JP2005001036A - 治具制御システム及び治具制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の簡素化を図ることができる治具制御システム及び治具制御方法を提供する。
【解決手段】治具制御システム１Ａは、ロボット３と組合せて作動されるエアーシーケンス治具４Ａの制御を、エアーシーケンス用第１、第２リミットスイッチＣ１，Ｃ２及びメインエアーシーケンス回路１４（第１，第２，第３エアーバルブＡ１，Ａ２，Ａ３及びエアーシーケンス用第１、第２リレーバルブＢ１，Ｂ２）からなるエアーシーケンス回路１３で行う。治具制御システム１Ａは、従来技術で治具制御のために必要とされ、装置の複雑化を招く電気シーケンス回路を廃止して、エアーシーケンス治具４Ａを制御するので、装置の簡素化を図ることができ、さらに簡素化に伴い、未熟練者にも操作及びメンテナンスがしやすくなると共に、装置の低廉化を図ることができる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車工場などで用いられ、治具に産業用ロボットを配置してロボット治具として稼動させる治具制御システム及び治具制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、産業用ロボットの一例として、特許文献１に示すロボットがある。このロボットは、移動台車に、ハンドを作動させるマニュピュレータを搭載し、ハンドは両側一対の指を別モータで左右開閉自在に作動させる。そして、例えば調理用の台の上にレトルト食品を収容した皿等のワークを乗せ、調理後に持ち運んで提供するものであり、ハンドがワークを把持して台上に乗せ、離し、その後に再び台上のワークを把持する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２−２１２０８１号公報〔第２頁右上欄第１１行〜右下欄第１８行、図１〜図３〕
【０００４】
また、産業用ロボット（以下、ロボットという。）の作業内容によっては治具を用意し、ロボットの作業を補助し、作業精度の向上などを図るように構成することがある。この場合、ロボットと治具が適切に連携して作業が進められるように、治具を制御するようにしている。そして、この治具の制御は、電気シーケンスが一般的に用いられている。このようなロボットと治具とを組合せたロボット装置における治具制御システムの一例として、図４〜図６に示す治具制御システム１がある。
【０００５】
この治具制御システム１は、図４及び図５に示すように、ロボット制御盤２（ロボット制御回路）に制御されて所定の作業を実行する産業用ロボット（以下、ロボットという。）３と、ロボット３の作業を補助する治具４と、治具４及びエアー源Ｇ側に接続されるバルブユニット５と、を備えている。バルブユニット５は、治具用電気シーケンス制御盤６に制御されてエアー源Ｇからのエアーの供給調整を行う第４，第５，第６エアーバルブＡ４，Ａ５，Ａ６を有している。
【０００６】
治具４は、第４，第５，第６エアーバルブＡ４，Ａ５，Ａ６に対応して設けられた第４、第５、第６シリンダーＥ４，Ｅ５，Ｅ６と、第４、第５、第６シリンダーＥ４，Ｅ５，Ｅ６に対応して設けられた電気式の第２、第３、第４リミットスイッチＤ２，Ｄ３，Ｄ４と、を有している。第２、第３リミットスイッチＤ２，Ｄ３は、治具４動作用として用いられ、第４リミットスイッチＤ４はロボット３起動用として用いられている。
ロボット３の動作区域には電気式のロボット動作完了リミットスイッチＤ５が配置されており、ロボット３動作完了に伴ってロボット動作完了信号を発生し、治具４起動のために用いられるようにしている。
エアー源Ｇと第４エアーバルブＡ４とをつなぐエアー通路７には、治具用電気シーケンス制御盤６に制御される電気式マスターバルブＦが設けられている。
【０００７】
ロボット３動作区域の近傍にはライトカーテンＩが設けられており、治具用電気シーケンス制御盤６に制御されてロボット３動作区域を覆うようにしている。ライトカーテンＩは、遮られることにより、このことを示す信号（カーテン遮断信号）を治具用電気シーケンス制御盤６に出力する。
