JP2021020259A - Peripheral device integrated robot system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ロボットと周辺装置とを統合した生産システムの構築を容易なものとする周辺装置統合ロボットシステムに関するものである。 The present invention relates to a peripheral device integrated robot system that facilitates the construction of a production system that integrates a robot and a peripheral device.
ものづくりの現場において、多関節アームを初めとするロボットは広く普及しつつあり、今まで人手に頼ってきた作業について、人手からロボットへの置き換えが進められている。その一方、ロボットの導入には、ロボット自体の導入コストの負担に加え、ロボットを使用した新たな生産システムの構築のために、作業内容に応じて高価な冶具等を含む周辺装置を用意し、またロボット独自の教示システムの操作を習得する必要がある。このため、生産技術部門を持たない企業や、中堅中小企業のユーザでは、これらの条件を満たすことができず、ロボット導入に至らないケースが多い。 Robots such as articulated arms are becoming widespread in the field of manufacturing, and the work that has relied on humans until now is being replaced by robots. On the other hand, when introducing a robot, in addition to the burden of the introduction cost of the robot itself, peripheral devices including expensive jigs etc. are prepared according to the work content in order to construct a new production system using the robot. It is also necessary to learn the operation of the robot's unique teaching system. For this reason, users of companies that do not have a production engineering department or small and medium-sized enterprises cannot meet these conditions and often do not introduce robots.
また、ロボットを使用した従来の生産システムの多くは、ロボットコントローラ側でロボット本体と周辺装置とを制御するよう纏められているため、多数の周辺装置を接続するにはロボットコントローラの通信接続手段(通信インターフェースや通信アプリケーション)が肥大化するといった課題もある。それゆえこれらの課題を解決したロボットシステムの、より効率的な開発・導入手法の確立が望まれている。 In addition, most of the conventional production systems using robots are integrated so that the robot controller controls the robot body and peripheral devices. Therefore, in order to connect a large number of peripheral devices, the communication connection means of the robot controller ( There is also a problem that the communication interface and communication application) become bloated. Therefore, it is desired to establish a more efficient development / introduction method for robot systems that solve these problems.
ロボットを使用した生産システムとして、ロボットと連動する工作機械の監視が可能なロボットコントローラや、電源・エアの供給・ネットワーク接続等を可能とする作業台を導入する手法が存在するが、いずれも上記の課題の解決には至っていない。 As a production system using a robot, there is a method of introducing a robot controller capable of monitoring machine tools linked with the robot and a workbench capable of power supply, air supply, network connection, etc., but all of them are described above. The problem has not been solved yet.
すなわち、ロボットを使用した生産システムの開発・導入の従来手法として、例えば特許文献1は、移動ロボットと作業台を固定接続し、作業台から移動ロボットに電源・エアの供給を行うとともに、作業台を介して移動ロボットをネットワークに接続して移動ロボットの制御情報や稼動情報をネットワーク上に伝達するシステムを提案している。
That is, as a conventional method for developing and introducing a production system using a robot, for example, in
また、例えば特許文献2は、ロボットが工作機械に対するワークの供給・排出を行うシステムを提案しており、このシステムでは、工作機械側の運転状態に応じてロボットの動作を分岐させている。
Further, for example,
しかしながら上記前者のシステムでは、移動ロボットと作業台との接続によって拡張性を持たせることは可能であるが、作業台は接続用コネクタが配置されている程度であるため、実際の情報処理は移動ロボットのコントローラ側が負うことになり、周辺装置の配置・制御も行っていない。 However, in the former system described above, it is possible to provide expandability by connecting the mobile robot and the workbench, but since the workbench is only provided with a connector for connection, the actual information processing moves. The controller side of the robot is responsible for it, and the peripheral devices are not arranged or controlled.
また、上記後者のシステムでも、ロボットと周辺装置とを連動させることは可能であるが、ロボットコントローラ側に周辺装置の状態を監視させることになり、多様な周辺装置を接続するための拡張性に欠ける。 Further, in the latter system described above, it is possible to link the robot and the peripheral device, but the robot controller side monitors the state of the peripheral device, which makes it expandable for connecting various peripheral devices. Missing.
それゆえこの発明は、ロボットと周辺装置とを統合した生産システムの構築を容易なものとする周辺装置統合ロボットシステムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a peripheral device integrated robot system that facilitates the construction of a production system that integrates a robot and a peripheral device.
前記課題を有利に解決するこの発明の周辺装置統合ロボットシステムは、
台座状のユニットベースと、
前記ユニットベース上に位置決め搭載されたロボット本体と、
前記ユニットベース内に収容されて前記ロボット本体の動作を制御するロボットコントローラと、
前記ユニットベースに位置決め搭載された少なくとも一つの周辺装置ユニットと、
前記周辺装置ユニットに設けられてその周辺装置ユニットの動作を制御するユニット制御スレーブシステムと、
前記ユニットベース内に収容されて前記ロボットコントローラおよび前記ユニット制御スレーブシステムとの通信を行い前記周辺装置ユニットの動作を前記ロボット本体の動作に協調させるユニット制御マスタシステムと、
を具えてなるものである。
The peripheral device integrated robot system of the present invention that advantageously solves the above problems
With a pedestal-shaped unit base
The robot body positioned and mounted on the unit base,
A robot controller housed in the unit base and controlling the operation of the robot body,
At least one peripheral unit positioned and mounted on the unit base,
A unit control slave system provided in the peripheral device unit and controlling the operation of the peripheral device unit,
A unit control master system that is housed in the unit base and communicates with the robot controller and the unit control slave system to coordinate the operation of the peripheral device unit with the operation of the robot body.
It is made up of.
