JPH05104391A - ロボツトを用いた扉開閉制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＮＣ加工機を覆うハウジングの被加工物取り
出し用の扉を開閉するために特別なアクチュエータを設
ける必要がないＮＣ加工機の扉開閉制御装置を提供する
こと。 【構成】 ＮＣ加工機はハウジング１により覆われてお
り、その前面に被加工物取り出し用の扉５が開閉可能に
設けられている。その開閉方向に沿って横移動可能に被
加工物交換用の多関節ロボット９が設けられている。こ
の横移動機能は縦横方向に被加工物が配列されたストッ
クテーブル上の所定の被加工物をロボットハンドにより
把持するため備えられている。この多関節ロボット９に
は、扉５に設けられたドグ４５を検出するセンサ３９
と、そのドグ４５を検出した時に扉５を連結するエアシ
リンダ４３とが設けられ、多関節ロボット９の横移動に
より扉５が開閉される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行軸上を移動するロ
ボットを使用して、例えばＮＣ加工機等の扉の開閉を行
なう扉開閉制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えばＮＣ加工機等には、加
工中に潤滑油や切り屑などが周囲に飛散しない様に、Ｎ
Ｃ加工機全体を覆うハウジングが設けられており、この
ハウジングには、ロボットを使用して被加工物を出し入
れするために、スライド扉などの大型の扉が設けられて
いる。

【０００３】前記ロボットは、複数のアームを備えた多
関節ロボットであり、通常は扉の近傍に配置されて、ア
ーム先端の把持部で被加工物を掴んで、被加工物を外部
からハウジング内の作業位置に配置したり、或は作業済
みの被加工物をハウジング外に移動する動作を行なう。

【０００４】そして、この多関節ロボットで被加工物を
移動する場合には、被加工物及びアームが出入りするた
めに前記の様な大型の扉を開閉する必要があるが、その
際には、扉に取り付けられた大型のエアシリンダや扉の
開端や終端を検出するセンサによって、扉の開閉動作の
制御を行なっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た装置では、ロボットのアームが出入りする大きな扉を
開閉するために、大型のエアシリンダやエアシリンダを
駆動する装置が別途必要であり、また、センサも扉の開
端や終端を検出するために少なくとも２個は必要である
ので、装置構成が複雑となりコストも上昇するという問
題があった。

【０００６】更に、この様なエアシリンダを使用して扉
を開閉する装置では、扉の開閉速度等の精密な制御がで
きず、よって被加工物をロボットで移動させるための時
間（サイクルタイム）を短縮できないという問題があっ
た。本発明は、前記課題を解決するためになされ、ロボ
ットを利用した簡単な装置構成で、迅速かつ好適に扉の
開閉制御ができる扉開閉制御装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、図１に例示する様に、走行軸Ｍ１に沿っ
て本体が移動するロボットＭ２と、該ロボットＭ２の走
行位置に対応して配置された扉Ｍ３と、該扉Ｍ３の位置
を検出するセンサＭ４と、該センサＭ４によって前記扉
Ｍ３の位置を検出した場合には、前記ロボットＭ２と扉
Ｍ３とを連結する連結制御手段Ｍ５と、該連結制御手段
Ｍ５によって前記ロボットＭ２と扉Ｍ３とを連結した場
合には、前記走行軸Ｍ１に沿ってロボットＭ２を移動さ
せて扉Ｍ３の開閉を行なう開閉制御手段Ｍ６と、を備え
たことを特徴とするロボットを用いた扉開閉制御装置を
要旨とする。

【０００８】

【作用】本発明では、ロボットＭ２は走行軸Ｍ１に沿っ
てその本体が移動するものであり、扉Ｍ３はロボットＭ
２の走行位置に対応して配置されて、センサＭ４はこの
扉Ｍ３の位置を検出する。

【０００９】そして、センサＭ４によって扉Ｍ３の位置
を検出した場合には、連結制御手段Ｍ５によって、ロボ
ットＭ２と扉Ｍ３とを連結し、この連結制御手段Ｍ５に
よってロボットＭ２と扉Ｍ３とを連結した場合には、開
閉制御手段Ｍ６によって、走行軸Ｍ１に沿ってロボット
Ｍ２を移動させて扉Ｍ３の開閉を行なう。

【００１０】つまり、本発明は、ロボットＭ２の移動動
作を利用して扉Ｍ３の開閉制御を行なうものである。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を具体化したロボットを用いた
扉開閉制御装置の実施例を、図面に基づいて説明する。
まず、図２及び図３に基づいて、ＮＣ加工機の扉の開閉
制御を行なう扉開閉制御装置について説明する。

