JPH07308877A

JPH07308877A - ロボット装置

Info

Publication number: JPH07308877A
Application number: JP10356794A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Tanaka; 洋介田中; Yukihiko Kitano; 幸彦北野; Akira Yoshikawa; 章吉川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1994-05-18
Filing date: 1994-05-18
Publication date: 1995-11-28
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: JP3548228B2

Abstract

(57)【要約】【目的】複数のロボットアーム間の協調動作範囲を広
くとることができる上に、移動も作業環境を含めた状態
で簡単に行うことができる。【構成】協調動作が可能となっている複数本のロボッ
トアーム１を有するものにおいて、各ロボットアーム１
をヘッド４で吊り下げ支持する。ロボットアーム１で扱
うワークが配される作業台２と上記ヘッド４と支持柱３
で連結して、作業台２とヘッド４との間に上記ロボット
アーム１を配置する。各ロボットアーム１で扱うワーク
が配される作業台２が支持柱３を介してヘッド４と一体
となっているために、移動時には作業環境をそのまま移
動させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は協調動作させる複数のロ
ボットアームを備えているロボット装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】複数のロボットアームを接近させて配置
して、複数のロボットアームが協調動作を行うようにす
ると、ロボットアームに行わせることが作業内容を多様
なものとすることができるために、複雑な組立の自動化
も図ることができるが、この時、特開昭６３−２５６３
８４号公報に示されているように、複数のロボットアー
ムを個別に設置するものでは、広い設置スペースを必要
とするにもかかわらず、協調動作範囲が狭くて実行させ
ることができる作業内容についての制限が多く、更に移
動させるにあたっては各ロボットアームを個別に移動さ
せなくてはならない上に、移動先において各ロボットア
ーム間の相対位置合わせが必要となる。

【０００３】一方、特開平２−２３７７８２号公報に示
されているように、一対の多関節型ロボットアームを単
一の支持柱の両側面に取り付けたり、特開平１−２２８
７９１号公報に示されているように、支持柱の上端に配
したヘッドの下面から一対のロボットアームを吊り下げ
たりしたものでは、移動させた時にロボットアーム間の
相対位置合わせが不要となり、また前者においてはロボ
ットアームが両側に広がるために設置箇所について制限
を受ける上に、支持柱が両ロボットアーム間に位置する
ことから、協調動作範囲をあまり広くとることができな
いものの、後者においては設置箇所の制限も少なく、ヘ
ッドにおける支持柱を避けたところからロボットアーム
を吊り下げることで、協調動作範囲を広くとることがで
きるために、形態的には最も好ましいものとなってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のヘッド
に複数のロボットアームが取り付けられているものにお
いても、各ロボットアームが扱うワークが載せられる作
業台が分離されていたことから、ロボットを移動させた
時、作業環境がそのまま移動することにはならず、移動
前後でロボットと作業環境との精密位置決め作業が必要
であって、あるロボットを複数の製造ラインに対して移
動させることで共用させるには、上記精密位置決め作業
のために、手間がかかるものとなっている。

【０００５】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは複数のロボットアーム
間の協調動作範囲を広くとることができる上に、移動も
作業環境を含めた状態で簡単に行うことができるロボッ
ト装置を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、協調
動作が可能となっている複数本のロボットアームと、各
ロボットアームを吊り下げ支持したヘッドと、ロボット
アームで扱うワークが配される作業台と、上記ヘッドと
作業台とを連結してヘッドを支持する支持柱とからな
り、作業台とヘッドとの間に上記ロボットアームが配さ
れていることに特徴を有している。

【０００７】

【作用】本発明によれば、各ロボットアームを吊り下げ
た形態としているために、ロボットアームの動作範囲を
広くとることができると同時に協調動作範囲も広くとる
ことができ、そして各ロボットがいずれもヘッドに取り
付けられていることから、移動させた時、各ロボットア
ーム間の相対位置合わせが不要なのはもちろん、ロボッ
トアームで扱うワークが配される作業台が支持柱を介し
てヘッドと一体となっているために、移動時には作業環
境をそのまま移動させることができる。

