JPH09285990A

JPH09285990A - ロボット装置及びロボット作業装置

Info

Publication number: JPH09285990A
Application number: JP10023996A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Onishi; 良孝大西
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-04-22
Filing date: 1996-04-22
Publication date: 1997-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】ロボットの構成を自動的に変更可能として多
品種少量生産や混流生産に適したフレキシブルでコンパ
クトなロボット装置を提供する。また、生産ラインをフ
レキシブルに変更可能にして生産効率の高いロボット作
業装置を提供する。【解決手段】ロボットを相互に分離可能に連結された
作業用駆動機構モジュールで構成して、モジュール交換
装置によってロボットを作業用駆動機構モジュールを自
動的に交換できるようにした。また、複数のロボット装
置及びバッファエリアを、１台のバッファエリアにスト
ックされた部品を少なくとも２台以上のロボット装置が
作業可能に配置して、フレキシブルな生産ライインを構
築可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数の作業用駆
動機構モジュールが分離可能に連結されて構成されたロ
ボットと作業用駆動機構モジュールを連結及び分離する
モジュール交換装置を備えたロボット装置、及びバッフ
ァエリアから複数のロボット装置が被作業物を取り出し
て作業可能なようにロボット装置を配置したロボット作
業装置に関するものである。例えば、自動組立装置など
に適用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のロボット装置は、自動車製造ライ
ンに代表されるように、単に、コンベアの両サイドに単
機能的なロボットを多数配置した構成である。このよう
な構成では、一個の製品を完成させるために大規模な製
造ラインが必要となり、近年求められている多品種少量
生産や製品サイクルの短縮には不向きである。このよう
なことから、よりフレキシブルなロボット装置が求めら
れており、例えば、図１２に示すようなロボット装置が
提案されている。図１２のロボット装置は、日本ロボッ
ト学会誌（ＶＯＬ．ＮＯ．３ＰＰ．３３４〜３３８、１
９９２）に示されたもので、図において、５０１〜５０
３は組立作業をするためのアーム型のロボットで、ステ
ージ５０４上を自走可能に構成されている。５０５は各
ロボット５０１〜５０３に設けられたアームである。５
０６及び５０７はステージ５０４上を自走可能な作業テ
ーブル、５０８は部品５０９などをプラテン５１０に載
せて移送するフィーダ、５１１は電力の供給及び通信用
のケーブルである。

【０００３】従来のロボット装置の動作について説明す
る。組立作業の内容が決まると、各ロボット５０１、５
０２、５０３及び作業テーブル５０６及び５０７は、予
め設定されたレイアウト位置に移動して固定される。例
えば、図１２では、ロボット５０１及び５０２は作業テ
ーブル５０６上の被組立品（図示せず）を協働して組み
立てる位置に固定される。また、ロボット５０３は作業
テーブル５０７上の被組立品（図示せず）を組立る位置
に固定される。このような状態で組立作業が行なわれ
る。組立作業が完了し、次に組立られる製品が先の製品
と異なる場合は、各ロボット５０１、５０２、５０３及
び作業テーブル５０６及び５０７は、次の製品を組み立
てるに適した位置に移動して固定される。アーム５０５
を交換する必要が有る場合は、各ロボット５０１、５０
２及び５０３を固定する前にアーム５０５の交換が行わ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のロボット装置
は、以上のように、多品種少量生産や製品サイクルの短
縮に対応するために、ロボットを自走式に構成していた
が、ロボットは単に作業位置に自走して固定されるよう
に構成しただけであるので、ロボットを作業位置やハン
ド交換位置に迅速にかつ正確に移動させるのが難しく、
また、多品種少量生産や混流生産におけるハンドの交換
などにおいて、作業時間ロスが多く、生産性の向上が難
しいという問題点があった。また、作業工程が多い多種
混流生産において、例えばロボット装置に異常が発生し
て場合などに、迅速に対処しにくかった。この発明は上
記問題点を解消するためになされたもので、多品種少量
生産や混流生産においてロス時間が少なく生産性の高い
ロボット装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明のロボット装置
は、分離可能に連結された複数の作業用駆動機構モジュ
ールでロボットを構成し、作業用駆動機構モジュールの
連結及び分離作業をするロボット組立装置を設け、磁束
発生手段を有し作業用駆動機構モジュール間を磁気的吸
引力で連結する連結装置を作業用駆動機構モジュールに
設け、連結装置の磁気的吸引力を制御する制御コイルを
有する離脱装置を設けたものである。また、磁束発生手
段を永久磁石で形成したものである。また、モジュール
連結装置を作業用駆動機構モジュールの少なくとも１つ
に設けるとともに、モジュール連結装置に磁束発生手段
が発生した磁束の磁路を形成すると共に分離コイルが嵌
合可能な嵌合部材を設け、モジュール離脱装置をロボッ
トから独立して配置し、磁気的吸引力を制御するときに
分離コイルを上記嵌合部材に嵌合させるように構成した
ものである。また、モジュール離脱装置がロボット組立
装置に連動するものである。

【０００６】また、この発明は、軌道と、相互に分離可
能に連結された複数個の作業用駆動機構モジュールで構
成され軌道にそって移動可能なロボットと、軌道におい
て作業用駆動機構モジュールを交換するモジュール交換
装置と、ロボット及び上記モジュール交換装置の動作を
制御するタスク制御装置とを設けたものである。また、
複数の作業用駆動機構モジュールの内の１台を、他の作
業用駆動機構モジュールを支持して軌道に沿って移動す
る走行装置としたものである。また、走行装置をモジュ
ール交換装置によって軌道に着脱可能としたものであ
る。また、作業用駆動機構モジュールの内の少なくとも
１台に作業用駆動機構モジュールを駆動させる駆動手段
とこの駆動手段の動作を制御する駆動制御装置とを設
け、タスク制御装置が駆動制御装置に指令を送信するし
ょうに構成したものである。また、ロボットを導く軌道
をループ状に形成したものである。

【０００７】また、作業用駆動機構モジュールを走行装
置によって支持し、走行装置を軌道によって支持したも
のである。また、走行装置を軌道に着脱可能としたもの
である。また、軌道を円形に形成し、ロボットが作業を
する作業テーブルを軌道の内側また、軌道をはほぼ平行
に間隔を隔てて２本配置し、ロボットが作業をする作業
テーブルを軌道間に配置したものである。また、モジュ
ール交換装置を相互に分離可能に連結された複数個の交
換用駆動機構モジュールで構成し、ロボット装置を交換
用駆動機構モジュールの連結及び分離が可能としたもの
である。また、磁束発生手段を有し上記作業用駆動機構
モジュール間を磁気的吸引力で連結するモジュール連結
装置と、上記磁束発生手段の発生する磁束に磁気的に結
合する磁束を発生して上記磁気的吸引力を制御する離脱
コイルを有するモジュール離脱装置とを設けたものであ
る。また、軌道に複数台のロボットを設けたものであ
る。また、軌道に複数台のロボットを設けると共に、複
数台のモジュール交換装置を設けたものである。

