JP7278198B2

JP7278198B2 - ロボットシステム及びその運転方法

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Publication number: JP7278198B2
Application number: JP2019209743A
Authority: JP
Inventors: 猛橋本; 和範平田; 俊行辻森
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2023-05-19
Anticipated expiration: 2039-11-20
Also published as: CN114761186A; DE112020005682T5; TW202126447A; CN114761186B; US20220396437A1; TWI738572B; WO2021100845A1; DE112020005682B4; JP2021079496A

Description

本発明は、ロボットシステム及びその運転方法に関する。

同時に複数の部品を精度良く位置決めすることを目的とした、ロボット装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示されているロボット装置は、回転駆動源（サーボモータ）によって、軸を中心に回転するピニオンと、一対のラックによって開閉されるリンク機構（パンタグラフ機構）と、リンク機構に支持された複数の保持部と、を有する部品位置決め装置がロボットアームの先端に設けられている。そして、リンク機構の開閉動作に応じて、隣り合う保持部同士の間隔が変化することで、保持部の位置決めを行っている。

特開２０１９－９２７号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているロボット装置では、保持部の間隔を変動するために、回転駆動源、ピニオン、及び一対のラックを設けている。このため、ロボットアームの先端の重量が大きくなり、その結果、重量の大きなワークを保持して、搬送することができないという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、従来のロボットシステムに比して、重量の大きいワークを保持し、搬送することができる、ロボットシステム及びその運転方法を提供することを目的としている。

上記従来の課題を解決するために、本発明に係るロボットシステムは、複数の第１保持部と、当該複数の第１保持部の間隔を変動させるように構成されている第１リンク機構と、第１係合部と、を有する第１ハンドと、複数の第２保持部と、当該複数の第２保持部の間隔を変動させるように構成されている第２リンク機構と、第２被係合部と、を有する第２ハンドと、前記第１ハンドが接続されている第１アームと、前記第２ハンドが接続されている第２アームと、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記係合部が前記被係合部と係合するように、前記第１アーム及び／又は前記第２アームを動作させる（Ａ）と、前記（Ａ）の後に、複数の第１保持部の間隔を変動させるように、前記第１アームを動作させる（Ｂ）と、を実行するように構成されている。

これにより、第１ハンド及び第２ハンドに、第１保持部及び第２保持部の間隔を変更するためのアクチュエータを設けることなく、第１保持部及び第２保持部の間隔を変更することができる。また、第１保持部及び第２保持部の間隔を変更するためのアクチュエータを設けていないので、従来のロボットシステムに比して、重量の大きいワークを保持し、搬送することができる。

また、本発明に係るロボットシステムの運転方法は、前記ロボットシステムは、複数の第１保持部と、当該複数の第１保持部の間隔を変動させるように構成されている第１リンク機構と、係合部と、を有する第１ハンドと、複数の第２保持部と、当該複数の第２保持部の間隔を変動させるように構成されている第２リンク機構と、被係合部と、を有する第２ハンドと、前記第１ハンドが接続されている第１アームと、前記第２ハンドが接続されている第２アームと、を備え、前記係合部が前記被係合部と係合するように、前記第１アーム及び／又は前記第２アームが動作する（Ａ）と、前記（Ａ）の後に、複数の第１保持部の間隔を変動させるように、前記第１アームが動作する（Ｂ）と、備える。

本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施形態の詳細な説明から明らかにされる。

本発明のロボットシステム及びその運転方法によれば、第１ハンド及び第２ハンドには、第１保持部及び第２保持部の間隔を変更するためのアクチュエータを設けていないので、従来のロボットシステムに比して、重量の大きいワークを保持し、搬送することができる。

図１は、本実施の形態１に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。図２は、図１に示すロボットの制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図３は、図１に示すロボットにおける第１ハンドの上面の概略構成を示す模式図である。図４は、図１に示すロボットにおける第１ハンドの背面の概略構成を示す模式図である。図５は、図１に示すロボットにおける第１ハンドの要部の概略構成を示す模式図である。図６Ａは、本実施の形態１に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。図６Ｂは、本実施の形態１に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。図７は、図６Ａ及び図６Ｂに示すフローチャートに沿って、ロボットシステムが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。図８は、図６Ａ及び図６Ｂに示すフローチャートに沿って、ロボットシステムが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。図９は、図６Ａ及び図６Ｂに示すフローチャートに沿って、ロボットシステムが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。図１０は、図６Ａ及び図６Ｂに示すフローチャートに沿って、ロボットシステムが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。図１１は、図６Ａ及び図６Ｂに示すフローチャートに沿って、ロボットシステムが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。図１２は、本実施の形態２に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するための構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。

