(57)【要約】【課題】回動するアームの先端部にハンドリング装置を備える作業ロボットにおいて、ハンドリング装置における有効作業エリアと可動エリアの同一化を図ることで、作業ロボットの設置スペースの狭小化を実現するとともに、特に、連続的に搬送されるワークについて作業を行う場合において、工程設計の自由度の高い新規な構成を提案する。【解決手段】水平面内において互いに直行するＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能に設けられる第一アーム３と、第一アーム３に対し水平面内においてθ軸方向に回動可能に設けられる第二アーム４と、を有し、前記第二アーム４の先端部にハンドリング装置５が設けられ得る、作業ロボット１とする。【選択図】図１
2011230214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平面内において互いに直行するＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能に設けられる第一アームと、
第一アームに対し水平面内においてθ軸方向に回動可能に設けられる第二アームと、を有し、
前記第二アームの先端部にハンドリング装置が設けられ得る、作業ロボット。
【請求項２】
前記ハンドリング装置は、上下方向であるＺ軸方向に移動可能に構成される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の作業ロボット。
【請求項３】
前記ハンドリング装置の可動エリアは、上側から見た場合に略四角形に構成される、
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の作業ロボット。
【請求項４】
前記可動エリアのほかに、前記第一アームのＸ軸方向の移動範囲における端部において、前記第二アームを回動させた場合に到達が可能なエリア、及び／又は、前記第一アームのＹ軸方向の移動範囲における端部において、前記第二アームを回動させた場合に到達が可能なエリア、にて形成される、拡張可動エリアを追加し得る構成とする、
ことを特徴とする、請求項３に記載の作業ロボット。
【請求項５】
請求項４に記載の作業ロボットを複数並設するとともに、
前記各作業ロボットの拡張可動エリアが重複する重複作業エリアが形成されることとし、前記重複作業エリアにおいて、隣り合う作業ロボット間でのワークの受け渡し作業、及び／又は、隣り合う作業ロボットにおいて一つのワークに対し同時に作業を行う両手作業を実施可能とする、作業ロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整列、加工、組立て、仕分けなどの作業を行うことを目的とした作業ロボットに関するものであり、より詳しくは、作業ロボットの設置スペースの狭小化や、工程設計の自由度を高めるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水平多間接型ロボット（スカラ型ロボット）は周知であり、一般的な構成として、回動可能に設けられるアームと、このアームの先端に設けられるハンドリング装置を備える構成としている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
そして、このような水平多間接型ロボットにおいては、図９に示されるように、水平多間接型ロボット９０のハンドリング装置９０ｃが到達し得る動作エリアは、上から見た場合に、その輪郭が略円形の可動エリア９１となるようになっている。そして、この可動エリア９１に存在するワーク９３・９３について、ハンドリング装置による作業が可能なものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９３３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、図９に示すような可動エリア９１が形成されるものにおいて、例として、幅Ｗ１を有する搬送装置９２の上に吊下げて設置した場合について考える。この場合、搬送装置９２の右端側の搬送経路９２Ｌにおいて順次搬送されるワーク９３Ｌについて作業をするためには、両アーム９０ａ・９０ｂを直線状に伸ばした状態とし、ハンドリング装置９０ｃを作業ポイントＰに配置した状態とする必要がある。
【０００６】
このように、作業ポイントＰで作業をする場合には、ワーク９３Ｌについての作業漏れを防ぐために（作業前にワーク９３Ｌが下流に流れないようにするために）、ハンドリング装置９０ｃを作業ポイントＰにて待機させることが好ましい。しかしながら、この待機時間においては、ハンドリング装置９０ｃによる他の作業ができないため、作業ロスにつながってしまうことが懸念される。
【０００７】
したがって、ハンドリング装置９０ｃによる作業の工程設計の際には、作業ロスの発生や作業漏れを考慮すると、搬送方向において幅のある余裕範囲Ｄ１を確保することが必要となり、これに伴って、可動エリア９１のうち利用することになる範囲が、二点鎖線の長方形で囲まれる有効作業エリア９１ａに縮小されることになる。
【０００８】
そして、利用できる範囲が有効作業エリア９１ａに縮小されると、搬送装置９２の幅Ｗ１についても有効に利用できる範囲が幅Ｗ２に縮小されるため、作業全体としての処理量は低下してしまうことになる。
【０００９】
以上のように、図９に示すように、従来の水平多間接型ロボット９０において、搬送装置９２の設置箇所での工程設計を行う場合には、実際に作業できる範囲が有効作業エリア９１ａに限定されるものであった。仮に、搬送装置９２の搬送経路９２Ｌについても十分な余裕範囲を確保するのであれば、図１０に示すように、より大型のアーム９４ａ・９４ｂを備える水平多間接型ロボット９４を設置する必要があり、装置の大型化や、設置スペースの問題が生じることになってしまう。
【００１０】
また、仮に、図１０の構成において、搬送経路９２Ｌについて余裕範囲Ｄ２を有する有効作業エリア９５ａ（可動エリア９５のうち利用できるエリア）を形成するためには、有効作業エリア９５ａよりも幅の広い円形の可動エリア９５を確保する必要がある。つまり、搬送装置９２の幅方向において、有効作業エリア９５ａの外側にある範囲９５ｂ・９５ｃについて作業はしなくても、有効作業エリア９５ａを確保するために、アーム９４ａ・９４ｂを長く設計しなければならないものであった。
