(57)【要約】【課題】作業者によるロボットアームの手動操作によってワーク搬送用エンドエフェクタに保持されたワークを移動させることができ、且つ、この操作性の向上を実現し得る技術を提供する。【解決手段】ワーク搬送用エンドエフェクタは、ロボットアームの手先部と接続されるエンドエフェクタ側インターフェースと、エンドエフェクタ側インターフェースに接続されたベースと、ベースと接続されたワーク固定治具と、ベースに設けられた、ロボットアームの操作の入力を受け付ける操作具とを備える。【選択図】図３
2018058169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームに装着されるワーク搬送用エンドエフェクタであって、
前記ロボットアームの手先部と接続されるインターフェースと、
前記インターフェースに接続されたベースと、
前記ベースに連結されたワーク固定治具と、
前記ベースに設けられた、前記ロボットアームの操作の入力を受け付ける操作具と、
を備えるワーク搬送用エンドエフェクタ。
【請求項２】
前記ベースに作業者が握るグリップが設けられており、
前記インターフェースと前記ベースとを所定の範囲内で相対的に移動可能に連結するフローティング機構を更に備える、
請求項１に記載のワーク搬送用エンドエフェクタ。
【請求項３】
前記ベースと前記ワーク固定治具とを着脱可能に連結する連結機構を、更に備える、
請求項１又は２に記載のワーク搬送用エンドエフェクタ。
【請求項４】
前記連結機構が、前記ベースに固定されたチャック装置と、前記ワーク固定治具に設けられた、前記チャック装置の把持爪が係止可能な係止部とを有する、
請求項３に記載のワーク搬送用エンドエフェクタ。
【請求項５】
ロボットアームと、
前記ロボットアームの手先部に装着された請求項１〜４のいずれか一項に記載のワーク搬送用エンドエフェクタと、
前記ロボットアームの動作を制御する制御装置とを備える、
ワーク搬送装置。
【請求項６】
前記ロボットアームの手先部と前記ワーク搬送用エンドエフェクタとが自動交換装置を介して着脱可能に接続されており、前記操作具と前記制御装置とが前記自動交換装置及び配線を介して電気的に接続される、
請求項５に記載のワーク搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを保持する機能を有するワーク搬送用エンドエフェクタ、及び、これを備えたワーク搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロボットアームに着脱可能に取り付けられるエンドエフェクタの一態様として、加工されたり搬送されたりするワークを動かないように保持する、ワーク治具としての機能を備えたものが知られている。特許文献１には、この種の技術が開示されている。
【０００３】
特許文献１には、ロボットアームの手先部に、ＸＹテーブル、当該ＸＹテーブルの移動許容方向と直交する方向に主軸を有する倣い制御軸、及び、ツールチェンジャを介して支持されたワーク治具が示されている。このワークはシーム溶接される燃料タンクである。
【０００４】
ところで、ロボットアームに操作具を設け、オペレータがこの操作具を操作することによってロボットアームを直感的に動作させるようにした、ハンドガイドロボットが知られている。特許文献２には、この種の技術が開示されている。
【０００５】
特許文献２に記載のハンドガイドロボットは、制御対象としてのマニピュレータと、操作装置と、制御装置とを備えて構成されている。操作装置は、オペレータが当該ハンドガイドロボットを操作するためのものであって、マニピュレータの第３リンクの先端側に設置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３１４３５１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６９４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１のようにワーク治具としての機能を備えたエンドエフェクタとこれを装着したロボットアームとを用いてワークの取付作業を行う場合には、ロボットアームを動作させて、エンドエフェクタに保持されたワークを所定の取付位置へ自動的に移動させる。ここで、ワークの取付作業にケーブルなどの配線作業が伴う場合があるが、この配線作業を自動的に行うことは難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、ワークの取付作業に配線作業が伴う場合には、ワークを所定の取付位置の近傍まで自動的に移動させ、作業者が配線作業を行ってから（又は、配線作業と同時に）、ワークを所定の取付位置まで移動させることが考えられる。
