(57)【要約】【課題】汎用性に優れる水平多関節ロボットを提供すること。【解決手段】基台と、前記基台に接続され、第１軸回りに回転する第１アームと、前記第１アームに接続され、前記第１軸に平行な第２軸回りに回転する第２アームと、前記第２アームに接続され、前記第２軸に平行な第３軸に沿って移動する第３アームと、前記第３アームが前記第３軸回りに回転するのを規制する規制部材と、前記第２アームに設けられ、前記第３アームを回転する駆動部を載置する載置部と、を備えることを特徴とする水平多関節ロボット。【選択図】図４
2020142343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台に接続され、第１軸回りに回転する第１アームと、
前記第１アームに接続され、前記第１軸に平行な第２軸回りに回転する第２アームと、
前記第２アームに接続され、前記第２軸に平行な第３軸に沿って移動する第３アームと、
前記第３アームの前記第３軸回りの回転を規制する規制部材と、
前記第２アームに設けられ、前記第３アームを回転する第１駆動部を載置する載置部と、を備えることを特徴とする水平多関節ロボット。
【請求項２】
前記規制部材は、前記第３アームに対して着脱可能に装着される請求項１に記載の水平多関節ロボット。
【請求項３】
前記第３アームは、シャフトと、前記シャフトを回転可能に支持する回転支持部材とを有し、
前記規制部材は、前記回転支持部材に対して固定される請求項２に記載の水平多関節ロボット。
【請求項４】
前記規制部材は、前記第３軸の軸方向に貫通し、前記第３アームが挿通される挿通部と、前記規制部材を前記回転支持部材に固定するネジが挿入されるネジ孔と、を有する板部材である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の水平多関節ロボット。
【請求項５】
前記ネジ孔は、長孔である請求項４に記載の水平多関節ロボット。
【請求項６】
前記挿通部は、前記第３軸の軸方向から見た場合の切欠きである請求項４または５に記載の水平多関節ロボット。
【請求項７】
前記第２アームは、前記第３アームを前記第３軸に沿って移動させる第２駆動部を有し、
前記第３軸の軸方向の平面視で、前記載置部から前記第３アームまでの距離は、前記第２駆動部から前記第３アームまでの距離よりも大きい請求項１ないし６のいずれか１項に記載の水平多関節ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水平多関節ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、工場では人件費の高騰や人材不足により、各種ロボットやそのロボット周辺機器によって、人手で行われてきた作業の自動化が加速している。その各種ロボットの中で単純な搬送工程やネジ締め工程では、例えば特許文献１に示すような水平多関節ロボット、すなわち、スカラロボットが広く用いられている。
【０００３】
特許文献１に記載されているスカラロボットは、第１軸回りに回転する第１アームと、第２軸回りに回転する第２アームと、第３軸回りに回転し、かつ、第３軸方向に移動する第３アームを有している。また、第３軸の駆動に関してボールねじスプラインを用いて上述した２方向の動作を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５７４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、スカラロボットにより行われる作業には、第３アームが第３軸回りに回転する動作が必要ないことがある。しかし、従来では、ユーザーが、作業に応じてスカラロボットの特定の回転軸に対する回転を規制することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下により実現することが可能である。
【０００７】
本適用例の水平多関節ロボットは、基台と、
前記基台に接続され、第１軸回りに回転する第１アームと、
前記第１アームに接続され、前記第１軸に平行な第２軸回りに回転する第２アームと、
前記第２アームに接続され、前記第２軸に平行な第３軸に沿って移動する第３アームと、
前記第３アームの前記第３軸回りの回転を規制する規制部材と、