（実施の形態１）
本実施の形態１に係るロボットシステムは、複数の第１保持部と、当該複数の第１保持部の間隔を変動させるように構成されている第１リンク機構と、係合部と、を有する第１ハンドと、複数の第２保持部と、当該複数の第２保持部の間隔を変動させるように構成されている第２リンク機構と、被係合部と、を有する第２ハンドと、第１ハンドが接続されている第１アームと、第２ハンドが接続されている第２アームと、制御装置と、を備え、制御装置は、係合部が被係合部と係合するように、第１アーム及び／又は第２アームを動作させる（Ａ）と、（Ａ）の後に、複数の第１保持部の間隔を変動させるように、第１アームを動作させる（Ｂ）と、を実行するように構成されている。

また、本実施の形態１に係るロボットシステムでは、制御装置は、（Ｂ）の後に、複数の第２保持部の間隔を変動させるように、第２アームを動作させる（Ｃ）をさらに実行するように構成されていてもよい。

さらに、本実施の形態１に係るロボットシステムでは、第１ハンドは、被係合部をさらに有し、第２ハンドは、係合部をさらに有し、制御装置は、（Ａ）において、第１ハンドの係合部が第２ハンドの被係合部と係合し、第２ハンドの係合部が第１ハンドの被係合部と係合するように、第１アーム及び／又は第２アームを動作させるように構成されていてもよい。

以下、本実施の形態１に係るロボットシステムの一例について、図１～図１１を参照しながら説明する。

［ロボットシステムの構成］
図１は、本実施の形態１に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。図２は、図１に示すロボットの制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。

なお、図１においては、ロボットにおける上下方向及び左右方向を図における上下方向及び左右方向として表している。

また、以下においては、本実施の形態１に係るロボットシステムを構成するロボットとして、水平多関節型の双腕ロボットについて、説明するが、これに限定されない。本実施の形態１に係るロボットシステムを構成するロボットとして、水平多関節型・垂直多関節型等の他のロボットを採用してもよい。

図１に示すように、本実施の形態１に係るロボットシステム１００は、台車１２と、第１アーム１３Ａと、第２アーム１３Ｂと、台車１２内に配置されている真空発生装置２５と、制御装置１１０と、を有するロボット１０１を備えている。また、台車１２内には、制御装置１１０が配置されている。

なお、本実施の形態１においては、台車１２の内部に制御装置１１０及び真空発生装置２５が配置されている形態を採用したが、これに限定されず、これらの機器は、台車１２外部に配置されていてもよい。

真空発生装置２５は、配管９３Ａ及び配管９３Ｂにより、後述する第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂの吸着部８と接続されている。真空発生装置２５は、吸着部８内を負圧にする装置であり、例えば、真空ポンプ又はＣＯＮＶＵＭ（登録商標）等を用いてもよい。

また、配管９３Ａ及び配管９３Ｂには、それぞれ、開閉弁９４Ａ及び開閉弁９４Ｂが設けられている。開閉弁９４Ａ及び開閉弁９４Ｂが、それぞれ、配管９３Ａ及び配管９３Ｂを開放又は閉鎖することによって、吸着部（第１保持部又は第２保持部）８によるワーク１０３の吸着（保持）及びその解除が行われる。なお、真空発生装置２５の動作と、開閉弁９４Ａ及び開閉弁９４Ｂの開閉動作は、制御装置１１０により制御される。

台車１２の上面には、基軸１６が固定されている。基軸１６には、当該基軸１６の軸心を通る回転軸線Ｌ１回りに回動可能に第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂが設けられている。具体的には、第１アーム１３Ａと第２アーム１３Ｂとが上下に高低差を有するように設けられている。なお、第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂは、独立して動作したり、互いに関連して動作したりすることができるように構成されている。

第１アーム１３Ａは、第１アーム部１５Ａ、第１リスト部１７Ａ、第１ハンド１８Ａ、及び第１装着部２０Ａを有している。同様に、第２アーム１３Ｂは、第２アーム部１５Ｂ、第２リスト部１７Ｂ、第２ハンド１８Ｂ、及び第２装着部２０Ｂを有している。なお、第２アーム１３Ｂは、基本的な構成は、第１アーム１３Ａと同様に構成されているため、その詳細な説明は省略する。

第１アーム部１５Ａは、本実施の形態１においては、略直方体状の第１リンク５ａ及び第２リンク５ｂで構成されている。第１リンク５ａは、基端部に回転関節Ｊ１が設けられていて、先端部に回転関節Ｊ２が設けられている。また、第２リンク５ｂは、先端部に直動関節Ｊ３が設けられている。

