JP6864454B2 - Work transfer device - Google Patents
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Description
本発明は、ワークを保持する機能を有するワーク搬送用エンドエフェクタ、及び、これを備えたワーク搬送装置に関する。 The present invention relates to a work transfer end effector having a function of holding a work, and a work transfer device including the end effector.
従来、ロボットアームに着脱可能に取り付けられるエンドエフェクタの一態様として、加工されたり搬送されたりするワークを動かないように保持する、ワーク治具としての機能を備えたものが知られている。特許文献1には、この種の技術が開示されている。
Conventionally, as one aspect of an end effector that is detachably attached to a robot arm, one having a function as a work jig that holds a work to be machined or transported so as not to move is known.
特許文献1には、ロボットアームの手先部に、XYテーブル、当該XYテーブルの移動許容方向と直交する方向に主軸を有する倣い制御軸、及び、ツールチェンジャを介して支持されたワーク治具が示されている。このワークはシーム溶接される燃料タンクである。
ところで、ロボットアームに操作具を設け、オペレータがこの操作具を操作することによってロボットアームを直感的に動作させるようにした、ハンドガイドロボットが知られている。特許文献2には、この種の技術が開示されている。
By the way, there is known a hand-guided robot in which an operating tool is provided on a robot arm so that an operator can intuitively operate the robot arm by operating the operating tool.
特許文献2に記載のハンドガイドロボットは、制御対象としてのマニピュレータと、操作装置と、制御装置とを備えて構成されている。操作装置は、オペレータが当該ハンドガイドロボットを操作するためのものであって、マニピュレータの第3リンクの先端側に設置されている。
The hand guide robot described in
上記特許文献1のようにワーク治具としての機能を備えたエンドエフェクタとこれを装着したロボットアームとを用いてワークの取付作業を行う場合には、ロボットアームを動作させて、エンドエフェクタに保持されたワークを所定の取付位置へ自動的に移動させる。ここで、ワークの取付作業にケーブルなどの配線作業が伴う場合があるが、この配線作業を自動的に行うことは難しい。
When mounting a work using an end effector having a function as a work jig and a robot arm equipped with the end effector as in
そこで、ワークの取付作業に配線作業が伴う場合には、ワークを所定の取付位置の近傍まで自動的に移動させ、作業者が配線作業を行ってから(又は、配線作業と同時に)、ワークを所定の取付位置まで移動させることが考えられる。 Therefore, when the work mounting work involves wiring work, the work is automatically moved to the vicinity of the predetermined mounting position, and after the worker performs the wiring work (or at the same time as the wiring work), the work is moved. It is conceivable to move it to a predetermined mounting position.
作業者がワークを所定の取付位置まで移動させる場合に、作業者がロボットアームに支持されているワーク(又は、ワーク治具)を直接に動かして移動させたり、或いは、特許文献2のハンドガイドロボットのように、ロボットアームの先端部に設けられた操作具を作業者が操作してロボットアームを動作させたりすることが考えられる。しかし、前者では、ロボットアームの各軸に作用するトルクによって大きな操作力を要する。また、後者では、ワーク治具やこれに保持されたワークによっては、作業者が視認したいワークの取付位置と操作具とが離れていることがあり、このような場合に操作性に劣る。
When the worker moves the work to a predetermined mounting position, the worker directly moves the work (or work jig) supported by the robot arm to move it, or the hand guide robot of
以上に鑑み、本発明では、ワーク搬送装置において、作業者によるロボットアームの手動操作によってエンドエフェクタに保持されたワークを移動させることができ、且つ、この手動操作の操作性の向上と生産効率の向上を実現し得るものを提案する。 In view of the above, in the present invention, the word chromatography click conveying device, you can move the work held on the end effector by a manual operation of the robot arm by the operator, and, production and improvement in operability of the manual operation We propose something that can improve efficiency.
本発明の一態様に係るワーク搬送装置は、ロボットアームと、前記ロボットアームの手先部に装着されたワーク搬送用エンドエフェクタと、前記ロボットアームの動作を制御する制御装置とを備える。そして、前記ワーク搬送用エンドエフェクタが、前記ロボットアームの手先部と接続されるインターフェースと、前記インターフェースに接続されたベースと、前記ベースと連結されたワーク固定治具と、前記ベースに設けられた、前記ロボットアームの操作の入力を受け付ける操作具と、前記ベースと前記ワーク固定治具とを着脱可能に連結する連結機構と、前記ベースと前記ワーク固定治具とを着脱可能に連結する連結機構とを有することを特徴としている。 The work transfer device according to one aspect of the present invention includes a robot arm, a work transfer end effector attached to a hand portion of the robot arm, and a control device for controlling the operation of the robot arm. Then, the work transfer end effector is provided on the interface connected to the hand portion of the robot arm, the base connected to the interface, the work fixing jig connected to the base, and the base. A connecting mechanism that detachably connects the base and the work fixing jig, and a connecting mechanism that detachably connects the base and the work fixing jig. It is characterized by having and.
