JP2009291873A - Conveyor system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、搬送システムに関する。詳しくは、複数種類のワークを把持ツールにより把持して搬送する搬送システムに関する。 The present invention relates to a transport system. Specifically, the present invention relates to a transport system that grips and transports a plurality of types of workpieces with a gripping tool.
自動車の製造ラインには、複数種類のワークを搬送する搬送システムが設けられている。この搬送システムは、ワークを把持する把持ツールと、この把持ツールの三次元空間内における位置および姿勢を変更することで、把持ツールで把持したワークを搬送する多関節ロボットアームと、を含んで構成される。 A transportation system for transporting a plurality of types of workpieces is provided in an automobile production line. The transfer system includes a gripping tool that grips a workpiece, and an articulated robot arm that transports the workpiece gripped by the gripping tool by changing the position and posture of the gripping tool in a three-dimensional space. Is done.
この搬送システムによれば、例えば、複数種類のワーク毎に異なる内径のピン挿入穴を形成しておき、タッチセンサにより、このピン挿入穴の内径を測定して、ワークの種類を判別する。そして、このピン挿入穴に把持ツールを挿入することで、ワークを把持する(例えば、特許文献1参照)。
ところで、近年、製造ラインの小型化や設備にかかるコストの低減等を目的として、同一の製造ラインで複数種類の車種を製造できるように、製造ラインを汎用化することが望まれている。よって、複数種類のワークについて、ピン挿入穴を同径とすることが要請されている。 By the way, in recent years, for the purpose of downsizing the production line and reducing the cost of equipment, it is desired to make the production line versatile so that a plurality of types of vehicles can be produced on the same production line. Therefore, it is required that the pin insertion holes have the same diameter for a plurality of types of workpieces.
しかしながら、ワークのピン挿入穴を同径にすると、特許文献1に示した手法では、ワークを判別できない。
そこで、この問題を解決するため、ピン挿入穴の位置を検出することが考えられるが、カメラで撮影して画像処理したり、接触式あるいは非接触式の距離計でピン挿入穴までの距離を測定したりする必要があり、コストが増大する。
However, if the workpiece pin insertion holes have the same diameter, the method shown in
In order to solve this problem, it is conceivable to detect the position of the pin insertion hole, but it is possible to process the image by taking a picture with a camera, or to determine the distance to the pin insertion hole with a contact or non-contact distance meter. And the cost increases.
本発明は、複数のワークのピン挿入穴が同径の場合に、低コストでワークの種類を判別できる搬送システムを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the conveyance system which can discriminate | determine the kind of workpiece | work at low cost, when the pin insertion hole of several workpiece | work is the same diameter.
本発明の搬送システム(例えば、後述の搬送システム1)は、複数種類のワーク(例えば、後述のワークW,W1,W2)を把持する把持ツール(例えば、後述の把持ツール30)と、当該把持ツールを先端側で支持し、当該把持ツールの三次元空間内における位置および姿勢を変更する搬送手段(例えば、後述の多関節アーム13)と、を備える搬送システムであって、前記把持ツールは、複数に分割されかつ先端に向かうに従って細くなるテーパ形状の把持ピン(例えば、後述の把持ピン34A,34B,34C)を備え、前記複数種類のワークには、共通の基準面(例えば、後述の基準面N)が設定され、さらに、当該基準面の略垂直方向から前記把持ピンが挿入されるピン挿入穴(例えば、後述のピン挿入穴PA,PB,PC)が形成され、当該ピン挿入穴は、内径および前記基準面の面内方向の位置が共通であるが、前記基準面の垂直方向の位置が互いに異なり、前記搬送手段により、前記複数に分割された把持ピンを、前記基準面に対して共通の所定位置に至るまで前記ワークのピン挿入穴に挿入し、その後、前記ピン挿入穴の内壁面に当接するまで互いに離間させることで、前記把持ピンで前記ワークを把持して搬送する搬送制御手段(例えば、後述の搬送制御部61)と、前記把持ピンで前記ワークを把持する際に、前記複数に分割された把持ピン同士の間隔を測定して、当該測定した間隔に基づいて、前記ワークの種類を判別する判別手段(例えば、後述の判別部62)と、を備えることを特徴とする。
The transfer system (for example, a
この発明によれば、ピン挿入穴の内径および基準面の面内方向の位置を共通としつつ、ピン挿入穴の基準面の垂直方向の位置を互いに異ならせる。
そして、把持ピンをピン挿入穴に挿入してワークを把持する際に、複数に分割された把持ピン同士の間隔を測定する。すると、把持ピンはテーパ形状であるため、ピン挿入穴の基準面の垂直方向の位置に応じて、把持ピン同士の間隔が異なることになる。よって、複数のワークのピン挿入穴が同径の場合に、測定した間隔に基づいて、ワークの種類を判別できる。
また、把持ピン同士の間隔を測定するだけでよいので、ワークの種類を判別するための設備が不要となり、低コストである。
According to this invention, while making the inner diameter of the pin insertion hole and the position in the in-plane direction of the reference surface common, the vertical position of the reference surface of the pin insertion hole is made different from each other.
