(57)【要約】【課題】小型化を図りつつ、人に対する安全性を高める。【解決手段】移動ロボット２は、複数の工程エリア４の並び方向に沿って延びるように設置されるレール３と、そのレール３に沿って直線移動される移動体と、その移動体に取り付けられたロボット６と、ロボット６を収容するものであり工程エリア４側に開口を有するカバー７と、を備えている。そして、ロボット６は、工程エリア４間を移動する際にはカバー７に収容され、工程エリア４の前では開口を通じて、そのアーム先端を工程エリア４に向けて移動させる動作を伴う所定の作業を実施する。【選択図】図１
2018034256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の工程エリアの並び方向に沿って延びるように設置される直動軸と、
前記直動軸に沿って直線移動される移動体と、
前記移動体に取り付けられたロボットと、
前記ロボットを収容するものであり、前記工程エリア側に開口を有するカバーと、
を備え、
前記ロボットは、
前記工程エリア間を移動する際には、前記カバーに収容され、
前記工程エリアの前では、前記開口を通じて、そのアーム先端を前記工程エリアに向けて移動させる動作を伴う所定の作業を実施する移動ロボット。
【請求項２】
前記ロボットは、
基端部が前記移動体に第１垂直軸を中心に回転可能に連結される第１アームと、
基端部が前記第１アームの前記第１垂直軸とは反対側の端部である先端部に第２垂直軸を中心に回転可能に連結され、前記第２垂直軸とは反対側の端部である先端部が前記アーム先端となる第２アームと、
を備え、
前記第１アームを第１回転方向に回転させるとともに、前記第２アームを前記第１回転方向とは逆回りの第２回転方向に回転させることにより前記アーム先端を前記工程エリアに向けて移動させる動作を行う請求項１に記載の移動ロボット。
【請求項３】
前記ロボットは、
前記第１垂直軸を駆動する駆動機構と、
前記第１垂直軸の前記第１回転方向への回転に連動して前記第２垂直軸を前記第２回転方向に回転させる一対のプーリと、
を備える請求項２に記載の移動ロボット。
【請求項４】
前記アーム先端を前記工程エリアに向けて移動させる動作が、前記直動軸が延びる方向に直交する方向に直線移動する直線動作となるように、前記第１アームのアーム長、前記第２アームのアーム長および前記一対のプーリの直径比が設定されている請求項３に記載の移動ロボット。
【請求項５】
前記第１アームのアーム長と、前記第２アームのアーム長とは、等しくなるように設定されており、
前記第１垂直軸側に設けられる前記プーリの直径は、前記第２垂直軸側に設けられる前記プーリの直径の２倍に設定されている請求項４に記載の移動ロボット。
【請求項６】
前記第２アームのアーム長は、前記第１アームのアーム長よりも短い値に設定されており、
前記アーム先端を前記工程エリアに向けて移動させる動作を行う際、前記第２アームの先端部の移動距離について、その移動可能な最大の距離よりも短い値に制限する請求項４に記載の移動ロボット。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の移動ロボットと、
前記移動ロボットの直動軸に沿って前記直動軸の片側に並んで配置された工程エリアと、
前記直動軸の片側において前記工程エリアが配置されない場所に設置された壁と、
を備える生産システム。
【請求項８】
前記壁は、透明な部材により構成されている請求項７に記載の生産システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動ロボットおよびその移動ロボットを用いた生産システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工場設備において、例えば自動車部品の生産（組立）を行うためのロボットを用いた生産システムが考えられている。特許文献１、２には、このような生産システムにおいて、無人搬送車（Automated Guided Vehicle）上に垂直多関節型のロボットを搭載して構成される移動ロボット（モービルロボット）を用いた構成が開示されている。上記構成では、工場の床上に移動ロボットの走行路が設けられ、移動ロボットをその走行路に沿って自在に移動させながら、複数の工程エリア（作業設備）において作業工程を行うようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４１４５０号公報
【特許文献２】特開２００３−３４１８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、ロボットは露出した状態で無人搬送車上に搭載されている。そのため、移動ロボットを停止させて作業しているときや移動ロボットの移動中などにおいて、その周囲にいる人（作業者など）がロボットに接触する可能性がある。また、この場合、ロボットは常時通電されているため、ロボットとの衝突により生じる問題だけでなく、感電の問題も生じるおそれがある。
【０００５】