この発明の周辺装置統合ロボットシステムにあっては、台座状のユニットベースに搭載されたロボット本体が、ユニットベースに収容されたロボットコントローラによって動作を制御され、また、ユニットベースに搭載された少なくとも一つの周辺装置ユニットが、その周辺装置ユニットに設けられたユニット制御スレーブシステムによって動作を制御され、そしてユニットベースに収容されたユニット制御マスタシステムが、ロボットコントローラおよびユニット制御スレーブシステムとの通信を行って、周辺装置ユニットの動作をロボット本体の動作と協調させる。 In the peripheral device integrated robot system of the present invention, the operation of the robot body mounted on the pedestal-shaped unit base is controlled by the robot controller housed in the unit base, and at least one mounted on the unit base. One peripheral unit is controlled in operation by a unit control slave system provided in the peripheral unit, and a unit control master system housed in the unit base communicates with the robot controller and the unit control slave system. , Coordinate the operation of the peripheral device unit with the operation of the robot body.
従って、この発明の周辺装置統合ロボットシステムによれば、ユニットベースに搭載されたロボット本体と少なくとも一つの周辺装置ユニットとに、それらの動作を互いに協調させながら作業を行わせることができる。 Therefore, according to the peripheral device integrated robot system of the present invention, the robot main body mounted on the unit base and at least one peripheral device unit can perform work while coordinating their operations with each other.
しかも、この発明の周辺装置統合ロボットシステムによれば、ロボット本体と少なくとも一つの周辺装置ユニットとがユニットベースに位置決め搭載されているため、ユニット制御マスタシステムがそれらロボット本体と少なくとも一つの周辺装置ユニットのユニット制御スレーブシステムとに与える命令を、あらかじめ判明しているそれらの位置に基づき容易に、ロボット本体と周辺装置ユニットとが協調して動作するように設定できるので、ロボットと周辺装置とを統合した生産システムを容易に構築することができる。 Moreover, according to the peripheral device integrated robot system of the present invention, since the robot main body and at least one peripheral device unit are positioned and mounted on the unit base, the unit control master system is mounted on the robot main body and at least one peripheral device unit. Since the commands given to the unit control slave system can be easily set so that the robot body and the peripheral device unit operate in cooperation with each other based on those positions that are known in advance, the robot and the peripheral device are integrated. The production system can be easily constructed.
さらに、この発明の周辺装置統合ロボットシステムによれば、ロボット本体と少なくとも一つの周辺装置ユニットとがユニットベースに位置決め搭載されているため、それらロボット本体および周辺装置ユニットごとユニットベースを移動させることで、生産システムを容易に移設することができる。 Further, according to the peripheral device integrated robot system of the present invention, since the robot main body and at least one peripheral device unit are positioned and mounted on the unit base, the unit base can be moved together with the robot main body and the peripheral device unit. , The production system can be easily relocated.
なお、この発明の周辺装置統合ロボットシステムにおいては、前記ユニットベースは平面視で多角形状の輪郭をなすとともに、その多角形の少なくとも一辺の位置に、展張された使用状態と折り畳まれた収納状態との間で揺動可能に支持された補助テーブルを有していると好ましい。このようにすれば、ユニットベースから使用状態に展張された補助テーブル上に追加の周辺装置ユニットや作業対象物をさらに搭載することで、ロボット本体に、さらに多くの作業あるいはさらに複雑な作業を容易に行わせることができ、追加の周辺装置ユニットや作業対象物の置き場所が不要な場合や生産システムを移設する場合等には、その補助テーブルを折畳んで収納状態とすることで、生産システムをコンパクトなものとすることができる。 In the peripheral device integrated robot system of the present invention, the unit base has a polygonal outline in a plan view, and at least one side of the polygon has a stretched use state and a folded storage state. It is preferable to have an auxiliary table that is swingably supported between the two. In this way, by further mounting additional peripheral unit and work object on the auxiliary table extended from the unit base to the used state, more work or more complicated work can be easily performed on the robot body. If you do not need a place to put additional peripheral unit or work object, or if you want to relocate the production system, you can fold the auxiliary table to store it in the production system. Can be made compact.
また、この発明の周辺装置統合ロボットシステムにおいては、前記ユニットベースは平面視で多角形状の輪郭をなすとともに、その多角形の少なくとも一辺の位置に着脱可能に位置決め固定される追加テーブルを有していると好ましい。このようにすれば、ユニットベースに位置決め固定された追加テーブル上に周辺装置ユニットや作業対象物をさらに搭載することで、ロボット本体に、さらに多くの作業あるいはさらに複雑な作業を容易に行わせることができ、追加の周辺装置ユニットや作業対象物の置き場所が不要な場合や生産システムを移設する場合等には、その追加テーブルをユニットベースから取り外すことで、生産システムをコンパクトなものとすることができる。 Further, in the peripheral device integrated robot system of the present invention, the unit base has a polygonal contour in a plan view, and has an additional table that is detachably positioned and fixed at at least one side of the polygon. It is preferable to have it. In this way, the peripheral device unit and the work object can be further mounted on the additional table positioned and fixed to the unit base, so that the robot body can easily perform more work or more complicated work. If you do not need a place to put additional peripheral unit or work object, or if you want to move the production system, remove the additional table from the unit base to make the production system compact. Can be done.
そして、前記補助テーブルおよび前記追加テーブルの少なくとも一方は、L字形断面のアングル状梁部材および溝形断面のチャンネル状梁部材のうちいずれか一または二を組み合わせた枠状の天板部を持ち、その天板部の互いに向かい合う梁部材の任意の位置の間に渡されて位置決めされた支持部材上に周辺装置ユニットを搭載するものであると好ましい。このようにすれば、補助テーブルおよび追加テーブル上に周辺装置ユニットを容易に位置決め搭載することができる。 Then, at least one of the auxiliary table and the additional table has a frame-shaped top plate portion in which any one or two of an angle-shaped beam member having an L-shaped cross section and a channel-shaped beam member having a groove-shaped cross section are combined. It is preferable that the peripheral device unit is mounted on the support member that is passed and positioned between the arbitrary positions of the beam members facing each other on the top plate portion. In this way, the peripheral device unit can be easily positioned and mounted on the auxiliary table and the additional table.
