KR20170042754A

KR20170042754A - 로봇 및 로봇 시스템

Info

Publication number: KR20170042754A
Application number: KR1020177007355A
Authority: KR
Inventors: 카즈시게 아카하; 크리스토프 메이어호프; 카즈토 요시무라
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2017-04-19
Also published as: US20170225326A1; TW201617192A; TWI675728B; WO2016051746A1; US10737378B2; CN107073707A; RU2017106187A3; US20180147719A1; EP3200960B1; RU2017106187A; CN107073707B; EP3200960A4; EP3200960A1

Abstract

(과제) 로봇의 선단부의 위치를 제1 회전축 주위로 180°회전된 위치로 이동시키는 동작을, 로봇의 간섭을 회피하기 위한 공간을 감소시켜도 실현할 수 있는 로봇 및 로봇 시스템을 제공한다.
(해결 수단) 로봇은, 베이스(11)와, 베이스(11)에, 제1 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제1 아암(12)과, 제1 아암(12)에, 제1 회전축의 축방향과 상이한 축방향을 갖는 제2 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제2 아암(13)을 구비하고, 제2 회전축의 축방향에서 볼 때, 제1 아암(12)과 제2 아암(13)이 이루는 각도를 0°로 하는 것이 가능하고, 제2 아암(13)은, 각도가 0°인 경우, 베이스(11)가 설치된 부착면과 간섭하지 않는다.

Description

로봇 및 로봇 시스템{ROBOT AND ROBOT SYSTEM}

본 발명은, 로봇 및 로봇 시스템에 관한 것이다.

종래, 로봇 아암을 구비한 로봇이 알려져 있다. 로봇 아암으로서, 복수의 아암(아암 부재)이 관절부를 통하여 서로 연결되고, 가장 선단측(가장 하류측)의 아암에는, 엔드 이펙터로서, 예를 들면, 핸드가 장착된다. 관절부는 모터에 의해 구동되고, 그 관절부의 구동에 의해, 아암이 회전한다. 로봇은, 예를 들면, 핸드로 대상물을 파지하고, 그 대상물을 소정의 장소로 이동시켜, 조립 등의 소정의 작업을 행한다.

이러한 로봇으로서, 일본공개특허공보 2014-46401호에는, 수직 다관절 로봇이 개시되어 있다. 일본공개특허공보 2014-46401호에 기재된 로봇에서는, 베이스(base)에 대하여 핸드를, 가장 기단측(가장 상류측)에 배치된 회전축(연직 방향으로 연장되는 회전축)인 제1 회전축 주위로 180°회전된 위치로 이동시키는 동작은, 베이스에 대하여 가장 기단측에 배치된 아암인 제1 아암을, 상기 제1 회전축 주위로 회전시킴으로써 행해진다.

일본공개특허공보 2014-46401호

일본공개특허공보 2014-46401호에 기재된 로봇에서는, 핸드를 베이스에 대하여 제1 회전축 주위로 180°회전된 위치로 이동시키는 경우에, 로봇의 간섭을 회피하기 위한 크기의 공간을 필요로 한다.

현재, 사람이 작업하는 셀을 로봇이 작업하는 로봇 셀로 치환한 생산 라인이 증가하고 있다. 그러나, 로봇이 작업하는 로봇 셀의 크기는, 일반적으로, 사람이 작업하는 셀의 크기보다도 크고, 단순하게 사람이 작업하는 셀을 로봇이 작업하는 로봇 셀로 치환하는 경우 생산 라인이 길어어지게 되고, 따라서 생산 현장에 따라서는 치환을 행할 수 없게 된다.

추가로, 로봇이 작업하는 로봇 셀의 높이가 높고, 따라서 복수대의 로봇 셀을 나열했을 때에, 사람이 가려져 가시성이 나쁜 생산 현장이 되어 있었다. 로봇이 작업하는 로봇 셀의 높이가 높으면, 로봇 셀의 중심(center of gravity)이 높아져, 진동하기 쉬워진다. 이에 따라, 로봇의 작업 정밀도가 나빠지고, 로봇 셀이 쓰러질 위험성이 높아지게 된다.

본 발명은, 상술한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위한 것이고, 이하의 형태 또는 적용예로서 실현하는 것이 가능하다.

적용예 1

본 발명의 적용예에 따르는 로봇은, 베이스와, 상기 베이스에, 제1 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제1 아암과, 상기 제1 아암에, 상기 제1 회전축의 축방향과 상이한 축방향을 갖는 제2 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제2 아암을 구비하고, 상기 제2 회전축의 축방향에서 볼 때, 상기 제1 아암과 상기 제2 아암이 이루는 각도를 0°로 하고, 상기 제2 아암은, 상기 각도가 0°인 경우, 상기 베이스가 설치된 부착면과 간섭하지 않는다.

이러한 구성에 의하면, 제2 아암의 선단을 제1 회전축 주위로 180°회전된 위치로 이동시키는 경우에, 로봇의 간섭을 회피하기 위한 공간을 감소시킬 수 있다.

적용예 2

본 발명의 적용예에 따르는 로봇은, 베이스와, 상기 베이스에, 제1 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제1 아암과, 상기 제1 아암에, 상기 제1 회전축의 축방향과 상이한 축방향을 갖는 제2 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제2 아암을 구비하고, 상기 제1 아암은, 상기 제2 아암의 길이보다도 긴 길이를 갖는다.

이 구성에 의하면, 제2 아암의 선단을 제1 회전축 주위로 180°회전된 위치로 이동시키는 경우에 로봇의 간섭을 회피하기 위한 공간을 감소시킬 수 있다.

적용예 3

본 발명의 적용예에 따르는 로봇은, 베이스와, 로봇 아암을 구비하고, 상기 로봇 아암은, 상기 베이스에, 제1 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제1 아암과, 상기 제1 아암에, 상기 제1 회전축의 축방향과 상이한 축방향을 갖는 제2 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제2 아암을 갖고, 상기 제1 아암을 회전시키지 않고, 상기 제2 아암을 회전시킴으로써, 상기 로봇 아암의 선단을 제1 위치로부터, 상기 제2 회전축의 축방향에서 볼 때 상기 제1 아암과 상기 제2 아암이 이루는 각도가 0°가 되는 상태를 거쳐, 상기 제1 회전축 주위로 180°회전된 제2 위치로 이동된다.

이 구성에 의하면, 로봇 아암의 선단을 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키는 경우에, 로봇의 간섭을 회피하기 위한 공간을 감소시킬 수 있다.

적용예 4

본 발명의 로봇에서는, 상기 로봇 아암의 선단을, 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동시킬 때, 상기 제1 회전축의 축방향에서 볼 때, 상기 로봇 아암의 선단은, 직선상을 이동하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 로봇 아암의 선단을 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키는 경우에, 로봇의 간섭을 회피하기 위한 공간을 감소시킬 수 있다.

적용예 5

본 적용예에 따르는 로봇에서는, 상기 로봇 아암의 선단을 상기 제1 위치로부터, 상기 제1 위치와 높이가 동일한 제3 위치로 이동시키고, 상기 제3 위치로부터 상기 제2 위치로 이동시키는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 제1 위치에 있어서 상부와 하부에 물체가 존재하는 경우, 제1 위치에 배치되어 있는 워크를, 상기 물체와의 간섭을 방지하면서, 제2 위치로 이동시킬 수 있다.

적용예 6

본 적용예에 따르는 로봇에서는, 상기 로봇 아암의 선단을 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치와 높이가 동일한 제3 위치로 이동시키고, 상기 제3 위치로부터 상기 제1 위치로 이동시키는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 제1 위치에 있어서 상부와 하부에 물체가 존재하는 경우, 제2 위치에 배치되어 있는 워크를, 상기 물체와의 간섭을 방지하면서, 제1 위치로 이동시킬 수 있다.

적용예 7

본 발명의 적용예에 따르는 로봇은, 베이스와, 상기 베이스에, 제1 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제1 아암과, 상기 제1 아암에, 상기 제1 회전축의 축방향과 상이한 축방향을 갖는 제2 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제2 아암을 구비하고, 상기 제2 회전축의 축방향에서 볼 때, 상기 제1 아암과 상기 제2 아암이 서로 겹쳐져 있다.

적용예 8

본 적용예에 따르는 로봇에서는, 상기 제2 회전축은, 상기 제1 회전축으로부터 이간되어 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 제1 회전축과 제2 회전축이 이간되어 있는 양만큼, 제2 아암의 선단을 제1 회전축으로부터 이간한 위치로 이동시킬 수 있다.

적용예 9

본 적용예에 따르는 로봇에서는, 상기 제2 아암에, 제3 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제3 아암을 더 구비하는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 보다 복잡한 움직임을 용이하게 행할 수 있다.

