(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブルの走行と回動とを行うことによって、該テーブルに載置されたワークを所定位置に搬送して所定姿勢に設定するワーク搬送装置において、
前記所定位置に連絡するように設けられた軌道手段と、
前記軌道手段の連絡方向に沿って設けられたラックと、
回転軸を回転させる駆動源と、
前記回転軸に連結され、前記駆動源により回転駆動されるインプットギヤと、前記ラックと噛合するフィーダ用ギヤが固設されたケース部材と、前記テーブルを回転させるテーブル用ギヤが設けられた出力軸とを有し、前記インプットギヤが回転駆動されたときに、前記ケース部材および前記出力軸の何れか一方を減速させながら回転させる減速機と、
前記出力軸の周面に設けられた第１駆動切替板と、
前記ケース部材の周面に設けられた第２駆動切替板と、
前記ケース部材の回転により、前記フィーダ用ギヤが前記ラックと噛合しながら回転することで、前記軌道手段の連絡方向に沿って前記テーブルを走行可能な走行機構と、
前記出力軸の回転により、前記テーブル用ギヤが回転することで、前記テーブルを任意の角度に回動可能な回動機構と、
前記第１駆動切替板および前記第２駆動切替板の一方と嵌合し、且つ、他方と離隔することで、嵌合した方の回動を禁止し、離隔した方の回動を許可する棒状部材を有し、前記第１駆動切替板に嵌合し、且つ、前記第２駆動切替板から離隔した前記棒状部材によって、前記減速機が前記ケース部材を回転させる状態と、前記第１駆動切替板から離隔し、且つ、前記第２駆動切替板に嵌合した前記棒状部材によって、前記減速機が前記出力軸を回転させる状態と、を切り換えることによって、前記走行機構が前記テーブルを走行可能な走行許可状態と前記回動機構が前記テーブルを回動可能な回動許可状態とを切り換える切替手段と、
を有したことを特徴とするワーク搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テーブルに載置されたワークを所定位置に搬送して所定姿勢に設定するワーク搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
塗装ラインや溶接ライン等のように作業ロボットによりワークに一定の処理を施す処理ラインにおいては、通常、作業員等によるワークの載置位置と作業ロボットによる作業位置との間でワークを搬送するワーク搬送装置が設けられており、ワークがワーク搬送装置により作業位置に搬送されたときに、作業ロボットが予めティーチングされた通りに動作してワークに塗装や溶接等の作業を施すようになっている。また、処理ラインにおいて処理作業の効率や品質を高めようとすると、作業ロボットとワークとが一定の位置関係に設定されたり、作業ロボットの動作に同期してワークの姿勢が変更されることが望ましい。
【０００３】
従って、上記のような処理ラインに使用されるワーク搬送装置は、従来、例えば特公平６−２８７５９号公報に開示されているように、テーブルを作業位置まで搬送する搬送機構を有すると共に、テーブルを任意の角度に回動可能な回動機構を作業位置に有しており、ワークが載置されたテーブルを搬送機構により載置位置から作業位置に搬送し、作業位置に到達したときに、テーブルを回動機構により回動させてワークを作業ロボットに対して所定の姿勢に設定するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、搬送機構と回動機構とがそれぞれ独立した位置に配設されているため、各機構にモータ等の駆動源を備えることが必要になると共に、この駆動源から最適な駆動力を得る減速機や駆動源の動作状態を検出する検出器を備えることが必要になる。