JPS60175112A - 産業用ロボツトによるコンベア上の作業方法 - 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】 く技術分野〉 本発明は、ワークを載せた多数のパレットをコンベア上
に間隔をおいて流し、コンベアを止めることなく所要位
置で産業用ロポ・ソトがパレットＬのワークに対して所
要作業を行う産業用ロボットによるコンベア上の作業方
法に関する。

〈従来技術〉 従来、コンベア上を廃れるワークに対し産業用Ｕポ・ン
トで作業を行うには、どんな簡単な作業であっても、コ
ンベアにワークを正確に位置決めする位置決め装置を付
設することを必要としており、この位置決め装置はワー
クの種類に夕・１応してロボット導入に必要な周辺装置
としてその都度開発を必要としており、システム全体の
価格を高いものとしていた。また１位置決め装置による
ワークの位置決め時にはコンベアを止めずパレットを止
めれば良いレアケースを除き、一般にコンベアを停止さ
せていたのでコンベア停止時間だけ作業能イＫが低下し
ていた。コンベアを止めずパレットを止めれば良いレア
ケースにおいても、゛パレットをｄ−めるので、パレッ
トの搬送間隔を大きくとらねばならず結局１作業＠率が
低下していた。

産業用ロボットｔ−ｘｐ人したコンベア作業システムに
おいて、位置決め装置を必要としている理由については
、コ〉′ベアを止めることなく作業を行わせようとする
と産業用ロボットの手首に設けた作業部をワークに対応
する位置に移動させ、さらにワークの速俄反び方向に同
調させて移動させなければならないが、パレットが間隔
をまちまちに搬送されてくるとロボットをフレキシブル
に対応させられなかったこと；コンベア上に置かれるパ
レ・ントのコンベアの輻及び流れ方向に対する位置及び
傾きがティーチング時と異なっているとロボットか対応
できなかったことなどが挙げられる。

他方、チレビカメラや撮像管あるいはＣＯＤその他の固
体撮像素子などの位置姿勢検出素子を備えてコンベア上
を流れてくるパレットを認識し、かつパレットがロボッ
トの作業位置にくる時間とパレットのコンベア上の位置
・傾きを知覚認識してするなどロボットに必要な一切の
制御情報を即時に演算処理して間隔・位置・傾きがまち
まちにコンベア１−を流れてくる各パレットにロポｙ　
ｌ−手首をフレキシブルに対応させることが要望されて
いるが、このような知覚ロボットは大変難しく実現され
ていない。

〈発明の目的〉 本願発ＩＪＪは、」一連した点に鑑み案出したもので、
ワークを載せた多数のパレットをコンベア上に間隔をま
ちまちに、かつコンベアの幅及び流れ方向に対する位置
及び傾きがティーチング時と異なった状態で流しても、
コンベアを屯めることなく、またコンベアにワークを正
確に位置決めする位置決め装置を付設する必要なしに、
産業用ロボットが移動中のワークに対して無理なく所要
作文を行うことができる産業用ロボットによるコンベア
Ｌの作業方法を提供するものである。

〈発明の構成〉 本発明の産業用ロボットによるコンベア上の作業方法は
、コンベア上に間隔をおいて流れるパレットが所定位置
にきたらパレットのコンベアの幅及び流れ方向に対する
位置及び傾きがティーチング時と異なっていても移動中
のワークに対応する位置に産業用ロボットの手首に設け
た作業部が移動するようになっており、作業部が移動中
のワークに対応した後もワークの速度及び方向に同調し
てワークに相対する位置に変化がないように保つように
したものである。従って、本発明方法は、パ゛レットが
所定位置にきてから一定距離を搬送される間において、
産業用ロボットの手首に設けた作業部が移動するワーク
に対して同期移動して作業するようにしたものである。

