JP2020069551A - ロボットおよびロボットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化と組み立て易さとの両立を図ることのできるロボットおよびロボットの製造方法を提供する。【解決手段】ロボットは、ロボット本体と、前記ロボット本体の内部に配置され、光信号を出力する発光素子と、光信号を受光して電気信号を出力する受光素子とを有する第１の光トランシーバーおよび第２の光トランシーバーと、前記第１の光トランシーバーと前記第２の光トランシーバーとの間で光信号を伝送する光伝送路と、前記第１の光トランシーバーと前記光伝送路とを接続するコネクターと、を有し、前記第２の光トランシーバーと前記光伝送路とは直接接続されている。【選択図】図２

Description

本発明は、ロボットおよびロボットの製造方法に関するものである。

例えば、特許文献１に記載された搬送ロボットは、筐体と、筐体に対して回転可能に接続された第１アームと、第１アームに対して回転可能に接続された第２アームと、第２アームに対して回転可能に接続された第３アームと、第３アームに対して回転可能に接続された第４アームと、を有している。また、筐体には光信号を出力する制御装置が配置され、各アームには、光ファイバーに接続され、光信号と電気信号とを相互に変換する信号変換器が配置されている。また、各アームには駆動用のモーターが配置されており、信号変換器で変換された電気信号によってモーターの駆動が制御される。このように、電気配線を光配線である光ファイバーに置き換えることにより、配線の数を減らすことができ、ロボットの小型化を図ることができる。

特開２００７−３８３６０号公報

しかしながら、信号変換器と光ファイバーとの接続にコネクターを用いると、ロボット内に当該コネクターの配置スペースを確保しなければならず、ロボットの小型化を図ることが困難である。一方、信号変換器と光ファイバーとをコネクターを用いずに接続する方法もあるが、ロボットを組み立てる現場では、当該方法によって信号変換器と光ファイバーとを接続することは困難である。

本発明のロボットは、ロボット本体と、
前記ロボット本体の内部に配置され、光信号を出力する発光素子と、光信号を受光して電気信号を出力する受光素子とを有する第１の光トランシーバーおよび第２の光トランシーバーと、
前記第１の光トランシーバーと前記第２の光トランシーバーとの間で光信号を伝送する光伝送路と、
前記第１の光トランシーバーと前記光伝送路とを接続するコネクターと、を有し、
前記第２の光トランシーバーと前記光伝送路とは直接接続されていることを特徴とする。

本発明の第１実施形態に係るロボットを示す斜視図である。 ロボットが備えるトランシーバーの配置を示す模式断面図である。 ロボット本体が備える第６アームを示す平面図である。 ロボット本体が備える第６アームを示す平面図である。 光トランシーバーを示す斜視図である。 図５中のＡ−Ａ線断面図である。 ロボットが備えるコネクターを示す斜視図である。 光コネクターと光伝送路とが直接接続されている構造を示す断面図である。 ロボットの製造工程を示すフローチャートである。 図９に示す製造方法を説明するための模式断面図である。 図９に示す製造方法を説明するための模式断面図である。 図９に示す製造方法を説明するための模式断面図である。 ロボットの別の製造工程を示すフローチャートである。 図１３に示す製造方法を説明するための模式断面図である。 図１３に示す製造方法を説明するための模式断面図である。 図１３に示す製造方法を説明するための模式断面図である。 図１３に示す製造方法を説明するための模式断面図である。

以下、本発明のロボットおよびロボットの製造方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るロボットを示す斜視図である。図２は、ロボットが備えるトランシーバーの配置を示す模式断面図である。図３および図４は、それぞれ、ロボット本体が備える第６アームを示す平面図である。図５は、光トランシーバーを示す斜視図である。図６は、図５中のＡ−Ａ線断面図である。図７は、ロボットが備えるコネクターを示す斜視図である。図８は、光コネクターと光伝送路とが直接接続されている構造を示す断面図である。図９は、ロボットの製造工程を示すフローチャートである。図１０ないし図１２は、それぞれ、図９に示す製造方法を説明するための模式断面図である。図１３は、ロボットの別の製造工程を示すフローチャートである。図１４ないし図１７は、それぞれ、図１３に示す製造方法を説明するための模式断面図である。

図１に示すロボット１は、部品収納部Ｔ１から互いに異なる種類の複数の部品Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３をそれぞれ取り出し、複数種の部品Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３からなる部品キットＣＫを作成し、部品キットＣＫを作業台Ｔ２へ供給するという作業を行う。

部品収納部Ｔ１は、鉛直方向に４段、水平方向に３列に仕切られていることによって１２個の収納スペースを有する部品棚であり、各収納スペースには、コンテナＴ１１が収納されている。ここで、各コンテナＴ１１は、上方に開放したトレイ状または箱状をなしている。そして、部品収納部Ｔ１の左側の列にある各コンテナＴ１１には部品Ｃ１が複数収納され、中央の列にある各コンテナＴ１１には部品Ｃ２が複数収納され、右側の列にある各コンテナＴ１１には部品Ｃ３が複数収納されている。また、各コンテナＴ１１は、部品収納部Ｔ１から引き出し可能に配置されている。これにより、各コンテナＴ１１から部品Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を容易に取り出すことができる。

また、ロボット１は、自動搬送装置６と、自動搬送装置６に搭載されたロボット本体１０と、自動搬送装置６に配置された環境認識センサー７と、ロボット本体１０に配置された物体認識センサー８と、自動搬送装置６およびロボット本体１０の動作を制御する制御装置９と、自動搬送装置６上に配置された載置部６１と、を備えている。

制御装置９は、環境認識センサー７の認識結果に基づいて、ロボット本体１０が部品収納部Ｔ１または作業台Ｔ２に対する作業可能な位置となるように自動搬送装置６を移動させることが可能である。また、制御装置９は、ロボット本体１０が部品収納部Ｔ１に対する作業可能な位置にあるとき、物体認識センサー８の認識結果に基づいて、載置部６１上に複数の部品キットＣＫを作成するようにロボット本体１０を駆動させることが可能である。また、制御装置９は、ロボット本体１０が作業台Ｔ２に対する作業可能な位置にあるとき、物体認識センサー８の認識結果に基づいて、載置部６１上から作業台Ｔ２へ複数の部品キットＣＫを載せ換えるようにロボット本体１０を駆動させることが可能である。

