JP2023067626A - エンドエフェクタ、ロボットおよび生産システム - Google Patents

Abstract

【課題】線状部材を動かすことによって当該線状部材を対象物に対して取り付けることが可能な、エンドエフェクタ、ロボットおよび生産システムを提供する。【解決手段】エンドエフェクタ２０は、ジョイント部２１と、線状部材を導入させる導入部２２と、線状部材を排出する排出部２３と、これらを支持する支持部２４とを有している。支持部２４は、第１支持部２４ａと、第２支持部２４ｂとを有している。第２支持部２４ｂは、当該第２支持部２４ｂの延在軸線Ｏ２が第１支持部２４ａの延在軸線Ｏ１に対して交差しているとともに当該第２支持部２４ｂが第１支持部２４ａを挟んでジョイント部２１と対向する側に位置するように、当該第１支持部２４ａに連結されている。ロボットは、エンドエフェクタ２０を有している。生産システムは、ロボットと、ロボットを制御する制御部とを含む。【選択図】図４

Description

本発明は、エンドエフェクタ、ロボットおよび生産システムに関する。

従来のエンドエフェクタには、線状部材を円環状支持体に取り付けるために当該円環状支持体を支持する終端ヘッドがある（例えば、特許文献１参照。）。前記終端ヘッドは、押出装置に設けられた押出機からの線状部材を前記円環状支持体に接着させるため、ロボットアームの先端に取り付けられている。すなわち、特許文献１に記載のエンドエフェクタによれば、前記円環状支持体を前記押出機に対して動かすことによって、当該円環状支持体の所望する位置に前記線状部材を接着させることができる。

米国特許出願公開第２０１６－０２６６５６９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のエンドエフェクタは、前記線状部材を取り付けるための対象物を当該線状部材に対して動かすことを目的とするものであった。

本発明の目的は、線状部材を動かすことによって当該線状部材を対象物に対して取り付けることが可能な、エンドエフェクタ、ロボットおよび生産システムを提供することである。

本発明に係る、エンドエフェクタは、ジョイント部と、線状部材を導入させる導入部と、前記導入部から導入された前記線状部材を排出する排出部と、前記ジョイント部、前記導入部及び前記排出部を支持する支持部とを有しており、前記支持部は、前記ジョイント部と前記導入部とが間隔を置いて配置されている第１支持部と、前記排出部が配置されている第２支持部とを有しており、前記第２支持部は、当該第２支持部の延在軸線が前記第１支持部の延在軸線に対して交差しているとともに当該第２支持部が前記第１支持部を挟んで前記ジョイント部と対向する側に位置するように、当該第１支持部に連結されている。本発明に係るエンドエフェクタによれば、線状部材を動かすことによって当該線状部材を対象物に対して取り付けることができる。

本発明に係る、エンドエフェクタは、前記第１支持部と前記第２支持部との間に、前記第２支持部を前記第１支持部に対して回転させる駆動回転部を有していることが好ましい。この場合、線状部材を対象物に対してより広い角度で取り付けることが可能となる。

本発明に係る、エンドエフェクタは、前記第２支持部に、前記対象物の周辺情報を得るための情報取得部を有していることが好ましい。この場合、線状部材を対象物に対してより精度よく取り付けることが可能となる。

本発明に係る、エンドエフェクタは、前記第１支持部に、前記線状部材の張力を制御するための張力制御部を有していることが好ましい。この場合、線状部材を対象物に対してより精度よく取り付けることが可能となる。

本発明に係る、エンドエフェクタにおいて、前記ジョイント部は、ロボットアームに対して着脱可能な構造を有していることが好ましい。この場合、既存の汎用ロボットに適用させることができる。

本発明に係る、ロボットは、上記のいずれかに記載されたエンドエフェクタを有している。本発明に係る、ロボットによれば、線状部材を動かすことによって当該線状部材を対象物に対して取り付けることが可能となる。

本発明に係る、ロボットアームは、６軸以上の自由度を有していることが好ましい。この場合、線状部材をより人間に近い動作で取り付けることができる。

本発明に係る、生産システムは、上記のロボットと、前記ロボットに前記線状部材を供給する線状部材供給部と、前記対象物を支持する対象物支持部と、前記線状部材を前記対象物に取り付けるように前記ロボットを制御するロボット制御部と、を有している。本発明に係る、生産システムによれば、線状部材を動かすことによって当該線状部材を対象物に対して取り付けることが可能となる。

本発明に係る、生産システムは、前記対象物を動かすための対象物駆動部と、前記対象物駆動部を制御する対象物駆動部制御部と、を有していることが好ましい。この場合、線状部材を対象物に対してより精度よく取り付けることが可能となる。

本発明に係る、生産システムにおいて、前記対象物駆動部は、前記対象物を回転させる対象物回転駆動部を含んでおり、前記ロボット制御部は、前記エンドエフェクタが前記対象物の回転角度に応じた所定位置に位置するように前記ロボットを位置制御することが好ましい。この場合、対象物に対する線状部材の巻き付けをより精度よく行うことができる。

本発明に係る、生産システムにおいて、１つの前記対象物支持部と、当該１つの前記対象物支持部の周りに配置された複数のユニットと、を有しており、前記複数のユニットのそれぞれには、１つの前記ロボットと、当該１つの前記ロボットに線状部材を供給する前記線状部材供給部と、が含まれているものとすることができる。この場合、複数の線状部材を１つの対象物に対して効率的に取り付けることができる。

本発明に係る、生産システムにおいて、前記対象物は、環状部材であることが好ましい。この場合、未加硫のゴムタイヤなどの環状部材にコードなどの線状部材を取り付けることができる。

本発明によれば、線状部材を動かすことによって当該線状部材を対象物に対して取り付けることが可能な、エンドエフェクタ、ロボットおよび生産システムを提供することができる。

本発明を使用して製造可能な空気入りタイヤの一例を、タイヤ赤道線に対して片側に位置するタイヤ幅方向断面によって概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る、生産システムを概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る、ロボットを概略的に示す図である。 図３のロボットに適用可能な、本発明の一実施形態に係る、エンドエフェクタを、当該エンドエフェクタの第２支持部が正位置である状態で概略的に示す図である。 図４のエンドエフェクタを、当該エンドエフェクタの第２支持部が反転位置にある状態で概略的に示す図である。 図４のエンドエフェクタを、当該エンドエフェクタの排出部側を、水平方向視で、概略的に示す図である。 図４のエンドエフェクタの外形形状を上方から概略的に示す平面図である。 図３のロボットを用いて、対象物の一方の側面に線状部材が取り付けられるときの一例を概略的に示す図である。 図３のロボットを用いて、対象物の他方の側面に線状部材が取り付けられるときの一例を概略的に示す図である。 図３のロボットを用いて、対象物の一方の側面に形成された開口部の内縁部に線状部材が取り付けられるときの一例を概略的に示す図である。 図３のロボットを用いて、対象物の他方の側面に形成された開口部の内縁部に線状部材が取り付けられるときの一例を概略的に示す図である。 図３のロボットを用いて、対象物の外周面に線状部材が取り付けられるときの一例を概略的に示す図である。 図３のロボットを用いて、対象物の外周面に線状部材が取り付けられるときの他の例を概略的に示す図である。 図３のロボットを用いて実現可能な、対象物の側面に対する、線状部材の巻き付け方法の一例を概略的に示す図である。 図３のロボットを用いて実現可能な、対象物の側面に対する、線状部材の巻き付け方法の他の例を概略的に示す図である。 図３のロボットを用いて実現可能な、線状部材の巻き付け構造の一例を、巻き付け工程とともに概略的に示す図である。 図３のロボットを用いて実現可能な、対象物の外周面に対する、線状部材の巻き付け構造の一例を、平面視で概略的に示す図である。 図３のロボットを用いて実現可能な、対象物の外周面に対する、線状部材の巻き付け構造の他の例を、平面視で概略的に示す図である。 本発明の生産システムに係る、当該生産システムの他の実施形態を概略的に示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る、エンドエフェクタ、ロボットおよび生産システムについて、説明をする。

図１中、符号１は、本発明の一実施形態に係る、エンドエフェクタ、ロボットおよび／または生産システムを用いることによって製造可能な空気入りタイヤ（以下、「タイヤ」ともいう。）である。図１において、タイヤ１は、適用リム（図示省略。）に装着された状態で規定内圧を充填し、かつ、無負荷の状態として示されている。