【０００９】
作業者がワークを所定の取付位置まで移動させる場合に、作業者がロボットアームに支持されているワーク（又は、ワーク治具）を直接に動かして移動させたり、或いは、特許文献２のハンドガイドロボットのように、ロボットアームの先端部に設けられた操作具を作業者が操作してロボットアームを動作させたりすることが考えられる。しかし、前者では、ロボットアームの各軸に作用するトルクによって大きな操作力を要する。また、後者では、ワーク治具やこれに保持されたワークによっては、作業者が視認したいワークの取付位置と操作具とが離れていることがあり、このような場合に操作性に劣る。
【００１０】
以上に鑑み、本発明では、ワーク治具としての機能を備えたエンドエフェクタ、並びに、これを備えるワーク搬送装置において、作業者によるロボットアームの手動操作によってエンドエフェクタに保持されたワークを移動させることができ、且つ、この手動操作の操作性の向上を実現し得るものを提案する。
【００１１】
本発明の一態様に係るワーク搬送用エンドエフェクタは、ロボットアームに装着されるワーク搬送用エンドエフェクタであって、
前記ロボットアームの手先部と接続されるインターフェースと、
前記インターフェースに接続されたベースと、
前記ベースと連結されたワーク固定治具と、
前記ベースに設けられた、前記ロボットアームの操作の入力を受け付ける操作具とを備えることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の別の一態様に係るワーク搬送装置は、ロボットアームと、前記ロボットアームの手先部に装着された前記ワーク搬送用エンドエフェクタと、前記ロボットアームの動作を制御する制御装置とを備えることを特徴としている。
【００１３】
上記ワーク搬送用エンドエフェクタ及びワーク搬送装置では、ロボットアームの操作の入力を受け付ける操作具が、ワークを保持するエンドエフェクタに設けられている。このように、エンドエフェクタに保持されたワークと操作具とが近接しているので、作業者はワーク及びその取付位置を視認しつつ操作具を動かしてロボットアームを手動操作することができる。これにより、作業者はより確実にワークを取付位置へ位置決めすることができ、ロボットアームの手動操作の操作性の向上を実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、作業者はワーク及びその取付位置を視認しつつ操作具を動かしてロボットアームを手動操作することができるので、その手動操作の操作性の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るワーク搬送装置の概略図である。
【図２】ロボットアームの手先部とワーク搬送用エンドエフェクタとの構成を示す図である。
【図３】ワーク搬送用エンドエフェクタとこれに保持されたワークを示す図である。
【図４】第１実施形態に係るワーク搬送装置の制御系統の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るワーク搬送装置のロボットアームの手先部とワーク搬送用エンドエフェクタとの構成を示す図である。
【図６】図５のVI−VI矢視図である。
【図７】第２実施形態に係るワーク搬送装置の制御系統の構成を示すブロック図である。
【図８】作業者がワーク搬送用エンドエフェクタに保持されたワークの位置合わせをしている様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
〔第１実施形態〕
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るワーク搬送装置１の概略図、図２はロボットアーム２の手先部とワーク搬送用エンドエフェクタ(以下、単に「エンドエフェクタ３」と称する)との構成を示す図、図３はワーク搬送用エンドエフェクタとこれに保持されたワークを示す図である。なお、図３では、ワークであるアームアセンブリ９８が二点鎖線で示されている。
【００１７】
図１に示すワーク搬送装置１は、ロボットアーム２と、ロボットアーム２の手先部に着脱可能に装着されたエンドエフェクタ３と、ワーク搬送装置１の動作を制御する制御装置６とを備えている。図１では、ワーク搬送装置１が使用され得る作業の一例として、双腕ロボットの製造工程のうち、台車９９にワークであるアームアセンブリ９８を取り付ける作業を示している。アームアセンブリ９８は、支軸９８１に、２本のアーム９８２が組み付けられたものである。台車９９内には制御機器９６が搭載されており、この制御機器９６とアームアセンブリ９８との間が複数のケーブルやチューブなど（以下、「ケーブル類９７」と称する）で接続されている。
