ロボットシステム及び被作業物の製造方法
【課題】特異点の回避による不都合を生じさせることなく被作業物に対して作業を行うこと。
【解決手段】ロボットは、第１の回転軸Ａ１を中心としてエンドエフェクタ（切断器具１００）を回転可能に支持する第１アーム部と、第１の回転軸Ａ１と直交する第２の回転軸を中心として第１アーム部を回転可能に支持する第２アーム部と、第２の回転軸と直交する第３の回転軸Ａ３を中心として第２アーム部を回転可能に支持する第３アーム部とを備え、第１アーム部が、第２アーム部からの延在方向ｄ１に対して垂直な向きに第１の回転軸Ａ１を備える。そして、制御装置は、被作業物に対する連続的な作業をあらかじめ定められた軌跡に沿って行うようにロボットに対して指示する。
【解決手段】ロボットは、第１の回転軸Ａ１を中心としてエンドエフェクタ（切断器具１００）を回転可能に支持する第１アーム部と、第１の回転軸Ａ１と直交する第２の回転軸を中心として第１アーム部を回転可能に支持する第２アーム部と、第２の回転軸と直交する第３の回転軸Ａ３を中心として第２アーム部を回転可能に支持する第３アーム部とを備え、第１アーム部が、第２アーム部からの延在方向ｄ１に対して垂直な向きに第１の回転軸Ａ１を備える。そして、制御装置は、被作業物に対する連続的な作業をあらかじめ定められた軌跡に沿って行うようにロボットに対して指示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被作業物に対して作業を行うロボットシステム及び被作業物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の関節軸を備える多関節ロボットには、特異点と呼ばれる位置が存在する。具体的には、特異点とは、ロボット先端部の位置および姿勢から各関節軸の角度を求める逆キネマティクス演算の解が不定となる位置である。ロボットが特異点姿勢を取った場合、各関節軸を駆動させるモータへの指令値が求まらず、ロボットを動作させることができなくなってしまう。
【０００３】
そこで、ロボットが特異点姿勢となることを回避するための手法が種々提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７２８８３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、特許文献１のような特異点回避手法を用いた場合、特異点を回避する必要からロボットの動作の自由度が低下したり、作業速度が低下したりするといった不都合が生じる可能性がある。
【０００６】
特に、近年では、ロボットの利用用途の拡大に伴い、ロボットが特異点に近い姿勢で作業を行わざるを得ない状況が増えつつある。このため、特異点の回避による不都合をなるべく生じさせないことが望ましい。
【０００７】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、特異点の回避による不都合を生じさせることなく被作業物に対して作業を行うことができるロボットシステム及び被作業物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の開示するロボットシステムは、所定の作業を行うロボットと、前記ロボットを制御する制御装置とを備えるロボットシステムであって、前記ロボットは、第１の回転軸を中心としてエンドエフェクタを回転可能に支持する第１アーム部と、前記第１の回転軸に対して垂直な第２の回転軸を中心として前記第１アーム部を回転可能に支持する第２アーム部と、前記第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心として前記第２アーム部を回転可能に支持する第３アーム部とを備え、前記第１の回転軸は、前記第３の回転軸に対しても垂直であり、前記制御装置は、被作業物に対する連続的な作業をあらかじめ定められた軌跡に沿って行うように前記ロボットに対して指示することを特徴とするロボットシステム。
【０００９】
また、本願の開示する被作業物の製造方法は、第１の回転軸を中心としてエンドエフェクタを回転可能に支持する第１アーム部と、前記第１の回転軸に対して垂直な第２の回転軸を中心として前記第１アーム部を回転可能に支持する第２アーム部と、前記第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心として前記第２アーム部を回転可能に支持する第３アーム部とを備え、前記第１の回転軸が前記第３の回転軸に対しても垂直であるロボットを用いて被作業物を製造する方法であって、前記ロボットの動作範囲に前記被作業物を搬入する過程と、前記ロボットが前記被作業物に対する連続的な動作をあらかじめ定められた軌跡に沿って実行する過程とを含むことを特徴とする被作業物の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本願の開示するロボットシステムの一つの態様によれば、特異点の回避による不都合を生じさせることなく被作業物に対して作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施例１に係るロボットの構成を示す側面図である。
【図２】図２は、第１アーム部の延在方向と第１の回転軸との関係を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、従来のロボットの特異点姿勢を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、実施例１に係るロボットの特異点姿勢を示す図である。
【図４】図４は、実施例２に係るロボットおよび制御装置の構成を示す側面図である。
【図５】図５は、実施例２に係るロボットシステムのレイアウト例を示す図である。
【図６】図６は、実施例２に係るロボットの動作例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、本願の開示するロボット及び被作業物の製造方法のいくつかの実施例を詳細に説明する。ただし、これらの実施例における例示で本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１３】
まず、実施例１に係るロボットの全体構成について図１を用いて説明する。図１は、実施例１に係るロボットの構成を示す側面図である。
【００１４】
図１に示すように、実施例１に係るロボット１は、単腕型の７軸ロボットである。具体的には、ロボット１は、床や天井といった設置面に固定された基台１０（第７アーム部に相当）および第１アーム部１１〜第６アーム部１６を備える。
【００１５】
第１アーム部１１は、基端部が第２アーム部１２によって支持され、先端部においてエンドエフェクタ（図示せず）を支持する。第２アーム部１２は、基端部が第３アーム部１３によって支持され、先端部において第１アーム部１１を支持する。第３アーム部１３は、基端部が第４アーム部１４によって支持され、先端部において第２アーム部１２を支持する。
