搬送ロボット
【課題】ワークを搬送するときの位置決め精度を確保することができると共に、ワーク運搬用箱を搬送する際にエンドエフェクタに対して作用するモーメント荷重をほとんどなくすことができ、エンドエフェクタに必要とされる許容モーメントを小さくすることができる搬送ロボットを提供すること。
【解決手段】搬送ロボット１は、把持部５によってワークを把持するときには、ロック機構部６によってバランスハンド部４を原位置に固定してエンドエフェクタ２１を移動させるよう構成してある。搬送ロボット１は、把持部５によってワーク運搬用箱８Ｂを把持するときには、ロック機構部６によってバランスハンド部４の原位置への固定を解除することにより、バランスハンド部４、把持部５及びワーク運搬用箱８Ｂを合わせた重心Ｇが揺動軸４２の下方に位置するようバランスハンド部４が揺動した状態で、エンドエフェクタ２１を移動させるよう構成してある。
【解決手段】搬送ロボット１は、把持部５によってワークを把持するときには、ロック機構部６によってバランスハンド部４を原位置に固定してエンドエフェクタ２１を移動させるよう構成してある。搬送ロボット１は、把持部５によってワーク運搬用箱８Ｂを把持するときには、ロック機構部６によってバランスハンド部４の原位置への固定を解除することにより、バランスハンド部４、把持部５及びワーク運搬用箱８Ｂを合わせた重心Ｇが揺動軸４２の下方に位置するようバランスハンド部４が揺動した状態で、エンドエフェクタ２１を移動させるよう構成してある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元に移動可能なロボットのエンドエフェクタに、ワークを把持する部分を設けてなる搬送ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の組付工場等においては、種々のワークを複数個まとめてワーク運搬用箱に収容し、所定の場所へ運搬している。かかる運搬作業を、作業者によって行うのではなく、３次元にエンドエフェクタを移動可能にしたロボットによって行うことがある。ロボットは、ワーク搬送用箱からワークを取り出して所定の位置へ逐次搬送し、その後、ワーク搬送用箱を他の所定の位置へ搬送する。
例えば、特許文献１のパレタイジング装置においては、複数のワークをパレット上に積み付けるパレタイジングロボットのハンド装置に、ワークを保持する装置とは別にパレットを保持する装置を一体に備えることが開示されている。そして、一つのハンド装置でワークを汚すことなく省スペースでワークとパレットの両方を保持するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１４２６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ワーク運搬用箱は、ワークに比べてサイズが大きく、搬送する際にロボットによって把持する箇所がワーク運搬用箱の開口端部の近傍になる。そのため、ワーク運搬用箱を搬送する場合は、ワークを搬送する場合に比べて、エンドエフェクタ（ロボット）に大きなモーメント荷重が作用することになる。そして、大きなモーメント荷重に耐え得るよう、エンドエフェクタの剛性及びエンドエフェクタに取り付けたハンド部の剛性を高くしなければならず、可搬質量の大きなロボットを使用しなければならなかった。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、ワークを搬送するときの位置決め精度を確保することができると共に、ワーク運搬用箱を搬送する際にエンドエフェクタに対して作用するモーメント荷重をほとんどなくすことができ、エンドエフェクタに必要とされる許容モーメントを小さくすることができる搬送ロボットを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、３次元に移動可能なロボットのエンドエフェクタに取り付けたベース部と、
該ベース部に対して揺動軸によって軸支してなるバランスハンド部と、
該バランスハンド部に配設され、該バランスハンド部に配設した駆動源によってワークとワーク運搬用箱とを別々に把持するよう構成してなる把持部と、
上記ベース部に対する上記バランスハンド部の揺動の固定と該固定の解除とが可能なロック機構部とを備え、
上記把持部によって上記ワークを把持するときには、上記ロック機構部によって上記バランスハンド部を原位置に固定して上記エンドエフェクタを移動させるよう構成してあり、一方、上記把持部によって上記ワーク運搬用箱を把持するときには、上記ロック機構部によって上記バランスハンド部の上記原位置への固定を解除することにより、上記バランスハンド部、上記把持部及び上記ワーク運搬用箱を合わせた重心が上記揺動軸の下方に位置するよう該揺動軸を中心に上記バランスハンド部が揺動した状態で、上記エンドエフェクタを移動させるよう構成してあることを特徴とする搬送ロボットにある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の搬送ロボットは、バランスハンド部及び把持部をロボットのエンドエフェクタに対して揺動可能に配設することにより、ワーク運搬用箱を搬送する際にエンドエフェクタ（ロボット）に加わるモーメント荷重を低減する工夫を行っている。
具体的には、エンドエフェクタに取り付けたベース部に対して、把持部を配設したバランスハンド部を揺動可能にし、ロック機構部によってベース部に対するバランスハンド部の揺動の固定とこの固定の解除とを可能にしている。
搬送ロボットによってワークの搬送を行うときには、把持部によってワークを把持し、ロック機構部によってバランスハンド部を原位置に固定してエンドエフェクタを移動させる。これにより、ワークの搬送を行う場合には、バランスハンド部を原位置に固定して、ワークを着脱するときの位置決め精度を確保することができる。
【０００８】
一方、搬送ロボットによってワーク運搬用箱の搬送を行うときには、把持部によってワーク運搬用箱の開口端部の近傍を把持し、ロック機構部によってバランスハンド部の原位置への固定を解除する。なお、バランスハンド部の原位置への固定の解除は、把持部によってワーク運搬用箱を把持する前又は把持すると同時に行うことができる。
ロボットによってワーク運搬用箱を持ち上げたときには、揺動軸を中心にバランスハンド部が揺動し、バランスハンド部、把持部及びワーク運搬用箱を合わせた重心が揺動軸の下方に位置する。そして、このバランスハンド部の揺動状態でエンドエフェクタを移動させる。そのため、ワーク運搬用箱を搬送する際に、エンドエフェクタに対して作用するモーメント荷重をほとんどなくすことができ、エンドエフェクタに必要とされる許容モーメントを小さくすることができる。
【０００９】
それ故、本発明の搬送ロボットによれば、ワークを搬送するときの位置決め精度を確保することができると共に、ワーク運搬用箱を搬送する際にエンドエフェクタに対して作用するモーメント荷重をほとんどなくすことができ、エンドエフェクタに必要とされる許容モーメントを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例にかかる、バランスハンド部が揺動状態にある搬送ロボットを示す説明図。
【図２】実施例にかかる、揺動状態にあるバランスハンド部の周辺を示す説明図。
【図３】実施例にかかる、バランスハンド部が固定状態にある搬送ロボットを示す説明図。
【図４】実施例にかかる、固定状態にあるバランスハンド部の周辺を示す説明図。
