JPH10264061A - 産業用ロボット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価な手段を用いてロボットの作業をワーク
の移動に正確に同期させてロボットの作業精度の向上を
図ること。 【解決手段】 ロボット８の作業範囲内に、ハンガ３に
当接可能であるとともにその当接圧を検出する圧力セン
サ１５を設け、この圧力センサ１５を移動させる走行装
置１１を設け、コントロールユニット９を、圧力センサ
１５をハンガ３に当接させ、その検出値が所定範囲内に
収まるように走行装置１１の第２モータ１２を駆動させ
るとともに、ロボット８を第２モータ１２に同期させて
作業させるよう構成した。これにより、圧力センサ１５
がハンガ３に追従し、この追従は第２モータ１２の駆動
によりなされるから、ロボット８を第２モータ１５に追
従させることで、ハンガ３に支持されたワーク４の位置
に正確に対応して作業が行えるようになった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、工場においてワ
ークに対して種々の加工を行う産業用ロボットに関し、
特に、ハンガにより搬送されるワークと、このワークに
対して加工を行うロボットとを同期させる技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】 従来、自動車のボディを加工する工場
では、図８に概略を示すように、ワークとしてのボディ
０１をハンガ０２で支持し、このハンガ０２を搬送レー
ル０３に吊り下げ、かつ、搬送レール０３に沿ってモー
タ０４により駆動されるチェーン０５に設けられている
駆動爪０６を、ハンガ０２の係合爪０７に係合させて駆
動伝達させることによりボディ０１を搬送させるように
構成されており、また、このように搬送されるボディ０
１に沿ってロボット０８の先端の作業手段部０９を移動
させながら溶接やナット締めなどの作業を行うように構
成されている。なお、図中０１０はロボット０８の駆動
を制御するコントロールユニットである。このような構
成ではコントロールユニット０１０は、モータ０４の駆
動に応じてパルスを発生させるパルス発生器０１１から
信号を受けてハンガ０２の移動速度（位置）を検出し、
これに応じてロボット０８の駆動を制御するように構成
されている。また、他の従来技術として、例えば、特開
昭６２−２１３９８５号公報に記載の産業用ロボット
や、あるいは、特開昭６１−１１１８９３号公報に記載
の追従装置が知られている。前者の産業用ロボットは、
コンベアに沿って設けられたリニアスケールと、このリ
ニアスケールに設けられてコンベアを流れるハンガと係
合する係合体と、この係合体を終点位置から始点位置に
押し戻すエアシリンダとを備え、前記リニアスケールは
係合体の位置を磁気的に検出できるように構成されてい
る。そして、この産業用ロボットは、ハンガが搬送され
てくると、始点に配置されている係合体がハンガと係合
し、この係合に基づいて係合体がハンガと共に移動し、
終点に達すると係合体はエアシリンダにより始点に押し
戻されるもので、この係合体が始点から終点まで移動し
ている間、リニアスケールは、係合体の位置を検出する
ことによりハンガの位置を検出するというものである。
また、後者の追従装置は、上記のように搬送されるワー
クの位置を検出する光学的センサを複数設け、これらの
センサからの信号に基づいて三次元的にワークの位置を
検出し、この検出位置に基づいてロボットの駆動を制御
するように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、図８
に示した従来技術にあっては、ボディ（ワーク）０１の
速度をパルス発生器０１１からの信号により検出してこ
れに基づいてボディ０１の移動とロボット０８の作動と
を同期させる構成であるから、構成が簡単で安価である
という利点は有しているものの、以下に述べる理由か
ら、ワークとロボットの作動とを完全に同期させること
ができなかった。ハンガ０２をチェーン０５に係合させ
てハンガ０２およびボディ０１を移動させる構成では、
搬送レール０３とハンガ０２との間の摩擦が一定してい
なかったり、あるいは搬送レール０３に傾きがあったり
して、チェーン０５の駆動爪０６とハンガ０２の係合爪
０７が常時係合されるものではない。すなわち、両爪０
６，０７の係合後、ハンガ０２がチェーン０５に押され
てチェーン０５よりも先に進んだ（ゴー）後、いったん
停止し（ストップ）、再び、両爪０６，０７が係合して
移動を開始する（ゴー）というようなゴー・ストップを
繰り返すことがあったり、あるいは、ハンガ０２が前の
ハンガ０２と衝突したり搬送レール０３が進行方向に上
っていくような傾斜がある場合には、上記ゴー（ハンガ
０２が一旦進む）の後にバックしたりするゴー・バック
という現象が生じる場合もある。このように、ゴー・ス
トップやゴー・バックの際には、両爪０６，０７の係合
が外れてしまうものであり、このように係合が外れると
ハンガ０２はチェーン０５と等速で移動しなくなる。こ
のように、チェーン０５の動きとハンガ０２との動き
は、常に同期しているわけではないのに、この技術では
チェーン０５を駆動させるモータ０４に同期するパルス
発生器０１１の信号にロボット０８の駆動を同期させて
いるため、ロボット０８の動きとボディ０１動きとが同
期しない場合があり、この場合、作業不良が発生するお
それがあった。また、前者の公報に記載の産業ロボット
では、ハンガが、上述のようなゴー・ストップを行った
場合には、ハンガと係合体との係合は維持され、係合体
の位置に基づいてリニアスケールによりハンガの位置を
検出することができるものの、上述のゴー・バックを行
った場合には、ハンガのバック時にはハンガと係合体と
の係合が外れ、係合体の位置からはハンガの位置を正確
に検出ができなくなる。したがって、この場合も、作業
不良が生じるおそれがある。

