JP7143131B2

JP7143131B2 - End effector device and articulated robot

Info

Publication number: JP7143131B2
Application number: JP2018131756A
Authority: JP
Inventors: 識西山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-07-11
Filing date: 2018-07-11
Publication date: 2022-09-28
Anticipated expiration: 2038-07-11
Also published as: JP2020009968A

Description

本明細書は、エンドエフェクタ装置および多関節ロボットについて開示する。 This specification discloses an end effector device and an articulated robot.

従来より、実装ヘッドにその回転角度を示す回転角度識別用マークを設け、実装ヘッドの実際の回転角度を回転角度識別マークから検出する部品実装機が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, there has been known a component mounter in which a rotation angle identification mark indicating the rotation angle is provided on the mounting head and the actual rotation angle of the mounting head is detected from the rotation angle identification mark (see, for example, Patent Document 1). .

特開２００３－１１０２８７号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-110287

複数のホルダが周方向に等角度間隔で配列された回転体（ロータリヘッド）を含むエンドエフェクタ装置においては、各ホルダにツールを装着して使用する際、作業を行なうツールが装着されているホルダ（対象ホルダ）を認識することが必要となる場合がある。回転体をサーボモータにより回転駆動するエンドエフェクタ装置は、サーボモータの制御に用いられる角度センサにより回転体の回転角度を検知することで、対象ホルダを識別することが可能である。しかしながら、サーボモータとは異なる駆動装置により回転体を回転駆動するエンドエフェクタ装置は、対象ホルダを識別するためのセンサを別途設ける必要がある。 In an end effector device including a rotating body (rotary head) in which a plurality of holders are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction, when a tool is attached to each holder and used, the holder to which the tool to be operated is attached It may be necessary to recognize the (object holder). An end effector device that rotationally drives a rotating body by a servomotor can identify a target holder by detecting the rotation angle of the rotating body with an angle sensor used for controlling the servomotor. However, an end effector device that rotationally drives a rotating body by a driving device different from a servomotor needs to separately provide a sensor for identifying the target holder.

本開示は、光電センサを用いて対象ホルダを容易に識別可能なエンドエフェクタ装置を提供することを主目的とする。 A primary object of the present disclosure is to provide an end effector device that can easily identify an object holder using a photoelectric sensor.

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The present disclosure has taken the following means to achieve the above-mentioned main objectives.

本開示のエンドエフェクタ装置は、
周方向に沿って所定角度間隔で配置される複数のホルダを有する回転体と、
前記複数のホルダが周方向に旋回するように前記回転体を回転させる回転装置と、
前記複数のホルダのうち所定の旋回位置にあるホルダを対象ホルダとして昇降可能な昇降装置と、
前記複数のホルダのうち一部のホルダに設けられた被検知部と、
前記複数のホルダのうちいずれかのホルダが前記所定の旋回位置にある状態で各ホルダにそれぞれ対向するように設けられ、前記被検知部を検知可能な複数の光電センサと、
前記複数のホルダのうち所望のホルダが前記所定の旋回位置に移動するよう前記回転装置を制御すると共に前記所定の旋回位置にある対象ホルダを用いて作業が行なわれるよう前記昇降装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記被検知部は、前記回転体が前記所定角度回転する毎にそれぞれ前記複数の光電センサから出力される信号の組み合わせが異なるように設けられ、
前記制御装置は、前記複数の光電センサからそれぞれ出力される信号の組み合わせに基づいて前記対象ホルダを識別し、
前記複数の光電センサは、前記ホルダの数をＮとし、前記光電センサの数をｎとすると、Ｎ≦２ⁿ－２を満たすように設けられる、
ことを要旨とする。 The end effector device of the present disclosure includes:
a rotating body having a plurality of holders arranged at predetermined angular intervals along the circumferential direction;
a rotating device that rotates the rotating body so that the plurality of holders rotate in a circumferential direction;
an elevating device capable of elevating a holder at a predetermined turning position among the plurality of holders as a target holder;
a detected portion provided in some of the plurality of holders;
a plurality of photoelectric sensors that are provided so as to face each of the holders in a state in which one of the plurality of holders is in the predetermined turning position, and are capable of detecting the detected portion;
Controlling the rotating device so that a desired holder among the plurality of holders moves to the predetermined turning position, and controlling the lifting device so that work is performed using the target holder at the predetermined turning position. a device;
with
The detected part is provided so that a combination of signals output from the plurality of photoelectric sensors is different each time the rotating body rotates by the predetermined angle,
The control device identifies the target holder based on a combination of signals output from the plurality of photoelectric sensors,
The plurality of photoelectric sensors are provided so as to satisfy N ≤ 2 ⁿ −2, where N is the number of the holders and n is the number of the photoelectric sensors.
This is the gist of it.

この本開示のエンドエフェクタ装置は、周方向に沿って所定角度間隔で配置される複数のホルダを有する回転体を備える。複数のホルダのうち所定の旋回位置にあるホルダは、対象ホルダとして昇降装置により昇降させられる。また、エンドエフェクタ装置は、被検知部が複数のホルダのうち一部のホルダに設けられ、被検知部を検知するための複数の光電センサが複数のホルダのうちいずれかのホルダが所定の旋回位置にある状態で各ホルダにそれぞれ対向するように設けられる。被検知部は、回転体が所定角度回転する毎にそれぞれ複数の光電センサから出力される信号の組み合わせが異なるように設けられる。これにより、エンドエフェクタ装置は、複数の光電センサからそれぞれ出力される信号の組み合わせに基づいて対象ホルダを識別することができる。また、複数の光電センサは、ホルダの数をＮとし、光電センサの数をｎとすると、Ｎ≦２ⁿ－２を満たすように設けられる。ここで、対象ホルダを識別するだけであれば、Ｎ≦２ⁿを満たす数だけ光電センサを設ければ足りるが、Ｎ≦２ⁿ－２を満たす数だけ光電センサを設けることで、光電センサの数に冗長性を持たせることができ、光電センサの故障にも対応することが可能となる。ここで、光電センサの数は、Ｎ≦２ⁿ－２を満たすｎのうち最も小さい整数とするのが好適である。 The end effector device of the present disclosure includes a rotating body having a plurality of holders arranged at predetermined angular intervals along the circumferential direction. Of the plurality of holders, a holder at a predetermined turning position is raised and lowered as a target holder by an elevating device. Further, in the end effector device, the part to be detected is provided in some of the holders, and the plurality of photoelectric sensors for detecting the part to be detected are arranged so that one of the holders rotates in a predetermined manner. It is provided so as to face each holder in a state of being in position. The parts to be detected are provided so that the combinations of signals output from the plurality of photoelectric sensors are different each time the rotating body rotates by a predetermined angle. Thereby, the end effector device can identify the target holder based on the combination of the signals respectively output from the plurality of photoelectric sensors. Further, the plurality of photoelectric sensors are provided so as to satisfy N≦2 ⁿ −2, where N is the number of holders and n is the number of photoelectric sensors. Here, if it is only necessary to identify the target holder, it is sufficient to provide the number of photoelectric sensors that satisfies ^{N≦2 n} ^. Redundancy can be given to the number, and failure of the photoelectric sensor can be dealt with. Here, the number of photoelectric sensors is preferably the smallest integer among n that satisfies N≦2 ⁿ −2.

