JPWO2017002266A1 - 物品支持システム - Google Patents

Abstract

物品支持システム（１）はロボット（１０）と補助機構（３０）とを備える。ロボット（１０）は、物品（２）の載置台（６０）を把持する把持部（１５）を備え、前記載置台（６０）を把持した前記把持部（１５）の位置又は姿勢を制御することによって前記物品（２）の位置又は姿勢を制御する。補助機構（３０）は前記把持部（１５）を上方に引っ張る。前記載置台（６０）は、前記物品（２）を保持する保持機構（６１）を備える。前記把持部（１５）は、前記載置台（６０）に対して前記保持機構（６１）の動力源を供給する供給機構（１９）を備える。

Description

本発明は物品支持システムに関する。

近年、生産工程又は搬送工程等にロボットを用いることによって無人化又は省人化が図られている。例えば、物品の位置又は姿勢を制御するためや、物品に対する処理（加工又は計測等）を行うためにロボットが用いられている。

特開平９−１４９２号公報

ロボットが物品を直接把持して物品の位置又は姿勢を制御する場合、物品の重量が大きい場合には、重量の大きい物品を直接把持して搬送を行うことが可能な、可搬重量の大きいロボットが必要となる。しかしながら、可搬重量の大きいロボットはサイズも大きくなるため、設備が大型化してしまうという課題がある。また、可搬重量の大きいロボットは一般的に高価であるため、費用が増大するという課題もある。そこで、ロボットが搬送する物品の重量を軽減するための装置を取り付けることが考えられる。また、ロボットが物品を直接把持するような態様では、ロボットによって把持される物品の部分が一様であることが望ましいが、物品の形態は様々な場合があり、ロボットによって把持される物品の部分が一様でない場合があるという課題もある。そこで、ロボットが、物品が載置された載置台を把持するような態様を採用することが考えられるが、この場合、ロボットが載置台を把持している際に物品を載置台に確実に固定する必要がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ロボットが載置台を把持している際に物品を載置台に確実に固定することを可能にし、ロボットの可搬重量よりも重い物品の位置又は姿勢の制御をロボットを用いて行うことが可能になる物品支持システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る物品支持システムは、物品の載置台を把持する把持部を備え、前記載置台を把持した前記把持部の位置又は姿勢を制御することによって前記物品の位置又は姿勢を制御するロボットと、前記把持部を上方に引っ張る補助機構と、を備え、前記載置台は、前記物品を保持する保持機構を備え、前記把持部は、前記載置台に対して前記保持機構の動力源を供給する供給機構を備える。

また本発明の一態様では、前記把持部は、前記ロボットの先端軸まわりに回転する前記把持部を前記補助機構が回転可能に支持するための回転支持機構を備えるようにしてもよい。

また本発明の一態様では、前記補助機構は、前記把持部の上方から前記把持部と連結されるワイヤを備え、前記ワイヤを巻き上げることによって、前記把持部を上方に引っ張るようにしてもよい。前記回転支持機構はベアリング機構を含むようにしてもよい。前記ワイヤは前記ベアリング機構を介して前記把持部と連結されるようにしてもよい。

また本発明の一態様では、前記ロボットの負荷状況を監視する監視部と、前記ロボットの負荷状況に基づいて、前記補助機構が前記把持部を上方に引っ張る力の大きさを調整する調整部と、を備えるようにしてもよい。

また本発明の一態様では、前記補助機構はサーボモータを備え、前記サーボモータを用いて前記把持部を上方に引っ張るようにしてもよい。前記調整部は、前記把持部の負荷状況に基づいて前記サーボモータを制御することによって、前記把持部を上方に引っ張る力の大きさを調整するようにしてもよい。

また本発明の一態様では、前記ロボットは、基台部と、第１の軸まわりに旋回可能に前記基台部と連結される旋回ベース部と、前記第１の軸と略垂直な第２の軸まわりに回転可能に前記旋回ベース部と連結される第１のアーム部と、前記第２の軸と略平行な第３の軸まわりに回転可能に前記第１のアーム部の先端部と連結される第２のアーム部と、を備えるようにしてもよい。前記把持部は、前記第２のアーム部の先端部に連結されるようにしてもよい。

また本発明の一態様では、前記監視部は、前記ロボットの前記第２の軸の負荷トルクと、前記ロボットの前記第３の軸の負荷トルクとを監視するようにしてもよい。前記調整部は、前記ロボットの前記第２の軸の負荷トルクと、前記ロボットの前記第３の軸の負荷トルクとが所定値を越えないように、前記サーボモータを制御するようにしてもよい。

