WO2022107652A1 - 作業装置 - Google Patents

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WO2022107652A1
WO2022107652A1 PCT/JP2021/041293 JP2021041293W WO2022107652A1 WO 2022107652 A1 WO2022107652 A1 WO 2022107652A1 JP 2021041293 W JP2021041293 W JP 2021041293W WO 2022107652 A1 WO2022107652 A1 WO 2022107652A1
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end side
actuator
work
proximal end
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浩 磯部
純 御堂前
昌紀 利見
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Ntn株式会社
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    • G01N2021/9518—Objects of complex shape, e.g. examined with use of a surface follower device using a surface follower, e.g. robot

Definitions

  • the present invention relates to, for example, a working device used for a device such as a medical device or an industrial device that requires high speed, high accuracy, a wide operating range, and fine grained operation.
  • Patent Document 1 a working device having a base plate and a traveling plate, connecting the two with a plurality of links, and performing a predetermined work by a parallel link mechanism for moving the traveling plate by coordinating these links.
  • Patent Document 2 proposes a link actuating device capable of operating in a wide operating range with high speed and high accuracy while being compact.
  • Patent Document 3 proposes a working device that combines a linear motion unit and a rotary unit that is a pan-tilt mechanism.
  • Patent Document 4 proposes a working device using a general vertical articulated robot.
  • Patent Document 5 proposes a working device (visual inspection device) that combines a link operating device and a linear motion unit.
  • the link actuating device of Patent Document 2 has a larger range of motion in the rotational direction than the parallel link mechanism of Patent Document 1, but cannot move in the plane direction, so that it is difficult to realize complicated work by the link actuating device alone. rice field.
  • Patent Documents 3 and 4 propose a working device for positioning a camera and a work at various angles.
  • the rotation mechanism as in Patent Document 3 has the same configuration as the wrist joint of a general vertical articulated robot, and even if the posture of the tip is slightly changed, the specific rotation mechanism moves significantly and the operation speed is slow. There is a problem of becoming. Specifically, when a swivel operation is required, it is necessary to greatly move the swivel shaft (corresponding to the first rotary shaft 131 in Patent Document 3) with respect to the movement angle of the tip.
  • a vertical articulated robot such as Patent Document 4 has the same problem as Patent Document 3 when the posture of the tip is slightly changed, and since the amount of movement of the entire robot is large, a device such as a safety fence is provided. There is a problem that the overall size becomes large.
  • Patent Document 5 a working device that combines a link operating device and a linear motion unit as in Patent Document 5 has been proposed.
  • a compact working device can be realized, the work can be approached only from the hemisphere direction (for example, the northern hemisphere direction). Therefore, for example, even when it is desired to carry out the work from the lower direction of the work, it is necessary to reverse the work.
  • An object of the present invention is to provide a work device capable of widening the work range for a work, realizing high-speed, high-precision, fine-grained work like human manual work, and shortening the setup change work.
  • the working device of the present invention is a working device in which a rotating unit and a linear motion unit are combined.
  • the rotary unit comprises a link actuator and a rotary actuator.
  • the link hub on the distal end side is connected to the link hub on the proximal end side so as to be able to change its posture via three or more sets of link mechanisms, and each of the link mechanisms is linked to the proximal end side. Both ends rotate to the end link member on the proximal end side and the distal end side, one end of which is rotatably connected to the hub and the link hub on the distal end side, and the other ends of the distal end link member on the proximal end side and the distal end side, respectively.
  • the linear motion unit has a linear motion actuator that serves as an output unit, and the rotary unit is attached to the linear motion actuator.
  • the working range of the link actuator can be offset by arranging the central axis of the link hub on the base end side of the link actuator so that the rotation axis of the rotary actuator forms an angle ⁇ t. ..
  • the working range of the link actuator with respect to the work is only in the northern hemisphere direction, but the central axis of the link hub on the proximal end side and the rotation of the rotary actuator. If the axes are arranged so as to form an angle ⁇ t, the work can be performed from the direction of the southern hemisphere only in the direction forming the angle ⁇ t.
  • the link actuating device with the rotary actuator with the angle ⁇ t attached, the direction forming the angle ⁇ t can be rotated in the turning direction. Therefore, if the rotary actuator is rotated by ⁇ 180 ° around this rotation axis, it becomes possible to work from the entire circumference to the southern hemisphere with respect to the work. As a result, the work range for the work can be made larger than before, and the setup change work can be shortened. In addition, since the link operating device is used, it is possible to realize fine-grained work like manual work at high speed and high accuracy.
  • the two or more attitude control actuators of the link actuating device are arranged so that their rotation axes are orthogonal to the central axis of the link hub on the proximal end side, and the rotation axes of the two or more attitude control actuators.
  • the point of intersection is on the central axis of the link hub on the proximal end side forming the angle ⁇ t, and the bisectors of the rotation axes of two of the two or more attitude control actuators are The two are on a plane formed by the rotation axis of the rotary actuator and the central axis of the link hub on the proximal end side, and on the sharp angle side of the angle formed by the rotary axis of the rotary actuator and the central axis of the link hub on the proximal end side. Equal lines may be located.
  • the attitude control actuator of the link actuator and the rotary actuator are less likely to interfere with each other, and the distance between the rotary actuator and the link actuator is shorter than in a configuration in which the link actuator is tilted in another direction. Can be placed.
  • the entire work device can be made compact.
  • the moment of inertia of the rotary actuator is reduced, and the weight of the rotary unit is reduced, so that high-speed operation of the entire work device can be realized.
  • the rotary actuator has an actuator main body for rotation control and a speed reducer for decelerating the rotation of the actuator main body, and at least a cable bear (registered trademark) that protects and guides a cable extending from the attitude control actuator is provided. It may be provided so as to slide in the rotational direction around the rotary actuator. According to this configuration, since the rotary actuator has an actuator main body for rotation control and a speed reducer, it is possible to realize a radial compactification of the rotary actuator as compared with a rotary drive type rotary actuator without a speed reducer. By providing a cable bear that slides in the direction of rotation around the rotary actuator, which is an empty space, the cable connected to the attitude control actuator of the link operating device can be compactly stored in the cable bear. For this reason, the cable can be easily routed, and the concern about disconnection of the cable can be reduced.
  • a cable bear registered trademark
  • the linear motion unit has a first linear motion actuator mounted on a gantry, a second linear motion actuator, and the third linear motion actuator that is an output unit of the linear motion unit.
  • the rotary unit may be attached to the linear actuator of the above. According to this configuration, it becomes possible to perform work on a work conveyed by a conveyor or the like, and for example, it becomes possible to install it as one unit without changing the conveyor line.
  • the linear motion unit includes the first linear actuator having a first sliding portion attached to the gantry and a first sliding portion driven forward and backward along the first sliding portion.
  • the second linear actuator having a second sliding portion connected to the first sliding portion and a second sliding portion driven forward and backward along the second sliding portion.
  • the third linear motion having a third sliding portion connected to the second sliding portion and a third sliding portion driven forward and backward along the third sliding portion. It may have an actuator.
  • the second sliding portion is connected to the first sliding portion
  • the third sliding portion is connected to the second sliding portion. Therefore, the working equipment can be easily installed on the existing conveyor line. Therefore, the versatility of the working device can be increased.
  • the first and second linear acting actuators are arranged so that the advancing and retreating directions of the first and second sliding portions are orthogonal to each other, and the third linear acting actuator is the third sliding portion.
  • the advancing / retreating direction may be arranged so as to be orthogonal to the advancing / retreating direction of the first and second sliding portions.
  • the third linear acting actuator is arranged so that the advancing / retreating direction of the third sliding portion is in the vertical direction, and the third sliding portion is a guide for the linear acting actuator, and the third sliding portion is the guide.
  • the slidable portion may be a slide table of the linear actuator. According to this configuration, it becomes easy to avoid the interference between the work and the third sliding portion of the linear motion unit, and the size of the entire work device can be made compact. In the above configuration, since the work range for the work can be widened, in particular, in the third linear actuator which is the output portion of the linear motion unit, the third sliding portion easily comes into contact with the work. If the guide, which is the third sliding portion, is moved in the vertical direction as in this configuration, the linear motion unit is moved in various directions while moving the third sliding portion to the interference avoidance position with respect to the work. Can move at high speed.
  • the rotary actuator may be arranged so that its rotation axis is parallel to the advancing / retreating direction of the third sliding portion. According to this configuration, it becomes easy to work on the work conveyed by the conveyor or the like. When working on a work conveyed by a conveyor or the like, the work is mainly on the upper surface and the side surface of the work, and when it is desired to work on the lower surface of the work, the work is often inverted. With this configuration, the work can be performed not only from the upper surface and the side surface of the work but also from the lower surface side, and the setup change or the like becomes unnecessary.
  • the link actuating device may have a maximum bending angle of 90 ° or more 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. According to this configuration, even if the angle ⁇ t formed by the central axis of the link hub on the proximal end side of the link actuating device and the rotation axis of the rotary actuator is small, a large working range for the work can be obtained.
  • the link actuating device may be attached so that the central axis of the link hub on the proximal end side is orthogonal to the rotation axis of the rotary actuator.
  • This working device may be a visual inspection device in which an image processing device is mounted on the link operating device.
  • the visual inspection process which has been visually inspected by humans from various directions, can be automatically performed at high speed and with high accuracy.
  • cables connected to image processing equipment such as cameras and lighting can be passed through the internal space of the link operating device, the cables can be easily routed, and the cables can be operated even if the turning direction is repeated. There is no twisting of the type, and problems such as disconnection can be reduced.
  • FIG. 1 A working apparatus in which a rotating unit and a linear motion unit are combined will be described with reference to FIGS. 1 to 14.
  • a linear motion unit 63 is installed on a gantry 62 fixed to a floor, which is the ground, and a guide (third sliding) of a third linear motion actuator 67, which is an output unit of the linear motion unit 63.
  • a rotary unit Ru is attached to 67b.
  • the rotation unit Ru includes a rotation actuator Ra and a link actuating device 7.
  • the rotation axis Ca of the rotary actuator Ra is arranged so as to be parallel to the advancing / retreating direction (vertical direction in this example) of the guide 67b of the third linear actuator 67.
  • the link actuating device 7 has a central axis QA of a link hub (described later) 12 on the proximal end side of the link actuating device 7 and a rotary actuator Ra with respect to the rotary shaft Ca of the rotary actuator Ra. It is attached to the output portion Raa of the rotary actuator Ra via the attachment member 3 and the spacer 4 so that the rotation axis Ca of the above forms an angle ⁇ t.
  • the angle ⁇ t may be referred to as a “mounting angle ⁇ t”.
  • the work 2 which is a work piece is placed on a work installation table 8 by a conveyor device 5 such as a conveyor and is conveyed.
  • a conveyor device 5 such as a conveyor and is conveyed.
  • the work 2 may be lifted from the transfer device 5 by the work elevating device 8A when the work process is reached.
  • a worker or another robot may place the work 2 on the work installation table 8.
  • the work device 1 performs work by positioning the end effector Ee attached to the tip member 40 of the link actuating device 7 with respect to the work 2.
  • the rotation unit Ru and the linear motion unit 63 are connected to, for example, a common controller, and are synchronously controlled by this controller.
  • the rotation unit Ru and the linear motion unit 63 may be controlled asynchronously.
  • the link actuating device 7 includes a parallel link mechanism 9 and an attitude control actuator 10 for operating the parallel link mechanism 9.
  • the parallel link mechanism 9 connects the link hub 13 on the distal end side to the link hub 12 on the proximal end side in a posture-changeable manner via three sets of link mechanisms 14.