【００１６】
第４アーム部１４は、基端部が第５アーム部１５によって支持され、先端部において第３アーム部１３を支持する。第５アーム部１５は、基端部が第６アーム部１６によって支持され、先端部において第４アーム部１４を支持する。第６アーム部１６は、基端部が基台１０によって支持され、先端部において第５アーム部１５を支持する。
【００１７】
また、ロボット１は、図示しないエンドエフェクタ、第１アーム部１１〜第６アーム部１６および基台１０の各連結部分である関節部に、それぞれ第１アクチュエータ１１ａ〜第７アクチュエータ１７ａを備える。
【００１８】
具体的には、図示しないエンドエフェクタと第１アーム部１１とは、第１アクチュエータ１１ａを介して連結されており、第１アクチュエータ１１ａの駆動により、図示しないエンドエフェクタが第１アクチュエータ１１ａの回転軸Ａ１（以下、「第１の回転軸Ａ１」と記載する）を中心に回転する。
【００１９】
第１アーム部１１と第２アーム部１２とは、第２アクチュエータ１２ａを介して連結されており、第２アクチュエータ１２ａの駆動により、第１アーム部１１が第２アクチュエータ１２ａの回転軸Ａ２（以下、「第２の回転軸Ａ２」と記載する）を中心に回転する。第２アーム部１２と第３アーム部１３とは、第３アクチュエータ１３ａを介して連結されており、第３アクチュエータ１３ａの駆動により、第２アーム部１２が第３アクチュエータ１３ａの回転軸Ａ３（以下、「第３の回転軸Ａ３」と記載する）を中心に回転する。
【００２０】
第３アーム部１３と第４アーム部１４とは、第４アクチュエータ１４ａを介して連結されており、第４アクチュエータ１４ａの駆動により、第３アーム部１３が第４アクチュエータ１４ａの回転軸Ａ４（以下、「第４の回転軸Ａ４」と記載する）を中心に回転する。第４アーム部１４と第５アーム部１５とは、第５アクチュエータ１５ａを介して連結されており、第５アクチュエータ１５ａの駆動により、第４アーム部１４が第５アクチュエータ１５ａの回転軸Ａ５（以下、「第５の回転軸Ａ５」と記載する）を中心に回転する。
【００２１】
第５アーム部１５と第６アーム部１６とは、第６アクチュエータ１６ａを介して連結されており、第６アクチュエータ１６ａの駆動により、第５アーム部１５が第６アクチュエータ１６ａの回転軸Ａ６（以下、「第６の回転軸Ａ６」と記載する）を中心に回転する。第６アーム部１６と基台１０とは、第７アクチュエータ１７ａを介して連結されており、第７アクチュエータ１７ａの駆動により、第６アーム部１６が第７アクチュエータ１７ａの回転軸Ａ７（以下、「第７の回転軸Ａ７」と記載する）を中心に回転する。
【００２２】
これら第１アクチュエータ１１ａ〜第７アクチュエータ１７ａは、隣り合うアクチュエータと回転軸の向きが垂直（直角）となるように設けられている。具体的には、第１の回転軸Ａ１は、第２の回転軸Ａ２に対して垂直であり、第２の回転軸Ａ２は、第１の回転軸Ａ１および第３の回転軸Ａ３に対して垂直である。
【００２３】
同様に、第３の回転軸Ａ３は、第２の回転軸Ａ２および第４の回転軸Ａ４とに対して垂直でありし、第４の回転軸Ａ４は、第３の回転軸Ａ３および第５の回転軸Ａ５に対して垂直であり、第５の回転軸Ａ５は、第４の回転軸Ａ４および第６の回転軸Ａ６に対して垂直であり、第６の回転軸Ａ６は、第５の回転軸Ａ５および第７の回転軸Ａ７に対して垂直であり、第７の回転軸Ａ７は、第６の回転軸Ａ６に対して垂直である。
【００２４】
ここで、従来のロボットにおいては、第１アーム部〜第３アーム部が一直線状に並ぶ姿勢をロボットが取った場合に、第１の回転軸と第３の回転軸とが平行となるように構成されることが一般的である。
【００２５】
このため、従来のロボットは、たとえば被作業物に対して側面から作業を行うような場合に、第１の回転軸と第３の回転軸とが平行になる姿勢、すなわち、特異点姿勢を取る可能性がある。したがって、特異点回避を行うことで、ロボットの動作の自由度が低下したり、作業速度が低下したりするといった不都合が生じる可能性がある。
【００２６】
また、ロボットが特異点回避動作を行った場合、ロボットは、あらかじめ定められた軌跡とは異なる軌跡を描いて移動することとなる。このため、ピックアンドプレイスのように始点および終点の位置のみに正確性が求められる作業であれば大きな問題は生じないが、たとえば切断作業や塗装作業のように、被作業物に対する連続的な作業をあらかじめ定められた軌跡に沿って行う場合には問題となる可能性がある。
【００２７】
そこで、本実施例１に係るロボット１は、第１アーム部１１の延在方向に対して垂直な向きに第１の回転軸Ａ１を設けることとした。すなわち、図１に示すように、第１アーム部１１〜第３アーム部１３が一直線状に並ぶ姿勢をロボット１が取った場合に、第３の回転軸Ａ３に対して垂直な向きに第１の回転軸Ａ１を設けることとした。このようにすることで、特異点の位置をずらすことができ、特異点回避による不都合を生じさせることなく被作業物に対する作業を行うことが可能となる。
【００２８】
以下では、第１の回転軸Ａ１の配置について具体的に説明する。図２は、第１アーム部１１の延在方向と第１の回転軸Ａ１との関係を示す図である。なお、図２では、理解を容易にするために、図１に示す第１アーム部１１〜第３アーム部１３の構成を模式的にあらわしている。
【００２９】
図２に示すように、第１の回転軸Ａ１は、第１アーム部１１の第２アーム部１２からの延在方向ｄ１に対して９０度の角度を成して設けられる。すなわち、第３の回転軸Ａ３と第１アーム部１１の延在方向ｄ１とが平行である場合に、第１の回転軸Ａ１が第３の回転軸Ａ３に対して垂直なように第１アクチュエータ１１ａが設けられている。このように、第１の回転軸Ａ１の配置を従来のロボットと異ならせることにより、ロボット１の特異点姿勢は、従来のロボットの特異点姿勢とは異なるものとなる。
【００３０】
つづいて、実施例１に係るロボット１と従来のロボットとの特異点姿勢の違いについて図３Ａおよび図３Ｂを用いて説明する。図３Ａは、従来のロボットの特異点姿勢を示す図であり、図３Ｂは、実施例１に係るロボット１の特異点姿勢を示す図である。
【００３１】
なお、図３Ａでは、従来のロボットが備えるアクチュエータをそれぞれ第１アクチュエータ２１ａ〜第３アクチュエータ２３ａとして示している。これら第１アクチュエータ２１ａ〜第３アクチュエータ２３ａは、それぞれ実施例１に係るロボット１の第１アクチュエータ１１ａ〜第３アクチュエータ１３ａに対応する。
【００３２】
また、図３Ａでは、第１アクチュエータ２１ａの回転軸をＢ１、第２アクチュエータ２２ａの回転軸をＢ２、第３アクチュエータ２３ａの回転軸をＢ３として示している。さらに、図３Ａでは、従来のロボットにおける第１アーム部の延在方向をｄ２として示している。
【００３３】
図３Ａに示すように、従来のロボットは、第１アーム部の延在方向ｄ２が第３の回転軸Ｂ３と平行となった場合に、第１の回転軸Ｂ１と第３の回転軸Ｂ３とが平行となり、特異点姿勢となる。
【００３４】