Then, when the grip pin is inserted into the pin insertion hole to grip the workpiece, the interval between the grip pins divided into a plurality of pieces is measured. Then, since the holding pins have a tapered shape, the interval between the holding pins varies depending on the position in the vertical direction of the reference surface of the pin insertion hole. Therefore, when the pin insertion holes of a plurality of workpieces have the same diameter, the type of workpiece can be determined based on the measured interval.
Moreover, since it is only necessary to measure the distance between the grip pins, a facility for discriminating the type of workpiece is not required, and the cost is low.
本発明の搬送システムによれば、ピン挿入穴の内径および基準面の面内方向の位置を共通としつつ、ピン挿入穴の基準面の垂直方向の位置を互いに異ならせる。そして、把持ピンをピン挿入穴に挿入してワークを把持する際に、複数に分割された把持ピン同士の間隔を測定する。すると、把持ピンはテーパ形状であるため、ピン挿入穴の基準面の垂直方向の位置に応じて、把持ピン同士の間隔が異なることになる。よって、ピン挿入穴が同径の場合に、測定した間隔に基づいて、ワークの種類を判別できる。また、把持ピン同士の間隔を測定するだけでよいので、ワークの種類を判別するための設備が不要となり、低コストである。 According to the conveyance system of the present invention, the vertical position of the reference surface of the pin insertion hole is made different from each other while the inner diameter of the pin insertion hole and the position of the reference surface in the in-plane direction are made common. Then, when the grip pin is inserted into the pin insertion hole to grip the workpiece, the interval between the grip pins divided into a plurality is measured. Then, since the grip pins are tapered, the interval between the grip pins differs depending on the position of the reference plane of the pin insertion hole in the vertical direction. Therefore, when the pin insertion hole has the same diameter, the type of workpiece can be determined based on the measured interval. Moreover, since it is only necessary to measure the distance between the grip pins, a facility for discriminating the type of workpiece is not required, and the cost is low.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る搬送システム1の構成を示す斜視図である。
搬送システム1は、例えば自動車の製造工場に設けられ、一方のライン2上の略平板状の複数種類のワークWを把持し、他のライン3上まで搬送する。この搬送システム1は、ワークWを把持し、把持したワークWを搬送する搬送ロボット10と、この搬送ロボット10を制御する制御装置60と、を含んで構成される。なお、本実施形態では、ワークWとして自動車のドアパネルを用いた場合を説明するが、これに限るものではない。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a
The
