JP6329645B2 - ロボット - Google Patents

Description

本発明は、ロボットに関する。

複数の作業工程からなる作業ラインにおいて、そのうちの少なくとも１つの作業工程において上流側の作業を終えたワークを受け取り、当該ワークに対して作業を行った後、下流側へワークを送り出すための一連の動作を複数の関節を有するロボットに行わせる態様が知られている。

ロボットは設定された位置座標等に基づいて移動するが、上流側から送られてきたワークの位置が厳密でない場合、その後のワークへの作業を適切に行うことができない。特に、上流側の作業を人間が行い、ロボットが受け取れる位置にワークを載置する場合、ロボットがワークの位置調整作業を行うことが必要となる。

従来、ロボットによるワークの位置調整は、ワークの停止位置の一部に所定の位置決め治具を予め配設しておき、ロボットがワークを把持して当該ワークを位置決め治具に当接等させることにより行われていた（例えば特許文献１、２等参照）。

特開２０１４−１０８４９６号公報 特開２０１０−１６２６６９号公報

しかしながら、従来の態様では、ワークや作業内容が変化すると位置決め治具の配設位置も変化するため、位置決め治具の再配設という煩雑な作業が必要となり、柔軟な作業ラインの変更等を行うことができない問題がある。

本発明は、所定の位置に位置決め治具を配設することなくワークの位置決めを容易に行うことができるロボットを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るロボットは、先端に設けられた第１の手先と、基台と前記第１の手先との間に設けられた少なくとも１つの関節軸とを有する第１のアームと、先端に設けられた第２の手先と、前記基台と前記第２の手先との間に設けられた少なくとも１つの関節軸とを有する第２のアームと、前記第１のアームおよび前記第２のアームのそれぞれを制御する制御部と、前記第１の手先に設けられた状態で、所定のワークの水平移動を規制するための規制部材と、前記第２の手先に設けられた状態で、前記ワークを水平移動させるための作用を生じるワーク移動部材と、を備え、前記制御部は、前記ワークの所定の寸法情報および予め定められた停止位置情報に基づいて、前記規制部材を前記ワークの停止位置に含まれる所定の規制位置に位置させ、前記ワーク移動部材を前記ワークに作用させて前記ワークが水平移動するように前記ワーク移動部材を前記規制位置に向けて動かし、前記ワークを前記規制部材に当接させることにより前記ワークが前記停止位置に位置するように制御するものである。

上記構成によれば、２つのアームを独立して制御し、しかも、２つのアームをそれぞれの関節で屈曲させることによって任意の姿勢で２つのアームのうちの一方のアーム（第１のアーム）の手先に設けられた規制部材でワークの水平移動を規制しつつ２つのアームのうちの他方のアーム（第２のアーム）の手先に設けられたワーク移動部材でワークを規制部材で規制された位置まで水平移動させるように制御することができる。これにより、予め所定の位置に位置決め治具を配設することなくワークの位置決めを容易に行うことができる。位置決め治具の配設が不要となるため、ワークや作業内容の変化にも容易かつ迅速に対応することができる。

前記第１のアームおよび前記第２のアームのそれぞれは、前記基台に垂直な軸に同軸に配置されかつ前記基台に対して独立して前記軸回りに回動可能に構成されてもよい。これによれば、２つのアームの基部が同軸に配置されるため、ロボット座標系の原点を当該同軸位置に設定することにより、２つのアームを同じように教示することができる。

前記規制部材は、前記規制位置に位置した状態で水平面に垂直な第１の垂直面と、当該第１の垂直面および前記水平面に垂直な第２の垂直面と、を有してもよい。これにより、水平移動させるワークを確実に停止位置に位置させることができる。

前記制御部は、前記規制部材を前記規制位置に位置させた状態で、前記第１の垂直面および前記第２の垂直面のうちの何れか一方の垂直面への当接を検知した場合に、前記ワークを前記第１の垂直面および前記第２の垂直面のうちの他方の垂直面に垂直な方向に水平移動させて前記ワークを前記他方の垂直面に当接させるように前記ワーク移動部材を制御してもよい。これにより、水平移動させるワークを確実に停止位置に位置させることができる。

前記制御部は、前記ワークの前記規制部材への当接を前記第１のアームが有する関節軸を駆動するモータの電流またはトルク変化によって検知してもよい。これにより、別途当接検知のためのセンサを備えることなく、ワークの規制部材への当接を検知することができる。

本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

本発明は以上に説明したように構成され、所定の位置に位置決め治具を配設することなくワークの位置決めを容易に行うことができるという効果を奏する。

図１は本発明の一実施の形態に係るロボットの概略構成を示す模式図である。 図２は図１に示すロボットの側面図である。 図３は図１に示すロボットがワークＷＡを移設させる工程を例示するための平面図である。 図４は本実施の形態における位置決め作業の処理の流れを示すフローチャートである。 図５は図１に示すロボットがワークＷＣを作製する工程を例示するための平面図である。 図６は図１に示すロボットにおいて規制部材をワーク移動部材として動作させる変形例を示す拡大平面図である。 図７Ａは本実施の形態の変形例における規制部材を示す斜視図である。 図７Ｂは図７Ａに示す規制部材を用いた規制態様の一例を示す拡大平面図である。 図７Ｃは図７Ａに示す規制部材を用いた規制態様の他の一例を示す拡大平面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

