特許 5964379 清掃装置および清掃装置を含むシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5964379

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】清掃装置および清掃装置を含むシステム

(51)【国際特許分類】

   B08B 11/00 20060101AFI20160721BHJP

   B08B 1/00 20060101ALI20160721BHJP

   B25J 11/00 20060101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   B08B11/00 Z

   B08B1/00

   B25J11/00 Z

【請求項の数】7

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-206658(P2014-206658)

(22)【出願日】2014年10月7日

(65)【公開番号】特開2016-73938(P2016-73938A)

(43)【公開日】2016年5月12日

【審査請求日】2015年8月20日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100102819

【弁理士】

【氏名又は名称】島田 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100112357

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 繁樹

(74)【代理人】

【識別番号】100157211

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 一夫

(74)【代理人】

【識別番号】100159684

【弁理士】

【氏名又は名称】田原 正宏

(72)【発明者】

【氏名】井▲崎▼ 真

【審査官】 芝井 隆

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１０３９１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０９−２３４４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０６−０６４８７８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２０１０／０５０２１７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０８Ｂ １１／００

Ｂ０８Ｂ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

掃除布（３３）が格納された格納部（２２）と、
該格納部から前記掃除布を引出す引出部（３４）と、
前記格納部と前記引出部との間に配置された掃除布セット機構部（４０）と、を具備し、
該掃除布セット機構部は、平坦部（４１）と、前記引出部により引出された掃除布と一緒に前記平坦部上において昇降する昇降部材（４２）と、該昇降部材の上昇位置と下降位置との間の位置まで前記平坦部から突出する突出部（４９）とを含んでおり、
前記昇降部材が前記上昇位置にあるときには、前記掃除布は前記突出部の先端に係合せず、前記掃除布を引出可能であり、
前記昇降部材が前記下降位置にあるときには、前記突出部が前記掃除布に係合し、前記掃除布は移動不能であり、前記突出部に係合された前記掃除布を用いて清掃を行う、清掃装置（２０）。

【請求項2】

さらに、前記昇降部材が前記上昇位置にあるときに、前記掃除布セット機構部における前記掃除布に洗浄液を噴出する洗浄液噴出部（３９）を具備する、請求項１に記載の清掃装置（２０）。

【請求項3】

ロボット（１１）と、
光学器械（１２）と、
請求項１または２に記載の清掃装置とを具備し、
前記昇降部材が前記下降位置にあるときには、前記ロボットによって、前記光学器械を前記突出部に係合された前記掃除布に押当てて前記光学器械を清掃するようにした、システム（１）。

【請求項4】

前記清掃装置は前記ロボットに装着されており、前記光学器械は固定位置に配置されている、請求項３に記載のシステム（１）。

【請求項5】

前記光学器械は前記ロボットに装着されており、前記清掃装置は固定位置に配置されている、請求項３に記載のシステム（１）。

【請求項6】

前記清掃装置が前記ロボットに着脱可能である、請求項４に記載のシステム（１）。

【請求項7】

前記ロボットのプログラムによって一定のサイクル毎に、または前記光学器械による検出エラーが所定の回数を超えた場合に、前記光学器械を清掃するようにした、請求項３に記載のシステム（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、清掃装置に関する。さらに、本発明は、そのような清掃装置を含むシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

ロボットに備えられた光学器械、例えばカメラによりワークを撮像し、撮像された画像を解析してロボットを動作させるシステムが広範に普及している。このようなシステムを長時間使用すると、光学器械、例えばカメラのレンズが外部環境などにより汚染され、鮮明な画像が撮像できなくなる。その結果、画像の解析を良好に行えなくなる。このため、ロボットがしばしば停止し、システムの稼働率が低下する事態が起こる。従って、従来技術においては、操作者が光学器械を定期的に清掃する必要があった。

【0003】

この点に関し、特許文献１には、光学部品を自動的に清掃する清掃装置が開示されている。特許文献１においては、コンベアの供給方向に沿って、吹付装置、加湿装置および清拭装置が順番に配置されている。そして、コンベア上を供給される光学部品には吹付装置により高圧空気が吹付けられ、次いで、加湿装置により光学部品が加湿され、最終的に、清拭装置の拭取部材によって光学部品が拭取られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開2001-075241号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１では、吹付装置、加湿装置および清拭装置をコンベアの供給方向に沿って配置する必要があるので、これらの装置が占めるスペースが大きくなり、システム全体が大型化する。

