JP3548228B2 - Robot device - Google Patents

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JP3548228B2
JP3548228B2 JP10356794A JP10356794A JP3548228B2 JP 3548228 B2 JP3548228 B2 JP 3548228B2 JP 10356794 A JP10356794 A JP 10356794A JP 10356794 A JP10356794 A JP 10356794A JP 3548228 B2 JP3548228 B2 JP 3548228B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0084Programme-controlled manipulators comprising a plurality of manipulators
    • B25J9/0087Dual arms

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は協調動作させる複数のロボットアームを備えているロボット装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
複数のロボットアームを接近させて配置して、複数のロボットアームが協調動作を行うようにすると、ロボットアームに行わせることが作業内容を多様なものとすることができるために、複雑な組立の自動化も図ることができるが、この時、特開昭63−256384号公報に示されているように、複数のロボットアームを個別に設置するものでは、広い設置スペースを必要とするにもかかわらず、協調動作範囲が狭くて実行させることができる作業内容についての制限が多く、更に移動させるにあたっては各ロボットアームを個別に移動させなくてはならない上に、移動先において各ロボットアーム間の相対位置合わせが必要となる。
【0003】
一方、特開平2−237782号公報に示されているように、一対の多関節型ロボットアームを単一の支持柱の両側面に取り付けたり、特開平1−228791号公報に示されているように、支持柱の上端に配したヘッドの下面から一対のロボットアームを吊り下げたりしたものでは、移動させた時にロボットアーム間の相対位置合わせが不要となり、また前者においてはロボットアームが両側に広がるために設置箇所について制限を受ける上に、支持柱が両ロボットアーム間に位置することから、協調動作範囲をあまり広くとることができないものの、後者においては設置箇所の制限も少なく、ヘッドにおける支持柱を避けたところからロボットアームを吊り下げることで、協調動作範囲を広くとることができるために、形態的には最も好ましいものとなっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のヘッドに複数のロボットアームが取り付けられているものにおいても、各ロボットアームが扱うワークが載せられる作業台が分離されていたことから、ロボットを移動させた時、作業環境がそのまま移動することにはならず、移動前後でロボットと作業環境との精密位置決め作業が必要であって、あるロボットを複数の製造ラインに対して移動させることで共用させるには、上記精密位置決め作業のために、手間がかかるものとなっている。
【0005】
本発明はこのような点に鑑み為されたものであり、その目的とするところは複数のロボットアーム間の協調動作範囲を広くとることができる上に、移動も作業環境を含めた状態で簡単に行うことができるロボット装置を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、協調動作が可能となっている複数本のロボットアームと、各ロボットアームを吊り下げ支持したヘッドと、ロボットアームで扱うワークが配される作業台と、上記ヘッドと作業台とを連結してヘッドを支持する支持柱とからなり、作業台とヘッドとの間に上記ロボットアームが配されていることに特徴を有している。また、多関節型であるロボットアーム同士の間隔が、作業内容に応じた手先姿勢に基づくロボットアーム先端の到達可能領域の共通領域が最大となる距離にシミュレーションにて決定されていることや、ワーク用パレットの設置高さが、作業内容に応じた手先姿勢に基づくロボットアーム先端の到達可能領域のシミュレーションを基に決定されていることにも特徴を有している。
【0007】
【作用】
本発明によれば、各ロボットアームを吊り下げた形態としているために、ロボットアームの動作範囲を広くとることができると同時に協調動作範囲も広くとることができ、そして各ロボットがいずれもヘッドに取り付けられていることから、移動させた時、各ロボットアーム間の相対位置合わせが不要なのはもちろん、ロボットアームで扱うワークが配される作業台が支持柱を介してヘッドと一体となっているために、移動時には作業環境をそのまま移動させることができる。
【0008】
そして、多関節型であるロボットアーム同士の間隔を、作業内容に応じた手先姿勢に基づくロボットアーム先端の到達可能領域の共通領域が最大となる距離にシミュレーションにて決定するようにすれば、作業内容に応じて最大の協調動作範囲を得ることができ、ワーク用パレットの設置高さも、作業内容に応じた手先 姿勢に基づくロボットアーム先端の到達可能領域のシミュレーションを基に決定すれば、ワークのハンドリングについての効率を向上させることができる。
【0009】
ヘッドに取り付ける協調動作可能な複数本のロボットアームは、対のものを複数組設けてもよく、この時、互いに隣接するロボットアームが協調動作可能となっておれば、作業内容を多様化させることができる。
【0010】
3本以上のロボットアームを設ける場合には、支持柱は各ロボットアームで囲まれるところのほぼ中心位置に配することで、設置スペースを小さくしつつ隣接するロボットアーム間の協調動作範囲を支持柱に邪魔されることなくとることができる。
【0011】
そして、ヘッドを作業台に対して昇降自在としたり、ヘッドに対して対のロボットアームを水平移動自在としたり、ヘッドに対して対のロボットアームのうちの少なくとも1つを水平移動自在としたり、ヘッドを鉛直軸回りに回転自在としたり、あるいはヘッドを傾ける回転軸を設けておけば、作業領域を広くすることができる上に、協調動作範囲も拡張することができる。
【0012】
ヘッドにカメラ、作業台にカメラと対向する照明具を備えたものであれば、カメラと照明具との間にロボットアームにより一時的にワークを搬送して透過光式でワークを測定することにより、ワークの確実な位置決めが可能となるとともに、ワークの変形等を確認することができる。
【0013】
また、作業台にロボットアーム先端に装着されるハンドのための交換台を設けておけば、作業途中でのハンドの交換についても相対位置合わせが不要となる上に、複数のロボットアーム間での単一のハンドの共用が可能となる。
【0014】
ワーク用パレットのためのパレット台は作業台の支持柱の近傍位置に配置すると、作業能率を高めることができ、作業台に周辺機器の収納用の収納部を設けておけば、周辺機器の設置スペースを削減することができる。
【0015】
作業台の脚のうちの少なくとも2つに設置場所との間での位置決めのための位置決めピンを設けておけば、移動させた時のロボット装置の位置決めが容易となり、作業台の底面に車輪を設ければ、移動そのものが容易となる。この移動については、駆動輪と転舵輪とを備えた自走機構を具備するものとしてもよく、このような車輪を設けた場合、車輪との位置関係が上下方向に可変となった伸縮自在な脚を作業台に設けておくことで、移動の容易さと設置後の安定性との両方を満足させることができる。移動させることについては、ヘッドの上面に装置全体の移送用の移送手段を設けることで行うようにしてもよい。
【0016】
【実施例】
以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述すると、図示例におけるロボット装置は、四隅に脚21が設けられた作業台2から支持柱3を立設するとともに、支持柱3の上端にヘッド4を固着し、支持柱3から側方へ張り出しているヘッド4下面における支持柱3を避けた位置に、複数、図示例では2つのロボットアーム1,1を固着して、両ロボットアーム1,1を吊り下げたものとなっている。
【0017】
