(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を搬送し、搬送先で対象物を支持するロボット群において、
各ロボットは、
下部リンクと、上部リンクとを有し、該下部リンク及び上部リンクの間をリンクで連結された第１の四節回転機構と、
該第１の四節回転機構の下部リンクの１つの関節を駆動する第１の駆動部と、
下部リンクと、前記第１の四節回転機構の上部リンクに固定された上部リンクとを有し、該下部リンク及び上部リンクの間をリンクで連結された第２の四節回転機構と、
該第２の四節回転機構の上部リンクの１つの関節を駆動する第２の駆動部と、
前記第２の四節回転機構の下部リンクに固定され、対象物を下方から持ち上げて支持する支持部とを備え、
前記第２の四節回転機構が有する上部リンクが、前記第１の四節回転機構が有する上部リンクより所定距離上方に配置され、
前記支持部が、前記第２の四節回転機構の下部リンクから鉛直上方へ延設されたアーム状をなし、
前記支持部の長さが、前記第２の四節回転機構の上部リンク及び下部リンクに連結されたリンクの長さよりも長くなしてあり、
前記支持部が、複数部位で対象物を支持する支持部材を上端に有し、該支持部材の上面が、前記第１の四節回転機構の上部リンクよりも上方へ突出し、
前記支持部材が、前記第１の四節回転機構側へ水平に延び、該第１の四節回転機構側に開口するコの字形をなし、
隣接する２つのロボットは、搬送方向に四節回転動作するように、該搬送方向にほぼ一列に離隔して配置され、前記第２の四節回転機構が前記第１の四節回転機構に対して設けられた側を互い逆方向に向けられ、
前記隣接するロボットのコの字形の支持部材は、前記支持部が搬送方向の一致した位置にあるときに、一方の支持部材の１つのフランジ部を他方の支持部材のフランジ部間に介在させた状態で互いに干渉しないように構成されていること
を特徴とするロボット群。
【請求項２】
前記第１及び第２の四節回転機構が、夫々平行リンク機構として構成されていることを特徴とする請求項１に記載のロボット群。
【請求項３】
前記第１の四節回転機構の上部リンク及び下部リンクに連結されたリンクの長さが、前記第２の四節回転機構の上部リンク及び下部リンクに連結されたリンクの長さよりも長くなしてあることを特徴とする請求項２に記載のロボット群。
【請求項４】
前記支持部は、支持している対象物を移動させるための関節を有していることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のロボット群。
【請求項５】
前記支持部材は、対象物の支持部位を、搬送方向に交差する方向に変更することが可能としてあることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のロボット群。
【請求項６】
前記支持部材は、対象物の支持部位を、搬送方向に変更することが可能としてあることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のロボット群。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物を搬送し、搬送先で対象物を支持するロボット群に関し、特に、平行リンク機構を利用したロボットアーム構造を備えたロボット群に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の製造設備では、ワーク（対象物）を搬送するための搬送路上の複数地点を加工用のステージとし、各ステージの両脇に、ワークに対して溶接等の加工を行うための加工用ロボットを設置している。また、ワークはパレットに取り付けられており、各ステージには、前記パレットを位置決めし、固定するための固定用治具が設けられている。ワークは、パレットとともに搬送ロボット等の搬送手段によって固定用治具まで搬送され、固定用治具で固定された状態で、加工用ロボットにより加工される。そして、当該ステージでの加工が終了した後は、次工程のステージまで搬送手段によってワークが搬送される。
【０００３】