治具用電気シーケンス制御盤６には、ロボット制御盤２、第４，第５，第６エアーバルブＡ４，Ａ５，Ａ６、第２、第３、第４リミットスイッチＤ２，Ｄ３，Ｄ４、ロボット動作完了リミットスイッチＤ５、ライトカーテンＩの駆動部Ｉ１が接続されている。さらに、治具用電気シーケンス制御盤６には、電気起動スイッチＬが接続されている。
【０００８】
上述した治具制御システム１では、治具４動作用の第２、第３リミットスイッチＤ２，Ｄ３と、治具用電気シーケンス制御盤６と、から治具４に対する電気シーケンス回路１０が構成されている。また、第４，第５，第６エアーバルブＡ４，Ａ５，Ａ６と、第４、第５、第６シリンダーＥ４，Ｅ５，Ｅ６と、から治具４に対するエアー回路１１が構成されている。
【０００９】
そして、上述した治具制御システム１では、図６に示すように、制御が行われる。
すなわち、まず、電気起動スイッチＬが操作されると（ステップＳ２１）、起動信号が出力され（ステップＳ２２）、その起動信号に応じて第４エアーバルブＡ４が作動して（ステップＳ２３）、第４シリンダーＥ４が作動する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４に続いて、第２リミットスイッチＤ２がオン（ＯＮ）して（ステップＳ２５）、起動信号が出力され（ステップＳ２６）、その起動信号に応じて第５エアーバルブＡ５が作動して（ステップＳ２７）、第５シリンダーＥ５が作動する（ステップＳ２８）。
【００１０】
ステップＳ２８に続いて、第３リミットスイッチＤ３がオン（ＯＮ）して（ステップＳ２９）、起動信号が出力され（ステップＳ３０）、その起動信号に応じて第６エアーバルブＡ６が作動して（ステップＳ３１）、第６シリンダーＥ６が動作する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２に続いて、ロボット３起動用の第４リミットスイッチＤ４がオン（ＯＮ）して（ステップＳ３３）、起動信号が出力される（ステップＳ３４）。その起動信号に応じて、ロボット３動作が開始される（ステップＳ３５） 。そして、ロボット３の動作が完了する（ステップＳ３６） と、ロボット動作完了リミットスイッチＤ５がＯＮしてロボット動作完了信号が出力される（ステップＳ３７）。このロボット動作完了信号が治具用電気シーケンス制御盤６に入力され、治具用電気シーケンス制御盤６から治具４用の起動信号が第４，第５，第６エアーバルブＡ４，Ａ５，Ａ６に出力される（ステップＳ３８）。 ステップＳ３８に続いて、第４，第５，第６エアーバルブＡ４，Ａ５，Ａ６が作動され（ステップＳ３９） 、これに伴い第４、第５、第６シリンダーＥ４，Ｅ５，Ｅ６が作動され（ステップＳ４０）、治具４は初期位置に戻され、ロボット３による当該工程における作業が完了する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術では、上述したように治具４の制御をエアー回路１１と共に電気シーケンス回路１０を用いて行っている。このため、治具４に異質のエアー回路１１及び電気シーケンス回路１０が併存して構成の複雑化を招くことになる。また、電気シーケンス回路１０の構成部品は、例えばリミットスイッチのように、可動体等を含む機械的な構成部分と、検出信号を電気信号で出力する電気的な構成部分とを併せ持つことなどから、複雑な構成でかつ高価なものになっている。さらに、電気シーケンス回路１０の設計及び工事は、多くの時間を要し、これに伴い、装置を高価なものにしてしまう虞があった。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、装置の簡素化を図ることができる治具制御システム及び治具制御方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、産業用ロボットと組合せて作動される治具を制御する治具制御回路を有する治具制御システムであって、前記治具制御回路は、エアーシーケンス回路で構成したことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の治具制御システムにおいて、前記産業用ロボットを制御するロボット制御回路と、前記治具制御回路にエアーを供給するエアー源の下流側に設けられ前記ロボット制御回路に制御されるマスタ−バルブと、前記ロボット制御回路に接続された非常停止釦と、を備え、ロボット制御回路は、前記非常停止釦の操作信号により前記産業用ロボットの作動を停止させると共に、前記マスタ−バルブを閉じることを特徴とする。
