JP2018060390A - 移動式作業ロボット支持装置及びその操作方法 - Google Patents
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Abstract
Description
更に、走行台車には高精度の作業に用いる作業台が常時搭載されているため、作業台の分だけ走行台車のサイズが大きくなり製作コストの上昇が生じると共に、走行台車が移動するためには十分な広さの空間を確保しなければならないという問題も生じる。
前記無人搬送台車は、
前記無人搬送台車が前記目的場所に停止したことを確認して、該無人搬送台車の姿勢を安定化する姿勢保持ユニットと、
前記台座に設けられ、異なる2方向の傾斜角度を検知して、該台座の台座傾斜角度を出力する傾斜センサと、
前記傾斜センサから出力された前記台座傾斜角度を受けて、前記台座を動かして、該台座を前記作業ロボットの許容傾き水平角度内で保持する水平維持手段と、
位置検知センサによって前記台座の前記目的場所での位置を検知し、台座位置情報として前記作業ロボットに通知する位置情報告知手段とを有する。
これによって、より正確な三次元の台座位置情報を作業ロボットに通知することができる。
ここで、台座に設けられた傾斜センサによって測定した台座傾斜角度、又は別の傾斜センサ(例えば、作業ロボットに取り付けた傾斜センサ)によって測定した作業ロボット傾斜角度を、傾斜角度情報として作業ロボットに知らせる傾斜情報告知手段を更に設けてもよい。
これによって、より高い位置決め精度が要求される作業を作業ロボットで行うことが可能になる。
これによって、特定物の画像から特定物に対する台座の相対的な位置情報を求めることができ、予め判明している特定物の位置情報を用いて台座位置情報を求めることができる。
これによって、無人搬送台車を任意の方向に移動可能な状態で床面上に配置することができる。
これによって、目的場所に向けて無人搬送台車を正確に誘導することができる。
第1〜第4の押圧電動シリンダの各ロッドの移動(突出)長さを調節することで、床面当接部を床面に押し当てて無人搬送台車を支えることができ、無人搬送台車の姿勢を安定化させることができる。
これによって、給電装置を設置する際の制約が少なくなる。
これによって、目的場所に作業ロボット用の電源設備を設ける必要がなく、例えば、作業工程の見直しに伴う目的場所の変更等に容易に対応することができる。
前記無人搬送台車が前記目的場所に停止したことを確認して、前記無人搬送台車に設けられた姿勢保持ユニットにより前記目的場所における該無人搬送台車の姿勢を安定化した後に、
前記台座に設けられた傾斜センサにより、該台座の異なる2方向の傾斜角度を検知して台座傾斜角度を出力し、
前記無人搬送台車に設けられた水平維持手段により、前記台座傾斜角度に基づいて該台座を動かして、前記作業ロボットを許容傾き水平角度内で保持して、
前記無人搬送台車に設けられた位置情報告知手段により、該無人搬送台車に設けた位置検知センサを用いて検知した前記台座の位置を台座位置情報として前記作業ロボットに通知する。
また、目的場所における無人搬送台車の台座の位置が位置情報告知手段により作業ロボットに通知され、作業ロボットは台座に位置決めして取付けられているので、目的場所における無人搬送台車の位置決め精度の影響を受けずに、作業ロボットの目的場所における位置が正確に特定できる。
その結果、作業ロボットを複数の目的場所の間で移動させながら、高精度の作業を安定して実行させる(1台の作業ロボットの多能工化を促進する)ことができ、作業ロボットの稼働率を向上させることが可能になる。
図1、図2に示すように、本発明の一実施の形態に係る移動式作業ロボット支持装置10は、自動運転ユニット11を備え、自動運転ユニット11により指定された目的場所まで自動走行して停止する無人搬送台車12と、目的場所とは異なる場所に設けられた給電エリアPSA(特定場所の一例)に設置された給電装置13と無人搬送台車12に設けられた受電装置14(図4参照)との間で電力の非接触送受電を行って無人搬送台車12に搭載された二次電池(図示せず)の充電を行う充電ユニット15(図4参照)と、無人搬送台車12に設けられ、二次電池から電力を供給される作業ロボット(図示せず)を取付け面P上に位置決めして取付け可能な台座16とを有する。
ここで、脚部材55、56、57、58の下端(床面Fに当接する部分)には、例えば、硬質ゴム板が取付けられている。これにより、床面F上における脚部材55、56、57、58の滑りを防止することができる。なお、硬質ゴム板の代わりに、硬質プラスチック板、金属板(例えば、ステンレス板)を使用することもできる。
これによって、台座16が中央支持機構60の中心軸を回転軸として回転するのを第1の支持機構66により防止しながら、台座16を中央支持機構60により無人搬送台車12に対して任意の方向に傾斜可能な状態にすることができると共に、第2、第3の支持機構79、84の各ピストンロッド75、76、82を進退させて、所望の方向に台座16を傾斜させることで、台座16(取付け面P)を水平状態に保つことができる。
