JP2004074333A

JP2004074333A - Carrier robot, and carrying method

Info

Publication number: JP2004074333A
Application number: JP2002236289A
Authority: JP
Inventors: Kazutsugu Fukita; 吹田　和嗣
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-08-14
Filing date: 2002-08-14
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-08-14
Also published as: JP4165148B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carrier robot, and a carrying method, in which a large carrying weight and a large elevation stroke is realized in spite of a slim constitution, and that is advantageous with relation to installation performance and maintenance performance. <P>SOLUTION: In this carrier robot, a frame 8 is installed through a first joint 3 at one end of an articulated robot comprising a first arm 1 and a second arm 2 connected by joints. An installation position of the first joint 3 to the frame 8 is set right under the frame 8. The first arm connected to the frame 8 through the first joint 3 is L-shaped having an angle θ between a first section 11 and a second section 12. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，複数のアームを関節により接続してなるいわゆる多関節ロボットにより搬送対象物（以下，「ワーク」という）を上下方法に搬送する搬送ロボットおよび搬送方法に関する。さらに詳細には，ドロップリフト専用機並の昇降ストロークおよび可搬重量を多関節ロボットにて達成した搬送ロボットおよび搬送方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から，各種の工場などでは，ワークを上下方法に昇降させるのに多関節ロボットを使用している。例えば，特開平８−９９６５８号公報には，サスペンションアッセンブリをパレットから取付位置（車体底部）まで作業ロボットにより搬送する例が記載されている。
【０００３】
従来のこの種の多関節ロボットとして，例えば図１２のようなものがある。図１２のものは，多関節ロボットの先端に，フレーム１０１を取り付けて構成されている。フレーム１０１はワーク１０２を載せる台であり，その下面には補強リブ１０３が設けられている。また，多関節ロボットは，２本のアーム１０４，１０５と３箇所の関節１０６〜１０８とを有している。これにより，フレーム１０１の位置および姿勢を６自由度で操作できるようになっている。この多関節ロボットは，基礎部１０９により床面に据え付けられている。別の従来例として，昇降専用のものであるが，図１３に示す垂直型リフトもある。図１３の垂直型リフトは，ポール２０１の上下のスプロケット２０２，２０３にチェーン２０４を掛け，フレーム１０１を上下に移動できるようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記した従来の技術には，以下に説明する種々の問題点があった。
【０００５】
まず，図１２の多関節ロボット型の従来技術の問題点を説明する。従来の多関節ロボットの問題点は，主として次の３点にある。第１は，非常に頑丈な作りとする必要があることである。第２は，頑丈なわりには実際上の可搬重量が小さいことである。第３は，昇降ストロークＨが小さいことである。以下，これらを順次説明する。
【０００６】
第１の問題点は，フレーム１０１が片持ち構造であることに起因している。すなわち，フレーム１０１は，一方の端部にて関節１０６に取り付けられているのである。このため関節１０６は，フレーム１０１やワーク１０２，補強リブ１０３の重心から離れた位置でフレーム１０１を保持しているのである。このために，フレーム１０１自体相当に頑丈なものである必要がある。さらに実際上は，補強リブ１０３がないとフレーム１０１はワーク１０２の重量に耐えられないのである。例えば自動車組立工場におけるボディー溶接組み付け工程用のものであれば，ワーク１０２は自動車の諸部品取付前のボディーである。この場合，ワーク１０２の重量は３００ｋｇ程度ある。このような用途では，フレーム１０１として１５０ｋｇ程度，補強リブ１０３として２００ｋｇ程度必要である。このように，多関節ロボット型の先端部分が重いことは当然，アーム１０４，１０５や基礎部１０９もそれに合わせて頑丈なものとしなければならない。さらに，各関節の軸動のための動力源もその分強力なものでなければならない。このことは，動力源の補修用予備部品や操作装置等の汎用性が小さいことを意味する。一般的にこれらの工場では，中小型の搬送ロボットも設置されている。しかし，中小規模の搬送ロボットの動力源と共通化できないからである。このために，予備部品等の在庫負担が増してしまう。
【０００７】
第２の問題点も，フレーム１０１が片持ち構造であることに起因している。すなわち，ワーク１０２の荷重が，関節１０６から離れた位置に作用する。このために，荷重により関節１０６にかかるトルクが大変に大きいのである。これによって，公称可搬重量が５００ｋｇ程度あるものであっても，実際に搬送できるワーク１０２の重量は２００ｋｇ程度が精一杯であった。公称可搬重量は，多関節ロボット自体の性能として，関節１０６のすぐ先，すなわちフレーム１０１の図１２中右端（矢印Ａで示す位置）での可搬重量で示されている数値だからである。これに対し，自動車のボディーの重量は３００ｋｇ程度あるから，実際上，この用途には使えなかった。むろんこのことは，各関節１０６の駆動用動力源をより強力なものにすれば，原理的には解決可能である。しかしそのためには，動力源を特注品とする必要がある。また，そのような対策自体，前述の第１の問題点を倍加させてしまうので問題である。
【０００８】
第３の問題点は，アーム１０４の長さをあまり取れないことに起因する。昇降ストロークは，アーム１０４の長さに依存するからである。公称可搬重量５００ｋｇの市販の搬送ロボットでは，昇降ストロークＨは２８００ｍｍ程度しかない。これに対し自動車組立工場等では一般的に，３４００ｍｍ程度の昇降ストロークが欲しいところである。既存設備であるハンガー１１０にワーク１０２を載せるためである。すなわち昇降ストロークの不足分Ｓが６００ｍｍ程度もある。むろんこれも，アーム１０４の長さを十分とれば原理的には解決可能である。しかしそのこと自体，前述の第１の問題点を倍加させてしまう。
【０００９】
次に，図１３の垂直型リフトの問題点を説明する。垂直型リフトの場合には，可搬重量や昇降ストロークについては問題ない。しかしながら，作りが頑丈でなければならない点は図１２の多関節ロボットの場合と同様である。フレーム１０１が片持ち構造である点は同じだからである。その他に，固有の問題点がいくつかある。
【００１０】
まず，ハンガーとの干渉の問題がある。すなわち，上昇位置でワーク１０２をハンガー１１０（図１２参照）で掴もうとすると，ポール２０１がハンガー１１０の動きの邪魔になるのである。このために，ワーク１０２をポール２０１から離して載置する必要がある。そのためにはフレーム１０１を大きくしておく必要がある。むろんこれは，前述の頑丈な作りという問題点を倍加させる。次に，メンテナンスの問題がある。すなわち，チェーン２０４やスプロケット２０２，２０３等の伸び，摩耗の点検や給油などが不可欠なのである。このため，６か月ごと程度の頻度で定期的にメンテナンスしなければならない。さらに，設置作業が大変であるという問題がある。多関節ロボット型と異なり姿勢制御機能を持たないからである。このために，設置時に精密な水平出しをしておく必要がある。したがって，設置工事には専門業者による２週間程度の工事期間が必要である。