【００１１】
そして、この場合、実際の作業範囲は有効作業エリア９５ａであるにもかかわらず、ハンドリング装置９０ｃの軌跡（移動範囲）が可動エリア９５となるため、この可動エリア９５を設置スペースとして確保する必要があるのである。
【００１２】
そこで、本発明は、回動するアームの先端部にハンドリング装置を備える作業ロボットにおいて、ハンドリング装置における有効作業エリアと可動エリアの同一化を図ることで、作業ロボットの設置スペースの狭小化を実現するとともに、特に、連続的に搬送されるワークについて作業を行う場合において、工程設計の自由度の高い新規な構成を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１４】
即ち、請求項１に記載のごとく、
水平面内において互いに直行するＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能に設けられる第一アームと、
第一アームに対し水平面内においてθ軸方向に回動可能に設けられる第二アームと、を有し、
前記第二アームの先端部にハンドリング装置が設けられ得る、作業ロボットとするものである。
【００１５】
また、請求項２に記載のごとく、
前記ハンドリング装置は、上下方向であるＺ軸方向に移動可能に構成される、こととするものである。
【００１６】
また、請求項３に記載のごとく、
前記ハンドリング装置の可動エリアは、上側から見た場合に略四角形に構成される、こととするものである。
【００１７】
また、請求項４に記載のごとく、
前記可動エリアのほかに、前記第一アームのＸ軸方向の移動範囲における端部において、前記第二アームを回動させた場合に到達が可能なエリア、及び／又は、前記第一アームのＹ軸方向の移動範囲における端部において、前記第二アームを回動させた場合に到達が可能なエリア、にて形成される、拡張可動エリアを追加し得る構成とする、こととするものである。
【００１８】
また、請求項５に記載のごとく、
作業ロボットを複数並設するとともに、前記各作業ロボットの拡張可動エリアが重複する重複作業エリアが形成されることとし、前記重複作業エリアにおいて、隣り合う作業ロボット間でのワークの受け渡し作業、及び／又は、隣り合う作業ロボットにおいて一つのワークに対し同時に作業を行う両手作業を実施可能とする、作業ロボットシステムを構成することとするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２０】
即ち、請求項１に記載の発明においては、搬送方向において余裕範囲を有する有効作業エリアと、ハンドリング装置の移動し得る可動エリアを、略同一とすることができ、作業ロボットの設置スペースの狭小化を実現するとともに、特に、連続的に搬送されるワークについて作業を行う場合において、工程設計の自由度が高い作業ロボットを実現することができる。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明においては、三次元的にハンドリング装置を移動することができ、多種、多様な作業を実施することが可能となる。
【００２２】
また、請求項３に記載の発明においては、可動エリアにおいて、その幅の間の全ての箇所において、搬送方向に余裕範囲が確保され、この余裕範囲の範囲に含まれる全ての領域を、有効作業エリアとして利用することが可能となる。
【００２３】
また、請求項４に記載の発明においては、有効作業エリアと拡張可動エリアをあわせた範囲での作業の工程設計することが可能となり、工程設計の自由度をより高めることが可能となる。
【００２４】
また、請求項５に記載の発明においては、様々な作業を連続して行うことが可能となって、工程設計の自由度の高いシステムを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例に係る作業ロボットの構成について示す斜視図。
【図２】（ａ）は第一アームのＸ軸方向の移動について示す図。（ｂ）は第一アームのＹ軸方向の移動について示す図。（ｃ）は第二アームの回動について示す図。
【図３】（ａ）は第一アームのＸ軸方向の移動によるハンドリング装置の到達エリアの拡張について示す図。（ｂ）は第一アームのＹ軸方向の移動によるハンドリング装置の到達エリアの拡張について示す図。
【図４】可動エリアと有効作業エリアが略同一となることを説明する図。
【図５】拡張可動エリアについて説明する図。
【図６】複数の作業ロボットを並設する例について説明する図。
【図７】本発明の他の実施例に係る作業ロボットの構成について示す側面図。
【図８】本発明の他の実施例に係る作業ロボットの構成について示す正面図。
【図９】従来の水平多間接型ロボットの可動エリア、有効作業エリアについて示す図。
【図１０】従来の水平多間接型ロボットの可動エリア、有効作業エリアについて示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明にかかる作業ロボット１の一実施形態の概要について示すものである。
この作業ロボット１は、水平面内において互いに直行するＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能に設けられる第一アーム３と、第一アーム３に対し水平面内においてθ軸方向（回動中心軸を中心とする回転方向）に回動可能に設けられる第二アーム４と、を有し、前記第二アーム４の先端部にハンドリング装置５が設けられ得る、構成とするものである。
【００２７】
また、図１に示すごとく、本実施形態では、第一アーム３は、水平方向に長い長尺のベース部２に対して吊り下げるようにして設けられる。この第一アーム３は、ベース部２に設けられる駆動装置６によってＸ軸方向に移動し得るように構成される。また、第一アーム３は、第一アーム３に設けられる駆動装置７によってＹ軸方向に移動し得るように構成される。
【００２８】
