WO2017217294A1 - 作業装置および双腕型作業装置 - Google Patents

Abstract

作業装置（１）は、作業装置本体（１Ａ）と接触防止手段（１３０）とを備える。作業装置本体（１Ａ）は、３自由度の直動ユニット（３）と、３自由度の回転ユニット（４）とを備える。回転ユニット（４）の出力部に、エンドエフェクタ（５）が搭載されている。接触防止手段（１３０）は、作業装置本体（１Ａ）が設置される作業領域（Ｒ１）と、作業領域（Ｒ１）の外側の非作業領域（Ｒ２）とを分離する。接触防止手段（１３０）は、作業領域（Ｒ１）に物が侵入可能な侵入可能部（１３６）と、侵入可能部（１３６）から作業領域（Ｒ１）に物が侵入したことを検知する侵入検知センサ（１３７）とを有する。

Description

作業装置および双腕型作業装置 関連出願

　この出願は、２０１６年６月１５日出願の特願２０１６－１１８６１７の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。

　この発明は、医療機器や産業機器等の高速、高精度の作業を必要とする機器、組立てのような細かい作業を必要とする機器、人と共存するロボット等に用いられる作業装置および双腕型作業装置に関する。

　特許文献１、２に、６自由度の多関節ロボット型の作業装置が提案されている。特許文献１は単腕型の構成であり、特許文献２は双腕型の構成である。これらの作業装置は、回転１自由度の機構を６つ組み合わせることで、全体で６自由度の構成としている。

特開２００５－３２９５２１号公報 特許第４５２８３１２号公報

　特許文献１の作業装置は、すべて回転１自由度の機構の組合せで構成されているので、以下の課題１～６がある。
（課題１）先端に搭載するエンドエフェクタの姿勢を少し変更する場合や直線移動する場合、複数のモータを協調させて駆動する必要があり、細かい作業を高速に行うことができない。
（課題２）エンドエフェクタの姿勢を少し変更するだけの場合でも、手首関節（エンドエフェクタに近い関節）だけでなく腕（エンドエフェクタから離れた部位）の移動量が大きくなってしまう。そのため、作業装置の一部が周囲の物と接触し易い。接触を完全に避けるためには、大きな囲いを設ける必要があり、専有面積が広くなる。
（課題３）エンドエフェクタの１つの姿勢に対して複数の解が存在する場合があり、教示を行う際に各軸を動かしても先端がどのような方向に移動するかイメージし難い。このため、操作を行うには知識や経験が必要である。

（課題４）可動範囲が広いので、物との接触を想定して接触防止機能を充実させる必要がある。そのため、装置全体が高価になる。
（課題５）物との接触を避けるために、動作速度を落として作業を行ったり、動作範囲であっても能力以下に抑えて作業を行ったりする必要がある。そのため能力を十分に発揮できない。
（課題６）接触防止機能が充実していても、作業者は作業装置と接触することに対して抵抗があるので、人と作業装置が共存するのが難しい。

　特許文献２の作業装置も、すべて回転１自由度の機構の組合せで構成されているので、特許文献１の作業装置と同様の課題がある。加えて、双腕型である特許文献２の作業装置には、以下の課題７～８がある。
（課題７）各アームの可動範囲が広いので、アーム同士が干渉する領域も広い。アーム同士が接触しないように動作を行うには知識や経験が必要である。
（課題８）可動範囲が広いアームを２つ有するので、囲いを設ける場合にはさらに専有面積が広くなる。

　この発明の目的は、細かい作業を行うときの作業装置本体の動作量が小さくて済み、かつ作業装置本体に物が接触すること防止することができ、人が行う手作業に近い作業を自動で行うことが可能な作業装置を提供することである。
　この発明の他の目的は、細かい作業を行うときの作業装置本体の動作量が小さくて済み、かつ作業装置本体に物が接触すること防止することができ、人が両手を使って行うような作業が可能な双腕型作業装置を提供することである。

　この発明の作業装置は、エンドエフェクタを用いて作業を行う６自由度の作業装置であって、作業装置本体と、この作業装置本体に物が不要に接触することを防止する接触防止手段とを備えている。前記作業装置本体は、３つの直動アクチュエータを組み合わせた３自由度の直動ユニットと、１自由度以上の回転自由度を持つ複数の回転機構を組み合わせた３自由度の回転ユニットとを備えている。前記直動ユニットは基部を架台に固定して設置され、前記回転ユニットの基部が前記直動ユニットの出力部に固定して設置され、かつ前記回転ユニットの出力部に前記エンドエフェクタが搭載されている。前記接触防止手段は、前記作業装置本体が設置された空間である作業領域と、この作業領域の外側の空間である非作業領域とを分離する。前記接触防止手段は、前記非作業領域から前記作業領域に物が侵入可能な侵入可能部と、この侵入可能部から前記作業領域に物が侵入したことを検知する侵入検知センサとを有している。

　この構成の作業装置本体によると、エンドエフェクタで作業を行う際に、主に３自由度の直動ユニットによってエンドエフェクタの位置を決め、かつ３自由度の回転ユニットによってエンドエフェクタの姿勢を決める。直動ユニットの各直動アクチュエータおよび回転ユニットの各回転機構が、直交座標系で表現されるエンドエフェクタの位置、および極座標系で表現されるエンドエフェクタの姿勢にそれぞれ対応する。そのため、エンドエフェクタの位置、姿勢に対する各直動アクチュエータおよび各回転機構の動作をイメージし易く、姿勢教示作業等の動作パターンの設定が容易である。また、エンドエフェクタの位置、姿勢に対して、各直動アクチュエータの動作位置および各回転機構の動作角度が一意に決まる。つまり、特異点を持たない。これらのことから、熟練した知識や経験が無くても、作業装置の操作を行うことができる。

　他に、以下の作用・効果（効果１～４）が得られる。
（効果１）組立て作業のような細かい作業を行う場合、主に回転ユニットだけを動かして作業を行うことができる。そのため、直動ユニットの動作量が小さくて済むので、作業装置本体全体の稼働量を小さくできる。また、囲い等の接触防止手段を設置する必要のある面積を狭くできる。
（効果２）可動範囲に大きく影響する部分に直動アクチュエータを使用しているので、作業内容や周囲の環境に応じて、メカストッパやリミットセンサを用いて容易に動作範囲を制限できる。

（効果３）直動ユニットと回転ユニットを別々に設けているので、作業装置本体を仕様変更する場合にどちらかのユニットのみを変更することが可能である。これにより、仕様が異なる作業装置本体間での部品の共通化を図ることができる。
（効果４）直動アクチュエータによってエンドエフェクタの位置を決めるので、エンドエフェクタの直線動作を高速かつ正確に行うことができる。

　また、接触防止手段は以下のように作用（効果５～６）をする。
（効果５）接触防止手段に侵入可能部が設けられ、この侵入可能部以外からは物が作業領域に侵入することができない。そのため、物と作業装置本体とが接触できる範囲が限定される。
（効果６）侵入検知センサが設けられているので、物が作業領域に侵入したことを確実に検知できる。侵入検知センサが侵入を検知した場合、作業装置本体の動作を停止させるか、または減速させることができる。これにより、侵入検知センサによる侵入の検知がなく、物が作業装置本体に近づいていない状態では、作業装置本体を高速で動作でき、生産性が向上する。

　この発明の作業装置において、前記接触防止手段は、複数の面材を備え、前記複数の面材が前記作業装置本体を囲むカバーであり、前記複数の面材のそれぞれは、前記３つの直動アクチュエータの３つの可動方向のうち２つの可動方向と平行であるとよい。接触防止手段を上記形状のカバーとすると、カバーの内部空間の体積と作業装置本体の可動部が移動する領域の体積とをほぼ等しくできる。このため、接触防止手段を含めても、作業装置のコンパクトな構成を実現できる。侵入可能部から侵入する以外に物と作業装置本体とが接触することがないので、作業者が作業装置の近くにいても安心して作業できる。

　この発明の作業装置において、前記侵入可能部は、この侵入可能部が存在する平面に平行な２つの前記直動アクチュエータの可動方向の長さが、それぞれ前記２つの直動アクチュエータの可動範囲よりも小さくしてもよい。この構成であると、カバーと作業装置本体との間に物を入れることができないので、作業装置本体と物との接触を確実に防止できる。

　この発明の作業装置において、前記回転ユニットは前記複数の回転機構のうちの少なくとも１つが２自由度のリンク作動装置であってもよい。このリンク作動装置は、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが３組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結されている。前記各リンク機構は、それぞれ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ている。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、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させる姿勢制御用アクチュエータが設けられた構成とするとよい。

　リンク作動装置は、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。また、折れ角９０°、旋回角３６０°の作動範囲において特異点を持たないスムーズな動作が可能である。

　上記のように可動範囲が広くスムーズな動作が可能なリンク作動装置を回転ユニットに使用することで、高速で細かい作業を行うことができる。また、リンク作動装置はコンパクトな構成でありながら可動範囲が広いので、作業装置全体がコンパクトな構成になる。

　回転ユニットにリンク作動装置が含まれている場合、前記姿勢制御用アクチュエータはそれぞれがトルク検出手段を有し、このトルク検出手段の検出信号から前記回転ユニットに物が接触したことを検知する接触検出手段が設けられているとよい。リンク作動装置は、その可動範囲内において、特異点が無く全方向にスムーズに動ける構成である。そのため、先端側のリンクハブに対して異物が様々な方向から接触しても、姿勢制御用アクチュエータに確実にトルクが伝達される。これにより、トルク検出手段は様々な方向のトルクを検出可能であり、物が接触したことを接触検出手段が正確に検知することができる。このように姿勢制御用アクチュエータに設けられているトルク検出手段を接触の検知に利用することで、別の接触検出用のセンサを設ける必要がなくなる。その結果、作業装置本体のコンパクト化やコスト低減に繋がる。

