(57)【要約】【課題】作業員が安全に保守作業を実施できること。【解決手段】実施形態に係るロボットの姿勢変更方法は、固定工程と、装着工程と、解除工程と、変更工程とを含む。上記固定工程では、関節を介して回転可能に連結された複数のリンクからなるアーム部を有するロボットにおいて、上記関節に隣接する上記リンク同士を固定する治具を装着することによって上記アーム部を固定する。上記装着工程では、外力の付与によって上記関節を回転させる回転ユニットをかかる関節へ装着する。上記解除工程では、上記治具を取り外して上記アーム部の固定を解除する。上記変更工程では、上記回転ユニットへ外力を付与して上記関節を回転させることによって上記ロボットの姿勢を任意に変更する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節を介して回転可能に連結された複数のリンクからなるアーム部を有するロボットの姿勢変更方法において、
前記関節に隣接する前記リンク同士を固定する治具を装着することによって前記アーム部を固定する固定工程と、
外力の付与によって前記関節を回転させる回転ユニットを該関節へ装着する装着工程と、
前記治具を取り外して前記アーム部の固定を解除する解除工程と、
前記回転ユニットへ外力を付与して前記関節を回転させることによって前記ロボットの姿勢を任意に変更する変更工程と
を含むことを特徴とするロボットの姿勢変更方法。
【請求項２】
前記治具は、
略弧状の長穴を有して形成され、
前記固定工程では、
前記治具を隣接する前記リンクの一方に固定するとともに、前記リンク双方の開き角に応じた前記長穴の部位へ締結部材を挿入して前記治具を前記リンクの他方にも固定することによって前記アーム部を固定すること
を特徴とする請求項１に記載のロボットの姿勢変更方法。
【請求項３】
前記関節は、
モータと、
入力部へ入力される回転を減じて出力することによって、隣接する前記リンクの一方を他方に対して相対回転させる減速機と、
前記モータから前記入力部に対して接続される第１のシャフトと、
外部から前記入力部に対して接続される第２のシャフトと
を備え、
前記回転ユニットは、
前記第２のシャフトに連結され、外力が伝達されることによって前記入力部へ回転を入力する第１の回転部と、
前記第１の回転部に連結され、直接に外力を受けて前記第１の回転部へ外力を伝達する第２の回転部と
を備え、
前記装着工程では、
前記減速機が外力によって回転可能である場合に、前記関節へ前記第１の回転部および前記第２の回転部を装着し、
前記変更工程では、
前記第２の回転部へ外力を付与すること
を特徴とする請求項１または２に記載のロボットの姿勢変更方法。
【請求項４】
前記回転ユニットは、
隣接する前記リンクの一方に固定される第１のアダプタと、
該リンクの他方に固定される第２のアダプタと、
前記第１のアダプタおよび前記第２のアダプタを介して前記関節へ装着される保守用減速機と
をさらに備え、
前記装着工程では、
前記減速機が外力によって回転不能である場合に、該減速機を取り外し、前記第１のアダプタおよび前記第２のアダプタを固定して前記保守用減速機を前記関節へ装着するとともに、該保守用減速機を介して前記関節へ前記第１の回転部および前記第２の回転部を装着すること
を特徴とする請求項３に記載のロボットの姿勢変更方法。
【請求項５】
前記第２の回転部は、
作業員が把持して回転させることが可能なハンドル形状を有すること
を特徴とする請求項３または４に記載のロボットの姿勢変更方法。
【請求項６】
前記ロボットは、
液晶パネルの原材料となるガラス基板の搬送用であって、前記関節の回転によって前記アーム部を屈伸動作させることで前記ガラス基板を上下方向に搬送すること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のロボットの姿勢変更方法。
【請求項７】
関節を介して回転可能に連結された複数のリンクからなるアーム部と、
前記関節に隣接する前記リンク同士を固定する治具の装着部位である第１の装着部と、
外力の付与によって前記関節を回転させる回転ユニットの装着部位である第２の装着部と
を備え、
前記治具が前記第１の装着部へ装着されることによって前記アーム部が固定され、前記アーム部が固定されたならば、前記回転ユニットが前記第２の装着部へ装着され、前記回転ユニットが装着されたならば、前記治具が取り外され、外力が前記回転ユニットへ付与されることによって姿勢を変更されること
を特徴とするロボット。
【請求項８】
関節を介して回転可能に連結された複数のリンクからなるアーム部を有するロボットの前記関節へ装着され、外力の付与によって前記関節を回転させて前記ロボットの姿勢を変更させること
を特徴とするロボットの回転ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、ロボットの姿勢変更方法、ロボットおよびロボットの回転ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶パネルディスプレイの製造ラインにおいて、原材料となるガラス基板を搬送する基板搬送用のロボットが知られている。かかる基板搬送用のロボットとしては、たとえば、スカラ型ロボットとして知られる水平多関節ロボットなどが用いられる（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
