CN1676458A - 装卸机械 - Google Patents

Abstract

提供一种不依靠作业者身体能力和熟练程度就能进行高效率作业的装卸机械。本发明的装卸机械具有使货物升降的升降机构(3)、驱动升降机构(3)的马达(31)、控制马达(31)的动作的控制机构(20)和操作箱(7)，该操作箱(7)用于将操作者对升降机构(3)的动作指令传递给控制装置(20)。配备有检测出马达(31)的绝对位置的绝对位置检测器和教习作业存储部(27)，该教习作业存储部(27)将来自操作箱(7)的基于动作指令的被教习的规定作业与绝对检测器(32)中的绝对位置信息相关联进行存储，以再执行被教习作业存储部(27)存储的该教习作业的方式构成。

Description

装卸机械

技术领域

本发明涉及使货物升降移动的装卸机械，特别是关于依靠电动驱动源使升降机构动作的装卸机械。

背景技术

图6是已有的装卸机械的控制系统的方框图。

如图6所示，在已有的装卸机械101中，一旦将操作箱102的操作把手103上下方向操作，该操作力即被力传感器104检测出，通过力/电压变换部105作为夹钳速度指令输入控制机构110的子控制部111。

该子控制部111由速度控制部112及电流放大部113构成。驱动驱动机构120的升降机构121的马达122具有检测出其速度的速度检测器123，来自该速度检测器123的马达122的速度值反馈到控制系统110，构成速度反馈回路。

这样的构成中，例如一旦操作者130向上的方向操纵操作把手103，对控制系统110输入上方向的速度指令，据此电流放大器113即可使马达122向导致升降机构121上升的方向旋转。

如图6所示，在已有的装卸机械101上，由于是将操作把手103的操作力变换为速度指令，根据该速度指令使装卸机械上下动作，所以，其控制装置基本上由速度控制放大器构成。

然而，在安装作业那样的，操纵操作把手103移动到达指定位置后再定位的作业中，操作者就要一边观察升降机构121是否到达指定位置一边操纵操作把手103。

在这类工作中，例如从当前位置到指定位置的距离远的情况下，操作者要用大力操纵操作把手103发出大速度的速度指令使升降机构121动作，升降机构121到达指定位置附近又要用较小的力操纵操作把手103，微调升降机构121的位置。

所以，在已有技术的升降机构121的定位的作业中，作业者130要一边用眼睛观察升降机构121的位置(靠目视的反馈)一边进行定位操作。

以往，在这种装卸机械中大多由速度回路构成升降机构的子控制，但在眺望包括操作者的系统总体的场合，如图6所示，就会明白构成了包括操作者130、装卸机械101全体的位置子控制回路。

专利文献1

特开平9-156900号公报

如上所述，对于已有装卸机械101，由于在其位置的控制需要人的介入，在定位于指定位置的作业中，定位作业时间会因组合到控制回路的作业者130自身的反应能力、操作感觉、熟练程度等当事人的素质而异。

特别是在需要准确定位的作业场所，作业者130要一边凭感觉捕捉移动距离、移动速度及系统的响应性等，一边还要进行包括微调整的操作，存在定位作业的时间因操纵装卸机械101的操作者130而异的问题。此外，熟练掌握装卸机械101的操作也需要一定的时间。

另外，当作业者多次反复进行相同动作的作业时，由于单调且重复，作业者130的疲劳程度也会加大，存在作业效率降低的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决已有技术存在的问题，提供不依赖作业者的身体能力和熟练程度能够进行高效率作业的装卸机械。

为了达到上述目的，本发明的权利要求1记述的装卸机械，具有使指定货物升降的升降机构、驱动前述升降机构的电动驱动部、控制前述电动驱动部的动作的控制机构、和用于将作业者对前述升降机构的动作指令传送给前述控制机构的操作部，其特征在于：配备有检测出前述电动驱动部的绝对驱动位置的绝对位置检测器和将基于来自前述操作部的动作指令被教习的指定作业与前述绝对位置检测器中的绝对位置信息相关联后进行存储的教习作业存储部，构成为再执行被前述教习作业存储部存储的该教习作业。

权利要求2记述的本发明的装卸机械的特征在于，在权利要求1记述的装卸机械中，在前述操作部配备将该装卸机械设定为作业教习模式的作业教习开关，构成为通过在使前述作业教习开关处于连通状态下使前述升降机构动作来存储前述教习作业。