また本発明の一態様では、前記補助機構は、前記把持部の上方から前記把持部と連結されるワイヤを備え、前記ワイヤを巻き上げることによって、前記把持部を上方に引っ張るようにしてもよい。前記補助機構は、前記把持部の上方から前記ワイヤを吊り下げる吊り下げ部と、前記吊り下げ部を水平方向に移動可能とする移動機構と、をさらに備えるようにしてもよい。

また本発明の一態様では、前記保持機構は油圧によって前記物品を保持するようにしてもよい。前記供給機構は前記載置台の前記保持機構に油圧を供給するようにしてもよい。

また本発明の一態様では、前記物品に対する処理を行う処理部を備える処理ロボットと、前記物品に対して相対的に前記処理部が移動するように前記処理ロボットを制御することによって、前記物品に対する前記処理を前記処理部が行うように制御する制御部と、を備えるようにしてもよい。

また本発明の一態様では、前記載置台の第１の側部を把持する第１の把持部を備える第１のロボットと、前記載置台の、前記第１の側部とは反対側の第２の側部を把持する第２の把持部を備える第２のロボットと、前記第１の把持部を上方に引っ張る第１の補助機構と、前記第２の把持部を上方に引っ張る第２の補助機構と、を備えるようにしてもよい。前記第１のロボットの前記第１の把持部の位置又は姿勢と、前記第２のロボットの前記第２の把持部の位置又は姿勢とが制御されることによって、前記物品の位置又は姿勢が制御されるようにしてもよい。前記第１の把持部及び前記第２の把持部の少なくとも一方は前記供給機構を備えるようにしてもよい。

また本発明の一態様では、前記物品に対する処理を行う処理部を備える処理ロボットと、前記物品に対して相対的に前記処理部が移動するように前記処理ロボットを制御することによって、前記物品に対する前記処理を前記処理部が行うように制御する制御部と、を備えるようにしてもよい。前記載置台は、前記第１の側部と前記第２の側部とを連結する第３の側部を含むようにしてもよい。前記処理ロボットは、前記第３の側部と対向するように配置されるようにしてもよい。

また本発明の一態様では、前記物品が載置された前記載置台が第１の位置から第２の位置に搬送されるようにしてもよい。前記第１のロボットと前記第２のロボットとは、前記第２の位置まで搬送された前記載置台を間に挟むような位置に、互いに対向するように配置されるようにしてもよい。前記処理ロボットは、前記第１の位置から前記第２の位置への方向の延長方向にある位置に、前記第２の位置まで搬送された前記載置台と対向するように配置されるようにしてもよい。

本発明によれば、ロボットが載置台を把持している際に物品を載置台にしっかりと固定することを可能にし、ロボットの可搬重量よりも重い物品の位置又は姿勢の制御をロボットを用いて行うことが可能になる。

本発明の実施形態に係る物品支持システムの全体構成の一例を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る物品支持システムの全体構成の一例を示す正面図である。 物品支持システムのブロック図である。 支持ロボットについて説明するための図である。 支持ロボットの把持部と載置台とについて説明するための図である。

以下、本発明の実施形態に係る物品支持システムの例について図面に基づき詳細に説明する。以下では、本発明の実施形態に係る物品支持システムの一例として、一又は複数のロボットが物品を支持して物品の位置又は姿勢を制御し、かつ、一又は複数の他のロボットが物品に対する処理（作業）を行うようなシステムについて説明する。

なお、「物品に対する処理」には、例えば、物品に対する加工（溶接、塗布等）又は計測（表面の粗さの計測）等が含まれる。また、以下では、物品を支持して物品の位置又は姿勢を制御するロボットを「支持ロボット」と記載し、物品に対する処理を行うロボットを「処理ロボット」と記載する。

図１は、本発明の実施形態に係る物品支持システムの全体構成の一例を示す斜視図であり、図２は、本発明の実施形態に係る物品支持システムの全体構成の一例を示す正面図である。また図３は、本発明の実施形態に係る物品支持システムのブロック図であり、各構成要素間の関係を示す。なお、図１，図２では、説明の簡便のため、鉛直上向き方向を正方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系（ＸＹＺ座標系）を図示している。

図１〜図３に示すように、本発明の実施形態に係る物品支持システム１は、搬送ライン４と、第１の支持ロボット１０と、第２の支持ロボット２０と、第１の補助機構３０と、第２の補助機構４０と、処理ロボット５０と、載置台６０とを備える。

搬送ライン４は、処理対象の物品２が載置された載置台６０が設置される初期位置Ｐ１（第１の位置）を有する。後述するように、初期位置Ｐ１に設置された載置台６０は、物品２に対する処理が行われる処理位置Ｐ２（第２の位置）まで、第１の支持ロボット１０及び第２の支持ロボット２０によって搬送される。

