JPS60228090A - Method of carrying article by robot - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は産業用ロボットによる物品の搬送方法に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for transporting articles by an industrial robot.

パレットに多量に積載した物品を産業用ロボットにより
１個ずつピッキングせしめ、別に設けたコンベアー等に
１個ずつ供給せしめる場合がある。そして、上記のよう
な移載行程（パレット−コンベア）は、多くは別の加工
ラインへの物品の秩序圧しい供給を目的としており、し
たがって上記コンベアー上への物品の供給は、一定の姿
勢、一定の位置で行われることが望ましく、その意味で
上記のように産業用ロボットを用いる利点がある。There are cases where a large amount of articles loaded on a pallet are picked one by one by an industrial robot and fed one by one to a separately provided conveyor or the like. The transfer process (pallet-conveyor) as described above is mostly aimed at orderly and forceful supply of articles to another processing line, and therefore, the article is supplied onto the conveyor in a certain posture. It is desirable that this be done at a fixed location, and in that sense there is an advantage to using an industrial robot as described above.

ところが、上記パレット上への物品の積載は、人手によ
る場合が多く、パレット上に積載された状態の物品はそ
゛の載置位置、載置姿勢がまちまちになっている（特に
略対称形の物品の場合にその向きを揃えにくい）場合が
あり、それをそのままロボットにより把持搬送せしめた
のではコンベアー上での物品の姿勢（向き）、位置が一
定にならない不都合が生じる。However, the loading of goods onto the pallet is often done manually, and the positions and postures of the goods loaded on the pallet vary (particularly when it comes to almost symmetrical goods). In some cases, it may be difficult to align the orientation of the items), and if the items are held and conveyed by a robot as they are, the posture (orientation) and position of the items on the conveyor will not be constant.

上記不都合を解消する方法としては、コンベア上へ移載
した物品の姿勢をチェックして正規の姿勢と異っている
場合にはそれを修正する修正装置を新たにコンベア上に
設けるとか、パレット上への物品の載置位置、載置姿勢
が常に同−になるように、パレット上に物品の形状に似
せたガイド治具を設けるとかが考えられるが、前者では
行程が増えることによる時間的ロスや設備が複雑になる
欠点があり、後者では物品が託′まり込んでしまうよう
なガイド治具を設けた場合、パレット上での物品の位置
、姿勢（向き）等は確かに常に同一となるであろうが、
反面、作業者によるパレット上への物品の積込みに手間
どると共に、ロボットによるパレット上からの物品の取
り上げが困難になる欠点がある。つまり、パレット上の
ガイド治具は物品に対しある程度の自由度を有して支承
している必要がある。Methods to resolve the above-mentioned inconvenience include installing a new correction device on the conveyor that checks the posture of the articles transferred onto the conveyor and corrects it if the posture is different from the normal one, or One idea would be to provide a guide jig that resembles the shape of the items on the pallet so that the position and posture of the items placed on the pallet are always the same, but the former would result in a time loss due to increased travel. In the latter case, if a guide jig is installed, the position and posture (orientation) of the items on the pallet will always be the same. Although,
On the other hand, there are disadvantages in that it takes time for a worker to load articles onto a pallet, and it is difficult for a robot to pick up articles from the pallet. In other words, the guide jig on the pallet needs to support the articles with a certain degree of freedom.

そこで、この発明は、パレット上のガイド治具がある程
度の自由度を有するものであって、パレット上に積載さ
れた物品の姿勢（向き）がまちまちであっても、当該物
品を上記のような欠点を生じることなく、搬送および移
載できる搬送方法を提案するものであり、以下図面に基
づいて実施例を説明する。Therefore, the present invention provides a guide jig on a pallet that has a certain degree of freedom, so that even if the posture (orientation) of the articles loaded on the pallet varies, the articles can be guided as described above. The purpose is to propose a transport method that allows transport and transfer without causing any drawbacks, and examples will be described below based on the drawings.

