(57)【要約】【課題】ロボットの先端部の位置を第１回動軸周りに１８０°異なる位置に移動させる動作を、ロボットが干渉しないための空間を小さくしても実現できるロボットおよびロボットシステムを提供すること。【解決手段】ロボット１は、基台１１と、基台１１に設けられ、第１回動軸周りに回動可能な第１アーム１２と、第１アーム１２に設けられ、第１回動軸とは軸方向が異なる第２回動軸周りに回動可能な第２アーム１３と、を含むロボットアーム６と、を備えている。また、ロボット１では、第２回動軸の軸方向から見て、第１アーム１２と第２アーム１３とが重なることが可能であり、ロボットアーム６またはロボットアーム６に設けられたエンドエフェクターにより対象物を載置可能な棚６００の高さＨは、棚６００と第１回動軸との離間距離Ｄの３．２倍以上である。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台に設けられ、第１回動軸周りに回動可能な第１アームと、前記第１アームに設けられ、前記第１回動軸とは軸方向が異なる第２回動軸周りに回動可能な第２アームと、を含むロボットアームと、を備えるロボットであって、
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アームとが重なることが可能であり、
前記ロボットアームまたは前記ロボットアームに設けられたエンドエフェクターにより対象物を載置可能な載置部の高さ方向の長さは、前記載置部と前記第１回動軸との距離の３．２倍以上であることを特徴とするロボット。
【請求項２】
前記載置部の高さ方向の長さは、前記載置部と前記第１回動軸との距離の５．０倍以上である請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記載置部の高さ方向の長さは、前記載置部と前記第１回動軸との距離の７．０倍以下である請求項１に記載のロボット。
【請求項４】
前記載置部は、前記載置部の高さ方向に並んだ複数の載置面を有し、
前記ロボットアームまたは前記エンドエフェクターは、前記複数の載置面に、前記対象物をそれぞれ載置可能である請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項５】
当該ロボットは、ロボットセルに収納されており、
前記載置部は、前記ロボットセルの側面に設けられている請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項６】
前記ロボットセルは、複数の側面を有し、
前記載置部は、前記複数の側面にそれぞれ設けられている請求項５に記載のロボット。
【請求項７】
前記第１アームの前記第１回動軸周りの回動範囲が９０°以下で、前記ロボットアームの先端が、前記第１回動軸の軸周りの全周に亘って移動可能である請求項１ないし６のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項８】
隣り合うロボットと前記載置面において前記対象物の受け渡しが可能である請求項１ないし７のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項９】
前記載置部は、分割可能な棚で構成されている請求項１ないし８のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項１０】
前記棚は、引き出しを有し、
前記ロボットアームは、前記引き出しを引き出す操作が可能である請求項９に記載のロボット。
【請求項１１】
前記ロボットアームは、第２アームに設けられ、前記第２回動軸とは異なる軸方向の第３回動軸周りに回動可能な第３アームを有し、
前記第２軸方向から見て、前記第１アームと前記第３アームとが重なった状態において、前記ロボットアームの先端または前記ロボットアームに設けられたエンドエフェクターが、前記第２回動軸よりも前記基台側に位置することが可能である請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項１２】
前記第２アームは、前記第２回動軸周りに３６０°回動可能である請求項１１に記載のロボット。
【請求項１３】
前記第３アームは、前記第３回動軸周りに３６０°回動可能である請求項１１または１２に記載のロボット。
【請求項１４】
前記第１アームは、前記基台よりも鉛直方向下方に位置している請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項１５】
前記第１アームは、前記基台よりも鉛直方向上方に位置している請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれか１項に記載のロボットと、
前記ロボットが設けられたロボットセルと、を備えることを特徴とするロボットシステム。
【請求項１７】
前記ロボットセルの設置面積は、１０００ｍｍ×１０００ｍｍ以下である請求項１６に記載のロボットシステム。
【請求項１８】
前記ロボットセルの設置面積は、９００ｍｍ×９００ｍｍ以下である請求項１６に記載のロボットシステム。
【請求項１９】
前記ロボットセルの設置面積は、７５０ｍｍ×８５０ｍｍ以下である請求項１６に記載のロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、ロボットアームを備えたロボットが知られている。ロボットアームは複数のアーム（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】
このようなロボットとして、特許文献１には、垂直多関節ロボットが開示されている。特許文献１に記載のロボットでは、基台に対してハンドを、最も基端側（最も上流側）の回動軸（鉛直方向に延びる回動軸）である第１回動軸周りに１８０°異なる位置に移動させる動作は、基台に対して最も基端側のアームである第１アームを、前記第１回動軸周りに回動させることにより行う構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−４６４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のロボットでは、ハンドを基台に対して第１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大きな空間を必要とする。
【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】
本発明のロボットは、基台と、
前記基台に設けられ、第１回動軸周りに回動可能な第１アームと、前記第１アームに設けられ、前記第１回動軸とは軸方向が異なる第２回動軸周りに回動可能な第２アームと、を含むロボットアームと、を備えるロボットであって、
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アームとが重なることが可能であり、
前記ロボットアームまたは前記ロボットアームに設けられたエンドエフェクターにより対象物を載置可能な載置部の高さ方向の長さは、前記載置部と前記第１回動軸との距離の３．２倍以上であることを特徴とする。
【０００８】
これにより、第２アームの先端を第１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。
また、可動部の先端が第２アームと干渉することを防止することができる。
【０００９】