【０００８】この発明のロボット作業装置は、複数台の
ロボット装置と被作業物をストック可能な複数台のバッ
ファエリアと総合タスク制御装置とを設け、１台のバッ
ファエリアがストックする上記被作業物に対して少なく
とも２台のロボット装置が作業可能なように２台以上の
ロボット装置を１台のバッファエリアに隣接配置し、総
合タスク制御装置がバッファエリアに隣接配置されたロ
ボット装置から作業をするロボット装置を選択して指令
を出すように構成したものである。また、複数台のロボ
ット装置を１台のロボット装置の周囲を囲むように配置
し、相対向するロボット装置間にバッファエリアを配置
したものである。また、ロボット装置とバッファエリア
とを所定方向に交互に隣接配置すると共に上記所定方向
とほぼ直角方向にも交互に隣接配置したものである。ま
た、総合タスク装置は、各ロボット装置が行う作業分担
を設定して上記各ロボット装置に指令を出すと共に、上
記各ロボット装置のいずれかの故障を検知すると、故障
した上記ロボット装置の作業を他の上記ロボット装置に
振り替えるように上記ロボット装置に指令を出すように
構成したものである。また、総合タスク装置は、各ロボ
ット装置が行う作業分担を設定して上記各ロボット装置
に指令を出すと共に、バッファエリアの被作業物の滞留
状況を検知して上記被作業物の滞留状況に応じて先に設
定した上記作業分担を変更するように各上記ロボット装
置に指令を出すように構成したものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１この発明の実施の形態１であるロボ
ット装置を示す概略斜視図である。図１において、１は
円形ループ状に形成された軌道、２は軌道１の中央に配
置された作業テーブル、１００は軌道１に沿って移動可
能なように軌道１に設けられた４軸水平多関節のロボッ
トで、相互に分離可能に連結された第１〜第４の作業用
駆動機構モジュール３、４、５及び６によって構成され
ている。第１の作業用駆動機構モジュール３は軌道１
に着脱可能に支持された走行装置（以下走行装置と称
す）によって構成されている。第２の作業用駆動機構モ
ジュール４は走行装置３に支持されている。第３の作業
用駆動機構モジュール５は第２の作業用駆動機構モジュ
ール４によって回動可能に支持されている。第４の作業
用駆動機構モジュール６は第３の作業用駆動機構モジュ
ール５の回転軸部（図示せず）によって回動可能に支持
され、作業テーブル２上で作業をするための垂直軸７及
び手首軸８が設けられている。２００は第２〜第４の作
業用駆動機構モジュール４、５、６及び走行装置３をを
相互に連結したり分離することによってロボット１００
の組立及び分解をするモジュール交換装置である。

【００１０】図２は、モジュール交換装置２００による
交換動作中の状態を示す斜視図である。すなわち、図２
では作業用駆動機構モジュール５が４に連結されようと
している。９はロボットを組み立てるための組立用アー
ム装置で、第１の組立用アーム１０上下方向に移動及び
回動可能に支持している。１１は第２の組立用アーム
で、第１の組立用アーム１０に回動可能なように支持さ
れている。１２は第２の組立用アーム１１に回転可能に
支持された把持装置で、相互に開閉する把持ハンド１３
が設けられている。１４は把持装置１２に回動可能に支
持された第１のビジョンセンサ（カメラ）である。組立
用アーム装置９、第１及び第２の組立用アーム１０、１
１及び把持装置１２によって、ロボット組立装置３００
が構成されている。

【００１１】１５は離脱用アーム装置で、第１のコイル
支持アーム１６を上下方向に移動及び回動可能に支持し
ている。１７は第２のコイル支持アームで、第１のコイ
ル支持アーム１６に回動可能に支持されている。１８は
第３のコイル支持アームで、第２のコイル支持アーム１
７によって回動可能に支持されている。第３のコイル支
持アーム１８には図３に示すように相互に開閉可能な一
対の平行アーム１９が設けられている。２０は平行アー
ム１９に設けられた一対の離脱コイルで、平行アーム１
９が開いている時は相互に分割された状態にあり、平行
アーム１９が閉じた状態ではコイル電流が流れるように
相互に連結される。離脱装置用アーム装置１５、第１の
コイル支持アーム１６、第２のコイル支持アーム１７、
第３のコイル支持アーム１８、平行アーム１９及び離脱
コイル２０によってモジュール離脱装置４００が構成さ
れている。５００はモジュール格納装置で、ロボット１
００が多種の製品の組立作業が可能なように多種の作業
用駆動機構モジュール（例えば２１）が格納されてい
る。また、組立作業以外の溶接、切断、成形作業などの
加工作業も出来るように加工のための作業用駆動機構モ
ジュール（図示せず）も格納されている。２２はカバー
装置で、ロボット１００の組立作業をモニターするため
のカメラで構成された第２のビジョンセンサ２３が設け
られている。ロボット組立装置３００、モジュール離脱
装置４００、モジュール格納装置５００及びカバー装置
２２によって、モジュール交換装置２００が構成されて
いる。

【００１２】図４は第２の作業用駆動機構モジュール４
と第３の作業用駆動機構モジュール５とが連結される部
分の断面を示す断面図である。図４において、２４は第
２の作業用駆動機構モジュール４に設けられた第１の支
持枠、Ｍ２は第１の支持枠２４に設けられ回転軸２６を
有する駆動手段であるモータ、２７は減速装置で、第１
の支持枠２４に固着された固定リンク部２８、回転軸２
６に連結されて回転する回転入力部２９及びモータＭ２
の回転速度が減速されて出力される回転出力部３０によ
って構成されている。Ｅ２はモータＭ２の回転位置を検
出するエンコーダ、３２は回転軸部で、固定リンク部２
８及びクロスローラ軸受３３を介して第１の支持枠２４
に回転可能に支持されている。回転軸部３２は回転出力
部３０に連結されており、回転出力部３０と一体となっ
て回転する。３４は磁性体によって形成されたコ字状の
第１の磁性体で、回転軸部３２に固着されている。第１
の磁性体３４は、間隔を隔てて平行に配置された一対の
連結部３５と、両端が連結部３５に接続され離脱コイル
２０が嵌合可能なように回転軸部３２の側面から突出し
た嵌合部３６とによって構成されている。３７は第３の
作業用駆動機構モジュール５に設けられた第２の支持枠
で、回転軸部３２と着脱可能に嵌合する段部３８が設け
られている。３９は磁性体によって形成され平行に間隔
をあけて配置された一対の第２の磁性体で、第１の連結
部３５に対向して配置され、第２の支持枠３７に固着さ
れている。４０は永久磁石によって形成された磁束発生
手段（以下永久磁石と称す）で両第２の磁性体３９間に
配置されて両第２の磁性体３９に接続されている。第１
及び第２の磁性体３４、３９、及び永久磁石４０によっ
てモジュール連結装置４１が構成されている。

【００１３】図５は第１及び第２の磁性体３４、３９及
び永久磁石４０の配置関係を説明するためのモジュール
連結装置４１の分解図である。図５において１点鎖線は
永久磁石４０が発生した磁束を通す磁路を示している。
図６は第２の支持体３７とモジュール連結装置４１の配
置の関係を示す平面図である。図６において１点鎖線は
永久磁石４０が発生した磁束を通す磁路を示している。
永久磁石４０が発生する磁束による第１及び第２の磁性
体３４、３９間に磁気的吸引力によって、第２の作業用
駆動機構モジュール４と第３の作業用駆動機構モジュー
ル５とが連結される。

【００１４】図７は実施の形態１のロボット装置の制御
システムを示すブロック図である。図において、Ｍ１〜
Ｍ８はモータ、Ｅ１〜Ｅ８はエンコーダで、モータＭ１
〜Ｍ８の回転位置を検出する。Ｓ１〜Ｓ７はサーボコン
トローラで、エンコーダＥ１〜Ｅ８の出力をフードバッ
ク信号としてモータＭ１〜Ｍ８をタスク制御装置４２の
指令どおりに制御する。モータＭ１〜Ｍ８、エンコーダ
Ｅ１〜Ｅ８及びサーボコントローラＳ１〜Ｓ７によって
駆動制御装置Ｋ１〜Ｋ７が構成されている。モータＭ
１、エンコーダＥ１及びサーボコントローラＳ１は走行
装置３に設けられて、第２の作業用駆動用機構モジュー
ル５をタスク制御装置４２の指令する位置に移動させ
る。モータＭ２、エンコーダＥ２及びサーボコントロー
ラＳ２は第２の作業用駆動機構モジュール４に設けられ
て、第３の作業用駆動用機構モジュール５をタスク制御
装置４２が指令する位置へ回動させる。モータＭ３、エ
ンコーダＥ３及びサーボコントローラＳ３はタスク制御
装置４２の指令に基づいて第４の作業用駆動機構モジュ
ール６を回動させる。モータＭ４、エンコーダＥ４及び
サーボコントローラＳ４はタスク制御装置４２の指令に
基づいての垂直軸７を駆動させる。モータＭ５、エンコ
ーダＥ５及びサーボコントローラＳ５はタスク制御装置
４２の指令に基づいて第４の作業用駆動機構モジュール
６の手首軸８を駆動させる。第２〜第４の作業用駆動機
構モジュール４〜６には個別の形状に関するデータが記
憶された形状メモリ（図示せず）が設けられている。形
状に関するデータは、第２〜第４の作業用駆動機構モジ
ュール４〜６の形状には製作過程における個別の誤差や
歪みがあり、予め計画されたタスク制御装置４２のプロ
グラムによって駆動させても必ずしも正しい動作をする
とは限らない。そこで、上記形状メモリのデータは、第
２〜第４の作業用駆動機構モジュール４〜６が正しい動
作が出来ようにタスク制御装置４２の指令を補正するた
めのものである。

