JP2016074064A - 搬送装置、搬送システム及び搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】関節の数が少なく、装置構成がコンパクトな搬送装置を提供することにある。
【解決手段】処理装置に対してワークを搬入出する搬送装置であって、水平方向に移動可能な本体部と、該本体部に対して回動可能に設けられたアーム部と、該アーム部に対して回動可能に設けられ、前記ワークを把持するハンド部と、前記処理装置に正対された前記ハンド部が、前記処理装置に対して前記ワークを搬入出する際に、前記ワークを直線的に移動させるべく、前記アーム部を水平回動させるとともに、前記本体部を前記水平方向に移動させる制御手段とを備えた。
【選択図】 図４

Description

本発明は、搬送装置、特に加工装置に対してワークを搬出入する搬送ロボットに関する。

例えば、加工装置にワークを搬入し、加工後のワークを搬出して、別の場所へワークを搬送する搬送システムにおいて、加工装置に対してワークを搬入及び搬出する搬送装置を用いることが知られている。このような搬送装置は、ワークを迅速に加工装置に搬入出するために、ワークを加工装置に対して直線的に移動させるアームを備えている。例えば、特許文献１には、スライド式アームを備えた搬送装置が記載されている。また、特許文献２には、多関節アームを備えた搬送装置が記載されている。特許文献３には、一対のアームを備えた搬送装置が記載されている。

特開２０００−２００８１０号公報 特許第４８２４６４８号公報 特許第４２１７１２５号公報

特許文献１に記載されたスライド式アームでは、切粉等が飛散する環境で使用された場合、アームが伸長した際に露出するガイド溝に切粉等が付着することで停止や故障の原因となる場合がある。特許文献２に記載された多関節アームでは、リンク機構を採用することで構造が複雑になってしまう。また、リンク機構に代えて、各関節にそれぞれのアームを直接駆動するモータを配置した場合、各モータと各アームとの干渉を避けるための配置を考慮すると装置が大型化してしまう。

従って、本発明の目的は、関節の数が少なく、装置構成がコンパクトな搬送装置を提供することにある。

本発明は、処理装置に対してワークを搬入出する搬送装置であって、水平方向に移動可能な本体部と、該本体部に対して回動可能に設けられたアーム部と、該アーム部に対して回動可能に設けられ、前記ワークを把持するハンド部と、前記処理装置に正対された前記ハンド部が、前記処理装置に対して前記ワークを搬入出する際に、前記ワークを直線的に移動させるべく、前記アーム部を水平回動させるとともに、前記本体部を前記水平方向に移動させる制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、複数の処理装置に対してワークを搬入出する搬送システムであって、前記複数の処理装置の搬入出口に沿って配置された搬送路と、前記処理装置に前記ワークを搬入出する搬送装置とを備え、該搬送装置は、前記搬送路に沿って水平方向に移動可能な本体部と、該本体部に対して回動可能に設けられたアーム部と、該アーム部に対して回動可能に設けられ、前記ワークを把持するハンド部と、前記処理装置に正対された前記ハンド部が、前記処理装置に対して前記ワークを搬入出する際に、前記ワークを直線的に移動させるべく、前記アーム部を水平回動させるとともに、前記本体部を前記水平方向に移動させる第一制御手段と、前記処理装置からの信号に基づき、前記ハンド部の制御を行うと共に、前記第一制御手段の制御を行う第二制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は処理装置に対して搬送装置がワークを搬入出する搬送方法であって、前記搬送装置は、水平方向に移動可能な本体部と、該本体部に対して回動可能に設けられたアーム部と、該アーム部に対して回動可能に設けられ、前記ワークを把持するハンド部とを備え、前記搬送方法は、前記搬送装置が、前記ワークを把持して前記処理装置まで移動する移動工程と、前記処理装置に正対された前記ハンド部が、前記処理装置に対して前記ワークを搬入出する際に、前記ワークを直線的に移動させるべく、前記本体部と前記アーム部と前記ハンド部とを協働して動作させる制御工程とを備え、前記制御工程に基づき、前記アーム部を水平回動させるアーム回動工程と、前記本体部を前記水平方向に移動させる本体部移動工程と、前記ワークの一側面が前記処理装置を向いて移動するように、前記ハンド部を回動させるハンド部回動工程とを行うことを特徴とする。

本発明によれば、関節の数が少なく、装置構成がコンパクトな搬送装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る搬送装置の平面図。 搬送装置の動作を示す説明図。 本発明の一実施形態に係る搬送システムを示す説明図。 制御装置のブロック図。 搬送方法を示す説明図。 他の実施形態に係る搬送装置の平面図。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図において、同じ参照符号は、同様の要素を示している。なお、図において、紙面に対する上下左右方向を、本実施形態における装置およびシステムの上下左右方向として、本文中の説明の際に用いることとする。

