WO2016067689A1 - 加工装置及びワークの生産方法 - Google Patents

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WO2016067689A1
WO2016067689A1 PCT/JP2015/071167 JP2015071167W WO2016067689A1 WO 2016067689 A1 WO2016067689 A1 WO 2016067689A1 JP 2015071167 W JP2015071167 W JP 2015071167W WO 2016067689 A1 WO2016067689 A1 WO 2016067689A1
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robot
workpiece
axis
arm
distance
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PCT/JP2015/071167
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達生 廣
国昭 片峯
隆太 香川
佑輔 木下
学 岡久
雅美 中倉
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株式会社安川電機
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/14—Arm movement, spatial

Definitions

  • the present disclosure relates to a processing apparatus and a work production method.
  • Patent Document 1 discloses a spot welding apparatus including a workpiece fixing base that holds a vehicle body panel or the like of a passenger car as a workpiece, and a robot that performs spot welding on the workpiece.
  • an object of the present disclosure is to provide a machining apparatus and a production method capable of machining a wide range of workpieces with individual robots.
  • a processing apparatus includes a swivel unit, a first arm unit, a second arm unit, a wrist unit, and a tip unit that are connected in series with each other, a first actuator that swivels the swivel unit around a first axis, A second actuator that swings one arm portion around the second axis, a third actuator that swings the second arm portion around the third axis, a plurality of posture adjustment actuators that adjust the posture of the tip portion, A first robot having a distance adjusting actuator that adjusts a distance between the two axes and the third axis, and an end effector that is provided at a distal end and performs processing on the workpiece; When the first arm is rotated around the second axis with the distance being the longest in the face-to-face state, the distal end of the first arm or the base end of the second arm interferes with the workpiece. To position.
  • the first robot is controlled so as to move the end effector to a plurality of machining target portions of the workpiece using the machining apparatus, and the end effector is arranged at the machining target portion.
  • controlling the first robot so as to process the processing target part by the end effector, and controlling the first robot to move the end effector to a plurality of processing target parts of the workpiece. Includes moving the end effector between a position higher than the base end of the first arm and a position lower than the base end while changing the distance between the second axis and the third axis by the distance adjusting actuator. .
  • the processing apparatus 1 includes two robots 10 (first robots), a controller 100, and a programming pendant 120.
  • the robot 10 processes a workpiece W such as an automobile body.
  • the robot 10 includes a base 11, a turning part 12, a first arm part 13, a second arm part 14, a wrist part 15, a tip part 16, an end effector 17, and a first actuator 21.
  • the base 11 is fixed to the floor surface (installation surface) and supports the entire robot 10. That is, all of the plurality of robots 10 are fixed to the installation surface.
  • the turning part 12, the first arm part 13, the second arm part 14, the wrist part 15 and the tip part 16 are connected in series with each other.
  • the turning unit 12 is provided on the base 11 and can turn around a first axis Ax1 that is vertical (along the z-axis in the drawing).
  • tip means the end on the tip 16 side
  • tip means the tip and its vicinity.
  • Base end means the end on the base 11 side
  • base end means the base end and its vicinity.
  • the first arm portion 13 can swing around a horizontal second axis Ax2 passing through the connecting portion of the turning portion 12 and the first arm portion 13.
  • the second arm portion 14 can swing around a horizontal third axis Ax3 that passes through the connecting portion of the first arm portion 13 and the second arm portion 14.
  • the third axis Ax3 is parallel to the second axis Ax2.
  • the second arm portion 14 can turn around the fifth axis Ax5 along the central axis.
  • the wrist portion 15 can swing around the fourth axis Ax4 that passes through the connecting portion of the second arm portion 14 and the wrist portion 15.
  • the distal end portion 16 can turn around a sixth axis Ax6 along the central axis of the wrist portion 15.
  • the end effector 17 is a spot welding device, for example, and is provided at the distal end portion 16. As an example, the end effector 17 is detachably attached to the distal end portion 16 and can be exchanged with other end effectors. The end effector 17 may be integrated with the distal end portion 16.
  • the end effector 17 may be any tool as long as it is a processing tool, and is not limited to a spot welding apparatus.
  • the end effector 17 may be an arc welding apparatus, a cutter that performs work other than welding, a screw tightening apparatus, or the like.
  • the first arm portion 13 is configured by links 13A and 13B connected in series with each other, the link 13A is connected to the turning portion 12, and the link 13B is connected to the second arm portion 14.
  • the first arm portion 13 can be bent around a seventh axis Ax7 that passes through the connecting portion of the links 13A and 13B.
  • the link 13B can swing around the seventh axis Ax7 that passes through the connecting portion of the links 13A and 13B.
  • the seventh axis Ax7 is parallel to the second axis Ax2 and the third axis Ax3.
  • the first actuator 21 is provided on the base 11, for example, and turns the turning portion 12 around the first axis Ax1.
  • the second actuator 22 is provided, for example, in the turning portion 12 and swings the first arm portion 13 around the second axis Ax2.
  • the third actuator 23 is provided, for example, at the tip of the first arm 13 and swings the second arm 14 around the third axis Ax3.
  • the fifth actuator 25 is provided, for example, at the base end portion of the second arm portion 14, and turns the second arm portion 14 about the fifth axis Ax5. Since the wrist part 15 is connected to the second arm part 14, turning the second arm part 14 corresponds to turning the wrist part 15. That is, the fifth actuator 25 turns the wrist portion 15 about the fifth axis Ax5.
  • the fourth actuator 24 is provided, for example, at the distal end portion of the second arm portion 14, and swings the wrist portion 15 about the fourth axis Ax4.
  • the sixth actuator 26 is provided, for example, on the wrist 15 and turns the tip 16 about the sixth axis Ax6.
  • the fourth actuator 24, the fifth actuator 25, and the sixth actuator 26 are an example of a plurality of posture adjustment actuators that adjust the posture of the distal end portion 16.
  • the seventh actuator 27 adjusts the distance L1 between the second axis Ax2 and the third axis Ax3. As shown in FIG. 2, the seventh actuator 27 adjusts the distance L1 between the longest distance L11 and the shortest distance L12.
  • the seventh actuator 27 is provided, for example, at the tip of the link 13A and bends the first arm 13 about the seventh axis Ax7. In other words, the seventh actuator 27 swings the link 13B about the seventh axis Ax7.
  • the longest distance L11 is a distance L1 when the first arm portion 13 is not bent (the link 13B is not inclined with respect to the link 13A).
  • the shortest distance L12 is a distance L1 when the first arm portion 13 is bent to the movable limit of the seventh actuator 27.
  • the seventh actuator 27 does not necessarily have to bend the first arm portion 13, and may be any one as long as the distance L1 between the second axis Ax2 and the third axis Ax3 can be adjusted.
  • the seventh actuator 27 may be a direct acting actuator that expands and contracts the first arm portion 13.
  • the robot 10 adds a redundancy degree of freedom to adjust the distance L1 between the second axis Ax2 and the third axis Ax3 with respect to the so-called six-axis robot capable of freely changing the position and posture of the tip portion 16.
  • the actuators 21 to 26 are constituted by, for example, an electric servo motor, a gear head, a brake, and the like. Servo motors, gear heads, brakes, and the like are not necessarily arranged on the axes Ax1 to Ax7, and may be arranged at positions away from these axes.
  • the processing device 1 may further include a transport device 30.
  • the conveyance device 30 conveys the workpiece W so as to change the relative position of the workpiece W and the robot 10.
  • the transport device 30 includes a pallet 31 (work placement unit) and a transport actuator 32.
  • the pallet 31 supports the workpiece W.
  • the transport actuator 32 transports the pallet 31 along a horizontal straight line (along the x-axis in the drawing) using, for example, an electric motor or a hydraulic motor as a power source.
  • “directly facing” means that the base end PE1 of the first arm portion 13 (intersection of the central axis of the first arm portion 13 and the second axis Ax2) is the first axis in plan view. It means a state that is located between Ax1 and the workpiece W and is located on a perpendicular line PL from the first axis Ax1 to the workpiece W.
  • placement condition 1a is the base end PE1 of the first arm portion 13 in a state where the distance L1 is the longest distance L11 and the second arm portion 14 is perpendicular to the straight lines orthogonal to the second axis Ax2 and the third axis Ax3. To the distal portion of the outer peripheral surface of the second arm portion 14.
  • the “distal portion of the outer peripheral surface of the second arm portion 14” is a portion of the outer peripheral surface of the second arm portion 14 on the side opposite to the second axis Ax2.
  • the robot 10 may be positioned so that the distance from the workpiece W to the base end PE1 of the first arm portion 13 exceeds the fourth length L14 in a state of facing the workpiece W (hereinafter, this condition is “ Arrangement condition 2a ").
  • the fourth length L14 has the distance L1 as the shortest distance L12, and the base end PE1 of the first arm 13 in a state in which the second arm 14 is perpendicular to the straight lines orthogonal to the second axis Ax2 and the third axis Ax3. To the distal portion of the outer peripheral surface of the second arm portion 14.
  • the arrangement condition 2 is also satisfied.
  • the robot 10 faces the workpiece W in a state facing the workpiece W, the distance from the highest processing target site P1 to the proximal end PE1 of the first arm 13 and the lowest processing.
  • the distance from the target site P1 to the base end PE1 of the first arm portion 13 may be positioned to be equal to or shorter than the length La obtained by the expression (1).
  • the “distance” means a distance to a portion of the end effector 17 that acts on the processing target portion P1 (hereinafter referred to as “action portion”).
  • the robot 10 is the fourth in the case where the end effector 17 is disposed so that the processing can be performed on the processing target portion P1 at the highest position in the workpiece W in a state of facing the workpiece W.
  • the distance from the position 1 to the base end PE1 of the first arm portion 13 may be positioned so as to be equal to or shorter than the length Lb obtained by Expression (2).
  • Lb L11 + L21 (2)
  • Arranging the end effector 17 with respect to the processing target part P1 means that the above-mentioned action part of the end effector 17 is arranged in the processing target part P1.
  • the posture of the end effector 17 that can process the processing target part P1 is determined according to the state of the processing target part P1. For example, when the end effector 17 is a spot welding apparatus, the posture of the end effector 17 is determined so that the welding target can be sandwiched between electrodes.
  • FIG. 6 illustrates a case where the posture of the end effector 17 that can perform processing on the processing target site P1 is vertical (when the central axis of the wrist portion 15 is along the vertical axis).
  • the robot 10 faces the work W in a state where the end effector 17 is disposed at the highest processing target site P1 of the work W with the wrist 15 facing vertically downward.
  • the robot 10 may be positioned such that the height of the base end PE1 of the first arm portion 13 is equal to or higher than the height Ha obtained by Expression (3).
  • Ha HH ⁇ L21 ⁇ cos ⁇ L11 (3)
  • HH Height of the fourth axis when the end effector is disposed at the highest processing target site in the workpiece with the wrist facing vertically downward
  • ⁇ orthogonal to the third axis Ax3 and the fourth axis Ax4
  • the minimum value of the angle between the straight line and the central axis of the wrist 15 The “minimum value of the angle” means the minimum value in the movable range.
  • the robot 10 may be positioned such that the height of the base end PE1 of the first arm portion 13 is equal to or less than the height Hb obtained by Expression (4).
  • Hb HL + L21 ⁇ cos ⁇ + L11 (4)
  • HL the height of the fourth axis when the end effector is arranged at the lowest processing target site in the workpiece with the wrist facing vertically upward
  • the fourth axis Ax4 when the end effector 17 is disposed at the highest processing target site P1 of the workpiece W with the wrist 15 facing vertically downward in a state of facing the workpiece W is shown.
  • the distance from the position to the front side by the distance Lc determined by Equation (5) and the position shifted downward by the height Hc determined by Equation (6) to the proximal end PE1 of the first arm portion 13 and the wrist portion 15 Is shifted upward from the position of the fourth axis Ax4 when the end effector 17 is disposed at the lowest position to be processed P1 in the workpiece W by a distance Lc determined by Expression (5), and the expression (6
  • the distance from the position shifted upward at the height Hc determined by (1) to the base end PE1 of the first arm portion 13 may be positioned to be equal to or less than the longest distance L11.
  • Lc L21 ⁇ sin ⁇ (5)
  • Hc L21 ⁇ cos ⁇ (6)
  • the two robots 10 are arranged so as to sandwich the workpiece W in a direction (direction along the y-axis) orthogonal to the transfer direction (direction along the x-axis) shown by the transfer device 30.
  • the positive direction of the illustrated y axis is referred to as “left direction”
  • the negative direction of the illustrated y axis is referred to as “right direction”.
  • the left robot 10 performs processing on the processing target portion P1 on the left side of the workpiece W
  • the right robot 10 performs processing on the processing target portion P2 on the right side of the workpiece W.
  • the left robot 10 is arranged so as to be able to perform machining without interfering with the workpiece W with respect to all the machining target parts P1 from the robot 10 side (left side).
  • the left robot 10 is arranged so that the end effector 17 can reach both the uppermost processing target site P1 and the lowermost processing target site P1 without interfering with the workpiece W.
  • the robot 10 on the right side is arranged so as to be able to perform machining without interfering with the workpiece W with respect to the entire machining target portion P2 from the robot 10 side (right side).
  • the robot 10 on the right side is arranged so that the end effector 17 can reach both the uppermost processing target site P2 and the lowermost processing target site P2 without interfering with the workpiece W.
  • the controller 100 is a device that controls the two robots 10 and the transfer device 30.
  • the programming pendant 120 is a device that inputs and outputs data to and from the controller 100 by wire or wireless.
  • the controller 100 includes a target acquisition unit 111, a first calculation unit 112, a determination unit 113, a second calculation unit 114, an output unit 115, and a storage unit 116 as a functional configuration.
  • the accumulation unit 116 accumulates the operation pattern of the robot 10.
  • the operation pattern is, for example, time series data of operation target values of the actuators 21 to 27.
  • the target acquisition unit 111 acquires the target value of the position / posture of the distal end portion 16 from the programming pendant 120.
  • the position / posture target values acquired by the target acquisition unit 111 may be input to the programming pendant 120 by the user or may be read from the recording medium via the programming pendant 120. .
  • the first calculation unit 112 calculates the operation target values of the actuators 21 to 26 corresponding to the position / posture target values under the condition that the operation target value of the seventh actuator 27 for distance adjustment is fixed to the initial value.
  • the operation target values of the actuators 21 to 27 are stored in the storage unit 116.
  • the operation target value of the seventh actuator 27 is a target value of the operation amount for adjusting the distance L1 between the second axis Ax2 and the third axis Ax3, and is a target value of the bending angle of the first arm portion 13, for example.
  • the initial value of the bending angle of the first arm portion 13 is, for example, 0 °.
