JP7015499B2

JP7015499B2 - Goods moving device system

Info

Publication number: JP7015499B2
Application number: JP2017200738A
Authority: JP
Inventors: 篤嶋本
Original assignee: ユニパルス株式会社
Priority date: 2017-10-17
Filing date: 2017-10-17
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2037-10-17
Also published as: JP2019072804A

Description

本発明は、製造分野の製造組立てや搬送などに用いる、物品を移動させる際にモータによるアシストで重量バランスさせ僅かな操作力で移動させる物品移動装置システムに関するものである。 The present invention relates to an article moving device system used for manufacturing, assembling, transporting, etc. in the manufacturing field, in which when an article is moved, the weight is balanced by the assistance of a motor and the article is moved with a small operating force.

従来から工業製品の組立てや移送を行う工場などでは、製品、半完成品などの物品を移動させる産業用のロボットが使用されている。このような工場では生産ラインにおいて、例えば多関節のアームで構成されそのアーム先端にエンドエフェクタを有するロボットが用いられている。ロボットの関節機構は、ＡＣサーボモータやＤＣブラシレスサーボモータ等のサーボモータと、高出力のトルクを得るためにサーボモータの出力側には減速機とを有し、アームやリンク等の可動部材に接続されて構成されている。 Traditionally, in factories that assemble and transfer industrial products, industrial robots that move goods such as products and semi-finished products have been used. In such a factory, a robot composed of, for example, an articulated arm and having an end effector at the tip of the arm is used in a production line. The joint mechanism of the robot has a servomotor such as an AC servomotor or a DC brushless servomotor, and a speed reducer on the output side of the servomotor in order to obtain a high output torque, and is used as a movable member such as an arm or a link. It is connected and configured.

このようなロボットを用いて、サイズや重量が異なる物品を扱う多品種少量生産を行うことが要望されている。 There is a demand for high-mix low-volume production of articles of different sizes and weights using such robots.

特開平０６－２３１８６７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 06-231867 特開２００３－２６６２５２号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-266252

そこでサイズや重量が異なる物品を扱うために、対象とする物品に適合したロボットを複数台設置する発明が公知である（特許文献１及び特許文献２）。このようにロボットを複数台設置するとフットプリントが大きくなるという課題がある。そこでフットプリントを低減するために、ロボット台数を減らし汎用性を高めると、対象とする物品の中で最大外形、最大重量の物品に合わせたロボットを用いる必要性があり、ロボットの大型化という課題がある。 Therefore, in order to handle articles of different sizes and weights, an invention of installing a plurality of robots suitable for the target article is known (Patent Document 1 and Patent Document 2). There is a problem that the footprint becomes large when a plurality of robots are installed in this way. Therefore, in order to reduce the footprint, if the number of robots is reduced and the versatility is increased, it is necessary to use a robot that matches the maximum outer shape and maximum weight of the target products, which is a problem of increasing the size of the robot. There is.

また生産ラインにおいて、既に設置されているロボットが扱える大きさ、重量を超える物品を扱う必要性が生じた場合は、より大きなロボットへの交換を行う必要があり、フットプリントの増大に加えて生産ラインのレイアウトも変更することになり、この設置及びレイアウト変更に要する時間が多大となるという課題もあった。 In addition, if it becomes necessary to handle items that exceed the size and weight that can be handled by the already installed robot on the production line, it is necessary to replace it with a larger robot, and in addition to increasing the footprint, production The layout of the line will also be changed, and there is also the problem that the time required for this installation and layout change will be large.

このような問題に鑑みて、本発明は様々な重量の物品の移動作業を、装置のフットプリントの増大化、大型化を抑制して効率的に行うことができる、物品移動装置システムの提供を目的としている。 In view of such a problem, the present invention provides an article moving device system capable of efficiently moving articles of various weights by suppressing an increase in the footprint and an increase in size of the device. I am aiming.

請求項１に記載の物品移動装置システムは、上記の目的を達成するために、
昇降させる物品を係止する係止部材と、
係止部材の昇降を行う昇降作動部と、
昇降作動部と繋がっている駆動源のモータ部と、
昇降作動部に加わる重量を検出して重量値を出力する重量検出部と、
物品及び係止部材の少なくとも１つに当接するように設けられた当接部材と、
当接部材を動力にて移動させる移動部と、
当接部材と移動部との間に配置されて当接部材に加わる印加力を検出して印加力値を出力する力検出部と、
を含んで物品の移動を行う物品移動装置システムであって、
物品移動装置システムの制御を行う制御部は、
当接部材が物品及び係止部材の少なくとも一つに当接している状態の時に、重量値及び印加力値を基に演算して制御値を生成し、
制御値に基づいて係止部材若しくは物品がバランス状態となるようにモータ部を制御し、移動部を物品若しくは係止部材に当接させて物品を移動させる時には、印加力値が所定値以下となるように移動部を制御する。
The article moving device system according to claim 1 is used to achieve the above object.
A locking member that locks the article to be raised and lowered, and
An elevating operation part that raises and lowers the locking member,
The motor part of the drive source connected to the elevating part and
A weight detection unit that detects the weight applied to the elevating operation unit and outputs the weight value,
An abutting member provided to abut on at least one of the article and the locking member,
A moving part that moves the abutting member by power,
A force detection unit that is placed between the abutting member and the moving unit to detect the applied force applied to the abutting member and output the applied force value.
An article moving device system that moves articles including
The control unit that controls the article moving device system is
When the abutting member is in contact with at least one of the article and the locking member, a control value is generated by calculating based on the weight value and the applied force value.
When the motor unit is controlled so that the locking member or the article is in a balanced state based on the control value and the moving portion is brought into contact with the article or the locking member to move the article, the applied force value is set to a predetermined value or less. The moving part is controlled so as to be.

