加工装置以及工件的生产方法
【专利摘要】加工装置(1)具备机器人(10)，机器人(10)具有：第1臂部(13)、第2臂部(14)和末端部(16)；使第1臂部(13)绕第2轴线(Ax2)摆动的第2致动器(22)；使第2臂部(14)绕第3轴线(Ax3)摆动的第3致动器(23)；调节第2轴线(Ax2)和第3轴线(Ax3)之间的距离的第7致动器(27)；以及末端执行器(17)，其被设置于末端部(16)，对工件(W)实施加工。机器人(10)的位置被配置为：在正对着工件(W)的状态下，当将距离设为最长而使第1臂部(13)绕第2轴线(Ax2)旋转时，第1臂部(13)的末端部或第2臂部(14)的基端部与工件(W)发生干涉。
【专利说明】
加工装置以及工件的生产方法
技术领域
[0001]本文公开的内容涉及加工装置以及工件的生产方法。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中公开了如下的点焊装置:其具备保持乘用车辆的车体面板等作为工件的工件固定台、和对工件实施点焊的机器人。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献I:日本特开2008-279496号公报
【发明内容】
[0006]发明所要解决的课题
[0007]在使用了机器人的加工装置中，基于设备构建容易化的观点或机器人的台数削减的观点等，理想的是能够由各个机器人对工件的大范围实施加工的装置。因此，本文公开的内容的目的在于提供一种能够由各个机器人对工件的大范围实施加工的加工装置以及生产方法。
[0008]用于解决课题的手段
[0009]本文公开的加工装置具备第I机器人，所述第I机器人具有:相互串联连接的旋转部、第I臂部、第2臂部、手腕部和末端部；第I致动器，其使旋转部绕第I轴线旋转；第2致动器，其使第I臂部绕第2轴线摆动;第3致动器，其使第2臂部绕第3轴线摆动;多个姿势调节致动器，它们调节末端部的姿势;距离调节致动器，其调节第2轴线和第3轴线之间的距离；以及末端执行器，其被设置于末端部，对工件实施加工，第I机器人的位置被配置为:在第I机器人正对着工件的状态下，当将距离设为最长而使第I臂部绕第2轴线旋转时，第I臂部的末端部或第2臂部的基端部与工件发生干涉。
[0010]本文公开的工件的生产方法使用了上述加工装置，包含:控制第I机器人使得末端执行器移动至工件的多个加工对象部位；以及在末端执行器被配置于加工对象部位的状态下，控制第I机器人使得末端执行器对该加工对象部位实施加工，控制第I机器人使得末端执行器移动至工件的多个加工对象部位包含:通过距离调节致动器改变第2轴线和第3轴线之间的距离，并且使末端执行器在比第I臂部的基端高的位置和比该基端低的位置之间移动。
[0011]发明的效果
[0012]根据本文公开的内容，能够由各个机器人对工件的大范围实施加工。
【附图说明】
[0013]图1是示出第I实施方式的加工装置的概略结构的示意图。
[0014]图2是示出第I机器人的配置条件的示意图。
[0015]图3是示出第I机器人正对着工件的状态的俯视图。
[0016]图4是示出第I机器人的配置条件的示意图。
[0017]图5是示出第I机器人的另一配置条件的示意图。
[0018]图6是示出第I机器人的又一配置条件的示意图。
[0019]图7是示出第I机器人的又一配置条件的示意图。
[0020]图8是示出第I机器人的又一配置条件的示意图。
[0021 ]图9是控制器的硬件结构图。
[0022]图10是示出使用了第I机器人的加工步骤的流程图。
[0023]图11是示出加工执行中的第I机器人的姿势的示意图。
[0024]图12是示出动作模式的生成步骤的流程图。
[0025]图13是例示距离调节致动器的作用的图。
[0026]图14是示出第I机器人的另一配置例的俯视图。
[0027]图15是示出第I机器人的又一配置例的俯视图。
[0028]图16是示出第2实施方式的加工装置的概略结构的示意图。
[0029]图17是示出机器人的可动范围的俯视图。
[0030]图18是示出机器人的另一配置例的立体图。
[0031 ]图19是示出机器人的又一配置例的立体图。
[0032]图20是示出机器人的又一配置例的立体图。
【具体实施方式】
[0033]以下，参照附图对实施方式进行详细说明。在说明中，对具有同一要素或同一功能的要素标注相同的标号，并省略重复说明。
[0034]1.第I实施方式
[0035][加工装置]
[0036]如图1所示，加工装置I具备两台机器人10(第I机器人)、控制器100和编程器120。
[0037](机器人)
[0038]机器人10例如对汽车车身等工件W进行加工。作为一例，机器人10具备基台11、旋转部12、第I臂部13、第2臂部14、手腕部15、末端部16、末端执行器17、第I致动器21、第2致动器22、第3致动器23、第4致动器24、第5致动器25、第6致动器26、以及第7致动器27。
[0039]基台11被固定于地面(设置面)，支撑机器人10整体。即，多个机器人10全部被固定于设置面。
[0040]旋转部12、第I臂部13、第2臂部14、手腕部15以及末端部16相互串联连接。旋转部12设置在基台11上，能够绕铅直的(沿着图示的z轴)第I轴线Axl旋转。在以下说明中，“末端”是指末端部16侧的端，“末端部”是指末端及其附近部分。“基端”是指基台11侧的端，“基端部”是指基端及其附近部分。
[0041]第I臂部13能够绕水平的第2轴线Ax2摆动，所述水平的第2轴线Ax2通过旋转部12和第I臂部13的连接部分。
[0042]第2臂部14能够绕水平的第3轴线Ax3摆动，所述水平的第3轴线Ax3通过第I臂部13和第2臂部14的连接部分。第3轴线Ax3与第2轴线Ax2平行。第2臂部14能够绕沿着其中心轴线的第5轴线Ax5旋转。
[0043]手腕部15能够绕第4轴线Ax4摆动，所述第4轴线Ax4通过第2臂部14和手腕部15的连接部分。
[0044]末端部16能够绕沿着手腕部15的中心轴线的第6轴线Ax6旋转。
[0045]末端执行器17例如是点焊装置，被设置于末端部16。作为一例，末端执行器17被拆装自如地安装于末端部16，能够更换为另一末端执行器。末端执行器17可以与末端部16—体化。末端执行器17只要是加工用的工具即可，可以是任何工具，不限于点焊装置。例如末端执行器17可以是电弧焊装置，也可以是进行焊接以外的作业的切割器、螺钉紧固装置等。
[0046]这里，第I臂部13由相互串联连接的连杆13A、13B构成，连杆13A与旋转部12连接，连杆13B与第2臂部14连接。第I臂部13能够绕通过连杆13A、13B的连接部的第7轴线Ax7弯曲。换言之，连杆13B能够绕通过连杆13A、13B的连接部的第7轴线Ax7摆动。第7轴线Ax7与第2轴线Ax2和第3轴线Ax3平行。
[0047]第I致动器21例如被设置于基台11，使旋转部12绕第I轴线Axl旋转。
[0048]第2致动器22例如被设置于旋转部12，使第I臂部13绕第2轴线Ax2摆动。
[0049]第3致动器23例如被设置于第I臂部13的末端部，使第2臂部14绕第3轴线Ax3摆动。
[0050]第5致动器25例如被设置于第2臂部14的基端部，使第2臂部14绕第5轴线Ax5旋转。在第2臂部14上连接了手腕部15，因此使第2臂部14旋转相当于使手腕部15旋转。即，第5致动器25使手腕部15绕第5轴线Ax5旋转。
