JP5802735B2

JP5802735B2 - 退避装置を備えた対象物搬送システム

Info

Publication number: JP5802735B2
Application number: JP2013273494A
Authority: JP
Inventors: 小田　勝; 小田　　勝
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2033-12-27
Also published as: DE102014019410A1; JP2015127082A; CN104742109B; US20150183117A1; CN104742109A

Description

本発明は、危険エリア、例えば高温環境エリア内にある対象物の取出しおよび対象物のセットを行う対象物搬送システムに関する。

ロボットの対象物把持機構部、例えばサーボハンドで、ワークの搬送を行うことが一般的に行われている。そのような対象物把持機構部のサーボモータは、対象物把持機構部の爪部の近傍に配置されていることが多い。ところで、特定の加工機械、例えばプレス機械、鍛造機械および高温炉の内部は、温度の高い高温環境エリアである。そして、高温環境エリアにおいて加工されたワークは高温である。そのような高温のワークをロボットの対象物把持機構部で取出す場合には、ワークの熱によってサーボモータが損傷する可能性があり、その結果、サーボモータの寿命が著しく低下する事態が生じていた。

このため、特許文献１は、第一爪部を備えた第一シャフトと、第二爪部を備えていて第一シャフト内で相対回転可能な第二シャフトとを備えた二重シャフト構造の対象物把持機構部を開示している。このような場合には、第一シャフトおよび第二シャフトの長さ分だけ、サーボモータを第一爪部および第二爪部から離間させられる。従って、高温環境エリアの熱によってワークが高温である場合であっても、サーボモータが熱の影響を受けるのを避けられる。

特開2012-218084号公報

しかしながら、高温環境エリアに対して作業するロボットの対象物把持機構部が、不測の事態により高温環境エリア内で停止する場合がある。このような場合には、対象物把持機構部およびその関連部材、例えばサーボモータが熱で損傷する可能性がある。さらに、そのような状況が長時間継続する場合には、ロボット本体まで故障する事態も想定される。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、対象物把持機構部が不測の事態により高温環境エリアで停止した場合であっても、対象物把持機構部等が損傷するのを防止することのできる対象物搬送システムを提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、危険エリアの外部に配置されたロボットと、該ロボットの先端に取付けられていて、前記危険エリアの内部に進入可能な対象物把持機構部と、を具備し、該対象物把持機構部は、前記危険エリアの内部に在る対象物を前記危険エリアの外部まで取出すと共に、前記危険エリアの外部に在る前記対象物を前記危険エリアの内部にセットするようになっており、さらに、前記危険エリアの内部に少なくとも部分的に在る前記対象物把持機構部を前記危険エリアの外部まで退避させられる退避装置、を具備し、前記退避装置は、前記ロボットが搭載される摺動部と、前記摺動部を前記危険エリアから離間する方向に案内する案内部と、前記摺動部を前記案内部の所定位置に一時的に固定する固定機構部とを含み、前記案内部は前記危険エリアの半径方向外側に向かって延びているか、または前記危険エリアに対して垂直に延びている対象物搬送システムが提供される。
２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記危険エリアは高温炉内部の高温環境エリアである。

１番目の発明においては、ロボットが不測の事態により危険エリアにおいて停止したときに、退避装置を用いて、対象物把持機構部を危険エリアの外部まで退避させられる。このため、対象物把持機構部およびその関連部材、例えばサーボモータが損傷するのを防止することができる。さらに、固定機構部による一時的な固定を解除して、摺動部上のロボット全体を案内部に沿って移動させれば、ロボットおよび対象物把持機構部を容易かつ確実に危険エリアの外部まで退避させられる。固定機構部は例えば固定ボルトであるのが好ましい。
２番目の発明においては、対象物把持機構部およびその関連部材が高温環境エリアの熱により損傷するのを防止することができる。

本発明に基づく対象物搬送システムの斜視図である。図１に示されるロボットの動作時における斜視図である。図１に示されるロボットの退避時における斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明に基づく対象物搬送システムの斜視図である。図１に示される対象物搬送システム１０は、ロボット１１と、ロボット１１の先端に取付けられた対象物把持機構部１２とを含んでいる。図１に示されるロボット１１は六軸の多関節ロボットであるが、他の形式のロボットであってもよい。また、図示されるように、対象物把持機構部１２の先端には、ワークＷを把持するための一対の開閉部１２ａが設けられている。

また、図１には、複数の開口部３１が形成された高温炉３０が示されている。高温炉３０の内部は、危険エリア、この場合は高温環境エリアであり、ワークＷが高温で処理される。図１から分かるように、ロボット１１は高温環境エリアの外部に設置されており、高温環境エリアの外部は危険エリアではない。そして、対象物把持機構部１２は長尺部材であり、開口部３１を通じて高温炉３０内に進入するのに十分に長い。

対象物把持機構部１２は、高温炉３０の内部で開閉部１２ａを閉鎖してワークＷを把持し、開口部３１を通じて高温炉３０の外部まで搬送する。また、対象物把持機構部１２は、開閉部１２ａを用いて把持したワークＷを開口部３１に通して高温炉３０内の所定位置で解放し、セットする。従って、ロボット１１の対象物把持機構部１２は高温環境エリアの内部と外部との間を往復する。

図２は図１に示されるロボットの動作時における斜視図である。図２および後述する図３においては、簡潔にする目的で、対象物把持機構部１２の図示を省略している。図２に示されるように、ロボット１１は退避装置２０上に配置されている。退避装置２０は、ベースプレート２９と、ベースプレート２９上において互いに平行に延びる二つのガイドレール２２とを含んでいる。

