(57)【要約】【課題】アーム部の位置制御が容易でロボット先端部の配置位置と目標位置とのズレの少ないスカラロボットを提供する。【解決手段】スカラロボット１は、ベース部２、アーム部３、テーブル部４から構成され、ベース部２は、床面等に設置されたベース１０を有する。アーム部３は、ベース１０に対して回転可能に第１のアーム１１を、第１のアーム１１に回動可能に第２のアーム１２を、第２のアーム１２に回動可能に先端部１３Ｂにツールの取付可能な第３のアーム１３を備えている。テーブル部４は、先端に回動板２２を備えた駆動軸２１がベース１０の正面１０Ｂから水平方向に突出されている。回動板２２は、その中央部に突出した第５モータの駆動軸に回転可能に作業テーブル２４の中央部を連結固定している。作業テーブル２４は、ワークを保持する一対のチャック２６を備えている。従って、ワークは作業テーブル２４の回転により回動される。【選択図】図１
2009039787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースに立設したスカラ型のアーム部の先端にツールを取着し、前記スカラ型のアーム
部を駆動して前記ツールを、作業テーブルに載置したワークに対する作業位置まで案内し
、該ツールにて前記ワークに所定の作業を行なうスカラロボットであって、
前記作業テーブルを、前記ベースに対して相対移動させる移動部材を設けたことを特徴
とするスカラロボット。
【請求項２】
請求項１に記載のスカラロボットにおいて、
前記移動部材は、
前記ベースに連結された主軸と、
前記主軸に支持された回動板と、
前記回動板に対して相対移動可能に支持される前記作業テーブルと、
前記作業テーブルを前記回動板に対して相対移動させる第１駆動手段と、
を備えることを特徴とするスカラロボット。
【請求項３】
請求項２に記載のスカラロボットにおいて、
前記主軸は、前記スカラ型のアーム部の移動面に対して回動するように前記ベースに回
動可能に連結され、
前記ベースは、前記主軸を該ベースに対して回動させる第２駆動手段を備えることを特
徴とするスカラロボット。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のスカラロボットにおいて、
前記作業テーブルは、その中心を回動中心に、前記回動板に対して水平方向に回動する
ように、前記回動板に回動可能に連結されて、
前記第１駆動手段は、前記作業テーブルを回動させて前記回動板に対して相対移動させ
ることを特徴とするスカラロボット。
【請求項５】
請求項２又は３に記載のスカラロボットにおいて、
前記移動部材は、
前記回動板に対して第１の方向に移動可能に支持されるとともに、前記作業テーブルを
前記第１の方向に対して直交する第２の方向に移動可能に支持する移動板と、
前記移動板を前記第１の方向に移動させる第３駆動手段と、
を備え、
前記第１駆動手段は、前記作業テーブルを前記第２の方向に移動させて前記回動板に対
して相対移動させることを特徴とするスカラロボット。
【請求項６】
請求項４に記載のスカラロボットにおいて、
スカラロボットは、
前記作業テーブルを正転させて前記アーム部の移動面まで移動された前記ワークの作業
位置を第１の位置とし、前記作業テーブルを逆転させて前記アーム部の移動面まで移動さ
れた前記ワークの作業位置を第２の位置として、前記第１の位置と前記第２の位置をそれ
ぞれ算出する位置演算処理手段と、
前記アーム部の前記第１の位置への移動に要する第１の時間と、前記アーム部の前記第
２の位置への移動に要する第２の時間とをそれぞれ算出する軌道演算処理手段とを備え、
前記第１の時間が前記第２の時間より長い場合には、前記作業テーブルを逆転させて前
記ワークの作業位置を前記第２の位置に配置させることを特徴とするスカラロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スカラロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、産業用には、６軸ロボット、スカラロボット、直交型ロボットなどが各々の
特徴に適合する用途に選択され用いられている。それぞれのロボットの特徴としては、６
軸ロボットは、ロボット先端部の自由度が高い点が特徴であり、直交型ロボットは、構造
や制御が容易であり速度が速いとともに位置精度も良い点が特長である。また、スカラロ
ボットは、比較的速い速度と、比較的高い自由度とを有する点が特徴である。
【０００３】
このような各ロボットの特徴から、ロボット先端部を複雑に移動させて加工をする場合
には、縦・横・斜めと３次元にアームを動かし、複雑な動きに対応できる、６軸ロボット
（垂直多関節ロボット)が選択される場合が多い。しかし、６軸ロボットは、ロボット先
端部を好適に素早く移動させるための制御（プログラミング）や動作位置の指定（ティー