【０００４】それに対して、後者の公報記載の追従装置
にあっては、ワークの位置を三次元的に検出することが
できロボットの駆動をワークの動きに対して完全に同期
させることが可能であるものの、光学的センサを複数必
要とし、コストが高いという問題点を有していた。本発
明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、
安価な手段を用いてロボットの作業をワークの移動に正
確に同期させてロボットの作業精度の向上を図ることを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 上述の目的を達成する
ために請求項１記載の発明は、作業対象であるワークに
対して溶接やナット締めなどの所定の作業を行う作業手
段部、ならびにこの作業手段部を自在に移動させる移動
手段を備え、所定のプログラムに沿って前記作業手段部
を移動させながら前記作業を実行することが可能なロボ
ットと、このロボットが設置されてロボットが移動可能
な範囲である作業範囲の上方を通って配索された搬送レ
ールと、この搬送レールに沿って移動可能であるととも
に、前記ワークを支持可能に形成されたハンガと、駆動
手段により与えられる駆動力により前記搬送レールに沿
ってエンドレス駆動するパワーチェーンと、このパワー
チェーンに設けられて前記ハンガに設けられた係合爪と
係合可能に形成された駆動爪と、を備え、前記駆動爪が
係合爪と係合してハンガにパワーチェーンから駆動力が
与えられてハンガと共にワークが搬送レールに沿って移
動し、この移動するワークに対してロボットが所定の作
業を行うように構成された産業用ロボット装置におい
て、前記ロボットの作業範囲内に、前記ハンガとワーク
の一方に対して搬送方向の前方あるいは後方から当接可
能であるとともに、その当接圧を検出可能な圧力センサ
と、この圧力センサをハンガの搬送方向の前後いずれの
方向にも移動させる走行装置と、前記走行装置およびロ
ボットの作動を制御するコントロールユニットと、が設
けられ、このコントロールユニットは、ロボットの作業
範囲にハンガおよびワークが送られてきたことを検出し
たら、前記圧力センサをハンガとワークの一方に当接さ
せるとともに、この圧力センサの検出圧力が常時所定の
範囲内に収まるように圧力センサを移動させるべく走行
装置を作動させ、かつ、この走行装置の作動に同期させ
て前記ロボットの作業を行わせるように構成されている
ことを特徴とする。請求項２記載の発明は、請求項１記
載の産業用ロボット装置において、前記駆動手段の駆動
状態を示す信号を出力パルス発生器を設け、前記コント
ロールユニットを、ハンガ到着時に前記走行装置により
圧力センサを前記ハンガとワークの一方に当接させるに
あたり、前記パルス発生器の出力に基づいて圧力センサ
をハンガあるいはワークの後方からハンガよりも僅かに
速い速度で移動させるよう構成したことを特徴とする。
また、請求項３記載の発明は、作業対象であるワークに
対して溶接やナット締めなどの所定の作業を行う作業手
段部、ならびにこの作業手段部を自在に移動させる移動
手段を備え、所定のプログラムに沿って前記作業手段部
を移動させながら前記作業を実行することが可能なロボ
ットと、このロボットが設置されてロボットが移動可能
な範囲である作業範囲の上方を通って配索された搬送レ
ールと、この搬送レールに沿って移動可能であるととも
に、前記ワークを支持可能に形成されたハンガと、駆動
手段により与えられる駆動力により前記搬送レールに沿
ってエンドレス駆動するパワーチェーンと、このパワー
チェーンに設けられて前記ハンガに設けられた係合爪と
係合可能に形成された駆動爪と、を備え、前記駆動爪が
係合爪と係合してハンガにパワーチェーンから駆動力が
与えられてハンガと共にワークが搬送レールに沿って移
動し、この移動するワークに対してロボットが所定の作
業を行うように構成された産業用ロボット装置におい
て、前記ロボットの作業範囲内に、前記ハンガの搬送方
向に伸縮するシリンダ装置が設けられ、このシリンダ装
置は、シリンダ内部を２室に画成するピストンと、この
ピストンに基端が連結されてシリンダに出入りするピス
トンロッドと、このピストンロッドの先端部に設けられ
て前記ハンガとワークの一方と係合および係合解除可能
な係合ヘッドとが設けられ、前記ピストンで画成された
２室に、係合ヘッドがハンガと係合する方向にピストン
を移動させる圧力差を形成する圧力制御手段が設けら
れ、前記シリンダに対するピストン側の相対位置を検出
する位置検出センサが設けられ、この位置検出センサか
ら信号を入力して前記ロボットならびに係合ヘッドの作
動を制御するコントロールユニットが設けられ、前記コ
ントロールユニットは、ロボットの作業範囲にハンガお
よびワークが送られてきたことを検出したら、前記係合
ヘッドをハンガとワークの一方に係合させ、前記位置検
出センサの検出値に基づいて前記ロボットを作動させる
ように構成されていることを特徴とする。請求項４記載
の発明は、請求項３記載の産業用ロボット装置におい
て、前記位置検出センサは、前記シリンダ装置に内蔵さ
れて前記ピストンの位置に応じて信号を出力するリニア
エンコーダであることを特徴とする。請求項５記載の発
明は、請求項３記載の産業用ロボット装置において、前
記位置検出センサは、前記シリンダ装置の外部に設けら
れて前記係合ヘッドに連動する移動部材と、この移動部
材の位置に応じてパルス信号を出力するパルス発生器と
を備えていることを特徴とする。

