(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを載置し得るパレットと、
前記パレット上に載置されたワークを倉庫から出庫する出庫装置と、
前記出庫装置により出庫され前記パレット上に載置されたワークの姿勢及び位置を検知する検知装置と、
ロボットアーム、及び当該ロボットアームに装着されてワークを把持部で把持するワーク把持装置を備え、前記検知装置により検知されたワークの姿勢及び位置に基づいて前記ワーク把持装置の姿勢及び位置を変化させ、前記パレット上のワークを前記把持部で把持して移送するロボットと、
前記ロボットにより移送されるワークを受けるワーク受け部と、
前記ワーク受け部に受容されたワークに対して作業を施す作業装置と、
を備え、
前記ワーク把持装置は、前記把持部が配設される支持プレートと、当該支持プレートに取付けられるパレット吸着装置と、を備えており、
前記パレット吸着装置は、前記支持プレートに接続される接続部と、当該接続部の先端に設けられ前記パレットの表面に接触してエアの吸引により前記パレットを吸着する吸着部と、を備えたことを特徴とするワーク作業システム。
【請求項２】
前記ロボットが複数設けられ、各ロボットはワークをそれぞれ把持することを特徴とする請求項１に記載のワーク作業システム。
【請求項３】
前記各ロボットは、異なるワークをそれぞれ把持する異なる前記ワーク把持装置をそれぞれ備えたことを特徴とする請求項２に記載のワーク作業システム。
【請求項４】
前記複数のワークを前記作業装置から同期して搬出するワーク搬出装置を備えたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のワーク作業システム。
【請求項５】
前記出庫装置は、ワークが載置されたパレットを当該ワークの取出し位置で停留させるパレット停留機構と、ワークが移送されて空となったパレットを回収して前記倉庫に戻すパレット回収機構と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のワーク作業システム。
【請求項６】
前記パレットのワークが載置されるワーク載置面に、複数のワークが載置された場合に前記複数のワークを個々に区切る突起が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のワーク作業システム。
【請求項７】
前記出庫装置は、複数のワークが載置されたパレットを一段として鉛直方向に複数段積み重ねた状態で、ワークを前記倉庫から出庫することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のワーク作業システム。
【請求項８】
前記検知装置は、ワークに基づいて得た画像を処理することにより、当該ワークの姿勢及び位置を検知することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のワーク作業システム。
【請求項９】
前記ワーク把持装置は、当該ワーク把持装置における移動が許容された状態と規制された状態とに切り替えられ得る前記把持部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のワーク作業システム。
【請求項１０】
前記把持部と係合可能な係合部を備え、前記ワーク把持装置における移動が許容された状態にある前記把持部と係合した前記係合部を３次元移動させることにより、前記把持部をワークの種類に応じて当該ワークの被把持部に対応した位置に移動させて位置決めする把持部位置決め機構を備えることを特徴とする請求項９に記載のワーク作業システム。
【請求項１１】
前記ワーク把持装置は、ワークの第１の被挟持部を挟持する第１のフィンガーおよび前記ワークの第２の被挟持部を挟持する第２のフィンガーを有する前記把持部と、前記第１のフィンガーおよび第２のフィンガーの少なくとも一方を移動自在に支持する移動装置と、前記第１のフィンガーおよび第２のフィンガーの少なくとも一方を回動自在に支持する回動装置と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のワーク作業システム。
【請求項１２】
前記ワーク把持装置は、前記把持部が配設される支持プレートを備えると共に、姿勢制御装置を介して前記ロボットアームに装着され、
前記姿勢制御装置は、
前記ロボットアームに固定される固定プレートと、
前記支持プレートと前記固定プレートとの間に装着され、前記支持プレートを前記固定プレートに対して弾性支持する弾性機構と、
前記ワークに対する前記ワーク把持装置の姿勢を検知する姿勢検知装置と、を有し、
前記姿勢検知装置は、
前記ワークに当接させるサポートシャフトと、
このサポートシャフトが前記ワークに当接していることを検知する当接検知手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載のワーク作業システム。
【請求項１３】
前記接続部は、当該接続部における前記吸着部の設置部位が変位可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載のワーク作業システム。
【請求項１４】
前記接続部は、前記支持プレートに揺動可能に連結されるシャフトであり、
前記パレット吸着装置は、前記シャフトを前記支持プレートに接近する方向に折り畳んだ位置と離間する方向に伸張した位置との間で揺動させる折畳み装置を備えたことを特徴とする請求項１３に記載のワーク作業システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク作業システムに関し、特に、倉庫からワークを出庫し、出庫したワークを移送して当該ワークに作業を施す一連の工程を自動で行うワーク作業システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば複数の部品を加工し組み付けて、多様なバリエーションを有する製品を完成させる生産ラインでは、ロボットを利用してワークを搬送する技術が採用されている。
ワーク搬送に関わるロボットのロボットアームには、ワークを把持するワーク把持装置としてのロボットハンドが装着されている。そして、ロボットは、ロボットアームに装着されたロボットハンドを移動させて、ロボットハンドによりワークを把持し、移送する。
【０００３】
ロボットを利用したワーク搬送に関連して、例えば特許文献１には、重量の大きいワークを、治具搭載装置に取り付けられた治具に対してロボットを利用して自動交換する技術が開示されている。この治具搭載装置は、後工程における加工等の作業に適合するように、治具に取り付けたワークを傾斜・旋回させて任意の姿勢に保持することができる。このため、ロボットは、重量の大きいワークを把持した状態でワークの姿勢を大きく変える必要がなく、ワークを治具に取り付けるだけで済む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３７４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１には、ロボットを利用したワーク搬送に関し、ロボットの手首に過大なモーメントがかかることを防止する技術が開示されているに過ぎない。すなわち、特許文献１に記載の発明は、倉庫からワークを出庫し、出庫したワークを移送して当該ワークに作業を施す一連の工程を、効率良く確実に自動で行う技術を提示するものではない。したがって、一連の工程の自動化を実現して生産性を向上させるためには相応の工夫が必要である。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、倉庫からワークを出庫し、出庫したワークを移送して当該ワークに作業を施す一連の工程を、効率良く確実に自動で行うワーク作業システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ワークを載置し得るパレットと、前記パレット上に載置されたワークを倉庫から出庫する出庫装置と、前記出庫装置により出庫され前記パレット上に載置されたワークの姿勢及び位置を検知する検知装置と、ロボットアーム、及び当該ロボットアームに装着されてワークを把持部で把持するワーク把持装置を備え、前記検知装置により検知されたワークの姿勢及び位置に基づいて前記ワーク把持装置の姿勢及び位置を変化させ、前記パレット上のワークを前記把持部で把持して移送するロボットと、前記ロボットにより移送されるワークを受けるワーク受け部と、前記ワーク受け部に受容されたワークに対して作業を施す作業装置と、を備え、前記ワーク把持装置は、前記把持部が配設される支持プレートと、当該支持プレートに取付けられるパレット吸着装置と、を備えており、前記パレット吸着装置は、前記支持プレートに接続される接続部と、当該接続部の先端に設けられ前記パレットの表面に接触してエアの吸引により前記パレットを吸着する吸着部と、を備えたことを特徴とするワーク作業システムである。
【０００８】
この発明によれば、倉庫からパレット上に載置された状態で出庫されるワークの姿勢及び位置を検知装置が検知し、検知された情報に基づいてロボットがワーク把持装置の姿勢及び位置を変化させることにより、ワーク把持装置をワークに正対させてワークを確実に把持し、ワーク受け部に向けて移送して、作業装置が当該ワークに作業を施すことができる。
したがって、倉庫からワークを出庫し、出庫したワークを移送して当該ワークに作業を施す一連の工程を、効率良く確実に自動で行うワーク作業システムを提供できる。
また、ワーク把持装置に取り付けられた吸着部により、使用済みの空となったパレットを、安価な構成で確実に保持して移送することが可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のワーク作業システムであって、前記ロボットが複数設けられ、各ロボットはワークをそれぞれ把持することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、複数のロボットが用意され、各ロボットは、各ワーク把持装置でワークをそれぞれ把持してワーク受け部に移送することができる。結果的に、複数のワークを同時に作業装置に送り込むことが可能であり、効率がより良好となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のワーク作業システムであって、前記各ロボットは、異なるワークをそれぞれ把持する異なる前記ワーク把持装置をそれぞれ備えたことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、複数のロボットが用意され、各ロボットは、異なるワーク把持装置で異なるワークをそれぞれ把持してワーク受け部に移送することができる。結果的に、複数の異なるワークを同時に作業装置に送り込むことが可能であり、例えば或る製品が複数の異なるワークを構成要素として有している場合、複数の異なるワークに同時に作業を施すことができ、効率がより良好となる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載のワーク作業システムであって、前記複数のワークを前記作業装置から同期して搬出するワーク搬出装置を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、ワーク搬出装置から搬出後の工程で複数のワークが必要な場合、これらが同期して搬出されると便利であり、効率がより良好となる。
