JP2011131985A - 自動搬送装置およびそれを利用したメッキ処理装置、並びに搬送ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】搬送機はライン専用として走行レール毎に設置され、搬送機を走行レールから簡単に取り外しできなかった。また搬送機は走行機構と昇降機構が一体となったものであるため、汎用性に劣っていた。
【解決手段】自動搬送装置は走行レール１と搬送ロボット２からなり、走行レールは、その側面にレール両端付近が無電部１３となるよう給電線１２が走行レールに沿って装着され、搬送ロボットは、上部ユニット２１と下部ユニット２２に分けて脱着可能にし、上位ユニットには給電線に加圧接触する受電子２１７と走行用モータ２１１と駆動車輪２１４からなる走行機構を、下部ユニットにはワークを上下に移動させる昇降機構を設け、走行機構及び昇降機構の駆動を制御する制御ユニット２４は無線で制御機３と信号の授受を行うようにし、搬送ロボットが走行レールの端部から工具を使用しないで脱着できるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、走行の機能を有した搬送ロボットが走行レールに沿って移送できるようにした自動搬送装置、およびその自動搬送装置を利用してメッキ処理を自動的に行なうようにしたメッキ処理装置、並びに自動搬送装置に使用される搬送ロボットに関するものである。

一般のメッキ処理装置においては、複数のメッキ処理槽が連続的にまたは所定間隔で並列するよう設置されており、メッキ処理される被処理物（ワーク）を搬送装置の保持材で保持して、一方の端のメッキ処理槽から他方の端のメッキ処理槽へと順次所定時間浸漬することによりメッキを施すので、巻き上げ装置を有する天井クレーン構造の軌条式搬送装置が使用されている。
このような軌条式搬送装置として、レールの両側から挟みこむ状態に相対して連結された側部プレートを有する車枠を走行可能に取り付け、車枠の走行方向の２箇所にレール上面を転接する駆動車輪と従動車輪を設け、車枠にはレールの下面へ所定の弾力で押し付けられて転接する保持ロールと、レールの垂直胴部の両側面へ押し付けられて転接する揺れ止めロールを設置して、横振れを有効に防止したものが知られている（特許文献１参照）。

またメッキ作業においては、被処理物（ワーク）の種類毎に作業条件が異なるため、搬送機の走行条件、巻上・巻下位置、速度および時間などのプログラムデータを制御回路から多重信号伝送で搬送機に送信することにより自動運転を行なって、常にメッキ品質を安定させるとともに、新しい作業条件のデータ編集をパソコンから容易に行なえるようにしたメッキ用自動搬送装置も知られている（特許文献２参照）。
この特許文献２には、処理槽に沿って設けられた環状の１本の走行レールと、この走行レール上を移動する１つの搬送機が記載されているだけであるが、一般には、異なる被処理物（ワーク）をメッキ処理する場合、処理ライン毎に走行レールと搬送機を有した自動搬送装置が使用される。

特開平２００１−２０６２２０号公報 特開平６−１１５６８８号公報

複数のメッキ処理ラインを有するメッキ工場において、各ライン対応に走行レールを設置し、この走行レール上を前進・後進する機構と被処理物（ワーク）を上・下に移動させる機構を有したライン専用の搬送機を設置した場合、搬送機は処理ラインの数に応じた台数を設置しなければならず、特に、稼働率の低い処理ラインを数多く保有する工場においては、設備投資に要する費用が過大となり、自動化を推進する上で大きな障害となっていた。

また特許文献１のような軌条式搬送装置は、一般に搬送機が走行レール上を暴走などした場合に強制的に停止させるため、走行レールの両端に強固なストッパを固定して設けている構造となっており、また搬送機には制御器からの信号線や給電線が有線で接続されているため、走行レールから搬送機を簡単には取り外しできなかった。 また搬送機は、走行レール上を前進・後進する機構と被処理物（ワーク）を上・下に移動させる機構が一体となったものであるため、前進・後進する機構（走行機構）と上・下に移動させる機構（昇降機構）を分離して使用することはできず、メッキ専用の搬送機となっており、メッキ以外の用途にも使用可能な汎用性に劣っていた。

この発明は、このような従来の課題を解決するため、搬送機（搬送ロボット）は走行レールから容易に脱着できるようにすると共に、搬送ロボットは走行機構と昇降機構が分離可能に脱着できるようにして汎用性を持たせた自動搬送装置、およびこの自動搬送装置を利用したメッキ処理装置、並びに自動搬送装置に使用される搬送ロボットを提供することを目的としたものである。

この発明の自動搬送装置は、走行レールとこの走行レールに沿って自走する搬送ロボットからなり、走行レールには、その側面に給電線が走行レールに沿って装着され、給電線は走行レールの両端付近が無電部となるようにその長さが規定されており、搬送ロボットには、給電線に加圧接触する受電子と、この受電子を介して給電線から受電することにより駆動される走行用モータと、この走行用モータにより走行レール上を走行する駆動車輪と、走行用モータの駆動を制御する制御ユニットとを設け、搬送ロボットは走行レールの端部から工具を使用しないで脱着できるようにしたものである。

この発明のメッキ処理装置は、上記した自動搬送装置と、自動搬送装置の走行レールの下に走行レールに沿って設けた複数のメッキ処理槽を備えたものである。

またこの発明の搬送ロボットは、上部ユニットと上部ユニットの下部にボルトで脱着可能な下部ユニットを備え、上部ユニットには、走行レールの側面に設けた給電線に加圧接触して受電する受電子と、この受電子を介して給電線から受電することにより駆動される走行用モータと、この走行用モータにより走行レール上を走行する駆動車輪と、走行レールの側面に設けられた位置確認板を検知するセンサを設け、下部ユニットには、受電子を介して給電線から受電することによりワークを上下に移動させる昇降機構を設け、上部ユニットまたは下部ユニットの少なくともどちらか一方には走行用モータおよび昇降機構の駆動を制御する制御ユニットを設けたものである。

