JPWO2020079742A1 - ロボットシステム - Google Patents

Abstract

ロボットシステムは、２台の第１ロボットと、１台の第２ロボットとを備える。第１ロボットは、ワークの搬送向きに沿って配置され、ワークに対する作業を行う多関節ロボットである。第２ロボットは、搬送向きについて２台の第１ロボットの間に配置され、同一のワークに対する作業を行う多関節ロボットであり、第１ロボットとは軸構成が異なる。第１ロボットは、先端から回転軸、旋回軸、旋回軸および回転軸の順序の軸構成を有する７軸の多関節ロボットである。

Description

開示の実施形態は、ロボットシステムに関する。

従来、外部と隔離された空間を有するブース内に車両などのワークをコンベアで搬送し、搬送中のワークに対して複数のロボットで、塗装作業、シーリング作業や溶接作業を行うロボットシステムが知られている。

たとえば、塗装ブース内に車両をコンベアで搬送し、搬送中の車両に対して塗装作業を行うロボットシステムが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

国際公開第２００８／１０８４０１号

しかしながら、上記した従来技術には、ロボットによる作業の効率化の観点からは改善の余地がある。

実施形態の一態様は、ロボットによる作業の効率化を図ることができるロボットシステムを提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係るロボットシステムは、２台の第１ロボットと、１台の第２ロボットとを備える。第１ロボットは、ワークの搬送向きに沿って配置され、ワークに対する作業を行う多関節ロボットである。第２ロボットは、搬送向きについて２台の第１ロボットの間に配置され、上記ワークに対する作業を行う多関節ロボットであり、第１ロボットとは軸構成が異なる。第１ロボットは、先端から回転軸、旋回軸、旋回軸および回転軸の順序の軸構成を有する７軸の多関節ロボットである。

実施形態の一態様によれば、ロボットによる作業の効率化を図ることができるロボットシステムを提供することができる。

図１は、実施形態に係るロボットシステムの模式図である。 図２は、第１ロボットの斜視図である。 図３は、第２ロボットの斜視図である。 図４は、ワークの背面側からみたロボットシステムの模式図である。 図５は、ワークの側面側からみたロボットシステムの模式図である。 図６は、ロボットシステムの構成を示すブロック図である。 図７Ａは、走行軸の変形例その１を示す模式図である。 図７Ｂは、走行軸の変形例その２を示す模式図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットシステムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下では、ロボットがいわゆる溶接の作業を行う場合について主に説明するが、作業内容は、溶接に限らず、ワークのピッキングや、塗装、シール剤の塗布などであってもよい。

また、以下に示す実施形態では、「直交」、「垂直」、「平行」、「一致」、「重なる」あるいは「対称」といった表現を用いるが、厳密にこれらの状態を満たすことを要しない。すなわち、上記した各表現は、製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。

まず、実施形態にかかるロボットシステム１について図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係るロボットシステム１の模式図である。なお、図１は、搬送されるワーク５００に対して作業を行うロボットシステム１を上方からみた模式図に相当する。

なお、図１には、説明をわかりやすくするために、鉛直上向きが正方向であるＺ軸と、搬送されるワーク５００の搬送方向（進行方向）が正方向であるＸ軸とを含む３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、以下の説明で用いる他の図面においても示す場合がある。

図１に示すように、ロボットシステム１は、第１ロボット１０と、第１ロボット１０とは軸構成が異なる第２ロボット２０とを備える。第１ロボット１０は、ワーク５００の搬送向き（Ｘ軸と平行な向き）に沿って配置され、ワーク５００に対する作業を行う多関節ロボットである。また、第２ロボット２０は、ワーク５００の搬送向きについて２台の第１ロボット１０の間に配置され、ワーク５００に対する作業を行う多関節ロボットである。

第１ロボット１０および第２ロボット２０は、搬送装置２００によって搬送中のワーク５００に対して作業を行う。すなわち、ワーク５００の搬送を止めることなく作業を行うことができる。

ここで、図１には、ワーク５００として、製造中の車両を例示しているが、内部に空隙を有し、搬送向きにおけるワーク５００の前面の開口５５１、背面の開口５５２および側面の開口５５３を有する作業対象であればその種類は問わない。つまり、ワーク５００は、内部の空隙と連通する前面の開口５５１、背面の開口５５２および側面の開口５５３を有していれば足りる。なお、搬送装置２００としてはたとえばベルトコンベアを用いることができる。

また、図１では、ワーク５００の進行方向（Ｘ軸正方向）の右側に２台の第１ロボット１０および１台の第２ロボット２０を、左側に２台の第１ロボット１０および１台の第２ロボット２０を、それぞれ配置した場合を示した。しかしながら、これに限らず、右側のみ、あるいは左側のみに各ロボットを配置することとしてもよい。つまり、ロボットシステム１は、２台の第１ロボット１０と、搬送向きについて２台の第１ロボット１０の間に配置される１台の第２ロボット２０とを少なくとも備えていればよい。