また、特開２００１−１３８９６９号公報には、ワークの溶接加工に用いられるとともに、ワークの搬送にも用いられるロボットが開示されている。このロボットは、搬送路に沿って設けられたガイドレールに係合しており、ガイドレールに沿って移動自在とされている。このようなロボットが搬送路の両側に夫々２台ずつ合計４台配置され、これらの溶接用ロボットによってワークの溶接加工を行うとともに、各ロボットがワークを支持し、ガイドレールに沿って移動することで、次工程のステージへのワークの搬送も行うようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特開２００１−１３８９６９号公報に開示されているロボットにあっては、走行軸たるガイドレールの水平レベルを高精度に確保する必要がある。
【０００５】
また、パレットを使用してワークを支持するロボットにおいては、ワークの種類、例えば自動車の車種毎に専用のパレットが必要となり、また１度使用したパレットを再度使用するために、パレットを加工工程で循環させる必要があった。
【０００６】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、平行リンク等の四節回転機構の関節を駆動することでワークを搬送し、ワークを加工に供すべく、搬送先でワークを支持するように構成することによって、高い取り付け精度が要求される走行軸を必要としないロボットアーム構造を備えたロボット群を提供することを目的とする。
【０００７】
また本発明の他の目的は、ワークを直接支持する構成とすることによって、ワークの種類毎にパレット等の位置決め用の治具を別途用意する必要がなく、パレットを循環させる等の手間を省くことができるロボットアーム構造を備えたロボット群を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るロボットアーム構造は、対象物を搬送し、搬送先で対象物を支持するロボットに用いられるロボットアーム構造において、下部リンクと、上部リンクとを有し、該下部リンク及び上部リンクの間をリンクで連結された第１の四節回転機構と、該第１の四節回転機構の下部リンクの１つの関節を駆動する第１の駆動部と、下部リンクと、前記第１の四節回転機構の上部リンクに固定された上部リンクとを有し、該下部リンク及び上部リンクの間をリンクで連結された第２の四節回転機構と、該第２の四節回転機構の上部リンクの１つの関節を駆動する第２の駆動部と、前記第２の四節回転機構の下部リンクに固定され、対象物を下方から持ち上げて支持する支持部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
上記発明によれば、第１及び第２の四節回転機構の関節を、第１及び第２の駆動部によって駆動することにより、対象物を搬送する構成であるので、高い取り付け精度が要求される走行軸を設ける必要がない。
【００１０】
また、対象物を支持した状態で搬送し、搬送先でも対象物を支持した状態を保つことにより、この状態で対象物を加工に供することができるため、対象物を位置決め固定するためのパレット等の治具を必要としない。従って、パレットを加工工程で循環させる手間等も省くことができる。
【００１１】
また、四節回転機構の関節を駆動して対象物を搬送する構成であるため、以下のような理由によって、可搬質量を大きくすることができる。
【００１２】
図１０は、モデル化したロボットアーム構造を示す模式図であり、図１０（ａ）には四節回転機構を有するロボットアームを示しており、図１０（ｂ）には直動リンク機構を有するロボットアームを示している。図１０（ａ）に示すロボットアーム１０１は、下部リンク１０２，上部リンク１０３，及びこれらを連結するリンク１０４，１０５から構成された四節回転機構１０６を有している。四節回転機構１０６は、説明を簡単にするため平行リンク機構としてある。下部リンク１０２は、水平に配置されており、下部リンク１０２とリンク１０４との関節１０７が駆動される構成となっている。また、上部リンク１０３は、リンク１０４との関節から長さＬだけ延長されており、その先端には質量Ｗが取り付けられている。なお、説明を簡単にするため、下部リンク１０２，上部リンク１０３，リンク１０４，１０５は質量がないものとする。
