JP2008018494A - 複数のスライダを持つ産業用ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】 各スライダ２０、３０間の許容最短距離Ｌｍｉｎを、操作者が容易、かつ任意に変更・設定でき、被搬送物２２、３３同士の衝突を容易、かつより確実に防止することができると共に、ティーチング作業等をも安全に行うことを可能にする。
【解決手段】 第一及び第二スライダ２０、３０をそれぞれ独立して移動させるサーボモータ２７、３７に組み込まれたエンコーダ２８、３８の位置検出用信号をスライダ移動制御部１３に取り込んで両スライダ２０、３０の位置を検出して両スライダ２０、３０の移動を制御すると共に、これらの検出位置から両スライダ２０，３０間の距離Ｌを求める。他方、両スライダ２０、３０間の許容最短距離Ｌｍｉｎを任意に設定可能な最短距離設定部１４を設け、上記距離Ｌを許容最短距離Ｌｍｉｎと比較し、距離Ｌが許容最短距離Ｌｍｉｎに達したとき、両スライダ２０、３０の互いに接近する方向への相対的な移動を停止させる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、１つの直線上若しくは互いに近接した２つの平行な直線上を互いに独立して移動する複数のスライダを備え、これらのスライダに直接若しくは間接的に被搬送物を搭載して移送する複数のスライダを持つ産業用ロボットに係り、特に複数のスライダにそれぞれ搭載された被搬送物同士の衝突防止に関する。

この種の産業用ロボットは、各スライダが１つの直線上若しくは互いに近接した２つの平行な直線上を互いに独立して移動するため、操作を誤ると、スライダ同士が衝突してしまう。

そこで、従来、この種の産業用ロボットにおいては、特許文献１に記載されているように、スライダとしての各摺動ユニットが一定距離以上近づくのを防止する安全装置を設けたものがある。

しかしながら、この種の産業用ロボットは、各スライダに直接若しくは間接的に被搬送物を搭載して移送するため、被搬送物がスライダの移動方向である上記直線上においてスライダから張り出すと、スライダが衝突する前に、被搬送物同士が衝突する。この被搬送物同士の衝突を防止するためには、被搬送物の変更に伴う被搬送物の大きさの変更、すなわちスライダからの被搬送物の張り出し量の変更に応じて各スライダ間の許容最短距離を変更・設定する必要がある。

また、この種の産業用ロボットは、各スライダやこれらの上に搭載された別のスライダ等の移動のティーチングを行う場合、作業の安全を保つため、各スライダが所定距離以上近づかないように適宜な許容最短距離に設定することが好ましい。
特開平６−２６２５５１号公報

この発明は、上記各スライダ間の許容最短距離を、操作者が容易、かつ任意に変更・設定でき、被搬送物同士の衝突を容易、かつより確実に防止することができると共に、ティーチング作業等をも安全に行うことのできる複数のスライダを持つ産業用ロボットを提供することを目的としている。

上記目的を達成するための請求項１に係る発明は、１つの直線上若しくは互いに近接した２つの平行な直線上を互いに独立して移動する複数のスライダを備え、これらのスライダに直接若しくは間接的に被搬送物を搭載して移送する複数のスライダを持つ産業用ロボットにおいて、前記直線上における前記スライダの位置をそれぞれ検出する位置検出手段と、これらの位置検出手段により検出された前記スライダの検出位置から前記直線上における両スライダ間の距離を求める演算手段と、前記両スライダ間の許容最短距離を任意に設定可能な最短距離設定部と、前記演算手段により求めた両スライダ間の距離と前記最短距離設定部に設定された許容最短距離とを比較し、両スライダ間の距離が前記許容最短距離に達したとき、前記両スライダの互いに接近する方向への相対的な移動を停止させるスライダ移動制御部と、を備えていることを特徴としている。

また、請求項２に係る発明は、前記位置検出手段が、前記両スライダをそれぞれ独立して駆動するサーボモータと、これらのサーボモータに組み込まれたエンコーダからなることを特徴としている。