【０００８】ヘッドに取り付ける協調動作可能な複数本
のロボットアームは、対のものを複数組設けてもよく、
この時、互いに隣接するロボットアームが協調動作可能
となっておれば、作業内容を多様化させることができ
る。３本以上のロボットアームを設ける場合には、支持
柱は各ロボットアームで囲まれるところのほぼ中心位置
に配することで、設置スペースを小さくしつつ隣接する
ロボットアーム間の協調動作範囲を支持柱に邪魔される
ことなくとることができる。

【０００９】そして、ヘッドを作業台に対して昇降自在
としたり、ヘッドに対して対のロボットアームを水平移
動自在としたり、ヘッドに対して対のロボットアームの
うちの少なくとも１つを水平移動自在としたり、ヘッド
を鉛直軸回りに回転自在としたり、あるいはヘッドを傾
ける回転軸を設けておけば、作業領域を広くすることが
できる上に、協調動作範囲も拡張することができる。

【００１０】ヘッドにカメラ、作業台にカメラと対向す
る照明具を備えたものであれば、カメラと照明具との間
にロボットアームにより一時的にワークを搬送して透過
光式でワークを測定することにより、ワークの確実な位
置決めが可能となるとともに、ワークの変形等を確認す
ることができる。また、作業台にロボットアーム先端に
装着されるハンドのための交換台を設けておけば、作業
途中でのハンドの交換についても相対位置合わせが不要
となる上に、複数のロボットアーム間での単一のハンド
の共用が可能となる。

【００１１】ワーク用パレットのためのパレット台は作
業台の支持柱の近傍位置に配置すると、作業能率を高め
ることができ、作業台に周辺機器の収納用の収納部を設
けておけば、周辺機器の設置スペースを削減することが
できる。作業台の脚のうちの少なくとも２つに設置場所
との間での位置決めのための位置決めピンを設けておけ
ば、移動させた時のロボット装置の位置決めが容易とな
り、作業台の底面に車輪を設ければ、移動そのものが容
易となる。この移動については、駆動輪と転舵輪とを備
えた自走機構を具備するものとしてもよく、このような
車輪を設けた場合、車輪との位置関係が上下方向に可変
となった伸縮自在な脚を作業台に設けておくことで、移
動の容易さと設置後の安定性との両方を満足させること
ができる。移動させることについては、ヘッドの上面に
装置全体の移送用の移送手段を設けることで行うように
してもよい。

【００１２】更に、多関節型であるロボットアーム同士
の間隔は、作業内容に応じた手先姿勢に基づくロボット
アーム先端の到達可能領域の共通領域が最大となる距離
にシミュレーションにて決定するようにすれば、作業内
容に応じて最大の協調動作範囲を得ることができ、ワー
ク用パレットの設置高さも、作業内容に応じた手先姿勢
に基づくロボットアーム先端の到達可能領域のシミュレ
ーションを基に決定すれば、ワークのハンドリングにつ
いての効率を向上させることができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、図示例におけるロボット装置は、四隅に脚２１が
設けられた作業台２から支持柱３を立設するとともに、
支持柱３の上端にヘッド４を固着し、支持柱３から側方
へ張り出しているヘッド４下面における支持柱３を避け
た位置に、複数、図示例では２つのロボットアーム１，
１を固着して、両ロボットアーム１，１を吊り下げたも
のとなっている。

【００１４】ここでは各ロボットアーム１として、ヘッ
ド４に固着された第１リンク１１に対して第２リンク１
２を旋回自在に、第２リンク１２に対して第３リンク１
３を回転自在に、第３リンク１３に対して第４リンク１
４を回転自在に、第４リンク１４に対して第５リンク１
５を旋回自在に、更に第５リンク１５に対して第６リン
ク１６を回転自在に連結して、第６リンク１６にハンド
１７を取り付けた多関節型のものを示しているが、この
ものに限るものではなく、スカラー型のものであっても
よい。これらロボットアーム１，１は、図２に示すよう
に、夫々アンプ５０やコントローラ５１を介してティー
チボックス５２やマスターコンピュータ５３に接続され
て、マスターコンピュータ５３の制御下でその動作を行
う。

