JP2836931B2 - ロボットシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はロボットシステムに係り、特に大形のワーク
に対応できるよう構成されたロボットシステムに関す
る。

従来の技術 例えば塗装用ロボットを使用してワークに塗装を施す
塗装工程においては、主に塗装用ロボットの塗装範囲よ
り小さいワークをコンベヤ装置で搬送しながら塗装して
いる。ところが、塗装用ロボットの塗装範囲を越えるよ
うな大形のワークの場合、大形のワークを塗装できる大
形の塗装用ロボットを購入したり、あるいは複数のロボ
ットを高さの異なる位置に配設し、低位置の第１のロボ
ットによりワークの下半分を塗装し、高位置の第２のロ
ボットによりワークの上半分を塗装するように分割して
塗装していた。

発明が解決しようとする課題 しかるに、上記のように大形の塗装用ロボットを塗装
ブースに設置する場合、通常ワークを塗装する塗装ブー
スとは別個に大形塗装用ロボット専用の塗装ブースを設
けるか、あるいは通常の塗装用ロボットと入れ変えて大
形塗装用ロボットを設置することになるため、塗装ブー
スがより広いスペースを必要とし、狭い工場には設置す
ることができないといった課題がある。

又、前述の如く複数の塗装用ロボットが高さの異なる
位置に設置される場合、塗装ブースに複数のロボットが
近接配置されるため、塗装ブースが複雑化してしまい、
保守点検時のメンテナンスに手間がかかり管理が面倒で
あるといった課題が生ずる。

そこで、本発明は上記課題を解決したロボットシステ
ムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明ロボットシステムは、ワークを搬送する搬送ラ
インに沿って上下方向に傾斜してなる走行装置を有して
なる。

作用 ロボット本体の作業範囲を越えるような大形ワークに
所定の作業を施す場合ロボット本体がワーク形状に応じ
て上下方向に傾斜した走行装置により上昇又は降下移動
することができるので、１台のロボットで異なる大きさ
のワークに対応することができ、設置スペースの小型化
及び構成の複雑化を防止しえる。

実施例 第１図乃至第３図に本発明になるロボットシステムの
一実施例を示す。

各図中、ロボットシステム１は塗装ブースに設置さ
れ、大形のワーク２が搬送ライン３により搬送されても
対応しうる構成となっている。即ち、ロボットシステム
１は搬送ライン３に沿って上下方向に傾斜してなる走行
方向４を有し、走行装置４にはロボット本体５が設けら
れている。

この走行装置４は大略搬送ライン３に沿って延在する
走行ベース６と、走行ベース６に設けられた一対の軌道
7a,7bに移動自在に載置された台車８と、台車８と一体
に設けられた駆動部９とよりなる。走行ベース６は第１
図に示すように水平な床面10に対して角度θ傾斜するよ
うに長さの異なる支柱11a〜11cにより支持されている。
又、走行ベース６には台車８をガイドする一対の軌道7
a,7bと、一対の軌道7a,7bとの間で搬送ライン３と平行
に延在するラック12とを有する。尚、上記支柱11a〜11c
の長さを変えることにより走行ベース６の傾斜角度を変
更できるようになっている。

第２図に示すように、台車８は底部に一対の軌道7a,7
bに摺接するリニアベアリングあるいはローラ等を有す
る摺接部8a,8bを有する。尚、台車８の底部は走行ベー
ス６の傾斜角度θに合わせて傾斜しており、台車８の上
面は床面10と平行な水平面に保たれている。従って、台
車８に設置されたロボット本体５は床面10に設置された
ときと同様正しい姿勢で、台車８とともにワーク搬送方
向（Ｘ方向）に移動できる。

駆動部９は、モータ9aと、減速機9bと、減速機9bの出
力軸9cに設けられラック12に噛合するピニオン9dとより
なり、台車８より延出するベース8cに取付けられてい
る。従って、モータ9aの回転駆動力が減速機9bを介して
ピニオン9dに伝達されると、台車８は軌道7a,7bに沿っ
てＸ方向に移動する。そのとき、走行ベース６が角度θ
傾斜しているので、台車８がＸ方向へ移動するとともに
ロボット本体５が上昇する。

