(57)【要約】【課題】  間歇的若しくはランダムにワークが積載されている場合においても効率的に移載可能なワーク移載装置を提供する。【解決手段】  前記被搬送物在席センサ１７により、前記ワーク搬送装置２の搬出位置のアタッチメント１１に被搬送物Ｗが保持されていることを検出した場合には、被搬送物Ｗを把持ハンド１６で把持してワーク搬送装置２から抜出し、搬送すべき所定位置へ移載させ、搬出位置のアタッチメント１１に被搬送物Ｗが保持されていることを検出できなかった場合には、前記被搬送物在席センサ１７によりアタッチメント１１に保持された被搬送物Ｗが検出されるまで、ワーク搬送装置２をハンドリングロボット３により１ピッチ分づつ駆動するようにした。【選択図】    図２
2006159332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定のピッチ毎に被搬送物保持用のアタッチメントが取付けられたコンベアで構成され、駆動源を備えず外部から送り駆動可能なワーク搬送装置と、
複数の駆動軸を制御して、前記ワーク搬送装置と被搬送物を搬送すべき所定位置との間で、被搬送物を把持する把持ハンドを移動可能に備えるハンドリングロボットと、
前記ハンドリングロボットの把持ハンドに備えられ、ワーク搬送装置の搬出位置のアタッチメントに保持されている被搬送物の有無を検出する被搬送物在席センサと、
前記ハンドリングロボットの作動を制御するコントローラと、からなり、
前記コントローラは、前記被搬送物在席センサにより、前記ワーク搬送装置の搬出位置のアタッチメントに被搬送物が保持されていることを検出した場合には、被搬送物を把持ハンドで把持してワーク搬送装置から抜出し、搬送すべき所定位置へ移載させ、搬出位置のアタッチメントに被搬送物が保持されていることを検出できなかった場合には、前記被搬送物在席センサによりアタッチメントに保持された被搬送物が検出されるまで、ワーク搬送装置をハンドリングロボットにより１ピッチ分づつ駆動することを特徴とするワーク移載装置。
【請求項２】
前記コントローラは、前記ワーク搬送装置の搬出位置のアタッチメントに被搬送物が保持されていることを検出した場合には、ワーク搬送装置をハンドリングロボットにより１ピッチ分駆動した後、被搬送物を把持ハンドで把持してワーク搬送装置から抜出し、搬送すべき所定位置へ移載させることを特徴とする請求項１に記載のワーク移載装置。
【請求項３】
前記ワーク搬送装置のハンドリングロボットによる１ピッチ分の駆動は、アタッチメントに把持ハンドを係合させて駆動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワーク移載装置。
【請求項４】
前記把持ハンドは、ワーク搬送装置のコンベア構成部材に係合可能なフックを備え、
前記ワーク搬送装置のハンドリングロボットによる１ピッチ分の駆動は、ワーク搬送装置のコンベア構成部材にフックを係合させて駆動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワーク移載装置。
【請求項５】
前記ワーク搬送装置のハンドリングロボットによる１ピッチ分の駆動は、アタッチメントに被搬送物が保持されている場合には、把持ハンドにより被搬送物を把持した状態で被搬送物を搬出方向に移動させることにより駆動することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一つに記載のワーク移載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク搬送装置と組立装置若しくは加工ラインとの間におけるワークの移載を産業用ロボットにより行うワーク移載装置に関し、特に、同期して作動させるワーク搬送装置に対して好適なワーク移載装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からフレキシブルな産業用ロボットの運動機能に着目し、ワーク搬送装置としてのコンベアの駆動を産業用ロボットの運動により行い、両者の運動を確実に連動させるワーク移載