【００１８】
〔ロボットアーム２〕
本実施形態に係るワーク搬送装置１では、ロボットアーム２として６軸の垂直多関節型アームが採用されている。但し、ロボットアーム２の態様は本実施形態に限定されない。ロボットアーム２は、用途に対応した、産業用ロボットアームであればよい。ロボットアーム２として、３軸以上の垂直多関節型アームや、少なくとも１つの昇降軸を有する水平多関節型アームが採用されてもよい。また、本実施形態に係るワーク搬送装置１は単数のロボットアーム２を備えているが、複数のロボットアーム２を備えて複腕としてもよい。
【００１９】
ロボットアーム２は、基台２０と、基台２０に旋回軸Ｓを介して旋回可能に連結された第１リンク２１と、第１リンク２１に下腕揺動軸Ｌを介して揺動可能に連結された第２リンク２２と、第２リンク２２に上腕揺動軸Ｕを介して揺動可能に連結された第３リンク２３と、第３リンク２３に手首旋回軸Ｒを介して旋回可能に連結された第４リンク２４と、第４リンク２４に手首揺動軸Ｂを介して揺動可能に連結された第５リンク２５と、第５リンク２５に手首回転軸Ｔを介して回転可能に連結されアーム側インターフェース２６とを有している。ロボットアーム２には各軸につきアクチュエータとしてのサーボモータや回転角検出器などが設けられている（いずれも図示略）。ロボットアーム２として、公知の構成の垂直多関節型アームが用いられてよく、ロボットアーム２についてのこれ以上の詳細な説明は省略する。
【００２０】
〔エンドエフェクタ３〕
図２及び３に示すように、エンドエフェクタ３は、ワークであるアームアセンブリ９８を保持するワーク治具としての機能を有している。また、このエンドエフェクタ３は、ロボットアーム２から取り外された状態で、保管時や移送時にアームアセンブリ９８の各構成要素が動かないように保持する治具型パレットとしての機能を有している。
【００２１】
エンドエフェクタ３は、ロボットアーム２の手先部に装着されるベースユニット３０と、ベースユニット３０に着脱可能に連結されるワーク固定治具３１とから構成されている。ベースユニット３０には、エンドエフェクタ側インターフェース３２と、ベース３５と、ベース３５とエンドエフェクタ側インターフェース３２とを連結するフローティング機構３３と、ベース３５に設けられた操作具３４と、ベース３５に固定されたチャック装置３８とを備えている。チャック装置３８は、ベースユニット３０とワーク固定治具３１の連結機構の一例である。
【００２２】
エンドエフェクタ側インターフェース３２と前述のアーム側インターフェース２６とには、接続器の一例である自動交換装置４が設けられている。自動交換装置４は、アーム側インターフェース２６に設けられた凸側ユニット４ａと、エンドエフェクタ側インターフェース３２に設けられた凹側ユニット４ｂとから成る。なお、自動交換装置４として、エンドエフェクタを自動交換するための市販の自動交換装置（ツールチェンジャ）を用いることができる。
【００２３】
本実施形態に係る自動交換装置４では、凸側ユニット４ａに、嵌合凸部４１と、嵌合凸部４１の外周部に設けられたロック機構としてのプランジャ４２と、位置決めピン４３と、電気カップリング４４とが設けられている。また、凹側ユニット４ｂに、嵌合凹部４６と、嵌合凹部４６の内周部に設けられたプランジャ溝４７と、位置決め穴４８と、電気カップリング４９とが設けられている。
【００２４】
上記構成の自動交換装置４では、凸側ユニット４ａの嵌合凸部４１を凹側ユニット４ｂの嵌合凹部４６に嵌めると、位置決めピン４３が位置決め穴４８に挿入されることによって凸側ユニット４ａと凹側ユニット４ｂが位置決めされ（即ち、アーム側インターフェース２６とエンドエフェクタ側インターフェース３２が位置決めされ）、プランジャ４２がプランジャ溝４７に嵌ることによって凸側ユニット４ａが凹側ユニット４ｂから抜け止めされ、電気カップリング４４と電気カップリング４９が接続される。
【００２５】
フローティング機構３３は、エンドエフェクタ側インターフェース３２に対しベース３５を所定範囲内で相対的に変位させる（即ち、フローティングさせる）ものである。本実施形態に係るワーク搬送装置１では、フローティング機構３３としてセンタリングユニットを採用している。なお、センタリングユニットは市販のものが用いられてよい。
