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(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】
(24)【登録日】2023-01-10
(45)【発行日】2023-01-18
(54)【発明の名称】ロボット用台座及びロボット
(51)【国際特許分類】
   B25J 19/00 20060101AFI20230111BHJP
【FI】
B25J19/00 Z
【請求項の数】 16
(21)【出願番号】P 2019147151
(22)【出願日】2019-08-09
(65)【公開番号】P2021028091
(43)【公開日】2021-02-25
【審査請求日】2022-01-31
(73)【特許権者】
【識別番号】501428545
【氏名又は名称】株式会社デンソーウェーブ
(74)【代理人】
【識別番号】100121821
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 強
(74)【代理人】
【識別番号】100125575
【弁理士】
【氏名又は名称】松田 洋
(72)【発明者】
【氏名】棚田 瑞樹
【審査官】臼井 卓巳
(56)【参考文献】
【文献】特開昭62-034796(JP,A)
【文献】実開昭63-016567(JP,U)
【文献】特開平05-285869(JP,A)
【文献】特開平10-118973(JP,A)
【文献】登録実用新案第3104493(JP,U)
【文献】米国特許出願公開第2015/0002659(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B25J 1/02-19/00
G01B 11/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボット本体が搭載される台座本体を有し、前記台座本体に前記ロボット本体が固定された状態で当該台座本体が設置面に非固定となるようにして載置されるロボット用台座であって、
前記台座本体には、上下に貫通する貫通部が形成されており、
前記貫通部に挿通された状態で前記設置面に載置され、当該設置面に載置されることで自立する自立体を備え、
前記台座本体及び前記自立体が前記設置面に載置された状態では、前記自立体と前記貫通部の内壁との間に、水平方向における前記自立体と前記台座本体との相対変位を可能とする隙間が形成されるように構成されているロボット用台座。
【請求項2】
前記自立体は、
前記貫通部に挿通される軸部と、
前記軸部の上端部に設けられ前記台座本体に上方から対向する上側フランジ部と
を有し、
前記上側フランジ部は、前記貫通部を通過不可となるように形成されている請求項1に記載のロボット用台座。
【請求項3】
前記自立体は、前記台座本体及び前記自立体が前記設置面に載置された状態においては、前記上側フランジ部と前記台座本体の上面との間に隙間が形成されるように構成されている請求項2に記載のロボット用台座。
【請求項4】
前記自立体は、前記上側フランジ部が前記台座本体の上面に当接した状態では、当該自立体の下端が前記台座本体の下端よりも下方に突出するように構成されている請求項2又は請求項3に記載のロボット用台座。
【請求項5】
前記台座本体の上面において前記上側フランジ部と対向する部分には前記台座本体と前記自立体との相対変位を目視により確認する際に指標となる基準マーカが設けられている請求項2乃至請求項4のいずれか1つに記載のロボット用台座。
【請求項6】
前記台座本体は、当該台座本体が前記設置面に載置されていない場合に前記自立体を保持可能となるように構成されており、
前記自立体が前記台座本体によって保持された状態では、水平方向において前記自立体の当該台座本体に対する位置が所定位置となるように規定する規定手段を備えている請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載のロボット用台座。
【請求項7】
前記自立体が前記台座本体によって保持された状態でそれら台座本体及び自立体が前記設置面へ載置される場合には、前記自立体が前記所定位置に留まるようにして前記台座本体と前記自立体とが離間する構成となっている請求項6に記載のロボット用台座。
【請求項8】
前記自立体は、前記貫通部に挿通される軸部を有し、
前記規定手段は、
前記貫通部の内壁の少なくとも一部を構成し、前記台座本体の上面側から下面側に向けて内径が小さくなる貫通部側テーパ部と、
前記軸部の周面の少なくとも一部を構成し、前記貫通部側テーパ部に係合する軸部側テーパ部と
を有し、
前記自立体は、前記貫通部側テーパ部と前記軸部側テーパ部とが係合した状態では、当該自立体の下端が前記貫通部から下方に突出し、当該下端が前記台座本体の下端よりも下方に位置するように構成されており、
前記貫通部側テーパ部と前記軸部側テーパ部とが係合することにより前記自立体が前記台座本体によって保持された状態となり、前記自立体が前記台座本体によって保持された状態でそれら台座本体及び自立体が前記設置面へ載置される場合には、前記自立体が自立した状態で前記台座本体が前記軸部側テーパ部の中心軸線方向に降下することにより前記貫通部側テーパ部と前記軸部側テーパ部との前記係合が解除される請求項6又は請求項7に記載のロボット用台座。
【請求項9】
前記自立体は、
前記貫通部に挿通される軸部と、
前記軸部の下端部に設けられた下側フランジ部と
を有している請求項1乃至請求項8のいずれか1つに記載のロボット用台座。
【請求項10】
前記自立体は、
前記貫通部に挿通される軸部と、
前記軸部の上端部に設けられ、前記台座本体に上方から対向する上側フランジ部と、
