(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回動軸周りに回動する第１アームと、前記第１アームに設けられ、前記第１回動軸の軸方向と異なる軸方向である第２回動軸周りに回動する第２アームと、前記第２アームに設けられ、第３回動軸周りに回動する第３アームと、前記第３アームに設けられ、第４回動軸周りに回動する第４アームと、前記第４アームに設けられ、第５回動軸周りに回動する第５アームと、を有するマニピュレーターを備えたロボットであって、
前記マニピュレーターの先端または前記マニピュレーターに設けられたエンドエフェクターの先端を、第１位置から前記第１位置と異なる第２位置へ移動させる場合、前記第４アームまたは前記第５アームの回動角度を制限して、前記マニピュレーターを動作し、
前記第４アームの回動角度の制限は、前記第４アームの回動角度を最小にすることであり、
前記第５アームの回動角度の制限は、前記第５アームの回動角度を最小にすることであることを特徴とするロボット。
【請求項２】
前記第２回動軸の軸方向から見て、前記第１アームと前記第２アームとが重なる第１状態になることが可能である請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記第１状態を経る前記第２アームの動作における前記第２アームの加速度の制限値は、前記第１状態を経ない前記第２アームの動作における前記第２アームの加速度の制限値よりも大きい請求項２に記載のロボット。
【請求項４】
前記第１アームの長さは、前記第２アームの長さよりも長い請求項２または３に記載のロボット。
【請求項５】
前記第１アームは基台に設けられている請求項２ないし４のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項６】
前記第１アームの回動角度が９０°以下である請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のロボットの動作を制御することを特徴とする制御装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のロボットと、
前記ロボットの動作を制御する制御装置と、を備えることを特徴とするロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、ロボットおよびロボットシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マニピュレーター（ロボットアーム）を備えたロボットが知られている。マニピュレーターは複数のアーム（アーム部材）が関節部を介して連結され、最も先端側（最も下流側）のアームには、エンドエフェクターとして、例えば、ハンドが装着される。関節部はモーターにより駆動され、その関節部の駆動により、アームが回動する。そして、ロボットは、例えば、ハンドで対象物を把持し、その対象物を所定の場所へ移動させ、組立等の所定の作業を行う。
【０００３】
特許文献１には、ロボットを制御する制御方法として、ロボットのハンドが２点間を移動する場合、各アームの回動角度（移動量）の合計の角度が最小となるようにする制御方法が開示されている。この特許文献１に記載の制御方法によれば、タクトタイムを短縮することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８２３２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に記載の制御方法では、ハンドに接続されているケーブル等の配線の仕方によっては、各アームの回動角度の合計の角度が最小となるようにロボットが動作すると、ケーブルを断線させてしまう虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
本発明の制御装置は、回動可能な複数のアームを有するマニピュレーターを備えたロボットを制御する制御装置であって、
前記マニピュレーターの先端または前記マニピュレーターに設けられたエンドエフェクターの先端を、第１位置から前記第１位置と異なる第２位置へ移動させる場合、前記複数のアームのうち、回動角度を制限する前記アームの選択が可能であり、前記選択に基づいて、前記マニピュレーターを動作させることを特徴とする。
【０００８】
これにより、所定のアームの回動角度を制限することで、マニピュレーターの先端またはエンドエフェクターの先端が第２位置に移動（位置）した状態で、ロボットは、その構造や用途等に応じた適切な姿勢をとることができる。例えば、マニピュレーターに設けられた図示しないケーブルの配線の仕方等に応じて、回動角度を制限するアームを選択することにより、ケーブルの断線等を防止することができる。
【０００９】
本発明の制御装置では、前記複数のアームは、第ｎ（ｎは１以上の整数）回動軸周りに回動可能な第ｎアームと、
前記第ｎアームに、前記第ｎ回動軸の軸方向と異なる軸方向である第（ｎ＋１）回動軸周りに回動可能に設けられた第（ｎ＋１）アームと、を有し、
前記第（ｎ＋１）回動軸の軸方向から見て、前記第ｎアームと前記第（ｎ＋１）アームとが重なる第１状態になることが可能であることが好ましい。
【００１０】
これにより、第ｎ＋１アームの先端を第ｎ回動軸周りに１８０°異なる位置に移動させる場合にロボットが干渉しないようにするための空間を小さくすることができる。
【００１１】
本発明の制御装置では、前記第１状態を経る前記第（ｎ＋１）アームの動作における前記第（ｎ＋１）アームの加速度の制限値は、前記第１状態を経ない前記第（ｎ＋１）アームの動作における前記第（ｎ＋１）アームの加速度の制限値よりも大きいことが好ましい。
これにより、タクトタイムを短縮することができる。
【００１２】
本発明の制御装置では、前記第ｎアームの長さは、前記第（ｎ＋１）アームの長さよりも長いことが好ましい。
これにより、容易に前記第１状態になることができる。
【００１３】
本発明の制御装置では、前記第ｎアーム（ｎは１である）は基台に設けられていることが好ましい。
【００１４】
これにより、ロボットを設置する場合に、基台を設置することで、その設置作業を容易に行うことができる。
【００１５】
本発明の制御装置では、前記複数のアームは、前記第（ｎ＋１）アームに、第（ｎ＋２）回動軸周りに回動可能に設けられた第（ｎ＋２）アームと、
前記第（ｎ＋２）アームに、第（ｎ＋３）回動軸周りに回動可能に設けられた第（ｎ＋３）アームと、
前記第（ｎ＋３）アームに、第（ｎ＋４）回動軸周りに回動可能に設けられた第（ｎ＋４）アームと、を有し、
回動角度を制限する前記アームとして、前記第（ｎ＋３）アームまたは前記第（ｎ＋４）アームを選択可能であることが好ましい。
【００１６】
これにより、例えば、マニピュレーターに設けられた図示しないケーブルの配線の仕方に応じて、回動角度を制限するアームとして、第（ｎ＋３）アームまたは第（ｎ＋４）アームを選択することにより、ケーブルの断線等を防止することができる。
【００１７】
本発明の制御装置では、前記第ｎアームの回動角度が９０°以下であることが好ましい。
【００１８】
これにより、ロボットの周囲に障害物が有る場合でも、容易に、その障害物を回避して動作することができ、また、タクトタイムを短縮することができる。
【００１９】
本発明の制御装置では、前記複数のアームは、前記第（ｎ＋１）アームに、第（ｎ＋２）回動軸周りに回動可能に設けられた第（ｎ＋２）アームを有し、
前記第（ｎ＋１）回動軸よりも前記第（ｎ＋２）回動軸が基台側にある姿勢と、前記第（ｎ＋２）回動軸よりも前記第（ｎ＋１）回動軸が基台側にある姿勢と、を選択可能であることが好ましい。
これにより、多彩な動作が可能になる。
【００２０】
本発明の制御装置では、前記複数のアームのうち、少なくとも１つの前記アームの回動角度の制限値を設定可能であることが好ましい。
これにより、使用者にとって予期しないロボットの動作を防止することができる。
【００２１】
本発明の制御装置では、同一軸上にある複数の回動軸のうち、少なくとも１つの前記回動軸周りに回動する前記アームの角度を設定可能であることが好ましい。
これにより、使用者の意図するロボットの姿勢を実現することができる。
【００２２】
本発明の制御装置では、前記回動角度の制限は、前記回動角度を最小にすることであることが好ましい。
【００２３】
これにより、所定のアームの回動角度を最小にすることで、マニピュレーターの先端またはエンドエフェクターの先端が第２位置に移動（位置）した状態で、ロボットは、その構造や用途等に応じた適切な姿勢をとることができる。例えば、マニピュレーターに設けられた図示しないケーブルの配線の仕方等に応じて、回動角度を最小にするアームを選択することにより、ケーブルの断線等を防止することができる。
【００２４】
本発明のロボットは、本発明の制御装置により制御されることを特徴とする。
これにより、所定のアームの回動角度を制限することで、マニピュレーターの先端またはエンドエフェクターの先端が第２位置に移動（位置）した状態で、ロボットは、その構造や用途等に応じた適切な姿勢をとることができる。例えば、マニピュレーターに設けられた図示しないケーブルの配線の仕方等に応じて、回動角度を制限するアームを選択することにより、ケーブルの断線等を防止することができる。
【００２５】
本発明のロボットシステムは、本発明の制御装置と、