【００２６】
フローティング機構３３は、ベース３５に結合された基部３３１と、エンドエフェクタ側インターフェース３２に結合された天板３３２とを備えている。天板３３２は、基部３３１に対し天板３３２の平面内で３６０°自由方向へ移動することができる。即ち、天板３３２は、天板３３２の平面内での平行移動と、この平面と直交する軸を中心とする回転移動とが可能である。また、天板３３２を基部３３１に対し所望の位置でロックさせることができ、ロックが解除されると天板３３２が基部３３１にセンタリングする位置へ自動復帰する。
【００２７】
ベース３５には、作業者が握るためのグリップ３６が２箇所に設けられている。作業者は、これらのグリップ３６を両手で（又は、片手で）握って所望の方向へ力を加えることにより、ワークをそれを保持しているベース３５ごと移動させることができる。なお、グリップ３６は、作業者が手で握れる形状を有していれば、その態様は問わない。例えば、本実施形態のようにベース３５に固定された２本の柱状部材を、それぞれグリップ３６としてよい。或いは、ベース３５が複数の桟で形成されているような場合には、ベース３５を形成している桟の一部分をグリップ３６として利用してもよい。このように、ベース３５においてグリップ３６と他の部分との間に特段の形状的差異が無くともよい。
【００２８】
操作具３４は、ベース３５においてグリップ３６又はその近傍に設けられている。これにより、作業者はグリップ３６を握りながら、操作具３４を操作することができる。本実施形態では、グリップ３６を形成している柱状部材に操作具３４が設けられている。操作具３４は、前述の自動交換装置４の電気カップリング４４，４９と図示されない配線等とを介して制御装置６と電気的に接続されている。操作具３４のうち少なくとも１つは、ロボットアーム２を手動操作するためのものである。ロボットアーム２を手動操作するための操作具３４が操作されると、その操作信号が制御装置６へ入力され、操作信号を受け付けた制御装置６は、操作信号と対応して移動するようにロボットアーム２を動作させ、その結果、エンドエフェクタ３（及びこれに保持されたワーク）が変位する。
【００２９】
本実施形態に係る操作具３４のうちの一つは十字型の方向操作キーである。この方向操作キーは、グリップ３６を握っている作業者から見て上下左右に対応するキーであって、作業者が方向操作キーを操作すると、エンドエフェクタ３（及びこれに保持されたワーク）がキーの操作に対応して上下左右のいずれかへ移動する。但し、ロボットアーム２を手動操作するための操作具３４は十字型の方向操作キーに限定されず、レバーや、上下方向操作キー、ボタン、スライダなどの、少なくとも降下操作を入力できる操作具であればよい。
【００３０】
また、エンドエフェクタ３に設けられる操作具３４には、上記の方向操作キーの他に、強制停止スイッチや安全停止スイッチなどのロボットアーム２の動作させるための操作具（スイッチ）、シフトスイッチなどの操作具３４の機能を拡張させるための操作具などが含まれていてもよい。また、図示しないが、グリップ３６や操作具３４の近傍に、ロボットアーム２の動作状態を示す表示灯などが設けられていてもよい。
【００３１】
ワーク固定治具３１は、ワークの動きの制限するための拘束具であり、且つ、ワークをベース３５に対して位置決め及び固定するための位置決め具である。本実施形態に係るワーク固定治具３１は、治具ベース３１１と、治具ベース３１１に固定された治具フレーム３１２とで構成されている。治具ベース３１１には、チャック装置３８の把持爪３８２と係合するためのフランジ３１３が設けられている。フランジ３１３は、ワーク固定治具３１側に設けられた、チャック装置３８の把持爪３８２が係止可能な係止部の一例である。なお、ワーク固定治具３１側に設けられた係止部は、上記フランジ３１３に限定されず、把持爪３８２が係止可能な形状部であればよい。
【００３２】
治具フレーム３１２は、例えば、桟部材、柱部材、及び締結具などを組み合わせて形成することができる。但し、治具フレーム３１２は、これに限定されず、ワーク固定治具３１に固定されるワークに応じて形成されてよい。本実施形態では、治具フレーム３１２にアームアセンブリ９８の両アーム９８２の手先部が締結固定され、且つ、治具フレーム３１２によって両アーム９８２の基端部の動きが拘束されることによって、ワーク固定治具３１にアームアセンブリ９８が動けないように固定されている。
【００３３】
上記構成のワーク固定治具３１は、ワークに対応した専用品であってよい。換言すれば、ワーク固定治具３１の態様を変えることで、様々なワークをベース３５に保持させることができる。ワーク固定治具３１は、可動部品やアクチュエータを備えていないので、安価に入手又は作製可能である。