チング）が難しいという問題があり、その問題は、ロボット先端部の動作が複雑になれば
なるほどに大きくなる。さらに、６軸ロボットは、軸数が多いゆえ、動きが複雑になるほ
どロボット先端部の目標位置に対するズレが大きくなるおそれがあった。
【０００４】
そこで、ロボット先端部を素早く好適に目標位置に対して移動させるための方法が提案
されている（特許文献１）。特許文献１は、曲げ加工機にワークを供給及び回収するロボ
ットとして５軸ロボットを用いることにより、ロボットの軸数を従来の６軸制御から１軸
減らしてロボットの構造を簡単にした。また、ロボットの軸数を減らすことにより、ロボ
ット先端部を目標位置に移動させるためのプログラム作成やティーチング等に要する時間
を減少させるようにした。
【特許文献１】特開平７−１６６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１は、ロボット先端部を目標位置に移動させるためには、５軸
分のプログラム作成やティーチング等を行なわなければならず、プログラム作成やティー
チング等は依然複雑であった。また、ロボットの軸数が多いことにより、ロボット先端部
の目標位置に対するズレが大きく生じるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、アーム部
の位置制御が容易でロボット先端部の配置位置と目標位置とのズレの少ないスカラロボッ
トを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のスカラロボットは、ベースに立設したスカラ型のアーム部の先端にツールを取
着し、前記スカラ型のアーム部を駆動して前記ツールを、作業テーブルに載置したワーク
に対する作業位置まで案内し、該ツールにて前記ワークに所定の作業を行なうスカラロボ
ットであって、前記作業テーブルを、前記ベースに対して相対移動させる移動部材を設け
たことを特徴とする。
【０００８】
本発明のスカラロボットによれば、作業テーブルを、ベースに対して相対移動させる移
動部材を設けた。従って、アーム部を２次元のスカラ型としても、作業テーブルをベース
に対して相対移動させてアームの先端に取着されたツールのワークに対する自由度を確保
することができる。その結果、アーム部の駆動制御に必要な軌道演算処理用のプログラム
作成やティーチング等を、３次元の場合と比較して、簡単にすることができる。また、軸
数が少ないことからも、プログラム作成やティーチング等をより簡単にすることができる
。
【０００９】
また、軸数が少ないことからアーム部の稼動時における軌道演算処理を短時間で行なえ
るので、ツールをワーク上の作業位置に高速に移動させることができる。その結果、ツー
ルを作業位置に移動させるために要する時間を短くすることができる。
【００１０】
さらに、軸数が少ないことから、各軸で生じたずれの累積を少なくできて、アーム部の
先端のツールの配置位置と、ワークの作業位置との距離のずれを少なくすることができる
。その結果、ツールなどをワークの作業位置に対して精度良く配置することができる。
【００１１】
このスカラロボットは、前記移動部材は、前記ベースに連結された主軸と、前記主軸に
支持された回動板と、前記回動板に対して相対移動可能に支持される前記作業テーブルと
、前記作業テーブルを前記回動板に対して相対移動させる第１駆動手段と、を備えること
が望ましい。
【００１２】
このスカラロボットによれば、作業テーブルが前記回動板に対して相対移動するので、
作業テーブルの移動によりワークの作業位置を、アーム部の先端のツールに対して相対的
に変更させて、アーム部の先端のツールによるワークの作業位置への作業の自由度を高く
することができる。
【００１３】
このスカラロボットは、前記主軸は、前記スカラ型のアーム部の移動面に対して回動す
るように前記ベースに回動可能に連結され、前記ベースは、前記主軸を該ベースに対して
回動させる第２駆動手段を備えることが好適である。
【００１４】
このスカラロボットによれば、アーム部の先端のツールによるワークの作業位置への作
業の自由度をアーム部の移動面に対して回動する方向に確保することができる。
このスカラロボットは、前記作業テーブルは、その中心を回動中心に、前記回動板に対
して水平方向に回動するように、前記回動板に回動可能に連結されて、前記第１駆動手段
は、前記作業テーブルを回動させて前記回動板に対して相対移動させるとなおよい。
【００１５】
このスカラロボットによれば、アーム部の先端のツールによるワークの作業位置への水
平面への作業の自由度を、作業テーブルの回動により確保することができる。また、ワー
クの作業位置の移動を作業テーブルの回転で行なうため、ＸＹステージなどと比較してワ
ークを移動させる構造を容易にすることができる。
【００１６】
