(57)【要約】【課題】台車の側壁に隣接するワークが傾いている場合でも、そのワークを把持部で確実に把持することができるワーク搬送装置およびワーク搬送方法を提供する。【解決手段】ワーク用ハンド部２２０の把持部２２１の中心部が、回動部１１２の回転軸Ｏから第１アーム部２１１の他端部に向けて延在する中心軸線Ｐから所定間隔Ｌをおいて配置されている。把持部２２１の中心線Ｒと第１アーム部２１１の中心軸線Ｐとの間隔Ｌを適宜設定することにより、第１アーム部２１１および第２アーム部２１２と台車Ｄの側壁Ｄ１との間の間隔を大きく設定することができる。図４に示すように、台車Ｄの側壁Ｄ１に隣接するワークＷの姿勢が傾いている場合、第１アーム部２１１および第２アーム部２１２を台車Ｄの側壁Ｄ１に対して傾斜させても、第１アーム部２１１および第２アーム部２１２は台車Ｄの側壁Ｄ１と干渉しない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンド部と、
前記ハンド部を回転可能に支持する回動部とを備え、
前記ハンド部は、一端部が前記回動部に設けられたアーム部と、前記アーム部の他端部に設けられるとともにワークを把持する把持部とを有し、
前記把持部の中心部は、前記回動部の回転中心から前記アーム部の前記他端部に向けて延在する中心軸線から所定間隔をおいて配置されていることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項２】
前記回動部と前記アーム部との間には、前記中心軸線回りに前記ハンド部を旋回可能とする旋回機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のワーク搬送装置。
【請求項３】
前記把持部は、前記ワークの孔部の内周部に拡径部が当接することにより前記ワークを把持するホールクランプ部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のワーク搬送装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のワーク搬送装置を用い、台車内で姿勢が傾いているワークを把持して搬送するワーク搬送方法において、
前記ワークの姿勢の傾きに応じて、前記アーム部を回転させることにより、前記アーム部の傾きを調整し、前記把持部により前記ワークを把持することを特徴とするワーク搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、台車中のワークをハンド部で把持して搬送するワーク搬送装置およびワーク搬送方法に係り、特に、ワークの搬送時にハンド部と台車との干渉を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
台車内にワークを載置したり、台車から取り出すために搬送装置が使用される。搬送装置は６軸ロボット等のロボットを備え、ロボットのロボットアーム部の先端部にハンド部が取り付けられている。
【０００３】
ハンド部は、一端部がロボットの回動部に回転可能に設けられたアーム部を備えている。アーム部の他端部には、ワークを把持する把持部が設けられている。把持部は、たとえば拡径部がワークの孔部の内周部に当接してワークを把持するホールクランプ部を有している（たとえば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２５４０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ワークは、台車内で面内方向に並べて配置されるとともに、中敷きを介して垂直方向に積層されている。中敷きが、中央部で上方に向かって凸状に撓んだ状態にある場合、台車の側壁に隣接するワークの姿勢は側壁に向かって傾いている。
【０００６】
たとえば図７に示すように姿勢が傾いているワークＷをハンド部２の把持部４で把持する場合、把持部４のホールクランプ部の拡径部をワークＷの孔部Ｈに挿入するために、アーム部３を回動部１の回転軸Ｏ回りに回転させることにより、アーム部３を台車Ｄの側壁Ｄ１に対して傾斜させる必要がある。しかしながら、この場合、ハンド部２のアーム部３が台車Ｄの側壁Ｄ１と干渉してしまうため、把持部４でワークＷを把持することができない。
【０００７】
したがって、本発明は、台車の側壁に隣接するワークが傾いている場合でも、そのワークを把持部で確実に把持することができるワーク搬送装置およびワーク搬送方法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】
