(57)【要約】【課題】基準位置決め作業の作業時間を短縮することが可能な垂直多関節ロボットを提供する。【解決手段】垂直多関節ロボット１は、ベースフレーム２に回動可能に取り付けられる旋回フレーム３と、旋回フレーム３にその基端側が回動可能に取り付けられる第１アーム４と、第１アーム４の先端側にその基端側が回動可能に取り付けられる第２アーム５と、第２アーム５の先端側にその基端側が回動可能に取り付けられる手首部６とを備えている。この垂直多関節ロボット１には、第１アーム４の基準位置を決めるために水準器２５が取り付けられる第１水準器取付部２７と、第２アーム５の基準位置を決めるために水準器２５が取り付けられる第２水準器取付部２８と、手首部６の少なくとも一部の基準位置を決めるために水準器２５が取り付けられる第３水準器取付部２９とが形成されている。【選択図】図６
2014046416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の関節部を有する垂直多関節ロボットであって、
ベースフレームと、前記ベースフレームに回動可能に取り付けられる旋回フレームと、前記ベースフレームに対する前記旋回フレームの回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として前記旋回フレームにその基端側が回動可能に取り付けられる第１アームと、前記第１アームの先端側にその基端側が回動可能に取り付けられる第２アームと、前記第２アームの先端側にその基端側が回動可能に取り付けられる手首部とを備えるとともに、
前記旋回フレームに対する前記第１アームの基準位置を決めるために水準器が取り付けられる第１水準器取付部と、前記旋回フレームおよび前記第１アームに対する前記第２アームの基準位置を決めるために前記水準器が取り付けられる第２水準器取付部と、前記旋回フレーム、前記第１アームおよび前記第２アームに対する前記手首部の少なくとも一部の基準位置を決めるために前記水準器が取り付けられる第３水準器取付部とが形成されていることを特徴とする垂直多関節ロボット。
【請求項２】
前記第１水準器取付部は、前記第１アームに形成されるとともに、
前記第１水準器取付部には、前記水準器が搭載される水準器搭載治具を位置決めするための第１位置決めピンが係合する第１位置決め孔と、前記水準器搭載治具を固定するための第１固定ネジが係合する第１ネジ孔とが形成されていることを特徴とする請求項１記載の垂直多関節ロボット。
【請求項３】
前記第２アームは、前記旋回フレームに対する前記第１アームの回動の軸方向と平行な方向を軸方向とする回動が可能になるように前記第１アームに取り付けられ、
前記手首部は、前記第１アームに対する前記第２アームの回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として前記第２アームに回動可能に取り付けられる旋回部と、前記第２アームに対する前記旋回部の回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として前記旋回部に回動可能に取り付けられる揺動部と、前記旋回部に対する前記揺動部の回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として前記揺動部に回動可能に取り付けられるツール取付部とを備え、
前記第２水準器取付部は、前記旋回部に形成されるとともに、
前記第２水準器取付部には、前記水準器が搭載される水準器搭載治具が搭載される搭載面が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の垂直多関節ロボット。
【請求項４】
前記第２アームは、前記旋回フレームに対する前記第１アームの回動の軸方向と平行な方向を軸方向とする回動が可能になるように前記第１アームに取り付けられ、
前記手首部は、前記第１アームに対する前記第２アームの回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として前記第２アームに回動可能に取り付けられる旋回部と、前記第２アームに対する前記旋回部の回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として前記旋回部に回動可能に取り付けられる揺動部と、前記旋回部に対する前記揺動部の回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として前記揺動部に回動可能に取り付けられるツール取付部とを備え、
前記第３水準器取付部は、前記ツール取付部の先端面に形成されるとともに、
前記第３水準器取付部には、前記水準器が搭載される水準器搭載治具を位置決めするための第３位置決めピンが係合する第３位置決め孔と、前記水準器搭載治具を固定するための第３固定ネジが係合する第３ネジ孔とが形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の垂直多関節ロボット。
【請求項５】
ベースフレームと、前記ベースフレームに回動可能に取り付けられる旋回フレームと、前記ベースフレームに対する前記旋回フレームの回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として前記旋回フレームにその基端側が回動可能に取り付けられる第１アームと、前記第１アームの先端側にその基端側が回動可能に取り付けられる第２アームと、前記第２アームの先端側にその基端側が回動可能に取り付けられる手首部とを備える垂直多関節ロボットの基準位置決め方法であって、
前記第１アームに取り付けられる水準器搭載治具に搭載される水準器を用いて前記旋回フレームに対する前記第１アームの基準位置を決め、