図１は本発明の一実施の形態に係るロボットの概略構成を示す模式図である。また、図２は図１に示すロボットの側面図である。図１および図２に示すように、本実施の形態のロボット１は、基台２に２つのアーム（第１のアーム３および第２のアーム４）が設けられた双腕のロボットとして構成される。第１のアーム３は、先端部に第１の手先５が設けられ、基台２と第１の手先５との間に少なくとも１つの関節軸（本実施の形態では３つの関節軸Ａ１，Ａ２，Ａ３）を有する。同様に、第２のアーム４は、先端部に第２の手先６が設けられ、基台２と第２の手先６との間に少なくとも１つの関節軸（本実施の形態では３つの関節軸Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）を有する。基台２は、作業対象のワークＷＡ，ＷＢを載置するための水平な上面を有する作業台１０上に取り付けられている。

関節軸Ａ１は、基台２の上面に垂直な軸として構成され、第１のアーム３は、関節軸Ａ１回りに回動可能に構成される。関節軸Ｂ１も、基台２の上面（水平面）に垂直な軸として構成され、第２のアーム４は、関節軸Ｂ１回りに回動可能に構成される。そして、関節軸Ａ１と関節軸Ｂ１とは、同軸配置され（回動軸Ｃとして構成され）、第１のアーム３および第２のアーム４のそれぞれは、基台２に対して互いに独立して回動軸Ｃ回りに回動可能に構成される。２つのアーム３，４の基部が同軸に配置されるため、ロボット座標系の原点を当該同軸位置に設定することにより、２つのアーム３，４を同じように教示することができる。

さらに、その他の関節軸Ａ２，Ｂ２も水平面に垂直な軸として構成される。これにより、後述する昇降部３３，４３の高さ位置が同じである限り、各アーム３，４の先端部が水平面に平行な面内を移動するように構成される。すなわち、本実施の形態において、ロボット１は、同軸双腕のスカラロボットとして構成される。なお、本実施の形態においては、後述する昇降部３３，４３の高さ位置が同じ状態において、第１のアーム３の先端部と第２のアーム４の先端部が同じ面内を移動するように各アーム３，４が配置されている。

第１のアーム３は、関節軸Ａ１と関節軸Ａ２との間に設けられる第１部材３１と、関節軸Ａ２と関節軸Ａ３との間に設けられる第２部材３２とを備える。第２部材３２の先端部には、第１の手先５を高さ方向（回動軸Ｃの軸線方向）に移動させる昇降部３３を備えている。これにより、第１の手先５は、規制部材７および／またはワーク移動部材８を高さ方向に移動させることができる。昇降部３３は、エアシリンダ等の空気の圧力で動作するものでもよいし、モータ等の電気駆動されるものでもよい。電気駆動される昇降部３３においては、モータをサーボ制御することにより手先の高さを細かく調整することができる。昇降部３３の先端部には関節軸Ａ３を回転駆動するための電気モータ等で構成される駆動部３４が設けられる。

同様に、第２のアーム４は、関節軸Ｂ１と関節軸Ｂ２との間に設けられる第１部材４１と、関節軸Ｂ２と第２の手先６との間に設けられる第２部材４２と、第２の手先６を高さ方向に移動させる昇降部４３と、関節軸Ｂ３を回転駆動するための駆動部４４とを備える。

第１の手先５には、所定のワークＷＡの水平移動を規制するための規制部材７が設けられ、第２の手先６には、ワークＷＡを水平移動させるための作用を生じるワーク移動部材８が設けられる。本実施の形態では、第１の手先５にも、ワーク移動部材８が設けられ、第２の手先６にも、規制部材７が設けられる。

第１の手先５は、規制部材７およびワーク移動部材８を取り付ける取り付け部材５１を備えている。取り付け部材５１は、水平方向に延びる棒状に形成され、長手方向中央部が第１のアーム３の駆動部３４の回転軸（すなわち関節軸Ａ３）に取り付けられる。規制部材７は、取り付け部材５１の長手方向一端部に取り付けられ、ワーク移動部材８は、取り付け部材５１の長手方向他端部に取り付けられる。また、取り付け部材５１の長手方向他端部には、ロボット１の水平方向の押圧動作の接触端となる押圧部材９が取り付けられる。取り付け部材５１は、電動モータ等で構成される駆動部３４により、水平面に垂直な軸回りに回動可能に構成される。

第２の手先６も、第１の手先５と同様に、第２のアーム４の駆動部４４の出力軸（すなわち関節軸Ｂ３）に回転可能に取り付けられた取り付け部材６１を備え、取り付け部材６１に規制部材７およびワーク移動部材８が取り付けられる。

ロボット１は、第１のアーム３および第２のアーム４のそれぞれを制御する制御部１４を備えている。制御部１４は、マイクロコントローラ等のＣＰＵおよび制御プログラムを記憶するメモリ等を備えている。制御部１４は、ロボット１の各関節軸Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を回動駆動するためのサーボモータ（図示せず）をサーボ制御することにより、第１の手先５および第２の手先６を任意の位置に任意の経路に沿って移動させる。