従って、搬送機構および回動機構が各機器の搭載スペースを確保するために大型化すると共に各機器により部品コストが増大することによって、ワーク搬送装置自体が大型化およびコストアップしているという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、載置位置および作業位置間の搬送とテーブルの回動との機能を共通の駆動源で実現することによって、駆動源や減速機、検出器等を減少させることにより装置の小型化およびコストダウンを可能にするワーク搬送装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、テーブルの走行と回動とを行うことによって、該テーブルに載置されたワークを所定位置に搬送して所定姿勢に設定するワーク搬送装置において、前記所定位置に連絡するように設けられた軌道手段と、前記軌道手段の連絡方向に沿って設けられたラックと、回転軸を回転させる駆動源と、前記回転軸に連結され、前記駆動源により回転駆動されるインプットギヤと、前記ラックと噛合するフィーダ用ギヤが固設されたケース部材と、前記テーブルを回転させるテーブル用ギヤが設けられた出力軸とを有し、前記インプットギヤが回転駆動されたときに、前記ケース部材および前記出力軸の何れか一方を減速させながら回転させる減速機と、前記出力軸の周面に設けられた第１駆動切替板と、前記ケース部材の周面に設けられた第２駆動切替板と、前記ケース部材の回転により、前記フィーダ用ギヤが前記ラックと噛合しながら回転することで、前記軌道手段の連絡方向に沿って前記テーブルを走行可能な走行機構と、前記出力軸の回転により、前記テーブル用ギヤが回転することで、前記テーブルを任意の角度に回動可能な回動機構と、前記第１駆動切替板および前記第２駆動切替板の一方と嵌合し、且つ、他方と離隔することで、嵌合した方の回動を禁止し、離隔した方の回動を許可する棒状部材を有し、前記第１駆動切替板に嵌合し、且つ、前記第２駆動切替板から離隔した前記棒状部材によって、前記減速機が前記ケース部材を回転させる状態と、前記第１駆動切替板から離隔し、且つ、前記第２駆動切替板に嵌合した前記棒状部材によって、前記減速機が前記出力軸を回転させる状態と、を切り換えることによって、前記走行機構が前記テーブルを走行可能な走行許可状態と前記回動機構が前記テーブルを回動可能な回動許可状態とを切り換える切替手段と、を有したことを特徴としている。
【０００７】
上記の構成によれば、走行機構と回動機構とが搬送装置本体に備えられているため、走行機構により搬送装置本体を軌道手段に沿って走行させてテーブルに載置されたワークを搬送した場合でも、このテーブルを回動させる回動機構が走行機構と共に移動することになる。従って、回動機構と走行機構とが常に一定の位置関係にあるため、これら回動機構と走行機構とを一つの駆動源に連結し、切替手段で走行機構の走行可能な状態と回動機構の回動可能な状態とを切り換えることによって、駆動源を回動機構と走行機構とに共用することが可能になる。これにより、回動機構と走行機構とを異なる位置に配設した従来の構成のように各機構に駆動源をそれぞれ備える必要がないため、駆動源やこの駆動源に付随する減速器および検出器等の部品を減少させることが可能になり、結果として部品の搭載スペースおよび部品コストを低減してワーク搬送装置の小型化およびコストダウンを図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１ないし図３に基づいて以下に説明する。
本実施の形態に係るワーク搬送装置は、図２に示すように、複数の自由度を有した塗装用等の作業ロボット１を中心として左右一対に配置された搬送ライン２・２と、これら搬送ライン２・２および作業ロボット１を制御する制御装置３とを有している。各搬送ライン２は、作業者４がワーク５をテーブル６に対して着脱する載置位置Ａと作業ロボット１がワーク５に対して塗装等の処理作業を行う作業位置Ｂとの間を連絡する搬送フレーム７（軌道手段）を有している。また、載置位置Ａの近傍には、押圧スイッチ２６が配設されており、押圧スイッチ２６は、作業者４の押圧により載置信号ｆを出力するようになっている。