前記第２アームまたは前記手首部に取り付けられる前記水準器搭載治具に搭載される前記水準器を用いて前記旋回フレームおよび前記第１アームに対する前記第２アームの基準位置を決め、
前記手首部に取り付けられる前記水準器搭載治具に搭載される前記水準器を用いて前記旋回フレーム、前記第１アームおよび前記第２アームに対する前記手首部の少なくとも一部の基準位置を決めることを特徴とする垂直多関節ロボットの基準位置決め方法。
【請求項６】
前記第２アームは、前記旋回フレームに対する前記第１アームの回動の軸方向と平行な方向を軸方向とする回動が可能になるように前記第１アームに取り付けられ、
前記手首部は、前記第１アームに対する前記第２アームの回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として前記第２アームに回動可能に取り付けられる旋回部と、前記第２アームに対する前記旋回部の回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として前記旋回部に回動可能に取り付けられる揺動部と、前記旋回部に対する前記揺動部の回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として前記揺動部に回動可能に取り付けられるツール取付部とを備え、
前記旋回部に取り付けられる前記水準器搭載治具に搭載される前記水準器を用いて前記旋回フレームおよび前記第１アームに対する前記第２アームの基準位置を決めるとともに、前記旋回フレーム、前記第１アームおよび前記第２アームに対する前記旋回部の基準位置を決めることを特徴とする請求項５記載の垂直多関節ロボットの基準位置決め方法。
【請求項７】
前記第２アームは、前記旋回フレームに対する前記第１アームの回動の軸方向と平行な方向を軸方向とする回動が可能になるように前記第１アームに取り付けられ、
前記手首部は、前記第１アームに対する前記第２アームの回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として前記第２アームに回動可能に取り付けられる旋回部と、前記第２アームに対する前記旋回部の回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として前記旋回部に回動可能に取り付けられる揺動部と、前記旋回部に対する前記揺動部の回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として前記揺動部に回動可能に取り付けられるツール取付部とを備え、
前記ツール取付部の先端面に取り付けられる前記水準器搭載治具に搭載される前記水準器を用いて前記旋回フレーム、前記第１アーム、前記第２アームおよび前記旋回部に対する前記揺動部の基準位置を決めるとともに、前記旋回フレーム、前記第１アーム、前記第２アーム、前記旋回部および前記揺動部に対する前記ツール取付部の基準位置を決めることを特徴とする請求項５または６記載の垂直多関節ロボットの基準位置決め方法。
【請求項８】
前記第１アームの基準位置、前記第２アームの基準位置、前記旋回部の基準位置、前記揺動部の基準位置および前記ツール取付部の基準位置をこの順番で決めていくことを特徴とする請求項６または７記載の垂直多関節ロボットの基準位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の関節部を有する垂直多関節ロボットに関する。また、本発明は、かかる垂直多関節ロボットの基準位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、垂直多関節ロボットのアーム等の基準位置を決める基準位置決め方法として、水準器を用いてツール取付回転アームの基準位置を決める基準位置決め方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の基準位置決め方法では、まず、ツール取付回転アームが揺動可能に取り付けられる揺動アームに水準器を搭載し、作業者が水準器を目視で確認しながら、揺動アームが水平になるように揺動アームを回動させて揺動アームの位置を調整する。その後、ツール取付回転アームに水準器を搭載し、作業者が目視で水準器を確認しながら、ツール取付回転アームが水平になるようにツール取付回転アームを回動させてツール取付回転アームの基準位置を決めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１８５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
垂直多関節ロボットのアーム等の基準位置を決めて、ロボット全体の基準位置を決める作業にかかる時間は、可能な限り短いことが好ましい。そこで、本発明の課題は、基準位置決め作業の作業時間を短縮することが可能な垂直多関節ロボットを提供することにある。また、本発明の課題は、垂直多関節ロボットの基準位置決め作業の作業時間を短縮することが可能となる垂直多関節ロボットの基準位置決め方法を提供することにある。
