JP4165148B2 - 搬送ロボットおよび搬送方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，複数のアームを関節により接続してなるいわゆる多関節ロボットにより搬送対象物（以下，「ワーク」という）を上下方法に搬送する搬送ロボットおよび搬送方法に関する。さらに詳細には，ドロップリフト専用機並の昇降ストロークおよび可搬重量を多関節ロボットにて達成した搬送ロボットおよび搬送方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から，各種の工場などでは，ワークを上下方法に昇降させるのに多関節ロボットを使用している。例えば，特開平８−９９６５８号公報には，サスペンションアッセンブリをパレットから取付位置（車体底部）まで作業ロボットにより搬送する例が記載されている。
【０００３】
従来のこの種の多関節ロボットとして，例えば図１２のようなものがある。図１２のものは，多関節ロボットの先端に，フレーム１０１を取り付けて構成されている。フレーム１０１はワーク１０２を載せる台であり，その下面には補強リブ１０３が設けられている。また，多関節ロボットは，２本のアーム１０４，１０５と３箇所の関節１０６〜１０８とを有している。これにより，フレーム１０１の位置および姿勢を６自由度で操作できるようになっている。この多関節ロボットは，基礎部１０９により床面に据え付けられている。別の従来例として，昇降専用のものであるが，図１３に示す垂直型リフトもある。図１３の垂直型リフトは，ポール２０１の上下のスプロケット２０２，２０３にチェーン２０４を掛け，フレーム１０１を上下に移動できるようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記した従来の技術には，以下に説明する種々の問題点があった。
【０００５】
まず，図１２の多関節ロボット型の従来技術の問題点を説明する。従来の多関節ロボットの問題点は，主として次の３点にある。第１は，非常に頑丈な作りとする必要があることである。第２は，頑丈なわりには実際上の可搬重量が小さいことである。第３は，昇降ストロークＨが小さいことである。以下，これらを順次説明する。
【０００６】
第１の問題点は，フレーム１０１が片持ち構造であることに起因している。すなわち，フレーム１０１は，一方の端部にて関節１０６に取り付けられているのである。このため関節１０６は，フレーム１０１やワーク１０２，補強リブ１０３の重心から離れた位置でフレーム１０１を保持しているのである。このために，フレーム１０１自体相当に頑丈なものである必要がある。さらに実際上は，補強リブ１０３がないとフレーム１０１はワーク１０２の重量に耐えられないのである。例えば自動車組立工場におけるボディー溶接組み付け工程用のものであれば，ワーク１０２は自動車の諸部品取付前のボディーである。この場合，ワーク１０２の重量は３００ｋｇ程度ある。このような用途では，フレーム１０１として１５０ｋｇ程度，補強リブ１０３として２００ｋｇ程度必要である。このように，多関節ロボット型の先端部分が重いことは当然，アーム１０４，１０５や基礎部１０９もそれに合わせて頑丈なものとしなければならない。さらに，各関節の軸動のための動力源もその分強力なものでなければならない。このことは，動力源の補修用予備部品や操作装置等の汎用性が小さいことを意味する。一般的にこれらの工場では，中小型の搬送ロボットも設置されている。しかし，中小規模の搬送ロボットの動力源と共通化できないからである。このために，予備部品等の在庫負担が増してしまう。
【０００７】
第２の問題点も，フレーム１０１が片持ち構造であることに起因している。すなわち，ワーク１０２の荷重が，関節１０６から離れた位置に作用する。このために，荷重により関節１０６にかかるトルクが大変に大きいのである。これによって，公称可搬重量が５００ｋｇ程度あるものであっても，実際に搬送できるワーク１０２の重量は２００ｋｇ程度が精一杯であった。公称可搬重量は，多関節ロボット自体の性能として，関節１０６のすぐ先，すなわちフレーム１０１の図１２中右端（矢印Ａで示す位置）での可搬重量で示されている数値だからである。これに対し，自動車のボディーの重量は３００ｋｇ程度あるから，実際上，この用途には使えなかった。むろんこのことは，各関節１０６の駆動用動力源をより強力なものにすれば，原理的には解決可能である。しかしそのためには，動力源を特注品とする必要がある。また，そのような対策自体，前述の第１の問題点を倍加させてしまうので問題である。
