JPS6253102A - 無人搬送車の自動充電装置 - 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〕 本発明は産業用ロボットを搭載して複数の作業ステーシ
ョン間をＬＭ　Ｒ経路に沿って自律走行することによっ
て各作業ステーションにおき所定のロボット作業を遂行
させる無人搬送車に関し、特に自律走行及び運行制御に
用いられる電力供給用のバッテリに各作業ステーション
でロボット作業遂行の間に平行して自動充電を行い得る
ようにするための無人搬送車の自動充電装置に関する。

〔従来技術と問題点〕

近年、生産ラインや機械加工ラインが無人自動化されて
昼夜を別たず、生産機械や工作機械、或いは産業用ロボ
ットが作動状態におかれ、故にこのような自動化工場等
ではワークの搬送、工作具の搬送、産業用ロボット自体
の搬送等に無人搬送車が多用されている。この無人搬送
車は搭載した制御ユニットにマイクロプロセッサユニッ
ト（ＣＰＵ）を組み込み、バッテリを搭載し、かつ床面
に敷設された誘導線を走行経路として自律走行する構成
が採られている。

このような無人搬送車にあって特に産業用ロボノドを搭
載して複数の作業ステーション間を所定の運行スケジュ
ールに従って走行するものの場合には、作業遂行に比較
的大電力を要する産業用ロボットに対しては各作業ステ
ーションで地上電源ユニットと接続して電力供給を供給
し、所望のロボット作業を遂行させる。

他方、無人搬送車に就い°ζは、所定のバッテリ交換ス
テーションで消耗したバッテリを充電再生したハ・７テ
リと交換し、消耗したバッテリに対しては、バッテリ交
換ステーションで充電機を用いて所要の充電を行うのが
一般的である。

然しなから、無人搬送車が各作業ステーションで停止し
て搭載した作業ロボットによりロボ・７ト作業を遂行す
る時間は無人搬送車の走行時間に比較して長時間を要し
、故にこの間、無人搬送車はたとえその搭載バッテリの
消耗度が進んでいても単に待機状態におかれ、他方、バ
ッテリ交換のためにバッテリ交換ステーションで停止し
ていれば、この間には産業用ロボットが無作動状態に置
かれるから何れにしても無人搬送車の能率低下になると
いう問題点があった。

依って、本発明は斯る問題点の解決を図るべく、産業用
ロボットが各作業ステーションでロボット作業を遂行す
る間に並行して無人ｂ１送車のバッテリに対する自重充
電を遂行させるようにした自動充電手段を提供せんとす
るものである。

〔解決手段と作用〕

本発明は、上述した発明目的に鑑みて、産業用ロボット
を搭載して複数の作業ステーション間を誘導経路に沿っ
て自律走行することによって各作業ステーションにおき
、所定のロボット作業を遂行させる無人搬送車において
、前記無人搬送車にバッテリ充電用の充電機を搭載する
と共に前記複数の各作業ステーションに設けられた地上
電源供給ユニットと接続する可動コネクタユニットを具
備させ、前記産業用ロボットを前記各作業ステーション
の地上電源供給ユニットにより前記コネクタユニットを
介して受電作動させる間に前記コネクタユニット及び充
電機を介してバッテリを充電し得るように構成した無人
搬送車の自動充電装置を提供し、ロボット作業と並行し
てバッテリに対する充電を行い、延いてはバッテリ交換
頻度を低減させて無人搬送車の運行能率を向上させよう
とするものである。以下、本発明を添付図面に示す実施
例に基いて更に詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図は本発明による自動充電装置を具備した無人搬送
車において搭載した産業用ロボットを取除いた車体部の
構成を示した断面図、第２図は作業ステーションに到達
した本発明に係る無人搬送車の斜視図、第３図から第５
図は可動コネクタユニットの構成を示す正面図、側面図
、平面図である。

