(57)【要約】【課題】  ロボットアームのリンクの一部を折り畳んで作業を行う場合でも、設置スペースを小さくし、周辺の機器との干渉を低減することができるロボットアームを提供する。【解決手段】  複数のリンクを複数のモータにより回転させて、所定の動作を行うロボットアームであって、第１の回転軸で回転する第１のリンクと、第１のリンクに対して第２の回転軸で回転する第２のリンクと、第２のリンクに対して第３の回転軸で回転する第３のリンクと、を備え、第２のリンクと第３のリンクは、所定の方向から見て互いに重なる位置へと相対的に回転可能であり、第２のリンクを駆動させるための第１駆動源と、第３のリンクを駆動させるための第２駆動源とが、第１のリンクに設けられていることを特徴とするロボットアームを採用した。【選択図】  図４
2020097079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリンクを複数のモータにより回転させて、所定の動作を行うロボットアームであって、
第１の回転軸で回転する第１のリンクと、
前記第１のリンクに対して第２の回転軸で回転する第２のリンクと、
前記第２のリンクに対して第３の回転軸で回転する第３のリンクと、を備え、
前記第２のリンクと前記第３のリンクは、所定の方向から見て互いに重なる位置へと相対的に回転可能であり、
前記第２のリンクを駆動させるための第１駆動源と、前記第３のリンクを駆動させるための第２駆動源とが、前記第１のリンクに設けられていることを特徴とするロボットアーム。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットアームにおいて、
前記第１駆動源の駆動を減速する第１減速機と、
前記第２駆動源の駆動を減速する第２減速機と、が設けられ、
前記第１減速機には、
前記第１モータの駆動により回転する第１入力軸と、
前記第１減速機で減速された回転を出力する第１出力軸と、が設けられ、
前記第２減速機には、
前記第２駆動源の駆動により回転する第２入力軸が設けられ、
前記第１減速機と、前記第１入力軸と、前記第１出力軸と、にはそれぞれ貫通孔が設けられ、
前記貫通孔を、前記第２モータの回転を、前記第２入力軸に伝達する伝達手段が通っていることを特徴とするロボットアーム。
【請求項３】
請求項２に記載のロボットアームにおいて、
前記第１駆動源には、前記第１駆動源の回転を出力する第１モータ回転軸が設けられ、
前記第２駆動源には、前記第２駆動源の回転を出力する第２モータ回転軸が設けられ、
前記伝達手段は、回転軸であり、
前記第１モータ回転軸と前記第１入力軸とはベルトで接続され、
前記第２モータ回転軸と前記伝達手段とはベルトで接続され、
前記伝達手段と前記第２入力軸とはベルトで接続されていることを特徴とするロボットアーム。
【請求項４】
請求項２に記載のロボットアームにおいて、
前記第１駆動源には、前記第１駆動源の回転を出力する第１モータ回転軸が設けられ、
前記第２駆動源には、前記第２駆動源の回転を出力する第２モータ回転軸が設けられ、
前記伝達手段は、回転軸であり、
前記第２モータ回転軸と前記伝達手段とはベルトで接続され、
前記伝達手段と前記第２入力軸とはベルトで接続され、
前記第１モータ回転軸と前記第１入力軸はベベルギアで接続されていることを特徴とするロボットアーム。
【請求項５】
請求項２に記載のロボットアームにおいて、
前記第１駆動源には、前記第１駆動源の回転を出力する第１モータ回転軸が設けられ、
前記第２駆動源には、前記第２駆動源の回転を出力する第２モータ回転軸が設けられ、
前記伝達手段は、ベルトであり、
前記第１モータ回転軸と前記第１入力軸とはベルトで接続され、
前記第２モータ回転軸は、前記ベルトと、ベベルギアを介して前記第２入力軸に接続されていることを特徴とするロボットアーム。
【請求項６】
請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のロボットアームにおいて、
前記第２リンクには、前記伝達手段を、前記第２リンクの内部に通すための貫通孔が設けられており、
前記伝達手段は、前記第２リンクと接触しないように設けられていることを特徴とするロボットアーム。
【請求項７】
請求項２から請求項６のいずれか１項に記載のロボットアームにおいて、
前記第１減速機は、前記第１リンクに設けられており、
前記第２減速機は、前記第２リンクに設けられていることを特徴とするロボットアーム。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のロボットアームにおいて、
