特許ウォッチ

公開番号2025060034
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023170519
出願日2023-09-29
発明の名称ワーク搬送システム
出願人トーヨーコーケン株式会社
代理人弁理士法人友野国際特許事務所
主分類B25J 13/00 20060101AFI20250403BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】バランサがロボットの協働により大重量ワークをハンドリングし、またロボットが小重量ワークをハンドリングすること。
【解決手段】垂直多関節ロボット10と、常に鉛直に垂下状態で三次元移動するCアーム25を有するバランサ20とを備え、大重量ワークWrをハンドリングする際は、ロボット手首部16がロボットハンド17に替えてロボット側接続機構18を装着し、バランサ側接続機構29と連結し、バランサ20がCアーム25の下端のバランサ手首部26に装着したハンド装置28で大重量ワークWrを把持し垂直多関節ロボット10の誘導に応じてハンドリングし、小重量ワークWsをハンドリングする際は、ロボット側接続機構18とバランサ側接続機構29とを切り離してロボット手首部16がロボット側接続機構18に替えてロボットハンド17を装着し垂直多関節ロボット10単独でハンドリングする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ロボット手首部にロボットハンドを装着し前記ロボットハンドによりロボット搬送が可能な小重量ワークを所要大きさの第１の動作範囲内でハンドリングする垂直多関節ロボットと、
前記垂直多関節ロボットに併設されており、上端部を回転フリーに支持され常に鉛直に垂下状態で三次元移動するＣアームを有し前記Ｃアームの下端がバランサ手首部となっており前記バランサ手首部にハンド装置を装着し、吊り上げバランス機構により前記ハンド装置で前記小重量ワークのハンドリングの間またはロボット搬送が不可能な前記大重量ワークを把持する状態の前後において静止状態を保持し、前記Ｃアームに連結される前記垂直多関節ロボットの誘導に応じて前記大重量ワークを前記第１の動作範囲を包含する所要大きさの第２の動作範囲内でハンドリングする多関節構造のバランサとを備え、
前記ロボット手首部は前記ロボットハンドに替えてロボット側接続機構をチャックおよびチャック解除でき、さらに、前記ロボット手首部にチャックされた前記ロボット側接続機構は前記バランサ手首部の側方に備えるバランサ側接続機構をチャックおよびチャック解除でき、
前記大重量ワークをハンドリングする際は、前記ロボット手首部が前記ロボット側接続機構を装着し、前記バランサ側接続機構と連結し、前記バランサ手首部に装着した前記ハンド装置で前記大重量ワークを把持し前記バランサが前記垂直多関節ロボットの誘導に応じてハンドリングし、また前記小重量ワークをハンドリングする際は、前記ロボット側接続機構を前記バランサ側接続機構から切り離しさらに前記ロボット手首部が前記ロボット側接続機構を切り離して前記ロボットハンドを装着し前記垂直多関節ロボットが単独でハンドリングする
ことを特徴とするワーク搬送システム。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
回転フリーな前記Ｃアームの下端に設けられた前記ハンド装置が、前記Ｃアームに対し同軸上で回転フリーに設けられかつ前記Ｃアームに付設された手首部回動用アクチュエータにより、前記Ｃアームに対しワークの姿勢に合わせて所要角度回動するよう設けられていることを特徴とする請求項１に記載のワーク搬送システム。
【請求項３】
前記Ｃアームに沿って上下方向に所要寸法ストローク可能に案内された上端水平部と、ロボット手首軸の方向に延在している下端水平部と、前記上端水平部と前記下端水平部とを所要距離隔てて一体に連結している中間連結部とからなる接続機構支持部と、前記Ｃアームに付設されたアクチュエータとを有し、前記アクチュエータにより前記上端水平部が下降位置と上昇位置のいずれかに位置決めされ、前記バランサ側接続機構が前記下端水平部の張出端に設けられていることにより前記バランサ側接続機構の中心が前記Ｃアームの中心から所要寸法オフセットしていることを特徴とする請求項１または２に記載のワーク搬送システム。
【請求項４】
前記Ｃアームの下部側面よりロボット手首軸の方向に水平に突設された所要長さの水平張出ブラケットを有し、前記水平張出ブラケットの張出端に前記バランサ側接続機構が設けられ、前記バランサ側接続機構の中心が前記Ｃアームの中心から所要寸法オフセットしていることを特徴とする請求項１または２に記載のワーク搬送システム。
【請求項５】
前記Ｃアームの下部側面よりロボット手首軸の方向に水平張出状態に突設された所要長さの水平ガイドと、前記水平ガイドにスライド可能で適宜位置で固定される水平可動ブロックとを有し、前記水平可動ブロックに前記バランサ側接続機構が設けられ、前記バランサ側接続機構の中心が前記Ｃアームの中心から可変寸法オフセットすることを特徴とする請求項１または２に記載のワーク搬送システム。
【請求項６】
前記Ｃアームの側面に付設された上下方向ガイドと、前記上下方向ガイドに案内され適宜の高さ位置で固定される昇降ブロックとを有し、前記昇降ブロックに前記バランサ側接続機構が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のワーク搬送システム。
【請求項７】
前記接続機構支持部に替えて、前記Ｃアームの下端に固定して設けられたバランサ側接続機構と、前記Ｃアームの前記下側バランサ側接続機構に近接する上位置から所要寸法高い位置まで昇降スライド自在に設けられた平面的に干渉しないよう位置する第２バランサ側接続機構とを有することを特徴とする請求項１または２に記載のワーク搬送システム。