前記軸部の下端部に設けられ、前記台座本体に下方から対向する下側フランジ部と
を有し、
前記上側フランジ部及び前記下側フランジ部は、前記貫通部を通過不可となるように形成されている請求項1乃至請求項8のいずれか1つに記載のロボット用台座。
【請求項11】
前記自立体の下端には、前記設置面に当該自立体を固定する固定手段が設けられている請求項1乃至請求項8のいずれか1つに記載のロボット用台座。
【請求項12】
前記自立体及び前記台座本体の少なくとも一方には、水平方向における前記自立体と前記台座本体との相対位置が変化した場合に、変化後の相対位置から変化前の相対位置への復帰を妨げる手段を備えている請求項1乃至請求項11のいずれか1つに記載のロボット用台座。
【請求項13】
前記貫通部は、前記台座本体における前記ロボット本体の搭載領域の外側の領域に配設されている請求項1乃至請求項12のいずれか1つに記載のロボット用台座。
【請求項14】
前記貫通部及び前記自立体が複数設けられている請求項1乃至請求項13のいずれか1つに記載のロボット用台座。
【請求項15】
前記台座本体の重量は、前記ロボット本体の重量と同一又は同等となるように形成されている請求項1乃至請求項14のいずれか1つに記載のロボット用台座。
【請求項16】
請求項1乃至請求項15のいずれか1つに記載のロボット用台座にロボット本体が搭載されてなるロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロボット用台座及びロボットに関する。
【背景技術】
【0002】
産業用ロボット等のロボットには、ローラ移動式の架台にロボット本体を配置することでロボットのレイアウト変更等に配慮されているものがある(例えば特許文献1参照)。この種のロボットによれば、据え付けタイプのロボットと比較して、ユーザの利便性の向上等が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2018-176305号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年ではロボットの小型化や信頼性の向上(安全柵を必須としないロボットの開発)に伴い人間とロボットとの協働が実現されつつある。本願発明者は、小型化されたロボット本体を台座に搭載し、この台座をテーブル等の設置対象に非固定となるようにして載置することでロボットが設置される構成を考案した。こうした構成によれば、人間とロボットとの協働の実現に大きく寄与できる。
【0005】
但し、人間とロボットとの協働を前提とした作業環境においては人間がロボットや設置対象に当たることでロボットの位置が初期の設置位置からずれる可能性がある。このような位置ずれはロボットの予期しない動作の要因になると懸念される。ここで、ロボットの位置ずれについては例えば台座を大型化したり重くしたりすることにより抑制できるものの、このような対策を講じた場合にはロボットを移動させる際の作業負荷が大きくなったり、ロボットの設置領域が嵩んだりすると想定される。このように、人間とロボットとの協働を促進すべくロボットの設置自由度の向上を図る上では、ロボットに係る構成に改善の余地がある。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、ロボットの設置自由度を好適に向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
以下、上記課題を解決するための手段について記載する。
【0008】
第1の手段は、ロボット本体が搭載される台座本体を有し、前記台座本体に前記ロボット本体が固定された状態で当該台座本体が設置面に非固定となるようにして載置されるロボット用台座であって、前記台座本体には、上下に貫通する貫通部が形成されており、前記貫通部に挿通された状態で前記設置面に載置され、当該設置面に載置されることで自立する自立体を備え、前記台座本体及び前記自立体が前記設置面に載置された状態では、前記自立体と前記貫通部の内壁との間に、水平方向における前記自立体と前記台座本体との相対変位を可能とする隙間が形成されるように構成されている。
【0009】
台座本体を設置面(テーブル等)に対して非固定となるようにして載置する構成においては、ロボットの設置自由度を高めてユーザ等の利便性向上に寄与できる。しかしながら、このような構成では台座が固定されていないため、人間がロボット本体や設置面(テーブル等)に当たることにより水平方向におけるロボットの位置が初期位置(設置時の位置)から変化し得る。このような位置ずれは、ロボットの予期しない動作の要因になり、利便性の向上に起因してロボットに対する信頼性が低下すると懸念される。この点、上記第1の手段に示した構成によれば、ロボットの位置がずれた場合には、水平方向において自立体と台座本体との相対位置が変化する。つまり、台座に位置ずれの痕跡が残ることとなる。作業者や管理者は自立体と台座本体(貫通部)との位置関係を目視で確認することにより、位置ずれ発生の有無を把握することができる。このように、位置ずれの早期把握ができる構成とすれば、位置ずれに起因した予期せぬ動作を抑制し、利便性の向上に起因したロボットの信頼性の低下を抑えることができる。また、上記構成によれば、台座本体が動かないように当該台座本体のサイズや重量を無理に大きくしなくてもよいため、設置スペースの確保が難しくなったり設置時の作業負荷が大きくなったりすることを抑制できる。故に、ロボットの設置自由度を好適に向上させることができる。
【0010】
第2の手段では、前記自立体は、前記貫通部に挿通される軸部と、前記軸部の上端部に設けられ前記台座本体に上方から対向する上側フランジ部とを有し、前記上側フランジ部は、前記貫通部を通過不可となるように形成されている。
