JPS6254685A - 走行形腕ロボツトの駆動制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は走行形腕ロボットの駆動制御方法に関し、更に
詳しくは、工場内の走行路面に配設された誘導線に沿っ
て自走することができる走行形腕ロボットへの電源及び
制御信号の供給方法の改良に関する。

〔従来技術〕

各種の数値制御（Ｎ　Ｃ）設備を備えた無人工場内では
該工場内の走行路面に配設された誘導線に沿って自走す
ることができる走行形腕ロボットが使用されている。こ
のような無人工場においては、各種ＮＣ設備及び走行形
腕ロボットの動作を中央管理装置によりコントロールす
る工場自動化システムが採用されている。

無人工場内の走行形腕ロボットはＮＣ設備やワーク貯蔵
部等に設けられたステーション間でワークの搬送を行な
うとともに、各ステーションにおいてＮＣ設備に対する
ワークの受は渡し等のような各種の作業を行なう。

走行形腕ロボットには走行時の駆動源としてバッテリが
ＷＪ載されているが、各ステーションで作業を行なう場
合には、バッテリの消耗を避けるために外部から走行形
腕ロポソ１−に電力を供給する必要がある。また、走行
形腕ロボットは内部に組み込まれたコントロールユニッ
トからの指令によりプログラムに従って走行及び各種ロ
ボット作業を行なうことができるが、各ステーションに
おいては走行形腕ロボットと中央管理装置、ＮＣ設備等
との間で制御信号やデータ信号等を相互に伝達してロボ
ットやＮＣ設備等の円滑な稼動を図る必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来、工場内の各ステーションにおいて走行形腕ロボッ
トに電力を供給し、また、走行形腕ロボットと中央管理
装置、ＮＣ設備等との間で制御信号、データ信号等の相
互伝達を行なうために、ステーション及び走行形腕ロボ
ットには雄・雌形の接続用コネクタが設けられている。

このような構成の場合、走行形腕ロボットがステーショ
ンで停止した後に、可動側コネクタを作動させて両コネ
クタを接続する必要があるため、コネクタの接続作業に
時間がかかり、ロボット及びＮＣ設備等の稼動効率が低
下するという欠点がある。また、コネクタの接続のため
の機械的な結合を必要とするため、動作ミス等によりコ
ネクタが破損する虞れがある。

〔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、工
場内の複数個のステーションと、工場内の走行路面に設
けられた誘導線に沿って自走することができる走行形腕
ロボットとの間で走行形腕ロボットへの電力の供給及び
制御信号、データ信号等の相互伝達を行なう走行形腕ロ
ボットの駆動制御方法において、前記ステーション及び
前記走行形腕ロボットに設けた非接触給電装置及び非接
触信号伝送装置により、前記走行形腕ロボットへの電力
の供給及び制御信号、データ信号等の相互伝達を行なう
ことを特徴とする走行形腕ロボットの駆動制御方法を提
供する。

〔作用〕

本発明による上記手段によれば、ステーションと走行形
腕ロボットとの間で機械的な接続を行なう必要がなくな
るので、走行形腕ロボットへの電力の供給や信号の相互
伝達等を迅速に開始することができる。したがって、ロ
ボット等の稼動効率を高めることができる。また、機械
的な接続を必要としないので、破損の虞れがなくなり、
信頼性が高まる。

本発明の上記及び他の特徴及び利点は本発明の一実施例
を示す添付図面を参照した以下の詳細な説明により更に
明らかになるであろう。

〔実施例〕

第１図ないし第５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、各種のＮＣ設備ＭＣ
等を配備した無人工場内にはステーションＳが設けられ
ている。工場内の走行路面には走行形腕ロボット２０を
誘導するための磁気誘導線１１が設けられており、ステ
ーションＳのための所定停止箇所には走行形腕ロボット
２０の位置決めを行なうための複数個の突起１２が設け
られている。

