(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、搬送部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。搬送部４は、支持腕２１が固定されて、アーム部３の回動方向とは垂直の方向に回動する外筒部１０Ｃを有する。支持腕２１は、支持腕２１に対して回動可能に駆動軸２２が突出形成され、駆動軸２２はワークを保持するワーク保持装置２３を備えている。従って、搬送部４は、ワーク保持装置２３に保持したワークを搬送面（ＸＹ平面）の所定の目標位置に配置できる。【選択図】図１
2009039796.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、該ツールを配置可能な配置位置にある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、
前記スカラ型のアーム部の移動面と垂直な搬送面に沿って回動し、前記ワークを前記配
置位置に搬送するとともに、前記配置位置から前記ワークを取り出す搬送部を、前記ベー
スに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、
前記搬送部は、
前記ベースに対して前記搬送面に沿って回動する主軸と、
前記主軸を前記ベースに対して前記搬送面に沿って回動させる第１駆動手段と、
前記主軸の先端部に連結されて、該主軸の軸心を中心に回転する駆動軸と、
前記駆動軸を前記主軸の軸心に対して回動させる第２駆動手段と、
前記駆動軸の先端部に接続された前記ワークを保持するワーク保持装置と、
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、
前記搬送部は、
前記ベースに対して前記搬送面に沿って回動する筒部を備え、
前記主軸は、前記筒部の外周に備えられ、
前記第１駆動手段は、前記筒部を前記搬送面に沿って回動させて、前記主軸を前記筒部
の前記搬送面に沿って回動させ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、
前記搬送部は、前記ワーク保持装置が保持した前記ワークを該ワークの配置位置に保持
し、
前記アーム部のツールは、前記ワーク保持装置が保持した前記ワークの作業位置に案内
されることを特徴とするスカラロボット。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のスカラロボットにおいて、
前記主軸は、前記筒部の外周面に、該外周面の周方向に対する角度を変更可能に備えら
れていて、
前記筒部には、前記主軸を前記筒部の外周面の周方向に対する角度を変更させる第３駆
動手段が備えられていることを特徴とするスカラロボット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のスカラロボットにおいて、
前記搬送部は、
前記ベースに対して複数備えられていることを特徴とするスカラロボット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のスカラロボットにおいて、
スカラロボットは、
前記アーム部の駆動により前記ツールを前記ワークの作業位置に移動した該ツールの位
置を第１の位置とし、前記搬送部の駆動により前記ワークの作業位置を前記ツールの位置
に移動した該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、
前記アーム部が該アームのツールを前記第１の位置へ移動させるのに要する第１の時間
と、前記搬送部が前記ワークの作業位置を前記第２の位置へ移動させるのに要する第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、アーム部の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、該ツールを配置可能な配置位置
にある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、前記スカラ型のアーム部の移動面と垂直な搬送面に沿って回
動し、前記ワークを前記配置位置に搬送するとともに、前記配置位置から前記ワークを取
り出す搬送部を、前記ベースに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、ワークを配置位置に移動させる搬送部を設けた。従
って、搬送部によって、ワーク上の作業位置を、アーム部のツールが作業可能な配置位置
に配置することができた。その結果、アーム部を２次元のスカラ型としても、ツールによ
ってワーク上の作業位置に対する作業を行えるようにできる。さらに、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、前記搬送部は、前記ベースに対して前記搬送面に沿って回動す
る主軸と、前記主軸を前記ベースに対して前記搬送面に沿って回動させる第１駆動手段と
、前記主軸の先端部に連結されて、該主軸の軸心を中心に回転する駆動軸と、前記駆動軸
を前記主軸の軸心に対して回動させる第２駆動手段と、前記駆動軸の先端部に接続された
前記ワークを保持するワーク保持装置と、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、ワーク保持装置に保持されたワークは、第１駆動手段に
より搬送面に沿って回動されるとともに、第２駆動手段により主軸の軸心を中心に回動さ
れるので、ワーク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、前記搬送部は、前記ベースに対して前記搬送面に沿って回動す
る筒部を備え、前記主軸は、前記筒部の外周に備えられ、前記第１駆動手段は、前記筒部
を前記搬送面に沿って回動させて、前記主軸を前記筒部の前記搬送面に沿って回動させる
ことが好適である。
【００１４】
このスカラロボットによれば、主軸は筒部に備えられているので、ベースに対する主軸
の配置の自由度を高くすることができる。
このスカラロボットは、前記搬送部は、前記ワーク保持装置が保持した前記ワークを該
ワークの配置位置に保持し、前記アーム部のツールは、前記ワーク保持装置が保持した前
記ワークの作業位置に案内されるとより好ましい。
【００１５】
このスカラロボットによれば、ワーク保持装置に保持されたワークに対してツールによ
る作業を行うことができる。従って、ワークとツールの相対移動を素早く行わせることが