【００１３】
この場合、モーメントの釣り合い条件から、式（１），（２）の関係が導かれる。
【００１４】
Ｒ１＝Ｌ・Ｗ／Ｌ１ …（１）
Ｒ２＝（Ｌ１＋Ｌ）・Ｗ／Ｌ１ …（２）
但し、
Ｒ１：上部リンク１０３とリンク１０５との関節に作用する鉛直方向の力
Ｒ２：上部リンク１０３とリンク１０４との関節に作用する鉛直方向の力
Ｌ１：上部リンク１０３のリンク長
また、リンク１０５には軸方向の引っ張り力だけが作用することから、式（３）の関係が導かれる。
【００１５】
Ｒ３＝Ｒ１／ｔａｎθ …（３）
但し、Ｒ３：上部リンク１０３とリンク１０５との関節に作用する水平方向の力
θ：リンク１０４の水平面に対する角度
更に、水平方向の釣り合いから、式（４）の関係が導かれる。
【００１６】
Ｒ４＝Ｒ３ …（４）
但し、Ｒ４：上部リンク１０３とリンク１０４との関節に作用する水平方向の力
従って、関節１０７に作用するトルクＴは、式（５）のようになる。
【００１７】
Ｔ＝Ｒ２・Ｌ２・ｃｏｓθ−Ｒ４・Ｌ２・ｓｉｎθ
＝Ｗ・Ｌ２・ｃｏｓθ …（５）
但し、Ｌ２：リンク１０４のリンク長
従って、四節回転機構１０６を有するロボットアーム１０１の場合、上部リンク１０３の重心位置によらず、質量Ｗが、リンク１０４の先端に設けられているモデルで簡略化してトルクＴを求めることができる。
【００１８】
一方、図１０（ｂ）に示すロボットアーム１１１は、長さＬ２のリンク１１２と、長さＬのリンク１１３とが直列に接続された構成、即ちロボットアーム
１０１から下部リンク１０２及びリンク１０５が取り除かれたものと略同様の構成となっている。また、リンク１１２の基端の関節１１４と、リンク１１２，１１３の間の関節とが駆動されるようになっており、リンク１１３の先端には、質量Ｗが取り付けられている。かかるロボットアーム１１１の関節１１４に作用するトルクＴ１は、式（６）のようになる。
【００１９】
Ｔ１＝Ｗ・（Ｌ２・ｃｏｓθ＋Ｌ） …（６）
従って、四節回転機構を有するロボットアームの方が、直動リンク機構を有するロボットアームよりも、駆動する関節に作用するトルクが小さい。この効果は、上部リンク１０３の重心位置が関節１０７から遠いほど、即ちＬが大きいほど大きくなり、またリンク１０４，１０５が直立する姿勢に近づくほど、即ちθが９０°に近づくほど大きくなる。このため、出力が同じ駆動源によって関節１０７及び関節１１４を駆動する場合、ロボットアーム１０１の方が、ロボットアーム１１１よりも可搬質量が大きくなる。
【００２０】
また、上記発明においては、前記第１及び第２の四節回転機構が、夫々平行リンク機構として構成されていることが望ましい。これによって、ロボットアームの構成が簡単になり、より容易にロボットアームの制御を行うことができる。
【００２１】
また、この場合においては、前記第１の四節回転機構の上部リンク及び下部リンクに連結されたリンクの長さが、前記第２の四節回転機構の上部リンク及び下部リンクに連結されたリンクの長さよりも長い構成とすることが望ましい。これによって、第２の四節回転機構の動作範囲を確保するために、第１の四節回転機構を設置面から離して配置する必要がなく、第１の四節回転機構を設置面から可及的に低い位置に配置することができ、ひいてはかかるロボットアーム構造を用いたロボットの高さを可及的に低くすることができる。
【００２２】
また、下記のような理由により、２つのロボットアームが協調動作して対象物を一方のロボットアームから他方のロボットアームへ受け渡す場合に、ロボットアームと対象物との干渉を避けることができる。
【００２３】
また、上記発明においては、前記第２の四節回転機構が有する上部リンクが、前記第１の四節回転機構が有する上部リンクより所定距離上方に配置されている構成とすることが望ましい。これによって、下記のような理由により、２つのロボットアームが協調動作して対象物を一方のロボットアームから他方のロボットアームへ受け渡す場合に、ロボットアームと対象物との干渉を避けることができる。
【００２４】