装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、駆動源をもたず外部から送り駆動可能なコンベアと、このコンベアに一定のピッチ毎に取り付けられた被搬送物保持用のホルダーと、上記コンベアに一定のピッチごとに設けられた複数の駆動用被係合手段と、被搬送物を搬送すべき所定位置と上記コンベアとの間に運動範囲を有し、制御系からの指令に基づいてロボットハンドによりコンベアの送り運動および被搬送物の搬送運動を繰り返し行う産業用ロボットと、この産業用ロボットのロボットハンドに取り付けられた被搬送物把持用のフィンガーと、ロボットハンドに取り付けられ、産業用ロボットの運動によって上記コンベアの駆動用被係合手段と係脱自在に係り合う駆動用係合手段とからなり、産業用ロボットの送り運動によりコンベアを一定のピッチずつ送り可能とし、また産業用ロボットの搬送運動によりコンベア上と所定位置との間で被搬送物を取り出して位置決め状態で供給可能とするものである。
【特許文献１】実公平６−２７３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では、コンベアをワーク取出し前にロボットでワンピッチ分送ってから、ワークを取出し、加工の終わったワークを搬出コンベアに載置してから搬出コンベアをロボットでワンピッチ分送るようにしているため、ワークがコンベアにワンピッチ毎に積載されている場合には、効率的に移載可能であるが、間歇的若しくはランダムに積載されている場合には、効率的な移載ができない。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、間歇的若しくはランダムにワークが積載されている場合においても効率的に移載可能なワーク移載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】
【０００６】
本発明は、一定のピッチ毎に被搬送物保持用のアタッチメントが取付けられたコンベアで構成され、駆動源を備えず外部から送り駆動可能なワーク搬送装置と、複数の駆動軸を制御して、前記ワーク搬送装置と被搬送物を搬送すべき所定位置との間で、被搬送物を把持する把持ハンドを移動可能に備えるハンドリングロボットと、前記ハンドリングロボットの把持ハンドに備えられ、ワーク搬送装置の搬出位置のアタッチメントに保持されている被搬送物の有無を検出する被搬送物在席センサと、前記ハンドリングロボットの作動を制御するコントローラと、からなり、前記コントローラは、前記被搬送物在席センサにより、前記ワーク搬送装置の搬出位置のアタッチメントに被搬送物が保持されていることを検出した場合には、被搬送物を把持ハンドで把持してワーク搬送装置から抜出し、搬送すべき所定位置へ移載させ、搬出位置のアタッチメントに被搬送物が保持されていることを検出できなかった場合には、前記被搬送物在席センサによりアタッチメントに保持された被搬送物が検出されるまで、ワーク搬送装置をハンドリングロボットにより１ピッチ分づつ駆動するようにした。
【発明の効果】
【０００７】
したがって、本発明では、前記被搬送物在席センサにより、前記ワーク搬送装置の搬出位置のアタッチメントに被搬送物が保持されていることを検出した場合には、被搬送物を把持ハンドで把持してワーク搬送装置から抜出し、搬送すべき所定位置へ移載させ、搬出位置のアタッチメントに被搬送物が保持されていることを検出できなかった場合には、前記被搬送物在席センサによりアタッチメントに保持された被搬送物が検出されるまで、ワーク搬送装置をハンドリングロボットにより１ピッチ分づつ駆動するようにしたため、間歇的若しくはランダムにワークが積載されている場合においても効率的に移載することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のワーク移載装置の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態におけるワーク移載装置を適用した組立ステージの構成図、図２はワーク移載装置での作動状態を示す正面図、図３はワーク移載装置の動作状態を示すフローチャートである。
