JPH07266281A - ロボットの交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ケーブルや配管を取り外すことなく、ロボッ
トの交換ができるロボットの交換装置を提供することに
ある。 【構成】 ロボット１に交換装置上部ユニット２を設
け、電気ケーブルおよび配管が配線・配管装備された作
業テーブルに交換装置下部ユニット３を設ける。交換装
置上部ユニット２にコネクタ１６、配管接続口体１７お
よび電源コネクタを設け、交換装置下部ユニット３に前
記コネクタ１６と接続するコンタクトプローブ２８、配
管接続口体１７と接続するエア通路２９および電源コネ
クタと接続する電源コネクタ３０を設ける。そして、交
換装置下部ユニット３に対して交換装置上部ユニット２
を位置決め載置することにより、両ユニット２，３が着
脱可能に結合され、作業テーブルとロボット１とが電気
的に接続されるとともに、エア通路も接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動化設備に
おいて必要に応じてロボットの移動・運搬が効率的かつ
容易にできるロボットの交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】生産工場等の自動化設備ではロボットが
多用されているが、ロボットは決められた位置に固定さ
れており、ロボットは、コントローラ、電源、外部機器
等と電気ケーブル（電源ケーブル、信号ケーブル等）や
エア配管などと直接接続されていた。

【０００３】そして、ロボットは常に決められた位置で
稼働しており、ロボットに対してコンベアで加工部品や
検査対象物を搬送し、ロボットは搬入された加工部品や
検査対象物を把持して加工、組立ておよび検査作業を行
っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うなロボットの設置方法ではロボットの移動は不可能で
はないが、ロボットは重量物であり、しかも床等に固定
されているため、必要に応じて移動、設置することは実
際上大変手間がかかり、ロボットに対して段取り替えを
行うことは困難であった。

【０００５】また、例えば２つの自動化ラインや互いに
離れた場所にある別々の作業などで、必要に応じてロボ
ットを共有する際など、ロボットの移動自体を自動化す
る必要があるが、従来の方法では対応できない。これは
ロボットとコントローラや外部機器とを接続するケーブ
ルや配管などが移動の妨げになっており、本体だけを自
由に移動できないためである。

【０００６】また、最近、コントローラをロボット本体
の内部に備えたコントローラ内蔵型ロボットが開発され
た。これはロボットとコントローラとを接続するケーブ
ルがロボットの外部に露出しないため、ケーブル、配管
が簡素化されたが、ロボットが一体構造であり、しか
も、床等に固定されているため、必要に応じて移動、設
置することは実際上困難である。

【０００７】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、ケーブルや配管を取
り外すことなく、ロボットの移動が容易に行えるロボッ
トの交換装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は前記目的を達
成するために、請求項１は、ロボットと、このロボット
に設けられたロボット接続部と、電気ケーブルおよび配
管が配線・配管装備された作業テーブルと、この作業テ
ーブルに設けられ前記ロボット接続部が選択的に着脱可
能に接続される複数のロボット被接続部と、前記ロボッ
ト接続部およびロボット被接続部に設けられ接続時に前
記作業テーブルとロボットとを電気的および機械的に接
続する接続手段とを具備したことを特徴とする。

【０００９】請求項２は、請求項１のロボットは、コン
トローラ内蔵型ロボットであることを特徴とする。請求
項３は、請求項１のロボット接続部は、ロボットのベー
スに対して着脱可能に固定された交換装置上部ユニット
で、運搬装置のハンドによって把持される被把持部を有
していることを特徴とする。

【００１０】請求項４は、請求項１のロボット被接続部
は、作業テーブルに固定された交換装置下部ユニット
で、作業テーブルに装備された電気ケーブルおよび配管
類と接続されていることを特徴とする。請求項５は、請
求項１の接続手段は、電気ケーブルと接続されるコネク
タおよび配管と接続されるジョイントであることを特徴
とする。

【００１１】請求項６は、請求項１の電気ケーブルは、
電源ケーブル、信号用ケーブルおよび他のロボットやコ
ントローラと通信するための通信用ケーブルであること
を特徴とする。請求項７は、請求項１のロボット接続部
に、位置決めピンを有し、ロボット被接続部は位置決め
ピンを挿入することにより相互の位置決めをする位置決
め穴を有していることを特徴とする。

【００１２】請求項８は、請求項１のロボット接続部
に、固定ピンを有し、ロボット被接続部は前記固定用ピ
ンを挟持固定することにより相互間を固定するクリンチ
機構を有していることを特徴とする。請求項９は、請求
項１の配管が、ロボットを駆動するエアー配管であるこ
とを特徴とする。