【図５】実施例にかかる、バランスハンド部の周辺を上方から見た状態で示す説明図。
【図６】実施例にかかる、バランスハンド部の周辺を示す図で、図５におけるＡ−Ａ線矢視説明図。
【図７】実施例にかかる、バランスハンド部の周辺を示す図で、図５におけるＢ−Ｂ線矢視説明図。
【図８】実施例にかかる、搬送ロボットの電気的構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上述した本発明の搬送ロボットにおける好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記ロック機構部は、上記バランスハンド部に設けた保持部と、該保持部に対して移動可能に設けたロックアームとを有しており、該ロックアームは、上記バランスハンド部に当接させるためのストッパー部と、該ストッパー部から連続形成した接触部とを有しており、かつ、上記ストッパー部を上記バランスハンド部に当接させて該バランスハンド部の揺動を停止させるロック位置と、上記ストッパー部を上記バランスハンド部から離隔して該バランスハンド部の揺動を可能にするロック解除位置とに移動可能であると共に、上記エンドエフェクタを移動させる際に上記接触部を外部に接触させて、上記ロック位置から上記ロック解除位置に移動可能であることが好ましい（請求項２）。
この場合には、ストッパー部及び接触部を有するロックアームを用いることにより、バランスハンド部の揺動の停止及び揺動の許可を簡単かつ確実に行うことができる。
また、エンドエフェクタの移動を利用して、接触部を外部（ワーク、ワーク搬送用箱等を載置する架台等）に接触させることができ、ロックアームをロック位置からロック解除位置へ容易に復帰させることができる。
【００１２】
また、上記バランスハンド部及び上記把持部のうち上記揺動軸に対して一方側に位置する一方側部分の重力は、上記バランスハンド部及び上記把持部のうち上記揺動軸に対して他方側に位置する他方側部分の重力よりも小さくなっており、上記ロック機構部によって上記バランスハンド部の上記原位置への固定を解除した状態において、上記把持部によって上記ワーク運搬用箱を把持したときには、上記一方側部分の重力が上記他方側部分の重力よりも大きくなって、上記一方側部分が下方になるよう上記バランスハンド部が揺動し、上記把持部から上記ワーク運搬用箱を放したときには、上記他方側部分の重力が上記一方側部分の重力よりも大きくなって、上記バランスハンド部が上記原位置に戻るよう構成してあることが好ましい（請求項３）。
この場合には、一方側部分に作用する重力と、他方側部分に作用する重力との差を利用して、ワーク搬送用箱を把持部から放したときのバランスハンド部の原位置への復帰を簡単に行うことができる。
【００１３】
また、上記把持部は、互いに向き合う方向に配設した一方側指部と他方側指部との間隔を可変させて、上記ワーク又は上記ワーク運搬用箱を把持するよう構成してあり、上記他方側指部は、上記一方側指部に対向する内側対向面に、上記ワーク運搬用箱の開口端部の近傍において外方に突出して形成された鍔部を引っ掛けるための掛止突起を有していることが好ましい（請求項４）。
この場合には、掛止突起によってワーク搬送用箱の鍔部を引っ掛けて、一方側指部及び他方側指部によってワーク搬送用箱を把持することにより、このワーク搬送用箱を安定して搬送することができる。
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明の搬送ロボットに係る実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の搬送ロボット１は、図１に示すごとく、以下のベース部３、バランスハンド部４、把持部５及びロック機構部６をロボット２のエンドエフェクタ２１に配設してなる。ベース部３は、３次元に移動可能なロボット２のエンドエフェクタ２１に取り付けてある。バランスハンド部４は、ベース部３に対して揺動軸４２によって軸支してある。図２、図４に示すごとく、把持部５は、バランスハンド部４に配設され、バランスハンド部４に配設した駆動源４３によってワーク８Ａとワーク運搬用箱８Ｂとを別々に把持するよう構成してある。ロック機構部６は、ベース部３に対するバランスハンド部４の揺動の固定と、この固定の解除とが可能である。
【００１５】
搬送ロボット１は、図４に示すごとく、把持部５によってワーク８Ａを把持するときには、ロック機構部６によってバランスハンド部４を原位置４０１に固定してエンドエフェクタ２１を移動させるよう構成してある。また、搬送ロボット１は、図２、図３に示すごとく、把持部５によってワーク運搬用箱８Ｂを把持するときには、ロック機構部６によってバランスハンド部４の原位置４０１への固定を解除することにより、図１に示すごとく、バランスハンド部４、把持部５及びワーク運搬用箱８Ｂを合わせた重心Ｇが揺動軸４２の下方に位置するようバランスハンド部４が揺動した状態で、エンドエフェクタ２１を移動させるよう構成してある。
【００１６】
以下に、本例の搬送ロボット１につき、図１〜図８を参照して詳説する。
図８は、搬送ロボットの電気的構成をブロック図にして示す。同図に示すごとく、本例のロボット２は、モータ２２によって駆動する５〜７軸の関節を有する多関節ロボットであり、ロボット２のコントローラ（制御盤）１１に接続されたティーチングユニット１２によってエンドエフェクタ２１の位置、姿勢の教示を行って、動作させるものである。また、ロボット２のコントローラ１１は、エンドエフェクタ２１の位置、姿勢の制御の他に、把持部５の動作（駆動源４３Ｒ、４３Ｌ）も制御することができる。
本例のワーク８Ａは、車両に対して組付を行う車両組付部品であり、本例のワーク運搬用箱８Ｂは、複数の車両組付部品を整列して配置する容器として形成されている。
図３に示すごとく、ワーク運搬用箱８Ｂは、開口端部８１の近傍において外方に突出して形成された鍔部８２を有している。この鍔部８２は、ワーク運搬用箱８Ｂの全周において、開口端部８１の近傍に複数並んで形成されている。
【００１７】
図４、図５に示すごとく、ベース部３は、エンドエフェクタ２１に取り付けた部分から、エンドエフェクタ２１の平面に沿った方向に伸びて形成されている。ベース部３は、エンドエフェクタ２１に取り付けたベースプレート部３１と、ベースプレート部３１に対して設けられ、エンドエフェクタ２１の平面に沿った方向に伸びる一対のプレート部３２とを有しており、一対のプレート部３２には、揺動軸４２を形成する軸受穴３２１が形成されている。
本例においては、揺動軸４２を境界にしたバランスハンド部４の一方側部分４１Ａと他方側部分４１Ｂとが並ぶ方向を前後方向Ｄといい、この前後方向Ｄに直交する方向を左右方向Ｗという。
【００１８】
図５に示すごとく、バランスハンド部４は、ベース部３における一対のプレート部３２に対する左側に左側配設部４１Ｌを設け、ベース部３における一対のプレート部３２に対する右側に右側配設部４１Ｒを設けてなる。また、左側配設部４１Ｌと右側配設部４１Ｒとは、揺動軸４２に対して前後方向Ｄの一方側に位置する一方側連結部４１１Ａ及び揺動軸４２に対して前後方向Ｄの他方側に位置する他方側連結部４１１Ｂによって連結されている。
一方側連結部４１１Ａにおける左右方向Ｗの中心部分には、左側配設部４１Ｌと右側配設部４１Ｒとの間に配置される中心配設部４１Ｃが設けてあり、バランスハンド部４は、図４に示すごとく、中心配設部４１Ｃとベース部３における一対のプレート部３２の軸受穴３２１とに揺動軸４２を架け渡して揺動可能である。
