特許 6295243 産業用ロボットおよび産業用ロボットの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6295243

(24)【登録日】2018年2月23日

(45)【発行日】2018年3月14日

(54)【発明の名称】産業用ロボットおよび産業用ロボットの制御方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/06 20060101AFI20180305BHJP

【ＦＩ】

   B25J19/06

【請求項の数】12

【全頁数】41

(21)【出願番号】特願2015-500266(P2015-500266)

(86)(22)【出願日】2014年2月12日

(86)【国際出願番号】JP2014053214

(87)【国際公開番号】WO2014126112

(87)【国際公開日】20140821

【審査請求日】2017年1月13日

(31)【優先権主張番号】特願2013-25426(P2013-25426)

(32)【優先日】2013年2月13日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2013-25427(P2013-25427)

(32)【優先日】2013年2月13日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】日本電産サンキョー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125690

【弁理士】

【氏名又は名称】小平 晋

(72)【発明者】

【氏名】矢澤 隆之

(72)【発明者】

【氏名】田中 慎浩

(72)【発明者】

【氏名】尾辻 淳

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 洋和

(72)【発明者】

【氏名】小山 淳之介

【審査官】 貞光 大樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６１−２０６００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２５２３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−７３７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２５２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０１００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６１８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−６２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１３５４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２６００６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００ − ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

動作用のモータと、前記モータを制御する制御部とを備える産業用ロボットにおいて、
前記モータを一方向へ回転させるための前記モータのトルクをプラスのトルクとし、前記モータを他方向へ回転させるための前記モータのトルクをマイナスのトルクとするとともに、前記産業用ロボットの教示終了後に教示点および／または前記産業用ロボットの制御プログラムが正しいか否かを確認するために行う前記産業用ロボットの自動運転をテスト運転とし、前記テスト運転終了後に行う前記産業用ロボットの自動運転を通常運転とすると、
前記制御部は、前記テスト運転時に、前記通常運転時の回転速度よりも低い回転速度で前記モータを回転させるとともに、前記テスト運転時に前記モータが一方向へ回転する場合には、前記通常運転時に前記モータが一方向へ回転する場合のトルク制限値よりも低いトルク制限値で前記モータを制御し、かつ、前記テスト運転時に前記モータが他方向へ回転する場合には、前記通常運転時に前記モータが他方向へ回転する場合のトルク制限値よりも高いトルク制限値で前記モータを制御し、
前記産業用ロボットは、前記モータとして、エンドエフェクタを昇降させるための昇降用モータを備え、
前記テスト運転時において、前記エンドエフェクタが上昇するときの前記昇降用モータのトルク制限値を第１トルク制限値とし、前記エンドエフェクタが下降するときの前記昇降用モータのトルク制限値を第２トルク制限値とすると、
前記制御部では、前記第２トルク制限値の絶対値が前記第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、前記第１トルク制限値および前記第２トルク制限値が設定されており、
前記制御部は、前記テスト運転時における前記エンドエフェクタの上昇時には、前記第１トルク制限値に基づいて前記昇降用モータを制御し、前記テスト運転時における前記エンドエフェクタの下降時には、前記第２トルク制限値に基づいて前記昇降用モータを制御することを特徴とする産業用ロボット。

【請求項2】

前記制御部に電気的に接続されるペンダントスイッチを備え、
前記エンドエフェクタの重量、および、前記エンドエフェクタに保持されるワークの重量の少なくともいずれか一方を含むモータ負荷が前記ペンダントスイッチから入力可能となっており、
前記制御部は、前記ペンダントスイッチから入力される前記モータ負荷に基づいて、前記第１トルク制限値および前記第２トルク制限値を設定することを特徴とする請求項１記載の産業用ロボット。

【請求項3】

本体部と、前記本体部にその基端側が回動可能に連結される第１アーム部と、前記第１アーム部の先端側にその基端側が回動可能に連結される第２アーム部と、前記第２アーム部の先端側に配置される前記エンドエフェクタとを備えるとともに、
前記モータとして、前記本体部に対して前記第１アーム部を回動させるための第１回動用モータと、前記第１アーム部に対して前記第２アーム部を回動させるための第２回動用モータと、前記第２アーム部に対して前記エンドエフェクタを回転させるための回転用モータと、前記第２アーム部に対して前記エンドエフェクタを昇降させるための前記昇降用モータとを備えることを特徴とする請求項１または２記載の産業用ロボット。

【請求項4】

本体部と、前記本体部にその基端側が回動可能に連結される第１アーム部と、前記第１アーム部の先端側にその基端側が回動可能に連結される第２アーム部と、前記第２アーム部の先端側に配置される前記エンドエフェクタと、前記本体部に対して前記第１アーム部を回動させるための第１回動用モータと、前記第１アーム部に対して前記第２アーム部を回動させるための第２回動用モータと、前記第２アーム部に対して前記エンドエフェクタを回転させるための回転用モータとを備えるとともに、
前記モータとして、前記第２アーム部に対して前記エンドエフェクタを昇降させるための前記昇降用モータを備え、
前記制御部は、前記テスト運転時に、前記第１回動用モータ、前記第２回動用モータおよび前記回転用モータを、前記通常運転時の回転速度と同じ速度で回転させ、かつ、前記通常運転時のトルク制限値と同じトルク制限値で制御するとともに、前記テスト運転時に、前記通常運転時の回転速度よりも低い回転速度で前記昇降用モータを回転させ、前記テスト運転時に前記昇降用モータが一方向へ回転する場合には、前記通常運転時に前記昇降用モータが一方向へ回転する場合のトルク制限値よりも低いトルク制限値で前記昇降用モータを制御し、かつ、前記テスト運転時に前記昇降用モータが他方向へ回転する場合には、前記通常運転時に前記昇降用モータが他方向へ回転する場合のトルク制限値よりも高いトルク制限値で前記昇降用モータを制御することを特徴とする請求項１または２記載の産業用ロボット。

【請求項5】

前記制御部では、前記テスト運転時の前記モータの回転速度とトルク制限値とが選択可能となっていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の産業用ロボット。

【請求項6】

動作用のモータを備える産業用ロボットの制御方法であって、
前記モータを一方向へ回転させるための前記モータのトルクをプラスのトルクとし、前記モータを他方向へ回転させるための前記モータのトルクをマイナスのトルクとするとともに、前記産業用ロボットの教示終了後に教示点および／または前記産業用ロボットの制御プログラムが正しいか否かを確認するために行う前記産業用ロボットの自動運転をテスト運転とし、前記テスト運転終了後に行う前記産業用ロボットの自動運転を通常運転とすると、
前記テスト運転時に、前記通常運転時の回転速度よりも低い回転速度で前記モータを回転させるとともに、前記テスト運転時に前記モータが一方向へ回転する場合には、前記通常運転時に前記モータが一方向へ回転する場合のトルク制限値よりも低いトルク制限値で前記モータを制御し、かつ、前記テスト運転時に前記モータが他方向へ回転する場合には、前記通常運転時に前記モータが他方向へ回転する場合のトルク制限値よりも高いトルク制限値で前記モータを制御し、
前記産業用ロボットは、前記モータとして、エンドエフェクタを昇降させるための昇降用モータを備え、
前記テスト運転時において、前記エンドエフェクタが上昇するときの前記昇降用モータのトルク制限値を第１トルク制限値とし、前記エンドエフェクタが下降するときの前記昇降用モータのトルク制限値を第２トルク制限値とすると、
前記第２トルク制限値の絶対値が前記第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、前記第１トルク制限値および前記第２トルク制限値が設定されており、
前記テスト運転時における前記エンドエフェクタの上昇時には、前記第１トルク制限値に基づいて前記昇降用モータを制御し、前記テスト運転時における前記エンドエフェクタの下降時には、前記第２トルク制限値に基づいて前記昇降用モータを制御することを特徴とする産業用ロボットの制御方法。

【請求項7】

動作用のモータと、前記モータを制御する制御部と、エンドエフェクタと、前記エンドエフェクタが取り付けられるエンドエフェクタ取付部材と、上下方向を軸方向として配置され前記エンドエフェクタ取付部材が上端に固定される軸部材と、前記軸部材の少なくとも下端側が収容されるケース体と、前記ケース体に一端が固定され前記軸部材に他端が固定されるとともに前記軸部材の外周側を覆うように配置されるベローズとを備え、
前記モータは、前記ケース体に対して前記エンドエフェクタ、前記エンドエフェクタ取付部材および前記軸部材を昇降させるための昇降用モータであり、
前記エンドエフェクタおよび前記エンドエフェクタ取付部材は、真空中に配置され、
前記ベローズの内周側および外周側のいずれか一方は、真空となっており、前記ベローズの内周側および外周側のいずれか他方は、大気圧となっており、
前記モータが一方向に回転しているときに前記モータに要求されるトルクの絶対値の最大値は、前記モータが他方向に回転しているときに前記モータに要求されるトルクの絶対値の最大値よりも大きくなっており、
一方向に回転しているときの前記モータのトルク制限値を第１トルク制限値とし、他方向に回転しているときの前記モータのトルク制限値を第２トルク制限値とすると、
前記制御部では、前記第２トルク制限値の絶対値が前記第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、前記第１トルク制限値および前記第２トルク制限値が設定され、
前記モータが一方向に回転しているときに前記エンドエフェクタが下降し、前記モータが他方向に回転しているときに前記エンドエフェクタが上昇し、
前記第１トルク制限値は、前記エンドエフェクタを下降させるときの前記モータのトルク制限値であり、前記第２トルク制限値は、前記エンドエフェクタを上昇させるときの前記モータのトルク制限値であり、
前記制御部は、前記モータが一方向に回転している前記エンドエフェクタの下降時に、前記第１トルク制限値に基づいて前記モータを制御し、前記モータが他方向に回転している前記エンドエフェクタの上昇時に、前記第２トルク制限値に基づいて前記モータを制御することを特徴とする産業用ロボット。

【請求項8】

動作用のモータと、前記モータを制御する制御部と、車両に取り付けられるとともにバッテリーが収容されるバッテリー収容部からの前記バッテリーの引抜きおよび前記バッテリー収容部への前記バッテリーの差込みを行うバッテリー抜差機構とを備える産業用ロボットであって、
前記バッテリー抜差機構は、前記バッテリーに係合するバッテリー係合部を備え、
前記モータは、前記バッテリー係合部を移動させるための引抜差込用モータであり、
前記モータが一方向に回転しているときに前記モータに要求されるトルクの絶対値の最大値は、前記モータが他方向に回転しているときに前記モータに要求されるトルクの絶対値の最大値よりも大きくなっており、
一方向に回転しているときの前記モータのトルク制限値を第１トルク制限値とし、他方向に回転しているときの前記モータのトルク制限値を第２トルク制限値とすると、
前記制御部では、前記第２トルク制限値の絶対値が前記第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、前記第１トルク制限値および前記第２トルク制限値が設定され、
前記モータが一方向に回転しているときに前記バッテリー係合部が前記バッテリーを前記バッテリー収容部へ差し込み、前記モータが他方向に回転しているときに前記バッテリー係合部が前記バッテリー収容部から前記バッテリーを引き抜き、
前記第１トルク制限値は、前記バッテリー係合部が前記バッテリーを前記バッテリー収容部へ差し込むときの前記モータのトルク制限値であり、前記第２トルク制限値は、前記バッテリー係合部が前記バッテリー収容部から前記バッテリーを引き抜くときの前記モータのトルク制限値であり、
前記制御部は、前記モータが一方向に回転している前記バッテリーの差込み時に、前記第１トルク制限値に基づいて前記モータを制御し、前記モータが他方向に回転している前記バッテリー引抜き時に、前記第２トルク制限値に基づいて前記モータを制御することを特徴とする産業用ロボット。

【請求項9】

前記制御部は、前記モータを駆動させて前記モータのモータ負荷を取得するとともに、取得された前記モータ負荷に基づいて、前記第１トルク制限値および前記第２トルク制限値を設定することを特徴とする請求項７または８記載の産業用ロボット。

【請求項10】

前記制御部には、前記モータ負荷に応じた前記第１トルク制限値および前記第２トルク制限値がテーブル化されて記憶され、
前記制御部は、前記モータ負荷に基づいて、対応する前記第１トルク制限値および前記第２トルク制限値を読み出して設定することを特徴とする請求項９記載の産業用ロボット。

【請求項11】

動作用のモータと、エンドエフェクタと、前記エンドエフェクタが取り付けられるエンドエフェクタ取付部材と、上下方向を軸方向として配置され前記エンドエフェクタ取付部材が上端に固定される軸部材と、前記軸部材の少なくとも下端側が収容されるケース体と、前記ケース体に一端が固定され前記軸部材に他端が固定されるとともに前記軸部材の外周側を覆うように配置されるベローズとを備える産業用ロボットの制御方法であって、
前記モータは、前記ケース体に対して前記エンドエフェクタ、前記エンドエフェクタ取付部材および前記軸部材を昇降させるための昇降用モータであり、
前記エンドエフェクタおよび前記エンドエフェクタ取付部材は、真空中に配置され、
前記ベローズの内周側および外周側のいずれか一方は、真空となっており、前記ベローズの内周側および外周側のいずれか他方は、大気圧となっており、
前記モータが一方向に回転しているときに前記モータに要求されるトルクの絶対値の最大値は、前記モータが他方向に回転しているときに前記モータに要求されるトルクの絶対値の最大値よりも大きくなっており、
一方向に回転しているときの前記モータのトルク制限値を第１トルク制限値とし、他方向に回転しているときの前記モータのトルク制限値を第２トルク制限値とすると、前記第２トルク制限値の絶対値が前記第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、前記第１トルク制限値および前記第２トルク制限値が設定されており、
前記モータが一方向に回転しているときに前記エンドエフェクタが下降し、前記モータが他方向に回転しているときに前記エンドエフェクタが上昇し、
前記第１トルク制限値は、前記エンドエフェクタを下降させるときの前記モータのトルク制限値であり、前記第２トルク制限値は、前記エンドエフェクタを上昇させるときの前記モータのトルク制限値であり、
前記モータが一方向に回転している前記エンドエフェクタの下降時に、前記第１トルク制限値に基づいて前記モータを制御し、前記モータが他方向に回転している前記エンドエフェクタの上昇時に、前記第２トルク制限値に基づいて前記モータを制御することを特徴とする産業用ロボットの制御方法。

【請求項12】

動作用のモータと、車両に取り付けられるとともにバッテリーが収容されるバッテリー収容部からの前記バッテリーの引抜きおよび前記バッテリー収容部への前記バッテリーの差込みを行うバッテリー抜差機構とを備える産業用ロボットの制御方法であって、
前記バッテリー抜差機構は、前記バッテリーに係合するバッテリー係合部を備え、
前記モータは、前記バッテリー係合部を移動させるための引抜差込用モータであり、
前記モータが一方向に回転しているときに前記モータに要求されるトルクの絶対値の最大値は、前記モータが他方向に回転しているときに前記モータに要求されるトルクの絶対値の最大値よりも大きくなっており、
一方向に回転しているときの前記モータのトルク制限値を第１トルク制限値とし、他方向に回転しているときの前記モータのトルク制限値を第２トルク制限値とすると、前記第２トルク制限値の絶対値が前記第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、前記第１トルク制限値および前記第２トルク制限値が設定されており、
前記モータが一方向に回転しているときに前記バッテリー係合部が前記バッテリーを前記バッテリー収容部へ差し込み、前記モータが他方向に回転しているときに前記バッテリー係合部が前記バッテリー収容部から前記バッテリーを引き抜き、
前記第１トルク制限値は、前記バッテリー係合部が前記バッテリーを前記バッテリー収容部へ差し込むときの前記モータのトルク制限値であり、前記第２トルク制限値は、前記バッテリー係合部が前記バッテリー収容部から前記バッテリーを引き抜くときの前記モータのトルク制限値であり、
前記モータが一方向に回転している前記バッテリーの差込み時に、前記第１トルク制限値に基づいて前記モータを制御し、前記モータが他方向に回転している前記バッテリー引抜き時に、前記第２トルク制限値に基づいて前記モータを制御することを特徴とする産業用ロボットの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、産業用ロボットおよび産業用ロボットの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、部品の組立ライン等で使用される水平多関節ロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のロボットは、支持アームと、支持アームに回動可能に連結される第１アームと、第１アームに回動可能に連結される第２アームと、第２アームに回転可能に連結されるとともに第２アームに対して昇降可能な第３アームとを備えている。また、このロボットは、支持アームに対して第１アームを回動させるためのモータと、第１アームに対して第２アームを回動させるためのモータと、第２アームに対して第３アームを回転させるためのモータと、第２アームに対して第３アームを昇降させるためのモータとを備えている。このロボットでは、ロボットを教示（ティーチング）する際に、４個のモータを低速で回転させるとともにモータの電流制限値を小さくすることで、教示時にロボットが周辺装置に衝突するのを防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６３−６８３９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のロボット等では、教示が終了すると、自動運転が行われる。しかしながら、ロボットの教示が適切に行われていなかった場合に、ロボットを自動運転すると、ロボットの周辺装置等にロボットが接触して、ロボットが損傷するおそれがある。