また、図１では、ワーク５００の右側に配置される第１ロボット１０を第１ロボット１０Ｒのように、第２ロボット２０を第２ロボット２０Ｒのように記載している。また、複数台の第１ロボット１０Ｒについては、符号の末尾に「１」、「２」のように連番を付記している。また、ワーク５００の左側については、「Ｒ」の代わりに「Ｌ」を用いている。

なお、ワーク５００の搬送方向（Ｘ軸正方向）の右側のロボットと、対応する左側のロボットとは、ワーク５００の搬送中心線ＬＳ１（搬送向きと平行）からの距離が同等の位置にそれぞれ配置されるので、以下では、ワーク５００の右側について主に説明することとする。また、ワーク５００は、搬送中心線ＬＳ１について略対称な形状とする。なお、図１に示した搬送中心線ＬＳ１は、Ｘ軸負方向側からみると、ＸＺ平面と平行な面に相当する。

図１に示すように、ロボットシステム１は、ワーク５００の搬送向きに沿う走行軸１００上を走行する走行台１１０を備える。なお、図１には、走行軸１００Ｒ上を走行する同一の走行台１１０Ｒに第１ロボット１０Ｒ１、第２ロボット２０Ｒおよび第１ロボット１０Ｒ２が搭載され、まとめて走行軸１００Ｒを走行する場合を示したが、少なくとも１台が走行軸１００Ｒを走行することとすれば足りる。つまり、その他のロボットについては床等に固定されていてもよい。

このように、ロボットのうち少なくとも１台を搬送向きに沿って走行させることで、ワーク５００とロボットとの干渉を避けつつワーク５００に対する作業を行うことがより容易となる。なお、走行軸１００の本数や、走行台１１０の個数については図１に示した場合に限られないが、この点については、図７Ａおよび図７Ｂを用いて後述する。

また、ワーク５００の搬送速度にあわせてワーク５００の右側の走行台１１０Ｒと、左側の走行台１１０Ｌとを連動させて走行させることとすれば、搬送中のワーク５００に対する作業を左右両側から同時に行うことが容易である。なお、走行台１１０Ｒと、走行台１１０Ｌとの走行期間をずらして左右異なるタイミングでワーク５００に対する作業を行うこととしてもよい。

第１ロボット１０は、先端から回転軸、旋回軸、旋回軸および回転軸の順序の軸構成を有する７軸の多関節ロボットである。ここで、「回転軸」とは、隣り合うアームの角度を変化させずに相対的に回転させる軸を指し、「旋回軸」とは、隣り合うアームのなす角度を変化させる軸を指す。なお、第１ロボット１０の詳細な構成については図２を用いて後述する。

２台の第１ロボット１０は、一方が、搬送向きにおけるワーク５００の前面の開口５５１から先端を侵入させてワーク５００の内部に対する作業を行い、他方が、ワーク５００の背面の開口５５２から先端を侵入させてワーク５００の内部に対する作業を行う。

また、第２ロボット２０は、基端から回転軸、旋回軸、回転軸および旋回軸の順序の軸構成を有する７軸の多関節ロボットであることが好ましい。なお、第２ロボット２０の詳細な構成については図３を用いて後述する。また、第２ロボット２０は、基端から回転軸、旋回軸、回転軸および旋回軸の順序の軸構成を有していれば、軸数が７軸未満でもよく、７軸よりも多くてもよい。

第２ロボット２０は、搬送向きにおけるワーク５００の側面の開口５５３から先端を侵入させてワーク５００の内部に対する作業を行う。ここで、上記したように、第２ロボット２０は、基端から回転軸、旋回軸、回転軸および旋回軸の順序の軸構成を有するので、旋回軸に挟まれた回転軸の回転により、ワーク５００と干渉することなくワーク５００内への侵入が容易であり、ワーク５００の内部に対する作業を効率的に行うことができる。

なお、側面の開口５５３は、たとえば、いわゆる「Ｂピラー」であるピラー５０１で区切られた前ドア用の開口および後ドア用の開口である。第２ロボット２０は、ワーク５００内部からピラー５０１の裏側に対する作業をピラー５０１の延伸向きに沿って効率的に行うことができる。

また、多関節ロボットである第１ロボット１０および第２ロボット２０は、搬送装置２００によって搬送中のワーク５００に対して作業を行うので、作業中にワーク５００の搬送を止める必要がない。したがって、ワーク５００に対する作業のスループットを高めることができる。

なお、第１ロボット１０および第２ロボット２０は、先端にアーク溶接用のエンドエフェクタをそれぞれ取り付けることで、ワーク５００に対してアーク溶接作業を行うことができる。ここで、第１ロボット１０および第２ロボット２０は、ワーク５００に対して前後方向からの作業と側方からの作業とを同時に行うことができるので、ロボットによるアーク溶接作業の効率化を図ることができる。

また、第１ロボット１０および第２ロボット２０は、先端にシーリング剤を塗布するシーリング用のエンドエフェクタをそれぞれ取り付けることで、ワーク５００に対してシーリング作業を行うことができる。ここで、第１ロボット１０および第２ロボット２０は、ワーク５００に対して前後方向からの作業と側方からの作業とを同時に行うことができるので、ロボットによるシーリング作業の効率化を図ることができる。