【００１１】
本発明は，前記した従来の搬送装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，スリムな構成でありながら大きな可搬重量と大きな昇降ストロークを実現でき，設置性やメンテナンス性の点でも有利な搬送ロボットおよび搬送方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の搬送ロボットは，複数のアームを関節により接続してなるアーム列と，アーム列の一端に第１関節を介して取り付けられたワーク載置部材とを有し，各関節の動きによりワーク載置部材を上下方向に移動させる搬送ロボットであって，第１関節をワーク載置部材の真下に設け，第１関節によりワーク載置部材に接続されている第１アームの形状を，両端を結ぶ直線から中間部分がずれているオフセット形状としたものである。第１アームの具体的形状としては，第１関節側の第１区間と第２関節側の第２区間とがＬ字形状とした形状が考えられる。
【００１３】
また，本発明の搬送方法は，複数のアームを関節により接続してなるアーム列を用い，各関節の動きによりワーク載置部材を上下方向に移動させる搬送方法において，アーム列の一端とワーク載置部材とを接続する第１関節を，ワーク載置部材の真下に設け，第１関節によりワーク載置部材に接続されている第１アームとして，両端を結ぶ直線から中間部分がずれているオフセット形状のものを用いる方法である。
【００１４】
本発明では，ワーク載置部材は，その真下で第１関節を介してアーム列の一端に取り付けられている。すなわち本発明におけるワーク載置部材は，片持ち構造ではなく，中央持ち構造である。したがって，ワークを載置した状態でも，ワーク載置部材およびワークの荷重がかかる位置が，第１関節のごく近くである。このため，本発明におけるワーク載置部材は，従来技術のものほど頑丈でなくてもよい。補強リブのような補強部材も不要である。したがって，本発明におけるワーク載置部材は，さほど重いものである必要はない。また，このことは，第１関節その他各関節に荷重によりかかるトルクもさほど大きくないことを意味する。よって，関節を駆動する動力源は，さほど強力なものでなくてもよい。
【００１５】
本発明ではまた，ワーク載置部材に接続されている第１アームの形状を，両端を結ぶ直線から中間部分がずれているオフセット形状としている。このため，第１関節がワーク載置部材の真下に位置するにもかかわらず，下降時に第１アームとワーク載置部材とが干渉することがない。また，本発明における昇降ストロークは第１アームの両端間の距離によりほぼ定まる。ここにおいて，垂直型リフト並の長いストロークを得ることができる。なぜなら，前述のようにワーク載置部材が軽いもので済んでいるため，第１アームが少々重くても支障がないからである。
【００１６】
本発明ではまた，ワーク載置部材が，第１関節との取付位置を中心として面内回転が可能なものであるとより好ましい。このような機能を有すると，ワークの向きを，ワークの位置を変えることなく自由に操作できるからである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態は，自動車組立工場において，種々の部品を組み付ける前のボディーを搬送するのに用いる搬送ロボットおよびそれによる搬送方法として本発明を具体化したものである。
【００１８】
本実施の形態に係る搬送ロボットは，図１に示す基本構成を有するものである。図１の搬送ロボット１０は，２本のアームを関節により接続したアーム列からなる多関節ロボットを中心に構成されている。このアーム列の一端には，ワーク１０２を載せるフレーム８が取り付けられている。アーム列の他端は，基礎部９に取り付けられている。基礎部９は床面に据え付けられている。アーム列を構成する２本のアームのうち先端側の第１アーム１は，第１区間１１と第２区間１２とを有するＬ字形のものである。基礎側の第２アーム２は，通常の直線形のものである。
【００１９】
フレーム８と第１アーム１との間には，第１関節３が設けられている。第１関節３は，フレーム８の下側中央部と，第１アーム１の第１区間１１の先端とを接続している。第１アーム１の第２区間１２と第２アーム２との間には，第２関節４が設けられている。第２アーム２と基礎部９との間には，第３関節５が設けられている。この搬送ロボット１０では，３つの関節を利用して６軸制御によりフレーム８の位置および姿勢を操作することができる。すなわち，３つの関節のうち第３関節５の２軸（揺動と水平面内回転）と第２関節４の１軸（第１アーム１と第２アーム２との交差角）によりフレーム８の位置が操作される。そして，第１関節３の３軸によりフレーム８の姿勢が操作される。
【００２０】
図１中に実線で示す第１アーム１，第１関節３，およびフレーム８は，下降した状態を示している。この状態では，第１アーム１の第１区間１１がほぼ水平である。図１中の破線は，これらが上昇した状態を示している。上昇した位置では，既存設備であるハンガー１１０により，フレーム８上にワーク１０２を載せたり，フレーム８上のワーク１０２を回収したりすることができる。上昇位置と下降位置との間の移動は，基本的には第２関節４の動きによる。しかしそれだけではフレーム８がロール方向に傾いてしまうので，第１関節３のロール軸の動き（図２中の矢印Ｒ）により調整する。これにより，フレーム８を水平に維持しつつ昇降移動がなされる。なお，上記だけでは，フレーム８は円弧状に移動することとなる。このため，中間位置では図１中左向きに張り出してしまう。これを嫌う場合には，第３関節５の揺動を利用してこれをキャンセルする。これにより，垂直に昇降できる。
【００２１】
本形態の搬送ロボット１０は，第１関節３がフレーム８の中央に取り付けられいる真下持ち構造であること，第１アーム１がＬ字形であること，そして，第１関節３として３つの回転軸を持つものを使用していること，といった特徴を有している。以下，これらの事項についてさらに説明する。
【００２２】
まず，第１関節３がフレーム８の中央に取り付けられていることについて説明する。このことは主として，フレーム８の軽量化や，搬送ロボットとしての実効可搬重量を大きく確保することに貢献している。なぜなら図２に示すように，真下持ち構造であることにより，ワーク１０２の重心（ワーク１０２とフレーム８とを合わせた全体の重心と考えてもよい）Ｇが第１関節３の直上に位置するからである。このため，図１２に示した従来型のような片持ち構造である場合と比較して，ワーク１０２の自重による重力Ｆの，第１関節３に対するモーメントがごく小さい。したがって，第１関節３は，ロール軸回りの動きＲに関して，ワーク１０２の重量を受け持つ必要がほとんどない。したがって，第１関節３のロール軸回りのトルクは，昇降時にフレーム８の姿勢を水平に維持できる程度が確保されていれば十分である。
【００２３】
このため，搬送ロボット１０の可搬重量に対して第１関節３のトルクが限定要因となることがない。このことから，大きな可搬重量を確保できるのである。具体的には，各部の動力源として，図１２に示した従来型の多関節ロボットの場合と同じものを使用したとして，８００ｋｇ程度まで昇降可能である。このため，自動車用ボディーの搬送に十分使用できる。また，重量の作用点が指示点である第１関節３に近いことは，フレーム８の強度もさほど必要としないことを意味している。このため，図１２に示した従来型の場合の補強リブ１０３が不要である。また，フレーム８自体も，従来型の場合より薄肉で済み，幅方向（図１中左右方向）の余分な寸法も不要である。したがって，フレーム８は１００ｋｇ程度あれば十分で，従来型のフレーム１０１と補強リブ１０３との合計３５０ｋｇと比較して大幅に軽くなっている。このことも，可搬重量を稼ぐ上で貢献している。また，多関節ロボット全体の造りも，その分簡素なもので済む。
【００２４】
次に，第１アーム１について説明する。第１アーム１は，図３に示すように，Ｌ字形であることにより，第１区間１１と第２区間１２とが交差する肩Ｅが，両端を結ぶ直線Ｃから離れた位置にある。本願ではこのことをオフセット形状と呼んでいる。本形態の搬送ロボット１０では，Ｌ字形の第１アーム１を使用することにより，昇降ストロークＨを稼いでいる。大きな昇降ストロークＨを確保するためには，第１アーム１のアーム長を長くし，かつ，下降位置での第１関節３と第２関節４との高低差Ｄをなるべく大きくとる必要がある。これらを両立するためには，第１アーム１がＬ字形（あるいはＬ字形以外のオフセット形状）であることが必須なのである。
【００２５】