作業装置１の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a working device 1; FIG. 作業ロボット１０の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a working robot 10; FIG. エンドエフェクタ装置３０を前方から見た外観斜視図である。3 is an external perspective view of the end effector device 30 as seen from the front. FIG. エンドエフェクタ装置３０を後方から見た外観斜視図である。3 is an external perspective view of the end effector device 30 as seen from the rear. FIG. エンドエフェクタ装置３０の一部を拡大して示す部分拡大図である。3 is a partially enlarged view showing an enlarged part of the end effector device 30; FIG. 第１～第３光電センサ８１～８３の配置の様子を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing how first to third photoelectric sensors 81 to 83 are arranged; 制御装置９０の電気的な接続関係を示すブロック図である。3 is a block diagram showing electrical connections of a control device 90; FIG. 作業ホルダ識別テーブルの一例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a work holder identification table; 制御装置９０により実行される作業ホルダ切替処理の一例を示すフローチャートである。7 is a flow chart showing an example of a work holder switching process executed by the control device 90. FIG. 制御装置９０により実行されるセンサ異常判定処理の一例を示すフローチャートである。7 is a flowchart showing an example of sensor abnormality determination processing executed by the control device 90. FIG.

本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。 Embodiments for implementing the present disclosure will be described with reference to the drawings.

図１は、作業装置１の概略構成図である。図２は、作業ロボット１０の概略構成図である。図３は、エンドエフェクタ装置３０を前方から見た外観斜視図である。図４は、エンドエフェクタ装置３０を後方から見た外観斜視図である。図５は、エンドエフェクタ装置３０の一部を拡大して示す部分拡大図である。図６は、第１～第３光電センサ８１～８３の配置の様子を示す説明図である。図７は、制御装置９０の電気的な接続関係を示すブロック図である。なお、図１～図４中、左右方向がＸ方向であり、前後方向がＹ方向であり、上下方向がＺ方向である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a working device 1. As shown in FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the working robot 10. As shown in FIG. FIG. 3 is an external perspective view of the end effector device 30 viewed from the front. FIG. 4 is an external perspective view of the end effector device 30 as seen from the rear. FIG. 5 is a partially enlarged view showing an enlarged part of the end effector device 30. FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing how the first to third photoelectric sensors 81 to 83 are arranged. FIG. 7 is a block diagram showing electrical connections of the control device 90. As shown in FIG. 1 to 4, the horizontal direction is the X direction, the front-rear direction is the Y direction, and the vertical direction is the Z direction.

作業装置１は、作業ロボット（多関節ロボット）１０を用いてワークに対して所定の作業を行なうものである。作業装置１は、図１に示すように、台座２と、部品供給装置３と、基板搬送装置５と、作業ロボット１０と、全体を制御する制御装置９０（図７参照）とを備える。 The work device 1 uses a work robot (multi-joint robot) 10 to perform a predetermined work on a work. As shown in FIG. 1, the work device 1 includes a pedestal 2, a component supply device 3, a substrate transfer device 5, a work robot 10, and a control device 90 (see FIG. 7) that controls the whole.

部品供給装置３は、トレイに収容された複数の部品Ｐを供給するものである。基板搬送装置５は、基板ＳをＸ方向に搬送するベルトコンベア装置である。基板搬送装置５は、台座２のＹ方向における中央部にＸ方向に延在するように設置される。また、部品供給装置３は、台座２における基板搬送装置５の前方に設置される。 The component supply device 3 supplies a plurality of components P accommodated in a tray. The substrate transport device 5 is a belt conveyor device that transports the substrate S in the X direction. The substrate transfer device 5 is installed so as to extend in the X direction at the center of the pedestal 2 in the Y direction. Further, the component supply device 3 is installed in front of the board transfer device 5 on the pedestal 2 .

作業ロボット１０は、本実施形態では、垂直多関節ロボットである。作業ロボット１０は、台座２における基板搬送装置５を挟んで部品供給装置３とは反対側に設置される。作業ロボット１０は、図２に示すように、直列に連結される複数のアーム（先端アーム１１，中間アーム１２，１３，基端アーム１４）と、基台１５と、複数の関節２１～２５と、各関節２１～２５を駆動するモータ２１ａ～２５ａ（図７参照）と、各関節２１～２５の回転角度を検出するエンコーダ２１ｂ～２５ｂ（図７参照）とを備える。基端アーム１４は、関節２５を介して基台１５に水平旋回可能に取り付けられている。先端アーム１１と中間アーム１２，１３と基端アーム１４とは、それぞれ対応する関節２２～２４を介して垂直旋回可能に連結されている。先端アーム１１は、長手方向先端部に長手方向に沿った軸回りに回転可能な関節（手首とも称する）２１を有する。 The working robot 10 is a vertically articulated robot in this embodiment. The work robot 10 is installed on the side of the base 2 opposite to the component supply device 3 with the substrate transfer device 5 interposed therebetween. As shown in FIG. 2, the working robot 10 includes a plurality of arms (distal arm 11, intermediate arms 12 and 13, proximal arm 14) connected in series, a base 15, and a plurality of joints 21-25. , motors 21a-25a (see FIG. 7) for driving the joints 21-25, and encoders 21b-25b (see FIG. 7) for detecting the rotation angles of the joints 21-25. The base end arm 14 is attached to the base 15 via a joint 25 so as to be horizontally rotatable. The distal arm 11, the intermediate arms 12 and 13, and the proximal arm 14 are connected to each other through corresponding joints 22 to 24 so as to be vertically rotatable. The tip arm 11 has a joint (also referred to as a wrist) 21 rotatable around an axis along the longitudinal direction at the tip in the longitudinal direction.

先端アーム１１の手首２１には、図３および図４に示すように、エンドエフェクタ装置３０が取り付けられている。エンドエフェクタ装置３０は、ベース３１と、回転接続部材３５と、ロータリホルダ４０と、複数のツールホルダ５０ａ～５０ｄと、旋回装置６０と、昇降装置７０と、第１～第３光電センサ８１～８３とを備える。 An end effector device 30 is attached to the wrist 21 of the distal arm 11, as shown in FIGS. The end effector device 30 includes a base 31, a rotary connection member 35, a rotary holder 40, a plurality of tool holders 50a to 50d, a swivel device 60, an elevating device 70, and first to third photoelectric sensors 81 to 83. and

ベース３１は、エンドエフェクタ装置３０の各部（ロータリホルダ４０や旋回装置６０、昇降装置７０、第１～第３光電センサ８１～８３）を支持する部材である。ベース３１は、取付部材３２により先端アーム１１の長手方向側面に固定される。 The base 31 is a member that supports each part of the end effector device 30 (the rotary holder 40, the turning device 60, the lifting device 70, the first to third photoelectric sensors 81 to 83). The base 31 is fixed to the longitudinal side surface of the tip arm 11 by an attachment member 32 .

回転接続部材３５は、先端アーム１１の手首２１にボルト等により接続され、ベース３１に対して回転可能に支持される。回転接続部材３５には、円筒状の平歯車であるサンギヤ３６が同軸に連結されている。回転接続部材３５は先端アーム１１の手首２１に接続されているから、サンギヤ３６は、手首２１の回転に伴って回転する。 The rotary connection member 35 is connected to the wrist 21 of the distal arm 11 by a bolt or the like and supported rotatably with respect to the base 31 . A sun gear 36 that is a cylindrical spur gear is coaxially connected to the rotary connection member 35 . Since the rotary connecting member 35 is connected to the wrist 21 of the tip arm 11, the sun gear 36 rotates as the wrist 21 rotates.

ロータリホルダ４０は、円盤状の回転体４１を有し、回転接続部材３５（サンギヤ３６）とは独立して回転可能にベース３１に対して支持されている。ロータリホルダ４０は、円周方向に等角度間隔（例えば９０度間隔）で配列される複数のツールホルダ５０ａ～５０ｄを有する。ツールホルダ５０ａ～５０ｄは、ロータリホルダ４０に対してＺ方向（上下方向）に昇降可能に保持される。 The rotary holder 40 has a disk-shaped rotating body 41 and is rotatably supported on the base 31 independently of the rotary connection member 35 (sun gear 36). The rotary holder 40 has a plurality of tool holders 50a to 50d arranged at equal angular intervals (for example, 90-degree intervals) in the circumferential direction. The tool holders 50a to 50d are held so as to be able to move up and down in the Z direction (vertical direction) with respect to the rotary holder 40. As shown in FIG.