例えば、トランスミッションの組立工程では、トランスミッション１個の組立にトルクコンバータケースとトランスミッションケースとが各々１個必要なため、ばらばらに搬出されるよりもトルクコンバータケースとトランスミッションケースとが同期して搬出される方が、後工程での組立作業に便利である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のワーク作業システムであって、前記出庫装置は、ワークが載置されたパレットを当該ワークの取出し位置で停留させるパレット停留機構と、ワークが移送されて空となったパレットを回収して前記倉庫に戻すパレット回収機構と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、ワークが載置されたパレットが取出し位置で停留させられるため、ロボットは、ワーク把持装置でワークをより容易かつ確実に把持することが可能となる。また、空となったパレットが回収されて倉庫に戻されるため、パレットが滞留することなく迅速に再使用に供され、効率がより良好となる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のワーク作業システムであって、前記パレットのワークが載置されるワーク載置面に、複数のワークが載置された場合に前記複数のワークを個々に区切る突起が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、例えばパレットのワーク載置面が傾斜した場合等であっても、ワークが突起に当接して規制されるため、ワークがパレットのワーク載置面上で大きく位置ずれすることを抑制することができる。これにより、ロボットは、ワーク把持装置でワークをより確実に把持することが可能となる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のワーク作業システムであって、前記出庫装置は、複数のワークが載置されたパレットを一段として鉛直方向に複数段積み重ねた状態で、ワークを前記倉庫から出庫することを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、複数のワークが載置されたパレットを複数段積み重ねた状態でワークを倉庫に保管できるため、倉庫内におけるワークの占有スペースを縮減することができる。また、倉庫から複数段積み重ねた状態のままワークを出庫できるため、効率がより良好となる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のワーク作業システムであって、前記検知装置は、ワークに基づいて得た画像を処理することにより、当該ワークの姿勢及び位置を検知することを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、ワークが載置されたパレットがたとえ傾いていたり僅かに凹凸を有していたりした場合でも、迅速かつ正確にワークの姿勢及び位置を検知できるため、ワーク把持装置でワークをより確実に把持することが可能となる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のワーク作業システムであって、前記ワーク把持装置は、当該ワーク把持装置における移動が許容された状態と規制された状態とに切り替えられ得る前記把持部を有することを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、予め把持部をワークの被把持部に位置合わせしておくことで、被把持部の位置が異なる種々のワークに柔軟に対応することができる。そして、把持部の位置合わせは、ロボットやワーク把持装置に把持部を移動させるための駆動装置を設けてもよいが、設定位置に把持部を移動する外部に設けた把持部位置決め機構を使用して実現することもできる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のワーク作業システムであって、前記把持部と係合可能な係合部を備え、前記ワーク把持装置における移動が許容された状態にある前記把持部と係合した前記係合部を３次元移動させることにより、前記把持部をワークの種類に応じて当該ワークの被把持部に対応した位置に移動させて位置決めする把持部位置決め機構を備えることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、ロボットアームに装着されたワーク把持装置に備えられた把持部を、ロボットやワーク把持装置に把持部を移動させるための駆動装置を設けることなく、ワークの種類の変更に応じて、移動させて位置決めすることにより、ワーク把持装置における把持部の位置を自動的に変更することが可能となる。
したがって、ロボットアームの先端側を軽量化しながらバリエーションを有する種々のワークに対応することが可能となる。
【００２７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のワーク作業システムであって、前記ワーク把持装置は、ワークの第１の被挟持部を挟持する第１のフィンガーおよび前記ワークの第２の被挟持部を挟持する第２のフィンガーを有する前記把持部と、前記第１のフィンガーおよび第２のフィンガーの少なくとも一方を移動自在に支持する移動装置と、前記第１のフィンガーおよび第２のフィンガーの少なくとも一方を回動自在に支持する回動装置と、を備えたことを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、ワークにおける例えばリブ等の被挟持部を２箇所で挟持するため、バリエーションを有する種々のワークを確実に保持して搬送することができる。また、フィンガーの位置をワークの被挟持部に合わせて移動させるとともに、フィンガーを回動させて挟持する方向を適宜調整することができるため、ワークの被挟持部の位置や形状の向きが異なる種々のワークに柔軟に対応して、確実にワークの被挟持部を挟持することができる。
【００２９】
請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載のワーク作業システムであって、前記ワーク把持装置は、前記把持部が配設される支持プレートを備えると共に、姿勢制御装置を介して前記ロボットアームに装着され、前記姿勢制御装置は、前記ロボットアームに固定される固定プレートと、前記支持プレートと前記固定プレートとの間に装着され、前記支持プレートを前記固定プレートに対して弾性支持する弾性機構と、前記ワークに対する前記ワーク把持装置の姿勢を検知する姿勢検知装置と、を有し、前記姿勢検知装置は、前記ワークに当接させるサポートシャフトと、このサポートシャフトが前記ワークに当接していることを検知する当接検知手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、ロボットアームに装着されたワーク把持装置のワークに対する姿勢を好適に制御することができる。
【００３３】
請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載のワーク作業システムであって、前記接続部は、当該接続部における前記吸着部の設置部位が変位可能に構成されていることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、ワークの把持時やワークの姿勢及び位置の検知時等に、吸着部がワークと干渉することを回避することが可能となる。
【００３５】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載のワーク作業システムであって、前記接続部は、前記支持プレートに揺動可能に連結されるシャフトと、当該シャフトを前記支持プレートに接近する方向に折り畳んだ位置と離間する方向に伸張した位置との間で揺動させる折畳み装置を備えたことを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、簡易な折畳み構造により吸着部を大きく変位させることができ、吸着部とワークとの干渉を容易かつ確実に回避することが可能となる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、倉庫からワークを出庫し、出庫したワークを移送して当該ワークに作業を施す一連の工程を、効率良く確実に自動で行うワーク作業システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係るワーク作業システムの全体構成を示す概略平面図である。
【図２】図１に示すワーク作業システムのロボット周辺の拡大平面図である。
【図３】図２のＶから見た図である。
【図４】ワーク把持装置の姿勢制御装置の主要部の構成を示す断面図である。
【図５】パレット吸着装置を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】検知装置を示す正面図である。
【図７】ワーク把持装置における把持機構の動作を示す図であり、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は先端部の側面図である。
【図８】ワーク把持装置における把持機構を示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は把持する前の状態、（ｃ）は従動部材の分解図、（ｄ）は把持した状態を示す。
【図９】ワーク把持装置における把持機構の位置決めを把持部位置決め装置を使用して行う様子を示す概略断面図である。
【図１０】姿勢制御装置における弾性機構の動作（ワークを載置するパレットの剛性が高い場合）を示す模式的正面図であり、（ａ）は把持機構の先端部を被把持部に挿入する前の状態、（ｂ）は把持機構の先端部を被把持部に挿入した後の状態を示す。
【図１１】姿勢制御装置における弾性機構の動作（ワークを載置するパレットの剛性が低い場合）を示す模式的正面図であり、（ａ）は把持機構の先端部を被把持部に挿入する前の状態、（ｂ）は把持機構の先端部を被把持部に挿入した後の状態を示す。
【図１２】ワーク把持装置の動作を説明するための部分正面断面図であり、把持装置で把持する前の状態を示す。
【図１３】ワーク把持装置の動作を説明するための部分正面断面図であり、サポートシャフトがワークに当接した状態を示す。
【図１４】ワーク把持装置の動作を説明するための部分正面断面図であり、サポートシャフトの外筒がワークに当接した状態を示す。
【図１５】ワーク把持装置の動作を説明するための部分正面断面図であり、クランプが完了した状態を示す。
【図１６】ワークが過剰に位置ずれを生じている場合のワーク把持装置の動作を説明するための部分正面断面図である。
【図１７】把持部位置決め装置の平面図である。
【図１８】把持部位置決め装置の側面図である。
【図１９】図１７および図１８に示される係合凹部を有する係合部材の周辺を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２０】ワークの被把持部がボス等の凸部である場合に使用される把持部位置決め装置の係合凸部を有する係合部材の周辺を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２１】変形例に係るパレット吸着装置を示す正面図である。
【図２２】変形例に係るワーク把持装置でワークを挟持する様子を示す要部拡大平面図である。
【図２３】図２２に示されるワーク把持装置の全体構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るワーク作業システムの全体構成を示す概略平面図である。
【００４０】
＜ワーク作業システムの全体構成＞
