JPH02218578A - ワーク移送装置 - Google Patents

ワーク移送装置

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JPH02218578A
JPH02218578A JP3752989A JP3752989A JPH02218578A JP H02218578 A JPH02218578 A JP H02218578A JP 3752989 A JP3752989 A JP 3752989A JP 3752989 A JP3752989 A JP 3752989A JP H02218578 A JPH02218578 A JP H02218578A
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JP
Japan
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workpiece
work
sensor
robot hand
robot
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JP3752989A
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English (en)
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Wasaburo Tanida
谷田 和三郎
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Tokico Engineering Co Ltd
Original Assignee
Tokico Engineering Co Ltd
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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 本発明はワーク移送装置に係り、特に複雑な形状のワー
クをロボットにより次行程に移送する際ワークの向きが
一定の方向となるように補正するよう構成したワーク移
送装置に関する。
従来の技術 例えば、箱状のパレット内に載置されたワークを工業用
ロボットの動作により次行程のコンベア等に移送するワ
ーク移送装置では、ロボットハンドによりワークをチャ
ッキングしてパレットより取り出した後、ワークの向き
を一定の方向にしてコンベアトに載置する。特に、鋳造
により製作された形状の′l!I雑なワークをコンベア
によりr作機械に供給する行程においては、パレット内
のワーク載置方向が一定でない場合があり、この場合ロ
ボットハンドによりチャッキングされたワークの向きを
一定の方向に補正する必要がある。ワークの形状が外周
より把持できる形状である場合には、ワークの載置方向
を画像処理装置により認識し、ロボットハンドの向きを
ワーク載置方向に合わせて回動させてからワークをチャ
ッキングすることになるので、ワークを移送する過程で
ロボットハンドを所定角度となるように回動させること
によリワークの向きを一定の方向にすることができる。
ところが、ワーク載置方向を認識する方法としては、l
1ii像処理装置の搬像カメラにより撮像して得られた
データに基づいて行なう方法が一般的であり、例えばワ
ークの形状的な特徴(穴、突出部、段部等)のうち2箇
所を検出してワーク載置方向を識別している。ところが
、上記の如くワーク外周を把持することのできないワー
クの場合には、例えばワークに穿設された孔内にロボッ
トハンドのチャック爪を挿入してチャッキングすること
が考えられている。
この場合、ワーク載置方向を認識するときは、ワークに
穿設された2箇所の孔の中心点を画像処理装置により検
出し、この2点問を結ぶ中心線とJ1準角度との差を計
算してワーク載置方向を認識することになる。
発明が解決しようとする課題 しかるに、上記の如くワークに穿設された孔よりワーク
載置方向を識別する方法の場合、m像カメラがパレット
全体の平面を搬像するため一般的に広角レンズを使用し
ており、1個のワークが相対的に小さく搬像されるため
