(57)【要約】【課題】エンドエフェクタの姿勢のみが変更される場合や、作業点の移動が微小で、かつ姿勢を大きく変更する場合でも、作業装置全体が急に高速で動くことを防止でき、作業経験が少ない作業者でも安心して扱うことができるようにする。【解決手段】リンク作動装置７と他のアクチュエータ７１とを組み合わせた作業装置１に適用される。制御装置２の複数の作業座標を記憶する記憶部３に、エンドエフェクタ６の目標速度である作業点移動速度と、前記エンドエフェクタ６の姿勢を変更するために設定する目標角速度である姿勢変更速度とを記憶する。制御部４は、前記目標速度から計算された各アクチュエータ１１の移動速度を用いて動作可能か否かを判定する判定部４ａを有する。その判定結果に基づいて動作可能か否かを表示する表示部５を有する。【選択図】図１
2019147200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが３組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側のリンクハブおよび前記先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを有し、前記３組以上のリンク機構のうち２組以上のリンク機構に、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を変更させる姿勢制御用のアクチュエータが設けられたリンク作動装置と、
前記先端側のリンクハブに取付けられたエンドエフェクタと、
前記リンク作動装置と組み合わせられて前記エンドエフェクタの作業点と前記リンク作動装置の基準位置とを相対的に変更する１軸以上の組み合わせ側のアクチュエータと、
前記姿勢制御用のアクチュエータおよび前記組み合わせ側のアクチュエータを制御する制御装置とを備えたリンク作動装置を用いた作業装置であって、
前記制御装置は、
前記エンドエフェクタが作業する作業空間上の各作業点の座標である複数の作業座標を記憶しておく記憶部と、
この記憶部に記憶された前記作業座標から、前記各アクチュエータの移動量および作業座標間の距離を計算し、さらに前記エンドエフェクタの 所定の目標速度を用いて前記各アクチュエータの移動速度を計算し、計算された前記各アクチュエータの移動量および移動速度で前記各アクチュエータを動作させる制御部とを有し、
前記制御部は、前記目標速度から計算された前記各アクチュエータの移動速度を用いて動作可能か否かを判定する判定部を有し、
前記制御装置は、前記判定部の判定結果に基づいて動作可能か否かを表示する表示部を有する、
パラレルリンク機構を用いた作業装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパラレルリンク機構を用いた作業装置において前記判定部は、前記目標速度から計算された前記全アクチュエータの移動速度が所定の速度以下であるか否かを判定し、条件を満たす場合は動作可能であると判定し、条件を満たさない場合は動作不可と判定するパラレルリンク機構を用いた作業装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のパラレルリンク機構を用いた作業装置において、前記記憶部に、前記目標速度として、前記作業座標間を連続的に等速で移動するために設定する所定の作業点移動速度と、前記エンドエフェクタの姿勢を所定の角速度で変更するために設定する姿勢変更速度とを記憶し、前記制御部は、前記目標速度を、前記作業点移動速度と前記姿勢変更速度とに切り替える切替機能部を有するパラレルリンク機構を用いた作業装置。
【請求項４】
請求項３に記載のパラレルリンク機構を用いた作業装置において、前記判定部は、前記エンドエフェクタの移動距離が移動距離閾値を上回るか否かによって移動速度の切替えが必要か否かを判断し、前記切替機能部は、前記判定部で切替えの必要がないと判断された場合は前記作業点移動速度とし、切替えの必要があると判断された場合は前記姿勢変更速度に切り替えるパラレルリンク機構を用いた作業装置。
【請求項５】
請求項３に記載のパラレルリンク機構を用いた作業装置において、前記判定部は、前記目標速度を前記作業点移動速度から計算した各アクチュエータの移動速度のうち、少なくとも１つが所定の速度閾値を上回るか否かを判断し、条件を満たすと判断された場合に、前記切替機能部は前記各アクチュエータの移動速度を計算する目標速度を前記姿勢変更速度に切替えるパラレルリンク機構を用いた作業装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載のパラレルリンク機構を用いた作業装置において、パラメータの設定完了時に、前記判定部による切替えが必要か否かの判断、および必要であると判断された場合の前記切替機能部による目標速度の切替えを行うパラレルリンク機構を用いた作業装置。
【請求項７】
請求項３ないし請求項６のいずれか１項に記載のパラレルリンク機構を用いた作業装置において、前記目標速度として前記作業点移動速度と前記姿勢変更速度とをオペレータの操作で任意に切り替え可能とする切替スイッチを有するパラレルリンク機構を用いた作業装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、産業機器等の精密で広範な作動範囲を必要とする機器等に用いられるパラレルリンク機構を用いた作業装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンパクトな構成でありながら、精密で広範な作動範囲の動作が可能なリンク作動装置として、例えば、特許文献１に示されるような構成が提案されている。
このようなリンク作動装置の先端にエンドエフェクタを搭載し、エンドエフェクタが作業を行う作業空間上の複数の作業点を連続的に移動させる際の制御方法として、特許文献２に示される構成が提案されている。
また、特許文献２に示されるようなリンク作動装置と直動機構を組み合わせた特許文献３に示される構成が提案されている。
【０００３】
この他に、特許文献４に、多関節のロボットの制御装置として、監視点情報を記憶するパラメータ記憶部と、移動指令に基づいて支柱や各関節点等の動作を生成する軌跡生成部と、支柱や各関節点等の制御点の速度を求める制御点速度制御部と、制御点の動作速度から発生する監視点の速度を求める監視点速度制御部と、制御点の速度と監視点の速度から最大速度を選択し、指令速度と比較して、最大速度が指令速度を超えた場合に、制御点の速度を指令速度に変更制御する動作指令部とを備えた構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許５７８５０５５号公報
【特許文献２】特開２０１５−１５５１２４号公報
【特許文献３】特開２０１５−１８８９４５号公報
【特許文献４】国際公開ＷＯ０２／０６６２１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献３で示されるような、リンク作動装置と１軸以上のアクチュエータを組み合わせたパラレルリンク機構を用いた作業装置では、エンドエフェクタの作業点が移動せず、エンドエフェクタの姿勢のみが変更される場合がある。しかし、特許文献２で示されている制御方法は、複数のエンドエフェクタの作業点を連続的に等速で移動させるものであり、エンドエフェクタ６の作業点が移動せず、エンドエフェクタの姿勢のみが変更される場合には適用できない。
また、複数のエンドエフェクタの作業点を連続的に等速で移動させていく場合に、経路の途中に、先端位置の移動量が微小で姿勢だけを大きく変更する区間が存在する場合があるが、このような場合に、先端位置の速度を指令するのでは、その区間では移動時間が短くなることで、多関節ロボットの特異姿勢のように作業装置全体が急に高速で動きだし、モータが破損するだけでなく、作業者に危害を与える可能性がある。
【０００６】
