(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
協調動作が可能となっている複数本のロボットアームと、各ロボットアームを吊り下げ支持したヘッドと、ロボットアームで扱うワークが配される作業台と、上記ヘッドと作業台とを連結してヘッドを支持する支持柱とからなり、作業台とヘッドとの間に上記ロボットアームが配されていて、多関節型であるロボットアーム同士の間隔が、作業内容に応じた手先姿勢に基づくロボットアーム先端の到達可能領域の共通領域が最大となる距離にシミュレーションにて決定されていることを特徴とするロボット装置。
【請求項２】
協調動作が可能となっている複数本のロボットアームと、各ロボットアームを吊り下げ支持したヘッドと、ロボットアームで扱うワークが配される作業台と、上記ヘッドと作業台とを連結してヘッドを支持する支持柱とからなり、作業台とヘッドとの間に上記ロボットアームが配されていて、ワーク用パレットの設置高さが、作業内容に応じた手先姿勢に基づくロボットアーム先端の到達可能領域のシミュレーションを基に決定されていることを特徴とするロボット装置。
【請求項３】
対のロボットアームが複数組設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のロボット装置。
【請求項４】
互いに隣接するロボットアームが協調動作可能となっていることを特徴とする請求項３記載のロボット装置。
【請求項５】
３本以上のロボットアームが設けられたものにおいて、支持柱は各ロボットアームで囲まれるところのほぼ中心位置に配されていることを特徴とする請求項１又は２記載のロボット装置。
【請求項６】
ヘッドを作業台に対して昇降自在としていることを特徴とする請求項１又は２記載のロボット装置。
【請求項７】
ヘッドに対して対のロボットアームを水平移動自在としていることを特徴とする請求項１又は２記載のロボット装置。
【請求項８】
ヘッドに対して対のロボットアームのうちの少なくとも１つを水平移動自在としていることを特徴とする請求項１又は２記載のロボット装置。
【請求項９】
ヘッドを鉛直軸回りに回転自在としていることを特徴とする請求項１又は２記載のロボット装置。
【請求項１０】
ヘッドを傾ける回転軸を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のロボット装置。
【請求項１１】
ヘッドにカメラ、作業台にカメラと対向する照明具を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のロボット装置。
【請求項１２】
作業台はロボットアーム先端に装着されるハンドのための交換台を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のロボット装置。
【請求項１３】
作業台は支持柱の近傍位置にワーク用パレットのためのパレット台を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のロボット装置。
【請求項１４】
作業台は周辺機器の収納用の収納部を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のロボット装置。
【請求項１５】
作業台はその脚のうちの少なくとも２つに設置場所との間での位置決めのための位置決めピンを備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のロボット装置。
【請求項１６】
作業台はその底面に車輪を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のロボット装置。
【請求項１７】
作業台は駆動輪と転舵輪とを備えた自走機構を具備していることを特徴とする請求項１又は２記載のロボット装置。
【請求項１８】
作業台は車輪との位置関係が上下方向に可変となった伸縮自在な脚を備えていることを特徴とする請求項１６または請求項１７記載のロボット装置。
【請求項１９】
ヘッドの上面に装置全体の移送用の移送手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は協調動作させる複数のロボットアームを備えているロボット装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数のロボットアームを接近させて配置して、複数のロボットアームが協調動作を行うようにすると、ロボットアームに行わせることが作業内容を多様なものとすることができるために、複雑な組立の自動化も図ることができるが、この時、特開昭６３−２５６３８４号公報に示されているように、複数のロボットアームを個別に設置するものでは、広い設置スペースを必要とするにもかかわらず、協調動作範囲が狭くて実行させることができる作業内容についての制限が多く、更に移動させるにあたっては各ロボットアームを個別に移動させなくてはならない上に、移動先において各ロボットアーム間の相対位置合わせが必要となる。