权利要求3记述的本发明的装卸机械的特征在于，在权利要求1任一项记述的装卸机械中，在前述操作部配备将该装卸机械设定为教习作业再执行模式的教习作业再执行开关，构成为只在操作前述教习作业再执行开关期间再执行前述教习作业。

权利要求4记述的本发明的装卸机械的特征在于，在权利要求2任一项记述的装卸机械中，在前述操作部配备将该装卸机械设定为教习作业再执行模式的教习作业再执行开关，构成为只在操作前述教习作业再执行开关期间再执行前述教习作业。

权利要求5记述的本发明的装卸机械的特征在于，在权利要求1至4任一项记述的装卸机械中，还具有把持指定货物的把持机构，构成为存储及再执行包括前述把持机构的动作的教习作业。

本发明的装卸机械，做到了将基于操作部的动作指令被教习的特定作业存储和再执行，例如在使升降机构向预定位置移动的定位操作的情况下，已不再需要由操作者进行定位操作，其结果是能够迅速且准确地进行定位操作。

另外，在进行重复作业等的情况下，预先教习好作业内容即可靠简单的操作再执行并实施重复作业，所以可缩短作业时间。

再有，在以往的靠夹钳操作的定位操作中还要考虑因误操作对其他设备机器的冲突干涉等，在按照本发明的教习、再执行作业中，由于正确地再执行预先被教习的位置或作业，即使是需要考虑因误操作对周边装置机器的冲突干涉的作业，也能确保作业安全。

此外，在本发明中，把将该装卸机械设定为作业教习模式的作业教习开关设置在操作部，若构成为在将作业教习开关连通状态下通过使升降机构动作来存储教习作业，现场的作业者可以根据各种作业容易且确实迅速地进行教习作业的设定和变更，这会使作业性大幅度提升成为可能。

另外，一般要求像工业用机器人那样的复杂且准确的作业的情况下，要求用基于机器人语言的动作程序记述作业内容，使用那样装置的场合需要程序制作等高技术，能够修改、变更动作程序的作业者一般是有限的。依照本发明，由于不需要记述作业程序，即使是不熟悉程序制作的作业者也能容易地进行作业的修正和变更。

另一方面，装卸机械与工业用机器人不同，作业者在装卸机械的近旁作业，再执行教习的作业时，如工业用机器人那样自动进行再执行作业将会伴随很大的危险。在本发明中，若以只在操作教习作业再执行开关期间进行再执行教习作业的方式构成，不操作教习作业再执行开关时能立即停止动作，据此可以确保作业中的作业者的安全。

再加上本发明还具有把持所定货物的把持机构，若以存储、再执行包括把持机构动作的教习作业的方式构成，例如在进行打包等作业时能够迅速且确实地进行作业，据此使作业性大幅度提升成为可能。

附图说明

图1是关于本发明的装卸机械实施方式的外观简要构成图。

图2是同一实施方式的装卸机械的操作箱的外观立体图。

图3是同一实施方式的控制系统的方框图。

图4是表示用同一实施方式装卸机械的作业例的说明图。

图5是汇集了同一实施方式的控制动作的流程图。

图6是已有的装卸机械的控制系统构成的方框图。

符号说明

1.装卸机械

3.升降机构

7.操作箱(操作部)

9.夹紧机构(把持机构)

11.作业教习开关

15.作业教习再执行开关

20.控制机构

21.子控制部

24.教习控制部

26.位置指令切换部

27.教习作业存储部

28.I/O控制部

31.马达(电动驱动部)