【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、本発明の垂直多関節ロボットは、複数の関節部を有する垂直多関節ロボットであって、ベースフレームと、ベースフレームに回動可能に取り付けられる旋回フレームと、ベースフレームに対する旋回フレームの回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として旋回フレームにその基端側が回動可能に取り付けられる第１アームと、第１アームの先端側にその基端側が回動可能に取り付けられる第２アームと、第２アームの先端側にその基端側が回動可能に取り付けられる手首部とを備えるとともに、旋回フレームに対する第１アームの基準位置を決めるために水準器が取り付けられる第１水準器取付部と、旋回フレームおよび第１アームに対する第２アームの基準位置を決めるために水準器が取り付けられる第２水準器取付部と、旋回フレーム、第１アームおよび第２アームに対する手首部の少なくとも一部の基準位置を決めるために水準器が取り付けられる第３水準器取付部とが形成されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明の垂直多関節ロボットには、第１アームの基準位置を決めるために水準器が取り付けられる第１水準器取付部と、第２アームの基準位置を決めるために水準器が取り付けられる第２水準器取付部と、手首部の少なくとも一部の基準位置を決めるために水準器が取り付けられる第３水準器取付部とが形成されている。そのため、本発明では、水準器を用いて、第１アーム、第２アームおよび手首部の基準位置を決めることが可能になり、その結果、短時間で、第１アーム、第２アームおよび手首部の基準位置を決めることが可能になる。したがって、本発明では、垂直多関節ロボットの基準位置決め作業の作業時間を短縮することが可能になる。
【０００７】
本発明において、第１水準器取付部は、第１アームに形成されるとともに、第１水準器取付部には、水準器が搭載される水準器搭載治具を位置決めするための第１位置決めピンが係合する第１位置決め孔と、水準器搭載治具を固定するための第１固定ネジが係合する第１ネジ孔とが形成されていることが好ましい。このように構成すると、第１アームに水準器搭載治具をしっかりと固定することが可能になる。したがって、第１アームが旋回フレームから上下方向へ伸びている場合であっても、第１アームに固定された水準器搭載治具に搭載される水準器を用いて第１アームの基準位置を決めることが可能になる。
【０００８】
本発明において、第２アームは、旋回フレームに対する第１アームの回動の軸方向と平行な方向を軸方向とする回動が可能になるように第１アームに取り付けられ、手首部は、第１アームに対する第２アームの回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として第２アームに回動可能に取り付けられる旋回部と、第２アームに対する旋回部の回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として旋回部に回動可能に取り付けられる揺動部と、旋回部に対する揺動部の回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として揺動部に回動可能に取り付けられるツール取付部とを備え、第２水準器取付部は、旋回部に形成されるとともに、第２水準器取付部には、水準器が搭載される水準器搭載治具が搭載される搭載面が形成されていることが好ましい。このように構成すると、第２水準器取付部に取り付けられる水準器を用いて、旋回フレーム、第１アームおよび第２アームに対する旋回部の基準位置を決めることが可能になる。
【０００９】
本発明において、第２アームは、旋回フレームに対する第１アームの回動の軸方向と平行な方向を軸方向とする回動が可能になるように第１アームに取り付けられ、手首部は、第１アームに対する第２アームの回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として第２アームに回動可能に取り付けられる旋回部と、第２アームに対する旋回部の回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として旋回部に回動可能に取り付けられる揺動部と、旋回部に対する揺動部の回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として揺動部に回動可能に取り付けられるツール取付部とを備え、第３水準器取付部は、ツール取付部の先端面に形成されるとともに、第３水準器取付部には、水準器が搭載される水準器搭載治具を位置決めするための第３位置決めピンが係合する第３位置決め孔と、水準器搭載治具を固定するための第３固定ネジが係合する第３ネジ孔とが形成されていることが好ましい。このように構成すると、水準器を搭載するための平面状の搭載面がツール取付部に形成されていなくても、水準器搭載治具を介してツール取付部に取り付けられる水準器を用いて、旋回フレーム、第１アーム、第２アームおよび旋回部に対する揺動部の基準位置を決めること、および、旋回フレーム、第１アーム、第２アーム、旋回部および揺動部に対するツール取付部の基準位置を決めることが可能になる。
【００１０】
また、上記の課題を解決するため、本発明の垂直多関節ロボットの基準位置決め方法は、ベースフレームと、ベースフレームに回動可能に取り付けられる旋回フレームと、ベースフレームに対する旋回フレームの回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として旋回フレームにその基端側が回動可能に取り付けられる第１アームと、第１アームの先端側にその基端側が回動可能に取り付けられる第２アームと、第２アームの先端側にその基端側が回動可能に取り付けられる手首部とを備える垂直多関節ロボットの基準位置決め方法であって、第１アームに取り付けられる水準器搭載治具に搭載される水準器を用いて旋回フレームに対する第１アームの基準位置を決め、第２アームまたは手首部に取り付けられる水準器搭載治具に搭載される水準器を用いて旋回フレームおよび第１アームに対する第２アームの基準位置を決め、手首部に取り付けられる水準器搭載治具に搭載される水準器を用いて旋回フレーム、第１アームおよび第２アームに対する手首部の少なくとも一部の基準位置を決めることを特徴とする。