  • the link mechanism 14 may have four or more sets. In FIG. 4, only one set of link mechanisms 14 is shown, and the remaining two link mechanisms are omitted.
  • Each link mechanism 14 has an end link member 15 on the proximal end side, an end link member 16 on the distal end side, and a central link member 17, and constitutes a four-node chain linkage composed of four rotational pairs of even.
  • the end link members 15 and 16 on the proximal end side and the distal end side are L-shaped, and one end thereof is rotatably connected to the link hub 12 on the proximal end side and the link hub 13 on the distal end side, respectively.
  • the other ends of the end link members 15 and 16 on the proximal end side and the distal end side are rotatably connected to both ends.
  • the parallel link mechanism 9 is a structure that combines two spherical link mechanisms.
  • the central axis of each rotation pair of the base end side link hub 12 and the base end side end link member 15 and each rotation pair of the base end side end link member 15 and the base end side link member 17 is on the base end side. It intersects at the center PA of the spherical link.
  • the central axis of each rotation pair of the tip side link hub 13 and the tip side end link member 16 and each rotation pair of the tip side end link member 16 and the tip side end link member 17 is a spherical surface on the tip side. It intersects at the link center PB.
  • the distance between the center of the rotational pair of the link hub 12 on the proximal end side and the end link member 15 on the proximal end side and the spherical link center PA on the proximal end side is the same.
  • the distance between the center of the rotational pair of the end link member 15 on the proximal end side and the central link member 17 and the spherical link center PA on the proximal end side is the same.
  • the distance between the center of the rotational pair of the link hub 13 on the distal end side and the end link member 16 on the distal end side and the spherical link center PB on the distal end side is the same.
  • the distance between the center of the rotational pair of the end link member 16 on the distal end side and the central link member 17 and the spherical link center PB on the distal end side is the same.
  • the central axes of each rotational pair of the proximal and distal end link members 15 and 16 and the central link member 17 may have a certain crossing angle ⁇ or may be parallel.
  • FIG. 5 shows the relationship between the central axis O1 of each rotational pair of the link hub 12 on the proximal end side and the end link member 15 on the proximal end side and the spherical link center PA.
  • the shapes and positional relationships of the front end side link hub 13 (FIG. 4) and the front end side end link member 16 (FIG. 4) are also the same as those in FIG. 5, although not shown.
  • FIG. 5 shows the relationship between the central axis O1 of each rotational pair of the link hub 12 on the proximal end side and the end link member 15 on the proximal end side and the spherical link center PA.
  • the shapes and positional relationships of the front end side link hub 13 (FIG. 4) and the front end side end link member 16 (FIG. 4) are also the same as those in FIG. 5, although not shown.
  • the three sets of link mechanisms 14 have the same geometrical shape.
  • 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 rotation pair even and a straight line connecting these rotation pairs. It means that the model has a shape in which the base end side portion and the tip end side portion are symmetrical with respect to the central portion of the central link member 17 regardless of the posture.
  • FIG. 6 is a diagram showing a set of link mechanisms 14 as a straight line.
  • the parallel link mechanism 9 of this embodiment is a rotationally symmetric type, and has a base end side portion composed of a base end side link hub 12 and a base end side end link member 15, a tip end side link hub 13 and a tip end side end.
  • the positional relationship with the tip end side portion made of the partial link member 16 has a positional configuration that 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 orbital
  • the link hub 13 on the distal end side is rotatable about two orthogonal axes with respect to the link hub 12 on the proximal end side.
  • the degree mechanism is configured.
  • the link hub 13 on the tip side is a mechanism that can change the posture of the link hub 13 on the tip side with respect to the link hub 12 on the base end side with two degrees of freedom in rotation.
  • this two-degree-of-freedom mechanism is compact, the movable range of the link hub 13 on the distal end side with respect to the link hub 12 on the proximal end side can be widened.
  • the maximum bending angle ⁇ max which is the maximum value of the bending angle ⁇ with the central axis QB of the link hub 13, can be set to about ⁇ 90 °.
  • the turning angle ⁇ of the link hub 13 on the distal end side with respect to the link hub 12 on the proximal end side can be set in the range of 0 ° to 360 °.
  • the bending angle ⁇ is a vertical angle at which the central axis QB of the link hub 13 on the distal end side is tilted with respect to the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side.
  • the turning angle ⁇ is a horizontal angle in which the central axis QB of the link hub 13 on the distal end side is tilted with respect to the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side.
  • the maximum bending angle ⁇ max may be 90 ° or more.
  • the posture of the link hub 13 on the distal end side is changed with respect to the link hub 12 on the proximal end side with the intersection O of 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 as the center of rotation.
  • the solid line in FIG. 7 shows the state where 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 are on the same line, and the two-dot chain line in FIG. 7 is the link on the proximal end side.
  • the link hub 12 on the proximal end side and the end link member on the proximal end side are due to geometric symmetry.
  • the proximal end side portion made of 15 and the distal end side portion made of the distal end side link hub 13 and the distal end side link member 16 move in the same manner. Therefore, when the rotation is transmitted from the proximal end side to the distal end side, the parallel link mechanism 9 functions as a constant velocity universal joint in which the proximal end side and the distal end side have the same rotation angle and rotate at a constant speed.
  • Condition 1 Angle of the central axis O1 of the rotational pair of the link hubs 12 and 13 on the proximal end side and the distal end side and the end link members 15 and 16 on the proximal end side and the distal end side in each link mechanism 14, and the proximal end side and the distal end side.
  • the lengths from the spherical link centers PA and PB on the side are equal to each other.
  • Condition 2 The central axis O1 of the rotational pair of the link hubs 12 and 13 on the proximal end side and the distal end side of each link mechanism 14 and the end link members 15 and 16 on the proximal end side and the distal end side, and the proximal end side and the distal end side.
  • the central axis O2 of the rotational pair of the end link members 15 and 16 and the central link member 17 intersects the spherical link centers PA and PB on the proximal end side and the distal end side on the proximal end side and the distal end side.
  • 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 the same.
  • Condition 4 The geometric shapes of the proximal end side portion and the distal end side portion of the central link member 17 are equal.
  • the base end side link hub 12 has a flat plate-shaped base end member 6 and three rotating shaft connecting members 21 provided integrally with the base end member 6. ..
  • the base end member 6 has a circular through hole 6a in the central portion, and three rotating shaft connecting members 21 are arranged around the through hole 6a at equal intervals in the circumferential direction.
  • the center of the through hole 6a is located on the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side.
  • a rotating shaft 22 whose axis intersects 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 base end side is connected to the rotating shaft 22.
  • the rotating shaft 22 has a large diameter portion 22a, a small diameter portion 22b, and a male screw portion 22c sequentially along the axial direction, and the rotating shaft 22 has a small diameter portion 22b via two bearings 23. It is rotatably supported by the connecting member 21.
  • the bearing 23 is a ball bearing such as a deep groove ball bearing or an angular contact ball bearing. These bearings 23 are fixed by installing the outer ring outer peripheral surface in a fitted state in the inner diameter groove provided in the rotary shaft connecting member 21. The same applies to the types and installation methods of bearings provided in other rotary pair parts.
  • the rotating shaft 22 has a large diameter portion 22a and is arranged on a concentric shaft with the output shaft 52a of the deceleration mechanism 52 described later.
  • One end of the end link member 15 on the base end side is connected to the rotating shaft 22 so as to rotate integrally with the rotating shaft 22.
  • a notch 25 is formed at one end of the end link member 15 on the base end side, and both side portions of the notch 25 form a pair of inner and outer rotating shaft support portions 26 and 27. Through holes are formed in each of the pair of rotating shaft support portions 26 and 27, respectively.
  • the rotary shaft connecting member 21 is arranged in the notch 25, and the small diameter portion 22b of the rotary shaft 22 is inserted through the through hole and the inner peripheral surface of the inner ring of the bearing 23.
  • the male screw portion 22c of the rotary shaft 22 projects inward from the inner rotary shaft support portion 27.
  • a spacer 28 is fitted to the outer periphery of the large diameter portion 22a of the rotating shaft 22, and the end link member 15 on the proximal end side and the output shaft 52a of the reduction mechanism 52 are fixed by bolts 29 via the spacer 28. .. Further, a nut is screwed to the male threaded portion 22c of the rotating shaft 22. A spacer is interposed between the inner ring end surface of the bearing 23 and the pair of rotating shaft support portions 26, 27, and a preload is applied to the bearing 23 when the nut is screwed.
  • a rotation shaft 35 rotatably connected to one end of the central link member 17 is connected to the other end of the end link member 15 on the base end side.
  • the rotary shaft 35 has a large diameter portion 35a, a small diameter portion 35b, and a male screw portion 35c, similarly to the rotary shaft 22 of the link hub 12 on the proximal end side, and the small diameter portion 35b is interposed via two bearings 36. It is rotatably supported by one end of the central link member 17.
  • a notch 37 is formed at the other end of the end link member 15 on the base end side, and both side portions of the notch 37 form a pair of inner and outer rotating shaft support portions 38 and 39. Through holes are formed in these rotating shaft support portions 38 and 39, respectively.
  • the male threaded portion 35c protrudes inward from the inner rotating shaft support portion 39.
  • One end of the central link member 17 is arranged in the notch 37, and the small diameter portion 35b is inserted into the through hole and the inner peripheral surface of the inner ring of the bearing 36. Further, a nut is screwed to the male screw portion 35c. A spacer is interposed between the inner ring end surface of the bearing 36 and the pair of rotating shaft support portions 38, 39, and a preload is applied to the bearing 36 when the nut is screwed.
  • the link hub 13 on the tip side includes a flat plate-shaped tip member 40 and three rotating shaft connecting members 41 provided on the bottom surface of the tip member 40 in an equidistant circumferential direction. And have.
  • the center of the circumference on which each rotating shaft connecting member 41 is arranged is located on the central shaft QB of the link hub 13 on the distal end side.
  • a rotating shaft 43 whose axis intersects the central axis QB of the link hub 13 on the distal end side is rotatably connected to each rotating shaft connecting member 41.
  • One end of the end link member 16 on the distal end side is connected to the rotating shaft 43.
  • a rotary shaft 45 rotatably connected to the other end of the central link member 17 is connected to the other end of the end link member 16 on the distal end side.
  • the rotary shaft 43 of the link hub 13 on the distal end side and the rotary shaft 45 of the central link member 17 also have the same shape as the rotary shaft 35, and the rotary shaft connecting member 41 and the rotary shaft connecting member 41 via two bearings (not shown) They are rotatably connected to the other ends of the central link member 17.
  • the attitude control actuator 10 is a rotary actuator provided with a deceleration mechanism 52, and is coaxially on the lower surface of the base end member 6 of the link hub 12 on the base end side with the rotary shaft 22. It is installed in.
  • the attitude control actuator 10 and the deceleration mechanism 52 are integrally provided, and the deceleration mechanism 52 is fixed to the base end member 6 by the motor fixing member 53.
  • the attitude control actuator 10 may be equipped with a brake.
  • the attitude control actuators 10 are provided in all of the three sets of link mechanisms 14, but if the attitude control actuators 10 are provided in at least two of the three sets of link mechanisms 14, the proximal end side is provided.
  • the attitude of the link hub 13 on the tip side with respect to the link hub 12 can be determined.
  • the three attitude control actuators 10 are arranged so that their rotation axes 22 are orthogonal to the central axis QA (FIG. 4) of the base end side link hub 12.
  • the central position P10 which is the intersection of the rotation shafts 22 of the attitude control actuators 10, is on the central axis QA (FIG. 4) of the link hub 12 on the proximal end side forming the angle ⁇ t (FIG. 2).