【0006】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、大型化させることなしに、稼働率を向上させられる清掃装置、およびそのような清掃装置を含むシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、掃除布が格納された格納部と、該格納部から前記掃除布を引出す引出部と、前記格納部と前記引出部との間に配置された掃除布セット機構部と、を具備し、該掃除布セット機構部は、平坦部と、前記引出部により引出された掃除布と一緒に前記平坦部上において昇降する昇降部材と、該昇降部材の上昇位置と下降位置との間の位置まで前記平坦部から突出する突出部とを含んでおり、前記昇降部材が前記上昇位置にあるときには、前記掃除布は前記突出部の先端に係合せず、前記掃除布を引出可能であり、前記昇降部材が前記下降位置にあるときには、前記突出部が前記掃除布に係合し、前記掃除布は移動不能であり、前記突出部に係合された前記掃除布を用いて清掃を行う、清掃装置が提供される。
２番目の発明によれば、１番目の発明において、さらに、前記昇降部材が前記上昇位置にあるときに、前記掃除布セット機構部における前記掃除布に洗浄液を噴出する洗浄液噴出部を具備する。
３番目の発明によれば、ロボットと、光学器械と、１番目または２番目の発明の清掃装置とを具備し、前記昇降部材が前記下降位置にあるときには、前記ロボットによって、前記光学器械を前記突出部に係合された前記掃除布に押当てて前記光学器械を清掃するようにした、システムが提供される。
４番目の発明によれば、３番目の発明において、前記清掃装置は前記ロボットに装着されており、前記光学器械は固定位置に配置されている。
５番目の発明によれば、３番目の発明において、前記光学器械は前記ロボットに装着されており、前記清掃装置は固定位置に配置されている。
６番目の発明によれば、４番目の発明において、前記清掃装置が前記ロボットに着脱可能である。
７番目の発明によれば、３番目の発明において、前記ロボットのプログラムによって一定のサイクル毎に、または前記光学器械による検出エラーが所定の回数を超えた場合に、前記光学器械を清掃するようにした。

【発明の効果】

【0008】

１番目の発明においては、吹付装置、加湿装置および清拭装置をコンベアの供給方向に沿って配置した従来技術の装置と比較して小型の清掃装置を提供できる。
２番目の発明においては、洗浄液を用いるので、乾拭きのみでは解消できない汚れにも対処できる。
３番目の発明においては、清掃装置によって光学器械、例えばカメラを清掃できるので、光学器械が汚染されることはなく、画像の解析が不可能になって、ロボットが停止することはない。このため、システムの稼働率を向上させられる。また、操作者が光学器械を手動で清掃する必要がないので、操作者の負担を減らすことができる。さらに、清掃装置は比較的小型であるのでシステムが大型化するのを避けられる。
４番目の発明においては、清掃装置をロボットで任意の位置に移動させられるので、複数の光学器械をが固定されている場合であっても、単一の清掃装置で複数の光学器械を清掃できる。
５番目の発明においては、光学器械を備えたロボットが複数ある場合であっても、単一の清掃装置で複数の光学器械を清掃できる。
６番目の発明においては、清掃装置が着脱可能であるので、この清掃装置を用いて、ロボットに備えられた光学器械および固定位置に配置された光学器械の両方を清掃できる。
７番目の発明においては、光学器械を自動的に清掃できるので、光学器械を汚染されていない状態に常に保つことができる。

【0009】

添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれら目的、特徴および利点ならびに他の目的、特徴および利点がさらに明解になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に基づく清掃装置とロボットとを含むシステムを示す図である。

【図2】図１に示される清掃装置の斜視図である。

【図3】図１に示される清掃装置の他の斜視図である。

【図4】本発明に基づく清掃装置とロボットを含むシステムの動作を示すフローチャートである。

【図5】システムの動作を説明するための斜視図である。

【図6】光学器械を清掃する第一の斜視図である。

【図7】光学器械を清掃する第二の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明に基づく清掃装置とロボットとを含むシステムを示す図である。図１に示されるシステム１は、ロボット１１と、ロボット１１のハンドに備えられた光学機器１２と、光学機器１２を清掃する清掃装置２０とを主に含んでいる。光学機器１２は、例えばカメラまたは視覚センサであり、以下においては、光学機器１２がカメラ１２であるもとして説明する。また、ロボット１１および清掃装置２０は制御装置１０に接続されており、ロボット１１および清掃装置２０は制御装置１０によって制御される。

【0012】

図２は図１に示される清掃装置の斜視図であり、図３は図１に示される清掃装置の他の斜視図である。図２および図３に示される清掃装置２０は概ね同じ状態であり、図３に示される掃除布３３が図２では排除されている点が異なる。

