JP2019147236A - ロボットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 ワーク搬送用コンベアの上への埃や潤滑油等の落下を防止できるロボットシステムを提供すること。【解決手段】 ワークを搬送するワーク搬送コンベア装置と、単軸アクチュエータを組み合わせてなるワーク搬送用直交型ロボットと、上記ワーク搬送用直交型ロボットに設置され上記ワーク搬送コンベア装置上のワークを吸着・保持するワークハンド部と、を具備し、上記ワーク搬送用直交型ロボットの可動部が上記ワーク搬送コンベア装置の搬送面より下に設けられているもの。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、産業用のロボットシステムに係り、特に、ワーク搬送用コンベア装置の上への埃や潤滑油等の異物の落下を防止できるように工夫したものに関する。

従来のロボットシステムを開示するものとして、例えば、特許文献１等がある。
特許文献１に記載された搬送システムには、まず、コンベアが設置された搬送経路がある。この搬送経路によって、液晶ガラス等の板状ワークが載置されたトレイが搬送される。また、上記搬送システムには、上記板状ワークを処理する処理装置へ上記板状ワークを搬送する、もしくは、上記処理装置で処理された板状ワークを上記搬送経路側に戻すための連絡コンベアがあり、上記搬送経路と上記連絡コンベアとの間で上記板状ワークを移動させるためにワーク吸着装置が設置されている。

上記ワーク吸着装置には、まず、床上に設置された基台がある。この基台の上には、上下方向に伸縮自在かつ円周方向に回動可能な昇降装置が設置されている。この昇降装置の上側にはアームが設置されている。このアームは、２つのアーム部が連結されていて、基端側のアーム部は上記昇降装置に対して水平方向に回動され、先端側のアーム部は上記基端側のアーム部に対して水平方向に回動される。また、上記先端側のアーム部の先端側にはベルヌーイアームが設置されている。このベルヌーイアームは、上記先端側のアーム部に対して回動される。また、上記ベルヌーイアームの下側には複数のベルヌーイチャックが設けられており、吸引によって上記板状ワークを吸着・保持する。

特開２００６−１７６２５５号公報

上記従来の構成によると、次のような問題があった。
すなわち、上記搬送経路と上記連絡コンベアとの間で上記板状ワークを移動させるために、上記ワーク吸着装置のアームやベルヌーイアームは上記搬送経路のコンベアや上記連絡コンベアの上側に配置されることになる。そのため、上記アームのアーム部やベルヌーイアームを回動させるため可動部、すなわち、軸受やモータ等が上記搬送経路のコンベアや上記連絡コンベアの上側に配置されることになり、上記可動部から上記搬送経路のコンベアや連絡コンベアに埃、汚れ、潤滑油等といった異物が落下してしまい、上記板状ワークが汚染されてしまうという問題があった。
このことは、上記液晶ガラス等の板状ワークの他にも、電子部品等の精密機器や食品の製造設備等にとっても問題となる。

本発明は、このような点に基づいてなされたもので、その目的とするところは、ワーク搬送用コンベア装置の上への埃や潤滑油等の異物の落下を防止できるロボットシステムを提供することにある。