【０００６】

【作用】 請求項１記載の発明の作動を説明する。作業
対象であるワークは、ハンガに支持されて搬送レールに
吊り下げられている。そして、この搬送レールに沿って
移動しているパワーチェーンに設けられている駆動爪が
ハンガに設けられている係合爪と係合して、パワーチェ
ーンの駆動力がハンガに伝達され、ワークを支持してい
るハンガが、搬送レールに沿って移動する。このハンガ
の移動時には、ハンガの係合爪とパワーチェーンの駆動
爪とが常時係合状態を保つものではなく、例えば、ハン
ガに駆動爪から駆動力が伝達されたときに、係合爪が駆
動爪から離れて先に進む状態となったり（これをゴーと
いう）、また、このゴーの後に、駆動爪からの駆動力の
入力がなくなることでハンガが停止したり（これをスト
ップという）、さらに、このストップの後に搬送レール
の傾斜あるいはハンガが先行するハンガに衝突するなど
して後戻りする（これをバックという）ことがあり、す
なわち、ゴー・ストップやゴー・バックという動きを繰
り返しながら搬送されるものである。このようにして、
ハンガならびにワークがロボットの作業範囲に搬送され
てくると、コントロールユニットは、それを検出して、
まず、走行装置を作動させて圧力センサをハンガあるい
はワークに対して前方あるいは後方から当接させる。そ
して、この時、コントロールユニットは、圧力センサの
検出圧力が常に所定の範囲内に収まるように走行装置の
作動を制御する。具体的に説明すると、ハンガがゴー・
ストップやゴー・バックを行った場合、ゴーの時点で、
圧力センサの検出値はその当接方向により上昇したり
（前方から当接した場合）低下したり（後方から当接し
た場合）し、これにより検出値が所定範囲外となれば、
所定範囲内となるように圧力センサをハンガおよびワー
クに追従して移動させる。その後、ハンガがストップや
バックを行うと、上記ゴーに追従させて圧力センサを移
動させている場合、ストップやバックの時点で即座に圧
力センサの検出値が低下したりあるいは上昇したりし、
これにより検出値が所定範囲外となれば、所定範囲内と
なるように圧力センサを停止させたり上記とは逆方向に
移動させたりする。したがって、走行装置は常に圧力セ
ンサがハンガの動きに追従するように作動するものであ
る。

【０００７】そこで、コントロールユニットは、上記走
行装置の作動に同期させてロボットの作業を行わせる。
すなわち、上述のように走行装置は、圧力センサをハン
ガの動きに追従させており、その作動状態はハンガの位
置に対応しているため、これに同期してロボットを作業
させれば、ロボットをハンガの位置に正確に対応させて
作業を行わせることができる。請求項２記載の発明で
は、ハンガ到着時に、パルス発生器の出力に基づいて走
行装置を作動させて、圧力センサをハンガあるいはワー
クの後方からハンガの移動速度よりも僅かに速い速度で
移動させてハンガあるいはワークに当接させる。すなわ
ち、パルス発生器はパワーチェーンを移動させる駆動手
段の駆動状態に対応した信号を出力しているから、パル
ス発生器の出力信号はハンガの移動速度に対応してお
り、したがって、ハンガよりも僅かに速い速度で圧力セ
ンサを移動させることができる。

【０００８】次に、請求項３記載の発明の作動を説明す
る。上記と同様にしてハンガならびにワークがロボット
の作業範囲に搬送されてくると、コントロールユニット
は、それを検出して、まず、シリンダ装置の係合ヘッド
をハンガあるいはワークと係合させる。したがって、係
合ヘッドは、ハンガおよびワークとともに移動し、それ
に伴ってシリンダ装置は、伸長あるいは短縮する。そし
て、この時、シリンダ装置のシリンダ内の２室には圧力
差が持たされており、この圧力差により係合ヘッドとハ
ンガあるいはワークとの係合が維持されるものであり、
すなわち、ハンガがゴー・ストップやゴー・バックとい
った動きをしても、上記２室の圧力差によるシリンダ装
置の短縮あるいは伸長ストロークにより、係合ヘッドは
ハンガおよびワークの動きに追従する。また、シリンダ
装置においてシリンダに対するピストン側の位置（な
お、ピストン側とはピストンあるいはこのピストンロッ
ドに連結されている部材のことを指し、ピストンロッド
や係合ヘッドを含むものである）が位置検出センサによ
り検出されており、コントロールユニットは、位置検出
センサの検出値に基づいてロボットを作動させる。すな
わち、上述のように係合ヘッドはハンガおよびワークの
動きに追従しており、係合ヘッドはピストンロッドを介
してピストンと連結されている。したがって、位置検出
センサの検出値はハンガおよびワークの位置を示してい
る。なお、位置検出センサがピストン側の位置を検出す
るにあたり、請求項４記載の発明では、リニアエンコー
ダからピストンの位置に応じて信号が出力され、請求項
５記載の発明では、パルス発生器から発生される係合ヘ
ッドに連動して移動する部材の位置に応じて信号が出力
される。