また、図１に示すごとく、第二アーム４は、第一アーム３に設けられる駆動装置８によって、水平面内において回動し得るように構成される。また、第二アーム４の先端側には、ハンドリング装置５を取り付けるための昇降機構１０が設けられている。この昇降機構１０は、第二アーム４の基端側に設けられる駆動装置９によって駆動され、ハンドリング装置５を昇降し得るように構成される。
【００２９】
また、図１に示すごとく、ハンドリング装置５には駆動装置１１が内蔵され、この駆動装置１１によって図示せぬ作業軸を駆動することで、この作業軸に取り付けられる各種作業用アタッチメント（いわゆるロボットハンドや、加工器具）を作動させることが可能となっている。また、ハンドリング装置５には、エアの吸引によるワークの保持などを行うための吸着パットなども挿着され得る。このような構成により、ハンドリング装置５によって、整列、加工、組立て、仕分けなどの作業を行うことができる。
【００３０】
なお、図１に示す構成において、駆動装置６・７・８・９・１１の配置や具体的な構成については特に限定されるものではなく、また、これらの駆動装置の一部を備えない構成であってもよい。例えば、駆動装置６を備えない構成とする場合においては、ベース部２における稼働範囲において第一アーム３をＸ軸方向に人的に移動させ、特定の位置で固定するという使用の形態も可能である。また、駆動装置やハンドリング装置の動作は、カメラなどの撮像装置２１（図４参照）や、制御装置（不図示）によって自動制御させる構成とすることができる。
【００３１】
また、図１の構成は、ベース部２が天井側に取り付けられる天井吊り下げ型に構成するほか、図示せぬベース部２を床面やブラケット等から立ち上げたアームに支持させるアーム支持型などで構成することができる。さらに、ベース部２の下に第一アーム３、第二アーム４が設けられることとしたが、これらの上下の位置関係については特に限定されるものではなく、ベース部２の上に第一アーム３、第一アーム３の上に第二アーム４が配置されるものであってもよい。また、ベース部２と第一アーム３の間に他のアームが設けられることとしてもよく、上述した動作をする第一アーム３と第二アーム４を少なくとも備える構成であれば、本発明の実施は可能である。
【００３２】
以上のように、図１に示されるベース部２、第一アーム３、第二アーム４、ハンドリング装置５、を備える構成においては、まず、図２（ａ）に示すごとく、第一アーム３がＸ軸方向において移動可能であるため、ハンドリング装置５もＸ軸方向に移動可能となることになる。また、図２（ｂ）に示すごとく、第一アーム３がＹ軸方向において移動可能であるため、ハンドリング装置５もＹ軸方向において移動可能となる。また、図２（ｃ）に示すごとく、第二アーム４は回動可能であるため、ハンドリング装置５も第二アーム４の回動に伴って移動可能となる。
【００３３】
そして、図３（ａ）に示すごとく、第一アーム３をＸ軸方向において移動可能とすることで、ハンドリング装置５は斜線で示されるエリア３１Ａ・３１Ｂについても到達可能となる。このエリア３１Ａ・３１Ｂは、仮に上述した従来の水平多間接型ロボットにて形成され得る円形の可動エリア９１の外側に配置されるものであって、ハンドリング装置５の到達エリアが拡張されたものとなる。
【００３４】
また、図３（ｂ）に示すごとく、第一アーム３をＹ軸方向において移動可能とすることで、ハンドリング装置５は斜線で示されるエリア３１Ｃ・３１Ｄについても到達可能となる。このエリア３１Ｃ・３１Ｄは、仮に上述した従来の水平多間接型ロボットにて形成され得る円形の可動エリア９１の外側に配置されるものであって、ハンドリング装置５の到達エリアが拡張されたものとなる。
【００３５】
そして、以上の図３（ａ）（ｂ）のエリア３１Ａ〜３１Ｄへのハンドリング装置５の到達が可能となることによって、図４に示すごとく、上側から見た場合において、ハンドリング装置５の到達エリアを、従来の水平多間接型ロボットにて形成され得る可動エリア９１の円形の輪郭を内接し得る、略四角形の可動エリア４１とすることができる。そして、このように可動エリア４１が略四角形に構成されることによれば、搬送方向において余裕範囲ＤＡを有し、搬送方向と直交する幅方向において幅ＷＡを有する有効作業エリア５１を形成することが可能となる。
【００３６】
そして、図４に示すごとく、この有効作業エリア５１は、ハンドリング装置５の移動し得る可動エリア４１と略同一となるものである。つまり、可動エリア４１において、幅ＷＡの間の全ての箇所において、搬送方向に余裕範囲ＤＡが確保されるため、例えば、搬送装置６２の幅方向において可動エリア４１の端部分に位置する搬送経路６２Ｌを流れるワーク７０Ｌについては、余裕範囲ＤＡの範囲内で作業を行うことが可能となり、この余裕範囲ＤＡの範囲に含まれる全ての領域を、有効作業エリア５１として利用することが可能となるのである。
【００３７】
なお、図４において、従来の水平多間接型ロボットにて形成され得る円形の可動エリア９１において、仮に、余裕範囲Ｄ１を確保することとすると、その作業範囲が搬送装置６２の幅方向において幅Ｗ２にまで縮小されることになる。これにより、可動エリア９１に対し、それよりも狭い有効作業エリア９１ａが形成されることになり、実質的に、搬送装置６２において限定された範囲（幅Ｗ２の範囲）での搬送が強いられることとなって、作業全体としての処理量も制限されることになる。
【００３８】
また、図４に示すごとく、従来の水平多間接型ロボットにおいて、仮に、有効作業エリア５１を確保する場合には、この有効作業エリア５１よりも広い円形の可動エリア９６を確保する必要がある。この場合、搬送装置６２の外側にあるエリア９２Ａ・９２Ｂも形成されることになるが、このエリア９２Ａ・９２Ｂは搬送装置６２の外側であるため、ワーク７０について作業ができないことになり、エリア９２Ａ・９２Ｂは無駄な可動エリアとなってしまう。
【００３９】
以上のようにして、図４に示すごとく、本発明の実施形態によれば、可動エリア４１と有効作業エリア５１の同一化を図ることができ、作業ロボットの設置スペースの狭小化を図ることが可能となる。そして、余裕範囲ＤＡと幅ＷＡを有する有効作業エリア５１が形成されることにより、連続的に搬送されるワーク７０・７０Ｌについて、この有効作業エリア５１の範囲内での作業の工程設計することが可能となる。