【0011】
上記構成によれば、自立体の上側フランジ部が台座本体に当接することで台座本体からの自立体の抜け落ちを回避できる。このような構成とすれば、台座載置の前に自立体を台座本体に組みつけておくこと(事前組み付け)が可能となり、作業者の利便性を向上させることができる。
【0012】
第3の手段では、前記自立体は、前記台座本体及び前記自立体が前記設置面に載置された状態においては、前記上側フランジ部と前記台座本体の上面との間に隙間が形成されるように構成されている。
【0013】
上記構成によれば、自立体が自立することで上側フランジ部が台座本体の上面から離間し、両者の間に隙間が形成される。このような構成とすれば上記位置ずれが発生する際に当該台座本体との間の摩擦によって自立体が台座本体に追従するようにして変位することを回避できる。すなわち、位置ずれが発生したにも関わらず、その痕跡が残らなくなることを回避できる。
【0014】
第4の手段では、前記自立体は、前記上側フランジ部が前記台座本体の上面に当接した状態では、当該自立体の下端が前記台座本体の下端よりも下方に突出するように構成されている。
【0015】
上記構成によれば、自立体を台座本体に組み付けた状態では、台座本体の下端から自立体の下端が突出する。このような構成とすれば、台座を載置する際に先に自立体が設置面に当たって降下が止まり、台座が更に降下することで上下方向における自立体と台座本体との位置関係を変化させることができる。これにより、上記追従を回避し、上記第3の手段に示した効果を好適に発揮させることができる。
【0016】
また、載置に伴って自動的に上側フランジ部を台座本体の上面から離間させることができるため、作業忘れ等によって上側フランジ部が台座本体に当接したままとなることを回避することができる。なお、上記構成は、作業者が自立体に触れる機会を減らす上でも好ましい。
【0017】
第5の手段では、前記台座本体の上面において前記上側フランジ部と対向する部分には前記台座本体と前記自立体との相対変位を目視により確認する際に指標となる基準マーカが設けられている。
【0018】
上記構成によれば、基準マーカと上側フランジ部とを見比べることで位置ずれを確認できる。このような構成では、貫通部の内部をのぞき込む必要が無いため、確認作業の容易化を実現し、作業が煩わしい等の理由から位置ずれ確認の機能が上手く活用されなくなることを抑制できる。
【0019】
第6の手段では、前記台座本体は、当該台座本体が前記設置面に載置されていない場合に前記自立体を保持可能となるように構成されており、前記自立体が前記台座本体によって保持された状態では、水平方向において前記自立体の当該台座本体に対する位置が所定位置となるように規定する規定手段を備えている。
【0020】
上記構成に示すように自立体が台座本体により保持される際に自動的に位置合わせ(センタリング)される構成とすれば、台座の載置後に手作業で位置合わせを行う必要がなくなる。これは、作業者の利便性の向上を図る上で好ましい。
【0021】
第7の手段では、前記自立体が前記台座本体によって保持された状態でそれら台座本体及び自立体が前記設置面へ載置される場合には、前記自立体が前記所定位置に留まるようにして前記台座本体と前記自立体とが離間する構成となっている。
【0022】
例えば手作業によって位置合わせを行う構成を想定した場合には、作業ばらつきの影響により位置ずれ確認の機能が上手く発揮されないといった事象が発生し得る。この点、上記構成によれば、台座を持ち上げて設置面に載せることで自立体が位置合わせされた状態でセットされるため、作業者が自立体に触れる機会を減らすことができる。これにより、作業ミス等に起因して上記確認機能が上手く発揮されなくなることを抑制できる。
【0023】
第8の手段では、前記自立体は、前記貫通部に挿通される軸部を有し、前記規定手段は、前記貫通部の内壁の少なくとも一部を構成し、前記台座本体の上面側から下面側に向けて内径が小さくなる貫通部側テーパ部と、前記軸部の周面の少なくとも一部を構成し、前記貫通部側テーパ部に係合する軸部側テーパ部とを有し、前記自立体は、前記貫通部側テーパ部と前記軸部側テーパ部とが係合した状態では、当該自立体の下端が前記貫通部から下方に突出し、当該下端が前記台座本体の下端よりも下方に位置するように構成されており、前記貫通部側テーパ部と前記軸部側テーパ部とが係合することにより前記自立体が前記台座本体によって保持された状態となり、前記自立体が前記台座本体によって保持された状態でそれら台座本体及び自立体が前記設置面へ載置される場合には、前記自立体が自立した状態で前記台座本体が前記軸部側テーパ部の中心軸線方向に降下することにより前記貫通部側テーパ部と前記軸部側テーパ部との前記係合が解除される。
【0024】
上記構成によれば、台座を載置する前に台座本体のテーパ部と自立体のテーパ部とが係合することで位置合わせがなされ、台座を設置面に載せることで台座本体から自立体が分離される。この際、テーパ部同士の引っ掛かりが回避されるため、台座を降下させる過程で水平方向における相対位置にずれが生じることを好適に抑制できる。
【0025】
第9の手段では、前記自立体は、前記貫通部に挿通される軸部と、前記軸部の下端部に設けられた下側フランジ部とを有している。
【0026】
例えばロボット動作時の振動等によって自立体が倒れると位置ずれが発生していないにも関わらずあたかも位置ずれが発生したかのように誤認される可能性が高くなる。これは、位置ずれ確認機能に対する信頼性を低下させる要因になる。また、自立体が倒れる度に自立体の再セットが必要となることは、作業者にとって酷である。この点、上述したように軸部の下端部に下側フランジ部を設けて設置面に対する接触範囲を大きくすれば、自立体の姿勢を安定させることができる。これにより、振動等による自立体の倒れを抑制し、上記各種懸念を好適に払拭できる。