このように、ロボット１は、複数の部品キットＣＫを載置部６１上で作成した後に作業台Ｔ２へ載せ換えることが可能である。これにより、自動搬送装置６が部品収納部Ｔ１と作業台Ｔ２との間を往復する回数を少なくし、作業効率を高めることができる。本実施形態では、部品キットＣＫの作成前の載置部６１上には、複数のトレイＴＲが載置されており、部品キットＣＫは、トレイＴＲ上に作成される。そして、部品キットＣＫはトレイＴＲごと載置部６１上から作業台Ｔ２に載せ換えられる。これにより、載せ換え作業の簡単化を図ることができる。

ロボット本体１０は、いわゆる単腕の６軸垂直多関節ロボットであり、ベースとしての基台１１と、基台１１に対して変位するロボットアーム１２と、を有する。また、ロボットアーム１２は、第１アーム１２１、第２アーム１２２、第３アーム１２３、第４アーム１２４、第５アーム１２５および第６アーム１２６と、を有している。

基台１１は、自動搬送装置６に固定されている。第１アーム１２１は、基台１１に対して回動可能に接続されている。第２アーム１２２は、第１アーム１２１に対して回動可能に接続されている。また、第３アーム１２３は、第２アーム１２２に対して回動可能に接続されている。また、第４アーム１２４は、第３アーム１２３に対して回動可能に接続されている。また、第５アーム１２５は、第４アーム１２４に対して回動可能に接続されている。また、第６アーム１２６は、第５アーム１２５に対して回動可能に接続されている。

また、ロボットアーム１２の先端部に位置する第６アーム１２６には、力検出センサー１６を介して、ハンド１５が取り付けられている。力検出センサー１６は、例えば、力検出センサー１６に加えられた外力の６軸成分を検出可能な６軸力覚センサーである。ここで、６軸成分は、互いに直交する３つの軸のそれぞれの方向の並進力成分および当該３つの軸のそれぞれの軸まわりの回転力成分である。また、ハンド１５は、ロボット１の作業の対象物である部品Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３をそれぞれ把持可能な２本の指を有する。なお、例えば、部品Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の種類によっては、ハンド１５に代えて部品Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を吸着等により保持するエンドエフェクターを用いてもよい。

また、ロボット本体１０は、基台１１に対して第１アーム１２１を回動させる駆動装置１３１と、第１アーム１２１に対して第２アーム１２２を回動させる駆動装置１３２と、第２アーム１２２に対して第３アーム１２３を回動させる駆動装置１３３と、第３アーム１２３に対して第４アーム１２４を回動させる駆動装置１３４と、第４アーム１２４に対して第５アーム１２５を回動させる駆動装置１３５と、第５アーム１２５に対して第６アーム１２６を回動させる駆動装置１３６と、を有している。各駆動装置１３１〜１３６は、例えば、第１〜第６アーム１２１〜１２６の駆動源となるモーター、モーターの駆動を制御するコントローラー、減速機、エンコーダー等を有している。

また、環境認識センサー７は、自動搬送装置６の前方部および後方部にそれぞれ設けられている。前方部に設けられた環境認識センサー７は、前方側にある物体を検出し、その情報を出力する。また、後方部に設けられた環境認識センサー７は、後方側にある物体を検出し、その情報を出力する。

また、物体認識センサー８は、ロボット本体１０のロボットアーム１２の先端部に設けられている。図示の構成では、物体認識センサー８は、ロボットアーム１２が有するアームのうちの最も先端側にある第６アーム１２６に取り付けられている。物体認識センサー８は、カメラ８１を有し、カメラ８１で撮像した画像データを出力することができる。なお、物体認識センサー８の設置位置は、第６アーム１２６に限定されず、例えば、他のアーム１２１〜１２５であってもよい。また、物体認識センサー８の設置数は、２以上であってもよい。

また、図２に示すように、ロボット１は、基台１１の内部に配置された第１光トランシーバー２１と、第１アーム１２１の内部に配置された第２光トランシーバー２２と、第２アーム１２２の内部に配置された第３光トランシーバー２３と、第３アーム１２３の内部に配置された第４光トランシーバー２４と、第４アーム１２４の内部に配置された第５光トランシーバー２５と、第５アーム１２５の内部に配置された第６光トランシーバー２６と、第６アーム１２６の内部に配置された第７光トランシーバー２７と、を有している。ここで、「基台１１の内部」とは、基台１１を形成する筐体の内部すなわち筐体内に設けられた内部空間内を意味している。「アームの内部」についても同様である。また、第１〜第６光トランシーバー２１〜２６が本実施形態における「一方の光トランシーバー」に相当し、第７光トランシーバー２７が本実施形態における「他方の光トランシーバー」に相当する。なお、「一方の光トランシーバー」と「他方の光トランシーバー」の組み合わせは、これに限定されない。

また、第１光トランシーバー２１は、制御装置９と電気的に接続されている。電気的に接続しているとは、電気信号を送信する電気配線で接続されていることである。また、第２光トランシーバー２２は、第１アーム１２１内において、駆動装置１３２と電気的に接続されている。これにより、例えば、制御装置９から駆動装置１３２にモーターの制御信号を送信することができ、反対に、駆動装置１３２から制御装置９にエンコーダーの検出結果等を送信することができるため、これらの間でスムーズな通信が可能となる。

同様に、第３光トランシーバー２３は、第２アーム１２２内において駆動装置１３３と電気的に接続され、第４光トランシーバー２４は、第３アーム１２３内において駆動装置１３４と電気的に接続され、第５光トランシーバー２５は、第４アーム１２４内において駆動装置１３５と電気的に接続され、第６光トランシーバー２６は、第５アーム１２５内において駆動装置１３６と電気的に接続されている。これにより、例えば、制御装置９から駆動装置１３３〜１３６にモーターの制御信号を送信することができ、反対に、駆動装置１３３〜１３６から制御装置９にエンコーダーの検出結果等を送信することができるため、これらの間でスムーズな通信が可能となる。