【0005】

また、特許文献１に記載のロボットのような水平多関節ロボットでは、第３アームにエンドエフェクタが取り付けられる。また、エンドエフェクタは、所定のワークを保持することがある。そのため、第３アーム、エンドエフェクタおよびワーク等の重量の影響で、第３アームを上昇させる際に、第３アームを昇降させるモータ（昇降用モータ）に要求されるトルクの絶対値は大きくなり、第３アームを下降させる際に、昇降用モータに要求されるトルクの絶対値は小さくなる。

【0006】

一般に、エンドエフェクタ等が周辺装置等に接触した際のエンドエフェクタ等の損傷を防止するために、昇降用モータにはトルク制限値が設定され、昇降用モータのトルクがトルク制限値に達すると、昇降用モータを停止させている。また、第３アームを上昇させるときの昇降用モータのトルク制限値の絶対値と、第３アームを下降させるときの昇降用モータのトルク制限値の絶対値とは、一般に同じ値に設定されている。

【0007】

たとえば、第３アームを上昇させる方向の昇降用モータのトルクをプラスのトルクとし、第３アームを下降させる方向の昇降用モータのトルクをマイナスのトルクとすると、上述のように、第３アームを上昇させる際に一方向へ回転する昇降用モータに要求されるトルクの絶対値は大きくなり、第３アームを下降させる際に他方向へ回転する昇降用モータに要求されるトルクの絶対値は小さくなるため、第３アームを上昇させるときの昇降用モータのトルクに応じて、トルク制限値の絶対値が設定されると、第３アームの下降時に、エンドエフェクタ等が周辺装置等に接触しているにもかわらず、昇降用モータのトルクがトルク制限値を下回らずに昇降用モータが回転し続けて、エンドエフェクタ等が損傷するおそれがある。一方、第３アームを下降させるときの昇降用モータのトルクに応じて、トルク制限値の絶対値が設定されると、第３アームの上昇時に、第３アームが正常に上昇しているにもかかわらず、昇降用モータのトルクがトルク制限値を超えて昇降用モータが停止するおそれがある。

【0008】

そこで、本発明の第１の課題は、教示終了後の自動運転時の損傷を防止することが可能な産業用ロボットを提供することにある。また、本発明の第１の課題は、教示終了後の自動運転時の損傷を防止することが可能となる産業用ロボットの制御方法を提供することにある。

【0009】

また、本発明の第２の課題は、一方向に回転するときに要求されるトルクの絶対値の最大値が他方向に回転するときに要求されるトルクの絶対値の最大値よりも大きくなる動作用のモータを備える産業用ロボットにおいて、産業用ロボットおよび周辺装置等の損傷を防止することが可能で、かつ、適切な動作が可能な産業用ロボットを提供することにある。また、本発明の第２の課題は、一方向に回転するときに要求されるトルクの絶対値の最大値が他方向に回転するときに要求されるトルクの絶対値の最大値よりも大きくなる動作用のモータを備える産業用ロボットの制御方法において、産業用ロボットおよび周辺装置等の損傷を防止することが可能で、かつ、産業用ロボットの適切な動作が可能となる産業用ロボットの制御方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の第１の課題を解決するため、本発明（第１の発明）の産業用ロボットは、動作用のモータと、モータを制御する制御部とを備える産業用ロボットにおいて、モータを一方向へ回転させるためのモータのトルクをプラスのトルクとし、モータを他方向へ回転させるためのモータのトルクをマイナスのトルクとするとともに、産業用ロボットの教示終了後に教示点および／または産業用ロボットの制御プログラムが正しいか否かを確認するために行う産業用ロボットの自動運転をテスト運転とし、テスト運転終了後に行う産業用ロボットの自動運転を通常運転とすると、制御部は、テスト運転時に、通常運転時の回転速度よりも低い回転速度でモータを回転させるとともに、テスト運転時にモータが一方向へ回転する場合には、通常運転時にモータが一方向へ回転する場合のトルク制限値よりも低いトルク制限値でモータを制御し、かつ、テスト運転時にモータが他方向へ回転する場合には、通常運転時にモータが他方向へ回転する場合のトルク制限値よりも高いトルク制限値でモータを制御し、産業用ロボットは、モータとして、エンドエフェクタを昇降させるための昇降用モータを備え、テスト運転時において、エンドエフェクタが上昇するときの昇降用モータのトルク制限値を第１トルク制限値とし、エンドエフェクタが下降するときの昇降用モータのトルク制限値を第２トルク制限値とすると、制御部では、第２トルク制限値の絶対値が第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値および第２トルク制限値が設定されており、制御部は、テスト運転時におけるエンドエフェクタの上昇時には、第１トルク制限値に基づいて昇降用モータを制御し、テスト運転時におけるエンドエフェクタの下降時には、第２トルク制限値に基づいて昇降用モータを制御することを特徴とする。

【0011】

また、上記の第１の課題を解決するため、本発明（第１の発明）の産業用ロボットの制御方法は、動作用のモータを備える産業用ロボットの制御方法であって、モータを一方向へ回転させるためのモータのトルクをプラスのトルクとし、モータを他方向へ回転させるためのモータのトルクをマイナスのトルクとするとともに、産業用ロボットの教示終了後に教示点および／または産業用ロボットの制御プログラムが正しいか否かを確認するために行う産業用ロボットの自動運転をテスト運転とし、テスト運転終了後に行う産業用ロボットの自動運転を通常運転とすると、テスト運転時に、通常運転時の回転速度よりも低い回転速度でモータを回転させるとともに、テスト運転時にモータが一方向へ回転する場合には、通常運転時にモータが一方向へ回転する場合のトルク制限値よりも低いトルク制限値でモータを制御し、かつ、テスト運転時にモータが他方向へ回転する場合には、通常運転時にモータが他方向へ回転する場合のトルク制限値よりも高いトルク制限値でモータを制御し、産業用ロボットは、モータとして、エンドエフェクタを昇降させるための昇降用モータを備え、テスト運転時において、エンドエフェクタが上昇するときの昇降用モータのトルク制限値を第１トルク制限値とし、エンドエフェクタが下降するときの昇降用モータのトルク制限値を第２トルク制限値とすると、第２トルク制限値の絶対値が第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値および第２トルク制限値が設定されており、テスト運転時におけるエンドエフェクタの上昇時には、第１トルク制限値に基づいて昇降用モータを制御し、テスト運転時におけるエンドエフェクタの下降時には、第２トルク制限値に基づいて昇降用モータを制御することを特徴とする。

【0012】

本発明では、教示終了後に教示点および／または制御プログラムが正しいか否かを確認するために行われる自動運転であるテスト運転時に、テスト運転終了後に行われる通常運転時の回転速度よりも低い回転速度でモータを回転させている。すなわち、本発明では、テスト運転時における産業用ロボットの動作速度が遅い。そのため、本発明では、テスト運転時にオペレータが危険を察知して産業用ロボットを非常停止させた場合の産業用ロボットの空走距離を小さくすることが可能になる。

【0013】

また、本発明では、テスト運転時にモータが一方向へ回転する場合に、通常運転時にモータが一方向へ回転する場合のトルク制限値よりも低いトルク制限値でモータを制御し、かつ、テスト運転時にモータが他方向へ回転する場合に、通常運転時にモータが他方向へ回転する場合のトルク制限値よりも高いトルク制限値でモータを制御している。そのため、本発明では、テスト運転時に産業用ロボットが周辺装置等に接触した場合に、短時間で、モータのトルクがトルク制限値を超えたり、トルク制限値を下回ったりする。したがって、本発明では、モータのトルクがトルク制限値を超えたり、トルク制限値を下回ったりした場合に、直ちにモータを停止させることで、テスト運転時に産業用ロボットが周辺装置等に接触した場合に、短時間でモータを停止させることが可能になる。

【0014】

このように、本発明では、テスト運転時にオペレータが危険を察知して産業用ロボットを非常停止させた場合の産業用ロボットの空走距離を小さくすることが可能になり、また、テスト運転時に産業用ロボットが周辺装置等に接触した場合に、短時間でモータを停止させることが可能になる。したがって、本発明では、テスト運転時の産業用ロボットの損傷を防止することが可能になる。また、テスト運転時に不具合が発生した場合には、再び教示を行う等の所定の処置を行うことで、テスト運転終了後の通常運転時に産業用ロボットが周辺装置等に接触するのを防止することが可能になり、通常運転時の産業用ロボットの損傷を防止することが可能になる。その結果、本発明では、教示終了後の自動運転時の産業用ロボットの損傷を防止することが可能になる。

【0015】

また、本発明では、産業用ロボットは、モータとして、エンドエフェクタを昇降させるための昇降用モータを備え、テスト運転時において、エンドエフェクタが上昇するときの昇降用モータのトルク制限値を第１トルク制限値とし、エンドエフェクタが下降するときの昇降用モータのトルク制限値を第２トルク制限値とすると、第２トルク制限値の絶対値が第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値および第２トルク制限値が設定されており、テスト運転時におけるエンドエフェクタの上昇時には、第１トルク制限値に基づいて昇降用モータを制御し、テスト運転時におけるエンドエフェクタの下降時には、第２トルク制限値に基づいて昇降用モータを制御している。

【0016】

一般に、エンドエフェクタやエンドエフェクタに保持されるワークの重量等の影響で、エンドエフェクタを上昇させる際に昇降用モータに要求されるトルクの絶対値は大きくなり、エンドエフェクタを下降させる際に昇降用モータに要求されるトルクの絶対値は小さくなるが、本発明では、第２トルク制限値の絶対値が第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値および第２トルク制限値が設定されているため、エンドエフェクタが正常に上昇しているときに昇降用モータのトルクが、たとえば、第１トルク制限値を超えて昇降用モータが止まらないように、かつ、エンドエフェクタ等が周辺装置等に接触した場合に昇降用モータのトルクが、たとえば、第１トルク制限値を超えるように、エンドエフェクタの上昇時に昇降用モータに要求されるトルクに応じて第１トルク制限値を設定することが可能になる。また、エンドエフェクタが正常に下降しているときに昇降用モータのトルクが、たとえば、第２トルク制限値を下回って昇降用モータが止まらないように、かつ、エンドエフェクタ等が周辺装置等に接触した場合に昇降用モータのトルクが、たとえば、第２トルク制限値を下回るように、エンドエフェクタの下降時に昇降用モータに要求されるトルクに応じて第２トルク制限値を設定することが可能になる。また、本発明では、エンドエフェクタの上昇時に第１トルク制限値に基づいて昇降用モータを制御し、エンドエフェクタの下降時に第２トルク制限値に基づいて昇降用モータを制御しているため、エンドエフェクタの昇降時にエンドエフェクタ等が周辺装置等に接触して昇降用モータのトルクがトルク制限値を超えたり、下回ったりした場合に、昇降用モータを停止させてエンドエフェクタ等の損傷を防止することが可能になる。また、エンドエフェクタが正常に昇降している場合に、昇降用モータを回転させ続けて、エンドエフェクタを適切に昇降させることが可能になる。

【0017】

本発明において、産業用ロボットは、制御部に電気的に接続されるペンダントスイッチを備え、エンドエフェクタの重量、および、エンドエフェクタに保持されるワークの重量の少なくともいずれか一方を含むモータ負荷がペンダントスイッチから入力可能となっており、制御部は、ペンダントスイッチから入力されるモータ負荷に基づいて、第１トルク制限値および第２トルク制限値を設定することが好ましい。このように構成すると、エンドエフェクタをより適切に昇降させることができるように、かつ、エンドエフェクタ等が周辺装置等に接触した場合に昇降用モータのトルクが確実にトルク制限値を超えたり、下回ったりするように、モータ負荷に応じて第１トルク制限値および第２トルク制限値を設定することが可能になる。したがって、エンドエフェクタをより適切に昇降させることが可能になるとともに、エンドエフェクタ等の損傷を確実に防止することが可能になる。

【0018】

本発明において、産業用ロボットは、たとえば、本体部と、本体部にその基端側が回動可能に連結される第１アーム部と、第１アーム部の先端側にその基端側が回動可能に連結される第２アーム部と、第２アーム部の先端側に配置されるエンドエフェクタとを備えるとともに、動作用のモータとして、本体部に対して第１アーム部を回動させるための第１回動用モータと、第１アーム部に対して第２アーム部を回動させるための第２回動用モータと、第２アーム部に対してエンドエフェクタを回転させるための回転用モータと、第２アーム部に対してエンドエフェクタを昇降させるための昇降用モータとを備えている。

【0019】

本発明において、産業用ロボットは、本体部と、本体部にその基端側が回動可能に連結される第１アーム部と、第１アーム部の先端側にその基端側が回動可能に連結される第２アーム部と、第２アーム部の先端側に配置されるエンドエフェクタと、本体部に対して第１アーム部を回動させるための第１回動用モータと、第１アーム部に対して第２アーム部を回動させるための第２回動用モータと、第２アーム部に対してエンドエフェクタを回転させるための回転用モータとを備えるとともに、動作用のモータとして、第２アーム部に対してエンドエフェクタを昇降させるための昇降用モータを備え、制御部は、テスト運転時に、第１回動用モータ、第２回動用モータおよび回転用モータを、通常運転時の回転速度と同じ速度で回転させ、かつ、通常運転時のトルク制限値と同じトルク制限値で制御するとともに、テスト運転時に、通常運転時の回転速度よりも低い回転速度で昇降用モータを回転させ、テスト運転時に昇降用モータが一方向へ回転する場合には、通常運転時に昇降用モータが一方向へ回転する場合のトルク制限値よりも低いトルク制限値で昇降用モータを制御し、かつ、テスト運転時に昇降用モータが他方向へ回転する場合には、通常運転時に昇降用モータが他方向へ回転する場合のトルク制限値よりも高いトルク制限値で昇降用モータを制御することが好ましい。

【0020】

エンドエフェクタやエンドエフェクタに保持されるワーク等の重量の影響で、下降時のエンドエフェクタ等が周辺装置等に接触すると、エンドエフェクタ等が損傷しやすくなるが、このように構成すると、エンドエフェクタを昇降させるための昇降用モータを、テスト運転時にエンドエフェクタ等が周辺装置等に接触した場合に短時間で停止させることが可能になり、また、昇降用モータを停止させた後のエンドエフェクタの動作量を小さくすることが可能になる。したがって、テスト運転時のエンドエフェクタ等の損傷を防止することが可能になる。また、このように構成すると、第１回動用モータ、第２回動用モータおよび回転用モータは、テスト運転時に通常運転時の回転速度と同じ速度で回転するため、テスト運転時の産業用ロボットの動作速度を速めることが可能になる。

【0021】

本発明において、制御部では、テスト運転時のモータの回転速度とトルク制限値とが選択可能となっていることが好ましい。このように構成すると、モータの回転速度とトルク制限値との様々な組合せで、産業用ロボットのテスト運転を行うことが可能になる。