前記第２のリンクと、前記第３のリンクとを、所定の方向から見て互いに重なる位置へと配置する際、
前記第２のリンクと、前記第３のリンクとのなす角度が０度となるように配置することを特徴とするロボットアーム。
【請求項９】
請求項２から請求項８のいずれか１項に記載のロボットアームにおいて、
前記ロボットアームは天吊り式であることを特徴とするロボットアーム。
【請求項１０】
複数のリンクを複数のモータにより回転させて、所定の動作を行うロボットアームであって、
第１の回転軸で回転する第１のリンクと、
前記第１のリンクに対して第２の回転軸で回転する第２のリンクと、
前記第２リンクに接続される減速機と、を備え、
前記減速機は、減速機入力軸と減速機出力軸とを備え、
前記減速機と、前記減速機入力軸と、前記減速機入力軸と、には貫通孔が設けられており、
前記貫通孔には、前記第１リンク、前記第２リンクとは別のリンクを回転させるために、回転を伝達する伝達手段が通っていることを特徴とするロボットアーム。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のロボットアームと、周辺機器とを所定の作業ステーションに設けたロボットシステムであって、
前記作業ステーションの内部に、前記ロボットアームと、前記周辺機器が設けられていることを特徴とするロボットシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のロボットシステムにおいて、
前記周辺機器は撮像装置であることを特徴とするロボットシステム。
【請求項１３】
請求項１１に記載のロボットシステムにおいて、
前記周辺機器は、前記ロボットアームのエンドエフェクタとして接続される交換ツールを格納したツールストッカーであることを特徴とするロボットシステム。
【請求項１４】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のロボットアーム、もしくは請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載のロボットシステムを用いた、物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットアームに関する。
【背景技術】
【０００２】
これまでにあらゆる産業において多関節型のロボットアームを用いたロボット装置が、工場の生産ラインの省人化や自動化のために利用されてきた。特に近年では、少子化や人件費の高騰などから生産ラインの自動化が加速している。さらに工場の限られたスペースを有効利用してロボットアームの設置数を増やし、生産ラインの効率化を図る為、ロボットアームの小型化も求められている。
【０００３】
特許文献１に記載のロボットアームは、ロボットアームを構成する一部のリンクを重ねて折り畳みできる機構にしている。こうすることで、ロボットアームの先端を所定の位置から反対の位置に移動させる際、リンクが折りたたまれた状態となる姿勢を介して動作させることで、ロボットアームに大きな回転をさせずに、ロボットアームの先端を所定の位置から反対の位置に移動できる。
【０００４】
これにより、ロボットアームの動作中に他の機器との干渉を防ぐために必要なスペースを小さくすることができる。ゆえに、ロボットアームの設置に必要なスペースを小さくでき、工場の限られたスペースに多くのロボットアームを設置することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−０６８２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のロボットアームでは、重ねて折り畳みできるリンクに、駆動源となるモータを内蔵している。そのため、ロボットアームの手先を真下に位置させて作業を行わせる際、一部のリンクを折りたたむ姿勢を取るが、モータもリンクと同様に折り畳まれ重なるような配置となる。
【０００７】
そのためロボットアームの手先を真下に位置させて作業を行わせる際、ロボットアームの折りたたまれたリンク部分の幅が大きくなってしまい、ロボットアーム周辺の機器とロボットアームとが干渉してしまう恐れがある。
【０００８】
よって、ロボットアームの設置スペースを小さくし、周辺の機器との干渉を低減するために、ロボットアームのリンクの一部を折り畳めるように構成したが、その構成がかえってロボットアームと周辺機器との干渉の恐れを招いてしまう。
【０００９】