、ワークの特徴である孔を見つけにくいといった課題が
ある。
上記課題を解決する方法として、パレット全体を搬像し
てワーク位置を検出するための搬像カメラの他にロボッ
トハンドによりチャッキングされるワークのみを1Il
lIIする別のII像カメラを設けることも考えられる
。この方法では例えばワーク形状が複雑で高低差のある
場合、焦点を合わせることが難しくワークに穿設された
2つの孔を特徴点として認識することが難しいといった
課題が生ずる。
そこで、本発明は上記課題を解決したワーク移送装置を
提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、上記ワーク移送装置において、ロボットの動
作によりワークが移送される移送路途中に、ワークを通
過させることによりワーク形状を検出する検出手段を設
け、検出手段より得られた信号に基づきロボットハンド
を回動して次行程でのワークの向きが一定方向となるよ
うにワークの向きを補正するワーク方向補正手段を備え
てなる。
作用 ロボットハンドによりチャッキングされたワークが移送
される移送路を通過する際ワーク形状の特徴に応じた信
号を検出部材より得るとともに、この検出信号に基づい
てワークをヂャッ4;ングしたロボットハンドを回動さ
せ、ワークの向きを一定方向に補正してワークを所定の
移送場所に載置する。
実施例 第1及び第2図に本発明になるワーク移送装置の一実施
例を示す。
両図中、ワーク移送装置1は、大略工業用ロボット1A
と、工業用ロボット1Aにより取り出されたワーク2の
方向を検出するワーク方向検出装置(検出手段)1Bと
、工業用ロボット1Aの動作を制御する制御装置21と
よりなる。
工業用ロボット1Aはワーク2を載置された箱状のパレ
ット3が供給されるコンベア4と、ワ−り2を工作機械
(図示せず)に供給する次行程としてのコンベア5との
間に設置され、パレット3内のワーク2を1個ずつ取出
してコンベア5に移送する。工業用ロボット1は円筒座
標形[1ポツトで、床6に固定された基台7と、基台7
上で矢印爪方向に回動自在に設けられた旋回テーブル8
と、旋回テーブル8上に起立する一対のガイド部材9a
、9bにガイドされて矢印B方向に昇降するアーム本体
10と、アーム本体10に伸縮可能に設けられたアーム
11とを有する。
アーム本体10内には旋回テーブル8上のおねじ12に
螺合するボールネジ機構(図示せず)が設けられており
、アーム本体10はコラム13に支持されたアクチュエ
ータ14がおねじ12を回転駆動することにより昇降す
る。又、アーム本体10にはアーム11を矢印C方向に
駆動させるアクチュエータ15が設けられている。
アーム11の先端には1字状のブラケット16を介して
上、下方向に延在するロボットハンド17と、ロボット
ハンド17を垂直方向の軸を回転輪として回転駆動する
アクチュエータ18とが設けられている。尚、ロボット
ハンド17はパレット3の底部3aに載置されたワーク
2もチャッキングできるように上、下方向に延在する形
状とされている。
ロボットハンド17の下端部にはワーク2に係合するチ
ャック爪19aを有するチャック19が設けられている
。そしてパレット3の上方にはパレット3内に載置され
たり−ク2を撮像するよう画像処理装置F20Aに接続
されたR像カメラ20が設置されている。
21は113tIIl装置で、搬像カメラ20により搬
像されたワーク位置のデータを画像処理装置より供給さ
れ、このデータに基づいて、工業用ロボット1の各動作
部を動作させパレット3内のワーク2をコンベア5に移
送する。
制御装H21ハ、CPU21Aと、ワーク載置位置H+
 、H2* Ha等のデータを記憶するメモリ21Bと
、ワーク方向検出装置1Bからの検出信号に基づきワー
ク2をコンベア5に載置する際のワーク載置方向が一定
の方向となるようワークの向きを補正するワーク方向補
正手段2ICとを有する。
第2図に示す如く、コンベア5の入口側の端部、即ちワ
ーク2が移送される移送路途中にはワーク方向検出装!
1Bが設けられている。このワーク方向検出装置1Bは
第3図(A)、(B)に示す如く、ブラケット33に・
一対のセンサ34,35を設けてなる。口字状のブラケ
