JPH08290350A - 産業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工場のスペースを小さくすると共に、製造工
程の変更にも容易に対応することのできる産業用ロボッ
トを提供すること。 【構成】 産業用ロボット１は、工場の設備間を移動可
能に構成されると共に、本体３上に加工工具１９，計測
機器２１等を有している。電子制御回路２９は、産業用
ロボット１の移動中にロボットアーム１１，チャック７
を制御して、加工工具１９によるワークの加工、計測機
器２１によるワークの検査、およびワークの組み付けを
実行する。このため、加工設備，検査設備，組み付け設
備を省略して工場のスペースを小さくすると共に、それ
らの設備に応じた工程の変更を容易にすることができ
る。また、移動中に上記ワークの加工等を行うことによ
り、全製造工程に要するサイクルタイムを短縮すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の設備間でワーク
の移送を行う産業用ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の産業用ロボットとし
て、ワークを搭載可能なワーク搭載台と、該ワーク搭載
台と設備との間でワークの移載を行う多関節アームなど
の移載手段と、上記ワーク搭載台および上記移載手段を
複数の設備間で移動させる移動手段と、を備えたものが
考えられている（例えば、特開平３−２１３２２５号公
報参照）。この種の産業用ロボットでは、設備のワーク
をワーク搭載台に搭載し、他の設備まで移動してから、
そのワークを設備に移載することにより、上記複数の設
備間で順次ワークの移送を行うことができる。すると、
各設備では、そのワークに対して加工，検査，組み付け
などの作業を順次実行することができ、物品の製造工程
などを自動化することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この種の産
業用ロボットは、単にワークを設備間で移送するのみ
で、ワークに対する加工，検査，組み付けなどの作業
は、各設備によって実行される。従って、物品の製造工
程に応じた多数の設備が必要となり、その間を産業用ロ
ボットが移動可能なように各設備を配設するためには大
きな工場のスペースが必要となる。また、上記製造工程
を変更する場合には、設備を変更または移動させる必要
があり、工場の大規模な改造が必要となる。

【０００４】そこで、本発明は、工場のスペースを小さ
くすると共に、製造工程の変更にも容易に対応すること
のできる産業用ロボットを提供することを目的としてな
された。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達するために
なされた請求項１記載の発明は、ワークを搭載可能なワ
ーク搭載台と、該ワーク搭載台と設備との間でワークの
移載を行う移載手段と、ワークに対して作業を施す作業
手段と、上記ワーク搭載台，上記移載手段，および上記
作業手段を、複数の設備間で移動させる移動手段と、を
備えたことを特徴とする産業用ロボットを要旨としてい
る。

【０００６】請求項２記載の発明は、上記作業手段が、
ワークに加工を施す加工手段であることを特徴とする請
求項１記載の産業用ロボットを要旨としている。請求項
３記載の発明は、上記作業手段が、ワークに検査を施す
検査手段であることを特徴とする請求項１記載の産業用
ロボットを要旨としている。

【０００７】請求項４記載の発明は、上記作業手段が、
複数のワークを互いに組み付ける組み付け手段であるこ
とを特徴とする請求項１記載の産業用ロボットを要旨と
している。請求項５記載の発明は、上記組み付け手段
が、当該組み付け手段によって互いに組み付けられるワ
ークの少なくとも一方に、振動を加える加振手段を備え
たことを特徴とする請求項４記載の産業用ロボットを要
旨としている。

【０００８】

【作用および発明の効果】このように構成された請求項
１記載の発明では、移載手段は設備からワーク搭載台に
ワークを移載し、移動手段は、そのワークを搭載したワ
ーク搭載台を、移載手段および作業手段と共に、他の設
備まで移動させる。続いて、移載手段によりワーク搭載
台からその設備にワークを移載すると、上記二つの設備
間でワークを移送することができる。

【０００９】ここで、本発明は、ワークに対して作業を
施す作業手段を備えている。このため、上記設備間での
ワークの移送中に、この作業手段によりワークに対して
作業を施すことができる。従って、作業設備を省略して
工場のスペースを小さくすることができる。また、作業
手段の構成またはその動作時期を変更することにより製
造工程の変更に対応することも可能となる。この場合、
作業設備を変更または配置替えする必要がなく、工場の
大規模な改造が不要となる。従って、本発明では、製造
工程の変更にも容易に対応することができる。更に、本
発明では、ワークの移送中にワークに対して作業を施す
ことができるので、全製造工程に要するサイクルタイム
を短縮することができる。従って、物品の製造能率を向
上させ、その物品の製造コストを低減することができ
る。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の構成に加えて、上記作業手段が、ワークに加工を施
す加工手段であることを特徴としている。このため、上
記設備間でのワークの移送中に、この加工手段によりワ
ークに加工を施すことができる。従って、加工設備を省
略して工場のスペースを小さくすることができる。ま
た、加工手段の構成またはその動作時期を変更すること
により製造工程の変更に対応することも可能となる。こ
の場合、加工設備を変更または配置替えする必要がな
く、工場の大規模な改造が不要となる。従って、本発明
では、製造工程の変更にも容易に対応することができ
る。更に、本発明では、ワークの移送中にワークに加工
を施すことができるので、全製造工程に要するサイクル
タイムを短縮することができる。従って、物品の製造能
率を向上させ、その物品の製造コストを低減することが
できる。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明の構成に加えて、上記作業手段が、ワークに検査を施
す検査手段であることを特徴としている。このため、上
記設備間でのワークの移送中に、この検査手段によりワ
ークに検査を施すことができる。従って、検査設備を省
略して工場のスペースを小さくすることができる。ま
た、検査手段の構成またはその動作時期を変更すること
により製造工程の変更に対応することも可能となる。こ
の場合、検査設備を変更または配置替えする必要がな
く、工場の大規模な改造が不要となる。従って、本発明
では、製造工程の変更にも容易に対応することができ
る。更に、本発明では、ワークの移送中にワークに検査
を施すことができるので、全製造工程に要するサイクル
タイムを短縮することができる。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明の構成に加えて、上記作業手段が、複数のワークを互
いに組み付ける組み付け手段であることを特徴としてい
る。このため、上記設備間でのワークの移送中に、この
組み付け手段により複数のワークを互いに組み付けるこ
とができる。従って、組み付け設備を省略して工場のス
ペースを小さくすることができる。また、組み付け手段
の構成またはその動作時期を変更することにより製造工
程の変更に対応することも可能となる。この場合、組み
付け設備を変更または移動させる必要がなく、工場の大
規模な改造が不要となる。従って、本発明では、製造工
程の変更にも容易に対応することができる。更に、本発
明では、ワークの移送中にワークを組み付けることがで
きるので、全製造工程に要するサイクルタイムを短縮す
ることができる。