  • the bisector 22L of the rotation shaft 22 of the rotation shaft 22 of two of the three attitude control actuators 10 has the rotation axis Ca of the rotation actuator Ra and the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side. It is on the plane it forms.
  • the bisector 22L is orthogonal to the axis of the "rotating shaft 22" and has an intermediate portion in the longitudinal direction between the base end portion of the large diameter portion 22a of the "rotating shaft 22" and the tip end portion of the male screw portion 22c. It is a passing line. Further, the bisector 22L is located on the acute angle side of the angle formed by the rotation axis Ca of the rotation actuator Ra and the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side.
  • the deceleration mechanism 52 has a flange output and has a large diameter output shaft 52a.
  • the tip surface of the output shaft 52a is a planar flange surface 54 orthogonal to the center line of the output shaft 52a.
  • the output shaft 52a is connected to the rotation shaft support portion 26 of the end link member 15 on the proximal end side with a bolt 29 via the spacer 28.
  • a large diameter portion 22a of the rotating shaft 22 that constitutes a rotating pair of the link hub 12 (FIG. 4) on the proximal end side and the end link member 15 on the proximal end side is provided on the output shaft 52a of the speed reduction mechanism 52. It fits in the inner diameter groove 57.
  • the link actuating device 7 operates the parallel link mechanism 9 by rotationally driving each attitude control actuator 10. Specifically, when the attitude control actuator 10 is rotationally driven, the rotation is decelerated via the deceleration mechanism 52 and transmitted to the rotary shaft 22. As a result, the angle of the end link member 15 on the proximal end side with respect to the link hub 12 on the proximal end side changes, and the posture of the link hub 13 on the distal end side with respect to the link hub 12 on the proximal end side is arbitrarily changed.
  • the rotary actuator Ra is attached to the output unit of the linear motion unit 63, which will be described later.
  • the rotary actuator Ra has an actuator main body 18 for rotation control and a speed reducer 19 for decelerating the rotation of the actuator main body 18.
  • a motor with a speed reducer in which the actuator main body 18 and the speed reducer 19 are integrally provided is applied.
  • the central axis QA of the base end side link hub 12 of the link actuating device 7 and the rotation axis Ca of the rotary actuator Ra are mounted so as to intersect each other, but they may be mounted without crossing each other. ..
  • a plurality of columns 24 are erected in parallel on the connecting member 20 attached to the output unit (FIG. 1) of the linear motion unit 63.
  • a rotary actuator fixing member 30 is installed at the tip of these columns 24, and the motor with a speed reducer is fixed to the rotary actuator fixing member 30.
  • the output unit Ra of the rotary actuator Ra rotates around this rotation axis Ca by a rotation angle ⁇ p.
  • the range of the rotation angle ⁇ p is ⁇ 180 ° at maximum.
  • the mounting member 3 is fixed to the output shaft of the speed reducer 19 which is the output unit Ra of the rotary actuator Ra by bolts or the like.
  • the link actuating device 7 is installed on the output shaft of the rotary actuator Ra in a state of being tilted by an angle ⁇ t by the mounting member 3.
  • the tip of the mounting member 3 is provided with an inclined surface 3a that is inclined at a predetermined angle with respect to the rotation axis Ca of the rotary actuator Ra.
  • the base end member 6 of the base end side link hub 12 is fixed to the inclined surface 3a via a spacer 4 with a bolt or the like.
  • the angle ⁇ t is set in an angle range of more than 0 ° and 90 ° or less (0 ° ⁇ t ⁇ 90 °). In this example, the angle ⁇ t is 45 °, but is not limited to this.
  • the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side of the link actuating device 7 and the rotation axis Ca of the rotary actuator Ra are attached so as to intersect each other. With such a configuration, the link actuating device 7 rotates around the rotation axis CA of the rotation actuator Ra in a state of being tilted by an angle ⁇ t with respect to the rotation axis Ca.
  • the end effector Ee is attached to the tip member 40 of the link hub 13 on the tip side.
  • the end effector Ee is, for example, a hand including a gripper, a cleaning nozzle, a dispenser, a welding torch, an image processing device Eg (FIG. 14), and the like.
  • the image processing device Eg shown in FIG. 14 includes, for example, a camera Cr that images the work 2 and a lighting tool Le that illuminates the work 2.
  • the working device in this case is the visual inspection device 1A in which the image processing device Eg is mounted on the link operating device 7.
  • the camera Cr and the illuminator Le are connected to a camera control system (not shown) via wiring, and various controls at the time of shooting are performed by the camera control system.
  • a cover 31 is provided around the rotary actuator Ra.
  • the cover 31 has a cylindrical cover fixing body 32 and a cover rotating body 33, respectively.
  • the cover fixing body 32 and the cover rotating body 33 are coaxially arranged with each other and coaxially with the rotation axis Ca of the rotation actuator Ra.
  • the cover rotating body 33 is formed to have a diameter larger than that of the cover fixing body 32, and is provided so as to be rotatable relative to the cover fixing body 32.
  • the cover fixing body 32 has a cylindrical portion 32a fixed to the rotary actuator fixing member 30 with bolts or the like, and a flange portion 32b extending radially outward from the proximal end side portion of the cylindrical portion 32a.
  • the base end side portion of the inner peripheral surface of the cylindrical portion 32a is fixed to the outer peripheral surface of the rotary actuator fixing member 30.
  • the cover rotating body 33 has a cylindrical portion 33a and a flange portion 33b extending radially inward from the base end side portion of the cylindrical portion 33a.
  • a disk-shaped rotating body mounting member 34 is provided on the mounting member 3 mounted on the output portion Ra of the rotary actuator Ra.
  • the rotating body mounting member 34 is arranged coaxially with the rotating shaft Ca of the rotating actuator Ra.
  • a flange portion 33b of the cover rotating body 33 is installed on the outer peripheral side portion of the rotating body mounting member 34 via the spacer 42. Therefore, the cover rotating body 33 rotates in synchronization with the output unit Raa of the rotating actuator Ra.
  • An annular gap ⁇ 1 for preventing interference between the flange portions 33b and 32b is provided between the inner peripheral side edge portion of the flange portion 33b and the outer peripheral side edge portion of the flange portion 32b of the cover fixing body 32. ..
  • the cable bear 44 is arranged in the annular space surrounded by the cover rotating body 33 and the cover fixing body 32.
  • the cable bear 44 protects and guides the cable Cb extending from the attitude control actuator 10 and the end effector Ee (FIG. 2). Note that the cable bear is omitted in FIG. 8B.
  • the cable bear 44 is provided so as to slide in the rotational direction around the rotary actuator Ra.
  • One end of the cable bear 44 in the longitudinal direction is fixed to a part of the cover rotating body 33, and the other end in the longitudinal direction is fixed to a part of the cover fixing body 32 with bolts or the like.
  • the cable bear 44 is guided by the cylindrical portions 32a and 33a and the flange portions 32b and 33b, respectively.
  • the cable Cb includes an encoder cable, a power cable, and the like connected to the attitude control actuator 10.
  • the linear motion unit 63 has an XYZ stage that moves in three orthogonal axes.
  • the linear motion unit 63 has first, second and third linear motion actuators 65, 66, 67.
  • the first linear actuator 65 moves forward and backward in the X-axis direction (left-right direction in FIG. 1).
  • the second linear actuator 66 advances and retreats in the Y-axis direction, which is a front-rear direction orthogonal to the X-axis direction.
  • the third linear actuator 67 advances and retreats in the Z-axis direction orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively.
  • the Z-axis direction is set to be the vertical direction.
  • the first, second, and third linear actuators 65, 66, 67 are driven by the motors 65a, 66a, 67a, which are drive sources, respectively, and convert the rotation of each motor 65a, 66a, 67a into a linear reciprocating operation. It has a conversion mechanism (not shown) such as a ball screw.
  • the first linear actuator 65 has a guide 65b which is a first sliding portion, a slide table 65c which is a first sliding portion, and a motor 65a.
  • the guide 65b, which is the first sliding portion extends along the X-axis direction.
  • the second linear actuator 66 has a guide 66b which is a second sliding portion, a slide table 66c which is a second sliding portion, and a motor 66a.
  • the guide 66b, which is the second sliding portion, extends along the Y-axis direction.
  • the first and second linear acting actuators 65 and 66 are arranged so that the advancing and retreating directions of the slide tables 65c and 66c, which are the first and second sliding portions, are orthogonal to each other.
  • the third linear actuator 67 has a slide table 67c which is a third sliding portion, a guide 67b which is a third sliding portion, and a motor 67a.
  • the guide 67b, which is the third sliding portion extends along the Z-axis direction.
  • the third linear actuator 67 is arranged so that the advancing / retreating direction of the guide 67b, which is the third sliding portion, is orthogonal to the advancing / retreating direction of the slide tables 65c, 66c, which are the first and second sliding portions. ing.
  • a guide 65b of the first linear actuator 65 is attached to the gantry 62, and the slide table 65c is driven forward and backward along the guide 65b extending in the X-axis direction.
  • the guide 66b of the second linear actuator 66 is connected to the slide table 65c via the connecting fixing member 68.
  • the slide table 66c is driven forward and backward along the guide 66b extending in the Y-axis direction, and the slide table 67c is connected to the slide table 66c via a connecting fixing member 69.
  • the slide table 67c of the third linear actuator 67 may be directly fixed to the slide table 66c of the second linear actuator 66.
  • the guide 67b of the third linear actuator 67 driven forward and backward with respect to the slide table 67c serves as the output unit of the linear motion unit 63.
  • a rotating unit Ru is attached to the guide 67b, which is the output unit. That is, the rotary actuator Ra is attached to the lower end of the guide 67b, and the rotary axis Ca of the rotary actuator Ra is attached so as to be parallel to the advancing / retreating direction (vertical direction in this example) of the third linear actuator 67. ing.
  • the rotation unit Ru is installed at the lower end of the guide 67b of the third linear actuator 67, and the guide 67b of the third linear actuator 67 and the rotation unit Ru move in conjunction with each other. Therefore, the number of parts around the rotating unit Ru is reduced, and the work area can be widened.
  • the rotation axis Ca of the rotary actuator Ra may be attached at an angle with respect to the advancing / retreating direction of the third linear actuator 67.
  • the rotation unit Ru is installed at the lower end of the guide 67b of the third linear actuator 67, but the guide 67b of the third linear actuator 67 is located at a place other than the lower end.
  • a rotating unit Ru may be installed.
  • the first or second linear acting actuators 65 and 66 may be used as the output unit of the linear motion unit 63.
  • the guide 67b may be fixed to the second actuator 66, and the rotation unit Ru may be fixed and moved to the slide table 67c.
  • the guide 67b corresponds to the third sliding portion
  • the slide table 67c corresponds to the third sliding portion.
  • FIG. 1 shows a state in which the end effector Ee faces sideways and works on the left side surface of the work 2.
  • the rotation angle ⁇ p of the rotary actuator Ra in this state is defined as 0 °
  • the counterclockwise rotation in the plan view is defined as the + direction.
  • FIG. 11 shows a state in which work is performed on the upper surface of the work 2.
  • the rotation angle ⁇ p of the rotary actuator Ra does not operate with respect to the state shown in FIG.
  • FIG. 12 shows a state in which work is performed on the lower surface of the work 2.
  • the rotation angle ⁇ p of the rotary actuator Ra does not operate with respect to the state shown in FIG.
  • the rotation angle ⁇ p of the rotary actuator Ra and the posture (folding angle) of the link actuating device 7 according to the work shape are shown.
  • ⁇ , turning angle ⁇ ) can be determined. Therefore, the work can be performed on the work 2 having any shape.