前記制御装置により制御される前記ロボットと、を備えることを特徴とする。
【００２６】
これにより、所定のアームの回動角度を制限することで、マニピュレーターの先端またはエンドエフェクターの先端が第２位置に移動（位置）した状態で、ロボットは、その構造や用途等に応じた適切な姿勢をとることができる。例えば、マニピュレーターに設けられた図示しないケーブルの配線の仕方等に応じて、回動角度を制限するアームを選択することにより、ケーブルの断線等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のロボットシステムの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すロボットシステムの概略図である。
【図３】図１に示すロボットシステムの側面図である。
【図４】図１に示すロボットシステムの正面図である。
【図５】図１に示すロボットシステムの正面図である。
【図６】図１に示すロボットシステムの作業の際の動作を説明するための図である。
【図７】図１に示すロボットシステムのブロック図である。
【図８】図１に示すロボットシステムのロボットのパターンＣの動作の一例を説明するための図である。
【図９】図１に示すロボットシステムのロボットのパターンＣの動作の一例を説明するための図である。
【図１０】図１に示すロボットシステムのロボットのパターンＣの動作の一例を説明するための図である。
【図１１】本発明のロボットシステムの第４実施形態におけるロボットの姿勢を示す図である。
【図１２】本発明のロボットシステムの第４実施形態におけるロボットの姿勢を示す図である。
【図１３】本発明のロボットシステムの第４実施形態におけるロボットの姿勢を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の制御装置、ロボットおよびロボットシステムを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明のロボットシステムの第１実施形態を示す斜視図である。図２は、図１に示すロボットシステムの概略図である。図３は、図１に示すロボットシステムの側面図である。図４は、図１に示すロボットシステムの正面図である。図５は、図１に示すロボットシステムの正面図である。図６は、図１に示すロボットシステムの作業の際の動作を説明するための図である。図７は、図１に示すロボットシステムのブロック図である。図８〜図１０は、それぞれ、図１に示すロボットシステムのロボットのパターンＣの動作の一例を説明するための図である。
【００３０】
なお、以下では、説明の都合上、図１、図３〜図６、図８〜図１０中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図１〜図６、図８〜図１０中の基台側を「基端」または「上流」、その反対側（ハンド側）を「先端」または「下流」と言う。また、図１、図３〜図６、図８〜図１０中の上下方向が鉛直方向である。また、図８〜図１３には、ハンドを取り外した状態が図示されている。
【００３１】
図１〜図３および図７に示すように、ロボットシステム（産業用ロボットシステム）１００は、ロボット（産業用ロボット）１と、ロボット１の作動（駆動）を制御する制御装置（ロボット制御装置）２０とを備えている。このロボットシステム１００は、例えば、腕時計のような精密機器等を製造する製造工程等で用いることができる。また、ロボットシステム１００は、例えば、当該精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送および組立等の各作業を行うことができる。
【００３２】
制御装置２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示せず）および記憶部２０１等が内蔵されたパーソナルコンピューター（ＰＣ）等で構成することができる。ロボット１を制御するプログラムは、記憶部２０１に予め記憶されている。なお、制御装置２０は、ロボット１（ロボット本体１０）に内蔵されていてもよく、また、ロボット１とは、別体であってもよいが、本実施形態では、ロボット本体１０の後述する基台１１に配置されている。
【００３３】
ロボット１は、ロボット本体１０と、第１駆動源４０１、第２駆動源４０２、第３駆動源４０３、第４駆動源４０４、第５駆動源４０５および第６駆動源４０６（６つの駆動源）とを備えている。ロボット本体１０は、基台（支持部）１１と、マニピュレーター６とを備えている。マニピュレーター６は、第１アーム（第１アーム部材）（腕部）１２、第２アーム（第２アーム部材）（腕部）１３、第３アーム（第３アーム部材）（腕部）１４、第４アーム（第４アーム部材）（腕部）１５、第５アーム（第５アーム部材）（腕部）１６および第６アーム（第６アーム部材）（腕部）１７（６つのアーム）とを備えている。なお、第５アーム１６および第６アーム１７によりリストが構成され、第６アーム１７の先端には、例えば、ハンド９１等のエンドエフェクターを着脱可能に取り付けることができるようになっている。
【００３４】
ロボット１は、基台１１と、第１アーム１２と、第２アーム１３と、第３アーム１４と、第４アーム１５と、第５アーム１６と、第６アーム１７とが基端側から先端側に向ってこの順に連結された垂直多関節（６軸）ロボットである。なお、以下では、第１アーム１２、第２アーム１３、第３アーム１４、第４アーム１５、第５アーム１６および第６アーム１７をそれぞれ「アーム」とも言う。また、第１駆動源４０１、第２駆動源４０２、第３駆動源４０３、第４駆動源４０４、第５駆動源４０５および第６駆動源４０６をそれぞれ「駆動源」とも言う。
【００３５】
図３に示すように、基台１１は、設置スペースの所定部分に固定（支持）される部分（取り付けられる部材）である。この固定方法としては、特に限定されず、例えば、複数本のボルトによる固定方法等を採用することができる。
【００３６】
本実施形態では、基台１１は、設置スペースの天井（天井部）５３の天井面５３１に固定されている。この天井面５３１は、水平面と平行な平面である。なお、基台１１の先端部に設けられた板状のフランジ１１１が天井面５３１に取り付けられているが、基台１１の天井面５３１への取り付け箇所は、これに限定されない。
【００３７】
また、このロボット１では、基台１１とマニピュレーター６との接続部分、すなわち、後述する軸受部６２の中心線（中心）６２１（図４参照）は、天井面５３１よりも鉛直方向上側に位置している。なお、軸受部６２の中心線６２１は、これに限らず、例えば、天井面５３１よりも鉛直方向下側に位置していてもよく、また、天井面５３１と鉛直方向の同じ位置に位置していてもよい。
【００３８】
また、ロボット１は、基台１１が天井面５３１に設置されているので、第１アーム１２と第２アーム１３との接続部分、すなわち、第２アーム１３を回動可能に支持する図示しない軸受部の中心線（中心）は、軸受部６２の中心線６２１よりも鉛直方向下側に位置している。
【００３９】
なお、基台１１には、後述する関節１７１が含まれていてもよく、また、含まれていなくてもよい（図２参照）。
【００４０】
また、第１アーム１２、第２アーム１３、第３アーム１４、第４アーム１５、第５アーム１６および第６アーム１７は、それぞれ、基台１１に対し独立して変位可能に支持されている。
【００４１】
図１〜図３に示すように、第１アーム１２は、屈曲した形状をなしている。第１アーム１２は、図３の状態で説明すると、基台１１に接続され、基台１１から後述する第１回動軸Ｏ１の軸方向（鉛直方向）であって図３中下側に延出した第１部分１２１と、第１部分１２１の図３中の下端から第２回動軸Ｏ２の軸方向（水平方向）であって図３中左側に延出した第２部分１２２と、第２部分１２２の第１部分１２１とは反対の端部に設けられ、第１回動軸Ｏ１の軸方向（鉛直方向）であって図３中下側に延出した第３部分１２３と、第３部分１２３の第２部分１２２とは反対の端部から第２回動軸Ｏ２の軸方向（水平方向）であって図３中右側に延出した第４部分１２４とを有している。なお、これら第１部分１２１、第２部分１２２、第３部分１２３および第４部分１２４は、一体で形成されている。また、第２部分１２２と第３部分１２３とは、第１回動軸Ｏ１および第２回動軸Ｏ２の双方と直交する方向から見て（図３の紙面手前から見て）、ほぼ直交（交差）している。
【００４２】
第２アーム１３は、長手形状をなし、第１アーム１２の先端部、すなわち、第４部分１２４の第３部分１２３とは反対の端部に接続されている。
【００４３】
第３アーム１４は、長手形状をなし、第２アーム１３の先端部、すなわち、第２アーム１３の第１アーム１２が接続されている端部とは反対の端部に接続されている。
【００４４】
第４アーム１５は、第３アーム１４の先端部、すなわち、第３アーム１４の第２アーム１３が接続されている端部とは反対の端部に接続されている。第４アーム１５は、互いに対向する１対の支持部１５１、１５２を有している。支持部１５１、１５２は、第４アーム１５の第５アーム１６との接続に用いられる。
【００４５】
第５アーム１６は、支持部１５１、１５２の間に位置し、支持部１５１、１５２に接続されることで第４アーム１５と連結している。なお、第４アーム１５は、この構造に限らず、例えば、支持部が１つ（片持ち）であってもよい。
【００４６】
