JP2734283B2 - 旋回型ロボット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロボットの作業アームが
旋回する範囲内に複数の治具が配置され、ロボットによ
り治具相互間においてワークが搬送されるようにした旋
回型ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車車体は多数のパネル材を接
合することによって形成されており、それぞれのパネル
材自体も通常複数の部材を接合することによって形成さ
れている。しかも、車体の同一の部位に相当するパネル
材であっても、車種や車型に対応させて複数種類のパネ
ルが準備されている。そして、現在では車両の組立てラ
インにおいては、複数の車種を混流させて搬送しながら
組立て作業を行なっているので、組立てるべき種類に対
応させて所定のタイミングでパネル材つまりワークを組
立てラインに搬入するようにしている。

【０００３】図６に示されるように、従来の旋回型ロボ
ットＲは、ロボット本体１０に垂直中心軸Ｏを中心に旋
回する旋回軸１０ａを有し、この旋回軸１０ａにはアー
ムＡが取付けられている。このアームＡが旋回する旋回
範囲内に、第１作業用治具１１、第２作業用治具１２、
第３作業用治具１３及びロボット専用治具１４が配置さ
れている。第１作業用治具１１〜第３作業用治具１３
は、ワークに対する仮溶接用のスポット溶接装置を有し
ており、ロボット専用治具１４は、ロボット作業用の治
具を有しており、仮溶接されたワークがこの治具２４に
載置され、次の工程にこの治具１４から搬出される。こ
れらの治具１１〜１４は、アームＡの旋回角度θ1 の作
業領域の範囲内に配置されており、この角度は約３００
度に設定され、ロボットＲの旋回軸の角度θ2 のデッド
ゾーン（非作業領域）は、第２作業用治具１２と第３作
業用治具１３との間に設定されている。

【０００４】このようなワーク組立て装置を用いてワー
クの組立てを行なう場合には、作業者１５は３つの作業
用治具１１〜１３の何れかに対してワークを載置する。
載置されたワークは図示しない溶接装置によって各治具
１１〜１３において仮溶接がなされた後に、ロボットＲ
のアームＡによってロボット専用治具１４にまで搬送さ
れる。

【０００５】例えば、作業者１５が第１作業用治具１１
において作業しているときに、ロボットＲのアームＡを
ロボット専用治具１４から第２作業用治具１２に旋回さ
せる際には、作業者１５は作業の区切りがよい時に旋回
可能を押しボタンスイッチ１６により指令する。これに
より、アームＡは旋回することになるが、このときに
は、作業者はマットスイッチ１７から離れて待機してい
る。ロボットＲが作動し、アームＡが旋回中に、作業者
１５が不注意で治具に近付いた場合には、マットスイッ
チ１７や光電管スイッチ１８により検知されて、ロボッ
トＲは非常停止される。このようにして、作業者１５の
安全が最優先されており、作業者がロボットのアームが
旋回する位置の近傍に位置している場合には、ロボット
の作動が停止されるようになっている。したがって、例
えば、作業者１５が第１作業用治具１１で作業を行なっ
ていた場合に、ロボットアームＡがロボット専用治具１
４の位置から第２作業用治具１２の位置まで旋回する際
には、作業者１５により押しボタンスイッチ１６が操作
されたときにロボットＲに対して旋回可能信号が送られ
て、ロボットは作動し始める。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のワーク組立て装置においては、ロボットのア
ームが旋回終了するまで、作業者は安全のために待機す
る必要があり、タクトタイムが増大し、作業能率が良く
ない。作業者の作業状態によっては、ロボットの旋回可
能を指令する押しボタンスイッチ１６の操作が遅れるこ
とがあり、ロボットの作業時間が遅延し、タクトタイム
が不安定であり作業管理が容易でない。

