JP2018176307A - ロボット用架台、ロボットシステム、および、高さ調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単にロボットの高さ位置を調整することができるロボット用架台、ロボットシステム、および、高さ調整方法を提供する。【解決手段】ロボット用架台（１４）は、ロボット（１２）を搭載するように構成された第１の架台（３０）と、ロボット（１２）と第１の架台（３０）との間に配置され、ロボット（１２）の高さ位置を調整する高さ調整部（３４、３４Ａ）と、第１の架台（３０）に連結され、ロボット（１２）により取り扱われる対象物を載置するように構成された第２の架台（３２）と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、ロボットを搭載するための第１の架台とワーク等を載置するための第２の架台とを有するロボット用架台、ロボット用架台を有するロボットシステム、および、ロボット用架台を用いてロボットの高さ位置を調整する高さ調整方法に関する。

下記に示す特許文献１には、射出成形機によって成形された成形品を取り出すロボットを架台に設置することが開示されている。架台の高さは、成形品の取り出し高さに対してロボットの高さが最適となるように設計されている。

特開２０００−５８６２号公報

しかしながら、上記した特許文献１では、成形品の取り出し対象となる射出成形機の大きさが変わると、それに応じてロボットの高さを変更しなければならない。そのため、ロボットを支持する架台を変更しなければならず、手間がかかる。

そこで、本発明は、簡単にロボットの高さ位置を調整することができるロボット用架台、ロボットシステム、および、高さ調整方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、ロボット用架台であって、ロボットを搭載するように構成された第１の架台と、前記ロボットと前記第１の架台との間に配置され、前記ロボットの高さ位置を調整する高さ調整部と、前記第１の架台に連結され、前記ロボットにより取り扱われる対象物を載置するように構成された第２の架台と、を備える。

本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様のロボット用架台を有するロボットシステムであって、前記高さ調整部を制御する制御部と、作業者の操作を受け付ける入力部と、を有し、前記制御部は、前記ロボットの高さ位置が、作業者の前記入力部の操作によって入力された前記射出成形機の機種に応じた高さ位置となるように、前記高さ調整部を制御する。

本発明の第３の態様は、本発明の第１の態様のロボット用架台を用いて、制御装置がロボットの高さ位置を調整する高さ調整方法であって、前記ロボットの高さ位置が、作業者によって入力された射出成形機の機種に応じた高さ位置となるように、前記制御装置が前記高さ調整部を制御する制御ステップを含む。

本発明によれば、ロボットの高さ位置を簡単に調整することができる。

実施の形態のロボットシステムを示す斜視図である。 実施の形態のロボットシステムを示す側面図である。 図３Ａは、図１、図２に示す高さ調整部が設けられていない場合のロボットシステムと小型の射出成形機とを示す側面図であり、図３Ｂは、高さ調整部が設けられていない場合のロボットシステムと大型の射出成形機とを示す側面図である。 高さ調整部によってロボットの高さ位置を調整したときのロボットシステムと、射出成形機とを示す側面図である。 変形例１におけるロボットシステムと射出成形機とを示す側面図である。 変形例２におけるロボットシステムの構成を示す図である。 図６の記憶媒体のテーブルに記憶されている情報を示す図である。

本発明に係るロボット用架台、ロボットシステム、および、高さ調整方法について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

図１は、実施の形態のロボットシステム１０を示す斜視図、図２は、実施の形態のロボットシステム１０を示す側面図である。ロボットシステム１０は、ロボット１２と、ロボット１２が搭載されるロボット用架台１４とを備える。ロボットシステム１０（ロボット１２が搭載されたロボット用架台１４）は、射出成形機Ｍに近接して配置される。この射出成形機Ｍは、機種に応じてその大きさが異なる。

ロボット１２は、複数の関節を有する多関節アーム２０と、多関節アーム２０を支持する機台２２とを備える、多関節型の産業ロボットである。多関節アーム２０の先端には、エンドエフェクタが取り付けられる取付部２０ａが設けられている。エンドエフェクタとしては、例えば、ロボット１２によって取り扱われる対象物を保持可能なハンド等が挙げられる。ロボット１２の動作範囲（取付部２０ａの動作範囲）ＡＦは、ロボット１２の種類、具体的には、ロボット１２の大きさ、構造等によって異なる。

ロボット１２により取り扱われる対象物としては、例えば、射出成形機Ｍの金型から回収する成形品、および、射出成形機Ｍの金型内にインサートするインサート部品等が挙げられる。つまり、ロボット１２は、射出成形機Ｍによって成形された成形品の金型からの取り出し、および、射出成形機Ｍの金型内へのインサート部品のインサートのうち、少なくとも一方を行う。