【0027】
第10の手段では、前記自立体は、前記貫通部に挿通される軸部と、前記軸部の上端部に設けられ、前記台座本体に上方から対向する上側フランジ部と、前記軸部の下端部に設けられ、前記台座本体に下方から対向する下側フランジ部とを有し、前記上側フランジ部及び前記下側フランジ部は、前記貫通部を通過不可となるように形成されている。
【0028】
例えばロボット動作時の振動等によって自立体が倒れると位置ずれが発生していないにも関わらずあたかも位置ずれが発生したかのように誤認される可能性が高くなる。これは、位置ずれ確認機能に対する信頼性を低下させる要因になる。また、自立体が倒れる度に自立体の再セットが必要となることは、作業者にとって酷である。この点、上述したように軸部の下端部に下側フランジ部を設けて設置面に対する接触範囲を大きくすれば、自立体の姿勢を安定させることができる。これにより、振動等による自立体の倒れを抑制し、上記各種懸念を好適に払拭できる。
【0029】
また、上下のフランジ部については貫通部を通過不可となっている。このような構成は、自立体の紛失を抑制する上で好ましい。
【0030】
第11の手段では、前記自立体の下端には、前記設置面に当該自立体を固定する固定手段が設けられている。
【0031】
例えばロボット動作時の振動等によって自立体が倒れると位置ずれが発生していないにも関わらず発生しているように誤認される可能性が高くなる。これは、位置ずれ確認機能に対する信頼性を低下させる要因になる。この点、上述したように軸部の下端部に固定手段(例えば吸盤や磁石)を設けて自立体が設置面に固定される構成とすれば、自立体の姿勢を安定させることができる。これにより、振動等による自立体の倒れを抑制し、上記懸念を好適に払拭できる。なお、第2の手段等に示した上側フランジ部や第8の手段に示したテーパ部の係合構造を併用すれば、ロボットのレイアウトを変更等する場合に設置面に固定された自立体が設置面に残ったままになることを抑制できる。
【0032】
第12の手段では、前記自立体及び前記台座本体の少なくとも一方には、水平方向における前記自立体と前記台座本体との相対位置が変化した場合に、変化後の相対位置から変化前の相対位置への復帰を妨げる手段を備えている。
【0033】
ロボット設置後に台座本体が大きく動いた場合には、自立体が貫通部の壁面に衝突→跳ね返ってもとの位置に戻る可能性がある。このような動きが発生した場合には、位置ずれの痕跡が残らず、確認作業を行った場合に位置ずれが見逃されると懸念される。この点、上記構成によれば、自立体と台座本体との相対位置が変化した場合には、変化後の相対位置から変化前の相対位置への復帰が妨げられる(変化後の位置に留まる)こととなる。これにより、上記不都合の発生を好適に抑制できる。例えば、自立体が貫通部の壁面に接触した場合には磁力等によって自立体が当該壁面にくっつく構成とするとよい。
【0034】
第13の手段では、前記貫通部は、前記台座本体における前記ロボット本体の搭載領域の外側の領域に配設されている。
【0035】
上記構成によれば、ロボット本体が自立体等の位置を確認する際の妨げになることを抑制できる。
【0036】
第14の手段では、前記貫通部及び前記自立体が複数設けられている。
【0037】
貫通部及び自立体の組み合せを複数併用すれば、ロボットの向きが変わるようにして位置ずれ(ローテーション)が発生した場合には、その痕跡が何れかの上記組合せに残ることとなる。これにより、ローテーションの見逃しを好適に抑制できる。
【0038】
第15の手段では、前記台座本体の重量は、前記ロボット本体の重量と同一又は同等となるように形成されている。
【0039】
台座本体(台座)については重量を大きくすることで上記位置ずれを抑制することができる。しかしながら、台座本体(台座)の重量を無暗に大きくした場合にはロボットを設置する際の作業負荷も大きくなると懸念される。そこで、上述の如く、目視による位置ずれの確認を容易化しつつ台座本体の重量をロボット本体の重量と同一又は同等となるように形成すれば、ロボット設置時の作業負荷を抑えつつ、ロボットの設置自由度を好適に向上させることができる。なお、「ロボット本体の重量と同一又は同等」とは、ロボット本体の重量との差が25%以内となるものを示す。因みに、設置自由度の向上を図る点にフォーカスする上では、台座本体の重量がロボット本体の重量よりも軽い構成、詳しくはロボット本体の重量の75%~100%となる構成とすることが好ましい。
【0040】
第16の手段に示すロボットでは、前記ロボット用台座に前記ロボット本体が搭載されてなる。
【0041】
上記ロボット用台座を用いてロボットを設置すれば、ロボットの設置自由度を好適に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0042】
図1】ロボットの斜視図。
図2】台座プレートの平面図。
図3図2のA-A線部分断面図。
図4】ロボットの設置の流れを示す概略図。
図5図2の部分拡大図。
図6】(a)台座の変形例を示す概略図、(b)図6(a)のB-B線部分断面図。
図7】台座の変形例を示す概略図。
図8】台座の変形例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【0043】
以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、機械組立工場において人間と協働する産業用のロボットに具現化している。図1に示すように、ロボット10は、ロボット本体20と台座30と備えている。