前記第２アームに設けられ、前記第３アームを回転する第１駆動部を載置する載置部と、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の水平多関節ロボットの実施形態を示す側面図である。
【図２】図１に示すロボットシステムのブロック図である。
【図３】図１に示す水平多関節ロボットの第２アームの内部を示す側面図である。
【図４】図１に示す水平多関節ロボットの第２アームの内部を示す側面図である。
【図５】図４中の破線で示す領域の拡大断面図である。
【図６】図４に示す規制部材の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の水平多関節ロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜実施形態＞
図１は、本発明の水平多関節ロボットの実施形態を示す側面図である。図２は、図１に示すロボットシステムのブロック図である。図３は、図１に示す水平多関節ロボットの第２アームの内部を示す側面図である。図４は、図１に示す水平多関節ロボットの第２アームの内部を示す側面図である。図５は、図４中の破線で示す領域の拡大断面図である。図６は、図４に示す規制部材の平面図である。
【００１０】
また、図１、図３、図４では、説明の便宜上、互いに直交する３軸として、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を図示している。また、以下では、ｘ軸に平行な方向を「ｘ軸方向」とも言い、ｙ軸に平行な方向を「ｙ軸方向」とも言い、ｚ軸に平行な方向を「ｚ軸方向」とも言う。また、以下では、図示された各矢印の先端側を「＋（プラス）」、基端側を「−（マイナス）」と言い、＋ｘ軸方向に平行な方向を「＋ｘ軸方向」とも言い、−ｘ軸方向に平行な方向を「−ｘ軸方向」とも言い、＋ｙ軸方向に平行な方向を「＋ｙ軸方向」とも言い、−ｙ軸方向に平行な方向を「−ｙ軸方向」とも言い、＋ｚ軸方向に平行な方向を「＋ｚ軸方向」とも言い、−ｚ軸方向に平行な方向を「−ｚ軸方向」とも言う。また、ｚ軸回りの方向およびｚ軸に平行な軸回りの方向を「ｕ軸方向」とも言う。
【００１１】
また、以下では、説明の便宜上、図１中の＋ｚ軸方向、すなわち、上側を「上」、−ｚ軸方向、すなわち、下側を「下」とも言う。また、ロボットアーム２０については、図１中の基台２１側を「基端」、その反対側、すなわち、エンドエフェクター７側を「先端」と言う。また、図１中のｚ軸方向、すなわち、上下方向を「鉛直方向」とし、ｘ軸方向およびｙ軸方向、すなわち、左右方向を「水平方向」とする。
【００１２】
図１および図２に示すロボットシステム１００は、例えば、電子部品および電子機器等のワーク（対象物）の保持、搬送、組立ておよび検査等の作業で用いられる装置である。ロボットシステム１００は、制御装置１と、ロボット２と、エンドエフェクター７と、表示装置４１と、入力装置４２とを備えている。
【００１３】
また、図示の構成では、制御装置１は、ロボット２の外側に配置されているが、これに限定されず、ロボット２に内蔵されていてもよい。
【００１４】
また、図示の構成では、ロボット２と制御装置１とは、ケーブル２００で電気的に接続（以下、単に「接続」とも言う）されているが、これに限定されずケーブル２００を省略し、無線方式で通信を行うようになっていてもよい。すなわち、ロボット２と制御装置１とは、有線通信で接続されていてもよく、また、無線通信で接続されていてもよい。
【００１５】
＜ロボット＞
ロボット２は、水平多関節ロボット、すなわち、スカラロボットである。
【００１６】
図１、図３および図４に示すように、ロボット２は、基台２１と、第１アーム２２と、第２アーム２３と、作業ヘッドである第３アーム２４と、規制部材５とを備えている。第１アーム２２、第２アーム２３および第３アーム２４等によりロボットアーム２０が構成される。
【００１７】
また、ロボット２は、第１アーム２２を基台２１に対して回転させる駆動ユニット２５と、第２アーム２３を第１アーム２２に対して回転させる駆動ユニット２６と、第３アーム２４のシャフト２４１を第２アーム２３に対して回転させるｕ駆動ユニット２７と、シャフト２４１を第２アーム２３に対してｚ軸方向に移動させるｚ駆動ユニット２８と、角速度センサー２９とを備えている。
【００１８】