請求項２に記載の物品移動装置システムは、上記の目的を達成するために、
当接部材が物品及び係止部材の少なくとも一つに当接している状態の時に、制御部は、
力検出部から鉛直下方向の成分を含む印加力を得た場合は、重量値から印加力値の鉛直下方向の成分値を減算したものを制御値とし、
力検出部から鉛直上方向の成分を含む印加力を得た場合は、重量値に印加力値の鉛直上方向の成分値を加算したものを制御値とし、
制御値に基づいて係止部材若しくは物品がバランス状態となるようにモータ部を制御する。 The article moving device system according to claim 2 is used to achieve the above object.
When the abutting member is in contact with at least one of the article and the locking member, the control unit
When the applied force including the vertical component is obtained from the force detection unit, the control value is the weight value minus the vertical component of the applied force value.
When the applied force including the vertically upward component is obtained from the force detection unit, the control value is the sum of the weight value and the vertically upward component value of the applied force value.
The motor unit is controlled so that the locking member or the article is in a balanced state based on the control value.

請求項３に記載の物品移動装置システムは、上記の目的を達成するために、係止部材は、移動部による当接部材の移動によって物品を着脱する着脱部を有して構成されている。
The article moving device system according to claim 3 is configured to have an attachment / detachment portion for attaching / detaching an article by moving the contact member by the moving portion in order to achieve the above object.

請求項４に記載の物品移動装置システムは、上記の目的を達成するために、昇降作動部が、
半円弧部とこれに繋がる直線部からなる長円形の環が交互に連接され、一端が係止部材に連結するリンクチェーンと、
リンクチェーンを巻回し、モータ部の駆動により回転する回転部材と、
を備えている。
The article moving device system according to claim 4 has an elevating and lowering actuating unit in order to achieve the above object.
A link chain in which an oval ring consisting of a semi-arc part and a straight part connected to it is alternately connected, and one end is connected to a locking member.
A rotating member that winds the link chain and rotates by driving the motor unit,
It is equipped with.

請求項１に記載の発明の物品移動装置システムによれば、重量検出部と力検出部とからの出力を基にモータ部にて物品の重量をキャンセルするように制御部が制御していることから、容易に物品の移動を行うことができる。したがって移動部は扱う物品の重量が小さい小型のロボットで済むことから、フットプリントは小さく、大型化も抑制できる。また物品の重さが変わっても移動部はそのままでレイアウト変更をする必要が無く、生産効率を向上させることができる。さらに移動部は単独では移動可能な重量を超えた物品であっても小さな力を保って物品の移動を行うことができる。
According to the article moving device system of the invention according to claim 1, the control unit controls the motor unit to cancel the weight of the article based on the outputs from the weight detection unit and the force detection unit. Therefore, the article can be easily moved. Therefore, since the moving part can be a small robot with a small weight of the article to be handled, the footprint is small and the increase in size can be suppressed. Further, even if the weight of the article changes, it is not necessary to change the layout while keeping the moving part as it is, and the production efficiency can be improved. Further, the moving portion can move the article while maintaining a small force even if the article exceeds the movable weight by itself.

請求項２に記載の発明の物品移動装置システムによれば、制御部は係止部材及び物品の正味の重量を演算し、これを基にモータ部にて物品の重量をキャンセルするように吊下げ本体部が制御していることから、バランスの状態を良好に保ちつつ物品の移動を行うことができる。 According to the article moving device system of the invention according to claim 2, the control unit calculates the net weight of the locking member and the article, and based on this, the motor unit suspends the article so as to cancel the weight. Since the main body is controlled, it is possible to move the article while maintaining a good balance.

請求項３に記載の発明の物品移動装置システムによれば上記効果に加えて、物品と係止部材との着脱を、移動部が当接部材を軽微な力で動かすことで容易に実行することができる。
According to the article moving device system of the invention according to claim 3 , in addition to the above effect, attachment / detachment of the article and the locking member can be easily performed by the moving portion moving the abutting member with a slight force. Can be done.

請求項４に記載の発明の物品移動装置システムによれば上記効果に加えて、物品を吊下げ部が上方から吊下げて、移動部による物品の移動をアシストすることが可能となり、装置のフットプリントの拡大を抑制した物品移動装置システムを提供できる。
According to the article moving device system of the invention according to claim 4 , in addition to the above effect, the hanging portion can suspend the article from above to assist the moving portion of the article, and the foot of the device can be assisted. It is possible to provide an article moving device system that suppresses the expansion of prints.

本発明の実施形態に係る物品移動装置システム全体の斜視構成図である。It is a perspective view of the whole article moving apparatus system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る物品移動装置システムの吊下げ部の一部を省略した斜視構成図である。It is a perspective block diagram which omitted a part of the hanging part of the article moving apparatus system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る物品移動装置システムの動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the operation of the article moving apparatus system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る物品移動装置システムの動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the operation of the article moving apparatus system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る物品移動装置システムの動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the operation of the article moving apparatus system which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態に係る物品移動装置システムについて、図面を基に詳細な説明を行う。図１は本発明の実施形態である物品移動装置システム全体の斜視構成図である。 Hereinafter, the article moving device system according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective configuration diagram of the entire article moving device system according to the embodiment of the present invention.