図１を参照して分かるように、これらガイドレール２２は高温炉３０から離間する方向に延びている。例えば、高温炉３０の外周部が円形である場合には、ガイドレール２２は高温炉３０の半径方向外側に延びるのが好ましい。また、高温炉３０の外周部が平面状である場合には、ガイドレール２２は高温炉３０の外周部に対して垂直に延びるのが好ましい。あるいは、ガイドレール２２は、高温炉３０から離間する方向の成分を少なくとも含んでいればよい。

図２に示されるように、スライダ２１がガイドレール２２に摺動可能に配置されている。そして、ロボット１１の基部がスライダ２１の上面に固定されている。また、高温炉３０（図２には示さない）に隣接するベースプレート２９の一端には、前方側ストッパ２７が取付けられており、ベースプレート２９の他端には、後方側ストッパ２８が取付けられている。スライダ２１は前方側ストッパ２７および後方側ストッパ２８の間においてガイドレール２２上で摺動するものとする。図２においては、スライダ２１は、ベースプレート２９の一端に取付けられた前方側ストッパ２７に隣接した位置に在る。

図３は図１に示されるロボットの退避時における斜視図である。図２と図３とを比較して分かるように、前方側ストッパ２７に隣接した位置に配置されたスライダ２１の下方には、一対の固定ブロック２６が存在している。これら固定ブロック２６のそれぞれは、ガイドレール２２の内壁に沿ってベースプレート２９に固定されている。そして、図２から分かるように、動作時においては、スライダ２１は複数の固定ボルト２５によって固定ブロック２６に固定されている。

本発明に基づく対象物搬送システム１０を用いてワークＷを搬送する際には、図２に示されるようにスライダ２１は前方側ストッパ２７に隣接した位置で固定される。この位置は、対象物搬送システム１０のロボット１１が高温炉３０に対してワークＷを搬送するのに適した位置であるものとする。そして、図１に示されるように、ロボット１１は対象物把持機構部１２を用いて前述した動作を行う。すなわち、ロボット１１の対象物把持機構部１２はワークＷを高温炉３０内に供給し、また高温炉３０内で加工された高温のワークＷを高温炉３０の外部まで搬送する。

ここで、対象物把持機構部１２が少なくとも部分的に高温炉３０内に在る状態で、不測の事態、例えば停電などにより、ロボット１１が停止する場合がある。そのような場合には、全ての固定ボルト２５を手動で取外して、スライダ２１をガイドレール２２に沿って後方側ストッパ２８近傍まで摺動させる。

ここで、スライダ２１の移動可能距離が対象物把持機構部１２よりも長くなるように、ガイドレール２２の長さは設定されている。このような場合には、対象物把持機構部１２全体が高温炉３０の内部に進入していたとしても、スライダ２１を後方側ストッパ２８まで摺動させることにより、対象物把持機構部１２全体を高温炉３０の外部まで退避させられる。

このように、本発明においては、ロボット１１が不測の事態により高温炉３０の内部で停止したときに、退避装置２０を用いて、対象物把持機構部１２を高温炉３０の外部まで緊急退避させられる。このため、対象物把持機構部１２および対象物把持機構部１２を動作させるサーボモータなどが、高温炉３０からの熱により損傷するのを防止することができる。

また、本発明においては、固定ボルト２５を単に解除すれば、スライダ２１上のロボット１１全体を対象物把持機構部１２と一緒にガイドレール２２に沿って移動させられる。従って、ロボット１１および対象物把持機構部１２を容易かつ確実に高温炉３０の外部まで退避させられる。なお、固定ボルト２５以外の固定機構部、例えば固定クリップなどにより、スライダ２１を前方側ストッパ２７近傍に固定させてもよい。また、不測の事態が起きたときに、そのような固定機構部を解除して、スライダ２１を自動的に摺動させることも可能である。

図面を参照した実施形態においては、退避装置２０が、高温の危険エリアである高温炉３０の内部から対象物把持機構部１２を退避させるものとして説明した。しかしながら、高温炉３０の内部だけでなく、プレス機械または鍛造機械の内部も高温の危険エリアであり、そのような環境でも本発明の対象物搬送システム１０を使用できる。また、高温エリア以外の他の危険エリア、例えば薬品が飛散する環境であっても、本発明の対象物搬送システム１０を同様に使用できるのは、当業者であれば明らかであろう。

１０対象物搬送システム
１１ロボット
１２対象物把持機構部
１２ａ開閉部
２０退避装置
２１スライダ（摺動部）
２２ガイドレール（案内部）
２５固定ボルト（固定機構部）
２６固定ブロック（固定機構部）
２７前方側ストッパ
２８後方側ストッパ
２９ベースプレート
３０高温炉
３１開口部

Claims

危険エリアの外部に配置されたロボットと、
該ロボットの先端に取付けられていて、前記危険エリアの内部に進入可能な対象物把持機構部と、を具備し、
該対象物把持機構部は、前記危険エリアの内部に在る対象物を前記危険エリアの外部まで取出すと共に、前記危険エリアの外部に在る前記対象物を前記危険エリアの内部にセットするようになっており、
さらに、前記危険エリアの内部に少なくとも部分的に在る前記対象物把持機構部を前記危険エリアの外部まで退避させられる退避装置、を具備し、
前記退避装置は、
前記ロボットが搭載される摺動部と、
前記摺動部を前記危険エリアから離間する方向に案内する案内部と、
前記摺動部を前記案内部の所定位置に一時的に固定する固定機構部とを含み、
前記案内部は前記危険エリアの半径方向外側に向かって延びているか、または前記危険エリアに対して垂直に延びている対象物搬送システム。
前記危険エリアは高温炉内部の高温環境エリアである、請求項１に記載の対象物搬送システム。