  • an example of the mounting angle ⁇ t 45 ° is shown, but any mounting angle ⁇ t may be used.
  • the X-axis is fixed to the gantry as the first linear actuator, other axes may be fixed to the gantry or the like as the first linear actuator.
  • the gantry is fixed to the ground (floor), it may be fixed to the ceiling, wall, or the like.
  • the link actuating device 7 is operated by rotating the link actuating device 7 with an angle ⁇ t with respect to the rotary actuator Ra attached to the output unit of the linear motion unit 63. Even if the maximum bending angle ⁇ max is 90 °, the work 2 can be approached from the hemispherical direction or higher. For example, when the rotary actuator Ra is arranged vertically downward and the link actuating device 7 is attached with an angle ⁇ t, it becomes possible to approach not only from the northern hemisphere direction but also from the southern hemisphere direction. Therefore, the work range for the work 2 can be increased as compared with the conventional case, and the setup change work can be shortened. Further, since the rotating unit Ru is equipped with the link actuating device 7, it is possible to realize fine-grained work like manual work at high speed and high accuracy.
  • the two or more attitude control actuators 10 are arranged so that their rotation axes 22 are orthogonal to the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side, and the rotation axes 22 of the two attitude control actuators 10 are arranged.
  • the intersection (center position P10) is on the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side forming the angle ⁇ t.
  • the bisector 22L of the rotation shaft 22 of the two or more attitude control actuators 10 out of the two or more attitude control actuators 10 is the center of the rotation shaft Ca of the rotation actuator Ra and the link hub 12 on the proximal end side.
  • the bisector 22L is located on a plane formed by the axis QA, and is located on the sharp angle side of the angle ⁇ t formed by the rotation axis Ca of the rotary actuator Ra and the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side.
  • the attitude control actuator 10 of the link actuator 7 and the rotary actuator Ra are less likely to interfere with each other as compared with the configuration in which the link actuator 7 is tilted in another direction, and the distance between the rotary actuator Ra and the link actuator 7 is reduced.
  • the moment of inertia of the rotary actuator Ra is reduced, and the weight of the rotary unit Ru is reduced, so that high-speed operation of the entire work device can be realized.
  • the rotary actuator Ra has an actuator main body 18 for rotation control and a speed reducer 19, it is possible to realize a more compact rotation actuator Ra in the radial direction than a rotary drive type rotary actuator without a speed reducer.
  • the cable Cb connected to the attitude control actuator 10 and the like of the link actuating device 7 can be compactly stored in the cable bear 44. can. Therefore, the cable Cb can be easily routed, and the concern about disconnection of the cable Cb can be reduced.
  • the linear motion unit 63 has a first linear motion actuator 65 attached to the gantry 62, a second linear motion actuator 66, and a third linear motion actuator 67 that is an output unit of the linear motion unit 63. There is. As a result, it becomes possible to work on the work 2 conveyed by the conveyor or the like, and it becomes possible to install it as one unit without changing the conveyor line.
  • the work device 1 By arranging the linear motion unit 63 so as to move in the orthogonal three-axis directions, the work device 1 can be operated intuitively. Therefore, not only the operability is improved, but also the balance of the work apparatus 1 is stable, and high-speed operation can be realized.
  • the third linear acting actuator 67 is arranged so that the advancing / retreating direction of the guide 67b, which is the third sliding portion, is in the vertical direction, and the third sliding portion is the slide table 67c of the linear acting actuator 67. be. Therefore, it becomes easy to avoid the interference between the work 2 and the third sliding portion in the linear motion unit 63, and the size of the entire work device can be made compact.
  • the third linear actuator 67 which is the output portion of the linear motion unit 63, the third sliding portion easily comes into contact with the work 2.
  • the linear motion unit 63 is moved at high speed in various directions while moving the guide 67b to the interference avoidance position with respect to the work 2. can do.
  • the rotary actuator Ra is arranged so that its rotation axis Ca is parallel to the advancing / retreating direction of the third sliding portion. Therefore, the work on the work 2 conveyed by the conveyor or the like becomes easy.
  • the work is mainly on the upper surface and the side surface of the work, and when it is desired to work on the lower surface of the work, the work is often inverted. With the above configuration, the work can be performed not only from the upper surface and the side surface of the work 2 but also from the lower surface side, and the setup change or the like becomes unnecessary.
  • the link actuating device 7 may have a maximum bending angle ⁇ max of 90 ° or more between the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side and the central axis QB of the link hub 16 on the distal end side. In this case, even if the angle ⁇ t formed by the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side of the link actuating device 7 and the rotation axis Ca of the rotary actuator Ra is small, the working range for the work 2 can be large.
  • the visual inspection process which has been visually inspected by humans from various directions, can be automatically performed at high speed and with high accuracy. become. Further, the work 2 can be visually inspected from various directions such as scratches or dents and the presence or absence of parts. Further, when the cables connected to the image processing device Eg such as the camera Cr and the illumination Le can be passed through the internal space of the link operating device 7, the cables can be easily routed and the turning direction operation is repeated. However, cables are not twisted, and problems such as disconnection can be reduced.
  • the working apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 15 to 18.
  • the working device 1B shows an example in which the mounting angle ⁇ t of the link operating device 7 is changed from 45 ° to 90 ° with respect to the above-described embodiment (FIG. 1). That is, the link actuating device 7 is attached so that the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side is orthogonal to the rotation axis Ca of the rotary actuator Ra. Actually, the link actuating device 7 is further rotated by 180 ° around the central axis of the link hub 12 on the base end side thereof and attached to the mounting member 3.
