(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】2024-05-01
(45)【発行日】2024-05-13
(54)【発明の名称】ロボットおよびロボットシステム
(51)【国際特許分類】
B25J 19/00 20060101AFI20240502BHJP
B25J 9/06 20060101ALI20240502BHJP
【ＦＩ】
B25J19/00 J
B25J9/06 Z
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020133538
(22)【出願日】2020-08-06
(65)【公開番号】P2022029926
(43)【公開日】2022-02-18
【審査請求日】2023-04-13
(73)【特許権者】
【識別番号】000006622
【氏名又は名称】株式会社安川電機
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 毅
(72)【発明者】
【氏名】菊池 健太
(72)【発明者】
【氏名】橋本 健一
(72)【発明者】
【氏名】古谷 幸司
(72)【発明者】
【氏名】田畑 壱
【審査官】神山 貴行
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０５５４４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１６２６６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６０－０４４２８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－０３８３６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０９４８５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０６－０６４７５６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】独国実用新案第２０２００９００９３３４（ＤＥ，Ｕ１）
(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】
設置面に固定される基部と、前記基部に基端側が支持され、前記設置面に対して垂直な第１軸まわりに旋回する第１アームと、
前記第１アームの先端側に基端側が支持され、前記第１軸と平行な第２軸まわりに旋回する第２アームと、
前記第２アームの先端側に基端側が支持され、前記第２軸と平行な第３軸まわりに回転する第３アームと、
前記第３アームの先端側に基端側が支持され、前記第３軸と垂直な第４軸まわりに旋回する第４アームと、
前記第４アームの先端側に基端側が支持され、前記第４軸と平行な第５軸まわりに旋回する第５アームと、
前記第５アームの先端側に基端側が支持され、前記第５軸と垂直な第６軸まわりに回転する第６アームと、
前記第６アームの先端側に基端側が支持され、前記第６軸と直交する第７軸まわりに旋回する第７アームと、
前記第７アームの先端側に基端側が支持され、前記第７軸と直交する第８軸まわりに回転する第８アームと、
前記基部の内部と前記第１アームの内部とを前記第１軸まわりで連通させる第１中空部と、
ロボットを駆動するアクチュエータに接続される駆動用ケーブルと、
前記第１アームの内部と前記第２アームとを前記第２軸まわりで連通させる第２中空部と
を備え、
前記第２軸と前記第３軸との軸間距離は、
前記第３軸と前記第４軸との軸間距離よりも大きく、
前記第４軸と前記第５軸との軸間距離は、
前記第５軸と前記第７軸との軸間距離よりも小さく、
前記第２アームは、
前記第１アームの上面側に配置され、前記第２中空部の上端を底面とする窪みと、前記第２アームの延伸向きに延伸する一対の立壁と、前記一対の立壁をつなぐ立壁と、当該立壁に設けられるコネクタとを有し、前記一対の立壁で前記窪みを挟んだ形状を有しており、
前記駆動用ケーブルは、
前記基部の内部から前記第１中空部を通過して前記第１アームの内部へ配索され、前記第１アームの内部から前記第２中空部および前記第２アームの前記窪みを通過して前記コネクタへ接続され、前記第２アームの内部を通過して前記第３アームへ配索されること
を特徴とするロボット。
【請求項2】
前記第８アームの先端側に接続されるエンドエフェクタとして塗布材料を噴出するガンと、前記ガンへ前記塗布材料を供給する供給用チューブと