また、一例として、図３に示すように、第７光トランシーバー２７は、第６アーム１２６が有するハンド１５と電気的に接続されている。ハンド１５は、基部１５１と、基部１５１に対して変位可能な一対の指部１５２、１５３と、一対の指部１５２、１５３を開閉させる駆動装置１５４と、を有し、指部１５２、１５３を開閉させることにより、対象物を把持したり、把持した対象物をリリースしたりすることができる。駆動装置１５４としては、例えば、前述した駆動装置１３１〜１３６と同様の構成とすることができる。

そして、第７光トランシーバー２７は、駆動装置１５４と電気配線１５５を介して電気的に接続されている。そのため、例えば、制御装置９から駆動装置１５４にモーターの制御信号を送信することができ、反対に、駆動装置１５４から制御装置９にエンコーダーの検出結果等を送信することができる。これにより、制御装置９とハンド１５との間で、スムーズな通信すなわちより高速でより大容量の通信が可能となる。また、光通信を用いることにより、ノイズの影響を受け難くなるため、より正確な信号を送受信することができる。

また、別の例として、図４に示すように、第７光トランシーバー２７は、第６アーム１２６に設けられたカメラ８１と電気配線１５５を介して電気的に接続されている。そのため、例えば、制御装置９からカメラ８１に制御信号を送信することができ、反対に、カメラ８１から制御装置９に撮像データを送信することができる。これにより、制御装置９とカメラ８１との間で、より高速でより大容量の通信が可能となる。また、光通信を用いることにより、ノイズの影響を受け難くなるため、より正確な信号を送受信することができる。特に、近年では、高解像度の画像を取得するため、画像データの容量が大きくなる傾向にあり、このような光通信によれば、データ送信の遅延等を効果的に抑制することができる。

第１〜第７光トランシーバー２１〜２７は、それぞれ、光信号ＬＳを送受信する機能を有している。第１〜第７光トランシーバー２１〜２７の構成としては、光信号ＬＳを送受信することができれば、特に限定されず、例えば、図５に示すように、基板５１上に光電変換部５２と回路素子５３とが搭載されている構成とすることができる。また、図６に示すように、光電変換部５２は、例えば、光信号ＬＳを受光し、光電変換する受光素子５２１と、入力された電気信号を光信号ＬＳに変換して出射する発光素子５２２と、受光素子５２１が出力する電流信号をインピーダンス変換、増幅し、電圧信号として発光素子５２２に出力する増幅回路５２３と、これらを気密的に収納するパッケージ５２４と、を有している。パッケージ５２４は、透明な蓋体５２５を有し、この蓋体５２５を介して光信号ＬＳの送受信を行うことができる。また、回路素子５３は、例えば、発光素子５２２のための電気信号処理や制御を実行することができ、発光素子５２２への電流をスイッチングするＬＤＤ回路、信号レベルを変換するレベル変換回路等が含まれている。

また、図２に示すように、ロボット１は、第１光トランシーバー２１と第２光トランシーバー２２とを接続し、これらの間で光信号ＬＳを伝送する第１光伝送路３１と、第２光トランシーバー２２と第３光トランシーバー２３とを接続し、これらの間で光信号ＬＳを伝送する第２光伝送路３２と、第３光トランシーバー２３と第４光トランシーバー２４とを接続し、これらの間で光信号ＬＳを伝送する第３光伝送路３３と、第４光トランシーバー２４と第５光トランシーバー２５とを接続し、これらの間で光信号ＬＳを伝送する第４光伝送路３４と、第５光トランシーバー２５と第６光トランシーバー２６とを接続し、これらの間で光信号ＬＳを伝送する第５光伝送路３５と、第６光トランシーバー２６と第７光トランシーバー２７とを接続し、これらの間で光信号ＬＳを伝送する第６光伝送路３６と、を有している。言い換えると、ロボット１は、第１光トランシーバー２１と第７光トランシーバー２７とを接続する光伝送路を有し、その途中に第２〜第６光トランシーバー２２〜２６がそれぞれ接続されている。

また、第１光伝送路３１は、基台１１と第１アーム１２１とを接続する第１関節１４１内を通って第１光トランシーバー２１と第２光トランシーバー２２とを接続している。また、第２光伝送路３２は、第１アーム１２１と第２アーム１２２とを接続する第２関節１４２内を通って第２光トランシーバー２２と第３光トランシーバー２３とを接続している。また、第３光伝送路３３は、第２アーム１２２と第３アーム１２３とを接続する第３関節１４３内を通って第３光トランシーバー２３と第４光トランシーバー２４とを接続している。また、第４光伝送路３４は、第３アーム１２３と第４アーム１２４とを接続する第４関節１４４内を通って第４光トランシーバー２４と第５光トランシーバー２５とを接続している。また、第５光伝送路３５は、第４アーム１２４と第５アーム１２５とを接続する第５関節１４５内を通って第５光トランシーバー２５と第６光トランシーバー２６とを接続している。また、第６光伝送路３６は、第５アーム１２５と第６アーム１２６とを接続する第６関節１４６内を通って第６光トランシーバー２６と第７光トランシーバー２７とを接続している。このような構成によれば、各第１〜第６関節１４１〜１４６に１本の光伝送路しか通過させなくてよくなるため、各第１〜第６関節１４１〜１４６の小型化を図ることができ、それに伴い、ロボット本体１０の小型化を図ることができる。

ただし、これに限定されず、例えば、第１〜第６光伝送路３１〜３６の少なくとも１つは、対応する第１〜第６関節１４１〜１４６の外側を通っていてもよい。

第１〜第６光伝送路３１〜３６としては、光信号ＬＳを伝送することができれば、特に限定されないが、本実施形態ではポリマーで形成されたポリマー光導波路（有機光導波路）を用いている。このものは、屈折率の異なる２種のポリマー材料をコア／シェル構造としたものである。これにより、第１〜第６光伝送路３１〜３６を比較的簡単に形成することができると共に、光を効率的に伝搬することができる。また、ポリマー光導波路は、可撓性に富むため、回動するアーム間を跨ぐように設置される本実施形態のようなロボットアーム１２に適している。なお、ポリマー光導波路とは、高分子材料を用いて形成される光導波路を意味し、高分子光導波路、プラスチック光導波路と呼ばれることもあり、主にガラスを用いて形成される無機光導波路と区別されるものである。ただし、第１〜第６光伝送路３１〜３６としては、無機光導波路、すなわちポリマー導波路以外の光導波路を用いてもよい。また、第１〜第６光伝送路３１〜３６でポリマー光導波路と無機光導波路とが混在していてもよい。