【０００８】
第３の問題点は，アーム１０４の長さをあまり取れないことに起因する。昇降ストロークは，アーム１０４の長さに依存するからである。公称可搬重量５００ｋｇの市販の搬送ロボットでは，昇降ストロークＨは２８００ｍｍ程度しかない。これに対し自動車組立工場等では一般的に，３４００ｍｍ程度の昇降ストロークが欲しいところである。既存設備であるハンガー１１０にワーク１０２を載せるためである。すなわち昇降ストロークの不足分Ｓが６００ｍｍ程度もある。むろんこれも，アーム１０４の長さを十分とれば原理的には解決可能である。しかしそのこと自体，前述の第１の問題点を倍加させてしまう。
【０００９】
次に，図１３の垂直型リフトの問題点を説明する。垂直型リフトの場合には，可搬重量や昇降ストロークについては問題ない。しかしながら，作りが頑丈でなければならない点は図１２の多関節ロボットの場合と同様である。フレーム１０１が片持ち構造である点は同じだからである。その他に，固有の問題点がいくつかある。
【００１０】
まず，ハンガーとの干渉の問題がある。すなわち，上昇位置でワーク１０２をハンガー１１０（図１２参照）で掴もうとすると，ポール２０１がハンガー１１０の動きの邪魔になるのである。このために，ワーク１０２をポール２０１から離して載置する必要がある。そのためにはフレーム１０１を大きくしておく必要がある。むろんこれは，前述の頑丈な作りという問題点を倍加させる。次に，メンテナンスの問題がある。すなわち，チェーン２０４やスプロケット２０２，２０３等の伸び，摩耗の点検や給油などが不可欠なのである。このため，６か月ごと程度の頻度で定期的にメンテナンスしなければならない。さらに，設置作業が大変であるという問題がある。多関節ロボット型と異なり姿勢制御機能を持たないからである。このために，設置時に精密な水平出しをしておく必要がある。したがって，設置工事には専門業者による２週間程度の工事期間が必要である。
【００１１】
本発明は，前記した従来の搬送装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，スリムな構成でありながら大きな可搬重量と大きな昇降ストロークを実現でき，設置性やメンテナンス性の点でも有利な搬送ロボットおよび搬送方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の搬送ロボットは，複数のアームを関節により接続してなるアーム列と，アーム列の一端に第１関節を介して取り付けられたワーク載置部材とを有し，各関節の動きによりワーク載置部材を，下降位置と上昇位置との間で上下方向に垂直に移動させる搬送ロボットであって，アーム列は，第１関節に接続された第１アームと，第２アームと，第１アームと第２アームとの間の第２関節と，第２アームにおける第２関節と反対側の第３関節とを有し，第１関節をワーク載置部材の真下に設け，第１アームの形状を，第１アームの両端を結ぶ直線から中間部分がずれているオフセット形状としたものである。第１アームの具体的形状は，第１関節側の第１区間と第２関節側の第２区間とがＬ字形状をなす形状であり，下降位置では第１区間が水平となる。また，下降位置と上昇位置との間でのワーク載置部材の上下移動を，第３関節の揺動を利用して垂直に行うものである。
【００１３】
また，本発明の搬送方法は，複数のアームを関節により接続してなるアーム列を用い，各関節の動きによりワーク載置部材を，下降位置と上昇位置との間で上下方向に移動させる搬送方法において，アーム列として，第１関節に接続された第１アームと，第２アームと，第１アームと第２アームとの間の第２関節と，第２アームにおける第２関節と反対側の第３関節とを有するものを用い，第１アームの一端とワーク載置部材とを接続する第１関節を，ワーク載置部材の真下に設け，第１関節によりワーク載置部材に接続されている第１アームとして，前記のＬ字形状のものを用い，下降位置では第１区間が水平となり，下降位置と上昇位置との間でのワーク載置部材の上下移動を，第３関節の揺動を利用して垂直に行う方法である。