【0044】
ロボット本体20は、垂直多関節型の産業用ロボットであり、台座30に固定されるベースと、ベースに取り付けられた3軸のアームと、各アームを駆動させるモータと、モーションコントローラからの指令を受信し当該指令に基づいて各モータの駆動制御を行うサーボアンプとを有している。
【0045】
台座30は、平板状の台座プレート40を備えている。台座プレート40は、ロボット本体20が搭載される搭載領域としてのベース部43を有しており、ロボット本体20がボルト等の固定具を用いて当該ベース部43に固定されることで台座30とロボット本体20とが一体化されている。
【0046】
台座プレート40は、ベース部43から水平方向における外側(四方)に張り出す第1張出部44を有している。第1張出部44の下面には滑り止め部材45が取り付けられており、当該滑り止め部材45が設置面であるテーブルTに当接している。このようにして、ベース部43の外側にテーブルTとの当接箇所を設けることにより、ロボット10の設置安定性の向上が図られている。なお、テーブルTの上面は水平であり、滑り止め部材45が介在することで台座プレート40の下面とテーブルTの上面との間に隙間が生じている。
【0047】
第1張出部44の張出量については平面視においてロボット本体20の最大動作範囲を越えないように設定されている。本実施形態に示すロボット10についてはテーブルTにおいて作業者Wとの協働を想定したポータブルタイプの産業用ロボットであり、第1張出部44を極力小さくすることでテーブルTにおけるロボット10の占有領域が嵩むことを抑制している。
【0048】
また、台座プレート40は金属製(詳しくは鉄製)となっており、その重量がロボット本体20の重量と一致している。このように重量物である台座プレート40をロボット本体20の下方に配置することで、ロボット10の重心位置が引き下げている。これによりロボット10の設置安定性の向上が図られている。
【0049】
図2に示すように、ベース部43の長手方向に張り出した2つの第1張出部44の間にはベース部43から水平方向における外側(上記長手方向)に張り出す第2張出部46が設けられている。この第2張出部46には、ロボット10がテーブルTに設置された位置(以下、設置位置という)から位置ずれした場合に、当該位置ずれを目視にて確認可能とするロケータ部材60が取り付けられている。以下、図3を参照して、当該ロケータ部材60及びその取付構造について説明する。なお、本実施形態では、第2張出部46(後述する貫通孔47)及びロケータ部材60によって位置ずれ確認用の機構(位置確認機構70)が構成されている。
【0050】
第2張出部46の中央部分には当該第2張出部46の上面41及び下面42に跨るようにして貫通孔47が形成されている。貫通孔47は台座プレート40の厚さ方向(上下方向)に延びる丸孔であり、その内径が上面41側から下面42側に徐々に小さくなるテーパ状をなしている。
【0051】
上記ロケータ部材60は、貫通孔47に挿通された円柱状の軸部61を有している。軸部61は、貫通孔47と同じ方向に延びており、その上端部が上面41から上方に突出し且つその下端部が下面42から下方に突出している。軸部61の下端部には軸部61の中心軸線CL2の放射方向に拡がる下側フランジ部66が形成されている。下側フランジ部66は、中心軸線CL2を中心とする円板であり、その下面がテーブルTに当接している。これにより、ロケータ部材60はテーブルT上に自立した状態となっている。ロケータ部材60においてテーブルTと当接する部分を大きくすることで、ロケータ部材60の倒れを抑制している。なお、下側フランジ部66の外径は、貫通孔47の下側開口部分の内径よりも大きくなっており、貫通孔47の通過が不可となっている。
【0052】
軸部61の上端部には中心軸線CL2の放射方向に拡がる上側フランジ部65が形成されている。上側フランジ部65は、下側フランジ部66と同様に、中心軸線CL2を中心とする円板である。上側フランジ部65の外径は貫通孔47の上側開口部分の内径(最大内径)よりも大きくなっており、当該上側フランジ部65が第2張出部46の上面41に隙間を隔てて対向している。
【0053】
軸部61は、外径が一定且つ貫通孔47の下側開口部の内径(最小内径)よりも小さくなるように形成されたストレート部63と、当該ストレート部63の上端から上方に向けて外径が徐々に大きくなるように形成されたテーパ部62とで構成されている。テーパ部62については、貫通孔47の内周面48と同じテーパ比となっており且つ上側フランジ部65が第2張出部46の上面41に当接する位置にロケータ部材60が配置された場合に貫通孔47の内周面48に係合するように形成されている。
【0054】
ここで、図3及び図4を参照して、台座30(ロボット10)をテーブルTに設置する際の流れについて説明する。
【0055】
図4(a)に示すように、テーブルTから台座30が離間している状況下においては、ロケータ部材60が台座プレート40によって保持されている。具体的には、ロケータ部材60の上側フランジ部65が第2張出部46の上面41に上側から当接し且つ軸部61のテーパ部62が貫通孔47の内周面48に上側(内側)から係合している。これにより、ロケータ部材60の落下が規制されている。
【0056】
このようにロケータ部材60が保持された状態では、貫通孔47の中心軸線CL1とロケータ部材60の中心軸線CL2とが重なっており(一致しており)、水平方向において貫通孔47の中心となる位置(以下、基準位置という)にロケータ部材60が配置されている。本実施形態では、台座30を持ち上げる際にロケータ部材60が貫通孔47の内周面48及び軸部61のテーパ部62によって基準位置へ誘導され、ロケータ部材60の自重を利用して当該ロケータ部材60が基準位置に位置合わせ(以下、センタリングともいう)される構成となっている。これら貫通孔47の内周面48及び軸部61のテーパ部62がロケータ部材60の位置を規定する「規定手段」に相当する。