作業部がワークに対して作業開始する上記所定位置とは
、ティーチングポイントのことであり、間隔がまちまち
で流れてくる各パレットのティーチングポイントに到達
する時点が分らなければ、ロボット手１″ｆに、１ジけ
た作業部を各バレット毎にティーチングポイントへ移動
するタイミングが決定できない。そこで、本発明では、
ティーチングポイントのほかに該ティーチングポイント
よりも所璧離れた上流ポイントを決めておき、パレット
か」二流ポイントからティーチングポイントにくるまで
に貧する時間を検出することによって、バレ・ントがテ
ィーチングポイントに到達する時点を検出できるように
している。すなわち、パレットがティーチングポイント
にくる時間を、パレットがコンベアのティーチングポイ
ントよりも所要離れた上流ポイントを通過するのをパレ
ット通過検出センサーにより検出するとともに、コンベ
アの搬送速度をコンベア駆動源の速度を検出するエンコ
ーダーの信号から演算することにより、各バレー／　ト
の上流ポイントの通過時点と両ポイント間の距離とコン
ベアの搬送速度とから算出している。しかして、この時
間がきた時点でロボー、ｈ手１″ｆに設けた作業部がワ
ークに対応するティーチングポイントへ移動して作業す
るように指令すれば１作業部を各バレ・ン１１１ｊにテ
ィーチングポイントへ合わせることができる。

次ニ、パレットのコンベアの幅及び流れ方向に対する位
ｈη及び傾きかティーチング時と異なっている場合には
ワークに対応する正確な位置に産業ｊ１４０ボッＩ・の
手首に設けた作業部をティーチングポイントに対して修
ｉＥシフトさせてやらなければならないが、その偏差が
分からなければ１作業部をティーチングポイントに対し
て修正シフトさせることかできない。そこで、本発明で
は、ティーふング作業におけるコンベアの幅及び流れ方
向に対するパレットの位置及び傾きごパレットノ、１ｉ
Ｉｓ姿勢として記憶しておくとともに、ティーチングポ
イントよりも上流の上記上流ポイントと同一または異な
るポイントに位１４姿勢検出素子を配してここをパレッ
ト姿勢認識ポイントとじて、コンベアの幅及び流れ方向
に対する各パレットの位置及び傾きをパレット姿勢とし
てその都度に該位置姿勢検出素子をにより検出しこのパ
レット姿勢と上記パレット基準姿勢と比較して偏差をめ
、この偏差が０になるようティーチングポインＩ・のロ
ボット座標を修正するようにしている。パレットノ人準
姿勢として記憶しておくこと及びラインセンサーまたは
イメージセンサ−により検出したパレット姿勢と上記パ
レット基準姿勢と比較して偏差を演３１するのを、ＣＰ
Ｕによって行わせれば容易に演算がム丁能となる。そし
て、このＣＰＵによりロボットコントローラー うティーチングポイントのロボット座標を修正すれば良
い。

以りのようにして、作業部をティーチングポイントにお
いてワークに正確に対応させられても。

ワークは移動を続けまたワーク゛に対する作業に数秒た
りとも時間がかかるので、作業部をティーチングポイン
トにおいてワークに正確に対応させた後も、引続いてワ
ークの速度及び方向に同調してワークに相対する位γに
変化がないように保たなければ、ワークに対する作業が
実行できないことになる．そこで、本発明では、作業部
がワークに対応する位置に移動した後におけるワークの
速度及び方向に同調を図っている。ワークの方向に対す
る同調は、ティーチングにおいてコンベアの搬送方向の
二点間の相対位ｌにより演算して行うようにし，またワ
ークの速度に対する同調は、上記作業部を上記エンコー
ダーの信号からリアルタイムで得られるコンベア速度に
同調移動させることにより行うようにしている。

−（作業においてはコンベアが絶えず移動するので、・
特に、ワークがパレットに２個以ｈ　Ｍ　！される場合
には、あるワーク（例えば、第１番目に作業するべきワ
ーク）に対．して作業部を正確に対応させ、かつワーク
の速度及び方向に同調してワークに相対する位置に変化
がないように保って作業を終えると、次のワーク（第２
番口に作業するべきワーク）に向ってロボットの作業部
がコンベアに相対移動して再びそのワークに対して速度
及び方向を同調して相対位置に変化がないように保って
作業をするなければならないが、あるワークから次のワ
ークへのシフトはティーチングにおけるシフトにより達
成されるものである。これは、」二連した作業部のワー
クの速度及び方向に同一する移動を上記ＣＰＵでｌ：ｉ
　ｒＪ、してロボットコントローラーがその値とティー
チングにおけるシフト星を合成してロボットを制御する
からである。