第１図において、無人搬送車１０は床面１２上に敷設さ
れた微小周波電流の流れる誘導線（図示なし）を車体前
後の略中央部に取付けたピックアンプ１４　、１４によ
って検知しながら、該誘導線に沿う経路を経て、車体の
車幅方向の両側に１対にして取付けられた走行車輪１６
によって走行する構成となっている。無人搬送車１０の
車体下部には車体の前後位置に各１対のキャスタ１８が
安定走行用に設けられている。走行車輪１６は駆動モー
タによる回転の速度と方向を制御することによって床面
１２上における前後進の走行方向及び速度が制御される
構成にあり、また既述したピックアップ１４の検出結果
に応じて操向方向の調節制御も行なわれる。また、無人
搬送車１０が所定のステーションに達して停車したとき
、その停車位置に安定に停車するように床面１２上に予
め設けられた停止突起２０に直動型の位置決め杆２２が
係合する構成が設けられており、該位置決め杆２２の直
動量は一組の光電式スイッチ２４によって床面又は車体
壁を検知することにより制御される。

さて、上述した無人車１０の走行制御及び運行制御は車
体上に搭載された制御ユニット２６に具備された走行、
運行制御用のプログラムの記憶手段、マイクロプロセッ
サユニットによって遂行され、適宜のインターフェース
手段を経て、例えば速度制御ユニット２８を介して走行
車輪１６の駆動モータや制動装置の作動制御を行う。従
って、ピックアップ１４による誘導線の検知結果や光電
式スイッチ２４による検出結果等も上記インターフェー
ス手段を経て制御ユニット２６に供給され、操舵系や停
止位置決め系の制御を行うようになっている。また、制
御ユニット２６をはしめてする駆動モータその他の電動
装置類の作動エネルギーは車体上に搭載された適数個の
パンテリ３０によって供給される。また、車体上には後
述する産業用ロボットが搭載され、所定の作業ステーシ
ョンにおいて所望のロボット作業を遂行するが、該産業
ロボットによるロボット作業は取扱い負荷が大きいこと
等から無人搬送車１０上の搭載バッテリ３０の供給電力
では不足し、また電力消費量も過多となるため、各作業
ステーションで地上電源設備から電力供給を受け、それ
によってロボット各可動部のアクチュエータを駆動する
構成が採られる。このために無人搬送車１０上には各作
業ステーションに到達したとき、地上側の電源設備に備
えられた電力供給端子に自動的に接続する後述の可動コ
ネクタ３２が具備されている。更に、本発明によれば無
人搬送車１０上には充電機を形成するＡ−Ｄ変換装置３
４が搭載され、このＡ−Ｄ変ＩＡ装置３４からなる充電
機が上述した可動コネクタ３２を介して地上電源設備か
ら電力供給を受は得るように予め電気的接続が成されて
いる。また、当８亥充電機はバッテリ３０に対して８亥
バツテリ３０の放電停止時に充電作用を施すことが可能
に電気的接続が成されている。バッテリ３０に対する放
電停止と充電開始とのタイミングは制御ユニット２６に
よって簡単に制御することが可能であり、例えばバッテ
リ３０と制御ユニット２６とを接続する回路、又はスイ
ッチ等の接続をオフにし、かつ充電機を形成するＡＤ変
換装置３４とバッテリ３０との接続回路をオンにする構
成にしておけばよい。このようなオン、オフの切換作業
自体は各作業ステーションで行なわれるから制御ユニッ
ト２６自体は可動コネクタ３２を経て地上電源供給設備
から作動電力を得ることによりバッテリ３０との接続を
オフにしても継続的に作動を続けることができる。３６
はバッテリ３０による直流電力のレベルを変換するＤＤ
変換器であり、３８゜３８は車体の前後に取付けられた
バンパー装置である。

第２図は第１図に示した無人搬送車１０上に産業用ロボ
ッ１−４０が搭載され、しかも無人搬送車１０の走行経
路沿いに設けられる複数の作業ステーションの１つの作
業ステーション６０に到達している状態を示している。

