(57)【要約】【課題】生産装置において、装置内で複数のワークに対して、例えば、加工、計測、調整、組立等の種々の作業を行うことができ、装置単体で多種多様な製品の生産が可能となるようにする。【解決手段】ワークＷに対して作業を行う生産装置１００であって、箱状の装置本体１と、装置本体１を下側の作業準備室４と、上側の作業室３とに仕切る平板状の床部５と、作業室３を床部５上で外部から隔離するクリーンカバー６と、作業準備室４の内部から床部５の位置まで昇降可能なユニット固定部２１と、作業準備室４内に設けられ、ユニット固定部２１を昇降させる昇降機構と、作業室３内に設けられ、作業室３内でワークＷを含む被移動物を移動させる多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌを有するマニピュレータ９とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対して作業を行う生産装置であって、
箱状の装置本体と、
該装置本体を、下側の作業準備室と、上側の作業室とに仕切る平板状の隔壁部材と、
前記作業室を前記隔壁部材上で外部から隔離するカバー部材と、
前記作業準備室の内部から前記隔壁部材の位置まで昇降可能な可動床部と、
前記作業準備室内に設けられ、前記可動床部を昇降させる昇降機構と、
前記作業室内に設けられ、該作業室内で前記ワークを含む被移動物を移動させる１対の腕部を有する双腕マニピュレータとを備えることを特徴とする生産装置。
【請求項２】
前記双腕マニピュレータの１対の腕部は、それぞれ多関節ロボットからなることを特徴とする請求項１に記載の生産装置。
【請求項３】
前記双碗マニピュレータの１対の腕部は、
前記隔壁部材上で水平面内に回転可能に設けられたマニピュレータ基部の側部に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の生産装置。
【請求項４】
前記作業準備室には、
前記可動床部および前記昇降機構を１組ずつ隔離して収納する収納部と、
前記昇降機構によって前記可動床部が下降される際に前記隔壁部材に生じる開口を閉止する隔壁閉止機構とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の生産装置。
【請求項５】
前記収納部は、該収納部内の排気を行う排気機構を備えることを特徴とする請求項４に記載の生産装置。
【請求項６】
前記可動床部に対して着脱可能に設けられ、前記作業を行う作業ユニットを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の生産装置。
【請求項７】
前記可動床部および前記収納部がそれぞれ複数設けられた場合に、
前記作業ユニットは、前記複数の可動床部のいずれにも着脱可能であり、前記複数の収納部のいずれにも収納可能とされたことを特徴とする請求項６に記載の生産装置。
【請求項８】
前記作業室には、前記ワークを載置可能に設けられたステージを備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の生産装置。
【請求項９】
前記ステージは、上下方向に貫通する貫通孔が設けられ、前記ワークを前記貫通孔の上方に配置可能とされ、
前記ステージの下側の前記隔壁部材には、開口が設けられ、
前記ステージの下方の前記作業準備室内には、
前記開口を開閉する開閉機構と、
前記ステージに前記ワークが配置された際に、前記開閉機構によって開放された前記開口を通して前記作業準備室側から前記ステージに載置された前記ワークに対する作業を行う作業手段を配置する作業手段収納部とが設けられたことを特徴とする請求項８に記載の生産装置。
【請求項１０】
前記ステージは、パラレルリンク機構を備えることを特徴とする請求項８または９に記載の生産装置。
【請求項１１】
前記作業室内をクリーン化するクリーンユニットを備えることを特徴とする請求項１〜１０に記載の生産装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産装置に関する。例えば、装置内で複数のワークに対して、例えば、加工、計測、調整、組立等の作業を行って、ワークを構成部品とする製品の生産を行う生産装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業製品の生産には、ワークを搬送する搬送手段を用いて、作業ロボットや、組立作業、締結作業、調整または検査作業などの各種作業手段を順次並べて、生産ラインを構築している例が見られる。
近年、製品の小型、高精度化に伴い、特に精密機器では高品質を維持する為に、クリーン環境下での生産が必要とされると共に、環境への配慮から消費電力削減、スペース生産性向上、装置コスト削減などの観点から、生産する部品・製品に見合った大きさの生産装置が求められている。
例えば、特許文献１には、組立、締結結合、調整、検査を行う作業手段をクリーン化された室内ユニットとし、この室内ユニットを着脱可能に、搬送経路に沿って並設し、搬送手段によって被組立物を室内ユニットに導入し、室内ユニットに供給される微小部品と被組立物の相対的位置ずれを計測手段で計測し、微小部品の組立作業、締結結合作業、調整作業、検査作業を室内ユニットで行う製造システムを構築したものが記載されている。
また、特許文献２には、部品の供給、接着剤塗布、接合の各作業をモジュール化し、各モジュール内には搬送手段を個別的に装備し、これらのモジュールを締結手段により、取り付け/取り外し可能とし、微細部品を組み立てる組立工程に合せて卓上に隣接して構成し、第一の部品と第二の部品を供給手段から供給し、第一の部品と第二の部品それぞれに設けた位置検出基準を位置検出手段で検出し、その検出結果に基づいて部品の位置を調整し、２つの部品を接合手段によって接着接合を行う微細部品の組立装置が記載されている。
【特許文献１】特許第３０９４６６９号公報
【特許文献２】特開２００５−８１４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の生産装置には、以下のような問題があった。
例えば、特許文献１に記載の微小部品の自動製造システムでは、各ユニットに作業を行うロボットと、特定の作業を行うツールを装備し、これらユニットを搬送経路に沿って多数並設してシステムを構成している。
これらユニットは一連の工程に従って搬送経路に沿って構築されるため、同じような作業が複数ある場合、その作業分ユニットを用意しなければならない。
また、ツールが特定の作業を前提としている為作業内容の範囲が限定されてしまう。
また、各ユニットは搬送手段に対して着脱可能に構成されているが、システムを構築するには、一連の作業工程から必要となるユニットと、ユニット間に部品を搬送する搬送手段と、これらを設置する防振台等のテーブルの大きさをその都度考慮する必要がある。このため、各ユニットの配置も搬送経路によって制限されてしまい、生産する製品に応じてシステムを変更するには、ユニットの追加は容易ではなく、システム全体を再構成しなければならないという課題がある。
また、特許文献２に記載の微細部品の組立装置では、複数の作業をモジュール化し、各モジュールは取付け/取り外しが行えるようになっており、隣接するモジュールとの位置決め手段、締結手段、搬送手段、クリーンユニットを各々個別に装備し、モジュール間で順次部品搬送し、所定の作業を行うとしているが、モジュール毎に搬送手段、クリーンユニットを設けているため、一つ一つのモジュールが大きくなり、各々設けた搬送手段、クリーンユニットの分だけコストが増大する。
また、作業工程に合せて所定のモジュールを順次隣接して卓上に並べて構成しているが、作業内容が異なるとモジュールごとの大きさも異なっている。そのため、各モジュールの配置は生産工程によって制限されてしまい、これらを設置するテーブルの大きさもその都度考慮しなくてはならず、モジュールの交換、削除、追加を行う場合、システム全体を再構成しなければならないという課題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、装置内で複数のワークに対して、例えば、加工、計測、調整、組立等の種々の作業を行うことができ、装置単体で多種多様な製品の生産が可能な生産装置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】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、ワークに対して作業を行う生産装置であって、箱状の装置本体と、該装置本体を、下側の作業準備室と、上側の作業室とに仕切る平板状の隔壁部材と、前記作業室を前記隔壁部材上で外部から隔離するカバー部材と、前記作業準備室の内部から前記隔壁部材の位置まで昇降可能な可動床部と、前記作業準備室内に設けられ、前記可動床部を昇降させる昇降機構と、前記作業室内に設けられ、該作業室内で前記ワークを含む被移動物を移動させる１対の腕部を有する双腕マニピュレータとを備える構成とする。