図１１〜１３は、本発明に係るロボットアーム構造の支持部の動作範囲を示す模式図であり、図１１は、第１の駆動部によって駆動されるリンクの長さが、第２の駆動部によって駆動されるリンクの長さよりも長い場合について、図１２は、第１の駆動部によって駆動されるリンクの長さが、第２の駆動部によって駆動されるリンクの長さと等しい場合について、図１３は、第１の駆動部によって駆動されるリンクの長さが、第２の駆動部によって駆動されるリンクの長さよりも短い場合について支持部の動作範囲を示している。なお、図１１〜１３においては、図を簡単にするために、第１の四節回転機構を平行リンク機構とし、また第２の四節回転機構を簡略化して、第２の駆動部によって駆動されるリンク１２０だけを図示している。
【００２５】
各図に示すように、第１の四節回転機構１２１は、下部リンク１２２，上部リンク１２３，及びリンク１２４，１２５から構成されている。また、下部リンク１２２とリンク１２４との関節１２６が駆動され、リンク１２０の基端の関節１２７が駆動される構成となっている。またここでは、第１の四節回転機構１２１は、リンク１２４，１２５が水平面から角度θ１だけ傾倒した状態から、１８０°−θ１だけ傾倒した状態までの範囲で動作が可能であるとしている。また、リンク１２０の関節１２７が、上部リンク１２３からオフセット量ＬＯだけ上方に設けられている。また、リンク１２０の動作範囲は、水平面からθ２だけ傾斜した状態から、１８０°−θ２だけ傾斜した状態までとしている。
【００２６】
図１１を参照して、リンク１２４のリンク長Ｌ３が、リンク１２０のリンク長Ｌ４より長い場合について説明する。この場合、支持部１２８の基端部１２９の動作範囲は、図に示すようなものとなる。四節回転機構１２１のリンク１２４，１２５を直立状態として、リンク１２０を関節１２７を中心に図中右（左）から左（右）へ回動させて、対象物を搬送する場合、基端部１２９は、図中波線で示す経路を通過する。この経路中の最下点は、位置Ｐである。従って、このような動作中に対象物が最も低い位置にあるのは、基端部１２９が位置Ｐを通過するときである。
【００２７】
このような動作は、例えばこのロボットアーム１３０の右側（左側）に配置されたロボットアーム（図示せず）から、ロボットアーム１３０に対象物が受け渡され、更にロボットアーム１３０から、ロボットアーム１３０の左側（右側）に配置されたロボットアーム（図示せず）に対象物が受け渡されるような場合に多く行われる。また、対象物の大きさがロボットアーム１３０よりも大きい場合、相隣するロボットアームの支持部の先端が対象物に干渉するのを防止する必要がある。従って、相隣するロボットアームの支持部の基端は、位置Ｐよりも低い位置になければならない。
【００２８】
ところで、支持部１２８の基端部１２９には、実際には所定の大きさがあるため、この大きさに応じて基端部１２９が設置面に干渉しないように、基端部１２９の動作範囲の実質的な下限位置Ｑ（図中二点鎖線）が決定される。従って、支持部の先端と対象物との干渉を避けるためには、位置Ｐと下限位置Ｑとの離隔距離が大きいほど有利である。
【００２９】
次に、図１２を参照して、リンク１２４のリンク長Ｌ３が、リンク１２０のリンク長Ｌ４と等しい場合について説明する。このときの動作範囲は、図に示すようなものとなり、図１１に示したＬ３＞Ｌ４の場合に比して、位置Ｐと下限位置Ｑとの離隔距離が短くなる。
【００３０】
また、図１３を参照して、Ｌ３＜Ｌ４の場合について説明する。図１３の場合、位置Ｐと下限位置Ｑとが一致しており、支持部と対象物との干渉が実質的に避けられない。
【００３１】
このように、リンク１２４のリンク長Ｌ３が、リンク１２０のリンク長Ｌ４よりも長い場合が、支持部の動作範囲に余裕があり、支持部と対象物との干渉を避けるために有利である。また、オフセット量ＬＯを大きくすることによっても、位置Ｐと下限位置Ｑとの離隔距離を確保することができる。
【００３２】
また、上記発明においては、前記支持部が、下部リンクから鉛直上方へ延設されたアーム状をなしている構成とすることが望ましい。これによって、支持部が対象物を支持している場合に、支持部と第２の四節回転機構の下部リンクとの接続部分に余計なトルクが作用することを防止できる。