【００１１】
本発明の垂直多関節ロボットの基準位置決め方法では、第１アームに取り付けられる水準器搭載治具に搭載される水準器を用いて第１アームの基準位置を決め、第２アームまたは手首部に取り付けられる水準器搭載治具に搭載される水準器を用いて第２アームの基準位置を決め、手首部に取り付けられる水準器搭載治具に搭載される水準器を用いて手首部の少なくとも一部の基準位置を決めている。そのため、本発明の基準位置決め方法によれば、水準器を用いて、短時間で、第１アーム、第２アームおよび手首部の基準位置を決めることが可能になり、その結果、垂直多関節ロボットの基準位置決め作業の作業時間を短縮することが可能になる。
【００１２】
本発明において、第２アームは、旋回フレームに対する第１アームの回動の軸方向と平行な方向を軸方向とする回動が可能になるように第１アームに取り付けられ、手首部は、第１アームに対する第２アームの回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として第２アームに回動可能に取り付けられる旋回部と、第２アームに対する旋回部の回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として旋回部に回動可能に取り付けられる揺動部と、旋回部に対する揺動部の回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として揺動部に回動可能に取り付けられるツール取付部とを備え、旋回部に取り付けられる水準器搭載治具に搭載される水準器を用いて旋回フレームおよび第１アームに対する第２アームの基準位置を決めるとともに、旋回フレーム、第１アームおよび第２アームに対する旋回部の基準位置を決めることが好ましい。このように構成すると、旋回部に配置される水準器を用いて、第２アームの基準位置および旋回部の基準位置を決めることが可能になる。したがって、垂直多関節ロボットの基準位置決め作業の作業時間をより短縮することが可能になる。
【００１３】
本発明において、第２アームは、旋回フレームに対する第１アームの回動の軸方向と平行な方向を軸方向とする回動が可能になるように第１アームに取り付けられ、手首部は、第１アームに対する第２アームの回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として第２アームに回動可能に取り付けられる旋回部と、第２アームに対する旋回部の回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として旋回部に回動可能に取り付けられる揺動部と、旋回部に対する揺動部の回動の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として揺動部に回動可能に取り付けられるツール取付部とを備え、ツール取付部の先端面に取り付けられる水準器搭載治具に搭載される水準器を用いて旋回フレーム、第１アーム、第２アームおよび旋回部に対する揺動部の基準位置を決めるとともに、旋回フレーム、第１アーム、第２アーム、旋回部および揺動部に対するツール取付部の基準位置を決めることが好ましい。このように構成すると、ツール取付部に配置される水準器を用いて、揺動部の基準位置およびツール取付部の基準位置を決めることが可能になる。したがって、垂直多関節ロボットの基準位置決め作業の作業時間をより短縮することが可能になる。
【００１４】
本発明において、第１アームの基準位置、第２アームの基準位置、旋回部の基準位置、揺動部の基準位置およびツール取付部の基準位置をこの順番で決めていくことが好ましい。たとえば、第２アームの基準位置を決めた後に、第１アームの基準位置を決めると、第２アームの基準位置がずれてしまうおそれがあるが、このように構成すると、一度決めた第２アーム等の基準位置が他の部分の基準位置を決める際にずれるのを防止することが可能になる。その結果、垂直多関節ロボットの基準位置決め作業の作業時間をより短縮することが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明では、垂直多関節ロボットの基準位置決め作業の作業時間を短縮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態にかかる垂直多関節ロボットの概略構成を説明するための側面図である。
【図２】図１に示す垂直多関節ロボットの基準位置を決めるための水準器が搭載される水準器搭載治具を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。
【図３】図１のＥ部の拡大図である。
【図４】図１に示す旋回部の搭載面を図１のＦ−Ｆ方向から示す拡大図である。
【図５】図１に示すツール取付部の先端面を図１のＧ−Ｇ方向から示す拡大図である。
【図６】図１に示す垂直多関節ロボットの基準位置を決めるときの状態を説明するための側面図である。
【図７】図１に示す垂直多関節ロボットの基準位置を決めるときの状態を説明するための正面図である。
【図８】図１に示す垂直多関節ロボットの基準位置を決めるときの状態を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
（垂直多関節ロボットの概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる垂直多関節ロボット１の概略構成を説明するための側面図である。
【００１９】