無人搬送車ＩＯ自体はその位置決め杆２２が作業ステー
ション６０の停止起２０に係合した位置を所定の停止位
置としており、第２図はその所定の停止位置に達する直
前位置を徐行走行している状態を示している。作業ステ
ーション６０には地上電源供給設置における供給端子部
６２が無人搬送車１０の既述した可動コネクタ３２と整
合し得る位置に設けられており、供給端子部６２には電
力供給端子６４と圧力流体、例えば圧力空気供給端子６
６とが具備され、無人搬送車１０から可動コネクタ３２
が突出して接続を完了すると電力供給と圧力空気の供給
が開示されるようになっている。６８は操作パネルであ
り、作業者が必要に応じて産業用ロボノｌ’　４０を地
上側から制御できるように構成されている。

さて、産業用ロボット４０は周知の工業用ロボットと同
様にロボット基台４２、旋回台４４、第１アーム４６、
第２アーム４８、ロボット手首５０、ロボットハンド５
２、ワーク検知アイ５４等を具備し、旋回台４４、第１
．第２アーム４８、ロボット手首５０等の関節部分にお
ける動作はロボット基台４２内の旋回台駆動モータ（図
に現われていない）、アーム駆動モータ５６、手首駆動
モータ５８等によって作動され、これらの駆動モータは
比較的大電力を要することから、既述の地上電源供給設
備から供給端子部６２、無人搬送車ＩＯの可動コネクタ
３２　（第１図）を経て供給される地上電力によって作
動される。

他方、ロボットハンド５２は地上電源供給設備と併設さ
れる圧力流体供給源から供給端子部６２の圧力空気供給
端子６６から可動コネクタ３２を経て供給される圧力空
気によって作動される。

７０は無人搬送車１０上に設けられたワークストッカで
あり、ワークＷを必要に応じて搬送できるようになって
いる。

第３図から第５図は無人搬送車１０上に設けられた可動
コネクタ３２の構成を取出し図示した正面図、側面図、
平面図であり、同可動コネクタ３２は支持板７２に保持
された圧力空気用カップラ７６と電気コネクタ７４とを
有して構成されている。この支持板７２は取付板７８に
対して支持脚８０を介して第３図の左右方向に可動にな
っており、取付板７８は無人搬送車１０上の可動コネク
タ取付位置に固定される構造となっている。この取付板
７８上には駆動モータ８２がブレーキ８４を有して取付
けられ、この駆動モータ８２は取付板７８上に軸受ブラ
ケット８４によって保持された軸受８６　、８６によっ
て回転可能に支持されたボールねじ軸８８と適宜の軸継
手を介して接続され、該ボールねじ軸８８を回転させる
構成となっている。そして、このボールねじ軸８８には
上述し７た支持脚８０に固定されたボールナツト９０が
螺合し、ボールねじ軸８８の回転に従ってボールナツト
９０が、従って支持脚８０と共に支持板７２が軸線方向
に移動する構成となっている。支持板７２の移動限界は
リミットスイッチ９２ａ、９２ｂによって検出し、該検
出結果に従ってブレーキ８４を作動させて駆動モータ８
２の停止制御を達成する。上述のように可動支持ｖｉ、
７２上に空気用カップラ７６と電気コネクタ７４とが保
持されていることにより、無人搬送車１０（第１図）が
所定の作業ステーション６０（第２図）に到達して位置
決めされたとき、可動支持板７２を作業ステーション６
０例の供給端子部６２における電力供給端子６４と圧力
空気供給端子６６に接続すれば、地上側の電源供給設備
と圧力空気源から電力及び圧力空気の供給を受けること
ができる。そして、支持板７２上に保持された電気コネ
クタ７４と空気用カップラ７６とは第３図から第５図に
は図示されていない接続回路を経て、圧力空気は産業用
ロボット４０のロボットハンド５２へ、電力は産業用ロ
ボット４０の各関節駆動モータ及び充電機３４　（第１
図）へ供給されるのである。

