(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定経路を移動して荷を搬送する自走台車上に前記荷の移載手段としてロボットが設けられており、前記ロボットは、前記自走台車に設けられた本体と、この本体の上部に一端が水平に回転自在に取付けられた第１アームと、この第１アームの他端下部に一端が水平に回転自在に取付けられた第２アームと、この第２アームの他端下部に中心が水平に回転自在に取付けられた荷の挟持体を備え、このロボットにより所定の姿勢の荷を旋回させながら前記一定経路に沿って設けられた荷収納空間へ移載させるロボットによる荷の移載方法であって、
前記荷収納空間の前方に、前記一定経路に対して９０°旋回された荷の正面の先端と前記荷収納空間の先端との距離を一定値とする荷の仮想空間を形成し、
前記仮想空間に荷を移動させる前記第１アームと前記第２アームの旋回角度を求め、これら求めた旋回角度から荷が前記一定経路に対して９０°旋回する前記挟持体の旋回角度を求め、
前記求めた旋回角度となるように、前記第１アーム、前記第２アームおよび前記挟持体を旋回させることにより、荷を前記仮想空間内に移動させ、
前記荷の中心位置を前記荷収納空間の中心線上に沿って前記荷収納空間に移動させて荷を移載すること
を特徴とするロボットによる荷の移載方法。
【請求項２】
請求項１の荷の移載方法による荷の軌跡を実現する１命令語を備えたこと
を特徴とするロボット制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の姿勢の荷を旋回させながら所定の空間へ荷を移載させるロボットによる荷の移載方法およびそのロボット制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の上記ロボットによる荷の移載方法を、図面に基づいて説明する。
図５において、１は一定経路２を移動して荷３を搬送する自走台車であり、この自走台車１上には荷３の移載手段としてロボット４が設けられている。また一定経路２に沿って荷３を移載する所定空間として、ラックの支柱５間に形成された荷収納空間６が設けられており、前記ロボット４により自走台車１上の荷３が荷収納空間６へ移載される。
【０００３】
上記ロボット４は、昇降自在に自走台車１に垂直に設けられた本体11と、この本体11の上部に一端が水平に回転自在に取付けられた第１アーム12と、この第１アーム12の他端下部に一端が水平に回転自在に取付けられた第２アーム13と、この第２アーム13の他端下部に中心が水平に回転自在に取付けられた荷３の挟持体14から形成されている。このロボット４の制御装置は自走台車１に内蔵されている。
【０００４】
上記構成により、荷３の一方の長さが自走台車１の載置面の左右の長さより長い場合、自走台車１は、荷３が自走台車１の載置面より飛び出して他の装置などに接触しないように、一定経路２の方向に荷３の長さ方向を合わせて載置して搬送し、目的の荷収納空間６に到着すると、ロボット４を使用して荷３を旋回して荷３を荷収納空間６へ移載する。このとき、第１アーム12と第２アーム13をラック側へ移動させ、同時に挟持体14を回転させると、荷３が支柱５に接触する恐れがある。そこで、ロボット制御装置により、図６に示す手順により荷３を移載している。
ステップ−１
まず、図６（ａ）に示すように、自走台車１が、荷収納空間６の中心線上に荷３の中心が位置するように停止すると、本体11を上昇させて荷３を持ち上げる。ステップ−２
次に、第１アーム12と第２アーム13を回転駆動させて、図６（ｂ）に示すように、荷３をラックとは反対側へ移動させる。このとき、荷３の中心は荷収納空間６の中心線上にあるように、かつ荷３を旋回させても荷３が自走台車１上からラック側へ飛び出すことのない位置まで移動させる。
ステップ−３
次に、図６（ｃ）に示すように、挟持体14を回転させて荷３を、荷３の正面が荷収納空間６を向くように、旋回させる（略９０°旋回させる）。
ステップ−４
次に、第１アーム12と第２アーム13を、荷３の中心が荷収納空間６の中心線上にあるように荷３をラック側へ移動させ、図６（ｄ）に示すように、荷３を荷収納空間６上へ移動させる。
ステップ−５
この後、本体11を下降させて荷収納空間６上へ荷３を降ろし、挟持体14を駆動して荷３を離脱させる。
【０００５】
この手順によれば、荷３が支柱５に接触する恐れを回避することができる。またこの手順を実現するため、ロボット制御装置には、ステップ−２を実現する「直線命令」、ステップ−３を実現する「姿勢確定命令」、ステップ−４を実現する「直線命令」がプログラムされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記ロボット４による荷の移載方法では、荷３を旋回させる前に、ステップ−２により第１アーム12と第２アーム13をラックとは反対側へ移動させる時間、そして一旦停止させる時間が必要なために、移載にかかる時間が長くなり、作業効率が悪くなるという問題が発生する。
【０００７】
また図７に実線で示すように、荷３の移動時の速度に差がでるために、荷３に大きな振動が発生する恐れがあった。