上記ワーク搬送装置では、ロボットアームの操作の入力を受け付ける操作具が、ワークを保持するエンドエフェクタに設けられている。このように、エンドエフェクタに保持されたワークと操作具とが近接しているので、作業者はワーク及びその取付位置を視認しつつ操作具を動かしてロボットアームを手動操作することができる。これにより、作業者はより確実にワークを取付位置へ位置決めすることができ、ロボットアームの手動操作の操作性の向上を実現することができる。更に、上記ワーク搬送装置では、連結機構によって、ベースを含むベースユニットに対しワーク固定治具が着脱可能であるので、一つのベースユニットに対し、複数のワーク固定治具を用いて作業を行うことができる。ワーク固定治具はアクチュエータを搭載していないことから、比較的安価に製造可能である。また、ワーク固定治具は、ベースユニットと連結が解除された状態においても、ワークを固定するワーク固定治具(又は、治具型パレット)として利用することができる。そして、予めワーク固定治具にワークを保持させて作業スタンバイさせれば、ワークの取り付けや搬送作業に要する時間を短縮し、生産効率を高めることができる。 In the work transfer device, an operating tool that receives an input for the operation of the robot arm is provided on the end effector that holds the work. In this way, since the work held by the end effector and the operating tool are close to each other, the operator can manually operate the robot arm by moving the operating tool while visually recognizing the work and its mounting position. As a result, the operator can more reliably position the work to the mounting position, and the operability of the manual operation of the robot arm can be improved. Further, in the work transfer device, since the work fixing jig can be attached to and detached from the base unit including the base by the connecting mechanism, the work is performed by using a plurality of work fixing jigs for one base unit. Can be done. Since the work fixing jig is not equipped with an actuator, it can be manufactured at a relatively low cost. Further, the work fixing jig can be used as a work fixing jig (or a jig type pallet) for fixing the work even when the connection with the base unit is released. Then, if the work is held by the work fixing jig in advance and the work is put on standby, the time required for the work attachment and transfer work can be shortened and the production efficiency can be improved.
本発明によれば、作業者によるロボットアームの手動操作によってエンドエフェクタに保持されたワークを移動させるように構成されたワーク搬送装置において、手動操作の操作性の向上と生産効率の向上とを実現することができる。 According to the present invention, in the fabricated workpiece transfer device to move the work held on the end effector by a manual operation of the robot arm by the operator, and the improvement of improved production efficiency of the operation of the manual operation It can be realized.
〔第1実施形態〕
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明の第1実施形態に係るワーク搬送装置1の概略図、図2はロボットアーム2の手先部とワーク搬送用エンドエフェクタ(以下、単に「エンドエフェクタ3」と称する)との構成を示す図、図3はワーク搬送用エンドエフェクタとこれに保持されたワークを示す図である。なお、図3では、ワークであるアームアセンブリ98が二点鎖線で示されている。
[First Embodiment]
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a