図１および図２に示すように、駆動ユニット２５は、第１アーム２２の筐体２２０内に内蔵されており、駆動力を発生するモーター２５１と、モーター２５１の駆動力を減速する減速機２５２と、モーター２５１または減速機２５２の回転軸の回転角度を検出する位置センサー２５３とを有している。
【００１９】
駆動ユニット２６は、第２アーム２３の筐体２３０に内蔵されており、駆動力を発生するモーター２６１と、モーター２６１の駆動力を減速する減速機２６２と、モーター２６１または減速機２６２の回転軸の回転角度を検出する位置センサー２６３とを有している。
【００２０】
ｕ駆動ユニット２７は、第２アーム２３の筐体２３０に内蔵されており、駆動力を発生するモーター２７１と、モーター２７１の駆動力を減速する減速機２７２と、モーター２７１または減速機２７２の回転軸の回転角度を検出する位置センサー２７３とを有している。
【００２１】
ｚ駆動ユニット２８は、第２アーム２３の筐体２３０に内蔵されており、駆動力を発生するモーター２８１と、モーター２８１の駆動力を減速する図示しない減速機２８２と、モーター２８１または減速機２８２の回転軸の回転角度を検出する位置センサー２８３とを有している。
【００２２】
モーター２５１、モーター２６１、モーター２７１およびモーター２８１としては、例えば、ＡＣサーボモーター、ＤＣサーボモーター等のサーボモーターを用いることができる。
【００２３】
また、減速機２５２、減速機２６２、減速機２７２および減速機２８２としては、例えば、遊星ギア型の減速機、波動歯車装置等を用いることができる。また、位置センサー２５３、位置センサー２６３、位置センサー２７３および位置センサー２８３は、例えば、角度センサーとすることができる。
【００２４】
駆動ユニット２５、駆動ユニット２６、ｕ駆動ユニット２７およびｚ駆動ユニット２８は、それぞれ、対応する図示しないモータードライバーに接続されており、モータードライバーを介して制御装置１のロボット制御部１１により制御される。なお、各減速機は省略されていてもよい。
【００２５】
また、角速度センサー２９は、第２アーム２３に内蔵されている。このため、第２アーム２３の角速度を検出することができる。この検出した角速度の情報に基づいて、制御装置１は、ロボット２の制御を行う。また、角速度センサー２９は、駆動ユニット２６〜２８よりも−ｙ軸側、すなわち、基台２１の遠位側に設置されている。
【００２６】
基台２１は、例えば、図示しない床面にボルト等によって固定されている。基台２１の上端部には第１アーム２２が連結されている。第１アーム２２は、基台２１に対して鉛直方向に沿う第１軸Ｏ１回りに回転可能となっている。第１アーム２２を回転させる駆動ユニット２５が駆動すると、第１アーム２２が基台２１に対して第１軸Ｏ１回りに水平面内で回転する。また、位置センサー２５３により、基台２１に対する第１アーム２２の駆動（回転量）が検出できるようになっている。
【００２７】
また、第１アーム２２の先端部には、第２アーム２３が連結されている。第２アーム２３は、第１アーム２２に対して鉛直方向に沿う第２軸Ｏ２回りに回転可能となっている。第１軸Ｏ１の軸方向と第２軸Ｏ２の軸方向とは同一である。すなわち、第２軸Ｏ２は、第１軸Ｏ１と平行である。第２アーム２３を回転させる駆動ユニット２６が駆動すると、第２アーム２３が第１アーム２２に対して第２軸Ｏ２回りに水平面内で回転する。また、位置センサー２６３により、第１アーム２２に対する第２アーム２３の駆動、具体的には、回転量が検出できるようになっている。
【００２８】
また、第２アーム２３は、底板２３１、天板２３２およびこれらを連結している側壁２３３を有する筐体２３０を有している。この筐体２３０の内部、すなわち、底板２３１上には、駆動ユニット２６、ｕ駆動ユニット２７、ｚ駆動ユニット２８および角速度センサー２９が＋ｙ軸側からこの順で並んでいる。
【００２９】
また、筐体２３０は、天板２３２と側壁２３３との間に位置する傾斜部２３４を有している。この傾斜部２３４は、天板２３２の−ｙ軸側に設けられている。また、この傾斜部２３４は、ｚ軸に対して傾斜して設けられている。
【００３０】
また、図３および図４に示すように、第２アーム２３の先端部には、第３アーム２４が設置されている。第３アーム２４は、シャフト２４１と、シャフト２４１を回転可能に支持する回転支持部材２４２とを有する。
【００３１】