【００１３】請求項５記載の発明では、請求項４記載の
発明の構成に加えて、組み付け手段が、当該組み付け手
段によって互いに組み付けられるワークの少なくとも一
方に、振動を加える加振手段を備えている。この加振手
段によって、互いに組み付けられるワークの少なくとも
一方に振動を加えると、ワークの組み付けが一層容易に
なる。従って、本発明では、請求項５記載の発明の効果
に加えて、ワークの組み付けを一層容易にして、全製造
工程に要するサイクルタイムを一層短縮することができ
る。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面と共に説明す
る。図１は、実施例の産業用ロボット（以下、単にロボ
ットと記載）１の構成を表す斜視図である。なお、本実
施例のロボット１は、本体３の底面に、図示しないタイ
ヤを駆動して工場の設備３１〜３４（図８）間を移動さ
せる移動手段としての移動機構５（図７）を備えた、い
わゆる無人搬送台車タイプのロボットである。

【００１５】図１に示すように、本体３の上面には、先
端にチャック７およびカメラ９を備えた多関節のロボッ
トアーム１１、後述の集中制御局１３（図７）と交信を
行うための無線アンテナ１５、ワーク５１（図９）を搭
載するためのワーク搭載台１７、ワーク５３等に加工を
施すための加工手段としての加工工具１９、および、ワ
ーク５５等に検査を施すための検査手段としての計測機
器２１などが配設されている。また、本体３の前面に
は、ロボット１の設定環境などを表示する液晶ディスプ
レイまたはＣＲＴ，プラズマディスプレイなどからなる
表示装置２３が、本体３の側面には、設備３１〜３４と
信号の送受信を行う光Ｉ／Ｏ２５が、それぞれ設けられ
ている。更に、本体３の底部には、工場の床面に設置さ
れた指標を読み取ってロボット１の現在位置（番地）を
検出する番地読取センサ２７（図７）が設けられてい
る。また更に、本体３には、ロボット１の上記各部を制
御するための電子制御回路（ＥＣＵ）２９が内蔵されて
いる。

【００１６】次に、ロボット１の上記各部の詳細な構成
を説明する。先ず、図２（Ａ）はチャック７の構成を表
す正面図および下面図である。チャック７は、互いに近
接することによりワーク５３，５５等を把持する指７
１，７３を備えており、指７１の指７３と対向する面に
は、大径溝７１ａおよび小径溝７１ｂが並んで形成され
ている。また、指７３には、大径溝７１ａと対向する部
分にその大径溝７１ａとほぼ等しい幅の切欠７３ａが、
小径溝７１ｂと対向する部分には平坦部７３ｂが、それ
ぞれ形成されている。

【００１７】このため、チャック７は、大小様々なワー
クを良好に把持することができる。例えば、小径のワー
ク５５を把持する場合は、図２（Ｂ）に例示するよう
に、小径溝７１ｂと平坦部７３ｂとの間でワーク５５を
把持する。すると、ワーク５５は小径溝７１ｂに係合
し、容易に脱落しない。また、大径のワーク５３を把持
する場合は、図２（Ｃ）に例示するように、大径溝７１
ａと切欠７３ａとの間でワーク５３を把持する。すると
ワーク５３は、大径溝７１ａと切欠７３ａとに係合し、
容易に脱落しない。なお、以下の図面では、チャック７
の形状を略記している。なお、このようなチャック７を
使用する代わりに、種々の大きさのチャックを用意して
おき、ワークの大きさに応じてチャックを取り替えるよ
うにしてもよい。

【００１８】図３（Ａ）は、ワーク搭載台１７の構成を
表す上面図であり、図３（Ｂ）は、そのＡ−Ａ線切断端
面図である。図３（Ａ）に示すように、ワーク搭載台１
７はワーク５１を収容可能なＥ字形の側壁１７１を有し
ており、その両端側壁１７１ａ，１７１ｂの中央側壁１
７１ｃと対向する面には、板バネ１７３ａ，１７３ｂが
設けられている。両端側壁１７１ａ，１７１ｂおよび中
央側壁１７１ｃの開口部側先端には、テーパ状の面取り
１７５が形成されている。また、図３（Ｂ）に示すよう
に、ワーク搭載台１７の底面１７７の開口部側端部にも
テーパ状の面取り１７９が形成されている。

【００１９】このため、例えば設備３１のワーク搭載台
３１１からロボット１のワーク搭載台１７へワーク５１
を移載する場合、両者のワーク搭載台１７，３１１が多
少ずれていても良好に移載することができる。そして、
ワーク搭載台１７へ移載されたワーク５１は、図４に示
すように、板バネ１７３ａ（または１７３ｂ）の弾発力
により、中央側壁１７１ｃに圧接される。このため、ワ
ーク搭載台１７に搭載されたワーク５１が容易に脱落し
なくなると共に、ワーク５１の位置が固定されてそのワ
ーク５１に対する作業が容易になる。ここで、板バネ１
７３ａの代わりにコイルバネ，ゴムなどの種々の弾性材
料を使用しても同様の効果が得られる。