この発明によれば、可動床部を昇降機構によって昇降させることで、カバー部材で外部から隔離された作業室へ、作業準備室からワークを含む被移動物を搬入、搬出させることができる。そして、作業室内では、双腕マニピュレータにより、可動床部によって搬入されたワークを含む被移動物を移動させ、双腕マニピュレータの１対の腕部を用いて、作業室内で加工、計測、調整、組立等の種々の作業を行うことができる。また、これらの作業終了後、双腕マニピュレータによりワークを含む被移動物を可動床部上に移動させ、昇降機構を用いて作業室から搬出することができる。
双腕マニピュレータは、１つのワークに対して１対の腕部を協調動作させて、例えばワークの持ち替えなどを行いつつ作業することもできるし、２つのワークに対してそれぞれの腕部を動作させて、ワークを把持したり移動させたりすることができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の生産装置において、前記双腕マニピュレータの１対の腕部は、それぞれ多関節ロボットからなる構成とする。
この発明によれば、双腕マニピュレータの１対の腕部がそれぞれ多関節ロボットからなるため、被移動物の移動や、姿勢制御が容易となり、種々の作業を容易に行うことができる。
なお、多関節ロボットの自由度は６自由度以上であることが好ましい。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の生産装置において、前記双碗マニピュレータの１対の腕部は、前記隔壁部材上で水平面内に回転可能に設けられたマニピュレータ基部の側部に設けられた構成とする。
この発明によれば、双腕マニピュレータの１対の腕部が、隔壁部材上で水平面内に回転可能に設けられたマニピュレータ基部の側部に設けられている。そのため、マニピュレータ基部を回転させることによって、１対の腕部の相対的な位置関係を保持した状態で１対の腕部を水平方向に旋回させ、被移動物を移動させることができる。
【０００８】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の生産装置において、前記作業準備室には、前記可動床部および前記昇降機構を１組ずつ隔離して収納する収納部と、前記昇降機構によって前記可動床部が下降される際に前記隔壁部材に生じる開口を閉止する隔壁閉止機構とを備える構成とする。
この発明によれば、可動床部および昇降機構が、１組ずつ収納部に隔離して収納され、可動床部が下降されると隔壁閉止機構によって、隔壁部材に生じる開口を閉止することができるので、可動床部が下降した状態でも作業室を外部から隔離することができる。そのため、作業室内の雰囲気を容易に維持することができる。
【０００９】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の生産装置において、前記収納部は、該収納部内の排気を行う排気機構を備える構成とする。
この発明によれば、排気機構により、収納部内の排気を行うことができるので、可動床部の昇降時に収納部内の空気が作業室内に流入することを防止することができる。
【００１０】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の生産装置において、前記可動床部に対して着脱可能に設けられ、前記作業を行う作業ユニットを備える構成とする。
この発明によれば、可動床部上に作業ユニットを配置して可動床部を上昇させることで、作業室内に作業ユニットを配置したり、配置した作業ユニットを作業準備室内に下降させて、他の作業ユニットに交換したりすることができるため、作業室内に配置される作業ユニットの種類に応じて、ワークに対する様々な作業を行うことができる。
また、複数の作業ユニットを作業室内に配置することで、ワークに対して複数の作業を行うことができる。
【００１１】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の生産装置において、前記可動床部および前記収納部がそれぞれ複数設けられた場合に、前記作業ユニットは、前記複数の可動床部のいずれにも着脱可能であり、前記複数の収納部のいずれにも収納可能とされた構成とする。
この発明によれば、作業ユニットが、複数の可動床部に着脱可能、かつ複数の収納部に収納可能とされるため、複数の作業ユニットを、適宜の可動床部に配置して、作業室内に搬送し、必要に応じて、作業室内における各作業ユニットの位置関係を変更することができる。
【００１２】
請求項８に記載の発明では、請求項１〜７のいずれかに記載の生産装置において、前記作業室には、前記ワークを載置可能に設けられたステージを備える構成とする。
この発明によれば、作業室内にステージを備えるので、ワークをステージ上に配置して作業を行うことができる。
【００１３】
請求項９に記載の発明では、請求項８に記載の生産装置において、前記ステージは、上下方向に貫通する貫通孔が設けられ、前記ワークを前記貫通孔の上方に配置可能とされ、
前記ステージの下側の前記隔壁部材には、開口が設けられ、前記ステージの下方の前記作業準備室内には、前記開口を開閉する開閉機構と、前記ステージに前記ワークが配置された際に、前記開閉機構によって開放された前記開口を通して前記作業準備室側から前記ステージに載置された前記ワークに対する作業を行う作業手段を配置する作業手段収納部とが設けられた構成とする。
この発明によれば、ワークをステージの貫通孔の上方に配置し、開閉機構によって隔壁部材の開口を開状態とし、作業手段収納部に配置された作業手段によって、開口を通してワークに対する作業を行うことができる。
【００１４】
請求項１０に記載の発明では、請求項８または９に記載の生産装置において、前記ステージは、パラレルリンク機構を備える構成とする。
この発明によれば、ステージがパラレルリンク機構を備えるため、ＸＹＺステージなどに比べて小型であり高精度な位置決めが可能となる。また、ステージの中心部に貫通孔を設けることが容易となる。
【００１５】
請求項１１に記載の発明では、請求項１〜１０に記載の生産装置において、前記作業室内をクリーン化するクリーンユニットを備える構成とする。
この発明によれば、クリーンユニットによって、作業室内をクリーン化できるので、クリーン度の高い環境で作業を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の生産装置によれば、作業室内に双腕マニピュレータを有するので、この双腕マニピュレータによって、装置内で複数のワークに対して、例えば、加工、計測、調整、組立等の種々の作業を行うことができ、装置単体で多種多様な製品を生産することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１８】
本発明の実施形態に係る生産装置について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る生産装置の概略構成を示す模式的な斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る生産装置の作業室の模式的な平面図である。図３（ａ）は、本発明の実施形態に係る生産装置の可動床部の下降時の収納部の様子を示す模式的な斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。図３（ｃ）は、本発明の実施形態に係る生産装置の可動床部の上昇時の収納部の様子を示す模式的な斜視図である。図４は、本発明の実施形態に係る生産装置の動作時の様子を示す模式的な斜視図である。図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の実施形態に係る生産装置に用いることができるパレットの一例および他例の構成と、その把持形態を示す部分断面図である。
なお、各図面は、見易さのため、寸法や形状が適宜の誇張して描かれている（以下、同じ）。
【００１９】
本実施形態の生産装置１００は、内部に外部と隔離された環境を形成して、外部からワークを搬入し、装置内で複数のワークに対して、例えば加工、計測、調整、組立等の作業を行って、ワークを構成部品とする製品の生産を行うための装置である。
