JP2018103279A - 搬送システム及びその運転方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数のシート部材が縦置きに積層されている容器内からシート部材を容易に1つずつ搬送することができる搬送システムを提供することを目的とする。
【解決手段】その主面が傾斜するように縦置きされているシート部材102を収納する容器103と、吸着部を有するアームを備えるロボット101と、制御装置と、を備え、制御装置は、シート部材102の主面をアームの吸着部により吸着させた後、仰角方向であって、シート部材102の主面の法線方向以外の角度方向に、シート部材102が移動するようにアームを動作させるように構成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、搬送システム及びその運転方法に関する。
大型基板を搬送させる装置として、基板ハンドリング設備が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示されている基板ハンドリング設備では、複数の基板が所定間隔をあけて、格納されている垂直カセットを傾斜装置により傾斜させ、傾斜している基板を保持する基板ハンドを備えている。そして、この基板ハンドは、基板に沿って延びる保持板と、基板の下端を支持する可動支持爪と、基板の上端を挟持する可動挟持爪と、を有している。
また、複数のガラス板と、ガラス板間に挟持される合紙と、を縦置きに搭載する縦置き型の梱包容器が知られている(例えば、特許文献2参照)。特許文献2に開示されている梱包容器では、ガラス板の一方の面を受ける背板の上端面が、ガラス板側となる受け面から該受け面に対向する背面に向かうにつれて高くなる傾斜面に形成されている。
特開2002−19958号公報 特開2013−47110号公報
しかしながら、上記特許文献2に開示されている梱包容器では、真空吸着用の孔、又は吸盤を有したロボットアームにより、ガラス板の外面を吸着保持し、コンベア等の移送装置上に移送すると記載されているが、ロボットアームにより、ガラス板を移送させるときに、ガラス版と合紙との間に生じる静電気力により、合紙がガラス板と引っ付いて移送されるおそれがあり、未だ改善の余地があった。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、複数のシート部材が縦置きに積層されている容器内からシート部材を容易に1つずつ搬送することができる、搬送システム及びその運転方法を提供することを目的とする。
上記従来の課題を解決するために、本発明に係る搬送システムは、その主面が傾斜するように縦置きされているシート部材を収納する容器と、吸着部を有するアームを備えるロボットと、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記シート部材の主面を前記アームの前記吸着部により吸着させた後、仰角方向であって、水平面と前記シート部材の主面とのなす角度である第1角度のうち、前記シート部材の主面の法線方向以外の角度方向に、前記シート部材が移動するように前記アームを動作させるように構成されている。
これにより、複数のシート部材が縦置きに積層されている容器内からシート部材を容易に1つずつ搬送することができる。また、シート部材を搬送するときに、隣接するシート部材と擦れることが抑制され、シート部材表面に傷がつくことを抑制することができる。
また、本発明に係る搬送システムの運転方法は、その主面が傾斜するように縦置きされているシート部材を収納する容器と、吸着部を有するアームを備えるロボットと、を備える、搬送システムの運転方法であって、前記アームが前記シート部材の主面に向かって動作する(A)と、前記(A)の後、前記アームの前記吸着部が、前記シート部材の主面を吸着する(B)と、前記(B)の後、仰角方向であって、水平面と前記シート部材の主面とのなす角度である第1角度のうち、前記シート部材の主面の法線方向以外の角度方向に、前記シート部材を移動させるように前記アームが動作する(C)と、を備える。
これにより、複数のシート部材が縦置きに積層されている容器内からシート部材を容易に1つずつ搬送することができる。また、シート部材を搬送するときに、隣接するシート部材と擦れることが抑制され、シート部材表面に傷がつくことを抑制することができる。
本発明の搬送システム及びその運転方法によれば、複数のシート部材が縦置きに積層されている容器内からシート部材を容易に1つずつ搬送することができる。
図1は、本実施の形態1に係る搬送システムの概略構成を示す模式図である。 図2は、図1に示す搬送システムにおけるロボットの概略構成を示す模式図である。 図3は、図2に示すロボットの制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 図4は、図2に示すロボットにおける第1ハンド部の右側側面の概略構成を示す模式図である。 図5は、本実施の形態1に係る搬送システム(ロボット)の制御系の一例を示すブロック図である。 図6は、本実施の形態1に係る搬送システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図7は、図6に示すフローチャートに沿って、ロボットが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。 図8は、図6に示すフローチャートに沿って、ロボットが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。 図9は、図6に示すフローチャートに沿って、ロボットが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。 図10は、本実施の形態2に係る搬送システムの概略構成を示す模式図である。 図11は、本実施の形態2に係る搬送システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図12は、本実施の形態3に係る搬送システムにおけるロボットの第1ハンド部の概略構成を示す模式図である。 図13は、本実施の形態3に係る搬送システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図14は、本実施の形態3に係る搬送システムにおけるロボットの概略構成を示す模式図である。 図15は、本実施の形態4に係る搬送システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図16は、本実施の形態5に係る搬送システムの動作の一例を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するための構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。