【００２０】なお、図３（Ａ）に例示するように、設備
３１のワーク搭載台３１１の開口部にも面取り３１３が
形成されており、ロボット１から設備３１へのワーク５
１の移載も容易になる。また、図３（Ａ）に示すよう
に、ワーク搭載台１７の底面１７７には、後述の近接ス
イッチ１８０が埋設されている。

【００２１】図５は加工工具１９の構成を表す側面図で
ある。図５に示すように、加工工具１９は、円板状の砥
石１９１と、本体３の上面に固定され、その砥石１９１
を回転させるモータ１９３とによって構成されている。
このため、図５に例示するように、チャック７でワーク
５３を把持し、そのワーク５３を回転している砥石１９
１に当接させれば、ワーク５３の表面を研磨加工するこ
とができる。

【００２２】図６は計測機器２１の構成を表す側面図で
ある。図６に示すように、計測機器２１は、本体３の上
に固定された底部２１１と、エアシリンダ２１３の力に
よって底部２１１方向へ移動する可動軸２１５と、可動
軸２１５と底部２１１との間隔をメータ表示すると共に
その間隔に応じた信号を出力する検出部２１７とを備え
ている。このため、図６に例示するように、チャック７
でワーク５５を把持して可動軸２１５と底部２１１との
間にそのワーク５５を配設し、続いてエアシリンダ２１
３を駆動すれば、検出部２１７によってワーク５５の外
径を検出することができる。

【００２３】続いて、図７に示すように、電子制御回路
２９には、カメラ９，計測機器２１，番地読取センサ２
７，および近接スイッチ１８０からの検出信号が入力さ
れている。また、電子制御回路２９は無線アンテナ１５
および光Ｉ／Ｏ２５を介して集中制御局１３および設備
３１〜３４と交信を行うことができ、これらの交信結果
および上記センサ類の検出信号に基づき移動機構５，チ
ャック７，ロボットアーム１１，加工工具１９，計測機
器２１，および表示装置２３を制御している。なお、電
子制御回路２９は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを主要部と
するマイクロコンピュータのみで構成してもよく、マイ
クロコンピュータとリレーシーケンス回路とを併用して
構成してもよい。

【００２４】次に、この電子制御回路２９の制御につい
て、具体的な使用例を挙げて説明する。図８は、本使用
例における工場内設備の配置を表す説明図である。図８
に示すように、本使用例ではライン１，ライン２の二つ
の製造ラインを設けており、各ラインに、加工設備３
１，検査設備３２，組み付け設備３３，および検査設備
３４が設けられている。そして、各設備３１〜３４を順
次移動できるように、ロボット１の移動経路が設定され
ている。ロボット１は、各ラインに１台づつ割り当てら
れており、その２台のロボット１は、一つの集中制御局
１３と交信しながら作業を行う。

【００２５】集中制御局１３から所定のＳＴＡＲＴ指令
が出力されると、電子制御回路２９は制御を開始する。
すると、先ず、番地読取センサ２７の検出結果に基づき
移動機構５を制御して、ロボット１を加工設備３１の正
面に移動させる。各設備３１〜３４には、光Ｉ／Ｏ２５
に対応する光Ｉ／Ｏ（図示せず）が設けられており、例
えば、設備３１の正面にロボット１が移動すると、その
ロボット１の光Ｉ／Ｏ２５が当該設備３１の光Ｉ／Ｏと
交信可能になる。なお、ロボット１を移動させる処理は
周知であるので、ここでは詳述しない。

【００２６】加工設備３１からは、図９に示すワーク５
１が供給される。すなわち、ワーク５１は、大径の円筒
状に形成された二つのワーク５３と、各ワーク５３の穴
部５３ａに挿入可能な小径の円柱状に形成された二つの
ワーク５５と、上記四つのワーク５３，５５が載置され
たワーク載置台５７とから構成されている。また、ワー
ク載置台５７にはワーク５５より若干小径の穴部５７ａ
が形成され、この穴部５７ａは、ワーク５１がワーク搭
載台１７に移載されたとき、近接スイッチ１８０と対向
するように位置決めされている。

【００２７】ロボット１が加工設備３１正面の所定位置
に停止すると、加工設備３１が正常であれば、その加工
設備３１は光Ｉ／Ｏ２５を介してロボットアーム１１の
動作許可を送信する。電子制御回路２９は、この動作許
可を受信すると、次に示すワーク移載処理を実行して、
加工設備３１上のワーク５１をワーク搭載台１７に移載
する。

【００２８】図１０は、そのワーク移載処理を表すフロ
ーチャートである。処理を開始すると、電子制御回路２
９は、先ず、ステップ１０１にて、加工設備３１から光
Ｉ／Ｏ２５を介してワーク移載許可を受信したか否か判
断し、そのワーク移載許可を受信するまでステップ１０
１を繰り返す。なお、このワーク移載許可は、加工設備
３１が停止するなどして、ワーク５１の移載が可能とな
ったときに出力される信号である。

【００２９】ワーク移載許可を受信すると（１０１：Ｙ
ＥＳ）、ステップ１０３へ移行し、カメラ９にてワーク
５１を認識する処理を実行する。ステップ１０３の処理
が終了すると、ステップ１０５へ移行し、ステップ１０
３の処理でワーク５１を認識できたか否かを判断する。
認識できた場合（１０５：ＹＥＳ）は続くステップ１０
７へ移行し、ワーク５１のワーク載置台５７をチャック
７で把持する処理を実行する。また、ステップ１０３の
処理でワーク５１を認識できなかった場合（１０５：Ｎ
Ｏ）はステップ１０９へ移行し、ロボット１全体の動作
を停止して処理を終了する。なお、このとき、集中制御
局１３へ異常を報知したり、表示装置２３にエラーメッ
セージを表示したりする処理も同時に実行する。こうす
ることによって、ライン停止時の復旧や保全時期を判断
することができる。