もし，第１アームとして，図３中のＣの長さを持つ直線状の部材を用いると，図１中の下降位置において，第１アームとフレーム８とが干渉してしまう。これを防止するためには，第１アームをほぼ水平とした状態を下降位置としなければならない。これでは，昇降ストロークＨを稼げず，アーム長を活かせない。本形態の搬送ロボット１０では，Ｌ字形の第１アーム１を使用することにより，第１アーム１とフレーム８との干渉を防止し，下降位置における第１アーム１の両端の高低差Ｄを確保している。これにより，昇降ストロークＨを稼いでいる。具体的には例えば，公称可搬重量５００ｋｇの市販の搬送ロボットの第１アームおよびフレームの部分を本形態のものに改造することで，最大で４６００ｍｍ程度の昇降ストロークＨを得ることができる。これは，一般的な自動車組立工場におけるボディーの搬送のために必要な高さ（３４００ｍｍ程度）を大きくクリアしている。このため，自動車組立工場の既設のハンガー１１０でワーク１０２を掴むことができる位置まで，フレーム８およびワーク１０２を上昇させることができる。
【００２６】
なお，第１アーム１における第１区間１１と第２区間１２との交差角θについては，９５°〜１４０°の範囲内が好ましい。この角度が大きすぎる，すなわち１８０°に近いと，直線状のアームとあまり変わらないこととなってしまう。逆に小さすぎる，すなわち鋭角的であると，図１中の下降位置において，第１アームの肩Ｅが，基礎部９と干渉してしまう。このため，下降位置を高めに設定せざるを得ず，昇降ストロークＨを稼げないこととなる。また，第１区間１１の長さについては，後述する第１関節３の回転Ｙをしても，フレーム８およびワーク１０２が第２区間１２と干渉しない程度確保されていると便利である。ただし，もし第１区間１１がそれほど長くなくても，上昇位置でなら回転Ｙに差し支えはない。
【００２７】
なお，本形態における第１アーム１は，図１２に示した従来型の場合のアーム１０４に比べて重い。しかしながら，前述した，フレーム８が軽量であることの方が勝っている。したがって本形態の多関節ロボットは，全体の造りがさほど頑丈なものである必要はない。よって自重も図１２に示した従来型のものと同レベルかそれ以下である。このため，基礎部９もそれほど大仰なものでなくてよい。また，本形態の搬送ロボット１０は，前述のように６軸制御によりフレーム８の位置および姿勢を操作する。この姿勢制御により容易にフレーム８を水平に維持できる。したがって，設置工事の際に特別な水平出し調整の必要がない。このため設置工事が簡単で，その日のうちに稼働を開始させることもできる。
【００２８】
続いて，第１関節３の３軸回転について説明する。第１関節３は，図４に示すように，３種類の回転Ｙ，Ｒ，Ｐが可能である。回転Ｙは，フレーム８を面内回転させる回転である。すなわち回転Ｙは，フレーム８上のワーク１０２をヨーイングさせる回転である。回転Ｒは，第１アーム１の第１区間１１とフレーム８との交差角を変更する回転である。すなわち回転Ｒは，図２でも若干言及したように，フレーム８上のワーク１０２をローリングさせる回転である。回転Ｐは，第１アーム１の第１区間１１の中心軸に対して第１関節３およびフレーム８の全体を回転させる回転である。すなわち回転Ｐは，図４のように第１区間１１が水平でありフレーム８が第１区間１１に対して直交している状態では，フレーム８上のワーク１０２をピッチングさせる回転である。
【００２９】
さらに，本形態の搬送ロボット１０は，上述の他にも種々の利点を有している。例えば，メンテナンスの負担が軽いことが挙げられる。すなわち，図１３の垂直型の従来例と異なり，チェーンやガイドローラ等を含んでいない。このため定期点検は，６年程度に１回，各関節の減速機の部分にグリスアップするだけで済む。また，予備部品等の在庫負担も少なくて済む。なぜなら，一般的な自動車組立工場では，本形態のような大型の搬送ロボット１０と中小型の搬送ロボットとをともに設置するのが一般的である。そして，動力源や操作盤などを共通化できるからである。このため，本形態の搬送ロボット１０のみのために特別に予備部品を在庫しておく必要は，現実にはほとんどない。
【００３０】
本形態の搬送ロボット１０はさらに，以下に説明する各種の利点をも有している。例えば図５に示すように，搬送ロボット１０を利用して，ハンガー１１０（図１参照）の搬送経路であるハンガーライン１１１を短縮することができる。図５は，ハンガーライン１１１および本形態の搬送ロボット１０が設置された工場レイアウト例の見取り図である。図５に示した範囲内のハンガーライン１１１は，略Ｕ字状をなしている。ハンガーライン１１１は，ワーク１０２を床上高３４００ｍｍ程度の高さに持ち上げて搬送する経路である。よって，かなりの設備コストを要するものである。図５の例では，Ｕ字の図中左下の位置に搬送ロボット１０が設置されている。この例では，図中Ｂ点から，ワーク１０２を掴んだ状態のハンガー１１０がハンガーライン１１１に沿って移動してくる。そして，搬送ロボット１０の位置でハンガー１１０が一旦停止する。そして，搬送ロボット１０がハンガー１１０からワーク１０２を受け取り，ワーク１０２を９０°回転させつつ下に降ろすのである。下に降りたワーク１０２はその後，床面の搬送コンベアにより図５中矢印Ｊの方向に搬送される。また，ハンガー１１０はその後，空の状態でハンガーライン１１１に沿ってさらに移動していく。
【００３１】
一方従来は，図１３の垂直型リフトを利用して，図６のようなレイアウトとせざるを得なかった。従来の多関節ロボット（図１２）が，可搬重量や昇降ストロークの不足のため使用できなかったからである。図６の例では，Ｂ点からのハンガーライン１１１が，図中左へ一端カーブして，床面レベルへの下降地点を通っている。そして，その後何度もカーブして戻っていくようになっている。これは，垂直型リフト１１２が昇降機能しか持たないからである。
【００３２】
これに対し図５の例では，本形態の搬送ロボット１０の可搬重量や昇降ストロークはもちろん，６自由度の位置および姿勢操作機能を利用して，ハンガーライン１１１の短縮を達成している。すなわち，第３関節５の水平面内回転軸により，ワーク１０２を回転させ，また位置も移動させるのである。
【００３３】
図７は，搬送ロボット１０を利用してハンガーライン１１１を短縮した別の例を示す図である。この例は，床面レベルの往路コンベア１１３と復路コンベア１１４との間でワーク１０２を受け渡す箇所のレイアウトである。この例では，往路コンベア１１３の終端付近と，復路コンベア１１４の始端付近との２箇所に，本形態の搬送ロボット１０Ａ，１０Ｂを設置している。そして，略四辺形状のハンガーライン１１１が設けられている。ハンガーライン１１１は，搬送ロボット１０Ａによる積み込み位置と，搬送ロボット１０Ｂによる降ろし位置とを通っている。この例では，往路コンベア１１３上を図中上方から移動してきたワーク１０２は，搬送ロボット１０Ａにより上昇させられてハンガー１１０に掴まれる。そして，搬送ロボット１０Ｂの位置でハンガー１１０から降ろされ，復路コンベア１１４上に載置される。
【００３４】
ここで，ハンガーライン１１１に沿ってハンガー１１０により搬送ロボット１０Ｂの位置まで搬送されてきたワーク１０２は，往路コンベア１１３上に在ったときとは前後が逆向きになっている。そこで，搬送ロボット１０Ｂでは，単にハンガー１１０から復路コンベア１１４上にワーク１０２を降ろすだけでなく，ワーク１０２を１８０°回転させる。これにより，復路コンベア１１４上と往路コンベア１１３上とでワーク１０２の向きが揃う。これには，第１関節３のＹ回転（図４参照）を利用する。すなわち，第１関節３のＹ回転により，ワーク１０２を降ろすときのワーク１０２の向きを自由にそうさできるのである。同様に，ワーク１０２を積むときにも，その向きを問わない。復路コンベア１１４上に正しい向きで載置されたワーク１０２はその後，復路コンベア１１４上を図中上方へ向けて移動していく。
【００３５】
あるいは図８に示すように，搬送ロボット１０を利用して，ハンガーライン１１１を全廃することもできる。図８の例では，往路コンベア１１３の終端と復路コンベア１１４の始端との間に，移送コンベア１１５を設けている。そして，往路コンベア１１３の終端付近と，復路コンベア１１４の始端付近との２箇所に，本形態の搬送ロボット１０Ａ，１０Ｂを設置している。この例では，往路コンベア１１３上を図中上方から移動してきたワーク１０２は，搬送ロボット１０Ａにより往路コンベア１１３から移送コンベア１１５に移載される。そして，移送コンベア１１５上を図８中右向きに移動していく。そして，搬送ロボット１０Ｂにより移送コンベア１１５から復路コンベア１１４に移載される。その後，復路コンベア１１４上を図中上方へ向けて移動していく。この場合の往路コンベア１１３の終端から復路コンベア１１４の始端へのワーク１０２の移動は，ハンガー１１０を伴わない，実（み）のみ搬送である。このため，ハンガーライン１１１を全く要しないのである。なお，図８の例で搬送ロボット１０Ａ，１０Ｂの位置は，図示したとおりでなくてもよい。ワーク１０２の移載位置に届く位置であればどこでもよい。
