WO2017208903A1 - パラレルリンク機構を用いた作業装置 - Google Patents

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WO2017208903A1
WO2017208903A1 PCT/JP2017/019196 JP2017019196W WO2017208903A1 WO 2017208903 A1 WO2017208903 A1 WO 2017208903A1 JP 2017019196 W JP2017019196 W JP 2017019196W WO 2017208903 A1 WO2017208903 A1 WO 2017208903A1
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link
end side
hub
central axis
link hub
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PCT/JP2017/019196
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直哉 小長井
浩 磯部
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Ntn株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H21/46—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides with movements in three dimensions
    • F16H21/48—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides with movements in three dimensions for conveying rotary motions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H21/46—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides with movements in three dimensions
    • F16H21/54—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides with movements in three dimensions for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions

Definitions

  • the present invention relates to a working apparatus using a parallel link mechanism that can perform work such as welding and painting with high speed and high accuracy, and can perform a plurality of works while switching appropriately.
  • Patent Documents 1, 2, and 3 describe an automatic welding machine using an articulated robot.
  • Patent Documents 4 and 5 describe a parallel link mechanism and a link actuating device that are used in a working device that performs work automatically.
  • Patent Document 6 describes an automatic welding machine using a parallel link mechanism having basically the same configuration as the parallel link mechanism disclosed in Patent Document 5.
  • a working apparatus using an articulated robot such as an automatic welding machine shown in Patent Documents 1, 2, and 3 can take a wide working range, but is installed in consideration of the operating range and the like because the robot body is large. However, a large occupied space is required.
  • the articulated robot since the articulated robot is composed of a plurality of axes, it cannot perform a fine-grained operation at high speed, and precise work is difficult.
  • the occupied space can be made relatively small and fine movement can be performed at high speed.
  • the parallel link mechanism of Patent Document 5 is configured such that the link hub on the distal end side is connected to the link hub on the proximal end side so that the posture can be changed via three or more sets of four-link chains. Therefore, it is compact and can operate in a wide range of operation with high speed and high accuracy.
  • the automatic welding machine of Patent Document 6 using a parallel link mechanism having basically the same configuration as the parallel link mechanism of Patent Document 5 can perform welding in a wide range with high speed and high accuracy.
  • the automatic welding machine of Patent Document 6 has a configuration in which only a welding torch is mounted on one parallel link mechanism, other operations associated with welding, for example, heating operations performed before and after welding are different. It is necessary to do with work equipment. For this reason, the work must be transported between the working device for heating work and the automatic welding machine, and there is a problem that the work efficiency is poor and the temperature of the work is lowered during transport.
  • Other known work devices other than the automatic welder using the parallel link mechanism also have the same problem as the above automatic welder because only one end effector is mounted on one parallel link mechanism.
  • An object of the present invention is to provide a working device using a parallel link mechanism that can perform a plurality of high-speed and high-precision work with a single machine and that can perform work efficiently.
  • a working device using a parallel link mechanism is a working device that performs work on an end effector with respect to a work, a parallel link mechanism that supports the end effector so that the posture can be changed, and the parallel link mechanism that operates. And an attitude control actuator.
  • the parallel link mechanism is provided between a proximal-side link hub, a distal-end-side link hub, the proximal-end-side link hub, and the distal-end-side link hub, and the distal-end-side link hub is connected to the distal-end-side link hub.
  • three or more sets of link mechanisms that connect the base end side link hub in such a manner that the posture can be changed.
  • the link mechanism includes a base end side and a front end side end link member, each of which is rotatably connected to the base end side link hub and the front end side link hub, and the base end side and the front end side.
  • a central link member having both ends rotatably connected to the other end of the end link member.
  • the attitude control actuator is provided in two or more sets of link mechanisms of the three or more sets of link mechanisms so as to arbitrarily change the attitude of the distal end side link hub with respect to the proximal end side link hub. ing.
  • As the end effector one main end effector that performs a main operation on the workpiece and one or more sub-end effectors that perform an auxiliary operation on the workpiece are attached to the link hub on the distal end side. ing.
  • the main end effector and the sub end effector are attached to the link hub on the distal end side of the parallel link mechanism, the main work by the main end effector and the auxiliary work by the sub end effector can be performed by one unit. Can do.
  • the parallel link mechanism consists of a link hub on the proximal end side, a link hub on the distal end side, and three or more sets of link mechanisms.
  • the link hub on the distal end side is rotatable about two orthogonal axes with respect to the link hub on the proximal end side.
  • a two-degree-of-freedom mechanism Although this two-degree-of-freedom mechanism is compact, the movable range of the link hub on the distal end side can be widened.
  • the maximum bending angle between the central axis of the link hub on the proximal end side and the central axis of the link hub on the distal end side is about ⁇ 90 °
  • the swivel angle of the link hub on the distal end side with respect to the link hub on the proximal end side is It can be set in the range of 0 ° to 360 °.
  • the main end effector and the sub end effector may be attached to the link hub on the distal end side so that the central axes of the respective distal ends form an angle with each other.
  • the central axis of each rotational pair of the proximal end side link hub and the proximal end side end link member, and the central axis of each rotational pair of the proximal end side link member and the central link member are respectively referred to as the spherical link center on the base end side, and the center of each rotation pair of the link hub on the base end side and the end link member on the base end side passes through the spherical link center on the base end side.
  • a straight line that intersects with the axis at a right angle is referred to as a central axis of the link hub on the proximal end side.
  • the main end effector and the sub-end effector may be configured such that a center axis of each distal end is the base end when the distal end side link hub is in a predetermined posture with respect to the proximal end side link hub.
  • the distal end side link hub may be attached so as to coincide with the central axis of the side link hub.
  • the central axis of each rotational pair of the distal end side link hub and the distal end side end link member and the central axis of each rotational pair of the distal end side link member and the central link member intersect each other.
  • the point is called the spherical link center on the distal end side
  • a straight line passing through the spherical link center on the distal end side and perpendicular to the central axis of each rotation pair of the link hub on the distal end side and the end link member on the distal end side is the front end.
  • This is called the central axis of the link hub on the side.
  • the central axis of the tip of the main end effector may coincide with the central axis of the link hub on the tip side.
  • the movable range of the main end effector matches the operating range of the parallel link mechanism, and the movable range of the main end effector is maximized.
  • the movable range of the sub-end effector is limited to some extent. Therefore, it is advantageous when the main end effector works in an inclined posture with respect to the workpiece and the sub end effector works in a posture facing the workpiece vertically.
  • the distance from the spherical link center on the proximal end side to the distal end of the sub end effector in a state where the central axis of the distal end of the sub end effector coincides with the central axis of the link hub on the proximal end side Compared to the distance from the spherical link center on the base end side to the front end of the main end effector in a state where the center axis of the link hub on the base end side and the center axis of the link hub on the front end side coincide with each other, or It may be short.
  • the worker has a good grasp of the position of the tip when the parallel link mechanism is in the posture.
  • the operator may not know the position of With the above configuration, the tip of the sub-end effector does not protrude toward the work plane from the tip of the main end effector regardless of the posture of the parallel link mechanism, so the sub-end effector interferes with the work plane. The risk of doing it can be reduced.
  • the link hub on the base end side may be attached to a linear motion mechanism having one or more linear motion actuators.
  • the main end effector and the sub end effector are linearly moved together with the parallel link mechanism by the linear motion mechanism, so that the main end effector and the sub end effector are maintained at the same angle, and the main end effector and the sub end effector are kept at the same angle. It is possible to switch between work by the end effector.
  • the main end effector may be a welding torch
  • the sub end effector may be a heating device.
  • heating before welding is performed with a heating device
  • welding is performed with a welding torch
  • heating after welding can be performed with a heating device.
  • the switching between the heating device and the welding torch can be performed quickly only by the operation of the parallel link mechanism, the temperature drop at the time of switching can be prevented and efficient heating can be realized.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. 1. It is the partial enlarged view similarly. It is the figure which expressed one link mechanism of the link actuating device with a straight line. It is the front view which abbreviate
  • FIGS. 1 and 2 are front views showing different states of the working device.
  • the working device 1 is a device that performs a plurality of types of work on the work surface 3 placed on the floor surface 2 or a work placing table (not shown) by a plurality of end effectors 4 and 5, and supports a gantry or the like.
  • An orthogonal two-axis linear motion mechanism 7 installed on the member 6 and a link actuator 8 provided downward on the linear motion mechanism 7 are provided.
  • the linear motion mechanism 7 includes a Y-axis linear motion actuator 7a that advances and retreats in the front-rear direction (Y-axis direction) orthogonal to the paper surface, and an X-axis linear motion actuator 7b that advances and retracts in the left-right direction (X-axis direction) of the paper surface.
  • a fixed portion of the Y-axis linear motion actuator 7a is fixed to the support member 6, and a link hub 12 on the proximal end side of the link actuator 8 is attached to an advance / retreat portion of the X-axis linear motion actuator 7b via an attachment member 9.
  • the linear motion mechanism 7 may be configured by only a single-axis linear motion actuator, or may be configured by a linear motion actuator having three or more axes.
  • the link actuating device 8 includes a parallel link mechanism 10 that supports the end effectors 4 and 5 so that the attitude can be changed, and an attitude control actuator 11 that operates the parallel link mechanism 10.