【０００９】
図１に示す組立ステージは、組立ライン上の一つの組立ステージを構成し、組立ラインの前工程Ａから搬送されたワークを組立装置１にセットし、部品搬送装置２に供給され且つストレージされている部品Ｗをハンドリングロボット３により組立装置１のワークに供給セットし、溶接ロボット４により溶接して組立て、その後に組立ラインの次工程Ｂに搬送するよう構成している。このため、前記組立装置１に隣接して、複数の溶接ロボット４と、組立ラインＡよりワークを搬入セットする搬入ロボット５と、組立後のワークを組立ラインＢに搬出する搬出ロボット６と、複数の部品搬送装置２と、部品搬送装置２の部品Ｗを把持して組立装置１に供給するハンドリングロボット３とを備えるよう構成される。
【００１０】
前記組立装置１は、搬入ロボット５より供給されるワークを位置決めしつつクランプして保持する機能、ハンドリングロボット３により搬入され、ワークにセットされた部品Ｗを把持する機能を備え、これらが溶接ロボット４での溶接作業中はクランプおよび把持を継続し、溶接作業が終了した時点では、クランプ・把持していたワークを解放して、搬出ロボット６での払出しを可能にするようにしている。
【００１１】
前記溶接ロボット４は、組立装置１にワークおよび部品Ｗがセットされ、クランプされた段階で起動され、図示する原点位置から溶接ガンを組立装置１に移動させてワークと部品Ｗとを溶接し、全ての溶接が完了した段階で組立装置１から離れて原点位置に復帰して待機する。待機時においては、溶接ガンの溶接チップの摩耗が規定量を超えると予測される場合には、図示しないチップドレッサにより溶接チップの整形を行う。
【００１２】
前記部品搬送装置２は、図２にも示すように、例えば、チェーンコンベア１０で構成され、複数のチェーンアタッチメント１１を所定のピッチ毎に備え、チェーンアタッチメント１１にサブラインで組立てられて供給された部品Ｗを搬入側で保持し、チェーン１０がピッチ分だけ駆動される毎に空のチェーンアタッチメント１１が繰出されて、供給部品Ｗを保持可能としている。各チェーンアタッチメント１１は、部品Ｗを保持した状態でチェーン１０のピッチ毎の駆動により組立装置１側へ搬送され、搬出側で組立装置１へ部品Ｗが搬送された段階で空のチェーンアタッチメント１１をチェーン１０のピッチ毎の搬送により搬入側へ戻すよう作動する。この部品搬送装置２は、チェーンアタッチメント１１にストックしている部品Ｗをピッチ毎に搬送する機能を備えるものであるが、独立した駆動装置、動作限検知機能が省略されたフリーコンベアで構成されており、外部よりチェーンアタッチメント１１、チェーン１０、若しくは、チェーンアタッチメント１１に保持している部品Ｗを搬出方向に駆動することに追従して搬送方向に受動的に駆動されるよう構成している。
【００１３】
前記ハンドリングロボット３は、多軸ロボット（通常は６軸）で形成され、アーム１５先端には、部品Ｗを把持可能なハンド１６を備え、待機位置である図１に図示の原点位置と、搬送装置２の搬出側の荷取り位置と、組立装置１への搬入位置との間で作動される。前記ハンド１６には、搬出位置に位置するチェーンアタッチメント１１上に部品Ｗが保持されているか否かを検出する部品在席センサ１７を備える。そして、前記ハンドリングロボット３は、部品搬送装置２にストックされている部品Ｗを搬出側で把持して抜取り、組立装置１へ搬送して組立装置１のワークにセットするよう作動する。
【００１４】
前記ハンドリングロボット３は、非作動時には、原点位置にあり、稼動指令が発せられると、部品搬送装置２の搬出側にハンド１６を移動させ、搬送装置２のチェーンアタッチメント１１上の部品Ｗを把持して、チェーンアタッチメント１１から部品Ｗを抜取るよう動作する。搬出位置のチェーンアタッチメント１１上に部品Ｗがセットされていない場合には、これを部品在席センサ１７で検出し、搬出位置のチェーンアタッチメント１１を把持して、１ピッチ分だけ搬出方向に駆動し、次のチェーンアタッチメント１１上に部品Ｗが在席しているか否かを再び部品在席センサ１７で検出して判定する。この自らチェーンアタッチメント１１を搬出方向に駆動する動作は、搬出位置に到来するチェーンアタッチメント１１上に部品Ｗが在席するまで繰返される。