水平多関節ロボットは、関節を介して回転可能に連結された複数のリンクからなる水平アーム部を有し、かかる水平アーム部を水平方向に動作させる。また、水平アーム部の基端部は、上下方向へ昇降する昇降機構によって支持される。
【０００４】
昇降機構は、たとえば、水平アーム部と同様に、関節を介して連結された複数のリンクからなる昇降アーム部として構成される。なお、水平アーム部および昇降アーム部の各関節には、駆動源となるモータや、かかるモータに連結された減速機などが搭載される。
【０００５】
ところで近年、大型液晶パネルディスプレイの普及にともなって、ロボットの搬送対象となるガラス基板も大型化してきている。かかるガラス基板の大型化に対しては、その処理装置等も大型化を要することから、液晶パネルディスプレイの製造ラインの拡大が要請される。
【０００６】
ただし、クリーン環境にかかるコストとのかね合いを考慮すれば、液晶パネルディスプレイの製造ラインは、既存のスペースを有効に活用し、高さ方向へ拡大させることが好ましい。
【０００７】
このような要請に応えるため、近年では、高さ方向のストロークを数メートル規模にまで長くしたロングストローク型のロボットも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−９３８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記した従来技術には、作業員が安全に保守作業を実施するうえで更なる改善の余地がある。たとえば、上述のロボットの関節は、減速機の構成部品の経年劣化等により、動作中に回転不能となる故障の可能性がある。したがって、上述のロングストローク型のロボットであれば、作業員の手の届かない高所に基板を持ち上げた姿勢のままロック状態に陥ってしまうことも考えられる。
【００１０】
このような場合、従来であれば、作業員は、故障した減速機の交換といった保守作業を行うに際して、櫓や足場などを用いた長時間に亘る高所作業を余儀なくされてしまう。このため、作業員の保守作業における安全面からの更なる配慮が求められていた。
【００１１】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、作業員が安全に保守作業を実施することができるロボットの姿勢変更方法、ロボットおよびロボットの回転ユニット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】
【００１２】
実施形態の一態様に係るロボットの姿勢変更方法は、固定工程と、装着工程と、解除工程と、変更工程とを含む。前記固定工程では、関節を介して回転可能に連結された複数のリンクからなるアーム部を有するロボットにおいて、前記関節に隣接する前記リンク同士を固定する治具を装着することによって前記アーム部を固定する。前記装着工程では、外力の付与によって前記関節を回転させる回転ユニットを該関節へ装着する。前記解除工程では、前記治具を取り外して前記アーム部の固定を解除する。前記変更工程では、前記回転ユニットへ外力を付与して前記関節を回転させることによって前記ロボットの姿勢を任意に変更する。
【発明の効果】
【００１３】
実施形態の一態様によれば、作業員が安全に保守作業を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施形態に係るロボットの模式斜視図である。
【図２】図２は、ロボットの模式側面図である。
【図３】図３は、第１関節部周辺の一部透過図である。
【図４】図４は、実施形態に係るロボットの姿勢変更方法の工程手順を示すフローチャートである。
【図５Ａ】図５Ａは、固定工程において治具が装着された様子を示すロボットの模式側面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに示す第１関節部の拡大図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ａに示す第２関節部の拡大図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、図５Ａに示す第３関節部の拡大図である。
【図６】図６は、装着工程において回転ユニットが装着された様子を示す第１関節部周辺の一部透過図である。
【図７】図７は、変形例に係る姿勢変更方法の工程手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、変形例に係る装着工程において回転ユニットが装着された様子を示す第１関節部周辺の一部透過図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットの姿勢変更方法、ロボットおよびロボットの回転ユニットの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１６】
また、以下では、ロボットが、被搬送物としてガラス基板を搬送する搬送ロボットである場合を例に挙げて説明を行う。また、被搬送物については、「ワーク」と記載する。また、以下では、「機械構造を構成し、互いに相対運動可能な個々の剛体要素」を「リンク」とし、かかる「リンク」を「アーム」と記載する場合がある。
