(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送するワークを把持する把持部と、
前記把持部を鉛直方向の軸線の周りに旋回させる旋回駆動源と、
前記把持部を鉛直方向に昇降させる昇降駆動源と、
前記把持部を所定の水平方向に移動させる水平駆動源と、
前記把持部を鉛直方向に昇降させる際の重力による負荷を緩和する駆動力を供給するアシスト駆動源と、
前記把持部の水平方向の移動を停止させる水平移動制動機構と、
前記旋回駆動源、昇降駆動源、水平駆動源、アシスト駆動源及び水平移動制動機構の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、所定の停止信号が入力されたことに応答して、前記アシスト駆動源の動作状態を維持したまま前記旋回駆動源、昇降駆動源及び水平駆動源の動作を停止させ、その後の所定のタイミングにおいて前記水平移動制動機構を動作させることを特徴とする搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを搬送するための搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マニピュレータによりワークを搬送する搬送装置において、障害物その他の物体と接触する等の干渉が生じた場合にその衝撃を軽減する方法として、駆動源であるサーボモータに駆動方向と逆向きの負荷を与えて急激な制動力を生じさせることが知られている。
【０００３】
また、アシスト搬送用アクチュエータを備えた搬送装置においては、目的位置で搬送を停止する際の衝撃や停止音を軽減するために、搬送停止時にアクチュエータの駆動が停止した後でアクチュエータのブレーキを作動させることが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術によれば、ワークを搬送する装置において、干渉時の衝撃を軽減するためにサーボモータに急激な制動力を生じさせたとしても、マニピュレータが停止するまでに干渉物に接触することによって干渉物を他の物体との間に挟んだ状態とするおそれがある。そこで、このような干渉物の挟み込みを防止するために、上記アシスト搬送装置のように駆動源が停止した後でブレーキを作動させることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、アシスト搬送の搬送停止時の場合とは異なり、ワーク搬送における干渉物との干渉時には、搬送装置は干渉物からの反力を受ける。また、干渉の仕方も種々であり、その仕方に応じて種々の方向から種々の大きさで反力を受ける可能性がある。したがって、アシスト搬送の搬送停止時の衝撃軽減技術を、そのまま搬送装置が干渉物と干渉するときの停止時に適用しても、良好な効果を得るのは困難である。
【０００７】
本発明は、かかる問題に鑑み、緊急停止時に干渉物を他の物体との間に挟みこむような衝撃を与えることなく、搬送動作を停止できるようにした搬送装置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】
【０００８】
本発明の搬送装置は、搬送するワークを把持する把持部と、前記把持部を鉛直方向の軸線の周りに旋回させる旋回駆動源と、前記把持部を鉛直方向に昇降させる昇降駆動源と、前記把持部を所定の水平方向に移動させる水平駆動源と、前記把持部を鉛直方向に昇降させる際の重力による負荷を緩和する駆動力を供給するアシスト駆動源と、前記把持部の水平方向の移動を停止させる水平移動制動機構と、前記旋回駆動源、昇降駆動源、水平駆動源、アシスト駆動源及び水平移動制動機構の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、所定の停止信号が入力されたことに応答して、前記アシスト駆動源の動作状態を維持したまま前記旋回駆動源、昇降駆動源及び水平駆動源の動作を停止させ、その後の所定のタイミングにおいて前記水平移動制動機構を動作させることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、所定の停止信号が入力されたとき、水平駆動源、昇降駆動源及び旋回駆動源は動作を停止する。このため、その後、ワークや把持部の上記所定の水平方向への移動（以下、「水平移動」という。）及び鉛直方向への移動（以下、「昇降移動」という。）、並びに鉛直方向の軸線の周りの旋回（以下、「旋回移動」という。）に関連する各部の抵抗により、水平移動、昇降移動及び旋回移動の速度は減速する。
【００１０】
一方、アシスト駆動源は、停止信号が入力された後も動作状態を維持する。そして、その後の所定のタイミングにおいて水平移動制動機構が動作すると、水平移動は停止する。この停止信号の入力から所定のタイミングに至るまでの間に、ワークや把持部が干渉物と接触した場合には、ワークや把持部は、干渉物からの反力として、水平移動、昇降移動及び旋回移動の各方向の成分の力を受ける。
【００１１】
