JPS58211874A - ロボツトハンドリングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ロボットマニープレータを有するロボット装
置のマニーブレーク自動交換システムに関するものであ
る。

近年、産業界の生産形態が従来の少品種多量生産から、
多品種少量生産に移行しつつあり、従来の専用機的な設
備から、フレシキビリティーのある組立システムの開発
が強く要望されている。このため、陳腐化しない生産設
備として、ロボット装置が注目され、ノ・ンドリンク作
業や組立作業等に広く導入されようとしている。

然しながら、現在のロボットでは、本体の動作はティー
チング等により、フレシキビリティーな動きや複雑な動
きはするが、ハンドリング作業や組立作業の基本となる
ロボットマニーブレータは、対象物体に制限される場合
がほとんどで、類似対象物体以外は１台のロボットで、
多重積の作業内容は出きないのが現状である。又、対象
物体が変われば、ロボットマニープレークを交換しなけ
ればならないという欠点もあり、ロボット装置は汎用性
があっても、マニュプレークは汎用性がなく、結果的に
はロボットは単一作業しか出きないのが現状である。

本発明の目的は、このような現状を打破すべく、ロボッ
ト装置のマニュプレータ自動交換システムを提供し、ロ
ボット本来の汎用性を活かすことにある。

捷ず従来の構成について説明する。

第１図は、従来のロボット装置による組立作業例を示す
ものである。

第１図において、１ｏ１はロボット装置、１０２はロボ
ットアーム、１０３ｔｒＪ：、ロボットマニュプレーク
、１０４は組立てされる対象部品、１０６１−ｊ：その
対象部品１０４が組付けられる製品、１０６は製品１０
５’ｉコンベア等で搬送するだめのパレットである。

１０７は前記対象部品１０４を収納したケースｒある。

以下その動作について説明する。

パレット１０６に載せられた製品１０６が、ロボット装
置１０１の作業ステーションに搬送されてぐると、ロボ
ット装置１０１は、あらかじめ定められた記憶装置の内
容に従がって、ロボットアーム１０２の先端に装着され
たロボットマニュプレータ１０３が対象部品１０４の収
納されているケース１０７側に行き対象部品１０４を把
持し、ケース１０７から取り出す。次に製品１０５側に
向きを変え、指定されている箇所にて組立て作業を行な
う。組立て終了後は、ロボットアーム１０２は指定され
た原点位置に戻り作業をする。

しかしながら上記の構成によるシステムでは、次の点が
欠点として挙げられる。

１　ロポソトマニュブレータが１組しかないために特定
の対象部品ＩＣ＋もしくは形状的にも寸法的にもそれに
類似した対象部品のみしか把持することができず、通常
１０ボツト装置に、１種の組立作業しかできないという
欠点。

２　対象部品＋０４が変われば、ロボットマニュプレー
タ１６：３を交換せねばならないという欠点。

本発明は以上の従来技術の問題点を解消したロボットハ
ンドリングシステムを提供するもので、以下にその一実
施例を第２〜６図にもとづいて説明する。

第２図は、本システムによる組立実施例を示すものであ
る。以下図面により説明する。

第２図において、１はロボット装置、２はロボットアー
ム、３けロボットのベースマニュフレータ、４ａ、４ｂ
、４Ｃ，４ｄｉｊ組立てされる異種類、異形状の対象部
品、５はその対象部品４ａ〜４ｄが組付られる製品、６
は製品６をコンベア等で搬送するためのパレット、７Ｆ
ｉ前記対象部品を収納したケースである。３ａ、３ｂ、
３ｃはそれぞれ異なる種類、異形状の対象部品の把持に
適合したマニュブレーク群である。９はマニュプレータ
群３ａ　、３ｂ　、　３ｃを配置したマニープレータ収
納台である。

以下その動作について説明する。

パレット６に載せられた製品６がロボット装置１の作業
ステーションに搬送されてくるとロボット装置１はあら
かじめ定められた記憶装置の内容に従がって、ロボット
アーム２の先端に装着されたロボノトマニープレータ３
が対象部品の収納されているケース７側に行き、対象部
品４ａを把持し、ケース７から取り出す。次に製品６側
に向きを変え指定されている箇所にて、組立作業を行な
う。