そのため、上記従来技術では、作業者などの人の安全を確保するために、移動ロボットの走行路の周囲に安全柵を設けることなどにより人の侵入禁止領域を大きく確保する必要があり、その結果、生産システム全体が大きくなり、それらの占有面積が大きくなってしまう。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化を図りつつ、人に対する安全性を高めることができる移動ロボットおよび生産システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の移動ロボットは、複数の工程エリアの並び方向に沿って延びるように設置される直動軸と、その直動軸に沿って直線移動される移動体と、その移動体に取り付けられたロボットと、ロボットを収容するものであり工程エリア側に開口を有するカバーと、を備えている。そして、ロボットは、工程エリア間を移動する際にはカバーに収容され、工程エリアの前では開口を通じて、そのアーム先端を工程エリアに向けて移動させる動作を伴う所定の作業を実施する。つまり、請求項１に記載の移動ロボットは、工程エリア間を移動中は無人搬送車と同様の形態となり、工程エリアの前では作業を行うロボットの形態となるように、その形態を変化させる。
【０００８】
このような構成によれば、移動ロボットが工程エリア間を移動する際、ロボットはカバーに収容されている。そのため、周囲にいる人は、敢えて開口から手をカバー内に入れる、といった通常では考えられないような行動をしない限り、ロボットに触れることはできない。したがって、周囲にいる作業者などの人は、一般的な行動をしている限り、ロボットと接触することはない。そして、工程エリアの前では、ロボットはカバーの開口を通じて所定の作業を実施することができる。また、この際、ロボットの工程エリア側を除く周囲はカバーにより覆われているため、工程エリア側以外の方向からの人の接触を防止することができる。このように、上記構成によれば、移動ロボットの走行路の周囲に侵入禁止領域を大きく確保せずとも、作業者などの安全性を確保することができる。したがって、このような移動ロボットを用いて生産システムを構成すれば、その小型化を図りつつ、人に対する安全性を高めることができる。
【０００９】
請求項２に記載の移動ロボットでは、ロボットは、２つのアーム、つまり第１アームおよび第２アームを備えた構成となっている。ここで、第１アームは、その基端部が移動体に第１垂直軸を中心に回転可能に連結されている。また、第２アームは、その基端部が第１アームの先端部（第１垂直軸とは反対側の端部）に第２垂直軸を中心に回転可能に連結されている。この場合、第２アームの先端部（第２垂直軸とは反対側の端部）がロボットのアーム先端となる。
【００１０】
このような構成によれば、第１アームを第１回転方向に回転させるとともに、第２アームを第１回転方向とは逆回りの第２回転方向に回転させることによりアーム先端となる第２アームの先端部を工程エリアに向けて移動させる動作を実現することが可能となる。また、上記構成によれば、第２アームの先端部を第１アームの基端部に重ねるように折り畳んだ配置とすることが可能となる。このような配置状態でロボットをカバーに収容すれば、カバーの奥行方向（直動軸が延びる方向と直交する方向）の寸法を小さくすることができ、更なる小型化を実現することが可能となる。
【００１１】
一般に、ロボットのアーム先端（ハンド部分）は、そのアームの途中部分に比べると、人が接触した際の危険度が高い。上記構成では、ロボットをカバーに収容する際、このようなアーム先端（第２アームの先端部）を、カバーの開口の方向とは交差する方向に収納することができる。そのため、移動ロボットの移動中、人が誤って最も危険なアーム先端に触れてしまう可能性を極めて低く抑えることができる。
【００１２】
請求項３に記載の移動ロボットでは、ロボットは、第１垂直軸を駆動する駆動機構と、第１垂直軸の第１回転方向への回転に連動して第２垂直軸を第２回転方向に回転させる一対のプーリと、を備えている。つまり、この場合、第２アームを駆動する駆動機構は設けられておらず、第２アームは、第１アームの回転に連動して回転するような構成となっている。したがって、上記構成によれば、第２アームを駆動するためのモータや減速機などからなる駆動機構を削減することができ、一層の軽量化や小型化を実現することができる。
【００１３】
請求項３に記載の移動ロボットにおいて、アーム先端を工程エリアに向けて移動させる際におけるアーム先端が辿る軌跡は、第１アームのアーム長、第２アームのアーム長および一対のプーリの直径比により定まる。そして、請求項４に記載の移動ロボットでは、アーム先端を工程エリアに向けて移動させる動作が、直動軸が延びる方向に直交する方向に直線移動する動作となるように、第１アームのアーム長、第２アームのアーム長および一対のプーリの直径比が設定されている。このようにすれば、ロボットが作業を行う際、そのアーム先端は、直動軸と直交する方向に沿って直線移動するため、最短距離で所望する位置に到達することになる。そのため、ロボットが実施する作業について、作業時間の短縮や効率化を図ることができる。
【００１４】
