特許 7599302 産業用ロボット及びその制御方法

(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】

(24)【登録日】2024-12-05

(45)【発行日】2024-12-13

(54)【発明の名称】産業用ロボット及びその制御方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/22 20060101AFI20241206BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20241206BHJP

【ＦＩ】

B25J9/22 Z

H01L21/68 A

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020165724

(22)【出願日】2020-09-30

(65)【公開番号】P2022057451

(43)【公開日】2022-04-11

【審査請求日】2023-08-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】ニデックインスツルメンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】矢澤 隆之

(72)【発明者】

【氏名】上島 優子

(72)【発明者】

【氏名】奥村 宏克

【審査官】杉山 悟史

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－３４０２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１５５３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１７５０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ ～ ２１／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／６７ ～ ２１／６８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

動作速度についての規定値が定められて板状のワークを当該ワークの水平状態を保ったまま搬送する産業用ロボットであって、
基台と、
ワークを保持可能なハンドと、
前記ハンドが接続され、水平面内を回転可能なアームと、
前記アームを支持するアーム支持部と、
前記基台に対して前記アーム支持部を昇降させる昇降機構と、
動作指令に応じて各軸を動作させるときに前記各軸が前記規定値で動くようにする制御を実行し、前記ハンドの位置を変化させる制御を行なう制御部と、
を備え、
前記ハンドは、水平面内で回転可能に前記アームに取り付けられており、
前記制御部は、前記ハンドが前記ワークを当該ハンドの上に保持する形式のものである場合に前記アーム支持部を下降させることを含む前記動作指令を受け取ったときに、及び、前記ハンドが前記ワークを当該ハンドの下に保持する形式のものである場合に前記アーム支持部を上昇させることを含む前記動作指令を受け取ったときに、前記規定値よりも小さな動作速度に基づいて前記ハンドの位置を変化させる減速処理を実行する、産業用ロボット。

【請求項2】

前記制御部は、前記ハンドが前記ワークを保持しているときにのみ前記減速処理を実行する、請求項１に記載の産業用ロボット。

【請求項3】

前記制御部は、前記動作指令による前記アーム支持部の昇降量が所定の値を超えるときにのみ前記減速処理を実行する、請求項１または２に記載の産業用ロボット。

【請求項4】

前記減速処理は、前記産業用ロボットにおける前記アーム支持部の昇降に関係する軸について当該軸に定められている規定値よりも小さい動作速度に基づいて当該軸を駆動制御する処理である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の産業用ロボット。

【請求項5】

前記基台をレールに沿って水平方向に移動させる機構を備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の産業用ロボット。

【請求項6】

垂直な回転軸の周りで前記基台に対して前記昇降機構を回転させる機構を備える、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の産業用ロボット。

【請求項7】

前記アーム支持部及び前記アームは、前記アーム支持部に対する前記ハンドの向きを所定方向に固定したまま前記所定方向に沿って前記ハンドを前進及び後退させることができる多関節機構を構成する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の産業用ロボット。

【請求項8】

基台と、板状のワークを保持可能なハンドと、前記ハンドが接続され、水平面内を回転可能なアームと、前記アームを支持するアーム支持部と、前記基台に対して前記アーム支持部を昇降させる昇降機構と、を有し、水平面内で回転可能に前記ハンドが前記アームに取り付けられ、動作速度についての規定値が定められていて動作指令に応じて各軸を動作させるときに前記規定値で動くように前記各軸を制御して前記ワークを当該ワークの水平状態を保ったまま搬送する産業用ロボットの制御方法であって、
前記ハンドが前記ワークを当該ハンドの上に保持する形式のものである場合に前記アーム支持部を下降させることを含む前記動作指令を受け取ったときに、及び、前記ハンドが前記ワークを当該ハンドの下に保持する形式のものである場合に前記アーム支持部を上昇させることを含む前記動作指令を受け取ったときに、前記規定値よりも小さな動作速度に基づいて前記ハンドの位置を変化させる減速処理を実行する、産業用ロボットの制御方法。