この発明によれば、走行レール側面に装着した給電線より加圧接触形の受電子を介して搬送ロボット本体に受電するようにすると共に、走行レール両端付近が無電部となるよう受電可能範囲を制限し、また搬送ロボットを駆動するモータの制御は、搬送ロボットに設けた制御ユニットにより、例えば制御ユニット自体に組み込まれたプログラム、または搬送ロボットとは別の制御機からの無線信号を制御ユニットが受信することにより、行なうようにして、電気配線の全てが搬送ロボットから排除されるようにしているから、搬送ロボットを走行レールから工具を使用しないで脱着できる。
したがって搬送ロボットをある処理ラインの走行レールから脱して、別の処理ラインの走行レールに着け替えることにより、処理ラインの稼働率に合わせた搬送ロボットの配置が可能（例えば３つの処理ラインに対して１台の搬送ロボット設置）となり、最小限の設備費用で、自動搬送装置が実現できる。

また、この発明の搬送ロボットは、上部ユニットと下部ユニットに分けられ、上部ユニットと下部ユニットはボルトで容易に脱着可能にし、上部ユニットには受電子と走行用モータと駆動車輪を有して走行レール上を走行する機構が、下部ユニットにはワークを上下に移動させる昇降機構が設けられるようにしているから、下部ユニットの構成を種々の用途に応じて変更することにより、汎用性に優れた搬送ロボットが得られる。

この発明の実施の形態１における自動搬送装置とそれを利用したメッキ処理装置の全体構成図である。 この発明の実施の形態１における自動搬送装置とそれに使用される搬送ロボットの正面図および側面図で、搬送ロボットの昇降機構を下げた時の図である。 この発明の実施の形態１における自動搬送装置とそれに使用される搬送ロボットの正面図および側面図で、搬送ロボットの昇降機構を上げた時の図である。 この発明の実施の形態１における搬送ロボットの上部ユニットの正面図および側面図である。 この発明の実施の形態１における搬送ロボットの下部ユニットの正面図および側面図である。 この発明の実施の形態１における搬送ロボットの下部ユニットにおける回転軸変換部の正面図、平面図および側面図である。 この発明の実施の形態１における搬送ロボットの下部ユニットの一部を示す概略斜視図である。 この発明の実施の形態１における自動搬送装置の走行レールに設けられる位置確認板の取り付け状況を示す正面図と下面図である。 この発明の実施の形態１における自動搬送装置の走行レールに設けられる位置確認板の斜視図である。 この発明の実施の形態１における自動搬送装置の走行レールに設けられた位置確認板と搬送ロボットに設けられたセンサの拡大断面図である。 この発明の実施の形態１における自動搬送装置に使用されるストッパ兼持ち運び取手の斜視図である。 この発明の実施の形態１における自動搬送装置の走行レールの一部とストッパ使用時における斜視図である。 この発明の実施の形態１における自動搬送装置の搬送ロボットにストッパを挿入した状態と引き抜いた状態を示す正面図である。 この発明の実施の形態２における自動搬送装置とそれを利用したメッキ処理装置の全体構成図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１における自動搬送装置と、それを利用したメッキ処理装置、並びに自動搬送装置に使用される搬送ロボットについて、図１〜図１３に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１における自動搬送装置とそれを利用したメッキ処理装置の全体構成図を示し、自動搬送装置は、走行レール１と、この走行レール１に沿って自走しながら前進または後進して被処理物（ワーク）を搬送すると共に、ワークを上下に移動させて昇降させる搬送ロボット２と、この搬送ロボット２の自走および昇降を制御する制御機３から構成されている。

この図１では自動搬送装置をメッキ処理装置に利用した場合の例を示しているため、走行レール１はメッキ処理ラインの数に応じて３本のレールが設けられている例を示しているが、本数はこれに限られるものではない。
３本の走行レール１の各走行レールに沿って、その下に複数のメッキ処理槽４が設けられている。搬送ロボット２は３本の走行レール１のうち手前の走行レール１のみに設けられているが、これは搬送ロボット２が走行レール１の端部から工具を使用しないで簡単に脱着できるようになっており、搬送ロボット２を異なるメッキ処理ライン間で共用できるようにされているからである。

３本のメッキ処理ラインはそれぞれ異なるメッキを処理するラインとなっており、手前のメッキ処理ラインは電気メッキを処理するラインとして、メッキ処理槽４は左から脱脂槽４１、水洗槽４２、酸洗槽４３、メッキ槽４４、湯洗槽４５が連続的または所定間隔で並列するよう設置されている。真ん中のメッキ処理ラインは脱脂処理するラインとして、メッキ処理槽４は左から脱脂槽４１、水洗槽４２、湯洗槽４５が連続的または所定間隔で並列するよう設置されている。奥のメッキ処理ラインは化成被膜処理ラインとして、メッキ処理槽４は左から脱脂槽４１、水洗槽４２、酸洗槽４３、化成被膜槽４６が連続的または所定間隔で並列するよう設置されている。なお、上記したメッキ処理ラインは一例であって、これに限定されるものでない。

走行レール１は、図示しない天井から吊り下げられた支持材１１によって水平な状態で動かないように吊り下げられるか、あるいは床に設けた架台の上に載置して水平な状態で固定されている。後者のように走行レール１を架台に取り付けて使用すれば、走行レールと共にライン間を移動させて使用することも可能である。
走行レール１の一側面には、搬送ロボット２を駆動するための電力を供給する給電線１２が絶縁物の給電線ホルダーを介して走行レール１に沿って装着され、給電線１２は走行レール１の両端付近が無電部１３となるようにその設置位置、すなわち給電線長さが規定されている。このように無電部１３を設けて受電可能範囲を制限することにより、搬送ロボット２がこの位置に来たら、搬送ロボット２への給電を自動的に断ち、搬送ロボット２を物理的に停止させるためである。
したがってこの自動搬送装置においては、搬送ロボット２がオーバーランして走行レール１から脱落するのを防止するストッパは原則的には不要であり、走行レール１の端部から搬送ロボット２を簡単に脱着できる。