【００１５】モータＭ６、エンコーダＥ６及びサーボコ
ントローラＳ６はロボット組立装置３００に設けられて
おり、タスク制御装置４２の指令に基づいて、ロボット
組立装置３００を動作させる。すなわち、ロボット組立
装置３００は走行装置４及び作業用駆動機構モジュール
５〜７を相互に連結したり分離したりして、ロボット１
００の組立及び分解動作を行う。モータＭ７、エンコー
ダＥ７及びサーボコントローラＳ７はモジュール離脱装
置４００に設けられており、タスク制御装置４２の指令
に基づいて、モジュール離脱装置４００を動作させる。
モジュール離脱装置４００には、離脱コイル２０へ供給
するコイル電流を制御するコイル電流制御装置（図示せ
ず）が設けられている。モータＭ８、エンコーダＥ８及
びサーボコントローラＳ８はモジュール格納装置５００
に設けられており、タスク制御装置４２の指令に基づい
て、モジュール格納装置５００を動作させる。すなわ
ち、格納されている作業駆動機構モジュール２１をロボ
ット組立装置３００が取出し易い位置に移動させたり、
ロボット組立装置３００が搬送した作業駆動機構モジュ
ール２１をモジュール格納装置５００の所定の場所に格
納する。４３はタスク制御装置４２との間で制御信号の
やりとりをするための通信ライン、４４は給電するため
の電源ラインである。なお、第２〜第３の作業用駆動機
構モジュール４〜５及び走行装置３間の電力の授受には
非接触で電力を供給できる電力供給手段（図示せず）が
用いられている。また、ロボット組立装置３００、モジ
ュール離脱装置４００及びモジュール格納装置５００に
は、モータＭ６〜Ｍ８、エンコーダＥ６〜Ｅ８及びサー
ボコントローラＳ６〜Ｓ８が１個づつしか記載されてい
ないが、実際は、各装置の動作内容に応じて複数個設け
られている。また、走行装置４、各作業用駆動機構モジ
ュール４〜５、ロボット組立装置３００、モジュール離
脱装置４００及びモジュール格納装置５００には作業の
状態や自己を診断する動作モニター装置（図示せず）が
設けられており、モニター結果が通信ライン４４を通し
てタスク制御装置４２へフィードバックされる。

【００１６】タスク制御装置４２は、コンピュータが組
み込まれており、ロボット１００及びモジュール交換装
置２００を動作させるため命令が記憶出来るように構成
されている。例えば、ロボット装置は多種類の製品を組
み立てるので、この場合は、ロボット１００が組み立て
る製品毎に必要となるロボットの構成（作業用駆動機構
モジュールの組合せ）、製品を組み立てる時のロボット
１００の動作手順、ロボットの動作中における軌道１上
の位置、ロボット１００を組立及び分解するためのモジ
ュール交換装置２００の作業手順などを記憶することが
出来る。また、タスク制御装置４２は、一方的にロボッ
ト１００及びモジュール交換装置２００に制御信号を送
信するのではなく、例えば、第１及び第２のビジュアル
センサ１４及び２３が示すように、ロボット１００及び
モジュール交換装置２００には多数のセンサ（図示せ
ず）が設けられ、これらのセンサの検出信号がタスク制
御装置４２へフィードバックされるので、これらの検出
信号によって送信中の制御信号を補正して目的に合った
動作をさせることが出来ように構成されている。また、
センサの検出信号が作業用駆動機構モジュールの故障を
示す信号である場合などは、自動的にロボット１００の
故障した作業用駆動機構モジュールを取り替えるための
指令を送信する。また、タスク制御装置４２は、先に述
べたように、ロッボト１００の組立が完了した時点に、
上記形状に関するデータの信号を受信し、第２〜第４の
作業用駆動機構モジュール４〜６へ送信する指令を補正
する機能を備えている。このため、例えば、交換用とし
て第２の作業用駆動機構モジュール４が複数個あり、故
障などで他の第２の作業用駆動機構モジュール４と取り
替えられた場合、第２の作業用駆動機構モジュール４間
の形状に誤差があっても、自動的に作業プログラムを補
正することによってロボット１００を正常に動作させる
ことができる。

【００１７】実施の形態１の動作を説明する。例えば、
製品（図示せず）を組み立てる場合、組み立てる製品が
決まると、タスク制御装置４２に入力されている製品の
情報に基づいてプログラムされた指令が、ロボット１０
０及びモジュール交換装置２００の各サーボコントロー
ラＳ５〜Ｓ７へ送信される。モジュール交換装置２００
が作動して、軌道１上にその製品を組み立てるのに適し
たロボット１００を組み立てる。この場合、軌道１に走
行装置３の装着された状態で、その上、第２〜４の作業
駆動機構用モジュール４〜６を組み立てる。ロボット１
００の組立が完了すると、ロボット１００はタスク制御
装置４２からの指令に基づいて軌道１上を移動しながら
製品の組立作業を実行する。組立作業においては、ロボ
ット１００はバッファエリア（図１〜図６には図示せ
ず）に搬入された複数の被作業部材である部品（図示せ
ず、以下部品と称す）を、第４の作業用駆動機構モジュ
ール６の手首軸８で把持して作業テーブル２へ運んで、
作業テーブル２上で製品を組み立てる。組立作業の過程
で、例えば、第４の作業用駆動機構モジュール６以外の
作業用駆動機構モジュール（図示せず）が必要な場合
は、走行装置３がロボット１００を軌道１に沿ってモジ
ュール交換装置２００の近くへ移動させる。

【００１８】そして、モジュール交換装置２００が第４
の作業用駆動機構モジュール６を交換する。また、第２
〜３の作業用駆動機構モジュール４〜６が作業内容の点
で交換が必要でない場合であっても、第２〜３の作業用
駆動機構モジュール４〜６からフィードバックされた動
作モニター信号によってタスク制御装置４２が第２〜３
の作業用駆動機構モジュール４〜６の故障などを検知し
た場合は、タスク制御装置４２の指令によってする故障
した第２〜３の作業用駆動機構モジュール４〜６の交換
が行なわれる。また、部品に問題があって異常が発生し
た場合は、ロボット１００はタスク制御装置４２の指令
によって問題のある部品を不良品用バッファエリア（図
示せず）へ収納する。

【００１９】次に、ロボット１００を組み立てたり分解
したりする場合の動作について説明する。図２は第２の
作業用駆動機構モジュール４に第３の作業用駆動機構モ
ジュール５を連結する作業状態を示している。把持装置
１２によって第３の作業用駆動機構モジュール５が支持
されている。この場合、第１のビジョンセンサ１４によ
って、モジュール格納装置５００から第３の作業用駆動
機構モジュール５を取り出す時、第２の作業用駆動機構
モジュール４との連結連結部分の位置と形状を認識して
連結動作が可能なように把持する。また、第２のビジョ
ンセンサ２３によって、第２の作業用駆動機構モジュー
ル４の連結される部分の位置と形状を認識する。タスク
制御装置４２は第１及び第２のビジョンセンサ１４及び
２３から送信された信号と第２及び第３の作業用駆動機
構モジュール４及び５の形状、寸法、重量などの固有の
データからロボット組立装置１００の動作を決定する。
一方、平行アーム１９は閉じられ、両離脱コイル２０は
コイル電流が流れるように一体に連結されて嵌合部材３
６に嵌合している。第２と第３の作業用駆動機構モジュ
ール４と５を連結させる動作中は、離脱コイル２０に電
流を供給して、離脱コイル２０を永久磁石４０が発生す
る磁束を打ち消す方向の磁束が発生するように励磁す
る。