(実施の形態1)
本実施の形態1に係る搬送システムは、その主面が傾斜するように縦置きされているシート部材を収納する容器と、吸着部を有するアームを備えるロボットと、制御装置と、を備え、制御装置は、シート部材の主面をアームの吸着部により吸着させた後、仰角方向であって、水平面とシート部材の主面とのなす角度である第1角度のうち、シート部材の主面の法線方向以外の角度方向に、シート部材が移動するようにアームを動作させるように構成されている。
また、本実施の形態1に係る搬送システムでは、吸着部には、圧力検知器が設けられていて、記制御装置は、圧力検知器が予め設定されている第1圧力値を検知するまで、アームをシート部材の主面に向かって動作させるように構成されていてもよい。
また、本実施の形態1に係る搬送システムでは、制御装置は、シート部材の主面をアームの吸着部により吸着させた後、シート部材が鉛直方向上方に移動するようにアームを動作させるように構成されていてもよい。
さらに、本実施の形態1に係る搬送システムでは、ロボットは、第1吸着部を有する第1アームと、第2吸着部を有する第2アームと、を備えていてもよい。
以下、本実施の形態1に係る搬送システムの一例について、図1〜図8を参照しながら説明する。
[搬送システムの構成]
図1は、本実施の形態1に係る搬送システムの概略構成を示す模式図である。図2は、図1に示す搬送システムにおけるロボットの概略構成を示す模式図である。図3は、図2に示すロボットの制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
なお、図1においては、ロボットにおける前後方向、上下方向、及び左右方向を図における前後方向、上下方向、及び左右方向として表している。また、図2においては、ロボットにおける上下方向及び左右方向を図における上下方向及び左右方向として表している。
図1に示すように、本実施の形態1に係る搬送システム100は、ロボット101と、シート部材102を収納する容器103と、ベルトコンベア105と、を備えていて、ロボット101が、容器103に収納されているシート部材102を、載置装置104を介して、ベルトコンベア105に搬送するように構成されている。
容器103は、箱状に形成されていて、シート部材102が縦置きされている。具体的には、容器103の背面に、その主面が当接するように、シート部材102が配置されている。
また、容器103の背面は、上方に向かうにつれて、ロボット101の後方に向かうように形成されている。すなわち、容器103は、底面と背面とのなす角度が、鈍角(90°より大きく、180°より小さい角度)になるように、形成されている。これにより、容器103内に、シート部材102の主面が傾斜するように、配置することができる。
容器103の上面と正面は、開口されていて、一対の側面(左右の側面)が、略三角形状に形成されている。これにより、縦置きされているシート部材102を取り出しやすくなる。
載置装置104は、アーム部104aと保持部104bを有している。載置装置104は、保持部104bにシート部材102が載置され、アーム部104aが下方に引き込まれることにより、シート部材102をベルトコンベア105上に載置するように構成されている。
ベルトコンベア105は、ロボット101の側方(ここでは、左側)に配置されていて、ロボット101により、ベルトコンベア105の上面に配置されたシート部材102を後方に送るように構成されている。
次に、図2を参照しながら、ロボット101の具体的構成について、説明する。なお、以下においては、ロボット101として、水平多関節型の双腕ロボットを説明するが、ロボット101としては、水平多関節型・垂直多関節型等の他のロボットを採用してもよい。
図2に示すように、ロボット101は、台車12と、第1アーム13Aと、第2アーム13Bと、真空発生装置25と、制御装置14と、を備えていて、制御装置14が、第1アーム13A、第2アーム13B、及び真空発生装置25を制御するように構成されている。なお、本実施の形態1においては、台車12の内部に制御装置14及び真空発生装置25が配置されている形態を採用したが、これに限定されず、これらの機器は、台車12外部に配置されていてもよい。
台車12の上面には、基軸16が固定されている。基軸16には、当該基軸16の軸心を通る回転軸線L1周りに回動可能に第1アーム13A及び第2アーム13Bが設けられている。具体的には、第1アーム13Aと第2アーム13Bとが上下に高低差を有するように設けられている。さらに、台車12内には、制御装置14及び真空発生装置25が収納されている。なお、第1アーム13A及び第2アーム13Bは、独立して動作したり、互いに関連して動作したりすることができるように構成されている。
第1アーム13Aは、第1アーム部15A、第1リスト部(リンク部材)17A、第1ハンド部18A、及び第1装着部20Aを有している。同様に、第2アーム13Bは、第2アーム部15B、第2リスト部(リンク部材)17B、第2ハンド部18B、及び第2装着部20Bを有している。なお、第2アーム13Bは、第1アーム13Aを同様に構成されているので、その詳細な説明は省略する。
第1アーム部15Aは、本実施の形態1においては、略直方体状の第1リンク部材5a及び第2リンク部材5bで構成されている。第1リンク部材5aは、基端部に回転関節J1が設けられていて、先端部に回転関節J2が設けられている。また、第2リンク部材5bは、先端部に直動関節J3が設けられている。
そして、第1リンク部材5aは、回転関節J1を介して、その基端部が基軸16と連結されていて、回転関節J1により、回転軸線L1周りに回動することができる。また、第2リンク部材5bは、回転関節J2を介して、その基端部が第1リンク部材5aの先端部と連結されていて、回転関節J2により、回転軸線L2周りに回動することができる。
第2リンク部材5bの先端部には、直動関節J3を介して、第1リスト部17Aが第2リンク部材5bに対し昇降移動可能に連結されている。第1リスト部17Aの下端部には、回転関節J4が設けられていて、回転関節J4の下端部には、第1装着部20Aが設けられている。