＜搬送装置１＞
図１は、本発明の一実施形態に係る搬送装置１を示す図であり、図１（Ａ）は側面図、図１（Ｂ）は平面図、図１（Ｃ）は正面図である。図１（Ａ）には、後述する処理装置３０と搬送装置１との位置を説明するため、処理装置３０と、搬入出ガイド３１と、オイルパン３２とを二点鎖線で示している。搬送ロボットとなる搬送装置１は、本体部１０と搬送アーム２０と後述する制御装置４０（図４参照）の一部とを備えている。本体部１０は、走行本体部１１とロボット本体部１２とを備えている。

図１（Ａ）を参照して、走行本体部１１は、搬送路Ｐ上に敷かれた図示しないラックと係合する図示しないピニオンを備え、該ピニオンを駆動することで、搬送路Ｐに敷かれたガイドレールＧＲに沿って水平方向に移動可能である。なお、本実施形態において、水平方向とは、重力が働く方向に垂直な面に対する方向に限定されず、本実施形態における搬送システム等が設置される床面等の設置面に対して平行な平面に対する方向も含まれる。走行本体部１１は、さらに、ロボット本体部１２を昇降駆動する昇降機構１３（図２（Ａ）参照）と、上記ピニオンを駆動する走行用モータ（図示せず）と、走行用モータに給電等を行う配線を収容するケーブルベア（登録商標）（図示せず）とを備えている。

＜搬送アーム２０＞
走行本体部１１の上部に配置されたロボット本体部１２には、二組の搬送アーム２０、２０が設けられている。一つの搬送アーム２０は、ロボット本体部１２に対して回動可能に設けられたアーム部２１と、アーム部２１に対して回動可能に設けられ、ワークＷを把持するハンド部２２とを備えている。アーム部２１は、平面視で一方の幅が広く、他方の幅が狭い板状部材（図２（Ｂ）参照）、言い換えると、先端が狭まった楕円状の板部材である。アーム部２１の基端側である一端部がロボット本体部１２とアーム回動軸２１ａにより回動可能に接続され、上記先端である他端部にハンド部２２が回動可能に接続されている。アーム部２１は、ロボット本体部１２内に設けられたアーム部駆動機構により、アーム回動軸２１ａを中心にロボット本体部１２上を水平回動することが可能である。なお、水平回動とは、アーム部２１がアーム回動軸２１ａを中心として、水平方向に移動可能であることを示す。また、アーム部２１は、上記した平面視で一方の幅が広く、他方の幅が狭い板状部材に限定されず、例えば、平面視矩形状の板状部材等も採用できる。

ハンド部２２は、平面視矩形の直方体状の部材で、その内部にハンド部駆動機構と後述するチャック部２３を回動させる回動機構とを備えている。ハンド部駆動機構は、アーム回動軸２１ａと平行に配置されるハンド回動軸２２ａを中心にアーム部２１に対してハンド部２２を回動させる。なお、アーム部駆動機構及びハンド部駆動機構は、例えば、モータ等の駆動源を例示できるが、これに限定されるものではない。

一つのハンド部２２には、二つのチャック部２３、２３が設けられている（図１（Ｂ）または図１（Ｃ）参照）。一つのチャック部２３は、ワークＷを把持する把持機構２３ａと、把持機構２３ａをその開閉方向に対して直交する水平軸周りに回動させる回動機構の一部であるチャック回動軸２３ｂとを備えている。なお、チャック回動軸２３ｂを回動させ、回動機構の一部である駆動源は、ハンド部２２内に備えられ、例えば、モータ等の駆動源を例示できるが、これに限定されるものではない。つまり、回動機構は、チャック回動軸２３ｂとその駆動源とを備えている。把持機構２３ａは、ワークＷを掴むため、一対のＬ字型の把持部２３ｃ、２３ｃと、把持部２３ｃ、２３ｃを駆動させるための図示しない把持部駆動機構とを備えている。なお、把持部駆動機構としては、圧縮ばね、モータ、油圧シリンダ等のアクチュエータを例示できるが、これらに限定されるものではない。

図１（Ａ）は、搬送アーム２０が、処理装置３０に対して後退した位置である後退位置の状態を示している。搬送アーム２０の後退位置とは、ハンド部２２が設けられたアーム部２１の端部が、処理装置３０から離れることで、ハンド部２２及びチャック部２３が処理装置３０から離れて配置される位置である（図１（Ａ）及び図１（Ｂ）参照）。このとき、チャック部２３の把持部２３ｃの先端は、処理装置３０から所定距離離れて配置されるから、搬送アーム２０は図１（Ａ）に示す走行幅ＲＷ内に収まっている。走行幅ＲＷとは、走行本体部１１が移動する際に、搬送アーム２０が通過する搬送路Ｐの上方に設定した領域である。したがって、搬送アーム２０の後退位置で搬送装置１がガイドレールＧＲ上を移動する際には、搬送アーム２０のチャック部２３が処理装置３０等と衝突しないで移動可能である。