したがって、従来のロボットは、第１アーム部〜第３アーム部が一直線上に並ぶ等の特異点姿勢を回避する軌道を取る必要があるため、特異点姿勢を含む連続的な動作を行なうことが困難であった。
【００３５】
なお、従来のロボットは、第１アーム部の可動範囲がたとえば−１１０度〜＋１１０度とすると、−１１０度〜０度の範囲もしくは０度〜＋１１０度の範囲において、特異点姿勢となることなく被作業物に対する連続的な作業を行うことができる。
【００３６】
一方、図３Ｂに示すように、実施例１に係るロボット１は、第１アーム部１１の延在方向ｄ１が第３の回転軸Ａ３に対して９０度の角度を成した場合に特異点姿勢となる。これは、延在方向ｄ１と第３の回転軸Ａ３とが９０度の角度を成した場合に、第１の回転軸Ａ１が第３の回転軸Ａ３と平行になるためである。
【００３７】
したがって、ロボット１は、延在方向ｄ１と第３の回転軸Ａ３とのなす角度が−９０〜＋９０度すなわち１８０度の範囲において、特異点姿勢となることなく被作業物に対する連続的な作業を行うことができる。
【００３８】
このように、実施例１に係るロボット１は、第１アーム部１１の可動範囲の上限（たとえば＋１１０度）または下限（たとえば−１１０度）に近い位置に特異点をずらすことにより、従来のロボットと比較して、特異点姿勢となることなく被作業物に対する連続的な作業を行うことができる範囲を広げることができる。
【００３９】
特に、実施例１に係るロボット１は、第１アーム部１１、第２アーム部１２および第３アーム部１３が一直線上に並ぶ動作を含む作業を行う場合であっても、特異点姿勢となることなく作業を行うことができる。
【００４０】
上述してきたように、本実施例１では、第１の回転軸Ａ１を中心として図示しないエンドエフェクタを回転可能に支持する第１アーム部１１と、第１の回転軸Ａ１に対して垂直な第２の回転軸Ａ２を中心として第１アーム部１１を回転可能に支持する第２アーム部１２と、第２の回転軸Ａ２に対して垂直な第３の回転軸Ａ３を中心として第２アーム部１２を回転可能に支持する第３アーム部１３とを備え、第１の回転軸Ａ１が、第３の回転軸Ａ３に対しても垂直であることとした。すなわち、第１アーム部１１が、第２アーム部１２からの延在方向ｄ１に対して垂直な向きに第１の回転軸Ａ１を備えることとした。
【００４１】
したがって、特異点の回避による不都合を生じさせることなく被作業物に対して作業を行うことができる。
【実施例２】
【００４２】
次に、実施例１に係るロボット１の適用例として、豚肉等の食肉の切断作業をロボットを用いて自動的に行い被作業物（被加工品）としての食肉を製造するロボットシステムに対して実施例１に係るロボット１を適用した場合の例について説明する。ただし、実施例１に係るロボット１の適用用途は、これに限ったものではない。
【００４３】
まず、実施例２に係るロボットおよび制御装置の構成について図４を用いて説明する。図４は、実施例２に係るロボットおよび制御装置の構成を示す側面図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４４】
図４に示すように、実施例２に係るロボット１は、エンドエフェクタとしてナイフ等の切断器具１００を備える。かかる切断器具１００は、第１アーム部１１によって第１の回転軸Ａ１を中心として回転可能に支持される。また、図４に示すように、切断器具１００は、第３の回転軸Ａ３と平行に、言い換えれば、第１アーム部１１の延在方向と同一方向を向けて支持される。
【００４５】
また、ロボット１は、ケーブル３０を介してロボットコントローラ２と接続する。ロボットコントローラ２は、ロボット１の駆動制御を行う制御装置である。ロボットコントローラ２としては、たとえば、記憶装置、電子演算器および入力装置を備えるコンピュータ等を用いることができる。
【００４６】
かかるロボットコントローラ２は、ケーブル３０を介してロボット１の第１アクチュエータ１１ａ〜第７アクチュエータ１７ａとそれぞれ接続されており、ケーブル３０を介して第１アクチュエータ１１ａ〜第７アクチュエータ１７ａの駆動を指示する。ロボット１は、ロボットコントローラ２からの指示に従って第１アクチュエータ１１ａ〜第７アクチュエータ１７ａを個別に任意の角度だけ回転させることで、切断器具１００を任意の場所へ移動させる。
【００４７】
ケーブル３０は、たとえば、ロボット１とロボットコントローラ２との信号通信ラインおよび図示しない電源から第１アクチュエータ１１ａ〜第７アクチュエータ１７ａへ電力を供給する給電ラインが束ねられ被覆されたケーブルである。
【００４８】
つづいて、実施例２に係るロボットシステムのレイアウト例について図５を用いて説明する。図５は、実施例２に係るロボットシステムのレイアウト例を示す図である。なお、以下では、図５に示すＺ方向を上下方向として説明する。また、図５では、ロボットコントローラ２およびケーブル３０を省略して示している。
【００４９】
図５に示すように、実施例２に係るロボットシステムでは、レール４０に沿って複数台のロボット１が所定間隔で配置される。なお、図５では、３台のロボット１が配置される場合の例を示しているが、ロボット１の配置数はこれに限ったものではない。
【００５０】
また、レール４０では、食肉Ｍを吊り下げた搬送台車５０が所定間隔を空けて順次搬送される。ここでは、図５に示すＸ方向に向かって食肉Ｍが搬送されるものとする。すなわち、食肉Ｍは搬送台車５０によりそれぞれのロボット１の動作範囲に搬入され、ロボット１により作業が行われたのちロボット１の動作範囲から搬出される。
【００５１】
各ロボット１は、たとえば食肉Ｍを肉と骨とに分離するために、ロボットコントローラ２からの指示に従い、搬送台車５０によって搬送される食肉Ｍをあらかじめ定められた軌跡（たとえば、骨に沿った軌跡）に沿って上下方向に切断する作業を行う。
【００５２】
ここで、かかるロボット１の動作例について図６を用いて説明する。なお、図６では、レール４０およびロボットコントローラ２を省略して示している。
【００５３】
図６に示すように、ロボット１は、被作業物である食肉Ｍを、あらかじめ定められた軌跡に沿って上から下に向かって切断する。
【００５４】
このとき、実施例１において既に説明したように、ロボット１の特異点は、第１アーム部１１の可動範囲の上限（たとえば＋１１０度）または下限（たとえば−１１０度）に近い位置にある（図３Ｂ参照）。このため、食肉Ｍに対する作業中において、第１の回転軸Ａ１が第３の回転軸Ａ３と平行になることがなく、したがって、ロボット１の姿勢が特異点姿勢となることがない。
【００５５】
これにより、特異点回避動作によってロボット１があらかじめ定められた軌跡とは異なる軌跡を描いて移動するといった不都合が生じることがないため、本実施例２のように被作業物に対する連続的な作業をあらかじめ定められた軌跡に沿って行う場合であっても、かかる作業を容易に行うことができる。
【００５６】
上述してきたように、実施例２では、ロボット１が、実施例１と同様に第１アーム部１１の第２アーム部１２からの延在方向ｄ１に対して垂直な向きに第１の回転軸Ａ１を備え、ロボットコントローラ２が、被作業物に対する連続的な作業をあらかじめ定められた軌跡に沿って行うようにロボット１に対して指示することとした。したがって、特異点の回避による不都合を生じさせることなく被作業物に対して作業を行うことができる。