本発明のロボットでは、前記載置部の高さ方向の長さは、前記載置部と前記第１回動軸との距離の５．０倍以上であるのが好ましい。
【００１０】
本発明のロボットでは、前記載置部の高さ方向の長さは、前記載置部と前記第１回動軸との距離の７．０倍以下であるのが好ましい。
【００１１】
本発明のロボットでは、前記載置部は、前記載置部の高さ方向に並んだ複数の載置面を有し、
前記ロボットアームまたは前記エンドエフェクターは、前記複数の載置面に、前記対象物をそれぞれ載置可能であるのが好ましい。
【００１２】
本発明のロボットでは、当該ロボットは、ロボットセルに収納されており、
前記載置部は、前記ロボットセルの側面に設けられているのが好ましい。
これにより、ロボットセルの側面において作業を行うことができる。
【００１３】
本発明のロボットでは、前記ロボットセルは、複数の側面を有し、
前記載置部は、前記複数の側面にそれぞれ設けられているのが好ましい。
これにより、ロボットセルの側面において、作業を行う領域を増やすことができる。
【００１４】
本発明のロボットでは、前記第１アームの前記第１回動軸周りの回動範囲が９０°以下で、前記ロボットアームの先端が、前記第１回動軸の軸周りの全周に亘って移動可能であるのが好ましい。
これにより、作業効率を高めることができる。
【００１５】
本発明のロボットでは、隣り合うロボットと前記載置面において前記対象物の受け渡しが可能であるのが好ましい。
これにより、作業効率を高めることができる。
【００１６】
本発明のロボットでは、前記載置部は、分割可能な棚で構成されているのが好ましい。
これにより、作業効率を高めることができる。
【００１７】
本発明のロボットシステムは、前記棚は、引き出しを有し、
前記ロボットアームは、前記引き出しを引き出す操作が可能であるのが好ましい。
これにより、作業効率を高めることができる。
【００１８】
本発明のロボットでは、前記ロボットアームは、第２アームに設けられ、前記第２回動軸とは異なる軸方向の第３回動軸周りに回動可能な第３アームを有し、
前記第２軸方向から見て、前記第１アームと前記第３アームとが重なった状態において、前記ロボットアームの先端または前記ロボットアームに設けられたエンドエフェクターが、前記第２回動軸よりも前記基台側に位置することが可能であるのが好ましい。
【００１９】
これにより、従来よりも基台側での作業領域を大きくすることができる。よって、作業効率をさらに高めることができる。
【００２０】
本発明のロボットでは、前記第２アームは、前記第２回動軸周りに３６０°回動可能であるのが好ましい。
これにより、作業領域をより大きくすることができる。
【００２１】
本発明のロボットでは、前記第３アームは、前記第３回動軸周りに３６０°回動可能であるのが好ましい。
これにより、作業領域をより大きくすることができる。
【００２２】
本発明のロボットでは、前記第１アームは、前記基台よりも鉛直方向下方に位置しているのが好ましい。
これにより、床面、すなわち、作業台を広く使うことができる。
【００２３】
本発明のロボットでは、前記第１アームは、前記基台よりも鉛直方向上方に位置しているのが好ましい。
これにより、ロボットセルの振動を抑制することができる。
【００２４】
本発明のロボットシステムは、本発明のロボットと、
前記ロボットが設けられたロボットセルと、を備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明のロボットシステムでは、前記ロボットセルの設置面積は、１０００ｍｍ×１０００ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００２６】
これにより、ロボットアームとロボットセルとの接触を防止しつつ、設置スペースを小さくすることができる。
【００２７】
本発明のロボットシステムでは、前記ロボットセルの設置面積は、９００ｍｍ×９００ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００２８】
これにより、ロボットアームとロボットセルとの接触を防止しつつ、設置スペースを小さくすることができる。
【００２９】
本発明のロボットシステムでは、前記ロボットセルの設置面積は、７５０ｍｍ×８５０ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００３０】
これにより、ロボットアームとロボットセルとの接触を防止しつつ、設置スペースを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【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ロボットの斜視図である。
【図３】図１に示すロボットシステムのロボットの概略図である。
【図４】図１に示すロボットシステムの側面図におけるロボットの図である。
【図５】図１に示すロボットシステムのロボットの作業の際の動作を説明するための図である。
【図６】図１に示すロボットシステムのロボット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ロボットの作業の際の動作を説明するための図である。
【図８】図１に示すロボットシステムのロボットの作業の際の動作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作業の際の動作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側面図である。
【図１１】従来のロボットの可動領域を示す側面図である。
【図１２】図１に示すロボットシステムの可動領域を示す側面図である。
【図１３】図１に示すロボットシステムの側面図におけるロボットの図であり、ロボットの動作の一例を示す図である。
【図１４】本発明のロボットシステムの第２実施形態を示す側面図である。
【図１５】本発明のロボットシステムの第３実施形態を示す側面図である。
【図１６】本発明のロボットシステムの第４実施形態を示す斜視図である。
【図１７】本発明のロボットシステムの第５実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の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。
【００３３】
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ロボットの斜視図である。図３は、図１に示すロボットシステムのロボットの概略図である。図４は、図１に示すロボットシステムの側面図におけるロボットの図である。図５〜図９は、図１に示すロボットシステムのロボットの作業の際の動作を説明するための図である。図１０は、図１に示すロボットシステムの側面図である。図１１は、従来のロボットの可動領域を示す側面図である。図１２は、図１に示すロボットシステムの可動領域を示す側面図である。図１３は、図１に示すロボットシステムの側面図におけるロボットの図であり、ロボットの動作の一例を示す図である。
【００３４】
なお、以下では、説明の都合上、図１、図４〜図１３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１３（図１４〜図１７についても同様）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４〜図１６中の上下方向が鉛直方向である。また、図２では、セル内に設置されていない状態のロボットが図示されている。