この状態で搬送装置１が移動する場合、処理装置３０付近では、搬送アーム２０の移動に際して、走行幅ＲＷの分だけ安全を確保する領域を設定すればよい。例えば、ワーク移動にガントリーを用いる従来の搬送装置の場合、処理装置と搬送装置の全体を安全策で囲む必要があったが、本実施の形態に係る搬送装置１は、走行幅ＲＷを含む搬送装置１の一部のみを安全柵で囲むだけで十分である。したがって、安全柵の設置面積を削減することができる。さらに、安全柵の設置個所を小型化することができるため、複数台の処理装置３０のうち一台だけを停止させ、搬送路Ｐをまたがって、処理装置３０の反対側から、停止させた処理装置３０を容易にメンテナンスすることが可能になる。これは、搬送システム全体を停止させなくても一部の処理装置３０のみをメンテナンスできることになる。

また、処理装置３０の搬入出ガイド３１の下方には、搬送アーム２０がワークＷを処理装置３０の搬入出口から搬出する際にワークＷから落ちた切粉や切削油等を受け止めるオイルパン３２が設けられている。そして、ロボット本体部１２の下方には、オイルパン３２の上方に配置され、上記切粉や切削油等が搬送路Ｐへ侵入することを防止するためカバー部材１４が設けられている。また、カバー部材１４は、オイルパン３２に向けた傾斜面を備えることで、カバー部材１４上に落ちた切粉や切削油等をオイルパン３２へと導いている。

＜搬送アーム２０の動作＞
図２を参照して、搬送装置１の搬送アーム２０の動作について詳細に説明する。図２（Ａ）は、搬送装置１の一部を拡大した側面図であり、図２（Ｂ）は搬送装置１の上方から見たロボット本体部１２の拡大平面図であり、図２（Ｃ）はロボット本体部１２の拡大正面図である。図２（Ａ）を参照して、走行本体部１１内に設けられた昇降機構１３によって、ロボット本体部１２及び搬送アーム２０は、走行本体部１１に対して垂直方向（図２（Ａ）中矢印Ａ方向）に昇降可能である。また、搬送アーム２０は、図２（Ａ）中に二点鎖線で示す後退位置から、アーム部２１及びハンド部２２を回動させて、ハンド部２２を処理装置３０側へ移動させ、実線で示す前進位置へと移動することができる。前進位置では、搬送アーム２０のチャック部２３が処理装置３０の搬入出ガイド３１上に配置され、チャック部２３の把持部２３ｃは、把持したワークＷを搬入出ガイド３１上へ載置可能である。

図２（Ｂ）を参照して、搬送アーム２０を後退位置から前進位置へと移動させる動作を説明する。アーム部２１は、図２（Ｂ）中に二点鎖線で示す後退位置から、ロボット本体部１２に設けられたアーム部駆動機構により、アーム回動軸２１ａを中心に矢印Ｂ方向（図中反時計回り方向）へ回動される。同時に、ハンド部２２は、後退位置の状態（図中の二点鎖線）から前進位置の状態（図中の実線）へと図中下方向へ移動する。なお、前進位置のハンド部２２におけるアーム部２１の位置を明確にするため、図２（Ｂ）においては部分破断図で示している。このとき、チャック部２３を設けたハンド部２２の一側面が同じ方向（図中下方向）を向いて移動するように、ハンド部２２は、ハンド回動軸２２ａを中心に矢印Ｃ方向（図中時計回り方向）へ回動される。したがって、ハンド部２２のチャック部２３は常に処理装置３０の搬入出口（図２（Ｂ）中下方向）を向くように調整され、ワークＷの一側面が搬入出予定の処理装置３０の搬入出口を向いて移動される。また、このときのハンド部２２の移動の軌跡は、図２（Ｂ）中矢印Ｄで示すアーム回動軸２１ａを中心とした円弧上の軌跡である。

こうして、図２（Ａ）に示す、搬送アーム２０が図中に二点鎖線で示す後退位置から、実線で示す前進位置となるように矢印Ｄ方向（図２（Ａ）中右方向）へと移動することができる。なお、上記搬送アーム２０の移動として、図２（Ｂ）中左側の搬送アーム２０を用いて説明したが、図２（Ｂ）中右側の搬送アーム２０も同様にアーム部２１とハンド部２２とを回動させることで、後退位置から前進位置へ移動が可能である。

図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）を参照して、チャック部２３の動作について説明する。チャック部２３は、上記した回動機構により、チャック回動軸２３ｂを中心に図２（Ｃ）の矢印Ｅ方向（時計回り及び反時計回りの両方向）に回動可能である（図中左側のチャック部２３参照）。また、チャック部２３の把持部２３ｃは、上記した把持部駆動機構により、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示すように、開閉動作が可能である（図中右側の把持部２３ｃ参照）。一対の把持部２３ｃ、２３ｃは、図中矢印Ｆ方向へ互いに接近することで閉状態を形成し、矢印Ｇで示す互いに離れる方向へ移動することで開状態を形成する。さらに、把持機構２３ａには、把持部２３ｃがワークＷを把持しているか否かを検知するチャックセンサが設けられている。チャックセンサとしては、把持部２３ｃの閉状態、開状態に応じてスイッチが作動するセンサを例示できる。チャックセンサは、一対の把持部２３ｃ、２３ｃの対向する面の少なくとも片面側に設けられ、例えば、圧力センサや、一方から他方へ光を放出する光電センサや、把持部２３ｃに接触したワークＷの金属部分等に反応するセンサ等を例示できるが、これらに限定されるものではない。