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１によるロボットシステムは、ワークを搬送するワーク搬送コンベア装置と、単軸アクチュエータを組み合わせてなるワーク搬送用直交型ロボットと、上記ワーク搬送用直交型ロボットに設置され上記ワーク搬送コンベア装置上のワークを吸着・保持するワークハンド部と、を具備し、上記ワーク搬送用直交型ロボットの可動部が上記ワーク搬送コンベア装置の搬送面より下に設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項２によるロボットシステムは、請求項１記載のロボットシステムにおいて、上記ワーク搬送用直交型ロボットは相互に直交するように配置されたＸ軸アクチュエータとＹ軸アクチュエータとＺ軸アクチュエータからなる３軸直交型ロボットであることを特徴とするものである。
また、請求項３によるロボットシステムは、請求項１又は請求項２記載のロボットシステムにおいて、上記ワークハンド部は上記ワーク搬送用直交型ロボットに取り付けられたアームと、上記アームの先端に取り付けられたワーク吸着部と、から構成されていて、上記ワーク吸着部のための配管又は配線は上記アーム内に内装されていることを特徴とするものである。
また、請求項４によるロボットシステムは、請求項１〜請求項３の何れかに記載のロボットシステムにおいて、上記ワーク搬送コンベア装置の上記ワーク搬送用直交型ロボットが設置された位置よりも上流側には上記ワーク搬送コンベア装置上のワークを撮像する撮像装置が設置されていることを特徴とするものである。
また、請求項５によるロボットシステムは、請求項４記載のロボットシステムにおいて、上記撮像装置によって得られた撮像情報と上記ワーク搬送コンベア装置の搬送速度情報に基づいて、上記ワーク搬送用直交型ロボットを介して上記ワークハンド部を移動させて、上記ワーク搬送コンベア装置上のワークを吸着・保持することを特徴とするものである。
また、請求項６によるロボットシステムは、請求項５記載のロボットシステムにおいて、上記ワーク搬送コンベア装置の搬送速度情報は実測により得られるものであることを特徴とするものである。
また、請求項７によるロボットシステムは、請求項４〜請求項６の何れかに記載のロボットシステムにおいて、上記ワークハンド部によって吸着・保持されたワークを回収する回転テーブル装置が設置されていて、上記回転テーブル装置は、回転可能に設置され回収されたワークが載置される回転テーブルと、この回転テーブルを回転・駆動する回転用アクチュエータと、からなり、上記回転用アクチュエータは上記ワーク搬送コンベア装置の搬送面より下に設けられていて、上記撮像装置によって得られた撮像情報に基づいて上記回転用アクチュエータを駆動して上記回転テーブルを回転させワークの向きを矯正するようにしたことを特徴とするものである。
また、請求項８によるロボットシステムは、請求項７記載のロボットシステムにおいて、上記回転テーブルにはワークが載置されるトレイが設置されていることを特徴とするものである。
また、請求項９によるロボットシステムは、請求項１〜請求項８の何れかに記載のロボットシステムにおいて、上記ワーク搬送用直交型ロボット及び上記ワークハンドが上記ワーク搬送コンベア装置を挟んで対向・配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項１０によるロボットシステムは、請求項９記載のロボットシステムにおいて、上記ワーク搬送用直交型ロボットは同時又は同期制御されることを特徴とするものである。
また、請求項１１によるロボットシステムは、請求項７〜請求項１０の何れかに記載のロボットシステムにおいて、上記ワーク搬送用直交型ロボットと上記回転テーブル装置は同時又は同期制御されることを特徴とするものである。

以上述べたように、本願発明の請求項１によるロボットシステムによると、ワークを搬送するワーク搬送コンベア装置と、単軸アクチュエータを組み合わせてなるワーク搬送用直交型ロボットと、上記ワーク搬送用直交型ロボットに設置され上記ワーク搬送コンベア装置上のワークを吸着・保持するワークハンド部と、を具備し、上記ワーク搬送用直交型ロボットの可動部が上記ワーク搬送コンベア装置の搬送面より下に設けられているので、上記ワーク搬送用直交型ロボットに溜まった埃や潤滑油等の異物が上記可動部の動作によって上記ワーク搬送コンベア装置上へ落下することを防止できる。また、可動部がない上記ワーク吸着部を用いることによっても埃や潤滑油等の異物が上記ワーク搬送コンベア装置上へ落下することを防止できる。
また、請求項２によるロボットシステムによると、請求項１記載のロボットシステムにおいて、上記ワーク搬送用直交型ロボットは相互に直交するように配置されたＸ軸アクチュエータとＹ軸アクチュエータとＺ軸アクチュエータからなる３軸直交型ロボットであるので、簡易な構成によりロボットシステムを構成することができる。
また、請求項３によるロボットシステムによると、請求項１又は請求項２記載のロボットシステムにおいて、上記ワークハンド部は上記ワーク搬送用直交型ロボットに取り付けられたアームと、上記アームの先端に取り付けられたワーク吸着部と、から構成されていて、上記ワーク吸着部のための配管又は配線は上記アーム内に内装されているので、上記配管が外部に露出している場合に比べて上記ワーク搬送用直交型ロボットの清掃を行いやすくすることができ、上記ワークハンド部を清掃しておくことによって埃等の異物が上記ワーク搬送コンベア装置上へ落下することを防止できる。
また、請求項４によるロボットシステムによると、請求項１〜請求項３の何れかに記載のロボットシステムにおいて、上記ワーク搬送コンベア装置の上記ワーク搬送用直交型ロボットが設置された位置よりも上流側には上記ワーク搬送コンベア装置上のワークを撮像する撮像装置が設置されているので、上記撮像装置によって得られた情報に基づいて上記ワーク搬送用直交型ロボットを制御し、ワークの吸着を確実に行うことができる。
また、請求項５によるロボットシステムによると、請求項４記載のロボットシステムにおいて、上記撮像装置によって得られた撮像情報と上記ワーク搬送コンベア装置の搬送速度情報に基づいて、上記ワーク搬送用直交型ロボットを介して上記ワークハンド部を移動させて、上記ワーク搬送コンベア装置上のワークを吸着・保持するので、ワークの吸着を確実に行うことができる。
また、請求項６によるロボットシステムによると、請求項５記載のロボットシステムにおいて、上記ワーク搬送コンベア装置の搬送速度情報は実測により得られるものであるので、ワークの吸着をより確実に行うことができる。
また、請求項７によるロボットシステムによると、請求項４〜請求項６の何れかに記載のロボットシステムにおいて、上記ワークハンド部によって吸着・保持されたワークを回収する回転テーブル装置が設置されていて、上記回転テーブル装置は、回転可能に設置され回収されたワークが載置される回転テーブルと、この回転テーブルを回転・駆動する回転用アクチュエータと、からなり、上記回転用アクチュエータは上記ワーク搬送コンベア装置の搬送面より下に設けられていて、上記撮像装置によって得られた撮像情報に基づいて上記回転用アクチュエータを駆動して上記回転テーブルを回転させワークの向きを矯正するようにしたので、上記ワーク搬送用直交型ロボット側でワークを回転させることなく上記回転テーブル装置上にワークを整列させることができ、これにより上記ワーク搬送コンベア装置の搬送面より上側に回転駆動部を設けない構成になっていて、埃や潤滑油等の異物が上記ワーク搬送コンベア装置上へ落下することを防止できる。
また、請求項８によるロボットシステムによると、請求項７記載のロボットシステムにおいて、上記回転テーブルにはワークが載置されるトレイが設置されているので、上記トレイ上に整列させたワークを容易に回収することができる。
また、請求項９によるロボットシステムによると、請求項１〜請求項８の何れかに記載のロボットシステムにおいて、上記ワーク搬送用直交型ロボット及び上記ワークハンドが上記ワーク搬送コンベア装置を挟んで対向・配置されているので、より効果的に上記ワーク搬送用直交型ロボットによるワークの移動を行うことができる。
また、請求項１０によるロボットシステムによると、請求項９記載のロボットシステムにおいて、上記ワーク搬送用直交型ロボットは同時又は同期制御されるので、より効果的に上記ワーク搬送直交型用ロボットによるワークの移動を行うことができる。
また、請求項１１によるロボットシステムによると、請求項７〜請求項１０の何れかに記載のロボットシステムにおいて、上記ワーク搬送用直交型ロボットと上記回転テーブル装置は同時又は同期制御されるので、より効果的にワークの回収と整列を行うことができる。