32.绝对位置检测器

具体实施方式

以下参照附图对本发明的装卸机械的最佳实施方式进行详细说明。

图1是显示本发明的装卸机械的外观的简要构成图。

如图1所示，本实施方式的装卸机械1具有垂直设立的支柱10，在该支柱10的上部设置有控制箱2，在支柱10上还安装着升降机构3。

升降机构3具有以在上下方向上能旋转一定角度的状态支持的第1臂4，以该第1臂4靠后述的马达(电动驱动部)31的驱动而动作的方式构成。

此处，第1臂4以支柱10的中心轴为中心在水平方向旋转地被支持着。

第1臂4的前端通过臂关节部6以通常保持水平状态的形式连接大体呈コ形的第2臂5，在第2臂的前端部(下端部)安装有作为操作部的操作箱7。

此处，第2臂5相对于关节部6在水平方向旋转地安装。

另外，操作箱7在第2臂5的前端部在水平方向旋转地安装。

图2是显示本实施方式的操作箱7的外观构成图。

如图2所示，本实施方式的操作箱7成形为箱形形状，其侧部设有沿水平方向延伸的棒状操作把手8。

在操作把手8的近旁设有用于后述的进行作业教习再执行的作业教习再执行开关15。在本实施方式的情况下，作为作业教习再执行开关使用非锁定式开关。

另外，在操作箱7的正面部设有用于设定作业教习的作业教习开关11和用于显示作业教习的模式的作业教习设定模式灯12。

并且，在操作箱7的正面设有用于覆盖作业教习开关11和作业教习模式灯12的盖(图中未示出)。

再有，在操作箱7的下部安装有用于把持指定货物40的夹紧机构(把持机构)9。该夹紧机构9构成方式是，通过操作图中未示出的夹紧/松开开关进行夹紧货物40或解除把持。

图3是显示本实施方式的控制系统构成的方框图。

如图3所示，本实施方式的控制系统由前述的操作箱7、控制在该操作箱7获得的或被设定的信息的控制机构20和驱动升降机构3的驱动机构部30组成。

操作箱7除具有上述的作业教习开关11和作业教习模式灯12之外，还具有用于检测出施加在操作把手8上的力进而变换成电信号的力传感器13、电压变换部14以及用于驱动上述夹紧机构9的夹紧驱动部9a。

控制机构20具有用于控制驱动机构部30的马达31的动作的子控制部21。

该子控制部21具有位置控制部21a、速度控制部21b和电流放大部21c，其构成方式是基于在前述操作箱7的电压变换部14获得的信号，通过A/D变换部22、速度/位置指令变换部23及位置指令切换部26，以输出的指令控制马达31的动作。

另外，控制机构20上设有连接操作箱7的作业教习开关11、教习作业再执行开关15以及作业教习模式灯12的教习控制部24。

该教习控制部24在连接前述位置指令变换部26的同时，还连接着对位置指令变换部26输出教习位置指令的教习作业存储部27，和进行I/O输出的I/O控制部28。

另一方面，驱动机构部30具有检测出马达31的绝对驱动位置的编码器等绝对位置检测器32。

该绝对位置检测器32将位置信息反馈到子控制部21的位置控制部21a的同时，通过速度检测部21d将速度信息反馈到速度控制部21b。

另外，该绝对位置检测器32构成为相对教习作业存储部27输出位置信息。

在具有如此构成的本实施方式中，如图3所示，通过上下方向操纵操作把手8，施加在操作把手8上的力被力传感器13检测出，进而通过电压变换部14、A/D变换部22、速度/位置指令变换部23以及位置指令切换部26输出位置指令，基于该位置指令子控制部21控制马达31的动作，升降机构3对应操作把手8的操作上下运动。

以下对采用本实施方式的作业教习方法和教习作业再执行方法进行说明。

在本实施方式中，如图4所示，以将夹紧机构9把持的货物40插入瓦楞纸板箱41的操作为例加以说明。

<教习作业>

(1)如上述那样，作业者操纵操作把手8使升降机构3移动到想要作业的位置，通过操作夹紧/松开开关夹紧货物40。

(2)靠作业者的把握操作使升降机构3上下动作，同时，例如通过抓住升降机构3的第2臂5水平方向加力使升降机构3向水平方向移动，使货物40移动到瓦楞纸板箱41的正上方。

(3)确认瓦楞纸板箱41的方向与移动到瓦楞纸板箱41上部的货物40的方向两者上下位置一致。

(4)为了将货物40插入瓦楞纸板箱41，操纵操作把手8使货物40向下方缓缓移动。然后，一边确认瓦楞纸板箱41与货物40没有干扰，一边操纵操作把手8至货物40到达瓦楞纸板箱41的底面。