【０００９】
上記の搬送フレーム７における載置位置Ａおよび作業位置Ｂには、搬送装置本体１０を検知して本体検知信号ｈ・ｇを出力する図示しない本体検知器が設けられている。また、搬送フレーム７の一方の側壁面７ａには、図１に示すように、レール８（軌道手段）およびラック９（軌道手段）が設けられている。レール８およびラック９は、図２の載置位置Ａから作業位置Ｂまで平行に配置されており、レール８には、搬送装置本体１０の支持部材１１が移動自在に係合されている。
【００１０】
搬送装置本体１０は、支持部材１１に接合された支持ケース１２を有している。支持ケース１２は、支持部材１１から水平方向に横設された第１支持部１２ａと、第１支持部１２ａの端部から上方に立ち上げられた立設部１２ｂと、立設部１２ｂの上端から第１支持部１２ａに対向するように曲折された第２支持部１２ｃとを有している。そして、第１支持部１２ａの上面には、筒形状の環状突設部１２ｄが形成されている一方、第２支持部１２ｃには、貫通穴１２ｅが形成されている。
【００１１】
上記の第１支持部１２ａの下面には、モータ制御信号ｅに応じた速度および回転方向で回転軸１３ａを回転させる駆動モータ１３が固設されている。駆動モータ１３は、回転軸１３ａを環状突設部１２ｄの中心部に貫挿させていると共に、回転軸１３ａの回転角を検出して回転角信号ｄとして出力するエンコーダ等の角度検出器を内蔵している。上記の回転軸１３ａの上端部は、減速機１４のインプットギヤ１４ｂに連結されている。減速機１４は、円筒形状のケース部材１４ａ（走行機構）と、ケース部材１４ａ内に設けられたインプットギヤ１４ｂおよび出力軸１４ｃ（回動機構）とを備えており、インプットギヤ１４ｂが回転駆動されたときに、ケース部材１４ａおよび出力軸１４ｃの何れか一方を減速させながら回転させるようになっている。尚、減速機１４としては、遊星減速機やＲＶ減速機、ハーモニック減速機等を用いることができる。
【００１２】
上記のケース部材１４ａの周面には、ベアリング１５が設けられている。ベアリング１５は、環状突設部１２ｄの内壁面に嵌合されることによって、ケース部材１４ａを上下方向に固定しながら回転自在に支持している。さらに、ケース部材１４ａの周面における環状突設部１２ｄよりも上方位置には、フィーダ用ギヤ１６（走行機構）が固設されており、フィーダ用ギヤ１６は、ケース部材１４ａの回転運動をレール８に沿った走行運動に変換するようにラック９と噛合されている。
【００１３】
一方、出力軸１４ｃの先端部には、第１テーブル用ギヤ１７（回動機構）が設けられている。第１テーブル用ギヤ１７は、第２テーブル用ギヤ１８（回動機構）に噛合されており、第２テーブル用ギヤ１８の回転中心には、支持部材１９を介してテーブル６が設けられている。また、出力軸１４ｃの周面およびケース部材１４ａの周面には、第１駆動切替板２０および第２駆動切替板２１がそれぞれ設けられている。第１駆動切替板２０および第２駆動切替板２１は、図３（ａ）・（ｂ）に示すように、円板形状に形成されており、第１駆動切替板２０の周面には、嵌合部２０ａが湾曲凹形状に形成されている。一方、第２駆動切替板２１の周面には、一対の嵌合部２１ａ・２１ｂが湾曲凹形状に形成されており、両嵌合部２１ａ・２１ｂは、１８０度対立した位置に配置されている。
【００１４】
上述の第１駆動切替板２０および第２駆動切替板２１の側方には、図１に示すように、駆動切替装置２２が配設されている。駆動切替装置２２は、支持ケース１２の第２支持部１２ｃに固設された回動駆動部材２３を有している。回動駆動部材２３には、円柱形状の棒状部材２４が回動可能に設けられており、棒状部材２４は、回動駆動部材２３に切替信号ｃが入力されたときに回動するようになっている。
【００１５】
