機(jī)器人系統(tǒng)及加工品的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題在于降低由于回避奇異點(diǎn)而導(dǎo)致的不良情況。為了解決該課題，實(shí)施方式涉及的機(jī)器人系統(tǒng)包括：具有臂的機(jī)器人(2)；工作臺(3)。工作臺(3)載置在機(jī)器人(2)利用臂進(jìn)行的操作中所使用的物品。機(jī)器人所具有的臂包括：第一臂部(21)、第二臂部(22)和第三臂部(23)。第一臂部(21)在前端將末端執(zhí)行器(50L)支承為能夠以第一旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)。第二臂部(22)將第一臂部(21)的基端部支承為能夠以與第一旋轉(zhuǎn)軸垂直的第二旋轉(zhuǎn)軸為中心擺動。第三臂部(23)將第二臂部(22)的基端部支承為能夠以與第二旋轉(zhuǎn)軸垂直的第三旋轉(zhuǎn)軸為中心擺動。
【專利說明】機(jī)器人系統(tǒng)及加工品的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及機(jī)器人系統(tǒng)及加工品的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在具備多個關(guān)節(jié)軸的多關(guān)節(jié)機(jī)器人中存在稱為奇異點(diǎn)的位置。具體來說，奇異點(diǎn)是指根據(jù)機(jī)器人前端部的位置及姿態(tài)來求出各關(guān)節(jié)軸的角度的逆運(yùn)動學(xué)運(yùn)算的解為不確定的姿態(tài)(各關(guān)節(jié)軸的旋轉(zhuǎn)位置)。
[0003]因此，提出了用于回避機(jī)器人成為奇異點(diǎn)姿態(tài)的各種方法(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005 - 329521號


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的問題
[0008]但是，即使在使用專利文獻(xiàn)I那樣的回避奇異點(diǎn)方法的情況下，有時(shí)出于回避奇異點(diǎn)的需要而在成為奇異點(diǎn)的位置附近降低機(jī)器人的操作性。
[0009]另一方面，近年來，隨著機(jī)器人的利用用途的多樣化，不得不進(jìn)行機(jī)器人以靠近奇異點(diǎn)的姿態(tài)進(jìn)行操作的狀況正在增多。為此，尋求降低由于回避奇異點(diǎn)而導(dǎo)致的不良情況的方法。
[0010]本發(fā)明的一實(shí)施方式是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種能夠降低由于回避奇異點(diǎn)而導(dǎo)致的不良情況的機(jī)器人系統(tǒng)及加工品的制造方法。
[0011]用于解決問題的方法
[0012]實(shí)施方式的一方式所涉及的機(jī)器人系統(tǒng)包括具有臂的機(jī)器人和工作臺。工作臺載置在機(jī)器人利用臂進(jìn)行的操作中所使用的物品。機(jī)器人所具有的臂包括:第一臂部、第二臂部和第三臂部。第一臂部在前端將末端執(zhí)行器支承為能夠以第一旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)。第二臂部將第一臂部的基端部支承為能夠以與第一旋轉(zhuǎn)軸垂直的第二旋轉(zhuǎn)軸為中心擺動。第三臂部將第二臂部的基端部支承為能夠以與第二旋轉(zhuǎn)軸垂直的第三旋轉(zhuǎn)軸為中心擺動。
[0013]發(fā)明效果
[0014]根據(jù)實(shí)施方式的一方式，能夠降低由于回避奇異點(diǎn)而導(dǎo)致的不良情況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是表示第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0016]圖2是表示機(jī)器人的結(jié)構(gòu)的圖。
[0017]圖3是表示手腕部的軸結(jié)構(gòu)的圖。
[0018]圖4A是表示RBT型機(jī)器人的奇異點(diǎn)姿態(tài)的圖。
[0019]圖4B是表示第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人的奇異點(diǎn)姿態(tài)的圖。
[0020]圖5是表示交接操作的動作例的圖。
[0021]圖6A是表示交接操作的另一動作例的圖。
[0022]圖6B是表示交接操作的另一動作例的圖。
[0023]圖6C是表示交接操作的另一動作例的圖。
[0024]圖7A是表示攪拌操作的動作例的圖。
[0025]圖7B是表示攪拌操作的另一動作例的圖。
[0026]圖8A是表示刮取操作的動作例的圖。
[0027]圖8B是表示刮取操作的動作例的圖。
[0028]圖9是表示第二實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人進(jìn)行的操作的動作例的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]以下，參照附圖，對本發(fā)明公開的機(jī)器人系統(tǒng)及加工品的制造方法的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，以下所示的實(shí)施方式并不限定本發(fā)明。
[0030]此外，以下為了明確位置關(guān)系，規(guī)定相互正交的X軸、Y軸及Z軸。此外，將X軸正方向規(guī)定為水平前方，將Z軸正方向規(guī)定為鉛垂上方。
[0031](第一實(shí)施方式)
[0032]圖1是表示第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。如圖1所示，第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人系統(tǒng)I包括:機(jī)器人2、工作臺3和控制裝置4。在該機(jī)器人系統(tǒng)I中，機(jī)器人2按照來自控制裝置4的指示，使用工作臺3上載置的各種物品來進(jìn)行各種操作。