この場合、水平移動については、水平移動方向の反力成分の大きさや持続期間に応じ、水平移動の減速が促進し、又は水平移動が停止し、あるいはさらに逆方向への水平移動を経て水平移動が停止する。また、昇降移動については、アシスト駆動源により昇降移動の負荷が軽減されるので、昇降移動方向の反力成分の大きさや持続期間に応じ、容易に昇降移動が行われる。
【００１２】
また、旋回移動については、旋回方向の反力成分の大きさや持続期間に応じ、旋回移動の減速が促進し、又は旋回移動が停止し、あるいはさらに逆方向への旋回移動を経て旋回移動が停止する。
【００１３】
このように、停止信号が入力された後、所定のタイミングに至るまでの間に、干渉物と接触した場合には、干渉物からの反力を受け入れつつ、水平移動、昇降移動及び旋回移動が減速し、停止するので、搬送装置は、緊急停止時に干渉物を他の物体との間に挟みこむような衝撃を与えることなく、搬送動作を停止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る搬送装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１の搬送装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】図２の制御部による停止処理を示すフローチャートである。
【図４】図１の搬送装置における水平移動の減速の様子を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１に示すように、実施形態の搬送装置１は、搬送するワークＷを把持する把持部２と、把持部２を鉛直な旋回軸の周りのＲ方向に旋回自在に保持して旋回移動させるＲ軸ユニット３と、Ｒ軸ユニット３を保持し、鉛直なＨ方向に昇降移動させるＨ軸ユニット４と、Ｈ軸ユニット４を水平なＴ方向に案内するＴ軸ユニット５と、装置の各部を制御する制御部６（図２参照）とを備える。
【００１６】
ワークＷとしては、例えば、車両の組立て工程において供給されるサスペンションアセンブリが該当する。把持部２は、ワークＷを下方から支持して把持する。
【００１７】
Ｒ軸ユニット３は、把持部２を旋回移動させる旋回駆動源７と、把持部２の旋回移動を停止させ、旋回軸に固定された状態とする旋回移動制動機構８（図２参照）とを備える。旋回駆動源７は、例えば、サーボモータにより構成される。
【００１８】
Ｈ軸ユニット４は、Ｒ軸ユニット３を昇降移動させる昇降駆動源９と、この昇降移動における昇降駆動源９の負荷を緩和するアシスト駆動源１０と、Ｒ軸ユニット３の昇降移動を停止させ、Ｒ軸ユニット３をＨ軸ユニット４に固定された状態とする昇降移動制動機構１１（図２参照）と、Ｈ軸ユニット４をＴ軸ユニット５によるＴ方向の案内に従って移動させる水平駆動源１２とを備える。
【００１９】
昇降駆動源９は、例えば、サーボシリンダにより構成される。アシスト駆動源１０は、把持部２やワークＷの重力を相殺する駆動力を供給することにより昇降駆動源９の負荷を緩和するものである。アシスト駆動源１０は、例えば、バランスシリンダにより構成される。水平駆動源１２は、例えば、サーボモータにより構成される。
【００２０】
Ｔ軸ユニット５は、Ｈ軸ユニット４の水平移動を停止させ、Ｈ軸ユニット４をＴ軸ユニット５に固定された状態とする水平移動制動機構１３（図２参照）を備える。
【００２１】
図２は、搬送装置１の制御部の構成を示すブロック図である。制御部６は、ＣＰＵ、メモリ、プログラム等により構成される。制御部６は、図２に示すように、旋回駆動源７、昇降駆動源９、アシスト駆動源１０及び水平駆動源１２の動作を制御する駆動源制御部１４と、旋回移動制動機構８、昇降移動制動機構１１、及び水平移動制動機構１３の動作を制御する制動機構制御部１５とを備える。
【００２２】
制御部６は、停止信号ＳＴが入力されたとき、これに応答して、アシスト駆動源１０の動作状態を維持したまま、旋回駆動源７、昇降駆動源９及び水平駆動源１２の動作を停止させる。そして、その後の所定のタイミングにおいて、旋回移動制動機構８、昇降移動制動機構１１及び水平移動制動機構１３を動作させる。
【００２３】
図３は、制御部６による停止処理を示すフローチャートである。図３に示すように、停止処理を開始すると、制御部６は、まず、ステップＳ１において、停止信号ＳＴが入力されるのを待機する。停止信号ＳＴは、例えば、搬送装置１の動作中に、その近傍において作業者や障害物等の干渉物が検出された場合や、非常停止の操作が行われた場合に、制御部６に入力される。
【００２４】
なお、停止信号ＳＴの入力を待機している間、並行して制御部６は、駆動源制御部１４及び制動機構制御部１５により水平駆動源１２、旋回駆動源７、昇降駆動源９、アシスト駆動源１０、旋回移動制動機構８、昇降移動制動機構１１、水平移動制動機構１３等の動作を制御して、ワークＷの搬送等を行う。
【００２５】