そして、第１リンク５ａは、回転関節Ｊ１を介して、その基端部が基軸１６と連結されていて、回転関節Ｊ１により、回転軸線Ｌ１回りに回動することができる。また、第２リンク５ｂは、回転関節Ｊ２を介して、その基端部が第１リンク５ａの先端部と連結されていて、回転関節Ｊ２により、回転軸線Ｌ２回りに回動することができる。

第２リンク５ｂの先端部には、直動関節Ｊ３を介して、第１リスト部１７Ａが第２リンク５ｂに対し昇降移動可能に連結されている。第１リスト部１７Ａの下端部には、回転関節Ｊ４が設けられていて、回転関節Ｊ４の下端部には、第１装着部２０Ａが設けられている。

第１装着部２０Ａは、第１ハンド１８Ａを着脱可能に構成されている。具体的には、例えば、第１装着部２０Ａは、その間隔が調整可能に構成されている、一対の棒部材を有していて、当該一対の棒部材により、第１ハンド１８Ａを挟み込むことにより、第１ハンド１８Ａを第１リスト部１７Ａに装着することができる。これにより、第１ハンド１８Ａは、回転関節Ｊ４により、回転軸線Ｌ３回りに回動することができる。なお、棒部材は先端部分が折れ曲がっていてもよい。また、第１ハンド１８Ａの構造については、後述する。

また、第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂの各関節Ｊ１～Ｊ４には、それぞれ、各関節が連結する２つの部材を相対的に回転又は昇降させるアクチュエータの一例としての駆動モータが設けられている（図示せず）。駆動モータは、例えば、制御装置１１０によってサーボ制御されるサーボモータであってもよい。また、各関節Ｊ１～関節Ｊ４には、それぞれ、駆動モータの回転位置を検出する回転センサ（図示せず）と、駆動モータの回転を制御する電流を検出する電流センサ（図示せず）と、が設けられている。回転センサは、例えば、エンコーダであってもよい。

図２に示すように、制御装置１１０は、演算処理器１１０ａ、記憶器１１０ｂ、及び入力器１１０ｃを備えている。演算処理器１１０ａは、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ等で構成されていて、記憶器１１０ｂに記憶されている基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、ロボットシステム１００の各種動作を制御する。

記憶器１１０ｂは、基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。記憶器１１０ｂは、単一である必要はなく、複数の記憶器（例えば、ランダムアクセスメモリ及びハードディスクドライブ）として構成されてもよい。演算処理器１１０ａがマイクロコンピュータで構成されている場合には、記憶器１１０ｂの少なくとも一部がマイクロコンピュータの内部メモリとして構成されてもよいし、独立したメモリとして構成されてもよい。

入力器１１０ｃは、演算処理器１１０ａに対して、ロボットシステム１００の制御に関する各種パラメータ、あるいはその他のデータ等を入力可能とするものであり、キーボード、タッチパネル、ボタンスイッチ群等の公知の入力装置で構成されている。本実施の形態１では、例えば、ワーク１０３の保持条件（ワーク１０３の重量等）、容器内に収納するワーク１０３の個数等のデータが入力器１１０ｃにより入力可能となっていてもよい。

なお、制御装置１１０は、集中制御する単独の制御装置１１０によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置１１０によって構成されていてもよい。また、制御装置１１０は、マイクロコンピュータで構成されていてもよく、ＭＰＵ、ＰＬＣ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、論理回路等によって構成されていてもよい。

次に、図３～図５を参照しながら、第１アーム１３Ａの第１ハンド１８Ａについて、詳細に説明する。なお、第２アーム１３Ｂの第２ハンド１８Ｂは、第１ハンド１８Ａと基本的構成は同じであるので、その詳細な説明は省略する。

図３は、図１に示すロボットにおける第１ハンドの上面の概略構成を示す模式図である。図４は、図１に示すロボットにおける第１ハンドの背面の概略構成を示す模式図である。図５は、図１に示すロボットにおける第１ハンドの要部の概略構成を示す模式図である。

なお、図３～図５においては、それぞれ、ロボット（第１ハンド）における前後方向、左右方向、及び上下方向を図における前後方向、左右方向、及び上下方向として表している。また、図３及び図５においては、ワークの記載を省略している。

図３～図５に示すように、第１アーム１３Ａの第１ハンド１８Ａは、本体８１、ベース部材８２、リンク機構（第１リンク機構）８３、及び複数の吸着部８Ａ～８Ｈを有している。なお、吸着部８Ａ～８Ｈについて、区別しない場合には、吸着部８と称する場合がある。