【0022】

また、上記の第２の課題を解決するため、本発明（第２の発明）の産業用ロボットは、動作用のモータと、モータを制御する制御部と、エンドエフェクタと、エンドエフェクタが取り付けられるエンドエフェクタ取付部材と、上下方向を軸方向として配置されエンドエフェクタ取付部材が上端に固定される軸部材と、軸部材の少なくとも下端側が収容されるケース体と、ケース体に一端が固定され軸部材に他端が固定されるとともに軸部材の外周側を覆うように配置されるベローズとを備え、モータは、ケース体に対してエンドエフェクタ、エンドエフェクタ取付部材および軸部材を昇降させるための昇降用モータであり、エンドエフェクタおよびエンドエフェクタ取付部材は、真空中に配置され、ベローズの内周側および外周側のいずれか一方は、真空となっており、ベローズの内周側および外周側のいずれか他方は、大気圧となっており、モータが一方向に回転しているときにモータに要求されるトルクの絶対値の最大値は、モータが他方向に回転しているときにモータに要求されるトルクの絶対値の最大値よりも大きくなっており、一方向に回転しているときのモータのトルク制限値を第１トルク制限値とし、他方向に回転しているときのモータのトルク制限値を第２トルク制限値とすると、制御部では、第２トルク制限値の絶対値が第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値および第２トルク制限値が設定され、モータが一方向に回転しているときにエンドエフェクタが下降し、モータが他方向に回転しているときにエンドエフェクタが上昇し、第１トルク制限値は、エンドエフェクタを下降させるときのモータのトルク制限値であり、第２トルク制限値は、エンドエフェクタを上昇させるときのモータのトルク制限値であり、制御部は、モータが一方向に回転しているエンドエフェクタの下降時に、第１トルク制限値に基づいてモータを制御し、モータが他方向に回転しているエンドエフェクタの上昇時に、第２トルク制限値に基づいてモータを制御することを特徴とする。また、上記の第２の課題を解決するため、本発明（第２の発明）の産業用ロボットは、動作用のモータと、モータを制御する制御部と、車両に取り付けられるとともにバッテリーが収容されるバッテリー収容部からのバッテリーの引抜きおよびバッテリー収容部へのバッテリーの差込みを行うバッテリー抜差機構とを備える産業用ロボットであって、バッテリー抜差機構は、バッテリーに係合するバッテリー係合部を備え、モータは、バッテリー係合部を移動させるための引抜差込用モータであり、モータが一方向に回転しているときにモータに要求されるトルクの絶対値の最大値は、モータが他方向に回転しているときにモータに要求されるトルクの絶対値の最大値よりも大きくなっており、一方向に回転しているときのモータのトルク制限値を第１トルク制限値とし、他方向に回転しているときのモータのトルク制限値を第２トルク制限値とすると、制御部では、第２トルク制限値の絶対値が第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値および第２トルク制限値が設定され、モータが一方向に回転しているときにバッテリー係合部がバッテリーをバッテリー収容部へ差し込み、モータが他方向に回転しているときにバッテリー係合部がバッテリー収容部からバッテリーを引き抜き、第１トルク制限値は、バッテリー係合部がバッテリーをバッテリー収容部へ差し込むときのモータのトルク制限値であり、第２トルク制限値は、バッテリー係合部がバッテリー収容部からバッテリーを引き抜くときのモータのトルク制限値であり、制御部は、モータが一方向に回転しているバッテリーの差込み時に、第１トルク制限値に基づいてモータを制御し、モータが他方向に回転しているバッテリー引抜き時に、第２トルク制限値に基づいてモータを制御することを特徴とする。

【0023】

また、上記の第２の課題を解決するため、本発明（第２の発明）の産業用ロボットの制御方法は、動作用のモータと、エンドエフェクタと、エンドエフェクタが取り付けられるエンドエフェクタ取付部材と、上下方向を軸方向として配置されエンドエフェクタ取付部材が上端に固定される軸部材と、軸部材の少なくとも下端側が収容されるケース体と、ケース体に一端が固定され軸部材に他端が固定されるとともに軸部材の外周側を覆うように配置されるベローズとを備える産業用ロボットの制御方法であって、モータは、ケース体に対してエンドエフェクタ、エンドエフェクタ取付部材および軸部材を昇降させるための昇降用モータであり、エンドエフェクタおよびエンドエフェクタ取付部材は、真空中に配置され、ベローズの内周側および外周側のいずれか一方は、真空となっており、ベローズの内周側および外周側のいずれか他方は、大気圧となっており、モータが一方向に回転しているときにモータに要求されるトルクの絶対値の最大値は、モータが他方向に回転しているときにモータに要求されるトルクの絶対値の最大値よりも大きくなっており、一方向に回転しているときのモータのトルク制限値を第１トルク制限値とし、他方向に回転しているときのモータのトルク制限値を第２トルク制限値とすると、第２トルク制限値の絶対値が第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値および第２トルク制限値が設定されており、モータが一方向に回転しているときにエンドエフェクタが下降し、モータが他方向に回転しているときにエンドエフェクタが上昇し、第１トルク制限値は、エンドエフェクタを下降させるときのモータのトルク制限値であり、第２トルク制限値は、エンドエフェクタを上昇させるときのモータのトルク制限値であり、モータが一方向に回転しているエンドエフェクタの下降時に、第１トルク制限値に基づいてモータを制御し、モータが他方向に回転しているエンドエフェクタの上昇時に、第２トルク制限値に基づいてモータを制御することを特徴とする。また、上記の第２の課題を解決するため、本発明（第２の発明）の産業用ロボットの制御方法は、動作用のモータと、車両に取り付けられるとともにバッテリーが収容されるバッテリー収容部からのバッテリーの引抜きおよびバッテリー収容部へのバッテリーの差込みを行うバッテリー抜差機構とを備える産業用ロボットの制御方法であって、バッテリー抜差機構は、バッテリーに係合するバッテリー係合部を備え、モータは、バッテリー係合部を移動させるための引抜差込用モータであり、モータが一方向に回転しているときにモータに要求されるトルクの絶対値の最大値は、モータが他方向に回転しているときにモータに要求されるトルクの絶対値の最大値よりも大きくなっており、一方向に回転しているときのモータのトルク制限値を第１トルク制限値とし、他方向に回転しているときのモータのトルク制限値を第２トルク制限値とすると、第２トルク制限値の絶対値が第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値および第２トルク制限値が設定されており、モータが一方向に回転しているときにバッテリー係合部がバッテリーをバッテリー収容部へ差し込み、モータが他方向に回転しているときにバッテリー係合部がバッテリー収容部からバッテリーを引き抜き、第１トルク制限値は、バッテリー係合部がバッテリーをバッテリー収容部へ差し込むときのモータのトルク制限値であり、第２トルク制限値は、バッテリー係合部がバッテリー収容部からバッテリーを引き抜くときのモータのトルク制限値であり、モータが一方向に回転しているバッテリーの差込み時に、第１トルク制限値に基づいてモータを制御し、モータが他方向に回転しているバッテリー引抜き時に、第２トルク制限値に基づいてモータを制御することを特徴とする。

【0024】

本発明では、モータが一方向に回転しているときにモータに要求されるトルクの絶対値の最大値は、モータが他方向に回転しているときにモータに要求されるトルクの絶対値の最大値よりも大きくなっている。また、本発明では、他方向に回転しているときのモータのトルク制限値である第２トルク制限値の絶対値が、一方向に回転しているときのモータのトルク制限値である第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値および第２トルク制限値が設定されている。そのため、本発明では、モータが一方向へ回転して産業用ロボットが正常に動作しているときのモータのトルクが、たとえば、第１トルク制限値を超えてモータが止まらないように、かつ、モータが一方向へ回転しているときに産業用ロボットの一部が周辺装置等に接触した場合のモータのトルクが、たとえば、第１トルク制限値を超えるように、一方向への回転時にモータに要求されるトルクに応じて第１トルク制限値を設定することが可能になる。また、モータが他方向へ回転して産業用ロボットが正常に動作しているときのモータのトルクが、たとえば、第２トルク制限値を下回ってモータが止まらないように、かつ、モータが他方向へ回転しているときに産業用ロボットの一部が周辺装置等に接触した場合のモータのトルクが、たとえば、第２トルク制限値を下回るように、他方向への回転時にモータに要求されるトルクに応じて第２トルク制限値を設定することが可能になる。

【0025】

また、本発明では、モータが一方向に回転しているときに、第１トルク制限値に基づいてモータを制御し、モータが他方向に回転しているときに、第２トルク制限値に基づいてモータを制御している。そのため、本発明では、モータが回転して産業用ロボットが動作しているときに産業用ロボットの一部が周辺装置等に接触してモータのトルクがトルク制限値を超えたり、下回ったりした場合に、モータを停止させて産業用ロボットおよび周辺装置等の損傷を防止することが可能になる。また、本発明では、モータが回転して産業用ロボットが正常に動作している場合に、モータを回転させ続けて、産業用ロボットを適切に動作させることが可能になる。

【0035】

また、本発明では、産業用ロボットは、エンドエフェクタと、エンドエフェクタが取り付けられるエンドエフェクタ取付部材と、上下方向を軸方向として配置されエンドエフェクタ取付部材が上端に固定される軸部材と、軸部材の少なくとも下端側が収容されるケース体と、ケース体に一端が固定され軸部材に他端が固定されるとともに軸部材の外周側を覆うように配置されるベローズとを備え、モータは、ケース体に対してエンドエフェクタ、エンドエフェクタ取付部材および軸部材を昇降させるための昇降用モータであり、エンドエフェクタおよびエンドエフェクタ取付部材は、真空中に配置され、ベローズの内周側および外周側のいずれか一方は、真空となっており、ベローズの内周側および外周側のいずれか他方は、大気圧となっており、モータが一方向に回転しているときにエンドエフェクタが下降し、モータが他方向に回転しているときにエンドエフェクタが上昇し、第１トルク制限値は、エンドエフェクタを下降させるときのモータのトルク制限値であり、第２トルク制限値は、エンドエフェクタを上昇させるときのモータのトルク制限値であり、エンドエフェクタの下降時に、第１トルク制限値に基づいてモータを制御し、エンドエフェクタの上昇時に、第２トルク制限値に基づいて昇降用モータを制御する。この場合には、エンドエフェクタおよびエンドエフェクタ取付部材が真空中に配置されており、エンドエフェクタおよびエンドエフェクタ取付部材と一緒に軸部材が下降してベローズが伸びると、負圧が発生してエンドエフェクタ等を上側へ押し上げる大きな力が作用するため、エンドエフェクタを下降させる際にモータに要求されるトルクの絶対値は大きくなり、エンドエフェクタを上昇させる際にモータに要求されるトルクの絶対値は小さくなることがある。しかし、本発明では、エンドエフェクタが正常に下降しているときにモータのトルクが、たとえば、第１トルク制限値を下回ってモータが止まらないように、かつ、エンドエフェクタ等が周辺装置等に接触した場合にモータのトルクが、たとえば、第１トルク制限値を下回るように、エンドエフェクタの下降時にモータに要求されるトルクに応じて第１トルク制限値を設定することが可能になる。また、エンドエフェクタが正常に上昇しているときにモータのトルクが、たとえば、第２トルク制限値を超えてモータが止まらないように、かつ、エンドエフェクタ等が周辺装置等に接触した場合にモータのトルクが、たとえば、第２トルク制限値を超えるように、エンドエフェクタの上昇時にモータに要求されるトルクに応じて第２トルク制限値を設定することが可能になる。また、エンドエフェクタの下降時に、第１トルク制限値に基づいて昇降用モータを制御し、エンドエフェクタの上昇時に、第２トルク制限値に基づいて昇降用モータを制御しているため、エンドエフェクタの昇降時にエンドエフェクタ等が周辺装置等に接触してモータのトルクがトルク制限値を超えたり、下回ったりした場合に、モータを停止させてエンドエフェクタ等の損傷を防止することが可能になる。また、エンドエフェクタが正常に昇降している場合に、モータを回転させ続けて、エンドエフェクタを適切に昇降させることが可能になる。

【0037】

また、本発明では、産業用ロボットは、車両に取り付けられるとともにバッテリーが収容されるバッテリー収容部からのバッテリーの引抜きおよびバッテリー収容部へのバッテリーの差込みを行うバッテリー抜差機構を備える産業用ロボットであり、バッテリー抜差機構は、バッテリーに係合するバッテリー係合部を備え、モータは、バッテリー係合部を移動させるための引抜差込用モータであり、モータが一方向に回転しているときにバッテリー係合部がバッテリーをバッテリー収容部へ差し込み、モータが他方向に回転しているときにバッテリー係合部がバッテリー収容部からバッテリーを引き抜き、第１トルク制限値は、バッテリー係合部がバッテリーをバッテリー収容部へ差し込むときのモータのトルク制限値であり、第２トルク制限値は、バッテリー係合部がバッテリー収容部からバッテリーを引き抜くときのモータのトルク制限値であり、バッテリーの差込み時に、第１トルク制限値に基づいてモータを制御し、バッテリー引抜き時に、第２トルク制限値に基づいて昇降用モータを制御する。この場合には、バッテリー係合部がバッテリーの差込み動作を正常に行っているときのモータのトルクが、たとえば、第１トルク制限値を超えてモータが止まらないように、かつ、バッテリー係合部等が周辺装置等に接触した場合にモータのトルクが、たとえば、第１トルク制限値を超えるように、バッテリーの差込み時にモータに要求されるトルクに応じて第１トルク制限値を設定することが可能になる。また、バッテリー係合部がバッテリーの引抜き動作を正常に行っているときのモータのトルクが、たとえば、第２トルク制限値を下回ってモータが止まらないように、かつ、バッテリー係合部等が周辺装置等に接触した場合にモータのトルクが、たとえば、第２トルク制限値を下回るように、バッテリーの引抜き時にモータに要求されるトルクに応じて第２トルク制限値を設定することが可能になる。また、バッテリーの差込み時に、第１トルク制限値に基づいてモータを制御し、バッテリーの引抜き時に、第２トルク制限値に基づいて昇降用モータを制御しているため、バッテリーの交換時にバッテリー係合部等が周辺装置等に接触してモータのトルクがトルク制限値を超えたり、下回ったりした場合に、バッテリー係合部等の損傷を防止することが可能になる。また、バッテリーの交換時にバッテリー係合部が正常に動作している場合に、モータを回転させ続けて、バッテリー係合部を適切に動作させることが可能になる。

【0038】

本発明において、制御部は、モータを駆動させてモータのモータ負荷を取得するとともに、取得されたモータ負荷に基づいて、第１トルク制限値および第２トルク制限値を設定することが好ましい。このように構成すると、産業用ロボットをより適切に動作させることができるように、かつ、産業用ロボットの一部が周辺装置等に接触した場合にモータのトルクが確実にトルク制限値を超えたり、下回ったりするように、モータ負荷に応じて第１トルク制限値および第２トルク制限値を設定することが可能になる。したがって、産業用ロボットをより適切に動作させることが可能になるとともに、産業用ロボットおよび周辺装置等の損傷を確実に防止することが可能になる。また、本発明において、たとえば、制御部には、モータ負荷に応じた第１トルク制限値および第２トルク制限値がテーブル化されて記憶され、制御部は、モータ負荷に基づいて、対応する第１トルク制限値および第２トルク制限値を読み出して設定する。

【発明の効果】

【0039】

以上のように、本発明（第１の発明）では、教示終了後の自動運転時の産業用ロボットの損傷を防止することが可能になる。また、本発明（第２の発明）では、産業用ロボットおよび周辺装置等の損傷を防止することが可能になるとともに、産業用ロボットの適切な動作が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】本発明の実施の形態にかかる産業用ロボットの構成を説明するための側面図である。

【図2】図１に示す第１回動用モータのトルク制限値を説明するためのグラフである。

【図3】図１に示す昇降用モータのトルク制限値を説明するためのグラフである。

【図4】図１に示す制御部に記憶されるトルク制限値のテーブルの一例を説明するための表である。

【図5】図１に示す昇降用モータのトルク制限値を説明するためのグラフである。

【図6】図１に示す制御部に記憶されるトルク制限値のテーブルの一例を説明するための表である。

【図7】本発明の他の実施の形態にかかる産業用ロボットの平面図である。

【図8】図７のＥ−Ｅ方向から産業用ロボットを示す側面図である。

【図9】本発明の他の実施の形態にかかる産業用ロボットの側面図である。

【図10】図９に示す産業用ロボットの昇降機構を説明するための平面図である。

【図11】本発明の他の実施の形態にかかる産業用ロボットの図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。

【図12】図１１（Ｂ）のＦ部の内部構造を説明するための断面図である。

【図13】本発明の他の実施の形態にかかる産業用ロボットが設置されるバッテリー交換システムの斜視図である。

【図14】図１３のＧ部を別の角度から示す斜視図である。

【図15】図１３に示すバッテリーおよびバッテリー収容部の構成を説明するための概略図である。

【図16】図１４に示すバッテリー抜差機構および昇降機構を正面から示す図である。

【図17】図１６のＨ−Ｈ方向からバッテリー抜差機構および昇降機構を示す図である。

【図18】図１６に示すバッテリー移動機構を側面から説明するための図である。

【図19】本発明の他の実施の形態にかかる産業用ロボットの斜視図である。

【図20】本発明の他の実施の形態にかかる産業用ロボットの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0041】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

【0042】

［実施の形態１と実施の形態２に共通の構成］
（産業用ロボットの構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる産業用ロボット１の構成を説明するための側面図である。以下の説明では、図１のＺ方向を上下方向とする。また、Ｚ１方向側を「上」側とし、Ｚ２方向側を「下」側とする。