さらに、この発明の周辺装置統合ロボットシステムにおいては、前記ユニットベースは中央部に前記ロボット本体を搭載するとともに、その中央部の周囲にその中央部を中心として回動可能にターンテーブルを有していると好ましい。このようにすれば、作業対象物や周辺装置ユニットを搭載したターンテーブルを作業工程の進行等に応じて適宜回動させてターンテーブル上の作業対象物や周辺装置ユニットをロボット本体の前の作業領域に移動させ、あるいはターンテーブル上も作業領域として使用することで、ロボット本体の作業効率を高めることができ、また、複数のユニットベースの多角形の辺同士を近接あるいは密接させて位置決めすることで、複数のユニットベースのターンテーブル同士の間で作業対象物を移動させて複数工程の作業を行う生産システムを容易に構築することができる。 Further, in the peripheral device integrated robot system of the present invention, the unit base mounts the robot main body in the central portion and has a turntable rotatably around the central portion around the central portion. It is preferable to have it. In this way, the turntable on which the work object and the peripheral device unit are mounted is appropriately rotated according to the progress of the work process, and the work object and the peripheral device unit on the turntable are moved in front of the robot body. By moving to an area or using it as a work area on the turntable, the work efficiency of the robot body can be improved, and the sides of polygons of multiple unit bases can be positioned close to each other or in close contact with each other. Therefore, it is possible to easily construct a production system in which a work object is moved between a plurality of unit-based turntables to perform work in a plurality of processes.
さらに、この発明の周辺装置統合ロボットシステムにおいては、前記ユニットベースは前記ロボット本体および前記ロボットコントローラを搭載する主要部とその主要部を囲繞して分離可能に位置決めする周辺部とを有し、前記周辺部は前記主要部の周囲で回動可能に前記ターンテーブルを有していると好ましい。このようにすれば、ロボット本体を搭載する主要部とその主要部を囲繞する周辺部とを、別個に移動させたり使用したり、不使用時に別個に収納したりすることができるので、それらの利用度を高めることができる。 Further, in the peripheral device integrated robot system of the present invention, the unit base has a main part on which the robot main body and the robot controller are mounted and a peripheral part that surrounds and positions the main part so as to be separable. It is preferable that the peripheral portion has the turntable so as to be rotatable around the main portion. In this way, the main part on which the robot body is mounted and the peripheral part surrounding the main part can be moved and used separately, and can be stored separately when not in use. The usage can be increased.
以下に、この発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。ここに、図1は、この発明の周辺装置統合ロボットシステムの一実施形態の構成を模式的に示す構成図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of an embodiment of the peripheral device integrated robot system of the present invention.
この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムは、ロボット本体1と、台座状のユニットベース2と、そのユニットベース2内に収容されたロボットコントローラ3とを具えており、ロボット本体1は例えば、各々多関節アームからなる左右二本の腕部11と、頭部12と、頭部12の向きを変更可能な首部13と、左右の腕部11を支持するとともに首部13を介して頭部12を支持する胴部14と、ユニットベース2の上面に立設固定されて胴部14を垂直軸線周りに回動可能に支持する柱状の腰部15とを有して、ユニットベース2上に位置決め搭載されている。ロボットコントローラ3は、通常のコンピュータを有し、あらかじめ与えられたプログラムに基づいてロボット本体1の上記各部の動作制御を行う。
The peripheral device integrated robot system of this embodiment includes a robot
ロボット本体1の左右二本の腕部11は各々、異なるハンドツールの装着が可能なツールチェンジャと、ハンドツールの動作に電力が必要な場合にその電力を供給する電力供給機構と、ハンドツールの動作に空気圧が必要な場合にその空気圧を供給する空気圧供給機構とを持つ。また頭部12は、その前部にステレオカメラを持ち、ステレオカメラは首部13の動作により撮像方向を変更することができる。ステレオカメラの撮像方向は、少なくとも所定ピッチ軸周りの上下方向および所定ヨー軸周りの左右方向の二方向に変更できることが望ましい。
The two left and
この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムはさらに、ユニットベース2内に収容されたユニット制御マスタシステム4と、ユニットベース2に位置決め搭載された一または複数台の周辺装置ユニット5と、各周辺装置ユニット5に設けられたユニット制御スレーブシステム6と、ユニット制御マスタシステム4に各周辺装置ユニット5のユニット制御スレーブシステム6を通信接続するユニットコネクタ7とを具えており、各ユニット制御スレーブシステム6は、通常のコンピュータを有し、あらかじめ与えられたプログラムに基づいて、それが設けられた周辺装置ユニット5の動作を制御する。
The peripheral device integrated robot system of this embodiment further includes a unit
そして、ユニット制御マスタシステム4は、通常のコンピュータを有し、あらかじめ与えられたプログラムに基づいて、ロボットコントローラ3および各ユニット制御スレーブシステム6との通信を行い、各周辺装置ユニット5の動作をロボット本体1の動作に協調させる。
Then, the unit
周辺装置ユニット5やユニットベース2には、ロボット本体1との相対位置関係をロボット本体1が認識するための位置認識用マーカを有し、ロボット本体1は、ステレオカメラにより周辺装置ユニット5やユニットベース2の位置認識用マーカを撮像し、そのロボット本体1と周辺装置ユニット5やユニットベース1との間の座標系を共通化させるものであると好ましい。ロボット本体1およびロボットコントローラ3を搭載する主要部を分離し、再設置する際に、ロボット本体1の位置決め設定を容易に行うことができる。
The
図2(a)、図2(b)、および図2(c)は、上記実施形態の周辺装置統合ロボットシステムの外観構成を示す左側面図、正面図、および右側面図であり、また、図3(a)および図3(b)は、上記実施形態の周辺装置統合ロボットシステムの外観構成を示す平面図および底面図である。 2 (a), 2 (b), and 2 (c) are a left side view, a front view, and a right side view showing the external configuration of the peripheral device integrated robot system according to the above embodiment. 3 (a) and 3 (b) are a plan view and a bottom view showing an external configuration of the peripheral device integrated robot system of the above embodiment.