【０００３】
一方、特開平２−２３７７８２号公報に示されているように、一対の多関節型ロボットアームを単一の支持柱の両側面に取り付けたり、特開平１−２２８７９１号公報に示されているように、支持柱の上端に配したヘッドの下面から一対のロボットアームを吊り下げたりしたものでは、移動させた時にロボットアーム間の相対位置合わせが不要となり、また前者においてはロボットアームが両側に広がるために設置箇所について制限を受ける上に、支持柱が両ロボットアーム間に位置することから、協調動作範囲をあまり広くとることができないものの、後者においては設置箇所の制限も少なく、ヘッドにおける支持柱を避けたところからロボットアームを吊り下げることで、協調動作範囲を広くとることができるために、形態的には最も好ましいものとなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のヘッドに複数のロボットアームが取り付けられているものにおいても、各ロボットアームが扱うワークが載せられる作業台が分離されていたことから、ロボットを移動させた時、作業環境がそのまま移動することにはならず、移動前後でロボットと作業環境との精密位置決め作業が必要であって、あるロボットを複数の製造ラインに対して移動させることで共用させるには、上記精密位置決め作業のために、手間がかかるものとなっている。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑み為されたものであり、その目的とするところは複数のロボットアーム間の協調動作範囲を広くとることができる上に、移動も作業環境を含めた状態で簡単に行うことができるロボット装置を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、協調動作が可能となっている複数本のロボットアームと、各ロボットアームを吊り下げ支持したヘッドと、ロボットアームで扱うワークが配される作業台と、上記ヘッドと作業台とを連結してヘッドを支持する支持柱とからなり、作業台とヘッドとの間に上記ロボットアームが配されていることに特徴を有している。また、多関節型であるロボットアーム同士の間隔が、作業内容に応じた手先姿勢に基づくロボットアーム先端の到達可能領域の共通領域が最大となる距離にシミュレーションにて決定されていることや、ワーク用パレットの設置高さが、作業内容に応じた手先姿勢に基づくロボットアーム先端の到達可能領域のシミュレーションを基に決定されていることにも特徴を有している。
【０００７】
【作用】
本発明によれば、各ロボットアームを吊り下げた形態としているために、ロボットアームの動作範囲を広くとることができると同時に協調動作範囲も広くとることができ、そして各ロボットがいずれもヘッドに取り付けられていることから、移動させた時、各ロボットアーム間の相対位置合わせが不要なのはもちろん、ロボットアームで扱うワークが配される作業台が支持柱を介してヘッドと一体となっているために、移動時には作業環境をそのまま移動させることができる。
【０００８】
そして、多関節型であるロボットアーム同士の間隔を、作業内容に応じた手先姿勢に基づくロボットアーム先端の到達可能領域の共通領域が最大となる距離にシミュレーションにて決定するようにすれば、作業内容に応じて最大の協調動作範囲を得ることができ、ワーク用パレットの設置高さも、作業内容に応じた手先姿勢に基づくロボットアーム先端の到達可能領域のシミュレーションを基に決定すれば、ワークのハンドリングについての効率を向上させることができる。
【０００９】
ヘッドに取り付ける協調動作可能な複数本のロボットアームは、対のものを複数組設けてもよく、この時、互いに隣接するロボットアームが協調動作可能となっておれば、作業内容を多様化させることができる。
【００１０】
３本以上のロボットアームを設ける場合には、支持柱は各ロボットアームで囲まれるところのほぼ中心位置に配することで、設置スペースを小さくしつつ隣接するロボットアーム間の協調動作範囲を支持柱に邪魔されることなくとることができる。
【００１１】
そして、ヘッドを作業台に対して昇降自在としたり、ヘッドに対して対のロボットアームを水平移動自在としたり、ヘッドに対して対のロボットアームのうちの少なくとも１つを水平移動自在としたり、ヘッドを鉛直軸回りに回転自在としたり、あるいはヘッドを傾ける回転軸を設けておけば、作業領域を広くすることができる上に、協調動作範囲も拡張することができる。
【００１２】
ヘッドにカメラ、作業台にカメラと対向する照明具を備えたものであれば、カメラと照明具との間にロボットアームにより一時的にワークを搬送して透過光式でワークを測定することにより、ワークの確実な位置決めが可能となるとともに、ワークの変形等を確認することができる。