物品移動装置システム１は、物品３０の吊下げ制御を行う吊下げ本体部１１と、この吊下げ本体部１１からリンクチェーン６に沿って下方に伸びた位置にあって物品３０を吊下げて係止する係止部材８と、係止部材８に当接する当接部材４２と、当接部材４２を先端に配置して当接部材４２を移動させる移動部４０とで構成されている。吊下げ本体部１１は、天面部に吊下げ用フック９が設けられて、建物の梁などの構造物やレール３２上を水平方向に移動可能なスライドブロック３３などに吊して使用することができる（図３参照）。 The article moving device system 1 is engaged with the hanging main body 11 that controls the hanging of the article 30 and the article 30 at a position extending downward along the link chain 6 from the hanging main body 11. It is composed of a locking member 8 that stops, a contact member 42 that abuts on the locking member 8, and a moving portion 40 that arranges the contact member 42 at the tip and moves the contact member 42. The hanging main body portion 11 is provided with a hanging hook 9 on the top surface portion, and can be used by hanging it on a structure such as a beam of a building or a slide block 33 that can move horizontally on a rail 32. Yes (see Figure 3).

吊下げ本体部１１の内部には第１の制御部１０が収納されている。第１の制御部１０はＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、その他の記憶装置及び入出力装置を備えて、リンクチェーン６を介して係止部材８の上下動の制御等を行う。 A first control unit 10 is housed inside the suspension main body portion 11. The first control unit 10 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), other storage devices, and an input / output device, and is a locking member 8 via a link chain 6. It controls the vertical movement of.

そして吊下げ本体部１１からリンクチェーン６に沿って下方に伸びた位置に、第１の制御部１０と電気的に繋がった操作部２２が設けられている。操作部２２は吊下げ本体部１１によって上下動するリンクチェーン６と共に上下動し、作業者が係止部材８の上下動の操作等を行うためのものである。 An operation unit 22 electrically connected to the first control unit 10 is provided at a position extending downward from the suspension main body portion 11 along the link chain 6. The operation unit 22 moves up and down together with the link chain 6 that moves up and down by the hanging main body portion 11, and the operator operates the locking member 8 to move up and down.

係止部材８は、リンクチェーン６の一端と繋がって物品３０を係止する部材である。本実施形態では、物品３０は例えば天部に鍔が設けられた容器とその中に入った部品等であり、物品３０を移動させるために、係止部材８は物品３０の鍔に係止させる略コの字型の部材と、フック形状の部材で構成されている。 The locking member 8 is a member that is connected to one end of the link chain 6 to lock the article 30. In the present embodiment, the article 30 is, for example, a container provided with a brim on the top and parts contained therein, and in order to move the article 30, the locking member 8 is locked to the brim of the article 30. It is composed of a substantially U-shaped member and a hook-shaped member.

移動部４０は、例えば直列に配置されたアームとこのアーム間にてアームを回動させる６軸の移動部モータ４０ａ～４０ｆとで構成されたロボットである。移動部４０は少なくとも鉛直方向に動くものであればこれに限るものではない。 The moving unit 40 is a robot composed of, for example, arms arranged in series and six-axis moving unit motors 40a to 40f that rotate the arm between the arms. The moving portion 40 is not limited to this as long as it moves at least in the vertical direction.

当接部材４２は、移動部４０の先端部に設けられたいわゆるエンドエフェクタであって、本実施形態では係止部材８を挟持する構造を有している。当接部材４２はこれに限らず、係止部材８の形状によって適宜選択されるものであって、係止部材８に自在継ぎ手を介して接続される等の変形が可能である。当接部材４２は係止部材８及び物品３０の少なくとも１つに当接するように設けられており、係止部材８及び物品３０の両方に当接する形状及び構造であっても良い。 The contact member 42 is a so-called end effector provided at the tip of the moving portion 40, and has a structure for sandwiching the locking member 8 in the present embodiment. The contact member 42 is not limited to this, and is appropriately selected depending on the shape of the locking member 8, and can be deformed such that it is connected to the locking member 8 via a universal joint. The abutting member 42 is provided so as to abut on at least one of the locking member 8 and the article 30, and may have a shape and a structure that abuts on both the locking member 8 and the article 30.

力検出部４１は、当接部材４２と移動部４０との間に設けられて、当接部材４２に加わる少なくとも鉛直成分の印加力を検出して印加力値を出力するものである。力検出部４１は例えば多分力計であって移動部４０の動作はこれを基に制御することができる。力検出部４１と各移動部モータ４０ａ～４０ｆとは、移動部４０内の中空部を通る配線により第２の制御部４３と電気的に繋がっていて、各種信号の通信及び電源の供給が行われる。 The force detection unit 41 is provided between the contact member 42 and the moving unit 40, detects the applied force of at least a vertical component applied to the contact member 42, and outputs the applied force value. The force detection unit 41 is, for example, a force meter, and the operation of the moving unit 40 can be controlled based on this. The force detection unit 41 and the moving unit motors 40a to 40f are electrically connected to the second control unit 43 by wiring passing through the hollow portion in the moving unit 40, and various signals are communicated and power is supplied. Will be.

第２の制御部４３は、例えば移動部４０のベースとなる部分に設けられていて、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、その他の記憶装置及び入出力装置を備えている。そして第２の制御部４３は操作部４４等と電気的に繋がっていて、各移動部モータ４０ａ～４０ｆの駆動回路も含んでいる。そして第１の制御部１０と第２の制御部４３とは、ケーブル４５で接続されて通信が可能な構成となっている。ケーブル４５は入力用の配線と出力用の配線などのように複数本の配線を有していても良い。なお図１ではケーブル４５を便宜上一本の線として示している。さらに本実施形態では吊下げ本体部１１の制御は第１の制御部１０、移動部４０の制御は第２の制御部４３のように分離して設けたが、吊下げ本体部１１側及び移動部４０側のいずれか一方にまとめた制御部として配置しても良いし、これらとは別にして外部に設けても良い。 The second control unit 43 is provided in, for example, a base portion of the mobile unit 40, and includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and other storage devices and inputs. It is equipped with an output device. The second control unit 43 is electrically connected to the operation unit 44 and the like, and includes drive circuits for the moving unit motors 40a to 40f. The first control unit 10 and the second control unit 43 are connected by a cable 45 to enable communication. The cable 45 may have a plurality of wirings such as an input wiring and an output wiring. In FIG. 1, the cable 45 is shown as a single line for convenience. Further, in the present embodiment, the control of the hanging main body 11 is provided separately as in the first control unit 10, and the control of the moving unit 40 is provided separately as in the second control unit 43, but the suspension main body 11 side and the movement are provided. It may be arranged as a control unit grouped on either side of the unit 40, or may be provided separately from these units on the outside.