本発明の第１の実施の形態を示す図で、ロボットシステムの斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、ロボットシステムの正面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図２のＩＶ−ＩＶ矢視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、ワーク搬送コンベア装置の斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、ワーク搬送用直交型ロボットとワークハンド部を正面側から視た斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、ワーク搬送用直交型ロボットとワークハンド部を背面側から視た斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図で、ワークハンド部のアームの一部を破断して示す図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、撮像装置の斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、回転テーブル装置の斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、ワーク搬送コンベア装置の最も下流側にあるワークの向きに合わせてトレイを回転させる前の状態のロボットシステムの平面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、ワーク搬送コンベア装置の最も下流側にあるワークの向きに合わせてトレイを回転させた状態のロボットシステムの平面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、ワーク搬送コンベア装置の最も下流側にあるワークを吸着した状態のロボットシステムの平面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、吸着したワークをトレイに載置する状態のロボットシステムの平面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、次にトレイに載置するワークの向きに合わせて上記トレイを回転させた状態のロボットシステムの平面図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、ロボットシステムの平面図である。

以下、図１乃至図１５を参照しながら、本発明の第１の実施の形態について説明する。
ロボットシステム１は、図１乃至図４に示すように、ワーク搬送コンベア装置３と、ワーク搬送用直交型ロボット５と、ワークハンド部６と、から基本的に構成されていて、さらに、撮像装置７、及び、回転テーブル装置９が設置されている。すなわち、上記ワーク搬送コンベア装置３によってワーク１１を上流側（図１中左側）から下流側（図１中右側）に搬送し、下流側（図１中右側）に搬送された上記ワーク１１を上記ワーク搬送用直交型ロボット５及びワークハンド部６によってピッキングし、上記回転テーブル装置９まで搬送する。また、図１に示すように、制御装置１２があり、この制御装置１２は、上記撮像装置７によって得られた情報、上記ワーク搬送コンベア装置３の速度情報、時計情報に基づいて、上記ワーク搬送用直交型ロボット５や上記回転テーブル装置９の制御を行う。