[0051]第4致动器24例如被设置于第2臂部14的末端部，使手腕部15绕第4轴线Ax4摆动。
[0052]第6致动器26例如被设置于手腕部15，使末端部16绕第6轴线Ax6旋转。
[0053]第4致动器24、第5致动器25和第6致动器26是调节末端部16的姿势的多个姿势调节致动器的一例。
[0054]第7致动器27(距离调节致动器)调节第2轴线Ax2和第3轴线Ax3之间的距离LI。如图2所示，第7致动器27在最长距离LI I和最短距离LI 2之间调节距离LI。
[0055]如图1所示，第7致动器27例如被设置于连杆13A的末端部，使第I臂部13绕第7轴线Ax7弯曲。换言之，第7致动器27使连杆13B绕第7轴线Ax7摆动。在该结构中，最长距离LI I是第I臂部13不弯曲的状态(连杆13B相对于连杆13A未倾斜的状态)下的距离LI。最短距离L12是使第I臂部13弯曲至第7致动器27的可动极限的状态下的距离LI。
[0056]第7致动器27不是必须使第I臂部13弯曲，只要能够调节第2轴线Ax2和第3轴线Ax3之间的距离LI即可，可以是任何致动器。例如，第7致动器27可以是使第I臂部13进行伸缩的伸缩致动器。
[0057]这样，机器人10针对能够自由地变更末端部16的位置和姿势的所谓6轴机器人，追加了调节第2轴线Ax2和第3轴线Ax3之间的距离LI的冗余自由度。致动器21?26例如由电动的伺服马达、减速机和制动器等构成。伺服马达、减速机和制动器等不是一定被配置在轴线Axl?Ax7上，也可以配置在与这些轴线相离的位置处。
[0058](输送装置)
[0059]加工装置I还可以具备输送装置30。输送装置30以变更工件W和机器人10的相对位置的方式输送工件W。作为一例，输送装置30具有托板31(工件配置部)和输送致动器32。托板31支撑工件W。输送致动器32例如将电动马达或液压马达等作为动力源，沿着水平的一条直线(沿着图示的X轴)输送托板31。
[0060](机器人的配置)
[0061]如图2的(a)所示，机器人10的位置被配置为:在正对着工件W的状态下，当将距离LI设为最长距离LI I而使第I臂部13绕第2轴线Ax2旋转时，第I臂部13的末端部DPl或第2臂部14的基端部PP2与工件W发生干涉(以下将该条件称作“配置条件I” ο)。
[0062]如图2的(b)所示，机器人10的位置可以被配置为:在正对着工件W的状态下，当将距离LI设为最短距离L12而使第I臂部13绕第2轴线Ax2旋转时，第I臂部13的末端部DPl和第2臂部14的基端部PP2不与工件W发生干涉(以下将该条件称作“配置条件2” ο)。
[0063]另外，如图3所示，“正对”是指如下状态:第I臂部13的基端PEl(第I臂部13的中心轴线与第2轴线Ax2的交点)在俯视时位于第I轴线Axl与工件W之间，且位于从第I轴线Axl到工件W的垂线PL上。
[0064]参照图4，例示了用于满足上述配置条件1、2的详细条件。如图4所示，机器人10的位置可以被配置为:在正对着工件W的状态下，从工件W到第I臂部13的基端PEl的距离小于第3长度L13(以下，将该条件称作“配置条件la”。)。第3长度L13是将距离LI设为最长距离Lll且第2臂部14垂直于与第2轴线Ax2以及第3轴线Ax3正交的直线的状态下的、从第I臂部13的基端PEl到第2臂部14的外周面的远端部分的距离。“第2臂部14的外周面的远端部分”是指第2臂部14的外周面中的、第2轴线Ax2的相反侧的部分。在机器人10的配置满足配置条件Ia的情况下，还满足上述配置条件I。
[0065]机器人1的位置可以被配置为:在正对着工件W的状态下，从工件W到第I臂部13的基端PEl的距离超过第4长度L14(以下，将该条件称作“配置条件2a”。)。第4长度L14是将距离LI设为最短距离L12且第2臂部14垂直于与第2轴线Ax2以及第3轴线Ax3正交的直线的状态下的、从第I臂部13的基端PEl到第2臂部14的外周面的远端部分的距离。在机器人10的配置满足配置条件2a的情况下，还满足上述配置条件2。
[0066]如图5所示，机器人10的位置可以被配置为:在正对着工件W的状态下，从工件W的最高位置的加工对象部位Pl到第I臂部13的基端PEl的距离、和从最低位置的加工对象部位Pl到第I臂部13的基端PEl的距离为通过式(I)求出的长度La以下，
[0067]La = Lll+L21+L31...(I)
[0068]Lll:从第2轴线Ax2到第3轴线Ax3的最长距离，
[0069]L21:从第3轴线Ax3到第4轴线Ax4的距离，
[0070]L31:从第4轴线Ax4到末端执行器17的距离。
[0071]另外，“到末端执行器17的距离”是指到末端执行器17中的、作用于加工对象部位Pl的部位(以下称作“作用部” ο)的距离。
[0072]如图6所示，机器人10的位置可以被配置为:在正对着工件W的状态下，以能够对工件W的最高位置的加工对象部位Pl实施加工的方式配置了末端执行器17时从第4轴线Ax4的位置到第I臂部13的基端PEI的距离、和以能够对工件W的最低位置的加工对象部位PI实施加工的方式配置了末端执行器17时从第4轴线Ax4的位置到第I臂部13的基端PEl的距离为通过式(2)求出的长度Lb以下。
[0073]Lb = Lll+L21...(2)
[0074]将末端执行器17配置于加工对象部位Pl是指将末端执行器17的上述作用部配置于加工对象部位P1。能够对加工对象部位Pl实施加工的末端执行器17的姿势根据加工对象部位Pl的状态而定。例如在末端执行器17是点焊装置的情况下，将末端执行器17的姿势确定为能够用电极夹着焊接对象。作为一例，图6例示了能够对加工对象部位Pl实施加工的末端执行器17的姿势是铅直的情况(手腕部15的中心轴线沿着铅直轴线的情况)。还假设这样的情况，机器人10的位置可以被配置为:在正对着工件W的状态下，使手腕部15朝向铅直下方而将末端执行器17配置于工件W的最高位置的加工对象部位Pl时从第4轴线Ax4的位置到第I臂部13的基端PEl的距离、和使手腕部15朝向铅直上方而将末端执行器17配置于工件W的最低位置的加工对象部位Pl时从第4轴线Ax4的位置到第I臂部13的基端PEl的距离为通过上述式(2)求出的长度Lb以下。
[0075]如图7所示，机器人10的位置可以配置为:第I臂部13的基端PEl的高度为通过式
(3)求出的高度Ha以上。
[0076]Ha = HH-L21.cos0 —Lll...(3)
[0077]HH:使所述手腕部朝向铅直下方而将所述末端执行器配置于所述工件的最高位置的加工对象部位时的、所述第4轴线的高度，
[0078]Θ:与第3轴线Ax3以及第4轴线Ax4正交的直线、和手腕部15的中心轴线所成的角度的最小值。
[0079]另外，“角度的最小值”是指可动范围中的最小值。
[0080]机器人10的位置可以被配置为:第I臂部13的基端PEl的高度为通过式(4)求出的高度Hb以下。
[0081]Hb = HL+L21/cos0+Lll...(4)
[0082]HL:使所述手腕部朝向铅直上方而将所述末端执行器配置于所述工件的最低位置的加工对象部位时的、所述第4轴线的高度。