走行形腕ロボット２０は走行車体２１と、該走行車体２
１に搭載されたロボット腕機構２２とを備えている。ロ
ボット腕機構２２は、走行車体２１上に固定されたベー
ス２３を備えている。ベース２３には旋回ボデー２４が
該ベース２３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２４には上腕２５が該旋回
ボデー２４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２５には前腕２６が該上腕２５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２６の先端には手首機構２７を介してロボットハ
ンド２８が取り付けられている。手首機構２７は前腕２
７に対して３軸周りの運動が可能とされている。したが
ってロボット腕機構２２はロボットハンド２８に対し合
計６軸周りの運動を与えることができる。ロボット腕機
構２２のこれらの運動は６つのＡＣサーボモータＭによ
り駆動される。

第２図に示すように、走行車体２Ｉには走行車体２１の
運行制御のための車体運行制御部２９とロボット腕機構
２２の運動制御のためのロボット運動制御部３０とが設
けられている。また、走行車体２Ｉには走行車体２１の
走行中に走行車体２１及びロボット腕機構２２の電源と
なるＤＣバッテリ３１と、エアコンブレフサ３２とが設
けられている。ロボット腕機構２２のロボットハンド２
８は指部材を開閉動作させるためのエアシリンダを備え
ており、このエアシリンダに必要なエアはエアコンブレ
フサ３２から供給される。

走行車体２１は左右に一対の走行輪３３．３４を備えて
おり、・走行輪３３．３４の前後にはそれぞれキャスタ
３５が設けられている。走行車体２１の前後部にはそれ
ぞれ誘導線１１から発生する磁気を検出する左右一対の
素子からなるコイルセンサ３６が設けられている。

走行輪３３，３４は駆動用サーボモータ（図示せず）及
びブレーキ装置（図示せず）に連結されている。第４図
を参照すると、走行輪３３．３４を駆動するためのサー
ボモータはアンプ５０に接続されている。車体運行制御
部２９はプログラムに従って走行輪３３．３４の正転、
逆転等の指令信号及び高速、中速、低速等の速度指令信
号をアンプ５０に接続された速度制御部（図示せず）に
与える。走行車体２１の走行進路が誘導線１１からずれ
た場合には、走行輪３３．３４のための速度制御部はコ
イルセンサ３６により検出される磁気の強さの変化に応
じて進路の修正に必要な速度修正出力をアンプ５０に送
る。コイルセンサ３６が走行車体２１のステーションＳ
のための停止位置の手前でマグネフト等の指示ポイント
（図示せず）を検出すると、車体運行制御部２９はコイ
ルセンサ３６から入力した信号に応じて駆動輪３３゜３
４を減速停止させる。ステーションＳのための停止位置
において、車体運行制御部２９は位置決め装置３７に信
号を送って位置決め装置３７を走行路面上の位置決め用
突起１２に係合させる。

ステーションＳの箇所で停止した走行形腕ロボット２０
には給電を行なう必要があり、また、走行形腕ロボット
２０と中央管理室に設けられた中央管理装置Ｃ１工場内
のＮＣ設備ＭＣ等との間で制御信号及びデータ信号の相
互伝達を行なう必要がある。走行形腕ロボッ）２０に電
力を供給するために、ステーションＳ及び走行形腕ロボ
ット２０にはそれ自体周知の非接触給電装置３８．３９
が設けられている。

ステーションＳ側に設けられた一次倒非接触給電装置３
８は、第３図に示すように、フェライト等からなるコア
３８ａと巻線３８ｂとを備えている。走行形腕ロボット
２０の走行車体２１に設けられている二次側非接触給電
装置３９も同様の構成を有している。−次側給電装置３
８からは高周波の高密度磁束が発生し、走行形腕ロボッ
）２０の走行車体２１に設けられた二次側給電装置には
この磁束により電流が発生する。走行形腕ロポ。