を備え、
前記供給用チューブは、
前記基部の内部から前記第１中空部を通過して前記第１アームの内部へ配索されること
を特徴とする請求項１に記載のロボット。
【請求項3】
前記第２アームは、前記第１アームの上面側に配置されており、
前記供給用チューブは、
前記第１アームの内部を通過して前記第２軸寄りの下面側から外部へ出て前記第３軸寄りの下面側から前記第２アームへ配索されること
を特徴とする請求項２に記載のロボット。
【請求項4】
前記第５アーム、前記第６アーム、前記第７アームおよび前記第８アームは、前記第６軸と前記第８軸とが重なる姿勢において直線状に連通する第５中空部、第６中空部、第７中空部および第８中空部をそれぞれ有しており、
前記供給用チューブは、
第５中空部、第６中空部、第７中空部および第８中空部を通過するように配索されること
を特徴とする請求項３に記載のロボット。
【請求項5】
前記第４軸および前記第５軸を含む平面よりも前記第７軸が上方となる姿勢で作業対象となるワークの下面側に対する作業を行うことを特徴とする請求項４に記載のロボット。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか一つに記載のロボットと、前記ロボットの動作を制御するコントローラと
を備えることを特徴とするロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
開示の実施形態は、ロボットおよびロボットシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、複数の関節部をそれぞれ駆動して動作するロボットが知られている。かかるロボットの先端には、溶接や把持といった用途にあわせたエンドエフェクタが取り付けられ、ワークの加工や移動といった様々な作業が行われる。
【0003】
また、上記したロボットを走行台車に載置することで、ロボットを所定の走行向きへ走行させつつ、作業を行わせるロボットシステムも提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１９－５５４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来のロボットシステムでは、ロボットが載置された走行台車がレールを走行するため、レールから離れた場所ではロボットが作業することはできない。このため、水平向きにおける作業領域を広げようとすると、たとえば、複数の走行レールを平行に設けるなどしてロボットの総数を増やす必要がありコストが増加する。
【0006】
実施形態の一態様は、水平向きにおける作業領域を拡大することができるロボットおよびロボットシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
実施形態の一態様に係るロボットは、基部と、第１アームと、第２アームと、第３アームと、第４アームと、第５アームと、第６アームと、第７アームと、第８アームと、第１中空部と、駆動用ケーブルと、第２中空部とを備える。基部は、設置面に固定される。第１アームは、前記基部に基端側が支持され、前記設置面に対して垂直な第１軸まわりに旋回する。第２アームは、前記第１アームの先端側に基端側が支持され、前記第１軸と平行な第２軸まわりに旋回する。第３アームは、前記第２アームの先端側に基端側が支持され、前記第２軸と平行な第３軸まわりに回転する。第４アームは、前記第３アームの先端側に基端側が支持され、前記第３軸と垂直な第４軸まわりに旋回する。第５アームは、前記第４アームの先端側に基端側が支持され、前記第４軸と平行な第５軸まわりに旋回する。第６アームは、前記第５アームの先端側に基端側が支持され、前記第５軸と垂直な第６軸まわりに回転する。第７アームは、前記第６アームの先端側に基端側が支持され、前記第６軸と直交する第７軸まわりに旋回する。第８アームは、前記第７アームの先端側に基端側が支持され、前記第７軸と直交する第８軸まわりに回転する。第１中空部は、前記基部の内部と前記第１アームの内部とを前記第１軸まわりで連通させる。駆動用ケーブルは、ロボットを駆動するアクチュエータに接続される。第２中空部は、前記第１アームの内部と前記第２アームとを前記第２軸まわりで連通させる。前記第２軸と前記第３軸との軸間距離は、前記第３軸と前記第４軸との軸間距離よりも大きく、前記第４軸と前記第５軸との軸間距離は、前記第５軸と前記第７軸との軸間距離よりも小さい。前記第２アームは、前記第１アームの上面側に配置され、前記第２中空部の上端を底面とする窪みと、前記第２アームの延伸向きに延伸する一対の立壁と、前記一対の立壁をつなぐ立壁と、当該立壁に設けられるコネクタとを有し、前記一対の立壁で前記窪みを挟んだ形状を有している。前記駆動用ケーブルは、前記基部の内部から前記第１中空部を通過して前記第１アームの内部へ配索され、前記第１アームの内部から前記第２中空部および前記第２アームの前記窪みを通過して前記コネクタへ接続され、前記第２アームの内部を通過して前記第３アームへ配索される。