【００１５】上記作業台２には、ロボットアーム１，１
で扱うワークを収めたパレット８を位置決め保持するパ
レット台２０，２０が付設されているとともに、両ロボ
ットアーム１，１のほぼ中間位置となるところに上方に
向けたリング型照明具２２が設けられている。また、作
業台２の内部は中空の収納部となっており、ここにロボ
ットアーム１，１用の周辺機器（上記アンプ５０やコン
トローラ５１、圧力ポンプ等）を収納することができる
ようになっている。さらに、上記ヘッド４には照明具２
２と対向する位置にカメラ４０が設置されており、各パ
レット台２０の上方位置には照明具４１が取り付けられ
ている。この照明具４１は、パレットにワークがばら積
みされている場合のワークの位置と姿勢をカメラ４０で
確認する時のためのものである。

【００１６】図１においては、支持柱３が１本のものを
示したが、協調動作させる対のロボットアーム１，１の
中間となるところに支持柱３を位置させない限り、たと
えば図３に示すように、２本の支持柱３，３を備えたも
のであってもよく、また、ヘッド４から吊り下げるロボ
ットアーム１の数も２本に限るものではない。たとえば
図４(a)に示すように、４本のロボットアーム１を吊り
下げたようなものであってもよい。

【００１７】このように多数本のロボットアーム１を設
ける場合、図４(b)に示すように、ワークの受け渡しや
相互で夫々保持しているワーク同士の組立等の協調動作
が可能となっている対のロボットアーム１，１を２組設
けただけのものであってもよいが、隣接する任意のロボ
ットアーム１，１間において協調動作を可能としておけ
ば、このロボット装置において行うことができる作業内
容が更に広範なものとなるとともに組立作業の合理化を
図ることができる。たとえば２組のロボットアーム１，
１において別の組立作業を行い、終了時には一方の組か
ら他方の組へと組立品を渡し、他方の組において両組立
品の結合作業を行うということが可能となる。この場
合、支持柱３は全ロボットアーム１，１の中央に位置す
るものとしておけば、設置スペースに比して、ロボット
アーム１間の協調動作範囲を広くとることができる。こ
れは、ロボットアーム１を３本以上設ける場合に適用す
ることができ、支持柱３をロボットアーム１で囲まれる
ところのほぼ中心位置に配置すると、ロボットアーム
１，１の協調動作範囲を広くとることができる上に、バ
ランスの点で安定性が高まり、振動が少なくなるととも
に転倒を防止することができることになる。

【００１８】各ロボットアーム１のハンド１７を作業中
に交換するような必要があるものについては、交換用ハ
ンド１７のための交換台２３を、図５に示すように、作
業台２の上面で且つ複数のロボットアーム１，１が共に
アクセス可能な位置、特に支持柱３の近傍に配置する。
各ロボットアーム１，１のハンド１７の交換で多種類の
組立作業を行うことができるものとなる上に、各ロボッ
トアーム１，１において単一のハンド１７の共用が可能
となる。また、移動させた後もロボットアーム１と交換
台２３との間の相対位置合わせが不要である。

【００１９】パレット８を位置決め保持するパレット台
２０も、作業台２における支持柱３の近傍に設置する
と、図６に示すように支持柱３が１本のものの場合、周
辺機器９が近接されているために作業空間が狭いところ
でも作業領域Ａを確保することができて支障なく作業を
行わせることができるものとなり、図７に示すように、
２本の支持柱３，３がある場合、大きな作業領域Ａ内で
パレット８との間のワーク授受と両ロボットアーム１，
１の協調動作による組立作業を行うことができるものと
なる。

【００２０】ロボットアーム１先端のハンド１７による
作業領域は、ヘッド４を上下に移動させることができる
ようにすることで上下方向に拡大することができ、この
結果、作業領域の高さが大きく異なる複数種の作業にも
対応することができるものとなる。このヘッド４の上下
移動は、図８に示すように、支持柱３に対してヘッド４
を昇降させることで行っても、図９に示すように、支持
柱３を上下に伸縮させることで行ってもよい。また、図
８に示すものでは、ヘッド４に設けたピニオン４５を支
持柱３に設けたラック３５に噛み合わせ、図９に示すも
のでは、相互にスライド自在となっている上下の支持柱
３１，３２のうち、下段の支持柱３１に設けたピニオン
３４を上段の支持柱３２に設けたラック３５に噛み合わ
せて、ピニオン４５，３４を回転させることでヘッド４
の昇降を行っているが、ヘッド４の昇降のための機構は
このような構造のものに限るものではなく、油圧シリン
ダー等を用いてもよいものである。