すなわち、この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムにおけるユニットベース2は、図2(a)〜図2(c)に示すように、ロボット本体1を支持する天板2aの前側に、その天板2aより一段下がった第1トップユニットスペース2bと第2トップユニットスペース2cとを前後に並べて有している。
That is, as shown in FIGS. 2A to 2C, the
例えば箱材料や箱詰め前の製品等を搬送するスライダユニットをユニットベース2に配置する場合には、第1トップユニットスペース2bおよび第2トップユニットスペース2cにそれぞれ配置されるトップユニットとしての周辺装置ユニット5は、このロボットシステムのメインタスクである例えば製品の箱詰め作業に関連する、例えば箱材料等を折り起こして箱型にするスライダユニットや、ロボット本体1との協働で製品の挿入前や挿入後の箱のフラップを折り込む箱折り機ユニット等とすることが望ましく、これらの周辺装置ユニット5は各々、ユニットコネクタ7を介してユニットベース2に位置決めされて、ボルト等でユニットベース2に固定される。
For example, when a slider unit for transporting a box material or a product before packing is arranged in the
図4(a)および図4(b)は、上記実施形態の周辺装置統合ロボットシステムが有するユニットコネクタ7のソケット7aを示す正面図およびそのユニットコネクタ7のソケット7aとプラグ7bとの接続状態を示す断面図であり、図5は、上記実施形態の周辺装置統合ロボットシステムにおける制御系の具体的な構成を機能ブロックで示すブロック線図である。
4 (a) and 4 (b) show a front view showing the
図4(a)に示すように、ユニットコネクタ7のソケット7aは、図示しない空気圧源に接続されて空気圧を供給するメスカプラ7cと、ユニットベース2内に収容されたユニット制御マスタシステム4のユニットコントローラが有する通常のユニットI/Fに接続されて電源とIO制御信号と通信制御信号とを供給する例えば24ピンのメスコネクタ7dと、周辺装置ユニット5の位置決め用の位置決め穴7eとを有し、これに対応してユニットコネクタ7のプラグ7bは、図4(b)に示すように、メスカプラ7cに気密に嵌挿されて空気圧を供給されるオスカプラ7fと、メスコネクタ7dに電気的に接続されて電源とIO制御信号と通信制御信号とを供給される例えば24ピンのオスコネクタ7gと、位置決め穴7eに密に嵌挿されて周辺装置ユニット5をユニットベース2に対し位置決めする位置決めピン7hとを有している。
As shown in FIG. 4A, the
ところで、第1トップユニットスペース2bには、図3(a)に示すように、トップユニットとしての図示しない二台の周辺装置ユニット5用の二個のユニットコネクタ7のソケット7aが配置され、それらのソケット7aには、二台の周辺装置ユニット5にそれぞれ下向きに設けられたユニットコネクタ7のプラグ7bが装着されて、二台の周辺装置ユニット5がそれぞれ位置決めピン7hでユニットベース2に対し位置決めされるとともに、図5に示すように、空気圧と電源とIO制御信号と通信制御信号とが二台の周辺装置ユニット5にそれぞれオスカプラ7fおよびオスコネクタ7gから供給される。
By the way, as shown in FIG. 3A,
ユニット制御マスタシステム4にはさらに、図5に示すように、そのユニット制御マスタシステム4のユニットコントローラからの制御信号で動作する電磁弁およびコンタクタが設けられており、電磁弁はユニットコントローラからの制御信号でエアカプラ7cひいては周辺装置ユニット5に対する空気圧源からの空気圧の供給と供給停止とを切り替え、コンタクタはユニットコントローラからの制御信号でメスコネクタ7dひいては周辺装置ユニット5に対する電源の供給と供給停止とを切り替える。
As shown in FIG. 5, the unit
この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムにおけるユニットベース2はさらに、そのユニットベース2の下部内にボトムユニットスペース2dを有するとともに、そのユニットベース2の下端部の四隅に四本の脚2eを有しており、ボトムユニットスペース2dにはユニットコネクタ7が設けられており、例えばユニットベース2を容易に人手で移動可能とするために、ペダル操作でキャスタ付き台車の高さが変わる図示しない足踏み式昇降台車が配置されている。
The
なお、ユニットベース2の下部内のボトムユニットスペース2dに、上記足踏み式昇降台車に代えて、例えばユニットコネクタ7を介してのユニット制御マスタシステム4との通信接続を持ち、ユニットベース2を任意の位置・向きに移動させることができるSLAM(自己位置推定・環境地図作成同時遂行)式のAGV(自動走行台車)を配置してもよい。また、図2(a)および図2(c)に示すように、ユニットベース2の両側面にそれぞれ、図示しない二台の周辺装置ユニット5用の二個のユニットコネクタ7のソケット7aを設けてもよい。
In addition, the
上述した実施形態の周辺装置統合ロボットシステムにあっては、ユニットベース2に搭載されたロボット本体1が、ユニットベース2に収容されたロボットコントローラ3によって動作を制御され、またユニットベース2に搭載された二台の周辺装置ユニット5が、それらの周辺装置ユニット5にそれぞれ設けられたユニット制御スレーブシステム6によって動作を制御され、そしてユニットベース2に収容されたユニット制御マスタシステム4が、ロボットコントローラ3およびユニット制御スレーブシステム6とのIO制御信号(例えばON/OFF信号)および通信制御信号(例えばRS485規格シリアル信号)による通信を行うとともに各周辺装置ユニット5への電源および空気圧の供給と停止を行って、各周辺装置ユニット5の動作をロボット本体1の動作と協調させる。
In the peripheral device integrated robot system of the above-described embodiment, the robot
従って、この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムによれば、ユニットベース2に搭載されたロボット本体1と二台の周辺装置ユニット5とに、それらの動作を互いに協調させながら作業を行わせることができる。
Therefore, according to the peripheral device integrated robot system of this embodiment, the robot
しかも、この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムによれば、ロボット本体1と二台の周辺装置ユニット5とがユニットベース2に位置決め搭載されているため、ユニット制御マスタシステム4がそれらロボット本体1と二台の周辺装置ユニット5のユニット制御スレーブシステム6とに与える命令を、あらかじめ判明しているそれらの位置に基づき容易に、ロボット本体1と各周辺装置ユニット5とが協調して動作するように設定できるので、ロボット本体1と二台の周辺装置ユニット5とを統合した生産システムを容易に構築することができる。
Moreover, according to the peripheral device integrated robot system of this embodiment, since the robot
さらに、この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムによれば、ロボット本体1と二台の周辺装置ユニット5とがユニットベース2に位置決め搭載されているため、それらロボット本体1および周辺装置ユニット5ごとユニットベース2を移動させることで、生産システムを容易に移設することができる。
Further, according to the peripheral device integrated robot system of this embodiment, since the robot
