JPH05274017A - 部分的自動運転システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワーク落下等のエラーの復帰の際に１回のス
イッチ操作で部分的に自動運転ができるようにする。 【構成】 ねじ締めハンド２が動作シーケンスのステッ
プ間でねじを落下させた場合には、真空スイッチ９が作
動し、自動機１００は停止する。オペレータがスイッチ
２３を操作すると、指令信号Ｃ₃ がＣＰＵ１１に送信さ
れる。ＣＰＵ１１は、指令信号Ｃ₃ に応じてねじ再取出
しのための駆動信号Ｄ₃ をロボット１に送信する。その
結果、ロボット１はねじパレット方向へ移動し、ねじ締
めハンド２は再びねじを吸着する。これにより、自動機
１００は再起動可能状態となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一連のシーケンスに
従い組み立て作業を行う自動機に適用されるシステムで
ある。

【０００２】

【従来の技術】自動機が自動運転中に例えば把持してい
たワークを落下させるという様なエラー発生により停止
した場合には、次の方式が動作シーケンス復帰方法とし
て実行されていた。即ち、オペレータは、手動操作盤を
介してマニュアルで順次各シリンダー軸とロボット本体
とを操作することにより、エラー状態を動作シーケンス
可能状態へと自動機を復帰させていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方式
は、ロボット及び各軸のワーク等との干渉を考慮しつ
つ、通常動作のシーケンスに従ったマニュアル操作が必
要であること、オペレータは実質的に２種類の操作盤
を操作する必要があることにより、操作方法が複雑であ
り、オペレータの負担が大きいという問題点を有してい
た。

【０００４】更に、信頼性試験を行う等のメンテナンス
作業のときにも、従来の方式は不便であるという問題点
を有していた。

【０００５】この発明は係る問題点を解消すべくなされ
たものであり、その目的は、エラー発生時の復帰やメン
テナンスの際に有効な動作を部分的に自動運転できるシ
ステムを自動機に備えるようにすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、（ａ）自動
機の作業続行不可能状態を検知する手段と、（ｂ）検知
手段により作業続行不可能と判断された場合に第１指令
信号を入力するための手段と、（ｃ）該当する軸又はロ
ボットを部分的にサイクル動作させるための第２指令信
号を第１指令信号に応じて当該軸又はロボットに発する
手段とを備えるようにしたものである。

【０００７】

【作用】第２指令信号が第１指令信号に応じてロボット
や軸に送信されると、当該ロボットや軸は有効な部分的
動作のみを行う。

【０００８】

【実施例】

（Ａ） 自動機の構成 （ｉ） 機械的構成 図２は、この発明の一実施例である自動機１００の概観
図である。本自動機１００は、ねじ締めを行う装置であ
って、ライン上の一装置である。

【０００９】同図に示す様に、コンベア６が自動機１０
０を貫く様に配置されており、パレット３は当該コンベ
ア６によってパレット位置決め５上に運ばれる。その
後、パレット３は、パレット位置決め５の＋Ｚ方向への
作動によりロボット原点まで上昇される。本図は、丁
度、パレット３がロボット原点にある状態を示したもの
である。

【００１０】一方、ワークＷに取付けるねじは、ねじパ
レット４の中に納められている。

【００１１】ロボット１はＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能で
あり、このロボット１にはねじ締めハンド２が取付けら
れている。ねじ締めハンド２は、後述するエアー吸入機
による吸入によってねじパレット４の中にあるねじを吸
着し、その吸着したねじによりワークＷを締め付ける働
きをなす。尚、自動機１００はシリンダ軸などの軸を多
数有しているが、図１中にはそれらの軸は複雑化を避け
るため明示されていない。

【００１２】（ｉｉ） 電気的構成 図１は、自動機１００の電気的構成を模式的に示すブロ
ック図である。同図に示す通り、ロボット１の動作は、
コンピュータ部１０とロボットコントローラ３０とによ
って制御される。但し、コンピュータ部１０とロボット
コントローラ３０とへのコマンド入力は、後述する入出
力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）を通じて行われる。

【００１３】コンピュータ部１０は、ＣＰＵ１１を中心
として、メモリ１２，入出力インターフェイス（Ｉ／
Ｏ）１３，１４，１５から構成されている。

【００１４】一方、操作盤２０は、各種スイッチ２１〜
２３を備えている。それらの内容は次の通りである。

【００１５】 スイッチ２１…通常のシーケンスを実
行するための指令信号Ｃ₁ を送信するためのスイッチ。

【００１６】 スイッチ２２…各軸４０を駆動操作す
るための指令信号Ｃ₂ をＣＰＵ１１へ送信するためのス
イッチ。

【００１７】 スイッチ２３…各軸４０やロボット１
をサイクル動作（部分的自動運転）させるための指令信
号Ｃ₃ （第１指令信号に該当）をＣＰＵ１１へ送信する
ためのスイッチ。