【０００９】

【発明の実施の形態】 以下に、本発明の実施の形態を
図面に基づいて説明する。なお、実施の形態について説
明するにあたり、自動車の製造ラインを例にとって説明
する。 （実施の形態１）図１は実施の形態１の産業用ロボット
装置を示す全体図である。図において１は搬送レールで
あって、工場ラインの上部に沿って配索されている。こ
の搬送レール１には、ハンガ３が吊り下げられている。
このハンガ３は、前記搬送レール１を転動するローラ３
ｂが複数設けられているとともに、ワーク４を支持する
枠部３ｃが設けられている。前記搬送レール１の上方位
置に搬送レール１に沿ってパワーレール５が配索されて
いる。このパワーレール５には、パワーチェーン６に連
結されたローラ６ａが転動可能に設けられている。すな
わち、図示のように、前記パワーチェーン６には所定間
隔ごとに前記ローラ６ａが連結されており、かつ、第１
モータ７により駆動力が伝達可能となっており、パワー
チェーン６は第１モータ７を駆動させるとパワーレール
５に沿ってエンドレスで移動するよう構成されている。
なお、図において図中左方向がワーク４の進行方向であ
る。また、前記パワーチェーン６には、所定間隔で駆動
爪６ｂが下方に突設されている。この駆動爪６ｂは、前
記ハンガ３から前後に延在されたアーム部３ｄの前端部
において上方に突設された係合爪３ｅと搬送方向で係合
可能に構成されている。すなわち、パワーチェーン６が
第１モータ７の駆動力で移動すると、駆動爪６ｂと係合
爪３ｅとが係合してハンガ３が搬送レール１に沿ってパ
ワーチェーン６と等速で移動するものであり、このよう
にしてハンガ３に支持されたワーク４が工場のラインに
沿って移動するものである。

【００１０】前記搬送レール１の下方の工場床上には、
ロボット８が設けられている。このロボット８は、アー
ム８ａの先端に、例えば溶接を行ったりあるいはナット
締めを行ったりする作業手段部８ｂが設けられている。
このロボット８は、床面に固定されていたり、あるいは
床面上を移動可能に設けてもよいが、いずれにしてもコ
ントロールユニット９の制御に基づいて、前記作業手段
部８ｂは、搬送されるワーク４とともに移動しながら作
業を行うよう構成されている。なお、本実施の形態１で
は、ロボット８は床に固定されており、作業手段部８ｂ
はアーム８ａによる移動可能な範囲で移動するものであ
る。また、前記第１モータ７にはパルス発生器１０が設
けられ、この第１モータ７の駆動に同期した信号がコン
トロールユニット９に入力されるように構成されてい
る。以上説明した構成は、従来技術と同様である。

【００１１】以下に、本発明の特徴的な構成について説
明する。前記ロボット８が作業を行う作業範囲におい
て、走行装置１１がラインに沿って設けられている。こ
の走行装置１１は、従来からロボット８を移動させるの
に一般的に用いられている装置と同じものを用いてお
り、駆動源としての第２モータ１２と、この第２モータ
１２により回転され、かつ、前記ラインと平行に軸心を
配置され、外周に螺旋状にネジが切られた図示を省略し
た走行軸と、この走行軸の外周のネジと螺合するネジを
内周に有して走行軸の回転に伴って搬送方向に移動する
走行体１３とを備えている。したがって、第２モータ１
２を駆動させると、その回転方向に応じて走行体１３が
図１の左右方向に移動するよう構成されている。前記走
行体１３には、アーム１４が立設され、このアーム１４
の上端部に圧力センサ１５が設けられている。この圧力
センサ１５は、前記ハンガ３の枠部３ｃの下端部の後面
に面接触する接触子１５ａを有し、この接触子１５ａの
接触圧を検出可能に構成されている。ちなみに、本実施
の形態１では、図示の右端の部分で各レール１，５が僅
かに湾曲しており、ハンガ３が図中右側から移動して来
ても図示の位置（この位置は原点位置であり後述する）
に配置された圧力センサ１５とは衝突しないようになっ
ている。前記圧力センサ１５の検出値はコントロールユ
ニット９に入力される。また、前記搬送レール１には、
前記ロボット８による作業範囲の作業開始位置にハンガ
３が到着したときに、前記係合爪３ｅが衝突することで
これを検出する（本実施の形態では衝突時にＯＮとなり
それ以外ではＯＦＦである）ハンガ到着センサ１６と、
ハンガ３がロボット８の作業範囲の終点位置に到着した
ときに、前記係合爪３ｅが衝突することでこれを検出す
る（本実施の形態では衝突時にＯＮとなりそれ以外では
ＯＦＦである）オーバラン検出センサ１７が設けられお
り、これらセンサ１６，１７の検出信号も前記コントロ
ールユニット９に入力される。