そこで、本発明は、支柱などの障害物に接触する恐れを回避できるとともに、移載時間を短縮することができるロボットによる荷の移載方法およびそのロボット制御装置を提供することを目的としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、一定経路を移動して荷を搬送する自走台車上に前記荷の移載手段としてロボットが設けられており、前記ロボットは、前記自走台車に設けられた本体と、この本体の上部に一端が水平に回転自在に取付けられた第１アームと、この第１アームの他端下部に一端が水平に回転自在に取付けられた第２アームと、この第２アームの他端下部に中心が水平に回転自在に取付けられた荷の挟持体を備え、このロボットにより所定の姿勢の荷を旋回させながら前記一定経路に沿って設けられた荷収納空間へ移載させるロボットによる荷の移載方法であって、前記荷収納空間の前方に、前記一定経路に対して９０°旋回された荷の正面の先端と前記荷収納空間の先端との距離を一定値とする荷の仮想空間を形成し、前記仮想空間に荷を移動させる前記第１アームと前記第２アームの旋回角度を求め、これら求めた旋回角度から荷が前記一定経路に対して９０°旋回する前記挟持体の旋回角度を求め、前記求めた旋回角度となるように、前記第１アーム、前記第２アームおよび前記挟持体を旋回させることにより、荷を前記仮想空間内に移動させ、前記荷の中心位置を前記荷収納空間の中心線上に沿って前記荷収納空間に移動させて荷を移載することを特徴とするものである。
【０００９】
上記方法によれば、荷は自走台車の載置面から荷収納空間の前方の仮想空間に位置するように移動され、続いて、荷収納空間の中心線に沿って移動され、荷収納空間に移載される。このように、荷収納空間の前に仮想空間を設置し、この仮想空間を通過するように、荷を移動させることによって、荷の障害物への接触が回避されるとともに、荷の無用な搬送の動きや停止がなくなり、搬送時間が短縮される。また従来と比較して、搬送速度に変動が少なくなり、振動の発生が抑えられる。
【００１０】
また請求項２記載の発明は、ロボット制御装置に、請求項１の荷の移載方法による荷の軌跡を実現する１命令語を備えたことを特徴とするものである。
上記構成によれば、従来のような３つの命令をプログラムする必要がなくなり、１命令でプログラムすることができ、作業能率が改善される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、従来例の図５と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００１２】
図２は本発明の実施の形態におけるロボット制御装置の制御構成図である。
図２において、21は自走台車１に内蔵されたロボット制御装置、22は本体11の昇降用モータ、23は第１アーム12の旋回用モータ、24は第２アーム13の旋回用モータ、25は挟持体14の旋回用モータ、26は挟持体14の開閉用モータであり、これらモータ22〜26はそれぞれドライバ27〜31を介してロボット制御装置21によりパルス駆動される。なお、上記モータ22〜26はサーボモータにより構成されている。
【００１３】
またこれらモータ22〜26にはそれぞれその回転軸にエンコーダ32〜36が連結されており、これらエンコーダ32〜36から出力されたパルスはそれぞれカウンタ37〜41により入力されている。
【００１４】
カウンタ37は、昇降用モータ22のエンコーダ32の出力パルスをカウントしており、本体11の昇降位置、すなわち自走台車１の上面（荷３の載置面）からの第１アーム12の高さ位置を検出している。またカウンタ38は、第１アーム旋回用モータ23のエンコーダ33の出力パルスをカウントしており、一定経路２方向を０°として第１アーム12の旋回角度αを検出している。またカウンタ39は、第２アーム旋回用モータ24のエンコーダ34の出力パルスをカウントしており、第１アーム12の長さ方向を０°として第２アーム13の旋回角度βを検出している。さらにカウンタ40は、挟持体旋回用モータ25のエンコーダ35の出力パルスをカウントしており、第２アーム13の長さ方向を０°として挟持体14の旋回角度γを検出している。またカウンタ41は、挟持体開閉用モータ26のエンコーダ36の出力パルスをカウントしており、挟持体14の開閉度を検出している。
【００１５】
これらカウンタ37〜41の検出データはロボット制御装置21へ入力されている。以下、ロボット制御装置21による荷３の移載方法を図３を参照しながら説明する。なお、図１（ａ）に示すように、荷３の中心が、移載先の荷収納空間６の中心線上にあるように、自走台車１は停止しているものとする。また図４に示すように、第１アーム12と第２アーム13の長さＪ，Ｋは予めわかっていることから、移載先の荷収納空間６の中心線上の荷３の中心の位置が設定されると、上記第１アーム12と第２アーム13の旋回角度α，βを求めることができ、これら旋回角度α，βから荷３が一定経路２に対して９０°旋回する挟持体14の旋回角度γを求めることができる。これら旋回角度α，β，γとなるように制御すれば、移載先の荷収納空間６の中心線上に荷３の中心が位置し、かつ荷３が一定経路２に対して９０°旋回しているように制御することができる。
ステップ−１