【請求項9】

前記ハンドが前記ワークを保持しているときにのみ前記減速処理を実行する、請求項７に記載の産業用ロボットの制御方法。

【請求項10】

前記動作指令による前記アーム支持部の昇降量が所定の値を超えるときにのみ前記減速処理を実行する、請求項７または８に記載の産業用ロボットの制御方法。

【請求項11】

前記減速処理は、前記産業用ロボットにおける前記アーム支持部の昇降に関係する軸について当該軸に定められている規定値よりも小さい動作速度に基づいて当該軸を駆動制御する処理である、請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の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、液晶表示パネルや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルに用いるガラス基板などの板状またはシート状のワークを搬送する産業用ロボットと、その制御方法とに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば液晶表示装置に用いる液晶表示パネルの製造ラインなどでは、異なる処理装置などの間でロボットを使用してガラス基板などの板状のワークを搬送する。その場合、ワークの搬送は、搬入元となる処理装置のカセットやロードロック室に対して搬送用のロボットのハンドを差し込んでそのハンドの上にワークを保持し、カセットなどからワークを載せたハンドを引き出し、ハンドにワークを載せたままロボットのアームまたはロボット全体を移動させ、次いで、搬入先となる処理装置のカセットにハンドを差し入れてそのカセットにワークを格納し、その後、ハンドだけをカセットから引き出すことによって行われる。場合によってはハンドに設けられた吸着装置を用い、ハンドの下側にワークを吸着させてそのワークを搬送させることもある。ハンドは、例えば、フォーク状の形状とされる。搬送用のロボットは、例えば、２本のアームを接続して構成されて先端にハンドを備えた水平多関節機構と、水平多関節機構ごとハンドを上下方向に昇降させる昇降機構と、鉛直軸を回転軸として水平多関節機構の全体を水平面内で旋回させる回転機構とを備える。水平多関節機構は、その２本のアームがなす角が小さくなったり大きくなったりすることによって、同一の直線上で、ハンドを前進させあるいは後退させるように動かすことができる。水平面内でハンドが動く方向の向きを変えるためには、回転機構によって水平多関節機構ごと旋回させる必要がある。さらにロボット全体を水平面内で直線移動させる搬送機構が設けられる。

【0003】

ワークを搬送するときは、ロボットが急速に動いているときであっても、ハンドに対してワークが正確に位置決めされるとともに、ワークがハンドに確実に保持される必要がある。大型であって撓み量が大きなワークのハンド上での位置ずれを抑制できる技術として特許文献１は、ワークの下面に接触する接触面を有するゴム製または樹脂製の複数のパッドをハンドに設け、パッドにおける接触面の形状を球面状とすることを開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－２１７５０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ワークが大型化しかつ厚さが薄くなるにつれ、ロボットによるワークの搬送中にワークが受ける風圧の影響を無視できなくなってきている。ハンド上にワークを保持して搬送するロボットの場合、風圧を受けたワークがハンド上でめくられるように動き、その結果、ハンド上でのワークの位置が変化したり、はなはだしい場合にはハンドからワークが落下することがある。ハンド上でワークの位置を固定するために吸着パッドが設けられることもあるが、風圧によって発生する力は、吸着パッドとワークの間をこじ開けるような力であるので、この力によって吸着パッドからワークが離脱することもある。風圧の影響を低減するためには、ハンドの移動速度、すなわちロボットの移動速度を低下させればよいが、そうすると、ワークの搬送に要する時間が長くなり、タクトタイムが長くなる。

【0006】

本発明の目的は、大型化しかつ厚さが薄いワークを搬送するときであっても、タクトタイムが過大に長くなることを防ぎつつ、風圧の影響を抑えてハンドに確実にワークを保持できる産業用ロボットとその制御方法とを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の産業用ロボットは、動作速度についての規定値が定められて板状のワークをそのワークの水平状態を保ったまま搬送する産業用ロボットであって、基台と、ワークを保持可能なハンドと、ハンドが接続され、水平面内を回転可能なアームと、アームを支持するアーム支持部と、基台に対してアーム支持部を昇降させる昇降機構と、動作指令に応じて各軸を動作させるときに各軸が規定値で動くようにする制御を実行し、ハンドの位置を変化させる制御を行なう制御部と、を備え、ハンドは、水平面内で回転可能にアームに取り付けられており、制御部は、ハンドがワークをそのハンドの上に保持する形式のものである場合にアーム支持部を下降させることを含む動作指令を受け取ったときに、及び、ハンドがワークをそのハンドの下に保持する形式のものである場合にアーム支持部を上昇させることを含む動作指令を受け取ったときに、規定値よりも小さな動作速度に基づいてハンドの位置を変化させる減速処理を実行する。