上記ワーク搬送コンベア装置３には、図５に示すように、基台１５があり、この基台１５は複数本（この第１の実施の形態の場合は４本）の脚部１３等から構成されている。この基台１５の図５中上側には複数のローラ１７が回転可能に設置されていて、これらローラ１７には搬送用ベルト１９が巻回されている。上記ローラ１７のうちの一つが図示しない駆動用モータによって、例えば、タイミングプーリ・タイミングベルト機構（図示せず）を介して回転・駆動され、上記搬送用ベルト１９が上流側（図１中左側）から下流側（図１中右側）、又は、下流側（図１中右側）から上流側（図１中左側）に向かってループ状に回転せられる。これにより、上記搬送用ベルト１９上に載置された上記ワーク１１が図１中左右何れかの方向に搬送される。
なお、本実施の形態では、図１中左から右に向かって搬送するものとする。
また、上記ワーク搬送コンベア装置３には、落下防止板２０、２０がある。これら落下防止板２０、２０は上記ワーク搬送コンベア装置３の幅方向両側に搬送面の高さ（図３と図４に符号Ａで示す）よりも上側に突出するように設置されている。

上記ワーク搬送用直交型ロボット５は３軸直交型ロボットである。すなわち、図６及び図７に示すように、上記ワーク搬送用直交型ロボット５は、Ｘ軸アクチュエータ２１と、このＸ軸アクチュエータ２１に設置されたＹ軸アクチュエータ２３と、上記Ｙ軸アクチュエータ２３に設置されたＺ軸アクチュエータ２５と、から構成されている。

上記Ｘ軸アクチュエータ２１は単軸アクチュエータで、板状のベース２７があり、このベース２７の上に略Ｕ字型の断面形状を有するＸ軸ガイド部材２９がＸ軸方向に延長・設置されている。上記Ｘ軸アクチュエータ２１には、Ｘ軸スライダ３１が上記Ｘ軸ガイド部材２９に沿ってＸ軸方向に移動可能な状態で設置されている。
また、上記Ｘ軸ガイド部材２９内には、図示しないＸ軸ボールねじ軸が回転可能に設置されている。上記Ｘ軸ガイド部材２９の一端側（図６中右下側）にはモータケース３３が設置されていて、このモータケース３３内には図示しない可動部であるＸ軸モータが設置されている。このＸ軸モータの出力軸と上記Ｘ軸ボールねじ軸は図示しないカップリング機構によって連結されていて、上記Ｘ軸モータによって上記Ｘ軸ボールねじ軸が回転・駆動される。上記Ｘ軸スライダ３１内には図示しないＸ軸ボールねじナットが固着されていて、この図示しないＸ軸ボールねじナットと上記Ｘ軸ボールねじ軸が複数個のボールを介して螺合されている。上記Ｘ軸ボールねじ軸が回転・駆動されることで、上記Ｘ軸ボールナットひいては上記Ｘ軸スライダ３１がＸ軸方向に移動せられる。
なお、上記可動部とは、移動や回転等の動作が行われる部分で、例えば、部材同士が摺動されていて、摩耗粉の発生が懸念されたり、潤滑剤等が用いられていて上記潤滑剤等の漏れ出しが懸念されたりするような箇所をいう。

また、上記Ｘ軸アクチュエータ２１には、上記Ｘ軸ガイド部材２９の他端側を閉塞する端部材３５がある。また、上記Ｘ軸アクチュエータ２１には、上記Ｘ軸ガイド部材２９の上側開口部３７を閉塞するカバ３９がある。このカバ３９は、例えば、ステンレス製の薄板状部材で、上記端部材３５と上記モータケース３３に両端を固定され、上記Ｘ軸スライダ３１を貫通した状態で設置されている。

また、上記Ｙ軸アクチュエータ２３も単軸アクチュエータであり、上記Ｘ軸スライダ３１上に設置されている。上記Ｙ軸アクチュエータ２３には略Ｕ字型の断面形状を有するＹ軸ガイド部材４１があり、このＹ軸ガイド部材４１は上記Ｘ軸スライダ３１のＸ軸スライダ３１に固着されていて、Ｙ軸方向に延長・設置されている。上記Ｙ軸アクチュエータ２３には、可動部であるＹ軸スライダ４３が上記Ｙ軸ガイド部材４１に沿ってＹ軸方向に移動可能に設置されている。上記Ｙ軸ガイド部材４１内には、図示しないＹ軸ボールねじ軸が回転可能に設置されている。上記Ｙ軸ガイド部材４１の一端側（図６中右上側）にはモータケース４５が設置されていて、このモータケース４５内には可動部である図示しないＹ軸モータが設置されている。このＹ軸モータの出力軸と上記Ｙ軸ボールねじ軸は図示しないカップリング機構によって連結されていて、上記Ｙ軸モータによって上記Ｙ軸ボールねじ軸が回転・駆動される。上記Ｙ軸スライダ４３内には図示しないＹ軸ボールねじナットが固着されていて、この図示しないＹ軸ボールねじナットと上記Ｙ軸ボールねじ軸は複数個のボールを介して螺合されている。上記Ｙ軸ボールねじ軸が回転・駆動されることで、上記Ｙ軸ボールねじナットひいてはＹ軸スライダ４３がＹ軸方向に移動せられる。