本体８１は、本実施の形態１においては、筐体で構成されていて、その下端部には、ベース部材８２が設けられている。ベース部材８２は、上下方向から見て、略Ｔ字状に形成されている。また、ベース部材８２の下方には、左右方向に進退可能に構成されているリンク機構８３が配置されている。

ベース部材８２における上端面の右側端部には、第１機構８４が設けられている。第１機構８４は、ドラム８４Ａとテープ８４Ｂを有している。ドラム８４Ａには、ゼンマイバネ（巻きバネ；図示せず）が内装されている。テープ８４Ｂの基端部は、ゼンマイバネに接続されていて、テープ８４Ｂの先端部は、第１固定部材７１に固定されている。第１固定部材７１は、後述するリニアガイド３０の第１ガイド部材３１を介して、リンク機構８３に接続されている。これにより、伸長した状態のリンク機構８３を、ゼンマイバネのバネ力により、退行させることができる。

また、ベース部材８２における上端面の略中央部には、第１ストッパ４１が設けられている。第１ストッパ４１は、略Ｌ字状の第２固定部材４２と直動アクチュエータ４３を有している。直動アクチュエータ４３は、本実施の形態１においては、シリンダ、ピストン、及びピストンを進退駆動させる駆動機構を有している。

第１ストッパ４１は、直動アクチュエータ４３の先端面が、テープ８４Ｂの主面と当接して、押圧することにより、直動アクチュエータ４３の先端面と第２固定部材４２の主面でテープ８４Ｂを挟み込むように構成されている。

これにより、ゼンマイバネのバネ力により、退行するテープ８４Ｂを停止させることができる。このため、リンク機構８３を任意の長さに設定（任意の長さで維持）することができ、左右方向に隣接する吸着部８、８間の間隔を任意の長さに設定することができる。

なお、直動アクチュエータ４３は、テープ８４Ｂを挟み込むことにより発生する摩擦力が、ゼンマイバネのバネ力よりも大きくなるように構成されていればよいので、駆動機構として、小型のモータを使用することができる。このため、第１ハンド１８Ａの重量の増加を抑制することができ、従来のロボットシステムに比して、重量の大きいワークを保持し、搬送することができる。

さらに、ベース部材８２の下端面には、第３固定部材７３とリニアガイド３０が設けられている。第３固定部材７３には、後述するリンク機構８３の第１軸部材８３１の先端部が嵌合されている。

リニアガイド３０は、第１ガイド部材３１、第２ガイド部材３２、及びレール部材３３を有している。レール部材３３は、左右方向に延伸するように形成されていて、第１ガイド部材３１及び第２ガイド部材３２をガイドするように構成されている。

第１ガイド部材３１及び第２ガイド部材３２の前面には、第２ストッパ５２が設けられている。第２ストッパ５２は、棒状の第１部材５２Ａと箱状の第２部材５２Ｂを有していて、第１部材５２Ａの先端が、第２部材５２Ｂと当接することにより、テープ８４Ｂの退行を停止するように構成されている。また、第１部材５２Ａの長さは、隣接する吸着部８、８が接触しないように、予め設定されている。

また、第２ガイド部材３２には、後述するリンク機構８３の第２軸部材８３２の先端部が嵌合されていて、第１ガイド部材３１には、リンク機構８３の第３軸部材８３３の先端部が嵌合されている。

リンク機構８３は、本実施の形態１においては、パンタグラフ機構を採用していて、短冊状のリンク部材８３Ａ～８３Ｆと、第１軸部材８３１～第３軸部材８３３と、を有している。なお、リンク機構８３としては、レール機構を採用し、２つの吸着部８、８間の間隔を変更する構成を採用してもよい。

リンク部材８３Ａとリンク部材８３Ｂは、上下方向から見て、Ｘ字状に配置されていて、リンク部材８３Ａとリンク部材８３Ｂの交差部分には、第１軸部材８３１が挿通されている。同様に、リンク部材８３Ｃとリンク部材８３Ｄも、上下方向から見て、Ｘ字状に配置されていて、リンク部材８３Ｃとリンク部材８３Ｄの交差部分には、第２軸部材８３２が挿通されている。さらに、リンク部材８３Ｅとリンク部材８３Ｆも、上下方向から見て、Ｘ字状に配置されていて、リンク部材８３Ｅとリンク部材８３Ｆの交差部分には、第３軸部材８３３が挿通されている。