【００３３】
また、上記発明においては、前記支持部の長さが、前記第２の四節回転機構の上部リンク及び下部リンクに連結されたリンクの長さよりも長くなしてあることが望ましい。これによって、支持部の先端の位置を第１及び第２の四節回転機構よりも高くすることができ、ロボットアーム全体を対象物の下方に潜り込ませた状態で、対象物を支持することが可能となる。
【００３４】
また、上記発明においては、前記支持部が、支持している対象物を移動させるための関節を有している構成とすることが望ましい。これによって、関節を駆動して対象物の位置を調節することができ、ロボットアーム及び本発明に係るロボットアーム構造を用いたロボットの設置面への取り付け精度を緩和することができる。
【００３５】
また、上記発明においては、前記支持部が、複数部位で対象物を支持する支持部材を上端に有する構成とすることが望ましく、更に対象物の支持部位を、搬送方向に交差する方向、及び／又は搬送方向に変更することが可能な構成とすることが望ましい。これにより、種類が異なる対象物を、その支持部位を変更することで同一の支持部材で支持することが可能となり、対象物の種類毎に専用の支持部材を用意する必要がない。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るロボットアーム構造について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００３７】
図１は、本発明の実施の形態に係るロボットアーム構造を用いたロボットの全体正面図であり、図２はその全体側面図である。ロボット１は、下部リンク２，上部リンク３，アーム（リンク）４，及び補助リンク５を有する平行リンク機構６と、下部リンク７，上部リンク８，アーム（リンク）９，及び補助リンク１０を有する平行リンク機構１１とを備えている。下部リンク２は、工場の床等の設置面上に水平に配置されており、その両端にアーム４の下端及び補助リンク５の下端が枢着されている。下部リンク２とアーム４との関節１２には、モータ及び減速機からなる駆動部１３が設けられており、この関節１２が駆動部１３によって駆動されるようになっている。
【００３８】
また、アーム４の上端及び補助リンク５の上端は、夫々上部リンク部材１４に枢着されている。上部リンク部材１４のアーム４及び補助リンク５の枢着位置の間は、実質的に上部リンク３として構成されており、下部リンク２及び上部リンク３のリンク長は等しく、またアーム４及び補助リンク５のリンク長は等しくなっている。このように、下部リンク２，上部リンク３，アーム４，及び補助リンク５から、平行リンク機構６が構成されている。
【００３９】
このような平行リンク機構６は、下部リンク２が側面視において略Ｌ字状をなしており、その縦板状の部分の正面側に、アーム４及び補助リンク５が配置されている。また、アーム４及び補助リンク５の上端を覆うように、下部が開口している中空の上部リンク部材１４が配置されて構成されている。これによって、下部リンク２，アーム４，補助リンク５，及び上部リンク部材１４が互いに干渉することなく平行リンク機構６が動作することが可能となっている。
【００４０】
また、上部リンク部材１４の前記上部リンク３の部分より所定距離上方の部分の２箇所には、アーム９の上端及び補助リンク１０の上端が夫々枢着されており、この２箇所間は実質的に上部リンク８として構成されている。即ち、上部リンク３，８は、上部リンク部材１４として一体的に形成されている。換言すれば、上部リンク３に上部リンク８が固定されている。
【００４１】
アーム９及び補助リンク１０の夫々の上部リンク部材１４との枢着位置を結ぶ方向は、水平方向とされている。アーム９の下端及び補助リンク１０の下端は、下部リンク７の両端に夫々枢着されている。また、下部リンク７及び上部リンク８のリンク長は等しく、このリンク長は下部リンク２及び上部リンク３のリンク長よりも短くされている。またアーム９及び補助リンク１０のリンク長も等しくされており、このリンク長はアーム４及び補助リンク５のリンク長よりも短くされている。このように、下部リンク７，上部リンク８，アーム９，及び補助リンク１０から、平行リンク機構１１が構成されている。
