(57)【要約】【課題】大がかりな設備を不要として、低コストかつコンパクトに構成する。【解決手段】間隔をあけて配列され、各々がワークの加工を行う複数のロボット２，３，４と、少なくとも１台のロボット２，３，４が取り出し可能な位置に配置され、各ロボット２，３，４がワークの加工を行う際に使用するツール１１を格納するツール格納部５とを備え、各ロボット２，３，４がツール格納部５に格納されているツール１１を取り扱い可能なハンド１４を備え、いずれかのロボット２，３，４が、ツール１１の交換を必要とする場合に、ツール１１の交換を必要とするロボット２，３とツール格納部５との間に設置されている全ての他のロボット３，４が、ハンド１４によりツール１１を隣り合うロボット２，３，４間で受け渡して、ツール１１の交換を必要とするロボット２，３まで搬送するロボットシステム１を提供する。【選択図】図１
2018039082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔をあけて配列され、各々がワークの加工を行う複数のロボットと、
少なくとも１台の前記ロボットが取り出し可能な位置に配置され、各前記ロボットが前記ワークの加工を行う際に使用するツールを格納するツール格納部とを備え、
各前記ロボットが前記ツール格納部に格納されている前記ツールを取り扱い可能なハンドを備え、
いずれかの前記ロボットが、前記ツールの交換を必要とする場合に、該ツールの交換を必要とする前記ロボットと前記ツール格納部との間に設置されている全ての他の前記ロボットが、前記ハンドにより前記ツールを隣り合う前記ロボット間で受け渡して、前記ツールの交換を必要とする前記ロボットまで搬送するロボットシステム。
【請求項２】
前記ツールの受け渡しが、隣り合う前記ロボットの前記ハンド間で実施される請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項３】
隣り合う前記ロボット間に前記ツールの仮置き台を備え、
前記ツールの受け渡しが、隣り合う前記ロボットの一方のロボットのハンドによって前記ツールを前記仮置き台に載置し、他方のロボットのハンドによって前記仮置き台から取り上げることにより実施される請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項４】
各前記ロボットが、前記ハンドとワーク加工用の工具とを交換可能に備え、
いずれかの前記ロボットが、前記ツールの交換を必要とする場合に、該ツールの交換を必要とする前記ロボットと前記ツール格納部との間に設置されている全ての他の前記ロボットが、前記工具を前記ハンドに交換する請求項１から請求項３のいずれかに記載のロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数台のロボットが配列された部品加工ラインにおいて、各ロボットが加工するワークの種類を変更する場合に、ワークの種類毎に用意された位置決め治具を交換する必要があり、加工ラインの両側に治具を格納した格納部を設け、格納部から取り出した治具を載置した台車を一方向に循環させるロボットシステムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１５９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のロボットシステムは、治具を搬送する台車が走行する走行レールおよび該走行レール上を台車が走行するためのスペースおよび治具を格納している格納部を加工ラインのほぼ全長にわたって設ける必要がある。また、台車によって搬送されてきた治具をワークの装着位置に設置するための別途の収容ユニットを設ける必要もあり、設備が大がかりになるという不都合がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、大がかりな設備を不要として、低コストかつコンパクトに構成することができるロボットシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、間隔をあけて配列され、各々がワークの加工を行う複数のロボットと、少なくとも１台の前記ロボットが取り出し可能な位置に配置され、各前記ロボットが前記ワークの加工を行う際に使用するツールを格納するツール格納部とを備え、各前記ロボットが前記ツール格納部に格納されている前記ツールを取り扱い可能なハンドを備え、いずれかの前記ロボットが、前記ツールの交換を必要とする場合に、該ツールの交換を必要とする前記ロボットと前記ツール格納部との間に設置されている全ての他の前記ロボットが、前記ハンドにより前記ツールを隣り合う前記ロボット間で受け渡して、前記ツールの交換を必要とする前記ロボットまで搬送するロボットシステムを提供する。
【０００７】
本態様によれば、ワークの加工を行う複数のロボットの内、いずれかのロボットがワークの加工を行う際に使用するツールの交換を必要とするときに、ツール格納部に格納されているツールを取り出し可能な位置に配置されているロボットがハンドによってツール格納部からツールを取り出して隣り合うロボットに引き渡す。ツールを引き渡されたロボットはさらに逆側に隣り合うロボットにハンドによってツールを引き渡し、ツールの交換を必要とするロボットまで搬送する。これにより、ツールを搬送するための別個の大がかりな設備を不要とし、低コストかつコンパクトなロボットシステムを構成することができる。
【０００８】
上記態様においては、前記ツールの受け渡しが、隣り合う前記ロボットの前記ハンド間で実施されてもよい。
このようにすることで、ロボットのハンド間でツールを受け渡すことにより、ツールの受け渡しのための別個の設備が不要となり、よりコンパクトなロボットシステムを構成することができる。