本形態の垂直多関節ロボット１（以下、「ロボット１」とする。）は、複数の関節部を有する多関節型の溶接ロボットである。具体的には、ロボット１は、いわゆる６軸多関節型の溶接ロボットである。このロボット１は、所定の設置面に固定されるベースフレーム２と、ベースフレーム２に回動可能に取り付けられる旋回フレーム３と、旋回フレーム３に回動可能に取り付けられる第１アーム４と、第１アーム４に回動可能に取り付けられる第２アーム５と、第２アーム５に回動可能に取り付けられる手首部６とを備えている。手首部６は、第２アーム５に回動可能に取り付けられる旋回部８と、旋回部８に回動可能に取り付けられる揺動部９と、揺動部９に回動可能に取り付けられるツール取付部１０とを備えている。
【００２０】
旋回フレーム３は、第１軸Ａ１を中心とする回動が可能となるように（すなわち、第１軸Ａ１の軸方向を回動の軸方向とする回動が可能となるように）ベースフレーム２に連結されている。旋回フレーム３には、モータ１２が固定されており、旋回フレーム３は、モータ１２の動力で第１軸Ａ１を中心にベースフレーム２に対して回動する。第１アーム４の基端側は、第１軸Ａ１に直交する第２軸Ａ２を中心とする回動が可能となるように（すなわち、第２軸Ａ２の軸方向を回動の軸方向とする回動が可能となるように）旋回フレーム３に連結されている。旋回フレーム３には、モータ１３が固定されており、第１アーム４は、モータ１３の動力で第２軸Ａ２を中心に旋回フレーム３に対して回動する。
【００２１】
第２アーム５の基端側は、第２軸Ａ２と平行な第３軸Ａ３を中心とする回動が可能となるように（すなわち、第３軸Ａ３の軸方向を回動の軸方向とする回動が可能となるように）第１アーム４の先端側に連結されている。第２アーム５の基端側には、モータ１４が固定されており、第２アーム５は、モータ１４の動力で第３軸Ａ３を中心に第１アーム４に対して回動する。旋回部８の基端側は、第３軸Ａ３に直交する第４軸Ａ４を中心とする回動が可能になるように（すなわち、第４軸Ａ４の軸方向を回動の軸方向とする回動が可能となるように）第２アーム５の先端側に連結されている。第２アーム５には、モータ１５が固定されており、旋回部８は、モータ１５の動力で第４軸Ａ４を中心に第２アーム５に対して回動する。
【００２２】
揺動部９の基端側は、第４軸Ａ４に直交する第５軸Ａ５を中心とする回動が可能になるように（すなわち、第５軸Ａ５の軸方向を回動の軸方向とする回動が可能となるように）旋回部８の先端側に連結されている。旋回部８には、モータ１６が固定されており、揺動部９は、モータ１６の動力で第５軸Ａ５を中心に旋回部８に対して回動する。ツール取付部１０の基端側は、第５軸Ａ５に直交する第６軸Ａ６を中心とする回動が可能になるように（すなわち、第６軸Ａ６の軸方向を回動の軸方向とする回動が可能となるように）揺動部９の先端側に連結されている。揺動部９には、モータ１７が固定されており、ツール取付部１０は、モータ１７の動力で第６軸Ａ６を中心に揺動部９に対して回動する。
【００２３】
ツール取付部１０の先端面１０ａには、溶接トーチ２０を保持するホルダ２１が取付可能となっている。また、第２アーム５には、溶接トーチ２０に溶接用のワイヤーを供給するワイヤー供給装置２２が取付可能となっている。
【００２４】
本形態では、水準器２５（図２参照）を用いて、旋回フレーム３に対する第１アーム４の基準位置を決める基準位置決めが行われる。また、水準器２５を用いて、旋回フレーム３および第１アーム４に対する第２アーム５の基準位置を決める基準位置決めが行われるとともに、水準器２５を用いて、旋回フレーム３、第１アーム４および第２アーム５に対する旋回部８の基準位置を決める基準位置決めが行われる。さらに、水準器２５を用いて、旋回フレーム３、第１アーム４、第２アーム５および旋回部８に対する揺動部９の基準位置を決める基準位置決めが行われるとともに、水準器２５を用いて、旋回フレーム３、第１アーム４、第２アーム５、旋回部８および揺動部９に対するツール取付部１０の基準位置を決める基準位置決めが行われる。
【００２５】
ロボット１には、旋回フレーム３に対する第１アーム４の基準位置を決めるために水準器２５が取り付けられる第１水準器取付部としての水準器取付部２７と、旋回フレーム３および第１アーム４に対する第２アーム５の基準位置を決めるため、および、旋回フレーム３、第１アーム４および第２アーム５に対する旋回部８の基準位置を決めるために水準器２５が取り付けられる第２水準器取付部としての水準器取付部２８と、旋回フレーム３、第１アーム４、第２アーム５および旋回部８に対する揺動部９の基準位置を決めるため、および、旋回フレーム３、第１アーム４、第２アーム５、旋回部８および揺動部９に対するツール取付部１０の基準位置を決めるために水準器２５が取り付けられる第３水準器取付部としての水準器取付部２９とが形成されている。
【００２６】
水準器取付部２７は、第１アーム４に形成されている。水準器取付部２８は、旋回部８に形成されている。水準器取付部２９は、ツール取付部１０に形成されている。水準器取付部２７〜２９の具体的な構成については後述する。
【００２７】
（水準器搭載治具の構成）
図２は、図１に示す垂直多関節ロボット１の基準位置を決めるための水準器２５が搭載される水準器搭載治具３１を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。
【００２８】
水準器２５は、水準器搭載治具３１に搭載されて使用される。水準器搭載治具３１は、水準器取付部２７〜２９のそれぞれに取付可能となっている。この水準器搭載治具３１は、略長方形の板状に形成されるベース部３１ａと、ベース部３１ａから垂直に立ち上る壁部３１ｂとを備えている。壁部３１ｂは、略長方形の板状に形成されるベース部３１ａの一辺から垂直に立ち上るように形成されている。また、壁部３１ｂは、ベース部３１ａの内側への壁部３１ｂの倒れを防止するための２個の平板状の補強部３１ｃを備えている。ベース部３１ａの上面（壁部３１ｂが形成される側の面）は、水準器２５が搭載される搭載面３１ｄとなっている。また、ベース部３１ａの下面は、旋回部８に形成される後述の搭載面８ａに搭載される被搭載面となっている。