[0033]機(jī)器人2為具備左臂203L及右臂203R的雙臂機(jī)器人。機(jī)器人2使用上述臂203L、203R來進(jìn)行操作。上述機(jī)器人2的具體結(jié)構(gòu)后面參照圖2具體說明。
[0034]工作臺3載置在機(jī)器人2利用臂203L、203R進(jìn)行的操作中所使用的各種物品。例如，在工作臺3的頂板31上載置有杯體11 (相當(dāng)于容器的一例)、桿體12 (相當(dāng)于長條部件的一例)、以豎立狀態(tài)保持桿體12的保持臺13、盛有液體的瓶體14、15等。
[0035]此外，在工作臺3的頂板31 —體地設(shè)有架板32。架板32例如為在上下方向(鉛垂方向)上多層收容杯體11的收容部。架板32的內(nèi)部沿上下利用間隔板進(jìn)行分隔，由此形成的收容空間32a、32b中分別收容有杯體11等。
[0036]此外，工作臺3的頂板31及架板32中的收容空間32a、32b的各下表面全部為水平的面。
[0037]工作臺3形成為大致“ 口 ”字狀，且配置成圍繞機(jī)器人2的前方及側(cè)方。此外，杯體11、桿體12及保持臺13配置在機(jī)器人2的前方，瓶體14、15配置在機(jī)器人2的左側(cè)方，架板32配置在機(jī)器人2的右側(cè)方。
[0038]控制裝置4是進(jìn)行機(jī)器人2的驅(qū)動控制的控制裝置?？刂蒲b置4經(jīng)由線纜40與機(jī)器人2連接。
[0039]S卩，控制裝置4經(jīng)由線纜40與機(jī)器人2的各關(guān)節(jié)部所設(shè)置的致動器分別連接，并經(jīng)由線纜40向各致動器發(fā)送驅(qū)動指令。機(jī)器人2按照來自控制裝置4的驅(qū)動指令，使致動器單獨(dú)地旋轉(zhuǎn)任意的角度，從而使臂203L、203R以任意的姿態(tài)移動到任意的部位。
[0040]此外，作為控制裝置4例如可以使用具備存儲裝置、電子運(yùn)算器及輸入裝置的計(jì)算機(jī)等。此外，線纜40例如為將機(jī)器人2與控制裝置4之間的信號通信線及從未圖示的電源向各致動器供給電力的供電線集束并包覆而成的線纜。
[0041]在如此構(gòu)成的機(jī)器人系統(tǒng)I中，機(jī)器人2按照來自控制裝置4的指示進(jìn)行各種操作。例如，機(jī)器人2進(jìn)行從工作臺3或架板32取出杯體11或者向工作臺3或架板32載置杯體11的“交接操作”。此外，機(jī)器人2還進(jìn)行將所保持的杯體11搖晃而攪拌內(nèi)部液體的“攪拌操作”、使用桿體12來刮取附著于杯體11內(nèi)壁的附著物的“刮取操作”等。
[0042]在此，在專利文獻(xiàn)I所示的典型的臂型機(jī)器人(以下將該機(jī)器人稱為RBT型機(jī)器人)中，臂的手腕部(前端側(cè)的三個驅(qū)動軸)完全伸開的姿態(tài)為一個奇異點(diǎn)姿態(tài)(參照圖4A)。為此，在該機(jī)器人的情況下，難以在回避奇異點(diǎn)的同時(shí)例如從水平方向連續(xù)地接近并保持工作臺上載置的物品。為此，在保持工作臺上載置的物品時(shí)，例如，以將手腕部分彎折90度的狀態(tài)從上方接近，從而保持物品。如此一來，由于采取了用于回避奇異點(diǎn)姿態(tài)的姿態(tài)，根據(jù)不同的操作內(nèi)容，有可能降低機(jī)器人的操作性。
[0043]相對于此，第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人2以與RBT型機(jī)器人不同的軸向來構(gòu)成。由此，第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人2相對于工作臺3上載置的物品能夠容易地水平接近。以下，對機(jī)器人2的結(jié)構(gòu)及機(jī)器人2所進(jìn)行的各種操作具體地說明。
[0044]首先，參照圖2說明機(jī)器人2的結(jié)構(gòu)。圖2是表示機(jī)器人2的結(jié)構(gòu)的圖。如圖2所示，機(jī)器人2為雙臂型的七軸機(jī)器人。具體來說，機(jī)器人2包括:基臺201、主體部202、左臂203L和右臂203R。
[0045]基臺201為相對于地面或頂棚之類的設(shè)置面以直立的狀態(tài)固定的部件，將主體部202支承為能夠以與Z軸平行的鉛垂軸AO為中心旋轉(zhuǎn)。在主體部202中，基端部被基臺201支承為能夠旋轉(zhuǎn)，且在前端部處將左臂203L及右臂203R支承為能夠旋轉(zhuǎn)。
[0046]左臂203L為能夠旋轉(zhuǎn)地支承于主體部202的左肩關(guān)節(jié)部的臂，右臂203R為能夠旋轉(zhuǎn)地支承于主體部202的右肩關(guān)節(jié)部的臂。
[0047]在此，對左臂203L及右臂203R的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。此外，左臂203L及右臂203R在本實(shí)施方式中為相同結(jié)構(gòu)，因此以下僅對左臂203L的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，而省略右臂203R的結(jié)構(gòu)說明。
[0048]左臂203L具備:第一臂部21、第二臂部22、第三臂部23、第四臂部24、第五臂部25及第六臂部26。
[0049]第一臂部21為將末端執(zhí)行器50L支承為能夠以第一旋轉(zhuǎn)軸Al為中心旋轉(zhuǎn)的臂部。末端執(zhí)行器50L具備相互對置的一對握持部51、52，通過使該握持部51、52向相互靠近的方向移動，能夠?qū)ξ粘植?1、52間配置的物品進(jìn)行握持。此外，右臂203R所具備的末端執(zhí)行器50R也與末端執(zhí)行器50L為相同結(jié)構(gòu)。