【0043】

本形態の産業用ロボット１（以下、「ロボット１」とする。）は、部品の製造ラインや組立ライン等に設置されて使用される水平多関節ロボット（ＳＣＡＲＡロボット）であり、大気中に配置されている。このロボット１は、本体部２と、本体部２にその基端側が回動可能に連結されるアーム３と、アーム３の先端側に取り付けられるボールネジスプライン４とを備えている。ボールネジスプライン４には、図示を省略するエンドエフェクタが取り付けられている。また、ロボット１は、ロボット１を制御する制御部５と、制御部５に電気的に接続されるペンダントスイッチ６とを備えている。

【0044】

本体部２は、略円筒状に形成されている。この本体部２の下端は、たとえば、製造ラインや組立ラインの一部をなすフレーム７に固定されている。アーム３は、第１アーム部１１と、第１アーム部１１の上側に配置される第２アーム部１２との２個のアーム部によって構成されている。第１アーム部１１の基端側は、本体部２に回動可能に連結され、第２アーム部１２の基端側は、第１アーム部１１の先端側に回動可能に連結されている。

【0045】

本体部２と第１アーム部１１とを繋ぐ関節部には、本体部２に対して第１アーム部１１を回動させるための第１回動用モータとしてのモータ１５と、モータ１５の動力を減速して伝達する減速機１６とが配置されている。モータ１５は、サーボモータである。具体的には、モータ１５は、ＡＣサーボモータである。減速機１６の入力部には、モータ１５の出力軸が固定され、減速機１６の出力部には、第１アーム部１１の基端側が固定されている。減速機１６のケース体には、モータ１５の本体が固定されている。また、減速機１６のケース体は、本体部２に固定されている。

【0046】

第１アーム部１１と第２アーム部１２とを繋ぐ関節部には、第１アーム部１１に対して第２アーム部１２を回動させるための第２回動用モータとしてのモータ１７と、モータ１７の動力を減速して伝達する減速機１８とが配置されている。モータ１７は、サーボモータである。具体的には、モータ１７は、ＡＣサーボモータである。減速機１８の入力部には、モータ１７の出力軸が固定され、減速機１８の出力部には、第１アーム部１１の先端側が固定されている。減速機１８のケース体には、モータ１７の本体が固定されている。また、減速機１８のケース体は、第２アーム部１２の基端側に固定されている。

【0047】

第２アーム部１２には、第２アーム部１２に対してエンドエフェクタを回転させるための回転用モータとしてのモータ１９と、モータ１９の動力を減速して伝達する減速機２０とが取り付けられている。モータ１９は、サーボモータである。具体的には、モータ１９は、ＡＣサーボモータである。減速機２０の入力部には、モータ１９の出力軸が固定され、減速機２０の出力部には、プーリ２１が固定されている。減速機２０のケース体には、モータ１９の本体が固定されている。また、減速機２０のケース体は、第２アーム部１２の上面に固定されている。

【0048】

また、第２アーム部１２には、上述のボールネジスプライン４と、第２アーム部１２に対してエンドエフェクタを昇降させるための昇降用モータとしてのモータ２２とが取り付けられている。ボールネジスプライン４は、上下方向を軸方向として配置されるボールネジスプライン軸２３と、ボールネジスプライン軸２３を上下方向へ移動させるボールネジナット２４と、ボールネジスプライン軸２３の軸心を中心にボールネジスプライン軸２３を回転させるスプラインナット２５とを備えている。モータ２２は、サーボモータである。具体的には、モータ２２は、ＡＣサーボモータである。モータ２２の出力軸には、プーリ２８が固定されている。ボールネジナット２４には、プーリ２９が取り付けられている。プーリ２８とプーリ２９とには、ベルト３０が架け渡されている。スプラインナット２５には、プーリ３１が取り付けられている。プーリ２１とプーリ３１との間には、ベルト３２が架け渡されている。

【0049】

ボールネジナット２４およびスプラインナット２５は、略円筒状に形成される保持部材３３に回転可能に保持されている。保持部材３３の上端には、プレートが固定されており、このプレートには、モータ２２の本体が固定されている。保持部材３３の下端は、第２アーム部１２の上面に固定されている。ボールネジスプライン軸２３の下端には、エンドエフェクタが取り付けられている。すなわち、第２アーム部１２の先端側には、エンドエフェクタが取り付けられている。本形態のボールネジスプライン軸２３は、エンドエフェクタが取り付けられるエンドエフェクタ取付部材である。

【0050】

また、ボールネジスプライン軸２３の下端側には、ベローズ３４の下端が固定されるベローズ固定部材３５が軸受を介して取り付けられている。ベローズ３４の上端は、第２アーム部１２の底面に固定されるカバー部材に取り付けられている。ボールネジスプライン軸２３の上端側には、ベローズ３６の上端が固定されるベローズ固定部材３７が軸受を介して取り付けられている。ベローズ３６の下端は、モータ１７、１９、２２等を覆うカバー部材３８に取り付けられている。カバー部材３８は、第２アーム部１２の上面側に取り付けられている。

【0051】

本形態では、モータ２２が回転すると、プーリ２８、２９およびベルト３０を介してモータ２２の動力がボールネジナット２４に伝達されてボールネジナット２４が回転し、ボールネジスプライン軸２３が昇降する。すなわち、モータ２２が一方向に回転すると、ボールネジスプライン軸２３の下端に取り付けられたエンドエフェクタがボールネジスプライン軸２３と一緒に上昇し、モータ２２が他方向に回転すると、ボールネジスプライン軸２３の下端に取り付けられたエンドエフェクタがボールネジスプライン軸２３と一緒に下降する。また、モータ１９が回転すると、プーリ２１、３１およびベルト３２を介してモータ１９の動力がスプラインナット２５に伝達されてスプラインナット２５が回転し、ボールネジスプライン軸２３がその軸中心を中心にして回転する。すなわち、ボールネジスプライン軸２３の下端に取り付けられたエンドエフェクタが、ボールネジスプライン軸２３の軸中心を中心にして回転する。

【0052】

制御部５には、モータ１５、１７、１９、２２が電気的に接続されており、制御部５は、モータ１５、１７、１９、２２を制御する。ペンダントスイッチ６は、所定のケーブルを介して制御部５に接続されている。なお、実施の形態１においては、モータ１５、１７、１９、２２は、ロボット１を動作させるための動作用のモータであり、実施の形態２においては、モータ２２は、ロボット１を動作させるための動作用モータである。

【0053】

［実施の形態１］
（モータの回転速度とトルク制限値）
図２は、図１に示すモータ１５のトルク制限値を説明するためのグラフである。図３は、図１に示すモータ２２のトルク制限値を説明するためのグラフである。図４は、図１に示す制御部５に記憶されるトルク制限値のテーブルの一例を説明するための表である。

【0054】

ロボット１が組立ライン等に設置されると、ロボット１の教示が行われる。また、教示終了後のロボット１は、教示結果に基づいて自動運転される。本形態では、教示が終了すると、ロボット１の自動運転として、教示点やロボット１の制御プログラムが正しいか否かを確認するためのテスト運転が行われる。また、テスト運転が終了すると、ロボット１の自動運転として、部品の組立等を行うための通常運転が行われる。なお、テスト運転と通常運転との切替は、ペンダントスイッチ６を用いたオペレータの操作によって行われる。

【0055】

また、ロボット１の周辺装置等に動作中のロボット１が接触した場合に、モータ１５、１７、１９、２２を停止させて（すなわち、ロボット１の動作を停止させて）、ロボット１等の損傷を防止するため、制御部５では、モータ１５、１７、１９、２２のトルク制限値が設定されており、モータ１５、１７、１９、２２のトルクがトルク制限値に達すると、制御部５は、モータ１５、１７、１９、２２を停止させる。

【0056】

本形態では、制御部５は、テスト運転時に、通常運転時の回転速度よりも低い回転速度でモータ１５、１７、１９、２２を回転させている。たとえば、制御部５は、テスト運転時に、通常運転時の回転速度の１０％程度の回転速度でモータ１５、１７、１９、２２を回転させている。

【0057】

また、モータ１５、１７、１９、２２を一方向へ回転させるためのモータ１５、１７、１９、２２のトルクをプラスのトルクとし、モータ１５、１７、１９、２２を他方向へ回転させるためのモータ１５、１７、１９、２２のトルクをマイナスのトルクとすると、本形態では、制御部５は、テスト運転時に、モータ１５、１７、１９、２２が一方向へ回転しているのか、それとも、他方向へ回転しているのかを判別するとともに、モータ１５、１７、１９、２２が一方向へ回転する場合には、通常運転時にモータ１５、１７、１９、２２が一方向へ回転する場合のトルク制限値よりも低いトルク制限値でモータ１５、１７、１９、２２を制御し、かつ、モータ１５、１７、１９、２２が他方向へ回転する場合には、通常運転時にモータ１５、１７、１９、２２が他方向へ回転する場合のトルク制限値よりも高いトルク制限値でモータ１５、１７、１９、２２を制御している。なお、本形態では、テスト運転時のモータ１５、１７、１９、２２のトルク制限値は、ロボット１を教示する際のモータ１５、１７、１９、２２のトルク制限値と同じである。

【0058】

ここで、モータ１５の回転方向が変わっても、アーム３やボールネジスプライン４等の重力の影響でモータ１５に要求されるトルクの絶対値が大きく変動することはない。サーボ制御開始後、所定位置に停止している第１アーム部１１を本体部２に対して一方向へ回転させ、所定時間停止させた後、第１アーム部１１を本体部２に対して他方向へ回転させた場合のモータ１５のトルクは、たとえば、図２のように、変動する。具体的には、テスト運転時のモータ１５のトルクは、たとえば、図２の曲線Ｓ１のように変動し、通常運転時のモータ１５のトルクは、たとえば、図２の曲線Ｓ２のように変動する。

【0059】

そのため、テスト運転時にモータ１５が一方向へ回転するときのモータ１５のトルク制限値Ｔ１の絶対値と、テスト運転時にモータ１５が他方向へ回転するときのモータ１５のトルク制限値Ｔ２の絶対値とが略等しくなっており、通常運転時にモータ１５が一方向へ回転するときのモータ１５のトルク制限値Ｔ３の絶対値と、通常運転時にモータ１５が他方向へ回転するときのモータ１５のトルク制限値Ｔ４の絶対値とが略等しくなっている。なお、上述のように、テスト運転時にモータ１５が一方向へ回転する場合には、通常運転時にモータ１５が一方向へ回転する場合のトルク制限値Ｔ３よりも低いトルク制限値Ｔ１でモータ１５が制御され、テスト運転時にモータ１５が他方向へ回転する場合には、通常運転時にモータ１５が他方向へ回転する場合のトルク制限値Ｔ４よりも高いトルク制限値Ｔ２でモータ１５が制御されている。

【0060】

同様に、モータ１７、１９の回転方向が変わっても、アーム３やボールネジスプライン４等の重力の影響でモータ１７、１９に要求されるトルクの絶対値が大きく変動することはない。そのため、テスト運転時にモータ１７が一方向へ回転するときのモータ１７のトルク制限値の絶対値と、テスト運転時にモータ１７が他方向へ回転するときのモータ１７のトルク制限値の絶対値とが略等しくなっており、通常運転時にモータ１７が一方向へ回転するときのモータ１７のトルク制限値の絶対値と、通常運転時にモータ１７が他方向へ回転するときのモータ１７のトルク制限値の絶対値とが略等しくなっている。また、テスト運転時にモータ１９が一方向へ回転するときのモータ１９のトルク制限値の絶対値と、テスト運転時にモータ１９が他方向へ回転するときのモータ１９のトルク制限値の絶対値とが略等しくなっており、通常運転時にモータ１９が一方向へ回転するときのモータ１９のトルク制限値の絶対値と、通常運転時にモータ１９が他方向へ回転するときのモータ１９のトルク制限値の絶対値とが略等しくなっている。

【0061】

一方、モータ２２は、ボールネジスプライン軸２３と一緒にエンドエフェクタを昇降させているため、ボールネジスプライン軸２３、エンドエフェクタおよびエンドエフェクタが保持するワーク等の重量の影響で、エンドエフェクタを上昇させる際に、モータ２２に要求されるトルクの絶対値は大きくなり、エンドエフェクタを下降させる際に、モータ２２に要求されるトルクの絶対値は小さくなる。モータ２２が一方向へ回転した場合にエンドエフェクタが上昇し、モータ２２が他方向へ回転した場合にエンドエフェクタが下降する場合、サーボ制御開始後、所定位置に停止しているエンドエフェクタを上昇させ、所定時間停止させた後、エンドエフェクタを下降させた場合のモータ２２のトルクは、たとえば、図３のように変動する。具体的には、テスト運転時のモータ２２のトルクは、たとえば、図３の曲線Ｓ１１のように変動し、通常運転時のモータ２２のトルクは、たとえば、図３の曲線Ｓ１２のように変動する。

【0062】

したがって、テスト運転時において、エンドエフェクタが上昇するときのモータ２２のトルク制限値を第１トルク制限値Ｔ１１とし、エンドエフェクタが下降するときのモータ２２のトルク制限値を第２トルク制限値Ｔ１２とすると、制御部５では、第２トルク制限値Ｔ１２の絶対値が第１トルク制限値Ｔ１１の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値Ｔ１１および第２トルク制限値Ｔ１２が設定されている。同様に、制御部５では、通常運転時にエンドエフェクタが下降するときのモータ２２のトルク制限値Ｔ１４の絶対値が、通常運転時にエンドエフェクタが上昇するときのモータ２２のトルク制限値Ｔ１３の絶対値よりも小さくなるように、トルク制限値Ｔ１３、Ｔ１４が設定されている。

【0063】

また、制御部５は、テスト運転時に、エンドエフェクタが上昇する方向へモータ２２が回転しているのか、それとも、エンドエフェクタが下降する方向へモータ２２が回転しているのかを判別するとともに、テスト運転の際のエンドエフェクタの上昇時には、第１トルク制限値Ｔ１１に基づいてモータ２２を制御し、テスト運転の際のエンドエフェクタの下降時には、第２トルク制限値Ｔ１２に基づいてモータ２２を制御する。同様に、制御部５は、通常運転の際に、エンドエフェクタが上昇する方向へモータ２２が回転しているのか、それとも、エンドエフェクタが下降する方向へモータ２２が回転しているのかを判別するとともに、通常運転の際のエンドエフェクタの上昇時には、トルク制限値Ｔ１３に基づいてモータ２２を制御し、通常運転の際のエンドエフェクタの下降時には、トルク制限値Ｔ１４に基づいてモータ２２を制御する。本形態では、制御部５は、エンドエフェクタが上昇する方向へモータ２２が回転していると判別した場合には、トルク制限値Ｔ１１、Ｔ１３をモータ２２のトルク制限値として設定し、エンドエフェクタが下降する方向へモータ２２が回転していると判別した場合には、トルク制限値Ｔ１２、Ｔ１４をモータ２２のトルク制限値として設定している。すなわち、制御部５は、モータ２２の回転方向に応じて、モータ２２のトルク制限値をトルク制限値Ｔ１１、Ｔ１３またはトルク制限値Ｔ１２、Ｔ１４へ切り替えている。

【0064】

なお、上述のように、テスト運転時にモータ２２が一方向へ回転する場合には、通常運転時にモータ２２が一方向へ回転する場合のトルク制限値Ｔ１３よりも低い第１トルク制限値Ｔ１１でモータ２２が制御され、テスト運転時にモータ２２が他方向へ回転する場合には、通常運転時にモータ２２が他方向へ回転する場合のトルク制限値Ｔ１４よりも高いトルク制限値Ｔ１２でモータ２２が制御されている。また、停止しているエンドエフェクタを所定の位置で保持する場合でも、図３に示すように、モータ２２には、所定の保持トルクＴ１５が要求される。本形態では、第１トルク制限値Ｔ１１と保持トルクＴ１５との差と、第２トルク制限値Ｔ１２と保持トルクＴ１５との差とが略等しくなっており、トルク制限値Ｔ１３と保持トルクＴ１５との差と、トルク制限値Ｔ１４と保持トルクＴ１５との差とが略等しくなっている。さらに、トルク制限値Ｔ１２、Ｔ１４の値によっては、サーボ制御開始直後のモータ２２のトルクがトルク制限値Ｔ１２、Ｔ１４を下回ることがある。そのため、制御部５は、モータ２２のサーボ制御開始直後の所定時間内においては、トルク制限値Ｔ１２、Ｔ１４よりも低いトルク制限値でモータ２２を制御する。