さらにまた、請求項３に係る発明は、１つの直線上若しくは互いに近接した２つの平行な直線上を互いに独立して移動する複数のスライダを備え、これらのスライダに直接若しくは間接的に被搬送物を搭載して移送する複数のスライダを持つ産業用ロボットにおいて、前記直線上における前記両スライダ間の距離を測定する測長手段と、前記両スライダ間の許容最短距離を任意に設定可能な最短距離設定部と、前記測長手段により測定した両スライダ間の距離と前記最短距離設定部に設定された許容最短距離とを比較し、両スライダ間の距離が前記許容最短距離に達したとき、前記両スライダの互いに接近する方向への相対的な移動を停止させるスライダ移動制御部と、を備えていることを特徴としている。

さらにまた、請求項４に係る発明は、前記測長手段が、前記両スライダの対向する部分に設けられたレーザ干渉式測長器であることを特徴としている。

これらの発明は、上記のように構成したため、操作者は、被搬送物の大きさにより最短距離設定部に適宜な値を入力することにより、各スライダ間の許容最短距離を、容易、かつ任意に変更・設定することができ、被搬送物同士の衝突を容易、かつより確実に防止することができる。なお、許容最短距離の変更・設定は、被搬送物の大きさに限らず、任意に行うことができるため、スライダの移動のティーチングを行う場合、許容最短距離を適宜に設定して作業を安全に行うことができる等の効果も得られる。

以下図1ないし図２によりこの発明の一実施形態例について説明する。図1は、この発明を適用した産業用ロボットの一例を示す機械構成部の一部破断平面図に制御ブロックを付加した図であり、図２は、図１の機械構成部を下から見た正面図である。１０は、図１及び図２において左右に伸びるベースであり、このベース１０の上には図１及び図２において左右方向に直線状に伸びる２本で一組のガイドレール１１、１１が設置されている。

これらのガイドレール１１、１１には、第一及び第二スライダ２０、３０が移動自在に取り付けられている。第一及び第二スライダ２０、３０は、図示しない開閉機構により図１及び図２において左右に開閉される把持部２１、３１を有し、被搬送物２２、３２を把持して搭載する。

ベース１０内には、ガイドレール１１、１１と平行に１本のボールネジ１２が固定して取り付けられている。第一及び第二スライダ２０、３０には、図１において第一スライダ２０の一部を破断して示すように、ボールネジ１２に螺合するナット２３、３３が回転のみ自在に取り付けられている。

ナット２３、３３の端部にはタイミングプーリ２４、３４が一体的に取り付けられ、これらのタイミングプーリ２４、３４は、タイミングベルト２５、３５及びタイミングプーリ２６、３６を介してサーボモータ２７、３７により回転を与えられる。これらのサーボモータ２７、３７は、これらに組み込まれたエンコーダ２８、３８から位置検出用の信号がスライダ移動制御部１３に取り込まれ、このスライダ移動制御部１３により駆動を制御されて第一及び第二スライダ２０、３０をそれぞれ独立して所望の位置へ所望の速度で移動させる。

上記スライダ移動制御部１３は、上記のように第一及び第二スライダ２０、３０の移動を独立して制御する機能のほかに、エンコーダ２８、３８からの位置検出用の信号により検出する第一及び第二スライダ２０、３０のガイドレール１１、１１上における位置から第一及び第二スライダ２０、３０間の距離Ｌを求める演算機能を有している。

さらに、このスライダ移動制御部１３には、上記距離Ｌの許容最短距離Ｌｍｉｎの値を任意に設定することのできる最短距離設定部１４が接続され、スライダ移動制御部１３は上記距離Ｌの許容最短距離Ｌｍｉｎの値を比較し、距離Ｌが許容最短距離Ｌｍｉｎより多きときには、第一及び第二スライダ２０、３０を上記のように移動させ、距離Ｌが許容最短距離Ｌｍｉｎに達したとき、互いに接近する方向へ移動している第一スライダ２０又は／及び第二スライダ３０を停止させ、第一及び第二スライダ２０、３０の互いに接近する方向への相対的な移動を停止させるように構成されている。

次いでこの産業用ロボットの作用について説明する。この産業用ロボットの運転に先立ち、被搬送物２２、３２の第一及び第二スライダ２０、３０からの互いに対向する側の張り出し量（把持部２１、３１の張り出し量を含む）Ｌ１、Ｌ２を求める。これらの張り出し量Ｌ１、Ｌ２に、衝突を避けるための若干の間隔（２０〜３０ｍｍ程度）Ｌ３を加えた値、すなわち「Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３」を許容最短距離Ｌｍｉｎとして、これを最短距離設定部１４に入力して設定する。