【００１５】
従って、部品搬送装置２の搬入位置と搬出位置との間のチェーンアタッチメント１１の全てに部品Ｗが積載されることなく、間歇的に部品が保持されている場合や部品組立サブラインからの部品Ｗの搬入がランダム的に行われる場合においても、確実に搬送部品Ｗを把持することができ、組立装置１に供給できる。把持した部品Ｗは、チェーンアタッチメント１１と共に１ピッチ分だけ搬出側に駆動搬送して、次のチェーンアタッチメント１１を搬出位置に到来させた後に、先行するチェーンアタッチメント１１から抜取って組立装置１に搬送する。組立装置１に搬送した部品は、組立装置１にクランプされているワークの所定位置にセットし、組立装置１側で部品Ｗが把持されたことが確認できた後は、部品Ｗの把持を解除して、原点位置に復帰作動する。
【００１６】
図３は、コントローラ７により実行されるハンドリングロボット３による部品移載の制御フローチャートであり、組立装置１より部品搬入指令が発せられる毎に起動される。このハンドリングロボット３の作動を図３に基づいて以下に説明する。
【００１７】
ハンドリングロボット３に組立装置１から部品移載指令が発せられると、ステップＳ１において、ハンドリングロボット３は、部品把持ハンド１６を部品搬送装置２の搬出位置に移動させ、ステップＳ２へ進む。
【００１８】
ステップＳ２では、部品把持ハンド１６に設置している部品在席センサ１７により搬出位置に位置するチェーンアタッチメント１１の部品Ｗを検出し、ステップＳ３へ進む。
【００１９】
ステップＳ３では、部品在席センサ１７で検出したチェーンアタッチメント１１にハンドリングロボット３が受取る部品Ｗが在席しているか否かが判定され、部品Ｗが在席していればステップＳ５へ進み、部品Ｗが在席していなければ、ステップＳ４へ進む。
【００２０】
ステップＳ４では、搬出位置のチェーンアタッチメント１１に搬出すべき部品Ｗが在席していないため、ハンドリングロボット３の部品把持ハンド１６により搬出位置のチェーンアタッチメント１１を１ピッチ分だけ搬出方向に駆動して、次のチェーンアタッチメント１１を搬出位置に移動させるよう部品搬送装置２を駆動し、ステップＳ１へ進む。そして、ステップＳ１で部品把持ハンド１６を搬出位置に位置するチェーンアタッチメント１１に移動させ、ステップＳ２で、搬出位置のチェーンアタッチメント１１に搬出すべき部品Ｗが在席しているか在席センサ１７で検出し、ステップＳ３へ進む。このようにして、搬出位置に到来するチェーンアタッチメント１１に搬出すべき部品Ｗが在席されるまで、このステップＳ４、ステップＳ１およびステップＳ２の作動を繰返させる。
【００２１】
ステップＳ５では、部品搬送装置２の搬出位置に到来したチェーンアタッチメント１１の部品Ｗを部品把持ハンド１６で把持して、１ピッチ分だけ搬出方向に駆動して、ステップＳ６へ進む。この１ピッチ分だけ搬出方向に駆動することにより、次のチェーンアタッチメント１１が搬出位置に予め到来させておくことができる。
【００２２】
ステップＳ６では、部品把持ハンド１６で把持している部品Ｗをチェーンアタッチメント１１から抜取り、組立装置１へ搬送して、ステップＳ７へ進む。
【００２３】
ステップＳ７では、部品把持ハンド１６に把持している部品Ｗを組立装置１にクランプしているワークの該当箇所に位置決めしてセットし、ステップＳ８へ進む。
【００２４】
ステップＳ８では、組立装置１が部品把持ハンド１６で位置決めセットした部品Ｗを把持したことを確認してステップＳ９へ進む。
【００２５】
ステップＳ９では、部品把持ハンド１６で把持していた部品Ｗを解放して、ステップＳ１０へ進み、部品把持ハンド１６を組立装置１から離脱させ、原点位置に復帰して、一連の部品供給のハンドリング動作を終了させる。
【００２６】