このスカラロボットは、前記移動部材は、前記回動板に対して第１の方向に移動可能に
支持されるとともに、前記作業テーブルを前記第１の方向に対して直交する第２の方向に
移動可能に支持する移動板と、前記移動板を前記第１の方向に移動させる第３駆動手段と
、
を備え、前記第１駆動手段は、前記作業テーブルを前記第２の方向に移動させて前記回動
板に対して相対移動させてもよい。
【００１７】
このスカラロボットによれば、アーム部の先端のツールによるワークの作業位置への水
平面への作業の自由度を、作業テーブルのＸ方向及びＹ方向への移動により確保すること
ができる。従って、作業テーブルを回動板に対して直交移動させることで、アーム部の先
端のツールは、ワークの作業位置へ対して水平面全域への作業の自由度が確保される。
【００１８】
このスカラロボットは、スカラロボットは、前記作業テーブルを正転させて前記アーム
部の移動面まで移動された前記ワークの作業位置を第１の位置とし、前記作業テーブルを
逆転させて前記アーム部の移動面まで移動された前記ワークの作業位置を第２の位置とし
て、前記第１の位置と前記第２の位置をそれぞれ算出する位置演算処理手段と、前記アー
ム部の前記第１の位置への移動に要する第１の時間と、前記アーム部の前記第２の位置へ
の移動に要する第２の時間とをそれぞれ算出する軌道演算処理手段とを備え、前記第１の
時間が前記第２の時間より長い場合には、前記作業テーブルを逆転させて前記ワークの作
業位置を前記第２の位置に配置させることが好適である。
【００１９】
このスカラロボットによれば、ワークの作業位置へのアーム部の先端のツールの移動を
素早くさせることができる。その結果、ツールの移動時間を短くすることができ、スカラ
ロボットによる作業時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した実施形態を図１〜図９に従って説明する。
図１は、スカラロボット１の斜視構造を示す斜視図である。
図１に示すように、スカラロボット１は、ベース部２、アーム部３、移動部材としての
テーブル部４から構成されている。
【００２１】
ベース部２は、床面等に設置されたベース１０を有する。
ベース１０は、ベース１０の上部に水平な軸受部１０Ａを有し、その軸受部１０Ａには
、第1モータＭ１が内蔵され、その第１モータＭ１の駆動軸Ｓ１が回転可能に支持されて
いる。その駆動軸Ｓ１は、図２に示すように、アーム部３を構成する第１のアーム１１の
基端部１１Ａと連結固定されている。従って、第１のアーム１１は、第１モータＭ１が正
逆回転することによって、駆動軸Ｓ１と共に同駆動軸Ｓ１の軸心Ｃ１を回動中心としてベ
ース１０に対して垂直方向に回動する。尚、第１モータＭ１には第１モータエンコーダＥ
ｍ１が設けられ、駆動軸Ｓ１の回転角度、すなわち、第１のアーム１１の水平面（ベース
１０）に対する移動面１５（ＸＺ平面）方向の回動角度を検出するようになっている。
【００２２】
第１のアーム１１の先端部１１Ｂには、第２モータＭ２が内蔵され、その第２モータＭ
２の駆動軸Ｓ２に、第２のアーム１２の基端部１２Ａが連結固定されている。従って、第
２モータＭ２が正逆回転すると、第２のアーム１２は、駆動軸Ｓ２と共に同駆動軸Ｓ２の
軸心Ｃ２を回動中心として第１のアーム１１に対して垂直方向に回動するようになってい
る。尚、第２モータＭ２には第２モータエンコーダＥｍ２が設けられ、駆動軸Ｓ２の回転
角度、すなわち、第２のアーム１２の第１のアーム１１に対する移動面１５（ＸＺ平面）
方向の回動角度を検出するようになっている。
【００２３】
第２のアーム１２の先端部１２Ｂは、第３のアーム１３の基端回転軸部１３Ａを回動可
能に支持している。従って、第３のアーム１３は、基端回転軸部１３Ａの軸心Ｃ３を回動
中心として第２のアーム１２に対して垂直方向に回動する。
【００２４】
第２のアーム１２の先端部１２Ｂ内には、第３モータＭ３が内蔵されている。第３モー
タＭ３はその駆動軸が基端回転軸部１３Ａとギアを介して駆動連結されている。そして、
第３モータＭ３が正逆回転すると、該第３モータＭ３の回転力が第３のアーム１３を、基
端回転軸部１３Ａの軸心Ｃ３を回動中心として第２のアーム１２に対して垂直方向に回動
させるようになっている。尚、第３モータＭ３には第３モータエンコーダＥｍ３が設けら
れ、基端回転軸部１３Ａの回転角度、すなわち、第３のアーム１３の第２のアーム１２に
対する移動面１５（ＸＺ平面）方向の回動角度を検出するようになっている。
【００２５】
第３のアーム１３の先端部１３Ｂには、被加工物（ワーク）を加工する工具等のツール
（図示略）が取り付け可能になっている。すなわち、先端部１３Ｂに取り付けられたツー
ルは、第３のアーム１３の回動に従って、そのツールの先端の向きを第２のアーム１２に
対して垂直方向に回動されるようになっている。
【００２６】
従って、アーム部３は、ツールが取り付けられる先端部１３Ｂを、第１及び第２のアー