この発明の目的は、エンドエフェクタの作業点が移動せず、エンドエフェクタの姿勢のみが変更される場合や、エンドエフェクタの作業点の移動が微小で、かつエンドエフェクタの姿勢を大きく変更する場合に、そのことをオペレータが知ることができて、作業装置全体が不測に急に高速で動くことを防止できるパラレルリンク機構を用いた作業装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のパラレルリンク機構１０を用いた作業装置１は、基端側のリンクハブ１２に対し先端側のリンクハブ１３が３組以上のリンク機構１４を介して姿勢を変更可能に連結され、前記各リンク機構１４は、それぞれ前記基端側のリンクハブ１２および前記先端側のリンクハブ１３に一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを有し、前記３組以上のリンク機構１４のうち２組以上のリンク機構１４に、前記基端側のリンクハブ１２に対する前記先端側のリンクハブ１３の姿勢を変更させる姿勢制御用のアクチュエータ１１（１１１，１１２，１１３）が設けられたリンク作動装置７と、
前記先端側のリンクハブ１３に取付けられたエンドエフェクタ６と、
前記リンク作動装置７と組み合わせられて前記エンドエフェクタ６の作業点Ｐと前記リンク作動装置７の基準位置とを相対的に変更する１軸以上の組み合わせ側のアクチュエータ７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７と、
前記姿勢制御用のアクチュエータ１１および前記組み合わせ側のアクチュエータ７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７を制御する制御装置２とを備えたパラレルリンク機構１０を用いた作業装置であって、
前記制御装置２は、
前記エンドエフェクタ６が作業する作業空間上の各作業点Ｐｉ（ｉ＝０，１，２，…）の座標である複数の作業座標（ＸＰｉ，ＹＰｉ，ＺＰｉ）を記憶しておく記憶部３と、
この記憶部３に記憶された前記作業座標（ＸＰｉ，ＹＰｉ，ＺＰｉ）から、前記各アクチュエータ１１，７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７の移動量および作業座標（（ＸＰｉ，ＹＰｉ，ＺＰｉ）間の距離を計算し、さらに前記エンドエフェクタ６の所定の目標速度を用いて前記各アクチュエータ１１，７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７の移動速度を計算し、計算された前記各アクチュエータ１１，７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７の移動量および移動速度で前記各アクチュエータ１１，７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７を動作させる制御部４とを有し、
前記制御部４は、前記目標速度から計算された前記各アクチュエータ１１，７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７の移動速度を用いて動作可能か否かを判定する判定部４ａを有し、
前記制御装置２は、前記判定部４ａの判定結果に基づいて動作可能か否かを表示する表示部５を有する。
【０００８】
複数のエンドエフェクタ６の作業点Ｐを連続的に等速で移動させていく場合、経路の途中に、先端位置の移動量が微小で、姿勢だけを大きく変更する区間が存在すると、先端位置の速度を指令するため、その区間では移動時間が短くなることで、多関節ロボットの特異姿勢のように作業装置の全体が急に高速で動きだし、モータ等のアクチュエータ１１（１１１，１１２，１１３）が過負荷となるだけでなく、作業者の安全上も好ましくない。しかし、前記制御部４は、前記目標速度から計算された前記各アクチュエータ１１，７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７の移動速度を用いて動作可能か否かを判定する判定部４ａを有し、この判定部４ａの判定結果に基づいて動作可能か否かが表示部５に表示され、動作不可である場合、オペレータに警告表示されることになる。この警告表示をオペレータが見て、目標速度を遅い値に変更したり、作業点Ｐを調整したりするなどの適宜の操作を行うことで、エンドエフェクタ６の作業点Ｐが移動せず、エンドエフェクタ６の姿勢のみが変更され、作業装置１の全体が急に高速で動くことを防止することができる。
なお、前記組み合わせ側のアクチュエータ７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７は、リンク作動装置７のベースに接続され、リンク作動装置７の位置を変更するものでもよく、リンク作動装置７の先端に接続され、その先にエンドエフェクタ６を搭載するものでもよく、作業空間の原点を移動させるものでもよい。前記「前記エンドエフェクタ６の所定の目標速度」は、エンドエフェクタ６が作業する作業空間上の前記座標を連続的に等速で移動するために設定する目標速度であり、任意の値に設定される。
【０００９】
この発明において、前記判定部４ａは、前記目標速度から計算された前記全アクチュエータの移動速度が所定の速度以下であるか否かを判定し、条件を満たす場合は動作可能であると判定し、条件を満たさない場合は動作不可と判定するようにしてもよい。前記「所定の速度」は、試験などで任意に設定される閾値である。
全アクチュエータ１１，７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７の移動速度から動作可能か不可かを判定することで、作業装置１の全体の動作が可能か否かの確実な判定が行える。
【００１０】
この発明において、前記記憶部３に、前記目標速度として、前記作業座標（ＸＰｉ，ＹＰｉ，ＺＰｉ）間を連続的に等速で移動するために設定する所定の作業点移動速度と、前記エンドエフェクタ６の姿勢を所定の角速度で変更するために設定する姿勢変更速度とを記憶し、前記制御部４は、前記目標速度を、前記作業点移動速度と前記姿勢変更速度とに切り替える切替機能部４ｂを有するようにしてもよい。
【００１１】
前記切替機能部４ｂによる目標速度の切替え機能を設けることでエンドエフェクタ６の作業点Ｐが移動せず、エンドエフェクタ６の姿勢のみが変更される際に、各アクチュエータ１１，７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７を安全に制御でき、かつオペレータは警告表示により目標速度が切り替わることを知ることができる。
なお、前記「作業点移動速度」および「姿勢変更速度」は、任意に定められる値である。
【００１２】
前記切替機能部４ｂを有する場合に、前記判定部４ａは、前記エンドエフェクタ６の移動距離が移動距離閾値を上回るか否かによって移動速度の切替えが必要か否かを判断し、前記切替機能部４ｂは、前記判定部４ａで切替えの必要がないと判断された場合は前記作業点移動速度とし、切替えの必要があると判断された場合は前記姿勢変更速度に切り替えるようにしてもよい。
上回るか下回るかは、「以上，未満」で判断しても、また「超える，以下」で判断してもよい。また、エンドエフェクタ６の作業点Ｐが移動しないもしくは移動が微小であるとは、エンドエフェクタ６の作業点Ｐの移動距離が、予め規定しておいた前記「移動距離閾値」の範囲内であるかどうかで判断する。
エンドエフェクタ６の作業点Ｐの移動が微小で、かつエンドエフェクタ６の姿勢を大きく変更する場合、エンドエフェクタ６の作業点Ｐを連続的に移動する際の所定の目標速度（前記「作業点移動速度」）で動作させようとすると、エンドエフェクタ６の姿勢を変更するための速度が過大となってしまい、作業装置全体が急に高速で動く恐れがある。しかし、この移動距離閾値を用いて作業点移動速度から姿勢変更速度に自動で切り替えることで、経験が浅い作業者でも作業装置１の全体が急に高速で動くことを防止できる。
【００１３】
前記切替機能部４ｂを有する場合に、前記判定部４ａは、前記目標速度を前記作業点移動速度から計算した各アクチュエータ１１，７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７の移動速度のうち、少なくとも１つが所定の速度閾値を上回るか否かを判断し、条件を満たすと判断された場合に、前記切替機能部４ｂは前記各アクチュエータ１１，７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７の移動速度を計算する目標速度を前記姿勢変更速度に切替えるようにしてもよい。