複数のツールホルダ５０ａ～５０ｄは、図３および図４に示すように、ホルダ本体５１と、ピニオンギヤ５２と、円板部材５３と、スプリング５５とを備える。ホルダ本体５１は、長尺の円柱部材である。ホルダ本体５１の下端には、ツール（例えば、吸着ノズルやメカニカルチャック、電磁チャックなど）が着脱可能に保持される。また、ホルダ本体５１の下端付近には、サンギヤ３６に噛合すると共にサンギヤ３６に対して上下動が可能に平歯車のピニオンギヤ５２が固定されている。複数のツールホルダ５０ａ～５０ｄのホルダ本体５１には、いずれも、同一歯数の平歯車で構成されたピニオンギヤ５２が固定されており、複数のツールホルダ５０ａ～５０ｄは、サンギヤ３６の回転に伴って同一速度かつ同一方向に回転する。ホルダ本体５１の上端付近には、円板部材５３が同軸に固定されている。ホルダ本体５１の円板部材５３の下面と回転体４１の上面との間には、スプリング（コイルスプリング）５５が挿通されている。スプリング５５は、円板部材５３をスプリング受けとしてホルダ本体５１を図中、上方へ付勢する。 The plurality of tool holders 50a to 50d include holder bodies 51, pinion gears 52, disk members 53, and springs 55, as shown in FIGS. The holder main body 51 is an elongated cylindrical member. A tool (for example, a suction nozzle, a mechanical chuck, an electromagnetic chuck, etc.) is detachably held at the lower end of the holder body 51 . A pinion gear 52 which is a spur gear is fixed near the lower end of the holder main body 51 so as to mesh with the sun gear 36 and move up and down with respect to the sun gear 36 . A pinion gear 52 composed of a spur gear having the same number of teeth is fixed to each of the holder bodies 51 of the plurality of tool holders 50a to 50d. rotate at the same speed and in the same direction. A disk member 53 is coaxially fixed near the upper end of the holder body 51 . A spring (coil spring) 55 is inserted between the lower surface of the disc member 53 of the holder body 51 and the upper surface of the rotor 41 . The spring 55 urges the holder body 51 upward in the figure, using the disc member 53 as a spring receiver.

旋回装置６０は、ロータリホルダ４０を回転させることで、複数のツールホルダ５０ａ～５０ｄをロータリホルダ４０の円周方向に旋回させるものである。旋回装置６０は、図４および図５に示すように、スライダ６２を往復動させる直動シリンダである旋回用シリンダ６１と、スライダ６２の直動運動をロータリホルダ４０の回転運動に変換する変換機構６５とを有する。旋回用シリンダ６１は、ベース３１に固定されている。スライダ６２には、移動方向に対して交差する方向に伸縮が可能なスプリングを介して押圧部材６３が取り付けられている。変換機構６５は、ロータリホルダ４０（回転体４１）に同軸に固定された円筒部材６６と、円筒部材６６の端面に等角度間隔（例えば４５度間隔）に設けられた突起部６７とを有する。突起部６７は、円筒部材６６の軸方向外側に突出するように設けられている。突起部６７は、側面視が略直角三角形状であり、円筒部材６６の進行方向側に傾斜面を有する。旋回装置６０は、旋回用シリンダ６１により円筒部材６６の接線方向に押圧部材６３を往動させ、押圧部材６３で突起部６７の裏側を押圧することで、円筒部材６６、すなわちロータリホルダ４０を所定角度（例えば４５度）だけ回転させる。旋回装置６０は、押圧部材６３による突起部６７の押圧を終了すると、押圧部材６３を復動させる。このとき、押圧部材６３は、円筒部材６６の進行方向後方にある次の突起部６７の傾斜面に当接し、傾斜面に沿って上方に逃げつつ、次の突起部６７の裏側へと移動する。このため、旋回装置６０は、押圧部材６３の往復動を繰り返すことにより、ロータリホルダ４０を所定角度ずつ回転させることができる。本実施形態では、ツールホルダ５０ａ～５０ｄは、ロータリホルダ４０の円周方向に９０度間隔で配列され、突起部６７は、円筒部材６６の円周方向に４５度間隔で配置されている。したがって、旋回装置６０は、ロータリホルダ４０を、ツールホルダ５０ａ～５０ｄの配列角度間隔（９０度）の１／２（４５度）ずつ回転させることができる。 The turning device 60 turns the plurality of tool holders 50 a to 50 d in the circumferential direction of the rotary holder 40 by rotating the rotary holder 40 . As shown in FIGS. 4 and 5, the turning device 60 includes a turning cylinder 61, which is a linear cylinder that reciprocates the slider 62, and a conversion mechanism that converts the linear motion of the slider 62 into the rotational motion of the rotary holder 40. 65. The turning cylinder 61 is fixed to the base 31 . A pressing member 63 is attached to the slider 62 via a spring that can expand and contract in a direction intersecting the moving direction. The conversion mechanism 65 has a cylindrical member 66 coaxially fixed to the rotary holder 40 (rotating body 41), and protrusions 67 provided on the end face of the cylindrical member 66 at equal angular intervals (for example, 45 degree intervals). The projecting portion 67 is provided so as to project outward in the axial direction of the cylindrical member 66 . The projecting portion 67 has a substantially right-angled triangular shape when viewed from the side, and has an inclined surface on the traveling direction side of the cylindrical member 66 . The rotating device 60 moves the pressing member 63 forward in the tangential direction of the cylindrical member 66 by the rotating cylinder 61, and presses the back side of the protrusion 67 with the pressing member 63, thereby rotating the cylindrical member 66, that is, the rotary holder 40 to a predetermined position. Rotate by an angle (eg, 45 degrees). When the pressing member 63 finishes pressing the protrusion 67 , the turning device 60 moves the pressing member 63 back. At this time, the pressing member 63 comes into contact with the inclined surface of the next projecting portion 67 behind the cylindrical member 66 in the traveling direction, escapes upward along the inclined surface, and moves to the back side of the next projecting portion 67. . Therefore, the turning device 60 can rotate the rotary holder 40 by a predetermined angle by repeating the reciprocating motion of the pressing member 63 . In this embodiment, the tool holders 50a to 50d are arranged at intervals of 90 degrees in the circumferential direction of the rotary holder 40, and the protrusions 67 are arranged at intervals of 45 degrees in the circumferential direction of the cylindrical member 66. FIG. Therefore, the turning device 60 can rotate the rotary holder 40 by 1/2 (45 degrees) of the arrangement angular interval (90 degrees) of the tool holders 50a to 50d.