[0083]如图8所示，可以被配置为:在正对着工件W的状态下，如下两个距离为最长距离Lll以下，第一个距离是:在使手腕部15朝向铅直下方而将末端执行器17配置于工件W的最高位置的加工对象部位Pl的情况下，从第4轴线Ax4的位置朝向近前侧移动了通过式(5)求出的距离Lc后，再朝向下方移动了通过式(6)求出的高度He，从这样移动到的位置到第I臂部13的基端PEl的距离;第二个距离是:在使手腕部15朝向铅直上方而将末端执行器17配置于工件W的最低位置的加工对象部位Pl的情况下，从第4轴线Ax4的位置朝向近前侧移动了通过式(5)求出的距离Lc后，再朝向上方移动了通过式(6)求出的高度He，从这样移动到的位置到第I臂部13的基端PEl的距离。
[0084]Lc = L21.sin0...(5)
[0085]Hc = L21.cos0...(6)
[0086]两台机器人10被配置成在与输送装置30的输送方向(沿着图示的X轴的方向)正交的方向(沿着图示的y轴的方向)上夹着工件W。以下，设图示y轴的正方向为“左向”、图示y轴的负方向为“右向”。左侧的机器人10对工件W的左侧的加工对象部位Pl进行加工，右侧的机器人10对工件W的右侧的加工对象部位P2进行加工。
[0087]左侧的机器人10被配置成能够不与工件W发生干涉地，对从该机器人10侧(左侧)起的全部加工对象部位Pl进行加工。作为一例，左侧的机器人10被配置成使末端执行器17不与工件W发生干涉地到达最上部的加工对象部位Pl和最下部的加工对象部位Pl双方。
[0088]右侧的机器人10被配置成能够不与工件W发生干涉地，对从该机器人10侧(右侧)起的全部加工对象部位P2进行加工。
[0089]作为一例，右侧的机器人10被配置成使末端执行器17不与工件W发生干涉地到达最上部的加工对象部位P2和最下部的加工对象部位P2双方。
[0090](控制器和编程器)
[0091]控制器100是控制两台机器人10和输送装置30的装置。编程器120是通过有线或无线的方式相对于控制器100进行数据输入输出的装置。
[0092]控制器100具有目标取得部111、第I计算部112、判定部113、第2计算部114、输出部115、保存部116来作为功能性结构。
[0093]保存部116保存机器人10的动作模式。动作模式例如是致动器21?27的动作目标值的时序数据。
[0094]目标取得部111从编程器120取得末端部16的位置/姿势的目标值。目标取得部111所取得的位置/姿势的目标值可以由用户输入到编程器120，也可以经由编程器120从记录介质被读入。
[0095]第I计算部112在将距离调节用的第7致动器27的动作目标值固定为初始值的条件下，计算与位置/姿势的目标值对应的致动器21?26的动作目标值，并将致动器21?27的动作目标值存储到保存部116中。
[0096]第7致动器27的动作目标值是调节第2轴线Ax2和第3轴线Ax3之间的距离LI的动作量的目标值，例如是第I臂部13的弯曲角的目标值。第I臂部13的弯曲角的初始值例如是0°。
[0097]第I致动器21的动作目标值例如是旋转部12的旋转角的目标值。第2致动器22的动作目标值例如是第I臂部13的摆动角的目标值。第3致动器23的动作目标值例如是第2臂部14的摆动角的目标值。第5致动器25的动作目标值例如是手腕部15的旋转角的目标值。第4致动器24的动作目标值例如是手腕部15的摆动角的目标值。第6致动器26的动作目标值是末端部16的旋转角的目标值。
[0098]致动器21?26的动作目标值例如通过逆运动学运算来计算。第I计算部112将致动器21?27的动作目标值的计算结果存储到保存部116中。
[0099]判定部113判定能否输出保存部116所存储的动作目标值。例如，在使致动器21?27以保存部116所存储的动作目标值进行动作时，产生机器人10与工件W之间的干涉的情况下，判定部113判定为不能输出该动作目标值。
[0100]判定部113可以将致动器21?26中的至少任意一个作为判定对象，针对作为判定对象的致动器，在通过第I计算部112计算出的动作目标值处于允许范围外的情况下，也判定为不能输出该动作目标值。判定部113可以将全部致动器21?26都作为判定对象，也可以仅将致动器21?26的一部分(例如第2致动器22、第3致动器23和第4致动器24)作为判定对象。判定部113可以仅将第3致动器23和第4致动器24作为判定对象，也可以仅将第3致动器23和第4致动器24中的任意一个作为判定对象。允许范围被设定为:使得被作为判定对象的致动器驱动的部分的动作量处于可动范围内。例如在第3致动器23是判定对象的情况下，将第3致动器23的动作目标值的允许范围设定为，使得第2臂部14的摆动角处于可动范围内。
[0101]第2计算部114在通过判定部113判定为不能输出动作目标值的情况下，修正致动器21?27的动作目标值，使得能够进行输出。例如，第2计算部114在通过判定部113判定为产生了机器人10与工件W之间的干涉的情况下，修正致动器21?27的动作目标值，使得第2轴线Ax2和第3轴线Ax3的距离LI减小而避免机器人10与工件W之间的干涉。具体而言，可以是，第2计算部114以避免机器人10与工件W之间的干涉的方式，设定约束条件，通过应用了该约束条件的逆运动学运算，修正致动器21?27的动作目标值。
[0102]在至少一个作为判定对象的致动器的动作目标值处于允许范围外的情况下，第2计算部114以使该动作目标值处于允许范围内的方式，修正致动器21?27的动作目标值。具体而言，可以是，第2计算部114针对动作目标值处于允许范围外的致动器，在以将该动作目标值收敛到允许范围内的方式设定约束条件后，通过应用了该约束条件的逆运动学运算，修正致动器21?27的动作目标值。
[0103]也可以是，第2计算部114以使得第I臂部13在距离调节用的第7轴线Ax7远离于工件W的方向上弯曲的方式，设定上述约束条件，并算致动器21?27的动作目标值。
[0104]第2计算部114将致动器21?27的动作目标值的计算结果存储到保存部116中来覆盖之前的计算结果。
[0105]输出部115根据动作目标值，控制致动器21?27。具体而言，输出部115控制致动器21?27，使得由致动器21?27驱动的各部件的动作量与设定的动作目标值大体一致。除了致动器21?27以外，输出部115还控制输送致动器32。
[0106]控制器100构成为只要执行以下操作即可:取得末端部16的位置/姿势的目标值；在将距离调节用的第7致动器27的动作目标值固定的条件下，计算与位置/姿势的目标值对应的致动器21?26的动作目标值;判定能否输出计算出的动作目标值;在判定为不能输出动作目标值的情况下，修正致动器21?27的动作目标值，使得能够进行输出;根据动作目标值控制致动器21?27。因此，控制器100的硬件结构可以不分离为目标取得部111、第I计算部112、判定部113、第2计算部114、输出部115和保存部116。
[0107]图9是示出控制器100的硬件结构的一例的图。图9所例示的控制器100具有电路130。电路130具有处理器131、内存132、存储器133、输入输出端口 134和多个马达驱动器136。输入输出端口 134相对于编程器120和多个马达驱动器136进行数据的输入输出。多个马达驱动器136分别控制两台机器人10的致动器21?27和输送致动器32。处理器131与内存132和存储器133中的至少一方协作执行程序，进行经由输入输出端口 134的数据的输入输出，由此使控制器100作为目标取得部111、第I计算部112、判定部113、第2计算部114、输出部115和保存部116发挥功能。