【００１９】
把持部５を駆動する本例の駆動源４３は、モータを用いて構成されており、モータの出力軸にボールねじを接続し、ボールねじに螺合するナットを、内蔵リニヤガイドによって直線上にガイドして移動させるよう構成されている。つまり、本例の駆動源４３は、モータによる回転動作を直線動作に変換する機構を含めて形成されている。
駆動源４３は、バランスハンド部４の左側配設部４１Ｌと右側配設部４１Ｒとにそれぞれ配設されている。
【００２０】
図２、図４に示すごとく、本例の把持部５は、互いに向き合う方向に配設した一方側指部５１と他方側指部５２との間隔を可変させて、ワーク８Ａ又はワーク運搬用箱８Ｂを把持するよう構成してある。
左側配設部４１Ｌに配設された駆動源４３Ｌにおけるナットに固定された出力部４３１は、後述する環状部材４４、リニヤガイド４５等を介して把持部５の一方側指部５１に連結されており、右側配設部４１Ｒに配設された駆動源４３Ｒにおけるナットに固定された出力部４３１は、後述する環状部材４４、リニヤガイド４５等を介して把持部５の他方側指部５２に連結されている。
【００２１】
図４、図５に示すごとく、一方側指部５１は、駆動源４３Ｌによる駆動を受けてバランスハンド部４の一方側から他方側へスライドし、他方側指部５２は、駆動源４３による駆動を受けてバランスハンド部４の他方側から一方側へスライドする。一方側指部５１と他方側指部５２とが互いに反対側へスライドしたときには、一方側指部５１と他方側指部５２とは、揺動軸４２の下方位置において対面するよう構成されている。
【００２２】
図６、図７に示すごとく、駆動源４３は、左側配設部４１Ｌ及び右側配設部４１Ｒの上面に配設してあり、左側配設部４１Ｌ及び右側配設部４１Ｒの下面には、リニヤガイド４５のレール４５１が配設してある。駆動源４３における出力部４３１は、駆動源４３の上側部分に設けられており、出力部４３１は、リニヤガイド４５のレール４５１上をスライドするスライダー４５２に対して、駆動源４３の周りを囲む環形状の環状部材４４によって連結されている。つまり、環状部材４４によって、駆動源４３の出力部４３１のスライド動作位置は、駆動源４３に対する上側位置から下側位置に変換されている。
【００２３】
図６に示すごとく、一方側指部５１は、バランスハンド部４の左右方向Ｗの中心位置の下方に配置されており、屈曲部材５１１を介して左側配設部４１Ｌに設けた環状部材４４の下部に連結されている。他方側指部５２は、一方側指部５１の左右両側の位置に分岐して配置されており、屈曲部材５２１を介して右側配設部４１Ｒに設けた環状部材４４の下部に連結されている。一方側指部５１と他方側指部５２とによるワーク８Ａ又はワーク運搬用箱８Ｂの挟持は、互いに左右方向Ｗにオフセットした位置において行われる。
【００２４】
図２、図４に示すごとく、一方側指部５１及び他方側指部５２において、互いに向き合う内側対向面には、ワーク８Ａ及びワーク運搬用箱８Ｂに接触する樹脂材料から構成した樹脂部５３が設けてある。他方側指部５２の内側対向面には、ワーク運搬用箱８Ｂにおける鍔部８２を引っ掛けるための掛止突起５４が形成されている。掛止突起５４は、樹脂材料から構成してある。把持部５は、一方側指部５１における樹脂部５３と他方側指部５２における樹脂部５３及び掛止突起５４との間に、ワーク８Ａ又はワーク運搬用箱８Ｂを挟持するよう構成されている。掛止突起５４によってワーク運搬用箱８Ｂの鍔部８２を引っ掛けて、一方側指部５１及び他方側指部５２によってワーク運搬用箱８Ｂを把持することにより、ワーク運搬用箱８Ｂを傾けて搬送する際に、このワーク運搬用箱８Ｂを支えて、安定して搬送することができる。
【００２５】
図４、図５に示すごとく、左側配設部４１Ｌと右側配設部４１Ｒとの間に位置する中心配設部４１Ｃには、ワーク８Ａ又はワーク運搬用箱８Ｂを撮影して画像認識を行うためのカメラ７１、及びカメラ７１による撮影部分を照明する照明器具７２が配設してある。そして、搬送ロボット１は、カメラ７１によって撮影したワーク８Ａ又はワーク運搬用箱８Ｂの画像を認識して、エンドエフェクタ２１を移動させ、把持部５によってワーク８Ａ又はワーク運搬用箱８Ｂを把持するよう構成されている。
【００２６】
ワーク８Ａ又はワーク運搬用箱８Ｂを把持していない状態の搬送ロボット１においては、バランスハンド部４及び把持部５のうち揺動軸４２に対して前後方向Ｄの一方側に位置する一方側部分４１Ａの重力は、バランスハンド部４及び把持部５のうち揺動軸４２に対して前後方向Ｄの他方側に位置する他方側部分４１Ｂの重力よりも小さくなっている。本例においては、特に、図２、図４に示すごとく、左右の駆動源４３におけるモータ４３１を、左側配設部４１Ｌの他方側部分４１Ｂ及び右側配設部４１Ｒの他方側部分４１Ｂに配設していることにより、他方側部分４１Ｂの重力が一方側部分４１Ａの重力よりも大きくなっている。
【００２７】
搬送ロボット１は、図３に示すごとく、ロック機構部６によってバランスハンド部４の原位置４０１への固定を解除した状態において、把持部５によってワーク運搬用箱８Ｂを把持したときには、図２に示すごとく、一方側部分４１Ａの重力が他方側部分４１Ｂの重力よりも大きくなって、一方側部分４１Ａが下方になるようバランスハンド部４が揺動位置４０２へ揺動するよう構成してある。また、搬送ロボット１は、把持部５からワーク運搬用箱８Ｂを放したときには、他方側部分４１Ｂの重力が一方側部分４１Ａの重力よりも大きくなって、バランスハンド部４が原位置４０１に戻るよう構成してある。そして、本例の搬送ロボット１は、一方側部分４１Ａに作用する重力と、他方側部分４１Ｂに作用する重力との差を利用して、ワーク運搬用箱８Ｂを把持部５から放したときのバランスハンド部４の原位置４０１への復帰を簡単に行うことができる。
【００２８】
図５に示すごとく、本例のロック機構部６は、バランスハンド部４に設けた保持部６１と、保持部６１に対して移動可能に設けたロックアーム６２とを有している。ロックアーム６２は、保持部６１に設けた軸受部６１１に対して軸支された回動中心部６２１と、バランスハンド部４に当接させるためのストッパー部６２２と、ストッパー部６２２から連続形成した２箇所の接触部６２３Ａ、６２３Ｂとを有している。
ロックアーム６２は、ストッパー部６２２をバランスハンド部４に当接させてバランスハンド部４の揺動を停止させるロック位置６０１と、ストッパー部６２２をバランスハンド部４から離隔してバランスハンド部４の揺動を可能にするロック解除位置６０２（図５において２点鎖線で示す。）とに回動可能である。
【００２９】
同図に示すごとく、保持部６１とロックアーム６２とには、ロックアーム６２の回動位置を保持するための位置保持機構６３が設けてある。本例の位置保持機構６３は、ロックアーム６２に、圧縮バネの付勢力を受けた鋼球（又は突出部）６３４の先端を突出させたボールプランジャ６３３を設け、保持部６１に設けたブロック６３１に、ボールプランジャ６３３の鋼球６３４を嵌合させる嵌合凹部６３２を設けて構成されている。嵌合凹部６３２は、ロック位置６０１とロック解除位置６０２とに合わせて設けてある。ボールプランジャ６３３の鋼球６３４が嵌合凹部６３２に嵌合することによって、ロックアーム６２の回動位置を固定することができる。
【００３０】
図５に示すごとく、ロックアーム６２は、エンドエフェクタ２１を移動させる際に接触部６２３Ａ又は６２３Ｂを外部（ワーク８Ａ、ワーク運搬用箱８Ｂ等を載置する架台等）に接触させることによって、ロック位置６０１とロック解除位置６０２との間で移動可能である。本例のロックアーム６２は、エンドエフェクタ２１の移動を利用して、駆動源を用いることなく、ロック位置６０１とロック解除位置６０２との間で容易に回動させることができる。
