JP2001096487A - 移動ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、無人搬送車の走行時における
ロボットアームの誤動作に対する安全性を向上する。 【解決手段】 無人搬送車２上に、押ボタンスイッチか
らなる定位置確認スイッチ１５を設ける。メインコント
ローラ６は、無人搬送車２の走行時に、ロボットアーム
３を定位置に移動させ、定位置確認スイッチ１５をオン
させる制御を行なう。無人搬送車２の走行時に定位置確
認スイッチ１５がオフされたときに、ロボットアーム３
及び走行機構４に対する動力用電源を遮断して非常停止
を行なう運転準備回路１１を設ける。運転準備回路１１
をリレー回路から構成する。このとき、定位置確認スイ
ッチ１５の有効，無効を切替えるための定位置確認キャ
ンセルリレーＣＲを設け、走行時のみ有効化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行機構を有する
無人搬送車に、ロボットアームを搭載してなる移動ロボ
ットに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】近年、例えば自動車用
部品の組立ライン等においては、移動ロボットを用いた
システムが採用されてきている。前記移動ロボットは、
無人搬送車（ＡＧＶ）上に多関節型のロボットアームを
搭載して構成され、前記無人搬送車には、モータを駆動
源とした走行機構や、その走行機構やロボットアームを
制御するコントローラ、負荷駆動用の電源となるバッテ
リ等が設けられるようになっている。そして、前記走行
機構により、複数の固定設備に沿う走行路を移動し、設
備前の作業位置に停止した状態で、ロボットアームによ
り、部品の組付けや受渡し等の各種の作業を行なうこと
を繰返すようになっている。

【０００３】ところで、この種のシステムでは、特に出
力の大きい移動ロボットに場合、前記ロボットアームに
よる作業時における作業者等の安全性を確保するため
に、前記設備の作業位置の周囲部（ロボットアームの作
業領域）を安全柵により囲み、人等が安全柵内に侵入し
ようとすると、ロボットアーム（及び設備側の装置）を
停止させることが行なわれている。また、設備間を移動
する移動ロボットの走行時においては、ロボットアーム
を無人搬送車の上方の所定の位置に停止させると共に、
無人搬送車に、走行方向前方の障害物を検出する障害物
センサや、衝突を検出するバンパースイッチ等を設けて
安全性を確保するようにしている。

【０００４】ところが、上記した移動ロボットの走行時
においては、例えばプログラムのいわゆる暴走やアーム
の各軸のブレーキの緩み等に起因して、ロボットアーム
が誤動作してしまい、ロボットアームの一部が無人搬送
車上からはみ出て設備にぶつかったりする不具合の発生
が考えられる。この場合、無人搬送車の走行時にロボッ
トアームの周囲をカバーで覆うことも考えられている
が、カバーの着脱のための機構が必要となるなど、実用
的なものではなかった。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、簡単な構成で、無人搬送車の走行時に
おけるロボットアームの誤動作に対する安全性を向上す
ることができる移動ロボットを提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の移動ロボットは、無人搬送車の走行時に、
ロボットアームを定位置に位置させることにより、機械
的スイッチからなる定位置確認スイッチを動作させ、ロ
ボットアームが定位置からずれて定位置確認スイッチが
非動作状態になったときに、非常停止するように構成し
たものである（請求項１の発明）。

【０００７】これによれば、無人搬送車の走行時に、ロ
ボットアームが誤動作して定位置確認スイッチから外れ
ると、走行機構及びロボットアームが非常停止されるの
で、安全性を向上することができる。この場合、定位置
確認スイッチを設けるといった簡単な構造で安全性の向
上を図ることができ、また、定位置確認スイッチは機械
的スイッチから構成されるので、ノイズ等によるスイッ
チの誤動作を未然に防止することができて信頼性の高い
ものとすることができる。

【０００８】また、前記非常停止手段を、リレー回路か
ら構成することができ（請求項２の発明）、これによ
り、信頼性の高いものとすることができる。さらには、
前記定位置確認スイッチは、レバー式のリミットスイッ
チから構成されることが望ましく（請求項３の発明）、
これにより、耐久性の向上をも図ることができるもので
ある。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。まず、図１は、本実
施例に係る移動ロボット１の構成を概略的に示してい
る。ここで、移動ロボット１は、全体として前後（図で
左右）にやや長いほぼ矩形箱状に構成された無人搬送車
２上の後部寄り部位に、例えば６軸型アームからなるロ
ボットアーム３を搭載して構成されている。図示はしな
いが、前記ロボットアーム３の各軸はサーボモータによ
り駆動され、また、ロボットアーム３の先端部には、例
えばエアーを駆動源とするハンドツールが取付けられる
ようになっている。