적용예 10

본 적용예에 따르는 로봇에서는, 상기 제3 회전축의 축방향과 상기 제2 회전축의 축방향이 서로 평행인 것이 바람직하다.

적용예 11

본 적용예에 따르는 로봇에서는, 상기 제3 아암은, 상기 제2 아암의 길이보다 긴 길이를 갖는다.

이 구성에 의하면, 제2 회전축의 축방향에서 볼 때, 제2 아암과 제3 아암이 서로 겹쳐진 경우에, 제2 아암으로부터 제3 아암의 선단을 돌출시킬 수 있다.

적용예 12

본 적용예에 따르는 로봇에서는, 상기 제2 회전축의 축방향에서 볼 때, 상기 제2 아암과 상기 제3 아암이 서로 겹쳐져 있는 것이 바람직하다.

적용예 13

본 적용예에 따르는 로봇에서는, 상기 베이스는, 천장에 설치되는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 천장에 설치되는 로봇을 제공할 수 있다.

적용예 14

본 적용예에 따르는 로봇에서는, 상기 제3 아암은, 상기 제2 아암에, 상기 제3 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제1 링크와, 상기 제1 링크에, 상기 제3 회전축의 축방향과 상이한 축방향을 갖는 제4 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제2 링크와, 상기 제2 링크에, 상기 제4 회전축의 축방향과 상이한 축방향을 갖는 제5 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제3 링크와, 상기 제3 링크에, 상기 제5 회전축의 축방향과 상이한 축방향을 갖는 제6 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제4 링크를 구비하는 것이 바람직하다.

적용예 15

본 발명의 적용예에 따르는 로봇 시스템은, 로봇과, 상기 로봇이 설치되는 로봇 셀을 갖고, 상기 로봇 셀의 높이는, 1,700㎜ 이하이다.

이 구성에 의하면, 상기 셀을 로봇 셀로 치환한 경우, 그의 셀의 높이가 종래 기술의 셀의 높이보다도 낮고, 따라서 다른 셀에서 작업하는 작업자를 확인할 수 있게 된다.

적용예 16

본 적용예에 따르는 로봇 시스템에서는, 상기 로봇 셀의 높이는, 1,000㎜ 이상 1,650㎜ 이하인 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 로봇 셀 내에서 로봇이 동작했을 때의 진동의 영향을 방지할 수 있다.

적용예 17

본 적용예에 따르는 로봇 시스템에서는, 상기 로봇 셀의 설치 면적은, 637,500㎟ 미만인 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 생산 라인의 수를 늘릴 수 있고, 생산 라인이 길어지는 것을 방지할 수 있다.

적용예 18

본 적용예에 따르는 로봇 시스템에서는, 상기 로봇 셀의 설치 면적은, 500,000㎟ 이하인 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 한층 더, 생산 라인이 길어지는 것을 방지할 수 있다.

적용예 19

본 적용예에 따르는 로봇 시스템에서는, 상기 로봇 셀의 설치 면적은, 400,000㎟ 이하인 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 상기 로봇 셀의 설치 면적은, 작업자가 작업하는 셀과 거의 동등한 설치 면적, 혹은, 동등 이하의 설치 면적이 되고, 따라서, 작업자가 작업하는 셀로부터 로봇 셀로 용이하게 치환하는 것이 가능하다.

적용예 20

본 적용예에 따르는 로봇 시스템에서는, 상기 로봇 셀의 체적에 대한 상기 로봇의 체적 비율은 0.01 이상 0.5 이하인 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 종래 기술의 체적비는 0.01 이하였기 때문에, 0.01 이상이 되도록 체적비를 증가시킴으로써, 로봇 셀의 공간 절약을 실현할 수 있어, 작업의 효율화가 가능하다.

적용예 21

본 적용예에 따르는 로봇 시스템에서는, 상기 로봇 셀의 체적에 대한 상기 로봇의 체적 비율은 0.01 이상 0.1 이하인 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 체적비가 0.5 이하인 경우에 비하여 로봇의 가동 범위를 넓히는 것이 가능하다.

적용예 22

본 적용예에 따르는 로봇 시스템에서는, 상기 로봇의 무게는, 20㎏ 이하인 것이 바람직하다.

적용예 23

본 적용예에 따르는 로봇 시스템에서는, 상기 로봇은, 상기 로봇 셀에 설치되는 베이스와, 상기 베이스에, 제1 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제1 아암과, 상기 제1 아암에, 상기 제1 회전축의 축방향과 상이한 축방향을 갖는 제2 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제2 아암을 구비하고, 상기 제1 아암은, 상기 제2 아암의 길이보다 긴 길이를 갖는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 로봇 셀과 같이 좁은 공간에서도 효율적으로 작업하는 것이 가능하다.

도 1은, 본 발명에 따르는 로봇의 제1 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 로봇의 개략도이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 로봇의 정면도이다.
도 4는, 도 1에 나타내는 로봇의 정면도이다.
도 5는, 도 1에 나타내는 로봇의 작업시의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 도 1에 나타내는 로봇의 작업시의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는, 도 1에 나타내는 로봇의 작업시의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7b는, 도 1에 나타내는 로봇의 작업시의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7c는, 도 1에 나타내는 로봇의 작업시의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7d는, 도 1에 나타내는 로봇의 작업시의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7e는, 도 1에 나타내는 로봇의 작업시의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은, 본 발명에 따르는 로봇의 제2 실시 형태를 나타내는 정면도이다.
도 9는, 본 발명에 따르는 로봇의 제3 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 10은, 도 9에 나타내는 로봇의 측면도이다.
도 11은, 본 발명에 따르는 로봇의 제4 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 12a는, 본 발명에 따르는 로봇의 제5 실시 형태의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12b는, 본 발명에 따르는 로봇의 제5 실시 형태의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12c는, 본 발명에 따르는 로봇의 제5 실시 형태의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13a는, 본 발명에 따르는 로봇의 제6 실시 형태의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13b는, 본 발명에 따르는 로봇의 제6 실시 형태의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는, 본 발명에 따르는 로봇의 제7 실시 형태를 나타내는 정면도이다.
도 15는, 본 발명에 따르는 로봇 시스템의 제8 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 16은, 본 발명에 따르는 로봇 시스템의 제8 실시 형태를 나타내는 정면도이다.
도 17은, 본 발명에 따르는 로봇 시스템의 제8 실시 형태를 나타내는 상면도이다.
도 18은, 본 발명에 따르는 로봇 시스템의 제8 실시 형태를 나타내는 평면도이다.
도 19는, 본 발명에 따르는 로봇 시스템의 제8 실시 형태를 나타내는 사시도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명에 따르는 로봇을 첨부 도면에 나타내는 적합한 실시 형태에 기초하여 상세하게 설명한다.

제1 실시 형태

도 1은, 본 발명에 따르는 로봇의 제1 실시 형태를 나타내는 사시도이다. 도 2는, 도 1에 나타내는 로봇의 개략도이다. 도 3 및 도 4는, 각각, 도 1에 나타내는 로봇의 정면도이다. 도 5, 도 6 및, 도 7a 내지 도 7e는, 각각, 도 1에 나타내는 로봇의 작업시의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는, 설명의 편의상, 도 1, 도 2, 도 3∼도 5, 도 7a 내지 도 7e 중의 상측을 "위" 또는 "상부", 하측을 "아래" 또는 "하부"라고 하고(다른 실시 형태의 도 8∼도 14의 경우에도 동일하게 적용함), 도 1, 도 2, 도 3∼도 5, 도 7a 내지 도 7e 중의 베이스측을 "기단(proximal end)" 또는 "상류", 그 반대측(핸드측)을 "선단(distal end)" 또는 "하류"라고 한다(다른 실시 형태의 도 8∼도 14의 경우에도 동일하게 적용함).

도 1 내지 도 4에 나타내는 로봇(산업용 로봇)(1)은, 로봇 본체(본체부)(10)와, 로봇 본체(10)(로봇(1))의 작동을 제어하는 도시하지 않는 로봇 제어 장치(제어부)를 구비하고 있다. 이 로봇(1)은, 예를 들면, 손목시계와 같은 정밀 기기 등을 제조하는 제조 공정 등에서 이용할 수 있다. 로봇 제어 장치는, 로봇 본체(10)(로봇(1))에 내장되어 있어도 좋고, 또는 로봇 본체(10)와는, 별체라도 좋다. 로봇 제어 장치는, 예를 들면, 중앙처리장치(CPU)가 내장된 퍼스널 컴퓨터(PC)등으로 구성할 수 있다.