請求項５に記載の移動ロボットでは、第１アームのアーム長と、第２アームのアーム長とは等しくなるように設定されている。このように各アームのアーム長が等しい場合、第２アームを第１アームの回転の角速度の２倍の角速度で回転させれば、アーム先端を工程エリアに向けて移動させる動作が直線動作となる。そこで、この場合、第１垂直軸側に設けられるプーリの直径は、第２垂直軸側に設けられるプーリの直径の２倍に設定されている。このようにすれば、第１アームを所定の角速度で第１回転方向に回転させると、第２アームは、第１アームの角速度の２倍の角速度で第１回転方向とは逆回りの第２回転方向に回転する。これにより、第２アームの先端部、つまりロボットのアーム先端を直線移動させる直線動作を成立させることができる。また、このようなアーム構成によれば、移動体の移動と併せれば、工程エリア内でアーム先端（手先）の届く位置のうち、ほとんどの位置にまで手先を配置することが可能となる。
【００１５】
請求項５に記載の移動ロボットでは、第１および第２アームのアーム長が等しく設定されていたが、工程エリアに設けられる作業設備の大きさやアーム先端に取り付けられるハンドの大きさなどによる制限から、第１アームおよび第２アームのアーム長を等しくすることができずに、第２アームのアーム長が第１アームのアーム長よりも短くなる場合がある。このような場合、請求項６に記載の手段を採用するとよい。
【００１６】
すなわち、請求項６に記載の移動ロボットでは、第２アームのアーム長は、第１アームのアーム長よりも短い値に設定されている。このように第２アームが第１アームよりも短い場合、一対のプーリの直径比をいかなる値に設定したとしても、第２アームの先端部を直動軸が延びる方向に直交する方向に完全に沿うように直線移動させることはできず、直線動作からのずれ（振れ幅）が生じる。特に、第２アームの先端部の移動距離が長くなるほど、その振れ幅は大きくなる傾向がある。
【００１７】
そこで、この場合、アーム先端を工程エリアに向けて移動させる動作を行う際、第２アームの先端部の移動距離について、その移動可能な最大の距離よりも短い値に制限している。このようにすれば、ロボットは、第２アームの先端部が概ね直線移動する範囲で、アーム先端を工程エリアに向けて移動させる動作を伴う作業を実施することができる。したがって、ロボットが行う作業について、作業時間の短縮化や効率化を図ることができる。
【００１８】
上記構成において、ロボットを収容するカバーの工程エリア側には開口が存在する。そのため、移動ロボットが工程エリア間を移動する際、直動軸の片側（工程エリアが設けられる側）から作業者などが直動軸側に手を伸ばし、開口から手をカバー内に入れるといった通常では考えられない行動をした場合、ロボットに接触してしまう可能性がある。しかし、作業者などがこのような行動をすることは極めて稀であるため、上記構成においても、ほとんどの場合には問題は生じない。ただし、このような起こる可能性が極めて低いケースに対しても対策を施すことで、より一層安全性を高めることが可能となる。
【００１９】
そこで、請求項７に記載の生産システムは、請求項１から６のいずれか一項に記載の移動ロボットと、移動ロボットの直動軸に沿って直動軸の片側に並んで配置された工程エリアと、直動軸の片側において工程エリアが配置されない場所に設置された壁と、を備える。このようにすれば、移動ロボットの移動中、直動軸の片側（工程エリアが設けられる側）から作業者などが直動軸側に手を伸ばそうとしても、壁が阻まれて、手を伸ばすことはできず、ロボットに接触することがない。したがって、上記構成の生産システムによれば、人に対する安全性を一層高めることができる。
【００２０】
また、直動軸の片側のうち工程エリアが存在する側からは、移動ロボットの存在が見え難くなる（見通しが悪くなる）可能性がある。そのため、工程エリア側から、作業者などが移動ロボットの存在に気付かずに直動軸上に突然飛び出してくる可能性がある。しかし、上記構成によれば、工程エリア間に存在する壁が飛び出しを抑制する柵として機能し、このような人の飛び出しを防止することが可能となる。なお、この場合、直動軸の片側のうち工程エリアが存在しない側には壁が設けられていないが、工程エリアが存在しない側は元々見通しが良く、人は移動ロボットの存在に気付きやすいため、上述した突然の飛び出し、といったこと自体が発生し難いたため問題は生じない。
【００２１】
請求項７に記載の生産システムのように、工程エリアが配置されない場所に壁を設置した場合、壁が設置されていない場合に比べると、作業者などの視界が遮られて見通しが悪くなるおそれがある。そこで、請求項８に記載の生産システムのように、壁を透明な部材により構成するとよい。このようにすれば、作業者などの視界を良好に維持しつつ、安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態を示すもので、生産システムの構成を模式的に示す図
【図２】移動ロボットおよび壁の位置関係を説明するための図
【図３】ロボットを収容するためのカバーの構成を模式的に示す斜視図
【図４】移動ロボットの構成を模式的に示す斜視図であり、アームを折り畳んだ状態を示す図
【図５】移動ロボットの構成を模式的に示す斜視図であり、アームを伸ばした状態を示す図
【図６】回転伝達機構の構成を模式的に示すもので、一部構成を断面として示す側面図
【図７】第１アームの回転動作を説明するための図
【図８】第２アームの回転動作を説明するための図
【図９】ロボットが作業を行う際におけるアーム先端の軌跡を示す図
【図１０】第２実施形態を示すもので、プーリ比の設定手法を説明するための図