  • the operation target value of the first actuator 21 is a target value of the turning angle of the turning unit 12, for example.
  • the operation target value of the second actuator 22 is, for example, a target value of the swing angle of the first arm portion 13.
  • the operation target value of the third actuator 23 is, for example, a target value of the swing angle of the second arm portion 14.
  • the operation target value of the fifth actuator 25 is, for example, a target value of the turning angle of the wrist portion 15.
  • the operation target value of the fourth actuator 24 is, for example, a target value of the swing angle of the wrist portion 15.
  • the operation target value of the sixth actuator 26 is a target value of the turning angle of the tip portion 16.
  • the operation target values of the actuators 21 to 26 are calculated by, for example, inverse kinematics calculation.
  • the first calculation unit 112 causes the accumulation unit 116 to store the calculation results of the operation target values of the actuators 21 to 27.
  • the determination unit 113 determines whether or not the operation target value stored in the storage unit 116 can be output. For example, when the actuators 21 to 27 are operated with the operation target values stored in the storage unit 116 when the interference between the robot 10 and the workpiece W occurs, the determination unit 113 determines that the operation target value cannot be output. .
  • the determination unit 113 sets at least one of the actuators 21 to 26 as a determination target, and even when the operation target value calculated by the first calculation unit 112 is outside the allowable range for the determination target actuator, May not be output.
  • the determination unit 113 may set all of the actuators 21 to 26 as a determination target, or only a part of the actuators 21 to 26 (for example, the second actuator 22, the third actuator 23, and the fourth actuator 24). .
  • the determination unit 113 may set only the third actuator 23 and the fourth actuator 24 as a determination target, or may set only one of the third actuator 23 and the fourth actuator 24 as a determination target.
  • the allowable range is set so that the operation amount of the portion driven by the determination target actuator is within the movable range. For example, when the third actuator 23 is a determination target, the allowable range of the operation target value of the third actuator 23 is set so that the swing angle of the second arm portion 14 is within the movable range.
  • the second calculation unit 114 corrects the operation target values of the actuators 21 to 27 so that the output can be performed when the determination unit 113 determines that the operation target value cannot be output. For example, when the determination unit 113 determines that interference between the robot 10 and the workpiece W occurs, the second calculation unit 114 decreases the distance L1 between the second axis Ax2 and the third axis Ax3, and the robot 10 and the workpiece The operation target values of the actuators 21 to 27 are corrected so as to avoid interference with W. Specifically, the second calculation unit 114 sets a constraint condition so as to avoid interference between the robot 10 and the workpiece W, and sets the operation target values of the actuators 21 to 27 by inverse kinematics calculation using the constraint condition. It may be corrected.
  • the second calculation unit 114 sets the operation target values of the actuators 21 to 27 so that the operation target value falls within the allowable range when the operation target value of the at least one determination target actuator falls outside the allowable range. It may be corrected. Specifically, the second calculation unit 114 sets the constraint condition for the actuator whose operation target value is outside the allowable range so that the operation target value falls within the allowable range, and then applies the constraint condition.
  • the operation target values of the actuators 21 to 27 may be corrected by the inverse kinematic calculation.
  • the second calculation unit 114 sets the constraint condition so that the first arm portion 13 is bent in a direction in which the seventh axis Ax7 for distance adjustment is away from the workpiece W, and calculates the operation target values of the actuators 21 to 27. May be.
  • the second calculation unit 114 stores the calculation result of the operation target value of the actuators 21 to 27 in the storage unit 116 and overwrites the previous calculation result.
  • the output unit 115 controls the actuators 21 to 27 according to the operation target value. Specifically, the output unit 115 controls the actuators 21 to 27 so that the operation amounts of the respective units by the actuators 21 to 27 substantially coincide with the set operation target values. The output unit 115 controls the transport actuator 32 in addition to the actuators 21 to 27.
  • the controller 100 acquires the target value of the position / posture of the distal end portion 16 and the actuators 21 to 25 corresponding to the target value of the position / posture under the condition that the operation target value of the seventh actuator 27 for distance adjustment is fixed. 26 to calculate the operation target value, to determine whether the calculated operation target value can be output, and to determine that the output is possible when the operation target value is determined to be unoutputable. 27 may be configured to execute the correction of the operation target value 27 and control the actuators 21 to 27 according to the operation target value.
  • the first calculation unit 112, the determination unit 113, the second calculation unit 114, the output unit 115, and the storage unit 116 may not be separated.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the controller 100.
  • the controller 100 illustrated in FIG. 9 includes a circuit 130.
  • the circuit 130 includes a processor 131, a memory 132, a storage 133, an input / output port 134, and a plurality of motor drivers 136.
  • the input / output port 134 inputs / outputs data to / from the programming pendant 120 and the plurality of motor drivers 136.
  • the plurality of motor drivers 136 respectively control the actuators 21 to 27 and the transport actuator 32 of the two robots 10.
  • the processor 131 executes the program in cooperation with at least one of the memory 132 and the storage 133, and inputs / outputs data via the input / output port 134, thereby causing the controller 100 to execute the target acquisition unit 111, the first calculation unit. 112, function as the determination unit 113, the second calculation unit 114, the output unit 115, and the storage unit 116.
  • the hardware configuration of the controller 100 is not necessarily limited to one that performs each function by executing a program.
  • at least a part of the target acquisition unit 111, the first calculation unit 112, the determination unit 113, the second calculation unit 114, the output unit 115, and the storage unit 116 may be configured by a logic circuit specialized for the function.
  • the logic circuit may be configured by an ASIC (Application Specific integrated circuit).
  • step S01 At least one of the first calculation unit 112 and the second calculation unit 114 stores the calculation results of the operation target values of the actuators 21 to 27 in the storage unit 116, and constructs the operation patterns of the two robots 10.
  • the operation patterns of the two robots 10 are constructed so as to process the workpiece W.
  • step S02 the output unit 115 controls the transport actuator 32 so as to start transporting the workpiece W.
  • step S03 the output unit 115 controls the two robots 10 so as to execute machining on the workpiece W. That is, the output unit 115 controls the actuators 21 to 27 of the two robots 10 according to the operation target value stored in the storage unit 116.
  • step S04 the output unit 115 controls the transport actuator 32 so as to end the transport of the workpiece W.
  • step S05 the output unit 115 determines whether or not a machining end command has been input.
  • the processing end command is input through the programming pendant 120, for example. If the machining end command has not been input, the controller 100 returns the process to step S02. Thereby, the same processing procedure is repeated. If a machining end command is input, the controller 100 ends the process.
  • step S01 the operation pattern generation procedure in step S01 will be described in more detail.
  • the controller 100 first executes step S11.
  • step S ⁇ b> 11 the target acquisition unit 111 acquires the target value of the position / posture of the distal end portion 16 from the programming pendant 120.
  • step S12 the first calculation unit 112 sets the operation target value of the seventh actuator 27 for distance adjustment to an initial value.
  • the 1st calculation part 112 sets the bending angle of the 1st arm part 13 to 0 degree.
  • step S13 the first calculation unit 112 calculates the operation target values of the actuators 21 to 26 corresponding to the position / posture target values under the condition that the operation target value of the seventh actuator 27 is fixed to the initial value.
  • the calculation results of the actuators 21 to 27 are stored in the storage unit 116.
  • step S ⁇ b> 14 the determination unit 113 determines whether or not the operation target value stored in the storage unit 116 can be output. For example, when the actuators 21 to 27 are operated with the operation target values stored in the storage unit 116 when the interference between the robot 10 and the workpiece W occurs, the determination unit 113 cannot output the operation target value. Is determined.
  • the determination unit 113 sets at least one of the actuators 21 to 26 as a determination target, and determines that the operation target value cannot be output even when the operation target value of the determination target actuator is outside the allowable range. Good.
  • step S14 When it is determined in step S14 that the operation target value cannot be output, the controller 100 executes steps S15 and S16.
  • step S15 the second calculation unit 114 sets the operation target value of the seventh actuator 27 so that the operation target value can be output.
  • the second calculation unit 114 sets the operation target value of the seventh actuator 27 so as to shorten the distance L1 and avoid the interference between the robot 10 and the workpiece W.
  • the second calculation unit 114 may set the operation target value of the seventh actuator 27 so as to share a part of the operation target value that is outside the allowable range in the other actuators.
  • step S16 the second calculation unit 114 calculates the operation target values of the actuators 21 to 26 corresponding to the position / posture target values under the condition that the operation target value of the seventh actuator 27 is fixed to the set value in step S15. calculate.
  • the second calculation unit 114 stores the calculation result of the operation target value of the actuators 21 to 27 in the storage unit 116 and overwrites the previous calculation result.
  • step S14 the controller 100 returns the process to step S14.
  • steps S14 to S15 are repeated until the operation target value can be output.
  • the second calculation unit 114 calculates the operation target values of the actuators 21 to 27 so that the first arm 13 is bent in a direction in which the seventh axis Ax7 for adjusting the distance moves away from the workpiece W. May be. That is, the controller 100 may control the actuators 21 to 27 so as to bend the first arm portion 13 in the direction in which the seventh axis Ax7 moves away from the workpiece W.
  • the procedure for calculating the operation target values of the actuators 21 to 27 by the second calculation unit 114 is not limited to the above.
  • the operation target value of the actuator itself whose operation target value is outside the allowable range may be set to a value within the allowable range.
  • the actuators 21 to 26 excluding the actuator for which the operation target value was set in step S15, and the operation target value of the seventh actuator 27 may be calculated.
  • step S14 when it is determined that the operation target value can be output, the controller 100 executes step S17.
  • step S17 the controller 100 determines whether or not the construction of the operation pattern is completed. Specifically, for example, the target acquisition unit 111 determines whether or not all target values of positions and orientations necessary for construction of the motion pattern have been acquired. Whether or not all position / posture target values have been acquired is determined based on, for example, a completion command input by the user to the programming pendant 120 or a completion command read by the programming pendant 120 from the recording medium.
  • step S17 If it is determined in step S17 that the construction of the operation pattern has not been completed, the controller 100 returns the process to step S11. Thereby, steps S11 to S17 are repeated until the construction of the operation pattern is completed, and time series data of the operation target values of the actuators 21 to 27 is constructed.
  • step S17 If it is determined in step S17 that the construction of the operation pattern has been completed, the controller 100 ends the process.
  • the controller 100 controls the robot 10 so as to operate according to the operation pattern generated in steps S11 to S17.
  • the controller 100 controls the robot 10 to move the end effector 17 to a plurality of processing target parts P1 of the workpiece W, and the end effector 17 causes the end effector 17 to be placed in the processing target part P1.
  • the robot 10 is controlled so as to process the processing target part P1.
  • the plurality of processing target sites P1 include a processing target site P1 that is higher than the base end portion of the first arm portion 13 and a processing target site P1 that is lower than the base end portion of the first arm portion 13.
  • the controller 100 is in a state where the distal end portion of the second arm portion 14 is positioned closer to the workpiece W than the proximal end portion of the first arm portion 13.
  • the robot 10 is controlled to move the end effector 17 between a position higher than the base end of the first arm 13 and a position lower than the base end.
  • the tip of the first arm 13 may move between a position higher than the base end of the first arm 13 and a position lower than the base end. That is, controlling the robot 10 to move the end effector 17 between a position higher than the base end portion of the first arm portion 13 and a position lower than the base end portion means that the base end portion of the first arm portion 13 It may include controlling the robot 10 to move the distal end portion of the first arm portion 13 between a higher position and a lower position than the base end portion.
  • the robot 10 rotates the first arm 13 around the second axis Ax2 with the distance L1 as the longest distance L11 in a state of facing the workpiece W, the tip of the first arm 13 is reached.
  • the base part PP2 of the part DP1 or the second arm part 14 is positioned so as to interfere with the workpiece W. For this reason, when the end effector 17 is moved between a position higher than the base end of the first arm 13 and a position lower than the base end with the distance L1 fixed to the longest distance L11, the robot 10 It may interfere with the workpiece W.
  • the operation patterns of the actuators 21 to 27 are generated so as to shorten the distance L1 and avoid the interference between the robot 10 and the workpiece W.
  • the controller 100 moves the end effector 17 between a position higher than the base end of the first arm 13 and a position lower than the base end between the second axis Ax2 and the third axis Ax3.
  • the robot 10 may be controlled to change the distance between them by the seventh actuator 27.
  • the distance L1 between the second axis Ax2 and the third axis Ax3 is set to the longest distance L11, and the first axis around the second axis Ax2.
  • the robot 10 approaches the workpiece W so that the distal end portion of the first arm portion 13 or the proximal end portion of the second arm portion 14 interferes with the workpiece. For this reason, it is easy to make the end effector 17 reach a more distal processing target site.
  • the distance L1 between the second axis Ax2 and the third axis Ax3 is shortened by the seventh actuator 27, thereby avoiding interference between the robot 10 and the workpiece W.
  • the end effector 17 can be moved. Therefore, it is possible to achieve both the widening of the reach range by the proximity arrangement and the widening of the movable range by avoiding the interference, and the individual robot 10 can process the work W over a wide range.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating the operation of the seventh actuator 27.
  • the robot 10 indicated by a two-dot chain line in FIG. 13 shows a case where the end effector 17 is arranged at the processing target portion without bending the first arm portion 13.
  • the robot 10 indicated by a two-dot chain line interferes with the workpiece W.
  • the robot 10 indicated by a solid line shows a case where the seventh actuator 27 is operated so as to shorten the distance between the second axis Ax2 and the third axis Ax3 by bending the first arm 13. ing.
  • the portion between the fourth axis Ax4 and the second axis Ax2 moves away from the workpiece W while the position and posture of the tip end portion 16 are maintained, and the robot 10 is prevented from interfering with the workpiece W. ing.
  • the robot 10 When the robot 10 rotates the first arm 13 around the second axis Ax2 with the distance L1 as the shortest distance L12 while facing the workpiece W, the robot 10 and the second arm 13 You may position so that the base end part of the arm part 14 may not interfere with the workpiece
  • the interference between the robot 10 and the workpiece W can be avoided more reliably. Accordingly, it is possible to more reliably achieve both the widening of the reachable range by the proximity arrangement and the widening of the movable range by avoiding interference.
  • the controller 100 for controlling the robot 10 to move the end effector 17 may be further provided. In this case, it is possible to effectively utilize a configuration that enables both a wide reachable range by proximity arrangement and a wide movable range by avoiding interference, and processing a wide range of the workpiece W by each robot 10. Can do.
  • Controlling the robot 10 to move the end effector 17 between a position higher than the base end of the first arm 13 and a position lower than the base end is higher than the base end of the first arm 13.
  • the robot 10 may be controlled to move the distal end portion of the first arm portion 13 between the position and a position lower than the base end portion.