上記の棒状部材２４は、貫通穴１２ｅを貫挿された後、フィーダ用ギヤ１６の上面近傍まで垂下されており、第１駆動切替板２０および第２駆動切替板２１の配設位置に対応した側面には、横断面が半円形状となるように第１切欠部２４ａおよび第２切欠部２４ｂがそれぞれ形成されている。これらの切欠部２４ａ・２４ｂは、１８０度対立した位置において駆動切替板２０・２１の板厚よりも大きな長さで棒状部材２４の半分を切除することにより形成されている。そして、棒状部材２４は、切欠部２４ａ・２４ｂが駆動切替板２０・２１側に位置したときに駆動切替板２０・２１から離隔する一方、切欠部２４ａ・２４ｂが駆動切替板２０・２１の反対側に位置したときに駆動切替板２０・２１の嵌合部２０ａ・２１ａ・２１ｂに嵌合するようになっている。
【００１６】
また、回動駆動部材２３には、棒状部材２４の回動状態を検出する第１検出器２５ａおよび第２検出器２５ｂが設けられている。第１検出器２５ａは、図３（ａ）に示すように、棒状部材２４が第１駆動切替板２０の嵌合部２０ａに嵌合すると共に第２駆動切替板２１から離隔した回動状態になったときに走行許可信号ａを出力するようになっている。一方、第２検出器２５ｂは、図３（ｂ）に示すように、棒状部材２４が第１駆動切替板２０から離隔すると共に第２駆動切替板２１の嵌合部２１ａ・２１ｂに嵌合した回動状態になったときに回動許可信号ｂを出力するようになっている。
【００１７】
上記のように搬送装置本体１０および搬送フレーム７を備えた搬送ライン２は、図２に示すように、制御装置３に接続されている。制御装置３は、各搬送ライン２に対して上述の各種信号ａ〜ｆを入出力するようになっていると共に、作業ロボット１に対してロボット制御信号ｉを出力するようになっている。そして、制御装置３は、これらの信号ａ〜ｉを入出力しながら図４の搬送制御ルーチンを実行することによって、各搬送ライン２・２をそれぞれ制御するようになっている。
【００１８】
上記の構成において、ワーク搬送装置の動作を図４のフローチャートに基づいて説明する。
図２に示すように、作業者４がワーク５をテーブル６上に位置決めしながら載置した後、押圧スイッチ２６を押圧すると、押圧スイッチ２６から載置信号ｆが制御装置３に出力される。この際、制御装置３は、載置信号ｆおよび載置位置Ａ側の本体検知信号ｇの有無を確認することによって、ワーク５がテーブル６に載置されたか否かを判定している（Ｓ１）。即ち、制御装置３は、載置信号ｆを監視しており、載置信号ｆにより作業者４が押圧スイッチ２６を押圧したことを認識すると、この押圧の認識が誤りでないことを確認するため、載置位置Ａ側の本体検知信号ｇによりテーブル６（搬送装置本体１０）が載置位置Ａに実際に存在しているか否かを判定する。そして、両信号ｇ・ｈによりワーク５がテーブル６に載置されていないと判定した場合には（Ｓ１，ＮＯ）、Ｓ１を再実行し、両信号ｇ・ｈの入力が確認されるまで繰り返す。
【００１９】
一方、ワーク５がテーブル６に載置されたと判定した場合には（Ｓ１，ＹＥＳ）、図１に示すように、切替信号ｃを駆動切替装置２２に出力することによって、回動駆動部材２３により棒状部材２４を回動させる。そして、第２検出器２５ｂから走行許可信号ａが入力されたときに、駆動切替装置２２が走行許可状態（回動禁止状態）にセットされたと判断して棒状部材２４の回動を停止する（Ｓ２）。
【００２０】
駆動切替装置２２を走行許可状態にセットすると、モータ制御信号ｅを駆動モータ１３に出力し、駆動モータ１３を正回転させる。この際、図３（ａ）に示すように、棒状部材２４は、第１駆動切替板２０の嵌合部２０ａに嵌合することにより第１駆動切替板２０の回動を禁止している。また、棒状部材２４は、第２切欠部２４ｂを第２駆動切替板２１に対向させて第２駆動切替板２１から離隔することにより第２駆動切替板２１の回動を許可している。従って、図２に示すように、駆動モータ１３が正回転すると、第１駆動切替板２０に連結された出力軸１４ｃが固定された状態になっているため、第２駆動切替板２１に連結されたケース部材１４ａが減速しながら回転する。これにより、ケース部材１４ａと共にラック９に噛合されたフィーダ用ギヤ１６が回転することによって、搬送装置本体１０が作業位置Ｂ方向に走行してワーク５を運搬することになる（Ｓ３）。