【００３５】
図１に示すロボットシステム１００は、セル５と、セル５内に設けられたロボット（産業用ロボット）１とを有するロボットセル５０を備えている。ロボット１は、ロボット本体（本体部）１０と、ロボット本体１０（ロボット１）の作動を制御する図示しないロボット制御装置（制御部）とを備えている。
【００３６】
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１は、例えば、当該精密機器やこれを構成する部品（ワーク）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。
【００３７】
なお、ロボット制御装置は、セル５内に配置されていてもよく、また、セル５の外部に配置されていてもよい。また、ロボット制御装置がセル５内に配置されている場合、そのロボット制御装置は、ロボット本体１０（ロボット１）に内蔵されていてもよく、また、ロボット本体１０とは、別体であってもよい。また、ロボット制御装置は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）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。
【００３８】
〈セル〉
図１に示すように、セル５は、ロボット１を囲む（収納する）部材であり、移設を容易に行えるようになっている。このセル５内において、主に、ロボット１が組立等の作業を行う。
【００３９】
セル５は、セル５全体を例えば床等の設置スペースに設置させる４つの足部５４と、４つの足部５４に支持されている枠体部５１と、枠体部５１の下方に設けられた作業台（台部）５２と、枠体部５１の上方に設けられた天井部５３とを有している。また、セル５を鉛直方向から見たときのセル５の外形形状は、特に限定されないが、図示の構成では、正方形である。なお、前記外形形状は、例えば、長方形等でもよい。
【００４０】
枠体部５１は、鉛直方向（図１中上下方向）に延在している４つの支柱５１１と、４つの支柱５１１の上端に設けられた枠状の上部５１３とを有している。
【００４１】
作業台５２は、本実施形態では、直方体形状をなしており、その６面に四角形（矩形）の板体を有している。この作業台５２は、鉛直方向から見て、その４隅が枠体部５１の４つの支柱５１１に支持されている。ロボット１は、この作業台５２の作業面５２１において、各作業を行うことができる。
【００４２】
天井部５３は、ロボット１を支持する部材であり、本実施形態では、４角形（矩形）の板状をなしている。この天井部５３は、鉛直方向から見て、その４隅が枠体部５１の４つの支柱５１１に支持されている。そして、天井部５３の下側の天井面（第１面）５３１に、後述するロボット１の基台１１が固定（支持）されている。この天井面５３１は、水平面と平行な平面である。この天井部５３にロボット１が設置されていることにより、床面、すなわち、作業台５２を広く使うことができる。
【００４３】
なお、作業台５２よりも上側の隣り合う支柱５１１同士の間、すなわち、枠体部５１の４つの側面および上部５１３には、それぞれ、例えば作業者や粉塵等の異物が枠体部５１内に侵入しないようにするために安全板（図示せず）等が設置されていてもよい。
【００４４】
また、セル５は、足部５４を有していなくてもよい。その場合には、作業台５２が、直接、設置スペースに設置されていてもよい。
【００４５】
〈ロボット〉
図２〜図４に示すように、ロボット本体１０は、基台（支持部）１１と、ロボットアーム６とを有している。ロボットアーム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、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。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。また、第３アーム１４および第４アーム１５により可動部１８が構成される。
【００４６】
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。
【００４７】
図１および図４に示すように、基台１１は、セル５の天井部５３の天井面５３１に固定される部分（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。
【００４８】
また、本実施形態では、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、これに限定されず、例えば、基台１１の基端面（図４中の上側の端面）であってもよい。
【００４９】
ここで、このロボット１では、基台１１とロボットアーム６との接続部分、すなわち、後述する軸受部６２の中心（図１３参照）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。
【００５０】
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は、軸受部６２の中心よりも鉛直方向下側に位置している。
【００５１】
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３および図４参照）。
【００５２】
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。
【００５３】
図２〜図４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４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４中下側に延出した第１部分１２１と、第１部分１２１の図４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４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４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４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４の紙面手前から見て）、ほぼ直交（交差）している。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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、ロボット制御装置により制御される。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。
【００５９】
図２〜図４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部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、モーター（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はモーター４０１Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０１Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０１を介してロボット制御装置により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。