【0057】
本実施形態では、上側フランジ部65の下面から下側フランジ部66の下面までの距離寸法L2は、上側フランジ部65の当接対象となる第2張出部46の上面41から上記滑り止め部材45の下面までの距離寸法L1よりも長くなっている(図3参照)。このため、図4(a)→図4(b)に示すように、台座30がテーブルTに向けて真っ直ぐ降下した際には、台座プレート40の滑り止め部材45よりも先にロケータ部材60の下端(下側フランジ部66)がテーブルTに当接し、ロケータ部材60がテーブルT上に自立することとなる。
【0058】
その後も台座30がテーブルTに向けた降下を継続することで、ロケータ部材60と台座プレート40との上下方向における位置関係が変化する。具体的には、ロケータ部材60の軸部61(テーパ部62)と貫通孔47の内周面48とが離間して両者の係合が解除される。この場合であっても、台座30が真っ直ぐ降下することでロケータ部材60の中心軸線CL2と貫通孔47の中心軸線CL1とが一致したまま(同一直線上に位置したまま)維持され、ロケータ部材60が基準位置に留まることとなる。
【0059】
図4(c)に示すように、台座プレート40の滑り止め部材45がテーブルTに当接することで台座30のそれ以上の降下が不可となる。本実施形態では台座30がテーブルTに非固定となるようにして用いられる構成となっており、台座30が載置されることでロボット10の設置が完了する。この状態では、ロケータ部材60と台座プレート40とが離間(分離)しており、軸部61と貫通孔47の内周面48との間(詳しくは中心軸線CL1,CL2を中心とする周方向の全域)には、水平方向における台座プレート40とロケータ部材60との相対変位を許容する所定の空隙Sが形成されている。
【0060】
ロボット10の設置完了後に、ロボット10(台座プレート40)の位置が設置位置からずれた場合には、その位置ずれの痕跡が台座30に残ることとなる。具体的には、上記所定の空隙Sが確保されており、この空隙Sによって許容された範囲での位置の変化であれば、位置ずれの影響はロケータ部材60に及ばない。つまり、図4(c)→図4(d)に示すように、ロケータ部材60が基準位置に残りつつ台座プレート40の位置がずれて両者の相対位置が変化することで位置ずれの痕跡が残ることとなる。
【0061】
ここで、本実施形態においては、図5(ハッチング部分を参照)に示すように、台座プレート40(第2張出部46)の上面41においてロケータ部材60の上側フランジ部65と対向する部分には基準マーカ49(例えばシールやペイント)が設けられており、ロケータ部材60が基準位置に位置合わせ(セット)された状態では上側フランジ部65の外縁と基準マーカ49の外縁とが平面視において(中心軸線CL1,CL2方向に見て)一致する構成となっている。つまり、基準位置に位置合わせされた状態では、上方から見て基準マーカ49は上側フランジ部65の裏側に隠れている。
【0062】
作業者は、上方からこの基準マーカ49と上側フランジ部65とを見比べることにより、すなわち上側フランジ部65からの基準マーカ49のはみ出しの有無をチェックすることにより、ロボット10の位置ずれを容易に確認できる。このように、位置ずれの確認を行う際に指標となる基準マーカ49を設けることにより、作業が煩わしい等の理由から位置ずれ確認の機能が上手く活用されなくなることを抑制できる。
【0063】
なお、台座30の載置に伴って上側フランジ部65が台座プレート40の上面41から自動的に離間し、離間させるための別途操作が不要となっている。このような構成とすれば、作業忘れ等によって上側フランジ部65が台座プレート40の上面41に当接したままとなることを回避することができる。
【0064】
以上詳述した実施形態によれば、以下の優れた効果が期待できる。
【0065】
台座30(「ロボット用台座」に相当)をテーブルT(「設置面」に相当)に対して非固定となるようにして載置することでロボット10が設置される構成においては、ロボット10の設置自由度を高めてユーザ等の利便性向上に寄与できる。しかしながら、このような構成では台座30がテーブルTに固定されていないため、人間がロボット本体20やテーブルTに当たることにより水平方向におけるロボット10の位置が初期位置(設置時の位置)から変化し得る。このような位置ずれは、ロボット10の予期しない動作の要因になり、利便性の向上に起因してロボット10に対する信頼性が低下すると懸念される。この点、本実施形態では、ロボット10の位置がずれた場合には、水平方向においてロケータ部材60(「自立体」に相当)と台座プレート40(「台座本体」に相当)との相対位置が変化し、台座30に位置ずれの痕跡が残ることとなる。作業者や管理者はロケータ部材60と台座プレート40との位置関係を目視で確認することにより、位置ずれ発生の有無を把握することができる。このように、位置ずれの見逃しを抑制し当該位置ずれを早期発見できる構成とすれば、位置ずれに起因したロボット10の予期せぬ動作を抑制し、利便性の向上に起因したロボット10の信頼性の低下を抑えることができる。また、上記構成によれば、位置ずれが生じないように台座30(詳しくは台座プレート40)のサイズや重量を無理に大きくしなくてもよいため、ロボット10の設置スペースの確保が難しくなったり設置時の作業負荷が大きくなったりすることを抑制できる。故に、ロボット10の設置自由度を好適に向上させることができる。