以上の課題を鑑み、本発明では、ロボットアームのリンクの一部を折り畳んで作業を行う場合でも、設置スペースを小さくし、周辺の機器との干渉を低減することができるロボットアームを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明では、複数のリンクを複数のモータにより回転させて、所定の動作を行うロボットアームであって、第１の回転軸で回転する第１のリンクと、前記第１のリンクに対して第２の回転軸で回転する第２のリンクと、前記第２のリンクに対して第３の回転軸で回転する第３のリンクと、を備え、前記第２のリンクと前記第３のリンクは、所定の方向から見て互いに重なる位置へと相対的に回転可能であり、前記第２のリンクを駆動させるための第１駆動源と、前記第３のリンクを駆動させるための第２駆動源とが、前記第１のリンクに設けられていることを特徴とするロボットアームを採用した。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、折りたたみ可能なリンクの一部にはモータが配置されないようにしている。そのため、ロボットアームのリンクの一部を折り畳んで作業を行う場合でも、折りたたまれたリンク部分の幅を小さくすることができ、周辺の機器との干渉を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態におけるロボット装置１０００の概略構成を示す模式図である。
【図２】実施形態におけるロボット装置１０００のブロック図である。
【図３】実施形態におけるロボット装置１０００の制御ブロック図である。
【図４】実施形態におけるリンク２１０１とリンク２１０２との接続部、リンク２１０２とリンク２１０３との接続部を具体的に示した図である。
【図５】実施形態の変形例を示した図である。
【図６】実施形態の変形例を示した図である。
【図７】実施形態におけるロボットアーム本体２００を用いたロボットシステム２０００の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に示す実施形態を参照して本発明を実施するための形態につき説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。
【００１４】
（実施形態）
図１は、本実施形態におけるロボット装置１０００を、ＸＹＺ座標系の任意の方向から見た平面図である。図１（ａ）はＸＺ平面図、図１（ｂ）はＹＺ平面図を示す。なお以下の図面において、図中の矢印Ｘ、Ｙ、Ｚはロボット装置１０００全体の座標系を示す。一般に、ロボット装置では、ＸＹＺ３次元座標系は、設置環境全体のグローバル座標系の他に、制御の都合などによって、ロボットハンド、フィンガなどに関して適宜ローカル座標系を用いる場合がある。本実施形態ではロボット装置１０００全体の座標系をＸＹＺ、ローカル座標系をｘｙｚで表す。
【００１５】
図１に示すように、ロボット装置１０００は、多関節のロボットアーム本体２００、ロボットハンド本体３００、ロボットアーム本体２００、ロボットハンド本体３００の動作を制御する制御装置４００を備えている。
【００１６】
また、制御装置４００に教示データを送信する教示装置としての外部入力装置５００を備えている。外部入力装置５００の一例としてティーチングペンダントが挙げられ、操作者がロボットアーム本体２００やロボットハンド本体３００の動作を指定するのに用いる。
【００１７】
本実施形態のロボットアーム本体２００は、エンドエフェクタとしてロボットハンド本体３００が取り付けられ、垂直多関節の構成を取っている。以下、エンドエフェクタがロボットハンド本体３００である場合について説明するが、これに限定するものではない。
【００１８】
またロボットアーム本体２００は、台座Ｂに基台２０９が埋め込まれた状態で天吊りの状態となって固定されている。本実施形態ではロボットアーム本体２００の向きを鉛直下向き（−Ｚ方向）として説明するが、ユースケースによって向きを変えてもよい。
【００１９】
ロボットハンド本体３００は、部品やツール等の対象物を把持するものである。本実施形態のロボットハンド本体３００は不図示の駆動機構により２本の指部を開閉し、上記対象物の把持ないし開放を行う。対象物をロボットアーム本体２００に対して相対的に変位させないように把持できれば良い。
【００２０】
ロボットアーム本体２００は、複数の関節、例えば６つ関節（６軸）を有している。ロボットアーム本体２００は、各関節Ｊ１〜Ｊ６を各回転軸Ａ１〜Ａ６まわりにそれぞれ回転駆動させる複数（６つ）のサーボモータ２１１〜２１６を有している。
【００２１】
