JPS6119577A - ワ−ク搬送用ロボツト - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はワークを自動搬送するためのワーク搬送用ロボ
ットに係り、とりわけ比較的重く、複雑な形状をしたワ
ークを所定の第１位置から第４位置へ搬送することので
きるワーク搬送用ロボットに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、自動化された機械加工工場において、ワークの
自動段取りのための自動搬送に関する自動化技術は、ワ
ーク形状の複雑性やワークの流れ方（連続的流れ、ラン
ダムな流れ）などに左右され、無人化指向の最も困難な
分野である。このため、同一形状のワークが連続して流
れる場合の自動段取りのための自動搬送を行う一部のケ
ースを除外すれば、複雑な形状のワークに関しては、人
手を介して搬送および段取りを行うのが普通であった。

また、ワークの重量が比較的軽い場合には、複数のフィ
ンガを有するロボットハンドでワークの外周囲を直接把
持し、所定の位置へ搬送し段取りすることが可能である
が、ワークの重量が大きくなると、通常のフィンガタイ
プのロボットハンドでワークを把持して搬送することは
困難となる。

〔発明の目的〕

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、
比較的重く、複雑な形状をしたワークを正確に把持して
、はぼ定められた第１位置から正確に定められた第２位
置まで自動的に搬送することのできるワーク搬送用ロボ
ットを提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明によるワーク搬送用ロボットは、支持柱により支
持された架台上に搭載されたＸ軸方向に往復移動するＸ
軸移動台車と、Ｘ軸移動台車上に搭載されたＹ軸方向に
往復移動するＹ軸移動台車と、Ｙ軸移動台車に懸吊され
たＺ軸方向に上下移動する主垂直ビームと、主垂直ビー
ムの下端に取付けられ、Ｚ軸を中心に旋回移動するロボ
ット本体と、ロボット本体に取付けられ、Ｚ軸と直交す
る方向に往復移動する複数個の水平移動部材と、複数個
の水平移動部材にそれぞれ懸吊され、下端にワークサポ
ート用ハンドが取付けられているＺ軸方向に上下移動す
る複数本のロボットアームと、ロボット本体の下面に設
置されたワーク配置形状認識用カメラとを備えている。

本発明によれば、ワーク配置形状認識用カメラによりワ
ークが実際に載置されているワークの第１位置を確認し
、この第１位置に応じてロボットアームを移動制御し、
比較的重く、形状の複雑なワークを良好な状態で把持し
て、所定の第２位置へ正確に搬送することができる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明によるワーク搬送用ロボットの一実施例
を示す外観図である。図において符号１１は搬送用ロボ
ットの支持柱であり、この支持柱１１上に架台１２が構
築されている。架台１２上には、案内レール面１２ａが
形成されているとともに、ボールスクリュー１３が水平
面上の一定方向（Ｘ軸方向）に向けて配設されている。

ボールスクリュー１３はモータ１４により回転駆動され
る。架台１２上には、さらに、案内レール面１２ａに沿
ってＸ軸方向に往復移動可能なＸ軸移動台車１５が搭載
されている。このＸ軸移動台車１５にはボール軸受１６
が内蔵され、このボール軸受１６をボールスクリュー１
３に螺合させることにより、モータ１４の回転駆動によ
るＸ軸移動台車１５のＸ軸方向往復移動が可能とされて
いる。

Ｘ軸移動台車１５上には、Ｘ軸と直交する水平面上の一
定方向（Ｙ軸方向）に往復移動可能なＹ軸移動台車１７
が搭載されている。このＹ軸移動台車１７にはボール軸
受１８が内蔵され、このボール軸受１．８に対し、モー
タ１９により回転駆動されるとともに、Ｙ軸方向に延び
るボールスクリュー２１が螺合している。