【0008】

ガラス基板などの板状のワークを搬送する場合、ワークはハンド上に水平に載置されるか、吸着などの手段によってワークの下側に水平に保持される。この状態でハンドごとワークを水平に動かしても、ワークはほとんど風圧を受けない。垂直方向にハンドを動かしたときにはワークは風圧を受けるが、風圧によってワークに対してハンドに押し付けられるような力がかかるときも、ハンドでのワークの位置ずれやハンドからのワークの離脱は起こらない。これに対し、ハンドから離れる方向にワークが風圧を受けるときには、すなわち、ハンドがワークをそのハンドの上に保持する形式のものである場合にアーム支持部が下降するときや、ハンドがワークをそのハンドの下に保持する形式のものである場合にアーム支持部が上昇するときには、ワークの位置ずれや離脱が起こるおそれがある。一方、産業用ロボットでは、軸ごとにあるいは全体としての動作速度の規定値が定められており、動作指令に基づいて各軸を動作させるときは、加減速の期間を除けばその規定値で動くように各軸が駆動される。そこで本発明の産業用ロボットは、ハンドから離れる方向にワークが風圧を受けるような動作指令を受け取ったときは、規定値よりも小さな動作速度でハンドの位置を変化させる減速処理を実行する。その結果、ハンドの移動中にワークが受ける風圧が小さくなり、ワークの位置ずれや離脱を防止することができる。また、ワークの位置ずれや離脱が起こるおそれがないときには減速処理を行わないので、全体としてタクトタイムが長くなることを最小限に抑えることができる。

【0009】

本発明の産業用ロボットでは、制御部は、ハンドがワークを保持しているときにのみ減速処理を実行することが好ましい。ハンドがワークを保持していないときにはワークの位置ずれや離脱はそもそも起こらないので、このようなときには減速処理を行わないようにすることにより、タクトタイムの短縮が可能になる。また制御部は、動作指令によるアーム支持部の昇降量が所定の値を超えるときにのみ減速処理を実行するようにすることが好ましい。アーム支持部の昇降量が小さいときは、加減速時間を考慮するとハンドの昇降速度の最大値が大きくならず、そのようなときにはワークの位置ずれや離脱のおそれがない。そこで、動作指令によるアーム支持部の昇降量が小さいときには減速処理を行わないようにすることにより、タクトタイムの短縮が可能になる。さらに本発明の産業用ロボットでは、減速処理は、産業用ロボットにおけるアーム支持部の昇降に関係する軸についてその軸に定められている規定値よりも小さい動作速度に基づいてその軸を駆動制御する処理であることが好ましい。アーム支持部の昇降に関係する軸についてのみその軸の速度が遅くなるように制御することにより、例えば動作指令が旋回しながらアーム支持部を降下させるものであるときに、旋回速度は低下しないので、旋回量が大きい場合などにタクトタイムが延びることを防ぐことができる。

【0010】

本発明の産業用ロボットは、基台をレールに沿って水平方向に移動させる機構を備えるものであってもよいし、垂直な回転軸の周りで基台に対して昇降機構を回転させる機構を備えるものであってもよい。さらには本発明の産業用ロボットは、アーム支持部及びアームが、アーム支持部に対するハンドの向きを所定方向に固定したままその所定方向に沿ってハンドを前進及び後退させることができる多関節機構を構成するものであってもよい。産業用ロボットの構成に応じてハンドに保持されたワークには、ハンドの移動に伴って揚力などの種々の空気力学的な力が作用するが、本発明によれば、種々の産業用ロボットにおいて、ハンドでのワークの位置ずれやハンドからのワークの離脱を防止することができる。