로봇 본체(10)는, 베이스(지지부)(11)와, 로봇 아암(5)을 갖고 있다. 로봇 아암(5)은, 1개의 링크를 갖는 제1 아암(제1 아암 부재)(아암부)(12)과, 1개의 링크를 갖는 제2 아암(제2 아암 부재)(아암부)(13)과, 제1 링크(61), 제2 링크(62), 제3 링크(63) 및 제4 링크(64)(4개의 링크)를 갖는 제3 아암(제3 아암 부재)(아암부)(14)과, 제1 구동원(401), 제2 구동원(402), 제3 구동원(403), 제4 구동원(404), 제5 구동원(405) 및 제6 구동원(406)(6개의 구동원)을 구비하고 있다. 제3 아암의 제3 링크(63) 및 제4 링크(64)에 의해 리스트(wrist)가 구성되고, 제3 아암의 제4 링크(64)의 선단에는, 예를 들면, 핸드(91)등의 엔드 이펙터를 분리가능하게 되어 있다(도 1 참조). 즉, 로봇(1)은, 베이스(11)와, 제1 아암(12)과, 제2 아암(13)과, 제1 링크(61)와, 제2 링크(62)와, 제3 링크(63)와, 제4 링크(64)가 기단측으로부터 선단측을 향해 이 순서로 서로 연결된 수직 다관절(6축) 로봇이다. 이하에서는, 제1 아암(12), 제2 아암(13) 및 제3 아암(14)을 각각 "아암"이라고도 한다. 제1 링크(61), 제2 링크(62), 제3 링크(63) 및 제4 링크(64)를 각각 "링크"라고도 한다. 제1 구동원(401), 제2 구동원(402), 제3 구동원(403), 제4 구동원(404), 제5 구동원(405) 및 제6 구동원(406)을 각각 "구동원"이라고도 한다.

도 1, 도 2 및, 도 3에 나타내는 바와 같이, 베이스(11)는, 로봇(1)이 수직 다관절 로봇인 경우, 당해 수직 다관절 로봇의 가장 상방에 위치하고, 설치 공간의 천장(101)의 하면인 부착면(102)에 고정되는 부분(부착되는 부재)이다. 이 고정 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 복수개의 볼트에 의한 고정 방법 등을 채용할 수 있다.

베이스(11)의 부착면(102)으로의 부착 개소는, 특별히 한정되지 않지만, 본 실시 형태에서는, 베이스(11)의 하부에 설치된 판 형상의 플랜지(111) 및 베이스(11)의 상면의 어느 부분이라도 사용될 수 있다.

베이스(11)가 고정되는 부분은, 설치 공간의 천장으로 특별히 한정되지 않고, 이 외에, 예를 들면, 설치 공간의 벽, 바닥, 지상 등을 들 수 있다.

베이스(11)에는, 후술하는 제1 관절(171)이 포함되어 있어도 좋고, 포함되어 있지 않아도 좋다.

제1 아암(12), 제2 아암(13), 제1 링크(61), 제2 링크(62), 제3 링크(63) 및, 제4 링크(64)는, 각각, 베이스(11)에 대하여 독립적으로 변위되도록 지지되어 있다.

도 1, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 베이스(11)와 제1 아암(12)은, 관절(171)을 통하여 서로 연결되어 있다. 관절(171)은, 베이스(11)에 연결된 제1 아암(12)을 베이스(11)에 대하여 회전 가능하게 지지하는 기구를 갖고 있다. 이에 따라, 제1 아암(12)은, 베이스(11)에 대하여, 연직 방향과 평행한 제1 회전축(O1) 주위로 회전 가능하게 되어 있다. 제1 회전축(O1)은, 베이스(11)가 부착된 천장(101)의 하면, 즉, 천장(101)의 부착면(102)의 법선과 일치하고 있다. 제1 회전축(O1)은, 로봇(1)의 가장 상류에 있는 회전축이다. 이 제1 회전축(O1) 주위의 회전은, 모터(401M)를 갖는 제1 구동원(401)의 구동에 의해 행해진다. 제1 구동원(401)은 모터(401M)와 케이블(도시하지 않음)에 의해 구동되고, 이 모터(401M)는 전기적으로 접속된 모터 드라이버(301)를 통하여 로봇 제어 장치에 의해 제어된다. 제1 구동원(401)은 모터(401M)와 함께 설치한 감속기(도시하지 않음)에 의해 모터(401M)의 구동력을 전달하도록 구성해도 좋고, 감속기가 생략되어 있어도 좋다.

제1 아암(12)과 제2 아암(13)은, 관절(172)을 통하여 서로 연결되어 있다. 관절(172)은, 서로 연결된 제1 아암(12)과 제2 아암(13) 중 한쪽을 다른 한쪽에 대하여 회전 가능하게 지지하는 기구를 갖고 있다. 이에 따라, 제2 아암(13)은, 제1 아암(12)에 대하여, 수평 방향과 평행한 제2 회전축(O2) 주위로 회전 가능하게 되어 있다. 제2 회전축(O2)은, 제1 회전축(O1)과 직교하고 있다. 이 제2 회전축(O2) 주위에서의 회전은, 모터(402M)를 갖는 제2 구동원(402)의 구동에 의해 행해진다. 제2 구동원(402)은 모터(402M)와 케이블(도시하지 않음)에 의해 구동되고, 이 모터(402M)는 전기적으로 접속된 모터 드라이버(302)를 통하여 로봇 제어 장치에 의해 제어된다. 제2 구동원(402)은 모터(402M)와 함께 설치한 감속기(도시하지 않음)에 의해 모터(402M)로부터의 구동력을 전달하도록 구성해도 좋고, 감속기가 생략되어 있어도 좋다. 제2 회전축(O2)은, 제1 회전축(O1)에 직교하는 축과 평행이라도 좋고, 또는, 제2 회전축(O2)이 제1 회전축(O1)과 직교하고 있지 않은 경우, 그의 축방향이 서로 상이하면 좋다.

제2 아암(13)과 제3 아암(14)의 제1 링크(61)는, 관절(173)을 통하여 서로 연결되어 있다. 관절(173)은, 서로 연결된 제2 아암(13)과 제1 링크(61) 중 한쪽을 다른 한쪽에 대하여 회전 가능하게 지지하는 기구를 갖고 있다. 이에 따라, 제1 링크(61)는, 제2 아암(13)에 대하여, 수평 방향과 평행한 제3 회전축(O3) 주위로 회전 가능하게 되어 있다. 제3 회전축(O3)은, 제2 회전축(O2)과 평행하다. 이 제3 회전축(O3) 주위에서의 회전은, 제3 구동원(403)의 구동에 의해 행해진다. 제3 구동원(403)은, 모터(403M)와 케이블(도시하지 않음)에 의해 구동되고, 이 모터(403M)는 전기적으로 접속된 모터 드라이버(303)를 통하여 로봇 제어 장치에 의해 제어된다. 제3 구동원(403)은 모터(403M)와 함께 설치한 감속기(도시하지 않음)에 의해 모터(403M)로부터의 구동력을 전달하도록 구성해도 좋고, 감속기가 생략되어 있어도 좋다.

제1 링크(61)와 제2 링크(62)는, 관절(174)을 통하여 서로 연결되어 있다. 관절(174)은, 서로 연결된 제1 링크(61)와 제2 링크(62) 중 한쪽을 다른 한쪽에 대하여 회전 가능하게 지지하는 기구를 갖고 있다. 이에 따라, 제2 링크(62)는, 제1 링크(61)(베이스(11))에 대하여, 제1 링크(61)의 중심 축방향과 평행한 제4 회전축(O4) 주위로 회전 가능하게 되어 있다. 제4 회전축(O4)은 제3 회전축(O3)과 직교하고 있다. 이 제4 회전축(O4) 주위에서의 회전은, 제4 구동원(404)의 구동에 의해 행해진다. 제4 구동원(404)은, 모터(404M)와 케이블(도시하지 않음)에 의해 구동되고, 이 모터(404M)는 전기적으로 접속된 모터 드라이버(304)를 통하여 로봇 제어 장치에 의해 제어된다. 제4 구동원(404)은 모터(404M)와 함께 설치한 감속기(도시하지 않음)에 의해 모터(404M)로부터의 구동력을 전달하도록 구성해도 좋고, 감속기가 생략되어 있어도 좋다. 제4 회전축(O4)은, 제3 회전축(O3)에 직교하는 축과 평행이라도 좋고, 또는, 제4 회전축(O4)이, 제3 회전축(O3)과 직교하지 않는 경우에, 그의 축방향이 서로 상이하면 좋다.