【００３４】
チャック装置３８は、ベース３５に固定されたケーシング３８１と、ケーシング３８１に対し放射状に移動する３つの把持爪３８２と、ケーシング３８１に内装された把持爪３８２の駆動アクチュエータ（図示略）とを備えている。チャック装置３８は、制御装置６と電気的に接続されており、制御装置６の制御を受けて把持爪３８２を開閉させる。なお、図２では、開いた状態の３つの把持爪３８２が示され、図３では３つの把持爪３８２が閉じてワーク固定治具３１のフランジ３１３を把持している様子が示されている。チャック装置３８でワーク固定治具３１のフランジ３１３を把持することにより、ベース３５とワーク固定治具３１とが連結される。
【００３５】
〔制御装置６〕
図４はワーク搬送装置１の制御系統の構成を示すブロック図である。図４に示す制御装置６には、ロボットアーム２と、自動交換装置４と、操作具３４と、チャック装置３８とが通信可能に接続されている。制御装置６は、いわゆるコンピュータであって、ＣＰＵ等の演算処理部と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部を有している（いずれも図示せず）。記憶部には、制御装置６が実行する制御プログラムや、各種固定データ等が記憶されている。演算処理部は、外部装置とデータの送受信を行う。また、演算処理部は、各種センサからの検出信号の入力や各制御対象への制御信号の出力を行う。制御装置６では、記憶部に記憶されたプログラム等のソフトウェアを演算処理部が読み出して実行することにより、ワーク搬送装置１の各種動作を制御するための処理が行われる。なお、制御装置６は単一のコンピュータによる集中制御により各処理を実行してもよいし、複数のコンピュータの協働による分散制御により各処理を実行してもよい。また、制御装置６は、マイクロコントローラ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等から構成されていてもよい。
【００３６】
〔ワーク搬送装置１の動作の例〕
ここで、上記構成のワーク搬送装置１を用いて、アームアセンブリ９８を台車９９に取り付ける作業を行う場合の、ワーク搬送装置１の動作を説明する。なお、従来は、一般的に、このような作業はクレーンを使って行われている。
【００３７】
アームアセンブリ９８は、エンドエフェクタ３のうちワーク固定治具３１に保持された状態で搬送用パレット（図示略）に収容されている。また、ロボットアーム２の手先部にはベースユニット３０が予め装着されている。
【００３８】
先ず、制御装置６は、搬送用パレットに収容されたアームアセンブリ９８のうちの一つを保持しているワーク固定治具３１を、ベースユニット３０と連結させるように、ロボットアーム２及びチャック装置３８を動作させる。詳細には、制御装置６は、先ず、チャック装置３８の把持爪３８２が、ワーク固定治具３１のフランジ３１３を把持可能な位置へ移動するようにロボットアーム２を動作させ、次に、把持爪３８２でフランジ３１３を把持するようにチャック装置３８を動作させる。以上のようにして、エンドエフェクタ３を構成するベースユニット３０とワーク固定治具３１とが連結される。
【００３９】
続いて、制御装置６は、エンドエフェクタ３に保持されたアームアセンブリ９８を、作業領域に置かれた台車９９の直上へ移動させるように、ロボットアーム２を動作させる。アームアセンブリ９８が台車９９の直上へ至ると、制御装置６はロボットアーム２を一旦安全停止させる。作業者はロボットアーム２が停止したことを確認してから作業領域に入る。作業者は、アームアセンブリ９８から延びているケーブル類９７などをアームアセンブリ９８内の制御機器９６と接続する。これらのケーブル類９７は、台車９９の上面に形成された開口部９９１から台車９９の内部へ導かれている（図１、参照）。
【００４０】
続いて、作業者は、図１に示すように、エンドエフェクタ３に設けられたグリップ３６を握ってベース３５に外力を加え、フローティング機構３３によってベース３５をエンドエフェクタ側インターフェース３２に対し相対的に水平方向に移動させることにより、台車９９に対するアームアセンブリ９８の垂直方向及び回転位置の位置決めを行う。フローティング機構３３がロックされることによって、アームアセンブリ９８は位置決めされた位置に保持される。
【００４１】