できる。また、作業を行ないながらツールとワークの相対位置を変化させ、ワークに対し
てツールによる複雑な作業ができる。
【００１６】
このスカラロボットは、前記主軸は、前記筒部の外周面に、該外周面の周方向に対する
角度を変更可能に備えられていて、前記筒部には、前記主軸を前記筒部の外周面の周方向
に対する角度を変更させる第３駆動手段が備えられてもよい。
【００１７】
このスカラロボットによれば、主軸は、筒部の外周面との角度が変化するので、主軸と
外周面の角度を小さくすると、主軸の先端部を筒部に近い位置にすることができ、主軸と
外周面の角度を直角にすれば、主軸の先端部を筒部から遠い位置にすることができる。す
なわち、主軸に接続されたワーク保持装置を、筒部に近い位置から遠い位置の間で自由に
配置することができ、ワークの搬送及び取り出しの自由度を高くすることができる。また
、搬送部がワークを配置位置に配置させる際の自由度が高くなる。
【００１８】
このスカラロボットは、前記搬送部は、前記ベースに対して複数備えられるとよい。
このスカラロボットによれば、一台の搬送部がワークを作業位置に配置させている間に
、他の搬送部はワークの搬送や搬出を行なうことができる。従って、短時間に多くのワー
クに対する作業を行なわせるようにすることができる。
【００１９】
このスカラロボットは、スカラロボットは、前記アーム部の駆動により前記ツールを前
記ワークの作業位置に移動した該ツールの位置を第１の位置とし、前記搬送部の駆動によ
り前記ワークの作業位置を前記ツールの位置に移動した該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
アーム部が該アームのツールを前記第１の位置へ移動させるのに要する第１の時間と、前
記搬送部が前記ワークの作業位置を前記第２の位置へ移動させるのに要する第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、アーム部の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。
【００２０】
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】
【００２１】
以下、本発明を具体化した実施形態を図１〜図１０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、搬送部４から構成
されている。
【００２２】
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、図２に示すように、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、図３に示すように、第1モータＭ１が内蔵され、その第１モータＭ
１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Ｅｍ１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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
前記ベース１０の外周面には、環状の外筒部１０Ｃが回動可能に嵌合されている。そし
て、ベース１０に内蔵された第１駆動手段としての第４モータＭ４にて外筒部１０Ｃをベ
ース１０の外周面に沿って回動させるようになっている。つまり、第４モータＭ４が正逆
回転すると、図４に示すように、該第４モータＭ４の回転力が外筒部１０Ｃを、ベース１
０の外周に対して外筒部１０Ｃの軸心Ｃ４を回動中心として、軸心Ｃ４に垂直な平面であ
る搬送面に沿って回動させる。言い換えると、第４モータＭ４の正逆回転に伴って外筒部
１０Ｃは、上から見るとベース１０（ＸＹ平面）に対して時計及び反時計方向に回動させ
るようになっている。尚、本実施形態では、軸心Ｃ４は、移動面１５と平行であり、搬送
面は、移動面１５に対しても垂直になるようになっている。
【００２９】
外筒部１０Ｃには、外筒部１０Ｃの外方向に搬送面（ＸＹ平面）に平行に主軸としての
支持腕２１が固定されている。支持腕２１の先端部には、第２駆動手段としての第５モー
タＭ５が内蔵され、その第５モータＭ５の駆動軸２２が支持腕２１の先端部から突出形成
されている。その駆動軸２２の先端には、ワーク保持装置２３の基部２３Ａと連結固定さ
れている。従って、第５モータＭ５が駆動軸２２の軸心Ｃ５を回動中心として正逆回転さ
れると、ワーク保持装置２３は、駆動軸２２と共に同駆動軸２２の軸心Ｃ５を回動中心と
して支持腕２１に対して回動するようになっている。尚、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２２の搬送面（ＸＹ平面）に対する回転角度、すな
わちワーク保持装置２３の回動角度を検出するようになっている。
【００３０】
ワーク保持装置２３は、基部２３Ａに一対の保持部材２３Ｂを有している。一対の保持
部材２３Ｂは、基部２３Ａに支持されて、例えば、圧縮空気の供給によって、各保持部材
２３Ｂの間隔を平行に閉じるようになっている。
【００３１】
第５モータＭ５の駆動軸２２には、エアバルブ２７が備えられていて、エアバルブ２７
が開くとワーク保持装置２３へ圧縮空気を供給し、エアバルブ２７が閉じるとワーク保持
装置２３へ供給した圧縮空気を大気に開放するようになっている。
【００３２】
すなわち、ワーク保持装置２３は、エアバルブ２７が開いて圧縮空気が供給されると、
一対の保持部材２３Ｂの間隔を平行に閉じて、その一対の保持部材２３Ｂの間にワークを
把持するようになっている。一方、ワーク保持装置２３は、エアバルブ２７が閉じて圧縮
空気が大気に開放されると、一対の保持部材２３Ｂの間隔を開いて、その一対の保持部材
２３Ｂの間に把持されたワークを開放するようになっている。
【００３３】
従って、搬送部４は、ワーク保持装置２３にワークを保持しながら、そのワーク上の作
業位置を、外筒部１０Ｃの回転により搬送面（ＸＹ平面）の所定の目標位置に配置する。
また、搬送部４は、ワーク保持装置２３にワークを保持しながら、そのワーク上の作業位
置を、駆動軸２２の回動により、搬送面に対する所定の目標角度に配置する。
【００３４】
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５に従って説明する。
スカラロボット１は、図５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。