【００４２】
このような平行リンク機構１１は、上部リンク部材１４の正面側にアーム９及び補助リンク１０が配置され、更にその正面側に、下部リンク７が配置されて構成されている。これにより、各部品が互いに干渉することなく、平行リンク機構１１が動作することが可能となっている。また、アーム９，補助リンク１０，及び下部リンク７が上部リンク部材１４の正面側に配置されているので、これらが平行リンク機構６の各部品と動作上干渉することもない。
【００４３】
そして、上部リンク８とアーム９との関節１５には、モータ及び減速機からなる駆動部１６が設けられており、この関節１５が駆動部１６によって駆動されるようになっている。
【００４４】
また、アーム４，９の夫々は、関節１２，１５の近傍部位が他の部位より太くなっている。各補助リンク５，１０は、夫々アーム４，９の関節１２，１５の近傍部位との干渉を避け、より広い可動範囲を確保すべく、その両端部分が夫々アーム４，９側へ曲げられている。
【００４５】
また、下部リンク７のアーム９との関節部分の正面側には、アーム（支持部）１７が固定されている。このアーム１７は３つの関節１７ａ，１７ｂ，１７ｃを有しており、３自由度とされている。即ち、アーム１７の中間部分には、関節１７ａが設けられており、軸心を中心として回動することが可能とされている。更に関節１７ａより先端側の部分には、屈曲可能な関節１７ｂが設けられており、またこの関節１７ｂより更に先端側の部分には、軸心を中心として回動することが可能な関節１７ｃが設けられている。またアーム１７の基端部には、このような各関節１７ａ〜１７ｃを駆動するためのモータ等の駆動部１８が設けられている。
【００４６】
このような各関節１７ａ〜１７ｃを駆動することにより、ロボット１は、アーム１７の先端に支持しているワークの位置を微調節することが可能である。従って、ロボット１を正確に水平に配置していない場合であっても、ワークを所要の位置で正確に固定支持することが可能であり、ロボット１の設置面に対する取り付け精度を緩和することができる。
【００４７】
図３は、本発明の実施の形態に係るロボットアーム構造を用いたロボットの動作を示す全体正面図である。図３を参照して、本発明の実施の形態に係るロボットの動作について説明する。駆動部１３により関節１２が駆動されたとき、アーム４はその駆動量に応じて傾倒される。このとき、補助リンク５は、アーム４との平行状態を保ったまま、アーム４と同じ角度だけ傾倒される。従って、上部リンク部材１４は水平状態を保ったまま、関節１２を中心として円弧状に移動する。
【００４８】
一方、駆動部１６により関節１５が駆動されたとき、同様な動作によって、下部リンク７が水平状態を保ったまま、関節１５を中心として円弧状に移動する。このため、アーム１７も下部リンク７と一体的に移動し、アーム１７によって支持されたワーク（図示せず）を搬送することができる。
【００４９】
次に、本実施の形態に係るロボットを、自動車の製造設備に適用した例について説明する。図４は、本適用例の設備の構成の一部を示す正面図であり、図５は、その平面図である。本適用例では、既存の自動車の製造設備に本実施の形態に係るロボットを適用した場合について説明する。通常、自動車の製造設備では、ワークＷを搬送するための搬送路上に、各種加工を行うためのステージが複数設けられている。各ステージには、各種加工用のロボット（図示せず）が配置されている。このような各ステージにおいて、ワークＷは工場等の床面Ｆから高さＨだけ上方に持ち上げられた状態で、固定用治具等によって固定支持され、両側に配置されているロボットによって加工される。
【００５０】
本適用例では、搬送路から固定用治具等を取り除き、搬送路上にロボット１ｘ，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，…を搬送方向上流側から順に並べて配置している（図６〜図９参照）。図４及び図５は、１つのステージＳ１におけるロボット１ａ，１ｂの配置構成を示している。ロボット１ａは、アーム１７が背面側（図４の紙面奥側）になるように配置されており、ロボット１ｂは、アーム１７が正面側（図４の紙面手前側）になるように配置されている。