【0011】

本発明の産業用ロボットの制御方法は、基台と、板状のワークを保持可能なハンドと、ハンドが接続され、水平面内を回転可能なアームと、アームを支持するアーム支持部と、基台に対してアーム支持部を昇降させる昇降機構と、を有し、水平面内で回転可能に前記ハンドがアームに取り付けられ、動作速度についての規定値が定められていて動作指令に応じて各軸を動作させるときに規定値で動くように各軸を制御してワークをそのワークの水平状態を保ったまま搬送する産業用ロボットの制御方法であって、ハンドがワークをそのハンドの上に保持する形式のものである場合にアーム支持部を下降させることを含む動作指令を受け取ったときに、及び、ハンドがワークをそのハンドの下に保持する形式のものである場合にアーム支持部を上昇させることを含む動作指令を受け取ったときに、規定値よりも小さな動作速度に基づいてハンドの位置を変化させる減速処理を実行する。

【0012】

本発明の産業用ロボットの制御方法では、ハンドから離れる方向にワークが風圧を受けるような動作指令を受け取ったときは、規定値よりも小さな動作速度でハンドの位置を変化させる減速処理を実行する。その結果、ハンドの移動中にワークが受ける風圧が小さくなり、ワークの位置ずれや離脱を防止することができる。また、ワークの位置ずれや離脱が起こるおそれがないときには減速処理を行わないので、全体としてタクトタイムが長くなることを最小限に抑えることができる。

【0013】

本発明の制御方法では、ハンドがワークを保持しているときにのみ減速処理を実行することが好ましく、また、動作指令によるアーム支持部の昇降量が所定の値を超えるときにのみ減速処理を実行することが好ましい。ハンドがワークを保持していないときや、アーム支持部の昇降量が小さくて加減速時間を考慮すればワークの昇降速度が大きくならないときは、ワークの位置ずれや離脱が起こらないので、このようなときには減速処理を行わないようにすることにより、タクトタイムの短縮が可能になる。この制御方法では、産業用ロボットにおけるアーム支持部の昇降に関係する軸についてその軸に定められている規定値よりも小さい動作速度に基づいてその軸を駆動制御する処理であることが好ましい。アーム支持部の昇降に関係する軸についてのみその軸の速度が遅くなるように制御することにより、タクトタイムが長くなることをより抑えることができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、大型化しかつ厚さが薄いワークを搬送するときであっても、タクトタイムが過大に長くなることを防ぎつつ、風圧の影響を抑えてハンドに確実にワークを保持することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の一形態の産業用ロボットの構成を示す図である。

【図2】（ａ），（ｂ）はそれぞれロボット部の側面図及び平面図である。

【図3】ロボット部の動作速度の制御方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の一形態の産業用ロボットを示す図である。この産業用ロボットは、ガラス基板などの略長方形の板状のワークを搬送することを目的とするものであって、水平多関節ロボットとしての実際の動作を行うロボット部１０と、ロボット部１０に対する動作指令が外部から入力し、この動作指令に基づいてロボット部１０を駆動し制御する制御装置（ロボットコントローラ）４０とを備えており、ロボット部１０と制御装置４０とはケーブルによって電気的に接続されている。ロボット部１０は、ワーク５０（図１には不図示）をそれぞれ保持する２つのハンド１３Ａ，１３Ｂを備えるいわゆるダブル・ハンド・ロボットとして構成されている。図１は、ロボット部１０において水平多関節機構が上昇した状態を示している。制御装置４０は、動作指令が入力する制御部４１と、ロボット部１０に設けられている各モータ（不図示）を駆動するサーボドライバなどを含む駆動回路４２とを備えている。本実施形態の産業用ロボットはワーク５０の搬送に用いられるものであるので、動作指令は、基本的には、ハンド１３Ａ，１３Ｂをどの位置に移動させるか、という指令である。したがって制御部４１は、動作指令に基づいてロボット部１０の軸ごとにその軸についての速度を含む指令を生成し、駆動回路４２は、軸ごとの指令によってロボット部１０の各軸のモータを実際に駆動する。