  • the link operating device 7 having a maximum bending angle ⁇ max of 90 ° or more is used, and the central axis QA of the link hub 12 on the proximal end side with respect to the rotation axis Ca of the rotary actuator Ra. Are arranged so that they are orthogonal to each other. As a result, the end effector Ee can approach various surfaces of the work 2 from the vertical direction of the surfaces to perform the work.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment described above, and have the same effects as those of the first embodiment.
  • a third linear actuator 67 that advances and retreats in the Z-axis direction may be arranged on the work 2 side.
  • the rotary actuator Ra is attached to the slide table 66c of the second linear actuator 66.
  • the point that the rotation axis Ca of the rotary actuator Ra is parallel to the advancing / retreating direction (vertical direction) of the third linear actuator 67 is the same as the first and second embodiments described above.
  • the weight of the assembly including the rotary unit Ru and the linear actuator (second linear actuator 66 in this example) that supports the rotary unit Ru can be reduced, and the entire work apparatus can be operated at high speed. can.
  • the movable range of the linear motion unit 63 can be compactly accommodated, and it becomes easy to realize the compactification of the entire work device.
  • the first and second linear acting actuators 65 and 66 that advance and retreat in the X-axis and Y-axis directions may be installed on the work 2 side.
  • the first linear actuator 65 is installed on the ground (floor), and the guide 66b of the second linear actuator 66 is fixed to the slide table 65c via the connecting fixing member 68.
  • the work 2 is placed on the slide table 66c driven forward and backward along the guide 66b via the work installation table 8 or the work elevating device 8A.
  • a third linear actuator 67 that advances and retreats in the Z-axis direction is attached to the gantry 62 via a connecting fixing member 69.
  • the weight of the assembly including the rotary unit Ru and the linear actuator (in this example, the third linear actuator 67) that supports the rotary unit Ru can be reduced, and the entire work apparatus can be operated at high speed. can.
  • the linear motion unit 63 may be arranged on the work 2 side, and the rotary actuator Ra may be attached to the gantry 62.
  • the rotating unit Ru can be supported independently of the linear motion unit 63, high-speed operation of the entire working device can be realized.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and various additions, changes, or deletions can be made without departing from the gist of the present invention.
  • a motor with a speed reducer is applied as the rotary actuator, but other configurations such as a direct drive or a servo motor without a speed reducer may be used.
  • the cover provided around the rotary actuator may be a fixed cover fixed to a fixed portion of the rotary actuator or the like, and a cable bear may be arranged in the cover. Further, without a cover, the cable bear may be provided so as to simply slide in the rotational direction around the rotary actuator. Therefore, such things are also included within the scope of the present invention.

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Abstract

作業装置（１）は、回転ユニット（Ｒｕ）と直動ユニット（６３）とを組み合わせた作業装置である。回転ユニット（Ｒｕ）は、リンク作動装置（７）と回転アクチュエータ（Ｒａ）とを備える。リンク作動装置（７）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ている。リンク作動装置（７）は、回転アクチュエータ（Ｒａ）の回転軸（Ｃａ）に対して、基端側のリンクハブ（１２）の中心軸（ＱＡ）が角度（θｔ）を成すように回転アクチュエータ（Ｒａ）の出力部に取り付けられている。直動ユニット（６３）は、出力部となる直動アクチュエータ（６７）を有し、この直動アクチュエータ（６７）に回転ユニット（Ｒｕ）が取り付けられている。

Description

作業装置 関連出願
　この出願は、２０２０年１１月２０日出願の特願２０２０－１９３４４９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。
　本発明は、例えば、医療機器または産業機器等の高速、高精度、広範な作動範囲、および、木目細かい動作を必要とする機器に用いられる作業装置に関する。
　特許文献１では、ベースプレートとトラベリングプレートとを有し、両者の間を複数のリンクで結合し、これらのリンクを協調動作させることによりトラベリングプレートを移動させるパラレルリンク機構によって所定の作業を行う作業装置が提案されている。
　特許文献２では、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なリンク作動装置が提案されている。
　特許文献３では、直動ユニットと、パンチルト機構である回転ユニットを組み合わせた作業装置が提案されている。
　特許文献４では、一般的な垂直多関節ロボットを用いた作業装置が提案されている。
　特許文献５では、リンク作動装置と直動ユニットを組み合わせた作業装置（外観検査装置）が提案されている。
特開２０００－０９４２４５号公報 米国特許第５８９３２９６号明細書 特開２０１３－０６４６４４号公報 特開２０１７－０２６４４１号公報 特開２０１８－１９４４４３号公報
　特許文献１のパラレルリンク機構では、各リンクの作動角が小さいので、トラベリングプレートの作動範囲を大きく設定しようとすると、リンク長が長くなる。そのため、機構全体の寸法が大きくなって装置の大形化を招くという課題があった。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も小さいものに制限されるという課題もあった。
　特許文献２のリンク作動装置は、特許文献１のパラレルリンク機構より回転方向の可動範囲は大きくなったが、平面方向の移動ができないので、リンク作動装置単独では複雑な作業を実現することは難しかった。
　特許文献３，４では、カメラおよびワークを様々な角度に位置決めする作業装置が提案されている。しかし、特許文献３のような回転機構は、一般的な垂直多関節ロボットの手首関節と同じ構成であり、先端の姿勢を少し変更させる場合でも、特定の回転機構が大きく動き、動作速度が遅くなるという課題がある。具体的には、旋回動作が必要な場合に、先端の移動角度に対して旋回軸（特許文献３では第１回転軸１３１に相当）を大きく動かす必要がある。また、特許文献４のような垂直多関節ロボットでは、先端の姿勢を少し変更させる場合に特許文献３と同じ課題があり、また、ロボット全体の移動量が大きいので、安全柵等を設けると装置全体のサイズが大きくなるという課題がある。
　これらの課題を解決するために、特許文献５のようなリンク作動装置と直動ユニットを組み合わせた作業装置が提案された。しかしながら、特許文献５の構成では、コンパクトな作業装置を実現できるが、ワークに対して半球面方向（例えば、北半球方向）からしかアプローチできない。このため、例えば、ワークの下方向から作業を実施したい場合でも、ワークを反転させる必要があった。
　本発明の目的は、ワークに対する作業範囲を大きくとれ、高速、高精度で、人の手作業のように木目細かい作業を実現でき、段取り替え作業を短縮できる作業装置を提供することである。
　この発明の作業装置は、回転ユニットと直動ユニットとを組み合わせた作業装置であって、
　前記回転ユニットは、リンク作動装置と回転アクチュエータとを備え、
　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、前記各リンク機構が、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、
　前記リンク作動装置は、前記回転アクチュエータの回転軸に対して、前記基端側のリンクハブの中心軸が角度θｔを成すように、前記回転アクチュエータの出力部に取り付けられ、
　前記直動ユニットは、出力部となる直動アクチュエータを有し、この直動アクチュエータに前記回転ユニットが取り付けられている。
　この構成によると、リンク作動装置の基端側のリンクハブの中心軸と、回転アクチュエータの回転軸とが角度θｔを成すように配置することで、リンク作動装置による作業範囲をオフセットさせることができる。例えば、最大折れ角９０°のリンク作動装置を真下方向に取り付けた場合、ワークに対するリンク作動装置の作業範囲は北半球方向のみであるが、基端側のリンクハブの中心軸と、回転アクチュエータの回転軸とが角度θｔを成すように配置すると、角度θｔを成す方向のみ南半球方向からも作業を行うことができるようになる。
　さらに、角度θｔをつけた状態で回転アクチュエータによりリンク作動装置を回転させることで、角度θｔを成す方向を旋回方向に回転させることができる。このため、回転アクチュエータをこの回転軸回りに±１８０°回転させれば、ワークに対して全周から南半球方向から作業できるようになる。その結果、従来よりもワークに対する作業範囲を大きくとれ、段取り替え作業の短縮を図ることが可能となる。また、リンク作動装置を使用しているので、高速、高精度で、人の手作業のように木目細かい作業を実現できる。
　前記リンク作動装置の２つ以上の姿勢制御用アクチュエータは、それらの回転軸が前記基端側のリンクハブの中心軸と直交するように配置され、前記２つ以上の姿勢制御用アクチュエータの回転軸の交点が、前記角度θｔを成す前記基端側のリンクハブの中心軸上にあり、前記２つ以上の姿勢制御用アクチュエータのうち２つの姿勢制御用アクチュエータの回転軸の二等分線が、前記回転アクチュエータの回転軸と前記基端側のリンクハブの中心軸が成す平面上にあり、前記回転アクチュエータの回転軸と前記基端側のリンクハブの中心軸が成す角度の鋭角側に前記二等分線が位置してもよい。
　この構成によると、リンク作動装置を他の方向に傾けた構成よりも、リンク作動装置の姿勢制御用アクチュエータと回転アクチュエータが干渉しにくくなり、回転アクチュエータとリンク作動装置間の距離が短くなるように配置できる。その結果、作業装置全体のコンパクト化を実現できる。また、回転アクチュエータの慣性モーメントが小さくなり、回転ユニットが軽量化するので、作業装置全体の高速動作を実現できる。
　前記回転アクチュエータは、回転制御用のアクチュエータ本体と、このアクチュエータ本体の回転を減速する減速機とを有し、少なくとも前記姿勢制御用アクチュエータから延びるケーブルを保護し案内するケーブルベア（登録商標）が、前記回転アクチュエータの周りに回転方向に摺動するように設けられていてもよい。この構成によると、回転アクチュエータが、回転制御用のアクチュエータ本体と減速機とを有するので、減速機のない回転駆動方式の回転アクチュエータよりも、回転アクチュエータの径方向のコンパクト化を実現できる。空きスペースである回転アクチュエータの周りに、回転方向に摺動するケーブルベアを設けたことで、リンク作動装置の姿勢制御用アクチュエータ等に接続するケーブルをケーブルベアにコンパクトに収納できる。このため、ケーブルの取り回しが容易になり、ケーブルの断線等の心配も軽減できる。
　前記直動ユニットは、架台に取り付けられる第１の直動アクチュエータと、第２の直動アクチュエータと、前記直動ユニットの出力部となる前記第３の直動アクチュエータとを有し、この第３の直動アクチュエータに前記回転ユニットが取り付けられていてもよい。この構成によると、コンベア等で搬送されてくるワークに対して作業を行うことができるようになり、例えば、コンベアラインを変更せずに１つのユニットとして設置できるようになる。
　前記直動ユニットは、前記架台に取り付けられる第１の被摺動部およびこの第１の被摺動部に沿って進退駆動される第１の摺動部を有する前記第１の直動アクチュエータと、前記第１の摺動部に連結される第２の被摺動部およびこの第２の被摺動部に沿って進退駆動される第２の摺動部を有する前記第２の直動アクチュエータと、前記第２の摺動部に連結される第３の被摺動部およびこの第３の被摺動部に沿って進退駆動される第３の摺動部を有する前記第３の直動アクチュエータとを有してもよい。この構成によると、直動ユニットは、第１の摺動部に第２の被摺動部が連結され、第２の摺動部に第３の被摺動部が連結されている。したがって、既存のコンベアラインに対して作業装置を容易に設置し得る。このため、作業装置の汎用性を高めることができる。