ここでは各ロボットアーム1として、ヘッド4に固着された第1リンク11に対して第2リンク12を旋回自在に、第2リンク12に対して第3リンク13を回転自在に、第3リンク13に対して第4リンク14を回転自在に、第4リンク14に対して第5リンク15を旋回自在に、更に第5リンク15に対して第6リンク16を回転自在に連結して、第6リンク16にハンド17を取り付けた多関節型のものを示しているが、このものに限るものではなく、スカラー型のものであってもよい。これらロボットアーム1,1は、図2に示すように、夫々アンプ50やコントローラ51を介してティーチボックス52やマスターコンピュータ53に接続されて、マスターコンピュータ53の制御下でその動作を行う。
【0018】
上記作業台2には、ロボットアーム1,1で扱うワークを収めたパレット8を位置決め保持するパレット台20,20が付設されているとともに、両ロボットアーム1,1のほぼ中間位置となるところに上方に向けたリング型照明具22が設けられている。また、作業台2の内部は中空の収納部となっており、ここにロボットアーム1,1用の周辺機器(上記アンプ50やコントローラ51、圧力ポンプ等)を収納することができるようになっている。さらに、上記ヘッド4には照明具22と対向する位置にカメラ40が設置されており、各パレット台20の上方位置には照明具41が取り付けられている。この照明具41は、パレットにワークがばら積みされている場合のワークの位置と姿勢をカメラ40で確認する時のためのものである。
【0019】
図1においては、支持柱3が1本のものを示したが、協調動作させる対のロボットアーム1,1の中間となるところに支持柱3を位置させない限り、たとえば図3に示すように、2本の支持柱3,3を備えたものであってもよく、また、ヘッド4から吊り下げるロボットアーム1の数も2本に限るものではない。たとえば図4(a)に示すように、4本のロボットアーム1を吊り下げたようなものであってもよい。
【0020】
このように多数本のロボットアーム1を設ける場合、図4(b)に示すように、ワークの受け渡しや相互で夫々保持しているワーク同士の組立等の協調動作が可能となっている対のロボットアーム1,1を2組設けただけのものであってもよいが、隣接する任意のロボットアーム1,1間において協調動作を可能としておけば、このロボット装置において行うことができる作業内容が更に広範なものとなるとともに組立作業の合理化を図ることができる。たとえば2組のロボットアーム1,1において別の組立作業を行い、終了時には一方の組から他方の組へと組立品を渡し、他方の組において両組立品の結合作業を行うということが可能となる。この場合、支持柱3は全ロボットアーム1,1の中央に位置するものとしておけば、設置スペースに比して、ロボットアーム1間の協調動作範囲を広くとることができる。これは、ロボットアーム1を3本以上設ける場合に適用することができ、支持柱3をロボットアーム1で囲まれるところのほぼ中心位置に配置すると、ロボットアーム1,1の協調動作範囲を広くとることができる上に、バランスの点で安定性が高まり、振動が少なくなるとともに転倒を防止することができることになる。
【0021】
各ロボットアーム1のハンド17を作業中に交換するような必要があるものについては、交換用ハンド17のための交換台23を、図5に示すように、作業台2の上面で且つ複数のロボットアーム1,1が共にアクセス可能な位置、特に支持柱3の近傍に配置する。各ロボットアーム1,1のハンド17の交換で多種類の組立作業を行うことができるものとなる上に、各ロボットアーム1,1において単一のハンド17の共用が可能となる。また、移動させた後もロボットアーム1と交換台23との間の相対位置合わせが不要である。
【0022】
パレット8を位置決め保持するパレット台20も、作業台2における支持柱3の近傍に設置すると、図6に示すように支持柱3が1本のものの場合、周辺機器9が近接されているために作業空間が狭いところでも作業領域Aを確保することができて支障なく作業を行わせることができるものとなり、図7に示すように、2本の支持柱3,3がある場合、大きな作業領域A内でパレット8との間のワーク授受と両ロボットアーム1,1の協調動作による組立作業を行うことができるものとなる。
【0023】
ロボットアーム1先端のハンド17による作業領域は、ヘッド4を上下に移動させることができるようにすることで上下方向に拡大することができ、この結果、作業領域の高さが大きく異なる複数種の作業にも対応することができるものとなる。このヘッド4の上下移動は、図8に示すように、支持柱3に対してヘッド4を昇降させることで行っても、図9に示すように、支持柱3を上下に伸縮させることで行ってもよい。また、図8に示すものでは、ヘッド4に設けたピニオン45を支持柱3に設けたラック35に噛み合わせ、図9に示すものでは、相互にスライド自在となっている上下の支持柱31,32のうち、下段の支持柱31に設けたピニオン34を上段の支持柱32に設けたラック35に噛み合わせて、ピニオン45,34を回転させることでヘッド4の昇降を行っているが、ヘッド4の昇降のための機構はこのような構造のものに限るものではなく、油圧シリンダー等を用いてもよいものである。
【0024】
いずれにしても、ヘッド4を昇降させる場合、上述のように作業領域が上下に拡大されることになるために、図8に示すように、上段のパレット供給用ベルトコンベア90を通じて供給されるワークをロボットアーム1,1で組み立てながらヘッド4を下降させ、下段のパレット排出用ベルトコンベア91を通じて組み立てたワークを排出するという作業が可能となるほか、図9に示すように、リング型照明具22とカメラ40とからなる視覚装置によるワークWの位置や姿勢の確認及び補正を行いながらの精密組み立てを、ロボットアーム1,1の昇降によってワークWとリング型照明具22との間隔を適切に保った状態で行うことにも対応することができる。図19は視覚装置を用いた精密組み立ての場合の動作のフローチャートである。
【0025】
作業領域は、ロボットアーム1,1を水平移動させることができるようにすることで、水平方向に広げることができる。この時、図10に示すように、ヘッド4に対して水平移動させることができるアーム台座44に各ロボットアーム1を取り付けても、図11に示すように、ヘッド4に対して各ロボットアーム1を個別に水平移動させることができる状態で取り付けても、あるいはヘッド4そのものを支持柱3に対して水平移動させることができるように取り付けてもよく、この時の水平移動としては、図12に示すように支持柱3に対してヘッド4を鉛直軸回りに回転させることができるようにしたもののように、直線運動に限るものではなく、上記アーム台座44を鉛直軸回りに回転させることができるようにしてもよい。なお、図10及び図11において81はレール、82はベアリングであり、図12中の83はテーパベアリング、84は柱3に設けられた駆動歯車、85はヘッド4に設けられて駆動歯車94と噛み合う内歯車である。
【0026】
一対のロボットアーム1,1を同方向に移動させる時には、両ロボットアーム1,1の協調動作範囲を移動させることができるために、図10に示すように、単一のロボットアーム1では把持することができないワークWでも、これをエリアA1において両ロボットアーム1,1で把持した後、エリアA2において組み立てを行うという動作が可能となり、図11に示すように、各ロボットアーム1,1を個別に移動させることができるようにしたものにおいては、両ロボットアーム1,1が互いに干渉することがない位置まで離して、干渉を考慮する必要がない動作を各ロボットアーム1,1に行わせることができるものとなる。この場合、コンベア91で供給されるワークWを両ロボットアーム1,1が作業領域A3で組み立てるものにおいて、大量に不良ワークが流れてきた時に、両ロボットアーム1,1を離して各ロボットアーム1,1に夫々作業領域A4,A5において不良ワーク搬出動作を行わせるといったことに対応させることができる。この時、ロボットアーム1の動きが他方のロボットアーム1の動きに影響を与えないために、上記搬出動作を迅速に行わせることができる。
【0027】
更に、水平移動によって一方のロボットアーム1が位置していたところに他方のロボットアーム1を位置させることができる場合、例えば、あるロボットアーム1が担う作業のうちの一部のみが多関節型であることを要するものの、大半の作業はスカラー型で足りる場合において、図12に示すように、多関節型ロボットアーム1とスカラー型ロボットアーム1とを混在させておき、スカラー型ロボットアーム1の位置において行う作業内容が多関節型のロボットアーム1を必要とする時、ロボットアーム1の水平移動で多関節型ロボットアーム1をスカラー型ロボットアーム1の位置まで移動させてその作業を行わせるということが可能となる。
【0028】