ロボット用架台１４は、ロボット１２を搭載するように構成された第１の架台３０と、対象物を載置するように構成された第２の架台３２とを有する。この第１の架台３０と第２の架台３２とは連結されている。

また、ロボット用架台１４は、ロボット１２と第１の架台３０との間に設置され、ロボット１２の高さ位置を調整する高さ調整部３４を備える。つまり、ロボット１２の機台２２は、高さ調整部３４を介して第１の架台３０の上面３０ａに固定されている。第１の架台３０の内部には、ロボット１２を制御する制御装置（例えば、数値制御装置）３６が配置されている。

第２の架台３２は、第１の架台３０に対して水平方向に隣接して配置されている。第２の架台３２は、第１の架台３０よりも高く構成されている。つまり、第２の架台３２の上面３２ａは、第１の架台３０の上面３０ａよりも高い。なお、第２の架台３２は、第１の架台３０と同じ高さ、或いは、第１の架台３０よりも低く構成されていてもよい。第２の架台３２の高さは、作業者の作業性を考慮して人間工学的に基づいた高さである。

第２の架台３２の上面３２ａには、対象物を載置するためのパレット部３８が設けられている。パレット部３８は、底部３８ａと底部３８ａの周縁部から全周に亘って上方に突出した周壁部３８ｂとを有する。

第２の架台３２には、ロボット用架台１４を移動させる際に作業者が握ることが可能なグリップハンドル４０が設けられている。グリップハンドル４０は、第２の架台３２の第１の架台３０が設けられた側とは反対側に設けられている。第１の架台３０および第２の架台３２は、連結部４２によって一体的に移動可能に連結されており、例えば、ロボット用架台１４（具体的には、第１の架台３０および第２の架台３２）の下部には、複数のキャスタ４４が設けられている。

なお、図１、図２においては、フレーム状に構成された第１の架台３０および第２の架台３２を図示したが、第１の架台３０および第２の架台３２は、箱状に構成されていてもよい。また、図１の符号４６は、ロボット用架台１４の位置を固定するためのストッパである。ストッパ４６は、上下方向に位置調整可能であり、ロボット用架台１４が設置される床面に当接することで、ロボット用架台１４の位置を固定できるようになっている。

高さ調整部３４は、高さ方向（上下方向）に沿って伸縮可能である。高さ調整部３４は、例えば、ジャッキ等によって構成される。ジャッキの種類としては、機械式のジャッキ（ねじジャッキ、ラック駆動ジャッキ）、空気作動式のジャッキ（エアージャッキ）、または、液体作動式のジャッキ（油圧ジャッキ）等が挙げられる。高さ調整部３４が高さ方向に伸縮することで、ロボット１２の第１の架台３０に対する高さ位置が変更される。この高さ調整部３４は、作業者の操作によって伸縮して、ロボット１２の高さ位置を調整する。

ここで、高さ調整部３４が設けられていない場合のロボットシステム１０を用いた場合について説明する。図３Ａは、高さ調整部３４が設けられていない場合のロボットシステム１０と小型の射出成形機Ｍ（Ｍ１）とを示す側面図であり、図３Ｂは、高さ調整部３４が設けられていない場合のロボットシステム１０と大型の射出成形機Ｍ（Ｍ２）とを示す側面図である。図３Ａ、図３Ｂは、射出成形機Ｍ１、Ｍ２の型締装置側からみた図である。

ロボット１２は、金型から成形品を取り出して、パレット部３８に成形品を載置したり、パレット部３８に載置されているインサート部品を保持して金型内にインサートする。そのため、ロボット１２の動作範囲（取付部２０ａの到達可能領域）ＡＦ内に、パレット部３８および金型中心Ｃが含まれていることが好ましい。なお、ロボット１２の動作範囲ＡＦ内に、パレット部３８が位置するように、第１の架台３０と第２の架台３２とが連結されている。

図３Ａに示すように、高さ調整部３４が設けられていないロボットシステム１０を小型の射出成形機Ｍ１に近接配置したときには、小型の射出成形機Ｍ１の金型中心Ｃ（Ｃ１）は、ロボット１２の動作範囲ＡＦ内に含まれている。しかしながら、図３Ｂに示すように、高さ調整部３４が設けられていないロボットシステム１０を大型の射出成形機Ｍ２に近接配置したときには、大型の射出成形機Ｍ２の金型中心Ｃ（Ｃ２）は、ロボット１２の動作範囲ＡＦから外れてしまう。したがって、図３Ｂに示す場合では、成形品の取り出しや、金型内へのインサート部品のインサートが行なえない可能性が大きい。