【００１８】尚、ねじ締めハンド２の上端にはエアー吸
入機８が設置されている。更に真空スイッチ９がハンド
２の真空状態（吸入状態）を検知しており、検知結果Ｓ
_D は、ＣＰＵ１１に送信される。

【００１９】（Ｂ） 自動機の動作 自動機１００の作業内容は予め定められており、プログ
ラムされている。プログラムの起動はスイッチ２１によ
り行う。通常のシーケンスを、図３のフローチャートに
基づいて説明する。

【００２０】 ステップＳ１ パレット待ち状態となる。即ち、パレット３がコンベア
６によりパレット位置決め５上にまで運ばれてきた時点
で、本自動機１００の実質的な動作が開始する。

【００２１】 ステップＳ２ パレット３は軸４０（シリンダ）により上昇され、パレ
ット位置決めが完了する。

【００２２】 ステップＳ３ ロボット１によるねじ取出しが行われる。即ち、予めプ
ログラムされたように、ロボット１はねじパレット４の
方向へ移動し、ねじ締めハンド２がねじパレット４上に
到達する。そして、エアー吸入機８の吸入により、ねじ
締めハンド２はねじパレット４中のねじを吸着する。

【００２３】 ステップＳ４〜Ｓ７ ロポット１はねじ締めハンド２をねじ締め位置に移動
し、ねじ締めが行われる（ステップＳ６）。なおステッ
プＳ４〜Ｓ６の間でねじの落下が発生した場合は、エラ
ー出力される（ステップＳ５）。

【００２４】ねじ締め終了後、パレット位置決めは解放
され、パレット３はコンベア６により次工程へと搬送さ
れる（ステップＳ７）。

【００２５】（Ｃ） サイクル動作（部分的自動運転） ここでは、ねじ取出し後、ねじ締め位置への搬送中にね
じ落下が発生した場合の復帰動作について述べる。

【００２６】仮にエラーが通常のシーケンスのステップ
内で発生した場合には、通常のエラー復帰動作（例え
ば、特願平３−２４５１６９号に開示された方法）によ
り、自動機１００を中断したステップから復帰させるこ
とは可能である。しかし、ステップＳ６の必ずねじが把
持されている状態にあるべきものであるのに、無くなっ
てしまった場合は、上記方法により自動機１００を再起
動することは不可能である。

【００２７】そこで、本願発明は、通常のシーケンスと
は別に、ねじの再取出しだけを行う部分的自動運転（以
下、サイクルと称す。）をシステム内に付加したもので
ある。ステップＳ６で、ねじの落下により真空スイッチ
９が作動し、検出信号Ｄ_S が（Ｉ／Ｏ）１５を介してＣ
ＰＵ１１に送信される。ＣＰＵ１１は、ロボット１及び
軸４０の動作を停止させる。ＣＰＵ１１は、エラー発生
メッセージを操作盤２０内の表示部（図示せず）へ送信
し、エラーが表示部に表示されることとなる。

【００２８】オペレータがエラー表示を確認した後、ス
イッチ２３を押すと、ねじ取出しサイクルが起動するこ
とになる。このねじ取出しサイクルは、既述した通り、
ねじパレット４よりねじを自動的に取出すものである。
本サイクルの詳細を、図４及び図５に示す。

【００２９】 ステップＴ１ オペレータがスイッチ２３をＯＮにすると、ＣＰＵ１１
は、指令信号Ｃ₃ に応じてサイクル動作のプログラムを
起動する。

【００３０】 ステップＴ２〜Ｔ３ａ これらのステップは、ＣＰＵ１１がサイクル動作の駆動
信号を発する前の準備ステップ（確認ステップ）であ
る。即ち、ＣＰＵ１１はロボット１及び各軸４０に干渉
があるか否かを判断し（ステップＴ２）、ＣＰＵ１１が
干渉有りと判断した場合には、オペレータがマニュアル
で干渉を解除する必要が生ずる（ステップＴ２ａ）。更
にＣＰＵ１１は、ロボット原点か否かを判断し（ステッ
プＴ３）、ロボット原点でないと判断した場合には、ロ
ボット原点となる様にロボット１を動作させる（ステッ
プＴ３ａ）。

【００３１】 ステップＴ４〜Ｔ５ａ ＣＰＵ１１は、ロボット１に対し駆動信号Ｄ₃ （第２指
令信号に該当）を送信する。その結果、ロボット１はね
じパレット４の方向へ移動する（ステップＴ４）。ねじ
締めハンド２がねじパレット４上に到着したか否かは、
図示しない光センサの検知信号に基づきＣＰＵ１１によ
り判断される（ステップＴ４ａ）。

