JPH05338740A - 収納棚位置決め制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多列多段の収納棚に対する部品のロボットハ
ンドリング機構において、指定された単位棚に対するロ
ボットハンドの位置ズレを検出して補正し、正しいアク
セス位置に位置決めする制御装置を提供する。 【構成】 各単位棚１b の同一の位置に位置検出ロッド
６をそれぞれ設け、ハンドリング機構の昇降部に、駆動
機構により水平方向に移動し、指定された単位棚１b に
接近して位置検出ロッド６が侵入する方形の窓７b と、
侵入したロッド６の、窓７b の中心に対する垂直および
水平方向の位置ズレをそれぞれ検出する光センサとより
なる位置検出器７を設ける。位置検出器７の出力する位
置ズレ信号によりロボットハンドの位置を微調整し、指
定された単位棚１b のアクセス位置にロボットハンドを
位置決めする。 【効果】 多列多段で全長が非常に長い収納棚に対し
て、部品を指定された単位棚に確実にアクセスできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、多列多段の収納棚に
対するロボットハンドの位置決め制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】機械装置や電子応用装置などの組立て工
場においては、各種の部品が使用されるので、多列多段
の単位棚を有する収納棚を設けて部品を種類別に収納
し、必要に応じて取り出して配給する方法がとられてい
る。部品が多種類で多数の場合は、部品と単位棚の対応
の管理や、各単位棚に対する部品の収納／取り出し（ア
クセス）が繁雑となり、手作業では手に負えないので、
管理はコンピュータ化され、アクセスはロボット機構の
ハンドリングにより自動化されている。

【０００３】図４は多列多段の収納棚の一例を示し、
(a) は収納棚のキャビネットの正面図、(b) は各単位棚
の大きさ、(c) は収納棚の構成方法をそれぞれ示す。図
４(a) において、適当な金属板により、例えば横幅Ｗと
高さＨの寸法が１．８Ｍのキャビネット１a を作り、こ
の中に１０列４０段の都合４００個の単位棚１b を設け
て収納棚１が構成される。部品の種類がさらに多いとき
は、キャビネット１a の両面に収納棚１を構成し、その
複数ｎ組を横並びに接続する。例えば５組の収納棚１-
1, １-2, ……１-5の場合は、全体で４０００個の単位
棚１b がえられ、横幅の全長は９メートルとなる。(b)
は各単位棚１b の寸法を示し、横幅ｗは約１８ｃｍ、高
さｈは約４．５ｃｍである。このような多列多段の収納
棚１をすべて金属により製作すると組み立てが面倒であ
るため、プラスチックスをモールドして構成する方法が
行われている。(c) はこれを示し、左右の両側に単位棚
１b の半分づつを有する多段の部材２をモールドにより
成形し、これを横方向に接続して収納棚１が容易に構成
される。

【０００４】図５は収納棚１に対して部品をアクセスす
るロボットハンドリング機構の一例を示す。収納棚１の
前面（必要により前面および背面）の上下に、モータ３
a,３c により回転する棒ねじ３b,３d と、これらに噛合
しその回転により移動する移動部３e よりなる移動機構
３を設ける。移動部３e に対して上下に昇降する昇降部
４を設け、これにロボットハンド５を装着する。マイク
ロプロセッサの制御によるモータ３a,３b の回転と昇降
部３e の昇降により、ロボットハンド５を移動して指定
された単位棚１b の位置に停止する。ここでマイクロプ
ロセッサによりロボットハンド５を動作させ、単位棚１
b に対して部品がアクセスされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】さて、上記のハンドリ
ングを行うために、各単位棚１b の垂直と水平の座標位
置が、収納棚１と単位棚１b の寸法より割り出されて予
めメモリに記憶される。しかし上記のように収納棚の全
横幅が９Ｍに達する場合は、各単位棚１b には横方向に
位置ズレが起こり易い。高さについても、各収納棚１を
配置した床面のレベルの変化や、棒ねじ３b,３d の湾曲
などにより位置ズレがありうる。これら位置ズレの大き
さが単位棚１b の寸法に比較して無視できないときは、
ロボットハンドによる部品のアクセスが不確実、または
不能となる。これに対して、収納棚と単位棚が小数の場
合は、各単位棚の実際の座標位置を正確に実測してメモ
リに記憶するか、または各単位棚に対してハンドリング
を実行して位置ズレを補正する、いわゆるテーチングを
行うことにより正確なアクセスを行うことができる。し
かしながら、単位棚が多数の場合は、それぞれの正確な
実測や、テーチングは容易でない。そこで、メモリには
概略の座標データを記憶しておき、アクセスの段階で各
単位棚の位置ズレを検出して補正し、ロボットハンドを
位置決めする手段を設けることが適切と考えられる。こ
の発明は以上に鑑みてなされたもので、多列多段の収納
棚に対する部品のロボットハンドリング機構において、
アクセスの段階で各単位棚の位置ズレを検出する手段を
有し、ロボットハンドの位置ズレを補正して、指定され
た単位棚に対して正しく位置決めする制御装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成する収納棚位置決め制御装置であって、各単位棚の
同一の位置に水平方向に突出した位置検出ロッドをそれ
ぞれ設ける。またハンドリング機構の昇降部に、駆動機
構により水平方向に移動し、指定された単位棚に接近し
て位置検出ロッドが侵入する方形の窓と、侵入した位置
検出ロッドの、窓の中心に対する垂直および水平方向の
位置ズレをそれぞれ検出する光センサとを有する位置検
出器を設ける。位置検出器の出力する位置ズレ信号によ
りハンドリング機構を動作してロボットハンドの位置を
微調整し、指定された単位棚に対してロボットハンドを
位置決めするものである。