また、上記Ｙ軸アクチュエータ２３にも、上記Ｘ軸アクチュエータ２１と同様に、上記Ｙ軸ガイド部材４１の他端側を閉塞する端部材４７と上記Ｙ軸ガイド部材４１の上側開口部４９を閉塞するカバ５１がある。

また、上記Ｚ軸アクチュエータ２５も単軸アクチュエータであり、上記Ｙ軸スライダ４３上に設置されている。上記Ｚ軸アクチュエータ２５には、略Ｕ字型の断面形状を有するＺ軸ガイド部材５３がＺ軸方向に延長・設置されている。上記Ｚ軸アクチュエータ２５には、可動部であるＺ軸スライダ５５が上記Ｚ軸ガイド部材５３に沿ってＺ軸方向に移動可能に設置されている。上記Ｚ軸ガイド部材５３内には、図示しないＺ軸ボールねじ軸が回転可能に設置されている。上記Ｚ軸ガイド部材５３の一端側（図７中下側）にはモータケース５７が設置されている。上記モータケース５７が上記Ｙ軸スライダ４３に固着されている。このモータケース５７内には可動部である図示しないＺ軸モータが設置されている。このＺ軸モータの出力軸と上記Ｚ軸ボールねじ軸は図示しないカップリング機構によって連結されていて、上記Ｚ軸モータによって上記Ｚ軸ボールねじ軸が回転・駆動される。上記Ｚ軸スライダ５５内には図示しないＺ軸ボールねじナットが固着されていて、この図示しないＺ軸ボールねじナットと上記Ｚ軸ボールねじ軸が複数個のボールを介して螺合されている。上記Ｚ軸ボールねじ軸が回転・駆動されることで、上記Ｚ軸ボールねじナットひいてはＺ軸スライダ５５がＺ軸方向に移動せられる。

また、上記Ｚ軸アクチュエータ２５にも、上記Ｘ軸アクチュエータ２１と同様に、上記ガイド部材５３の他端側を閉塞する端部材５９と上記ガイド部材５３の上側開口部６１を閉塞するカバ６３がある。

上記ワークハンド部６であるが、まず、上記Ｚ軸スライダ５５にはアーム６
３が固着されていて、例えば、図３に示すように、ワーク搬送コンベア装置３側（図３中左側）に屈曲・延長されている。

上記アーム６３の先端側にはワーク吸着部６５が設置されている。ワーク吸着部６５は、その先端に図示しない吸引口が設けられたノズルである。図８に示すように、上記アーム６３内部には図示しない真空発生装置に接続された吸引配管６７が設置されていて、この吸引配管６７の先端が上記ワーク吸着部６５の基端側に接続されている。

上記ワーク搬送用直交型ロボット５を駆動して上記ワークハンド部６のワーク吸着部６５を上記ワーク１１の直上まで移動させて吸着する。また、吸着したワーク１１を上記回転テーブル装置９まで搬送する。

また、上記Ｘ軸アクチュエータ２１の可動部（例えば、Ｘ軸スライダ３１、Ｘ軸モータ、Ｘ軸ボールねじ軸、等）上記Ｙ軸アクチュエータ２３の可動部（例えば、Ｙ軸スライダ４３、Ｙ軸モータ、Ｙ軸ボールねじ軸、等）、上記Ｚ軸アクチュエータ２５の可動部（例えば、Ｚ軸スライダ５５、Ｚ軸モータ、Ｚ軸ボールねじ軸、等）は、全て、ワーク搬送コンベア装置３の搬送面の高さ（図３と図４に符号Ａで示す）よりも低い高さ位置に配置されている。そのため、上記Ｘ軸アクチュエータ２１、Ｙ軸アクチュエータ２３、Ｚ軸アクチュエータ２５の可動部から埃や潤滑油等の異物が、上記ワーク搬送コンベア装置３、ひいては、ワーク１１上に落下することはない。

上記撮像装置７は、図９に示すように、スタンド６８と、このスタンド６８の先端側に設置された撮像用カメラ６９とから構成されている。上記撮像装置７は、上記撮影用カメラ６９が上記ワーク搬送コンベア装置３の上側に位置するように設置されている。