そこで、本実施の形態では、ロボットシステム１０に高さ調整部３４を設けることで、ロボット１２の高さ位置を調整可能にしている。高さ調整部３４は、射出成形機Ｍの機種に応じた高さ位置となるように、ロボット１２の高さ位置を調整する。つまり、高さ調整部３４は、射出成形機Ｍの金型中心Ｃがロボット１２の動作範囲ＡＦ内となるように、ロボット１２の高さ位置を調整する。なお、図４に示す射出成形機Ｍは、図３Ｂに示す大型の射出成形機Ｍ２と機種が同一であるものとする。

このように、射出成形機Ｍの機種が変更された場合であっても、射出成形機Ｍの金型中心Ｃがロボット１２の動作範囲ＡＦ内に入るように、ロボット１２の高さ位置を簡単に調整することができる。その結果、射出成形機Ｍの機種が変更された場合であっても、ロボット１２は、成形品の金型からの取り出しや、金型内へのインサート部品のインサートを良好に行うことができる。また、１つのロボット用架台１４（またはロボットシステム１０）で、複数機種の射出成形機Ｍに対応することができ、射出成形機Ｍの機種毎に、ロボット用架台１４（またはロボットシステム１０）を用意する必要がなく、コストが低廉になる。

［変形例］
上記実施の形態は、以下のように変形にしてもよい。

＜変形例１＞
上記実施の形態では、伸縮可能な高さ調整部３４を用いて、ロボット１２の高さ位置を調整したが、図５に示すように、単に、ブロック状の高さ調整部３４Ａを用いて、ロボット１２の高さ位置を調整してもよい。この場合は、高さが異なる複数のブロック状の高さ調整部３４Ａを予め用意し、射出成形機Ｍの機種に応じた高さの高さ調整部３４Ａを、第１の架台３０とロボット１２との間に設置すればよい。なお、図５に示す射出成形機Ｍは、図３Ｂに示す大型の射出成形機Ｍ２と機種が同一であるものとする。

このように、変形例１でも上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。

＜変形例２＞
上記実施の形態では、高さ調整部３４を手動で操作することで、高さ調整部３４を伸縮させてロボット１２の高さ位置を調整したが、自動で高さ調整部３４を伸縮させてロボット１２の高さ位置を調整してもよい。

図６は、変形例２における高さ調整部３４を制御する制御装置５０の構成を示す図である。この制御装置５０は、第１の架台３０の内部に配置されていてもよい。また、ロボット１２を制御する制御装置３６と、高さ調整部３４を制御する制御装置５０とを１つの制御装置で構成してもよい。

この制御装置５０は、ロボットシステム１０に含まれてもよいし、ロボット用架台１４に含まれてもよい。つまり、ロボット１２、ロボット用架台１４、および、制御装置５０で、ロボットシステム１０を構成してもよいし、第１の架台３０、第２の架台３２、高さ調整部３４、および、制御装置５０で、ロボット用架台１４を構成してもよい。

制御装置５０は、入力部５２、制御部５４、記憶媒体５６、および、表示部５８を備える。入力部５２は、作業者の操作を受けるものであり、作業者は、入力部５２を操作することで所定の情報を入力することができる。入力部５２は、例えば、キーボード等によって構成される。

制御部５４は、ＣＰＵ等のプロセッサによって構成されており、演算処理を行うとともに、高さ調整部３４を制御する。記憶媒体５６は、制御部５４の制御に必要なデータを記憶するとともに、後述するテーブル５６ａを格納している。表示部５８は、作業者に必要な情報を表示するものであり、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイ等によって構成されている。

作業者は、入力部５２を操作することで、ロボットシステム１０の処理対象となる射出成形機Ｍの機種を入力する。制御部５４は、ロボット１２の高さ位置が、入力された機種に応じた高さ位置となるように、高さ調整部３４を制御する。高さ調整部３４は、制御部５４から送られてきた制御信号に基づいて伸縮し、ロボット１２の高さ位置を調整する。

具体的には、テーブル５６ａには、図７に示すように、射出成形機Ｍの機種とロボット１２の高さ位置とが対応付けられて記憶されている。そして、制御部５４は、入力された機種に応じたロボット１２の高さ位置をテーブル５６ａから取得し、ロボット１２が取得した高さ位置となるように、高さ調整部３４を制御する。