【００３０】ステップ１０７へ移行しての処理が終了し
たとき、続くステップ１１１へ移行して、ステップ１０
７の処理でワーク５１を把持できたか否かを判断する。
把持できなかった場合（１１１：ＮＯ）は前述のステッ
プ１０９へ移行し、把持できた場合（１１１：ＹＥＳ）
は続くステップ１１３へ移行する。ステップ１１３で
は、ロボットアーム１１を駆動して、図３，４で説明し
たようにワーク５１をワーク搭載台１７へ移載する処理
を行う。ここで、ステップ１１３によるワーク５１の移
載は、前述のように、ワーク搭載台３１１，１７上で、
ワーク５１を滑らせるようにして行われる。従って、ス
テップ１１１による判断は、チャック７はワーク載置台
５７に係合しているか否かを判断すればよい。

【００３１】ステップ１１３の処理終了後はステップ１
１５へ移行して、ステップ１１３の処理でワーク５１を
移載できたか否かを判断する。移載できなかった場合
（１１５：ＮＯ）は前述のステップ１０９へ移行し、移
載できた場合（１１５：ＹＥＳ）はステップ１１７へ移
行する。ステップ１１７では、チャック７をワーク５１
から離してロボットアーム１１を退避させる処理を行
う。続くステップ１１９では退避できたか否かを判断
し、退避できた場合（１１９：ＹＥＳ）はそのまま処理
を終了し、退避できなかった場合（１１９：ＮＯ）は前
述のステップ１０９へ移行する。以上の処理により、ワ
ーク５１がワーク搭載台１７に移載される。

【００３２】図１０のワーク移載処理が終了すると（ス
テップ１０９を通過した場合を除く）、電子制御回路２
９は移動機構５を制御し、ロボット１を検査設備３２の
正面に停止させる。そして、前述のように、検査設備３
２から光Ｉ／Ｏ２５を介してロボットアーム動作許可が
送信されると、電子制御回路２９は、図１１のワーク検
査処理を実行する。

【００３３】処理を開始すると、先ず、ステップ２０１
で検査設備３２からワーク移載許可が送信されるまで待
機し、ワーク移載許可が送信されると（２０１：ＹＥ
Ｓ）ステップ２０３へ移行する。ステップ２０３では、
図１０と同様の処理により、ワーク搭載台１７上のワー
ク５１を検査設備３２へ移載する（但し、移載の方向は
図１０の処理と逆である）。続くステップ２０５では、
移載できたか否かを判断し、移載できた場合は（２０
５：ＹＥＳ）ステップ２０７へ移行する。ステップ２０
７では、光Ｉ／Ｏ２５を介して検査設備３２へ検査指令
を出力する。また、移載できなかった場合（２０５：Ｎ
Ｏ）はステップ２０９へ移行し、ステップ１０９と同様
の動作停止処理を行った後処理を終了する。

【００３４】ステップ２０７にて検査指令が出力される
と、検査設備３２は、ワーク５１に対して種々の検査、
例えば、ワーク５３，５５の重量，傷の有無などの検査
を行う。そして、検査が終了すると光Ｉ／Ｏ２５を介し
てロボット１に終了信号を送信する。そこで、ステップ
２０７に続くステップ２１１では、この終了信号を受信
するまで待機する。終了信号を受信すると（２１１：Ｙ
ＥＳ）、続くステップ２１５へ移行し、光Ｉ／Ｏ２５を
介して送信される信号に基づき、ワーク５１に異常があ
ったか否かを判断する。異常がなかった場合（２１５：
ＹＥＳ）はステップ２１７へ移行し、図１０と同様の処
理により、ワーク５１を検査設備３２からワーク搭載台
１７へ移載する。また、異常があった場合は（２１５：
ＮＯ）ステップ２１９へ移行し、ステップ１０９と同様
に動作停止をするか、または、ワーク５１を廃棄するか
して処理を終了する。なお、ステップ２１９にて動作停
止とワーク廃棄とのどちらを実行するかは、予め所望の
側に設定することによって選択される。

【００３５】ステップ２１７へ移行してワーク５１を移
載した場合は、続くステップ２２１で、ワーク５１を移
載できたか否かを判断する。移載できた場合（２２１：
ＹＥＳ）はそのまま処理を終了し、移載できなかった場
合（２２１：ＮＯ）は前述のステップ２０９へ移行す
る。この処理によって、ワーク５１に検査設備３２によ
る検査を施すことができる。

【００３６】動作停止処理を実行することなく上記ワー
ク検査処理を終了すると、ロボット１は組み付け設備３
３の正面へ移動するが、その移動中に、電子制御回路２
９は以下の処理を実行する。ロボット１が移動を開始す
ると、電子制御回路２９は図１２のワーク加工処理を実
行する。処理を開始すると、先ず、ステップ３０１にて
カメラ９によるワーク５３の認識処理を実行し、続くス
テップ３０３にて認識に成功したと判断すると（３０
３：ＹＥＳ）、ステップ３０５へ移行して、ワーク５３
を図２（Ｃ）で説明したように把持する。なお、ステッ
プ３０３でワーク５３の認識ができなかったと判断する
と（３０３：ＮＯ）、ステップ３０７へ移行して、ステ
ップ１０９と同様の動作停止処理を実行して処理を終了
する。