本実施の形態において、制御部１４は、ロボット１の各関節軸の位置を基台２を原点とした直交座標系であるベース座標系および第１の手先５または第２の手先６を原点とした直交座標系であるツール座標系で把握することができるように設定されている。ロボット１は、制御部１４に対して、ワークＷＡ，ＷＢの寸法情報、当該ワークＷＡ，ＷＢが載置される位置情報、ロボット１によって移動させる目標位置である停止位置情報等を設定入力可能に構成され、設定入力された各情報は制御部１４のメモリに記憶される。

以下、本実施の形態においては、ロボット１の左側に位置する作業台１１に載置されている少なくとも１つのワークＷＡのうちの１つをロボット１の前方にある作業台１０に移設し、ロボット１の右側に位置する作業台１２に載置されている少なくとも１つのワークＷＢのうちの１つを作業台１０に移設し、作業台１０上に載置したワークＷＡ，ＷＢについて位置決め作業を行った後、ワークＷＡ上に載置されている部品Ｑ１の所定位置上に、ワークＷＢ上に載置されている部品Ｑ２を載置させることにより、部品Ｑ３が載置されるワークＷＣを作製し、ワークＷＣをロボット１の後方にある作業台１３に移設することを繰り返すロボット１の制御動作について説明する。

制御部１４は、第１のアーム３および第２のアーム４に対して同じワークに対して同じ作用を奏させる制御態様（第１の制御態様）と、別の作用を奏させる制御態様（第２の制御態様）とを切り替え可能に構成される。以下、順に説明する。

図３は図１に示すロボットがワークＷＡを移設させる工程を例示するための平面図である。本実施の形態において、ワーク移動部材８は、ワークＷＡの上面に吸着することでワークＷＡを保持する吸着部が先端（下端）に設けられた吸着機構により構成される。まず、制御部１４は、作業台１１の所定位置に載置されたワークＷＡの上面の所定位置に第１のアーム３および第２のアーム４の各手先５，６にそれぞれ設けられたワーク移動部材８を位置させ、各ワーク移動部材８をワークＷＡに吸着させるようにロボット１を制御する。図３に示すように、ワークＷＡの上面の所定位置（ワーク移動部材８の吸着位置）は、例えばワークＷＡの図３の紙面上下方向中央部における図３の紙面左右方向両端部の領域である。制御部１４は、ワークＷＡ自体は認識しておらず、吸着位置を作業台１１上の座標として記憶しており、当該座標に各ワーク移動部材８を移動させることによりワークＷＡの吸着位置に位置させる。

ワーク移動部材８のワークＷＡへの吸着後、制御部１４は、図３に示すように、ワーク移動部材８をワークＷＡへ吸着させた状態で、作業台１０の所定位置にワークＷＡを移動させるように、ロボット１を制御する。この場合、制御部１４は、上記第１の制御態様として、作業台１１上のワークＷＡの載置位置から作業台１０の所定位置に至るまで、２つのワーク移動部材８が互いに同じ高さかつ２つのワーク移動部材８間の距離が一定となるようにロボット１を制御する。このように、制御部１４は、第１の制御態様において第１のアーム３および第２のアーム４を協調動作させるように制御する。

上述したように、本実施の形態においては、ロボット１が２つのアーム３，４を備えている双腕ロボットとして構成される。１つのアームを有するロボットを複数用いて上記態様を実現するためには、各ロボットを制御するための制御装置とは別に複数のロボットをインターロック制御するための制御装置が必要となり、各ロボットが効率的に動作するようにインターロック条件を設定する必要がある。これに対して、本実施の形態においては１つの双腕ロボットのみで上記態様を実現できるため、ロボット１の制御部１４で２つのアーム３，４を一括制御することができる。このため、それぞれ１つのアームを備えた複数のロボットを協調制御する場合に比べて容易に制御を行うことができる。

ここで、例えば、作業台１１に載置されるワークＷＡにおけるワーク移動部材８の吸着位置は、制御部１４が記憶しているワーク移動部材８の吸着位置の座標に完全に一致しているとは限らない。特に、作業者がワークＷＡを手作業で作業台１１に載置する場合（上流側の工程が人手によりなされる場合）にはある程度の位置ずれが生じる。上述した通り、ロボット１は別途カメラ等による画像認識等を行わない限り、ワークＷＡの現実の位置は把握できないため、ワークＷＡにおけるワーク移動部材８の吸着位置が想定される位置からずれる場合がある。

そこで、本実施の形態においては後述するように作業台１０に移設された後のワークＷＡに対してロボット１が位置決めを行う。この位置決め作業を行い易くするために、作業台１１から作業台１０へのワークＷＡの移設工程においては、制御部１４は、ワークＷＡが予め定められた停止位置Ｐｗより規制部材７による規制位置Ｐｒとは反対方向（本例においては図３の紙面右下方向）に所定距離ずらした仮停止位置Ｐｗ’にワークＷＡを移動させるように制御する。