第６アーム１７は、平板状をなし、第５アーム１６の基端部に接続されている。また、第６アーム１７には、その先端部（第５アーム１６と反対側の端部）に、エンドエフェクターとして、例えば、腕時計等のような精密機器、部品等を把持するハンド９１が着脱可能に装着される。このハンド９１の駆動は、制御装置２０により制御される。なお、ハンド９１としては、特に限定されず、例えば、複数本の指部（フィンガー）を有する構成のものが挙げられる。そして、このロボット１は、ハンド９１で精密機器、部品等を把持したまま、アーム１２〜１７等の動作を制御することにより、当該精密機器、部品を搬送すること等の各作業を行うことができる。
【００４７】
図１〜図３に示すように、基台１１と第１アーム１２とは、関節（ジョイント）１７１を介して連結されている。関節１７１は、互いに連結された第１アーム１２を基台１１に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、第１アーム１２は、基台１１に対し、鉛直方向と平行な第１回動軸Ｏ１を中心に（第１回動軸Ｏ１周りに）回動可能となっている。第１回動軸Ｏ１は、基台１１が取り付けられた天井５３の天井面５３１の法線と一致している。また、第１回動軸Ｏ１は、ロボット１の最も上流側にある回動軸である。この第１回動軸Ｏ１周りの回動は、第１駆動部（駆動部）である第１モーター４０１Ｍおよび減速機（図示せず）を有する第１駆動源４０１の駆動によりなされる。第１駆動源４０１は第１モーター４０１Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、この第１モーター４０１Ｍの駆動は、制御装置２０により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。
【００４８】
また、この第１アーム１２については、第１アーム１２を制動するブレーキ（制動装置）は設けられていない。これにより、ロボット１の小型化、軽量化、構造の簡素化を図ることができる。
【００４９】
また、第１アーム１２の回動角度は、９０°以下に設定されていることが好ましい。これにより、後述するように、ロボット１の周囲に障害物が有る場合でも、容易に、その障害物を回避して動作することができ、また、タクトタイムを短縮することができる。
【００５０】
なお、以下では、第１モーター４０１Ｍと、後述する第２モーター４０２Ｍ、第３モーター４０３Ｍ、第４モーター４０４Ｍ、第５モーター４０５Ｍおよび第６モーター４０６Ｍとをそれぞれ「モーター」とも言う。
【００５１】
また、第１アーム１２と第２アーム１３とは、関節（ジョイント）１７２を介して連結されている。関節１７２は、互いに連結された第１アーム１２と第２アーム１３のうちの一方を他方に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、第２アーム１３は、第１アーム１２に対し、水平方向と平行な第２回動軸Ｏ２を中心に（第２回動軸Ｏ２周りに）回動可能となっている。第２回動軸Ｏ２は、第１回動軸Ｏ１と直交している。この第２回動軸Ｏ２周りの回動は、第２駆動部（駆動部）である第２モーター４０２Ｍおよび減速機（図示せず）を有する第２駆動源４０２の駆動によりなされる。第２駆動源４０２は第２モーター４０２Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、この第２モーター４０２Ｍの駆動は、制御装置２０により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。
【００５２】
また、第２アーム１３を制動するブレーキ（制動装置）として、第２モーター４０２Ｍの軸部の近傍にブレーキ（図示せず）が設けられている。このブレーキにより、第２モーター４０２Ｍの軸部が回動することを阻止し、第２アーム１３の姿勢を保持することができる。
【００５３】
なお、第２回動軸Ｏ２は、第１回動軸Ｏ１に直交する軸と平行であってもよく、また、第２回動軸Ｏ２は、第１回動軸Ｏ１と直交していなくても、軸方向が互いに異なっていればよい。
【００５４】
また、第２アーム１３と第３アーム１４とは、関節（ジョイント）１７３を介して連結されている。関節１７３は、互いに連結された第２アーム１３と第３アーム１４のうちの一方を他方に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、第３アーム１４は、第２アーム１３に対して、水平方向と平行な第３回動軸Ｏ３を中心に（第３回動軸Ｏ３周りに）回動可能となっている。第３回動軸Ｏ３は、第２回動軸Ｏ２と平行である。この第３回動軸Ｏ３周りの回動は、第３駆動部（駆動部）である第３モーター４０３Ｍおよび減速機（図示せず）を有する第３駆動源４０３の駆動によりなされる。第３駆動源４０３は、第３モーター４０３Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、この第３モーター４０３Ｍの駆動は、制御装置２０により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。
【００５５】
また、第３アーム１４を制動するブレーキ（制動装置）として、第３モーター４０３Ｍの軸部の近傍にブレーキ（図示せず）が設けられている。このブレーキにより、第３モーター４０３Ｍの軸部が回動することを阻止し、第３アーム１４の姿勢を保持することができる。
【００５６】
また、第３アーム１４と第４アーム１５とは、関節（ジョイント）１７４を介して連結されている。関節１７４は、互いに連結された第３アーム１４と第４アーム１５のうちの一方を他方に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、第４アーム１５は、第３アーム１４（基台１１）に対し、第３アーム１４の中心軸方向と平行な第４回動軸Ｏ４を中心に（第４回動軸Ｏ４周りに）回動可能となっている。第４回動軸Ｏ４は、第３回動軸Ｏ３と直交している。この第４回動軸Ｏ４周りの回動は、第４駆動部（駆動部）である第４モーター４０４Ｍおよび減速機（図示せず）を有する第４駆動源４０４の駆動によりなされる。第４駆動源４０４は、第４モーター４０４Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、この第４モーター４０４Ｍの駆動は、制御装置２０により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。
【００５７】
また、第４アーム１５を制動するブレーキ（制動装置）として、第４モーター４０４Ｍの軸部の近傍にブレーキ（図示せず）が設けられている。このブレーキにより、第４モーター４０４Ｍの軸部が回動することを阻止し、第４アーム１５の姿勢を保持することができる。
【００５８】
なお、第４回動軸Ｏ４は、第３回動軸Ｏ３に直交する軸と平行であってもよく、また、第４回動軸Ｏ４は、第３回動軸Ｏ３と直交していなくても、軸方向が互いに異なっていればよい。
【００５９】
また、第４アーム１５と第５アーム１６とは、関節（ジョイント）１７５を介して連結されている。関節１７５は、互いに連結された第４アーム１５と第５アーム１６の一方を他方に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、第５アーム１６は、第４アーム１５に対し、第４アーム１５の中心軸方向と直交する第５回動軸Ｏ５を中心に（第５回動軸Ｏ５周りに）回動可能となっている。第５回動軸Ｏ５は、第４回動軸Ｏ４と直交している。この第５回動軸Ｏ５周りの回動は、第５駆動源４０５の駆動によりなされる。第５駆動源４０５は、第５駆動部（駆動部）である第５モーター４０５Ｍと、減速機（図示せず）と、第５モーター４０５Ｍの軸部に連結された第１プーリー（図示せず）と、第１プーリーに離間して配置され、減速機の軸部に連結された第２プーリー（図示せず）と、第１プーリーと第２プーリーとに掛け渡されたベルト（図示せず）とを有している。第５駆動源４０５は、第５モーター４０５Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、この第５モーター４０５Ｍの駆動は、制御装置２０により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。
【００６０】
また、第５アーム１６を制動するブレーキ（制動装置）として、第５モーター４０５Ｍの軸部の近傍にブレーキ（図示せず）が設けられている。このブレーキにより、第５モーター４０５Ｍの軸部が回動することを阻止し、第５アーム１６の姿勢を保持することができる。
【００６１】
なお、第５回動軸Ｏ５は、第４回動軸Ｏ４に直交する軸と平行であってもよく、また、第５回動軸Ｏ５は、第４回動軸Ｏ４と直交していなくても、軸方向が互いに異なっていればよい。
【００６２】
また、第５アーム１６と第６アーム１７とは、関節（ジョイント）１７６を介して連結されている。関節１７６は、互いに連結された第５アーム１６と第６アーム１７の一方を他方に対し回動可能に支持する機構を有している。これにより、第６アーム１７は、第５アーム１６に対し、第６回動軸Ｏ６を中心に（第６回動軸Ｏ６周りに）回動可能となっている。第６回動軸Ｏ６は、第５回動軸Ｏ５と直交している。この第６回動軸Ｏ６周りの回動は、第６駆動部（駆動部）である第６モーター４０６Ｍおよび減速機（図示せず）を有する第６駆動源４０６の駆動によりなされる。第６駆動源４０６は、第６モーターとケーブル（図示せず）によって駆動され、この第６モーター４０６Ｍの駆動は、制御装置２０により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。