図２，図３に示すように、載置台６０は、物品２を保持する保持機構６１を備える。保持機構６１は、油圧又は空気圧等の動力源によって物品２を保持する。例えば、保持機構６１としては、油圧を動力源として物品２をクランプする油圧クランプ機構を採用することができる。油圧クランプ機構を採用することによって、保持力（クランプ力）の強い保持機構を比較的小さいサイズで実現することができる。なお、油圧クランプ機構の代わりに、他の動力源（空気圧等）によって物品２をクランプするクランプ機構を保持機構６１として採用するようにしてもよい。または、クランプ機構以外の機構を保持機構６１として採用するようにしてもよい。

第１の支持ロボット１０及び第２の支持ロボット２０は、物品２の位置又は姿勢を制御するためのロボットである。一般的に、第１の支持ロボット１０と第２の支持ロボット２０としては同一のロボットが用いられる。なお、第１の支持ロボット１０と第２の支持ロボット２０とは互いに異なるロボットであってもよい。

第１の支持ロボット１０と第２の支持ロボット２０とは、搬送ライン４を間に挟むような位置に、互いに対向するように配置される。具体的には、第１の支持ロボット１０と第２の支持ロボット２０とは、所定位置まで搬送された載置台６０を間に挟むような位置に、互いに対向するように配置される。図１，図２に示す例では、第１の支持ロボット１０と第２の支持ロボット２０とが、処理位置Ｐ２まで搬送された載置台６０を間を挟むような位置に配置されている。第１の支持ロボット１０は、載置台６０の搬送方向Ｄに沿った載置台６０の側部である第１の側部６２と対向しており、第２の支持ロボット２０は、載置台６０の、第１の側部６２とは反対側の側部である第２の側部６３と対向している。

物品２に対する処理が行われる前、載置台６０は搬送ライン４上の初期位置Ｐ１に位置している。処理対象の物品２が載置台６０上に設置された後、初期位置Ｐ１に置かれた載置台６０は第１の支持ロボット１０及び第２の支持ロボット２０によって把持されて、持ち上げられ、処理位置Ｐ２まで搬送される。

また、第１の支持ロボット１０及び第２の支持ロボット２０は、処理位置Ｐ２まで搬送された載置台６０の位置又は姿勢を、処理ロボット５０が物品２に対して行う処理の内容に合わせて制御する。このようにして、第１の支持ロボット１０及び第２の支持ロボット２０は、処理ロボット５０が物品２に対して行う処理の内容に合わせて、物品２の位置又は姿勢を制御する。

なお、以上のように初期位置Ｐ１と処理位置Ｐ２とを分けることによって、載置台６０に物品２を設置する際の作業性を向上させることが可能になる。また、初期位置Ｐ１と処理位置Ｐ２との間の距離をある程度設けることによって、第１の支持ロボット１０及び第２の支持ロボット２０の動作の自由度、安全性を向上させることが可能になる。さらに、初期位置Ｐ１と処理位置Ｐ２とを分けることによって、物品に対する処理が処理位置Ｐ２において第１の支持ロボット１０、第２の支持ロボット２０、処理ロボット５０によって行われている間において、初期位置Ｐ１において次の処理対象の物品の準備を行うことが可能になり、その結果、連続的な処理が可能になる。なお、作業性やロボットの動作等に特段の事情がなければ、初期位置Ｐ１及び処理位置Ｐ２はどのような態様としてもよい。

図４は、第１の支持ロボット１０や第２の支持ロボット２０の構成の一例について説明するための図である。なお、図４では第１の支持ロボット１０の構成について示しているが、第２の支持ロボット２０も第１の支持ロボット１０と同様の構成を備える。また、図４では説明の簡便のため、後述の供給機構１９について省略している。

図４に示すように、第１の支持ロボット１０はいわゆる多関節型（多軸）のロボットであり、基台部１１と、旋回ベース部１２と、第１のアーム部１３と、第２のアーム部１４と、把持部１５とを備える。

基台部１１は、床面等に固定される支持ベース部である。旋回ベース部１２は基台部１１と連結される。第１の支持ロボット１０には、基台部１１が固定される面の法線方向に対応する軸であるＳ軸まわりに旋回ベース部１２を旋回させるためのサーボモータが含まれており、旋回ベース部１２はＳ軸まわりに旋回可能に基台部１１と連結される（図４の矢印１００参照）。なお、基台部１１が固定される面が床面又は床面と略平行な面である場合、Ｓ軸は鉛直方向に対応する軸となる。