例えば、現実の吸着位置が想定位置より図３の紙面右下方向にずれている場合に、停止位置ＰｗにワークＷＡを移設させるべくロボット１を制御すると、現実の停止位置が想定される停止位置Ｐｗより図３の紙面左上にずれてしまう。後述するように、規制部材７による規制位置Ｐｒは停止位置Ｐｗの図３の紙面左上角に設定されるため、当該規制位置Ｐｒ上にワークＷＡが載置されることにより規制部材７を位置させることができなくなる。したがって、作業台１１から作業台１０への移設工程においてワークＷＡを停止させる作業台１０上の位置を予め規制位置Ｐｒから離れた位置に設定することにより、現実のワークＷＡにおけるワーク移動部材８の吸着位置が想定位置からある程度ずれていても、規制位置を再設定することなく、後述する位置決め作業を実行することができる。

ロボット１は、作業台１１から作業台１０へのワークＷＡの移設工程と同様に、作業台１２から作業台１０へワークＷＢを移設する工程を実行する。すなわち、制御部１４は、作業台１２の所定位置に載置されたワークＷＢの上面の所定位置に第１のアーム３および第２のアーム４にそれぞれ設けられたワーク移動部材８を位置させ、各ワーク移動部材８をワークＷＢに吸着させ、ワーク移動部材８をワークＷＢへ吸着させた状態で、作業台１０の所定位置にワークＷＢを移動させるように、ロボット１を制御する。ワークＷＢの移設工程においても後述する位置決め作業を考慮してワークＷＢの停止位置に対して仮停止位置を設定し、ワークＷＢを仮停止位置まで移動させることとしてもよい。

作業台１０上へのワークＷＡ，ＷＢの移設後、制御部１４は、図１に示すように、第１の手先５に設けられた規制部材７および第２の手先６に設けられたワーク移動部材８を用いてワークＷＡの位置決め作業を行うようにロボット１制御する。位置決め作業では、制御部１４は、第１の制御態様として、ワークＷＡの所定の寸法情報および予め定められた停止位置情報に基づいて、一方のアームの規制部材７をワークＷＡの停止位置Ｐｗに含まれる所定の規制位置Ｐｒ（図３参照）に位置させ、他方のアームのワーク移動部材８をワークＷＡに作用させてワークＷＡが水平移動するようにワーク移動部材８を規制位置Ｐｒに向けて動かし、ワークＷＡを規制部材７に当接させることによりワークＷＡが停止位置Ｐｗに位置するように制御する。このように、位置決め作業では、第１のアーム３および第１の手先５と第２のアーム４および第２の手先６とが独立して制御され、１つのワークＷＡに対して異なる作用を奏させつつ、１つのワークＷＡに対して協調的な動作が行われる。

図４は本実施の形態における位置決め作業の処理の流れを示すフローチャートである。まず、位置決め作業においては、図４に示すように、制御部１４は、第１の手先５の規制部材７をワークＷＡの停止位置Ｐｗに含まれる所定の規制位置Ｐｒに向けて移動開始させるように第１のアーム３を制御する（ステップＳ１）。前述したように、本実施の形態において、規制位置Ｐｒは、停止位置Ｐｗの図３の紙面左上角に設けられる。規制部材７は、規制位置Ｐｒに位置した状態で水平面に垂直な第１の垂直面７１と、当該第１の垂直面７１および水平面に垂直な第２の垂直面７２と、を有している。すなわち、規制部材７は、規制位置Ｐｒに位置した状態で平面視において略Ｌ字状の形状を有している。規制位置Ｐｒにおいて、第１の垂直面７１がワークＷＡの停止位置Ｐｗの一辺（左辺）に重なるように位置し、第２の垂直面７２がワークＷＡの停止位置Ｐｗの隣接する他の一辺（上辺）に重なるように位置する。

さらに、制御部１４は、第２の手先６のワーク移動部材８を作業台１０上のワークＷＡに作用させてワークＷＡを水平移動させるために、ワーク移動部材８を所定の移動作用位置に向けて移動開始させるように第２のアーム４を制御する（ステップＳ２）。本実施の形態において、制御部１４は、作業台１０の所定位置（上述した仮停止位置Ｐｗ’）に載置されたワークＷＡの上面の所定位置に第２のアーム４の手先（第２の手先）６に設けられたワーク移動部材８を位置させ、当該ワーク移動部材８をワークＷＡに吸着させるように第２のアーム４を制御する。

本実施の形態における移動作用位置は、ワークＷＡの上面の所定位置に設けられるワーク移動部材８の吸着位置である。例えば移動作用位置はワークＷＡの図１の紙面右下端部領域である。すなわち、移動作用位置は、ワークＷＡの仮停止位置Ｐｗ’における規制部材７の規制位置Ｐｒに対して最も遠い角部領域の座標として設定される。制御部１４は、当該移動作用位置を作業台１０上の座標として記憶しており、当該座標にワーク移動部材８を移動させることにより移動作用位置に位置させる。