【００１０】前記無人搬送車２は、底部に位置して走行
機構４を有している。詳しく図示はしないが、この走行
機構４は、例えば４個の車輪を備え、そのうち２個の駆
動輪を夫々走行用及び操舵用のモータ５により駆動する
ように構成されている。尚、図示はしないが、無人搬送
車２の底部には、走行路に設けられたガイドラインや停
止マーカ等を検出するためのセンサが設けられている。

【００１１】そして、無人搬送車２には、夫々マイコン
を主体として構成され、前記ロボットアーム３を制御す
るメインコントローラ６、及び、前記走行機構４（モー
タ５）を制御する走行用コントローラ７が設けられてい
る。前記メインコントローラ６は、走行用コントローラ
７の制御（信号のやりとり）も併せて行なう。

【００１２】さらに、無人搬送車２には、負荷駆動用の
電源となるバッテリ８及びこのバッテリ８を制御するバ
ッテリコントローラ９が配設されており、前記メインコ
ントローラ６及び走行用コントローラ７に対する制御用
電源が与えられるようになっている。そして、これと共
に、前記ロボットアーム３及び走行機構４並びにエアー
供給源１０（図２参照）に対する動力用電源が、後述す
る運転準備回路１１を介して与えられるようになってい
る。

【００１３】また、この無人搬送車２の外周壁部に設け
られたカバーには、衝突時にオフする機械的スイッチか
らなるバンパースイッチ１２が設けられており、無人搬
送車２の上面部には、押圧操作されることによりオフさ
れる押ボタン式の非常停止スイッチ１３が設けられてい
る。さらに、無人搬送車２には、図示しない操作盤が設
けられ、この操作盤に押ボタン式の運転準備スイッチ１
４（図２参照）が設けられている。これらバンパースイ
ッチ１２、非常停止スイッチ１３、運転準備スイッチ１
４は、運転準備回路１１に組込まれるようになってい
る。

【００１４】さて、前記無人搬送車２の上面前部寄り部
分には、機械的スイッチこの場合押ボタンスイッチから
なる定位置確認スイッチ１５が設けられている。このと
き、前記メインコントローラ６は、そのソフトウエア構
成により、ロボットアーム３の非作業状態、この場合移
動ロボット１の走行時及び作業停止時において、ロボッ
トアーム３を定位置に移動させるようになっている。こ
のロボットアーム３の定位置においては、図１に示すよ
うに、ロボットアーム３全体が無人搬送車２の上方に、
はみ出さない状態で位置し、ロボットアーム３の先端部
が、定位置確認スイッチ１５を動作（オン）させるよう
になっている。従って、メインコントローラ６がアーム
制御手段として機能する。

【００１５】そして、後の作用説明でも述べるように、
無人搬送車２の走行時に、前記定位置確認スイッチ１５
が非動作状態（オフ）とされたときには、前記運転準備
回路１１によって、前記走行機構４及びロボットアーム
３並びにエアー供給源１０に対する動力用電源が遮断さ
れ、もって非常停止がかかるようになっている。従っ
て、この運転準備回路１１が、非常停止手段として機能
するようになっているのである。

【００１６】図２は、運転準備回路１１の構成を示して
おり、この運転準備回路１１は、図に符号ＭＣで示すよ
うに、リレーコイル１６ａと複数のリレー接点１６ｂ〜
１６ｅとを有する非常停止用リレーを備えるリレー回路
から構成され、この非常停止用リレーＭＣにより、動力
用電源回路の開閉を行なうようになっている。また、前
記定位置確認スイッチ１５の有効，無効を切替えるため
に、符号ＣＲで示すように、リレーコイル１７ａ（図１
参照）とブレーク型のリレー接点１７ｂとを有する定位
置確認キャンセルリレーが設けられている。この定位置
確認キャンセルリレーＣＲのリレーコイル１７ａは、前
記メインコントローラ６によりオン，オフされるように
なっている。

【００１７】即ち、電源線１８，１９間には、前記バン
パースイッチ１２及び非常停止スイッチ１３からなる非
常停止操作機器、前記運転準備スイッチ１４と非常停止
用リレーＭＣのリレー接点１６ｂとの並列回路、前記定
位置確認スイッチ１５と定位置確認キャンセルリレーＣ
Ｒのリレー接点１７ｂとの並列回路、前記メインコント
ローラ６により動作され移動ロボット１の異常発生時に
非常停止するための接点部２０、前記非常停止用リレー
ＭＣのリレーコイル１６ａが直列に接続されている。

【００１８】また、非常停止用リレーＭＣのリレー接点
１６ｃが、走行機構４及びロボットアーム３並びにエア
ー供給源１０に対する動力用電源を開閉するように設け
られている。さらには、非常停止用リレーＭＣのリレー
接点１６ｄ及び１６ｅにより、夫々前記メインコントロ
ーラ６及び走行用コントローラ７に対して非常停止（ロ
ボット停止）信号が与えられるようになっている。