【００２９】
壁部３１ｂには、水準器取付部２７に取り付けられる水準器搭載治具３１を位置決めするための第１位置決めピン３２が取り付けられている。第１位置決めピン３２は、小径部３２ａと、小径部３２ａよりも外径の大きな大径部３２ｂとから構成される段付きの略円筒状に形成されている。小径部３２ａは、壁部３１ｂに形成される貫通孔の一部に固定され、大径部３２ｂは、壁部３１ｂの外側面よりも突出している。第１位置決めピン３２は、壁部３１ｂの四隅のそれぞれに固定されている。壁部３１ｂには、水準器取付部２７に水準器搭載治具３１を固定するための第１固定ネジ３３のネジ部が挿通可能となっている。第１固定ネジ３３のネジ部は、壁部３１ｂの内側面から外側面に向かって、壁部３１ｂに形成される貫通孔の一部および第１位置決めピン３２の内周側を通過する。
【００３０】
また、壁部３１ｂには、水準器取付部２９に取り付けられる水準器搭載治具３１を位置決めするための第３位置決めピン３６が取り付けられている。第３位置決めピン３６は、円柱状に形成されている。本形態では、２本の第３位置決めピン３６が壁部３１ｂの中心部分に固定されている。この第３位置決めピン３６は、壁部３１ｂの外側面よりも突出している。また、壁部３１ｂの中心部分には、水準器取付部２９に水準器搭載治具３１を固定するための第３固定ネジ３７のネジ部が挿通される４個の貫通孔が形成されている。
【００３１】
（水準器取付部の構成）
図３は、図１のＥ部の拡大図である。図４は、図１に示す旋回部８の搭載面８ａを図１のＦ−Ｆ方向から示す拡大図である。図５は、図１に示すツール取付部１０の先端面１０ａを図１のＧ−Ｇ方向から示す拡大図である。
【００３２】
水準器取付部２７は、上述のように、第１アーム４に形成されている。具体的には、水準器取付部２７は、第１アーム４の側面に形成されている。水準器取付部２７には、図３に示すように、第１位置決めピン３２が係合する第１位置決め孔２７ａと、第１固定ネジ３３が係合する第１ネジ孔２７ｂとが形成されている。本形態では、第１位置決め孔２７ａと第１ネジ孔２７ｂとが同心状に形成されており、第１位置決め孔２７ａの内径は、第１ネジ孔２７ｂの内径よりも大きくなっている。また、４個の第１位置決め孔２７ａおよび第１ネジ孔２７ｂが水準器取付部２７に形成されている。水準器搭載治具３１は、水準器取付部２７が形成される第１アーム４の側面と壁部３１ｂの外側面とが略平行になるように、水準器取付部２７に固定される。
【００３３】
水準器取付部２８は、上述のように、旋回部８に形成されている。具体的には、水準器取付部２８は、第１アーム４、第２アーム５および旋回部８が基準位置にあるときの旋回部８の上面に形成されている。この上面は、平面状に形成されており、水準器搭載治具３１が搭載される搭載面８ａとなっている。水準器搭載治具３１は、搭載面８ａにベース部３１ａが搭載されるように、かつ、第４軸Ａ４の軸方向と壁部３１ｂの外側面とが略直交するように、水準器取付部２８に搭載される。
【００３４】
水準器取付部２９は、上述のように、ツール取付部１０に形成されている。具体的には、水準器取付部２９は、ツール取付部１０の先端面１０ａに形成されている。水準器取付部２９には、図５に示すように、第３位置決めピン３６が係合する第３位置決め孔２９ａと、第３固定ネジ３７が係合する第３ジ孔２９ｂとが形成されている。本形態では、２個の第３位置決め孔２９ａと４個の第３ネジ孔２９ｂとが水準器取付部２９に形成されている。水準器搭載治具３１は、先端面１０ａと壁部３１ｂの外側面とが略平行になるように、水準器取付部２９に固定される。
【００３５】
（垂直多関節ロボットの基準位置決め方法）
図６は、図１に示す垂直多関節ロボット１の基準位置を決めるときの状態を説明するための側面図である。図７は、図１に示す垂直多関節ロボット１の基準位置を決めるときの状態を説明するための正面図である。図８は、図１に示す垂直多関節ロボット１の基準位置を決めるときの状態を説明するための平面図である。
【００３６】
本形態では、ベースフレーム２を所定の水平面に設置した状態で、ロボット１の基準位置を決める基準位置決め作業を行う。具体的には、まず、旋回フレーム３に対する第１アーム４の基準位置を決める。この基準位置決めを行うときには、水準器取付部２７に水準器搭載治具３１を固定する。また、水準器取付部２７に固定された水準器搭載治具３１に水準器２５を搭載する。具体的には、図６、図７に示すように、直方体状に形成される水準器２５の長手方向と壁部３１ｂの外側面とが略平行になるように水準器搭載治具３１に水準器２５を搭載する。また、搭載された水準器２５を確認しながら、第２軸Ａ２を中心に第１アーム４を回動させて、旋回フレーム３に対する第１アーム４の基準位置を決める。本形態では、第１アーム４が上側に向かって真っすぐ立ち上がる位置が第１アーム４の基準位置である。
【００３７】
その後、旋回フレーム３および第１アーム４に対する第２アーム５の基準位置を決める。この基準位置決めを行うときには、水準器取付部２７に固定されていた水準器搭載治具３１を水準器取付部２７から取り外して、水準器取付部２８に取り付ける。具体的には、搭載面８ａに水準器搭載治具３１を搭載する。また、搭載面８ａに搭載された水準器搭載治具３１に水準器２５を搭載する。具体的には、図６の実線および図８の二点鎖線で示すように、直方体状に形成される水準器２５の長手方向と壁部３１ｂの外側面とが略直交するように水準器搭載治具３１に水準器２５を搭載する。また、搭載された水準器２５を確認しながら、第３軸Ａ３を中心に第２アーム５を回動させて、旋回フレーム３および第１アーム４に対する第２アーム５の基準位置を決める。本形態では、第２アーム５が水平になる位置が第２アーム５の基準位置である。