シャフト２４１は、第２アーム２３に対して、鉛直方向に沿う第３軸Ｏ３回りに回転可能であり、かつ、上下方向に移動（昇降）可能となっている。このシャフト２４１は、ロボットアーム２０の第３アームであり、ロボットアーム２０の最も先端のアームである。
【００３２】
また、シャフト２４１の長手方向の途中には、ボールねじナット２４３と、スプラインナット２４４とが固定されている。これらボールねじナット２４３およびスプラインナット２４４は、この順で＋ｚ軸側から離間して配置されている。
【００３３】
また、スプラインナット２４４の−ｚ軸側には、回転支持部材２４２が設置されている。この回転支持部材２４２は、外筒２４５と、外筒２４５の内側に設けられた回転体２４６と、を有する。外筒２４５は、第２アーム２３の筐体２３０内の底板２３１に固定されている。一方、回転体２４６は、シャフト２４１には固定されているが、シャフト２４１とともにｕ軸回りに回転可能に外筒２４５に支持されている。
【００３４】
シャフト２４１を回転させるｕ駆動ユニット２７が駆動すると、シャフト２４１は、ｚ軸回りに正逆回転、すなわち、回転する。また、位置センサー２７３により、第２アーム２３に対するシャフト２４１の回転量が検出できるようになっている。
【００３５】
また、シャフト２４１をｚ軸方向に移動させるｚ駆動ユニット２８が駆動すると、シャフト２４１は、上下方向、すなわち、ｚ軸方向に移動する。また、位置センサー２８３により、第２アーム２３に対するシャフト２４１のｚ軸方向の移動量が検出できるようになっている。
【００３６】
また、シャフト２４１の先端部には、各種のエンドエフェクターが着脱可能に連結される。エンドエフェクターとしては、特に限定されず、例えば、被搬送物を把持するもの、被加工物を加工するもの、検査に使用するもの等が挙げられる。本実施形態では、エンドエフェクター７が着脱可能に連結される。エンドエフェクター７については、後に詳述する。
【００３７】
なお、エンドエフェクター７は、本実施形態では、ロボット２の構成要素になっていないが、エンドエフェクター７の一部または全部がロボット２の構成要素になっていてもよい。また、エンドエフェクター７は、本実施形態では、ロボットアーム２０の構成要素になっていないが、エンドエフェクター７の一部または全部がロボットアーム２０の構成要素になっていてもよい。
【００３８】
＜エンドエフェクター＞
図１に示すように、エンドエフェクター７は、力検出部２９０と、力検出部２９０に取り付けられた取り付け部７１と、取り付け部７１に設けられたモーター７２と、モーター７２の回転軸に、着脱可能に同心的に取り付けられたねじ用限界ゲージ３とを有している。このエンドエフェクター７では、力検出部２９０が、直接または図示しない連結部材を介して、シャフト２４１の先端部に着脱可能に連結される。また、シャフト２４１の中心軸、すなわち、第３軸Ｏ３と、モーター７２の回転軸と、ねじ用限界ゲージ３の中心軸とは、一致している。すなわち、第３軸Ｏ３の軸方向から見て、第３軸Ｏ３と、モーター７２と、ねじ用限界ゲージ３とは重なっている。
【００３９】
また、ねじ用限界ゲージ３は、ねじゲージの１例であり、柱状の把持部３１と、把持部３１の一端部に設けられ、雄ねじが形成された通り側ゲージ３２と、把持部３１の他端部に設けられ、雄ねじが形成された止まり側ゲージ３３とを有している。このねじ用限界ゲージ３は、通り側ゲージ３２を使用する場合は、止まり側ゲージ３３が設けられた把持部３１の端部をモーター７２の回転軸に取り付け、通り側ゲージ３２を先端側に配置する。また、止まり側ゲージ３３を使用する場合は、通り側ゲージ３２が設けられた把持部３１の端部をモーター７２の回転軸に取り付け、止まり側ゲージ３３を先端側に配置する。
【００４０】
また、モーター７２としては、特に限定されないが、例えば、ＡＣサーボモーター、ＤＣサーボモーター等のサーボモーター、ステッピングモーター等が用いられる。
【００４１】
また、エンドエフェクター７は、モーター７２の回転軸の回転角度を検出する図示しない角度センサーを有しており、その位置センサーにより、モーター７２の回転軸の回転角度が検出できるようになっている。
【００４２】
また、力検出部２９０は、例えば、ねじ用限界ゲージ３に加わる力を検出する力覚センサー等で構成されている。なお、本実施形態では、力検出部２９０はエンドエフェクター７の構成要素であるが、これに限定されず、ロボット２またはロボットアーム２０の構成要素であってもよい。
