JPH02139194A - 工業用ロボット - 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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は工業用ロボットに係り、特に手首機構に装着さ
れた作業用治具を所定の振幅で振動させるのに好適な構
成とされた工業用ロボットに関する。

従来の技術 例えば塗装ラインにおいて、被塗装物としてのワークが
塗装ラインの台車等に載置されて移送されると、ＩＭ用
用水ボットワークに対して所定の塗装作業を実行するよ
うになっている。

このような塗装工程では、塗装ガンより噴霧された塗料
がワークに吹き付ＧＪられるとともに、塗装ラインの台
車にも塗料が吹き付けられてしまうことが多い。そのた
め、上記塗装ラインでは、塗装工程後台車を洗浄する洗
浄工程が設けられており、この後洗浄工程では洗浄ノズ
ルを有する洗浄用ロボットの設置が考えられている。

この種の洗浄用ロボットに装着される洗浄ノズルは前記
塗装ガンと同様、アーム先端の手首機構に取付けられ、
移動する台車を追従しながら洗浄水を台車に噴射する。

尚、洗浄用ロボットとしては、予めティーチングされた
動作を繰返し実行するプレイバック型のロボットが主に
使用される。

又、台車に付着した塗料を能率良く洗い落すため、上記
洗浄用ロボットにおいては、例えば洗浄ノズルを一定の
振幅で上、下方向に振動させながら洗浄水を断続的に吹
き付けるようにティーチングが行なわれる。

発明が解決しようとする課題 しかるに、上記洗浄工程用の工業用ロボットでは、洗浄
ノズルが台車の移動に追従するよう旋回テーブル、支柱
、アーム等の各可動部の動作をティーチングするととも
に、洗浄ノズルの噴射方向が所定の振幅で上、下方向に
振動するように手首機構の動作もティーチングする必要
がある。そのため、上記工業用ロボットでは上記手首ａ
構の振動動作を全て教示するのにかなりの時間がかかり
、ティーチング操作が面倒であるといった課題が生ずる
。

そこで、本発明は上記課題を解決した工業用ロボットを
提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び作用 本発明は、上記工業用ロボットにおいて、作業用治具が
所定の振幅で振動するように手首Ｉａ構を揺動動作させ
る手段を具備してなり、手首機構の動作を教示する際の
ティーチング操作を簡略化できるようにしたものである
。

実施例 第１図及び第２図に本発明になる工業用ロボットの一実
施例を示す。

両図中に示す工業用ロボットは洗浄用ロボット上として
塗装ライン２の途中に設けられている。

塗装ライン２には塗装用ロボット（図示せず）も設けら
れているが、洗浄用ロボット１は塗装工程を通過した台
車３を洗浄する洗浄工程の場所に設置されている。

洗浄用ロボット１の基台４には旋回デープル５が回動自
在に設けられており、旋回テーブル５上にはブラケット
６により支承された支柱７が揺動自在に設けられている
。８はアームで、支柱７の上端で矢印六方向に回動自在
に支承されており、その先端部に手首ＪＲ構９を有する
。手首機構９は支柱７の後部に設けられたモータユニッ
ト７ａの駆動力を支柱７及びアーム８内に配設された伝
達機構（周知の機構であるのでここでは、その説明は省
略する）を介して伝達されることにより矢印Ｃ，Ｄ、Ｅ
方向に駆動される。手首機構、９の端部には洗浄水を噴
射する洗浄ノズル１０が取付けられている。従って、洗
浄ノズル１０は後述するように手首機構９の動作により
３次元的に変位し、洗浄水噴射方向が変更される。尚、
洗浄ノズル１０には洗浄水（通常、単なる水が使用され
る）を給送する可撓性のホース１１が接続されている。

このホース１１は洗浄ノズル１０とポンプ（図示せず）
とを連通しており、ポンプにより加圧された洗浄水はホ
ース１１を介して洗浄ノズル１０に供給される。

第１図中、洗浄用ロボット１が設置された塗装ライン２
の両側には、洗浄水を回収するための排水路１２．１３
が設けられており、塗装ライン２と洗浄用ロボット１と
の間には噴射された洗浄水を止める堰１４が設けられて
いる。

上記構成になる洗浄用ロボット１は、１７２図に示す制
御装置１５からのコントロール信号を受けて所定の動作
を行なう。又、制御装置１５には塗装ライン２上を移動
する台車３が洗浄用ロボットスイッチ１６が接続されて
いる。このスタートスイッチ１６としては超音波センサ
等の非接触式センサが考えられている。

制御装置１５にはＣＰＵ１７．モータ駆゛動回路１８等
が設けられており、ＣＰＵ１７は手首機構９を後述する
ように上、下方向に振動させる手首機構駆動回路１７Ａ
を有する。１９は洗浄用ロボット１の操作盤で、洗浄用
ロボット１を操作したり、あるいは洗浄ノズル１０を振
動動作させる際の各設定値を入力する各種操作釦等を有
する。