また、このように給電線１２を走行レール１の側面に装着したことで、搬送ロボット２へ有線で直接接続するような給電線の接続が不要となり、配線・配管工事などの削減が図れる。なお、給電線１２は図１では２本で示しているが、実際は予備の１本を含めて３本で構成される。
また給電線１２は露出しているため、自動搬送装置をメッキ処理装置に利用する場合、メッキ処理液などで腐食し易くなる。そのため、給電線１２にはニッケルメッキを施して、耐摩耗性と耐腐食性を向上させるようにしている。また給電線１２は搬送ロボット２に設けた後述する受電子が加圧接触して電力を給電するため、接触面積を広くするよう矩形状のものがよい。

さらに走行レール１の無電部１３に対応する端部側の走行レール１の上面には、搬送ロボット２が自重による走行レール１からの自然落下を防止するため、もしくは走行レール１上を誤って暴走した場合に強制的に停止させるためのストッパ１４を挿入するための穴１５が設けられている。搬送ロボット２が走行レール１上にある場合は、走行レール１の両端部の穴１５にストッパ１４を挿入し、搬送ロボット２が自然落下や暴走により走行レール１から脱落するのを防止するようにしている。
ストッパ１４は、走行レール１に設けた穴１５に差し込んでいるだけであり、工具を使用することなく手だけで穴１５から簡単に引き抜くことができ、穴１５に抜き差し可能なものである。したがってストッパ１４を設けたとしても、搬送ロボット２を走行レール１の端部から簡単に脱着できる。

またストッパ１４は、穴１５から抜いた時に搬送ロボット２に設けた穴に差し込むことにより、搬送ロボット２を持ち運びするための取手として使用できるようにしたストッパ兼持ち運び取手となっている。これらについては後で詳しく説明する。
また、走行レール１の他側面（給電線１２の装着面とは反対側の側面）には、搬送ロボット２を各メッキ処理槽４の中央位置に停止するための停止位置確認板やスタート点となる原点検出板が取り付けられている。なお、搬送ロボット２を停止する位置はメッキ処理槽４の中央に限らず、中央から少しずれた位置など任意の位置にする場合もある。この停止位置確認板や原点検出板についても後で詳しく説明する。

搬送ロボット２には、給電線１２に加圧接触して受電する受電子２１７、この受電子２１７を介して給電線１２から受電することにより駆動される走行用モータ２１１、この走行用モータ２１１により走行レール１上を走行する駆動車輪２１４、受電子２１７を介して給電線１２から受電することにより被処理物（ワーク）を乗せた処理かご５を上下に移動させる昇降機構２２、走行用モータ２１１や昇降機構２２の駆動を制御する制御ユニット２４などが設けられている。搬送ロボット２の具体的な構成は後述する図２〜図７において詳しく説明する。

制御機３は、走行レール１に設置された給電線１２に電気コード３１を通じて直流または交流の電力を供給する電源機器と、搬送ロボット２に設けられた制御ユニット２３との間で無線で信号のやり取りを行い、予め設定済みの処理プログラムで搬送ロボット２の駆動を制御する制御機器と、これら機器を収納する制御箱から構成される。制御箱３２には搬送ロボット２の制御ユニット２４との間で無線通信を行なう制御機側無線機３３と、タッチパネル式の表示部３４と、電源機器から各走行レール１の給電線１２に電力を投入する電源スイッチ３５と、制御機器における自動／手動、運転準備、スタート、停止、非常停止などの複数の操作ボタン３６と、処理ラインに対応した処理プログラムを選択する選択ボタン３７が設けられている。処理プログラムには、搬送ロボット２の走行条件・減速・停止・下降・保持・上昇の速度および時間などのプログラムデータが入っている。
表示部３４は処理プログラムを設定変更する際の画面や、搬送ロボット２の動作状態が表示されるようになっている。

このように搬送ロボット２に電力を給電する方法は、走行レール１に装着した給電線１２と搬送ロボット２に設けた加圧接触式の受電子２１１で行なうようにし、また搬送ロボット２の駆動を制御する制御機３と搬送ロボット２の制御ユニット２４との間の制御信号の受け渡しは無線方式にしている。このため、搬送ロボット２に直接接続される電力線および信号線の電気配線はすべて排除されているから、搬送ロボット２は工具なしで走行レール１から容易に脱着することができ、搬送ロボット２を複数の処理ラインで共用して使用することが可能となる。
また自動搬送装置を腐食性ガス雰囲気を有するメッキ工場などで使用する場合、配線設備の不要または簡素化は、電線や電線の接続部の腐食による接触不良の低減にもつながり、設備の信頼性の向上に効果的であり、保守費用の削減にもなる。

次に搬送ロボット２の具体的な構成を図２〜図７に基づいて詳しく説明する。図２（ａ）（ｂ）は走行レール１に搭載した搬送ロボットの正面図および側面図で、搬送ロボットの昇降機構を下げた時の図である。図３（ａ）（ｂ）は走行レール１に搭載した搬送ロボットの正面図および側面図で、搬送ロボットの昇降機構を上げた時の図である。図４（ａ）（ｂ）は搬送ロボットの上部ユニットの正面図および側面図、図５（ａ）（ｂ）は搬送ロボットの下部ユニットの正面図および側面図である。図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は搬送ロボットの下部ユニットにおける回転軸変換部の正面図、平面図および側面図である。図７は搬送ロボットの下部ユニットの一部を示す概略斜視図である。なお、図３（ａ）（ｂ）の昇降機構を上げた時の図においては、ワーク吊りフック２２６の一部の構成を省略している。また図４、図５においても一部の構成を省略して図示している。