本発明のワーク搬送装置は、ハンド部と、ハンド部を回転可能に支持する回動部とを備え、ハンド部は、一端部が回動部に設けられたアーム部と、アーム部の他端部に設けられるとともにワークを把持する把持部とを有し、把持部の中心部は、回動部の回転中心からアーム部の他端部に向けて延在する中心軸線から所定間隔をおいて配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明のワーク搬送装置では、ハンド部の把持部の中心部が、回動部の回転中心からアーム部の他端部に向けて延在する中心軸線から所定間隔をおいて配置されているから、把持部で台車の側壁に隣接するワークを把持する場合、把持部の中心部が中心軸線上に配置される場合と比較して、アーム部と台車の側壁との間の間隔を大きく設定することができる。具体的には図６に示すハンド部１２では、把持部１４の中心線Ｒとアーム部１３の中心軸線Ｐとの間の間隔Ｌを適宜設定することにより、アーム部１３と台車Ｄの側壁Ｄ１との間の間隔を大きく設定することができる。したがって、台車Ｄの側壁Ｄ１に隣接するワークＷの姿勢が傾いているとき、アーム部１３を回動部１１の回転軸Ｏ回りに回転させてアーム部１３を台車Ｄの側壁Ｄ１に対して傾斜させても、アーム部１３は台車Ｄの側壁Ｄ１と干渉しない。
【００１０】
このように本発明のワーク搬送装置では、台車の側壁に隣接するワークが傾いている場合でも、把持部は、そのワークを確実に把持することができる。特に、把持部がホールクランプ部を有し、その拡径部がワークの孔部の内周部に当接することによりワークを把持する態様では、拡径部をワークの孔部の内周部に確実に挿入することができるから、上記効果を効果的に得ることができる。
【００１１】
本発明のワーク搬送装置は種々の構成を用いることができる。たとえば回動部とアーム部との間には、中心軸線回りにハンド部を旋回可能とする旋回機構が設けられている態様を用いることができる。アーム部の中心軸線に関して把持部とは反対側にワーク検出手段等の他の手段がハンド部に設けられている場合、台車の側壁に隣接するワークを把持するとき、他の手段が台車の他の側壁と干渉する虞があるが、上記態様では、ハンド部を台車内に挿入する際に、旋回機構を用いて中心軸線回りにハンド部を適宜回転させることにより、他の手段と台車の側壁との干渉を防止することができる。
【００１２】
本発明のワーク搬送方法は、本発明のワーク搬送装置を用い、台車内で姿勢が傾いているワークを把持して搬送するワーク搬送方法であって、ワークの姿勢の傾きに応じて、アーム部を回転させることにより、アーム部の傾きを調整し、把持部によりワークを把持することを特徴とする。
【００１３】
本発明のワーク搬送方法は、本発明のワーク搬送装置と同様な効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のワーク搬送装置あるいはワーク搬送方法によれば、台車の側壁に隣接するワークが傾いている場合でも、そのワークを把持部で確実に把持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るワーク搬送装置の全体構成を表す概略側面図である。
【図２】図１に示すワーク搬送装置の一部構成を表し、（Ａ）はハンド装置の概略構成を表す側断面図、（Ｂ）は（Ａ）とは垂直な方向のハンド装置の一部の概略構成を表す側断面図である。
【図３】図２に示すワーク搬送装置の把持部のホールクランプ部およびガイドピン部の位置関係を説明するための図であって、ワークの概略構成を表す平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るワーク搬送装置の動作状態を表す側断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るワーク搬送装置の旋回機構の機能を説明するための図であって、（Ａ）は旋回機構を用いた本発明例を表す概略平面図、（Ｂ）旋回機構を用いない従来例を表す概略平面図である。
【図６】本発明のワーク搬送装置の具体例の動作を説明するための図であって、ハンド部の概略構成を表す側断面図である。
【図７】従来のワーク搬送装置の具体例の動作の問題点を説明するための図であって、ハンド部の概略構成を表す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（１）実施形態の構成
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るワーク搬送装置１００の全体構成を表す概略側面図である。図２は、ワーク搬送装置１００の一部構成を表し、（Ａ）はハンド装置１２０の概略構成を表す側断面図、（Ｂ）はハンド装置１２０の一部の概略構成を表す側断面図である。図２（Ａ）は、ハンド装置１２０が回動部１１２の回転軸Ｏ回りに回転する面内方向に平行に切断した側断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の側断面に垂直な面で切断した側断面図である。図３は、ワークＷの概略構成を表し、把持部２２１の各部位が挿入される各孔部を示す平面図である。
