JPH05186010A - ロボットシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットシステムのロボットとシステム外部
との間で、物体あるいは部材を交換するシステムを提供
する。 【構成】 ロボットシステムはロボットとシステム外部
の間で物品を交換する中継部（３０）を有する。上記ロ
ボットが上記中継部に入ることができる内部ドア（７
０）と、システム外部（２０）から上記中継部に入るこ
とができる外部ドア（５０）を有する。上記内部ドアが
閉じている時、およびロボットが中継部に接近するのを
抑制されている時、上記外部ドアを開けることができ
る。このロボットシステムが自動貯蔵ライブラリーであ
る時、中継部は任意の数の貯蔵棚部を有することが可能
であり、したがって中継部のサイズは変更可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロボットシステムに関
し、詳細には、ロボットシステム内のロボットとシステ
ムの外部の間の物体あるいは部材を交換するための方法
および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多くのロボットシステムが種々の部品の
組み立て、あるいは物の操作を行なうために使用されて
いる。このロボットシステムはシステムの外部より操作
対象物を交換する方法、および必要に応じて操作対象の
部品を容易に補給する方法を有する必要がある。また、
安全面から、ロボットが運転中にその操作範囲内に人間
が立ち入らないようにする必要もある。多くの工業ロボ
ットは極めて重く、しかもその運転域内に人間が不注意
で侵入しても無関係に運転を行なうようにプログラムさ
れている。したがって、人間に危害を加えないようにし
てロボットにどのように部品を搬入したり搬出したりす
るかという問題がある。

【０００３】一つの試みとして、ロボットを鍵のついた
スクリーンで囲み、そのスクリーンとロボットの運転制
御パネルの鍵を同一の物として、運転開始にはスクリー
ンを施錠した後、運転制御パネルに鍵を差し込めるよう
にしたものがある。このシステムは、スクリーンを開錠
する前にロボットを停止状態にし、通常、人間がロボッ
トの運転域に入って部品を搬入したり搬出することが可
能となる。 このシステムの欠点は、部品を搬入したり
搬出する都度、ロボットを停止しなくてはならないこと
である。これは連続的な製造や他の作業をおこなうとい
う多くのロボットの目的に反することである。

【０００４】別の方法はベルトコンベヤーあるいは他の
同様な運搬機構によって部品をロボットに供給し、部品
がロボットの運転域に入っている時は人間が接近できな
いようにしたものである。この方法は、ロボットが繰り
返しの仕事を行い、部品の一定供給を必要とする時、最
適である。処理済みの部品は同様にしてベルトコンベヤ
ーによって搬出する。このシステムは供給する部品のサ
イズが多岐にわたったり、複雑であったり、仕事の内容
が変化するような場合には適していない。

【０００５】しかし、すべてのロボットシステムが連続
的に一定の供給を必要とするわけではなく、あるシステ
ムは一個の部品あるいは一群の部品を不規則に搬入した
り搬出したりする。こうしたシステムの一つは、ロボッ
トによってデータ記憶媒体を貯蔵棚と読み出し／書き込
み装置の間を移動させる自動貯蔵ライブラリーというも
のである。自動貯蔵ライブラリーは通常、巨大データ処
理システムの貯蔵サブシステムであり、データがデータ
処理システムに必要な時、ロボットはカセットテープな
どのデータ記憶媒体を搬出し、読み出し／書き込み装置
にロードしてデータがデータ処理システムによってアク
セスするように指示される。

【０００６】自動貯蔵ライブラリーには、ロボットの運
転を停止せずにどのようにしてライブラリーからデータ
記憶媒体を搬出あるいは搬入するかという問題があり、
これは組み合わせたデータ処理システムの操作を妨げる
ことになる。ライブラリーにデータ記憶媒体を人間が運
搬することは、作動中のロボットと接触してしまうとい
うおそれがある。

【０００７】米国特許第４８６４５１１号には、円形の
棚構造物で囲まれた自動貯蔵ライブラリーについての記
載がある。棚の一部が外方向へ開き貯蔵台が外部に露出
するようにヒンジ止めされている。棚が外方向へ回動す
る際、そのヒンジ止めされた棚によって弓型の棚が空に
なるのを連結壁が防止する。これは人間との間に仕切り
を設け、ロボットが運転を続けながらライブラリーにデ
ータ記憶媒体を搬出あるいは搬入することを可能にす
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の欠点は機械
的に複雑なことである。また、回動する棚は、データ記
憶媒体をドアの動きによって読み出し／書き込み装置か
らはずしてしまったり、ヒンジ機構のゆがみがアライメ
ントを狂わしてしまうという誤りを生じる傾向がある。
ショックアブソーバのようなドアが閉まる時の衝撃を防
止し、データ記憶媒体が装置からはずれるのを防ぐ手段
や、棚のヒンジのゆがみやアライメントの狂いを防止す
る棚の支持手段等がこれらの問題を多少なりとも減じる
ことはできるが、除去するには到らない。