昇降装置７０は、複数のツールホルダ５０ａ～５０ｄのうち所定の旋回位置にあるツールホルダ（以下、このホルダを作業ホルダと呼ぶ）を昇降させるものである。昇降装置７０は、図３に示すように、スライダ７２を往復動させる直動シリンダである昇降用シリンダ７１と、作業ホルダのホルダ本体５１の上端を下方に押圧する押圧部材７３とを有する。スライダ７２は、昇降用シリンダ７１のケースに設けられたガイドレール７４に沿ってＺ方向にスライド可能である。押圧部材７３は、スライダ７２に固定されており、スライダ７２と共にＺ方向に往復動する。また、昇降装置７０は、作業ホルダの昇降位置を検知する昇降位置センサ７５も有する。昇降位置センサ７５は、投光部と受光部とが所定の間隔を隔てて向かい合うように配置された透過型の光電センサ７５ａ，７５ｂと、スライダ７２に固定された被検知片７５ｃとを有する。光電センサ７５ａは、スライダ７２がＺ方向における上端に移動したときに被検知片７５ｃを検知可能な位置に設置され、光電センサ７５ｂは、スライダ７２がＺ方向における下端に移動したときに被検知片７５ｃを検知可能な位置に設置される。 The elevating device 70 elevates a tool holder (hereinafter referred to as a working holder) at a predetermined turning position among the plurality of tool holders 50a to 50d. As shown in FIG. 3, the lifting device 70 has a lifting cylinder 71, which is a linear cylinder for reciprocating the slider 72, and a pressing member 73 for pressing the upper end of the holder main body 51 of the working holder downward. The slider 72 is slidable in the Z direction along a guide rail 74 provided on the case of the lifting cylinder 71 . The pressing member 73 is fixed to the slider 72 and reciprocates along with the slider 72 in the Z direction. The lifting device 70 also has a lifting position sensor 75 for detecting the lifting position of the work holder. The elevation position sensor 75 has transmissive photoelectric sensors 75a and 75b arranged such that a light projecting portion and a light receiving portion face each other with a predetermined gap therebetween, and a detection piece 75c fixed to the slider 72. FIG. The photoelectric sensor 75a is installed at a position where it can detect the detected piece 75c when the slider 72 moves to the upper end in the Z direction, and the photoelectric sensor 75b detects the detected piece when the slider 72 moves to the lower end in the Z direction. 75c is installed in a detectable position.

本実施形態では、複数のツールホルダ５０ａ～５０ｄには、それぞれ異なるツールが装着されている。エンドエフェクタ装置３０は、旋回装置６０によりロータリホルダ４０を回転させて複数のツールホルダ５０ａ～５０ｄのうち任意のホルダ（作業ホルダ）を所定の旋回位置へ移動させると共に昇降装置７０により当該作業ホルダを下降させることで、作業に用いるツールを切り替えることができる。なお、複数のツールホルダ５０ａ～５０ｄには、同一のツールが装着されてもよい。 In this embodiment, different tools are attached to the plurality of tool holders 50a to 50d. The end effector device 30 rotates the rotary holder 40 with a turning device 60 to move an arbitrary holder (working holder) out of the plurality of tool holders 50a to 50d to a predetermined turning position, and moves the working holder with a lifting device 70. By lowering it, you can switch the tool used for work. The same tool may be attached to the plurality of tool holders 50a to 50d.

第１～第３光電センサ８１～８３は、投光部と受光部とが所定の間隔を隔てて向かい合うように配置された透過型の光電センサである。第１～第３光電センサ８１～８３は、本実施形態では、図６に示すように、ロータリホルダ４０の回転に伴って各ツールホルダ５０ａ～５０ｄ（ホルダＡ～Ｄとも称する）の円板部材５３が投光部と受光部との間を通過すると共に、ホルダＡ～Ｄのうちいずれか１つのホルダＡが作業ホルダとして昇降可能な位置（図中、０度の位置）にあるときに作業ホルダ以外の３つのホルダＢ～Ｄの円板部材５３がそれぞれ第１～第３光電センサ８１～８３の投光部と受光部との間に位置するように設置される。また、ホルダＡ～Ｄのうち２つのホルダＡ，Ｄの円板部材５３には、切り欠き５４ａ，５４ｄが設けられ、他の２つのホルダＢ，Ｃの円板部材５３には、切り欠きが設けられていない。上述したように、ホルダＡ～Ｄのホルダ本体５１（ピニオンギヤ５２）はそれぞれサンギヤ３６の回転に伴って同一速度かつ同一方向に回転する。そして、切り欠き５４ａ，５４ｄは、ホルダＡ，Ｄの円板部材５３が図中、０度，９０度，１８０度，２７０度にあるときに、ロータリホルダ４０の回転中心からの放射線上に位置するように形成されている。第１～第３光電センサ８１～８３は、投光部と受光部との間にホルダＢ，Ｃの円板部材５３が位置しているときには、投光部からの光が当該円板部材５３によって遮られるため、物体を検知するオン状態となる。一方、第１～第３光電センサ８１～８３は、投光部と受光部との間にホルダＡ，Ｄの円板部材５３が位置しているときには、投光部からの光は切り欠き５４ａ，５４ｄを通って受光部に受光されるため、物体を検知しないオフ状態となる。また、第１～第３光電センサ８１～８３は、投光部と受光部との間にホルダＡ～Ｄのいずれの円板部材５３も位置していないとき（中間位置のとき）にも、物体を検知しないオフ状態となる。切り欠き５４ａ，５４ｄは、ロータリホルダ４０が９０度回転する毎に第１～第３光電センサ８１～８３のオンオフの組み合わせが異なるように設けられている。これにより、第１～第３光電センサ８１～８３は、オンオフの組み合わせに基づいて作業ホルダがホルダＡ～Ｄのうちいずれであるかを識別することができる。 The first to third photoelectric sensors 81 to 83 are transmissive photoelectric sensors in which a light projecting portion and a light receiving portion are arranged to face each other with a predetermined gap therebetween. In this embodiment, as shown in FIG. 6, the first to third photoelectric sensors 81 to 83 move the disk members of the tool holders 50a to 50d (also referred to as holders A to D) as the rotary holder 40 rotates. 53 passes between the light projecting part and the light receiving part, and one of the holders A to D is in a position where it can be raised and lowered as a work holder (0 degree position in the figure). The disk members 53 of the three holders B to D other than the holder are installed so as to be positioned between the light projecting portions and the light receiving portions of the first to third photoelectric sensors 81 to 83, respectively. Notches 54a and 54d are provided in the disc members 53 of two holders A and D out of the holders A to D, and notches are provided in the disc members 53 of the other two holders B and C. Not provided. As described above, the holder bodies 51 (pinion gears 52) of holders A to D rotate at the same speed and in the same direction as the sun gear 36 rotates. The cutouts 54a and 54d are positioned on the radial line from the rotation center of the rotary holder 40 when the disk members 53 of the holders A and D are at 0, 90, 180 and 270 degrees in the drawing. is formed to When the disk member 53 of the holders B and C is positioned between the light projecting portion and the light receiving portion, the first to third photoelectric sensors 81 to 83 transmit the light from the light projecting portion to the disk member 53. is interrupted by the object, it becomes an ON state to detect an object. On the other hand, in the first to third photoelectric sensors 81 to 83, when the disk member 53 of the holders A and D is positioned between the light projecting part and the light receiving part, the light from the light projecting part is transmitted to the notch 54a. , 54d and is received by the light-receiving part, the off-state in which the object is not detected is established. Further, the first to third photoelectric sensors 81 to 83 are also operated when none of the disk members 53 of the holders A to D is positioned between the light projecting portion and the light receiving portion (at the intermediate position). It will be in the OFF state where no object is detected. The cutouts 54a and 54d are provided so that the combination of ON/OFF of the first to third photoelectric sensors 81 to 83 differs each time the rotary holder 40 rotates 90 degrees. As a result, the first to third photoelectric sensors 81 to 83 can identify which one of the holders A to D is the working holder based on the combination of ON and OFF.