図13に示すように、支持柱3を上下に分離するとともに回転角制御可能な状態で上下の支持柱31,32を連結したり、支持柱3とヘッド4、あるいは作業台2と支持柱3とを同様の形態で連結することによってヘッド4を傾けることができるようにした時にも作業領域Aの拡大を図ることができる。また、このようにヘッド4を傾けることができるようにした場合には、図14に示すように、ヘッド4の上面に配された機器49の整備を周辺機器9に邪魔されることなく行うことができるものとなる。上記回転角制御は、前記マスターコンピュータ53に接続されたサーボモータのような動力を用いて行うが、上記の整備性の改善の点については、手動操作でヘッド4を傾けることができるようにしたものにおいても得ることができる。
【0029】
ところで、このロボット装置では、ワークを収めたパレット8が設置されるパレット台20を有する作業台2が一体となっているために、ロボット装置を移動させることで設置位置を変更する時、作業環境も含めた状態で移動させることになるために、移動後においてもロボットアーム1,1同士の相対位置関係はもちろん、これらロボットアーム1,1とパレット8との相対位置関係も変化せず、従って相対位置合わせが不要となっているのであるが、パレット8の搬送用のベルトコンベア91との間の位置合わせはラフでよいものの必要である。このために、作業台2の脚21の下面に、図15(a)に示すように、位置決めピン27を突出させておくとともに、ロボット装置を移動させて設置する場所に、図15(b)に示すように上記位置決めピン27が嵌まり込む孔95を有している位置決めプレート94を配設しておくとよい。移動させた時、位置決めピン27を位置決めプレート94の孔95に差し込むだけでロボット装置の位置決めを行うことができる。
【0030】
ロボット装置の移動の便を図るために、図16に示すように、作業台2の下面に車輪28を付設しておくことも好ましく、この場合、車輪28を出没自在に、あるいは脚21を高さ調整自在とし、車輪28と脚21との上下位置関係を変更することができるようにしておくことで、ロボット装置のスムーズな移動を行わせることができるとともに、据え付け後の安定性の確保を行うことができる。
【0031】
図17に示すように、天井7の下面に設けたレール70からロボット装置Rを吊り下げるとともにレール70に沿ってロボット装置Rを移動させることができるようにしても、工程ラインLAに沿って配設されたロボット装置Rを他の工程ラインLBに沿った位置に移動させることをスムーズに行うことができる。レール70は床面に設置されてレール70上をロボット装置Rが走行するようにしてもよい。
【0032】
図18に示すように、作業台2の下面に駆動輪28aと転舵輪28bとを設けてロボット装置を自走可能とするとともに、この時の走行が床面に描かれたラインLに追従するようにライン追従センサー29や走行制御装置を設けておけば、ある作業エリアWAから他の作業エリアWAへのロボット装置の移動をロボット装置そのものに行わせることができるとともに、この移動の間にもロボット装置に組立作業を行わせておくことができることになるために、作業能率を高めることができる。なお、上記高さ調整自在な脚21を設けることは、この実施例においても有効である。
【0033】
ところで、複数本のロボットアーム1に協調動作を行わせる場合、ロボットアーム1のヘッド4への取付位置、つまりはロボットアーム1,1間の間隔が上記協調動作範囲の決定に影響を与えるとともに、この協調動作範囲の大きさは、ロボットアーム1に行わせることができる作業内容をも決定してしまうことになる。この場合、協調動作範囲をできるだけ大きくとることが広範な作業内容を行わせることができるようになる点で好ましく、このために、上記ロボットアーム1,1間の間隔Dの決定は、図20(a)及び図21に示すように、2本のロボットアームのモデルを作成して、ロボットアームの先端が到達可能な点群をシミュレートして、ロボットアームの間隔Dを0から所定数値n毎に増加させつつ対となる2本のロボットアームの到達可能領域Vs,Vsの重複量Viを調べることを、重複量Viが0となるまで行い、重複量Viが最大となった時の間隔Dを2本のロボットアーム1,1の間隔Dとしているのであるが、ここでは上記シミュレーションにあたり、ロボットアーム1,1によって行わせる作業内容に応じて、上記到達可能領域Vsを変更している。
【0034】
すなわち、多関節型のロボットアーム1,1に行わせる主な作業内容が協調作業である場合は、ロボットアーム1先端のハンド17の姿勢が図20(c)に示す状態での到達可能領域Vsを基に上記間隔Dを決定し、パレット8からのワークの授受が主な作業内容となる時には、ハンド17の姿勢が図20(b)に示す状態での到達可能領域Vsを基に上記間隔Dを決定し、更に作業内容が協調作業とパレットとの間の授受作業とがほぼ同等の割合となる場合については、ハンド17が図20(b)に示す状態と図20(c)に示す状態とにおいて共に到達可能な領域Vsを基に上記間隔Dを決定している。作業内容に応じて、重複量Viが最大となるように間隔Dを決定しているわけであり、このために、各作業の効率を高くすることができる。前述のヘッド4に対して複数本のロボットアーム1を個別に移動させることができるものでは、作業内容に応じてロボットアーム1,1の間隔Dを調整することができることになるために、この点において好ましい存在である。なお、上記数値nは小さいほどシミュレーション精度が高くなり、大きいほどシミュレーションに要する時間が短くなるために、適宜設定してシミュレーションを行う。
【0035】
更に、ロボットアーム1がワークの授受の行うパレット8の高さも作業能率に影響することから、ここではロボットアーム1に行わせる作業内容に応じて、つまりはロボットアーム1の先端姿勢に応じて、各ロボットアーム1の上記到達可能領域Vsを上述のようにシミュレーションにて求め、この領域Vsの水平切断面が最大弧を持つ高さ(図20(a)に示す場合では領域Vsの上面の高さ)をパレット8の高さHとしている。なお、実際にはここから対象とするワークの高さを引いた高さとする。このようにしてパレット8の高さを設定すれば、ロボットアーム1の到達可能領域を最大限に利用してワークの授受を効率よく行うことができる。
【0036】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、協調動作可能な各ロボットアームを吊り下げた形態としているために、ロボットアームの動作範囲がロボットアームの支持部材によって制限されてしまうことがないものであり、これに伴って協調動作範囲も広くとることができて、協調動作範囲の大きさが原因となる作業内容についての制限が少ないものであり、そして各ロボットがいずれもヘッドに取り付けられていることから、設置位置の変更のために移動させた時、各ロボットアーム間の相対位置合わせが不要なのはもちろん、ロボットアームで扱うワークが配される作業台が支持柱を介してヘッドと一体となっているために、移動時には作業環境をそのまま移動させることができ、ロボットアームと作業台上のワークとの間の相対位置合わせも不要なものであり、設置位置の変更を簡便に行えるものである。更に、多関節型であるロボットアーム同士の間隔を、作業内容に応じた手先姿勢に基づくロボットアーム先端の到達可能領域の共通領域が最大となる距離にシミュレーションにて決定するようにすれば、作業内容に応じて最大の協調動作範囲を得ることができて効率の良い組立作業を行わせることができるものとなる。ワーク用パレットの設置高さも、作業内容に応じた手先姿勢に基づくロボットアーム先端の到達可能領域のシミュレーションを基に決定すれば、ワークのハンドリングについての効率を向上させることができる。
【0037】
ヘッドに取り付ける協調動作可能な複数本のロボットアームは、対のものを複数組設けることで、設置スペースの削減を図ることができ、この時、互いに隣接するロボットアームが協調動作可能となっておれば、作業内容を多様化させることができるとともに作業能率の向上を図ることができる。
【0038】
3本以上のロボットアームを設ける場合には、支持柱は各ロボットアームで囲まれるところのほぼ中心位置に配することで、設置スペースを小さくしつつ隣接するロボットアーム間の協調動作範囲を支持柱に邪魔されることなくとることができるものとなる上に、重量バランスや安定性の点でも好ましいものとなる。
【0039】
そして、ヘッドを作業台に対して昇降自在としたり、ヘッドに対して対のロボットアームを水平移動自在としたり、ヘッドに対して対のロボットアームのうちの少なくとも1つを水平移動自在としたり、ヘッドを鉛直軸回りに回転自在としたり、あるいはヘッドを傾ける回転軸を設けておけば、作業領域を上下方向や水平方向に拡大することができるとともに協調動作範囲も拡張することができることになるために、ロボットアームの動きだけでは対応できない作業も可能となる。
【0040】
ヘッドにカメラ、作業台にカメラと対向する照明具、好ましくはリング型照明部を備えたものであれば、視覚装置によるワーク位置や姿勢の確認が可能となるために、精密な組立作業を行えるものとなる。