上記のように許容最短距離Ｌｍｉｎを最短距離設定部１４に設定してこの産業用ロボットを動作させれば、各スライダ２０、３０はスライダ移動制御部１３により移動を制御されて被搬送物２２、３２をそれぞれ所定の動作に従って搬送する。

上記被搬送物２２、３２の搬送動作中、スライダ移動制御部１３は、第一及び第二スライダ２０、３０間の距離Ｌが許容最短距離Ｌｍｉｎ以下に達するか否かをチェックし、距離Ｌが許容最短距離Ｌｍｉｎより大きければ、上記の搬送動作を実行するが、該距離Ｌが許容最短距離Ｌｍｉｎに達すると、スライダ移動制御部１３は、互いに接近する方向へ移動している第一スライダ２０又は／及び第二スライダ３０を停止させ、第一及び第二スライダ２０、３０の互いに接近する方向への相対的な移動を停止させる。これにより被搬送物２２、３２の衝突が避けられる。

生産ロットの変更等により被搬送物２２、３２の種類を変更し、その大きさが変わる場合には、この新たな被搬送物２２、３２の張り出し量Ｌ１、Ｌ２に基づいた許容最短距離Ｌｍｉｎを最短距離設定部１４に設定する。これにより被搬送物２２、３２の変更に容易に対応することができる。

また、上記搬送運転に先立ち、第一及び第二スライダ２０、３０の移動をティーチングする場合には、最短距離設定部１４に適宜な大きさの許容最短距離Ｌｍｉｎを設定すれば、操作者が第一及び第二スライダ２０、３０やこれらに搭載された被搬送物２２、３２に挟まれることなく、ティーチング作業を安全に行うことが可能である。

図３は、この発明の他の実施形態例を示すもので、第一及び第二スライダ２０、３０の互いに対向する面に、測長手段としてのレーザ干渉式測長器１５とその反射ミラー１５Ａを設け、第一及び第二スライダ２０、３０間の距離Ｌを、図１及び図２に示したようにスライダ移動制御部１３で演算を行って求めるのではなく、レーザ干渉式測長器１５により直接求め、これをスライダ移動制御部１３Ａに取り込むようにしたものである。これ以外は図１及び図２に示した実施形態例と同じであり、動作も同じである。なお、測長手段としては、レーザ干渉式測長器１５に限らず、種々の測長装置を用いることができる。

前述した実施形態例では、第一及び第二スライダ２０、３０にそれぞれ回転のみ自在に取り付けられてサーボモータ２７、３７により回転を与えられるナット２３、３３を、回転しない１本のボールネジ１２に螺合させて、第一及び第二スライダ２０、３０をそれぞれ独立して移動させる例を示したが、この発明はこれに限らず、特許文献１と同様に、ナット２３、３３をそれぞれ第一及び第二スライダ２０、３０に固定して取り付け、これらのナット２３、３３をそれぞれ平行に設けた別々のボールネジに螺合させ、これらのボールネジをそれぞれ回転させて第一及び第二スライダ２０、３０をそれぞれ独立して移動させるようにしてもよい。

また、前述した実施形態例では、サーボモータ２７、３７によりナット２３、３３又はボールネジを回転させて第一及び第二スライダ２０、３０を移動させる回転駆動型の例を示したが、この発明はこれに限らず、ガイドレール１１側にマグネット、第一及び第二スライダ２０、３０側にコイルの形式、又はこれと逆の形式のリニアモータによる駆動であってもよく、この場合の位置検出手段としては、第一及び第二スライダ２０、３０にリニアエンコーダを用いることにより、前述した実施形態例と同様の構成とすることができる。

さらにまた、前述した実施形態例では、２本で一組のガイドレール１１、１１に第一及び第二スライダ２０、３０を共に取り付け、第一及び第二スライダ２０、３０が１つの直線上を移動する例を示したが、この発明はこれに限らず、第一及び第二スライダ２０、３０を互いに近接して平行に配置された別々のガイドレールに取り付け、第一及び第二スライダ２０、３０が互いに近接した２つの平行な直線上を移動する場合であっても、被搬送物２２、３２が衝突する可能性がある場合には同様に適用することができる。