ロボットアーム本体２００は、複数のリンク２１００〜２１０６が各関節Ｊ１〜Ｊ６で回転可能に連結されている。ここで、ロボットアーム本体２００の基端側から先端側に向かって、リンク２１００〜２１０６が順に連結されている。
【００２２】
リンク２１０２は、リンク２１０１に関節Ｊ２によって支持されている。ここで関節Ｊ２において、モータ２１２はリンク２１０１に設けられており、Ａ２軸でリンク２１０２を回転させるために伝達機構２３１が設けられているものとする。本実施形態では伝達機構２３１としてベルトを用いている。もちろん当業者によって、伝達機構２３１をベベルギア等の別の伝達機構を使用しても良い。
【００２３】
ロボットアーム本体２００の位置及び姿勢は、座標系で表現することができる。図１中の座標系Ｔｏは、ロボットアーム本体２００の基端、即ち台座Ｂに固定した座標系を表し、座標系Ｔｅはロボットアーム本体２００の手先（ロボットハンド本体３００）に固定した座標系を表す。
【００２４】
ここで、ロボットアーム本体２００の手先とは、本実施形態では、ロボットハンド本体３００が物体を把持していない場合には、ロボットハンド本体３００のことである。ロボットハンド本体３００が物体を把持している場合は、ロボットハンド本体３００と把持している物体（例えば部品やツール等）とを含めてロボットアーム本体２００の手先という。つまり、ロボットハンド本体３００が物体を把持している状態であるか物体を把持していない状態であるかにかかわらず、エンドエフェクタであるロボットハンド本体３００を手先という。
【００２５】
各関節Ｊ１〜Ｊ６は、それぞれモータ２１１〜２１６と、各モータ２１１〜２１６に、直接またはベルト等の伝達部材を介して接続された減速機２７１〜２７６を有する。
【００２６】
また、各モータ２１１〜２１６には、それぞれ接続されたセンサ部２２１〜２２６を有している（図２）。後述となるが、各センサ部２２１〜２２６は、各モータの回転軸の位置を検出する位置センサ（角度センサ）と、各関節Ｊ１〜Ｊ６で生じるトルクを検出するトルクセンサとを有している。
【００２７】
基台２０９の内部には、各モータ２１１〜２１６の駆動を制御する駆動制御部としてのサーボ制御部２３０が配置されている。
【００２８】
サーボ制御部２３０は、入力された各関節Ｊ１〜Ｊ６に対応する各トルク指令値に基づき、各関節Ｊ１〜Ｊ６のトルクがトルク指令値に追従するよう、各モータ２１１〜２１６に電流を出力し、各モータ２１１〜２１６の駆動を制御する。
【００２９】
なお、本実施形態では、サーボ制御部２３０が１つの制御装置で構成されているものとして説明しているが、各モータ２１１〜２１６にそれぞれ対応した複数の制御装置の集合体で構成されていてもよい。また、本実施形態では、サーボ制御部２３０は、基台２０９の内部に配置されているが、制御装置４００の内部に配置されていてもよい。
【００３０】
以上の構成により、ロボットアーム本体２００のリンクの一部を折りたたんで、ロボットハンド本体３００を任意の位置に動作させ、所望の作業を行わせることができる。なお、リンク２１０２と、リンク２１０３とを、所定の方向から見て互いに重なる位置へと配置する際、リンク２１０２と、リンク２１０３とのなす角度が０度となるように配置することを互いに重なる位置へと配置することとする。
【００３１】
次に制御装置４００について説明する。図２は、本実施形態における制御装置４００を含めた本実施形態におけるロボット装置１０００を示すブロック図である。
【００３２】
制御装置４００は、コンピュータで構成されており、制御部（処理部）としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４０１を備えている。
【００３３】
また制御装置４００は、記憶部として、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）４０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）４０３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）４０４を備えている。また、制御装置４００は、記録ディスクドライブ４０５、各種のインタフェース４０６〜４０９を備えている。
【００３４】
ＣＰＵ４０１には、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、ＨＤＤ４０４、記録ディスクドライブ４０５、各種のインタフェース４０６〜４０９が、バス４１０を介して接続されている。ＲＯＭ４０２には、ＢＩＯＳ等の基本プログラムが格納されている。ＲＡＭ４０３は、ＣＰＵ４０１の演算処理結果等、各種データを一時的に記憶する記憶装置である。