【００６０】
また、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。
【００６１】
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、モーター（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はモーター４０２Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０２Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０２を介してロボット制御装置により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。
【００６２】
また、第２アーム１３を制動するブレーキ（制動装置）として、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、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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。このため、第３アーム１４は、第２回動軸Ｏ２の方向から見て、第１アーム１２と交差する状態をとり得る。よって、後述するように、ハンド９１が第２回動軸Ｏ２よりも基台１１側にて作業を行うことができる。
【００６５】
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、モーター（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、モーター４０３Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０３Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０３を介してロボット制御装置により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。
【００６６】
また、第３アーム１４を制動するブレーキ（制動装置）として、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、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。
【００６７】
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、モーター（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、モーター４０４Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０４Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０４を介してロボット制御装置により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。
【００６８】
また、第４アーム１５を制動するブレーキ（制動装置）として、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、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。
【００６９】
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。
【００７０】
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、モーター（第５モーター）４０５Ｍと、減速機（図示せず）と、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、モーター４０５Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０５Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０５を介してロボット制御装置により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。
【００７１】
また、第５アーム１６を制動するブレーキ（制動装置）として、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、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。
【００７２】
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。
【００７３】
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、モーター（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の駆動は、モーターとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０６Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０６を介してロボット制御装置により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。
【００７４】
また、第６アーム１７を制動するブレーキ（制動装置）として、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、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。
【００７５】
なお、また、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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
また、モータードライバー３０１〜３０６は、図示の構成では、基台１１に配置されているが、これに限らず、例えば、ロボット制御装置に配置されていてもよい。
以上、ロボット１の構成について簡単に説明した。
【００８０】
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。
【００８１】
まず、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（図１３参照）。
【００８２】
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１３中の左右方向に延びる中心線６２１との間の距離である。
【００８３】
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。
【００８４】
また、図４および図７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θ１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なように構成されている。