操作部４４は、各移動部モータ４０ａ～４０ｆによって移動部４０を手動で移動させたり、移動部４０の動きを教示させたりするためのものである。また本実施形態では吊下げ本体部１１の操作は操作部２２で行い、移動部４０の操作は操作部４４で行うように分離して設けたが、第１の制御部１０と第２の制御部４３とはケーブル４５で接続されて通信が可能な構成となっていることから、操作部４４の釦の切り換えによって操作部４４のみで操作できるようにしても良い。また本実施形態では、操作部４４は有線で第２の制御部４３に接続されているがこれに限らず、無線による接続であっても良い。 The operation unit 44 is for manually moving the moving unit 40 by the moving unit motors 40a to 40f and for teaching the movement of the moving unit 40. Further, in the present embodiment, the operation of the hanging main body 11 is performed by the operation unit 22, and the operation of the moving unit 40 is separately provided so as to be performed by the operation unit 44, but the first control unit 10 and the second control are provided separately. Since it is connected to the unit 43 by a cable 45 and can communicate with each other, it may be possible to operate only by the operation unit 44 by switching the button of the operation unit 44. Further, in the present embodiment, the operation unit 44 is connected to the second control unit 43 by wire, but the present invention is not limited to this, and a wireless connection may be used.

図２は本発明の実施形態に係る物品移動装置システム１の吊下げ本体部１１のカバーを省略して本体部の内部構造を一部示したものである。 FIG. 2 shows a part of the internal structure of the main body portion by omitting the cover of the hanging main body portion 11 of the article moving device system 1 according to the embodiment of the present invention.

駆動源のモータの負荷側には減速機が取り付けられてモータと共にモータ部２を構成している。このモータは例えば交流サーボモータである。 A speed reducer is attached to the load side of the motor of the drive source, and constitutes the motor unit 2 together with the motor. This motor is, for example, an AC servo motor.

そして減速機はモータの回転速度を所定の速度に減速している。減速機は例えば波動歯車減速機である。波動歯車減速機は外周が楕円状のウエーブジェネレータと、外周に多数の外歯が形成されウエーブジェネレータに外嵌されてウエーブジェネレータの回転により円周方向へ撓まされる位置が変化するようにした弾性変形可能なフレクスプラインと、フレクスプラインの外周側にあってフレクスプラインの外歯と嵌合する内歯を備えたサーキュラスプラインとからなる。そして動力は、フレクスプラインを回転出力として繋げた回転出力軸３に取り出されて伝達するようになっている。この装置の減速機に例えば波動歯車減速機のようなバックラッシが微小なものを使用することで、モータの正逆回転切り換えを頻繁に行って上下動作を行う時に、切り換え時の制御不能な領域をなくし、スムーズな操作感を実現できる。 Then, the speed reducer reduces the rotation speed of the motor to a predetermined speed. The reducer is, for example, a strain wave gearing reducer. The strain wave gearing reducer has a wave generator with an elliptical outer circumference, and elasticity in which a large number of external teeth are formed on the outer circumference and fitted to the wave generator so that the position of bending in the circumferential direction changes due to the rotation of the wave generator. It consists of a deformable flexspline and a circular spline with internal teeth on the outer peripheral side of the flexspline that fit into the external teeth of the flexspline. Then, the power is taken out and transmitted to the rotary output shaft 3 which is connected to the flexspline as the rotary output. By using a speed reducer of this device with a minute backlash, such as a strain wave gearing speed reducer, when the motor is frequently switched between forward and reverse rotation to perform vertical movement, an uncontrollable area at the time of switching is created. It can be eliminated and a smooth operation feeling can be realized.

回転出力軸３は減速機にて減速された回転軸であり、昇降作動部７に連結され、昇降作動部７を連続的に正逆に回転させるものである。 The rotary output shaft 3 is a rotary shaft decelerated by the speed reducer, is connected to the elevating operation unit 7, and continuously rotates the elevating operation unit 7 in the forward and reverse directions.

吊下げ用フック９が、吊下げ本体部１１の天面に固定されている。吊下げ用フック９は建物構造物に設けられたレール３２に、水平方向に移動可能なスライドブロック３３を介して取り付けられている（図３参照）。そしてこの吊下げ用フック９は、水平方向において吊下げ本体部１１の重心位置に近いところに設けられる。 The hanging hook 9 is fixed to the top surface of the hanging main body 11. The hanging hook 9 is attached to a rail 32 provided in the building structure via a slide block 33 that can move in the horizontal direction (see FIG. 3). The hanging hook 9 is provided near the center of gravity of the hanging main body 11 in the horizontal direction.

リンクチェーン６は、半円弧部とこれに繋がる直線部からなる長円形の環が交差して交互に連接されたものであって、一端は係止部材８に繋がっていて、他端（無負荷側）はリンクチェーン収納部１２に収納されている。 The link chain 6 is formed by intersecting and alternately connecting an oval ring composed of a semi-arc portion and a straight portion connected to the semi-arc portion, one end of which is connected to the locking member 8 and the other end (no load). The side) is stored in the link chain storage unit 12.