【００１７】
［ロボットの全体構成］
まず、実施形態に係るロボット１の構成について図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係るロボット１の模式斜視図である。なお、以下では、説明の便宜上、ロボット１の旋回位置が図１に示す状態であるものとして、ロボット１における各部位の位置関係を説明する。
【００１８】
また、説明を分かりやすくするために、図１には、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向きを負方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。したがって、ＸＹ平面に沿った方向は、「水平方向」を指す。かかる直交座標系は、以下の説明に用いる他の図面においても示す場合がある。
【００１９】
図１に示すように、ロボット１は、旋回機構１０と、昇降アーム部２０と、水平アーム部３０とを備える。
【００２０】
旋回機構１０は、基台１１と、旋回台１２とを備える。基台１１は、たとえば床面等に設置される。基台１１の上部には、旋回台１２が旋回軸Ｓを中心に旋回可能に取り付けられる。旋回台１２は、鉛直軸である旋回軸Ｓを中心として旋回する。かかる旋回台１２が旋回することにより、昇降アーム部２０および水平アーム部３０は、旋回軸Ｓを中心として旋回する。
【００２１】
昇降アーム部２０は、基端部が旋回台１２の先端部に支持され、先端部において水平アーム部３０を支持する部材である。ロボット１は、かかる昇降アーム部２０を屈伸動作させることで、ワークＷを上下方向に搬送する（図中の矢印１０１参照）。なお、図１に示す作業員Ｍとの対比から分かるように、ロボット１は、数メートル規模の高さ方向のストロークを有するロングストローク型である。
【００２２】
具体的に、昇降アーム部２０は、支柱２１と、第１関節部２３と、第１昇降用アーム２４と、第２関節部２５と、第２昇降用アーム２６と、第３関節部２７とを備える。第１関節部２３、第２関節部２５および第３関節部２７は、関節の一例であり、その詳細については後述する。
【００２３】
支柱２１は、旋回台１２の先端部から鉛直方向に沿って立設されるリンクである。第１昇降用アーム２４は、基端部が支柱２１の先端部と第１関節部２３を介して連結される。これにより、第１昇降用アーム２４は、水平軸である第１関節部２３の関節軸「軸Ｕ１」を中心として、支柱２１の先端部に回転可能に支持される。
【００２４】
第２昇降用アーム２６は、基端部が第１昇降用アーム２４の先端部と第２関節部２５を介して連結される。これにより、第２昇降用アーム２６は、水平軸である第２関節部２５の関節軸「軸Ｕ２」を中心として、第１昇降用アーム２４の先端部に回転可能に支持される。
【００２５】
水平アーム部３０は、第２昇降用アーム２６の先端部と第３関節部２７を介して連結される。これにより、水平アーム部３０は、水平軸である第３関節部２７の関節軸「軸Ｕ３」を中心として、第２昇降用アーム２６の先端部に回転可能に支持される。
【００２６】
このように、実施形態に係るロボット１は、昇降アーム部２０を用いて水平アーム部３０を支持する。このため、２以上の昇降アーム部２０で水平アーム部３０を支持する場合に比べて、構成を簡素化することができる。
【００２７】
水平アーム部３０は、下側アームユニット３１ａと、上側アームユニット３１ｂとを備える。下側アームユニット３１ａは、伸縮アーム部３２ａと、ハンド部３３ａと、下側支持部材３４ａとを備える。上側アームユニット３１ｂは、伸縮アーム部３２ｂと、ハンド部３３ｂと、上側支持部材３４ｂとを備える。なお、上側アームユニット３１ｂは、下側アームユニット３１ａと略同一の構成のため、ここでは、下側アームユニット３１ａの構成部品を用いた説明を行う。
【００２８】
伸縮アーム部３２ａは、基端部が下側支持部材３４ａに支持され、先端部においてハンド部３３ａを支持する。ハンド部３３ａは、ワークＷを載置する。下側支持部材３４ａは、第２昇降用アーム２６の先端部に、軸Ｕ３を中心として回転可能に支持される。また、下側支持部材３４ａには、上側支持部材３４ｂの基端部が固定される。
【００２９】
そして、ロボット１は、かかる水平アーム部３０を伸縮動作させることで、ワークＷを水平方向に搬送する。たとえば、ロボット１が図１に示す旋回位置にある場合、ロボット１は、伸縮アーム部３２ａ，３２ｂを伸縮させて、Ｘ軸の正方向または負方向にワークＷを直線的に移動させる（図中の矢印１０２参照）。
【００３０】
なお、上述のような旋回機構１０の旋回動作、昇降アーム部２０の屈伸動作および水平アーム部３０の伸縮動作は、通信ネットワークを介してロボット１と接続された制御装置５からの指示によって行われる。
【００３１】
制御装置５は、ロボット１の駆動制御を行う制御装置である。具体的には、ロボット１の各関節部２３，２５，２７にはモータが設けられており、制御装置５は、これらモータの駆動を指示する。
【００３２】
ロボット１は、かかる制御装置５からの指示に従って各モータを個別に任意の角度だけ回転させることで、旋回機構１０、昇降アーム部２０および水平アーム部３０を駆動させる。
【００３３】