また、図２に示すように、ロボット１は、第１光伝送路３１と第１光トランシーバー２１とを接続する第１コネクター４１と、第１、第２光伝送路３１、３２と第２光トランシーバー２２とを接続する第２コネクター４２と、第２、第３光伝送路３２、３３と第３光トランシーバー２３とを接続する第３コネクター４３と、第３、第４光伝送路３３、３４と第４光トランシーバー２４とを接続する第４コネクター４４と、第４、第５光伝送路３４、３５と第５光トランシーバー２５とを接続する第５コネクター４５と、第５、第６光伝送路３５、３６と第６光トランシーバー２６とを接続する第６コネクター４６と、を有している。

図７に示すように、第１コネクター４１は、基板５１に搭載され、光伝送路５９を介して第１光トランシーバー２１の光電変換部５２と光学的に接続された第１コネクター片４１１と、第１光伝送路３１の基端部に接続された第２コネクター片４１２と、を有し、第１コネクター片４１１と第２コネクター片４１２とを接続することにより、第１光伝送路３１と第１光トランシーバー２１とを光学的に接続することができる。

また、第２コネクター４２は、前述した第１コネクター４１と同様に、基板５１に搭載され、光伝送路５９を介して第２光トランシーバー２２の光電変換部５２と光学的に接続された第１コネクター片４２１と、第１光伝送路３１の先端部および第２光伝送路３２の基端部に接続された第２コネクター片４２２と、を有し、第１コネクター片４２１と第２コネクター片４２２とを接続することにより、第１、第２光伝送路３１、３２と第２光トランシーバー２２とを光学的に接続することができる。

また、第３コネクター４３は、前述した第１コネクター４１と同様に、基板５１に搭載され、光伝送路５９を介して第３光トランシーバー２３の光電変換部５２と光学的に接続された第１コネクター片４３１と、第２光伝送路３２の先端部および第３光伝送路３３の基端部に接続された第２コネクター片４３２と、を有し、第１コネクター片４３１と第２コネクター片４３２とを接続することにより、第２、第３光伝送路３２、３３と第３光トランシーバー２３とを光学的に接続することができる。

また、第４コネクター４４は、前述した第１コネクター４１と同様に、基板５１に搭載され、光伝送路５９を介して第４光トランシーバー２４の光電変換部５２と光学的に接続された第１コネクター片４４１と、第３光伝送路３３の先端部および第４光伝送路３４の基端部に接続された第２コネクター片４４２と、を有し、第１コネクター片４４１と第２コネクター片４４２とを接続することにより、第３、第４光伝送路３３、３４と第４光トランシーバー２４とを光学的に接続することができる。

また、第５コネクター４５は、前述した第１コネクター４１と同様に、基板５１に搭載され、光伝送路５９を介して第５光トランシーバー２５の光電変換部５２と光学的に接続された第１コネクター片４５１と、第４光伝送路３４の先端部および第５光伝送路３５の基端部に接続された第２コネクター片４５２と、を有し、第１コネクター片４５１と第２コネクター片４５２とを接続することにより、第４、第５光伝送路３４、３５と第５光トランシーバー２５とを光学的に接続することができる。

また、第６コネクター４６は、前述した第１コネクター４１と同様に、基板５１に搭載され、光伝送路５９を介して第６光トランシーバー２６の光電変換部５２と光学的に接続された第１コネクター片４６１と、第５光伝送路３５の先端部および第６光伝送路３６の基端部に接続された第２コネクター片４６２と、を有し、第１コネクター片４６１と第２コネクター片４６２とを接続することにより、第５、第６光伝送路３５、３６と第６光トランシーバー２６とを光学的に接続することができる。

これら第１〜第６コネクター４１〜４６としては、特に限定されず、例えば、ＳＣコネクター、ＳＣＦコネクター、ＦＣコネクター、ＳＴコネクター、ＬＣコネクター、ＭＵコネクター等を用いることができる。規格品であるこれら各コネクターを用いることにより、第１〜第６コネクター４１〜４６を介した第１〜第６光トランシーバー２１〜２６と第１〜第６光伝送路３１〜３６との接続をより確実にかつより容易に行うことができる。

これら第１〜第６光トランシーバー２１〜２６とは異なり、第７光トランシーバー２７だけは、コネクターを介さずに第６光伝送路３６と直接接続されている。「直接接続されている」とは、第７光トランシーバー２７と第６光伝送路３６との間に第１〜第６コネクター４１〜４６のような着脱式の接続部品を介することなく接続されていることを意味する。言い換えると、第７光トランシーバー２７の受光素子５２１および発光素子５２２と第６光伝送路３６とが直に軸合わせされていることを意味する。

第７光トランシーバー２７と第６光伝送路３６とを直接接続することにより、コネクターを配置するためのスペースを第６アーム１２６内に確保する必要がなくなるため、第６アーム１２６の小型化および軽量化を図ることができる。そのため、ロボット本体１０の小型化および軽量化を図ることができる。特に、最先端に位置する第６アーム１２６は、軽量化、狭小エリアでの作業性等の目的によって小さく形成されており、その内部スペースがもともと小さい。そのため、コネクターのない第７光トランシーバー２７は、第６アーム１２６の内部に配置するのに適している。

本実施形態では、図８に示すように、第６光伝送路３６は、第７光トランシーバー２７のパッケージ５２４に図示しない固定部材によって固定されており、その先端面が蓋体５２５を介して受光素子５２１および発光素子５２２と対向している。つまり、第７光トランシーバー２７の受光素子５２１および発光素子５２２と第６光伝送路３６とが直に軸合わせされている。これにより、第６光伝送路３６と第７光トランシーバー２７とを直接接続することができる。ただし、第６光伝送路３６と第７光トランシーバー２７とを直接接続する方法としては、特に限定されない。