  • the parallel link mechanism 10 is configured such that a distal end side link hub 13 is connected to a proximal end side link hub 12 via a link mechanism 14 so that the posture thereof can be changed. 5 is attached.
  • the base end side link hub 12 is disposed on the upper side, but the distal end side link hub 13 may be disposed on the upper side. In either case, the proximal link hub 12 is attached to the linear motion mechanism 7.
  • the plurality of end effectors are composed of one main end effector 4 that performs the main work on the work 3 and the remaining sub-end effectors 5 that perform the auxiliary work on the work 3.
  • the number of sub-end effectors 5 is one, but the number of sub-end effectors 5 may be plural.
  • the main end effector 4 and the sub end effector 5 may be collectively referred to as end effectors 4 and 5.
  • main end effector 4 is an ink coating machine
  • adhesive applicator or a resin material applicator
  • a drier or a cooling device or both
  • main end effector 4 is a welder
  • a heating device is used as the sub end effector 5.
  • an appearance inspection device such as a camera is used as the sub end effector 5.
  • FIG. 3 is a front view of the link actuator 8
  • FIGS. 4 and 5 are perspective views showing different states of the link actuator 8.
  • the parallel link mechanism 10 of the link actuating device 8 is formed by connecting a distal end side link hub 13 to a proximal end side link hub 12 via three sets of link mechanisms 14 so that the posture can be changed. In FIG. 3, only one set of link mechanisms 14 is shown. The number of link mechanisms 14 may be four or more.
  • Each link mechanism 14 includes a base end side end link member 15, a front end side end link member 16, and a central link member 17, and forms a four-joint link mechanism including four rotating pairs.
  • the end link members 15 and 16 on the proximal end side and the distal end side are L-shaped, and one ends thereof are rotatably connected to the link hub 12 on the proximal end side and the link hub 13 on the distal end side, respectively.
  • the central link member 17 is connected to both ends of the end link members 15 and 16 on the proximal end side and the distal end side so as to be rotatable.
  • the parallel link mechanism 10 has a structure in which two spherical link mechanisms are combined, and each rotation pair of the link hubs 12 and 13 and the end link members 15 and 16, and the end link members 15 and 16 and the central link member 17.
  • the center axis of each of the rotation pairs intersects at the spherical link centers PA and PB (FIG. 3) on the proximal end side and the distal end side. Further, on the proximal end side and the distal end side, the distances from the rotation pairs of the link hubs 12 and 13 and the end link members 15 and 16 and the respective spherical link centers PA and PB are the same.
  • the distances from the rotary pairs of 16 and the central link member 17 and the spherical link centers PA and PB are also the same.
  • the central axis of each rotational pair of the end link members 15 and 16 and the central link member 17 may have a certain crossing angle ⁇ (FIG. 3) or may be parallel.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 1, and shows the center axis O1 of each rotation pair of the link hub 12 on the base end side and the end link member 15 on the base end side, and the center link member 17
  • the relationship between the center axis O2 of each rotational pair of the end link member 15 on the base end side and the spherical link center PA on the base end side is shown. That is, the point where the central axis O1 and the central axis O2 intersect is the spherical link center PA.
  • the shape and positional relationship of the distal end side link hub 13 and the distal end side end link member 16 are also the same as in FIG. 6 (not shown).
  • the center axis O1 of each rotational pair of the link hub 12 (13) and the end link member 15 (16), and each rotational pair of the end link member 15 (16) and the central link member 17 are illustrated.
  • the angle ⁇ formed with the central axis O2 is 90 °, the angle ⁇ may be other than 90 °.
  • the three sets of link mechanisms 14 have the same geometric shape. As shown in FIG. 7, the geometrically identical shape is represented by a geometric model in which each link member 15, 16, and 17 is represented by a straight line, that is, each rotational pair and a straight line connecting these rotational pairs. A model says that the base end side part and front end side part with respect to the center part of the center link member 17 are symmetrical shapes.
  • FIG. 7 is a diagram in which a set of link mechanisms 14 is expressed by a straight line.
  • the parallel link mechanism 10 of this embodiment is a rotationally symmetric type, and includes a proximal end side link hub 12 and a proximal end side end link member 15, a distal end side link hub 13 and a distal end side end link member 16. The positional relationship is such that the positional relationship is rotationally symmetric with respect to the center line C of the central link member 17.
  • the central portion of each central link member 17 is located on a common orbit circle D.
  • the link hub 12 on the proximal end side, the link hub 13 on the distal end side, and three sets of link mechanisms 14 allow the distal end link hub 13 to rotate about two orthogonal axes with respect to the link hub 12 on the proximal end side.
  • a degree mechanism is configured. In other words, it is a mechanism that can freely change the posture of the link hub 13 on the distal end side with respect to the link hub 12 on the proximal end side with two degrees of freedom of rotation. Although this two-degree-of-freedom mechanism is compact, the movable range of the link hub 13 on the distal end side relative to the link hub 12 on the proximal end side can be widened.
  • a straight line that passes through the spherical link centers PA and PB and intersects the central axis O1 (FIG. 6A) of each rotation pair of the link hubs 12 and 13 and the end link members 15 and 16 at a right angle is the central axis of the link hubs 12 and 13.
  • the maximum value of the bending angle ⁇ (FIG. 7) between the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side and the central axis QB of the link hub 13 on the distal end side may be about ⁇ 90 °. it can.
  • the turning angle ⁇ (FIG. 7)
  • the bending angle ⁇ is a vertical angle in which the central axis QB of the distal end side link hub 13 is inclined with respect to the central axis QA of the proximal end side link hub 12, and the turning angle ⁇ is the proximal end side link hub. This is a horizontal angle at which the center axis QB of the link hub 13 on the distal end side is inclined with respect to the 12 center axes QA.
  • the posture change of the link hub 13 on the distal end side with respect to the link hub 12 on the proximal end side is performed with the intersection O between the center axis QA of the link hub 12 on the proximal end side and the center axis QB of the link hub 13 on the distal end side as a rotation center.
  • Is called. 4 shows the state of the origin position where the center axis QA of the link hub 12 on the proximal end side and the center axis QB of the link hub 13 on the distal end side are on the same line
  • FIG. 5 shows the state of the link hub 12 on the proximal end side.
  • the link hub 12 on the base end side and the end link member 15 on the base end side and the link hub 13 on the front end side are considered from the geometrical symmetry.
  • the end link member 16 on the front end side moves in the same manner. Therefore, the parallel link mechanism 10 functions as a constant velocity universal joint that rotates at a constant speed with the same rotation angle on the proximal end side and the distal end side when transmitting rotation from the proximal end side to the distal end side.
  • Condition 1 The angles and lengths of the central axes O1 of the rotational pairs of the link hubs 12 and 13 and the end link members 15 and 16 in each link mechanism 14 are equal to each other.
  • Condition 2 The central axis O1 of the rotational pair of the link hubs 12, 13 and the end link members 15, 16 and the central axis O2 of the rotational pair of the end link members 15, 16 and the central link member 17 are proximal. And at the front end side, they intersect at the spherical link centers PA and PB.
  • Condition 3 The geometric shapes of the end link member 15 on the proximal end side and the end link member 16 on the distal end side are equal.
  • Condition 4 The geometric shapes of the proximal end portion and the distal end portion of the central link member 17 are equal.
  • Condition 5 With respect to the symmetry plane of the central link member 17, the angular positional relationship between the central link member 17 and the end link members 15 and 16 is the same on the proximal end side and the distal end side.
  • the link hub 12 on the base end side includes a base end member 20 and three rotary shaft connecting members 21 provided integrally with the base end member 20.
  • the base end member 20 has a circular through hole 20a at the center, and three rotary shaft connecting members 21 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the through hole 20a. Yes.
  • the center of the through hole 20a is located on the central axis QA (FIG. 3) of the link hub 12 on the proximal end side.
  • a rotating shaft 22 whose shaft center intersects with the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side is rotatably connected to each rotating shaft connecting member 21.
  • One end of the end link member 15 on the proximal end side is connected to the rotation shaft 22.
  • the rotary shaft 22 has a large diameter portion 22a, a small diameter portion 22b, and a male screw portion 22c.
  • the portion 22b is rotatably supported by the rotary shaft connecting member 21 via two bearings 23.
  • the bearing 23 is a ball bearing such as a deep groove ball bearing or an angular ball bearing. These bearings 23 are installed in an inner diameter groove 24 provided in the rotary shaft connecting member 21 in a fitted state, and are fixed by a method such as press-fitting, adhesion, or caulking. The same applies to the types and installation methods of the bearings provided in other rotating pairs.
  • the rotary shaft 22 is coaxially disposed on the output shaft 62a of the speed reduction mechanism 62 described later at the large diameter portion 22a.
  • the arrangement structure will be described later.
  • one end of an end link member 15 on the base end side is connected to the rotation shaft 22 so as to rotate integrally with the rotation shaft 22. That is, the rotary shaft connecting member 21 is disposed in a notch 25 formed at one end of the end-side end link member 15, and the small-diameter portion 22 b of the rotary shaft 22 is connected to the base-side end link member 15.
  • the base end side end link member 15 and the output shaft 62a of the speed reduction mechanism 62 are fixed by a bolt 29 via a spacer 28 fitted to the outer periphery of the large diameter portion 22a of the rotary shaft 22, and the outer rotation A nut 30 is screwed onto a male screw portion 22 c of the rotating shaft 22 protruding from the shaft support portion 27.