【００３６】
これらに対し従来は，図９に示すように，ハンガーライン１１１を複雑な形状の環状とせざるを得なかった。垂直型リフト１１２Ａ，１１２Ｂが昇降機能しか持たないため，降ろし位置ではハンガー１１０上でワーク１０２の向きが揃っていなければならないからである。このために，積み込み位置から降ろし位置に至る区間のハンガーライン１１１をＳ字状とする必要があったのである。このため，ハンガーライン１１１の全長を長くしなければならなかったのである。
【００３７】
また，搬送ロボット１０の利用による別の例として，リペア箇所へのハネ出し用の垂直型リフトおよびハンガーライン１１１の廃止が挙げられる。図１０にその例を示す。図１０に示す例は，搬送コンベア１１６の終端部付近のレイアウト例である。搬送コンベア１１６の終端部から図中左方へとハンガーライン１１１が設けられている。また，搬送コンベア１１６の終端部の脇には，搬送ロボット１０が設けられている。さらに，搬送コンベア１１６の終端のすぐ先（図中左側）には，床面レベルのリペア作業部１１７が配置されている。この例では，搬送コンベア１１６上を図中右方から移動してきたワーク１０２は，搬送ロボット１０により，ハンガーライン１１１のハンガー１１０に載せられる。そして，ハンガーライン１１１に沿って図中左方の後工程（塗装など）へ送られる。
【００３８】
ところで，搬送コンベア１１６上を図中右方から移動してきたワーク１０２に何らかの不具合があることもありうる。その場合には，後工程へ送る前にリペア作業をしなければならない。そのための場所がリペア作業部１１７である。この例では，不具合があるワーク１０２については，搬送ロボット１０により，ハンガー１１０に載せることなく，搬送コンベア１１６の終端部からリペア作業部１１７へ移載する。そして，リペア作業が済んでから，搬送ロボット１０により，リペア作業部１１７からハンガー１１０に載せられる。そして，ハンガーライン１１１に沿って図中左方の後工程へ送られる。
【００３９】
これらに対し従来は，図１１に示すように，２台の垂直型リフト１１２Ａ，１１２Ｂを必要としていた。また，ハンガーライン１１１として，本線の他に，リペア作業部１１７を通る線を設けておく必要があった。
【００４０】
また，本形態の搬送ロボット１０によれば，同期台車を廃止できる。すなわち，前述の各応用例に示したように，搬送ロボット１０によりワーク１０２をコンベア上に降ろす場合がある。また，コンベア上のワーク１０２を搬送ロボット１０により持ち上げる場合もある。このような場合でも，コンベアを止めることなく動かしながら，搬送ロボット１０による積み降ろしができるのである。搬送ロボット１０が位置操作機能を有するためである。これに対し垂直型リフトの場合には，積み降ろしの際には一旦コンベアを止めるか，あるいは特殊な同期台車を使用する必要があった。
【００４１】
以上詳細に説明したように本実施の形態に係る搬送ロボット１０では，フレーム８と第１アーム１とを結ぶ第１関節３を，フレーム８の下側中央部に設けている。これによりフレーム８を，片持ち構造でなく中央持ち構造としている。これにより，ワーク１０２の自重による重力Ｆの，第１関節３に対するモーメントをごく小さく抑えている。また，フレーム８自体も軽量なもので済み，補強リブを要しないものとなっている。そして，搬送ロボット１０自体も過度に頑丈な構造とする必要性が排除されている。また，第１アーム１として，第１区間１１と第２区間１２とを有するＬ字形のものを用いている。これにより，下降位置において第１アーム１とフレーム８とが干渉しないようにしている。これらにより，大きな可搬重量と長い昇降ストロークＨとをともに達成している。
【００４２】
このため本形態に係る搬送ロボット１０により，自動車のボディーのような数百ｋｇの重量があるワーク１０２を，床面レベルと高さ３〜４ｍ程度のハンガー１１０のレベルとの間で上下に搬送することが可能となっている。また，単に上下に移動させるだけでなく，第１アーム１が届く範囲内であれば水平方向にも移動させることができる。また，第１関節３のＹ回転により，フレーム８を面内回転させることもできる。これらのことのため，ハンガー１１０と床面のコンベアとの間でのワーク１０２のやりとり，あるいは，コンベア同士でのワーク１０２のやりとり等，多彩な場面で活用できる。そしてこれにより，垂直型リフトの必要性を排除でき，ハンガーライン１１１の設置長を削減できるものである。また，中小型の搬送ロボットとの部品や走査系の共通化やメンテナンスフリー性により，設備コストも削減されている。
【００４３】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，第１アーム１の形状は，図１等に示したものに限らず，円弧形や，第１区間１１と第２区間１２との間に第３の区間を持つ形状など，何でもよい。要は，図３の説明で述べたオフセット形状であればよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば，スリムな構成でありながら大きな可搬重量と大きな昇降ストロークを実現でき，設置性やメンテナンス性の点でも有利な搬送ロボットおよび搬送方法が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る搬送ロボットの全体構成図である。
【図２】実施の形態におけるフレームおよび第１関節を示す図である。
【図３】実施の形態における第１アームを示す図である。
【図４】第１関節の回転機能を説明する図である。
【図５】実施の形態に係る搬送ロボットを利用して搬送経路の短縮を達成した使用例（その１）を示す平面図である。
【図６】図５に対応する従来例を示す平面図である。
【図７】実施の形態に係る搬送ロボットを利用して搬送経路の短縮を達成した使用例（その２）を示す平面図である。
【図８】実施の形態に係る搬送ロボットを利用して搬送経路の短縮を達成した使用例（その３）を示す平面図である。
【図９】図７および図８に対応する従来例を示す平面図である。
【図１０】実施の形態に係る搬送ロボットを利用して搬送経路等の簡略化を達成した使用例を示す平面図である。
【図１１】図１０に対応する従来例を示す平面図である。
【図１２】従来の多関節型搬送ロボットの全体構成図である。
【図１３】垂直型リフトの全体構成図である。
【符号の説明】
１　　第１アーム
１１　第１区間
１２　第２区間
３　　第１関節
８　　フレーム（ワーク載置部材）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a transfer robot and a transfer method for transferring an object to be transferred (hereinafter, referred to as a “work”) vertically by a so-called articulated robot having a plurality of arms connected by joints. More specifically, the present invention relates to a transfer robot and a transfer method in which an articulated robot achieves a lifting stroke and a load capacity comparable to those of a dedicated drop lift machine.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in various factories and the like, an articulated robot is used to move a work vertically. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-99658 describes an example in which a suspension robot is transported from a pallet to a mounting position (the bottom of a vehicle body) by a work robot.