第1装着部20Aは、第1ハンド部18Aを着脱可能に構成されている。具体的には、例えば、第1装着部20Aは、その間隔が調整可能に構成されている、一対の棒部材を有していて、当該一対の棒部材により、第1ハンド部18Aを挟み込むことにより、第1ハンド部18Aを第1リスト部17Aに装着することができる。これにより、第1ハンド部18Aは、回転関節J4により、回転軸線L3周りに回動することができる。なお、棒部材は先端部分が折れ曲がっていてもよい。
また、第1アーム13A及び第2アーム13Bの第1関節JT1〜第4関節JT4には、それぞれ、各関節が連結する2つのリンク部材を相対的に回転させるアクチュエータの一例としての駆動モータM1〜M4が設けられている。駆動モータM1〜M4は、例えば、制御装置14によってサーボ制御されるサーボモータであってもよい。
また、第1関節JT1〜第4関節JT4には、それぞれ、駆動モータM1〜M4の回転位置(回転角度値;位置現在値)を検出する回転センサ(回転検知器)E1〜E4(図5参照)と、駆動モータM1〜M4の回転を制御する電流を検出する電流センサ(電流検知器)C1〜C4(図5参照)と、が設けられている。回転センサE1〜E4は、例えば、エンコーダであってもよい。
なお、上記の駆動モータM1〜M4、回転センサE1〜E4、及び電流センサC1〜C4の記載では、第1関節JT1〜第4関節JT4に対応してアルファベットに添え字の1〜4が付されている。以下では、第1関節JT1〜第4関節JT4のうち任意の関節を示す場合には添え字を省いて「関節JT」と称し、駆動モータM、回転センサE、及び電流センサCについても同様とする。
ここで、図2及び図4を参照しながら、第1アーム13Aの第1ハンド部18Aについて、詳細に説明する。
図4は、図2に示すロボットにおける第1ハンド部の右側側面の概略構成を示す模式図である。なお、図4においては、ロボットにおける上下方向及び前後方向を図における上下方向及び前後方向として表している。
図2及び図4に示すように、第1アーム13Aの第1ハンド部18Aは、固定部70A、本体80A、及び第1吸着部90Aにより構成されている。固定部70Aは、第1装着部20Aが当接する部位であり、ここでは、棒状に形成されている。
本体80Aは、略L字状に形成されていて、水平方向に延びる第1部分81Aと上下方向に延びる第2部分82Aとを有している。第2部分82Aは、シート部材102の傾斜角度θと平行になるように形成されていてもよい。また、第2部分82Aは、その傾斜角度を任意に変更できるように構成されていてもよい。
ここで、シート部材102の傾斜角度θは、ロボット101の後方側を0°とし、ロボットロボット101の前方側を180°としたときに、水平面60Aとシート部材102の主面とのなす角度をいう。
また、第2部分82Aの前面には、1つ以上(ここでは、4つ)の開口91Aが設けられていて、当該開口91Aには、円錐台状の吸着パッド92Aが設けられている。また、開口91Aは、第1配管93Aを介して、真空発生装置25に接続されている(図2参照)。なお、開口91A、吸着パッド92A、及び第1配管93Aにより、第1吸着部90Aが構成されている。
真空発生装置25は、第1吸着部90A内を負圧にする装置であり、例えば、真空ポンプ又はCONVUM(登録商標)等を用いてもよい。第1配管93Aには、開閉弁(図示せず)が設けられている。開閉弁が、第1配管93Aを開放又は閉鎖することによって、吸着パッド92Aによるシート部材102の吸着及びその解除が行われる。なお、真空発生装置25の動作及び開閉弁の開閉は、制御装置14により制御される。
図2に示すように、第1吸着部90Aの適所には、圧力検知器94Aが設けられている。圧力検知器94Aは、第1吸着部90A内の圧力を検知し、検知した圧力を制御装置14に出力するように構成されている。なお、本実施の形態1においては、第1吸着部90Aに圧力検知器を設ける形態を採用したが、これに限定されず、第2吸着部90Bに圧力検知器を設ける形態を採用してもよく、第1吸着部90Aと第2吸着部90Bのそれぞれに、圧力検知器を設ける形態を採用してもよい。
図3に示すように、制御装置14は、CPU等の演算部14aと、ROM、RAM等の記憶部14bと、サーボ制御部14cと、を備える。制御装置14は、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータを備えたロボットコントローラである。
なお、制御装置14は、集中制御する単独の制御装置14によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置14によって構成されていてもよい。また、本実施の形態1においては、記憶部14bが、制御装置14内に配置されている形態を採用したが、これに限定されず、記憶部14bが、制御装置14と別体に設けられている形態を採用してもよい。
記憶部14bには、ロボットコントローラとしての基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部14aは、記憶部14bに記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、ロボット101の各種動作を制御する。すなわち、演算部14aは、ロボット101の制御指令を生成し、これをサーボ制御部14cに出力する。サーボ制御部14cは、演算部14aにより生成された制御指令に基づいて、ロボット101の第1アーム13A及び第2アーム13Bの関節J1〜J4のそれぞれに対応するサーボモータの駆動を制御するように構成されている。
[搬送システムの動作]
次に、本実施の形態1に係る搬送システム100の動作について、図1〜図9を参照しながら説明する。なお、以下の動作は、制御装置14の演算部14aが、記憶部14bに格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。
まず、本実施の形態1に係る搬送システム100におけるロボット101を自動運転するときの信号の流れについて、図5を参照しながら説明する。
図5は、本実施の形態1に係る搬送システム(ロボット)の制御系の一例を示すブロック図である。