【００１３】

【作用】ロボットにはロボット接続部が設けられてお
り、作業テーブルには電気ケーブルおよび配管が配線・
配管装備されていると共に、前記ロボット接続部が選択
的に着脱可能に接続される複数のロボット被接続部が設
けられているため、ロボット接続部をロボット被接続部
に接続すると、作業テーブルとロボットとが電気的およ
び機械的に接続される。

【００１４】ロボットを交換するために移動する場合、
ロボット接続部とロボット被接続部とを切り離すことに
より、電気的接続も解除され、ロボットを他の大型ロボ
ット等の運搬装置のハンドによって把持して他のロボッ
ト被接続部に移動してロボット接続部を接続することに
より作業テーブルとロボットとが電気的および機械的に
接続される。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１はロボット交換装置の全体構成を示し、
１はロボットで、２はロボット接続部としての交換装置
上部ユニット、３はロボット被接続部としての交換装置
下部ユニットである。

【００１６】ロボット１は、例えばコントローラ内蔵型
ロボットであり、ロボット本体４の内部にコントローラ
（図示しない）が内蔵されている。ロボット本体４に対
してロボットアーム５が設けられ、このロボットアーム
５の先端部にはワーク６を把持するロボットハンド７が
設けられている。

【００１７】ロボット本体４の下部にはその側壁より外
側に鍔状に突出する矩形状のベース８が一体的に設けら
れ、このベース８の四隅には取付け孔８ａが穿設されて
いる。さらに、ロボット本体４の側壁には電源接続や通
信用ケーブルを含む信号ケーブル接続のためのコネクタ
９が突設されていると共に、エア流路を形成するための
配管接続口体１０が突設されている。

【００１８】前記交換装置上部ユニット２は、平板状の
本体部１１の長手方向の一端部に円弧状部１１ａを有し
ており、この本体部１１ａの両側部には被把持部１２が
固定されている。

【００１９】これら被把持部１２は、板状体１３の上端
部を互いに対向するように内側にＬ字状に折曲すること
により折曲部１３ａを形成しており、この折曲部１３に
よって嵌合部１４が形成されている。すなわち、大型ロ
ボット等の運搬装置（図示しない）のハンド等が前記嵌
合部１４に挿入できるように形成されている。

【００２０】さらに、交換装置上部ユニット２の本体部
１１における前面１５には電源接続や通信用ケーブルを
含む信号ケーブル接続のための接続手段としてのコネク
タ１６が突設されていると共に、エア流路を形成するた
めのエルボからなる配管接続口体１７が突設されてい
る。

【００２１】また、図２に示すように、交換装置上部ユ
ニット２の本体部１１における下面１８には例えば３本
の位置決めピン１９と１本の固定用ピン２０が下方に突
出して設けられている。さらに、本体部１１の下面１８
の前端縁部には前記コネクタ１６と電気的に接続された
コンタクトプローブ２１と前記配管接続口体１７と連通
するジョイントとしてのエア通路２２および電源コネク
タ２３が設けられている。

【００２２】前記交換装置下部ユニット３は、図３に示
すように構成されている。すなわち、本体部２４は前記
交換装置上部ユニット２の本体部１１と同一形状で、平
板状の本体部２４の長手方向の一端部に円弧状部２４ａ
を有している。この本体部２４には交換装置上部ユニッ
ト２の３本の位置決めピン１９と対応する位置に位置決
めピン１９と嵌合する位置決め穴２６と固定用ピン２０
と対応する位置に固定用ピン２０と嵌合する開口部２７
が設けられている。

【００２３】さらに、本体部２４の上面２５には交換装
置上部ユニット２のコンタクトプローブ２１と接続され
るコンタクトプローブ２８とエア通路２２と接続するジ
ョイントとしてのエア通路２９および電源コネクタ２３
と接続する電源コネクタ３０が設けられている。

【００２４】また、本体部２４の前面３１にはコンタク
トプローブ２８と電気的に接続されたコネクタ３２とエ
ア通路２９と接続する配管接続口体３３が設けられ、本
体部２４の側部３４には電源コネクタ３５が設けられて
いる。さらに、本体部２４の開口部２７には前記固定用
ピン２０が挿入されたとき、この固定用ピン２０を弾性
的に挟持固定するクリンチ機構３６が設けられている。

【００２５】また、図１に示すように、ロボット本体４
のコネクタ９と交換装置上部ユニット２のコネクタ１６
とを電気的に接続するための両端部にソケット３７ａ，
３７ｂを有する接続コード３８が設けられている。ま
た、ロボット本体４の配管接続口体１０と交換装置上部
ユニット２の配管接続口体１７とを連通するための両端
部に接続口金３９ａ，３９ｂを有する接続パイプ４０が
設けられている。