【0008】
実施形態の他の態様に係るロボットシステムは、上記したロボットと、コントローラとを備える。コントローラは、前記ロボットの動作を制御する。
【発明の効果】
【0009】
実施形態の一態様によれば、水平向きにおける作業領域を拡大することができるロボットおよびロボットシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットおよびロボットシステムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下では、ワークの下方に配置されたロボットが、ワークの下面側からシール材などの塗布材料を塗布するシール作業を行う場合について主に説明する。しかしながら、作業内容は、シール材の塗布に限らず、ネジ締め作業や、バッテリなどの部材を取り付ける作業であってもよい。
【0012】
また、以下に示す実施形態では、「直交」、「垂直」、「平行」、「水平」、「鉛直」といった表現を用いるが、厳密にこれらの状態を満たすことを要しない。すなわち、上記した各表現は、製造精度、設置精度、処理精度、検出精度などのずれを許容するものとする。
【0013】
まず、実施形態に係るロボット１０について図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係るロボット１０の概要を示す側面模式図である。なお、図１は、ロボット１０を側方からみた模式図に相当する。また、図１では、説明をわかりやすくするために、鉛直上向きが正方向であるＺ軸、水平向きのＸ軸およびＹ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、以下の説明で用いる他の図面においても示す場合がある。
【0014】
図１に示すように、ロボット１０は、ワークＷの下方（Ｚ軸負方向側）に設置されており、ワークＷの下面側（Ｚ軸負方向側）に対して作業を行う。また、ロボット１０は、設置面ＩＳに固定されているので、走行を伴うロボットに比べて設置作業が容易である。これは、走行を伴うロボットではレールや走行台がロボットとは別体であるため水平出しなどの調整作業が複雑であるのに対し、ロボット１０の場合には基部Ｂを接地面ＩＳに固定するだけで済むからである。
【0015】
図１に示したように、ロボット１０は、基部Ｂと、第１アーム１１と、第２アーム１２と、第３アーム１３と、第４アーム１４と、第５アーム１５と、第６アーム１６と、第７アーム１７と、第８アーム１８とを備える。各アーム（第１アーム１１～第８アーム１８）は、各軸（第１軸Ａ１～第８軸Ａ８）まわりに旋回または回転する。このように、ロボット１０は、いわゆる８軸ロボットである。
【0016】
ここで、「旋回」とは、隣り合うアームのなす角度を変化させる動作を指し、「回転」とは、隣り合うアームのなす角度を変化させずに相対的に回転させる動作を指す。なお、「旋回」とは、回転軸まわりにアームを振り回す動作を指し、「回転」とは、アームの延伸向きが軸に沿うようにアームを回す動作を指すともいえる。
【0017】
基部Ｂは、床などの設置面ＩＳに固定され、第１アーム１１を旋回可能に支持する。第１アーム１１は、基部Ｂに基端側が支持され、設置面ＩＳに対して垂直な第１軸Ａ１まわりに旋回する。第２アーム１２は、第１アーム１１の先端側に基端側が支持され、第１軸Ａ１と平行な第２軸Ａ２まわりに旋回する。第３アーム１３は、第２アーム１２の先端側に基端側が支持され、第２軸Ａ２と平行な第３軸Ａ３まわりに回転する。ここで、第３アーム１３に設けられる第４軸Ａ４（第４アーム１４の旋回軸）は、第３軸Ａ３からシフトしており（水平向きにずれており）、第３アーム１３の延伸向きは、第３軸Ａ３の向きとは平行ではない。したがって、第３アーム１３は、第３軸Ａ３まわりに旋回するともいえる。
【0018】