【図１１】所定のプーリ比を適用した場合のアーム先端の軌跡を表す図
【図１２】他のプーリ比を適用した場合のアーム先端の軌跡を表す図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。
【００２４】
図１に示す生産システム１は、工場設備に設けられている。生産システム１では、移動ロボット２を用いて例えば自動車部品の生産が行われる。
生産システム１では、移動ロボット２の直動軸を構成するレール３に沿って、その片側（図１における上側）に並ぶように、移動ロボット２が作業を行う複数の工程エリア４が配置されている。工程エリア４には、例えば移動ロボット２が作業を行う作業領域が設けられるとともに、作業を行うために必要な各種の設備が設けられる。
【００２５】
レール３の片側（図１における上側）において、工程エリア４が配置されない場所には、壁５が立設されている。壁５は、例えばプラスチックなどの透明な部材により構成されている。図２にも示すように、壁５は、レール３ひいては移動ロボット２に接近した位置に配置されている。なお、接近した位置とは、壁５と移動ロボット２との間に人の手が入らない程度の隙間が形成される位置のことである。
【００２６】
レール３は、複数の工程エリア４の並び方向（図１における左右方向）に沿うように長く延び、例えば工場の床上に設けられている。なお、レール３の工程エリア４が配置される側とは反対の片側（図１における下側）には、例えば作業者が通るための通路が設けられている。
【００２７】
移動ロボット２は、レール３に沿って図１における左右方向に直線移動されることにより、各工程エリア４の間を移動する。また、移動ロボット２は、工程エリア４の前では、所定の作業を実施する。所定の作業としては、例えばワークに対する部品の組み付け、ワークの加工、ワークの検査といった作業が挙げられる。
【００２８】
移動ロボット２が備えるロボット６は、移動中には、カバー７に収容された状態となる。図３に示すように、カバー７は、矩形箱状をなしており、例えば枠組みとなるフレームに対して板状の蓋部材を組み付けることにより構成されている。ただし、カバー７の前面（工程エリア４側の面）には、蓋部材は組み付けられておらず、そのために開口７ａが存在する。ロボット６は、工程エリア４の前では、その開口７ａを通じてアーム先端を工程エリア４側に向けて移動させる動作を伴う作業を実施する。
【００２９】
続いて、移動ロボット２の構成について図４および図５を参照して説明する。なお、図４および図５では、カバー７の図示を省略している。移動ロボット２は、レール３に沿って直線移動する移動体１０を備えている。移動体１０は、その下端部に取り付けられたスライダ１１、１２を介してレール３に直線移動可能に支持されている。移動体１０は、その下部に設けられたＬ軸モータ（図示略）などから構成される駆動機構により、レール３に沿って図１における左右方向に自在に移動する。
【００３０】
ロボット６は、土台１３、第１アーム１４、第２アーム１５などを備えている。ロボット６は、土台１３を介して移動体１０に上下方向（垂直方向）に沿って移動（上下動）可能に取り付けられている。土台１３の下方には、Ｚ軸モータ１６が設けられている。ロボット６は、Ｚ軸モータ１６などから構成される駆動機構により上下動される。
【００３１】
土台１３の図４および図５における左側の端部には、第１アーム１４の基端部が垂直軸Ｊ１（第１垂直軸に相当）を中心に回転可能に連結されている。第１アーム１４の垂直軸Ｊ１とは反対側の端部である先端部には、第２アーム１５の基端部が垂直軸Ｊ２（第２垂直軸に相当）を中心に回転可能に連結されている。第１アーム１４のアーム長Ｌ１および第２アーム１５のアーム長Ｌ２は、いずれも例えば３５０ｍｍとなっており、互いに等しい値に設定されている。つまり、第１アーム１４および第２アーム１５のアーム長の比（Ｌ１：Ｌ２）は、「１：１」となっている。
【００３２】
第２アーム１５の垂直軸Ｊ２とは反対側の端部である先端部は、ロボット６のアーム先端となり、例えばワークを把持するためのチャック（ハンド）などの作業用のツール（図示略）が着脱可能に取り付けられるようになっている。第２アーム１５の先端部に取り付けられたツールは、第２アーム１５に設けられるＴ軸モータ１７などから構成される駆動機構により、垂直軸Ｊ３を中心に回転される。
【００３３】
第１アーム１４は、土台１３の下方に設けられたＲ軸モータ１８、プーリ１９、２０、主動ベルト２１などからなる回転伝達機構２２（駆動機構に相当）により、垂直軸Ｊ１を中心に水平方向に旋回（回転）される。また、第２アーム１５は、プーリ２３、２４、従動ベルト２５、従動ベルト２５のたるみを取るためのテンショナ２６などからなる回転伝達機構２７により、垂直軸Ｊ２を中心に水平方向に旋回（回転）される。
【００３４】
詳細な説明および図示は省略するが、移動ロボット２は、衝突を検出するためのバンパー、移動時に音を発生するスピーカー、移動時に移動方向を示すウインカー、移動時に点灯するランプ、各種のスイッチや端子台などの電気部品も備えている。なお、ロボット６の動作を制御するコントローラ（制御装置）やロボット６などへの電源供給を行う電源などは、移動ロボット２の外部に設けられており、ケーブルなどを介して接続されている。
【００３５】