図6は、この発明の周辺装置統合ロボットシステムの他の一実施形態の外観構成を示す正面図であり、この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムにおけるユニットベース2にはさらに、図2(a)および図2(c)に示すように、両側面に図示しない二台の周辺装置ユニット5用の二個のユニットコネクタ7のソケット7aがそれぞれ配置されており、これらのソケット7aに、周辺装置ユニット5のユニットコネクタ7のプラグ7bを装着することで、図6に示すように、ユニットベース2の両側にそれぞれ設けたサイドユニットスペース2fに二台ずつ周辺装置ユニット5を位置決め固定して、それらの周辺装置ユニット5をユニットベース2内のユニット制御マスタシステム4に接続することができる。
FIG. 6 is a front view showing an external configuration of another embodiment of the peripheral device integrated robot system of the present invention, and FIG. 2A further includes a
なお、これらサイドユニットスペース2fに配置する周辺装置ユニット5は、箱材料や製品や製品挿入後の箱等の作業対象物の供給や排出を行うフィーダーやコンベヤ等とすることが望ましい。
It is desirable that the
さらに、この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムにおけるユニットベース2には、四本の脚2eと、ボトムユニットスペース2dの足踏み式昇降台車に代えて、下端部の四隅にストッパ付きのキャスタ8が設けられており、これらのキャスタ8のストッパを解除することでユニットベース2を人手で任意の位置に移動させることができ、またこれらのキャスタ8のストッパを作動させておくことでユニットベース2を任意の位置に位置決め固定することができる。
Further, the
この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムによれば、ロボット本体1と、ユニットベース2の上部の二台の周辺装置ユニット5とユニットベース2の両側部の二台ずつ周辺装置ユニット5とを、先の実施形態と同様にして協働させて作業を行わせることができるので、それらロボット本体1と六台の周辺装置ユニット5とを統合した生産システムを容易に構築することができる。
According to the peripheral device integrated robot system of this embodiment, the robot
図7(a)および図7(b)は、この発明の周辺装置統合ロボットシステムのさらに他の一実施形態におけるロボット本体を省略したユニットベースを補助テーブルの展開状態で示す平面図および正面図、図7(c)および図7(d)は、ロボット本体を仮想線で示したそのユニットベースを補助テーブルの展開状態および収納状態でそれぞれ示す斜視図である。 7 (a) and 7 (b) are a plan view and a front view showing a unit base in which the robot body is omitted in still another embodiment of the peripheral device integrated robot system of the present invention in an expanded state of an auxiliary table. 7 (c) and 7 (d) are perspective views showing the robot main body in a virtual line and its unit base in an expanded state and a stored state of the auxiliary table, respectively.
この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムは、先の実施形態と同様、ロボット本体1と、台座状のユニットベース2とを具えるとともに、そのユニットベース2内に収容されてロボット本体1の動作を制御するロボットコントローラ3と、そのユニットベース2に位置決め搭載された少なくとも一つの周辺装置ユニット5と、各周辺装置ユニット5に設けられてその周辺装置ユニット5の動作を制御するユニット制御スレーブシステム6と、上記ユニットベース2内に収容されてロボットコントローラ3およびユニット制御スレーブシステム6との通信を行い各周辺装置ユニット5の動作をロボット本体1の動作に協調させるユニット制御マスタシステム4とを具えており、この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムでは、ユニットベース2の構成に特徴がある一方、ロボットコントローラ3、ユニット制御マスタシステム4、周辺装置ユニット5およびユニット制御スレーブシステム6は、先の実施形態におけると同様の構成を有しているので図示を省略する。
Similar to the previous embodiment, the peripheral device integrated robot system of this embodiment includes a robot
すなわち、この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムにおけるユニットベース2は、例えばアルミ製の板材と例えばアルミ製のアングル材やチャンネル材、角パイプ材等の形材とが接着や溶接、ボルト締着等で組み合わされて構成された、中央部にロボット本体1の取付け穴2gを持つ正方形の天板2aの下面の四隅を四本の柱材2hの上端部で支持する平面視で正方形の輪郭の台座状のフレームを有しており、四本の柱材2hの中間部および下端部がそれぞれ、その柱材2hが位置する隅部の切欠きを除いて天板2aと同一の形状・寸法を持つ棚板2iおよび底板2jで互いに結合され、また四本の柱2hの下部が各々長方形の四枚の側板2kで隣同士互いに結合されて、そのフレームの剛性が確保されている。
That is, in the
ユニットベース2はまた、底板2jの下面の四隅にそれぞれ取り付けられた四つのキャスタ8と、底板2jの下面の隅部間の中央部にそれぞれ取り付けられた各々ネジで高さ調整可能な例えば樹脂製の四つの足9とを有しており、ユニットベース2の移動の際には、四つの足9を四つのキャスタ8の下端よりも上げてそれらのキャスタ8を使用可能とし、ユニットベース2の位置決め固定の際には、四つの足9を四つのキャスタ8の下端よりも下げてそれらの足9で床面上にユニットベース2を支持する。
The
ユニットベース2はさらに、その正方形の天板2aの各辺の位置に、展張された使用状態と折り畳まれた収納状態との間で揺動可能に支持された補助テーブル10を有しており、各補助テーブル10は、互いに隣り合う二本の柱材2hの上端部に、例えばアルミ製のアングル材からなる二個のブラケット10aを互いに対向させてそれぞれ固定し、それらのブラケット10aに穴空け挿通して水平に渡した支持軸10bで、それらのブラケット10aのそれぞれの内側に隣接させて配置した例えばアルミ製のアングル材からなる二本の腕材10cの基部を揺動可能に支持し、それらの腕材10cの間に、図7(c)に示すように、例えばアルミ製のアングル材やチャンネル材等の形材、好ましくはスリット部を上向きにしたチャンネル材からなる梁材10d(図7(a),(b),(d)では省略)を複数本渡して、それらの梁材10dの両端部を二本の腕材10cに位置決め固定することで枠状とするとともに、図7(a),(b),(c)に示す展張された使用状態では、足9と同様の高さ調整可能な足を下端部に持つ脚材10eを二本の腕材10cの先端部の下面にボルト等で着脱可能に固定して二本の腕材10cの先端部からそれらの脚材10eを垂下させることで、例えば水平姿勢等の所定の姿勢を維持するようにし、また図7(d)に示す折り畳まれた収納状態とする際には、それらの脚材10eを二本の腕材10cの先端部から取り外すように構成されている。なお、これらの脚材10eに代えて、通常の棚受け金具と同様の支持金具を腕材10cと柱材2hとの間に斜めに取り付け、その支持金具を折畳み可能あるいは着脱可能としてもよい。
