JP3448084B2 - ワーク搬送装置付ロボットを用いた作業装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗装、組立ロボット等
でワークを単体で搬入出し、当該ワークに対して作業を
行うワーク搬送装置付ロボットを用いた作業装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来ワーク搬送装置によって搬送される
ワークに対し作業を行うロボットは、ワークの搬入によ
りワークが作業位置に運ばれてからロボットが起動し、
そしてロボットの作業が終了すると再びワーク搬送動作
が開始され、ワークの搬出が行われる。この従来のワー
ク搬送装置とロボットの動作タイミングのタイムチャー
トを図４に示す。まず図４の左方から、ワーク搬送手段
が起動して、ワークをロボット近傍の作業位置に搬入す
ると、ワーク搬送手段は動作を停止し、同時にロボット
が起動して作業を行い、この作業が終了するとロボット
は停止し、同時に再びワーク搬送手段が起動してワーク
を搬出する。ワーク搬出の後、ワーク搬送手段は停止し
てロボットは次の作業に入る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術で
は、ワークが作業位置に搬入され、停止してからロボッ
トが作業を開始し、またロボットの作業が完了してから
ワークの搬出が行われるため、ワークの搬入・搬出を含
めた実際のサイクルタイムとしては、ワーク搬送中にロ
ボットが停止している分だけ無駄な時間が発生する。こ
の無駄な時間を小さくするためにワーク搬送速度を上げ
ると、ワーク搬送・起動・停止時の加減速度が大とな
り、ワーク搬送装置に取付けられているワークがずれた
り、またワーク搬送・停止時の停止位置精度が悪くな
り、ロボットの作業をずれた位置で行うことになりかね
ない。更にワーク搬送速度自身にも機械的限界があり、
ある一定速度以上に上昇させることはできない。そこで
本発明では、このような従来の課題を解決して、作業プ
ログラムの先頭部分及び末尾部分を移動するワークに対
し、ロボットの作業を追従させながら実行させて、ワー
ク搬送とロボット作業を同時進行させることで、ワーク
搬送・起動・停止時の加減速度を緩やかにしても、ワー
ク搬送を含めた全体のサイクルタイムを短いものにする
ことができ、更にワークの停止位置にずれが生じても、
検出手段によりワークの停止位置を検出して、ワークに
対するロボットの位置を機械的に合わせることで、ワー
クとロボットのずれがなく、精度の良い作業を実現させ
るワーク搬送装置付ロボットを用いた作業装置を提供し
ようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、ワー
ク搬送装置によって円周径路上を搬送されるワークに対
して作業をするロボットを用いた作業装置であって、ワ
ーク搬送の円周経路上にほぼ等ピッチで配設されたワー
ク置き台と、同ワーク置き台にワークを乗せて前記円周
径路上に位置する作業位置とワーク取付け取外し位置間
を前記円周経路に沿って搬送するとともに、ワーク置き
台位置検知手段を取付けた前記ワーク搬送装置と、前記
ワーク搬送装置によって搬送される前記ワーク置き台上
のワークに同期して、当該ワークに対して予め教示され
た作業プログラムに基づいて作業をする前記ロボット
と、その制御装置とを具備し、前記制御装置は、前記ワ
ーク搬送装置によって搬送される前記ワーク置き台上の
ワークが前記作業位置へ到達する前の搬送中に、当該ワ
ークと同期させて前記作業プログラムを再生させると共
に、前記作業位置でワークを停止させて前記ロボットに
前記作業プログラムを実行させ、前記作業位置での前記
ワーク搬送装置の停止中に、前記作業プログラム終了時
のワーク位置までに当該作業プログラムが終了できるま
でに進んでいるという条件と、前記ワーク取付け取外し
位置で新しいワークの取付け作業が終了しているという
条件が揃ったとき、前記作業プログラムが同作業位置で
終了する前に、前記ワーク搬送装置を作動させて前記ワ
ークを乗せた前記ワーク置き台を搬送し、当該ワークと
前記ロボットを同期させながら当該ロボットに前記作業
プログラム終了まで作業を行わせることを特徴とするも
ので、これを課題解決のための手段とするものである。
また本発明は、ワーク取付け取外し位置でのワーク取付
け取外しに予め設定した規定時間をオーバーした場合、
ロボットによる作業プログラムの作業終了後、ロボット
を当該オーバータイムに対応し、ロボットの作動範囲の
許容範囲内で通常の作業プログラムのスタート位置より
前に、搬送中から当該作業プログラムによる作業開始を
ワークと同期させて実行する制御をするものであり、更
にワーク置き台を自転可能にすると共に、ワーク置き台
搬送経路上におけるワーク置き台の自転しながらの搬送
とロボットの動きとを同期させるようにしたもので、こ
れを課題解決のための手段とするものである。