ム１１，１２のそれぞれの回動により移動面１５（ＸＺ平面）の所定の範囲内にある目標
位置に配置するとともに、第３のアームの回動により、水平面（ＸＹ平面）に対するＸ方
向の角度を目標角度に配置できるようになっている。尚、説明の都合上、図１及び図３に
は、移動面１５の一部分を図示している。
【００２７】
ベース１０には、第２駆動手段としての第４モータＭ４が内蔵され、その主軸としての
駆動軸２１が、正面１０ＢからＸ方向に水平（ＸＹ平面）に突出形成されている。その駆
動軸２１の先端には、略矩形形状の回動板２２が水平に連結固定されている。駆動軸２１
の軸心Ｃ４に、前記移動面（ＸＺ平面）１５が交差するようになっている。従って、第４
モータＭ４が正逆回転することによって、回動板２２は、駆動軸２１の軸心Ｃ４を回動中
心として、ベース１０の正面１０Ｂから見て時計及び反時計方向に回動される。尚、第４
モータＭ４には第４モータエンコーダＥｍ４が設けられ、駆動軸２１の回転角度、すなわ
ち回動板２２のベース１０に対するＹＺ平面方向の回動角度を検出するようになっている
。
【００２８】
回動板２２には、第１駆動手段としての第５モータＭ５を内蔵している。第５モータＭ
５は、その駆動軸２３が回動板２２の上面中央から突出し、略円形の作業テーブル２４の
中央部と駆動連結されている。そして、第５モータＭ５が正逆回転すると、作業テーブル
２４は、駆動軸２３の軸心Ｃ５を回動中心として回動板２２に対して平行方向に回動させ
るようになっている。なお、第５モータＭ５には第５モータエンコーダＥｍ５が設けられ
、駆動軸２３の回転角度、すなわち作業テーブル２４の回動板２２に対する回動角度を検
出するようになっている。
【００２９】
作業テーブル２４の上面には、１組のガイド溝２５が配設されていて、１組のガイド溝
２５には、一対のチャック２６が摺動可能に備えられている。各チャック２６は、図示し
ないエアシリンダのシリンダ軸に接続されていて、そのシリンダ軸の伸縮によりガイド溝
２５上を作業テーブル２４の中央方向や外周方向に移動するようになっている。各チャッ
ク２６は、エアシリンダのシリンダ軸が延びるようにエアバルブ２７を介して圧縮空気が
供給されると、それぞれ中央方向に移動して、その間にワークを保持するようになってい
る。一方、各チャック２６は、エアシリンダのシリンダ軸が格納されるようにエアバルブ
２７を介して圧縮空気が供給されると、それぞれ外周方向に移動して、その間のワークを
開放するようになっている。
【００３０】
従って、テーブル部４は、作業テーブル２４に保持されたワークの作業位置を、作業テ
ーブル２４の回転により水平面の目標位置に配置するとともに、駆動軸２１の回動により
、水平面に対するＹ方向の角度を目標角度に配置できるようになっている。
【００３１】
次に、上記のように構成したスカラロボット１の電気的構成を図４に従って説明する。
スカラロボット１は、図４に示すように、位置演算処理手段及び軌道演算処理手段とし
ての制御装置３０を備えている。
【００３２】
制御装置３０には、ＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＯＭ及びＲＡＭが備えられている。そ
して、制御装置３０のＣＰＵは、ＲＯＭやＲＡＭに記憶された各種データ及び各種制御プ
ログラムに従って各種処理などを実行する。尚、本実施形態では、ＣＰＵは、ＲＯＭやＲ
ＡＭに記憶されたプログラム、及び、各種データに基づいて、アーム部３の先端部１３Ｂ
を所定の目標位置まで移動させるように各アーム１１，１２，１３を回動させる各モータ
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３をそれぞれ駆動制御するための軌道演算処理を行なう。また、ＣＰＵは
、ＲＯＭやＲＡＭに記憶されたプログラム、及び、各種データに基づいて、テーブル部４
に保持されたワーク上の作業位置を所定の目標位置まで移動させるように駆動軸２１及び
作業テーブル２４を回動させる各モータＭ４，Ｍ５をそれぞれ駆動制御する位置演算処理
を行なう。
【００３３】
制御装置３０は、第１モータ駆動回路３１と電気的に接続されている。第１モータ駆動
回路３１は、制御装置３０から入力された第１モータ制御信号３１Ｃに基づいて生成した
第１モータ駆動信号３１Ｄにより第１モータＭ１を駆動制御する。また、制御装置３０は
、第１モータ駆動回路３１を介して第１モータエンコーダＥｍ１によって検出された第１
モータＭ１の回転量３１Ｒを入力する。制御装置３０は、入力された回転量３１Ｒから、
第１のアーム１１のベース１０に対する垂直方向（ＸＺ平面方向）の角度を検出するよう
になっている。
【００３４】
制御装置３０は、第２モータ駆動回路３２と電気的に接続されている。第２モータ駆動
回路３２は、制御装置３０から入力された第２モータ制御信号３２Ｃに基づいて生成した