昇降作動部７は、駆動源のモータ部２からの動力の伝達によって回転する回転部材と、係止部材８に接続されたリンクチェーン６を含んで構成される。本実施形態では昇降作動部７の回転部材は円筒の形状であって、回転出力軸３と繋がっていて、リンクチェーン６を巻回し、リンクチェーン６の巻上げ、送り出しを行う。リンクチェーン６が巻回される位置は、おおよそ吊下げ用フック９の鉛直下付近であって、吊下げ本体部１１の重心位置に近いところに設けられる。リンクチェーン６は昇降作動部７の回転部材に設けられたポケット溝に嵌入されておおよそ１８０度ほど巻回される。本実施形態では係止部材８に繋がって昇降作動部７に巻回されるものにリンクチェーン６を用いたが、これに限らずワイヤーロープであっても良い。その際、昇降作動部７はドラム形状でワイヤーロープはその一端が固定されて回転部材に巻回される。 The elevating operation unit 7 includes a rotating member that rotates by transmitting power from the motor unit 2 of the drive source, and a link chain 6 connected to the locking member 8. In the present embodiment, the rotating member of the elevating operation unit 7 has a cylindrical shape and is connected to the rotating output shaft 3, so that the link chain 6 is wound, and the link chain 6 is wound and sent out. The position where the link chain 6 is wound is approximately vertically below the hanging hook 9, and is provided near the position of the center of gravity of the hanging main body 11. The link chain 6 is fitted into a pocket groove provided in the rotating member of the elevating actuating portion 7 and wound about 180 degrees. In the present embodiment, the link chain 6 is used for being connected to the locking member 8 and wound around the elevating actuating portion 7, but the present invention is not limited to this, and a wire rope may be used. At that time, the elevating operation portion 7 has a drum shape, and one end of the wire rope is fixed and wound around the rotating member.

モータ部２の反負荷側にはモータの回転角位置を検出する位置検出部４がモータ部２に連結されている。位置検出部４はいわゆるアブソリュートエンコーダであって、光学式にてモータの回転角位置を検出して位置信号を出力する。この位置検出部４は、係止部材８の繰出し位置すなわち昇降位置を検出することができる。 A position detection unit 4 for detecting the rotation angle position of the motor is connected to the motor unit 2 on the counterload side of the motor unit 2. The position detection unit 4 is a so-called absolute encoder, which optically detects the rotation angle position of the motor and outputs a position signal. The position detection unit 4 can detect the feeding position, that is, the elevating position of the locking member 8.

重量検出部５は昇降作動部７に巻きつけられているリンクチェーン６から伝達される力を反力として検出できるように起歪体と起歪体に貼られた歪みゲージを備えている。歪みゲージは重量に応じて起歪体に生ずる歪みを電気信号に変換するホイートストーンブリッジ回路に組み込まれ、これによって重量検出部５は昇降作動部７に加わる重量を検出して重量値を出力する。 The weight detecting unit 5 includes a strain-causing body and a strain gauge attached to the strain-causing body so that the force transmitted from the link chain 6 wound around the elevating operation unit 7 can be detected as a reaction force. The strain gauge is incorporated in a Wheatstone bridge circuit that converts the strain generated in the strain-causing body according to the weight into an electric signal, whereby the weight detection unit 5 detects the weight applied to the elevating operation unit 7 and outputs the weight value. do.

そして第１の制御部１０が昇降作動部７の近傍で吊下げ本体部１１内に配置されている。第１の制御部１０は、位置検出部４からの位置信号及び重量検出部５からの重量信号を基に、モータ部２を制御する。第１の制御部１０をはじめとする電装部は、吊下げ本体部１１を粉粒や水滴のかかる場所での使用も可能にするためにカバー内に配置されている。 The first control unit 10 is arranged in the suspension main body 11 in the vicinity of the elevating operation unit 7. The first control unit 10 controls the motor unit 2 based on the position signal from the position detection unit 4 and the weight signal from the weight detection unit 5. The electrical components including the first control section 10 are arranged in the cover so that the hanging main body portion 11 can be used in a place where powder particles or water droplets are applied.

本実施形態では、位置検出部４はモータ部２の反負荷側に配置したがこれに限らず、減速機の出力である回転出力軸３や昇降作動部７に設けられても良く、また両方に設けられても良い。さらに光学式に限らず磁気式や静電容量式等であっても良い。 In the present embodiment, the position detection unit 4 is arranged on the counterload side of the motor unit 2, but the present invention is not limited to this, and the position detection unit 4 may be provided on the rotary output shaft 3 or the elevating operation unit 7, which is the output of the reducer, or both. It may be provided in. Further, the type is not limited to the optical type, and may be a magnetic type, a capacitance type, or the like.

また重量検出部５は係止部材８に加わる重量を検出できれば良く、減速機と昇降作動部７との間に設けた回転軸の捻れからトルクを検出するような回転型の構造や、モータ部２が受ける反力を検出する鼓型の構造のものであっても良い。さらに歪みゲージ式に限らず静電容量式等であっても良い。 Further, the weight detection unit 5 only needs to be able to detect the weight applied to the locking member 8, and has a rotary structure for detecting torque from the twist of the rotating shaft provided between the speed reducer and the elevating operation unit 7, and a motor unit. It may have a drum-shaped structure that detects the reaction force received by 2. Further, the strain gauge type is not limited to the capacitance type, and the capacitance type may be used.