【０００９】本発明はかかる欠点を克服し、ロボットシ
ステム内のロボットとシステムの外部の間の物体あるい
は部材を交換するための方法および装置を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴の一つによ
れば、ロボットシステムのロボットとシステム外部の間
で物品を交換する中継部を有するロボットシステムは、
上記ロボットが上記中継部に入ることができる内部ドア
と、システム外部から上記中継部に入ることができる外
部ドアと、上記内部ドアが閉じている時のみ上記外部ド
アを開けることができるように両ドアを制御する手段
と、上記内部ドアが閉じている時は上記中継部に入らな
いように上記ロボットに指令を出す手段から構成したも
のである。

【００１１】この構成は回動棚を利用しておらず、それ
ゆえアライメントの狂いや物品の離脱という機会が減
り、ロボットによる物品のより正確な検索が行なえる。

【００１２】中継部は高くなった台座、あるいは床、あ
るいは部品を支持する他の手段を有する。しかし、本実
施例では、中継部は端部が開いた複数の棚状の貯蔵セル
を有し、各セルには物品を収納し、ロボットは第一方向
よりセル内に入ることができ、システム外からは第二方
向より該セル内に入ることができるように構成した。こ
れは中継貯蔵容量の増大および物品の確実な配置という
利点を生み出す。

【００１３】望ましくは、中継部は搬入域および搬出域
を有するようにする。これは中継部から不良物品を操作
者が搬出する可能性を減少させる。

【００１４】

【実施例】添付図面を参照にして、自動貯蔵ライブラリ
ーに適用した実施例で本発明を詳細に説明する。

【００１５】図１は本発明によるロボットシステムの中
継部の断面を示す概略図である。同図において、１０は
自動貯蔵ライブラリーの内側にあるロボットあるいは抜
き取り装置の操作範囲を示す。同様に、２０はライブラ
リーの外側を示す。この実施例では、種々の部品やデー
タ記憶カートリッジなどの交換を行なう中継部は３０で
示す。その中継部３０は部品やデータ記憶カートリッジ
を保持できる複数の棚４０あるいは棚状の物を有する。
しかし、これら棚部材４０は最低でも２方向から出入り
可能となるように、端部が開いた貯蔵セルとしての特徴
を有する。別の実施例では、中継部は高くなった台座、
あるいは床、あるいは部品を支持する他の手段を用いる
ことも可能である。

【００１６】外部ドア５０は外部から中継部に入るのを
可能にする。ドア用安全ラッチ６０はその外部ドア５０
の開閉を制御する。外部ドア５０は所定の手続きを行な
わない限りロック状態が維持される。（この所定の手続
きについては後述する。）一方、ロボットあるいは抜き
取り装置は内部ドア７０から中継部３０の棚４０に入
る。内部ドア７０は開放状態の時はローラー８０に巻き
取られる巻き上げシャッター型のドアであり、ロボット
の運転の邪魔にならず自動貯蔵ライブラリーの貴重なス
ペースをふさぐこともない。内部ドアの床に近い部分に
ノックオフバー９０を設ける。これは上部リミットスイ
ッチ１００および下部リミットスイッチ１１０に組み合
わされて作動する。両スイッチはライブラリー内のデー
タカートリッジの移動を管理する操作システムのソフト
ウェアに接続している。このリミットスイッチは内部ド
アが開放状態か閉鎖状態か検知するために使われる。

【００１７】自動貯蔵ライブラリーにデータカートリッ
ジを導入するプロセスについて、図２を参照にして説明
する。まず、ステップ２００においてオペレータが中継
部に入ることをライブラリー制御ソフトウェアに指示す
る。これは外部ドアの近くに設けたボタン（図示せず）
を押すか、この制御ソフトウェアに直接キーボード（図
示せず）を介して命令として入力することによって実行
する。

【００１８】ステップ２０５において、内部ドアが閉じ
ているかどうかチェックする。閉じているということが
検知できない時は、ステップ２１０においてロボットが
中継部内で運転中かどうかをチェックする。運転中であ
れば、所定の時間を中断して（ステップ２１５）、ステ
ップ２１０を繰り返す。ロボットが中継部内で運転を停
止するまで、このステップ２１０と２１５を繰り返す。