ステップＳ１において、停止信号ＳＴの入力があったと判定した場合には、ステップＳ２において、駆動源制御部１４により、旋回駆動源７、昇降駆動源９及び水平駆動源１２の動作を停止させる。ただし、アシスト駆動源１０は動作状態が維持される。
【００２６】
次に、ステップＳ３において、所定のタイミングに至るまで待機する。この間、慣性力により旋回移動、昇降移動及び水平移動が継続されるが、その速度は、これらの旋回及び移動に関連する各部の抵抗により減速してゆく。各部の抵抗には、旋回駆動源７、昇降駆動源９、水平駆動源１２におけるダイナミックブレーキによるものや、Ｒ軸ユニット３、Ｈ軸ユニット４、Ｔ軸ユニット５における駆動抵抗等が含まれる。
【００２７】
図４は、停止信号ＳＴの入力があった時点以降の水平移動（Ｔ軸方向の移動）における減速の様子を示す。グラフ曲線Ａは、把持部２がワークＷを把持している場合の速度の時間変化を示しており、グラフ曲線Ｂは、ワークＷを把持していない場合の速度の時間変化を示している。
【００２８】
図４に示すように、停止信号ＳＴの入力があった時点からｔ１が経過した時点で水平駆動源１２の作動が停止し、減速が開始する。グラフ曲線Ａ及びＢで示されるように、時間の経過とともに水平移動の速度は低下し、ゼロに至る。なお、旋回移動及び昇降移動の場合においても同様の減速が生じる。
【００２９】
したがって、ステップＳ３で待機する所定のタイミングは、このような減速の仕方に応じて決定される。所定のタイミングとしては、例えば、干渉物との接触がない場合に速度がゼロとなるような時点が選択される。また、グラフ曲線Ａ及びＢで示されるように、ワークＷを把持している場合の方が、把持していない場合よりも減速の仕方が遅い。したがって、所定のタイミングとしては、例えば、ワークＷを把持している場合には、把持していない場合よりも遅いタイミングが選択される。
【００３０】
停止信号ＳＴの入力から所定のタイミングに至るまでの間に、ワークＷや把持部２が干渉物と接触した場合には、ワークＷや把持部２は、干渉物からの反力として、Ｔ軸方向、Ｈ軸方向又はＲ方向の成分の力を受ける。
【００３１】
このとき、ワークＷや把持部２は、Ｔ軸方向の反力成分に応じ、Ｔ軸方向の減速が促進し、又はＴ軸方向の移動が停止し、あるいはさらにＴ軸の逆方向へ移動して停止する。したがって、接触によるＴ軸方向の衝撃力は、Ｔ軸方向の減速の促進により緩和される。また、ワークＷや把持部２は、干渉物に近づき過ぎた場合には、干渉物からのＴ軸方向の反力により干渉物からＴ軸方向に離れることができる。
【００３２】
また、Ｈ軸方向の反力成分に従い、ワークＷや把持部２は、アシスト駆動源１０により補助されながら昇降移動する。これにより、接触によるＨ軸方向の衝撃力は緩和される。
【００３３】
また、ワークＷや把持部２は、Ｒ方向の反力成分に応じ、旋回移動の減速が促進し、又は旋回移動が停止し、あるいはさらに逆方向へ旋回移動して停止する。すなわち、接触によるＲ方向の衝撃力は、Ｒ方向の減速の促進により緩和される。また、ワークＷや把持部２は、干渉物に近づき過ぎた場合には、干渉物からのＲ方向の反力によりＲ方向に離れることができる。
【００３４】
したがって、搬送装置１は、ワークＷや把持部２が干渉物に対して悪影響を与えるような衝撃を与えたり、干渉物を他の物体との間に挟み込んだりすることなく、動作を停止する。
【００３５】
ステップＳ３において所定のタイミングが到来したと判定した場合には、ステップＳ４へ進み、旋回移動制動機構８、昇降移動制動機構１１及び水平移動制動機構１３を作動させる。これにより、旋回移動、昇降移動及び水平移動が停止される。これにより、停止処理が終了する。
【００３６】
本実施形態によれば、停止信号ＳＴの入力に応答してアシスト駆動源１０の動作状態を維持したまま旋回駆動源７、昇降駆動源９及び水平駆動源１２の動作を停止させ、その後の所定のタイミングにおいて旋回移動制動機構８、昇降移動制動機構１１及び水平移動制動機構１３を動作させるようにしたので、ワークＷや把持部２が干渉物に対して悪影響を与えるような衝撃を与えたり、干渉物を他の物体との間に挟み込んだりすることなく、搬送装置１の動作を停止することができる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、ステップＳ３において所定のタイミングが到来した旨の判定が行われたとき、旋回移動制動機構８、昇降移動制動機構１１及び水平移動制動機構１３を動作させるようにしているが、この代わりに、水平移動制動機構１３のみを動作させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
２…把持部、６…制御部、７…旋回駆動源、９…昇降駆動源、１０…アシスト駆動源、１２…水平駆動源、１３…水平移動制動機構、Ｗ…ワーク。
【図１】
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【図２】
0005851266.tif 000003
【図３】
0005851266.tif 000004
【図４】
0005851266.tif 000005