＜搬送システム１００＞
図３を参照して、本発明の一実施形態である搬送システム１００を説明する。図３において、搬送路Ｐ上には、説明の便宜上矩形で示す搬送装置１が配置されている。ここで、搬送路Ｐに沿って図中左側を上流側、図中右側を下流側として以下の説明に用いることにする。搬送システムは、処理装置３０として、搬送路Ｐに沿って、ワーク搬入部ＥＮと、複数台の加工装置ＯＰ１１、ＯＰ１２、ＯＰ２１、ＯＰ２２、ＯＰ２３と、ワーク搬出部ＥＸとを備えている。搬送路Ｐの上流側端には、ワーク搬入部ＥＮが配置され、搬送路Ｐの下流側端には、ワーク搬出部ＥＸが配置されている。複数台の加工装置ＯＰ１１、ＯＰ１２、ＯＰ２１、ＯＰ２２、ＯＰ２３は、それらの搬入出口が搬送路Ｐに臨んだ状態で配置されている。なお、以下の説明において、複数台の加工装置ＯＰ１１、ＯＰ１２、ＯＰ２１、ＯＰ２２、ＯＰ２３のうち特定の加工装置を指していない場合は、加工装置ＯＰと示す。

本実施形態において、加工装置ＯＰは、ワークＷを二個一組で加工する場合を想定している。図３に示すワークＷは、二つの矩形を組み合わせることで、二個を一組として表している。さらに、上記した搬送装置１は、二つの搬送アーム２０を備えており、それぞれの搬送アーム２０に二つのチャック部２３が設けられ、それぞれのチャック部２３が一個のワークを把持することができる。したがって、図３に示す一つのワークＷは、一つの搬送アーム２０で搬送される。また、一つの搬送装置１は、二つの搬送アーム２０を備えているから、二つのワークＷを同時に搬送することができる。また、例えば、二つの搬送アーム２０の一方にワークＷを把持させ、他方にワークＷを把持させないでおくことで、加工装置ＯＰからの加工済みワークＷの搬出と、未加工のワークＷの加工装置ＯＰへの搬入とを一度の搬送装置１の移動で立て続けに行うことができる。なお 図３において、ワークＷが存在している状態を実線で示し、ワークＷが存在していない状態を破線で示している。例えば、図３に示す搬送装置１は、一方のアーム（図中右側）にワークＷを備え、他方のアーム（図中左側）にワークＷを備えていない状態を示している。

ワーク搬入部ＥＮは、搬送システムの外部から作業者によって投入されたワークを搬送装置１へ渡す装置である。ワーク搬入部ＥＮに投入されたワークＷは、搬送路Ｐに面したワーク搬入部ＥＮの搬出口へ移動される。

複数台の加工装置ＯＰ１１、ＯＰ１２、ＯＰ２１、ＯＰ２２、ＯＰ２３として、本実施形態では、例えば、二種類の加工装置ＯＰを採用しており、異なる加工が可能である。例えば、切削加工等の第一加工を加工装置ＯＰ１１、ＯＰ１２で行い、研磨加工等の第二加工を加工装置ＯＰ２１、ＯＰ２２、ＯＰ２３で行うことが例示できる。

加工装置ＯＰにおける加工が終了したワークＷは、ワーク搬出部ＥＸに搬送された後、移載装置や作業者等によってワーク搬出部ＥＸから取り出される。

本実施形態の搬送システム１００においては、ワークＷは、ワーク搬入部ＥＮから第一加工を行う加工装置ＯＰ１１、ＯＰ１２へ搬入され、第一加工が完了したワークＷは第二加工を行う加工装置ＯＰ２１、ＯＰ２２、ＯＰ２３へ搬入され、第二加工が完了したワークＷはワーク搬出部ＥＸへ搬入される。なお、本搬送システムでは、ワーク搬入部ＥＮへ先に投入されたワークＷから順番に加工を行う場合を例に挙げて説明を行ったが、これに限定するものではない。例えば、ワーク搬入部ＥＮに隣接してバッファ装置等を設けておくことにより、先に搬入されたワークＷをバッファ装置に待機させることができ、次に搬入されたワークＷを先に搬入されたワークＷに先行させて加工を行うことができる。

ワーク搬入部ＥＮ及びワーク搬出部ＥＸのそれぞれには、装置内のワークＷの有無を検知するセンサＳ（図４参照）が設けられている。後述する制御装置４０は、このセンサＳによるワークＷの有無の検知情報を受け取ることができる。センサＳとしては、例えば、ワークＷの載置による重さによって作動するセンサが例示できる。また、センサＳとしては、例えば、装置内に配置され一方から他方へ光を放出する光電センサや、ワークＷの金属部分等に反応するセンサや、近接センサ等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。