図1に示すワーク搬送装置1は、ロボットアーム2と、ロボットアーム2の手先部に着脱可能に装着されたエンドエフェクタ3と、ワーク搬送装置1の動作を制御する制御装置6とを備えている。図1では、ワーク搬送装置1が使用され得る作業の一例として、双腕ロボットの製造工程のうち、台車99にワークであるアームアセンブリ98を取り付ける作業を示している。アームアセンブリ98は、支軸981に、2本のアーム982が組み付けられたものである。台車99内には制御機器96が搭載されており、この制御機器96とアームアセンブリ98との間が複数のケーブルやチューブなど(以下、「ケーブル類97」と称する)で接続されている。
The
〔ロボットアーム2〕
本実施形態に係るワーク搬送装置1では、ロボットアーム2として6軸の垂直多関節型アームが採用されている。但し、ロボットアーム2の態様は本実施形態に限定されない。ロボットアーム2は、用途に対応した、産業用ロボットアームであればよい。ロボットアーム2として、3軸以上の垂直多関節型アームや、少なくとも1つの昇降軸を有する水平多関節型アームが採用されてもよい。また、本実施形態に係るワーク搬送装置1は単数のロボットアーム2を備えているが、複数のロボットアーム2を備えて複腕としてもよい。
[Robot arm 2]
In the
ロボットアーム2は、基台20と、基台20に旋回軸Sを介して旋回可能に連結された第1リンク21と、第1リンク21に下腕揺動軸Lを介して揺動可能に連結された第2リンク22と、第2リンク22に上腕揺動軸Uを介して揺動可能に連結された第3リンク23と、第3リンク23に手首旋回軸Rを介して旋回可能に連結された第4リンク24と、第4リンク24に手首揺動軸Bを介して揺動可能に連結された第5リンク25と、第5リンク25に手首回転軸Tを介して回転可能に連結されアーム側インターフェース26とを有している。ロボットアーム2には各軸につきアクチュエータとしてのサーボモータや回転角検出器などが設けられている(いずれも図示略)。ロボットアーム2として、公知の構成の垂直多関節型アームが用いられてよく、ロボットアーム2についてのこれ以上の詳細な説明は省略する。
The
〔エンドエフェクタ3〕
図2及び3に示すように、エンドエフェクタ3は、ワークであるアームアセンブリ98を保持するワーク治具としての機能を有している。また、このエンドエフェクタ3は、ロボットアーム2から取り外された状態で、保管時や移送時にアームアセンブリ98の各構成要素が動かないように保持する治具型パレットとしての機能を有している。
[End effector 3]
As shown in FIGS. 2 and 3, the end effector 3 has a function as a work jig for holding the
エンドエフェクタ3は、ロボットアーム2の手先部に装着されるベースユニット30と、ベースユニット30に着脱可能に連結されるワーク固定治具31とから構成されている。ベースユニット30には、エンドエフェクタ側インターフェース32と、ベース35と、ベース35とエンドエフェクタ側インターフェース32とを連結するフローティング機構33と、ベース35に設けられた操作具34と、ベース35に固定されたチャック装置38とを備えている。チャック装置38は、ベースユニット30とワーク固定治具31の連結機構の一例である。
The end effector 3 is composed of a
エンドエフェクタ側インターフェース32と前述のアーム側インターフェース26とには、接続器の一例である自動交換装置4が設けられている。自動交換装置4は、アーム側インターフェース26に設けられた凸側ユニット4aと、エンドエフェクタ側インターフェース32に設けられた凹側ユニット4bとから成る。なお、自動交換装置4として、エンドエフェクタを自動交換するための市販の自動交換装置(ツールチェンジャ)を用いることができる。
The end
本実施形態に係る自動交換装置4では、凸側ユニット4aに、嵌合凸部41と、嵌合凸部41の外周部に設けられたロック機構としてのプランジャ42と、位置決めピン43と、電気カップリング44とが設けられている。また、凹側ユニット4bに、嵌合凹部46と、嵌合凹部46の内周部に設けられたプランジャ溝47と、位置決め穴48と、電気カップリング49とが設けられている。
In the
上記構成の自動交換装置4では、凸側ユニット4aの嵌合凸部41を凹側ユニット4bの嵌合凹部46に嵌めると、位置決めピン43が位置決め穴48に挿入されることによって凸側ユニット4aと凹側ユニット4bが位置決めされ(即ち、アーム側インターフェース26とエンドエフェクタ側インターフェース32が位置決めされ)、プランジャ42がプランジャ溝47に嵌ることによって凸側ユニット4aが凹側ユニット4bから抜け止めされ、電気カップリング44と電気カップリング49が接続される。
In the
フローティング機構33は、エンドエフェクタ側インターフェース32に対しベース35を所定範囲内で相対的に変位させる(即ち、フローティングさせる)ものである。本実施形態に係るワーク搬送装置1では、フローティング機構33としてセンタリングユニットを採用している。なお、センタリングユニットは市販のものが用いられてよい。
The floating
フローティング機構33は、ベース35に結合された基部331と、エンドエフェクタ側インターフェース32に結合された天板332とを備えている。天板332は、基部331に対し天板332の平面内で360°自由方向へ移動することができる。即ち、天板332は、天板332の平面内での平行移動と、この平面と直交する軸を中心とする回転移動とが可能である。また、天板332を基部331に対し所望の位置でロックさせることができ、ロックが解除されると天板332が基部331にセンタリングする位置へ自動復帰する。
The floating