制御部１４は、規制部材７の規制位置Ｐｒへの移動が完了したか（規制位置Ｐｒに位置したか）どうかを判定する（ステップＳ３）。規制部材７の移動が完了したと判定された場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、制御部１４は、ワーク移動部材８のワークＷＡへの吸着後、ワーク移動部材８をワークＷＡへ吸着させた状態で、ワーク移動部材８によりワークＷＡを規制位置Ｐｒに向けて水平移動させるように、第２のアーム４を制御する（ステップＳ４）。この際、制御部１４は、規制部材７が規制位置Ｐｒに位置するのを維持するように第１のアーム３を制御する。

これにより、ワークＷＡは、規制位置Ｐｒに位置する規制部材７へ向けて作業台１０上を摺動する。なお、ワークＷＡを作業台１０の上面に対して浮かせた状態で移動させてもよい。また、上記態様に代えて、規制部材７の規制位置Ｐｒへの移動が完了してからワーク移動部材８を移動作用位置へ移動させた後、移動作用位置に位置したワーク移動部材８によりワークＷＡを水平移動させる（ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ２の順で処理を実行する）こととしてもよい。

制御部１４は、規制部材７を規制位置Ｐｒに位置させた状態で、ワークＷＡが規制部材７に当接するまでワーク移動部材８を水平移動させる。このために、制御部１４は、規制部材７へのワークＷＡの当接の有無を判定する（ステップＳ５）。具体的には、制御部１４は、規制部材７を規制位置Ｐｒに位置させた状態で、第１の垂直面７１および第２の垂直面７２のうちの何れか一方の垂直面への当接を検知した場合に、ワークＷＡを第１の垂直面７１および第２の垂直面７２のうちの他方の垂直面に垂直な方向に水平移動させてワークＷＡを他方の垂直面に当接させるようにワーク移動部材８（第２のアーム４）を制御する。これにより、水平移動させるワークＷＡを確実に停止位置Ｐｗに位置させることができる。

ワークＷＡの規制部材７への当接を検知した場合（ステップＳ５でＹｅｓ）、制御部１４は、ワーク移動部材８の水平移動を停止する（ステップＳ６）。これにより、ワークＷＡが作業台１０の停止位置Ｐｗ上に載置される。

上記構成によれば、２つのアーム３，４を独立して制御し、しかも、２つのアーム３，４をそれぞれの関節で屈曲させることによって任意の姿勢で２つのアーム３，４のうちの一方のアーム（第１のアーム３）の手先（第１の手先５）に設けられた規制部材７でワークＷＡの水平移動を規制しつつ２つのアーム３，４のうちの他方のアーム（第２のアーム４）の手先（第２の手先６）に設けられたワーク移動部材８でワークＷＡを規制部材７で規制された規制位置Ｐｒまで水平移動させるように制御することができる。これにより、予め所定の位置に位置決め治具を配設することなくワークＷＡの位置決めを容易に行うことができる。位置決め治具の配設が不要となるため、ワークＷＡや作業内容の変化にも容易かつ迅速に対応することができる。

ワークＷＡを水平方向において位置決めするためには、ワークＷＡを水平面内における互いに垂直な２方向（例えば図１の紙面左右方向および上下方向）に独立して移動させてそれぞれの方向において位置決めすることが必要となる。上記構成によれば、２つのアーム３，４がそれぞれ任意の姿勢を取ることができるため、規制部材７とワーク移動部材８との間の位置を水平面内で任意の位置に取ることができる（直交する２つの軸方向への位置決めが可能となる）。したがって、ワークＷＡを水平方向において適切に位置決めすることができる。例えば、ワークの形状が正方形ではない場合（例えば長方形等）であっても、適切な位置決めを行うことができる。

また、位置決め作業を行うことにより、作業台１１，１２上のワークＷＡ，ＷＢの載置位置の精度を高くしなくてもよいため、作業台１１，１２上へのワークＷＡ，ＷＢの載置を作業者に行わせることも可能となり、作業者とロボット１とが共存した作業ラインを容易に構築することができる。

また、ワーク移動部材８により水平面内を自在に水平移動することができるため、でも適切な位置決め作業を行うことができる。

作業台１０上のワークＷＢについても同様に位置決め作業を行ってもよい。この際、第２の手先６に設けられた規制部材７と第１の手先５に設けられたワーク移動部材８とを用いて位置決め作業を行ってもよい。また、ワークＷＡについても第２の手先６に設けられた規制部材７と第１の手先５に設けられたワーク移動部材８とを用いて位置決め作業を行ってもよい。例えば第２の手先６に設けられた規制部材７による規制位置ＰｒをワークＷＡ，ＷＢの停止位置Ｐｗの図１の紙面右上角に設定した場合には、ワークＷＡ，ＷＢを図１の紙面右方向および上方向に水平移動させて位置決めを行うことができる。このように、２つのアーム３，４にそれぞれ設けられる手先５，６のそれぞれに、規制部材７およびワーク移動部材８の双方を設けることにより、位置決めを行う方向（ワークＷＡ，ＷＢを移動させる方向）を様々に設定することができる。