【００４０】
例えば、図４の例であれば、搬送装置６２にて連続的に搬送されるワーク７０・７０Ｌについて、有効作業エリア５１を通過する時間内において、撮像装置２１によりワーク７０・７０Ｌの状態などを撮像し、あらかじめ記憶された画像との比較によってワーク７０・７０Ｌを整列させることや、加工、組立て、仕分けなどを行うことが可能となるものである。そして、各ワーク７０・７０Ｌが有効作業エリア５１を通過し終わる前に作業を完了させればよいことから、工程設計の自由度を高いものとすることができるのである。
【００４１】
なお、搬送装置６２の搬送スピードと作業ロボット１の作業スピードを連動させる構成とし、作業ロボット１による作業の完了度合いに応じて、搬送装置６２の搬送スピードの増減を行うこととしてもよい。
【００４２】
以上のようにして、設置スペースが最小限に抑えられるとともに、連続的に搬送されるワークについて作業を行う場合において、工程設計の自由度が高い作業ロボットが実現されることになる。
【００４３】
さらに、この構成においては、図５に示すごとく、有効作業エリア５１（可動エリア４１）のほかに、第一アーム３のＸ軸方向の移動範囲における端部において、第二アーム４を回動させた場合に到達が可能なエリア、及び／又は、第一アーム３のＹ軸方向の移動範囲における端部において、第二アーム４を回動させた場合に到達が可能なエリア、を追加することができる。つまり、図５において斜線で示されるエリアを、拡張可動エリア５２として使用することも可能となる。
【００４４】
以上のように、図５に示すごとく、本発明の実施形態によれば、特に、搬送装置での作業を考えた場合において、余裕範囲ＤＡ、及び、幅ＷＡを有する有効作業エリア５１を確保しつつ、最大で余裕範囲ＤＢ、及び、幅ＷＢを形成し得る拡張可動エリア５２を追加的に形成することができるため、有効作業エリア５１と拡張可動エリア５２をあわせた範囲での作業の工程設計することが可能となり、工程設計の自由度をより高めることが可能となる。なお、拡張可動エリア５２の使用の有無は、第二アーム４の回動範囲を設定することによって行うことができる。また、第二アーム４の回動は、Ｘ軸方向の端部、若しくは、Ｙ軸方向の端部の一方においてのみ行われることとしてもよい。
【００４５】
さらに、図６に示すごとく、複数の作業ロボット１・１を並列して設けることとして、各作業ロボット１・１により、順次作業を実施することとしてもよい。この場合、例えば、図５において説明した拡張可動エリア５２を確保することによれば、図６に示すように、隣り合う作業ロボット１・１に重複する作業エリアとなる重複作業エリア５３・５３を形成することが可能となる。
【００４６】
そして、図６に示すごとく、このように重複作業エリア５３・５３を形成することによれば、この重複作業エリア５３・５３での作業ロボット１・１間でのワークの受け渡しも可能となることから、作業ロボット１・１において、上流から下流へのワークの搬送を行うことも可能となる。なお、各作業ロボット１・１は、図示せぬ制御装置によって自動制御され、互いに干渉しないように動作することとされる。
【００４７】
また、図６の構成の場合において、各作業ロボット１・１において、それぞれのハンドリング装置にて一つのワークに対して作業を行う、いわゆる片手作業を行うこととするほか、重複作業エリア５３において、隣り合う作業ロボット１・１のハンドリング装置にて一つのワークに対し同時に作業を行う、いわゆる、両手作業を行うこととすることもできる。
【００４８】
以上のように、本発明においては、図１に示すごとく、水平面内において互いに直行するＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能に設けられる第一アーム３と、第一アーム３に対し水平面内においてθ軸方向（回動中心軸を中心とする回転方向）に回動可能に設けられる第二アーム４と、を有し、前記第二アーム４の先端部にハンドリング装置５が設けられ得る、作業ロボット１とするものである。
【００４９】
この構成により、図４に示すごとく、搬送方向において余裕範囲ＤＡを有する有効作業エリア５１と、ハンドリング装置５の移動し得る可動エリア４１を、略同一とすることができ、作業ロボット１の設置スペースの狭小化を実現するとともに、特に、連続的に搬送されるワークについて作業を行う場合において、工程設計の自由度が高い作業ロボット１を実現することができる。
【００５０】
また、図４に示すごとく、前記ハンドリング装置５の可動エリア４１は、上側から見た場合に略四角形に構成される、こととするものである。
【００５１】
この構成により、図４に示すごとく、可動エリア４１において、その幅ＷＡの間の全ての箇所において、搬送方向に余裕範囲ＤＡが確保され、この余裕範囲ＤＡの範囲に含まれる全ての領域を、有効作業エリア５１として利用することが可能となる。
【００５２】
また、図５に示すごとく、前記可動エリア４１のほかに、前記第一アーム３のＸ軸方向の移動範囲における端部において、前記第二アーム４を回動させた場合に到達が可能なエリア、及び／又は、前記第一アーム３のＹ軸方向の移動範囲における端部において、前記第二アーム４を回動させた場合に到達が可能なエリア、にて形成される、拡張可動エリア５２を追加し得る構成とする、こととするものである。
【００５３】
これにより、図５に示すごとく、有効作業エリア５１と拡張可動エリア５２をあわせた範囲での作業の工程設計することが可能となり、工程設計の自由度をより高めることが可能となる。
【００５４】
また、図６に示すごとく、作業ロボット１・１を複数並設するとともに、前記各作業ロボット１・１の拡張可動エリア５２が重複する重複作業エリア５３が形成されることとし、前記重複作業エリア５３において、隣り合う作業ロボット１・１間でのワークの受け渡し作業、及び／又は、隣り合う作業ロボット１・１において一つのワークに対し同時に作業を行う両手作業を実施可能とする、作業ロボットシステムを構成することとするものである。
【００５５】
これにより、図６に示すごとく、様々な作業を連続して行うことが可能となって、工程設計の自由度の高いシステムを実現することが可能となる。
【００５６】