生産装置１００の概略構成は、図１に示すように、装置の下部において外装カバー２で囲われた直方体状の作業準備室４と、作業準備室４の上部において透明なクリーンカバー６（カバー部材）によって密閉されることで外部から隔離された直方体状の作業室３と、作業準備室４の上部において作業室３の側方に並列して配置された直方体状の制御部７とからなり、これらが全体として箱状の装置本体１をなしている。
本実施形態では、制御部７の外形は、作業室３と略同高さ同幅であり、並列方向の厚さは作業室３よりも薄厚とされている。このため、作業準備室４の上部に配置される制御部７の大部分は作業室３に面している。
以下では、装置本体１の４つの側面のうち、制御部７に対向する側の側面を前側面、その裏面側を後側面と称し、前側面から後側面に向かって右側の側面を右側面、左側の側面を左側面と称する。
【００２０】
装置本体１の内部には、作業準備室４の上部を構成するとともに作業室３との間を水平方向に仕切る床部５（隔壁部材）が設けられている。
床部５には、図２に示すように、装置本体１の右側面、左側面の中間位置に面して、床部５を厚さ方向に貫通する矩形状の床面開口５ａ、５ｄが、それぞれ右側面、左側面に沿う方向を長手方向として設けられている。
また、装置本体１の前側面と右側面、および前側面と左側面によって挟まれた床部５の各角部には、それぞれ床面開口５ｂ、５ｃがそれぞれ前側面に沿う方向を長手方向として設けられている。本実施形態ではこれら床面開口５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ（以下、簡単のため、これらを総称する場合に「床面開口５ａ等」という）の開口寸法は、平面視矩形状の作業ユニット２０よりやや大きな一定の寸法に統一されている。
このため、作業ユニット２０は、床面開口５ａ等のいずれの内側でも上下方向に貫通可能となっている。
【００２１】
また、床部５において、前側面に沿って設けられた床面開口５ｂ、５ｃの中間位置には、中心に円孔状の保持板開口５ｆ（開口）を有する矩形板状のステージ保持板５ｅが前側面の略中央に面して設けられている。
【００２２】
また、本実施形態では、クリーンカバー６の上部に設けられた後述するクリーンユニット８によって作業室３の上部から床部５に向かってダウンフローを形成する。そのため、特に図示しないが、床部５上にはダウンフローを作業室３内に侵入あるいは作業室３内で発生した塵埃などとともに、作業準備室４側に排出するための多数の貫通孔が設けられている。
【００２３】
ここで、作業ユニット２０について説明する。
作業ユニット２０は、ワークＷに対して作業を行うための作業装置が、床面開口５ａ等に上下方向に挿通可能な一定の大きさの筐体に収められ、後述するユニット固定部２１上に着脱可能に固定できるようにしたものである。
本実施形態では、作業ユニット２０の上側が少なくとも開口され、作業ユニット２０内に少なくとも上方の開口からワークＷを搬入できる構造とされているが、簡単のため、図示では模式化して直方体に描いている。
ただし、作業ユニット２０は、必要に応じて側面が開口していてもよいし、作業装置を覆う必要がない場合には、側壁が作業装置の高さよりも低い函体や単に平板だけでもよい。
作業ユニット２０内に収める作業装置としては、例えば、加工、計測、調整、組立等の作業を行うものであれば特に限定されない。作業装置との例としては、例えば、研削盤などの加工機、透過率測定器などの計測機、調整を行うための位置調整治具、半田付け装置や接着装置などの組立装置などを挙げることができる。
図３（ｂ）に示した作業ユニット２０の一例は、上側が開口した筐体内に、ワークＷを洗浄する作業を行うため、洗浄液を満たした洗浄槽２０Ａと、洗浄槽２０Ａ内の洗浄液を振動させる超音波発生器２０Ｂとを設けた場合の例である。
【００２４】
作業準備室４は、作業室３、制御部７を上部において支持するとともに、床部５の各床面開口５ａ等を通して、作業室３の下側から、作業室３内の作業に用いるワークＷや作業ユニット２０を搬入、搬出するためのものである。
作業準備室４の内部には、図１に示すように、床部５の床面開口５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの下側に、それぞれ、少なくとも作業ユニット２０を内部に収納できる大きさの隔離可能な直方体状の空間である収納部１５ａ（図４参照）、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄが設けられている。
なお、これら収納部１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、配置位置が異なるのみで基本構成は同一であるため、特に位置を区別しない場合には、それぞれを単に収納部１５と称する。
また、ステージ保持板５ｅの下側には、後述する作業手段２６（図４参照）を内部に収容できる大きさの隔離可能な直方体状の空間である作業手段収納部３０が設けられている。
また、特に図示しないが、本実施形態では、作業準備室４の側面または底面に、作業準備室４内の空気を集塵フィルタ等を介して装置外部に排気する排気機構が設けられている。このため、収納部１５、作業手段収納部３０以外の空間は、本実施形態では、床部５上の貫通孔から流入するダウンフローを装置外部に排出する排気ダクトの機能を有している。
【００２５】
作業準備室４の側面を構成する外装カバー２には、各収納部１５に面して、各収納部１５の内部に作業ユニット２０を搬入し、また各収納部１５から外部に搬出するために厚さ方向に貫通された矩形孔である搬入搬出口２ａがそれぞれ設けられている。
また、外装カバー２には、作業手段収納部３０に面して、作業手段収納部３０の内部に作業手段２６を搬入したり、搬入された作業手段２６を交換したりするために、厚さ方向に貫通された矩形孔である作業手段搬入口２ｂが設けられている。
【００２６】
収納部１５の基本構成について、収納部１５ｃの例で説明する。
収納部１５ｃは、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、上側が床面開口５ｃを囲む床部５で覆われ、側面が作業準備室４の前側面および右側面の一部をなす外装カバー２によって覆われている。そして、床部５に対向する下側が収納部底面１５Ｃ、右側面の一部をなす外装カバー２と対向する側の側面が収納部側壁１５Ａ、前側面の一部をなす外装カバー２と対向する側の側面が収納部側壁１５Ｂによってそれぞれ覆われている。
これにより、床面開口５ｃを通して作業室３に、また搬入搬出口２ａを通して装置外部側にそれぞれ連通した直方体状の空間が形成されている。
【００２７】
床面開口５ｃの近傍の作業準備室４内部側には、床面開口５ｃに対して装置本体１の左側面側から水平方向に進退可能とされ、進出時に床面開口５ｃを閉状態とし退避時に床面開口５ｃを開状態とする平板状の床面シャッタ機構１６（隔壁閉止機構）が設けられている（図２に図示、図３（ａ）、（ｃ）では図示略）。
また、搬入搬出口２ａの近傍の作業準備室４内部側には、搬入搬出口２ａに対して下側から鉛直方向に進退可能とされ、進出時に搬入搬出口２ａを閉状態とし退避時に搬入搬出口２ａを開状態とする側面開閉機構１７が設けられている（図３（ａ）、（ｃ）では図示略）。
床面シャッタ機構１６、側面開閉機構１７は、それぞれ制御部７と電気的に接続され、制御部７から送出される制御信号によって、開閉動作が制御される。
【００２８】
収納部側壁１５Ｂの収納部底面１５Ｃ側には、厚さ方向に貫通する排気口１５Ｄが設けられ、この排気口１５Ｄには、収納部１５ｃの内部の空気を収納部１５ｃの外側に排気するため、例えば、排気ファンや排気ダクトなどを備える排気機構１８が取り付けられている。
排気機構１８は、制御部７と電気的に接続され、制御部７から送出される制御信号によって、排気動作が制御される。
【００２９】
収納部１５ｃの内部には、搬入搬出口２ａから搬入されたワークＷおよび作業ユニット２０を、床面開口５ｃを通して作業室３に搬入したり、これらのワークＷおよび作業ユニット２０を作業室３から搬出したりするための昇降機構１９が設けられている。
昇降機構１９は、床面開口５ｃよりも大きな矩形板からなる昇降台２２を水平に支持し、収納部側壁１５Ｂの内側に鉛直方向に沿って設置された１対のガイド２３によって、収納部底面１５Ｃ上から、昇降台２２の上面が床部５の下面側に当接するまで昇降させることができる１軸移動機構である。
昇降機構１９は、例えば、ガイド２３がリニアガイドで、ボールねじ送り機構とモータとを組み合わせた不図示の駆動機構を備える構成や、ガイド２３の代わりにガイドと駆動機構とを兼ねるリニアモータアクチュエータを配置した構成などを採用することができる。