【００３１】
ベース部３の一方のプレート部３２の外側に配設した部材には、ロックアーム６２のストッパー部６２２が挿入されて、このストッパー部６２２を掛止して、バランスハンド部４の揺動を固定するための揺動掛止部（穴）６１２が形成してある。また、ベース部３の一方のプレート部３２には、ロックアーム６２のストッパー部６２２が接近したか否かを検出するセンサ（近接センサ）６１３が配設してある。センサ６１３によって、ロックアーム６２がロック位置６０１にあることを検出することができる。
【００３２】
次に、本例の搬送ロボット１の動作について説明する。
本例の搬送ロボット１は、ワーク８Ａの搬送と、このワーク８Ａを工場の各作業工程に運搬するためのワーク運搬用箱８Ｂの搬送とを、エンドエフェクタ２１に取り付けた同じ把持部５によって行うよう構成されている。
搬送ロボット１によって、ワーク運搬用箱８Ｂと作業台、搬送架台等との間でワーク８Ａの搬送を行う際には、図４に示すごとく、ロック機構部６のロックアーム６２をロック位置６０１に固定し、バランスハンド部４の揺動を固定した状態で（バランスハンド部４を原位置４０１に固定した状態で）、把持部５によってワーク８Ａを把持する。このとき、把持部５による把持は、カメラ７１によってワーク８Ａを撮影し、画像処理を行ってワーク８Ａの正確な位置を検出して行うことができる。そして、ロボット２のティーチングデータに基づいて、エンドエフェクタ２１を移動させ、ワーク８Ａを所定の位置へ搬送することができる。こうして、ワーク８Ａの搬送を行う場合には、ワーク８Ａを着脱するときの位置決め精度を確保することができる。
【００３３】
一方、搬送ロボット１によって、すべてのワーク８Ａを取り出した後のワーク運搬用箱８Ｂの搬送を行う際には、図３に示すごとく、把持部５によってワーク運搬用箱８Ｂの開口端部８１の近傍を把持し、ロック機構部６によってバランスハンド部４の原位置４０１への固定を解除する。なお、バランスハンド部４の原位置４０１への固定の解除は、把持部５によってワーク運搬用箱８Ｂを把持する前又は把持すると同時に行うことができる。また、把持部５によってワーク運搬用箱８Ｂを把持する際には、他方側指部５２における掛止突起５４によって、ワーク運搬用箱８Ｂの開口端部８１の近傍における鍔部８２を引っ掛ける。
【００３４】
そして、ロボット２によってワーク運搬用箱８Ｂを持ち上げたときには、バランスハンド部４、把持部５及びワーク運搬用箱８Ｂを合わせた全体による一方側部分４１Ａの重力が他方側部分４１Ｂの重力よりも大きくなって、一方側部分４１Ａが下方になるよう揺動軸４２を中心にバランスハンド部４が揺動する。これにより、図２に示すごとく、バランスハンド部４が揺動位置４０２に揺動し、バランスハンド部４、把持部５及びワーク運搬用箱８Ｂを合わせた重心Ｇが揺動軸４２の下方に位置する。そして、ロボット２のティーチングデータに基づいて、エンドエフェクタ２１を移動させ、ワーク運搬用箱８Ｂを所定の位置へ搬送することができる。
こうして、ワーク運搬用箱８Ｂを搬送する際には、エンドエフェクタ２１に対して作用するモーメント荷重をほとんどなくすことができ、エンドエフェクタ２１に必要とされる許容モーメントを小さくすることができる。
【００３５】
それ故、本例の搬送ロボット１によれば、ワーク８Ａを搬送するときの位置決め精度を確保することができると共に、ワーク運搬用箱８Ｂを搬送する際にエンドエフェクタ２１に対して作用するモーメント荷重をほとんどなくすことができ、エンドエフェクタ２１に必要とされる許容モーメントを小さくすることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１ 搬送ロボット
２ ロボット
２１ エンドエフェクタ
３ ベース部
４ バランスハンド部
４０１ 原位置
４０２ 揺動位置
４１Ａ 一方側部分
４１Ｂ 他方側部分
４１Ｌ 左側配設部
４１Ｒ 右側配設部
４２ 揺動軸
４３ 駆動源
５ 把持部
５１ 一方側指部
５２ 他方側指部
５４ 掛止突起
６ ロック機構部
６０１ ロック位置
６０２ ロック解除位置
６１ 保持部
６２ ロックアーム
６２１ 回動中心部
６２２ ストッパー部
６２３Ａ、Ｂ 接触部
８Ａ ワーク
８Ｂ ワーク運搬用箱
８１ 開口端部
８２ 鍔部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元に移動可能なロボットのエンドエフェクタに、ワークを把持する部分を設けてなる搬送ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の組付工場等においては、種々のワークを複数個まとめてワーク運搬用箱に収容し、所定の場所へ運搬している。かかる運搬作業を、作業者によって行うのではなく、３次元にエンドエフェクタを移動可能にしたロボットによって行うことがある。ロボットは、ワーク搬送用箱からワークを取り出して所定の位置へ逐次搬送し、その後、ワーク搬送用箱を他の所定の位置へ搬送する。
例えば、特許文献１のパレタイジング装置においては、複数のワークをパレット上に積み付けるパレタイジングロボットのハンド装置に、ワークを保持する装置とは別にパレットを保持する装置を一体に備えることが開示されている。そして、一つのハンド装置でワークを汚すことなく省スペースでワークとパレットの両方を保持するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１４２６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ワーク運搬用箱は、ワークに比べてサイズが大きく、搬送する際にロボットによって把持する箇所がワーク運搬用箱の開口端部の近傍になる。そのため、ワーク運搬用箱を搬送する場合は、ワークを搬送する場合に比べて、エンドエフェクタ（ロボット）に大きなモーメント荷重が作用することになる。そして、大きなモーメント荷重に耐え得るよう、エンドエフェクタの剛性及びエンドエフェクタに取り付けたハンド部の剛性を高くしなければならず、可搬質量の大きなロボットを使用しなければならなかった。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、ワークを搬送するときの位置決め精度を確保することができると共に、ワーク運搬用箱を搬送する際にエンドエフェクタに対して作用するモーメント荷重をほとんどなくすことができ、エンドエフェクタに必要とされる許容モーメントを小さくすることができる搬送ロボットを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、３次元に移動可能なロボットのエンドエフェクタに取り付けたベース部と、
該ベース部に対して揺動軸によって軸支してなるバランスハンド部と、
該バランスハンド部に配設され、該バランスハンド部に配設した駆動源によってワークとワーク運搬用箱とを別々に把持するよう構成してなる把持部と、
上記ベース部に対する上記バランスハンド部の揺動の固定と該固定の解除とが可能なロック機構部とを備え、