【０００７】作業者の安全を最優先させつつ、何れかの
治具の近傍に作業者が存在していても、その治具の近く
にロボットのアームＡを旋回させることを可能とするた
めに、図７に示されるように、第１作業用治具１１〜第
３作業用治具１３を、アームＡの旋回範囲の位置と、こ
れよりも外方に離れた安全位置とに、矢印で示されるよ
うに往復動させるようにしたタイプのものがある。この
ようにすれば、退避位置の近傍に作業者１５がいても、
作業者は安全であるが、それぞれの治具の往復動ストロ
ークを考慮して装置の設置面積を大きくする必要があ
る。本発明は旋回型ロボットにより複数の溶接治具を順
次搬送してワークの組立てを行なうワーク組立て装置に
おいて、装置の占有スペースを小さくしつつ作業能率良
く、安全にワークの組立てを行ない得るようにすること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、垂直中心軸回りに３６０度の範囲内に作業
領域と非作業領域とを有するアームが設けられたロボッ
ト本体と、前記アームの作業領域角度内に作業者により
ワークが搬入される複数の作業用治具とロボット専用治
具とを配置し、前記アームにより１つの前記作業用治具
から前記ロボット専用治具にワークを搬送するようにし
た旋回型ロボットにおいて、前記ロボット本体を前記垂
直軸回りに回転自在に回転台車の上に載置し、前記作業
用治具に作業者が近付いていることを検出するセンサー
を前記作業用治具の近傍に配置し、前記アームが旋回す
るときにその旋回範囲内に作業者が接近している前記治
具が存在している場合には、当該治具に前記アームが通
過しないように前記回転台車を回転させて前記アームの
作業領域をずらすようにしたことを特徴とする旋回型ロ
ボットである。また本発明は、垂直中心軸回りに３６０
度の範囲内に作業領域と非作業領域とを有するアームが
設けられたロボット本体と、前記アームの作業領域角度
内に作業者によりワークが搬入される複数の作業用治具
とロボット専用治具とを配置し、前記アームにより１つ
の前記作業用治具から前記ロボット専用治具にワークを
搬送するようにした旋回型ロボットにおいて、前記ロボ
ット専用治具を前記アームの作業領域の一端部側と他端
部側とに往復動自在に設置し、前記作業用治具に作業者
が近付いていることを検出するセンサーを前記作業用治
具の近傍に配置し、前記作業用治具の何れかから前記ロ
ボット専用治具に向けてワークが搬送される際に、前記
センサーからの信号に応じて前記ロボット専用治具を前
記一端部側と他端部側の何れかに移動させるようにした
ことを特徴とする旋回型ロボットである。

【０００９】

【作用】上記構成の本発明にあっては、作業領域と非作
業領域とを有する旋回自在のアームがロボットの旋回軸
に設けられており、この旋回軸は回転台車の上に回転自
在に取付けられている。ロボットの周囲には複数の作業
用治具とロボット専用治具が配置されており、何れか１
つの作業用治具からロボット専用治具に対してワークを
搬送する場合に、搬送過程で作業者が存在する作業治具
をアームが通過する場合には、回転台車によりロボット
が回転されて作業領域がずらされる。これにより、作業
者が存在する作業治具の近傍をロボットのアームが通過
することなく、作業者に対する安全が確保される。ま
た、搬送過程で作業者が存在する作業治具をアームが通
過する場合には、ロボット専用治具はずらされて、ロボ
ットのアームＡの旋回方向が逆となり、作業者の存在す
る作業治具の正面をアームは通過することがない。これ
により、作業者の安全が確保される。

【００１０】

【実施例】図１〜図４は本発明の一実施例に係る旋回型
ロボットを示す図であり、このロボットＲはロボット本
体２０に垂直中心軸Ｏを中心に旋回する旋回軸２０ａを
有し、この旋回軸２０ａにはアームＡが取付けられてい
る。したがって、アームＡは中心軸Ｏを中心に旋回移動
するようになっており、このアームＡの旋回範囲内に
は、第１作業用治具２１、第２作業用治具２２、第３作
業用治具２３及びロボット専用治具２４が配置されてい
る。第１作業用治具２１〜第３作業用治具２３は、ワー
クに対する仮溶接用のスポット溶接装置を有している。
ロボット専用治具２４は、ロボット作業用の治具を有し
ており、仮溶接されたワークがこの治具２４に載置さ
れ、次の工程にこの治具２４から搬出される。これらの
治具２１〜２４はアームＡの旋回角度θ1 の範囲の作業
領域内に配置されており、この角度は約３００度に設定
されている。残りの角度θ2 はデッドゾーンつまり非作
業領域となっている。

【００１１】第１作業用治具２１から第３作業用治具２
３のそれぞれに隣接させてマットスイッチ２５〜２７が
設置されており、そのマットスイッチ２５〜２７の位置
で作業者３０がそれぞれの作業用治具２１〜２３に対し
てワークの搬入作業を行なう。作業者３０が作業用治具
２１〜２３に対して作業を行なっていることを検出する
ために、各作業用治具２１〜２３には、光電管スイッチ
３１〜３３が取付けられている。作業者の安全を図るた
めに、上述した治具相互間には、安全柵３４が設置され
ており、不注意で作業者がアームＡの旋回範囲内に入り
込まないようにして、ロボットの手首軸動作時に、ロボ
ットハンドが作業者に危険を及ぼさないようにしてい
る。また、ロボット専用治具２４は、ロホット専用工程
であるので、作業者が進入できないように安全柵３４で
囲まれている。