【００３７】ステップ３０５での処理が終了すると、ス
テップ３０９にてワーク５３が把持できたか否かを判断
し、把持できた場合（３０９：ＹＥＳ）はステップ３１
１へ移行する。ステップ３１１では、加工工具１９のモ
ータ１９３およびロボットアーム１１を制御して、図５
で説明したようにワーク５３の研磨加工を実行する。続
くステップ３１３では、加工に成功したか否かを判断
し、成功した場合（３１３：ＹＥＳ）はステップ３１５
へ移行する。ステップ３１５では、ロボットアーム１１
およびチャック７を制御することにより、ワーク５３を
ワーク載置台５７上に載置してロボットアーム１１を退
避させる処理を実行する。なお、このとき、ワーク５３
の穴部５３ａがワーク載置台５７の穴部５７ａ上に配設
されるようにワーク５３を載置する。

【００３８】続くステップ３１７では、ロボットアーム
１１の退避に成功したか否かを判断し、成功した場合
（３１７：ＹＥＳ）はステップ３１９へ移行する。ステ
ップ３１９では、カメラ９によるワーク５３の外形検査
を行う。なお、前述のステップ３０５，３１１，または
３１５の処理にてなんらかの不都合が生じ、ステップ３
０９，３１３，または３１７にて否定判断すると、上記
ステップ３０７へ移行する。

【００３９】ステップ３１９での外形検査が終了する
と、ステップ３２１へ移行し、ワーク５３に異常がなか
ったか否かを判断する。異常がなかった場合（３１９：
ＹＥＳ）はそのまま処理を終了し、異常があった場合は
（３１９：ＮＯ）、ステップ３２３にて、設定に基づい
て動作停止処理またはワーク５３の廃棄を行った後処理
を終了する。

【００４０】動作停止処理を実行することなく、全ての
ワーク５３に対して上記ワーク加工処理を終了すると、
電子制御回路２９は、図１３のワーク検査処理を実行す
る。処理を開始すると、ステップ４０１〜４０５の処理
により、図１２のステップ３０１〜３０５の処理とほぼ
同様にしてワーク５５を把持する。但し、この場合、図
２（Ｂ）に例示したようにワーク５５を把持する。続く
ステップ４０７では、把持に成功したか否かを判断し、
成功したとき（４０７：ＹＥＳ）はステップ４０９へ移
行する。また、ワークの認識（４０１）またはワークの
把持（４０５）に失敗した場合は（４０３：ＮＯ、また
は４０７：ＮＯ）、ステップ４１１へ移行して前述の動
作停止処理を実行した後処理を終了する。

【００４１】ステップ４０９に移行した場合、計測機器
２１のエアシリンダ２１３およびロボットアーム１１を
制御して、図６で説明したようにワーク５５の外径を検
査する。続くステップ４１３では検査結果に異常がなか
ったか否かを判断し、異常がなかった場合（４１３）は
ステップ４１５へ移行する。ステップ４１５では、ワー
ク載置台５７上にワーク５５を載置してロボットアーム
１１を退避させる処理を実行する。続くステップ４１７
では、退避に成功したか否かを判断し、成功した場合
（４１７：ＹＥＳ）はそのまま処理を一旦終了し、失敗
した場合（４１７：ＮＯ）は上記ステップ４１１へ移行
する。

【００４２】また、ワーク５５の検査結果に異常があっ
た場合は（４１３：ＮＯ）、ステップ４１９へ移行し、
設定に基づいて動作停止処理またはワーク５５の廃棄を
行った後一旦処理を終了する。動作停止処理を実行する
ことなく、全てのワーク５５に対して上記ワーク検査処
理を終了すると、電子制御回路２９は、図１４のワーク
組み付け処理を実行する。処理を開始すると、ステップ
５０１〜５０５の処理により、図１３のステップ４０１
〜４０５の処理と同様にしてワーク５５を把持する。続
くステップ５０７では、把持に成功したか否かを判断
し、成功したとき（５０７：ＹＥＳ）はステップ５０９
へ移行する。また、ワークの認識（５０１）またはワー
クの把持（５０５）に失敗した場合は（５０３：ＮＯ、
または５０７：ＮＯ）、ステップ５１１へ移行して前述
の動作停止処理を実行した後処理を終了する。

【００４３】ステップ５０９では、ワーク５５をワーク
５３に組み付ける処理を実行する。すなわち、図１５に
例示するように、チャック７で把持したワーク５５を、
ワーク５３の穴部５３ａに挿入するのである。前述のよ
うに、穴部５３ａはワーク載置台５７の穴部５７ａ上に
配設され、その穴部５７ａは近接スイッチ１８０上に配
設される。そして、近接スイッチ１８０は、ワーク５５
がワーク５３に完全に挿入されたとき所定の信号を発生
するよう設定されている。そこで、ステップ５０９で
は、近接スイッチ１８０が上記信号を発生するまで、ロ
ボットアーム１１およびチャック７を駆動してワーク５
５をワーク５３に挿入する処理を行う。

【００４４】ステップ５０９の処理が終了すると、ステ
ップ５１３へ移行して組み付けが成功したか否かを判断
し、成功しなかった場合は（５０９：ＮＯ）、ステップ
５１５へ移行して処理の続行が可能か否か判断する。す
なわち、ステップ５１３で組み付けが失敗したと判断し
た場合には、ロボット１自体の動作が続行不可能となっ
た場合と、ワーク５３および５５に不良が発生した場合
とがある。ステップ５１５では、ステップ５１３で判断
した組み付けの失敗が、そのどちらの場合であるかを判
断し、後者の場合であれば処理続行可（５１５：ＹＥ
Ｓ）と判断してステップ５１７へ移行する。ステップ５
１７では、ロボットアーム１１およびチャック７により
当該ワーク５３および５５を廃棄して、一旦処理を終了
する。また、ステップ５１５にて処理続行不可（５１
５：ＮＯ）と判断した場合（上記前者の場合）は、前述
のステップ５１１へ移行する。