【００３８】
その後、旋回フレーム３、第１アーム４および第２アーム５に対する旋回部８の基準位置を決める。この基準位置決めを行うときには、搭載面８ａに搭載された水準器搭載治具３１に搭載されている水準器２５を９０°回してその向きを変える。すなわち、図６の二点鎖線および図８の実線で示すように、直方体状に形成される水準器２５の長手方向と壁部３１ｂの外側面とが略平行になるように水準器搭載治具３１に搭載されている水準器２５の向きを変える。また、水準器２５を確認しながら、第４軸Ａ４を中心に旋回部８を回動させて、旋回フレーム３、第１アーム４および第２アーム５に対する旋回部８の基準位置を決める。本形態では、搭載面８ａが水平面と平行になる位置が旋回部８の基準位置である。
【００３９】
その後、旋回フレーム３、第１アーム４、第２アーム５および旋回部８に対する揺動部９の基準位置を決める。この基準位置決めを行うときには、搭載面８ａに搭載されている水準器搭載治具３１を水準器取付部２９に固定する。また、水準器取付部２９に固定された水準器搭載治具３１に水準器２５を搭載する。具体的には、図６、図８の実線および図７の二点鎖線で示すように、直方体状に形成される水準器２５の長手方向と壁部３１ｂの外側面とが略直交するように水準器搭載治具３１に水準器２５を搭載する。また、搭載された水準器２５を確認しながら、第５軸Ａ５を中心に揺動部９を回動させて、旋回フレーム３、第１アーム４、第２アーム５および旋回部８に対する揺動部９の基準位置を決める。本形態では、揺動部９が水平になる位置が揺動部９の基準位置である。
【００４０】
その後、旋回フレーム３、第１アーム４、第２アーム５、旋回部８および揺動部９に対するツール取付部１０の基準位置を決める。この基準位置決めを行うときには、水準器取付部２９に固定された水準器搭載治具３１に搭載されている水準器２５を９０°回してその向きを変える。すなわち、図６、図８の二点鎖線および図７の実線で示すように、直方体状に形成される水準器２５の長手方向と壁部３１ｂの外側面とが略平行になるように水準器搭載治具３１に搭載されている水準器２５の向きを変える。また、水準器２５を確認しながら、第６軸Ａ６を中心にツール取付部１０を回動させて、旋回フレーム３、第１アーム４、第２アーム５、旋回部８および揺動部９に対するツール取付部１０の基準位置を決める。本形態では、第３位置決めピン３６と第３位置決め孔２９ａとによって位置決めされて固定される水準器搭載治具３１の搭載面３１ｄが水平面と平行になる位置がツール取付部１０の基準位置である。
【００４１】
このように、本形態では、第１アーム４の基準位置、第２アーム５の基準位置、旋回部８の基準位置、揺動部９の基準位置およびツール取付部１０の基準位置をこの順番で決めていく。なお、本形態では、所定のタイミングで、かつ、所定の方法で、第１軸Ａ１を中心に旋回フレーム３を回動させて、ベースフレーム２に対する旋回フレーム３の基準位置を決める。
【００４２】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、水準器２５を用いて、第１アーム４の基準位置、第２アーム５の基準位置、旋回部８の基準位置、揺動部９の基準位置およびツール取付部１０の基準位置を決めている。そのため、本形態では、短時間で、第１アーム４、第２アーム５、旋回部８、揺動部９およびツール取付部１０の基準位置を決めることが可能になる。すなわち、本形態では、基準位置を決める必要のある旋回フレーム３、第１アーム４、第２アーム５、旋回部８、揺動部９およびツール取付部１０のうち、旋回フレーム３を除く第１アーム４、第２アーム５、旋回部８、揺動部９およびツール取付部１０の基準位置を短時間で決めることが可能になる。したがって、本形態では、ロボット１の基準位置決め作業の作業時間を短縮することが可能になる。
【００４３】
特に本形態では、水準器取付部２８に取り付けられる水準器搭載治具３１に搭載された水準器２５を用いて、第２アーム５の基準位置を決めるとともに、旋回部８の基準位置を決め、水準器取付部２９に固定される水準器搭載治具３１に搭載された水準器２５を用いて、揺動部９の基準位置を決めるとともに、ツール取付部１０の基準位置を決めている。したがって、本形態では、ロボット５の基準位置決め作業の作業時間をより短縮することが可能になる。
【００４４】
また、本形態では、第１アーム４の基準位置、第２アーム５の基準位置、旋回部８の基準位置、揺動部９の基準位置およびツール取付部１０の基準位置をこの順番で決めていくため、ロボット５の基準位置決め作業の作業時間をより短縮することが可能になる。すなわち、たとえば、第２アーム５の基準位置を決めた後に、第１アーム４の基準位置を決めると、第２アーム５の基準位置がずれてしまうおそれがあり、再び、第２アーム５の基準位置を決めなければならない場合が生じ得るが、本形態では、そのような場合が生じないため、ロボット５の基準位置決め作業の作業時間をより短縮することが可能になる。
【００４５】
本形態では、第１位置決めピン３２が壁部３１ｂに固定されるとともに、第１固定ネジ３３のネジ部が壁部３１ｂに挿通可能となっている。また、水準器取付部２７には、第１位置決め孔２７ａと第１ネジ孔２７ｂとが形成されている。そのため、本形態では、第１アーム４に水準器搭載治具３１をしっかりと固定することが可能になる。したがって、本形態では、第１アーム４の基準位置を決める際に、第１アーム４が旋回フレーム３から上方向へ伸びている場合であっても、水準器２５を用いて第１アーム４の基準位置を決めることができる。
【００４６】
