樹脂で構成されている。しかし、第１部材Ｐ１１は、シリコンゴムなど、他の素材で構成されることもできる。ただし、ウレタンフォームで構成される第１部材Ｐ１１は、耐薬品性に優れ、シリコンゴムに比べてカバーを軽量にすることができる。第２部材Ｐ１２は、ポリプロピレン、ＰＥＴなど、他の素材で構成されることもできる。ただし、第２部材は、第１剛性よりも剛性が高い第２剛性を有することが好ましい。

（２）上記第２実施形態においては、第３部材Ｐ１３は、第２部材Ｐ１２と同じ素材で構成されている。しかし、第３部材Ｐ１３は、第２部材Ｐ１２とは異なる素材で構成されることもできる。また、第１部材Ｐ１１、第２部材Ｐ１２、および第３部材Ｐ１３は、それぞれ複数の素材から構成されることができる。第１部材Ｐ１１、第２部材Ｐ１２、および第３部材Ｐ１３は、それぞれ複数の素材から構成されている場合には、各部材の剛性は、各部材のうち最も大きい体積部分を構成する素材の剛性とする。

Ｃ２．他の形態２：
上記実施形態においては、第２部材Ｐ１２は、発光部Ｌ１０と、教示操作部ＴＣ１０と、を備える（図２参照）。しかし、第２部材Ｐ１２は、発光部Ｌ１０を備え、教示操作部ＴＣ１０を備えない態様とすることもできる。発光部Ｌ１０は光を透過する部材を備える。そして、光を透過する部材であって、経時変化が少ない部材は、剛性が高くなる場合がある。よって、第２部材Ｐ１２が発光部Ｌ１０を備える態様とすれば、そのような剛性が高い部材によって、スカラロボットの周囲の物体を破損させる可能性を低減することができる。さらに、第２部材Ｐ１２は、発光部Ｌ１０も教示操作部ＴＣ１０も備えず、他の構成を備える態様とすることもできる。

Ｃ３．他の形態３：
（１）上記実施形態においては、教示操作部ＴＣ１０のボタン群Ｂ１０は、略円錐台状の突出部Ｐ１２Ｐの端面に設けられている（図１の上段左部および図２の下段参照）。しかし、教示操作部ＴＣ１０のすべてが突出部Ｐ１２Ｐの端面に設けられている態様とすることもできる。また、教示操作部ＴＣ１０は、突出部Ｐ１２Ｐの端面に設けられていない態様とすることもできる。たとえば、ボタン群Ｂ１０は、第２部材Ｐ１２の平面Ｐ１２Ｌに設けられていてもよい。

（２）上記実施形態においては、突出部Ｐ１２Ｐは、その側面が内側に向かって凸の形状を有する略円錐台形状を有する（図１の上段左部および図２の下段参照）。しかし、突出部Ｐ１２Ｐは、円柱状など、他の形状でも受けられることもできる。ただし、突出部は、突出部を囲む部位に比べて、回動軸からアームが伸びている方向に向かって突出していることが好ましい。

Ｃ４．他の形態４：
（１）上記実施形態においては、基台１８０には、力検出部ＳＦ１１が設けられている（図１参照）。しかし、力検出部ＳＦ１１は、アームの先端など、他の部位に設けられていてもよい。また、各関節に設けられたトルクセンサー６１０を、力検出部として機能させて、ダイレクトティーチを行うこともできる。

（２）上記実施形態においては、教示操作部ＴＣ１０は、ダイレクトティーチを行う動作モードを開始させるボタンＢ３０を有する。しかし、教示操作部ＴＣ１０が、ダイレクトティーチを行う動作モードを開始させる操作部を備えず、ダイレクトティーチを行う動作モードを開始させる操作部が他の部位に設けられている態様とすることもできる。

Ｃ５．他の形態５：
上記第１実施形態においては、第２部材Ｐ１２のすべてが、回動軸Ａｘ１２の方向から見て、アーム要素Ａ１３と第１部材Ｐ１１の最外周の部位Ｐ１１１との間に位置する（図３参照）。しかし、第２実施形態のロボットシステム１Ｂのように、第１部材の第１剛性よりも剛性が高い第２剛性を有する部材の一部は、アーム要素Ａ１３よりも回動軸Ａｘ１２の側にある位置など、他の位置に設けられていてもよい（図４のＰ１３参照）。
また、第２部材Ｐ１２のすべてが、回動軸Ａｘ１２の方向から見て、アーム要素Ａ１３と第１部材Ｐ１１の最外周の部位Ｐ１１１との間ではない位置に設けられていてもよい。