例えば、作業点移動速度から姿勢変更速度に自動で切り替える方法として、作業点移動速度から計算した各アクチュエータ１１，７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７の移動速度が各アクチュエータ１１，７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７の定格速度を超えてしまう場合に、自動で切り替えるようにしてもよい。
これにより、作業装置１の全体が急に高速で動くことを防止するだけでなく、各アクチュエータ１１，７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７が破損することを防止できる。
【００１４】
これらの構成の場合に、パラメータの設定完了時に、前記判定部４ａによる切替えが必要か否かの判断、および必要であると判断された場合の前記切替機能部による目標速度の切替えを行うようにしてもよい。前記パラメータは、この作業装置１を実動作させる前に設定しておく各種の値であって、この例えば、前記目標速度、作業点移動速度、姿勢変更速度、前記所定の速度、移動距離閾値、作業座標等であり、前記記憶部３に記憶されている。
判定部４ａでの判定と切替機能部４ｂでの目標速度の切替えを行うタイミングを、プログラム運転中ではなく、パラメータ設定完了時に限定することで、プログラム運転前にオペレータに通知することができると言う利点が得られる。これにより、プログラム運転中に判定を実施し、動作不可となった場合に装置が停止してしまうことが防止される。
【００１５】
この発明において、前記切替機能部４ｂを有する場合に、前記目標速度として前記作業点移動速度と前記姿勢変更速度とをオペレータの操作で任意に切り替え可能とする切替スイッチ８を有するようにしてもよい。
制御装置２の中に目標速度を切り替えるための切替スイッチ８を設け、外部からオペレータがその切替スイッチ８を操作できるようにすることで、エンドエフェクタ６の作業点Ｐの移動距離が移動距離閾値の範囲外であった場合でも、オペレータが任意に姿勢変更速度へ変更することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明のパラレルリンク機構を用いた作業装置は、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが３組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側のリンクハブおよび前記先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを有し、前記３組以上のリンク機構のうち２組以上のリンク機構に、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を変更させる姿勢制御用のアクチュエータが設けられたリンク作動装置と、前記先端側のリンクハブに取付けられたエンドエフェクタと、前記リンク作動装置と組み合わせられて前記エンドエフェクタの作業点と前記リンク作動装置の基準位置とを相対的に変更する１軸以上の組み合わせ側のアクチュエータと、前記姿勢制御用のアクチュエータおよび前記組み合わせ側のアクチュエータを制御する制御装置とを備えたリンク作動装置を用いた作業装置であって、前記制御装置は、前記エンドエフェクタが作業する作業空間上の各作業点の座標である複数の作業座標を記憶しておく記憶部と、この記憶部に記憶された前記作業座標から、前記各アクチュエータの移動量および作業座標間の距離を計算し、さらに前記エンドエフェクタ６の所定の目標速度を用いて前記各アクチュエータの移動速度を計算し、計算された前記各アクチュエータの移動量および移動速度で前記各アクチュエータを動作させる制御部とを有し、前記制御部は、前記目標速度から計算された前記各アクチュエータの移動速度を用いて動作可能か否かを判定する判定部を有し、前記制御装置は、前記判定部の判定結果に基づいて動作可能か否かを表示する表示部を有するため、エンドエフェクタの作業点が移動せず、エンドエフェクタの姿勢のみが変更される場合や、エンドエフェクタの作業点の移動が微小で、かつエンドエフェクタの姿勢を大きく変更する場合に、オペレータが知ることができて、作業装置全体が不測に急に高速で動くことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置の斜視図に制御装置のブロック図を組み合わせた説明図である。
【図２】同作業装置の動作の説明図である。
【図３】同作業装置の他の動作の説明図である。
【図４】（Ａ）は同作業装置における制御装置が行う制御の一例を示すフロー図、（Ｂ）は同図（Ａ）の判断ステップの詳細を示すフロー図である。
【図５】第２の実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置の斜視図に制御装置のブロック図を組み合わせた説明図である。
【図６】第２の実施形態に係る作業装置における制御装置が行う制御例を示すフロー図である。
【図７】第２の実施形態に係る作業装置における制御装置が行う制御の他の例を示すフロー図である。
【図８】第２の実施形態に係る作業装置における制御装置が行う制御のさらに他の例を示すフロー図である。
【図９】第３の実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置の斜視図に制御装置のブロック図を組み合わせた説明図である。
【図１０】第３の実施形態に係る作業装置における制御装置が行う制御の例を示すフロー図である。
【図１１】さらに他の実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置の斜視図である。
【図１２】さらに他の実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置の斜視図である。
【図１３】さらに他の実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置の斜視図である。
【図１４】さらに他の実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置の斜視図である。
【図１５】さらに他の実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置の斜視図である。
【図１６】さらに他の実施形態に係るパラレルリンク機構を用いた作業装置の斜視図である。
【図１７】第１の実施形態に係る作業装置におけるリンク作動装置の一部を示す正面図である。
【図１８】同リンク作動装置の一つの動作状態を示す斜視図である。
【図１９】同リンク作動装置の他の動作状態を示す斜視図である。
【図２０】図１４のXX−XX線断面図である。
【図２１】同リンク作動装置を直線で示すモデル図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明の実施形態を図面と共に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１〜図４、および図１７〜図２１は、この発明の第１の実施形態を示す。このパラレルリンク機構を用いた作業装置１は、パラレルリンク機構１０およびその姿勢制御用のアクチュエータ１１（１１１，１１２，１１３）により構成されるリンク作動装置７と、このリンク作動装置７と組み合わせられる組み合わせ機構７０を構成する１軸の組み合わせ側のアクチュエータ７１と、エンドエフェクタ６と、制御装置２とを備える。
【００１９】
前記組み合わせ側のアクチュエータ７１は、単独で前記組み合わせ機構７０を構成する１軸の直動アクチュエータであり、架設されたレール７１ｂに沿って左右方向（Ｘ軸方向）に移動台７１ｃを進退自在に設置し、この移動台７１ｃを駆動源となるモータ７１ａで進退させる。モータ７１ａの回転は、ボールねじまたはラック・ピニオン機構等の回転・直線運動変換機構（図示せず）を介して、前記移動台７１ｃとレール７１ｂ間に伝達される。モータ７１ａは、移動台７１ｃに搭載されていても、レール７１に設置されていてもよい。前記移動台７１ｃの下面に、前記リンク作動装置７がその基端側リンクハブ１２を固定して設置されている。