上記把持部によって上記ワークを把持するときには、上記ロック機構部によって上記バランスハンド部を原位置に固定して上記エンドエフェクタを移動させるよう構成してあり、一方、上記把持部によって上記ワーク運搬用箱を把持するときには、上記ロック機構部によって上記バランスハンド部の上記原位置への固定を解除することにより、上記バランスハンド部、上記把持部及び上記ワーク運搬用箱を合わせた重心が上記揺動軸の下方に位置するよう該揺動軸を中心に上記バランスハンド部が揺動した状態で、上記エンドエフェクタを移動させるよう構成してあることを特徴とする搬送ロボットにある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の搬送ロボットは、バランスハンド部及び把持部をロボットのエンドエフェクタに対して揺動可能に配設することにより、ワーク運搬用箱を搬送する際にエンドエフェクタ（ロボット）に加わるモーメント荷重を低減する工夫を行っている。
具体的には、エンドエフェクタに取り付けたベース部に対して、把持部を配設したバランスハンド部を揺動可能にし、ロック機構部によってベース部に対するバランスハンド部の揺動の固定とこの固定の解除とを可能にしている。
搬送ロボットによってワークの搬送を行うときには、把持部によってワークを把持し、ロック機構部によってバランスハンド部を原位置に固定してエンドエフェクタを移動させる。これにより、ワークの搬送を行う場合には、バランスハンド部を原位置に固定して、ワークを着脱するときの位置決め精度を確保することができる。
【０００８】
一方、搬送ロボットによってワーク運搬用箱の搬送を行うときには、把持部によってワーク運搬用箱の開口端部の近傍を把持し、ロック機構部によってバランスハンド部の原位置への固定を解除する。なお、バランスハンド部の原位置への固定の解除は、把持部によってワーク運搬用箱を把持する前又は把持すると同時に行うことができる。
ロボットによってワーク運搬用箱を持ち上げたときには、揺動軸を中心にバランスハンド部が揺動し、バランスハンド部、把持部及びワーク運搬用箱を合わせた重心が揺動軸の下方に位置する。そして、このバランスハンド部の揺動状態でエンドエフェクタを移動させる。そのため、ワーク運搬用箱を搬送する際に、エンドエフェクタに対して作用するモーメント荷重をほとんどなくすことができ、エンドエフェクタに必要とされる許容モーメントを小さくすることができる。
【０００９】
それ故、本発明の搬送ロボットによれば、ワークを搬送するときの位置決め精度を確保することができると共に、ワーク運搬用箱を搬送する際にエンドエフェクタに対して作用するモーメント荷重をほとんどなくすことができ、エンドエフェクタに必要とされる許容モーメントを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例にかかる、バランスハンド部が揺動状態にある搬送ロボットを示す説明図。
【図２】実施例にかかる、揺動状態にあるバランスハンド部の周辺を示す説明図。
【図３】実施例にかかる、バランスハンド部が固定状態にある搬送ロボットを示す説明図。
【図４】実施例にかかる、固定状態にあるバランスハンド部の周辺を示す説明図。
【図５】実施例にかかる、バランスハンド部の周辺を上方から見た状態で示す説明図。
【図６】実施例にかかる、バランスハンド部の周辺を示す図で、図５におけるＡ−Ａ線矢視説明図。
【図７】実施例にかかる、バランスハンド部の周辺を示す図で、図５におけるＢ−Ｂ線矢視説明図。
【図８】実施例にかかる、搬送ロボットの電気的構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上述した本発明の搬送ロボットにおける好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記ロック機構部は、上記バランスハンド部に設けた保持部と、該保持部に対して移動可能に設けたロックアームとを有しており、該ロックアームは、上記バランスハンド部に当接させるためのストッパー部と、該ストッパー部から連続形成した接触部とを有しており、かつ、上記ストッパー部を上記バランスハンド部に当接させて該バランスハンド部の揺動を停止させるロック位置と、上記ストッパー部を上記バランスハンド部から離隔して該バランスハンド部の揺動を可能にするロック解除位置とに移動可能であると共に、上記エンドエフェクタを移動させる際に上記接触部を外部に接触させて、上記ロック位置から上記ロック解除位置に移動可能であることが好ましい（請求項２）。
この場合には、ストッパー部及び接触部を有するロックアームを用いることにより、バランスハンド部の揺動の停止及び揺動の許可を簡単かつ確実に行うことができる。
また、エンドエフェクタの移動を利用して、接触部を外部（ワーク、ワーク搬送用箱等を載置する架台等）に接触させることができ、ロックアームをロック位置からロック解除位置へ容易に復帰させることができる。
【００１２】
また、上記バランスハンド部及び上記把持部のうち上記揺動軸に対して一方側に位置する一方側部分の重力は、上記バランスハンド部及び上記把持部のうち上記揺動軸に対して他方側に位置する他方側部分の重力よりも小さくなっており、上記ロック機構部によって上記バランスハンド部の上記原位置への固定を解除した状態において、上記把持部によって上記ワーク運搬用箱を把持したときには、上記一方側部分の重力が上記他方側部分の重力よりも大きくなって、上記一方側部分が下方になるよう上記バランスハンド部が揺動し、上記把持部から上記ワーク運搬用箱を放したときには、上記他方側部分の重力が上記一方側部分の重力よりも大きくなって、上記バランスハンド部が上記原位置に戻るよう構成してあることが好ましい（請求項３）。
この場合には、一方側部分に作用する重力と、他方側部分に作用する重力との差を利用して、ワーク搬送用箱を把持部から放したときのバランスハンド部の原位置への復帰を簡単に行うことができる。
【００１３】
また、上記把持部は、互いに向き合う方向に配設した一方側指部と他方側指部との間隔を可変させて、上記ワーク又は上記ワーク運搬用箱を把持するよう構成してあり、上記他方側指部は、上記一方側指部に対向する内側対向面に、上記ワーク運搬用箱の開口端部の近傍において外方に突出して形成された鍔部を引っ掛けるための掛止突起を有していることが好ましい（請求項４）。
この場合には、掛止突起によってワーク搬送用箱の鍔部を引っ掛けて、一方側指部及び他方側指部によってワーク搬送用箱を把持することにより、このワーク搬送用箱を安定して搬送することができる。
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明の搬送ロボットに係る実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の搬送ロボット１は、図１に示すごとく、以下のベース部３、バランスハンド部４、把持部５及びロック機構部６をロボット２のエンドエフェクタ２１に配設してなる。ベース部３は、３次元に移動可能なロボット２のエンドエフェクタ２１に取り付けてある。バランスハンド部４は、ベース部３に対して揺動軸４２によって軸支してある。図２、図４に示すごとく、把持部５は、バランスハンド部４に配設され、バランスハンド部４に配設した駆動源４３によってワーク８Ａとワーク運搬用箱８Ｂとを別々に把持するよう構成してある。ロック機構部６は、ベース部３に対するバランスハンド部４の揺動の固定と、この固定の解除とが可能である。
【００１５】