【0041】
また、作業台にロボットアーム先端に装着されるハンドのための交換台を設けておけば、作業途中でのハンドの交換についても相対位置合わせが不要となる上に、ハンドの交換で多様な組立作業に対応したり、複数のロボットアーム間での単一のハンドの共用が可能となって、作業能率の向上を図ることができる。
【0042】
ワーク用パレットのためのパレット台は作業台の支持柱の近傍位置に配置すると、やはり作業能率を高めることができ、作業台に周辺機器の収納用の収納部を設けておけば、周辺機器の設置スペースを削減することができる上に、作業台の重量が増すために安定性の向上も期待することができる。
【0043】
作業台の脚のうちの少なくとも2つに設置場所との間での位置決めのための位置決めピンを設けておけば、移動させた時のロボット装置自身の位置決めが容易となり、作業台の底面に車輪を設ければ、移動そのものを容易に行うことができる。この移動については、駆動輪と転舵輪とを備えた自走機構を具備するものとしてもよく、この時には移動中にも組立作業を行わせたり、連続して流れている2つの工程ライン間でロボット装置を共用するといったことも可能となる。
【0044】
作業台に上記のような車輪を設ける時には、車輪との位置関係が上下方向に可変となった伸縮自在な脚を作業台に設けておくと、移動の容易さと設置後の安定性との両方を満足させることができる。移動させることについては、ヘッドの上面に装置全体の移送用の移送手段を設けることで行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の斜視図である。
【図2】同上のブロック回路図である。
【図3】他例の正面図である。
【図4】別の例を示しており、(a)は平面図、(b)は斜視図である。
【図5】ハンド交換台の設置例を示すもので、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図6】パレット台の配置例を示すもので、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図7】他例におけるパレット台の配置例を示すもので、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図8】ヘッドを昇降自在としたものの一例を示すもので、(a)は正面図、(b)は部分断面図である。
【図9】ヘッドを昇降自在としたものの他例を示すもので、(a)は正面図、(b)は部分断面図である。
【図10】ロボットアームを水平移動自在としたものの一例を示すもので、(a)は正面図、(b)は部分断面図である。
【図11】ロボットアームを水平移動自在としたものの他例を示すもので、(a)は正面図、(b)は部分断面図である。
【図12】ロボットアームを水平移動自在としたものの別の例を示すもので、(a)は斜視図、(b)は部分断面図である。
【図13】ヘッドを傾斜させることができるようにした例の側面図である。
【図14】同上の他例の側面図である。
【図15】(a)は作業台の脚の一例を示す正面図、(b)は対応する位置決めプレートの配置状態を示す平面図である。
【図16】作業台に車輪を設けた例を示すもので、(a)は正面図、(b)は拡大正面図である。
【図17】レールによる移動のための構造の一例を示すもので、(a)は正面図、(b)は平面図である。
【図18】自走式とした例を示すもので、(a)は正面図、(b)は平面図である。
【図19】視覚装置を併用した場合の動作を示すフローチャートである。
【図20】(a)はロボットアームの到達可能範囲の説明図、(b)及び(c)はロボットアーム先端の姿勢を示す説明図である。
【図21】ロボットアームの間隔決定のフローチャートである。
【符号の説明】
1 ロボットアーム
2 作業台
3 支持柱
4 ヘッド
[0001]
[Industrial applications]
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a robot device having a plurality of robot arms for performing a cooperative operation.
[0002]
[Prior art]
When a plurality of robot arms are arranged close to each other and cooperate with each other, the work performed by the robot arms can be varied, so that complicated assembly can be performed. At this time, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 63-256384, in which a plurality of robot arms are individually installed, a large installation space is required. There are many restrictions on the types of work that can be performed due to the narrow range of cooperative operation. Further movement requires that each robot arm be moved individually, and the relative position between each robot arm at the destination Matching is required.
[0003]
On the other hand, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-277882, a pair of articulated robot arms are mounted on both side surfaces of a single support column, or as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-228791. In the case where a pair of robot arms are suspended from the lower surface of the head arranged at the upper end of the support column, relative positioning between the robot arms is not required when the robot is moved, and in the former case, the robot arms spread on both sides Therefore, since the support column is located between the two robot arms, the cooperative operation range cannot be made too wide. Hanging the robot arm from a place where it is not necessary can widen the cooperative operation range. It has become a Shii thing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, even in the case where a plurality of robot arms are attached to the above head, the work environment on which the work handled by each robot arm is placed is separated, so when the robot is moved, the working environment moves as it is. It is necessary to perform precise positioning work between the robot and the working environment before and after movement, and to share a certain robot by moving it to multiple production lines, It takes time and effort.