第４アーム１４は、第３アーム１３の先端側に基端側が支持され、第３軸Ａ３と垂直な第４軸Ａ４まわりに旋回する。第５アーム１５は、第４アーム１４の先端側に基端側が支持され、第４軸Ａ４と平行な第５軸Ａ５まわりに旋回する。第６アーム１６は、第５アーム１５の先端側に基端側が支持され、第５軸Ａ５と垂直な第６軸Ａ６まわりに回転する。第７アーム１７は、第６アーム１６の先端側に基端側が支持され、第６軸Ａ６と直交する第７軸Ａ７まわりに旋回する。第８アーム１８は、第７アーム１７の先端側に基端側が支持され、第７軸Ａ７と直交する第８軸Ａ８まわりに回転する。
【0019】
このように、ロボット１０は、水平多関節に相当する第１アーム１１および第２アーム１２に対し、垂直多関節に相当する第３アーム１３～第８アーム１８を接続した構成を有する。なお、第３アーム１３の回転軸である第３軸Ａ３は、第１アーム１１の旋回軸である第１軸Ａ１および第２アーム１２の旋回軸である第２軸Ａ２と平行である。したがって、水平多関節に相当する第１アーム１１～第３アーム１３に対し、垂直多関節に相当する第４アーム１４～第８アーム１８を接続した構成であるということもできる。
【0020】
また、第８アーム１８の先端側には塗布材料を噴出するガンが、エンドエフェクタＥＥとして着脱可能に接続される。なお、エンドエフェクタＥＥに塗布材料を供給するチューブやホースの配索については図５を用いて後述する。また、図１では、エンドエフェクタＥＥの一例としてガンを示したが、エンドエフェクタＥＥは、ネジ締め装置や把持装置などであってもよい。
【0021】
ここで、「垂直」とは、各軸がお互いに垂直だが交わらない、いわゆる「ねじれの位置」の関係を含む。一方、「直交」とは、各軸がお互いに垂直かつ交わることを指す。つまり、「直交」と表現した場合には、「ねじれの位置」の関係を含まない。
【0022】
また、図１に示したように、第２軸Ａ２と第３軸Ａ３との軸間距離（大きさを「Ｌ２」とする）は、第３軸Ａ３と第４軸Ａ４との軸間距離（大きさを「Ｌ３」とする）よりも大きい。すなわち、「Ｌ２＞Ｌ３」の関係を有する。このように、「Ｌ２＞Ｌ３」の関係を有する程度に第２アーム１２を長くすることで、第３アーム１３の水平移動範囲が広くなる。したがって、ワークＷに対する作業範囲（ＸＹ平面と平行な平面の面積）を拡大することができる。
【0023】
なお、図１では、第１軸Ａ１と第２軸Ａ２との軸間距離（大きさを「Ｌ１」とする）が、「Ｌ２」よりも小さく、「Ｌ３」よりも大きい場合、すなわち、「Ｌ２＞Ｌ１＞Ｌ３」の関係を有する場合を示した。しかしながら、これに限らず、「Ｌ１＝Ｌ２＞Ｌ３」の関係としたり、「Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３」の関係としたりすることとしてもよい。
【0024】
また、図１に示したように、第４軸Ａ４と第５軸Ａ５との軸間距離（大きさを「Ｌ４」とする）は、第５軸Ａ５と第７軸Ａ７との軸間距離（大きさを「Ｌ５」とする）よりも小さい。すなわち、「Ｌ４＜Ｌ５」の関係を有する。このように、人体に例えるならば、上腕よりも前腕を長くすることで、ロボット１０は、いわゆる下肘姿勢を保持したままワークＷ下面の広範囲に対して作業することができる。したがって、水平向きの作業範囲を拡大することができる。
【0025】
また、図１に示したように、ロボット１０は、第４軸Ａ４および第５軸Ａ５を含む平面Ｐ１よりも第７軸Ａ７が上方となる姿勢（下肘姿勢）で作業対象となるワークＷの下面側に対する作業を行う。このようにすることで、ロボット１０のワークＷへの接触を防止しつつワークＷ下面の広い範囲に渡って作業を行うことができる。
【0026】
なお、図１では、第４軸Ａ４よりも第５軸Ａ５が下方にある場合を示したが、第５軸Ａ５が第４軸Ａ４よりも上方にあってもよく、第４軸４Ａと同じ高さにあってもよい。つまり、ロボット１０の作業姿勢は、平面Ｐ１よりも第７軸Ａ７が上方にある姿勢であれば足りる。
【0027】
また、図１では、第８アーム１８の回転軸である第８軸Ａ８が鉛直向き（Ｚ軸と平行な向き）で、エンドエフェクタＥＥであるガンが鉛直上向き（Ｚ軸正方向）に塗布材料を噴出する場合について示した。しかしながら、これに限らず、第８軸Ａ８を鉛直向きからずらして作業を行うこととしてもよい。
【0028】
次に、図１に示したロボット１０を上面視した場合について図２を用いて説明する。図２は、ロボット１０の上面模式図である。なお、以下の説明では、図１に示した構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略するか簡単な説明にとどめることとする。
【0029】