【００１３】
また、作業台にロボットアーム先端に装着されるハンドのための交換台を設けておけば、作業途中でのハンドの交換についても相対位置合わせが不要となる上に、複数のロボットアーム間での単一のハンドの共用が可能となる。
【００１４】
ワーク用パレットのためのパレット台は作業台の支持柱の近傍位置に配置すると、作業能率を高めることができ、作業台に周辺機器の収納用の収納部を設けておけば、周辺機器の設置スペースを削減することができる。
【００１５】
作業台の脚のうちの少なくとも２つに設置場所との間での位置決めのための位置決めピンを設けておけば、移動させた時のロボット装置の位置決めが容易となり、作業台の底面に車輪を設ければ、移動そのものが容易となる。この移動については、駆動輪と転舵輪とを備えた自走機構を具備するものとしてもよく、このような車輪を設けた場合、車輪との位置関係が上下方向に可変となった伸縮自在な脚を作業台に設けておくことで、移動の容易さと設置後の安定性との両方を満足させることができる。移動させることについては、ヘッドの上面に装置全体の移送用の移送手段を設けることで行うようにしてもよい。
【００１６】
【実施例】
以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述すると、図示例におけるロボット装置は、四隅に脚２１が設けられた作業台２から支持柱３を立設するとともに、支持柱３の上端にヘッド４を固着し、支持柱３から側方へ張り出しているヘッド４下面における支持柱３を避けた位置に、複数、図示例では２つのロボットアーム１，１を固着して、両ロボットアーム１，１を吊り下げたものとなっている。
【００１７】
ここでは各ロボットアーム１として、ヘッド４に固着された第１リンク１１に対して第２リンク１２を旋回自在に、第２リンク１２に対して第３リンク１３を回転自在に、第３リンク１３に対して第４リンク１４を回転自在に、第４リンク１４に対して第５リンク１５を旋回自在に、更に第５リンク１５に対して第６リンク１６を回転自在に連結して、第６リンク１６にハンド１７を取り付けた多関節型のものを示しているが、このものに限るものではなく、スカラー型のものであってもよい。これらロボットアーム１，１は、図２に示すように、夫々アンプ５０やコントローラ５１を介してティーチボックス５２やマスターコンピュータ５３に接続されて、マスターコンピュータ５３の制御下でその動作を行う。
【００１８】
上記作業台２には、ロボットアーム１，１で扱うワークを収めたパレット８を位置決め保持するパレット台２０，２０が付設されているとともに、両ロボットアーム１，１のほぼ中間位置となるところに上方に向けたリング型照明具２２が設けられている。また、作業台２の内部は中空の収納部となっており、ここにロボットアーム１，１用の周辺機器（上記アンプ５０やコントローラ５１、圧力ポンプ等）を収納することができるようになっている。さらに、上記ヘッド４には照明具２２と対向する位置にカメラ４０が設置されており、各パレット台２０の上方位置には照明具４１が取り付けられている。この照明具４１は、パレットにワークがばら積みされている場合のワークの位置と姿勢をカメラ４０で確認する時のためのものである。
【００１９】
図１においては、支持柱３が１本のものを示したが、協調動作させる対のロボットアーム１，１の中間となるところに支持柱３を位置させない限り、たとえば図３に示すように、２本の支持柱３，３を備えたものであってもよく、また、ヘッド４から吊り下げるロボットアーム１の数も２本に限るものではない。たとえば図４（ａ）に示すように、４本のロボットアーム１を吊り下げたようなものであってもよい。
【００２０】
このように多数本のロボットアーム１を設ける場合、図４（ｂ）に示すように、ワークの受け渡しや相互で夫々保持しているワーク同士の組立等の協調動作が可能となっている対のロボットアーム１，１を２組設けただけのものであってもよいが、隣接する任意のロボットアーム１，１間において協調動作を可能としておけば、このロボット装置において行うことができる作業内容が更に広範なものとなるとともに組立作業の合理化を図ることができる。たとえば２組のロボットアーム１，１において別の組立作業を行い、終了時には一方の組から他方の組へと組立品を渡し、他方の組において両組立品の結合作業を行うということが可能となる。この場合、支持柱３は全ロボットアーム１，１の中央に位置するものとしておけば、設置スペースに比して、ロボットアーム１間の協調動作範囲を広くとることができる。これは、ロボットアーム１を３本以上設ける場合に適用することができ、支持柱３をロボットアーム１で囲まれるところのほぼ中心位置に配置すると、ロボットアーム１，１の協調動作範囲を広くとることができる上に、バランスの点で安定性が高まり、振動が少なくなるとともに転倒を防止することができることになる。
【００２１】