【００４３】
このエンドエフェクター７では、モーター７２の回転軸とねじ用限界ゲージ３との間に歯車やベルト等の動力伝達機構が介在している場合に比べて、バックラッシュによる回転精度の低下を抑制することができる。
【００４４】
なお、ねじ用限界ゲージ３は、このような構成のものに限定されず、例えば、通り側ゲージのみを有するねじ用限界ゲージと、止まり側ゲージのみを有するねじ用限界ゲージとを付け替えて使用する構成のものであってもよい。
【００４５】
また、本実施形態では、エンドエフェクター７は、ロボットアーム２０に対して着脱可能であるが、これに限定されず、例えば、エンドエフェクター７は、ロボットアーム２０から離脱不能になっていてもよく、また、力検出部２９０がロボットアーム２０から離脱不能になっていてもよい。
【００４６】
＜制御装置＞
図２に示すように、制御装置１は、ロボット制御部１１と、モーター制御部１２（エンドエフェクター制御部）と、表示制御部１３と、記憶部１４と、受付部１５と、判定部１６とを備えており、ロボット２、エンドエフェクター７のモーター７２および表示装置４１等、ロボットシステム１００の各部の駆動をそれぞれ制御する。
【００４７】
また、制御装置１は、ロボット制御部１１と、モーター制御部１２と、表示制御部１３と、記憶部１４と、受付部１５と、判定部１６との間で、それぞれ、通信可能に構成されている。すなわち、ロボット制御部１１と、モーター制御部１２と、表示制御部１３と、記憶部１４と、受付部１５と、判定部１６とは、互いに、有線または無線通信で接続されている。
【００４８】
また、制御装置１には、ロボット２と、表示装置４１と、入力装置４２と、エンドエフェクター７とが、それぞれ、有線または無線通信で接続されている。
【００４９】
（ロボット制御部）
ロボット制御部１１は、ロボット２の駆動、すなわち、ロボットアーム２０等の駆動を制御する。ロボット制御部１１は、ＯＳ等のプログラムがインストールされたコンピューターである。このロボット制御部１１は、例えば、プロセッサとしてのＣＰＵと、ＲＡＭと、プログラムが記憶されたＲＯＭとを有する。また、ロボット制御部１１の機能は、例えば、ＣＰＵにより各種プログラムを実行することにより実現することができる。
【００５０】
（モーター制御部）
モーター制御部１２は、モーター７２の駆動を制御する。モーター制御部１２は、ＯＳ等のプログラムがインストールされたコンピューターである。このモーター制御部１２は、例えば、プロセッサとしてのＣＰＵと、ＲＡＭと、プログラムが記憶されたＲＯＭとを有する。また、モーター制御部１２の機能は、例えば、ＣＰＵにより各種プログラムを実行することにより実現することができる。
【００５１】
（表示制御部）
表示制御部１３は、表示装置４１にウィンドウ等の各種の画面や文字等を表示させる機能を有している。すなわち、表示制御部１３は、表示装置４１の駆動を制御する。この表示制御部１３の機能は、例えばＧＰＵ等により実現することができる。
【００５２】
（記憶部）
記憶部１４は、各種の情報（データやプログラム等を含む）を記憶する機能を有する。この記憶部１４は、制御プログラム等を記憶する。記憶部１４の機能は、ＲＯＭ等やいわゆる外部記憶装置（図示せず）によって実現することができる。
【００５３】
（受付部）
受付部１５は、入力装置４２からの入力を受け付ける機能を有している。この受付部１５の機能は、例えばインターフェース回路によって実現することができる。なお、例えばタッチパネルを用いる場合には、受付部１５は、ユーザーの指のタッチパネルへの接触等を検知する入力検知部としての機能を有する。
【００５４】
＜表示装置＞
表示装置４１は、例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ等で構成されたモニター（図示せず）を備えており、例えば、各種の画像（ウィンドウ等の各種の画面等を含む）や文字等を表示する機能を有する。
【００５５】
＜入力装置＞
入力装置４２は、例えば、マウスやキーボード等で構成されている。したがって、ユーザーは、入力装置４２を操作することで、制御装置１に対して各種の処理等の指示を行うことができる。
【００５６】