続いて、作業者は、ケーブル類９７を台車９９の開口部９９１に収めることと、エンドエフェクタ３に設けられた操作具３４を操作して、アームアセンブリ９８を台車９９に向けて降下させることとを繰り返して、アームアセンブリ９８を台車９９に載置する。ここで、制御装置６は、操作具３４からの操作信号を受け付けて、エンドエフェクタ３に保持されたアームアセンブリ９８を降下させるように、ロボットアーム２を動作させる。なお、エンドエフェクタ３の降下速度（即ち、ロボットアーム２の手先部の速度）は、作業者が傍にいること、及び、作業者がケーブル類９７を台車９９の開口部９９１に収める動作を行うことを想定して、十分に遅く制限されている。
【００４２】
アームアセンブリ９８が台車９９に置かれると、制御装置６は、把持爪３８２を開くようにチャック装置３８を動作させる。これにより、エンドエフェクタ３のベースユニット３０とワーク固定治具３１との連結が解除され、制御装置６は、次のアームアセンブリ９８の取り付け作業を開始する。但し、先に、アームアセンブリ９８をワーク固定治具３１から取り外して、制御装置６が、ワークを保持していないエンドエフェクタ３を回収用パレット（図示略）へ搬送し、ここでベースユニット３０とワーク固定治具３１との連結を解除するようにロボットアーム２及びチャック装置３８を動作させてもよい。
【００４３】
以上に説明したように、本実施形態のエンドエフェクタ３は、ロボットアーム２の手先部と接続されるエンドエフェクタ側インターフェース３２と、エンドエフェクタ側インターフェース３２に接続されたベース３５と、ベース３５と連結されたワーク固定治具３１と、ベース３５に設けられた、ロボットアーム２の操作の入力を受け付ける操作具３４とを備えることを特徴としている。なお、上記実施形態においては、エンドエフェクタ側インターフェース３２とベース３５は、間にフローティング機構３３を介して間接的に接続されている。
【００４４】
そして、本実施形態のワーク搬送装置１は、ロボットアーム２と、ロボットアーム２の手先部に装着された上記のエンドエフェクタ３と、ロボットアーム２の動作を制御する制御装置６とを備えることを特徴としている。
【００４５】
上記エンドエフェクタ３及びワーク搬送装置１では、ロボットアーム２の操作の入力を受け付ける操作具３４が、ワークを保持するエンドエフェクタ３に設けられている。このように、エンドエフェクタ３に保持されたワークと操作具３４とが近接しているので、作業者はワーク及びその取付位置を視認しつつ操作具３４を動かしてロボットアーム２を手動操作することができる。これにより、作業者はより確実にワークを取付位置へ位置決めすることができ、ロボットアーム２の手動操作の操作性の向上を実現することができる。
【００４６】
なお、上記ワーク搬送装置１では、ロボットアーム２の手先部とエンドエフェクタ３とが自動交換装置４を介して着脱可能に接続されており、操作具３４と制御装置６とが自動交換装置４及び配線を介して電気的に接続されている。
【００４７】
これにより、自動交換装置４によって、ロボットアーム２の手先部にエンドエフェクタ３が装着されると、操作具３４が制御装置６と自動的に電気的に接続される。
【００４８】
また、本実施形態のエンドエフェクタ３は、ベース３５に作業者が握るグリップ３６が設けられており、エンドエフェクタ側インターフェース３２とベース３５とを所定の範囲内で相対的に移動可能に連結するフローティング機構３３を更に備えている。
【００４９】
上記のフローティング機構３３により、ベース３５に外力を与えることによって当該ベース３５（及び、これに連結されたワーク固定治具３１）をエンドエフェクタ側インターフェース３２に対して相対的に動かすことができる。そして、作業者がワークを保持しているワーク固定治具３１を直接的に動かすことができるので、作業者はワークの位置決めを直感的に行うことができる。
【００５０】
また、本実施形態のエンドエフェクタ３は、ベース３５とワーク固定治具３１とを着脱可能に連結する連結機構を、更に備えている。本実施形態において、上記連結機構が、ベース３５に固定されたチャック装置３８と、ワーク固定治具３１に設けられた、チャック装置３８の把持爪３８２が係止可能な係止部であるフランジ３１３とを有する。
【００５１】
このように、ベース３５を含むベースユニット３０に対し、ワーク固定治具３１が着脱可能であるので、一つのベースユニット３０に対し、複数のワーク固定治具３１を用いて作業を行うことができる。ワーク固定治具３１はアクチュエータを搭載していないことから、比較的安価に製造可能である。また、ワーク固定治具３１は、ベースユニット３０と連結が解除された状態においても、ワークを固定するワーク固定治具（又は、治具型パレット）として利用することができる。そして、予めワーク固定治具３１にワークを保持させて作業スタンバイさせれば、ワークの取り付けや搬送作業に要する時間を短縮し、生産効率を高めることができる。