【００３５】
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搬送部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外筒部１０Ｃ及び駆動
軸２２を回動させる各モータＭ４，Ｍ５をそれぞれ駆動制御するための位置演算処理を行
なう。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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外筒部１０Ｃの移動面１５（ＸＺ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を中心に回動された外
筒部１０Ｃに従って回動された駆動軸２２の移動面１５（ＸＺ平面）方向に対する角度を
検出するようになっている。
【００４０】
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、
軸心Ｃ５を中心に回動された駆動軸２２の支持腕２１に対する搬送面（ＸＹ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Ｃ５を中心に
回動された駆動軸２２の回動に従って回動されるワーク保持装置２３の搬送面（ＸＹ平面
）方向に対する角度を検出するようになっている。
【００４１】
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を介して一対の
保持部材２３Ｂが開いていることを検出する保持部材状態センサＨＳ１からの状態信号３
７Ｒを入力する。制御装置３０は、入力された状態信号３７Ｒから、一対の保持部材２３
Ｂが開いているか否かを検出するようになっている。すなわち、一対の保持部材２３Ｂが
ワークを把持できる状態であるか否かを検出するようになっている。
【００４２】
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。
【００４３】
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６は、Ｘ方向に配設されたワーク保持装置２３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６に示すように、移動面１５が、
ワーク保持装置２３やワーク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、ワーク保持装置２３に把持されたワーク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。
【００４４】
一方、外筒部１０Ｃを回動させることで、ワーク保持装置２３の全ての位置、すなわち
、ワーク保持装置２３に把持されたワーク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の配置と外筒部１０Ｃの回動と
の協働により、先端部１３Ｂは、ワーク保持装置２３に把持されたワーク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。
【００４５】
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７
（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、
外筒部１０Ｃを時計方向に回転駆動させてワーク保持装置２３をＹ方向に移動させて、図
７（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ＷＰ
１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。
【００４６】
また、第３のアーム１３は、図８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。
【００４７】
このとき、図８（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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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
。
【００５１】
一方、図８（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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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、ワーク保持装置２３
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
内に位置させられるように配置している。
【００５５】
また、通常は、制御装置３０は、図９（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９（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。
【００５６】
さらに、通常は、制御装置３０は、図１０（ａ）に示すように、ワーク保持装置２３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１０（ｂ）及び（ｃ）に示すよ
うに、駆動軸２２を所定の角度だけ搬送面に対して回動させてワーク保持装置２３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。
【００５７】
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。
【００５８】
（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。
【００５９】
（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。
【００６０】
（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。
【００６１】
（５）本実施形態によれば、ワーク保持装置２３を、アーム部３が好適に先端部１３Ｂ