【００１４】
本発明では，ワーク載置部材は，その真下で第１関節を介してアーム列の一端に取り付けられている。すなわち本発明におけるワーク載置部材は，片持ち構造ではなく，中央持ち構造である。したがって，ワークを載置した状態でも，ワーク載置部材およびワークの荷重がかかる位置が，第１関節のごく近くである。このため，本発明におけるワーク載置部材は，従来技術のものほど頑丈でなくてもよい。補強リブのような補強部材も不要である。したがって，本発明におけるワーク載置部材は，さほど重いものである必要はない。また，このことは，第１関節その他各関節に荷重によりかかるトルクもさほど大きくないことを意味する。よって，関節を駆動する動力源は，さほど強力なものでなくてもよい。
【００１５】
本発明ではまた，ワーク載置部材に接続されている第１アームの形状を，第１アームの両端を結ぶ直線から中間部分がずれているオフセット形状としている。このため，第１関節がワーク載置部材の真下に位置するにもかかわらず，下降時に第１アームとワーク載置部材とが干渉することがない。また，本発明における昇降ストロークは第１アームの両端間の距離によりほぼ定まる。ここにおいて，垂直型リフト並の長いストロークを得ることができる。なぜなら，前述のようにワーク載置部材が軽いもので済んでいるため，第１アームが少々重くても支障がないからである。
【００１６】
本発明ではまた，ワーク載置部材が，第１関節との取付位置を中心として，載置しているワークをヨーイングさせる面内回転が可能なものであることとしている。このような機能を有することにより，ワークの向きを，ワークの位置を変えることなく自由に操作できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態は，自動車組立工場において，種々の部品を組み付ける前のボディーを搬送するのに用いる搬送ロボットおよびそれによる搬送方法として本発明を具体化したものである。
【００１８】
本実施の形態に係る搬送ロボットは，図１に示す基本構成を有するものである。図１の搬送ロボット１０は，２本のアームを関節により接続したアーム列からなる多関節ロボットを中心に構成されている。このアーム列の一端には，ワーク１０２を載せるフレーム８が取り付けられている。アーム列の他端は，基礎部９に取り付けられている。基礎部９は床面に据え付けられている。アーム列を構成する２本のアームのうち先端側の第１アーム１は，第１区間１１と第２区間１２とを有するＬ字形のものである。基礎側の第２アーム２は，通常の直線形のものである。
【００１９】
フレーム８と第１アーム１との間には，第１関節３が設けられている。第１関節３は，フレーム８の下側中央部と，第１アーム１の第１区間１１の先端とを接続している。第１アーム１の第２区間１２と第２アーム２との間には，第２関節４が設けられている。第２アーム２と基礎部９との間には，第３関節５が設けられている。この搬送ロボット１０では，３つの関節を利用して６軸制御によりフレーム８の位置および姿勢を操作することができる。すなわち，３つの関節のうち第３関節５の２軸（揺動と水平面内回転）と第２関節４の１軸（第１アーム１と第２アーム２との交差角）によりフレーム８の位置が操作される。そして，第１関節３の３軸によりフレーム８の姿勢が操作される。
【００２０】
図１中に実線で示す第１アーム１，第１関節３，およびフレーム８は，下降した状態を示している。この状態では，第１アーム１の第１区間１１がほぼ水平である。図１中の破線は，これらが上昇した状態を示している。上昇した位置では，既存設備であるハンガー１１０により，フレーム８上にワーク１０２を載せたり，フレーム８上のワーク１０２を回収したりすることができる。上昇位置と下降位置との間の移動は，基本的には第２関節４の動きによる。しかしそれだけではフレーム８がロール方向に傾いてしまうので，第１関節３のロール軸の動き（図２中の矢印Ｒ）により調整する。これにより，フレーム８を水平に維持しつつ昇降移動がなされる。なお，上記だけでは，フレーム８は円弧状に移動することとなる。このため，中間位置では図１中左向きに張り出してしまう。これを嫌う場合には，第３関節５の揺動を利用してこれをキャンセルする。これにより，垂直に昇降できる。