【００１７】
ワーク搬送装置１００は、たとえば図１に示すように台車Ｄ内からのワークＷの取出しを行う装置である。台車Ｄ内には、ワークＷが面内方向に配列されるとともに、中敷きＮを介して垂直方向に積層されている。ワーク搬送装置１００は６軸ロボット等のロボット１１０を備え、ロボット１１０はロボットアーム部１１１を有している。ロボットアーム部１１１の先端部には、ハンド装置１２０が取り付けられる取付部１１３が設けられている。ロボットアーム部１１１には、ハンド装置１２０を回転可能に支持する回動部１１２が設けられている。
【００１８】
ハンド装置１２０は、たとえば図２に示すようにロボット１１０の取付部１１２に設けられた旋回機構１３０、接続部材１３１を介して旋回機構１３０に設けられたハンド部１４０、および、接続部材１３１を介して旋回機構１３０に設けられたワーク検出部１５０を備えている。旋回機構１３０は、中心軸線Ｐ回りにハンド部１４０およびワーク検出部１５０を旋回駆動させる機構である。
【００１９】
ハンド部１４０は、親ハンド部２１０、子ハンド部であるワーク用ハンド部２２０、および、中敷用ハンド部２３０を有している。親ハンド部２１０は、第１アーム部２１１、第２アーム部２１２、第３アーム部２１３を有している。アーム部２１１〜２１３は、たとえばシリンダ機構を有しており、伸縮可能に構成されている。
【００２０】
第１アーム部２１１の上端部は、接続部材１３１を介して旋回機構１３０に接続されている。第１アーム部２１１の下端部には、接続部材１３２を介して第２アーム部２１２および第３アーム部２１３の上端部が接続されている。第２アーム部２１２の下端部には、ワーク用ハンド部２２０の上端部が接続されている。第３アーム部２１３の下端部には、中敷用ハンド部２３０の上端部が接続されている。
【００２１】
ワーク用ハンド部２２０の下端部には、ワークＷを把持する把持部２２１が設けられている。把持部２２１は、ホールクランプ部２２２とガイドピン部２２３を有している。ホールクランプ部２２２の先端部には、油圧等により拡径する拡径部が設けられている。ホールクランプ部２２２では、拡径部が拡径してワークＷの孔部Ｈ１の内周部に当接することにより、ワークＷが把持される。ガイドピン部２２３の先端部には、位置決めのためのピンが設けられ、ピンはワークＷの孔部Ｈ２に挿入される。なお、ワークＷの孔部Ｈ３には、ホールクランプ部２２２の拡径部およびガイドピン部２２３のピンは挿入されない。
【００２２】
本実施形態では、図２（Ａ）に示すようにワーク用ハンド部２２０の把持部２２１の中心部が、回動部１１２の回転軸Ｏから親ハンド部２１０の第１アーム部２１１の他端部に向けて延在する中心軸線Ｐから離間して配置されている。具体的には、把持部２２１の中心線Ｒは、回転軸Ｏから第１アーム部２１１の他端部に向けて延在する中心軸線Ｐからその中心軸線Ｐに対する垂直方向に所定間隔Ｌをおいて配置されている。また、ワーク用ハンド部２２０は、たとえば図２（Ａ）に示すワークＷの幅方向においてワークＷ内にほぼ収まるとともに、たとえば図２（Ｂ）に示す長手方向においてワークＷ内に収まるように配設されている。
【００２３】
中敷用ハンド部２３０の下端部の両端部には、Ｌ字状をなす一対の把持部材２３１が回転可能に設けられている。把持部材２３１の先端部には爪部が形成されている。中敷用ハンド部２３０では、把持部材２３１の爪部が中敷きＮを狭持して台車Ｄの外に放出する。
【００２４】
ワーク検出部１５０は、台車Ｄの底面に平行な面内でのワークＷの位置を検出する位置検出部（たとえば二次元カメラ）と、ワークＷの姿勢の傾きを検出する傾き検出部（たとえば三次元センサ）を有している。ハンド装置１２０の傾斜角度は、ロボット１１０の回動部１１２回りのハンド装置１２０の回転により調整され、その調整は、ワーク検出部１５０の位置検出部および傾き検出部の検出データに基づいて行われる。
【００２５】
（２）実施形態の動作
ワーク搬送装置１００の動作について説明する。図４は、ワーク搬送装置１００の動作状態を表す側断面図である。図５は、ワーク搬送装置１００の旋回機構１３０の機能を説明するための図であって、（Ａ）は旋回機構１３０を用いた本発明例を表す概略平面図、  （Ｂ）旋回機構１３０を用いない従来例を表す概略平面図である。図５では、ワーク検出部１５０および把持部２２０のみ図示し、ワーク検出部１５０および把持部２２０を簡略化して図示している。
【００２６】