【００５７】
特に、被作業物に対する作業が、第１アーム部１１〜第３アーム部１３が一直線上に並ぶ動作を含むものである場合であっても、あらかじめ定められた軌跡に沿って作業を行うことができる。
【００５８】
また、本実施例２では、エンドエフェクタである切断器具１００を、第１アーム部１１の延在方向と同一方向を向けて支持することとした。したがって、第１アーム部１１の延在方向に対して垂直な向きに第１の回転軸Ａ１を設けた場合であっても、被作業物に対する作業を容易に行うことができる。
【００５９】
また、本実施例２では、ロボット１が、第１アクチュエータ１１ａ〜第３アクチュエータ１３ａに加えて、第４アクチュエータ１４ａ〜第７アクチュエータ１７ａを備える７軸ロボットであるとしたため、被作業物に対する作業をより高い自由度で行うことができる。
【００６０】
なお、上述した各実施例では、単腕型の７軸ロボットを用いて説明してきたが、ロボットは、少なくとも第１アーム部１１〜第３アーム部１３までを備えていればよく、双腕型や６軸以下の軸数のロボット等の他の構成のロボットであっても構わない。
【００６１】
例えば、軸数を６軸とする場合には、図１に示すロボット１から第５の回転軸Ａ５を除外し、第４アーム部１４と第５アーム部１５とを一体化させた構成とすればよい。具体的には、軸数を６軸とした場合のロボットは、第４の回転軸に対して平行な第６の回転軸を中心として第４アーム部（図１に示す第４アーム部１４と第５アーム部１５とを一体化させたものに相当）を回転可能に支持する第６アーム部と、第６の回転軸に対して垂直な第７の回転軸を中心として第６アーム部を回転可能に支持する第７アーム部とを備える。
【００６２】
また、第１アーム部１１〜第３アーム部１３の構造をパラレルリンクロボットに対して適用してもよい。パラレルリンクロボットとは、一般的に、所定の間隔を空けて対向配置された一対の部材（ここでは、基端側の部材を「基礎部材」と呼び、先端側の部材を「可動部材」と呼ぶ）を複数のリンクによって並列的に連結するパラレルリンク機構を備えるロボットである。すなわち、かかるパラレルリンクロボットの可動部材に対して、上述してきた第１アーム部１１〜第３アーム部１３を用いることとしてもよい。
【００６３】
また、上述した実施例２では、本願の開示するロボットシステムの一例として、豚肉等の食肉の切断作業をロボットを用いて自動的に行うロボットシステムについて説明した。しかし、これに限ったものではなく、本願の開示するロボットシステムは、被作業物に対する連続的な作業をあらかじめ定められた軌跡に沿って行うものであれば他のシステムであってもよい。
【００６４】
たとえば、本願の開示するロボットシステムは、塗装作業や溶接作業、あるいは、文字やイラスト等を描く作業等をロボットが行うロボットシステムに対して適用してもよい。また、本願の開示するロボットシステムは、ロボットがピックアンドプレイス型の作業を行うロボットシステムであってもよい。
【００６５】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施の形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１ ロボット
１０ 基台
１１ 第１アーム部
１２ 第２アーム部
１３ 第３アーム部
１４ 第４アーム部
１５ 第５アーム部
１６ 第６アーム部
１１ａ 第１アクチュエータ
１２ａ 第２アクチュエータ
１３ａ 第３アクチュエータ
１４ａ 第４アクチュエータ
１５ａ 第５アクチュエータ
１６ａ 第６アクチュエータ
１７ａ 第７アクチュエータ
２ ロボットコントローラ
３０ ケーブル
４０ レール
５０ 搬送台車
１００ 切断器具（エンドエフェクタ）
Ａ１ 第１の回転軸
Ａ２ 第２の回転軸
Ａ３ 第３の回転軸
Ａ４ 第４の回転軸
Ａ５ 第５の回転軸
Ａ６ 第６の回転軸
Ａ７ 第７の回転軸
ｄ１ 第１アーム部の延在方向
Ｍ 食肉（被作業物）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被作業物に対して作業を行うロボットシステム及び被作業物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の関節軸を備える多関節ロボットには、特異点と呼ばれる位置が存在する。具体的には、特異点とは、ロボット先端部の位置および姿勢から各関節軸の角度を求める逆キネマティクス演算の解が不定となる位置である。ロボットが特異点姿勢を取った場合、各関節軸を駆動させるモータへの指令値が求まらず、ロボットを動作させることができなくなってしまう。
【０００３】
そこで、ロボットが特異点姿勢となることを回避するための手法が種々提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７２８８３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、特許文献１のような特異点回避手法を用いた場合、特異点を回避する必要からロボットの動作の自由度が低下したり、作業速度が低下したりするといった不都合が生じる可能性がある。
【０００６】
特に、近年では、ロボットの利用用途の拡大に伴い、ロボットが特異点に近い姿勢で作業を行わざるを得ない状況が増えつつある。このため、特異点の回避による不都合をなるべく生じさせないことが望ましい。
【０００７】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、特異点の回避による不都合を生じさせることなく被作業物に対して作業を行うことができるロボットシステム及び被作業物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の開示するロボットシステムは、所定の作業を行うロボットと、前記ロボットを制御する制御装置とを備えるロボットシステムであって、前記ロボットは、第１の回転軸を中心としてエンドエフェクタを回転可能に支持する第１アーム部と、前記第１の回転軸に対して垂直な第２の回転軸を中心として前記第１アーム部を回転可能に支持する第２アーム部と、前記第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心として前記第２アーム部を回転可能に支持する第３アーム部とを備え、前記第１の回転軸は、前記第３の回転軸に対しても垂直であり、前記制御装置は、被作業物に対する連続的な作業をあらかじめ定められた軌跡に沿って行うように前記ロボットに対して指示することを特徴とするロボットシステム。
【０００９】