ベース35には、作業者が握るためのグリップ36が2箇所に設けられている。作業者は、これらのグリップ36を両手で(又は、片手で)握って所望の方向へ力を加えることにより、ワークをそれを保持しているベース35ごと移動させることができる。なお、グリップ36は、作業者が手で握れる形状を有していれば、その態様は問わない。例えば、本実施形態のようにベース35に固定された2本の柱状部材を、それぞれグリップ36としてよい。或いは、ベース35が複数の桟で形成されているような場合には、ベース35を形成している桟の一部分をグリップ36として利用してもよい。このように、ベース35においてグリップ36と他の部分との間に特段の形状的差異が無くともよい。
The
操作具34は、ベース35においてグリップ36又はその近傍に設けられている。これにより、作業者はグリップ36を握りながら、操作具34を操作することができる。本実施形態では、グリップ36を形成している柱状部材に操作具34が設けられている。操作具34は、前述の自動交換装置4の電気カップリング44,49と図示されない配線等とを介して制御装置6と電気的に接続されている。操作具34のうち少なくとも1つは、ロボットアーム2を手動操作するためのものである。ロボットアーム2を手動操作するための操作具34が操作されると、その操作信号が制御装置6へ入力され、操作信号を受け付けた制御装置6は、操作信号と対応して移動するようにロボットアーム2を動作させ、その結果、エンドエフェクタ3(及びこれに保持されたワーク)が変位する。
The operating
本実施形態に係る操作具34のうちの一つは十字型の方向操作キーである。この方向操作キーは、グリップ36を握っている作業者から見て上下左右に対応するキーであって、作業者が方向操作キーを操作すると、エンドエフェクタ3(及びこれに保持されたワーク)がキーの操作に対応して上下左右のいずれかへ移動する。但し、ロボットアーム2を手動操作するための操作具34は十字型の方向操作キーに限定されず、レバーや、上下方向操作キー、ボタン、スライダなどの、少なくとも降下操作を入力できる操作具であればよい。
One of the
また、エンドエフェクタ3に設けられる操作具34には、上記の方向操作キーの他に、強制停止スイッチや安全停止スイッチなどのロボットアーム2の動作させるための操作具(スイッチ)、シフトスイッチなどの操作具34の機能を拡張させるための操作具などが含まれていてもよい。また、図示しないが、グリップ36や操作具34の近傍に、ロボットアーム2の動作状態を示す表示灯などが設けられていてもよい。
Further, in addition to the above-mentioned directional operation keys, the
ワーク固定治具31は、ワークの動きの制限するための拘束具であり、且つ、ワークをベース35に対して位置決め及び固定するための位置決め具である。本実施形態に係るワーク固定治具31は、治具ベース311と、治具ベース311に固定された治具フレーム312とで構成されている。治具ベース311には、チャック装置38の把持爪382と係合するためのフランジ313が設けられている。フランジ313は、ワーク固定治具31側に設けられた、チャック装置38の把持爪382が係止可能な係止部の一例である。なお、ワーク固定治具31側に設けられた係止部は、上記フランジ313に限定されず、把持爪382が係止可能な形状部であればよい。
The
治具フレーム312は、例えば、桟部材、柱部材、及び締結具などを組み合わせて形成することができる。但し、治具フレーム312は、これに限定されず、ワーク固定治具31に固定されるワークに応じて形成されてよい。本実施形態では、治具フレーム312にアームアセンブリ98の両アーム982の手先部が締結固定され、且つ、治具フレーム312によって両アーム982の基端部の動きが拘束されることによって、ワーク固定治具31にアームアセンブリ98が動けないように固定されている。
The
上記構成のワーク固定治具31は、ワークに対応した専用品であってよい。換言すれば、ワーク固定治具31の態様を変えることで、様々なワークをベース35に保持させることができる。ワーク固定治具31は、可動部品やアクチュエータを備えていないので、安価に入手又は作製可能である。
The
チャック装置38は、ベース35に固定されたケーシング381と、ケーシング381に対し放射状に移動する3つの把持爪382と、ケーシング381に内装された把持爪382の駆動アクチュエータ(図示略)とを備えている。チャック装置38は、制御装置6と電気的に接続されており、制御装置6の制御を受けて把持爪382を開閉させる。なお、図2では、開いた状態の3つの把持爪382が示され、図3では3つの把持爪382が閉じてワーク固定治具31のフランジ313を把持している様子が示されている。チャック装置38でワーク固定治具31のフランジ313を把持することにより、ベース35とワーク固定治具31とが連結される。
The
〔制御装置6〕
図4はワーク搬送装置1の制御系統の構成を示すブロック図である。図4に示す制御装置6には、ロボットアーム2と、自動交換装置4と、操作具34と、チャック装置38とが通信可能に接続されている。制御装置6は、いわゆるコンピュータであって、CPU等の演算処理部と、ROM、RAM等の記憶部を有している(いずれも図示せず)。記憶部には、制御装置6が実行する制御プログラムや、各種固定データ等が記憶されている。演算処理部は、外部装置とデータの送受信を行う。また、演算処理部は、各種センサからの検出信号の入力や各制御対象への制御信号の出力を行う。制御装置6では、記憶部に記憶されたプログラム等のソフトウェアを演算処理部が読み出して実行することにより、ワーク搬送装置1の各種動作を制御するための処理が行われる。なお、制御装置6は単一のコンピュータによる集中制御により各処理を実行してもよいし、複数のコンピュータの協働による分散制御により各処理を実行してもよい。また、制御装置6は、マイクロコントローラ、プログラマブルロジックコントローラ(PLC)等から構成されていてもよい。