【００２０】すなわち、離脱コイル２０を励磁して、図
４、５及び６に示す連結装置４１の第１及び第２の連結
部材３４、３９間の磁気的吸引力を消滅させる。この状
態で第２支持枠３７を回転軸部３２に近づけて段部３８
を回転軸部３２に嵌合させる。図４に示すように、第１
及び第２の連結部材３４、３９が当接すると、離脱コイ
ル２０への電流の供給を停止して離脱コイル２０の励磁
を停止させる。離脱コイル２０の励磁が停止すると、第
１及び第２の連結部材３４、３９間が永久磁石４０の発
生する磁束による吸引力によって結合される。次に、平
行アーム１９を開いて離脱コイル２０を切り離し、離脱
コイル２０を嵌合部材３６から解放することによって、
第２と第３の作業用駆動機構モジュール４、５間の連結
動作を完了する。

【００２１】このように、離脱コイル２０を用いて第１
と第２の連結部材３４、３９間の間の磁気的吸引力を消
滅させた状態で連結動作を行うので、第１及び第２の連
結部材４、５間の磁気的吸引力が、第２の連結部材３９
が第１の連結部材３４に近づくにつれて増大して、第２
の連結部材３９が第１の連結部材３４に当接する時に極
めて大きな衝撃力が発生し、連結作業がしにくくなるな
どの問題が回避される。ロボット１００の分解に当たっ
て第２と第３の作業用駆動機構モジュール４、５間を分
離する時も、連結時と同様に、離脱コイル２０によって
第１及び第２の連結部材３４、３９間の磁気的吸引力を
消滅させる。第１及び第２の連結部材３４、３９間の磁
気的吸引力を消滅させることによって、第２と第３の作
業用駆動機構モジュール間の分離作業が容易になる。

【００２２】なお、以上の説明は、第２〜第４の作業用
駆動機構モジュール４〜６に駆動制御装置Ｓ１〜Ｓ３を
設けたものについて説明したが、駆動制御装置Ｓ１〜Ｓ
３の代わりに、駆動力伝達機構、電力及び信号の伝送路
を設けてもこの発明の効果がある。また、軌道１は床上
に設置されたものについて説明したが、床埋め方式、天
吊り方式、壁掛け方式などであっても、この発明の効果
はある。また、ロボット組立装置３００を構成する組立
用アーム装置９、第１及び第２の〜第の組立用アーム１
０、１１及び把持装置１２などを、相互に分離可能に連
結される交換用駆動機構モジュールで構成するととも
に、ロボット１００を軌道１上で交換用駆動機構モジュ
ールを交換出来るように構成することによって、ロボッ
ト１００が成し得る作業範囲を広げられるので、作業効
率をさらに向上させることが出来る。また、走行装置３
を作業用駆動機構モジュールで構成したものについて説
明したが、例えば、第２の作業用駆動機構モジュール４
を直接軌道１に装着してチエンや歯車など移動させるよ
うに構成されたものであっても、また、走行装置３が第
２の作業用駆動機構モジュール４に組み込まれた構成で
あっても、この発明の効果はある。

【００２３】実施の形態２．図８は実施の形態２を示す
平面図である。図８において、図１と同符号は同様のも
のである。１１１〜１１３は、図１におけるロボット１
００に相当するロボットであり、軌道１に沿って移動可
能に３台設けられており、３台が協働した作業テーブル
２上で製品（図示せず）を組立することが可能に構成さ
れいる。また、制御系のブロック図は、基本的には図７
と同様であり、ロボットが３台で構成されているので、
図７においてロボットをあと２台分を加えた構成とな
る。ロボット装置による作業においては、通常、複数回
にわたり作業用駆動機構モジュール３〜４を交換する必
要がある。このような場合、タスク制御装置４２は、記
憶されているプログラムに基づいて、作業の工程中に適
宜、モジュール交換装置２００及びその時点に作業用駆
動機構モジュール４〜６の交換が必要なロボット１１１
〜１１３に指令を出して、作業用駆動機構モジュール４
〜６の交換を行なわせる。交換後の作業においては、第
２〜第４の作業用駆動機構モジュール４〜６にメモリさ
れた形状に関するデータによって、タスク制御装置４２
から作業用駆動機構モジュール４〜６への指令を補正す
るので、交換後のロボット１１１〜１１３への再学習を
させる必要がない。このため、障害のある作業用駆動機
構モジュールを自動交換することが可能となり、信頼生
の高い生産ラインを構築出来る効果があり、通常の工場
での省メンテナンス化及び省力化や連続無人運転だけで
はなく、深海や宇宙などの極限環境における無人工場で
の利用が可能となる。

【００２４】このように軌道１に複数台のロボット１１
１〜１１３が設けられたロボット装置においては、複数
台のロボット１１１〜１１３が協働して作業するのでロ
ス時間が少なく作業効率が極めて良い。又、複数台のロ
ボット１１１〜１１３が設けられているので、作業用駆
動機構モジュール４〜６の交換頻度が少なくてすみ、ま
た、例えば、ロボット１１１がモジュール交換装置２０
０によって組立中であっても、他のロッボト１１２及び
１１３によって作業が出来るので作業効率が極めて良
い。

【００２５】実施の形態３．図９は実施の形態３のロボ
ット作業装置の平面図である。図９において、１２１〜
１２７はロボット装置で、その構成は図１と同じであ
り、同符号のものは図１と相当のものである。Ｂ１〜Ｂ
１２はロボット装置１２１〜１２７によって作業がされ
る被作業物である部品又は中間製品（図示せず。以下部
品と称す）が一時ストックされるバッファエリアであ
る。バッファエリアＢ１〜Ｂ１２にはバッファエリアＢ
１〜Ｂ１２に搬入された部品の個数や滞留状況を監視す
る第３のビジョンンサＶ１〜Ｖ１２（図１０に示す）が
設けられている。ロボット装置１２１〜１２７とバッフ
ァエリアＢ１〜Ｂ１２の配置は図９のようになってい
る。すなわち、ロボット装置１２１〜１２６がロボット
装置１２７の周囲を囲むように配置され、ロボット装置
１２７を中心として、径方向及び周方向に対向する各ロ
ボット装置１２１〜１２７間にバッファエリアＢ１〜Ｂ
１２が配置されている。この結果、バッファエリアＢ１
〜Ｂ１２の１台に搬入された部品に対して２台のロボッ
ト装置１２１〜１２７が作業可能なように、２台のロボ
ット装置１２１〜１２７が１台のバッファエリアＢ１〜
Ｂ１２に隣接して配置されている。

【００２６】図１０は実施の形態３の制御システムを示
すブロック図である。各ロボット装置１２１〜１２７に
は、図７に示すような、モータ、エンコーダ、サーボコ
ントローラが設けられ、タスク制御装置Ｔ１〜Ｔ７が送
信する指令に従って作動するように構成されている。ま
た、ロボット装置１２１〜１２７には自らがタスク制御
装置Ｔ１〜Ｔ７の指令に従って正常に作動しているがど
うかをモニターする動作モニターＤ１〜Ｄ１７が設けら
れている。Ｖ１〜Ｖ１２は各バッファエリアＢ１〜Ｂ１
２に設けられた第３のビジュアルセンサーで、部品及び
中間製品のバッファエリアＢ１〜Ｂ１２での滞留状況を
モニターしている。４５は各タスク制御装置Ｔ１〜Ｔ７
へ指令を出してロボット作業装置全体の作業をコントロ
ールする総合タスク制御装置である。総合タスク制御装
置４５は各ロボット装置１２１〜１２７の動作が各ロボ
ット装置１２１〜１２７間に関係する場合に指令を出す
ように構成されている。すなわち、総合タスク制御装置
４５は第３のビジュアルセンサーＶ１〜Ｖ１７から送信
されたバッファエリアＢ１〜Ｂ１２における部品のスト
ック個数、滞留時間、空き時間などの情報、あるいは動
作モニタＤ１〜Ｄ７から送信されたロボット装置１２１
〜１２７の動作状態を解析してタスク制御装置Ｔ１〜Ｔ
７に指令を出す。