搬送ロボット２は、図２〜図５の特に図４、図５に示すように、機能別に上部ユニット２１と下部ユニット２２の二分割にされており、上部ユニット２１は走行レール１上を走行するＸ−Ｙ走行機構、下部ユニット２２は被処理物（ワーク）を上下に移動させる昇降機構としている。そして下部ユニット２２は上部ユニット２１の下部に４本のボルトなどの結合部材２３で脱着可能に取り付けられるようにしている。結合部材２３としてはボルト以外に、例えば上部ユニット２１の支持板裏にＬ字形の金具を２個平行して設け、この２個のＬ字形の金具で形成された溝に下部ユニット２２の支持板を挿入して、両支持板をネジで止めるようにしてもよい。
このように搬送ロボット２を二分割にする目的は、下部ユニット２２は用途に応じて付け替えるようにし、メッキ処理用に限らず、多用途化を図るためで、例えば下部ユニットに搬送用のバスケットを装着すれば、搬送用ロボットとして使用することが可能となるなどの拡張性を有する。

上記したＸ−Ｙ走行機構および昇降機構を制御する制御ユニット２４は、上部ユニット２１と下部ユニット２２の間に設けた図示しない取付板に固定されて設けられる。しかしながら制御ユニット２４の取り付け位置は上記に限定されるものでなく、上部ユニット２１と下部ユニット２２の少なくともどちらか一方に設けるようにしてもよい。制御ユニット２４には、制御機３との間で制御信号の授受を無線通信で行なうロボット側無線機と走行機構および昇降機構のモータを制御する制御機器が設けられている。

上部ユニット２１には、図２および図４に示すように、上部ユニット支持板２１０の下に固定された走行用モータ２１１と、この走行用モータ２１１の回転軸の方向を９０度変換する傘歯車等からなる軸変換部２１２と、上部ユニット支持板２１０に垂直に固定された第１の取付板２１３ａに軸支された駆動車輪２１４と、軸変換部２１２の回転軸に取付けられたギアホイールと駆動車輪２１４に取付けられたギアホイール間に張架されたチェーン２１５と、第１の取付板２１３ａに対向して上部ユニット支持板２１０に垂直に固定された第２の取付板２１３ｂに軸支された２個の従動車輪２１６と、走行レール１に装着された給電線１２に加圧接触する受電子２１７と、第１の取付板２１３ａに取付けられ、走行レール１の側面に設けた停止位置確認板１６を検出する減速センサ２１８ａおよび停止センサ２１８ｂと、第１の取付板２１３ａに固定され、搬送ロボット２を走行レール１から脱着するときに搬送ロボット２を持ち上げる固定取手２１９とを設けている。

駆動車輪２１４は走行レール１の上部の走行方向と直交する一端側に配し、２個の従動車輪２１６は走行方向と直交する他端側に配している。また搬送ロボット２が走行レール１の上を走行する際に、搬送ロボット２が横振れおよび縦振れが生じないように、走行レール１の下面を支える下部押さえローラ２５が上部ユニット支持板２１０の上に固定されている。この下部押さえローラ２５は搬送ロボット２の脱着時の操作性を考慮して可動性のあるバネ付きのローラが採用され、所定のバネ付勢により走行レール１の下面に押し付けられて転接する状態に回転自在に取り付けられている。
下部押さえローラ２５と駆動車輪２１４および従動車輪２１６とで走行レール１を挟持するようにして、搬送ロボット２が下方から外力を受けたときに各車輪が浮上して走行レール１から脱線するのを防止し、また搬送ロボット２の横振れおよび縦振れも防いでいる。下部押さえローラ２５は図示では走行レール１の中央下面に設けられているが、駆動車輪２１４と従動車輪２１６に対応する走行レール１の下にそれぞれ設けても良い。

走行用モータ２１１は、受電子２１７を介して給電線１２から受電することにより回転駆動され、走行用モータ２１１の回転は、軸変換部２１２およびチェーン２１５を介して駆動車輪２１４に伝動される。そして駆動車輪２１４は走行レール１の上を自走する。走行用モータ２１１は制御ユニット２４からの制御により正逆に回転し、駆動車輪２１４はそれにより走行レール上を前進または後進する。２個の従動車輪２１６は、駆動車輪２１４の前進または後進に伴って走行レール上を同様に転動する。

下部ユニット（昇降機構）２２には、図２、図５及び図６に示すように、下部ユニット支持板２２０の上に固定された減速ギア付きの上下移動用モータ２２１と、この上下移動用モータ２２１の垂直回転を２つの軸２２２ａ、２２２ｂの水平回転に変換するウォームギア等の変換部２２３と、２つの軸２２２ａ、２２２ｂの両端にそれぞれ設けられた巻上げローラ２２４ａ、２２４ｂと、この巻上げローラ２２４ａ、２２４ｂおよび２つの軸２２２ａ、２２２ｂを支持する支持板２２５ａ、２２５ｂと、被処理物（ワーク）を乗せる処理かご５を吊るすワーク吊りフック２２６と、ワーク吊りフック２２６の上部の両端部にそれぞれ設けられた４個の水平ローラ２２７と、２つの軸２２２ａ、２２２ｂの一端に設けられた２つの巻上げローラ２２４ａ、２２４ｂに一端が固定され、他端がワーク吊りフック２２６の一端に設けられた４個の水平ローラ２２７を介して支持板２２５ａに固定されて張架された２本のＵ字状の第１の巻上げベルト２２８（２２８ａ、２２８ｂ）と、２つの軸２２２ａ、２２２ｂの他端に設けられた２つの巻上げローラ２２４ａ、２２４ｂに一端が固定され、他端がワーク吊りフック２２６の他端に設けられた４個の水平ローラ２２７を介して支持板２２５ｂに固定されて張架された２本のＵ字状の第２の巻上げベルト２２９（２２９ａ、２２９ｂ）とを設けている。