  • Controlling the robot 10 to move the end effector 17 between a position higher than the base end of the first arm 13 and a position lower than the base end is between the second axis Ax2 and the third axis Ax3.
  • the robot 10 may be controlled to change the distance L1 by the seventh actuator 27. In this case, it is possible to more reliably utilize a configuration that enables both a wide reach range by proximity arrangement and a wide movable range by avoiding interference, and machining a wide range of workpieces with individual robots. it can.
  • the plurality of posture adjustment actuators include a fourth actuator 24 that swings the wrist 15 about the fourth axis Ax4, and the robot 10 faces the workpiece W from the processing target portion at the highest position in a state of facing the workpiece W.
  • the distance to the base end PE1 of the first arm 13 and the distance from both of the lowest positions to be processed to the base end PE1 of the first arm 13 are equal to or less than the length La determined by the above formula (1). You may be located so that. In this case, the end effector 17 can be arranged on both the highest position and the lowest position of the workpiece W. Therefore, the processing can be performed in a wider range by each robot 10.
  • the first arm moves from a position shifted upward at an equal distance from the fourth axis Ax4 to the end effector 17 with respect to the highest processing target portion of the workpiece W.
  • the position of the first arm 13 from the position shifted downward at the same distance as the distance from the fourth axis Ax4 to the end effector 17 with respect to the distance to the base end PE1 of the portion 13 and the lowest position of the workpiece W in the workpiece W You may position so that the distance to base end PE1 may become below length Lb calculated
  • the end effector 17 can be arranged in various postures with respect to both the highest processing target portion and the lowest processing target portion in the workpiece W. Therefore, the processing can be performed in a wider range by each robot 10.
  • the robot 10 may be positioned such that the height of the base end PE1 of the first arm portion 13 is equal to or higher than the height Ha obtained by the above formula (3).
  • the end effector 17 can be arranged in various postures with respect to the processing target portion at the highest position in the workpiece W. Therefore, the processing can be performed in a wider range by each robot 10.
  • the robot 10 may be positioned such that the height of the base end PE1 of the first arm portion 13 is equal to or less than the height Hb obtained by the above formula (4).
  • the end effector 17 can be arranged in various postures with respect to both the highest processing target portion and the lowest processing target portion in the workpiece W. Accordingly, it is possible to process the workpiece W in a wider range by the individual robots 10.
  • the robot 10 may further include a transfer device 30 that transfers at least one of the workpiece W and the robot 10 so as to change a relative position between the workpiece W and the robot 10.
  • a transfer device 30 that transfers at least one of the workpiece W and the robot 10 so as to change a relative position between the workpiece W and the robot 10.
  • the robot 10 further includes a seventh actuator 27 for adjusting the distance in addition to the actuators 21 to 26 for adjusting the position and posture of the distal end portion 16.
  • the posture of the robot 10 between the base 11 and the distal end portion 16 can be freely changed while maintaining the position / posture of the distal end portion 16. Thereby, it is possible to flexibly cope with a change in the relative arrangement of the workpiece W and the robot 10 and suppress mutual interference. Due to the characteristic of easily avoiding the workpiece W, there are many options for arranging the robot 10. Therefore, an easy production facility can be constructed.
  • the robot 10 may be arranged so as to be able to perform machining without interfering with the workpiece W with respect to all machining target parts from the robot side. In this case, it is possible to perform processing on all the processing target parts from the robot 10 side with one robot 10, or a plurality of robots 10 are arranged on the same side, and all the processing target parts are assigned to these robots 10. It can also be shared. This makes it possible to construct a flexible production facility according to the production volume. However, it is not indispensable to arrange the robot 10 so as to be able to process all the parts to be processed.
  • the conveyance device 30 may convey the workpiece W. In this case, it is easier to simplify the configuration of the transfer device 30 than to transfer the robot 10 including a large number of power sources. Therefore, it is possible to construct an easier production facility.
  • the transport device 30 may be any device that changes the relative positions of the workpiece W and the robot 10, and may transport the robot 10, or may transport both the workpiece W and the robot 10. There may be.
  • the processing apparatus 1 may include a plurality of robots 10 arranged so as to be aligned in the transport direction by the transport apparatus 30. As described above, each of the robots 10 arranged along the transport direction can perform processing on a wide range of processing target parts. For this reason, a process target site
  • FIG. 14 two robots 10 arranged along the conveyance direction by the conveyance device 30 are shown.
  • the processing device 1 is arranged so as to line up along the conveyance direction of the conveyance device 30.
  • three or more robots 10 may be provided.
  • the processing apparatus 1 may include a plurality of robots 10 arranged so as to sandwich the workpiece W in a direction orthogonal to the conveyance direction by the conveyance apparatus 30.
  • the amount of movement of each robot 10 can be suppressed by sharing all the processing target parts to the plurality of robots 10. Thereby, interference of the robot 10 with respect to the workpiece
  • work W is further suppressed.
  • the arrangement in which the workpiece W is sandwiched in a direction orthogonal to the conveyance direction by the conveyance device 30 also suppresses interference between the robots 10. Therefore, it is possible to construct an easier production facility.
  • the plurality of robots 10 be arranged so as to sandwich the workpiece W in a direction orthogonal to the transfer direction by the transfer device 30.
  • the robot 10 may be disposed only on the left side of the workpiece W.
  • the robot 10 may be arranged so as to be able to perform machining without interfering with the workpiece W with respect to all the machining target parts from the robot 10 side.
  • each robot 10 may be arranged so as to be able to perform processing on both the left all processing target site P1 and the right all processing target site P1.
  • FIG. 15 shows two robots 10 arranged in the direction of conveyance by the conveyance device 30.
  • the processing device 1 may include only one robot 10. .
  • the controller 100 responds to the target value of the position / orientation under the condition that the target acquisition unit 111 that acquires the target value of the position / orientation of the distal end portion 16 and the operation target value of the seventh actuator 27 for distance adjustment are fixed.
  • the first calculation unit 112 that calculates the operation target values of the actuators 21 to 26 to be determined and at least one of the actuators 21 to 26 are set as determination targets, and whether or not the operation target values of the determination target actuators are within an allowable range.
  • An output unit 115 for controlling the actuators 21-27 in accordance may have.
  • the operation target values of the actuators 21 to 27 corresponding to the target values of the position and orientation of the tip end portion 16 are not fixed. For this reason, in the operation teaching of the robot 10, it is necessary to appropriately set some constraint condition.
  • the controller 100 first calculates the operation target values of the actuators 21 to 26 under the condition that the operation target value of the seventh actuator 27 is fixed. Next, when the operation target value of the determination target actuator is outside the allowable range, the operations of the actuators 21 to 26 and the seventh actuator 27 for distance adjustment are performed so that the operation target value falls within the allowable range. The target value is automatically recalculated. If the operation amount of the actuator of the robot 10 is suppressed within an allowable range, the operation amount of the entire robot 10 is also suppressed, so that there is a tendency that interference with the workpiece W or peripheral equipment is less likely to occur.
  • the operation target value of the third actuator 23 is outside the allowable range. That is, the target value ⁇ 3 of the swing angle of the second arm portion 14 with respect to the first arm portion 13 is excessive.
  • the actuators 21 to 26 and the seventh distance adjusting seventh are used to relax the target value ⁇ 3 of the swing angle of the second arm 14 with respect to the first arm 13.
  • the operation target value of the actuator 27 is recalculated. Accordingly, the portion between the fourth axis Ax4 and the second axis Ax2 is moved away from the work W, and the robot 10 is prevented from interfering with the work W.
  • the probability of occurrence of interference with the workpiece W or peripheral device can be lowered.
  • the probability of occurrence of interference with the workpiece W or peripheral device can be lowered.
  • the seventh actuator 27 for adjusting the distance adjusts the distance L1 between the second axis Ax2 and the third axis Ax3 by bending the first arm portion 13 around the seventh axis Ax7 for adjusting the distance.
  • the amount of operation of the actuators 21 to 26 tends to be suppressed.
  • the posture of the robot 10 is adjusted in various ways, and the work W or peripheral devices tend to be avoided. Therefore, it is possible to construct an easier production facility.
  • the seventh actuator 27 may be any actuator as long as the distance L1 between the second axis Ax2 and the third axis Ax3 can be adjusted.
  • the seventh actuator 27 is a linear motion actuator that expands and contracts the first arm portion 13. May be.
  • the seventh axis Ax7 for adjusting the distance is parallel to the second axis Ax2. If a robot having the seventh axis Ax7 perpendicular to the second axis Ax2 is used, the first arm 16 can be placed at a desired position / posture while avoiding robot interference with the workpiece W. It may be necessary to tilt the portions corresponding to the portion 13 and the second arm portion 14 largely to the side (side when the workpiece W side is the front). As a result, interference with peripheral devices (for example, other adjacent robots) may occur. Therefore, it is necessary to increase the interval between the robot and the peripheral devices. This is one factor that hinders high-density arrangement of a plurality of robots, for example.
  • the seventh axis Ax7 is parallel to the second axis Ax2, the first arm 13 and the second arm 14 are caused to move at least around the seventh axis Ax7. It is difficult to incline to the side, and interference with adjacent peripheral devices hardly occurs. Therefore, since there are more choices for the arrangement of the robot 10, it is possible to construct an easier production facility. It is also possible to arrange a plurality of robots at higher density and further reduce the work time. However, it is not essential that the seventh axis Ax7 is parallel to the second axis Ax2.
  • the seventh axis Ax7 for adjusting the distance is also parallel to the third axis.
  • the seventh axis Ax7 is parallel to the third axis Ax3.
  • the second calculation unit 114 may calculate the operation target values of the actuators 21 to 27 such that the first arm 13 is bent in a direction in which the seventh axis Ax7 for adjusting the distance moves away from the workpiece W. That is, the controller 100 may control the actuators 21 to 27 so that the first arm portion 13 is bent in a direction in which the seventh axis Ax7 moves away from the workpiece W. In this case, the interference of the robot 10 with respect to the workpiece W and adjacent peripheral devices is more reliably suppressed.
  • a plurality of posture adjustment actuators for adjusting the posture of the tip portion 16 include a fifth actuator 25 for turning the wrist portion 15 about the fifth axis Ax5, a fourth actuator 24 for swinging the wrist portion 15 about the fourth axis Ax4, And a sixth actuator 26 that pivots the distal end portion 16 about the sixth axis Ax6.
  • the posture of the distal end portion 16 can be freely adjusted by the cooperation of the actuators 24 to 26.
  • the plurality of posture adjustment actuators are not limited to the actuators 24 to 26, and any one may be used as long as the posture of the distal end portion 16 can be adjusted.
  • one of the fourth actuator 24, the fifth actuator 25, and the sixth actuator 26 may be omitted depending on the required degree of posture adjustment.
  • the determination unit 113 may set at least one of the second actuator 22, the third actuator 23, and the fourth actuator 24 as a determination target.
  • the movement amounts of these actuators tend to correlate easily with the movement amount of the entire robot. Therefore, by setting these actuators as determination targets and suppressing the operation range within an allowable range, the operation amount of the entire robot 10 can be more reliably suppressed, and interference can be further suppressed.
  • the determination unit 113 may set at least one of the third actuator 23 and the fourth actuator 24 as a determination target.
  • the movement amount of these actuators tends to be particularly correlated with the movement amount of the entire robot. Therefore, by setting these actuators as determination targets and suppressing the operation range within an allowable range, the operation amount of the entire robot 10 can be more reliably suppressed, and interference can be further suppressed.
  • the robot 10 may further include a welding device provided at the distal end portion 16 as the end effector 17. In this case, welding can be performed on a wide range of parts to be processed while suppressing interference of the robot 10 with the workpiece W or peripheral devices.
  • the workpiece W is arranged on the pallet 31 so that the robot 10 can process it, and the pallet 31 is transferred by the transfer actuator 32 so that the relative position between the workpiece W and the robot 10 is changed. It is possible to execute a method for producing a workpiece W including performing processing on the workpiece W by the robot 10.
  • the target values of the actuators 21 to 26 corresponding to the target values of the position / posture are obtained under the condition that the target value of the position / posture of the distal end portion 16 is acquired and the target target value of the seventh actuator 27 is fixed.
  • Calculating, determining at least one of the actuators 21 to 26 as a determination target, determining whether the operation target value is within an allowable range for the determination target actuator, and determining an operation target value for at least one determination target actuator When the value is outside the allowable range, the operation target value of the actuators 21 to 27 corresponding to the position / posture target value is calculated so that the operation target value falls within the allowable range.
  • a method for producing the workpiece W including controlling the actuators 21 to 27 can be executed.
  • a processing apparatus 1 ⁇ / b> A according to the second embodiment is obtained by replacing the conveyance device 30 of the processing apparatus 1 according to the first embodiment with a holding base 50 (work placement unit). .
  • the holding table 50 holds the workpiece W at a position where it can be processed by the robot 10.
  • the two robots 10 are arranged along the line EL ⁇ b> 1 surrounding the workpiece W, and perform processing on the same workpiece W in cooperation with each other.
  • the “line surrounding the workpiece W” does not necessarily have to be along the periphery of the workpiece W, but does not include a line orthogonal to the periphery of the workpiece W.
  • the robot 10 is arranged so that the movable range WR overlaps with another adjacent robot 10.
  • the arrangement conditions for the individual robots 10 and the workpieces W are the same as in the first embodiment.
  • the processing apparatus 1 includes the robot 10 and includes a plurality of robots that perform processing on the same workpiece in cooperation with each other. Since the robot 10 is included in a plurality of robots that process the same workpiece W, it is possible to suppress the interference of the robot with respect to the workpiece W and the interference between the robots. Therefore, an easy production facility can be constructed. It is also possible to shorten the work time by arranging a plurality of robots at high density.
  • the processing apparatus 1 since the processing apparatus 1 only needs to include a plurality of robots that perform processing on the same workpiece W, the number of robots is not limited to two. For example, as shown in FIG. 18, three or more robots may be provided.
  • the processing apparatus 1 in FIG. 18 includes four robots 10. The four robots 10 are arranged along the line surrounding the workpiece W so as to surround the workpiece W.
  • the plurality of robots of the processing apparatus 1 may further include a robot 40 (second robot).
  • the robot 40 includes the actuators 21 to 26 and does not include the seventh actuator 27 for adjusting the distance.
  • the robot 40 is obtained by replacing the first arm portion 13 and the seventh actuator 27 with a first arm portion 43.
  • the number of robots is not limited, and may be two as shown in FIG. 19, or may be three or more as shown in FIG.
  • the robot 10 and the robot 40 may be arranged adjacent to each other. In this case, interference between robots can be more reliably suppressed.
  • the processing apparatus 1 may be configured such that the robot 10 performs processing closer to the workpiece W than the robot 40.