図5に示すように、制御装置14は、ロボット101を自動運転するときには、タスクプログラムを読み出して、ロボットの動作指令値(ΔP1)により、ロボット101の駆動モータMの回転位置を制御する。なお、以下においては、ロボット101の動作指令値(ΔP1)が、時系列データを含む軌道指令値(位置指令値)とする。
減算器42bは、入力された位置指令値から、回転センサEで検出された位置現在値を減算して、角度偏差を生成する。減算器42bは、生成した角度偏差を位置制御器42cに出力する。
位置制御器42cは、予め定められた伝達関数、又は比例係数に基づいた演算処理により、減算器42bから入力された角度偏差から速度指令値を生成する。位置制御器42cは、生成した速度指令値を減算器42eに出力する。
微分器42dは、回転センサEで検出された位置現在値情報を微分して、駆動モータMの回転角度の単位時間あたりの変化量、すなわち、速度現在値を生成する。微分器42dは、生成した速度現在値を減算器42eに出力する。
減算器42eは、位置制御器42cから入力された速度指令値から、微分器42dから入力された速度現在値を減算して、速度偏差を生成する。減算器42eは、生成した速度偏差を速度制御器42fに出力する。
速度制御器42fは、予め定められた伝達関数、又は比例係数に基づいた演算処理により、減算器42eから入力された速度偏差からトルク指令値(電流指令値)を生成する。速度制御器42fは、生成したトルク指令値を減算器42gに出力する。
減算器42gは、速度制御器42fから入力されたトルク指令値から、電流センサCで検出された電流現在値を減算して、電流偏差を生成する。減算器42gは、生成した電流偏差を駆動モータMに出力し、駆動モータMを駆動する。
なお、本実施の形態1においては、ロボットの動作指令値(ΔP1)が、時系列データを含む軌道指令値(位置指令値)とする形態を採用したが、これに限定されない。例えば、ΔP1を速度指令値とする形態を採用してもよく、トルク指令値とする形態を採用してもよい。
次に、本実施の形態1に係る搬送システム100によるシート部材102の搬送動作について、図6〜図9を参照しながら説明する。
図6は、本実施の形態1に係る搬送システムの動作の一例を示すフローチャートである。図7〜図9は、図6に示すフローチャートに沿って、ロボットが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。
具体的には、図7は、第1アームと第2アームが、それぞれ、シート部材と当接している状態(シート部材を吸着部により吸着している状態)を示す斜視図である。図8は、シート部材を吸着部により吸着した状態で、第1アームと第2アームを鉛直方向上方に動作させた後、水平方向(後方)に動作させている状態を示す斜視図である。図9は、第1アーム及び第2アームを反時計回りに回動させて、シート部材を載置装置に載置させている状態を示す斜視図である。
まず、図1に示すように、ロボット101の前方には、シート部材102が収納された容器103が配置されていて、ロボット101の側方には、ベルトコンベア105が配置されているとする。そして、制御装置14に、オペレータから、図示されない入力装置を介して、容器103内に収納されているシート部材102を取り出して、ベルトコンベア105に載置する動作を実行することを示す指示情報が入力されたとする。
すると、制御装置14は、図6に示すように、第1吸着部90Aの適所に設けられている開閉弁(図示せず)を開放し(ステップS101)、真空発生装置25を作動させる(ステップS102)。
次に、制御装置14は、第1アーム13A及び第2アーム13Bを前方に動作させ(ステップS103)、圧力検知器94Aが検知した圧力値を取得する(ステップS104)。ついで、制御装置14は、ステップS104で取得した圧力値が、第1圧力値以下であるか否かを判定する(ステップS105)。
ここで、第1圧力値は、実験等により、予め設定することができる。具体的には、例えば、開閉弁を開放した状態で、真空発生装置25を作動させて、吸着パッド92A及び吸着パッド92Bをシート部材102の主面に当接させ、圧力検知器94Aが検知した圧力値を第1圧力値としてもよい。また、例えば、第1圧力値として、−70kPa〜−90kPaであってもよい。
制御装置14は、ステップS104で取得した圧力値が、第1圧力値より大きいと判定した場合(ステップS105でNo)には、ステップS103に戻り、ステップS104で取得した圧力値が、第1圧力値以下になるまで、ステップS103〜ステップS105を繰り返す。
一方、制御装置14は、ステップS104で取得した圧力値が、第1圧力値以下であると判定した場合(ステップS105でYes)には、吸着パッド92A及び吸着パッド92Bがシート部材102の主面に当接して、吸着をしている状態(図7参照)であるため、ステップS106の処理に進む。
ステップS106では、制御装置14は、仰角方向であって、シート部材102の主面の法線方向A(図4参照)以外の角度方向に、シート部材102が移動するように、第1アーム13A及び第2アーム13Bを動作させる。
より詳細には、制御装置14は、シート部材102を当該シート部材102に隣接するシート部材102A(図8参照)から離間させる方向であって、シート部材102の主面の法線方向Aと、シート部材102の主面と平行な角度方向以外の方向に、シート部材102が移動するように、第1アーム13A及び第2アーム13Bを動作させる。具体的には、本実施の形態1においては、制御装置14は、第1アーム13A及び第2アーム13Bを鉛直方向上方に所定の距離を移動するように動作させる(図8参照)。
これにより、隣接するシート部材102、102間に生じる静電気力により、ロボット101で移送させようとしているシート部材102に隣接するシート部材102Aが、シート部材102に引っ付いて移送されることを抑制できる。
また、シート部材102を移動させるときに、シート部材102Aと擦れることが抑制され、シート部材102、102Aの表面に傷がつくことを抑制することができる。
なお、第1アーム13A及び第2アーム13Bが上方に移動する距離は、シート部材102の大きさ(上下方向の長さ)、第1リスト部17A及び第2リスト部17Bの長さ、及び第2部分82A及び第2部分82Bの長さにより、適宜、設定される。
次に、制御装置14は、第1アーム13A及び第2アーム13Bを後方に移動するように動作させ(ステップS107)、その後、反時計回りに回転させる(ステップS108;図9参照)。ついで、制御装置14は、開閉弁を閉止させる(ステップS109)。