第１のアーム部１３は旋回ベース部１２と連結される。第１の支持ロボット１０には、Ｓ軸と略垂直な軸であるＬ軸まわりに第１のアーム部１３を回転させるためのサーボモータが含まれており、第１のアーム部１３はＬ軸まわりに回転可能に旋回ベース部１２と連結される（図４の矢印１０１参照）。

第２のアーム部１４は第１のアーム部１３の先端部と連結される。第１の支持ロボット１０には、Ｌ軸と略平行な軸（すなわちＳ軸と略垂直な軸）であるＵ軸まわりに第２のアーム部１４を回転させるためのサーボモータが含まれており、第２のアーム部１４はＵ軸まわりに回転可能に第１のアーム部１３の先端部と連結される（図４の矢印１０２参照）。

また、第１の支持ロボット１０には、第２のアーム部１４の延伸方向（長手方向）に対応する軸であるＲ軸まわりに第２のアーム部１４の先端を捻転するためのサーボモータも内蔵されており、第２のアーム部１４の先端はＲ軸まわりに捻転可能に設けられている（図４の矢印１０３参照）。

把持部１５は第２のアーム部１４の先端部と連結される。第１の支持ロボット１０には、把持部１５の延伸方向（長手方向）と略垂直な軸であるＢ軸まわりに把持部１５を回転させるためのサーボモータも含まれており、把持部１５はＢ軸まわりに回転可能に第２のアーム部１４の先端部と連結される（図４の矢印１０４参照）。

また、第１の支持ロボット１０には、把持部１５の延伸方向（長手方向）に対応する軸であるＴ軸まわりに把持部１５を捻転させるためのサーボモータが含まれており、把持部１５はＴ軸まわりに捻転可能に設けられている（図４の矢印１０５参照）。

把持部１５は載置台６０を把持するために用いられる。図１，図２に示すように、第１の支持ロボット１０の把持部１５（第１の把持部）は、載置台６０の第１の側部６２を把持するために用いられる。一方、第２の支持ロボット２０の把持部２５（第２の把持部）は、載置台６０の第２の側部６３を把持するために用いられる。

なお、把持部１５，２５の構成の詳細については後述する（図５参照）。把持部１５，２５は、第１の補助機構３０や第２の補助機構４０に関連しているため、第１の補助機構３０や第２の補助機構４０を説明した後で把持部１５，１５の構成について改めて説明する。

処理ロボット５０は、物品２に対する処理を行うためのロボットである。処理ロボット５０も、第１の支持ロボット１０等と同様に、いわゆる多関節型（多軸）のロボットであり、物品２に対する処理を行う処理部５１を備える。「物品２に対する処理」とは、例えば、物品に対する加工（溶接、塗布等）又は計測（表面の粗さの計測）等であり、処理部５１は、例えば、物品２に対して溶接を行う溶接部、物品２に対して塗布を行う塗布部、又は、物品２に対して計測を行う計測部等である。

処理ロボット５０は、載置台６０の搬送方向Ｄ（言い換えれば、初期位置Ｐ１から処理位置Ｐ２への方向、搬送ライン４の延伸方向）の延長方向にある位置に、所定位置まで搬送された載置台６０と対向するように配置される。すなわち、処理ロボット５０は、載置台６０の第３の側部６４と対向するように配置される。なお、第３の側部６４は、第１の側部６２と第２の側部６３とを連結する側部（言い換えれば、搬送方向Ｄと交差する側部）のうちの、搬送方向Ｄに向かって奥側の側部であり、図１，図２に示す第４の側部６５とは反対側の側部である。

図１，図２では省略しているが、図３に示すように、物品支持システム１はロボットコントローラ７０を備える。ロボットコントローラ７０はマイクロプロセッサとメモリとを備える。メモリには、マイクロプロセッサが実行するプログラムや、ロボットの制御に使用されるデータが格納される。

ロボットコントローラ７０は、メモリに格納されたプログラムやデータに基づいて、第１の支持ロボット１０、第２の支持ロボット２０、及び処理ロボット５０に対する制御を行う。

例えば、ロボットコントローラ７０は、第１の支持ロボット１０の把持部１５が載置台６０の第１の側部６２を把持するように第１の支持ロボット１０を制御し、第２の支持ロボット２０の把持部２５が載置台６０の第２の側部６３を把持するように第２の支持ロボット２０を制御する。なお、ロボットコントローラ７０は、第１の支持ロボット１０に含まれるサーボモータを駆動することによって把持部１５の位置又は姿勢等を制御し、第２の支持ロボット２０に含まれるサーボモータを駆動することによって把持部２５の位置又は姿勢等を制御する。