図１に示すように、本実施形態に係るワーク作業システムは、ワークＷ，Ｗ′を載置し得るパレット２０１と、パレット２０１上に載置されたワークＷ，Ｗ′を倉庫２５０から出庫する出庫装置２００，２００′と、出庫装置２００，２００′により出庫されパレット２０１上に載置されたワークＷ，Ｗ′の姿勢及び位置を検知する検知装置２６０（図６参照）と、パレット２０１上のワークＷ，Ｗ′を把持して移送する多関節ロボット（以下、単に「ロボット」という）１００，１００′と、ロボット１００，１００′により移送されるワークＷ，Ｗ′を受けるワーク受け部３００，３００′と、ワーク受け部３００，３００′に受容されたワークＷ，Ｗ′に対して作業を施す作業装置３１０，３１０′と、作業装置３１０，３１０′からワークＷ，Ｗ′を搬出するワーク搬出装置３２０，３２０′と、を備えている。
【００４１】
また、ワーク作業システムは、当該ワーク作業システムにおける各部を統括して制御する制御装置２７０を備えている。なお、図１におけるパレット２０１上には、説明の便宜上、ワークＷが１個のみ描かれており、他のワークＷ，Ｗ′は図示省略してある（図２も同様）。
【００４２】
本実施形態では、複数のロボット１００，１００′が設けられている。ロボット１００はワークＷを把持して移送可能となっており、ロボット１００′はワークＷ′を把持して移送可能となっている。ここでは、ワークＷとワークＷ′とは異なるものであり、異なるワークとは物品として異なる機能を有する場合を指している。例えば、ワークＷおよびワークＷ′は、相互に組み立てられるトランスミッションケース、およびトルクコンバータケースであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、各種のワークを把持する場合に適用可能である。
【００４３】
さらに、ここでは、例えばトランスミッションケースは、製品のバリエーションに応じて被把持部Ｗａ（図４参照）となる凹部の位置が変わるものであり、トルクコンバータケースも同様である。この意味において、ワークＷの種類は複数存在し、ワークＷ′の種類も複数存在する。
【００４４】
ロボット１００は、ワークＷを把持機構（把持部）１１（図４参照）で把持するワーク把持装置１を備えており、ロボット１００′は、ワークＷとは異なるワークＷ′を把持機構１１で把持するワーク把持装置１′を備えている。ここでは、ワーク把持装置１とワーク把持装置１′とは異なるものである。そして、ワーク把持装置１は、把持機構１１を種々のワークに適合させるために、把持機構１１をワークＷの種類に応じて移動させて位置決めするための把持部位置決め装置５００をロボット１００の近傍に別途備えている。また、ワーク把持装置１′は、把持機構１１を種々のワークに適合させるために、把持機構１１をワークＷ′の種類に応じて移動させて位置決めするための把持部位置決め装置５００′をロボット１００′の近傍に別途備えている。
【００４５】
ワーク受け部３００は、ワークＷが載置されるワーク載置部であって、載置されたワークＷを作業装置３１０に向けて搬送する。また、ワーク受け部３００′は、ワークＷ′が載置されるワーク載置部であって、載置されたワークＷ′を作業装置３１０′に向けて搬送する。具体的には、ワーク受け部３００，３００′はローラコンベア等のコンベアで構成されている。ここでは、作業装置３１０は、ワークＷをエアや液体により洗浄し乾燥する装置であり、作業装置３１０′は、ワークＷ′をエアや液体により洗浄し乾燥する装置である。ワーク搬出装置３２０とワーク搬出装置３２０′とは、ワークＷとワークＷ′とをそれぞれ作業装置３１０と作業装置３１０′とから同期して搬出できるように構成されている。
【００４６】
ロボット１００を利用したワークＷの把持、移送等に関する構成は、ロボット１００′を利用したワークＷ′の把持、移送等に関する構成と形状や大きさが異なるだけで同様の機能を備えた構造となっているため、以下、ロボット１００を利用したワークＷの把持、移送等に関する構成を中心に説明する。
【００４７】
図２は、図１に示すワーク作業システムのロボット１００周辺の拡大平面図である。図３は、図２のＶから見た図である。
【００４８】
図２に示すように、ワーク把持装置１は、ロボット１００のロボットアーム１０１の先端部１０２に装着して種々のバリエーションを有するワークＷを把持する把持装置（ロボットハンド）として好適に使用することができる。
本実施形態では、ワーク把持装置１を後記する姿勢制御装置２に搭載してロボット１００に装着する場合について説明する。
【００４９】
ロボット１００は、出庫装置２００によって取出し位置２０２まで搬送されてきたパレット２０１に載置されたワークＷをロボットアーム１０１の先端部１０２に装着されたワーク把持装置１（図４を併せて参照）によりワークＷの被把持部Ｗａ（図４参照）を３箇所で把持し、ロボットアーム１０１を旋回させ把持状態を解除してワーク受け部３００まで移送する工程を担っている。
【００５０】
図２および図３に示すように、出庫装置２００は、ワークＷが載置されたパレット２０１を当該ワークＷの取出し位置２０２で停留させるパレット停留機構２０３と、ワークＷが移送されて空となったパレット２０１を回収して倉庫２５０（図１参照、以下同様）に戻すパレット回収機構２０４と、を備えている。
【００５１】
パレット停留機構２０３は、ワークＷが載置されたパレット２０１を載せた移動プレート２０９（図３参照）を、倉庫２５０から取出し位置２０２まで搬送するコンベア２０６と、ワークＷが載置されたパレット２０１を取出し位置２０２で停留させるために、コンベア２０６により搬送される移動プレート２０９に当接して取出し位置２０２で停止させるストッパ２０３ａと、を備えている。パレット２０１、移動プレート２０９は、例えば合成樹脂製であり、移動プレート２０９の方がパレット２０１よりも、厚みが大きくなるように設定されており、剛性が高くなっている。
【００５２】
コンベア２０６は、床Ｆ（図１８参照、以下同様）上に配置された基台２０８に設置されている。ストッパ２０３ａは、コンベア２０６による移動プレート２０９の搬送経路に出没可能に配置されてもよい。ただし、ストッパ２０３ａは、これに限定されるものではなく、例えば移動プレート２０９の移動を止めるブレーキ機構であってもよく、あるいはコンベア２０６の動作を停止制御する機構であってもよい。
【００５３】
出庫装置２００は、複数のワークＷが載置されたパレット２０１を一段として鉛直方向に複数段積み重ねた状態で、ワークＷを倉庫２５０から出庫する。積み重ね段数は、例えば５〜１０段である。このように構成すれば、複数のワークＷが載置されたパレット２０１を複数段積み重ねた状態でワークＷを倉庫２５０に保管できるため、倉庫２５０内におけるワークＷの占有スペースを縮減することができる。また、倉庫２５０から複数段積み重ねた状態のままワークＷを出庫できるため、効率がより良好となる。
【００５４】
パレット回収機構２０４は、使用済みの空となったパレット２０１を貯留するパレット貯留部２１０と、空となったパレット２０１を載せた移動プレート２０９を倉庫２５０に搬送するコンベア２０７と、を備えている。コンベア２０７は、床Ｆ上に配置された基台２０８に設置されている。パレット貯留部２１０は、床Ｆ上に配置された基台２１１と、基台２１１に立設されるコラム２１２と、コラム２１２の側面に設けられ当該側面に沿って鉛直方向に移動可能な水平方向に延伸する一対のアーム部２１３，２１３と、一対のアーム部２１３，２１３の上面に設けられ当該上面に沿って水平方向（図３では左右方向）に近接離間移動可能な一対のパレット支持部２１４，２１４とを備えている。
【００５５】
パレット２０１は、相互に近接する位置にある一対のパレット支持部２１４，２１４の上に載せられて支持される。また、パレット２０１は、一対のパレット支持部２１４，２１４が相互に離間移動することにより、一対のパレット支持部２１４，２１４による支持状態から外れ、一対のアーム部２１３，２１３の間を通過して、移動プレート２０９上に落下して載置されるようになっている。
【００５６】
パレット２０１のワークＷが載置されるワーク載置面２０１ｂには、複数のワークＷが載置された場合にこれら複数のワークＷを個々に区切る突起２０１ａが形成されている。このように構成すれば、例えばパレット２０１のワーク載置面２０１ｂが傾斜した場合等であっても、ワークＷが突起２０１ａに当接して規制されるため、ワークＷがパレット２０１のワーク載置面２０１ｂ上で大きく位置ずれすることを抑制することができる。これにより、ロボット１００は、ワーク把持装置１でワークＷをより確実に把持することが可能となる。
【００５７】
本実施形態においては、ワーク把持装置１を姿勢制御装置２に搭載してロボット１００に装着する場合について説明するが、これに限定されるものではなく、姿勢制御装置２を介さずにワーク把持装置１をロボットアーム１０１の先端部１０２に装着してもよい。
【００５８】
図４に示すように、ワーク把持装置１は、ロボットアーム１０１に連結される支持プレート２２と、この支持プレート２２に配設されワークＷの被把持部Ｗａを把持する把持機構（把持部）１１と、この把持機構１１を自在移動可能に支持する自在移動機構である３軸移動機構１２と、把持機構１１の移動を規制する移動規制装置１３と、を備えている。すなわち、把持機構１１は、ワーク把持装置１における移動が許容された状態と規制された状態とに切り替えられ得る。
【００５９】
なお、本実施形態において、ワーク把持装置１は、同様の把持機構１１を３箇所に配設して、ワークＷに形成された貫通穴等の凹部からなる被把持部Ｗａを３箇所の把持機構１１で把持しているが（図２参照）、３箇所に限定されるものではなく、ワークＷの形状に応じて適宜１箇所でもよく、２箇所以上でもよい。３箇所に配設された把持機構１１は同様の構成である。
【００６０】
図５は、パレット吸着装置を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
図５（ａ）（ｂ）に示すように、ワーク把持装置１（図４参照）の支持プレート２２には、パレット吸着装置２３０が取り付けられている。パレット吸着装置２３０は、支持プレート２２に取付けブラケット２３３を介して接続される接続部２３１と、当該接続部２３１の先端に設けられた吸着部２３２と、を備えている。吸着部２３２は、パレット２０１の表面に接触してエアの吸引によりパレット２０１（図３参照）を吸着することが可能となっている。支持プレート２２に対するパレット吸着装置２３０の設置個数は任意であるが、安定してパレット２０１を吸着するためには複数設置されることが好ましい。
【００６１】
本実施形態では、パレット吸着装置２３０の接続部２３１は、接続部２３１における吸着部２３２の設置部位が変位可能に構成されている。ここでは、接続部２３１は、支持プレート２２に対して取付けブラケット２３３を介して、ピン２３４のまわりで揺動可能に連結されるシャフトである。パレット吸着装置２３０は、接続部２３１を支持プレート２２に接近する方向に折り畳んだ位置（図５において二点差線で示す）と離間する方向に伸張した位置（図５において実線で示す）との間で揺動させる折畳み装置２３５をさらに備えている。
【００６２】
折畳み装置２３５は、接続部２３１にピン２３６のまわりで揺動可能に連結される連結部２３７と、連結部２３７に固定される進退移動可能なロッド２３８を備えたシリンダ装置２３９とを有している。シリンダ装置２３９としては、例えばエアシリンダが使用される。シリンダ装置２３９の後端側（ロッド２３８と反対側）は、支持プレート２２に対して取付けブラケット２４０を介して、ピン２４１のまわりで揺動可能に連結されている。
【００６３】
また、取付けブラケット２３３には、接続部２３１が支持プレート２２から離間する方向に伸張した位置にあるときに接続部２３１を検出する第１検知部２４２と、接続部２３１が支持プレート２２に接近する方向に折り畳んだ位置にあるときに接続部２３１を検出する第２検知部２４３とが設けられている。第１検知部２４２および第２検知部２４３としては、例えば近接センサが使用され得る。