また、加工装置ＯＰ内にもワークＷの有無を検知するセンサＳを設けてもよい。しかしながら、本実施形態では、搬送システム１００が、加工装置ＯＰ内のセンサに依らず、後述するチャックセンサＣＳを用いてワークＷが加工装置ＯＰに対して搬入出されたことを検知することができる。具体的には、加工装置ＯＰへワークＷを搬入する際、ワークＷを把持したチャック部２３が把持を解除することで、加工装置ＯＰ内にワークＷが移載される。その際、チャックセンサＣＳがワークＷの把持解除を検知することで、加工装置ＯＰ内へのワークＷの移載が完了される。また、加工装置ＯＰからワークＷを搬出する際、加工装置ＯＰ内のワークＷをチャック部２３が把持し、チャックセンサＣＳがワークＷの把持を検知することで、加工装置ＯＰからチャック部２３へのワークＷの移載が完了される。

＜制御装置４０＞
図４に、搬送装置１が備える制御装置４０のブロック図を示す。制御装置４０は、第一制御部４１と第二制御部４２とを含んでいる。第一制御部４１は、例えば、ロボットコントローラ等のコントローラが採用される。また、第一制御部４１は、第二制御部４２の指示に基づき、搬送装置１を制御、すなわち走行本体部１１の走行、昇降機構１３、アーム部２１の回動、ハンド部２２の回動等を制御している（図３中二点鎖線で示す制御範囲１１０）。なお、後述するチャック部２３の把持機構２３ａ及び回動機構の制御は、第二制御部４２が制御している。また、第一制御部４１は、記憶部を備えている。記憶部には、後述する処理装置３０のポジションアドレスとポジションアドレスに対応された座標が格納されている。後述する第二制御部４２からのポジションアドレスに基づく所定の処理装置３０への移動の指示に基づき、第一制御部４１は、記憶部内のポジションアドレスに対応された座標へと走行本体部１１を移動させる。

第二制御部４２は、例えば、搬送システム１００の設置面に設置されたプログラマブルロジックコントローラ等が採用され、事前にプログラムされた処理を後述する各種センサからの信号に基づき実行している。第二制御部４２は、第一制御部４１とチャック部２３の把持機構２３ａ及び回動機構とを制御している。第二制御部４２による搬送装置１の動作及び移動の完了に伴う信号は、第一制御部４１から第二制御部４２にリアルタイムにフィードバックされる。各種センサからの信号としては、上記した、ワーク搬入部ＥＮ及びワーク搬出部ＥＸ等に設けられたワークＷの有無を検知するセンサＳからの信号や、チャックセンサＣＳからのワークＷの有無を検知する信号等が例示される（図３中二点鎖線で示すセンサ信号範囲１２０）。これらの信号は、各センサから直接第二制御部４２へ取り込まれる。また、各加工装置ＯＰからの信号として、ワークＷの搬入可能、搬出可能を指示する搬入出信号が例示される（図３中二点鎖線で示す搬出入信号範囲１３０）。搬出入信号は、加工装置ＯＰによる加工が終了した後に加工済みのワークＷを搬出可能であることを示すワーク搬出可能の信号と、加工装置ＯＰ内にワークＷが存在しない状態で、加工装置ＯＰが加工の準備が完了し、未加工のワークＷの搬入が可能であることを示すワーク搬入可能の信号とを含む。搬入出信号は、各加工装置ＯＰから直接第二制御部４２へ取り込まれる。

＜搬送装置１の移動工程＞
図３及び図４を参照して、搬送装置１が所定の加工装置ＯＰまで移動する工程を以下に説明する。例えば、図３に示す搬送装置１が加工装置ＯＰ１２まで移動する工程を例に説明する。まず、第二制御部４２は、加工装置ＯＰ１２から、ワークＷの搬入可能を指示する搬入出信号を受け取る。第二制御部４２は、加工装置ＯＰ１２からの搬入出信号に基づき、チャック部２３がワークＷを把持しているか、否かを確認する。チャック部２３がワークＷを把持していない場合、搬送装置１をワーク搬入部ＥＮへ向かわせるべく、第二制御部４２は、第一制御部４１へワーク搬入部ＥＮのポジションアドレスを指示する。このとき、ポジションアドレスに対する搬送装置１の移動は、搬送装置１に搭載された一対の搬送アーム２０、２０のそれぞれに対して設定されている。したがって、第二制御部４２は、ワークＷを把持していない搬送アーム２０がワーク搬入部ＥＮに到達するように、ワーク搬入部ＥＮのポジションアドレスに基づいて、搬送装置１を移動させる指示を第一制御部４１に対して行う。

第一制御部４１は、記憶部から当該ポジションアドレスに対応したワーク搬入部ＥＮの座標を確認し、その座標からワークＷを把持していない搬送アーム２０が目標とする座標を設定する。次いで、第一制御部４１は、当該座標を停止位置情報として、走行本体部１１を当該座標に基づいた位置へ移動させる。走行本体部１１がワーク搬入部ＥＮの座標への移動が終了した時点で、第一制御部４１は、動作完了データを第二制御部４２へ送付する。次いで、搬送アーム２０が後述するワークＷの搬入出工程を行い、ワーク搬入部ＥＮからワークＷを取り出す。なお、第二制御部４２が加工装置ＯＰ１２から搬入出信号を受け取った際に、チャック部２３がワークＷを把持している場合は、第二制御部４２は、第一制御部４１へワーク搬入部ＥＮではなく、加工装置ＯＰ１２のポジションアドレスを指示する。