ワーク吊りフック２２６には、被処理物（ワーク）を乗せる処理かご５等を吊るすための引っ掛け吊部２２６ａが設けられている。またこのワーク吊りフック２２６には、処理かご５を吊るす、単一フックを引っ掛ける、板を掴む、ワークの形状に合わせて直接固定する、バレルメッキ用の処理かごを固定するなど、多様な被処理物（ワーク）に対応し易くするため、複数の冶具固定用の穴２２６ｂを有している。
また、昇降機構は、所定間隔で平行に配置された２つの軸２２２ａ、２２２ｂの両端にそれぞれ設けられた巻上げローラ２２４ａ、２２４ｂと、上下移動用モータのトルクを軽減し巻上げベルトの摩擦抵抗を低減する各４個の水平ローラ２２７と、２本のＵ字状の第１および第２の巻上げベルト２２８、２２９の合計４本の巻上げベルトとで、被処理物（ワーク）を上下移動させるようにしているから、ワーク吊りフック２２６は水平維持が保たれ、処理かご５の揺れも軽減される。

上下移動用モータ２２１は、受電子２１７を介して給電線１２から受電することにより回転駆動され、上下移動用モータ２２１の回転は、図６に示すように軸変換部２２３を介して２つの軸２２２ａ、２２２ｂに伝動される。上下移動用モータ２２１が実線の矢印のように回転すれば、巻上げローラ２２４ａ、２２４ｂは実線の矢印のように回転し、第１および第２の巻上げベルト２２８、２２９は巻き上げられ、ワーク吊りフック２２６は上に移動して上昇する。一方、上下移動用モータ２２１が破線の矢印のように回転すれば、巻上げローラ２２４ａ、２２４ｂは破線の矢印のように回転し、第１および第２の巻上げベルト２２８、２２９は巻き下げられ、ワーク吊りフック２２６は下に移動して下降する。
搬送ロボットの昇降機構を下降した時の図を図２に、搬送ロボットの昇降機構を上昇した時の図を図３に示している。

したがって、ワーク吊りフック２２６の引っ掛け吊部２２６ａに処理かご５を吊るすようにしておけば、処理かご５に乗せられた被処理物（ワーク）はメッキ処理槽４に浸漬したり、メッキ処理槽４から引き上げることができる。
搬送ロボットの下部ユニット（昇降機構）２２の全体的なイメージとして、図７に示すように、その一部を概略斜視図で表している。

次に搬送ロボット２を各メッキ処理槽４の中央位置に停止するための位置確認板１６、搬送ロボット２のスタート点として信号をリセットするための原点検出板１８、および位置確認板１６・原点検出板１８を検出するセンサについて図８〜図１０により説明する。
なお、搬送ロボット２を停止する位置はメッキ処理槽４の中央に限らず、中央から少しずれた位置など任意の位置にしてもよい。
図８（ａ）（ｂ）は自動搬送装置の走行レール１の他側面（給電線１２の装着面とは反対側の側面）に設けられる位置確認板１６の取り付け状況を示す正面図と下面図で、図９は位置確認板１６の斜視図である。図１０は走行レール１に設けられた位置確認板１６と搬送ロボット２に設けられたセンサの関係を示す拡大断面図である。

位置確認板１６は図９に示すようにほぼ長方形の形をしており、その長辺の中央位置には上部に突起した突起部１６ｂを有している。この突起部１６ｂは搬送ロボット２を停止するための停止位置として、また位置確認板１６の長手方向の端部１６ａは搬送ロボット２を減速するための位置として、それぞれのセンサ２１８ａ、２１８ｂが検出するために使用される。
この位置確認板１６は、図８に示すように、走行レール１に沿って設けられた断面コ字状の位置確認板保持金具１７にスライドできるようにされており、処理ラインの処理槽の配置変更に対して容易に取付け位置が変更できるようになっている。位置確認板１６は、例えば処理槽の中央に対応する位置に取付けられるようにされ、位置確認板１６の取付け位置が決まれば、位置確認板保持金具１７にネジで固定される。

一方、搬送ロボット２には、図１０に示すように、位置確認板１６の端部１６ａを検出する減速センサ２１８ａおよび位置確認板１６の突起部１６ｂを検出する停止センサ２１８ｂが設けられている。これら位置検出用のセンサ２１８ａ、２１８ｂは電磁式無接点リレー構造の近接スイッチからなっている。減速センサ２１８ａが位置確認板１６の端部１６ａを検出すると、制御ユニット２４はその信号を無線で制御機３に送信すると共に、制御機３からの信号に基づいて走行用モータ２１１を減速する。また停止センサ２１８ｂが位置確認板１６の突起部１６ｂを検出すると、制御ユニット２４はその信号を無線で制御機３に送信すると共に、制御機３からの信号に基づいて走行用モータ２１１を停止する。

さらに搬送ロボット２の移動のスタート点となる原点検出板１８が、図１０に示すように、走行レール１の給電線１２の端部に対応する位置に設けられており、この原点検出板１８は走行レール１の位置確認板保持金具１７の下にネジで固定されている。また搬送ロボット２にはその原点検出板１８を検出する原点検出リミットスイッチ２１８ｃが設けられている。
原点検出リミットスイッチ２１８ｃが原点検出板１８を検出したら、制御機３および制御ユニット２４における信号をリセットする。

次に走行レール１に抜き挿し可能なストッパ１４について図１１〜図１３に基づいて説明する。図１１はストッパと搬送ロボットに取り付けられた固定取手とを並べて示した斜視図、図１２（ａ）（ｂ）はストッパが走行レールに挿入されていない時とストッパが走行レールに挿入されている時の斜視図、図１３は搬送ロボットにストッパを挿入した状態と引き抜いた状態を示す正面図である。
図１１において、固定取手２１９は、図１３に示すように、搬送ロボット２の第１の取付板２１３ａに固定されているものであり、ストッパ１４は、図１２に示すように、走行レール１の上面に設けられた穴１５に抜き差し可能なストッパ兼持ち運び取手で、コ字状の形をしている。