ロボット１と制御装置５とを接続する通信ネットワークとしては、たとえば有線ＬＡＮ（Local  Area  Network）や無線ＬＡＮといった一般的なネットワークを用いることができる。なお、ここでは図示を省略するが、旋回台１２および伸縮アーム部３２ａ，３２ｂにも同様のモータが設けられており、制御装置５は、これらモータの駆動指示もあわせて行う。
【００３４】
また、各関節部２３，２５，２７には、減速機および外部ブレーキがさらに設けられる。減速機は、モータの回転を減じて出力する伝達機構である。外部ブレーキは、減速機の入力軸の回転を規制することによって、減速機の出力軸の回転を規制するブレーキである。
【００３５】
そして、上述の水平アーム部３０や第１昇降用アーム２４、第２昇降用アーム２６は、かかる減速機の出力軸に連結されており、外部ブレーキの作動によってその回転を規制される。
【００３６】
また、図１に示すように、ロボット１は、治具装着部１００ａ〜１００ｃをさらに備える。治具装着部１００ａ〜１００ｃは、各関節部２３，２５，２７に隣接するリンク同士を固定する治具の装着部位であり、第１の装着部の一例である。かかる治具装着部１００ａ〜１００ｃの詳細については、図５Ｂ〜図５Ｄを用いて後述する。
【００３７】
次に、各関節部２３，２５，２７に設けられるモータ、減速機および外部ブレーキの構成について具体的に説明する。
【００３８】
［モータ、減速機および外部ブレーキの構成］
図２は、ロボット１の模式側面図である。既に述べたように、また、図２に示すように、ロボット１は、第１関節部２３と、第２関節部２５と、第３関節部２７とを備える。
【００３９】
第１関節部２３は、第１昇降用アーム２４の基端部と支柱２１の先端部とを連結する。第２関節部２５は、第２昇降用アーム２６の基端部と第１昇降用アーム２４の先端部とを連結する。第３関節部２７は、水平アーム部３０と第２昇降用アーム２６の先端部とを連結する。
【００４０】
第１関節部２３には、モータ４１ａ、減速機４２ａおよび外部ブレーキ４４ａが設けられる。第２関節部２５には、モータ４１ｂ、減速機４２ｂおよび外部ブレーキ４４ｂが設けられる。第３関節部２７には、モータ４１ｃ、減速機４２ｃおよび外部ブレーキ４４ｃが設けられる。また、各モータ４１ａ〜４１ｃは、内部ブレーキ４３ａ〜４３ｃを内蔵する。
【００４１】
内部ブレーキ４３ａ〜４３ｃおよび外部ブレーキ４４ａ〜４４ｃは、たとえば無励磁作動式電磁ブレーキである。無励磁作動式電磁ブレーキは、電源供給時には電磁力によってブレーキ保持が解除され、電源遮断時にはバネ等の機械的作用でブレーキがかかる仕組みを持ったブレーキである。なお、内部ブレーキ４３ａ〜４３ｃおよび外部ブレーキ４４ａ〜４４ｃは、無励磁作動式電磁ブレーキ以外のブレーキであってもよい。
【００４２】
第１関節部２３では、モータ４１ａの回転が減速機４２ａによって減速されて出力されることで、第１昇降用アーム２４が回転し、支柱２１に対する第１昇降用アーム２４の姿勢が変化する。また、第１関節部２３では、電源供給遮断時には、内部ブレーキ４３ａおよび外部ブレーキ４４ａが作動することによって、支柱２１に対する第１昇降用アーム２４の姿勢が保持される。
【００４３】
第２関節部２５では、モータ４１ｂの回転が減速機４２ｂによって減速されて出力されることで、第２昇降用アーム２６が回転し、第１昇降用アーム２４に対する第２昇降用アーム２６の姿勢が変化する。また、第２関節部２５では、電源供給遮断時には、内部ブレーキ４３ｂおよび外部ブレーキ４４ｂが作動することによって、第１昇降用アーム２４に対する第２昇降用アーム２６の姿勢が保持される。
【００４４】
第３関節部２７では、モータ４１ｃの回転が減速機４２ｃによって減速されて出力されることで、水平アーム部３０が回転し、第２昇降用アーム２６に対する水平アーム部３０の姿勢が変化する。また、第３関節部２７では、電源供給遮断時には、内部ブレーキ４３ｃおよび外部ブレーキ４４ｃが作動することによって、第２昇降用アーム２６に対する水平アーム部３０の姿勢が保持される。
【００４５】
なお、図２に破線の閉曲線で囲まれた部分として示すのは、回転ユニット装着部２００ａ〜２００ｃである。回転ユニット装着部２００ａ〜２００ｃは、外力の付与によって各関節部２３，２５，２７を回転させる回転ユニット５０の装着部位であり、第２の装着部の一例である。回転ユニット５０については、図４以降を用いて後述する。
【００４６】
次に、モータ４１ａ〜４１ｃ、減速機４２ａ〜４２ｃおよび外部ブレーキ４４ａ〜４４ｃの具体的な構成について説明する。ここでは、一例として第１関節部２３に設けられたモータ４１ａ、減速機４２ａおよび外部ブレーキ４４ａの構成について図３を用いて説明する。図３は、第１関節部２３周辺の一部透過図である。
【００４７】
図３に示すように、第１関節部２３では、モータ４１ａが支柱２１に固定され、減速機４２ａが第１昇降用アーム２４に固定される。また、外部ブレーキ４４ａは、減速機４２ａを介してモータ４１ａと対向配置され、減速機４２ａの減速機本体部４２１に対してケーシング４５０を介して固定される。
【００４８】
減速機４２ａは、たとえばＲＶ（Rotary  Vector）型の減速機であり、減速機本体部４２１と、入力部４２２と、出力部４２３とを備える。減速機４２ａは、入力部４２２へ入力された回転を減じて出力部４２３へ出力する。