The
そして各補助テーブル10の複数本の梁材10dは、図示しない所望の一または複数台の周辺装置ユニット5を補助テーブル10の所望の位置に取り付け可能なように、互いの間隔および補助テーブル10への配置を選択されて補助テーブル10の二本の腕材10cに位置決め固定され、その際、二本の腕材10cへの複数本の梁材10dの両端部の位置決め固定は、各梁材10dについて個別に行ってもよいが、各梁材10dと嵌合する切欠き等を所定位置に設けた図示しない位置決め部材を各腕材10cに沿って延在させて各腕材10cに固定することで、それらの梁材10dについて纏めて行うこともできる。
Then, the plurality of
展張され使用状態となっている各補助テーブル10の複数本の梁材10d上には、図示しない一または複数台の周辺装置ユニット5が、例えば梁材10dがチャンネル材からなる場合はそのチャンネル材内に頭部を嵌め入れてスリット部からネジ部を上向きに突出させた取付けボルトにそのチャンネル材上に配置した取付け金具をナットで締着し、また例えば梁材10dがアングル材からなる場合はそのアングル材を挟む固定金具の穴からネジ部を上向きに突出させた取付けボルトにそのチャンネル材上に配置した取付け金具をナットで締着することでそれぞれ位置決め固定され、それらの周辺装置ユニット5は各々、ユニットベース2に収容された図示しないユニット制御マスタシステム4に、図示しないユニットコネクタ7並びにケーブルおよび配管を介して着脱可能に接続されて、ユニットベース2上のロボット本体1と協調して動作するようにユニット制御マスタシステム4によって制御される。なお、それらのケーブルおよび配管は、隣り合う梁材10間の隙間に通すことで、作業の邪魔にならないように取り回すことができる。
On the plurality of
また、各補助テーブル10の不使用時には、梁材10d上から周辺装置ユニット5が全て取り外されてから、二本の腕材10cから脚材10eが取り外されて、あるいは所要に応じてさらに梁材10dも取り外されて、二本の腕材10cがユニットベース2の柱材2hに沿って折り畳まれた収納状態とされる。
Further, when each auxiliary table 10 is not used, the
従って、この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムによれば、先に実施形態の周辺装置統合ロボットシステムと同様の作用効果を奏することができるのに加えて、ユニットベース2が四台の補助テーブル10を折畳み収納可能に有しているので、ユニットベース2から使用状態に展張された補助テーブル10上に追加の周辺装置ユニット5や作業対象物をさらに搭載することで、ロボット本体1に、さらに多くの作業あるいはさらに複雑な作業を容易に行わせることができ、追加の周辺装置ユニット5や作業対象物の置き場所が不要な場合や生産システムを移設する場合等には、その補助テーブル10を折り畳んで収納状態とすることで、生産システムをコンパクトなものとすることができる。
Therefore, according to the peripheral device integrated robot system of this embodiment, in addition to being able to obtain the same effects as those of the peripheral device integrated robot system of the embodiment, the auxiliary table 10 having four
図8は、この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムにおけるロボット本体を省略したユニットベースを補助テーブルの展開状態で二台組み合わせて配置して示す斜視図であり、この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムはさらに、図8に示すように、例えば使用状態に展張された補助テーブル10同士を並べて、二台のユニットベース2を互いに隣接させて配置することもでき、このようにすれば、それらのユニットベース2から使用状態に展張された補助テーブル10上に追加の周辺装置ユニット5や作業対象物をさらに搭載することで、ロボット本体1に、さらに多くの作業あるいはさらに複雑な作業を容易に行わせることができ、追加の周辺装置ユニット5や作業対象物の置き場所が不要な場合や生産システムを移設する場合等には、その補助テーブル10を折り畳んで収納状態とすることで、生産システムをコンパクトなものとすることができる。
FIG. 8 is a perspective view showing a combination of two unit bases in the peripheral device integrated robot system of this embodiment in which the robot body is omitted in the deployed state of the auxiliary table, and shows the peripheral device integrated robot system of this embodiment. Further, as shown in FIG. 8, for example, auxiliary tables 10 extended in use can be arranged side by side, and two
図9は、上記三種類の実施形態の周辺装置統合ロボットシステムの各々におけるユニットベースに組み合わせて用い得る追加テーブルを単独で示す斜視図であり、この追加テーブル11は、先の実施形態における補助テーブル10と同様に構成されるとともに、ユニットベース2に対し着脱可能かつ単独で自立可能とされている。
FIG. 9 is a perspective view showing an additional table that can be used in combination with the unit base in each of the peripheral device integrated robot systems of the above three types of embodiments, and the additional table 11 is an auxiliary table in the previous embodiment. It is configured in the same manner as No. 10, and is removable from the
すなわち、この追加テーブル11は、例えばアルミ製のアングル材からなる二本の腕材11aの間に例えばアルミ製のアングル材やチャンネル材等の形材、好ましくはチャンネル材からなる複数本の梁材11bを渡して、それらの梁材11bの両端部を二本の腕材11aに位置決め固定することで枠状の天板を形成し、それら二本の腕材11aの両端部の下面に、下端部に足9と同様の高さ調整可能な足11cを持つ例えばアルミ製の脚材11dをボルト等で着脱可能に固定し、例えば不使用のため折り畳まれた収納状態では、それらの脚材11dを二本の腕材11aの下面から取り外せるように構成されている。
That is, the additional table 11 is formed between two
さらにこの追加テーブル11は、四本の脚材11dの下端部に四隅を位置決めされてそれらの脚材11dに着脱可能に固定される例えばアルミ製の正方形の底板11eを有するとともに、四本の脚材11dのうちの互いに隣り合う二本の脚材11dの各々の中間部の間に水平配置した支持軸11fに一辺を結合され、かつその一辺とそれに対抗する他辺との間の中央部にヒンジ11gを設けられて、図9中に矢印で示すように、四本の脚材11dのうちの他の二本の脚材11dの各々の中間部に設けられたストッパに掛合して水平に展開する使用状態と、ヒンジ11gで上方に折畳まれつつ支持軸11f周りに揺動して二本の脚材11dの間に収納される収納状態との間で変形可能とされた例えばアルミ製の正方形の中間板11hを有し、加えて全体剛性の確保のために、上記他の二本の脚材11dの外側にそれらに沿って配置されてそれらの脚材11dに沿って延在する例えばアルミ製の補強板11iを有している。