【００６３】
また、第６アーム１７を制動するブレーキ（制動装置）として、第６モーター４０６Ｍの軸部の近傍にブレーキ（図示せず）が設けられている。このブレーキにより、第６モーター４０６Ｍの軸部が回動することを阻止し、第６アーム１７の姿勢を保持することができる。
【００６４】
なお、第６回動軸Ｏ６は、第５回動軸Ｏ５に直交する軸と平行であってもよく、また、第６回動軸Ｏ６は、第５回動軸Ｏ５と直交していなくても、軸方向が互いに異なっていればよい。
【００６５】
前記モーター４０１Ｍ〜４０６Ｍとしては、特に限定されず、例えば、ＡＣサーボモーター、ＤＣサーボモーター等のサーボモーター等が挙げられる。
【００６６】
また、前記各ブレーキとしては、特に限定されず、例えば、電磁ブレーキ等が挙げられる。
【００６７】
なお、第１アーム１２についても、他のアームと同様に、第１アーム１２を制動するブレーキ（制動装置）として、例えば、モーター４０１Ｍの軸部の近傍に、電磁ブレーキ等のブレーキ（図示せず）を設けてもよい。また、逆に、第２アーム１３〜第６アーム１７については、それぞれ、ブレーキを省略してもよい。
【００６８】
また、駆動源４０１〜４０６のモーター４０１Ｍ〜４０６Ｍまたは各減速機には、それぞれ、第１アーム１２の位置を検出する第１位置検出部として第１エンコーダー、第２アーム１３の位置を検出する第２位置検出部として第２エンコーダー、第３アーム１４の位置を検出する第３位置検出部として第３エンコーダー、第４アーム１５の位置を検出する第４位置検出部として第４エンコーダー、第５アーム１６の位置を検出する第５位置検出部として第５エンコーダー、第６アーム１７の位置を検出する第６位置検出部として第６エンコーダーが設けられている（いずれのエンコーダーも図示せず）。各エンコーダーにより、それぞれ、駆動源４０１〜４０６のモーター４０１Ｍ〜４０６Ｍまたは各減速機の回転軸の回転角度を検出する。
以上、ロボット１の構成について簡単に説明した。
【００６９】
次に、第１アーム１２〜第６アーム１７の関係について説明するが、表現等を変え、種々の視点から説明する。また、第３アーム１４〜第６アーム１７については、これらを真っ直ぐに伸ばした状態、すなわち、最も長くした状態、換言すれば、第４回動軸Ｏ４と第６回動軸Ｏ６とが一致しているか、または平行である状態で考えることとする。
【００７０】
まず、図４に示すように、第１アーム１２の長さＬ１は、第２アーム１３の長さＬ２よりも長く設定されている。
【００７１】
ここで、第１アーム１２の長さＬ１とは、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２回動軸Ｏ２と、第１アーム１２を回動可能に支持する軸受部６２の図４中の左右方向に延びる中心線６２１との間の距離である。
【００７２】
また、第２アーム１３の長さＬ２とは、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２回動軸Ｏ２と、第３回動軸Ｏ３との間の距離である。
【００７３】
また、図５に示すように、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θを０°にすることが可能なように構成されている。すなわち、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第１アーム１２と第２アーム１３とが重なることが可能、すなわち、第１アーム１２と第２アーム１３とが重なる第１状態となることが可能なように構成されている。
【００７４】
そして、第２アーム１３は、角度θが０°の場合、すなわち、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第１アーム１２と第２アーム１３とが重なった場合、基台１１が設けられた天井５３の天井面５３１および第１アーム１２の第２部分１２２と干渉しないように構成されている。なお、基台１１の基端面が天井面５３１に取り付けられている場合も同様に、第２アーム１３は、天井面５３１および第１アーム１２の第２部分１２２と干渉しないように構成されている。
【００７５】
ここで、前記第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θとは、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２回動軸Ｏ２と第３回動軸Ｏ３とを通る直線（第２回動軸Ｏ２の軸方向から見た場合の第２アーム１３の中心軸）６１と、第１回動軸Ｏ１とのなす角度である。
【００７６】
また、第１アーム１２を回動させず、第２アーム１３を回動させることにより、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て角度θが０°となる状態（第１アーム１２と第２アーム１３とが重なった状態）を経て、第２アーム１３の先端を、第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる位置に移動させることが可能である（図６参照）。すなわち、第１アーム１２を回動させず、第２アーム１３を回動させることにより、マニピュレーター６の先端（第６アーム１７の先端）を図６の左側に示す左側位置から、角度θが０°となる状態を経て、第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる図６の右側に示す右側位置に移動させることが可能である（図６参照）。なお、第３アーム１４〜第６アーム１７は、それぞれ、必要に応じて回動させる。
【００７７】
また、第２アーム１３の先端を第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる位置に移動させる際（マニピュレーター６の先端を前記左側位置から前記右側位置に移動させる際）は、第１回動軸Ｏ１の軸方向から見て、第２アーム１３の先端およびマニピュレーター６の先端は、直線上を移動する。
【００７８】
また、第３アーム１４〜第６アーム１７の合計の長さ（最大の長さ）Ｌ３は、第２アーム１３の長さＬ２よりも長く設定されている。
【００７９】
これにより、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２アーム１３と第３アーム１４とを重ねたとき、第２アーム１３から第６アーム１７の先端を突出させることができる。これによって、ハンド９１が、第１アーム１２および第２アーム１３と干渉することを防止することができる。
【００８０】
ここで、第３アーム１４〜第６アーム１７の合計の長さ（最大の長さ）Ｌ３とは、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第３回動軸Ｏ３と、第６アーム１７の先端との間の距離である（図４参照）。この場合、第３アーム１４〜第６アーム１７は、図４に示すように、第４回動軸Ｏ４と第６回動軸Ｏ６とが一致しているか、または平行である状態である。
【００８１】
また、図５に示すように、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２アーム１３と、第３アーム１４とが重なることが可能なように構成されている。
【００８２】
すなわち、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第１アーム１２と、第２アーム１３と、第３アーム１４とが同時に重なることが可能なように構成されている。
【００８３】
このロボット１では、上記のような関係を満たすことにより、第１アーム１２を回動させず、第２アーム１３、第３アーム１４を回動させることにより、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θが０°となる状態（第１アーム１２と第２アーム１３とが重なった状態）を経て、ハンド９１（第６アーム１７の先端）を第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる位置に移動させることができる。そして、この動作を用いて、効率良く、ロボット１を駆動することができ、また、ロボット１が干渉しないようにするために設ける空間を小さくすることができ、また、最後に述べるような種々の利点を有する。
【００８４】
このロボットシステム１００では、ロボット１の動作パターン（動作モード）について、８つのパターン（モード）Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、ＧおよびＨのうちから任意のパターンを設定可能に構成されている。このパターンの設定（選択）は、使用者が、例えば、コマンド等で、ロボット１の各動作毎、具体的には、マニピュレーター６の先端またはハンド９１の先端を所定の第１位置から前記第１位置とは異なる第２位置へ移動させる動作毎にそれぞれ行うことができるようになっている。この８つのパターンＡ〜Ｈのうち、パターンＡ、Ｃ、ＥおよびＧを「第１の動作モード」とし、パターンＢ、Ｄ、ＦおよびＨを「第２の動作モード」とする。