【0013】

図１から図３に示されるように、清掃装置２０は複数の開口部が形成されたベース２１を含んでいる。図示される実施形態においては、ベース２１の開口部にボルトなどを通すことによって、清掃装置２０は例えば床部などに固定されている。

【0014】

図示されるように清掃装置２０のベース２１には、格納部２２が設置されている。格納部２２には、清掃布３３の巻回ローラ３１が格納されている。さらに、ベース２１には、巻回ローラ３１から清掃布３３を引出す引出部３４が設置されている。引出部３４は巻取ローラ３２を含んでおり、引出された清掃布３３は巻取ローラ３２に巻取られる。清掃布３３は、織布または不織布のいずれであってもよく、清掃布３３が他の構成であってもよい。

【0015】

さらに、格納部２２から巻出された清掃布３３を上方に傾斜させる第一案内部２３が格納部２２に隣接して配置されている。そして、清掃布３３を下方に傾斜させる第二案内部２４が引出部３４に隣接して配置されている。

【0016】

さらに、掃除布セット機構部４０が第一案内部２３と第二案内部２４との間に配置されている。図２を参照すると、掃除布セット機構部４０は、第一案内部２３および第二案内部２４の上端と概ね同じ高さにある平坦部４１と、平坦部４１上において昇降する昇降部材４２とを主に含んでいる。昇降部材４２は昇降部４５によって図１に示される上昇位置と図３に示される下降位置との間で昇降される。

【0017】

また、図２から特に分かるように、昇降部材４２の中心には、略矩形の貫通孔４３が形成されている。また、平坦部４１には、昇降部材４２の貫通孔４３を通って延びる突起部４９が設けられている。図２に示される突起部４９の断面は略円形であるが、突起部４９の断面が他の形状、例えば貫通孔４３に比例する矩形であってもよい。突起部４９は、昇降部材４２の上昇位置と下降位置との間の位置まで平坦部４１から上方に突出している。突起部４９は昇降部材４２の上昇位置よりもわずかながら低い位置まで突出しているのが好ましい。

【0018】

図１および図２から分かるように、第一案内部２３に隣接する平坦部４１の一側には第一ローラ５１が備えられている。そして、第一ローラ５１に隣接する貫通孔４３の一側には第二ローラ５２が備えられており、貫通孔４３の他側には第三ローラ５３が備えられている。さらに、第二案内部２４に隣接する平坦部４１の他側には第四ローラ５４が備えられている。

【0019】

引出部３４によって巻回ローラ３１から引出された清掃布３３は第一ローラ５１〜第四ローラ５４の全てに係合して巻取ローラ３２まで延びている。図１から特に分かるように、清掃布３３は、第一ローラ５１の下方を通過し、第二ローラ５２および第三ローラ５３の上方を通過し、第四ローラ５４の下方を通過している。

【0020】

さらに、図１に示されるように、昇降部材４２の一部から水平方向に腕木３７が延びている。そして、腕木３７の先端には傾斜部材３８が取付けられている。さらに、洗浄液を噴出する洗浄液噴出部３９が傾斜部材３８に対して垂直に取付けられている。洗浄液噴出部３９は図示しない洗浄液源に接続されているものとする。洗浄液は、例えばカメラ１２が清掃布３３による乾拭きのみでは解消できない汚れを含むときに噴出される。

【0021】

図４は本発明に基づく清掃装置とロボットとを含むシステムの動作を示すフローチャートである。また、図５はシステムの動作を説明するための斜視図である。以下、これら図面を参照しつつ、本発明の清掃装置を含むシステムの動作について説明する。なお、図４に示される動作は所定の制御周期毎に実施されるものとする。

【0022】

はじめに、図４のステップＳ１１においては、ロボット１１を駆動してカメラ１２を撮像位置まで移動させる。撮像位置は、例えば図示しないワークの上方位置である。次いで、ステップＳ１２において一定のサイクルが終了したかまたは所定時間が経過したか否かが判定される。一定のサイクルとは、ロボット１１およびカメラ１２を用いて行われる所定の作業のサイクルまたは予め定められた別のサイクルである。一定のサイクルが終了していない場合または所定時間が経過していない場合には、ステップＳ１３に進む。

【0023】

ステップＳ１３においては、カメラ１２でワークなどを撮像する。そして、ステップＳ１４では、撮像された画像が良好であったか否かが判定される。画像が良好であるか否かについては、例えば制御装置１０内の画像処理部（図示しない）が適切に画像処理を行えるか否かに基づいて判断される。そして、良好な画像が取得できた場合には、カメラ１２が全く汚染されていないと判断できる。このような場合には、ステップＳ１６に進んで、所定の作業を実行する。