ここで、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）のＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（Ｔｈｅ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．）のＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に記載されているまたは将来的に記載される、適用サイズにおける標準リム（ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬではＭｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ、ＴＲＡのＹＥＡＲ ＢＯＯＫではＤｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ）を指す。（即ち、上記の「リム」には、現行サイズに加えて将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズも含む。「将来的に記載されるサイズ」の例としては、ＥＴＲＴＯ ２０１３年度版において「ＦＵＴＵＲＥ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＳ」として記載されているサイズを挙げることができる。）が、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤのビード幅に対応した幅のリムをいう。

また、「規定内圧」とは、上記ＪＡＴＭＡ等に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）を指し、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、「規定内圧」は、タイヤを装着する車両毎に規定される最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）をいうものとする。

タイヤ１は、トレッド部３と、一対のショルダ部４と、一対のサイドウォール部５と、一対のビード部６と、これらの間に延在するトロイド状をなしたカーカス２と、を有している。一対のビード部６の一方は、２つのサイドウォール部５の一方（セリアル側サイドウォール部）に連なっている。一対のビード部６の他方は、２つのサイドウォール部５の他方（反セリアル側サイドウォール部）に連なっている。なお、図１において、２つのサイドウォールの一方（または他方）は表示されていない。）

また、一対のビード部６のそれぞれには、ビード７が埋設されている。タイヤ１において、カーカス２は、トロイド状をなしたカーカス本体部２ａと、カーカス本体部２ａに連なる２つのカーカス折返し部２ｂと、を有している（図１において、２つのカーカス折返し部２ｂの一方（または他方）は図示されていない。）。カーカス本体部２ａは、タイヤ径方向外側からタイヤ軸線方向内側に向かってビード７のタイヤ中心軸線内側を通る。カーカス折返し部２ｂは、カーカス本体部２ａからビード７の周りを通ってタイヤ中心軸線外側に抜けるとともにタイヤ径方向内側からビード７のタイヤ軸線方向外側に向かって延びている。即ち、カーカス折返し部２ｂは、ビード７の周りを通ってタイヤ径方向外側に折り返されている。これによって、ビード７は、カーカス２の折返し部分の内側に埋設されている。なお、タイヤ１において、カーカス２は、ラジアルカーカスであって、１つのカーカス層（カーカスプライ）からなっているが、タイヤ１では、必要に応じて２層以上に変えることができる。ビード７は、少なくとも一本のビードワイヤ８をタイヤ中心軸線周りに巻き回すことによって形成されている。また、タイヤ１は、１対のビードフィラー９を有している。ビードフィラー９はそれぞれ、ビード７のタイヤ径方向外側に隣接して配置されている（図１において、一対のビードフィラー９の一方（または他方）は図示されていない。）。即ち、ビードフィラー９もまた、カーカス２の折返し部分の内側に埋設されている。

また、タイヤ１は、カーカス２の内側にゴム製のインナーライナ１０を有している。さらに、タイヤ１は、カーカス２のタイヤ径方向外側であって、トレッド部３の内部にベルト１１を有している。ベルト１１は、少なくとも１層とすることができる。タイヤ１において、ベルト１１には、例示的に、タイヤ径方向内側に配置された内側ベルト層１１ａおよび内側ベルト層１１ａよりもタイヤ径方向外側に配置された外側ベルト層１１ｂの２つのベルトが含まれている。また、タイヤ１は、カーカス２のタイヤ径方向外側であって、ショルダ部４の内部に補強層（図示省略）を有している。前記補強層は、少なくとも１層とすることができる。タイヤ１において、前記補強層には、例示的に、タイヤ径方向内側に配置された内側補強層および当該内側補強層よりもタイヤ径方向外側に配置された外側補強層の２つの補強層が含まれている。なお、本発明に係る、エンドエフェクタ、ロボットおよび／または生産システムを用いることによって製造可能な空気入りタイヤは、図１に示すような構造のタイヤ１に限定されるものではない。本発明に係る、エンドエフェクタ、ロボットおよび／または生産システムは、後述するように、タイヤの構成に線状部材を巻き付けた構成を含むものであれば、様々な構成のタイヤの製造に用いることができる。

図２には、タイヤ１の製造に用いることが可能な、本発明の一実施形態に係る、生産システム１００を概略的に示す。

本実施形態に係る、生産システム１００は、本発明の一実施形態に係る、ロボット１１０と、ロボット１１０に線状部材Ｌを供給する線状部材供給部１２０と、ロボット１１０と線状部材供給部１２０との間に配置されたフェスツーン１３０と、対象物Ｍを支持する対象物支持部１４０と、線状部材Ｌを対象物Мに取り付けるようにロボット１１０を制御する制御部（ロボット制御部）１５０と、を有している。ただし、本発明によれば、フェスツーン１３０は必須の要件ではない。例えば、本実施形態のように、後述するエンドエフェクタ２０に張力制御部２６が設けられている場合には、フェスツーン１３０は省略することができる。

生産システム１００において、対象物Ｍは、環状部材である。本実施形態では、前記環状部材は、未加硫のゴムタイヤである。また、本実施形態では、線状部材供給部１２０は、ビードワイヤ８を供給する。すなわち、本実施形態では、線状部材Ｌは、ビードワイヤ８である。

本実施形態において、線状部材供給部１２０は、線状部材Ｌとして、ビードワイヤ８を巻き掛けて保管するための回転ドラム１２１を有している。本実施形態において、回転ドラム１２１に巻き掛けられたビードワイヤ８は、ビードワイヤ８を傷等から保護するための被覆材８ａによって被覆されている。

図２の生産システム１００はさらに、被覆材回収部１６０を有している。被覆材回収部１６０は、線状部材供給部１２０から引き出されたビードワイヤ８から取り除かれた被覆材８ａを回収する。

フェスツーン１３０は、線状部材Ｌに残った巻き癖、当該線状部材Ｌに残った残留応力、または、その両方などを除去することができる。本実施形態において、フェスツーン１３０は、支柱１３１と、支柱１３１に対して回転可能に固定された固定式ローラ１３３と、支柱１３１に対して回転可能かつスライド可能に設けられたスライド式ローラ１３２と、を有している。線状部材Ｌは、固定式ローラ１３３とスライド式ローラ１３２との間に巻き掛けられている。線状部材Ｌの巻き癖などは、固定式ローラ１３３とスライド式ローラ１３２とを離間させることによって除去することができる。

ロボット１１０は、後述するエンドエフェクタ２０を有している。本実施形態にいて、ロボット１１０は、関節１１１を含むロボットアーム１１２を有している。エンドエフェクタ２０は、ロボットアーム１１２の先端に取り付けられている。また、本実施形態において、ロボット１１０の動きは、制御部１５０によって制御される。制御部１５０の具体例としては、コンピュータが挙げられる。ロボット１１０の動きは、例えば、コンピュータにインストールされたプログラムに基いて制御することができる。

図３を参照すれば、ロボット１１０は、少なくとも１つの関節１１１を有するロボットアーム１１２と、エンドエフェクタ２０と、によって構成されている。本実施形態において、エンドエフェクタ２０は、ロボットアーム１１２の先端Ｅ１１２に取り付けられている。

ロボット１１０は、６軸以上の自由度を有している。本実施形態において、ロボット１１０は、６軸ロボットである。ロボットアーム１１２は、第１アーム１１２ａ、第２アーム１１２ｂ、第３アーム１１２ｃ、第４アーム１１２ｄ、第５アーム１１２ｅ、第６アーム１１２ｆおよび第７アーム１１２ｇを有している。６軸ロボットは、６つの関節（１１１ａ～１１１ｆ）を有している。第１関節１１１ａは、例えば、第２アーム１１２ｂを第１アーム１１２ａに対して旋回可能に連結する。第２関節１１１ｂは、例えば、第３アーム１１２ｃを第２アーム１１２ｂに対して前後方向に揺動可能に連結する。第３関節１１１ｃは、例えば、第４アーム１１２ｄを第３アーム１１２ｃに対して上下方向に揺動可能に連結する。第４関節１１１ｄは、例えば、第５アーム１１２ｅを第４アーム１１２ｄに対して旋回可能に連結する。第５関節１１１ｅは、第６アーム１１２ｆを第５アーム１１２ｅに対して上下方向に揺動可能に連結する。第６関節１１１ｆは、例えば、第７アーム１１１ｇを第６アーム１１２ｆに対して旋回可能に連結する。第７アーム１１１ｇの先端は、ロボットアーム１１２の先端Ｅ１１２を構成する。第７アーム１１１ｇの先端には、エンドエフェクタ２０を取り付けることができる。したがって、ロボット１１０は、ＸＹＺ軸の座標系において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の３つの直線方向に自由度を有しているとともにＸ軸の周り、Ｙ軸の周りおよびＺ軸の周りの３つの軸の周りに自由度を有している。