図２に示すように、第１軸Ａ１、第２軸Ａ２および第３軸Ａ３は、いずれも鉛直向き（Ｚ軸に沿う向き）であり、お互いに平行である。なお、図２では、第１軸Ａ１、第２軸Ａ２および第３軸Ａ３が１つの直線上にあるように第１アーム１１および第２アーム１２を伸ばした姿勢を示している。かかる姿勢で第１アーム１１を第１軸Ａ１まわりに旋回させると、第３軸Ａ３の軌跡は、第１軸Ａ１を中心とし、半径が「Ｌ１＋Ｌ２」の円（同図に示した破線の円参照）となる。
【0030】
また、図２に示したように、第１軸Ａ１、第２軸Ａ２および第３軸Ａ３を通る直線と、第４軸Ａ４とを垂直とする姿勢にすれば、第８軸Ａ８と、第１軸Ａ１との距離を最大にすることができる。つまり、第１軸Ａ１を中心とし、かかる最大距離を半径とする円の範囲でロボット１０は作業を行うことができる。
【0031】
また、図２に示したように、第４軸Ａ４および第５軸Ａ５はお互いに平行である。ここで、図２では、第７軸Ａ７が第４軸Ａ４および第５軸Ａ５と平行な場合を示しているが、第６アーム１６を第６軸Ａ６まわりに回転させると、第７軸Ａ７は、第４軸Ａ４および第５軸Ａ５とは平行とならない。なお、この場合においても、第５軸Ａ５と第７軸Ａ７との軸間距離は変化しない。
【0032】
次に、図１および図２に示したロボット１０を含むロボットシステム１について図３を用いて説明する。図３は、ロボットシステム１の構成を示すブロック図である。図３に示すように、ロボットシステム１は、ロボット１０と、コントローラ２０とを備える。コントローラ２０は、ロボット１０に接続されている。また、コントローラ２０は、制御部２１と、記憶部２２とを備える。
【0033】
制御部２１は、動作制御部２１ａを備える。記憶部２２は、教示情報２２ａを記憶する。なお、図３には、説明を簡略化するために、１台のロボット１０と１台のコントローラ２０とを示したが、１台のコントローラ２０に複数台のロボット１０を接続することとしてもよい。また、図３に示した１台のロボット１０と１台のコントローラ２０との組を複数組設け、各コントローラを束ねる上位のコントローラをさらに設けることとしてもよい。
【0034】
ここで、コントローラ２０は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。
【0035】
コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部２１の動作制御部２１ａとして機能する。また、動作制御部２１ａをＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。
【0036】
記憶部２２は、たとえば、ＲＡＭやＨＤＤに対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、教示情報２２ａを記憶することができる。なお、コントローラ２０は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。さらに、上記したように、コントローラ２０を複数台の相互に通信可能な装置として構成してもよく、上位または下位の装置と通信可能な階層式の装置として構成してもよい。
【0037】
制御部２１は、ロボット１０の動作制御を行う。なお、コントローラ２０が複数台で構成される場合には、制御部２１は、コントローラ２０間の同期をとる処理を併せて行うこととしてもよい。
【0038】
動作制御部２１ａは、予め用意された教示情報２２ａを読み込む。ここで、教示情報２２ａは、ロボット１０へ動作を教示するティーチング段階で作成され、ロボット１０の動作経路を規定する「ジョブ」を含んだ情報である。
【0039】
また、動作制御部２１ａは、読み込んだ教示情報２２ａに基づいてロボット１０を動作させる。さらに、動作制御部２１ａは、ロボット１０の駆動源であるモータ等のアクチュエータにおけるエンコーダ値を用いつつフィードバック制御を行うなどしてロボット１０の動作精度を向上させる。
【0040】
次に、ロボット１０を駆動するアクチュエータに接続される駆動用ケーブルＣの配置例について図４を用いて説明する。図４は、駆動用ケーブルＣの配置例を示す側面模式図である。なお、図４では、第４アーム１４の先端側以降の図示を省略している。
【0041】
ここで、駆動用ケーブルＣは、ロボット１０の各アームおよびエンドエフェクタＥＥを駆動するモータなどの各アクチュエータに対して信号の送受信や給電を行うケーブルに相当する。
【0042】
図４に示すように、ロボット１０における基部Ｂおよび第１アーム１１には、第１軸Ａ１に沿う第１中空部Ｓ１が設けられる。第１中空部Ｓ１は、基部Ｂの内部と第１アーム１１の内部とを第１軸Ａ１まわりで連通させる。なお、図４に示したように、第１中空部Ｓ１は、第１アーム１１の上壁を貫通しているが、この点については図５を用いて後述する。