次に、上述したロボット１の製造方法について説明する。ロボット１の製造方法は、例えば、図９に示すように、第１〜第７光トランシーバー２１〜２７およびロボット本体１０を準備する準備工程と、ロボット本体１０の内部に第１〜第７光トランシーバー２１〜２７を配置する配置工程と、第１〜第７光トランシーバー２１〜２７と第１〜第６光伝送路３１〜３６とを接続する接続工程と、を含んでいる。

≪準備工程≫
第１コネクター片４１１〜４６１が設けられた第１〜第６光トランシーバー２１〜２６を準備する。また、光信号ＬＳを伝送する第６光伝送路３６と、第６光伝送路３６の先端部と直接接続されている第７光トランシーバー２７と、第６光伝送路３６の基端側に接続されている第２コネクター片４６２と、を有する光伝送装置２０を準備する。また、ロボット本体１０と、を準備する。なお、このときすでに、第２コネクター片４６２には、第１〜第５光伝送路３１〜３５および第２コネクター片４１２〜４５２がそれぞれ接続されている。

≪配置工程≫
図１０に示すように、基台１１の内部に第１光トランシーバー２１を配置し、第１アーム１２１の内部に第２光トランシーバー２２を配置し、第２アーム１２２の内部に第３光トランシーバー２３を配置し、第３アーム１２３の内部に第４光トランシーバー２４を配置し、第４アーム１２４の内部に第５光トランシーバー２５を配置し、第５アーム１２５の内部に第６光トランシーバー２６を配置し、第６アーム１２６の内部に光伝送装置２０を配置する。

≪接続工程≫
図１１に示すように、第２コネクター片４６２を第６関節１４６内を通して第５アーム１２５内に移動させ、第１コネクター片４６１と接続する。同様にして、図１２に示すように、第２コネクター片４５２を第５関節１４５内を通して第４アーム１２４内に移動させ、第１コネクター片４５１と接続し、第２コネクター片４４２を第４関節１４４内を通して第３アーム１２３内に移動させ、第１コネクター片４４１と接続し、第２コネクター片４３２を第３関節１４３内を通して第２アーム１２２内に移動させ、第１コネクター片４３１と接続し、第２コネクター片４２２を第２関節１４２内を通して第１アーム１２１内に移動させ、第１コネクター片４２１と接続し、第２コネクター片４１２を第１関節１４１内を通して基台１１内に移動させ、第１コネクター片４１１と接続する。

以上により、ロボット１が得られる。このような製造方法によれば、第７光トランシーバー２７と第６光伝送路３６とをコネクターを介さずに直接接続しているため、コネクターを配置するためのスペースを第６アーム１２６内に確保する必要がなく、第６アーム１２６の小型化を図ることができる。そのため、ロボット１の小型化を図ることができる。特に、最先端に位置する第６アーム１２６は、軽量化等の目的によって小さく形成されており、その内部スペースがもともと小さい。そのため、コネクターのない第７光トランシーバー２７によれば、小さいスペースでも配置することができるため、第６アーム１２６の内部に配置するのに適している。

また、ロボット本体１０内に配置する前に、第７光トランシーバー２７と第６光伝送路３６とを接続しておくことにより、第７光トランシーバー２７と第６光伝送路３６との高精度な位置合わせが可能となり、精度のよい光通信が可能となる。また、第７光トランシーバー２７以外の第１〜第６光トランシーバー２１〜２６については、第１〜第６コネクター４１〜４６を介して第１〜第６光伝送路３１〜３６と接続することにより、ロボット１の組み立ての現場においても、容易にかつ確実に、第１〜第６光トランシーバー２１〜２６と第１〜第６光伝送路３１〜３６とを接続することができる。以上より、上述の製造方法によれば、小型化と組み立て易さとの両立を図ることのできるロボット１が得られる。

また、ロボット１の別の製造方法として、図１３に示すように、第１〜第７光トランシーバー２１〜２７およびロボット本体１０を準備する準備工程と、ロボット本体１０の内部に第１〜第７光トランシーバー２１〜２７を配置する配置工程と、第２コネクター片４６２を第６光伝送路３６の基端部に接続し、第１コネクター片４６１と第２コネクター片４６２とを接続する第１接続工程と、第２コネクター片４５２を第５光伝送路３５の基端部に接続し、第１コネクター片４５１と第２コネクター片４５２とを接続する第２接続工程と、第２コネクター片４４２を第４光伝送路３４の基端部に接続し、第１コネクター片４４１と第２コネクター片４４２とを接続する第３接続工程と、第２コネクター片４３２を第３光伝送路３３の基端部に接続し、第１コネクター片４３１と第２コネクター片４３２とを接続する第４接続工程と、第２コネクター片４２２を第２光伝送路３２の基端部に接続し、第１コネクター片４２１と第２コネクター片４２２とを接続する第５接続工程と、第２コネクター片４１２を第１光伝送路３１の基端部に接続し、第１コネクター片４１１と第２コネクター片４１２とを接続する第６接続工程と、を含んでいる。

≪準備工程≫
第１コネクター片４１１〜４６１が設けられた第１〜第６光トランシーバー２１〜２６を準備する。また、光信号ＬＳを伝送する第６光伝送路３６と、第６光伝送路３６の先端部と直接接続されている第７光トランシーバー２７と、を有する光伝送装置２０を準備する。また、ロボット本体１０と、を準備する。

≪配置工程≫
図１４に示すように、基台１１の内部に第１光トランシーバー２１を配置し、第１アーム１２１の内部に第２光トランシーバー２２を配置し、第２アーム１２２の内部に第３光トランシーバー２３を配置し、第３アーム１２３の内部に第４光トランシーバー２４を配置し、第４アーム１２４の内部に第５光トランシーバー２５を配置し、第５アーム１２５の内部に第６光トランシーバー２６を配置し、第６アーム１２６の内部に光伝送装置２０を配置する。