次に、搬送装置１を加工装置ＯＰ１２へ向かわせるべく、第二制御部４２は、加工装置ＯＰ１２のポジションアドレスを第一制御部４１へ指示する。このとき、第二制御部は、上記したワーク搬入部ＥＮに対する場合と同様に、加工対象のワークＷを把持しているチャック部２３に対する加工装置ＯＰ１２のポジションアドレスを第一制御部４１へ指示している。第二制御部４２から加工装置ＯＰ１２のポジションアドレスを受け取った第一制御部４１は、記憶部から当該ポジションアドレスに対応した加工装置ＯＰ１２の座標を確認し、その座標から搬送アーム２０が目標とする座標を設定する。次いで、第一制御部４１は、当該座標を停止位置情報として、走行本体部１１を当該座標に基づいた位置へ移動させる。走行本体部１１が加工装置ＯＰ１２の座標への移動が終了した時点で、第一制御部４１は、動作完了データを第二制御部４２へ送付する。搬送装置１が加工装置ＯＰ１２へ到着した後、第一制御部４１は、搬送アーム２０を駆動させ、後述するワークＷの搬入出工程を行う。

＜ワークＷの搬入出工程＞
図５を参照して、搬送アーム２０がワークＷを加工装置ＯＰ等の処理装置３０に搬入する動作を説明する。状態ＳＴ１は、ワークＷを把持した搬送装置１が所定の処理装置３０の前に到着した状態を示しており、このとき、搬送アーム２０は走行幅ＲＷ（図１（Ａ）を参照）内を移動するために、後退位置にある。ワークＷを把持した搬送アーム２０は、処理装置３０の搬入出ガイド３１の手前で停止している。次いで、処理装置３０に正対されたハンド部２２にて、処理装置３０に対してワークＷを搬入する際に、ワークＷを直線的に移動させる。具体的には、第一制御部４１は、アーム部２１を水平回動させるとともに、走行本体部１１を水平方向に移動させる制御を実行する。

状態ＳＴ２を参照して、搬送アーム２０がワークＷを搬入出ガイド３１の上方へ移動させる動作を説明する。まず、第一制御部４１は、ワークＷと搬入出ガイド３１との衝突を避けるために、昇降機構１３を用いてロボット本体部１２を矢印Ｈ方向へ上昇させる。次いで、第一制御部４１は、ワークＷを搬入出ガイド３１の上方へ移動させるために、アーム部２１を矢印Ｉ方向へ所定角度水平回動させるアーム回動工程を行う。このとき、所定角度は、アーム回動軸２１ａを通り、搬送路Ｐ（図１（Ａ）を参照）と平行な線から９０度より小さい角度にすることができる。また、第一制御部４１は、アーム部２１の回動と同時に走行本体部１１を矢印Ｊで示す水平方向に移動させる本体部移動工程を行う。

この水平方向の移動は、アーム部２１の待機状態により変わるので、先ず、アーム部２１の待機状態が、処理装置３０に対してアーム回動軸２１ａを通り、搬送路Ｐと平行な線の反対側に位置している場合を説明する。 先ず、アーム部２１がアーム回動軸２１ａを通り、搬送路Ｐと平行な線から水平になる角度まで回動する間は、アーム部２１の回動と同時に、走行本体部１１を矢印Ｊの方向における第一の方向（図５中では右方向）へ移動させる。その後、アーム部２１がアーム回動軸２１ａを通り、搬送路Ｐと平行な線から９０度より小さい角度まで回動する間は、アーム部２１の回動と同時に、走行本体部１１を矢印Ｊの方向における第二の方向（図５中では左方向）へ移動させる。 一方、アーム部２１の待機状態が、アーム回動軸２１ａを通り、搬送路Ｐと平行な線上か、又はそれよりも処理装置３０側に位置している場合は、アーム部２１の回動と同時に、走行本体部１１を矢印Ｊの方向における第二の方向のみにだけに走行させればよい。

次いで、第一制御部４１は、ワークＷの一側面が処理装置３０を向いて移動するように、ハンド部２２を回動させるハンド部回動工程を行う。以上のように、第一制御部４１は、走行本体部１１とアーム部２１とハンド部２２とを協働して動作させる制御工程を行うことで、ワークＷは矢印Ｋで示すように処理装置３０に向かって直線的に移動される。以上に述べたように、アーム部２１の回動と同時に、走行本体部１１を水平方向に移動させることで、ハンド部２２を処理装置３０に向かって直線的に移動させることができる。これによって、走行幅ＲＷが狭くても、走行幅を超えないように搬送アーム２０を効率的に収納することができる。言い換えると、本実施の形態に係る搬送装置１によれば、搬送アーム２０を収納する幅、すなわち走行幅ＲＢを狭くすることができることから、フットプリントを小さくすることができる。