ット33の上部33aには発光素子34A、35Aが所
定の間隔で設けられ、ブラケット33の下部33t)に
は受光素子348,358が上方の発光素子34A。
35Aに対向する位置に設けられている。よって、第1
のセンサ34は発光素子34A、受光素子34Bよりな
り、第2のセンサ”35は発光素子35A、受光素子3
5Bよりなる。
そして、ワーク2は後述するようにロボットハンド17
のチャック爪19aによりチャッキングされてコンベア
5に移送される過程で発光素子34A、35Aと受光素
子34B、358との問を通過する。
ワーク2は大径な貫通孔2cにチャック爪19aが係合
してチャッキングされるため、Oボットハンド17が手
首駆動用のアクチュエータ18により回動されるととも
に、チャッキング部分からはみ出した部分、即ち小径な
貫通孔2dを有する部分が発光素子34A、35Aと受
光素子348.358との間を通過する。
その際受光素子348,358は発光素子34A、35
Aからの光を受光するとオンになり、通過したワーク形
状に応じた信号を出力する。具体的には、第4図に示す
如く、センサ34.35は円弧状の検出位@r+、rz
のワーク形状を検出することになる。その際の出力信号
の波形図を第5図に示す。
ここで、ワーク2の形状について説明する。第6図(A
)、(B)に示す如く、ワーク2は底部が開口とされた
碗状に形成され、側面2aが傾斜しており、上部2bに
は大径な第1の貫通孔2Cと、小径な第2の貫通孔2d
とが穿設されている。
従って、ワーク2は内部に空間2eが形成され、周縁部
2fを底面として載置される。
即ち、ワーク2はパレット3内において第7図(A)、
(B)に示す如く、不規則な向きで敷板22上に載置さ
れて複数段(本実施例では3段)に積み重ねられる。そ
の際ワーク2は貫通孔2c。
2dを有する上部2bが、Lを向くように載置される。
従って、ロボットハンド17がワーク2をチャッキング
する際は、ワーク2の周囲側面2aが傾斜しているので
、ロボットハンド17はワーク2の外周を把持するので
はなく、上部2bに穿設された第1の貫通孔2cにチャ
ック爪19aを係合させる。
第7図中、積み重ねられた各ワーク2の上部2bの高さ
H+ 、H2、Hsは制御装置21内のメモリ21Bに
設定されており、工業用ロボット1は最上段のワーク2
から順に移送する。
ここで、第8図を参照してロボットハンド17の先端部
分の構成について説明する。第5図中、チャック19は
アクチエエータ23のピストン(図示せず)が圧縮空気
の供給により上、下動すると3つのチャック爪19aを
同時にm1開方向に変位させる構成となっている。尚、
ピストン変位をチャック爪19aに伝達する機構は周知
であるので、ここではその説明を省略する。
チャック爪19aは第9図に示す如く、チャック19の
下端面19bに夫々120度間隔毎に設けられ、アクチ
ュエータ23のピストンが下動すると矢印X+力方向変
位し、ピストンが上動すると矢印X2方向に変位する。
尚、チャック爪19aの同動作は、ピストンと一体なピ
ストンロッド23aに設けられた被検出部材(金属製)
23bが近接センサ(例えば高周波発振型近接センサ)
24に近接する位置まで下動することにより検出される
。そして、アクチュエータ23のピストンは近接センサ
24からの検出信号により圧縮空気の供給を断たれて停
止し、チャック爪19aはワーク2に係合する位置に保
持される。
25はチャック爪19aの挿入動作をガイドするガイド
部材で、チャック19の下端面19bに上記チャック爪
19aと交互に配設されている。
又、ガイド部材25はチャック爪19aより下方に突出
し、その外側面25aは貫通孔2C内に挿入され易いよ
うに傾斜しており、外側面25aの基部にはワーク2の
上部2bに当接する当接部25bを有する。
さらに、−のガイド部材25の内125cにはり−ク2
が逆向きに置かれていること、あるいはチャック爪19
aが他部材に近接したことを検出する検出機構26が設
けられている。この検出機構26はガイド部材25の内
壁25cに取付けられたブラケット27と、ブラケット
27の貫通孔27aに挿通されたロッド28aと、ロッ
ド28aの下端に設けられた当接部28bと、ロッド2