搬送ロボット10は、床面に取り付けられたロボット本体11と、このロボット本体11に軸支された搬送手段としての多関節アーム13とを備える。多関節アーム13は、6軸であり、この多関節アーム13の先端側には、把持ツールユニット20が軸支される。
The
多関節アーム13は、ロボット本体11側から順に、第1腕部131、第2腕部132、第3腕部133、第4腕部134、および第5腕部135を備える。
The
第1腕部131は、略直線状に延出しており、ロボット本体11に軸支される。ロボット本体11は、略垂直方向に延びる軸を回転中心として、第1腕部131を回転させる。
The
第2腕部132は、略直線状に延出しており、第1腕部131に軸支される。第1腕部131は、図示しない駆動機構により、第1腕部131の延出方向に交差する方向を回転中心として、第2腕部132を回転させる。これにより、第1腕部131の延出方向と第2腕部132の延出方向との成す角度が変化する。
The
第3腕部133は、略直線状に延出しており、第2腕部132に軸支される。第2腕部132は、図示しない駆動機構により、第2腕部132の延出方向に交差する方向を回転中心として、第3腕部133を回転させる。これにより、第2腕部132の延出方向と第3腕部133の延出方向との成す角度が変化する。
The
第4腕部134は、略直線状に延出しており、第3腕部133に軸支される。第3腕部133は、図示しない駆動機構により、第3腕部133の延出方向を回転中心として、第4腕部134を回転させる。
The
第5腕部135は、略直線状に延出しており、第4腕部134に軸支される。第4腕部134は、図示しない駆動機構により、第4腕部134の延出方向を回転中心として、第5腕部135を回転させる。
また、第5腕部135の先端側には、把持ツールユニット20の後述の自動工具交換装置43(図2参照)が連結される。この第5腕部135は、図示しない駆動機構により、第5腕部135の延出方向に延びる軸を回転中心として、把持ツールユニット20を回転させる。
The
Further, an automatic tool changer 43 (see FIG. 2) described later of the
搬送ロボット10は、以上の腕部131〜135で構成された多関節アーム13により、把持ツールユニット20の三次元空間内における位置および姿勢を変更する。
The
図2は、把持ツールユニット20の構成を示す斜視図である。
把持ツールユニット20は、ワークWを把持する把持ツール30と、この把持ツール30を支持する把持ツール支持機構40と、を含んで構成される。なお、この図2では、把持ツールユニット20の図示を明確にするため、ワークWを把持ツールユニット20の上方に図示したが、把持ツールユニット20でワークWを把持する際には、ワークWを把持ツールユニット20の下方に位置させる。
FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the
The
把持ツール30は、略正三角形状のツール基板31と、このツール基板31の3つの頂点にそれぞれ設けられた把持装置33A,33B,33Cとを備える。
これら把持装置33A,33B,33Cは、それぞれ、把持ピンと34A,34B,34Cと、これら把持ピン34A,34B,34Cの先端側を拡開する把持ピン駆動部35A,35B,35Cと、を含んで構成される。
The
Each of these
把持ピン34A,34B,34Cは、ツール基板31の面内における正三角形の頂点に位置し、それぞれ、ツール基板31に対して垂直に設けられる。
また、以下では、ツール基板31に対し垂直に延び、かつ、これら把持ピン34A,34B,34Cにより構成される正三角形の中心を通る軸を、把持ツール30の中心軸Oとする。
The grip pins 34 </ b> A, 34 </ b> B, 34 </ b> C are located at the apexes of an equilateral triangle in the plane of the
Hereinafter, an axis extending perpendicularly to the
図3は、把持ピン34Aの先端側の構成を示す断面図である。より具体的には、図3の(a)は把持ピン34Aを閉じた状態を示し、図3の(b)は把持ピン34Aを開いた状態を示す。
把持ピン34Aは、複数ここでは2分割されて、先端に向かうに従って細くなるテーパ形状ここでは略円錐形状となっている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the distal end side of the
The plurality of
把持ピン駆動部35Aにより、図示しないロッドを初期位置から前進させることによって、ロッドの先端部が把持ピン34Aの先端側を押し拡げて、2分割された把持ピン34A同士の間隔が大きくなる(図3(b)参照)。この把持ピン34A同士の間隔は、ロッドの位置によって調整可能である。
一方、把持ピン駆動部35Aにより、ロッドを後退させて初期位置に戻すと、把持ピン34Aの復元力により、把持ピン34Aの間隔は元に戻る(図3(a)参照)。
なお、その図示および説明を省略するが、把持装置33B,33Cの構成は、以上の把持装置33Aと同様の構成となっている。