【０００９】
また、上記態様においては、隣り合う前記ロボット間に前記ツールの仮置き台を備え、前記ツールの受け渡しが、隣り合う前記ロボットの一方のロボットのハンドによって前記ツールを前記仮置き台に載置し、他方のロボットのハンドによって前記仮置き台から取り上げることにより実施されてもよい。
このようにすることで、ハンドによってツールを取り出したロボットが、ツールを仮置き台に一旦仮置きすることにより、隣り合うロボットがハンドによってツールを把持し易くすることができ、効率的に搬送することができる。
【００１０】
また、上記態様においては、各前記ロボットが、前記ハンドとワーク加工用の工具とを交換可能に備え、いずれかの前記ロボットが、前記ツールの交換を必要とする場合に、該ツールの交換を必要とする前記ロボットと前記ツール格納部との間に設置されている全ての他の前記ロボットが、前記工具を前記ハンドに交換してもよい。
このようにすることで、各ロボットが工具を用いてワークの加工を行うとともに、いずれかのロボットがツールの交換を必要とする場合に、ツールの交換を必要とするロボットとツール格納部との間に設置されている全ての他のロボットが工具をハンドに交換して、ツールの受け渡しを行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、大がかりな設備を不要として、低コストかつコンパクトに構成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るロボットシステムを示す全体構成図である。
【図２】図１のロボットシステムの各ロボットに備えられたＡＨＣによるハンドと工具の交換例を示す斜視図である。
【図３】図１のロボットシステムにおいて搬送されるツールの一例としての治具を示す斜視図である。
【図４】図３の治具を２つのロボットのハンドで同時に把持している状態を示す斜視図である。
【図５】図１のロボットシステムの動作を説明するフローチャートである。
【図６】図５のロボットシステムの動作の続きを説明するフローチャートである。
【図７】図１のロボットシステムの変形例を示す全体構成図である。
【図８】図１のロボットシステムの他の変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一実施形態に係るロボットシステム１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るロボットシステム１は、図１に示されるように、それぞれが工具７を装着してワークＷを加工する複数台のロボット２，３，４と、ロボット４に近接して配置されたツール格納部５と、これらのロボット２，３，４を制御する制御部（図示略）とを備えている。
【００１４】
ロボット２，３，４は、例えば、６軸多関節型ロボットであり、アーム６の先端に取り付けた工具７によって、各ロボット２，３，４に対応する位置に配置された作業台８，９，１０に治具（ツール）１１によって取り付けられたワークＷに対し、バリ取り加工等の加工を施すようになっている。各ロボット２，３，４には、図２に示されるように、自動ハンド交換機（ＡＨＣ）１２が装着されており、各ロボット２，３，４に近接して設置されたハンド台１３に載置されているハンド１４とワークＷを加工するための工具７とをＡＨＣ１２によって、適時に交換することができるようになっている。
【００１５】
ツール格納部５は、各ロボット２，３，４が加工するワークＷを固定するための治具１１を、ワークＷの種類に応じて複数種格納している。ツール格納部５に最も近接して配置されたロボット４は、ツール格納部５に格納されている治具１１をハンド１４によって取り出すことができるようになっている。
【００１６】
ツール格納部５に格納されている全ての治具１１は、図３に示されるように、ハンド１４によって把持可能な被把持部１５ａ，１５ｂを２カ所備えている。２つの被把持部１５ａ，１５ｂは、図４に示されるように、一方の被把持部１５ａを一のロボット４のハンド１４によって把持している状態で、他方の被把持部１５ｂを他のロボット３のハンド１４によって把持することができる位置に配置されている。各被把持部１５ａ，１５ｂの形状および位置を共通とすることによって、各ロボット２，３，４は単一種類のハンド１４を装着可能に配置するだけで、全ての治具１１を把持してハンドリングすることができるようになっている。
【００１７】
制御部は、上位のラインコントローラからの指令に応じて、各ロボット２，３，４に指令信号を出力するようになっている。すなわち、上位のラインコントローラからいずれかのロボット２，３，４のワークＷの種類を変更する指令信号が入力されてきたときには、制御部は、ワークＷの種類を変更すべきロボット（以下、該当ロボットという。）２，３に対し、作業台８，９，１０から治具１１を取り外してツール格納部５に近い側に隣り合うロボット３，４に引き渡すよう指令信号を出力するようになっている。
【００１８】
また、制御部は、該当ロボット２，３とツール格納部５との間に設置されている全てのロボット２，３，４に対し、該当ロボット２，３によって取り外された治具１１をツール格納部５まで搬送するように指令信号を出力するようになっている。指令信号を受けた各ロボット２，３，４は、ＡＨＣ１２によって保持していた工具７をハンドリング用のハンド１４に持ち替えるようになっている。
【００１９】
このように構成された本実施形態に係るロボットシステム１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係るロボットシステム１によれば、各ロボット２，３，４がＡＨＣ１２によって、ワークＷのバリ取り加工を行うための工具７を保持し、各ロボット２，３，４に対応する作業台８，９，１０に治具１１によって固定されているワークＷに対し、バリ取り加工を行うことができる。