[0003]
FIG. 12 shows an example of a conventional articulated robot of this type. 12 is configured by attaching a frame 101 to the tip of an articulated robot. The frame 101 is a table on which a work 102 is placed, and a reinforcing rib 103 is provided on a lower surface thereof. The articulated robot has two arms 104 and 105 and three joints 106 to 108. Thus, the position and orientation of the frame 101 can be operated with six degrees of freedom. This articulated robot is installed on the floor by a base unit 109. As another conventional example, there is a vertical lift as shown in FIG. In the vertical lift shown in FIG. 13, a chain 204 is hung on sprockets 202 and 203 above and below a pole 201 so that the frame 101 can be moved up and down.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional technology has various problems described below.
[0005]
First, problems of the articulated robot type prior art shown in FIG. 12 will be described. There are mainly the following three problems of the conventional articulated robot. First, it needs to be very sturdy. Secondly, the actual weight capacity is small in spite of being sturdy. Third, the lifting stroke H is small. Hereinafter, these will be sequentially described.
[0006]
The first problem arises from the fact that the frame 101 has a cantilever structure. That is, the frame 101 is attached to the joint 106 at one end. For this reason, the joint 106 holds the frame 101 at a position away from the center of gravity of the frame 101, the work 102, and the reinforcing rib 103. For this reason, the frame 101 itself needs to be considerably strong. Further, in practice, the frame 101 cannot bear the weight of the work 102 without the reinforcing rib 103. For example, if it is for a body welding assembly process in an automobile assembly factory, the work 102 is a body before mounting various parts of the automobile. In this case, the weight of the work 102 is about 300 kg. In such an application, the frame 101 needs about 150 kg and the reinforcing rib 103 needs about 200 kg. As described above, it is natural that the ends of the articulated robot type are heavy, and the arms 104 and 105 and the base unit 109 must also be made robust accordingly. In addition, the power source for axial movement of each joint must be correspondingly strong. This means that the versatility of the spare parts for repairing the power source, the operating device, and the like is small. Generally, these factories are also equipped with small and medium-sized transfer robots. However, it cannot be shared with the power source of small and medium-sized transfer robots. For this reason, the stock load of spare parts and the like increases.
[0007]
The second problem also results from the fact that the frame 101 has a cantilever structure. That is, the load of the work 102 acts on a position away from the joint 106. Therefore, the torque applied to the joint 106 by the load is very large. As a result, even if the nominal loadable weight is about 500 kg, the weight of the work 102 that can be actually conveyed is almost 200 kg. This is because the nominal payload is a numerical value indicated by the payload at the position immediately before the joint 106, that is, at the right end (the position indicated by the arrow A) of the frame 101 in FIG. On the other hand, the weight of the body of an automobile is about 300 kg, so that it cannot be practically used for this purpose. Of course, this can be solved in principle by making the driving power source for each joint 106 more powerful. However, for that purpose, the power source must be custom-made. Further, such a measure itself is a problem because it doubles the first problem.
[0008]
The third problem is that the length of the arm 104 cannot be sufficiently increased. This is because the elevating stroke depends on the length of the arm 104. With a commercially available transfer robot having a nominal payload of 500 kg, the elevating stroke H is only about 2800 mm. On the other hand, an automobile assembly factory or the like generally wants a vertical stroke of about 3400 mm. This is for placing the work 102 on the hanger 110 which is an existing facility. That is, there is a shortage S of the elevating stroke of about 600 mm. Of course, this can be solved in principle if the length of the arm 104 is sufficient. However, this itself doubles the first problem described above.
[0009]
Next, problems of the vertical lift shown in FIG. 13 will be described. In the case of a vertical lift, there is no problem with respect to the payload and the lifting stroke. However, it is the same as the case of the articulated robot in FIG. This is because the frame 101 has the same cantilever structure. There are some other unique issues.
[0010]
First, there is the problem of interference with the hanger. That is, if the workpiece 102 is to be gripped by the hanger 110 (see FIG. 12) at the ascending position, the pole 201 hinders the movement of the hanger 110. For this purpose, it is necessary to place the work 102 away from the pole 201. For that purpose, it is necessary to make the frame 101 large. This, of course, doubles the problem of solid construction described above. Next, there is the problem of maintenance. That is, it is indispensable to check for elongation and wear of the chain 204 and the sprockets 202 and 203 and to supply oil. For this reason, regular maintenance must be performed at a frequency of about every six months. Further, there is a problem that the installation work is difficult. This is because it does not have a posture control function unlike the articulated robot type. For this reason, it is necessary to level the precision at the time of installation. Therefore, installation work requires a construction period of about two weeks by a specialized contractor.
[0011]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the conventional transport device. That is, an object of the present invention is to provide a transfer robot and a transfer method which can realize a large load capacity and a large lifting stroke while having a slim configuration, and are advantageous in terms of installation and maintenance.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A transfer robot according to the present invention, which has been made to solve this problem, includes an arm row formed by connecting a plurality of arms by joints, and a work mounting member attached to one end of the arm row via a first joint. A transfer robot for vertically moving a work placement member by movement of each joint, wherein a first joint is provided directly below the work placement member and connected to the work placement member by the first joint. The shape of the first arm is an offset shape in which an intermediate portion deviates from a straight line connecting both ends. As a specific shape of the first arm, a shape in which the first section on the first joint side and the second section on the second joint side are L-shaped can be considered.