具体的には、ユーザーは、表示装置４１に表示される各種画面（ウィンドウ等）に対して入力装置４２のマウスでクリックする操作や、入力装置４２のキーボードで文字や数字等を入力する操作により、制御装置１に対する指示を行うことができる。
【００５７】
なお、本実施形態では、表示装置４１および入力装置４２の代わりに、表示装置４１および入力装置４２を兼ね備えた表示入力装置を設けてもよい。表示入力装置としては、例えば静電式タッチパネルや感圧式タッチパネル等のタッチパネルを用いることができる。また、入力装置４２は、音声等の音を認識する構成であってもよい。
【００５８】
次に、第２アーム２３の内部について説明する。
ロボット２では、図３に示すように、第２アーム２３の筐体２３０内に、第３アーム２４をｚ軸回りに回転させるｕ駆動ユニット２７と、第３アーム２４をｚ軸方向に移動させるｚ駆動ユニット２８と、ベルト２７４と、ベルト２８４と、が設置されている第１状態と、図４に示すように、ｚ駆動ユニット２８およびベルト２８４が設置され、かつ、ｕ駆動ユニット２７およびベルト２７４が省略された第２状態と、をとり得る。
【００５９】
図３に示すように、ｕ駆動ユニット２７は、前述したモーター２７１、減速機２７２および位置センサー２７３に加え、プーリー２７５を有する。これらは、位置センサー２７３、モーター２７１、減速機２７２およびプーリー２７５の順で＋ｚ軸側から配置されている。プーリー２７５は、減速機２７２のコアに固定されており、モーター２７１の回転力が減速機２７２で減速されて、プーリー２７５に伝達される。
【００６０】
また、プーリー２７５は、ベルト２７４によってシャフト２４１に設けられたスプラインナット２４４と連結されている。ベルト２７４は、プーリー２７５およびスプラインナット２４４に掛け回された無端ベルトであり、その内側、すなわち、プーリー２７５およびスプラインナット２４４側に図示しない歯を有する。ベルト２７４の歯が、プーリー２７５およびスプラインナット２４４の図示しない歯とそれぞれ噛合している。
【００６１】
このようなｕ駆動ユニット２７では、モーター２７１の回転力が減速機２７２およびプーリー２７５を介してベルト２７４に伝達され、ベルト２７４が回転する。このベルト２７４の回転により、その回転力がスプラインナット２４４を介してシャフト２４１に伝達される。この回転力がシャフト２４１のスプライン溝を介してシャフト２４１に伝達され、シャフト２４１がｕ軸方向に移動する、すなわち、回転することができる。
【００６２】
また、ｕ駆動ユニット２７は、載置部２７０に設置されている。載置部２７０とは、ｕ駆動ユニット２７が載置される空間のことを言う。例えば、ｕ駆動ユニット２７が筐体２３０内の底部に設置される場合、底部からｕ駆動ユニット２７が設置されている高さまでの空間のことを言う。また、ｕ駆動ユニット２７が図示しない固定部材を介して筐体２３０の内壁面に対して固定され、かつ、筐体２３０の底部から離間している場合には、筐体２３０内の、実際にｕ駆動ユニット２７が設置されている空間のことを言う。このように、筐体２３０内において、ｕ駆動ユニット２７を設置しうる空間のことを載置部２７０と言う。
【００６３】
図３に示すように、ｚ駆動ユニット２８は、前述したモーター２８１、減速機２８２および位置センサー２８３に加え、プーリー２８５を有する。これらは、位置センサー２８３、モーター２８１、プーリー２８５および減速機２８２の順で＋ｚ軸側から配置されている。プーリー２８５は、減速機２８２のコアに固定されており、モーター２８１の回転力が減速機２８２で減速されて、プーリー２８５に伝達される。
【００６４】
また、プーリー２８５は、ベルト２８４によってシャフト２４１に設けられたボールねじナット２４３と連結されている。ベルト２８４は、プーリー２８５およびボールねじナット２４３に掛け回された無端ベルトであり、その内側、すなわち、プーリー２８５およびボールねじナット２４３側に図示しない歯を有する。ベルト２８４の歯が、プーリー２８５およびボールねじナット２４３の図示しない歯とそれぞれ噛合している。
【００６５】
このようなｚ駆動ユニット２８では、モーター２８１の回転力が減速機２８２およびプーリー２８５を介してベルト２８４に伝達され、ベルト２８４が回転する。このベルト２８４の回転により、その回転力がボールねじナット２４３を介してシャフト２４１に伝達される。この回転力がシャフト２４１のボールねじ溝によって方向が変換され、シャフト２４１がｚ軸方向に移動する、すなわち、上下動することができる。