対象部品４ａの組立が終了すると、ロボットアーム２は
マニープレータ収納台９側に行き、次に組立作業を行う
べ（対象部品４ｂの杷持に適合したマニープレータ３ａ
を杷持し、収納台９がら取り出す。そして再び対象部品
の収納されているケース７側に行き、今度はマニープレ
ータ３に把持されたマニュプレータ３ａによって対象部
品４ｂｉ把持し、ケース７から取り出し、前述と同様に
製品５側にて対象部品４ｂの組立作業を行なう。対象部
品４ｂの組立作業が終了すると、ロボットアーム２ｔｒ
ｉ、マニープレータ収納台９側に戻シ、マニュプレータ
３からマニュプレータａａｉ外し元の位置に返す。

同様に、対象部品４Ｃはマニープレーク３ｂによって、
対象部品４ｄはマニュプレータ３ｃによって順次同様な
動作を繰り返し組立作業を行なうものである。

次に本発明の基本となる２個のロボットマニープレータ
同士の具体的ドツキング方法についての詳細を図面を参
照しながら説明する。

第３図は、本発明の実施例のロボットアーム先端に取付
られたベースマニープレーク３が、別個に用意されたマ
ニーグレータ３ａを把持し、ドツキングした状態を示す
。第４図はそれぞれのマニープレータの内部構造を示す
断面図である。第６図及び第６図は、マニープレータ把
持爪の形状を示す。

以」二の図において、先ずロボットアーム２の先端にボ
ルト１１により上部ジヨイント金具１７を介して固定さ
れている第一のペースマニュプレータ３について説明す
る。ベースマニュブレータ３の内部はピニオンギヤを核
とし、このピニオンギヤに噛み合う２本のラック付ピス
トン軸１２とピストン戻り用スプリング１３が互い違い
に配置され、」二部ラック付ピストン軸１２の両端には
、それぞれ把持用爪片２５に連結している可動ブロック
１５が一方のピストン軸を固定側、他方のピストン軸と
は、プツシ−１６を介し摺動できるように構成されてい
る。又、前記ピニオンギヤ２０の軸芯に同芯で、インロ
ウ穴部を有する下部ジヨイント金具２１がベースマニー
プレータ本体部３に固着され、上記下部ジヨイント金具
２１のインロウ穴部は、ベースマニュプレータ本体部の
貫通穴２０を経て、前記上部ジヨイント金具１７のエヤ
ー供給口１９に連絡するように構成されている。

次にマニープレータ収納台９に設置された第２のマニュ
ブレーク３ａについて説明する。

本マニーブレータ３ａの内部構成は、第１のマニープレ
ータ３と全く同構成なので相違点のみる記載し、その他
の説明は省略する。

相違点の第１は、上部ジヨイント金具２３は、２段の円
筒形状を有し、その大径の円筒部側面は２個の突起ビン
が相対するように装着され、第１べ一スマニュプレータ
の対向し合う爪片２６の穴部に係合できるように構成さ
れている。又その小径の円筒部の根元にはＯリング２２
が装着され、軸芯にはエヤー経路形成穴があり、大径の
円筒部側面のエヤー経路接続口２４に通じている。又、
上記エヤー経路接続口２４は、本マニュプレータ３ａの
本体部エヤー供給口１８′とは、配管チーープ２６で接
続されている。

又、第２のマニュプレータ３ａの２個の爪片２９はそれ
ぞれ突起２８を有し、マニープレータ収納台９の」二部
に固着された一対のスタッドブロック３０」二に載せら
れ前記突起２８が、スタッドブロック３００穴部にはめ
込まれることによって位置規正されるように構成されて
いる。

以上のように構成された２個のマニュプレータ同士のド
ツキング方式について以下その動作を説明する。ロボッ
ト装置１のロボットアーム２の先端部に取付けられたペ
ースマニープレータ３と、マニープレーク収納台９に設
置され、次にドツキングされるべきマニープレーク３ａ
の軸芯と向きが一致した状態において、ロボット装置に
よりその状態を維持しつつ、ベースマニュプレーク３の
方をマニーブレータ３ａに下降させるベースマニープレ
ータ３の下部ジヨイント金具２１のインロウ穴部に、マ
ニープレーク３ａの」二部ジヨイント金具２３の小径円
筒部が完全にはまり込んだ位置にて下降を停止させる。

次にペースマニュプレータ３のエヤー供給口１８より圧
縮エヤーを供給すると、ピストン軸１２が作動し、ペー
スマニュブレータ３の対向している爪片２５が閉じ、マ
ニープレータ３ａのジヨイント金具２３の大径の円筒側
面を両側より杷持し、マニープレータ３ａとのドツキン
グが行われる。