【００２０】
リンク作動装置７について詳しく説明する。リンク作動装置７のパラレルリンク機構１０は、図１８，１９に示すように、基端側のリンクハブ１２に対し先端側のリンクハブ１３を、３組のリンク機構１４を介して姿勢変更可能に連結してなる。リンク機構１４の数は、４組以上であってもよい。
【００２１】
各リンク機構１４は、その一つを図１７に示すように、基端側の端部リンク部材１５、先端側の端部リンク部材１６、および中央リンク部材１７で構成され、４つの回転対偶からなる４節連鎖のリンク機構をなす。基端側および先端側の端部リンク部材１５，１６はＬ字状をなし、一端がそれぞれ基端側のリンクハブ１２および先端側のリンクハブ１３に回転自在に連結されている。中央リンク部材１７は、両端に基端側および先端側の端部リンク部材１５，１６の他端がそれぞれ回転自在に連結されている。
【００２２】
パラレルリンク機構１０は、２つの球面リンク機構を組み合わせた構造であって、リンクハブ１２，１３と端部リンク部材１５，１６の各回転対偶、および端部リンク部材１５，１６と中央リンク部材１７の各回転対偶の中心軸が、基端側と先端側においてそれぞれの球面リンク中心ＰＡ，ＰＢで交差している。また、基端側と先端側において、リンクハブ１２，１３と端部リンク部材１５，１６の各回転対偶とそれぞれの球面リンク中心ＰＡ，ＰＢからの距離も同じであり、端部リンク部材１５，１６と中央リンク部材１７の各回転対偶とそれぞれの球面リンク中心ＰＡ，ＰＢからの距離も同じである。端部リンク部材１５，１６と中央リンク部材１７との各回転対偶の中心軸は、ある交差角γを持っていてもよいし、平行であってもよい。
【００２３】
図２０は図１７のXX−XX断面図であって、同図に、基端側のリンクハブ１２と基端側の端部リンク部材１５の各回転対偶の中心軸Ｏ１と、中央リンク部材１７と基端側の端部リンク部材１５の各回転対偶の中心軸Ｏ２と、基端側の球面リンク中心ＰＡとの関係が示されている。つまり、中心軸Ｏ１と中心軸Ｏ２とが交差する点が球面リンク中心ＰＡである。先端側のリンクハブ１３および先端側の端部リンク部材１６の形状ならびに位置関係も図１８と同様である（図示せず）。図の例では、リンクハブ１２（１３）と端部リンク部材１５（１６）との各回転対偶の中心軸Ｏ１と、端部リンク部材１５（１６）と中央リンク部材１７との各回転対偶の中心軸Ｏ２とが成す角度αが９０°とされているが、前記角度αは９０°以外であってもよい。
【００２４】
３組のリンク機構１４は、如何なる姿勢においても幾何学的に同一形状をなす。幾何学的に同一形状とは、図２１に示すように、各リンク部材１５，１６，１７を直線で表現した幾何学モデル、すなわち各回転対偶と、これら回転対偶間を結ぶ直線とで表現したモデルが、中央リンク部材１７の中央部に対する基端側部分と先端側部分が対称を成す形状であることを言う。図２１は、一組のリンク機構１４を直線で表現した図である。この実施形態のパラレルリンク機構１０は回転対称タイプで、基端側のリンクハブ１２および基端側の端部リンク部材１５と、先端側のリンクハブ１３および先端側の端部リンク部材１６との位置関係が、中央リンク部材１７の中心線Ｃに対して回転対称となる位置構成になっている。各中央リンク部材１７の中央部は、共通の軌道円上に位置している。
【００２５】
基端側のリンクハブ１２と先端側のリンクハブ１３と３組のリンク機構１４とで、基端側のリンクハブ１２に対し先端側のリンクハブ１３が直交２軸回りに回転自在な２自由度機構が構成される。言い換えると、基端側のリンクハブ１２に対して先端側のリンクハブ１３を、回転が２自由度で姿勢変更自在な機構である。この２自由度機構は、コンパクトでありながら、基端側のリンクハブ１２に対する先端側のリンクハブ１３の可動範囲を広くとれる。
【００２６】
例えば、球面リンク中心ＰＡ，ＰＢを通り、リンクハブ１２，１３と端部リンク部材１５，１６の各回転対偶の中心軸Ｏ１（図２１）と直角に交わる直線をリンクハブ１２，１３の中心軸ＱＡ，ＱＢとした場合、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢとの折れ角θの最大値を約±９０°とすることができる。また、基端側のリンクハブ１２に対する先端側のリンクハブ１３の旋回角φを０°〜３６０°の範囲に設定できる。折れ角θは、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢが傾斜した垂直角度のことであり、旋回角φは、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢが傾斜した水平角度のことである。
【００２７】
基端側のリンクハブ１２に対する先端側のリンクハブ１３の姿勢変更は、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢとの交点Ｏを回転中心として行われる。基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢが同一線上にある原点位置の状態（図１８）では、先端側のリンクハブ１３は真下を向く。図１，図１９は、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡに対して先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢが或る作動角をとった状態を示す。姿勢が変化しても、基端側と先端側の球面リンク中心ＰＡ，ＰＢ間の距離Ｌ（図２１）は変化しない。
【００２８】
各リンク機構１４が次の各条件を満たす場合、幾何学的対称性から基端側のリンクハブ１２および基端側の端部リンク部材１５と、先端側のリンクハブ１３および先端側の端部リンク部材１６とは同じに動く。よって、パラレルリンク機構１０は、基端側から先端側へ回転伝達を行う場合、基端側と先端側は同じ回転角になって等速で回転する等速自在継手として機能する。
条件１：各リンク機構１４におけるリンクハブ１２，１３と端部リンク部材１５，１６との回転対偶の中心軸Ｏ１の角度および長さが互いに等しい。
条件２：リンクハブ１２，１３と端部リンク部材１５，１６との回転対偶の中心軸Ｏ１および端部リンク部材１５，１６と中央リンク部材１７との回転対偶の中心軸Ｏ２が、基端側および先端側において球面リンク中心ＰＡ，ＰＢで交差する。
条件３：基端側の端部リンク部材１５と先端側の端部リンク部材１６の幾何学的形状が等しい。
条件４：中央リンク部材１７における基端側部分と先端側部分の幾何学的形状が等しい。
条件５：中央リンク部材１７の対称面に対して、中央リンク部材１７と端部リンク部材１５，１６との角度位置関係が基端側と先端側とで同じである。
【００２９】
図１８に示すように、基端側のリンクハブ１２は、基端部材２０と、この基端部材２０と一体に設けられた３個の回転軸連結部材２１とで構成される。基端部材２０は中央部に円形の貫通孔２０ａ（図２０参照）を有し、この貫通孔２０ａの周囲に３個の回転軸連結部材２１が円周方向に等間隔で配置されている。貫通孔２０ａの中心は、基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡ（図１７）上に位置する。各回転軸連結部材２１には、軸心が基端側のリンクハブ１２の中心軸ＱＡと交差する回転軸２２が回転自在に連結されている。この回転軸２２に、基端側の端部リンク部材１５の一端が連結される。
【００３０】
図１８に示すように、先端側のリンクハブ１３は、平板状の先端部材５０と、この先端部材５０の内面に円周方向等配で設けられた３個の回転軸連結部材５１とで構成される。３個の回転軸連結部材５１が配置される円周の中心は、先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢ上に位置する。各回転軸連結部材５１は、軸心が先端側のリンクハブ１３の中心軸ＱＢと交差する回転軸５２が回転自在に連結されている。この先端側のリンクハブ１３の回転軸５２に、先端側の端部リンク部材１６の一端が連結される。先端側の端部リンク部材１６の他端には、中央リンク部材１７の他端に回転自在に連結された回転軸５５が連結される。先端側のリンクハブ１３の回転軸５２および中央リンク部材１７の回転軸５５も、前記回転軸３５と同じ形状であり、かつ２個の軸受（図示せず）を介して回転軸連結部材５１および中央リンク部材１７の他端にそれぞれ回転自在に連結されている。