【００５１】
図５に示すように、ロボット１ａ，１ｂのアーム１７の先端には、平面視において略チャネル状の支持部材１９が取り付けられている。即ち、支持部材１９は、前後方向（図４の紙面奥行き方向）に長い２つの棒状部分２０と、この棒状部分２０の端部間を連結する横方向（搬送方向）に長い棒状部分２１とから構成されている。また、ロボット１ａの支持部材１９は、棒状部分２１が正面側になるように配置され、ロボット１ｂの支持部材１９は、棒状部分２１が背面側になるように配置されている。
【００５２】
支持部材１９の各棒状部分２０の両端には、上方に突出する係合部２２が設けられている。この係合部２２は、ワークＷの下面の対応する位置に設けられた穴（図示せず）に係合することにより、ワークＷを固定する。この係合部２２は、図５に示すように、棒状部分２０の長手方向に位置を調整することが可能とされている。車種の相違等、ワークの種類が異なった場合には、前述した穴の位置が異なることがあるため、係合部２２の位置をワークＷの穴の位置にあわせて調節することにより、様々なワークＷを支持することが可能となる。
【００５３】
ロボット１ａの支持部材１９は、その棒状部分２１の中央よりも若干ロボット１ｂ側（搬送方向下流側）の位置でアーム１７の先端に固定されており、ロボット１ｂの支持部材１９は、その棒状部分２１の中央よりも若干搬送方向上流側の位置でアーム１７の先端に固定されている。更に図４及び図５の場合では、ワークＷが床面Ｆより高さＨだけ高い位置で支持されるように、夫々の支持部材１９が、干渉しないように互いに搬送方向にずらした状態で高さＨの位置に配置され、ワークＷの穴に係合部２２が係合されている。このように２台のロボット１ａ，１ｂによって１つのワークＷが固定支持された状態で、ワークＷが加工される。
【００５４】
図６〜９は、本適用例における各ロボットの動作を示す正面図であり、図６〜図９の順に、各ロボットの動作状態を時系列で示したものである。図６においては、ステージＳ１でロボット１ａ，１ｂによってワークＷ１が固定支持され、ステージＳ３でロボット１ｃ，１ｄによってワークＷ２が固定支持されている。ワークＷ１は、ステージＳ１において所定の加工を受ける。またこれと同時に、ワークＷ２がステージＳ３での加工を受ける。そしてワークＷ１，Ｗ２への加工が終了した後、ロボット１ｂがワークＷ１をステージＳ１の次のステージＳ２へ搬送し、ロボット１ｄがワークＷ２をステージＳ３の次のステージ（図示せず）へ搬送する。
【００５５】
図７に示すように、ワークＷ１のステージＳ２への搬送が開始されたときには、ロボット１ｂがアーム１７を上昇させながら、搬送方向下流側へ移動させるように動作する。これによって、ワークＷ１が持ち上げられ、ロボット１ａの係合部２２とワークＷ１との係合が解除されるとともに、ワークＷ１が搬送方向下流側へ移動される。これと同様の動作をロボット１ｄも同時に行い、ワークＷ２も搬送方向下流側へ移動される。
【００５６】
また、ロボット１ａ，１ｃは、夫々上流側から搬送されるワークを支持するために、搬送方向上流側へアーム１７を移動させるように動作する。このようにして、ワークＷ１がロボット１ｂ，１ｃによってステージＳ２で支持される。また、ロボット１ｘによって搬送されてきたワークＷ３が、ロボット１ｘ，１ａによって、ステージＳ１の前工程のステージＳ４で支持される（図８）。
【００５７】
ステージＳ２，Ｓ４は、搬送用のステージであり、これらの周辺には加工用のロボットが配置されていない。従って、ワークＷ１，Ｗ３のステージＳ２，Ｓ４への搬送が完了したとき、そのまま次工程への搬送が開始される（図９）。ロボット１ａ，１ｃは、前述したような搬送動作によってワークＷ３，Ｗ１をステージＳ１，Ｓ３へ搬送する。また、ロボット１ｂ，１ｘは、上流側から搬送されるワークに係合部２２を係合させて支持するために、アーム１７を上流側へ移動させる。
【００５８】