また、昇降機構１９は、制御部７と電気的に接続されており、制御部７の制御を受けて、床面シャッタ機構１６が退避される場合に昇降台２２が上昇されるようになっている。
【００３０】
昇降台２２の上面には、昇降台２２が床部５の下面に当接するまで上昇したときに水平方向の外周面が床面開口５ｃと嵌合して床面開口５ｃを塞ぐとともに、上面が床部５の上面と同一面に整列するような形状の板状のユニット固定部２１（可動床部）が固定されている。
なお、特に図示しないが、ユニット固定部２１の上面には、必要に応じて、作業ユニット２０やワークＷを位置決めする凹凸部などを設けておくことが好ましい。
【００３１】
このような昇降機構１９は、ユニット固定部２１上に載置可能で、搬入搬出口２ａを通して出し入れ可能な大きさを有する部材であれば、ワークＷや作業ユニット２０と同様に、作業準備室４の外部から作業室３に搬入したり、作業室３から作業準備室４に移動して作業準備室４の外部に搬出したりすることができる。例えば、作業室３内に複数のワークＷを供給するためのパレット２４や、作業室３内で用いる後述のツールマガジン１３を搬入搬出したり、作業室３内で組み立てられた製品を搬出したりすることができる。
このため、ユニット固定部２１上には、必要に応じて、これらの部材を位置決めしたり、固定するための凹凸部や適宜の係止構造を設けておいたりすることが好ましい。
また、作業ユニット２０に給電したり、制御信号を送出したりすることが必要な場合には、ユニット固定部２１に電気的な接続を行うために、例えば、ロック機構を有するコネクタ（図示せず）等を設けておく。これにより、作業ユニット２０をユニット固定部２１上に固定する際に、コネクタによる電気的な接続も併せて行うことができる。
【００３２】
収納部１５ｃ以外の収納部１５は、それぞれの配置位置に応じて側壁の構成が異なったり、床面シャッタ機構１６が退避する方向が異なったりする点を除けば、上記と同様な構成を備える。
例えば、収納部１５ｄは、右側面が外装カバー２に面しているので、搬入搬出口２ａを有する外装カバー２の他の側壁は、１対の収納部側壁１５Ａと収納部側壁１５Ｂとからなり、床面シャッタ機構１６は、図２に示すように、床面開口５ｄの短辺方向に進退するようになっている。
また、収納部１５ｂ、１５ａは、それぞれ収納部１５ｃ、１５ｄと左右対称な構成を有する。
なお、このような収納部１５の構成は一例であって、収納部１５の配置数や配置位置は、必要に応じて、他の配置数、配置位置を採用することができる。
【００３３】
作業手段収納部３０は、収納部１５ａ、１５ｄと同様に、側面が外装カバー２、収納部側壁１５Ｂ、一対の収納部側壁１５Ａで囲まれ、ステージ保持板５ｅに対向して収納部底面１５Ｃによって、作業準備室４の内部に隔離可能な直方体状の空間を形成するものである。作業手段搬入口２ｂは、側面開閉機構１７を進退させることで、必要に応じて開閉することができるようになっている。
また、特に図示しないが、作業手段収納部３０の収納部側壁１５Ｂには、収納部１５ａ、１５ｄと同様のガイド２３、昇降機構１９、排気機構１８が設けられている。これにより、昇降機構１９によって、収納部底面１５Ｃとステージ保持板５ｅとの間で昇降台２２を昇降させることができるとともに、排気機構１８によって、作業手段収納部３０の内部の空気を排気できるようになっている。
【００３４】
ただし、この空間は作業手段２６を収納できればよいので、収納部側壁１５Ａ、１５Ｂ、収納部底面１５Ｃ、側面開閉機構１７、および昇降台２２の大きさは、収納部１５ａ、１５ｄの場合とは異なる大きさを有していてもよい。
また、本実施形態では、作業手段２６を作業室３内には搬入させないので、昇降台２２は、ステージ保持板５ｅの下面に当接する高さまで上昇させる必要はない。
また、昇降台２２の上面には、作業手段２６を固定するための作業手段固定部２１Ａが設けられている。作業手段固定部２１Ａは、ステージ保持板５ｅに設けられた保持板開口５ｆに嵌合させる必要がないので、昇降台２２の大きさの範囲で適宜の形状、大きさに設けることができる。
【００３５】
保持板開口５ｆの近傍の作業準備室４内部側には、保持板開口５ｆに対して装置本体１の後側面側から水平方向に進退可能とされ、進出時に保持板開口５ｆを閉状態とし退避時に保持板開口５ｆを開状態とする平板状の床面開閉機構２５（開閉機構）が設けられている（図２参照）。
床面開閉機構２５は、制御部７と電気的に接続され、制御部７から送出される制御信号によって、開閉動作が制御される。
【００３６】
作業手段２６は、床面開閉機構２５が開状態とされた際に、保持板開口５ｆを通して、作業手段収納部３０の内部から作業室３内のワークＷに対して作業を行うためのものである。
作業手段２６による作業は、保持板開口５ｆを通してワークＷに、例えば、光、音波などを照射して遠隔的に作業を行うものであってもよいし、例えば、作業手段２６の一部を構成する部材、例えばプローブなどを保持板開口５ｆ内に延伸させて作業を行うものであってもよい。
このような形態で行える作業であれば、作業手段２６が行う作業は特に限定されない。特に好適な作業は、ワークＷの下面側から行う計測作業や調整作業である。
作業手段２６の例としては、一般的には、画像検出装置、レーザ測長器、画像を用いた位置検出装置などを採用することができる。また例えば、ワークＷがレンズなどの場合には、反射率測定器、面形状測定器、光軸測定器などを挙げることができる。また、ワークＷが電気・電子部品であれば、例えば、抵抗測定器などを挙げることができる。
【００３７】
次に、作業室３の内部の構成について説明する。
本実施形態の作業室３は、各床面シャッタ機構１６が退避されて各ユニット固定部２１が上昇され、床面開閉機構２５が閉止された状態では、床部５の床面開口５ａ等と保持板開口５ｆが塞がれるため、床部５の上側がクリーンカバー６および制御部７の側面によって密閉された直方体状の空間をなしている。
また、クリーンカバー６の上部にはクリーン度の高い空気を下方に供給することで作業室３内をクリーン化するための、クリーンユニット８が設けられている。
このため、床面開口５ａ等または保持板開口５ｆが開状態とされた場合には、クリーンユニット８から供給されるクリーン度の高い空気のダウンフローが形成され、作業準備室４内の空気が、床面開口５ａ等または保持板開口５ｆから作業室３内に流入できないようになっている。
【００３８】
作業室３内の床部５上には、図２に示すように、図示左右方向の中央であって、やや制御部７側の位置にマニピュレータ９（双腕マニピュレータ）が立設されている。
ステージ保持板５ｅ上にはステージ１４が設置されている。
また、図１、２に示す状態では、ユニット固定部２１から離れたマニピュレータ９の近傍の床部５上に、ツールマガジン１３、およびパレット２４が配置され、床面開口５ａ、５ｂ、５ｄに嵌合された各ユニット固定部２１上にそれぞれ作業ユニット２０が配置されている。
【００３９】
マニピュレータ９の概略構成は、回転ボディー部１１（マニピュレータ基部）、および１対をなす多関節ロボット１０Ｌ、１０Ｒ（腕部）を備える。
回転ボディー部１１は、床部５に固定される基台１１ａと、基台１１ａ上で鉛直方向に立設された支持軸１１ｂと、支持軸１１ｂの先端部に設けられ、図示しない内部の回動機構によって支持軸１１ｂの中心軸回りの２方向に回動可能とされた直方体状のボディー本体１１ｃとからなる。
ボディー本体１１ｃは、回動の基準位置では、各側面をそれぞれ装置本体１の前側面、右側面、後側面、左側面にそれぞれ平行となるように位置づけられている。この基準位置で、装置本体１の左側面、右側面、前側面にそれぞれ対向する側面を、側面１１Ｒ、１１Ｌ、正面１１Ｆと称する（図２参照）。
【００４０】
多関節ロボット１０Ｌは、図２に示すように、回転ボディー部１１の側面１１Ｌ（マニピュレータ基部の側部）に固定された基端台座１０ａと、基端台座１０ａから先端側に向かって、順次連結された回転アーム部１０ｂ、関節部１０ｃ、回転アーム部１０ｄ、関節部１０ｅ、回転アーム部１０ｆ、および先端関節部１０ｇからなる。
【００４１】
回転アーム部１０ｂは、基端台座１０ａから水平方向に延設された軸状部材であり、先端部に連結された関節部１０ｃを、基端台座１０ａに対して、回転アーム部１０ｂの中心軸回りに回転可能に支持している。
関節部１０ｃは、回転アーム部１０ｂの中心軸に対して直交する回動軸回りに回動可能に設けられた回動関節である。
回転アーム部１０ｄは、関節部１０ｃの回動軸に対して直交する方向に延設された軸状部材であり、先端部に連結された関節部１０ｅを、関節部１０ｃに対して、回転アーム部１０ｄの中心軸回りに回転可能に支持している。