　前記回転ユニットにリンク作動装置が含まれている場合、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の内部空間に、物が侵入することを防止する侵入防止カバーが設けられているとよい。侵入防止カバーを設けることで、誤って物が前記内部空間に入り込むのを防ぐごとができる。

　この発明の作業装置において、前記回転ユニットに、物と接触したときの衝撃を軽減する緩衝材が設けられているとよい。この構成によれば、接触防止手段の侵入可能部からのみ作業領域に侵入可能である。したがって、物と接触する可能性のある作業装置本体の部分は、ほぼ回転ユニットだけに限定される。このため、回転ユニットのみに緩衝材が設けられていれば、物を保護することができる。これにより、接触防止用設備の設置が最小限で済み、装置全体が安価になる。

　この発明において、前記直動ユニットの前記各直動アクチュエータは、それぞれの進退部分からなるステージが、前記エンドエフェクタによって作業が行われる作業空間に対して外側を向くように配置されているとよい。各直動アクチュエータのステージを作業空間に対して外側を向くように配置することで、作業空間を広くするだけでなく、作業空間内に物が侵入した場合の接触の可能性が小さくなる。

　この発明において、前記侵入検知センサが前記作業領域に物が侵入したことを検知すると、前記作業装置本体の動作速度を低下させるか、または動作を停止させるように制御する制御装置が設けられているとよい。この構成によれば、侵入検知センサの検知結果に従って、制御装置により作業装置本体の動作が制御される。これにより、作業領域へのワークの搬出・搬入作業や、作業装置本体の補助作業を作業者が安心して行える。

　この発明において、前記接触防止手段に、前記作業領域と前記非作業領域間でワークを搬出・搬入するためのワーク搬出入部が１つ以上設けられ、かつ前記ワーク搬出入部から前記作業領域に物が侵入したことを検知するワーク搬出入部用の侵入検知センサが設けられているとよい。接触防止手段にワーク搬出入部が設けられていると、作業領域にワークを搬出・搬入する装置、例えばコンベア装置のライン上に作業装置本体を設置することができる。作業装置本体の補助作業は侵入可能部から手を入れて行うので、通常ではワーク搬出入部から作業領域に物が侵入することはない。よって、ワーク搬出入部用の侵入検知センサを設けることで、ワーク搬出入部から作業領域に物が侵入したという異常事態を検知できる。これにより、迅速な対応をとることが可能となる。

　この発明の双腕型作業装置は、互いに幾何学的に対称となるように２つ並べて配置され、それぞれがエンドエフェクタを用いて作業を行う６自由度の作業装置本体と、これら２つの作業装置本体に物が不要に接触することを防止する接触防止手段とを備えている。前記作業装置本体は、３つの直動アクチュエータを組み合わせた３自由度の直動ユニットと、１自由度以上の回転自由度を持つ複数の回転機構を組み合わせた３自由度の回転ユニットとを備えている。前記直動ユニットは基部を架台に固定して設置され、前記回転ユニットの基部が前記直動ユニットの出力部に固定して設置され、かつ前記回転ユニットの出力部に前記エンドエフェクタが搭載されている。前記接触防止手段は、前記２つの作業装置本体が設置された空間である作業領域と、この作業領域の外側の空間である非作業領域とを分離するものである。前記接触防止手段は、前記非作業領域から前記作業領域に物が侵入可能な侵入可能部と、この侵入可能部から前記作業領域に物が侵入したことを検知する侵入検知センサとを有している。

　この構成の双腕型作業装置の２つの作業装置本体も、上述の本発明の作業装置の作業装置本体と同様の効果を奏する。双腕型作業装置は、作業装置本体を２つ並べたことで、人が両手を使って行うような作業が可能である。これにより、人の代わりとなる作業、特に部品の組立てのような作業を行うことができる。

　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合せも、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合せも、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瞭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部品番号は、同一または相当部分を示す。
この発明の第１実施形態にかかる作業装置の一部を断面で表した正面図である。 同作業装置の作業装置本体の直動ユニットの正面図である。 同作業装置の作業装置本体の直動ユニットの平面図である。 同作業装置本体の回転ユニットの正面図である。 同作業装置本体の回転ユニットの平面図である。 同作業装置のカバーからなる接触防止手段の外観斜視図に制御系のブロック図を付加した図である。 同制御系の制御装置による制御の一例のフローチャートである。 同制御系の制御装置による制御の他の例のフローチャートである。 他のカバーからなる接触防止手段の外観斜視図に制御系のブロック図を付加した図である。 同制御系の制御装置による制御の一例のフローチャートである。 他の接触防止手段の外観斜視図に制御系のブロック図を付加した図である。 この発明の第２実施形態にかかる作業装置の一部を断面で表した正面図である。 同作業装置の作業装置本体の回転ユニットの一部を断面で表した正面図である。 同回転ユニットのリンク作動装置のパラレルリンク機構の斜視図である。 同パラレルリンク機構の異なる状態の斜視図である。 図１１のXIV－XIV線に沿った断面図である。 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。 同作業装置のコントローラの構成を示すブロック図である。 この発明の第３実施形態にかかる作業装置の作業装置本体の回転ユニットの一部を断面で表した正面図である。 この発明の第４実施形態にかかる作業装置の一部を断面で表した正面図である。 同作業装置の作業装置本体の回転ユニットの要部を示す正面図である。 図１９のXX－XX線に沿った断面図である。 この発明の第５実施形態にかかる作業装置の作業装置本体の回転ユニットの要部を示す正面図である。 この発明の第６実施形態にかかる双腕型作業装置の一部を断面で表した正面図である。 同双腕型作業装置の作業装置本体の斜視図である。 同作業装置本体の直動ユニットの平面図である。 同作業装置本体の直動ユニットの別の形態の平面図である。 同双腕型作業装置のカバーからなる接触防止手段の外観斜視図である。 他のカバーからなる接触防止手段の外観斜視図である。

　以下、図面と共にこの発明の実施形態を説明する。
　図１～図５は、この発明の第１実施形態に係る作業装置を示す。図１に概略構成を示すように、この作業装置１は、作業装置本体１Ａと、この作業装置本体１Ａを囲むカバー１３０とを備える。カバー１３０は、作業装置本体１Ａに物が不要に接触することを防止する接触防止手段である。

　作業装置本体１Ａは、架台２と、この架台２に基部を固定して設置された直動ユニット３と、この直動ユニット３の出力部に基部を固定して設置された回転ユニット４と、この回転ユニット４の出力部に搭載されたエンドエフェクタ５とを備える。エンドエフェクタ５は、ワーク載置台６の上に載置されたワーク７に対して作業を行う。エンドエフェクタ５は、ワーク７に対して接触して作業を行うものであってもよく、非接触で作業を行うものであってもよい。エンドエフェクタ５によるワーク７に対する作業は、作業空間Ｓの範囲内で可能である。

　直動ユニット３は、３つの直動アクチュエータを組み合わせた３自由度の構成である。回転ユニット４は、１自由度以上の回転自由度を持つ複数の回転機構を組み合わせた３自由度の構成である。この実施形態では、１自由の回転機構を３つ組み合わせて回転ユニット４が構成されている。よって、この作業装置本体１Ａは、全体で６自由度の構成である。

　図２Ａおよび図２Ｂはそれぞれ、直動ユニット３の正面図および平面図である。直動ユニット３は、第１の直動アクチュエータ１１と、第２の直動アクチュエータ１２と、第３の直動アクチュエータ１３とを備える。第１の直動アクチュエータ１１は、架台２の水平部２ａに設置され、ステージ１１ａが左右方向（Ｘ軸方向）に進退する（有効ストロークｓＸ）。第２の直動アクチュエータ１２は、第１の直動アクチュエータ１１のステージ１１ａに設置され、ステージ１２ａが前後方向（Ｙ軸方向）に進退する（有効ストロークｓＹ）。

　第３の直動アクチュエータ１３は、第２の直動アクチュエータ１２のステージ１２ａに設置され、ステージ１３ａが上下方向（Ｚ軸方向）に進退する（有効ストロークｓＺ）。各直動アクチュエータ１１，１２，１３は、モータ１１ｂ，１２ｂ，１３ｂを駆動源とする電動アクチュエータである。これらの各直動アクチュエータ１１，１２，１３は、そのステージ１１ａ，１２ａ，１３ａが、前記作業空間Ｓ（図１）に対して外側を向くように配置されている。なお、架台２に固定される直動ユニット３の基部は、第１の直動アクチュエータ１１のうち進退しない部分のことである。また、回転ユニット４の基部が固定される直動ユニット３の出力部は、第３の直動アクチュエータ１３のステージ１３ａのことである。