By advancing a rod (not shown) from the initial position by the gripping
On the other hand, when the rod is retracted and returned to the initial position by the grip
Although illustration and description thereof are omitted, the configuration of the
図2に戻って、把持ツール支持機構40は、ツール基板31を回転可能に支持する支持機構本体41と、この支持機構本体41に支持されたツール基板31を回転するモータ42と、支持機構本体41と多関節アーム13の先端側とを連結する自動工具交換装置(ATC)43と、を備える。
Returning to FIG. 2, the gripping
支持機構本体41は、モータ42を収容するモータケース411と、このモータケース411に回転可能に支持された略筒状の第1回胴部412と、その一端側がツール基板31に固定されるとともに他端側が第1回胴部412に固定された略筒状の第2回胴部413と、を含んで構成される。
The support mechanism
第1回胴部412および第2回胴部413は、把持ツール30の中心軸Oを回転軸として回転可能となっている。
モータ42は、把持ツール30を第2回胴部413とともに中心軸Oを回転軸として回転駆動する。
The
The
また、支持機構本体41には、把持ツール30の第1回胴部412に対する回転を固定する図示しないロック機構が設けられており、把持ツール30を所定の位相で固定することが可能となっている。
In addition, the support mechanism
一方、ワークWには、3つのピン挿入穴PA,PB,PCが形成されている。これらピン挿入穴PA,PB,PCに把持ピン34A,34B,34Cが挿入されて、2分割された把持ピン34A,34B,34C同士の間隔が拡がることにより、ピン挿入穴PA,PB,PCに係止することにより、把持ツール30によりワークWが把持される。
On the other hand, the work W is formed with three pin insertion holes PA, PB, and PC. When the holding pins 34A, 34B, 34C are inserted into these pin insertion holes PA, PB, PC and the interval between the two divided holding pins 34A, 34B, 34C is expanded, the pin insertion holes PA, PB, PC are expanded. The workpiece W is gripped by the gripping
制御装置60は、CPU、ROM、RAM、およびハードディスク等により構成され、搬送制御手段としての搬送制御部61と、判別手段としての判別部62と、を備える(図1参照)。
The
搬送制御部61は、多関節アーム13により把持ツール30をワークWに接近させて、把持ピン34A,34B,34CをワークWのピン挿入穴PA,PB,PCに挿入し、その後、2分割された把持ピン34A,34B,34Cをピン挿入穴PA,PB,PCの内壁面に当接するまで互いに離間させることで、把持ピン34A,34B,34CでワークWを把持して搬送する。
The conveyance control unit 61 causes the gripping
判別部62は、把持ピン34A,34B,34CでワークWを把持する際に、図示しないセンサにより2分割された把持ピン34A,34B,34C同士の間隔を測定して、この測定した間隔に基づいて、ワークWの種類を判別する。 When the determination unit 62 grips the workpiece W with the grip pins 34A, 34B, and 34C, the determination unit 62 measures the distance between the grip pins 34A, 34B, and 34C divided by a sensor (not shown), and based on the measured distance. Thus, the type of the workpiece W is determined.
例えば、複数種類のワークWのうち2種類のワークW1およびワークW2を把持して搬送する場合について、図4を参照しながら説明する。
まず、ワークW1,W2について、共通の基準面Nを設定し、ピン挿入穴PA,PB,PCの内径、および、ピン挿入穴PA,PB,PCの基準面Nの面内方向の位置を共通とする。
For example, a case where two types of workpieces W1 and W2 among a plurality of types of workpieces W are gripped and conveyed will be described with reference to FIG.