このストッパ兼持ち運び取手１４は、図１２（ｂ）のように走行レール１に挿入されている時は、図１３（ｂ）に示すように搬送ロボット２からは引き抜かれた状態で、ストッパ兼持ち運び取手１４は取り付けられていない。ストッパ兼持ち運び取手１４が走行レール１に挿入された時、ストッパとして充分に機能するよう、その２本の足は図１３（ｂ）に示すように走行レール１を貫通する長さとなっている。一方、ストッパ兼持ち運び取手１４が、図１２（ａ）のように走行レール１から抜かれて搬送ロボット２を持ち運びする時は、図１３（ａ）に示すように、ストッパ兼持ち運び取手１４は搬送ロボット２の第２の取付板２１３ｂに設けられた穴２１３ｃに挿入される。ストッパ兼持ち運び取手１４が搬送ロボット２に挿入された時は、その２本の足は図１３（ａ）に示すように固定取手２１９の近くまで届く長さになっている。

したがって、搬送ロボット２を走行レール１から脱着するときには、図１３（ａ）に示すように、ストッパ兼持ち運び取手１４を搬送ロボット２の第２の取付板２１３ｂの穴２１３ｃに挿入し、両手で固定取手２１９とストッパ兼持ち運び取手１４を持って搬送ロボット２を持ち上げ、走行レール１の端部から搬送ロボット２を脱着する。この場合、走行レール１の形状は単なる四角形であり、駆動車輪２１４と従動車輪２１６は走行レール１の上に乗っているだけで、お互いに干渉しない配置となっているから、搬送ロボット２は走行レール１から容易に脱着できる。
このように搬送ロボット２の脱着は、人手により可能であるが、図示しない脱着用の専用台車を組み合わせて使用すれば、さらに容易ですばやく脱着を行なうことが可能である。

次に上記した自動搬送装置およびメッキ処理装置の動作について説明する。
まず、搬送ロボット２を走行レール１の端部より挿入して、駆動車輪２１４と従動車輪２１６を走行レール１の上に乗せ、下部押さえローラ２５のバネ付勢を手で解放して走行レール１の下面に挿入する。次に、搬送ロボット２の受電子２１７が給電線１２に接触する位置まで手で移動し、ワーク吊りフック２２６の引っ掛け吊部２２６ａに被処理物（ワーク）を乗せた処理かご５を吊るす。

次に、搬送ロボット２が乗せられた走行レール１に対応する制御機１の電源スイッチ３５をオンして、搬送ロボット２が乗せられた走行レール１の給電線１２に電源を投入する。次に、制御機１の操作ボタン３６で、自動または手動を選択し、自動の場合、処理ラインに対応した処理プログラムの選択ボタン３７を押して処理プログラムを選択する。次に、操作ボタン３６の運転準備およびスタートのボタンを押し、搬送ロボット２をスタートさせる。搬送ロボット２がスタートした直後に原点検出リミットスイッチ２１８ｃが原点検出板１８を検出したら、制御機３の制御機器および制御ユニット２４における信号をリセットする。

次に、搬送ロボット２が走行レール１上を走行し、走行レール１に取り付けた位置確認板１６の端部１６ａ（処理槽の位置情報）を減速センサ２１８ａが検出したら、その情報を搬送ロボット２の制御ユニット２４から制御機３に無線で送信する。制御機３はその情報を受け取って処理プログラムに従った制御信号を搬送ロボット２の制御ユニット２４に無線で送信する。制御機３からの制御信号を受信した制御ユニット２４は走行用モータ２１１を減速する。

次に、搬送ロボット２が位置確認板１６の突起部１６ｂ（処理槽の中心位置情報）を停止センサ２１８ｂが検出したら、その情報を搬送ロボット２の制御ユニット２４から制御機３に無線で送信する。制御機３はその情報を受け取って処理プログラムに従った制御信号を搬送ロボット２の制御ユニット２４に無線で送信する。制御機３からの制御信号を受信した制御ユニット２４は走行用モータ２１１を停止し、搬送ロボット２は停止する。
次に、制御ユニット２４は受信した制御信号の処理プログラムに従い、上下移動用モータ２２１を駆動してワーク吊りフック２２６を下降させ、被処理物（ワーク）を乗せた処理かご５をメッキ処理槽４に浸漬する。この下降速度および浸漬時間も処理プログラムによって決められている。

所定時間後に、メッキ処理槽４に浸漬された被処理物（ワーク）を乗せた処理かご５を、処理プログラムに従って上下移動用モータ２２１の駆動により上昇させて、メッキ処理槽４から引き上げる。そして搬送ロボット２は再び走行レール１上を次のメッキ処理槽４に向けて走行する。走行レール１に取り付けた次の位置確認板１６の端部１６ａ（処理槽の位置情報）を減速センサ２１８ａが検出したら、上記と同じ動作を繰り返す。こうしてすべてのメッキ処理槽４による処理が終了したら、被処理物（ワーク）を乗せた処理かご５をワーク吊りフック２２６から外して、メッキ処理は完了となる。
なお、搬送ロボット２は走行レール１上を前進のみでなく、前進と後進を繰り返してメッキ処理することもある。