【００３１】
リンク作動装置７の姿勢制御用のアクチュエータ１１は、減速機構６２を備えたロータリアクチュエータであり、基端側のリンクハブ１２の基端部材２０の下面に、前記回転軸２２と同軸上に設置されている。姿勢制御用アクチュエータ１１と減速機構６２は一体に設けられ、モータ固定部材６３により減速機構６２が基端部材２０に固定されている。この例では、３組のリンク機構１４の全てに姿勢制御用アクチュエータ１１が設けられているが、３組のリンク機構１４のうち少なくとも２組に姿勢制御用アクチュエータ１１を設ければ、基端側のリンクハブ１２に対する先端側のリンクハブ１３の姿勢を確定することができる。
【００３２】
リンク作動装置７は、各姿勢制御用アクチュエータ１１を回転駆動することで、パラレルリンク機構１０が作動する。詳しくは、姿勢制御用アクチュエータ１１を回転駆動すると、その回転が減速機構６２を介して減速して回転軸２２に伝達される。それにより、基端側のリンクハブ１２に対する基端側の端部リンク部材１５の角度が変わり、基端側のリンクハブ２に対する先端側のリンクハブ３の姿勢が変更される。
【００３３】
図１において、エンドエフェクタ６は、この作業装置１により対象物（図示せず）に対して作業を行う装置であって、例えば、塗布ノズル、エアーノズル、溶接トーチ、カメラ、把持機構等とされる。
エンドエフェクタ６は、同図の例では、先端側のリンクハブ１３に中心軸ＱＢに沿って突出して設けられ、先端が作業点Ｐとなる装置、例えば塗布ノズルとされている。エンドエフェクタ６は、作業点Ｐがこのエンドエフェクタ６の先端から中心軸ＱＢの延長方向に離れていてもよい。
【００３４】
制御装置２は、前記姿勢制御用のアクチュエータ１１（１１１〜１１３）および前記組み合わせ側のアクチュエータ７１を制御する装置であって、コンピュータおよびこれに実行されるプログラム、並びに電子回路等からなり、記憶部３、制御部４、表示部５、および入力手段（図示せず）を有する。制御部４は判定部４ａを有する。前記入力手段は、記憶部３に記憶内容の設定や更新等の入力を行う手段であり、前記キーボードや表示部５上のタッチネルなどのオペレータの操作によって入力を行うものであっても、また記憶媒体の読み込みや、データ通信で入力を行う手段であってもよい。
【００３５】
記憶部３は、エンドエフェクタ６が作業する作業空間Ｓ上の作業点Ｐｉ（ｉ＝０，１，２，３，…）の座標である複数の作業座標（ＸＰｉ，ＹＰｉ，ＺＰｉ）を記憶しておく手段であり、これに加えて作業点移動速度および姿勢変更速度を記憶する。
作業点移動速度は、エンドエフェクタ６が作業する作業空間Ｓ上の前記座標（ＸＰｉ，ＹＰｉ，ＺＰｉ）を連続的に等速で移動するために設定する所定の目標速度であり、任意の値に設定される。
姿勢変更速度は、前記エンドエフェクタ６の姿勢を所定の速度で変更するために設定する所定の目標角速度であり、任意の値に設定される。
【００３６】
制御部４は、記憶部３に記憶された作業座標から、各姿勢制御用のアクチュエータ１１および前記組み合わせ側のアクチュエータ７１の移動量および作業座標間の距離を計算し、かつ所定の目標速度から前記各アクチュエータ１１，７１の移動速度を計算し、計算された前記各アクチュエータ１１，７１の移動量および移動速度で前記各アクチュエータ１１，７１を動作させる。
【００３７】
判定部４ａは、前記目標速度から計算された前記各アクチュエータ１１，７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７の移動速度を用いて動作可能か否かを判定する。判定部４ａは、具体的には、前記目標速度から計算された前記全アクチュエータ１１，７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７の移動速度が所定の速度以下であるか否かを判定し、条件を満たす場合は動作可能であると判定し、条件が満たさない場合は動作不可と判定する。前記「所定の速度」は、設計により適宜の値とされる。
表示部５は、判定部４ａの判定結果に基づいて動作可能か否かを表示する手段である。表示部５は、例えば表示内容を画面に表示する液晶表示装置などからなり、文字やマーク等の画像で表示を行う。
なお、制御装置２は、表示部５に加え、判定部４ａの判定結果に基づいて動作可能か否かを音声等で報知する報知手段（図示せず）を有していてもよい。
【００３８】
上記構成の動作例、および構成の補足説明を行う。
図１は、リンク作動装置７と前記他の直動１軸のアクチュエータ７１とを組み合わせたときの構成例である。この構成において、リンク作動装置７の姿勢Ａ（θa ，φa ）のときの姿勢変更用の３つの各アクチュエータ１１（１１１，１１２，１１３）の位置を（β1a，β2a，β3a）とする。また、前記組み合わせ側のアクチュエータ７１の位置Ｃ（図２参照）における移動量をＭｃとする。このとき、リンク作動装置７の先端に配置したエンドエフェクタ６の作業点Ｐの作業空間Ｓにおける座標を（Xp，Yp，Zp）とする。
なお、説明の簡明のために、前記作業点Ｐｉのうちの任意の一つを「Ｐ」と称し、他の一つを「Ｑ」と称して図上に示している。また、特にどの作業点Ｐｉであるかを特定しない場合において、単に「作業点Ｐ」と称することがある。
【００３９】
図２にリンク作動装置７の姿勢を姿勢Ａ（θa，φa）から姿勢Ｂ（θb，φb）へ変更し、他の直動１軸のアクチュエータ７１位置を位置Ｃ（Ｍｃ）から位置Ｄ（Ｍｄ）へ変更したとき、エンドエフェクタ６の作業点Ｐが座標（Xｐ，Yｐ，Zｐ）から（Xｑ，Yｑ，Zｑ）に移動する場合を示す。
このときの座標移動距離Ｌ、所定の作業点移動速度をＶ１とすると、移動する際にかかる時間Ｔ１は次の（式１）で表せる。
【００４０】
【数１】
2019147200.tif 000003
【００４１】
よって、各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動量を、Δβ１、Δβ2 、Δβ3 、ΔＭとすると、各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度は以下の（式２）で表せる。
【数２】
2019147200.tif 000004
【００４２】
図３に、リンク作動装置７の姿勢を姿勢Ａ（θa，φa）から姿勢Ｂ（θb，φb）へ変更し、他の直動１軸のアクチュエータ７１の位置を位置Ｃ（Ｍｃ）から位置Ｄ（Ｍｄ）へ変更したとき、エンドエフェクタ６の作業点がＰのまま移動しなかった（ＰとＱが一致する）場合を示す。このときの姿勢Ａと姿勢Ｂがなす角度をγ、所定の姿勢変更速度をＶ２とすると、移動する際にかかる時間Ｔ２は次の（式３）で表せる。
【００４３】
【数３】
2019147200.tif 000005
【００４４】
よって、各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動量を、Δβ１、Δβ2 、Δβ3 、ΔＭとすると、各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度は以下の（式４）で表せる。
【００４５】
【数４】
2019147200.tif 000006
【００４６】
（式１）、（式２）と（式３）、（式４）とを切り替えることで、エンドエフェクタ６の作業点Ｐを所定の作業点移動速度で移動させる動作と、エンドエフェクタ６の姿勢を所定の姿勢変更速度で変更する動作を連続的な動作の中で切り替えることができる。
【００４７】
ここで、図１に示すように、ティーチング時などオペレータがエンドエフェクタ６の
作業点Ｐ、リンク作動装置７の姿勢、および作業点移動速度を設定した際に、所定の目標