【００２１】いずれにしても、ヘッド４を昇降させる場
合、上述のように作業領域が上下に拡大されることにな
るために、図８に示すように、上段のパレット供給用ベ
ルトコンベア９０を通じて供給されるワークをロボット
アーム１，１で組み立てながらヘッド４を下降させ、下
段のパレット排出用ベルトコンベア９１を通じて組み立
てたワークを排出するという作業が可能となるほか、図
９に示すように、リング型照明具２２とカメラ４０とか
らなる視覚装置によるワークＷの位置や姿勢の確認及び
補正を行いながらの精密組み立てを、ロボットアーム
１，１の昇降によってワークＷとリング型照明具２２と
の間隔を適切に保った状態で行うことにも対応すること
ができる。図１９は視覚装置を用いた精密組み立ての場
合の動作のフローチャートである。

【００２２】作業領域は、ロボットアーム１，１を水平
移動させることができるようにすることで、水平方向に
広げることができる。この時、図１０に示すように、ヘ
ッド４に対して水平移動させることができるアーム台座
４４に各ロボットアーム１を取り付けても、図１１に示
すように、ヘッド４に対して各ロボットアーム１を個別
に水平移動させることができる状態で取り付けても、あ
るいはヘッド４そのものを支持柱３に対して水平移動さ
せることができるように取り付けてもよく、この時の水
平移動としては、図１２に示すように支持柱３に対して
ヘッド４を鉛直軸回りに回転させることができるように
したもののように、直線運動に限るものではなく、上記
アーム台座４４を鉛直軸回りに回転させることができる
ようにしてもよい。なお、図１０及び図１１において８
１はレール、８２はベアリングであり、図１２中の８３
はテーパベアリング、８４は柱３に設けられた駆動歯
車、８５はヘッド４に設けられて駆動歯車９４と噛み合
う内歯車である。

【００２３】一対のロボットアーム１，１を同方向に移
動させる時には、両ロボットアーム１，１の協調動作範
囲を移動させることができるために、図１０に示すよう
に、単一のロボットアーム１では把持することができな
いワークＷでも、これをエリアＡ１において両ロボット
アーム１，１で把持した後、エリアＡ２において組み立
てを行うという動作が可能となり、図１１に示すよう
に、各ロボットアーム１，１を個別に移動させることが
できるようにしたものにおいては、両ロボットアーム
１，１が互いに干渉することがない位置まで離して、干
渉を考慮する必要がない動作を各ロボットアーム１，１
に行わせることができるものとなる。この場合、コンベ
ア９１で供給されるワークＷを両ロボットアーム１，１
が作業領域Ａ３で組み立てるものにおいて、大量に不良
ワークが流れてきた時に、両ロボットアーム１，１を離
して各ロボットアーム１，１に夫々作業領域Ａ４，Ａ５
において不良ワーク搬出動作を行わせるといったことに
対応させることができる。この時、ロボットアーム１の
動きが他方のロボットアーム１の動きに影響を与えない
ために、上記搬出動作を迅速に行わせることができる。

【００２４】更に、水平移動によって一方のロボットア
ーム１が位置していたところに他方のロボットアーム１
を位置させることができる場合、例えば、あるロボット
アーム１が担う作業のうちの一部のみが多関節型である
ことを要するものの、大半の作業はスカラー型で足りる
場合において、図１２に示すように、多関節型ロボット
アーム１とスカラー型ロボットアーム１とを混在させて
おき、スカラー型ロボットアーム１の位置において行う
作業内容が多関節型のロボットアーム１を必要とする
時、ロボットアーム１の水平移動で多関節型ロボットア
ーム１をスカラー型ロボットアーム１の位置まで移動さ
せてその作業を行わせるということが可能となる。