[0050]第一臂部21的前端部(凸緣部)21a為沿著第一旋轉(zhuǎn)軸Al延伸的圓柱狀的部件，上述前端部21a形成為能夠使末端執(zhí)行器50L自如地裝卸。此外，在前端部21a設(shè)有未圖不的第一致動器，利用上述第一致動器，末端執(zhí)行器50L圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸Al旋轉(zhuǎn)。
[0051]此外，末端執(zhí)行器50L所具備的一對握持部51、52與第一旋轉(zhuǎn)軸Al平行設(shè)置。
[0052]第二臂部22為將第一臂部21的基端部支承為能夠以與第一旋轉(zhuǎn)軸Al垂直的第二旋轉(zhuǎn)軸A2為中心擺動的臂部。形成第二旋轉(zhuǎn)軸A2的關(guān)節(jié)部22a由包括第二臂部22的前端部及第一臂部21的基端部的區(qū)域形成。在上述關(guān)節(jié)部22a設(shè)有未圖示的第二致動器，利用上述第二致動器使第一臂部21圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸A2擺動。
[0053]第三臂部23為將第二臂部22的基端部支承為能夠以與第一旋轉(zhuǎn)軸Al及第二旋轉(zhuǎn)軸A2中的任一個實(shí)質(zhì)上垂直的第三旋轉(zhuǎn)軸A3為中心擺動的臂部。形成第三旋轉(zhuǎn)軸A3的關(guān)節(jié)部23a由包括第三臂部23的前端部及第二臂部22的基端部的區(qū)域形成。在上述關(guān)節(jié)部23a設(shè)有未圖示的第三致動器，且利用上述第三致動器使第二臂部22圍繞第三旋轉(zhuǎn)軸A3擺動。
[0054]此外，左臂203L的手腕部包括上述第一臂部21、第二臂部22及第三臂部23。
[0055]第四臂部24為將第三臂部23支承為能夠以與第三旋轉(zhuǎn)軸A3垂直的第四旋轉(zhuǎn)軸A4為中心擺動的臂部。形成第四旋轉(zhuǎn)軸A4的關(guān)節(jié)部24a由包括第四臂部24的前端部及第三臂部23的基端部的區(qū)域形成。此外，在關(guān)節(jié)部24a設(shè)有未圖示的第四致動器，且利用上述第四致動器使第三臂部23圍繞第四旋轉(zhuǎn)軸A4擺動。
[0056]第五臂部25為將第四臂部24支承為能夠以與第四旋轉(zhuǎn)軸A4垂直的第五旋轉(zhuǎn)軸A5為中心旋轉(zhuǎn)的臂部。形成第五旋轉(zhuǎn)軸A5的關(guān)節(jié)部25a由包括第五臂部25的前端部及第四臂部24的基端部的區(qū)域形成。此外，在關(guān)節(jié)部25a設(shè)有未圖示的第五致動器，且利用上述第五致動器使第四臂部24圍繞第五旋轉(zhuǎn)軸A5擺動。
[0057]第六臂部26為將第五臂部25支承為能夠以與第五旋轉(zhuǎn)軸A5垂直的第六旋轉(zhuǎn)軸A6為中心擺動的臂部。形成第六旋轉(zhuǎn)軸A6的關(guān)節(jié)部26a由包括第六臂部26的前端部及第五臂部25的基端部的區(qū)域形成。此外，第六臂部26以與第六旋轉(zhuǎn)軸A6垂直的第七旋轉(zhuǎn)軸A7為中心能夠旋轉(zhuǎn)地支承于主體部202。
[0058]關(guān)節(jié)部26a及主體部202分別設(shè)有未圖示的第六致動器及第七致動器。并且，利用上述第六致動器及第七致動器使第五臂部25圍繞第六旋轉(zhuǎn)軸A6擺動、使第六臂部26圍繞第七旋轉(zhuǎn)軸A7旋轉(zhuǎn)。
[0059]機(jī)器人2的基本姿態(tài)(初始姿態(tài))在本實(shí)施方式中設(shè)定為圖2所示的姿態(tài)。即，在機(jī)器人2的姿態(tài)為基本姿態(tài)的情況下，第五臂部25在第五旋轉(zhuǎn)軸A5相對于第七旋轉(zhuǎn)軸A7成為垂直的位置由第六臂部26支承，第六臂部26在第五旋轉(zhuǎn)軸A5成為鉛垂向下(Z軸負(fù)方向)的位置由主體部202支承。
[0060]此外，在機(jī)器人2的姿態(tài)為基本姿態(tài)的情況下，第三臂部23在第三旋轉(zhuǎn)軸A3成為鉛垂向上的位置由第四臂部24支承，第四臂部24在關(guān)節(jié)部23a朝向前方的位置由第五臂部25支承。
[0061]此外，在機(jī)器人2的姿態(tài)為基本姿態(tài)的情況下，第二臂部22在關(guān)節(jié)部22a朝向前方的位置由第三臂部23支承，第一臂部21在前端部21a朝向前方(X軸正方向)的位置由第二臂部22支承。
[0062]此外，主體部202為將左臂203L的第六臂部26支承為能夠旋轉(zhuǎn)的基部。此外，主體部202也是將右臂203R的第六臂部支承為能夠旋轉(zhuǎn)的基部。即，主體部202為兩個臂203L、203R共用的基部。
[0063]此外，主體部202由基臺201支承為能夠以鉛垂軸AO為中心旋轉(zhuǎn)。因此，機(jī)器人2通過以鉛垂軸AO為中心使主體部202旋轉(zhuǎn)，能夠容易地接近配置在圖2所示的機(jī)器人2的側(cè)方(Y軸方向)的架板32或瓶體14、15等。
[0064]接下來，使用圖3，對由第一臂部21、第二臂部22及第三臂部23構(gòu)成的手腕部的軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖3是表示手腕部的軸結(jié)構(gòu)的圖。此外，圖3示意性地表示機(jī)器人2的姿態(tài)為圖2所示的基本姿態(tài)時(shí)的第一臂部21?第三臂部23。
[0065]如圖3所示，第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人2的第一旋轉(zhuǎn)軸Al在從第二臂部22的基端部至第一臂部21的前端為止的距離L成為最大的姿態(tài)的情況下相對于第三旋轉(zhuǎn)軸A3垂直。
[0066]在此，“從第二臂部22的基端部至第一臂部21的前端為止的距離L成為最大的姿態(tài)”是指圖3所示的第一臂部21及第二臂部22 (將圖2所示的第一臂部21及第二臂部22表示為連接接合點(diǎn)間的連桿)排列在一條直線上的姿態(tài)。更具體來說，圖2所示的第一臂部21的前端部21a的延伸方向(即，第一旋轉(zhuǎn)軸Al的朝向)與第二臂部22的延伸方向一致的姿態(tài)。