  • the robot takes a posture in which the arm is folded. In such a posture, the movement amount of some actuators tends to reach the allowable limit. Also, the folded arm tends to easily interfere with the workpiece W or another robot. Therefore, by assigning the processing toward the proximal side of the workpiece W to the robot 10 that can suppress the interference, the interference of the robot with respect to the workpiece W and the interference between the robots can be more reliably suppressed.
  • the processing apparatus 1 may be configured such that the robot 10 is positioned closer to the workpiece W than the robot 40. That is, the distance D1 from the base 11 of the robot 10 to the workpiece W may be smaller than the distance D2 from the robot 40 to the workpiece W.
  • the end effector 17 can be reached over a wide range of the workpiece W by arranging the robot 10 capable of suppressing interference closer to the workpiece W.
  • a portion that cannot be processed by the robot 40 can be supplemented by the robot 10 and processing can be performed over a wide range of the workpiece W.
  • All the robots are fixed to the installation surface, and the robot 10 may be arranged so that the movable range overlaps with other adjacent robots. In this case, the effect of interference suppression by the robot 10 becomes more remarkable.
  • the workpiece W of the processing apparatus 1 is not limited to an automobile body.
  • the processing apparatus 1 can be applied to processing of door panels of automobiles, and can also be applied to processing / assembly of various parts or products in technical fields other than automobiles.
  • the present disclosure can be used for a processing apparatus.

Landscapes

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Abstract

　加工装置（１）は、第１腕部（１３）、第２腕部（１４）及び先端部（１６）と、第１腕部（１３）を第２軸線（Ａｘ２）まわりに揺動させる第２アクチュエータ（２２）と、第２腕部（１４）を第３軸線（Ａｘ３）まわりに揺動させる第３アクチュエータ（２３）と、第２軸線（Ａｘ２）及び第３軸線（Ａｘ３）の間の距離を調節する第７アクチュエータ（２７）と、先端部（１６）に設けられ、ワーク（Ｗ）に対して加工を施すエンドエフェクタ（１７）と、を有するロボット（１０）を備える。ロボット（１０）は、ワーク（Ｗ）に正対した状態で、距離を最長にして第２軸線（Ａｘ２）まわりに第１腕部（１３）を回転させた場合に、第１腕部（１３）の先端部又は第２腕部（１４）の基端部がワーク（Ｗ）に干渉するように位置する。

Description

加工装置及びワークの生産方法
　本開示は、加工装置及びワークの生産方法に関する。
　特許文献１には、乗用車の車体パネル等をワークとして保持するワーク固定台と、ワークにスポット溶接を施すロボットとを備えるスポット溶接装置が開示されている。
特開２００８－２７９４９６号公報
　ロボットを用いた加工装置においては、設備構築容易化の観点又はロボットの台数削減の観点等から、個々のロボットでワークの広範囲に加工を施し得る装置が望まれている。そこで本開示は、個々のロボットでワークの広範囲に加工を施すことが可能な加工装置及び生産方法を提供することを目的とする。
　本開示に係る加工装置は、互いに直列に接続された旋回部、第１腕部、第２腕部、手首部及び先端部と、旋回部を第１軸線まわりに旋回させる第１アクチュエータと、第１腕部を第２軸線まわりに揺動させる第２アクチュエータと、第２腕部を第３軸線まわりに揺動させる第３アクチュエータと、先端部の姿勢を調節する複数の姿勢調節アクチュエータと、第２軸線及び第３軸線の間の距離を調節する距離調節アクチュエータと、先端部に設けられ、ワークに対して加工を施すエンドエフェクタと、を有する第１ロボットを備え、第１ロボットは、ワークに正対した状態で、距離を最長にして第２軸線まわりに第１腕部を回転させた場合に、第１腕部の先端部又は第２腕部の基端部がワークに干渉するように位置する。
　本開示に係るワークの生産方法は、上記加工装置を用い、ワークの複数の加工対象部位にエンドエフェクタを移動させるように第１ロボットを制御することと、エンドエフェクタが加工対象部位に配置された状態で、エンドエフェクタにより当該加工対象部位に加工を施すように第１ロボットを制御することと、を含み、ワークの複数の加工対象部位にエンドエフェクタを移動させるように第１ロボットを制御することは、第２軸線及び第３軸線の間の距離を距離調節アクチュエータにより変化させながら、第１腕部の基端より高い位置及び当該基端より低い位置の間でエンドエフェクタを移動させることを含む。
　本開示によれば、個々のロボットでワークの広範囲に加工を施すことが可能となる。
第１実施形態に係る加工装置の概略構成を示す模式図である。 第１ロボットの配置条件を示す模式図である。 第１ロボットがワークに正対した状態を示す平面図である。 第１ロボットの配置条件を示す模式図である。 第１ロボットの他の配置条件を示す模式図である。 第１ロボットの更に他の配置条件を示す模式図である。 第１ロボットの更に他の配置条件を示す模式図である。 第１ロボットの更に他の配置条件を示す模式図である。 コントローラのハードウェア構成図である。 第１ロボットを用いた加工手順を示すフローチャートである。 加工実行中の第１ロボットの姿勢を示す模式図である。 動作パターンの生成手順を示すフローチャートである。 距離調節アクチュエータの作用を例示する図である。 第１ロボットの他の配置例を示す平面図である。 第１ロボットの更に他の配置例を示す平面図である。 第２実施形態に係る加工装置の概略構成を示す模式図である。 ロボットの可動範囲を示す平面図である。 ロボットの他の配置例を示す斜視図である。 ロボットの更に他の配置例を示す斜視図である。 ロボットの更に他の配置例を示す斜視図である。
　以下、実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
１．第１実施形態
〔加工装置〕
　図１に示すように、加工装置１は、２台のロボット１０（第１ロボット）と、コントローラ１００と、プログラミングペンダント１２０とを備える。
（ロボット）
　ロボット１０は、例えば自動車ボディ等のワークＷに対して加工を行うものである。一例として、ロボット１０は、基台１１と、旋回部１２と、第１腕部１３と、第２腕部１４と、手首部１５と、先端部１６と、エンドエフェクタ１７と、第１アクチュエータ２１と、第２アクチュエータ２２と、第３アクチュエータ２３と、第４アクチュエータ２４と、第５アクチュエータ２５と、第６アクチュエータ２６と、第７アクチュエータ２７とを備える。
　基台１１は、床面（設置面）に固定されており、ロボット１０全体を支持する。すなわち複数のロボット１０の全てが設置面に固定されている。
　旋回部１２、第１腕部１３、第２腕部１４、手首部１５及び先端部１６は互いに直列に接続されている。旋回部１２は、基台１１上に設けられており、鉛直な（図示ｚ軸に沿った）第１軸線Ａｘ１まわりに旋回可能である。以下の説明において、「先端」は先端部１６側の端を意味し、「先端部」は先端及びその近傍部分を意味する。「基端」は基台１１側の端を意味し、「基端部」は基端及びその近傍部分を意味する。
　第１腕部１３は、旋回部１２及び第１腕部１３の接続部分を通る水平な第２軸線Ａｘ２まわりに揺動可能である。
　第２腕部１４は、第１腕部１３及び第２腕部１４の接続部分を通る水平な第３軸線Ａｘ３まわりに揺動可能である。第３軸線Ａｘ３は、第２軸線Ａｘ２に対して平行である。第２腕部１４は、その中心軸線に沿う第５軸線Ａｘ５まわりに旋回可能である。
　手首部１５は、第２腕部１４及び手首部１５の接続部分を通る第４軸線Ａｘ４まわりに揺動可能である。
　先端部１６は、手首部１５の中心軸線に沿う第６軸線Ａｘ６まわりに旋回可能である。
　エンドエフェクタ１７は、例えばスポット溶接装置であり、先端部１６に設けられている。一例として、エンドエフェクタ１７は、先端部１６に対して着脱自在に取り付けられており、他のエンドエフェクタ―と交換可能となっている。エンドエフェクタ１７は先端部１６に一体化されていてもよい。エンドエフェクタ１７は加工用のツールであればどのようなものであってもよく、スポット溶接装置に限られない。例えばエンドエフェクタ１７は、アーク溶接装置であってもよいし、溶接以外の作業を行うカッター、ネジ締め装置等であってもよい。
　ここで、第１腕部１３は、互いに直列に接続されたリンク１３Ａ，１３Ｂにより構成されており、リンク１３Ａが旋回部１２に接続され、リンク１３Ｂが第２腕部１４に接続されている。第１腕部１３は、リンク１３Ａ，１３Ｂの接続部を通る第７軸線Ａｘ７まわりに屈曲可能である。換言すると、リンク１３Ｂは、リンク１３Ａ，１３Ｂの接続部を通る第７軸線Ａｘ７まわりに揺動可能である。第７軸線Ａｘ７は、第２軸線Ａｘ２及び第３軸線Ａｘ３に対して平行である。
　第１アクチュエータ２１は、例えば基台１１に設けられており、旋回部１２を第１軸線Ａｘ１まわりに旋回させる。
　第２アクチュエータ２２は、例えば旋回部１２に設けられており、第１腕部１３を第２軸線Ａｘ２まわりに揺動させる。
　第３アクチュエータ２３は、例えば第１腕部１３の先端部に設けられており、第２腕部１４を第３軸線Ａｘ３まわりに揺動させる。
　第５アクチュエータ２５は、例えば第２腕部１４の基端部に設けられており、第２腕部１４を第５軸線Ａｘ５まわりに旋回させる。第２腕部１４には手首部１５が接続されているので、第２腕部１４を旋回させることは手首部１５を旋回させることに相当する。即ち第５アクチュエータ２５は、手首部１５を第５軸線Ａｘ５まわりに旋回させる。
　第４アクチュエータ２４は、例えば第２腕部１４の先端部に設けられており、手首部１５を第４軸線Ａｘ４まわりに揺動させる。
　第６アクチュエータ２６は、例えば手首部１５に設けられており、先端部１６を第６軸線Ａｘ６まわりに旋回させる。
　第４アクチュエータ２４、第５アクチュエータ２５及び第６アクチュエータ２６は、先端部１６の姿勢を調節する複数の姿勢調節アクチュエータの一例である。
　第７アクチュエータ２７（距離調節アクチュエータ）は、第２軸線Ａｘ２及び第３軸線Ａｘ３の間の距離Ｌ１を調節する。図２に示すように、第７アクチュエータ２７は、最長距離Ｌ１１及び最短距離Ｌ１２の間で距離Ｌ１を調節する。
　図１に示すように、第７アクチュエータ２７は、例えばリンク１３Ａの先端部に設けられており、第１腕部１３を第７軸線Ａｘ７まわりに屈曲させる。換言すると、第７アクチュエータ２７は、リンク１３Ｂを第７軸線Ａｘ７まわりに揺動させる。この構成において、最長距離Ｌ１１は、第１腕部１３が屈曲していない状態（リンク１３Ａに対しリンク１３Ｂが傾いていない状態）における距離Ｌ１である。最短距離Ｌ１２は、第７アクチュエータ２７の可動限界まで第１腕部１３を屈曲させた状態における距離Ｌ１である。
　第７アクチュエータ２７は、必ずしも第１腕部１３を屈曲させるものでなくてよく、第２軸線Ａｘ２及び第３軸線Ａｘ３の間の距離Ｌ１を調節できればどのようなものであってもよい。例えば第７アクチュエータ２７は、第１腕部１３を伸縮させる直動アクチュエータであってもよい。
　このように、ロボット１０は、先端部１６の位置及び姿勢を自在に変更可能な所謂６軸ロボットに対し、第２軸線Ａｘ２及び第３軸線Ａｘ３の間の距離Ｌ１を調節する冗長自由度を追加したものである。アクチュエータ２１～２６は、例えば電動のサーボモータ、ギアヘッド及びブレーキ等により構成されている。サーボモータ、ギアヘッド及びブレーキ等は、必ずしも軸線Ａｘ１～Ａｘ７上に配置されていなくてもよく、これらの軸線から離れた位置に配置されていてもよい。
　（搬送装置）
　加工装置１は、搬送装置３０を更に備えてもよい。搬送装置３０は、ワークＷ及びロボット１０の相対位置を変更するようにワークＷを搬送するものである。一例として、搬送装置３０はパレット３１（ワーク配置部）と搬送アクチュエータ３２とを有する。パレット３１はワークＷを支持する。搬送アクチュエータ３２は、例えば電動モータ又は油圧モータ等を動力源として、パレット３１を水平な一直線に沿って（図示ｘ軸に沿って）搬送する。
（ロボットの配置）