第２モータ駆動信号３２Ｄにより第２モータＭ２を駆動制御する。また、制御装置３０は
、第２モータ駆動回路３２を介して第２モータエンコーダＥｍ２によって検出された第２
モータＭ２の回転量３２Ｒを入力する。制御装置３０は、入力された回転量３２Ｒから、
第２のアーム１２の第１のアーム１１に対する垂直方向（ＸＺ平面方向）の角度を検出す
るようになっている。
【００３５】
制御装置３０は、第３モータ駆動回路３３と電気的に接続されている。第３モータ駆動
回路３３は、制御装置３０から入力された第３モータ制御信号３３Ｃに基づいて生成した
第３モータ駆動信号３３Ｄにより第３モータＭ３を駆動制御する。また、制御装置３０は
、第３モータ駆動回路３３を介して第３モータエンコーダＥｍ３によって検出された第３
モータＭ３の回転量３３Ｒを入力する。制御装置３０は、入力された回転量３３Ｒから、
第３のアーム１３の先端部１３Ｂの第２のアーム１２に対する垂直方向（ＸＺ平面方向）
の角度を検出するようになっている。すなわち、制御装置３０は、ベース１０に対する第
１のアーム１１の角度、第１のアーム１１に対する第２のアーム１２の角度、及び、第２
のアーム１２に対する第３のアーム１３の角度から、ベース１０に対するＸＺ平面方向の
先端部１３Ｂの角度を検出するようになっている。
【００３６】
制御装置３０は、第４モータ駆動回路３４と電気的に接続されている。第４モータ駆動
回路３４は、制御装置３０から入力された第４モータ制御信号３４Ｃに基づいて生成した
第４モータ駆動信号３４Ｄにより第４モータＭ４を駆動制御する。また、制御装置３０は
、第４モータ駆動回路３４を介して第４モータエンコーダＥｍ４によって検出された第４
モータＭ４の回転量３４Ｒを入力する。制御装置３０は、入力された回転量３４Ｒから、
軸心Ｃ４を中心に回動された駆動軸２１のＹＺ平面方向に対する角度を検出するようにな
っている。すなわち、制御装置３０は、軸心Ｃ４を中心に駆動軸２１に従って回動された
回動板２２の角度から、作業テーブル２４に載置されたワークのＹＺ平面方向に対する角
度を検出するようになっている。
【００３７】
制御装置３０は、第５モータ駆動回路３５と電気的に接続されている。第５モータ駆動
回路３５は、制御装置３０から入力された第５モータ制御信号３５Ｃに基づいて生成した
第５モータ駆動信号３５Ｄにより第５モータＭ５を駆動制御する。また、制御装置３０は
、第５モータ駆動回路３５を介して第５モータエンコーダＥｍ５によって検出された第５
モータＭ５の回転量３５Ｒを入力する。制御装置３０は、入力された回転量３５Ｒから、
駆動軸２３の回動板２２に対する角度を検出するようになっている。すなわち、制御装置
３０は、駆動軸２３に連結固定された作業テーブル２４の回動板２２に対する角度を検出
することにより、作業テーブル２４に載置されたワークの回動板２２に対する角度を検出
するようになっている。
【００３８】
制御装置３０は、エアバルブ駆動回路３７と電気的に接続されている。エアバルブ駆動
回路３７は、制御装置３０から入力されたエアバルブ制御信号３７Ｃに基づいてエアバル
ブ２７を駆動制御する。また、制御装置３０は、エアバルブ駆動回路３７を介してシリン
ダ軸が格納されていることを検出するシリンダ位置センサーＰＳ１からの格納信号３７Ｒ
を入力する。制御装置３０は、入力された格納信号３７Ｒから、エアシリンダ軸が格納さ
れていることを検出するようになっている。すなわち、各チャック２６がワークを開放す
る状態であることを検出するようになっている。
【００３９】
制御装置３０は、入出力装置３８と電気的に接続されている。制御装置３０は、入出力
装置３８からワークの形状のデータ、ワーク上の作業位置などのデータ、先端部１３Ｂに
取り付けたツールの種類や形状のデータ等のワークの加工に必要な各種データＤＴ等を入
力されてＲＡＭに保存する。また、制御装置３０は、スカラロボット１の各種状態を示す
表示信号ＰＳを入出力装置３８に出力する。入出力装置３８は、表示信号ＰＳに基づいて
、表示装置３９にスカラロボット１の各種状態を外部に通知するための表示をさせるよう
になっている。
【００４０】
次に、上記のように構成したスカラロボット１の動作について説明する。
図５は、回動板２２に対するアーム部３の先端部１３Ｂの配置可能位置を示す説明図で
ある。先端部１３Ｂは、図５に示すように、移動面１５が、回動板２２や作業テーブル２
４もしくはワークＷと交差する位置上、すなわち、上から見るとＸ方向に一直線に形成さ
れるアーム軌道４０上の任意の位置に配置可能に構成されている。従って、先端部１３Ｂ
に取り付けられたツールは、回動板２２上の作業テーブル２４に載置されたワークＷに対
して、アーム軌道４０上において所定の作業が行なえるようになっている。
【００４１】
一方、作業テーブル２４を回転させることで、作業テーブル２４の全ての位置、すなわ