【００８５】
なお、このロボットシステム１００において、第１位置から第２位置へ移動させる対象は、マニピュレーター６の先端とハンド９１の先端とのいずれでもよいが、以下では、代表的に、マニピュレーター６の先端を図８に示す第１位置から図１０に示す第２位置へ移動させる動作を例に挙げ説明する。
【００８６】
まずは、パターンＡ〜Ｈの説明で登場する参照姿勢、腕姿勢、肘姿勢、手首姿勢およびフラグＦ等について説明する。また、ここでは、上下方向を特定し易いように、ロボット１の第１回動軸Ｏ１の軸方向が鉛直方向であり、基台１１が天井５３に固定された状態で説明を行う。
【００８７】
参照姿勢は、ロボット１の基準の姿勢として、使用者が任意に設定できる姿勢であるが、使用者が設定していない状態では、マニピュレーター６の先端が第１位置に位置する動作開始時の姿勢に設定される。なお、使用者が参照姿勢として設定する姿勢の具体例としては、例えば、第１アーム１２〜第６アーム１７について、それぞれ、第１モーター４０１Ｍ〜第６モーター４０６Ｍ等に設けられているエンコーダーが原点を示すときの姿勢等が挙げられる。
【００８８】
また、腕姿勢としては、「右腕姿勢」と、「左腕姿勢」とがある。第２回動軸Ｏ２の軸方向で、かつ、ロボット１の背面側から見て（ロボット１自身から見て）、第５回動軸Ｏ５が第１回動軸Ｏ１よりも右側に位置する場合は、右腕姿勢であり（図４参照）、左側に位置する場合は、左腕姿勢である（図１０参照）。すなわち、図４に示すように、第２回動軸Ｏ２の軸方向で、かつ、ロボット１の正面側から見て、第５回動軸Ｏ５が第１回動軸Ｏ１よりも左側に位置する場合は、右腕姿勢であり、図１０に示すように、右側に位置する場合は、左腕姿勢である。なお、第５回動軸Ｏ５が第１回動軸Ｏ１上に位置する場合は、右腕姿勢と左腕姿勢とのいずれか一方に含める。
【００８９】
また、肘姿勢としては、「上肘姿勢」と、「下肘姿勢」とがある。図４に示すように、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第３回動軸Ｏ３が第２回動軸Ｏ２よりも上側（基台１１側）に位置する場合は、上肘姿勢であり、図示しないが、下側（基台１１と反対側）に位置する場合は、下肘姿勢である。なお、第３回動軸Ｏ３と第２回動軸Ｏ２の上下方向の位置が同じ場合は、上肘姿勢と下肘姿勢とのいずれか一方に含める。
【００９０】
また、手首姿勢としては、「上手首姿勢（Ｆｌｉｐ）」と、「下手首姿勢（ＮｏＦｌｉｐ）」とがある。第５回動軸Ｏ５の軸方向から見て、第４回動軸Ｏ４に対して第６回動軸Ｏ６が所定方向に傾斜している場合は、上手首姿勢であり、前記と逆方向に傾斜している場合は、下手首姿勢である。なお、第４回動軸Ｏ４と第６回動軸Ｏ６とが一致または平行である場合は、上手首姿勢と下手首姿勢とのいずれか一方に含める。
【００９１】
また、第１アーム１２〜第６アーム１７についてのフラグＦとしては、それぞれ、フラグが「１（立っている）」であることを示す「Ｆ１」と、フラグが「０（立っていない）」であることを示す「Ｆ０」とがある。基準角度からのアームの回転角度の絶対値が１８０°以下の場合は、Ｆ０であり、１８０°を超える場合は、Ｆ１である。前記基準角度としては、例えば、第１アーム１２〜第６アーム１７について、それぞれ、第１モーター４０１Ｍ〜第６モーター４０６Ｍ等に設けられているエンコーダーが原点を示すときの角度等が挙げられる。
【００９２】
次に、パターンＡ〜Ｈについて説明するが、下記の説明の「（２）姿勢変更の基準」における姿勢は、マニピュレーター６の先端が第２位置に移動した動作終了時の姿勢である。また、パターンＡ〜Ｈのうち、パターンＣのみは、代表して、図を付けて説明する。
【００９３】
（パターンＡ）
（１）用途
タクトタイムを短縮（軌道も適正化）し、第５アーム１６の第５回動軸Ｏ５回りの回動角度（回動量）を小さくする場合に使用する。
【００９４】
したがって、パターンＡを選択することにより、回動角度を最小にする（制限する）アームとして、第５アーム１６が選択される。
【００９５】
（２）姿勢変更の基準
（ａ）腕姿勢
マニピュレーター６（ハンド９１）の先端を第１回動軸Ｏ１周りに角度ａだけ異なる位置に移動させる動作において、前記角度ａが９０°以下の場合は、腕姿勢は参照姿勢と同じである。
前記角度ａが９０°よりも大きい場合は、腕姿勢は参照姿勢と異なる。
【００９６】
（ｂ）肘姿勢
必ず上肘姿勢とする。
【００９７】
（ｃ）手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦ
「上手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ０」、「上手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ１」、「下手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ０」、「下手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ１」の４つの組み合わせをそれぞれ比較し、これらのうちから第５アーム１６の回動角度が最小となる組み合わせを選択する。
【００９８】
（ｄ）第１アーム１２のフラグＦ
第１アーム１２のフラグＦを変更することで第１アーム１２の回動角度が９０°以下になる場合は、第１アーム１２のフラグＦを変更する。また、腕姿勢は参照姿勢と同じである。
【００９９】
第１アーム１２のフラグＦを変更することで第１アーム１２の回動角度が９０°よりも大きい角度になる場合は、第１アーム１２のフラグＦは変更しない。また、腕姿勢は、参照姿勢と異なる。
【０１００】
（ｅ）第６アーム１７のフラグＦ
第６アーム１７のフラグＦとして、Ｆ０とＦ１とのうち、第６アーム１７の回動角度が小さい方を選択する。
【０１０１】
（パターンＢ）
（１）用途
タクトタイムを短縮（軌道も適正化）し、第４アーム１５の第４回動軸Ｏ４回りの回動角度を小さくする場合に使用する。
【０１０２】
したがって、パターンＢを選択することにより、回動角度を最小にする（制限する）アームとして、第４アーム１５が選択される。
【０１０３】
（２）姿勢変更の基準
（ａ）腕姿勢
マニピュレーター６（ハンド９１）の先端を第１回動軸Ｏ１周りに角度ａだけ異なる位置に移動させる動作において、前記角度ａが９０°以下の場合は、腕姿勢は参照姿勢と同じである。
前記角度ａが９０°よりも大きい場合は、腕姿勢は参照姿勢と異なる。
【０１０４】
（ｂ）肘姿勢
必ず上肘姿勢とする。
【０１０５】
（ｃ）手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦ
「上手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ０」、「上手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ１」、「下手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ０」、「下手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ１」の４つの組み合わせをそれぞれ比較し、これらのうちから第４アーム１５の回動角度が最小となる組み合わせを選択する。
【０１０６】
（ｄ）第１アーム１２のフラグＦ
第１アーム１２のフラグＦを変更することで第１アーム１２の回動角度が９０°以下になる場合は、第１アーム１２のフラグＦを変更する。また、腕姿勢は参照姿勢と同じである。
【０１０７】
第１アーム１２のフラグＦを変更することで第１アーム１２の回動角度が９０°よりも大きい角度になる場合は、第１アーム１２のフラグＦは変更しない。また、腕姿勢は、参照姿勢と異なる。
【０１０８】
（ｅ）第６アーム１７のフラグＦ
第６アーム１７のフラグＦとして、Ｆ０とＦ１とのうち、第６アーム１７の回動角度が小さい方を選択する。
【０１０９】
（パターンC）
（１）用途
マニピュレーター６（ハンド９１）の先端の回転半径を小さくし、すなわち、第１アーム１２の回動角度を小さくし、また、第５アーム１６の第５回動軸Ｏ５回りの回動角度を小さくする場合に使用する。
【０１１０】
したがって、パターンＣを選択することにより、回動角度を最小にする（制限する）アームとして、第５アーム１６が選択される。
【０１１１】
（２）姿勢変更の基準
（ａ）腕姿勢
参照姿勢と異なる腕姿勢にする。
【０１１２】
（ｂ）肘姿勢
必ず上肘姿勢とする
【０１１３】
（ｃ）手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦ
「上手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ０」、「上手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ１」、「下手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ０」、「下手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ１」の４つの組み合わせをそれぞれ比較し、これらのうちから第５アーム１６の回動角度が最小となる組み合わせを選択する。
【０１１４】