【００２１】
本形態の搬送ロボット１０は，第１関節３がフレーム８の中央に取り付けられいる真下持ち構造であること，第１アーム１がＬ字形であること，そして，第１関節３として３つの回転軸を持つものを使用していること，といった特徴を有している。以下，これらの事項についてさらに説明する。
【００２２】
まず，第１関節３がフレーム８の中央に取り付けられていることについて説明する。このことは主として，フレーム８の軽量化や，搬送ロボットとしての実効可搬重量を大きく確保することに貢献している。なぜなら図２に示すように，真下持ち構造であることにより，ワーク１０２の重心（ワーク１０２とフレーム８とを合わせた全体の重心と考えてもよい）Ｇが第１関節３の直上に位置するからである。このため，図１２に示した従来型のような片持ち構造である場合と比較して，ワーク１０２の自重による重力Ｆの，第１関節３に対するモーメントがごく小さい。したがって，第１関節３は，ロール軸回りの動きＲに関して，ワーク１０２の重量を受け持つ必要がほとんどない。したがって，第１関節３のロール軸回りのトルクは，昇降時にフレーム８の姿勢を水平に維持できる程度が確保されていれば十分である。
【００２３】
このため，搬送ロボット１０の可搬重量に対して第１関節３のトルクが限定要因となることがない。このことから，大きな可搬重量を確保できるのである。具体的には，各部の動力源として，図１２に示した従来型の多関節ロボットの場合と同じものを使用したとして，８００ｋｇ程度まで昇降可能である。このため，自動車用ボディーの搬送に十分使用できる。また，重量の作用点が支持点である第１関節３に近いことは，フレーム８の強度もさほど必要としないことを意味している。このため，図１２に示した従来型の場合の補強リブ１０３が不要である。また，フレーム８自体も，従来型の場合より薄肉で済み，幅方向（図１中左右方向）の余分な寸法も不要である。したがって，フレーム８は１００ｋｇ程度あれば十分で，従来型のフレーム１０１と補強リブ１０３との合計３５０ｋｇと比較して大幅に軽くなっている。このことも，可搬重量を稼ぐ上で貢献している。また，多関節ロボット全体の造りも，その分簡素なもので済む。
【００２４】
次に，第１アーム１について説明する。第１アーム１は，図３に示すように，Ｌ字形であることにより，第１区間１１と第２区間１２とが交差する肩Ｅが，両端を結ぶ直線Ｃから離れた位置にある。本願ではこのことをオフセット形状と呼んでいる。本形態の搬送ロボット１０では，Ｌ字形の第１アーム１を使用することにより，昇降ストロークＨを稼いでいる。大きな昇降ストロークＨを確保するためには，第１アーム１のアーム長を長くし，かつ，下降位置での第１関節３と第２関節４との高低差Ｄをなるべく大きくとる必要がある。これらを両立するためには，第１アーム１がＬ字形（あるいはＬ字形以外のオフセット形状）であることが必須なのである。
【００２５】
もし，第１アームとして，図３中のＣの長さを持つ直線状の部材を用いると，図１中の下降位置において，第１アームとフレーム８とが干渉してしまう。これを防止するためには，第１アームをほぼ水平とした状態を下降位置としなければならない。これでは，昇降ストロークＨを稼げず，アーム長を活かせない。本形態の搬送ロボット１０では，Ｌ字形の第１アーム１を使用することにより，第１アーム１とフレーム８との干渉を防止し，下降位置における第１アーム１の両端の高低差Ｄを確保している。これにより，昇降ストロークＨを稼いでいる。具体的には例えば，公称可搬重量５００ｋｇの市販の搬送ロボットの第１アームおよびフレームの部分を本形態のものに改造することで，最大で４６００ｍｍ程度の昇降ストロークＨを得ることができる。これは，一般的な自動車組立工場におけるボディーの搬送のために必要な高さ（３４００ｍｍ程度）を大きくクリアしている。このため，自動車組立工場の既設のハンガー１１０でワーク１０２を掴むことができる位置まで，フレーム８およびワーク１０２を上昇させることができる。
【００２６】