【００８５】
そして、第２アーム１３は、角度θ１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が設けられた天井部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。
【００８６】
ここで、前記第１アーム１２と第２アーム１３とのなす角度θ１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。
【００８７】
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θ１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５〜図９参照）。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、ロボットアーム６の先端（第６アーム１７の先端）を図５に示す第１位置から、図６に示す状態および図７に示す角度θ１が０°となる状態を経て、さらに、図８に示す状態を経て、第１回動軸Ｏ１周りに１８０°異なる図９に示す第２位置に移動させることが可能である（図５〜図９参照）。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。
【００８８】
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（ロボットアーム６の先端を第１位置から第２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の先端およびロボットアーム６の先端は、直線上を移動する。
【００８９】
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。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。
【００９０】
なお、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１３参照）。この場合、第３アーム１４〜第６アーム１７は、図１３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。
【００９１】
また、図４、図７および図１３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。
【００９２】
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。
【００９３】
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θ１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る。
【００９４】
このような構成により、第２アーム１３は、第２回動軸Ｏ２周りに３６０°回動することができ、第３アーム１４は、第２回動軸Ｏ２周りに３６０°回動することができる。よって、ハンド９１の先端の可動領域を大きくすることができる。従って、作業効率を高めることができる。
【００９５】
また、図１３に示すように、ロボット１では、角度θ１が鋭角となる状態で、第２アーム１３と第３アーム１４とのなす角度（直線６１と第４回動軸Ｏ４とのなす角度）θ２と、第４アーム１５と第５アーム１６とのなす角度（第４回動軸Ｏ４と第５回動軸Ｏ５とのなす角度）θ３とを調節することにより、ハンド９１の先端の方向（第６回動軸Ｏ６の軸方向）が水平方向を向くことができる。このため、ハンド９１の先端が第２回動軸Ｏ２よりも上方、すなわち、基台１１側に位置した状態において、ハンド９１の先端が水平方向を向くことが可能となることによって、第２回動軸Ｏ２よりも高い位置において、ハンド９１が作業を行うことができる。よって、作業効率をさらに高めることができる。
【００９６】
また、図１０に示すように、ロボットシステム１００は、ロボットセル５０の側面に、ロボット１の周囲を囲むように配置された４つの棚（載置部）６００を有している。各棚６００は、例えば、ワークや工具等が種類ごとに整理して載置される。各棚６００は、作業台５２上で、かつ、４本の支柱５１１の間の部分にそれぞれ設けられている。すなわち、棚６００は、ロボットセル５０に収納されている。このため、ロボット１は、棚６００にて作業を行うことができ、作業効率を高めることができる。
【００９７】
また、各棚６００は、それぞれ、鉛直方向には７段、水平方向に４列に仕切られており、各棚６００では、仕切られた２８個のスペース（収納部６０１）にそれぞれワーク等を載置することができる。すなわち、棚６００の仕切り板の上面が、それぞれ、載置面として機能する。このため、例えば、ワークを各載置面に種類ごとに分別したりすることができ、作業効率を高めることができる。
【００９８】
次に、図１１および図１２を参照しつつ従来のロボット１’の可動領域Ａ’と、ロボット１との可動領域Ａの違いについて説明する。これらの図では、第１アーム１２を回動させずに固定した状態でのロボット１の先端（以下では、第５回動軸Ｏ５の位置とする）の移動可能な領域、すなわち、作業を行うことができる領域を示している。また、「可動領域Ａ、Ａ’」は、第５回動軸Ｏ５、Ｏ５’が通過し得る領域とし、図１１および図１２では、それらをハッチングで示している。
【００９９】
なお、図１１に示す従来のロボット１’と、図１２に示す本発明のロボット１とは、各関節を伸ばした時の最長長さが同じこととする。また、以下で述べることは、ロボット１と従来のロボット１’とで同じ長さのエンドエフェクターを装着した場合にも当然適用される。
【０１００】
まず、図１１に示す従来のロボット１’について説明する。
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。
【０１０１】
また、ロボット１’では、基台１１’に対して第１アーム１２’が第１回動軸Ｏ１’周りに回動可能に構成されている。また、第２アーム１３’は、第１アーム１２’に対して第２回動軸Ｏ２’周りに回動可能に構成されている。また、第３アーム１４’は、第２アーム１３’に対して第３回動軸Ｏ３’周りに回動可能に構成されている。また、第４アーム１５’は、第３アーム１４’に対して第４回動軸Ｏ４’周りに回動可能に構成されている。また、第５アーム１６’は、第４アーム１５’に対して第５回動軸Ｏ５’周りに回動可能に構成されている。また、第６アーム１７’は、第５アーム１６’に対して第６回動軸Ｏ６’周りに回動可能に構成されている。
【０１０２】
図１１は、従来のロボット１’の可動領域Ａ’を示す図である。この図からも分かるように、ロボット１’では、第１アーム１２’を回転させなかった場合、第２回動軸Ｏ２’の軸方向から見て、略半円状にしか移動することができない。また、第１アーム１２’と第２アーム１３’とが重なる姿勢や、第２アーム１３’と第３アーム１４’とが重なる姿勢をとり得ないため、第２回動軸Ｏ２’付近での作業が不可能な領域が比較的大きい。
【０１０３】