【００２７】実施の形態３について動作を説明する。組
立作業内容に異なる３種類の製品Ａ、製品Ｂ、製品Ｃ
（図示せず）を並行して組み立てる場合について説明す
る。各製品Ａ、製品Ｂ、製品Ｃの組立作業工程が多い場
合は、各製品Ａ、製品Ｂ、製品Ｃ毎に１台のロボット装
置を割り当てて１台のロボット装置で１種類の製品を最
初から最後まで組み立てるとすると、作業駆動機構モジ
ュールの交換のためのロスが多くなり作業効率が悪い。
そこで、各製品Ａ、製品Ｂ、製品Ｃの作業工程を分割し
て、分割された作業工程毎にロボット装置１２１〜１２
７を準備させておき、分割された作業工程をそれをする
のに適したロボット装置１２１〜１２７に割付ければ、
製品Ａ、製品Ｂ、製品Ｃの組立作業全体として作業効率
を上げることができる。総合タスク制御装置４５はロボ
ット装置１２１〜１２７に各製品Ａ、製品Ｂ、製品Ｃ毎
の分割された作業工程を割り当て、各ロボット装置１２
１〜１２７が割付られた作業をするようにタスク制御装
置Ｔ１〜Ｔ７に指令を送信する。このようにして、製品
Ａ、製品Ｂ、製品Ｃの組立作業経路が図９において１点
鎖線４６、４７及び４８で示すように設定される。総合
タスク制御装置４５からの指令を受けて、タスク制御装
置Ｔ１〜Ｔ７は自らのロボット装置１２１〜１２７が指
示された作業範囲の組立作業を実行するように自らのロ
ボット装置１２１〜１２７に指令を送信する。

【００２８】組立作業においては、部品ａはバッファエ
リアＢ１へ、部品ｂバッファエリアＢ６へ、部品ｃはバ
ッファエリアＢ１１へはそれぞれ搬送装置（図示せず）
によって搬入される。組み立てられた製品Ａはバッファ
エリアＢ２から、製品ＢはバッファエリアＢ７から、製
品ＣはバッファエリアＢ１２からそれぞれ搬送装置によ
って搬出される。製品Ｂには複数種類の部品ｂが使われ
るが。例えば、ロボット装置１２７で初めて必要となる
部品ｂは、ロボット装置１２４が搬送装置の働きをして
その部品ｂをバッファエリアＢ６からバッファエリアＢ
８へ搬送する。このようにして多品種混流生産の組立ラ
インが構成される。総合タスク制御装置４５は第３のビ
ジュアルセンサＶ１〜Ｖ１２によってバッファエリアＢ
１〜Ｂ１２の部品の滞留状況をモニターしており、例え
ば、バッファエリアＢ６に極端に多くの部品ｂが滞留し
始めると、全体のバッファエリアＢ１〜Ｂ１２の滞留状
況を解析して、例えば、ロボット装置１２４の製品Ｂの
組立作業をロボット装置１２２に変更することを、タス
ク制御装置Ｔ２、Ｔ４及びＴ７に送信する。タスク制御
装置Ｔ２、Ｔ４及びＴ７は作業内容を変更するための指
令をロボット装置１２２、１２４及び１２７へ送信す
る。この指令によって,上記実施の形態１で説明したよ
うに、各ロボット装置１２２、１２４及び１２７の作業
用駆動機構モジュール４、５及び６が、必要に応じて変
更後の作業内容に適応するように自動的に交換される。
この結果、製品Ｂの組立経路の１部が破線４９で示すよ
うに変更される。

【００２９】また、例えば、ロボット装置１２６に異常
が発生して製品Ｃの生産が出来なくなった場合は、総合
タスク制御装置４５は動作モニタＤ６によってこれを検
知し、全バッファエリアＢ１〜Ｂ１２における滞留状況
を解析して、ロボット装置１２６の製品Ｃの組立作業を
ロボット装置１２７に変更するように、タスク制御装置
Ｔ４〜Ｔ７に指令を送信する。この場合も部品ｂがバッ
ファエリアＢ６に滞留し場合と同様に、必要に応じてロ
ボット装置１２４〜１２７の作業用駆動機構モジュール
４〜５が変更後の作業内容に適応するように交換され
る。このようにして、製品Ｃの組立経路は破線５０で示
すように変更される。この結果、製品Ａ及び製品Ｂの生
産量は減少するものの、製品Ｃの生産が停止する状況は
回避される。一方、異常が発生したロボット装置１２６
はそのモジュール交換装置２００によって、作業用駆動
機構用モジュール４．５及び６の故障したものが自動的
に交換される。ロボット装置１２６が正常動作が可能な
ように修復されると、総合タスク制御装置４５はこれを
検知して、製品Ａ、製品Ｂ、製品Ｃの作業経路を元の状
態に復帰させる。以上の説明においては、総合タスク制
御装置４５がタスク制御装置Ｔ１〜Ｔ７に指令を出し、
この指令を受けてタスク制御装置Ｔ１〜Ｔ７が各ロボッ
ト装置１２１〜１２７に指令を出すように構成されてい
るが、総合タスク制御装置４５に各ロボット装置１２１
〜１２７の動作を直接制御する機能を持たせることによ
って、総合タスク制御装置４５がタスク制御装置Ｔ１〜
Ｔ７を介することなくロボット装置１２１〜１２７に指
令を出すように構成しても、この発明の効果はある。ま
た、図６においてさらにロボット装置（図示せず）を増
強して、ロボット装置１２１〜１２７のそれぞれの周囲
と６台のロボット装置が取り囲むようにすることによっ
て作業経路を長くし作業工程の多い作業に対応可能とな
る。

【００３０】実施の形態４．図１１は実施の形態４のロ
ボット作業装置の平面図である。図において、１２８〜
１４１はロボット装置である。ロボット装置１２８は図
１１に示すように、平行に配置された２本の軌道５１、
各軌道５１に走行可能に設けられたロッボト１００、軌
道５１の端部に配置されたモジュール交換装置２００、
軌道５１間に配置された作業用テーブル２によって構成
されている。ロボット装置１２８には自ら正常に作動し
ているかをチェック出来る動作モニター（図示せず）が
設けられている。ロボット装置１２８の基本的な構成及
び機能は図１に示すロボット装置１００と同じである。
また、ロボット装置１２８以外のロボット装置１２９〜
１４１の基本的な構成は、ロボット装置１２８と同じで
ある。Ｂ１３〜Ｂ２１はロボット装置１２８〜１４１に
よって作業がされる被作業物である部品又は中間製品
（図示せず。以下部品と称す）が一時ストックされるバ
ッファエリアである。バッファエリアＢ１３〜Ｂ２１に
はバッファエリアＢ１３〜Ｂ２１に搬入された部品の個
数や滞留状況を監視する第４のビジョンセンサー（図示
せず）が設けられている。ロボット装置１２８〜１４１
とバッファエリアＢ１３〜Ｂ２１は、図１１の横方向に
交互に配置されると共に、上記横方向に対してほぼ直角
方向（縦方向）にも交互に配置されている。この結果、
バッファエリアＢ１３〜Ｂ２１の１台に搬入された部品
に対して少なくともロボット装置１２８〜１４１の内の
２台が作業可能なように、２台以上のロボット装置１２
８〜１４１が１台のバッファエリアＢ１３〜Ｂ２１に隣
接して配置されている。