さらにまた、前述した実施形態例では、第一及び第二スライダ２０、３０に把持部２１、３１を設け、被搬送物２２、３２を第一及び第二スライダ２０、３０に直接搭載する例を示したが、この発明はこれに限らず、第一及び第二スライダ２０、３０上にそれぞれ図１において上下の直交方向に移動する別のスライダを設け、これらのスライダに被搬送物２２、３２を搭載する方式の産業用ロボットであっても、被搬送物２２、３２が衝突する可能性は同様であるため、これにも同様に適用することができる。

さらにまた、図１及び図２に示した実施形態例では、ガイドレール１１上における第一及び第二スライダ２０、３０の位置をそれぞれ検出する位置検出手段として、サーボモータ２７、３７に組み込まれたエンコーダ２８、３８を用いた例を示したが、この発明はこれに限らず、ガイドレール１１に沿って取り付けられた磁気スケール等の他の位置検出手段を用いることができるなど、種々変形実施可能である。

この発明は、１つの直線上若しくは互いに近接した２つの平行な直線上を互いに独立して移動する複数のスライダを備え、これらのスライダに直接若しくは間接的に被搬送物を搭載して移送する複数のスライダを持つ産業用ロボット及びこれに類似の装置に適用できる。

この発明の一実施形態例を示す産業用ロボットの機械構成部の一部破断平面図に制御ブロックを付加した図。 図１の機械構成部を下から見た正面図。 この発明の他の実施形態例を示す産業用ロボットの機械構成部の正面図に制御ブロックを付加した図。

符号の説明

１０ ベース
１１ ガイドレール
１２ ボールネジ
１３ スライダ移動制御部（演算手段）
１３Ａ スライダ移動制御部
１４ 最短距離設定部
１５ レーザ干渉式測長器（測長手段）
１５Ａ 反射ミラー
２０ 第一スライダ
３０ 第二スライダ
２１、３１ 把持部
２２、３２ 被搬送物
２３、３３ ナット
２４、２６、３４、３６ タイミングプーリ
２５、３５ タイミングベルト
２７、３７ サーボモータ
２８、３８ エンコーダ（位置検出手段）。

Claims (4)

1. １つの直線上若しくは互いに近接した２つの平行な直線上を互いに独立して移動する複数のスライダを備え、これらのスライダに直接若しくは間接的に被搬送物を搭載して移送する複数のスライダを持つ産業用ロボットにおいて、
   前記直線上における前記スライダの位置をそれぞれ検出する位置検出手段と、
   これらの位置検出手段により検出された前記スライダの検出位置から前記直線上における両スライダ間の距離を求める演算手段と、
   前記両スライダ間の許容最短距離を任意に設定可能な最短距離設定部と、
   前記演算手段により求めた両スライダ間の距離と前記最短距離設定部に設定された許容最短距離とを比較し、両スライダ間の距離が前記許容最短距離に達したとき、前記両スライダの互いに接近する方向への相対的な移動を停止させるスライダ移動制御部と、
   を備えていることを特徴とする複数のスライダを持つ産業用ロボット。
2. 前記位置検出手段は、前記両スライダをそれぞれ独立して駆動するサーボモータと、これらのサーボモータに組み込まれたエンコーダからなることを特徴とする請求項１に記載の複数のスライダを持つ産業用ロボット。
3. １つの直線上若しくは互いに近接した２つの平行な直線上を互いに独立して移動する複数のスライダを備え、これらのスライダに直接若しくは間接的に被搬送物を搭載して移送する複数のスライダを持つ産業用ロボットにおいて、
   前記直線上における前記両スライダ間の距離を測定する測長手段と、
   前記両スライダ間の許容最短距離を任意に設定可能な最短距離設定部と、
   前記測長手段により測定した両スライダ間の距離と前記最短距離設定部に設定された許容最短距離とを比較し、両スライダ間の距離が前記許容最短距離に達したとき、前記両スライダの互いに接近する方向への相対的な移動を停止させるスライダ移動制御部と、
   を備えていることを特徴とする複数のスライダを持つ産業用ロボット。
4. 前記測長手段は、前記両スライダの対向する部分に設けられたレーザ干渉式測長器であることを特徴とする請求項３に記載の複数のスライダを持つ産業用ロボット。
   

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