請求項１又は請求項２に記載の発明によれば、治具の制御には電気シーケンス回路は用いておらず、治具の制御をエアーシーケンス回路で構成された治具制御回路で行う。
また、請求項２に記載の発明によれば、例えば治具または産業用ロボットの作動中に、非常停止釦を操作することにより、産業用ロボットの作動を停止させると共に、マスターバルブは閉じられる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、産業用ロボットと組合せて作動される治具を制御する治具制御回路を有する治具制御システムの治具制御方法であって、治具制御回路は、エアーシーケンス回路で構成し、前記治具制御回路による前記治具の制御終了後に前記産業用ロボットを制御し、その後、前記治具を初期位置に戻すことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の治具制御方法において、前記産業用ロボットを制御するロボット制御回路と、前記治具制御回路にエアーを供給するエアー源の下流側に設けられ前記ロボット制御回路に制御されるマスタ−バルブと、前記ロボット制御回路に接続された非常停止釦と、を備え、前記非常停止釦の操作信号により前記産業用ロボットの作動を停止すると共に、前記マスタ−バルブを閉じることを特徴とする。
請求項３又は請求項４に記載の発明によれば、治具の制御には電気シーケンス回路は用いておらず、治具の制御をエアーシーケンス回路で構成された治具制御回路で行う。
また、請求項４に記載の発明によれば、例えば治具または産業用ロボットの作動中に、非常停止釦を操作することにより、産業用ロボットの作動を停止させると共に、マスターバルブは閉じられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る第１実施の形態の治具制御システム１Ａを図１に基づいて説明する。なお、図４〜図６に示す部材及び部分と同等の部材及び部分は同一の符号で示し、その説明は、適宜、省略する。図１及び図２に示す治具制御システム１Ａは、図３及び図４に示す治具制御システム１に比して、電気シーケンス回路１０を廃止し、治具４をエアーシーケンス回路１３で制御するように構成したことが主に異なっている。
【００１６】
この治具制御システム１Ａは、図１及び図２に示すように、ロボット制御盤２（ロボット制御回路）に制御されて所定の作業を実行する産業用ロボット（以下、ロボットという。）３と、ロボット３の作業を補助するエアーシーケンス治具４Ａ（請求項１〜請求項４の治具）と、エアーシーケンス治具４Ａ及びエアー源Ｇに接続されるメインエアーシーケンス回路１４と、を備えている。メインエアーシーケンス回路１４は、第１，第２，第３エアーバルブＡ１，Ａ２，Ａ３及びエアーシーケンス用第１、第２リレーバルブＢ１，Ｂ２を有している。第１，第２，第３エアーバルブＡ１，Ａ２，Ａ３は、この順にエアー源Ｇに接続され、エアー源Ｇからのエアーを通せるようにしている。
【００１７】
第１，第２，第３エアーバルブＡ１，Ａ２，Ａ３に対応して第１、第２、第３シリンダーＥ１，Ｅ２，Ｅ３が設けられている。第１、第２シリンダーＥ１，Ｅ２に対応して、エアーシーケンス治具４Ａ動作のために用いられるエアーシーケンス用第１、第２リミットスイッチＣ１，Ｃ２が設けられている。また、第３シリンダーＥ３に対応してロボット起動リミットスイッチＤ１が設けられている。第１シリンダーＥ１は、エアー源Ｇからエアーの供給を受けるように第１エアーバルブＡ１に接続されている。第２シリンダーＥ２は、第１エアーバルブＡ１を通してエアー源Ｇからエアーの供給を受けるように第２エアーバルブＡ２に接続されている。第３シリンダーＥ３は、第１、第２エアーバルブＡ１，Ａ２を通してエアー源Ｇからエアーの供給を受けるように第３エアーバルブＡ３に接続されている。
【００１８】
第２エアーバルブＡ２は、第１エアーバルブＡ１を通してエアーを入力するとともに、エアーシーケンス用第１リレーバルブＢ１を介してエアーシーケンス用第１リミットスイッチＣ１（エアーシーケンス治具４Ａ動作用）に接続されている。そして、エアーシーケンス用第１リミットスイッチＣ１がオン（ＯＮ）すると、これに対応した空圧の信号によりエアーシーケンス用第１リレーバルブＢ１がオンして第２エアーバルブＡ２を開ける。