リンク部材８３Ａ～リンク部材８３Ｄは、それぞれ、右側端部で屈曲していて、右側端（基端）には、吸着部８が設けられている。また、リンク部材８３Ｅとリンク部材８３Ｆは、それぞれ、右側端部と左側端部の両方で屈曲していて、右側端及び左側端（基端及び先端）には、吸着部８が設けられている。また、吸着部８の先端部（下端部）には、円錐台状の吸着パッド８０が設けられている。

リンク部材８３Ａの先端部は、軸部材８３０Ｂにより、リンク部材８３Ｄの屈曲部と回動自在に接続されている。同様に、リンク部材８３Ｂの先端部は、軸部材８３０Ａにより、リンク部材８３Ｃの屈曲部と回動自在に接続されている。

リンク部材８３Ｃの先端部は、軸部材８３０Ｄにより、リンク部材８３Ｆの右側屈曲部と回動自在に接続されている。同様に、リンク部材８３Ｄの先端部は、軸部材８３０Ｃにより、リンク部材８３Ｅの右側屈曲部と回動自在に接続されている。

リンク部材８３Ｆの左側屈曲部には、Ｌ字状の第１接続部材９１が設けられている。第１接続部材９１の先端部には、ピン状の第１係合部（係合部）９１Ａが設けられている。また、リンク部材８３Ｅの左側屈曲部には、Ｌ字状の第２接続部材９２が設けられている。第２接続部材９２の主面には、孔が形成されていて、当該孔が第１被係合部（被係合部）９１Ｂを構成する。

なお、図８等に示すように、第２ハンド１８Ｂにおいては、第１係合部９１Ａに代えて、第２係合部（係合部）９２Ａが設けられていて、第１被係合部９１Ｂに代えて、第２被係合部（被係合部）９２Ｂが設けられている。また、第２ハンド１８Ｂにおいては、第１ハンド１８Ａのリンク機構（第１リンク機構）８３が、第２リンク機構を構成する。

なお、本実施の形態１においては、吸着部８により、ワーク１０３を吸着保持する形態を採用したが、これに限定されない。例えば、前後方向に並ぶ、一対の爪部等により、ワーク１０３を把持する形態を採用してもよい。

また、本実施の形態１においては、複数のワーク１０３が、左右方向に並ぶように配置されている場合に、吸着部８Ａ～８Ｄ（８Ｅ～８Ｈ）が左右方向に並ぶように配置される構成が採用される。このため、複数のワーク１０３が、前後方向に並ぶように配置されている場合には、吸着部８Ａ～８Ｄ（８Ｅ～８Ｈ）が前後方向に並ぶように配置される構成が採用される。

さらに、本実施の形態１に係るロボットシステム１００では、第１ハンド１８Ａが、第１係合部９１Ａ及び第１被係合部９１Ｂを有し、第２ハンド１８Ｂが、第２係合部９２Ａ及び第２被係合部９２Ｂを有する形態を採用したが、これに限定されない。第１ハンド１８Ａが、第１係合部９１Ａを有し、第２ハンド１８Ｂが、第２被係合部９２Ｂを有する形態を採用してもよい。

［ロボットシステムの動作及び作用効果］
次に、本実施の形態１に係るロボットシステム１００の動作及び作用効果について、図１～図１１を参照しながら説明する。なお、以下の動作は、制御装置１１０の演算処理器１１０ａが、記憶器１１０ｂに格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。

図６Ａ及び図６Ｂは、本実施の形態１に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャートである。図７～図１１は、図６Ａ及び図６Ｂに示すフローチャートに沿って、ロボットシステムが動作しているときのロボットの状態を示す模式図である。

まず、図７に示すように、第１ハンド１８Ａ及び第２ハンド１８Ｂは、第１部材５２Ａが第２部材５２Ｂと当接している初期状態にあるとする。なお、本実施の形態１においては、第１ハンド１８Ａ及び第２ハンド１８Ｂが初期状態にあるとき、それぞれの第１ストッパ４１が動作しているとする。すなわち、第１ストッパ４１の直動アクチュエータ４３の先端と第２固定部材４２により、テープ８４Ｂを挟んでいるとする。

そして、制御装置１１０に、作業者から、入力器１１０ｃを介して、２点鎖線で示すワーク１０３を保持して搬送する動作を実行することを示す指示情報が入力されたとする。

この場合、初期状態にある第１ハンド１８Ａ及び第２ハンド１８Ｂでは、ワーク１０３を保持することができないため、制御装置１１０は、以下の動作を実行する。

まず、制御装置１１０は、第１ハンド１８Ａの第１係合部９１Ａと第２ハンド１８Ｂの第２被係合部９２Ｂとが係合し、第２ハンド１８Ｂの第２係合部９２Ａと第１ハンド１８Ａの第１被係合部９１Ｂとが係合するように、第１アーム１３Ａ及び／又は第２アーム１３Ｂを動作させる（ステップＳ１０１）。