続いて、回転伝達機構２２、２７の構成について図６を参照して説明する。プーリ１９は、Ｒ軸モータ１８の回転軸１８ａに、その回転軸１８ａとともに回転可能に取り付けられている。Ｒ軸モータ１８の回転軸１８ａは、図示しないベアリングを介して土台１３に回転可能な状態（非拘束状態）で支持されている。プーリ軸部材３０は、垂直軸Ｊ１と軸心が一致するように設けられている。プーリ２０は、プーリ軸部材３０を介して第１アーム１４の基端部に取り付けられている。
【００３６】
主動ベルト２１は、プーリ１９とプーリ２０との間に懸架されている。プーリ１９の直径と、プーリ２０の直径とは、同一に設定されている。プーリ軸部材３０は、図示しないベアリングを介して土台１３に回転可能な状態（非拘束状態）で支持されている。以上が回転伝達機構２２の構成である。
【００３７】
また、プーリ２３は、垂直軸Ｊ１と軸心が一致するように、且つ土台１３に回転不能な状態（拘束状態）で固定されている。プーリ軸部材３１は、垂直軸Ｊ２と軸心が一致するように設けられている。プーリ２４は、プーリ軸部材３１を介して第２アーム１５の基端部に取り付けられている。
【００３８】
従動ベルト２５は、プーリ２３とプーリ２４との間に懸架されている。プーリ２３の直径Ｄ１は、プーリ２４の直径Ｄ２の２倍に設定されている。つまり、プーリ２３、２４の直径比（Ｄ１：Ｄ２）は、「２：１」となっている。プーリ軸部材３１は、図示しないベアリングを介して土台１３に回転可能な状態（非拘束状態）で支持されている。以上が回転伝達機構２７の構成である。
【００３９】
このような構成の回転伝達機構２２、２７によれば、Ｒ軸モータ１８が回転すると、その回転力がプーリ１９、２０、主動ベルト２１およびプーリ軸部材３０を介して第１アーム１４に伝達され、第１アーム１４はＲ軸モータ１８の回転軸１８ａと同じ方向に回転する。また、Ｒ軸モータ１８の駆動により第１アーム１４が垂直軸Ｊ１を中心として回転すると、その回転に連動して第２アーム１５が第１アーム１４とは逆方向に回転する。
【００４０】
続いて、このような第１アーム１４および第２アーム１５の回転動作の詳細について図７および図８を参照して説明する。なお、図８では、回転前のプーリ２４および従動ベルト２５の一部を一点鎖線で示している。Ｒ軸モータ１８の回転に伴い、例えば、図７に示すようにプーリ１９が時計回り（矢印ＣＷで示す回転方向）に回転すると、このプーリ１９の回転に伴って主動ベルト２１が矢印Ａの方向へと動くことで、プーリ２０も時計回りに回転する。これにより、第１アーム１４は、垂直軸Ｊ１を中心として時計回りに回転する。
【００４１】
このように第１アーム１４が時計回りに回転した際、プーリ２３は土台１３に拘束されているために回転することはなく、従動ベルト２５も動くことはない。しかし、このとき、図８に示すように、プーリ２４は、第１アーム１４の回転に伴って、垂直軸Ｊ１、つまりプーリ２３を中心として時計回りに移動する。そのため、従動ベルト２５がプーリ２３に対して時計回りに巻き付けられ、それに伴い、プーリ２４は反時計周り（矢印ＣＣＷで示す回転方向）に回転する。これにより、第２アーム１５は、垂直軸Ｊ２を中心として第１アーム１４の回転方向とは逆回りの反時計回りに回転する。
【００４２】
次に、上記構成の作用について説明する。
移動ロボット２が工程エリア４間を移動する際、ロボット６はカバー７に収容された状態となる。このとき、ロボット６は、図４に示すような配置状態、つまり第２アーム１５の先端部を第１アーム１４の基端部に一致させるように折り畳んだ配置状態となっている。
【００４３】
また、工程エリア４の前では、ロボット６は、アーム先端である第２アーム１５の先端部を工程エリア４側に向けて移動させる動作を伴う作業を行う。具体的には、ロボット６は、第１アーム１４を第１回転方向（図４および図５では反時計回り）に回転させるとともに、第２アーム１５を第１回転方向とは逆回りの第２回転方向（図４および図５では時計回り）に回転させる。これにより、第２アーム１５の先端部は、工程エリア４に向けて移動する。
【００４４】
ここで、本実施形態では、第１アーム１４および第２アーム１５のアーム長が等しくなっている。このように第１アーム１４および第２アーム１５のアーム長が等しい場合、第２アーム１５を第１アーム１４の回転の２倍の角速度で回転させれば、第２アーム１５の先端部が辿る軌跡が直線状となる。
【００４５】
そこで、本実施形態では、プーリ２３、２４の直径比が「２：１」に設定されている。そのため、図９に示すように、第１アーム１４が所定の角速度で回転すると、第２アーム１５は、第１アーム１４の角速度の２倍の角速度で回転する。その結果、第１アーム１４および第２アーム１５は、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）で示すような状態に変化する。
【００４６】
なお、図９では、レール３が延びる方向をＸ軸とし、そのＸ軸に直交する方向をＹ軸としている。また、ロボット６のアーム先端を黒丸で示している。このように、本実施形態では、ロボット６のアーム先端を工程エリア４に向けて移動させる動作は、レール３が延びる方向（Ｘ軸）に直交する方向（Ｙ軸）に沿って直線移動する直線動作となる。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果が得られる。