上記回転テーブル装置９は、図１０に示すように、基台７１と、この基台７１に対して回転可能に設置された回転テーブル７３とから構成されている。上記基台７１内には上記回転テーブル７３を回転・駆動するための図示しない回転駆動用モータが設置されている。上記回転駆動用モータの回転軸に図示しない減速機及びカップリングを介して上記回転テーブル７３が連結されている。
また、上記回転テーブル７３の上にはトレイ７５が載置されている。上記回転テーブル７３の回転によりこのトレイ７５の回転方向位置を調整する。

また、上記回転テーブル装置９も、図３、図４に示すように、ワーク搬送コンベア装置３の搬送面の高さ（図３と図４に符号Ａで示す）よりも低い高さ位置に配置されている。そのため、上記回転テーブル装置９の図示しない回転駆動用モータから埃や潤滑油等の異物が、上記ワーク搬送コンベア装置３、ひいては、ワーク１１上に落下することはない。

次に、図１１乃至図１５を参照しながら、この第１の実施の形態による作用を説明する。
まず、図１１に示すように、ワーク１１がワーク搬送コンベア装置３によって上流側（図１１中上側）から下流側（図１１中下側）に向かって搬送される。上記ワーク１１が撮像装置７の下を通過する際に、上記撮像装置７によって撮影されその撮像データが制御装置１２に送られる。制御装置１２はその撮像データに基づいて上記ワーク１１の位置情報と位相情報を割り出して記憶する。上記位置情報は教示位置からのずれを意味していて、上記ワーク搬送コンベア装置３上での幅方向（図１１中左右方向）位置を意味する。また、上記位相情報とはワーク１１の向き（ワーク搬送コンベア装置３上の垂線回りのずれ）を意味する。また、上記ワーク１１が上記撮像装置７の下を通過した時刻も記憶される。
以下、搬送されてくるワーク１１が順次上記撮像装置７によって撮影され、その撮像データが制御装置１２に送られ、上記した情報処理と記憶が行われる。

次に、ピッキング動作であるが、本実施の形態の場合には、上記撮像装置７による撮影が実行された後所定時間後にピッキング動作が行われるように制御される。まず、上記ワーク搬送コンベア装置３の搬送速度は駆動モータの回転数等により一義的に決まり、よって、上記撮像装置７による撮影が実行された後所定時間後のワークの位置も一義的に決まる。制御装置１２は、上記撮像装置７による撮影が実行された後所定時間後に所定の場所でピッキング動作が行えるように、ワーク搬送用直交型ロボット５を制御して、所定時間に対してそれ以前にその所定位置の直上にワークハンド部６を位置させる。そして、所定のタイミングでＺ軸アクチュエータ２５を動作させてピッキング動作を行う。その様子を図１３に示す。
なお、上記ワーク搬送コンベア装置３の搬送速度については実測により求めても良い。例えば、撮像装置７を二箇所に設置してその間の時間に基づいて搬送速度を算出する方法、ベルト１９にローラを押し付けてその回転数を測定することにより搬送速度を算出する方法、等様々な方法がある。

一方、回転テーブル７３側では、次に搬送されてくるワーク１１の位相情報に基づいて適宜回転動作が行われる。仮に、回転テーブル７３が図１１に示すような状態にあれば、次に送られてくるワーク１１の位相情報に合わせて、図１２に示すような状態になるまで回転動作せられる。

次に、図１４に示すように、上記ワーク搬送用直交型ロボット５によって吸着・保持したワーク１１を上記回転テーブル７３のトレイ７５まで搬送する。上記トレイ７５は既に上記ワーク１１の位相情報に基づいて回転せられているので、上記ワーク１１を搬送してそのまま載置すれば上記トレイ７５上に整列されることになる。

以下、同様の動作を繰り返して、複数個のワーク１１を上記トレイ７５上に順次搬送して載置する。
なお、図１５では、次に搬送されてくるワーク１１の位相情報に基づいて回転テーブル７３が回転せられている。
所定の個数のワーク１１が上記トレイ７５に載置されたら、上記トレイ７５を回収し、空のトレイ７５を上記回転テーブル７３に設置する。

このような一連の搬送動作において、上記Ｘ軸アクチュエータ２１の可動部（例えば、Ｘ軸スライダ３１、Ｘ軸モータ、Ｘ軸ボールねじ軸、等）上記Ｙ軸アクチュエータ２３の可動部（例えば、Ｙ軸スライダ４３、Ｙ軸モータ、Ｙ軸ボールねじ軸、等）、上記Ｚ軸アクチュエータ２５の可動部（例えば、Ｚ軸スライダ５５、Ｚ軸モータ、Ｚ軸ボールねじ軸、等）は、全て、ワーク搬送コンベア装置３の搬送面の高さ（図３と図４に符号Ａで示す）よりも低い高さ位置に配置されているので、上記Ｘ軸アクチュエータ２１の可動部、Ｙ軸アクチュエータ２３の可動部、Ｚ軸アクチュエータ２５の可動部から埃や潤滑油等の異物が、上記ワーク搬送コンベア装置３、ひいては、ワーク１１上に落下することはない。