(5)确认货物40到达瓦楞纸板箱41的下面之后，按压作业教习开关11设定作业教习模式。

据此，在使作业教习模式灯点亮的同时，升降机构3的垂直方向的绝对位置作为第1教习位置写入控制装置20的教习作业存贮部27。

(6)操作夹紧/放松开关，松开把持货物40的夹紧机构9。该动作作为I/O输出处理写入控制装置20的教习作业存贮部27。

(7)操纵操作把手8使升降机构3缓缓向上方提升，使夹紧机构9移动到瓦楞纸板箱41的上方位置。

(8)再次按压作业教习开关11使教习作业模式终了。据此，终了时的升降机构3的垂直方向的位置作为第2教习位置写入作业存贮部27。

<教习再执行作业>

运用本实施方式的作业再执行功能，将向瓦楞纸板箱41插入作业的顺序显示如下。

(1)操作夹紧/松开开关夹紧货物40。

(2)靠作业者的把握操作使升降机构3上下运动，同时，例如通过抓住升降机构3的第2臂5在水平方向加力使升降机构3向水平方向移动，使货物40移动到瓦楞纸板箱41的正上方。

(3)确认瓦楞纸板箱41的方向与移动到瓦楞纸板箱41上部的货物40的方向两者上下位置一致。

(4)按压教习再执行开关15，将装卸机械1的动作模式设定为教习再执行模式。

在本实施方式的教习再执行模式中，再执行上述作业教习模式下存贮的作业内容。

也就是说，根据来自教习控制部24的指令去实现如下功能：位置指令切换部26的位置指令切换开关26a切换到教习位置指令一侧，然后顺序读出在教习作业存储部27存储的教习内容((5)→(6)→(7))。

首先，使升降机构3以预先设定的速度朝向为在上述作业教习模式中被教习的位置的瓦楞纸板箱41的底面移动(第1教习位置的再执行)。

在货物40到达瓦楞纸板箱41的底面的时刻使升降机构3自动停止动作。

然后，按照被教习的动作使把持货物40的夹紧机构9松开(I/O输出处理的再执行)。

一旦松开动作完了，升降机构3即开始向上方移动，使夹紧机构9在瓦楞纸板箱41的上部位置停止，作业完了(教习位置2的再执行)。

在本实施方式的情况下，上述的教习再执行动作被控制成仅在教习再执行开关15接通时才能执行。也就是说，在动作的执行过程中，一旦断开教习再执行开关15再执行动作就会立即停止。

此后，若将教习再执行开关15从断开的状态再次接通，就会继续执行教习再执行开关15断开前中断执行的再执行动作。

另一方面，再执行作业中断时操纵操作把手8进行其他作业的时候，也会中止被中断的再执行作业，使之不再继续执行。

另外，在本实施方式中，对于教习再执行时的升降机构3的动作速度，能够用参数等设定，另外，在教习后也能变更。

还有，对于移动停止后的夹紧信号等I/O输出信号的定时，也能根据参数设定、变更。

图5是汇集了本实施方式的控制动作的流程图。

如图5所示，按下作业教习开关即进入作业教习模式(步骤S1、S2)，教习在作业教习模式中进行的作业内容。

断开作业教习开关，按压作业再执行开关，装置就会切换到作业再执行模式，再执行实施被教习的作业内容(步骤S3、S4)。

在将作业教习开关和作业再执行开关同时断开的状态下操纵操作把手的情况下，即进入与已有的装卸机械同样的动作模式，能够靠夹钳的操作在上下方向上移动装卸机械(步骤S5、S6)。

若按照如上所述的本实施方式，在作业教习模式中基于来自操作箱7的动作指令将被教习的指定作业存储并再执行，所以，例如在使升降机构3移动到预定的位置进行定位操作的场合，不需要由作业者进行定位操作，其结果是能够迅速且准确地进行定位作业。

另外，在进行重复作业的场合，只要预先教习好作业内容，即可以简单的动作再执行、实现重复作业，所以能缩短作业时间。

还有，在以往的靠夹钳操作的定位操作中还要考虑因误操作对其他设备装置的碰撞和相互干扰等，在按照本发明的教习、再执行作业中，由于正确地再执行预先被教习的位置或作业，即使是需要考虑因误操作对周边装置、机器的碰撞和干扰的作业，也能确保作业安全。

另外，在本实施方式中，将设定装卸机械为作业教习模式的作业教习开关11配置在操作箱7上，在将作业教习开关11连通的状态下使升降机构3动作来进行教习作业的存储，现场的作业者可以根据各种作业容易且准确迅速地进行教习作业的设定和变更，因而能大幅度地提升作业性能。

另外，一般要求像工业用机器人那样的复杂且准确的作业的情况下，要求用基于机器人语言的动作程序记述作业内容，使用那样装置的场合需要程序制作等高技术，能够修改、变更动作程序的作业者一般是有限的。依照本实施方式，由于不需要记述作业程序，即使是不熟悉程序制作的作业者也能容易地进行作业的修正和变更。