【００３１】実施の形態４のロボット作業装置において
も実施の形態３のロボット作業装置と同様に、総合タス
ク制御装置と機能が同様の総合タスク制御装置（図示せ
ず）が設けられ、実施の形態４と同様の制御システムが
形成されている。製品Ａ、製品Ｂ、製品Ｃを並行して組
み立てる場合、例えば、製品Ａ、製品Ｂ及び製品Ｃの組
立作業経路が１点鎖線５２、５３、５４で示すように設
定する。この場合、部品ａはバッファエリアＢ１３へ、
部品ｂバッファエリアＢ１９へ,部品Ｃはバッファエリ
アＢ１９へそれぞれ搬送装置（図示せず）によって搬入
される。組み立てられた製品ＡはバッファエリアＢ１５
から、製品ＢはバッファエリアＢ１８から、製品Ｃはバ
ッファエリアＢ２１からそれぞれ搬送装置によって搬出
される。実施の形態４における基本的な動作は実施の形
態３の動作と同じである。すなわち、バッファエリアＢ
１３〜Ｂ２１のいずれかに製品が停滞し始めたり、ロボ
ット装置１２８〜１４１のいずれかに異常が発生して製
品Ａ、製品Ｂ、製品Ｃの内のいずれかの生産が不可能に
なった場合に、総合タスク制御装置が自動的にこれらの
異常を検知してタスク制御装置に指令を送信し、組立作
業経路を変更させて、生産効率の低下を阻止したり、特
定の製品の生産が停止するのを阻止する。

【００３２】この場合、バッファエリアＢ１４には４台
のロボット装置１２８、１２９、１３０及び１３２が隣
接し、バッファエリアＢ１７には４台のロボット装置１
３２、１３４、１３５及び１３７が隣接し、バッファエ
リアＢ２０には４台のロボット装置１３７、１３９、１
４０及び１４１が隣接しているので、各はバッファエリ
アＢ１４、Ｂ１７及びＢ２０における部品停滞時に柔軟
に対応出来る。

【００３３】

【発明の効果】以上のように第１の発明によれば、ロボ
ットを相互に分離可能に連結された複数個の作業用駆動
機構モジュールで構成し、作業用駆動機構モジュール間
の連結及び分離作業をするロボット組立装置を設け、モ
ジュール連結装置の磁束発生手段が発生する磁気的吸引
力で作業用駆動機構モジュール間を連結するとともに、
磁束発生手段の発生する磁束に磁気的に結合する磁束を
発生して上記磁気的吸引力を制御する離脱コイルを有す
るモジュール離脱装置を設けたので、作業用駆動機構モ
ジュール間の連結時の衝撃力を緩和すること及び分離動
作を容易にすることが出来るので、作業用駆動機構モジ
ュールの交換を迅速に行い作業効率を向上させることが
出来る。

【００３４】また、第２の発明によれば、上記第１の発
明における磁束発生手段を永久磁石で構成したので、磁
束発生手段の構成を簡単かつ小形にすることができる。
また、第３の発明によれば、上記第１及び第２の発明の
構成において、モジュール連結装置に磁束発生手段が発
生した磁束の磁路を形成すると共に離脱コイルが嵌合可
能な嵌合部材を設け、モジュール離脱装置をロボットか
ら独立して配置し磁気的吸引力を制御するするときに離
脱コイルを上記嵌合部材に嵌合させるように構成したの
で、ロボットが作業中は離脱コイルをロボットから切離
すことによってロボットを小形軽量にすることが出来、
作業用駆動機構モジュールの交換が迅速に行えると共
に、ロボットの作業効率を向上させることが出来る。

【００３５】また、第４の発明によれば、上記第１〜第
３の発明の構成において、モジュール離脱装置がロボッ
ト組立装置に連動するように構成したので、ロボットの
分離及び組立が迅速に行えると共に、ロボット装置の作
業効率を向上させることが出来る。また、第５の発明に
よれば、相互に分離可能に連結された複数個の作業用駆
動機構モジュールで構成されロボットを軌道に走行可能
に設け、モジュール交換装置によってロボットの作業用
駆動機構モジュールを軌道において交換可能にするとと
もに、タスク制御装置によってロボット及びモジュール
交換装置の動作を制御するように構成したので、タスク
制御装置によってロボットの位置を迅速かつ正確に制御
することが出来る。また、モジュール交換装置によって
ロボットの作業内容に応じて作業用駆動機構モジュール
を交換することが出来るので、作業エリアのレイアウト
を変更することなく多種類の作業をすることが出来る。

【００３６】また、第６の発明によれば、上記第５の発
明の構成において、ロボットを軌道に沿って移動させる
走行装置を複数の作業用駆動機構モジュールの内の１台
で構成したので、走行装置を作業の内容に応じて交換す
ることが可能となり、被作業物が多品種に有る場合で
も、作業効率を向上させることが出来る。また、第７の
発明によれば、上記第６の発明における走行装置を、モ
ジュール交換装置によって軌道に着脱可能としたので、
走行装置の交換を容易に行うことが出来る。また、第８
の発明によれば、上記第５〜第７の発明の構成におい
て、作業用駆動機構モジュールの内の少なくとも１台に
作業用駆動機構モジュールを駆動させる駆動手段とこの
駆動手段の動作を制御する駆動制御装置を設け、タスク
制御装置が駆動制御装置に指令を送信することによって
作業用駆動機構モジュールを駆動するようにしたので、
駆動手段の作動状態に応じて駆動制御装置がタスク制御
装置の指令を補正して駆動手段を制御することが出来、
作業用駆動機構モジュールを交換した場合に作業用駆動
機構モジュールを適正に動作させることが出来る。

【００３７】また、第９の発明によれば、上記第５〜第
８の発明の構成において、軌道を円形に形成し、ロボッ
トが作業をする作業テーブルを軌道の内側に配置したの
で、作業テーブルの周囲から作業をすることが出来るの
で作業がし易く、また、ロボットを移動させた場合にも
ロボットと作業テーブルの距離が大きく変わらないので
ロボットの制御が容易である。また、第１０の発明によ
れば、上記第５〜第８の発明の構成において、軌道をほ
ぼ平行に間隔をおいて２本配置し、ロボットが作業をす
る作業テーブルを軌道間に配置したので、作業テーブル
の両側から作業をすることが出来るので作業がし易く、
また、床面を有効に利用して小形にすることが出来る。
また、第１１の発明によれば、上記第５〜第１０の発明
の構成において、モジュール交換装置を相互に分離可能
に連結された複数個の交換用駆動機構モジュールで構成
し、ロボットを交換用駆動機構モジュールの連結及び分
離が可能なように構成したので、作業用駆動機構モジュ
ールの形に応じたモジュール交換装置を構成して、作業
用駆動機構モジュールの交換動作を効率的に行うことが
出来る。

【００３８】また、第１２の発明によれば、上記第５〜
第１１の発明の構成に加えて、磁束発生手段を有し作業
用駆動機構モジュール間を磁気的吸引力で連結するモジ
ュール連結装置と、磁束発生手段の発生する磁束に磁気
的に結合する磁束を発生して磁気的吸引力を制御する離
脱コイルを有するモジュール離脱装置とを設けたので、
タスク制御装置によってロボットの位置を迅速かつ正確
に制御することが出来、作業用駆動機構モジュール間の
連結時の衝撃力を緩和し、また分離動作を容易にするこ
とが出来る。また、モジュール交換装置による作業用駆
動機構モジュールの交換が容易となり、被作業物が多品
種に有る場合においても作業効率を向上させることがで
きる。また、第１３の発明によれば、上記第１２の発明
の構成における磁束発生手段を永久磁石で構成したの
で、磁束発生手段の構成を簡単かつ小形にすることがで
きる。また、第１４の発明によれば、上記第１２及び第
１３の発明の構成におけるモジュール連結装置は、作業
用駆動機構モジュールの少なくとも１つに設けられ、磁
束発生手段が発生した磁束の磁路を形成すると共に分離
コイルが嵌合可能な嵌合部材を有し、また、モジュール
離脱装置はロボットから独立して配置され磁気的吸引力
を制御するときに上記分離コイルを上記嵌合部材に嵌合
させるように構成したので、ロボットが作業中は分離コ
イルをロボットから切離すことによってロボットを小形
軽量にすることが出来、作業用駆動機構モジュールの交
換が迅速に行えると共に、被作業物が多品種有る場合に
おいても作業効率を向上させることが出来る。