【０００５】

【作用】本発明は、前記ように構成されたワーク搬送装
置付ロボットを用いた作業装置により、移動するワーク
の位置を検出して、作業プログラムの先頭部分及び末尾
部分を移動するワークに対しロボットを追従させながら
所定の作業を実行させることができ、これによりワーク
搬送とロボットの作業を同時進行させ、かつワークの停
止位置を検出して、ワークに対するロボットの位置を相
対的に合わせることにより、ワーク搬送における無駄な
時間を少なくし、全体の再生時のサイクルタイムを短く
することができ、ワークとロボットとのずれもなく精度
の良い作業を実現させることができる。

【０００６】

【実施例】以下本発明の実施例を図面について説明する
と、図１〜図３は本発明の実施例を示す。まず本発明の
第１実施例を図１及び図２について説明すると、図１は
ワーク搬送装置付ロボットを用いた作業装置の構成図で
あり、図２はワーク搬送装置付ロボットを用いた作業装
置のワーク搬送装置とロボットの動作タイミングタイム
チャートである。図１において、１は本体が常に固定位
置にあるロボットであり、２はそのロボット１の回りの
決められた位置へワーク３を移動させるワーク搬送装
置、４はワーク取り外し位置、５は作業プログラム起動
時のワーク位置、６は作業位置、７は作業プログラム終
了時のワーク位置、８はワーク位置検出手段、９はロボ
ット１の教示記憶手段、１０は再生制御手段、１１はワ
ーク位置検出手段８から教示記憶手段９又は再生制御手
段１０に位置情報を伝える伝達手段、１２は再生制御手
段１０からロボット１に指令を伝達する伝達手段、１３
はロボット１より教示記憶手段９又は再生制御手段１０
よりワーク搬送装置２に指令を伝達する伝達手段、１５
はワーク３を置きワーク搬送装置２により搬送させるワ
ーク置き台、１６はロボット１の教示記憶手段９及び再
生制御手段１０を統括する制御装置である。

【０００７】次に前記の如く構成された図１に示す第１
実施例について作用を説明する。なお、図１の実施例は
ワーク置き台１５の数を２個とした場合である。まず作
業装置６においてワーク搬送装置２のワーク置き台１５
上にワーク３をセットし、そのワーク３に対してロボッ
ト１の作業プログラムを教示すると、伝達手段１３を通
して教示記憶手段９にそれが記憶される。また同時にワ
ーク位置検出手段８によりワーク３の現状の正確な位置
が検出され、伝達手段１１を通して教示記憶手段９にワ
ーク３とロボット１の相対位置関係が関連づけて記憶さ
れる。

【０００８】以上により作業プログラムが一旦記憶され
ると、新たなワーク３をセットし、再生制御手段１０に
より作業プログラムを繰り返し再生することができる。
次にその詳細について説明すると、まずワーク取付け取
外し位置４においてワーク搬送装置２のワーク置き台１
５上にワーク３がセットされ、図示しないワーク搬送装
置起動ボタンのＯＮによりワーク搬入起動がかけられる
と、ワーク搬送装置２が移動し始め（初回の起動の時は
すぐ移動し始めるが、２回目以降は、作業位置６での作
業進行状況が後述する作業プログラム終了時のワーク位
置７で終了できるまで、作業位置６での作業プログラム
が進行している場合のみ移動し始める）、ワーク３がプ
ログラム起動時のワーク位置５を通り、作業位置６まで
搬送される。

【０００９】ここでプログラム起動時のワーク位置５
は、ロボット１の可動範囲から考え、予め教示記憶手段
９に記憶しておいた位置である。従ってその搬送の途
中、ワーク３がプログラム起動時のワーク位置５に到達
したとき、ワーク位置検出手段８よりその位置情報が伝
達手段１１を通して再生制御手段１０に伝えられ、それ
により作業プログラムが起動される。またワーク３がプ
ログラム起動時のワーク位置５から作業位置６まで移動
する間は、逐次ワーク位置検出手段８よりの位置情報に
基づき、再生制御手段１０の位置データ変換機能で作業
プログラムの位置データを変換して、ワーク３に追従し
ながら作業プログラムを実行するよう、再生制御手段１
０により伝達手段１２を通してロボット１に指令を出
す。それによりロボット１はワーク３に追従しながら作
業プログラムを再生する。その再生中にワーク３が予め
決められた作業位置６まで来ると、ワーク位置検出手段
８によりその位置が検知され、その位置情報が伝達手段
１１により再生制御手段１０に伝えられる。

【００１０】そして再生制御手段１０は、ワーク搬送装
置２に伝達手段１４を通し停止指令を出し、ワーク搬送
装置２は停止するが、ロボット１の作業プログラムはそ
のまま続行される。そのワーク搬送装置２の停止中に、
作業位置６の反対側のワーク取付け取外し位置４にあ
る、もう１つのワーク置き台１５上で作業済のワークを
取外すと共に、新しいワークを取付けることができる。
取付け作業終了後図示しないワーク搬送装置の起動ボタ
ンＯＮによりワーク搬入起動をかけ、その起動と作業位
置６での作業進行状況により、その後作業プログラムが
終了する前に、後述するように作業位置６での作業プロ
グラムが、ワーク位置７で終了できるまで進んでいるこ
と及び図示しないワーク搬送装置２の起動スイッチＯＮ
の両条件が揃うと、再生制御手段１０によりワーク搬出
起動指令が、伝達手段１４を通してワーク搬送装置２に
伝えられ、ワーク搬送装置２が移動し、ワーク３を作業
プログラム終了時のワーク位置７を経由してワーク取付
け取外し位置４まで搬送される。

【００１１】このときロボット１は、プログラム起動時
のワーク位置５から作業位置までと同様、ワーク３に追
従しながら作業プログラムを作業プログラム終了時のワ
ーク位置７まで続行し、作業プログラムを終了させる。
なお、作業プログラムを終了時のワーク位置はロボット
１の可動範囲から考え、予め教示記憶手段８により記憶
しておいた位置である。更にワーク搬出起動のタイミン
グは、ワーク搬送装置２の速度及び作業位置６と作業プ
ログラム終了時のワーク位置７までの距離との関係より
決められる。また作業プログラムの残りのステップ又は
残り時間が、どれだけかになった時点でワーク３を搬出
させれば、作業プログラム終了時のワーク位置７でロボ
ット１の作業プログラムが終了するかを再生制御手段１
０により演算し、そのタイミングでワーク３の搬出起動
がなされる。以上により、ワーク搬入スタートからロボ
ット作業及びワーク搬出終了までの１サイクルの作業が
終了する。この作業をワーク３の生産個数回数だけ繰り
返して行く。図２は、以上述べたワーク搬送手段２の動
作タイミングとロボット１の動作タイミングが、一方の
動作停止直前に他方の動作が起動して、一部作業動作が
追従して重複する状況を示している。

【００１２】次に図３により本発明の第２実施例を説明
すると、この場合は、ワーク搬送手段２上のワーク置き
台１５を等ピッチ配列で偶数個の、例えば４個とし（こ
の場合、ワーク置き台１５間角度θ１は、作業プログラ
ムの起動開始から終了までの角度θ２より大きく設定し
てある）、かつワーク取付け取外し位置４でのワーク３
のセットに予め設定した規定時間をオーバーした場合、
ロボット１による作業プログラムの作業終了後、ロボッ
ト１をオーバータイムに対応したロボットの作動範囲の
許容範囲内で、第１実施例での通常の作業プログラムの
スタート位置より前の搬送中から当該作業プログラムに
よる作業開始をワークと同期させて実行するため、作業
プログラム起動時のワーク位置５をワークセット位置４
側にずらして、作業プログラムを早く起動するように制
御した他は、構成、作用、効果とも前記第１実施例とほ
ぼ同様である。なお、前記第１実施例及び第２実施例に
おいて、ワーク置き台１５を自転可能にすると共に図示
しない回転位置検出装置を設けることにより、ワーク置
き台１５の搬送経路上におけるワーク置き台１５の自転
しながらの搬送とロボット１の動きとを同期させること
もできる。

【００１３】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明にれば、
ワーク位置検出手段により移動するワークの位置を検出
し、また再生制御手段により作業プログラムの先頭部分
及び末尾部分を移動するワークに対し、ロボットを追従
させながら所定の作業を実行させることができ、その結
果としてワーク搬送とロボット作業を同時進行させ、か
つワークの停止位置にロボットの位置を相対的に合わせ
ることができ、これらの作用により、ワーク搬送におけ
る無駄な時間を少ないものにして、ワーク搬送起動停止
時の加減速度を緩やかにしてもワーク搬送を含めた全体
のサイクルタイムとしては短いものにすることができ、
更にワーク停止位置が何らかの理由でずれたとしても、
前記したようにワーク検出手段によりワーク位置を常に
正確に検出しているため、ワークの停止位置にロボット
を相対的に合わせることができる。またワークとロボッ
トのずれもなく精度の良い作業が、ワークが止まってい
る状態で、しかも一定位置でワークの取付け取外しがで
き作業者の負担が低減できる。その上ワーク取付け取外
し時間が何らかの理由でオーバーしても、通常作業開始
位置より前から作業を始めることが可能なため、オーバ
ー時間のカバーが行い易くなる。更にワーク置き台のタ
ーンテーブルに位置検出装置を設けるならば、ロボット
と同期させた作業をすることにより、更に作業の待ち時
間を減少することができるなどその効果は極めて大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のワーク搬送装置付ロボッ
トを用いた作業装置の説明図である。

【図２】ロボット１とワーク搬送手段２の動作タイミン
グチャートである。

【図３】本発明の第２実施例のワーク搬送装置付ロボッ
トを用いた作業装置の説明図である。

【図４】従来の実施例のワーク搬送装置付ロボットを用
いた作業装置におけるロボットとワーク搬送手段の動作
タイミングチャートである。

【符号の説明】

１ ロボット ２ ワーク搬送装置 ３ ワーク ４ ワーク取付け取外し位置 ５ 作業プログラム起動時ワーク位置 ６ 作業位置 ７ 作業プログラム終了時ワーク位置 ８ ワーク位置検出手段 ９ 教示記憶手段 １０ 再生制御手段 １１ 伝達手段 １２ 伝達手段 １３ 伝達手段 １４ 伝達手段 １５ ワーク置き台 １６ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 満年 名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三 菱重工業株式会社 名古屋機器製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−166979（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 13/00 B23Q 39/04 B25J 9/16

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワーク搬送装置によって円周径路上を搬
   送されるワークに対して作業をするロボットを用いた作
   業装置であって、 ワーク搬送の円周経路上にほぼ等ピッチで配設されたワ
   ーク置き台と、 同ワーク置き台にワークを乗せて前記円周径路上に位置
   する作業位置とワーク取付け取外し位置間を前記円周経
   路に沿って搬送するとともに、ワーク置き台位置検知手
   段を取付けた前記ワーク搬送装置と、 前記ワーク搬送装置によって搬送される前記ワーク置き
   台上のワークに同期して、当該ワークに対して予め教示
   された作業プログラムに基づいて作業をする前記ロボッ
   トと、 その制御装置とを具備し、 前記制御装置は、前記ワーク搬送装置によって搬送され
   る前記ワーク置き台上のワークが前記作業位置へ到達す
   る前の搬送中に、当該ワークと同期させて前記作業プロ
   グラムを再生させると共に、前記作業位置でワークを停
   止させて前記ロボットに前記作業プログラムを実行さ
   せ、 前記作業位置での前記ワーク搬送装置の停止中に、前記
   作業プログラム終了時のワーク位置までに当該作業プロ
   グラムが終了できるまでに進んでいるという条件と、前
   記ワーク取付け取外し位置で新しいワークの取付け作業
   が終了しているという条件が揃ったとき、前記作業プロ
   グラムが同作業位置で終了する前に、前記ワーク搬送装
   置を作動させて前記ワークを乗せた前記ワーク置き台を
   搬送し、当該ワークと前記ロボットを同期させながら当
   該ロボットに前記作業プログラム終了まで作業を行わせ
   ることを特徴とするワーク搬送装置付ロボットを用いた
   作業装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のワーク搬送装置付ロボッ
   トを用いた作業装置において、ワーク取付け取外し位置
   でのワーク取付け取外しに予め設定した規定時間をオー
   バーした場合、ロボットによる作業プログラムの作業終
   了後、ロボットを当該オーバータイムに対応し、ロボッ
   トの作動範囲の許容範囲内で通常の作業プログラムのス
   タート位置より前に、搬送中から当該作業プログラムに
   よる作業開始をワークと同期させて実行する制御をする
   ことを特徴とするワーク搬送装置付ロボットを用いた作
   業装置。
3. 【請求項３】 請求項１乃至請求項２記載のワーク搬送
   装置付ロボットを用いた作業装置において、ワーク置き
   台を自転可能にすると共に、ワーク置き台搬送経路上に
   おけるワーク置き台の自転しながらの搬送とロボットの
   動きとを同期させることを特徴とするワーク搬送装置付
   ロボットを用いた作業装置。