すなわち、第１図は直交座標系のロボット（１）を用い
た自動車エンジンのカムシャフト（物品）（２）の搬送
、移載システムの側面図であシ、ロボット（１）はＸ軸
方向に延びる固定レール（３）と、該レール（３）上を
走行するレール枠（４）と、該レール枠（４）上をＹ軸
方向に沿って走行する昇降ハンド装置（５）とからなり
、該ハンド装置（５）下端のロボットハンド（６）によ
りパレット（Ｐｉ上のカムシャフト（２）を１本ずつ把
持して傍のコンベアー（７′）上へ搬送せしめるように
なっている。図においてハンド（６）の昇降方向が２軸
方向である。That is, Figure 1 is a side view of a system for conveying and transferring an automobile engine camshaft (item) (2) using a robot (1) in an orthogonal coordinate system. It consists of an extending fixed rail (3), a rail frame (4) that runs on the rail (3), and an elevating hand device (5) that runs on the rail frame (4) along the Y-axis direction, The robot hand (6) at the lower end of the hand device (5) grasps the camshafts (2) on the pallet (Pi) one by one and transports them onto a nearby conveyor (7'). The lifting and lowering directions of the hand (6) are biaxial directions.

パレット（Ｐ）は箱状の枠体（８）の側面に多段にわた
って横桟（９）を設け、該横桟（９）に一定間隔ごとＶ
字状の支承治具（１１）を固着したものであり、該支承
治具（１１）上に支持したカムシャフト（物品）（２）
がＹ軸方向に沿うようにして床上に設置されている。The pallet (P) is provided with horizontal bars (9) in multiple stages on the side of a box-shaped frame (8), and V is provided at regular intervals on the horizontal bars (9).
A camshaft (article) (2) that has a letter-shaped support jig (11) fixed thereto, and is supported on the support jig (11).
is installed on the floor along the Y-axis direction.

ロボットハンド（６）は第２．３図に示したように、昇
降アーム（１２）下端にブラタｙ　）　（１３）を介し
て４５度の角度でもって取付けられており、シリンダ（
１４）により上記４５度の角度に沿って昇降する。（１
５）はガイドロッド、（１６）はブラケット側のガイド
筒であり、ロボットハンド（６）はこのガイドロッド（
１５）を固定したベース（１７）と、該ベース（１７）
に対して回動自在になった回動フレーム（１８）と、該
回動フレーム（１８）の両翼に設けた把持爪装置（１９
）と、回動フレーム（１８）の回動用ロータリーアクチ
ェータ（２１）とからなっており、ロータリーアクチェ
ータ（２１）は、その回転軸（２１ａ）が前記ベース（
１７）に対しキー（２２）固定され、そのフレーム（２
１ｂ）が回動フレーム（１８）にボルト（２３）固定さ
れることにより、回動フレーム（１８）を旋回駆動する
ようになっている。As shown in Fig. 2.3, the robot hand (6) is attached to the lower end of the lifting arm (12) through a bracket (13) at an angle of 45 degrees.
14), the robot moves up and down along the above-mentioned 45 degree angle. (1
5) is a guide rod, (16) is a guide cylinder on the bracket side, and the robot hand (6) is connected to this guide rod (16).
a base (17) to which the base (15) is fixed, and the base (17)
A rotating frame (18) that can rotate freely relative to
) and a rotary actuator (21) for rotating the rotating frame (18), and the rotary actuator (21) has its rotating shaft (21a) aligned with the base (
The key (22) is fixed to the frame (2)
1b) is fixed to the rotating frame (18) with a bolt (23), thereby driving the rotating frame (18) to rotate.

（２４）はフレーム（１８）の旋回角度を正確に１８０
度に規制するベース（１７）上に突設したストッパポル
）、（２５）は回動フレーム（１８）側のストッパ突起
である。(24) accurately adjusts the rotation angle of frame (18) to 180 degrees.
(25) is a stopper protrusion on the rotating frame (18) side.