[0067]此外，“從第二臂部22的基端部至第一臂部21的前端為止的距離L成為最大的姿態(tài)”也是“從第三旋轉(zhuǎn)軸A3至第一臂部21的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)”。
[0068]第三旋轉(zhuǎn)軸A3設(shè)置成相對于第二臂部22的延伸方向垂直。為此，位于第二臂部22的前端部的關(guān)節(jié)部22a圍繞第三旋轉(zhuǎn)軸A3擺動。相對于此，在RBT型的機(jī)器人中，第三旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置成相對于第二臂部的延伸方向平行。因此，位于第二臂部的前端部的關(guān)節(jié)部以第三旋轉(zhuǎn)軸為中心原地旋轉(zhuǎn)，即進(jìn)行自轉(zhuǎn)。
[0069]如此一來，在第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人2中，第一旋轉(zhuǎn)軸Al與第三旋轉(zhuǎn)軸A3的軸關(guān)系不同于RBT型的機(jī)器人中第一旋轉(zhuǎn)軸與第三旋轉(zhuǎn)軸的軸關(guān)系。因此，第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人2的奇異點(diǎn)姿態(tài)與RBT型機(jī)器人的奇異點(diǎn)姿態(tài)不同。
[0070]在此，使用圖4A及圖4B，對第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人2與RBT型機(jī)器人的奇異點(diǎn)姿態(tài)的不同進(jìn)行說明。圖4A是表示RBT型機(jī)器人的奇異點(diǎn)姿態(tài)的圖，圖4B是表示第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人2的奇異點(diǎn)姿態(tài)的圖。
[0071]此外，圖4A中，與第一旋轉(zhuǎn)軸Al對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸表示為第一旋轉(zhuǎn)軸BI，與第二旋轉(zhuǎn)軸A2對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸表示為第二旋轉(zhuǎn)軸B2，與第三旋轉(zhuǎn)軸A3對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸表示為第三旋轉(zhuǎn)軸B3。此外，與第一臂部21、第二臂部22及第三臂部23相當(dāng)?shù)牟考謩e表示為第一臂部41、第二臂部42及第三臂部43。
[0072]如圖4A所示，RBT型機(jī)器人中，第三旋轉(zhuǎn)軸B3設(shè)置成相對于第二臂部42的延伸方向平行。因此，對于RBT型機(jī)器人，第一臂部41與第二臂部42排列在一條直線上時(shí)，換言之，當(dāng)從第二臂部42的基端部至第一臂部41的前端為止的距離成為最大時(shí)，第一旋轉(zhuǎn)軸BI與第三旋轉(zhuǎn)軸B3平行，成為奇異點(diǎn)姿態(tài)。
[0073]為此，RBT型機(jī)器人中，需要采取回避第一臂部41及第二臂部42成為排列在一條直線上的姿態(tài)的軌道，因此難以進(jìn)行包括使第一臂部41及第二臂部42排列在一條直線上的姿態(tài)的動作。
[0074]相對于此，對于第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人2，如圖4B所示，第三旋轉(zhuǎn)軸A3設(shè)置成相對于第二臂部22的延伸方向垂直。為此，第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人2中，當(dāng)?shù)谝槐鄄?1的前端部21a配置在相對于第二臂部22垂直的位置時(shí)，第一旋轉(zhuǎn)軸Al與第三旋轉(zhuǎn)軸A3變得平行，成為奇異點(diǎn)姿態(tài)。
[0075]如此一來，對于第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人2,能夠使奇異點(diǎn)偏移到靠近第一臂部21的可動范圍的上限(例如+110度)或下限(例如一 110度)的位置。
[0076]為此，對于第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人2，即使在進(jìn)行包括如下姿態(tài)的操作時(shí)，也不會成為奇異點(diǎn)姿態(tài)而能夠進(jìn)行操作，該姿態(tài)為從第二臂部22的基端部至第一臂部21的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)，即第一臂部21及第二臂部22排列在一條直線上的姿態(tài)。
[0077]接下來，對第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人2執(zhí)行的“交接操作”、“攪拌操作”及“刮取操作”進(jìn)行說明。此外，上述操作按照來自控制裝置4(參照圖1)的指示來執(zhí)行。
[0078]首先，參照圖5來說明“交接操作”。圖5是表示交接操作的另一動作例的圖?！敖唤硬僮鳌笔侨〉幂d置在工作臺3的頂板31上的杯體11、或向工作臺3的頂板31載置杯體11的操作。
[0079]機(jī)器人2經(jīng)由第一臂部21與第二臂部22排列在一條直線上的姿態(tài)、即從第二臂部22的基端部至第一臂部21的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)，且同時(shí)在末端執(zhí)行器50L及頂板31之間進(jìn)行杯體11的交接。
[0080]例如，如圖5所示，機(jī)器人2在第一臂部21與第二臂部22排列在一條直線上的姿態(tài)下，使第一臂部21及第二臂部22向大致水平方向移動。由此，機(jī)器人2使末端執(zhí)行器50L從上述杯體11的側(cè)方接近杯體11，然后，使用末端執(zhí)行器50L的握持部51、52從側(cè)方保持杯體11。