このように、搬送ロボット２に設けた減速センサ２１８ａおよび停止センサ２１８ｂで検出した位置情報を無線で、順次制御機３に送信することで、制御機３は所定の処理プログラム（シーケンスプログラム）に、位置情報を照らし合わせ、搬送ロボット２の制御ユニット２４に対して必要な動作の制御信号を無線で送信し、搬送ロボット２の動作（処理作業）をさせることで、自動化できる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２における自動搬送装置について図１４により説明する。実施の形態１の発明では制御機３に予め処理プログラムを設定しておいて、搬送ロボット２の動作を制御していたが、実施の形態２の発明はＩＣタグを用いて処理プログラムを制御機３に送信し、それに基づいて搬送ロボット２の動作を制御するようにしたものである。
図１４において、処理ラインに対応する走行レール１の原点位置（プログラムの開始位置）付近に当該ライン特有の処理プログラムが予め書き込まれているＩＣタグ７をそれぞれ装着している。また搬送ロボット２側には、処理スタート前に、ＩＣタグ７からの処理プログラムを読み取るＩＣタグリードライタなどの読み取り装置８を設け、その読み取ったプログラム情報を無線で制御機３に送信する。制御機３はその処理プログラムに基づいて実施の形態１と同じように搬送ロボット２の動作を制御する。その他の構成は実施の形態１の図１と同じであり、同じまたは相当する符号を付して説明を省略する。

したがって各処理ライン毎に異なる処理プログラム（搬送ロボットの動作プログラム）の切り替えは、搬送ロボット２を新たに走行レール１に乗せ替えるだけで、当該処理ラインの処理プログラムに切り替わることになり、使用処理ラインと処理プログラムのミスマッチを防止できる。
また切り替え前の処理ラインの処理プログラムは搬送ロボット２を走行レール１から外す際に、搬送ロボット２の電源が断となることで、消去するようにしている。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３における自動搬送装置について説明する。実施の形態２の発明ではＩＣタグ７を用いて制御機３に処理プログラムを読み込ませるようにしたが、実施の形態３の発明は制御機３を廃止し、搬送ロボット２の制御ユニット２４に処理プログラムを読み込ませるようにしたものである。
即ち、実施の形態２のように、処理ラインに対応する走行レール１の原点位置（プログラムの開始位置）付近に当該ライン特有の処理プログラムが予め書き込まれているＩＣタグ７を装着し、また搬送ロボット２側にはＩＣタグ７からの処理プログラムを読み取るＩＣタグリードライタなどの読み取り装置８を設け、その読み取ったプログラム情報を搬送ロボット２の制御ユニット２４に書き込む。制御ユニット２４はその処理プログラムに基づいて実施の形態１と同じように搬送ロボット２の動作を制御する。

したがって実施の形態２と同様に、処理ライン毎に異なる処理プログラム（搬送ロボットの動作プログラム）の切り替えは、搬送ロボット２を新たに走行レール１に乗せ替えるだけで、当該処理ラインの処理プログラムに切り替わることになり、使用処理ラインと処理プログラムのミスマッチを防止できる。この実施の形態３の場合、制御機３がないため、制御機３の表示部３４で搬送ロボットの動作状況を確認できないという不都合が生じるが、制御機３を省略できるので、安価に構成できる。

以上の説明では、自動搬送装置をメッキ処理装置に利用する場合について説明したが、この発明の自動搬送装置はメッキ処理装置以外にも利用できるものである。例えば倉庫などで荷物を運搬し保管する自動倉庫装置や、製造ラインにおける部品搬送装置などにも利用できる。

１：走行レール ２：搬送ロボット
３：制御機 ４：メッキ処理槽
５：処理かご
７：ＩＣタグ ８：読み取り装置
１１：支持材 １２：給電線
１３：無電部 １４：ストッパ（兼持ち運び取手）
１５：レールの穴 １６：位置確認板
１７：位置確認板保持金具 １８：原点検出板
２１：上部ユニット ２２：下部ユニット（昇降機構）
２３：結合部材 ２４：制御ユニット
２５：下部押さえローラ
２１０：上部ユニット支持板 ２１１：走行用モータ
２１２：軸変換部 ２１３ａ、２１３ｂ：取付板
２１４：駆動車輪 ２１５：チェーン
２１６：従動車輪 ２１７：受電子
２１８ａ：減速センサ ２１８ｂ：停止センサ
２１８ｃ：原点検出リミットスイッチ ２１９：固定取手
２２０：下部ユニット支持板 ２２１：上下移動用モータ
２２２ａ、２２２ｂ：水平軸 ２２３：変換部
２２４ａ、２２４ｂ：巻上げローラ ２２５ａ、２２５ｂ：支持板
２２６：ワーク吊りフック ２２６ｂ：冶具固定用の穴
２２７：水平ローラ ２２８、２２９：巻上げベルト
３１：電気コード ３２：制御箱
３３：制御機側無線機 ３４：表示部
３５：電源スイッチ ３６：操作ボタン
３７：選択ボタン。

Claims (17)