これにより、また、第1アーム13A及び第2アーム13Bは、それぞれ、シート部材102の吸着保持を解放し、シート部材102の主面を保持部104bに当接させることができる。そして、載置装置104は、シート部材102が保持部104bに載置されると、アーム部104aが下方に移動して、シート部材102をベルトコンベア105上に載置させる。
次に、制御装置14は、第1アーム13A及び第2アーム13Bが予め設定されている所定の位置(初期位置)に位置するように動作させて(ステップS110)、本プログラムを終了する。
なお、載置装置104の動作を制御装置14が制御してもよい。また、制御装置14は、本プログラムを繰り返して、容器103内に収納されているシート部材102を全て搬送すると、搬送が終了したことを示す情報(例えば、映像、音、光等)を出力してもよい。
[搬送システムの作用効果]
ところで、第1アーム13A及び第2アーム13Bにより、シート部材102をシート部材102の主面の法線方向に向かって移動させると、隣接するシート部材102、102間に生じる静電気力により、ロボット101で移送させようとしているシート部材102に隣接するシート部材102Aが、シート部材102に引っ付いて移送されるおそれがある。
しかしながら、本実施の形態1に係る搬送システム100では、制御装置14が、仰角方向であって、シート部材102の主面の法線方向A以外の角度方向に、シート部材102が移動するように、第1アーム13A及び第2アーム13Bを動作させる。すなわち、制御装置14は、シート部材102を隣接するシート部材102Aから離間させる方向であって、シート部材102の主面の法線方向Aと、シート部材102の主面と平行な角度方向以外の方向に、シート部材102が移動するように、第1アーム13A及び第2アーム13Bを動作させる。
これにより、複数のシート部材102が縦置きに積層されている容器103内からシート部材102を容易に1つずつ搬送することができる。また、シート部材102を搬送するときに、隣接するシート部材102Aと擦れることが抑制され、シート部材102、102Aの表面に傷がつくことを抑制することができる。
(実施の形態2)
本実施の形態2に係る搬送システムは、実施の形態1に係る搬送システムにおいて、容器にシート部材の残量を検知する残量検知器が設けられていて、制御装置は、残量検知器が検知したシート部材の残量に基づいて、アームをシート部材の主面に向かって動作させる動作量を設定するように構成されている。
以下、本実施の形態2に係る搬送システムの一例について、図10及び図11を参照しながら説明する。
[搬送システムの構成]
図10は、本実施の形態2に係る搬送システムの概略構成を示す模式図である。なお、図10においては、ロボットにおける前後方向、上下方向、及び左右方向を図における前後方向、上下方向、及び左右方向として表している。
図10に示すように、本実施の形態2に係る搬送システム100は、実施の形態1に係る搬送システム100と基本的構成は同じであるが、容器103に残量センサ103Aが設けられている点が異なる。残量センサ103Aは、容器103内に配置されているシート部材102の残量を検知し、検知した残量を制御装置14に出力するように構成されている。残量センサ103Aとしては、公知の残量センサ(可変抵抗器を有するセンサ等)を用いることができる。
なお、本実施の形態2に係る搬送システム100では、ロボット101に圧力検知器94Aを設けていなくてもよく、また、圧力検知器94Aを設けていてもよい。
[搬送システムの動作及び作用効果]
次に、本実施の形態2に係る搬送システム100の動作及び作用効果について、図10及び図11を参照しながら説明する。なお、以下の動作は、制御装置14の演算部14aが、記憶部14bに格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。
図11は、本実施の形態2に係る搬送システムの動作の一例を示すフローチャートである。
図11に示すように、本実施の形態2に係る搬送システム100の動作は、実施の形態1に係る搬送システム100の動作と基本的には同様に実行されるが、ステップS103〜ステップS105に代えて、ステップS103A〜ステップS105Aが実行される点が異なる。
具体的には、制御装置14は、残量センサ103Aが検知した容器103内のシート部材102の残量を取得する(ステップS103A)。ついで、制御装置14は、ステップS103Aで取得したシート部材102の残量に基づき、第1アーム13A及び第2アーム13Bの動作量を算出する(ステップS104A)。
より詳細には、制御装置14は、第1アーム13A及び第2アーム13Bの動作する方向と、その変化量を算出する。制御装置14は、例えば、第1アーム13A及び第2アーム13Bの各関節J1〜J4に配置されている駆動モータM1〜M4のそれぞれの回転角度を算出してもよい。また、制御装置14は、例えば、駆動モータM1〜M4のそれぞれを作動させるための電流の出力量(電流値)を算出してもよい。
次に、制御装置14は、ステップS104Aで算出した動作量に基づいて、第1アーム13A及び第2アーム13Bを動作させる(ステップS105A)。具体的には、例えば、制御装置14は、初期位置に位置する第1アーム13A及び第2アーム13Bを、吸着パッド92A及び吸着パッド92Bがシート部材102の主面と当接する距離の分だけ移動ように、前方に動作させてもよい。
次に、制御装置14は、実施の形態1に係る搬送システム100と同様に、ステップS106〜ステップS110の各処理を実行し、第1アーム13A及び第2アーム13Bにより、シート部材102をベルトコンベア105に搬送する。
このように構成された、本実施の形態2に係る搬送システム100であっても、実施の形態1に係る搬送システム100と同様の作用効果を奏する。
また、本実施の形態2に係る搬送システム100では、残量センサ103Aが検知した容器103内のシート部材102の残量に基づいて、第1アーム13A及び第2アーム13Bの動作量を設定するため、実施の形態1に係る搬送システム100に比して、より正確に吸着パッド92A及び吸着パッド92Bがシート部材102の主面と当接させることができる。
なお、本実施の形態2に係る搬送システム100では、残量センサ103Aが検知したシート部材102の残量を基に、第1アーム13A及び第2アーム13Bの動作量を設定する形態を採用したが、これに限定されない。例えば、制御装置14が、撮影装置が撮影した映像情報を取得し、取得した映像情報から、容器103内に収納されているシート部材102の位置情報を取得して、当該位置情報を基に、第1アーム13A及び第2アーム13Bの動作量を設定する形態を採用してもよい。