另一方面，装卸机械与工业用机器人不同，作业者在装卸机械的近旁作业，再执行教习的作业时，如工业用机器人那样自动进行再执行作业将会伴随很大的危险。在本发明中，只在教习作业再执行开关15接通期间再执行教习作业，断开教习作业再执行开关15时立即停止动作，所以能确保作业中的作业者的安全。

再有，在本实施方式中是将包括把持机构9的动作的教习作业存储、再执行，例如在进行打包等作业时能够迅速且确实地进行作业，据此能大幅度地提升作业性能。

本发明并不局限于上述实施方式，还可以进行各种变更。

例如，上述实施方式中对于操作把手使用力传感器的例子进行了说明，但是，也可以设置升降开关代替力传感器，设置在压下这些开关时使装卸机械上升下降形式的悬吊式操作部。

另外，在上述实施方式中电动驱动部使用的是子控制式马达，但本发明并不局限于此，也可以使用步进马达。

再有，在上述实施方式中使用的作业教习再执行开关是非锁定式开关，但本发明并不局限于此，也可以使用锁定式开关。

但是，如上述实施方式中那样使用非锁定式作业教习再执行开关，具有作业更容易的优点。

另外，在上述实施方式中，在把由把持机构把持的货物插入瓦楞纸板箱内之后教习、再执行松开作业，但本发明并不局限于此，也能用于教习、再执行例如使升降机构定位到所定位置等各种作业。

发明的效果

按照如上所述的本发明，基于来自操作部的指令将被教习的指定的作业存储并再执行，所以，例如在使升降机构向预订位置移动进行定位操作的场合，不需要由作业者进行定位操作，其结果是能够迅速且准确地进行定位作业。

另外，在进行重复作业等场合，预先教习好作业内容，靠简单的操作就能再执行、实施重复作业，因而能缩短作业时间。

特别是，在基于本发明的教习、再执行作业中，由于能够准确地再执行预先被教习的位置或作业，即使是对需要考虑因误操作对周边装置机器的冲突干涉的作业，也能确保作业的安全。

另外，在本实施方式中，将设定该装卸机械为作业教习模式的作业教习开关配置在操作部，在将作业教习开关连通的状态下使升降机构动作来进行教习作业存储，现场的作业者可以根据各种作业容易且准确迅速地进行教习作业的设定和变更，因而能大幅度地提升作业性能。

按照本发明，不需要记述作业程序，所以，即使是不熟悉程序制作的作业者也能很容易地进行作业的修正、变更。

另一方面，如果构成只在操作教习作业再执行开关期间再执行教习作业，在不操作教习作业再执行开关时能立即停止动作，据此能够确保作业中的作业者的安全。

此外，还具有把持所定货物的把持机构，若将包括把持机构的动作的教习动作存储和再执行，在进行例如打包作业等的情况下，能迅速且准确地作业，可大幅度地提高作业性能。

Claims (4)

1.一种装卸机械，具有使指定货物升降的升降机构、驱动前述升降机构的电动驱动部、控制前述电动驱动部的动作的控制机构、和用于将作业者对前述升降机构的动作指令传送给前述控制机构的操作部，其特征在于：配备有检测出前述电动驱动部的绝对驱动位置的绝对位置检测器和将基于来自前述操作部的动作指令被教习的指定作业与前述绝对位置检测器中的绝对位置信息相关联后进行存储的教习作业存储部，构成为再执行被前述教习作业存储部存储的该教习作业。

2.权利要求1记载的装卸机械，其特征在于：在前述操作部配备将该装卸机械设定为作业教习模式的作业教习开关，构成为通过在使前述作业教习开关处于连通状态下使前述升降机构动作来存储前述教习作业。

3.权利要求1记载的装卸机械，其特征在于：在前述操作部配备将该装卸机械设定为教习作业再执行模式的教习作业再执行开关，构成为只在操作前述教习作业再执行开关期间再执行前述教习作业。

4.权利要求2记载的装卸机械，其特征在于：在前述操作部配备将该装卸机械设定为教习作业再执行模式的教习作业再执行开关，构成为只在操作前述教习作业再执行开关期间再执行前述教习作业。权利要求1至4任一项记载的装卸机械，其特征在于：还具有把持指定货物的把持机构，构成为存储及再执行包括前述把持机构的动作的教习作业。

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