【００３５】
ＨＤＤ４０４は、ＣＰＵ４０１の演算処理結果や外部から取得した各種データ等を記憶する記憶装置であると共に、ＣＰＵ４０１に、演算処理を実行させるためのプログラム４３０を記録するものである。ＣＰＵ４０１は、ＨＤＤ４０４に記録（格納）されたプログラム４３０に基づいてロボット制御方法の各工程を実行する。
【００３６】
記録ディスクドライブ４０５は、記録ディスク４３１に記録された各種データやプログラム等を読み出すことができる。
【００３７】
外部入力装置５００はインタフェース４０６に接続されている。ＣＰＵ４０１はインタフェース４０６及びバス４１０を介して外部入力装置５００からの教示データの入力を受ける。
【００３８】
サーボ制御部２３０は、インタフェース４０９に接続されている。ＣＰＵ４０１は、サーボ制御部２３０、インタフェース４０９及びバス４１０を介して各センサ部２２１〜２２６から検知結果を取得する。また、ＣＰＵ４０１は、各関節のトルク指令値のデータを所定時間間隔でバス４１０及びインタフェース４０９を介してサーボ制御部２３０に出力する。
【００３９】
インタフェース４０７には、モニタ４２１が接続されており、モニタ４２１には、ＣＰＵ４０１の制御の下、各種画像が表示される。インタフェース４０８は、書き換え可能な不揮発性メモリや外付けＨＤＤ等の記憶部である外部記憶装置４２２が接続可能に構成されている。
【００４０】
なお本実施形態では、コンピュータ読み取り可能な記録媒体がＨＤＤ４０４であり、ＨＤＤ４０４にプログラム４３０が格納される場合について説明するが、これに限定するものではない。プログラム４３０は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であれば、いかなる記録媒体に記録されていてもよい。
【００４１】
例えば、プログラム４３０を供給するための記録媒体としては、図２に示すＲＯＭ４０２、記録ディスク４３１、外部記憶装置４２２等を用いてもよい。具体例を挙げて説明すると、記録媒体として、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性メモリ、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００４２】
図３は、本実施形態におけるロボット装置１０００の制御系を示す制御ブロック図である。制御装置４００のＣＰＵ４０１（図２）は、プログラム４３０（図２）を実行することにより、力制御部５０４及び位置目標値生成部５０５として機能する。
【００４３】
サーボ制御部２３０は、複数（６関節であるので６つ）の切換制御部５１１〜５１６と、複数の位置制御部５２１〜５２６と、複数のモータ制御部５３１〜５３６として機能する。
【００４４】
各センサ部２２１〜２２６は、位置センサ（角度センサ）５５１〜５５６と、トルクセンサ５４１〜５４６（トルク検出手段）とを有する。位置センサ５５１〜５５６は、モータ２１１〜２１６又は関節Ｊ１〜Ｊ６の角度（位置）をそれぞれ検知するものである。
【００４５】
本実施形態では、位置センサ５５１〜５５６は、モータ２１１〜２１６の角度θ１〜θ６を直接検知する。なお、関節Ｊ１〜Ｊ６の角度ｑ１〜ｑ６は、減速機２７１〜２７６の減速比等に基づき、位置センサ５５１〜５５６で検出される角度θ１〜θ６から求めることができる。したがって、位置センサ５５１〜５５６は、間接的に各関節Ｊ１〜Ｊ６の角度ｑ１〜ｑ６を検知していることになる。トルクセンサ５４１〜５４６は、関節Ｊ１〜Ｊ６のトルクτ１〜τ６をそれぞれ検知する。
【００４６】
外部入力装置５００は、操作者の操作により、力教示データ５０１に含まれる力目標値Ｆｄと、位置教示データ５０２に含まれる位置目標値ＰｄとをＣＰＵ３０１に出力する。力目標値Ｆｄは、ロボットアーム本体２００の手先で生じる力の目標値であり、操作者が外部入力装置５００を用いて設定する。
【００４７】
位置目標値Ｐｄは、ロボットアーム本体２００の手先の位置の目標値であり、操作者が外部入力装置５００を用いて設定する。外部記憶装置４２２にはロボットモデル５０３が記憶されている。
【００４８】
力制御部５０４には、手先負荷モデルを含むロボットモデル５０３、力目標値Ｆｄ、位置目標値Ｐｄ、現在位置Ｐ（ｔ）及び力Ｆが入力される。そして、力制御部５０４は、これら値を用いて、各関節Ｊ１〜Ｊ６に対するトルク指令値τＦｄ１〜τＦｄ６を求める。
【００４９】