　図３Ａおよび図３Ｂはそれぞれ、回転ユニット４の正面図および平面図である。回転ユニット４は、直動ユニット３（図１）の出力部に固定された回転ユニット取付部材２０と、この回転ユニット取付部材２０に取り付けられた第１の回転機構２１と、この第１の回転機構２１の回転部分２１ａに取り付けられた第２の回転機構２２と、この第２の回転機構２２の回転部分２２ａに取り付けられた第３の回転機構２３とを備える。第１～３の回転機構２１，２２，２３の各回転軸心２１ｂ，２２ｂ，２３ｂは、互いに直交している。これら各回転機構２１，２２，２３の回転駆動源は、例えばモータ２１ｃ，２２ｃ，２３ｃである。なお、直動ユニット３の出力部に固定される回転ユニット４の基部は、回転ユニット取付部材２０のことである。また、エンドエフェクタ５が取り付けられる回転ユニット４の出力部は、第３の回転機構２３の回転部分２３ａのことである。

　図２Ａに示すように、直動ユニット３の出力部である第３の直動アクチュエータ１３のステージ１３ａには、回転ユニット取付部材２０を固定するためのねじ孔１４，１５および位置決め孔１６が設けられている。ねじ孔１４は、回転ユニット取付部材２０が固定される箇所の中心部に１つだけ設けられている。ねじ孔１５は、ねじ孔１４を中心とする円周上に複数設けられている。位置決め孔１６は、ねじ孔１４を中心とする円周上で、ねじ孔１５よりも半径が小さい円周上に、ねじ孔１５と同数だけ設けられている。回転ユニット取付部材２０には、ねじ孔１４と２つのねじ孔１５に対応する一直線に並ぶ３つのボルト挿通孔（図示せず）と、位置決め孔１６に対応する２つの位置決め用突起（図示せず）とが設けられている。

　第３の直動アクチュエータ１３の出力部であるステージ１３ａに、回転ユニット取付部材２０を固定する手順を説明する。まず、回転ユニット取付部材２０の２つの位置決め用突起を、ステージ１３ａの２つ位置決め孔１６に係合させる。これにより、ステージ１３ａに対する回転ユニット取付部材２０の正面視の角度が決まる。

　この状態で、図１に示すように、回転ユニット取付部材２０の３つのボルト挿通孔のそれぞれに取付ボルト２４を挿通し、ステージ１３ａの中央部のねじ孔１４および２つのねじ孔１５に螺合する。これにより、ステージ１３ａに回転ユニット取付部材２０が固定される。回転ユニット取付部材２０の位置決め用突起が係合するステージ１３ａの位置決め孔１６を変更することで、直動ユニット３の出力部に対する回転ユニット４の基部の取付角度が変更可能である。

　この作業装置本体１Ａの作用を説明する。
　この構成によると、主に３自由度の直動ユニット３によってエンドエフェクタ５の位置が決められ、かつ３自由度の回転ユニット４によってエンドエフェクタ５の姿勢が決められる。直動ユニット３の各直動アクチュエータ１１，１２，１３が、直交座標系で表現されるエンドエフェクタ５の位置に対応する。また、回転ユニット４の各回転機構２１，２２，２３が、極座標系で表現されるエンドエフェクタ５の姿勢に対応する。そのため、エンドエフェクタ５の位置に対する各直動アクチュエータ１１，１２，１３の動作、および姿勢に対する各回転機構２１，２２，２３の動作をイメージし易い。したがって、姿勢教示作業等の動作パターンの設定が容易である。

　また、エンドエフェクタ５の位置、姿勢に対して、各直動アクチュエータ１１，１２，１３の動作位置および各回転機構２１，２２，２３の動作角度が一意に決まる。つまり、特異点を持たない。これらのことから、熟練した知識や経験が無くても、作業装置本体１Ａの操作を行うことができる。

　エンドエフェクタ５でワーク７に対して組立て作業のような細かい作業を行う場合、主に回転ユニット４だけを動かして作業を行うことができる。そのため、直動ユニット３の動作量が小さくて済み、作業装置本体１Ａの全体の可動範囲を小さくできる。また、カバー１３０の設置面積を狭くできる。

　直動アクチュエータ１１，１２，１３によってエンドエフェクタ５の位置を決めるので、エンドエフェクタ５の直線動作を高速かつ正確に行うことができる。また、可動範囲に大きく影響する部分に直動アクチュエータ１１，１２，１３が使用されている。このため、作業内容や周囲の環境に応じて、メカストッパやリミットセンサを用いて容易に動作範囲を制限できる。

　直動ユニット３の各直動アクチュエータ１１，１２，１３は、その進退部分からなるステージ１１ａ，１２ａ，１３ａが作業空間Ｓに対して外側を向くように配置されている。これにより、作業空間Ｓを広くすることができる。また、作業空間Ｓ内に物が侵入した場合に、物が作業装置本体１Ａに接触する可能性を小さくできる。

　直動ユニット３と回転ユニット４を別々に設けているので、作業装置本体１Ａを仕様変更する場合にどちらかのユニットのみを変更することが可能である。例えば、回転ユニット４を、図３に示す形態から、後述の図１１に示す形態、図１７に示す形態、図１９に示す形態等に変更することができる。これにより、仕様が異なる作業装置本体１Ａ間での部品の共通化を図ることができる。

　また、直動ユニット３の出力部である第３の直動アクチュエータ１３のステージ１３ａに対して、回転ユニット４の基部である回転ユニット取付部材２０が、取付ボルト２４によって取付角度を変更可能に取り付けられている。このため、作業内容や周囲の環境に応じて装置構成を容易に変更することができる。

　以上に説明したように、この作業装置本体１Ａは、細かい作業を行うときの作業装置本体１Ａの全体の動作量が小さい。このため、物との接触を容易に回避することができる。したがって、人が行う手作業に近い作業を自動で行うことができる。また、段取り替え時間や調整時間の短縮が可能で、高速動作ができることから、生産性が向上する。

　図４に示すように、カバー１３０は、４つの立面材（面材）１３１，１３２，１３３，１３４と１つの天面材（面材）１３５とからなる。つまり、カバー１３０は、下面が開放された直方体の形状である。これら面材１３１～１３５は、隣り合う２つの面材が互いに直交するように配置されている。カバー１３０で作業装置本体１Ａを囲むことで、図１に示す作業領域Ｒ１が、非作業領域Ｒ２（図１）から分離される。作業領域Ｒ１は、作業装置本体１Ａが設置された空間である。非作業領域Ｒ２は、作業領域Ｒ１の外側の空間である。

　図４のカバー１３０では、４つの立面材１３１～１３４および１つの天面材１３５のそれぞれが、３つの直動アクチュエータ１１，１２，１３（図１）の可動方向のうち２つの可動方向と平行となるように設置されている。具体的には、立面材１３１，１３３は、第１の直動アクチュエータ１１および第３の直動アクチュエータ１３の可動方向（Ｘ軸方向、Ｚ軸方向）と平行である。また、立面材１３２，１３４は、第２の直動アクチュエータ１２および第３の直動アクチュエータ１３の可動方向（Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）と平行である。さらに、天面材１３５は、第１の直動アクチュエータ１１および第２の直動アクチュエータ１３の可動方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）と平行である。

　側面を向く立面材１３２の下部に、非作業領域Ｒ２から作業領域Ｒ１に物あるいは作業者Ｐの手を侵入させることが可能な侵入可能部１３６が設けられている。この侵入可能部１３６は長方形の開口である。侵入可能部１３６の高さ寸法Ｈは、第３の直動アクチュエータ１３の可動範囲（有効ストロークｓＺ（図２））よりも小さい。また、侵入可能部１３６の幅寸法Ｗは、第２の直動アクチュエータ１２の可動範囲（有効ストロークｓＹ（図２））よりも小さい。

　カバー１３０に、侵入検知センサ１３７が設けられている。侵入検知センサ１３７は、侵入可能部１３６から作業領域Ｒ１に物が侵入したことを検知する。侵入検知センサ１３７は、例えば、侵入可能部１３６の上端と下端に発光部１３７ａと受光部１３７ｂとを並べて配置した光学式センサである。侵入検知センサ１３７は、制御装置１３８に接続されている。制御装置１３８は、例えば、コンピュータによる数値制御式のものである。制御装置１３８は、侵入検知センサ１３７が侵入を検知すると、直動ユニット３のモータ１１ｂ，１２ｂ，１３ｂおよび回転ユニット４のモータ２１ｃ，２２ｃ，２３ｃの駆動を制限する。

　図５は、制御装置１３８による制御の一例を示すフローチャートである。初期状態では、動作指令がＯＦＦ、動作完了がＯＮとなっている。動作指令および動作完了の信号は、作業者のスイッチ操作等により出力される。初期状態から動作指令がＯＮになる（動作完了はＯＦＦになる）と、作業装置本体１Ａが動作を開始する（ステップ１）。

　作業装置本体１Ａの動作中、動作完了がＯＮであるか否かを判定する（ステップ２）。ＯＮである場合、作業装置本体１Ａの動作を停止して作業を終了する。ＯＮでない場合、作業装置本体１Ａの動作を継続する。

　また、作業装置本体１Ａの動作中、侵入検知センサ１３７がＯＮであるか否かを判定する（ステップ３）。ＯＮである場合、作業装置本体１Ａの動作を停止する（ステップ４）。ＯＮでない場合、作業装置本体１Ａの通常動作を継続する（ステップ５）。通常動作とは、指令された動作を指令された速度で行う動作のことである。侵入検知センサ１３７がＯＮになって作業装置本体１Ａの動作を停止させた場合でも、侵入検知センサ１３７がＯＮでなくなれば、作業装置本体１Ａの動作を再開する（ステップ５）。