更に、無人搬送台車12は、傾斜センサ20、20aによって測定した台座16の傾斜方向と傾斜角度、即ち、台座傾き情報)を作業ロボットに知らせる傾斜情報告知手段27aを備える。
なお、マーカー22の画像の識別は、カメラ23、24で撮像した画像に、例えば、特許第4683395号公報、特許第5105379号公報、又は特許第5105381号公報に記載された方法を応用して行う。
このとき、位置情報告知手段27により基準点の目的場所における三次元位置が作業ロボットに通知されるため、作業ロボットは自己の目的場所における三次元位置を認識することができる。また、傾斜情報告知手段27aにより台座16の傾き、即ち、作業ロボットの傾きが作業ロボットに通知されるため、作業ロボットは自己の目的場所における傾きを認識することができる。
その結果、作業空間座標系と台座座標系の関係に基づいて、目的場所(作業空間座標系)において作業ロボットに要求される動作距離が実現されるように、作業ロボットを動作させることができ、高い位置決め精度が要求される作業が可能になる。
ここで、給電用案内磁気テープ17aの給電エリアPSAを通過する領域の、例えば、片側には給電用案内磁気テープ17aに沿って給電装置13が複数並べて設けられている。なお、各給電装置13には間隔を設けて2つの給電器87が設けられている。
また、電源変換手段により二次電池から三相交流の200ボルト出力が得られるので、例えば、無人搬送台車12に油圧装置や空気圧縮装置を搭載すれば、目的場所に油圧源や空気圧源を準備する必要もない。このため、目的場所における作業環境を容易かつ安価に構築することができると共に、作業工程の見直し等に応じた生産ラインの変更にも柔軟に対応することが可能になる。
無人搬送台車12を、自動運転ユニット11により指定された目的場所まで自動走行させて停止させる。次いで、無人搬送台車12が目的場所に停止したことを確認して、無人搬送台車12に設けられた姿勢保持ユニット19の第1〜第4の押圧電動シリンダ48、49、52、53をそれぞれ操作して、各ロッド46、47、50、51を一定長さだけ下方に突出させ、脚部材55、56、58、57で床面Fを押圧することにより、台車フレーム28に取り付けられた自在車輪29、30、31、32及び駆動輪33、34を床面Fから持上げる。これにより、無人搬送台車12は目的場所で脚部材55、56、57、58を介して支えられることになって、目的場所において無人搬送台車12の姿勢を安定化する。
また、台座16に設けた傾斜センサ20、20aによって測定される台座傾斜角度を、傾斜情報告知手段27aを介して台座傾き情報として作業ロボットに通知する。
更に、本実施の形態とその他の実施の形態や変形例にそれぞれ含まれる構成要素を組合わせたものも、本発明に含まれる。
例えば、水平維持手段の傾斜センサによって測定した台座の傾きを傾斜角度情報として作業ロボットに通知したが、水平維持手段の傾斜センサの代わりに別の傾斜センサ、例えば、作業ロボットに取り付けた傾斜センサによって測定した作業ロボット傾斜角度を傾斜角度情報として作業ロボットに通知してもよい。
更に、受電装置の受電器を無人搬送台車の前後の左右にそれぞれ設けたが、特定場所に設置された給電装置の給電器の配置に対応させて、受電装置の受電器を、無人搬送台車の前又は後の左右にそれぞれ設けても、無人搬送台車の前又は後の左右のいずれか一方に設けることもできる。
Claims (10)
- 自動運転ユニットを備え、該自動運転ユニットにより目的場所まで自動走行して停止する無人搬送台車と、特定場所に設置された給電装置と前記無人搬送台車に設けられた受電装置との間で電力の非接触送受電を行って前記無人搬送台車に搭載された二次電池の充電を行う充電ユニットと、前記無人搬送台車に設けられた、前記二次電池又は前記充電ユニットから電力を供給される作業ロボットを位置決めして取付け可能な台座とを有する移動式作業ロボット支持装置であって、
前記無人搬送台車は、
前記無人搬送台車が前記目的場所に停止したことを確認して、該無人搬送台車の姿勢を安定化する姿勢保持ユニットと、
前記台座に設けられ、異なる2方向の傾斜角度を検知して、該台座の台座傾斜角度を出力する傾斜センサと、
前記傾斜センサから出力された前記台座傾斜角度を受けて、前記台座を動かして、該台座を前記作業ロボットの許容傾き水平角度内で保持する水平維持手段と、
位置検知センサによって前記台座の前記目的場所での位置を検知し、台座位置情報として前記作業ロボットに通知する位置情報告知手段とを有することを特徴とする移動式作業ロボット支持装置。 - 請求項1記載の移動式作業ロボット支持装置において、前記位置情報告知手段には、前記位置検知センサの他に前記台座の高さを測定する高さセンサが設けられて、該台座の三次元位置を前記作業ロボットに知らせることを特徴とする移動式作業ロボット支持装置。