速度で動作可能か判断する判定部４ａと、判定部で所定の目標速度で動作不可であると判定された場合に警告を表示する表示部４ｂとが制御装置２に設けられ、所定の目標速度では動作不可のときにオペレータに通知する機能が設けられている。これにより、オペレータがティーチング時やパラメータ設定時に作業点、リンクの姿勢、目標速度を調整することで、作業装置全体が急に高速で動くことを防止することができる。
【００４８】
図４に、制御部４の判定部４ａが行う判定、および表示部５の表示の流れを示す。
判定部４ａは、この作業装置１が所定の速度で作業点Ｐを移動可能か否か、すなわち前記目標速度から計算された前記各アクチュエータ１１，７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７の移動速度を用いて動作可能か否かを判定する（ステップＭ１）。
動作可能である場合は、表示部５による警告の表示は行わない（ステップＭ２）。動作可能でない場合は、表示部５による警告の表示を行う（ステップＭ３）。
【００４９】
前記判定ステップＭ１の詳細を、同図（Ｂ）に示す。まず動作開始前に、オペレータが前記入力手段（図示せず）に入力を行うことで、作業点移動速度を所定の目標速度として記憶部３に設定しておく（ステップＱ１）。動作開始後、制御部４は、設定された作業点移動速度から、次の作業点Ｐに到達するまでの移動時間を求め（ステップＱ２）、各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度を求める（ステップＱ３）。
判定部４ａは、全アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１において、移動速度が所定の速度以下であるか否かを判定する（ステップＱ４）。なお、姿勢変更用のアクチュエータ１１１，１１２，１１３のみの移動速度が所定の速度以下であるか否かを判定するようにしてもよい。前記「所定の速度」は、各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１毎に任意に設定される閾値である。所定の速度以下である場合は、動作可能、つまり所定の速度で作業点作業点移動が可能と判定する（ステップＱ５）。所定の速度以下でない場合は、動作不可能、つまり所定の速度で作業点作業点移動が不可能と判定する（ステップＱ６）。
【００５０】
このように動作可能か否かの判定を行い、判定結果に応じて表示部５に警告の表示を行う。そのため、オペレータが表示内容に応じて、目標速度を遅い値に変更したり作業点Ｐを調整したりするなどの適宜の操作を行うことで、エンドエフェクタ６の作業点Ｐが移動せず、エンドエフェクタ６の姿勢のみが変更され、作業装置１の全体が急に高速で動くことを防止することができる。
【００５１】
すなわち、複数のエンドエフェクタの作業点を連続的に等速で移動させていく場合、経路の途中に、先端位置の移動量が微小で、姿勢だけを大きく変更する区間が存在すると、先端位置の速度を指令するため、その区間では移動時間が短くなることで、多関節ロボットの特異姿勢のように作業装置の全体が急に高速で動きだし、モータが過負荷となるだけでなく、作業者の安全上も好ましくない。しかし、前記制御部４は、前記目標速度から計算された前記各アクチュエータ１１，７１〜７３，８５〜８７，９５〜９７の移動速度を用いて動作可能か否かを判定する判定部４ａを有し、この判定部４ａの判定結果に基づいて動作可能か否かが表示部５に表示され、動作不可である場合、オペレータに警告表示されることになる。このため、警告表示をオペレータが見て適宜の操作を行うことで作業装置の全体が急に高速で動くことを防止することができる。
【００５２】
＜第２実施形態＞
図５ないし図８は、第２の実施形態を示す。第２の実施形態は、第１の実施形態において、制御部４に切替機能部４ａを付加したものであり、特に説明する事項の他は、第１の実施形態と同様である。
切替機能部４ｂは、前記目標速度を、前記作業点移動速度と前記姿勢変更速度とに切り替える手段である。前述のように、前記作業点移動速度は、前記作業座標（ＸＰｉ，ＹＰｉ，ＺＰｉ）間を連続的に等速で移動するために設定する速度、姿勢変更速度は、前記エンドエフェクタ６の姿勢を所定の角速度で変更するために設定する速度であり、いずれも前記記憶部３に記憶された値である。
【００５３】
切替機能部４ａは、例えば、前記目標速度を、エンドエフェクタ６の移動距離が、判断基準距離として定められた移動距離閾値を上回る場合は前記作業点移動速度とし、前記移動距離閾値を下回る場合は前記姿勢変更速度とするようにしてもよい。
また、切替機能部４ａは、前記目標速度を、前記作業点移動速度から計算した前記各アクチュエータ１１，７１の移動速度のうちの少なくとも一つが判断基準速度として定められた速度閾値を上回ると言う速度条件を満足する場合は前記姿勢変更速度とし、前記速度条件を満足しない場合は前記作業点移動速度とするようにしてもよい。
【００５４】
図６〜図８に、図１の制御部４が切替機能部４ａを用いて各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度を切り替えるフローの各例を示す。
＜＜図６の処理例＞＞
図６において、判断基準となる所定の速度、つまり速度閾値を上回る速度で作業点を移動させるか否かを判断し（ステップＲ１）、条件を満足する場合は作業点移動速度を目標速度（ステップＲ２）とする。
この後、制御部４は、作業点移動距離から前記作業点移動速度で移動させる場合の時間を求め（ステップＲ３）、各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度を計算する（ステップＲ４）。
【００５５】
ステップＲ１の判断時に、速度閾値を上回る速度で作業点Ｐを移動させない場合は、姿勢変更速度を目標速度とする（ステップＲ５）。姿勢変更角度から前記姿勢変更速度で姿勢変更した場合の時間を求め（ステップＲ６）、各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度を計算する（ステップＲ４）。
【００５６】
＜＜図７の処理例＞＞
ここで、厳密には作業点Ｐと作業点Ｑが一致していなくても、（式１）に示す作業点Ｐと作業点Ｑの間の座標移動距離Ｌが所定の移動距離閾値Ｔｈ＿pos の範囲内にある場合、すなわち（式５）を満たす場合には、エンドエフェクタ６の作業点がＰから移動しないとみなし、姿勢変更速度で各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の速度を計算する。
Ｌ≦Ｔｈ＿pos   ・・・（式５）
【００５７】
エンドエフェクタ６の作業点Ｐの移動が微小で、かつエンドエフェクタ６の姿勢を大きく変更する場合、エンドエフェクタ６の作業点Ｐを連続的に移動する際の所定の作業点移動速度で動作させようとすると、エンドエフェクタ６の姿勢を変更するための速度が過大となってしまい、作業装置１の全体が急に高速で動く恐れがある。しかし、この移動距離閾値を設けることで作業点移動速度から姿勢変更速度に自動で切り替えることができ、作業装置１の全体が急に高速で動くことを防止できる。
【００５８】
図７に、移動距離閾値Ｔｈ＿pos を用いて各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度を切り替えるフローを示す。
作業点移動距離Ｌを計算し（ステップＵ１）、作業点移動距離Ｌが移動距離閾値Ｔｈ＿pos 以下であるかを判断し（ステップＵ２）、条件満足の場合は姿勢変更速度を目標速度とする（ステップ３）。姿勢変更角度から、前記姿勢変更速度で動作させた場合の時間を求め（ステップＵ４）、各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度を計算する（ステップＵ５）。
【００５９】
ステップＵ２の判断で条件を満足しない場合は、ステップＵ６に進んで作業点移動速度を目標速度とする。この後、作業点移動距離から、前記作業点移動速度で動作させた場合の時間を求め（ステップＵ７）、各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度を計算する（ステップＵ５）。
【００６０】
＜＜図８の処理例＞＞