なお，第１アーム１における第１区間１１と第２区間１２との交差角θについては，９５°〜１４０°の範囲内が好ましい。この角度が大きすぎる，すなわち１８０°に近いと，直線状のアームとあまり変わらないこととなってしまう。逆に小さすぎる，すなわち鋭角的であると，図１中の下降位置において，第１アームの肩Ｅが，基礎部９と干渉してしまう。このため，下降位置を高めに設定せざるを得ず，昇降ストロークＨを稼げないこととなる。また，第１区間１１の長さについては，後述する第１関節３の回転Ｙをしても，フレーム８およびワーク１０２が第２区間１２と干渉しない程度確保されていると便利である。ただし，もし第１区間１１がそれほど長くなくても，上昇位置でなら回転Ｙに差し支えはない。
【００２７】
なお，本形態における第１アーム１は，図１２に示した従来型の場合のアーム１０４に比べて重い。しかしながら，前述した，フレーム８が軽量であることの方が勝っている。したがって本形態の多関節ロボットは，全体の造りがさほど頑丈なものである必要はない。よって自重も図１２に示した従来型のものと同レベルかそれ以下である。このため，基礎部９もそれほど大仰なものでなくてよい。また，本形態の搬送ロボット１０は，前述のように６軸制御によりフレーム８の位置および姿勢を操作する。この姿勢制御により容易にフレーム８を水平に維持できる。したがって，設置工事の際に特別な水平出し調整の必要がない。このため設置工事が簡単で，その日のうちに稼働を開始させることもできる。
【００２８】
続いて，第１関節３の３軸回転について説明する。第１関節３は，図４に示すように，３種類の回転Ｙ，Ｒ，Ｐが可能である。回転Ｙは，フレーム８を面内回転させる回転である。すなわち回転Ｙは，フレーム８上のワーク１０２をヨーイングさせる回転である。回転Ｒは，第１アーム１の第１区間１１とフレーム８との交差角を変更する回転である。すなわち回転Ｒは，図２でも若干言及したように，フレーム８上のワーク１０２をローリングさせる回転である。回転Ｐは，第１アーム１の第１区間１１の中心軸に対して第１関節３およびフレーム８の全体を回転させる回転である。すなわち回転Ｐは，図４のように第１区間１１が水平でありフレーム８が第１区間１１に対して直交している状態では，フレーム８上のワーク１０２をピッチングさせる回転である。
【００２９】
さらに，本形態の搬送ロボット１０は，上述の他にも種々の利点を有している。例えば，メンテナンスの負担が軽いことが挙げられる。すなわち，図１３の垂直型の従来例と異なり，チェーンやガイドローラ等を含んでいない。このため定期点検は，６年程度に１回，各関節の減速機の部分にグリスアップするだけで済む。また，予備部品等の在庫負担も少なくて済む。なぜなら，一般的な自動車組立工場では，本形態のような大型の搬送ロボット１０と中小型の搬送ロボットとをともに設置するのが一般的である。そして，動力源や操作盤などを共通化できるからである。このため，本形態の搬送ロボット１０のみのために特別に予備部品を在庫しておく必要は，現実にはほとんどない。
【００３０】
本形態の搬送ロボット１０はさらに，以下に説明する各種の利点をも有している。例えば図５に示すように，搬送ロボット１０を利用して，ハンガー１１０（図１参照）の搬送経路であるハンガーライン１１１を短縮することができる。図５は，ハンガーライン１１１および本形態の搬送ロボット１０が設置された工場レイアウト例の見取り図である。図５に示した範囲内のハンガーライン１１１は，略Ｕ字状をなしている。ハンガーライン１１１は，ワーク１０２を床上高３４００ｍｍ程度の高さに持ち上げて搬送する経路である。よって，かなりの設備コストを要するものである。図５の例では，Ｕ字の図中左下の位置に搬送ロボット１０が設置されている。この例では，図中Ｂ点から，ワーク１０２を掴んだ状態のハンガー１１０がハンガーライン１１１に沿って移動してくる。そして，搬送ロボット１０の位置でハンガー１１０が一旦停止する。そして，搬送ロボット１０がハンガー１１０からワーク１０２を受け取り，ワーク１０２を９０°回転させつつ下に降ろすのである。下に降りたワーク１０２はその後，床面の搬送コンベアにより図５中矢印Ｊの方向に搬送される。また，ハンガー１１０はその後，空の状態でハンガーライン１１１に沿ってさらに移動していく。
【００３１】