8aの上端に設けられた被検出部28Cと、ブラケット
27より延出する支持部材29に支持された近接センサ
30(高周波発振型近接センサ)とよりなる。ロッド2
8aと、当接部28bと、被検出部28Gとよりなる検
出部材28は、通常バネ31の押圧力と自重により矢印
Y1方向に下動した位置にある。近接センサ30は被検
出部材28cが・近接することにより検出部材28が下
動していることを、即ち障害物がないことを検出する。
又、被検出部材28cは検出部材28の落下を防止する
ストッパとしても機能する。
従って、ロボットハンド17が降下するとき障害物等の
他部材に近接すると、検出部材28は当接部28bが当
接するとともに相対的に矢印Y2方向に上動する。これ
により、被検出部28Cが近接センサ30より離間する
ため、近接センサ30はオフ状態に切換ねる。
32はワーク検出部材で、ワーク2の上部2bの位置を
検出し、チャック爪19aがワーク2の貫通孔2Cを通
過したときその検出信号を出力する。即ち、ワーク検出
センサ32は、ワーク2の上部2bに当接部32aが当
接すると、相対的に0ツド32bがシリンダ32c内に
進入する。ロッド32bの上端にはコイルバネ32dに
附勢されたピストン32eが設けられ、ピストン32e
にはマグネット(図示せず)が埋設されている。
ピストン32eはチャック爪19aが貫通孔2Cを通過
したとき磁気センサ32fに近接する。これにより磁気
セン+)32fはワーク2があることを検出するととも
にチャック爪19aがチャッキング可能な位置に降下し
たことを検出する。
次に、上記構成になるロボットハンド17及びロボット
ハンド17がアーム11に装着された工業用ロボット1
Aの動作につき説明する。
まず、画像処理装置2OAの撮像カメラ20によりパレ
ット3が1lll像され、パレット3内に載置された各
ワーク2の大径な貫通孔2Cの中心位置をX、Y座標と
して読みとる。次に、X、Y座標データに基づき、工業
用ロボット1の各7クチユエータに動作指令信号が転送
される。これにより、第1図及び第2図に示す如く工業
用ロボット1Aは各動作部が動作してロボットハンド1
7をワーク2の貫通孔2C上方に移動させる。続いて、
工業用ロボット1Aはアーム本体10が降下してロボッ
トハンド17のチャック爪19aをワーク2の貫通孔2
C内に挿入する。
第10図に示す如く、ワーク検出部材32によりワーク
2が検出されると、チャック19の7クチユエータ23
は駆動源としての圧縮空気を供給され、これによりチャ
ック爪19aを矢印×1方向(開方向)に駆動する。こ
のようにして、チャッキングされたワーク2はその向き
に拘わりなく工業用ロボット1Aの動作によりパレット
3内より取り出され、旋回ベース8の回動とともに第2
図中反時計方向に回動し、コンベア5上に移送される。
工業用ロボット1Aのアーム11は実線で示すチャッキ
ング位置から1点鎖線で示すワーク載置位置に至る過程
で、2点鎖線で示す位置に一時的に停止する。そのとき
ワーク2は前述の如く、手首駆動用のアクチュエータ1
8の駆動力によりロボットハンド17を軸として水平方
向に回動し、ワーク方向検出装置1Bを通過する。
ここで、ワーク方向検出装置1Bによりワーク2のチャ
ッキング方向が検出されるとともに、ワ−り2の向きが
一定の方向となるようにワーク方向を補正する動作につ
き説明する。
111m1装!!21のCPU21Aはワーク方向検出
装置11Bから出力された信号の種類に応じて第11図
乃至第14図に示す処理を実行する。
第11図において、チャッキングされたワーク2に対し
ワーク方向検出[111Bのセンサ(Sl。
Sl )34.35からの出力が両方オンであるときは
(ステップ$1)、ロボットハンド17とともにワーク
2を第4図中+方向(時削方向)に回動させる(ステッ
プ82)。尚、センサ34゜35は両方オンのときθ電
又は−〇I (第4図参照)の位置に対向する。
次に、ワーク2が時計方向に回動するのにつれてセンサ
(S+)34がオフ、センサ(Sl)35がオンになる
と(ステップS3)、即ちセンサ34,35がθ2の位
置に対向するため、ワーク2をさらに時計方向に回動さ
せる(ステップS4)。続いて、センサ(S盲)34.