第３エアーバルブＡ３は、第１、第２エアーバルブＡ１，Ａ２を通してエアーを入力するとともに、エアーシーケンス用第２リレーバルブＢ２を介してエアーシーケンス用第２リミットスイッチＣ２に接続されている。第２リミットスイッチＣ２がオン（ＯＮ）すると、これに対応した空圧の信号によりエアーシーケンス用第２リレーバルブＢ２がオンして第３エアーバルブＡ３を開ける。
【００１９】
ロボット３の動作区域にはエアー式のロボット動作完了リミットスイッチＣ３が配置されており、ロボット３動作完了に伴ってロボット動作完了信号を発生するようにしている。エアー源Ｇと第１エアーバルブＡ１とをつなぐエアー通路７Ａ（エアー配管）には、ロボット制御盤２に制御されるマスターバルブＦ１が設けられている。
【００２０】
ロボット３動作区域の近傍にはライトカーテンＩが設けられており、ロボット制御盤２に制御されてロボット３動作区域を覆うようにしている。ライトカーテンＩは、遮られることにより、このことを示す信号（カーテン遮断信号）をロボット制御盤２に出力する。
ロボット制御盤２には、前記ロボット３、ロボット起動リミットスイッチＤ１、電気式マスターバルブＦ１、ライトカーテンＩの駆動部Ｉ１及び非常停止釦２０が接続されている。メインエアーシーケンス回路１４にはエアー式のシーケンス起動スイッチＫが接続されている。シーケンス起動スイッチＫは、エアー通路７ＡにおけるマスターバルブＦ１の下流側部分に設けられる常閉の弁機構２１を備えている。マスターバルブＦ１は、非常停止釦２０が操作されること等により後述するように閉じられるようになっている。
【００２１】
上述したエアーシーケンス治具制御システム１Ａでは、ロボット３制御には電気シーケンス回路（ロボット起動リミットスイッチＤ１及びロボット制御盤２）が用いられているが、エアーシーケンス治具４Ａの制御には電気シーケンス回路は用いられておらず、エアーシーケンス回路１３（治具制御回路）で行うようにしている。本実施の形態では、エアーシーケンス回路１３は、エアーシーケンス用第１、第２リミットスイッチＣ１，Ｃ２及びメインエアーシーケンス回路１４から構成されている。
【００２２】
そして、上述した治具制御システム１Ａでは、まずマスターバルブＦ１が開けられた状態とされ、それ以降、図３に示すように、制御が行われる。
すなわち、まず、シーケンス起動スイッチＫが操作されて弁機構２１が開けられる（ステップＳ１）と、第１エアーバルブＡ１が作動して（ステップＳ２）、第１シリンダーＥ１が動作し（ステップＳ３）、エアーシーケンス用第１リミットスイッチＣ１がオン（ＯＮ）する（ステップＳ４）。
【００２３】
ステップＳ４に続いて、エアーシーケンス用第１リレーバルブＢ１が作動して第２エアーバルブＡ２が開けられる（ステップＳ５）。そして、ステップＳ５の処理に伴い、第２シリンダーＥ２が動作し（ステップＳ６）、エアーシーケンス用の第２リミットスイッチＣ２がオン（ＯＮ）する（ステップＳ７）。ステップＳ７に続いて、エアーシーケンス用第２リレーバルブＢ２が作動して第３エアーバルブＡ３が開けられる（ステップＳ８）。
【００２４】
そして、ステップＳ８の処理に伴い、第３シリンダーＥ３が動作し（ステップＳ９）、ロボット起動リミットスイッチＤ１がオン（ＯＮ）する。ロボット起動リミットスイッチＤ１がオンしたことに伴い、ロボット始動信号が出力されてロボット３の動作が開始され（ステップＳ１１）、この後、ロボット３の動作が完了し（ステップＳ１２）、これに応じてロボット動作完了リミットスイッチＣ３がオンされて、このことを示す空圧のロボット動作完了信号がロボット動作完了リミットスイッチＣ３から出力され、メインエアーシーケンス回路１４に入力される（ステップＳ１３）。
ロボット動作完了リミットスイッチＣ３がオンされたことに伴い、第１，第２，第３エアーバルブＡ１，Ａ２，Ａ３の作動（ステップＳ１４）、及びこれに伴う第１、第２、第３シリンダーＥ１，Ｅ２，Ｅ３の作動（ステップＳ１５）が行われ、エアーシーケンス治具４Ａは初期位置に戻され、ロボット３による当該工程における作業が完了する。
【００２５】