　前記第１および第２の直動アクチュエータは、前記第１および第２の摺動部の進退方向が直交するように配置され、前記第３の直動アクチュエータは、前記第３の摺動部の進退方向が、前記第１および第２の摺動部の進退方向に直交するように配置されていてもよい。このように直動ユニットを直交３軸方向に動くように配置することで、作業装置を直感的に操作できる。このため、操作性が向上するだけでなく、作業装置のバランスが安定し、高速動作を実現できる。
　前記第３の直動アクチュエータは、前記第３の摺動部の進退方向が上下方向となるように配置し、前記第３の摺動部は前記直動アクチュエータのガイドであり、前記第３の被摺動部は前記直動アクチュエータのスライドテーブルとしてもよい。この構成によると、ワークと直動ユニットの第３の摺動部の干渉を回避しやすくなり、作業装置全体のサイズをコンパクトにできる。上記構成では、ワークに対する作業範囲を広くとれるので、特に、直動ユニットの出力部となる第３の直動アクチュエータは、第３の摺動部がワークと接触しやすくなる。この構成のように第３の摺動部であるガイドを上下方向に移動させる構成であれば、ワークに対し第３の摺動部を干渉回避位置に移動させながら、直動ユニットを様々な方向に高速に移動することができる。
　前記回転アクチュエータは、その回転軸が前記第３の摺動部の進退方向に平行になるように配置されていてもよい。この構成によると、コンベア等で搬送されてくるワークに対する作業が容易となる。コンベア等で搬送されてくるワークに対して作業を行う場合、ワークの上面と側面に対する作業がメインとなり、ワークの下面等に作業を行いたい場合はワークを反転させて対応する場合が多い。この構成では、ワークの上面および側面だけでなく、下面側からも作業を実施できるようになり、段取り替え等も不要になる。
　前記リンク作動装置は、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の最大折れ角が９０°以上であってもよい。この構成によると、リンク作動装置における基端側のリンクハブの中心軸と、回転アクチュエータの回転軸との成す角度θｔが小さくても、ワークに対する作業範囲を大きくとれる。
　前記リンク作動装置は、前記回転アクチュエータの回転軸に対して、前記基端側のリンクハブの中心軸が直交するように取り付けられていてもよい。最大折れ角が９０°以上のリンク作動装置を使用し、かつ、回転アクチュエータの回転軸に対して、基端側のリンクハブの中心軸が直交するように配置することで、ワークに対して上面も下面の垂直方向から作業できるようになり、ワークの全面に対して作業できるようになる。
　この作業装置は、前記リンク作動装置に画像処理機器が搭載された外観検査装置であってもよい。この構成によると、これまで人が様々な方向から目視検査していた外観検査工程を、高速、高精度で、自動的にできるようになる。さらに、カメラおよび照明等の画像処理機器に接続されるケーブル類をリンク作動装置の内部空間に通すことができる場合には、前記ケーブル類の取り回しが容易になり、旋回方向動作を繰り返してもケーブル類が捩れることがなく、断線等の不具合も低減できる。
　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。
　本発明は、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、本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。本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の実施形態に係る作業装置の正面図である。 同作業装置の回転ユニットの部分拡大図である。 同回転ユニットのリンク作動装置の斜視図である。 同リンク作動装置の２つのリンク機構を省略した簡易モデルの正面図である。 図４のV-V線の一部断面図である。 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。 同リンク作動装置の最大折れ角等を示す図である。 同回転ユニットの回転アクチュエータの水平断面図である。 同回転アクチュエータの縦断面図である。 同作業装置の直動ユニットの正面図である。 同直動ユニットの平面図である。 ワークの上面に対して作業を行う状態を示す同作業装置の正面図である。 ワークの下面に対して作業を行う状態を示す同作業装置の正面図である。 ワークの右側面に対して作業を行う状態を示す同作業装置の正面図である。 リンク作動装置に画像処理機器が搭載された外観検査装置の正面図である。 この発明の第２の実施形態に係る作業装置の正面図である。 ワークの上面に対して作業を行う状態を示す同作業装置の正面図である。 ワークの下面に対して作業を行う状態を示す同作業装置の正面図である。 ワークの右側面に対して作業を行う状態を示す同作業装置の正面図である。 この発明の第３の実施形態に係る作業装置の正面図である。 この発明の第４の実施形態に係る作業装置の正面図である。 この発明の第５の実施形態に係る作業装置の正面図である。
　［第１の実施形態］
　回転ユニットと直動ユニットとを組み合わせた作業装置を図１ないし図１４と共に説明する。
　＜作業装置の概略構造＞
　図１に示すように、地面である床に固定された架台６２に直動ユニット６３が設置され、直動ユニット６３の出力部となる第３の直動アクチュエータ６７のガイド（第３の摺動部）６７ｂに、回転ユニットＲｕが取り付けられている。回転ユニットＲｕは、回転アクチュエータＲａとリンク作動装置７とを備える。回転アクチュエータＲａの回転軸Ｃａは、第３の直動アクチュエータ６７のガイド６７ｂの進退方向（この例では上下方向）に対し平行になるように配置されている。
　図２に示すように、このリンク作動装置７は、回転アクチュエータＲａの回転軸Ｃａに対して、リンク作動装置７における基端側のリンクハブ（後述する）１２の中心軸ＱＡと、回転アクチュエータＲａの回転軸Ｃａとが角度θｔを成すように、回転アクチュエータＲａの出力部Ｒａａに、取付部材３およびスペーサ４を介して取り付けられている。以下の説明において、前記角度θｔを「取付角度θｔ」と称する場合がある。
　図１に示すように、被作業体であるワーク２は、コンベア等の搬送機器５によりワーク設置台８に載置されて搬送される。ワーク設置台８にワーク２を載置するのではなく、作業工程にきたらワーク昇降装置８Ａによりワーク２を搬送機器５から持ち上げてもよい。また、搬送機器５でワーク２を搬送するのではなく、ワーク設置台８に作業者または他のロボットがワーク２を載置してもよい。
　作業装置１は、リンク作動装置７の先端部材４０に取り付けられたエンドエフェクタＥｅを、ワーク２に対し位置決めして作業を行う。回転ユニットＲｕと直動ユニット６３は、例えば、共通のコントローラに接続され、このコントローラにより同期制御する。なお、回転ユニットＲｕと直動ユニット６３を非同期で制御してもよい。
　＜リンク作動装置について＞
　図３および図４に示すように、リンク作動装置７は、パラレルリンク機構９と、このパラレルリンク機構９を作動させる姿勢制御用アクチュエータ１０とを備える。
　＜パラレルリンク機構＞
　パラレルリンク機構９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いる。リンク機構１４は４組以上であってもよい。なお、図４では、１組のリンク機構１４のみが示され、残りの２つのリンク機構が省略されている。
　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を有し、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１５，１６はＬ字形状であり、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に回転可能に連結されている。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可能に連結されている。
　パラレルリンク機構９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１２と基端側の端部リンク部材１５の各回転対偶、および基端側の端部リンク部材１５と中央リンク部材１７の各回転対偶の中心軸が、基端側の球面リンク中心ＰＡで交差している。同様に、先端側のリンクハブ１３と先端側の端部リンク部材１６の各回転対偶、および先端側の端部リンク部材１６と中央リンク部材１７の各回転対偶の中心軸が、先端側の球面リンク中心ＰＢで交差している。
　また、基端側のリンクハブ１２と基端側の端部リンク部材１５との回転対偶の中心と基端側の球面リンク中心ＰＡ間の距離は同じである。基端側の端部リンク部材１５と中央リンク部材１７との回転対偶の中心と基端側の球面リンク中心ＰＡ間の距離は同じである。同様に、先端側のリンクハブ１３と先端側の端部リンク部材１６との回転対偶の中心と先端側の球面リンク中心ＰＢ間の距離は同じである。先端側の端部リンク部材１６と中央リンク部材１７との回転対偶の中心と先端側の球面リンク中心ＰＢ間の距離は同じである。基端側および先端側の端部リンク部材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を持っていてもよいし、平行であってもよい。
　図５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、球面リンク中心ＰＡとの関係が示されている。先端側のリンクハブ１３（図４）および先端側の端部リンク部材１６（図４）の形状ならびに位置関係も、図示しないが図５と同様である。図５では、基端側のリンクハブ１２と基端側の端部リンク部材１５との各回転対偶の中心軸Ｏ１と、基端側の端部リンク部材１５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°である。但し、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６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、どのような姿勢をとっていても、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いう。図６は、１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９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からなる基端側部分と、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からなる先端側部分との位置関係が、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軸周りに回転自在な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、基端側および先端側の球面リンク中心ＰＡ，ＰＢを通り、基端側および先端側のリンクハブ１２，１３と基端側および先端側の端部リンク部材１５，１６の各回転対偶の中心軸Ｏ１（図５）と直角に交わる直線を基端側および先端側のリンクハブ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の最大値である最大折れ角θｍａｘ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る。一方、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。なお、最大折れ角θｍａｘが９０°以上であってよい。
　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７の実線は、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が同一線上にある状態を示し、図７の二点鎖線は、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（折れ角）をとった状態を示す。図６に示すように、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は変化しない。
　図５および図６に示すように、このパラレルリンク機構９において、以下の条件１～５を全て満たすとき、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からなる基端側部分と、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からなる先端側部分とは同じに動く。よって、パラレルリンク機構９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における基端側および先端側のリンクハブ１２，１３と基端側および先端側の端部リンク部材１５，１６の回転対偶の中心軸Ｏ１の角度および基端側および先端側の球面リンク中心ＰＡ，ＰＢからの長さが互いに等しい。
　条件２：各リンク機構１４の基端側および先端側のリンクハブ１２，１３と基端側および先端側の端部リンク部材１５，１６の回転対偶の中心軸Ｏ１、および基端側および先端側の端部リンク部材１５，１６と中央リンク部材１７の回転対偶の中心軸Ｏ２が、基端側および先端側において基端側および先端側の球面リンク中心ＰＡ，ＰＢと交差する。
　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と基端側および先端側の端部リンク部材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および図４に示すように、基端側のリンクハブ１２は、平板状の基端部材６と、この基端部材６と一体に設けられた３個の回転軸連結部材２１とを有する。図５に示すように、基端部材６は中央部に円形の貫通孔６ａを有し、この貫通孔６ａ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。図４および図５に示すように、貫通孔６ａの中心は、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡ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の一端が連結されている。
　図５に示すように、回転軸２２は、軸方向に沿って順次、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に外輪外周面が嵌合状態で設置され固定されている。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２２は、大径部２２ａで後述の減速機構５２の出力軸５２ａに同心軸上に配置されている。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の一端が連結されている。基端側の端部リンク部材１５の一端に切欠き部２５が形成され、この切欠き部２５の両側部分が内外一対の回転軸支持部２６，２７を構成している。これら一対の回転軸支持部２６，２７に貫通孔がそれぞれ形成されている。回転軸連結部材２１が切欠き部２５内に配置され、回転軸２２の小径部２２ｂが前記貫通孔および軸受２３の内輪内周面に挿通されている。回転軸２２の雄ねじ部２２ｃは、内側の回転軸支持部２７よりも内側に突出している。
　回転軸２２の大径部２２ａの外周にスペーサ２８が嵌合され、このスペーサ２８を介して基端側の端部リンク部材１５と減速機構５２の出力軸５２ａとがボルト２９で固定されている。さらに、回転軸２２の雄ねじ部２２ｃにナットが螺着されている。軸受２３の内輪端面と一対の回転軸支持部２６，２７との間に、スペーサが介在されており、前記ナットの螺着時に軸受２３に予圧が付与される。