次に、把持爪装置（１９）について説明すると、該把持
爪装置（１９）は、回動フレーム（１８）から突設した
支持ブラケッ）　（２６）に枢支（２７）せしめた１対
の爪部材（２８）　（２９）と、該爪部材（２８）　（
２９）の力点側端にあけた長穴にその口、ド（３１ａ）
先端のピン（３２）を係合した開閉駆動用シリンダ（３
１）とからなり、該シリンダ（３１）が伸縮すると爪部
材（２８）　（２９）先端が開閉動作するようになって
いる。（３３）は爪部材（２８）　（２９）を常時閉方
向へ付勢しているスプリング、（３４）は上記シリンダ
（３１）内のピストン（３５）位置を検出する上下の電
磁スイッチであり、該電磁スイ・７チ（３４）はシリン
ダ側面のレール（３６）に沿って摺動自在で取付ポル）
　（３７）を回わしてその取付位置を自由に調節できる
ようになっている（第４図）。つまり、この電磁スイッ
チ（３４）の取付位置を変更することにより、爪部材（
２８）　（２９）の開き量を任意の量において検出でき
るのである。Next, the gripping claw device (19) will be explained. The gripping claw device (19) consists of a pair of claws (27) pivoted on a support bracket (26) protruding from a rotating frame (18). members (28) (29), and the claw member (28) (
29) Insert the opening into the elongated hole drilled at the end of the force point side (31a).
The opening/closing drive cylinder (3) engages the pin (32) at the tip.
1), and when the cylinder (31) expands and contracts, the tips of the claw members (28) and (29) open and close. (33) is a spring that always biases the claw members (28) and (29) in the closing direction; (34) is an upper and lower electromagnetic switch that detects the position of the piston (35) in the cylinder (31); The electromagnetic switch 7 (34) can be slid freely along the rail (36) on the side of the cylinder and can be mounted on the cylinder.
The mounting position can be freely adjusted by turning (37) (Figure 4). In other words, by changing the mounting position of this electromagnetic switch (34), the claw member (
28) The opening amount in (29) can be detected at any desired amount.

そして、上記ロボット（１）を用い、次のようにしてカ
ムシャフト（２）を搬送せしめる。Then, using the robot (1), the camshaft (2) is transported in the following manner.

すなわち、カムシャフト（２）は前述のようにパレソ）
　（Ｐｉの支承治具（１１）上に予めＹ軸方向に沿った
状態で並べられており、ロボット（１）の図示しない制
御装置には、並べられたカムシャフト（２）を順次、上
段の端からピンキングしてコンベア（７）上へと移送載
置するプログラムが収納されていて、ロボ、、ト（１）
は当該プログラムに従って動作するが、この例の物品で
あるカム７ヤフト（２）は左右非対称形であり、パレ・
ｙト（Ｐｉの支承治具（１１）上に第３図示のように、
予め設定された向きとは左右逆の向きで載置されたカム
シャフト（２）に対しては次のような動作を行う。In other words, the camshaft (2) is
(The camshafts (2) are arranged in advance along the Y-axis direction on the Pi support jig (11), and the control device (not shown) of the robot (1) sequentially moves the arranged camshafts (2) to the top It contains a program to pink the edges and transfer and place them on the conveyor (7).
operates according to the program, but the product in this example, the cam 7 shaft (2), is asymmetrical, and
y (as shown in the third figure on the Pi support jig (11),
The following operation is performed for the camshaft (2) placed in the left-right direction opposite to the preset direction.

すなわち、この例の場合ロボット（１）は、パレｙＸＰ
）に対し第３図示のＹ軸位置において把持および持上げ
動作するように教示されており、第３図示とは左右逆向
きの正常な姿勢で治具（１１）上に載置されているカム
シャフト（２）に対して把持動作する際には、右側の爪
部材（２８）がシャフトの（５）部分を、左側の爪部材
（２９）がシャフトの（８１部分を把持するようになる
が、第３図示の逆向きの姿勢のカム７ヤフト（２）に対
しては、右側の爪部材（２８）がシャフトのカム部分（
ｑを、左側の爪部材（２９）がシャフトの０部分を把持
するようになり、カム部分（ｑは他のシャフト部分（Ａ
）　（Ｂ）　（ＤＪに比べて若干大径であることから、
右側の爪部材（２８）が、シャフト部分（Ａ）　（Ｂ）
（Ｑを把持した時の閉じ量よシも少い閉じ量でしか閉じ
ない。That is, in this example, robot (1) is
) is taught to hold and lift at the Y-axis position shown in the third figure, and the camshaft is placed on the jig (11) in a normal posture with the right and left direction opposite to that shown in the third figure. When gripping (2), the right claw member (28) grips the (5) portion of the shaft, and the left claw member (29) grips the (81) portion of the shaft. For the cam 7 shaft (2) in the opposite orientation shown in Figure 3, the claw member (28) on the right side is attached to the cam portion of the shaft (2).
q, the left claw member (29) grips the 0 part of the shaft, and the cam part (q holds the other shaft part (A)
) (B) (Since it has a slightly larger diameter than the DJ,
The claw member (28) on the right side is the shaft part (A) (B)
(The amount of closing when gripping Q is also smaller than the amount of closing when gripping Q.)