制御装置９０は、図７に示すように、ＣＰＵ９１を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ９１の他に、ＲＯＭ９２やＨＤＤ９３（又はＳＳＤ）、ＲＡＭ９４、入出力ポート等を備える。制御装置９０には、作業ロボット１０のエンコーダ２１ｂ～２５ｂや、エンドエフェクタ装置３０の第１～第３光電センサ８１～８３、昇降位置センサ７５などからの検出信号が入力ポートを介して入力されている。制御装置９０からは、作業ロボット１０のモータ２１ａ～２５ａや旋回用シリンダ６１を駆動する電磁弁６１ａ、昇降用シリンダ７１を駆動する電磁弁７１ａなどへの制御信号が出力ポートを介して出力されている。ＨＤＤ９３には、処理プログラム（後述する作業ホルダ切替処理用のプログラムやセンサ異常判定処理用のプログラムなど）や、ツール識別テーブル、作業ホルダ識別テーブルなどが記憶されている。ここで、ツール識別テーブルは、ツールホルダ５０ａ～５０ｄ毎に、装着されているツールを識別するためのテーブルである。ツール識別テーブルは、図示しないが、ツールホルダ５０ａ～５０ｄの識別情報毎に、装着されているツールの識別情報が関連付けられて記憶されている。また、作業ホルダ識別テーブルは、第１～第３光電センサ８１～８３のオンオフの組み合わせにより作業ホルダを識別するためのテーブルである。図８は、作業ホルダ識別テーブルの一例を示す説明図である。作業ホルダ識別テーブルは、図示するように、作業ホルダの識別情報（図中、ホルダＡ～Ｄ）毎に第１～第３光電センサ８１～８３のオンオフの組み合わせが関連付けられて記憶されている。なお、作業ホルダ識別テーブルには、ツールホルダ５０ａ～５０ｄのいずれも作業ホルダとして機能できない「中間」位置における第１～第３光電センサ８１～８３のオンオフの組み合わせも含まれる。 As shown in FIG. 7, the control device 90 is configured as a microprocessor centering on a CPU 91, and in addition to the CPU 91, it is equipped with a ROM 92, an HDD 93 (or SSD), a RAM 94, an input/output port, and the like. Detection signals from the encoders 21b to 25b of the work robot 10, the first to third photoelectric sensors 81 to 83 of the end effector device 30, the elevation position sensor 75, and the like are input to the control device 90 via input ports. there is From the control device 90, control signals to the motors 21a to 25a of the work robot 10, the solenoid valve 61a that drives the turning cylinder 61, the solenoid valve 71a that drives the lifting cylinder 71, etc. are output via the output port. there is The HDD 93 stores processing programs (a program for work holder switching processing, a program for sensor abnormality determination processing, etc., which will be described later), a tool identification table, a work holder identification table, and the like. Here, the tool identification table is a table for identifying tools attached to each of the tool holders 50a to 50d. Although not shown, the tool identification table stores the identification information of the attached tool associated with each identification information of the tool holders 50a to 50d. Further, the work holder identification table is a table for identifying work holders by a combination of ON/OFF states of the first to third photoelectric sensors 81-83. FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of the work holder identification table. As shown in the figure, the work holder identification table is stored in association with on/off combinations of the first to third photoelectric sensors 81 to 83 for each work holder identification information (holders A to D in the figure). The work holder identification table also includes ON/OFF combinations of the first to third photoelectric sensors 81 to 83 at the "intermediate" position where none of the tool holders 50a to 50d can function as work holders.

次に、こうして構成された作業装置１の動作について説明する。特に、エンドエフェクタ装置３０の作業ホルダ（作業ツール）を切り替える動作と、第１～第３光電センサ８１～８３の異常を判定する動作について説明する。図９は、制御装置９０により実行される作業ホルダ切替処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、ツールの切り替えが指示されたときに実行される。図１０は、制御装置９０により実行されるセンサ異常判定処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、電源投入時や段取り替え時などに実行される。 Next, the operation of the working device 1 configured in this way will be described. In particular, the operation of switching the work holder (work tool) of the end effector device 30 and the operation of determining abnormality of the first to third photoelectric sensors 81 to 83 will be described. FIG. 9 is a flow chart showing an example of the work holder switching process executed by the control device 90. As shown in FIG. This processing is executed when an instruction to switch tools is given. FIG. 10 is a flow chart showing an example of the sensor abnormality determination process executed by the control device 90. As shown in FIG. This process is executed, for example, when the power is turned on or when the setup is changed.

作業ホルダ切替処理が実行されると、制御装置９０のＣＰＵ９１は、まず、切り替え先ツールの識別情報を入力する（ステップＳ１００）。続いて、ＣＰＵ９１は、入力した切り替え先ツールの識別情報とツール識別テーブルとに基づいて該当するツールが装着されたツールホルダ（切り替え先ホルダ）を設定する（ステップＳ１１０）。次に、ＣＰＵ９１は、第１～第３光電センサ８１～８３からの信号を入力し（ステップＳ１２０）、入力した信号の組み合わせと作業ホルダ識別テーブルとに基づいて作業ホルダがホルダＡ～Ｄのいずれであるかを判定する（ステップＳ１３０）。そして、ＣＰＵ９１は、判定した作業ホルダが切り替え先ホルダと一致しているか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ＣＰＵ９１は、判定した作業ホルダが切り替え先ホルダと一致していると判定すると、これで作業ホルダ切替処理を終了する。一方、ＣＰＵ９１は、判定した作業ホルダが切り替え先ホルダと一致しないと判定すると、昇降位置センサ７５からの作業ホルダの昇降位置を入力し（ステップＳ１５０）、入力した昇降位置が上昇位置であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。ＣＰＵ９１は、作業ホルダの昇降位置が上昇位置であると判定すると、ロータリホルダ４０が単位量（本実施形態では４５度）回転するよう旋回装置６０を制御して（ステップＳ１７０）、ステップＳ１２０に戻り、ステップＳ１２０～Ｓ１４０の処理を繰り返す。そして、ＣＰＵ９１は、ステップＳ１４０において、判定した作業ホルダが切り替え先ホルダと一致したと判定すると、作業ホルダ切替処理を終了する。ＣＰＵ９１は、ステップＳ１６０において、作業ホルダの昇降位置が上昇位置ではなく下降位置であると判定すると、この状態で旋回装置６０がロータリホルダ４０を回転させると、例えば、昇降装置７０の押圧部材７３がツールホルダと衝突し、破損などのおそれがあると判断して、エラーの出力などを行なって作業ホルダ切替処理を終了する。 When the work holder switching process is executed, the CPU 91 of the control device 90 first inputs the identification information of the switching destination tool (step S100). Subsequently, the CPU 91 sets the tool holder (switching destination holder) to which the corresponding tool is attached based on the input identification information of the switching destination tool and the tool identification table (step S110). Next, the CPU 91 inputs signals from the first to third photoelectric sensors 81 to 83 (step S120), and determines which of the work holders A to D is the work holder based on the combination of the input signals and the work holder identification table. (step S130). Then, the CPU 91 determines whether or not the determined work holder matches the switching destination holder (step S140). When the CPU 91 determines that the determined work holder matches the switching destination holder, the work holder switching process is ended. On the other hand, when the CPU 91 determines that the determined work holder does not match the switching destination holder, it inputs the elevation position of the work holder from the elevation position sensor 75 (step S150), and determines whether the input elevation position is the raised position. (step S160). When the CPU 91 determines that the lifting position of the work holder is the raised position, the CPU 91 controls the turning device 60 so that the rotary holder 40 rotates by a unit amount (45 degrees in this embodiment) (step S170), and returns to step S120. , the processing of steps S120 to S140 is repeated. When the CPU 91 determines in step S140 that the determined work holder matches the switching destination holder, the work holder switching process ends. When the CPU 91 determines in step S160 that the lifting position of the work holder is not the rising position but the lowered position, when the turning device 60 rotates the rotary holder 40 in this state, for example, the pressing member 73 of the lifting device 70 It is determined that there is a risk of collision with the tool holder and damage, etc., and an error is output, etc., and the work holder switching process is terminated.