また、本願の開示する被作業物の製造方法は、第１の回転軸を中心としてエンドエフェクタを回転可能に支持する第１アーム部と、前記第１の回転軸に対して垂直な第２の回転軸を中心として前記第１アーム部を回転可能に支持する第２アーム部と、前記第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心として前記第２アーム部を回転可能に支持する第３アーム部とを備え、前記第１の回転軸が前記第３の回転軸に対しても垂直であるロボットを用いて被作業物を製造する方法であって、前記ロボットの動作範囲に前記被作業物を搬入する過程と、前記ロボットが前記被作業物に対する連続的な動作をあらかじめ定められた軌跡に沿って実行する過程とを含むことを特徴とする被作業物の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本願の開示するロボットシステムの一つの態様によれば、特異点の回避による不都合を生じさせることなく被作業物に対して作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施例１に係るロボットの構成を示す側面図である。
【図２】図２は、第１アーム部の延在方向と第１の回転軸との関係を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、従来のロボットの特異点姿勢を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、実施例１に係るロボットの特異点姿勢を示す図である。
【図４】図４は、実施例２に係るロボットおよび制御装置の構成を示す側面図である。
【図５】図５は、実施例２に係るロボットシステムのレイアウト例を示す図である。
【図６】図６は、実施例２に係るロボットの動作例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、本願の開示するロボット及び被作業物の製造方法のいくつかの実施例を詳細に説明する。ただし、これらの実施例における例示で本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１３】
まず、実施例１に係るロボットの全体構成について図１を用いて説明する。図１は、実施例１に係るロボットの構成を示す側面図である。
【００１４】
図１に示すように、実施例１に係るロボット１は、単腕型の７軸ロボットである。具体的には、ロボット１は、床や天井といった設置面に固定された基台１０（第７アーム部に相当）および第１アーム部１１〜第６アーム部１６を備える。
【００１５】
第１アーム部１１は、基端部が第２アーム部１２によって支持され、先端部においてエンドエフェクタ（図示せず）を支持する。第２アーム部１２は、基端部が第３アーム部１３によって支持され、先端部において第１アーム部１１を支持する。第３アーム部１３は、基端部が第４アーム部１４によって支持され、先端部において第２アーム部１２を支持する。
【００１６】
第４アーム部１４は、基端部が第５アーム部１５によって支持され、先端部において第３アーム部１３を支持する。第５アーム部１５は、基端部が第６アーム部１６によって支持され、先端部において第４アーム部１４を支持する。第６アーム部１６は、基端部が基台１０によって支持され、先端部において第５アーム部１５を支持する。
【００１７】
また、ロボット１は、図示しないエンドエフェクタ、第１アーム部１１〜第６アーム部１６および基台１０の各連結部分である関節部に、それぞれ第１アクチュエータ１１ａ〜第７アクチュエータ１７ａを備える。
【００１８】
具体的には、図示しないエンドエフェクタと第１アーム部１１とは、第１アクチュエータ１１ａを介して連結されており、第１アクチュエータ１１ａの駆動により、図示しないエンドエフェクタが第１アクチュエータ１１ａの回転軸Ａ１（以下、「第１の回転軸Ａ１」と記載する）を中心に回転する。
【００１９】
第１アーム部１１と第２アーム部１２とは、第２アクチュエータ１２ａを介して連結されており、第２アクチュエータ１２ａの駆動により、第１アーム部１１が第２アクチュエータ１２ａの回転軸Ａ２（以下、「第２の回転軸Ａ２」と記載する）を中心に回転する。第２アーム部１２と第３アーム部１３とは、第３アクチュエータ１３ａを介して連結されており、第３アクチュエータ１３ａの駆動により、第２アーム部１２が第３アクチュエータ１３ａの回転軸Ａ３（以下、「第３の回転軸Ａ３」と記載する）を中心に回転する。
【００２０】
第３アーム部１３と第４アーム部１４とは、第４アクチュエータ１４ａを介して連結されており、第４アクチュエータ１４ａの駆動により、第３アーム部１３が第４アクチュエータ１４ａの回転軸Ａ４（以下、「第４の回転軸Ａ４」と記載する）を中心に回転する。第４アーム部１４と第５アーム部１５とは、第５アクチュエータ１５ａを介して連結されており、第５アクチュエータ１５ａの駆動により、第４アーム部１４が第５アクチュエータ１５ａの回転軸Ａ５（以下、「第５の回転軸Ａ５」と記載する）を中心に回転する。
【００２１】
第５アーム部１５と第６アーム部１６とは、第６アクチュエータ１６ａを介して連結されており、第６アクチュエータ１６ａの駆動により、第５アーム部１５が第６アクチュエータ１６ａの回転軸Ａ６（以下、「第６の回転軸Ａ６」と記載する）を中心に回転する。第６アーム部１６と基台１０とは、第７アクチュエータ１７ａを介して連結されており、第７アクチュエータ１７ａの駆動により、第６アーム部１６が第７アクチュエータ１７ａの回転軸Ａ７（以下、「第７の回転軸Ａ７」と記載する）を中心に回転する。
【００２２】
これら第１アクチュエータ１１ａ〜第７アクチュエータ１７ａは、隣り合うアクチュエータと回転軸の向きが垂直（直角）となるように設けられている。具体的には、第１の回転軸Ａ１は、第２の回転軸Ａ２に対して垂直であり、第２の回転軸Ａ２は、第１の回転軸Ａ１および第３の回転軸Ａ３に対して垂直である。
【００２３】
同様に、第３の回転軸Ａ３は、第２の回転軸Ａ２および第４の回転軸Ａ４とに対して垂直でありし、第４の回転軸Ａ４は、第３の回転軸Ａ３および第５の回転軸Ａ５に対して垂直であり、第５の回転軸Ａ５は、第４の回転軸Ａ４および第６の回転軸Ａ６に対して垂直であり、第６の回転軸Ａ６は、第５の回転軸Ａ５および第７の回転軸Ａ７に対して垂直であり、第７の回転軸Ａ７は、第６の回転軸Ａ６に対して垂直である。
【００２４】
ここで、従来のロボットにおいては、第１アーム部〜第３アーム部が一直線状に並ぶ姿勢をロボットが取った場合に、第１の回転軸と第３の回転軸とが平行となるように構成されることが一般的である。
【００２５】
このため、従来のロボットは、たとえば被作業物に対して側面から作業を行うような場合に、第１の回転軸と第３の回転軸とが平行になる姿勢、すなわち、特異点姿勢を取る可能性がある。したがって、特異点回避を行うことで、ロボットの動作の自由度が低下したり、作業速度が低下したりするといった不都合が生じる可能性がある。
【００２６】
また、ロボットが特異点回避動作を行った場合、ロボットは、あらかじめ定められた軌跡とは異なる軌跡を描いて移動することとなる。このため、ピックアンドプレイスのように始点および終点の位置のみに正確性が求められる作業であれば大きな問題は生じないが、たとえば切断作業や塗装作業のように、被作業物に対する連続的な作業をあらかじめ定められた軌跡に沿って行う場合には問題となる可能性がある。