つまり、右側の把持爪装置（１９）のシリンダ（３１）
の収縮量が正常にシャフト部分（４）（Ｂ）０をつかん
だ際よりも少くなるので、そのことをシリンダ内のピス
トンの位置検出用の前記電磁スイッチ（３４）により検
出し、該検出信号を前記ロボットの制御装置へと送シ、
ロボット（１）に次のような動作を行わせる。In other words, the cylinder (31) of the right gripping claw device (19)
Since the amount of contraction of the shaft part (4) (B) 0 is smaller than that when the shaft part (4) (B) 0 is normally gripped, this is detected by the electromagnetic switch (34) for detecting the position of the piston in the cylinder, and the detection signal is to the control device of the robot,
The robot (1) is made to perform the following actions.

すなわち、最初の把持動作により上記のようにして、ど
ちらかの把持爪（２８）　（２９）が所定の閉じ量より
も少い閉じ量であることが検出された場合、この実施例
ではハンド（６）は当該把持動作を中止し、両方の爪部
材（２ｓ）　（２９）を開き、シリンダ（１４）を収縮
して一旦カムシャフト（２）から離れる。そして、昇降
・・ンド装置（５）全体をＹ軸方向に沿い一定距離（第
３図（袴）だけ移動した後、ロータリーアクチェータ（
２１）を作動させてノ・ンド（６）全体を１８０度旋目
金せ、いわばハンド（６）の掌を返した状態で再びシリ
ンダ（１４）を伸長すると共に、各把持爪装置（１９）
を閉動作してシャフト部分（Ａ）（Ｂ）を把持させる。That is, if it is detected in the first gripping operation that either of the gripping claws (28) (29) is closed by a smaller amount than the predetermined closing amount, in this embodiment, the hand ( 6) stops the gripping operation, opens both claw members (2s) (29), contracts the cylinder (14), and temporarily leaves the camshaft (2). Then, after moving the entire lifting/lowering device (5) a certain distance along the Y-axis direction (Fig. 3 (Hakama)), the rotary actuator (
21) to turn the entire gripper (6) 180 degrees, and with the palm of the hand (6) turned back, the cylinder (14) is extended again, and each gripping claw device (19)
to grip the shaft parts (A) and (B).

この２回目の把持の際には、各爪部材（２８）　（２９
）はカム７ヤフト（２）が正常の向きに載置されている
場合と同様のシャフト部分（８）（均を把持するので前
記検出信号は出す、ハンド（６）はシャフト（２）全把
持したままシリンダ（１４）を収縮して該シャフト（２
）を支承治具（１１）から斜め上方へと持ち上げ（第２
図工点鎖線−２点鎖線−実線）、以後昇降ハンド装置（
５）を各Ｘ、Ｙ、Ｚ方向へと移動してシャフト（２）を
コンベア（７）上へと移送し、該移送の途上において再
びロータリーアクチェータ（２１）を作動させてハンド
（６）を１８０度旋目金ることによりカムシャフト（２
）を正常な向きに修正した上コンベア（７＞上に載置す
るのである。During this second gripping, each claw member (28) (29
) grips the shaft part (8) (uniformly), which is the same as when the cam 7 shaft (2) is placed in the normal direction, so the detection signal is output, and the hand (6) grips the entire shaft (2). While keeping the cylinder (14) in place, contract the shaft (2).
) diagonally upward from the support jig (11) (second
Dot-dashed line - dashed-double line - solid line), hereinafter referred to as the lifting hand device (
5) in each of the X, Y, and Z directions to transfer the shaft (2) onto the conveyor (7), and during the transfer, the rotary actuator (21) is operated again to move the hand (6). The camshaft (2
) is placed on the upper conveyor (7>) which has been corrected to its normal orientation.