Ｙ軸移動台車１７には、Ｘ軸とＹ軸により形成される水
平面に対して直交する方向（Ｚ軸方向）に延びる主垂直
ビーム２２が上下移動可能に懸吊されている。主垂直ビ
ーム２２には、Ｚ軸方向にラック２３が刻設され、この
ラック２３に対し、Ｙ軸移動台車１７上に搭載されたモ
ータ２４により回転駆動されるビニオン２５が噛合係合
している。

主垂直ビーム２２の下端には、はぼ円盤状のロボット本
体２６が旋回可能に取付けられている。

ロボット本体２６には、Ｚ軸と直交する半径方向に、相
対向する関係で４個の摺動面２７が形成され、この摺動
面２７に対し、それぞれ水平方向に往復移動する水平移
動部材２８が係合保持されている。水平移動部材２８に
は、ボール軸受２９が内蔵され、このボール軸受２９に
対し、ロボット本体２６５−半径方向に平行に配設され
、モータ３１により回転駆動されるボールスクリュー３
２が螺合している。

水平移動部材２８には、それぞれＺ軸方向に延びるロボ
ットナ７ム３３が上下移動可能に懸吊されている。ロボ
ットアーム３３の下端には、略り字形をしたワークサポ
ート用のハンド３４が取付けられている。また、ロボッ
トアーム３３には、Ｚ軸方向にラック３５が刻設され、
このラック３５に対し、水平移動部材２８上に載置され
たモータ３６により回転駆動されるピニオン３７が噛合
係合している。

さらに、主垂直ビーム２２の下端付近にはロボット本体
旋回用モータ３８およびピこオン３９が取付けられ、ロ
ボット本体２６側に取付けられた歯車４１を、噛合回転
駆動することにより、ロボット本体２６が旋回移動を行
い得るようになっている。

ロボット本体２６の中央下面には、ワーク配置形状認識
用カメラ、例えばＣＣＤカメラ４２が設置されている。

このＣＣＤカメラ４２は、載置されているワークの配置
形状を、Ｘ−Ｙ面の２次元の映像として捕えることがで
きるものである。

次にこのような構成からなる本実施例の作用について説
明する。

第２図はワークの把持および搬送方法を説明するだめの
説明図である。第２図においてＰ。点はワーク搬送用ロ
ボットの原点（ホームポジション）であり、運転停止状
態において、ロボット本体２６の中心が位置している。

ワーク搬送用ロボットが原点位置にあるとき、Ｐｏ点の
Ｚ軸方向は主垂直ヒーム２２の軸線と一致している。

１１点はあらかじめ設定されたワーク把持位置、例えば
自動倉庫出庫口に相当する。１１７点は実際にワークが
載置されている位置であり、所定位置Ｐ　点より△Ｘ１
．Δｙ１の位置ずれがある。

また、１２点は設定された搬送位置、例えばワークの自
動段取位置に相当する。

自動倉庫出庫口から自動段取位置へワークを搬送する場
合、搬送用ロボットは、まずモーター４゜１９を駆動す
ることによりＸ軸移動台車１５がＸ　　１Ｙ軸移動台車
１７がｙ　移動して、Ｐｏ点からＰ　点まで移動する。

１１点おいて、ＣＯＤカメラ４２を用０て、あらかじめ
記憶されている　　　　。

１１点の正規のワーク配置形状Ｗ１と実際に載置されて
いるワーク配置形状Ｗ１′とを比較し、Ｐ　点と１１７
点との位置誤差を検出する。位置誤差が、Ｘ軸方向にΔ
Ｘ　　、Ｙ軸方向にΔｙ１、およびＹ軸のずれ角度がθ
であったとすると、Ｘ軸移動台車１５およびＹ軸移動台
車１７を、それぞれ△Ｘ　、△ｙ１だけ補正移動させて
、ロボッ上本体２６の中心を１１７点に一致させる。ま
たロボット本体２６を角度θだけ旋回させ、ロボットア
ーム３３のハンド３４が、ワークの外周囲の所定の位置
に当接し得るようにする。