【0065】

本形態では、エンドエフェクタの重量やエンドエフェクタに保持されるワークの重量等の負荷重量を、モータ２２にかかるモータ負荷として、オペレータがペンダントスイッチ６から入力することが可能となっている。制御部５は、ペンダントスイッチ６から負荷重量が入力されると、入力された負荷重量に基づいて、トルク制限値Ｔ１１〜Ｔ１４を設定する。具体的には、負荷重量に応じたトルク制限値Ｔ１１〜Ｔ１４がテーブル化されて制御部５に記憶されており、制御部５は、入力された負荷重量に基づいて、対応するトルク制限値Ｔ１１〜Ｔ１４を読み出して設定する。たとえば、図４に示すようなテーブルが制御部５に記憶されており、制御部５は、入力された負荷重量に基づいて、対応するトルク制限値Ｔ１１〜Ｔ１４を読み出して設定する。

【0066】

なお、図４に示す例では、第１トルク制限値Ｔ１１と第２トルク制限値Ｔ１２との差、および、トルク制限値Ｔ１３とトルク制限値Ｔ１４との差は、負荷重量に関係なく一定となっているが、負荷重量が大きくなるにしたがって、第１トルク制限値Ｔ１１と第２トルク制限値Ｔ１２との差、および、トルク制限値Ｔ１３とトルク制限値Ｔ１４との差が大きくなっても良い。

【0067】

また、本形態では、制御部５に、モータ１５、１７、１９のトルク制限値が、たとえば、所定の固定値として記憶されている。ただし、負荷重量に応じたモータ１５、１７、１９のトルク制限値がテーブル化されて制御部５に記憶され、ペンダントスイッチ６から入力された負荷重量に基づいて、制御部５が対応するトルク制限値を読み出して設定しても良い。

【0068】

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、テスト運転時に、通常運転時の回転速度よりも低い回転速度でモータ１５、１７、１９、２２を回転させている。すなわち、本形態では、テスト運転時におけるロボット１の動作速度が遅い。そのため、本形態では、テスト運転時にオペレータが危険を察知してロボット１を非常停止させた場合のロボット１の空走距離を小さくすることが可能になる。

【0069】

また、本形態では、テスト運転時にモータ１５、１７、１９、２２が一方向へ回転する場合に、通常運転時にモータ１５、１７、１９、２２が一方向へ回転する場合のトルク制限値よりも低いトルク制限値でモータ１５、１７、１９、２２を制御し、かつ、テスト運転時にモータ１５、１７、１９、２２が他方向へ回転する場合に、通常運転時にモータ１５、１７、１９、２２が他方向へ回転する場合のトルク制限値よりも高いトルク制限値でモータ１５、１７、１９、２２を制御している。そのため、本形態では、テスト運転時にロボット１が周辺装置等に接触した場合に、短時間で、モータ１５、１７、１９、２２のトルクがトルク制限値を超えたり、トルク制限値を下回ったりする。したがって、本形態では、テスト運転時にロボット１が周辺装置等に接触した場合に、モータ１５、１７、１９、２２を短時間で停止させることが可能になる。

【0070】

このように、本形態では、テスト運転時にオペレータが危険を察知してロボット１を非常停止させた場合のロボット１の空走距離を小さくすることが可能になり、また、テスト運転時にロボット１が周辺装置等に接触した場合に、モータ１５、１７、１９、２２を短時間で停止させることが可能になる。したがって、本形態では、テスト運転時のロボット１の損傷を防止することが可能になる。また、テスト運転時に不具合が発生した場合には、再び教示を行う等の所定の処置を行うことで、テスト運転終了後の通常運転時にロボット１が周辺装置等に接触するのを防止することが可能になり、通常運転時のロボット１の損傷を防止することが可能になる。その結果、本形態では、教示終了後の自動運転時のロボット１の損傷を防止することが可能になる。

【0071】

本形態では、第２トルク制限値Ｔ１２の絶対値が第１トルク制限値Ｔ１１の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値Ｔ１１および第２トルク制限値Ｔ１２が設定されている。また、本形態では、トルク制限値Ｔ１４の絶対値がトルク制限値Ｔ１３の絶対値よりも小さくなるように、トルク制限値Ｔ１３、Ｔ１４が設定されている。そのため、本形態では、エンドエフェクタが正常に昇降しているときに、モータ２２のトルクがトルク制限値Ｔ１１、Ｔ１３を超えたり、トルク制限値Ｔ１２、Ｔ１４を下回ったりしないように、また、エンドエフェクタの上昇時にエンドエフェクタ等が周辺装置等に接触した場合にモータ２２のトルクがトルク制限値Ｔ１１、Ｔ１３を超え、かつ、エンドエフェクタの下降時にエンドエフェクタ等が周辺装置等に接触した場合にモータ２２のトルクがトルク制限値Ｔ１２、Ｔ１４を下回るように、トルク制限値Ｔ１１〜Ｔ１４を設定することが可能になる。

【0072】

また、本形態では、エンドエフェクタの上昇時に、トルク制限値Ｔ１１、Ｔ１３に基づいてモータ２２を制御し、エンドエフェクタの下降時に、第２トルク制限値Ｔ１２、Ｔ１４に基づいてモータ２２を制御しており、エンドエフェクタの上昇時に、モータ２２のトルクがトルク制限値Ｔ１１、Ｔ１３を超えると、あるいは、エンドエフェクタの下降時に、モータ２２のトルクが第２トルク制限値Ｔ１２、Ｔ１４を下回ると、モータ２２が停止する。そのため、本形態では、エンドエフェクタやエンドエフェクタに保持されるワークの重量等の影響で、エンドエフェクタを上昇させる際にモータ２２に要求されるトルクの絶対値とエンドエフェクタを下降させる際にモータ２２に要求されるトルクの絶対値とが大きく違っている場合であっても、エンドエフェクタの昇降時にエンドエフェクタ等が周辺装置等に接触したときに、モータ２２を停止させてエンドエフェクタ等の損傷を防止することが可能になる。また、本形態では、エンドエフェクタを上昇させる際にモータ２２に要求されるトルクの絶対値とエンドエフェクタを下降させる際にモータ２２に要求されるトルクの絶対値とが大きく違っている場合であっても、エンドエフェクタが正常に昇降している場合に、モータ２２を回転させ続けて、エンドエフェクタを適切に昇降させることが可能になる。

【0073】

本形態では、エンドエフェクタの重量やエンドエフェクタに保持されるワークの重量等の負荷重量をペンダントスイッチ６から入力することが可能となっており、制御部５は、ペンダントスイッチ６から負荷重量が入力されると、入力された負荷重量に基づいて、トルク制限値Ｔ１１〜Ｔ１４を設定している。そのため、本形態では、エンドエフェクタをより適切に昇降させることができるように、かつ、エンドエフェクタ等が周辺装置等に接触した場合にモータ２２のトルクがトルク制限値Ｔ１１、Ｔ１３を超えたり、トルク制限値Ｔ１２、Ｔ１４を下回ったりするように、負荷重量に応じてトルク制限値Ｔ１１〜Ｔ１４を設定することが可能になる。したがって、本形態では、エンドエフェクタをより適切に昇降させることが可能になるとともに、エンドエフェクタ等の損傷を確実に防止することが可能になる。

【0074】

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

【0075】

上述した形態では、制御部５は、テスト運転時に、通常運転時の回転速度よりも低い回転速度でモータ１５、１７、１９、２２を回転させるとともに、テスト運転時にモータ１５、１７、１９、２２が一方向へ回転する場合に、通常運転時にモータ１５、１７、１９、２２が一方向へ回転する場合のトルク制限値よりも低いトルク制限値でモータ１５、１７、１９、２２を制御し、かつ、テスト運転時にモータ１５、１７、１９、２２が他方向へ回転する場合に、通常運転時にモータ１５、１７、１９、２２が他方向へ回転する場合のトルク制限値よりも高いトルク制限値でモータ１５、１７、１９、２２を制御している。この他にもたとえば、制御部５は、テスト運転時に、モータ１５、１７、１９を通常運転時の回転速度と同じ速度で回転させ、かつ、通常運転時のトルク制限値と同じトルク制限値で制御するとともに、上述した形態と同様に、テスト運転時に、通常運転時の回転速度よりも低い回転速度でモータ２２を回転させ、テスト運転時にモータ２２が一方向へ回転する場合には、第１トルク制限値Ｔ１１でモータ２２を制御し、かつ、テスト運転時にモータ２２が他方向へ回転する場合には、第２トルク制限値Ｔ１２でモータ２２を制御しても良い。

【0076】

エンドエフェクタやエンドエフェクタに保持されるワーク等の重量の影響で、下降時のエンドエフェクタ等が周辺装置等に接触すると、エンドエフェクタ等が損傷しやすくなるが、この場合には、エンドエフェクタを昇降させるためのモータ２２を、テスト運転の際のエンドエフェクタ等が周辺装置等に接触したときに短時間で停止させることが可能になり、また、モータ２２を停止させた後のエンドエフェクタの動作量を小さくすることが可能になる。したがって、テスト運転時のエンドエフェクタ等の損傷を防止することが可能になる。また、この場合には、モータ１５、１７、１９は、テスト運転時に通常運転時の回転速度と同じ速度で回転するため、テスト運転時のロボット１の動作速度を速めることが可能になる。

【0077】

上述した形態において、テスト運転時のモータ１５、１７、１９、２２の回転速度とトルク制限値とが選択可能となっていても良い。すなわち、テスト運転時のモータ１５、１７、１９、２２の回転速度とトルク制限値とが、オペレータによって任意に設定されても良い。この場合には、モータ１５、モータ１７、モータ１９およびモータ２２ごとの個別に、回転速度とトルク制限値とが選択可能となっていても良い。この場合には、モータ１５、１７、１９、２２の回転速度とトルク制限値との様々な組合せで、ロボット１のテスト運転を行うことが可能になる。なお、この場合には、テスト運転時に、通常運転時の回転速度よりも遅い回転速度で、モータ１５、１７、１９、２２を回転させるとともに、通常運転時のトルク制限値と同じトルク制限値で、モータ１５、１７、１９、２２の少なくともいずれか１つを制御することも可能である。

【0078】

上述した形態では、エンドエフェクタの重量やエンドエフェクタに保持されるワークの重量等の負荷重量をペンダントスイッチ６から入力することが可能となっており、制御部５は、ペンダントスイッチ６から負荷重量が入力されると、入力された負荷重量に基づいて、トルク制限値Ｔ１１〜Ｔ１４を設定している。この他にもたとえば、モータ２２のモータ負荷を自動で取得するモータ負荷取得モードを設けて、モータ負荷を取得するとともに、制御部５は、取得されたモータ負荷に基づいて、トルク制限値Ｔ１１〜Ｔ１４を設定しても良い。すなわち、制御部５は、モータ２２を駆動させてモータ２２のモータ負荷を取得するとともに、取得されたモータ負荷に基づいて、トルク制限値Ｔ１１〜Ｔ１４を設定しても良い。この場合には、たとえば、ペンダントスイッチ６での操作によって、モータ負荷取得モードに切り替わる。また、エンドエフェクタの重量やエンドエフェクタに保持されるワークの重量等の負荷重量の変動が小さい場合には、トルク制限値Ｔ１１〜Ｔ１４が固定値として制御部５に記憶されていても良い。

【0079】

上述した形態では、制御部５は、テスト運転の際のエンドエフェクタの上昇時に、第１トルク制限値Ｔ１１に基づいてモータ２２を制御し、テスト運転の際のエンドエフェクタの下降時に、第１トルク制限値Ｔ１１の絶対値よりも絶対値の小さな第２トルク制限値Ｔ１２に基づいてモータ２２を制御している。この他にもたとえば、制御部５は、テスト運転の際のエンドエフェクタの上昇時に、第１トルク制限値Ｔ１１に基づいてモータ２２を制御するとともに、テスト運転の際のエンドエフェクタの下降時には、第１トルク制限値Ｔ１１の絶対値と絶対値の等しい第２トルク制限値に基づいてモータ２２を制御しても良い。

【0080】

同様に、上述した形態では、制御部５は、通常運転の際のエンドエフェクタの上昇時に、トルク制限値Ｔ１３に基づいてモータ２２を制御し、通常運転の際のエンドエフェクタの下降時に、トルク制限値Ｔ１３の絶対値よりも絶対値の小さなトルク制限値Ｔ１４に基づいてモータ２２を制御しているが、制御部５は、通常運転の際のエンドエフェクタの上昇時に、トルク制限値Ｔ１３に基づいてモータ２２を制御するとともに、通常運転の際のエンドエフェクタの下降時には、トルク制限値Ｔ１３の絶対値と絶対値の等しいトルク制限値に基づいてモータ２２を制御しても良い。

【0081】

上述した形態では、制御部５は、エンドエフェクタが上昇する方向へモータ２２が回転していると判別した場合に、トルク制限値Ｔ１１、Ｔ１３をモータ２２のトルク制限値として設定し、エンドエフェクタが下降する方向へモータ２２が回転していると判別した場合に、トルク制限値Ｔ１２、Ｔ１４をモータ２２のトルク制限値として設定している。この他にもたとえば、制御部５は、エンドエフェクタが上昇する方向へモータ２２が回転しているのか、それとも、エンドエフェクタが下降する方向へモータ２２が回転しているのかを判別せずに、モータ２２のトルクがトルク制限値Ｔ１１、Ｔ１３を超えた場合、あるいは、モータ２２のトルクがトルク制限値Ｔ１２、Ｔ１４を下回った場合に、モータ２２を停止させても良い。すなわち、制御部５は、モータ２２の回転方向に応じて、モータ２２のトルク制限値をトルク制限値Ｔ１１、Ｔ１３またはトルク制限値Ｔ１２、Ｔ１４へ切り替えなくても良い。この場合であっても、エンドエフェクタの上昇時には、トルク制限値Ｔ１１、Ｔ１３に基づいてモータ２２が制御され、エンドエフェクタの下降時には、トルク制限値Ｔ１２、Ｔ１４に基づいてモータ２２が制御される。

【0082】

上述した形態では、アーム３は、第１アーム部１１と第２アーム部１２との２個のアーム部によって構成されているが、アーム３は、３個以上のアーム部によって構成されても良い。

【0083】

［実施の形態２］
（昇降用モータのトルク制御）
図５は、図１に示すモータ２２のトルク制限値を説明するためのグラフである。図６は、図１に示す制御部５に記憶されるトルク制限値のテーブルの一例を説明するための表である。

【0084】

ロボット１の周辺装置等に動作中のロボット１が接触した場合に、モータ１５、１７、１９、２２を停止させて（すなわち、ロボット１の動作を停止させて）、ロボット１等の損傷を防止するため、制御部５では、モータ１５、１７、１９、２２のトルク制限値が設定されており、モータ１５、１７、１９、２２のトルクがトルク制限値に達すると、制御部５は、モータ１５、１７、１９、２２を停止させる。

【0085】

モータ１５、１７、１９の回転方向が変わっても、アーム３やボールネジスプライン４等の重力の影響でモータ１５、１７、１９に要求されるトルクの絶対値が大きく変動することはないため、本形態では、モータ１５、１７、１９が正方向へ回転するときのモータ１５、１７、１９のトルク制限値の絶対値と、モータ１５、１７、１９が逆方向へ回転するときのモータ１５、１７、１９のトルク制限値の絶対値とが等しくなっている。

【0086】

一方、モータ２２は、ボールネジスプライン軸２３と一緒にエンドエフェクタを昇降させているため、ボールネジスプライン軸２３、エンドエフェクタおよびエンドエフェクタが保持するワーク等の重量の影響で、エンドエフェクタを上昇させる際にモータ２２に要求されるトルクの絶対値は大きくなり、エンドエフェクタを下降させる際にモータ２２に要求されるトルクの絶対値は小さくなる。エンドエフェクタを上昇させる方向のモータ２２のトルクをプラスのトルクとし、エンドエフェクタを下降させる方向のモータ２２のトルクをマイナスのトルクとすると、サーボ制御開始後、所定位置に停止しているエンドエフェクタを上昇させ、所定時間停止させた後、エンドエフェクタを下降させた場合のモータ２２のトルクは、たとえば、図５のように変動する。具体的には、ロボット１を教示する際のモータ２２のトルクは、たとえば、図５の曲線Ｓ２１のように変動し、教示終了後のロボット１の自動運転時のモータ２２のトルクは、たとえば、図５の曲線Ｓ２２のように変動する。すなわち、エンドエフェクタを上昇させる一方向にモータ２２が回転するときにモータ２２に要求されるトルクの絶対値の最大値は、エンドエフェクタを下降させる他方向にモータ２２が回転するときにモータ２２に要求されるトルクの絶対値の最大値よりも大きくなる。