【００４５】一方、ワーク５３および５５の組み付けに
成功すると（５１３：ＹＥＳ）、ステップ５２１へ移行
してロボットアーム１１を退避させる。続くステップ５
２３では、ロボットアーム１１の退避に成功したか否か
を判断し、成功した場合（５２３：ＹＥＳ）はステップ
５２７へ移行する。ステップ５２７では、組み付け後の
ワーク５３，５５にカメラ９による外形検査を施し、続
くステップ５２９で異常なしと判断すると（５２９：Ｙ
ＥＳ）、一旦処理を終了する。また、ロボットアーム１
１の退避に失敗した場合（５２３：ＮＯ）はステップ５
３１にて動作停止処理を行って一旦処理を終了し、カメ
ラ９の検査により異常が見つかった場合（５２９：Ｎ
Ｏ）はステップ５３３へ移行し、設定に応じて動作停止
またはワーク廃棄を行って処理を終了する。

【００４６】動作停止処理を実行しなかった場合、全て
のワーク５３，５５に対して上記ワーク組み付け処理を
終了する頃、ロボット１は組み付け設備３３の正面に到
着する。すると、電子制御回路２９は、ロボットアーム
１１を制御して組み付け設備３３にワーク５１を移載
し、組み付け設備３３に更なる組み付け処理を実行させ
る。その組み付け処理の終了後、電子制御回路２９は、
ロボットアーム１１を制御してワーク搭載台１７にワー
ク５１を移載し、移動機構５を制御してロボット１を検
査設備３４の正面に移動させる。なお、組み付け設備３
３正面における電子制御回路２９の処理は、図１１のワ
ーク検査処理において出力した検査設備３２への検査指
令（ステップ２０７）を、組み付け設備３３への組み付
け指令に置き換えたものとほぼ同様である。

【００４７】更に、ロボット１が検査設備３４の正面に
停止すると、電子制御回路２９は、図１１に示したもの
とほぼ同様のワーク検査処理を実行する。すると、ワー
ク５１に検査設備３４による最終検査が施され、このラ
インにおける最終製品が完成する。

【００４８】以上説明したように、本実施例のロボット
１では、ワーク５１を検査設備３２から組み付け設備３
３まで移送する間に、ワーク５１に、加工，検査，組み
付けの処理（作業）を施すことができる。しかも、ワー
ク組み付け処理では、近接スイッチ１８０およびカメラ
９を用いた検査も同時に行っている。従って、設備を省
略して工場のスペースを小さくすることができる。

【００４９】例えば、設備間でのワーク５１の移送のみ
を行う従来のロボット６０１を使用して、ロボット１が
上記移送中に実行する処理を、全て設備によって行うと
すれば、工場内設備の配置は図１６に例示するようにな
る。すなわち、加工工具１９を用いてなされるものと同
様の加工を施すための加工設備６０３と、計測機器２１
を用いてなされるものと同様の検査を施すための検査設
備６０４と、チャック７およびロボットアーム１１によ
ってなされるものと同様の組み付けを施すための組み付
け設備６０５と、近接スイッチ１８０およびカメラ９を
用いてなされるものと同様の検査を施すための検査設備
６０６とを、新たに設ける必要が生じる。これに対し
て、本実施例では、上記設備６０１〜６０４でなされる
処理をロボット１上で実行することができるので、設備
６０１〜６０４を省略して工場のスペースを小さくする
ことができる。

【００５０】また、加工工具１９や計測機器２１などの
構成またはその動作時期を変更することにより製造工程
の変更に対応することも可能となる。例えば、ワーク５
３の研磨加工の後で検査設備３２による検査を行いたい
場合、図１６の例では検査設備３２と加工設備６０３と
の位置関係を逆転させなければならない。これに対し
て、本実施例では、ロボット１が加工設備３１から検査
設備３２に移動する間に図１２の処理を実行するよう
に、電子制御回路２９のプログラムを変更するだけで上
記製造工程の変更に対応することができる。このため、
本実施例では、設備３１〜３４を変更または配置替えす
る必要がなく、工場の大規模な改造が不要となる。従っ
て、製造工程の変更にも容易に対応することができる。
また、加工工具１９や計測機器２１などを他の加工工具
や計測機器などと取り替える場合も、加工設備６０３，
検査設備６０４の変更に比べて容易に変更することがで
きる。

【００５１】更に、本実施例では、ワーク５１の移送中
にワーク５１に加工，検査，組み付けを施すことができ
るので、全製造工程に要するサイクルタイムを短縮する
ことができる。従って、物品の製造能率を向上させ、そ
の物品の製造コストを低減することができる。また更
に、本実施例では、番地読取センサ２７によりロボット
１の停止位置を確認してから上記図１０〜１４の処理を
実行している。このため、ロボット１を設備３１〜３４
の正面に手動で運んだ後プログラムを起動しても、誤っ
た処理が実行されるのを良好に防止することができる。
更に、本実施例では一つの集中制御局１３にて二つのロ
ボット１を制御しているので、一層省力化を進めること
ができる。

【００５２】なお、上記実施例において、ロボットアー
ム１１およびチャック７は、共に、移載手段および組み
付け手段に相当し、カメラ９および近接スイッチ１８０
も、計測機器２１と共に検査手段に相当する。また、本
発明は上記実施例になんら限定されるものではなく、本
発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様で実施するこ
とができる。

【００５３】例えば、上記実施例では、ワーク５１をチ
ャック７で直接把持して移載しているが、図１７に示す
ような移載具６５０を用いて移載を行ってもよい。移載
具６５０は、ワーク５１と係合可能な係合部６５１と、
チャック７で把持可能な把持部６５３と、係合部６５１
と把持部６５３とを連結する棒状の連結部６５７とから
構成されている。なお、係合部６５１および連結部６５
７の横幅は、チャック７の横幅より小さく形成されてい
る。