しかして、ワークがパレットに２個以」、載置される場
合でも、コンベアが移動したままワークに対して作業を
させることができ、ティーチングにおいて、パレットに
２個以上ワークが載置されるからといって、１個だけ載
置される場合と特に変るティーチングをする心安はない
。すなわち、一個の場合には、コンベアの幅及び流れ方
向に対するパレッｉの位置及び傾きをパレ・ント基準姿
勢とじ−Ｃ上記ＣＰＵに記憶しておくが、２個以上載置
される場合には、ワークの数だけのワークポイントとワ
ークに対する作業順序が普通に記憶される。

なお、本発明方法において適用される産業用ロボットは
、多関節形であることが望ましいが、特に限定されるも
のではない。パレット通過検出センサーは、例えば発光
素子と受光素子からなる無接触センサーを採用すること
が望ましいが、その池近接センサーでも良いし、パレッ
トがずれなければ接触センサーであっても良い。

位応姿勢検出素子には、ラインセンサーまたはイ、＋１
−ジセンサーを用いることができ、イメージセンサ−と
しては、テレビカメラや撮像管あるいはＣＯＤなどの固
体撮像素子を用いることができる。

Ｊ二連したように、本発明の特徴部分の演算には、コン
ベアの搬送速度をコンベア駆動源の速度を検出するエン
コーダーの信号からパレットがティーチングポイントに
くる時間の演箕；パレット姿勢とパレット基準姿勢と比
較して偏差をめティーチングポイントのロポ−／　ト座
櫟を修正する演算一作業部がワークに対応する位置に移
動した後におけるワークの速度及び方向に同調のため演
Ｑ、があるが、これらの演算は単一のＣＰＵで処理して
も良いし各別のＣＰＵで処理しても良く、また本発明の
特徴部分の演算を行うＣＰＵを従前のロボットコントロ
ーラーの内部ＣＰＵと合せて、またはロボットコン）Ｏ
−ラーとは別のＣＰＵボードとして設けても良いし、あ
るいは除簑回路と比較演算回路と乗算回路及びその他の
回路を結合した制御回路としてコントローラーの内部ま
たは外部に設けても良い。

以下１本発明の産業用ロボットによるコンベアにの作業
方法を第１図を参照して説明する。

ｉ３１　Ｗにおいて、１はコンベアでありモーターｌａ
により駆動されるようになっていて、コンベアの搬送速
度がモーター１ａの回転速１（をエンコーダー２の検出
１＾号から算出できるようになっている。３は多関節形
ロボットであり手首に作業＋４３　＆が設けられている
。ＡはティーチングポイントでありパレットＰの先端と
一致するように選ばれている。Ｂはティーチングポイン
トより所要離れた上流ポイントでありパレットが通過す
る゛のを検出するパレット通過検出センサー４が配され
ている。Ｃはバシ・ット姿勢認識ポイントでラインセン
サー５が配されている。６はロボットコントローラー、
７はロポ・ントコントローラーの外部・に設けたＣＰＵ
ボードでありコンベアの搬送速度をコンベア駆動源の速
度を検出するエンコーダーの信号からパレットがティー
チングポイントにくる時間の演算；パレット姿勢とパレ
ット基準姿勢と比較して偏差をめティーチングポイント
のロポッＩ・座枠を修正する演算；作業部がワークに対
応する位置に移動した後におけるワークの速度及び方向
に同調のため演算を行うようになっている。

先ず、コンベアｌを市め、４個のワークＷ１゜Ｗ２．Ｗ
３．Ｗ４を所定配置に載せそれぞれを固定したパレット
ＰをティーチングポイントＡに位置させ、ティーチング
を行う、このティーチングは、先ず、コンベア１のベル
トの端の二点ｔ１．ｔ２及びパレットｐのニコーナーｔ
３、ｔ４に作業部３ａを移動す−ることにより、コンベ
アｌの空開丑の流れ方向と、コンベアｌの輻及び流れ方
向に対するパレットの位置（ｖ；コンベアｌの端からバ
コントローラー６で演算し、パレットの位ｔ（Ｖ）及び
傾き（θ）′については、パレット基準姿勢として該Ｃ
ＰＵボード７に比較値として記憶しておく。そしてさら
に、４個のワークＷ１．Ｗ２゜Ｗ３．Ｗ４に作業部３ａ
を移動してワークの位置及び作業順序を記憶させる。