【００６４】
図６は、検知装置を示す正面図である。
図６に示すように、検知装置２６０は、パレット２０１上に載置されたワークＷ（図３参照）に基づく画像を得る画像取得部２６１を備えている。画像取得部２６１は、より安定した画像を得るために、固定プレート２１（図４参照）に、接続部材２６３を介して、ねじ締結等により取り付けられている。
【００６５】
ここでは、画像取得部２６１は、三次元カメラである。また、検知装置２６０は、ワークＷに光を照射する光照射部２６２を備えている。光照射部２６２としては、例えばＬＥＤ照明が使用される。接続部材２６３には、画像取得部２６１および光照射部２６２を覆うフード２６４がねじ締結等により取り付けられており、不要な光の入力がカットされるようになっている。
【００６６】
画像取得部２６１は、光照射部２６２により光が照射されたワークＷをその陰影と共に撮影し、画像を得る。
検知装置２６０は、画像取得部２６１により得られた画像に対して所定の画像処理を施すことにより、当該ワークＷの姿勢及び位置を検知できるように構成されている。検知装置２６０により検知されたワークＷの姿勢及び位置の情報は、制御装置２７０に入力されるようになっている。光照射部２６２による光の照射は、必ずしも必要ではないが、より正確な安定した画像処理が可能となる点から好ましい。
【００６７】
ただし、検知装置２６０は、前記した構成に限定されるものではない。例えば、光を対象物に照射し反射して戻ってくるまでの時間を計測して対象物までの距離を得る三次元距離画像カメラを利用する方式、２台以上のカメラで二次元画像を取得して視差を測定して三次元画像を得る方式、三次元レーザスキャナにより三次元モデルを作成する方式、磁気センサによる磁界測定を行って空間磁界分布を得る方式、電磁波による透過・反射測定を行って三次元画像を得る方式など、各種の方式が利用され得る。
【００６８】
図７は、ワーク把持装置における把持機構の動作を示す図であり、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は先端部の側面図である。図８は、ワーク把持装置における把持機構を示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は把持する前の状態、（ｃ）は従動部材の分解図、（ｄ）は把持した状態を示す。図９は、ワーク把持装置における把持機構の位置決めを把持部位置決め装置を使用して行う様子を示す概略断面図である。
【００６９】
図７に示すように、把持機構１１は、くさび形状部１１１ａが形成された駆動部材１１１と、駆動部材１１１により拡径方向に移動する従動部材１１２と、駆動部材１１１および従動部材１１２を収容するホルダ１１３と、駆動部材１１１を往復移動して従動部材１１２を駆動させる駆動手段１１４（図４参照）と、を備えている。
【００７０】
駆動部材１１１は、図８（ｂ）に示すように、円柱形状をなし、先端部には円周方向に３箇所形成された平坦面からなるくさび形状部１１１ａを備えている。
従動部材１１２は、図８（ｃ）に示すように、ほぼ矩形形状をなし、円周方向に並べて３箇所に配設されている。従動部材１１２は、外側の一方の面にくさび形状部１１１ａに適合する勾配部１１２ａが形成され、内側の他方の面に被把持部Ｗａに接合する接合部１１２ｂが形成されている。
接合部１１２ｂは、被把持部Ｗａの穴形状に適合するように断面視で円弧状に形成されているが、これに限定されるものではなく、摩擦係数の高いゴム部材やローレット等の滑り止め加工を施してもよい。
【００７１】
なお、勾配部１１２ａは、平坦面からなるくさび形状部１１１ａに適合するように平坦面で形成され、接合部１１２ｂはワークＷの被把持部Ｗａに適合するように断面視で円弧状に形成されているが、これに限定されるものではなく、ワークＷの重量や摺動部の耐摩耗性、加工性の難易度等を考慮して適宜定めればよく、例えば勾配部１１２ａとくさび形状部１１１ａを断面視で円弧状に形成してもよい。
【００７２】
ホルダ１１３は、図７に示すように、駆動部材１１１を図７（ａ）の上下方向に往復移動自在に支持する本体部１１３ａと、この本体部１１３ａの先端に螺合して接合された先端部１１３ｂ（図８（ａ）参照）と、を備えている。
そして、ホルダ１１３は、本体部１１３ａの内周面１１３ｃで駆動部材１１１を往復移動自在に支持し、先端部１１３ｂの支持部１１３ｄ，１１３ｅ（図７（ｂ）参照）で従動部材１１２を図７（ａ）の左右方向（水平方向）に往復移動自在に支持している。
【００７３】
駆動手段１１４は、図４に示すように、エアシリンダ等の往復駆動手段を駆動部材１１１に連結し、駆動部材１１１を往復移動できるように構成している。
把持機構１１は、駆動手段１１４により、駆動部材１１１を図７（ａ）の上下方向に往復移動することで、従動部材１１２を図７（ａ）の左右方向に移動して（図８（ｂ）参照）、ワークＷの被把持部Ｗａに従動部材１１２の接合部１１２ｂを押し付けるようにして（図８（ｄ）参照）、ワークＷを把持する機構である（図４参照）。
【００７４】
３軸移動機構１２は、図４に示すように、支持プレート２２に配設されたＸ軸方向移動機構１２１と、このＸ軸方向移動機構１２１に支持されたＹ軸方向移動機構１２２と、このＹ軸方向移動機構１２２にブラケット１２４を介して支持されたＺ軸方向移動機構１２３と、を備えている。
３軸移動機構１２は、３軸とも同様に構成され、例えば、Ｘ軸方向移動機構１２１では、Ｘ軸方向に配設されたガイドレール１２１ａと、このガイドレール１２１ａに沿って移動自在に配設されたホルダ１２１ｂと、を備えている。
かかる構成により、ワーク把持装置１は、３軸移動機構１２により、把持機構１１を前後（Ｘ軸）、左右（Ｙ軸）、上下（Ｚ軸）方向の３軸方向に自在に移動できるように支持している。
【００７５】
なお、本実施形態においては３軸移動機構１２を採用したが、これに限定されるものではなく、ワークＷの被把持部Ｗａの位置関係を考慮して適宜自由度を設定するものであり、１軸や２軸でもよいし、さらに回転軸を備えた移動機構を採用することもできる。
【００７６】
移動規制装置１３は、３軸とも同様に構成され、それぞれＸ軸方向移動機構１２１、Ｙ軸方向移動機構１２２、およびＺ軸方向移動機構１２３に設けられている。例えば、Ｘ軸方向移動機構１２１では、ガイドレール１２１ａをクランプしてホルダ１２１ｂの移動を規制するロック機構を採用している。ただし、移動規制装置１３におけるロック方式は、特に限定されるものではなく、エア式、電磁式等の種々の形態を採用することができる。
【００７７】
かかる構成により、ワーク把持装置１は、移動規制装置１３より、把持機構１１をワークＷの被把持部Ｗａに位置合わせした状態でロックして移動しないように保持することができる。
このため、ワーク把持装置１は、後記する把持部位置決め装置５００により（図９参照）、把持機構１１を自在な位置に調整して被把持部Ｗａの位置が異なる種々のワークに柔軟に対応することができる。
【００７８】
＜姿勢制御装置＞
姿勢制御装置２は、図４に示すように、ロボットアーム１０１の先端部１０２に固定する固定プレート２１と、固定プレート２１に対してワーク把持装置１の支持プレート２２を弾性支持する弾性機構３と、支持プレート２２の変位検知手段４と、ワーク把持装置１の姿勢を検知する姿勢検知装置６と、を備えている。
なお、本実施形態においては、姿勢検知装置６を備えた場合について説明するが、これに限定されるものではなく、ワークＷがパレット２０１（図２参照）に正規の状態で位置決めされている場合には姿勢検知装置６を備えなくともよい。
【００７９】
固定プレート２１は、支持プレート２２を支持するベースとなる部材であり、平面視で矩形形状をなしている（図２参照）。
支持プレート２２は、固定プレート２１に四隅に配設された弾性機構３（図２を併せて参照）を介して弾性支持されている。支持プレート２２には、把持機構１１がワークＷの所定の箇所（本実施形態では３箇所）を確実に把持できるように、姿勢検知装置６が所定の箇所（本実施形態では３箇所）に配設されている。
【００８０】
弾性機構３は、図４に示すように、固定プレート２１と支持プレート２２の間に配設されたコイルスプリング３１により、支持プレート２２を固定プレート２１から離れる方向（図４の下方向）に付勢して、支持プレート２２を固定プレート２１に対して弾性支持している。
【００８１】
なお、本実施形態においては、弾性機構３のばね部材としてコイルスプリング３１を採用したが、これに限定されるものではなく、姿勢制御に必要な荷重および撓み量が確保できるものであれば、ねじりコイルばね、板ばね、皿ばね等の種々のばね部材を採用することができる。また、ばね部材に限定されるものではなく、ガススプリングを採用することもできる。
【００８２】
すなわち、ワーク把持装置１の動作内容に応じて、その姿勢制御に必要な荷重や撓み量（ストローク）を考慮して、適宜適切なばね部材またはガスプリングを選択して好適な姿勢制御を実現する。ばね部材は、たわみ量に応じて荷重が比例するので、姿勢制御力を徐々に増大させる用途に適し、ガススプリングは、たわみ量が変化しても一定の荷重を発生することができるので、当初から安定した一定の姿勢制御力を確保する用途に適する。
【００８３】
変位検知手段４は、支持プレート２２の固定プレート２１に対する変位を検知する検知装置であり、近接センサ等の検知装置が使用される。
変位検知手段４は、支持プレート２２の原位置を検知する第１検知器４１および第１被検知部４１ａと、ワーク把持装置１による把持位置を検知する第２検知器４２および第２被検知部４２ａと、支持プレート２２の過剰変位を検知する第３検知器４３および第３被検知部４３ａと、を備えている。
【００８４】
かかる構成により、支持プレート２２が図１２に示す原位置から固定プレート２１に近づく方向に移動し、第２被検知部４２ａが第２検知器４２の位置までくるとワーク把持装置１による把持位置にあることを検知し（図１３参照）、支持プレート２２が把持位置を行き過ぎて第３被検知部４３ａが第３検知器４３の位置までくると支持プレート２２の過剰変位を検知することができる（図１６（ｃ）参照）。
【００８５】
姿勢検知装置６は、図４に示すように、ワークＷに当接させるサポートシャフト５と、サポートシャフト５の先端に設けられた可撓性部材５ａと、サポートシャフト５を出没自在に内装する外筒６１と、サポートシャフト５をワークＷに押し付ける方向に付勢する付勢手段６２と、サポートシャフト５がワークＷに当接していることを検知する当接検知手段６３と、外筒６１を図７の上下方向に移動するエアシリンダ６４と、を備えている。
【００８６】
ここで、可撓性部材５ａは、例えば、ゴム、発泡スチロール、スポンジ等を使用して、サポートシャフト５をワークＷに当接させたときの衝撃力を緩和しワークＷの損傷を防止することができる。
また、エアシリンダ６４は、ワーク把持装置１における把持機構１１の位置決めの際に姿勢検知装置６がワークＷに干渉しないように外筒６１およびサポートシャフト５を上方に逃がすための装置であり、外筒６１およびサポートシャフト５を下方に下げた状態でサポートシャフト５がワークＷと当接可能になる。
【００８７】
当接検知手段６３は、近接センサ等からなり、サポートシャフト５がワークＷに当接してから所定の移動量Ｓ（図１３（ａ）参照）だけ移動し、外筒６１の先端面とサポートシャフト５の先端面が面一となった状態で（図１４（ａ）参照）、対面する位置に移動してきた被検知部６３ａにより、サポートシャフト５がワークＷに当接してから所定の移動量だけ移動したことを検知する。
【００８８】