1. 走行レールとこの走行レールに沿って自走する搬送ロボットからなり、前記走行レールには、その側面に給電線が前記走行レールに沿って装着され、前記給電線は前記走行レールの両端付近が無電部となるようにその長さが規定されており、前記搬送ロボットには、前記給電線に加圧接触する受電子と、この受電子を介して前記給電線から受電することにより駆動される走行用モータと、この走行用モータにより前記走行レール上を走行する駆動車輪と、前記走行用モータの駆動を制御する制御ユニットとを設け、前記搬送ロボットは前記走行レールの端部から工具を使用しないで脱着できるようにした自動搬送装置。
2. 前記搬送ロボットは、上部ユニットとこの上部ユニットの下部に結合部材で脱着可能な下部ユニットに分け、前記上部ユニットには、前記受電子と走行用モータと駆動車輪を有して前記走行レール上を走行する走行機構を設け、前記下部ユニットにはワークを上下に移動させる昇降機構を設けた請求項１に記載の自動搬送装置。
3. 前記搬送ロボットの下部ユニットに設けた昇降機構は、上下移動用モータと、この上下移動用モータの回転を２つの軸の回転に変換する変換部と、前記２つの軸の両端にそれぞれ設けられた巻上げローラと、ワークを吊るすワーク吊りフックの両端部にそれぞれ設けられた４個の水平ローラと、前記ワーク吊りフックの一端に設けられた４個の水平ローラを介して前記２つの軸の一端に設けられた２つの巻上げローラと固定端との間に張架された第１の巻上げベルトと、前記ワーク吊りフックの他端に設けられた４個の水平ローラを介して前記２つの軸の他端に設けられた２つの巻上げローラと固定端との間に張架された第２の巻上げベルトとを備えた請求項２に記載の自動搬送装置。
4. 前記搬送ロボットの下部ユニットに、ワークを吊るすワーク吊りフックを設け、このワーク吊りフックに多様なワークに対応する複数の冶具固定用の穴を設けた請求項２または請求項３に記載の自動搬送装置。
5. 前記走行レールに装着された給電線の無電部に対応する端部側の走行レール上に穴を設け、この穴に抜き差し可能なストッパを設けることにより、前記搬送ロボットが前記走行レールから脱落するのを防止するようにした請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動搬送装置。
6. 前記ストッパは、前記走行レールの穴から抜いて前記搬送ロボットに設けた穴に差し込むことにより、前記搬送ロボットを持ち運びするための取手として使用できるようにした請求項５に記載の自動搬送装置。
7. 前記走行レールの側面に前記搬送ロボットを減速および停止する位置確認板を設け、前記位置確認板は前記走行レールに沿って移動できるようスライド式にし、前記搬送ロボットに設けたセンサにより前記位置確認板を検知して、前記走行用モータを制御するようにした請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動搬送装置。
8. 前記搬送ロボットに近接して制御機を設け、この制御機と前記搬送ロボットに設けた制御ユニットとの間を無線で信号の送受を行い、前記走行用モータまたは上下移動用モータの駆動を制御するようにした請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動搬送装置。
9. 前記走行レールの端部に相当する原点位置に、当該ライン特有の処理プログラムが書き込まれたＩＣタグを装着し、前記搬送ロボットには、前記ＩＣタグを読み取る読み取り装置を設け、前記読み取り装置で読み取った処理プログラムを前記制御機に無線で送信し、前記制御機と前記搬送ロボットに設けた制御ユニットとの間を無線で信号の送受を行い、前記走行用モータまたは上下移動用モータの駆動を制御するようにした請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動搬送装置。
10. 前記走行レールの端部に相当する原点位置に、当該ライン特有の処理プログラムが書き込まれたＩＣタグを装着し、前記搬送ロボットには、前記ＩＣタグを読み取る読み取り装置を設け、前記読み取り装置で読み取った処理プログラムを前記搬送ロボットに設けた制御ユニットに送り、前記制御ユニットにより前記走行用モータまたは上下移動用モータの駆動を制御するようにした請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動搬送装置。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の自動搬送装置と、前記自動搬送装置の走行レールの下に前記走行レールに沿って設けた複数のメッキ処理槽を備えたメッキ処理装置。
12. 複数本の走行レールと、前記複数本の走行レールの各走行レールに沿って設けた複数のメッキ処理槽と、前記複数本の走行レールのうち１本の走行レールに設けた搬送ロボットとを備え、前記搬送ロボットを異なるライン間で共用できるようにした請求項１１に記載のメッキ処理装置。
13. 上部ユニットと前記上部ユニットの下部に結合部材で脱着可能な下部ユニットを備え、前記上部ユニットには、走行レールの側面に設けられた給電線に加圧接触して受電する受電子と、この受電子を介して前記給電線から受電することにより駆動される走行用モータと、この走行用モータにより前記走行レール上を走行する駆動車輪と、前記走行レールの側面に設けられた位置確認板を検知するセンサを設け、前記下部ユニットには、前記受電子を介して前記給電線から受電することによりワークを上下に移動させる昇降機構を設け、前記上部ユニットまたは下部ユニットの少なくともどちらか一方には前記走行用モータおよび前記昇降機構の駆動を制御する制御ユニットを設けた搬送ロボット。
14. 前記下部ユニットに設けた昇降機構は、上下移動用モータと、この上下移動用モータの回転を２つの軸の回転に変換する変換部と、前記２つの軸の両端にそれぞれ設けられた巻上げローラと、ワークを吊るすワーク吊りフックの両端部にそれぞれ設けられた４個の水平ローラと、前記ワーク吊りフックの一端に設けられた４個の水平ローラを介して前記２つの軸の一端に設けられた２つの巻上げローラと固定端との間に張架された第１の巻上げベルトと、前記ワーク吊りフックの他端に設けられた４個の水平ローラを介して前記２つの軸の他端に設けられた２つの巻上げローラと固定端との間に張架された第２の巻上げベルトとを備えた請求項１３に記載の搬送ロボット。
15. 前記制御ユニットは、前記センサにより前記位置確認板を検知して、近接配置された制御機に無線で位置信号を送信し、前記制御機に予め設定された処理プログラムの制御信号を無線で受信して、前記走行用モータおよび上下移動用モータを制御するようにした請求項１３または請求項１４に記載の搬送ロボット。
16. 前記走行レールの端部に装着された当該ライン特有の処理プログラムが書き込まれたＩＣタグを読み取る読み取り装置を設け、前記読み取り装置で読み取った処理プログラムを近接配置された制御機に無線で送信し、前記制御ユニットは、前記センサにより前記位置確認板を検知して前記制御機に無線で位置信号を送信すると共に、前記制御機から無線で送信される処理プログラムの制御信号を受信して、前記走行用モータまたは上下移動用モータの駆動を制御するようにした請求項１３または請求項１４に記載の搬送ロボット。
17. 前記走行レールの端部に装着された当該ライン特有の処理プログラムが書き込まれたＩＣタグを読み取る読み取り装置を設け、前記読み取り装置で読み取った処理プログラムを前記制御ユニットに送り、前記制御ユニットにより前記走行用モータまたは上下移動用モータの駆動を制御するようにした請求項１３または請求項１４に記載の搬送ロボット。

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