【００２１】
上記のようにしてワーク５の運搬を開始すると、作業位置Ｂからの本体検知信号ｈを監視することによって、搬送装置本体１０が作業位置Ｂに到達したか否かを判定する（Ｓ４）。本体検知信号ｈが入力されなければ（Ｓ４，ＮＯ）、ワーク５の運搬途中であると判断してＳ４を繰り返す。そして、本体検知信号ｈの入力により搬送装置本体１０が作業位置Ｂに到達したと判定すると（Ｓ４，ＹＥＳ）、駆動モータ１３にモータ制御信号ｅを出力して駆動モータ１３を停止させることによりワーク５の運搬を完了する（Ｓ５）。
【００２２】
次に、切替信号ｃを駆動切替装置２２に出力し、回動駆動部材２３により棒状部材２４を回動させる。そして、第１検出器２５ａから回動許可信号ｂが入力されたときに、駆動切替装置２２が回動許可状態（走行禁止状態）にセットされたと判断して棒状部材２４の回動を停止する（Ｓ６）。
【００２３】
駆動切替装置２２を回動許可状態にセットすると、モータ制御信号ｅを駆動モータ１３に出力し、駆動モータ１３を正方向または逆方向に回転させる。この際、図３（ｂ）に示すように、棒状部材２４は、第１切欠部２４ａを第１駆動切替板２０に対向させて第１駆動切替板２０から離隔することにより第１駆動切替板２０の回動を許可している。また、棒状部材２４は、第２駆動切替板２１の嵌合部２１ａ・２１ｂの何れかに嵌合することにより第２駆動切替板２１の回動を禁止している。従って、駆動モータ１３が回転すると、第２駆動切替板２１に連結されたケース部材１４ａが固定された状態になっているため、第１駆動切替板２０に連結された出力軸１４ｃが減速しながら回動する。これにより、出力軸１４ｃに設けられた第１テーブル用ギヤ１７が回動することによって、第２テーブル用ギヤ１８を介してテーブル６が回動することになる。
【００２４】
また、上記のようにしてテーブル６を回動させるとき、駆動モータ１３からの回転角信号ｄを取り込み、回転軸１３ａの回転数および回転角を検出することによりテーブル６の回動角を求める。そして、テーブル６が所定の回動角になったときに駆動モータ１３を停止し、テーブル６に載置されたワーク５を作業ロボット１に対して所定の姿勢に設定する（Ｓ７）。
【００２５】
次に、作業ロボット１にロボット制御信号ｉを出力して処理作業を行わせた後、この処理作業が完了するまで待機し（Ｓ８）、作業が完了すると、ワーク５を元の姿勢に復帰させるように出力軸１４ｃを回動させる。この後、切替信号ｃを駆動切替装置２２に出力し、回動駆動部材２３により棒状部材２４を回動させ、第２検出器２５ｂから走行許可信号ａが入力されたときに、駆動切替装置２２が走行許可状態（回動禁止状態）にセットされたと判断して回動駆動部材２３による回動を停止する（Ｓ９）。
【００２６】
この後、モータ制御信号ｅを駆動モータ１３に出力し、駆動モータ１３を逆回転させることによって、ケース部材１４ａと共にラック９に噛合されたフィーダ用ギヤ１６を回転させる。そして、搬送装置本体１０を載置位置Ａ方向に走行させて処理済みのワーク５を運搬し（Ｓ１０）、載置位置Ａからの本体検知信号ｈを監視することにより搬送装置本体１０が載置位置Ａに到達したか否かを判定する（Ｓ１１）。本体検知信号ｈが入力されなければ（Ｓ１１，ＮＯ）、ワーク５の運搬途中であると判断してＳ１１を繰り返す。一方、本体検知信号ｈの入力により搬送装置本体１０が載置位置Ａに到達したと判定すると（Ｓ１１，ＹＥＳ）、駆動モータ１３を停止させることによりワーク５の運搬を完了する（Ｓ１２）。
【００２７】