　図２の（ａ）に示すように、ロボット１０は、ワークＷに正対した状態で、距離Ｌ１を最長距離Ｌ１１として第２軸線Ａｘ２まわりに第１腕部１３を回転させた場合に、第１腕部１３の先端部ＤＰ１又は第２腕部１４の基端部ＰＰ２がワークＷに干渉するように位置する（以下、この条件を「配置条件１」という。）。
　図２の（ｂ）に示すように、ロボット１０は、ワークＷに正対した状態で、距離Ｌ１を最短距離Ｌ１２として第２軸線Ａｘ２まわりに第１腕部１３を回転させた場合に、第１腕部１３の先端部ＤＰ１及び第２腕部１４の基端部ＰＰ２がワークＷに干渉しないように位置してもよい（以下、この条件を「配置条件２」という。）。
　なお、「正対」とは、図３に示すように、第１腕部１３の基端ＰＥ１（第１腕部１３の中心軸線と第２軸線Ａｘ２との交点）が平面視で第１軸線Ａｘ１とワークＷとの間に位置し、第１軸線Ａｘ１からワークＷへの垂線ＰＬ上に位置する状態を意味する。
　図４を参照し、上記配置条件１，２を満たすための詳細な条件を例示する。図４に示すように、ロボット１０は、ワークＷに正対した状態にて、ワークＷから第１腕部１３の基端ＰＥ１までの距離が第３長Ｌ１３未満となるように位置してもよい（以下、この条件を「配置条件１ａ」という。）。第３長Ｌ１３は、距離Ｌ１を最長距離Ｌ１１とし、第２軸線Ａｘ２及び第３軸線Ａｘ３に直交する直線に対し第２腕部１４を垂直にした状態における、第１腕部１３の基端ＰＥ１から第２腕部１４の外周面の遠位部分までの距離である。「第２腕部１４の外周面の遠位部分」とは、第２腕部１４の外周面のうち第２軸線Ａｘ２の逆側の部分である。ロボット１０の配置が配置条件１ａを満たす場合、上記配置条件１も満たされる。
　ロボット１０は、ワークＷに正対した状態にて、ワークＷから第１腕部１３の基端ＰＥ１までの距離が第４長Ｌ１４を超えるように位置してもよい（以下、この条件を「配置条件２ａ」という。）。第４長Ｌ１４は、距離Ｌ１を最短距離Ｌ１２とし、第２軸線Ａｘ２及び第３軸線Ａｘ３に直交する直線に対し第２腕部１４を垂直にした状態における、第１腕部１３の基端ＰＥ１から第２腕部１４の外周面の遠位部分までの距離である。ロボット１０の配置が配置条件２ａを満たす場合、上記配置条件２も満たされる。
　図５に示すように、ロボット１０は、ワークＷに正対した状態にて、ワークＷにおける最高位置の加工対象部位Ｐ１から第１腕部１３の基端ＰＥ１までの距離と、最低位置の加工対象部位Ｐ１から第１腕部１３の基端ＰＥ１までの距離とが、式（１）で求まる長さＬａ以下となるように位置してもよい。
Ｌａ＝Ｌ１１＋Ｌ２１＋Ｌ３１・・・（１）
Ｌ１１：第２軸線Ａｘ２から第３軸線Ａｘ３までの最長距離
Ｌ２１：第３軸線Ａｘ３から第４軸線Ａｘ４までの距離
Ｌ３１：第４軸線Ａｘ４からエンドエフェクタ１７までの距離
なお、「エンドエフェクタ１７までの距離」とは、エンドエフェクタ１７のうち加工対象部位Ｐ１に作用する部位（以下、「作用部」という。）までの距離を意味する。
　図６に示すように、ロボット１０は、ワークＷに正対した状態にて、ワークＷにおける最高位置の加工対象部位Ｐ１に対して加工を施し得るようにエンドエフェクタ１７を配置した場合の第４軸線Ａｘ４の位置から第１腕部１３の基端ＰＥ１までの距離と、ワークＷにおける最低位置の加工対象部位Ｐ１に対して加工を施し得るようにエンドエフェクタ１７を配置した場合の第４軸線Ａｘ４の位置から第１腕部１３の基端ＰＥ１までの距離とが、式（２）で求まる長さＬｂ以下となるように位置してもよい。
Ｌｂ＝Ｌ１１＋Ｌ２１・・・（２）
　加工対象部位Ｐ１に対してエンドエフェクタ１７を配置するとは、エンドエフェクタ１７の上記作用部を加工対象部位Ｐ１に配置することを意味する。加工対象部位Ｐ１に加工を施し得るエンドエフェクタ１７の姿勢は、加工対象部位Ｐ１の状態に応じて定まる。例えばエンドエフェクタ１７がスポット溶接装置である場合には、溶接対象を電極で挟み得るようにエンドエフェクタ１７の姿勢が定まる。一例として、図６は、加工対象部位Ｐ１に加工を施し得るエンドエフェクタ１７の姿勢が鉛直である場合（手首部１５の中心軸線が鉛直軸線に沿う場合）を例示している。このような場合も想定し、ロボット１０は、ワークＷに正対した状態にて、手首部１５を鉛直下方に向けてワークＷにおける最高位置の加工対象部位Ｐ１にエンドエフェクタ１７を配置した場合の第４軸線Ａｘ４の位置から第１腕部１３の基端ＰＥ１までの距離と、手首部１５を鉛直上方に向けてエンドエフェクタ１７をワークＷにおける最低位置の加工対象部位Ｐ１に配置した場合の第４軸線Ａｘ４の位置から第１腕部１３の基端ＰＥ１までの距離とが、上記式（２）で求まる長さＬｂ以下となるように位置してもよい。
　図７に示すように、ロボット１０は、第１腕部１３の基端ＰＥ１の高さが式（３）で求まる高さＨａ以上となるように位置してもよい。
Ｈａ＝ＨＨ－Ｌ２１・ｃｏｓθ－Ｌ１１・・・（３）
ＨＨ：前記手首部を鉛直下方に向けて前記エンドエフェクタを前記ワークにおける最高位置の加工対象部位に配置した場合の前記第４軸線の高さ
θ：第３軸線Ａｘ３及び第４軸線Ａｘ４に直交する直線と、手首部１５の中心軸線との角度の最小値
なお、「角度の最小値」とは、可動範囲における最小値を意味する。
　ロボット１０は、第１腕部１３の基端ＰＥ１の高さが式（４）で求まる高さＨｂ以下となるように位置してもよい。
Ｈｂ＝ＨＬ＋Ｌ２１・ｃｏｓθ＋Ｌ１１・・・（４）
ＨＬ：前記手首部を鉛直上方に向けて前記エンドエフェクタを前記ワークにおける最低位置の加工対象部位に配置した場合の前記第４軸線の高さ
　図８に示すように、ワークＷに正対した状態にて、手首部１５を鉛直下方に向けてエンドエフェクタ１７をワークＷにおける最高位置の加工対象部位Ｐ１に配置した場合の第４軸線Ａｘ４の位置から式（５）で求まる距離Ｌｃで手前側にシフトし、式（６）で求まる高さＨｃで下方にシフトした位置から第１腕部１３の基端ＰＥ１までの距離と、手首部１５を鉛直上方に向けてエンドエフェクタ１７をワークＷにおける最低位置の加工対象部位Ｐ１に配置した場合の第４軸線Ａｘ４の位置から式（５）で求まる距離Ｌｃで手前側にシフトし、式（６）で求まる高さＨｃで上方にシフトした位置から第１腕部１３の基端ＰＥ１までの距離とが、最長距離Ｌ１１以下となるように位置してもよい。
Ｌｃ＝Ｌ２１・ｓｉｎθ・・・（５）
Ｈｃ＝Ｌ２１・ｃｏｓθ・・・（６）
　２台のロボット１０は、搬送装置３０による搬送方向（図示ｘ軸に沿う方向）に直交する方向（図示ｙ軸に沿う方向）でワークＷを挟むように配置されている。以下、図示ｙ軸の正の方向を「左方向」とし、図示ｙ軸の負の方向を「右方向」とする。左側のロボット１０は、ワークＷの左側の加工対象部位Ｐ１に対して加工を行い、右側のロボット１０は、ワークＷの右側の加工対象部位Ｐ２に対して加工を行う。
　左側のロボット１０は、当該ロボット１０側（左側）からの全加工対象部位Ｐ１に対し、ワークＷに干渉することなく加工を行うことが可能となるように配置されている。一例として、左側のロボット１０は、最上部の加工対象部位Ｐ１及び最下部の加工対象部位Ｐ１の両方に対し、ワークＷに干渉することなくエンドエフェクタ１７を到達させられるように配置されている。
　右側のロボット１０は、当該ロボット１０側（右側）からの全加工対象部位Ｐ２に対し、ワークＷに干渉することなく加工を行うことが可能となるように配置されている。
一例として、右側のロボット１０は、最上部の加工対象部位Ｐ２及び最下部の加工対象部位Ｐ２の両方に対し、ワークＷに干渉することなくエンドエフェクタ１７を到達させられるように配置されている。
（コントローラ及びプログラミングペンダント）
　コントローラ１００は、２台のロボット１０及び搬送装置３０を制御する装置である。プログラミングペンダント１２０は、有線又は無線により、コントローラ１００に対するデータの入出力を行う装置である。
　コントローラ１００は、機能的な構成として、目標取得部１１１と、第１算出部１１２と、判定部１１３と、第２算出部１１４と、出力部１１５と、蓄積部１１６とを有する。
　蓄積部１１６は、ロボット１０の動作パターンを蓄積する。動作パターンは、例えばアクチュエータ２１～２７の動作目標値の時系列データである。
　目標取得部１１１は、先端部１６の位置・姿勢の目標値をプログラミングペンダント１２０から取得する。目標取得部１１１が取得する位置・姿勢の目標値は、ユーザによりプログラミングペンダント１２０に入力されたものであってもよいし、プログラミングペンダント１２０を介して記録媒体から読み込まれたものであってもよい。
　第１算出部１１２は、距離調節用の第７アクチュエータ２７の動作目標値を初期値に固定した条件にて、位置・姿勢の目標値に対応するアクチュエータ２１～２６の動作目標値を算出し、アクチュエータ２１～２７の動作目標値を蓄積部１１６に記憶させる。
　第７アクチュエータ２７の動作目標値は、第２軸線Ａｘ２及び第３軸線Ａｘ３の間の距離Ｌ１を調節する動作量の目標値であり、例えば第１腕部１３の屈曲角の目標値である。第１腕部１３の屈曲角の初期値は例えば０°である。
　第１アクチュエータ２１の動作目標値は例えば旋回部１２の旋回角の目標値である。第２アクチュエータ２２の動作目標値は例えば第１腕部１３の揺動角の目標値である。第３アクチュエータ２３の動作目標値は例えば第２腕部１４の揺動角の目標値である。第５アクチュエータ２５の動作目標値は例えば手首部１５の旋回角の目標値である。第４アクチュエータ２４の動作目標値は例えば手首部１５の揺動角の目標値である。第６アクチュエータ２６の動作目標値は先端部１６の旋回角の目標値である。
　アクチュエータ２１～２６の動作目標値は、例えば逆運動学演算により算出される。第１算出部１１２は、アクチュエータ２１～２７の動作目標値の算出結果を蓄積部１１６に記憶させる。
　判定部１１３は、蓄積部１１６に記憶された動作目標値が出力可能か否かを判定する。例えば判定部１１３は、蓄積部１１６に記憶された動作目標値でアクチュエータ２１～２７を動作させるとロボット１０とワークＷとの干渉が生じる場合に、当該動作目標値が出力不可であると判定する。
　判定部１１３は、アクチュエータ２１～２６の少なくともいずれかを判定対象とし、判定対象のアクチュエータについて、第１算出部１１２により算出された動作目標値が許容範囲外である場合にも、当該動作目標値が出力不可であると判定してもよい。判定部１１３は、アクチュエータ２１～２６の全てを判定対象としてもよいし、アクチュエータ２１～２６の一部（例えば第２アクチュエータ２２、第３アクチュエータ２３及び第４アクチュエータ２４）のみを判定対象としてもよい。判定部１１３は、第３アクチュエータ２３及び第４アクチュエータ２４のみを判定対象としてもよいし、第３アクチュエータ２３及び第４アクチュエータ２４のいずれか一方のみを判定対象としてもよい。許容範囲は、判定対象のアクチュエータにより駆動される部分の動作量が可動範囲内となるように設定される。例えば第３アクチュエータ２３が判定対象である場合に、第３アクチュエータ２３の動作目標値の許容範囲は、第２腕部１４の揺動角が可動範囲内となるように設定される。
　第２算出部１１４は、判定部１１３により動作目標値が出力不可であると判定された場合に、出力可となるようにアクチュエータ２１～２７の動作目標値を修正する。例えば第２算出部１１４は、ロボット１０とワークＷとの干渉が生じることが判定部１１３により判定された場合に、第２軸線Ａｘ２及び第３軸線Ａｘ３の距離Ｌ１を小さくしてロボット１０とワークＷとの干渉を回避するようにアクチュエータ２１～２７の動作目標値を修正する。具体的に、第２算出部１１４は、ロボット１０とワークＷとの干渉を回避するように拘束条件を設定し、その拘束条件を適用した逆運動学演算によりアクチュエータ２１～２７の動作目標値を修正してもよい。
　第２算出部１１４は、少なくとも一つの判定対象のアクチュエータについて動作目標値が許容範囲外となった場合に、当該動作目標値が許容範囲内に収まるように、アクチュエータ２１～２７の動作目標値を修正してもよい。具体的に、第２算出部１１４は、動作目標値が許容範囲外となっているアクチュエータについて、当該動作目標値が許容範囲内に収まるように拘束条件を設定した上で、その拘束条件を適用した逆運動学演算によりアクチュエータ２１～２７の動作目標値を修正してもよい。
　第２算出部１１４は、距離調節用の第７軸線Ａｘ７がワークＷから遠ざかる方向に第１腕部１３を屈曲させるように上記拘束条件を設定し、アクチュエータ２１～２７の動作目標値を算出してもよい。
　第２算出部１１４は、アクチュエータ２１～２７の動作目標値の算出結果を蓄積部１１６に記憶させ、直前の算出結果を上書きする。
　出力部１１５は、動作目標値に応じてアクチュエータ２１～２７を制御する。具体的に、出力部１１５は、アクチュエータ２１～２７による各部の動作量が設定された動作目標値に略一致するように、アクチュエータ２１～２７を制御する。出力部１１５は、アクチュエータ２１～２７に加えて搬送アクチュエータ３２も制御する。
　コントローラ１００は、先端部１６の位置・姿勢の目標値を取得すること、距離調節用の第７アクチュエータ２７の動作目標値を固定した条件にて、位置・姿勢の目標値に対応するアクチュエータ２１～２６の動作目標値を算出すること、算出された動作目標値が出力可能であるかを判定すること、動作目標値が出力不可であると判定した場合に、出力可となるようにアクチュエータ２１～２７の動作目標値を修正すること、動作目標値に応じてアクチュエータ２１～２７を制御すること、を実行するように構成されていればよいので、そのハードウェア構成は必ずしも目標取得部１１１、第１算出部１１２、判定部１１３、第２算出部１１４及び出力部１１５及び蓄積部１１６に分離していなくてもよい。
　図９は、コントローラ１００のハードウェア構成の一例を示す図である。図９に例示されるコントローラ１００は、回路１３０を有する。回路１３０は、プロセッサ１３１と、メモリ１３２と、ストレージ１３３と、入出力ポート１３４と、複数のモータドライバ１３６とを有する。入出力ポート１３４は、プログラミングペンダント１２０及び複数のモータドライバ１３６に対するデータの入出力を行う。複数のモータドライバ１３６は、２台のロボット１０のアクチュエータ２１～２７及び搬送アクチュエータ３２をそれぞれ制御する。プロセッサ１３１は、メモリ１３２及びストレージ１３３の少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、入出力ポート１３４を介したデータの入出力を行うことで、コントローラ１００を目標取得部１１１、第１算出部１１２、判定部１１３、第２算出部１１４、出力部１１５及び蓄積部１１６として機能させる。