　つまり、図５の制御によると、侵入可能部１３６から物が作業領域Ｒ１（図１）に侵入した場合、作業装置本体１Ａの動作サイクルを停止させる。このように制御することで、作業領域Ｒ１へワーク７の搬出・搬入作業や、作業装置本体１の補助作業を行う場合、作業装置本体１Ａが停止状態に維持される。このため、このような作業を安心して行える。また、作業装置本体１Ａの動作中、物が侵入可能部１３６から作業領域Ｒ１に侵入した場合でも、侵入検知センサ１３７がＯＮとなり（ステップ３）、作業装置本体１Ａが自動的に停止する（ステップ４）。このため、物と作業装置本体１Ａとの接触を防止できる。その後、作業領域Ｒ１から物を取り出せば、侵入検知センサ１３７がＯＦＦになり（ステップ３）、作業装置本体１Ａが動作を再開する（ステップ５）。

　図６は、制御装置１３８による制御の他の例を示すフローチャートである。この制御は、侵入検知センサ１３７がＯＮである場合に（ステップ３）、図５のように作業装置本体１Ａの動作を停止させるのではなく、作業装置本体１Ａの動作を減速させる（ステップ４）。作業装置本体１Ａの動作を減速した後、侵入検知センサ１３７がＯＮでなくなれば、作業装置本体１Ａを通常動作を戻す（ステップ５）。ただし、減速動作中に、動作完了信号がＯＮになれば（ステップ２でＹＥＳ）作動装置本体１Ａの動作を停止し、作業を終了する。他の制御は、図５と同じである。

　つまり、図６の制御によると、侵入可能部１３６から物が作業領域Ｒ１（図１）に侵入すると、作業装置本体１Ａの動作を減速させる。このように制御することにより、図５の制御と同様に、作業領域Ｒ１へのワーク７の搬出・搬入作業や、作業装置本体１の補助作業を安心して行える。

　図４のカバー１３０では、４つの立面材１３１，１３２，１３３，１３４および１つの天面材１３５のそれぞれが、３つの直動アクチュエータ１１，１２，１３の可動方向のうち２つの可動方向と平行である。そのため、カバー１３０の内部空間体積と作業装置本体１Ａの可動部が移動する領域の体積とをほぼ等しくできる。したがって、カバー１３０を含めても、作業装置１のコンパクトな構成を実現できる。また、侵入可能部１３６以外で物と作業装置本体１とが接触することがないので、作業者が作業装置の近くにいても安心して作業できる。

　本実施形態では、３つの直動アクチュエータ１１～１３の可動方向が互いに直交し、カバー１３０が、隣り合う２つの面材が互いに直交するように配置された４つの立面材１３１～１３４と１つの天面材１３５とを有している。しかしながら、３つの直動アクチュエータ１１～１３およびカバー１３０の構成は、これに限定されない。すなわち、３つの直動アクチュエータ１１～１３の可動方向は、互いに直交していなくてもよい。この場合、４つの立面材１３１～１３４および１つの天面材１３５のそれぞれは、３つの直動アクチュエータ１１～１３の可動方向のうち２つの可動方向と平行であり、作業装置本体部１Ａを囲うように配置されていればよい。このような構成であっても、カバー１３０の内部空間体積と作業装置本体１Ａの可動部が移動する領域の体積とをほぼ等しくできる。したがって、作業装置１のコンパクトな構成を実現できる。

　さらに、侵入可能部１３６の高さ寸法Ｈが、第３の直動アクチュエータ１３の可動範囲（有効ストロークｓＺ）よりも小さく、かつ幅寸法Ｗが第２の直動アクチュエータ１２の可動範囲（有効ストロークｓＹ）よりも小さく設定されている。そのため、カバー１３０と作業装置本体１との間に、物が侵入することがない。

　図７は、カバーからなる接触防止手段の他の例を示す。このカバー１３０は、侵入可能部１３６とは別に、２つのワーク搬出入部１４１，１４２が設けられている。２つのワーク搬出入部１４１，１４２は、侵入可能部１３６が設けられる立面材１３２と直交し互いに対向する立面材１３１，１３３の下部にそれぞれ設けられている。ワーク搬出入部１４１，１４２は、左右方向（Ｘ軸方向）および上下方向（Ｚ軸方向）の位置を揃えて配置されている。

　ワーク搬出入部１４１，１４２が設けられていると、カバー１３０内の作業領域Ｒ１（図１）にワークを搬出・搬入させる装置（例えばコンベア装置）を、ワーク搬出入部１４１，１４２を貫通するように設置できる。このコンベア装置のライン上に、作業装置本体１Ａ（図１）を設置することができる。

　ワーク搬出入部１４１，１４２に、ワーク搬出入部１４１，１４２から作業領域Ｒ１に物が侵入したことを検知するワーク搬出入部用の侵入検知センサ１４３，１４４を設けるのが望ましい。これらワーク搬出入部用の侵入検知センサ１４３，１４４は、例えば、発光部１４３ａ，１４４ａと受光部１４３ｂ，１４４ｂとを有する光学式センサである。ワーク搬出入部用の侵入検知センサ１４３，１４４も、侵入可能部用の侵入検センサ１３７と同様に、制御装置１３８に接続されている。

　図８は、制御装置１３８の制御の一例を示すフローチャートである。この制御は、図６に示すステップ２とステップ３の間に、ワーク搬出入部用の侵入検知センサ１４３，１４４がＯＮであるか否かを判定する過程（ステップ３）が追加されている。このステップ３で、ワーク搬出入部用の侵入検知センサ１４３，１４４の少なくとも一方がＯＮである場合、動作完了をＯＮにして（ステップ４）、作業を終了する。ワーク搬出入部用の侵入検知センサ１４３，１４４がいずれもＯＦＦである場合、侵入可能部用の侵入検知センサ１３７がＯＮであるか否かを判定する（ステップ５）。図６の制御と同様に、侵入検知センサ１３７がＯＮである場合、作業装置本体１Ａの動作を減速（ステップ６）する。侵入検知センサ１３７がＯＦＦである場合、作業装置本体１Ａの通常動作を継続する（ステップ５）。

　図８の制御によると、侵入可能部１３６から物が作業領域Ｒ１（図１）に侵入した場合、作業装置本体１Ａの動作を減速する。さらに、ワーク搬出入部１４１，１４２から物が作業領域Ｒ１に侵入した場合、作業装置本体１Ａの動作サイクルを停止する。作業装置本体１Ａの補助作業は、侵入可能部１３６から手を入れて行う。したがって、通常、ワーク搬出入部１４１，１４２から作業領域Ｒ１に物が侵入することはない。よって、ワーク搬出入部用の侵入検知センサ１４３，１４４を設けることで、ワーク搬出入部１４１，１４２から作業領域Ｒ１に物が侵入したという異常事態を検知できる。これにより、作業装置本体１Ａの動作サイクルを停止するという迅速な対応をとることが可能である。

　図９は、他の接触防止手段の構成を示す。この接触防止手段１７０は、作業領域Ｒ１を完全に囲むカバーではなく、作業領域Ｒ１と非作業領域Ｒ２の境界部が開放した形態である。すなわち、複数本の棒材を組み合わせて直方体状のフレーム１７１を構成し、このフレーム１７１の内側に作業領域Ｒ１を形成している。フレーム１７１は、平面視で長方形の角部に立てられた４本の縦材１７１ａと、隣り合う縦材１７１ａの上端間に架け渡された４本の水平材１７１ｂとを有している。作業者から見て正面側となるフレーム１７１の立面に、立面材１３２が取り付けられている。この立面材１３２の下部に、作業領域Ｒ１に物が侵入することが可能な侵入可能部１３６が設けられている。

　侵入可能部１３６に、侵入可能部１３６から作業領域Ｒ１に物が侵入したことを検知する侵入検知センサ１３７が設けられている。また、フレーム１７１の４本の水平材１７１ｂに、フレーム１７１の開放部分から作業領域Ｒ１に物が侵入したことを検知する侵入検知センサ１７２，１７３が設けられている。３つの侵入検知センサ１７２は、フレーム１７１の開放した３面の立面からの侵入をそれぞれ検知する。侵入検知センサ１７３は、フレーム１７１の開放した天面からの侵入を検知する。これら開放部分用の侵入検知センサ１７２，１７３は、例えば、赤外線カメラである。侵入可能部用の侵入検知センサ１３７、および開放部分用の侵入検知センサ１７２，１７３は、制御装置１３８に接続されており、制御装置１３８により、図８に示す制御が行われる。

　この接触防止手段１７０の構成によると、作業領域Ｒ１と非作業領域Ｒ２とが密閉されていないので、フレーム１７１の開放部分から物が作業領域Ｒ１に侵入することを物理的には規制できない。しかしながら、侵入検知センサ１３７，１７２，１７３の検知に基づいて、制御装置１３８により直動ユニット３のモータ１１ｂ，１２ｂ，１３ｂおよび回転ユニット４のモータ２１ｃ，２２ｃ，２３ｃを制御することで、作業領域Ｒ１へのワーク７の搬出・搬入作業や作業装置本体１の補助作業を確実に行うことができる。

　図１０～図１６はこの発明の第２実施形態を示す。図１０に示すように、この作業装置１の作業装置本体１Ａは、回転ユニット４が、１自由度の回転機構である第１の回転機構２１と、２自由度のリンク作動装置２９からなる第２の回転機構とで構成されている。つまり、図１の第１実施形態における第２の回転機構２２および第３の回転機構２３がリンク作動装置２９に置き換わっている。これ以外は図１の第１実施形態と同じである。