また、図１１に示すように、ロボット１’のできるだけ近くに作業用の棚６００’を設置する場合には、第１回動軸Ｏ１’と、棚６００’との離間距離Ｄ’が、約２６７ｍｍの位置に棚６００’を配置することができる。このときの棚６００’の高さ（第１回動軸Ｏ１’に沿った方向の長さ）Ｈ’は、約８４５ｍｍである。なお、本明細書中では、離間距離Ｄ’とは、ロボット１’が棚６００’において作業を行っているときの、第１回動軸Ｏ１’と第５回動軸Ｏ５’との離間距離とも言える。
【０１０４】
次に、本発明のロボット１について説明する。
図１２は、本発明のロボット１の可動領域Ａを示す図である。この図からも分かるように、ロボット１では、第１アーム１２を第１回動軸Ｏ１周りに回転させなかった場合であっても、ハンド９１（ロボットアーム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）を行うことができるため（図５〜図９参照）、その可動領域Ａは、第２回動軸Ｏ２の軸方向から見て円となる。また、第２アーム１３と第３アーム１４とが重なる姿勢をとることができるため、第２回動軸Ｏ２付近での作業が不可能な領域が、従来のロボット１’に比べて小さい。このため、ロボット１’に比べて、第１回動軸Ｏ１のより近くに棚６００を設置することができる。
【０１０５】
ここで、本発明者らは、ロボット１において、棚６００の高さＨが、離間距離Ｄの３．２倍以上である、すなわち、比Ｈ／Ｄが、３．２以上であるという条件を満足することにより、ロボットセル５０の設置面積を小さくしつつ、狭い範囲内で、すなわち、ロボット１の近位においても、広い範囲で作業ができ、作業効率が高くなることを見出した。以下、このことについて説明する。なお、本明細書中では、離間距離Ｄとは、ロボット１が棚６００において作業を行っているときの、第１回動軸Ｏ１と第５回動軸Ｏ５との離間距離とも言える。
【０１０６】
図１２中の二点鎖線で示す棚６００のうち、図中右側の棚６００（以下、棚６００ａと言う。）は、高さＨ＝高さＨａ（７７３．６ｍｍ）が、離間距離Ｄ＝離間距離Ｄａ（２３０．０ｍｍ）の３．２倍となっている。この棚６００ａの位置よりも図１２中右側に棚６００を配置する場合、離間距離Ｄが離間距離Ｄａよりも大きくなるとともに、高さＨが高さＨａよりも低い棚６００を設置することとなる。このため、離間距離Ｄが離間距離Ｄａよりも大きい分、棚６００を設置するロボットセル５０を大きくする必要がある。さらに、高さＨが高さＨａよりも低い分、作業スペースが狭くなり、作業効率が低下する。
【０１０７】
特に、図１１に示すように、従来のロボット１’では、比Ｈ／Ｄ（比Ｈ’／Ｄ’）が３．２未満であり、約３．１（８４５ｍｍ÷２６７ｍｍ）程度だった。このため、比Ｈ／Ｄを３．２以上とすることにより、従来よりも棚６００の高さＨａを大きくすることができるとともに、棚６００とロボット１との離間距離Ｄを小さくすることができる。よって、作業効率を高めることができるとともに、ロボットセル５０の幅を小さくすることができる。その結果、狭いスペースでも高い作業効率を発揮することができる。すなわち、互いに相反する特性である作業効率の向上と省スペース化とを両立することができる。
【０１０８】
また、ロボット１では、棚６００の高さＨが、離間距離Ｄの５．０倍以上である、すなわち、比Ｈ／Ｄが、５．０以上であるのがより好ましい。これにより、従来よりも棚６００の高さＨをさらに大きくすることができるとともに、離間距離Ｄをさらに小さくすることができる。
【０１０９】
また、ロボット１では、棚６００の高さＨが、離間距離Ｄの７．０倍以下である、すなわち、比Ｈ／Ｄが、７．０以下であるのがより好ましい。これにより、作業効率の向上と省スペース化とを両立することができる。なお、比Ｈ／Ｄが、７．０よりも大きかった場合、すなわち、図１２に示すように、棚６００の高さＨが高さＨｂ以下であるか、または、離間距離Ｄが離間距離Ｄｂ以上であった場合、棚６００が可動領域Ａからはみ出して無駄が生じたり、棚６００がロボット１に近すぎて作業が困難になる。
【０１１０】
なお、上記では、ロボット１の右側に棚６００を配置した場合について説明したが、ロボット１の左側に棚６００を配置した場合であっても、本発明が適用されるのは言うまでもない。
【０１１１】
また、前述したように、ロボット１は、ショートカットモーションを行うことができるため（図５〜図９参照）第１アーム１２を第１回動軸Ｏ１周りに回動させなくてもハンド９１を第２回動軸方向から見て３６０°移動させることができる。このため、第１アーム１２を第１回動軸Ｏ１周りに９０°回転させることにより、ＸＹ平面内にてハンド９１が３６０°移動することができる。よって、第１アーム１２の回転角度が９０°以内でロボット１の全周に亘って等方的に作業を行うことができる。その結果、ロボット１においてハンド部８１を移動させる時間を短くすることができ、作業効率をさらに高めることができる。
【０１１２】
なお、上記では、４つの棚６００が設置されている場合について説明したが、これに限定されず、１つ〜３つでもよく、５つ以上であってもよい。
【０１１３】
また、上記では、棚６００は、上方から見て正方形になるよう配置されていたが、本発明ではこれに限定されず、例えば、棚の数、大きさに合わせて三角形、矩形、五角形以上の多角形であってもよく、円形、楕円形であってもよい。
【０１１４】
ロボット１は、前述したような構成を有しているため、ロボット１の設置スペース、すなわち、セル５を従来よりも小さくすることができる。これにより、セル５を設置するための設置スペースの面積（設置面積）、すなわち、セル５を鉛直方向から見たときのセル５の面積Ｓを、従来よりも小さくすることができる。具体的には、面積Ｓを、例えば従来の面積の６４％以下にすることができる。そのため、セル５の幅（水平方向の一辺の長さ）Ｗを、従来の幅より小さく、具体的には、例えば、従来の幅の８０％以下にすることができる。なお、前述したように、本実施形態では、鉛直方向から見たときセル５が正方形をなしており、このため、図１中の縦方向におけるセル５の幅（奥行き）Ｗと、図１中の横方向におけるセル５の幅（横幅）Ｗとが同じであるが、これらは異なっていてもよい。その場合には、いずれか一方または両方の幅Ｗを、例えば、従来の８０％以下にすることができる。
【０１１５】
また、面積Ｓは、具体的には、１０００ｍｍ×１０００ｍｍ（１００００００ｍｍ２）以下であるのが好ましく、９００ｍｍ×９００ｍｍ（８１００００ｍｍ２）以下であるのがより好ましく、７５０ｍｍ×１０００ｍｍ（７５００００ｍｍ２）以下であるのがより好ましく、７５０ｍｍ×８５０ｍｍ（６３７５００ｍｍ２）以下であるのがより好ましく、５０００００ｍｍ２以下であるのがより好ましく、４０００００ｍｍ２以下であるのがより好ましく、３６００００ｍｍ２以下であるのがより好ましい。このような面積Ｓであっても、第２アーム１３の先端を第２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１がセル５に干渉しないようにすることができる。そのため、セル５の小型化を図ることができ、ロボットシステム１００を設置するための設置スペースを小さくすることができる。このため、例えば、ロボットセル５０を複数配列することにより生産ラインを構成した場合、その生産ラインの長さが長くなることを抑制することができる。
【０１１６】
また、面積Ｓが７５０ｍｍ×１０００ｍｍであった場合には、７５０ｍｍの幅を有する辺同士を繋ぎ合わせるようにロボットセル５０を複数配列することにより、十分な面積Ｓを確保しつつ、生産ラインの長さが長くなるのを抑制することができる。
【０１１７】