【００１２】前記コントロールユニット９は、各センサ
１５，１６，１７からの入力に基づいて前記ロボット８
および両モータ７，１２（走行装置１１）の駆動を制御
するものであり、このコントロールユニット９の制御流
れを図２に示すフローチャートに基づいて説明する。な
お、ロボット８の作動・非作動に関係なく、通常、第１
モータ７が駆動されてパワーチェーン６が移動してお
り、このパワーチェーン６の駆動爪６ｂに係合爪３ｅが
係合すると、ハンガ３はワーク４と共に図１において右
から左に移動され、また、ロボット８が作動を開始する
前の時点で、ロボット８ならびに走行体１３は、所定の
原点位置に配置されている。上述のようにしてハンガ３
が移動して、ハンガ３の前端部がハンガ到着センサ１６
に衝突すると、ハンガ到着センサ１６の出力がＯＦＦか
らＯＮになり、ステップＳ１からＳ２に進んで、コント
ロールユニット９は、第２モータ１２の駆動を開始させ
る。この時、コントロールユニット９は、パルス発生器
１０から得られる信号に基づいて得られるパワーチェー
ン６の速度よりも若干速い速度で走行体１３を移動させ
るように第２モータ１２を駆動させる。したがって、ハ
ンガ３の後方からスタートした走行体１３がハンガ３に
追い付いて圧力センサ１５の接触子１５ａがハンガ３の
下端後面に接触する。そして、コントロールユニット９
は、ステップＳ３に進んで、圧力センサ１５の検出値に
基づくフィードバック制御により第２モータ１２を駆動
させる。すなわち、このフィードバック制御とは、圧力
センサ１５の検出値が常に所定範囲内に収まるように第
２モータ１２の駆動を制御するもので、例えば、ハンガ
３の進行速度が走行体１３の走行速度よりも遅くなれ
ば、圧力センサ１５の検出値が所定範囲よりも高くなる
ため、この範囲内に収めるべく走行体１３の走行速度を
遅くし、逆に、ハンガ３の走行速度が走行体１３の走行
速度よりも速くなれば、圧力センサ１５の検出値が所定
範囲よりも低くなるため、この範囲内に収めるべく走行
体１３の走行速度を早くするというように第２モータ１
２の駆動を制御するものであり、このフィードバック制
御の結果、走行体１３は、ハンガ３がゴー・ストップを
行ったり、ゴー・バックを行ったりしてもハンガ３の移
動に正確に追従することになる。また、このステップＳ
３では、上記第２モータ１２のフィードバック制御と同
時に、この第２モータ１２の駆動に同期させてロボット
８の作業を行う。すなわち、上記フィードバック制御の
結果、走行体１３はハンガ３の移動に追従しており、こ
の走行体１３を移動させる第２モータ１２の駆動にロボ
ット８の作業を同期させることにより、ロボット８はワ
ーク４の位置に正確に対応して作業を行うものである。
その後、ステップＳ４では、ロボット８の作業が完了し
たか否かを判定し、作業が完了すればステップＳ５に進
み、完了しなければステップＳ６に進んで、オーバラン
検出センサ１７がＯＮであるかＯＦＦであるかを判定
し、ＯＦＦであればステップＳ３に戻り、ＯＮであれば
ステップＳ７に進む。すなわち、ロボット８の作業が順
調に終われば、ステップＳ５に進むが、ロボット８の作
業が終了しないうちにハンガ３が終点位置まで移動した
場合には、ステップＳ７に進むものである。そして、ロ
ボット８が順調に作業を終えてステップＳ５に進んだ場
合には、コントロールユニット９は、走行装置１１の走
行体１３およびロボット８を原点位置に戻す。一方、ロ
ボット８の作業が終わらないうちにハンガ３がオーバラ
ンして終点位置まで移動した場合には、作業未終了処理
を行う（ステップＳ７）。この作業未終了処理とは、例
えば、ロボット８の作業を中止して、それを表示した
り、あるいは、一旦ラインを停止（第１モータ７の駆動
を停止）させ、この状態でロボット８が作業を終了する
まで作業させたりする処理などである。なお、この作業
未終了処理を終えたらステップＳ５に進む。以上説明し
たように、本実施の形態１では、圧力センサ１５の検出
値によるフィードバック制御を行うことにより、ハンガ
３にゴー・ストップやゴー・バックというような動きが
生じても、走行体１３を圧力センサ１５のフィードバッ
ク制御によりハンガ３に同期して移動させ、さらに、こ
の走行体１３の駆動源である第２モータ１２に同期させ
てロボット８の作業を行うように構成したため、ハンガ
３が途中で後戻りするゴー・バックが生じてもロボット
８をワーク４に正確に追従させながら作業を行わせるこ
とができ、しかもこれを、高価な光学的なセンサを複数
設けることなく、かつ、コントロールユニット９の制御
についてもを簡単なフィードバック制御ならびに同期制
御で行うことができ、安価な手段を用いてロボット８の
作業精度の向上を図るという目的を達成できる。

【００１３】なお、実施の形態１では、圧力センサ１５
をハンガおよびワーク４に対して後方から接触させるよ
うにしたが、前方から接触させるようにしてもよい。ま
た、実施の形態１では、ハンガ３と原点位置の圧力セン
サ１５とが衝突するのは搬送レール１が湾曲しているこ
とで回避しているが、アーム１４を伸縮可能に構成し
て、ハンガ３が通過したらアーム１４を伸ばして圧力セ
ンサ１５をハンガ３と接触する高さに配置させるように
してもよい。ちなみに、圧力センサ１５がハンガ３の前
方から接触する構成では、圧力センサ１５を原点位置に
戻す際に、アーム１４を縮めてハンガ３と干渉すること
なく原点位置に戻すものである。また、実施の形態１で
は圧力センサ１５をハンガ３に接触させるように構成し
たが、ワーク４に当接させるようにしてもよい。