【0087】

したがって、エンドエフェクタを上昇させるときのモータ２２のトルク制限値（すなわち、エンドエフェクタを上昇させる一方向に回転するときのモータ２２のトルク制限値）を第１トルク制限値とし、エンドエフェクタを下降させるときのモータ２２のトルク制限値（すなわち、エンドエフェクタを下降させる他方向に回転するときのモータ２２のトルク制限値）を第２トルク制限値とすると、本形態では、制御部５において、第２トルク制限値の絶対値が第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値および第２トルク制限値が設定されている。具体的には、ロボット１を教示する際の第２トルク制限値Ｔ２２の絶対値が第１トルク制限値Ｔ２１の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値Ｔ２１および第２トルク制限値Ｔ２２が設定され、ロボット１の自動運転時（通常運転時）の第２トルク制限値Ｔ２４の絶対値が第１トルク制限値Ｔ２３の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値Ｔ２３および第２トルク制限値Ｔ２４が設定されている（図５参照）。より具体的には、エンドエフェクタが正常に昇降しているときに、モータ２２のトルクが第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３を超えたり、第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４を下回ったりしないように、また、エンドエフェクタの上昇時にエンドエフェクタ等が周辺装置等に接触した場合にモータ２２のトルクが第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３を超え、かつ、エンドエフェクタの下降時にエンドエフェクタ等が周辺装置等に接触した場合にモータ２２のトルクが第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４を下回るように、第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３および第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４が設定されている。

【0088】

また、教示時の第１トルク制限値Ｔ２１と、自動運転時の第１トルク制限値Ｔ２３とは異なっており、教示時の第２トルク制限値Ｔ２２と、自動運転時の第２トルク制限値Ｔ２４とは異なっている。具体的には、図５に示すように、第１トルク制限値Ｔ２１は、第１トルク制限値Ｔ２３よりも小さくなっており、第２トルク制限値Ｔ２２は、第２トルク制限値Ｔ２４よりも大きくなっている。なお、停止しているエンドエフェクタを所定の位置で保持する場合でも、図５に示すように、モータ２２には、所定の保持トルクＴ２５が要求される。本形態では、第１トルク制限値Ｔ２１と保持トルクＴ２５との差と、第２トルク制限値Ｔ２２と保持トルクＴ２５との差とが略等しくなっており、第１トルク制限値Ｔ２３と保持トルクＴ２５との差と、第２トルク制限値Ｔ２４と保持トルクＴ２５との差とが略等しくなっている。

【0089】

また、制御部５は、ロボット１を教示する際に、エンドエフェクタが上昇する方向へモータ２２が回転しているのか、それとも、エンドエフェクタが下降する方向へモータ２２が回転しているのかを判別するとともに、ロボット１を教示する際のエンドエフェクタの上昇時には、第１トルク制限値Ｔ２１に基づいてモータ２２を制御し、ロボット１を教示する際のエンドエフェクタの下降時には、第２トルク制限値Ｔ２２に基づいてモータ２２を制御する。すなわち、ロボット１を教示する際のエンドエフェクタの上昇時に、モータ２２のトルクが第１トルク制限値Ｔ２１を超えると、あるいは、エンドエフェクタの下降時に、モータ２２のトルクが第２トルク制限値Ｔ２２を下回ると、制御部５は、モータ２２を停止させている。また、本形態では、制御部５は、ロボット１を教示する際に、エンドエフェクタが上昇する方向へモータ２２が回転していると判別した場合には、第１トルク制限値Ｔ２１をモータ２２のトルク制限値として設定し、エンドエフェクタが下降する方向へモータ２２が回転していると判別した場合には、第２トルク制限値Ｔ２２をモータ２２のトルク制限値として設定している。すなわち、制御部５は、モータ２２の回転方向に応じて、モータ２２のトルク制限値を第１トルク制限値Ｔ２１または第２トルク制限値Ｔ２２へ切り替えている。

【0090】

同様に、制御部５は、ロボット１の自動運転の際に、エンドエフェクタが上昇する方向へモータ２２が回転しているのか、それとも、エンドエフェクタが下降する方向へモータ２２が回転しているのかを判別するとともに、ロボット１の自動運転の際のエンドエフェクタの上昇時には、第１トルク制限値Ｔ２３に基づいてモータ２２を制御し、ロボット１の自動運転の際のエンドエフェクタの下降時には、第２トルク制限値Ｔ２４に基づいてモータ２２を制御する。すなわち、ロボット１の自動運転の際のエンドエフェクタの上昇時に、モータ２２のトルクが第１トルク制限値Ｔ２３を超えると、あるいは、エンドエフェクタの下降時に、モータ２２のトルクが第２トルク制限値Ｔ２４を下回ると、制御部５は、モータ２２を停止させている。また、本形態では、制御部５は、ロボット１の自動運転の際に、エンドエフェクタが上昇する方向へモータ２２が回転していると判別した場合には、第１トルク制限値Ｔ２３をモータ２２のトルク制限値として設定し、エンドエフェクタが下降する方向へモータ２２が回転していると判別した場合には、第２トルク制限値Ｔ２４をモータ２２のトルク制限値として設定している。すなわち、制御部５は、モータ２２の回転方向に応じて、モータ２２のトルク制限値を第１トルク制限値Ｔ２３または第２トルク制限値Ｔ２４へ切り替えている。

【0091】

なお、第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４の値によっては、サーボ制御開始直後のモータ２２のトルクが第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４を下回ることがある。そのため、制御部５は、モータ２２のサーボ制御開始直後の所定時間内においては、第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４よりも低いトルク制限値でモータ２２を制御する。また、ロボット１を教示する際のモータ１５、１７、１９、２２の回転速度は、ロボット１の自動運転の際のモータ１５、１７、１９、２２の回転速度よりも遅くなっている。

【0092】

本形態では、エンドエフェクタの重量やエンドエフェクタに保持されるワークの重量等の負荷重量を、モータ２２にかかるモータ負荷として、オペレータがペンダントスイッチ６から入力することが可能となっている。制御部５は、ペンダントスイッチ６から負荷重量が入力されると、入力された負荷重量に基づいて、第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３および第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４を設定する。具体的には、負荷重量に応じた第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３および第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４がテーブル化されて制御部５に記憶されており、制御部５は、入力された負荷重量に基づいて、対応する第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３および第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４を読み出して設定する。たとえば、図６に示すようなテーブルが制御部５に記憶されており、制御部５は、入力された負荷重量に基づいて、対応する第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３および第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４を読み出して設定する。

【0093】

なお、図６に示す例では、第１トルク制限値Ｔ２１と第２トルク制限値Ｔ２２との差、および、第１トルク制限値Ｔ２３と第２トルク制限値Ｔ２４との差は、負荷重量に関係なく一定となっているが、負荷重量が大きくなるにしたがって、第１トルク制限値Ｔ２１と第２トルク制限値Ｔ２２との差、および、第１トルク制限値Ｔ２３と第２トルク制限値Ｔ２４との差が大きくなっても良い。

【0094】

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、エンドエフェクタが正常に昇降しているときに、モータ２２のトルクが第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３を超えたり、第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４を下回ったりしないように、また、エンドエフェクタの上昇時にエンドエフェクタ等が周辺装置等に接触した場合にモータ２２のトルクが第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３を超え、かつ、エンドエフェクタの下降時にエンドエフェクタ等が周辺装置等に接触した場合にモータ２２のトルクが第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４を下回るように、第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３および第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４が設定されている。また、本形態では、エンドエフェクタの上昇時（すなわち、エンドエフェクタを上昇させる一方向にモータ２２が回転するとき）に、第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３に基づいてモータ２２を制御し、エンドエフェクタの下降時（すなわち、エンドエフェクタを下降させる他方向にモータ２２が回転するとき）に、第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４に基づいてモータ２２を制御しており、エンドエフェクタの上昇時に、モータ２２のトルクが第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３を超えると、あるいは、エンドエフェクタの下降時に、モータ２２のトルクが第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４を下回ると、モータ２２が停止する。

【0095】

そのため、本形態では、エンドエフェクタの昇降時にエンドエフェクタ等が周辺装置等に接触した場合に、モータ２２を停止させてエンドエフェクタ等の損傷を防止することが可能になる。また、本形態では、エンドエフェクタが正常に昇降している場合に、モータ２２を回転させ続けて、エンドエフェクタを適切に昇降させることが可能になる。すなわち、本形態では、モータ２２が回転しているときにロボット１の一部が周辺装置等に接触した場合に、モータ２２を停止させてロボット１および周辺装置等の損傷を防止することが可能になるとともに、モータ２２が回転してロボット１が正常に動作している場合に、モータ２２を回転させ続けて、ロボット１を適切に動作させることが可能になる。

【0096】

本形態では、エンドエフェクタの重量やエンドエフェクタに保持されるワークの重量等の負荷重量をペンダントスイッチ６から入力することが可能となっており、制御部５は、ペンダントスイッチ６から負荷重量が入力されると、入力された負荷重量に基づいて、第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３および第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４を設定している。そのため、本形態では、エンドエフェクタをより適切に昇降させることができるように、かつ、エンドエフェクタ等が周辺装置等に接触した場合にモータ２２のトルクが第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３を超えたり、第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４を下回ったりするように、負荷重量に応じて第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３および第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４を設定することが可能になる。したがって、本形態では、エンドエフェクタをより適切に昇降させることが可能になるとともに、エンドエフェクタ等の損傷を確実に防止することが可能になる。

【0097】

本形態では、制御部５は、ロボット１を教示する際のエンドエフェクタの上昇時に、第１トルク制限値Ｔ２１に基づいてモータ２２を制御し、ロボット１を教示する際のエンドエフェクタの下降時に、第２トルク制限値Ｔ２２に基づいてモータ２２を制御している。オペレータのマニュアル操作によってロボット１が操作される教示時には、ロボット１の自動運転時と比較して、エンドエフェクタ等が周辺装置等に接触してエンドエフェクタ等が損傷する可能性が高いが、本形態では、ロボット１を教示する際であっても、エンドエフェクタ等の損傷を防止することが可能になる。

【0098】

本形態では、ロボット１を教示する際の第１トルク制限値Ｔ２１は、ロボット１の自動運転時の第１トルク制限値Ｔ２３よりも小さくなっており、ロボット１を教示する際の第２トルク制限値Ｔ２２は、ロボット１の自動運転時の第２トルク制限値Ｔ２４よりも大きくなっている。そのため、本形態では、上述のように、ロボット１の自動運転の際のモータ２２の回転速度を、ロボット１を教示する際のモータ２２の回転速度よりも速くすることができる。したがって、本形態では、ロボット１の自動運転時のエンドエフェクタの昇降速度を速めることが可能になる。

【0099】

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

【0100】

上述した形態では、エンドエフェクタの重量やエンドエフェクタに保持されるワークの重量等の負荷重量をペンダントスイッチ６から入力することが可能となっており、制御部５は、ペンダントスイッチ６から負荷重量が入力されると、入力された負荷重量に基づいて、第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３および第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４を設定している。この他にもたとえば、モータ２２のモータ負荷を自動で取得するモータ負荷取得モードを設けて、モータ負荷を取得するとともに、制御部５は、取得されたモータ負荷に基づいて、第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３および第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４を設定しても良い。すなわち、制御部５は、モータ２２を駆動させてモータ２２のモータ負荷を取得するとともに、取得されたモータ負荷に基づいて、第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３および第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４を設定しても良い。この場合には、たとえば、ペンダントスイッチ６での操作によって、モータ負荷取得モードに切り替わる。また、エンドエフェクタの重量やエンドエフェクタに保持されるワークの重量等の負荷重量の変動が小さい場合には、第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３および第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４が固定値として制御部５に記憶されていても良い。

【0101】

上述した形態では、制御部５は、ロボット１の自動運転の際のエンドエフェクタの上昇時に、第１トルク制限値Ｔ２３に基づいてモータ２２を制御し、ロボット１の自動運転の際のエンドエフェクタの下降時に、第１トルク制限値Ｔ２３の絶対値よりも絶対値の小さな第２トルク制限値Ｔ２４に基づいてモータ２２を制御している。この他にもたとえば、制御部５は、ロボット１の自動運転の際のエンドエフェクタの上昇時に、第１トルク制限値Ｔ２３に基づいてモータ２２を制御するとともに、ロボット１の自動運転の際のエンドエフェクタの下降時には、第１トルク制限値Ｔ２３の絶対値と絶対値の等しい第２トルク制限値に基づいてモータ２２を制御しても良い。

【0102】

上述した形態では、制御部５は、ロボット１を教示する際に、エンドエフェクタが上昇する方向へモータ２２が回転していると判別した場合には、第１トルク制限値Ｔ２１をモータ２２のトルク制限値として設定し、エンドエフェクタが下降する方向へモータ２２が回転していると判別した場合には、第２トルク制限値Ｔ２２をモータ２２のトルク制限値として設定している。この他にもたとえば、制御部５は、ロボット１を教示する際に、エンドエフェクタが上昇する方向へモータ２２が回転しているのか、それとも、エンドエフェクタが下降する方向へモータ２２が回転しているのかを判別せずに、モータ２２のトルクが第１トルク制限値Ｔ２１を超えた場合、あるいは、モータ２２のトルクが第２トルク制限値Ｔ２２を下回った場合に、モータ２２を停止させても良い。すなわち、制御部５は、ロボット１を教示する際に、モータ２２の回転方向に応じて、モータ２２のトルク制限値を第１トルク制限値Ｔ２１または第２トルク制限値Ｔ２２へ切り替えなくても良い。この場合であっても、エンドエフェクタの上昇時には、第１トルク制限値Ｔ２１に基づいてモータ２２が制御され、エンドエフェクタの下降時には、第２トルク制限値Ｔ２２に基づいてモータ２２が制御される。

【0103】

同様に、上述した形態では、制御部５は、ロボット１の自動運転の際に、エンドエフェクタが上昇する方向へモータ２２が回転していると判別した場合には、第１トルク制限値Ｔ２３をモータ２２のトルク制限値として設定し、エンドエフェクタが下降する方向へモータ２２が回転していると判別した場合には、第２トルク制限値Ｔ２４をモータ２２のトルク制限値として設定しているが、制御部５は、エンドエフェクタが上昇する方向へモータ２２が回転しているのか、それとも、エンドエフェクタが下降する方向へモータ２２が回転しているのかを判別せずに、モータ２２のトルクが第１トルク制限値Ｔ２３を超えた場合、あるいは、モータ２２のトルクが第２トルク制限値Ｔ２４を下回った場合に、モータ２２を停止させても良い。すなわち、制御部５は、ロボット１の自動運転の際に、モータ２２の回転方向に応じて、モータ２２のトルク制限値を第１トルク制限値Ｔ２１または第２トルク制限値Ｔ２２へ切り替えなくても良い。この場合であっても、エンドエフェクタの上昇時には、第１トルク制限値Ｔ２３に基づいてモータ２２が制御され、エンドエフェクタの下降時には、第２トルク制限値Ｔ２４に基づいてモータ２２が制御される。

【0104】

上述した形態では、アーム３は、第１アーム部１１と第２アーム部１２との２個のアーム部によって構成されているが、アーム３は、３個以上のアーム部によって構成されても良い。

【0105】

［産業用ロボットの変形例１］
図７は、本発明の他の実施の形態にかかる産業用ロボット１の平面図である。図８は、図７のＥ−Ｅ方向から産業用ロボット１を示す側面図である。図９は、本発明の他の実施の形態にかかる産業用ロボット１の側面図である。図１０は、図９に示す産業用ロボット１の昇降機構を説明するための平面図である。

【0106】

本発明が適用されるロボット１は、液晶ディスプレイ用のガラス基板や半導体ウエハ等の搬送対象物を搬送するための水平多関節型ロボットであっても良い。たとえば、ロボット１は、図７、図８に示すように、液晶ディスプレイ用のガラス基板４２（以下、「基板４２」とする。）を搬送するための水平多関節型ロボットであっても良い。このロボット１は、大気中に配置されている。また、ロボット１は、基板４２が搭載されるエンドエフェクタとしての２個のハンド４３と、２個のハンド４３のそれぞれが先端側に連結される２本のアーム４４と、２本のアーム４４を支持する本体部４５と、本体部４５を水平方向に移動可能に支持するベース部材４６とを備えている。本体部４５は、２本のアーム４４の基端側を支持するアーム支持部材４７と、アーム支持部材４７が固定されるとともに上下動可能な昇降部材４８と、昇降部材４８を上下方向に移動可能に支持する柱状部材４９と、本体部４５の下端部分を構成するとともにベース部材４６に対して水平移動可能な基台５０と、柱状部材４９の下端が固定されるとともに基台５０に対して旋回可能な旋回部材５１とを備えている。