【００５２】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係るワーク搬送装置１について説明する。図５は本発明の第２実施形態に係るワーク搬送装置１のロボットアーム２の手先部とワーク搬送用エンドエフェクタ３との構成を示す図、図６は図６のVI−VI矢視図、図７は第２実施形態に係るワーク搬送装置１の制御系統の構成を示すブロック図、図８は作業者がワーク搬送用エンドエフェクタ３に保持されたワークの位置合わせをしている様子を示す図である。なお、これらの図において、前述の第１実施形態と同一又は類似の部材には同一の符号を付す。
【００５３】
前述の第１実施形態に係るワーク搬送装置１では、エンドエフェクタ３のベースユニット３０とワーク固定治具３１とが着脱可能に連結されているのに対し、本実施形態に係るワーク搬送装置１では、エンドエフェクタ３のベースユニット３０にワーク固定治具３１（より詳細には、治具ベース３１１）が固定されている点で主に相違する。この相違点を除き、第１及び第２の両実施形態に係るワーク搬送装置１は実質的に同一又は相似する構成を有する。そこで、以下では、エンドエフェクタ３について詳細に説明し、余の構成、作用、及び効果に係る説明を省略する。
【００５４】
図５及び図６に示すように、本実施形態に係るエンドエフェクタ３は、エンドエフェクタ３は、ロボットアーム２の手先部に装着されるベースユニット３０と、ベースユニット３０に着脱可能に連結されるワーク固定治具３１とから構成されている。本実施形態では、ベースユニット３０にワーク固定治具３１が一体的に組み付けられている。つまり、ベースユニット３０とワーク固定治具３１との間にはチャック装置３８は設けられていない。そのため、図７に示すように、本実施形態に係るワーク搬送装置１の制御系統は、制御装置６と、これに電気的に接続されたロボットアーム２、自動交換装置４、及び操作具３４とを備えている。また、本実施形態に係るエンドエフェクタ３は、ベースユニット３０とワーク固定治具３１の連結機構としてのチャック装置３８を備えないことから、第１実施形態に係るエンドエフェクタ３と比較して構造が単純となり、また、コストを削減することができる。
【００５５】
ベースユニット３０は、エンドエフェクタ側インターフェース３２と、ベース３５と、ベース３５とエンドエフェクタ側インターフェース３２とを連結するフローティング機構３３と、ベース３５に設けられた操作具３４とを備えている。ベース３５には、ベース３５には、作業者が握るためのグリップ３６が２箇所に設けられている。
【００５６】
ワーク固定治具３１は、アームアセンブリ９８の両アーム９８２の上腕を拘束するバンド３１４を有し、バンド３１４はスペーサ３１５を介してベース３５に締結固定されている。なお、スペーサ３１５はベース３５に対するワークの相対位置を調整するものである。
【００５７】
本実施形態では、アームアセンブリ９８の両アーム９８２の上腕に対する下腕の動きと、支軸９８１に対する上腕の動きとを制限するために、追加のワーク固定治具である拘束具５０が設けられている。拘束具５０は、横桟５０１と縦桟５０２とが十字型に組まれたフレームである。横桟５０１の両端部には、アームアセンブリ９８の両アーム９８２の下腕が締結固定されている。この横桟５０１によって、アームアセンブリ９８の両アーム９８２の相対的な移動が制限されている。また、縦桟５０２は、横桟５０１とアームアセンブリ９８の支軸９８１の孔（例えば、台車９９に固定するための孔）とに挿通されている。この縦桟５０２によって、両アーム９８２と支軸９８１との相対的な移動が制限されている。上記の拘束具５０は、ベース３５と結合されていないが、ベース３５と結合されていてもよい。
【００５８】
ここで、第２実施形態に係るワーク搬送装置１を用いて、アームアセンブリ９８を台車９９に取り付ける作業を行う場合の、ワーク搬送装置１の動作を説明する。
【００５９】
アームアセンブリ９８は、エンドエフェクタ３のワーク固定治具３１に保持された状態で搬送用パレット（図示略）に収容されている。制御装置６は、搬送用パレットに収容されたアームアセンブリ９８のうちの一つを保持しているエンドエフェクタ３をロボットアーム２の手先部に装着するように、ロボットアーム２を動作させる。詳細には、制御装置６は、先ず、ロボットアーム２に設けられた自動交換装置４の凸側ユニット４ａを凹側ユニット４ｂの直上へ移動させ、次に、凸側ユニット４ａを凹側ユニット４ｂへ向けて降下させるように、ロボットアーム２を動作させる。凹側ユニット４ｂに凸側ユニット４ａが嵌合すると、制御装置６は、凹側ユニット４ｂに凸側ユニット４ａとの接続がロックされるように、自動交換装置４（特に、プランジャ４２）を動作させる。以上のようにして、ロボットアーム２の手先部にエンドエフェクタ３が装着される。