また、本発明は、図７、図８に示される実施例によっても実施することができる。
図７及び図８に示す作業ロボット８０の形態では、第一アーム８１がＸ軸方向、及び、Ｙ軸方向に移動し、第二アーム８２がθ軸方向に回動する構成としている。さらに、ハンドリング装置８３が、θ１軸方向及びθ２軸方向に回動する構成としている。さらに、ハンドリング装置８３は、第二アーム８２に対してＺ軸方向（上下方向）に移動可能に構成されるアタッチメント８４に取り付けられる構成としている。
【００５７】
以上のような図７、図８に示す構成においても本発明を実施することが可能であり、本発明は多様な形態で実施することが可能となるのである。特に、図７、図８の実施形態によれば、アタッチメント８４のＺ軸方向の移動、及び、ハンドリング装置８３のθ２軸方向の回動が可能となることによって、三次元的にハンドリング装置８３を移動することができ、多種、多様な作業を実施することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の構成は、整列、加工、組立て、仕分けなどの作業を行うことを目的とした作業ロボットに適用可能であり、特に、搬送装置において連続的に搬送されるワークについて作業を行うための作業ロボットについて好適な構成となる。
【符号の説明】
【００５９】
１    作業ロボット
２    ベース部
３    第一アーム
４    第二アーム
５    ハンドリング装置
６    駆動装置
７    駆動装置
８    駆動装置
９    駆動装置
１０    昇降機構
１１    駆動装置
４１    可動エリア
５１    有効作業エリア
５２    拡張可動エリア
５３    重複作業エリア
６２    搬送装置
６２Ｌ  搬送経路
７０    ワーク
ＤＡ    余裕範囲
【図１】
2011230214.tif 000003
【図２】
2011230214.tif 000004
【図３】
2011230214.tif 000005
【図４】
2011230214.tif 000006
【図５】
2011230214.tif 000007
【図６】
2011230214.tif 000008
【図７】
2011230214.tif 000009
【図８】
2011230214.tif 000010
【図９】
2011230214.tif 000011
【図１０】
2011230214.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月29日(2010.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平面内において互いに直行するＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能に設けられる第一アームと、
第一アームに対し水平面内においてθ軸方向に回動可能に設けられる第二アームと、を有し、
前記第一アームがベース部に取り付けられ、
前記第二アームの先端部に、上下方向であるZ軸方向に移動可能なハンドリング装置が設けられ得る、吊り下げ型作業ロボット。
【請求項２】
前記第一アームと前記第二アームが重ならないように一直線状に配置した状態で、前記第一アームをＸ軸方向の移動範囲において最大限移動させた際に、前記ハンドリング装置が到達し得る各点、
及び、
前記第一アームをＸ軸方向の移動範囲の中心に配置した状態で、前記第一アームに対し前記第二アームをθ軸方向に９０度回転させた際に、前記ハンドリング装置が到達し得る各点、
のうち、最も外側にある各点を結ぶことにより形成される平面視略四角形の内側の範囲であって、
かつ、前記ハンドリング装置をＺ軸方向に移動させることで、前記各点前記平面視略四角形を水平断面とする略立方体領域を可動エリアとし、
前記可動エリアにおいて作業が可能である、
請求項１に記載の吊り下げ型作業ロボット。
【請求項３】
前記第一アームをＸ軸方向の移動範囲、及び、Ｙ軸方向の移動範囲において最大限移動させた際において、前記第二アームをθ軸方向に回動させることで前記ハンドリング装置が到達し得る各点、
のうち、最も外側にある各点を結ぶことにより形成される領域において、
前記ハンドリング装置をＺ軸方向に移動させることで前記ハンドリング装置が到達しえる各点を含む立体的な領域のうち、
前記可動エリアを除いた部分を拡張可動エリアとし、
前記可動エリアと前記拡張可動エリアを合わせた範囲を作業エリアとする、
請求項２に記載の吊り下げ型作業ロボット。
【請求項４】
搬送装置の上方に設置されるものであって、
前記第一アーム、前記第二アーム、前記ハンドリング装置は、前記搬送装置の横幅の範囲内に設置され、
前記可動エリアのY軸方向に相当する幅は、前記搬送装置の横幅の範囲内に抑えられ、
前記可動エリアのX軸方向に相当する幅は、前記搬送装置により搬送される物に対する作業を可能とする搬送方向の幅としての余裕範囲と同一である、ことを特徴とする、
請求項２又は請求項３に記載の吊り下げ型作業ロボット。
【請求項５】
請求項３に記載の吊り下げ型作業ロボットを複数並設するとともに、
前記各吊り下げ型作業ロボットの前記拡張可動エリアが重複する重複作業エリアが形成されることとし、前記重複作業エリアにおいて、隣り合う各吊り下げ型作業ロボット間でのワークの受け渡し作業、隣り合う各吊り下げ型作業ロボットにおいて一つのワークに対し同時に作業を行う両手作業、或いは、隣り合う各吊り下げ型作業ロボットにおいて異なるワークに対する作業、の少なくとも一つを実施可能とする、吊り下げ型作業ロボットシステム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
即ち、請求項１に記載のごとく、
水平面内において互いに直行するＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能に設けられる第一アームと、
第一アームに対し水平面内においてθ軸方向に回動可能に設けられる第二アームと、を有し、
前記第一アームがベース部に取り付けられ、
前記第二アームの先端部に、上下方向であるZ軸方向に移動可能なハンドリング装置が設けられ得る、吊り下げ型作業ロボットとするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、請求項２に記載のごとく、