付勢手段６２は、特に限定されず、コイルスプリング等を採用することができるが、付勢手段６２の弾性係数は、弾性機構３のコイルスプリング３１の弾性係数よりも小さく（弾性機構３の弾性係数が付勢手段６２の弾性係数よりも大きく）なるように設定されている。
【００８９】
かかる構成により、図１３に示すように、サポートシャフト５がワークＷに当接してから移動する移動量Ｓ（図１３（ａ）参照）よりも、その間にコイルスプリング３１（図９参照）が撓む移動量Ｓ′（図１３（ｂ）参照）の方が小さくなる。
【００９０】
姿勢検知装置６は、ブラケット１２４に支持されて、ワーク把持装置１の把持機構１１の近傍に配設されている。
姿勢検知装置６は、当接検知手段６３により、ワークＷを把持する従動部材１１２がワークＷの被把持部Ｗａに適正に挿入された状態であることを検知することができる。
【００９１】
つまり、ロボットアーム１０１（図２参照）の先端部１０２を近づけてサポートシャフト５がワークＷに当接した状態で、さらに先端部１０２をワークＷに近づける方向に移動させると、ワーク把持装置１とともに外筒６１が図７の下方に移動してサポートシャフト５が付勢手段６２の付勢力に抗して外筒６１内に収容され、外筒６１の先端面とサポートシャフト５の先端面が面一となってワークＷに当接する。
【００９２】
このとき、同時に把持機構１１の先端部では、ワークＷを把持する従動部材１１２がワークＷの被把持部Ｗａに適正に挿入された状態となるように把持機構１１に対して姿勢検知装置６が適正な位置および高さに配設されている。
【００９３】
このため、姿勢検知装置６は、サポートシャフト５がワークＷに当接してから所定の移動量だけ移動し外筒６１の先端面とサポートシャフト５の先端面が面一となった状態を当接検知手段６３によって検知することで、ワークＷを把持する従動部材１１２がワークＷの被把持部Ｗａに適正に挿入された状態となっていることを確認することができる。
【００９４】
次に、ワーク把持装置１を姿勢制御装置２に搭載してロボット１００に装着して適用する場合の動作について図１０から図１６を参照しながら説明する。
＜弾性機構３の動作＞
まず、弾性機構３の動作について、主として図１０と図１１を参照しながら説明する。参照する図１０はワークを載置するパレットの剛性が高い場合の弾性機構３の動作を示す模式的正面図であり、（ａ）は把持機構１１の先端部を被把持部に挿入する前の状態、（ｂ）は把持機構１１の先端部を被把持部に挿入した後の状態を示す。図１１はワークを載置するパレットの剛性が低い場合の弾性機構３の動作を示す模式的正面図である。
なお、図１０と図１１では、説明の便宜上、ワークＷの傾き等を誇張して表現するが、実際には微小な変形量である。
【００９５】
ここで、パレット２０１（図２参照）は、目的や用途に応じて種々の形態が採用されるが、例えば、金属製のアングル材等で構成する場合には一般的に剛性が高く、合成樹脂等で構成する場合には剛性が低くなるため、弾性機構３の付勢力（弾性支持力）とパレット２０１の剛性との関係により以下のように弾性機構３は異なる機能を奏する。
【００９６】
＜パレットの剛性が高い場合＞
ワークを載置するパレットの剛性が高い場合には、弾性機構３は、ワークＷの姿勢に合わせてワーク把持装置１の姿勢を制御するように動作する傾向を示す。
すなわち、弾性機構３は、図２に示すように、例えば、パレット２０１に載置されたワークＷを把持機構１１で把持しようとする際に、パレット２０１に載置されたワークＷが所定の位置からずれていたり傾いていたりしている場合には、このずれ等によるずれ量に応じてワークＷに対するワーク把持装置１の姿勢を制御する。
【００９７】
具体的には、図１０（ａ）に示すように、ワークＷに角度αの傾きがある場合には、ロボットアーム１０１（図２参照）によりワーク把持装置１をワークＷに対して所定の位置に配置し、把持機構１１の先端部をワークＷの被把持部Ｗａに挿入する際に、ワークＷの傾き角度αに応じてワークＷの被把持部Ｗａから支持プレート２２を時計回りに回転させようとするモーメントＭが反作用的に加えられる。
【００９８】
そして、図１０（ｂ）に示すように、このようにして加えられたモーメントＭがワークＷに対するワーク把持装置１の角度αの傾きを適宜柔軟に吸収し、傾き角度αに応じて支持プレート２２の位置や傾斜角度を補正することで、姿勢制御装置２は、ワークＷに対するワーク把持装置１の姿勢を好適に制御することができる。
【００９９】
＜パレットの剛性が低い場合＞
ワークを載置するパレットの剛性が低い場合には、弾性機構３は、ワークＷの姿勢をワーク把持装置１に合わせるように動作する傾向を示す。
すなわち、弾性機構３は、図２に示すように、例えば、パレット２０１に載置されたワークＷを把持機構１１で把持しようとする際に、パレット２０１に載置されたワークＷが所定の位置からずれていたり傾いていたりしている場合には、このずれ等を補正して、ワークＷの姿勢をワーク把持装置１に合わせるように機能する。
【０１００】
具体的には、図１１（ａ）に示すように、把持機構１１の先端部をワークＷの被把持部Ｗａに挿入する際に、弾性機構３はその付勢力（弾性支持力）により、傾き角度αでパレット２０１（図２参照）に載置されているワークＷに付勢力（押圧力）を付与するため、パレット２０１のしなりや変形等によりワークＷを反時計回りに回転させようとするモーメントＭ′が加えられる。
【０１０１】
そして、図１１（ｂ）に示すように、このようにして加えられたモーメントＭ′は、ワークＷの姿勢が傾き角度αよりも小さいα′になるように作用するため、ワーク把持装置１とワークＷとのずれを好適に補正してワークＷの姿勢をワーク把持装置１に合わせることができる。
【０１０２】
なお、この例ではパレットのしなりや変形を小さくする方向でワークＷにワーク把持装置１が正対するように機能する場合を説明したが、姿勢制御装置２が、パレットのしなりや変形を大きくする方向でワークＷにワーク把持装置１が正対するように機能する場合もあり得る。
【０１０３】
また、本実施形態においては、便宜上、パレット２０１の剛性が高い場合と低い場合に分けて説明したが、実際には厳格に区別されるものではなく、弾性機構３による付勢力（弾性支持力）とパレット２０１の剛性との関係等により複合的に動作するが、弾性機構３による付勢力を適宜調整することで好適にワークＷにワーク把持装置１が正対するように制御することができる。
【０１０４】
＜ワーク把持装置の動作＞
ワーク把持装置１の動作について、図１２から図１５を参照しながら説明する。参照する図において、図１２は把持装置でワークを把持する前の状態、図１３はサポートシャフトがワークに当接した状態、図１４はサポートシャフトの外筒がワークに当接した状態、図１５はクランプが完了した状態を示す部分正面断面図である。
【０１０５】
ワーク把持装置１がワークＷに当接しない状態から（図１２（ａ））、ロボットアーム１０１の先端部１０２をサポートシャフト５がワークＷに当接するまで近づけた状態で（図１３（ａ））、さらに先端部１０２をワークＷに近づける方向にＳだけ移動させると、図１４（ａ）に示すように、ワーク把持装置１とともに外筒６１が図７の下方に移動してサポートシャフト５が付勢手段６２の付勢力に抗して外筒６１内に収容され、外筒６１の先端面とサポートシャフト５の先端面が面一となってワークＷに当接する。
【０１０６】
そして、このようにして外筒６１の先端面とサポートシャフト５の先端面が面一となった状態を当接検知手段６３によって検知する。つまり、当接検知手段６３は、サポートシャフト５がワークＷに当接してから所定の移動量だけ移動したことを対面する位置に移動してきた被検知部６３ａにより検知する。
【０１０７】
一方、変位検知手段４は、図１４（ｂ）に示すように、ワーク把持装置１による把持位置を検知する第２検知器４２が対面する位置に移動してきた第２被検知部４２ａの存在を検知する。このようにして、姿勢制御装置２は、ワーク把持装置１が正規の把持位置に位置決めされたことを確認する。
【０１０８】
このとき、ワーク把持装置１が正規の把持位置に位置決めされた状態であれば、同時に把持機構１１の先端部では、ワークＷを把持する従動部材１１２が所定の隙間δ（図１４（ａ）参照）を形成してワークＷの被把持部Ｗａに適正に挿入された状態となっている。
【０１０９】
このようにして、姿勢検知装置６は、サポートシャフト５がワークＷに当接してから所定の移動量だけ移動し外筒６１の先端面とサポートシャフト５の先端面が面一となった状態を当接検知手段６３によって検知することで、ワークＷを把持する従動部材１１２がワークＷの被把持部Ｗａに適正に挿入された状態となっていることを確認することができる。
【０１１０】
そして、図１５に示すように、ワークＷに対してワーク把持装置１が所定の姿勢で位置決めされた状態で、把持機構１１は、駆動手段１１４により、駆動部材１１１を従動部材１１２に押し込むように移動して（図１５（ａ）参照）、ワークＷの被把持部Ｗａに従動部材１１２を押し付けるようにしてワークＷを把持する。
【０１１１】
＜ワークが過剰にずれている場合の動作＞
図２におけるパレット２０１に載置されたワークＷが振動や外的要因により過剰な位置ずれを生じている場合におけるワーク把持装置１の姿勢制御装置２の動作について図１６を参照しながら説明する。
姿勢制御装置２は、弾性機構３によっても姿勢制御しきれないようなワークＷが過剰な位置ずれを生じている場合には、その状態を姿勢検知装置６および変位検知手段４によって検知する。
【０１１２】
ワークＷが所定の載置状態から過剰にずれている場合には、図１６（ａ）に示すように、把持機構１１の先端部がワークＷの被把持部Ｗａに接近しようとすると、ワークＷが過剰にずれているため把持機構１１の先端部をワークＷの被把持部Ｗａに挿入することができずに把持機構１１の先端部がワークＷに当接する。
【０１１３】
把持機構１１の先端部がワークＷに当接した状態では、ロボットアーム１０１の先端部１０２を移動させて、サポートシャフト５がワークＷに当接するまで近づけようとしても、図１６（ｂ）に示すように、サポートシャフト５をワークＷに当接させることができない。
【０１１４】
このため、当接検知手段６３は、サポートシャフト５が所定の移動量Ｓだけ移動して、外筒６１の先端面とサポートシャフト５の先端面が面一となった状態を検知することができない。
【０１１５】
そして、サポートシャフト５がワークＷに当接していることを検知しない状態のままで、変位検知手段４により第２検知器４２が対面する位置に移動してきた第２被検知部４２ａにより支持プレート２２がワーク把持位置まで変位したことを検知する。
【０１１６】
しかしながら、変位検知手段４は、第２検知器４２により支持プレート２２がワーク把持位置まで変位したことを検知しても、当接検知手段６３によりサポートシャフト５がワークＷに当接していることを検知しないので、ワーク把持装置１がワークＷに対して正規の位置に位置決めされたと判定することができない。
【０１１７】
このため、ロボットアーム１０１の先端部１０２をさらに移動させると、図１６（ｃ）に示すように、姿勢制御装置２は、変位検知手段４により第３検知器４３が対面する位置に移動してきた第３被検知部４３ａにより支持プレート２２の過剰変位を検知する。
【０１１８】
このようにして、姿勢制御装置２は、当接検知手段６３によりサポートシャフト５がワークＷに当接していることを検知しない状態で、変位検知手段４により支持プレート２２の過剰変位を検知することで、ワークＷが過剰にずれていると判断し、ワーク把持装置１によりワークＷを把持しようとする際に生じる過度な負荷を未然に検知して回避することができる。
【０１１９】
次に、把持部位置決め装置５００について説明する。
＜把持部位置決め装置＞
図１７は、把持部位置決め装置の平面図である。図１８は、把持部位置決め装置の側面図である。図１９は、図１７および図１８に示される係合凹部を有する係合部材の周辺を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【０１２０】