[0081]如此一來，對于機(jī)器人2，由于第一臂部21與第二臂部22排列在一條直線上的姿態(tài)不是奇異點(diǎn)姿態(tài)，因此，能夠容易地從側(cè)方接近載置于工作臺3的杯體11等物品。
[0082]此外，對于RBT型機(jī)器人，由于第一臂部與第二臂部排列在一條直線上的姿態(tài)為奇異點(diǎn)姿態(tài)，因此，難以如第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人2那樣從側(cè)方接近載置于工作臺的物品。
[0083]下面，使用圖6A?圖6C，對交接操作的另一例進(jìn)行說明。圖6A?圖6C是表示交接操作的另一動作例的圖。在交接操作的另一例中，進(jìn)行使末端執(zhí)行器50L所保持的杯體11收容于架板32、或從架板32取出杯體11的動作。
[0084]機(jī)器人2經(jīng)由第一臂部21與第二臂部22排列在一條直線上的姿態(tài)、即從第二臂部22的基端部至第一臂部21的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)，且同時(shí)在末端執(zhí)行器50L及架板32之間進(jìn)行杯體11的交接。
[0085]例如，如圖6A所示，機(jī)器人2將使用末端執(zhí)行器50L所保持的杯體11收容于架板32的收容空間32a。此時(shí)，機(jī)器人2經(jīng)由從第二臂部22的基端部至第一臂部21的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)、即第一臂部21及第二臂部22排列在一條直線上的姿態(tài)，且同時(shí)將第一臂部21伸入到收容空間32a內(nèi)。
[0086]如此一來，機(jī)器人2能夠容易地從側(cè)方進(jìn)行接近，因此相對于如架板32的收容空間32a那樣在上下方向上被分隔的空間也能夠容易地接近。
[0087]此外，如圖6B所示，機(jī)器人2還進(jìn)行在收容空間32a內(nèi)將收容在架板32上的杯體11翻轉(zhuǎn)而再次向收容空間32a載置的操作。具體來說，機(jī)器人2以第一臂部21及第二臂部22排列在一條直線上的姿態(tài)使第一臂部21向架板32的收容空間32a移動，并使用末端執(zhí)行器50L從水平方向保持收容空間32a內(nèi)的杯體11。
[0088]接著，機(jī)器人2將所保持的杯體11向鉛垂上方稍微抬起后，以第一旋轉(zhuǎn)軸Al為中心使末端執(zhí)行器50L旋轉(zhuǎn)180度，從而使杯體11翻轉(zhuǎn)。然后，機(jī)器人2使第一臂部21及第二臂部22向鉛垂下方移動，將翻轉(zhuǎn)后的杯體11再次向收容空間32a載置。
[0089]如此一來，由于機(jī)器人2能夠容易地從側(cè)方接近，在將所保持的物品以第一旋轉(zhuǎn)軸Al為中心旋轉(zhuǎn)的情況下，能夠減小所旋轉(zhuǎn)的物品的旋轉(zhuǎn)半徑。因此，即使在如架板32的收容空間32a那樣狹小的空間內(nèi)，也能夠容易地旋轉(zhuǎn)物品。
[0090]此外，機(jī)器人2也可在進(jìn)行將杯體11向鉛垂上方或鉛垂下方移動的動作的同時(shí)，使杯體11翻轉(zhuǎn)。
[0091]此外，如圖6C所示，機(jī)器人2還進(jìn)行將收容在架板32上的杯體11從收容空間32a取出的操作。具體來說，與將杯體11翻轉(zhuǎn)的情況相同，機(jī)器人2使用末端執(zhí)行器50L從水平方向保持收容空間32a內(nèi)的杯體11。然后，機(jī)器人2以從第二臂部22的基端部至第一臂部21的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)使其后退，從而將所保持的杯體11從收容空間32a取出。
[0092]如此一來，第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人2能夠以第一臂部21及第二臂部22排列在一條直線上的狀態(tài)從水平方向接近，從而即使相對于架板32等上下方向的寬度比較狹窄的空間也能夠容易地接近。
[0093]接下來，參照圖7A對“攪拌操作”進(jìn)行說明。圖7A是表示攪拌操作的動作例的圖?！皵嚢璨僮鳌笔菗u晃杯體11而使內(nèi)部的液體(相當(dāng)于加工品的一例)攪拌的操作。
[0094]此外，在圖7A中，機(jī)器人2以第一臂部21及第二臂部22排列在一條直線上的姿態(tài)、即從第二臂部22的基端部至第一臂部21的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)相對于杯體11從斜上方接近并傾斜地保持杯體U。
[0095]如圖7A所示，機(jī)器人2通過以第二旋轉(zhuǎn)軸A2為中心將第一臂部21向正方向(例如上方)及反方向(例如下方)擺動，從而搖晃杯體11，對杯體11內(nèi)的液體進(jìn)行攪拌。機(jī)器人2經(jīng)由從第二臂部22的基端部至第一臂部21的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)且同時(shí)進(jìn)行上述動作。
[0096]機(jī)器人2能夠在相對于第二臂部22的延伸方向?yàn)橐?90度?90度的范圍內(nèi)不構(gòu)成奇異點(diǎn)姿態(tài)而擺動第一臂部21。因此，能夠容易地進(jìn)行如圖7A所示的攪拌操作。
[0097]接著，使用圖7B對攪拌操作的另一例進(jìn)行說明。圖7B是表示攪拌操作的另一動作例的圖。
[0098]如圖7B所示，機(jī)器人2不僅擺動第一臂部21，還能夠擺動第二臂部22而使杯體11搖晃。即，機(jī)器人2經(jīng)由從第二臂部22的基端部至第一臂部21的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)且同時(shí)以第二旋轉(zhuǎn)軸A2為中心擺動第一臂部21，并且以第三旋轉(zhuǎn)軸A3為中心擺動第二臂部22。