また、４０００００ｍｍ２以下の面積Ｓは、人間が作業する作業領域の大きさとほぼ同等または同等以下である。このため、面積Ｓが４０００００ｍｍ２以下であると、例えば、人間とロボットセル５０との交換を容易に行うことができ、よって、人間とロボットセル５０とを交換することで、生産ラインを変更することができる。なお、面積Ｓは１００００ｍｍ２以上であるのが好ましい。これにより、ロボットセル５０内部のメンテナンスを容易にすることができる。
【０１１８】
また、幅Ｗは、具体的には、１０００ｍｍ以下であるのが好ましく、９００ｍｍ以下であるのがより好ましく、７５０ｍｍ以下であるのがより好ましく、６５０ｍｍ以下であるのが特に好ましい。これにより、上述した効果と同様の効果を十分に発揮することができる。なお、幅Ｗは、セル５の平均幅（枠体部５１の平均幅）である。なお、幅Ｗは１００ｍｍ以上であるのが好ましい。これにより、ロボットセル５０内部のメンテナンスを容易にすることができる。
【０１１９】
また、ロボット１は、前述したような構成を有しているため、セル５の高さ（鉛直方向の長さ）ｈを、従来の高さより低くすることができる。具体的には、高さｈを、例えば従来の高さの８０％以下にすることができる。
【０１２０】
また、高さｈは、具体的には、１７００ｍｍ以下であるのが好ましく、１０００ｍｍ以上１６５０ｍｍ以下であるのがより好ましい。前記上限値以下であると、セル５内でロボット１が動作した際の振動の影響をより一層抑制することができる。なお、上記の高さｈとは、足部５４を含むセル５の平均高さである。
【０１２１】
以上説明したように、このロボットシステム１００では、ロボット１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θ１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（ロボットアーム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ので、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。これにより、セル５の小型化を図ることができ、ロボットシステム１００を設置するための設置スペースを小さくすることができる。そして、例えば、ロボットシステム１００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。
【０１２２】
また、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ので、天井部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。
【０１２３】
また、ハンド９１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。
【０１２４】
また、ロボット１では、最大可搬質量として、２．５ｋｇ以上（例えば、２．５ｋｇ）を実現することができ、また、サイクルタイム（１ｋｇ、水平方向へ３００ｍｍ移動、鉛直方向へ２５ｍｍ移動）として、０．９秒以下（例えば、０．９秒）を実現することができる。
【０１２５】
また、ショートカットモーションを、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がセル５や周辺装置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がセル５の安全板（図示せず）に干渉する場合は、他のアームも回動させることで、安全板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、小型のセルの場合は、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。
【０１２６】
これに対し、ロボット１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１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。
【０１２７】
また、図１０および図１１に示すように、ロボット１では、角度θ１が鋭角となる状態で、かつ、第２アーム１３と第３アーム１４とのなす角度θ２が１８０°以下となる状態において、ハンド９１の先端の方向が水平方向を向くことができる。このため、ハンド９１の先端が第２回動軸Ｏ２よりも上方、すなわち、基台１１側に位置した状態において、ハンド９１の先端が水平方向を向くこととなる。よって、第２回動軸Ｏ２よりも高い場所において、作業を行うことができる。その結果、作業効率を高めることができる。
【０１２８】
また、第３アーム１４および第４アーム１５の図４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１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４中の右側の領域に前記所定の部材を搭載する場合は、その部材が作業台５２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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
＜第２実施形態＞
図１４は、本発明のロボットシステムの第２実施形態を示す側面図である。
【０１３２】
以下、この図を参照して本発明のロボットおよびロボットシステムの第２実施形態について説明するが、前述した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。
【０１３３】
本実施形態は、ロボットシステムの構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
【０１３４】
図１４に示すように、本実施形態では、２つのロボットシステム１００Ａ、１００Ｂが設けられており、ロボットシステム１００Ａ、１００Ｂは、互いに隣接して設けられている。ロボットシステム１００Ａは、図１４中左側に位置し、ロボットシステム１００Ｂは、図１４中右側に位置している。
【０１３５】
また、ロボットシステム１００Ｂは、４つの棚６００を有している。なお、図１４では、ロボットシステム１００Ｂの手前側の棚６００を省略して図示している。
【０１３６】
このような本実施形態では、ロボットシステム１００Ａは、ロボットシステム１００Ｂの棚６００のうち、ロボットシステム１００Ａ側の棚６００にて作業を行うことができる。すなわち、ロボットシステム１００Ａとロボットシステム１００Ｂとで、棚６００を共有することができる。これにより、例えば、ロボットシステム１００Ａとロボットシステム１００Ｂとでワークの受け渡しが可能となる。よって、行うことができる作業を増やすことができる。よって、作業効率をさらに高めることができる。また、ロボットシステム１００Ａとロボットシステム１００Ｂとで、異なる種類のエンドエフェクターを装着して、ワークに対して異なる作業を行うこと等もできる。
【０１３７】
＜第３実施形態＞
図１５は、本発明のロボットシステムの第３実施形態を示す側面図である。
【０１３８】
以下、この図を参照して本発明のロボットおよびロボットシステムの第３実施形態について説明するが、前述した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。