こ゛の状態でロボットアーム３３を、それぞれあらかし
め定められた距離だけ、上下および半径内方向に移動し
て、ハンド３４によりワークの所定位置を把持する。

ロボット本体２６の上記した補正移動化を考慮しつつ、
Ｘ軸移動台車１５およびＹ軸移動台車１７が移動（第２
図の例ではＸ軸方向にＸ２−ΔＸ１、Ｙ軸方向にｙ２＋
Δｙ１）し、ロボット本体２６が角度θだけ前述したと
は逆の方向に旋回する。これにより、ワークは１２点に
正規の配置状態で搬送され、その配置形状がＣ′ＣＤカ
メラ４２により確認される。

ハンド３４を半径外方向に移動することによりワークが
１２点に正確に載置され、この位置において自動段取機
構、例えばワーク固定用治具を用いて、ワークの自動段
取りが行われる。第３図は上述した搬送用ロボットの動
作のフローチャートである。

また、ワークが所定のＸ−Ｙ面（水平面）に対して傾い
た状態で載置されている場合には、それぞれのロボット
アーム３３を適宜上下動させてこの傾きを修整すること
ができる。

このように本実施例によれば、ワークを４個のロボット
アーム３３を用いて直交した４方向から把持することが
できるとともに、それぞれのロボットアーム３３を独立
した任意の位置に移動させることができるので、比較的
複雑な形状をした不定形のワークを、確実、容易に把持
することかできる。また、ワークの重心をロボット本体
２６の中心に一致させて把持することができるので、主
垂直ビーム２２に曲げモーメントを生じることがなく、
比較的重いワークでも無理なく搬送することができる。

さらに、ＣＯＤカメラ４２を用いてワークの配置形状の
誤差を認識し、この誤差を修整しつつ把持および搬送動
作を行うことができるので、はぼ定められた第１位置か
ら正確に定められた第２位置までワークを自動的に搬送
することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、比較的重く、複
雑な形状をしたワークを正確に把持して、はぼ定められ
た第１位置から、正確に定められた第２位置まで自動的
に搬送することができる。

本発明は、自動倉庫出庫口にあるワークを正確に把持し
、予め定められた段取位置へワークの姿勢および配置方
向を保持した状態で自動的に搬送することができ、ワー
クの自動段取りのためのワーク自動搬送用ロボットとし
て使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるワーク搬送用ロボットの一実施例
を示す外観図、第２図は本発明によるワーク搬送用ロボ
ットを用いてワークを搬送する方法を示す説明図、第３
図はワーク搬送用ロボットの動作のフローチャートであ
る。 １１・・・女性柱、１２・・・架台、１５・・・Ｘ軸移
動台車、１７・・・Ｙ軸移動台車、２２・・・主垂直ビ
ーム、２６・・・ロボット本体、２８・・・水平移動部
材、３３・・・ロボットアーム、３４・・・ハンド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 支持柱により支持された架台上に搭載されたＸ軸方向に
   往復移動するＸ軸移動台車と；前記Ｘ軸移動台車上に搭
   載されたＹ軸方向に往復移動するＹ軸移動台車と；前記
   Ｙ軸移動台車に懸吊されたＺ軸方向に上下移動する主垂
   直ビームと；前記主垂直ビームの下端に取付けられ前記
   Ｚ軸を中心に旋回移動するロボット本体と；前記ロボッ
   ト本体に取付けられ、前記Ｚ軸と直交する方向に往復移
   動する複数個の水平移動部材と；前記複数個の水平移動
   部材にそれぞれ懸吊され、下端にワークサポート用ハン
   ドが取付けられているＺ軸方向に上下移動する複数本の
   ロボットアームと；前記ロボット本体の下面に設置され
   たワーク設置形状認識用カメラと；を備えてなるワーク
   搬送用ロボット。