【００６６】
第２状態では、図４に示すように、前述したｚ駆動ユニット２８が設置されており、載置部２７０のｕ駆動ユニット２７が省略され、かつ、ベルト２７４およびスプラインナット２４４も省略された状態となっている。そして、第２状態では、第３アーム２４のシャフト２４１が第３軸Ｏ３回り、すなわち、ｕ軸方向に回転するのを規制する規制部材５が設置されている。
【００６７】
図４および図５に示すように、規制部材５は、ネジ６１およびネジ６２を用いたネジ止めにより、第３アーム２４の回転支持部材２４２に対して着脱可能である。規制部材５は、第３軸Ｏ３の軸方向に貫通し、第３アーム２４が挿通される挿通部である挿通孔５１と、規制部材５を回転支持部材２４２に固定するネジ６１が挿入されるネジ孔５２と、を有する板部材である。挿通孔５１、ネジ孔５２およびネジ孔５３は、それぞれ、規制部材５の厚さ方向に貫通する貫通孔で構成されている。この規制部材５によれば、シャフト２４１を挿通孔５１に挿通しつつ、後述するようにネジ止めを行うことができる。
【００６８】
挿通孔５１は、規制部材５の側方に開放している。すなわち、挿通部である挿通孔５１は、第３軸Ｏ３の軸方向から見た場合の切欠きである。これにより、規制部材５をシャフト２４１に対して着脱する際、挿通孔５１の側方に開放した部分からシャフト２４１に装着することができる。すなわち、シャフト２４１の側方から規制部材５を設置することができる。これにより、規制部材５の着脱に際し、シャフト２４１を第２アーム２３から抜去したり組立てたりする煩雑な作業を省略し、簡単に規制部材５の着脱を行うことができる。
【００６９】
また、ネジ孔５２は、ネジ６１が挿入され、ネジ止めされる部分である。ネジ孔５２に＋ｚ軸側から挿入されたネジ６１は、回転支持部材２４２の回転体２４６に固定される。
【００７０】
また、図６に示すように、ネジ孔５２は、図示の構成では４つ設けられており、それぞれ、長孔で構成されている。各ネジ孔５２は、挿通孔５１の周方向に沿って湾曲した円弧状をなしている。このため、規制部材５を装着する際、ネジ６１を挿した状態で、かつ、締めきっていない状態で、規制部材５に対してシャフト２４１を回転させて、シャフト２４１のｕ軸回りの位置を調整することができる。このようにネジ孔５２は、長孔であり、第３アーム２４の第３軸Ｏ３回りの位置を調整する調整機構として機能する。
【００７１】
ネジ孔５３は、ネジ６２が挿入され、ネジ止めされる部分である。ネジ６２は、−ｚ軸側から、回転支持部材２４２の外筒２４５に形成されたネジ孔２４８および筒部材２４９を介してネジ孔５３に挿入され固定される。また、ネジ孔５３は、図示の構成では、挿通孔５１を介して２か所に設けられている。
【００７２】
このような規制部材５は、回転支持部材２４２に対して固定される。すなわち、規制部材５は、回転支持部材２４２の外筒２４５および回転体２４６に対して固定されるため、外筒２４５および回転体２４６が相対的に回転するのが規制される。前述したように、回転体２４６は、シャフト２４１と固定され、外筒２４５は、筐体２３０と固定されているため、規制部材５を装着することにより、シャフト２４１が筐体２３０に対して回転するのが規制された状態となる。
【００７３】
ここで、ロボット２は、図示の構成では、エンドエフェクター７が装着されており、ネジ締めを行う構成である。この場合、ｕ駆動ユニット２７を駆動させることにより、シャフト２４１をｕ軸回りに回転させる動作を行う。これに対し、図示はしないが、エンドエフェクターが例えば吸引によりワークを把持して搬送を行ったりする場合、ｕ駆動ユニット２７を駆動させる必要がない。すなわち、ｕ駆動ユニット２７が省略されていても作業を行うことができる。また、ｕ駆動ユニット２７を駆動させる必要がないにも関わらず、ｕ駆動ユニット２７を搭載していると、ロボット２全体の可搬重量が減少してしまう。このように従来では、作業に応じて、最適なスペックを選択することができなかった。
【００７４】
これに対し、ロボット２では、前述したように、図３に示すようなｕ駆動ユニット２７およびｚ駆動ユニット２８の双方が搭載された第１状態と、図４に示すようなｕ駆動ユニット２７が省略された第２状態と、をとり得る。これにより、作業に応じて必要な状態、すなわち、必要なスペックを選択することができ、上記課題を解決することができる。すなわち、ロボット２は、汎用性に優れる。