次に、第１ロボット１０の構成について図２を用いて説明する。図２は、第１ロボット１０の斜視図である。なお、図２は、第１ロボット１０を斜め上方からみた斜視図に相当する。

図２に示すように、第１ロボット１０は、鉛直軸Ａ１０および第１軸Ａ１１〜第６軸Ａ１６の７軸を有するいわゆる垂直多関節ロボットである。また、第１ロボット１０は、基端側から先端側へ向けて、ベース部１０ＢＳと、旋回部１０ＳＷと、第１アーム１１と、第２アーム１２と、第３アーム１３と、第４アーム１４と、手首部１５とを備える。

ここで、一般的な６軸のロボット（基端から回転軸、旋回軸、旋回軸、回転軸、旋回軸および回転軸）における基端側から３軸を「基本軸」、残り３軸を「手首軸」と呼ぶ場合に、第１ロボット１０は、「手首軸」に軸を１つ追加して４軸としたロボットということができる。

つまり、第１ロボット１０は、基端側から３軸が「基本軸」、残り４軸が「手首軸」であり、「基本軸」は、基端から回転軸、旋回軸および旋回軸の順序の軸構成となり、「手首軸」は、先端から回転軸、旋回軸、旋回軸および回転軸の順序の軸構成となる。

なお、「手首軸」は、基端側から先端側の向きにみても、回転軸、旋回軸、旋回軸および回転軸の順序の軸構成となる。ここで、第１ロボット１０の軸構成については、基端側から先端側へ向けた順序で、基本軸を「ＳＬＵ」の３軸と、手首軸を「ＲＢＢＴ」の４軸と、それぞれ呼ぶことがある。

また、図２に示したように、第３アーム１３および第４アーム１４は、先端側がいわゆる二股形状を有しており、図２に示した姿勢において、上下方向（Ｚ軸に沿った向き）に開放された「開放空間」が確保されている。

また、第３アーム１３には、第３軸Ａ１３に沿う貫通孔１３ｃが設けられている。なお、貫通孔１３ｃの基端側（Ｘ軸負方向側）の開口は開口１３ｃｂであり、先端側（Ｘ軸正方向側）の開口は開口１３ｃａである。ここで、貫通孔１３ｃの中心軸は、第３軸Ａ１３と一致していることが好ましい。

これは、貫通孔１３ｃに外部ケーブルを挿通した場合に、外部ケーブルが第３アーム１３の回転の影響を受けにくいためである。ここで、外部ケーブルとしては、気体や液体あるいは電力やワイヤーを供給するケーブルや、これらのケーブルをまとめて被覆したケーブルを用いることができる。

また、第４アーム１４には、図２に示したように、第３軸Ａ１３と第６軸Ａ１６とが重なる姿勢において、第３軸Ａ１３に沿う貫通孔１４ｃが設けられている。なお、貫通孔１４ｃの基端側（Ｘ軸負方向側）の開口は開口１４ｃｂであり、先端側（Ｘ軸正方向側）の開口は開口１４ｃａである。

ここで、貫通孔１４ｃの中心軸は、第３軸Ａ１３と一致していることが好ましい。これは、図２に示した姿勢において、貫通孔１３ｃへ挿通した外部ケーブルを貫通孔１４ｃへ挿通しやすいためである。

さらに、第２アーム１２には、第３軸Ａ３に沿う貫通孔１２ｃが設けられている。なお、貫通孔１２ｃの基端側（Ｘ軸負方向側）の開口は開口１２ｃｂであり、先端側（Ｘ軸正方向側）の開口は開口１２ｃａである。

また、手首部１５には、第３軸Ａ１３と第６軸Ａ１６とが重なる姿勢において、第３軸Ａ１３に沿う貫通孔１５ｃが形成されている。そして、上記したように、第３アーム１３には、貫通孔１３ｃおよび開放空間が、第４アーム１４には、貫通孔１４ｃおよび開放空間が、それぞれ設けられている。

つまり、第２アーム１２の貫通孔１２ｃは、第３アーム１３の貫通孔１３ｃに連通しており、貫通孔１３ｃは、第３アーム１３の開放空間に連通している。また、第３アーム１３の開放空間は、第４アーム１４の貫通孔１４ｃに連通しており、貫通孔１４ｃは、第４アーム１４の開放空間に連通している。そして、第４アーム１４の開放空間は、手首部１５の貫通孔１５ｃに連通している。

すなわち、第１ロボット１０は、図２に示した姿勢において、第２アーム１２の貫通孔１２ｃと、手首部１５の貫通孔１５ｃとが、第３軸Ａ１３に沿って一直線状に連通している。したがって、第２アーム１２から手首部１５にかけて、手首部１５に装着されるエンドエフェクタ用の外部ケーブルを挿通しやすい。なお、貫通孔１２ｃ、貫通孔１３ｃ、貫通孔１４ｃおよび貫通孔１５ｃの径は同程度であることが好ましい。