上述の構成によれば、産業用ロボット４０を搭載した無
人搬送車１０が走行経路に沿って複数の作業ステーショ
ンに到達し、各作業ステーションにおいて、産業用ロボ
ット４０を用いて地上電源供給設備から電力供給を受け
て所望のロボット作業を遂行するが、このとき、無人搬
送車１０の可動コネクタ３２から受電する電力を並行し
てＡＤ変換器３４から構成された充電機へ供給すること
ができる。従ってこの充電機から停車中の無人搬送上で
非使用状態にあるバッテリ３０に対して充電を行い、バ
ッテリ３０が消耗した電力をロボット作業中に補給し、
次に所定ステーションを離れて無人１般送車１０が走行
するための電力補充を達成できるのである。なお、充電
作用中には予めバッテリ３０の放電端子をオフにしてお
く必要があるが、これは制御ユニット２６に予め充電作
用プログラムを組み込んでおくことによって、一定プロ
グラムに従って放電端子のオフを遂行できる。

勿論、同時に充電機と各バッテリ３０間の電気接続が確
立されるように接続回路をオンにする作用も行う。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、産業用ロボットを搭載
した無人搬送車では、走行経路に沿う各作業ステーショ
ンで産業用ロボットが地上電源から電力供給を受けて所
望のロボット作業を行い、しかもその作業時間率は無人
搬送車の走行時間率よりもはるかに高いから、このロボ
ット作業中に地上型′ａ電力により充電機を介して並行
して無人搬送車の走行、運行に必須のバッテリ電源を充
電し、バッテリの消耗電力を補充することができるから
バッテリの電力消耗率を著しく低減させて長寿命化を図
ることが可能となる。そして、この結果として必然的に
無人搬送車のバッテリ交換工数が減じられ、故に無人搬
送車を無駄時間無く、有効、高能率に運行させ得るとい
う効果を得ることができる。

なお、上述の説明では産業用ロボットを無人搬送車上に
搭載した実施例に就いて有効なバッテリ充電を行うよう
にしたが、本発明の基本思想であるところのロボット作
業時間を利用してバッテリ補充を行うという方法自体は
無人搬送車によりワークを作業ステーシランに位置決め
し、ワークに対してステーション設置型の産業ロボット
が所望のロボット作業を遂行している間に停車中の無人
搬送車から地上電源に接続コネクタを突出させ、電力供
給を並行して受けるようにした構成にすることも可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動充電装置を具備した無人搬送
車において産業用ロボットを取除いた車体部の構成を示
した断面図、第２図は作業ステーションに到達した本発
明に係る無人搬送車の斜視図、第３図は可動コネクタユ
ニットの構成概略を示す正面図、第４図は同右側面図、
第５図は同平面図。 １０・・・無人搬送車、　　１２・・・床面、１６・・
・走行車輪、　　　２６・・・制御ユニット、３０・・
・バッテリ、　　　　３２・・・可動コネクタ、３４・
・・ＡＤ変換器（充電機）、 ４０・・・産業用ロボット、 ６０・・・作業ステーション、 ６２・・・供給端子部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、産業用ロボットを搭載して複数の作業ステーション
   間を誘導経路に沿って自律走行することによって各作業
   ステーションにおき、所定のロボット作業を遂行させる
   無人搬送車において、前記無人搬送車にバッテリ充電用
   の充電機を搭載すると共に前記複数の各作業ステーショ
   ンに設けられた地上電源供給ユニットと接続する可動コ
   ネクタユニットを具備させ、前記産業用ロボットを前記
   各作業ステーションの地上電源供給ユニットにより前記
   コネクタユニットを介して受電作動させる間に前記コネ
   クタユニット及び充電機を介してバッテリを充電し得る
   ように構成した無人搬送車の自動充電装置。