作業点Ｐと作業点Ｑの間の座標移動距離Ｌ、所定の作業点移動速度Ｖ１、および各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動量から計算された各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１のうちのいずれかのアクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度が所定の速度閾値Ｔｈ＿vel を超える場合に、姿勢変更速度から各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の速度を計算する。これにより、作業点Ｐと作業点Ｑの間の座標移動距離Ｌが所定の移動距離閾値Ｔｈ＿pos の範囲外であっても、各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度が過大となることを防止することができる。仮に所定の速度閾値を各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の定格速度とすれば、作業装置全体が急に高速で動くことを防止するだけでなく、アクチュエータの破損も防止できる。
【００６１】
図８に、上記のように速度閾値Ｔｈ＿vel を用いて各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度を切り替えるフローを示す。
作業点移動速度Ｖ１を目標速度とし（ステップＷ１）、作業点移動距離（座標移動距離Ｌ）から、前記作業点移動速度Ｖ１で動作した場合の時間を求め（ステップＷ２）、各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度Ｖact を計算する（ステップＷ３）。
【００６２】
全アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１において、移動速度Ｖact ≦Ｔｈ＿vel を満たすかを判断し（ステップＷ４）、満たす場合は前記移動速度Ｖact で各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１を動作させる。
【００６３】
前記判断ステップＷ４で条件を満たさない場合は、ステップＷ５に進んで姿勢変更速度を目標速度とする。姿勢変更角度から前記姿勢変更速度で動作させた場合の時間を求め（Ｗ６）、各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度を計算する（ステップＷ７）。
【００６４】
＜第３の実施形態＞
図９、図１０は、第３の実施形態を示す。第３の実施形態は、第２の実施形態において制御装置２に切替スイッチ８を設けたものであり、特に説明する事項の他は、第１の実施形態および第２の実施形態と同様である。
【００６５】
切替スイッチ８は、目標速度として前記作業点移動速度と前記姿勢変更速度とをオペレータの操作で任意に切り替え可能とするための入力操作手段である。
切替機能部４ａは、前記各姿勢制御用のアクチュエータ１１の移動速度および前記組み合わせ側のアクチュエータ７１の移動速度を計算するときに用いる前記所定の目標速度を、前記作業点移動速度と前記姿勢変更速度とに、定められた条件に応じて自動で切り替える手段である。
この場合に、作業点Ｐｉごとに切替スイッチ８による切り替えを可能として各作業点Ｐｉにおける切り替え結果を記憶するようにしてもよい。
これにより、作業点Ｐｉを連続的に移動する途中の区間でエンドエフェクタ６の姿勢を所定の角速度で変更したい場合にも、容易に変更できる。
【００６６】
図１０に、切替スイッチ８を用いて各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度を切り替えるフローを示す。
ステップＮ１では所定の角速度で姿勢を変更させることが選択されているか、つまり切替スイッチ８で姿勢変更速度とすることが選択された切替状態となっているかを判断し、条件満足の場合は姿勢変更速度を目標速度とする（ステップＮ２）。姿勢変更角度から、姿勢変更速度で動作させた場合の時間を求め（ステップＮ３）、各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度を計算する（ステップＮ４）。
ステップＮ１で姿勢変更速度とすることが選択されていないと判断された場合は、ステップＮ５に進み、作業点移動速度を目標速度とする。作業点移動距離から前記目標速度で動作させた場合の時間を求め（ステップＮ６）、各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度を計算する（ステップＮ４）。
【００６７】
＜実施形態２、３の作用、効果＞
実施形態１の作業装置１の作用効果は前述したが、実施形態２、３の作業装置１によると、次の作用、効果が得られる。
制御部４が、各姿勢制御用のアクチュエータ１１１，１１２，１１３の移動速度および前記組み合わせ側のアクチュエータ７１の移動速度を計算するときに用いる目標速度を、作業点移動速度と姿勢変更速度とに切り替える切替機能部４ａを有するため、エンドエフェクタ６の作業点Ｐが移動せず、エンドエフェクタ６の姿勢のみが変更される場合でも各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度を制御できる。
フロー図７の例のように予め移動距離閾値を規定しておき、作業点Ｐの移動距離が移動距離閾値の範囲内であるときには、作業点移動速度ではなく、姿勢変更速度から各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度を求める場合は、エンドエフェクタ６の作業点Ｐの移動が微小で、かつエンドエフェクタ６の姿勢を大きく変更する場合でも、エンドエフェクタ６の姿勢を変更するための速度が過大とならず、作業装置１の全体が急に高速で動くことを防止できる。そのため、作業経験が少ない作業者でも安心して作業装置１を扱うことができる。
さらに、フロー図８の例のように作業点移動速度から計算した各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度がこれらのアクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の定格速度を超えてしまう場合に、作業点移動速度からではなく、姿勢変更速度から各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の移動速度を計算するようにした場合は、作業装置１の全体が急に高速で動くことを防止できるだけでなく、各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１の破損も防止できる。
また、実施形態３のように作業点移動速度から姿勢変更速度に切り替える方法として、オペレータが任意で切り替えることのできる切替スイッチ８を設けることによって、エンドエフェクタ６の作業点Ｐの移動が移動距離閾値の範囲外であった場合にも姿勢変更速度へ変更可能とすることで、オペレータが任意で作業点移動速度と姿勢変更速度とを切り替えることができるようになり、作業点Ｐが連続的に移動する場合にも、ある区間において姿勢変更速度を一定として動作させることが可能となる。
【００６８】
以下、図１１〜図１６と共に他の各実施形態につき、説明する。これらの実施形態において、特に説明した事項の他は、第１の実施形態と同様である。
【００６９】
＜実施形態４＞
図１１は第４の実施形態を示す。第１の実施形態では、前記組み合わせ機構７０が１軸の直動アクチュエータで構成された例につき説明したが、図１１に示すように、直動型の２つのアクチュエータ７１，７２を直交配置した２軸の組み合わせ機構７０Ａを前記リンク作動装置７と組み合わせてもよい。この構成の作業装置１においても、第１の実施形態と同様に前記制御装置２を構成される。ただし、制御装置２は、組み合わせ機構７０Ａにおける各アクチュエータ７１，７２を取り扱う構成とされる。
【００７０】
