JP2001096487A - 移動ロボット - Google Patents

移動ロボット

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JP2001096487A
JP2001096487A JP27579399A JP27579399A JP2001096487A JP 2001096487 A JP2001096487 A JP 2001096487A JP 27579399 A JP27579399 A JP 27579399A JP 27579399 A JP27579399 A JP 27579399A JP 2001096487 A JP2001096487 A JP 2001096487A
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switch
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guided vehicle
relay
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Koichi Usada
耕一 羽佐田
Fujio Ando
富士夫 安藤
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Toyota Motor Corp
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Denso Corp
Toyota Motor Corp
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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。
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