生産システム１では、移動ロボット２が工程エリア４間を移動する際、ロボット６はカバー７に収容されているため、周囲にいる人がロボット６に接触することがなくなる。そして、工程エリア４の前では、ロボット６はカバー７の開口７ａを通じて所定の作業を実施することができる。また、この際、カバー７の前面（工程エリア４側）を除く周囲は蓋部材により覆われているため、工程エリア４側以外の方向（例えば、作業者が通るための通路側）からの人の接触を確実に防止することができる。
【００４８】
ただし、カバー７には開口７ａが存在するため、工程エリア４側にいる人が敢えて開口７ａから手をカバー７無いに入れるといった行動をとった場合、ロボット６に接触する可能性はある。しかし、作業者などが、敢えて自らを危険にさらすような上記行動をとることは極めて稀なケースであり、通常はこのような行動をとることはほとんど考えられないため、ほとんどの場合には問題は生じない。ただし、このような起こる可能性が極めて低いケースに対しても対策を施すことで、より一層安全性を高めることが可能となる。
【００４９】
そこで、生産システム１では、工程エリア４側の方向からの人の接触についても防止するため、次のような対策が施されている。すなわち、この場合、レール３の工程エリア４側において工程エリア４が配置されない場所には壁５が設置されている。このようにすれば、移動ロボット２の移動中、レール３の工程エリア４側から作業者などが、移動ロボット２の存在に気付かずに、または敢えてレール３側に向けて手を伸ばそうとしたとしても、壁５に阻まれて手を伸ばすことはできず、誤ってロボット６に接触することがない。
【００５０】
なお、生産システム１では、壁５は、レール３の工程エリア４とは反対側（通路側）には設けられていない。なぜなら、通路側には工程エリア４が存在しないため、見通しが良くなっており、移動ロボット２が視認し易いことから、作業者などが誤ってロボット６に接触する可能性が低い。逆に、通路側に壁５を設けると、視認性が悪化して移動ロボット２への接触が生じる可能性が高まるおそれがある。そのため、本実施形態では、通路側には壁５を設けないようにしている。
【００５１】
これに対し、工程エリア４側、特に連続する工程エリア４同士の間では、工程エリア４が死角となって、作業者などが移動ロボット２の存在に気付けない、といったことが起こり得る（見通しが悪い）。作業者などが、移動ロボット２の存在に気付かずに、移動ロボット２の進路（レール３）に突然飛び出してしまうと、移動ロボット２に衝突するおそれがあり、さらには開口７ａを通してロボット６に接触するおそれもある。このような事態の発生を未然に防止するために、本実施形態では、前述したとおり、レール３の工程エリア４側において工程エリア４が配置されない場所に壁５を設け、その壁５が上記飛び出しを抑制するための安全柵として機能するようにしている。
【００５２】
さらに、この場合、壁５は、レール３に接近した位置に配置されており、壁５と移動ロボット２との間には、人の手が入らないような隙間しか形成されていない。したがって、作業者などが壁５と移動ロボット２（カバー７）の間に誤って手を入れてしまうことも防止できる。
【００５３】
上述したように壁５を設置した場合、壁５が設置されていない場合に比べると、作業者などの視界が遮られて見通しが悪くなるおそれがある。そこで、本実施形態では、壁５をプラスチックなどの透明な部材により構成している。このようにすれば、作業者などの視界を良好に維持しつつ、安全性を向上させることができる。
【００５４】
なお、壁５を設けることなく、カバー７の開口７ａを開閉可能なシャッターを設けることで、安全性を高めるといった対策も考えられる。この場合、移動中にシャッターを閉じることで、作業者などがロボット６に接触することを防止できる。しかし、この場合、壁５が存在しないため、作業者などが、工程エリア４同士の間から移動ロボット２の進路へと手足を出すことは防げない。そのため、工程エリア４同士の間から出した手が移動ロボット２に衝突するおそれがある。一方、本実施形態のように壁５を設ければ、このような衝突についても確実に防止することができる。
【００５５】
このように、本実施形態の移動ロボット２によれば、移動ロボット２の走行路の周囲に侵入禁止領域を大きく確保せずとも、作業者などの安全性を確保することができる。したがって、このような移動ロボット２を用いた生産システム１によれば、その小型化を図りつつ、人に対する安全性を高めることができるという優れた効果が得られる。
【００５６】
また、移動ロボット２が備えるロボット６は、２つのアーム、つまり第１アーム１４および第２アーム１５を備えた構成となっている。ここで、第１アーム１４は、その基端部が土台１３に垂直軸Ｊ１を中心に回転可能に連結され、第２アーム１５は、その基端部が第１アーム１４の先端部に垂直軸Ｊ２を中心に回転可能に連結されている。
【００５７】
この場合、第１アーム１４を反時計回り（第１回転方向）に回転させるとともに、第２アーム１５を第１アーム１４とは逆回りの時計回り（第２回転方向）に回転させることによりアーム先端となる第２アーム１５の先端部を工程エリア４に向けて移動させる動作を実現することが可能となる。
【００５８】