一方従来は，図１３の垂直型リフトを利用して，図６のようなレイアウトとせざるを得なかった。従来の多関節ロボット（図１２）が，可搬重量や昇降ストロークの不足のため使用できなかったからである。図６の例では，Ｂ点からのハンガーライン１１１が，図中左へ一端カーブして，床面レベルへの下降地点を通っている。そして，その後何度もカーブして戻っていくようになっている。これは，垂直型リフト１１２が昇降機能しか持たないからである。
【００３２】
これに対し図５の例では，本形態の搬送ロボット１０の可搬重量や昇降ストロークはもちろん，６自由度の位置および姿勢操作機能を利用して，ハンガーライン１１１の短縮を達成している。すなわち，第３関節５の水平面内回転軸により，ワーク１０２を回転させ，また位置も移動させるのである。
【００３３】
図７は，搬送ロボット１０を利用してハンガーライン１１１を短縮した別の例を示す図である。この例は，床面レベルの往路コンベア１１３と復路コンベア１１４との間でワーク１０２を受け渡す箇所のレイアウトである。この例では，往路コンベア１１３の終端付近と，復路コンベア１１４の始端付近との２箇所に，本形態の搬送ロボット１０Ａ，１０Ｂを設置している。そして，略四辺形状のハンガーライン１１１が設けられている。ハンガーライン１１１は，搬送ロボット１０Ａによる積み込み位置と，搬送ロボット１０Ｂによる降ろし位置とを通っている。この例では，往路コンベア１１３上を図中上方から移動してきたワーク１０２は，搬送ロボット１０Ａにより上昇させられてハンガー１１０に掴まれる。そして，搬送ロボット１０Ｂの位置でハンガー１１０から降ろされ，復路コンベア１１４上に載置される。
【００３４】
ここで，ハンガーライン１１１に沿ってハンガー１１０により搬送ロボット１０Ｂの位置まで搬送されてきたワーク１０２は，往路コンベア１１３上に在ったときとは前後が逆向きになっている。そこで，搬送ロボット１０Ｂでは，単にハンガー１１０から復路コンベア１１４上にワーク１０２を降ろすだけでなく，ワーク１０２を１８０°回転させる。これにより，復路コンベア１１４上と往路コンベア１１３上とでワーク１０２の向きが揃う。これには，第１関節３のＹ回転（図４参照）を利用する。すなわち，第１関節３のＹ回転により，ワーク１０２を降ろすときのワーク１０２の向きを自由にそうさできるのである。同様に，ワーク１０２を積むときにも，その向きを問わない。復路コンベア１１４上に正しい向きで載置されたワーク１０２はその後，復路コンベア１１４上を図中上方へ向けて移動していく。
【００３５】
あるいは図８に示すように，搬送ロボット１０を利用して，ハンガーライン１１１を全廃することもできる。図８の例では，往路コンベア１１３の終端と復路コンベア１１４の始端との間に，移送コンベア１１５を設けている。そして，往路コンベア１１３の終端付近と，復路コンベア１１４の始端付近との２箇所に，本形態の搬送ロボット１０Ａ，１０Ｂを設置している。この例では，往路コンベア１１３上を図中上方から移動してきたワーク１０２は，搬送ロボット１０Ａにより往路コンベア１１３から移送コンベア１１５に移載される。そして，移送コンベア１１５上を図８中右向きに移動していく。そして，搬送ロボット１０Ｂにより移送コンベア１１５から復路コンベア１１４に移載される。その後，復路コンベア１１４上を図中上方へ向けて移動していく。この場合の往路コンベア１１３の終端から復路コンベア１１４の始端へのワーク１０２の移動は，ハンガー１１０を伴わない，実（み）のみ搬送である。このため，ハンガーライン１１１を全く要しないのである。なお，図８の例で搬送ロボット１０Ａ，１０Ｂの位置は，図示したとおりでなくてもよい。ワーク１０２の移載位置に届く位置であればどこでもよい。
【００３６】
これらに対し従来は，図９に示すように，ハンガーライン１１１を複雑な形状の環状とせざるを得なかった。垂直型リフト１１２Ａ，１１２Ｂが昇降機能しか持たないため，降ろし位置ではハンガー１１０上でワーク１０２の向きが揃っていなければならないからである。このために，積み込み位置から降ろし位置に至る区間のハンガーライン１１１をＳ字状とする必要があったのである。このため，ハンガーライン１１１の全長を長くしなければならなかったのである。
【００３７】