(実施の形態3)
本実施の形態3に係る搬送システムは、実施の形態1又は2に係る搬送システムにおいて、アームには、接触検知器が設けられていて、制御装置は、接触検知器がシート部材の主面との接触を検知するまで、アームをシート部材の主面に向かって動作させるように構成されている。
以下、本実施の形態3に係る搬送システムの一例について、図12及び図13を参照しながら説明する。
[搬送システムの構成]
図12は、本実施の形態3に係る搬送システムにおけるロボットの第1ハンド部の概略構成を示す模式図である。なお、図12においては、ロボットにおける上下方向及び前後方向を図における上下方向及び前後方向として表している。
図12に示すように、本実施の形態3に係る搬送システム100は、実施の形態1に係る搬送システム100と基本的構成は同じであるが、ロボット101の第1アーム13Aに接触検知器106が設けられている点が異なる。
接触検知器106は、吸着パッド92Aがシート部材102の主面に接触するときに、シート部材102の主面との接触を検知することができるように、配設されている。具体的には、本実施の形態3においては、接触検知器106は、第1アーム13Aの第1ハンド部18Aの先端部(本体80A)に配設されている。
また、接触検知器106は、シート部材102の主面と接触すると、接触したことを示す信号(情報)を制御装置14に出力するように構成されている。なお、接触検知器106としては、公知の接触検知器を用いることができる。
[搬送システムの動作及び作用効果]
次に、本実施の形態3に係る搬送システム100の動作及び作用効果について、図12及び図13を参照しながら説明する。なお、以下の動作は、制御装置14の演算部14aが、記憶部14bに格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。
図13は、本実施の形態3に係る搬送システムの動作の一例を示すフローチャートである。
図13に示すように、本実施の形態3に係る搬送システム100の動作は、実施の形態1に係る搬送システム100の動作と基本的には同じであるが、ステップS104とステップS105に代えて、ステップS104Bが実行される点が異なる。
具体的には、制御装置14は、第1アーム13A及び第2アーム13Bを前方に動作させ(ステップS103)、接触検知器106がシート部材102の主面との接触を検知したか否かを判定する(ステップS104B)。
制御装置14は、接触検知器106がシート部材102の主面との接触を検知していないと判定した場合(ステップS104BでNo)には、ステップS103に戻り、接触検知器106がシート部材102の主面との接触を検知するまで、ステップS103とステップS104を繰り返す。
一方、制御装置14は、接触検知器106がシート部材102の主面との接触を検知したと判定した場合(ステップS104BでYes)には、吸着パッド92A及び吸着パッド92Bがシート部材102の主面に当接して、シート部材102が吸着パッド92A及び吸着パッド92Bに吸着されていると判断できる。このため、制御装置14は、ステップS106の処理に進む。
以下、制御装置14は、実施の形態1に係る搬送システム100と同様に、ステップS106〜ステップS110の処理を実行する。
このように構成された、本実施の形態3に係る搬送システム100であっても、実施の形態1に係る搬送システム100と同様の作用効果を奏する。
(実施の形態4)
本実施の形態4に係る搬送システムは、実施の形態1〜3のいずれか1つの実施の形態に係る搬送システムにおいて、ロボットが、関節を介して接続されている、2つのリンク部材を相対的に駆動させるための駆動モータと、駆動モータの回転角度を検知する回転検知器と、をさらに備え、制御装置は、駆動モータへの回転角度指令値と、回転検知器が検知した回転角度値と、の偏差が、予め設定されている第1所定値より大きくなるまで、アームをシート部材の主面に向かって動作させるように構成されている。
以下、本実施の形態4に係る搬送システムの一例について、図14及び図15を参照しながら説明する。
[搬送システムの構成]
図14は、本実施の形態3に係る搬送システムにおけるロボットの概略構成を示す模式図である。なお、図14においては、ロボットにおける上下方向及び左右方向を図における上下方向及び左右方向として表している。
図14に示すように、本実施の形態4に係る搬送システム100は、実施の形態1に係る搬送システム100と基本的構成は同じであるが、ロボット101の第1吸着部90Aに、圧力検知器94Aが設けられていない点が異なる。なお、本実施の形態4においては、圧力検知器94Aが設けられていない形態を採用したが、これに限定されず、実施の形態1に係る搬送システム100のように、圧力検知器94Aが設けられている形態を採用してもよい。
[搬送システムの動作及び作用効果]
次に、本実施の形態4に係る搬送システム100の動作及び作用効果について、図14及び図15を参照しながら説明する。なお、以下の動作は、制御装置14の演算部14aが、記憶部14bに格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。
図15は、本実施の形態4に係る搬送システムの動作の一例を示すフローチャートである。
図15に示すように、本実施の形態4に係る搬送システム100の動作は、実施の形態1に係る搬送システム100の動作と基本的には同じであるが、ステップS104とステップS105に代えて、ステップS104CとステップS105Cが実行される点が異なる。
具体的には、制御装置14は、第1アーム13A及び第2アーム13Bを前方に動作させ(ステップS103)、回転センサE(図5参照)が検知した回転角度値を取得する(ステップS104C)。
次に、制御装置14は、駆動モータに出力した回転角度指令値と、ステップS104Cで取得した回転角度値と、の偏差が、予め設定されている第1所定値よりも大きいか否かを判定する(ステップS105C)。第1所定値は、第1アーム13A及び第2アーム13Bが、無負荷(第1アーム13A及び第2アーム13Bが、シート部材102の主面等と接触していない状態)で動作しているときの偏差よりも大きな値で任意に設定してもよく、第1アーム13A及び第2アーム13Bが、無負荷で動作しているときの偏差の最大値としてもよい。第1所定値としては、例えば、0であってもよい。