　図１１に示すように、リンク作動装置２９は、パラレルリンク機構３０と、このパラレルリンク機構３０を作動させる姿勢制御用アクチュエータ３１とを有している。図１２および図１３は、パラレルリンク機構３０の斜視図である。図１２と図１３は、パラレルリンク機構３０の異なる状態を示している。これら図１１～図１３に示すように、パラレルリンク機構３０では、基端側のリンクハブ３２に対し先端側のリンクハブ３３を３組のリンク機構３４を介して姿勢変更可能に連結されている。なお、図１１は、１組のリンク機構３４のみを示している。リンク機構３４の数は、４組以上であっても良い。

　各リンク機構３４は、基端側の端部リンク部材３５、先端側の端部リンク部材３６、および中央リンク部材３７で構成されている。つまり、各リンク機構３４は、４つの回転対偶からなる４節連鎖のリンク機構を構成している。基端側および先端側の端部リンク部材３５，３６はＬ字状をなしている。基端側の端部リンク部材３５一端は、基端側のリンクハブ３２に回転自在に連結されている。先端側の端部リンク部材３６一端は、先端側のリンクハブ３３に回転自在に連結されている。中央リンク部材３７の両端に、基端側および先端側の端部リンク部材３５，３６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３０は、２つの球面リンク機構を組み合わせた構造である。基端側のリンクハブ３２と基端側の端部リンク部材３５の各回転対偶、および基端側の端部リンク部材３５と中央リンク部材３７の各回転対偶の中心軸が、基端側において基端側の球面リンク中心ＰＡ（図１１）で交差している。同様に、先端側のリンクハブ３３と先端側の端部リンク部材３６の各回転対偶、および先端側の端部リンク部材３６と中央リンク部材３７の各回転対偶の中心軸が、先端側において先端側の球面リンク中心ＰＢ（図１１）で交差している。

　基端側において、基端側のリンクハブ３２と基端側の端部リンク部材３５の各回転対偶から基端側の球面リンク中心ＰＡまでの距離は同じである。また、基端側の端部リンク部材３５と中央リンク部材３７の各回転対偶から基端側の球面リンク中心ＰＡまでの距離も同じである。同様に、先端側において、先端側のリンクハブ３３と先端側の端部リンク部材３６の各回転対偶から先端側の球面リンク中心ＰＢまでの距離は同じである。また、先端側の端部リンク部材３６と中央リンク部材３７の各回転対偶から先端側の球面リンク中心ＰＢまでの距離も同じである。基端側および先端側の端部リンク部材３５，３６と中央リンク部材３７との各回転対偶の中心軸は、ある交差角γ（図１１）を持っていてもよいし、平行であってもよい。

　図１４は、図１１のXIV－XIV線に沿った断面図である。図１４に、基端側のリンクハブ３２と基端側の端部リンク部材３５の回転対偶の中心軸Ｏ１と、中央リンク部材３７と基端側の端部リンク部材３５の回転対偶の中心軸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３３および先端側の端部リンク部材３６の形状ならびに位置関係も図１４と同様である。図１４では、リンクハブ３２（３３）と端部リンク部材３５（３６）との回転対偶の中心軸Ｏ１と、端部リンク部材３５（３６）と中央リンク部材３７との回転対偶の中心軸Ｏ２とが成す角度αは９０°である。ただし、角度αは９０°以外であってもよい。

　３組のリンク機構３４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１５に示すように、各リンク部材３５，３６，３７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３７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いう。図１５は、一組のリンク機構３４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３０は回転対称タイプである。つまり、基端側のリンクハブ３２および基端側の端部リンク部材３５と、先端側のリンクハブ３３および先端側の端部リンク部材３６との位置関係が、中央リンク部材３７の中心線Ｃに対して回転対称となる。中央リンク部材３７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３２と先端側のリンクハブ３３と３組のリンク機構３４とで、基端側のリンクハブ３２に対し先端側のリンクハブ３３が直交２軸回りに回転自在な２自由度機構が構成されている。言い換えると、基端側のリンクハブ３２に対して先端側のリンクハブ３３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３２に対する先端側のリンクハブ３３の可動範囲を広くとれる。

　例えば、基端側の球面リンク中心ＰＡを通り、基端側のリンクハブ３２と基端側の端部リンク部材３５の回転対偶の中心軸Ｏ１（図１４）と直角に交わる直線を基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡとする。同様に、先端側の球面リンク中心ＰＢを通り、先端側のリンクハブ３３と先端側の端部リンク部材３６の回転対偶の中心軸Ｏ１（図１４）と直角に交わる直線を先端側のリンクハブ３３の中心軸ＱＢとする。この場合、基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ３３の中心軸ＱＢとの折れ角θ（図１５）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３２に対する先端側のリンクハブ３３の旋回角φ（図１５）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３２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ３３の中心軸ＱＢが傾斜した垂直角度のことである。旋回角φは、基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ３３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３２に対する先端側のリンクハブ３３の姿勢変更は、基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ３３の中心軸ＱＢとの交点Ｏを回転中心として行われる。図１２は、基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ３３の中心軸ＱＢが同一線上にある状態を示す。図１３は、基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ３３の中心軸ＱＢが、所定の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１５）は変化しない。

　各リンク機構３４が次の条件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３２および基端側の端部リンク部材３５と、先端側のリンクハブ３３および先端側の端部リンク部材３６とは同じに動く。よって、パラレルリンク機構３０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３４におけるリンクハブ３２，３３と端部リンク部材３５，３６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３２，３３と端部リンク部材３５，３６との回転対偶の中心軸Ｏ１および端部リンク部材３５，３６と中央リンク部材３７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３５と先端側の端部リンク部材３６の幾何学的形状が
等しい。
　条件４：中央リンク部材３７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３７の対称面に対して、中央リンク部材３７と端部リンク部材３５，３６との角度位置関係が基端側と先端側とで同じである。

　図１１～図１３に示すように、基端側のリンクハブ３２は、基端部材４０と、この基端部材４０と一体に設けられた３つの回転軸連結部材４１とを有している。図１４に示すように、基端部材４０は中央部に円形の貫通孔４０ａを有している。この貫通孔４０ａの周囲に、３つの回転軸連結部材４１が周方向に等間隔で配置されている。貫通孔４０ａの中心は、基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡ（図１１）上に位置する。各回転軸連結部材４１には、回転軸４２が回転自在に連結されている。回転軸４２の軸心は、基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡと交差する。回転軸４２は、頭部４２ａとねじ部４２ｂとを有している。この回転軸４２に、基端側の端部リンク部材３５の一端が連結されている。

　図１４に示すように、回転軸４２は、２つの軸受４３を介して回転軸連結部材４１に回転自在に支持されている。軸受４３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４３は、回転軸連結部材４１に設けられた内径孔４４に嵌合状態で設置され、圧入、接着、加締め等の方法で固定されている。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４２に、基端側の端部リンク部材３５の一端と後述の扇形のかさ歯車４５とが結合されている。基端側の端部リンク部材３５とかさ歯車４５は、回転軸４２と一体に回転する。詳しくは、基端側の端部リンク部材３５の一端に、切欠き部４６が形成されている。この切欠き部４６の径方向内側および外側に、回転軸支持部４７，４８が形成されている。この回転軸支持部４７，４８の間に、回転軸連結部材４１が配置されている。

　かさ歯車４５は、内側の回転軸支持部４７の内側面に当接して配置されている。回転軸４２を径方向内側から、かさ歯車４５に形成された貫通孔、内側の回転軸支持部４７に形成された貫通孔、軸受４３の内輪、外側の回転軸支持部４８に形成された貫通孔の順に挿通する。さらに、回転軸４２のねじ部４２ｂに、ナット５０を螺着する。これにより、回転軸４２の頭部４２ａとナット５０とで、かさ歯車４５、内外の回転軸支持部４７，４８および軸受４３の内輪がそれぞれ挟持され、結合される。本実施形態では、内外の回転軸支持部４７，４８と軸受４３との間にスペーサ５１，５２が介在されている。これにより、ナット５０の螺着時に、軸受４３に予圧が付与される。

　基端側の端部リンク部材３５の他端に、回転軸５５が結合されている。回転軸５５は、頭部５５ａとねじ部５５ｂとを有している。回転軸５５は、２つの軸受５３を介して中央リンク部材３７の一端に回転自在に連結されている。詳しくは、基端側の端部リンク部材３５の他端に、切欠き部５６が形成されている。この切欠き部５６の径方向内側および外側に、内外の回転軸支持部５７，５８が形成されている。この回転軸支持部５７，５８の間に、中央リンク部材３７の一端が配置されている。

　回転軸５５を径方向外側から、外側の回転軸支持部５８に形成された貫通孔、軸受５３の内輪、内側の回転軸支持部５７に形成された貫通孔の順に挿通する。さらに、回転軸５５のねじ部５５ｂに、ナット６０を螺着する。これにより、回転軸５５の頭部５５ａとナット６０とで、内外の回転軸支持部５７，５８および軸受５３の内輪が挟持され、互いに結合される。本実施形態では、内外の回転軸支持部５７，５８と軸受５３との間に、スペーサ６１，６２が介在されている。これにより、ナット６０の螺着時に、軸受５３に予圧が付与される。

　図１２、図１３に示すように、先端側のリンクハブ３３は、先端部材７０と、この先端部材７０の内面に設けられた３つの回転軸連結部材７１とを有している。３つの回転軸連結部材７１は、先端部材７０の内面に周方向に等間隔で設けられている。回転軸連結部材７１が配置される円周の中心は、先端側のリンクハブ３３の中心軸ＱＢ上に位置する。回転軸連結部材７１に、回転軸７３が回転自在に連結されている。回転軸７３の軸心は、リンクハブ中心軸ＱＢと交差する。