具体的には、制御装置１１０は、第１ハンド１８Ａ及び第２ハンド１８Ｂが互いに近接するように、第１アーム１３Ａ及び／又は第２アーム１３Ｂを動作させる。ついで、制御装置１１０は、ピン状の第１係合部９１Ａ及び第２係合部９２Ａが、それぞれ、第２被係合部９２Ｂ及び第１被係合部９１Ｂを構成する孔に挿通されるように、第１アーム１３Ａ及び／又は第２アーム１３Ｂを動作させる。

次に、制御装置１１０は、第１ハンド１８Ａの第１ストッパ４１を解除させる（ステップＳ１０２）。具体的には、制御装置１１０は、第１ストッパ４１のピストンの先端が後退するように、直動アクチュエータ４３を駆動させて、ピストンの先端をテープ８４Ｂから離間させる。

次に、制御装置１１０は、隣接する吸着部８、８間の間隔を変更するように、第１アーム１３Ａを動作させる（ステップＳ１０３）。すなわち、本実施の形態１に係るロボットシステム１００では、第１ハンド１８Ａを保持している第１アーム１３Ａが、第１ハンド１８Ａの隣接する吸着部８、８間の間隔を変更する、アクチュエータとして機能している。

次に、制御装置１１０は、吸着部８、８間の間隔が、ワーク１０３の大きさに対応することができる長さになると、第１ハンド１８Ａの第１ストッパ４１を動作させる（ステップＳ１０４）。

なお、ワーク１０３の大きさに対応することができる、吸着部８、８間の間隔は、予め実験等により設定されていて、当該間隔は、記憶器１１０ｂに記憶されている。

次に、制御装置１１０は、第２ハンド１８Ｂの第１ストッパ４１を解除させる（ステップＳ１０５）。

次に、制御装置１１０は、隣接する吸着部８、８間の間隔を変更するように、第２アーム１３Ｂを動作させる（ステップＳ１０６）。ついで、制御装置１１０は、吸着部８、８間の間隔が、ワーク１０３の大きさに対応することができる長さになると、第２ハンド１８Ｂの第１ストッパ４１を動作させる（ステップＳ１０７）。

次に、制御装置１１０は、第１ハンド１８Ａの第１係合部９１Ａと第２ハンド１８Ｂの第２被係合部９２Ｂとの係合、及び第２ハンド１８Ｂの第２係合部９２Ａと第１ハンド１８Ａの第１被係合部９１Ｂとの係合を解除するように、第１アーム１３Ａ及び／又は第２アーム１３Ｂを動作させる（ステップＳ１０８）。

次に、制御装置１１０は、ワーク１０３を搬送するように、ロボット１０１（第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂ）を動作させる（ステップＳ１０９）。

具体的には、制御装置１１０は、第１ハンド１８Ａ及び第２ハンド１８Ｂが、ワーク１０３の上方に位置するように、第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂを動作させる。ついで、制御装置１１０は、真空発生装置２５を動作させ、開閉弁９４Ａ及び開閉弁９４Ｂの弁体を開放させる。そして、制御装置１１０は、吸着部８がワーク１０３と当接するように、第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂを動作させる。これにより、吸着部８が、ワーク１０３を吸着保持することができる。

ついで、制御装置１１０は、第１アーム１３Ａ及び第２アーム１３Ｂを動作させて、ワーク１０３を予め設定されている所定の位置まで搬送させる。ついで、制御装置１１０は、開閉弁９４Ａ及び開閉弁９４Ｂの弁体を閉止させて、ワーク１０３を解放する。

次に、制御装置１１０は、入力器１１０ｃから搬送しているワーク１０３の種類、大きさ、又は重量等を変更する指令が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。このとき、制御装置１１０は、例えば、図１１に示すワーク１０３Ａのように、図７に示すワーク１０３よりも幅寸法が大きいワークを搬送する指令が、入力器１１０ｃから入力されたか、否かを判定する。

制御装置１１０は、入力器１１０ｃから搬送しているワーク１０３の種類等を変更する指令が入力されたと判定した場合（ステップＳ１１０でＹｅｓ）には、第１ハンド１８Ａ及び第２ハンド１８Ｂの第１ストッパ４１を解除させ、第１ハンド１８Ａ及び第２ハンド１８Ｂを初期状態に戻し（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０１の処理に戻る。