【００４９】
具体的には、入力部４２２には、第１のシャフト６１が接続される。また、第１のシャフト６１は、モータ４１ａの出力軸４１１と接続される。これにより、モータ４１ａの回転力は、モータ４１ａの出力軸４１１および第１のシャフト６１を介して減速機４２ａの入力部４２２へ入力される。そして、減速機４２ａは、モータ４１ａの回転力が入力部４２２へ入力されると、モータ４１ａの回転速度よりも遅い回転速度で出力部４２３を回転させる。
【００５０】
減速機４２ａの出力部４２３は、支柱２１に固定されている。このため、第１関節部２３では、モータ４１ａの回転が入力部４２２へ入力されると、固定された出力部４２３に対して減速機本体部４２１が相対回転することとなる。この結果、第１関節部２３では、減速機本体部４２１を固定する側の第１昇降用アーム２４が回転し、支柱２１に対する第１昇降用アーム２４の姿勢が変化する。
【００５１】
なお、減速機４２ａは、ＲＶ型の減速機に限ったものではなく、他のタイプの減速機であってもよい。
【００５２】
また、減速機４２ａの入力部４２２には、第２のシャフト６２がさらに接続される。第２のシャフト６２は、基端部が第１のシャフト６１の先端部近傍に設けられ、かつ、第１のシャフト６１に同軸配置される。すなわち、本実施形態では、減速機４２ａの入力部４２２に接続されるシャフトが２つに分割されている。
【００５３】
外部ブレーキ４４ａは、ブレーキシャフト４４１と、ブレーキ本体部４４２とを備える。ブレーキシャフト４４１は、第２のシャフト６２の先端部と連結され、かつ、第２のシャフト６２に同軸配置される。
【００５４】
ブレーキ本体部４４２は、たとえばフィールドコア、コイル、サイドプレート、アーマチュア、バネ、ブレーキ板等を備える。フィールドコアは、軟磁性材料を用いて形成された筒状の部材である。コイルは、フィールドコア内部に設けられる。サイドプレートは、ボルト等を介してフィールドコアに固定される。アーマチュアは、フィールドコアとサイドプレートとの間に配設される。バネは、アーマチュアを軸方向に付勢する。ブレーキ板は、アーマチュアとサイドプレートとの間に配設され、ブレーキシャフト４４１の回転に伴って回転する。
【００５５】
そして、コイルに通電されると、外部ブレーキ４４ａは励磁状態となり、アーマチュアがバネの弾性力に抗してフィールドコアに磁気吸引される。これにより、ブレーキ板に対する押し付け力が開放され、ブレーキシャフト４４１および第２のシャフト６２が回転可能となる。
【００５６】
一方、外部ブレーキ４４ａは、駆動電源が遮断されて無励磁状態となると、バネの弾性力によってアーマチュアがサイドプレート側へ押し付けられる。これにより、ブレーキ板の回転がアーマチュアおよびサイドプレート間の摩擦力によって規制され、ブレーキシャフト４４１および第２のシャフト６２の回転が規制される。
【００５７】
そして、外部ブレーキ４４ａによって第２のシャフト６２の回転が規制されると、減速機４２ａは、第２のシャフト６２と接続する入力部４２２の回転が規制され、出力部４２３の回転が規制される。これにより、ロボット１は、支柱２１に対する第１昇降用アーム２４の姿勢が保持されることとなる。
【００５８】
このように、減速機４２ａの入力部４２２には、第１のシャフト６１および第２のシャフト６２の２つのシャフトが接続される。
【００５９】
ところで、ロボット１は、上述のようにロングストローク型であるため、たとえば、減速機４２ａ〜４２ｃのいずれかが構成部品の経年劣化等により不具合を生じた場合、その不具合を生じた箇所に作業員Ｍの手が届かない姿勢でロック状態に陥ってしまう可能性がある。
【００６０】
そして、このような場合に、作業員Ｍに櫓や足場などを用いた長時間に亘る高所作業を強いるのは安全面などからみて好ましくない。そこで、本実施形態では、このような場合に、各関節部２３，２５，２７を外力の付与によって回転させ、ロボット１の姿勢を保守作業の行いやすいように任意に変更させることとした。以下、かかるロボット１の姿勢変更方法について具体的に説明する。
【００６１】
なお、以下では、図３に示したのと同様に、主に第１関節部２３を例に挙げて説明を進める。すなわち、第１関節部２３の減速機４２ａに不具合が生じたものとする。
【００６２】
また、以下では、減速機４２ａが、モータ４１ａのトルクによっては回転不能であるが、外力の付与によっては回転可能である場合を、本実施形態として図４〜図６を用いて説明する。
【００６３】
また、以下では、減速機４２ａが、モータ４１ａのトルクによっても外力の付与によっても回転不能である場合を、変形例として図７および図８を用いて説明する。
【００６４】
［減速機が外力の付与によって回転可能である場合］
図４は、実施形態に係るロボット１の姿勢変更方法の工程手順を示すフローチャートである。図４に示すように、実施形態に係るロボット１の姿勢変更方法では、まず、治具を装着してアーム部を固定する（ステップＳ１０１）。なお、ここに言うアーム部は、昇降アーム部２０である。
【００６５】
かかるステップＳ１０１の固定工程について、具体的に図５Ａ〜図５Ｄを用いて説明する。図５Ａは、固定工程において治具Ｊ１〜Ｊ３が装着された様子を示すロボット１の模式側面図である。また、図５Ｂ〜図５Ｄはそれぞれ、図５Ａに示す各関節部２３，２５，２７の拡大図である。