このとき、手先力Ｆと力目標値Ｆｄとの力偏差、手先の位置Ｐ（ｔ）と位置目標値Ｐｄとの位置偏差が小さくなるようにトルク指令値τＦｄ１〜τＦｄ６を求める。力制御部５０４は、求めた各トルク指令値τＦｄ１〜τＦｄ６を各切替制御部５１１〜５１６に出力する。
【００５０】
位置目標値生成部５０５は、手先の位置目標値Ｐｄから逆運動学計算により各関節Ｊ１〜Ｊ６の角度指令値（位置指令値）ｑｄ１〜ｑｄ６を求め、各角度指令値ｑｄ１〜ｑｄ６を各位置制御部５２１〜５２６に出力する。
【００５１】
各位置制御部５２１〜５２６は、各関節Ｊ１〜Ｊ６の角度ｑ１〜ｑ６と各関節Ｊ１〜Ｊ６の角度指令値ｑｄ１〜ｑｄ６との角度偏差が小さくなるようトルク指令値τＰｄ１〜τＰｄ６を求める。なお、この角度偏差を小さくすることは、各モータ２１１〜２１６の角度と角度指令値ｑｄ１〜ｑｄ６を減速機の減速比等で換算した角度指令値との角度偏差を小さくすることと等価である。各位置制御部５２１〜５２６は、各トルク指令値τＰｄ１〜τＰｄ６を各切替制御部５１１〜５１６に出力する。
【００５２】
各切替制御部５１１〜５１６は、トルクベース力制御を行う力制御モードと、位置制御を行う位置制御モードとを切り替え制御する。各切替制御部５１１〜５１６は、力制御モード時は、各トルク指令値τＦｄ１〜τＦｄ６を各トルク指令値τｄ１〜τｄ６として各モータ制御部５３１〜５３６に出力する。また、各切替制御部５１１〜５１６は、位置制御モード時は、各トルク指令値τＰｄ１〜τＰｄ６を各トルク指令値τｄ１〜τｄ６として各モータ制御部５３１〜５３６に出力する。
【００５３】
各モータ制御部５３１〜５３６は、各電動モータ２１１〜２１６の角度（位置）θ１〜θ６に基づき、各トルク指令値τｄ１〜τｄ６を実現するように各電流Ｃｕｒ１〜Ｃｕｒ６を各モータ２１１〜２１６に通電する。
【００５４】
以上の構成により、ロボットアーム本体２００に、位置情報により制御する位置制御と、トルク等の力情報により制御する力制御とを実行させることが可能となる。
【００５５】
図４は、本実施形態におけるリンク２１０１、リンク２１０２、リンク２１０３の接続部分を具体的に表した図である。
【００５６】
図４より、リンク２１０１には、２つのモータ２１２、２１３が設けられる。モータ２１２はリンク２１０２を駆動させ、モータ２１３はリンク２１０３を駆動する為に用いられる。
【００５７】
モータ２１２は、モータ回転軸２６２ａを有しており、モータ回転軸２６２ａの先にはプーリ２６２ａが設けられている。
【００５８】
そして、プーリ２４２ａにはベルト２３２が巻き付けられており、さらにベルト２３２は、プーリ２４２ｂに巻きついている。
【００５９】
プーリ２４２ｂは、減速機入力軸２６２ｂに設けられており、モータ回転軸２６２ａの回転が、ベルト２３２により伝達され、減速機入力軸２６２ｂが回転する。
【００６０】
減速機入力軸２６２ｂの回転は、減速機２７２に入力され、減速された回転が減速機出力軸２６２ｃより出力される。減速機２７２は、減速機入力軸２６２ｂからの回転を１／Ｎに減速し、減速機出力軸２６２ｃに伝える。例として平歯車列や波動歯車減速機等が挙げられる。
【００６１】
そして減速機出力軸２６２ｃの回転がリンク２１０２に伝達され、リンク２１０２を回転させる。以上により、モータ２１２を駆動させることで、リンク２１０２を駆動させることができる。
【００６２】
なお、減速機入力軸２６２ｂと、減速機出力軸２６２ｃは、軸受を介してリンク２１０１に設けられているものとする。軸受の例としてクロスローラーベアリング等が挙げられる。
【００６３】
次にモータ２１３の駆動、およびリンク２１０３への駆動の伝達について詳述する。モータ２１３も、モータ２１２と同様にリンク２１０１に設けられている。
【００６４】
モータ２１３には、モータ回転軸２６３ａが設けられており、モータ回転軸２６３ａの先端にはプーリ２４３ａが設けられている。
【００６５】
プーリ２４３ａには、ベルト２３３ａが巻き付けられており、さらにベルト２３３ａは、プーリ２４３ｂに巻き付いている。
【００６６】
プーリ２４３ｂは、伝達軸２６３ｂに設けられており、モータ回転軸２６３ａの回転が、ベルト２３３ａにより伝達され、伝達軸２６３ｂが回転する。
【００６７】
ここで、減速機出力軸２６２ｂ、減速機２７２、減速機出力軸２６２ｃは、貫通孔２８０が設けられている。貫通孔２８０は、減速機出力軸２６２ｂ、減速機２７２、減速機出力軸２６２ｃ、それぞれに設けられた貫通孔が、連結されることで生じる。同様に、リンク２１０２にも孔が設けられおり、貫通孔２８０の一部を為している。
【００６８】
この貫通孔２８０には、伝達軸２６３ｂが通っており、リンク２１０１の内部からリンク２１０２の内部にかかって設けられている。