ち、作業テーブル２４に載置されたワークＷの全ての個所をアーム軌道４０上に位置させ
ることができる。従って、アーム部３による先端部１３Ｂの配置と作業テーブル２４の回
動との協働により、先端部１３Ｂは、作業テーブル２４に載置されたワークＷ上方の全て
の位置に配置可能となり、その先端部１３Ｂに備えられたツールは、ワークＷの全ての場
所に対して所定の作業を行えるようになっている。
【００４２】
例えば、先端部１３Ｂのツールにて作業を行なうワークＷ上の作業位置ＷＰ１が、図６
（ａ）に示すように、アーム軌道４０からずれた位置にある場合には、制御装置３０は、
駆動軸２３を回転駆動させて作業テーブル２４を反時計回り（ＣＣＷ方向）に回転させて
、図６（ｂ）に示すように、作業位置ＷＰ１をアーム軌道４０上に位置させる。作業位置
ＷＰ１がアーム軌道４０上に位置すると、制御装置３０は、アーム軌道４０上に位置され
た作業位置ＷＰ１に、先端部１３Ｂに備えられたツールを移動させて、ワークＷ上の作業
位置ＷＰ１に所定の作業を行なうようになっている。
【００４３】
また、第３のアーム１３は、図７に示すように、ベース１０と第１のアーム１１との角
度θ１、及び、第１のアーム１１と第２のアーム１２との角度θ２の関係により、アーム
軌道４０上の所定の位置に配置される。
【００４４】
このとき、図７（ａ）に示すように、作業位置ＷＰ２の位置がベース１０から離れた範
囲Ａ１にあるとすると、第３のアーム１３の先端部１３Ｂを作業位置ＷＰ２上方に配置さ
せるため、各アーム１１，１２は、アーム配列Ｄ２のように配置される。すなわち、各ア
ーム１１，１２は、各角度θ１，θ２の角度をアーム配列Ｄ１の際と比較して広くなるよ
うに調整されて、アーム配列Ｄ２のように配置されるようになっている。
【００４５】
ところで、第３のアーム１３の先端部１３ＢがＸ方向に移動する距離は、各角度θ１，
θ２を同じ角度だけ変化させても、アーム配列Ｄ２の場合と、アーム配列Ｄ１の場合とで
は異なる。そして、この場合、各角度θ１，θ２を同じ角度だけ変化させた場合に先端部
１３ＢがＸ方向に移動する距離は、アーム配列Ｄ２の場合の方が少ない。
【００４６】
すなわち、アーム配列Ｄ２の場合は、アーム配列Ｄ１と比較して、各角度θ１，θ２の
角度の変化に伴うＸ方向へ移動量が減少する。そのため、基端部１１Ａや基端部１２Ａの
一定の角速度で回動させても、アーム配列Ｄ２における第３のアーム１３のＸ方向への移
動速度は、アーム配列Ｄ１における第３のアーム１３の移動速度よりも遅くなり、作業時
間を増大させる一因となっている。
【００４７】
また、基端部１１Ａから先端部１３ＢがＸ方向に離れるにつれて各アーム１１，１２，
１３に高い剛性が求められ、各アーム１１，１２，１３を支えるために各モータＭ１，Ｍ
２，Ｍ３には高い出力が求められ、スカラロボットを高価で大きなものにする必要もある
。
【００４８】
一方、図７（ｂ）に示すように、作業位置ＷＰ３の位置がベース１０に近い範囲Ａ３に
あるとすると、第３のアーム１３の先端部１３Ｂを作業位置ＷＰ３上方に配置させるため
、各アーム１１，１２は、アーム配列Ｄ３のように配置される。すなわち、各アーム１１
，１２は、各角度θ１，θ２の角度をアーム配列Ｄ１の際と比較して狭くなるように調整
されて、アーム配列Ｄ３のように配置されるようになっている。
【００４９】
ところで、第３のアーム１３の先端部１３ＢがＸ方向に移動する距離は、各角度θ１，
θ２を同じ角度だけ変化させても、アーム配列Ｄ３の場合と、アーム配列Ｄ１の場合とで
は異なる。そして、この場合、各角度θ１，θ２を同じ角度だけ変化させた場合に先端部
１３ＢがＸ方向に移動する距離は、アーム配列Ｄ３の場合の方が多い。
【００５０】
すなわち、アーム配列Ｄ３の場合は、アーム配列Ｄ１と比較して、各角度θ１，θ２の
角度の変化に伴うＸ方向へ移動量が増加する。そのため、基端部１１Ａや基端部１２Ａを
一定の角速度で回動させると、アーム配列Ｄ３における第３のアーム１３のＸ方向への移
動速度は、アーム配列Ｄ１における第３のアーム１３の移動速度よりも早くなる。しかし
、各角度θ１，θ２の角度を少し変化させただけで第３のアーム１３のＸ方向における配
置位置が大きく移動することとなり、第３のアーム１３の先端部１３Ｂを高精度で配置位
置に配置することが難しくなっている。
【００５１】
そのようなことから、スカラロボット１は、第３のアーム１３を範囲Ａ２内で移動させ
ると、先端部１３Ｂに備えられたツールをワークＷの作業位置に対して好適な移動速度及
び移動精度にて配置させることができる。そこで、本実施形態では、作業テーブル２４の
少なくともベース１０に近い半分を、各角度θ１，θ２の変化によって第３のアーム１３
を好適に移動させられる範囲Ａ２内に位置させるように配置している。
【００５２】
すなわち、先端部１３Ｂのツールにて作業を行なうワークの作業位置ＷＰ２が範囲Ａ２