搬送ロボット１は、図４に示すごとく、把持部５によってワーク８Ａを把持するときには、ロック機構部６によってバランスハンド部４を原位置４０１に固定してエンドエフェクタ２１を移動させるよう構成してある。また、搬送ロボット１は、図２、図３に示すごとく、把持部５によってワーク運搬用箱８Ｂを把持するときには、ロック機構部６によってバランスハンド部４の原位置４０１への固定を解除することにより、図１に示すごとく、バランスハンド部４、把持部５及びワーク運搬用箱８Ｂを合わせた重心Ｇが揺動軸４２の下方に位置するようバランスハンド部４が揺動した状態で、エンドエフェクタ２１を移動させるよう構成してある。
【００１６】
以下に、本例の搬送ロボット１につき、図１〜図８を参照して詳説する。
図８は、搬送ロボットの電気的構成をブロック図にして示す。同図に示すごとく、本例のロボット２は、モータ２２によって駆動する５〜７軸の関節を有する多関節ロボットであり、ロボット２のコントローラ（制御盤）１１に接続されたティーチングユニット１２によってエンドエフェクタ２１の位置、姿勢の教示を行って、動作させるものである。また、ロボット２のコントローラ１１は、エンドエフェクタ２１の位置、姿勢の制御の他に、把持部５の動作（駆動源４３Ｒ、４３Ｌ）も制御することができる。
本例のワーク８Ａは、車両に対して組付を行う車両組付部品であり、本例のワーク運搬用箱８Ｂは、複数の車両組付部品を整列して配置する容器として形成されている。
図３に示すごとく、ワーク運搬用箱８Ｂは、開口端部８１の近傍において外方に突出して形成された鍔部８２を有している。この鍔部８２は、ワーク運搬用箱８Ｂの全周において、開口端部８１の近傍に複数並んで形成されている。
【００１７】
図４、図５に示すごとく、ベース部３は、エンドエフェクタ２１に取り付けた部分から、エンドエフェクタ２１の平面に沿った方向に伸びて形成されている。ベース部３は、エンドエフェクタ２１に取り付けたベースプレート部３１と、ベースプレート部３１に対して設けられ、エンドエフェクタ２１の平面に沿った方向に伸びる一対のプレート部３２とを有しており、一対のプレート部３２には、揺動軸４２を形成する軸受穴３２１が形成されている。
本例においては、揺動軸４２を境界にしたバランスハンド部４の一方側部分４１Ａと他方側部分４１Ｂとが並ぶ方向を前後方向Ｄといい、この前後方向Ｄに直交する方向を左右方向Ｗという。
【００１８】
図５に示すごとく、バランスハンド部４は、ベース部３における一対のプレート部３２に対する左側に左側配設部４１Ｌを設け、ベース部３における一対のプレート部３２に対する右側に右側配設部４１Ｒを設けてなる。また、左側配設部４１Ｌと右側配設部４１Ｒとは、揺動軸４２に対して前後方向Ｄの一方側に位置する一方側連結部４１１Ａ及び揺動軸４２に対して前後方向Ｄの他方側に位置する他方側連結部４１１Ｂによって連結されている。
一方側連結部４１１Ａにおける左右方向Ｗの中心部分には、左側配設部４１Ｌと右側配設部４１Ｒとの間に配置される中心配設部４１Ｃが設けてあり、バランスハンド部４は、図４に示すごとく、中心配設部４１Ｃとベース部３における一対のプレート部３２の軸受穴３２１とに揺動軸４２を架け渡して揺動可能である。
【００１９】
把持部５を駆動する本例の駆動源４３は、モータを用いて構成されており、モータの出力軸にボールねじを接続し、ボールねじに螺合するナットを、内蔵リニヤガイドによって直線上にガイドして移動させるよう構成されている。つまり、本例の駆動源４３は、モータによる回転動作を直線動作に変換する機構を含めて形成されている。
駆動源４３は、バランスハンド部４の左側配設部４１Ｌと右側配設部４１Ｒとにそれぞれ配設されている。
【００２０】
図２、図４に示すごとく、本例の把持部５は、互いに向き合う方向に配設した一方側指部５１と他方側指部５２との間隔を可変させて、ワーク８Ａ又はワーク運搬用箱８Ｂを把持するよう構成してある。
左側配設部４１Ｌに配設された駆動源４３Ｌにおけるナットに固定された出力部４３１は、後述する環状部材４４、リニヤガイド４５等を介して把持部５の一方側指部５１に連結されており、右側配設部４１Ｒに配設された駆動源４３Ｒにおけるナットに固定された出力部４３１は、後述する環状部材４４、リニヤガイド４５等を介して把持部５の他方側指部５２に連結されている。
【００２１】
図４、図５に示すごとく、一方側指部５１は、駆動源４３Ｌによる駆動を受けてバランスハンド部４の一方側から他方側へスライドし、他方側指部５２は、駆動源４３による駆動を受けてバランスハンド部４の他方側から一方側へスライドする。一方側指部５１と他方側指部５２とが互いに反対側へスライドしたときには、一方側指部５１と他方側指部５２とは、揺動軸４２の下方位置において対面するよう構成されている。
【００２２】
図６、図７に示すごとく、駆動源４３は、左側配設部４１Ｌ及び右側配設部４１Ｒの上面に配設してあり、左側配設部４１Ｌ及び右側配設部４１Ｒの下面には、リニヤガイド４５のレール４５１が配設してある。駆動源４３における出力部４３１は、駆動源４３の上側部分に設けられており、出力部４３１は、リニヤガイド４５のレール４５１上をスライドするスライダー４５２に対して、駆動源４３の周りを囲む環形状の環状部材４４によって連結されている。つまり、環状部材４４によって、駆動源４３の出力部４３１のスライド動作位置は、駆動源４３に対する上側位置から下側位置に変換されている。
【００２３】
図６に示すごとく、一方側指部５１は、バランスハンド部４の左右方向Ｗの中心位置の下方に配置されており、屈曲部材５１１を介して左側配設部４１Ｌに設けた環状部材４４の下部に連結されている。他方側指部５２は、一方側指部５１の左右両側の位置に分岐して配置されており、屈曲部材５２１を介して右側配設部４１Ｒに設けた環状部材４４の下部に連結されている。一方側指部５１と他方側指部５２とによるワーク８Ａ又はワーク運搬用箱８Ｂの挟持は、互いに左右方向Ｗにオフセットした位置において行われる。
【００２４】
図２、図４に示すごとく、一方側指部５１及び他方側指部５２において、互いに向き合う内側対向面には、ワーク８Ａ及びワーク運搬用箱８Ｂに接触する樹脂材料から構成した樹脂部５３が設けてある。他方側指部５２の内側対向面には、ワーク運搬用箱８Ｂにおける鍔部８２を引っ掛けるための掛止突起５４が形成されている。掛止突起５４は、樹脂材料から構成してある。把持部５は、一方側指部５１における樹脂部５３と他方側指部５２における樹脂部５３及び掛止突起５４との間に、ワーク８Ａ又はワーク運搬用箱８Ｂを挟持するよう構成されている。掛止突起５４によってワーク運搬用箱８Ｂの鍔部８２を引っ掛けて、一方側指部５１及び他方側指部５２によってワーク運搬用箱８Ｂを把持することにより、ワーク運搬用箱８Ｂを傾けて搬送する際に、このワーク運搬用箱８Ｂを支えて、安定して搬送することができる。
【００２５】
図４、図５に示すごとく、左側配設部４１Ｌと右側配設部４１Ｒとの間に位置する中心配設部４１Ｃには、ワーク８Ａ又はワーク運搬用箱８Ｂを撮影して画像認識を行うためのカメラ７１、及びカメラ７１による撮影部分を照明する照明器具７２が配設してある。そして、搬送ロボット１は、カメラ７１によって撮影したワーク８Ａ又はワーク運搬用箱８Ｂの画像を認識して、エンドエフェクタ２１を移動させ、把持部５によってワーク８Ａ又はワーク運搬用箱８Ｂを把持するよう構成されている。
【００２６】