【００６６】
図５Ａに示すように、固定工程においては、各関節部２３，２５，２７に隣接するリンク同士を固定する治具Ｊ１〜Ｊ３を装着することによって、昇降アーム部２０を固定する。なお、図５Ａでは、各関節部２３，２５，２７すべてにそれぞれ治具Ｊ１〜Ｊ３が装着された場合を図示しているが、作業員Ｍの保守作業の対象となるいずれかに装着されれば足りる。
【００６７】
具体的には、図５Ｂに示すように、たとえば第１関節部２３に対しては、かかる第１関節部２３に隣接するリンク同士、すなわち支柱２１と第１昇降用アーム２４とを固定する治具Ｊ１が装着される。
【００６８】
ここで、治具Ｊ１は、たとえば略弧状の長穴Ｊ１１を有して形成される。そして、作業員Ｍは、治具Ｊ１を支柱２１に固定するとともに、支柱２１と第１昇降用アーム２４との開き角に応じた長穴Ｊ１１の部位へボルトＢのような締結部材を挿入して、治具Ｊ１を第１昇降用アーム２４に対しても固定する。
【００６９】
なお、支柱２１と第１昇降用アーム２４との開き角に応じた長穴Ｊ１１の部位とは、図１に示した治具装着部１００ａの位置に対応する。これにより、支柱２１と第１昇降用アーム２４とは、その開き角を保持したまま、言い換えればその相対位置を保ったまま、固定される。
【００７０】
また、図５Ｃに示すように、たとえば第２関節部２５に対しては、かかる第２関節部２５に隣接するリンク同士、すなわち第１昇降用アーム２４と第２昇降用アーム２６とを固定する治具Ｊ２が装着される。
【００７１】
治具Ｊ２もまた略弧状の長穴Ｊ２１を有して形成される。そして、作業員Ｍは、治具Ｊ２を第１昇降用アーム２４に固定するとともに、第１昇降用アーム２４と第２昇降用アーム２６との開き角に応じた長穴Ｊ２１の部位、すなわち治具装着部１００ｂの位置へボルトＢを挿入して、治具Ｊ２を第２昇降用アーム２６に対しても固定する。
【００７２】
これにより、第１昇降用アーム２４と第２昇降用アーム２６とは、その相対位置を保ったまま、固定される。
【００７３】
また、図５Ｄに示すように、たとえば第３関節部２７に対しては、かかる第３関節部２７に隣接するリンク同士、すなわち第２昇降用アーム２６と水平アーム部３０の下側支持部材３４ａとを固定する治具Ｊ３が装着される。
【００７４】
治具Ｊ３もまた略弧状の長穴Ｊ３１を有して形成されており、作業員Ｍは、治具Ｊ３を第２昇降用アーム２６に固定するとともに、第２昇降用アーム２６と下側支持部材３４ａとの開き角に応じた長穴Ｊ３１の部位、すなわち治具装着部１００ｃの位置へボルトＢを挿入して、治具Ｊ３を下側支持部材３４ａに対しても固定する。
【００７５】
これにより、第２昇降用アーム２６と下側支持部材３４ａとは、その相対位置を保ったまま、固定される。
【００７６】
図４の説明に戻る。実施形態に係るロボット１の姿勢変更方法では、ステップＳ１０１の固定工程を経て昇降アーム部２０が固定されたならば、外力の付与によって第１関節部２３を回転させる回転ユニット５０（後述）を、かかる第１関節部２３へ装着する装着工程が実施される。
【００７７】
すなわち装着工程では、図４に示すように、減速機４２ａへハンドルコネクタ５１（後述）を装着するとともに（ステップＳ１０２）、ハンドルコネクタ５１へハンドル５２（後述）を装着する（ステップＳ１０３）。
【００７８】
かかるステップＳ１０２およびＳ１０３の装着工程について、具体的に図６を用いて説明する。図６は、装着工程において回転ユニット５０が装着された様子を示す第１関節部２３周辺の一部透過図である。
【００７９】
図６に示すように、回転ユニット５０は、ハンドルコネクタ５１と、ハンドル５２とを備える。ハンドルコネクタ５１は、減速機４２ａの入力軸に連結され、外力が伝達されることによって減速機４２ａの入力軸を回転させる第１の回転部の一例である。ハンドル５２は、ハンドルコネクタ５１に連結され、直接に外力を受けてハンドルコネクタ５１へ外力を伝達する第２の回転部の一例である。
【００８０】
具体的には、図６に示すように、ハンドルコネクタ５１は、シャフト５１ａと、ハンドル連結部５１ｂとを備える。作業員Ｍは、かかるハンドルコネクタ５１の装着に際し、外部ブレーキ４４ａと第２のシャフト６２（いずれも図３参照）を取り外し、シャフト５１ａを減速機４２ａの第１のシャフト６１に同軸配置させて減速機４２ａの入力部４２２へ接続させ、ハンドルコネクタ５１をケーシング４５０へ固定する。これにより、シャフト５１ａが、第２のシャフト６２として機能することとなる。
【００８１】
ハンドル５２は、作業員Ｍが把持して回転させることが可能なハンドル形状を有しており、ハンドルコネクタ５１のハンドル連結部５１ｂを介してシャフト５１ａへ連結される。これにより、作業員Ｍがハンドル５２を軸Ｕ１まわりに回転させることで（図６の矢印６０１参照）、その回転力が減速機４２ａの入力部４２２へ入力され、出力部４２３を回転させることが可能となる。
【００８２】
なお、ここでは、回転ユニット５０がシャフト５１ａを備えることとしたが、あらかじめ備えられた第２のシャフト６２に経年劣化等がみられなければ、かかる第２のシャフト６２をシャフト５１ａとして用いることとしてもよい。これにより、回転ユニット５０の部品点数を減らすことができるとともに、作業時間の短縮化にも資することができる。