【００１９】これにて、定位置確認スイッチ１５がオン
している状態で、運転準備スイッチ１４がオンされる
と、非常停止用リレーＭＣのリレーコイル１６ａが励磁
されて各リレー接点１６ｂ〜１６ｅがオンし、走行機構
４及びロボットアーム３並びにエアー供給源１０に対す
る動力用電源が供給されるようになっている。また、こ
の状態から、定位置確認キャンセルリレーＣＲのリレー
コイル１７ａのオン状態（リレー接点１７ｂのオフ状
態）で定位置確認スイッチ１５がオフ状態とされると、
リレーコイル１６ａが消磁されて各リレー接点１６ｂ〜
１６ｅがオフし、動力用電源が遮断されて非常停止がな
されるのである。

【００２０】このとき、後の作用説明でも述べるよう
に、前記メインコントローラ６は、移動ロボット１の走
行時においては、定位置確認キャンセルリレーＣＲのリ
レーコイル１７ａをオン（リレー接点１７ｂをオフ）さ
せ、ロボットアーム３の作業時には、定位置確認キャン
セルリレーＣＲのリレーコイル１７ａをオフ（リレー接
点１７ｂをオン）させるようになっている。尚、前記バ
ンパースイッチ１２及び非常停止スイッチ１３が動作
（オフ）されたり、メインコントローラ６によって接点
部２０がオフされたときにも、動力用電源が遮断されて
非常停止がかかるようになっている。

【００２１】次に、上記構成の作用について、図３も参
照して述べる。図示はしないが、移動ロボット１は、前
記メインコントローラ６に記憶された自動運転プログラ
ムに従って、前記走行機構４により、固定設備に沿って
設けられた走行路を走行し、設備前の所定の停止位置に
停止して前記ロボットアーム３により部品の組付けや受
渡し等の作業を行なうことを、自動的に繰返すようにな
っている。図３のフローチャートは、この自動運転時
に、メインコントローラ６（及び走行用コントローラ
７）が実行する移動ロボット１の制御手順を示してい
る。

【００２２】ここで、移動ロボット１を立上げるには、
作業者（オペレータ）は、移動ロボット１のメインの電
源をオンし、その後、運転準備スイッチ１４をオン操作
する。すると、運転準備回路１１への給電がなされ、こ
のとき、非常停止用リレーＭＣがオンして、走行機構４
及びロボットアーム３並びにエアー供給源１０に対する
動力用電源が供給されるようになり、これと共に、メイ
ンコントローラ６及び走行用コントローラ７に対する非
常停止（ロボット停止）信号が解消される。尚、前回の
作業時に、移動ロボット１のロボットアーム３は、定位
置に移動された状態で停止されるため、この立上げ時に
も、ロボットアーム３は定位置に停止されている。

【００２３】この状態で、自動運転がスタートされる
と、図３のフローチャートに示すように、まず、メイン
コントローラ６は、ロボットアーム３が定位置に位置し
ているかどうかが確認される（ステップＳ１）。引続
き、定位置確認キャンセルリレーＣＲがオン（リレー接
点１７ｂがオフ）されて定位置確認スイッチ１５が有効
化され（ステップＳ２）、無人搬送車２の走行が開始さ
れる（ステップＳ３）。

【００２４】無人搬送車２が所定の作業位置に到着する
と、走行が停止され（ステップＳ４）、引続き、定位置
確認キャンセルリレーＣＲがオフ（リレー接点１７ｂが
オン）されて定位置確認スイッチ１５が無効化される
（ステップＳ５）。そして、ロボットアーム３による作
業が行なわれ（ステップＳ６）、作業が終了すると、ロ
ボットアーム３は再び定位置に移動される（ステップＳ
７）。以下、この制御が繰返されるようになっている。

【００２５】しかして、上記した移動ロボット１の走行
時においては、例えばプログラムのいわゆる暴走により
ロボットアーム３が誤動作してしまったり、ロボットア
ーム３の各軸のブレーキの緩み等に起因して、走行時の
振動によりロボットアーム３がずれ動いてしまい、ロボ
ットアーム３の一部が無人搬送車２上からはみ出て設備
にぶつかったりする不具合の発生が考えられる。

【００２６】ところが、本実施例では、移動ロボット１
の走行時、つまり前記ステップＳ２から定位置確認キャ
ンセルリレーＣＲがオフされる（ステップＳ５）までの
状態では、上述のように、定位置確認スイッチ１５が有
効化され、この間に、定位置確認スイッチ１５がオフす
ると、リレーコイル１６ａが消磁されて各リレー接点１
６ｄ〜１６ｅがオフし、走行機構４及びロボットアーム
３並びにエアー供給源１０に対する動力用電源が遮断さ
れるようになるのである。