係止部材８は、本実施形態ではリンクチェーン６に接続されたフックと略コの字型をした部材で構成されている。略コの字型の部材天面にはフックが接続できるように例えば輪を有したボルトが取り付けられていて、一方で下方先端部には物品３０の鍔を係止するように折れ曲がった形状の着脱部１４が設けられている。物品３０は、この係止部材８を水平方向Ａに移動させることで着脱部１４と係合することができ、係止部材８と着脱することが可能となる。 In the present embodiment, the locking member 8 is composed of a hook connected to the link chain 6 and a substantially U-shaped member. A bolt with a ring, for example, is attached to the top surface of the substantially U-shaped member so that a hook can be connected, while a bent shape is bent so as to lock the collar of the article 30 at the lower tip. A detachable portion 14 is provided. The article 30 can be engaged with the attachment / detachment portion 14 by moving the locking member 8 in the horizontal direction A, and can be attached / detached to / from the locking member 8.

図３から図５は本発明の実施形態に係る物品移動装置システム１の動作を示す模式図である。 3 to 5 are schematic views showing the operation of the article moving device system 1 according to the embodiment of the present invention.

図３は、吊下げ本体部１１が係止部材８にて床などの固定構造物３１に置かれた物品３０を持ち上げる以前の状態である。当接部材４２は係止部材８を挟持していて、移動部４０によって係止部材８を下方向へ動かそうとしている状態である。移動部４０は当接部材４２によって係止部材８を上下に移動させる力を発生させることが可能であってその荷重と向きは力検出部４１によって検出することができる。第１の制御部１０は、昇降作動部７に加わる荷重Ｗ１を重量検出部５からの出力を基に得て、第２の制御部４３は当接部材４２に加わる印加力が鉛直下方向の成分であることと、その成分値Ｐ１を力検出部４１からの出力を基に得る。第１の制御部１０は昇降作動部７に加わる荷重Ｗ１から当接部材４２に加わる印加力のうち鉛直下方向の成分値Ｐ１を減算する。第１の制御部１０は、この減算した値を制御対象の制御値として登録記憶する。そして第１の制御部１０は制御値を正味の係止部材８の荷重とみなしてモータ部２を制御する。 FIG. 3 shows a state before the hanging main body 11 lifts the article 30 placed on the fixed structure 31 such as the floor by the locking member 8. The contact member 42 sandwiches the locking member 8 and is in a state of trying to move the locking member 8 downward by the moving portion 40. The moving unit 40 can generate a force for moving the locking member 8 up and down by the contact member 42, and the load and direction thereof can be detected by the force detecting unit 41. The first control unit 10 obtains the load W1 applied to the elevating operation unit 7 based on the output from the weight detection unit 5, and the second control unit 43 obtains the applied force applied to the contact member 42 in the vertical downward direction. It is a component and its component value P1 is obtained based on the output from the force detection unit 41. The first control unit 10 subtracts the component value P1 in the vertical downward direction from the applied force applied to the contact member 42 from the load W1 applied to the elevating operation unit 7. The first control unit 10 registers and stores the subtracted value as a control value to be controlled. Then, the first control unit 10 controls the motor unit 2 by regarding the control value as the load of the net locking member 8.

一方第２の制御部４３は、当接部材４２にて発生する印加力が移動部４０で扱うことができる許容範囲内の所定値以下になるように、力検出部４１にて検出した出力を基にして移動部４０を各移動部モータ４０ａ～４０ｆによって制御する。 On the other hand, the second control unit 43 outputs the output detected by the force detection unit 41 so that the applied force generated by the contact member 42 is equal to or less than a predetermined value within the allowable range that can be handled by the moving unit 40. Based on this, the moving unit 40 is controlled by the moving unit motors 40a to 40f.

したがって第１の制御部１０が演算して生成した制御値に基づいてモータ部２を制御することよって、係止部材８はバランス状態となり、移動部４０は当接部材４２を介して係止部材８を軽微な力で動かすことができる。 Therefore, by controlling the motor unit 2 based on the control value calculated and generated by the first control unit 10, the locking member 8 is in a balanced state, and the moving unit 40 is locked via the contact member 42. 8 can be moved with a slight force.

図４は係止部材８が物品３０を持ち上げる直前の状態である。すなわち図３において移動部４０が当接部材４２を介して係止部材８を方向Ｂへ移動させ、係止部材８の着脱部１４は物品３０の鍔部付近に位置している。この移動に伴って、吊下げ本体部１１もスライドブロック３３によって水平移動する。この状態においては図３に示すものと同様に物品３０は持ち上げられていないが、当接部材４２は係止部材８を挟持しつつ、移動部４０によって係止部材８を上方向へ動かして、係止部材８を物品３０に係止させようとしている状態である。この時、昇降作動部７には荷重Ｗ２が加わり、当接部材４２には鉛直上方向に印加力の成分値Ｐ２が生じる。第１の制御部１０は、昇降作動部７に加わる荷重Ｗ２を重量検出部５からの出力を基に得て、第２の制御部４３は当接部材４２に加わる印加力が鉛直上方向の成分であることと、その成分値Ｐ２を力検出部４１からの出力を基に得る。第１の制御部１０は昇降作動部７に加わる荷重Ｗ２に当接部材４２に加わる印加力のうち鉛直上方向の成分値Ｐ２を加算する。第１の制御部１０は、この加算した値を制御対象の制御値として登録記憶する。そして第１の制御部１０は制御値を正味の係止部材８の荷重とみなしてモータ部２を制御する。第１の制御部１０は図３と同様の係止部材８のバランスを保つ制御を行う。なおこの移動部４０の移動操作は作業者によって操作部４４で行われても良いし、予めプログラミングされた動作に基づいて移動部４０が実行しても良い。 FIG. 4 shows a state immediately before the locking member 8 lifts the article 30. That is, in FIG. 3, the moving portion 40 moves the locking member 8 in the direction B via the contact member 42, and the attaching / detaching portion 14 of the locking member 8 is located near the flange portion of the article 30. Along with this movement, the hanging main body 11 also moves horizontally by the slide block 33. In this state, the article 30 is not lifted as in the case shown in FIG. 3, but the contact member 42 holds the locking member 8 and moves the locking member 8 upward by the moving portion 40. The locking member 8 is about to be locked to the article 30. At this time, a load W2 is applied to the elevating operation portion 7, and a component value P2 of the applied force is generated in the abutting member 42 in the vertically upward direction. The first control unit 10 obtains the load W2 applied to the elevating operation unit 7 based on the output from the weight detection unit 5, and the second control unit 43 obtains the applied force applied to the contact member 42 in the vertical upward direction. It is a component and its component value P2 is obtained based on the output from the force detection unit 41. The first control unit 10 adds the component value P2 in the vertical upward direction of the applied force applied to the contact member 42 to the load W2 applied to the elevating operation unit 7. The first control unit 10 registers and stores the added value as a control value to be controlled. Then, the first control unit 10 controls the motor unit 2 by regarding the control value as the load of the net locking member 8. The first control unit 10 performs the same control as in FIG. 3 to maintain the balance of the locking member 8. The movement operation of the moving unit 40 may be performed by the operator in the operation unit 44, or may be executed by the moving unit 40 based on a pre-programmed operation.