【0017】

図２は、水平多関節機構が下降した状態でのロボット部１０の詳細を示す図であって、（ａ），（ｂ）は、それぞれ、ロボット部１０の側面図及び平面図である。ロボット部１０は、床面に直線で設けられた相互に平行な１対のレール２１上を移動可能な基台２２と、基台２２の上に設けられ、基台２２に内蔵されたモータ（不図示）によって、回転軸３１の周りで水平面内で回転する回転台２３と、回転台２３に対して直立するように設けられた昇降機構２４を備えている。レール２１にはそれを覆うカバー２５が取り付けられている。昇降機構２４は、回転台２３に取り付けられている固定部２４Ａと、不図示のモータによって固定部２４Ａに対して昇降する移動部２４Ｂとを備えている。図２（ａ）は昇降機構２４の移動部２４Ｂがその昇降範囲での最も下に位置している状態での本実施形態のロボットを示すのに対し、図１は、移動部２４Ｂが上昇した状態でのロボットを示している。移動部２４Ｂには水平多関節機構を保持するアーム支持部２６が水平方向に延びるように設けられており、アーム支持部２６の先端には２組の水平多関節機構が上下方向に配列して取り付けられている。上側の水平多関節機構は、アーム支持部２６に取り付けられて共通軸３２の周りで水平面内を回転可能な第１アーム１１Ａと、第１アーム１１Ａの先端に取り付けられて軸３３Ａの周りで水平面内を回転可能な第２アーム１２Ａを備えており、第２アーム１２Ａの先端にハンド１３Ａが取り付けられている。同様に下側の水平多関節機構は、アーム支持部２６に取り付けられて共通軸３２の周りで水平面内を回転可能な第１アーム１１Ｂと、第１アーム１１Ｂの先端に取り付けられて軸３３Ｂの周りで水平面内を回転可能な第２アーム１２Ｂを備えており、第２アーム１２Ｂの先端にハンド１３Ｂが取り付けられている。

【0018】

ハンド１３Ａ，１３Ｂは、下から保持することによって板状のワーク５０を水平状態に保ったまま搬送できるように、複数の棒状部材を平行に配置したフォーク状の形状となっている。すなわちハンド１３Ａ，１３Ｂは、ワーク５０をそのハンド１３Ａ，１３Ｂの上に保持する形式のものである。ハンド１３Ａ，１３Ｂは、ロードロック室などに収納されているワーク５０を取り出してハンド１３Ａ，１３Ｂ上に保持したり、保持しているワーク５０をロードロック室内などに収納するときにワーク５０に対して前進または後退するが、このハンド１３Ａ，１３Ｂの前進したり後退する方向は、棒状部材の延びる方向と平行な方向とされる。ハンド１３Ａ，１３Ｂの左右方向すなわち前後方向に直交する方向での幅は、搬送対象のワーク５０の左右方向の幅よりも短くなっている。

【0019】

このロボットにおいて水平多関節機構は、第１アーム１１Ａ，１１Ｂと第２アーム１２Ａ，１２Ｂとに組み込まれたリンク機構により、アーム支持部２６が延びる方向とは直交する方向で直線運動でハンド１３Ａ，１３Ｂが前進及び後退運動を行うように構成されている。すなわち両方のハンド１３Ａ，１３Ｂは同一方向に前進及び後退を行う。中心軸３２に対してハンド１３Ａ，１３Ｂの先端が遠ざかる動きが前進運動であり、前進運動とは反対方向の動きが後退運動である。第１アーム１１Ａ，１１Ｂと第２アーム１２Ａ，１２Ｂとは全体して屈曲運動を行い、それにも関わらず水平面内でのハンド１３Ａ，１３Ｂの向きを一定とするために、ハンド１３Ａ，１３Ｂは、それぞれ、第２アーム１２Ａ，１２Ｂの先端の位置で手首軸３４Ａ，３４Ｂの周りで水平面内を回転可能に取り付けられている。上側の水平多関節機構では、アーム支持部２６に設けられたモータ（不図示）が駆動されることによって第１アーム１１Ａ及び第２アーム１２Ａが動き、ハンド１３Ａはその向きを保ったまま、アーム支持部２６の延びる方向とは直交する方向に移動する。同様に下側の水平多関節機構では、アーム支持部２６に設けられたモータ（不図示）が駆動されることによって、第１アーム１１Ｂ及び第２アーム１２Ｂが動き、ハンド１３Ｂはその向きを保ったまま、アーム支持部２６の延びる方向とは直交する方向に移動する。このロボットでは、ハンド１３Ａとハンド１３Ｂとを独立して前進及び後退させることができる。