なお、上記実施例のロボットはハンド（６）がアーム（
１２）端において斜め方向へ移動してカムシャフト（物
品）（２）をピッキングするので、パレットの支承治具
（１１）が第１，２図示のようにに各段において上下に
重なる位置に設けられてｂても、斜め方向へ所定量持ち
上げることにより、カムシャフト（２）が支承治具（１
１）から離脱されると共に、上方の支承治具（１１）と
干渉しない、支承治具（１１）間の中間位置に持たらさ
れるので、以後昇降アーム（１２）を上昇してハンド（
６）全体を上昇せしめればカムシャフト（２）はパレッ
ト（ｐＨ支承治具（１１）に接触することなくパレッＨ
Ｄ上方へと持ち上げられる。In addition, in the robot of the above embodiment, the hand (6) is an arm (
12) Since the camshaft (goods) (2) is picked by moving diagonally at the end, the pallet supporting jigs (11) are installed in positions that overlap vertically in each stage as shown in the first and second figures. Even if the camshaft (2) is lifted diagonally by a predetermined amount, the camshaft (2) can be fixed to the support jig (1).
1) and is held at an intermediate position between the supporting jigs (11) so as not to interfere with the upper supporting jigs (11).
6) If the entire camshaft (2) is raised, the camshaft (2) will be able to lift the pallet H without contacting the pallet (pH support jig (11)).
D Lifted upwards.

また、上記例ではどちらかの把持爪（２８）　（２９）
が所定の閉じ量に達しない場合、当該−回目の把持動作
を中止して一旦ハンド（６）をカムシャフト（物品）（
２）から離し、カムシャフト（２）近傍でハンドを半回
転せしめ、次に該半回転したハンド（６）でもってカム
シャフト（２）を把持せしめてコンベア（７）への移送
行程途上において再びハンド（６）を半回転することに
より、カムシャフト（物品）の姿勢を正常に修正した状
態でコンベア（７＞上へ載置できたが、上記のように最
初の把持動作によりカムシャフト（物品）（２）の姿勢
が正常でないことが検出されても当該把持動作を中止す
ることなく続行し、そのまま持ち上げてコンベア（７）
へと移送する途上においてハンド（６）ヲ半回転して、
コンベア（７）上へ正常に姿勢修正された状態で載置す
るようにしてもよい。In addition, in the above example, either gripping claw (28) (29)
If the gripping operation does not reach the predetermined closing amount, the -th gripping operation is stopped and the hand (6) is moved to the camshaft (article) (
2), rotate the hand half a turn near the camshaft (2), then grip the camshaft (2) with the half-rotated hand (6), and again during the transfer process to the conveyor (7). By rotating the hand (6) half a turn, the posture of the camshaft (article) was correctly corrected and it was able to be placed on the conveyor (7). ) Even if it is detected that the posture in (2) is not normal, the gripping operation will continue without stopping and will be lifted up and placed on the conveyor (7).
On the way to transfer the hand (6) half a turn,
It may be placed on the conveyor (7) with its posture corrected normally.

さらに、上記例では物品であるカムシャフト（２）が大
径部と小径部を有し、正常な把持状態と正常でない把持
状態とが径の違いにより、つまり把持時の爪部材（２８
）　（２９）の閉じ量によりフィードパ、りして検出さ
れたが、例えば爪部材（２８）　（２９）の先端に弾性
材が取付けである場合等では上記閉じ量は差が少なく検
出困難となるので、該先端に設けた圧力センサーにより
爪が受の径、大きさ等の形状を検出せしめるようにして
もよい。Furthermore, in the above example, the camshaft (2) that is the article has a large diameter part and a small diameter part, and the normal gripping state and the abnormal gripping state are due to the difference in diameter, that is, the claw member (28
) (29) was detected by the feedper, but in the case where an elastic material is attached to the tips of the claw members (28) and (29), the difference in the closing amount is small and detection becomes difficult. Therefore, the shape of the catch, such as the diameter and size, may be detected by a pressure sensor provided at the tip of the claw.