（ｄ）第１アーム１２のフラグＦ
参照姿勢と異なる腕姿勢で第１アーム１２のフラグＦを変更することで、前記フラグＦを変更しない場合に比べて、第１アーム１２の回動角度が小さくなる場合は、第１アーム１２のフラグＦを変更する。なお、前記第１アーム１２の回動角度が小さくならない場合は、第１アーム１２のフラグＦは変更しない。
【０１１５】
（ｅ）第６アーム１７のフラグＦ
第６アーム１７のフラグＦとして、Ｆ０とＦ１とのうち、第６アーム１７の回動角度が小さい方を選択する。
【０１１６】
動作モードをパターンＣに設定して、マニピュレーター６の先端を図８に示す第１位置から図１０に示す第２位置へ移動する動作を行う場合は、動作の途中の状態を表す図９に示すように、第４アーム１５の回動角度を大きくし、第５アーム１６は、回動させないか、または、第５アーム１６の回動角度を小さくする。
【０１１７】
（パターンＤ）
（１）用途
マニピュレーター６（ハンド９１）の先端の回転半径を小さくし、すなわち、第１アーム１２の回動角度を小さくし、また、第４アーム１５の第４回動軸Ｏ４回りの回動角度を小さくする場合に使用する。
【０１１８】
したがって、パターンＤを選択することにより、回動角度を最小にする（制限する）アームとして、第４アーム１５が選択される。
【０１１９】
（２）姿勢変更の基準
（ａ）腕姿勢
参照姿勢と異なる腕姿勢にする。
【０１２０】
（ｂ）肘姿勢
必ず上肘姿勢とする
【０１２１】
（ｃ）手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦ
「上手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ０」、「上手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ１」、「下手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ０」、「下手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ１」の４つの組み合わせをそれぞれ比較し、これらのうちから第４アーム１５の回動角度が最小となる組み合わせを選択する。
【０１２２】
（ｄ）第１アーム１２のフラグＦ
参照姿勢と異なる腕姿勢で第１アーム１２のフラグＦを変更することで、前記フラグＦを変更しない場合に比べて、第１アーム１２の回動角度が小さくなる場合は、第１アーム１２のフラグＦを変更する。なお、前記第１アーム１２の回動角度が小さくならない場合は、第１アーム１２のフラグＦは変更しない。
【０１２３】
（ｅ）第６アーム１７のフラグＦ
第６アーム１７のフラグＦとして、Ｆ０とＦ１とのうち、第６アーム１７の回動角度が小さい方を選択する。
【０１２４】
動作モードをパターンＤに設定して、マニピュレーター６の先端を図８に示す第１位置から図１０に示す第２位置へ移動する動作を行う場合は、図示しないが、第５アーム１６の回動角度を大きくし、第４アーム１５は、回動させないか、または、第４アーム１５の回動角度を小さくする。
【０１２５】
（パターンＥ）
（１）用途
参考姿勢から腕姿勢を変更せず、第５アーム１６の第５回動軸Ｏ５回りの回動角度を小さくする場合に使用する。
【０１２６】
したがって、パターンＥを選択することにより、回動角度を最小にする（制限する）アームとして、第５アーム１６が選択される。
【０１２７】
（２）姿勢変更の基準
（ａ）腕姿勢
参照姿勢と同じ腕姿勢にする。
【０１２８】
（ｂ）肘姿勢
必ず上肘姿勢とする。
【０１２９】
（ｃ）手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦ
「上手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ０」、「上手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ１」、「下手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ０」、「下手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ１」の４つの組み合わせをそれぞれ比較し、これらのうちから第５アーム１６の回動角度が最小となる組み合わせを選択する。
【０１３０】
（ｄ）第１アーム１２のフラグＦ
参照姿勢と同じ腕姿勢で第１アーム１２のフラグＦを変更することで、前記フラグＦを変更しない場合に比べて、第１アーム１２の回動角度が小さくなる場合は、第１アーム１２のフラグＦを変更する。なお、前記第１アーム１２の回動角度が小さくならない場合は、第１アーム１２のフラグＦは変更しない。
【０１３１】
（ｅ）第６アーム１７のフラグＦ
第６アーム１７のフラグＦとして、Ｆ０とＦ１とのうち、第６アーム１７の回動角度が小さい方を選択する。
【０１３２】
（パターンＦ）
（１）用途
参考姿勢から腕姿勢を変更せず、第４アーム１５の第４回動軸Ｏ４回りの回動角度を小さくする場合に使用する。
【０１３３】
したがって、パターンＦを選択することにより、回動角度を最小にする（制限する）アームとして、第４アーム１５が選択される。
【０１３４】
（２）姿勢変更の基準
（ａ）腕姿勢
参照姿勢と同じ腕姿勢にする。
【０１３５】
（ｂ）肘姿勢
必ず上肘姿勢とする。
【０１３６】
（ｃ）手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦ
「上手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ０」、「上手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ１」、「下手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ０」、「下手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ１」の４つの組み合わせをそれぞれ比較し、これらのうちから第４アーム１５の回動角度が最小となる組み合わせを選択する。
【０１３７】
（ｄ）第１アーム１２のフラグＦ
参照姿勢と同じ腕姿勢で第１アーム１２のフラグＦを変更することで、前記フラグＦを変更しない場合に比べて、第１アーム１２の回動角度が小さくなる場合は、第１アーム１２のフラグＦを変更する。なお、前記第１アーム１２の回動角度が小さくならない場合は、第１アーム１２のフラグＦは変更しない。
【０１３８】
（ｅ）第６アーム１７のフラグＦ
第６アーム１７のフラグＦとして、Ｆ０とＦ１とのうち、第６アーム１７の回動角度が小さい方を選択する。
【０１３９】
（パターンＧ）
（１）用途
下肘姿勢を使用し、第５アーム１６の第５回動軸Ｏ５回りの回動角度を小さくする場合に使用する。
【０１４０】
したがって、パターンＧを選択することにより、回動角度を最小にする（制限する）アームとして、第５アーム１６が選択される。
【０１４１】
（２）姿勢変更の基準
（ａ）腕姿勢
下肘姿勢がとれる腕姿勢にする。なお、下肘姿勢がとれる腕姿勢は、必ず、右腕姿勢と、左腕姿勢とのいずれか一方である。
【０１４２】
（ｂ）肘姿勢
必ず下肘姿勢とする。
【０１４３】
（ｃ）手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦ
「上手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ０」、「上手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ１」、「下手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ０」、「下手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ１」の４つの組み合わせをそれぞれ比較し、これらのうちから第５アーム１６の回動角度が最小となる組み合わせを選択する。
【０１４４】
（ｄ）第１アーム１２のフラグＦ
前記（ａ）腕姿勢で決定した腕姿勢で第１アーム１２のフラグＦを変更することで、前記フラグＦを変更しない場合に比べて、第１アーム１２の回動角度が小さくなる場合は、第１アーム１２のフラグＦを変更する。なお、前記第１アーム１２の回動角度が小さくならない場合は、第１アーム１２のフラグＦは変更しない。
【０１４５】
（ｅ）第６アーム１７のフラグＦ
第６アーム１７のフラグＦとして、Ｆ０とＦ１とのうち、第６アーム１７の回動角度が小さい方を選択する。
【０１４６】
（パターンＨ）
（１）用途
下肘姿勢を使用し、第４アーム１５の第４回動軸Ｏ４回りの回動角度を小さくする場合に使用する。
【０１４７】
したがって、パターンＨを選択することにより、回動角度を最小にする（制限する）アームとして、第５アーム１６が選択される。
【０１４８】
（２）姿勢変更の基準
（ａ）腕姿勢
下肘姿勢がとれる腕姿勢にする。なお、下肘姿勢がとれる腕姿勢は、必ず、右腕姿勢と、左腕姿勢とのいずれか一方である。
【０１４９】
（ｂ）肘姿勢
必ず下肘姿勢とする。
【０１５０】
（ｃ）手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦ
「上手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ０」、「上手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ１」、「下手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ０」、「下手首姿勢、第４アーム１５のフラグＦがＦ１」の４つの組み合わせをそれぞれ比較し、これらのうちから第４アーム１５の回動角度が最小となる組み合わせを選択する。
【０１５１】
（ｄ）第１アーム１２のフラグＦ
前記（ａ）腕姿勢で決定した腕姿勢で第１アーム１２のフラグＦを変更することで、前記フラグＦを変更しない場合に比べて、第１アーム１２の回動角度が小さくなる場合は、第１アーム１２のフラグＦを変更する。なお、前記第１アーム１２の回動角度が小さくならない場合は、第１アーム１２のフラグＦは変更しない。
【０１５２】
（ｅ）第６アーム１７のフラグＦ
第６アーム１７のフラグＦとして、Ｆ０とＦ１とのうち、第６アーム１７の回動角度が小さい方を選択する。
【０１５３】
以上説明したように、ロボットシステム１００によれば、ロボット１の動作において、マニピュレーター６（ハンド９１）の先端を第１位置から第２位置へ移動させる場合、マニピュレーター６の先端が第２位置に移動（位置）した状態で、ロボット１は、複数の姿勢をとることが可能であるが、そのロボット１の姿勢を選択することが可能である。このロボット１の姿勢の選択は、パターンＡ〜Ｈのうちから所定のパターンを選択することで行うことができる。
【０１５４】
これにより、ロボット１の構造や用途等に応じて、前記第２位置へ移動した状態でのロボット１の姿勢を選択することができ、種々の効果を得ることができる。
【０１５５】
具体例としては、例えば、マニピュレーター６に設けられた図示しないケーブルの配線の仕方として、第４アーム１５の回動角度が小さい場合に、ケーブルの断線等が防止され、有利となる配線、第５アーム１６の回動角度が小さい場合に、ケーブルの断線等が防止され、有利となる配線等がある。このため、前記第５アーム１６の回動角度が小さい場合に有利である場合は、第１の動作モード、すなわち、パターンＡ、Ｃ、ＥおよびＧのうちのいずれか１つを選択する。また、前記第４アーム１５の回動角度が小さい場合に有利である場合は、第２の動作モード、すなわち、パターンＢ、Ｄ、ＦおよびＨのうちのいずれか１つを選択する。これにより、ケーブルの断線等を防止することができる。
【０１５６】
また、パターンＡまたはＢを選択することにより、タクトタイムを短縮することができ、作業効率を向上させることができる。
【０１５７】
また、パターンＣまたはＤを選択することにより、マニピュレーター６の先端の回転半径を小さく、すなわち、第１アーム１２の回動角度を小さくすることができる。これにより、ロボット１の周囲に障害物が有る場合でも、容易に、その障害物を回避して動作することができる。
【０１５８】
また、パターンＥまたはＦを選択することにより、参考姿勢から腕姿勢を変更しないように、ロボット１を動作させることができる。
【０１５９】
また、パターンＧまたはＨを選択することにより、下肘姿勢を使用するように、ロボット１を動作させることができる。
【０１６０】
また、前述したように、ロボットシステム１００では、第１アーム１２を回動させず、第２アーム１３、第３アーム１４等を回動させることにより、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θが０°となる状態（第１アーム１２と第２アーム１３とが重なった状態）を経て、マニピュレーター６の先端を第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる位置に移動させることができる。
【０１６１】
これにより、ロボット１が干渉しないようにするための空間を小さくすることができる。
【０１６２】
すなわち、まずは、天井５３を低くすることができ、これにより、ロボット１の重心の位置が低くなり、ロボット１の振動の影響を小さくすることができる。すなわち、ロボット１の動作による反力により発生する振動を抑制することができる。
【０１６３】
また、ロボット１の幅方向（生産ラインの方向）の稼働領域を小さくすることができ、これにより、ロボット１を生産ラインに沿って、単位長さ当たりに多く配置することができ、生産ラインを短縮することができる。
【０１６４】
また、マニピュレーター６の先端を移動させる場合、ロボット１の動きを少なくすることができる。例えば、第１アーム１２を回動させないか、または、第１アーム１２の回動角度を小さくすることができ、これにより、タクトタイムを短縮することができ、作業効率を向上させることができる。
【０１６５】
また、マニピュレーター６の先端を第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる位置に移動させる動作（以下、「ショートカットモーション」とも言う）を、従来のロボットのように単純に第１アーム１２を第１回動軸Ｏ１周りに回動させて実行しようとすると、ロボット１がその近傍の壁（図示せず）や周辺装置（図示せず）に干渉する虞があるので、その干渉を回避するための退避点をロボット１に教示する必要がある。例えば、第１アーム１２のみを第１回動軸Ｏ１周りに９０°回転させるとロボット１が壁に干渉する場合は、他のアームも回動させることで、壁に干渉しないように退避点を教示する必要がある。同様に、ロボット１が周辺装置にも干渉する場合は、周辺装置に干渉しないようにさらに退避点をロボット１に教示する必要がある。このように従来のロボットでは、多数の退避点を教示することが必要であり、特に、ロボット１の周辺の空間が小さい場合は、膨大な数の退避点が必要になり、教示に多くの手間および長い時間を要する。
【０１６６】
これに対し、ロボットシステム１００では、前記ショートカットモーションを実行する場合、干渉する虞がある領域や部分が非常に少なくなるため、教示する退避点の数を低減することができ、教示に要する手間および時間を低減することができる。すなわち、ロボットシステム１００では、教示する退避点の数は、例えば、従来のロボットの１／３程度になり、飛躍的に教示が容易になる。
【０１６７】
また、第３アーム１４および第４アーム１５の図３中の右側の二点鎖線で囲まれた領域（部分）１０１は、ロボット１がロボット１自身および他の部材と干渉しないか、または干渉し難い領域（部分）である。このため、前記領域１０１に、所定の部材を搭載した場合、その部材は、ロボット１および周辺装置等に干渉し難い。このため、ロボットシステム１００では、領域１０１に、所定の部材を搭載することが可能である。特に、領域１０１のうち、第３アーム１４の図３中の右側の領域に前記所定の部材を搭載する場合は、その部材が図示しない作業台上に配置された周辺装置（図示せず）と干渉する確率はさらに低くなるので、より効果的である。
【０１６８】
前記領域１０１に搭載可能なものとしては、例えば、ハンド、ハンドアイカメラ等のセンサーの駆動を制御する制御装置、吸着機構の電磁弁等が挙げられる。
【０１６９】
具体例としては、例えば、ハンドに吸着機構を設ける場合、領域１０１に電磁弁等を設置すると、ロボット１が駆動する際に前記電磁弁が邪魔にならない。このように、領域１０１は、利便性が高い。
【０１７０】
なお、回動角度を最小にする（制限する）アームの選択について、例えば、ティーチングペンダントを用いて前記アームを選択可能に構成されていてもよく、また、パーソナルコンピューターを用いて前記アームを選択可能に構成されていてもよい。
【０１７１】
また、本実施形態では、回動角度を最小にする（制限する）アームとして、第４アーム１５または第５アーム１６を選択可能に構成されているが、前記選択可能なアームは、これに限らず、例えば、第１アーム１２〜第６アーム１７のうちのいずれでもよい。
【０１７２】
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について説明するが、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【０１７３】
第２実施形態のロボットシステム１００では、第１アーム１２〜第６アーム１７について、それぞれ、参照姿勢からの回動角度の制限値（上限値）を設定可能に構成されている。
【０１７４】
参照姿勢が、マニピュレーター６の先端が第１位置に位置する動作開始時の姿勢である場合は、制限される回動角度は、動作開始時の姿勢からの回動角度である。
【０１７５】
また、参照姿勢が、使用者が設定した所定の姿勢である場合は、制限される回動角度は、前記所定の姿勢からの回動角度である。
【０１７６】
制御装置２０は、マニピュレーター６の先端を第１位置から第２位置へ移動させる動作において、その動作を行う前に、第１アーム１２が制限値を超えるか否かを判断し、第６アーム１７が制限値を超える場合、前記動作を行わない。第１アーム１２〜第５アーム１６についても同様である。
【０１７７】
以上のような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【０１７８】
また、このロボットシステム１００では、使用者にとって予期しないロボット１の動作を防止することができる。
【０１７９】
＜第３実施形態＞