さらに、上記したように、第３アーム１３および第４アーム１４には「開放空間」が確保されている。したがって、かかる開放空間に計器類などの外部機器を収容することができる。これにより、第１ロボット１０の表面から外部機器がはみ出すことがないので、第１ロボット１０の可動範囲を広げることができる。また、かかる開放空間を利用して外部機器や外部ケーブルのメンテナンスを容易に行うことができる。

なお、図２に示したように、第３アーム１３の先端側と、第４アーム１４の基端側とは、それぞれ、いわゆる二股形状を有している。このように、２つの二股形状が向かいあうので、第３アーム１３における上記した「開放空間」をより広げることができる。

また、手首部１５の基端側も、いわゆる二股形状を有している。このように、手首部１５の基端側を二股形状とすることで、２つの二股形状が向かいあうため、第４アーム１４における上記した「開放空間」をより広げることができる。

また、エンドエフェクタ用の外部ケーブルを第１ロボット１０に挿通した場合には、上記した開放空間が、第１ロボット１０の姿勢変化に伴って姿勢が変化する外部ケーブルの逃げ空間となるので、外部ケーブルの急な屈曲を避けることができる。

ここで、第２軸Ａ１２と第４軸Ａ１４とのＸ軸に沿う向きの距離を「Ｌ１」とし、第４軸Ａ１４と第５軸Ａ１５とのＸ軸に沿う向きの距離を「Ｌ２」とすると、「Ｌ１＞Ｌ２」の関係式を満たすことが好ましい。このようにすることで、第３アーム１３や第４アーム１４を狭小な空間に挿入した場合であっても、第２アーム１２の姿勢変更を行いやすい。

さらに、「Ｌ１」と「Ｌ２」との比は、「２：１」〜「４：１」の範囲であることが好ましく、「３：１」程度であることがさらに好ましい。これは、「Ｌ２」を、「Ｌ１」に対して短くしすぎると、狭小な空間における手首部１５の到達範囲が狭まってしまうためである。

以下、第１ロボット１０の構成についてさらに詳細に説明する。ベース部１０ＢＳは、走行台１１０（図１参照）や床などの設置面に固定される。旋回部１０ＳＷは、ベース部１０ＢＳに支持され、設置面と垂直な鉛直軸Ａ１０まわりに回転する。第１アーム１１は、基端側が旋回部１０ＳＷに支持され、鉛直軸Ａ１０と垂直な第１軸Ａ１１まわりに旋回する。第２アーム１２は、基端側が第１アーム１１の先端側に支持され、第１軸Ａ１１と平行な第２軸Ａ１２まわりに旋回する。

第３アーム１３は、基端側が第２アーム１２の先端側に支持され、第２軸Ａ１２と垂直な第３軸Ａ１３まわりに回転する。また、第３アーム１３は、第３軸Ａ１３に沿う貫通孔１３ｃが設けられた基端部１３ａと、延伸部１３ｂとを有する。延伸部１３ｂは、基端部１３ａにおける貫通孔１３ｃの開口１３ｃａを避けた位置から第３軸Ａ１３に沿って先端側へ延伸する。

ここで、図２には、延伸部１３ｂが、開口１３ｃａを挟むように２つ設けられ、２つの延伸部１３ｂで第４アーム１４を支持する場合を示したが、２つのうち一方を省略して延伸部１３ｂを１つ、すなわち、第３アーム１３をいわゆる片持ち形状としてもよい。

第４アーム１４は、基端側が第３アーム１３の先端側に支持され、第３軸Ａ３と直交する第４軸Ａ４まわりに旋回する。また、第４アーム１４は、第３軸Ａ１３と第６軸Ａ１６とが重なる姿勢において、第３軸Ａ１３に沿う貫通孔１４ｃが設けられた基端部１４ａと、延伸部１４ｂとを有する。延伸部１４ｂは、基端部１４ａにおける貫通孔１４ｃの開口１４ｃａを避けた位置から第３軸Ａ１３に沿って先端側へ延伸する。

ここで、図２には、延伸部１４ｂが、開口１４ｃａを挟むように２つ設けられ、２つの延伸部１４ｂで手首部１５を支持する場合を示したが、２つのうち一方を省略して延伸部１４ｂを１つ、すなわち、第４アーム１４をいわゆる片持ち形状としてもよい。

手首部１５は、第４アーム１４の先端側に基端側が支持され、第４軸Ａ１４と平行な第５軸Ａ１５まわりに旋回するとともに、第５軸Ａ１５と直交する第６軸Ａ１６まわりに先端側が回転する。なお、手首部１５の基端側は旋回部１５ａであり、先端側は回転部１５ｂである。また、手首部１５には、第３軸Ａ１３と第６軸Ａ１６とが重なる姿勢において、第３軸Ａ１３に沿う貫通孔１５ｃが設けられる。

なお、手首部１５の先端側には、作業内容に応じて各種のエンドエフェクタが着脱可能に固定される。たとえば、第１ロボット１０にアーク溶接作業を行わせる場合には、アーク溶接用のエンドエフェクタが手首部１５の先端側に取り付けられる。また、第１ロボット１０にシーリング剤を塗布するシーリング作業を行わせる場合には、シーリング用のエンドエフェクタが手首部１５の先端側に取り付けられる。