【００２０】
この状態で、図５に示されるように、上位のラインコントローラから、いずれかのロボット２，３，４により処理すべきワークＷの種類を変更する指令信号が入力されてきたときには（ステップＳ１）、制御部は、該当ロボット２，３に対し、治具１１の返却を指令する（ステップＳ２）。
【００２１】
治具１１の返却の指令が入力された該当ロボット２，３および該当ロボット２，３とツール格納部５との間に配置されている全てのロボット３，４は、保持していた工具７を、ＡＨＣ１２によって治具１１をハンドリングするためのハンド１４に持ち替える（ステップＳ３）。
該当ロボット（引渡側ロボット）２，３が、装着したハンド１４によって（作業台８，９上の）治具１１を一方の被把持部１５ａによって把持し（ステップＳ４）、ツール格納部５側に隣り合うロボット（受取側ロボット）３，４の方向に搬送する（ステップＳ５）。
【００２２】
引渡側ロボット２，３に隣り合う受取側ロボット３，４は装着したハンド１４によって、引渡側ロボット２，３のハンド１４によって一方の被把持部１５ａが把持されている状態の治具１１の他方の被把持部１５ｂを把持する（ステップＳ６）。受取側ロボット３，４による他方の被把持部１５ｂの把持が完了した時点で、引渡側ロボット２，３による治具１１の把持を解放する（ステップＳ７）。これにより、引渡側ロボット２，３から受取側ロボット３，４に治具１１が受け渡される。
【００２３】
同様にして、該当ロボット２，３とツール格納部５との間に複数のロボット２，３，４が配置されている場合には（ステップＳ８）、把持する被把持部１５ａ，１５ｂを入れ替えながら、ステップＳ５からの工程を繰り返すことにより、全ての隣り合うロボット２，３，４間においてハンド１４からハンド１４へ治具１１の受け渡しが行われる。
【００２４】
そして、ツール格納部５に最も近接して設置されているロボット４に治具１１が受け渡された後には、該ロボット４が把持した治具１１をツール格納部５に返却し（ステップＳ９）、指示された新たなワークＷに対応する治具１１をツール格納部５から取り出す（ステップＳ１０）。その後、図６に示されるように、ステップＳ５からステップ８までの工程とは逆の順序で、ロボット２，３，４間におけるハンド１４からハンド１４への治具１１の受け渡しが行われ（ステップＳ１１からステップ１４）、該当ロボット２，３，４に治具１１が引き渡されると、該当ロボット２，３，４が受け取った治具１１を作業台８，９，１０に装着する（ステップＳ１５）。
【００２５】
治具１１の受け渡しを終了した全てのロボット２，３，４が、ＡＨＣ１２によってハンド１４を工具７に持ち替えることにより、各ロボット２，３，４により、各ロボット２，３，４に対応する作業台８，９，１０上のワークＷに対するバリ取り加工が再開される。
【００２６】
このように、本実施形態に係るロボットシステム１によれば、加工すべきワークＷの種類の変更等によって、ワークＷを支持する治具１１の交換が必要となった場合に、隣り合うロボット２，３，４間において治具１１を受け渡すことによって、１カ所に設置されているツール格納部５に格納されている治具１１を、治具１１の交換を必要としている該当ロボット２，３，４まで搬送することができる。
その結果、搬送台車や走行レール等の大がかりな設備が不要であり、低コストかつコンパクトなロボットシステムを構築することができるという利点がある。
【００２７】
なお、本実施形態においては、治具１１に設けられた２つの被把持部１５ａ，１５ｂを交互に持ち替えて、隣り合うロボット２，３，４どうしがハンド１４からハンド１４に治具１１を受け渡すこととしたが、これに代えて、治具１１には被把持部１５ａを１つだけ設け、図７に示されるように、隣り合うロボット２，３，４間に、治具１１を一時的に設置する仮置き台１６を設けることにしてもよい。このようにすることで、ロボット２，３，４間での協調動作が不要であり、引渡側ロボット２，３，４によって仮置き台１６に把持し易い姿勢で配置された治具１１の被把持部１５ａによって受取側ロボット２，３，４が治具１１を容易に把持することができる。
【００２８】
また、本実施形態においては、各ロボット２，３，４がＡＨＣ１２を装着し、工具７またはハンド１４を択一的に保持して、工具７による加工およびハンド１４による治具１１のハンドリングのいずれかを行うこととしたが、これに代えて、図８に示されるように、各ロボット２，３，４が、工具７およびハンド１４の両方を保持していて、工具７またはハンド１４を切り替えて使用することにしてもよい。
【００２９】
また、ロボット２，３，４がハンド１４によって把持して搬送するツールとして、ワークＷを固定するための治具１１を例示したが、これに代えて、ワークＷを加工するための工具７を、単一のツール格納部５とロボット２，３，４との間で搬送する場合に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  ロボットシステム
２，３，４  ロボット
５  ツール格納部
７  工具
１１  治具（ツール）
１４  ハンド
１６  仮置き台
Ｗ  ワーク
【図１】
2018039082.tif 000003
【図２】
2018039082.tif 000004
【図３】
2018039082.tif 000005
【図４】
2018039082.tif 000006
【図５】
2018039082.tif 000007
【図６】
2018039082.tif 000008
【図７】
2018039082.tif 000009
【図８】
2018039082.tif 000010