[Control device 6]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control system of the
〔ワーク搬送装置1の動作の例〕
ここで、上記構成のワーク搬送装置1を用いて、アームアセンブリ98を台車99に取り付ける作業を行う場合の、ワーク搬送装置1の動作を説明する。なお、従来は、一般的に、このような作業はクレーンを使って行われている。
[Example of operation of work transfer device 1]
Here, the operation of the
アームアセンブリ98は、エンドエフェクタ3のうちワーク固定治具31に保持された状態で搬送用パレット(図示略)に収容されている。また、ロボットアーム2の手先部にはベースユニット30が予め装着されている。
The
先ず、制御装置6は、搬送用パレットに収容されたアームアセンブリ98のうちの一つを保持しているワーク固定治具31を、ベースユニット30と連結させるように、ロボットアーム2及びチャック装置38を動作させる。詳細には、制御装置6は、先ず、チャック装置38の把持爪382が、ワーク固定治具31のフランジ313を把持可能な位置へ移動するようにロボットアーム2を動作させ、次に、把持爪382でフランジ313を把持するようにチャック装置38を動作させる。以上のようにして、エンドエフェクタ3を構成するベースユニット30とワーク固定治具31とが連結される。
First, the control device 6 connects the
続いて、制御装置6は、エンドエフェクタ3に保持されたアームアセンブリ98を、作業領域に置かれた台車99の直上へ移動させるように、ロボットアーム2を動作させる。アームアセンブリ98が台車99の直上へ至ると、制御装置6はロボットアーム2を一旦安全停止させる。作業者はロボットアーム2が停止したことを確認してから作業領域に入る。作業者は、アームアセンブリ98から延びているケーブル類97などをアームアセンブリ98内の制御機器96と接続する。これらのケーブル類97は、台車99の上面に形成された開口部991から台車99の内部へ導かれている(図1、参照)。
Subsequently, the control device 6 operates the
続いて、作業者は、図1に示すように、エンドエフェクタ3に設けられたグリップ36を握ってベース35に外力を加え、フローティング機構33によってベース35をエンドエフェクタ側インターフェース32に対し相対的に水平方向に移動させることにより、台車99に対するアームアセンブリ98の垂直方向及び回転位置の位置決めを行う。フローティング機構33がロックされることによって、アームアセンブリ98は位置決めされた位置に保持される。
Subsequently, as shown in FIG. 1, the operator grips the
続いて、作業者は、ケーブル類97を台車99の開口部991に収めることと、エンドエフェクタ3に設けられた操作具34を操作して、アームアセンブリ98を台車99に向けて降下させることとを繰り返して、アームアセンブリ98を台車99に載置する。ここで、制御装置6は、操作具34からの操作信号を受け付けて、エンドエフェクタ3に保持されたアームアセンブリ98を降下させるように、ロボットアーム2を動作させる。なお、エンドエフェクタ3の降下速度(即ち、ロボットアーム2の手先部の速度)は、作業者が傍にいること、及び、作業者がケーブル類97を台車99の開口部991に収める動作を行うことを想定して、十分に遅く制限されている。
Subsequently, the operator accommodates the
アームアセンブリ98が台車99に置かれると、制御装置6は、把持爪382を開くようにチャック装置38を動作させる。これにより、エンドエフェクタ3のベースユニット30とワーク固定治具31との連結が解除され、制御装置6は、次のアームアセンブリ98の取り付け作業を開始する。但し、先に、アームアセンブリ98をワーク固定治具31から取り外して、制御装置6が、ワークを保持していないエンドエフェクタ3を回収用パレット(図示略)へ搬送し、ここでベースユニット30とワーク固定治具31との連結を解除するようにロボットアーム2及びチャック装置38を動作させてもよい。
When the
以上に説明したように、本実施形態のエンドエフェクタ3は、ロボットアーム2の手先部と接続されるエンドエフェクタ側インターフェース32と、エンドエフェクタ側インターフェース32に接続されたベース35と、ベース35と連結されたワーク固定治具31と、ベース35に設けられた、ロボットアーム2の操作の入力を受け付ける操作具34とを備えることを特徴としている。なお、上記実施形態においては、エンドエフェクタ側インターフェース32とベース35は、間にフローティング機構33を介して間接的に接続されている。
As described above, the end effector 3 of the present embodiment is connected to the end
そして、本実施形態のワーク搬送装置1は、ロボットアーム2と、ロボットアーム2の手先部に装着された上記のエンドエフェクタ3と、ロボットアーム2の動作を制御する制御装置6とを備えることを特徴としている。
The
上記エンドエフェクタ3及びワーク搬送装置1では、ロボットアーム2の操作の入力を受け付ける操作具34が、ワークを保持するエンドエフェクタ3に設けられている。このように、エンドエフェクタ3に保持されたワークと操作具34とが近接しているので、作業者はワーク及びその取付位置を視認しつつ操作具34を動かしてロボットアーム2を手動操作することができる。これにより、作業者はより確実にワークを取付位置へ位置決めすることができ、ロボットアーム2の手動操作の操作性の向上を実現することができる。