[0013]
Further, in the transfer method according to the present invention, an arm row formed by connecting a plurality of arms by joints is used, and one end of the arm row is connected to one end of the work row by moving the work mounting member in the vertical direction by the movement of each joint. A first joint for connecting to the work placement member is provided immediately below the work placement member, and a first arm connected to the work placement member by the first joint has an offset in which an intermediate portion deviates from a straight line connecting both ends. This is a method using a shape.
[0014]
In the present invention, the work placing member is attached to one end of the arm row via the first joint immediately below the work placing member. In other words, the work placing member in the present invention has a central holding structure, not a cantilever structure. Therefore, even when the work is mounted, the position where the load of the work mounting member and the work is applied is very close to the first joint. For this reason, the work mounting member in the present invention does not have to be as strong as that of the prior art. No reinforcing members such as reinforcing ribs are required. Therefore, the work placing member in the present invention does not need to be very heavy. This also means that the torque applied to the first joint and other joints by the load is not so large. Therefore, the power source for driving the joint need not be so powerful.
[0015]
In the present invention, the shape of the first arm connected to the work placing member is an offset shape in which an intermediate portion deviates from a straight line connecting both ends. For this reason, even when the first joint is located directly below the work placement member, the first arm does not interfere with the work placement member when descending. Further, the lifting stroke in the present invention is substantially determined by the distance between both ends of the first arm. Here, a long stroke comparable to a vertical lift can be obtained. This is because, as described above, the work mounting member can be made light, so that there is no problem even if the first arm is slightly heavy.
[0016]
In the present invention, it is more preferable that the work placing member is capable of in-plane rotation about a mounting position with the first joint. With such a function, the direction of the work can be freely manipulated without changing the position of the work.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the present invention is embodied as a transfer robot used to transfer a body before assembling various parts in an automobile assembly plant and a transfer method by the transfer robot.
[0018]
The transfer robot according to the present embodiment has the basic configuration shown in FIG. The transfer robot 10 of FIG. 1 is mainly configured by an articulated robot composed of an arm row in which two arms are connected by a joint. A frame 8 on which the work 102 is mounted is attached to one end of the arm row. The other end of the arm row is attached to the base 9. The base 9 is mounted on the floor. The first arm 1 on the distal end side of the two arms constituting the arm row is an L-shaped one having a first section 11 and a second section 12. The second arm 2 on the foundation side is of a normal linear type.
[0019]
The first joint 3 is provided between the frame 8 and the first arm 1. The first joint 3 connects the lower central portion of the frame 8 to the tip of the first section 11 of the first arm 1. A second joint 4 is provided between the second section 12 of the first arm 1 and the second arm 2. A third joint 5 is provided between the second arm 2 and the base 9. In the transfer robot 10, the position and orientation of the frame 8 can be operated by six-axis control using three joints. That is, of the three joints, the position of the frame 8 is determined by two axes of the third joint 5 (oscillation and rotation in the horizontal plane) and one axis of the second joint 4 (the intersection angle between the first arm 1 and the second arm 2). Is operated. Then, the posture of the frame 8 is operated by three axes of the first joint 3.
[0020]
The first arm 1, the first joint 3, and the frame 8 indicated by solid lines in FIG. 1 are in a lowered state. In this state, the first section 11 of the first arm 1 is substantially horizontal. The broken line in FIG. 1 indicates a state where these have risen. At the raised position, the work 102 can be placed on the frame 8 and the work 102 on the frame 8 can be collected by the hanger 110 as existing equipment. The movement between the raised position and the lowered position is basically based on the movement of the second joint 4. However, since the frame 8 is inclined in the roll direction by itself, the adjustment is made by the movement of the roll axis of the first joint 3 (arrow R in FIG. 2). Thus, the frame 8 is moved up and down while being kept horizontal. In addition, the frame 8 moves in an arc shape only by the above. For this reason, at the intermediate position, it protrudes leftward in FIG. If the user dislikes this, the third joint 5 is used to cancel this. As a result, it is possible to move vertically.
[0021]
The transfer robot 10 according to the present embodiment has a structure in which the first joint 3 is held directly below the center of the frame 8, the first arm 1 is L-shaped, and three rotation axes as the first joint 3. Is used. Hereinafter, these matters will be further described.
[0022]
First, the fact that the first joint 3 is attached to the center of the frame 8 will be described. This mainly contributes to reducing the weight of the frame 8 and securing a large effective payload as a transfer robot. Because, as shown in FIG. 2, the center of gravity of the work 102 (which may be considered as the total center of gravity of the work 102 and the frame 8) G is located directly above the first joint 3 because of the directly-held structure. Because. For this reason, the moment of the gravity F due to the own weight of the work 102 with respect to the first joint 3 is extremely small as compared with the case of the cantilever structure like the conventional type shown in FIG. Therefore, the first joint 3 hardly needs to bear the weight of the work 102 with respect to the movement R about the roll axis. Therefore, the torque about the roll axis of the first joint 3 is sufficient if the frame 8 can maintain the attitude of the frame 8 horizontally when ascending and descending.
[0023]
For this reason, the torque of the first joint 3 does not become a limiting factor with respect to the payload of the transfer robot 10. As a result, a large payload can be secured. Specifically, assuming that the same power source as that of the conventional articulated robot shown in FIG. 12 is used as the power source of each part, it can be moved up and down to about 800 kg. Therefore, it can be used sufficiently for transporting an automobile body. Further, the fact that the point of action of the weight is close to the first joint 3 which is the designated point means that the strength of the frame 8 is not so required. Therefore, the reinforcing rib 103 in the case of the conventional type shown in FIG. 12 is unnecessary. Also, the frame 8 itself needs to be thinner than that of the conventional type, and does not need an extra dimension in the width direction (the horizontal direction in FIG. 1). Therefore, it is sufficient that the frame 8 has a weight of about 100 kg, which is much lighter than the total of 350 kg of the conventional frame 101 and the reinforcing rib 103. This also contributes to gaining weight. Also, the construction of the entire articulated robot can be simplified accordingly.
[0024]
Next, the first arm 1 will be described. As shown in FIG. 3, the first arm 1 is L-shaped, so that the shoulder E where the first section 11 and the second section 12 intersect is located away from a straight line C connecting both ends. In the present application, this is called an offset shape. In the transfer robot 10 of the present embodiment, the vertical stroke H is obtained by using the L-shaped first arm 1. In order to secure a large lifting stroke H, it is necessary to increase the arm length of the first arm 1 and to make the height difference D between the first joint 3 and the second joint 4 at the lowered position as large as possible. In order to achieve both, it is essential that the first arm 1 be L-shaped (or an offset shape other than L-shaped).
[0025]
If a linear member having a length C in FIG. 3 is used as the first arm, the first arm and the frame 8 interfere at the lowered position in FIG. In order to prevent this, the state where the first arm is substantially horizontal must be set as the lowered position. In this case, the elevating stroke H cannot be obtained, and the arm length cannot be utilized. In the transfer robot 10 of the present embodiment, the use of the L-shaped first arm 1 prevents interference between the first arm 1 and the frame 8 and secures a height difference D between both ends of the first arm 1 in the lowered position. are doing. Thus, the elevating stroke H is obtained. Specifically, for example, by modifying the first arm and the frame portion of a commercially available transfer robot having a nominal payload of 500 kg to this embodiment, it is possible to obtain a lifting stroke H of about 4600 mm at the maximum. This greatly clears the height (about 3400 mm) necessary for transporting the body in a general automobile assembly factory. Therefore, the frame 8 and the work 102 can be raised to a position where the work 102 can be gripped by the existing hanger 110 in the automobile assembly factory.