に位置しない場合には、制御装置３０は、作業テーブル２４を回転させて、作業位置ＷＰ
２を範囲Ａ２内に配置させてから、ツールをワークＷの作業位置ＷＰ２に配置して、その
作業位置ＷＰ２に対してツールによる作業を行なうようになっている。
【００５３】
また、通常は、制御装置３０は、図８（ａ）に示すように、第３のアーム１３をワーク
に対して垂直に位置させるようになっている。しかし、ツールによるワークＷへの作業は
必ずしもワークＷの作業位置ＷＰ４の真上から行なうとは限らず、ツールもしくは、ワー
クＷを傾ける必要のある場合がある。そこで、ツールと作業位置ＷＰ４との角度をＸ方向
に対して所定の角度にする必要がある場合には、制御装置３０は、図８（ｂ）及び（ｃ）
に示すように、第３のアーム１３を所定の角度だけ回動させ、先端部１３ＢをＸＹ平面の
Ｘ方向に対して所定の角度にして、ツールをワークＷに対して所定の角度で配置させるよ
うになっている。
【００５４】
さらに、通常は、制御装置３０は、図９（ａ）に示すように、回動板２２を水平に保持
するようになっている。しかし、ツールによるワークＷへの作業は必ずしもワークＷの作
業位置ＷＰ５の真上から行なうとは限らず、ツールもしくは、ワークＷを傾ける必要のあ
る場合がある。そこで、ツールと作業位置ＷＰ５との角度をＹ方向に対して所定の角度に
する必要がある場合には、制御装置３０は、図９（ｂ）及び（ｃ）に示すように、駆動軸
２１を所定の角度だけ回動させて回動板２２をＸＹ平面のＹ方向に所定の角度に傾けて、
ツールをワークＷに対して所定の角度で配置させるようになっている。
【００５５】
次に、本実施形態の効果を以下に記載する。
（１）本実施形態によれば、アーム部３は、２次元である移動面１５のみを移動するよ
うにした。従って、アーム部３の軌道演算処理用のプログラム作成やティーチング等をア
ームが３次元を移動する場合と比較して簡単にすることができる。また、軸数が３軸と少
ないことから、プログラム作成やティーチング等をそれより軸数の多いアームと比較して
簡単にすることができる。
【００５６】
（２）本実施形態によれば、アーム部３は、第１〜第３のアーム１１，１２，１３の３
軸構成とした。従って、軸数が少ないことから、各軸で生じたずれの累積を少なくできて
、アーム部３の先端部１３Ｂの配置位置と目標位置との距離のずれを少なくすることがで
きる。その結果、先端部１３Ｂ、すなわち、加工用のツールなどをワークＷに対して高精
度にして配置することができる。
【００５７】
（３）本実施形態によれば、アーム部３は、移動面１５のみ移動する構成とした。従っ
て、スカラロボットの稼動時において軌道演算処理に要する時間が短くなるので、先端部
１３Ｂを目標位置に高速に移動させることができる。その結果、アーム部３の移動に要す
る時間を短くすることができる。
【００５８】
（４）本実施形態によれば、アーム部３は、移動面１５のみ移動する構成とした。従っ
て、各アーム１１，１２，１３を、主にＸ方向の移動に対して高い剛性を有するようにす
ればよい。その結果、各アーム１１，１２，１３や各モータＭ１〜Ｍ３を小さくすること
ができて、アーム部３を小型化することができる。
【００５９】
（５）本実施形態によれば、作業テーブル２４の半分を、アーム部３が好適に先端部１
３Ｂを移動できる範囲Ａ２になるようにした。従って、作業テーブル２４を回転させれば
、作業テーブル２４に載置されているワークの全ての位置の上方に先端部１３Ｂを好適に
移動させることができる。
【００６０】
（６）本実施形態によれば、作業テーブル２４の回転によりワークＷの作業位置を移動
した。従って、ＸＹステージなどと比較して、ワークＷの作業位置を移動させるための構
造を容易にすることができる。
【００６１】
（７）本実施形態によれば、ワークＷの作業位置ＷＰ１の上方に先端部１３Ｂを配置す
る際に、アーム部３及びテーブル部４を同時に動作させることができた。従って、先端部
１３Ｂを素早くワークＷの作業位置ＷＰ１の上方に配置させることができる。
【００６２】
なお、上記実施形態は、以下の態様に変更してもよい。
・上記実施形態では、作業テーブル２４を回動させてワークＷ上の作業位置を移動させ
た。しかし、これに限らず、作業テーブルを第１の方向としてのＸ方向に第３駆動手段と
してのＸモータにより移動させ、第２の方向としてのＹ方向に第１駆動手段としてのＹモ
ータによりそれぞれ移動可能にされたＸＹステージ上の移動板により移動させてワークＷ
上の作業位置を移動するようにしてもよい。
【００６３】
・上記実施形態では、ワークＷをチャックにて保持した。しかし、これに限らず、ワー
クＷは、吸引や磁力などにより保持されても良い。
・上記実施形態では、先端部１３Ｂは、３軸のアーム部にて所定の位置に移動されたが
、先端部を移動させるアーム部の軸数はこれに限られない。例えば、自由度が少なくても