なお、左右が非対称な物品の場合、向きを変えて載置す
ると、把持爪により把持せしめた際の把持爪の閉じ量が
変化する位置が必ず存在するので、ハンドにより物品を
把持せしめる教示位置（つまり前述の第３図におけるパ
レットに対するハンドのＹ軸上位置）は各ワークに対し
、そのような位置を選んで設定する。In addition, in the case of a left-right asymmetrical article, if the orientation is changed and the article is placed, there will always be a position where the amount of closing of the gripping claws changes when gripped by the gripping claws. In other words, the Y-axis position of the hand relative to the pallet in FIG. 3) is selected and set for each workpiece.

以上のように、この発明に係る搬送方法では、ロボット
によって物品を把持せしめた際のハンド側へと伝わる検
知量に基き、該検知量が所定の値と異る場合には後の搬
送行程途上において・・シトを動作（ローティト、ベン
ド、等）させて物品の姿勢を変更し、他所のコンベア上
等へ正規の姿勢で移載せしめるので、冒頭に述べたよう
な姿勢の修正装置を新たに設ける必要もないし、行程数
も増えない。また、パレット上には物品の位置を正確に
規制する程度のガイド治具を設ければよく、作業者がパ
レット上に物品を積載していく際には、物品の向き等を
考慮せずに積載していけばよいので、パレットへの物品
の積込みが迅速に行え、７ステム全体の効率を＾め得る
。As described above, in the conveyance method according to the present invention, based on the detected amount transmitted to the hand side when the robot grips the article, if the detected amount is different from a predetermined value, the conveyance method is In order to change the posture of the article by moving the seat (rotating, bending, etc.) and transferring it to another conveyor in the normal posture, we need to install a new posture correction device as mentioned at the beginning. There is no need to install one, and the number of steps does not increase. In addition, it is sufficient to provide guide jigs on the pallet to accurately control the position of the articles, and when workers load articles on the pallet, they do not need to consider the orientation of the articles. Since all you have to do is load the items, you can quickly load the items onto the pallet and improve the overall efficiency of the 7 stems.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は直交座標系のロボットを用いたカムシャフト（
物品）の搬送移載システムの側面図、第２図はハンド部
分の側面図、第３図は第２図の１−１線矢視図、第４図
は電磁スイッチのシリンダへの取付状態を示した平面図
である。 （１）・・・ロボ、　ト、　（２）・・・カムシャフト
（物品）、（６）・・・ロボットハンド、（１９）・・
・把持爪装置、（２１）・・・ロータリーアクチェータ
、（２８）（２９）・・・爪部材、（３４）・・・電磁
スイッチ、（Ｐ）・・・パレット、囚（Ｂ）０・・・シ
ャフト部分、（Ｑ・・・カム部分。Figure 1 shows the camshaft (
Figure 2 is a side view of the hand part, Figure 3 is a view taken along the line 1-1 in Figure 2, and Figure 4 shows how the electromagnetic switch is installed in the cylinder. FIG. (1)...Robo, (2)...Camshaft (article), (6)...Robot hand, (19)...
- Gripping claw device, (21)... rotary actuator, (28) (29)... claw member, (34)... electromagnetic switch, (P)... pallet, prisoner (B) 0...・Shaft part, (Q... cam part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ハンドにより物品を把持せしめた際の、把持爪の閉じ量
、把持爪にかかる圧力等の、物品の被把持部分からハン
ド側へとフィードバックして検知される検知量に基き、
該検知量が予め与えられている値と異る場合には、物品
のパレット上での載置状態が異常であるとして、後の搬
送行程途上において搬送と共に物品の姿勢変更も併せて
実行することを特徴とするロボットによる物品の搬送方
法。Based on the detected amount detected by feedback from the gripped part of the object to the hand side, such as the amount of closing of the gripping claws and the pressure applied to the gripping claws when the hand grips the object,
If the detected amount is different from a predetermined value, it is assumed that the state of the article placed on the pallet is abnormal, and the attitude of the article is changed at the same time as the article is conveyed during the subsequent conveyance process. A method for transporting goods by a robot, characterized by: