(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向の案内経路を有し、互いに平行に配置される一対のガイド部材と、
これら両ガイド部材に沿って案内される左右一対の箱型状の移動体と、
これら両移動体の間に配置されるとともに当該両移動体に軸受を介してその移動方向と直交する方向の第１軸心回りで回転自在に設けられた第１回転体と、
この第１回転体に、旋回軸受を介して第１軸心と直交する方向の第２軸心回りで回転自在に設けられた第２回転体と、
この第２回転体に設けられるとともに３軸方向の自由度を有する手首部とから構成したこと
を特徴とする作業用ロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業用ロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、所定の作業、例えば塗装を行わせる塗装ロボットには、６自由度の多関節型ロボットが使用されている。
【０００３】
図６に示すように、この塗装用ロボット５１は、基台５２に鉛直方向の第１軸心回りで旋回自在に支持された旋回台５３と、この旋回台５３に水平方向の第２軸心回りで回転自在に支持された第１アーム５４と、この第１アーム５４の先端部に水平方向の第３軸心回りで回転自在に支持された第２アーム５５と、この第２アーム５５の先端に設けられるとともに塗装ガンＧが取り付けられた３軸方向の自由度を有する手首部５６とから構成されている。
【０００４】
この塗装用ロボット５１により、例えば被塗装部材６１の鉛直塗装面６２を水平方向で塗装する場合、図７の模式図で示すように、第１アーム５４と第２アーム５５とを折曲させるとともにその折曲角度を変化させながら、塗装ガンＧを水平方向で移動させて塗装を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の塗装ロボットの構成によると、鉛直塗装面６２を水平方向で塗装する作業では、通常、アームが折曲された状態で移動されるため、手首部５６の回転中心が旋回台５３の旋回軸心上を通過する場合があり、すなわちロボット軌道に肩特異点が存在することになり、したがってこの肩特異点を避けるための面倒な制御を必要とするという問題があり、またアームを折曲させた状態で移動させるため、そのアームの折曲部（肘部）が、図８に示すように、塗装面の端部付近において、隔壁部６３などに衝突するという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、肩特異点の発生を防止し得るとともに、アームの折曲部と他の部材との衝突を回避し得る作業用ロボットを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の作業用ロボットは、所定方向の案内経路を有し、互いに平行に配置される一対のガイド部材と、これら両ガイド部材に沿って案内される左右一対の箱型状の移動体と、これら両移動体の間に配置されるとともに当該両移動体に軸受を介してその移動方向と直交する方向の第１軸心回りで回転自在に設けられた第１回転体と、この第１回転体に、旋回軸受を介して第１軸心と直交する方向の第２軸心回りで回転自在に設けられた第２回転体と、この第２回転体に設けられるとともに３軸方向の自由度を有する手首部とから構成したものである。
【０００８】
上記の構成によると、第１回転体と第２回転体とは、互いに直交した状態で設けられるとともに、両回転体は、所定方向で移動自在な移動体側に設けられているため、所定方向での移動については、回転体同士の姿勢を変えることなく行うことができ、したがってロボットにおける肩特異点の発生を防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における作業用ロボットを、図１〜図５に基づき説明する。
【００１０】
本実施の形態においては、作業用ロボットを、例えば箱型状の構造物（具体的には、船殻ブロック）の内壁面を、塗装する塗装ロボットに適用した場合について説明する。
【００１１】
図１〜図３に示すように、この塗装ロボット１は、例えば水平方向で互いに平行に配置される一対の案内レール（ガイド部材）１１と、これら両案内レール１１の案内経路（θ1）に案内される走行車輪１２およびその駆動部（図示せず）をそれぞれ有する左右一対の箱型状の移動体１３と、これら移動体１３に、軸受１４を介して案内レール１１と直交する水平方向の第１軸心（θ2）回りで回転自在に設けられた箱型状（またはポール型）の第１回転体１５と、この第１回転体１５に旋回軸受１６を介して第１軸心と直交する第２軸心（θ3）回りで回転自在に設けられたポール型の第２回転体１７と、この第２回転体１７のポール先端部に設けられるとともに３軸（θ4〜θ6）回りの自由度を有する手首部１８とから構成されている。この手首部１８の先端に作業機器である塗装ガンＧが取り付けられる。この塗装ロボット１の駆動機構の構造を模式的に示すと図４のようになる。なお、図４に、上記各軸心方向を示しておく。
【００１２】
この塗装ロボット１により、図１に示すように、例えば箱型状の船殻ブロック２の内壁面を水平方向に沿って塗装する場合、案内レール１１を、内壁面である被塗装面３に沿って水平方向に配置し、手首部１８の塗装ガンＧを上下方向で移動させて塗装を行わせるとともに、移動体１３を案内レール１１に沿って走行させれば、所定長さに亘って、被塗装面３を支障なく塗装することができる。
【００１３】
そして、この塗装作業時、手首部１８の塗装ガンＧの移動は、上下方向だけで良く、すなわち少なくとも２本のアームを折曲させるものではなく、したがって折曲するアームを介して手首部を水平方向に移動させるものに比べて、肩特異点の発生を回避することができる。なお、この塗装ロボット１の塗装範囲を図示すると、図５（ａ）および（ｂ）の斜線部のようになる。図５（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【００１４】
また、アームを折り曲げながら手首部を前後方向で移動させる場合に生じる、アームの折曲部が船殻ブロックの端壁面に衝突するという不具合も防止することができる。
【００１５】
このように、水平方向に移動自在な移動体１３に、互いに直交する方向で設けられた回転体１５，１７の一方に、塗装ガンＧが取り付けられた手首部１８を取り付けたので、アームを折曲させた状態でかつアームの動作により塗装ガンを水平方向で移動させる必要がなく、したがってロボットにおける肩特異点の発生を防止することができる。すなわち、肩特異点を避けるための面倒な制御を必要としないとともに、アームを折曲させる必要がないため、アームの折曲部と被塗装部材とが衝突するという不具合をも回避することができる。
【００１７】
さらに、上記実施の形態においては、作業用ロボットとして、塗装ロボットに適用した場合について説明したが、勿論、他の作業、例えば溶接ロボットなどにも適用し得るものである。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明の構成によると、第１回転体と第２回転体とは、互いに直交した状態で設けられるとともに、両回転体は、所定方向で移動自在な移動体側に設けられているため、所定方向での移動については、回転体同士の姿勢を変えることなく行うことができ、したがってロボットにおける肩特異点の発生を防止することができる。すなわち、肩特異点を避けるための面倒な制御を必要としないとともに、アームを折曲させる必要がないため、アームの折曲部と被作業部材側とが衝突するという不具合をも回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における塗装ロボットによる塗装作業を示す斜視図である。
【図２】同塗装ロボットの側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】同塗装ロボットの駆動機構を示す模式図である。
【図５】同塗装ロボットの塗装範囲を示す図である。
【図６】  従来例における塗装ロボットの概略構成を示す側面図である。
【図７】  従来例における塗装ロボットの塗装作業を説明する側面図である。
【符号の説明】
１      塗装ロボット
２      船殻ブロック
３      被塗装面
１１      案内レール
１２      走行車輪
１３      移動体
１５      第１回転体
１７      第２回転体
１８      手首部
【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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