上記した実施例では、部品搬送装置２の搬出位置に位置しているチェーンアタッチメント１１上に積載している部品Ｗの在席を確認した後、該当部品Ｗを把持して１ピッチ分だけ搬出方向に駆動した後、把持している部品Ｗをチェーンアタッチメント１１から抜出すようにしているが、ハンドリングロボット３の部品把持ハンド１６にチェーン駆動用フックを付設し、そのフックをチェーンコンベア１０に係合させて１ピッチ分だけ搬出方向に駆動するようにしてもよく、また、チェーンアタッチメント１１にロボット把持ハンド１６が係合するフックを付設し、このフックを部品把持ハンド１６により把持してチェーンコンベア１０を１ピッチ分だけ搬出方向に駆動するようにしてもよい。
【００２７】
図４は、前者における部品把持ハンド１６の構成の一例を示すものであり、部品把持ハンド１６としてのクランプ装置２０にアダプターバー２１を取付け、アダプターバー２１の先端両側に部品搬送装置２のチェーン１０に係合するフック２２を付設したものである。また、図５は、後者におけるチェーンアタッチメント１１の構成の一例を示すものであり、チェーンアタッチメント１１のサイドにフック２３を突接して設けたものである。いずれの構成においても、図３におけるハンドリングロボット３による部品移載の制御フローチャートを基準としてハンドリングロボット３が制御され、ステップＳ１〜３における部品Ｗの在席が確認された後におけるステップＳ５、および、ステップＳ４における部品搬送装置２の１ピッチ分の駆動時において、部品把持ハンド１６で部品Ｗを把持した状態で駆動するか、把持ハンド１６のフック２２でチェーン１０を駆動するか、チェーンアタッチメント１１を把持して駆動するかの選択により、いずれを採用するものであっててもよい。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態のワーク移載装置は、ハンドリングロボット３によりワーク搬送装置２を１ピッチ分づつ駆動するようにしているため、ワーク搬送装置２自体に搬送用の駆動装置を備えないワーク搬送装置であってもよく、駆動のための駆動装置や配管・配線工事が必要でなく、ワーク搬送装置２自体を低コストで製作することができる。
【００２９】
しかも、ワーク移載装置は、ワーク搬送装置２の搬出位置にワークＷが在席しているか否かを判定し、ワークＷが在席している場合には、当該ワークＷを把持して抜出し、所定位置へ移載するよう作動し、ワークＷが在席していない場合には、ワークＷの在席が検出されるまで、ワーク搬送装置２を１ピッチ分だけ駆動搬送した後、再度ワークＷが搬出位置に在席されたか否かを判定するようにしているため、ワークＷがワーク搬送装置２に間歇的に積載されている場合やランダムに積載されている場合においても、確実にワークＷを搬出位置から把持して抜出すことができる。
【００３０】
また、ワーク移載装置２は、搬出位置でのワーク在席確認後にワークＷを１ピッチ分だけ駆動搬送した後にワークＷを把持してワーク搬送装置２から抜出すようにしている。即ち、１ピッチ先のアタッチメント１１に対してワーク在席の有無を確認してワーク搬送装置２を１ピッチ分だけ駆動し当該ワークＷを把持してワーク搬送装置２から抜出すようにしているため、ワークＷの抜出し後は次のアタッチメント１１が搬出位置に存在することとなる。また、従来技術のように、ワーク在席を問わずにまず１ピッチ駆動した後に、ワークＷを抜取るものにおいては、ワークＷが在席している場合には、その作業が完遂可能であるが、ワークＷが在席していない場合には、ワーク抜出し作業が完了せず、ワーク移載作動が停止するものであるが、本実施形態のように、最初にワークＷの在席を検出していれば、最初の１ピッチ分の駆動後の作動が自動的に決定でき、ワーク移載動作が円滑に実行させることができる。
【００３１】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００３２】