[0108]控制器100的硬件结构不是一定通过程序的执行而形成各功能。例如，目标取得部111、第I计算部112、判定部113、第2计算部114、输出部115和保存部116的至少一部分可以由特有该功能的逻辑电路构成，也可以由将该逻辑电路集成而得到的ASIC(Applicat1nSpecific integrated circuit:专用集成电路)构成。
[0109][控制方法]
[0110]接着，作为本文公开的控制方法的一例，对控制器100对机器人10和输送装置30的控制步骤进行说明。
[0111](控制步骤的概要)
[0112]如图10所示，首先，控制器100执行步骤S01。在步骤SOl中，第I计算部112和第2计算部114的至少一方将致动器21?27的动作目标值的计算结果存储到保存部116中，构建两台机器人1的动作模式。两台机器人1的动作模式被构建为对工件W进行加工。
[0113]接着，控制器100执行步骤S02?S04。在步骤S02中，输出部115控制输送致动器32开始工件W的输送。在步骤S03中，输出部115控制两台机器人10执行对工件W的加工。即，输出部115根据保存部116所存储的动作目标值，控制两台机器人10的致动器21?27。在步骤S04中，输出部115控制输送致动器32结束工件W的输送。
[0114]然后，控制器100执行步骤S05。在步骤S05中，输出部115判定是否输入了加工结束的指令。加工结束的指令例如经由编程器120被输入的。在未输入加工结束的指令的情况下，控制器100使处理返回到步骤S02。由此，反复进行同一加工步骤。在输入了加工结束的指令的情况下，控制器100结束处理。
[0115](动作模式的生成步骤)
[0116]接着，更详细地说明上述步骤SOl中的动作模式的生成步骤。如图11所示，首先，控制器100执行步骤Sll。在步骤Sll中，目标取得部111从编程器120取得末端部16的位置/姿势的目标值。
[0117]然后，控制器100执行步骤S12、S13。在步骤S12中，第I计算部112将距离调节用的第7致动器27的动作目标值设定为初始值。例如，第I计算部112将第I臂部13的弯曲角设定为0°。在步骤S13中，第I计算部112在将第7致动器27的动作目标值固定为初始值的条件下，计算与位置/姿势的目标值对应的致动器21?26的动作目标值，并将致动器21?27的计算结果存储到保存部116中。
[0118]然后，控制器100执行步骤S14。在步骤S14中，判定部113判定可否输出保存部116所存储的动作目标值。例如，在使致动器21?27以保存部116所存储的动作目标值进行动作的情况下，产生了机器人10与工件W之间的干涉时，判定部113判定为不能输出该动作目标值。
[0119]判定部113可以将致动器21?26中的至少任意一个作为判定对象，针对作为判定对象的致动器，在动作目标值处于允许范围外的情况下，也判定为不能输出该动作目标值。
[0120]在步骤S14中判定为不能输出动作目标值的情况下，控制器100执行步骤S15、S16。
[0121]在步骤S15中，第2计算部114设定第7致动器27的动作目标值，使得能够输出动作目标值。例如，第2计算部114以缩短距离LI而避免机器人10与工件W之间的干涉的方式，设定第7致动器27的动作目标值。也可以是，第2计算部114将第7致动器27的动作目标值设定为，使得其它致动器分担处于允许范围外的动作目标值的一部分。
[0122]在步骤S16中，第2计算部114在将第7致动器27的动作目标值固定为步骤S15中的设定值的条件下，计算与位置/姿势的目标值对应的致动器21?26的动作目标值。第2计算部114将致动器21?27的动作目标值的计算结果存储到保存部116中，覆盖之前的计算结果O
[0123]然后，控制器100使处理返回到步骤S14。由此，反复步骤S14?S15，直到可输出动作目标值为止。
[0124]也可以是，在步骤S15、S16中，第2计算部114以使第I臂部13在距离调节用的第7轴线Ax7远离于工件W的方向上弯曲的方式，计算致动器21?27的动作目标值。即，也可以是，控制器100控制致动器21?27，使得第I臂部13在第7轴线Ax7远离于工件W的方向上弯曲。
[0125]第2计算部114进行的致动器21?27的动作目标值的计算步骤不限于上述步骤。例如，在步骤S15中，也可以不设定第7致动器27的动作目标值，而是将动作目标值处于允许范围外的致动器自身的动作目标值设定为允许范围内的值。与其对应，在步骤S16中，可以计算致动器21?26中的除已在步骤S15中设定了动作目标值的致动器以外的致动器、和第7致动器27的动作目标值。
[0126]在步骤S14中判定为可输出动作目标值的情况下，控制器100执行步骤S17。在步骤S17中，控制器100判定动作模式的构建是否已完成。具体而言，例如目标取得部111判定是否已取得构建动作模式所需的全部位置/姿势的目标值。是否已取得全部位置/姿势的目标值例如是基于用户输入到编程器120的完成指令、或编程器120从记录介质读入的完成指令来判定的。
[0127]在步骤S17中判定为动作模式的构建未完成的情况下，控制器100使处理返回到步骤Sll。由此，反复步骤Sll?S17直到动作模式的构建完成为止，从而构建致动器21?27的动作目标值的时序数据。
[0128]在步骤S17中判定为动作模式的构建已完成的情况下，控制器100结束处理。
[0129](机器人的动作)
[0130]通过上述结构，控制器100控制机器人10按照由步骤Sll?S17生成的动作模式进行动作。例如，控制器100执行以下步骤:控制机器人10使得末端执行器17移动到工件W的多个加工对象部位Pl;在末端执行器17被配置于加工对象部位Pl的状态下，控制机器人10使得末端执行器17对该加工对象部位Pl实施加工。
[0131]有时，多个加工对象部位Pl包含处于比第I臂部13的基端部高的位置处的加工对象部位P1、和处于比第I臂部13的基端部低的位置处的加工对象部位P1。该情况下，如图12的(a)?(f)所示，控制器100在第2臂部14的末端部比第I臂部13的基端部靠工件W侧的状态下，控制机器人10使得末端执行器17在比第I臂部13的基端部高的位置和比该基端部低的位置之间移动。
[0132]在该过程中，有时第I臂部13的末端部在比第I臂部13的基端部高的位置和比该基端部低的位置之间移动。即，控制机器人10使得末端执行器17在比第I臂部13的基端部高的位置和比该基端部低的位置之间移动可以包含:控制机器人10使得第I臂部13的末端部在比第I臂部13的基端部高的位置和比该基端部低的位置之间移动。
[0133]如上所述，机器人10的位置被配置为:在正对着工件W的状态下，当将距离LI设为最长距离LI I而使第I臂部13绕第2轴线Ax2旋转时，第I臂部13的末端部DPl或第2臂部14的基端部PP2与工件W发生干涉。因此，在将距离LI固定为最长距离LI I的状态下，使末端执行器17在比第I臂部13的基端部高的位置和比该基端部低的位置之间移动时，机器人10有时与工件W发生干涉。在将距离LI固定为最长距离Lll的状态下，使第I臂部13的末端部在比第I臂部13的基端部高的位置和比该基端部低的位置之间移动时，机器人10与工件W发生干涉的可能性进一步增尚。