【0043】
たとえば、第１中空部Ｓ１は、第１軸Ａ１を含むように第１軸Ａ１に沿って延伸する円筒状の内壁に相当する。ここで、第１中空部Ｓ１は、基部Ｂに対して第１アーム１１を旋回させる中空シャフトの内壁に相当する。なお、中空シャフトは、モータの回転シャフトであってもよく、モータの駆動力が伝達されて回転する減速機のシャフトであってもよい。
【0044】
駆動用ケーブルＣは、基部Ｂの内部から第１中空部Ｓ１を通過して第１アーム１１の内部へ配索される。このように、第１軸Ａ１に沿う第１中空部Ｓ１に駆動用ケーブルＣを配索することで、駆動用ケーブルＣが第１アーム１１の旋回の邪魔にならない。また、駆動用ケーブルＣのねじれや傷みを低減することができる。
【0045】
また、図４に示したように、ロボット１０における第１アーム１１および第２アーム１２には、第２軸Ａ２に沿う第２中空部Ｓ２が設けられる。第２中空部Ｓ２は、第１アーム１１の内部と第２アーム１２の内部とを第２軸Ａ２まわりで連通させる。
【0046】
たとえば、第２中空部Ｓ２は、第２軸Ａ２を含むように第２軸Ａ２に沿って延伸する円筒状の内壁に相当する。ここで、第２中空部Ｓ２は、第１アーム１１に対して第２アーム１２を旋回させる中空シャフトの内壁に相当する。なお、中空シャフトは、モータの回転シャフトであってもよく、モータの駆動力が伝達されて回転する減速機のシャフトであってもよい。
【0047】
駆動用ケーブルＣは、第１アーム１１の内部から第２中空部Ｓ２を通過して第２アーム１２の内部へ配索される。このように、第２軸Ａ２に沿う第２中空部Ｓ２に駆動用ケーブルＣを配索することで、駆動用ケーブルＣが第２アーム１２の旋回の邪魔にならない。また、駆動用ケーブルＣのねじれや傷みを低減することができる。
【0048】
ここで、図４に示したように、第２アーム１２は、第２中空部Ｓ２の上端を底面とする窪みを有しており、第２アーム１２の延伸向きに延伸する一対の立壁で窪みを挟んだ形状を有している。そして、一対の立壁をつなぐ立壁には駆動用ケーブルＣを接続するコネクタＣＮ４１が設けられる。つまり、駆動用ケーブルＣは、上面視で視認可能であるので、コネクタＣＮ４１への接続作業を容易に行うことができる。また、一対の立壁によって保護されているので、ロボット１０の動作に伴って駆動用ケーブルＣが障害物に接触する事態を防止することができる。
【0049】
なお、図４に示したように、ロボット１０における第２アーム１２および第３アーム１３には、第３軸Ａ３に沿う第３中空部Ｓ３が設けられる。第３中空部Ｓ３は、第２アーム１２の内部と第３アーム１３の内部とを第３軸Ａ３まわりで連通させる。
【0050】
たとえば、第３中空部Ｓ３は、第３軸Ａ３を含むように第３軸Ａ３に沿って延伸する円筒状の内壁に相当する。ここで、第３中空部Ｓ３は、第２アーム１２に対して第３アーム１３を回転させる中空シャフトの内壁に相当する。なお、中空シャフトは、モータの回転シャフトであってもよく、モータの駆動力が伝達されて回転する減速機のシャフトであってもよい。
【0051】
このように、駆動用ケーブルＣは、基部Ｂからロボット１０の内部に導入され、第１アーム１１、第２アーム１２および第３アーム１３の内部を通過するように配索される。したがって、ロボット１０が動作した場合であっても駆動用ケーブルＣが動作の邪魔にならない。また、駆動用ケーブルＣを各軸に沿う中空部経由で配索することで、駆動用ケーブルＣのねじれや痛みを低減することができる。
【0052】
次に、ロボット１０の先端に接続されるエンドエフェクタＥＥ（図１参照）へ塗布材料を供給する供給用チューブＴの配置例について図５を用いて説明する。図５は、供給用チューブＴの配置例を示す側面模式図である。なお、図５では、図４と同様に第４アーム１４の先端側以降の図示を省略している。
【0053】
ここで、供給用チューブＴは、ロボット１０にエンドエフェクタＥＥとして接続されるガンへ塗布材料を供給するホースやチューブである。なお、図５には、１本の供給用チューブＴを示しているが、２本としてもよいし３本以上とすることとしてもよい。また、以下の説明では、図４に示した構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略するか簡単な説明にとどめることとする。なお、図５では、図４に示した駆動用ケーブルＣおよびコネクタＣＮ４１の記載を省略している。
【0054】
図５に示すように、供給用チューブＴは、基部Ｂの内部から第１中空部Ｓ１を通過して第１アーム１１の内部へ配索される。供給用チューブＴをこのように配索することで、供給用チューブＴが第１アーム１１の旋回の邪魔にならない。また、供給用チューブＴのねじれや傷みを低減することができる。