【0020】

結局、本実施形態の産業用ロボットのロボット部１０での動きは、レール２１に沿った水平方向の移動（これをＸ軸あるいは走行軸の動きとする）と、鉛直軸である回転軸３１の周りでの基台に対する回転（これをθ軸あるいは旋回軸の動きとする）と、ハンド１３Ａ，１３Ｂの水平方向での前進及び後退運動（これをＲ軸の動きとする）と、昇降機構２４によるアーム支持部２６の鉛直方向での昇降（これをＺ軸の動きとする）とに分解することができる。ロボット部１０は、動作指令に応じた制御装置４０からの駆動制御により、これらの各軸のうちの１つの軸だけを動かす動作や、２以上の軸を同時に動かす動作とを実行する。これらの軸の動きには、軸ごとにあるいは全体としての動作速度の規定値が定められている。動作速度の規定値は、対応する軸を動かすときの例えば最高速度に対応するものでであり、制御装置４０の制御部４１が動作指令に基づいて各軸を動作させるときは、一般に、加減速の期間を除けばその規定値で動くように各軸を制御する。なお、制御装置４０は、ロボット部１０内の各モータ（不図示）のサーボ制御を行なっており、各軸における動作速度の規定値は、その軸での動きの方向に依存しない。具体的にはＲ軸について、ハンド１３Ａ，１３Ｂの前進運動での規定値と後退運動での規定値は同じであり、Ｚ軸について、アーム支持部２６を上昇させるときの規定値と下降させるときの規定値とは同一である。

【0021】

本実施形態の産業用ロボットを用いたガラス基板などのワーク５０の搬送について説明する。本実施形態の産業用ロボットによりワーク５０を処理装置間で搬送する場合、各処理装置のカセット（あるいはロードロック室）は、水平方向にはレール２１からほぼ等距離の位置に配置される。カセットの垂直方向の位置（高さ）は、昇降機構２４による昇降で対応できる範囲内であれば任意である。１対のレール２１からなる軌道の両側にカセットが配置されていてもよい。そして、ハンド１３Ａ上にワーク５０を載置することにより搬出側の第１のカセットから搬入側の第２のカセットにワーク５０を搬送するときは、ハンド１３Ａ，１３Ｂがいずれも後退して第１アーム１１Ａ，１１Ｂと第２アーム１２Ａ，１２Ｂとが折り畳まれた状態で、第１のカセットに向き合う位置にまでレール２１に沿ってロボット部１０を移動させ、ハンド１３Ａの高さが第１のカセットに対応する高さとなるように、昇降機構２４によってアーム支持部２６を昇降させる。そして、ハンド１３Ａを前進させて第１のカセット内にハンド１３Ａを進入させ、わずかにハンド１３Ａを上昇させることによってハンド１３Ａ上にワーク５０を載置する。その後、ハンド１３Ａを後退させてワーク５０ごとハンド１３Ａを第１のカセットから引き出す。次に、ワーク５０を搭載した状態で第２のカセットに向き合う位置にまでレール２１に沿ってロボット部１０を移動させ、ハンド１３Ａの高さが第２のカセットに対応する高さとなるように、昇降機構２４によってアーム支持部２６を昇降させる。ロボット部１０をレール２１に移動させているときに、同時にアーム支持部２６を昇降させることも可能であり、ロボット部１０に対して教示を行うときも水平移動と昇降とを同時に行わせるようにするのが一般的であり、また、その方が実際にワーク５０を搬送するときのタクトタイムが短縮する。そして、ワーク５０を載せたままハンド１３Ａを前進させて第２のカセット内にハンド１３Ａを進入させ、わずかにハンド１３Ａを下降させることによって第２のカセット内にワーク５０を載置し、ハンド１３Ａを後退させて第２のカセットからハンド１３Ａを引き出す。以上の動作によって。第１のカセットから第２のカセットへワーク５０が搬送されたことになる。１対のレール２１からなる軌道を挟む一方の側に第１のカセットが配置し、他方の側に第２のカセットが配置しているときは、上記の動作に加え、回転軸３１の周りでの回転の動作が実行される。