【０００７】

【作用】上記の制御装置においては、マイクロプロセッ
サの制御により、ハンドリング機構の昇降部が指定され
た単位棚に対応する位置に移動して停止する。ここで、
駆動機構により位置検出器が指定された単位棚に接近
し、その窓に位置検出ロッドが侵入する。侵入した位置
検出ロッドは、窓の中心に対する垂直および水平方向の
位置ズレが光センサによりそれぞれ検出される。この位
置ズレ信号によりハンドリング機構を動作してロボット
ハンドの位置が微調整され、指定された単位棚に対して
位置決めされる。なお、ロッドが窓の中心に一致したと
き、ロボットハンドが単位棚に対する正しいアクセス位
置となるように、予めこれらの位置関係が設定される。

【０００８】

【実施例】図１はこの発明の一実施例を示し、(a) は全
体の構成図、(b) は部分詳細図である。図１(a),(b) に
おいて、収納棚１の各単位棚１b の適当な同一の位置に
収納棚の表面より突出した位置検出ロッド６をそれぞれ
設ける。ロボットハンドリング機構は前記した図５と同
一とし、その昇降部４に設けられたロボットハンド５に
並行して窓７a を有する位置検出器７を取り付ける。両
者の位置関係は、ハンドリング機構により位置検出器７
を上下または左右に移動し、窓７a の中心が検出ロッド
６に一致したとき、ロボットハンド５の先端が単位棚１
b に対して正しいアクセス位置となるように設定する。
また、位置検出器７を収納棚１に対して前後方向に移動
するモータ８を設ける。

【０００９】図２(a) は位置検出ロッド６、(b) は位置
検出器７の構成例をそれぞれ示す。図２(a) において、
位置検出ロッド６は各単位棚１b の、例えば図示の位置
にそれぞれ設けられるが、これらを収納棚１の製作後に
取り付けることは面倒でありまた不正確となり易いの
で、前記した図４(c) のモールド部材２を成形するとき
一緒に成形する。これにより位置検出ロッド６は位置が
正確で容易に成形される。図２(b) において、位置検出
器７は適当な大きさのベース板７a に、単位棚１b の位
置ズレの範囲に対応した大きさの窓７b を切り抜く。窓
７b の周囲に、水平方向にそれぞれ複数（図では４個）
の投光器７c と受光器７d を配列し、垂直方向に投光器
７f と受光器７g を配列して光センサを構成し、各受光
器７d と７g を垂直位置検出回路７e と水平位置検出回
路７h にそれぞれ接続する。窓７bに位置検出ロッド６
が侵入すると、いずれかの投光器の投光光が遮断され、
窓の中心に対するロッド６の垂直および水平方向の位置
ズレが検出される。なお、上記の光センサは投光器と受
光器の個数や構成方法が上記と異なるものも考えられる
が、いずれにしても位置検出ロッド６の位置ズレを検出
できるものであればよい。