  • Spacers 31 and 32 are interposed between the inner ring of the bearing 23 and the pair of rotating shaft support portions 26 and 27, and a preload is applied to the bearing 23 when the nut 30 is screwed.
  • the other end of the end link member 15 on the base end side is connected to a rotating shaft 35 that is rotatably connected to one end of the central link member 17. Similar to the rotation shaft 22 of the link hub 12, the rotation shaft 35 of the central link member 17 has a large diameter portion 35a, a small diameter portion 35b, and a male screw portion 35c, and the small diameter portion 32b via two bearings 36.
  • the central link member 17 is rotatably supported at one end. That is, one end of the central link member 17 is disposed in a notch 37 formed at the other end of the end link member 15 on the base end side, and the small diameter portion 35b of the rotating shaft 35 is connected to the end link on the base end side.
  • the other end of the member 15 is inserted through through holes formed in a pair of inner and outer rotary shaft support portions 38 and 39 which are both side portions of the notch 37 and an inner ring of the bearing 36.
  • a nut 40 is screwed onto a male screw portion 35 c of the rotating shaft 35 protruding from the outer rotating shaft support portion 39.
  • Spacers 41 and 42 are interposed between the inner ring of the bearing 36 and the pair of rotating shaft support portions 38 and 39, and a preload is applied to the bearing 36 when the nut 40 is screwed.
  • the link hub 13 on the distal end side includes a flat-plate-shaped distal end member 50 and three rotary shaft connecting members 51 provided on the inner surface of the distal end member 50 at equal intervals in the circumferential direction. It consists of.
  • the center of the circumference where the three rotary shaft connecting members 51 are arranged is located on the central axis QB of the link hub 13 on the distal end side.
  • Each rotary shaft connecting member 51 is rotatably connected to a rotary shaft 52 whose axis intersects the central axis QB of the link hub 13 on the distal end side.
  • One end of the end link member 16 on the front end side is connected to the rotation shaft 52 of the link hub 13 on the front end side.
  • a rotating shaft 55 that is rotatably connected to the other end of the central link member 17 is connected to the other end of the end-side end link member 16.
  • the rotary shaft 52 of the link hub 13 on the distal end side and the rotary shaft 55 of the central link member 17 have the same shape as the rotary shaft 35, and the rotary shaft connecting member 51 and the rotary shaft via two bearings (not shown).
  • the other end of the central link member 17 is rotatably connected to each other.
  • the attitude control actuator 11 of the link actuator 8 is a rotary actuator provided with a speed reduction mechanism 62, and is attached to the lower surface of the proximal end member 20 of the link hub 12 on the proximal end side. It is installed coaxially with the rotating shaft 22.
  • the attitude control actuator 11 and the speed reduction mechanism 62 are integrally provided, and the speed reduction mechanism 62 is fixed to the base end member 20 by a motor fixing member 63.
  • the posture control actuators 11 are provided in all of the three sets of link mechanisms 14, but if the posture control actuators 11 are provided in at least two of the three sets of link mechanisms 14, the base end side The posture of the link hub 13 on the distal end side with respect to the link hub 12 can be determined.
  • the speed reduction mechanism 62 is a flange output and has a large-diameter output shaft 62a.
  • the front end surface of the output shaft 62a is a flat flange surface 64 orthogonal to the center line of the output shaft 62a.
  • the output shaft 62 a is connected to the rotary shaft support portion 26 of the end link member 15 on the base end side by a bolt 29 through the spacer 28.
  • the large-diameter portion 22a of the rotating shaft 22 of the rotating pair of the proximal-side link hub 12 and the proximal-side end link member 15 is fitted into an inner diameter groove 67 provided in the output shaft 62a of the speed reduction mechanism 62. Yes.
  • the link operating device 8 operates the parallel link mechanism 10 by rotationally driving each attitude control actuator 11. Specifically, when the attitude control actuator 11 is rotationally driven, the rotation is decelerated via the speed reduction mechanism 62 and transmitted to the rotary shaft 22, and the proximal end side end link member 15 with respect to the proximal end side link hub 12. The angle changes. As a result, the position and posture of the distal end side link hub 13 with respect to the proximal end side link hub 12 are determined.
  • the main end effector 4 is attached so that the center axis 4a at the tip thereof coincides with the center axis QB of the link hub 13 on the tip side.
  • the central axis 4a at the distal end of the main end effector 4 also coincides with the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side.
  • the sub-end effector 5 is attached obliquely so that the center axis 5a at the tip thereof is at an angle with respect to the center axis 4a at the tip of the main end effector 4.
  • the central axis 5 a at the distal end of the sub-end effector 5 coincides with the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side.
  • the work device 1 moves the end effectors 4 and 5 in the X-axis direction and the Y-axis direction by the orthogonal biaxial linear motion mechanism 7 and changes the posture of the end effectors 4 and 5 by the link actuator 8.
  • the main end effector 4 and the sub-end effector 5 have the center shafts 4a and 5a at the distal ends of the main end effector 4 and the sub-end effector 5 in the state where the distal end side link hub 13 is in a predetermined posture with respect to the proximal end side link hub 12. Since it coincides with the center axis QA of the link hub 12 on the end side, the direction of work performed by the main end effector 4 and the direction of work performed by the sub end effector 5 are made the same only by operating the parallel link mechanism 10. Can do. As a result, it is possible to quickly switch work, and work efficiency is improved.
  • the movable range of the main end effector 4 coincides with the operation range of the parallel link mechanism 10.
  • the movable range of the main end effector 4 is maximized.
  • the movable range of the sub-end effector 5 is limited to some extent. Therefore, it is advantageous when the main end effector 4 works in an inclined posture with respect to the workpiece 3 and the sub-end effector 5 works in a posture facing the workpiece 3 in a perpendicular position.
  • the worker sufficiently knows the position of the tip when the parallel link mechanism 10 is in the posture, but the sub end that performs the auxiliary work As for the effector 5, the operator may not grasp the position of the tip so much. Even in this case, if the positional relationship between the tips of the main end effector 4 and the sub end effector 5 is (K2 ⁇ K1), the sub-linker 10 has a position that is lower than the tip of the main end effector 4 regardless of the posture of the parallel link mechanism 10. Since the tip of the end effector 5 does not protrude toward the work plane, the risk that the sub-end effector 5 interferes with the work plane can be reduced.
  • the main end effector 4 and the sub end effector 5 are attached to the link hub 13 on the distal end side so that the central axes 4a and 5a of the respective distal ends are parallel to each other. It is. Further, the central axes 4a and 5a at the distal ends of the end effectors 4 and 5 do not coincide with the central axis QB of the link hub 13 at the distal end side, and the link on the proximal end side regardless of the posture of the parallel link mechanism 10 It does not coincide with the central axis QA of the hub 12.
  • Other configurations are the same as those of the embodiment of FIGS. With this configuration, the actions and effects (1) and (6) can be obtained, but other actions and effects cannot be obtained.
  • the working device 1 according to the third embodiment shown in FIGS. 9, 10, and 11 is configured so that the main end effector 4 and the sub end effector 5 are arranged on the distal end side so that the central axes 4a and 5a of the respective distal ends make an angle with each other.
  • both the central axes 4a and 5a do not coincide with the central axis QB of the link hub 13 on the distal end side.
  • the central axes 4a and 5a do not coincide with the central axis QA of the link hub 12 on the base end side, regardless of the posture of the parallel link mechanism 10.
  • the linear motion mechanism is not provided, and the link hub 12 on the proximal end side of the parallel link mechanism 10 is attached to the support member 6 via the attachment member 9.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIGS.
  • FIG. 9 shows a state where the parallel link mechanism 10 is at the origin position
  • FIG. 10 shows a state where the main end effector 4 performs work
  • FIG. 11 shows a state where the sub end effector 5 performs work.
  • the working device 1 of the fourth embodiment shown in FIGS. 12, 13, and 14 is similar to the third embodiment of FIGS. 9 to 11 in that the main end effector 4 and the sub-end effector 5 are at the centers of their tips.
  • the shafts 4a and 5a are attached to the link hub 13 on the distal end side so as to form an angle with each other, and both the central shafts 4a and 5a do not coincide with the central axis QB of the link hub 13 on the distal end side.
  • the main end effector 4 and the sub-end effector 5 are different from the embodiment of FIGS. 9 to 11 in the state where the parallel link mechanism 10 is in a predetermined posture. It is attached so that it may correspond with the center axis
  • Other configurations are the same as those of the third embodiment shown in FIGS.
  • FIG. 12 shows a state where the parallel link mechanism 10 is at the origin position
  • FIG. 13 shows a state where the main end effector 4 performs work
  • FIG. 14 shows a state where the sub end effector 5 performs work.
  • the central axis 4 a at the distal end of the main end effector 4 coincides with the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side.
  • the central axis 5 a at the distal end of the sub-end effector 5 coincides with the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side.
  • the main end effector 4 is a welding torch of a welding machine
  • the sub end effector 5 is a heating device.
  • This working device 1 includes an orthogonal two-axis linear motion mechanism 7 including an X-axis linear motion actuator 7b and a Y-axis linear motion actuator 7a, and is parallel to the advancing / retreating portion of the Y-axis linear motion actuator 7a in the linear motion mechanism 7.