【００１４】（実施の形態２）次に、図３〜６に示す実
施の形態２について説明する。なお、この実施の形態２
について説明するにあたり、実施の形態１と同様の構成
には実施の形態１と同じ符号を付けて説明を省略する。
搬送レール１、ハンガ３、パワーレール５、パワーチェ
ーン６、ロボット８、ハンガ到着センサ１６、オーバラ
ン検出センサ１７は実施の形態１と同様の構成である。
前記搬送レール１には、リニアエンコーダが内蔵された
エアシリンダ２１が設けられている。すなわち、このエ
アシリンダ２１は、図４に示すように内部に摺動可能に
設けられたピストン２１ａにより、内部が右室２１ｂと
左室２１ｃとに画成されており、各室２１ｂ，２１ｃに
エアを供給および排出してピストン２１ａを摺動させる
圧力制御弁２８が設けられている。そして、前記ピスト
ン２１ａに連結されたピストンロッド２１ｄの先端部に
は、ロータリアクチュエータ２１ｅが設けられていると
ともに、ロータリアクチュエータ２１ｅの駆動軸に偏心
させて長方形板状のハンガ係合ヘッド２１ｆが設けら
れ、このハンガ係合ヘッド２１ｆは、図５（ａ）に示す
係合位置と同図（ｂ）に示す係合解除位置とに回動可能
に構成されている。すなわち、前記ハンガ係合ヘッド２
１ｆは、図５（ａ）の係合位置でハンガ３の上端部に上
方に突設された係合プレート３ｐにハンガ３の進行方向
で係合可能であるのに対して（図４参照）、図５（ｂ）
の係合解除位置ではハンガ３の進行方向において前記係
合プレート３ｐと空振りして係合不可能となっている。
前記圧力制御弁２８は、前記エアシリンダ２１の左右室
２１ｂ，２１ｃの空気圧を、左室２１ｃの方が右室２１
ｂよりも常に所定圧だけ高くなるよう自動調整するよう
構成されており、したがって、エアシリンダ２１のハン
ガ係合ヘッド２１ｆに外力が加わらない状態では、エア
シリンダ２１は、図４に示すように短縮されるよう構成
されている。また、前記エアシリンダ２１の内部には周
知のリニアエンコーダ（図示省略）が設けられており、
前記ピストン２１ａの位置を検出可能となっており、こ
の検出信号は図３に示すコントロールユニット２９に入
力されるものである。なお、本実施の形態２では、ロボ
ット８は、実施の形態１で示した走行装置１１と同様の
構成のロボット走行軸２２によりワーク４の搬送方向に
移動可能に構成されている。

【００１５】コントロールユニット２９は、実施の形態
１と同様にパルス発生器１０、ハンガ到着センサ１６、
オーバラン検出センサ１７に加えてリニアエンコーダか
ら信号を入力して、前記第１モータ７およびロータリア
クチュエータ２１ｅの駆動を制御するよう構成されてい
る。次に、実施の形態２の動作を図６のフローチャート
に基づいて説明する。まず、作動開始時点でエアシリン
ダ２１は図４に示すように短縮され、かつ、ハンガ係合
ヘッド２１ｆは図示の係合位置に配置されており、これ
を原点位置とする。また、コントロールユニット２９
は、パルス発生器１０から常時第１モータ７の駆動状態
を示す信号を入力している。ロボット８の作業範囲にハ
ンガ３が流れてくると、ハンガ３がハンガ到着センサ１
６を叩いてＯＦＦからＯＮに切り替えるとともに、ハン
ガ３の上端部に設けた係合プレート３ｐがハンガ係合ヘ
ッド２１ｆと係合し、したがって、エアシリンダ２１に
よる左右室２１ｂ，２１ｃの圧力差による短縮作動に抗
してエアシリンダ２１はハンガ３の移動とともに伸長さ
れ、この時のピストン２１ａの移動に伴って内蔵された
リニアエンコーダがピストン２１ａの位置を示す信号、
すなわちハンガ３ならびにワーク４の位置を示す信号を
出力する。コントロールユニット２９では、このハンガ
３の到着の時点で、ステップＳ２１からステップＳ２２
に進み、リニアエンコーダの出力に基づいて得られるハ
ンガ３ならびにワーク４の検出位置に基づいてロボット
８の作業を実行させる。この時、上述のようにエアシリ
ンダ１２は、両室２１ｂ，２１ｃの圧力差に基づいて短
縮方向に荷重がかかっており、ハンガ係合ヘッド２１ｆ
はハンガ３のプレート３ｐを常時押し戻すよう作用して
いる。したがって、ハンガ３がゴー・ストップやゴー・
バックというように動いても、ハンガ係合ヘッド２１ｆ
は常にハンガ３の係合プレート３ｐに当接した状態に維
持され、よって、ハンガ３およびワーク４の位置を常に
正確に検出する。なお、フローチャートでは省略してい
るが、このハンガ到着時に、車種信号を判別して、車種
の違いにより予め設定されているロボット８の作業内容
を選択するものである。そして、ロボット８の作業を行
っている間、実施の形態１と同様に、作業終了前にオー
バランを検出するか否かを判定している（ステップＳ２
３，Ｓ２４）。この場合、オーバランなしにロボット８
の作業が終了すれば、ステップＳ２６に進んでハンガ係
合ヘッド２１ｆを係合解除位置［図５（ｂ）参照］に回
動させるべくロータリアクチュエータ２１ｅを駆動させ
る。このようにハンガ係合ヘッド２１ｆが係合解除位置
に回動されたら、係合プレート３ｐとの係合が外れて、
エアシリンダ２１は上記両室２１ｂ，２１ｃの圧力差に
基づいて自動的に短縮されて原点位置に戻る。そして、
コントロールユニット２９は、ロボット８を原点位置に
戻す制御を行う（ステップＳ２７）。なお、ロボット８
の作業が終了しないうちにハンガ３ならびにワーク４が
オーバラン位置まで移動した場合には、実施の形態１と
同様に作業未終了処理を行う（ステップＳ２５）。

【００１６】以上説明したように、実施の形態２にあっ
ては、ロボット８の作業中は、ロボット８をエアシリン
ダ２１に内蔵されたリニアエンコーダにより検出される
位置に基づいてのロボット８を作業させるようにし、か
つ、このリニアエンコーダを内蔵したエアシリンダ２１
は、左右室２１ｂ，２１ｃの圧力差に基づいてハンガ３
がゴー・ストップやゴー・バックを行ってもハンガ係合
ヘッド２１ｆがハンガ３のプレート３ｐに常時当接する
よう構成して、リニアエンコーダが常に正確にハンガの
位置を検出するようにしたため、高価な光学的なセンサ
を設けることなしにロボット８の作業精度を向上させる
ことができる。