また、ロボットコントローラ７０は、載置台６０を把持した第１の支持ロボット１０及び第２の支持ロボット２０を制御して、載置台６０を初期位置Ｐ１から処理位置Ｐ２まで搬送する。さらに、ロボットコントローラ７０は、物品２に対して相対的に処理部５１が移動するように処理ロボット５０を制御することによって、物品２に対する処理を処理部５１が実行するように制御する。この際、ロボットコントローラ７０は、処理ロボット５０の処理部５１による処理の実行に合わせて物品２の位置又は姿勢を変えるべく、第１の支持ロボット１０と第２の支持ロボット２０とを制御する。すなわち、ロボットコントローラ７０は、処理ロボット５０の処理部５１による処理の実行に合わせて、載置台６０を把持する把持部１５，２５の位置又は姿勢を制御することによって、物品２の位置又は姿勢を制御する。

第１の補助機構３０は、第１の支持ロボット１０による載置台６０の支持を補助するためのものである。第１の補助機構３０は、載置台６０を把持する第１の支持ロボット１０の把持部１５を上方に引っ張る。

図２に示すように、本実施形態では、ホスト３１とジブ３２とを備えるジブクレーンを用いて、第１の補助機構３０が実現されている。

ジブ３２には、ワイヤ３５及びフック３６を吊り下げる吊り下げ部３３が設けられる。吊り下げ部３３は把持部１５の上方に位置する。このため、ワイヤ３５及びフック３６は把持部１５の上方から吊り下がり、ワイヤ３５はフック３６を介して把持部１５と連結される。

吊り下げ部３３は、ワイヤ３５を巻き上げるためのサーボ機構３４を備える。サーボ機構３４はサーボモータを備えており、サーボモータによってワイヤ３５を巻き上げる。

第１の補助機構３０はサーボ機構３４を用いてワイヤ３５を巻き上げることによって、把持部１５を上方に引っ張る。このようにすることによって、第１の補助機構３０は、載置台６０（物品２）を把持して支持する第１の支持ロボット１０の負荷を軽減する。

なお、第１の補助機構３０は、吊り下げ部３３を水平方向（Ｘ軸方向）に移動可能な移動機構を備える。すなわち、吊り下げ部３３はジブ３２に沿って移動可能であり、把持部１５の位置又は姿勢の変化に応じて、吊り下げ部３３の位置を調整可能になっている。このため、第１の支持ロボット１０の把持部１５が移動したとしても、吊り下げ部３３が水平方向に移動しながら、第１の支持ロボットによる載置台６０の支持を補助できるようになっている。

同様に、第２の補助機構４０は、第２の支持ロボット２０による載置台６０の支持を補助するためのものである。第２の補助機構４０は、載置台６０を把持する第２の支持ロボット２０の把持部２５を上方に引っ張る。

第２の補助機構４０の構成は第１の補助機構３０と同様である。すなわち、第２の補助機構４０は、ホスト４１と、ジブ４２と、吊り下げ部４３と、サーボ機構４４と、ワイヤ４５と、フック４６とを備える。これらは、第１の補助機構３０のホスト３１、ジブ３２、吊り下げ部３３、サーボ機構３４、ワイヤ３５、及びフック３６と同様である。

図１，図２では省略しているが、図３に示すように、物品支持システム１は補助機構コントローラ８０を備える。補助機構コントローラ８０はマイクロプロセッサとメモリとを備える。メモリには、マイクロプロセッサが実行するプログラムや、第１の補助機構３０及び第２の補助機構４０の制御に使用されるデータが格納される。

補助機構コントローラ８０は、メモリに格納されたプログラムやデータに基づいて、第１の補助機構３０及び第２の補助機構４０を制御する。補助機構コントローラ８０は機能として監視部８１と調整部８２とを含む。これらの監視部８１及び調整部８２は、例えばマイクロプロセッサがプログラムを実行することによって実現される。

監視部８１は第１の支持ロボット１０の負荷状況を監視する。調整部８２は、第１の支持ロボット１０の負荷状況に基づいて、第１の補助機構３０が把持部１５を上方に引っ張る力の大きさを調整する。例えば、調整部８２は、第１の支持ロボット１０の負荷状況に基づいて、サーボ機構３４のサーボモータを制御することによって、把持部１５を上方に引っ張る力の大きさを調整する。

具体的には、例えば、監視部８１は、第１の支持ロボット１０のＬ軸及びＵ軸のそれぞれの負荷トルクを監視する。すなわち、監視部８１は、第１のアーム部１３をＬ軸まわりに回転させるためのサーボモータの負荷トルクと、第２のアーム部１４をＵ軸まわりに回転させるためのサーボモータの負荷トルクとを監視する。なお、監視部８１は、これらの負荷トルクをロボットコントローラ７０経由で取得するようにしてもよいし、第１の支持ロボット１０から直接取得するようにしてもよい。