　コントローラ１００のハードウェア構成は、必ずしもプログラムの実行により各機能をなすものに限られない。例えば目標取得部１１１、第１算出部１１２、判定部１１３、第２算出部１１４、出力部１１５及び蓄積部１１６の少なくとも一部はその機能に特化した論理回路により構成されていてもよいし、当該論理回路を集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ）により構成されていてもよい。
〔制御方法〕
　続いて、本開示に係る制御方法の一例として、コントローラ１００によるロボット１０及び搬送装置３０の制御手順を説明する。
（制御手順の概要）
　図１０に示すように、まずコントローラ１００はステップＳ０１を実行する。ステップＳ０１では、第１算出部１１２及び第２算出部１１４の少なくとも一方がアクチュエータ２１～２７の動作目標値の算出結果を蓄積部１１６に記憶させ、２台のロボット１０の動作パターンを構築する。２台のロボット１０の動作パターンは、ワークＷに対する加工を行うように構築される。
　次に、コントローラ１００はステップＳ０２～Ｓ０４を実行する。ステップＳ０２では、ワークＷの搬送を開始するように出力部１１５が搬送アクチュエータ３２を制御する。ステップＳ０３では、ワークＷに対する加工を実行するように、出力部１１５が２台のロボット１０を制御する。即ち出力部１１５は、蓄積部１１６に記憶された動作目標値に応じて２台のロボット１０のアクチュエータ２１～２７を制御する。ステップＳ０４では、ワークＷの搬送を終了するように出力部１１５が搬送アクチュエータ３２を制御する。
　次に、コントローラ１００はステップＳ０５を実行する。ステップＳ０５では、加工終了の指令が入力されているか否かを出力部１１５が判定する。加工終了の指令は、例えばプログラミングペンダント１２０を介して入力される。加工終了の指令が入力されていない場合、コントローラ１００は処理をステップＳ０２に戻す。これにより、同一の加工手順が繰り返される。加工終了の指令が入力されている場合、コントローラ１００は処理を終了する。
（動作パターンの生成手順）
　続いて上記ステップＳ０１における動作パターンの生成手順について、より詳細に説明する。図１１に示すように、まずコントローラ１００はステップＳ１１を実行する。ステップＳ１１では、目標取得部１１１が、先端部１６の位置・姿勢の目標値をプログラミングペンダント１２０から取得する。
　次に、コントローラ１００はステップＳ１２，Ｓ１３を実行する。ステップＳ１２では、第１算出部１１２が、距離調節用の第７アクチュエータ２７の動作目標値を初期値に設定する。例えば第１算出部１１２は、第１腕部１３の屈曲角を０°に設定する。ステップＳ１３では、第１算出部１１２が、第７アクチュエータ２７の動作目標値を初期値に固定した条件にて、位置・姿勢の目標値に対応するアクチュエータ２１～２６の動作目標値を算出し、アクチュエータ２１～２７の算出結果を蓄積部１１６に記憶させる。
　次に、コントローラ１００はステップＳ１４を実行する。ステップＳ１４では、判定部１１３が、蓄積部１１６に記憶された動作目標値が出力可能か否かを判定する。例えば判定部１１３は、蓄積部１１６に記憶された動作目標値でアクチュエータ２１～２７を動作させた場合に、ロボット１０とワークＷとの干渉が生じる場合に、当該動作目標値が出力不可であると判定する。
　判定部１１３は、アクチュエータ２１～２６の少なくともいずれかを判定対象とし、判定対象のアクチュエータについて動作目標値が許容範囲外である場合にも、当該動作目標値が出力不可であると判定してもよい。
　ステップＳ１４において、動作目標値が出力不可であると判定された場合に、コントローラ１００はステップＳ１５，Ｓ１６を実行する。
　ステップＳ１５では、動作目標値を出力可とするように、第２算出部１１４が第７アクチュエータ２７の動作目標値を設定する。例えば第２算出部１１４は、距離Ｌ１を短縮してロボット１０とワークＷとの干渉を回避するように第７アクチュエータ２７の動作目標値を設定する。第２算出部１１４は、他のアクチュエータにおいて許容範囲外となっている動作目標値の一部を分担するように、第７アクチュエータ２７の動作目標値を設定してもよい。
　ステップＳ１６では、第２算出部１１４が、第７アクチュエータ２７の動作目標値をステップＳ１５における設定値に固定した条件にて、位置・姿勢の目標値に対応するアクチュエータ２１～２６の動作目標値を算出する。第２算出部１１４は、アクチュエータ２１～２７の動作目標値の算出結果を蓄積部１１６に記憶させ、直前の算出結果を上書きする。
　その後、コントローラ１００は処理をステップＳ１４に戻す。これにより、動作目標値が出力可となるまでステップＳ１４～Ｓ１５が繰り返される。
　ステップＳ１５，Ｓ１６において、第２算出部１１４は、距離調節用の第７軸線Ａｘ７がワークＷから遠ざかる方向に第１腕部１３を屈曲させるように、アクチュエータ２１～２７の動作目標値を算出してもよい。即ちコントローラ１００は、第７軸線Ａｘ７がワークＷから遠ざかる方向に第１腕部１３を屈曲させるようにアクチュエータ２１～２７を制御するものであってもよい。
　第２算出部１１４によるアクチュエータ２１～２７の動作目標値の算出手順は上述したものに限られない。例えば、ステップＳ１５において、第７アクチュエータ２７の動作目標値を設定するのに代えて、動作目標値が許容範囲外となっているアクチュエータ自体の動作目標値を許容範囲内の値に設定してもよい。これに対応し、ステップＳ１６においては、アクチュエータ２１～２６のうちステップＳ１５において動作目標値を設定したアクチュエータを除いたもの、及び第７アクチュエータ２７の動作目標値を算出してもよい。
　ステップＳ１４において、動作目標値が出力可であると判定された場合に、コントローラ１００はステップＳ１７を実行する。ステップＳ１７では、動作パターンの構築が完了したか否かをコントローラ１００が判定する。具体的には、例えば目標取得部１１１が、動作パターンの構築に必要な位置・姿勢の目標値を全て取得したか否かを判定する。位置・姿勢の目標値を全て取得したか否かは、例えばユーザがプログラミングペンダント１２０に入力した完了指令又はプログラミングペンダント１２０が記録媒体から読み込んだ完了指令に基づいて判定される。
　ステップＳ１７において、動作パターンの構築が完了していないと判定した場合、コントローラ１００は処理をステップＳ１１に戻す。これにより、動作パターンの構築が完了するまでステップＳ１１～Ｓ１７が繰り返され、アクチュエータ２１～２７の動作目標値の時系列データが構築される。
　ステップＳ１７において、動作パターンの構築が完了していると判定した場合、コントローラ１００は処理を終了する。
（ロボットの動作）
　上記構成により、コントローラ１００は、ステップＳ１１～Ｓ１７により生成された動作パターンにて動作するようにロボット１０を制御する。例えばコントローラ１００は、ワークＷの複数の加工対象部位Ｐ１にエンドエフェクタ１７を移動させるようにロボット１０を制御することと、エンドエフェクタ１７が加工対象部位Ｐ１に配置された状態で、エンドエフェクタ１７により当該加工対象部位Ｐ１に加工を施すようにロボット１０を制御することとを実行する。
　複数の加工対象部位Ｐ１は、第１腕部１３の基端部より高い位置にある加工対象部位Ｐ１と、第１腕部１３の基端部より低い位置にある加工対象部位Ｐ１とを含む場合がある。この場合、コントローラ１００は、図１２の（ａ）～（ｆ）に示すように、第２腕部１４の先端部が第１腕部１３の基端部よりワークＷ側に位置する状態で、第１腕部１３の基端部より高い位置及び当該基端部より低い位置の間でエンドエフェクタ１７を移動させるようにロボット１０を制御する。
　この過程において、第１腕部１３の基端部より高い位置及び当該基端部より低い位置の間で第１腕部１３の先端部が移動する場合もある。すなわち、第１腕部１３の基端部より高い位置及び当該基端部より低い位置の間でエンドエフェクタ１７を移動させるようにロボット１０を制御することは、第１腕部１３の基端部より高い位置及び当該基端部より低い位置の間で第１腕部１３の先端部を移動させるようにロボット１０を制御することを含んでもよい。
　上述したように、ロボット１０は、ワークＷに正対した状態で、距離Ｌ１を最長距離Ｌ１１として第２軸線Ａｘ２まわりに第１腕部１３を回転させた場合に、第１腕部１３の先端部ＤＰ１又は第２腕部１４の基端部ＰＰ２がワークＷに干渉するように位置する。このため、距離Ｌ１を最長距離Ｌ１１に固定した状態にて、第１腕部１３の基端部より高い位置及び当該基端部より低い位置の間でエンドエフェクタ１７を移動させると、ロボット１０がワークＷに干渉する場合がある。距離Ｌ１を最長距離Ｌ１１に固定した状態にて、第１腕部１３の基端部より高い位置及び当該基端部より低い位置の間で第１腕部１３の先端部を移動させると、ロボット１０がワークＷに干渉する可能性が更に高まる。
　これに対し、ステップＳ１１～Ｓ１７によれば、距離Ｌ１を短縮してロボット１０とワークＷとの干渉を回避するようにアクチュエータ２１～２７の動作パターンが生成される。この場合、コントローラ１００は、第１腕部１３の基端部より高い位置及び当該基端部より低い位置の間でエンドエフェクタ１７を移動させる過程で、第２軸線Ａｘ２及び第３軸線Ａｘ３の間の距離Ｌ１を第７アクチュエータ２７により変化させるようにロボット１０を制御する。すなわち、第１腕部１３の基端部より高い位置及び当該基端部より低い位置の間でエンドエフェクタ１７を移動させるようにロボット１０を制御することは、第２軸線Ａｘ２及び第３軸線Ａｘ３の間の距離を第７アクチュエータ２７により変化させるようにロボット１０を制御することを含んでもよい。
〔第１実施形態による効果〕
　以上に説明したように、加工装置１によれば、ワークＷに正対した状態で、第２軸線Ａｘ２及び第３軸線Ａｘ３の間の距離Ｌ１を最長距離Ｌ１１として第２軸線Ａｘ２まわりに第１腕部１３を回転させた場合に、第１腕部１３の先端部又は第２腕部１４の基端部が前記ワークに干渉するように、ロボット１０がワークＷに近接する。このため、より遠位の加工対象部位までエンドエフェクタ１７を到達させ易い。ロボット１０がワークＷに近接配置されていても、第７アクチュエータ２７により第２軸線Ａｘ２及び第３軸線Ａｘ３の間の距離Ｌ１を短縮することで、ロボット１０とワークＷとの干渉を回避しながらエンドエフェクタ１７を移動させることができる。従って、近接配置による到達範囲の広域化と、干渉回避による可動範囲の広域化との両立を図り、個々のロボット１０でワークＷの広範囲に加工を施すことができる。
　図１３は、第７アクチュエータ２７の作用を例示する図である。図１３中の二点鎖線で示されるロボット１０は、第１腕部１３を屈曲させることなくエンドエフェクタ１７を加工対象部位に配置した場合を示している。二点鎖線で示されるロボット１０は、ワークＷに干渉している。これに対し、実線で示されるロボット１０は、第１腕部１３を屈曲させて第２軸線Ａｘ２及び第３軸線Ａｘ３の間の距離を短縮するように第７アクチュエータ２７を動作させた場合を示している。実線で示されるロボット１０では、先端部１６の位置・姿勢を維持した状態で、第４軸線Ａｘ４及び第２軸線Ａｘ２の間の部分がワークＷから遠ざかり、ワークＷに対するロボット１０の干渉が防止されている。
　ロボット１０は、ワークＷに正対した状態で、距離Ｌ１を最短距離Ｌ１２として第２軸線Ａｘ２まわりに第１腕部１３を回転させた場合には、第１腕部１３の先端部及び第２腕部１４の基端部がワークＷに干渉しないように位置してもよい。この場合、ロボット１０とワークＷとの干渉をより確実に回避できる。従って、近接配置による到達範囲の広域化と、干渉の回避による可動範囲の広域化との両立をより確実に図ることができる。
　第２腕部１４の先端部が第１腕部１３の基端部よりワークＷ側に位置する状態で、第１腕部１３の基端部より高い位置及び当該基端部より低い位置の間でエンドエフェクタ１７を移動させるようにロボット１０を制御するコントローラ１００を更に備えてもよい。この場合、近接配置による到達範囲の広域化と、干渉の回避による可動範囲の広域化との両立を可能とする構成を有効に活用し、個々のロボット１０でワークＷの広範囲に加工を施すことができる。
　第１腕部１３の基端部より高い位置及び当該基端部より低い位置の間でエンドエフェクタ１７を移動させるようにロボット１０を制御することは、第１腕部１３の基端部より高い位置及び当該基端部より低い位置の間で第１腕部１３の先端部を移動させるようにロボット１０を制御することを含んでもよい。この場合、近接配置による到達範囲の広域化と、干渉の回避による可動範囲の広域化との両立を可能とする構成を更に有効に活用し、個々のロボット１０でワークＷの広範囲に加工を施すことができる。
　第１腕部１３の基端部より高い位置及び当該基端部より低い位置の間でエンドエフェクタ１７を移動させるようにロボット１０を制御することは、第２軸線Ａｘ２及び第３軸線Ａｘ３の間の距離Ｌ１を第７アクチュエータ２７により変化させるようにロボット１０を制御することを含んでもよい。この場合、近接配置による到達範囲の広域化と、干渉の回避による可動範囲の広域化との両立を可能とする構成をより確実に活用し、個々のロボットでワークの広範囲に加工を施すことができる。
　複数の姿勢調節アクチュエータは、第４軸線Ａｘ４まわりに手首部１５を搖動させる第４アクチュエータ２４を含み、ロボット１０は、ワークＷに正対した状態にて、ワークＷにおける最高位置の加工対象部位から第１腕部１３の基端ＰＥ１までの距離と、最低位置の加工対象部位の両方から第１腕部１３の基端ＰＥ１までの距離とが、上記式（１）で求まる長さＬａ以下となるように位置してもよい。この場合、ワークＷにおける最高位置の加工対象部位及び最低位置の加工対象部位の両方にエンドエフェクタ１７を配置できる。従って、個々のロボット１０でより広範囲に加工を施すことができる。
　ロボット１０は、ワークＷに正対した状態にて、ワークＷにおける最高位置の加工対象部位に対し、第４軸線Ａｘ４からエンドエフェクタ１７までの距離と等距離で上方にシフトした位置から第１腕部１３の基端ＰＥ１までの距離と、ワークＷにおける最低位置の加工対象部位に対し、第４軸線Ａｘ４からエンドエフェクタ１７までの距離と等距離で下方にシフトした位置から第１腕部１３の基端ＰＥ１までの距離とが、上記式（２）で求まる長さＬｂ以下となるように位置してもよい。この場合、ワークＷにおける最高位置の加工対象部位及び最低位置の加工対象部位の両方に対し、より多様な姿勢でエンドエフェクタ１７を配置できる。従って、個々のロボット１０でより広範囲に加工を施すことができる。