　先端側のリンクハブ３３の回転軸７３に、先端側の端部リンク部材３６の一端が連結されている。先端側の端部リンク部材３６の他端に、回転軸７５が連結されている。回転軸７５は、中央リンク部材３７の他端に回転自在に連結されている。先端側のリンクハブ３３の回転軸７３は、前述の回転軸４２と同様に、２つの軸受（図示せず）を介して回転軸連結部材７１の他端に回転自在に連結されている。一方、中央リンク部材３７の回転軸７５は、前述の回転軸５５と同様に、２つの軸受（図示せず）を介して中央リンク部材３７の他端に回転自在に連結されている。

　図１１に示すパラレルリンク機構３０では、基端部材４０とベース部材８０が、複数本のシャフト８１を介して連結されている。これにより、パラレルリンク機構３０が、第１の回転機構２１に設置されている。基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡと、第１の回転機構２１の回転軸心２１ｂとは同一線上に位置する。ベース部材８０は、第１の回転機構２１の回転部分２１ａに固定されている。

　リンク作動装置２９の周囲に、リンク作動装置２９を覆う筒状の保護カバー８２が設けられている。保護カバー８２は、ゴム等の弾性材からなる。保護カバー８２は、ベース部材８０の外周縁と、基端部材４０の外周縁と、先端部材７０の外周縁とに取り付けられている。基端側のリンクハブ３２に対する先端側のリンクハブ３３の姿勢変更に応じて、保護カバー８２が変形可能である。保護カバー８２は、基端側のリンクハブ３２と先端側のリンクハブ３３との間の内部空間８３、および基端側のリンクハブ３２とベース部材８０との間の遮蔽空間８４に物が侵入することを防止する侵入防止カバーである。

　また、第１の回転機構２１の固定部分の外周面に、保護カバー８５が貼り付け状態で設けられている。保護カバー８５は、ゴムのような衝撃吸収性を有する材料からなる。保護カバー８５は、物が接触したときの衝撃を軽減する緩衝材として機能する。

　パラレルリンク機構３０は、姿勢制御用アクチュエータ３１により作動される。姿勢制御用アクチュエータ３１は、遮蔽空間８４に配置され、基端部材４０に設置されている。姿勢制御用アクチュエータ３１の数は、リンク機構３４と同数の３個である。姿勢制御用アクチュエータ３１は、例えば、モータのようなロータリアクチュエータからなる。姿勢制御用アクチュエータ３１の回転出力軸３１ａに、歯車７６が取り付けられている。また、基端側のリンクハブ３２の回転軸４２に、前述の扇形のかさ歯車４５が取り付けられている。これらのかさ歯車７６，４５が互いに噛み合っている。本実施形態では、かさ歯車７６と扇形のかさ歯車４５とで軸直交型の減速機７７が構成されている。ただし、かさ歯車以外の他の機構（例えばウォーム機構）を用いて軸直交型の減速機を構成してもよい。

　この実施形態では、リンク機構３４と同数の姿勢制御用アクチュエータ３１が設けられている。しかしながら、３組のリンク機構３４のうち少なくとも２組に姿勢制御用アクチュエータ３１が設けられていればよい。これにより、基端側のリンクハブ３２に対する先端側のリンクハブ３３の姿勢を確定することができる。

　リンク作動装置２９は、姿勢制御用アクチュエータ３１を回転駆動することで、パラレルリンク機構３０を作動させる。詳しくは、姿勢制御用アクチュエータ３１を回転駆動すると、その回転が軸直交型の減速機７７を介して回転軸４２に伝達される。これにより、基端側のリンクハブ３２に対する基端側の端部リンク部材３５の角度が変更する。その結果、基端側のリンクハブ３２に対する先端側のリンクハブ３３の位置および姿勢が決まる。基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡと第１の回転機構２１の回転軸心２１ｂとが、同一線上に位置するので、座標計算が容易である。

　また、基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡと第１の回転機構２１の回転軸心２１ｂとが同一線上に位置すると、作業者が作業装置本体１Ａの動作をイメージし易い。このため、操作が容易である。例えば、直動ユニット３で決定される３自由度の位置を固定し、かつ回転ユニット４で決定される３自由度の角度のうち２自由度の角度を固定し、残りの１自由度の角度（例えば、前記先端側のリンクハブ３３の中心軸ＱＢ周りの角度）だけを変更する。このように、エンドエフェクト５の姿勢を変えながら作業を容易に行うことができる。

　上述のように、リンク作動装置３１は可動範囲が広くスムーズな動作が可能である。したがって、回転ユニット４にリンク作動装置２９が含まれていると、高速で細かい作業を行うことができる。また、リンク作動装置３１はコンパクトな構成でありながら可動範囲が広い。このため、作業装置本体１Ａの全体がコンパクトな構成になる。

　この実施形態では、リンク作動装置２９の基端側に第１の回転機構２１が配置され、先端側のリンクハブ３３にエンドエフェクタ５が搭載されている。これにより、リンク作動装置２９の負荷を軽減できるので、リンク作動装置２９のコンパクト化、軽量化を実現できる。リンク作動装置２９のパラレルリンク機構３０は等速自在継手の構成である。したがって、前述のように、１自由度の角度だけを変更してエンドエフェクト５の姿勢を変えながら、容易に作業を行うことができる。ただし、姿勢制御用アクチュエータ３１に接続するケーブルについて考慮する必要があるので、回転角は制限される。

　図１６は、各姿勢制御用アクチュエータ３１を制御するコントローラ２００の構成を示す。コントローラ２００は、姿勢制御手段２０１と接触検出手段２０２とを有する。

　姿勢制御手段２０１は、上位の制御手段（図示せず）または手入力の操作手段（図示せず）から与えられた姿勢変更の指令に従って、各姿勢制御用アクチュエータ３１に指令を出力する。

　接触検出手段２０２は、各姿勢制御用アクチュエータ３１に設けられたトルク検出手段２０３の検出信号に基づいて、回転ユニット４に物が接触したことを検知する。具体的には、トルク検出手段２０３の検出信号から、先端側のリンクハブ３３に作用する荷重を推定する。その荷重の大きさから、回転ユニット４に物が接触したか否かを判定する。先端側のリンクハブ３３の作用荷重の推定は、必ずしも数値として推定しなくてもよく、例えば接触が生じたか否かの判定を行える程度の段階的な推定であってもよい。トルク検出手段２０３は、例えば、各姿勢制御用アクチュエータ３１に流れる電流を検出する電流センサである。

　リンク作動装置２９は、その可動範囲内において、特異点が無く全方向にスムーズに動ける構成である。このため、先端側のリンクハブ３３に対して異物が様々な方向から接触しても、姿勢制御用アクチュエータ３１に確実にトルクが伝達される。これにより、トルク検出手段２０３は、様々な方向のトルクを検出可能である。したがって、物が接触したことを、接触検出手段２０２が正確に検知することができる。

　接触検出手段２０２が接触を検知した場合、姿勢制御手段２０１により姿勢制御用アクチュエータ３１への出力を停止する。これにより、回転ユニット４が保護される。このように、姿勢制御用アクチュエータ３１のトルク検出手段２０３を接触の検知に利用することで、別の接触検出用のセンサを設ける必要がなくなる。その結果、装置のコンパクト化やコスト低減に繋がる。

　リンク作動装置２９の周囲に、侵入防止カバーとしての保護カバー８２が設けられている。このため、物が基端側のリンクハブ３２と先端側のリンクハブ３３との間の内部空間８３に入り込むことを防ぐごとができる。また、第１の回転機構２１の外周面に、緩衝材としての保護カバー８５が設けられている。このため、物が第１の回転機構２１に接触したとしても、その衝撃が軽減される。

　カバー１３０内の作業領域Ｒ１には侵入可能部１３６からのみ侵入可能である。したがって、物と接触する可能性のある作業装置本体１Ａの部分は、ほぼ回転ユニット４だけに限定される。このため、回転ユニット４のみに緩衝材が設けられていれば、装置を保護することができる。これにより、接触防止用の設備の設置が最小限で済み、装置全体が安価になる。

　図１７は、第３実施形態にかかる作業装置の作業装置本体の回転ユニット４を示す。第３実施形態では、第１の回転機構２１とリンク作動装置２９の並びを図１１の構成と逆にしている。この回転ユニット４では、リンク作動装置２９の先端側のリンクハブ３３の中心軸ＱＢと、第１の回転機構２１の回転軸心２１ｂとが同一線上に位置している。第３実施形態では、リンク作動装置２９の周囲に、侵入防止カバーとしての保護カバー８２が設けられている。第３実施形態では、第１の回転機構２１の外周面に、緩衝材としての保護カバーは設けられていない。ただし、第１の回転機構２１の外周面に、緩衝材としての保護カバーを設けてもよい。その他の構造は、図１１の第２実施形態と同じである。

　第３実施形態の回転ユニット４の構成であると、姿勢制御用アクチュエータ３１に接続されるケーブルの配線が容易であり、回転角の制限を受け難い。反面、リンク作動装置２９の負荷が増大するという欠点がある。その他は、図１１の第２実施形態と同じ作用、効果が得られる。