本実施形態は、棚の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
【０１３９】
図１５に示すように、ロボットシステム１００Ｃでは、棚６００が分割可能になっている。棚６００では、縦（高さ方向）の列ごとそれぞれ分割可能に構成されている。
【０１４０】
棚６００において、図示の構成では、一例として、四列のうち、一番左側の列が、残りの三列に対して着脱した状態を示している。このため、例えば、一番左側の列をオペレーターが取り外して、列のワークを回収して、再度、残りの三列に取り外した列を取り付けることができる。これにより、列ごとにワークを回収することができ、作業効率を高めることができる。
【０１４１】
＜第４実施形態＞
図１６は、本発明のロボットシステムの第４実施形態を示す斜視図である。
【０１４２】
以下、この図を参照して本発明のロボットおよびロボットシステムの第４実施形態について説明するが、前述した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。
本実施形態は、棚の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
【０１４３】
図１６に示すように、ロボットシステム１００Ｄでは、棚６００は、各収納部６０１に設けられた引き出し６０２を有している。ロボット１は、この引き出し６０２の出し入れを行うことができる。これにより、例えば、引き出し６０２にワークを配置したり、引き出し６０２に工具を収納したりすることができる。
【０１４４】
このように本実施形態によれば、各引き出し６０２に種類ごとに異なるワークや工具を整理しながら作業を行うことができる。よって、煩雑な作業を行う場合でも作業効率が低下するのを防止することができる。特に、引き出し６０２に収納したワークや工具等が棚６００から落下するのを防止することができる。よって、ロボットシステム１００の周囲にいるオペレーターの安全を確保することができる。
【０１４５】
＜第５実施形態＞
図１７は、本発明のロボットシステムの第５実施形態を示す斜視図である。
【０１４６】
以下、この図を参照して本発明のロボットおよびロボットシステムの第５実施形態について説明するが、前述した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。
【０１４７】
本実施形態は、ロボットの設置位置が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
【０１４８】
図１７に示すように、ロボットシステム１００Ｅでは、基台１１が作業台５２に設けられている。このため、ロボットアーム６は、基台１１よりも鉛直方向上方に位置している。
【０１４９】
ロボット１が支柱５１１を介して天井に設けられている場合には、支柱５１１が長ければ長いほど、ロボット１の動作に伴い発生する振動が大きくなる。これに対し、ロボットシステム１００Ｅのように、ロボット１が作業台５２に設けられていることにより、振動を抑制することができる。
【０１５０】
さらに、棚６００をより上方に設置することができるため、作業台５２上の棚６００の下側のスペースを大きくすることができる。よって、さらに作業効率を高めることができる。
【０１５１】
以上、本発明の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。
【０１５２】
また、前記実施形態では、ロボットの基台の固定箇所は、セルの天井部または作業台であるが、本発明では、これに限定されず、この他、例えば、セルの壁部等が挙げられる。
【０１５３】
また、前記実施形態では、ロボットは、セル内に設置されているが、本発明では、これに限定されず、例えば、セルが省略されていてもよい。この場合、基台の固定箇所としては、例えば、設置スペースにおける天井、壁、作業台、床、地上等が挙げられる。
【０１５４】
また、前記実施形態では、ロボット（基台）が固定される平面（面）である第１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。
【０１５５】
また、前記実施形態では、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、ロボットアームの回動軸の数は、例えば、２つ、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、２つ、３つ、４つ、５つ、または、７つ以上でもよい。この場合、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。
【０１５６】
また、前記実施形態では、ロボットアームの数は、１つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの数は、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。
【０１５７】
また、本発明では、ロボット（ロボット本体）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】
【０１５８】
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ…ロボットシステム、１…ロボット、１’…ロボット、１０…ロボット本体、１０１…領域、１１…基台、１１’…基台、１２…第１アーム、１２’…第１アーム、１２１…第１部分、１２２…第２部分、１２３…第３部分、１２４…第４部分、１３…第２アーム、１３’…第２アーム、１４…第３アーム、１４’…第３アーム、１５…第４アーム、１５’…第４アーム、１５１…支持部、１５２…支持部、１６…第５アーム、１６’…第５アーム、１７…第６アーム、１７’…第６アーム、１７１…関節、１７２…関節、１７３…関節、１７４…関節、１７５…関節、１７６…関節、１８…可動部、５…セル、５０…ロボットセル、５１…枠体部、５１１…支柱、５１３…上部、５２…作業台、５２１…作業面、５３…天井部、５３１…天井面、５４…足部、６…ロボットアーム、６１…直線、６２…軸受部、６２１…中心線、９１…ハンド、１１１…フランジ、３０１…モータードライバー、３０２…モータードライバー、３０３…モータードライバー、３０４…モータードライバー、３０５…モータードライバー、３０６…モータードライバー、４０１…第１駆動源、４０１Ｍ…モーター、４０２…第２駆動源、４０２Ｍ…モーター、４０３…第３駆動源、４０３Ｍ…モーター、４０４…第４駆動源、４０４Ｍ…モーター、４０５…第５駆動源、４０５Ｍ…モーター、４０６…第６駆動源、４０６Ｍ…モーター、６００…棚、６００’…棚、６００ａ…棚、６０１…収納部、６０２…引き出し、Ａ…可動領域、Ａ’…可動領域、Ｌ１…長さ、Ｌ２…長さ、Ｌ３…長さ、Ｄ…離間距離、Ｄ’…離間距離、Ｄａ…離間距離、Ｄｂ…離間距離、ｈ…高さ、Ｈ…高さ、Ｈａ…高さ、Ｈｂ…高さ、Ｏ１…第１回動軸、Ｏ１’…第１回動軸、Ｏ２…第２回動軸、Ｏ２’…第２回動軸、Ｏ３…第３回動軸、Ｏ３’…第３回動軸、Ｏ４…第４回動軸、Ｏ４’…第４回動軸、Ｏ５…第５回動軸、Ｏ５’…第５回動軸、Ｏ６…第６回動軸、Ｏ６’…第６回動軸、Ｓ…面積、Ｗ…幅、θ１…角度、θ２…角度、θ３…角度
【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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