Further, the additional table 11 has, for example, a square
この追加テーブル11をユニットベース2の一辺に隣接させて配置し、そのユニットベース2の一辺に補強板11iを着脱可能に位置決め固定するとともに、その追加テーブル11の天板を構成する複数本の梁材11b上に追加の周辺装置ユニット5や作業対象物をさらに搭載することで、ユニットベース2上のロボット本体1に、さらに多くの作業あるいはさらに複雑な作業を容易に行わせることができ、追加の周辺装置ユニット5や作業対象物の置き場所が不要な場合や生産システムを移設する場合等には、その追加テーブル11の二本の腕材11aから四本の脚材11dを外すとともに、それらの脚材11dから底板11eを外し、さらに中間板11hを二本の脚材11dの間に折り畳んで収納することで、追加テーブル11をコンパクトに纏めて収納することができる。
The additional table 11 is arranged adjacent to one side of the
図10(a)は、この発明の周辺装置統合ロボットシステムのさらに他の一実施形態の単独での外観構成を示す斜視図、図10(b)は、その実施形態の周辺装置統合ロボットシステムをユニットベースの変形例を具えるものを含めて複数組み合わせた例を示す斜視図である。 FIG. 10 (a) is a perspective view showing an independent appearance configuration of still another embodiment of the peripheral device integrated robot system of the present invention, and FIG. 10 (b) shows a peripheral device integrated robot system of the embodiment. It is a perspective view which shows the example which combined a plurality of units including the modified example of a unit base.
この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムは、先の実施形態と同様、ロボット本体1と、台座状のユニットベース2とを具えるとともに、そのユニットベース2内に収容されてロボット本体1の動作を制御するロボットコントローラ3と、そのユニットベース2に位置決め搭載された少なくとも一つの周辺装置ユニット5と、各周辺装置ユニット5に設けられてその周辺装置ユニット5の動作を制御するユニット制御スレーブシステム6と、上記ユニットベース2内に収容されてロボットコントローラ3およびユニット制御スレーブシステム6との通信を行い各周辺装置ユニット5の動作をロボット本体1の動作に協調させるユニット制御マスタシステム4とを具えており、この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムでは、ユニットベース2の構成に特徴がある一方、ロボットコントローラ3、ユニット制御マスタシステム4、周辺装置ユニット5およびユニット制御スレーブシステム6は、先の実施形態と同様の構成を有しているので図示を省略する。
Similar to the previous embodiment, the peripheral device integrated robot system of this embodiment includes a robot
すなわち、この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムにおけるユニットベース2は、図10(a)に示すように、中央部にロボット本体1を搭載するとともに、その中央部の周囲にその中央部を中心として回動可能にターンテーブル16を有しており、そのターンテーブル16上には、一または複数の周辺装置ユニット5の他、一または複数の作業対象物17を搭載している。
That is, as shown in FIG. 10A, the
この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムによれば、作業対象物17や周辺装置ユニット5を搭載したターンテーブル16を作業工程の進行等に応じて適宜回動させてターンテーブル16上の作業対象物17や周辺装置ユニット5をロボット本体1の前の作業領域に移動させ、あるいはターンテーブル16上も作業領域として使用することで、ロボット本体1の作業効率を高めることができる。
According to the peripheral device integrated robot system of this embodiment, the
また、この実施形態の周辺装置統合ロボットシステムにおけるユニットベース2は、複数のユニットベース2の六角形の辺同士を近接あるいは密接させて位置決めすることで、複数のユニットベース2を、例えば図10(b)に示すように横並びに、あるいは図示しないが斜め向かい合わせに配置して、複数のユニットベース2のターンテーブル16同士の間で作業対象物17を移動させて複数工程の作業を行う生産システムを容易に構築することができる。
Further, in the
さらに、図10(b)に示す周辺装置統合ロボットシステムの横並びに配置された複数のユニットベース2は、同図の左端に位置する一台の変形例のユニットベース2を含んでおり、この変形例のユニットベース2は、図示しないロボット本体1を搭載する主要部2lと、その主要部2lを囲繞して分離可能に位置決めする周辺部2mとを有し、その周辺部2mは主要部2lの周囲で回動可能なターンテーブル16を有している。このターンテーブル16は、主要部2lをユニットベース2の中心部に対し出入り可能にする切欠き16aと、主要部2lの出入り後にその切欠き16aに密に嵌まり合ってドーナツ状のターンテーブル16を形成するアタッチメント16bとを有している。
Further, the plurality of
この変形例のユニットベース2によれば、ユニットベース2の、ロボット本体1を搭載する主要部2lとその主要部2lを囲繞する周辺部2mとを、別個に移動させたり使用したり、不使用時に別個に収納したりすることができるので、それらの利用度を高めることができる。
According to the
以上、図示の実施形態に基づき説明したが、この発明は上述の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で所要に応じて適宜変更することができ、例えば、この発明の周辺装置統合ロボットシステムのユニットベースの平面視輪郭形状は、上記実施形態における正方形や六角形に限られず、例えば三角形や五角形、八角形等を所要に応じて選択することができる。また、ユニットベースのフレーム等を構成する材料は、アルミ製に限られず、鉄鋼製や樹脂製のものでもよい。 Although the above description has been made based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed as necessary within the scope of the claims. The plan view contour shape of the unit base of the peripheral device integrated robot system of the present invention is not limited to the square or hexagon in the above embodiment, and for example, a triangle, a pentagon, an octagon, or the like can be selected as required. Further, the material constituting the unit-based frame or the like is not limited to aluminum, and may be made of steel or resin.