ベースマニュプレーク３と、マニュブレーク３ａとの位
置規制は、マニープレーク３ａの上部ジヨイント金具２
３の突起２６がマニュプレータ３の爪片２５の穴３０に
はまり込むことによって規制される。又、マニュプレー
タ３ａのアクチュエータ作動用エヤーの供給路は、ベー
スマニュプレーク３の下部ジヨイント金具２１とマニュ
プレーク３ａの上部ジヨイント金具２３のはめ合い及び
Ｏリング２２のシール効果によって、エヤー供給路が形
成されマニープレーク３ａの爪片２９の可動が可能とな
る。

ナオ、本実施例において、ペースマニープレー、夕の爪
片２５とマニュプレータ３ａの」二部ジヨイント金具２
３との把持方法ハフリンダ−による平行移動方式とした
が、リンク等による平行移動方式又はレバー等による揺
動方式でも良い。

又、位置規正方法も、第６図に示す如く、マニュプレー
タ３ａの上部ジヨイント金具２３の円筒面に断面が菱形
になるようなミゾ３３ｉ入れ、べ一スマニープレータの
爪片２６をＶ型とし、前記ミゾ３３にはめ込む方式でも
よい。

又下部シロインド金具２１と、上部ジヨイント金具２３
とのはめ合い方法もエヤー供給路１本を有した１軸はめ
合い方法としたが２軸はめ合い方法とし、エヤー供給路
２本を有することも可能である。

又、下部ジヨイント金具２１と上部ジヨイント金具２３
との間にそれぞれ電気コネクターもしくは、電気接点を
配置することによって電気回路を形成させることも容易
である。

又、収納台側のマニュプレークの数が多く、ロボット装
置の作業エリヤから外れる場合は、収納台の内部に駆動
系を配し、マニープレータを移送する方法も本発明の適
用可能範囲なことも言うまでもない。又、それぞれのマ
ニュブレークの駆動方法をシリンダーとしたが、モータ
ーとしてもよいことは言うまでもない。

また以上述べてきたような、ハンドリングシステムに類
似しているようなシステムとして、世間一般には工具自
動交換装置付マシニングセンター等があるが、本発明は
アクチーエータ機能を有するマニュプレータ同士のドツ
キングであシ、単なる工具の自動交換とは、基本的に異
なるものである０ 又、工具自動交換システムの場合、交換場所が１ケ所で
あるため、用意した工具類を、あらかじめ設定したプロ
グラムの順番通りに工具交換場所に送り込まなければな
らなく、システムとしても基本的に異なるものといえる
。

以上のように本発明によれば、白ポット装置に近接した
位置に、別の１個もしくは複数のロボソトマニュブレー
タを配し、ロボット装置のマニュプレータと、別のロボ
ットマニュプレータとの間で、ドツキングを自在に行な
うことによって、１個のマニュプレータで把持用きない
異形状、異寸法の対象部品の杷持が自在に行えるため従
来数台のロボット装置を必要とした作業内容も１台のロ
ボットで行えるという効果がある。

又、対象部品が変わっても、ロボット本体のマニープレ
ータは交換しな（て良く複数の対象部品用のマニ二プレ
ー夕を、収納台に設置するだけで良いと云う効果があり
、ロボット装置本来の汎用性を生かし、その活用度を著
しく拡大することが出き、その工業的効果は犬なるもの
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のロボット装置による組立作業例を示すシ
ステム構成図、第２図は本発明の一実施例におけするロ
ボット装置による組立の実施例を示すシステム構成図、
第３図は本発明の基本となる２組のマニュプレークのド
ツキング状態を示す正面図、第４図は本実施例における
マニープレータを示し、ａは断面図、ｂは要部側面図で
ある。第６図は本実施例におけるペースマニープレータ
の把持爪片の形状を示す図、第６図は他の実、癩例にお
けるペースマニープレータの把持爪片の形状を示す図で
ある。 １−−−−ｏボット装置、３．１６３０．ペースマニュ
プレ−ｐ、３ａ、３ｂ、３ａ・・・−・・ロボソトマニ
ュブレータ、９・・・・・・収納装置。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　は力・１名第
１図 ブ０？ 第２図 第３図 第５図 第４図 （ｔス一）　　　　　　　　　（ｂン 箭　６　図 ３ ２（５゛

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ・・ンドリング作業又はワーキング作業を行なうことが
   可能なベースマニープレークを有するロボット装置と、
   前記ロボット装置に近接し、１個もしくは複数のロボッ
   トマニープレータを設置した収納装置を配置し、前記ロ
   ボット装置のマニュプレータと、１個もしくは複数のマ
   ニープレータの収納装置との間で、マニュプレーク同士
   のドラキングラ行ない、ロボットマニープレータの自動
   交換を自在に行なうことが出きるよう構成したロボット
   ハンドリングシステム。