また，搬送ロボット１０の利用による別の例として，リペア箇所へのハネ出し用の垂直型リフトおよびハンガーライン１１１の廃止が挙げられる。図１０にその例を示す。図１０に示す例は，搬送コンベア１１６の終端部付近のレイアウト例である。搬送コンベア１１６の終端部から図中左方へとハンガーライン１１１が設けられている。また，搬送コンベア１１６の終端部の脇には，搬送ロボット１０が設けられている。さらに，搬送コンベア１１６の終端のすぐ先（図中左側）には，床面レベルのリペア作業部１１７が配置されている。この例では，搬送コンベア１１６上を図中右方から移動してきたワーク１０２は，搬送ロボット１０により，ハンガーライン１１１のハンガー１１０に載せられる。そして，ハンガーライン１１１に沿って図中左方の後工程（塗装など）へ送られる。
【００３８】
ところで，搬送コンベア１１６上を図中右方から移動してきたワーク１０２に何らかの不具合があることもありうる。その場合には，後工程へ送る前にリペア作業をしなければならない。そのための場所がリペア作業部１１７である。この例では，不具合があるワーク１０２については，搬送ロボット１０により，ハンガー１１０に載せることなく，搬送コンベア１１６の終端部からリペア作業部１１７へ移載する。そして，リペア作業が済んでから，搬送ロボット１０により，リペア作業部１１７からハンガー１１０に載せられる。そして，ハンガーライン１１１に沿って図中左方の後工程へ送られる。
【００３９】
これらに対し従来は，図１１に示すように，２台の垂直型リフト１１２Ａ，１１２Ｂを必要としていた。また，ハンガーライン１１１として，本線の他に，リペア作業部１１７を通る線を設けておく必要があった。
【００４０】
また，本形態の搬送ロボット１０によれば，同期台車を廃止できる。すなわち，前述の各応用例に示したように，搬送ロボット１０によりワーク１０２をコンベア上に降ろす場合がある。また，コンベア上のワーク１０２を搬送ロボット１０により持ち上げる場合もある。このような場合でも，コンベアを止めることなく動かしながら，搬送ロボット１０による積み降ろしができるのである。搬送ロボット１０が位置操作機能を有するためである。これに対し垂直型リフトの場合には，積み降ろしの際には一旦コンベアを止めるか，あるいは特殊な同期台車を使用する必要があった。
【００４１】
以上詳細に説明したように本実施の形態に係る搬送ロボット１０では，フレーム８と第１アーム１とを結ぶ第１関節３を，フレーム８の下側中央部に設けている。これによりフレーム８を，片持ち構造でなく中央持ち構造としている。これにより，ワーク１０２の自重による重力Ｆの，第１関節３に対するモーメントをごく小さく抑えている。また，フレーム８自体も軽量なもので済み，補強リブを要しないものとなっている。そして，搬送ロボット１０自体も過度に頑丈な構造とする必要性が排除されている。また，第１アーム１として，第１区間１１と第２区間１２とを有するＬ字形のものを用いている。これにより，下降位置において第１アーム１とフレーム８とが干渉しないようにしている。これらにより，大きな可搬重量と長い昇降ストロークＨとをともに達成している。
【００４２】
このため本形態に係る搬送ロボット１０により，自動車のボディーのような数百ｋｇの重量があるワーク１０２を，床面レベルと高さ３〜４ｍ程度のハンガー１１０のレベルとの間で上下に搬送することが可能となっている。また，単に上下に移動させるだけでなく，第１アーム１が届く範囲内であれば水平方向にも移動させることができる。また，第１関節３のＹ回転により，フレーム８を面内回転させることもできる。これらのことのため，ハンガー１１０と床面のコンベアとの間でのワーク１０２のやりとり，あるいは，コンベア同士でのワーク１０２のやりとり等，多彩な場面で活用できる。そしてこれにより，垂直型リフトの必要性を排除でき，ハンガーライン１１１の設置長を削減できるものである。また，中小型の搬送ロボットとの部品や走査系の共通化やメンテナンスフリー性により，設備コストも削減されている。