上記本体部移動工程を伴わないアーム部２１の回動時に、ハンド部２２は、矢印Ｉで示す円弧を描いて移動することになる。しかしながら、本実施形態では、走行本体部１１を水平方向へ移動させることで、処理装置３０に正対されたハンド部２２が、処理装置３０に対してワークＷを搬入出する際に、ワークＷを直線的に移動させている。

状態ＳＴ３を参照して、搬送アーム２０がワークＷを搬入出ガイド３１上に載置する動作を説明する。ワークＷが搬入出ガイド３１上に移動したＳＴ２の状態から、第一制御部４１は、昇降機構１３を作動して、ロボット本体部１２を矢印Ｌ方向へ下降させ、ワークＷを搬入出ガイド３１上に載置する。次いで、チャック部２３の制御を行う第二制御部４２は、第一制御部４１からの動作完了の信号を受け取った後、チャック部２３の把持機構２３ａを駆動して、チャック部２３の把持部２３ｃを矢印Ｇ方向に開いて開状態とするチャック開閉工程を行う。

最後に状態ＳＴ４を参照して、搬送アーム２０が搬入出ガイド３１に対して後退位置へ移動する動作を説明する。第一制御部４１は、搬送アーム２０を後退位置に移動させるため、アーム部２１を矢印Ｎ方向へ回動させるとともに、走行本体部１１を矢印Ｏで示す水平方向へ移動させる。なお、第一制御部４１は、把持部２３ｃが処理装置３０を向くように、ハンド部２２を回動させる。こうしてＳＴ２に示す状態において説明した動作と逆の動作を行うことで、チャック部２３の後退中にワークＷと処理装置３０との接触回避が可能である。この後、搬送装置１は、搬送路Ｐ上を移動可能な状態となる。

以上の工程を経て、ワークＷを処理装置３０内に搬入する動作を完了する。したがって、本実施形態においては、関節の数が少ないにもかかわらず、ハンド部２２を処理装置３０に向かって直線的に移動させることが可能で、かつ、装置構成がコンパクトな搬送装置１を得ることができる。ワークＷを処理装置３０から搬出する際には、上記工程の逆を行うことになる。また、第一制御部４１は、走行本体部１１の走行、昇降機構１３、アーム部２１の回動、ハンド部２２の回動の制御の際に、各部材の作動時に互いの位置情報をフィードバックすることはせず、時間軸によって管理されている。第二制御部４２は、第一制御部４１に対して動作の指示を送るが、動作完了情報が第二制御部４２側に送られてこなかったり、動作指示情報と第一制御部４１からの完了情報との予定応答時間に対する乖離が大きくなったりすると、エラーと判断する場合がある。このとき、第一制御部４１は制御を中断してもよい。本実施形態の搬送システムにおいて、各処理装置３０に対してどのような順番でワークＷの搬入及び搬出を行うかは、第二制御部４２側にて事前に行ったプログラミングにより決定している。また、第一制御部４１は、各部材の作動時に互いの位置情報をフィードバックするようにしても良く、これによって、各動作の位置ずれを補完し合うことが可能となる。

本実施形態において、搬送装置１は、一対の搬送アーム２０、２０を備えているから、加工装置ＯＰに対するワークＷの搬入出を、例えば、搬出と投入を立て続けに行うことが可能である。また、例えば、加工装置ＯＰの種類によって処理時間が違う場合、一対の搬送アーム２０、２０のハンド部２３を用いて、加工装置ＯＰからのワークＷの搬出を立て続けに行うこともできる。本実施形態における搬送システムにおいて、加工装置ＯＰのエラー等により投入されたワークＷが手作業等で取り出された場合、加工装置ＯＰのリセット等により再度搬入可能の搬入出信号を出力し、これに基づき搬送アーム２０によりワークＷが搬入されてもよい。また、加工装置ＯＰに手作業でワークＷが投入された場合、作業終了後に加工装置ＯＰより搬出可能の搬入出信号が出力され、これに基づき搬送アーム２０によりワークＷが搬出されてもよい。

＜他の実施形態＞
図６に他の実施形態における搬送装置２を示し、図６（Ａ）は側面図、図６（Ｂ）は平面図、図６（Ｃ）は正面図である。本実施形態においては、搬送アーム５０の構成が上記した搬送装置１の搬送アーム２０と異なり、本体部１０及び制御装置４０は同一の構成としている。搬送アーム５０は、アーム部５１とハンド部５２とを備えている。アーム部５１は、長尺の平面視矩形状の板状部材で、その一端がロボット本体部１２に図示しないロボット本体部１２内の駆動機構により回動可能に設けられ、他端がハンド部５２に回動可能に設けられている。ハンド部５２は、平面視矩形状の板状部材である延長部５２ａとチャック部２３が設けられるチャック支持部５２ｂとを備えている。チャック支持部５２ｂには、チャック部２３が延長部５２ａの長手方向に直交する軸回りに回動可能（図６（Ａ）中矢印Ｐ方向）に設けられている。