関節部１０ｅは、回転アーム部１０ｄの中心軸に対して直交する回動軸回りに回動可能に設けられた回動関節である。
回転アーム部１０ｆは、関節部１０ｅの回動軸に対して直交する方向に延設された軸状部材であり、先端部に連結された先端関節部１０ｇを、関節部１０ｅに対して、回転アーム部１０ｆの中心軸回りに回転可能に支持している。
先端関節部１０ｇは、回転アーム部１０ｆの中心軸に対して直交する回動軸回りに回動可能に設けられた回動関節であり、先端側に回動軸に直交する方向にハンド１２および作業ツール３１を着脱する着脱機構を備えている。
多関節ロボット１０Ｌの各回転アーム部の長さ、およびそれにより決まる各関節部の位置は、ハンド１２が作業室３内での必要な作業領域に到達できる長さに設定しておく。例えば、床面開口５ｂ、５ｃに配置されたユニット固定部２１上の作業ユニット２０やワークＷに対する作業や把持動作が可能となるように設定しておく。
【００４２】
多関節ロボット１０Ｌの回転アーム部１０ｂ、関節部１０ｃ、回転アーム部１０ｄ、関節部１０ｅ、回転アーム部１０ｆ、および先端関節部１０ｇ、並びに先端関節部１０ｇに接続されるハンド１２または作業ツール３１は、それぞれ適宜の動力、例えば、電力、流体圧などで駆動される適宜のアクチュエータが内蔵されている。そして、それぞれのアクチュエータに制御信号を伝達するとともに、各アクチュエータ、ハンド１２、作業ツール３１に給電する不図示の電気ケーブルが制御部７に接続され、制御部７から送出される制御信号によって、それぞれアクチュエータの動作を制御できるようになっている。
このような構成により、多関節ロボット１０Ｌは６自由度を有する。そのため、ハンド１２に把持されたワークＷの姿勢を任意方向に変更することができる。
【００４３】
ハンド１２は、ワークＷなどを把持する機構であり、先端関節部１０ｇの着脱機構と機械的、電気的に着脱可能に設けられている。本実施形態では、一例として、先端側に１対の片状の把持部１２ａが平行に突出され、制御部７から送出される制御信号によって、それらの間の対向間隔を変化させることで、ワークＷなどを把持する２指構成を採用している。
【００４４】
作業ツール３１は、ハンド１２に代えて、多関節ロボット１０Ｌに装着することで、把持以外の作業を行うための機構である。作業ツール３１の例としては、例えば、薄物ワークを扱う吸着ハンド、ワークに接着剤を塗布する接着剤塗布ツールなどを挙げることができる。
本実施形態では、床部５上に複数の作業ツール３１を収容するツールマガジン１３が配置されており、作業ツール３１上に、多関節ロボット１０Ｌの先端関節部１０ｇを移動して、ハンド１２と、いずれかの作業ツール３１とを脱着し、交換できるようになっている。
【００４５】
多関節ロボット１０Ｒは、図２に示すように、多関節ロボット１０Ｌと同様の構成を有し、基端台座１０ａが、回転ボディー部１１の側面１１Ｒ（マニピュレータ基部の側部）に設けられている点のみが異なる。
本実施形態では、多関節ロボット１０Ｌ、１０Ｒの各基端台座１０ａは、ボディー本体１１ｃを挟んで水平方向に対向する位置関係に設けられている。このため、多関節ロボット１０Ｌ、１０Ｒは、回転ボディー部１１を挟んで左右方向に対称な動作が可能であり、動作範囲も左右対称な範囲を有する。
【００４６】
ステージ１４は、作業室３内で、ワークＷを載置する載置台である。ステージ１４は、ワークＷの載置位置が固定されていてもよいが、本実施形態では、ワークＷを載置した状態で、平行に移動したり、任意方向に傾斜したりすることができる移動ステージを採用している。
このような移動ステージは、ＸＹＺステージとチルトステージとの組合せなどで構成してもよいが、本実施形態では、パラレルリンク機構を用いたものを採用している。
すなわち、図１、２に示すように、ステージ１４は、ステージ保持板５ｅ上に設置された環状の基台部１４ｂと、中心に開口１４ｃ（貫通孔）を有しこの開口１４ｃ上にワークＷを載置する載置部１４ａとを備える。そして、これら基台部１４ｂ、載置部１４ａが、一端が基台部１４ｂの上面外周部に、他端が載置部１４ａの下面外周部にそれぞれ関節を介して回動可能に連結されるとともに、軸方向に伸縮する６本のリンク１４ｄによって支持される。
これら各リンク１４ｄは、一端が基台部１４ｂ上で周方向に離間された関節によって支持され、他端が載置部１４ａ上で周方向に離間された関節によって支持されており、６本のリンク１４ｄは２本１組のものとして、周方向を３等分する位置に配置されている。そして２本１組の各組では、載置部１４ａ側での関節の間隔は、基台部１４ｂ側での関節の間隔よりも近接した状態となっている。
【００４７】
これにより、各リンク１４ｄの伸縮量を制御することで、基台部１４ｂに対して、載置部１４ａを、平行移動、任意方向への傾斜移動を含む６自由度の移動動作を行うことができるようになっている。
このようなパラレルリンク機構を用いた移動ステージは、小型化、軽量化が可能であり高精度な位置決めが可能である。
さらにリンク１４ｄが周方向に配置されているため、基台部１４ｂから載置部１４ａの開口１４ｃまでの間で、高さ方向に貫通する円柱状の開放空間を容易に形成することができる。
【００４８】
パレット２４は、ワークＷの形態に応じて適宜の形状を採用することができるが、本実施形態では、ワークＷの一例としてレンズなどからなるワークＷｂを好適に載置できるものを示した。
パレット２４は、図１、図２、図５（ａ）に示すように、全体としてユニット固定部２１よりわずかに小さい矩形平板状であり、上面側に、ワークＷｂの湾曲表面を受けるための円形の保持穴２４ａが複数設けられている。
図５（ｂ）に示す函型パレット２７は、ワークＷの他例として平面上に載置可能な平面部を有するワークＷｃを好適に載置できるようにした場合の例である。
函型パレット２７の形状は、平面視矩形状で平板状の底面部２７ｂの外周部に側壁部２７ａが設けられた上向きに開口する函型とされている。
図５（ｂ）に示すワークＷｃは、一例として、円板の中心に円柱軸が立設された段付き丸棒とし、このワークＷｃの円板部の軸方向端面を底面部２７ｂ上に載置した状態を示している。
【００４９】
制御部７は、生産装置１００内の各構成要素の動作を制御するためのもので、本実施形態では、適宜のハードウェアと、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータで構成され、このコンピュータにより制御プログラムを実行することで制御機能を実現している。なお、操作者は、制御部７に動作を指示するため、入出力インターフェースを介して、制御部７に操作入力を行う。
【００５０】
次に、本実施形態の生産装置１００の動作について説明する。
図６は、本発明の実施形態に係る生産装置における作業ユニットの搬入動作を説明する模式的な部分断面図である。図７は、図６に続く搬入動作を説明する模式的な部分断面図である。図８（ａ）は、図７に続く搬入動作を説明する部分断面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。図９は、本発明の実施形態に係る生産装置の双腕マニピュレータによる回転搬送動作について説明する模式的な平面図である。図１０は、本発明の実施形態に係る生産装置の双腕マニピュレータによるワーク把持動作について説明する模式的な部分断面図である。図１１は、本発明の実施形態に係る生産装置の双腕マニピュレータによる持ち替え動作について説明する模式的な正面図である。
【００５１】
生産装置１００では、まず、ワークＷに対する作業を開始する前に、複数のワークＷと、作業を行うために必要な作業ユニット２０と、作業を行うために必要な作業ツール３１を収めたツールマガジン１３とを作業室３内に搬入してから、マニピュレータ９を用いて作業室３内での作業を行い、作業終了後のワークを作業室３の外部に搬出する。
これらの搬入、搬出は、いずれも昇降機構１９を用いても、同様に行うことができるため、以下では、作業ユニット２０を収納部１５ｂから作業室３内に搬入する場合の例で動作を説明する。
以下の動作は、操作者が直接行う作業などを除いて、特に断らない限りは、操作者の操作入力に基づいて制御部７で生成され、各構成要素に送出される制御信号に基づいて行われる。
【００５２】
作業ユニット２０の搬入を行うには、まず、クリーンユニット８および作業準備室４に設けられた不図示の排気機構を作動させて、作業室３内にクリーン度の高い空気のダウンフローを形成する。
この状態で、図６に示すように、昇降機構１９の昇降台２２を収納部底面１５Ｃの近傍まで下降させる。そして、床面シャッタ機構１６を進出させて、床面開口５ｂを閉じた状態とし、側面開閉機構１７を下側に退避させる。このとき、排気機構１８は排気動作を停止しておく。