【００１２】ロボットの旋回軸２０には、図２に示され
るように、係合ブロック３５が固着され、ロボット本体
２０には係合ブロック３５と係合する４つの可動ストッ
パー３６〜３９が取付けられている。これらの可動スト
ッパー３６〜３９は、前進した状態で係合ブロック３５
に係合し、後退した状態では係合しない。そして、これ
らの可動ストッパー３６〜３９の進退移動の態様によ
り、θ1 の作業領域内における旋回パターンは、図３に
示されるように、パターンＰ１〜パターンＰ４の４つの
パターンとなっている。パターンＰ１はロボット専用治
具２４においてロボットが作動する場合におけるパター
ンであり、パターンＰ２は第１作業用治具２１において
ロボットが作動する場合のパターンであり、パターンＰ
３は第２作業用治具２２とロボット専用治具２４との間
におけるロボットの旋回パターンであり、パターンＰ４
は第３作業用治具２３と第１作業用治具２１との間にお
けるロボットの旋回パターンである。何れかのパターン
動作がなされるときには、上述した可動ストッパーの何
れかが前進移動することにより、設定された旋回範囲以
外には機械的にもアームが旋回しないようになってお
り、作業者がいる領域内には、アームが移動することな
く、作業者の安全が確保されている。ロボット本体２０
は図２に示される回転台車４０の上に載置されており、
上述したアームの旋回パターンＰ１〜Ｐ４の位置が回転
方向にシフトされるようになっている。

【００１３】このようなワーク組立て装置を用いてワー
クの組立てを行なう場合には、作業者１５は３つの作業
用治具２１〜２３の何れかに対してワークを載置する。
この状態で作業者１６が治具起動用の押しボタンスイッ
チ４１〜４３を操作すると、載置されたワークは図示し
ない溶接装置によって治具において仮溶接がなされる。
仮溶接されたワークは、ロボットＲのアームＡによっ
て、ロボット専用のロボット専用治具２４にまで搬送さ
れる。例えば、第１作業用治具２１に作業者３０がワー
クを載置した後に、作業者３０が押しボタンスイッチ４
１を操作すると、作業用治具２１において仮溶接がなさ
れる。仮溶接がなされた後のワークは、ロボットＲによ
って第１作業用治具２１からロボット専用治具２４にま
で搬送されることになるが、その前に、生産指示に応じ
て次に別の種類のワークを加工すべく、作業者３０は別
の作業用治具、例えば第２作業用治具２２等に向かい、
第１作業用治具２１のマットスイッチ２５からは離れて
いる。

【００１４】図１に示されるように、非作業領域つまり
デッドゾーンが第２作業用治具２２と第３作業用治具２
３との間に設定されていると仮定すると、ロボットのア
ームＡがロボット専用治具２４から第２作業用治具２２
に旋回する際に、作業者３０が第３作業用治具２３の位
置にいる時には、アームＡは時計方向に旋回する。これ
により、アームＡが作業者の正面を通り過ぎることがな
い。一方、上述と同様にロボットのアームＡがロボット
専用治具２４から第２作業用治具２２にまで旋回する際
に、図４に示されるように、作業者３０が第１作業用治
具２１の位置にいたとすると、回転台車４０を回転させ
て、非作業領域の位置を、図示するように第１作業用治
具２１と第２作業用治具２２の間に設定する。そして、
アームＡを反時計方向つまり第３作業用治具２３を通過
させて第２作業用治具２２に向けて旋回させる。これに
より、アームＡは作業者３０がいる第１作業用治具２１
を通過することなく、第２作業用治具２２の位置まで旋
回する。このように、作業者３０が次の作業等のために
作業用治具の正面にいる場合には、その作業用治具の部
分にアームＡを通過させないように、非作業領域がシフ
トされるようになっている。

【００１５】したがって、作業者が次の作業のために、
何れかの作業用治具の位置に移動したとしても、その作
業用治具の位置にはアームを通過させないようにして、
ロボットを作動させることができることになり、ロボッ
トを作業者が確実に退避するまで不作動とさせる必要が
なくなる。これにより、作業者の作業時間をロボットの
タクトタイムから排除することができ、タクトタイムの
管理が容易となる。しかも、図７に示されるように、作
業用治具を退避移動させるために広い設置スペースを確
保する必要がなくなり、設置面積を広くすることなく作
業者の安全を確保することができる。