[0134]针对于此，根据步骤Sll?S17，以缩短距离LI而避免机器人10与工件W之间的干涉的方式，生成致动器21?27的动作模式。该情况下，控制器100在使末端执行器17在比第I臂部13的基端部高的位置和比该基端部低的位置之间移动的过程中，以利用第7致动器27改变第2轴线Ax2和第3轴线Ax3之间的距离LI的方式，控制机器人10。即，控制机器人10使得末端执行器17在比第I臂部13的基端部高的位置和比该基端部低的位置之间移动可以包含:控制机器人10使得第7致动器27改变第2轴线Ax2和第3轴线Ax3之间的距离。
[0135][第I实施方式的效果]
[0136]如以上所说明的那样，根据加工装置1，在正对着工件W的状态下，当将第2轴线Ax2和第3轴线Ax3之间的距离LI设为最长距离Lll而使第I臂部13绕第2轴线Ax2旋转时，机器人10接近工件W，使得第I臂部13的末端部或第2臂部14的基端部与所述工件发生干涉。因此，容易使末端执行器17到达更远的加工对象部位。即使与工件W接近地配置机器人10，也能够利用第7致动器27缩短第2轴线Ax2和第3轴线Ax3之间的距离LI，由此避免机器人10与工件W之间的干涉而使末端执行器17移动。因此，能够同时实现接近配置所带来的到达范围的大范围化、和避免干涉所带来的可动范围的大范围化，由各个机器人10对工件W的大范围实施加工。
[0137]图13是例示第7致动器27的作用的图。图13中的由双点划线示出的机器人10表示不使第I臂部13弯曲而将末端执行器17配置于加工对象部位的情况。由双点划线示出的机器人10与工件W发生干涉。与此相对，由实线示出的机器人10表示以下情况:使第7致动器27动作，使得第I臂部13弯曲而缩短第2轴线Ax2和第3轴线Ax3之间的距离。对于由实线示出的机器人10而言，在维持末端部16的位置/姿势的状态下，第4轴线Ax4和第2轴线Ax2之间的部分远离于工件W，从而防止了机器人10对工件W的干涉。
[0138]机器人10的位置可以被配置为:在正对着工件W的状态下，当将距离LI设为最短距离L12而使第I臂部13绕第2轴线Ax2旋转时，第I臂部13的末端部和第2臂部14的基端部不与工件W发生干涉。该情况下，能够更可靠地避免机器人10与工件W之间的干涉。因此，能够更可靠地同时实现接近配置所带来的到达范围的大范围化、和避免干涉所带来的可动范围的大范围化。
[0139]可以是，还具备控制器100，控制器100在第2臂部14的末端部比第I臂部13的基端部靠工件W侧的状态下，控制机器人10使得末端执行器17在比第I臂部13的基端部高的位置和比该基端部低的位置之间移动。该情况下，能够有效地运用可同时实现接近配置所带来的到达范围的大范围化、和避免干涉所带来的可动范围的大范围化的结构，由各个机器人10对工件W的大范围实施加工。
[0140]控制机器人10使得末端执行器17在比第I臂部13的基端部高的位置和比该基端部低的位置之间移动可以包含:控制机器人10使得第I臂部13的末端部在比第I臂部13的基端部高的位置和比该基端部低的位置之间移动。该情况下，能够更有效地运用可同时实现接近配置所带来的到达范围的大范围化、和避免干涉所带来的可动范围的大范围化的结构，由各个机器人10对工件W的大范围实施加工。
[0141]控制机器人10使得末端执行器17在比第I臂部13的基端部高的位置和比该基端部低的位置之间移动可以包含:控制机器人10使得第7致动器27改变第2轴线Ax2和第3轴线Ax3之间的距离LI。该情况下，能够更可靠地运用可同时实现接近配置所带来的到达范围的大范围化、和避免干涉所带来的可动范围的大范围化的结构，由各个机器人对工件的大范围实施加工。
[0142]多个姿势调节致动器包含使手腕部15绕第4轴线Ax4摆动的第4致动器24，机器人10的位置可以被配置为:在正对着工件W的状态下，从工件W的最高位置的加工对象部位到第I臂部13的基端PEl的距离、和从最低位置的加工对象部位到第I臂部13的基端PEl的距离双方都为通过上述式(I)求出的长度La以下。该情况下，能够在工件W的最高位置的加工对象部位和最低位置的加工对象部位双方配置末端执行器17。因此，能够由各个机器人10对更大范围实施加工。
[0143]机器人10的位置可以被配置为:在正对着工件W的状态下，如下两个距离为通过上述式(2)求出的长度Lb以下，第一个距离是:相对于工件W的最高位置的加工对象部位，以与从第4轴线Ax4到末端执行器17的距离相等的距离朝上方移动，从这样移动到的位置到第I臂部13的基端PEl的距离;第二个距离是:相对于工件W的最低位置的加工对象部位，以与从第4轴线Ax4到末端执行器17的距离相等的距离朝下方移动，从这样移动到的位置到第I臂部13的基端PEl的距离。该情况下，能够针对工件W的最高位置的加工对象部位和最低位置的加工对象部位双方，以更多样的姿势配置末端执行器17。因此，能够由各个机器人10对更大范围实施加工。
[0144]机器人10的位置可以被配置为:第I臂部13的基端PEl的高度为通过上述式(3)求出的高度Ha以上。该情况下，能够将末端执行器17以更多样的姿势配置于工件W的最高位置的加工对象部位。因此，能够由各个机器人10对更大范围实施加工。
[0145]机器人10的位置可以被配置为:第I臂部13的基端PEl的高度为通过上述式(4)求出的高度Hb以下。该情况下，能够将末端执行器17以更多样的姿势配置于工件W的最高位置的加工对象部位和最低位置的加工对象部位双方。因此，能够由各个机器人10对工件W的更大范围实施加工。
[0146]可以还具备输送装置30，在机器人10对工件W执行加工时，输送装置30以变更工件W和机器人10的相对位置的方式，输送工件W和机器人10中的至少一方。该情况下，通过使输送装置30和机器人10相互协作，能够针对大范围的加工对象部位恰当地配置末端部16。另一方面，由于工件W和机器人10的相对配置发生改变，因此机器人10对工件W的干涉的产生难易也发生变化。针对该情况，机器人10除了调整末端部16的位置/姿势的致动器21?26以夕卜，还具有距离调节用的第7致动器27。因此，能够在维持末端部16的位置/姿势的状态下，自由地变更基台11和末端部16之间的机器人10的姿势。由此，能够灵活地应对工件W和机器人10的相对配置的变化来抑制相互的干涉。利用容易避开工件W的特性，机器人10的配置选择也变多。因此，生产设备的构建变得容易。
[0147]此外，通过自由地变更机器人10的姿势，还能够抑制机器人10对周边设备的干涉。因此，还能够通过高密度地配置机器人10来缩短作业时间。
[0148]机器人10可以被配置成:能够在不与工件W发生干涉的情况下，对从该机器人侧起的全部加工对象部位进行加工。该情况下，能够由一台机器人10对从该机器人10侧起的全部加工对象部位实施加工，并且还能够在同一侧配置多个机器人10，使这些机器人10分担全部加工对象部位。由此，能够进行与生产量对应的灵活的生产设备构建。但是，不是必须以能够对全部加工对象部位进行加工的方式来配置机器人10。
[0149]输送装置30可以输送工件W。该情况下，与输送包含多个动力源的机器人10的情况相比，容易使输送装置30的结构简单化。因此，生产设备的构建更加容易。但是，输送装置30只要能够变更工件W和机器人10的相对位置即可，因此可以输送机器人10，也可以输送工件W和机器人10双方。