これにより、収納部１５ｂは、搬入搬出口２ａが外部に対して開口し、作業室３および作業準備室４の内部に対して隔離される。
次に、操作者は、作業ユニット２０を搬入搬出口２ａから挿入し、ユニット固定部２１上に固定する。作業ユニット２０の電気的な接続をとる必要がある場合には、ユニット固定部２１上のコネクタ等を介して電気的な接続も併せて行う。
なお、作業ユニット２０に代えてワークＷなど作業室３内部で移動するものを配置する場合には、ユニット固定部２１上に単に載置するのみでよい。
【００５３】
ユニット固定部２１上に作業ユニット２０を固定したら、図７に示すように、側面開閉機構１７を上側に進出させる。これにより収納部１５ｂ内は装置外部および作業室３に対して隔離される。
次に排気機構１８を作動させて収納部１５ｂ内の排気を開始するとともに、床面シャッタ機構１６を退避させる（図８（ｂ）参照）。これにより床面開口５ｂが開口し、収納部１５ｂの内部と作業室３とが連通して、床面開口５ｂから収納部１５ｂ内に作業室３内のダウンフローが流入し、排気機構１８を介して、収納部１５ｂの外部の作業準備室４に排気される。
このため、作業ユニット２０に付着した塵埃は、ダウンフローとともに、排気機構１８から排気され、さらに作業準備室４に設けられた不図示の排気機構によって、装置外部に排出される。このとき、床面開口５ｂを介して、収納部１５ｂから作業室３に向かう空気の流れは発生しないため、作業室３内の雰囲気はクリーンな状態に保たれる。
【００５４】
次に、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、昇降機構１９により昇降台２２を上昇させ、昇降台２２が床部５の下面に当接したら、上昇を停止するとともに、排気機構１８の排気を停止する。
これにより、床面開口５ｂが、昇降台２２およびユニット固定部２１によって塞がれ、作業ユニット２０は、作業室３内の床部５と同一面上に配置される。
このようにして作業ユニット２０の作業室３内への搬入が終了する。
【００５５】
同様にして、ワークＷｂが載置されたパレット２４、作業ツール３１が装備されたツールマガジン１３を、それぞれマニピュレータ９から近い収納部１５ａ、１５ｄを介して、作業室３内に搬入する。また収納部１５ｃを介して、ワークＷａ単体を作業室３内に搬入する。ワークＷａは、ワークＷの一例であり、例えば、レンズからなるワークＷｂを組み立てるためのレンズ鏡筒などである。
作業室３内に搬入されたワークＷｂ、パレット２４、ツールマガジン１３、ワークＷａは、マニピュレータ９を用い、必要に応じて、搬入された各ユニット固定部２１から床部５上の適宜位置、あるいはパレット２４上、ステージ１４上などに移動する。すなわち、これらワークＷｂ、パレット２４、ツールマガジン１３、ワークＷａは、作業室３内における被移動物の例になっている。
【００５６】
次に、マニピュレータ９によるこれらワークＷａ、Ｗｂを含む被移動物の移動動作について説明する。
例えば、パレット２４のような大きな被移動物は、マニピュレータ９の多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌを同時に用いて移動することができる。
まず、マニピュレータ９のボディー本体１１ｃを回転させ、ボディー本体１１ｃの正面１１Ｆを床面開口５ａ側に向ける。そして、図５（ａ）に実線で示すように、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌの各ハンド１２の把持部１２ａを、それぞれ鉛直下向きに向けた状態でそれぞれの把持方向と直交する方向に対向して配置し、各把持部１２ａの側面で、パレット２４の側面を挟持して、パレット２４を保持する。
【００５７】
次に、この状態で多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌを協調動作させて、各ハンド１２の位置を上昇させる。
次に、図９に示すように、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌの各部の相対位置関係を固定して、ボディー本体１１ｃを図示矢印方向に回転させる。これによりパレット２４が旋回移動される。
パレット２４が床面開口５ａのユニット固定部２１の側方に移動できたら、ボディー本体１１ｃの回転を停止し、保持時とは逆に多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌを協調動作させて、パレット２４を床部５上に下ろす。そして、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌのいずれか一方または両方のハンド１２でパレット２４の側面を押圧し、床部５上での、パレット２４の姿勢を修正する。このようにして、図１、２に示すように、パレット２４を床面開口５ａ上のユニット固定部２１の側方に配置することができる。
【００５８】
このように、マニピュレータ９は、１対の多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌを備え、それぞれを協調動作させることで、単一のマニピュレータでは、把持できないような大きさの被移動物であっても、容易に移動させることができる。
また、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌは、床部５上で水平面内に回転可能に設けられた回転ボディー部１１の側部に設けられているため、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌで被移動物を保持した状態で、回転ボディー部１１を回転させることで、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌの相対位置関係を変更することなく旋回移動を行える。
したがって、このような移動動作を多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌの動きだけで行う場合に比べて、マニピュレータ９の制御が格段に容易となる。
また、このようにボディー本体１１ｃの正面１１Ｆの向きを変更することができる。そのため、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌの可動範囲は少なくとも正面１１Ｆ側の空間を左右２等分する範囲に設定すれば、水平方向に作業室３の全領域で作用を行うことができる。
また、正面１１Ｆの前方側に多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌの可動領域が重複するように可動領域を設定すれば、ボディー本体１１ｃを回動することで、このような多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌをともに用いて作業を行える領域を旋回して移動させることができる。
したがって、本実施形態によれば、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌの個々の可動自由度、可動範囲の大きさの割に、水平方向に広い作業領域を備えることができる。
【００５９】
なお、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌを同時に用いた保持形態は、上記には限定されず、２指２本の腕部を用いて保持する種々の保持形態を採用することができる。
例えば、図５（ａ）に２点鎖線で示すように、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌの各ハンド１２の把持部１２ａを、それぞれ水平に向けて対向させた状態でパレット２４の側面を挟持してパレット２４を保持することもできる。
また、図５（ｂ）に示す函型パレット２７にワークＷｃを載置した場合には、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌの各ハンド１２の把持部１２ａによって、函型パレット２７の側壁部２７ａの２箇所をそれぞれ挟持することで、函型パレット２７を保持することができる。この場合、函型パレット２７が側面からの押圧力によって容易に変形する軟弱な材質からなる場合でも良好に保持することができる。
また、パレットの形状は、把持部１２ａが水平方向から挿通可能な取っ手や、下面から挿入できる凹部などを設けたり、パレットの上部に、把持部１２ａで把持可能な片状の突起や鍵型の突起などを設けたりした構成としてもよい。