調整部８２は、第１の支持ロボット１０のＬ軸及びＵ軸のそれぞれの負荷トルクが所定値（例えば１００％）を越えることがないように、サーボ機構３４のサーボモータを制御する。例えば、これらの負荷トルクの少なくとも一方が所定値に近づいたら、調整部８２は、サーボ機構３４のサーボモータを制御して、把持部１５を上方に引っ張る力を大きくすることによって、これらの負荷トルクが所定値を越えないように調整する。

同様に、監視部８１は、第２の支持ロボット２０の負荷状況も監視する。また、調整部８２は、第２の支持ロボット２０の負荷状況に基づいて、第２の補助機構４０が把持部２５を上方に引っ張る力の大きさも調整する。

なお、第２の補助機構４０を制御する補助機構コントローラを第１の補助機構３０を制御する補助機構コントローラとは別個に設けるようにしてもよい。

また、第１の補助機構３０や第２の補助機構４０は、図１，図２に示したようなジブクレーン以外の機構によって実現されてもよい。例えば、第１の補助機構３０や第２の補助機構４０は、ジブが壁によって支えられる壁クレーン、又は、吊り下げ部が天井に支えられる天井クレーンによって実現されるようにしてもよい。なお、天井クレーンの場合、吊り下げ部は、第１の方向（例えばＸ軸方向）と、第１の方向と直交する第２の方向（例えばＹ軸方向）との両方又は一方に天井上を移動可能としてもよい。

ここで、第１の支持ロボット１０や第２の支持ロボット２０の把持部１５，２５の構成について説明する。図５は把持部１５，２５の構成について説明するための図である。図５では第１の支持ロボット１０の把持部１５の構成について示しているが、第２の支持ロボット２０の把持部２５も把持部１５と同様の構成を備える。なお、図５では、把持部１５と載置台６０との区別を明確にするため、載置台６０の筐体部分を斜線で示している。

図５に示すように、把持部１５は回転支持機構１６を備える。回転支持機構１６は、第１の支持ロボット１０の先端軸（すなわち、把持部１５の先端軸：図４のＴ軸）まわりに回転する把持部１５を第１の補助機構３０が回転可能に支持するための機構である。

例えば、回転支持機構１６はベアリング機構を用いて実現される。図５は、回転支持機構１６がベアリング機構を用いて実現された場合について示している。この場合、ベアリング機構の軸受け内を把持部１５が挿通するようにして、ベアリング機構が把持部１５に取り付けられる。

また、フック３６（ワイヤ３５）はベアリング機構を介して把持部１５と連結される。このようにベアリング機構を介してフック３６（ワイヤ３５）が把持部１５と連結されることによって、第１の支持ロボット１０の把持部１５が第１の補助機構３０（ワイヤ３５やフック３６）の影響を受けることなくＴ軸まわりに回転できるように担保される（図５の矢印１０５参照）。すなわち、第１の補助機構３０は把持部１５をＴ軸まわりに回転可能に支持できるようになる。

また、把持部１５はクランプ機構１７とピン１８とをさらに備える。これらのクランプ機構１７及びピン１８によって載置台６０が把持部１５に把持されることになる。なお、把持部１５が載置台６０を把持するための構成はこれに限られず、種々の構成を採用することができる。

さらに、把持部１５は、載置台６０の保持機構６１の動力源を載置台６０に対して供給するための供給機構１９を備える。

例えば、保持機構６１の動力源が油圧である場合、図５に示すように、油圧を供給するための管が供給機構１９として把持部１５に含まれる。図５では省略されているが、上記管は油圧源に連結されている。

一方、載置台６０も、保持機構６１の動力源を保持機構６１に供給するための供給機構６６を備える。把持部１５側の供給機構１９と、載置台６０側の供給機構６６とは、載置台６０が把持部１５に把持された場合に連結されるようにして設けられる。このため、載置台６０が把持部１５に把持されることによって、把持部１５側の供給機構１９と載置台６０側の供給機構６６とが連結される。把持部１５側の供給機構１９が載置台６０側の供給機構６６と連結されていない状態では、供給機構１９から供給機構１９外への動力源の供給が制限（抑止）されており、把持部１５側の供給機構１９と載置台６０側の供給機構６６とが連結されると、かかる制限が解除され、ロボットコントローラ７０の制御の下で動力源の供給が開始され、動力源が把持部１５から載置台６０に供給される。