[0026]
Note that the intersection angle θ between the first section 11 and the second section 12 in the first arm 1 is preferably in the range of 95 ° to 140 °. If this angle is too large, that is, close to 180 °, it will not be much different from a linear arm. Conversely, if it is too small, that is, if it is sharp, the shoulder E of the first arm will interfere with the base 9 at the lowered position in FIG. Therefore, the descending position must be set higher, and the elevating stroke H cannot be obtained. Further, it is convenient for the length of the first section 11 to be secured to such an extent that the frame 8 and the work 102 do not interfere with the second section 12 even when the first joint 3 described later is rotated Y. However, even if the first section 11 is not so long, there is no problem in the rotation Y at the ascending position.
[0027]
Note that the first arm 1 in this embodiment is heavier than the arm 104 of the conventional type shown in FIG. However, the above-mentioned light weight of the frame 8 is superior. Therefore, the articulated robot of the present embodiment does not need to have a very robust overall structure. Therefore, its own weight is the same level as or less than that of the conventional type shown in FIG. For this reason, the base part 9 does not need to be so large. Further, the transfer robot 10 of the present embodiment operates the position and the posture of the frame 8 by the six-axis control as described above. The frame 8 can be easily maintained horizontal by this attitude control. Therefore, there is no need for special leveling adjustment during installation work. For this reason, installation work is easy, and operation can be started on the same day.
[0028]
Next, the three-axis rotation of the first joint 3 will be described. As shown in FIG. 4, the first joint 3 can perform three types of rotations Y, R, and P. The rotation Y is a rotation for rotating the frame 8 in a plane. That is, the rotation Y is a rotation for yawing the work 102 on the frame 8. The rotation R is a rotation that changes the intersection angle between the first section 11 of the first arm 1 and the frame 8. That is, the rotation R is a rotation for rolling the work 102 on the frame 8 as slightly mentioned in FIG. The rotation P is a rotation for rotating the first joint 3 and the entire frame 8 about the center axis of the first section 11 of the first arm 1. That is, the rotation P is a rotation for pitching the work 102 on the frame 8 when the first section 11 is horizontal and the frame 8 is orthogonal to the first section 11 as shown in FIG.
[0029]
Further, the transfer robot 10 of the present embodiment has various advantages other than the above. For example, the maintenance burden is light. That is, unlike the conventional vertical type shown in FIG. 13, it does not include a chain, a guide roller, and the like. For this reason, periodic inspections only need to be greased once every six years for the reducer of each joint. Also, the inventory burden of spare parts and the like can be reduced. Because, in a general automobile assembly plant, it is common to install both the large-sized transfer robot 10 and the small-sized transfer robot as in this embodiment. This is because the power source and the operation panel can be shared. For this reason, it is practically unnecessary to stock spare parts only for the transfer robot 10 of the present embodiment.
[0030]
The transfer robot 10 of this embodiment also has various advantages described below. For example, as shown in FIG. 5, the hanger line 111, which is the transfer route of the hanger 110 (see FIG. 1), can be shortened by using the transfer robot 10. FIG. 5 is a sketch of a factory layout example in which the hanger line 111 and the transfer robot 10 of the present embodiment are installed. The hanger line 111 in the range shown in FIG. 5 is substantially U-shaped. The hanger line 111 is a path that lifts and transports the work 102 to a height of about 3400 mm above the floor. Therefore, considerable equipment costs are required. In the example of FIG. 5, the transfer robot 10 is installed at the lower left position in the U-shaped view. In this example, the hanger 110 holding the work 102 moves along the hanger line 111 from point B in the drawing. Then, the hanger 110 temporarily stops at the position of the transfer robot 10. Then, the transfer robot 10 receives the work 102 from the hanger 110, and lowers the work 102 while rotating the work 102 by 90 °. The work 102 that has descended is then conveyed in the direction of arrow J in FIG. 5 by the conveyer on the floor. After that, the hanger 110 further moves along the hanger line 111 in an empty state.
[0031]
On the other hand, conventionally, the layout as shown in FIG. 6 had to be used by using the vertical lift shown in FIG. This is because the conventional articulated robot (FIG. 12) could not be used due to lack of load capacity or lifting stroke. In the example of FIG. 6, the hanger line 111 from the point B curves once to the left in the figure, and passes through the descending point to the floor level. And then, it is going to curve many times and return. This is because the vertical lift 112 has only a lifting function.
[0032]
On the other hand, in the example of FIG. 5, the hanger line 111 is shortened by using the position and posture operation functions of six degrees of freedom, as well as the load capacity and lifting stroke of the transfer robot 10 of the present embodiment. That is, the work 102 is rotated and its position is moved by the rotation axis of the third joint 5 in the horizontal plane.
[0033]
FIG. 7 is a diagram illustrating another example in which the hanger line 111 is shortened by using the transfer robot 10. This example is a layout of a place where the work 102 is transferred between the forward conveyor 113 and the backward conveyor 114 at the floor level. In this example, the transfer robots 10A and 10B of the present embodiment are installed at two places, near the end of the forward conveyor 113 and near the start of the return conveyor 114. A hanger line 111 having a substantially quadrilateral shape is provided. The hanger line 111 passes through the loading position by the transfer robot 10A and the unloading position by the transfer robot 10B. In this example, the work 102 that has moved from above in the figure on the outward conveyor 113 is lifted by the transfer robot 10A and is caught by the hanger 110. Then, it is lowered from the hanger 110 at the position of the transfer robot 10 </ b> B and placed on the return conveyor 114.
[0034]
Here, the work 102 conveyed to the position of the transfer robot 10B by the hanger 110 along the hanger line 111 has a front and rear direction opposite to that when the work 102 is on the forward conveyor 113. Therefore, the transfer robot 10B not only lowers the work 102 from the hanger 110 onto the return conveyor 114, but also rotates the work 102 by 180 °. As a result, the workpieces 102 are aligned on the return conveyor 114 and the forward conveyor 113. For this, the Y rotation of the first joint 3 (see FIG. 4) is used. That is, the Y-rotation of the first joint 3 allows the orientation of the work 102 to be lowered when the work 102 is lowered. Similarly, when the work 102 is loaded, the orientation does not matter. The workpiece 102 placed on the return conveyor 114 in the correct direction then moves upward on the return conveyor 114 in the figure.
[0035]
Alternatively, as shown in FIG. 8, the hanger line 111 can be completely eliminated by using the transfer robot 10. In the example of FIG. 8, a transfer conveyor 115 is provided between the end of the forward conveyor 113 and the start of the return conveyor 114. Then, the transfer robots 10A and 10B of the present embodiment are installed at two places near the end of the forward conveyor 113 and near the start of the return conveyor 114. In this example, the work 102 that has moved on the outward conveyor 113 from above in the figure is transferred from the outward conveyor 113 to the transfer conveyor 115 by the transfer robot 10A. Then, it moves on the transfer conveyor 115 rightward in FIG. Then, the wafer is transferred from the transfer conveyor 115 to the return conveyor 114 by the transfer robot 10B. Thereafter, it moves upward on the return conveyor 114 in the figure. In this case, the movement of the work 102 from the end of the forward conveyor 113 to the start of the return conveyor 114 is a transfer of only the actual fruit without the hanger 110. Therefore, the hanger line 111 is not required at all. Note that the positions of the transfer robots 10A and 10B in the example of FIG. 8 need not be as illustrated. Any position that can reach the transfer position of the work 102 may be used.