なお、ロボットシステム１０に設けられた撮像部がロボットシステム１０の処理対象となる射出成形機Ｍを撮像することで得られた画像データから射出成形機Ｍの機種を取得してもよい。この場合は、制御部５４は、撮像部が撮像した画像データに対して画像認識処理を施すことで、射出成形機Ｍの機種を特定する。

このように、変形例２でも上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。また、変形例２では、射出成形機Ｍの機種に応じて、自動的にロボット１２の高さ位置が調整されるので、手間が省け、作業者の作業時間を短縮することができる。

〔実施の形態から得られる技術的思想〕
上記実施の形態および変形例１、２から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。

＜第１の技術的思想＞
第１の技術的思想は、ロボット用架台（１４）であって、ロボット（１２）を搭載するように構成された第１の架台（３０）と、ロボット（１２）と第１の架台（３０）との間に配置され、ロボット（１２）の高さ位置を調整する高さ調整部（３４、３４Ａ）と、第１の架台（３０）に連結され、ロボット（１２）により取り扱われる対象物を載置するように構成された第２の架台（３２）と、を備える。

これにより、ロボット（１２）の高さ位置を簡単に調整することができる。また、射出成形機（Ｍ）の金型中心（Ｃ）がロボット（１２）の動作範囲（ＡＦ）内に入るように、ロボット（１２）の高さ位置を簡単に調整することが可能となる。その結果、ロボット（１２）は、成形品の金型からの取り出しや、金型内へのインサート部品のインサートを良好に行うことができる。また、１つのロボット用架台（１４）で、複数機種の射出成形機（Ｍ）に対応することができ、射出成形機（Ｍ）の機種毎に、ロボット用架台（１４）を用意する必要がなく、コストが低廉になる。

第１の架台（３０）および第２の架台（３２）は、一体的に移動可能であってもよい。これにより、ロボット用架台（１４）を簡単に移動させることができ、利便性が向上する。

高さ調整部（３４、３４Ａ）は、射出成形機（Ｍ）の機種に応じた高さ位置となるように、ロボット（１２）の高さ位置を調整してもよい。これにより、射出成形機（Ｍ）の機種が変更された場合であっても、簡単に、射出成形機（Ｍ）の金型中心（Ｃ）を、ロボット（１２）の動作範囲（ＡＦ）内にすることができる。その結果、射出成形機（Ｍ）の機種が変更された場合であっても、ロボット（１２）は、成形品の金型からの取り出しや、金型内へのインサート部品のインサートを良好に行うことができる。

ロボット（１２）は、射出成形機（Ｍ）によって成形された成形品の取り出し、および、射出成形機（Ｍ）の金型内へのインサート部品のインサートのうち、少なくとも一方を行ってもよい。これにより、成形品の金型からの取り出しや、金型内へのインサート部品のインサートを自動で行うことができる。

＜第２の技術的思想＞
第２の技術的思想は、第１の技術的思想のロボット用架台（１４）を有するロボットシステム（１０）であって、高さ調整部（３４）を制御する制御部（５４）と、作業者の操作を受け付ける入力部（５２）と、を有する。制御部（５４）は、ロボット（１２）の高さ位置が、作業者の入力部（５２）の操作によって入力された射出成形機（Ｍ）の機種に応じた高さ位置となるように、高さ調整部（３４）を制御する。

これにより、射出成形機（Ｍ）の機種が変更された場合であっても、射出成形機（Ｍ）の金型中心（Ｃ）がロボット（１２）の動作範囲（ＡＦ）内に入るように、ロボット（１２）の高さ位置を簡単に調整することができる。その結果、射出成形機（Ｍ）の機種が変更された場合であっても、ロボット（１２）は、成形品の金型からの取り出しや、金型内へのインサート部品のインサートを良好に行うことができる。また、１つのロボット用架台（１４）で、複数機種の射出成形機（Ｍ）に対応することができ、射出成形機（Ｍ）の機種毎に、ロボット用架台（１４）を用意する必要がなく、コストが低廉になる。さらに、自動でロボット（１２）の高さ位置が調整されるので、手間が省け、作業者の作業時間が短縮する。

ロボットシステム（１０）は、射出成形機（Ｍ）の機種とロボット（１２）の高さ位置とが対応付けて記憶されたテーブル（５６ａ）を備えてもよい。制御部（５４）は、テーブル（５６ａ）を用いて、高さ調整部（３４）を制御してもよい。これにより、簡単に、射出成形機（Ｍ）の機種に応じてロボット（１２）の高さ位置を調整することができる。