[0005]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a wide cooperative operation range between a plurality of robot arms and to easily move the robot arm in a state including a working environment. The present invention is to provide a robot device that can be performed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Thus, the present invention provides a plurality of robot arms capable of cooperative operation, a head that suspends and supports each robot arm, a work table on which a work to be handled by the robot arm is arranged, the head and the work table And a supporting column for supporting the head by connecting the robot arm with the robot arm. The robot arm is disposed between the worktable and the head.In addition, the interval between the articulated robot arms is determined by simulation to be a distance that maximizes the common area of the reachable area of the robot arm tip based on the hand posture according to the work content. It is also characterized in that the installation height of the pallet is determined based on a simulation of a reachable area of the robot arm tip based on the hand posture according to the work content.
[0007]
[Action]
According to the present invention, since each robot arm is in a suspended form, the operating range of the robot arm can be widened, and at the same time, the cooperative operation range can be widened. Because it is attached, when moving it, it is not necessary to perform relative positioning between each robot arm, but also because the work table on which the work handled by the robot arm is arranged is integrated with the head via the support post In addition, when moving, the work environment can be moved as it is.
[0008]
Then, if the distance between the articulated robot arms is determined by simulation to a distance that maximizes the common area of the reachable area of the robot arm tip based on the hand posture according to the work content, The maximum cooperative operation range can be obtained according to the contents, and the height of the work pallet can be adjusted according to the work contents. If the determination is made based on the simulation of the reachable region of the tip of the robot arm based on the posture, the efficiency of work handling can be improved.
[0009]
A plurality of pairs of cooperatively operable robot arms attached to the head may be provided in a plurality of pairs, and at this time, if the robot arms adjacent to each other can cooperate, the work content can be diversified. Can be.
[0010]
When three or more robot arms are provided, the support columns are arranged at substantially the center positions surrounded by the respective robot arms, so that the cooperative operation range between adjacent robot arms can be reduced while reducing the installation space. Can be taken without distraction.
[0011]
And, the head can be moved up and down with respect to the worktable, the pair of robot arms can be moved horizontally with respect to the head, at least one of the paired robot arms can be moved horizontally with respect to the head, If the head is rotatable about a vertical axis, or if a rotary shaft for tilting the head is provided, the working area can be widened and the cooperative operation range can be extended.
[0012]
If the head is equipped with a camera and the workbench is equipped with a lighting device facing the camera, the work is temporarily transported by the robot arm between the camera and the lighting device, and the work is measured by the transmitted light method. In addition, the work can be reliably positioned, and deformation and the like of the work can be confirmed.
[0013]
In addition, if the workbench is provided with a replacement platform for the hand attached to the tip of the robot arm, the relative positioning is not required for hand replacement during work, and the A single hand can be shared.
[0014]
Placing the pallet table for the work pallet near the support column of the work table can increase the work efficiency, and if the work table is provided with a storage section for storing peripheral equipment, the peripheral equipment can be installed. Space can be reduced.
[0015]
If at least two of the legs of the worktable are provided with positioning pins for positioning with respect to the installation place, the positioning of the robot device when moved is facilitated, and wheels are provided on the bottom surface of the worktable. If provided, the movement itself becomes easy. For this movement, a self-propelled mechanism having a driving wheel and a steered wheel may be provided. In the case where such a wheel is provided, an extensible and retractable structure in which the positional relationship with the wheel is vertically variable. By providing the legs on the worktable, both ease of movement and stability after installation can be satisfied. The movement may be performed by providing a transfer means for transferring the entire apparatus on the upper surface of the head.
[0016]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiment. In the illustrated robot apparatus, a support column 3 is erected from a work table 2 provided with legs 21 at four corners, and a head is provided at an upper end of the support column 3. A plurality of robot arms 1, 1 in the illustrated example are fixed at positions on the lower surface of the head 4 that protrude laterally from the support columns 3 and avoid the support columns 3. 1 is suspended.
[0017]
Here, as each of the robot arms 1, the second link 12 is rotatable relative to the first link 11 fixed to the head 4, the third link 13 is rotatable relative to the second link 12, and the third link 13 , The fourth link 14 is rotatable, the fifth link 15 is rotatable with respect to the fourth link 14, and the sixth link 16 is rotatably connected with the fifth link 15. Although the articulated type in which the hand 17 is attached to the link 16 is shown, the invention is not limited to this, and a scalar type may be used. As shown in FIG. 2, these robot arms 1 and 1 are connected to a teach box 52 and a master computer 53 via an amplifier 50 and a controller 51, respectively, and perform their operations under the control of the master computer 53.
[0018]
The work table 2 is provided with pallet tables 20 and 20 for positioning and holding a pallet 8 containing a work to be handled by the robot arms 1 and 1 and at a position substantially at an intermediate position between the robot arms 1 and 1. A ring-shaped lighting device 22 facing upward is provided. Further, the inside of the worktable 2 is a hollow storage portion, and peripheral devices (the amplifier 50, the controller 51, the pressure pump, etc.) for the robot arms 1, 1 can be stored therein. I have. Further, a camera 40 is installed on the head 4 at a position facing the lighting fixture 22, and a lighting fixture 41 is mounted above each pallet table 20. The illuminator 41 is for checking the position and orientation of the work with the camera 40 when the work is piled up on the pallet.
[0019]
In FIG. 1, one support column 3 is shown. However, as long as the support column 3 is not positioned in the middle of a pair of robot arms 1 and 1 to be cooperatively operated, for example, as shown in FIG. It may be provided with two support columns 3 and 3, and the number of robot arms 1 suspended from the head 4 is not limited to two. For example, as shown in FIG. 4 (a), four robot arms 1 may be suspended.
[0020]
When a large number of robot arms 1 are provided in this manner, as shown in FIG. 4B, a pair of cooperative operations such as delivery of works and assembly of works held by each other are possible. Although only two sets of the robot arms 1 and 1 may be provided, if a cooperative operation can be performed between adjacent arbitrary robot arms 1 and 1, the work content that can be performed by this robot apparatus is limited. Further, it is possible to achieve a wider range and rationalize the assembling work. For example, it is possible to perform another assembling work in two sets of robot arms 1, 1 and to transfer the assembled product from one set to the other set at the end, and to perform a joining operation of the two assembled products in the other set. Become. In this case, if the support column 3 is located at the center of all the robot arms 1, the cooperative operation range between the robot arms 1 can be made wider than the installation space. This can be applied to a case where three or more robot arms 1 are provided, and if the support column 3 is arranged at a substantially central position surrounded by the robot arm 1, the cooperative operation range of the robot arms 1 and 1 is widened. In addition to this, stability is improved in terms of balance, vibration is reduced, and overturning can be prevented.
[0021]
As for the robot arm 1 in which the hand 17 needs to be replaced during the operation, the exchange table 23 for the exchange hand 17 is mounted on the upper surface of the operation table 2 and a plurality of positions as shown in FIG. The robot arm 1 and the robot arm 1 are arranged at a position where they can be accessed together, especially near the support column 3. Various types of assembly work can be performed by exchanging the hands 17 of the robot arms 1 and 1, and a single hand 17 can be shared by the robot arms 1 and 1. Further, even after the movement, the relative positioning between the robot arm 1 and the exchange table 23 is not required.