次に、台車３が洗浄工程に至るとともに制＠装置１５の
ＣＰＵ１７及び手首機構駆動回路１７Ａが実行する処理
につき、第３図及び第４図を併せ参照して説明する。

洗浄用ロボット１では、まず台車３が洗浄用ロボット１
の前を通過する際の移動速度に合わせて、アーム８先端
部分が台車３を追従するようにティーチング操作を行な
う。従って、台車３の移動とともにアーム８は第２図中
−点鎖線で示す作業開Ｐ２に至る。この間、洗浄ノズル
１０は手首１１１Ｍ駆動回路１７Ａからのコントロール
信号により上、下方向に振動しながら洗浄水を台車３に
向けて噴射することになる。尚、洗浄用ロボット１にお
いては洗浄ノズル１０を振動動作させる手首機構９のテ
ィーチングを行なわなくて良いため、洗浄用ロボット１
のティーチング操作はかなり簡略化されている。よって
、洗浄用ロボット１に対するティーチング操作はより短
時間で行なうことができる。

上記ティーチング後、操作盤１９等に設けられた電源ス
ィッチ（図示せず）がオンにされると、ＣＰＵ１７は第
３図に示す処理を実行する。

第３図において、ステップＳ１では操作盤１９に設けら
れた操作釦の操作により手首機１９を駆動する各パラメ
ータａ、　ｂ、Ｃ，ｄが入力される。

尚、パラメータａとは洗浄ノズル１０の変位方向を指示
するパラメータであり、木実滴例ではａ＝＋１は上方向
を指示し、ａ＝−１は下方向を指示する。パラメータｂ
とは１ステツプ（手首機構９を駆動するモータの回転検
出器（図示せず）より出力されるパルス信号）当りの洗
浄ノズル１０の移動用を示す値であり、振幅指定値を速
度指定量で割った値である。

・ここで、振幅指定量は第４図中線図工に示す如く、ア
ーム８の教示位置に対する洗浄ノズル１０の振動位置を
指示する振幅２である。又速度指定Ｒは手首機構９を駆
動するモータの回転検出器（図示せず）から出力される
パルス信号に基づき指定された振幅を何ステップで移動
するかを指定する値である。

パラメータＣは洗浄ノズル１０が振動したときの上、下
方向の移動間を示す値であり、パラメータｄは手首機構
９の位置、即ち洗浄ノズル１０の動作位置を指示する指
令値である。尚、ステップＳ１では洗浄用ロボット１が
動作前であるのでＣ＝０．ｄ＝０としである。

各パラメータａ、ｂ、Ｃ，ｄが入力された後は、台車３
が到着するまで待機状態である。台車３は塗装工程を終
えるとワークを取り外された後、洗浄工程に至る。台車
３が塗装ライン２を矢印Ｂ方向に移動して洗浄用ロボッ
ト１の作業箱間の直前位置に至ると、スタートスイッチ
１６は台車３を検知してその検知信号を制御袋Ｖ１１５
のＣＰＵ１７に供給する。従って、ステップＳ２におい
てスタートスイッチ１６からの検知信号があると、旋回
テーブル５を第２図中反時計方向に回動させて塗装ノズ
ル１０を作業開始位置Ｐ１へ移動させる。そのとき、洗
浄用ロボット１は第１図に示すように支柱７を前方に傾
斜させ、洗浄ノズル１０を台車３に接近させる。

そして、ステップＳ２でスタートスイッチ１６からの検
知信号が得られると、ステップＳ３に移り、ステップＳ
３では振動指定が有るか否かを確認する。ここでは、例
えばパラメータｂ＝ｏでないとき振動指定が有りと判断
するものとする。

従って、上記振動指定が有るとぎはステップＳ４に移り
、洗浄ノズル１０の動作方向を確認する。

ここでは、ステップＳ１でａ＝＋１が入力されているの
で、ステップＳ５に移り洗浄ノズル１０の上方向の移８
■Ｃをセットする。これにより、手首機構９が上方向に
駆動され、洗浄用ロボット１は第１図に示す姿勢を保持
したまま洗浄ノズル１０を矢印Ｃ方向（上、下方向）に
振動することになる。

尚、洗浄ノズル１０が上方向に移動しはじめると、移動
１１ＣＩが振幅指定量を越えたか否かを監視する（ステ
ップ８６）。ステップＳ６において、もし移動ｆｆ１ｌ
ｃ＋が振幅指定ｆｆ１Ｚ（第４図参照）を越えてしまっ
たとぎは、移動ｍｃに振幅指定量をセットして洗浄ノズ
ル１０の位置を上限位ＥＳ＋　　（第４図中−点鎖線で
示す）に戻す（ステップＳ７）。

ステップＳ６において移動Ｍ　Ｉ　ＣＩが振幅指定量を
越えていないとき、あるいはステップＳ７の処理が行な
われた後は、ステップＳ８に移り洗浄ノズル１０が振幅
指定位置に達したか否かを監視する。そして、洗浄ノズ
ル１０が上限位置Ｓ１に達した時点でパラメータａを反
転させて洗浄ノズル１０の移動方向を下方向に切換える
（ステップＳ９）。このように、洗浄ノズル１０が、上
限位ｆｉｆｓ＋に至る間に、アーム８は台車３の移動と
ともに時計方向に回動している。そのため、洗浄ノズル
１０は第４図中線図工で示すように相対的にジグザグ状
に移動する。