ここで、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸はそれぞれ、互いに直交する軸である。本実施形態によれば、例えば、Ｚ軸は、鉛直方向に対して平行になるように設定することができる。また、本実施形態によれば、Ｘ軸は、タイヤ中心軸線が水平面に含まれるときの当該タイヤ中心軸線に対して平行になるように設定することができる。さらに、本実施形態によれば、Ｙ軸は、タイヤ中心軸線が水平面に含まれる状態でタイヤ幅方向中心線を水平面でみたときの当該タイヤ幅方向中心線に対して平行になるように設定することができる。

また、図２を参照すれば、生産システム１００は、対象物Ｍを動かすための対象物駆動部１４１と、対象物駆動部１４１を制御する制御部（対象物駆動部制御部）１５０と、を有している。対象物駆動部１４１は、対象物支持部１４０に設けられている。本実施形態において、対象物駆動部１４１の動きは、制御部１５０によって制御される。対象物駆動部１４１の動きもまた、コンピュータにインストールされたプログラムに基いて制御することができる。本実施形態において、ロボット１１０および対象物駆動部１４１の動きは、制御部１５０によって関連付けられている。本実施形態では、ロボット１１０および対象物駆動部１４１の制御は、共通の制御部１５０によって実行されている。ただし、本発明によれば、ロボット１１０および対象物駆動部１４１のそれぞれを、別個の制御部によって制御することもできる。この場合、個々の制御部は、互いに双方向通信を可能としている。

対象物駆動部１４１は、対象物Ｍを回転させる対象物回転駆動部１４１ａを含んでいる。対象物回転駆動部１４１ａは、回転軸線О１４１を中心に対象物Ｍを回転させることができる。本実施形態において、対象物回転駆動部１４１ａは、制御部１５０からの指令にしたがい、回転軸線О１４１の周りを所定角度ごとに回転させることができる。また、制御部１５０は、エンドエフェクタ２０が対象物Ｍの前記回転角度に応じた所定位置に位置するようにロボット１１０を位置制御する。ロボット１１０は、制御部１５０からの指令にしたがい、エンドエフェクタ２０を対象物Ｍの回転角度に応じた目標位置に移動させる。

図４には、本発明の一実施形態に係る、エンドエフェクタ２０を、当該エンドエフェクタ２０の第２支持部２４ｂが正位置である状態で概略的に示す。ここで、正位置とは、後述の巻付ローラ２３ａが上側に位置するとともに当該巻付ローラ２３ａが対象物Ｍの一方の側面Ｓ１を向くように、第２支持部２４ｂが位置決めされた位置である。

エンドエフェクタ２０は、ジョイント部２１と、線状部材Ｌを導入させる導入部２２と、導入部２２から導入された線状部材Ｌを排出する排出部２３と、ジョイント部２１、導入部２２及び排出部２３を支持する支持部２４とを有している。支持部２４は、ジョイント部２１と導入部２２とが間隔を置いて配置されている第１支持部２４ａと、排出部２３が配置されている第２支持部２４ｂとを有している。第２支持部２４ｂは、当該第２支持部２４ｂの延在軸線О２が第１支持部２４ａの延在軸線О１に対して交差しているとともに当該第２支持部２４ｂが第１支持部２４ａを挟んでジョイント部２１と対向する側に位置するように、当該第１支持部２４ａに連結されている。本実施形態において、ジョイント部２１は、第７アーム１１２ｇの先端、即ち、ロボットアーム１１２の先端Ｅ１１２に取り付けることができる。

導入部２２は、線状部材Ｌをエンドエフェクタ２０内に導入する。本実施形態において、導入部２２は、入線ガイドローラ２２ａを有している。入線ガイドローラ２２ａは、第１支持部２４ａに対して自由回転可能に取り付けられている。入線ガイドローラ２２ａは、線状部材Ｌが巻き掛けられることによって、当該線状部材Ｌをエンドエフェクタ２０内に誘導させることができる。これによって、線状部材Ｌは、入線ガイドローラ２２ａによってエンドエフェクタ２０内に導入される。

符号２５は、導入部２２から導入された線状部材Ｌをエンドエフェクタ２０内に引き込むための線状部材引き込み部である。線状部材引き込み部２５は、第１支持部２４ａに配置されている。

本実施形態において、線状部材引き込み部２５は、第１支持部２４ａに対して回転可能な送りローラ２５ａと、第１支持部２４ａに対して回転可能であるとともに第１支持部２４ａに対してスライド可能なピンチローラ２５ｂと、ピンチローラ２５ｂを移動させるためのアクチュエータ２５ｃ（以下、「ピンチローラ用アクチュエータ２５ｃ」ともいう。）と、を有している。送りローラ２５ａは、サーボモータ等の駆動源によって回転させることができる。ピンチローラ２５ｂは、第１支持部２４ａに対して自由回転可能に配置されている。ピンチローラ用アクチュエータ２５ｃは、ピンチローラ２５ｂを送りローラ２５ａに向かって押圧することによって、当該ピンチローラ２５ｂを送りローラ２５ａに押し付けることができる。これによって、送りローラ２５ａとピンチローラ２５ｂとの間に挟まった線状部材Ｌをエンドエフェクタ２０内に引き込むことができる。ピンチローラ用アクチュエータ２５ｃはまた、ピンチローラ２５ｂを送りローラ２５ａから遠ざけることによって、当該ピンチローラ２５ｂを送りローラ２５ａから離間させることができる。これによって、送りローラ２５ａとピンチローラ２５ｂとの間の線状部材Ｌに対する押し力を調整または解除することができる。

符号２６は、線状部材Ｌの張力を制御するための張力制御部である。本実施形態に係る、エンドエフェクタ２０は、第１支持部２４ａに張力制御部２６を有している、具体的には、張力制御部２６は、導入部２２よりも第２支持部２４ｂ側に位置している。詳細には、張力制御部２６は、導入部２２よりも線状部材Ｌの送り方向下流側、さらに、本実施形態では、線状部材引き込み部２５よりも線状部材Ｌの送り方向下流側に位置している。張力制御部２６は、例えば、線状部材Ｌの巻き掛けの向きを変えることによって、または、後述のダンサアーム２６ｃのように、線状部材Ｌを２つのローラに巻き掛けたときの距離を変えることによって、または、これらの両方によって、線状部材Ｌに残った巻き癖、当該線状部材に残った残留応力、または、その両方などを除去することができる。具体的には、張力制御部２６は、線状部材供給部１２０の巻き出し、或いは、フェスツーン１３０の動作によって発生する、張力外乱を抑制することを目的とする。これによって、張力外乱によって発生が懸念される、影響（例えば、上記残留応力）、および、巻き付け時の位置ズレが抑制される。

本実施形態において、張力制御部２６は、線状部材引き込み部２５から送り出された線状部材Ｌを巻き掛けるダンサローラ２６ａ及びガイドローラ２６ｂと、ダンサローラ２６ａを自由回転可能に支持するダンサアーム２６ｃと、を有している。ダンサローラ２６ａには、線状部材Ｌが巻き掛けられている。本実施形態において、線状部材Ｌの張力は、例えば、ダンサアーム２６ｃの開き角度に応じたダンサローラ２６ａの位置の変化によって制御することができる。張力制御された線状部材Ｌは、張力制御部２６を通って排出部２３に送り出される。