良い場合は、アーム部は、１軸や２軸でもよい。
【００６４】
・上記実施形態では、ツールは先端部１３Ｂに取り付けられた。しかし、これに限らず
、ツールは、例えば、先端部１３Ｂに取り付けられたハンドに把持されるようにしてもよ
い。
【００６５】
・上記実施形態では、ワークＷの作業位置を範囲Ａ２に移動させるようにした。しかし
、これに限らず、ツールを移動させる前に、作業テーブル２４の回転により次の作業位置
が配置され得る第１の位置と第２の位置とを位置演算処理に従って算出する。そして、ツ
ールを現在の位置から第１の位置に移動させるのに要する第１の時間と、ツールを現在の
位置から第２の位置に移動させるのに要する第２の時間とを軌道演算処理に従って計算す
る。そして、第１の時間が第２の時間より長ければ、次の作業位置を第２の位置に移動さ
せ、そうでなければ、次の作業位置を第１の位置に移動させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施形態におけるスカラロボットの斜視構造を示す斜視図。
【図２】本実施形態におけるスカラロボットの右側面構造を示す右側面図。
【図３】本実施形態におけるスカラロボットの正面構造を示す正面図。
【図４】本実施形態におけるスカラロボットの電気的構成を示すブロック図。
【図５】本実施形態におけるアーム部の軌道を説明する説明図。
【図６】本実施形態における作業位置の移動を説明する説明図であって、（ａ）は作業位置がアーム軌道上にない状態を説明する図、（ｂ）は作業位置をアーム軌道上にした状態を説明する図。
【図７】本実施形態における各アームの配列を示す説明図であって、（ａ）は先端部がベースから遠い場合の各アームの配列を示す図、（ｂ）は先端部がベースに近い場合の各アームの配列を示す図。
【図８】本実施形態体におけるアームの先端部とワークとのＸ方向に対する配置角度の関係を説明する図であって、（ａ）は先端部の向きとワークが垂直である場合を示す図、（ｂ）と（ｃ）は先端部の向きがワークに対して垂直ではない場合を示す図。
【図９】本実施形態体におけるアームの先端部とワークとのＹ方向に対する配置角度の関係を説明する図であって、（ａ）は先端部の向きとワークが垂直である場合を示す図、（ｂ）と（ｃ）は先端部の向きがワークに対して垂直ではない場合を示す図。
【符号の説明】
【００６７】
Ｗ…ワーク、θ１，θ２…角度、Ａ１，Ａ２，Ａ３…範囲、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，
Ｃ５…軸心、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…アーム配列、ＤＴ…データ、Ｍ１…第１モータ、Ｍ２…
第２モータ、Ｍ３…第３モータ、Ｍ４…第４モータ、Ｍ５…第５モータ、ＰＳ…表示信号
、Ｅｍ１…第１モータエンコーダ、Ｅｍ２…第２モータエンコーダ、Ｅｍ３…第３モータ
エンコーダ、Ｅｍ４…第４モータエンコーダ、Ｅｍ５…第５モータエンコーダ、ＰＳ１…
シリンダ位置センサー、Ｓ１，Ｓ２…駆動軸、ＷＰ１，ＷＰ２，ＷＰ３，ＷＰ４，ＷＰ５
…作業位置、１…スカラロボット、２…ベース部、３…アーム部、４…テーブル部、１０
…ベース、１０Ａ…軸受部、１０Ｂ…正面、１１…第１のアーム、１１Ａ…基端部、１１
Ｂ…先端部、１２…第２のアーム、１２Ａ…基端部、１２Ｂ…先端部、１３…第３のアー
ム、１３Ａ…基端回転軸部、１３Ｂ…先端部、１５…移動面、２１，２３…駆動軸、２２
…回動板、２４…作業テーブル、２５…ガイド溝、２６…チャック、２７…エアバルブ、
３０…制御装置、３１…第１モータ駆動回路、３１Ｃ…第１モータ制御信号、３１Ｄ…第
１モータ駆動信号、３１Ｒ，３２Ｒ，３３Ｒ，３４Ｒ，３５Ｒ…回転量、３２…第２モー
タ駆動回路、３２Ｃ…第２モータ制御信号、３２Ｄ…第２モータ駆動信号、３３…第３モ
ータ駆動回路、３３Ｃ…第３モータ制御信号、３３Ｄ…第３モータ駆動信号、３４…第４
モータ駆動回路、３４Ｃ…第４モータ制御信号、３４Ｄ…第４モータ駆動信号、３５…第
５モータ駆動回路、３５Ｃ…第５モータ制御信号、３５Ｄ…第５モータ駆動信号、３７…
エアバルブ駆動回路、３７Ｃ…エアバルブ制御信号、３７Ｒ…格納信号、３８…入出力装
置、３９…表示装置、４０…アーム軌道。
【図１】
2009039787.tif 000003
【図２】
2009039787.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009039787.tif 000006
【図５】
2009039787.tif 000007
【図６】
2009039787.tif 000008
【図７】
2009039787.tif 000009
【図８】
2009039787.tif 000010
【図９】
2009039787.tif 000011