ワーク８Ａ又はワーク運搬用箱８Ｂを把持していない状態の搬送ロボット１においては、バランスハンド部４及び把持部５のうち揺動軸４２に対して前後方向Ｄの一方側に位置する一方側部分４１Ａの重力は、バランスハンド部４及び把持部５のうち揺動軸４２に対して前後方向Ｄの他方側に位置する他方側部分４１Ｂの重力よりも小さくなっている。本例においては、特に、図２、図４に示すごとく、左右の駆動源４３におけるモータ４３１を、左側配設部４１Ｌの他方側部分４１Ｂ及び右側配設部４１Ｒの他方側部分４１Ｂに配設していることにより、他方側部分４１Ｂの重力が一方側部分４１Ａの重力よりも大きくなっている。
【００２７】
搬送ロボット１は、図３に示すごとく、ロック機構部６によってバランスハンド部４の原位置４０１への固定を解除した状態において、把持部５によってワーク運搬用箱８Ｂを把持したときには、図２に示すごとく、一方側部分４１Ａの重力が他方側部分４１Ｂの重力よりも大きくなって、一方側部分４１Ａが下方になるようバランスハンド部４が揺動位置４０２へ揺動するよう構成してある。また、搬送ロボット１は、把持部５からワーク運搬用箱８Ｂを放したときには、他方側部分４１Ｂの重力が一方側部分４１Ａの重力よりも大きくなって、バランスハンド部４が原位置４０１に戻るよう構成してある。そして、本例の搬送ロボット１は、一方側部分４１Ａに作用する重力と、他方側部分４１Ｂに作用する重力との差を利用して、ワーク運搬用箱８Ｂを把持部５から放したときのバランスハンド部４の原位置４０１への復帰を簡単に行うことができる。
【００２８】
図５に示すごとく、本例のロック機構部６は、バランスハンド部４に設けた保持部６１と、保持部６１に対して移動可能に設けたロックアーム６２とを有している。ロックアーム６２は、保持部６１に設けた軸受部６１１に対して軸支された回動中心部６２１と、バランスハンド部４に当接させるためのストッパー部６２２と、ストッパー部６２２から連続形成した２箇所の接触部６２３Ａ、６２３Ｂとを有している。
ロックアーム６２は、ストッパー部６２２をバランスハンド部４に当接させてバランスハンド部４の揺動を停止させるロック位置６０１と、ストッパー部６２２をバランスハンド部４から離隔してバランスハンド部４の揺動を可能にするロック解除位置６０２（図５において２点鎖線で示す。）とに回動可能である。
【００２９】
同図に示すごとく、保持部６１とロックアーム６２とには、ロックアーム６２の回動位置を保持するための位置保持機構６３が設けてある。本例の位置保持機構６３は、ロックアーム６２に、圧縮バネの付勢力を受けた鋼球（又は突出部）６３４の先端を突出させたボールプランジャ６３３を設け、保持部６１に設けたブロック６３１に、ボールプランジャ６３３の鋼球６３４を嵌合させる嵌合凹部６３２を設けて構成されている。嵌合凹部６３２は、ロック位置６０１とロック解除位置６０２とに合わせて設けてある。ボールプランジャ６３３の鋼球６３４が嵌合凹部６３２に嵌合することによって、ロックアーム６２の回動位置を固定することができる。
【００３０】
図５に示すごとく、ロックアーム６２は、エンドエフェクタ２１を移動させる際に接触部６２３Ａ又は６２３Ｂを外部（ワーク８Ａ、ワーク運搬用箱８Ｂ等を載置する架台等）に接触させることによって、ロック位置６０１とロック解除位置６０２との間で移動可能である。本例のロックアーム６２は、エンドエフェクタ２１の移動を利用して、駆動源を用いることなく、ロック位置６０１とロック解除位置６０２との間で容易に回動させることができる。
【００３１】
ベース部３の一方のプレート部３２の外側に配設した部材には、ロックアーム６２のストッパー部６２２が挿入されて、このストッパー部６２２を掛止して、バランスハンド部４の揺動を固定するための揺動掛止部（穴）６１２が形成してある。また、ベース部３の一方のプレート部３２には、ロックアーム６２のストッパー部６２２が接近したか否かを検出するセンサ（近接センサ）６１３が配設してある。センサ６１３によって、ロックアーム６２がロック位置６０１にあることを検出することができる。
【００３２】
次に、本例の搬送ロボット１の動作について説明する。
本例の搬送ロボット１は、ワーク８Ａの搬送と、このワーク８Ａを工場の各作業工程に運搬するためのワーク運搬用箱８Ｂの搬送とを、エンドエフェクタ２１に取り付けた同じ把持部５によって行うよう構成されている。
搬送ロボット１によって、ワーク運搬用箱８Ｂと作業台、搬送架台等との間でワーク８Ａの搬送を行う際には、図４に示すごとく、ロック機構部６のロックアーム６２をロック位置６０１に固定し、バランスハンド部４の揺動を固定した状態で（バランスハンド部４を原位置４０１に固定した状態で）、把持部５によってワーク８Ａを把持する。このとき、把持部５による把持は、カメラ７１によってワーク８Ａを撮影し、画像処理を行ってワーク８Ａの正確な位置を検出して行うことができる。そして、ロボット２のティーチングデータに基づいて、エンドエフェクタ２１を移動させ、ワーク８Ａを所定の位置へ搬送することができる。こうして、ワーク８Ａの搬送を行う場合には、ワーク８Ａを着脱するときの位置決め精度を確保することができる。
【００３３】
一方、搬送ロボット１によって、すべてのワーク８Ａを取り出した後のワーク運搬用箱８Ｂの搬送を行う際には、図３に示すごとく、把持部５によってワーク運搬用箱８Ｂの開口端部８１の近傍を把持し、ロック機構部６によってバランスハンド部４の原位置４０１への固定を解除する。なお、バランスハンド部４の原位置４０１への固定の解除は、把持部５によってワーク運搬用箱８Ｂを把持する前又は把持すると同時に行うことができる。また、把持部５によってワーク運搬用箱８Ｂを把持する際には、他方側指部５２における掛止突起５４によって、ワーク運搬用箱８Ｂの開口端部８１の近傍における鍔部８２を引っ掛ける。
【００３４】
そして、ロボット２によってワーク運搬用箱８Ｂを持ち上げたときには、バランスハンド部４、把持部５及びワーク運搬用箱８Ｂを合わせた全体による一方側部分４１Ａの重力が他方側部分４１Ｂの重力よりも大きくなって、一方側部分４１Ａが下方になるよう揺動軸４２を中心にバランスハンド部４が揺動する。これにより、図２に示すごとく、バランスハンド部４が揺動位置４０２に揺動し、バランスハンド部４、把持部５及びワーク運搬用箱８Ｂを合わせた重心Ｇが揺動軸４２の下方に位置する。そして、ロボット２のティーチングデータに基づいて、エンドエフェクタ２１を移動させ、ワーク運搬用箱８Ｂを所定の位置へ搬送することができる。
こうして、ワーク運搬用箱８Ｂを搬送する際には、エンドエフェクタ２１に対して作用するモーメント荷重をほとんどなくすことができ、エンドエフェクタ２１に必要とされる許容モーメントを小さくすることができる。
【００３５】
それ故、本例の搬送ロボット１によれば、ワーク８Ａを搬送するときの位置決め精度を確保することができると共に、ワーク運搬用箱８Ｂを搬送する際にエンドエフェクタ２１に対して作用するモーメント荷重をほとんどなくすことができ、エンドエフェクタ２１に必要とされる許容モーメントを小さくすることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１ 搬送ロボット
２ ロボット
２１ エンドエフェクタ
３ ベース部
４ バランスハンド部
４０１ 原位置
４０２ 揺動位置
４１Ａ 一方側部分
４１Ｂ 他方側部分
４１Ｌ 左側配設部
４１Ｒ 右側配設部
４２ 揺動軸
４３ 駆動源
５ 把持部
５１ 一方側指部
５２ 他方側指部
５４ 掛止突起
６ ロック機構部
６０１ ロック位置
６０２ ロック解除位置
６１ 保持部
６２ ロックアーム
６２１ 回動中心部
６２２ ストッパー部
６２３Ａ、Ｂ 接触部
８Ａ ワーク
８Ｂ ワーク運搬用箱
８１ 開口端部