【0107】

昇降部材４８は、柱状部材４９に対して上下方向に移動可能となっており、ロボット１は、昇降部材４８を昇降させる昇降機構を備えている。この昇降機構は、ハンド４３を昇降させるための昇降用モータと、上下方向を軸方向として柱状部材４９に回転可能に取り付けられ昇降用モータの動力で回転するボールネジと、このボールネジに係合するとともに昇降部材４８に取り付けられるナット部材とを備えている。図７、図８に示すロボット１では、昇降用モータが一方向へ回転すると、ハンド４３、アーム４４、アーム支持部材４７および昇降部材４８が上昇し、昇降用モータが他方向へ回転すると、ハンド４３、アーム４４、アーム支持部材４７および昇降部材４８が下降する。図７、図８に示すロボット１において、昇降用モータは、ロボット１を動作させるための動作用モータである。昇降用モータは、制御部に接続されており、制御部は、昇降用モータを制御する。また、アーム４４は、エンドエフェクタであるハンド４３が取り付けられるエンドエフェクタ取付部材である。

【0108】

図７、図８に示すロボット１においても、上述した形態と同様に、ハンド４３を下降させるときの昇降用モータのトルク制限値である第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４の絶対値が、ハンド４３を上昇させるときの昇降用モータのトルク制限値である第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３および第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４が設定されている。また、ハンド４３の上昇時には、第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３に基づいて昇降用モータが制御され、ハンド４３の下降時には、第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４に基づいて昇降用モータが制御されている。そのため、図７、図８に示すロボット１においても、上述した形態と同様の効果を得ることができる。

【0109】

また、ロボット１は、たとえば、図９、図１０に示すように、半導体ウエハ５２（以下、「ウエハ５２」とする。）を搬送するための水平多関節型ロボットであっても良い。このロボット１は、大気中に配置されている。また、ロボット１は、ウエハ５２が搭載されるエンドエフェクタとしての２個のハンド５３と、２個のハンド５３のそれぞれが先端側に連結される２本のアーム５４と、２本のアーム５４を支持する本体部５５とを備えている。本体部５５は、基台５６と３個のフレーム５７〜５９とから構成されている。フレーム５７は、基台５６に昇降可能に保持され、フレーム５８は、フレーム５７に昇降可能に保持され、フレーム５９は、フレーム５８に昇降可能に保持されている。フレーム５９の上端には、アーム支持部材６０が固定されており、２本のアーム５４の基端側は、アーム支持部材６０に回動可能に連結されている。

【0110】

また、ロボット１は、基台５６に対してフレーム５７を昇降させ、フレーム５７に対してフレーム５８を昇降させるとともに、フレーム５８に対してフレーム５９を昇降させて、フレーム５７〜５９を伸縮させることで、ハンド５３およびアーム５４を昇降させる昇降機構を備えている。この昇降機構は、ハンド５３を昇降させるためのモータ（昇降用モータ）６１と、上下方向を軸方向として基台５６に回転可能に取り付けられモータ６１の動力で回転するボールネジ６２と、ボールネジ６２に係合するとともにフレーム５７に取り付けられるナット部材６３と、プーリとベルトとを有しフレーム５７とフレーム５８とを繋ぐ動滑車手段６４と、プーリとベルトとを有しフレーム５８とフレーム５９とを繋ぐ動滑車手段６５とを備えている。また、この昇降機構では、フレーム５７にバランサシリンダ６６のシリンダロッドが取り付けられており、フレーム５７はバランサシリンダ６６によって常時、上方向に付勢されている。

【0111】

図９、図１０に示すロボット１では、モータ６１が一方向へ回転すると、フレーム５７が上昇するとともに、動滑車手段６４、６５の作用でフレーム５８、５９が上昇し、また、モータ６１が他方向へ回転すると、フレーム５７が下降するとともに、動滑車手段６４、６５の作用でフレーム５８、５９が下降する。すなわち、モータ６１が一方向へ回転すると、ハンド５３、アーム５４、アーム支持部材６０およびフレーム５７〜５９が上昇し、モータ６１が他方向へ回転すると、ハンド５３、アーム５４、アーム支持部材６０およびフレーム５７〜５９が下降する。図９、図１０に示すロボット１において、モータ６１は、ロボット１を動作させるための動作用モータである。モータ６１は、制御部に接続されており、制御部は、モータ６１を制御する。また、アーム５４は、エンドエフェクタであるハンド５３が取り付けられるエンドエフェクタ取付部材である。

【0112】

図９、図１０に示すロボット１においても、上述した形態と同様に、ハンド５３を下降させるときのモータ６１のトルク制限値である第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４の絶対値が、ハンド５３を上昇させるときのモータ６１のトルク制限値である第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３および第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４が設定されている。また、ハンド５３の上昇時には、第１トルク制限値Ｔ２１、Ｔ２３に基づいてモータ６１が制御され、ハンド５３の下降時には、第２トルク制限値Ｔ２２、Ｔ２４に基づいてモータ６１が制御されている。そのため、図９、図１０に示すロボット１においても、上述した形態と同様の効果を得ることができる。

【0113】

［産業用ロボットの変形例２］
図１１は、本発明の他の実施の形態にかかる産業用ロボット１の図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。図１２は、図１１（Ｂ）のＦ部の内部構造を説明するための断面図である。

【0114】

本発明が適用されるロボット１は、真空中で有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ用のガラス基板を搬送するための水平多関節型ロボットであっても良い。このロボット１は、ガラス基板が搭載されるエンドエフェクタとしてのハンド７３と、ハンド７３が先端側に連結されるアーム７４と、アーム７４の基端側が回動可能に連結される本体部７５と、本体部７５を昇降させる昇降機構７６とを備えている。本体部７５および昇降機構７６は、略有底円筒状のケース体７７の中に収容されている。ケース体７７は、円板状に形成されたフランジ部７７ａを備えている。フランジ部７７ａは、ケース体７７の上端部分を構成している。フランジ部７７ａには、本体部７５の上端側部分が配置される貫通孔が形成されている。

【0115】

ハンド７３およびアーム７４は、本体部７５の上側に配置されている。また、ハンド７３およびアーム７４は、フランジ部７７ａの上側に配置されている。ロボット１の、フランジ部７７ａの下端面よりも上側の部分は、真空チャンバー内に配置されている。すなわち、ロボット１の、フランジ部７７ａの下端面よりも上側の部分は、真空領域ＶＲの中に配置されており、ハンド７３およびアーム７４は、真空中に配置されている。一方、ロボット１の、フランジ部７７ａの下端面よりも下側の部分は、大気領域ＡＲの中（大気中）に配置されている。

【0116】

本体部７５には、本体部７５に対してアーム７４を回動させるためのモータ７８が取り付けられている。また、本体部７５は、アーム７４の基端側が固定される中空回転軸７９と、モータ７８の回転を減速してアーム７４に伝達する減速機８０と、減速機８０のケース体を保持するとともに中空回転軸７９を回動可能に保持する略円筒状の保持部材８１とを備えている。中空回転軸７９および保持部材８１は、その軸方向と上下方向とが一致するように配置されている。アーム７４の基端側は、中空回転軸７９の上端に固定されている。

【0117】

本体部７５とアーム７４とを繋ぐ関節部（すなわち、中空回転軸７９とアーム７４とを繋ぐ関節部）８２には、真空領域ＶＲへの空気の流出を防ぐ磁性流体シール８３が配置されている。磁性流体シール８３は、中空回転軸７９の外周面と保持部材８１の内周面との間に配置されている。また、関節部８２は、真空領域ＶＲへの空気の流出を防ぐためのベローズ８４が配置されている。ベローズ８４は、保持部材８１の上端側の一部の外周側を覆うようにケース体７７の内部に配置されている。ベローズ８４の下端は、保持部材８１に固定され、ベローズ８４の上端は、フランジ部７７ａに固定されている。ベローズ８４の内周側は、真空となっており、ベローズ８４の外周側は、大気圧となっている。昇降機構７６を構成する後述のモータ８６が回転して本体部７５が昇降すると、ベローズ８４が伸縮する。

【0118】

昇降機構７６は、本体部７５を昇降させるためのモータ（昇降用モータ）８６と、上下方向を軸方向としてケース体７７に回転可能に取り付けられモータ８６の動力で回転するボールネジ８７と、ボールネジ８７に係合するとともに本体部７５に取り付けられるナット部材８８とを備えている。図１１、図１２に示すロボット１では、モータ８６が一方向へ回転すると、ハンド７３、アーム７４および本体部７５が下降し、モータ８６が他方向へ回転すると、ハンド７３、アーム７４および本体部７５が上昇する。図１１、図１２に示すロボット１において、モータ８６は、ロボット１を動作させるための動作用モータである。モータ８６は、制御部に接続されており、制御部は、モータ８６を制御する。また、アーム７４は、エンドエフェクタであるハンド７３が取り付けられるエンドエフェクタ取付部材である。また、図１１、図１２に示すロボット１では、中空回転軸７９と保持部材８１とによって、エンドエフェクタ取付部材であるアーム７４が上端に固定される軸部材が構成されている。本体部７５が上昇した場合であっても、この軸部材の下端側は、ケース体７７の中に収容されている。

【0119】

図１１、図１２に示すロボット１では、ハンド７３およびアーム７４が真空中に配置されており、ハンド７３およびアーム７４と一緒に本体部７５が下降してベローズ８４が伸びると、負圧が発生してハンド７３、アーム７４および本体部７５を上側へ押し上げる大きな力が作用するため、ハンド７３を下降させる際にモータ８６に要求されるトルクの絶対値は大きくなり、ハンド７３を上昇させる際にモータ８６に要求されるトルクの絶対値は小さくなる。すなわち、ハンド７３を下降させる一方向にモータ８６が回転するときにモータ８６に要求されるトルクの絶対値の最大値は、ハンド７３を上昇させる他方向にモータ８６が回転するときにモータ８６に要求されるトルクの絶対値の最大値よりも大きくなる。

【0120】

したがって、図１１、図１２に示すロボット１では、上述した形態とは反対に、ハンド７３を上昇させるときのモータ８６のトルク制限値である第２トルク制限値の絶対値が、ハンド７３を下降させるときのモータ８６のトルク制限値である第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値および第２トルク制限値が設定されている。また、ハンド７３の下降時には、第１トルク制限値に基づいてモータ８６が制御され、ハンド７３の下降時には、第２トルク制限値に基づいてモータ８６が制御されている。そのため、図１１、図１２に示すロボット１においても、上述した形態と同様の効果を得ることができる。

【0121】

なお、図１１、図１２に示すロボット１において、ベローズ８４の内周側が大気圧となり、ベローズ８４の外周側が真空となるように、ベローズ８４の上端が中空回転軸７９の上端側に固定され、ベローズ８４の下端がフランジ部７７ａに固定されても良い。この場合には、ベローズ８４は、中空回転軸７９の上端側の一部の外周側を覆うようにケース体７７の外部に配置される。この場合であっても、ハンド７３およびアーム７４と一緒に本体部７５が下降してベローズ８４が伸びると、負圧が発生してハンド７３、アーム７４および本体部７５を上側へ押し上げる大きな力が作用するため、ハンド７３を上昇させるときのモータ８６のトルク制限値である第２トルク制限値の絶対値が、ハンド７３を下降させるときのモータ８６のトルク制限値である第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値および第２トルク制限値が設定される。また、ハンド７３の下降時には、第１トルク制限値に基づいてモータ８６が制御され、ハンド７３の下降時には、第２トルク制限値に基づいてモータ８６が制御される。

【0122】

［産業用ロボットの変形例３］
図１３は、本発明の他の実施の形態にかかるロボット１が設置されるバッテリー交換システムの斜視図である。図１４は、図１３のＧ部を別の角度から示す斜視図である。図１５は、図１３に示すバッテリー１０３およびバッテリー収容部１０４の構成を説明するための概略図である。図１６は、図１４に示すバッテリー抜差機構１１７および昇降機構１１８を正面から示す図である。図１７は、図１６のＨ−Ｈ方向からバッテリー抜差機構１１７および昇降機構１１８を示す図である。図１８は、図１６に示すバッテリー移動機構１２５を側面から説明するための図である。以下の説明では、水平方向において互いに直交する２方向のそれぞれをＸ方向およびＹ方向とし、Ｘ方向を前後方向、Ｙ方向を左右方向とする。

【0123】

本発明が適用されるロボット１は、車両１０２に搭載されているバッテリー１０３を交換するためのバッテリー交換ロボットであっても良い。車両１０２は、たとえば、電気バスである。車両１０２には、複数のバッテリー１０３が収容されるバッテリー収容部１０４が取り付けられている。バッテリー１０３の交換時には、車両１０２は、その進行方向と左右方向とが略一致するように停止している。ロボット１は、バッテリー収容部１０４に収容されているバッテリー１０３の交換が可能となるように、前後方向で車両１０２の側面１０２ａと向き合っている。このロボット１は、バッテリー収容部１０４に収容されているバッテリー１０３を引き抜いて、図示を省略するバッファステーションへ搬入するとともに、バッファステーションに収容された充電済みのバッテリー１０３をバッファステーションから搬出してバッテリー収容部１０４に差し込む。

【0124】

バッテリー収容部１０４は、バッテリー１０３が搭載されるバッテリー置き台１０６と、左右の側壁１０７とを備えており、バッテリー置き台１０６と側壁１０７とによって、バッテリー１０３の収容空間が形成されている。バッテリー収容部１０４には、複数のバッテリー１０３の収容空間が形成されており、複数のバッテリー１０３が収容可能となっている。また、バッテリー収容部１０４は、図１５に示すように、収容されたバッテリー１０３をロックするロック機構１０９と、車両１０２とバッテリー１０３とを電気的に接続するためのコネクタ１１０とを備えている。ロック機構１０９は、ロック部材１１１と、付勢部材１１２とを備えている。コネクタ１１０は、バッテリー収容部１０４の奥側に配置されている。

【0125】

ロック部材１１１は、たとえば、左右方向へ移動可能となるように側壁１０７に保持されている。このロック部材１１１は、図示を省略する付勢部材によって左右方向の内側へ付勢されており、側壁１０７からバッテリー収容部１０４の内側へ突出している。また、ロック部材１１１は、たとえば、略三角柱状に形成されており、前後方向と上下方向とから構成される平面に対して傾斜する傾斜面１１１ａと、左右方向と上下方向とから構成される平面と平行な端面１１１ｂとを備えている。端面１１１ｂは、ロック部材１１１の奥側の端面を構成している。傾斜面１１１ａは、バッテリー収容部１０４の手前側に向かうにしたがって、左右方向の外側へ広がるように傾斜している。

【0126】

付勢部材１１２は、たとえば、圧縮コイルバネである。この付勢部材１１２は、バッテリー１０３に形成される後述の係合突起１１５の端面１１５ｂとロック部材１１１の端面１１１ｂとが所定の接触圧で接触するように、バッテリー収容部１０４の手前側に向かってバッテリー１０３を付勢する機能を果たしている。車両１０２では、付勢部材１１２によってバッテリー１０３を付勢することで、バッテリー収容部１０４に収容されたバッテリー１０３の、車両１０２の走行時における振動を抑制している。

【0127】

バッテリー１０３の前面には、バッテリー収容部１０４からバッテリー１０３を引き抜くための取手部１１４が形成されている。また、バッテリー１０３は、図１５に示すように、ロック部材１１１に係合する係合突起１１５と、コネクタ１１０に接続されるコネクタ１１６とを備えている。コネクタ１１６は、バッテリー収容部１０４に収容されたバッテリー１０３の奥端面（背面）に取り付けられている。

【0128】

係合突起１１５は、たとえば、バッテリー１０３の左右の側面に固定されており、バッテリー１０３の左右の側面から左右方向の外側へ突出している。この係合突起１１５は、たとえば、略三角柱状に形成されており、前後方向と上下方向とから構成される平面に対して傾斜する傾斜面１１５ａと、左右方向と上下方向とから構成される平面と平行な端面１１５ｂとを備えている。端面１１５ｂは、係合突起１１５の手前側の端面を構成している。傾斜面１１５ａは、バッテリー収容部１０４の手前側に向かうにしたがって、左右方向の外側へ広がるように傾斜している。