【００６９】
伝達軸２６３ｂの先端には、プーリ２４３ｃが設けられており、減速機出力軸２６２ｂ、減速機２７２、減速機出力軸２６２ｃと接触しないように、貫通孔２８０を通っている。
【００７０】
これにより、モータ回転軸２６３ａの回転をプーリ２４３ｃまで伝達させることができる。
【００７１】
プーリ２４３ｃには、ベルト２３３ｂが巻き付けられており、さらにベルト２３３ｂは、プーリ２４３ｄに巻き付いている。
【００７２】
プーリ２４３ｂは、減速機入力軸２６３ｃに設けられており、モータ回転軸２６３ａの回転が、ベルト２３３ａ、伝達軸２６３ｂ、ベルト２３３ｂにより伝達され、減速機入力軸２６３ｃが回転する。
【００７３】
減速機入力軸２６３ｃの回転は、減速機２７３に入力され、減速された回転が減速機出力軸２６３ｄより出力される。減速機２７３は、減速機入力軸２６３ｃからの回転を１／Ｎに減速し、減速機出力軸２６３ｄに伝える。例として平歯車列や波動歯車減速機等が挙げられる。
【００７４】
そして減速機出力軸２６３ｄの回転がリンク２１０３に伝達され、リンク２１０ｓを回転させる。
【００７５】
なお、減速機入力軸２６３ｃと、減速機出力軸２６３ｄは、軸受を介してリンク２１０２に設けられているものとする。軸受の例としてクロスローラーベアリング等が挙げられる。
【００７６】
また、伝達軸２６３ｂと、リンク２１０２とは、互いが接触しないように、伝達軸２６３ｂを、モータ回転軸２６３ａ、減速機入力軸２６３ｃと、ベルト２３３ａ、ベルト２３３ｂとにより、伝達軸２６３ｂを支持している。これにより、伝達軸２６３ｂとリンク２１０２との間に軸受等を設ける必要が無くなり、ロボットアームのコストを抑えることができる。
【００７７】
以上により、モータ２１３を駆動させることで、リンク２１０３を駆動させることができ、他の関節を飛び越えてリンクを駆動させることができるので、リンク２１０３の近傍にモータを設けることなく、リンク２１０３を駆動させることができる。
【００７８】
ゆえに、モータの配置の自由度を上げることができる。特に、折りたたむような動作をするリンクのモータを、折りたたむような動作をしないリンクにまとめて設けることができるようになる。
【００７９】
そのためロボットアームの手先を真下に位置させて作業を行わせる場合でも、ロボットアームの折りたたまれたリンク部分の幅が大きくなってしまうことを低減することができる。
【００８０】
よって、ロボットアームの設置スペースを小さくするためにロボットアームのリンクの一部を折りたためるように構成したとしても、周辺の機器との干渉を低減させることができる。
【００８１】
図５は本実施形態の変形例を示す図である。図５より、モータ２１２の配置を変更すると共に、モータ回転軸２６２ａから減速機入力軸２６２ｂへの駆動の伝達をベベルギア２３５により行っている。
【００８２】
ベベルギア２３５は、モータ回転軸２６２ａ、減速機入力軸２６２ｂのそれぞれに設けられている。
【００８３】
これにより、モータ２１２からの動力伝達の経路を直角に曲げることができ、モータ２１２を、モータ回転軸２６２ａの回転方向が、減速機入力軸２６２ｂの回転方向と直角となるように配置しても、モータ２１２からの動力を伝達することができる。
【００８４】
また、減速入力軸２６２ｂに設けられたベベルギア２３５には、貫通孔２８０が設けられており、貫通孔２８０を伝達軸２６３ｂが通過している。
【００８５】
これにより上記の実施形態と同様に、モータ２１３からの動力を、減速機入力軸２６３ｂに伝達することができる。
【００８６】
なお、上記では、モータ回転軸２６２ａと減速機入力軸２６２ｄとの連結にベベルギア２３５を用いたがこれに限られない。例えば、モータ回転軸２６３ａと伝達軸２６３ｂとの連結、伝達軸２６３ｂと減速機入力軸２６３ｃとの連結にベベルギアを用いても良い。
【００８７】
図６も本実施形態の変形例であり、貫通孔２８０にベルト２３３ａを通した場合の図である。
【００８８】
図６より、モータ２１３の配置を変更し、貫通孔２８０にベルト２３３ａを通過させている。
【００８９】
また、ベルト２３３ａは、プーリ２４３ａとプーリ２４３ｃとの連結されており、プーリ２４３ｃは、伝達軸２６３ｂに連結されている。
【００９０】
伝達軸２６３ｂは、軸受２５４を介してリンク２１０２に連結されており、モータ回転軸２６３ａが回転すると、ベルト２３３ａを介して伝達軸２６３ｂが回転することができる。
【００９１】
さらに伝達軸２６３ｂと減速機入力軸２６３ｃとにはベベルギア２３５が設けられている。伝達軸２６３ｂが回転すると、ベベルギア２３５により、伝達軸２６３ｂの回転方向を直角に曲げ、減速機入力軸２６３ｃを回転させる。