本実施の形態において、制御部１４は、ワークＷＡの規制部材７への当接を第２のアーム４が有する関節軸Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を駆動するモータの電流またはトルク変化によって検知する。このために、制御部１４は、ワーク移動部材８を水平移動させるために第２のアーム４の各関節軸Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を駆動するモータをトルク制御する。制御部１４は、各モータのトルク変化を監視し、所定のトルクしきい値を超えた場合に規制部材７に当接したと判定する。また、制御部１４は、トルクしきい値を超えたモータの関節軸の箇所およびその時の第２のアーム４の姿勢から規制部材７の第１の垂直面７１および第２の垂直面７２のうちの何れに当接したかを判定する。これにより、別途当接検知のためのセンサを備えることなく、ワークＷＡの規制部材７への当接を検知することができる。

なお、制御部１４は、第１の垂直面７１および第２の垂直面７２のうちの何れかに当接したことを判定した場合、当接した面に垂直な方向に関してワーク移動部材８の位置を所定の距離戻すように制御してもよい。これにより、ワークＷＡが停止位置Ｐｗを越えて行き過ぎることを防止することができる。

また、第２のアーム４が有する関節軸Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を駆動するモータのトルク変化を検知することに加えて、またはこれに代えて、第１のアーム３が有する関節軸Ａ１，Ａ２，Ａ３を駆動するモータのトルク変化を当接検知に用いてもよい。

作業台１０上におけるワークＷＡ，ＷＢの位置決め作業後、制御部１４は、ワークＷＡ上に載置されている部品Ｑ１の所定位置上に、ワークＷＢ上に載置されている部品Ｑ２を載置させることにより、部品Ｑ３が載置されるワークＷＣを作製するようにロボット１を制御する。図５は図１に示すロボットがワークＷＣを作製する工程を例示するための平面図である。ワークＷＣの作製工程では、第２の制御態様として第１のアーム３および第１の手先５と第２のアーム４および第２の手先６とが独立して制御され並行した動作が行われる。

制御部１４は、各ワーク移動部材８を作業台１０に載置されたワークＷＢ上に配列された複数の部品Ｑ２のうち２つの部品Ｑ２に吸着させるようにロボット１を制御する。第１の手先５および第２の手先６のそれぞれに設けられたワーク移動部材８をそれぞれ異なる部品Ｑ２に吸着させるため、ワークＷＢ上の部品Ｑ２は、２つで一組となるように配列されることが好ましい。

その後、制御部１４は、各ワーク移動部材８を各部品Ｑ２に吸着させた状態で、各部品Ｑ２が作業台１０に載置されたワークＷＡ上に配列された複数の部品Ｑ１のうちの対応する２つの部品Ｑ１上の所定位置にそれぞれ移設させるようにロボット１を制御する。制御部１４は、各部品Ｑ２が対応する部品Ｑ１上の所定位置に載置した状態で各ワーク移動部材８の部品Ｑ２への吸着を解除する。このように、２つのアーム３，４を用いて２つずつ部品Ｑ２の取り付け作業を行うことにより、時間短縮を図ることができる。

ワークＷＡ上に部品Ｑ２が載置されていない部品Ｑ１が残っている場合には、同様の作業を繰り返す。また、ワークＷＡ上に配列される部品Ｑ１の数とワークＷＢ上に配列される部品Ｑ２の数とが異なる場合、ワーク上に部品がなくなったワークを他の作業台へ移設し、作業台１１または１２から新たなワークＷＡまたはＷＢを移設する。

ワークＷＡ上のすべての部品Ｑ１に部品Ｑ２を載置して部品Ｑ３が載置されたワークＷＣを作製後、制御部１４は、ワークＷＣ（元ワークＷＡ）をロボット１の後方に位置する作業台１３の所定位置に移設するようにロボット１を制御する。ワークＷＣの移設態様は、図３を用いて説明したワークＷＡの移設工程と同様である。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。

例えば、上記実施の形態において、ワーク移動部材８として吸着機構を用いたものとして説明したが、これに限られず、種々のワーク移動部材が適用可能である。例えば、ワークの端部を把持することによりワークを移動させる把持機構等の種々のワーク保持構造を適用可能である。

また、規制位置Ｐｒに位置する規制部材７が設けられる手先とは反対側の手先に設けられる規制部材７をワーク移動部材として機能させてもよい。図６は図１に示すロボットにおいて規制部材をワーク移動部材として動作させる変形例を示す拡大平面図である。図６に示すように、規制部材７をワーク移動部材８として機能させて、当該規制部材７でワークＷＡの端部（角部）を側方から押すことによりワークを移動させる。これによれば、ワーク移動部材自体が位置を規制する作用を奏するため、ワークの両側を規制することができ、精度の高い位置決めを行うことができる。また、この場合には、ワークＷＡと規制部材７との当接を検知しなくても、ワークＷＡが停止位置Ｐｗに位置したときの２つの規制部材７の規制位置を予め記憶しておくことにより、２つの規制部材７の位置が当該規制位置に位置したことを検知することでワークが停止位置Ｐｗに位置したことを検知することができる。なお、２つの規制部材７を用いる場合、両方の規制部材７をワーク移動部材８として機能させてもよい。例えばワークＷＡの停止位置Ｐｗの対角線上かつ停止位置Ｐｗを挟んでそれぞれの規制部材７が停止位置Ｐｗより外側に位置するように所定間隔を空けて２つの規制部材７を配置した上で、当該対角線上の間隔が狭くなるように２つの規制部材７を移動させることとしてもよい。所定間隔は、当該所定間隔内にワークＷＡが載置されるような長さとして設定される。この場合、２つの規制部材７のうち先にワークＷＡに当接した規制部材７がワーク移動部材８として機能する。さらに、上記２つの規制部材７のうちの何れか一方を１つの垂直面のみを有する板状の構成としてもよい。