前記第一アームと前記第二アームが重ならないように一直線状に配置した状態で、前記第一アームをＸ軸方向の移動範囲において最大限移動させた際に、前記ハンドリング装置が到達し得る各点、
及び、
前記第一アームをＸ軸方向の移動範囲の中心に配置した状態で、前記第一アームに対し前記第二アームをθ軸方向に９０度回転させた際に、前記ハンドリング装置が到達し得る各点、
のうち、最も外側にある各点を結ぶことにより形成される平面視略四角形の内側の範囲であって、
かつ、前記ハンドリング装置をＺ軸方向に移動させることで、前記各点前記平面視略四角形を水平断面とする略立方体領域を可動エリアとし、
前記可動エリアにおいて作業が可能である、
請求項１に記載の吊り下げ型作業ロボットとするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、請求項３に記載のごとく、
前記第一アームをＸ軸方向の移動範囲、及び、Ｙ軸方向の移動範囲において最大限移動させた際において、前記第二アームをθ軸方向に回動させることで前記ハンドリング装置が到達し得る各点、
のうち、最も外側にある各点を結ぶことにより形成される領域において、
前記ハンドリング装置をＺ軸方向に移動させることで前記ハンドリング装置が到達しえる各点を含む立体的な領域のうち、
前記可動エリアを除いた部分を拡張可動エリアとし、
前記可動エリアと前記拡張可動エリアを合わせた範囲を作業エリアとする、
請求項２に記載の天井吊り下げ型作業ロボットとするものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、請求項４に記載のごとく、
搬送装置の上方に設置されるものであって、
前記第一アーム、前記第二アーム、前記ハンドリング装置は、前記搬送装置の横幅の範囲内に設置され、
前記可動エリアのY軸方向に相当する幅は、前記搬送装置の横幅の範囲内に抑えられ、
前記可動エリアのX軸方向に相当する幅は、前記搬送装置により搬送される物に対する作業を可能とする搬送方向の幅としての余裕範囲と同一である、ことを特徴とする、
請求項２又は請求項３に記載の吊り下げ型作業ロボットとするものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、請求項５に記載のごとく、
前記各吊り下げ型作業ロボットの前記拡張可動エリアが重複する重複作業エリアが形成されることとし、前記重複作業エリアにおいて、隣り合う各吊り下げ型作業ロボット間でのワークの受け渡し作業、隣り合う各吊り下げ型作業ロボットにおいて一つのワークに対し同時に作業を行う両手作業、或いは、隣り合う各吊り下げ型作業ロボットにおいて異なるワークに対する作業、の少なくとも一つを実施可能とする、吊り下げ型作業ロボットシステムとするものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
即ち、請求項１に記載の発明においては、搬送方向において余裕範囲を有する有効作業エリアと、ハンドリング装置の移動し得る可動エリアを、略同一とすることができ、作業ロボットの設置スペースの狭小化を実現するとともに、さらに三次元的にハンドリング装置を移動することができ、多種、多様な作業を実施することが可能となる。特に、連続的に搬送されるワークについて作業を行う場合において、工程設計の自由度が高い作業ロボットを実現することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、請求項２に記載の発明においては、略四角形の範囲を可動エリアとすることができ、円形の可動エリアの場合には作業不可能となる四隅も作業可能となる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、請求項３に記載の発明においては、さらに拡張可動エリアについても作業可能となることで、より広範な範囲において作業の工程設計をすることが可能となり、工程設計の自由度をより高めることが可能となる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、請求項４に記載の発明においては、可動エリアにおいて、その幅の間の全ての箇所において、搬送方向に余裕範囲が確保され、この余裕範囲の範囲に含まれる全ての領域を有効作業エリアとして利用することが可能となる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、請求項５に記載の発明においては、重複作業エリアを設けることにより、様々な作業を連続して行うことが可能となって、工程設計の自由度の高いシステムを実現することが可能となる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
また、図１の構成は、ベース部２が天井側に取り付けられる天井吊り下げ型に構成することもできる。さらに、ベース部２の下に第一アーム３、第二アーム４が設けられることとしたが、これらの上下の位置関係については特に限定されるものではなく、ベース部２の上に第一アーム３、第一アーム３の上に第二アーム４が配置されるものであってもよい。また、ベース部２と第一アーム３の間に他のアームが設けられることとしてもよく、上述した動作をする第一アーム３と第二アーム４を少なくとも備える構成であれば、本発明の実施は可能である。
【手続補正書】
【提出日】平成22年12月21日(2010.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平面内において互いに直行するＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能となるようにベース部に吊り下げられる第一アームと、  第一アームに対し水平面内においてθ軸方向に回動可能に設けられる第二アームと、を有し、  前記第一アームが前記ベース部の下に設けられ、  前記第二アームが前記第一アームの下に設けられ、
前記第二アームの先端部に、上下方向であるZ軸方向に移動可能なハンドリング装置が設けられ得る、吊り下げ型作業ロボット。