図５は係止部材８及び物品３０が持ち上がった時の状態である。この後係止部材８及び物品３０は、移動部４０が係止部材８及び物品３０の少なくとも一つを当接部材４２にて当接させて動かすことで移動ができる。移動部４０及び当接部材４２により係止部材８及び物品３０を下方に移動させる場合には、第１の制御部１０は、昇降作動部７に加わる荷重Ｗ３を重量検出部５からの出力を基に得て、一方第２の制御部４３は当接部材４２に加わる印加力のうち鉛直下方向の成分値Ｐ３を力検出部４１からの出力を基に得る。そして第１の制御部１０は昇降作動部７に加わる荷重Ｗ３から当接部材４２に加わる成分値Ｐ３を減算する。 FIG. 5 shows a state when the locking member 8 and the article 30 are lifted. After that, the locking member 8 and the article 30 can be moved by the moving portion 40 in contacting at least one of the locking member 8 and the article 30 with the abutting member 42 to move the article 30. When the locking member 8 and the article 30 are moved downward by the moving unit 40 and the contact member 42, the first control unit 10 outputs the load W3 applied to the elevating operation unit 7 from the weight detecting unit 5. On the other hand, the second control unit 43 obtains the component value P3 in the vertical downward direction among the applied forces applied to the contact member 42 based on the output from the force detection unit 41. Then, the first control unit 10 subtracts the component value P3 applied to the contact member 42 from the load W3 applied to the elevating operation unit 7.

移動部４０及び当接部材４２により係止部材８及び物品３０を上方に移動させる場合には、第１の制御部１０は、昇降作動部７に加わる荷重Ｗ４を重量検出部５からの出力を基に得て、一方第２の制御部４３は当接部材４２に加わる印加力が上向きであることと、その成分値Ｐ４を力検出部４１からの出力を基に得る。そして第１の制御部１０は昇降作動部７に加わる荷重Ｗ４に当接部材４２に加わる成分値Ｐ４を加算する。 When the locking member 8 and the article 30 are moved upward by the moving unit 40 and the contact member 42, the first control unit 10 outputs the load W4 applied to the elevating operation unit 7 from the weight detecting unit 5. On the other hand, the second control unit 43 obtains the component value P4 based on the fact that the applied force applied to the contact member 42 is upward and the output from the force detection unit 41. Then, the first control unit 10 adds the component value P4 applied to the abutting member 42 to the load W4 applied to the elevating operation unit 7.

そして第１の制御部１０は、この減算若しくは加算した結果の値が正味の係止部材８及び物品３０の重量とみなして登録記憶し、モータ部２を制御する。したがって常に係止部材８及び物品３０はバランス状態となっていて、当接部材４２を移動部４０で軽微な力で動かすことで係止部材８及び物品３０を昇降させることが可能である。 Then, the first control unit 10 controls the motor unit 2 by registering and storing the value as a result of the subtraction or addition as the weight of the net locking member 8 and the article 30. Therefore, the locking member 8 and the article 30 are always in a balanced state, and the locking member 8 and the article 30 can be moved up and down by moving the contact member 42 with a slight force by the moving portion 40.

一方第２の制御部４３は、当接部材４２にて発生する印加力が移動部４０で扱うことができる許容範囲内の所定値以下になるように、力検出部４１にて検出した出力を基に移動部４０を制御する。したがって移動部４０は、たとえ係止部材８と物品３０が移動部４０の扱える重量範囲を越えたものであっても、移動部４０の許容範囲内での印加力の制御により物品３０の移動作業を行うことができる。 On the other hand, the second control unit 43 outputs the output detected by the force detection unit 41 so that the applied force generated by the contact member 42 is equal to or less than a predetermined value within the allowable range that can be handled by the moving unit 40. Based on this, the moving unit 40 is controlled. Therefore, even if the locking member 8 and the article 30 exceed the weight range that can be handled by the moving portion 40, the moving portion 40 moves the article 30 by controlling the applied force within the allowable range of the moving portion 40. It can be performed.

ゆえに、移動部が扱うことができる重量を越えたものであっても、吊下げ本体部による物品の持ち上げのアシストが行われることから、移動部の大型化を必要とせずに物品の移動作業を行うことができる。そして、吊下げ本体部に重量検出部、移動部の先端の当接部材付近に力検出部をそれぞれ備えているので、移動部が係止部材及び物品に加える外力の鉛直方向の成分を除去し、正味の係止部材及び物品の重量を検出できることから、吊下げ本体部による係止部材及び物品のバランス制御が可能となる。 Therefore, even if the weight exceeds the weight that can be handled by the moving part, the hanging main body assists the lifting of the article, so that the moving work of the article can be performed without the need to increase the size of the moving part. It can be carried out. Since the hanging main body is provided with a weight detection unit and a force detection unit near the contact member at the tip of the moving unit, the vertical component of the external force applied to the locking member and the article by the moving unit is removed. Since the weight of the net locking member and the article can be detected, the balance of the locking member and the article can be controlled by the hanging main body portion.