また、上記実施の形態においては、２つのアーム３，４の関節軸がすべて水平面に対して垂直であるスカラロボット（水平多関節ロボット）について説明したが、６軸多関節ロボット等で用いられるような手先の位置を三次元的に制御できるアームが複数あるようなロボットについても本発明を適用可能である。

また、上記実施の形態においては、２つのアーム３，４が回動軸Ｃに同軸配置されている構成について説明したが、必ずしも同軸配置されていなくてもよい。また、３つ以上のアームを備えたロボットについても本発明を適用可能である。

また、上記実施の形態においては、ワークＷＡの規制部材７への当接を検知する態様として、アーム３，４の関節軸を駆動するモータの電流またはトルクを検知することを例示したが、これに限られない。例えば、規制部材７の所定位置に接触センサを取り付けてワークＷＡの当接を検知することとしてもよい。

また、上記実施の形態においては、規制部材７およびワーク移動部材８が予め第１の手先５および第２の手先６に設けられている構成について説明したが、規制部材７およびワーク移動部材８が第１の手先５および／または第２の手先６に設けられた状態でロボット１がワークに対する作業を行う限り、これに限られない。例えば、規制部材７および／またはワーク移動部材８が第１の手先５および第２の手先６に着脱可能に構成されてもよい。さらに、例えば規制部材７および／またはワーク移動部材８が所定の場所に載置されており、ロボット１が当該載置された規制部材７および／またはワーク移動部材８を対応する手先５，６に装着した後、ワークに対する作業を行うように制御されてもよい。なお、ロボット１が行うワークに対する作業とは、規制部材７においてはワークの水平移動を規制する作業であり、ワーク移動部材８においてはワークを水平移動させるための作用を生じる作業である。

また、上記実施の形態においては、規制部材７が規制位置Ｐｒに位置した状態で平面視において略Ｌ字状の形状を有している態様について説明したが、規制部材７の形状はこれに限られない。

例えば、規制部材７は、ピン状の部材により構成されてもよい。図７Ａは本実施の形態の変形例における規制部材を示す斜視図であり、図７Ｂは図７Ａに示す規制部材を用いた規制態様の一例を示す拡大平面図である。図７Ａに示す例において、規制部材７Ａは、所定の間隔を有して平行配置された左右一対のピン状部７３，７４と、左右一対のピン状部材７３，７４同士を連結する連結部７５とを備えている。連結部７５は、第１の手先５に装着される。連結部７５の形状は図７Ａの例ではＵ字状の形状を有しているが、連結部７５がワークに接触しないような形状であれば特にこれに限られない。例えば後述する図７Ｃのような規制態様では連結部７５がピン状部７３，７４を直線的に連結するような形状を有していてもよい。また、図７Ａに示す例において連結部７５は、ピン状部７３，７４の長手方向中央部に接続するように構成されている。すなわち、ピン状部７３，７４は、連結部７５より上方および下方に延出されている。これに代えて、連結部７５がピン状部７３，７４の上端部に接続され、ピン状部７３，７４が連結部７５から下方に延出された構成としてもよい。

図７Ｂに示すように、制御部１４は、規制部材７Ａのピン状部７３，７４がワークＷＡの停止位置Ｐｗの角部を挟んだ２辺に接するように位置するように移動および停止制御する。これにより、ワーク移動部材８によりワークＷＡが移動され、停止位置Ｐｗに位置すると、ワークＷＡが規制部材７Ａのピン状部７３，７４に当接することとなり、ワークＷＡの位置を停止位置Ｐｗに規制（位置決め）することができる。

また、図６と同様に、規制部材７Ａを２つ用い、２つの規制部材７Ａのうち少なくとも何れか一方をワーク移動部材８として機能させるべく、他方に対して近接させるように移動させることで、ワークの位置決めを行うこととしてもよい。また、上記実施の形態におけるＬ字状の規制部材７と図７Ａに示すピン状部７３，７４を有する規制部材７Ａとを１つずつ用いて２つの規制部材のうちの少なくとも何れか一方をワーク移動部材８として機能させてもよい。さらに、上記２つの規制部材７Ａのうちの何れか一方を１つの垂直面を有する板状の構成としてもよい。

さらに、ワークの形状によっては、規制部材７Ａを２つ用い、２つの規制部材７Ａのうち少なくとも何れか一方をワーク移動部材８として機能させるべく、他方に対して離間させるように移動させることで、ワークの位置決めを行うこととしてもよい。