排出部２３は、張力制御部２６から送り出された線状部材Ｌを、さらに対象物Ｍに向かって送り出す。本実施形態において、排出部２３は、巻付ローラ２３ａを有している。巻付ローラ２３ａは、第２支持部２４ｂに対して自由回転可能に配置されている。巻付ローラ２３ａの外周面には、周溝が形成されている。線状部材Ｌは、巻付ローラ２３ａの周溝によってローラ軸線両側を保持することができる。巻付ローラ２３ａは、エンドエフェクタ２０内を流れる線状部材Ｌをエンドエフェクタ２０の外側に送り出すことができる。これによって、巻付ローラ２３ａを対象物Ｍに押し付ければ、巻付ローラ２３ａから送り出された線状部材Ｌを対象物Ｍに取り付けることができる。したがって、巻付ローラ２３ａを対象物Ｍに押し付けた状態でエンドエフェクタ２０を対象物Ｍの周りに回転させれば、線状部材Ｌを対象物Ｍに対して巻き付けることができる。

図２を参照しつつ説明すると、本実施形態に係る、生産システム１００において、線状部材Ｌを対象物Ｍに巻き付けるときには、当該対象物Ｍは、対象物支持部１４０の対象物回転駆動部１４１ａによって、当該対象物回転駆動部１４１ａの回転軸線О１４１周りを所定角度ごとに順次回転させる。また、本実施形態に係る、生産システム１００において、ロボット１１０は、エンドエフェクタ２０の巻付ローラ２３ａが線状部材Ｌを巻き付けるべき対象物Ｍの目標位置に位置するように、当該対象物Ｍの回転角度に応じた所定位置に位置制御される。即ち、本実施形態に係る、生産システム１００は、対象物Ｍを回転させながら、エンドエフェクタ２０の巻付ローラ２３ａが当該対象物Ｍの回転角度に応じた所定位置に位置するように、ロボット１１０を位置制御する。

本実施形態において、線状部材Ｌを対象物Ｍに巻き付ける位置は、エンドエフェクタ２０の巻付ローラ２３ａの位置に依存する。図４および図５に示すように、本実施形態に係るエンドエフェクタ２０において、巻付ローラ２３ａは、線状部材Ｌが排出される位置Ｐ（「材料パス位置Ｐ」ともいう。）が後述する駆動回転部２９の回転中心軸線О３上となる位置に配置されている。

加えて、図４に示すように、本実施形態において、排出部２３は、巻付ローラを移動させるためのアクチュエータ２３ｂ（以下、「巻付ローラ用アクチュエータ２３ｂ」ともいう。）を有している。巻付ローラ用アクチュエータ２３ｂは、巻付ローラ２３ａを対象物Ｍに向かって押圧することによって、当該巻付ローラ２３ａを対象物Ｍに押し付けることができる。巻付ローラ用アクチュエータ２３ｂはまた、巻付ローラ２３ａを対象物Ｍから遠ざけることによって、当該巻付ローラ２３ａを対象物Ｍから離間させることができる。これによって、巻付ローラ２３ａと対象物Ｍとの間の線状部材Ｌに対する押し力を調整または解除することができる。本実施形態において、巻付ローラ用アクチュエータ２３ｂは、エアーシリンダで構成されている。エアーシリンダによれば、対象物Ｍの下地表面（巻付ローラ２３ａが押し付けられる対象物Мの表面）に形成された凹凸形状の変化は、当該エアーシリンダの伸縮によって吸収することができる。ただし、巻付ローラ用アクチュエータ２３ｂには、油圧シリンダ、モータアクチュエータなどの、アクチュエータを採用することができる。また、本発明によれば、巻付ローラ用アクチュエータ２３ｂは、省略することができる。

符号２７は、排出部２３から送り出された線状部材Ｌを切断するための切断部である。本実施形態において、切断部２７は、第１支持部２４ａに設けられている。本実施形態において、切断部２７は、線状部材Ｌを切断するためのカッター２７ａと、カッター２７ａを伸縮移動させるためのアクチュエータ２７ｂ（以下、「カッター用アクチュエータ２７ｂ」ともいう。）を有している。カッター用アクチュエータ２７ｂは、エアーシリンダ、油圧シリンダ、モータアクチュエータなどのいずれであってもよい。カッター用アクチュエータ２７ｂを用いれば、カッター２７ａを伸縮移動させることによって、線状部材Ｌを容易に切断することができる。ただし、本発明によれば、カッター用アクチュエータ２７ｂは、省略することができる。

符号２８は、対象物Ｍの周辺情報を得るための情報取得部である。本実施形態に係る、エンドエフェクタ２０は、第２支持部２４ｂに、情報取得部２８を有している。具体的には、エンドエフェクタ２０は、第２支持部２４ｂの先端側の位置に情報取得部２８を有している。

情報取得部２８は、線状部材Ｌが取り付けられる対象物Ｍの周辺の情報を集める。対象物Ｍの周辺情報（以下、「対象物周辺情報」ともいう。）としては、例えば、対象物Ｍの面積、長さ、幅、色、位置、形状が挙げられる。また、情報取得部２８としては、例えば、画像センサが挙げられる。本実施形態では、情報取得部２８から得られた対象物周辺情報は、制御部１５０に入力される。制御部１５０は、前記対象物周辺情報に基いて、線状部材Ｌを対象物Ｍに取り付けるように、ロボット１１０および対象物支持部１４０を制御する。

本実施形態に係る、エンドエフェクタ２０は、対象物Ｍに線状部材Ｌを取り付けるため、当該線状部材Ｌを、対象物Ｍに向けて送り出すことができる。エンドエフェクタ２０を用いれば、ロボット１１０の動きに合わせて、線状部材Ｌを対象物Ｍの所望の位置に取り付けることができる。また、エンドエフェクタ２０において、支持部２４は、第１支持部２４ａと、第２支持部２４ｂとを有しており、第２支持部２４ｂは、当該第２支持部２４ｂの延在軸線О２が第１支持部２４ａの延在軸線О１に対して交差しているとともに当該第２支持部２４ｂが第１支持部２４ａを挟んでジョイント部２１と対向する側に位置するように、当該第１支持部２４ａに連結されている。したがって、エンドエフェクタ２０によれば、線状部材Ｌを動かすことによって当該線状部材Ｌを対象物Мに対して取り付けることができる。

具体的には、線状部材Ｌをエンドエフェクタ２０で保持することにより当該線状部材Ｌを対象物Ｍに対して移動させる。この場合、対象物Ｍをエンドエフェクタ２０で保持することにより当該対象物Ｍを線状部材Ｌに対して移動させる場合に比べて、エンドエフェクタ２０の動作は小周りが利いた動作となる。このため、対象物Ｍを線状部材Ｌに対して移動させるのではなく、線状部材Ｌを対象物Ｍに対して移動させれば、当該線状部材Ｌを対象物Ｍに対して容易に取り付けることができる。対象物Ｍではなく、線状部材Ｌを動かすことは特に、線状部材Ｌを対象物Ｍの細かい領域に取り付ける必要がある場合に有効である。

加えて、エンドエフェクタ２０によれば、線状部材Ｌを精度よく対象物Ｍに取り付けることができる。エンドエフェクタ２０によれば、線状部材Ｌが導入部２２から排出部２３に至るまで経路は、ジョイント部２１を通ることなく、当該ジョイント部２１を迂回する。これによって、エンドエフェクタ２０に配置される様々な要素（２５～２８）は、ジョイント部２１から排出部２３に向かう経路の途中（ジョイント部２１と排出部２３との間の領域）だけではなく、導入部２２から排出部２３に向かう経路の途中（ジョイント部２１と排出部２３との間の領域に対して交差して当該領域から離れた領域）にも配置することができる。したがって、エンドエフェクタ２０によれば、上述のとおり、エンドエフェクタ２０に配置される様々な要素（２５～２８）をジョイント部２１と排出部２３との間にのみ配置する必要はない、したがって、エンドエフェクタ２０によれば、ジョイント部２１と排出部２３との間の距離を短く抑えることができる。この場合、ジョイント部２１と排出部２３との間の距離を短く抑えられる分、排出部２３を作用点とするジョイント部２１周りのモーメントを小さく抑えることができる。これによって、排出部２３が外部から受ける力の影響（例えば、排出部２３が対象物Ｍと接触したときに生じ得る、振動および排出部２３と対象物Ｍとの間のずれの少なくともいずれか一方）を抑えることができる。したがって、エンドエフェクタ２０によれば、線状部材Ｌを精度よく対象物Ｍに取り付けることができる。