In the end effector 3 and the
なお、上記ワーク搬送装置1では、ロボットアーム2の手先部とエンドエフェクタ3とが自動交換装置4を介して着脱可能に接続されており、操作具34と制御装置6とが自動交換装置4及び配線を介して電気的に接続されている。
In the
これにより、自動交換装置4によって、ロボットアーム2の手先部にエンドエフェクタ3が装着されると、操作具34が制御装置6と自動的に電気的に接続される。
As a result, when the end effector 3 is attached to the hand portion of the
また、本実施形態のエンドエフェクタ3は、ベース35に作業者が握るグリップ36が設けられており、エンドエフェクタ側インターフェース32とベース35とを所定の範囲内で相対的に移動可能に連結するフローティング機構33を更に備えている。
Further, the end effector 3 of the present embodiment is provided with a
上記のフローティング機構33により、ベース35に外力を与えることによって当該ベース35(及び、これに連結されたワーク固定治具31)をエンドエフェクタ側インターフェース32に対して相対的に動かすことができる。そして、作業者がワークを保持しているワーク固定治具31を直接的に動かすことができるので、作業者はワークの位置決めを直感的に行うことができる。
By applying an external force to the
また、本実施形態のエンドエフェクタ3は、ベース35とワーク固定治具31とを着脱可能に連結する連結機構を、更に備えている。本実施形態において、上記連結機構が、ベース35に固定されたチャック装置38と、ワーク固定治具31に設けられた、チャック装置38の把持爪382が係止可能な係止部であるフランジ313とを有する。
Further, the end effector 3 of the present embodiment further includes a connecting mechanism for detachably connecting the
このように、ベース35を含むベースユニット30に対し、ワーク固定治具31が着脱可能であるので、一つのベースユニット30に対し、複数のワーク固定治具31を用いて作業を行うことができる。ワーク固定治具31はアクチュエータを搭載していないことから、比較的安価に製造可能である。また、ワーク固定治具31は、ベースユニット30と連結が解除された状態においても、ワークを固定するワーク固定治具(又は、治具型パレット)として利用することができる。そして、予めワーク固定治具31にワークを保持させて作業スタンバイさせれば、ワークの取り付けや搬送作業に要する時間を短縮し、生産効率を高めることができる。
In this way, since the
〔参考例〕
次に、参考例に係るワーク搬送装置1について説明する。図5は参考例に係るワーク搬送装置1のロボットアーム2の手先部とワーク搬送用エンドエフェクタ3との構成を示す図、図6は図6のVI−VI矢視図、図7は参考例に係るワーク搬送装置1の制御系統の構成を示すブロック図、図8は作業者がワーク搬送用エンドエフェクタ3に保持されたワークの位置合わせをしている様子を示す図である。なお、これらの図において、前述の第1実施形態と同一又は類似の部材には同一の符号を付す。
[ Reference example ]
Next, the
前述の第1実施形態に係るワーク搬送装置1では、エンドエフェクタ3のベースユニット30とワーク固定治具31とが着脱可能に連結されているのに対し、本参考例に係るワーク搬送装置1では、エンドエフェクタ3のベースユニット30にワーク固定治具31(より詳細には、治具ベース311)が固定されている点で主に相違する。この相違点を除き、第1実施形態と本参考例に係るワーク搬送装置1は実質的に同一又は相似する構成を有する。そこで、以下では、エンドエフェクタ3について詳細に説明し、余の構成、作用、及び効果に係る説明を省略する。
In the
図5及び図6に示すように、本参考例に係るエンドエフェクタ3は、エンドエフェクタ3は、ロボットアーム2の手先部に装着されるベースユニット30と、ベースユニット30に着脱可能に連結されるワーク固定治具31とから構成されている。本参考例では、ベースユニット30にワーク固定治具31が一体的に組み付けられている。つまり、ベースユニット30とワーク固定治具31との間にはチャック装置38は設けられていない。そのため、図7に示すように、本参考例に係るワーク搬送装置1の制御系統は、制御装置6と、これに電気的に接続されたロボットアーム2、自動交換装置4、及び操作具34とを備えている。また、本参考例に係るエンドエフェクタ3は、ベースユニット30とワーク固定治具31の連結機構としてのチャック装置38を備えないことから、第1実施形態に係るエンドエフェクタ3と比較して構造が単純となり、また、コストを削減することができる。
As shown in FIGS. 5 and 6, in the end effector 3 according to this reference example , the end effector 3 is detachably connected to the
ベースユニット30は、エンドエフェクタ側インターフェース32と、ベース35と、ベース35とエンドエフェクタ側インターフェース32とを連結するフローティング機構33と、ベース35に設けられた操作具34とを備えている。ベース35には、ベース35には、作業者が握るためのグリップ36が2箇所に設けられている。
The
ワーク固定治具31は、アームアセンブリ98の両アーム982の上腕を拘束するバンド314を有し、バンド314はスペーサ315を介してベース35に締結固定されている。なお、スペーサ315はベース35に対するワークの相対位置を調整するものである。