【００９２】
以上により、貫通孔２８０にベルト２３３ａを通す場合でも上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９３】
次に、本実施形態のロボット装置１０００を作業ステーションに用いた場合について説明する。図７は本実施形態のロボット装置１０００を作業ステーションに用いたロボットシステムを表す図である。
【００９４】
図７より、作業ステーション６００は支柱６０１に作業台６０２、天板６０３を組み付けて製作される。
【００９５】
天板６０３にはロボットアーム本体２００が懸架されており、ロボットアーム本体２００の先端にはエンドエフェクタとしてロボットハンド本体３００が設けられている。
【００９６】
ロボットハンド本体３００により、作業台６０２に載置されているワークＷａを把持し、ワークＷｂにワークＷａを組み付けることで物品の製造を行う。
【００９７】
この際、ワークの状態を検査したり、ロボットハンド本体３００とワークＷａ、Ｗｂの相対位置を精密に測定するために撮像装置７００を用いる。
【００９８】
撮像装置７００は、ロボットアーム本体２００と同様に、支柱７０１を介して天板６０３に懸架され、作業ステーション６００に固定される。
【００９９】
従来ではロボットアーム本体２００の幅、特にリンク同士を互いに折りたたみ重ねることができる部分の幅が大きくなり、撮像装置７００をロボットアーム本体２００の近傍に設置することができなかった。
【０１００】
特にロボットアーム本体２００の真下で作業しつつ、関節Ｊ１が旋回することを考慮すると、作業ステーション６００内のスペースほぼ全域がロボットアーム本体２００と干渉する恐れの領域となってしまう。
【０１０１】
よって作業ステーション６００外に撮像装置８００を設置せざるを得なくなり、ワークが映らないことや画像解析における分解能が足りなくなることがある。
【０１０２】
しかし本実施形態によれば、ロボットアームの折りたたまれたリンク部分が、各リンクの回転軸の方向に長くなってしまうことを低減することができる。
【０１０３】
よって、撮像装置８００等の周辺機器をロボットアーム本体２００の近傍への設置が可能になる。たとえば撮像装置８００を用いたロボット・ワーク間の精密位置決めを行わせることができる。
【０１０４】
また、温度センサによるワーク表面温度の精密計測なども可能になる。さらに、電動ドライバなどの交換ツールを格納したツールストッカーなどもロボットアーム本体２００の近傍に設置可能となり、ツール交換時のロボット装置の動作時間を大幅に短縮できる。よって作業のサイクルタイム向上を図ることができる。
【０１０５】
（その他の実施形態）
上記実施形態におけるロボットアーム本体の関節の構成はこれだけに限定されるものではなく、当業者において任意に設計変更が可能である。また、各モータは、上述の構成に限定されるものではなく、各関節を駆動する駆動源は例えば人工筋肉のようなデバイス等であってもよい。
【０１０６】
また上記実施形態は、制御装置の記憶装置の情報に基づき、伸縮、屈伸、上下移動、左右移動もしくは旋回の動作またはこれらの複合動作を自動的に行うことができる機械に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
２００  ロボットアーム本体
２０９  基台
２１００〜２１０６  リンク
２１１〜２１６  モータ
２２１〜２２６  センサ部
２３０  サーボ制御部
２３２、２３３ａ、２３３ｂ  ベルト
２３５  ベベルギア
２４２ａ、２４２ｂ、２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄ  プーリ
２５１、２５２、２５３、２５４  軸受
２６２ａ、２６３ａ  モータ回転軸
２６２ｂ、２６３ｃ  減速機入力軸
２６２ｃ、２６３ｄ  減速機出力軸
２６３ｂ  伝達軸
２７１〜２７６  減速機
２８０  貫通孔
３００  ロボットハンド本体
４００  制御装置
５００  外部入力装置
６００  作業ステーション
６０１、７０１  支柱
６０２  作業台
６０３  天板
【図１】
2020097079.tif 000003
【図２】
2020097079.tif 000004
【図３】
2020097079.tif 000005
【図４】
2020097079.tif 000006
【図５】
2020097079.tif 000007
【図６】
2020097079.tif 000008
【図７】
2020097079.tif 000009