以上、本発明を好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Although the present invention has been described above based on the preferred embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.

本発明の活用例として、物品の移動を行う物品移動装置への適用が可能である。 As an example of utilization of the present invention, it can be applied to an article moving device for moving an article.

１：物品移動装置システム
２：モータ部
３：回転出力軸
４：位置検出部
５：重量検出部
６：リンクチェーン
７：昇降作動部
８：係止部材
９：吊下げ用フック
１０：第１の制御部
１１：吊下げ本体部
１２：リンクチェーン収納部
１４：着脱部
２２：操作部
３０：物品
３１：固定構造物
３２：レール
３３：スライドブロック
４０：移動部
４０ａ～４０ｆ：移動部モータ
４１：力検出部
４２：当接部材
４３：第２の制御部
４４：操作部
４５：ケーブル

1: Article moving device system 2: Motor unit 3: Rotational output shaft 4: Position detection unit 5: Weight detection unit 6: Link chain 7: Lifting operation unit 8: Locking member 9: Hanging hook 10: First Control unit 11: Suspended body unit 12: Link chain storage unit 14: Detachable unit 22: Operation unit 30: Article 31: Fixed structure 32: Rail 33: Slide block 40: Moving unit 40a to 40f: Moving unit motor 41: Force detection unit 42: Contact member 43: Second control unit 44: Operation unit 45: Cable

Claims

昇降させる物品を係止する係止部材と、
前記係止部材の昇降を行う昇降作動部と、
前記昇降作動部と繋がっている駆動源のモータ部と、
前記昇降作動部に加わる重量を検出して重量値を出力する重量検出部と、
前記物品及び前記係止部材の少なくとも１つに当接するように設けられた当接部材と、前記当接部材を動力にて移動させる移動部と、
前記当接部材と前記移動部との間に配置されて前記当接部材に加わる印加力を検出して印加力値を出力する力検出部と、
を含んで前記物品の移動を行う物品移動装置システムであって、
前記物品移動装置システムの制御を行う制御部は、
前記当接部材が前記物品及び前記係止部材の少なくとも一つに当接している状態の時に、前記重量値及び前記印加力値を基に演算して制御値を生成し、
前記制御値に基づいて前記係止部材若しくは前記物品がバランス状態となるように前記モータ部を制御し、前記移動部を前記物品若しくは前記係止部材に当接させて前記物品を移動させる時には、前記印加力値が所定値以下となるように前記移動部を制御することを特徴とする物品移動装置システム。 A locking member that locks the article to be raised and lowered, and
An elevating actuating part that elevates and lowers the locking member, and
The motor unit of the drive source connected to the elevating operation unit and
A weight detection unit that detects the weight applied to the elevating operation unit and outputs a weight value,
An abutting member provided so as to abut on at least one of the article and the locking member, and a moving portion for moving the abutting member by power.
A force detecting unit arranged between the abutting member and the moving portion to detect an applied force applied to the abutting member and output an applied force value.
An article moving device system for moving the article including the above.
The control unit that controls the article moving device system is
When the contact member is in contact with at least one of the article and the locking member, a control value is generated by calculation based on the weight value and the applied force value.
When the motor unit is controlled so that the locking member or the article is in a balanced state based on the control value, and the moving portion is brought into contact with the article or the locking member to move the article, the article is moved. An article moving device system characterized in that the moving portion is controlled so that the applied force value is equal to or less than a predetermined value .

前記当接部材が前記物品及び前記係止部材の少なくとも一つに当接している状態の時に、前記制御部は、
前記力検出部から鉛直下方向の成分を含む前記印加力を得た場合は、前記重量値から前記印加力値の鉛直下方向の成分値を減算したものを前記制御値とし、
前記力検出部から鉛直上方向の成分を含む前記印加力を得た場合は、前記重量値に前記印加力値の鉛直上方向の成分値を加算したものを前記制御値とし、
前記制御値に基づいて前記係止部材若しくは前記物品がバランス状態となるように前記モータ部を制御することを特徴とする請求項１に記載の物品移動装置システム。 When the contact member is in contact with at least one of the article and the locking member, the control unit
When the applied force including the vertically downward component is obtained from the force detection unit, the control value is obtained by subtracting the vertically downward component value of the applied force value from the weight value.
When the applied force including the vertically upward component is obtained from the force detection unit, the control value is obtained by adding the vertically upward component value of the applied force value to the weight value.
The article moving device system according to claim 1, wherein the motor unit is controlled so that the locking member or the article is in a balanced state based on the control value.

前記係止部材は、前記移動部による前記当接部材の移動によって前記物品を着脱する着脱部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の物品移動装置システム。The article moving device system according to claim 1 or 2, wherein the locking member has a detachable portion for attaching / detaching the article by moving the contact member by the moving portion.

前記昇降作動部が、
半円弧部とこれに繋がる直線部からなる長円形の環が交互に連接され、一端が前記係止部材に連結するリンクチェーンと、
前記リンクチェーンを巻回し、前記モータ部の駆動により回転する回転部材と、を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の物品移動装置システム。
The elevating actuating part
A link chain in which an oval ring consisting of a semi-arc portion and a straight portion connected to the semi-arc portion is alternately connected, and one end thereof is connected to the locking member.
The article moving device system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a rotating member that winds the link chain and rotates by driving the motor unit .