The
本参考例では、アームアセンブリ98の両アーム982の上腕に対する下腕の動きと、支軸981に対する上腕の動きとを制限するために、追加のワーク固定治具である拘束具50が設けられている。拘束具50は、横桟501と縦桟502とが十字型に組まれたフレームである。横桟501の両端部には、アームアセンブリ98の両アーム982の下腕が締結固定されている。この横桟501によって、アームアセンブリ98の両アーム982の相対的な移動が制限されている。また、縦桟502は、横桟501とアームアセンブリ98の支軸981の孔(例えば、台車99に固定するための孔)とに挿通されている。この縦桟502によって、両アーム982と支軸981との相対的な移動が制限されている。上記の拘束具50は、ベース35と結合されていないが、ベース35と結合されていてもよい。
In this reference example , in order to limit the movement of the lower arm with respect to the upper arms of both
ここで、参考例に係るワーク搬送装置1を用いて、アームアセンブリ98を台車99に取り付ける作業を行う場合の、ワーク搬送装置1の動作を説明する。
Here, the operation of the
アームアセンブリ98は、エンドエフェクタ3のワーク固定治具31に保持された状態で搬送用パレット(図示略)に収容されている。制御装置6は、搬送用パレットに収容されたアームアセンブリ98のうちの一つを保持しているエンドエフェクタ3をロボットアーム2の手先部に装着するように、ロボットアーム2を動作させる。詳細には、制御装置6は、先ず、ロボットアーム2に設けられた自動交換装置4の凸側ユニット4aを凹側ユニット4bの直上へ移動させ、次に、凸側ユニット4aを凹側ユニット4bへ向けて降下させるように、ロボットアーム2を動作させる。凹側ユニット4bに凸側ユニット4aが嵌合すると、制御装置6は、凹側ユニット4bに凸側ユニット4aとの接続がロックされるように、自動交換装置4(特に、プランジャ42)を動作させる。以上のようにして、ロボットアーム2の手先部にエンドエフェクタ3が装着される。
The
続いて、制御装置6は、エンドエフェクタ3に保持されたアームアセンブリ98を、作業領域に置かれた台車99の直上へ移動させるように、ロボットアーム2を動作させる。アームアセンブリ98が台車99の直上へ至ると、制御装置6はロボットアーム2を一旦安全停止させる。作業者はロボットアーム2が停止したことを確認してから作業領域に入る。作業者は、アームアセンブリ98から延びているケーブル類97などをアームアセンブリ98内の制御機器96と接続する。これらのケーブル類97は、台車99の上面に形成された開口部991から台車99の内部へ導かれている。
Subsequently, the control device 6 operates the
続いて、作業者は、図8に示すように、エンドエフェクタ3に設けられたグリップ36を握ってベース35に外力を加え、フローティング機構33によってベース35をエンドエフェクタ側インターフェース32に対し相対的に水平方向に移動させることにより、台車99に対するアームアセンブリ98の垂直方向及び回転位置の位置決めを行う。フローティング機構33がロックされることによって、アームアセンブリ98は位置決めされた位置に保持される。
Subsequently, as shown in FIG. 8, the operator grips the
続いて、作業者は、ケーブル類97を台車99の開口部991に収めることと、エンドエフェクタ3に設けられた操作具34を操作して、アームアセンブリ98を台車99に向けて降下させることとを繰り返して、アームアセンブリ98を台車99に載置する。ここで、制御装置6は、操作具34からの操作信号を受け付けて、エンドエフェクタ3に保持されたアームアセンブリ98を降下させるように、ロボットアーム2を動作させる。
Subsequently, the operator accommodates the
アームアセンブリ98が台車99に置かれると、制御装置6は、凹側ユニット4bと凸側ユニット4aとの接続ロックが解除されるように、自動交換装置4(特に、プランジャ42)を動作させる。これにより、ロボットアーム2とエンドエフェクタ3との接続が解除され、制御装置6は、次のアームアセンブリ98の取り付け作業を開始する。但し、先に、アームアセンブリ98をエンドエフェクタ3から取り外して、制御装置6が、ワークを保持していないエンドエフェクタ3を回収用パレット(図示略)へ搬送し、ここでロボットアーム2とエンドエフェクタ3との接続を解除するようにロボットアーム2を動作させてもよい。
When the
以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。 The preferred embodiment of the present invention has been described above. From the above description, many improvements and other embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the above description should be construed as an example only and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best aspects of carrying out the present invention. The details of its structure and / or function can be substantially changed without departing from the spirit of the present invention.