Ｃ６．他の形態６：
上記第１実施形態において、アーム要素Ａ１２は、隣接する第１部材Ｐ１１の端部Ｐ１１ｅと第２部材Ｐ１２の端部Ｐ１２ｅとが、９０°より大きい角度θ１で交わる接続部位ＰＣを有する（図３の中段右部および左部参照）。しかし、アーム要素Ａ１２は、第１部材Ｐ１１の端部Ｐ１１ｅと第２部材Ｐ１２の端部Ｐ１２ｅとが上記第１実施形態においては、９０°より大きい角度θ１で交わる接続部位ＰＣを有さない態様とすることもできる。たとえば、第２実施形態において、第１部材Ｐ１１および第３部材Ｐ１３を備え、第２部材Ｐ１２を有さない態様とすることもできる。
また、アーム要素Ａ１２は、回動軸Ａｘ１２に沿った位置から見た平面視で、第１部材Ｐ１１の端部Ｐ１１ｅと第２部材Ｐ１２の端部Ｐ１２ｅとが、９０°以下の角度で交わる接続部位を有する態様とすることもできる。そのような構成とすることにより、スカラロボット１００の周囲の物体が第２部材Ｐ１２に接触する可能性を低減することができる。

Ｃ７．他の形態７：
上記第２実施形態において、アーム要素Ａ１２の側面の表面を構成する第１部材Ｐ１１の端部Ｐ１１ｅ２と第３部材Ｐ１３の端部Ｐ１３ｅとは、９０°で接続している（図４参照）。しかし、第１部材Ｐ１１の端部Ｐ１１ｅ２と第３部材Ｐ１３の端部Ｐ１３ｅとは、８０°や７０°など、他の角度で配されていてもよい。また、第１部材の端部と、第１部材よりも高い剛性を有する部材の端部とは、１２０°や１４０°など、９０°より大きい角度で交わっていてもよい（図３のθ１参照）。

Ｄ．さらに他の形態：
（１）本開示の一形態によれば、ロボットが提供される。このロボットは、回動軸まわりに回動するアームと、第１剛性を有する第１部材と、前記第１剛性よりも剛性が高い第２剛性を有する第２部材と、を有し、前記アームに設けられ、前記回動軸に沿った位置から見た平面視で、前記第２部材が前記第１部材の最外周よりも前記回動軸に近い位置に位置するカバーと、を備える。
このような態様においては、回動軸を中心としたアームの回動によって、アームが他の物体に接触する場合に、第２部材が他の物体と接触する可能性を低減させることができる。その結果、一部に剛性が高い素材で構成されている部位を備えるスカラロボットにおいて、スカラロボットの周囲の物体を破損させる可能性を低減することができる。

（２）上記形態のスカラロボットであって、前記第２部材は、前記アームの位置を教示することに用いられる教示操作部を含む、態様とすることもできる。
ロボットの教示操作部は、オンされたことを明確に特定するために、第１部材を構成する素材よりも剛性が高い素材で、少なくとも一部が構成されていることが好ましい。上記の態様とすれば、回動軸を中心としたアームの回転が行われた場合に、剛性が高い教示操作部が他の物体と接触する可能性を、より剛性が低い第１部材が他の物体と接触する可能性に比べて、低くすることができる。その結果、教示操作部を備えるスカラロボットにおいて、スカラロボットの周囲の物体を破損させる可能性を低減することができる。

（３）上記形態のスカラロボットであって、前記第２部材は、突出部を有し、前記突出部は、前記回動軸から遠ざかる方向に突出しており、前記教示操作部は、前記突出部に設けられている、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、ユーザーは、突出部に設けられた教示操作部を操作することになる。その結果、スカラロボットに位置を教示する際の操作が容易となる。

（４）上記形態のスカラロボットであって、動作制御装置と、前記アームに直接または間接に加えられる力を検出することができる力検出部と、を備え、前記教示操作部は、前記動作制御装置に教示点を送信するティーチングペンダントによる教示の動作モードと、前記力検出部からの出力に基づいて行われるダイレクトティーチによる教示の動作モードと、を切り替えることに用いられる操作部を有する、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、ユーザーは、操作部を操作して、ダイレクトティーチを行う動作モードを開始させ、ダイレクトティーチを行う動作モードにおいて、突出している突出部を持って、好ましい位置にアームを配し、教示を行うことができる。その結果、スカラロボットに位置を教示する際の操作が容易となる。