以上の如き構成により、既存の製造設備を大幅に変更することなく、様々な種類のワークに容易に対応させることが可能な設備とすることが可能となる。
【００５９】
なお、本実施の形態においては、１つのロボット１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｘ）に、１つのロボットアーム構造を用いた場合につき説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、１つのロボットに複数のロボットアーム構造を適用し、１つのロボットの各ロボットアーム間で、ワークの受け渡しが可能な構成としてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
本発明に係るロボットアーム構造によれば、平行リンク等の四節回転機構の関節を駆動することで対象物を搬送し、対象物を加工に供すべく、搬送先で対象物を支持するように構成したので、高い取り付け精度が要求される走行軸を設ける必要がなく、対象物を位置決め固定するためのパレット等の治具を必要としない。また、可搬質量を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るロボットアーム構造を用いたロボットの全体正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るロボットアーム構造を用いたロボットの全体側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るロボットアーム構造を用いたロボットの動作を示す全体正面図である。
【図４】本実施の形態に係るロボットを、自動車の製造設備に適用した場合の設備の構成の一部を示す正面図である。
【図５】本実施の形態に係るロボットを、自動車の製造設備に適用した場合の設備の構成の一部を示す平面図である。
【図６】本実施の形態に係るロボットの自動車の製造設備への適用例における各ロボットの動作を示す正面図である。
【図７】本実施の形態に係るロボットの自動車の製造設備への適用例における各ロボットの動作を示す正面図である。
【図８】本実施の形態に係るロボットを、自動車の製造設備に適用した場合の各ロボットの動作を示す正面図である。
【図９】本実施の形態に係るロボットを、自動車の製造設備に適用した場合の各ロボットの動作を示す正面図である。
【図１０】モデル化したロボットアーム構造を示す模式図であり、（ａ）は、四節回転機構を有するロボットアーム構造を示しており、（ｂ）は、直動リンク機構を有するロボットアーム構造を示している。
【図１１】第１の駆動部によって駆動されるリンクの長さが、第２の駆動部によって駆動されるリンクの長さよりも長い場合についての本発明に係るロボットアーム構造の支持部の動作範囲を示す模式図である。
【図１２】第１の駆動部によって駆動されるリンクの長さが、第２の駆動部によって駆動されるリンクの長さと等しい場合についての本発明に係るロボットアーム構造の支持部の動作範囲を示す模式図である。
【図１３】第１の駆動部によって駆動されるリンクの長さが、第２の駆動部によって駆動されるリンクの長さよりも短い場合についての本発明に係るロボットアーム構造の支持部の動作範囲を示す模式図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｘ  ロボット
２  下部リンク
３  上部リンク
４  アーム
５  補助リンク
６  平行リンク機構（第１の四節回転機構）
７  下部リンク
８  上部リンク
９  アーム
１０  補助リンク
１１  平行リンク機構（第２の四節回転機構）
１２，１５  関節
１３  駆動部（第１の駆動部）
１４  上部リンク部材
１６  駆動部（第２の駆動部）
１７  アーム（支持部）
１８  駆動部
１９  支持部材
２０，２１  棒状部分
２２  係合部
【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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