また、上記構成によれば、第２アーム１５の先端部を第１アーム１４の基端部に重ねるように折り畳んだ配置とすることが可能となる（図４参照）。そして、本実施形態では、このような配置状態でロボット６をカバー７に収容するようになっている。そのため、本実施形態によれば、アーム先端の移動距離（ストローク）としては従来と同様の距離（例えば７００ｍｍ程度）を確保しつつ、カバー７の奥行方向（レール３が延びる方向と直交する方向）の寸法を例えば２００ｍｍ程度といた小さい寸法に抑えることができ、更なる小型化を実現することが可能となる。
【００５９】
一般に、ロボット６のアーム先端（ハンド部分）は、そのアームの途中部分に比べると、人が接触した際の危険度が高い。上記構成では、ロボット６をカバー７に収容する際、このようなアーム先端（第２アーム１５の先端部）を、カバー７の開口７ａの方向とは交差する方向に収納することができる。そのため、移動ロボット２の移動中、人が誤って最も危険なアーム先端に触れてしまう可能性を極めて低く抑えることができる。
【００６０】
ロボット６において、第１アーム１４は、Ｒ軸モータ１８の駆動力によって垂直軸Ｊ１を中心として回転するようになっており、第２アーム１５は、その第１アーム１４の回転に連動して垂直軸Ｊ２を中心に回転するようになっている。つまり、本実施形態では、第２アーム１５を駆動するための駆動機構は設けられていない。したがって、本実施形態によれば、第２アーム１５を駆動するためのモータや減速機などからなる駆動機構を削減することができ、一層の軽量化や小型化を実現することができる。
【００６１】
移動ロボット２では、第１アーム１４のアーム長と、第２アーム１５のアーム長とは等しくなるように設定されている。このように各アーム長が等しい場合、第２アーム１５を第１アーム１４の回転の角速度の２倍の角速度で回転させれば、アーム先端を工程エリア４に向けて移動させる動作が直線動作となる。そこで、この場合、垂直軸Ｊ１側に設けられるプーリ２３の直径は、垂直軸Ｊ２側に設けられるプーリ２４の直径の２倍に設定されている。
【００６２】
このようにすれば、第１アーム１４を所定の角速度で例えば反時計回りに回転させると、第２アーム１５は、第１アーム１４の角速度の２倍の角速度で第１アーム１４とは逆回りの時計回りに回転する。これにより、第２アーム１５の先端部、つまりロボット６のアーム先端を直線移動させる直線動作を成立させることができる。したがって、本実施形態によれば、ロボット６が作業を行う際、そのアーム先端は、レール３と直交する方向に沿って直線移動するため、最短距離で所望する位置に到達することになる。そのため、ロボット６が実施する作業について、作業時間の短縮や効率化を図ることができる。また、このようなアーム構成によれば、移動体１０の移動と併せれば、工程エリア４無いでアーム先端（手先）の届く位置のうち、ほとんどの位置にまで手先を配置することが可能となる。
【００６３】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について図１０〜図１２を参照して説明する。
第１実施形態では、第１アーム１４および第２アーム１５のアーム長が等しく設定されていたが、工程エリア４に設けられる作業設備の大きさや第２アーム１５の先端部に取り付けられるハンドの大きさなどによる制限から、第１アーム１４および第２アーム１５のアーム長を等しくすることができずに、第２アーム１５のアーム長が第１アーム１４のアーム長よりも短くなる場合がある。
【００６４】
このような場合も、アーム先端を工程エリア４に向けて移動させる際におけるアーム先端が辿る軌跡は、第１アーム１４および第２アーム１５の各アーム長と、プーリ２３、２４の直径比とにより定まる。ただし、この場合、プーリ２３、２４の直径比をいかなる値に設定したとしても、アーム先端の軌跡を完全に直線状とすることはできない。したがって、アーム先端を工程エリア４に向けて移動させる動作が、直線動作に近似する動作となるように、プーリ２３、２４の直径比（以下、プーリ比とも呼ぶ）を設定すればよい。
【００６５】
以下、本実施形態のプーリ比の具体的な設定手法について図１０を参照して説明する。なお、図１０では、レール３が延びる方向をＸ軸とし、そのＸ軸に直交する方向をＹ軸としている。また、Ｙ軸に対する第１アーム１４の角度をθとし、Ｘ軸に対する第２アーム１５の角度をαとし、第１アーム１４と第２アーム１５とがなす角度をβとしている。また、ここでは、プーリ比は、プーリ２３の直径Ｄ１をプーリ２４の直径Ｄ２で除算した値（＝Ｄ１／Ｄ２）を指すこととする。
【００６６】
この場合、第１アーム１４および第２アーム１５の各アーム長として所望する値を固定パラメータとする。ここでは、第１アーム１４のアーム長を４５０ｍｍとし、第２アーム１５のアーム長を３５０ｍｍとしている。そして、角度θが９０度の状態（図１０の初期状態であり、各アームが折り畳まれた状態に相当）をスタートして、角度θが０度の状態（第１アーム１４がＹ軸に沿った方向に延びた状態）まで動作する際に、ロボット６のアーム先端（第２アーム１５の先端部）の座標（Ｘ，Ｙ）のＹ方向が一定を保つ角度βを計算する。そして、角度βを角度αで除算した値がプーリ比となる。
【００６７】