【００１２】図２に示す様に、ＮＣ加工機は、その周囲
を覆うハウジング１内に格納されており、このハウジン
グ１の正面には、左右方向に移動して開口部３を開閉す
る扉５が取り付けられている。また、ハウジング１の正
面には、被加工物（ワーク）７（図７）の移動及び扉５
の開閉を行なう多関節ロボット９が取り付けられてい
る。

【００１３】この多関節ロボット９は、扉５の下方に配
置されてロボット本体１０が左右方向に移動するもので
あり、ロボット本体１０を移動させる摺動機構１１と、
摺動機構１１上を移動するスライダ１３と、スライダ１
３上に設けられて動作する第１及び第２アーム１５，１
７とを備えている。

【００１４】前記摺動機構１１は、扉５の移動方向と平
行に配置されてスライダ１３を案内する２本の走行軸
（ガイド）１９ａ，１９ｂ（１９と総称する）と、両ガ
イド１９の間に配置されてスライダ１３を移動させるボ
ール螺子機構２１と、ボール螺子機構２１の右端部に配
置されて該機構２１を駆動するスライダ用モータ２３
（図４）とを備えている。

【００１５】スライダ１３は、ボール螺子機構２１と噛
み合って左右方向に移動する基台であり、この内部に第
１関節部２５の図示しないギアを介して第１アーム１５
を駆動する第１アーム用モータ２７（図４）が配置され
ている。この第１アーム１５内には、第２関節部２９の
図示しないギアを介して第２アーム１７を駆動する第２
アーム用モータ３１（図４）が配置され、また、第２ア
ーム１７内には、第３関節部３３の図示しないギアを介
してハンド部３５を駆動するハンド部用モータ３７（図
４）が配置されている。尚、前記各モータ２３，２７，
３１，３７に対応して、その回転位置及び原点を検出す
るために、エンコーダ２３ａ，２７ａ，３１ａ，３７ａ
及び原点センサ２３ｂ，２７ｂ，３１ｂ，３７ｂ（図
４）が各々配置されている。

【００１６】更に、前記第１関節部２５の扉５側には、
図３に示す様に、磁気の変化によって部材の接近を感知
する近接センサ３９と、矢印Ａ，Ｂ方向に移動可能なロ
ッド４１を備えたエアシリンダ４３が取り付けられてい
る。一方、扉５側には、前記近接センサ３９と対応する
位置に位置検出用ドグ４５が配置され、更にこの扉５に
は、近接センサ３９が位置検出用ドグ４５を検出した時
にロッド４１と向い合う位置に、ロッド４１が挿通可能
な連結孔４７が形成されている。

【００１７】そして、上述した構造の多関節ロボット９
を制御するために、図４に示す様な電子制御装置（ＥＣ
Ｕ）５１が使用されている。このＥＣＵ５１は、周知の
ＣＰＵ５１ａ，ＲＯＭ５１ｂ，ＲＡＭ５１ｃを論理演算
回路の中心として構成され、外部機器との入出力を行う
入出力部５１ｄ等をコモンバス５１ｅを介して相互に接
続されている。そして、この入出力部５１ｄには、前記
エンコーダ２３ａ，２７ａ，３１ａ，３７ａ，原点セン
サ２３ｂ，２７ｂ，３１ｂ，３７ｂ，近接センサ３９と
ともに、図示しない駆動回路を介して各モータ２３，２
７，３１，３７やエアシリンダ４３が接続されている。

【００１８】次に、本実施例の扉開閉制御装置の動作
を、図５のフローチャート，図６及び図７の扉５及び多
関節ロボット９の動作の説明図に基づいて説明する。ま
ず、ステップ１００にて、多関節ロボット９のアーム１
５，１７を待機位置（原点位置）に移動して、ステップ
１１０にて、スライダ用モータ２３を駆動し、ロボット
本体１０をガイド１９に沿って、図６（Ａ）に示す様
に、扉５の閉端位置（初期位置）に移動する。

【００１９】次いで、ステップ１２０にて、扉５の開端
方向（矢印Ｃ方向）に多関節ロボット９を低速で移動す
るとともに、ステップ１３０にて、近接センサ３９がオ
ンか否か、即ち位置検出用ドグ４５を検出したか否かを
判定する。ここで肯定判断されるとステップ１４０に進
み、一方否定判断されるとステップ１２０に戻る。尚、
扉５が既に閉まっている場合には、ステップ１２０の移
動が開始されると同時に、ステップ１３０で近接センサ
３９がオンされる。