【0129】

バッテリー収容部１０４にバッテリー１０３を収容する際に、バッテリー１０３がバッテリー収容部１０４に差し込まれていくと、やがて、係合突起１１５の傾斜面１１５ａとロック部材１１１の傾斜面１１１ａとが接触する。この状態でさらに、バッテリー１０３がバッテリー収容部１０４に差し込まれると、図１５（Ｂ）に示すように、ロック部材１１１を付勢する付勢部材の付勢力に抗して、ロック部材１１１が左右方向の外側へ移動する。係合突起１１５がロック部材１１１を通過するまでバッテリー１０３がさらに差し込まれると、ロック部材１１１は、この付勢部材の付勢力によって左右方向の内側へ移動する。また、係合突起１１５がロック部材１１１を通過するまでバッテリー１０３がさらに差し込まれると、付勢部材１１２がバッテリー１０３の奥端面に接触して、バッテリー収容部１０４の手前側に向かってバッテリー１０３を付勢する。

【0130】

すると、図１５（Ｃ）に示すように、バッテリー１０３に形成される係合突起１１５の端面１１５ｂとロック部材１１１の端面１１１ｂとが所定の接触圧で接触して、バッテリー収容部１０４に収容されたバッテリー１０３がロックされる。このように、ロック機構１０９は、バッテリー収容部１０４へのバッテリー１０３の差込み力で作動してバッテリー１０３をロックする機械式のロック機構である。具体的には、ロック機構１０９は、ロボット１を構成する後述のバッテリー係合部１２４によるバッテリー収容部１０４へのバッテリー１０３の差込み力で作動してバッテリー１０３をロックする機械式のロック機構である。また、バッテリー収容部１０４へのバッテリー１０３の差込み力によって、コネクタ１１０とコネクタ１１６とが接続される。具体的には、後述のバッテリー係合部１２４によるバッテリー収容部１０４へのバッテリー１０３の差込み力によって、コネクタ１１０とコネクタ１１６とが接続される。

【0131】

なお、図１５（Ｃ）に示す状態から（すなわち、ロック機構１０９にバッテリー１０３がロックされた状態から）さらにバッテリー１０３をバッテリー収容部１０４の奥側へわずかに押し込むと、ロック部材１１１が退避して、端面１１５ｂと端面１１１ｂとの接触状態が解除されるように、ロック機構１０９が構成されている。そのため、ロック機構１０９にバッテリー１０３がロックされた状態からさらにバッテリー１０３をバッテリー収容部１０４の奥側へわずかに押し込むと、ロック機構１０９によるバッテリー１０３のロック状態が解除されて、バッテリー収容部１０４からのバッテリー１０３の引抜きが可能になる。

【0132】

ロボット１は、バッテリー収容部１０４からのバッテリー１０３の引抜きおよびバッテリー収容部１０４へのバッテリー１０３の差込みを行うバッテリー抜差機構１１７と、バッテリー抜差機構１１７を昇降させる昇降機構１１８と、上下方向を軸方向としてバッテリー抜差機構１１７および昇降機構１１８を回動させる回動機構１１９と、バッテリー抜差機構１１７、昇降機構１１８および回動機構１１９を左右方向へ移動させる水平移動機構１２０とを備えている。

【0133】

バッテリー抜差機構１１７は、バッテリー１０３の引抜き時および差込み時にバッテリー１０３が搭載されるバッテリー搭載部１２２を有するバッテリー搭載機構１２３と、バッテリー１０３の引抜き時および差込み時にバッテリー１０３に係合してバッテリー搭載部１２２上でバッテリー１０３を移動させるバッテリー係合部１２４を有するバッテリー移動機構１２５とを備えている。また、バッテリー抜差機構１１７は、保持部材１２６に保持されている。バッテリー搭載機構１２３は、車両１０２に近づく方向および車両１０２から離れる方向へバッテリー搭載部１２２を移動させる搭載部移動機構を備えている。バッテリー搭載部１２２は、バッテリー１０３の交換時に車両１０２に近づく方向へ移動し、バッテリー１０３の交換が行われないときには、車両１０２から離れた位置で待機している。

【0134】

バッテリー移動機構１２５は、車両１０２に近づく方向および車両１０２から離れる方向へバッテリー係合部１２４を移動させる係合部移動機構１３９と、バッテリー係合部１２４を移動可能に保持するとともに保持部材１２６に移動可能に保持される移動保持部材１４０とを備えている。バッテリー係合部１２４は、バッテリー１０３の取手部１１４に係合する係合爪部１４１と、係合爪部１４１を上下動させるエアシリンダ１４２とを備えている。

【0135】

移動保持部材１４０は、バッテリー係合部１２４の移動方向に細長い長尺状に形成されている。係合部移動機構１３９は、バッテリー係合部１２４および移動保持部材１４０を移動させるための構成として、モータ１４４と、ボールネジ１４５と、ボールネジ１４５に螺合するナット部材１４６と、プーリ１４７、１４８と、プーリ１４７、１４８に架け渡されるベルト１４９とを備えている。モータ１４４は、保持部材１２６の後端部に固定されている。ボールネジ１４５は、保持部材１２６の上面部に回転可能に保持されており、モータ１４４の動力で回転する。ナット部材１４６は、移動保持部材１４０の後端部に固定されている。プーリ１４７は、移動保持部材１４０の後端部に回転可能に保持され、プーリ１４８は、移動保持部材１４０の前端部に回転可能に保持されている。ベルト１４９は、ベルト固定部材１５４を介してバッテリー係合部１２４に固定されるとともに、ベルト固定部材１５５を介して保持部材１２６の上面部に固定されている。

【0136】

図１４等に示すロボット１では、モータ１４４が回転すると、バッテリー係合部１２４が直線的に移動する。具体的には、モータ１４４が一方向へ回転すると、バッテリー係合部１２４が車両１０２に近づく方向へ移動し、モータ１４４が他方向へ回転すると、バッテリー係合部１２４が車両１０２から離れる方向へ移動する。そのため、図１４等に示すロボット１では、モータ１４４が一方向に回転するときに、バッテリー係合部１２４がバッテリー１０３をバッテリー収容部１０４へ差し込み、モータ１４４が他方向に回転するときに、バッテリー係合部１２４がバッテリー収容部１０４からバッテリー１０３を引き抜く。図１４等に示すロボット１において、モータ１４４は、バッテリー係合部１２４を移動させるための引抜差込用モータであるとともに、ロボット１を動作させるための動作用モータである。モータ１４４は、制御部に接続されており、制御部は、モータ１４４を制御する。

【0137】

図１４等に示すロボット１では、バッテリー収容部１０４にバッテリー１０３を差し込む際に、付勢部材によって左右方向の内側へ付勢されたロック部材１１１を左右方向の外側へ移動させなければならず、また、付勢部材１１２がバッテリー１０３の奥端面に接触して、バッテリー収容部１０４の手前側に向かってバッテリー１０３を付勢する。そのため、このロボット１では、バッテリー係合部１２４がバッテリー１０３をバッテリー収容部１０４へ差し込む際にモータ１４４に要求されるトルクの絶対値は大きくなり、バッテリー係合部１２４がバッテリー収容部１０４からバッテリー１０３を引き抜く際にモータ１４４に要求されるトルクの絶対値は小さくなる。すなわち、バッテリー１０３を差し込む一方向にモータ１４４が回転するときにモータ１４４に要求されるトルクの絶対値の最大値は、バッテリー１０３を引き抜く他方向にモータ１４４が回転するときにモータ１４４に要求されるトルクの絶対値の最大値よりも大きくなる。

【0138】

したがって、図１４等に示すロボット１では、バッテリー１０３を引き抜くときのモータ１４４のトルク制限値である第２トルク制限値の絶対値が、バッテリー１０３を差し込むときのモータ１４４のトルク制限値である第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値および第２トルク制限値が設定されている。具体的には、バッテリー係合部１２４がバッテリー１０３の差込み動作や引抜き動作を正常に行っているときに、モータ１４４のトルクが第１トルク制限値を超えたり、第２トルク制限値を下回ったりしないように、また、バッテリー１０３の差込み時にバッテリー１０３やバッテリー係合部１２４等が周辺装置等に接触した場合にモータ１４４のトルクが第１トルク制限値を超え、かつ、バッテリー１０３の引抜き時にバッテリー１０３やバッテリー係合部１２４等が周辺装置等に接触した場合にモータ１４４のトルクが第２トルク制限値を下回るように、第１トルク制限値および第２トルク制限値が設定されている。また、バッテリー１０３の差込み時には、第１トルク制限値に基づいてモータ１４４が制御され、バッテリー１０３の引抜き時には、第２トルク制限値に基づいてモータ１４４が制御されている。

【0139】

そのため、このロボット１では、バッテリー１０３の交換時にバッテリー係合部１２４等が周辺装置等に接触してモータ１４４のトルクがトルク制限値を超えたり、下回ったりした場合に、モータ１４４を停止させてバッテリー係合部１２４等の損傷を防止することが可能になる。また、このロボット１では、バッテリー１０３の交換時にバッテリー係合部１２４が正常に動作している場合に、モータ１４４を回転させ続けて、バッテリー係合部１２４を適切に動作させることが可能になる。

【0140】

［産業用ロボットの変形例４］
図１９は、本発明の他の実施の形態にかかる産業用ロボット１の斜視図である。図２０は、本発明の他の実施の形態にかかる産業用ロボット１の斜視図である。

【0141】

本発明が適用されるロボット１は、水平多関節型ロボットやバッテリー交換ロボット以外のロボットであっても良い。たとえば、本発明が適用されるロボット１は、図１９に示すように、複数の関節部を有する垂直多関節ロボットであっても良い。このロボット１は、所定の設置面に固定されるベースフレーム２０２と、ベースフレーム２０２に回動可能に連結される旋回フレーム２０３と、旋回フレーム２０３に回動可能に連結される第１アーム２０４と、第１アーム２０４に回動可能に連結される第２アーム２０５と、第２アーム２０５に回動可能に連結される手首部２０６とを備えている。

【0142】

第１アーム２０４の基端側は、軸Ａ１を中心とする回動が可能となるように旋回フレーム２０３に連結されている。旋回フレーム２０３と第１アーム２０４とを連結する関節部２１３には、旋回フレーム２０３に対して第１アーム２０４を回動させるモータ２１４が配置されている。第２アーム２０５の基端側は、軸Ａ２を中心とする回動が可能となるように第１アーム２０４の先端側に連結されている。第１アーム２０４と第２アーム２０５とを連結する関節部２１５には、第１アーム２０４に対して第２アーム２０５を回動させるモータ２１６が配置されている。以下の説明では、図１９の時計回りの回転方向を時計方向とし、図１９の反時計回りの回転方向を反時計方向とする。

【0143】

第２アーム２０５および手首部２０６等の重量の影響によって、第１アーム２０４が旋回フレーム２０３に対して時計方向に回動する際にモータ２１４に要求されるトルクの絶対値の最大値が、第１アーム２０４が旋回フレーム２０３に対して反時計方向に回動する際にモータ２１４に要求されるトルクの絶対値の最大値よりも大きくなる範囲で第１アーム２０４が回動するようにロボット１が使用される場合には、第１アーム２０４が反時計方向に回動するときのモータ２１４のトルク制限値である第２トルク制限値の絶対値が、第１アーム２０４が時計方向に回動するときのモータ２１４のトルク制限値である第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値および第２トルク制限値が設定されている。また、第１アーム２０４が時計方向に回動するときには、第１トルク制限値に基づいてモータ２１４が制御され、第１アーム２０４が反時計方向に回動するときには、第２トルク制限値に基づいてモータ２１４が制御される。

【0144】

また、手首部２０６等の重量の影響によって、第２アーム２０５が第１アーム２０４に対して時計方向に回動する際にモータ２１６に要求されるトルクの絶対値の最大値が、第２アーム２０５が第１アーム２０４に対して反時計方向に回動する際にモータ２１６に要求されるトルクの絶対値の最大値よりも大きくなる範囲で第２アーム２０５が回動するようにロボット１が使用される場合には、第２アーム２０５が反時計方向に回動するときのモータ２１６のトルク制限値である第２トルク制限値の絶対値が、第２アーム２０５が時計方向に回動するときのモータ２１６のトルク制限値である第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値および第２トルク制限値が設定されている。また、第２アーム２０５が時計方向に回動するときには、第１トルク制限値に基づいてモータ２１６が制御され、第２アーム２０５が反時計方向に回動するときには、第２トルク制限値に基づいてモータ２１６が制御される。

【0145】

この場合にも、上述した形態と同様に、第１アーム２０４や第２アーム２０５の動作中に手首部２０６等が周辺装置等に接触した場合に、モータ２１４、２１６を停止させて手首部２０６等の損傷を防止することが可能になるとともに、第１アーム２０４や第２アーム２０５が正常に動作している場合に、モータ２１４、２１６を回転させ続けて、ロボット１を適切に動作させることが可能になる。なお、図１９に示すロボット１では、モータ２１４、２１６は、動作用のモータである。モータ２１４、２１６は、制御部に接続されており、制御部は、モータ２１４、２１６を制御する。

【0146】

また、本発明が適用されるロボット１は、図２０に示すように、いわゆるパラレルリンク型のロボットであっても良い。このロボット１は、本体部２５２と、本体部２５２に連結される３本のレバー２５３と、３本のレバー２５３のそれぞれに連結されるアーム部２５４と、アーム部２５４に連結されるヘッドユニット２５５とを備えている。３本のレバー２５３は、本体部２５２の外周側へ略等角度ピッチで略放射状に伸びるように本体部２５２に連結されている。３本のレバー２５３の基端側は、本体部２５２に回動可能に連結されている。本体部２５２とレバー２５３とを繋ぐ関節部２５７には、レバー２５３を回動させるモータ２５８が配置されている。アーム部２５４の基端側は、レバー２５３の先端側に回動可能に連結されている。ヘッドユニット２５５は、アーム部２５４の先端側に回動可能に連結されている。

【0147】

図２０に示すロボット１では、ヘッドユニット２５５等の重量の影響によって、レバー２５３が一方向へ回動する際にモータ２５８に要求されるトルクの絶対値の最大値が、レバー２５３が他方向に回動する際にモータ２５８に要求されるトルクの絶対値の最大値よりも大きくなる範囲でレバー２５３が回動するようにロボット１が使用される場合には、レバー２５３が他方向に回動するときのモータ２５８のトルク制限値である第２トルク制限値の絶対値が、レバー２５３が一方向に回動するときのモータ２５８のトルク制限値である第１トルク制限値の絶対値よりも小さくなるように、第１トルク制限値および第２トルク制限値が設定されている。また、レバー２５３が一方向に回動するときには、第１トルク制限値に基づいてモータ２５８が制御され、レバー２５３が他方向に回動するときには、第２トルク制限値に基づいてモータ２５８が制御される。

【0148】

この場合にも、上述した形態と同様に、レバー２５３およびアーム２５４の動作中にヘッドユニット２５５等が周辺装置等に接触した場合に、モータ２５８を停止させてヘッドユニット２５５等の損傷を防止することが可能になるとともに、レバー２５３およびアーム２５４が正常に動作している場合に、モータ２５８を回転させ続けて、ロボット１を適切に動作させることが可能になる。なお、図２０に示すロボット１では、モータ２５８は、動作用のモータである。モータ２５８は、制御部に接続されており、制御部は、モータ２５８を制御する。

【0149】

また、本発明が適用されるロボットは、その他の形式のロボットであっても良い。たとえば、本発明が適用されるロボットは、直交型のロボットであっても良い。

【符号の説明】

【0150】

１ ロボット（産業用ロボット）
２ 本体部
５ 制御部
６ ペンダントスイッチ
１１ 第１アーム部
１２ 第２アーム部
１５ モータ（第１回動用モータ）
１７ モータ（第２回動用モータ）
１９ モータ（回転用モータ）
２２、６１、８６ モータ（昇降用モータ）
２３ ボールネジスプライン軸（エンドエフェクタ取付部材）
４３、５３、７３ ハンド（エンドエフェクタ）
４４、５４、７４ アーム（エンドエフェクタ取付部材）
７７ ケース体
７９ 中空回転軸（軸部材の一部）
８１ 保持部材（軸部材の一部）
８４ ベローズ
１０２ 車両
１０３ バッテリー
１０４ バッテリー収容部
１１７ バッテリー抜差機構
１２４ バッテリー係合部
１４４ モータ（引抜差込用モータ）
２１４、２１６、２５８ モータ
Ｔ１〜Ｔ４、Ｔ１３、Ｔ１４ トルク制限値
Ｔ１１ 第１トルク制限値（トルク制限値）
Ｔ１２ 第２トルク制限値（トルク制限値）
Ｔ２１ 第１トルク制限値、教示時の第１トルク制限値
Ｔ２２ 第２トルク制限値、教示時の第２トルク制限値
Ｔ２３ 第１トルク制限値、自動運転時の第１トルク制限値
Ｔ２４ 第２トルク制限値、自動運転時の第２トルク制限値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】