各ロボットアーム１のハンド１７を作業中に交換するような必要があるものについては、交換用ハンド１７のための交換台２３を、図５に示すように、作業台２の上面で且つ複数のロボットアーム１，１が共にアクセス可能な位置、特に支持柱３の近傍に配置する。各ロボットアーム１，１のハンド１７の交換で多種類の組立作業を行うことができるものとなる上に、各ロボットアーム１，１において単一のハンド１７の共用が可能となる。また、移動させた後もロボットアーム１と交換台２３との間の相対位置合わせが不要である。
【００２２】
パレット８を位置決め保持するパレット台２０も、作業台２における支持柱３の近傍に設置すると、図６に示すように支持柱３が１本のものの場合、周辺機器９が近接されているために作業空間が狭いところでも作業領域Ａを確保することができて支障なく作業を行わせることができるものとなり、図７に示すように、２本の支持柱３，３がある場合、大きな作業領域Ａ内でパレット８との間のワーク授受と両ロボットアーム１，１の協調動作による組立作業を行うことができるものとなる。
【００２３】
ロボットアーム１先端のハンド１７による作業領域は、ヘッド４を上下に移動させることができるようにすることで上下方向に拡大することができ、この結果、作業領域の高さが大きく異なる複数種の作業にも対応することができるものとなる。このヘッド４の上下移動は、図８に示すように、支持柱３に対してヘッド４を昇降させることで行っても、図９に示すように、支持柱３を上下に伸縮させることで行ってもよい。また、図８に示すものでは、ヘッド４に設けたピニオン４５を支持柱３に設けたラック３５に噛み合わせ、図９に示すものでは、相互にスライド自在となっている上下の支持柱３１，３２のうち、下段の支持柱３１に設けたピニオン３４を上段の支持柱３２に設けたラック３５に噛み合わせて、ピニオン４５，３４を回転させることでヘッド４の昇降を行っているが、ヘッド４の昇降のための機構はこのような構造のものに限るものではなく、油圧シリンダー等を用いてもよいものである。
【００２４】
いずれにしても、ヘッド４を昇降させる場合、上述のように作業領域が上下に拡大されることになるために、図８に示すように、上段のパレット供給用ベルトコンベア９０を通じて供給されるワークをロボットアーム１，１で組み立てながらヘッド４を下降させ、下段のパレット排出用ベルトコンベア９１を通じて組み立てたワークを排出するという作業が可能となるほか、図９に示すように、リング型照明具２２とカメラ４０とからなる視覚装置によるワークＷの位置や姿勢の確認及び補正を行いながらの精密組み立てを、ロボットアーム１，１の昇降によってワークＷとリング型照明具２２との間隔を適切に保った状態で行うことにも対応することができる。図１９は視覚装置を用いた精密組み立ての場合の動作のフローチャートである。
【００２５】
作業領域は、ロボットアーム１，１を水平移動させることができるようにすることで、水平方向に広げることができる。この時、図１０に示すように、ヘッド４に対して水平移動させることができるアーム台座４４に各ロボットアーム１を取り付けても、図１１に示すように、ヘッド４に対して各ロボットアーム１を個別に水平移動させることができる状態で取り付けても、あるいはヘッド４そのものを支持柱３に対して水平移動させることができるように取り付けてもよく、この時の水平移動としては、図１２に示すように支持柱３に対してヘッド４を鉛直軸回りに回転させることができるようにしたもののように、直線運動に限るものではなく、上記アーム台座４４を鉛直軸回りに回転させることができるようにしてもよい。なお、図１０及び図１１において８１はレール、８２はベアリングであり、図１２中の８３はテーパベアリング、８４は柱３に設けられた駆動歯車、８５はヘッド４に設けられて駆動歯車９４と噛み合う内歯車である。
【００２６】
一対のロボットアーム１，１を同方向に移動させる時には、両ロボットアーム１，１の協調動作範囲を移動させることができるために、図１０に示すように、単一のロボットアーム１では把持することができないワークＷでも、これをエリアＡ１において両ロボットアーム１，１で把持した後、エリアＡ２において組み立てを行うという動作が可能となり、図１１に示すように、各ロボットアーム１，１を個別に移動させることができるようにしたものにおいては、両ロボットアーム１，１が互いに干渉することがない位置まで離して、干渉を考慮する必要がない動作を各ロボットアーム１，１に行わせることができるものとなる。この場合、コンベア９１で供給されるワークＷを両ロボットアーム１，１が作業領域Ａ３で組み立てるものにおいて、大量に不良ワークが流れてきた時に、両ロボットアーム１，１を離して各ロボットアーム１，１に夫々作業領域Ａ４，Ａ５において不良ワーク搬出動作を行わせるといったことに対応させることができる。この時、ロボットアーム１の動きが他方のロボットアーム１の動きに影響を与えないために、上記搬出動作を迅速に行わせることができる。
【００２７】