また、エンドエフェクタ２０は、第１支持部２４ａと第２支持部２４ｂとの間に、第２支持部２４ｂを第１支持部２４ａに対して回転させる駆動回転部２９を有している。

図５には、エンドエフェクタ２０を、当該エンドエフェクタ２０の第２支持部２４ｂが反転位置である状態で概略的に示す。ここで、反転位置とは、巻付ローラ２３ａが下側に位置するとともに当該巻付ローラ２３ａが対象物Ｍの他方の側面Ｓ２を向くように、第２支持部２４ｂが位置決めされた位置である。図５を参照すれば、第２支持部２４ｂは、駆動回転部２９の回転中心軸線О３の周りに回転させることができる。本実施形態において、駆動回転部２９は、サーボモータによって構成されている。

図６には、エンドエフェクタ２０を排出部２３側から概略的に示す。図６を参照すれば、エンドエフェクタ２０をＸ軸方向（タイヤ中心軸線が水平面に含まれるときの当該タイヤ中心軸線に対して平行な方向）で視た場合、第１支持部２４ａの延在軸線О１は、第２支持部２４ｂの延在軸線О２に対して排出部２３側よりもジョイント部２１側に角度αだけ傾いている。第１支持部２４ａを傾斜させた場合、第１支持部２４ａの延在軸線О１と第２支持部２４ｂの延在軸線О２とが直交しているときに比べて、第１支持部２４ａと第２支持部２４ｂとの曲げ角度（α）が緩やかになる。この場合、線状部材Ｌを巻き付けるとき、或いは、対象物支持部１４０から対象物Ｍを搬送するときにおいて、第１支持部２４ａが対象物Ｍに対して干渉にし難くなる。即ち、この場合、第１支持部２４ａが対象物Ｍに対して接触し難くなるため、線状部材Ｌを巻き付けるとき、或いは、対象物Ｍを搬送するときに有利である。

また、図６を参照すれば、本実施形態において、駆動回転部２９の回転中心軸線О３は、側面視において、第２支持部２４ｂの延在軸線О２に対して平行である。加えて、本実施形態において、駆動回転部２９の回転中心軸線О３は、図６に示すように側面視において、巻付ローラ２３ａの周溝中心（周溝の溝底の最深部）を通る軸線である。即ち、巻付ローラ２３ａは、駆動回転部２９の回転中心軸線О３に対して平行に配置され、巻付ローラ２３ａの材料パス位置Ｐは、駆動回転部２９の回転中心軸線О３上に存在する。一方、図７は、エンドエフェクタ２０の外形形状を上方から概略的に示す平面図である。図７を参照すれば、駆動回転部２９の回転中心軸線О３は、平面視において、第２支持部２４ｂの延在軸線О２に対して角度βで交差している。

例えば、図４に示すように、本実施形態に係るエンドエフェクタ２０において、駆動回転部２９の回転中心軸線О３は、巻付ローラ２３ａの接線となる。具体的には、巻付ローラ２３ａは、当該巻付ローラ２３ａの材料パス位置Ｐが駆動回転部２９の回転中心軸線О３上に位置するように配置されている。即ち、本実施形態に係るエンドエフェクタ２０において、巻付ローラ２３ａの材料パス位置Ｐは、駆動回転部２９の回転中心軸線О３との接点となる。これによって、エンドエフェクタ２０において、駆動回転部２９の回転中心軸線О３の周りに第２支持部２４ｂを回転させたときも、巻付ローラ２３ａの材料パス位置Ｐは常に、回転駆動回転部２９の回転中心軸線О３上の１点の位置に位置する。例えば、エンドエフェクタ２０において、巻付ローラ２３ａの材料パス位置Ｐは、図４の正位置の状態と、図５の反転位置の状態とのいずれの状態においても、回転駆動回転部２９の回転中心軸線О３上の１点の位置に位置する。即ち、第２支持部２４ｂを任意の角度に回転させたときでも、線状部材Ｌを対象物Ｍに対して巻き付けるときの基準位置（始点）は、回転駆動回転部２９の回転中心軸線О３上の１点の固定された位置となる。このように、本実施形態に係る、エンドエフェクタ２０によれば、第２支持部２４ｂを駆動回転部２９の回転中心軸線О３の周りの任意の角度に回転させたときでも、材料パス位置Ｐは、駆動回転部２９の回転中心軸線О３の同じ位置に位置することから、第２支持部２４ｂの位置が図４または図５のどちらの位置の場合でも、材料パス位置Ｐの位置は変わらない。このため、本実施形態によれば、材料パス位置Ｐの位置を維持しつつ、図４の位置から図５の位置への切り替え、図５の位置から図６の位置への切り替えなどの、第２支持部２４ｂの任意の回転位置の切り替えを、新たなエンドエフェクタ２０に付け替えるなどの、新たな段取りを要することなく、即ち、人手を介入させることなく実現することができる。したがって、この場合、第２支持部２４ｂを任意の角度に回転させることによって、対象物Ｍに対して様々な方向から、線状部材Ｌの取り付けを容易に行うことができる。

本実施形態に係る、エンドエフェクタ２０のように、第２支持部２４ｂを第１支持部２４ａに対して回転させる場合、線状部材Ｌを対象物Мに対してより広い角度で取り付けることが可能となる。

例えば、エンドエフェクタ２０によれば、ロボット１１０を動かすだけで、対象物Ｍの両側面（Ｓ１、Ｓ２）に線状部材Ｌを巻き付けることができる。具体的には、図８に示すように、巻付ローラ２３ａが対象物Ｍの一方の側面Ｓ１側に向いて線状部材Ｌが巻き付けられるように、ロボット１１０の動きを制御する。これによって、対象物Ｍの一方の側面Ｓ１の所望の位置に線状部材Ｌを巻き付けることができる。或いは、図９に示すように、巻付ローラ２３ａが対象物Ｍの他方の側面Ｓ２側に向いて線状部材Ｌが巻き付けられるように、ロボット１１０の動きを制御する。これによって、対象物Ｍの他方の側面Ｓ２にも線状部材Ｌを巻き付けることができる。この場合、第２支持部２４ｂを第１支持部２４ａに対して回転させれば、巻き付け位置の迅速な切り替えが可能となる。このように、本実施形態によれば、対象物Ｍの一方の側面Ｓ１に線状部材Ｌを巻き付けたのち、対象物Ｍの他方の側面Ｓ２に線状部材Ｌを巻き付けることができる。なお、本発明によれば、上記の手順と逆の手順を辿ることによって、対象物Ｍの他方の側面Ｓ２に線状部材Ｌを巻き付けたのち、対象物Ｍの一方の側面Ｓ１に線状部材Ｌを巻き付けることもできる。また、本実施形態に係る、生産システム１００では、上述のとおり、対象物Ｍを回転させながら、巻付ローラ２３ａが対象物Ｍの回転角度に応じた所定位置に位置するように、ロボット１１０を位置制御する。図８および図９の巻き付け方法は、例えば、未加硫のタイヤにおいて、ビードワイヤ８を巻き付けるときに用いることができる。

また、ロボット１１０によれば、対象物Ｍに形成された開口部ＡＭの内縁部に線状部材Ｌを取り付けることができる。具体的には、図１０に示すように、対象物Ｍの一方の側面Ｓ１側において、巻付ローラ２３ａが対象物Ｍの内縁部側に向いて線状部材Ｌが巻き付けられるように、ロボット１１０の動きを制御する。これによって、対象物Ｍの一方の側面Ｓ１側において、対象物Ｍの開口部ＡＭを形作る当該対象物Мの内縁部に対して線状部材Ｌを巻き付けることができる。或いは、図１１に示すように、対象物Ｍの他方の側面Ｓ２側において、巻付ローラ２３ａが対象物Ｍの内縁部側に向いて線状部材Ｌが巻き付けられるように、ロボット１１０の動きを制御する。これによって、対象物Ｍの一方の側面Ｓ１側において、対象物Ｍの開口部ＡＭを形作る当該対象物Мの内縁部に対して線状部材Ｌを巻き付けることができる。この場合もまた、第２支持部２４ｂを第１支持部２４ａに対して回転させれば、巻き付け位置の迅速な切り替えが可能となる。このように、本実施形態によれば、対象物Ｍの一方の側面Ｓ１側の内縁部に線状部材Ｌを巻き付けたのち、対象物Ｍの他方の側面Ｓ２側の内縁部に線状部材Ｌを巻き付けることができる。なお、本発明によれば、上記の手順と逆の手順を辿ることによって、対象物Ｍの他方の側面Ｓ２側の内縁部に線状部材Ｌを巻き付けたのち、対象物Ｍの一方の側面Ｓ１側の内縁部に線状部材Ｌを巻き付けることもできる。なお、これらの場合においても、本実施形態に係る、生産システム１００では、対象物Ｍを回転させながら、巻付ローラ２３ａが対象物Ｍの回転角度に応じた所定位置に位置するように、ロボット１１０を位置制御する。図１０および図１１の巻き付け方法は、例えば、未加硫のタイヤの内縁部に、補強部材を巻き付けるときに用いることができる。さらに、図１０および図１１の巻き付け方法は、対象物Ｍの内周面に線状部材Ｌを巻き付けるときにも用いることができる。具体例としては、未加硫のタイヤの内周面に、線状部材Ｌとしてパンク防止部材を巻き付けるときに用いることができる。