　ロボット１０は、第１腕部１３の基端ＰＥ１の高さが上記式（３）で求まる高さＨａ以上となるように位置してもよい。この場合、ワークＷにおける最高位置の加工対象部位に対し、より多様な姿勢でエンドエフェクタ１７を配置できる。従って、個々のロボット１０でより広範囲に加工を施すことができる。
　ロボット１０は、第１腕部１３の基端ＰＥ１の高さが上記式（４）で求まる高さＨｂ以下となるように位置してもよい。この場合、ワークＷにおける最高位置の加工対象部位及び最低位置の加工対象部位の両方に対し、より多様な姿勢でエンドエフェクタ１７を配置できる。従って、個々のロボット１０でワークＷのより広範囲に加工を施すことができる。
　ロボット１０がワークＷに対し加工を実行するときに、ワークＷ及びロボット１０の相対位置を変更するようにワークＷ及びロボット１０の少なくとも一方を搬送する搬送装置３０を更に備えてもよい。この場合、搬送装置３０及びロボット１０を協調させることにより、広範囲の加工対象部位に対して先端部１６を適正配置することが可能となる。一方、ワークＷ及びロボット１０の相対的な配置が変わるので、ワークＷに対するロボット１０の干渉の生じ易さも変化する。これに対し、ロボット１０は、先端部１６の位置・姿勢を調整するアクチュエータ２１～２６に加え、距離調節用の第７アクチュエータ２７を更に有する。このため、先端部１６の位置・姿勢を維持した状態で、基台１１及び先端部１６の間におけるロボット１０の姿勢を自在に変更可能である。これにより、ワークＷ及びロボット１０の相対的な配置の変化に柔軟に対応して相互の干渉を抑制できる。ワークＷを回避し易い特性により、ロボット１０の配置の選択肢も多くなる。従って、容易な生産設備構築が可能となる。
　また、ロボット１０の姿勢を自在に変更することで、周辺機器に対するロボット１０の干渉も抑制できる。このため、ロボット１０を高密度に配置することで作業時間を短縮することも可能となる。
　ロボット１０は、当該ロボット側からの全加工対象部位に対し、ワークＷに干渉することなく加工を行うことが可能となるように配置されていてもよい。この場合、一台のロボット１０にて当該ロボット１０側からの全加工対象部位に加工を施すこともできるし、同一側に複数のロボット１０を配置し、全加工対象部位をこれらのロボット１０に分担させることもできる。これにより、生産量に応じた柔軟な生産設備構築が可能となる。但し、全加工対象部位に対する加工を可能とするようにロボット１０を配置することは必須ではない。
　搬送装置３０はワークＷを搬送してもよい。この場合、多数の動力源を含むロボット１０を搬送するのに比べ、搬送装置３０の構成を単純化し易い。従って、更に容易な生産設備構築が可能となる。但し、搬送装置３０は、ワークＷ及びロボット１０の相対位置を変更するものであればよいので、ロボット１０を搬送するものであってもよいし、ワークＷ及びロボット１０の双方を搬送するものであってもよい。
　加工装置１は、図１４に示すように、搬送装置３０による搬送方向に沿って並ぶように配置された複数のロボット１０を備えていてもよい。搬送方向に沿って並ぶロボット１０のそれぞれが、上述したように広範囲の加工対象部位に加工を行うことが可能である。このため、搬送方向に沿って並ぶ複数のロボット１０に対し、様々なパターンで加工対象部位を割り当て、より効率的な生産設備を構築できる。
　図１４には、搬送装置３０による搬送方向に沿って並ぶ２台のロボット１０が示されているが、これに限られず、加工装置１は搬送装置３０の搬送方向に沿って並ぶように配置された３台以上のロボット１０を備えるものであってもよい。
　加工装置１は、搬送装置３０による搬送方向に直交する方向でワークＷを挟むように配置された複数のロボット１０を備えていてもよい。この場合、全加工対象部位を複数のロボット１０に分担させることで、それぞれのロボット１０の動作量を抑制できる。これにより、ワークＷに対するロボット１０の干渉が更に抑制される。また、搬送装置３０による搬送方向に直交する方向でワークＷを挟む配置により、ロボット１０同士の干渉も抑制される。従って、更に容易な生産設備構築が可能となる。
　複数のロボット１０が、搬送装置３０による搬送方向に直交する方向でワークＷを挟むように配置されることは必須ではない。例えば、図１５に示すように、ロボット１０はワークＷの左側のみに配置されていてもよい。この場合においても、ロボット１０は、当該ロボット１０側からの全加工対象部位に対し、ワークＷに干渉することなく加工を行うことが可能となるように配置されていてもよい。例えば図１５において、それぞれのロボット１０は、左側の全加工対象部位Ｐ１及び右側の全加工対象部位Ｐ１の両方に加工を行うことが可能となるように配置されていてもよい。
　図１５には、搬送装置３０による搬送方向に沿って並ぶ２台のロボット１０が示されているが、これに限られず、加工装置１は一台のロボット１０のみを備えるものであってもよい。
　コントローラ１００は、先端部１６の位置・姿勢の目標値を取得する目標取得部１１１と、距離調節用の第７アクチュエータ２７の動作目標値を固定した条件にて、位置・姿勢の目標値に対応するアクチュエータ２１～２６の動作目標値を算出する第１算出部１１２と、アクチュエータ２１～２６の少なくともいずれかを判定対象とし、判定対象のアクチュエータについて動作目標値が許容範囲内であるか否かを判定する判定部１１３と、少なくとも一つの判定対象のアクチュエータについて動作目標値が許容範囲外となった場合に、当該動作目標値が許容範囲内に収まるように、位置・姿勢の目標値に対応するアクチュエータ２１～２６及び距離調節用の第７アクチュエータ２７の動作目標値を算出する第２算出部１１４と、動作目標値に応じてアクチュエータ２１～２７を制御する出力部１１５と、を有してもよい。
　上述したように、ロボット１０によれば干渉を抑制できる一方で、先端部１６の位置・姿勢の目標値に対応するアクチュエータ２１～２７の動作目標値は一通りに定まらない。このため、ロボット１０の動作教示においては何らかの拘束条件を適宜設定する必要がある。
　これに対し、コントローラ１００は、まず第７アクチュエータ２７の動作目標値を固定した条件にて、アクチュエータ２１～２６の動作目標値を算出する。次に、判定対象のアクチュエータの動作目標値が許容範囲外となった場合には、当該動作目標値が許容範囲内に収まるように、アクチュエータ２１～２６及び距離調節用の第７アクチュエータ２７の動作目標値を自動的に再計算する。ロボット１０のアクチュエータの動作量を許容範囲内に抑えると、ロボット１０全体の動作量も抑制されるので、ワークＷ又は周辺機器との干渉が生じ難くなる傾向がある。
　例えば図１３において二点鎖線で示されるロボット１０では、第３アクチュエータ２３の動作目標値が許容範囲外となっている。すなわち、第１腕部１３に対する第２腕部１４の揺動角の目標値θ３が過大になっている。これに対し、図１３において実線で示されるロボット１０では、第１腕部１３に対する第２腕部１４の揺動角の目標値θ３を緩和するようにアクチュエータ２１～２６及び距離調節用の第７アクチュエータ２７の動作目標値が再計算されている。これに伴って第４軸線Ａｘ４及び第２軸線Ａｘ２の間の部分がワークＷから遠ざかり、ワークＷに対するロボット１０の干渉が防止されている。
　このように、判定対象のアクチュエータの動作目標値を許容範囲内に抑えるという条件を採用することにより、ワークＷ又は周辺機器との干渉の発生確率を下げることができる。これにより、ワークＷ又は周辺機器との干渉を回避しつつ、先端部１６を各加工対象部位の近傍に適正配置する動作パターンの大部分を自動的に構築できる。従って、ロボット１０に対する動作教示の負担が軽減されるので、更に容易な生産設備構築が可能となる。
　距離調節用の第７アクチュエータ２７は、第１腕部１３を距離調節用の第７軸線Ａｘ７まわりに屈曲させることで、第２軸線Ａｘ２及び第３軸線Ａｘ３の間の距離Ｌ１を調節する。この場合、第１腕部１３を単純に伸縮させて第２軸線Ａｘ２及び第３軸線Ａｘ３の間の距離Ｌ１を調節するのに比べ、アクチュエータ２１～２６の動作量を抑制し易い傾向がある。また、ロボット１０の姿勢をより多様に調節し、ワークＷ又は周辺機器を回避し易くなる傾向がある。従って、更に容易な生産設備構築が可能である。但し、第７アクチュエータ２７は、第２軸線Ａｘ２及び第３軸線Ａｘ３の間の距離Ｌ１を調節できればどのようなものであってもよいので、例えば第１腕部１３を伸縮させる直動アクチュエータであってもよい。
　距離調節用の第７軸線Ａｘ７は、第２軸線Ａｘ２に対して平行である。仮に、第７軸線Ａｘ７が第２軸線Ａｘ２に対して垂直であるロボットを用いる場合、ワークＷに対するロボットの干渉を避けながら先端部１６を所望の位置・姿勢に配置するためには、第１腕部１３及び第２腕部１４に相当する部分を大きく側方（ワークＷ側を正面とした場合の側方）に傾ける必要が生じ得る。これにより周辺機器（例えば隣接する他のロボット）との干渉が生じ得るため、ロボット及び周辺機器の配置間隔を大きくする必要がある。このことは、例えば複数のロボットの高密度配置を妨げる一因となる。これに対し、ロボット１０においては第７軸線Ａｘ７が第２軸線Ａｘ２に対して平行であるので、少なくとも第７軸線Ａｘ７まわりの回転動作に起因して第１腕部１３及び第２腕部１４を側方に傾ける必要が生じ難く、隣接する周辺機器との干渉が生じ難い。従って、ロボット１０の配置の選択肢がより多くなるので、更に容易な生産設備構築が可能となる。複数のロボットをより高密度に配置し、作業時間を更に短縮することも可能となる。但し、第７軸線Ａｘ７が第２軸線Ａｘ２に対して平行であることは必須ではない。
　距離調節用の第７軸線Ａｘ７は、第３軸線に対しても平行である。この場合、先端部１６を所望の位置・姿勢に配置する際に、第１腕部１３及び第２腕部１４を側方に傾ける必要が更に生じ難くなるので、更に容易な生産設備構築が可能となる。複数のロボットをより高密度に配置し、作業時間を更に短縮することも可能となる。但し、第７軸線Ａｘ７が第３軸線Ａｘ３に対して平行であることも必須ではない。
　第２算出部１１４は、距離調節用の第７軸線Ａｘ７がワークＷから遠ざかる方向に第１腕部１３を屈曲させるように、アクチュエータ２１～２７の動作目標値を算出してもよい。即ちコントローラ１００は、第７軸線Ａｘ７がワークＷから遠ざかる方向に第１腕部１３を屈曲させるように、アクチュエータ２１～２７を制御するものであってもよい。この場合、ワークＷ及び隣接する周辺機器に対するロボット１０の干渉がより確実に抑制される。
　先端部１６の姿勢を調節する複数の姿勢調節アクチュエータは、手首部１５を第５軸線Ａｘ５まわりに旋回させる第５アクチュエータ２５、手首部１５を第４軸線Ａｘ４まわりに揺動させる第４アクチュエータ２４、及び先端部１６を第６軸線Ａｘ６まわりに旋回させる第６アクチュエータ２６である。この場合、アクチュエータ２４～２６の協働により先端部１６の姿勢を自在に調節できる。但し、複数の姿勢調節アクチュエータは、アクチュエータ２４～２６に限定されず、先端部１６の姿勢を調節可能であればどのようなものであってもよい。例えば、必要とされる姿勢調節の程度に応じて、第４アクチュエータ２４、第５アクチュエータ２５及び第６アクチュエータ２６のいずれかが省略されていてもよい。
　判定部１１３は、第２アクチュエータ２２、第３アクチュエータ２３及び第４アクチュエータ２４の少なくともいずれかを判定対象としてもよい。これらのアクチュエータの動作量は、ロボット全体の動作量に相関し易い傾向がある。このため、これらのアクチュエータを判定対象にして、その動作範囲を許容範囲内に抑えることで、ロボット１０全体の動作量をより確実に抑制し、干渉を更に抑制できる。
　判定部１１３は、第３アクチュエータ２３及び第４アクチュエータ２４の少なくともいずれかを判定対象としてもよい。これらのアクチュエータの動作量は、ロボット全体の動作量に特に相関し易い傾向がある。このため、これらのアクチュエータを判定対象にして、その動作範囲を許容範囲内に抑えることで、ロボット１０全体の動作量をより確実に抑制し、干渉を更に抑制できる。
　ロボット１０は、エンドエフェクタ１７として、先端部１６に設けられた溶接装置を更に備えていてもよい。この場合、ワークＷ又は周辺機器に対するロボット１０の干渉を抑制しつつ、広範囲の加工対象部位に対して溶接を行うことができる。
　加工装置１によれば、ロボット１０により加工可能となるようにパレット３１上にワークＷを配置すること、ワークＷとロボット１０との相対位置を変更するように、搬送アクチュエータ３２によりパレット３１を搬送すること、ロボット１０によりワークＷに対し加工を行うこと、を含むワークＷの生産方法が実行可能である。
　また、先端部１６の位置・姿勢の目標値を取得すること、第７アクチュエータ２７の動作目標値を固定した条件にて、位置・姿勢の目標値に対応するアクチュエータ２１～２６の動作目標値を算出すること、アクチュエータ２１～２６の少なくともいずれかを判定対象とし、判定対象のアクチュエータについて動作目標値が許容範囲内であるか否かを判定すること、少なくとも一つの判定対象のアクチュエータについて動作目標値が許容範囲外となった場合に、当該動作目標値が許容範囲内に収まるように、位置・姿勢の目標値に対応するアクチュエータ２１～２７の動作目標値を算出すること、動作目標値に応じてアクチュエータ２１～２７を制御すること、を含むワークＷの生産方法も実行可能である。
　コントローラ１００に位置・姿勢の目標値を入力すること、位置・姿勢の目標値に対応するようにコントローラ１００により算出されたアクチュエータ２１～２７の動作目標値をコントローラに記憶させること、を含む教示方法も実行可能である。
２．第２実施形態
　図１６に示すように、第２実施形態に係る加工装置１Ａは、第１実施形態に係る加工装置１の搬送装置３０を保持台５０（ワーク配置部）に置き換えたものである。保持台５０は、ロボット１０により加工可能な位置にワークＷを保持する。図１７に示すように、２台のロボット１０は、ワークＷを囲む線ＥＬ１に沿って並んでおり、互いに協働して同一のワークＷに対する加工を行う。なお、「ワークＷを囲む線」は、必ずしもワークＷの周縁に沿っていなくてもよいが、ワークＷの周縁に直交する線を含まないものとする。ロボット１０は、隣り合う他のロボット１０と可動範囲ＷＲが重複するように配置されている。個々のロボット１０とワークＷに対する配置条件については、第１実施形態と同様である。
〔第２実施形態による効果〕