【００５４】このような移載具６５０を使用する場合、
チャック７は把持部６５３を把持し、続いて係合部６５
１をワーク５１に係合させることにより、ワーク５１を
加工設備３１からワーク搭載台１７へ移送することがで
きる。この場合、ワーク５１が、チャック７が侵入でき
ないような狭い場所に載置されている場合でも、ロボッ
トアーム１１の長さより遠い位置に載置されている場合
でも、良好にそのワーク５１を移送することができる。
また、この移載具６５０は、予め本体３に着脱自在に設
けておいてもよく、また、加工設備３１に着脱自在に設
けておいてもよい。

【００５５】更に、上記実施例では、チャック７および
ロボットアーム１１によりワーク５１の移載を行ってい
るが、ワーク搭載台そのものを駆動してワークの移載を
行ってもよい。例えば、図１８に示すように、ワーク搭
載台７０１を、アクチュエータ７０３によって加工設備
３１方向に伸張可能としてもよい。このように構成され
たワーク搭載台７０１では、加工設備３１上まで伸張し
た後、加工設備３１との間で、チャック７によるワーク
７０５の移載を行えばよい。この場合、ワーク７０５が
大きくてチャック７で把持することのできない場合や、
本体３と加工設備３１との間隔が大きい場合などにも、
良好にワーク７０５の移載を行うことができる。

【００５６】また、図１９に示すように、ワーク搭載台
７５１およびそれを下から支承する中板７５３を、アク
チュエータ７５５により加工設備３１方向に個々に伸張
可能としてもよい。この場合、先ず、中板７５３を加工
設備３１上まで伸張し、続いて、その中板７５３表面に
沿って、ワーク搭載台７５１を伸張させることができ
る。このため、ワーク７０５が重い場合でも、中板７３
５およびワーク搭載台７５１を伸張する動作は、比較的
軽い力によって実行することができる。従って、アクチ
ュエータ７５５を小型化することができる。

【００５７】また更に、加工手段，検査手段，組み付け
手段としても、上記実施例の他種々の態様が考えられ
る。例えば、図２０は、ワーク５３の内径加工を行う加
工工具８０１（加工手段）の構成を表す側面図である。
この加工工具８０１は、ワーク５３の穴部５３ａに挿入
されて、穴部５３ａの内壁面を研磨する研磨軸８０３
と、研磨軸８０３を回転駆動するモータ８０５と、モー
タ８０５上部に配設された近接スイッチ８０７とを備え
ている。また、研磨軸８０３の先端８０３ａは、穴部５
３ａを挿入し易いように先細に形成されている。

【００５８】このように構成された加工工具８０１で
は、モータ８０５により研磨軸８０３を回転させると共
に、チャック７によりワーク５３を把持して、穴部５３
ａを研磨軸８０３に挿入すると、穴部５３ａ内壁を研磨
加工することができる。また、穴部５３ａを研磨軸８０
３に挿入し切ると、近接スイッチ８０７が所定信号を出
力する。このため、この所定信号の出力により上記研磨
加工の終了を判断することができる。なお、研磨軸８０
３を回転させる代わりに、チャック７によりワーク５３
を回転させても、同様の研磨加工を施すことができる。

【００５９】図２１は、ワーク５３に塗装を施す加工工
具８２１（加工手段）の構成を表す側面図である。この
加工工具８２１は、塗料８２３を噴射する噴射ノズル８
２５を備えている。このため、ワーク５３をチャック７
で把持して噴射ノズル８２５近傍に配設した後、噴射ノ
ズル８２５から塗料８２３を噴射すれば、ワーク５３に
塗装を施すことができる。

【００６０】図２２は、ワーク５３の内径検査を行う計
測機器８４１（検査手段）の構成を表す側面図である。
この計測機器８４１は、ワーク５３の穴部５３ａに挿入
可能で、穴部５３ａの内径を検出する測定子８４３と、
測定子８４３にて検出した内径に応じて電子制御回路２
９に電気信号を出力する検出部８４５とを備えている。
また、測定子８４３の先端８４３ａは、穴部５３ａを挿
入し易いように先細に形成されている。このように構成
された計測機器８４１では、チャック７によりワーク５
３を把持して、穴部５３ａを測定子８４３に挿入する
と、穴部５３ａの内径を検査することができる。

【００６１】図２３に示す実施例では、ロボットアーム
１１およびチャック７と共働して組み付け手段を構成す
る加振手段としての振動台８６１を用いている。この振
動台８６１は、本体３の上面に配設され、その振動台８
６１上面に配設された物体に水平方向の振動を与えるこ
とができる。ワーク５３の穴部５３ａにワーク５５を挿
入する組み付け処理において、ロボットアーム１１およ
びチャック７により穴部５３ａにワーク５５を軽く挿入
しておき、続いて、振動台８６１によりワーク５３に振
動を与えると、その振動によりワーク５５が下降し、両
者が完全に組み付けられる。このため、ワーク５３，５
５の組み付け処理の能率を向上させることができる。な
お、前述の加工工具８０１，８２１、計測機器８４１、
もしくは振動台８６１は、予め本体３の上面に固定して
おいてもよく、また、設備などに着脱自在に設けてお
き、必要に応じてロボットアーム１１により本体３上に
移載するようにしてもよい。また、上記各実施例では、
ワーク５３，５５を一組づつ組み付けているが、図２４
に示す組み付け具８８１を使用すれば、複数のワーク５
３，５５を同時に組み付けることができる。図２４に示
すように、組み付け具８８１は、平板状の平板部８８１
ａと、その平板部８８１ａの上面中央に設けられ、チャ
ック７で把持可能な把持部８８１ｂとから構成されてい
る。この組み付け具８８１を使用する場合、ワーク載置
台５７上に載置された二つのワーク５３の穴部５３ａ
に、チャック７およびロボットアーム１１によりワーク
５５を個々に軽く挿入しておき、続いて、チャック７で
把持部８８１ｂを把持して、平板部８８１ａを介して、
各ワーク５５を各穴部５３ａに同時に挿入することがで
きる。このため、ワーク５３，５５の組み付け処理の能
率を向上させることができる。