[0022]
When the pallet table 20 for positioning and holding the pallet 8 is also installed near the support column 3 in the work table 2, as shown in FIG. Even if the work space is narrow, the work area A can be secured and work can be performed without any trouble. As shown in FIG. 7, when there are two support columns 3 and 3, a large work area is required. In A, the work transfer between the pallet 8 and the pallet 8 and the assembly operation by the cooperative operation of the two robot arms 1 and 1 can be performed.
[0023]
The work area by the hand 17 at the tip of the robot arm 1 can be expanded in the vertical direction by allowing the head 4 to move up and down. As a result, a plurality of types of work areas having greatly different heights can be obtained. It will be able to respond to work. This vertical movement of the head 4 can be performed by moving the head 4 up and down with respect to the support column 3 as shown in FIG. 8 or by expanding and contracting the support column 3 as shown in FIG. You may. 8, a pinion 45 provided on the head 4 is engaged with a rack 35 provided on the support column 3. In FIG. 9, the upper and lower support columns 31, which are slidable with each other, are provided. 32, the pinion 34 provided on the lower supporting column 31 is engaged with the rack 35 provided on the upper supporting column 32, and the pinions 45 and 34 are rotated to move the head 4 up and down. The mechanism for raising and lowering 4 is not limited to the one having such a structure, and a hydraulic cylinder or the like may be used.
[0024]
In any case, when the head 4 is moved up and down, the work area is expanded up and down as described above. Therefore, as shown in FIG. 8, the work supplied through the upper pallet supply belt conveyor 90 is used. The head 4 is lowered while the robot arms 1 and 1 are assembled to discharge the assembled work through the lower pallet discharge belt conveyor 91. In addition, as shown in FIG. A precision assembly while confirming and correcting the position and orientation of the work W by a visual device including the camera 40 and the camera 40 is performed, and the distance between the work W and the ring-shaped lighting fixture 22 is appropriately maintained by raising and lowering the robot arms 1 and 1. It is possible to cope with the operation performed in a state where it is held. FIG. 19 is a flowchart of the operation in the case of precision assembly using the visual device.
[0025]
The work area can be expanded in the horizontal direction by allowing the robot arms 1 and 1 to move horizontally. At this time, as shown in FIG. 10, even if each robot arm 1 is mounted on an arm base 44 that can be moved horizontally with respect to the head 4, as shown in FIG. May be attached so that they can be individually moved horizontally, or they may be attached so that the head 4 itself can be moved horizontally with respect to the support column 3. The horizontal movement at this time is shown in FIG. As shown in the drawing, the head 4 can be rotated about the vertical axis with respect to the support column 3. The arm pedestal 44 can be rotated about the vertical axis without being limited to linear motion. You may do so. In FIGS. 10 and 11, 81 is a rail, 82 is a bearing, 83 is a tapered bearing, 84 is a driving gear provided on the column 3, 85 is a driving gear 94 provided on the head 4, and Internal gear that meshes.
[0026]
When the pair of robot arms 1 and 1 are moved in the same direction, the cooperative operation range of the two robot arms 1 and 1 can be moved. Therefore, as shown in FIG. Even for a work W that cannot be performed, it is possible to perform an operation of gripping the robot arm 1, 1 in the area A1 and then assembling it in the area A2. As shown in FIG. In such a configuration, both robot arms 1 and 1 are separated from each other to a position where they do not interfere with each other, and each robot arm 1 and 1 performs an operation that does not need to consider interference. Can be done. In this case, when the robot W and the robot arm 1, 1 assemble the workpiece W supplied on the conveyor 91 in the work area A3, when a large amount of defective work flows, the robot arms 1, 1 are separated by separating the robot arms 1, 1. , 1 to carry out a defective work unloading operation in the work areas A4, A5, respectively. At this time, since the movement of the robot arm 1 does not affect the movement of the other robot arm 1, the unloading operation can be performed quickly.
[0027]
Further, when one robot arm 1 can be positioned where one robot arm 1 was positioned by horizontal movement, for example, only a part of the work performed by a certain robot arm 1 is an articulated type. Although it is necessary to do this, if most of the work is sufficient for the scalar type robot, as shown in FIG. 12, the articulated robot arm 1 and the scalar type robot arm 1 are mixed, and the position of the scalar type robot arm 1 is set. When the work to be performed in step (1) requires the articulated robot arm 1, the articulated robot arm 1 is moved to the position of the scalar robot arm 1 by horizontal movement of the robot arm 1 to perform the work. Becomes possible.
[0028]
As shown in FIG. 13, the support column 3 is separated vertically and the upper and lower support columns 31 and 32 are connected in a state where the rotation angle can be controlled, or the support column 3 and the head 4 or the work table 2 and the support column 3 are connected. The work area A can also be expanded when the head 4 can be tilted by connecting the heads 4 in a similar manner. When the head 4 can be tilted in this way, as shown in FIG. 14, maintenance of the device 49 disposed on the upper surface of the head 4 is performed without being disturbed by the peripheral device 9. Can be done. The rotation angle control is performed by using a power such as a servo motor connected to the master computer 53. However, with respect to the improvement of the maintainability, the head 4 can be tilted manually. It can also be obtained in things.
[0029]
By the way, in this robot apparatus, since the work table 2 having the pallet table 20 on which the pallet 8 containing the work is installed is integrated, when the installation position is changed by moving the robot apparatus, the work environment is changed. Therefore, not only the relative positional relationship between the robot arms 1, 1 but also the relative positional relationship between the robot arms 1, 1 and the pallet 8 does not change even after the movement. Although the relative positioning is not required, the positioning between the pallet 8 and the conveyor belt 91 for transportation is rough but necessary. For this purpose, as shown in FIG. 15A, the positioning pin 27 is projected from the lower surface of the leg 21 of the work table 2 and the robot device is moved and installed at a place where the positioning device 27 is moved and installed. It is preferable to arrange a positioning plate 94 having a hole 95 into which the positioning pin 27 fits as shown in FIG. When the robot apparatus is moved, the positioning of the robot device can be performed only by inserting the positioning pins 27 into the holes 95 of the positioning plate 94.
[0030]
In order to facilitate the movement of the robot device, it is preferable to attach wheels 28 to the lower surface of the worktable 2 as shown in FIG. 16, in which case the wheels 28 can be freely moved in and out, or the legs 21 can be raised. The robot device can be adjusted freely and the vertical positional relationship between the wheels 28 and the legs 21 can be changed, so that the robot device can be moved smoothly and the stability after installation can be ensured. It can be carried out.
[0031]
As shown in FIG. 17, even if the robot device R is suspended from the rail 70 provided on the lower surface of the ceiling 7 and the robot device R can be moved along the rail 70, the robot device R is arranged along the process line LA. It is possible to smoothly move the installed robot apparatus R to a position along another process line LB. The rail 70 may be installed on the floor surface so that the robot device R runs on the rail 70.
[0032]
As shown in FIG. 18, a drive wheel 28a and a steered wheel 28b are provided on the lower surface of the worktable 2 to enable the robot device to run on its own, and the running at this time follows a line L drawn on the floor surface. If the line following sensor 29 and the travel control device are provided as described above, the robot device itself can be moved from one work area WA to another work area WA, and during this movement, Since the assembling operation can be performed by the robot device, the operation efficiency can be improved. It is to be noted that the provision of the height-adjustable legs 21 is also effective in this embodiment.
[0033]
By the way, when a plurality of robot arms 1 perform a cooperative operation, the mounting position of the robot arm 1 to the head 4, that is, the interval between the robot arms 1 and 1 affects the determination of the cooperative operation range, The size of the cooperative operation range also determines the work that can be performed by the robot arm 1. In this case, it is preferable to set the cooperative operation range as large as possible in that a wide range of work can be performed. For this reason, the determination of the distance D between the robot arms 1 and 1 is performed as shown in FIG. a) and as shown in FIG. 21, a model of two robot arms is created to simulate a point group to which the tip of the robot arm can reach, and the interval D between the robot arms is set to a predetermined value n from 0. The overlapping amount Vi of the reachable regions Vs and Vs of the two robot arms forming a pair is checked until the overlapping amount Vi becomes 0, and the interval D when the overlapping amount Vi becomes maximum is increased. Is the distance D between the two robot arms 1 and 1. Here, in the above simulation, the reachable area V is set according to the content of the work performed by the robot arms 1 and 1. It has changed.
[0034]
That is, when the main work to be performed by the articulated robot arms 1 and 1 is cooperative work, the reachable area Vs in the state shown in FIG. When the transfer of the work from the pallet 8 is the main work content, the posture of the hand 17 is determined based on the reachable area Vs in the state shown in FIG. In the case where D is determined, and the contents of the work are substantially the same in the cooperative work and the transfer work between the pallets, the hand 17 is in the state shown in FIG. 20 (b) and FIG. 20 (c). The distance D is determined based on the area Vs that can be reached together in the state. The interval D is determined so that the overlap amount Vi is maximized according to the work content, and therefore, the efficiency of each work can be increased. In the case where a plurality of robot arms 1 can be individually moved with respect to the head 4 described above, the distance D between the robot arms 1 and 1 can be adjusted according to the work content. Is preferred. The smaller the value n, the higher the simulation accuracy, and the larger the value n, the shorter the time required for the simulation.
[0035]
Further, since the height of the pallet 8 for transferring the work by the robot arm 1 also affects the work efficiency, here, according to the work content to be performed by the robot arm 1, that is, according to the tip posture of the robot arm 1, The reachable area Vs of each robot arm 1 is obtained by the simulation as described above, and the height at which the horizontal cut surface of the area Vs has the maximum arc (the height of the upper surface of the area Vs in the case shown in FIG. 20A) ) Is the height H of the pallet 8. Actually, the height is obtained by subtracting the height of the target work from this. By setting the height of the pallet 8 in this way, the transfer of the work can be performed efficiently by making the most of the reachable area of the robot arm 1.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, since each robot arm capable of cooperative operation is suspended, the operation range of the robot arm is not limited by the support member of the robot arm. The range of cooperative operation can be widened with this, and there are few restrictions on the work content caused by the size of the cooperative operation range, and since each robot is attached to the head, When moved to change the installation position, the relative positioning between each robot arm is not necessary, and the work table on which the work handled by the robot arm is arranged is integrated with the head via the support post In addition, when moving, the work environment can be moved as it is, and there is no need for relative positioning between the robot arm and the work on the work table It is those, in which allows conveniently to change the installation position.Furthermore, if the distance between the articulated robot arms is determined by simulation so as to maximize the common area of the reachable area of the robot arm tip based on the hand posture according to the work content, The maximum cooperative operation range can be obtained according to the contents, and efficient assembly work can be performed. If the installation height of the work pallet is also determined based on the simulation of the reachable area of the robot arm tip based on the hand posture according to the work content, the efficiency of work handling can be improved.
[0037]
By installing a plurality of pairs of cooperatively operable robot arms attached to the head, it is possible to reduce the installation space by providing a plurality of pairs, and at this time, adjacent robot arms can cooperate. If this is the case, work content can be diversified, and work efficiency can be improved.
[0038]
When three or more robot arms are provided, the support columns are arranged at substantially the center positions surrounded by the respective robot arms, so that the cooperative operation range between adjacent robot arms can be reduced while reducing the installation space. In addition to being able to be taken without being disturbed by the water, it is preferable in terms of weight balance and stability.
[0039]
And, the head can be moved up and down with respect to the worktable, the pair of robot arms can be moved horizontally with respect to the head, at least one of the paired robot arms can be moved horizontally with respect to the head, If the head is rotatable around a vertical axis, or if a rotation axis is provided to tilt the head, the work area can be expanded vertically and horizontally, and the cooperative operation range can be expanded. In addition, work that cannot be handled only by the movement of the robot arm becomes possible.
[0040]
If the head is equipped with a camera and the work bench is equipped with a lighting device facing the camera, preferably a ring-shaped lighting unit, it is possible to perform a precise assembling work because the work position and posture can be confirmed by a visual device. It will be.
[0041]
In addition, if the workbench is provided with an exchange base for the hand to be mounted on the tip of the robot arm, it is not necessary to adjust the relative position when exchanging the hand during the work, and it is also possible to perform various assembly by exchanging the hand. It is possible to cope with work and to share a single hand among a plurality of robot arms, thereby improving work efficiency.
[0042]
If the pallet table for the work pallet is placed near the support column of the work table, the work efficiency can also be improved.If the work table is provided with a storage section for storing peripheral devices, The installation space can be reduced, and the weight of the work table increases, so that an improvement in stability can be expected.
[0043]
If at least two of the legs of the work table are provided with positioning pins for positioning with respect to the installation place, the positioning of the robot device itself when it is moved is facilitated, and wheels are provided on the bottom surface of the work table. Is provided, the movement itself can be easily performed. For this movement, a self-propelled mechanism having drive wheels and steered wheels may be provided. At this time, an assembling operation may be performed during the movement, or between two process lines flowing continuously. It is also possible to share a robot device.
[0044]
When the work table is provided with the wheels as described above, if the work table is provided with telescopic legs whose position relative to the wheels can be changed in the vertical direction, both ease of movement and stability after installation are provided. Can be satisfied. The movement may be performed by providing a transfer means for transferring the entire apparatus on the upper surface of the head.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of one embodiment.
FIG. 2 is a block circuit diagram of the same.
FIG. 3 is a front view of another example.
4A and 4B show another example, in which FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a perspective view.
5A and 5B show an example of installation of a hand exchange table, wherein FIG. 5A is a front view and FIG. 5B is a side view.
6A and 6B show an example of the arrangement of pallet stands, wherein FIG. 6A is a front view and FIG. 6B is a side view.
7A and 7B show an example of pallet table arrangement in another example, where FIG. 7A is a front view and FIG. 7B is a side view.
8A and 8B show an example in which the head can be moved up and down freely. FIG. 8A is a front view, and FIG. 8B is a partial sectional view.
9A and 9B show another example in which the head can be moved up and down freely. FIG. 9A is a front view, and FIG. 9B is a partial sectional view.
FIGS. 10A and 10B show an example in which the robot arm can be freely moved horizontally. FIG. 10A is a front view, and FIG. 10B is a partial sectional view.
11A and 11B show another example in which the robot arm can be moved horizontally, wherein FIG. 11A is a front view and FIG. 11B is a partial cross-sectional view.
FIGS. 12A and 12B show another example in which the robot arm can be moved horizontally. FIG. 12A is a perspective view, and FIG. 12B is a partial sectional view.
FIG. 13 is a side view of an example in which the head can be tilted.
FIG. 14 is a side view of another example of the above.
FIG. 15A is a front view showing an example of a workbench leg, and FIG. 15B is a plan view showing an arrangement state of a corresponding positioning plate.
FIGS. 16A and 16B show an example in which wheels are provided on a workbench, where FIG. 16A is a front view and FIG. 16B is an enlarged front view.
17A and 17B show an example of a structure for movement by rails, where FIG. 17A is a front view and FIG. 17B is a plan view.
18A and 18B show an example of a self-propelled type, in which FIG. 18A is a front view, and FIG. 18B is a plan view.
FIG. 19 is a flowchart showing an operation when a visual device is used in combination.
FIG. 20A is an explanatory diagram of a reachable range of the robot arm, and FIGS. 20B and 20C are explanatory diagrams illustrating a posture of a tip end of the robot arm.
FIG. 21 is a flowchart for determining a distance between robot arms.
[Explanation of symbols]
1 Robot arm
2 Workbench
3 support pillar
4 head

Claims (19)

協調動作が可能となっている複数本のロボットアームと、各ロボットアームを吊り下げ支持したヘッドと、ロボットアームで扱うワークが配される作業台と、上記ヘッドと作業台とを連結してヘッドを支持する支持柱とからなり、作業台とヘッドとの間に上記ロボットアームが配されていて、多関節型であるロボットアーム同士の間隔が、作業内容に応じた手先姿勢に基づくロボットアーム先端の到達可能領域の共通領域が最大となる距離にシミュレーションにて決定されていることを特徴とするロボット装置。A plurality of robot arms capable of cooperative operation, a head suspending and supporting each robot arm, a work table on which a work to be handled by the robot arm is arranged, and a head connecting the head and the work table The robot arm is arranged between the work table and the head, and the distance between the articulated robot arms is set at the tip of the robot arm based on the hand posture according to the work content. A robot apparatus characterized in that the distance is determined by simulation so as to maximize the common area of the reachable areas . 協調動作が可能となっている複数本のロボットアームと、各ロボットアームを吊り下げ支持したヘッドと、ロボットアームで扱うワークが配される作業台と、上記ヘッドと作業台とを連結してヘッドを支持する支持柱とからなり、作業台とヘッドとの間に上記ロボットアームが配されていて、ワーク用パレットの設置高さが、作業内容に応じた手先姿勢に基づくロボットアーム先端の到達可能領域のシミュレーションを基に決定されていることを特徴とするロボット装置。A plurality of robot arms capable of cooperative operation, a head suspending and supporting each robot arm, a work table on which a work to be handled by the robot arm is arranged, and a head connecting the head and the work table The robot arm is arranged between the work table and the head, and the height of the work pallet can be reached by the robot arm tip based on the hand posture according to the work content. A robot device, which is determined based on a simulation of a region. 対のロボットアームが複数組設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載のロボット装置。3. The robot device according to claim 1, wherein a plurality of pairs of robot arms are provided. 互いに隣接するロボットアームが協調動作可能となっていることを特徴とする請求項3記載のロボット装置。4. The robot apparatus according to claim 3, wherein adjacent robot arms can perform a cooperative operation. 3本以上のロボットアームが設けられたものにおいて、支持柱は各ロボットアームで囲まれるところのほぼ中心位置に配されていることを特徴とする請求項1又は2記載のロボット装置。The robot apparatus according to claim 1, wherein in a robot having three or more robot arms, the supporting column is disposed at a substantially central position surrounded by each robot arm. 4. ヘッドを作業台に対して昇降自在としていることを特徴とする請求項1又は2記載のロボット装置。The robot apparatus according to claim 1, wherein the head is movable up and down with respect to the worktable. ヘッドに対して対のロボットアームを水平移動自在としていることを特徴とする請求項1又は2記載のロボット装置。3. The robot apparatus according to claim 1, wherein the pair of robot arms are movable horizontally with respect to the head. ヘッドに対して対のロボットアームのうちの少なくとも1つをAt least one of the paired robot arms to the head 水平移動自在としていることを特徴とする請求項1又は2記載のロボット装置。The robot apparatus according to claim 1, wherein the robot apparatus is horizontally movable. ヘッドを鉛直軸回りに回転自在としていることを特徴とする請求項1又は2記載のロボット装置。3. The robot device according to claim 1, wherein the head is rotatable about a vertical axis. ヘッドを傾ける回転軸を備えていることを特徴とする請求項1又は2記載のロボット装置。The robot apparatus according to claim 1, further comprising a rotation axis for tilting the head. ヘッドにカメラ、作業台にカメラと対向する照明具を備えていることを特徴とする請求項1又は2記載のロボット装置。3. The robot apparatus according to claim 1, wherein the head is provided with a camera, and the worktable is provided with a lighting device facing the camera. 作業台はロボットアーム先端に装着されるハンドのための交換台を備えていることを特徴とする請求項1又は2記載のロボット装置。The robot apparatus according to claim 1, wherein the work table includes an exchange table for a hand mounted on a tip of the robot arm. 作業台は支持柱の近傍位置にワーク用パレットのためのパレット台を備えていることを特徴とする請求項1又は2記載のロボット装置。The robot apparatus according to claim 1, wherein the work table includes a pallet table for a work pallet near the support column. 作業台は周辺機器の収納用の収納部を備えていることを特徴とする請求項1又は2記載のロボット装置。The robot apparatus according to claim 1, wherein the worktable includes a storage unit for storing peripheral devices. 作業台はその脚のうちの少なくとも2つに設置場所との間での位置決めのための位置決めピンを備えていることを特徴とする請求項1又は2記載のロボット装置。The robot apparatus according to claim 1, wherein the worktable includes a positioning pin for positioning between at least two of its legs and an installation location. 作業台はその底面に車輪を備えていることを特徴とする請求項1又は2記載のロボット装置。The robot apparatus according to claim 1, wherein the worktable includes wheels on a bottom surface thereof. 作業台は駆動輪と転舵輪とを備えた自走機構を具備していることを特徴とする請求項1又は2記載のロボット装置。The robot apparatus according to claim 1, wherein the worktable includes a self-propelled mechanism including drive wheels and steered wheels. 作業台は車輪との位置関係が上下方向に可変となった伸縮自在な脚を備えていることを特徴とする請求項16または請求項17記載のロボット装置。18. The robot apparatus according to claim 16, wherein the worktable includes a telescopic leg whose positional relationship with a wheel is vertically variable. ヘッドの上面に装置全体の移送用の移送手段が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載のロボット装置。3. The robot apparatus according to claim 1, wherein a transfer means for transferring the entire apparatus is provided on an upper surface of the head.
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