【００１７】なお、実施の形態２においてエアシリンダ
２１としてリニアエンコーダを内蔵したものを用いた
が、リニアエンコーダに替えて、例えば、図７に示すよ
うに前記ハンガ係合ヘッド２１ｆにチェーン３０などの
エンドレスで移動する部材を設け、この部材（チェーン
３０）の移動に基づいてパルスを発生するパルス発生器
３１を設け、このパルス発生器３１の出力によりハンガ
３の位置を検出するようにしてもよい。ちなみに、エア
シリンダ２１は、実施の形態２と同様に左右室２１ｂ，
２１ｃの圧力差を持たせる。また、エアシリンダ２１の
左右室２１ｂ，２１ｃの空気圧をコントロールユニット
２９により制御するようにして、エアシリンダ２１を原
点位置に戻す際には、通常の圧力差よりも大きな圧力差
として瞬時に短縮させて原点復帰させるようにしたり、
あるいは、ハンガ係合ヘッド２１ｆを係合解除させる際
に、一旦エアシリンダ２１を伸長させてハンガ係合ヘッ
ド２１ｆとプレート３ｐとを離間させるようにしてもよ
い。さらに、実施の形態２ではハンガ係合ヘッド２１ｆ
は、ハンガ３に係合させるようにしたがワーク４に係合
させることもできる。

【００１８】

【発明の効果】 以上説明してきたように請求項１記載
の産業用ロボット装置にあっては、走行装置によりハン
ガあるいはワークに当接状態を保ちながら移動可能な圧
力センサを設け、ロボットの作業時には、圧力センサの
検出値が所定範囲内に保たれるように走行装置を作動さ
せるとともに、ロボットの作業を走行装置に同期させる
ように構成したため、ハンガがゴー・ストップさらにゴ
ー・バックといった動きを行っても、圧力センサがこの
動きに追従するように走行装置が作動し、この走行装置
に同期するロボットは、ワークの実際の動きに正確に追
従して作業を行い高い加工精度が得られるものであり、
高価な光学的センサを必要としない安価な手段により、
高い加工精度が得られるという効果を奏するものであ
る。加えて、本発明は、圧力センサおよびこの圧力セン
サをラインに沿って移動させる走行装置を設けただけで
あるので、既存のラインに対する変更が少なく汎用性が
高く、設備投資額を抑えることができる。請求項２記載
の発明では、圧力センサをハンガあるいはワークの後方
からこれらよりも僅かに速い速度で移動させてこれらの
一方に当接させるにあたり、パワーチェーンを駆動させ
る駆動手段の駆動状態を示すパルス発生器の出力に基づ
いて走行装置を作動させるよう構成したため、圧力セン
サの当接時のショックを緩和させて穏やかに当接させる
ことができ、圧力センサやこれが当接するハンガあるい
はワークの破損や変形を確実に防止できるという効果が
得られる。請求項３記載の発明では、ロボットの作業範
囲内に、シリンダ、ピストン、ピストンロッド、および
ハンガあるいはワークと係合する係合ヘッドを有したシ
リンダ装置を設け、かつ、係合ヘッドがワークと係合し
た状態を保つ側にシリンダ内の２室に圧力差を形成する
圧力制御手段を設け、さらに、シリンダに対するピスト
ン側の位置を検出する位置検出センサを設け、この位置
検出センサの検出値に基づいてロボットを作動させるよ
うに構成したため、ハンガがゴー・ストップさらにゴー
・バックといった動作を行っても、係合ヘッドはこれに
追従して係合状態を保たれ、したがって、係合ヘッドに
連結されているピストン側の位置を検出する位置検出セ
ンサの検出値は、常にハンガおよびワークの位置に対応
し、よって、ロボットはワークの位置に常に正確に対応
して作業を行え、高い加工精度が得られるもので、高価
な光学的センサを用いない安価な手段によりロボットの
か構成度を向上させることができるという効果を奏す
る。加えて、本発明は、ラインに沿ってシリンダ装置を
設け、このシリンダ装置のピストン側の位置を検出する
位置センサを設けただけであるので、既存のラインに対
する変更が少なく汎用性が高く、設備投資額を抑えるこ
とができる。請求項４記載の発明では、シリンダ装置に
リニアエンコーダを内蔵したため、設置スペースを小さ
くすることができる。また、請求項５記載の発明では、
位置検出センサを、係合ヘッドに連動する部材の移動に
よりパルスを発生するパルス発生器により構成したた
め、コストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施の形態１の産業用ロボット装置を示
す側方から見た全体図である。