  • a link hub 12 on the base end side of the link mechanism 10 is attached.
  • the link mechanism (see FIG. 3) of the parallel link mechanism 10 is not shown.
  • the parallel link mechanism 10 is arranged so that the base end side link hub 12 is on the lower side and the front end side link hub 13 is on the upper side, contrary to those of the above embodiments.
  • the central axis 4a at the distal end of the main end effector 4 coincides with the central axis QB of the link hub 13 on the distal end side.
  • the center axis 5a at the tip of the sub-end effector 5 and the center axis 4a at the tip of the main end effector 4 form an angle with each other.
  • the central axis 5a at the distal end of the sub-end effector 5 coincides with the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side.
  • the relationship between the distance K1 (FIG. 15) and the distance K2 (FIG. 16) is K2 ⁇ K1.
  • FIG. 16 configured as an automatic welder includes a welding torch (main end effector 4) and a heating device (sub end effector 5) on a link hub 13 on the distal end side. Since it is attached, in order to suppress the rapid temperature change of the workpiece 3 before and after welding, heating before welding can be performed with a heating device, welding can be performed with a welding torch, and heating after welding can be performed with a heating device. . In this case, since the switching between the heating device and the welding torch can be performed quickly only by the operation of the parallel link mechanism 10, it is possible to prevent a temperature drop during switching and to realize efficient heating. Since the welding torch (main end effector 4) and the heating device (sub end effector 5) are attached to the link hub 13 on the distal end side as described above, the operations and effects of the above (1) to (5) are provided. Is obtained.
  • the link actuating device 8 When welding is performed, the link actuating device 8 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction by the linear motion mechanism 7 and the link actuating device 8 is actuated to move the link hub 12 on the distal end side relative to the link hub 12 on the proximal end side. While changing the posture of 13, welding is performed on the workpieces 3 ⁇ / b> A and 3 ⁇ / b> B by a welding torch (main end effector 4) attached to the link hub 13 on the distal end side. Thereby, for example, welding can be performed on the welding tracks 80A and 80B as shown in FIGS. 17A and 17B. In welding on the welding track 80A in FIG.
  • a weaving operation is performed in which a reference line 81 located in the vicinity of a desired welding position advances in the traveling direction while drawing a circle.
  • the welding on the welding track 80B in FIG. 17B performs a weaving operation that advances in the traveling direction while drawing a waveform with respect to the reference line 81 located near the desired welding position.
  • the linear motion mechanism 7 performs an operation along the reference line 81
  • the link actuator 8 performs an operation of drawing a circle.
  • simultaneous control of both operations is facilitated by performing the operation along the reference line 81 and the operation of drawing a circle with different mechanisms.
  • the reference line 81 is a circle, but a weaving operation can be performed while drawing a circle with another reference line.

Abstract

１台で高速、高精度の作業を複数行うことができ、能率のよい作業が可能なパラレルリンク機構を用いた作業装置を提供する。パラレルリンク機構を用いた作業装置(1)は、エンドエフェクタ(4,5)を姿勢変更可能に支持するパラレルリンク機構(10)と、このパラレルリンク機構(10)を作動させる姿勢制御用アクチュエータ(11)とを備える。パラレルリンク機構(10)は、基端側のリンクハブ(12)に対し先端側のリンクハブ(13)が３組以上のリンク機構(14)を介して姿勢を変更可能に連結される。先端側のリンクハブ(12)に、エンドエフェクタ(4,5)として、ワーク(3)に対して主作業を行う１つのメインエンドエフェクタ(4)と、ワーク(3)に対して補助作業を行う１つまたは複数のサブエンドエフェクタ(5)が取り付けられている。

Description

パラレルリンク機構を用いた作業装置 関連出願
　この出願は、２０１６年５月３０日出願の特願２０１６－１０７１９８の優先権を主張するものであり、その全体を参照によりこの出願の一部をなすものとして引用する。
　この発明は、溶接、塗装等の作業を高速、高精度で行うことができ、かつ１台で複数の作業を適宜切り替えながら行うことができるパラレルリンク機構を用いた作業装置に関する。
　様々な産業分野で、自動で作業を行う作業装置が使用されている。自動で作業を行う作業装置の一例として、特許文献１，２，３に、多関節ロボットを用いた自動溶接機が記載されている。特許文献４，５には、自動で作業を行う作業装置に用いられるパラレルリンク機構およびリンク作動装置が記載されている。また、特許文献６には、特許文献５のパラレルリンク機構と基本的に同じ構成のパラレルリンク機構を用いた自動溶接機が記載されている。
特開平０６－７９４７２号公報 特開２００２－１２００９３号公報 特開２０１０－２５３５３８号公報 特開２０００－９４２４５号公報 米国特許第５，８９３，２９６号明細書 特開２０１５－１００８０２号公報
　例えば特許文献１，２，３に示す自動溶接機のような多関節ロボットを用いた作業装置は、作業範囲を広く取れるが、ロボット本体が大型となるため、動作範囲等を考慮すると、設置するのに広い占有スペースが必要となる。また、多関節ロボットは複数の軸で構成されるため、木目細かい動作を高速で行うことができず、精密な作業が難しい。
　多関節ロボットの代わりに、特許文献４，５に示すようなパラレルリンク機構を使用すると、占有スペースを比較的狭くすることができ、かつ木目細かい動作を高速で行うことが可能となる。
　但し、特許文献４のパラレルリンク機構は、構成が比較的簡単であるが、各リンクの作動角が小さい。そのため、トラベリングプレートの作動範囲を大きく設定すると、リンク長が長くなることにより、機構全体の寸法が大きくなって装置の大型化を招くという問題がある。また、機構全体の剛性が低く、トラベリングプレートに搭載されるツールの重量、つまりトラベリングプレートにおける可搬重量が小さいものに制限されるという問題もある。
　その点、特許文献５のパラレルリンク機構は、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブを、４節連鎖の３組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結した構成であるため、コンパクトでありながら、高速、高精度で、広範な作動範囲の動作が可能である。