【００１９】ステップ２２０において、ロボットに中継
部で運転をしないように指示する。次にステップ２２５
において、内部ドアを閉じる。ステップ２２６では所定
時間（内部ドアが閉じるに要する時間に対応する）中断
する。安全措置として、ステップ２３０で内部ドアが閉
じたことを確認する。内部ドアが閉じてなかったら、エ
ラー信号２３１を発し手動の調整が必要なことを指示す
る。ドアが閉じていることが確認されたら、ステップ２
４０で外部ドアを開錠し、オペレータがロボットに接触
するという危険にさらされることなく外部から中継部に
安全に入ることが可能となる。さらに安全措置として、
外部ドアは閉じられるとすみやかに施錠するのが望まし
い。これは、外部ドアを開錠する前に図２のチェックを
繰り返すことを意味する。外部ドアの開錠と中継部への
外部から入るのに要する別な要請との間に続けて作業が
行なわれないなら、内部ドアはステップ２０５で閉じ、
外部ドアはステップ２４０で開錠される。

【００２０】外部から入る必要がなくなると、中継部に
残ったデータカートリッジをロボットが搬出可能とする
ため、オペレータが制御ソフトウェアにこのことを指示
する必要がある。これはボタンあるいはキーボードを介
して行なうことができる。次に、外部ドアが閉じた状態
で施錠されていることを確認する。内部ドアは開かれ、
ロボットは中継部に再度入るように指示される。

【００２１】上記の自動貯蔵ライブラリーでは、中継部
は任意の数の貯蔵棚部を有することが可能であり、した
がって搬入域および搬出域、あるいはその一方を必要に
より設けることができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は回動棚を利用しておらず、アラ
イメントの狂いや部材の不慮の脱落という可能性が少な
く、ロボットによってより正確に部品の搬出を行なうこ
とができる構造を提供する。

【００２３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるロボットシステムの中継部を示す
断面概略図である。

【図２】中継部に外部より入るために行なわれる手続き
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ ロボット運転域 ２０ システム外部域 ３０ 中継部 ４０ 棚 ５０ 外部ドア ６０ ドア用安全ラッチ ７０ 内部ドア ８０ 巻き上げローラー ９０ ノックオフバー １００ 上部リミットスイッチ １１０ 下部リミットスイッチ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットとシステム外部の間で物品を交
   換する中継部を有するロボットシステムにおいて、 該ロボットが該中継部に入ることができる内部ドアと、 システム外部から該中継部に入ることができる外部ドア
   と、 該内部ドアが閉じている時のみ該外部ドアを開けること
   ができるように両ドアを制御する手段と、 該内部ドアが閉じている時は該中継部に入らないように
   該ロボットに指令を出す手段を有することを特徴とする
   ロボットシステム。
2. 【請求項２】 上記中継部は端部が開いた複数の棚状の
   貯蔵セルを有し、各セルには物品を収納し、上記ロボッ
   トは第一方向より該セル内に入ることができ、システム
   外からは第二方向より該セル内に入ることを特徴とする
   請求項１記載のロボットシステム。
3. 【請求項３】 上記内部ドアが閉じている時には上記ロ
   ボットが上記中継部に入らないように指令する手段を更
   に有していることを特徴とする、請求項１あるいは請求
   項２のいずれかに記載のロボットシステム。
4. 【請求項４】 上記中継部は搬入および搬出域を有する
   ことを特徴とする、前項のいずれかに記載のロボットシ
   ステム。
5. 【請求項５】 上記ロボットシステムは自動貯蔵ライブ
   ラリーであり、該貯蔵物品はデータ記憶媒体であること
   を特徴とする、前項のいずれかに記載のロボットシステ
   ム。
6. 【請求項６】 上記中継部は、上記データ記憶媒体の永
   久貯蔵用に利用できることを特徴とする請求項５記載の
   ロボットシステム。
7. 【請求項７】 ロボットシステムとシステム外部との間
   で物品を交換する方法において、 物品を移動させるという信号をロボットシステムに送る
   工程と、 該ロボットシステムのロボットに、中継部内で運転不能
   であることを指示する工程と、 該ロボットシステムが該中継部に入ることができる内部
   ドアを閉じる工程と、 該内部ドアが閉じている時にシステム外部から該中継部
   に入ることができる外部ドアを開錠し、該ロボットシス
   テムに供給するための物品を該中継部に収納すること、
   あるいは物品を該中継部から外部へ搬出することが可能
   となるようにする外部ドア開錠工程、を有することを特
   徴とする方法。