【００１６】図５は本発明の他の実施例に係る旋回型ロ
ボットを示す図である。このロボットＲは、前記実施例
におけるロボットと同様に、ロボット本体２０に垂直中
心軸Ｏを中心に旋回する旋回軸２０ａを有し、この旋回
軸２０ａにはアームＡが取付けられている。したがっ
て、アームＡは中心軸Ｏを中心に旋回移動するようにな
っており、このアームＡの旋回範囲内には、第１作業用
治具２１、第２作業用治具２２、第３作業用治具２３が
配置されている。これらの第１作業用治具２１〜第３作
業用治具２３は、ワークに対する仮溶接用のスポット溶
接装置を有しており、アームＡの旋回角度θ1 の範囲を
有する作業領域内に配置されており、この角度は約３０
０度に設定されている。残りの角度θ2 はデッドゾーン
つまり非作業領域となっている。

【００１７】約３００度の作業領域の一端部には、図５
において実線で示される位置にロボット専用治具２４が
配置されている。この専用治具２４は、図５において二
点鎖線で示されるように、作業領域の他端部との間を往
復動自在となっている。したがって、作業者３０が第３
作業用治具２３の位置で作業している場合であって、ロ
ボットＲが第１作業用治具２１のワークをロボット専用
治具２４にまで搬送する場合には、マットスイッチ２６
により作業者３０が第３作業用治具２３の位置に存在す
ることが検知され、ロボット専用治具２４は図５におい
て実線で示される位置にまで搬送される。これにより、
ロボットＲのアームＡが第３作業用治具２３の正面を通
過することが防止される。第１作業用治具２１からロボ
ット専用治具２４にまでワークを搬送する場合であっ
て、作業者３０が第２作業用治具２２の位置で作業を行
なっている場合には、ロボット専用軸２４は図５におい
て二点鎖線で示される位置に移動される。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、装置の占
有スペースを大きくすることなく、作業者が存在する作
業用治具をロボットのアームが通過することがないの
で、ワークの組立てが安全になされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明の一実施例に係る旋回型ロボットを示
す平面図、

【図２】は図１に示された旋回型ロボットの要部を示す
斜視図、

【図３】は図１に示された旋回型ロボットの作業領域と
非作業領域とを示す概略平面図、

【図４】は図１に示される旋回型ロボットの作業領域が
ずらされた状態を示す平面図、

【図５】は本発明の他の実施例に係る旋回型ロボットを
示す平面図、

【図６】は従来の旋回型ロボットを示す平面図、

【図７】は他の従来の旋回型ロボットを示す平面図であ
る。

【符号の説明】

２０…ロボット本体、２０ａ…旋回軸、２１〜２３…作
業用治具、２４…ロボット専用治具、２５〜２７…マッ
トスイッチ、３０…作業者、３１〜３３…光電管スイッ
チ、４０…回転台車、３４…安全柵、Ａ…アーム、Ｒ…
ロボット、

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直中心軸回りに３６０度の範囲内に作
   業領域と非作業領域とを有するアームが設けられたロボ
   ット本体と、前記アームの作業領域角度内に作業者によ
   りワークが搬入される複数の作業用治具とロボット専用
   治具とを配置し、前記アームにより１つの前記作業用治
   具から前記ロボット専用治具にワークを搬送するように
   した旋回型ロボットにおいて、 前記ロボット本体を前記垂直軸回りに回転自在に回転台
   車の上に載置し、 前記作業用治具に作業者が近付いていることを検出する
   センサーを前記作業用治具の近傍に配置し、 前記アームが旋回するときにその旋回範囲内に作業者が
   接近している前記治具が存在している場合には、当該治
   具に前記アームが通過しないように前記回転台車を回転
   させて前記アームの作業領域をずらすようにしたことを
   特徴とする旋回型ロボット。
2. 【請求項２】 垂直中心軸回りに３６０度の範囲内に作
   業領域と非作業領域とを有するアームが設けられたロボ
   ット本体と、前記アームの作業領域角度内に作業者によ
   りワークが搬入される複数の作業用治具とロボット専用
   治具とを配置し、前記アームにより１つの前記作業用治
   具から前記ロボット専用治具にワークを搬送するように
   した旋回型ロボットにおいて、 前記ロボット専用治具を前記アームの作業領域の一端部
   側と他端部側とに往復動自在に設置し、 前記作業用治具に作業者が近付いていることを検出する
   センサーを前記作業用治具の近傍に配置し、 前記作業用治具の何れかから前記ロボット専用治具に向
   けてワークが搬送される際に、前記センサーからの信号
   に応じて前記ロボット専用治具を前記一端部側と他端部
   側の何れかに移動させるようにしたことを特徴とする旋
   回型ロボット。