제2 링크(62)와 제3 링크(63)는, 관절(175)을 통하여 서로 연결되어 있다. 관절(175)은, 서로 연결된 제2 링크(62)와 제3 링크(63)의 한쪽을 다른 한쪽에 대하여 회전 가능하게 지지하는 기구를 갖고 있다. 이에 따라, 제3 링크(63)는, 제2 링크(62)에 대하여, 제2 링크(62)의 중심 축방향과 직교하는 제5 회전축(O5) 주위로 회전 가능하게 되어 있다. 제5 회전축(O5)은, 제4 회전축(O4)과 직교하고 있다. 이 제5 회전축(O5) 주위에서의 회전은, 제5 구동원(405)의 구동에 의해 행해진다. 제5 구동원(405)은, 모터(405M)와 케이블(도시하지 않음)에 의해 구동되고, 이 모터(405M)는 전기적으로 접속된 모터 드라이버(305)를 통하여 로봇 제어 장치에 의해 제어된다. 제5 구동원(405)은 모터(405M)와 함께 설치한 감속기(도시하지 않음)에 의해 모터(405M)로부터의 구동력을 전달하도록 구성해도 좋고, 감속기가 생략되어 있어도 좋다. 제5 회전축(O5)은, 제4 회전축(O4)에 직교하는 축과 평행이라도 좋고, 또는 제5 회전축(O5)이 제4 회전축(O4)과 직교하지 않는 경우, 그의 축방향이 서로 상이하면 좋다.

제3 링크(63)와 제4 링크(64)는, 관절(176)을 통하여 서로 연결되어 있다. 관절(176)은, 서로 연결된 제3 링크(63)와 제4 링크(64)의 한쪽을 다른 한쪽에 대하여 회전 가능하게 지지하는 기구를 갖고 있다. 이에 따라, 제4 링크(64)는, 제3 링크(63)에 대하여, 제6 회전축(O6) 주위로 회전 가능하게 되어 있다. 제6 회전축(O6)은, 제5 회전축(O5)과 직교하고 있다. 이 제6 회전축(O6) 주위에서의 회전은, 제6 구동원(406)의 구동에 의해 행해진다. 제6 구동원(406)의 구동은, 모터(406M)와 케이블(도시하지 않음)에 의해 구동되고, 이 모터(406M)는 전기적으로 접속된 모터 드라이버(306)를 통하여 로봇 제어 장치에 의해 제어된다. 제6 구동원(406)은 모터(406M)와 함께 설치한 감속기(도시하지 않음)에 의해 모터(406M)로부터의 구동력을 전달하도록 구성해도 좋고, 또는 감속기가 생략되어 있어도 좋다. 제5 회전축(O5)은, 제4 회전축(O4)에 직교하는 축과 평행이라도 좋고, 제6 회전축(O6)은, 제5 회전축(O5)에 직교하는 축과 평행이라도 좋고, 또는 제6 회전축(O6)이 제5 회전축(O5)과 직교하지 않는 경우, 그의 축방향이 서로 상이하면 좋다.

제4 링크(64)의 선단부(제3 링크(63)와 반대측의 단부)에, 엔드 이펙터로서, 예를 들면, 손목시계 등과 같은 정밀 기기 또는 부품을 파지하는 핸드(91)가 착탈 가능하게 장착된다. 이 핸드(91)의 구동은, 로봇 제어 장치에 의해 제어된다. 핸드(91)의 구성은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 복수 개의 손가락부(핑거)를 갖는다. 이 로봇(1)은 핸드(91)로 정밀 기기 또는 부품을 파지한 채로, 아암(12∼14) 등의 동작을 제어함으로써, 당해 정밀 기기 또는 부품을 반송하는 각 작업을 행할 수 있다.

다음으로, 제1 아암(12)과, 제2 아암(13)과, 제3 아암(14)과의 관계에 대해서 설명하지만, 표현 등을 바꾸어, 여러 가지 시점에서 설명이 행해진다. 제3 아암(14)은, 제3 아암(14)을 똑바로 펼친 상태, 즉, 제3 아암(14)을 가장 길게 편 상태, 바꿔 말하면, 제4 회전축(O4)과 제6 회전축(O6)이 서로 일치하고 있거나, 또는 서로 평행인 상태로 고려된다.

우선, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 아암(12)의 길이 L1은, 제2 아암(13)의 길이 L2보다도 길게 설정되어 있다.

여기에서, 제1 아암(12)의 길이 L1이란, 제2 회전축(O2)의 축방향에서 볼 때, 제2 회전축(O2)과, 제1 아암(12)을 회전 가능하게 지지하는 베어링부(52)의 도 3 중의 좌우 방향으로 연장되는 중심선(521)과의 사이의 거리이다.

제2 아암(13)의 길이 L2란, 제2 회전축(O2)의 축방향에서 볼 때, 제2 회전축(O2)과, 제3 회전축(O3)의 사이의 거리이다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 제2 회전축(O2)의 축방향에서 볼 때, 제1 아암(12)과 제2 아암(13)이 이루는 각도 q가 0°로 되도록 구성되어 있다. 즉, 제2 회전축(O2)의 축방향에서 볼 때, 제1 아암(12)과 제2 아암(13)이 서로 겹쳐지도록 구성되어 있다.

제2 아암(13)의 각도 q가 0°인 경우, 즉, 제2 회전축(O2)의 축방향에서 볼 때, 제1 아암(12)과 제2 아암(13)이 겹쳐진 경우, 베이스(11)가 설치된 천장(101)의 부착면(102)과 간섭을 일으키지 않는다.

여기에서, 상기 제1 아암(12)과 제2 아암(13)이 이루는 각도 q는, 제2 회전축(O2)의 축방향에서 볼 때, 제2 회전축(O2)과 제3 회전축(O3)을 통과하는 직선(제2 회전축(O2)의 축방향에서 볼 때 제2 아암(13)의 중심축)(51)과, 제1 회전축(O1)이 이루는 각도이다.

제1 아암(12)을 회전시키지 않고, 제2 아암(13)을 회전시킴으로써, 제2 회전축(O2)의 축방향에서 볼 때 각도 q가 0°가 되는 상태(제1 아암(12)과 제2 아암(13)이 서로 겹쳐진 상태)를 거쳐, 제2 아암(13)의 선단을, 제1 회전축(O1) 주위로 180°회전된 위치로 이동시키는 것이 가능하다(도 7a 내지 도 7e 참조). 즉, 제1 아암(12)을 회전시키지 않고, 제2 아암(13)을 회전시킴으로써, 로봇 아암(5)의 선단(제3 아암(14)의 제4 링크(64)의 선단)을 도 7a에 나타내는 제1 위치로부터, 각도 q가 0°가 되는 상태를 거쳐, 제1 회전축(O1) 주위로 180°회전된 도 7e에 나타내는 제2 위치로 이동시키는 것이 가능하다(도 7a 내지 도 7e 참조). 제3 아암(14)의 제1 링크(61), 제2 링크(62), 제3 링크(63) 및 제4 링크(64)는, 각각, 필요에 따라서 회전시킨다.

제2 아암(13)의 선단을 제1 회전축(O1) 주위로 180°회전된 위치로 이동시킬 때(로봇 아암(5)의 선단을 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시킬 때)는, 제1 회전축(O1)의 축방향에서 볼 때, 제2 아암(13)의 선단 및 로봇 아암(5)의 선단은, 직선상을 이동한다.

제3 아암(14)의 길이 L3은, 제2 아암(13)의 길이 L2보다도 길게 되어 있다.

이에 따라, 제2 회전축(O2)의 축방향에서 볼 때, 제2 아암(13)과 제3 아암(14)이 서로 겹쳐진 경우에, 제2 아암(13)으로부터 제3 아암(14)의 선단, 즉, 제4 링크(64)의 선단을 돌출시킬 수 있다. 이에 따라, 핸드(91)가, 제1 아암(12) 및 제2 아암(13)과 간섭하는 것을 방지할 수 있다.

여기에서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제3 아암(14)의 길이 L3이란, 제2 회전축(O2)의 축방향에서 볼 때, 제3 회전축(O3)과, 제3 아암(14)의 선단(제4 링크(64)의 선단)의 사이의 거리이다. 이 경우의 제3 아암(14)의 상태는, 제3 아암(14)을 가장 길게 펼친 상태, 즉, 제4 회전축(O4)과 제6 회전축(O6)이 서로 일치하고 있거나, 또는 평행인 상태, 바꿔 말하면, 제3 아암(14)을 똑바로 펼친 상태로 한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 제2 회전축(O2)의 축방향에서 볼 때, 제2 아암(13)과 제3 아암(14)이 서로 겹쳐질 수 있다.

즉, 제2 회전축(O2)의 축방향에서 볼 때, 제1 아암(12)과, 제2 아암(13)과, 제3 아암(14)이 서로 동시에 겹쳐질 수 있다.

이 로봇(1)에서는, 상기와 같은 관계를 충족시킴으로써, 제1 아암(12)을 회전시키지 않고, 제2 아암(13)과 제3 아암(14)을 회전시킴으로써, 제2 회전축(O2)의 축방향에서 볼 때 제1 아암(12)과 제2 아암(13)이 이루는 각도 q가 0°가 되는 상태(제1 아암(12)과 제2 아암(13)이 서로 겹쳐진 상태)를 거쳐, 핸드(91)(제3 아암(14)의 선단)를 제1 회전축(O1) 주위로 180°회전된 위치로 이동시킬 수 있다. 이 동작을 이용하여, 효율 좋게, 로봇(1)을 구동할 수 있고, 로봇(1)과의 간섭을 회피하기 위하여 형성하는 공간을 감소시킬 수 있고, 이후에 서술하는 바와 같은 여러 가지 이점을 가진다.