エンドエフェクタ６の作業点Ｐの移動が微小で、かつエンドエフェクタ６の姿勢を大きく変更する場合、エンドエフェクタ６の作業点Ｐを連続的に移動する際の所定の作業点移動速度で動作させようとすると、エンドエフェクタ６の姿勢を変更するための速度が過大となってしまい、作業装置１の全体が急に高速で動く恐れがある。しかし、目標速度を作業点移動速度から姿勢変更速度に切り替えて各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，７１、７２の移動速度を計算することで、この実施形態においても、作業装置１の全体が急に高速で動くことを防止できる。
【００７１】
＜実施形態５＞
図１２はさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、リンク作動装置７と組み合わせる組み合わせ機構８０が垂直多関節ロボットである場合の例である。この組み合わせ機構８０は、ベースユニット８１上に上方へ垂直に延びる第１のアーム８２が、垂直軸心回りに回転自在に設置され、第１のアクチュエータ８５により回転させられる。第１のアーム８２の先端に第２のアーム８３が水平軸心回りに回動自在に設置され、第２のアクチュエータ８６により回動させられる。第２のアーム８３の先端に第３のアーム８４が前記水平軸心と平行な水平軸心回りに回動自在に設置され、第３のアクチュエータ８７により回動させられる。第３のアーム８４の先端に前記リンク作動装置７が設置されている。前記第１ないし第３のアクチュエータ８５〜８７が、特許請求の範囲で言う組み合わせ側のアクチュエータである。
制御装置２は、第１の実施形態に係る作業装置１の制御装置２と同様の構成とされる。ただし、制御装置２は、組み合わせ機構８０における各アクチュエータ８５〜８７を取り扱う構成とされる。
【００７２】
この構成の場合も、エンドエフェクタ６の作業点Ｐの移動が微小で、かつエンドエフェクタ６の姿勢を大きく変更する場合、エンドエフェクタ６の作業点Ｐを連続的に移動する際の所定の作業点移動速度で動作させようとすると、エンドエフェクタ６の姿勢を変更するための速度が過大となってしまい、作業装置１の全体が急に高速で動く恐れがある。しかし目標速度を作業点移動速度から姿勢変更速度に切り替えて各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，８５〜８７の移動速度を計算することで、作業装置１の全体が急に高速で動くことを防止できる。
【００７３】
＜実施形態６＞
図１３はさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、リンク作動装置７と組み合わせる組み合わせ機構９０が水平多関節ロボットである場合の例である。この組み合わせ機構９０は、ベースユニット９１上に上方へ垂直に延びる第１のアーム９２が水平旋回自在に設置されている。第１のアーム９２は上端に水平アーム部９２ａを有していて、その先端に第２のアーム９３が垂直軸心回りに回転自在に設置されている。第２のアーム９３は上端に水平アーム部９３ａを有し、先端に第３のアーム９４が上下移動自在な直動機構として構成されている。第１のアーム９２を旋回駆動するアクチュエータ９５、第２のアーム９３を旋回駆動するアクチュエータ９５、および第３のアーム９４を上下動させる直動アクチュエータ９７が、それぞれリンク作動装置７に対する組み合わせ側のアクチュエータである。
【００７４】
制御装置２は、第１の実施形態に係る作業装置１の制御装置２と同様の構成とされる。ただし、制御装置２は、組み合わせ機構９０における各アクチュエータ９５〜９７を取り扱う構成とされる。
【００７５】
この構成の場合においても、エンドエフェクタ６の作業点Ｐの移動が微小で、かつエンドエフェクタ６の姿勢を大きく変更する場合、エンドエフェクタ６の作業点Ｐを連続的に移動する際の所定の作業点移動速度で動作させようとすると、エンドエフェクタ６の姿勢を変更するための速度が過大となってしまい、作業装置１の全体が急に高速で動く恐れがある。しかし、目標速度を作業点移動速度から姿勢変更速度に切り替えて各アクチュエータ１１１，１１２，１１３，９４〜９６の移動速度を計算することで、各作業装置１の全体が急に高速で動くことを防止できる。
【００７６】
＜実施形態７＞
図１４はさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、エンドエフェクタ６としてカメラ６Ａおよびレンズ６Ｂをリンク作動装置７の先端に搭載した外観検査装置に適用した例である。リンク作動装置７は、３つの直動型のアクチュエータ７１〜７３が互いに直交して組み合わされた３次元型の組み合わせ機構７０Ｂにおける第３の直動型のアクチュエータ７３に搭載されている。
【００７７】
この実施形態の場合、エンドエフェクタ６の作業点はレンズ６Ｂの焦点ＰＦとなる。対象物、つまりワークＷの外観を連続的に撮影している途中で、検査するポイントが固定であり複数の方向から撮影する場合には、作業点移動速度ではなく姿勢変更速度を用いることで一定の速度での撮影が可能となる。
【００７８】
＜実施形態８＞
図１５はさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、作業装置１が、エンドエフェクタとしてエアーノズル６Ｃをリンク作動装置の先端に搭載した洗浄装置である場合を示す。リンク作動装置７と組み合わせる組み合わせ機構７０Ｂは、この例では、図１４と共に前述した直交する第１ないし第３の直動型のアクチュエータ７１，７２，７３で構成されている。
洗浄装置に適用した場合、作業点は洗浄位置ＰＷであり、エアーノズル６Ｃのノズル口６Ｃａの軸上の規定の距離だけ離れた点となる。洗浄したいポイントである洗浄位置ＰＷが固定であって複数の方向から洗浄する場合には、作業点移動速度ではなく姿勢変更速度を用いることで一定の速度での洗浄が可能となる。洗浄位置ＰＷが移動する場合は、作業点移動速度とすることで効率的に洗浄できる。
【００７９】
＜実施形態９＞
図１６はさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、作業装置１が、エンドエフェクタとして把持機構６Ｍをリンク作動装置７の先端に搭載したマニピュレータとされた例である。把持機構６Ｍは、把持機構本体６Ｍａから一対のチャック爪６Ｍｂ，６Ｍｂが突出し、これらチャック爪６Ｍｂ，６Ｍｂを駆動源（図示せず）の駆動により開閉させる構成である。リンク作動装置７と組み合わせる組み合わせ機構７０Ｂは、この例では、図１４と共に前述した直交する第１ないし第３の直動型のアクチュエータ７１，７２，７３で構成されている。
このようなマニピュレータの場合、作業点は把持機構６Ｍの作用点ＰＭとなる。ワークＷを把持した状態で、作用点ＰＭを中心にワークＷを回転させる場合には、作業点移動速度ではなく姿勢変更速度を用いることで一定の速度での回転が可能となる。ワークＷを移動させる場合は、作業点移動速度とすることで効率的に移動させることができる。
【００８０】
以上、実施形態に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８１】
１…作業装置
２…制御装置
３…記憶部
４…制御部
４ａ…判定部
４ｂ…切替機能部
５…表示部６…エンドエフェクタ
６Ａ…カメラ（エンドエフェクタ）
６Ｂ…レンズエンドエフェクタ）
６Ｃ…エアーノズル（エンドエフェクタ）
６Ｍ…把持機構（エンドエフェクタ）
７…リンク作動装置
８…切替スイッチ
１０…パラレルリンク機構
１１，１１１，１１２，１１３…姿勢制御用アクチュエータ
１２…基端側のリンクハブ
１３…先端側のリンクハブ
１４…リンク機構
１５…基端側の端部リンク部材
１６…先端側の端部リンク部材
１７…中央リンク部材
７０，７０Ａ，７０Ｂ…組み合わせ機構
【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】
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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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