一方、制御装置１１０は、入力器１１０ｃから搬送しているワーク１０３の種類等を変更する指令が入力されていないと判定した場合（ステップＳ１１０でＮｏ）には、ワーク１０３の搬送が終了したか否かを判定する（ステップＳ１１２）。

制御装置１１０は、ワーク１０３の搬送が終了していないと判定した場合（ステップＳ１１２でＮｏ）には、ワーク１０３の搬送が終了したと判定するまで、ステップＳ１０９～ステップＳ１１２の処理を繰り返す。

一方、制御装置１１０は、ワーク１０３の搬送が終了したと判定した場合（ステップＳ１１２でＹｅｓ）には、本プログラムを終了する。

このように構成された、本実施の形態１に係るロボットシステム１００では、第１ハンド１８Ａ及び第２ハンド１８Ｂには、吸着部８（第１保持部及び第２保持部）の間隔を変更するためのアクチュエータを設けていないので、従来のロボットシステムに比して、重量の大きいワークを保持し、搬送することができる。

また、本実施の形態１に係るロボットシステム１００では、第１ハンド１８Ａ及び第２ハンド１８Ｂに設けられている、直動アクチュエータ４３は、テープ８４Ｂを挟み込むことにより発生する摩擦力が、ゼンマイバネのバネ力よりも大きくなるように構成されている。

このため、直動アクチュエータ４３の駆動機構として、小型のモータを使用することができる。これにより、第１ハンド１８Ａ又は第２ハンド１８Ｂの重量の増加を抑制することができ、従来のロボットシステムに比して、重量の大きいワークを保持し、搬送することができる。

さらに、本実施の形態１に係るロボットシステム１００では、第１ハンド１８Ａ及び第２ハンド１８Ｂに、第２ストッパ５２が設けられている。これにより、第１ストッパ４１を解除したときに、隣接する吸着部８、８の接触を抑制することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態２に係るロボットシステムは、実施の形態１に係るロボットシステムにおいて、第１アームを有する第１ロボットと、第２アームを有する第２ロボットと、を備える。

以下、本実施の形態２に係るロボットシステムの一例について、図１２を参照しながら説明する。

図１２は、本実施の形態２に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。

図１２に示すように、本実施の形態２に係るロボットシステム１００は、２台のロボット１０１Ａ、１０１Ｂを備えている。ロボット１０１Ａは、第１ハンド１８Ａが接続されている第１アーム１３Ａを有していて、ロボット１０１Ｂは、第２ハンド１８Ｂが接続されている第２アーム１３Ｂを有している。

なお、ロボット１０１Ａ、１０１Ｂは、本実施の形態２においては、公知の垂直多関節型のロボットを採用しているため、その詳細な説明は省略する。また、本実施の形態２においては、垂直多関節型のロボットを採用したが、これに限定されず、水平多関節型等の他のロボットを採用してもよい。

また、本実施の形態２においては、１台の制御装置１１０により、ロボット１０１Ａ、１０１Ｂを制御する形態を採用したが、これに限定されず、複数の制御装置１１０により、ロボット１０１Ａ、１０１Ｂを制御する形態を採用してもよい。

このように構成された、本実施の形態２に係るロボットシステム１００であっても、実施の形態１に係るロボットシステム１００と同様の作用効果を奏する。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良又は他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明に係るロボットシステム及びその運転方法は、従来のロボットシステムに比して、重量の大きいワークを保持し、搬送することができるため、産業ロボットの分野において有用である。