다음으로, 로봇(1)이 행하는 공급, 제거, 반송, 조립 등의 작업 및 그 작업시의 로봇(1)의 동작의 일 예에 대해서 설명한다. 여기에서는, 로봇(1)이 벨트 컨베이어에 의해 반송되어 오는 부품(워크)에, 부품 공급부에 배치되어 있는 부품(워크)을 삽입하는 조립 작업을 행할 때의 로봇(1)의 동작에 대해서 설명한다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 로봇(1)은, 벨트 컨베이어(71)의 근방에 위치하도록, 그 베이스(11)가 천장(101)에 부착되어 있다. 벨트 컨베이어(71)는, 벨트 구동 또는 볼 나사 구동에 사용되는 리니어모션베어링(direct linear motion bearing)이라도 좋다.

도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 작업시는, 벨트 컨베이어(71)에 의해 소정의 부품(42)이 반송된다. 로봇(1)은, 벨트 컨베이어(71)에 의해 반송되는 부품(42)에, 부품 공급부(72)에 배치되어 있는 부품(41)을 삽입한다.

이 때, 우선, 도 5에 나타내는 바와 같이, 로봇(1)은, 핸드(91)로, 부품 공급부(72)에 배치되어 있는 부품(41)을 파지한다.

다음으로, 도 7a 내지 도 7e에 나타내는 바와 같이, 제1 아암(12)을 회전시키지 않고(도 6의 화살표 57 및 58로 나타내는 동작을 행하지 않고), 제2 아암(13) 및 제3 아암(14)을 회전(도 6의 화살표 56으로 나타내는 동작을 행함)시킴으로써, 제2 회전축(O2)의 축방향에서 볼 때 제1 아암(12)과 제2 아암(13)이 이루는 각도 q가 0°가 되는 상태(제1 아암(12)과 제2 아암(13)이 서로 겹쳐진 상태)(도 7c참조)를 거쳐, 핸드(91)를 제1 회전축(O1) 주위로 180°회전된 위치, 즉, 삽입부(73)로 이동시킬 수 있다. 이 때, 제2 아암(13)의 선단 및 핸드(91)(제3 아암(14)의 선단)는, 직선상을 이동한다. 이 때, 미조정(fine adjustment)으로서, 제1 아암(12)을 회전시키는 경우도 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 그 부품(41)을, 삽입부(73)에 있는 부품(42)에 조입한다. 이 때, 미조정으로서, 제1 아암(12)을 회전시키는 경우도 있다. 이하, 이 동작을 반복한다.

이 로봇(1)에서는, 상기와 같이, 제1 아암(12)을 회전시키지 않고, 제2 아암(13)을 회전시킴으로써, 제2 회전축(O2)의 축방향에서 볼 때 제1 아암(12)과 제2 아암(13)이 이루는 각도 q가 0°가 되는 상태를 거쳐, 핸드(91)를 제1 회전축(O1) 주위로 180°회전된 위치로 이동시킬 수 있고, 따라서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 로봇(1)의 설치 공간의 폭 W를, 종래 기술의 W1보다 작은 W2로 할 수 있다. W2는, 예를 들면, W1의 적어도 80％ 이하이다. 마찬가지로, 로봇(1)의 설치 공간의 높이(연직 방향의 높이)를, 종래 기술의 높이보다 낮게 설정할 수 있고, 구체적으로는, 종래 기술의 높이의 80％ 이하로 할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 이 로봇(1)에서는, 제1 아암(12)을 회전시키지 않고, 제2 아암(13) 및 제3 아암(14)을 회전시킴으로써, 제2 회전축(O2)의 축방향에서 볼 때 제1 아암(12)과 제2 아암(13)이 이루는 각도 q가 0°가 되는 상태(제1 아암(12)과 제2 아암(13)이 서로 겹쳐진 상태)를 거쳐, 핸드(91)(제3 아암(14)의 선단)를 제1 회전축(O1) 주위로 180°회전된 위치로 이동시킬 수 있다.

이에 따라, 로봇(1)과 간섭을 회피하기 위해 설치된 공간을 감소시킬 수 있다.

즉, 우선은, 천장(101)을 낮게 할 수 있고, 이에 따라, 로봇(1)의 중심의 위치가 낮아져, 로봇(1)의 동작에 의한 반력에 의해 발생하는 진동을 억제할 수 있다.

로봇(1)의 폭방향(생산 라인의 방향)의 가동 영역을 감소시킬 수 있고, 이에 따라, 로봇(1)을 생산 라인을 따라서, 단위 길이당 많이 배치할 수 있어, 생산 라인을 단축할 수 있다.

핸드(91)를 이동시키는 경우, 로봇(1)의 움직임을 최소화할 수 있다. 예를 들면, 제1 아암(12)을 회전시키지 않거나, 또는, 제1 아암(12)의 회전 각도를 작게 할 수 있고, 이에 따라, 사이클 타임을 단축할 수 있어, 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

제2 실시 형태

도 8은, 본 발명에 따르는 로봇의 제2 실시 형태를 나타내는 정면도이다.

이하, 제2 실시 형태에 대해서 설명하지만, 전술한 제1 실시 형태와 상이점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항은 그 설명을 생략한다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 제2 실시 형태의 로봇(1A)에서는, 제2 아암(13)의 길이 L2는, 제1 아암(12)의 길이 L1보다도 길게 설정되어 있다. 이에 따라, 로봇(1A)은, 핸드(91)를 보다 멀리 이동시킬 수 있고, 핸드(91)의 연직 동작의 범위를 증가시킬 수 있다.

이상과 같은 제2 실시 형태에 의해서도, 전술한 제1 실시 형태와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.

제3 실시 형태

도 9는, 본 발명에 따르는 로봇의 제3 실시 형태를 나타내는 사시도이다. 도 10은, 도 9에 나타내는 로봇의 측면도이다. 도 9 및 도 10에서는, 핸드(91)의 도시는, 생략되어 있다.

이하, 제3 실시 형태에 대해서 설명하지만, 전술한 제1 실시 형태와의 상위점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항은 그 설명을 생략한다.

도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 제3 실시 형태의 로봇(1B)에서는, 제1 아암(12) 및 제2 아암(13)이, 각각, 굽어져 있고, 그 일부가, 베이스(11)보다도 수평 방향(도 10중 좌측)으로 돌출되어 있다.

제3 아암(14)의 제2 링크(62)는, 서로 대향하는 한 쌍의 지지부(621 및 622)를 갖고, 이 지지부(621 및 622)의 사이에 있어서, 제3 링크(63)가 연결되어 있다.

이상과 같은 제3 실시 형태에 의해서도, 전술한 제1 실시 형태와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.

제4 실시 형태

도 11은, 본 발명의 로봇의 제4 실시 형태를 나타내는 사시도이다. 도 11에서는, 핸드(91)의 도시는, 생략되어 있다.

이하, 제4 실시 형태에 대해서 설명하지만, 전술한 제1 실시 형태와의 상위점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항은 그 설명을 생략한다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 제4 실시 형태의 로봇(1C)에서는, 제1 아암(12)은, 서로 대향하는 한 쌍의 지지부(121 및 122)를 갖고, 이 지지부(121 및 122)의 사이에, 제2 아암(13)이 연결되어 있다. 지지부(121 및 122)는, 베이스(11)에 대하여 수평 방향(도 11에서의 수평 방향)으로 돌출되어 있다.

마찬가지로, 제2 아암(13)은, 서로 대향하는 한 쌍의 지지부(131 및 132)를 갖고, 이 지지부(121 및 122)의 사이에, 제3 아암(14)이 연결되어 있다.

제3 아암(14)의 제2 링크(62)는, 서로 대향하는 한 쌍의 지지부(621 및 622)를 갖고, 이 지지부(621 및 622)의 사이에, 제3 링크(63)가 연결되어 있다.

이상과 같은 제4 실시 형태에 의해서도, 전술한 제1 실시 형태와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.

제5 실시 형태

도 12a 내지 도 12c는, 본 발명에 따르는 로봇의 제5 실시 형태의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 제5 실시 형태에 대해서 설명하지만, 전술한 제1 실시 형태와의 상위점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항은 그 설명을 생략한다. 이 제5 실시 형태는, 제1 실시 형태의 로봇(1)을 이용하여 설명하지만, 제2∼제4 실시 형태의 로봇(1A∼1C) 및 후술하는 제7 실시 형태의 로봇(1D)에서도 동일하게 적용할 수 있다.