　図１８～図２０は、この発明の第４実施形態を示す。図１８に示すように、この作業装置１も、図１０の第２実施形態と同様に、作業装置本体１Ａの回転ユニット４が、１自由度の回転機構である第１の回転機構２１と、２自由度の回転機構であるリンク作動装置２９とで構成されている。第４実施形態の作業装置１は、リンク作動装置２９の各姿勢制御用アクチュエータ３１の中心部に第１の回転機構２１が配置されている点で、図１０の第２実施形態と異なっている。

　図１９に示すように、第１の回転機構２１は、ベース部材８０に固定された固定部分９０と、リンク作動装置２９の基端部材４０に固定された回転部分９１と、固定部分９０に回転部分９１を回転自在に支持する２つの軸受９２と、固定部分９０に設置された駆動源であるモータ９３と、このモータ９３の回転を回転部分９１に伝達する一対の平歯車９４，９５とを備える。

　ベース部材８０は、回転ユニット取付部材２０に固定されている。固定部分９０は、ベース部材８０に固定された第１取付部材９６と、この第１取付部材９６に固定された第２取付部材９７とを有している。第２取付部材９７は、第１取付部材９６に固定される底部９７ａと、底部９７ａの外周縁から上方に延びる筒状部９７ｂとを有している。回転部分９１は、その回転軸心９１ａが基端側のリンクハブ３２の中心軸ＱＡと同軸上に位置するように、基端側のリンクハブ３２の基端部材４０に固定されている。回転部分９１の下端にねじ部が設けられており、このねじ部にナット９８が螺合されている。２つの軸受９２は、第２取付部材９７の筒状部９７ｂの内周に配置されている。

　第１取付部材９６は、水平断面形状がほぼＵ字形状である。このＵ字形の第１取付部材９６の凹部９６ａに、モータ９３が配置されている。モータ９３は、第２取付部材９７の底部９７ａに固定されている。モータ９３の出力軸９３ａは、第２取付部材９７の底部９７ａを貫通して上方へ延びている。モータ９３の出力軸９３ａの上端に、駆動側の平歯車９４が取り付けられている。駆動側の平歯車９４は、従動側の平歯車９５と噛み合っている。従動側の平歯車９５は、回転部分９１に取り付けられている。従動側の平歯車９５は、回転部分９１の外周に嵌合している。従動側の平歯車９５は、ナット９８により、回転部分９１に固定されている。

　第２取付部材９７の底部９７ａ、回転部分９１および基端部材４０に、配線用孔１００，１０１，１０２がそれぞれ設けられている。各配線用孔１００，１０１，１０２は、回転部分９１の回転軸心９１ａに沿って貫通されている。基端部材４０の外周縁と先端部材（図示せず）の外周縁に、弾性材からなる筒状の保護カバー８２が取り付けられている。この保護カバー８２は、基端側のリンクハブ３２と先端側のリンクハブ（図示せず）との間の内部空間８３、および基端側のリンクハブ３２とベース部材８０との間の遮蔽空間８４に物が侵入することを防止する侵入防止カバーである。保護カバー８２はベース部材８０の外周縁近傍にかけて延びているが、ベース部材８０に結合されていない。

　図１１の第２実施形態と同様に、リンク作動装置２９の３つの姿勢制御用アクチュエータ３１は、基端部材４０における仮想の円周上に配置されている。姿勢制御用アクチュエータ３１の回転出力軸３１ａの回転駆動力は、軸直交型の減速機７７を介してリンク機構３４に伝達されている。このように姿勢制御用アクチュエータ３１が配置されると、第４実施形態のように、各姿勢制御用アクチュータ３１の並びの中心部に第１の回転機構２１を配置することができる。これにより、回転ユニット４がコンパクトな構成になる。

　モータ９３を駆動すると、回転部分９１と一体にリンク作動装置２９の全体および保護カバー８２が回転する。配線用孔１００，１０１，１０２にケーブルを通すことで、リンク機構３４と干渉することなく、リンク作動装置２９の内部空間８３の側からエンドエフェクタ５に配線を行うことができる。このため、姿勢制御用アクチュエータ３１に接続されるケーブルの配線に関する制約が少なくなる。

　図２１は、この発明の第５実施形態にかかる作業装置の回転ユニットの要部の正面図である。この回転ユニット４は、リンク作動装置２９の姿勢制御用アクチュエータ３１の中心部に第１の回転機構２１が配置されている。この配置は、図１９に示す第４実施形態と同じであるが、第１の回転機構２１の駆動源が中空軸モータ１１０である点で、図１９に示す第４実施形態と異なっている。

　中空軸モータ１１０のモータ本体１１０ａが、モータ取付部材１１１を介してベース部材８０に固定されている。中空軸モータ１１０の出力軸１１０ｂに、基端側のリンクハブ３２の基端部材４０が固定されている。中空軸モータ１１０は、モータ本体１１０ａおよび出力軸１１０ｂを軸方向に貫通する配線用孔１１２を有する。また、基端側のリンクハブ３２の基端部材４０にも、配線用孔１１２と同軸上に配線用孔１１３が設けられている。これ以外の構成は、図１９に示す第４実施形態と同じであり、図１９に示す第４実施形態と同様の作用、効果が得られる。

　図２２～図２５は、この発明の第６実施形態にかかる双腕型作業装置を示す。図２２の全体正面図に示すように、この双腕型作業装置１２０は、２つの作業装置本体１Ａ，１Ａと、これら２つの作業装置本体１Ａ，１Ａを囲むカバー１５０とを備える。カバー１５０は、作業装置本体１Ａ，１Ａに物が不要に接触することを防止する接触防止手段である。

　図２２の正面図、図２３の斜視図に示すように、２つの作業装置本体１Ａ，１Ａは、互いに幾何学的に対称となるように２つ並べて配置してある。２つの作業装置本体１Ａ，１Ａの架台２，２は、互いの水平部２ａ，２ａの先端同士が繋がっていて、全体で門形の架台２Ａとなっている。この実施形態では、図１８に示す第４実施形態の作業装置本体１Ａを使用している。ただし、他の実施形態の作業装置本体を使用してもよい。

　このように、作業装置本体１Ａを２つ並べた双腕型とすることで、人が両手を使って行うような作業が可能となる。これにより、人の代わりとなる作業、特に部品の組立てのような作業を行うことができる。

　２つの作業装置本体１Ａ，１Ａが門形の架台２Ａに設置されていると、作業装置本体１Ａ，１Ａの下を作業対象のワーク７を通過させることができる。例えば、ワーク載置台６を、図２２の紙面と直交する方向にワーク７を搬送可能なコンベア装置とし、そのコンベアライン上に作業装置本体１Ａ，１Ａを設置することができる。また、作業装置本体１Ａ，１Ａの幅方向の可動範囲を架台２Ａの幅方向内に制限することができる。そのため、作業装置本体１Ａ，１Ａの占有面積が小さくて済む。さらに、作業装置本体１Ａ，１Ａの可動範囲が制限されるので、作業装置本体１Ａ，１Ａに物が接触する可能性が小さい。

　図２４Ａは、２つの作業装置本体１Ａの各直動ユニット３，３の平面図である。これらの直動ユニット３，３は、図１、図１０、図１８に示す各作業装置本体１Ａの直動ユニット３と同様に、第１の直動アクチュエータ１１および第２の直動アクチュータ１２の各モータ１１ｂ，１２ｂが、直動アクチュエータ１１，１２の中心軸上に配置されている。

　図２４Ｂは、直動ユニット３，３の別の例を示す平面図である。これらの直動ユニット３，３は、第１の直動アクチュエータ１１および第２の直動アクチュータ１２の各モータ１１ｂ，１２ｂが、直動アクチュエータ１１，１２の中心軸からずれた位置に配置されている。モータ１１ｂ，１２ｂの回転は、チェーンのような動力伝達手段１２１を介して直動アクチュエータ１１，１２の駆動部へ伝達されている。

　双腕型作業装置１２０の仕様に応じて、直動ユニット３を図２４Ａの構成、または図２４Ｂの構成に変更することが可能である。直動ユニット３と回転ユニット４が、別々に設けられているので、このような構成の変更が容易である。

　図２５は、カバー１５０の斜視図である。カバー１５０は、隣り合う２つの面材が互いに直交するように配置された４つの立面材（面材）１５１，１５２，１５３，１５４と１つの天面材（面材）１５５とからなる。つまり、カバー１５０は、下方に開放した直方体の形状である。図２２に示すように、カバー１５０は、２つ作業装置本体１Ａ，１Ａを囲んでいる。これにより、作業装置本体１Ａ，１Ａが設置された空間である作業領域Ｒ１が、この作業領域Ｒ１の外側の空間である非作業領域Ｒ２から分離されている。

　カバー１５０の４つの立面材１５１～１５４（図２５）および１つの天面材１５５のそれぞれが、作業装置本体１Ａの３つの直動アクチュエータ１１，１２，１３（図２２）のうち２つの可動方向と平行となるように設置されている。具体的には、立面材１５１，１５３は、第１の直動アクチュエータ１１および第３の直動アクチュエータ１３の可動方向（Ｘ軸方向、Ｚ軸方向）と平行である。立面材１５２，１５４は、第２の直動アクチュエータ１２および第３の直動アクチュエータ１３の可動方向（Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）と平行である。天面材１５５は、第１の直動アクチュエータ１１および第２の直動アクチュエータ１２の可動方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）と平行である。