【図２】実施の形態１のコントロールユニットの制御流
れを示すフローチャートである。

【図３】本発明実施の形態２の産業用ロボット装置を示
す側方から見た全体図である。

【図４】実施の形態２の要部を示す側面図である。

【図５】実施の形態２のハンガ係合プレートの動作を示
す正面図である。

【図６】実施の形態２のコントロールユニットの制御流
れを示すフローチャートである。

【図７】実施の形態２の他の形態の要部を示す側面図で
ある。

【図８】従来技術を示す全体図である。

【符号の説明】

１ 搬送レール ３ ハンガ ３ｂ ローラ ３ｃ 枠部 ３ｄ アーム部 ３ｅ 係合爪 ３ｐ プレート ４ ワーク ５ パワーレール ６ パワーチェーン ６ａ ローラ ６ｂ 駆動爪 ７ 第１モータ ８ ロボット ８ａ アーム ８ｂ 作業手段部 ９ コントロールユニット １０ パルス発生器 １１ 走行装置 １２ 第２モータ １３ 走行体 １４ アーム １５ 圧力センサ １５ａ 接触子 １６ ハンガ到着センサ １７ オーバラン検出センサ ２１ エアシリンダ ２１ａ ピストン ２１ｂ 右室 ２１ｃ 左室 ２１ｄ ピストンロッド ２１ｆ ハンガ係合ヘッド ２２ ロボット走行軸 ２８ 圧力制御弁 ２９ コントロールユニット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業対象であるワークに対して溶接やナ
   ット締めなどの所定の作業を行う作業手段部、ならびに
   この作業手段部を自在に移動させる移動手段を備え、所
   定のプログラムに沿って前記作業手段部を移動させなが
   ら前記作業を実行することが可能なロボットと、 このロボットが設置されてロボットが移動可能な範囲で
   ある作業範囲の上方を通って配索された搬送レールと、 この搬送レールに沿って移動可能であるとともに、前記
   ワークを支持可能に形成されたハンガと、 駆動手段により与えられる駆動力により前記搬送レール
   に沿ってエンドレス駆動するパワーチェーンと、 このパワーチェーンに設けられて前記ハンガに設けられ
   た係合爪と係合可能に形成された駆動爪と、 を備え、前記駆動爪が係合爪と係合してハンガにパワー
   チェーンから駆動力が与えられてハンガと共にワークが
   搬送レールに沿って移動し、この移動するワークに対し
   てロボットが所定の作業を行うように構成された産業用
   ロボット装置において、 前記ロボットの作業範囲内に、前記ハンガとワークの一
   方に対して搬送方向の前方あるいは後方から当接可能で
   あるとともに、その当接圧を検出可能な圧力センサと、 この圧力センサをハンガの搬送方向の前後いずれの方向
   にも移動させる走行装置と、 前記走行装置およびロボットの作動を制御するコントロ
   ールユニットと、が設けられ、 このコントロールユニットは、ロボットの作業範囲にハ
   ンガおよびワークが送られてきたことを検出したら、前
   記圧力センサをハンガとワークの一方に当接させるとと
   もに、この圧力センサの検出圧力が常時所定の範囲内に
   収まるように圧力センサを移動させるべく走行装置を作
   動させ、かつ、この走行装置の作動に同期させて前記ロ
   ボットの作業を行わせるように構成されていることを特
   徴とする産業用ロボット装置。
2. 【請求項２】 前記駆動手段の駆動状態を示す信号を出
   力パルス発生器が設けられ、 前記コントロールユニットは、ハンガ到着時に前記走行
   装置により圧力センサを前記ハンガとワークの一方に当
   接させるにあたり、前記パルス発生器の出力に基づいて
   圧力センサをハンガあるいはワークの後方からハンガよ
   りも僅かに速い速度で移動させるよう構成されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の産業用ロボット装置。
3. 【請求項３】 作業対象であるワークに対して溶接やナ
   ット締めなどの所定の作業を行う作業手段部、ならびに
   この作業手段部を自在に移動させる移動手段を備え、所
   定のプログラムに沿って前記作業手段部を移動させなが
   ら前記作業を実行することが可能なロボットと、 このロボットが設置されてロボットが移動可能な範囲で
   ある作業範囲の上方を通って配索された搬送レールと、 この搬送レールに沿って移動可能であるとともに、前記
   ワークを支持可能に形成されたハンガと、 駆動手段により与えられる駆動力により前記搬送レール
   に沿ってエンドレス駆動するパワーチェーンと、 このパワーチェーンに設けられて前記ハンガに設けられ
   た係合爪と係合可能に形成された駆動爪と、 を備え、前記駆動爪が係合爪と係合してハンガにパワー
   チェーンから駆動力が与えられてハンガと共にワークが
   搬送レールに沿って移動し、この移動するワークに対し
   てロボットが所定の作業を行うように構成された産業用
   ロボット装置において、 前記ロボットの作業範囲内に、前記ハンガの搬送方向に
   伸縮するシリンダ装置が設けられ、 このシリンダ装置は、シリンダ内部を２室に画成するピ
   ストンと、このピストンに基端が連結されてシリンダに
   出入りするピストンロッドと、このピストンロッドの先
   端部に設けられて前記ハンガとワークの一方と係合およ
   び係合解除可能な係合ヘッドとが設けられ、 前記ピストンで画成された２室に、係合ヘッドがハンガ
   と係合する方向にピストンを移動させる圧力差を形成す
   る圧力制御手段が設けられ、 前記シリンダに対するピストン側の相対位置を検出する
   位置検出センサが設けられ、 この位置検出センサから信号を入力して前記ロボットな
   らびに係合ヘッドの作動を制御するコントロールユニッ
   トが設けられ、 前記コントロールユニットは、ロボットの作業範囲にハ
   ンガおよびワークが送られてきたことを検出したら、前
   記係合ヘッドをハンガとワークの一方に係合させ、前記
   位置検出センサの検出値に基づいて前記ロボットを作動
   させるように構成されていることを特徴とする産業用ロ
   ボット装置。
4. 【請求項４】 前記位置検出センサは、前記シリンダ装
   置に内蔵されて前記ピストンの位置に応じて信号を出力
   するリニアエンコーダであることを特徴とする請求項３
   記載の産業用ロボット装置。
5. 【請求項５】 前記位置検出センサは、前記シリンダ装
   置の外部に設けられて前記係合ヘッドに連動する移動部
   材と、この移動部材の位置に応じてパルス信号を出力す
   るパルス発生器とを備えていることを特徴とする請求項
   ３記載の産業用ロボット装置。