【００６０】
続いて、制御装置６は、エンドエフェクタ３に保持されたアームアセンブリ９８を、作業領域に置かれた台車９９の直上へ移動させるように、ロボットアーム２を動作させる。アームアセンブリ９８が台車９９の直上へ至ると、制御装置６はロボットアーム２を一旦安全停止させる。作業者はロボットアーム２が停止したことを確認してから作業領域に入る。作業者は、アームアセンブリ９８から延びているケーブル類９７などをアームアセンブリ９８内の制御機器９６と接続する。これらのケーブル類９７は、台車９９の上面に形成された開口部９９１から台車９９の内部へ導かれている。
【００６１】
続いて、作業者は、図８に示すように、エンドエフェクタ３に設けられたグリップ３６を握ってベース３５に外力を加え、フローティング機構３３によってベース３５をエンドエフェクタ側インターフェース３２に対し相対的に水平方向に移動させることにより、台車９９に対するアームアセンブリ９８の垂直方向及び回転位置の位置決めを行う。フローティング機構３３がロックされることによって、アームアセンブリ９８は位置決めされた位置に保持される。
【００６２】
続いて、作業者は、ケーブル類９７を台車９９の開口部９９１に収めることと、エンドエフェクタ３に設けられた操作具３４を操作して、アームアセンブリ９８を台車９９に向けて降下させることとを繰り返して、アームアセンブリ９８を台車９９に載置する。ここで、制御装置６は、操作具３４からの操作信号を受け付けて、エンドエフェクタ３に保持されたアームアセンブリ９８を降下させるように、ロボットアーム２を動作させる。
【００６３】
アームアセンブリ９８が台車９９に置かれると、制御装置６は、凹側ユニット４ｂと凸側ユニット４ａとの接続ロックが解除されるように、自動交換装置４（特に、プランジャ４２）を動作させる。これにより、ロボットアーム２とエンドエフェクタ３との接続が解除され、制御装置６は、次のアームアセンブリ９８の取り付け作業を開始する。但し、先に、アームアセンブリ９８をエンドエフェクタ３から取り外して、制御装置６が、ワークを保持していないエンドエフェクタ３を回収用パレット（図示略）へ搬送し、ここでロボットアーム２とエンドエフェクタ３との接続を解除するようにロボットアーム２を動作させてもよい。
【００６４】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【符号の説明】
【００６５】
１      ：ワーク搬送装置
２      ：ロボットアーム
２０    ：基台
２１〜２５    ：リンク
２６    ：アーム側インターフェース
３      ：ワーク搬送用エンドエフェクタ
３０    ：ベースユニット
３１    ：ワーク固定治具
３１１  ：治具ベース
３１２  ：治具フレーム
３１３  ：フランジ（係止部の一例）
３１４  ：バンド
３１５  ：スペーサ
３２    ：エンドエフェクタ側インターフェース
３３    ：フローティング機構
３３１  ：基部
３３２  ：天板
３４    ：操作具
３５    ：ベース
３６    ：グリップ
３８    ：チャック装置（連結機構の一例）
４      ：自動交換装置
４ａ    ：凸側ユニット
４ｂ    ：凹側ユニット
４１    ：嵌合凸部
４２    ：プランジャ
４３    ：位置決めピン
４４    ：電気カップリング
４６    ：嵌合凹部
４７    ：プランジャ溝
４８    ：位置決め穴
４９    ：電気カップリング
６      ：制御装置
５０    ：拘束具
９６    ：制御機器
９７    ：ケーブル類
９８    ：アームアセンブリ
９９    ：台車
９９１  ：開口部
【図１】
2018058169.tif 000003
【図２】
2018058169.tif 000004
【図３】
2018058169.tif 000005
【図４】
2018058169.tif 000006
【図５】
2018058169.tif 000007
【図６】
2018058169.tif 000008
【図７】
2018058169.tif 000009
【図８】
2018058169.tif 000010