以上のように、本実施形態のワーク搬送装置は、テーブルの走行と回動とを行うことによって、テーブルに載置されたワークを所定位置に搬送して所定姿勢に設定するものであり、所定位置に連絡するように設けられた軌道手段と、軌道手段に沿って走行可能な走行機構（ケース部材１４ａ、フィーダ用ギヤ１６）と、テーブルを任意の角度に回動可能な回動機構（第２テーブル用ギヤ１８、第１テーブル用ギヤ１７、出力軸１４ｃ）と、これら走行機構および回動機構の駆動に共用される駆動源（駆動モータ１３）と、走行機構の走行可能な状態と回動機構の回動可能な状態とを切り換える切替手段（駆動切替装置２２）とを備えた搬送装置本体１０とを有した構成にされている。
【００２８】
これにより、回動機構と走行機構とが常に一定の位置関係にあるため、これら回動機構と走行機構とを一つの駆動モータ１３に連結し、走行機構の走行可能な状態と回動機構の回動可能な状態とを駆動切替装置２２で切り換えることによって、駆動モータ１３を回動機構と走行機構とに共用することが可能になる。従って、回動機構と走行機構とを異なる位置に配設した従来の構成のように各機構に駆動モータ１３をそれぞれ備える必要がないため、駆動モータ１３やこの駆動モータ１３に付随する減速器および検出器等の部品を減少させることが可能になり、結果として部品の搭載スペースおよび部品コストを低減してワーク搬送装置の小型化およびコストダウンを図ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、テーブルの走行と回動とを行うことによって、該テーブルに載置されたワークを所定位置に搬送して所定姿勢に設定するものであり、前記所定位置に連絡するように設けられた軌道手段と、前記軌道手段に沿って走行可能な走行機構と、前記テーブルを任意の角度に回動可能な回動機構と、これら走行機構および回動機構の駆動に共用される駆動源と、前記走行機構の走行可能な状態と前記回動機構の回動可能な状態とを切り換える切替手段とを備えた搬送装置本体とを有した構成である。
【００３０】
上記の構成によれば、走行機構と回動機構とが搬送装置本体に備えられているため、走行機構により搬送装置本体を軌道手段に沿って走行させてテーブルに載置されたワークを搬送した場合でも、このテーブルを回動させる回動機構が走行機構と共に移動することになる。従って、回動機構と走行機構とが常に一定の位置関係にあるため、これら回動機構と走行機構とを一つの駆動源に連結し、切替手段で走行機構の走行可能な状態と回動機構の回動可能な状態とを切り換えることによって、駆動源を回動機構と走行機構とに共用することが可能になる。これにより、回動機構と走行機構とを異なる位置に配設した従来の構成のように各機構に駆動源をそれぞれ備える必要がないため、駆動源やこの駆動源に付随する減速器および検出器等の部品を減少させることが可能になり、結果として部品の搭載スペースおよび部品コストを低減してワーク搬送装置の小型化およびコストダウンを図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】搬送装置本体の概略構成図である。
【図２】搬送ラインの配置状態を示す説明図である。
【図３】駆動切替板が棒状部材により固定される状態を示す説明図である。
【図４】搬送制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１  作業ロボット
２  搬送ライン
３  制御装置
４  作業者
５  ワーク
６  テーブル
７  搬送フレーム
８  レール
９  ラック
１０  搬送装置本体
１１  支持部材
１２  支持ケース
１３  駆動モータ
１４  減速機
１４ａ  ケース部材
１４ｂ  インプットギヤ
１４ｃ  出力軸
１５  ベアリング
１６  フィーダ用ギヤ
１７  第１テーブル用ギヤ
１８  第２テーブル用ギヤ
１９  支持部材
２０  第１駆動切替板
２１  第２駆動切替板
２２  駆動切替装置
２３  回動駆動部材
２４  棒状部材
２６  押圧スイッチ
【図１】
0004282800.tif 000002
【図２】
0004282800.tif 000003
【図３】
0004282800.tif 000004
【図４】
0004282800.tif 000005