また、ロボット１１０によれば、対象物Ｍの外周面Ｓ３に線状部材Ｌを取り付けることができる。具体的には、図１２に示すように、対象物Ｍの外周面Ｓ３の上側において、巻付ローラ２３ａが対象物Ｍの外周面Ｓ３側に向いて線状部材Ｌが巻き付けられるように、ロボット１１０の動きを制御する。これによって、対象物Ｍの外周面Ｓ３の上側から、当該対象物Ｍの外周面Ｓ３に対して線状部材Ｌを巻き付けることができる。或いは、図１３に示すように、対象物Ｍの外周面Ｓ３の下側において、巻付ローラ２３ａが対象物Ｍの外周面Ｓ３側に向いて線状部材Ｌが巻き付けられるように、ロボット１１０の動きを制御する。これによって、対象物Ｍの外周面Ｓ３の下側から、当該対象物Ｍの外周面Ｓ３に対して線状部材Ｌを巻き付けることもできる。この場合もまた、第２支持部２４ｂを第１支持部２４ａに対して回転させれば、巻き付け位置の迅速な切り替えが可能となる。なお、これらの場合においても、本実施形態に係る、生産システム１００では、対象物Ｍを回転させながら、巻付ローラ２３ａが対象物Ｍの回転角度に応じた所定位置に位置するように、ロボット１１０を位置制御する。また、図１２および図１３において、矢印Ｄ１は、エンドエフェクタ２０（巻付ローラ２３ａ）の送り方向である。さらに、図１２および図１３の巻き付け方法は、例えば、未加硫のタイヤにおいて、トレッド部側およびショルダ部側の少なくともいずれか一方に線状部材Ｌを巻き付けるときに用いることができる。トレッド側に巻き付ける場合、例えば、線状部材Ｌは、ベルト１１、スパイラルレイヤー、BaseやCapなどのリボン、間ゴムなどが挙げられる。また、ショルダ側に巻き付ける場合、例えば、線状部材Ｌは、補強層１２などが挙げられる。

図８～１３で説明したように、第２支持部２４ｂを第１支持部２４ａに対して回転させれば、ロボットアーム１１２を必要以上に回転させることなく、線状部材Ｌを対象物Ｍの任意の位置に取り付けることができる。したがって、本発明に係るエンドエフェクタによれば、線状部材Ｌを対象物Ｍに対してより広い角度で取り付けることが可能となる。

また、例えば、図４を参照すれば、エンドエフェクタ２０は、第２支持部２４ｂに情報取得部２８を有している。この場合、情報取得部２８から得られた前記対象物周辺情報に基いて、線状部材Ｌを対象物Ｍに取り付けることができる。したがって、この場合、線状部材Ｌを対象物Мに対してより精度よく取り付けることが可能となる。特に本実施形態に係る、エンドエフェクタ２０は、第２支持部２４ｂの先端側の位置に情報取得部２８を有している。この場合、対象物Ｍの周辺情報をより正確に得ることができる。ただし、本発明によれば、情報取得部２８は、第２支持部２４ｂの任意の位置に配置することができる。

また、エンドエフェクタは、第１支持部２４ａに、張力制御部２６を有している。この場合、線状部材Ｌが排出部２３に到達する前に、線状部材Ｌに残った巻き癖、当該線状部材Ｌに残った残留応力、または、その両方などを除去することができる。したがって、この場合、線状部材を対象物に対してより精度よく取り付けることが可能となる。

さらに、エンドエフェクタ２０において、ジョイント部２１は、ロボットアーム１１２に対して着脱可能な構造を有している。この場合、エンドエフェクタ２０を既存の汎用ロボットに適用させることができる。

次いで、図２の生産システム１００の概要について、図１を参照しつつ説明する。

図２の生産システム１００は、図１のタイヤ１を製造するために使用される。図２を参照すればまず、ビードワイヤ８が線状部材Ｌとして線状部材供給部１２０から引き出される。このとき、ビードワイヤ８から分離された被覆材８ａは、被覆材回収部１６０に回収される。線状部材供給部１２０から引き出されたビードワイヤ８は、フェスツーン１３０を通って張力制御されたのち、ロボット１１０に送られる。なお、本実施形態において、フェスツーン１３０は、省略することができる。

ロボット１１０は、エンドエフェクタ２０を通して、対象物支持部１４０で支持された対象物Мにビードワイヤ８を巻き付ける。本実施形態では、対象物Мは、未加硫のゴムタイヤである。本実施形態では、ロボット１１０の動きがビードワイヤ８の動きを制御する。本実施形態では、ビードワイヤ８は、開口部ＡＭの内縁に沿って対象物Ｍの側面Ｓ１に巻き付けられる。これによって、対象物Ｍの側面Ｓ１にビード７を形成することができる。

ビード７の形成方法としては、以下の方法がある。例えば、図８に示すように、エンドエフェクタ２０の第２支持部２４ｂを正位置とし、対象物Ｍを回転させながら、当該対象物Ｍの回転角度に応じた所定位置にロボット１１０を位置制御することによって対象物Ｍの一方の側面Ｓ１にビードワイヤ８を巻き付ける。これによって、対象物Мの一方の側面Ｓ１にビード７が形成される、次いで、第２支持部２４ｂを第１支持部２４ａに回転させることによって、例えば、図９に示すように、エンドエフェクタ２０の第２支持部２４ｂを反転位置とし、対象物Ｍを回転させながら、当該対象物Ｍの回転角度に応じた所定位置にロボット１１０を位置制御することによって対象物Ｍの他方の側面Ｓ２にビードワイヤ８を巻き付ける。これによって、対象物Мの他方の側面Ｓ２にもビード７が形成される、これらの工程によって、対象物Мの両側面Ｓ１、Ｓ２にはそれぞれ、ビード７が形成される。

ビードワイヤ８の巻き付け方法には、例えば、２つの巻き付け方法が挙げられる。図１４には、線状部材Ｌの巻き付け方法の一例を示す。図１４の巻き付け方法は、ピッチ送り巻きである。ピッチ送り巻きでは、線状部材Ｌの一端Ｌｅからの巻き付けが各周回ごとに実質的に一定の直径となる。図１５には、線状部材Ｌの巻き付け方法の他の例を示す。図１５の巻き付け方法は、らせん巻きである。らせん巻きでは、線状部材Ｌの一端Ｌｅからの巻き付けがらせん状となる。本実施形態によれば、ロボット１１０が線状部材Ｌの動きを制御するため、線状部材Ｌを巻き付けるときの始点の位置をタイヤ径方向内側（巻き付け中心側）またはタイヤ径方向外側（巻き付け中心外側）のいずれかとすることができる。例えば、図１４を参照すれば、ピッチ送り巻きの場合、ビードワイヤ８を巻き付けるときの始点をタイヤ径方向内側とし、矢印Ｄ１に示すように、ビードワイヤ８をタイヤ径方向外側に向かって巻き付けることができる。或いは、ビードワイヤ８を巻き付けるときの始点をタイヤ径方向外側とし、矢印Ｄ２に示すように、ビードワイヤ８をタイヤ径方向内側に向かって巻き付けることもできる。同様に、例えば、図１５を参照すれば、らせん巻きの場合もまた、ビードワイヤ８を巻き付けるときの始点をタイヤ径方向内側とし、矢印Ｄ１に示すように、ビードワイヤ８をタイヤ径方向外側に向かって巻き付けることができる。或いは、ビードワイヤ８を巻き付けるときの始点をタイヤ径方向外側とし、矢印Ｄ２に示すように、ビードワイヤ８をタイヤ径方向内側に向かって巻き付けることもできる。