　よって、特許文献５のパラレルリンク機構と基本的に同じ構成のパラレルリンク機構を用いた特許文献６の自動溶接機は、高速、高精度で、広い範囲に溶接を行うことができる。しかし、特許文献６の自動溶接機は、１つのパラレルリンク機構に溶接トーチのみが搭載されている構成であるため、溶接に伴う他の作業、例えば溶接の前後に実施する加熱作業等は別の作業装置で行う必要がある。このため、加熱作業用の作業装置と自動溶接機間でワークを搬送しなければならず、作業能率が悪く、かつ搬送時にワークが温度低下するという問題がある。パラレルリンク機構を用いた自動溶接機以外の他の公知の作業装置も、１つのパラレルリンク機構に１つのエンドエフェクタだけが搭載されていたため、上記自動溶接機の場合と同様の問題がある。
　この発明の目的は、１台で高速、高精度の作業を複数行うことができ、能率の良い作業が可能なパラレルリンク機構を用いた作業装置を提供することである。
　この発明のパラレルリンク機構を用いた作業装置は、ワークに対してエンドエフェクタで作業を行う作業装置であって、前記エンドエフェクタを姿勢変更可能に支持するパラレルリンク機構と、このパラレルリンク機構を作動させる姿勢制御用アクチュエータとを備えている。
　前記パラレルリンク機構は、基端側のリンクハブと、先端側のリンクハブと、前記基端側のリンクハブと前記先端側のリンクハブとの間に設けられ、前記先端側のリンクハブを前記基端側のリンクハブに対して姿勢を変更可能に連結する３組以上のリンク機構とを備えている。
　前記リンク機構は、それぞれが前記基端側のリンクハブおよび前記先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを有する。前記姿勢制御用アクチュエータは、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を任意に変更するように、前記３組以上のリンク機構のうちの２組以上のリンク機構に設けられている。前記先端側のリンクハブに、前記エンドエフェクタとして、前記ワークに対して主作業を行う１つのメインエンドエフェクタと、前記ワークに対して補助作業を行う１つまたは複数のサブエンドエフェクタとが取り付けられている。
　この構成によると、パラレルリンク機構の先端側のリンクハブにメインエンドエフェクタとサブエンドエフェクタとが取り付けられているため、１台でメインエンドエフェクタによる主作業とサブエンドエフェクタによる補助作業とを行うことができる。
　パラレルリンク機構は、基端側のリンクハブと、先端側のリンクハブと、３組以上のリンク機構とで、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが直交２軸周りに回転自在な２自由度機構を構成する。この２自由度機構は、コンパクトでありながら、先端側のリンクハブの可動範囲を広くとれる。例えば、基端側のリンクハブの中心軸と先端側のリンクハブの中心軸の折れ角の最大値は約±９０°であり、基端側のリンクハブに対する先端側のリンクハブの旋回角を０°～３６０°の範囲に設定できる。このように可動範囲が広くスムーズな動作が可能なパラレルリンク機構を使用することで、高速で木目細かい作業を行うことができる。
　この発明において、前記メインエンドエフェクタおよび前記サブエンドエフェクタが、それぞれの先端の中心軸が互いに角度をなすように前記先端側のリンクハブに取り付けられていてもよい。この構成であると、パラレルリンク機構の動作のみで、メインエンドエフェクタで作業する状態とサブエンドエフェクタで作業する状態とに切り替えることができる。
　ここで、前記基端側のリンクハブと前記基端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸、および前記基端側の端部リンク部材と前記中央リンク部材の各回転対偶の中心軸がそれぞれ交差する点が基端側の球面リンク中心と称され、この基端側の球面リンク中心を通り前記基端側のリンクハブと前記基端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸と直角に交わる直線が基端側のリンクハブの中心軸と称される。この発明において、前記メインエンドエフェクタおよび前記サブエンドエフェクタは、前記基端側のリンクハブに対して前記先端側のリンクハブが所定の姿勢にある状態において、それぞれの先端の中心軸が前記基端側のリンクハブの中心軸と一致するように前記先端側のリンクハブに取り付けられていてもよい。この構成であると、パラレルリンク機構を動作させるだけで、メインエンドエフェクタで行う作業の方向とサブエンドエフェクタで行う作業の方向とを同じにすることができる。これにより、素早い作業の切り替えが可能となり、作業能率が向上する。
　また、前記先端側のリンクハブと前記先端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸、および前記先端側の端部リンク部材と前記中央リンク部材の各回転対偶の中心軸がそれぞれ交差する点が先端側の球面リンク中心と称され、この先端側の球面リンク中心を通り前記先端側のリンクハブと前記先端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸と直角に交わる直線が先端側のリンクハブの中心軸と称される。この発明において、前記メインエンドエフェクタの先端の中心軸が前記先端側のリンクハブの中心軸と一致していてもよい。この構成であると、メインエンドエフェクタの可動範囲がパラレルリンク機構の作動範囲と一致し、メインエンドエフェクタの可動範囲が最大となる。この場合、サブエンドエフェクタの可動範囲はある程度制限される。このことから、メインエンドエフェクタはワークに対して傾斜姿勢で作業を行い、かつサブエンドエフェクタはワークに対して垂直に対向する姿勢のままで作業を行う場合に有利である。
　この発明において、前記サブエンドエフェクタの先端の中心軸と前記基端側のリンクハブの中心軸とが一致する状態における前記基端側の球面リンク中心から前記サブエンドエフェクタの先端までの距離が、前記基端側のリンクハブの中心軸と前記先端側のリンクハブの中心軸とが一致する状態における前記基端側の球面リンク中心から前記メインエンドエフェクタの先端までの距離と比べて同じかまたは短くてもよい。主作業を行うメインエンドエフェクタについては、パラレルリンク機構がどの姿勢にあるときに先端がどの位置にあるかを作業者が十分に把握しているが、補助作業を行うサブエンドエフェクタについては、先端の位置を作業者があまり把握していないことがある。上記構成であると、パラレルリンク機構がどの姿勢にあっても、メインエンドエフェクタの先端よりもサブエンドエフェクタの先端が作業平面の側に突出することがないので、サブエンドエフェクタが作業平面と干渉する危険性を低くすることができる。
　この発明において、１軸以上の直動アクチュエータを有する直動機構に前記基端側のリンクハブが取り付けられていてもよい。この構成であると、直動機構でパラレルリンク機構ごとメインエンドエフェクタおよびサブエンドエフェクタを直線移動させることで、メインエンドエフェクタおよびサブエンドエフェクタを同じ角度に保ったまま、メインエンドエフェクタによる作業とサブエンドエフェクタによる作業とを切り替えることが可能となる。
　この発明において、前記メインエンドエフェクタが溶接トーチであり、前記サブエンドエフェクタが加熱装置であってもよい。この構成であると、溶接前後のワークの急激な温度変化を抑えるために、加熱装置で溶接前の加熱を行い、溶接トーチで溶接を行い、加熱装置で溶接後の加熱を行うことができる。その場合、加熱装置と溶接トーチの切り替えをパラレルリンク機構の動作のみで迅速に行えるため、切り替え時の温度低下を防ぐことができ、効率的な加熱を実現することができる。
　請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組み合わせも、この発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組み合わせも、この発明に含まれる。
　この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明確に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。
この発明の第１実施形態にかかるパラレルリンク機構を用いた作業装置の一状態の一部を省略して表した正面図である。 同作業装置の異なる状態の一部を省略して表した正面図である。 同作業装置のリンク作動装置の一部を省略した正面図である。 同リンク作動装置の一状態の斜視図である。 同リンク作動装置の異なる状態の斜視図である。 図１のVI－VI断面図である。 同じくその部分拡大図である。 同リンク作動装置の１つのリンク機構を直線で表現した図である。 この発明の第２実施形態にかかるパラレルリンク機構を用いた作業装置の一部を省略して表した正面図である。 この発明の第３実施形態にかかるパラレルリンク機構を用いた作業装置の一状態の一部を省略して表した正面図である。 同作業装置の異なる状態の一部を省略して表した正面図である。 同作業装置のさらに異なる状態の一部を省略して表した正面図である。 この発明の第４実施形態にかかるパラレルリンク機構を用いた作業装置の一状態の一部を省略して表した正面図である。 同作業装置の異なる状態の一部を省略して表した正面図である。 同作業装置のさらに異なる状態の一部を省略して表した正面図である。 この発明の第５実施形態にかかるパラレルリンク機構を用いた作業装置の一状態の一部を省略して表した正面図である。 同作業装置の異なる状態の一部を省略して表した正面図である。 ウィービング動作を含む溶接軌道の一例を示す図である。 ウィービング動作を含む溶接軌道の異なる例を示す図である。
　この発明の第１実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置を図１～図７と共に説明する。図１、図２はこの作業装置の互いに異なる状態を示す正面図である。作業装置１は、床面２またはワーク載置台（図示せず）に載置されたワーク３に対して複数のエンドエフェクタ４，５によって複数種の作業を行う装置であって、架台等の支持部材６に設置された直交２軸の直動機構７と、この直動機構７に下向きに設けられたリンク作動装置８とを備える。
　直動機構７は、紙面と直交する前後方向（Ｙ軸方向）に進退するＹ軸直動アクチュエータ７ａと、紙面の左右方向（Ｘ軸方向）に進退するＸ軸直動アクチュエータ７ｂとからなる。Ｙ軸直動アクチュエータ７ａの固定部分が支持部材６に固定され、Ｘ軸直動アクチュエータ７ｂの進退部分に取付部材９を介してリンク作動装置８の後記基端側のリンクハブ１２が取り付けられている。直動機構７は、１軸の直動アクチュエータのみで構成されたものであってよく、また３軸以上の直動アクチュエータで構成されたものであってもよい。