【００８３】
また、回転ユニット５０に、さらに反転防止のためのラチェット機構などを設けることとしてもよい。この場合、作業時における安全性の向上に資することができる。
【００８４】
図４の説明に戻る。実施形態に係るロボット１の姿勢変更方法では、ステップＳ１０２およびステップＳ１０３の装着工程を経て回転ユニット５０が装着されたならば、治具Ｊ１を取り外して昇降アーム部２０の固定を解除する解除工程が実施される（ステップＳ１０４）。
【００８５】
そして、ステップＳ１０４の解除工程を経て昇降アーム部２０の固定が解除されたならば、ハンドル５２を回転させてロボット１の姿勢を任意に変更する変更工程が実施される（ステップＳ１０５）。
【００８６】
これにより、実施形態に係るロボット１の姿勢変更方法の一連の工程が完了し、作業員Ｍは、保守作業を施しやすい姿勢へ変更されたロボット１に対して保守作業を行うこととなる。すなわち、作業員Ｍは、長時間に亘る高所作業を強いられることなく安全に保守作業を実施することができる。
【００８７】
［減速機が外力の付与によって回転不能である場合］
つづいて、減速機４２ａが外力によっても回転不能である場合の変形例について説明する。図７は、変形例に係る姿勢変更方法の工程手順を示すフローチャートである。
【００８８】
図７に示すように、変形例に係る姿勢変更方法においてもまず、治具Ｊ１を装着して昇降アーム部２０を固定する固定工程が実施される（ステップＳ２０１）。かかるステップＳ２０１は、上述したステップＳ１０１（図４参照）と同様であるので、ここでの説明を省略する。
【００８９】
つづいて、ステップＳ２０１の固定工程を経て昇降アーム部２０が固定されたならば、外力の付与によって第１関節部２３を回転させる回転ユニット５０’（後述）を、かかる第１関節部２３へ装着する装着工程が実施される。
【００９０】
すなわち、変形例に係る姿勢変更方法の装着工程では、図７に示すように、回転不能な減速機４２ａおよびモータ４１ａを取り外し（ステップＳ２０２）、第１のアダプタ５３および第２のアダプタ５４（いずれも後述）を第１関節部２３に隣接するリンクの双方に固定する（ステップＳ２０３）。
【００９１】
そして、第１のアダプタ５３および第２のアダプタ５４を介して、第１関節部２３へ保守用減速機４２Ｍ（後述）を装着する（ステップＳ２０４）。そして、保守用減速機４２Ｍへハンドルコネクタ５１を装着するとともに（ステップＳ２０５）、ハンドルコネクタ５１へハンドル５２を装着する（ステップＳ２０６）。
【００９２】
かかるステップＳ２０２〜Ｓ２０６の装着工程について、具体的に図８を用いて説明する。図８は、変形例に係る装着工程において回転ユニット５０’が装着された様子を示す第１関節部２３周辺の一部透過図である。
【００９３】
図８に示すように、回転ユニット５０’は、保守用減速機４２Ｍと、ハンドルコネクタ５１と、ハンドル５２と、第１のアダプタ５３と、第２のアダプタ５４とを備える。ハンドルコネクタ５１およびハンドル５２については既に述べたため、説明を省略する。
【００９４】
保守用減速機４２Ｍは、回転不能となり、取り外された減速機４２ａに代わって第１関節部２３を回転させるための減速機である。かかる保守用減速機４２Ｍは、減速機４２ａと同格である必要はなく、外力の付与によって第１関節部２３を回転させるだけのトルクを出力可能であれば足りる。
【００９５】
第１のアダプタ５３は、支柱２１に固定される。第２のアダプタ５４は、第１昇降用アーム２４に固定される。
【００９６】
そして、保守用減速機４２Ｍは、かかる第１のアダプタ５３および第２のアダプタ５４を介して第１関節部２３へ装着される。このとき、保守用減速機４２Ｍの出力部４２３は第１のアダプタ５３へ、保守用減速機４２Ｍの減速機本体部４２１は第２のアダプタ５４へ、それぞれ連結される。
【００９７】
なお、かかる保守用減速機４２Ｍの装着により相対回転が可能となる支柱２１および第１昇降用アーム２４は、あくまで保守用に相対的に動かせればよいので、それぞれの回転軸を厳密に同軸配置させる必要はない。
【００９８】
そして、装着された保守用減速機４２Ｍを介し、第１関節部２３へ上述のハンドルコネクタ５１およびハンドル５２が装着されることとなる。これにより、作業員Ｍがハンドル５２を軸Ｕ１まわりに回転させることで（図８の矢印８０１参照）、その回転力が保守用減速機４２Ｍの入力部４２２へ入力され、出力部４２３を回転させることが可能となる。
【００９９】
図７の説明に戻る。そして、変形例に係る姿勢変更方法においても、ステップＳ２０２〜ステップＳ２０６の装着工程を経て回転ユニット５０’が装着されたならば、治具Ｊ１を取り外して昇降アーム部２０の固定を解除する解除工程が実施される（ステップＳ２０７）。
【０１００】
そして、ステップＳ２０７の解除工程を経て昇降アーム部２０の固定が解除されたならば、ハンドル５２を回転させてロボット１の姿勢を任意に変更する変更工程が実施される（ステップＳ２０８）。
【０１０１】
これにより、変形例に係る姿勢変更方法の一連の工程が完了し、作業員Ｍは、保守作業を施しやすい姿勢へ変更されたロボット１に対して保守作業を行うこととなる。すなわち、作業員Ｍは、減速機４２ａが外力によっても回転不能である場合にも、長時間に亘る高所作業を強いられることなく安全に保守作業を実施することができる。