[0036]
On the other hand, conventionally, as shown in FIG. 9, the hanger line 111 has to be formed into an annular shape having a complicated shape. This is because the vertical lifts 112A and 112B have only the elevating function, and the work 102 must be aligned on the hanger 110 at the unloading position. For this reason, the hanger line 111 in the section from the loading position to the unloading position had to be S-shaped. For this reason, the entire length of the hanger line 111 had to be lengthened.
[0037]
Another example of the use of the transfer robot 10 is the elimination of the vertical lift and the hanger line 111 for dispensing to the repair location. FIG. 10 shows an example. The example shown in FIG. 10 is a layout example near the terminal end of the conveyor 116. A hanger line 111 is provided from the end of the conveyor 116 to the left in the figure. A transfer robot 10 is provided beside the end of the transfer conveyor 116. Further, a repairing unit 117 at the floor level is disposed immediately before the end of the conveyor 116 (left side in the figure). In this example, the work 102 that has moved from the right side in the drawing on the transport conveyor 116 is placed on the hanger 110 of the hanger line 111 by the transport robot 10. Then, it is sent along the hanger line 111 to a post-process (such as painting) on the left side in the figure.
[0038]
By the way, the work 102 that has moved from the right side in the drawing on the conveyor 116 may have some problem. In that case, repair work must be performed before sending to the subsequent process. The place for that is the repair work unit 117. In this example, the work 102 having a defect is transferred from the terminal end of the transfer conveyor 116 to the repair work unit 117 by the transfer robot 10 without being placed on the hanger 110. After the repair work is completed, the transfer robot 10 places the work on the hanger 110 from the repair work unit 117. Then, it is sent to a subsequent process on the left side of the figure along the hanger line 111.
[0039]
Conventionally, as shown in FIG. 11, two vertical lifts 112A and 112B were required. In addition, it is necessary to provide a line passing through the repair work unit 117 in addition to the main line as the hanger line 111.
[0040]
Further, according to the transfer robot 10 of the present embodiment, the synchronous trolley can be eliminated. That is, as shown in the above-described respective application examples, the work 102 may be dropped on the conveyor by the transfer robot 10 in some cases. Further, the work 102 on the conveyor may be lifted by the transfer robot 10. Even in such a case, loading and unloading by the transfer robot 10 can be performed while moving the conveyor without stopping. This is because the transfer robot 10 has a position operation function. On the other hand, in the case of a vertical lift, it was necessary to stop the conveyor or use a special synchronous bogie when loading and unloading.
[0041]
As described in detail above, in the transfer robot 10 according to the present embodiment, the first joint 3 connecting the frame 8 and the first arm 1 is provided at the lower central portion of the frame 8. Thus, the frame 8 has a central holding structure instead of a cantilever structure. As a result, the moment of the gravity F due to the weight of the work 102 with respect to the first joint 3 is kept very small. Also, the frame 8 itself is light in weight and does not require reinforcing ribs. In addition, the need for the transfer robot 10 itself to have an excessively strong structure is eliminated. Further, as the first arm 1, an L-shaped one having a first section 11 and a second section 12 is used. This prevents the first arm 1 from interfering with the frame 8 at the lowered position. As a result, both a large payload and a long lifting stroke H are achieved.
[0042]
Therefore, the workpiece 102 having a weight of several hundred kg, such as the body of an automobile, is transported vertically between the floor level and the level of the hanger 110 having a height of about 3 to 4 m by the transport robot 10 according to the present embodiment. It is possible to do. Further, in addition to simply moving the first arm 1 up and down, the first arm 1 can be moved in a horizontal direction as long as the first arm 1 is within a reachable range. Further, the frame 8 can be rotated in-plane by the Y rotation of the first joint 3. For these reasons, it can be used in various situations, such as exchange of the work 102 between the hanger 110 and the conveyor on the floor surface, or exchange of the work 102 between the conveyors. Thus, the necessity of the vertical lift can be eliminated, and the installation length of the hanger line 111 can be reduced. Also, equipment costs have been reduced due to the common use of parts and scanning systems with small and medium-sized transfer robots and the maintenance-free nature.
[0043]
Note that the present embodiment is merely an example, and does not limit the present invention in any way. Therefore, naturally, the present invention can be variously modified and modified without departing from the gist thereof. For example, the shape of the first arm 1 is not limited to the shape shown in FIG. 1 and the like, and may be any shape such as an arc shape or a shape having a third section between the first section 11 and the second section 12. . In short, the offset shape described in the description of FIG.
[0044]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, a transfer robot and a transfer method which can realize a large load capacity and a large lifting / lowering stroke while having a slim configuration, and are advantageous in terms of installation and maintenance are provided. ing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a transfer robot according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a frame and a first joint according to the embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a first arm in the embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a rotation function of a first joint.
FIG. 5 is a plan view showing a usage example (part 1) in which the transfer path is shortened by using the transfer robot according to the embodiment.
FIG. 6 is a plan view showing a conventional example corresponding to FIG.
FIG. 7 is a plan view showing a usage example (2) in which the transfer path is shortened by using the transfer robot according to the embodiment.
FIG. 8 is a plan view showing a usage example (3) in which the transfer path is shortened by using the transfer robot according to the embodiment.
FIG. 9 is a plan view showing a conventional example corresponding to FIGS. 7 and 8;
FIG. 10 is a plan view showing a usage example in which a transfer path and the like are simplified by using the transfer robot according to the embodiment.
FIG. 11 is a plan view showing a conventional example corresponding to FIG.
FIG. 12 is an overall configuration diagram of a conventional articulated transfer robot.
FIG. 13 is an overall configuration diagram of a vertical lift.
[Explanation of symbols]
1 First arm
11 1st section
12 Second section
3 First joint
8 Frame (work placing member)

Claims

An arm row formed by connecting a plurality of arms by joints; and a work mounting member attached to one end of the arm row via a first joint. In the transfer robot that moves in the direction,
The first joint is provided directly below the work placing member,
A transfer robot, wherein a shape of a first arm connected to the work mounting member by the first joint is an offset shape in which an intermediate portion is shifted from a straight line connecting both ends.

The transfer robot according to claim 1,
2. The transfer robot according to claim 1, wherein the first arm has an L-shape including a first section on the first joint side and a second section on the second joint side.

In the transfer robot according to claim 1 or 2,
The transfer robot according to claim 1, wherein the work mounting member is capable of rotating in a plane around a mounting position with the first joint.

In a transfer method in which a plurality of arms are connected by joints and an arm row is used, and the movement of each joint moves the work placement member in a vertical direction.
A first joint for connecting one end of the arm row and the work placement member is provided directly below the work placement member,
A transfer method as set forth in claim 1, wherein the first arm connected to the work placing member by the first joint has an offset shape in which an intermediate portion deviates from a straight line connecting both ends.