更に、水平移動によって一方のロボットアーム１が位置していたところに他方のロボットアーム１を位置させることができる場合、例えば、あるロボットアーム１が担う作業のうちの一部のみが多関節型であることを要するものの、大半の作業はスカラー型で足りる場合において、図１２に示すように、多関節型ロボットアーム１とスカラー型ロボットアーム１とを混在させておき、スカラー型ロボットアーム１の位置において行う作業内容が多関節型のロボットアーム１を必要とする時、ロボットアーム１の水平移動で多関節型ロボットアーム１をスカラー型ロボットアーム１の位置まで移動させてその作業を行わせるということが可能となる。
【００２８】
図１３に示すように、支持柱３を上下に分離するとともに回転角制御可能な状態で上下の支持柱３１，３２を連結したり、支持柱３とヘッド４、あるいは作業台２と支持柱３とを同様の形態で連結することによってヘッド４を傾けることができるようにした時にも作業領域Ａの拡大を図ることができる。また、このようにヘッド４を傾けることができるようにした場合には、図１４に示すように、ヘッド４の上面に配された機器４９の整備を周辺機器９に邪魔されることなく行うことができるものとなる。上記回転角制御は、前記マスターコンピュータ５３に接続されたサーボモータのような動力を用いて行うが、上記の整備性の改善の点については、手動操作でヘッド４を傾けることができるようにしたものにおいても得ることができる。
【００２９】
ところで、このロボット装置では、ワークを収めたパレット８が設置されるパレット台２０を有する作業台２が一体となっているために、ロボット装置を移動させることで設置位置を変更する時、作業環境も含めた状態で移動させることになるために、移動後においてもロボットアーム１，１同士の相対位置関係はもちろん、これらロボットアーム１，１とパレット８との相対位置関係も変化せず、従って相対位置合わせが不要となっているのであるが、パレット８の搬送用のベルトコンベア９１との間の位置合わせはラフでよいものの必要である。このために、作業台２の脚２１の下面に、図１５（ａ）に示すように、位置決めピン２７を突出させておくとともに、ロボット装置を移動させて設置する場所に、図１５（ｂ）に示すように上記位置決めピン２７が嵌まり込む孔９５を有している位置決めプレート９４を配設しておくとよい。移動させた時、位置決めピン２７を位置決めプレート９４の孔９５に差し込むだけでロボット装置の位置決めを行うことができる。
【００３０】
ロボット装置の移動の便を図るために、図１６に示すように、作業台２の下面に車輪２８を付設しておくことも好ましく、この場合、車輪２８を出没自在に、あるいは脚２１を高さ調整自在とし、車輪２８と脚２１との上下位置関係を変更することができるようにしておくことで、ロボット装置のスムーズな移動を行わせることができるとともに、据え付け後の安定性の確保を行うことができる。
【００３１】
図１７に示すように、天井７の下面に設けたレール７０からロボット装置Ｒを吊り下げるとともにレール７０に沿ってロボット装置Ｒを移動させることができるようにしても、工程ラインＬＡに沿って配設されたロボット装置Ｒを他の工程ラインＬＢに沿った位置に移動させることをスムーズに行うことができる。レール７０は床面に設置されてレール７０上をロボット装置Ｒが走行するようにしてもよい。
【００３２】
図１８に示すように、作業台２の下面に駆動輪２８ａと転舵輪２８ｂとを設けてロボット装置を自走可能とするとともに、この時の走行が床面に描かれたラインＬに追従するようにライン追従センサー２９や走行制御装置を設けておけば、ある作業エリアＷＡから他の作業エリアＷＡへのロボット装置の移動をロボット装置そのものに行わせることができるとともに、この移動の間にもロボット装置に組立作業を行わせておくことができることになるために、作業能率を高めることができる。なお、上記高さ調整自在な脚２１を設けることは、この実施例においても有効である。
【００３３】
ところで、複数本のロボットアーム１に協調動作を行わせる場合、ロボットアーム１のヘッド４への取付位置、つまりはロボットアーム１，１間の間隔が上記協調動作範囲の決定に影響を与えるとともに、この協調動作範囲の大きさは、ロボットアーム１に行わせることができる作業内容をも決定してしまうことになる。この場合、協調動作範囲をできるだけ大きくとることが広範な作業内容を行わせることができるようになる点で好ましく、このために、上記ロボットアーム１，１間の間隔Ｄの決定は、図２０（ａ）及び図２１に示すように、２本のロボットアームのモデルを作成して、ロボットアームの先端が到達可能な点群をシミュレートして、ロボットアームの間隔Ｄを０から所定数値ｎ毎に増加させつつ対となる２本のロボットアームの到達可能領域Ｖｓ，Ｖｓの重複量Ｖｉを調べることを、重複量Ｖｉが０となるまで行い、重複量Ｖｉが最大となった時の間隔Ｄを２本のロボットアーム１，１の間隔Ｄとしているのであるが、ここでは上記シミュレーションにあたり、ロボットアーム１，１によって行わせる作業内容に応じて、上記到達可能領域Ｖｓを変更している。