【００２５】図１３に示すように、支持柱３を上下に分
離するとともに回転角制御可能な状態で上下の支持柱３
１，３２を連結したり、支持柱３とヘッド４、あるいは
作業台２と支持柱３とを同様の形態で連結することによ
ってヘッド４を傾けることができるようにした時にも作
業領域Ａの拡大を図ることができる。また、このように
ヘッド４を傾けることができるようにした場合には、図
１４に示すように、ヘッド４の上面に配された機器４９
の整備を周辺機器９に邪魔されることなく行うことがで
きるものとなる。上記回転角制御は、前記マスターコン
ピュータ５３に接続されたサーボモータのような動力を
用いて行うが、上記の整備性の改善の点については、手
動操作でヘッド４を傾けることができるようにしたもの
においても得ることができる。

【００２６】ところで、このロボット装置では、ワーク
を収めたパレット８が設置されるパレット台２０を有す
る作業台２が一体となっているために、ロボット装置を
移動させることで設置位置を変更する時、作業環境も含
めた状態で移動させることになるために、移動後におい
てもロボットアーム１，１同士の相対位置関係はもちろ
ん、これらロボットアーム１，１とパレット８との相対
位置関係も変化せず、従って相対位置合わせが不要とな
っているのであるが、パレット８の搬送用のベルトコン
ベア９１との間の位置合わせはラフでよいものの必要で
ある。このために、作業台２の脚２１の下面に、図１５
(a)に示すように、位置決めピン２７を突出させておく
とともに、ロボット装置を移動させて設置する場所に、
図１５(b)に示すように上記位置決めピン２７が嵌まり
込む孔９５を有している位置決めプレート９４を配設し
ておくとよい。移動させた時、位置決めピン２７を位置
決めプレート９４の孔９５に差し込むだけでロボット装
置の位置決めを行うことができる。

【００２７】ロボット装置の移動の便を図るために、図
１６に示すように、作業台２の下面に車輪２８を付設し
ておくことも好ましく、この場合、車輪２８を出没自在
に、あるいは脚２１を高さ調整自在とし、車輪２８と脚
２１との上下位置関係を変更することができるようにし
ておくことで、ロボット装置のスムーズな移動を行わせ
ることができるとともに、据え付け後の安定性の確保を
行うことができる。

【００２８】図１７に示すように、天井７の下面に設け
たレール７０からロボット装置Ｒを吊り下げるとともに
レール７０に沿ってロボット装置Ｒを移動させることが
できるようにしても、工程ラインＬＡに沿って配設され
たロボット装置Ｒを他の工程ラインＬＢに沿った位置に
移動させることをスムーズに行うことができる。レール
７０は床面に設置されてレール７０上をロボット装置Ｒ
が走行するようにしてもよい。

【００２９】図１８に示すように、作業台２の下面に駆
動輪２８ａと転舵輪２８ｂとを設けてロボット装置を自
走可能とするとともに、この時の走行が床面に描かれた
ラインＬに追従するようにライン追従センサー２９や走
行制御装置を設けておけば、ある作業エリアＷＡから他
の作業エリアＷＡへのロボット装置の移動をロボット装
置そのものに行わせることができるとともに、この移動
の間にもロボット装置に組立作業を行わせておくことが
できることになるために、作業能率を高めることができ
る。なお、上記高さ調整自在な脚２１を設けることは、
この実施例においても有効である。

【００３０】ところで、複数本のロボットアーム１に協
調動作を行わせる場合、ロボットアーム１のヘッド４へ
の取付位置、つまりはロボットアーム１，１間の間隔が
上記協調動作範囲の決定に影響を与えるとともに、この
協調動作範囲の大きさは、ロボットアーム１に行わせる
ことができる作業内容をも決定してしまうことになる。
この場合、協調動作範囲をできるだけ大きくとることが
広範な作業内容を行わせることができるようになる点で
好ましく、このために、上記ロボットアーム１，１間の
間隔Ｄの決定は、図２０(a)及び図２１に示すように、
２本のロボットアームのモデルを作成して、ロボットア
ームの先端が到達可能な点群をシミュレートして、ロボ
ットアームの間隔Ｄを０から所定数値ｎ毎に増加させつ
つ対となる２本のロボットアームの到達可能領域Ｖｓ，
Ｖｓの重複量Ｖｉを調べることを、重複量Ｖｉが０とな
るまで行い、重複量Ｖｉが最大となった時の間隔Ｄを２
本のロボットアーム１，１の間隔Ｄとしているのである
が、ここでは上記シミュレーションにあたり、ロボット
アーム１，１によって行わせる作業内容に応じて、上記
到達可能領域Ｖｓを変更している。