【００４３】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，第１アーム１の形状は，図１等に示したものに限らず，円弧形や，第１区間１１と第２区間１２との間に第３の区間を持つ形状など，何でもよい。要は，図３の説明で述べたオフセット形状であればよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば，スリムな構成でありながら大きな可搬重量と大きな昇降ストロークを実現でき，設置性やメンテナンス性の点でも有利な搬送ロボットおよび搬送方法が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る搬送ロボットの全体構成図である。
【図２】実施の形態におけるフレームおよび第１関節を示す図である。
【図３】実施の形態における第１アームを示す図である。
【図４】第１関節の回転機能を説明する図である。
【図５】実施の形態に係る搬送ロボットを利用して搬送経路の短縮を達成した使用例（その１）を示す平面図である。
【図６】図５に対応する従来例を示す平面図である。
【図７】実施の形態に係る搬送ロボットを利用して搬送経路の短縮を達成した使用例（その２）を示す平面図である。
【図８】実施の形態に係る搬送ロボットを利用して搬送経路の短縮を達成した使用例（その３）を示す平面図である。
【図９】図７および図８に対応する従来例を示す平面図である。
【図１０】実施の形態に係る搬送ロボットを利用して搬送経路等の簡略化を達成した使用例を示す平面図である。
【図１１】図１０に対応する従来例を示す平面図である。
【図１２】従来の多関節型搬送ロボットの全体構成図である。
【図１３】垂直型リフトの全体構成図である。
【符号の説明】
１ 第１アーム
１１ 第１区間
１２ 第２区間
３ 第１関節
８ フレーム（ワーク載置部材）

Claims (2)

1. 複数のアームを関節により接続してなるアーム列と，前記アーム列の一端に第１関節を介して取り付けられたワーク載置部材とを有し，各関節の動きにより前記ワーク載置部材を，下降位置と上昇位置との間で上下方向に移動させる搬送ロボットにおいて，
   前記アーム列は，前記第１関節に接続された第１アームと，第２アームと，前記第１アームと前記第２アームとの間の第２関節と，前記第２アームにおける前記第２関節と反対側の第３関節とを有し，
   前記第１関節が前記ワーク載置部材の真下に設けられており，
   前記ワーク載置部材は，前記第１関節との取付位置を中心として，載置しているワークをヨーイングさせる面内回転が可能なものであり，
   前記第１アームの形状が，
   前記第１関節側の第１区間と，前記第１関節と反対側の第２関節側の第２区間とにより構成され，
   第１アームの両端を結ぶ直線から前記第１区間と前記第２区間とが交差する肩がずれているＬ字形状であり，
   前記下降位置では前記第１区間が水平となり，
   前記下降位置と前記上昇位置との間での前記ワーク載置部材の上下移動を，前記第３関節の揺動を利用して垂直に行うことを特徴とする搬送ロボット。
2. 複数のアームを関節により接続してなるアーム列を用い，各関節の動きによりワーク載置部材を，下降位置と上昇位置との間で上下方向に移動させる搬送方法において，
   前記アーム列として，前記第１関節に接続された第１アームと，第２アームと，前記第１アームと前記第２アームとの間の第２関節と，前記第２アームにおける前記第２関節と反対側の第３関節とを有するものを用い，
   前記第１アームの一端と前記ワーク載置部材とを接続する第１関節を，前記ワーク載置部材の真下に設け，
   前記ワーク載置部材を，前記第１関節との取付位置を中心として，載置しているワークをヨーイングさせる面内回転が可能なものとし，
   前記第１関節により前記ワーク載置部材に接続されている第１アームとして，
   前記第１関節側の第１区間と，前記第１関節と反対側の第２関節側の第２区間とにより構成され，
   前記第１アームの両端を結ぶ直線から前記第１区間と前記第２区間とが交差する肩がずれているオフセット形状のものを用い，
   前記下降位置では前記第１区間が水平となり，
   前記下降位置と前記上昇位置との間での前記ワーク載置部材の上下移動を，前記第３関節の揺動を利用して垂直に行うことを特徴とする搬送方法。

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