制御装置14は、駆動モータに出力した回転角度指令値と、ステップS104Cで取得した回転角度値と、の偏差が、第1所定値以下であると判定した場合(ステップS104CでNo)には、ステップS103に戻り、駆動モータに出力した回転角度指令値と、ステップS104Cで取得した回転角度値と、の偏差が、第1所定値よりも大きくなるまで、ステップS103〜ステップS105Cを繰り返す。
一方、制御装置14は、駆動モータに出力した回転角度指令値と、ステップS104Cで取得した回転角度値と、の偏差が、第1所定値よりも大きいと判定した場合(ステップS105CでYes)には、吸着パッド92A及び吸着パッド92Bがシート部材102の主面に当接して、シート部材102が吸着パッド92A及び吸着パッド92Bに吸着されていると判断でき、ステップS106の処理に進む。
以下、制御装置14は、実施の形態1に係る搬送システム100と同様に、ステップS106〜ステップS110の処理を実行する。
このように構成された、本実施の形態4に係る搬送システム100であっても、実施の形態1に係る搬送システム100と同様の作用効果を奏する。
(実施の形態5)
本実施の形態5に係る搬送システムは、実施の形態1〜4のいずれか1つの実施の形態に係る搬送システムにおいて、ロボットが、関節を介して接続されている、2つのリンク部材を相対的に駆動させるための駆動モータと、駆動モータの回転を制御する電流値を検知する電流検知器と、をさらに備え、制御装置は、駆動モータへの電流指令値と、電流検知器が検知した電流値と、の偏差が、予め設定されている第2所定値より大きくなるまで、アームをシート部材の主面に向かって動作させるように構成されている。
以下、本実施の形態5に係る搬送システムの一例について、図16を参照しながら説明する。なお、本実施の形態5に係る搬送システム100は、実施の形態4に係る搬送システム100と同様に構成されているため、その詳細な説明は省略する。
[搬送システムの動作及び作用効果]
図16は、本実施の形態5に係る搬送システムの動作の一例を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、制御装置14の演算部14aが、記憶部14bに格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。
図16に示すように、本実施の形態5に係る搬送システム100の動作は、実施の形態1に係る搬送システム100の動作と基本的には同じであるが、ステップS104とステップS105に代えて、ステップS104DとステップS105Dが実行される点が異なる。
具体的には、制御装置14は、第1アーム13A及び第2アーム13Bを前方に動作させ(ステップS103)、電流センサC(図5参照)が検知した電流値を取得する(ステップS104D)。
次に、制御装置14は、駆動モータに出力した電流指令値と、ステップS104Dで取得した電流値と、の偏差が、予め設定されている第2所定値よりも大きいか否かを判定する(ステップS105D)。第2所定値は、第1アーム13A及び第2アーム13Bが、無負荷(第1アーム13A及び第2アーム13Bが、シート部材102の主面等と接触していない状態)で動作しているときの偏差よりも大きな値で任意に設定してもよく、第1アーム13A及び第2アーム13Bが、無負荷で動作しているときの偏差の最大値としてもよい。第2所定値としては、例えば、0であってもよい。
制御装置14は、駆動モータに出力した電流指令値と、ステップS104Dで取得した電流値と、の偏差が、第2所定値以下であると判定した場合(ステップS104DでNo)には、ステップS103に戻り、駆動モータに出力した電流指令値と、ステップS104Dで取得した電流値と、の偏差が、第2所定値よりも大きくなるまで、ステップS103〜ステップS105Dを繰り返す。
一方、制御装置14は、駆動モータに出力した電流指令値と、ステップS104Dで取得した電流値と、の偏差が、第2所定値よりも大きいと判定した場合(ステップS105DでYes)には、吸着パッド92A及び吸着パッド92Bがシート部材102の主面に当接して、シート部材102が吸着パッド92A及び吸着パッド92Bに吸着されていると判断でき、ステップS106の処理に進む。
以下、制御装置14は、実施の形態1に係る搬送システム100と同様に、ステップS106〜ステップS110の処理を実行する。
このように構成された、本実施の形態5に係る搬送システム100であっても、実施の形態1に係る搬送システム100と同様の作用効果を奏する。
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良又は他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。
本発明の搬送システム及びその運転方法は、複数のシート部材が縦置きに積層されている容器内からシート部材を容易に1つずつ搬送することができるため、産業ロボットの分野において有用である。
5a 第1リンク部材
5b 第2リンク部材
12 台車
13A 第1アーム
13B 第2アーム
14 制御装置
14a 演算部
14b 記憶部
14c サーボ制御部
15A 第1アーム部
15B 第2アーム部
16 基軸
17A 第1リスト部
17B 第2リスト部
18A 第1ハンド部
18B 第2ハンド部
20A 第1装着部
20B 第2装着部
25 真空発生装置
42b 減算器
42c 位置制御器
42d 微分器
42e 減算器
42f 制御器
42g 減算器
60A 水平面
70A 固定部
80A 本体
81A 第1部分
82A 第2部分
82B 第2部分
90A 第1吸着部
90B 第2吸着部
91A 開口
92A 吸着パッド
92B 吸着パッド
93A 第1配管
94A 圧力検知器
100 搬送システム
101 ロボット
102 シート部材
102A シート部材
103 容器
103A 残量センサ
104 載置装置
104a アーム部
104b 保持部
105 ベルトコンベア
106 接触検知器
A 法線方向
C 電流センサ
E 回転センサ
J1 回転関節
J2 回転関節
J3 直動関節
J4 回転関節
JT 関節
JT1 第1関節
JT4 第4関節
L1 回転軸線
L2 回転軸線
L3 回転軸線
M 駆動モータ