例えば、保持機構６１の動力源が油圧である場合、図５に示すように、把持部１５から載置台６０に供給された油圧は供給機構６６や及び油圧バルブ等を介して保持機構６１に供給される。そして、保持機構６１に油圧が供給されることによって、物品２が保持機構６１によって載置台６０に確実に固定される。

以上に説明した物品支持システム１によれば、供給機構１９，２９等を備えることにより、把持部１５，２５によって載置台６０が把持されるのに伴って、物品２が載置台６０に対して確実に保持されるため、第１及び第２の支持ロボット１０，２０が載置台６０を把持している際に物品２を載置台６０に確実に固定することが可能になる。かつ、物品支持システム１によれば、載置台６０を把持する把持部１５，２５が第１の補助機構３０や第２の補助機構４０によって補助されるため、第１及び第２の支持ロボット１０，２０にかかる負荷を軽減することが可能になる。その結果、物品２の重量が大きい場合であっても、第１及び第２の支持ロボット１０，２０のサイズを大きくすることなく、物品２の位置や姿勢を第１及び第２の支持ロボット１０，２０によって制御できるようになる。

すなわち、物品支持システム１によれば、物品２の重量が第１及び第２の支持ロボット１０，２０の可搬重量よりも重い場合であっても、物品２の位置や姿勢を第１及び第２の支持ロボット１０，２０が制御しながら、処理ロボット５０が物品２に対する処理を行うことが可能になる。また、物品支持システム１によれば、第１及び第２の支持ロボット１０，２０と処理ロボット５０が図１，図２に示すような配置を有していることにより、第１及び第２の支持ロボット１０，２０が物品２を両側から挟むようにして支持してその位置又は姿勢を制御しながら、処理ロボット５０が物品２に対する処理を安定的に行うことが可能になる。

なお、ロボットの可搬重量よりも重い物品の位置又は姿勢をロボットによって制御する場合には、Ｌ軸やＵ軸に負荷がかかりやすい。この点、物品支持システム１では、監視部８１及び調整部８２を備え、特にＬ軸やＵ軸の負荷トルクが所定値（例えば１００％）を越えないように監視することによって、最小限の構成により課題を解決することが可能になる。すなわち、多関節型（多軸）のロボットの各関節を駆動するサーボモータの全てを監視する必要がなくなる。

また、物品支持システム１では、第１の補助機構３０や第２の補助機構４０がサーボ機構３４，４４を備えていることにより、第１の補助機構３０や第２の補助機構４０が把持部１５，２５を上方に引っ張る力の大きさを好適に調整できるようになる。

また、ロボットの可搬重量よりも重い物品の位置又は姿勢をロボットが把持できるようにするための方法としては、物品又は載置台を支持しているクレーン等の一部分をロボットが把持する方法や、クレーン等によって支持されている物品又は載置台をロボットが把持する方法が考えられるが、これらの方法では、物品又は載置台がクレーン等によって支持されるため、物品の位置・姿勢制御に関する自由度が制限される場合があった。この点、物品支持システム１では、「ロボットの把持部を上方に引っ張ることによって、ロボットによる載置台の支持を補助する機構」を採用することにより、上記の方法と比較して、物品の位置・姿勢制御に関する自由度を向上している。また、物品支持システム１では、ロボットが物品を直接把持するような態様ではなく、ロボットが、物品が載置された載置台を把持するような態様を採用したことにより、対応可能な物品の形状の自由度も向上している。

本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではない。

例えば、第１の支持ロボット１０の把持部１５に備えられる供給機構１９と、第２の支持ロボット２０の把持部２５に備えられる供給機構２９との一方のみを設け、他方を取り除くようにしてもよい。

また例えば、ロボットコントローラ７０と補助機構コントローラ８０とは一体的に実現されるようにしてもよい。すなわち、ロボットコントローラ７０と補助機構コントローラ８０とは一つのマイクロプロセッサによって実現されるようにしてもよい。

また例えば、以上に説明した例では、載置台６０が二つの支持ロボットによって支えられるようになっていたが、載置台６０は一つの支持ロボットによって支えられるようにしてもよいし、三つ以上の支持ロボットによって支えられるようにしてもよい。

Claims (12)