　リンク作動装置８は、エンドエフェクタ４，５を姿勢変更可能に支持するパラレルリンク機構１０と、このパラレルリンク機構１０を作動させる姿勢制御用アクチュエータ１１とで構成される。パラレルリンク機構１０は、基端側のリンクハブ１２に対し先端側のリンクハブ１３を、リンク機構１４を介して姿勢変更可能に連結したものであり、先端側のリンクハブ１３にエンドエフェクタ４，５が取り付けられている。図１、図２の例では、基端側のリンクハブ１２が上側となる配置であるが、先端側のリンクハブ１３が上側となる配置としてもよい。いずれの場合も、直動機構７に基端側のリンクハブ１２が取り付けられる。
　複数のエンドエフェクタは、ワーク３に対して主作業を行う１つのメインエンドエフェクタ４と、ワーク３に対して補助作業を行う残りのサブエンドエフェクタ５とからなる。図の例では、サブエンドエフェクタ５の数が１つであるが、サブエンドエフェクタ５の数が複数であってもよい。なお、以下の説明では、メインエンドエフェクタ４およびサブエンドエフェクタ５を、まとめてエンドエフェクタ４，５と呼ぶ場合がある。
　メインエンドエフェクタ４とサブエンドエフェクタ５の組合せの一例を以下に示す。
・メインエンドエフェクタ４がインク塗装機、接着剤塗布機、樹脂材塗布機である場合、サブエンドエフェクタ５として乾燥機、冷却装置のいずれか、または両方が使用される。
・メインエンドエフェクタ４が溶接機である場合、サブエンドエフェクタ５として加熱装置が使用される。
・メインエンドエフェクタ４がグリス塗布機またはボルトランナーである場合、サブエンドエフェクタ５としてカメラ等の外観検査装置が使用される。
　リンク作動装置８について詳しく説明する。図３はリンク作動装置８の正面図、図４、図５はリンク作動装置８の互いに異なる状態を示す斜視図である。リンク作動装置８のパラレルリンク機構１０は、基端側のリンクハブ１２に対し先端側のリンクハブ１３を３組のリンク機構１４を介して姿勢変更可能に連結してなる。なお、図３では、１組のリンク機構１４のみが示されている。リンク機構１４の数は、４組以上であってもよい。
　各リンク機構１４は、基端側の端部リンク部材１５、先端側の端部リンク部材１６、および中央リンク部材１７で構成され、４つの回転対偶からなる４節連鎖のリンク機構をなす。基端側および先端側の端部リンク部材１５，１６はＬ字状をなし、一端がそれぞれ基端側のリンクハブ１２および先端側のリンクハブ１３に回転自在に連結されている。中央リンク部材１７は、両端に基端側および先端側の端部リンク部材１５，１６の他端がそれぞれ回転自在に連結されている。
　パラレルリンク機構１０は、２つの球面リンク機構を組み合わせた構造であって、リンクハブ１２，１３と端部リンク部材１５，１６の各回転対偶、および端部リンク部材１５，１６と中央リンク部材１７の各回転対偶の中心軸が、基端側と先端側においてそれぞれの球面リンク中心ＰＡ，ＰＢ（図３）で交差している。また、基端側と先端側において、リンクハブ１２，１３と端部リンク部材１５，１６の各回転対偶とそれぞれの球面リンク中心ＰＡ，ＰＢからの距離も同じであり、端部リンク部材１５，１６と中央リンク部材１７の各回転対偶とそれぞれの球面リンク中心ＰＡ，ＰＢからの距離も同じである。端部リンク部材１５，１６と中央リンク部材１７との各回転対偶の中心軸は、ある交差角γ（図３）を持っていてもよいし、平行であってもよい。
　図６Ａは図１のVI－VI断面図であって、同図に、基端側のリンクハブ１２と基端側の端部リンク部材１５の各回転対偶の中心軸Ｏ１と、中央リンク部材１７と基端側の端部リンク部材１５の各回転対偶の中心軸Ｏ２と、基端側の球面リンク中心ＰＡとの関係が示されている。つまり、中心軸Ｏ１と中心軸Ｏ２とが交差する点が球面リンク中心ＰＡである。先端側のリンクハブ１３および先端側の端部リンク部材１６の形状ならびに位置関係も図６と同様である（図示せず）。図の例では、リンクハブ１２（１３）と端部リンク部材１５（１６）との各回転対偶の中心軸Ｏ１と、端部リンク部材１５（１６）と中央リンク部材１７との各回転対偶の中心軸Ｏ２とが成す角度αが９０°とされているが、前記角度αは９０°以外であってもよい。
　３組のリンク機構１４は、幾何学的に同一形状をなす。幾何学的に同一形状とは、図７に示すように、各リンク部材１５，１６，１７を直線で表現した幾何学モデル、すなわち各回転対偶と、これら回転対偶間を結ぶ直線とで表現したモデルが、中央リンク部材１７の中央部に対する基端側部分と先端側部分が対称を成す形状であることを言う。図７は、一組のリンク機構１４を直線で表現した図である。この実施形態のパラレルリンク機構１０は回転対称タイプで、基端側のリンクハブ１２および基端側の端部リンク部材１５と、先端側のリンクハブ１３および先端側の端部リンク部材１６との位置関係が、中央リンク部材１７の中心線Ｃに対して回転対称となる位置構成になっている。各中央リンク部材１７の中央部は、共通の軌道円Ｄ上に位置している。
　基端側のリンクハブ１２と先端側のリンクハブ１３と３組のリンク機構１４とで、基端側のリンクハブ１２に対し先端側のリンクハブ１３が直交２軸回りに回転自在な２自由度機構が構成される。言い換えると、基端側のリンクハブ１２に対して先端側のリンクハブ１３を、回転が２自由度で姿勢変更自在な機構である。この２自由度機構は、コンパクトでありながら、基端側のリンクハブ１２に対する先端側のリンクハブ１３の可動範囲を広くとれる。
　例えば、球面リンク中心ＰＡ，ＰＢを通り、リンクハブ１２，１３と端部リンク部材１５，１６の各回転対偶の中心軸Ｏ１（図６Ａ）と直角に交わる直線をリンクハブ１２，１３の中心軸ＱＡ，ＱＢとした場合、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢとの折れ角θ（図７）の最大値を約±９０°とすることができる。また、基端側のリンクハブ１２に対する先端側のリンクハブ１３の旋回角φ（図７）を０°～３６０°の範囲に設定できる。折れ角θは、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢが傾斜した垂直角度のことであり、旋回角φは、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢが傾斜した水平角度のことである。
　基端側のリンクハブ１２に対する先端側のリンクハブ１３の姿勢変更は、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢとの交点Ｏを回転中心として行われる。図４は、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢが同一線上にある原点位置の状態を示し、図５は、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢが或る作動角をとった状態を示す。姿勢が変化しても、基端側と先端側の球面リンク中心ＰＡ，ＰＢ間の距離Ｌ（図３、図７）は変化しない。
　各リンク機構１４が次の各条件（条件１～５）を満たす場合、幾何学的対称性から基端側のリンクハブ１２および基端側の端部リンク部材１５と、先端側のリンクハブ１３および先端側の端部リンク部材１６とは同じに動く。よって、パラレルリンク機構１０は、基端側から先端側へ回転伝達を行う場合、基端側と先端側は同じ回転角になって等速で回転する等速自在継手として機能する。
　条件１：各リンク機構１４におけるリンクハブ１２，１３と端部リンク部材１５，１６との回転対偶の中心軸Ｏ１の角度および長さが互いに等しい。
　条件２：リンクハブ１２，１３と端部リンク部材１５，１６との回転対偶の中心軸Ｏ１および端部リンク部材１５，１６と中央リンク部材１７との回転対偶の中心軸Ｏ２が、基端側および先端側において球面リンク中心ＰＡ，ＰＢで交差する。
　条件３：基端側の端部リンク部材１５と先端側の端部リンク部材１６の幾何学的形状が等しい。
　条件４：中央リンク部材１７における基端側部分と先端側部分の幾何学的形状が等しい。
　条件５：中央リンク部材１７の対称面に対して、中央リンク部材１７と端部リンク部材１５，１６との角度位置関係が基端側と先端側とで同じである。
　図３～図５に示すように、基端側のリンクハブ１２は、基端部材２０と、この基端部材２０と一体に設けられた３個の回転軸連結部材２１とで構成される。図６Ａに示すように、基端部材２０は中央部に円形の貫通孔２０ａを有し、この貫通孔２０ａの周囲に３個の回転軸連結部材２１が円周方向に等間隔で配置されている。貫通孔２０ａの中心は、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡ（図３）上に位置する。各回転軸連結部材２１には、軸心が基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと交差する回転軸２２が回転自在に連結されている。この回転軸２２に、基端側の端部リンク部材１５の一端が連結される。
　１つの基端側の端部リンク部材１５およびその両端周辺部を取り出した図６Ｂに示すように、前記回転軸２２は、大径部２２ａ、小径部２２ｂ、および雄ねじ部２２ｃを有し、小径部２２ｂで２個の軸受２３を介して回転軸連結部材２１に回転自在に支持されている。軸受２３は、例えば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受等の玉軸受である。これらの軸受２３は、回転軸連結部材２１に設けられた内径溝２４に嵌合状態で設置され、圧入、接着、加締め等の方法で固定してある。他の回転対偶部に設けられる軸受の種類および設置方法も同様である。
　回転軸２２は、大径部２２ａで後記減速機構６２の出力軸６２ａに同軸上に配置される。その配置構造については、後で説明する。また、回転軸２２には、この回転軸２２と一体に回転するように、基端側の端部リンク部材１５の一端が連結される。すなわち、基端側の端部リンク部材１５の一端に形成された切欠き部２５内に回転軸連結部材２１を配置し、回転軸２２の小径部２２ｂを、基端側の端部リンク部材１５の一端における前記切欠き部２５の両側部分である内外一対の回転軸支持部２６，２７にそれぞれ形成された貫通孔、および軸受２３の内輪に挿通してある。そして、回転軸２２の大径部２２ａの外周に嵌合するスペーサ２８を介し、基端側の端部リンク部材１５と減速機構６２の出力軸６２ａとをボルト２９で固定すると共に、外側の回転軸支持部２７よりも突出した回転軸２２の雄ねじ部２２ｃにナット３０を螺着してある。軸受２３の内輪と一対の回転軸支持部２６，２７との間に、スペーサ３１，３２を介在させてあり、ナット３０を螺着時に軸受２３に予圧を付与する構成である。
　基端側の端部リンク部材１５の他端には、中央リンク部材１７の一端に回転自在に連結された回転軸３５が連結される。この中央リンク部材１７の回転軸３５は、リンクハブ１２の回転軸２２と同様に、大径部３５ａ、小径部３５ｂ、および雄ねじ部３５ｃを有し、小径部３２ｂで２個の軸受３６を介して中央リンク部材１７の一端に回転自在に支持されている。すなわち、基端側の端部リンク部材１５の他端に形成された切欠き部３７内に中央リンク部材１７の一端を配置し、回転軸３５の小径部３５ｂを、基端側の端部リンク部材１５の他端における前記切欠き部３７の両側部分である内外一対の回転軸支持部３８，３９にそれぞれ形成された貫通孔、および軸受３６の内輪に挿通してある。そして、外側の回転軸支持部３９よりも突出した回転軸３５の雄ねじ部３５ｃにナット４０を螺着してある。軸受３６の内輪と一対の回転軸支持部３８，３９との間に、スペーサ４１，４２を介在させてあり、ナット４０を螺着時に軸受３６に予圧を付与する構成である。