[0099]由此，如圖7B所示，由末端執(zhí)行器50L保持的杯體11以畫圓的方式回轉(zhuǎn)。因此，與如圖7A所示僅擺動第一臂部21而搖晃杯體11的情況相比，能夠提高攪拌力。
[0100]此外，機(jī)器人2通過擺動第一臂部21和支承上述第一臂部21的第二臂部22，而進(jìn)行以畫圓的方式回轉(zhuǎn)杯體11的動作。即，由于擺動的兩個臂部連續(xù)，換言之，在擺動的兩個臂部之間不存在其它臂部，因此機(jī)器人2能夠以小的運(yùn)動進(jìn)行搖晃杯體11的動作。因此，機(jī)器人2即使在操作區(qū)域比較狹窄的情況下也能夠容易地進(jìn)行以畫圓的方式來轉(zhuǎn)動物品的操作。
[0101 ] 此外，機(jī)器人2也可擺動第一臂部21及第二臂部22，且進(jìn)而以第一旋轉(zhuǎn)軸Al為中心使末端執(zhí)行器50L旋轉(zhuǎn)。由此，能夠進(jìn)一步提高攪拌力。
[0102]接下來，使用圖8A及圖SB，對“刮取操作”進(jìn)行說明。圖8A及圖SB是表示刮取操作的動作例的圖?！肮稳〔僮鳌笔鞘褂脳U體12來刮取附著于杯體11的內(nèi)壁上的附著物的操作。
[0103]如圖8A所示，機(jī)器人2使用左臂203L所具備的末端執(zhí)行器50L來保持杯體11，并使用右臂203R所具備的末端執(zhí)行器50R來保持桿體12。此外，如使用圖5說明的那樣，機(jī)器人2以第一臂部21及第二臂部22排列在一條直線上的狀態(tài)從水平方向接近杯體11并保持杯體U。對于由右臂203R進(jìn)行的桿體12的保持操作也同樣。
[0104]桿體12在前端具備刮勺部12a。機(jī)器人2利用上述刮勺部12a來刮取附著于杯體11的內(nèi)壁Ila上的附著物。
[0105]首先，機(jī)器人2驅(qū)動右臂203R，使桿體12的刮勺部12a的側(cè)面與杯體11的內(nèi)壁Ila抵接。此時(shí)，機(jī)器人2驅(qū)動左臂203L來改變杯體11的角度，從而使刮勺部12a易于與內(nèi)壁Ila抵接。
[0106]接著，機(jī)器人2驅(qū)動整個右臂203R的手腕部，從而以畫圓的方式使桿體12旋轉(zhuǎn)。即，對于機(jī)器人2來說，在右臂203R中，經(jīng)由從第二臂部的基端部至第一臂部的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)，且同時(shí)以第二旋轉(zhuǎn)軸為中心使第一臂部擺動，并且以第三旋轉(zhuǎn)軸為中心使第二臂部擺動。進(jìn)而，以第一旋轉(zhuǎn)軸為中心使末端執(zhí)行器50R旋轉(zhuǎn)。
[0107]由此，如圖SB所示，末端執(zhí)行器50R所保持的桿體12的刮勺部12a沿著杯體11的內(nèi)壁Ila移動，由此附著于杯體11的內(nèi)壁Ila上的附著物被刮勺部12a刮取。
[0108]如此一來，機(jī)器人2驅(qū)動整個右臂203R的手腕部而以畫圓的方式回轉(zhuǎn)桿體12，由此利用桿體12的刮勺部12a刮取附著于杯體11的內(nèi)壁Ila上的附著物。
[0109]此外，機(jī)器人2為具備兩個臂203L、203R的雙臂機(jī)器人，利用右臂203R所具備的末端執(zhí)行器50R來保持桿體12，利用左臂203L所具備的末端執(zhí)行器50L來保持杯體11。由此，能夠使用左臂203L來改變杯體11的角度以使右臂203R的運(yùn)動成為最小，從而能夠進(jìn)一步減小機(jī)器人2的運(yùn)動。
[0110]此外，機(jī)器人2例如也可以進(jìn)行使不具有刮勺部12a的長條部件(例如攪拌棒)的前端部沿著杯體11的內(nèi)壁Ila移動的操作。
[0111]此外，在此，對于機(jī)器人2來說，利用左臂203L所具備的末端執(zhí)行器50L保持杯體11，利用右臂203R所具備的末端執(zhí)行器50R保持桿體12，但保持杯體11及桿體12的臂203L、203R也可與本例相反。
[0112]如上所述，第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人系統(tǒng)I具備機(jī)器人2和工作臺3，其中機(jī)器人2包括臂203L、203R。在工作臺3上載置在機(jī)器人2使用臂203L、203R進(jìn)行的操作中所使用的物品。
[0113]機(jī)器人2所具有的臂203L、203R包括:第一臂部21、第二臂部22和第三臂部23。第一臂部21在前端將末端執(zhí)行器50L、50R支承為能夠以第一旋轉(zhuǎn)軸Al為中心旋轉(zhuǎn)。第二臂部22將第一臂部21的基端部支承為能夠以與第一旋轉(zhuǎn)軸Al垂直的第二旋轉(zhuǎn)軸A2為中心擺動。第三臂部23將第二臂部22的基端部支承為能夠以與第二旋轉(zhuǎn)軸A2垂直的第三旋轉(zhuǎn)軸A3為中心擺動。
[0114]因此，根據(jù)第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人系統(tǒng)1，在RBT型機(jī)器人中即使包括多個為了回避奇異點(diǎn)而需要的修正等動作(操作)的情況下，也能夠不需上述修正而降低由于回避奇異點(diǎn)而導(dǎo)致的不良情況。
[0115](第二實(shí)施方式)
[0116]另外，在上述的第一實(shí)施方式中，以機(jī)器人2進(jìn)行“交接操作”、“攪拌操作”及“刮取操作”等情況為例進(jìn)行了說明，但機(jī)器人2進(jìn)行的操作并不限定于此。例如，機(jī)器人2也可進(jìn)行帶有壁等垂直面的部件的研磨操作。
[0117]以下，使用圖9對機(jī)器人執(zhí)行的操作的另一例進(jìn)行說明。圖9是表示第二實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人所進(jìn)行的操作的動作例的圖。此外，以下的說明中，對于與已經(jīng)說明的部分相同的部分，標(biāo)注與已經(jīng)說明的部分相同的附圖標(biāo)記，并省略重復(fù)的說明。