【００３４】
すなわち、多関節型のロボットアーム１，１に行わせる主な作業内容が協調作業である場合は、ロボットアーム１先端のハンド１７の姿勢が図２０（ｃ）に示す状態での到達可能領域Ｖｓを基に上記間隔Ｄを決定し、パレット８からのワークの授受が主な作業内容となる時には、ハンド１７の姿勢が図２０（ｂ）に示す状態での到達可能領域Ｖｓを基に上記間隔Ｄを決定し、更に作業内容が協調作業とパレットとの間の授受作業とがほぼ同等の割合となる場合については、ハンド１７が図２０（ｂ）に示す状態と図２０（ｃ）に示す状態とにおいて共に到達可能な領域Ｖｓを基に上記間隔Ｄを決定している。作業内容に応じて、重複量Ｖｉが最大となるように間隔Ｄを決定しているわけであり、このために、各作業の効率を高くすることができる。前述のヘッド４に対して複数本のロボットアーム１を個別に移動させることができるものでは、作業内容に応じてロボットアーム１，１の間隔Ｄを調整することができることになるために、この点において好ましい存在である。なお、上記数値ｎは小さいほどシミュレーション精度が高くなり、大きいほどシミュレーションに要する時間が短くなるために、適宜設定してシミュレーションを行う。
【００３５】
更に、ロボットアーム１がワークの授受の行うパレット８の高さも作業能率に影響することから、ここではロボットアーム１に行わせる作業内容に応じて、つまりはロボットアーム１の先端姿勢に応じて、各ロボットアーム１の上記到達可能領域Ｖｓを上述のようにシミュレーションにて求め、この領域Ｖｓの水平切断面が最大弧を持つ高さ（図２０（ａ）に示す場合では領域Ｖｓの上面の高さ）をパレット８の高さＨとしている。なお、実際にはここから対象とするワークの高さを引いた高さとする。このようにしてパレット８の高さを設定すれば、ロボットアーム１の到達可能領域を最大限に利用してワークの授受を効率よく行うことができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、協調動作可能な各ロボットアームを吊り下げた形態としているために、ロボットアームの動作範囲がロボットアームの支持部材によって制限されてしまうことがないものであり、これに伴って協調動作範囲も広くとることができて、協調動作範囲の大きさが原因となる作業内容についての制限が少ないものであり、そして各ロボットがいずれもヘッドに取り付けられていることから、設置位置の変更のために移動させた時、各ロボットアーム間の相対位置合わせが不要なのはもちろん、ロボットアームで扱うワークが配される作業台が支持柱を介してヘッドと一体となっているために、移動時には作業環境をそのまま移動させることができ、ロボットアームと作業台上のワークとの間の相対位置合わせも不要なものであり、設置位置の変更を簡便に行えるものである。更に、多関節型であるロボットアーム同士の間隔を、作業内容に応じた手先姿勢に基づくロボットアーム先端の到達可能領域の共通領域が最大となる距離にシミュレーションにて決定するようにすれば、作業内容に応じて最大の協調動作範囲を得ることができて効率の良い組立作業を行わせることができるものとなる。ワーク用パレットの設置高さも、作業内容に応じた手先姿勢に基づくロボットアーム先端の到達可能領域のシミュレーションを基に決定すれば、ワークのハンドリングについての効率を向上させることができる。
【００３７】
ヘッドに取り付ける協調動作可能な複数本のロボットアームは、対のものを複数組設けることで、設置スペースの削減を図ることができ、この時、互いに隣接するロボットアームが協調動作可能となっておれば、作業内容を多様化させることができるとともに作業能率の向上を図ることができる。
【００３８】
３本以上のロボットアームを設ける場合には、支持柱は各ロボットアームで囲まれるところのほぼ中心位置に配することで、設置スペースを小さくしつつ隣接するロボットアーム間の協調動作範囲を支持柱に邪魔されることなくとることができるものとなる上に、重量バランスや安定性の点でも好ましいものとなる。
【００３９】
そして、ヘッドを作業台に対して昇降自在としたり、ヘッドに対して対のロボットアームを水平移動自在としたり、ヘッドに対して対のロボットアームのうちの少なくとも１つを水平移動自在としたり、ヘッドを鉛直軸回りに回転自在としたり、あるいはヘッドを傾ける回転軸を設けておけば、作業領域を上下方向や水平方向に拡大することができるとともに協調動作範囲も拡張することができることになるために、ロボットアームの動きだけでは対応できない作業も可能となる。
【００４０】
ヘッドにカメラ、作業台にカメラと対向する照明具、好ましくはリング型照明部を備えたものであれば、視覚装置によるワーク位置や姿勢の確認が可能となるために、精密な組立作業を行えるものとなる。
【００４１】