＜第３の技術的思想＞
第３の技術的思想は、第１の技術的思想のロボット用架台（１４）を用いて、制御装置（５０）がロボット（１２）の高さ位置を調整する高さ調整方法であって、ロボット（１２）の高さ位置が、作業者によって入力された射出成形機（Ｍ）の機種に応じた高さ位置となるように、制御装置（５０）が高さ調整部（３４）を制御する制御ステップを含む。

これにより、射出成形機（Ｍ）の機種が変更された場合であっても、射出成形機（Ｍ）の金型中心（Ｃ）がロボット（１２）の動作範囲（ＡＦ）内に入るように、ロボット（１２）の高さ位置を簡単に調整することができる。その結果、射出成形機（Ｍ）の機種が変更された場合であっても、ロボット（１２）は、成形品の金型からの取り出しや、金型内へのインサート部品のインサートを良好に行うことができる。また、１つのロボット用架台（１４）で、複数機種の射出成形機（Ｍ）に対応することができ、射出成形機（Ｍ）の機種毎に、ロボット用架台（１４）を用意する必要がなく、コストが低廉になる。さらに、自動でロボット（１２）の高さ位置が調整されるので、手間が省け、作業者の作業時間が短縮する。

制御装置（５０）は、射出成形機（Ｍ）の機種とロボット（１２）の高さ位置とが対応付けて記憶されたテーブル（５６ａ）を備えてもよい。制御ステップは、テーブル（５６ａ）を用いて、高さ調整部（３４）を制御してもよい。これにより、簡単に、射出成形機（Ｍ）の機種に応じてロボット（１２）の高さ位置を調整することができる。

１０…ロボットシステム １２…ロボット
１４…ロボット用架台 ２０…多関節アーム
２０ａ…取付部 ２２…機台
３０…第１の架台 ３０ａ、３２ａ…上面
３２…第２の架台 ３４、３４Ａ…高さ調整部
３６、５０…制御装置 ３８…パレット部
４４…キャスタ ５２…入力部
５４…制御部 ５６…記憶媒体
５６ａ…テーブル ５８…表示部
ＡＦ…動作範囲 Ｍ、Ｍ１、Ｍ２…射出成形機

Claims (8)

1. ロボットを搭載するように構成された第１の架台と、
   前記ロボットと前記第１の架台との間に配置され、前記ロボットの高さ位置を調整する高さ調整部と、
   前記第１の架台に連結され、前記ロボットにより取り扱われる対象物を載置するように構成された第２の架台と、
   を備える、ロボット用架台。
2. 請求項１に記載のロボット用架台であって、
   前記第１の架台および前記第２の架台は、一体的に移動可能である、ロボット用架台。
3. 請求項１または２に記載のロボット用架台であって、
   前記高さ調整部は、射出成形機の機種に応じた高さ位置となるように、前記ロボットの高さ位置を調整する、ロボット用架台。
4. 請求項３に記載のロボット用架台であって、
   前記ロボットは、前記射出成形機によって成形された成形品の取り出し、および、前記射出成形機の金型内へのインサート部品のインサートのうち、少なくとも一方を行う、ロボット用架台。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のロボット用架台を有するロボットシステムであって、
   前記高さ調整部を制御する制御部と、
   作業者の操作を受け付ける入力部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記ロボットの高さ位置が、作業者の前記入力部の操作によって入力された前記射出成形機の機種に応じた高さ位置となるように、前記高さ調整部を制御する、ロボットシステム。
6. 請求項５に記載のロボットシステムであって、
   前記射出成形機の機種と前記ロボットの高さ位置とが対応付けて記憶されたテーブルを備え、
   前記制御部は、前記テーブルを用いて、前記高さ調整部を制御する、ロボットシステム。
7. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のロボット用架台を用いて、制御装置がロボットの高さ位置を調整する高さ調整方法であって、
   前記ロボットの高さ位置が、作業者によって入力された射出成形機の機種に応じた高さ位置となるように、前記制御装置が前記高さ調整部を制御する制御ステップを含む、高さ調整方法。
8. 請求項７に記載の高さ調整方法であって、
   前記制御装置は、前記射出成形機の機種と前記ロボットの高さ位置とが対応付けて記憶されたテーブルを備え、
   前記制御ステップは、前記テーブルを用いて、前記高さ調整部を制御する、高さ調整方法。

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