【００１０】図３は制御部の概略構成図を示す。制御部
９はマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）９a 、操作部９b 、
メモリ９c 、および３個の制御回路９d,９e,９f とによ
り構成される。制御部９に対して前記した垂直位置検出
回路７e 、水平位置検出回路７h 、モータ３a,３b 、昇
降部４、およびモータ８がそれぞれ図示のように接続さ
れる。また、メモリ９c には、各部の寸法より割り出さ
れた各単位棚１b の概略の座標データが予め記憶され
る。図３により部品のハンドリングを説明すると、まず
操作部９b により単位棚１b を指定すると、ＭＰＵ９a
がメモリ９c よりその座標データを読出して制御回路９
d,９e に渡し、モータ３a,３c が回転して移動部３e が
移動するとともに、昇降部４が上昇または下降して、指
定された単位棚１b に対する概略の位置に停止する。こ
こで、ＭＰＵ９a より移動指令が制御回路９f に与えら
れ、モータ８が動作して位置検出器７が単位棚１b に接
近し、位置検出ロッド６が窓７b に侵入する。光センサ
により、窓７b の中心に対するロッド６の位置ズレが検
出され、位置ズレ信号が垂直位置検出回路７e と水平位
置検出回路７h より出力される。これらがＭＰＵ９a を
経て制御回路９d,９e に与えられ、位置ズレが０となる
ように移動部３e と昇降部４がそれぞれ移動、昇降し、
ロボットハンド５が正しいアクセス位置に停止し、単位
棚１b に対して部品がアクセスされる。これと前後して
位置検出器７は後退して復旧する。

【００１１】

【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明による収
納棚位置決め制御装置においては、各単位棚に設けた位
置検出ロッドと、ロボットハンドリング機構の昇降部に
設けた位置検出器とにより、指定された単位棚のアクセ
ス位置に対するロボットハンドの位置ズレを検出し、位
置ズレ信号によりロボットハンドを微調整して正しいア
クセス位置に位置決めするもので、ロボット機構に対す
る面倒なテーチングを必要とせず、多列多段で全長が非
常に長い収納棚に対して、部品を確実にアクセスできる
効果には大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例を示し、(a) は全体の構
成図、(b) は部分詳細図である。

【図２】 (a) はこの発明の一実施例における位置検出
ロッド、(b) は位置検出器をそれぞれ示す。

【図３】 この発明の一実施例における、制御部の概略
構成図である。

【図４】 多列多段の収納棚の一例を示し、(a) は正面
図、(b) は各単位棚の大きさ、(c) は収納棚の構成方法
をそれぞれ示す。

【図５】 部品に対するロボットハンドリング機構の一
例を示す。

【符号の説明】

１，１-1, １-2, 〜１-n …収納棚、１a …キャビネッ
ト、１b …単位棚、２…モールド部材、３…移動機構、
３a,３c …モータ、３b,３d …棒ねじ、３e …移動部、
４…昇降部、５…ロボットハンド、６…位置検出ロッ
ド、７…位置検出器、７a …ベース板、７b …窓、７c,
７f …投光器、７d,７g …受光器、７e …垂直位置検出
回路、７h …水平位置検出回路、８…モータ、９…制御
部、９a …マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、９b …操作
部、９c …メモリ、９d,９e,９f …制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多列多段の単位棚を有する部品収納棚に
   対面して設けられ、マイクロプロセッサにより制御さ
   れ、水平方向に移動する移動部と、該移動部に取り付け
   られて垂直方向に昇降する昇降部、および該昇降部に取
   り付けられ、指定された前記単位棚に対して部品をアク
   セスするロボットハンドとにより構成されたロボットハ
   ンドリング機構において、前記各単位棚の同一の位置に
   水平方向に突出した位置検出ロッドをそれぞれ設け、前
   記昇降部に、駆動機構により水平方向に移動して前記指
   定された単位棚に接近し、該接近により前記位置検出ロ
   ッドが侵入する方形の窓と、該侵入した位置検出ロッド
   の、該窓の中心に対する垂直および水平方向の位置ズレ
   をそれぞれ検出する光センサとを有する位置検出器を設
   け、該位置検出器の出力する位置ズレ信号により前記ハ
   ンドリング機構を動作して前記ロボットハンドの位置を
   微調整し、前記指定された単位棚に対して前記ロボット
   ハンドを位置決めすることを特徴とする、収納棚位置決
   め制御装置。