又、ロボット本体５は台車８に設置された基台5a,旋
回ベース5b,支柱5c,アーム5dよりなる多関節形の塗装用
ロボットである。アーム5dの先端には塗装ガン5eが装着
されている。そして、ワーク２が塗装ブースに搬送され
ると、ロボット本体５は予め入力されたプログラムに従
って各可動部（上記旋回ベース5b,支柱5c,アーム5d等）
を動作させながら塗装ガン5eより塗料をワーク２へ吹き
付ける。又、ロボット本体５は塗装用ロボットとしては
比較的小形であり設置スペースが小さくなっている。

13,14は第１のワーク検出センサ（以下単にセンサと
いう）で、ワーク２を搬送する搬送ライン３に近接して
設けられ、ワーク２が塗装ブースの所定塗装位置に到着
したことを検出する。

第４図に示す如く、一方のセンサ13は高位置に設けら
れワーク２の上部を検出するセンサで、他方のセンサ14
は低位置に設けられワーク２の下部を検出するセンサで
ある。従って、一対のセンサ13,14からの検出信号によ
りワーク２の大きさが分かる。尚、センサ13,14として
は光電式あるいは磁気式等のセンサが考えられている。

15は制御盤で、ワーク２の形状に応じてロボット本体
５の各可動部を動作制御するロボット制御回路15Aと、
ワーク２の搬送速度に応じてロボット本体５がＸ方向に
移動するように台車８を動作制御する走行台車制御回路
15Bとを有する。又、制御盤15は上記一対のセンサ13,14
が接続されており、ワーク２が塗装ブースに搬送される
とセンサ13,14からのワーク検出信号が入力される。従
って、ロボット制御回路15Aと走行台車制御回路15Bはセ
ンサ13,14からの信号に基づき、互いに協働してロボッ
ト本体５及び台車８を制御する。

16は第２のワーク検出センサ（以下単にセンサとい
う）で、ワーク２が走行ベース６の前を通過して塗装ブ
ースより離脱することを検出する。このセンサ16も上記
制御盤15に接続され、ワーク検出信号を制御盤15に出力
する。

ここで、上記構成になるロボットシステム１の動作に
つき第５図、第６図を併せ参照して説明する。制御盤15
はワーク２が塗装ブースに搬送されると第５図に示す処
理を実行する。

制御盤15は第５図中ステップS1（以下ステップを省略
する）において、ワーク２が搬送ライン３により搬送さ
れて塗装ブースに到着すると入口側のセンサ13,14から
のワーク検出信号が入力される。ワーク２が大形である
場合、ワーク２の上部、下部を検出する上記センサ13,1
4から信号が出力されるため、S2では両センサ13,14から
の信号があるとワーク２が大形であると判断してS3に移
り台車８の駆動部９を駆動する。駆動部９のモータ9aは
ワーク搬送速度に応じた回転数で駆動され、台車８をワ
ーク２に追従させるようにＸ方向に走行させる。

ロボット本体５は塗装を開始し、台車８とともにＸ方
向に移動しながら第４図に示すようにワーク２の下部を
塗装するように予め入力されたプログラムに従ってワー
ク２に塗装を施す（S4）。台車８は走行ベース６の軌道
7a,7bにガイドされてＸ方向に移動するにつれて、走行
ベース６が傾斜している分上昇する。従って、ロボット
本体５の高さ位置もＸ方向に移動するとともに上昇す
る。これに伴い、ロボット本体５は第６図に示すように
ワーク２の下部から次第に上部へとワーク２に対する塗
料吹き付け位置を上昇させる。

そして、台車８が走行ベース６の移動端である上昇位
置（第１図、第３図中１点鎖線で示す）へ移動すると台
車８を停止させる（S5）。ワーク２はそのままＸ方向に
搬送されてセンサ16の前を通過して塗装ブースより離脱
する。

センサ16からワーク検出信号が出力されてワーク通過
が確認されると（S6）、ロボット本体５によるワーク２
に対する塗装動作が終了する（S7）。続いて、駆動部９
のモータ9aが逆方向に駆動され台車８及びロボット本体
５を低位置（第１図、第３図中実線で示す）へ降下させ
る（S8）。

尚、ワーク２が小形である場合、センサ13あるいは14
のいずれか一方からワーク検出信号が出力される。従っ
て、S2においてセンサ13,14の一方からしか信号が出力
されないときは、ワークが小形であると判断してS9に移
る。そして、高位置に設けられたセンサ13から信号が出
力されたときは、S10に移り前記S3と同様台車８をＸ方
向に移動させる。これにより、ロボット本体５がＸ方向
に移動するとともに上昇し、所定高さ位置に達したとき
ワークに対する塗装を開始する（S11）。ロボット本体
５が走行ベース６の上昇位置に移動すると台車８を停止
させる（S12）。ロボット本体５は第６図に示すように
台車８が上昇位置に至る過程で上方に位置するワークに
対して塗装を施す。ワークがセンサ16を通過すると上記
入S6〜S8が実行される。