【請求項２】
前記第一アームと前記第二アームが重ならないように一直線状に配置した状態で、前記第一アームの長手方向と直交するＸ軸方向の移動範囲において、前記第一アームを最大限移動させた際に、前記ハンドリング装置が到達し得る各点、  及び、  前記第一アームをＸ軸方向の移動範囲の中心に配置した状態で、前記第一アームに対し前記第二アームをθ軸方向に９０度回転させた際に、前記ハンドリング装置が到達し得る各点、  のうち、最も外側にある各点を結ぶことにより形成される平面視略四角形の内側の範囲であって、  かつ、前記ハンドリング装置をＺ軸方向に移動させることで、前記各点前記平面視略四角形を水平断面とする略立方体領域を可動エリアとし、  前記可動エリアにおいて作業が可能である、
請求項１に記載の吊り下げ型作業ロボット。
【請求項３】
前記第一アームをＸ軸方向の移動範囲、及び、Ｙ軸方向の移動範囲において最大限移動させた際において、前記第二アームをθ軸方向に回動させることで前記ハンドリング装置が到達し得る各点、
のうち、最も外側にある各点を結ぶことにより形成される領域において、
前記ハンドリング装置をＺ軸方向に移動させることで前記ハンドリング装置が到達しえる各点を含む立体的な領域のうち、
前記可動エリアを除いた部分を拡張可動エリアとし、
前記可動エリアと前記拡張可動エリアを合わせた範囲を作業エリアとする、
請求項２に記載の吊り下げ型作業ロボット。
【請求項４】
搬送装置の上方に設置されるものであって、
前記第一アーム、前記第二アーム、前記ハンドリング装置は、前記搬送装置の横幅の範囲内に設置され、
前記可動エリアのY軸方向に相当する幅は、前記搬送装置の横幅の範囲内に抑えられ、
前記可動エリアのX軸方向に相当する幅は、前記搬送装置により搬送される物に対する作業を可能とする搬送方向の幅としての余裕範囲と同一である、ことを特徴とする、
請求項２又は請求項３に記載の吊り下げ型作業ロボット。
【請求項５】
請求項３に記載の吊り下げ型作業ロボットを複数並設するとともに、
前記各吊り下げ型作業ロボットの前記拡張可動エリアが重複する重複作業エリアが形成されることとし、前記重複作業エリアにおいて、隣り合う各吊り下げ型作業ロボット間でのワークの受け渡し作業、隣り合う各吊り下げ型作業ロボットにおいて一つのワークに対し同時に作業を行う両手作業、或いは、隣り合う各吊り下げ型作業ロボットにおいて異なるワークに対する作業、の少なくとも一つを実施可能とする、吊り下げ型作業ロボットシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
即ち、請求項１に記載のごとく、
水平面内において互いに直行するＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能となるようにベース部に吊り下げられる第一アームと、  第一アームに対し水平面内においてθ軸方向に回動可能に設けられる第二アームと、を有し、  前記第一アームが前記ベース部の下に設けられ、  前記第二アームが前記第一アームの下に設けられ、
前記第二アームの先端部に、上下方向であるZ軸方向に移動可能なハンドリング装置が設けられ得る、吊り下げ型作業ロボットとするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、請求項２に記載のごとく、
前記第一アームと前記第二アームが重ならないように一直線状に配置した状態で、前記第一アームの長手方向と直交するＸ軸方向の移動範囲において、前記第一アームを最大限移動させた際に、前記ハンドリング装置が到達し得る各点、  及び、  前記第一アームをＸ軸方向の移動範囲の中心に配置した状態で、前記第一アームに対し前記第二アームをθ軸方向に９０度回転させた際に、前記ハンドリング装置が到達し得る各点、  のうち、最も外側にある各点を結ぶことにより形成される平面視略四角形の内側の範囲であって、  かつ、前記ハンドリング装置をＺ軸方向に移動させることで、前記各点前記平面視略四角形を水平断面とする略立方体領域を可動エリアとし、  前記可動エリアにおいて作業が可能である、
請求項１に記載の吊り下げ型作業ロボットとするものである。
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月22日(2011.3.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平面内において互いに直行するＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能となるようにベース部に吊り下げられる第一アームと、  第一アームに対し水平面内においてθ軸方向に回動可能に設けられる第二アームと、を有し、  前記第一アームが前記ベース部の下に設けられ、  前記第二アームが前記第一アームの下に設けられ、
前記第二アームの先端部に、上下方向であるZ軸方向に移動可能なハンドリング装置が設けられ得る、吊り下げ型作業ロボットであって、
前記第一アームと前記第二アームが重ならないように一直線状に配置した状態で、前記第一アームの長手方向と直交するＸ軸方向の移動範囲において、前記第一アームを最大限移動させた際に、前記ハンドリング装置が到達し得る各点、  及び、  前記第一アームをＸ軸方向の移動範囲の中心に配置した状態で、前記第一アームに対し前記第二アームをθ軸方向に９０度回転させた際に、前記ハンドリング装置が到達し得る各点、  のうち、最も外側にある各点を結ぶことにより形成される平面視略四角形の内側の範囲であって、  かつ、前記ハンドリング装置をＺ軸方向に移動させることで、前記各点前記平面視略四角形を水平断面とする略立方体領域を可動エリアとし、
前記第一アームをＸ軸方向の移動範囲における端部、及び、Ｙ軸方向の移動範囲における端部まで移動させた際において、前記第二アームをθ軸方向に回動させることで前記ハンドリング装置が到達し得る各点、
のうち、最も外側にある各点を結ぶことにより形成される領域において、
前記ハンドリング装置をＺ軸方向に移動させることで前記ハンドリング装置が到達し得る各点を含む立体的な領域のうち、