次に、この第１の実施の形態による効果について説明する。
まず、上記Ｘ軸アクチュエータ２１の可動部（例えば、Ｘ軸スライダ３１、Ｘ軸モータ、Ｘ軸ボールねじ軸、等）上記Ｙ軸アクチュエータ２３の可動部（例えば、Ｙ軸スライダ４３、Ｙ軸モータ、Ｙ軸ボールねじ軸、等）、上記Ｚ軸アクチュエータ２５の可動部（例えば、Ｚ軸スライダ５５、Ｚ軸モータ、Ｚ軸ボールねじ軸、等）は、全て、ワーク搬送コンベア装置３の搬送面の高さ（図３と図４に符号Ａで示す）よりも低い高さ位置に配置されているので、上記Ｘ軸アクチュエータ２１の可動部、Ｙ軸アクチュエータ２３の可動部、Ｚ軸アクチュエータ２５の可動部から埃や潤滑油等の異物が、上記ワーク搬送コンベア装置３、ワーク１１上に落下することはない。
また、ワーク吸着部６５には可動部がなく吸引しているだけであるので、埃や潤滑油等の異物が上記ワーク搬送コンベア装置３、ワーク１１上に落下することはない。

また、上記回転テーブル装置９は、図３、図４に示すように、ワーク搬送コンベア装置３の搬送面の高さ（図３と図４に符号Ａで示す）よりも低い高さ位置に配置されている。そのため、上記回転テーブル装置９から埃や潤滑油等の異物が、上記ワーク搬送コンベア装置３、ワーク１１上に落下することはない。

なお、アーム６３に付着した汚れや埃の落下が懸念されるが、ワーク吸着部６５の吸引配管６７はアーム６３内に収容されているのでアーム６３の表面には凹凸がなく清掃し易いので、汚れや埃を事前に除去しておくことによりそれらの落下は防止される。
また、回転テーブル７３を回転させてトレイ７５を搬送されるワーク１１の位相情報に合わせるようにしているので、ワーク搬送用直交型ロボット５側に回転駆動部を設ける必要はなく、その分ワーク搬送用直交型ロボット５の構成を簡略化させることができる。

また、上記ワーク搬送用直交型ロボット５は３軸直交ロボットであるので、３つの単軸アクチュエータを組み合わせることによりロボットシステム１を容易に構成することができる。
また、上記撮像装置７の撮像データに基づき制御装置１２によって得られたワーク１１の位置情報及び位相情報、時計情報、上記ワーク搬送コンベア装置３の速度情報に基づいて、上記ワーク搬送用直交型ロボット５を制御するようにしているので、高い精度でピッキングを行うことができる。

次に、図１６を参照しながら、本発明の第２の実施の形態について説明する。
この第２の実施の形態によるロボットシステム１０１は、前記第１の実施の形態のロボットシステム１において、上記ワーク搬送コンベア装置３を挟んで対向する側に、別のワーク搬送用直交型ロボット５を設置した構成になっている。
また、上記２つのワーク搬送用直交型ロボット５、５は何れも制御装置１２によって同時又は同期制御される。
なお、その他の構成は前記第１の実施の形態と同じであり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。

この第２の実施の形態の場合は、２つのワーク搬送用直交型ロボット５、５が設置されているので、ワーク１１のトレイ７５への搬送を効率良く行うことができる。すなわち、一方のワーク搬送用直交型ロボット５がワーク１１をトレイ７５上へと移動させている間に、他方のワーク搬送用直交型ロボット５が次のワーク１１の吸着を行うような動作が可能となる。
また、上記２つのワーク搬送用直交型ロボット５、５はどちらも一つの制御装置１２によって制御されるので、構成を簡易なものとすることができる。