【００３２】到着後は吸引ＯＮ状態となり（ステップＴ
５）、ねじの吸着状態が良好か否かが真空スイッチ９の
検知信号Ｄ_S に基づき判断される（ステップＴ５ａ）。

【００３３】 ステップＴ６〜Ｔ６ａ 吸引が完了すると、再びＣＰＵ１１よりロボット１１に
対して駆動信号Ｄ₃ が送信され、ねじ締めハンド２は再
びロボット原点へ移動する。これによりねじ取出しサイ
クルは終了し、再起動可能状態が実現されたこととな
る。

【００３４】以上の説明より明らかな通り、本願発明
は、頻繁に使用すると考えられる部分的なエラー復帰動
作を予めプログラミング化し、自動機１００内に組み込
むことによりシステム化したものである。そのため、ス
テップＳ５でエラーが発生した場合でも、１回のスイッ
チ操作により自動復帰が可能となる。

【００３５】（Ｄ） 変形例 （Ｄ−１） 変形例１ 前実施例では、ねじ締め作業におけるエラー復帰操作に
関するものであった。しかし、本願発明は、パレット上
のワークに別のワークを組立てる作業にも適用できるも
のである。その様なサイクルの一例を示したのが、図６
のフローチャートである。

【００３６】本図は、ワーク取出しサイクルを示してい
る。即ち、同一パレット上にある別のワークが落下する
というエラーが発生した場合には、当該別のワークをパ
レットから再度取り出すという部分的動作が、１回のス
イッチ操作により実行される。

【００３７】更に、ワークを組立て位置からパレット内
に戻す動作中にエラーが発生した場合にも、本願発明を
適用することができる。

【００３８】尚、上記実施例等は、第２指令信号をロボ
ットへ送信することにより部分的自動運転を行う場合に
該当していたが、これに限るものではなく、第２指令信
号をシステム中の各軸に送信することにより部分的自動
運転を行う場合にも本願発明を適用できることは明らか
である。

【００３９】（Ｄ−２） 変形例２ 本願発明は、エラー発生時の復帰システムとして用いら
れるばかりではなく、図７に示す様な作業終了後の部分
的操作にも適用可能である。

【００４０】図７はねじ戻しサイクルと称せられるもの
であり、その内容は次の通りである。即ち、前述のシー
ケンス（ステップＳ１〜Ｓ７）終了後、ねじ締めハンド
２が依然ねじを保持したままの状態である場合には、次
の新たなパレットに対する作業ができないケースが生じ
る。この様なケースも又、（エラーではないが）作業続
行不可能状態であると言える。そこで、当該ねじをねじ
パレット４内に戻す部分的動作が必要となる。この様な
場合にも本願発明を適用すれば、スイッチ２３の１回の
操作により、シーケンスを初期状態へ移すことができる
こととなる。

【００４１】（Ｄ−３） 変形例３ 自動機の調整段階においても部分的な自動運転を繰り返
し実行することにより、その作業の信頼性試験を行うこ
とも可能である。

【００４２】

【発明の効果】この発明によれば、エラー発生時の復帰
動作やメンテナンス等の場合に有効な動作のみを部分的
に自動運転することができ、操作者の負担を軽減できる
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】システムの電気的構成を示すブロック図であ
る。

【図２】システムの機械的構成を示す概念図である。

【図３】シーケンスを示すフローチャートである。

【図４】ねじ取出しサイクルを示すフローチャートであ
る。

【図５】ねじ取出しサイクルを示すフローチャートであ
る。

【図６】変形例を示すフローチャートである。

【図７】変形例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ ロボット ２ ねじ締めハンド ３ パレット Ｗ ワーク ４０ 軸 １１ ＣＰＵ ２０ 操作盤 ２３ スイッチ Ｃ₃ 指令信号 Ｄ₃ 駆動信号 ９ 真空スイッチ

フロントページの続き (72)発明者 松井 芳裕 兵庫県西宮市田近野町６番107号 新明和 工業株式会社開発技術本部内 (72)発明者 北嵐 勝志 兵庫県西宮市田近野町６番107号 新明和 工業株式会社開発技術本部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の軸とロボットとを備え、且つ所定
   のシーケンスに従って動作する自動機に適用される部分
   的自動運転システムであって、 （ａ） 前記自動機の作業続行不可能状態を検知する手
   段と、 （ｂ） 前記検知手段により作業続行不可能と判断され
   た場合に第１指令信号を入力するための手段と、 （ｃ） 該当する前記軸又はロボットを部分的にサイク
   ル動作させるための第２指令信号を前記第１指令信号に
   応じて当該軸又はロボットに発する手段とを備えた部分
   的自動運転システム。