前記可動エリアを除いた部分を拡張可動エリアとし、
前記可動エリアと前記拡張可動エリアを合わせた範囲を作業エリアとするものであって、
前記ベース部を挟んだＹ軸方向の両側に、前記ハンドリング装置が到達し得る、
吊り下げ型作業ロボット。
【請求項２】
搬送装置の上方に設置されるものであって、
前記第一アーム、前記第二アーム、前記ハンドリング装置は、前記搬送装置の横幅の範囲内に設置され、
前記可動エリアのY軸方向に相当する幅は、前記搬送装置の横幅の範囲内に抑えられ、
前記可動エリアのX軸方向に相当する幅は、前記搬送装置により搬送される物に対する作業を可能とする搬送方向の幅としての余裕範囲と同一である、ことを特徴とする、
請求項１に記載の吊り下げ型作業ロボット。
【請求項３】
請求項２に記載の吊り下げ型作業ロボットを複数並設するとともに、
前記各吊り下げ型作業ロボットの前記拡張可動エリアが重複する重複作業エリアが形成されることとし、前記重複作業エリアにおいて、隣り合う各吊り下げ型作業ロボット間でのワークの受け渡し作業、隣り合う各吊り下げ型作業ロボットにおいて一つのワークに対し同時に作業を行う両手作業、或いは、隣り合う各吊り下げ型作業ロボットにおいて異なるワークに対する作業、の少なくとも一つを実施可能とする、吊り下げ型作業ロボットシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
即ち、請求項１に記載のごとく、
水平面内において互いに直行するＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能となるようにベース部に吊り下げられる第一アームと、  第一アームに対し水平面内においてθ軸方向に回動可能に設けられる第二アームと、を有し、  前記第一アームが前記ベース部の下に設けられ、  前記第二アームが前記第一アームの下に設けられ、
前記第二アームの先端部に、上下方向であるZ軸方向に移動可能なハンドリング装置が設けられ得る、吊り下げ型作業ロボットであって、
前記第一アームと前記第二アームが重ならないように一直線状に配置した状態で、前記第一アームの長手方向と直交するＸ軸方向の移動範囲において、前記第一アームを最大限移動させた際に、前記ハンドリング装置が到達し得る各点、  及び、  前記第一アームをＸ軸方向の移動範囲の中心に配置した状態で、前記第一アームに対し前記第二アームをθ軸方向に９０度回転させた際に、前記ハンドリング装置が到達し得る各点、  のうち、最も外側にある各点を結ぶことにより形成される平面視略四角形の内側の範囲であって、  かつ、前記ハンドリング装置をＺ軸方向に移動させることで、前記各点前記平面視略四角形を水平断面とする略立方体領域を可動エリアとし、
前記第一アームをＸ軸方向の移動範囲における端部、及び、Ｙ軸方向の移動範囲における端部まで移動させた際において、前記第二アームをθ軸方向に回動させることで前記ハンドリング装置が到達し得る各点、
のうち、最も外側にある各点を結ぶことにより形成される領域において、
前記ハンドリング装置をＺ軸方向に移動させることで前記ハンドリング装置が到達し得る各点を含む立体的な領域のうち、
前記可動エリアを除いた部分を拡張可動エリアとし、
前記可動エリアと前記拡張可動エリアを合わせた範囲を作業エリアとするものであって、
前記ベース部を挟んだＹ軸方向の両側に、前記ハンドリング装置が到達し得る、
吊り下げ型作業ロボットとするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、請求項２に記載のごとく、
搬送装置の上方に設置されるものであって、
前記第一アーム、前記第二アーム、前記ハンドリング装置は、前記搬送装置の横幅の範囲内に設置され、
前記可動エリアのY軸方向に相当する幅は、前記搬送装置の横幅の範囲内に抑えられ、
前記可動エリアのX軸方向に相当する幅は、前記搬送装置により搬送される物に対する作業を可能とする搬送方向の幅としての余裕範囲と同一である、ことを特徴とする、
請求項１に記載の吊り下げ型作業ロボットとするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項２に記載の吊り下げ型作業ロボットを複数並設するとともに、
前記各吊り下げ型作業ロボットの前記拡張可動エリアが重複する重複作業エリアが形成されることとし、前記重複作業エリアにおいて、隣り合う各吊り下げ型作業ロボット間でのワークの受け渡し作業、隣り合う各吊り下げ型作業ロボットにおいて一つのワークに対し同時に作業を行う両手作業、或いは、隣り合う各吊り下げ型作業ロボットにおいて異なるワークに対する作業、の少なくとも一つを実施可能とする、吊り下げ型作業ロボットシステム、とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
即ち、請求項１に記載の発明においては、搬送方向において余裕範囲を有する有効作業エリアと、ハンドリング装置の移動し得る可動エリアを、略同一とすることができ、作業ロボットの設置スペースの狭小化を実現するとともに、特に、連続的に搬送されるワークについて作業を行う場合において、工程設計の自由度が高い作業ロボットを実現することができる。また、三次元的にハンドリング装置を移動することができ、多種、多様な作業を実施することが可能となる。また、可動エリアにおいて、その幅の間の全ての箇所において、搬送方向に余裕範囲が確保され、この余裕範囲の範囲に含まれる全ての領域を、有効作業エリアとして利用することが可能となる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、請求項２に記載の発明においては、有効作業エリアと拡張可動エリアをあわせた範囲での作業の工程設計することが可能となり、工程設計の自由度をより高めることが可能となる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、請求項３に記載の発明においては、様々な作業を連続して行うことが可能となって、工程設計の自由度の高いシステムを実現することが可能となる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】