５ａ第１リンク
５ｂ第２リンク
８吸着部
８Ａ吸着部
８Ｂ吸着部
８Ｃ吸着部
８Ｄ吸着部
８Ｅ吸着部
８Ｆ吸着部
８Ｇ吸着部
８Ｈ吸着部
１２台車
１３Ａ第１アーム
１３Ｂ第２アーム
１５Ａ第１アーム部
１５Ｂ第２アーム部
１６基軸
１７Ａ第１リスト部
１７Ｂ第２リスト部
１８Ａ第１ハンド
１８Ｂ第２ハンド
２０Ａ第１装着部
２０Ｂ第２装着部
２５真空発生装置
３０リニアガイド
３１第１ガイド部材
３２第２ガイド部材
３３レール部材
４１第１ストッパ
４２第２固定部材
４３直動アクチュエータ
５２第２ストッパ
５２Ａ第１部材
５２Ｂ第２部材
７１第１固定部材
７３第３固定部材
８０吸着パッド
８１本体
８２ベース部材
８３リンク機構
８３Ａリンク部材
８３Ｂリンク部材
８３Ｃリンク部材
８３Ｄリンク部材
８３Ｅリンク部材
８３Ｆリンク部材
８４第１機構
８４Ａドラム
８４Ｂテープ
９１第１接続部材
９１Ａ第１係合部
９１Ｂ第１被係合部
９２第２接続部材
９２Ａ第２係合部
９２Ｂ第２被係合部
９３Ａ配管
９３Ｂ配管
９４Ａ開閉弁
９４Ｂ開閉弁
１００ロボットシステム
１０１ロボット
１０１Ａロボット
１０１Ｂロボット
１０３ワーク
１０３Ａワーク
１１０制御装置
１１０ａ演算処理器
１１０ｂ記憶器
１１０ｃ入力器
８３０Ａ軸部材
８３０Ｂ軸部材
８３０Ｃ軸部材
８３０Ｄ軸部材
８３１第１軸部材
８３２第２軸部材
８３３第３軸部材
Ｊ１回転関節
Ｊ２回転関節
Ｊ３直動関節
Ｊ４回転関節
Ｌ１回転軸線
Ｌ２回転軸線
Ｌ３回転軸線

Claims

複数の第１保持部と、当該複数の第１保持部の間隔を変動させるように構成されている第１リンク機構と、係合部を有する第１ハンドと、
複数の第２保持部と、当該複数の第２保持部の間隔を変動させるように構成されている第２リンク機構と、被係合部と、を有する第２ハンドと、
前記第１ハンドが接続されている第１アームと、
前記第２ハンドが接続されている第２アームと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記係合部が前記被係合部と係合するように、前記第１アーム及び／又は前記第２アームを動作させる（Ａ）と、
前記（Ａ）の後に、複数の第１保持部の間隔を変動させるように、前記第１アームを動作させる（Ｂ）と、を実行するように構成されている、ロボットシステム。
前記制御装置は、前記（Ｂ）の後に、複数の第２保持部の間隔を変動させるように、前記第２アームを動作させる（Ｃ）をさらに実行するように構成されている、請求項１に記載のロボットシステム。
前記第１アーム及び前記第２アームを有する双腕ロボットを備える、請求項１又は２に記載のロボットシステム。
前記第１アームを有する第１ロボットと、
前記第２アームを有する第２ロボットと、を備える、請求項１又は２に記載のロボットシステム。
前記第１ハンドは、被係合部をさらに有し、
前記第２ハンドは、係合部をさらに有し、
前記制御装置は、前記（Ａ）において、前記第１ハンドの前記係合部が前記第２ハンドの前記被係合部と係合し、前記第２ハンドの前記係合部が前記第１ハンドの前記被係合部と係合するように、前記第１アーム及び／又は前記第２アームを動作させるように構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載のロボットシステム。
ロボットシステムの運転方法であって、
前記ロボットシステムは、
複数の第１保持部と、当該複数の第１保持部の間隔を変動させるように構成されている第１リンク機構と、係合部と、を有する第１ハンドと、
複数の第２保持部と、当該複数の第２保持部の間隔を変動させるように構成されている第２リンク機構と、被係合部と、を有する第２ハンドと、
前記第１ハンドが接続されている第１アームと、
前記第２ハンドが接続されている第２アームと、を備え、
前記係合部が前記被係合部と係合するように、前記第１アーム及び／又は前記第２アームが動作する（Ａ）と、
前記（Ａ）の後に、複数の第１保持部の間隔を変動させるように、前記第１アームが動作する（Ｂ）と、備える、ロボットシステムの運転方法。
前記（Ｂ）の後に、複数の第２保持部の間隔を変動させるように、前記第２アームが動作する（Ｃ）をさらに備える、請求項６に記載のロボットシステムの運転方法。
前記第１アーム及び前記第２アームを有する双腕ロボットを備える、請求項６又は７に記載のロボットシステムの運転方法。
前記第１アームを有する第１ロボットと、
前記第２アームを有する第２ロボットと、を備える、請求項６又は７に記載のロボットシステムの運転方法。
前記第１ハンドは、被係合部をさらに有し、
前記第２ハンドは、係合部をさらに有し、
前記（Ａ）において、前記第１ハンドの前記係合部が前記第２ハンドの前記被係合部と係合し、前記第２ハンドの前記係合部が前記第１ハンドの前記被係合部と係合するように、前記第１アーム及び／又は前記第２アームが動作する、請求項６～９のいずれか１項に記載のロボットシステムの運転方法。