【００６２】更に、図２５に示すように、ドライバ状に
形成された組み付け具９０１を使用してもよい。二つの
ワーク９５１，９５３を皿ネジ９５７を用いて固定する
組み付け処理を行う場合、チャック７およびロボットア
ーム１１によりワーク９５１，９５３、および皿ネジ９
５７を本体３上に順次積層し、上記組み付け具９０１に
よって皿ネジ９５７をワーク９５１，９５３に螺合させ
ればよい。

【００６３】なお、上記組み付け具８８１，９０１は、
予め本体３に着脱自在に設けておいてもよく、また、設
備３１〜３４などに着脱自在に設けておいてもよい。更
に、先端に組み付け具８８１または９０１を固定したロ
ボットアームを、ロボットアーム１１とは別体に設けて
もよい。

【００６４】また更に、上記各実施例では、ロボット１
に移載したワーク５３，５５に対して、加工，検査，組
み付けなどの処理を施しているが、一旦停止した設備上
のワークをチャック７で把持して、ロボット１上の加工
工具１９等により加工，検査，組み付けなどの処理を施
した後またその設備に返却するように制御することも可
能である。この場合、上記加工，検査，組み付けなどの
処理を施してワークを設備に返却した後、光Ｉ／Ｏ２５
を介して当該設備に起動信号を入力するようにしてもよ
い。

【００６５】更に、番地読取センサ２７は特に設けなく
てもよく、光Ｉ／Ｏ２５によってその機能を兼用させて
もよい。光Ｉ／Ｏ２５の代わりに磁気によるＩＤ入出力
装置を用いてもよい。ＸＹテーブルやピックアンドプレ
スを、ロボットアーム１１の代わりに用いたり、ロボッ
トアーム１１と併用してもよい。無線アンテナ１５によ
る無線通信の代わりに、ＬＡＮ，光，磁気などによる種
々の通信手段を用いることもできる。また更に、加工手
段としては、上記研磨，塗装を行うものの他、溶接，接
着，切削，加熱，洗浄など、種々の加工を行うものが考
えられ、更に、これらの加工を複数同時に行うようにす
ることも考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の産業用ロボットの構成を表す斜視図で
ある。

【図２】その産業用ロボットのチャックの構成を表す正
面図および下面図である。

【図３】その産業用ロボットのワーク搭載台の構成を表
す上面図および端面図である。

【図４】そのワーク搭載台の使用状態を説明する上面図
である。

【図５】その産業用ロボットの加工工具の構成を表す側
面図である。

【図６】その産業用ロボットの計測機器の構成を表す側
面図である。

【図７】その産業用ロボットの回路構成を表すブロック
図である。

【図８】その産業用ロボットの使用例における工場内設
備の配置を表す説明図である。

【図９】その使用例におけるワークの構成を表す斜視図
である。

【図１０】実施例のワーク移載処理を表すフローチャー
トである。

【図１１】実施例のワーク検査処理を表すフローチャー
トである。

【図１２】実施例のワーク加工処理を表すフローチャー
トである。

【図１３】実施例のワーク検査処理を表すフローチャー
トである。

【図１４】実施例のワーク組み付け処理を表すフローチ
ャートである。

【図１５】実施例のワーク組み付け処理を例示する側面
図である。

【図１６】従来の産業用ロボットの使用例における工場
内設備の配置を表す説明図である。

【図１７】移載具を用いたワーク移載処理を例示する側
面図である。

【図１８】ワーク搭載台の第２の構成例を表す側面図で
ある。

【図１９】ワーク搭載台の第３の構成例を表す側面図で
ある。

【図２０】加工工具の第２の構成例を表す側面図であ
る。

【図２１】加工工具の第３の構成例を表す側面図であ
る。

【図２２】計測機器の他の構成例を表す側面図である。

【図２３】振動台を用いた実施例の構成を表す側面図で
ある。

【図２４】組み付け具を用いた実施例の構成を表す側面
図である。

【図２５】他の組み付け具を用いた実施例の構成を表す
側面図である。

【符号の説明】

１…産業用ロボット ３…本体 ５
…移動機構 ７…チャック ９…カメラ １
１…ロボットアーム １３…集中制御局 １７…ワーク搭載台 １
９…加工工具 ２１…計測機器 ２５…光Ｉ／Ｏ ２
７…番地読取センサ ２９…電子制御回路 ３１…加工設備 ３
２，３４…検査設備 ３３…組み付け設備 ５１，５３，５５…ワーク

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを搭載可能なワーク搭載台と、 該ワーク搭載台と設備との間でワークの移載を行う移載
   手段と、 ワークに対して作業を施す作業手段と、 上記ワーク搭載台，上記移載手段，および上記作業手段
   を、複数の設備間で移動させる移動手段と、 を備えたことを特徴とする産業用ロボット。
2. 【請求項２】 上記作業手段が、ワークに加工を施す加
   工手段であることを特徴とする請求項１記載の産業用ロ
   ボット。
3. 【請求項３】 上記作業手段が、ワークに検査を施す検
   査手段であることを特徴とする請求項１記載の産業用ロ
   ボット。
4. 【請求項４】 上記作業手段が、複数のワークを互いに
   組み付ける組み付け手段であることを特徴とする請求項
   １記載の産業用ロボット。
5. 【請求項５】 上記組み付け手段が、当該組み付け手段
   によって互いに組み付けられるワークの少なくとも一方
   に、振動を加える加振手段を備えたことを特徴とする請
   求項４記載の産業用ロボット。