【００７５】
また、第２状態では、規制部材５によってシャフト２４１の回転が規制されているため、第２状態にてシャフト２４１が不本意に回転してしまうことにより、作業を妨げるのを防止することができる。
【００７６】
載置部２７０は、第３アーム２４に対して、第２駆動部であるｚ駆動ユニット２８よりも遠位側に設けられている。すなわち、第３軸Ｏ３の軸方向の平面視で、載置部２７０から第３アーム２４までの距離は、第２駆動部であるｚ駆動ユニット２８から第３アーム２４までの距離よりも大きい。これにより、ｕ駆動ユニット２７を着脱操作する際、その操作を容易に行うことができる。
【００７７】
以上説明したように、ロボット２は、基台２１と、基台２１に接続され、第１軸Ｏ１回りに回転する第１アーム２２と、第１アーム２２に接続され、第１軸Ｏ１に平行な第２軸Ｏ２回りに回転する第２アーム２３と、第２アーム２３に接続され、第２軸Ｏ２に平行な第３軸Ｏ３に沿って移動する第３アーム２４と、第３アーム２４の第３軸Ｏ３回りの回転を規制する規制部材５と、第２アーム２３に設けられ、第３アーム２４を回転させる第１駆動部であるｕ駆動ユニット２７を載置する載置部２７０と、を備える。また、規制部材５は、第３アーム２４に対して着脱可能に装着される。これにより、ロボット２は、第３アーム２４が第３軸Ｏ３回りに回転するのを規制することができる。よって、作業に応じて必要な状態、すなわち、必要なスペックを選択することができ、汎用性に優れる。また、規制部材５を第３アーム２４に装着して、規制部材５によって第３アーム２４の回転を規制する場合には、ｕ駆動ユニット２７を省略することができ、ロボット２の過搬重量の低減に寄与する。また、規制部材５を第３アーム２４から離脱させて、規制部材５によって第３アーム２４の回転を規制しない場合には、載置部２７０にｕ駆動ユニット２７を載置することができ、第３アーム２４を回転駆動することができる。
【００７８】
以上、本発明の水平多関節ロボットを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【００７９】
また、前記実施形態では、ロボットアームの回転軸の数は、３つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの回転軸の数は、例えば、２つ、または、４つ以上でもよい。すなわち、前記実施形態では、アームの数は、３つであるが、本発明では、これに限定されず、アームの数は、例えば、２つ、または、４つ以上でもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１…制御装置、２…ロボット、３…ねじ用限界ゲージ、５…規制部材、７…エンドエフェクター、１１…ロボット制御部、１２…モーター制御部、１３…表示制御部、１４…記憶部、１５…受付部、１６…判定部、２０…ロボットアーム、２１…基台、２２…第１アーム、２３…第２アーム、２４…第３アーム、２５…駆動ユニット、２６…駆動ユニット、２７…ｕ駆動ユニット、２８…ｚ駆動ユニット、２９…角速度センサー、３１…把持部、３２…側ゲージ、３３…止まり側ゲージ、４１…表示装置、４２…入力装置、５１…挿通孔、５２…ネジ孔、５３…ネジ孔、６１…ネジ、６２…ネジ、７１…取り付け部、７２…モーター、１００…ロボットシステム、２００…ケーブル、２２０…筐体、２３０…筐体、２３１…底板、２３２…天板、２３３…側壁、２３４…傾斜部、２４１…シャフト、２４２…回転支持部材、２４３…ボールねじナット、２４４…スプラインナット、２４５…外筒、２４６…回転体、２４８…ネジ孔、２４９…筒部材、２５１…モーター、２５２…減速機、２５３…位置センサー、２６１…モーター、２６２…減速機、２６３…位置センサー、２７０…載置部、２７１…モーター、２７２…減速機、２７３…位置センサー、２７４…ベルト、２７５…プーリー、２８１…モーター、２８２…減速機、２８３…位置センサー、２８４…ベルト、２８５…プーリー、２９０…力検出部、Ｏ１…第１軸、Ｏ２…第２軸、Ｏ３…第３軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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