【００２７】従って、移動ロボット１の走行時に、ロボ
ットアーム３の先端部が定位置確認スイッチ１５から外
れるようなことがあると、移動ロボット１の非常停止が
かかることになり、安全を確保することができるのであ
る。そして、移動ロボット１が作業位置に到着した時点
で、定位置確認スイッチ１５が無効化されるので、ロボ
ットアーム３を定位置から動かしても不要な非常停止が
かかることはなく、何ら支障なくロボットアーム３によ
る作業を行なうことができるのである。

【００２８】尚、移動ロボット１の走行時、ロボットア
ーム３による作業時に関わりなく、前記バンパースイッ
チ１２が動作（オフ）されたり、非常停止スイッチ１３
が動作（オフ）されたり、さらにはメインコントローラ
６によって接点部２０がオフされたときにも、運転準備
回路１１において動力用電源が遮断されて非常停止がか
かるようになっている。また、上記したように非常停止
がかかった場合には、ブザー及びランプによって報知が
行なわれ、その報知に基づいて、作業者は適切な対処を
行なうことができる。

【００２９】このように本実施例によれば、無人搬送車
２に定位置確認スイッチ１５を設け、無人搬送車２の走
行時に、ロボットアーム３を定位置に位置させて定位置
確認スイッチ１５を動作させるようにし、ロボットアー
ム３が定位置からずれて定位置確認スイッチ１５が非動
作状態になったときに、移動ロボット１を非常停止する
ように構成したので、無人搬送車２の走行時におけるロ
ボットアーム３の誤動作に対する安全性の向上を図るこ
とができる。

【００３０】この場合、定位置確認スイッチ１５は機械
的スイッチ（押ボタンスイッチ）から構成されるので、
例えば光電スイッチや近接スイッチを採用した場合と比
べて、ノイズ等による誤動作を未然に防止することがで
きて信頼性の高いものとすることができる。また、定位
置確認スイッチ１５を含む比較的簡単なハードウエア回
路からなる運転準備回路１１により実現できるので、ロ
ボットアーム３の周囲を覆うカバーを設けるといった場
合と比べて、構成を簡単に済ませることができる。さら
には、非常停止手段（運転準備回路１１）を、リレー回
路から構成したので、動作が確実で信頼性の高いものと
することができるものである。

【００３１】尚、上記実施例では、定位置確認スイッチ
１５を押ボタンスイッチから構成したが、これに代えて
レバー式のリミットスイッチを採用すれば（請求項３に
対応）、定位置確認スイッチの耐久性をより一層を高め
ることができるものである。その他、本発明は上記した
実施例に限定されるものではなく、例えばメインコント
ローラ６と走行用コントローラ７とを１つのコントロー
ラ（ユニット）から構成するようにしても良く、運転準
備回路１１の構成としても種々の変形が可能である等、
要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、移動ロボット
の構成を概略的に示す図

【図２】運転準備回路の構成を示す図

【図３】自動運転時の移動ロボットの制御手順を示すフ
ローチャート

【符号の説明】

図面中、１は移動ロボット、２は無人搬送車、３はロボ
ットアーム、４は走行機構、６はメインコントローラ
（アーム制御手段）、７は走行用コントローラ、１１は
運転準備回路（非常停止手段）、１４は運転準備スイッ
チ、１５は定位置確認スイッチ、ＭＣは非常停止用リレ
ー、１６ａはリレーコイル、１６ｂ〜１６ｅはリレー接
点、ＣＲは定位置確認キャンセルリレー、１７ａはリレ
ーコイル、１７ｂはリレー接点を示す。

フロントページの続き (72)発明者 安藤 富士夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3F059 AA01 BA03 BB07 CA07 CA10 DC01 DD05 DE06 GA00 3F060 AA01 BA00 CA12 HA31

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機構を有する無人搬送車に、ロボッ
   トアームを搭載してなる移動ロボットにおいて、 前記ロボットアームの作業停止状態で該ロボットアーム
   を前記無人搬送車上の定位置に移動させるアーム制御手
   段と、 前記ロボットアームが定位置に位置されているときに該
   ロボットアームにより動作される機械的スイッチからな
   る定位置確認スイッチと、 前記無人搬送車の走行時に前記定位置確認スイッチが非
   動作状態となったときに、前記無人搬送車及びロボット
   アームの動力用電源を遮断する非常停止手段とを具備す
   ることを特徴とする移動ロボット。
2. 【請求項２】 前記非常停止手段は、リレー回路から構
   成されることを特徴とする請求項１記載の移動ロボッ
   ト。
3. 【請求項３】 前記定位置確認スイッチは、レバー式の
   リミットスイッチから構成されることを特徴とする請求
   項１又は２記載の移動ロボット。