JPS6248478A - 走行形腕ロボツト - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は走行路面に敷設された誘導線からのずれを修正
しつつ該誘導線に沿って自走することができる走行車体
と、該走行車体上に設置されて先端に取り付けられる作
業用アタッチメントにより各種の作業を行なう腕ロボッ
ト機構とを備えた走行形腕ロボットの改良に関する。

〔従来技術とその問題点〕

加工セル、組立セル等のＣＮＣ設備群を備えた無人工場
においては、ＣＮＣ設備群と加工前或いは加工後のワー
クの保管を行なう自動倉庫との間でワークの運搬及び受
渡しを自動的に行なう必要“がある。そこで、従来から
、ＣＮＣ設備間及びＣＮＣ設備と自動倉庫との間のワー
クの運搬及び受渡しを行なうことができる走行形腕ロボ
ットが使用されている。走行形腕ロボットは走行車体と
該走行車体上に設置された腕ロボット機構とを備えてい
る。走行車体は無人工場内の走行路面に敷設された誘導
線からのずれを修正しつつ該誘導線に沿って自走するこ
とができる。腕ロボット機構は先端にワークを把持する
ためのロボットハンドを備えており、ＣＮＣ設備或いは
自動倉庫等に対してワークの受渡し等の作業を行なうこ
とができる。

このような走行形腕ロボットを使用した従来の無人工場
において、例えばワークのぼり取り、洗浄等のような各
種工程処理を行なう設備には夫々の作業に必要な作業用
アタッチメントを備えた専用の作業ロボットが設置され
ていたが、これら各種作業をも走行形腕ロボットに行わ
せるようにすれば、工場内設備の簡略化及び走行形腕ロ
ボットの稼動率の向上を図ることができるようになる。

走行形腕ロボットにワークの受渡しのみならず各種の作
業を行わせるためには、腕ロボット機構の先端に取り付
けられている作業用アタッチメントを各種作業に適した
アタッチメントにその都度交換する必要がある。一般に
、無人工場内には各種作業用アタッチメントの貯蔵部が
設置されているが、従来の走行形腕ロボットの場合、腕
ロボット機構の先端に取り付けられている作業用アタッ
チメントを交換するためにはその貯蔵部まで走行形腕ロ
ボットを移動させる必要があり、アタッチメントの交換
作業に時間がかかるため、かえって工場内設備の稼動率
の低下を招いてしまうこととなる。

〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するための手段として、本発明は、走
行路面に敷設された誘導線からのずれを修正しつつ該誘
導線に沿って自走することができる走行車体と、該走行
車体上に設置されて先端に取り付けられる作業用アタッ
チメントにより各種の作業を行なう腕ロボット機構とを
備えた走行形腕ロボットにおいて、前記走行車体に交換
用の各種作業用アタッチメントを貯蔵するアタッチメン
ト貯蔵部を設けたことを特徴とする走行形腕ロボットを
提供する。

〔作　用〕

本発明による上記手段によれば、走行形腕ロボットの腕
ロボット機構の先端に取り付けられた作業用アタッチメ
ントを走行車体に設けたアタッチメント貯蔵部内の必要
な作業用アタッチメントに速やかに交換することができ
るので、工場内の設備の稼動率を低下させることなく走
行形腕ロボットに各種の作業を行わせることができるこ
ととなる。

本発明の上記及び他の特徴及び利点は、本発明の実施例
を示す添付図面を参照した以下の詳細な説明によって更
に明らかとなるであろう。

〔実施例〕

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すものである
。はじめに第１図を参照すると、走行形腕ロボットは走
行車体１１を備えており、走行車体１１には走行車体１
１の運行制御のための走行制御装置１２と、腕ロボット
機構１３と、腕ロボット機構１３の運動制御のための絶
対位置決め方式を採用したロボット制御装置１４と、バ
ッテリ（図示せず）とが設けられている。走行車体１１
は左右に一対の走行駆動輪１５．１６を備えている０図
示はされていないが、走行駆動輪１５．１６はそれぞれ
ブレーキ装置及びＡＣサーボモータに連結されている。

走行駆動輪１５，１６の前後にはそれぞれキャスタ１７
が設けられている。走行車体１１の前後部にはそれぞれ
左右一対の検出素子１８ａ、１８ｂを有するコイルセン
サ１８が設けられている。コイルセンサ１８は無人工場
の走行路面に敷設された磁気誘導線２０の周りに発生す
る磁界を検出して走行制御装置、１２に検出信号を送る
。走行制御装置１２はコイルセンサ１８から受は取った
検出信号に基づき誘導ＮｌＡ２０に対する走行車体１１
のずれ量を算出し、走行駆動輪１５．１６の回転速度を
制御して走行車体１１のずれを修正する。