【００３１】すなわち、多関節型のロボットアーム１，
１に行わせる主な作業内容が協調作業である場合は、ロ
ボットアーム１先端のハンド１７の姿勢が図２０(c)に
示す状態での到達可能領域Ｖｓを基に上記間隔Ｄを決定
し、パレット８からのワークの授受が主な作業内容とな
る時には、ハンド１７の姿勢が図２０(b)に示す状態で
の到達可能領域Ｖｓを基に上記間隔Ｄを決定し、更に作
業内容が協調作業とパレットとの間の授受作業とがほぼ
同等の割合となる場合については、ハンド１７が図２０
(b)に示す状態と図２０(c)に示す状態とにおいて共に到
達可能な領域Ｖｓを基に上記間隔Ｄを決定している。作
業内容に応じて、重複量Ｖｉが最大となるように間隔Ｄ
を決定しているわけであり、このために、各作業の効率
を高くすることができる。前述のヘッド４に対して複数
本のロボットアーム１を個別に移動させることができる
ものでは、作業内容に応じてロボットアーム１，１の間
隔Ｄを調整することができることになるために、この点
において好ましい存在である。なお、上記数値ｎは小さ
いほどシミュレーション精度が高くなり、大きいほどシ
ミュレーションに要する時間が短くなるために、適宜設
定してシミュレーションを行う。

【００３２】更に、ロボットアーム１がワークの授受の
行うパレット８の高さも作業能率に影響することから、
ここではロボットアーム１に行わせる作業内容に応じ
て、つまりはロボットアーム１の先端姿勢に応じて、各
ロボットアーム１の上記到達可能領域Ｖｓを上述のよう
にシミュレーションにて求め、この領域Ｖｓの水平切断
面が最大弧を持つ高さ（図２０(a)に示す場合では領域
Ｖｓの上面の高さ）をパレット８の高さＨとしている。
なお、実際にはここから対象とするワークの高さを引い
た高さとする。このようにしてパレット８の高さを設定
すれば、ロボットアーム１の到達可能領域を最大限に利
用してワークの授受を効率よく行うことができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明においては、協調動
作可能な各ロボットアームを吊り下げた形態としている
ために、ロボットアームの動作範囲がロボットアームの
支持部材によって制限されてしまうことがないものであ
り、これに伴って協調動作範囲も広くとることができ
て、協調動作範囲の大きさが原因となる作業内容につい
ての制限が少ないものであり、そして各ロボットがいず
れもヘッドに取り付けられていることから、設置位置の
変更のために移動させた時、各ロボットアーム間の相対
位置合わせが不要なのはもちろん、ロボットアームで扱
うワークが配される作業台が支持柱を介してヘッドと一
体となっているために、移動時には作業環境をそのまま
移動させることができ、ロボットアームと作業台上のワ
ークとの間の相対位置合わせも不要なものであり、設置
位置の変更を簡便に行えるものである。

【００３４】ヘッドに取り付ける協調動作可能な複数本
のロボットアームは、対のものを複数組設けることで、
設置スペースの削減を図ることができ、この時、互いに
隣接するロボットアームが協調動作可能となっておれ
ば、作業内容を多様化させることができるとともに作業
能率の向上を図ることができる。３本以上のロボットア
ームを設ける場合には、支持柱は各ロボットアームで囲
まれるところのほぼ中心位置に配することで、設置スペ
ースを小さくしつつ隣接するロボットアーム間の協調動
作範囲を支持柱に邪魔されることなくとることができる
ものとなる上に、重量バランスや安定性の点でも好まし
いものとなる。