又、S9において低位置に設けられたセンサ14から信号
が出力されたときはS13に移り台車８を第１図、第４図
に示す低位置に停止させ（S13）たまま、ワークに対す
る塗装を開始する（S14）。

そして、ワークがロボット本体５の前を通過すると
（S15）、ロボット本体５の塗装動作が終了し（S16）、
再びS1に戻る。

このように、台車８が所定角度傾斜した走行ベース６
を移動しながらロボット本体５を上昇させるため、ロボ
ット本体５は走行ベース６を移動する間に大形のワーク
２を全体的塗装することができる。従って、ロボット本
体５が比較的小形のロボットであっても大形のワーク２
を能率良く塗装することができるので、大形の塗装用ロ
ボットを設置入する場合よりも塗装ブースの省スペース
化を図ることができる。又複数のロボットを設置する場
合よりもロボットシステムの構成が簡略化しうるため、
点検、修理を行なうときのメンテナンス性が向上する。

又、塗装ブース入口でセンサ13,14によりワーク２を
検出すると同時にワーク形状を識別し、それに応じて台
車８の昇降位置を変更できるので、１つの塗装ライン３
で大きさの異なる複数のワークを不規則に搬送してもロ
ボット本体５はそのワーク形状に応じた塗装動作を適宜
行なえる。この場合、ワーク検出センサを２個以上設置
することにより複雑な形状のワークが複数種搬送されて
も識別し適宜塗装することができる。

しかも、ロボット本体５がワーク２の搬送方向に移動
しながら上昇するため、搬送ライン３を止めることなく
大形のワーク２を塗装しうる。

尚、台車８を走行ベース６に沿って移動させる駆動手
段としては、上記ラックとピニオンに限らず、ワイヤあ
るいはチェーンの巻き上げにより台車８を移動させても
良いし、あるいはコンベヤ装置のような走行するベルト
上に台車８を設けても良い。

又、上記実施例では塗装用ロボットを昇降させて説明
したが、塗装用意外に使用されるロボットを昇降させる
ようにしても良いのは勿論である。

又、上記実施例ではワーク２が搬送されるまでロボッ
ト本体５が低位置で待機していたが、これに限らずロボ
ット本体５が高位置で待機して下降しながらワーク２を
塗装するようにしても良いのは勿論である。

又、走行装置４は上記実施例の如く直線状に限らず、
例えば搬送ラインが３が円弧状にカーブしている場合、
搬送ライン３に沿って螺旋状に彎曲しながら上下方向に
傾斜するようにしても良い。

又、走行装置４は上記実施例のように搬送ライン３と
平行に設置しなくても良い。即ち、走行装置４を搬送方
向上搬送ライン３に徐々に近づくように設置しても良い
し、あるいは搬送方向上搬送ライン３より徐々に離間す
るように設置しても良い。

発明の効果 上述の如く、本発明になるロボットシステムは、ロボ
ット本体が上下方向に傾斜した走行装置によりワークの
搬送とともに搬送方向に移動しながらワークに対する作
業部分に応じて昇降することができ、そのため１台のロ
ボット本体で大形のワークに対応することができ、しか
も大形のロボットを設置する場合よりも省スペース化を
図ることができる。又、複数のロボットを設けて大形ワ
ークに対応するよりも構成が複雑化せず点検、修理のと
きのメンテナンスが容易に行なえる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるロボットシステムの一実施例の正
面図、第２図は台車及び駆動部を示す拡大図、第３図は
ロボットシステムの平面図、第４図はロボット本体が低
位置にあるときの側面図、第５図は制御盤が実行する処
理を説明するためのフローチャート、第６図はロボット
本体が上昇位置に移動したときの側面図である。 １……ロボットシステム、２……ワーク、３……搬送ラ
イン、４……走行装置、５……ロボット本体、６……走
行ベース、7a,7b……軌道、８……台車、９……駆動
部、13,14……第１のワーク検出センサ、15……制御
盤、15A……ロボット制御回路、15B……走行台車制御回
路、16……第２のワーク検出センサ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークを搬送する搬送ラインに沿って上下
   方向に傾斜してなる走行装置を有することを特徴とする
   ロボットシステム。