【００２６】そして、ロボット本体４のベース８は交換
装置上部ユニット２の本体部１１に載置され、取付け孔
８ａに挿通した固定ねじ８ｂを本体部１１にねじ込むこ
とにより、ロボット本体４と交換装置上部ユニット２と
は一体的に固定されている。

【００２７】また、作業テーブル４１は、図４に示すよ
うに構成されている。すなわち、複数台のロボット１を
設置可能な広いスペースを有するテーブル本体４２は中
空に形成され、この中空部には電源ケーブル４２や通信
用ケーブルを含む信号ケーブル４３およびエア配管４４
が配線・配管されており、電源ケーブル４２は電源に、
エア配管４４はエアコンプレッサ等のエア供給源（いず
れも図示しない）に接続されている。

【００２８】この実施例においては、テーブル本体４２
には第１〜第３の３台のロボット設置部４５ａ，４５
ｂ，４５ｃが設けられており、それぞれには交換装置下
部ユニット３が固定されている。そして、それぞれの電
源コネクタ３５には電源ケーブル４２がソケット４６を
介して接続されている。また、それぞれのコネクタ３２
には信号ケーブル４３がソケット４７を介して接続さ
れ、配管接続口体３３にはエア配管４４が接続口金４８
を介して接続されている。

【００２９】また、第１と第３のロボット設置部４５ａ
と４５ｃに位置する交換装置下部ユニット３にはロボッ
ト１を搭載した交換装置上部ユニット２が載設されてい
る。この場合、交換装置上部ユニット２の３本の位置決
めピン１９は交換装置下部ユニット３の位置決め穴２６
に嵌合し、固定用ピン２０は開口部２７に嵌合した状態
で、クリンチ機構３６が固定用ピン２０を弾性的に挟持
するため、交換装置上部ユニット２と交換装置下部ユニ
ット３は一体的に結合される。

【００３０】しかも、交換装置上部ユニット２と交換装
置下部ユニット３の結合によって交換装置上部ユニット
２のコンタクトプローブ２１は交換装置下部ユニット３
のコンタクトプローブ２８に電気的に接続され、エア通
路２２はエア通路２９に接続され、電源コネクタ２３は
電源コネクタ３０に電気的に接続される。

【００３１】したがって、作業テーブル４１に設けられ
た電源は、交換装置上部ユニット２と交換装置下部ユニ
ット３を介してロボット１に電気的に接続されると共
に、エア供給源もエア通路を交換装置上部ユニット２と
交換装置下部ユニット３のエア通路を介してロボット１
に連通する。

【００３２】さらに、作業テーブル１に設置されたロボ
ット１，１相互は信号ケーブル４３を介して接続され、
ロボット１に内蔵されたコントローラと通信できるよう
になっている。また、コントローラがロボット１の外部
の作業テーブル４１にある場合にはコントローラとロボ
ット１とが信号ケーブル４３を介して通信することがで
きるように構成されている。

【００３３】このように構成されたロボットの交換装置
によれば、作業テーブル４１の第１のロボット設置部４
５ａと第３のロボット設置部４５ｃに設置されたロボッ
ト１，１を稼働させてロボットアーム５に設けたハンド
７によってワーク６を把持して加工部（検査部）に搬入
したり、加工（検査）が終了したワーク６を次の工程に
搬入することができる。

【００３４】また、第２のロボット設置部４５ｂにはロ
ボット１が設置されていないが、作業位置を変更し、第
３のロボット設置部４５ｃに設置されているロボット１
を第２のロボット設置部４５ｂに移動する場合には、他
の大型ロボットまたは移載装置等のハンドを交換装置上
部ユニット２の被把持部１２に設けられた嵌合部１４に
挿入し、交換装置上部ユニット２とともにロボット１を
持ち上げることにより、交換装置上部ユニット２を交換
装置下部ユニット２から切り離すことができる。

【００３５】したがって、大型ロボットまたは移載装置
等によって交換装置上部ユニット２とともにロボット１
を第２のロボット設置部４５ｂに移動し、交換装置上部
ユニット２を交換装置下部ユニット３に位置決めして載
置することにより、交換装置上部ユニット２の位置決め
ピン１９は交換装置下部ユニット３の位置決め穴２６に
嵌合し、固定用ピン２０は開口部２７に嵌合した状態
で、クリンチ機構３６が固定用ピン２０を弾性的に挟持
されるため、交換装置上部ユニット２と交換装置下部ユ
ニット３は一体的に結合される。したがって、第１のロ
ボット設置部４５ａのロボット１と第２のロボット設置
部４５ｂのロボット１とを稼働させて加工や検査ができ
る。