【0055】
また、図５に示すように、第１中空部Ｓ１を通過した供給用チューブＴは、第１アーム１１の上面側に設けられたコネクタＣＮ５１に接続される。このように、コネクタＣＮ５１を第１アーム１１の上面側に設けることで、供給用チューブＴをコネクタＣＮ５１へ接続する作業を容易に行うことができる。
【0056】
また、コネクタＣＮ５１には、第１アーム１１の内部を通り、コネクタＣＮ５２に接続される供給用チューブＴが接続される。ここで、コネクタＣＮ５２は、第１アーム１１における先端側の下面側に設けられる。なお、コネクタＣＮ５２の位置は、上面視で第２軸Ａ２付近であることが好ましい。このようにすることで、第２アーム１２の動作に伴う供給用チューブＴのねじれを小さくすることができる。
【0057】
そして、コネクタＣＮ５２には、ロボット１０の外部を通り、コネクタＣＮ５３に接続される供給用チューブＴが接続される。ここで、コネクタＣＮ５３は、第２アーム１２における先端側の下面側に設けられる。なお、コネクタＣＮ５１、コネクタＣＮ５２およびコネクタＣＮ５３は、第１軸Ａ１（第１軸Ａ１に平行な第２軸Ａ２および第３軸Ａ３でもよい）に平行な軸まわりに回転するスイベル機構を設けてもよい。
【0058】
このように、供給用チューブＴは、第１アーム１１の内部を通過して第２軸Ａ２寄りの下面側から外部へ導出され、第３軸Ａ３寄りの下面側から第２アーム１２へ配索される。供給用チューブＴをこのように配索することで、第１アーム１１や第２アーム１２が旋回しても供給用チューブＴが基部Ｂと干渉しない。また、供給用チューブＴを第２中空部Ｓ２経由で第１アーム１１の内部から第２アーム１２の内部へ配索する場合よりも、第１アーム１１および第２アーム１２の厚み（Ｚ軸に沿う幅）を小さくすることができる。
【0059】
また、上面視において、コネクタＣＮ５２を第１アーム１１の先端側に、コネクタＣＮ５３を第２アーム１２の先端側に、それぞれ配置することで、ロボット１０の動作に伴って供給用チューブＴがロボット１０に挟まる事態を防止することができる。つまり、基部Ｂ、第１アーム１１および第２アーム１２と、供給用チューブＴとを干渉しにくくすることができるので、ロボット１０の動作可能な領域を拡大することができる。
【0060】
また、コネクタＣＮ５３を経由した供給用チューブＴは、図５に示したように、第３アーム１３の外部に設けられるコネクタＣＮ５４を経由して第３アーム１３の外部および第４アーム１４の外部に配索される。そして、供給用チューブＴは、さらには、第５アーム１５の後述する第５中空部Ｈ５へ導入される（図６参照）。なお、図５では、コネクタＣＮ５４が、鉛直上向き（Ｚ軸正方向）に延伸する支持部によって支持される場合を示したが、コネクタＣＮ５４を第３アーム１３の側面に設けることとしてもよい。
【0061】
次に、ロボット１０における第５アーム１５～第８アーム１８の中空構造について図６を用いて説明する。図６は、第５アーム１５～第８アーム１８の連通中空部Ｈを示す側面模式図である。なお、図６では、図１に示したエンドエフェクタＥＥの記載を省略している。また、図６では、図４に示した駆動用ケーブルＣおよびコネクタＣＮ４１の記載や、図５に示したコネクタＣＮ５１、コネクタＣＮ５２およびコネクタＣＮ５３の記載を省略している。
【0062】
【0063】
図６に示したように、第５アーム１５、第６アーム１６、第７アーム１７および第８アーム１８は、第６軸Ａ６と第８軸Ａ８とが重なる姿勢において直線状に連通する第５中空部Ｈ５、第６中空部Ｈ６、第７中空部Ｈ７および第８中空部Ｈ８をそれぞれ有する。なお、以下では、第５中空部Ｈ５～第８中空部Ｈ８をまとめて連通中空部Ｈと呼ぶこととする。
【0064】
供給用チューブＴは、第４アーム１４の外部を経由して第５アーム１５の途中から連通中空部Ｈの基端側へ導入されて先端側から導出される。そして、供給用チューブＴは、図１に示したエンドエフェクタＥＥに接続される。
【0065】
このように、供給用チューブＴを第５アーム１５～第８アーム１８の連通中空部Ｈ（第５中空部Ｈ５～第８中空部Ｈ８）に配索することで、供給用チューブＴが各アームの動作の邪魔にならない。また、連通中空部Ｈは、ロボット１０が図６に示した姿勢をとった場合に、直線状であるので、供給用チューブＴを直線状にすることができ、塗布材料の供給をスムーズに行うことができる。また、供給用チューブＴの屈曲を可能な限り抑制することができる。
【0066】