【００３９】また、第１５の発明によれば、上記第５及
び第１４の発明の構成におけるロボットを軌道に複数台
設けたので、複数台のロボット協働して作業するのでロ
ス時間も少なく作業効率が向上する。また、軌道に複数
台のロボットが設けられているので作業用駆動機構モジ
ュールの交換頻度が少なくてすみ、また、１台のロボッ
トがモジュール交換装置によって組立中であっても、他
のロッボトによって作業が出来るので作業効率を向上さ
せることが出来る。また、第１６の発明によれば、上記
第１５の発明の構成におけるモジュール交換装置を複数
台設けたので、複数のロボットの組立及び分解作業を同
時に行うことができ、ロボットの組立及び分解作業効率
を向上させることが出来る。また、第１７の発明のロボ
ット作業装置によれば、複数台のロボット装置と被作業
物をストック可能な複数台のバッファエリアと総合タス
ク制御装置とを設け、各バッファエリアのそれぞれがス
トックする被作業物に対して少なくとも２台のロボット
装置が作業可能なように２台以上のロボット装置を１台
のバッファエリアに隣接配置し、総合タスク制御装置が
バッファエリアに隣接配置されたロボット装置から作業
をするロボット装置を選択して指令を出すように構成し
たので、ロボット装置の負荷などに応じて作業するロボ
ット装置を選択出来るので、ロボット装置を有効に動作
させて作業効率を向上させることが出来る。

【００４０】また、第１８の発明によれば、上記第１７
の発明において、少なくとも３台以上のロボット装置が
少なくとも１台のロボット装置の周囲を囲むように配置
し、囲まれたロボット装置と囲んだロボット装置間、及
び囲んだロボット装置間にバッファエリアを配置するこ
とによって、バッファエリアのそれぞれがストックする
被作業物に対して少なくとも２台のロボット装置が作業
可能にしたので、複数の作業経路をフレキシブルに設定
することが出来、作業効率を向上させることが出来る。
また、第１９の発明によれば、上記第１７の発明におい
て、ロボット装置とバッファエリアとを所定方向に交互
に隣接配置すると共に、上記所定方向とほぼ直角方向に
も交互に隣接配置することによって、バッファエリアの
それぞれがストックする被作業物に対して少なくとも２
台のロボット装置が作業可能にしたので、複数の作業経
路をフレキシブルに設定して、作業効率を向上させるこ
とが出来き、また作業スペースを有効に活用することが
出来る。また、第２０の発明によれば、上記第１７〜１
９の発明の構成におけるロボット装置を、軌道と、相互
に分離可能に連結された複数個の作業用駆動機構モジュ
ールで構成され軌道にそって移動可能なロボットと、軌
道において作業用駆動機構モジュール間の連結及び分離
をするモジュール交換装置とによって構成し、総合タス
ク制御装置がロボット装置へ指令を出してロボット装置
の動作を制御するように構成したので、モジュール交換
装置によってロボットが行う作業内容に応じて作業用駆
動機構モジュールを交換することによって作業エリアの
レイアウトを変更することなく多種類の作業をすること
が出来る。また、ロボット装置を有効に動作させて作業
効率を向上させることが出来る。

【００４１】また、第２１の発明によれば、上記第２０
の発明に加えて、各ロボット装置に対応して設けられて
対応するロボット装置の動作を制御するタスク制御装置
を設け、各タスク制御装置が総合タスク制御装置からの
指令を受けてロボット装置へ指令をだすように構成した
ので、各ロボット装置の制御を容易にすることができ
る。また、第２２の発明によれば、上記第２０及び２１
の発明の構成に加えて、磁束発生手段を有し作業用駆動
機構モジュール間を磁気的吸引力で連結するモジュール
連結装置と、磁束発生手段の発生する磁束に磁気的に結
合する磁束を発生して磁気的吸引力を制御する離脱コイ
ルを有するモジュール離脱装置とを設けたので、作業用
駆動機構モジュール間の連結時の衝撃力を緩和すること
及び分離動作を容易にすることが出来、作業用駆動機構
モジュールの交換を迅速に行い作業効率を向上させるこ
とが出来る。また、第２３の発明によれば、上記２２の
発明の構成のモジュール連結装置は、作業用駆動機構モ
ジュールの少なくとも１つに設けられ、磁束発生手段が
発生した磁束の磁路を形成すると共に分離コイルが嵌合
可能な嵌合部材を有し、また、モジュール離脱装置はロ
ボットから独立して配置され磁気的吸引力を制御するす
るときに上記分離コイルを上記嵌合部材に嵌合させるよ
うに構成したので、ロボットが作業中は分離コイルをロ
ボットから切離すことによってロボットを小形軽量にす
ることが出来、作業用駆動機構モジュールの交換を迅速
に行えると共に、被作業物が多品種ある場合においても
作業効率を向上させることが出来る。

【００４２】また、第２４の発明によれば、上記第１７
〜２３の発明の構成において、総合タスク装置は、各ロ
ボット装置が行う作業分担を設定して各ロボット装置に
指令を出すと共に、各ロボット装置のいずれかの故障を
検知すると、故障したロボット装置の作業を他の上記ロ
ボット装置に振り替えるようにロボット装置に指令を出
すように構成されているので、ロボット装置に異常が発
生した場合に作業経路を変更して生産を継続することが
できるので、作業効率の低下を少なくすることが出来
る。また、第２５の発明によれば、上記第１７〜２３の
発明の構成において、総合タスク装置は、各ロボット装
置が行う作業分担を設定して各ロボット装置に指令を出
すと共に、バッファエリアの被作業物の滞留状況を検知
して被作業物の滞留状況に応じて先に設定した上記作業
分担を変更するように各ロボット装置に指令を出すよう
に構成されているので、各ロボット装置を有効に動作さ
せて作業効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１のロボット装置の概
略斜視図である。