図９、図１７および図１８に示すように、把持部位置決め装置５００は、床Ｆに設置されるベースユニット（基台）５１０を有しており、ベースユニット５１０には、ワーク把持装置１における移動が許容された状態と規制された状態とに切り替えられ得る把持機構１１を備えた前記ワーク把持装置１をベースユニット５１０に位置決めするワーク把持装置位置決め部５２０が設けられている。
【０１２１】
ワーク把持装置位置決め部５２０は、ベースユニット５１０の上板５１１に立設された支柱５２１，５２１を有しており、支柱５２１，５２１には、ワーク把持装置１の支持プレート２２に設けられた略円筒形状のガイド部材２２１にセット可能なガイドポスト５２２，５２２が設けられている。ここでは、例えばＡをＢにセットするとは、ＡとＢが特定の関係（位置関係）を満たした場合にＡおよびＢの両要素が一体化され、挙動を一にする関係にすることをいう。
【０１２２】
かかる構成により、ワーク把持装置位置決め部５２０のガイドポスト５２２に支持プレート２２に設けられたガイド部材２２１を嵌合させることで、ロボットアーム１０１（図２参照）の先端部１０２に装着されたワーク把持装置１を、把持部位置決め装置５００に対して位置決めできるようになっている。
【０１２３】
ここで、ワーク把持装置１とベースユニット５１０とを支柱５２１，５２１を介してコンパクトな構成で位置決めすることができる。また、ワーク把持装置１とベースユニット５１０との間において把持機構１１を移動させるための空間を広く確保することができ、基台上における後記する把持部位置決め機構５３０のレイアウトの自由度が大きくなる。
【０１２４】
ベースユニット５１０には、把持機構１１と係合可能な係合凹部（係合部）５３１を備えた把持部位置決め機構５３０が設けられている。把持部位置決め機構５３０は、ワーク把持装置１における移動が許容された状態にある把持機構１１と係合した係合凹部５３１を３次元移動させることにより把持機構１１をワークＷ（図４参照）の種類に応じて当該ワークＷの被把持部Ｗａ（図４参照）に対応した位置に移動させて位置決めする機能を有している。
【０１２５】
図１７および図１８に示すように、把持部位置決め機構５３０は、Ｘ軸の方向に係合凹部５３１を移動自在に支持する第１支持機構５４１と、Ｘ軸の方向に係合凹部５３１を移動させるための第１駆動装置５４２とを有するＸ軸ユニット５４０を備えている。第１支持機構５４１は、Ｘ軸の方向に延在する第１レール５４３と当該第１レール５４３に沿って転がり軸受（図示せず）を介して移動可能に係合された第１ブロック５４４とを備えた第１直動ガイド機構５４５を有している。第１レール５４３は、ベースユニット５１０の上板５１１上に固定されている。また、第１ブロック５４４には、第１支持部５４６が固定されている。第１駆動装置５４２は、第１支持部５４６の下面に固定された第１ナット部５４７（図１７参照）と、第１ナット部５４７に螺合されるボールねじ５４８（図１７参照）と、ボールねじ５４８を回転駆動するモータ５４９とを有しており、回転するボールねじ５４８のねじ送り作用により、第１ナット部５４７、ひいては第１支持部５４６をＸ軸の方向に移動させることが可能となっている。
【０１２６】
また、把持部位置決め機構５３０は、Ｙ軸の方向に係合凹部５３１を移動自在に支持する第２支持機構５５１と、Ｙ軸の方向に係合凹部５３１を移動させるための第２駆動装置５５２とを有するＹ軸ユニット５５０を備えている。第２支持機構５５１は、Ｙ軸の方向に延在する第２レール５５３と当該第２レール５５３に沿って転がり軸受（図示せず）を介して移動可能に係合された第２ブロック５５４とを備えた第２直動ガイド機構５５５を有している。第２レール５５３は、第１支持部５４６上に固定されている。また、第２ブロック５５４には、第２支持部５５６が固定されている。第２駆動装置５５２は、第２支持部５５６の下面に固定された第２ナット部（図示せず）と、第２ナット部に螺合されるボールねじ５５８（図１７参照）と、ボールねじ５５８を回転駆動するモータ５５９（図１８参照）とを有しており、回転するボールねじ５５８のねじ送り作用により、第２ナット部、ひいては第２支持部５５６をＹ軸の方向に移動させることが可能となっている。
【０１２７】
また、把持部位置決め機構５３０は、Ｚ軸の方向に係合凹部５３１を移動自在に支持する第３支持機構５６１と、Ｚ軸の方向に係合凹部５３１を移動させるための第３駆動装置５６２とを有するＺ軸ユニット５６０を備えている。第３支持機構５６１は、Ｚ軸の方向に延在する第３レール５６３と当該第３レール５６３に沿って転がり軸受（図示せず）を介して移動可能に係合された第３ブロック５６４とを備えた第３直動ガイド機構５６５を有している。第３レール５６３は、第２支持部５５６の側面に鉛直方向に沿って固定されている。また、第３ブロック５６４には、第３支持部５６６が固定されている。第３駆動装置５６２は、第３支持部５６６の側面に固定された第３ナット部５６７と、第３ナット部５６７に螺合されるボールねじ５６８（図１８参照）と、ボールねじ５６８を回転駆動するモータ５６９（図１８参照）とを有しており、回転するボールねじ５６８のねじ送り作用により、第３ナット部５６７、ひいては第３支持部５６６をＺ軸の方向（上下方向）に移動させることが可能となっている。
【０１２８】
ここで、第１支持機構５４１、第２支持機構５５１、および第３支持機構５６１は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の３軸の方向に係合凹部５３１を移動自在に支持する支持機構を構成している。また、第１直動ガイド機構５４５、第２直動ガイド機構５５５、および第３直動ガイド機構５６５は、直動ガイド機構を構成している。このように、支持機構は、直動ガイド機構を有しているため、３軸の方向に延在するレールに沿って係合凹部５３１を滑らかにガタ無く移動させることができる。
【０１２９】
また、第１駆動装置５４２、第２駆動装置５５２、および第３駆動装置５６２は、３軸の方向に係合凹部５３１を移動させるための駆動装置を構成している。駆動装置は、モータ５４９，５５９，５６９の回転軸（図示せず）、ひいてはボールねじ５４８，５５８，５６８の回転角度位置を制御することにより、係合凹部５３１の移動制御を行うことができる。このような構成によれば、バリエーションを有するワークの種類ごとに異なる種々の位置に被把持部Ｗａ（図４参照）が形成されたワークＷに確実に対応することができる。また、３次元直交座標系は、極座標系よりも空間位置が把握し易く、ロボットティーチング等の作業もやり易くなるため、作業性が向上する。
【０１３０】
把持部位置決め機構５３０は、第１ブロック５４４、第２ブロック５５４、および第３ブロック５６４、ひいては係合凹部５３１の過可動を防止するストッパ５７１，５７２，５７３をそれぞれ有している。このような構成によれば、万一、各ブロック５４４，５５４，５６４、ひいては係合凹部５３１の走行異常が発生したとしても、各ブロック５４４，５５４，５６４、ひいては係合凹部５３１の移動がストッパ５７１，５７２，５７３で制限されるため、ワーク把持装置１（図９参照）や把持部位置決め装置５００の保護を図ることができる。
【０１３１】
また、把持部位置決め機構５３０は、係合凹部５３１のＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の３軸の方向の基準位置をそれぞれ検出する基準位置検出部５８１，５８２，５８３を有している。ここでは、基準位置検出部５８１，５８２，５８３は、リミットスイッチであり、第１支持部５４６、第２支持部５５６、および第３支持部５６６に設けられた被検出部と当接することにより、予め決められた係合部基準位置を検出する。さらに、把持部位置決め機構５３０は、係合凹部５３１のＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の３軸の方向の移動限界位置を検出するオーバーラン検出部を有している。符号５８４，５８５は、Ｙ軸の方向の限界位置を検出するオーバーラン検出部を例示しており、Ｘ軸、およびＺ軸の方向の限界位置を検出するオーバーラン検出部も同様に設けられている。また、把持部位置決め機構５３０は、ガイドポスト５２２にセットされるワーク把持装置１のガイド部材２２１を検出するガイド部材検出部５８６を有している。
【０１３２】
図１９に示すように、第３支持部５６６の上端に設けられた取付板５３５には、係合凹部５３１を有する係合部材５３２が取り付けられている。ここでは、係合凹部５３１は、複数種類のワークＷ（図４参照）に応じて、異なる径の円形断面を有する複数の凹部５３１ａ，５３１ｂ，５３１ｃから構成されており、係合部材５３２は、凹部５３１ａ，５３１ｂ，５３１ｃをそれぞれ有する複数の部材５３２ａ，５３２ｂ，５３２ｃから構成されている。部材５３２ａ，５３２ｂ，５３２ｃは、ねじ部材５３６により取付板５３５に固定されるフランジ部５３３ａ，５３３ｂ，５３３ｃと、フランジ部５３３ａ，５３３ｂ，５３３ｃの上面にそれぞれ形成される円柱部５３４ａ，５３４ｂ，５３４ｃとをそれぞれ備えており、円柱部５３４ａ，５３４ｂ，５３４ｃの上面中央に、所定深さの凹部５３１ａ，５３１ｂ，５３１ｃがそれぞれ形成されている。
【０１３３】
このような構成によれば、サイズの異なる複数の把持機構１１に適合するように、異なる径を有する複数の凹部５３１ａ，５３１ｂ，５３１ｃを事前に用意しておくことができる。これにより、把持機構１１（図９参照）のサイズがワークＷの種類によって異なる場合であっても対応可能となる。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、第３支持部５６６の取付板５３５に一種類のワークＷに対応する一つの凹部を備えた係合凹部が配設されるように構成されていてもよい。
【０１３４】
次に、把持部位置決め装置５００を用いて、ワーク把持装置１における把持機構１１をワークＷの種類に応じて移動させて位置決めする把持部位置決め方法について説明する。
【０１３５】
＜把持部位置決め方法＞
まず、ロボット１００を駆動させることにより、ロボットアーム１０１の先端部１０２に装着されたワーク把持装置１を移動させて、ワーク把持装置１のガイド部材２２１を、把持部位置決め装置５００のワーク把持装置位置決め部５２０のガイドポスト５２２に嵌合させる。これにより、ワーク把持装置１を把持部位置決め装置５００に対して位置決めする。ガイド部材検出部５８６がガイド部材２２１を検出することにより、ワーク把持装置１の把持部位置決め装置５００へのセットが完了したものと判断される。
【０１３６】
続いて、ベースユニット５１０に設けられた把持部位置決め機構５３０が、当該把持部位置決め機構５３０に備えられ把持機構１１と係合可能な係合凹部５３１を３次元移動させて、把持機構１１の先端が係合凹部５３１に挿入されるようにして係合凹部５３１を把持機構１１と係合させる。ここで、把持機構１１は、係合凹部５３１を内側から外側に向けて押圧して把持する。
【０１３７】
そして、把持機構１１をワーク把持装置１における３次元移動が許容された状態に設定する。続いて、把持部位置決め機構５３０が、把持機構１１と係合した係合凹部５３１をワークＷの種類に応じて当該ワークＷの被把持部Ｗａに対応した位置に移動させる。
【０１３８】
続いて、移動規制装置１３により３軸移動機構１２の移動を規制することで、把持機構１１をワーク把持装置１における３次元移動が規制された状態に設定する（ロックする）。ここで、把持機構１１は、係合凹部５３１の把持を解除する。ワーク把持装置１が複数の把持機構１１を備える場合、前記工程を繰り返す。これにより、ワーク把持装置１における把持機構１１が、ワークＷの種類に応じて移動させられて位置決めされる。