Claims (16)

  1. その主面が傾斜するように、複数のシート部材が縦置きされている容器と、
    複数の関節と吸着部を有するアームを備えるロボットと、
    制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記シート部材の主面を前記アームの前記吸着部により吸着させた後、
    仰角方向であって、前記シート部材の主面の法線方向以外の角度方向に、前記シート部材が移動するように前記アームを動作させるように構成されている、搬送システム。
  2. 前記吸着部には、圧力検知器が設けられていて、
    前記制御装置は、前記圧力検知器が検知した圧力が、予め設定されている第1圧力値以下になるまで、前記アームを前記シート部材の主面に向かって動作させるように構成されている、請求項1に記載の搬送システム。
  3. 前記容器には、前記シート部材の残量を検知する残量検知器が設けられていて、
    前記制御装置は、前記残量検知器が検知した前記シート部材の残量に基づいて、前記アームを前記シート部材の主面に向かって動作させる動作量を設定するように構成されている、請求項1又は2に記載の搬送システム。
  4. 前記アームには、接触検知器が設けられていて、
    前記制御装置は、前記接触検知器が前記シート部材の主面との接触を検知するまで、前記アームを前記シート部材の主面に向かって動作させるように構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の搬送システム。
  5. 前記ロボットは、前記関節を介して接続されている、2つのリンク部材を相対的に駆動させるための駆動モータと、前記駆動モータの回転角度を検知する回転検知器と、をさらに備え、
    前記制御装置は、前記駆動モータへの回転角度指令値と、前記回転検知器が検知した回転角度値と、の偏差が、予め設定されている第1所定値より大きくなるまで、前記アームを前記シート部材の主面に向かって動作させるように構成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の搬送システム。
  6. 前記ロボットは、前記関節を介して接続されている、2つのリンク部材を相対的に駆動させるための駆動モータと、前記駆動モータの回転を制御する電流値を検知する電流検知器と、をさらに備え、
    前記制御装置は、前記駆動モータへの電流指令値と、前記電流検知器が検知した電流値と、の偏差が、予め設定されている第2所定値より大きくなるまで、前記アームを前記シート部材の主面に向かって動作させるように構成されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の搬送システム。
  7. 前記制御装置は、前記シート部材の主面を前記アームの前記吸着部により吸着させた後、前記シート部材が鉛直方向上方に移動するように前記アームを動作させるように構成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の搬送システム。
  8. 前記ロボットは、第1吸着部を有する第1アームと、第2吸着部を有する第2アームと、を備える、請求項1〜7のいずれか1項に記載の搬送システム。
  9. その主面が傾斜するように縦置きされているシート部材を収納する容器と、吸着部を有するアームを備えるロボットと、を備える、搬送システムの運転方法であって、
    前記アームが前記シート部材の主面に向かって動作する(A)と、
    前記(A)の後、前記アームの前記吸着部が、前記シート部材の主面を吸着する(B)と、
    前記(B)の後、仰角方向であって、水平面と前記シート部材の主面とのなす角度である第1角度のうち、前記シート部材の主面の法線方向以外の角度方向に、前記シート部材を移動させるように前記アームが動作する(C)と、を備える、搬送システムの運転方法。
  10. 前記吸着部には、圧力検知器が設けられていて、
    前記(A)では、前記圧力検知器が検知した圧力値が、予め設定されている第1圧力値以下になるまで、前記アームが前記シート部材の主面に向かって動作する、請求項9に記載の搬送システムの運転方法。
  11. 前記容器には、前記シート部材の残量を検知する残量検知器が設けられていて、
    前記(B)は、前記残量検知器が検知した前記シート部材の残量に基づいて、前記アームが前記シート部材の主面に向かって動作する動作量を設定する(B1)と、前記(B1)で設定した動作量に基づいて、前記アームが前記シート部材の主面に向かって動作する(B2)と、を有する、請求項9又は10に記載の搬送システムの運転方法。
  12. 前記アームには、接触検知器が設けられていて、
    前記(A)では、前記接触検知器が前記シート部材の主面との接触を検知するまで、前記アームが前記シート部材の主面に向かって動作する、請求項9〜11のいずれか1項に記載の搬送システムの運転方法。
  13. 前記ロボットは、前記関節を介して接続されている、2つのリンク部材を相対的に駆動させるための駆動モータと、前記駆動モータの回転位置を検知する回転検知器と、をさらに備え、
    前記(A)では、前記駆動モータへの指令値と、前記回転検知器が検知した検知値と、の偏差が、予め設定されている第1所定値より大きくなるまで、前記アームが前記シート部材の主面に向かって動作する、請求項9〜12のいずれか1項に記載の搬送システムの運転方法。
  14. 前記ロボットは、前記関節を介して接続されている、2つのリンク部材を相対的に駆動させるための駆動モータと、前記駆動モータの回転を制御する電流値を検知する電流検知器と、をさらに備え、
    前記(A)では、前記駆動モータへの指令値と、前記電流検知器が検知した検知値と、の偏差が、予め設定されている第2所定値より大きくなるまで、前記アームが前記シート部材の主面に向かって動作する、請求項9〜13のいずれか1項に記載の搬送システムの運転方法。
  15. 前記(C)において、前記アームは、前記シート部材が鉛直方向上方に移動するように動作する、請求項9〜14のいずれか1項に記載の搬送システムの運転方法。
  16. 前記ロボットは、第1吸着部を有する第1アームと、第2吸着部を有する第2アームと、を備える、請求項9〜15のいずれか1項に記載の搬送システムの運転方法。

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