次に、第２ロボット２０の構成について図３を用いて説明する。図３は、第２ロボット２０の斜視図である。なお、図３は、第２ロボット２０を斜め上方からみた斜視図に相当する。

図３に示すように、第２ロボット２０は、鉛直軸Ａ２０および第１軸Ａ２１〜第６軸Ａ２６の７軸を有するいわゆる垂直多関節ロボットである。また、第２ロボット２０は、基端側から先端側へ向けて、ベース部２０ＢＳと、旋回部２０ＳＷと、第１アーム２１と、第２アーム２２と、第３アーム２３と、第４アーム２４と、手首部２５とを備える。

ここで、一般的な６軸のロボット（基端から回転軸、旋回軸、旋回軸、回転軸、旋回軸および回転軸）における基端側から３軸を「基本軸」、残り３軸を「手首軸」と呼ぶ場合に、第２ロボット２０は、「基本軸」に軸を１つ追加して４軸としたロボットということができる。

つまり、第２ロボット２０は、基端側から４軸が「基本軸」、残り３軸が「手首軸」であり、「基本軸」は、基端から回転軸、旋回軸、回転軸および旋回軸の順序の軸構成となり、「手首軸」は、基端側から回転軸、旋回軸および回転軸の順序の軸構成となる。ここで、第２ロボット２０の軸構成については、基端側から先端側へ向けた順序で、基本軸を「ＳＬＥＵ」の４軸と、手首軸を「ＲＢＴ」の３軸と、それぞれ呼ぶことがある。

また、図３に示したように、第４アーム２４は、先端側がいわゆる二股形状を有しており、図３に示した姿勢において、上下方向（Ｚ軸に沿った向き）に開放された「開放空間」が確保されている。また、手首部２５の基端側もいわゆる二股形状を有しており、２つの二股形状が向かいあうので、第４アーム２４における上記した「開放空間」をより広げることができる。なお、「開放空間」を設けた効果は、図２に示した第１ロボット１０と同様である。

ベース部２０ＢＳは、走行台１１０（図１参照）や床などの設置面に固定される。旋回部２０ＳＷは、ベース部２０ＢＳに支持され、設置面と垂直な鉛直軸Ａ２０まわりに回転する。第１アーム２１は、基端側が旋回部２０ＳＷに支持され、鉛直軸Ａ２０と垂直な第１軸Ａ２１まわりに旋回する。第２アーム２２は、基端側が第１アーム２１の先端側に支持され、第１軸Ａ２１と垂直な第２軸Ａ２２まわりに回転する。第３アーム２３は、基端側が第２アーム２２の先端側に支持され、第２軸Ａ２２と垂直な第３軸Ａ２３まわりに旋回する。

第４アーム２４は、基端側が第３アーム２３の先端側に支持され、第３軸Ａ２３と垂直な第４軸Ａ２４まわりに回転する。また、第４アーム２４は、第４軸Ａ２４に沿う貫通孔が設けられた基端部と、延伸部とを有する。延伸部は、基端部における貫通孔の開口を避けた位置から第４軸Ａ２４に沿って先端側へ延伸する。

手首部２５は、第４アーム２４の先端側に基端側が支持され、第４軸Ａ２４と垂直な第５軸Ａ２５まわりに旋回するとともに、第５軸Ａ２５と直交する第６軸Ａ２６まわりに先端側が回転する。なお、手首部２５の基端側は旋回部２５ａであり、先端側は回転部２５ｂである。また、手首部２５には、第４軸Ａ２４と第６軸Ａ２６とが重なる姿勢において、第４軸Ａ２４に沿う貫通孔が設けられる。

なお、手首部２５の先端側には、作業内容に応じて各種のエンドエフェクタが着脱可能に固定される。たとえば、第２ロボット２０にアーク溶接作業を行わせる場合には、アーク溶接用のエンドエフェクタが手首部２５の先端側に取り付けられる。また、第２ロボット２０にシーリング剤を塗布するシーリング作業を行わせる場合には、シーリング用のエンドエフェクタが手首部２５の先端側に取り付けられる。

次に、ワーク５００の背面側からみたロボットシステム１について図４を用いて説明する。図４は、ワーク５００の背面側からみたロボットシステム１の模式図である。なお、図４は、図１に示したロボットシステム１を搬送方向の上流側（Ｘ軸負方向側）からみた図に相当する。なお、図４では、図１に示した第２ロボット２０、走行軸１００および走行台１１０の記載を省略している。

図４に示すように、第１ロボット１０は、ワーク５００における背面の開口５５２から少なくとも第４アーム１４の先端側をそれぞれ侵入させてワーク５００の内部（たとえば、底面、側面、または、天面）に対する作業を行う。なお、第３アーム１３（図２参照）をワーク５００の内部に侵入させて作業を行うこととしてもよい。

ここで、第１ロボット１０Ｒ１と、第１ロボット１０Ｌ１とは、それぞれのベース部１０ＢＳが、図１に示した搬送中心線ＬＳ１を通りＸＺ平面と平行な面４１に対して略等距離に配置される。