次に、センサ異常判定処理について説明する。センサ異常判定処理が実行されると、ＣＰＵ９１は、まず、第１～第３光電センサ８１～８３からの信号を入力し（ステップＳ２００）、第１～第３光電センサ８１～８３の全てがオフ状態であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ＣＰＵ９１は、第１～第３光電センサ８１～８３の全てがオフ状態であると判定すると、全てのセンサは正常であると判定して（ステップＳ２２０）、センサ異常判定処理を終了する。一方、ＣＰＵ９１は、第１～第３光電センサ８１～８３のいずれかがオン状態であると判定すると、ロータリホルダ４０が単位量（本実施形態では４５度）回転するよう旋回装置６０を制御する（ステップＳ２３０）。そして、ＣＰＵ９１は、再度、第１～第３光電センサ８１～８３からの信号を入力し（ステップＳ２４０）、第１～第３光電センサ８１～８３の全てがオフ状態であるか否かを判定する（ステップＳ２５０）。ＣＰＵ９１は、第１～第３光電センサ８１～８３の全てがオフ状態であると判定すると、第１～第３光電センサ８１～８３は正常と判定して（ステップＳ２２０）、センサ異常判定処理を終了する。一方、ＣＰＵ９１は、第１～第３光電センサ８１～８３のいずれかがオン状態であると判定すると、いずれかのセンサに異常が生じていると判定して（ステップＳ２６０）、センサ異常判定処理を終了する。ここで、図８に示すように、本実施形態では、ツールホルダ５０ａ～５０ｄのいずれかが作業ホルダとして昇降可能な位置にあると、第１～第３光電センサ８１～８３は、少なくとも１つが物体を検知するオン状態となり、ツールホルダ５０ａ～５０ｄのいずれもが作業ホルダとして昇降不能な中間位置にあると、第１～第３光電センサ８１～８３は、全てが物体を検知できないオフ状態となる。また、上述したように、旋回装置６０は、ロータリホルダ４０を、ツールホルダ５０ａ～５０ｄの配列角度間隔（９０度）の１／２（４５度）ずつ回転させることができる。このため、旋回装置６０がロータリホルダ４０を単位量（４５度）だけ２回連続で回転させると、ツールホルダ５０ａ～５０ｄは、必ず中間位置を通ることになる。したがって、ＣＰＵ９１は、ロータリホルダ４０を少なくとも２回連続で回転させ、いずれかで第１～第３光電センサ８１～８３の全てがオフ状態となるか否かを判定することで、いずれかの光電センサに異常が生じている否かを判定することができる。 Next, sensor abnormality determination processing will be described. When the sensor abnormality determination process is executed, the CPU 91 first inputs signals from the first to third photoelectric sensors 81 to 83 (step S200), and the first to third photoelectric sensors 81 to 83 are all turned off. It is determined whether or not it is in the state (step S210). When the CPU 91 determines that all of the first to third photoelectric sensors 81 to 83 are in the OFF state, it determines that all the sensors are normal (step S220), and terminates the sensor abnormality determination process. On the other hand, when the CPU 91 determines that any one of the first to third photoelectric sensors 81 to 83 is ON, it controls the turning device 60 so that the rotary holder 40 rotates by a unit amount (45 degrees in this embodiment). (Step S230). Then, the CPU 91 inputs the signals from the first to third photoelectric sensors 81 to 83 again (step S240), and determines whether or not all of the first to third photoelectric sensors 81 to 83 are in the OFF state. (step S250). When the CPU 91 determines that all of the first to third photoelectric sensors 81 to 83 are in the OFF state, it determines that the first to third photoelectric sensors 81 to 83 are normal (step S220), and performs sensor abnormality determination processing. finish. On the other hand, when determining that any one of the first to third photoelectric sensors 81 to 83 is ON, the CPU 91 determines that an abnormality has occurred in one of the sensors (step S260), and performs sensor abnormality determination processing. exit. Here, as shown in FIG. 8, in this embodiment, when any one of the tool holders 50a to 50d is in a position that can be raised and lowered as a work holder, at least one of the first to third photoelectric sensors 81 to 83 is When the ON state for detecting an object is reached and all of the tool holders 50a to 50d are in an intermediate position where they cannot move up and down as work holders, the first to third photoelectric sensors 81 to 83 are all turned OFF and unable to detect the object. Become. Further, as described above, the turning device 60 can rotate the rotary holder 40 by 1/2 (45 degrees) of the arrangement angular interval (90 degrees) of the tool holders 50a to 50d. Therefore, when the turning device 60 rotates the rotary holder 40 by the unit amount (45 degrees) twice in succession, the tool holders 50a to 50d always pass through the intermediate position. Therefore, the CPU 91 continuously rotates the rotary holder 40 at least twice and determines whether or not all of the first to third photoelectric sensors 81 to 83 are turned off. It can be determined whether or not there is an abnormality in the sensor.

ここで、実施形態の主要な要素と請求の範囲に記載した本開示の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、実施形態のツールホルダ５０ａ～５０ｄが本開示のホルダに相当し、ロータリホルダ４０（回転体４１）が回転体に相当し、旋回装置６０が回転装置に相当し、昇降装置７０が昇降装置に相当し、切り欠き５４ａ，５４ｄが被検知部に相当し、第１～第３光電センサ８１～８３が光電センサに相当し、制御装置９０が制御装置に相当する。また、旋回用シリンダ６１がエアシリンダに相当する。また、円板部材５３が遮蔽板に相当し、切り欠き５４ａ，５４ｄが切り欠きに相当する。また、昇降位置センサ７５（光電センサ７５ａ，７５ｂおよび被検知片７５ｃ）が昇降位置センサに相当する。また、作業ロボット１０が多関節ロボットに相当する。 Here, the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the present disclosure described in the claims will be described. That is, the tool holders 50a to 50d of the embodiment correspond to the holders of the present disclosure, the rotary holder 40 (rotating body 41) corresponds to the rotating body, the turning device 60 corresponds to the rotating device, and the lifting device 70 corresponds to the lifting device. , the notches 54a and 54d correspond to the parts to be detected, the first to third photoelectric sensors 81 to 83 correspond to the photoelectric sensors, and the control device 90 corresponds to the control device. Also, the turning cylinder 61 corresponds to an air cylinder. Further, the disk member 53 corresponds to the shield plate, and the notches 54a and 54d correspond to the notches. Also, the elevation position sensor 75 (photoelectric sensors 75a and 75b and the detected piece 75c) corresponds to the elevation position sensor. Also, the working robot 10 corresponds to an articulated robot.

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 It goes without saying that the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various forms as long as they fall within the technical scope of the present disclosure.

例えば、上述した実施形態では、エンドエフェクタ装置３０は、ロータリホルダ４０に４つのツールホルダ５０ａ～５０ｄを備えるものとした。しかし、ロータリホルダ４０が備えるツールホルダの数は、必ずしも４つである必要はなく、２つや３つであってもよいし、５つ以上であってもよい。この場合、複数のツールホルダのうち作業ホルダとして昇降可能なホルダを識別するための光電センサは、ツールホルダの数をＮとし、光電センサの数をｎとすると、Ｎ≦２ⁿ－２を満たすように設けられればよい。特に、光電センサの数は、Ｎ≦２ⁿ－２を満たすｎのうち最も小さい整数とするのが好適である。なお、切り欠きは、ロータリホルダ４０が複数のツールホルダの配列角度間隔回転する毎にそれぞれ複数の光電センサからの信号の組み合わせが異なるように設けられればよい。 For example, in the embodiment described above, the end effector device 30 includes the four tool holders 50a to 50d in the rotary holder 40. As shown in FIG. However, the number of tool holders provided in the rotary holder 40 does not necessarily have to be four, and may be two, three, or five or more. In this case, the photoelectric sensor for identifying a holder that can be raised and lowered as a work holder among the plurality of tool holders satisfies N≦2 ⁿ −2, where N is the number of tool holders and n is the number of photoelectric sensors. It should be provided as follows. In particular, the number of photoelectric sensors is preferably the smallest integer among n satisfying N≦2 ⁿ −2. The notches may be provided so that the combinations of signals from the plurality of photoelectric sensors are different each time the rotary holder 40 rotates by the arrangement angular interval of the plurality of tool holders.