なお、本発明は前記第１の実施の形態や第２の実施の形態に限定されない。
前記第１の実施の形態や第２の実施の形態では、ワーク搬送用直交型ロボットとして３軸直交型ロボットを用いたが、それに限定されるものではない。例えば、Ｚ軸アクチュエータがなく、Ｘ軸アクチュエータとＹ軸アクチュエータから構成されており、ワーク吸着部をＸＹ平面内で動かすロボットを用いる場合も考えられる。
なお、この場合、上記ワーク吸着部がワーク搬送コンベア装置の落下防止板に干渉しないように、上記ワーク吸着部の移動範囲を上記搬送コンベア装置上に限定したり、上記落下防止板を除去したりすることが考えられる。
また、ワークの少なくとも一部が磁性体であれば、ワークの吸着は電磁石を用いて磁力により行う場合も考えられる。この場合は、アーム内に配線が配置される。
また、制御装置とは別に撮像装置による撮像データを処理するための画像処理装置が設けられる場合も考えられる。
その他、図示した構成は一例であり、様々な場合が考えられる。

本発明は、例えば、産業用のロボットシステムに係り、特に、ワーク搬送用コンベアの上への埃や潤滑油等の異物の落下を防止できるように工夫したものに関し、例えば、食品工場で用いられるロボットシステムに好適である。

１ ロボットシステム
３ ワーク搬送コンベア装置
５ ワーク搬送用直交型ロボット
６ ワークハンド部
７ 撮像装置
９ 回転テーブル装置
１１ ワーク
１２ 制御装置
６３ アーム（ワークハンド部の一部）
６５ ワーク吸着部（ワークハンド部の一部）
７５ トレイ

Claims (11)

1. ワークを搬送するワーク搬送コンベア装置と、
   単軸アクチュエータを組み合わせてなるワーク搬送用直交型ロボットと、
   上記ワーク搬送用直交型ロボットに設置され上記ワーク搬送コンベア装置上のワークを吸着・保持するワークハンド部と、
   を具備し、
   上記ワーク搬送用直交型ロボットの可動部が上記ワーク搬送コンベア装置の搬送面より下に設けられていることを特徴とするロボットシステム。
2. 請求項１記載のロボットシステムにおいて、
   上記ワーク搬送用直交型ロボットは相互に直交するように配置されたＸ軸アクチュエータとＹ軸アクチュエータとＺ軸アクチュエータからなる３軸直交型ロボットであることを特徴とするロボットシステム。
3. 請求項１又は請求項２記載のロボットシステムにおいて、
   上記ワークハンド部は上記ワーク搬送用直交型ロボットに取り付けられたアームと、上記アームの先端に取り付けられたワーク吸着部と、から構成されていて、
   上記ワーク吸着部のための配管又は配線は上記アーム内に内装されていることを特徴とするロボットシステム。
4. 請求項１〜請求項３の何れかに記載のロボットシステムにおいて、
   上記ワーク搬送コンベア装置の上記ワーク搬送用直交型ロボットが設置された位置よりも上流側には上記ワーク搬送コンベア装置上のワークを撮像する撮像装置が設置されていることを特徴とするロボットシステム。
5. 請求項４記載のロボットシステムにおいて、
   上記撮像装置によって得られた撮像情報と上記ワーク搬送コンベア装置の搬送速度情報に基づいて、上記ワーク搬送用直交型ロボットを介して上記ワークハンド部を移動させて、上記ワーク搬送コンベア装置上のワークを吸着・保持することを特徴とするロボットシステム。
6. 請求項５記載のロボットシステムにおいて、
   上記ワーク搬送コンベア装置の搬送速度情報は実測により得られるものであることを特徴とするロボットシステム。
7. 請求項４〜請求項６の何れかに記載のロボットシステムにおいて、
   上記ワークハンド部によって吸着・保持されたワークを回収する回転テーブル装置が設置されていて、
   上記回転テーブル装置は、回転可能に設置され回収されたワークが載置される回転テーブルと、この回転テーブルを回転・駆動する回転用アクチュエータと、からなり、
   上記回転用アクチュエータは上記ワーク搬送コンベア装置の搬送面より下に設けられていて、
   上記撮像装置によって得られた撮像情報に基づいて上記回転用アクチュエータを駆動して上記回転テーブルを回転させワークの向きを矯正するようにしたことを特徴とするロボットシステム。
8. 請求項７記載のロボットシステムにおいて、
   上記回転テーブルにはワークが載置されるトレイが設置されていることを特徴とするロボットシステム。
9. 請求項１〜請求項８の何れかに記載のロボットシステムにおいて、
   上記ワーク搬送用直交型ロボット及び上記ワークハンドが上記ワーク搬送コンベア装置を挟んで対向・配置されていることを特徴とするロボットシステム。
10. 請求項９記載のロボットシステムにおいて、
    上記ワーク搬送用直交型ロボットは同時又は同期制御されることを特徴とするロボットシステム。
11. 請求項７〜請求項１０の何れかに記載のロボットシステムにおいて、
    上記ワーク搬送用直交型ロボットと上記回転テーブル装置は同時又は同期制御されることを特徴とするロボットシステム。

Images