又、手首機構９が上、下方向に揺動されて洗浄ノズル１
０が矢印Ｃ方向に振動するのと略同時に、前述したポン
プが起動され、加圧された洗浄水がホース１１を介して
洗浄ノズル１０に供給される。

従って、洗浄水は振動する洗浄ノズル１０から台車３に
同番プて噴射されることになる。

ステップＳ１０では手首機構９の動作位置の指令値、即
ち洗浄ノズル１０の位置指令値に上記移動量Ｃを加えて
手首ｍ構９（洗浄ノズル１０）の位置を示すｄが求めら
れる。そして、ステップＳ１１ではステップＳ１０で求
められた値ｄを手首位置信号として出力する。

ステップＳ１２では洗浄作業終了か否かを確認しており
、まだ洗浄作業の途中であるときはステップＳ３の前に
戻る。そして、再びステップＳ３〜Ｓ１２までの処理が
繰り返される。この２回目の処理では上記ステップＳ９
でａ＝−１がセットされているのでステップＳ４からス
テップＳ１３に移り手首機構９は下方向に駆動される。

そして、ステップＳ６では洗浄ノズル１０が下限位置Ｓ
２（第４図参照）を越えたかどうかを監視し、ステップ
Ｓ８では洗浄ノズル１０の移動量が下限位置Ｓ２に達し
たことを確認する。又、ステップＳ９では再びパラメー
タａが反転しａ＝→−１がセットされる。

このようにして、手首機構９が上、下方向に往復駆動さ
れることにより、洗浄ノズル１０は一定の振幅を保つよ
うに上、下方向に撮動する。尚、台車３が洗浄用Ｏボッ
（へ１の前を通過する間、即ち、アーム８が作業開始位
置Ｐ１から作業終了位置Ｐ２　　（第２図参照）に至る
間は洗浄ノズル１０より台車３に向けて加圧された洗浄
水が勢い良く噴射されている。

従って、上記の如く上、下方向に撮動する洗浄ノズル１
０から噴射された洗浄水は、第４図の線図工のような軌
跡で台車３に吹き付けられる。その結果、塗装工程で台
車３の表面に付着した塗料は、断続的にたたきつけられ
る洗浄水により効率良く洗い落される。

アーム８及び洗浄ノズル１０が作業終了位置に至ると洗
浄工程は終了し、手首機構９による振動動作が停止され
る。同時にポンプが停止して、洗浄水の噴射は止まる。

又、ステップＳ３において振動指定が無いときは、ステ
ップＳ１４でパラメータａ＝＋１．ｃ＝０がセットされ
た後、ステップＳ１０の前に至る。

この場合手首機構９は上記の如く振動動作せず、ティー
チングされた別の動作を行なうようにしても良い。

尚、上記実施例においては洗浄ノズル１０が上、下方向
に振動するものとして説明したが、振動方向はこれに限
らず、台車３の形状あるいは塗料の付着具合等に応じて
洗浄ノズル１０を左、右方向あるいは斜め方向に振動さ
せるようにしても良い。

又、上記実施例では洗浄用ロボットを例に挙げて説明し
たがこれに限らず、本発明は塗装用ロボットにも適用す
ることができる。この場合、塗装ガンを上、下方向ある
いは左右方向等に振動させることが可能となり、アーム
の移動に対、する塗装範囲を広げることができる。

発明の効果 上述の如く、本発明になる工業用ロボットは、手首機構
をティーチング操作することなく作業用治具を所定の振
幅で振動させることができるので、手首機構の動作をテ
ィーチング操作する場合かなりの手間がかかっていたが
、これを不要にでき、特にティーチング操作時間の簡略
化、ティーチング操作時間の短縮化を図り、ティーチン
グ時の作業性を改善することができる。又、アームを回
動させながら作業用治具を撮動させることにより、洗浄
用ロボットに適用した場合被洗浄物を効率良く洗浄する
ことができ、又塗装用ロボットに適用した場合はアーム
の移動に対する塗装範囲をより広げることができる等の
特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明になる工業用ロボットの一実
施例の側面図、平面図、第３図は洗浄工程においてＣＰ
ＬＪが実行する処理のフローチャート、第４図は洗浄ノ
ズルの移動軌跡を示す線図である。 １・・・洗浄用ロボット、２・・・塗装ライン、３・・
・台車、８・・・アーム、９・・・手首機構、１０・・
・洗浄ノズル、１１・・・ホース、１５・・・制御装貿
、１６・・・スタートスイッチ、１７・・・ＣＰＵ、１
７Ａ・・・手首機構駆動回路、１８・・・モータ駆動回
路。 特許出願人　ト　キ　コ　株式会社 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アーム先端に設けられた手首機構と、該手首機構により
   駆動される作業用治具とを有してなる工業用ロボットに
   おいて、 前記作業用治具が所定の振幅で振動するように前記手首
   機構を揺動動作させる手段を具備してなることを特徴と
   する工業用ロボット。