제5 실시 형태에서는, 로봇(1)은, 로봇 아암(5)의 선단을 제1 위치로부터, 제1 위치와 높이(연직 방향의 위치)가 동일한 제3 위치로 이동시키고, 제3 위치로부터 제2 위치로 이동시키는 것이 가능하고, 그 반대 동작, 즉, 로봇 아암(5)의 선단을 제2 위치로부터 제3 위치로 이동시키고, 제3 위치로부터 제1 위치로 이동시키는 동작도 행할 수 있다. 도 12a 내지 도 12c에 나타내는 바와 같이, 로봇(1)은, 이 기능을 사용하여, 선반(76)에 배치되어 있는 워크(46)를 취출하여, 스테이지(77)로 워크를 반송하고, 그 스테이지(77)상에 워크를 배치하는 작업을 행한다.

스테이지(77)는, 로봇(1)의 제1 회전축(O1) 주위로, 선반(76)으로부터 180° 회전된 위치에 배치되어 있다.

워크(46)의 형상은, 특별히 한정되지 않지만, 본 실시 형태에서는, 판 형상을 이루고 있다.

워크(46)의 상부 및 하부에 위치하고 있는 선반(76)의 부분은, 로봇(1)이 선반(76)으로부터 워크(46)를 취출할 때의 장애물이 된다. 본 실시 형태에서는, 로봇(1)의 동작시에 장애물의 예로서, 선반을 설명하고 있지만, 상기 장애물은, 선반으로 한정되지 않고, 예를 들면, 장치 등, 워크(46)의 상부 및 하부에 위치하는 각종의 부품들을 상정할 수 있다.

이 작업에서는, 우선, 도 12a에 나타내는 바와 같이, 로봇(1)은, 선반(76)에 배치되어 있는 워크(46)를 핸드(91)로 파지하고, 상방으로 들어올린다. 이 도 12a에 나타내는 로봇 아암(5)의 선단의 위치가, 제1 위치이다.

다음으로, 도 12b에 나타내는 바와 같이, 로봇(1)은, 워크(46)(로봇 아암(5)의 선단)의 높이(연직 방향의 위치)를 일정하게 유지하면서, 워크(46)를 수평 방향으로 이동시키고, 그 워크(46)를 선반(76)으로부터 취출한다. 이 때는, 로봇(1)은, 제1 아암(12)은, 회전시키지 않고, 제2 아암(13)과, 제3 아암(14)의 제1 링크(61) 및 제3 링크(63)를 회전시킨다. 이 때문에, 제1 회전축(O1)의 축방향에서 볼 때, 제2 아암(13)의 선단 및 로봇 아암(5)의 선단은, 직선상을 이동한다. 필요에 따라서, 제1 아암(12)과, 제3 아암(14)의 제2 링크(62) 및 제4 링크(64) 중 임의의 부품을 회전시켜 미조정을 행해도 좋다. 이 도 12b에 나타내는 로봇 아암(5)의 선단의 위치가, 제3 위치이다. 제1 위치와 제3 위치의 높이(연직 방향의 위치)는 서로 동일하다.

다음으로, 도 12c에 나타내는 바와 같이, 로봇(1)은, 워크(46)를 스테이지(77)로 반송하고, 그 스테이지(77) 상에 워크를 배치한다. 이 때는, 로봇(1)은, 제1 아암(12)은, 회전시키지 않고, 제2 아암(13)과, 제3 아암(14)의 제1 링크(61) 및 제3 링크(63)를 회전시킨다. 이 때문에, 제1 회전축(O1)의 축방향에서 볼 때, 제2 아암(13)의 선단 및 로봇 아암(5)의 선단은, 직선상을 이동한다. 필요에 따라서, 제1 아암(12)과, 제3 아암(14)의 제2 링크(62) 및 제4 링크(64) 중 임의의 부품을 회전시켜 미조정을 행해도 좋다. 이 도 12c에 나타내는 로봇 아암(5)의 선단의 위치가, 제2 위치이다. 제2 위치와, 제1 위치 및 제3 위치의, 높이는 서로 동일해도 좋고, 또는 서로 상이해도 좋다.

로봇(1)은, 역의 동작, 즉, 스테이지(77)에 배치되어 있는 워크(46)를, 선반(76)으로 반송하고, 그 선반(76)에 워크를 배치하는 작업을 행할 수도 있다. 이하, 그 동작을 설명한다.

이 작업에서는, 우선, 도 12c에 나타내는 바와 같이, 로봇(1)은, 스테이지(77) 상에 배치되어 있는 워크(46)를 핸드(91)로 파지한다.

다음으로, 도 12b에 나타내는 바와 같이, 로봇(1)은, 워크(46)를 선반(76)의 근방으로 반송한다. 이 때, 로봇(1)은, 제1 아암(12)은, 회전시키지 않고, 제2 아암(13)과, 제3 아암(14)의 제1 링크(61) 및 제3 링크(63)를 회전시킨다. 이 때문에, 제1 회전축(O1)의 축방향에서 볼 때, 제2 아암(13)의 선단 및 로봇 아암(5)의 선단은, 직선상을 이동한다. 필요에 따라서, 제1 아암(12)과, 제3 아암(14)의 제2 링크(62) 및 제4 링크(64) 중 임의의 부품을 회전시켜 미조정을 행해도 좋다.

다음으로, 도 12a에 나타내는 바와 같이, 로봇(1)은, 워크(46)(로봇 아암(5)의 선단)의 높이(연직 방향의 위치)를 일정하게 유지하면서, 워크(46)를 수평 방향으로 이동시키고, 그 워크(46)를 선반(76) 내로 이동시킨다. 이 때, 로봇(1)은, 제1 아암(12)은, 회전시키지 않고, 제2 아암(13)과, 제3 아암(14)의 제1 링크(61) 및 제3 링크(63)를 회전시킨다. 이 때문에, 제1 회전축(O1)의 축방향에서 볼 때, 제2 아암(13)의 선단 및 로봇 아암(5)의 선단은, 직선상을 이동한다. 필요에 따라서, 제1 아암(12)과, 제3 아암(14)의 제2 링크(62) 및 제4 링크(64) 중 임의의 부품을 회전시켜 미조정을 행해도 좋다. 다음으로, 로봇(1)은, 워크(46)를 하강시켜 풀어주고, 선반(76)에 배치한다.

이상 설명한 바와 같이, 이 로봇(1)에서는, 선반(76)과의 간섭을 억제하면서, 선반(76)으로부터 워크(46)을 취출하거나, 또는 선반(76)에 워크(46)를 배치하거나 할 수 있다.

로봇 아암(5)의 선단을, 제1 회전축(O1)을 회전시키는 일 없이, 제1 회전축(O1)의 위치와, 제1 회전축(O1)으로부터 이간한 먼 위치와의 사이의 넓은 범위로 이동시킬 수 있고, 이에 따라, 도 12c에 나타내는 바와 같이, 워크(46)를 제1 회전축(O1)의 근접 위치에서 먼 위치까지의 넓은 범위에서 워크(46)를 반송할 수 있다.

제1 아암(12)을 회전시키지 않고 , 로봇 아암(5)의 선단을 제1 위치와 제2 위치 중 한쪽 위치로부터 다른 한쪽의 위치로 이동시킬 수 있기 때문에, 로봇(1)의 설치 공간의 영역을 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 워크(46)가, 기판 또는 패널 등의 긴 형상(큰 크기)을 갖는 경우에, 그 워크(46)의 크기에 의해, 로봇(1)의 설치 공간의 크기에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

제6 실시 형태

도 13a 및 도 13b는, 본 발명에 따르는 로봇의 제6 실시 형태의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 제6 실시 형태에 대해서 설명하지만, 전술한 제1 실시 형태와의 상위점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항은 그 설명을 생략한다. 이 제6 실시 형태는, 제1 실시 형태의 로봇(1)을 이용하여 설명하지만, 제2 내지 제4 실시 형태의 로봇(1A 내지 1C) 및 후술하는 제7 실시 형태의 로봇(1D)에서도 동일하게 적용할 수 있다.

도 13a에 나타내는 바와 같이, 제6 실시 형태에서는, 로봇(1)은, 팔레트(78)에 배치되어 있는 워크(47)를, 선반(76)으로 반송하고, 그 선반(76)에 워크를 배치하는 작업을 행한다.

팔레트(78)는, 로봇(1)의 제1 회전축(O1)을 중심으로 하여, 선반(76)으로부터 180° 이동한 위치에 배치되어 있다.

이 작업에서는, 우선, 도 13a에 나타내는 바와 같이, 로봇(1)은, 팔레트(78)에 배치되어 있는 워크(47)를 핸드(91)로 파지한다.