≪第１接続工程≫
図１５に示すように、第６光伝送路３６の基端部を第６関節１４６を通して第５アーム１２５内に移動させ、第６光伝送路３６の基端部および第５光伝送路３５の先端部に第２コネクター片４６２を接続する。次に、図１６に示すように、第１コネクター片４６１と第２コネクター片４６２とを接続する。これにより、第６光伝送路３６を介して、第６光トランシーバー２６と第７光トランシーバー２７とが接続される。

≪第２接続工程≫
前述した第１接続工程と同様に、第５光伝送路３５の基端部を第５関節１４５を通して第４アーム１２４内に移動させ、第５光伝送路３５の基端部および第４光伝送路３４の先端部に第２コネクター片４５２を接続する。次に、第１コネクター片４５１と第２コネクター片４５２とを接続する。これにより、第５光伝送路３５を介して、第５光トランシーバー２５と第６光トランシーバー２６とが接続される。

≪第３接続工程≫
前述した第１接続工程と同様に、第４光伝送路３４の基端部を第４関節１４４を通して第３アーム１２３内に移動させ、第４光伝送路３４の基端部および第３光伝送路３３の先端部に第２コネクター片４４２を接続する。次に、第１コネクター片４４１と第２コネクター片４４２とを接続する。これにより、第４光伝送路３４を介して、第４光トランシーバー２４と第５光トランシーバー２５とが接続される。

≪第４接続工程≫
前述した第１接続工程と同様に、第３光伝送路３３の基端部を第３関節１４３を通して第２アーム１２２内に移動させ、第３光伝送路３３の基端部および第２光伝送路３２の先端部に第２コネクター片４３２を接続する。次に、第１コネクター片４３１と第２コネクター片４３２とを接続する。これにより、第３光伝送路３３を介して、第３光トランシーバー２３と第４光トランシーバー２４とが接続される。

≪第５接続工程≫
前述した第１接続工程と同様に、第２光伝送路３２の基端部を第２関節１４２を通して第１アーム１２１内に移動させ、第２光伝送路３２の基端部および第１光伝送路３１の先端部に第２コネクター片４２２を接続する。次に、第１コネクター片４２１と第２コネクター片４２２とを接続する。これにより、第２光伝送路３２を介して、第２光トランシーバー２２と第３光トランシーバー２３とが接続される。

≪第６接続工程≫
図１７に示すように、前述した第１接続工程と同様に、第１光伝送路３１の基端部を第１関節１４１を通して基台１１内に移動させ、第１光伝送路３１の基端部に第２コネクター片４１２を接続する。次に、第１コネクター片４１１と第２コネクター片４１２とを接続する。これにより、第１光伝送路３１を介して、第１光トランシーバー２１と第２光トランシーバー２２とが接続される。

以上により、ロボット１が得られる。このような製造方法によれば、第７光トランシーバー２７と第６光伝送路３６とをコネクターを介さずに直接接続しているため、コネクターを配置するためのスペースを第６アーム１２６内に確保する必要がなく、第６アーム１２６の小型化を図ることができる。そのため、ロボット１の小型化を図ることができる。特に、最先端に位置する第６アーム１２６は、軽量化等の目的によって小さく形成されており、その内部スペースがもともと小さい。そのため、コネクターのない第７光トランシーバー２７によれば、小さいスペースでも配置することができるため、第６アーム１２６の内部に配置するのに適している。また、このような製造方法によれば、第１〜第６光伝送路３１〜３６を第１〜第６関節１４１〜１４６内に通してから、第１〜第６光伝送路３１〜３６に第２コネクター片４１２〜４６２を接続するため、第２コネクター片４１２〜４６２を第１〜第６関節１４１〜１４６に通す必要がない。したがって、第１〜第６関節１４１〜１４６の小型化を図ることができ、それに伴い、ロボット１の小型化を図ることができる。

また、ロボット本体１０内に配置する前に、第７光トランシーバー２７と第６光伝送路３６とを接続しておくことにより、第７光トランシーバー２７と第６光伝送路３６との高精度な位置合わせが可能となり、精度のよい光通信が可能となる。一方、第１〜第６光伝送路３１〜３６への第２コネクター片４１２〜４６２の接続は、ロボット１の組み立て現場においても容易に行うことができる。そのため、容易にかつ確実に、第１〜第６光トランシーバー２１〜２６と第１〜第６光伝送路３１〜３６とを接続することができる。以上より、上述の製造方法によれば、小型化と組み立て易さとの両立を図ることのできるロボット１が得られる。

以上、ロボット１およびその製造方法について説明した。このようなロボット１は、前述したように、ロボット本体１０と、ロボット本体１０の内部に配置され、光信号ＬＳを出力する発光素子５２２と、光信号ＬＳを受光して電気信号を出力する受光素子５２１と、を有する第１の光トランシーバーおよび第２の光トランシーバーとしての第１〜第７光トランシーバー２１〜２７と、第１〜第７光トランシーバー２１〜２７の間で光信号ＬＳを伝送する光伝送路としての第１〜第６光伝送路３１〜３６と、第１の光トランシーバーである第１〜第６光トランシーバー２１〜２６と第１〜第６光伝送路３１〜３６とを接続するコネクターとしての第１〜第６コネクター４１〜４６と、を有している。そして、第２の光トランシーバーである第７光トランシーバー２７と第６光伝送路３６とは直接接続されている。このように、第７光トランシーバー２７と第６光伝送路３６とを直接接続することにより、コネクターを配置するためのスペースを第６アーム１２６内に確保する必要がなくなるため、第６アーム１２６の小型化および軽量化を図ることができる。そのため、ロボット１の小型化および軽量化を図ることができる。特に、最先端に位置する第６アーム１２６は、軽量化、狭小エリアでの作業性等の目的によって小さく形成されており、その内部スペースがもともと小さい。そのため、コネクターのない第７光トランシーバー２７は、第６アーム１２６の内部に配置するのに適している。また、第６光伝送路３６と第６光トランシーバー２６とは第６コネクター４６を介して接続することができるため、これらの接続をロボット１の組み立て現場においても確実にかつ容易に行うことができる。そのため、ロボット１の組み立てが容易となる。つまり、ロボット１によれば、小型化と組み立て易さの両立を図ることができる。