【００６０】
次に、マニピュレータ９を用いたワークＷの移動方法の例について説明する。
例えば、ワークＷａ、Ｗｂ、Ｗｃのように、ハンド１２の把持部１２ａによって、容易に挟持できるワークＷの場合、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌのいずれか一方でそれぞれの可動範囲内に容易に移動できる。
例えば、パレット２４上のワークＷｂは、図１０に示すように、例えば多関節ロボット１０Ｒのハンド１２をパレット２４の上方に移動し、各把持部１２ａの間隔を開いて、ワークＷｂの側方から挟持し、この状態で多関節ロボット１０Ｒを屈曲させて、ハンド１２の位置を移動させることができる。さらに、上記と同様にボディー本体１１ｃの回転を組み合わせることでさらに移動範囲を広げることができる。
このようにして、例えば、パレット２４からステージ１４の載置部１４ａ上、あるいは、床面開口５ｃ内のユニット固定部２１上、あるいは、作業室３に搬入された各ハンド１２上に移動させることができる。
【００６１】
作業の種類によっては、ワークＷの把持姿勢を変更したい場合がある。例えば、ワークＷｂが、図１０に示すように、第１面Ｓ１、第２面Ｓ２を有し、パレット２４上には、第１面Ｓ１を上側に向けて載置している場合に、第１面Ｓ１の検査を行うため、ステージ１４の載置部１４ａ上に第１面Ｓ１を向けて載置したい場合がある。
この場合、図１０に示すように、多関節ロボット１０Ｒのハンド１２をワークＷｂ上に移動し、ワークＷｂを把持部１２ａで挟持して持ち上げる。そして、例えば、図１１に示すように、多関節ロボット１０Ｒを水平にした状態で位置を固定し、多関節ロボット１０Ｌのハンド１２を移動させて多関節ロボット１０Ｒの把持部１２ａに対向する方向から、多関節ロボット１０Ｌの把持部１２ａによってワークＷｂを同時に把持する。そして、多関節ロボット１０Ｒの把持部１２ａを開いて、ワークＷｂを多関節ロボット１０Ｒから多関節ロボット１０Ｌに持ち替える。
これにより、ワークＷｂの第２面Ｓ２が、多関節ロボット１０Ｌのハンド１２に向けられた状態で、多関節ロボット１０Ｌに把持されため、例えば、多関節ロボット１０Ｌをステージ１４の上方に移動させて把持解除を行うことで、載置部１４ａ上に第１面Ｓ１を向けた状態で、ワークＷｂを配置することができる。
【００６２】
このように、生産装置１００では、ワークＷを多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌの間で、空中で持ち替えることができるため、把持姿勢を変えるために、一旦、適宜の載置面や治具上に置いてから把持し直すといった工程を省略することができる。そのため、作業室３内の限られたスペースを有効に用いて、迅速な作業を行うことができる。
【００６３】
このようにして、マニピュレータ９により、ワークＷを作業室３内で種々の位置に適宜の姿勢で移動させることができる。
例えば、ワークＷを作業ユニット２０上に移動して、作業ユニット２０による作業を行わせることができる。作業ユニット２０に移動した後のマニピュレータ９は、作業ユニット２０によって作業が行われている間、他の被移動物を移動させることができる。
また、例えば、１つのワークＷをステージ１４上に移動して載置し、他のワークＷを例えば、パレット２４や床面開口５ｃ上のユニット固定部２１などから移動して、ステージ１４上で組立作業を行うことができる。
【００６４】
例えば、多関節ロボット１０Ｒで、ワークＷを把持し、ステージ１４上の他のワークＷに組み付け、多関節ロボット１０Ｌのハンド１２をツールマガジン１３上の接着ツールと交換して、ステージ１４上で、２つのワークＷを接着するといった、組立作業を行うことができる。
このとき、ステージ１４は、パラレルリンク機構を用いているため、載置部１４ａ上のワークＷの位置や姿勢を、多関節ロボット１０Ｒに保持されたワークＷに対して微調整することができるので、多関節ロボット１０Ｒの移動自由度や移動精度があまり高くなくても円滑な組み付けを行うことができる。
このように組み立てられた複数のワークＷからなる製品は、上記と同様に、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌの単体または両方で把持して、床面開口５ｃ上のユニット固定部２１などに移動し、収納部１５ｃから作業準備室４を介して、外部に取り出すことができる。
【００６５】
また、本実施形態では、作業手段収納部３０を設けているので、ステージ１４上に移動されたワークＷは、上方からマニピュレータ９によって作業を行うことができるとともに、ステージ１４の下方からも作業を行うことができる。
このためには、図４に示すように、予め、作業手段収納部３０の面する作業手段搬入口２ｂの側面開閉機構１７を開けて、作業手段収納部３０内に作業手段２６を配置する。そして、側面開閉機構１７を閉じておき、作業開始時に、床面開閉機構２５を退避させるとともに、作業手段収納部３０内の排気機構１８による排気を開始する。
これにより、ステージ１４の下方に保持板開口５ｆが開口するので、保持板開口５ｆおよびステージ１４の開口１４ｃを通して、作業手段２６による作業を行うことができる。例えば、ワークＷが第１面Ｓ１を下側に向けて配置されたワークＷｂである場合に、作業手段２６を用いて、第１面Ｓ１に対する検査や測定等を行うことができる。
また、上述した組立作業をステージ１４上で行う場合に、位置調整を行うことができる。
【００６６】
このように、生産装置１００によれば、大きさが規格化された種々の作業ユニット２０を、複数の収納部１５から作業室３に搬入して、複数の作業を作業室３内で行う環境を形成することができる。また、作業室３内では、マニピュレータ９によって、ワークＷを含む被移動物を移動したり、ワークＷ同士を組み立てたりする作業を行うことができる。
このため、作業室３内のスペースを有効利用して、多くの作業を同時並行しておこなうことができる。その結果、装置内で複数のワークに対して、例えば、加工、計測、調整、組立等の種々の作業を行うことができ、装置単体で多種多様な製品の生産が可能となる。
その際、クリーンユニット８を備えるためクリーン化された環境下で作業を行うことができる。
【００６７】
次に、本実施形態の双腕マニピュレータの第１および第２変形例について説明する。
図１２は、本発明の実施形態に係る生産装置に用いることができる双腕マニピュレータの第１変形例を示す模式的な平面図である。図１３は、本発明の実施形態に係る生産装置に用いることができる双腕マニピュレータの第２変形例を示す模式的な正面図である。
【００６８】
第１変形例のマニピュレータ９Ａは、図１２に示すように、上記実施形態の回転ボディー部１１に代えて、回転ボディー部１１Ａ（マニピュレータ基部）を備える。
回転ボディー部１１Ａは、上記実施形態のボディー本体１１ｃに代えて、底面が等脚台形で、垂直方向に延ばされた四角柱状の外形を有するボディー本体２８を備えるものである。
ボディー本体２８は、ボディー本体１１ｃの正面１１Ｆに対応して正面２８Ｆを備え、側面１１Ｒ、１１Ｌに対応する側面２８Ｒ、２８Ｌが等脚台形の斜辺を構成している。
本変形例の多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌは、それぞれの基端台座１０ａが、ボディー本体２８の側面２８Ｒ、２８Ｌにそれぞれ固定されている。
このため、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌの各回転アーム部１０ｂは、ボディー本体２８の正面２８Ｆ側に向かって鈍角をなして交差する位置関係に設けられている。
【００６９】
本変形例のマニピュレータ９Ａによれば、上記実施形態のマニピュレータ９に比べて、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌのそれぞれの可動範囲が、ボディー本体２８の正面２８Ｆ側においてより広い範囲で重なるようにすることができる。そのため、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌを同時に用いた作業を行える作業領域を広げることができる。
【００７０】
第２変形例のマニピュレータ９Ｂは、図１３に示すように、上記実施形態の回転ボディー部１１に代えて、回転ボディー部１１Ｂ（マニピュレータ基部）を備える。
回転ボディー部１１Ｂは、上記実施形態のボディー本体１１ｃに代えて、１つの側面視において下端部から上端部に拡幅する等脚台形断面を有する四角柱状の外形を有するボディー本体２９を備えるものである。