【００２７】
そこで、本実施例１に係るロボット１は、第１アーム部１１の延在方向に対して垂直な向きに第１の回転軸Ａ１を設けることとした。すなわち、図１に示すように、第１アーム部１１〜第３アーム部１３が一直線状に並ぶ姿勢をロボット１が取った場合に、第３の回転軸Ａ３に対して垂直な向きに第１の回転軸Ａ１を設けることとした。このようにすることで、特異点の位置をずらすことができ、特異点回避による不都合を生じさせることなく被作業物に対する作業を行うことが可能となる。
【００２８】
以下では、第１の回転軸Ａ１の配置について具体的に説明する。図２は、第１アーム部１１の延在方向と第１の回転軸Ａ１との関係を示す図である。なお、図２では、理解を容易にするために、図１に示す第１アーム部１１〜第３アーム部１３の構成を模式的にあらわしている。
【００２９】
図２に示すように、第１の回転軸Ａ１は、第１アーム部１１の第２アーム部１２からの延在方向ｄ１に対して９０度の角度を成して設けられる。すなわち、第３の回転軸Ａ３と第１アーム部１１の延在方向ｄ１とが平行である場合に、第１の回転軸Ａ１が第３の回転軸Ａ３に対して垂直なように第１アクチュエータ１１ａが設けられている。このように、第１の回転軸Ａ１の配置を従来のロボットと異ならせることにより、ロボット１の特異点姿勢は、従来のロボットの特異点姿勢とは異なるものとなる。
【００３０】
つづいて、実施例１に係るロボット１と従来のロボットとの特異点姿勢の違いについて図３Ａおよび図３Ｂを用いて説明する。図３Ａは、従来のロボットの特異点姿勢を示す図であり、図３Ｂは、実施例１に係るロボット１の特異点姿勢を示す図である。
【００３１】
なお、図３Ａでは、従来のロボットが備えるアクチュエータをそれぞれ第１アクチュエータ２１ａ〜第３アクチュエータ２３ａとして示している。これら第１アクチュエータ２１ａ〜第３アクチュエータ２３ａは、それぞれ実施例１に係るロボット１の第１アクチュエータ１１ａ〜第３アクチュエータ１３ａに対応する。
【００３２】
また、図３Ａでは、第１アクチュエータ２１ａの回転軸をＢ１、第２アクチュエータ２２ａの回転軸をＢ２、第３アクチュエータ２３ａの回転軸をＢ３として示している。さらに、図３Ａでは、従来のロボットにおける第１アーム部の延在方向をｄ２として示している。
【００３３】
図３Ａに示すように、従来のロボットは、第１アーム部の延在方向ｄ２が第３の回転軸Ｂ３と平行となった場合に、第１の回転軸Ｂ１と第３の回転軸Ｂ３とが平行となり、特異点姿勢となる。
【００３４】
したがって、従来のロボットは、第１アーム部〜第３アーム部が一直線上に並ぶ等の特異点姿勢を回避する軌道を取る必要があるため、特異点姿勢を含む連続的な動作を行なうことが困難であった。
【００３５】
なお、従来のロボットは、第１アーム部の可動範囲がたとえば−１１０度〜＋１１０度とすると、−１１０度〜０度の範囲もしくは０度〜＋１１０度の範囲において、特異点姿勢となることなく被作業物に対する連続的な作業を行うことができる。
【００３６】
一方、図３Ｂに示すように、実施例１に係るロボット１は、第１アーム部１１の延在方向ｄ１が第３の回転軸Ａ３に対して９０度の角度を成した場合に特異点姿勢となる。これは、延在方向ｄ１と第３の回転軸Ａ３とが９０度の角度を成した場合に、第１の回転軸Ａ１が第３の回転軸Ａ３と平行になるためである。
【００３７】
したがって、ロボット１は、延在方向ｄ１と第３の回転軸Ａ３とのなす角度が−９０〜＋９０度すなわち１８０度の範囲において、特異点姿勢となることなく被作業物に対する連続的な作業を行うことができる。
【００３８】
このように、実施例１に係るロボット１は、第１アーム部１１の可動範囲の上限（たとえば＋１１０度）または下限（たとえば−１１０度）に近い位置に特異点をずらすことにより、従来のロボットと比較して、特異点姿勢となることなく被作業物に対する連続的な作業を行うことができる範囲を広げることができる。
【００３９】
特に、実施例１に係るロボット１は、第１アーム部１１、第２アーム部１２および第３アーム部１３が一直線上に並ぶ動作を含む作業を行う場合であっても、特異点姿勢となることなく作業を行うことができる。
【００４０】
上述してきたように、本実施例１では、第１の回転軸Ａ１を中心として図示しないエンドエフェクタを回転可能に支持する第１アーム部１１と、第１の回転軸Ａ１に対して垂直な第２の回転軸Ａ２を中心として第１アーム部１１を回転可能に支持する第２アーム部１２と、第２の回転軸Ａ２に対して垂直な第３の回転軸Ａ３を中心として第２アーム部１２を回転可能に支持する第３アーム部１３とを備え、第１の回転軸Ａ１が、第３の回転軸Ａ３に対しても垂直であることとした。すなわち、第１アーム部１１が、第２アーム部１２からの延在方向ｄ１に対して垂直な向きに第１の回転軸Ａ１を備えることとした。
【００４１】
したがって、特異点の回避による不都合を生じさせることなく被作業物に対して作業を行うことができる。
【実施例２】
【００４２】
次に、実施例１に係るロボット１の適用例として、豚肉等の食肉の切断作業をロボットを用いて自動的に行い被作業物（被加工品）としての食肉を製造するロボットシステムに対して実施例１に係るロボット１を適用した場合の例について説明する。ただし、実施例１に係るロボット１の適用用途は、これに限ったものではない。
【００４３】
まず、実施例２に係るロボットおよび制御装置の構成について図４を用いて説明する。図４は、実施例２に係るロボットおよび制御装置の構成を示す側面図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４４】
図４に示すように、実施例２に係るロボット１は、エンドエフェクタとしてナイフ等の切断器具１００を備える。かかる切断器具１００は、第１アーム部１１によって第１の回転軸Ａ１を中心として回転可能に支持される。また、図４に示すように、切断器具１００は、第３の回転軸Ａ３と平行に、言い換えれば、第１アーム部１１の延在方向と同一方向を向けて支持される。
【００４５】
また、ロボット１は、ケーブル３０を介してロボットコントローラ２と接続する。ロボットコントローラ２は、ロボット１の駆動制御を行う制御装置である。ロボットコントローラ２としては、たとえば、記憶装置、電子演算器および入力装置を備えるコンピュータ等を用いることができる。
【００４６】
かかるロボットコントローラ２は、ケーブル３０を介してロボット１の第１アクチュエータ１１ａ〜第７アクチュエータ１７ａとそれぞれ接続されており、ケーブル３０を介して第１アクチュエータ１１ａ〜第７アクチュエータ１７ａの駆動を指示する。ロボット１は、ロボットコントローラ２からの指示に従って第１アクチュエータ１１ａ〜第７アクチュエータ１７ａを個別に任意の角度だけ回転させることで、切断器具１００を任意の場所へ移動させる。
【００４７】