【００３６】このように大型ロボットまたは移載装置等
の運搬装置によって交換装置上部ユニット２とともにロ
ボット１を移動させることにより、人手を介さずにロボ
ット１の交換が自動的に行うことができ、作業の段取り
が容易となり、安全性も向上できる。

【００３７】また、電源ケーブル、信号ケーブルおよび
エア配管が全て交換装置上部ユニット２、交換装置下部
ユニット３および作業テーブル４１の内部に設けられて
おり、外部に露出していないためロボットの交換装置全
体が簡素化されていると共に、ロボット１を運搬する場
合においても、ケーブルや配管等が絡むことはなく、ロ
ボット１の運搬も容易である。

【００３８】なお、前記一実施例においては、ロボット
１にコントローラを内蔵したコントローラ内蔵型ロボッ
トについて説明したが、コントローラを外部に設けた一
般的なロボットにおいても適用できる。

【００３９】また、ロボット本体４のベース８に別体構
造の交換装置上部ユニット２を固定ねじ８ｂによって固
定したが、ロボット本体４のベース８に交換装置上部ユ
ニット２と同様の装備を設ければ交換装置上部ユニット
２が不要となる。同様に、作業テーブル４１に交換装置
下部ユニット３を設け、交換装置上部ユニット２と着脱
可能に構成したが、交換装置下部ユニット３と同様の装
備を設ければ交換装置下部ユニット３が不要となる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ロボットの移動・設置が容易に行え、また移動の際
に、ケーブルや配管を取り外すことなく、ロボットの交
換ができる。したがって、作業の段取りが容易となり、
作業能率の向上を図ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すロボットの交換装置
の分解斜視図。

【図２】同実施例の交換装置上部ユニットの正面図およ
び下面図。

【図３】同実施例の交換装置下部ユニットの上面図、正
面図および下面図。

【図４】同実施例のロボット交換装置の使用例の斜視
図。

【符号の説明】

１…ロボット、２…交換装置上部ユニット、３…交換装
置下部ユニット、１２…被把持部、１６，３２…コネク
タ、２２，２９…エア通路、２３，３０…電源コネク
タ、４１…作業テーブル。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットと、このロボットに設けられた
   ロボット接続部と、電気ケーブルおよび配管が配線・配
   管装備された作業テーブルと、この作業テーブルに設け
   られ前記ロボット接続部が選択的に着脱可能に接続され
   る複数のロボット被接続部と、前記ロボット接続部およ
   びロボット被接続部に設けられ接続時に前記作業テーブ
   ルとロボットとを電気的および機械的に接続する接続手
   段とを具備したことを特徴とするロボットの交換装置。
2. 【請求項２】 ロボットは、コントローラ内蔵型ロボッ
   トであることを特徴とする請求項１記載のロボットの交
   換装置。
3. 【請求項３】 ロボット接続部は、ロボットのベースに
   対して着脱可能に固定された交換装置上部ユニットで、
   運搬装置のハンドで把持される被把持部を有しているこ
   とを特徴とする請求項１記載のロボットの交換装置。
4. 【請求項４】 ロボット被接続部は、作業テーブルに固
   定された交換装置下部ユニットで、作業テーブルに装備
   された電気ケーブルおよび配管類と接続されていること
   を特徴とする請求項１記載のロボットの交換装置。
5. 【請求項５】 接続手段は、電気ケーブルと接続される
   コネクタおよび配管と接続されるジョイントであること
   を特徴とする請求項１記載のロボットの交換装置。
6. 【請求項６】 電気ケーブルは、電源ケーブル、信号用
   ケーブルおよび他のロボットやコントローラと通信する
   ための通信用ケーブルであることを特徴とする請求項１
   記載のロボットの交換装置。
7. 【請求項７】 ロボット接続部は、位置決めピンを有
   し、ロボット被接続部は位置決めピンを挿入することに
   より相互の位置決めをする位置決め穴を有していること
   を特徴とする請求項１記載のロボットの交換装置。
8. 【請求項８】 ロボット接続部は、固定ピンを有し、ロ
   ボット被接続部は前記固定用ピンを挟持固定することに
   より相互間を固定するクリンチ機構を有していることを
   特徴とする請求項１記載のロボットの交換装置。
9. 【請求項９】 配管は、ロボットを駆動するエアー配管
   であることを特徴とする請求項１記載のロボットの交換
   装置。