また、図４に示したように、それぞれの第１ロボット１０は、自ロボットのベース部１０ＢＳ側へ第４アーム１４を折り畳んだ状態で作業することができる。したがって、第１ロボット１０Ｒ１はワーク５００における面４１よりも手前側（Ｙ軸負方向側）のエリアを、第１ロボット１０Ｌ１は面４１よりも手前側（Ｙ軸正方向側）のエリアを、それぞれ担当することができる。

つまり、第１ロボット１０Ｒ１は面４１よりも右側（Ｙ軸負方向側）のエリアを、第１ロボット１０Ｌ１は面４１よりも左側（Ｙ軸正方向側）のエリアを、同時に作業することができる。これは、第４アーム１４を折り畳まずに作業を行う場合よりも他ロボットのアームと干渉しにくいためである。したがって、第１ロボット１０Ｒ１と、第１ロボット１０Ｌ１とのＹ軸に沿った距離を調整することで、両ロボットの干渉を回避することができるので、複数の第１ロボット１０間における排他動作などの複雑な動作制御を行う必要がない。

なお、ワーク５００における前面の開口５５１（図１参照）についても、第１ロボット１０Ｒ２（図１参照）と、第１ロボット１０Ｌ２（図１参照）とで、同時に作業することができる。これにより、前面の開口５５１に関する作業と、背面の開口５５２に関する作業とを同時に行うことができる。したがって、ワーク５００の内部の作業の効率化を図ることができる。

次に、ワーク５００の側面側からみたロボットシステム１について図５を用いて説明する。図５は、ワーク５００の側面側からみたロボットシステム１の模式図である。なお、図５は、図１に示したロボットシステム１をワーク５００の右側（Ｙ軸負方向側）からみた図に相当する。なお、図５では、図１に示した第１ロボット１０、走行軸１００および走行台１１０の記載を省略している。

また、図５では、図１に示した第２ロボット２０Ｌの記載についても省略しているが、第２ロボット２０Ｌと、第２ロボット２０Ｒとは、図４に示した場合と同様に同時に作業を行うことができる。

つまり、第２ロボット２０Ｌ（図１参照）は、図４に示した面４１よりも左側（Ｙ軸正方向側）のエリアを、第２ロボット２０Ｒは、図４に示した面４１よりも右側（Ｙ軸負方向側）のエリアを、それぞれ担当することができる。

なお、図５では、第２ロボット２０Ｒが、自ロボット寄りのピラー５０１の裏側に対して作業する場合を示している。たとえば、第２ロボット２０Ｒは、ピラー５０１の延伸向き（同図ではＺ軸と平行）に沿って作業を行うことができる。

具体的には、図５に示すように、第２ロボット２０Ｒは、ワーク５００における側面の開口５５３から少なくとも第４アーム２４を侵入させてピラー５０１の裏側に対する作業を行う。なお、第２アーム２２や第３アーム２３をワーク５００の内部に侵入させて作業を行うこととしてもよい。

また、図５では、ピラー５０１よりもＸ軸負方向側の側面の開口５５３からロボット２０Ｒを侵入させる場合を示したが、Ｘ軸正方向側の側面の開口５５３からロボット２０Ｒを侵入させることとしてもよい。

また、図５に示した側面の開口５５３に関する第２ロボット２０による作業は、図４に示した背面の開口５５２に関する第１ロボット１０による作業と同時に行うことができる。したがって、ワーク５００の内部の作業の効率化を図ることができる。つまり、ワーク５００に対して前後方向からの作業と側方からの作業とを同時に行うことができるので、ワーク５００の内部の作業を短時間で行うことができる。

次に、実施形態に係るロボットシステム１の構成について図６を用いて説明する。図６は、ロボットシステム１の構成を示すブロック図である。図６に示すように、ロボットシステム１は、搬送装置２００と、ロボット（第１ロボット１０および第２ロボット２０）と、走行台１１０と、コントローラ５０とを備える。搬送装置２００、第１ロボット１０、第２ロボット２０および走行台１１０は、コントローラ５０に接続されている。なお、ロボットシステム１に搬送装置２００を含めず、ロボットシステム１が、搬送装置２００から搬送状況を取得し、取得した搬送状況を利用して動作することとしてもよい。

コントローラ５０は、制御部５１と、記憶部５２とを備える。制御部５１は、タイミング取得部５１ａと、動作制御部５１ｂとを備える。記憶部５２は、教示情報５２ａを記憶する。なお、図６には、説明を簡略化するために、１台のコントローラ５０を示したが、複数台のコントローラ５０を用いることとしてもよい。この場合、各コントローラを束ねる上位のコントローラを設けることとしてもよい。

ここで、コントローラ５０は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部５１のタイミング取得部５１ａおよび動作制御部５１ｂとして機能する。

また、タイミング取得部５１ａおよび動作制御部５１ｂの少なくともいずれか一つまたは全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。

また、記憶部５２は、たとえば、ＲＡＭやＨＤＤに対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、教示情報５２ａを記憶することができる。なお、コントローラ５０は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。さらに、上記したように、コントローラ５０を複数台の相互に通信可能な装置として構成してもよく、上位または下位の装置と通信可能な階層式の装置として構成してもよい。