[0150]如图14所示，加工装置I可以具备被配置成沿着输送装置30的输送方向排列的多个机器人10。沿着输送方向排列的各个机器人10如上述那样，能够对大范围的加工对象部位进行加工。因此，能够以各种模式将加工对象部位分配给沿着输送方向排列的多个机器人10，能够构建更有效率的生产设备。
[0151]图14中示出了沿着输送装置30的输送方向排列的两台机器人10，但是不限于此，加工装置I也可以具备被配置成沿着输送装置30的输送方向排列的3台以上的机器人10。
[0152]加工装置I可以具备被配置成在与输送装置30的输送方向正交的方向上夹着工件W的多个机器人10。该情况下，通过使多个机器人10分担全部加工对象部位，能够抑制各个机器人10的动作量。由此，进一步抑制了机器人10对工件W的干涉。此外，通过在与输送装置30的输送方向正交的方向上夹着工件W进行配置，还抑制了机器人10彼此的干涉。因此，生产设备的构建更加容易。
[0153]多个机器人10不是必须被配置成在与输送装置30的输送方向正交的方向上夹着工件W。例如可以如图15所示那样，机器人10仅配置于工件W的左侧。该情况下，机器人10也可以被配置成能够在不与工件W发生干涉的情况下，对从该机器人10侧起的全部加工对象部位进行加工。例如在图15中，各个机器人10可以被配置成能够对左侧的全部加工对象部位Pl和右侧的全部加工对象部位Pl这双方进行加工。
[0154]图15中示出了沿着输送装置30的输送方向排列的两台机器人10，但是不限于此，加工装置I可以仅具备一台机器人10。
[0155]控制器100可以具有:目标取得部111，其取得末端部16的位置/姿势的目标值;第I计算部112，其在将距离调节用的第7致动器27的动作目标值固定的条件下，计算与位置/姿势的目标值对应的致动器21?26的动作目标值;判定部113，其将致动器21?26中的至少任意一个作为判定对象，针对作为判定对象的致动器，判定动作目标值是否处于允许范围内；第2计算部114，其在至少一个作为判定对象的致动器的动作目标值处于允许范围外的情况下，以使该动作目标值处于允许范围内的方式，计算与位置/姿势的目标值对应的致动器21?26和距离调节用的第7致动器27的动作目标值；以及输出部115，其根据动作目标值控制致动器21?27。
[0156]如上所述，利用机器人10，能够抑制干涉，另一方面，与末端部16的位置/姿势的目标值对应的致动器21?27的动作目标值不是统一确定的。因此，在机器人1的动作示教中需要适当设定一些约束条件。
[0157]针对该情况，控制器100首先在将第7致动器27的动作目标值固定的条件下，计算致动器21?26的动作目标值。接着，在作为判定对象的致动器的动作目标值处于允许范围外的情况下，以使该动作目标值处于允许范围内的方式，自动地重新计算致动器21?26和距离调节用的第7致动器27的动作目标值。在将机器人10的致动器的动作量抑制到允许范围内时，机器人10整体的动作量也得到抑制，因此存在不易产生与工件W或周边设备之间的干涉的趋势。
[0158]例如在图13中由双点划线示出的机器人10中，第3致动器23的动作目标值处于允许范围外。即，第2臂部14相对于第I臂部13的摆动角的目标值Θ3变得过大。针对该情况，在图13中由实线示出的机器人10中，以缓和第2臂部14相对于第I臂部13的摆动角的目标值Θ3的方式，重新计算致动器21?26和距离调节用的第7致动器27的动作目标值。伴随于此，第4轴线Ax4和第2轴线Ax2之间的部分远离于工件W，从而防止了机器人10对工件W的干涉。
[0159]这样，通过采用将判定对象的致动器的动作目标值抑制到允许范围内这一条件，能够降低与工件W或周边设备之间的干涉的产生概率。由此，能够避免与工件W或周边设备之间的干涉，并且自动地构建将末端部16恰当配置于各加工对象部位的附近的动作模式的大部分。因此，针对机器人10的动作示教的负担减轻，因此生产设备的构建更加容易。
[0160]距离调节用的第7致动器27通过使第I臂部13绕距离调节用的第7轴线Ax7弯曲，来调节第2轴线Ax2和第3轴线Ax3之间的距离LI。该情况下，与单纯地使第I臂部13伸缩来调节第2轴线Ax2和第3轴线Ax3之间的距离LI的情况相比，存在容易抑制致动器21?26的动作量的趋势。此外，存在能够更多样地调节机器人10的姿势，更易避开工件W或周边设备的趋势。因此，生产设备的构建更加容易。但是，第7致动器27只要能够调节第2轴线Ax2和第3轴线Ax3之间的距离LI即可，可以是任何致动器，例如也可以是使第I臂部13伸缩的伸缩致动器。
[0161]距离调节用的第7轴线Ax7与第2轴线Ax2平行。假设在使用了第7轴线Ax7与第2轴线Ax2垂直的机器人的情况下，为了在避免机器人对工件W的干涉的同时将末端部16配置为期望的位置/姿势，需要使得与第I臂部13和第2臂部14对应的部分大幅地朝向侧方(将工件W侧设为正面时的侧方)倾斜。由此，可能产生与周边设备(例如相邻的其它机器人)之间的干涉，因此需要增大机器人和周边设备的配置间隔。这是妨碍例如多个机器人的高密度配置的一个原因。与此相对，在机器人10中，第7轴线Ax7与第2轴线Ax2平行，因此至少不易产生由于绕第7轴线Ax7的旋转动作而使第I臂部13和第2臂部14朝向侧方倾斜的必要性，不易产生与相邻的周边设备之间的干涉。因此，机器人10的配置的选择进一步变多，因此生产设备的构建更加容易。还能够更高密度地配置多个机器人来进一步缩短作业时间。但是，第7轴线Ax7不是必须与第2轴线Ax2平行。
[0162]距离调节用的第7轴线Ax7还与第3轴线平行。该情况下，在将末端部16配置为期望的位置/姿势时，更不易产生使第I臂部13和第2臂部14朝向侧方倾斜的必要性，因此生产设备的构建更加容易。还能够更高密度地配置多个机器人来进一步缩短作业时间。但是，第7轴线Ax7也不是必须与第3轴线Ax3平行。
[0163]第2计算部114以使第I臂部13在距离调节用的第7轴线Ax7远离于工件W的方向上弯曲的方式，计算致动器21?27的动作目标值。即，也可以是，控制器100控制致动器21?27，使得第I臂部13在第7轴线Ax7远离于工件W的方向上弯曲。该情况下，更可靠地抑制了机器人10对工件W和相邻的周边设备的干涉。
[0164]调节末端部16的姿势的多个姿势调节致动器是:使手腕部15绕第5轴线Ax5旋转的第5致动器25;使手腕部15绕第4轴线Ax4摆动的第4致动器24;以及使末端部16绕第6轴线Ax6旋转的第6致动器26。该情况下，能够通过致动器24?26的协作，自由地调节末端部16的姿势。但是，多个姿势调节致动器不限于致动器24?26，只要能够调节末端部16的姿势，则可以是任何致动器。例如，可以根据所需的姿势调节的程度，省略第4致动器24、第5致动器25和第6致动器26中的任意一个。
[0165]判定部113可以将第2致动器22、第3致动器23和第4致动器24中的至少任意一个作为判定对象。这些致动器的动作量存在着容易与机器人整体的动作量相关的趋势。因此，通过将这些致动器作为判定对象，将其动作范围抑制到允许范围内，能够更可靠地抑制机器人10整体的动作量，进一步抑制干涉。
[0166]判定部113可以将第3致动器23和第4致动器24中的至少任意一个作为判定对象。这些致动器的动作量存在着特别容易与机器人整体的动作量相关的趋势。因此，通过将这些致动器作为判定对象，将其动作范围抑制到允许范围内，能够更可靠地抑制机器人10整体的动作量，进一步抑制干涉。