を移動できる範囲Ａ２になるようにした。従って、ワーク保持装置２３を移動面１５と交
差する位置に移動させれば、ワーク保持装置２３に把持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。
【００６２】
（６）本実施形態によれば、搬送部４（ワーク保持装置２３）の回動によりワーク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。
【００６３】
（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及び搬送部４を同時に動作させることができた。従って、先端部１３
Ｂ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。
【００６４】
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、ワーク保持装置２３で把持したワークＷに対してツールによる所
定の作業を行なった。しかし、これに限らず、ワーク保持装置２３は、ワークＷを、その
ワークＷの作業位置がアーム部３のアーム軌道４０上になるように配置する、もしくは、
作業位置に所定の作業が行なわれたワークＷを回収するようにしてもよい。また、ワーク
保持装置２３は、ワークＷ上のそれぞれの作業位置をアーム軌道４０上に順次移動させて
もよい。
【００６５】
・上記実施形態では、搬送部４は一台であったが、例えば、ベース１０の下部に重ねて
複数台設けられてもよい。もしくは、搬送部４は、アーム部３の左右に複数台備えられて
もよい。搬送部を復数台設けることで、アーム部３が一台の搬送部が保持しているワーク
Ｗに対して作業をしている間に、他の搬送部はワークＷの搬送を行なうことができる。こ
のことにより、スカラロボット１にて短時間に多くのワークＷに対する作業を行なうこと
ができる。
【００６６】
・上記実施形態では、搬送部４の支持腕２１は、外筒部１０Ｃに固設された。しかし、
それに限らず、支持腕２１を外筒部１０Ｃの外周面の周方向に対する角度を変更可能に備
え、外筒部１０Ｃに備えた第３駆動手段としての支持モータで、支持腕２１の外筒部１０
Ｃの該周方向に対する角度を変更できるようにしてもよい。そうすれば、支持腕２１と外
周面の周方向に対する角度を小さくすると、支持腕２１の先端部を外筒部１０Ｃに近い位
置にすることができ、支持腕２１と外周面の周方向の角度を垂直にすれば、支持腕２１の
先端部を外筒部１０Ｃから遠い位置にすることができる。すなわち、支持腕２１に駆動軸
２２を介して連結されたワーク保持装置２３の配置位置を、外筒部１０Ｃに近い位置から
遠い位置の間で自由に配置することができる。
【００６７】
また、この場合は、ツールを移動させる前に、アーム部３の駆動によりワークＷの次の
作業位置にツールが配置され得る第１の位置と、搬送部４の駆動によりワークＷの次の作
業位置がツールの位置に配置され得る第２の位置とを位置演算処理に従って算出する。そ
して、アーム部３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、搬
送部４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、搬送部４の駆動によ
りワークＷを第２の位置に移動させ、そうでなければ、アーム部３の駆動によりツールを
第１の位置に移動させるようにしてもよい。
【００６８】
・上記実施形態では、ワークＷを保持部材２３Ｂ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よい。
・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。
【００６９】
・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。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【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上面構造を示す上面図。
【図５】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６】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７】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８】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９】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１０】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】
【００７１】
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
、Ｓ１，Ｓ２…駆動軸、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、ＨＳ１…保持部材状態センサ、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…搬送部、１０…ベー
ス、１０Ａ…軸受部、１０Ｃ…外筒部、１１…第１のアーム、１１Ａ…基端部、１１Ｂ…
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…支持腕、２２…駆動軸、
２３…ワーク保持装置、２３Ａ…基部、２３Ｂ…保持部材、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…状態信号、３８…入出力装置、３９
…表示装置、４０…アーム軌道。
【図１】
2009039796.tif 000003
【図２】
2009039796.tif 000004
【図３】
2009039796.tif 000005
【図４】
2009039796.tif 000006
【図５】
2009039796.tif 000007
【図６】
2009039796.tif 000008
【図７】
2009039796.tif 000009
【図８】
2009039796.tif 000010
【図９】
2009039796.tif 000011
【図１０】
2009039796.tif 000012