1. 物品の載置台を把持する把持部を備え、前記載置台を把持した前記把持部の位置又は姿勢を制御することによって前記物品の位置又は姿勢を制御するロボットと、
   前記把持部を上方に引っ張る補助機構と、を備え、
   前記載置台は、前記物品を保持する保持機構を備え、
   前記把持部は、前記載置台に対して前記保持機構の動力源を供給する供給機構を備える、
   物品支持システム。
2. 前記把持部は、前記ロボットの先端軸まわりに回転する前記把持部を前記補助機構が回転可能に支持するための回転支持機構を備える、
   請求項１に記載の物品支持システム。
3. 前記補助機構は、前記把持部の上方から前記把持部と連結されるワイヤを備え、前記ワイヤを巻き上げることによって、前記把持部を上方に引っ張り、
   前記回転支持機構はベアリング機構を含み、
   前記ワイヤは前記ベアリング機構を介して前記把持部と連結される、
   請求項２に記載の物品支持システム。
4. 前記ロボットの負荷状況を監視する監視部と、
   前記ロボットの負荷状況に基づいて、前記補助機構が前記把持部を上方に引っ張る力の大きさを調整する調整部と、を備える、
   請求項１乃至３のいずれかに記載の物品支持システム。
5. 前記補助機構はサーボモータを備え、前記サーボモータを用いて前記把持部を上方に引っ張り、
   前記調整部は、前記把持部の負荷状況に基づいて前記サーボモータを制御することによって、前記把持部を上方に引っ張る力の大きさを調整する、
   請求項４に記載の物品支持システム。
6. 前記ロボットは、
   基台部と、
   第１の軸まわりに旋回可能に前記基台部と連結される旋回ベース部と、
   前記第１の軸と略垂直な第２の軸まわりに回転可能に前記旋回ベース部と連結される第１のアーム部と、
   前記第２の軸と略平行な第３の軸まわりに回転可能に前記第１のアーム部の先端部と連結される第２のアーム部と、を備え、
   前記把持部は、前記第２のアーム部の先端部に連結され、
   前記監視部は、前記ロボットの前記第２の軸の負荷トルクと、前記ロボットの前記第３の軸の負荷トルクとを監視し、
   前記調整部は、前記ロボットの前記第２の軸の負荷トルクと、前記ロボットの前記第３の軸の負荷トルクとが所定値を越えないように、前記サーボモータを制御する、
   請求項５に記載の物品支持システム。
7. 前記補助機構は、前記把持部の上方から前記把持部と連結されるワイヤを備え、前記ワイヤを巻き上げることによって、前記把持部を上方に引っ張り、
   前記補助機構は、
   前記把持部の上方から前記ワイヤを吊り下げる吊り下げ部と、
   前記吊り下げ部を水平方向に移動可能とする移動機構と、をさらに備える、
   請求項１乃至６のいずれかに記載の物品支持システム。
8. 前記保持機構は油圧によって前記物品を保持し、
   前記供給機構は前記載置台の前記保持機構に油圧を供給する、
   請求項１乃至７のいずれかに記載の物品支持システム。
9. 前記物品に対する処理を行う処理部を備える処理ロボットと、
   前記物品に対して相対的に前記処理部が移動するように前記処理ロボットを制御することによって、前記物品に対する前記処理を前記処理部が行うように制御する制御部と、を備える、
   請求項１乃至８のいずれかに記載の物品支持システム。
10. 前記載置台の第１の側部を把持する第１の把持部を備える第１のロボットと、
    前記載置台の、前記第１の側部とは反対側の第２の側部を把持する第２の把持部を備える第２のロボットと、
    前記第１の把持部を上方に引っ張る第１の補助機構と、
    前記第２の把持部を上方に引っ張る第２の補助機構と、を備え、
    前記第１のロボットの前記第１の把持部の位置又は姿勢と、前記第２のロボットの前記第２の把持部の位置又は姿勢とが制御されることによって、前記物品の位置又は姿勢が制御され、
    前記第１の把持部及び前記第２の把持部の少なくとも一方は前記供給機構を備える、
    請求項１乃至９のいずれかに記載の物品支持システム。
11. 前記物品に対する処理を行う処理部を備える処理ロボットと、
    前記物品に対して相対的に前記処理部が移動するように前記処理ロボットを制御することによって、前記物品に対する前記処理を前記処理部が行うように制御する制御部と、を備え、
    前記載置台は、前記第１の側部と前記第２の側部とを連結する第３の側部を含み、
    前記処理ロボットは、前記第３の側部と対向するように配置される、
    請求項１０に記載の物品支持システム。
12. 前記物品が載置された前記載置台は第１の位置から第２の位置に搬送され、
    前記第１のロボットと前記第２のロボットとは、前記第２の位置まで搬送された前記載置台を間に挟むような位置に、互いに対向するように配置され、
    前記処理ロボットは、前記第１の位置から前記第２の位置への方向の延長方向にある位置に、前記第２の位置まで搬送された前記載置台と対向するように配置される、
    請求項１１に記載の物品保持システム。

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