８２ 鍔部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元に移動可能なロボットのエンドエフェクタに取り付けたベース部と、
該ベース部に対して揺動軸によって軸支してなるバランスハンド部と、
該バランスハンド部に配設され、該バランスハンド部に配設した駆動源によってワークとワーク運搬用箱とを別々に把持するよう構成してなる把持部と、
上記ベース部に対する上記バランスハンド部の揺動の固定と該固定の解除とが可能なロック機構部とを備え、
上記把持部によって上記ワークを把持するときには、上記ロック機構部によって上記バランスハンド部を原位置に固定して上記エンドエフェクタを移動させるよう構成してあり、一方、上記把持部によって上記ワーク運搬用箱を把持するときには、上記ロック機構部によって上記バランスハンド部の上記原位置への固定を解除することにより、上記バランスハンド部、上記把持部及び上記ワーク運搬用箱を合わせた重心が上記揺動軸の下方に位置するよう上記バランスハンド部が揺動した状態で、上記エンドエフェクタを移動させるよう構成してあることを特徴とする搬送ロボット。
【請求項２】
請求項１に記載の搬送ロボットにおいて、上記ロック機構部は、上記バランスハンド部に設けた保持部と、該保持部に対して移動可能に設けたロックアームとを有しており、
該ロックアームは、上記バランスハンド部に当接させるためのストッパー部と、該ストッパー部から連続形成した接触部とを有しており、かつ、上記ストッパー部を上記バランスハンド部に当接させて該バランスハンド部の揺動を停止させるロック位置と、上記ストッパー部を上記バランスハンド部から離隔して該バランスハンド部の揺動を可能にするロック解除位置とに移動可能であると共に、上記エンドエフェクタを移動させる際に上記接触部を外部に接触させて、上記ロック位置から上記ロック解除位置に移動可能であることを特徴とする搬送ロボット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の搬送ロボットにおいて、上記バランスハンド部及び上記把持部のうち上記揺動軸に対して一方側に位置する一方側部分の重力は、上記バランスハンド部及び上記把持部のうち上記揺動軸に対して他方側に位置する他方側部分の重力よりも小さくなっており、
上記ロック機構部によって上記バランスハンド部の上記原位置への固定を解除した状態において、上記把持部によって上記ワーク運搬用箱を把持したときには、上記一方側部分の重力が上記他方側部分の重力よりも大きくなって、上記一方側部分が下方になるよう上記バランスハンド部が揺動し、上記把持部から上記ワーク運搬用箱を放したときには、上記他方側部分の重力が上記一方側部分の重力よりも大きくなって、上記バランスハンド部が上記原位置に戻るよう構成してあることを特徴とする搬送ロボット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の搬送ロボットにおいて、上記把持部は、互いに向き合う方向に配設した一方側指部と他方側指部との間隔を可変させて、上記ワーク又は上記ワーク運搬用箱を把持するよう構成してあり、
上記他方側指部は、上記一方側指部に対向する内側対向面に、上記ワーク運搬用箱の開口端部の近傍において外方に突出して形成された鍔部を引っ掛けるための掛止突起を有していることを特徴とする搬送ロボット。
【請求項１】
３次元に移動可能なロボットのエンドエフェクタに取り付けたベース部と、
該ベース部に対して揺動軸によって軸支してなるバランスハンド部と、
該バランスハンド部に配設され、該バランスハンド部に配設した駆動源によってワークとワーク運搬用箱とを別々に把持するよう構成してなる把持部と、
上記ベース部に対する上記バランスハンド部の揺動の固定と該固定の解除とが可能なロック機構部とを備え、
上記把持部によって上記ワークを把持するときには、上記ロック機構部によって上記バランスハンド部を原位置に固定して上記エンドエフェクタを移動させるよう構成してあり、一方、上記把持部によって上記ワーク運搬用箱を把持するときには、上記ロック機構部によって上記バランスハンド部の上記原位置への固定を解除することにより、上記バランスハンド部、上記把持部及び上記ワーク運搬用箱を合わせた重心が上記揺動軸の下方に位置するよう上記バランスハンド部が揺動した状態で、上記エンドエフェクタを移動させるよう構成してあることを特徴とする搬送ロボット。
【請求項２】
請求項１に記載の搬送ロボットにおいて、上記ロック機構部は、上記バランスハンド部に設けた保持部と、該保持部に対して移動可能に設けたロックアームとを有しており、
該ロックアームは、上記バランスハンド部に当接させるためのストッパー部と、該ストッパー部から連続形成した接触部とを有しており、かつ、上記ストッパー部を上記バランスハンド部に当接させて該バランスハンド部の揺動を停止させるロック位置と、上記ストッパー部を上記バランスハンド部から離隔して該バランスハンド部の揺動を可能にするロック解除位置とに移動可能であると共に、上記エンドエフェクタを移動させる際に上記接触部を外部に接触させて、上記ロック位置から上記ロック解除位置に移動可能であることを特徴とする搬送ロボット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の搬送ロボットにおいて、上記バランスハンド部及び上記把持部のうち上記揺動軸に対して一方側に位置する一方側部分の重力は、上記バランスハンド部及び上記把持部のうち上記揺動軸に対して他方側に位置する他方側部分の重力よりも小さくなっており、
上記ロック機構部によって上記バランスハンド部の上記原位置への固定を解除した状態において、上記把持部によって上記ワーク運搬用箱を把持したときには、上記一方側部分の重力が上記他方側部分の重力よりも大きくなって、上記一方側部分が下方になるよう上記バランスハンド部が揺動し、上記把持部から上記ワーク運搬用箱を放したときには、上記他方側部分の重力が上記一方側部分の重力よりも大きくなって、上記バランスハンド部が上記原位置に戻るよう構成してあることを特徴とする搬送ロボット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の搬送ロボットにおいて、上記把持部は、互いに向き合う方向に配設した一方側指部と他方側指部との間隔を可変させて、上記ワーク又は上記ワーク運搬用箱を把持するよう構成してあり、
上記他方側指部は、上記一方側指部に対向する内側対向面に、上記ワーク運搬用箱の開口端部の近傍において外方に突出して形成された鍔部を引っ掛けるための掛止突起を有していることを特徴とする搬送ロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−４０６４６（Ｐ２０１２−４０６４６Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８４２１６（Ｐ２０１０−１８４２１６）
【出願日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【出願人】（０００１１０３２１）トヨタ車体株式会社 (1,272)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【出願人】（０００１１０３２１）トヨタ車体株式会社 (1,272)
【Ｆターム（参考）】
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