（５）上記形態のスカラロボットであって、前記アームに対して、前記回動軸に平行な方向に移動するシャフトを備え、前記第２部材は、前記回動軸に沿った位置から見た平面視で、前記シャフトと前記第１部材の最外周との間に位置する部分を有する、態様とすることもできる。
このような態様においては、アームの角度位置によらず、ユーザーは、アームの先端の到達可能範囲外から、第２部材を視認しやすい。また、ユーザーは、アームの先端とスカラロボットの基台との間の位置に移動することなく、第２部材に接触できる。このため、第２部材にユーザーインターフェイスを設けることにより、容易にユーザーとの間で情報の交換をすることができる。

（６）上記形態のスカラロボットであって、前記回動軸に沿った位置から見た平面視で、前記第１部材の端部と前記第２部材の端部とが９０°より大きい角度で交わる、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、第１部材の端部と第２部材の端部との接続部位によって、スカラロボットの周囲の物体を破損させる可能性を低減することができる。

（７）上記形態のスカラロボットであって、前記回動軸に沿った位置から見た平面視で、前記第１部材の端部と前記第２部材の端部とが９０°以下の角度で交わる、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、スカラロボットの周囲の物体が第２部材に接触する可能性を低減することができる。

本開示の一形態によれば、ロボットが提供される。このロボットは、カバーが設けられており、回動軸まわりに回動するアームを備える。前記カバーは、第１剛性を有する第１部材と、前記第１剛性よりも剛性が高い第２剛性を有する第２部材と、を有する。前記第２部材は、前記回動軸の方向から見て、前記第１部材の最外周の部位よりも前記回動軸の側に位置する。
このような態様においては、回動軸を中心としたアームの回動によって、アームが他の物体に接触する場合に、第２部材が他の物体と接触する可能性を低減させることができる。その結果、一部に剛性が高い素材で構成されている部位を備えるスカラロボットにおいて、スカラロボットの周囲の物体を破損させる可能性を低減することができる。

上記形態のスカラロボットであって、前記第２部材は、前記アームの位置を教示するための教示操作部を含む、態様とすることもできる。
ロボットの教示操作部は、オンされたことを明確に特定するために、第１部材を構成する素材よりも剛性が高い素材で、少なくとも一部が構成されていることが好ましい。上記の態様とすれば、回動軸を中心としたアームの回転が行われた場合に、剛性が高い教示操作部が他の物体と接触する可能性を、より剛性が低い第１部材が他の物体と接触する可能性に比べて、低くすることができる。その結果、教示操作部を備えるスカラロボットにおいて、スカラロボットの周囲の物体を破損させる可能性を低減することができる。

上記形態のスカラロボットであって、前記第２部材は、突出部を有し、前記突出部は、前記第２部材に含まれ前記突出部を囲む部位に比べて、前記回動軸から遠ざかる方向に突出しており、前記教示操作部の少なくとも一部は、前記突出部に設けられている、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、ユーザーは、突出部に設けられた教示操作部を操作することになる。その結果、スカラロボットに位置を教示する際の操作が容易となる。

上記形態のスカラロボットであって、前記アームに直接または間接に加えられる力を検出することができる力検出部を備え、前記教示操作部は、前記力検出部からの出力に基づいてダイレクトティーチを行う動作モードを開始させる操作部を有する、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、ユーザーは、操作部を操作して、ダイレクトティーチを行う動作モードを開始させ、ダイレクトティーチを行う動作モードにおいて、周囲の部位に比べて突出している突出部を持って、好ましい位置にアームを配し、教示を行うことができる。その結果、スカラロボットに位置を教示する際の操作が容易となる。

上記形態のスカラロボットであって、前記アームに対して、前記回動軸に平行な方向に移動するシャフトを備え、前記第２部材は、前記回動軸の方向から見て、前記シャフトと前記第１部材の最外周の部位との間に位置する部分を有する、態様とすることもできる。
このような態様においては、アームの角度位置によらず、ユーザーは、アームの先端の到達可能範囲外から、第２部材を視認しやすい。また、ユーザーは、アームの先端とスカラロボットの基台との間の位置に移動することなく、第２部材に接触できる。このため、第２部材にユーザーインターフェイスを設けることにより、容易にユーザーとの間で情報の交換をすることができる。

上記形態のスカラロボットであって、前記第１部材の端部と前記第２部材の端部とが９０°より大きい角度で配されている部位を有する、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、第１部材の端部と第２部材の端部との接続部位によって、スカラロボットの周囲の物体を破損させる可能性を低減することができる。