(82)35がともにオフになったことを確認する(ス
テップS5)。この位置はθ3の位置であるので、ステ
ップS5においてセンサ(S+ )34゜(82)35
がともにオフになった後もワーク2を時計方向に回動さ
せる(ステップ86)。そして、ワーク2の小径な貫通
孔2dがセンサ34に対向する位置に至るとセンサ(S
+)34がオンに切換わり、センサ(82)35はオフ
のままとなり【ステップS7)、その時点でワーク2の
回動、即ちロボットハンド17の回動を停止させる(ス
テップ38)。
次のステップS9ではθ0までの補正量+θ4を設定す
る。続いてワーク方向検出位置(第2図中、1点鎖線で
示す位置)に載置される際のワーク方向との角度にθに
上記補正量+64を加棹した角度分、ワーク2がワーク
載置位置に移送される間にロボットハンド17を回動さ
せる(ステップ510)。その結果、ロボットハンド1
7にチャッキングされたワーク2の向きを一定方向(第
2図に示す)に補正しながらワーク2をコンベア5上に
移送し、同時にチャック爪19aが開方向に変位してワ
ーク2を次行程のコンベア5上に載置する(ステップ5
11)。
尚、上記ステップS1において、センサ34゜35が−
01の位置にあった場合でも、ワーク2が時計方向に約
300度回動ずればθ1の位置に至るので、以下上記と
同様な処理が実行される。
第12図において、チャッキングされたワーク2に対し
ワーク方向検出装置33のセンサ(S+ )34の出力
がオフで、センサ(82)35の出力がオンであるとき
はくステップ521)、センサ34.35がワーク2の
θ2又は−θ2の位置にあり、ワーク2を第4図中士方
向(時こ(方向)に回動させる(ステップ522)。
そして、ワーク2が時計方向に回動するのにつれてセン
サ34がオンに切換わり、センサ35もオンであること
を確認する(ステップ523)。
このステップ823において、両センサ34゜35がと
もにオンになったときは−θ1の位置にあるため、ロボ
ットハンド17の回動を停止させ(ステップ524)、
ワーク2を上記とは逆の−方向(第4図中、反時計方向
)に回動させる(ステップ525)。
次のステップ826では、センサ34がオフ、センサ3
5がオン(−θ2の位置)になったか否かを確認し、さ
らにワーク2を反時計方向に回動させる(ステップ52
7)。続いてステップ328では、センサ34.35が
ともにオフ(−03の位置)になったか否かを確認し、
さらにワーク2を反時計方向に回動させる(ステップ5
29)。
上記の如く、ワーク2が反時計方向に回動して、センサ
34がオン、センサ35がオフになると一θ4の位置で
あると判所しくステップ530)、ワーク2の回動を停
止させる(ステップ531)。
そして、補正層−θ4を設定しくステップ532)、ワ
ーク2の向きを角度にθ−04分補正する(ステップ5
33)。次いで、第11図のステップ11に移りワーク
2をコンベア5上に載lする。
尚、上記ステップ823において、θ1の位置であると
きはワーク2を時計方向に回動させてもセンサ34,3
5はともにオンにならない。この場合、ステップ34に
移りワーク2をざらに時計方向に回動させる。その後、
センサ34.35がともにオフ(θ3の位置)の位置に
至ったことを確認するとくステップ835)、さらにワ
ーク2を時計方向に回動させ(ステップ836)、セン
サ34がオンに切換わりセンサ35がオフのままである
こと、即ちθ4の位置に達したことを確認する(ステッ
プ537)。
このステップ837でセンサ34がオン、センサ35が
オフになると、ワーク2の回動を停止させた後(ステッ
プ838)、補正像θ4を設定しくステップ839)、
ワーク2の向きを角度にθ+84分補正して(ステップ
540)、上記と同様ステップ811に移る。
次に、第13図において、チャッキングされたワーク2
に対しセンサ34.35がともにオフであるときは(ス
テップ341)、センサ゛34゜35がワーク2のθ3
又は−θ3の位置にあり、ワーク2を第4図中時計方向
に回動させる(ステップ542)。そして、ワーク2が
i針方向に回動するにつれてセンサ34がオン、センサ
35がオンになると(ステップ543)、ワーク2の一
θ2の位置にあるのでステップ344に移りワーク2を
反時計方向に回動させる。
尚、ステップ844から850までの処理は第12図に
示すステップ827から833の処理と同じなのでその
説明は省略する。又、ステップ850の侵は第11図の
ステップ311に移り、上記の如くワーク2の向きを補
正して、ワーク2をコンベア5上に載置する。
上記ステップ843において、センサ34がオフ、セン
サ35がオンにならないときは、センサ34.35がワ
ーク2の+θ3の位置にあるので、ステップ851に移
りさらにワーク2を時計方向に回動させる。尚、ステッ
プ351から855までの処理は第12図に示すステッ
プ836から840までの処理と同一であるので、その