　正面の立面材１５１の下部には、非作業領域Ｒ２から作業領域Ｒ１に物あるいは作業者の手を侵入させることが可能な侵入可能部１５６が設けられている。この侵入可能部１５６は長方形の開口である。侵入可能部１５６の高さ寸法Ｈは、第３の直動アクチュエータ１３の可動範囲（有効ストロークｓＺ（図２Ａ））よりも小さい。また、侵入可能部１５６の幅寸法Ｗは、第１の直動アクチュエータ１１の可動範囲（有効ストロークｓｘ＋ｓｘ（図２Ｂ））よりも小さい。

　侵入可能部１５６には、この侵入可能部１５６から作業領域Ｒ１に物が侵入したことを検知する侵入検知センサ１５７が設けられている。侵入検知センサ１５７は、例えば、単腕型の作業装置１の侵入検知センサ１３７と同様のものであり、制御装置（図示せず）に接続されている。単腕型の作業装置１の場合と同様に、侵入検知センサ１５７の検出信号に応じて、制御装置で直動ユニット３および回転ユニット４の各モータを制御する。これにより、作業領域Ｒ１へのワーク７の搬出、搬入作業や、作業装置本体１Ａの補助作業が容易になる。

　４つの立面材１５１～１５４および１つの天面材１５５のそれぞれが、３つの直動アクチュエータ１１～１３の可動方向のうち２つの可動方向と平行である。このため、カバー１５０の内部空間体積と装置の可動部が移動する領域の体積とをほぼ等しくできる。これにより、カバー１５０を含めた接触防止手段をコンパクトな構成を実現できる。また、侵入可能部１５６以外で物と作業装置本体１Ａとが接触することがない。したがって、物と作業装置本体１Ａとの接触を確実に防止できる。

　さらに、侵入可能部１４６の高さ寸法Ｈが第３の直動アクチュエータ１３の可動範囲（有効ストロークｓＺ）よりも小さく、かつ幅寸法Ｗは第１の直動アクチュエータ１１の可動範囲（有効ストロークｓｘ＋ｓｘ）よりも小さく設定されている。このため、カバー１５０と作業装置本体１Ａとの間に、物が侵入し難い。

　図２６は、カバーの他の例を示す。このカバー１５０は、侵入可能部１５６とは別に、２つのワーク搬出入部１６１，１６２が設けられている。２つのワーク搬出入部１６１，１６２は、侵入可能部１５６が設けられている正面の立面材１５１と直交し互いに対向する側面の立面材１５２，１５４の下部に設けられている。２つのワーク搬出入部１６１，１６２は、前後方向（Ｙ軸方向）および上下方向（Ｚ軸方向）の位置を揃えて配置されている。

　ワーク搬出入部１６１，１６２が設けられていると、カバー１５０内の作業領域Ｒ１（図２２）にワークを搬出、搬入させる装置（例えば、コンベア装置）を、ワーク搬出入部１６１，１６２を貫通するように設置できる。そのコンベア装置のライン上に作業装置本体１Ａ，１Ａ（図２２）を設置することができる。

　ワーク搬出入部１６１，１６２に、このワーク搬出入部１６１，１６２から作業領域Ｒ１に物が侵入したことを検知するワーク搬出入部用の侵入検知センサ１６３，１６４を設けるのが望ましい。これにより、単腕型の作業装置１の場合と同様に制御することで（図６）、ワーク搬出入部１６１，１６２から作業領域Ｒ１に物が侵入したという異常事態を検知できる。したがって、作業装置本体１Ａ，１Ａの動作サイクルを停止するという迅速な対応をとることが可能である。

　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、本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

１…作業装置
１Ａ…作業装置本体
２…架台
３…直動ユニット
４…回転ユニット
５…エンドエフェクタ
１１…第１の直動アクチュエータ
１１ａ…ステージ
１２…第２の直動アクチュエータ
１２ａ…ステージ
１３…第３の直動アクチュエータ
１３ａ…ステージ
２１…第１の回転機構
２２…第２の回転機構
２３…第３の回転機構
２３ａ…回転部分（回転ユニットの出力部）
２９…リンク作動装置
３１…姿勢制御用アクチュエータ
３２…基端側のリンクハブ
３３…先端側のリンクハブ（回転ユニットの出力部）
３４…リンク機構
３５…基端側の端部リンク部材
３６…先端側の端部リンク部材
３７…中央リンク部材
８２…保護カバー（侵入防止カバー）
８３…内部空間
８５…保護カバー（緩衝材）
１２０…双腕型作業装置
１３０…カバー（接触防止手段）
１３１，１３２，１３３，１３４…立面材（面材）
１３５…天面材（面材）
１３６…侵入可能部
１３７…侵入可能部用の侵入検知センサ
１３８…制御装置
１４１，１４２…ワーク搬出入部
１４３，１４４…ワーク搬出入部用の侵入検知センサ
１５０…カバー（接触防止手段）
１５１，１５２，１５３，１５４…立面材（面材）
１５５…天面材（面材）
１５６…侵入可能部
１５７…侵入可能部用の侵入検知センサ
１６１，１６２…ワーク搬出入部
１６３，１６４…ワーク搬出入部用の侵入検知センサ
１７０…接触防止手段
２０２…接触検出手段
２０３…トルク検出手段
Ｒ１…作業領域
Ｒ２…非作業領域
Ｓ…作業空間
 

Claims (11)

1. 　エンドエフェクタを用いて作業を行う６自由度の作業装置であって、
   　作業装置本体と、この作業装置本体に物が不要に接触することを防止する接触防止手段とを備え、
   　前記作業装置本体は、３つの直動アクチュエータを組み合わせた３自由度の直動ユニットと、１自由度以上の回転自由度を持つ複数の回転機構を組み合わせた３自由度の回転ユニットとを備え、
   　前記直動ユニットは基部を架台に固定して設置され、前記回転ユニットの基部が前記直動ユニットの出力部に固定して設置され、かつ前記回転ユニットの出力部に前記エンドエフェクタが搭載され、
   　前記接触防止手段は、前記作業装置本体が設置された空間である作業領域と、この作業領域の外側の空間である非作業領域とを分離するものであり、
   　前記接触防止手段は、前記非作業領域から前記作業領域に物が侵入可能な侵入可能部と、この侵入可能部から前記作業領域に物が侵入したことを検知する侵入検知センサとを有する作業装置。
2. 　請求項１に記載の作業装置において、前記接触防止手段は、複数の面材を備え、
   　前記複数の面材が前記作業装置本体を囲むカバーであり、
   　前記複数の面材のそれぞれは、前記３つの直動アクチュエータの３つの可動方向のうち２つの可動方向と平行である作業装置。
3. 　請求項１または２に記載の作業装置において、前記侵入可能部は、この侵入可能部が存在する平面に平行な２つの前記直動アクチュエータの可動方向の長さが、それぞれ前記２つの直動アクチュエータの可動範囲よりも小さい作業装置。
4. 　請求項１から３のいずれか一項に記載の作業装置において、前記回転ユニットは、前記複数の回転機構のうちの少なくとも１つが２自由度のリンク作動装置であり、
   　前記リンク作動装置は、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが３組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、
   　前記各リンク機構は、それぞれ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、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させる姿勢制御用アクチュエータが設けられている作業装置。
5. 　請求項４に記載の作業装置において、前記姿勢制御用アクチュエータはそれぞれがトルク検出手段を有し、
   　前記トルク検出手段の検出信号から前記回転ユニットに物が接触したことを検知する接触検出手段が設けられている作業装置。
6. 　請求項４または５に記載の作業装置において、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の内部空間に、物が侵入することを防止する侵入防止カバーが設けられている作業装置。
7. 　請求項１から６のいずれか一項に記載の作業装置において、前記回転ユニットに、物と接触したときの衝撃を軽減する緩衝材が設けられている作業装置。
8. 　請求項１から７のいずれか一項に記載の作業装置において、前記直動ユニットの前記直動アクチュエータは、それぞれの進退部分からなるステージが、前記エンドエフェクタによって作業が行われる作業空間に対して外側を向くように配置されている作業装置。
9. 　請求項１から８のいずれか一項に記載の作業装置において、前記侵入検知センサが前記作業領域に物が侵入したことを検知すると、前記作業装置本体の動作速度を低下させるか、または動作を停止させるように制御する制御装置が設けられている作業装置。
10. 　請求項１から９のいずれか一項に記載の作業装置において、前記接触防止手段に、前記作業領域と前記非作業領域間でワークを搬出・搬入するためのワーク搬出入部が１つ以上設けられ、かつ前記ワーク搬出入部から前記作業領域に物が侵入したことを検知するワーク搬出入部用の侵入検知センサが設けられている作業装置。
11. 　互いに幾何学的に対称となるように２つ並べて配置され、それぞれがエンドエフェクタを用いて作業を行う６自由度の作業装置本体と、これら２つの作業装置本体に物が不要に接触することを防止する接触防止手段とを備え、
    　前記作業装置本体は、３つの直動アクチュエータを組み合わせた３自由度の直動ユニットと、１自由度以上の回転自由度を持つ複数の回転機構を組み合わせた３自由度の回転ユニットとを備え、
    　前記直動ユニットは基部を架台に固定して設置され、前記回転ユニットの基部が前記直動ユニットの出力部に固定して設置され、かつ前記回転ユニットの出力部に前記エンドエフェクタが搭載され、
    　前記接触防止手段は、前記２つの作業装置本体が設置された空間である作業領域と、この作業領域の外側の空間である非作業領域とを分離するものであり、
    　前記接触防止手段は、前記非作業領域から前記作業領域に物が侵入可能な侵入可能部と、この侵入可能部から前記作業領域に物が侵入したことを検知する侵入検知センサとを有する双腕型作業装置。
     

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