First, a common reference plane N is set for the workpieces W1 and W2, and the inner diameters of the pin insertion holes PA, PB, PC and the positions of the pin insertion holes PA, PB, PC in the in-plane direction are shared. And
また、ワークW1では、ピン挿入穴PAの基準面Nからの高さをL1とし、ピン挿入穴PBの基準面Nからの高さをL2とし、ピン挿入穴PCの基準面Nからの高さをL3とする。
一方、ワークW2では、ピン挿入穴PAの基準面Nからの高さをL2とし、ピン挿入穴PBの基準面Nからの高さをL3とし、ピン挿入穴PCの基準面Nからの高さをL1とする。
すなわち、ワークW1とワークW2とでは、ピン挿入穴PA,PB,PCの基準面Nからの高さ、つまり、ピン挿入穴PA,PB,PCの基準面Nの垂直方向の位置が互いに異なっている。
In the workpiece W1, the height of the pin insertion hole PA from the reference plane N is set to L1, the height of the pin insertion hole PB from the reference plane N is set to L2, and the height of the pin insertion hole PC from the reference plane N is set. Is L3.
On the other hand, in the workpiece W2, the height of the pin insertion hole PA from the reference surface N is L2, the height of the pin insertion hole PB from the reference surface N is L3, and the height of the pin insertion hole PC from the reference surface N is L3. Is L1.
That is, the height of the pin insertion holes PA, PB, PC from the reference plane N, that is, the vertical position of the reference plane N of the pin insertion holes PA, PB, PC is different between the workpiece W1 and the workpiece W2. Yes.
そして、ワークW1,W2のピン挿入穴PA,PB,PCには、基準面Nの略垂直方向つまり図4中上方から、基準面Nに対して共通の所定位置つまり基準面Nから高さMの位置に至るまで、把持ピン34A,34B,34Cが挿入される。
この状態で、2分割された把持ピン34A,34B,34Cをピン挿入穴PA,PB,PCの内壁面に当接するまで互いに離間させて、把持ピン34A,34B,34C同士の間隔を測定する。すると、把持ピン34A,34B,34Cは略円錐形状であるため、2分割された把持ピン34A,34B,34C同士の間隔は、ワークW1では、d1,d2,d3となり、ワークW2では、d2,d3,d1となる。よって、2分割された把持ピン34A,34B,34C同士の間隔を測定することで、ワークW1,W2を判別できる。
The pin insertion holes PA, PB, and PC of the workpieces W1 and W2 have a height M from the reference plane N, that is, a predetermined common position with respect to the reference plane N, from a substantially vertical direction of the reference plane N, that is, from above in FIG. The grip pins 34A, 34B, and 34C are inserted until the position is reached.
In this state, the grip pins 34A, 34B, 34C divided into two are separated from each other until they abut against the inner wall surfaces of the pin insertion holes PA, PB, PC, and the distance between the grip pins 34A, 34B, 34C is measured. Then, since the holding pins 34A, 34B, and 34C have a substantially conical shape, the intervals between the two divided holding pins 34A, 34B, and 34C are d1, d2, and d3 for the workpiece W1, and d2, for the workpiece W2. d3 and d1. Therefore, the workpieces W1, W2 can be discriminated by measuring the distance between the two divided grip pins 34A, 34B, 34C.
次に、以上の搬送システム1によりワークWを搬送する手順について、図1および図2を参照しながら説明する。
Next, a procedure for transporting the workpiece W by the
先ず、多関節アーム13を制御して、ツール基板31をワークWに対向させながら、把持ツール30をワークWに接近させ、把持ピン34A,34B,34Cをピン挿入穴PA,PB,PCに挿入する。
この際、把持ツールユニット20を制御して、把持ピン34A,34B,34Cがピン挿入穴PA,PB,PCに一致するように、ワークWに応じて予め設定された後述の回転位相分だけ把持ツール30を回転し、ロック機構により把持ツール30をこの位相で固定しておく。
First, the articulated
At this time, the gripping
次に、把持ピン34A,34B,34Cを拡開して、把持ピン34A,34B,34Cをピン挿入穴PA,PB,PCに係止させて、ワークWを把持するとともに、ワークWの種類を判別する。 Next, the grip pins 34A, 34B, and 34C are expanded, and the grip pins 34A, 34B, and 34C are locked to the pin insertion holes PA, PB, and PC to grip the workpiece W and to select the type of the workpiece W. Determine.