さらに、ロボット本体は、上記実施形態における各々多関節アームからなる左右二本の腕部と、頭部と、頭部の向きを変更可能な首部と、左右の腕部を支持するとともに首部を介して頭部を支持する胴部と、胴部を垂直軸線周りに回動可能に支持する腰部とを有する、人の上半身型のものに限られず、例えば一本または複数本の多関節アームを持つ通常の産業用ロボットとされていてもよい。 Further, the robot main body supports the two left and right arms each composed of the articulated arms in the above embodiment, the head, the neck whose head direction can be changed, and the left and right arms, and also via the neck. It is not limited to a human upper body type having a torso that supports the head and a waist that rotatably supports the torso around the vertical axis, and has, for example, one or more articulated arms. It may be an ordinary industrial robot.
かくしてこの発明の周辺装置統合ロボットシステムによれば、ユニットベースに搭載されたロボット本体と少なくとも一つの周辺装置ユニットとに、それらの動作を互いに協調させながら作業を行わせることができる。 Thus, according to the peripheral device integrated robot system of the present invention, the robot main body mounted on the unit base and at least one peripheral device unit can perform work while coordinating their actions with each other.
しかも、この発明の周辺装置統合ロボットシステムによれば、ロボット本体と少なくとも一つの周辺装置ユニットとがユニットベースに位置決め搭載されているため、ユニット制御マスタシステムがそれらロボット本体と少なくとも一つの周辺装置ユニットのユニット制御スレーブシステムとに与える命令を、あらかじめ判明しているそれらの位置に基づき容易に、ロボット本体と周辺装置ユニットとが協調して動作するように設定できるので、ロボットと周辺装置とを統合した生産システムを容易に構築することができる。 Moreover, according to the peripheral device integrated robot system of the present invention, since the robot main body and at least one peripheral device unit are positioned and mounted on the unit base, the unit control master system is mounted on the robot main body and at least one peripheral device unit. Since the commands given to the unit control slave system can be easily set so that the robot body and the peripheral device unit operate in cooperation with each other based on those positions that are known in advance, the robot and the peripheral device are integrated. The production system can be easily constructed.
さらに、この発明の周辺装置統合ロボットシステムによれば、ロボット本体と少なくとも一つの周辺装置ユニットとがユニットベースに位置決め搭載されているため、それらロボット本体および周辺装置ユニットごとユニットベースを移動させることで、生産システムを容易に移設することができる。 Further, according to the peripheral device integrated robot system of the present invention, since the robot main body and at least one peripheral device unit are positioned and mounted on the unit base, the unit base can be moved together with the robot main body and the peripheral device unit. , The production system can be easily relocated.
1 ロボット本体
2 ユニットベース
2a 天板
2b 第1トップユニットスペース
2c 第2トップユニットスペース
2d ボトムユニットスペース
2e 脚
2f サイドユニットスペース
2g 取付け穴
2h 柱材
2i 棚板
2j 底板
2k 側版
3 ロボットコントローラ
4 ユニット制御マスタシステム
5 周辺装置ユニット
6 ユニット制御スレーブシステム
7 ユニットコネクタ
7a ソケット
7b プラグ
7c メスカプラ
7d メスコネクタ
7e 位置決め穴
7f オスカプラ
7g オスコネクタ
7h 位置決めピン
8 キャスタ
9 足
10 補助テーブル
10a ブラケット
10b 支持軸
10c 腕材
10d 梁材
10e 脚材
11 追加テーブル
11a 腕材
11b 梁材
11c 足
11d 脚材
11e 底板
11f 支持軸
11g ヒンジ
11h 中間板
11i 補強板
12 頭部
13 首部
14 胴部
15 腰部
16 ターンテーブル
16a 切欠き
16b アタッチメント
17 作業対象物
1
Claims (7)
前記ユニットベース上に位置決め搭載されたロボット本体と、
前記ユニットベース内に収容されて前記ロボット本体の動作を制御するロボットコントローラと、
前記ユニットベースに位置決め搭載された少なくとも一つの周辺装置ユニットと、
前記周辺装置ユニットに設けられてその周辺装置ユニットの動作を制御するユニット制御スレーブシステムと、
前記ユニットベース内に収容されて前記ロボットコントローラおよび前記ユニット制御スレーブシステムとの通信を行い前記周辺装置ユニットの動作を前記ロボット本体の動作に協調させるユニット制御マスタシステムと、
を具えてなる周辺装置統合ロボットシステム。 With a trapezoidal unit base
The robot body positioned and mounted on the unit base,
A robot controller housed in the unit base and controlling the operation of the robot body,
At least one peripheral unit positioned and mounted on the unit base,
A unit control slave system provided in the peripheral device unit and controlling the operation of the peripheral device unit,
A unit control master system that is housed in the unit base and communicates with the robot controller and the unit control slave system to coordinate the operation of the peripheral device unit with the operation of the robot body.
Peripheral device integrated robot system equipped with.
前記周辺部は前記主要部の周囲で回動可能に前記ターンテーブルを有していることを特徴とする、請求項6記載の周辺装置統合ロボットシステム。 The unit base has a main part on which the robot body and the robot controller are mounted, and a peripheral part that surrounds and positions the main part so as to be separable.
The peripheral device integrated robot system according to claim 6, wherein the peripheral portion has the turntable so as to be rotatable around the main portion.
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