しかして、コンベアｉｔ−稼動して４個のワークＷ１．
Ｗ２．Ｗ３．Ｗ４を載せたパレットＰを所定の間隔を開
けてコンベアｌ上に流すと、−のパレットＰがコンベア
ｌの上流ポイン）Ｂに到達したことをパレット通過検出
センサー４が検出し、すると、ＣＰＵボード７がセンサ
ー４がらの信号とコンベアのＷ送速度をモーター１ａの
速度を検出するエンコーダー２の信号を入力してパレッ
トＰが上流ポイントＢよりティーチングポイントＡにく
る時間を演算する。また、該−・のバレントＰがコンベ
アｌのパレット姿勢認識ポイントｃに到達すると、ライ
ンセンサー５がコンベアｌの幅及び流れ方向に対するパ
レット姿勢；すなわち、該−のパレットＰの位１８　ｖ
　１及び傾きθ１をＣＰＵボード７において演算し、上
記パレット基準姿勢である位置（Ｖ）及び傾き（θ）と
比較して偏差をめ、この偏差が０になるようティーチン
グポイントＡのロボット座標を修正する。このため、該
−のバレンＩ−ＰがティーチングポイントＡに到達する
と、この到゛達時点がＣＰＵボード７よリロボットコン
トローラー６に指示されているので、パレットＰのコン
ベアｌの幅及び流れ方向に対する位置及び傾きがティー
チング時と異なっていても、パレットＰのティーチング
ポイントＡへの到達にタイミングを合わせて第１番目の
ワークｗ１に対応する正確な位置に作業部３ａが移動す
る。

七して、ワークＷｔの方向に対する同調がティーチング
において図られており、またワークｗ１の速度に対する
同調がエンコーダー２の信号よりＣＰＵボード７でコン
ベア速度をリアルタイムで得てロボットコントローラー
６に指示されているので、パレットＰがティーチングポ
イントＡのワークに対応する位置に作業部３ａが移動し
た後も、該作業部３ａが引続き第１番１１のワークｗ１
の速度及び方向に同調することになり、ワークに対する
作業に時間がかかってもワークに対する作業を実行でき
る。

こうして、第１番目のワークＷｌに対する作業を終えた
ら、ＤＩＳ２番１」のワークＷ２に対する作業を行うこ
とになるが、これは、ワークＷｌからワークＷ２へのシ
フトがティーチングされているので、第２番目に作業す
るべきワークＷ２に向って作業部３ａがコンベアに相対
移動して再びそのワークＷ２に対して速度及び方向を同
調して相対位置に変化がないように保って作業を実行す
ることになり、以下同様に、第３番目以陣のワークＷ３
．Ｗ４に対する作業を行うことになる。

〈発明の効果〉 以上説明してきたように、本発明の産業川口ボットによ
るコンベア上の作業方法は、パレットが上流ポイントか
らティーチングポイントにくるまでに要する時間を検出
してパレットのティーチングポイントへの到達時点を検
出し、ロボット手Ｉｖｌに設けた作業部を各パレット毎
にティーチングポイントへ移動するタイミングを決定し
ており、したがって作業部がコンベア上に間隔をまちま
ちにおいて流れるパレットが所定位置にきたらタイミン
グを合わせて作業部を移動制御することができ、また、
バレントのコンベアの幅及び流れ方向に対する位置及び
傾きがティーチング時と異なっているかどうかラインセ
ンサーまたはイメージセンサ−により各パレット毎に検
出して、異なっでいる場合には、ワークに対応する正確
な位置に作業部をティーチングポイントに対して修正シ
フトさせているので、パレットのコンベアの幅及び流れ
方向に対する位置及び傾きがティーチング時と異なって
いてもワークに対応するロー確なｆ装置に作業部を移動
制御でき、さらにワークに対する作業に時間がかかるも
、作業部が移動中のワークに対応した後もワークの速度
及び方向に同調させるべく、ティーチングにおいてコン
ベアの搬送方向の二点間の相対位置により演算して方向
同調を達成しており、また速度同調を作業部をエンコー
グーの信号から得られるコンベア速度に同調移動させる
ことにより達成しているので１作業部をワークに相対変
化しないように保つことができ、ワークに対する作業が
実行できる。