【図２】この発明の実施の形態１のロボット装置のモ
ジュール交換装置による交換動作を示す斜視図である。

【図３】この発明の実施の形態１のロボット装置の第
３のコイル支持アームを示す斜視図である。

【図４】この発明の実施の形態１のロボット装置の第
２の作業用駆動機構モジュールと第２の作業用駆動機構
モジュールの連結される部分を示す断面図である。

【図５】この発明の実施の形態１のロボット装置のモ
ジュール連結装置の分解図である。

【図６】この発明の実施の形態１のロボット装置のモ
ジュール連結装置の平面図である。

【図７】この発明の実施の形態１のロボット装置の制
御システムを示すブロック図である。

【図８】この発明の実施の形態２のロボット装置の概
略平面図である。

【図９】この発明の実施の形態３のロボット作業装置
の平面図である。

【図１０】この発明の実施の形態３のロボット作業装
置の制御システムを示すブロック図である。

【図１１】この発明の実施の形態４のロボット作業装
置の平面図である。

【図１２】従来のロボット装置の斜視図である。

【符号の説明】

１軌道、２作業テーブル、３走行装置、４第２
の作業用駆動機構モジュール、５第３の作業用駆動機
構モジュール、６第４の作業用駆動機構モジュール、
９組立用アーム装置、１０第１の組立用アーム
１１第２の組立用アーム、１２把持装置、１３把
持ハンド、１４第１のビジョンセンサ、１５離脱用
アーム装置、１６第１のコイル支持アーム、１７第
２のコイル支持アーム、１８第３のコイル支持アー
ム、１９平行アーム、２０離脱コイル、２１は作業
用駆動機構モジュール、２２カバー装置、２３第２
のビジョンセンサ、２４第１支持枠、２６回転軸、
２７減速装置、２８固定リンク部、２９回転入力
部、３０回転出力部、３２回連軸部、３３クロス
ローラ軸受、３４第１の磁性体、３５連結部、３６
嵌合部、３７第２の支持枠、３８段部、３９第
２の磁性体、４０永久磁石、４１モジュール連結装
置、４２タスク制御装置、４３通信ライン、４４
給電ライン、４５総合タスク制御装置、４６〜５０
作業経路、５１軌道、１００〜１１３ロボット、１２
１〜１４１ロボット装置、２００モジュール交換装
置、３００ロボット組立装置、４００モジュール離
脱装置、５００モジュール格納装置、Ｂ１〜Ｂ２１
バッファエリア、Ｅ１〜Ｅ８エンコーダ、Ｋ１〜Ｋ７
駆動制御装置、Ｍ１〜Ｍ８モータ、Ｓ１〜Ｓ７サー
ボコントローラ、Ｔ１〜Ｔ１２タスク制御装置、Ｖ１
〜Ｖ１２第３のビジョンセンサ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相互に分離可能に連結された複数個の作
業用駆動機構モジュールを有するロボット、上記作業用
駆動機構モジュール間の連結及び分離作業をするロボッ
ト組立装置、上記作業用駆動機構モジュールの少なくと
も一方に設けられた磁束発生手段を有し上記作業用駆動
機構モジュール間を磁気的吸引力で連結するモジュール
連結装置、上記磁束発生手段の発生する磁束に磁気的に
結合する磁束を発生して上記磁気的吸引力を制御する離
脱コイルを有するモジュール離脱装置を備えたことを特
徴とするロボット装置。
【請求項２】磁束発生手段は永久磁石であることを特
徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項３】モジュール連結装置は作業用駆動機構モ
ジュールの少なくとも１つに設けられ、磁束発生手段が
発生した磁束の磁路を形成すると共に離脱コイルが嵌合
可能な嵌合部材を有し、モジュール離脱装置はロボット
から独立して配置され磁気的吸引力を制御するするとき
に上記離脱コイルを上記嵌合部材に嵌合させることを特
徴とする請求項１又は請求項２に記載のロボット装置。
【請求項４】モジュール離脱装置はロボット組立装置
に連動することを特徴とする請求項３に記載のロボット
装置。
【請求項５】軌道、相互に分離可能に連結された複数
個の作業用駆動機構モジュールで構成され上記軌道にそ
って移動可能なロボット、上記軌道において上記作業用
駆動機構モジュールを交換するモジュール交換装置、上
記ロボット及び上記モジュール交換装置の動作を制御す
るタスク制御装置を備えたロボット装置。
【請求項６】複数の作業用駆動機構モジュールの内の
１台は、他の作業用駆動機構モジュールを支持して軌道
に沿って移動する走行装置であることを特徴とする請求
項５に記載のロボット装置。
【請求項７】走行装置はモジュール交換装置によって
軌道に着脱可能であることを特徴をする請求項６に記載
のロボット装置。
【請求項８】作業用駆動機構モジュールの内の少なく
とも１台は、駆動手段とこの駆動手段の動作を制御する
駆動制御装置を有し、タスク制御装置は上記駆動制御装
置に指令を送信することを特徴とする請求項５〜請求項
７のいずれかに記載のロボット装置。
【請求項９】軌道は円形に形成され、ロボットが作業
をする作業テーブルは上記軌道の内側に配置されたこと
を特徴とする請求項５〜請求項８のいずれかに記載のロ
ボット装置。
【請求項１０】軌道はほぼ平行に間隔を隔てて２本配
置され、ロボットが作業をする作業テーブルは上記軌道
間に配置されたことを特徴とする請求項５〜請求項８の
いずれかに記載のロボット装置。
【請求項１１】モジュール交換装置は相互に分離可能
に連結された複数個の交換用駆動機構モジュールで構成
され、ロボット装置は上記交換用駆動機構モジュールの
連結及び分離が可能であることを特徴とする請求項５〜
請求項１０のいずれかに記載のロボット装置。
【請求項１２】磁束発生手段を有し上記作業用駆動機
構モジュール間を磁気的吸引力で連結するモジュール連
結装置と、上記磁束発生手段の発生する磁束に磁気的に
結合する磁束を発生して上記磁気的吸引力を制御する離
脱コイルを有するモジュール離脱装置とが設けられた特
徴とする請求項５〜請求項１１のいずれかに記載のロボ
ット装置。
【請求項１３】磁束発生手段は永久磁石であることを
特徴とする請求項１２に記載のロボット装置。
【請求項１４】モジュール連結装置は作業用駆動機構
モジュールの少なくとも１つに設けられ、磁束発生手段
が発生した磁束の磁路を形成すると共に分離コイルが嵌
合可能な嵌合部材を有し、モジュール離脱装置はロボッ
トから独立して配置され磁気的吸引力を制御するすると
きに上記分離コイルを上記嵌合部材に嵌合させることを
特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載のロボット
装置。
【請求項１５】軌道に複数台のロボットが設けられた
ことを特徴とする請求項５〜請求項１４のいずれかに記
載のロボット装置。
【請求項１６】モジュール交換装置が複数台設けられ
たことを特徴とする請求項１５に記載のロボット装置。
【請求項１７】複数台のロボット装置と、被作業物を
ストック可能な複数台のバッファエリアと、総合タスク
制御装置とを備え、各上記バッファエリアがストックす
る上記被作業物に対して少なくとも２台の上記ロボット
装置が作業可能なように、２台以上の上記ロボット装置
が１台の上記バッファエリアに隣接配置され、上記総合
タスク制御装置が上記バッファエリアに隣接配置された
上記ロボット装置の内から作業をする上記ロボット装置
を選択して指令を出すことを特徴とするロボット作業装
置。
【請求項１８】３台以上のロボット装置が少なくとも
１台のロボット装置の周囲を囲むように配置され、囲ま
れた上記ロボット装置と囲んだ上記ロボット装置間、及
び囲んだ上記ロボット装置間に上記バッファエリアが配
置されたことを特徴とする請求項１７に記載のロボット
作業装置。
【請求項１９】ロボット装置とバッファエリアとは所
定方向に交互に隣接配置されると共に上記所定方向とほ
ぼ直角方向にも交互に隣接配置されたことを特徴とする
請求項１７に記載のロボット作業装置。
【請求項２０】ロボット装置は、軌道と、相互に分離
可能に連結された複数個の作業用駆動機構モジュールで
構成され上記軌道にそって移動可能なロボットと、上記
軌道において上記作業用駆動機構モジュールを交換する
モジュール交換装置とを備え、総合タスク制御装置がロ
ボット装置へ指令を出して上記ロボット装置の動作を制
御することを特徴とする請求項１７〜請求項１９のいず
れかに記載のロボット作業装置。
【請求項２１】ロボット装置はロボット及びモジュー
ル交換装置の動作を制御するタスク制御装置とを備え、
総合タスク制御はタスク制御装置へ指令を出すことを特
徴とする請求項２０に記載のロボット作業装置。
【請求項２２】磁束発生手段を有し上記作業用駆動機
構モジュール間を磁気的吸引力で連結するモジュール連
結装置と、上記磁束発生手段の発生する磁束に磁気的に
結合する磁束を発生して上記磁気的吸引力を制御する離
脱コイルを有するモジュール離脱装置とが設けられた特
徴とする請求項２０又は２１に記載のロボット作業装
置。
【請求項２３】モジュール連結装置は作業用駆動機構
モジュールの少なくとも１つに設けられ、磁束発生手段
が発生した磁束の磁路を形成すると共に分離コイルが嵌
合可能な嵌合部材を有し、モジュール離脱装置はロボッ
トから独立して配置され磁気的吸引力を制御するすると
きに上記分離コイルを上記嵌合部材に嵌合させることを
特徴とする請求項２２に記載のロボット作業装置。
【請求項２４】総合タスク装置は、各ロボット装置が
行う作業分担を設定して上記各ロボット装置に指令を出
すと共に、上記各ロボット装置のいずれかの故障を検知
すると、故障した上記ロボット装置の作業を他の上記上
記ロボット装置に振り替えるように上記ロボット装置に
指令を出すことを特徴とする請求項１７〜請求項２３の
いずれかに記載のロボット作業装置。
【請求項２５】総合タスク装置は、各ロボット装置が
行う作業分担を設定して上記各ロボット装置に指令を出
すと共に、バッファエリアの被作業物の滞留状況を検知
して上記被作業物の滞留状況に応じて先に設定した上記
作業分担を変更するように各上記ロボット装置に指令を
出すことを特徴とする請求項１７〜請求項２３のいずれ
かに記載のロボット作業装置。