説明は省略する。
次に第14図において、チャッキングされたワーク2に
対しセンサ34がオン、センサ35がオフであるときは
(ステップ861)、センサ34゜35がワーク2のθ
4又は−θ4の位置にある。
この場合、ワーク2を時計方向に回動させて(ステップ
562)、センサ34,35がともにオフ(−03の位
置)検出されることを確認する(ステップ563)。
このステップ863からステップ868までの処理は第
12図に示すステップ828から833までの処理と同
一であるので、ここではその説明を省略する。
このように、工業用ロボット1Aはパレット3内のり−
ク2の向きに拘らず、ロボットハンド17のチャック爪
19aをワーク2の貫通孔2cに係合させてチャッキン
グするため、チャッキング時のワーク2の向きは一定で
なく、チャッキングする都度異なる。しかしながら、本
発明のワーク移送装!11ではワーク2がワーク方向検
出装置1Bを通過する際、センサ34.35より得られ
た信号に基づいてワーク2の向きを一定方向に確実に補
正できるので、形状が複雑なワークであっても、一定の
向きに揃えてコンベア5へ供給することができる。
尚、上記説明ではセンサ34.35として発光素子、受
光素子よりなる光センサを使用したが、検出手段として
はこれに限らずこれ以外の反射形の光センサあるいは磁
気センサ等を使用しても良いのは勿論である。又、上記
実施例ではワーク形状を2つの興通孔を有する碗状のも
のとして説明し、ワーク形状はこれに限るものではなく
、凹凸のある他の複雑な形状であっても良い。
発明の効果 上述の如く、本発明になるワーク移送装置は、ワークが
移送される移送路途中に設けられた検出手段によりワー
ク形状を検出し、この検出信号に基づいてワークの向き
が一定方向となるようにワークの向きを補正するため、
パレット内に不規則な向きで載置されたワークをその向
きに拘らずチャッキングした後、コンベアに載置する直
前にワーク形状よりワークの向きを容易にWliit、
、ワークの向きを補正できる。従って、ワーク形状検出
用のII画像メラを用いなくてもワークをチャッキング
した後のロボットハンドの回動角度を検出手段から得ら
れた検出信号に基づき容易にワークの向きが一定方向と
なるように補正することができる等の特長を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は夫々本発明になるワーク移送装置の
一実施例の正面図、平面図、第3図(A)、(B)は夫
々ワーク方向検出装置の正面図、側面図、第4図はワー
ク形状を検出する位置を示す平面図、第5図はセンサよ
り出力された信号の波形図、第6図(A)、(B)は夫
々ワーク形状を説明するための平面図、縦断面図、第7
図(A)、<8)は夫々ワークを載置されたパレットの
平面図、縦断面図、第8図はロボットハンドのチャック
部分を説明するための縦断面図、第9図はロボットハン
ドの底面図、第10図はワークをチャッキングするとき
の動作を説明するためのmllli面図、第11図乃至
第14図は夫々チャッキングされたワーク方向に応じて
ワーク位置を補正する際に実行される処理を説明するた
めのフローチャートである。 1A・・・工業用ロボット、1B・・・ワーク方向検出
装置、2・・・ワーク、3・・・パレット、4,5・・
・コンベア、8・・・旋回テーブル、10・・・アーム
本体、11・・・アーム、17・・・ロボットハンド、
19・・・チャック、19a・・・チャック爪、20・
・・*mカメラ、2OA・・・画像処理装置、21・・
・制御装置、21A・・・CPU、21C・・・ワーク
方向補正手段、22・・・散板、24・・・近接センサ
、25・・・ガイド部材、26・・・検出tIAa、2
8・・・検出部材、30・・・近接センサ、32・・・
ワーク検出部材、34.35・・・センサ。 特許出願人 トキコエンジニアリング株式会社第2図 第5図 第6図 加 第3図 (A) (B) 第4図 第7図 (B) 第8図 第11図 第9図 第10図 第12図 第13図 第14図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ロボットのアーム先端に設けられたロボットハンドによ
    りワークをチャッキングし、該ロボットの動作により該
    ワークを所定位置へ移送するワーク移送装置において、 前記ロボットの動作により前記ワークが移送される移送
    路途中に、前記ワークを通過させることによりワーク形
    状を検出する検出手段を設け、前記検出手段より得られ
    た信号に基づき前記ロボットハンドを回動して次行程で
    のワークの向きが一定方向を一定方向となるようにワー
    クの向きを補正するワーク方向補正手段を備えてなるこ
    とを特徴とするワーク移送装置。
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