　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が連結されている。この回転軸３５は、基端側のリンクハブ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３５ｂ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。基端側の端部リンク部材１５の他端に切欠き部３７が形成され、この切欠き部３７の両側部分が内外一対の回転軸支持部３８，３９を構成している。これら回転軸支持部３８，３９に貫通孔がそれぞれ形成されている。雄ねじ部３５ｃは、内側の回転軸支持部３９よりも内側に突出している。
　切欠き部３７内に中央リンク部材１７の一端が配置され、前記小径部３５ｂが前記貫通孔および軸受３６の内輪内周面に挿通されている。さらに、雄ねじ部３５ｃにナットが螺着されている。軸受３６の内輪端面と一対の回転軸支持部３８，３９との間に、スペーサが介在されており、前記ナットの螺着時に軸受３６に予圧が付与される。
　図３および図７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４０と、この先端部材４０の底面に円周方向等配で設けられた３個の回転軸連結部材４１とを有する。各回転軸連結部材４１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４１には、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４３が回転自在に連結されている。この回転軸４３に、先端側の端部リンク部材１６の一端が連結されている。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４５が連結されている。
　先端側のリンクハブ１３の回転軸４３および中央リンク部材１７の回転軸４５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４１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。
　＜姿勢制御用アクチュエータ＞
　図３および図５に示すように、姿勢制御用アクチュエータ１０は、減速機構５２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６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１０と減速機構５２は一体に設けられ、モータ固定部材５３により減速機構５２が基端部材６に固定されている。なお、姿勢制御用アクチュエータ１０は、ブレーキ付きのものを使用してもよい。
　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１０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１０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。
　３つの姿勢制御用アクチュエータ１０は、それらの回転軸２２が基端側リンクハブ１２の中心軸ＱＡ（図４）と直交するように配置されている。これらの姿勢制御用アクチュエータ１０の回転軸２２の交点である中央位置Ｐ１０は、前記角度θｔ（図２）を成す基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡ（図４）上にある。また、３つの姿勢制御用アクチュエータ１０のうち２つの姿勢制御用アクチュエータ１０の回転軸２２の二等分線２２Ｌが、回転アクチュエータＲａの回転軸Ｃａと基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡが成す平面上にある。前記二等分線２２Ｌは、「回転軸２２」の軸心に直交し、且つ、「回転軸２２」の大径部２２ａの基端部と雄ねじ部２２ｃの先端部との長手方向中間部を通る線である。さらに、回転アクチュエータＲａの回転軸Ｃａと基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡが成す角度の鋭角側に前記二等分線２２Ｌが位置している。
　図５に示すように、減速機構５２はフランジ出力であって、大径の出力軸５２ａを有する。出力軸５２ａの先端面は、出力軸５２ａの中心線と直交する平面状のフランジ面５４となっている。出力軸５２ａ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（図４）と基端側の端部リンク部材１５の回転対偶部を構成する、回転軸２２の大径部２２ａが、減速機構５２の出力軸５２ａに設けられた内径溝５７に嵌っている。
　図４および図５に示すように、リンク作動装置７は、各姿勢制御用アクチュエータ１０を回転駆動することで、パラレルリンク機構９が作動する。詳しくは、姿勢制御用アクチュエータ１０を回転駆動すると、その回転が減速機構５２を介して減速して回転軸２２に伝達される。それにより、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の角度が変わり、基端側のリンクハブ１２に対する先端側のリンクハブ１３の姿勢が任意に変更される。
　＜回転アクチュエータ＞
　図１に示すように、回転アクチュエータＲａは、後述する直動ユニット６３の出力部に取り付けられている。図２、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、回転アクチュエータＲａは、回転制御用のアクチュエータ本体１８と、このアクチュエータ本体１８の回転を減速する減速機１９とを有する。この例の回転アクチュエータＲａとして、アクチュエータ本体１８と減速機１９とが一体に設けられた減速機付きモータが適用されている。また、この例では、リンク作動装置７の基端側リンクハブ１２の中心軸ＱＡと回転アクチュエータＲａの回転軸Ｃａは、交差するように取り付けられているが、交差させずに取り付けられてもよい。
　前記直動ユニット６３の出力部（図１）に取り付けられる連結部材２０に、複数本の支柱２４が平行に立設されている。これら支柱２４の先端部に回転アクチュエータ固定部材３０が設置され、この回転アクチュエータ固定部材３０に、前記減速機付きモータが固定されている。回転アクチュエータＲａの出力部Ｒａａは、この回転軸Ｃａ回りに回転角θｐだけ回転する。回転角θｐの範囲は最大±１８０°である。
　回転アクチュエータＲａの出力部Ｒａａである減速機１９の出力軸には、ボルト等により取付部材３が固定されている。回転アクチュエータＲａの前記出力軸には、取付部材３によりリンク作動装置７が角度θｔ傾けた状態で設置されている。具体的には、取付部材３の先端部に、回転アクチュエータＲａの回転軸Ｃａに対して所定角度で傾斜する傾斜面３ａが設けられている。この傾斜面３ａに対して、スペーサ４を介して、基端側リンクハブ１２の基端部材６がボルト等で固定されている。
　前記角度θｔは０°より大きく９０°以下（０°＜θｔ≦９０°）の角度範囲に設定される。この例では、角度θｔは４５°であるが、これに限定されない。また、リンク作動装置７における基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと、回転アクチュエータＲａの回転軸Ｃａとは交差するように取り付けられている。このような構成により、リンク作動装置７は、前記回転軸Ｃａに対し角度θｔ傾いた状態で回転アクチュエータＲａの回転軸ＣＡ周りを回転する。
　＜エンドエフェクタ＞
　先端側のリンクハブ１３の先端部材４０に、エンドエフェクタＥｅが取り付けられている。エンドエフェクタＥｅは、例えば、グリッパを含むハンド、洗浄用ノズル、ディスペンサ、溶接トーチ、画像処理機器Ｅｇ（図１４）等である。
　図１４に示す画像処理機器Ｅｇは、例えば、ワーク２を撮像するカメラＣｒ、およびワーク２を照らす照明具Ｌｅ等を含む。この場合の作業装置は、リンク作動装置７に画像処理機器Ｅｇが搭載された外観検査装置１Ａである。カメラＣｒおよび照明具Ｌｅは、配線を介してカメラ制御システム（図示せず）と繋がっており、前記カメラ制御システムにより撮影時の各種制御が行われる。
　＜カバー、ケーブルベア等＞
　図８Ａおよび図８Ｂに示すように、回転アクチュエータＲａの周りにはカバー３１が設けられている。カバー３１は、それぞれ円筒状のカバー固定体３２とカバー回転体３３とを有している。これらカバー固定体３２とカバー回転体３３は、互いに同軸で且つ回転アクチュエータＲａの回転軸Ｃａに同軸に配置されている。さらに、カバー回転体３３は、カバー固定体３２よりも大径に形成され、カバー固定体３２に対し相対回転可能に設けられている。
　カバー固定体３２は、回転アクチュエータ固定部材３０にボルト等で固定される円筒部３２ａと、この円筒部３２ａの基端側部分から径方向外側に延びるフランジ部３２ｂとを有する。回転アクチュエータ固定部材３０の外周面に、円筒部３２ａの内周面における基端側部分が固定されている。
　カバー回転体３３は、円筒部３３ａと、この円筒部３３ａの基端側部分から径方向内側に延びるフランジ部３３ｂとを有する。回転アクチュエータＲａの出力部Ｒａａに取り付けられた取付部材３に、円板状の回転体取付部材３４が設けられている。この回転体取付部材３４は回転アクチュエータＲａの回転軸Ｃａと同軸に配置されている。回転体取付部材３４の外周側部に、スペーサ４２を介して、カバー回転体３３のフランジ部３３ｂが設置されている。よって、カバー回転体３３は、回転アクチュエータＲａの出力部Ｒａａに同期して回転する。前記フランジ部３３ｂの内周側縁部と、カバー固定体３２のフランジ部３２ｂの外周側縁部との間に、両フランジ部３３ｂ，３２ｂの干渉を防ぐための環状隙間δ１が設けられている。
　カバー回転体３３とカバー固定体３２とで囲まれる環状空間に、ケーブルベア４４が配置されている。ケーブルベア４４は、姿勢制御用アクチュエータ１０およびエンドエフェクタＥｅ（図２）から延びるケーブルＣｂを保護し案内する。なお、図８Ｂではケーブルベアが省略されている。このケーブルベア４４は、回転アクチュエータＲａの周りに回転方向に摺動するように設けられている。ケーブルベア４４の長手方向一端部がカバー回転体３３の一部に、長手方向他端部がカバー固定体３２の一部に、それぞれボルト等で固定されている。これにより、ケーブルベア４４はそれぞれの円筒部３２ａ，３３ａおよびフランジ部３２ｂ，３３ｂで案内される。前記ケーブルＣｂとしては、具体的には、姿勢制御用アクチュエータ１０に接続するエンコーダケーブルおよび電源ケーブル等を含む。
　＜直動ユニット＞
　図１、図９および図１０に示すように、直動ユニット６３には、直交３軸方向に移動するＸＹＺステージを有している。直動ユニット６３は、第１，第２および第３の直動アクチュエータ６５，６６，６７を有する。第１の直動アクチュエータ６５はＸ軸方向（図１左右方向）に進退する。第２の直動アクチュエータ６６は、Ｘ軸方向に直交する前後方向であるＹ軸方向に進退する。第３の直動アクチュエータ６７は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ直交するＺ軸方向に進退する。この例では、前記Ｚ軸方向が上下方向となるように設定されている。
　第１，第２および第３の直動アクチュエータ６５，６６，６７は、それぞれ駆動源であるモータ６５ａ，６６ａ，６７ａで駆動され、各モータ６５ａ，６６ａ，６７ａの回転を直線往復動作に変換するボールねじ等の変換機構（図示せず）を有する。第１の直動アクチュエータ６５は、第１の被摺動部であるガイド６５ｂと、第１の摺動部であるスライドテーブル６５ｃと、モータ６５ａとを有する。第１の被摺動部であるガイド６５ｂはＸ軸方向に沿って延びる。
　第２の直動アクチュエータ６６は、第２の被摺動部であるガイド６６ｂと、第２の摺動部であるスライドテーブル６６ｃと、モータ６６ａとを有する。第２の被摺動部であるガイド６６ｂはＹ軸方向に沿って延びる。第１，第２の直動アクチュエータ６５，６６は、第１，第２の摺動部であるスライドテーブル６５ｃ，６６ｃの進退方向が直交するように配置される。
　第３の直動アクチュエータ６７は、第３の被摺動部であるスライドテーブル６７ｃと、第３の摺動部であるガイド６７ｂと、モータ６７ａとを有する。第３の摺動部であるガイド６７ｂはＺ軸方向に沿って延びる。第３の直動アクチュエータ６７は、第３の摺動部であるガイド６７ｂの進退方向が、第１および第２の摺動部であるスライドテーブル６５ｃ，６６ｃの進退方向に直交するように配置されている。
　架台６２に第１の直動アクチュエータ６５のガイド６５ｂが取り付けられ、Ｘ軸方向に延びる前記ガイド６５ｂに沿ってスライドテーブル６５ｃが進退駆動される。このスライドテーブル６５ｃに、連結固定部材６８を介して第２の直動アクチュエータ６６のガイド６６ｂが連結されている。Ｙ軸方向に延びる前記ガイド６６ｂに沿ってスライドテーブル６６ｃが進退駆動され、このスライドテーブル６６ｃに連結固定部材６９を介してスライドテーブル６７ｃが連結されている。なお、第３の直動アクチュエータ６７のスライドテーブル６７ｃは、第２の直動アクチュエータ６６のスライドテーブル６６ｃに直接固定されてもよい。スライドテーブル６７ｃに対し進退駆動される第３の直動アクチュエータ６７のガイド６７ｂが直動ユニット６３の出力部となる。
　この出力部となるガイド６７ｂに、回転ユニットＲｕが取り付けられている。つまり前記ガイド６７ｂの下端部に回転アクチュエータＲａが取り付けられ、この回転アクチュエータＲａの回転軸Ｃａが、第３の直動アクチュエータ６７の進退方向（この例では上下方向）と平行になるように取り付けられている。本実施形態の場合、第３の直動アクチュエータ６７のガイド６７ｂの下端部に回転ユニットＲｕが設置され、第３の直動アクチュエータ６７のガイド６７ｂと回転ユニットＲｕが連動して動く。このため、回転ユニットＲｕの周辺の部品が少なくなり、作業領域を広くとることができる。なお、回転アクチュエータＲａの回転軸Ｃａは、第３の直動アクチュエータ６７の進退方向に対し角度を成して取り付けてもよい。
　本実施形態では、第３の直動アクチュエータ６７のガイド６７ｂの下端部に回転ユニットＲｕを設置しているが、第３の直動アクチュエータ６７におけるガイド６７ｂのうち、前記下端部以外の場所に、回転ユニットＲｕを設置してもよい。第１または第２の直動アクチュエータ６５，６６を直動ユニット６３の出力部としてもよい。さらに、ガイド６７ｂを第２のアクチュエータ６６に固定して、スライドテーブル６７ｃに回転ユニットＲｕを固定して移動させてもよい。この場合、前記ガイド６７ｂが第３の被摺動部に相当し、前記スライドテーブル６７ｃが第３の摺動部に相当する。
　＜作業装置による作業例＞
　図１では、エンドエフェクタＥｅが真横を向き、ワーク２の左側面に対して作業を行う状態を示す。このリンク作動装置７は、折れ角θ＝４５°、旋回角φ＝０°の状態である。なお、本実施形態では、この状態での回転アクチュエータＲａの回転角θｐを０°とし、平面視における反時計回りを＋方向と定義する。
　図１１は、ワーク２の上面に対して作業を行う状態を示す。リンク作動装置７は、折れ角θ＝４５°、旋回角φ＝１８０°の状態であり、エンドエフェクタＥｅが真下を向いている。回転アクチュエータＲａの回転角θｐは、図１の状態に対して動作なしである。
　図１２は、ワーク２の下面に対して作業を行う状態を示す。リンク作動装置７は、折れ角θ＝９０°、旋回角φ＝０°の状態であり、エンドエフェクタＥｅが斜め上方向を向いている。回転アクチュエータＲａの回転角θｐは、図１の状態に対して動作なしである。
　図１３は、ワーク２の右側面に対して作業を行う状態を示す。リンク作動装置７は、図１と同様に、θ＝折れ角４５°、旋回角φ＝０°の状態であり、エンドエフェクタＥｅが真横を向いているが、回転アクチュエータＲａが１８０°（回転角θｐ＝１８０°）回転している。
　図示はしないが、ワーク２の奥側の側面に対して作業を行う場合は、図１の状態から回転アクチュエータＲａを時計回りに９０°（回転角θｐ＝－９０°）回転させる。ワーク２の手前側の側面に対して作業を行う場合は、図１の状態から回転アクチュエータＲａを反時計回りに９０°（回転角θｐ＝９０°）回転させればよい。
　ここでは直方体のワーク２に対する作業例を示しているが、円筒形または複雑な形状のワークに対しても、ワーク形状に合わせて回転アクチュエータＲａの回転角θｐおよびリンク作動装置７の姿勢（折れ角θ、旋回角φ）を決めることができる。このため、どのような形状のワーク２に対しても作業を行うことができる。本実施形態では、取付角度θｔ＝４５°の例を示しているが、どのような取付角度θｔであってもよい。Ｘ軸を第１の直動アクチュエータとして架台に固定しているが、他の軸を第１の直動アクチュエータとして架台等に固定してもよい。また、架台を地面（床）に固定しているが、天井または壁等に固定してもよい。