また、前述したように、ロボット本体１０は、ベースとしての基台１１と、基台１１に対して変位するロボットアーム１２と、を有している。そして、基台１１の内部に第１光トランシーバー２１が配置され、ロボットアーム１２の内部に第７光トランシーバー２７が配置されている。これにより、ロボットアーム１２内にコネクターを配置するためのスペースを確保する必要がなくなる。そのため、ロボットアーム１２の小型化および軽量化を図ることができ、優れた駆動特性をするロボット１となる。

また、前述したように、ロボットアーム１２は、先端側アームとしての第６アーム１２６と、第６アーム１２６よりも基台１１側に位置し、第６アーム１２６と第２〜第６関節１４２〜１４６を介して接続されている基端側アームとしての第１〜第５アーム１２１〜１２５と、を有している。そして、第１〜第５アーム１２１〜１２５の内部に第２〜第６光トランシーバー２２〜２６が配置され、第６アーム１２６の内部に第７光トランシーバー２７が配置されている。これにより、第６アーム１２６の小型化および軽量化を図ることができ、それに伴って、その他の第１〜第５アーム１２１〜１２５についても小型化および軽量化を図ることができる。そのため、ロボット本体１０の小型化および軽量化を図ることができる。特に、最先側に位置する第６アーム１２６は、軽量化、狭小エリアでの作業性等の目的によって小さく形成されており、その内部スペースがもともと小さい。そのため、コネクターのない第７光トランシーバー２７は、第６アーム１２６の内部に配置するのに適している。

また、前述したように、第６アーム１２６は、ハンド１５と、第７光トランシーバー２７とハンド１５とを接続している電気配線１５５と、を有する。これにより、ハンド１５との間で光通信が可能となる。

また、前述したように、第６アーム１２６は、カメラ８１と、第７光トランシーバー２７とカメラ８１とを接続している電気配線１５５と、を有する。これにより、カメラ８１との間で光通信が可能となる。

また、前述したように、第１〜第６光伝送路３１〜３６は、ポリマー導波路である。これにより、第１〜第６光伝送路３１〜３６の構成が簡単となる。また、ポリマー導波路は、可撓性に富むため、変形するロボットアーム１２への設置に適している。

また、前述したように、ロボット１の製造方法は、第１コネクター片４６１を有する第６光トランシーバー２６と、光信号ＬＳを伝送する第６光伝送路３６、第６光伝送路３６の一端部と直接接続されている第７光トランシーバー２７および第６光伝送路の他端部に接続されている第２コネクター片４６２を有する光伝送装置２０と、を準備する工程と、ロボット本体１０の内部に光伝送装置２０を配置する工程と、この工程の後に、第１コネクター片４６１と第２コネクター片４６２とを接続する工程と、を含んでいる。

このような製造方法によれば、第７光トランシーバー２７と第６光伝送路３６とをコネクターを介さずに直接接続しているため、コネクターを配置するためのスペースを第６アーム１２６内に確保する必要がなく、第６アーム１２６の小型化を図ることができる。そのため、ロボット１の小型化を図ることができる。また、ロボット本体１０内に配置する前に、第７光トランシーバー２７と第６光伝送路３６とを接続しておくことにより、第７光トランシーバー２７と第６光伝送路３６との高精度な位置合わせが可能となる。また、第６光トランシーバー２６については、第６コネクター４６を介して第６光伝送路３６と接続することにより、ロボット１の組み立ての現場においても、容易にかつ確実に、第６光トランシーバー２６と第６光伝送路３６とを接続することができる。以上より、上述の製造方法によれば、小型化と組み立て易さとの両立を図ることのできるロボット１が得られる。

また、前述したように、ロボット１の別の製造方法は、第１コネクター片４６１を有する第６光トランシーバー２６と、光信号ＬＳを伝送する第６光伝送路３６、第６光伝送路３６の一端部と直接接続されている第７光トランシーバー２７とを有する光伝送装置２０と、第２コネクター片４６２と、を準備する工程と、ロボット本体１０の内部に光伝送装置２０を配置する工程と、この工程の後に、第６光伝送路３６の他端部に第２コネクター片４６２を接続する工程と、この工程の後に、第１コネクター片４６１と第２コネクター片４６２とを接続する工程と、を含んでいる。

このような製造方法によっても、小型化と組み立て易さとの両立を図ることのできるロボット１が得られる。特に、このような製造方法によれば、第６光伝送路３６を第６関節１４６内に通してから、第６光伝送路３６に第２コネクター片４６２を接続するため、第２コネクター片４６２を第６関節１４６に通す必要がない。したがって、第６関節１４６の小型化を図ることができ、それに伴い、ロボット１のさらなる小型化を図ることができる。

以上、本発明のロボットおよびロボットの製造方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

また、前述した実施形態では、ロボット本体１０が６軸ロボットである構成について説明したが、ロボット本体１０としては、リンクまたはアームが関節またはジョイントを有して可動である装置のことであり、特には限定されず、例えば、双腕ロボット、スカラロボット等であってもよい。

また、前述したように、本実施形態では、最先端に位置する第６アーム１２６の内部に配置された第７光トランシーバー２７が第６光伝送路３６と直接接続されており、その他の第１〜第６光トランシーバー２１〜２６が第１〜第６コネクター４１〜４６を介して接続されているが、これに限定されず、第１〜第６光伝送路３１〜３６のうちの少なくとも１つにおいて、その一端部が一方の光トランシーバーとコネクターを介して接続され、他端部が他方の光トランシーバーと直接接続されていればよい。

また、第１〜第７光トランシーバー２１〜２７のうちの２つを有していれば、その他の光トランシーバーを省略してもよい。例えば、第２〜第６光トランシーバー２２〜２６を省略し、第１光トランシーバー２１と第７光トランシーバー２７とを光伝送路で接続してもよい。また、この際、第１光トランシーバー２１と光伝送路とをコネクターを介して接続し、第７光トランシーバー２７と光伝送路とを直接接続してもよいし、反対に、第１光トランシーバー２１と光伝送路とを直接接続し、第７光トランシーバー２７と光伝送路とをコネクターを介して接続してもよい。つまり、光伝送路と直接接続される光トランシーバーは、ロボット本体１０の先端側に位置する側の光トランシーバーに限定されない。