【0022】

ロボット部１０によるワーク５０の搬送について説明したが、搬送中に風圧によってハンド１３Ａ，１３Ｂにおけるワーク５０の位置がずれたり、ハンド１３Ａ，１３Ｂからワーク５０が脱落するおそれがある。そこで本実施形態では、ワーク５０の位置ずれや落下を防ぐための制御を行なう。本実施形態の産業用ロボットでは、ワーク５０はハンド１３Ａ，１３Ｂの上に載置される。ハンド１３Ａ，１３Ｂが水平に動いているのであれば、ワーク５０にはほどんと風圧は加わらず、ワーク５０の位置ずれや脱落は起こらない。ハンド１３Ａ，１３Ｂが上昇しているときは、ハンド１３Ａ，１３Ｂにワーク５０を押し付ける方向で風圧が作用するので、ワーク５０の位置ずれや脱落は起こらない。これに対しハンド１３Ａ，１３Ｂが下降しているときは、ワーク５０にはハンド１３Ａ，１３Ｂ上で浮き上がり、めくられるような力が作用し、ワーク５０の位置ずれや脱落が起こりやすくなる。水平運動あるいは旋回運動を伴ってワーク５０が下降するときは、空気力学的な揚力がワーク５０に加わるので、このときもワーク５０の位置ずれや脱落が起こりやすい。

【0023】

そこで本実施形態では、動作指令に基づいてロボット部１０を動作させるときに、その動作指令がアーム支持部２６を下降させることを含む動作指令であるときに、動作速度の規定値よりも小さな動作速度（低減速度）を使用してその動作指令に基づくロボット部１０の運動を制御する。アーム支持部２６を下降させることを含む動作指令とは、アーム支持部２３を下降させるだけすなわちＺ軸だけを動かす動作指令だけでなく、Ｚ軸を含む複数の軸を同時に動かす動作指令、例えばロボット部１０を水平方向に動かしつつ（Ｘ軸を動かしつつ）同時にアーム支持部２３を下降させるような動作指令も含むことを意味する。動作速度の規定値よりも小さな低減速度を使用してロボット部１０の運動を制御することを減速処理と呼ぶ。減速処理では、例えば規定値の７０％となる速度を低減速度とし、加減速時間を除いた期間においてロボットの少なくともＺ軸が低減速度で動作するような制御が行われる。規定値からどの程度低減した値を低減速度とするかは、ロボット部１０の構成（特に吸着用の部材の使用の有無やハンドにおけるワークとの接触部の材質）やワーク５０のサイズなどによって適宜に定められる。軸ごとの規定値と、規定値に対する低減速度の値の比は、制御部４１に予め記憶されている。減速処理において全ての軸に対して低減速度を適用してもよいが、アーム支持部２３の昇降に関係するＺ軸だけに低減速度を適用した方が、一般にタクトタイムが短くなる。上述したように減速処理を行わないとすればＺ軸についての上昇と下降における動作速度の規定値は一般に等しいから、減速処理を行うことにより、上昇時の最高速度よりも下降時の最高速度が低くなる。

【0024】

図３は、本実施形態の産業用ロボットのロボット部１０の制御方法を示すフローチャートであり、制御部４１が減速処理を行うとき動作を示している。制御装置４０に対してロボット部１０に対する動作指令が入力したら、まずステップ１０１において制御部４１は、その動作指令を解析し、どの軸をどれだけ動かすことを意図した動作指令であるかを調べる。ステップ１０１における動作指令の解析は、減速処理を行うか否かに関係なく、制御装置４０によってロボット部１０の各軸を駆動するために必要な処理である。次に制御部４１は、ステップ１０２において、ハンド１３Ａ，１３Ｂ上にワーク５０が載せられている否かを判定する。ハンド１３Ａ，１３Ｂ上にワーク５０が載せられているか否かの判別は、ハンド１３Ａ，１３Ｂ上に設けた不図示の接触センサの出力に基づいてもよいし、入力する一連の動作指令を解析した結果に基づいてもよい。ここでハンド１３Ａ，１３Ｂ上にワーク５０が載せられていないときは、ワーク５０の位置ずれや脱落が起こり得ないときであり、したがって減速処理を行う必要がないときであるから。処理はステップ１０６に移行する。なお、ステップ１０２による判断を行わずに、ワーク５０の有無によらずにアーム支持部２６の下降時に減速処理を行うこととする構成も可能である。