【００３５】そして、ヘッドを作業台に対して昇降自在
としたり、ヘッドに対して対のロボットアームを水平移
動自在としたり、ヘッドに対して対のロボットアームの
うちの少なくとも１つを水平移動自在としたり、ヘッド
を鉛直軸回りに回転自在としたり、あるいはヘッドを傾
ける回転軸を設けておけば、作業領域を上下方向や水平
方向に拡大することができるとともに協調動作範囲も拡
張することができることになるために、ロボットアーム
の動きだけでは対応できない作業も可能となる。

【００３６】ヘッドにカメラ、作業台にカメラと対向す
る照明具、好ましくはリング型照明部を備えたものであ
れば、視覚装置によるワーク位置や姿勢の確認が可能と
なるために、精密な組立作業を行えるものとなる。ま
た、作業台にロボットアーム先端に装着されるハンドの
ための交換台を設けておけば、作業途中でのハンドの交
換についても相対位置合わせが不要となる上に、ハンド
の交換で多様な組立作業に対応したり、複数のロボット
アーム間での単一のハンドの共用が可能となって、作業
能率の向上を図ることができる。

【００３７】ワーク用パレットのためのパレット台は作
業台の支持柱の近傍位置に配置すると、やはり作業能率
を高めることができ、作業台に周辺機器の収納用の収納
部を設けておけば、周辺機器の設置スペースを削減する
ことができる上に、作業台の重量が増すために安定性の
向上も期待することができる。作業台の脚のうちの少な
くとも２つに設置場所との間での位置決めのための位置
決めピンを設けておけば、移動させた時のロボット装置
自身の位置決めが容易となり、作業台の底面に車輪を設
ければ、移動そのものを容易に行うことができる。この
移動については、駆動輪と転舵輪とを備えた自走機構を
具備するものとしてもよく、この時には移動中にも組立
作業を行わせたり、連続して流れている２つの工程ライ
ン間でロボット装置を共用するといったことも可能とな
る。

【００３８】作業台に上記のような車輪を設ける時に
は、車輪との位置関係が上下方向に可変となった伸縮自
在な脚を作業台に設けておくと、移動の容易さと設置後
の安定性との両方を満足させることができる。移動させ
ることについては、ヘッドの上面に装置全体の移送用の
移送手段を設けることで行うようにしてもよい。更に、
多関節型であるロボットアーム同士の間隔は、作業内容
に応じた手先姿勢に基づくロボットアーム先端の到達可
能領域の共通領域が最大となる距離にシミュレーション
にて決定するようにすれば、作業内容に応じて最大の協
調動作範囲を得ることができて効率の良い組立作業を行
わせることができるものとなる。ワーク用パレットの設
置高さも、作業内容に応じた手先姿勢に基づくロボット
アーム先端の到達可能領域のシミュレーションを基に決
定すれば、ワークのハンドリングについての効率を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の斜視図である。