制御部５１は、搬送装置２００から搬送速度や、ワーク５００（図１参照）の位置等の情報を取得するとともに、第１ロボット１０および第２ロボット２０と、走行台１１０との動作制御を行う。なお、コントローラ５０が複数台で構成される場合には、制御部５１は、複数のコントローラ５０間の同期をとる処理を併せて行うこととしてもよい。

タイミング取得部５１ａは、搬送装置２００から搬送速度やワーク５００の位置等の情報を取得する。そして、タイミング取得部５１ａは、取得した情報に基づき、第１ロボット１０、第２ロボット２０および走行台１１０の動作タイミングや動作内容を決定し、決定した動作タイミングや動作内容を動作制御部５１ｂへ通知する。

たとえば、タイミング取得部５１ａは、ワーク５００が所定位置に搬送されたタイミングを取得し、取得したタイミングに基づいて第１ロボット１０、第２ロボット２０および搬送台１１０を動作させるよう動作制御部５１ｂへ指示する。

動作制御部５１ｂは、タイミング取得部５１ａからの指示および教示情報５２ａに基づいて第１ロボット１０、第２ロボット２０および走行台１１０を動作させる。また、動作制御部５１ｂは、第１ロボット１０、第２ロボット２０および走行台１１０の動力源であるモータ等のアクチュエータにおけるエンコーダ値を用いつつフィードバック制御を行うなどして第１ロボット１０、第２ロボット２０および走行台１１０の動作精度を向上させる。

教示情報５２ａは、第１ロボット１０、第２ロボット２０および走行台１１０へ動作を教示するティーチング段階で作成され、ロボット等の動作経路を規定するプログラムである「ジョブ」を含んだ情報である。なお、図１に示したように、ワーク５００を挟んで左右対称な位置に各ロボットを配置する場合には、教示データを共用したり、反転利用したりすることが可能となる。したがって、ロボットシステム１によれば、かかる教示データを含んだ教示情報５２ａの生成の手間とコストとを抑制することができる。

次に、図１に示した走行軸１００の変形例について図７Ａおよび図７Ｂを用いて説明する。図７Ａは、走行軸１００の変形例その１を示す模式図であり、図７Ｂは、走行軸１００の変形例その２を示す模式図である。なお、図７Ａおよび図７Ｂでは、ワーク５００の右側（Ｙ軸負方向側）のみを示しており、ワーク５００およびワーク５００の左側（Ｙ軸正方向側）の記載を省略している。

図７Ａは、図１に示した走行軸１００Ｒを、第１ロボット１０用の走行軸１００Ｒ１と、第２ロボット２０用の走行軸１００Ｒ２に変更した変形例である。図７Ａに示すように、走行軸１００Ｒ１を走行する走行台１１０Ｒ１には、第１ロボット１０Ｒ１と、第１ロボット１０Ｒ２とが設けられている。また、走行軸１００Ｒ２を走行する走行台１１０Ｒ２には第２ロボット２０Ｒが設けられている。

このように、走行軸１００を、第１ロボット１０用と、第２ロボット２０用とで別々に設けることとしてもよい。なお、図７Ａでは、第１ロボット１０用の走行軸１００Ｒ１が、第２ロボット２０用の走行軸１００Ｒ２よりも搬送中心線ＬＳ１から遠い場合を示しているが、走行軸１００Ｒ１を走行軸１００Ｒ２よりも搬送中心線ＬＳ１に近い位置に設けることとしてもよい。

図７Ｂは、図７Ａに示した走行台１１０Ｒ１をそれぞれの第１ロボット１０用に分離した変形例である。図７Ｂに示すように、走行軸１００Ｒ１を走行する走行台１１０Ｒ３には、第１ロボット１０Ｒ１が設けられており、走行軸１００Ｒ１を走行する走行台１１０Ｒ４には第１ロボット１０Ｒ２が設けられている。つまり、図７Ｂの例は、第１ロボット１０を１台ずつ独立した走行台１１０に設けた点が図７Ａの例とは異なる。なお、走行軸１００Ｒ２を走行する走行台１１０Ｒ２に第２ロボット２０Ｒが設けられている点は図７Ａの例と同じである。

なお、図７Ｂでは、第１ロボット１０用の走行軸１００Ｒ１が、第２ロボット２０用の走行軸１００Ｒ２よりも搬送中心線ＬＳ１から遠い場合を示しているが、走行軸１００Ｒ１を走行軸１００Ｒ２よりも搬送中心線ＬＳ１に近い位置に設けることとしてもよい。

また、図７Ｂでは、第１ロボット１０用の走行軸１００Ｒ１と、第２ロボット２０用の走行軸１００Ｒ２とを別々にする場合を示したが、いずれかの走行軸１００を省略し、３つの走行台１１０が１つの走行軸１００上を走行することとしてもよい。