ワーク搬送装置１００では、ハンド装置１２０が台車Ｄの側壁Ｄ１，Ｄ２と干渉しないように、旋回機構１３０により台車Ｄに対するハンド部１４０およびワーク検出部１５０の相対的位置を調整した上で、ハンド装置１２０を台車Ｄ内に挿入する。この場合、ハンド装置１２０が図４に示すように台車Ｄの側壁Ｄ２に隣接する場合、ワーク検出部１５０は、側壁Ｄ２とは干渉せずにワークＷの位置および傾きを検出することができる。
【００２７】
ハンド部１４０では、親ハンド部２１０の第１アーム部２１１が、ワーク検出部１５０により検出されたワークＷの位置および傾きのデータに基づき、ロボット１１０の回動部１１２の回転軸Ｏ回りに回転する。これにより、第１アーム部２１１および第２アーム部２１２が傾斜し、ワーク用ハンド部２２０の傾斜角度が調整され、把持部２２１の各部位のワークＷの各孔部への挿入角度が決定される。
【００２８】
ここで本実施形態では、図２（Ａ）に示すようにワーク用ハンド部２２０の把持部２２１の中心部の中心線Ｒが、回動部１１２の回転軸Ｏから第１アーム部２１１の他端部に向けて延在する中心軸線Ｐから所定間隔Ｌをおいて配置されている。したがって、たとえば台車Ｄの側壁Ｄ１に隣接するワークＷの姿勢が傾いている場合、図４に示すように第１アーム部２１１の上端部を側壁Ｄ１側に傾斜させても、第１アーム部２１１は側壁Ｄ１と干渉しない。
【００２９】
具体的には、ハンド部１４０では、把持部２２１の中心線Ｒと第１アーム部２１１の中心軸線Ｐとの間隔Ｌを適宜設定することにより、第１アーム部２１１および第２アーム部２１２と台車Ｄの側壁Ｄ１との間の間隔を大きく設定することができる。したがって、台車Ｄの側壁Ｄ１に隣接するワークＷの姿勢が傾いている場合、第１アーム部２１１および第２アーム部２１２を台車Ｄの側壁Ｄ１に対して傾斜させても、第１アーム部２１１および第２アーム部２１２は台車Ｄの側壁Ｄ１と干渉しない。
【００３０】
次いで、ワーク用ハンド部２２０の第２アーム部２１２を適宜伸縮させることにより、ホールクランプ部２２２の拡径部が孔部Ｈ１内に挿入される。続いて、拡径部が拡径してワークＷの孔部Ｈ１の内周部に当接することにより、ワークＷが把持される。この場合、ガイドピン部２２３では、先端部のピンがワークＷの孔部Ｈ２に挿入される。このように把持されたワークＷは、ロボット１１０により台車Ｄの外部に搬送される。
【００３１】
また、台車Ｄの側壁Ｄ２に隣接するワークＷを把持するとき、たとえば図５（Ｂ）に示すように、ワーク検出部１５０が台車の側壁Ｄ２と干渉する虞があるが、本実施形態では、ハンド部１４０を台車Ｄ内に挿入する際に、たとえば図５（Ａ）に示すように中心軸線Ｐ回りにハンド装置１２０を適宜回転させることにより、ハンド部１４０と台車Ｄの側壁Ｄ２との干渉を防止することができる。
【００３２】
このようにハンド部１４０は中敷きＮ上に配列されたワークＷを次々と把持し、ロボット１１０は台車Ｄの外部に搬送する。中敷きＮ上にワークＷがなくなった場合、中敷用ハンド部２３０の把持部材２３１の爪部が中敷きＮを狭持して台車Ｄの外に放出する。次いで、ハンド装置１２０の各部位は、上記と同様な動作を行ってワークＷを次々と把持し、ロボット１１０は、ワークＷを台車Ｄの外部に搬送する。
【００３３】
以上のように本実施形態では、台車Ｄの側壁Ｄ１に隣接するワークＷの姿勢が傾いているとき、第１アーム部２１１および第２アーム部２１２を台車Ｄの側壁Ｄ１に対して傾斜させても、第１アーム部２１１および第２アーム部２１２は台車Ｄの側壁Ｄ１と干渉しないから、ワークＷを把持部２２１で確実に把持することができる。
【００３４】
特に、把持部２２１がホールクランプ部２２２を有し、その拡径部がワークＷの孔部Ｈ１の内周部に当接することによりワークＷを把持する態様では、拡径部をワークＷの孔部Ｈ１の内周部に確実に挿入することができるから、上記効果を効果的に得ることができる。また、ハンド装置１２０を台車Ｄ内に挿入する際に、旋回機構１３０を用いて中心軸線Ｐ回りにハンド装置１２０を適宜回転させることにより、ワーク検出部１５０と台車Ｄの側壁Ｄ２との干渉を防止することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１００…ワーク搬送装置、１１０…ロボット、１１２…回動部、１２０…ハンド装置、１３０…旋回機構、１４０…ハンド部、１５０…ワーク検出部、２１０…親ハンド部、２１１…第１アーム部、２１２…第２アーム部、２１３…第３アーム部、２２０…ワーク用ハンド部、２２１…把持部、２２２…ホールクランプ部、２２３…ガイドピン部、２３０…中敷用ハンド部、２３１…把持部材、Ｄ…台車、Ｄ１，Ｄ２…側壁、Ｎ…中敷き、Ｐ…中心軸、Ｒ…中心線、Ｗ…ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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