[0118]如圖9所示，第二實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人2a中，取代第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人2具備的末端執(zhí)行器50L、50R，而具備末端執(zhí)行器53。末端執(zhí)行器53為磨光器，以研磨面相對于第一旋轉(zhuǎn)軸Al垂直的朝向支承于第一臂部21，并以第一旋轉(zhuǎn)軸Al為中心旋轉(zhuǎn)。
[0119]機(jī)器人2a使末端執(zhí)行器53的研磨面垂直地與加工品60的垂直面抵接后，以第一旋轉(zhuǎn)軸Al為中心使末端執(zhí)行器53旋轉(zhuǎn)。
[0120]然后，機(jī)器人2a在使末端執(zhí)行器53旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，使第一臂部21及第二臂部22向鉛垂下方移動而對加工品60進(jìn)行研磨。此時(shí)，機(jī)器人2a以維持末端執(zhí)行器53的研磨面相對于加工品60的垂直面垂直的狀態(tài)的方式，以第二旋轉(zhuǎn)軸A2為中心使第一臂部21擺動，并使第一臂部21及第二臂部22向鉛垂下方移動。
[0121]其結(jié)果，機(jī)器人2a經(jīng)由了第一臂部21及第二臂部22排列在一條直線上的狀態(tài)、即從第二臂部22的基端部至第一臂部21的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)。
[0122]與第一實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人2同樣，對于機(jī)器人2a來說，從第二臂部22的基端部至第一臂部21的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)并非奇異點(diǎn)姿態(tài)。為此，即使在機(jī)器人2a經(jīng)由第一臂部21及第二臂部22排列在一條直線上的狀態(tài)且同時(shí)進(jìn)行加工品60的垂直面的研磨的情況下，無需回避奇異點(diǎn)姿態(tài)而能夠在恒定方向上進(jìn)行研磨。
[0123]此外，在上述的各實(shí)施方式中，以機(jī)器人2、2a為雙臂型的七軸機(jī)器人的情況為例進(jìn)行了說明，但機(jī)器人只要至少具備第一臂部21?第三臂部23即可，也可為單臂型或六軸以下的軸數(shù)的機(jī)器人等其他結(jié)構(gòu)的機(jī)器人。此外，根據(jù)機(jī)器人2、2a進(jìn)行的操作內(nèi)容也并不限定于上述內(nèi)容。
[0124]此外，第一臂部21?第三臂部23的構(gòu)造也可應(yīng)用于并聯(lián)連桿機(jī)器人。并聯(lián)連桿機(jī)器人通常是指具備并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)的機(jī)器人，其中并聯(lián)連桿機(jī)構(gòu)利用多個連桿將隔開規(guī)定的間隔而相對配置的一對部件(在此，將基端側(cè)的部件稱為“基本部件”，將前端側(cè)的部件稱為“可動部件”)并聯(lián)連結(jié)。相對于上述并聯(lián)連桿機(jī)器人的可動部件，也可使用上述的第一臂部21?第三臂部23。
[0125]本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠容易地導(dǎo)出本發(fā)明的進(jìn)一步效果和變形例。因此，本發(fā)明的更廣闊的方式并不限于如上表示且記述的特定的詳細(xì)和代表性的實(shí)施方式。因此，在不脫離由所附權(quán)利要求書及其等同物定義的總的發(fā)明概念的精神或范圍的情況下，能夠進(jìn)行各種各樣的變更。
[0126]附圖標(biāo)記的說明
[0127]I機(jī)器人系統(tǒng)
[0128]2、2a 機(jī)器人
[0129]201 基臺
[0130]202主體部
[0131]203L 左臂
[0132]203R 右臂
[0133]21第一臂部
[0134]21a前端部
[0135]22第二臂部
[0136]22a關(guān)節(jié)部
[0137]23第三臂部
[0138]23a關(guān)節(jié)部
[0139]50L、50R、53 末端執(zhí)行器
[0140]3工作臺
[0141]31 頂板
[0142]32 架板
[0143]32a、32b 收容空間
[0144]4控制裝置
[0145]40 線纜
[0146]Al第一旋轉(zhuǎn)軸
[0147]A2第二旋轉(zhuǎn)軸
[0148]A3第三旋轉(zhuǎn)軸
[0149]11杯體
[0150]12 桿體
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)器人系統(tǒng),其特征在于,具備: 機(jī)器人，其具有臂；以及 工作臺，其載置在所述機(jī)器人利用所述臂進(jìn)行的操作中所使用的物品， 所述機(jī)器人所具有的所述臂包括: 第一臂部，其在前端將末端執(zhí)行器支承為能夠以第一旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)； 第二臂部，其將所述第一臂部的基端部支承為能夠以與所述第一旋轉(zhuǎn)軸垂直的第二旋轉(zhuǎn)軸為中心擺動；以及 第三臂部，其將所述第二臂部的基端部支承為能夠以與所述第二旋轉(zhuǎn)軸垂直的第三旋轉(zhuǎn)軸為中心擺動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于， 所述機(jī)器人系統(tǒng)還具備控制所述機(jī)器人的控制裝置， 所述控制裝置指示所述機(jī)器人進(jìn)行如下操作，該操作包括從所述第二臂部的基端部至所述第一臂部的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于， 所述臂還包括: 第四臂部，其將所述第三臂部的基端部支承為能夠以與所述第三旋轉(zhuǎn)軸垂直的第四旋轉(zhuǎn)軸為中心擺動； 