　以上に説明したように、加工装置１は、ロボット１０を含み、互いに協働して同一のワークに対する加工を行う複数のロボットを備える。ロボット１０が、同一のワークＷに対する加工を行う複数のロボットに含まれていることにより、ワークＷに対するロボットの干渉及びロボット同士の干渉を抑制できる。従って、容易な生産設備構築が可能となる。複数のロボットを高密度に配置することで作業時間を短縮することも可能となる。
　加工装置１は、同一のワークＷに対する加工を行う複数のロボットを備えていればよいので、ロボットの台数は２台に限られない。例えば、図１８に示すように、３台以上のロボットを備えていてもよい。図１８の加工装置１は、４台のロボット１０を備える。４台のロボット１０は、ワークＷを囲む線に沿い、ワークＷを取り囲むように配置されている。
　図１６及び図１８の加工装置１では、複数のロボットの全てがロボット１０である。このため、全てのロボットにおいて、先端部１６の位置・姿勢を維持した状態で、基台１１及び先端部１６の間におけるロボットの姿勢を自在に変更可能である。従って、ワークＷに対するロボットの干渉及びロボット同士の干渉をより確実に抑制できる。
　但し、全てのロボットがロボット１０であることは必須ではない。例えば図１９及び図２０に示すように、加工装置１の複数のロボットは、ロボット４０（第２ロボット）を更に含んでもよい。ロボット４０は、アクチュエータ２１～２６を有し、距離調節用の第７アクチュエータ２７を有しない。ロボット４０は、第１腕部１３及び第７アクチュエータ２７を、第１腕部４３に置き換えたものである。このような構成においても、複数のロボットにロボット１０を含むことにより、ワークＷに対するロボットの干渉及びロボット同士の干渉を抑制する効果が得られる。ロボットの台数に制限はなく、図１９に示すように２台であってもよいし、図２０に示すように３台以上であってもよい。
　ロボット１０及びロボット４０は、互いに隣り合うように配置されていてもよい。この場合、ロボット同士の干渉をより確実に抑制できる。
　図１９に示すように、加工装置１は、ロボット１０の方がロボット４０に比べワークＷの近位側に加工を行うように構成されていてもよい。ワークＷの近位側に加工を行う場合、ロボットはアームを折り畳んだ姿勢となる。このような姿勢においては、一部のアクチュエータの動作量が許容限界に達し易い傾向がある。また、折り畳んだアームがワークＷ又は他のロボットに干渉し易い傾向がある。そこで、干渉を抑制可能なロボット１０に、ワークＷの近位側への加工を割り当てることにより、ワークＷに対するロボットの干渉及びロボット同士の干渉をより確実に抑制できる。
　図２０に示すように、加工装置１は、ロボット１０の方がロボット４０に比べワークＷ寄りに位置するように構成されていてもよい。即ち、ロボット１０の基台１１からワークＷまでの距離Ｄ１が、ロボット４０からワークＷまでの距離Ｄ２に比べ小さくなっていてもよい。この場合、干渉を抑制可能なロボット１０をワークＷ寄りに配置することで、ワークＷの広範囲に亘ってエンドエフェクタ１７を到達させることが可能となる。これにより、ロボット４０により加工できない部分をロボット１０によって補い、ワークＷの広範囲に亘って加工を行うことができる。
　全てのロボットは設置面に固定されており、ロボット１０は、隣り合う他のロボットと可動範囲が重複するように配置されていてもよい。この場合、ロボット１０による干渉抑制の効果がより顕著となる。
　以上、実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、加工装置１のワークＷは自動車ボディに限られない。加工装置１は、自動車のドアパネルの加工等にも適用可能であるし、自動車以外の技術分野における様々な部品又は製品の加工・組立にも適用可能である。
　本開示は、加工装置に利用可能である。
　１，１Ａ…加工装置、１０…ロボット（第１ロボット）、１２…旋回部、１３…第１腕部、１４…第２腕部、１５…手首部、１６…先端部、１７…エンドエフェクタ（溶接装置）、２１…第１アクチュエータ、２２…第２アクチュエータ、２３…第３アクチュエータ、２４…第４アクチュエータ（姿勢調節アクチュエータ）、２５…第５アクチュエータ（姿勢調節アクチュエータ）、２６…第６アクチュエータ（姿勢調節アクチュエータ）、２７…第７アクチュエータ（距離調節アクチュエータ）、３０…搬送装置、４０…ロボット（第２ロボット）、１００…コントローラ、Ａｘ１…第１軸線、Ａｘ２…第２軸線、Ａｘ３…第３軸線、Ａｘ４…第４軸線、Ａｘ５…第５軸線、Ａｘ６…第６軸線、Ａｘ７…第７軸線（距離調節用の軸線）、Ｌ１…第２軸線及び第３軸線の間の距離、Ｐ１，Ｐ２…加工対象部位、Ｗ…ワーク、Ｌ１１…最長距離、Ｌ１２…最短距離、ＰＥ１…第１腕部１３の基端、ＤＰ１…第１腕部１３の先端部、ＰＰ２…第２腕部１４の基端部、ＷＲ…可動範囲。

Claims (24)

  1. 　互いに直列に接続された旋回部、第１腕部、第２腕部、手首部及び先端部と、
    　前記旋回部を第１軸線まわりに旋回させる第１アクチュエータと、
    　前記第１腕部を第２軸線まわりに揺動させる第２アクチュエータと、
    　前記第２腕部を第３軸線まわりに揺動させる第３アクチュエータと、
    　前記先端部の姿勢を調節する複数の姿勢調節アクチュエータと、
    　前記第２軸線及び前記第３軸線の間の距離を調節する距離調節アクチュエータと、
    　前記先端部に設けられ、ワークに対して加工を施すエンドエフェクタと、を有する第１ロボットを備え、
    　前記第１ロボットは、前記ワークに正対した状態で、前記距離を最長にして前記第２軸線まわりに前記第１腕部を回転させた場合に、前記第１腕部の先端部又は第２腕部の基端部が前記ワークに干渉するように位置する、加工装置。
  2. 　前記第１ロボットは、前記ワークに正対した状態で、前記距離を最短にして前記第２軸線まわりに前記第１腕部を回転させた場合には、前記第１腕部の先端部及び第２腕部の基端部が前記ワークに干渉しないように位置する、請求項１記載の加工装置。
  3. 　前記第２腕部の先端部が前記第１腕部の基端部より前記ワーク側に位置する状態で、前記第１腕部の基端部より高い位置及び当該基端部より低い位置の間で前記エンドエフェクタを移動させるように前記第１ロボットを制御するコントローラを更に備える請求項１又は２記載の加工装置。
  4. 　前記第１腕部の基端部より高い位置及び当該基端部より低い位置の間で前記エンドエフェクタを移動させるように前記第１ロボットを制御することは、前記第１腕部の基端部より高い位置及び当該基端部より低い位置の間で前記第１腕部の先端部を移動させるように前記第１ロボットを制御することを含む、請求項３記載の加工装置。
  5. 　前記第１腕部の基端部より高い位置及び当該基端部より低い位置の間で前記エンドエフェクタを移動させるように前記第１ロボットを制御することは、前記第２軸線及び前記第３軸線の間の距離を前記距離調節アクチュエータにより変化させるように前記第１ロボットを制御することを含む、請求項３又は４記載の加工装置。
  6. 　複数の姿勢調節アクチュエータは、第４軸線まわりに前記手首部を搖動させる第４アクチュエータを含み、
    　前記第１ロボットは、
    　前記ワークに正対した状態にて、前記ワークにおける最高位置の加工対象部位から前記第１腕部の基端までの距離と、最低位置の加工対象部位から前記第１腕部の基端までの距離とが、式（１）で求まる長さＬａ以下となるように位置する、請求項１～５のいずれか一項記載の加工装置。
    Ｌａ＝Ｌ１１＋Ｌ２１＋Ｌ３１・・・（１）
    Ｌ１１：前記第２軸線から前記第３軸線までの最長距離
    Ｌ２１：前記第３軸線から前記第４軸線までの距離
    Ｌ３１：前記第４軸線から前記エンドエフェクタまでの距離
  7. 　前記第１ロボットは、
    　前記ワークに正対した状態にて、前記ワークにおける最高位置の加工対象部位に対して加工を施し得るように前記エンドエフェクタを配置した場合の前記第４軸線の位置から前記第１腕部の基端までの距離と、前記ワークにおける最低位置の加工対象部位に対して加工を施し得るように前記エンドエフェクタを配置した場合の前記第４軸線の位置から前記第１腕部の基端までの距離とが、式（２）で求まる長さＬｂ以下となるように位置する、請求項６記載の加工装置。
    Ｌｂ＝Ｌ１１＋Ｌ２１・・・（２）
  8. 　前記第１ロボットは、
    　前記ワークに正対した状態にて、前記手首部を鉛直下方に向けて前記ワークにおける最高位置の加工対象部位に前記エンドエフェクタを配置した場合の前記第４軸線の位置から前記第１腕部の基端までの距離と、前記手首部を鉛直上方に向けて前記エンドエフェクタを前記ワークにおける最低位置の加工対象部位に配置した場合の前記第４軸線の位置から前記第１腕部の基端までの距離とが、式（２）で求まる長さＬｂ以下となるように位置する、請求項６又は７記載の加工装置。
    Ｌｂ＝Ｌ１１＋Ｌ２１・・・（２）
  9. 　前記第１ロボットは、
    　前記第１腕部の基端の高さが式（３）で求まる高さＨａ以上となるように位置する、請求項８記載の加工装置。
    Ｈａ＝ＨＨ－Ｌ２１・ｃｏｓθ－Ｌ１１・・・（３）
    ＨＨ：前記手首部を鉛直下方に向けて前記エンドエフェクタを前記ワークにおける最高位置の加工対象部位に配置した場合の前記第４軸線の高さ
    θ：前記第３軸線及び前記第４軸線に直交する直線と、前記手首部の中心軸線との角度の最小値
  10. 　前記第１ロボットは、
    　前記第１腕部の基端の高さが式（４）で求まる高さＨｂ以下となるように位置する、請求項９記載の加工装置。
    Ｈｂ＝ＨＬ＋Ｌ２１・ｃｏｓθ＋Ｌ１１・・・（４）
    ＨＬ：前記手首部を鉛直上方に向けて前記エンドエフェクタを前記ワークにおける最低位置の加工対象部位に配置した場合の前記第４軸線の高さ
  11. 　前記第１ロボットは、
    　前記ワークに正対した状態にて、前記手首部を鉛直下方に向けて前記エンドエフェクタを前記ワークにおける最高位置の加工対象部位に配置した場合の前記第４軸線の位置から式（５）で求まる距離Ｌｃで手前側にシフトし、式（６）で求まる高さＨｃで下方にシフトした位置から前記第１腕部の基端までの距離と、前記手首部を鉛直上方に向けて前記エンドエフェクタを前記ワークにおける最低位置の加工対象部位に配置した場合の前記第４軸線の位置から式（５）で求まる距離Ｌｃで手前側にシフトし、式（６）で求まる高さＨｃで上方にシフトした位置から前記第１腕部の基端までの距離とが、前記第２軸線から前記第３軸線までの最長距離以下となるように位置する、請求項１０記載の加工装置。
    Ｌｃ＝Ｌ２１・ｓｉｎθ・・・（５）
    Ｈｃ＝Ｌ２１・ｃｏｓθ・・・（６）
  12. 　前記第１ロボットが前記ワークに対し加工を実行するときに、前記ワーク及び前記第１ロボットの相対位置を変更するように前記ワーク及び前記第１ロボットの少なくとも一方を搬送する搬送装置を更に備える、請求項１～１１のいずれか一項記載の加工装置。
  13. 　前記第１ロボットは、当該第１ロボット側からの全加工対象部位に対し、前記ワークに干渉することなく加工を行うことが可能となるように位置する、請求項１２記載の加工装置。
  14. 　前記搬送装置は前記ワークを搬送する、請求項１２又は１３記載の加工装置。
  15. 　前記搬送装置による搬送方向に沿って並ぶように配置された複数の前記第１ロボットを備える、請求項１２～１４のいずれか一項記載の加工装置。
  16. 　前記搬送装置による搬送方向に直交する方向で前記ワークを挟むように配置された複数の前記第１ロボットを備える、請求項１２～１５のいずれか一項記載の加工装置。
  17. 　前記第１ロボットを含み、互いに協働して同一のワークに対する加工を行う複数のロボットを備える、請求項１～１１のいずれか一項記載の加工装置。
  18. 　前記複数のロボットは、前記第１～第３アクチュエータ及び前記複数の姿勢調節アクチュエータを有し、前記距離調節アクチュエータを有しない第２ロボットを更に含み、
    　前記第１ロボット及び前記第２ロボットは互いに隣り合うように配置されている、請求項１７記載の加工装置。
  19. 　前記第１ロボットの方が前記第２ロボットに比べ前記ワークの近位側に加工を行うように構成されている、請求項１８記載の加工装置。
  20. 　前記第１ロボットの方が前記第２ロボットに比べ前記ワーク寄りに位置するように構成されている、請求項１８又は１９記載の加工装置。
  21. 　前記複数のロボットの全てが前記第１ロボットである、請求項１７記載の加工装置。
  22. 　前記複数のロボットの全てが設置面に固定されている、請求項１７～２１のいずれか一項記載の加工装置。
  23. 　前記第１ロボットは、隣り合う他のロボットと可動範囲が重複するように配置されている、請求項２２記載の加工装置。
  24. 　互いに直列に接続された旋回部、第１腕部、第２腕部、手首部及び先端部と、
    　前記旋回部を第１軸線まわりに旋回させる第１アクチュエータと、
    　前記第１腕部を第２軸線まわりに揺動させる第２アクチュエータと、
    　前記第２腕部を第３軸線まわりに揺動させる第３アクチュエータと、
    　前記先端部の姿勢を調節する複数の姿勢調節アクチュエータと、
    　前記第２軸線及び前記第３軸線の間の距離を調節する距離調節アクチュエータと、
    　前記先端部に設けられ、ワークに対して加工を施すエンドエフェクタと、を有する第１ロボットを備え、
    　前記第１ロボットは、前記ワークに正対した状態で、前記距離を最長にして前記第２軸線まわりに前記第１腕部を回転させた場合に、前記第１腕部の先端部又は第２腕部の基端部が前記ワークに干渉するように位置する加工装置を用い、
    　前記ワークの複数の加工対象部位に前記エンドエフェクタを移動させるように前記第１ロボットを制御することと、
    　前記エンドエフェクタが前記加工対象部位に配置された状態で、前記エンドエフェクタにより当該加工対象部位に加工を施すように前記第１ロボットを制御することと、を含み、
    　前記ワークの複数の加工対象部位に前記エンドエフェクタを移動させるように前記第１ロボットを制御することは、前記第２軸線及び前記第３軸線の間の距離を前記距離調節アクチュエータにより変化させながら、前記第１腕部の基端より高い位置及び当該基端より低い位置の間で前記エンドエフェクタを移動させることを含む、ワークの生産方法。
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