上述した実施形態では、複数のツールホルダ５０ａ～５０ｄのホルダ本体５１には、いずれも、同一歯数の平歯車で構成されたピニオンギヤ５２が固定されるものとした。しかし、複数のツールホルダ５０ａ～５０ｄのホルダ本体５１には、異なる歯数のピニオンギヤが固定されてもよい。この場合、各ピニオンギヤの歯数は、他のピニオンギヤの歯数の整数倍または整数分の１であればよい。 In the embodiment described above, the pinion gears 52 formed of spur gears having the same number of teeth are fixed to the holder bodies 51 of the plurality of tool holders 50a to 50d. However, pinion gears having different numbers of teeth may be fixed to the holder bodies 51 of the plurality of tool holders 50a to 50d. In this case, the number of teeth of each pinion gear should be an integer multiple or 1/integer of the number of teeth of the other pinion gear.

上述した実施形態では、第１～第３光電センサ８１～８３により検知される被検知部として、ツールホルダ５０ａ，５０ｄの円板部材５３にそれぞれ切り欠き５４ａ，５４ｄを設けるものとした。しかし、切り欠き５４ａ，５４ｄに代えて、円板部材５３に孔が設けられてもよい。 In the above-described embodiment, the notches 54a and 54d are provided in the disk members 53 of the tool holders 50a and 50d as the portions to be detected by the first to third photoelectric sensors 81 to 83, respectively. However, holes may be provided in the disk member 53 instead of the notches 54a and 54d.

上述した実施形態では、旋回装置６０は、ロータリホルダ４０を、ツールホルダ５０ａ～５０ｄの配列角度間隔の１／２ずつ回転させるものとした。しかし、旋回装置６０は、ツールホルダ５０ａ～５０ｄの配列角度間隔の１／３ずつ回転させるなど、整数分の１ずつ回転させるものであればよい。この場合、ＣＰＵ９１は、複数の光電センサ８１～８３の異常を判定する際、ロータリホルダ４０を少なくとも上記整数回連続で回転させ、いずれかで第１～第３光電センサ８１～８３の全てがオフ状態となるか否かを判定するものとすればよい。 In the embodiment described above, the turning device 60 rotates the rotary holder 40 by 1/2 of the arrangement angular interval of the tool holders 50a to 50d. However, the swivel device 60 may be a device that rotates the tool holders 50a to 50d by 1/3 of the arrangement angular interval, or by 1/integer increments. In this case, when determining the abnormality of the plurality of photoelectric sensors 81 to 83, the CPU 91 continuously rotates the rotary holder 40 at least the above integral number of times, and at any one of the first to third photoelectric sensors 81 to 83 are all turned off. What is necessary is just to judge whether it will be in a state.

上述した実施形態では、旋回装置６０は、旋回用シリンダ６１（エアシリンダ）と変換機構６５とにより構成されるものとした。しかし、旋回装置６０は、サーボモータにより構成されるものとしてもよい。 In the embodiment described above, the turning device 60 is composed of the turning cylinder 61 (air cylinder) and the conversion mechanism 65 . However, the turning device 60 may be configured by a servomotor.

上述した実施形態では、昇降装置７０は、昇降用シリンダ７１により構成されるものとした。しかし、昇降装置７０は、ボールねじ機構により構成されてもよいし、リニアモータにより構成されてもよい。 In the embodiment described above, the lifting device 70 is configured by the lifting cylinder 71 . However, the lifting device 70 may be configured by a ball screw mechanism, or may be configured by a linear motor.

以上説明したように、本開示のエンドエフェクタ装置は、周方向に沿って所定角度間隔で配置される複数のホルダ（ツールホルダ５０ａ～５０ｄ）を有する回転体（ロータリホルダ４０）と、前記複数のホルダが周方向に旋回するように前記回転体を回転させる回転装置（旋回装置６０）と、前記複数のホルダのうち所定の旋回位置にあるホルダを対象ホルダとして昇降可能な昇降装置（７０）と、前記複数のホルダのうち一部のホルダに設けられた被検知部（切り欠き５４ａ，５４ｄ）と、前記複数のホルダのうちいずれかのホルダが前記所定の旋回位置にある状態で各ホルダにそれぞれ対向するように設けられ、前記被検知部を検知可能な複数の光電センサ（第１～第３光電センサ８１～８３）と、前記複数のホルダのうち所望のホルダが前記所定の旋回位置に移動するよう前記回転装置を制御すると共に前記所定の旋回位置にある対象ホルダを用いて作業が行なわれるよう前記昇降装置を制御する制御装置（９０）と、を備え、前記被検知部は、前記回転体が前記所定角度回転する毎にそれぞれ前記複数の光電センサから出力される信号の組み合わせが異なるように設けられ、前記制御装置は、前記複数の光電センサからそれぞれ出力される信号の組み合わせに基づいて前記対象ホルダを識別し、前記複数の光電センサは、前記ホルダの数をＮとし、前記光電センサの数をｎとすると、Ｎ≦２ⁿ－２を満たすように設けられることを要旨とする。 As described above, the end effector device of the present disclosure includes a rotating body (rotary holder 40) having a plurality of holders (tool holders 50a to 50d) arranged at predetermined angular intervals along the circumferential direction, and the plurality of a rotating device (turning device 60) that rotates the rotating body so that the holder turns in the circumferential direction; a portion to be detected (notches 54a and 54d) provided in some holders among the plurality of holders; A plurality of photoelectric sensors (first to third photoelectric sensors 81 to 83) provided to face each other and capable of detecting the detected part, and a desired holder out of the plurality of holders is positioned at the predetermined turning position. a control device (90) for controlling the rotating device to move and for controlling the lifting device to perform an operation using the object holder at the predetermined turning position; Each time the rotating body rotates by the predetermined angle, the combination of the signals output from the plurality of photoelectric sensors is different, and the control device is based on the combination of the signals output from the plurality of photoelectric sensors. to identify the target holder, and the plurality of photoelectric sensors are provided so as to satisfy N≦2 ⁿ −2, where N is the number of the holders and n is the number of the photoelectric sensors. .

この本開示のエンドエフェクタ装置は、複数の光電センサからそれぞれ出力される信号の組み合わせに基づいて対象ホルダを識別することができる。ここで、対象ホルダを識別するだけであれば、Ｎ≦２ⁿを満たす数だけ光電センサを設ければ足りるが、Ｎ≦２ⁿ－２を満たす数だけ光電センサを設けることで、光電センサの数に冗長性を持たせることができ、光電センサの故障にも対応することが可能となる。 The end effector device of the present disclosure can identify an object holder based on a combination of signals respectively output from a plurality of photoelectric sensors. Here, if it is only necessary to identify the target holder, it is sufficient to provide the number of photoelectric sensors that satisfies ^{N≦2 n} ^. Redundancy can be given to the number, and failure of the photoelectric sensor can be dealt with.

こうした本開示のエンドエフェクタ装置において、前記制御装置（９０）は、前記複数のホルダ（ツールホルダ５０ａ～５０ｄ）のうちいずれのホルダも前記所定の旋回位置にない状態で前記複数の光電センサ（第１～第３光電センサ８１～８３）から出力される信号の組み合わせに基づいて該複数の光電センサの故障の有無を判定するものとしてもよい。こうすれば、より容易に光電センサの故障を判定することができる。この場合、前記回転装置（旋回装置６０）は、前記回転体（ロータリホルダ４０）を前記所定角度の整数分の１ずつ回転可能であるものとしてもよい。こうすれば、複数のホルダのいずれもが所定の旋回位置にない中間位置を利用して、複数の光電センサの故障を判定することができる。さらにこの場合、前記回転装置は、エア圧により前記回転体を回転させるエアシリンダ（旋回用シリンダ６１）を有するものとしてもよい。こうすれば、エンドエフェクタ装置に電気的な配線を施すことなく、回転体を回転させることができる。 In the end effector device of the present disclosure, the control device (90) controls the plurality of photoelectric sensors (the second The presence or absence of failure of the plurality of photoelectric sensors may be determined based on a combination of signals output from the first to third photoelectric sensors 81 to 83). This makes it possible to more easily determine the failure of the photoelectric sensor. In this case, the rotating device (turning device 60) may rotate the rotating body (rotary holder 40) by an integral fraction of the predetermined angle. In this way, it is possible to determine the failure of the plurality of photoelectric sensors by using an intermediate position where none of the plurality of holders are at the predetermined turning position. Furthermore, in this case, the rotating device may have an air cylinder (turning cylinder 61) for rotating the rotating body by air pressure. In this way, the rotating body can be rotated without providing electrical wiring to the end effector device.