走行車体ｌｌ上の腕ロボット機構１３は、走行車体ｌｌ
上に固定された固定ベース２１を備えている。ベース２
１には旋回ボデー２２が該ベース２１の設置面に垂直な
軸線の周りに回動可能に設けられている。旋回ボデー２
２には上腕２３が該旋回ボデー２２の旋回軸に直交する
軸線の周りに回動可能に設けられている。上腕２３には
前腕２４が該上腕２３の回動軸と平行な軸線の周りに回
動可能に設けられている。前腕２４の先端には手首機構
２５を介して作業用アタッチメント、例えばロボットハ
ンドＡ１が取り付けられている。

これら腕ロボット機構１３の各部は走行車体１１に設け
られたロボット制御装置ｔ１４からの指令によってプロ
グラムに従って作動し、これにより、腕ロボット機構１
３は各所で所定の作業を行なう。

腕ロボット機構１３の各運動要素を駆動するサーボモー
タにはアブソリュートエンコーダ（図示せず）が組み合
わされており、各エンコーダの位置検出信号はロボット
制御装置１４に送られるようになっている。

走行車体１１上には複数個のワークＷを整列状態で位置
決め貯蔵するワーク貯蔵部２６が設けられている。ここ
では、ワーク貯蔵部２６は上下方向に延びる複数本の支
持バー２７を備えている。

ワークＷは支持バー２７に挿通されて走行車体１１上に
積層される。ロボット制御装置１４はワーク貯蔵部２６
へのワークＷの貯蔵状態を記憶しておくことができ、腕
ロボット機構１３により必要なワークＷをワーク貯蔵部
２６から取り出すことができる。ここではロボットハン
ドＡ１に視覚センサ２８が設けられている。ロボット制
御装置１４は視覚センサ２８からの入力信号によりワー
クＷの形状の判別を行なうことができ、この入力情報に
基づいて腕ロボット機構１３の位置修正等をおこなうこ
とができる。ＣＮＣ工作機械の間、或いはＣＮＣ工作機
械とワーク集積部との間におけるワークＷの運搬及び受
渡しはワーク貯蔵部２６を利用して効率良く行なうこと
ができる。走行車体１１上のワークＷは支持バー２７に
よって保持されるので、位置ずれを起こすことはない。

走行車体１１には交換用の各種作業用アタッチメント、
例えば別種のロボットハンドＡ２．ぼり取り用グライン
ダＡ３．穿孔用ドリルＡ４＋洗浄用ノズル（図示せず）
等を貯蔵するためのアタッチメント貯蔵部３０が設けら
れている。

第２図は腕ロボット機構１３の先端の手首機構２５と作
業用アタッチメント、例えばロボットハンドＡ１との結
合構造を示すものである。この図を参照すると、手首機
構２５はテーパ状の嵌合穴３２を有する内側ホルダ３１
とその外側を包囲する外側ボデー３３とを備えている。

内側ホルダ３１及び外側ボデー３３は手首機構２５の先
端部に固定されている。内側ホルダ３１と外側ボデー３
３との間の環状空間内には筒状の作動部材３４が摺動可
能に嵌合している。作動部材３４はばね３５によりホル
ダ３１の先端部側に付勢されている。作動部材３４と外
側ボデー３３との間にはエア室３６が規定されており、
ボデー３３にはエア　−室３６に圧縮エアを供給するた
めのエア供給管３７が取り付けられている。

ロボットハンドＡ１は嵌合穴３２に嵌合可能なテーパ状
のプルスタンド３８を有している。プルスタッド３８の
テーバ状外周面には環状溝３９が設けられており、内側
ホルダ３１を半径方向に貫通する複数個の穴４０には環
状溝３９に保合可能なボール４１が挿入されている。作
動部材３４の内面にはその先端部に向かってテーパ状に
拡径するカム面４２が設けられている。

エア室３６内に圧縮エアが供給されると、作動部材３４
はばね３５の力に抗してホルダ３１の基部側に移動せし
められる。これにより、作動部材３４のカム面４２がホ
ルダ３１の半径方向穴４０に面することとなるので、ボ
ール４１は半径方向外方に移動することができる。すな
わち、ボール４１はプルスタッド３８の環状溝３９から
脱出可能となるので、プルスタンド３８をホルダ３１の
テーパ穴３２から抜き取ることができる。一方、エア室
３６内の圧縮エアがエア供給管３７を通じて外部に解放
されると、作動部材３４はばね３５によりホルダ３１の
先端部側に移動せしめられ、作動部材３４の小径の内面
がホルダ３１の半径方向穴４０に面することとなる。こ
のため、ボール４１はホルダ３１の半径方向外方に移動
することができず、プルスタッド３８の環状溝３９に対
し係合状態に保たれるので、プルスタッド３８はホルダ
３１内に固定される。したがって、ロボットハンドＡ１
のプルスタンド３８をホルダ３１から抜き取った後、作
動部材３４をホルダ３１の基部側に移動させた状態で、
他の作業用アタッチメントに設けられているプルスタッ
ドをホルダ３１のテーパ穴３２に挿入し、エア室３６内
の圧力を外部に解放することにより作業用アタッチメン
トのプルスタンドをホルダ３１に固定することができる
。