다음으로, 상기 제5 실시 형태와 동일하게, 로봇(1)은, 제1 아암(12)을 회전시키지 않고, 워크(47)를 선반(76)의 근접 부분으로 반송하고, 선반(76) 내로 워크를 이동시키고, 하강시켜 풀어주고, 선반(76)에 워크(47)를 배치한다.

여기에서, 종래 기술의 로봇에서는, 제1 회전축(O1)에 대하여 선반(76)측에 있는 팔레트(78)의 영역 R1에 배치되어 있는 워크(47)를 반송하는 경우는, 제1 아암을 회전시키지 않고, 한편, 선반(76)과 반대측의 영역 R2에 배치되어 있는 워크(47)를 반송하는 경우는, 제1 아암을 180° 회전시킨다. 이 때문에, 종래 기술의 로봇에서는, 도 13b에 나타내는 바와 같이, 팔레트(78)의 영역 R1과 영역 R2에서, 워크(47)의 방향을 180° 바꿀 필요가 있다. 또는, 종래의 로봇에서는, 팔레트(78)의 영역 R1과 영역 R2에서, 워크(47)의 방향을 동일하게 하는 경우는, 팔레트(78)의 영역 R2에 배치되어 있는 워크(47)를 반송할 때, 선단측의 아암(링크)을 180° 회전시켜, 워크(47)의 방향을 원래대로 되돌릴 필요가 있다.

이에 대하여, 이 로봇(1)에서는, 팔레트(78)의 영역 R1 과 R2 중 어느 하나에 배치되어 있는 워크(47)를 반송하는 경우에서도, 제1 아암(12)을 회전시키지 않으며, 따라서, 상기 종래 기술의 로봇의 경우와 같이 복잡한 동작이나 제어를 행할 필요가 없고, 동작 및 제어를 간소화할 수 있다.

제7 실시 형태

도 14는, 본 발명의 로봇의 제7 실시 형태를 나타내는 정면도이다.

이하, 제7 실시 형태에 대해서 설명하지만, 전술한 제1 실시 형태와의 상위점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항은 그 설명을 생략한다.

도 14에 나타내는 바와 같이, 제7 실시 형태의 로봇(1D)에서는, 제1 아암(12)이 제1 회전축(O1)(연직 방향)에 대하여 경사져 있다. 이 때문에, 제2 회전축(O2)은, 제1 회전축(O1)으로부터 거리 L4만큼 이간하고 있다.

이 로봇(1D)에서는, 제2 회전축(O2)과 제1 회전축(O1)이 이간하고 있지 않는 경우와 비교하여, 제2 아암(13)의 선단을 제1 회전축(O1)으로부터 거리 L4만큼 추가로 이간한 위치로 이동시킬 수 있고, 즉, 로봇 아암(5)의 선단을 제1 회전축(O1)으로부터 거리 L4만큼 추가로 이간한 위치로 이동시킬 수 있다.

이상과 같은 제7 실시 형태에 의해서도, 전술한 제1 실시 형태와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.

제8 실시 형태

도 15는, 본 발명에 따르는 로봇 시스템의 제8 실시 형태를 나타내는 사시도이다. 도 16은, 본 발명에 따르는 로봇 시스템의 제8 실시 형태를 나타내는 정면도이다. 도 17은, 본 발명에 따르는 로봇 시스템의 제8 실시 형태를 나타내는 상면도이다. 도 18은, 본 발명에 따르는 로봇 시스템의 제8 실시 형태를 나타내는 평면도이다. 도 19는, 본 발명에 따르는 로봇 시스템의 제8 실시 형태를 나타내는 사시도이다. 도 15 내지 도 19에는, 본 실시 형태의 로봇 셀(6)의 크기와 그 크기를 비교할 수 있도록 종래 기술의 로봇 셀(7)을 참조로서 도시하고 있다. 동일하게, 신장 165㎝ 및 어깨 폭 60㎝의 작업자도 참조로서 도시하고 있다. 로봇 시스템이란, 로봇과, 로봇이 설치된 로봇 셀을 포함하는 것이다.

이하, 제8 실시 형태에 대해서 설명한다. 이 제8 실시 형태는, 제3 실시 형태의 로봇(1B)을 이용하여 설명하지만, 그 로봇(1B)에 한정되는 것은 아니며, 본 실시 형태는 로봇 셀(6)보다도 사이즈가 작은 로봇이면 동일하게 적용할 수 있다.

도 15는 로봇 셀(6)의 옆에 로봇 셀(7)을 배치했을 경우를 나타낸다. 로봇 셀(7)은, 도 16 및 도 17에 나타내는 바와 같이, 높이가 1,860㎜, 가로폭 750㎜, 안길이(depth) 850㎜이다. 따라서, 로봇 셀(7)의 설치 면적은 637,500㎟이고, 로봇 셀(7)의 체적은, 1,185,750,000㎣이다.

한편, 로봇 셀(6)은, 높이가 1,600㎜, 가로폭 600㎜, 안길이 600㎜이다. 따라서, 로봇 셀(6)의 설치 면적은 360,000㎟이고, 로봇 셀(6)의 체적은, 576,000,000㎣이다.

도 18에 나타내는 바와 같이, 작업자가 작업하는 셀의 일부를 로봇 셀(7)로 치환했을 경우, 로봇 셀(7)은 작업자가 작업하는 셀보다도 크고, 따라서, 생산 라인이 길어진다. 한편, 작업자가 작업하는 셀의 일부를 로봇 셀(6)로 치환했을 경우, 로봇 셀(6)의 크기는 작업자가 작업하는 셀의 크기와 동일하고, 따라서, 생산 라인이 길어지는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로는, 로봇 셀의 설치 면적을, 로봇 셀(7)의 설치 면적인 637,500㎟ 미만으로 설정함으로써, 생산 라인의 수를 늘릴 수 있고, 추가로 생산 라인이 길어지는 것을 방지할 수 있다.

그 설치 면적을, 500,000㎟ 이하로 설정함으로써, 생산 라인이 길어지는 것을 더 방지할 수 있다.

그 설치 면적을, 400,000㎟ 이하로 설정함으로써, 작업자의 작업 셀과 거의 동등한 설치 면적, 혹은, 동등 이하의 설치 면적이 되며, 따라서, 작업자의 작업 셀을 로봇 셀로 용이하게 치환할 수 있다.

로봇 셀(6)의 높이는, 1,700㎜ 이하이다. 이에 따라, 작업자의 작업 셀을 로봇 셀(6)로 치환했을 경우, 그 높이가 로봇 셀(7)의 높이보다도 낮아서, 도 19에 나타내는 바와 같이, 다른 셀에서 작업하는 작업자를 확인할 수 있게 된다.

로봇 셀(6)의 높이는, 1,000㎜ 이상 1,650㎜ 이하인 것이 바람직하다. 이에 따라, 로봇 셀(6) 내에서 로봇(1B)이 동작했을 때의 진동의 영향을 방지할 수 있다.

로봇 셀(6)에서는, 로봇 셀(6)의 체적에 대한 로봇(1B)의 체적 비율(로봇(1B)의 체적／로봇 셀(6)의 체적)은 0.01 이상 0.5 이하인 것이 바람직하다. 예를 들면, 로봇(1B)의 체적은 7,000,000㎣이고, 로봇 셀(6)의 체적은 576,000,000㎣로 하면, (로봇(1B)의 체적)／(로봇 셀(6)의 체적)의 값은 0.01 이상이 된다. 이에 따라, 종래 기술의 체적비는 0.01 이하였기 때문에, 0.01 이상과 같이 체적비를 크게 함으로써, 로봇 셀(6)의 공간 절약화를 실현할 수 있어, 작업의 효율화가 가능하다.

로봇 셀(6)에서는, 로봇 셀(6)의 체적에 대한 로봇(1B)의 체적 비율(로봇(1B)의 체적／로봇 셀(6)의 체적)은 0.01 이상 0.1 이하이다. 이에 따라, 체적비가 0.5 이하인 경우와 비교하여, 로봇(1B)의 가동 범위를 넓히는 것이 가능하다.

로봇 셀(6)에서는, 로봇(1B)의 무게는, 20㎏ 이하인 것이 바람직하다. 이에 따라, 로봇 셀(6) 내에서 로봇(1B)이 동작했을 때의 진동의 영향을 방지할 수 있다.

로봇 셀(6)에서는, 로봇(1B)은, 로봇 셀(6)에 설치되는 베이스(11)와, 베이스(11)에, 제1 회전축(O1) 주위로 회전 가능하게 설치된 제1 아암(12)과, 제1 아암(12)에, 제1 회전축(O1)의 축방향과 상이한 축방향을 갖는 제2 회전축(O2) 주위로 회전 가능하게 설치된 제2 아암(13)을 구비하고, 제1 아암(12)의 길이는, 제2 아암(13)의 길이보다도 긴 것이 바람직하다. 이에 따라, 로봇 셀(6)의 좁은 공간에서도 효율적으로 작업하는 것이 가능하다.