次に、多関節アーム13を制御して、ワークWを搬送し、その後、把持ピン34A,34B,34Cを閉じ、これら把持ピン34A,34B,34Cをピン挿入穴PA,PB,PCから離脱させて、終了する。
Next, the articulated
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)ピン挿入穴PA,PB,PCの内径および基準面Nの面内方向の位置を共通としつつ、ピン挿入穴PA,PB,PCの基準面Nの垂直方向の位置を互いに異ならせる。
そして、把持ピン34A,34B,34Cをピン挿入穴PA,PB,PCに挿入してワークWを把持する際に、2分割された把持ピン34A,34B,34C同士の間隔を測定する。すると、把持ピン34A,34B,34Cは略円錐形状であるため、ピン挿入穴PA,PB,PCの基準面Nの垂直方向の位置に応じて、把持ピン34A,34B,34C同士の間隔が異なることになる。よって、ピン挿入穴PA,PB,PCが同径の場合に、測定した間隔に基づいてワークWの種類を判別できる。
また、把持ピン34A,34B,34C同士の間隔を測定するだけでよいので、ワークWの種類を判別するための設備が不要となり、低コストである。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) While making the inner diameters of the pin insertion holes PA, PB, and PC and the position in the in-plane direction of the reference plane N common, the vertical positions of the reference plane N of the pin insertion holes PA, PB, and PC are made different from each other.
When the
Further, since it is only necessary to measure the distance between the grip pins 34A, 34B, and 34C, equipment for discriminating the type of the workpiece W is not required, and the cost is low.
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
1 搬送システム
13 多関節アーム(搬送手段)
30 把持ツール
34A,34B,34C 把持ピン
61 搬送制御部(搬送制御手段)
62 判別部(判別手段)
N 基準面
PA,PB,PC ピン挿入穴
W,W1,W2 ワーク
1
30
62 Discrimination part (discrimination means)
N Reference surface PA, PB, PC Pin insertion hole W, W1, W2 Workpiece
Claims (1)
当該把持ツールを先端側で支持し、当該把持ツールの三次元空間内における位置および姿勢を変更する搬送手段と、を備える搬送システムであって、
前記把持ツールは、複数に分割されかつ先端に向かうに従って細くなるテーパ形状の把持ピンを備え、
前記複数種類のワークには、共通の基準面が設定され、さらに、当該基準面の略垂直方向から前記把持ピンが挿入される挿入穴が形成され、
当該挿入穴は、内径および前記基準面の面内方向の位置が共通であるが、前記基準面の垂直方向の位置が互いに異なり、
前記搬送手段により、前記複数に分割された把持ピンを、前記基準面に対して共通の所定位置に至るまで前記ワークの挿入穴に挿入し、その後、前記挿入穴の内壁面に当接するまで互いに離間させることで、前記把持ピンで前記ワークを把持して搬送する搬送制御手段と、
前記把持ピンで前記ワークを把持する際に、前記複数に分割された把持ピン同士の間隔を測定して、当該測定した間隔に基づいて、前記ワークの種類を判別する判別手段と、を備えることを特徴とする搬送システム。 A gripping tool for gripping multiple types of workpieces;
A conveying system that supports the gripping tool on the distal end side and changes the position and posture of the gripping tool in a three-dimensional space,
The gripping tool is provided with a tapered gripping pin that is divided into a plurality and becomes thinner toward the tip,
A common reference plane is set in the plurality of types of workpieces, and further, an insertion hole into which the grip pin is inserted from a substantially vertical direction of the reference plane is formed.
The insertion hole has a common inner diameter and a position in the in-plane direction of the reference surface, but the position in the vertical direction of the reference surface is different from each other,
The gripping pins divided into a plurality by the conveying means are inserted into the insertion holes of the workpiece until reaching a predetermined position common to the reference surface, and thereafter, until they come into contact with the inner wall surface of the insertion holes. A transport control means for gripping and transporting the workpiece with the grip pin by separating the workpiece;
A discriminating means for measuring the interval between the plurality of gripping pins divided into the plurality of gripping pins when gripping the workpiece with the gripping pin, and discriminating the type of the workpiece based on the measured spacing; Conveying system characterized by
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