【０１３９】
次に、把持部位置決め機構５３０が、把持機構１１から係合凹部５３１を離間させ、係合凹部５３１を基準位置検出部５８１，５８２，５８３による検出位置まで移動させることにより予め決められた係合部基準位置に復帰移動させる。続いて、ロボット１００を駆動させることにより、ロボットアーム１０１の先端部１０２に装着されたワーク把持装置１を移動させて、把持部位置決め装置５００のワーク把持装置位置決め部５２０からワーク把持装置１を離間させ、ワーク把持装置１を予め決められた把持装置基準位置に復帰移動させる。
【０１４０】
このような構成によれば、ロボットアーム１０１に装着されたワーク把持装置１に備えられた把持機構１１を、ロボットやワーク把持装置１に把持機構１１を移動させるための駆動装置を設けることなく、ワークＷの種類の変更に応じて、移動させて位置決めすることにより、ワーク把持装置１における把持機構１１の位置を自動的に変更することが可能となる。したがって、ロボットアーム１０１の先端側を軽量化しながらバリエーションを有する種々のワークに対応することが可能となる。
【０１４１】
次に、前記のように構成されたワーク作業システムの全体的な動作について説明する。
＜ワーク作業システムの全体的な動作＞
前提として、複数のワークＷが載置されたパレット２０１を移動プレート２０９上に複数段積み重ねた状態で（図３参照）、ワークＷが倉庫２５０に保管されている。
【０１４２】
出庫装置２００は、ワークＷが載置されたパレット２０１を載せた移動プレート２０９をコンベア２０６により搬送することにより、倉庫２５０からワークＷを出庫する。コンベア２０６により搬送される移動プレート２０９は、パレット停留機構２０３により取出し位置２０２で停留させられる。
【０１４３】
このように移動プレート２０９が停留させられた状態で、ロボット１００は、ロボットアーム１０１に装着されたワーク把持装置１をワークＷの撮影位置に移動させ、検知装置２６０は、光照射部２６２により光が照射されたワークＷを、画像取得部２６１によりその陰影と共に撮影し、得られた画像からパレット２０１上に載置されたワークＷの姿勢及び位置を検知する。
【０１４４】
このとき、ワーク把持装置１に取り付けられているパレット吸着装置２３０の接続部２３１は、シリンダ装置２３９のロッド２３８を後退させることにより、支持プレート２２に接近する方向に折り畳んだ位置にあり、接続部２３１が折畳み状態であることが第２検知部２４３により検知される。
したがって、ワークＷの把持時やワークＷの姿勢及び位置の検知時等に、吸着部２３２がワークＷと干渉することを回避することが可能となる。しかも、簡易な折畳み構造により吸着部２３２を大きく変位させることができ、吸着部２３２とワークＷとの干渉を容易かつ確実に回避することが可能となる。
【０１４５】
続いて、検知装置２６０により得られた情報に基づいて、ロボット１００がワーク把持装置１の姿勢及び位置を変化させることにより、ワーク把持装置１をワークＷに正対させてワークを把持する。
したがって、特に合成樹脂製のパレット２０１を使用する場合にはワークＷの載置によってパレット２０１が撓んだり傷が付いたりし易いが、ワークＷが載置されたパレット２０１がたとえ傾いていたり僅かに凹凸を有していたりした場合でも、迅速かつ正確にワークＷの姿勢及び位置を検知できるため、ワーク把持装置１でワークＷをより確実に把持することが可能となる。
【０１４６】
しかも、ワークＷが載置されたパレット２０１が取出し位置２０２で停留させられるため、ロボット１００は、ワーク把持装置１でワークＷをより容易かつ確実に把持することが可能となる。
【０１４７】
続いて、ロボット１００は、ワーク把持装置１でワークＷを把持した状態でロボットアーム１０１をワーク受け部３００の方に旋回させて把持状態を解除することにより、ワークＷをワーク受け部３００まで移送する。
【０１４８】
パレット２０１上の複数のワークＷがすべてワーク受け部３００に移送されるまで、前記した動作が繰り返される。
そして、パレット２０１上にワークＷが無くなった場合、次の段にある複数のワークＷを移送するために、ロボット１００は、ロボットアーム１０１に装着されたワーク把持装置１を移動させて、ワーク把持装置１の支持プレート２２に接続された接続部２３１の先端に設けられた吸着部２３２により使用済みの空となったパレット２０１を吸着する。
したがって、ワーク把持装置１に取り付けられた吸着部２３２により、使用済みの空となったパレット２０１を、安価な構成で確実に保持して移送することが可能となる。
【０１４９】
このとき、ワーク把持装置１に取り付けられているパレット吸着装置２３０の接続部２３１は、シリンダ装置２３９のロッド２３８を進出させることにより、支持プレート２２に離間する方向に伸張した位置にあり、接続部２３１が伸張状態であることが第１検知部２４２により検知される。
したがって、パレット２０１の吸着時に、吸着部２３２がワークＷに近接する方向に変位するため、パレット２０１の吸着が容易となる。
【０１５０】
続いて、ロボット１００は、吸着部２３２でパレット２０１を吸着した状態でロボットアーム１０１をパレット回収機構２０４のパレット貯留部２１０の方に旋回させて把持状態を解除することにより、パレット２０１をパレット貯留部２１０の一対のパレット支持部２１４，２１４上まで移送する。続いて、ロボット１００は、次の段にある複数のワークＷの把持・移送と、その段にある複数のワークＷの把持・移送後におけるパレット２０１の吸着・移送とを繰り返す。
【０１５１】
そして、移動プレート２０９上のすべてのワークＷおよびパレット２０１が移送されると、例えば図示しないプッシャ等の移動手段により、空となった移動プレート２０９が、コンベア２０６上の取出し位置２０２から、一対のパレット支持部２１４，２１４の直下に対応するコンベア２０７上に移動させられる。続いて、一対のパレット支持部２１４，２１４が相互に離間移動されることにより、一対のパレット支持部２１４，２１４上に支持されていた複数のパレット２０１が移動プレート２０９上に落下して載置される。続いて、複数のパレット２０１が載置された移動プレート２０９がコンベア２０７により倉庫２５０に向けて搬送されることにより、パレット２０１の回収が行われる。
このように、空となったパレット２０１が回収されて倉庫２５０に戻されるため、パレット２０１が滞留することなく迅速に再使用に供され、効率がより良好となる。
【０１５２】
一方、ワーク受け部３００に移送されたワークＷは作業装置３１０に搬送され、作業装置３１０においてワークＷの洗浄、乾燥が行われる。また、ワークＷ′の出庫、把持、および移送についてもワークＷと同様に行われる。ワーク受け部３００′に移送されたワークＷ′は作業装置３１０′に搬送され、作業装置３１０′においてワークＷ′の洗浄、乾燥が行われる。
【０１５３】
洗浄、乾燥が行われたワークＷとワークＷ′とは、ワーク搬出装置３２０，３２０′により、作業装置３１０，３１０′から同期して搬出される。
したがって、ワーク搬出装置３２０，３２０′から搬出後の工程で複数のワークＷ，Ｗ′が必要な場合、これらが同期して搬出されると便利であり、効率がより良好となる。例えば、トランスミッションの組立工程では、トランスミッション１個の組立にトルクコンバータケースとトランスミッションケースとが各々１個必要なため、ばらばらに搬出されるよりもトルクコンバータケースとトランスミッションケースとが同期して搬出される方が、後工程での組立作業に便利である。
【０１５４】
前記したように、本実施形態のワーク作業システムは、ワークＷ，Ｗ′を載置し得るパレット２０１と、パレット２０１上に載置されたワークＷ，Ｗ′を倉庫２５０から出庫する出庫装置２００，２００′と、出庫装置２００，２００′により出庫されパレット２０１上に載置されたワークＷ，Ｗ′の姿勢及び位置を検知する検知装置２６０と、ロボットアーム１０１、及び当該ロボットアーム１０１に装着されてワークＷ，Ｗ′を把持機構１１で把持するワーク把持装置１，１′を備え、検知装置２６０により検知されたワークＷ，Ｗ′の姿勢及び位置に基づいてワーク把持装置１，１′の姿勢及び位置を変化させ、パレット２０１上のワークＷ，Ｗ′を把持機構１１で把持して移送するロボット１００，１００′と、ロボット１００，１００′により移送されるワークＷ，Ｗ′を受けるワーク受け部３００，３００′と、ワーク受け部３００，３００′に受容されたワークに対して作業を施す作業装置３１０，３１０′と、を備えている。
【０１５５】
本実施形態によれば、倉庫２５０からパレット２０１上に載置された状態で出庫されるワークＷ，Ｗ′の姿勢及び位置を検知装置２６０が検知し、検知された情報に基づいてロボット１００，１００′がワーク把持装置１，１′の姿勢及び位置を変化させることにより、ワーク把持装置１，１′をワークＷ，Ｗ′に正対させてワークＷ，Ｗ′を確実に把持し、ワーク受け部３００，３００′に向けて移送して、作業装置３１０，３１０′が当該ワークＷ，Ｗ′に作業を施す。
したがって、倉庫２５０からワークＷ，Ｗ′を出庫し、出庫したワークＷ，Ｗ′を移送して当該ワークＷ，Ｗ′に作業を施す一連の工程を、効率良く確実に自動で行うワーク作業システムを提供できる。
【０１５６】
また、本実施形態では、ロボットが複数設けられており、ロボット１００はワークＷを把持し、ロボット１００′はワークＷ′を把持する。
このような構成によれば、複数のロボット１００，１００′が用意され、各ロボットは、各ワーク把持装置でワークをそれぞれ把持してワーク受け部に移送することができる。結果的に、複数のワークを同時に作業装置に送り込むことが可能であり、効率がより良好となる。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、単一のロボットが単一のワークを把持する場合にも適用可能である。
【０１５７】
また、本実施形態では、ロボット１００はワークＷを把持するワーク把持装置１を備え、ロボット１００′はワークＷとは異なるワークＷ′を把持するワーク把持装置１′を備えており、ワーク把持装置１とワーク把持装置１′とは異なるものである。
このような構成によれば、複数のロボット１００，１００′が用意され、各ロボットは、異なるワーク把持装置で異なるワークをそれぞれ把持してワーク受け部に移送することができる。結果的に、複数の異なるワークを同時に作業装置に送り込むことが可能であり、例えば或る製品が複数の異なるワークを構成要素として有している場合、複数の異なるワークに同時に作業を施すことができ、効率がより良好となる。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、複数のロボットが同一のワークを把持する場合にも適用可能である。
【０１５８】
次に、前記した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成（変形例）に関して説明する。前述した実施形態と同様の構成および作用は、以下の実施形態に取り込まれるものとして詳細な説明を適宜省略し、相違する点について主に説明する。
＜変形例＞
【０１５９】
例えば、前記した実施形態においては、被把持部ＷａがワークＷに形成された貫通穴等の凹部であり、凹部を内側から外側に向けて押圧して把持するインナータイプの把持機構を採用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、被把持部がボス等の凸部である場合には、凸部を外側から内側に向けて押圧して把持するコレットチャック方式のアウタータイプの把持機構を採用することもできる。
【０１６０】