ケーブル３０は、たとえば、ロボット１とロボットコントローラ２との信号通信ラインおよび図示しない電源から第１アクチュエータ１１ａ〜第７アクチュエータ１７ａへ電力を供給する給電ラインが束ねられ被覆されたケーブルである。
【００４８】
つづいて、実施例２に係るロボットシステムのレイアウト例について図５を用いて説明する。図５は、実施例２に係るロボットシステムのレイアウト例を示す図である。なお、以下では、図５に示すＺ方向を上下方向として説明する。また、図５では、ロボットコントローラ２およびケーブル３０を省略して示している。
【００４９】
図５に示すように、実施例２に係るロボットシステムでは、レール４０に沿って複数台のロボット１が所定間隔で配置される。なお、図５では、３台のロボット１が配置される場合の例を示しているが、ロボット１の配置数はこれに限ったものではない。
【００５０】
また、レール４０では、食肉Ｍを吊り下げた搬送台車５０が所定間隔を空けて順次搬送される。ここでは、図５に示すＸ方向に向かって食肉Ｍが搬送されるものとする。すなわち、食肉Ｍは搬送台車５０によりそれぞれのロボット１の動作範囲に搬入され、ロボット１により作業が行われたのちロボット１の動作範囲から搬出される。
【００５１】
各ロボット１は、たとえば食肉Ｍを肉と骨とに分離するために、ロボットコントローラ２からの指示に従い、搬送台車５０によって搬送される食肉Ｍをあらかじめ定められた軌跡（たとえば、骨に沿った軌跡）に沿って上下方向に切断する作業を行う。
【００５２】
ここで、かかるロボット１の動作例について図６を用いて説明する。なお、図６では、レール４０およびロボットコントローラ２を省略して示している。
【００５３】
図６に示すように、ロボット１は、被作業物である食肉Ｍを、あらかじめ定められた軌跡に沿って上から下に向かって切断する。
【００５４】
このとき、実施例１において既に説明したように、ロボット１の特異点は、第１アーム部１１の可動範囲の上限（たとえば＋１１０度）または下限（たとえば−１１０度）に近い位置にある（図３Ｂ参照）。このため、食肉Ｍに対する作業中において、第１の回転軸Ａ１が第３の回転軸Ａ３と平行になることがなく、したがって、ロボット１の姿勢が特異点姿勢となることがない。
【００５５】
これにより、特異点回避動作によってロボット１があらかじめ定められた軌跡とは異なる軌跡を描いて移動するといった不都合が生じることがないため、本実施例２のように被作業物に対する連続的な作業をあらかじめ定められた軌跡に沿って行う場合であっても、かかる作業を容易に行うことができる。
【００５６】
上述してきたように、実施例２では、ロボット１が、実施例１と同様に第１アーム部１１の第２アーム部１２からの延在方向ｄ１に対して垂直な向きに第１の回転軸Ａ１を備え、ロボットコントローラ２が、被作業物に対する連続的な作業をあらかじめ定められた軌跡に沿って行うようにロボット１に対して指示することとした。したがって、特異点の回避による不都合を生じさせることなく被作業物に対して作業を行うことができる。
【００５７】
特に、被作業物に対する作業が、第１アーム部１１〜第３アーム部１３が一直線上に並ぶ動作を含むものである場合であっても、あらかじめ定められた軌跡に沿って作業を行うことができる。
【００５８】
また、本実施例２では、エンドエフェクタである切断器具１００を、第１アーム部１１の延在方向と同一方向を向けて支持することとした。したがって、第１アーム部１１の延在方向に対して垂直な向きに第１の回転軸Ａ１を設けた場合であっても、被作業物に対する作業を容易に行うことができる。
【００５９】
また、本実施例２では、ロボット１が、第１アクチュエータ１１ａ〜第３アクチュエータ１３ａに加えて、第４アクチュエータ１４ａ〜第７アクチュエータ１７ａを備える７軸ロボットであるとしたため、被作業物に対する作業をより高い自由度で行うことができる。
【００６０】
なお、上述した各実施例では、単腕型の７軸ロボットを用いて説明してきたが、ロボットは、少なくとも第１アーム部１１〜第３アーム部１３までを備えていればよく、双腕型や６軸以下の軸数のロボット等の他の構成のロボットであっても構わない。
【００６１】
例えば、軸数を６軸とする場合には、図１に示すロボット１から第５の回転軸Ａ５を除外し、第４アーム部１４と第５アーム部１５とを一体化させた構成とすればよい。具体的には、軸数を６軸とした場合のロボットは、第４の回転軸に対して平行な第６の回転軸を中心として第４アーム部（図１に示す第４アーム部１４と第５アーム部１５とを一体化させたものに相当）を回転可能に支持する第６アーム部と、第６の回転軸に対して垂直な第７の回転軸を中心として第６アーム部を回転可能に支持する第７アーム部とを備える。
【００６２】
また、第１アーム部１１〜第３アーム部１３の構造をパラレルリンクロボットに対して適用してもよい。パラレルリンクロボットとは、一般的に、所定の間隔を空けて対向配置された一対の部材（ここでは、基端側の部材を「基礎部材」と呼び、先端側の部材を「可動部材」と呼ぶ）を複数のリンクによって並列的に連結するパラレルリンク機構を備えるロボットである。すなわち、かかるパラレルリンクロボットの可動部材に対して、上述してきた第１アーム部１１〜第３アーム部１３を用いることとしてもよい。
【００６３】
また、上述した実施例２では、本願の開示するロボットシステムの一例として、豚肉等の食肉の切断作業をロボットを用いて自動的に行うロボットシステムについて説明した。しかし、これに限ったものではなく、本願の開示するロボットシステムは、被作業物に対する連続的な作業をあらかじめ定められた軌跡に沿って行うものであれば他のシステムであってもよい。
【００６４】
たとえば、本願の開示するロボットシステムは、塗装作業や溶接作業、あるいは、文字やイラスト等を描く作業等をロボットが行うロボットシステムに対して適用してもよい。また、本願の開示するロボットシステムは、ロボットがピックアンドプレイス型の作業を行うロボットシステムであってもよい。
【００６５】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施の形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１ ロボット
１０ 基台
１１ 第１アーム部
１２ 第２アーム部
１３ 第３アーム部
１４ 第４アーム部
１５ 第５アーム部
１６ 第６アーム部
１１ａ 第１アクチュエータ
１２ａ 第２アクチュエータ
１３ａ 第３アクチュエータ
１４ａ 第４アクチュエータ
１５ａ 第５アクチュエータ
１６ａ 第６アクチュエータ
１７ａ 第７アクチュエータ
２ ロボットコントローラ
３０ ケーブル
４０ レール
５０ 搬送台車
１００ 切断器具（エンドエフェクタ）
Ａ１ 第１の回転軸
Ａ２ 第２の回転軸
Ａ３ 第３の回転軸
Ａ４ 第４の回転軸
Ａ５ 第５の回転軸
Ａ６ 第６の回転軸
Ａ７ 第７の回転軸
ｄ１ 第１アーム部の延在方向
Ｍ 食肉（被作業物）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の作業を行うロボットと、前記ロボットを制御する制御装置とを備えるロボットシステムであって、