第五臂部，其將所述第四臂部的基端部支承為能夠以與所述第四旋轉(zhuǎn)軸垂直的第五旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)；以及 第六臂部，其將所述第五臂部的基端部支承為能夠以與所述第五旋轉(zhuǎn)軸垂直的第六旋轉(zhuǎn)軸為中心擺動， 所述機(jī)器人還具備基部，所述基部將所述第六臂部的基端部支承為能夠以與所述第六旋轉(zhuǎn)軸垂直的第七旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于， 所述機(jī)器人還包括: 主體部，其作為兩個所述臂共用的所述基部；以及 基臺，其將所述主體部支承為能夠以鉛垂軸為中心旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2?4中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人系統(tǒng),其特征在于， 所述操作為如下的操作，即，經(jīng)由從所述第二臂部的基端部至所述第一臂部的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)，且同時(shí)在所述工作臺與所述末端執(zhí)行器之間進(jìn)行所述物品的交接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2?4中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人系統(tǒng),其特征在于， 所述工作臺具備多層收容所述物品的架板， 所述操作為如下的操作，即，經(jīng)由從所述第二臂部的基端部至所述第一臂部的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)，且同時(shí)在所述架板與所述末端執(zhí)行器之間進(jìn)行所述物品的交接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于， 所述操作還包括如下的操作: 在從所述第二臂部的基端部至所述第一臂部的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)下，使所述末端執(zhí)行器以所述第一旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)，從而使被保持于所述末端執(zhí)行器的所述物品旋轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2?4中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于， 所述操作為如下的操作，即，經(jīng)由從所述第二臂部的基端部至所述第一臂部的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)，且同時(shí)使所述第一臂部以所述第二旋轉(zhuǎn)軸為中心向正方向及反方向擺動，從而搖晃被保持于所述末端執(zhí)行器的物品。
9.根據(jù)權(quán)利要求2?4中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于， 所述操作為如下的操作，即，經(jīng)由從所述第二臂部的基端部至所述第一臂部的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)，且同時(shí)使所述第一臂部以所述第二旋轉(zhuǎn)軸為中心擺動，并且使所述第二臂部以所述第三旋轉(zhuǎn)軸為中心擺動，由此以畫圓的方式轉(zhuǎn)動被保持于所述末端執(zhí)行器的所述物品。
10.根據(jù)權(quán)利要求2?4中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于， 所述操作為如下的操作，即，經(jīng)由從所述第二臂部的基端部至所述第一臂部的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)，且同時(shí)使所述第一臂部以所述第二旋轉(zhuǎn)軸為中心擺動，并且使所述第二臂部以所述第三旋轉(zhuǎn)軸為中心擺動，進(jìn)而使所述末端執(zhí)行器以所述第一旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)，由此使被保持于所述末端執(zhí)行器的所述物品即長條部件沿著容器的內(nèi)壁移動。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于， 所述機(jī)器人為具備兩個所述臂的雙臂機(jī)器人， 利用一個所述臂所具備的所述末端執(zhí)行器來保持所述長條部件，利用另一所述臂所具備的所述末端執(zhí)行器來保持所述容器。
12.—種加工品的制造方法，其特征在于，包括: 機(jī)器人使用末端執(zhí)行器來保持被載置于工作臺上的物品的工序，其中所述機(jī)器人具有臂，所述臂包括:第一臂部，其在前端將所述末端執(zhí)行器支承為能夠以第一旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)；第二臂部，其將所述第一臂部的基端部支承為能夠以與所述第一旋轉(zhuǎn)軸垂直的第二旋轉(zhuǎn)軸為中心擺動；以及第三臂部，其將所述第二臂部的基端部支承為能夠以與所述第二旋轉(zhuǎn)軸垂直的第三旋轉(zhuǎn)軸為中心擺動；以及 所述機(jī)器人對于使用所述末端執(zhí)行器來保持的物品進(jìn)行如下操作從而對所述物品進(jìn)行加工的工序，其中所述操作包括從所述第二臂部的基端部至所述第一臂部的前端為止的距離成為最大的姿態(tài)。
【文檔編號】B25J9/06GK104411466SQ201280074132
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月19日
【發(fā)明者】野上和義, 中村民男, 西邑考史, 巢山崇, 宮內(nèi)信和 申請人:株式會社安川電機(jī)