また、例えば、基台１１内に６つの第１光トランシーバー２１を配置し、１つ目の第１光トランシーバー２１と第２光トランシーバー２２とを第１光伝送路３１を介して接続し、２つ目の第１光トランシーバー２１と第３光トランシーバー２３とを第２光伝送路３２を介して接続し、３つ目の第１光トランシーバー２１と第４光トランシーバー２４とを第３光伝送路３３を介して接続し、４つ目の第１光トランシーバー２１と第５光トランシーバー２５とを第４光伝送路３４を介して接続し、５つ目の第１光トランシーバー２１と第６光トランシーバー２６とを第５光伝送路３５を介して接続し、６つ目の第１光トランシーバー２１と第７光トランシーバー２７とを第６光伝送路３６を介して接続してもよい。つまり、第２〜第７光トランシーバー２２〜２７をそれぞれ独立して第１光トランシーバー２１と接続してもよい。この際、各第１光トランシーバー２１と第１〜第６光伝送路３１〜３６とをコネクターを介して接続し、第２〜第６光トランシーバー２２〜２６と第１〜第６光伝送路３１〜３６とを直接接続することにより、ロボットアーム１２全体の小型化および軽量化を図ることができる。

１…ロボット、１０…ロボット本体、１１…基台、１２…ロボットアーム、１２１…第１アーム、１２２…第２アーム、１２３…第３アーム、１２４…第４アーム、１２５…第５アーム、１２６…第６アーム、１３１〜１３６…駆動装置、１４１…第１関節、１４２…第２関節、１４３…第３関節、１４４…第４関節、１４５…第５関節、１４６…第６関節、１５…ハンド、１５１…基部、１５２、１５３…指部、１５４…駆動装置、１５５…電気配線、１６…力検出センサー、２０…光伝送装置、２１…第１光トランシーバー、２２…第２光トランシーバー、２３…第３光トランシーバー、２４…第４光トランシーバー、２５…第５光トランシーバー、２６…第６光トランシーバー、２７…第７光トランシーバー、３１…第１光伝送路、３２…第２光伝送路、３３…第３光伝送路、３４…第４光伝送路、３５…第５光伝送路、３６…第６光伝送路、４１…第１コネクター、４１１…第１コネクター片、４１２…第２コネクター片、４２…第２コネクター、４２１…第１コネクター片、４２２…第２コネクター片、４３…第３コネクター、４３１…第１コネクター片、４３２…第２コネクター片、４４…第４コネクター、４４１…第２コネクター片、４４２…第２コネクター片、４５…第５コネクター、４５１…第１コネクター片、４５２…第２コネクター片、４６…第６コネクター、４６１…第１コネクター片、４６２…第２コネクター片、５１…基板、５２…光電変換部、５２１…受光素子、５２２…発光素子、５２３…増幅回路、５２４…パッケージ、５２５…蓋体、５３…回路素子、５９…光伝送路、６…自動搬送装置、６１…載置部、７…環境認識センサー、８…物体認識センサー、８１…カメラ、９…制御装置、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３…部品、ＣＫ…部品キット、ＬＳ…光信号、Ｔ１…部品収納部、Ｔ１１…コンテナ、Ｔ２…作業台、ＴＲ…トレイ

Claims (8)

1. ロボット本体と、
   前記ロボット本体の内部に配置され、光信号を出力する発光素子と、光信号を受光して電気信号を出力する受光素子とを有する第１の光トランシーバーおよび第２の光トランシーバーと、
   前記第１の光トランシーバーと前記第２の光トランシーバーとの間で光信号を伝送する光伝送路と、
   前記第１の光トランシーバーと前記光伝送路とを接続するコネクターと、を有し、
   前記第２の光トランシーバーと前記光伝送路とは直接接続されていることを特徴とするロボット。
2. 前記ロボット本体は、
   ベースと、
   前記ベースに対して変位するロボットアームと、を有し、
   前記ベースの内部に前記第１の光トランシーバーが配置され、
   前記ロボットアームの内部に前記第２の光トランシーバーが配置されている請求項１に記載のロボット。
3. 前記ロボット本体は、
   ベースと、
   前記ベースに対して変位するロボットアームと、を有し、
   前記ロボットアームは、
   先端側アームと、
   前記先端側アームよりも前記ベース側に位置し、前記先端側アームと関節を介して接続されている基端側アームと、を有し、
   前記基端側アームの内部に前記第１の光トランシーバーが配置され、
   前記先端側アームの内部に前記第２の光トランシーバーが配置されている請求項１に記載のロボット。
4. 前記先端側アームは、ハンドと、
   前記第２の光トランシーバーと前記ハンドとを接続している電気配線と、を有する請求項３に記載のロボット。
5. 前記先端側アームは、カメラと、
   前記第２の光トランシーバーと前記カメラとを接続している電気配線と、を有する請求項３に記載のロボット。
6. 前記光伝送路は、ポリマー導波路である請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボット。
7. 第１コネクター片を有する光トランシーバーと、
   光信号を伝送する光伝送路と、前記光伝送路の一端部と直接接続されている光トランシーバーと、前記光伝送路の他端部に接続されている第２コネクター片と、を有する光伝送装置と、を準備する工程と、
   ロボット本体の内部に前記光伝送装置を配置する工程と、
   前記配置する工程の後に、前記第１コネクター片と前記第２コネクター片とを接続する工程と、を含んでいることを特徴とするロボットの製造方法。
8. 第１コネクター片を有する光トランシーバーと、
   光信号を伝送する光伝送路と、前記光伝送路の一端部と直接接続されている光トランシーバーと、を有する光伝送装置と、
   第２コネクター片と、を準備する工程と、
   ロボット本体の内部に前記光伝送装置を配置する工程と、
   前記配置する工程の後に、前記光伝送路の他端部に第２コネクター片を接続する工程と、
   前記接続する工程の後に、前記第１コネクター片と前記第２コネクター片とを接続する工程と、を含んでいることを特徴とするロボットの製造方法。

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