【0025】

ワーク５０がハンド１３Ａ，１３Ｂに載せられているとステップ１０２において判定したときは、制御部４１は、ステップ１０３において、その動作指令がアーム支持部２６の下降動作を含む動作指令であるかを判定する。アーム支持部２６の下降動作を含まない動作指令であるときは、減速処理を行う必要がないときであるから、処理はステップ１０６に移行する。アーム支持部２６の下降動作を含むとステップ１０３において判定したときは、次に、ステップ１０４において、その下降量が所定値以上であるか否かを判定する。カセット内でワーク５０を積み下ろすときのようにアーム支持部２６の下降量がわずかな場合には、加減速時間も考慮すればハンド１３Ａ，１３Ｂの下降速度の最大値も小さくなり、そのようなときにはワーク５０の位置ずれや脱落のおそれもないので、減速処理を行う必要はない。また、減速処理を行って低減速度が設定されたときは、加速度及び減速度に影響が及ぶことがある。そこで、下降量が所定値以上ではないときには、減速処理を行わないこととして、次に、ステップ１０６の処理を実行する。一方、アーム支持部２６の下降量が所定以上の場合には、減速処理の実行のために、ステップ１０５の処理を実行する。なお、ステップ１０４による判断を行わずに、下降量によらずにアーム支持部２６の下降時に減速処理を行うこととする構成も可能である。

【0026】

ステップ１０５では、制御部４１は、減速処理として、ロボットの動作速度の規定値の例えば７０％を低減速度とし、少なくともＺ軸に対してこの低減速度を適用しながら動作指令に基づいて各軸の駆動制御を行なう。動作指令に基づく駆動制御が終われば、次の動作指令に基づく制御を実行するために、処理はステップ１０１に戻る。一方、ステップ１０６では、制御部４１は、ロボットの動作速度の規定値をそのまま適用しながら動作指令に基づいて各軸の駆動制御を行ない、動作指令に基づく駆動制御が終われば、次の動作指令に基づく制御を実行するために、処理はステップ１０１に戻る。

【0027】

以上説明した本実施形態の産業用ロボットでは、アーム支持部２６を下降させることを含む動作指令を受け取ったときに、規定値よりも小さな動作速度（低減速度）に基づいてハンドの位置を変化させる減速処理を実行することにより、ワーク５０が受ける風圧が弱くなり、ワーク５０の位置ずれや脱落を防ぐことが可能になる。低減速度は、少なくともＺ軸すなわちアーム支持部２６を下降させる動きの制御に適用される。風圧によるワークの位置ずれや脱落を防ぐ方法として、ワークのサイズやロボットの構成に応じてロボットの動作速度の規定値自体を小さくし、すべての動作指令に対してゆっくりとロボットを動作させることも考えられるが、本実施形態では、ワーク５０の位置ずれや脱落の恐れがある動作指令を実行するときにのみ減速処理を行うので、タクトタイムの増加を大きく抑えることが可能になる。

【0028】

上述の産業用ロボットは、ハンド１３Ａ，１３Ｂの上にワーク５０を載置してワークを搬送するものであるが、本発明は、何らかの吸引手段や吸着手段を用いてハンド１３Ａ，１３Ｂの下側にワーク５０を保持する形式の産業用ロボットにも適用することができる。そのような場合には、アーム支持部２６を上昇させることを含む動作指令を受け取ったときに、少なくともアーム支持部２６の上昇に対して低減速度が適用されるように減速処理を行えばよい。

【符号の説明】

【0029】

１０…ロボット部；１１Ａ，１１Ｂ…第１アーム；１２Ａ，１２Ｂ…第２アーム；１３Ａ，１３Ｂ…ハンド；２１…レール；２２…基台；２３…回転台；２４…昇降機構；２４Ａ…固定部；２４Ｂ…移動部；２５…カバー；２６…アーム支持部；３１…回転軸；３２…共通軸；３３Ａ，３３Ｂ…軸；３４Ａ，３４Ｂ…手首軸；４０…制御装置；４１…制御部；４２…駆動回路；５０…ワーク。

【図1】

【図2】

【図3】