ボディー本体２９は、ボディー本体１１ｃの正面１１Ｆに対応して等脚台形状の正面２９Ｆを備え、側面１１Ｒ、１１Ｌに対応する側面２９Ｒ、２９Ｌが等脚台形の斜辺を構成している。
本変形例の多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌは、それぞれの基端台座１０ａが、ボディー本体２９の側面２９Ｒ、２９Ｌにそれぞれ固定されている。
このため、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌの各回転アーム部１０ｂは、正面２９Ｆ側から見て下側に開いた鈍角をなして交差する位置関係に設けられている。
【００７１】
本変形例のマニピュレータ９Ｂによれば、上記実施形態のマニピュレータ９に比べて、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌのそれぞれの可動範囲が、ボディー本体２９の下方側においてより広い範囲を有する。そのため、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌによる床部５の近傍での作業領域を広げることができる。
【００７２】
なお、上記の説明では、双腕マニピュレータがそれぞれ多関節ロボットからなる場合の例で説明したが、双腕マニピュレータは、多関節ロボットに限定されるものではない。例えば、伸縮、回転、湾曲などが可能なアクチュエータの先端にハンドなどを備えたマニピュレータなどであってもよい。
【００７３】
また、上記の説明では、作業室に１対の腕部を有する双腕マニピュレータを１台備える場合の例で説明したが、作業室の大きさによっては、複数台の双腕マニピュレータを備えていてもよい。
また、双腕マニピュレータの設置位置は、隔壁部材上には限定されず、作業室の内側面や天井部などであってもよい。
【００７４】
また、上記の説明では、作業室がクリーン化された場合の例で説明したが、生産装置自体がクリーンルーム内に配置される場合や、作業にクリーン度の高い環境を必要としない場合には、クリーンユニットを省略してもよい。
この場合、作業室を覆うカバー部材は、作業室内と外部との間の作業に支障となる物の出入りを規制する程度に隔離されていればよい。例えば、作業室内と外部との間に空気の流通できるように設けられていてもよい。
また、作業準備室内の収納部も作業準備室の他の部分から完全には隔離されていなくてもよい。また、隔壁閉止機構や、収納部の排気機構や、場合によっては収納部自体は、それぞれ省略してもよい。
【００７５】
また、上記の説明では、作業室内に作業ユニットを固定し、作業手段収納部内に作業手段を配置して、作業を行う場合の例で説明したが、作業ユニット、作業手段を用いて作業を行う必要がない場合には、作業ユニットや作業手段を備えない構成とし、双腕マニピュレータのみで作業を行ってもよい。
【００７６】
また、上記の説明では、作業室内に、ワークを載置するステージが配置された場合の例で説明したが、ワークを隔壁部材上に置いて作業ができる場合には、ステージを省略してもよい。
【００７７】
また、上記の説明では、多関節ロボット１０Ｒ、１０Ｌがそれぞれ６自由度で同一構成を有する場合の例で説明したが、それぞれの自由度は、６自由度以上であることが好ましい。
例えば、例えば片方が６自由度、もう片方が７自由度というように、対となる腕部の構造や自由度を変えてもよい。また、必要に応じて対となる腕部の他に、補助的なマニピュレータをマニピュレータ基部に設け、３腕以上の構成としてもよい。
【００７８】
また、上記の説明では、ハンド１２は、関節を有しない２指構成の場合の例で説明したが、ハンドの指や関節の数は、ワークの形状や特性に応じて種々の形態を採用することができる。例えば、多関節の３指以上の構成としてもよい。
【００７９】
また、上記の説明では、マニピュレータ基部が隔壁部材に対して回動可能な構成の例で説明したが、腕部の可動範囲が十分であれば、回動可能でなくてもよい。この場合、マニピュレータ基部は、腕部を隔壁部材上の１箇所で支持しているため、隔壁部材上での腕部の取り付けスペースを低減する機能のみを備えている。
【００８０】
また、上記の各実施形態に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
例えば、双腕マニピュータの各腕部が固定されたマニピュレータ基部の側面の向きは、マニピュレータ基部の正面に対して任意の向きに傾斜されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施形態に係る生産装置の概略構成を示す模式的な斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る生産装置の作業室の模式的な平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る生産装置の可動床部の下降時の収納部の様子を示す模式的な斜視図、そのＡ−Ａ断面図、および可動床部の上昇時の収納部の様子を示す模式的な斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る生産装置の動作時の様子を示す模式的な斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る生産装置に用いることができるパレットの一例および他例の構成と、その把持形態を示す部分断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る生産装置における作業ユニットの搬入動作を説明する模式的な部分断面図である。
【図７】図６に続く搬入動作を説明する模式的な部分断面図である。
【図８】図７に続く搬入動作を説明する部分断面図、およびそのＢ−Ｂ断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る生産装置の双腕マニピュレータによる回転搬送動作について説明する模式的な平面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る生産装置の双腕マニピュレータによるワーク把持動作について説明する模式的な部分断面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る生産装置の双腕マニピュレータによる持ち替え動作について説明する模式的な正面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る生産装置に用いることができる双腕マニピュレータの第１変形例を示す模式的な平面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る生産装置に用いることができる双腕マニピュレータの第２変形例を示す模式的な正面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  装置本体
２ａ  搬入搬出口
２ｂ  作業手段搬入口
３  作業室
４  作業準備室
５  床部（隔壁部材）
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ  床面開口
５ｆ  保持板開口（開口）
６  クリーンカバー（カバー部材）
７  制御部
８  クリーンユニット
９、９Ａ、９Ｂ  マニピュレータ
１０Ｌ、１０Ｒ  多関節ロボット
１０ａ  各基端台座
１１、１１Ａ、１１Ｂ  回転ボディー部（マニピュレータ基部）
１１Ｌ、１１Ｒ、２８Ｌ、２８Ｒ、２９Ｌ、２９Ｒ  側面（マニピュレータ基部の側部）
１１ｃ、２８、２９  ボディー本体
１２  ハンド
１３  ツールマガジン
１４  ステージ
１４ｃ  開口（貫通孔）
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ  収納部
１６  床面シャッタ機構（隔壁閉止機構）
１７  側面開閉機構
１８  排気機構
１９  昇降機構
２０  作業ユニット
２１  ユニット固定部（可動床部）
２２  昇降台
２４  パレット
２５  床面開閉機構（開閉機構）
２６  作業手段
２７  函型パレット
３０  作業手段収納部
３１  作業ツール
１００  生産装置
Ｗ、Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ  ワーク
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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