上述してきたように、実施形態に係るロボットシステム１は、２台の第１ロボット１０と、１台の第２ロボット２０とを備える。第１ロボット１０は、ワーク５００の搬送向きに沿って配置され、ワーク５００に対する作業を行う多関節ロボットである。第２ロボット２０は、搬送向きについて２台の第１ロボット１０の間に配置され、ワーク５００に対する作業を行う多関節ロボットであり、第１ロボット１０とは軸構成が異なる。第１ロボット１０は、先端から回転軸、旋回軸、旋回軸および回転軸の順序の軸構成を有する７軸の多関節ロボットである。

このように、実施形態に係るロボットシステム１によれば、先端から回転軸、旋回軸、旋回軸および回転軸の順序の軸構成を有する７軸の多関節ロボットである第１ロボット１０の間に、第１ロボット１０とは軸構成が異なる第２ロボット２０を、搬送向きに配置したので、ワーク５００の前後方向からの作業と、ワークの横方向からの作業とを同時に行うことができる。したがって、ロボットによる作業の効率化を図ることができる。

また、上述した実施形態では、第１ロボット１０および第２ロボット２０を７軸のロボットとする例を示したが、第１ロボット１０および第２ロボット２０の少なくとも一方を８軸以上のロボットとしてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ ロボットシステム
１０ 第１ロボット
１０ＢＳ ベース部
１０ＳＷ 旋回部
１１ 第１アーム
１２ 第２アーム
１２ｃ 貫通孔
１２ｃａ、１２ｃｂ 開口
１３ 第３アーム
１３ａ 基端部
１３ｂ 延伸部
１３ｃ 貫通孔
１３ｃａ、１３ｃｂ 開口
１４ 第４アーム
１４ａ 基端部
１４ｂ 延伸部
１４ｃ 貫通孔
１４ｃａ、１４ｃｂ 開口
１５ 手首部
１５ａ 旋回部
１５ｂ 回転部
１５ｃ 貫通孔
２０ 第２ロボット
２０ＢＳ ベース部
２０ＳＷ 旋回部
２１ 第１アーム
２２ 第２アーム
２３ 第３アーム
２４ 第４アーム
２５ 手首部
２５ａ 旋回部
２５ｂ 回転部
５０ コントローラ
５１ 制御部
５１ａ タイミング取得部
５１ｂ 動作制御部
５２ 記憶部
５２ａ 教示情報
１００ 走行軸
１１０ 走行台
２００ 搬送装置
５００ ワーク
５０１ ピラー
５５１ 前面の開口
５５２ 背面の開口
５５３ 側面の開口
Ａ１０ 鉛直軸
Ａ１１ 第１軸
Ａ１２ 第２軸
Ａ１３ 第３軸
Ａ１４ 第４軸
Ａ１５ 第５軸
Ａ１６ 第６軸
Ａ２０ 鉛直軸
Ａ２１ 第１軸
Ａ２２ 第２軸
Ａ２３ 第３軸
Ａ２４ 第４軸
Ａ２５ 第５軸
Ａ２６ 第６軸
ＬＳ１ 搬送中心線

Claims (8)

1. ワークの搬送向きに沿って配置され、前記ワークに対する作業を行う多関節ロボットである２台の第１ロボットと、
   前記搬送向きについて前記２台の第１ロボットの間に配置され、当該ワークに対する作業を行う前記多関節ロボットであり、前記第１ロボットとは軸構成が異なる１台の第２ロボットと
   を備え、
   前記第１ロボットは、
   先端から回転軸、旋回軸、前記旋回軸および前記回転軸の順序の軸構成を有する７軸の前記多関節ロボットであること
   を特徴とするロボットシステム。
2. 前記第２ロボットは、
   基端から前記回転軸、前記旋回軸、前記回転軸および前記旋回軸の順序の軸構成を有する７軸の前記多関節ロボットであること
   を特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
3. 前記多関節ロボットは、
   少なくとも１台が、前記搬送向きに沿う走行軸を走行すること
   を特徴とする請求項１または２に記載のロボットシステム。
4. 前記多関節ロボットは、
   搬送中の前記ワークに対して作業を行うこと
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のロボットシステム。
5. 前記多関節ロボットは、
   先端にアーク溶接用のエンドエフェクタを備え、前記ワークに対してアーク溶接作業を行うこと
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のロボットシステム。
6. 前記多関節ロボットは、
   先端にシーリング剤を塗布するシーリング用のエンドエフェクタを備え、前記ワークに対してシーリング作業を行うこと
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のロボットシステム。
7. 前記２台の第１ロボットは、
   一方が、前記搬送向きにおける前記ワークの前面の開口から先端を侵入させて前記ワークの内部に対する作業を行い、他方が、前記ワークの背面の開口から先端を侵入させて前記ワークの内部に対する作業を行い、
   前記１台の第２ロボットは、
   前記搬送向きにおける前記ワークの側面の開口から先端を侵入させて前記ワークの内部に対する作業を行うこと
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のロボットシステム。
8. 前記２台の第１ロボットおよび前記１台の第２ロボットは、
   前記搬送向きについて前記ワークの両側に２組設けられ、
   それぞれの組の前記第１ロボットおよび前記第２ロボットは、
   前記ワークの搬送中心線よりも手前側の領域に対する作業を前記ワークに対して行うこと
   を特徴とする請求項７に記載のロボットシステム。

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