【0066】
台座30がテーブルTに載置されてロケータ部材60が自立することで、上側フランジ部65と台座プレート40の上面41との間に隙間が形成される。このような構成によれば上記位置ずれが発生する際に当該台座プレート40との間の摩擦によってロケータ部材60が台座プレート40に追従するようにして変位することを回避できる。すなわち、位置ずれが発生したにも関わらず、その痕跡が残らなくなることを回避できる。
【0067】
台座30がテーブルTに載置されていない場合には、ロケータ部材60を台座プレート40によって保持可能となるように構成されており、ロケータ部材60が台座プレート40によって保持された状態ではロケータ部材60の自重を利用して当該ロケータ部材60が上記基準位置にセットされる。このように、ロケータ部材60が自動的に位置合わせされる構成とすれば、台座30の載置後に手作業でロケータ部材60の位置合わせを行う必要がなくなる。これは、作業者の利便性の向上を図る上で好ましい。
【0068】
また、例えば手作業によってロケータ部材60の位置合わせを行う構成を想定した場合には、作業ばらつきの影響により位置ずれ確認の機能が上手く発揮されないといった事象が発生し得る。この点、本実施形態では、台座30を持ち上げてテーブルTに載せることでロケータ部材60が位置合わせされた状態でセットされるため、作業者がロケータ部材60に触れる機会を減らすことができる。これにより、作業ミス等に起因して上記確認機能が上手く発揮されなくなることを抑制できる。
【0069】
例えばロボット動作時の振動等によってロケータ部材60が倒れると位置ずれが発生していないにも関わらずあたかも位置ずれが発生したかのように誤認される可能性が高くなる。これは、位置ずれ確認機能に対する信頼性を低下させる要因になる。また、ロケータ部材60が倒れる度に当該ロケータ部材60の再セットが必要となることは、作業者にとって酷である。この点、上述したようにロケータ部材60に下側フランジ部66を設け、テーブルTに対する接触面積を大きくすれば、振動等によるロケータ部材60の倒れを抑制し、上記各種懸念を好適に払拭できる。因みに、上下のフランジ部65,66については貫通孔47を通過不可となっている。このような構成は、台座プレート40に付属のロケータ部材60の紛失を抑制する上で好ましい。
【0070】
<その他の実施形態>
・上記実施形態では、貫通孔47の内周面48とロケータ部材60のテーパ部62とによりロケータ部材60の位置合わせがなされる構成としたが、位置決めピンを用いてロケータ部材60の位置合わせを行うことも可能である。以下、図6を参照して具体例について説明する。
【0071】
ロケータ部材60Aの上側フランジ部65Aにおいて第2張出部46Aと対向している部分には上下に貫通する複数の貫通孔69Aが形成されており、各貫通孔69Aには位置決めピン68Aが上方から挿通されている。位置決めピン68Aは、第2張出部46Aに上方から当接する頭部68aAと、頭部68aAから下方に延びる円柱状の軸部68bAとを有してなり、頭部68aAが第2張出部46Aに引っ掛かることで、当該第2張出部46Aによって保持されている。
【0072】
第2張出部46Aには、軸部68bAが挿通されるピン穴55が形成されている。貫通孔69A及びピン穴55については、何れも水平断面が円形となっており、その内径が軸部68bAの外径とほぼ同一となっている。貫通孔69A及びピン穴55に跨るようにして位置決めピン68Aが挿通されることで、ロケータ部材60Aの中心軸線CL2と貫通孔47Aの中心軸線CL1とが一致するようにしてロケータ部材60の位置合わせがなされる。なお、位置決めピン68Aは貫通孔69A及びピン穴55内を摺動可能となっており、テーブルTへの台座30Aの載置に伴うロケータ部材60Aと台座プレート40Aとの上下方向における位置関係の変化を妨げない構成となっている。
【0073】
台座30AをテーブルTに載置した後は、作業者等により位置決めピン68Aが上方に引き抜かれてロケータ部材60Aと台座プレート40Aとの連結が解除されることにより、水平方向におけるロケータ部材60Aと台座プレート40Aとの相対変位が許容された状態となる。
【0074】
因みに、上記変形例では、位置決めピン68Aを着脱式とし、台座30Aの載置後にユーザが手作業で当該位置決めピン68Aを取り外すことで水平方向におけるロケータ部材60Aと台座プレート40Aとの相対変位が可能となる構成としたが、位置決めピンを着脱式から固定式に変更することも可能である。例えば、図7に示すように位置決めピン68Bをロケータ部材60Bの上側フランジ部65Bに固定することも可能である。このような構成においては、台座の載置に伴って上下方向におけるロケータ部材60Bと台座プレート40Bとの位置関係が変化することにより位置決めピン68Bの先端がピン穴55Bから抜けて水平方向におけるロケータ部材60Bと台座プレート40Bとの相対変位が可能となる構成とするとよい。
【0075】
・上記実施形態では、第2張出部46においてセンタリングされたロケータ部材60の上側フランジ部65と対向する部分に基準マーカ49を配設した。この基準マーカ49の大きさ及び形状については、位置確認機能を担保できるのであれば任意に変更してもよい。例えば基準マーカ49の外径を上側フランジ部65よりも若干大きくしてもよいし若干小さくしてもよい。
【0076】
・上記実施形態では、台座30をテーブルTに載置することでロケータ部材60が基準位置に自動的にセンタリングされた状態で自立する構成としたが、手作業による基準位置への配置を否定するものではない。例えば、台座30をテーブルTに載置することで自立体が自立する一方、当該自立体の位置合わせについてはユーザに委ねる構成としてもよい。また、自立体の載置及び位置合わせの両方をユーザに委ねる構成としてもよい。