上記形態のスカラロボットであって、前記第１部材の端部と前記第２部材の端部とが９０°以下の角度で配されている部位を有する、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、スカラロボットの周囲の物体が第２部材に接触する可能性を低減することができる。

本開示は、ロボット以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、ロボットのアーム、ロボットのアームを構成するアーム要素、ロボットの製造方法等の形態で実現することができる。

上述した本開示の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本開示の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本開示の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本開示の独立した一形態とすることも可能である。

１，１Ｂ…ロボットシステム、３０…動作制御装置、１００…スカラロボット、１１０…アーム、１８０…基台、３０１…ＣＰＵ、３０２…ＲＡＭ、３０３…ＲＯＭ、４１０…サーボモーター、５１０…減速機、６１０…トルクセンサー、８００…床部、Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３…アーム要素、Ａｘ１１，Ａｘ１２，Ａｘ１４…回動軸、Ｂ１０…ボタン群、Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１３，Ｂ１４…移動ボタン、Ｂ１５…ハンドボタン、Ｂ１６…ビジョンボタン、Ｂ１９…決定ボタン、Ｂ２０，Ｂ３０，Ｂ４０，Ｂ５０…ボタン、Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１２Ｂ…カバー、Ｄ１２…方向、ＥＥ…エンドエフェクター、Ｊ１１～Ｊ１４…関節、Ｌ１０…発光部、Ｐ１１…第１部材、Ｐ１１１…第１部材Ｐ１１の最外周の部位、Ｐ１１Ｃ…第１部材Ｐ１１の外輪郭の曲線、Ｐ１１ｅ…第１部材Ｐ１１の端部、Ｐ１２…第２部材、Ｐ１２１…第２部材Ｐ１２の最外周の部位、Ｐ１２２…突出部Ｐ１２Ｐの最外周の部位、Ｐ１２Ｃ…湾曲部、Ｐ１２Ｌ…平面、Ｐ１２Ｐ…突出部、Ｐ１２ｅ…第２部材Ｐ１２の端部、Ｐ１３…第３部材、ＰＣ…接続部位、Ｒ１１…第１部材Ｐ１１の最外周の部位Ｐ１１１と回動軸Ａｘ１２との距離、Ｒ２１…第２部材Ｐ１２の最外周の部位Ｐ１２１と回動軸Ａｘ１２との距離、Ｒ２２…突出部Ｐ１２Ｐの最外周の部位Ｐ１２２と回動軸Ａｘ１２との距離Ｒ２２、ＲＣ…ロボット座標系、ＳＦ１１…力検出部、ＴＣ１０，ＴＣ１０Ｂ…教示操作部、θ１…第１部材Ｐ１１の端部Ｐ１１ｅと第２部材Ｐ１２の端部Ｐ１２ｅとが接続している角度

Claims (6)

1. 回動軸まわりに回動するアームと、
   第１剛性を有する第１部材と、前記第１剛性よりも剛性が高い第２剛性を有する第２部材と、を有し、前記アームに設けられ、前記回動軸に沿った位置から見た平面視で、前記第２部材が前記第１部材の最外周よりも前記回動軸に近い位置に位置するカバーと、を備え、
   前記第２部材は、前記アームの位置を教示することに用いられる教示操作部を含む、スカラロボット。
2. 請求項１に記載のスカラロボットであって、
   前記第２部材は、突出部を有し、
   前記突出部は、前記回動軸から遠ざかる方向に突出しており、
   前記教示操作部は、前記突出部に設けられている、スカラロボット。
3. 請求項２記載のスカラロボットであって、
   動作制御装置と、
   前記アームに直接または間接に加えられる力を検出することができる力検出部と、を備え、
   前記教示操作部は、前記動作制御装置に教示点を送信するティーチングペンダントによる教示の動作モードと、前記力検出部からの出力に基づいて行われるダイレクトティーチによる教示の動作モードと、を切り替えることに用いられる操作部を有する、スカラロボット。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のスカラロボットであって、
   前記アームに対して、前記回動軸に平行な方向に移動するシャフトを備え、
   前記第２部材は、前記回動軸に沿った位置から見た平面視で、前記シャフトと前記第１部材の最外周との間に位置する部分を有する、スカラロボット。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載のスカラロボットであって、
   前記回動軸に沿った位置から見た平面視で、前記第１部材の端部と前記第２部材の端部とが９０°より大きい角度で交わる、スカラロボット。
6. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載のスカラロボットであって、
   前記回動軸に沿った位置から見た平面視で、前記第１部材の端部と前記第２部材の端部とが９０°以下の角度で交わる、スカラロボット。

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