本形態では、第３位置決めピン３６が壁部３１ｂに固定されるとともに、第３固定ネジ３７のネジ部が壁部３１ｂに挿通可能となっている。また、水準器取付部２９には、第３位置決め孔２９ａと第３ネジ孔２９ｂとが形成されている。そのため、本形態では、ツール取付部１０に水準器搭載治具３１を搭載するための平面状の搭載面が形成されていなくても、水準器２５を用いて、揺動部９の基準位置およびツール取付部１０の基準位置を決めることができる。
【００４７】
（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
【００４８】
上述した形態では、水準器２５が搭載される水準器搭載治具３１が水準器取付部２７、２９に固定され、また、水準器搭載治具３１が搭載面８ａに搭載されている。すなわち、上述した形態では、水準器搭載治具３１を介して水準器取付部２７〜２９に水準器２５が取り付けられている。この他にもたとえば、水準器取付部２７〜２９に水準器２５が直接、取り付けられても良い。
【００４９】
上述した形態では、水準器搭載治具３１は、水準器取付部２８の搭載面８ａに搭載されている。この他にもたとえば、水準器搭載治具３１は、水準器取付部２８に固定されても良い。この場合には、たとえば、ベース部３１ａに、水準器取付部２８に取り付けられる水準器搭載治具３１を位置決めするための第２位置決めピンが取り付けられる。この第２位置決めピンは、第１位置決めピン３２と同様に構成されており、その小径部は、ベース部３１ａに形成される貫通孔の一部に固定され、その大径部は、ベース部３１ａの下面よりも突出している。また、ベース部３１ａには、水準器取付部２８に水準器搭載治具３１を固定するための第２固定ネジのネジ部が挿通可能となっており、第２固定ネジのネジ部は、ベース部３１ａの上面から下面に向かって、ベース部３１ａに形成される貫通孔の一部および第２位置決めピンの内周側を通過する。また、この場合には、水準器取付部２８に、第２位置決めピンが係合する第２位置決め孔と、第２固定ネジが係合する第２ネジ孔とが形成される。
【００５０】
上述した形態では、第１アーム４、第２アーム５および旋回部８が基準位置にあるときの旋回部８の上面が、水準器搭載治具３１が搭載される搭載面８ａとなっている。この他にもたとえば、第１アーム４、第２アーム５および旋回部８が基準位置にあるときの旋回部８の上面の四隅のそれぞれに上側へ突出する４個の凸部が形成されるとともに、平面状に形成される４個の凸部の上面が、水準器搭載治具３１が搭載される搭載面となっていても良い。なお、第１アーム４、第２アーム５および旋回部８が基準位置にあるときの旋回部８の上面に形成される凸部の数は、３個であっても良いし、５個以上であっても良い。
【００５１】
上述した形態では、第２アーム５の基準位置を決めるために水準器２５が取り付けられる水準器取付部２８が旋回部８に形成されている。この他にもたとえば、第２アーム５の基準位置を決めるために水準器２５が取り付けられる水準器取付部が第２アーム５に形成され、第２アーム５に取り付けられる水準器２５によって第２アーム５の基準位置を決めても良い。また、上述した形態では、揺動部９の基準位置を決めるために水準器２５が取り付けられる水準器取付部２９がツール取付部１０に形成されているが、揺動部９の基準位置を決めるために水準器２５が取り付けられる水準器取付部が揺動部９に形成され、揺動部９に取り付けられる水準器２５によって揺動部９の基準位置を決めても良い。
【００５２】
上述した形態では、１個の水準器搭載治具３１を、水準器取付部２７〜２９に順次、取り付けて、ロボット１の基準位置を決めている。この他にもたとえば、３個の水準器搭載治具３１のそれぞれを、水準器取付部２７〜２９のそれぞれに取り付けて、ロボット１の基準位置を決めても良い。また、上述した形態では、水準器取付部２７〜２９に共通の水準器搭載治具３１が取付可能となっているが、水準器取付部２７専用の水準器搭載治具と、水準器取付部２８専用の水準器搭載治具と、水準器取付部２９専用の水準器搭載治具とが個別に準備されても良い。
【００５３】
上述した形態では、ロボット１は、６軸多関節型のロボットであるが、ロボット１は、５軸多関節型のロボットであっても良いし、４軸多関節型のロボットであっても良い。また、ロボット１は、７軸多関節型のロボットであっても良い。この場合には、第１アーム４が２分割されるとともに、第２軸Ａ２の軸方向に直交する方向を回動の軸方向として、分割された一方のアーム部分が他方のアーム部分に対して相対回動する。また、上述した形態では、ロボット１は、溶接ロボットであるが、ロボット１は、塗装、シーリングまたは組立等の他の用途に用いられるロボットであっても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１  ロボット（垂直多関節ロボット）
２  ベースフレーム
３  旋回フレーム
４  第１アーム
５  第２アーム
６  手首部
８  旋回部
８ａ  搭載面
９  揺動部
１０  ツール取付部
１０ａ  先端面
２５  水準器
２７  水準器取付部（第１水準器取付部）
２７ａ  第１位置決め孔
２７ｂ  第１ネジ孔
２８  水準器取付部（第２水準器取付部）
２９  水準器取付部（第３水準器取付部）
２９ａ  第３位置決め孔
２９ｂ  第３ネジ孔
３１  水準器搭載治具
３２  第１位置決めピン
３３  第１固定ネジ
３６  第３位置決めピン
３７  第３固定ネジ
【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】
2014046416.tif 000008
【図７】
2014046416.tif 000009
【図８】
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