図２０は、ワークの被把持部がボス等の凸部である場合に使用される把持部位置決め装置の係合凸部を有する係合部材の周辺を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【０１６１】
図２０（ａ）（ｂ）に示すように、第３支持部５６６の上端に設けられた取付板５３５には、係合凸部５９１を有する係合部材５９２が取り付けられている。ここでは、係合凸部５９１は、複数種類のワークに応じて、異なる径の円形断面を有する複数の凸部５９１ａ，５９１ｂ，５９１ｃから構成されており、係合部材５９２は、凸部５９１ａ，５９１ｂ，５９１ｃをそれぞれ有する複数の部材５９２ａ，５９２ｂ，５９２ｃから構成されている。部材５９２ａ，５９２ｂ，５９２ｃは、ねじ部材５３６により取付板５３５に固定されるフランジ部５９３ａ，５９３ｂ，５９３ｃをそれぞれ備えており、フランジ部５９３ａ，５９３ｂ，５９３ｃの上面に、所定高さの凸部５９１ａ，５９１ｂ，５９１ｃがそれぞれ形成されている。
【０１６２】
このような構成によれば、サイズの異なる複数の把持機構に適合するように、異なる径を有する複数の凸部５９１ａ，５９１ｂ，５９１ｃを事前に用意しておくことができる。これにより、把持機構のサイズがワークの種類によって異なる場合であっても対応可能となる。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、第３支持部５６６の取付板５３５に一種類のワークに対応する一つの凸部を備えた係合凸部が配設されるように構成されていてもよい。
【０１６３】
前記したように、把持機構と係合可能な係合部は、把持機構がワークの被把持部を外側から内側に向けて押圧して把持するアウタータイプの場合には係合凸部５９１とし、把持機構がワークの被把持部を内側から外側に向けて押圧して把持するインナータイプの場合には係合凹部５３１とすることができる。
【０１６４】
このように構成すれば、把持機構がアウタータイプ、インナータイプ、あるいはこれらの両タイプが混在する場合にも対応することができる。また、複雑な構造のワークの把持にも対応することができる。
【０１６５】
なお、ワークの被把持部が凸部である場合に、当該凸部は、前記したボス等の円柱形状に限定されるものではなく、リブ等の直方体形状（衝立形状）であってもよい。この場合、把持機構は、リブ等の直方体形状の凸部の相対する２面を挟むように外側から内側に向けて押圧してワークを把持するものであり、この把持機構と係合可能な把持部位置決め機構の係合凸部は、ワークの被把持部であるリブ等の直方体形状の凸部に対応した形状に形成される。
【０１６６】
また、前記した実施形態では、把持機構１１をワークＷの被把持部Ｗａに位置合わせしておくことで、被把持部Ｗａの位置が異なる種々のワークＷに柔軟に対応可能なワーク把持装置１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば把持機構１１の位置が固定され同一種類のワークＷにのみ対応可能なワーク把持装置がロボットアーム１０１に装着される場合にも適応可能である。この場合、作業対象のワークＷの種類が変更になるときには、ロボットアーム１０１に装着されるワーク把持装置が交換される。
【０１６７】
図２１は、変形例に係るパレット吸着装置を示す正面図である。
図２１に示すように、変形例に係るパレット吸着装置２４４は、支持プレート２２に接続される接続部２４５と、当該接続部２４５の先端に設けられた吸着部２３２と、を備えている。パレット吸着装置２４４の接続部２４５は、接続部２４５における吸着部２３２の設置部位が変位可能に構成されている。具体的には、接続部２４５は、支持プレート２２に固定されるシリンダ装置２４７と、シリンダ装置２４７に備えられる進退移動可能なロッド２４６の先端に固定される取付け部２４８とを有している。シリンダ装置２４７としては、例えばエアシリンダが使用される。
【０１６８】
このような構成によれば、パレット吸着装置２４４は、より簡易な構成により、接続部２４５を伸張した位置（図２１において二点差線で示す）と収縮した位置（図２１において実線で示す）との間で変位させることができる。
【０１６９】
図２２は、変形例に係るワーク把持装置でワークを挟持する様子を示す要部拡大平面図である。図２３は、図２２に示されるワーク把持装置の全体構成を示す断面図である。
図２２および図２３に示すように、ワーク把持装置６０１は、ロボット１００のロボットアーム１０１の先端部１０２に装着して種々のバリエーションを有するワークＷのリブＲを挟持して保持する保持装置として好適に使用することができる。
【０１７０】
具体的には、例えば、２種類のワークＷ，Ｗ′に形成されたリブＲ，Ｒ′の位置や形状がそれぞれ異なり、第１の被挟持部Ｗ１，Ｗ１′では位置と形状（リブの向き）が一致するが、第２の被挟持部Ｗ２，Ｗ２′では位置と形状（リブの向き）が一致しない場合について以下説明する。なお、図２２および図２３においては、ワークＷ，Ｗ′は、物品としては同一の機能を有する例えばトランスミッションケースであるが、製品のバリエーションに応じて種類（型式）が異なるものを想定している。
【０１７１】
ワーク把持装置６０１は、支持プレート２２に配設されワークＷの第１の被挟持部Ｗ１（図２を併せて参照）を挟持する固定フィンガー６１１およびワークＷの第２の被挟持部Ｗ２を挟持する可動フィンガー６１２を有する把持部と、可動フィンガー６１２を回動自在に支持する回動装置７と、この回動装置７を移動自在に支持する移動装置である直線移動装置８と、この直線移動装置８による移動を規制する移動規制装置８１と、を備えている。
【０１７２】
固定フィンガー６１１は、支持プレート２２に固定された取付ブラケット６１１ａと、フィンガー駆動機構６１１ｂと、被挟持部Ｗ１，Ｗ１′を挟持する一対の挟持フィンガー６１１ｃ，６１１ｃと、挟持フィンガー６１１ｃに装着された緩衝部材６１１ｄと、を備えている。フィンガー駆動機構６１１ｂは、挟持フィンガー６１１ｃを駆動するための機構であり、汎用的な機構であるため図示は省略するが、挟持フィンガー６１１ｃを開閉自在に支持する支持機構や挟持フィンガー６１１ｃを開閉するエアシリンダ等の駆動機構を備えて構成されている。
【０１７３】
一対の挟持フィンガー６１１ｃ，６１１ｃは、互いに向かい合わせに対峙して配設され、それぞれが水平方向に移動して進退することで開閉し、被挟持部Ｗ１を開放（アンクランプ）したり、挟持（クランプ）したりすることができるようになっている。緩衝部材６１１ｄは、可撓性を有するウレタンゴム等からなり、被挟持部Ｗ１を挟持した際に、被挟持部Ｗ１の損傷を防止しながら摩擦抵抗を増大させて強固に挟持することができるようになっている。
【０１７４】
可動フィンガー６１２は、回動装置７に固定する取付ブラケット６１２ａと、フィンガー駆動機構６１２ｂと、被挟持部Ｗ２，Ｗ２′を挟持する一対の挟持フィンガー６１２ｃ，６１２ｃと、挟持フィンガー６１２ｃに装着された緩衝部材６１２ｄと、を備え、挟持フィンガー６１２ｃ，６１２ｃが回動装置７により水平方向で回動したり、直線移動装置８により水平方向（図２３の左右方向）で移動したりすることができるようになっている。取付ブラケット６１２ａ、フィンガー駆動機構６１２ｂ、挟持フィンガー６１２ｃ、および緩衝部材６１２ｄの構成については、固定フィンガー６１１のものと同様である。
【０１７５】
回動装置７は、直線移動装置８に支持された状態で支持プレート２２に配設され、可動フィンガー６１２を回動自在に支持する装置である。可動フィンガー６１２は、平面視において、回動装置７に備えられた第１のばね部材（図示せず）により回動方向の反時計回りに付勢され、第２のばね部材（図示せず）により時計回りに付勢されている。かかる構成により、可動フィンガー６１２は、ワークＷ′の被挟持部Ｗ２′を挟持しようとして被挟持部Ｗ２′に挟持力を付与する際に、被挟持部Ｗ２′から反作用的に回動力を受けて、挟持フィンガー６１２ｃ，６１２ｃの挟持方向がワークＷ′の被挟持部Ｗ２′の形状に適合するように回動する機能を奏する。
【０１７６】
直線移動装置８は、支持プレート２２に配設され、回動装置７に支持された可動フィンガー６１２を被挟持部Ｗ２から被挟持部Ｗ２′まで直線移動自在に支持する装置である。直線移動装置８は、支持プレート２２に配設されたガイドレール８２と、ガイドレール８２に支持されたホルダ８３と、ホルダ８３の移動を規制する移動規制手段である移動規制装置８１と、ホルダ８３に固定され回動装置７を支持する支持部材８４と、支持部材８４を直線移動させる駆動源であるエアシリンダ８５と、支持部材８４の移動端を規制する前進端ストッパ８６ａおよび後退端ストッパ８６ｂと、を備えている。
【０１７７】
このような構成によれば、ワークにおける例えばリブ等の被挟持部を２箇所で挟持するため、バリエーションを有する種々のワークを確実に保持して搬送することができる。また、フィンガーの位置をワークの被挟持部に合わせて移動させるとともに、フィンガーを回動させて挟持する方向を適宜調整することができるため、ワークの被挟持部の位置や形状の向きが異なる種々のワークに柔軟に対応して、確実にワークの被挟持部を挟持することができる。
【０１７８】
また、前記した実施形態では、作業装置３１０がワークＷをエアや液体により洗浄し乾燥する装置であるため、ワーク受け部３００はワークＷが載置されるワーク載置部であってローラコンベアで構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。ワーク受け部は、例えば、ワークＷを位置決めする位置決め部が固定して設けられた専用受け治具（図示せず）、あるいはワークＷを位置決めする位置決め部が移動可能に設けられた共用受け治具（図示せず）であってもよい。なお、共用受け治具は、ワークＷの種類が多い場合に適用されるのが好ましい。この場合、専用受け治具や共用受け治具にセットされたワークＷは、精密な位置決めが必要とされる例えば加工装置等の作業装置に向けて搬送される。
【０１７９】
以上、本発明について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、前記実施形態（変形例を含む）に記載した構成に限定されるものではなく、前記した構成を適宜組み合わせ乃至選択することを含め、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【符号の説明】
【０１８０】
１，１′    ワーク把持装置
２    姿勢制御装置
３    弾性機構
４    変位検知手段
５    サポートシャフト
６    姿勢検知装置
７    回動装置
８    直線移動装置
１１    把持機構
１３    移動規制装置
２１    固定プレート
２２    支持プレート
６３    検知手段
１００，１００′    ロボット
１０１    ロボットアーム
２００，２００′    出庫装置
２０１    パレット
２０１ｂ    ワーク載置面
２０１ａ    突起
２０２    取出し位置
２０３    パレット停留機構
２０４    パレット回収機構
２３０，２４４    パレット吸着装置
２３１，２４５    接続部
２３２    吸着部
２３５    折畳み装置
２５０    倉庫
２６０    検知装置
３００，３００′    ワーク受け部
３１０，３１０′    作業装置
３２０，３２０′    ワーク搬出装置
５３０    把持部位置決め機構
６０１    ワーク把持装置
６１１    固定フィンガー
６１２    可動フィンガー
Ｗ，Ｗ′    ワーク
Ｗ１，Ｗ１′，Ｗ２，Ｗ２′    被挟持部
Ｗａ    被把持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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