- 請求項1又は2記載の移動式作業ロボット支持装置において、前記位置検知センサは、前記無人搬送台車外にある特定物を撮像する1台又は2台のカメラを有していることを特徴とする移動式作業ロボット支持装置。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の移動式作業ロボット支持装置において、前記水平維持手段は、(1)前記無人搬送台車の中央部に立設され、上端部が自動調心軸受を介して前記台座の下面の中央部に取付けられる中央支持機構と、(2)前記無人搬送台車の前側の左右方向の中央部に立設された筒状部材、少なくとも上端側が突出状態で該筒状部材に上下動可能に内装される可動部材、及び該可動部材の上端部に対して前記台座の下面の前側の左右方向の中央部を、前後方向に移動可能かつ該台座を左回り及び右回りに傾斜可能に接続する連結手段を備えた第1の支持機構と、(3)前記無人搬送台車の前側の左右方向の両側にそれぞれ立設された第1、第2の電動シリンダと、該第1、第2の電動シリンダの各ピストンロッドの先部を前記台座の下面の前側の左右方向の両側にそれぞれ接続する球面軸受を備えた第2の支持機構と、(4)前記無人搬送台車の後側の左右方向の中央部に立設された第3の電動シリンダと、該第3の電動シリンダのピストンロッドの先部を前記台座の下面の後側の左右方向の中央部に接続する球面軸受を備えた第3の支持機構とを有することを特徴とする移動式作業ロボット支持装置。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の移動式作業ロボット支持装置において、前記自動運転ユニットは、前記無人搬送台車を前記目的場所まで案内する誘導信号を受信する受信手段と、前記無人搬送台車の台車フレームの下面の前後の左右両側にそれぞれ配置された自在車輪と、前記台車フレームの下面の左右の前後両側に配置された前記自在車輪の中間部にそれぞれ設けられた対となる駆動輪と、該対となる駆動輪をそれぞれ回転させるサーボモータと、前記受信手段を介して取得した前記誘導信号に基づいて前記各サーボモータをそれぞれ駆動させる制御手段とを有することを特徴とする移動式作業ロボット支持装置。
- 請求項5記載の移動式作業ロボット支持装置において、前記自動運転ユニットは、前記無人搬送台車の左右の両側に前後方向に沿って下方に突出して設けられた対となる板状ガイド部材と、前記目的場所に設定された前記無人搬送台車の停止領域に設けられ、該停止領域に進入する該無人搬送台車の対となる前記板状ガイド部材をそれぞれ厚み方向両側から挟持して該無人搬送台車の進入方向を案内する複数のカムフォロアが設けられたカムフォロアガイドとを備えた補助誘導手段を更に有することを特徴とする移動式作業ロボット支持装置。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の移動式作業ロボット支持装置において、前記姿勢保持ユニットは、前記無人搬送台車の前後の左右両側にそれぞれ取付けられ、下方に向けて進退するロッドを備えた第1〜第4の押圧電動シリンダと、該各ロッドの下端部に球面軸受を介して上端部が接続し、下端部に床面当接部を備えた脚部材とを有することを特徴とする移動式作業ロボット支持装置。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の移動式作業ロボット支持装置において、前記受電装置の受電器は、前記無人搬送台車の左右にそれぞれ、又は前後の左右にそれぞれ設けられていることを特徴とする移動式作業ロボット支持装置。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の移動式作業ロボット支持装置において、前記無人搬送台車は、前記二次電池又は前記充電ユニットの出力電力を前記作業ロボットの入力電源に変換する電源変換手段が設けられていることを特徴とする移動式作業ロボット支持装置。
- 自動運転ユニットを備え、該自動運転ユニットにより目的場所まで自動走行して停止する無人搬送台車と、特定場所に設置された給電装置と前記無人搬送台車に設けられた受電装置との間で電力の非接触送受電を行って前記無人搬送台車に搭載された二次電池の充電を行う充電ユニットと、前記無人搬送台車に設けられた、前記二次電池又は前記充電ユニットから電力を供給される作業ロボットを位置決めして取付け可能な台座とを有する移動式作業ロボット支持装置の操作方法であって、
前記無人搬送台車が前記目的場所に停止したことを確認して、前記無人搬送台車に設けられた姿勢保持ユニットにより前記目的場所における該無人搬送台車の姿勢を安定化した後に、
前記台座に設けられた傾斜センサにより、該台座の異なる2方向の傾斜角度を検知して台座傾斜角度を出力し、
前記無人搬送台車に設けられた水平維持手段により、前記台座傾斜角度に基づいて該台座を動かして、前記作業ロボットを許容傾き水平角度内で保持して、
前記無人搬送台車に設けられた位置情報告知手段により、該無人搬送台車に設けた位置検知センサを用いて検知した前記台座の位置を台座位置情報として前記作業ロボットに通知することを特徴とする移動式作業ロボット支持装置の操作方法。
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