さらに、ロボット１１０を用いた線状部材Ｌの巻き付けによれば、対象物Ｍの側面（Ｓ１，Ｓ２）に対して、図１６に示すような構造の巻き付けを行うことができる。

図１６では、線状部材Ｌを巻き付けるときの始点は、対象物Мの中心軸線外側（タイヤ径方向外側）である。この例では、線状部材Ｌは、図中の矢印で示すように、一筆書きのプロセスによって巻き付けられている。具体的には、線状部材Ｌは、対象物Ｍの側面（Ｓ１，Ｓ２）に接する１列目として、対象物Мの中心外側を始点に対象物Мの中心軸線側（タイヤ径方向内側）に向かって巻き付けられる。次いで、１列目に引き続いて、２列目は、巻き付けの始点を対象物Мの中心軸線側を折返しとし、対象物Ｍの中心軸線外側に向かって巻き付けられる。そして、２列目に引き続いて、３列目として、巻き付けの始点を対象物Мの中心軸線外側を折返しとし、再び、対象物Ｍの中心軸線側に向かって巻き付けられる。こうした巻き付け方法によれば、１～３列目を連続的につなげた状態での巻き付けが可能となる。即ち、こうした巻き付け方法によれば、線状部材Ｌの巻き付けを単一の線状部材またはより少ない数の線状部材Ｌによって行うことができる。例えば、１列ごとに巻き付けを行った場合、この巻き付けによって得られた巻き付け構造には、より多くの線状部材Ｌの端部（具体的には、複数の線状部材Ｌの間に形成される、切れ目または繋ぎ目）が存在することになる。これに対し、図１６のような一筆書きプロセスの巻き付け方法によれば、上記のような切れ目または繋ぎ目を低減させることができる。このため、こうした一筆書きプロセスの巻き付け方法によって得られる巻き付け構造は、ユニフォミティに優れる。また、こうした一筆書きプロセスの巻き付け方法によって得られる巻き付け構造は、前記切れ目または繋ぎ目に起因して生じ得る不具合を低減させることができる。

対象物Ｍの中心軸線（例えば、タイヤ中心軸線）が横になるような状態（例えば、図２の対象物Ｍの状態）で、当該対象物Ｍの側面（Ｓ１、Ｓ２）に対して、線状部材Ｌを巻き付けようとする場合、対象物Ｍの中心軸線側からの、線状部材Ｌの巻き掛けは、人手を介した巻き付けでは困難であった。これに対し、本実施形態のように、線状部材Ｌの巻き付けをロボット１１０によって行えば、対象物Ｍの中心軸線側からの、当該線状部材Ｌの巻き掛けを容易に行うことができる。

本実施形態に係る、ロボット１１０は、線状部材Ｌを巻き付けるためのエンドエフェクタを有している。したがって、ロボット１１０によれば、線状部材Ｌを動かすことによって当該線状部材Ｌを対象物Мに対して取り付けることが可能となる。特に、上述のように、対象物Ｍの側面（Ｓ１，Ｓ２）に線状部材Ｌを巻き付ける場合には有効である。

また、本発明に係る、ロボット１１０は、６軸以上の自由度を有していることが好ましい。この場合、ロボット１１０がより人間に近い動きになる。具体的には、エンドエフェクタ２０の位置及び姿勢をより自由に動かすことが可能となる。したがって、この場合、線状部材Ｌをより人間に近い動作で取り付けることができる。

さらに、ロボット１１０によれば、線状部材Ｌは、図１２および図１３に示すように、対象物Ｍの外周面Ｓ３に巻き付けることができる。対象物Ｍが未加硫のタイヤである場合、対象物Мの外周面Ｓ３は、トレッド部側に形成された面である。この場合、線状部材Ｌとしては、例えば、トレッド部側に巻き付けられる、スパイラルレイヤーが挙げられる。図１７には、ロボット１１０を用いて実現可能な、対象物Ｍの外周面Ｓ３に対する、線状部材Ｌの巻き付け方法の一例を、タイヤ平面視で概略的に示す。図１７の巻き付け方法は、ピッチ送り巻きである。ピッチ送り巻きでは、タイヤ幅方向一端からの巻き付けが各周回ごとに実質的にタイヤ中心軸線に対して直交している。即ち、ピッチ送り巻きでは、タイヤ幅方向一端からの巻き付けが各周回ごとに実質的にタイヤ周方向に対して平行になる。また、図１８には、ロボット１１０を用いて実現可能な、対象物Ｍの外周面Ｓ３に対する、線状部材Ｌの巻き付け方法の他の例を、タイヤ平面視で概略的に示す。図１８の巻き付け方法は、らせん巻きである。らせん巻きでは、タイヤ幅方向一端からの巻き付けが各周回ごとに実質的にタイヤ中心軸線に対して傾斜している。即ち、らせん巻きでは、タイヤ幅方向一端からの巻き付けが各周回ごとに実質的にタイヤ周方向に対して傾斜している。

また、本実施形態に係る、生産システム１００は、上記のロボット１１０と、ロボット１１０に線状部材Ｌを供給する線状部材供給部１２０と、対象物Мを支持する対象物支持部１４０と、線状部材Ｌを対象物Мに取り付けるようにロボット１１０を制御する制御部１５０と、を有している。したがって、生産システム１００によれば、線状部材Ｌを動かすことによって当該線状部材Ｌを対象物Мに対して取り付けることが可能となる。

また、本実施形態に係る、生産システム１００は、対象物Мを動かすための対象物駆動部１４１と、対象物駆動部１４１を制御する制御部１５０と、を有している。この場合、線状部材Ｌを対象物Мに対してより精度よく取り付けることが可能となる。

特に、本実施形態に係る、生産システム１００において、対象物駆動部１４１は、対象物Ｍを回転させる対象物回転駆動部１４１ａを含んでおり、制御部１５０は、エンドエフェクタ２０が対象物Ｍの回転角度に応じた所定位置に位置するように、ロボット制御部１１０を位置制御する。この場合、対象物Ｍに対する線状部材Ｌの巻き付けをより精度よく行うことができる。特に、ロボット１１０を対象物Ｍの回転角度に応じた所定位置に位置制御させる場合、複雑な巻き付けも容易に行うことができる。また、本実施形態に係る、生産システム１００によれば、対象物Ｍを回転させることによって、迅速な巻き付けが可能となる。

図１９は、本発明の他の実施形態に係る、生産システム２００を概略的に示す図である。

本実施形態に係る、生産システム２００は、１つの対象物支持部１４０と、当該１つの対象物支持部１４０の周りに配置された複数のユニットＵと、を有している。複数のユニットＵには、それぞれ、１つのロボット１１０と、当該１つのロボット１１０に線状部材Ｌを供給する線状部材供給部１２０と、が含まれている。

本発明において、線状部材Ｌは、ワイヤ（例えば、ビードワイヤ８）などの線材に限定されることはなく、その定義は広い範囲のものを含む。例えば。線状部材Ｌには、前記線材以外に、ベルト（例えば、ベルト１１）、リボン（例えば、押出し機から直接引き出されたゴム部材から成るリボン状部材）などの帯状の部材が含まれる。本発明において、線状部材供給部１２０には、本実施形態のような、ビードワイヤ８を供給するビードワイヤ供給部以外にも、以下のような線状部材供給部が含まれる。線状部材供給部１２０の具体例としては、エンドレスベルトを供給するエンドレスベルト供給部と、リボンを供給するリボン供給部と、スパイラルコードを供給するスパイラルコード供給部と、周方向インサートを供給する周方向インサート供給部と、ＭＳＢ（モノスパイラルベルト）を供給するＭＳＢ供給部と、の少なくともいずれか１つが含まれる。ただし、線状部材供給部１２０の具体例は、これらに限定されることはなく、対象物Ｍに対して新たに巻き付けを要する線状部材Ｌを供給できるものであればよい。