以下、第３実施形態について説明するが、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【０１８０】
第３実施形態のロボットシステム１００では、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第１アーム１２と第２アーム１３とが重なる第１状態を経る第２アーム１３の動作における第２アーム１３の加速度の制限値（上限値）は、前記第１状態を経ない第２アーム１３の動作における第２アーム１３の加速度の制限値よりも大きく設定される。
【０１８１】
その理由は、第１状態を経るロボット１の動作では、マニピュレーター６の第２回動軸Ｏ２の周りの慣性モーメントは、第１状態の前と、第１状態のときと、第１状態の後とで、大、小、大と変化するので、第１状態を経ない動作を行う場合に比べて、同一のトルクで、加速度を大きくすることができるためである。また、第１状態を経るロボット１の動作では、第２アーム１３の動作と第３アーム１４の動作とが逆相になる、すなわち、第２アーム１３の回動方向と第３アーム１４の回動方向とが逆になるので、さらに加速度を大きくすることができる。
【０１８２】
なお、減速度の絶対値は、第１状態を経る場合は、第１状態を経ない場合よりも大きくしてもよく、また、第１状態を経ない場合と同じにしてもよい。
【０１８３】
同様に、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て、第２アーム１３と第３アーム１４とが重なる状態を経る第３アーム１４の動作における第３アーム１４の加速度の制限値は、前記状態を経ない第３アーム１４の動作における第３アーム１４の加速度の制限値よりも大きく設定される。この場合も、減速度の絶対値は、第１状態を経る場合は、第１状態を経ない場合よりも大きくしてもよく、また、第１状態を経ない場合と同じにしてもよい。
【０１８４】
以上のような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【０１８５】
また、このロボットシステム１００では、タクトタイムを短縮することができ、作業効率を向上させることができる。
【０１８６】
＜第４実施形態＞
図１１、図１２および図１３は、それぞれ、本発明のロボットシステムの第４実施形態におけるロボットの姿勢を示す図である。
【０１８７】
以下、第４実施形態について説明するが、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【０１８８】
図１１に示すように、第４実施形態のロボットシステム１００では、同一軸上にある複数の回動軸のうち、少なくとも１つの回動軸周りに回動するアームの角度を設定可能に構成されている。
【０１８９】
すなわち、まずは、図５に示すように、第１回動軸Ｏ１と、第４回動軸Ｏ４と、第６回動軸Ｏ６とが、同一軸上に位置するロボット１の姿勢では、第１回動軸Ｏ１周りに回動する第１アーム１２と、第４回動軸Ｏ４周りに回動する第４アーム１５と、第６回動軸Ｏ６周りに回動する第６アーム１７とのうち、最も基台１１側に位置する第１アーム１２の角度が設定可能になっている。この場合、または、最も基台１１側に位置する第１アーム１２および基台１１側から２番目に位置する第４アーム１５の角度が設定可能になっている。これにより、第６アーム１７の角度が決定され、使用者の意図するロボット１の姿勢を実現することができる。
【０１９０】
また、図１１に示すように、第１回動軸Ｏ１と、第４回動軸Ｏ４とが、同一軸上に位置するロボット１の姿勢では、第１回動軸Ｏ１周りに回動する第１アーム１２と、第４回動軸Ｏ４周りに回動する第４アーム１５とのうち、最も基台１１側に位置する第１アーム１２の角度が設定可能になっている。これにより、第４アーム１５の角度が決定され、使用者の意図するロボット１の姿勢を実現することができる。
【０１９１】
また、図１２に示すように、第１回動軸Ｏ１と、第６回動軸Ｏ６とが、同一軸上に位置するロボット１の姿勢では、第１回動軸Ｏ１周りに回動する第１アーム１２と、第６回動軸Ｏ６周りに回動する第６アーム１７とのうち、最も基台１１側に位置する第１アーム１２の角度が設定可能になっている。これにより、第６アーム１７の角度が決定され、使用者の意図するロボット１の姿勢を実現することができる。
【０１９２】
また、図１３に示すように、第４回動軸Ｏ４と、第６回動軸Ｏ６とが、同一軸上に位置するロボット１の姿勢では、第４回動軸Ｏ４周りに回動する第４アーム１５と、第６回動軸Ｏ６周りに回動する第６アーム１７とのうち、最も基台１１側に位置する第４アーム１５の角度が設定可能になっている。これにより、第６アーム１７の角度が決定され、使用者の意図するロボット１の姿勢を実現することができる。
【０１９３】
以上のような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【０１９４】
また、このロボットシステム１００では、使用者の意図するロボット１の姿勢を実現することができる。
【０１９５】
以上、本発明の制御装置、ロボットおよびロボットシステムを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【０１９６】
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【０１９７】
また、前記実施形態では、特許請求の範囲に規定したｎが１の場合について説明したが、本発明では、これに限定されず、ｎは、１以上の整数である。すなわち、本発明では、ｎが１以上の任意の整数において、前記ｎが１の場合と同様に構成されていればよい。
【０１９８】
また、前記実施形態では、マニピュレーター（ロボットアーム）の回動軸の数は、６つであるが、本発明では、これに限定されず、マニピュレーターの回動軸の数は、例えば、３つ、４つ、５つまたは７つ以上でもよい。すなわち、前記実施形態では、アーム（リンク）の数は、６つであるが、本発明では、これに限定されず、アームの数は、例えば、３つ、４つ、５つ、または、７つ以上でもよい。例えば、前記実施形態のロボットにおいて、第２アームと第３アームとの間にアームを追加することにより、アームの数が７つのロボットを実現することができる。
【０１９９】
また、前記実施形態では、マニピュレーターの数は、１つであるが、本発明では、これに限定されず、マニピュレーターの数は、例えば、２つ以上でもよい。すなわち、ロボット（ロボット本体）は、例えば、双腕ロボット等の複数腕ロボットであってもよい。
【０２００】
また、前記実施形態では、エンドエフェクターとして、ハンドを例に挙げたが、本発明では、これに限定されず、エンドエフェクターとしては、その他、例えば、ドリル、溶接機、レーザー照射機等が挙げられる。
【０２０１】
また、前記実施形態では、ロボットの基台の固定箇所は、天井であるが、本発明では、これに限定されず、この他、例えば、設置スペースにおける床、壁、作業台、地上等が挙げられる。また、ロボットは、セル内に設置されていてもよい。この場合、基台の固定箇所は、特に限定されず、例えば、セルの天井部、壁部、作業台、床等が挙げられる。
【０２０２】
また、前記実施形態では、ロボット（基台）が固定される面は、水平面と平行な平面（面）であるが、本発明では、これに限定されず、例えば、水平面や鉛直面に対して傾斜した平面（面）でもよく、また、鉛直面と平行な平面（面）であってもよい。すなわち、第１回動軸は、鉛直方向や水平方向に対して傾斜していてもよく、また、水平方向と平行であってもよい。
【０２０３】
また、前記実施形態では、第２回動軸（第（ｎ＋１）回動軸）の軸方向から見て、第１アーム（第ｎアーム）と第２アーム（第（ｎ＋１）アーム）とが重なることが可能であるが、本発明では、これに限定されず、第２回動軸の軸方向から見て、第１アームと第２アームとが重なることが不可能であってもよい。
【０２０４】
また、本発明では、ロボットは、他の形式のロボットであってもよい。具体例としては、例えば、脚部を有する脚式歩行（走行）ロボット等が挙げられる。
【符号の説明】
【０２０５】
１…ロボット、１０…ロボット本体、１００…ロボットシステム、１１…基台、１１１…フランジ、１２、１３、１４、１５、１６、１７…アーム、１２１…第１部分、１２２…第２部分、１２３…第３部分、１２４…第４部分、１５１、１５２…支持部、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６…関節、４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６…駆動源、４０１Ｍ、４０２Ｍ、４０３Ｍ、４０４Ｍ、４０５Ｍ、４０６Ｍ…モーター、２０…制御装置、２０１…記憶部、５３…天井、５３１…天井面、６…マニピュレーター、６１…直線、６２…軸受部、６２１…中心線、９１…ハンド、１０１…領域、Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６…回動軸、θ…角度、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３…長さ
【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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