また、作業台にロボットアーム先端に装着されるハンドのための交換台を設けておけば、作業途中でのハンドの交換についても相対位置合わせが不要となる上に、ハンドの交換で多様な組立作業に対応したり、複数のロボットアーム間での単一のハンドの共用が可能となって、作業能率の向上を図ることができる。
【００４２】
ワーク用パレットのためのパレット台は作業台の支持柱の近傍位置に配置すると、やはり作業能率を高めることができ、作業台に周辺機器の収納用の収納部を設けておけば、周辺機器の設置スペースを削減することができる上に、作業台の重量が増すために安定性の向上も期待することができる。
【００４３】
作業台の脚のうちの少なくとも２つに設置場所との間での位置決めのための位置決めピンを設けておけば、移動させた時のロボット装置自身の位置決めが容易となり、作業台の底面に車輪を設ければ、移動そのものを容易に行うことができる。この移動については、駆動輪と転舵輪とを備えた自走機構を具備するものとしてもよく、この時には移動中にも組立作業を行わせたり、連続して流れている２つの工程ライン間でロボット装置を共用するといったことも可能となる。
【００４４】
作業台に上記のような車輪を設ける時には、車輪との位置関係が上下方向に可変となった伸縮自在な脚を作業台に設けておくと、移動の容易さと設置後の安定性との両方を満足させることができる。移動させることについては、ヘッドの上面に装置全体の移送用の移送手段を設けることで行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の斜視図である。
【図２】同上のブロック回路図である。
【図３】他例の正面図である。
【図４】別の例を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。
【図５】ハンド交換台の設置例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】パレット台の配置例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図７】他例におけるパレット台の配置例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図８】ヘッドを昇降自在としたものの一例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は部分断面図である。
【図９】ヘッドを昇降自在としたものの他例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は部分断面図である。
【図１０】ロボットアームを水平移動自在としたものの一例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は部分断面図である。
【図１１】ロボットアームを水平移動自在としたものの他例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は部分断面図である。
【図１２】ロボットアームを水平移動自在としたものの別の例を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は部分断面図である。
【図１３】ヘッドを傾斜させることができるようにした例の側面図である。
【図１４】同上の他例の側面図である。
【図１５】（ａ）は作業台の脚の一例を示す正面図、（ｂ）は対応する位置決めプレートの配置状態を示す平面図である。
【図１６】作業台に車輪を設けた例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は拡大正面図である。
【図１７】レールによる移動のための構造の一例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図１８】自走式とした例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図１９】視覚装置を併用した場合の動作を示すフローチャートである。
【図２０】（ａ）はロボットアームの到達可能範囲の説明図、（ｂ）及び（ｃ）はロボットアーム先端の姿勢を示す説明図である。
【図２１】ロボットアームの間隔決定のフローチャートである。
【符号の説明】
１  ロボットアーム
２  作業台
３  支持柱
４  ヘッド
【図１】
0003548228.tif 000002
【図２】
0003548228.tif 000003
【図３】
0003548228.tif 000004
【図４】
0003548228.tif 000005
【図５】
0003548228.tif 000006
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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