　図３～図５に示すように、先端側のリンクハブ１３は、平板状の先端部材５０と、この先端部材５０の内面に円周方向等配で設けられた３個の回転軸連結部材５１とで構成される。３個の回転軸連結部材５１が配置される円周の中心は、先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢ上に位置する。各回転軸連結部材５１は、軸心が先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢと交差する回転軸５２が回転自在に連結されている。この先端側のリンクハブ１３の回転軸５２に、先端側の端部リンク部材１６の一端が連結される。先端側の端部リンク部材１６の他端には、中央リンク部材１７の他端に回転自在に連結された回転軸５５が連結される。先端側のリンクハブ１３の回転軸５２および中央リンク部材１７の回転軸５５も、前記回転軸３５と同じ形状であり、かつ２個の軸受（図示せず）を介して回転軸連結部材５１および中央リンク部材１７の他端にそれぞれ回転自在に連結されている。
　リンク作動装置８の姿勢制御用アクチュエータ１１は、図４および図５に示すように、減速機構６２を備えたロータリアクチュエータであり、基端側のリンクハブ１２の基端部材２０の下面に、前記回転軸２２と同軸上に設置されている。姿勢制御用アクチュエータ１１と減速機構６２は一体に設けられ、モータ固定部材６３により減速機構６２が基端部材２０に固定されている。この例では、３組のリンク機構１４のすべてに姿勢制御用アクチュエータ１１が設けられているが、３組のリンク機構１４のうち少なくとも２組に姿勢制御用アクチュエータ１１を設ければ、基端側のリンクハブ１２に対する先端側のリンクハブ１３の姿勢を確定することができる。
　図６Ｂにおいて、減速機構６２はフランジ出力であって、大径の出力軸６２ａを有する。出力軸６２ａの先端面は、出力軸６２ａの中心線と直交する平面状のフランジ面６４となっている。出力軸６２ａは、前記スペーサ２８を介して、基端側の端部リンク部材１５の回転軸支持部２６にボルト２９で接続されている。基端側のリンクハブ１２と基端側の端部リンク部材１５の回転対偶部の前記回転軸２２の大径部２２ａが、減速機構６２の出力軸６２ａに設けられた内径溝６７に嵌っている。
　リンク作動装置８は、各姿勢制御用アクチュエータ１１を回転駆動することで、パラレルリンク機構１０が作動する。詳しくは、姿勢制御用アクチュエータ１１を回転駆動すると、その回転が減速機構６２を介して減速して回転軸２２に伝達されて、基端側のリンクハブ１２に対する基端側の端部リンク部材１５の角度が変更する。それにより、基端側のリンクハブ１２に対する先端側のリンクハブ１３の位置および姿勢が決まる。
　次に、図１、図２と共に、メインエンドエフェクタ４およびサブエンドエフェクタ５の先端側のリンクハブ１３への取付位置および取付姿勢について説明する。
　メインエンドエフェクタ４は、その先端の中心軸４ａが先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢと一致するように取り付けられている。パラレルリンク機構１０が図１のように原点位置にあるとき、メインエンドエフェクタ４の先端の中心軸４ａは、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡとも一致する。
　サブエンドエフェクタ５は、その先端の中心軸５ａがメインエンドエフェクタ４の先端の中心軸４ａに対して角度をなすように斜めに取り付けられている。パラレルリンク機構１０が図２のように所定の姿勢にある状態において、サブエンドエフェクタ５の先端の中心軸５ａが、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと一致する。
　また、サブエンドエフェクタ５の先端の中心軸５ａと基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡとが一致する状態（図２）における基端側の球面リンク中心ＰＡからサブエンドエフェクタ５の先端までの距離Ｋ２が、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢとが一致する状態（図１）における基端側の球面リンク中心ＰＡからメインエンドエフェクタ４の先端までの距離Ｋ１と比べて同じかまたは短くしてある（Ｋ２≦Ｋ１）。
　このパラレルリンク機構を用いた作業装置１の作用・効果を以下に記す。
　（１）作業装置１は、直交２軸の直動機構７によりエンドエフェクタ４，５をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させると共に、リンク作動装置８によりエンドエフェクタ４，５の姿勢を変更して作業を行う。先端側のリンクハブ１３にメインエンドエフェクタ４とサブエンドエフェクタ５とが取り付けられているため、１台でメインエンドエフェクタ４による主作業とサブエンドエフェクタ５による補助作業とを行うことができる。
　（２）メインエンドエフェクタ４とサブエンドエフェクタ５とが互いに角度をなして取り付けられているため、パラレルリンク機構１０の動作のみで、メインエンドエフェクタ４で作業する状態とサブエンドエフェクタ５で作業する状態とに切り替えることができる。
　（３）メインエンドエフェクタ４およびサブエンドエフェクタ５は、基端側のリンクハブ１２に対して先端側のリンクハブ１３が所定の姿勢にある状態において、それぞれの先端の中心軸４ａ，５ａが基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと一致するため、パラレルリンク機構１０を動作させるだけで、メインエンドエフェクタ４で行う作業の方向とサブエンドエフェクタ５で行う作業の方向とを同じにすることができる。これにより、素早い作業の切り替えが可能となり、作業能率が向上する。
　（４）メインエンドエフェクタ４の先端の中心軸４ａが先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢと一致しているため、メインエンドエフェクタ４の可動範囲がパラレルリンク機構１０の作動範囲と一致し、メインエンドエフェクタ４の可動範囲が最大となる。この場合、サブエンドエフェクタ５の可動範囲はある程度制限される。このことから、メインエンドエフェクタ４はワーク３に対して傾斜姿勢で作業を行い、かつサブエンドエフェクタ５はワーク３に対して垂直に対向する姿勢のままで作業を行う場合に有利である。
　（５）主作業を行うメインエンドエフェクタ４については、パラレルリンク機構１０がどの姿勢にあるときに先端がどの位置にあるかを作業者が十分に把握しているが、補助作業を行うサブエンドエフェクタ５については、先端の位置を作業者があまり把握していないことがある。その場合でも、メインエンドエフェクタ４およびサブエンドエフェクタ５の各先端の位置関係が（Ｋ２≦Ｋ１）であると、パラレルリンク機構１０がどの姿勢にあっても、メインエンドエフェクタ４の先端よりもサブエンドエフェクタ５の先端が作業平面の側に突出することがないので、サブエンドエフェクタ５が作業平面と干渉する危険性を低くすることができる。
　（６）リンク作動装置８を直交２軸方向に移動させる直動機構７を有するため、直動機構７でパラレルリンク機構１０ごとメインエンドエフェクタ４およびサブエンドエフェクタ５を直線移動させることができる。これにより、メインエンドエフェクタ４およびサブエンドエフェクタ５を同じ角度に保ったまま、メインエンドエフェクタ４による作業とサブエンドエフェクタ５による作業とを切り替えることが可能となる。
　以下、この発明の異なる実施形態について説明する。図８に示す第２実施形態の作業装置１は、メインエンドエフェクタ４およびサブエンドエフェクタ５を、それぞれの先端の中心軸４ａ，５ａが互いに平行となるように、先端側のリンクハブ１３に取り付けてある。また、各エンドエフェクタ４，５の先端の中心軸４ａ，５ａは、先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢと一致せず、かつパラレルリンク機構１０がどの姿勢にあるときでも基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと一致しない。他の構成は、図１、図２の実施形態と同じである。この構成であると、前記（１），（６）の作用・効果は得られるが、他の作用・効果は得られない。
　図９、図１０、図１１に示す第３実施形態の作業装置１は、メインエンドエフェクタ４およびサブエンドエフェクタ５が、それぞれの先端の中心軸４ａ，５ａが互いに角度をなすように先端側のリンクハブ１３に取り付けられているが、両中心軸４ａ，５ａは共に先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢと一致していない。また、両中心軸４ａ，５ａは、パラレルリンク機構１０がどの姿勢にあるときでも基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと一致しない。さらに、直動機構が設けられておらず、取付部材９を介して、支持部材６にパラレルリンク機構１０の基端側のリンクハブ１２が取り付けられている。他の構成は、図１、図２の第１実施形態と同じである。
　図９はパラレルリンク機構１０が原点位置の状態を示し、図１０はメインエンドエフェクタ４で作業を行う状態を示し、図１１はサブエンドエフェクタ５で作業を行う状態を示す。この構成であると、前記（１），（２）の作用・効果が得られる。
　図１２、図１３、図１４に示す第４実施形態の作業装置１は、図９～図１１の第３実施形態と同様に、メインエンドエフェクタ４およびサブエンドエフェクタ５が、それぞれの先端の中心軸４ａ，５ａが互いに角度をなすように先端側のリンクハブ１３に取り付けられて、かつ両中心軸４ａ，５ａは共に先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢと一致していない。図９～図１１の実施形態と異なる点は、メインエンドエフェクタ４およびサブエンドエフェクタ５が、パラレルリンク機構１０が所定の姿勢にある状態において、それぞれの先端の中心軸４ａ，５ａが基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと一致するように取り付けられていることである。他の構成は、図９～図１１の第３実施形態と同じである。
　図１２はパラレルリンク機構１０が原点位置の状態を示し、図１３はメインエンドエフェクタ４で作業を行う状態を示し、図１４はサブエンドエフェクタ５で作業を行う状態を示す。図１３の状態において、メインエンドエフェクタ４の先端の中心軸４ａが基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと一致している。また、図１４の状態において、サブエンドエフェクタ５の先端の中心軸５ａが基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと一致している。この構成であると、前記（１），（２），（３）の作用・効果が得られる。