従って、本発明方法は、ワークを載せた多数のパレッＩ
・をコンベア上におおよその感覚をして一定間階となる
ように載せ、またコンベアに対してパレットを載せる位
置を常に正確にしないでも、コンベアを止めることなく
、位置決め装置を付設する必要がないので、産業用ロボ
ットが移動中のワークに対して無理なく所要作業を行う
ことができ、またコンベアシステムの位置決め装置の設
計がなくなり産業用ロボット４人が容易になり、コンベ
アシステムの作業能率の大幅向上、価格低減などにつな
がるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の産業用ロボットによるコンベアトの
作業方法の実施例にかかる概略平面図である。 ｌ・・・コンベア、 ｌａ・・拳モーター（コシベア駆動源）、２・・拳エン
コーダー１ ３・・・多関節形ロボット（産業用ロボット）、３ａ・
０・作業部３ａ。 ４・ｍｅパレッ［１過検出センサー、 ５・・ｅラインセンサー（位置姿勢検出素子）、５　ｅ
　争Φロボットコントローラー、７１１・　・ＣＰＵボ
ード、 Ａ　１１　Ｉ　・ティーチン、グポイント、Ｐ・・拳パ
レット、 Ｂ・・・ティーチングポイント、 Ｃφ１１９パレット姿勢認識ポイント、Ｗｌ、Ｗ２．Ｗ
３．Ｗ４　・・ワーク、特許出願人　大１」機工株式会
社 代理人弁理士　大　沼　浩　司

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ワークを定位置に載せた多数のパレットをコンベアＬに
   凹陥をおいて流し、各パレットがティーチングポ・イン
   ドにきたらコンベアを止めることな〈産業用ロボ）トの
   手首に設けた作業部がワークに対応する位置に移動した
   後、さらにワークの速度及び方向に同調してワークに相
   対する位置に変化がないように保ちつつ所要作業を行う
   産業用ロボットによるコンベア上の作業方法であって、
   バレッＩ・がティーチングポイントにくるＩＩ！ｆ１１
   を、パレットがコンベアのティーチングポイントよりも
   所要離れた上流ポイントを通過するのをパレット通過検
   出センサーにより検出するとともに、コンベアの搬送速
   度をコンベア駆動源の速度を検出するエンコーダーの恰
   好から演算することにより、各パレットの丘流ポイント
   の通過時点と両ポイント間の距離とコンベアの搬送速度
   とから算出し。 この時間がきた時点でロボット手首に設けた作業部がワ
   ークに対応、するティーチングポイントへ移動して作業
   するようにするとともに、ティーチノ・グ作業における
   コンベアの幅及び流れ方向に対するパレットの位置及び
   傾きをパレット２１ｉ準姿勢どして記憶しておくととも
   に、ティーチングポイントよりも上流のＬ記上流ポ・ｒ
   ンＩ・と同一・または異なるポイントに位置姿勢検出素
   子を配してここをパレット姿勢認識ポイントとして、コ
   ンベアの幅及び流れ方向に対する各パレットの位置及び
   傾きをパレット姿勢としてその都度に該位置姿勢検出車
   （・Ｌこより検出しこのパレット姿勢と上記パレット、
   １＆準姿勢と比較して偏差をめ、この偏差がＯになるよ
   うティーチングポイントのロボット座枠を修正し。 さらに、作業部がワークに対応する位置に移動した後に
   おけるワークの速度及び方向に同調は、方向同調にあっ
   てはティーチングにおいてコンベアの搬送方向の二点間
   の相対位置によりＳ算して行うようにし、速度同調にあ
   っては上記作業部を上記エンコーグ−の信号から得られ
   るコンベア速俄に同調移動させることにより行うことを
   特徴とする産業用ロボットによるジンペアＪ二の作２　
   方法。