各種作業用アタッチメントはそれぞれエアシリンダ装置
、モータ等のアクチェエータを備えているので、作業用
アタッチメントには圧縮エア、電力等を供給する必要が
ある。例えば、ロボットハンドＡ１には指部材を作動さ
せるエアシリンダ装置が設けられており、このエアシリ
ンダ装置に圧縮エアを供給するためのエア通路４２がボ
デー３３と対向する端面に開口している。ボデー３３の
先端部にはエア通路４４を有するコネクタ４３が突設さ
れており、プルスタンド３８がホルダ３１内に挿入され
る際にコネクタ４３がエア通路４２に挿入されてエア通
路４２．４４が接続される。コネクタ４３の外周にはエ
ア通路４２の内壁との気密性を保つためのシールリング
４５が設けられている。図示はされていないが、ロボッ
トハンドＡ１及び手首機構２５には信号ケーブル等のた
めの雄雌コネクタが設けられており、雄雌コネクタはプ
ルスタンド３８とホルダ３１との接続の際に同時に接続
される。

他の作業用アタッチメントにもロボットハンドＡ１と同
様の結合構造が採用されている。

上記構成を有する走行形腕ロボットにおいて、腕ロボッ
ト機構１３の手首機構２５に取り付けられているロボッ
トハンドＡ１を他の作業用アタッチメントに交換すると
きは、腕ロボット機構１３自体の動作によってロボット
ハンドＡ、を走行車体１１に設けられているアタッチメ
ント貯蔵部３０に保管し、アタッチメント貯蔵部３０に
保管されている他の作業用アタッチメントを手首機構２
５に取り付けることができる。交換用のアタッチメント
は走行車体１１に設けられたアタッチメント貯蔵部３０
に保管されているので、アタッチメントの交換作業を効
率良く迅速に行なうことができる。アタッチメントの交
換作業は走行形腕ロボットが次工程の作業設備に向かっ
て移動している間に行なうこともできる。′７′タッチ
メント貯蔵部３０へのアタッチメントノ貯蔵位置は予め
ロボット制御装置１４の記憶部に記憶させておくことが
できる。

以上一実施例につき説明したが、本発明は上記実施例の
態様のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲に
記載した発明の範囲内において更に種々の変更を加える
ことができる０例えば、第３図に示すように、アタッチ
メント貯蔵部３ｏは第３図に示すような箱体からなるも
のであってもよく、また他のいかなる形態のものであっ
てもよい。腕ロボット機構１３は他のいかなる運動形態
のものであってもよい、また、走行車体１１には他のい
かなる誘導方式、例えばバーコード・テープと該バーコ
ード・テープの情報を読み取るイメージセンサとを利用
した誘導方式等を用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、走行
形腕ロボットの腕ロボット機構の先端に取り付けられた
作業用アタッチメントを走行車体に設けたアタッチメン
ト貯蔵部内の必要な作業用アタッチメントに速やかに交
換することができるので、工場内の設備の稼動率を低下
させることなく走行形腕ロボットに各種の作業を行わせ
ることができる走行形腕ロボットを提供できることとな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す自走形移動ロボットの
概略斜視図、 第２図は第１図に示すロボットの腕ロボット機構とロボ
ットハンドとの結合構造を示す要部断面図、 第３図はアタッチメント貯蔵部の変形例を示す斜視図で
ある。 １１・・・走行車体、 １３・・・腕ロボット機構、 ２１・・・ベース、 ２２・・・旋回ボデー、 ２３・・・上腕、 ２４・・・前腕、 ２５・・・手首機構、 ３０・・・アタッチメント貯蔵部、 Ａ、−Ａ４・・・作業用アタッチメント。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、走行路面に敷設された誘導線からのずれを修正しつ
   つ該誘導線に沿って自走することができる走行車体と、
   該走行車体上に設置されて先端に取り付けられる作業用
   アタッチメントにより各種の作業を行なう腕ロボット機
   構とを備えた走行形腕ロボットにおいて、前記走行車体
   に交換用の各種作業用アタッチメントを貯蔵するアタッ
   チメント貯蔵部を設けたことを特徴とする走行形腕ロボ
   ット。