ロボット制御装置21は、自走台車１の上位のコンピュータ（図示せず）より移載指令信号と荷３の長さＬを入力すると、ドライバ27を介して昇降用モータ22へ上昇パルスを出力して、第１アーム12を上昇させる。そして、カウンタ37により検出される第１アーム12の高さデータが一定の高さとなると、パルスの出力を終了する。
ステップ−２
次に、図１（ａ）に２点鎖線で示すように、荷収納空間６の前に仮想空間Ｓを設定する。この仮想空間Ｓは、図４に示すように、一定経路２に対して９０°旋回された荷３の正面の先端が荷収納空間６の先端との距離をｄ（一定値）とする空間であり、入力した荷３の長さＬの１／２の位置にある荷３の中心位置を求める。
ステップ−３
次に、仮想空間Ｓに荷３を移動させる第１アーム12と第２アーム13の旋回角度α，β、さらにこれら旋回角度α，βから荷３が一定経路２に対して９０°旋回する挟持体14の旋回角度γをテーブルにより求める。
ステップ−４
次にドライバ28，29，30を介してモータ23，24，25へ駆動パルスを出力して、第１アーム12，第２アーム13，挟持体14を旋回する。そして、それぞれの旋回角度が上記ステップ−２で求めた旋回角度α，β，γとなると、パルスの出力を終了する。このとき、荷３は図１（ｂ）に示すように仮想空間Ｓ内に移動される。
ステップ−５
次に、荷３の中心位置を荷収納空間６の中心線上に沿って、一定量だけ荷収納空間６へ移動させた位置を設定する。
ステップ−６
ステップ−４で設定した荷３の中心位置が、荷収納空間６内の荷３の移動終了位置（荷３の中心が長さＬの１／２だけ充分に荷収納空間６内に移動した位置）まで移動したかを確認する。
ステップ−７
移動していないとき、この位置の旋回角度α，β，γをテーブルにより求めてステップ−３へ戻る。
ステップ−８
ステップ−６により移動を確認すると、すなわち図１（ｃ）に示すように、荷３が荷収納空間６内に移動すると、ドライバ27を介して昇降用モータ22へ下降パルスを出力して、第１アーム12を下降させる。そして、カウンタ37の第１アーム12の高さデータが０となると、パルスの出力を終了する。
ステップ−９
次に、ドライバ31を介して挟持体開閉用モータ26へ駆動パルスを出力し、カウンタ41が検出している長さが増加すると、パルスの出力を終了する。
【００１６】
上記ロボット制御装置21による荷３の移載方法により、荷３は自走台車１の載置面から持ち上げられ、荷収納空間６の前の仮想空間Ｓに位置するように移動され、続いて、荷収納空間６の中心線に沿って移動され、荷収納空間６内に移動すると、荷収納空間６へ降ろされ、よって荷収納空間６に荷３が移載される。
【００１７】
このように、荷収納空間６の前に仮想空間Ｓを設置し、この仮想空間を通過するように、荷３を移動させることによって、荷３の障害物（支柱５）への接触を回避できるとともに、荷３の無用な搬送の動きや停止がなくなり、搬送時間を短縮することができる。また従来と比較して、図７に破線で示すように、搬送速度に変動が少なくなり、振動の発生を抑えることができる。
【００１８】
また、上記仮想空間Ｓを通過する荷３の軌跡を実現する命令語を作成すれば、ロボット制御装置21に、従来のような３つの命令をプログラムする必要がなくなり、１命令でプログラムすることができ、作業能率を改善することができる。
【００１９】
なお、荷３の長さＬが一定であれば、上位のコンピュータから荷３の長さを出力する必要はなく、ロボット制御装置21内に予め設定しておくことができる。
【００２０】
以上述べたように本発明によれば、所定空間の前方の仮想空間において、荷は旋回された所定の姿勢とされるように移動されることにより、所定空間の左右に隣接する空間を荷が通過し、支柱などに接触することを回避でき、さらに荷の無用な搬送の動きや停止をなくすことができ、搬送時間を短縮することができ、また従来と比較して、搬送速度に変動が少なくなり、振動の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるロボット制御装置による荷の移載方法の説明図である。
【図２】同ロボット制御装置の制御構成図である。
【図３】同ロボット制御装置の制御フローチャートである。
【図４】同ロボット制御装置の荷の移載方法の説明図である。
【図５】ロボットを備えた自走台車の斜視図である。
【図６】従来のロボット制御装置による荷の移載方法の説明図である。
【図７】ロボット制御装置による荷の移載時の荷の移送速度の特性図である。
【符号の説明】
１    自走台車
２    一定経路
３    荷
４    ロボット
５    支柱（障害物）
６    荷収納空間（荷を移載する所定の空間）
11    本体
12    第１アーム
13    第２アーム
14    挟持体
21    ロボット制御装置
Ｌ    荷長
Ｓ    仮想空間
【図１】
0003669173.tif 000002
【図２】
0003669173.tif 000003
【図３】
0003669173.tif 000004
【図４】
0003669173.tif 000005
【図５】
0003669173.tif 000006
【図６】
0003669173.tif 000007
【図７】
0003669173.tif 000008