　＜作用効果＞
　以上説明した作業装置１によれば、直動ユニット６３の出力部に取り付けた回転アクチュエータＲａに対して、角度θｔを付けてリンク作動装置７を回転させながら作業させることで、リンク作動装置７の最大折れ角θｍａｘが９０°であってもワーク２に対して半球面方向以上からアプローチできるようになる。例えば、回転アクチュエータＲａを鉛直下向きに配置して角度θｔを付けてリンク作動装置７を取り付けた場合、北半球方向からだけでなく、南半球方向からもアプローチできるようになる。そのため、従来よりもワーク２に対する作業範囲を大きくとれ、段取り替え作業の短縮を図ることが可能となる。また、回転ユニットＲｕがリンク作動装置７を備えているため、高速、高精度で、人の手作業のように木目細かい作業を実現できる。
　２つ以上の姿勢制御用アクチュエータ１０は、それらの回転軸２２が前記基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと直交するように配置され、前記２つの姿勢制御用アクチュエータ１０の回転軸２２の交点（中央位置Ｐ１０）が、前記角度θｔを成す前記基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡ上にある。さらに、前記２つ以上の姿勢制御用アクチュエータ１０のうち２つの姿勢制御用アクチュエータ１０の回転軸２２の二等分線２２Ｌが、回転アクチュエータＲａの回転軸Ｃａと基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡが成す平面上にあり、回転アクチュエータＲａの回転軸Ｃａと基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡが成す角度θｔの鋭角側に前記二等分線２２Ｌが位置している。
　この構成によると、リンク作動装置を他の方向に傾けた構成よりも、リンク作動装置７の姿勢制御用アクチュエータ１０と回転アクチュエータＲａが干渉しにくくなり、回転アクチュエータＲａとリンク作動装置７間の距離が短くなるように配置できる。このため、作業装置全体のコンパクト化を実現できる。また、回転アクチュエータＲａの慣性モーメントが小さくなり、回転ユニットＲｕが軽量化するので、作業装置全体の高速動作を実現できる。
　回転アクチュエータＲａが、回転制御用のアクチュエータ本体１８と減速機１９とを有するので、減速機のない回転駆動方式の回転アクチュエータよりも、回転アクチュエータＲａの径方向のコンパクト化を実現できる。空きスペースである回転アクチュエータＲａの周りに、回転方向に摺動するケーブルベア４４を設けたことで、リンク作動装置７の姿勢制御用アクチュエータ１０等に接続するケーブルＣｂをケーブルベア４４にコンパクトに収納できる。このため、ケーブルＣｂの取り回しが容易になり、ケーブルＣｂの断線等の心配も軽減できる。
　直動ユニット６３は、架台６２に取り付けられる第１の直動アクチュエータ６５と、第２の直動アクチュエータ６６と、直動ユニット６３の出力部となる第３の直動アクチュエータ６７とを有している。これにより、コンベア等で搬送されてくるワーク２に対して作業を行うことができるようになり、コンベアラインを変更せずに１つのユニットとして設置できるようになる。
　直動ユニット６３を直交３軸方向に動くように配置することで、作業装置１を直感的に操作できる。このため、操作性が向上するだけでなく、作業装置１のバランスが安定し、高速動作を実現できる。
　第３の直動アクチュエータ６７は、前記第３の摺動部となるガイド６７ｂの進退方向が上下方向となるように配置し、第３の被摺動部は直動アクチュエータ６７のスライドテーブル６７ｃである。このため、ワーク２と、直動ユニット６３における第３の摺動部との干渉を回避しやすくなり、作業装置全体のサイズをコンパクトにできる。上記構成では、ワーク２に対する作業範囲を広くとれるので、特に、直動ユニット６３の出力部となる第３の直動アクチュエータ６７は、第３の摺動部がワーク２と接触しやすくなる。この構成のように第３の摺動部であるガイド６７ｂを上下方向に移動させる場合、ワーク２に対しガイド６７ｂを干渉回避位置に移動させながら、直動ユニット６３を様々な方向に高速に移動することができる。
　回転アクチュエータＲａは、その回転軸Ｃａが第３の摺動部の進退方向に平行になるように配置されている。このため、コンベア等で搬送されてくるワーク２に対する作業が容易となる。コンベア等で搬送されてくるワークに対して作業を行う場合、ワークの上面と側面に対する作業がメインとなり、ワークの下面等に作業を行いたい場合はワークを反転させて対応する場合が多い。上記構成では、ワーク２の上面および側面だけでなく、下面側からも作業を実施できるようになり、段取り替え等も不要になる。
　リンク作動装置７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１６の中心軸ＱＢとの最大折れ角θｍａｘが９０°以上であってもよい。この場合、リンク作動装置７における基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと、回転アクチュエータＲａの回転軸Ｃａとの成す角度θｔが小さくても、ワーク２に対する作業範囲を大きくとれる。
　リンク作動装置７に画像処理機器Ｅｇが搭載された外観検査装置１Ａである場合、これまで人が様々な方向から目視検査していた外観検査工程を、高速、高精度で、自動的にできるようになる。また、ワーク２に対して様々な方向からキズまたは打痕、部品の有無等の外観検査を実施できる。さらに、カメラＣｒおよび照明Ｌｅ等の画像処理機器Ｅｇに接続されるケーブル類をリンク作動装置７の内部空間に通すことができる場合、前記ケーブル類の取り回しが容易になり、旋回方向動作を繰り返してもケーブル類が捩れることがなく、断線等の不具合も低減できる。
　＜他の実施形態について＞
　以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
　［第２の実施形態］
　第２の実施形態に係る作業装置を図１５ないし図１８と共に説明する。
　この作業装置１Ｂは、前述の実施形態（図１）に対して、リンク作動装置７の取付角度θｔを４５°から９０°に変更した例を示す。つまりリンク作動装置７は、回転アクチュエータＲａの回転軸Ｃａに対して、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡが直交するように取り付けられている。実際には、さらにリンク作動装置７をその基端側のリンクハブ１２の中心軸周りに１８０°回転させて取付部材３に取り付けている。
　＜リンク作動装置の姿勢＞
　図１５：折れ角θ＝０°、旋回角φ＝０°、回転角θｐ＝０°
　図１６：折れ角θ＝９０°、旋回角φ＝０°、回転角θｐ＝０°
　図１７：折れ角θ＝９０°、旋回角φ＝１８０°、回転角θｐ＝０
　図１８：折れ角θ＝０°、旋回角φ＝０°、回転角θｐ＝１８０°
　第２の実施形態によれば、最大折れ角θｍａｘが９０°以上のリンク作動装置７を使用し、かつ、回転アクチュエータＲａの回転軸Ｃａに対して、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡが直交するように配置している。これにより、エンドエフェクタＥｅを、ワーク２の様々な面に対してその面の垂線方向からアプローチさせて作業を行うことができるようになる。その他の構成は、前述の第１の実施形態と同じであり、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
　［第３の実施形態：作業装置１Ｃ］
　図１９に示すように、Ｚ軸方向に進退する第３の直動アクチュエータ６７をワーク２側に配置してもよい。第３の実施形態では、第２の直動アクチュエータ６６のスライドテーブル６６ｃに、回転アクチュエータＲａが取り付けられている。この回転アクチュエータＲａの回転軸Ｃａが、第３の直動アクチュエータ６７の進退方向（上下方向）と平行である点は、前述の第１および第２の実施形態と同じである。この場合、回転ユニットＲｕとこの回転ユニットＲｕを支持する直動アクチュエータ（この例では、第２の直動アクチュエータ６６）とを備えた組立品の軽量化を図れ、作業装置全体の高速動作を実現できる。また、直動ユニット６３の可動範囲をコンパクトに収めることが可能となり、作業装置全体のコンパクト化を実現し易くなる。
　［第４の実施形態：作業装置１Ｄ］
　図２０に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸方向に進退する第１，第２の直動アクチュエータ６５，６６をワーク２側に設置してもよい。この例では、地面（床）に第１の直動アクチュエータ６５が設置され、このスライドテーブル６５ｃに連結固定部材６８を介して第２の直動アクチュエータ６６のガイド６６ｂが固定されている。このガイド６６ｂに沿って進退駆動されるスライドテーブル６６ｃに、ワーク設置台８またはワーク昇降装置８Ａを介してワーク２が載置される。架台６２には、連結固定部材６９を介して、Ｚ軸方向に進退する第３の直動アクチュエータ６７が取り付けられている。この場合、回転ユニットＲｕとこの回転ユニットＲｕを支持する直動アクチュエータ（この例では、第３の直動アクチュエータ６７）とを備えた組立品の軽量化を図れ、作業装置全体の高速動作を実現できる。
　［第５の実施形態：作業装置１Ｅ］
　図２１に示すように、直動ユニット６３をワーク２側に配置し、架台６２に回転アクチュエータＲａを取り付けてもよい。この場合、回転ユニットＲｕを直動ユニット６３とは独立して支持できるため、作業装置全体の高速動作を実現できる。
　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。例えば、上記実施形態では、回転アクチュエータとして、減速機付きモータが適用されているが、ダイレクトドライブまたは減速機の付かないサーボモータ等、その他の構成であってもよい。また、回転アクチュエータの周りに設けられるカバーは、回転アクチュエータの固定部等に固定される固定式のカバーであってもよく、このカバー内にケーブルベアが配置されてもよい。さらに、カバーなしで、単にケーブルベアが回転アクチュエータの周りに回転方向に摺動するように設けられてもよい。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。
１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ…作業装置
１Ａ…外観検査装置
７…リンク作動装置
１０…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
１８…アクチュエータ本体
１９…減速機
４４…ケーブルベア
６２…架台
６３…直動ユニット
６５，６６，６７…第１，第２，第３の直動アクチュエータ
６５ｂ…ガイド（第１の被摺動部）
６５ｃ…スライドテーブル（第１の摺動部）
６６ｂ…ガイド（第２の被摺動部）
６６ｃ…スライドテーブル（第２の摺動部）
６７ｂ…ガイド（第３の摺動部）
６７ｃ…スライドテーブル（第３の被摺動部）
Ｃｂ…ケーブル
Ｅｇ…画像処理機器
Ｒａ…回転アクチュエータ
Ｒｕ…回転ユニット

Claims (11)

  1. 　回転ユニットと直動ユニットとを組み合わせた作業装置であって、
    　前記回転ユニットは、リンク作動装置と回転アクチュエータとを備え、
    　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、前記各リンク機構が、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、
    　前記リンク作動装置は、前記回転アクチュエータの回転軸に対して、前記基端側のリンクハブの中心軸が角度θｔを成すように、前記回転アクチュエータの出力部に取り付けられ、
    　前記直動ユニットは、出力部となる直動アクチュエータを有し、この直動アクチュエータに前記回転ユニットが取り付けられている作業装置。
  2. 　請求項１に記載の作業装置において、前記リンク作動装置の２つ以上の姿勢制御用アクチュエータは、それらの回転軸が前記基端側のリンクハブの中心軸と直交するように配置され、
    　前記２つ以上の姿勢制御用アクチュエータの回転軸の交点が、前記角度θｔを成す前記基端側のリンクハブの中心軸上にあり、
    　前記２つ以上の姿勢制御用アクチュエータのうち２つの姿勢制御用アクチュエータの回転軸の二等分線が、前記回転アクチュエータの回転軸と前記基端側のリンクハブの中心軸が成す平面上にあり、
    　前記回転アクチュエータの回転軸と前記基端側のリンクハブの中心軸が成す角度の鋭角側に前記二等分線が位置する作業装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の作業装置において、前記回転アクチュエータは、回転制御用のアクチュエータ本体と、このアクチュエータ本体の回転を減速する減速機とを有し、
    　少なくとも前記姿勢制御用アクチュエータから延びるケーブルを保護し案内するケーブルベアが、前記回転アクチュエータの周りに回転方向に摺動するように設けられている作業装置。
  4. 　請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の作業装置において、前記直動ユニットは、架台に取り付けられる第１の直動アクチュエータと、第２の直動アクチュエータと、前記直動ユニットの出力部となる前記第３の直動アクチュエータとを有し、この第３の直動アクチュエータに前記回転ユニットが取り付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、前記直動ユニットは、
    　前記架台に取り付けられる第１の被摺動部およびこの第１の被摺動部に沿って進退駆動される第１の摺動部を有する前記第１の直動アクチュエータと、
    　前記第１の摺動部に連結される第２の被摺動部およびこの第２の被摺動部に沿って進退駆動される第２の摺動部を有する前記第２の直動アクチュエータと、
    　前記第２の摺動部に連結される第３の被摺動部およびこの第３の被摺動部に沿って進退駆動される第３の摺動部を有する前記第３の直動アクチュエータと、を有する作業装置。
  6. 　請求項５に記載の作業装置において、前記第１および第２の直動アクチュエータは、前記第１および第２の摺動部の進退方向が直交するように配置され、
    　前記第３の直動アクチュエータは、前記第３の摺動部の進退方向が、前記第１および第２の摺動部の進退方向に直交するように配置されている作業装置。
  7. 　請求項５または請求項６に記載の作業装置において、前記第３の直動アクチュエータは、前記第３の摺動部の進退方向が上下方向となるように配置され、
    　前記第３の摺動部は前記直動アクチュエータのガイドであり、前記第３の被摺動部は前記直動アクチュエータのスライドテーブルである作業装置。
  8. 　請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載の作業装置において、前記回転アクチュエータは、その回転軸が前記第３の摺動部の進退方向に平行に配置されている作業装置。
  9. 　請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の作業装置において、前記リンク作動装置は、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の最大折れ角が９０°以上である作業装置。
  10. 　請求項９に記載の作業装置において、前記リンク作動装置は、前記回転アクチュエータの回転軸に対して、前記基端側のリンクハブの中心軸が直交するように取り付けられている作業装置。
  11. 　請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の作業装置において、この作業装置は、前記リンク作動装置に画像処理機器が搭載された外観検査装置である作業装置。
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