ト２０への電力の供給は一次側給電装置３８と二次側給
電装置３９とを近接させて対向させることにより行なう
ことができるので、給電作業を迅速に開始することがで
きる。また、再給電装置３８゜３９を接触させる必要が
ないから、機械的接触による損傷の虞れはない。

第４図を参照すると、二次側給電装置３９は走行車体２
１に設けられた充電器５１に接続されており、二次側給
電装置３９から充電器５１に供給される電力によってバ
ッテリ３１を充電することができる。走行輪３３．３４
のためのアンプ５０、車体運行制御部２９及びロボット
運動制御部３０の電源はバッテリ３１から供給される。

二次側給電装置３９はロボット腕機構２２の各駆動用Ａ
ＣサーボモータＭに接続されたアンプ５２に電力を供給
する。第５図は二次側給電装置３９とロボット腕機構２
２におけるｌ軸分のＡＣサーボモータＭとの接続構造を
示すものである。同図を参照すると、二次側給電装置３
９に供給された交流は交流・直流変換器５３により直流
に変換された後、アンプ５２により交流に変換されてモ
ータＭに供給される。モータＭに供給される電流は電流
検出器５４により検出される。検出器５４の検出信号は
速度制御部５５に送られる。速度制御部５５は検出器５
４からの検出信号に基づきアンプ５２に速度指令信号を
送る。アンプ５２において交流の周波数を変化させるこ
とによりモータＭの速度を変化させることができる。

第１図を参照すると、ステーションＳの箇所で走行形腕
ロボット２０と中央管理装置Ｃ，ＮＣ設備ＭＣ等との間
の信号伝達を行なうために、これら中央管理装置Ｃ，Ｎ
Ｃ設備ＭＣ及び走行形腕ロボット２０には無線信号伝送
装置４０．４１．４２が設けられている。各無線信号伝
送装置４０゜４１．４２は送信部及び受信部を備えてい
る。これら無線信号伝送装置４０，４１．４２により、
制御信号及びデータ信号の相互伝達が行われるので、信
号伝達は迅速に行われる。また、非接触で信号の伝達を
行なうことができるから、機械的接触による損傷の虞れ
はない。

以上のような構成であるから、走行形腕ロボッ）２０へ
の電力の供給及び信号の相互伝達は極めて能率的に行な
うことができ、また、機械的な接触による損傷の虞れが
なくなるから、高い信頼性が得られることとなる。

第６図ないし第８図は本発明の他の実施例を示すもので
ある。これらの図において、上記実施例と同様の構成要
素には同一の参照符号が付されている。

この実施例においては、走行形腕ロボット２０への給電
方式は上記実施例と同一であるが、制御信号、データ信
号等の相互伝達方式が上記実施例と異なっている。すな
わち、この実施例においては、ステーションＳ及び走行
形腕ロボット２０に液晶ディスプレイ等からなるバーコ
ード表示装置４５及びイメージセンサ４６を備えた非接
触信号伝達装置４３．４４がそれぞれ設けられている。

中央管理装置ＣとＮＣ設備ＭＣと走行形腕ロボット２０
との間の信号伝達はこれら非接触信号伝達装置４３．４
４を通じて行われる。走行形腕ロボット２０がステーシ
ョンＳのための停止位置に固定されると、ステーション
Ｓに設けられている非接触信号伝達装置４３の表示装置
４５が走行車体２１に設けられている非接触信号伝達装
置４４のイメージセンサ４６と対向する。また、ステー
ションＳ側の信号伝達装置４３のイメージセンサ４６と
走行車体２１側の信号伝達装置４４の表示装置４５とが
対向する。表示装置４５は制御指令内容、データ等を表
すバーコードを表示し、イメージセンサ４６はバーコー
ドによるデジタル信号を読み取る。