[0167]机器人10可以还具备设置于末端部16的焊接装置，作为末端执行器17。该情况下，能够抑制机器人10对工件W或周边设备的干涉，并且能够对大范围的加工对象部位进行焊接。
[0168]利用加工装置I，能够执行包含以下步骤的工件W的生产方法:以能够通过机器人10进行加工的方式，在托板31上配置工件W;以变更工件W与机器人10的相对位置的方式，通过输送致动器32输送托板31;以及通过机器人10对工件W进行加工。
[0169]此外，还可以执行包含以下步骤的工件W的生产方法:取得末端部16的位置/姿势的目标值;在将第7致动器27的动作目标值固定的条件下，计算与位置/姿势的目标值对应的致动器21?26的动作目标值;将致动器21?26中的至少任意一个作为判定对象，针对作为判定对象的致动器，判定动作目标值是否处于允许范围内；在至少一个作为判定对象的致动器的动作目标值处于允许范围外的情况下，以使该动作目标值处于允许范围内的方式，计算与位置/姿势的目标值对应的致动器21?27的动作目标值;根据动作目标值控制致动器21?27。
[0170]还可以执行包含以下步骤的示教方法:向控制器100输入位置/姿势的目标值；以及以与位置/姿势的目标值对应的方式，将控制器100计算出的致动器21?27的动作目标值存储到控制器中。
[0171]2.第2实施方式
[0172]如图16所示，第2实施方式的加工装置IA将第I实施方式的加工装置I的输送装置30置换为了保持台50(工件配置部)。保持台50将工件W保持在能够通过机器人10进行加工的位置处。如图17所示，两台机器人10沿着围绕工件W的线ELl排列，相互协作地对同一工件W进行加工。另外，“围绕工件W的线”不是一定沿着工件W的周缘，但不包含与工件W的周缘正交的线。机器人10被配置成机器人10的可动范围WR与相邻的其它机器人10重叠。针对各个机器人10和工件W的配置条件，与第I实施方式相同。
[0173][第2实施方式的效果]
[0174]如以上所说明的那样，加工装置I具备多个机器人，这多个机器人包含机器人10，相互协作地对同一工件进行加工。机器人10包含在对同一工件W进行加工的多个机器人中，由此能够抑制机器人对工件W的干涉和机器人彼此的干涉。因此，生产设备的构建变得容易。还能够通过高密度地配置多个机器人来缩短作业时间。
[0175]加工装置I只要具备对同一工件W进行加工的多个机器人即可，因此机器人的台数不限于两台。例如图18所示，可以具备3台以上的机器人。图18的加工装置I具备4台机器人10。4台机器人10沿着围绕工件W的线，以包围工件W的方式进行配置。
[0176]在图16和图18的加工装置I中，多个机器人全部是机器人10。因此，在全部机器人中，能够在维持末端部16的位置/姿势的状态下，自由地变更基台11和末端部16之间的机器人的姿势。因此，能够更可靠地抑制机器人对工件W的干涉和机器人彼此的干涉。
[0177]但是，全部机器人不是必须都是机器人10。例如图19和图20所示，加工装置I的多个机器人还可以包含机器人40(第2机器人)。机器人40具有致动器21?26，而不具有距离调节用的第7致动器27。机器人40将第I臂部13和第7致动器27置换为了第I臂部43。在这样的结构中，也能够通过在多个机器人中包含机器人10，得到抑制机器人对工件W的干涉和机器人彼此的干涉的效果。机器人的台数没有限制，可以如图19所示那样是两台，也可以如图20所示那样是3台以上。
[0178]机器人10和机器人40可以被配置成彼此相邻。该情况下，能够更可靠地抑制机器人彼此的干涉。
[0179]如图19所示，加工装置I可以构成为，与机器人40相比，机器人10对工件W的更近侧进行加工。在对工件W的近侧进行加工的情况下，机器人成为将臂折叠的姿势。在这样的姿势下，一部分致动器的动作量存在着容易达到允许极限的趋势。此外，折叠的臂存在着易与工件W或其它机器人发生干涉的趋势。因此，将对工件W的近侧的加工分配给能够抑制干涉的机器人10，由此，能够更可靠地抑制机器人对工件W的干涉和机器人彼此的干涉。
[0180]如图20所示，加工装置I可以构成为机器人10比机器人40更靠近工件W。即，从机器人10的基台11到工件W的距离Dl可以比从机器人40到工件W的距离D2小。该情况下，通过将能够抑制干涉的机器人10配置成更靠近工件W，能够在工件W的大范围内使末端执行器17到达工件W。由此，利用机器人10来补充无法由机器人40进行加工的部分，能够对工件W的大范围进行加工。
[0181]可以将全部机器人固定于设置面，机器人10被配置成可动范围与相邻的其它机器人重叠。该情况下，机器人10所带来的干涉抑制效果更加显著。
[0182]以上，对实施方式进行了说明，但是本发明不是必须限定于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。例如，加工装置I的工件W不限于汽车车身。加工装置I也能够应用于汽车门板的加工等，还能够应用于汽车以外的技术领域中的各种部件或产品的加工/组装。
[0183]产业上的可利用性
[0184]本文公开的内容能够在加工装置中进行利用。
[0185]标号说明
[0186]1、1A:加工装置；10:机器人(第I机器人)；12:旋转部；13:第I臂部；14:第2臂部；15:手腕部；16:末端部；17:末端执行器(焊接装置)；21:第I致动器;22:第2致动器;23:第3致动器;24:第4致动器(姿势调节致动器)；25:第5致动器(姿势调节致动器)；26:第6致动器(姿势调节致动器)；27:第7致动器(距离调节致动器)；30:输送装置;40:机器人(第2机器人)；100:控制器;Axl:第I轴线;Ax2:第2轴线;Ax3:第3轴线;Ax4:第4轴线;Ax5:第5轴线；Ax6:第6轴线;Ax7:第7轴线(距离调节用的轴线)；L1:第2轴线和第3轴线之间的距离;Pl、P2:加工对象部位;W:工件;Lll:最长距离;L12:最短距离;PEl:第I臂部13的基端;DP1:第I臂部13的末端部;PP2:第2臂部14的基端部;WR:可动范围。
【主权项】
1.一种加工装置，其具备第I机器人，所述第I机器人具有: 相互串联连接的旋转部、第I臂部、第2臂部、手腕部和末端部； 第I致动器，其使所述旋转部绕第I轴线旋转； 第2致动器，其使所述第I臂部绕第2轴线摆动； 第3致动器，其使所述第2臂部绕第3轴线摆动； 多个姿势调节致动器，它们调节所述末端部的姿势； 距离调节致动器，其调节所述第2轴线和所述第3轴线之间的距离；以及 末端执行器，其被设置于所述末端部，对工件实施加工， 所述第I机器人的位置被配置为:在正对着所述工件的状态下，当将所述距离设为最长而使所述第I臂部绕所述第2轴线旋转时，所述第I臂部的末端部或第2臂部的基端部与所述工件发生干涉。2.根据权利要求1所述的加工装置，其中， 所述第I机器人的位置被配置为:在正对着所述工件的状态下，当将所述距离设为最短而使所述第I臂部绕所述第2轴线旋转时，所述第I臂部的末端部和第2臂部的基端部不与所述工件发生干涉。3.根据权利要求1或2所述的加工装置，其中， 所述加工装置还具备控制器，所述控制器在所述第2臂部的末端部比所述第I臂部的基端部靠所述工件侧的状态下，控制所述第I机器人使得所述末端执行器在比所述第I臂部的基端部高的位置和比该基端部低的位置之间移动。4.