（ア）一定のピッチ毎に被搬送物保持用のアタッチメント１１が取付けられたコンベア１０で構成され、駆動源を備えず外部から送り駆動可能なワーク搬送装置２と、複数の駆動軸を制御して、前記ワーク搬送装置２と被搬送物Ｗを搬送すべき所定位置との間で、被搬送物Ｗを把持する把持ハンド１６を移動可能に備えるハンドリングロボット３と、前記ハンドリングロボット３の把持ハンド１６に備えられ、ワーク搬送装置２の搬出位置のアタッチメント１１に保持されている被搬送物Ｗの有無を検出する被搬送物在席センサ１７と、前記ハンドリングロボット３の作動を制御するコントローラ７と、からなり、前記コントローラ７は、前記被搬送物在席センサ１７により、前記ワーク搬送装置２の搬出位置のアタッチメント１１に被搬送物Ｗが保持されていることを検出した場合には、被搬送物Ｗを把持ハンド１６で把持してワーク搬送装置２から抜出し、搬送すべき所定位置へ移載させ、搬出位置のアタッチメント１１に被搬送物Ｗが保持されていることを検出できなかった場合には、前記被搬送物在席センサ１７によりアタッチメント１１に保持された被搬送物Ｗが検出されるまで、ワーク搬送装置２をハンドリングロボット３により１ピッチ分づつ駆動するようにした。このため、間歇的若しくはランダムにワークＷが積載されている場合においても効率的に移載することができる。
【００３３】
（イ）コントローラ７により、ワーク搬送装置２の搬出位置のアタッチメント１１に被搬送物Ｗが保持されていることを検出した場合には、ワーク搬送装置２をハンドリングロボット３により１ピッチ分駆動した後、被搬送物Ｗを把持ハンド１６で把持してワーク搬送装置２から抜出し、搬送すべき所定位置へ移載させるため、ワーク抜出し後は次のアタッチメント１１が搬出位置に存在することとなる。そして、最初にワークＷの在席を検出していれば、最初の１ピッチ分の駆動後の作動が自動的に決定でき、ワーク移載動作が円滑に実行させることができる。
【００３４】
（ウ）ワーク搬送装置２のハンドリングロボット３による１ピッチ分の駆動は、アタッチメント１１に把持ハンド１６を係合させて駆動するため、ワークＷを傷付けることなく移載することができる。
【００３５】
（エ）把持ハンド１６に、ワーク搬送装置２のコンベア構成部材、例えば、チェーン１０に係合可能なフック２２を備えるようにし、記ワーク搬送装置２のハンドリングロボット３による１ピッチ分の駆動は、ワーク搬送装置２のコンベア構成部材１０にフック２２を係合させて駆動するようにすると、把持ハンド１６の把持姿勢を崩すことなくワーク搬送装置２を駆動することができ、引続き実行するワークＷの把持を円滑に行うことができる。
【００３６】
（オ）ワーク搬送装置２のハンドリングロボット３による１ピッチ分の駆動は、アタッチメント１１に被搬送物Ｗが保持されている場合には、把持ハンド１６により被搬送物Ｗを把持した状態で被搬送物Ｗを搬出方向に移動させることにより駆動するようにすると、ワーク把持動作とワーク搬送装置の駆動動作とが把持ハンド１６の姿勢を変更することなく行うことができる。
【００３７】
なお、上記実施形態において、ワーク移載対象として、部品Ｗを部品搬送装置２から部品組立装置１に移載するものについて説明したが、図示はしないが、部品搬送装置にストックしている部品を順次次工程の加工ラインに搬送する場合やパレット積みする場合であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態におけるワーク移載装置を適用した組立ステージの構成図。
【図２】同じくワーク移載装置での作動状態を示す正面図。
【図３】ワーク移載装置の動作状態を示すフローチャート。
【図４】部品把持ハンドの構成の一例を示す斜視図。
【図５】チェーンアタッチメントの一例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３９】
１  組立装置
２  部品搬送装置
３  ハンドリングロボット
４  溶接ロボット
５、６  搬入ロボット、搬出ロボット
７  コントローラ
１０  チェーンコンベア
１１  チェーンアタッチメント
１５  ロボットアーム
１６  把持ハンド
１７  部品在席センサ
２２、２３  フック
【図１】
2006159332.tif 000003
【図２】
2006159332.tif 000004
【図３】
2006159332.tif 000005
【図４】
2006159332.tif 000006
【図５】
2006159332.tif 000007