1 :ワーク搬送装置
2 :ロボットアーム
20 :基台
21〜25 :リンク
26 :アーム側インターフェース
3 :ワーク搬送用エンドエフェクタ
30 :ベースユニット
31 :ワーク固定治具
311 :治具ベース
312 :治具フレーム
313 :フランジ(係止部の一例)
314 :バンド
315 :スペーサ
32 :エンドエフェクタ側インターフェース
33 :フローティング機構
331 :基部
332 :天板
34 :操作具
35 :ベース
36 :グリップ
38 :チャック装置(連結機構の一例)
4 :自動交換装置
4a :凸側ユニット
4b :凹側ユニット
41 :嵌合凸部
42 :プランジャ
43 :位置決めピン
44 :電気カップリング
46 :嵌合凹部
47 :プランジャ溝
48 :位置決め穴
49 :電気カップリング
6 :制御装置
50 :拘束具
96 :制御機器
97 :ケーブル類
98 :アームアセンブリ
99 :台車
991 :開口部
1: Work transfer device 2: Robot arm 20:
314: Band 315: Spacer 32: End effector side interface 33: Floating mechanism 331: Base 332: Top plate 34: Operating tool 35: Base 36: Grip 38: Chuck device (example of connecting mechanism)
4:
Claims (4)
前記ロボットアームの手先部に着脱可能に装着されたワーク搬送用エンドエフェクタと、
前記ロボットアームの動作を制御する制御装置とを備え、
前記ワーク搬送用エンドエフェクタは、
前記ロボットアームの手先部と接続されるインターフェースと、
前記インターフェースに接続されたベースと、
前記ベースに連結されたワーク固定治具と、
前記ベースに設けられた、前記ロボットアームの操作の入力を受け付ける操作具と、
前記ベースと前記ワーク固定治具とを着脱可能に連結する連結機構とを有する、
ワーク搬送装置。 With the robot arm
A work transfer end effector that is detachably attached to the hand of the robot arm,
A control device for controlling the operation of the robot arm is provided.
The work transfer end effector is
An interface connected to the hand of the robot arm and
With the base connected to the interface
The work fixing jig connected to the base and
An operating tool provided on the base that accepts input for the operation of the robot arm, and
It has a connecting mechanism for detachably connecting the base and the work fixing jig.
Work transfer device.
前記インターフェースと前記ベースとを所定の範囲内で相対的に移動可能に連結するフローティング機構を更に備える、
請求項1に記載のワーク搬送装置。 The base is provided with a grip that the operator holds.
A floating mechanism for connecting the interface and the base so as to be relatively movable within a predetermined range is further provided.
The work transfer device according to claim 1.
請求項1又は2に記載のワーク搬送装置。 The connecting mechanism has a chuck device fixed to the base and a locking portion provided on the work fixing jig to which the gripping claw of the chuck device can be locked.
The work transfer device according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか一項に記載のワーク搬送装置。
The hand portion of the robot arm and the work transfer end effector are detachably connected via an automatic switching device, and the operating tool and the control device are electrically connected via the automatic switching device and wiring. Be connected,
The work transfer device according to any one of claims 1 to 3.
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