このようにして得られる数字（プーリ比）は、例えば角度に応じて様々な値となるが、実際に用いられるプーリ２３、２４の大きさ（直径）を考慮すれば、それらのうち選択可能な値は限られる。最終的には、上記計算で得られた数字に近いプーリ比となるようにプーリ２３、２４の直径を選定することになるが、例えば、各プーリ比を適用した際におけるアーム先端の軌跡を表すグラフ（図１１および図１２）を作成し、その軌跡が最も直線状になるものを実際のプーリ比として選択すればよい。
【００６８】
アーム先端の軌跡を表すグラフは、図１１および図１２に示すような内容となる。なお、図１１および図１２において、横軸は第１アーム１４の基端部を基準としたアーム先端のＸ軸方向の距離であり、縦軸は第１アーム１４の基端部を基準としたアーム先端のＹ軸方向の距離（ストローク）である。
【００６９】
図１１に示すように、プーリ比を「２」とした場合、アーム先端の軌跡は、Ｙ軸方向の距離が長くなるにつれてＸ軸方向の距離が短くなるように曲線を描いた軌跡となり、直線状の軌跡とはならない。一方、図１２に示すように、プーリ比を「２．１４８」とした場合、アーム先端の軌跡は、Ｙ軸方向の距離が約６８０ｍｍまでの範囲において、概ね直線状の軌跡となっている。そのため、この場合、プーリ比として「２．１４８」を選択することになる。
【００７０】
ただし、この場合も、Ｙ軸方向の距離が６８０ｍｍを超える範囲では、アーム先端の軌跡は曲線を描いた軌跡となっている。そこで、本実施形態では、ロボット６が作業を行う際におけるアーム先端の移動距離（ストローク）を６８０ｍｍに制限し、アーム先端の軌跡が概ね直線状となる範囲で使用するようにしている。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果が得られる。
本実施形態では、第２アーム１５のアーム長は、第１アーム１４のアーム長よりも短い値に設定されている。このように第２アーム１５が第１アーム１４よりも短い場合、プーリ２３、２４のプーリ比をいかなる値に設定したとしても、第２アーム１５の先端部をレール３が延びる方向に直交する方向に完全に沿うように直線移動させることはできず、直線動作からのずれ（振れ幅）が生じる。特に、第２アーム１５の先端部の移動距離が長くなるほど、その振れ幅は大きくなる傾向がある。
【００７２】
そこで、本実施形態では、アーム先端を工程エリア４に向けて移動させる動作が、直線動作に近似する動作となるように、プーリ２３、２４のプーリ比を設定するとともに、アーム先端の移動距離について、その移動可能な最大の距離（例えば８００ｍｍ）よりも短い値（例えば６８０ｍｍ）に制限している。このようにすれば、ロボット６は、第２アーム１５の先端部が概ね直線移動する範囲で、アーム先端を工程エリア４に向けて移動させる動作を伴う作業を実施することができる。したがって、第２アーム１５が第１アーム１４よりも短い場合でも、ロボット６が行う作業について、作業時間の短縮化や効率化を図ることができる。
【００７３】
（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
視認性の低下などが安全性に影響を及ぼさない範囲であれば、壁５は、例えば木材など不透明な部材で構成してもよい。
【００７４】
プーリ２３、２４などからなる回転伝達機構２７に代えて、第２アーム１５（垂直軸Ｊ２）を駆動するための駆動機構（モータ、減速機など）を設けた構成としてもよい。このような構成において、第１アーム１４および第２アーム１５のアーム長が等しい場合、第２アーム１５を第１アーム１４の角速度の２倍の角速度で第１アーム１４の回転方向とは逆回りの回転方向に回転させるように駆動機構の動作を制御すれば、アーム先端の直線動作を実現することができる。また、第２アーム１５が第１アーム１４よりも短い場合、アーム先端の移動軌跡が概ね直線状となるように、第２アーム１５の回転の角速度を設定すればよい。
【００７５】
移動ロボット２は、図４および図５に示した構成に限らずともよく、例えば移動体１０やロボット６の具体的な構成などについて適宜変更してもよい。
移動ロボット２が備えるロボットとしては、２つのアームを備えたロボット６に限らずともよく、一般的な水平多関節型ロボットや垂直多関節型ロボットなど様々なロボットを用いることができる。
【符号の説明】
【００７６】
１…生産システム、２…移動ロボット、３…レール（直動軸）、４…工程エリア、５…壁、６…ロボット、７…カバー、７ａ…開口、１０…移動体、１４…第１アーム、１５…第２アーム、２２…回転伝達機構（駆動機構）、２３、２４…プーリ。
【図１】
2018034256.tif 000003
【図２】
2018034256.tif 000004
【図３】
2018034256.tif 000005
【図４】
2018034256.tif 000006
【図５】
2018034256.tif 000007
【図６】
2018034256.tif 000008
【図７】
2018034256.tif 000009
【図８】
2018034256.tif 000010
【図９】
2018034256.tif 000011
【図１０】
2018034256.tif 000012
【図１１】
2018034256.tif 000013
【図１２】
2018034256.tif 000014