本実施形態においては、チャック部２３がチャック支持部５２ｂに対して水平方向軸を中心に矢印Ｐ方向に回動可能であるから、ワークＷを上下方向から載置することも、水平方向から載置することも可能となる。なお、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）には、図中右側のチャック部２３を図６（Ａ）で示した下向きの状態からで矢印Ｐ方向へ回動させた状態で示している。本実施の形態の変形例として、一対のチャック部２３が共に垂直方向下向きに設けられた搬送アーム２０を備えた搬送装置１であってもよい。

１、２ 搬送装置、１０ 本体部、２０、５０ 搬送アーム、２１、５１ アーム部、２２、５２ ハンド部、２３ チャック部、２３ａ 把持機構、３０ 処理装置、４０ 制御装置、４１ 第一制御部、４２ 第二制御部、Ｐ 搬送路、Ｗ ワーク

Claims (9)

1. 処理装置に対してワークを搬入出する搬送装置であって、
   水平方向に移動可能な本体部と、
   該本体部に対して回動可能に設けられたアーム部と、
   該アーム部に対して回動可能に設けられ、前記ワークを把持するハンド部と、
   前記処理装置に正対された前記ハンド部が、前記処理装置に対して前記ワークを搬入出する際に、前記ワークを直線的に移動させるべく、前記アーム部を水平回動させるとともに、前記本体部を前記水平方向に移動させる制御手段と、
   を備えたことを特徴とする搬送装置。
2. 前記アーム部及び前記ハンド部を含む搬送アームを、二組備えていることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記ハンド部は、前記ワークを把持する少なくとも一つのチャックを備え、
   該チャックは、
   前記ワークを把持する把持機構と、
   該把持機構をその開閉方向に対して直交する水平軸周りに回動させる回動機構と、
   を有し、
   前記制御手段は、前記ハンド部の回動の制御と、前記把持機構及び前記回動機構の制御とを行うことを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の搬送装置。
4. 複数の処理装置に対してワークを搬入出する搬送システムであって、
   前記複数の処理装置の搬入出口に沿って配置された搬送路と、
   前記処理装置に前記ワークを搬入出する搬送装置と、
   を備え、
   該搬送装置は、
   前記搬送路に沿って水平方向に移動可能な本体部と、
   該本体部に対して回動可能に設けられたアーム部と、
   該アーム部に対して回動可能に設けられ、前記ワークを把持するハンド部と、
   前記処理装置に正対された前記ハンド部が、前記処理装置に対して前記ワークを搬入出する際に、前記ワークを直線的に移動させるべく、前記アーム部を水平回動させるとともに、前記本体部を前記水平方向に移動させる第一制御手段と、
   前記処理装置からの信号に基づき、前記ハンド部の制御を行うと共に、前記第一制御手段の制御を行う第二制御手段と、
   を備えたことを特徴とする搬送システム。
5. 処理装置に対して搬送装置がワークを搬入出する搬送方法であって、
   前記搬送装置は、水平方向に移動可能な本体部と、該本体部に対して回動可能に設けられたアーム部と、該アーム部に対して回動可能に設けられ、前記ワークを把持するハンド部とを備え、
   前記搬送方法は、
   前記搬送装置が、前記ワークを把持して前記処理装置まで移動する移動工程と、
   前記処理装置に正対された前記ハンド部が、前記処理装置に対して前記ワークを搬入出する際に、前記ワークを直線的に移動させるべく、前記本体部と前記アーム部と前記ハンド部とを協働して動作させる制御工程と、
   を備え、
   前記制御工程に基づき、
   前記アーム部を水平回動させるアーム回動工程と、
   前記本体部を前記水平方向に移動させる本体部移動工程と、
   前記ワークの一側面が前記処理装置を向いて移動するように、前記ハンド部を回動させるハンド部回動工程と、
   を行うことを特徴とする搬送方法。
6. 前記搬送装置は、前記ワークの搬出入を行う前記処理装置のアドレスを格納したコントローラをさらに備え、
   前記移動工程は、前記コントローラが、指示された所定の前記処理装置のアドレスに基づき、前記本体部を所定の前記処理装置まで移動させることを特徴とする請求項５に記載の搬送方法。
7. 前記ハンド部は、前記ワークを把持するチャックと、該チャックがワークを把持しているか否かを検知するチャックセンサと、を備え、
   前記チャックセンサからの信号に基づき、前記チャックの開閉動作を制御するチャック開閉工程をさらに備えることを特徴とする請求項５または６のいずれか一項に記載の搬送方法。
8. 前記移動工程は、前記ワークを搬入可能または搬出可能であることを示す前記処理装置からの搬入出信号に基づき前記コントローラを制御する制御装置によって、前記コントローラが所定の前記処理装置まで前記本体部を移動させることを特徴とする請求項６に記載の搬送方法。
9. 前記アーム回動工程は、前記アーム部を前記本体部の移動方向に対して９０度より小さい角度で回動させることを特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の搬送方法。

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