【００２０】ステップ１４０では、エアシリンダ４３を
駆動し、そのロッド４１を連結孔４７に挿入して、多関
節ロボット９と扉５との接続を行なう。続くステップ１
５０では、図６（Ｂ）に示す様に、多関節ロボット９と
扉５とが一体に接続された状態で、多関節ロボット９を
矢印Ｃ方向に早送りして扉５を開け、開口部３を広げ
る。

【００２１】ステップ１６０では、図６（Ｃ）に示す様
に、多関節ロボット９をロボット侵入位置で停止させ
る。続くステップ１７０にて、図７に示す様に、アーム
１５，１７及びハンド部３５をハウジング１内に移動さ
せて、ワーク７の交換の動作を行なう。

【００２２】そして、ワーク７の交換の後、ステップ１
８０にて、多関節ロボット９のアーム１５，１７を待機
位置に移動し、ステップ１９０にて、扉５とともに多関
節ロボット９を、扉５の閉端位置まで高速で移動する。
続くステップ２００にて、エアシリンダ４３をオフし
て、多関節ロボット９と扉５との接続を解消し、一旦本
処理を終了する。

【００２３】この様に本実施例の扉開閉制御装置は、扉
５の下方に取り付けられたガイド１９に沿って移動する
多関節ロボット９の動作を利用して、扉５の開閉動作を
行なうので、従来の様に扉５を開閉するための大型のエ
アシリンダを必要とすることがなく、その機構が簡単で
あり、コストも低減できるという効果がある。

【００２４】また、扉５の開閉制御を行なう際のスピー
ドは、多関節ロボット９の左右に移動する動作で制御で
きるので、作業動作の迅速化や精密な制御を行なうこと
ができるという利点がある。更に、仮に扉５が半開きの
状態で停止している場合でも、多関節ロボット９が扉５
の開端方向に移動して、近接センサ３９によって扉５の
位置を正確に検出するので、その後の扉５の開閉の制御
を迅速にできるという顕著な効果がある。

【００２５】尚、本発明は前述の実施例に何等限定され
ることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に於て変更
可能である。例えば、扉５の移動方向は、左右方向に限
らず、例えば上下方向等の様々な方向が採用でき、それ
に応じてガイド１９の配置方向を設定してもよい。ま
た、扉５の種類は、スライド扉が構成が簡単であるので
好ましいが、それ以外にも、回動や折れ曲がる扉等も採
用できることは勿論である。

【００２６】更に、扉５の位置を検出するセンサとして
は、近接センサ３９の以外にリミットスイッチや光電効
果を利用したセンサなど各種のセンサを使用することが
できる。その上、センサの取り付け位置も扉５側であっ
てもよく、特に限定はない。また、扉５と多関節ロボッ
ト９を接続する構成は、エアシリンダ４３以外にも把持
する機構や電磁石等各種の機構を採用でき、取り付け位
置も扉５側であってもよく、その位置に特に限定はな
い。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したことから明らかな様に、本
発明は、センサによって扉の位置を検出した場合には、
連結制御手段によってロボットと扉とを連結し、開閉制
御手段によって走行軸に沿ってロボットを移動させて、
扉の開閉動作を行なうものであるので、開閉動作を迅速
にかつ精密に制御することができるという効果がある。

【００２８】また、扉が途中で停止している場合でも、
センサによって扉の位置を検出して、正確に扉の開閉制
御ができるという利点がある。更に、従来の様に扉を駆
動するエアシリンダを使用する必要がなく、ロボットの
移動動作を利用して扉の開閉を行なうことができるの
で、装置構成が簡単になり、コストも低減できるという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的構成を例示するブロック図であ
る。

【図２】本実施例の扉開閉制御装置の正面図である。

【図３】本実施例の扉開閉制御装置の一部を破断して示
す右側面図である。

【図４】本実施例の電気的構成を示すブロック図であ
る。

【図５】本実施例の動作を説明するためのフローチャー
トである。

【図６】本実施例の扉の開閉動作を示す説明図である。

【図７】本実施例の多関節ロボットの動作を示す説明図
である。

【符号の説明】

１…ハウジング ５…扉 ７…被加工物 ９…多関節ロボット １５，１７…アーム １９ａ，１９ｂ，１９…
走行軸（ガイド）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行軸に沿って本体が移動するロボット
   と、 該ロボットの走行位置に対応して配置された扉と、 該扉の位置を検出するセンサと、 該センサによって前記扉の位置を検出した場合には、前
   記ロボットと扉とを連結する連結制御手段と、 該連結制御手段によって前記ロボットと扉とを連結した
   場合には、前記走行軸に沿ってロボットを移動させて扉
   の開閉を行なう開閉制御手段と、 を備えたことを特徴とするロボットを用いた扉開閉制御
   装置。