図１９を参照すれば、本実施形態において、ユニットＵは、例示的に、５つのユニットＵ１～Ｕ５を含む。ユニットＵ１は、線状部材Ｌとしてビードワイヤ８を供給する線状部材供給部１２０と、当該線状部材供給部１２０からのビードワイヤ８がフェスツーン１３０を介して供給されるロボット１１０とを含む。ユニットＵ２は、線状部材Ｌとしてスパイラルコードを供給する線状部材供給部１２０と、当該線状部材供給部１２０からの前記スパイラルコードがフェスツーン１３０を介して供給されるロボット１１０とを含む。ユニットＵ３，Ｕ４は、それぞれ、線状部材Ｌとしてリボンを供給する線状部材供給部１２０と、当該線状部材供給部１２０からの前記リボンがフェスツーン１３０を介して供給されるロボット１１０とを含む。ユニットＵ５は、線状部材Ｌとしてベルト１１を供給する線状部材供給部１２０と、当該線状部材供給部１２０からのベルト１１がフェスツーン１３０を介して供給されるロボット１１０とを含む。１つの対象物支持部１４０は、１つの対象物Ｍ（例えば、未加硫のタイヤ）を支持する。これによって、１つの対象物Ｍ（タイヤ）には、複数のユニットＵの各ユニット（Ｕ１～Ｕ５）に配置された、それぞれのロボット１１０によって、各種の線状部材Ｌが順次巻き付けられる。

生産システム２００は、１つの対象物支持部１４０の周りに複数のユニットＵを配置し、当該複数のユニットＵのそれぞれが、１つのロボット１１０と、当該１つのロボット１１０に線状部材Ｌを供給する線状部材供給部１２０を含んでいる。この場合、例えば、エンドエフェクタ２０に供給すべき線状部材Ｌを巻き付け工程ごとに交換する作業、各種の線状部材Ｌに対応させたエンドエフェクタ２０をロボット１１０に付け替える作業などの、余分な作業を行うことなく、複数の線状部材Ｌを巻き付けることができる。したがって、この場合、１つの対象物Ｍに対して、複数の線状部材Ｌを効率的に取り付けることが可能となる。すなわち、生産システム２００によれば、効率的なタイヤ生産が可能となる。

なお、生産システム２００において、対象物搬送路１７０は、対象物Ｍを搬送するための搬送路である。また、生産システム２００においてもまた、フェスツーン１３０は省略することができる。また、本発明によれば、図１９のユニットＵ３およびＵ４のように、複数の線状部材供給部には、同種の線状部材Ｌ（図１９では、リボン）を供給する供給部を含んでもよい。

ところで、本発明によれば、図２の生産システム１００において、線状部材供給部１２０には、複数の線状部材供給部が含まれていてもよい。例えば、生産システム１００は、当該生産システム１００の供給網として、上記の線状部材供給部１２０を含んでいてもよい。この場合、エンドエフェクタ２０に対して必要な線状部材Ｌを適宜交換することにより、或いは、エンドエフェクタ２０を適宜交換することにより、１つの対象物Мに複数の線状部材Ｌを取り付けることができる。また、本発明によれば、この場合、図１９の生産システム２００と同様に、複数の線状部材供給部には、同種の線状部材を供給する供給部を含んでもよい。

また、本実施形態において、対象物Мは、環状部材である。この場合、未加硫のゴムタイヤなどの環状部材にコードなどの線状部材Ｌを取り付けることができる。

上述したところは、本発明の一実施形態について説明を行ったにすぎず、特許請求の範囲に従えば、様々な変更が可能となる。例えば、エンドエフェクタ２０において、第２支持部２４ｂは、第１支持部２４ａに対して回転しないように構成することができる。例えば、図４を参照すれば、駆動回転部２９は、非回転部とすることできる。この場合、第２支持部２４ｂの正位置及び反転位置の切り替えは、ロボットアームの各関節１１１を回転させることによって行うことができる。さらに、上述した各実施形態に採用された様々な構成は、適宜、相互に置き換えることができ、又は、組み合わせることができる。

１：空気入りタイヤ， ２；カーカス， ３：トレッド部， ４：ショルダ部， ５：サイドウォール部， ６：ビード部， ７：ビード， ８：ビードワイヤ， ８ａ：被覆材， ９：ビードフィラー， １０：インナーライナ， １１：ベルト， １１ａ：内側ベルト， １１ｂ：外側ベルト， ２０：エンドエフェクタ， ２１：ジョイント部， ２２：導入部， ２２ａ：入線ガイドローラ， ２３：排出部， ２３ａ：巻付ローラ， ２３ｂ：アクチュエータ（巻付ローラ用アクチュエータ）， ２４：支持部， ２４ａ：第１支持部， ２４ｂ：第２支持部， ２５：線状部材引き込み部， ２５ａ：送りローラ， ２５ｂ：ピンチローラ， ２５ｃ：アクチュエータ（ピンチローラ用アクチュエータ）， ２６：張力制御部， ２６ａ：ダンサローラ， ２６ｂ：ガイドローラ， ２６ｃ：ダンサアーム， ２７：切断部， ２７ａ：カッター， ２７ｂ：アクチュエータ（カッター用アクチュエータ）， ２８：情報取得部， ２９：駆動回転部， １００：生産システム， １１０：ロボット， １１１ａ～１１１ｆ：関節， １１２：ロボットアーム， １１２ａ：ロボットアームの先端， １２０：線状部材供給部， １２１：回転ドラム， １３０：フェスツーン， １３１：支柱， １３２：スライド式ローラ， １３３：固定式ローラ， １４０：対象物支持部， １４１：対象物駆動部， １４１ａ：対象物回転駆動部， １４１ｂ：対象物スライド駆動部， １５０：制御部（ロボット制御部、対象物駆動部制御部）， １７０：対象物搬送路， Ｌ：線状部材， Ｍ；対象物， О１：第１支持部の延在軸線， О２：第２支持部の延在軸線， О３：駆動回転部の回転中心軸線

Claims (12)

1. ジョイント部と、線状部材を導入させる導入部と、前記導入部から導入された前記線状部材を排出する排出部と、前記ジョイント部、前記導入部及び前記排出部を支持する支持部とを有しており、
   前記支持部は、前記ジョイント部と前記導入部とが間隔を置いて配置されている第１支持部と、前記排出部が配置されている第２支持部とを有しており、
   前記第２支持部は、当該第２支持部の延在軸線が前記第１支持部の延在軸線に対して交差しているとともに当該第２支持部が前記第１支持部を挟んで前記ジョイント部と対向する側に位置するように、当該第１支持部に連結されている、エンドエフェクタ。
2. 前記第１支持部と前記第２支持部との間に、前記第２支持部を前記第１支持部に対して回転させる駆動回転部を有している、請求項１に記載されたエンドエフェクタ。
3. 前記第２支持部に、前記対象物の周辺情報を得るための情報取得部を有している、請求項１または２に記載されたエンドエフェクタ。
4. 前記第１支持部に、前記線状部材の張力を制御するための張力制御部を有している、請求項１～３のいずれか１項に記載されたエンドエフェクタ。
5. 前記ジョイント部は、ロボットアームに対して着脱可能な構造を有している、請求項１～４のいずれか１項に記載されたエンドエフェクタ。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載されたエンドエフェクタを有している、ロボット。
7. ６軸以上の自由度を有している、請求項６に記載されたロボット。
8. 請求項６または７に記載されたロボットと、前記ロボットに前記線状部材を供給する線状部材供給部と、前記対象物を支持する対象物支持部と、前記線状部材を前記対象物に取り付けるように前記ロボットを制御するロボット制御部と、を有している、生産システム。
9. 前記対象物を動かすための対象物駆動部と、前記対象物駆動部を制御する対象物駆動部制御部と、を有している、請求項８に記載された生産システム。
10. 前記対象物駆動部は、前記対象物を回転させる対象物回転駆動部を含んでおり、前記ロボット制御部は、前記エンドエフェクタが前記対象物の回転角度に応じた所定位置に位置するように前記ロボットを位置制御する、請求項９に記載された生産システム。
11. １つの前記対象物支持部と、当該１つの前記対象物支持部の周りに配置された複数のユニットと、を有しており、前記複数のユニットのそれぞれには、１つの前記ロボットと、当該１つの前記ロボットに線状部材を供給する前記線状部材供給部と、が含まれている、請求項８～１０のいずれか１項に記載された生産システム。
12. 前記対象物は、環状部材である、請求項８～１１のいずれか１項に記載された生産システム。
    

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