また、エアーシーケンス治具４Ａまたはロボット３の作動中に、前記ロボット制御盤２に接続された非常停止釦２０が操作されたり、ライトカーテンＩからカーテン遮断信号が出力されると、マスターバルブＦ１は閉じられてエアーシーケンス治具４Ａの作動が中止されると共に、ロボット３の動作が中止される。
【００２６】
上述したように、本実施の形態に係る治具制御システム１Ａによれば、エアーシーケンス治具４Ａの制御には電気シーケンス回路は用いておらず、エアーシーケンス治具４Ａの制御をエアーシーケンス回路１３で行うようにしている。このため、装置の簡素化を図ることができ、さらに簡素化に伴い、未熟練者にも操作及びメンテナンスがしやすくなると共に、装置の低廉化を図ることができる。
また、エアーシーケンス治具４Ａまたはロボット３の作動中に、非常停止釦２０を操作することにより、ロボット３の作動を停止させると共に、前記マスターバルブＦ１は閉じられてエアーシーケンス治具４Ａの作動は停止されるので、何らかのトラブルに適切に対処することができる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１〜４のいずれかに記載の発明によれば、治具の制御には電気シーケンス回路は用いておらず、治具の制御をエアーシーケンス回路で構成された治具制御回路で行うので、装置の簡素化を図ることができ、さらに簡素化に伴い、未熟練者にも操作及びメンテナンスがしやすくなると共に、装置の低廉化を図ることができる。
また、請求項２または４に記載の発明によれば、治具または産業用ロボットの作動中に、非常停止釦を操作することにより、産業用ロボットの作動を停止させると共に、マスターバルブは閉じられるので、エアーシーケンス治具の作動は停止されるので、トラブル発生に適切に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の治具制御システムを模式的に示す図である。
【図２】図１のエアーシーケンス治具及びメインエアーシーケンス回路の構成内容を模式的に示すブロック図である。
【図３】図１の治具制御システムの作用を示す図である。
【図４】従来の治具制御システムの一例を模式的に示す図である。
【図５】図４の治具及びバルブユニットの構成内容を模式的に示すブロック図である。
【図６】図４の治具制御システムの作用を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ 治具制御システム
３ ロボット（産業用ロボット）
４Ａ エアーシーケンス治具（治具）
１３ エアーシーケンス回路（治具制御回路）
Ｃ１，Ｃ２ エアーシーケンス用第１、第２リミットスイッチ
１４ メインエアーシーケンス回路

Claims (4)

1. 産業用ロボットと組合せて作動される治具を制御する治具制御回路を有する治具制御システムであって、前記治具制御回路は、エアーシーケンス回路で構成したことを特徴とする治具制御システム。
2. 前記産業用ロボットを制御するロボット制御回路と、前記治具制御回路にエアーを供給するエアー源の下流側に設けられ前記ロボット制御回路に制御されるマスタ−バルブと、前記ロボット制御回路に接続された非常停止釦と、を備え、ロボット制御回路は、前記非常停止釦の操作信号により前記産業用ロボットの作動を停止させると共に、前記マスタ−バルブを閉じることを特徴とする請求項１に記載の治具制御システム。
3. 産業用ロボットと組合せて作動される治具を制御する治具制御回路を有する治具制御システムの治具制御方法であって、治具制御回路は、エアーシーケンス回路で構成し、前記治具制御回路による前記治具の制御終了後に前記産業用ロボットを制御し、その後、前記治具を初期位置に戻すことを特徴とする治具制御方法。
4. 前記産業用ロボットを制御するロボット制御回路と、前記治具制御回路にエアーを供給するエアー源の下流側に設けられ前記ロボット制御回路に制御されるマスタ−バルブと、前記ロボット制御回路に接続された非常停止釦と、を備え、前記非常停止釦の操作信号により前記産業用ロボットの作動を停止すると共に、前記マスタ−バルブを閉じることを特徴とする請求項３に記載の治具制御方法。

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