上述してきたように、実施形態に係るロボット１０は、基部Ｂと、第１アーム１１と、第２アーム１２と、第３アーム１３と、第４アーム１４と、第５アーム１５と、第６アーム１６と、第７アーム１７と、第８アーム１８とを備える。基部Ｂは、設置面ＩＳに固定される。第１アーム１１は、基部Ｂに基端側が支持され、設置面ＩＳに対して垂直な第１軸Ａ１まわりに旋回する。第２アーム１２は、第１アーム１１の先端側に基端側が支持され、第１軸Ａ１と平行な第２軸Ａ２まわりに旋回する。第３アーム１３は、第２アーム１２の先端側に基端側が支持され、第２軸Ａ２と平行な第３軸Ａ３まわりに回転する。
【0067】
また、第４アーム１４は、第３アーム１３の先端側に基端側が支持され、第３軸Ａ３と垂直な第４軸Ａ４まわりに旋回する。第５アーム１５は、第４アーム１４の先端側に基端側が支持され、第４軸Ａ４と平行な第５軸Ａ５まわりに旋回する。第６アーム１６は、第５アーム１５の先端側に基端側が支持され、第５軸Ａ５と垂直な第６軸Ａ６まわりに回転する。第７アーム１７は、第６アーム１６の先端側に基端側が支持され、第６軸Ａ６と直交する第７軸Ａ７まわりに旋回する。第８アーム１８は、第７アーム１７の先端側に基端側が支持され、第７軸Ａ７と直交する第８軸Ａ８まわりに回転する。
【0068】
また、第２軸Ａ２と第３軸Ａ３との軸間距離は、第３軸Ａ３と第４軸Ａ４との軸間距離よりも大きく、第４軸Ａ４と第５軸Ａ５との軸間距離は、第５軸Ａ５と第７軸Ａ７との軸間距離よりも小さい。
【0069】
このように、実施形態に係るロボット１０によれば、水平多関節アームに相当する第１アーム１１および第２アーム１２を備えるので、第３アーム１３を水平面に沿うＸＹ座標の任意の位置に移動させることができる。また、第２軸Ａ２と第３軸Ａ３との軸間距離が第３軸Ａ３と第４軸Ａ４との軸間距離よりも大きい程度に第２アーム１２が長いので、第３アーム１３の水平移動範囲が大きくロボット１０の作業領域を拡大することができる。
【0070】
また、第４軸Ａ４と第５軸Ａ５との軸間距離が第５軸Ａ５と第７軸Ａ７との軸間距離よりも小さい、すなわち、上腕（第４アーム１４）よりも前腕（第５アーム１５＋第６アーム１６）が長いので、下肘姿勢でワークＷにおける下面側の広範囲に対して作業することができる。このように、実施形態に係るロボット１０によれば、ワークＷに対する水平向きの作業領域を拡大することができる。
【0071】
なお、上述した実施形態では、ロボット１０を８軸のロボットとする場合を例示したが、ロボット１０を９軸以上のロボットとすることとしてもよく、水平多関節アームに対応する軸数を４軸以上とすることとしてもよい。
【0072】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施例に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【0073】
１ ロボットシステム
１０ ロボット
１１ 第１アーム
１２ 第２アーム
１３ 第３アーム
１４ 第４アーム
１５ 第５アーム
１６ 第６アーム
１７ 第７アーム
１８ 第８アーム
２０ コントローラ
２１ 制御部
２１ａ 動作制御部
２２ 記憶部
２２ａ 教示情報
Ａ１ 第１軸
Ａ２ 第２軸
Ａ３ 第３軸
Ａ４ 第４軸
Ａ５ 第５軸
Ａ６ 第６軸
Ａ７ 第７軸
Ａ８ 第８軸
Ｂ 基部
Ｃ 駆動用ケーブル
ＣＮ４１、ＣＮ５１、ＣＮ５２、ＣＮ５３、ＣＮ５４ コネクタ
ＥＥ エンドエフェクタ
Ｈ 連通中空部
Ｈ５ 第５中空部
Ｈ６ 第６中空部
Ｈ７ 第７中空部
Ｈ８ 第８中空部
ＩＳ 設置面
Ｐ１ 平面
Ｓ１ 第１中空部
Ｓ２ 第２中空部
Ｓ３ 第３中空部
Ｔ 供給用チューブ
Ｗ ワーク
１０ ロボット
１１ 第１アーム
１２ 第２アーム
１３ 第３アーム
１４ 第４アーム
１５ 第５アーム
１６ 第６アーム
１７ 第７アーム
１８ 第８アーム
２０ コントローラ
２１ 制御部
２１ａ 動作制御部
２２ 記憶部
２２ａ 教示情報
Ａ１ 第１軸
Ａ２ 第２軸
Ａ３ 第３軸
Ａ４ 第４軸
Ａ５ 第５軸
Ａ６ 第６軸
Ａ７ 第７軸
Ａ８ 第８軸
Ｂ 基部
Ｃ 駆動用ケーブル
ＣＮ４１、ＣＮ５１、ＣＮ５２、ＣＮ５３、ＣＮ５４ コネクタ
ＥＥ エンドエフェクタ
Ｈ 連通中空部
Ｈ５ 第５中空部
Ｈ６ 第６中空部
Ｈ７ 第７中空部
Ｈ８ 第８中空部
ＩＳ 設置面
Ｐ１ 平面
Ｓ１ 第１中空部
Ｓ２ 第２中空部
Ｓ３ 第３中空部
Ｔ 供給用チューブ
Ｗ ワーク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】