【0077】
・上記実施形態に示したロケータ部材60(詳しくは軸部61)に磁力を付与し且つ台座プレート40(詳しくは第2張出部46)を鉄等の磁性体で構成し、ロケータ部材60と台座プレート40との相対位置が変化してロケータ部材60が貫通孔47の内周面48に接触した場合に、ロケータ部材60と台座プレート40とが磁力によってくっつく構成とすることも可能である。このような構成とすれば、相対位置が変化した際に、ロケータ部材60が跳ね返って初期の相対位置に戻ることを抑制できる。これは、ロボット10の位置ずれの見逃しを抑制する上で好ましい。
【0078】
・上記実施形態では、ロケータ部材60の下端に下側フランジ部66を設けて接触面積を増やすことで、当該ロケータ部材60が少しの振動で倒れる等することを抑制したが、これに限定されるものではない。ロケータ部材60の自立機能を安定して発揮させる上では、以下の構成とすることも可能である。すなわち、ロケータ部材60の下端部に吸盤を設け、当該吸盤をテーブルTに吸着させることで固定させる構成としてもよい。また、テーブルTが磁性体である場合にはロケータ部材60の下端部に磁石を配設させて磁力により固定させる構成としてもよい。これら、吸盤及び磁石が「固定手段」に相当する。
【0079】
なお、下側フランジ部66については必須の構成ではなく、当該下側フランジ部66を省略することも可能である(図8参照)。
【0080】
・上記実施形態では、第2張出部46(貫通孔47)及びロケータ部材60からなる位置確認機構70を1つ設けたが、当該位置確認機構70を複数併用してもよい。例えば、ロボット本体20が搭載されるベース部43を挟んで対称となる位置に位置確認機構70を各々配設してもよい。このように位置確認機構70を複数併用する構成とすれば、ロボット10の向きが左右に変化した場合(回動が発生した場合)であっても当該回動が発生したことの痕跡が少なくともいずれかの位置検出機構にて確認可能となり、位置ずれの見逃しを好適に抑制できる。
【0081】
また、ロボット10の向きが左右に変化した場合(回動が発生した場合)に当該回動が発生したことの痕跡を確認可能とするための具体的構成については上記のものに限定されない。例えば、ロケータ部材60側と台座プレート40側とに回転位置を確認するための目印を追加してもよい。具体的には、ロケータ部材60の上側フランジ部65に矢印等の第1の目印を設けるとともに台座プレート40の上面41に貫通孔47を囲むようにしてメモリ等の第2の目印を設け、第1の目印と第2の目印との位置関係から回動が発生したことを確認可能とするとよい。なお、本変形例については特に、図6に示した変形例との組み合せによって以下の効果が期待できる。すなわち、ロケータ部材60Aの位置合わせによって第1の目印と第2の目印との初期の位置関係が決まることとなり、回動が発生したことを目視にて確認する際の見落としを好適に抑制できる。
【0082】
・上記実施形態では、第1張出部44とは別に設けられた第2張出部46に位置確認機構70を構成する貫通孔47を形成したが、これに限定されるものではない。搭載されたロボット本体20によって目視による確認を阻害されない位置であれば、形成位置を任意に変更してもよい。例えば、第1張出部44に貫通孔47を移設することも可能である。
【0083】
・上記実施形態では、台座プレート40に形成された貫通孔47の水平断面が円形となるように形成したが、貫通孔47の水平断面が多角形となるように形成することも可能である。また、貫通孔47の一部を水平方向外側に開放し切欠き状とすることも可能である。
【0084】
・上記実施形態では、ロケータ部材60と台座プレート40とをユニット化することでロケータ部材60の紛失を抑制したが、ロケータ部材60を台座プレート40に対して着脱自在とすることを否定するものではない。例えば、上述の如く下側フランジ部66を省略し、ロケータ部材60Cを上方に引き抜き可能としてもよい(図8参照)。
【0085】
・上記実施形態では、台座30(詳しくは台座プレート40)の重さがロボット本体20の重さと一致している構成について例示したが、これに限定されるものではない。例えば、ロボット本体20よりも軽い構成としてもよい。この場合、ロボット10の設置安定性の向上に配慮すれば台座30の重さはロボット本体20の重さに対して75%以上とすることが好ましい。
【0086】
また、台座プレート40にはロボット本体20の搭載領域となるベース部43から水平方向外側に張り出す第1張出部44を設けて設置安定性を向上させた。第1張出部44の張出し量については任意である。但し、台座30の大型化によってロボット10の設置スペースが嵩むことは人間との協働を促進する上で好ましくない。故に、望ましくは、第1張出部の張出量については平面視においてロボット本体20の最大動作範囲を越えないように設定することが好ましい。
【符号の説明】
【0087】
10…ロボット、20…ロボット本体、30…台座(「ロボット用台座」に相当)、40…台座プレート(「台座本体」に相当)、43…ベース部(「搭載領域」に相当)、46…第2張出部、47…貫通孔(「貫通部」に相当)、48…内周面(「内壁」及び「貫通部側テーパ部」に相当)、49…基準マーカ、60…ロケータ部材(「自立体」に相当)、61…軸部、62…テーパ部(「軸部側テーパ部」に相当)、65…上側フランジ部、66…下側フランジ部、70…位置確認機構、CL1,CL2…中心軸線、S…空隙(「隙間」に相当)、T…テーブル(「設置面」に相当)。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8