　図１５、図１６は自動溶接機として構成された第５実施形態の作業装置を示す。メインエンドエフェクタ４は溶接機の溶接トーチであり、サブエンドエフェクタ５は加熱装置である。この作業装置１は、Ｘ軸直動アクチュエータ７ｂとＹ軸直動アクチュエータ７ａとからなる直交２軸の直動機構７を備え、この直動機構７におけるＹ軸直動アクチュエータ７ａの進退部分にパラレルリンク機構１０の基端側のリンクハブ１２が取り付けられている。パラレルリンク機構１０のリンク機構（図３参照）は図示を省略してある。パラレルリンク機構１０が前記各実施形態のものとは逆に、基端側のリンクハブ１２が下側、先端側のリンクハブ１３が上側となるように配置されている。
　パラレルリンク機構１０の配置が図１、図２の第１実施形態と逆であっても、溶接トーチからなるメインエンドエフェクタ４、および加熱装置からなるサブエンドエフェクタ５は、図１、図２の実施形態と同様に、先端側のリンクハブ１３に取り付けられている。繰り返しになるが、要点を以下に記す。
・メインエンドエフェクタ４の先端の中心軸４ａが、先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢと一致している。
・サブエンドエフェクタ５の先端の中心軸５ａとメインエンドエフェクタ４の先端の中心軸４ａとが互いに角度をなしている。
・パラレルリンク機構１０が図１６のように所定の姿勢にある状態において、サブエンドエフェクタ５の先端の中心軸５ａが、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと一致する。
・距離Ｋ１（図１５）と距離Ｋ２（図１６）の関係が、Ｋ２≦Ｋ１である。
　自動溶接機として構成された図１５、図１６に示す第５実施形態の作業装置１は、先端側のリンクハブ１３に溶接トーチ（メインエンドエフェクタ４）と加熱装置（サブエンドエフェクタ５）とが取り付けられているため、溶接前後のワーク３の急激な温度変化を抑えるために、加熱装置で溶接前の加熱を行い、溶接トーチで溶接を行い、加熱装置で溶接後の加熱を行うことができる。その場合、加熱装置と溶接トーチの切り替えをパラレルリンク機構１０の動作のみで迅速に行えるため、切り替え時の温度低下を防ぐことができ、効率的な加熱を実現することができる。また、溶接トーチ（メインエンドエフェクタ４）および加熱装置（サブエンドエフェクタ５）は、前記のように先端側のリンクハブ１３に取り付けられているため、前記（１）～（５）の作用・効果が得られる。
　溶接を行う際には、直動機構７でリンク作動装置８をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させると共に、リンク作動装置８を作動させて基端側のリンクハブ１２に対する先端側のリンクハブ１３の姿勢を変更しながら、先端側のリンクハブ１３に取り付けられた溶接トーチ（メインエンドエフェクタ４）によりワーク３Ａ，３Ｂに対して溶接を行う。これにより、例えば図１７Ａ，１７Ｂに示すような溶接軌道８０Ａ，８０Ｂで溶接を行うことができる。図１７Ａの溶接軌道８０Ａでの溶接は、所望の溶接位置付近に位置する基準線８１に対して、円を描きながら進行方向に進むウィービング動作を行う。図１７Ｂの溶接軌道８０Ｂでの溶接は、所望の溶接位置付近に位置する基準線８１に対して、波形を描きながら進行方向に進むウィービング動作を行う。
　図１７Ａの溶接軌道８０Ａでの溶接の場合、直動機構７により基準線８１に沿う動作を行い、リンク作動装置８により円を描く動作を行う。このように、基準線８１に沿う動作と、円を描く動作をそれぞれ別の機構で行うことで、両動作の同時制御が容易となる。この例では、基準線８１は円であるが、他の基準線でも円を描きながらのウィービング動作を行うことができる。このような円を描くウィービング動作を行うと、軌道の方向が連続的に変化するため、移動速度の急な変化がなく、高速で滑らかなウィービング動作を実現できる。
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、添付の請求の範囲から定まるこの発明の範囲内のものと解釈される。
１…作業装置
３，３Ａ，３Ｂ…ワーク
４…メインエンドエフェクタ
４ａ…メインエンドエフェクタの先端の中心軸
５…サブエンドエフェクタ
５ａ…サブエンドエフェクタの先端の中心軸
７…直動機構
７ａ…Ｙ軸直動アクチュエータ
７ｂ…Ｘ軸直動アクチュエータ
１０…パラレルリンク機構
１１…姿勢制御用アクチュエータ
１２…基端側のリンクハブ
１３…先端側のリンクハブ
１４…リンク機構
１５…基端側の端部リンク部材
１６…先端側の端部リンク部材
１７…中央リンク部材
Ｋ１…基端側の球面リンク中心からメインエンドエフェクタの先端までの距離
Ｋ２…基端側の球面リンク中心からサブエンドエフェクタの先端までの距離
Ｏ１…基端側のリンクハブと基端側の端部リンク部材との回転対偶の中心軸
Ｏ２…基端側の端部リンク部材と中央リンク部材との回転対偶の中心軸
ＰＡ…基端側の球面リンク中心
ＰＢ…先端側の球面リンク中心
ＱＡ…基端側のリンクハブの中心軸
ＱＢ…先端側のリンクハブの中心軸

Claims (7)

  1. 　ワークに対してエンドエフェクタで作業を行う作業装置であって、
    　前記エンドエフェクタを姿勢変更可能に支持するパラレルリンク機構と、このパラレルリンク機構を作動させる姿勢制御用アクチュエータとを備え、
    　前記パラレルリンク機構は、基端側のリンクハブと、先端側のリンクハブと、前記基端側のリンクハブと前記先端側のリンクハブとの間に設けられ、前記先端側のリンクハブを前記基端側のリンクハブに対して姿勢を変更可能に連結する３組以上のリンク機構とを備え、前記リンク機構は、それぞれが前記基端側のリンクハブおよび前記先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを有し、
    　前記姿勢制御用アクチュエータは、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を任意に変更するように、前記３組以上のリンク機構のうちの２組以上のリンク機構に設けられ、
    　前記先端側のリンクハブに、前記エンドエフェクタとして、前記ワークに対して主作業を行う１つのメインエンドエフェクタと、前記ワークに対して補助作業を行う１つまたは複数のサブエンドエフェクタとが取り付けられているパラレルリンク機構を用いた作業装置。
  2. 　請求項１に記載のパラレルリンク機構を用いた作業装置において、前記メインエンドエフェクタおよび前記サブエンドエフェクタが、それぞれの先端の中心軸が互いに角度をなすように前記先端側のリンクハブに取り付けられたパラレルリンク機構を用いた作業装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載のパラレルリンク機構を用いた作業装置において、
    　前記基端側のリンクハブと前記基端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸、および前記基端側の端部リンク部材と前記中央リンク部材の各回転対偶の中心軸がそれぞれ交差する点が基端側の球面リンク中心と称され、この基端側の球面リンク中心を通り前記基端側のリンクハブと前記基端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸と直角に交わる直線が基端側のリンクハブの中心軸と称される場合、
    　前記メインエンドエフェクタおよび前記サブエンドエフェクタは、前記基端側のリンクハブに対して前記先端側のリンクハブが所定の姿勢にある状態において、それぞれの先端の中心軸が前記基端側のリンクハブの中心軸と一致するように前記先端側のリンクハブに取り付けられているパラレルリンク機構を用いた作業装置。
  4. 　請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のパラレルリンク機構を用いた作業装置において
    　前記先端側のリンクハブと前記先端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸、および前記先端側の端部リンク部材と前記中央リンク部材の各回転対偶の中心軸がそれぞれ交差する点が先端側の球面リンク中心と称され、この先端側の球面リンク中心を通り前記先端側のリンクハブと前記先端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸と直角に交わる直線が先端側のリンクハブの中心軸と称される場合、
    　前記メインエンドエフェクタの先端の中心軸が前記先端側のリンクハブの中心軸と一致しているパラレルリンク機構を用いた作業装置。
  5. 　請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のパラレルリンク機構を用いた作業装置において、
    　前記基端側のリンクハブと前記基端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸、および前記基端側の端部リンク部材と前記中央リンク部材の各回転対偶の中心軸がそれぞれ交差する点が基端側の球面リンク中心と称され、この基端側の球面リンク中心を通り前記基端側のリンクハブと前記基端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸と直角に交わる直線が基端側のリンクハブの中心軸と称され、かつ前記先端側のリンクハブと前記先端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸、および前記先端側の端部リンク部材と前記中央リンク部材の各回転対偶の中心軸がそれぞれ交差する点が先端側の球面リンク中心と称され、この先端側の球面リンク中心を通り前記先端側のリンクハブと前記先端側の端部リンク部材の各回転対偶の中心軸と直角に交わる直線が先端側のリンクハブの中心軸と称される場合、
    　前記サブエンドエフェクタの先端の中心軸と前記基端側のリンクハブの中心軸とが一致する状態における前記基端側の球面リンク中心から前記サブエンドエフェクタの先端までの距離が、前記基端側のリンクハブの中心軸と前記先端側のリンクハブの中心軸とが一致する状態における前記基端側の球面リンク中心から前記メインエンドエフェクタの先端までの距離と比べて同じかまたは短いパラレルリンク機構を用いた作業装置。
  6. 　請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のパラレルリンク機構を用いた作業装置において、１軸以上の直動アクチュエータを有する直動機構に前記基端側のリンクハブが取り付けられたパラレルリンク機構を用いた作業装置。
  7. 　請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のパラレルリンク機構を用いた作業装置において、前記メインエンドエフェクタが溶接トーチであり、前記サブエンドエフェクタが加熱装置であるパラレルリンク機構を用いた作業装置。
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