【請求項８】
前記垂直多関節ロボットが所要高さの第１固定ポストの上に設置され、前記バランサが前記第１固定ポストよりも所要高い第２固定ポストの上に設置され、前記垂直多関節ロボットと前記バランサとが協働して前記大重量ワークをハンドリングする際、アーム同士が干渉しないよう、前記バランサ側の複数のアームが前記垂直多関節ロボット側の複数のアームの外側を動作することを特徴とする請求項１または２に記載のワーク搬送システム。
【請求項９】
前記垂直多関節ロボットが単独でテーブル上に置かれる複数の前記小重量ワークを次々にハンドリングして箱詰めし、大重量ワークの箱詰め体となり、さらに、テーブル上で次々に箱詰め体とされた複数の大重量ワークを前記バランサの前記ハンド装置により床置きされるパレット上に次々に積載する際の、前記テーブルと前記パレットを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のワーク搬送システム。
【請求項１０】
小重量ワーク搬送用コンベアと第２小重量ワーク搬送用コンベアと大重量ワーク搬送用コンベアを前記垂直多関節ロボットの動作範囲内に配設したことを特徴とする請求項１または２に記載のワーク搬送システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願発明はたとえばワーク搬送システムに係り、特に、バランサと垂直多関節ロボットとでそれぞれ別々にワークを搬送し、および協働してワークを搬送するワーク搬送システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された搬送装置は、多関節構造のバランサと垂直多関節ロボットとを備え、バランサとロボットの先端同士が接続機構により接続され、バランサの先端に備えるハンド装置でワークを把持し、垂直多関節ロボットがワークの荷重負担がほぼ無い状態でハンド装置を誘導し、もってワークを搬送することができる。ワークをハンドリングする際は、前記バランサ側の動作が前記垂直多関節ロボット側の動作の外側で行い、垂直多関節ロボットとバランサとが干渉しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－２６２３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、例えば、複数の小型で小重量の物品を速いタクトで箱内に整列して詰め込む作業と、続いて、複数の物品を詰め込んだ大重量である箱を、例えば、１ｍ四方のパレット上に遅いタクトでもよいので高さ１ｍまで積み上げる作業とを同一の作業エリアで行いたいというニーズが存在する。
【０００５】
昨今では、安全性能が高く作業者と共有エリアで運転が可能な協働ロボットの採用の機会が高まっている。また、省エネ、省スペースの要求からできるだけ小さな出力のロボットを使いたいということも多い。そこで、特許文献１に開示されたワーク搬送装置において協働ロボットを含む出力の小さい小型の垂直多関節ロボットで適用できるかを検討したところ、物品を箱内に詰め込む作業については適用することができるが、物品を詰め込んだ箱をパレット上に積み上げる作業については適用が難しいことが分かった。
【０００６】
本発明は上述したこれまでの問題点を解決することを企図したものである。すなわち、本願発明の主たる目的は、垂直多関節ロボットとバランサとを備え、連結した状態で多関節ロボットがワークの荷重負担がほぼ無い状態でバランサの先端部を誘導しバランサが大重量ワークをハンドリングすることができ、また多関節ロボットが、バランサの先端との連結を解いて小重量ワークを速いタクトでハンドリングすることができるワーク搬送システムを提供することにある。
【０００７】
本願発明の他の目的は、バランサのハンド装置を、ワークの掴み取りおよび積み下ろしに際しワークの置かれているまたは置くべき平面視姿勢に合わせて方向を容易に変えることができる搬送システムを提供することにある。
【０００８】
本願発明のさらなる他の目的は、バランサの独立した第２の作業範囲が垂直多関節ロボットの第１の作業範囲よりも大きくかつ包含するにもかかわらず、垂直多関節ロボットとバランサとが連結した状態では、バランサの作業範囲が第１の作業範囲内に狭く制限されるという不都合があり、垂直多関節ロボットの誘導による場合もバランサの作業範囲が第１の作業範囲を拡大した範囲に及ぶように改良した搬送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題の解決に当たり、本発明者らは、小型の垂直多関節ロボットで搬送が可能な複数の小重量のワークを速いタクトでハンドリングする必要がある作業については小型の垂直多関節ロボット単独で行い、大重量のワークの搬送作業についてはバランサと小型の垂直多関節ロボットとが連結し遅いタクトでもよいので作業を安全に行うことができる搬送システムを発案し、同システムの開発に鋭意に取り組んだ。その結果、本願発明を案出したものである。
【００１０】
さらに、本発明者らは、バランサと垂直多関節ロボットとが連結した状態でバランサがパレット上にワークを積み下ろす場合に、ワークを同一方向に向けてパレット上に積み上げるとパレットに横揺れが生じたときにワークが容易に崩れ落ちる恐れがあるので、ワークを一段ごとに９０°異なる方向に向けてパレット上に積み上げる必要があり、この作業での平面的な姿勢を合わせるために多くの時間がかかってしまうことが分かった。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許