【０１０２】
なお、変形例に係る姿勢変更方法は、減速機４２ａが回転不能となった場合に限らず、モータ４１ａが回転不能となった場合にも適用可能である。
【０１０３】
上述してきたように、実施形態に係るロボットの姿勢変更方法は、固定工程と、装着工程と、解除工程と、変更工程とを含む。上記固定工程では、関節を介して回転可能に連結された複数のリンクからなるアーム部を有するロボットにおいて、上記関節に隣接する上記リンク同士を固定する治具を装着することによって上記アーム部を固定する。
【０１０４】
上記装着工程では、外力の付与によって上記関節を回転させる回転ユニットをかかる関節へ装着する。上記解除工程では、上記治具を取り外して上記アーム部の固定を解除する。上記変更工程では、上記回転ユニットへ外力を付与して上記関節を回転させることによって上記ロボットの姿勢を任意に変更する。
【０１０５】
したがって、実施形態に係るロボットの姿勢変更方法によれば、作業員が安全に保守作業を実施することができる。
【０１０６】
また、たとえば、新たな減速機を早急に手配できないといった事情ですぐに保守作業にとりかかれないような場合に、取り急ぎロボットを安全な姿勢にしておきたい場合や、高い位置での重量物の取り扱いを避けたい場合などにも有効である。
【０１０７】
なお、上述した実施形態では、ロボットが高ストローク型である場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、たとえば低ストローク型であってもよい。
【０１０８】
また、上述した実施形態では、作業員がハンドルを把持し、回転させることによって外力を付与する場合を例に挙げたが、これに限られるものではない。たとえば、ハンドルに代えてスプロケットを装着することとし、かかるスプロケットにローラーチェーンを掛けて、作業員が下方から牽引することとしてもよい。
【０１０９】
また、スプロケットとローラーチェーンに限らず、プーリとベルトの組み合わせであってもよい。さらに、外力の付与は人力によらなくともよい。たとえば、前述の牽引をモータ等によって行なってもよい。
【０１１０】
また、上述した実施形態では、主に不具合が生じた場合を例に挙げたが、これに限られるものではなく、たとえば、定期的な保守点検の際に上述のロボットの姿勢変更方法が用いられてもよい。
【０１１１】
また、上述した実施形態では、主に昇降アーム部の第１関節部を例に挙げて説明を行ったが、リンクを連結する関節すべてに適用できるのは言うまでもない。したがって、たとえば、水平アーム部の各関節部に対して適用されてもよい。
【０１１２】
また、上述した実施形態では、ロボットが、ガラス基板を搬送する搬送ロボットである場合を例に挙げて説明を行ったが、被搬送物の種別を問うものではない。また、ロボットが、搬送作業以外の作業を行うロボットであってもよい。
【０１１３】
また、上述した実施形態によって、ロボットの腕の数やハンドの数、軸数などが限定されるものではない。
【０１１４】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１１５】
１    ロボット
５    制御装置
１０    旋回機構
１１    基台
１２    旋回台
２０    昇降アーム部
２１    支柱
２３    第１関節部
２４    第１昇降用アーム
２５    第２関節部
２６    第２昇降用アーム
２７    第３関節部
３０    水平アーム部
３１ａ  下側アームユニット
３１ｂ  上側アームユニット
３２ａ，３２ｂ  伸縮アーム部
３３ａ，３３ｂ  ハンド部
３４ａ  下側支持部材
３４ｂ  上側支持部材
４１ａ〜４１ｃ  モータ
４２Ｍ  保守用減速機
４２ａ〜４２ｃ  減速機
４３ａ〜４３ｃ  内部ブレーキ
４４ａ〜４４ｃ  外部ブレーキ
５０，５０’  回転ユニット
５１    ハンドルコネクタ
５１ａ  シャフト
５１ｂ  ハンドル連結部
５２    ハンドル
５３    第１のアダプタ
５４    第２のアダプタ
６１    第１のシャフト
６２    第２のシャフト
１００ａ〜１００ｃ  治具装着部
２００ａ〜２００ｃ  回転ユニット装着部
４１１    出力軸
４２１    減速機本体部
４２２    入力部
４２３    出力部
４４１    ブレーキシャフト
４４２    ブレーキ本体部
４５０    ケーシング
Ｂ      ボルト
Ｊ１〜Ｊ３  治具
Ｊ１１，Ｊ２１，Ｊ３１  長穴
Ｍ      作業員
Ｓ      旋回軸
Ｕ１    軸
Ｕ２    軸
Ｕ３    軸
Ｗ      ワーク
【図１】
2014217931.tif 000003
【図２】
2014217931.tif 000004
【図３】
2014217931.tif 000005
【図４】
2014217931.tif 000006
【図５Ａ】
2014217931.tif 000007
【図５Ｂ】
2014217931.tif 000008
【図５Ｃ】
2014217931.tif 000009
【図５Ｄ】
2014217931.tif 000010
【図６】
2014217931.tif 000011
【図７】
2014217931.tif 000012
【図８】
2014217931.tif 000013