根据权利要求3所述的加工装置，其中， 控制所述第I机器人使得所述末端执行器在比所述第I臂部的基端部高的位置和比该基端部低的位置之间移动包含:控制所述第I机器人使得所述第I臂部的末端部在比所述第I臂部的基端部高的位置和比该基端部低的位置之间移动。5.根据权利要求3或4所述的加工装置，其中， 控制所述第I机器人使得所述末端执行器在比所述第I臂部的基端部高的位置和比该基端部低的位置之间移动包含:控制所述第I机器人使得所述距离调节致动器改变所述第2轴线和所述第3轴线之间的距离。6.根据权利要求1?5中的任意一项所述的加工装置，其中， 多个姿势调节致动器包含第4致动器，所述第4致动器使所述手腕部绕第4轴线摆动，所述第I机器人的位置被配置为:在正对着所述工件的状态下，从所述工件的最高位置的加工对象部位到所述第I臂部的基端的距离、和从最低位置的加工对象部位到所述第I臂部的基端的距离为通过式(I)求出的长度La以下， La = Lll+L21+L31...(I) LI 1:从所述第2轴线到所述第3轴线的最长距离， L21:从所述第3轴线到所述第4轴线的距离， L31:从所述第4轴线到所述末端执行器的距离。7.根据权利要求6所述的加工装置，其中， 所述第I机器人的位置被配置为: 在正对着所述工件的状态下，以能够对所述工件的最高位置的加工对象部位实施加工的方式配置了所述末端执行器时从所述第4轴线的位置到所述第I臂部的基端的距离、和以能够对所述工件的最低位置的加工对象部位实施加工的方式配置了所述末端执行器时从所述第4轴线的位置到所述第I臂部的基端的距离为通过式(2)求出的长度Lb以下，Lb = Lll+L21...(2)08.根据权利要求6或7所述的加工装置，其中， 所述第I机器人的位置被配置为: 在正对着所述工件的状态下，使所述手腕部朝向铅直下方而将所述末端执行器配置于所述工件的最高位置的加工对象部位时从所述第4轴线的位置到所述第I臂部的基端的距离、和使所述手腕部朝向铅直上方而将所述末端执行器配置于所述工件的最低位置的加工对象部位时从所述第4轴线的位置到所述第I臂部的基端的距离为通过式(2)求出的长度Lb以下，Lb = Lll+L21...(2)09.根据权利要求8所述的加工装置，其中， 所述第I机器人的位置被配置为:所述第I臂部的基端的高度为通过式(3)求出的高度Ha以上， Ha = HH—L21.cos9 —Lll...(3) HH:使所述手腕部朝向铅直下方而将所述末端执行器配置于所述工件的最高位置的加工对象部位时的所述第4轴线的高度， Θ:与所述第3轴线以及所述第4轴线正交的直线、和所述手腕部的中心轴线所成的角度的最小值。10.根据权利要求9所述的加工装置，其中， 所述第I机器人的位置被配置为:所述第I臂部的基端的高度为通过式(4)求出的高度Hb以下，Hb = HL+L21/cos0+Lll...(4) HL:使所述手腕部朝向铅直上方而将所述末端执行器配置于所述工件的最低位置的加工对象部位时的所述第4轴线的高度。11.根据权利要求10所述的加工装置，其中， 所述第I机器人的位置被配置为: 在正对着所述工件的状态下，如下两个距离为从所述第2轴线到所述第3轴线的最长距离以下，第一个距离是:在使所述手腕部朝向铅直下方而将所述末端执行器配置于所述工件的最高位置的加工对象部位的情况下，从所述第4轴线的位置朝向近前侧移动了通过式(5)求出的距离Lc后，再朝向下方移动了通过式(6)求出的高度He，从这样移动到的位置到所述第I臂部的基端的距离;第二个距离是:在使所述手腕部朝向铅直上方而将所述末端执行器配置于所述工件的最低位置的加工对象部位的情况下，从所述第4轴线的位置朝向近前侧移动了通过式(5)求出的距离Lc后，再朝向上方移动了通过式(6)求出的高度He，从这样移动到的位置到所述第I臂部的基端的距离，Lc = L21.sin0...(5)Hc = L21.cos0...(6) ο12.根据权利要求1?11中的任意一项所述的加工装置，其中， 所述加工装置还具备输送装置，在所述第I机器人对所述工件执行加工时，所述输送装置以变更所述工件和所述第I机器人的相对位置的方式，输送所述工件和所述第I机器人中的至少一方。13.根据权利要求12所述的加工装置，其中， 所述第I机器人的位置被配置为:能够在不与所述工件发生干涉的情况下，对从该第I机器人侧起的全部加工对象部位进行加工。14.根据权利要求12或13所述的加工装置，其中， 所述输送装置输送所述工件。15.根据权利要求12?14中的任意一项所述的加工装置，其中， 所述加工装置具备被配置成沿着所述输送装置的输送方向排列的多个所述第I机器人。16.根据权利要求12?15中的任意一项所述的加工装置，其中， 所述加工装置具备被配置成在与所述输送装置的输送方向正交的方向上夹着所述工件的多个所述第I机器人。17.根据权利要求1?11中的任意一项所述的加工装置，其中， 所述加工装置具备多个机器人，这多个机器人包含所述第I机器人，相互协作地对同一工件进行加工。18.根据权利要求17所述的加工装置，其中， 所述多个机器人还包含第2机器人，所述第2机器人具有所述第I致动器?所述第3致动器和所述多个姿势调节致动器，而不具有所述距离调节致动器， 所述第I机器人和所述第2机器人被配置成彼此相邻。19.根据权利要求18所述的加工装置，其中， 所述加工装置构成为，与所述第2机器人相比，所述第I机器人对所述工件的更近侧进行加工。20.根据权利要求18或19所述的加工装置，其中， 所述加工装置构成为，所述第I机器人比所述第2机器人更靠近所述工件。21.根据权利要求17所述的加工装置，其中， 所述多个机器人全部是所述第I机器人。22.根据权利要求17?21中的任意一项所述的加工装置，其中， 所述多个机器人全部被固定于设置面。23.根据权利要求22所述的加工装置，其中， 所述第I机器人被配置成所述第I机器人的可动范围与相邻的其它机器人重叠。24.一种工件的生产方法，其使用了加工装置，所述加工装置具备第I机器人， 所述第I机器人具有: 相互串联连接的旋转部、第I臂部、第2臂部、手腕部和末端部； 第I致动器，其使所述旋转部绕第I轴线旋转； 第2致动器，其使所述第I臂部绕第2轴线摆动； 第3致动器，其使所述第2臂部绕第3轴线摆动； 多个姿势调节致动器，它们调节所述末端部的姿势； 距离调节致动器，其调节所述第2轴线和所述第3轴线之间的距离；以及 末端执行器，其被设置于所述末端部，对工件实施加工， 所述第I机器人的位置被配置为:在正对着所述工件的状态下，当将所述距离设为最长而使所述第I臂部绕所述第2轴线旋转时，所述第I臂部的末端部或第2臂部的基端部与所述工件发生干涉， 所述工件的生产方法包含: 控制所述第I机器人使得所述末端执行器移动至所述工件的多个加工对象部位；以及在所述末端执行器被配置于所述加工对象部位的状态下，控制所述第I机器人使得所述末端执行器对该加工对象部位实施加工， 控制所述第I机器人使得所述末端执行器移动至所述工件的多个加工对象部位包含:通过所述距离调节致动器改变所述第2轴线和所述第3轴线之间的距离，并且使所述末端执行器在比所述第I臂部的基端高的位置和比该基端低的位置之间移动。
【文档编号】B23P19/04GK105899334SQ201580001144
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年7月24日
【发明人】广达生, 片峯国昭, 香川隆太, 木下佑辅, 冈久学, 中仓雅美
【申请人】株式会社安川电机