この実施例においても、機械的な接触を必要とすること
なく走行形腕ロボット２０への電力の供給及び信号の相
互伝達を行なうことができるので、これら作業を能率よ
く行なうことができる。また、機械的接触に伴う破損の
危険性を防、止できるので、高い信頼性を確保すること
ができる。

以上、図示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。例えば、ロボット腕機構２２はいか
なる形態のものであってもよい。また、走行車体２１に
は他のいかなる誘導方式、例えばバーコードテープとイ
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、工場
内のステーションと走行形腕ロボットとの間で機械的な
接続を行なうことなく走行形腕ロボットへの電力の供給
及び制御信号、データ信号等の相互伝達を行なうことが
できるので、ステーションの箇所で走行形腕ロボットへ
の電力の供給や信号の相互伝達等を迅速に開始すること
ができる。したがって、ロボット等のオ宕勧効率を高め
ることができる。また、機械窓な接続を必要としないの
で、破損の虞れがなくなり、走行形腕ロボット等の信頼
性が高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す無人工場内の走行形腕
ロボットの概略斜視図、 第２図は第１図に示す走行形腕ロボットの要部概略側面
図、 第３図は第１図に示す走行形腕ロボットにおける非接触
給電装置の要部断面図、 第４図は第１図に示す走行形腕ロボットへの電力の供給
を示すブロック回路図、 第５図は第１図に示す走行形腕ロポ７）におけるロボッ
ト腕機構のＡＣサーボモータと非接触給電装置との間の
電気回路図、 第６図は本発明の他の実施例を示す無人工場内の走行形
腕ロボットの概略斜視図、 第７図は第４図に示す走行形腕ロボットの要部概略側面
図、 第８図は第４図に示す走行形腕ロボットにおける非接触
信号伝達装置の正面図である。 ｌｌ・・・誘導線、 ２０・・・走行形腕ロボット、 ２１・・・走行車体、 ２２・・・ロボット腕機構、 ３１・・・バッテリ、 ３８．３９・・・非接触給電装置、 ４０．４１．４２・・・無線信号伝達装置、４３．４４
・・・非接触信号伝達装置、４５・・・バーコード表示
装置、 ４６・・・イメージセンサ、 Ｓ・・・ステーション、 ＭＣ・・・ＮＣ設備、 Ｃ・・・中央管理装置、 Ｍ・・・ＡＣサーボモータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、工場内の複数個のステーションと、工場内の走行路
   面に設けられた誘導線に沿って自走することができる走
   行形腕ロボットとの間で走行形腕ロボットへの電力の供
   給及び制御信号、データ信号等の相互伝達を行なう走行
   形腕ロボットの駆動制御方法において、前記ステーショ
   ン及び前記走行形腕ロボットに設けた非接触給電装置及
   び非接触信号伝送装置により、前記走行形腕ロボットへ
   の電力の供給及び制御信号、データ信号等の相互伝達を
   行なうことを特徴とする走行形腕ロボットの駆動制御方
   法。 ２、前記ステーション上の非接触給電装置から前記走行
   形腕ロボット上の非接触給電装置に供給された電力で走
   行形腕ロボットの走行駆動用バッテリを充電することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の走行形腕ロボ
   ットの駆動制御方法。 ３、前記ステーション上の非接触給電装置から前記走行
   形腕ロボット上の非接触給電装置に供給された電力を走
   行形腕ロボットの関節駆動用モータの駆動用として用い
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の走行
   形腕ロボットの駆動制御方法。 ４、前記ステーション上の非接触給電装置から発生する
   高磁束密度の高周波により前記走行形腕ロボット上の非
   接触給電装置に電流を発生させることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の走行形腕ロボットの駆動制御
   方法。 ５、非接触信号伝達装置として無線送受信装置を用いる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の走行形
   腕ロボットの駆動制御方法。 ６、非接触信号伝達装置としてバーコード表示部と、バ
   ーコード表示部のバーコード情報を読み取るイメージセ
   ンサとを用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の走行形腕ロボットの駆動制御方法。