また、本開示のエンドエフェクタ装置において、前記光電センサ（第１～第３光電センサ８１～８３）は、互いに向かい合う投光部と受光部とを有する透過型センサであり、前記複数のホルダ（ツールホルダ５０ａ～５０ｄ）は、前記回転体（ロータリホルダ４０）の回転に伴って前記投光部と前記受光部との間を通過するように設けられた遮蔽板（円板部材５３）を有し、前記被検知部（切り欠き５４ａ，５４ｄ）は、前記一部のホルダ（ツールホルダ５０ａ，５０ｄ）の前記遮蔽板に設けられた切り欠き又は孔であるものとしてもよい。こうすれば、より簡易な構成により複数のホルダのうち所定の旋回位置にある対象ホルダを識別することができる。 Further, in the end effector device of the present disclosure, the photoelectric sensors (first to third photoelectric sensors 81 to 83) are transmissive sensors having a light projecting portion and a light receiving portion facing each other, and the plurality of holders (tools The holders 50a to 50d) have shielding plates (disc members 53) provided to pass between the light projecting portion and the light receiving portion as the rotating body (rotary holder 40) rotates. , The detected portions (notches 54a, 54d) may be notches or holes provided in the shielding plate of the part of the holders (tool holders 50a, 50d). This makes it possible to identify the target holder at the predetermined turning position among the plurality of holders with a simpler configuration.

さらに、本開示のエンドエフェクタ装置において、前記対象ホルダの昇降位置を検知する昇降位置センサ（７５）を備え、前記制御装置（９０）は、前記対象ホルダが上昇している状態で該対象ホルダが切り替わるように前記回転装置（旋回装置６０）を制御するものとしてもよい。こうすれば、対象ホルダが下降している状態で回転体が回転することによる故障の発生を回避することができる。 Further, in the end effector device of the present disclosure, an elevation position sensor (75) for detecting an elevation position of the object holder is provided, and the control device (90) controls the position of the object holder while the object holder is elevated. The rotating device (turning device 60) may be controlled so as to switch. By doing so, it is possible to avoid the occurrence of a failure due to the rotating body rotating while the target holder is lowered.

また、本開示は、エンドエフェクタ装置の形態とするものに限られず、エンドエフェクタ装置を備える多関節ロボットの形態とすることもできる。 Further, the present disclosure is not limited to being in the form of an end effector device, but may be in the form of an articulated robot including an end effector device.

本開示は、エンドエフェクタ装置や多関節ロボットの製造産業などに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present disclosure is applicable to the manufacturing industry of end effector devices and articulated robots.

１作業装置、２台座、３部品供給装置、５基板搬送装置、１０作業ロボット（多関節ロボット）、１１先端アーム、１２，１３中間アーム、１４基端アーム、１５基台、２１～２５関節、２１ａ～２５ａモータ、２１ｂ～２５ｂエンコーダ、３０エンドエフェクタ装置、３１ベース、３２取付部材、３５回転接続部材、３６サンギヤ、４０ロータリホルダ、４１回転体、５０ａ～５０ｄツールホルダ、５１ホルダ本体、５２ピニオンギヤ、５３円板部材、５４ａ，５４ｄ切り欠き、５５スプリング、６０旋回装置、６１旋回用シリンダ、６１ａ電磁弁、６２スライダ、６３押圧部材、６５変換機構、６６円筒部材、６７突起部、７０昇降装置、７１昇降用シリンダ、７１ａ電磁弁、７２スライダ、７３押圧部材、７４ガイドレール、７５昇降位置センサ、７５ａ，７５ｂ光電センサ、７５ｃ被検知片、８１第１光電センサ、８２第２光電センサ、８３第３光電センサ、９０制御装置、９１ＣＰＵ、９２ＲＯＭ、９３ＨＤＤ、９４ＲＡＭ、Ｐ部品、Ｓ基板。 1 working device, 2 pedestal, 3 component supply device, 5 substrate transfer device, 10 working robot (multi-joint robot), 11 distal arm, 12, 13 intermediate arm, 14 proximal arm, 15 base, 21 to 25 joints, 21a to 25a motor, 21b to 25b encoder, 30 end effector device, 31 base, 32 mounting member, 35 rotary connecting member, 36 sun gear, 40 rotary holder, 41 rotating body, 50a to 50d tool holder, 51 holder main body, 52 pinion gear , 53 disk member, 54a, 54d notch, 55 spring, 60 turning device, 61 turning cylinder, 61a solenoid valve, 62 slider, 63 pressing member, 65 conversion mechanism, 66 cylindrical member, 67 protrusion, 70 lifting device , 71 lifting cylinder 71a solenoid valve 72 slider 73 pressing member 74 guide rail 75 lifting position sensor 75a, 75b photoelectric sensor 75c piece to be detected 81 first photoelectric sensor 82 second photoelectric sensor 83 Third photoelectric sensor, 90 control device, 91 CPU, 92 ROM, 93 HDD, 94 RAM, P part, S substrate.

Claims

a rotating body having a plurality of holders arranged at predetermined angular intervals along the circumferential direction;
a rotating device that rotates the rotating body so that the plurality of holders rotate in a circumferential direction;
an elevating device capable of elevating a holder at a predetermined turning position among the plurality of holders as a target holder;
a detected portion provided in some of the plurality of holders;
a plurality of photoelectric sensors that are provided so as to face each of the holders in a state in which one of the plurality of holders is in the predetermined turning position, and are capable of detecting the detected portion;
Controlling the rotating device so that a desired holder among the plurality of holders moves to the predetermined turning position, and controlling the lifting device so that work is performed using the target holder at the predetermined turning position. a device;
with
The detected part is provided so that a combination of on- off signals output from the plurality of photoelectric sensors is different each time the rotating body rotates by the predetermined angle,
The control device identifies the target holder based on a combination of on/ off signals respectively output from the plurality of photoelectric sensors,
The plurality of photoelectric sensors, where N is the number of the holders and n is the number of the photoelectric sensors, is the smallest integer among n that satisfies N≦2 ⁿ −2 (2 ⁿ is the nth power of 2) . provided as many as
end effector device.

The end effector device of claim 1, comprising:
The control device determines the presence or absence of failure of the plurality of photoelectric sensors based on a combination of ON/ OFF signals output from the plurality of photoelectric sensors when none of the plurality of holders is at the predetermined turning position. judge,
end effector device.

An end effector device according to claim 2,
The rotating device is capable of rotating the rotating body by an integer fraction of the predetermined angle.
end effector device.

An end effector device according to claim 3, comprising:
The rotating device has an air cylinder that rotates the rotating body by air pressure.
end effector device.

An end effector device according to any one of claims 1 to 4,
The photoelectric sensor is a transmissive sensor having a light projecting part and a light receiving part facing each other,
The plurality of holders have shielding plates provided to pass between the light projecting unit and the light receiving unit as the rotating body rotates,
The detected part is a notch or hole provided in the shielding plate of the part of the holders,
end effector device.

An end effector device according to any one of claims 1 to 5,
an elevation position sensor that detects the elevation position of the target holder;
The control device controls the rotating device such that the target holder is switched while the target holder is being raised.
end effector device.

An articulated robot comprising the end effector device according to any one of claims 1 to 6.