이상, 본 발명에 따르는 로봇 및 로봇 시스템을, 도면에 도시한 실시 형태에 기초하여 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 각부의 구성은, 동일한 기능을 갖는 임의의 구성으로 치환할 수 있다. 다른 임의의 부품이 부가되어 있어도 좋다.

본 발명은, 상기 실시 형태 중에서, 임의의 2 이상의 구성(특징)을 조합한 것이라도 좋다.

상기 실시 형태에서는, 로봇 아암의 회전축의 수가, 6개이지만, 본 발명은, 이에 한정되지 않고, 로봇 아암의 회전축의 수는, 예를 들면, 2개, 3개, 4개, 5개, 또는 7개 이상이라도 좋다. 즉, 상기 실시 형태에서는, 링크의 수는, 6개이지만, 본 발명은, 이에 한정되지 않고, 링크의 수는, 예를 들면, 2개, 3개, 4개, 5개, 또는 7개 이상이라도 좋다.

구체적으로는, 상기 실시 형태에서는, 제1 아암은, 1개의 링크로 구성되어 있지만, 본 발명은, 이에 한정되지 않고, 제1 아암은, 예를 들면, 복수의 링크로 구성되어 있어도 좋다.

상기 실시 형태에서는, 제2 아암은, 1개의 링크로 구성되어 있지만, 본 발명은, 이에 한정되지 않고, 제2 아암은, 예를 들면, 복수의 링크로 구성되어 있어도 좋다.

상기 실시 형태에서는, 제3 아암은, 4개의 링크로 구성되어 있지만, 본 발명은, 이에 한정되지 않고, 제3 아암은, 예를 들면, 1개, 2개, 3개, 또는 5개 이상의 링크로 구성되어 있어도 좋다.

본 발명에서는, 제3 아암이 생략되어 있어도 좋다. 이 경우는, 예를 들면, 제2 아암의 선단에, 엔드 이펙터가 착탈 가능하게 장착된다.

상기 실시 형태에서는, 로봇 아암의 수는, 1개이지만, 본 발명은, 이에 한정되지 않고, 로봇 아암의 수는, 예를 들면, 2개 이상이라도 좋다. 즉, 로봇(로봇 본체)은, 예를 들면, 두 팔 로봇 등의 복수 팔 로봇이라도 좋다.

본 발명에서는, 로봇(로봇 본체)은, 다른 시스템을 갖는 로봇이라도 좋다. 구체적 예로서는, 예를 들면, 다리를 갖는 다리형 보행(주행) 로봇 등을 들 수 있다.

1, 1A, 1B, 1C, 1D : 로봇
5 : 로봇 아암
6, 7 : 로봇 셀
10 : 로봇 본체
11 : 베이스
12, 13, 14 : 아암
41, 42 : 부품
46, 47 : 워크
51 : 직선
52 : 베어링부
56, 57, 58 : 화살표
61, 62, 63, 64 : 링크
71 : 벨트 컨베이어
72 : 부품 공급부
73 : 조입부
76 : 선반
77 : 스테이지
78 : 팔레트
91 : 핸드
101 : 천장
102 : 부착면
111 : 플랜지
121, 122, 131, 132 : 지지부
171, 172, 173, 174, 175, 176 : 관절
301, 302, 303, 304, 305, 306 : 모터 드라이버
401, 402, 403, 404, 405, 406 : 구동원
401M, 402M, 403M, 404M, 405M, 406M : 모터
521 : 중심선
621, 622 : 지지부
O1, O2, O3, O4, O5, O6 : 회전축
R1, R2 : 영역

Claims

베이스와,
상기 베이스에, 제1 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제1 아암과,
상기 제1 아암에, 상기 제1 회전축의 축방향과 상이한 축방향을 갖는 제2 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제2 아암
을 구비하고,
상기 제2 회전축의 축방향에서 볼 때, 상기 제1 아암과 상기 제2 아암이 이루는 각도를 0°로 하고,
상기 제2 아암은, 상기 각도가 0°인 경우, 상기 베이스가 설치된 부착면과 간섭하지 않는 로봇.
베이스와
상기 베이스에, 제1 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제1 아암과,
상기 제1 아암에, 상기 제1 회전축의 축방향과 상이한 축방향을 갖는 제2 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제2 아암
을 구비하고,
상기 제1 아암은, 상기 제2 아암의 길이보다 긴 길이를 갖는 로봇.
베이스와,
로봇 아암
을 구비하고,
상기 로봇 아암은,
상기 베이스에, 제1 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제1 아암과,
상기 제1 아암에, 상기 제1 회전축의 축방향과 상이한 축방향을 갖는 제2 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제2 아암
을 갖고,
상기 제1 아암을 회전시키지 않고, 상기 제2 아암을 회전시킴으로써, 상기 로봇 아암의 선단이 제1 위치로부터, 상기 제2 회전축의 축방향에서 볼 때 상기 제1 아암과 상기 제2 아암이 이루는 각도가 0°가 되는 상태를 거쳐, 상기 제1 회전축 주위로 180°회전된 제2 위치로 이동하는 로봇.
제3항에 있어서,
상기 로봇 아암의 선단이, 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동할 때, 상기 제1 회전축의 축방향에서 볼 때, 상기 로봇 아암의 선단은, 직선상을 이동하는 로봇.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 로봇 아암의 선단을 상기 제1 위치로부터, 상기 제1 위치와 높이가 동일한 제3 위치로 이동시키고, 상기 제3 위치로부터의 상기 로봇 아암의 선단을 상기 제2 위치로 이동시키는 로봇.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로봇 아암의 선단을 상기 제2 위치로부터, 상기 제1 위치와 높이가 동일한 제3 위치로 이동시키고, 상기 제3 위치로부터의 상기 로봇 아암의 선단을 상기 제1 위치로 이동시키는 로봇.
베이스와,
상기 베이스에, 제1 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제1 아암과,
상기 제1 아암에, 상기 제1 회전축의 축방향과 상이한 축방향을 갖는 제2 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제2 아암
을 구비하고,
상기 제2 회전축의 축방향에서 볼 때, 상기 제1 아암과 상기 제2 아암이 서로 겹쳐지는 로봇.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 회전축은, 상기 제1 회전축으로부터 이간되어 있는 로봇.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 아암에, 제3 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제3 아암을 더 구비하는 로봇.
제9항에 있어서,
상기 제3 회전축의 축방향과 상기 제2 회전축의 축방향이 서로 평행인 로봇.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 제3 아암은, 상기 제2 아암의 길이보다 긴 길이를 갖는 로봇.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 회전축의 축방향에서 볼 때, 상기 제2 아암과 상기 제3 아암이 서로 겹쳐지는 로봇.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스는, 천장에 설치되는 로봇.
제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 아암은,
상기 제2 아암에, 상기 제3 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제1 링크와,
상기 제1 링크에, 상기 제3 회전축의 축방향과 상이한 축방향을 갖는 제4 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제2 링크와,
상기 제2 링크에, 상기 제4 회전축의 축방향과 상이한 축방향을 갖는 제5 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제3 링크와,
상기 제3 링크에, 상기 제5 회전축의 축방향과 상이한 축방향을 갖는 제6 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제4 링크를 구비하는 로봇.
로봇과,
상기 로봇이 설치되는 로봇 셀
을 구비하고,
상기 로봇 셀의 높이는, 1,700㎜ 이하인 로봇 시스템.
제15항에 있어서,
상기 로봇 셀의 높이는, 1,000㎜ 이상 1,650㎜ 이하인 로봇 시스템.
제15항에 있어서,
상기 로봇 셀의 설치 면적은, 637,500㎟ 미만인 로봇 시스템.
제17항에 있어서,
상기 로봇 셀의 설치 면적은, 500,000㎟ 이하인 로봇 시스템.
제17항에 있어서,
상기 로봇 셀의 설치 면적은, 400,000㎟ 이하인 로봇 시스템.
제15항에 있어서,
상기 로봇 셀의 체적에 대한 상기 로봇의 체적 비율은 0.01 이상 0.5 이하인 로봇 시스템.
제20항에 있어서,
상기 로봇 셀의 체적에 대한 상기 로봇의 체적 비율은 0.01 이상 0.1 이하인 로봇 시스템.
제15항에 있어서,
상기 로봇의 무게는, 20㎏ 이하인 로봇 시스템.
제15항에 있어서,
상기 로봇은,
상기 로봇 셀에 설치되는 베이스와,
상기 베이스에, 제1 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제1 아암과,
상기 제1 아암에, 상기 제1 회전축의 축방향과 상이한 축방향을 갖는 제2 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된 제2 아암
을 구비하고,
상기 제1 아암은, 상기 제2 아암의 길이보다 긴 길이를 갖는 로봇 시스템.