【図２】同上のブロック回路図である。

【図３】他例の正面図である。

【図４】別の例を示しており、(a)は平面図、(b)は斜視
図である。

【図５】ハンド交換台の設置例を示すもので、(a)は正
面図、(b)は側面図である。

【図６】パレット台の配置例を示すもので、(a)は正面
図、(b)は側面図である。

【図７】他例におけるパレット台の配置例を示すもの
で、(a)は正面図、(b)は側面図である。

【図８】ヘッドを昇降自在としたものの一例を示すもの
で、(a)は正面図、(b)は部分断面図である。

【図９】ヘッドを昇降自在としたものの他例を示すもの
で、(a)は正面図、(b)は部分断面図である。

【図１０】ロボットアームを水平移動自在としたものの
一例を示すもので、(a)は正面図、(b)は部分断面図であ
る。

【図１１】ロボットアームを水平移動自在としたものの
他例を示すもので、(a)は正面図、(b)は部分断面図であ
る。

【図１２】ロボットアームを水平移動自在としたものの
別の例を示すもので、(a)は斜視図、(b)は部分断面図で
ある。

【図１３】ヘッドを傾斜させることができるようにした
例の側面図である。

【図１４】同上の他例の側面図である。

【図１５】(a)は作業台の脚の一例を示す正面図、(b)は
対応する位置決めプレートの配置状態を示す平面図であ
る。

【図１６】作業台に車輪を設けた例を示すもので、(a)
は正面図、(b)は拡大正面図である。

【図１７】レールによる移動のための構造の一例を示す
もので、(a)は正面図、(b)は平面図である。

【図１８】自走式とした例を示すもので、(a)は正面
図、(b)は平面図である。

【図１９】視覚装置を併用した場合の動作を示すフロー
チャートである。

【図２０】(a)はロボットアームの到達可能範囲の説明
図、(b)及び(c)はロボットアーム先端の姿勢を示す説明
図である。

【図２１】ロボットアームの間隔決定のフローチャート
である。

【符号の説明】

１ロボットアーム２作業台３支持柱４ヘッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】協調動作が可能となっている複数本のロ
ボットアームと、各ロボットアームを吊り下げ支持した
ヘッドと、ロボットアームで扱うワークが配される作業
台と、上記ヘッドと作業台とを連結してヘッドを支持す
る支持柱とからなり、作業台とヘッドとの間に上記ロボ
ットアームが配されていることを特徴とするロボット装
置。
【請求項２】対のロボットアームが複数組設けられて
いることを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
【請求項３】互いに隣接するロボットアームが協調動
作可能となっていることを特徴とする請求項２記載のロ
ボット装置。
【請求項４】３本以上のロボットアームが設けられた
ものにおいて、支持柱は各ロボットアームで囲まれると
ころのほぼ中心位置に配されていることを特徴とする請
求項１記載のロボット装置。
【請求項５】ヘッドを作業台に対して昇降自在として
いることを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
【請求項６】ヘッドに対して対のロボットアームを水
平移動自在としていることを特徴とする請求項１記載の
ロボット装置。
【請求項７】ヘッドに対して対のロボットアームのう
ちの少なくとも１つを水平移動自在としていることを特
徴とする請求項１記載のロボット装置。
【請求項８】ヘッドを鉛直軸回りに回転自在としてい
ることを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
【請求項９】ヘッドを傾ける回転軸を備えていること
を特徴とする請求項１記載のロボット装置。
【請求項１０】ヘッドにカメラ、作業台にカメラと対
向する照明具を備えていることを特徴とする請求項１記
載のロボット装置。
【請求項１１】作業台はロボットアーム先端に装着さ
れるハンドのための交換台を備えていることを特徴とす
る請求項１記載のロボット装置。
【請求項１２】作業台は支持柱の近傍位置にワーク用
パレットのためのパレット台を備えていることを特徴と
する請求項１記載のロボット装置。
【請求項１３】作業台は周辺機器の収納用の収納部を
備えていることを特徴とする請求項１記載のロボット装
置。
【請求項１４】作業台はその脚のうちの少なくとも２
つに設置場所との間での位置決めのための位置決めピン
を備えていることを特徴とする請求項１記載のロボット
装置。
【請求項１５】作業台はその底面に車輪を備えている
ことを特徴とする請求項１記載のロボット装置。
【請求項１６】作業台は駆動輪と転舵輪とを備えた自
走機構を具備していることを特徴とする請求項１記載の
ロボット装置。
【請求項１７】作業台は車輪との位置関係が上下方向
に可変となった伸縮自在な脚を備えていることを特徴と
する請求項１５または請求項１６記載のロボット装置。
【請求項１８】ヘッドの上面に装置全体の移送用の移
送手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載
のロボット装置。
【請求項１９】多関節型であるロボットアーム同士の
間隔が、作業内容に応じた手先姿勢に基づくロボットア
ーム先端の到達可能領域の共通領域が最大となる距離に
シミュレーションにて決定されていることを特徴とする
請求項１記載のロボット装置。
【請求項２０】ワーク用パレットの設置高さが、作業
内容に応じた手先姿勢に基づくロボットアーム先端の到
達可能領域のシミュレーションを基に決定されているこ
とを特徴とする請求項１記載のロボット装置。