図７Ｃは図７Ａに示す規制部材を用いた規制態様の他の一例を示す拡大平面図である。図７Ｃにおいてはリング状のワークＷＤを停止位置Ｐｗに位置決めさせる態様が例示されている。図７Ｃに示すように、制御部１４は、一方の規制部材７Ａをワーク移動部材８として機能させて、当該規制部材７ＡでワークＷＤの内周面を側方から押すことによりワークを移動させる。さらに、制御部１４は、他方の規制部材７Ａのピン状部７３，７４がワークＷＤの停止位置Ｐｗの内周に接するような規制位置に位置するように移動および停止制御する。ワークＷＤが停止位置Ｐｗに位置した状態で、ワークＷＤは、内周の４点が２つの規制部材７Ａの各ピン状部７３，７４に当接した状態となって位置決めされる。

なお、制御部１４は、ワーク移動部材８として機能する規制部材７Ａのピン状部７３，７４の位置がワークＷＤの停止位置Ｐｗの内周より内側の領域に位置した後、他方の規制部材７Ａを規制位置に位置させるように制御する。すなわち、２つの規制部材７Ａが互いに離間していくような位置関係（２つの手先５，６がクロスしないような位置関係）となってから他方の規制部材７Ａを規制位置に位置させる。これにより、他方の規制部材７ＡがワークＷＤの外周に当接してワークＷＤの停止位置Ｐｗへの移動を誤って規制してしまうことを防止することができる。

なお、図７Ａから図７Ｃの例においてはピン状部７３，７４が左右一対（２つ）の場合について説明したが、ピン状部が３つ以上設けられてもよいし、ワークの形状によってはピン状部が１つでもよい。例えば、図７Ｃの例において２つの規制部材７Ａのうちの一方を１つのピン状部を有する規制部材としてもよい。この際、１つのピン状部を有する規制部材をワーク移動部材８として機能させてもよいし、２つのピン状部７３，７４を有する規制部材７Ａをワーク移動部材８として機能させてもよい。いずれにしても、この場合、ワークＷＤは、内周の３点が２つの規制部材の各ピン状部に当接した状態となって位置決めされる。

さらに、ロボット１が複数種類の規制部材７および／または複数種類のワーク移動部材８を対応する手先５，６に装着可能に構成されていてもよい。複数種類の規制部材７および／または複数種類のワーク移動部材８の選択および取り替えは、人手によってもよいし、上述したようにロボット１自身が選択して着脱を行うように制御されてもよい。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明のロボットは、所定の位置に位置決め治具を配設することなくワークの位置決めを容易に行うために有用である。

１ ロボット
２ 基台
３ 第１のアーム
４ 第２のアーム
５ 第１の手先
６ 第２の手先
７，７Ａ 規制部材
８ ワーク移動部材
１４ 制御部
７１ 第１の垂直面
７２ 第２の垂直面
Ｃ 回動軸（基台に垂直な軸）
ＷＡ，ＷＢ，ＷＣ，ＷＤ ワーク

Claims (5)

1. 先端に設けられた第１の手先と、基台と前記第１の手先との間に設けられた少なくとも１つの関節軸とを有する第１のアームと、
   先端に設けられた第２の手先と、前記基台と前記第２の手先との間に設けられた少なくとも１つの関節軸とを有する第２のアームと、
   前記第１のアームおよび前記第２のアームのそれぞれを制御する制御部と、
   前記第１の手先に設けられた状態で、所定のワークの水平移動を規制するための規制部材と、
   前記第２の手先に設けられた状態で、前記第２のアームの水平移動によって前記ワークを、作業台直上において水平移動させるために前記ワークに接触するワーク移動部材と、を備え、
   前記制御部は、前記ワークの前記作業台直上における位置決め作業を行うために、前記ワークの所定の寸法情報および予め定められた前記作業台直上の停止位置についての停止位置情報に基づいて、前記規制部材を前記ワークの前記停止位置に含まれる前記作業台直上の所定の規制位置に位置させ、前記ワーク移動部材を前記ワークに接触させて前記ワークが前記作業台直上において水平移動するように前記ワーク移動部材を前記規制位置に向けて動かし、前記ワークを前記規制部材に当接させることにより前記ワークが前記停止位置に位置するように制御する、ロボット。
2. 前記第１のアームおよび前記第２のアームのそれぞれは、前記基台に垂直な軸に同軸に配置されかつ前記基台に対して独立して前記軸回りに回動可能に構成される、請求項１に記載のロボット。
3. 前記規制部材は、前記規制位置に位置した状態で水平面に垂直な第１の垂直面と、当該第１の垂直面および前記水平面に垂直な第２の垂直面と、を有する、請求項１または２に記載のロボット。
4. 前記制御部は、前記規制部材を前記規制位置に位置させた状態で、前記第１の垂直面および前記第２の垂直面のうちの何れか一方の垂直面への当接を検知した場合に、前記ワークを前記第１の垂直面および前記第２の垂直面のうちの他方の垂直面に垂直な方向に水平移動させて前記ワークを前記他方の垂直面に当接させるように前記ワーク移動部材を制御する、請求項３に記載のロボット。
5. 前記制御部は、前記ワークの前記規制部材への当接を前記第１のアームおよび前記第２のアームの少なくとも何れか一方が有する関節軸を駆動するモータの電流またはトルク変化によって検知する、請求項１から４の何れかに記載のロボット。

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