前記ロボットは、
第１の回転軸を中心としてエンドエフェクタを回転可能に支持する第１アーム部と、
前記第１の回転軸に対して垂直な第２の回転軸を中心として前記第１アーム部を回転可能に支持する第２アーム部と、
前記第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心として前記第２アーム部を回転可能に支持する第３アーム部とを備え、前記第１の回転軸は、前記第３の回転軸に対しても垂直であり、
前記制御装置は、被作業物に対する連続的な作業をあらかじめ定められた軌跡に沿って行うように前記ロボットに対して指示することを特徴とするロボットシステム。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記第１アーム部、前記第２アーム部および前記第３アーム部が一直線上に並ぶ動作を含む作業を行うように前記ロボットに対して指示することを特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項３】
前記第３の回転軸に対して垂直な第４の回転軸を中心として前記第３アーム部を回転可能に支持する第４アーム部と、
前記第４の回転軸に対して平行な第６の回転軸を中心として前記第４アーム部を回転可能に支持する第６アーム部と、
前記第６の回転軸に対して垂直な第７の回転軸を中心として前記第６アーム部を回転可能に支持する第７アーム部と
をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のロボットシステム。
【請求項４】
前記第４の回転軸に対して垂直な第５の回転軸を中心として前記第４アーム部を回転可能に支持する第５アーム部
を備え、
前記第５アーム部は、前記第４アーム部と前記第６アーム部との間に設けられることを特徴とする請求項３に記載のロボットシステム。
【請求項５】
前記エンドエフェクタは、前記第３の回転軸と平行に支持されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のロボットシステム。
【請求項６】
第１の回転軸を中心としてエンドエフェクタを回転可能に支持する第１アーム部と、
前記第１の回転軸に対して垂直な第２の回転軸を中心として前記第１アーム部を回転可能に支持する第２アーム部と、
前記第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心として前記第２アーム部を回転可能に支持する第３アーム部とを備え、前記第１の回転軸が前記第３の回転軸に対しても垂直であるロボットを用いて被作業物を製造する方法であって、
前記ロボットの動作範囲に前記被作業物を搬入する過程と、
前記ロボットが前記被作業物に対する連続的な動作をあらかじめ定められた軌跡に沿って実行する過程と
を含むことを特徴とする被作業物の製造方法。
【請求項７】
前記ロボットが前記被作業物に対して作業する際に、前記第１アーム部、前記第２アーム部および前記第３アーム部が一直線上に並ぶ姿勢を含む動作を連続的に行うことを特徴とする請求項６に記載の被作業物の製造方法。
【請求項１】
所定の作業を行うロボットと、前記ロボットを制御する制御装置とを備えるロボットシステムであって、
前記ロボットは、
第１の回転軸を中心としてエンドエフェクタを回転可能に支持する第１アーム部と、
前記第１の回転軸に対して垂直な第２の回転軸を中心として前記第１アーム部を回転可能に支持する第２アーム部と、
前記第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心として前記第２アーム部を回転可能に支持する第３アーム部とを備え、前記第１の回転軸は、前記第３の回転軸に対しても垂直であり、
前記制御装置は、被作業物に対する連続的な作業をあらかじめ定められた軌跡に沿って行うように前記ロボットに対して指示することを特徴とするロボットシステム。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記第１アーム部、前記第２アーム部および前記第３アーム部が一直線上に並ぶ動作を含む作業を行うように前記ロボットに対して指示することを特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項３】
前記第３の回転軸に対して垂直な第４の回転軸を中心として前記第３アーム部を回転可能に支持する第４アーム部と、
前記第４の回転軸に対して平行な第６の回転軸を中心として前記第４アーム部を回転可能に支持する第６アーム部と、
前記第６の回転軸に対して垂直な第７の回転軸を中心として前記第６アーム部を回転可能に支持する第７アーム部と
をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のロボットシステム。
【請求項４】
前記第４の回転軸に対して垂直な第５の回転軸を中心として前記第４アーム部を回転可能に支持する第５アーム部
を備え、
前記第５アーム部は、前記第４アーム部と前記第６アーム部との間に設けられることを特徴とする請求項３に記載のロボットシステム。
【請求項５】
前記エンドエフェクタは、前記第３の回転軸と平行に支持されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のロボットシステム。
【請求項６】
第１の回転軸を中心としてエンドエフェクタを回転可能に支持する第１アーム部と、
前記第１の回転軸に対して垂直な第２の回転軸を中心として前記第１アーム部を回転可能に支持する第２アーム部と、
前記第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心として前記第２アーム部を回転可能に支持する第３アーム部とを備え、前記第１の回転軸が前記第３の回転軸に対しても垂直であるロボットを用いて被作業物を製造する方法であって、
前記ロボットの動作範囲に前記被作業物を搬入する過程と、
前記ロボットが前記被作業物に対する連続的な動作をあらかじめ定められた軌跡に沿って実行する過程と
を含むことを特徴とする被作業物の製造方法。
【請求項７】
前記ロボットが前記被作業物に対して作業する際に、前記第１アーム部、前記第２アーム部および前記第３アーム部が一直線上に並ぶ姿勢を含む動作を連続的に行うことを特徴とする請求項６に記載の被作業物の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２２８７６１（Ｐ２０１２−２２８７６１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９９６７９（Ｐ２０１１−９９６７９）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
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