【0024】

これに対し、ステップＳ１４において画像が良好でないと判定された場合にはステップＳ１５に進む。ステップＳ１５においては、画像が良好でないと判定されたＮＧ回数が所定回数を超えたか否かがさらに判定される。ＮＧ回数は制御装置１０の記憶部（図示しない）に記憶されるものとする。そして、ＮＧ回数が所定回数を超えていない場合には、カメラ１２がそれほど汚染されておらず、他の外的要因により良好な画像が取得できなかったと判断できる。このような場合には、ステップＳ１３に戻り、カメラ１２が画像を再度撮像する。

【0025】

これに対し、ステップＳ１５においてＮＧ回数が所定回数を超えた場合には、カメラ１２がかなり汚染されていると判断できる。また、ステップＳ１２において、一定のサイクルが終了した場合または所定時間が経過した場合には、カメラ１２の汚染が進行していると判断できる。このような場合には、ステップＳ２１に進んで、カメラ１２を清掃装置２０によって清掃する。

【0026】

ステップＳ２１においては、はじめに、ロボット１１を駆動して、カメラ１２を清掃装置２０近傍まで移動させる。そして、ステップＳ２２においては、掃除布セット機構部４０の昇降部材４２を図１の矢印Ａ１の方向に前述した上昇位置まで上昇させる。これにより、掃除布３３は、突出部４９の先端に係合しないようになる。従って、ステップＳ２３において引出部３４を駆動すると、掃除布３３を矢印Ａ２の方向に所定量だけ引出すことができる。

【0027】

次いで、ステップＳ２４においては、洗浄液噴出部３９から所定量だけ洗浄液を噴出する。図１から分かるように、洗浄液は、第二ローラ５２と第三ローラ５３との間の掃除布３３、つまり、突出部４９の先端に対応した位置にある掃除布３３に噴出される。なお、カメラ１２の汚染の程度があまり高くないと判断される場合には、ステップＳ２４の処理を省略してもよい。

【0028】

次いで、ステップＳ２５においては、昇降部材４２を図５の矢印Ａ４の方向に前述した下降位置まで下降させる。これにより、図２、図３および図５を比較して分かるように、突出部４９はその先端に掃除布３３を係合させたまま、昇降部材４２の貫通孔４３から突出することになる。昇降部材４２が下降位置にあるときには、突出部４９の先端が掃除布３３に係合しているので、掃除布３３が移動することはない。

【0029】

次いで、ステップＳ２６においては、図５の矢印Ａ５で示されるように、ロボット１１を駆動して、突出部４９の先端に係合した掃除布３３にカメラ１２を接触させる。そして、ステップＳ２７においては、掃除布３３をカメラ１２に接触させたまま、ロボット１１を所定距離だけ水平方向に往復運動させ、それにより、カメラ１２を清掃する。なお、ロボット１１が他の動作により、カメラ１２を清掃してもよい。

【0030】

再び図４を参照して、カメラ１２が清掃されると、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７においては、カメラ１２が既に清掃されているので、ステップＳ１５で使用されたＮＧ回数をゼロにリセットしする。そして、ステップＳ１１の処理まで戻る。

【0031】

このように、本発明においては、清掃装置２０を用いてカメラ１２を定期的に自動で清掃している。このため、カメラ１２を汚染されていない状態に常に保つことができる。このため、画像の解析が不可能になることはなく、ロボットが停止することもない。それゆえ、本発明においては、システム１の稼働率を向上させられる。また、操作者がカメラ１２を手動で清掃する必要がないので、操作者の負担を減らすこともできる。

【0032】

さらに、本発明の清掃装置２０は従来技術の吹付装置、加湿装置および清拭装置を含む必要がない。このため、吹付装置、加湿装置および清拭装置をコンベアの供給方向に沿って配置した従来技術の装置と比較して小型である。それゆえ、本発明においては、システム１が大型化するのを避けられる。

【0033】

また、工場などにおいては、カメラ１２を備えた同様なロボット１１が複数稼働している。そのような場合であっても、本発明の単一の清掃装置２０を用いて複数のカメラ１２を順次清掃できるのが分かるであろう。

【0034】

ところで、図６および図７は光学器械を清掃する斜視図である。これら図面から分かるように、カメラ１２のレンズ１３（光学部品）は通常は光透過性のカバー１２ａに被覆されている。図６においては、清掃装置２０はカメラ１２のカバー１２ａを清掃している。これに対し、図７においては、カメラ１２のカバー１２ａが取外され、清掃装置２０はカメラ１２のレンズ１３を直接的に清掃している。このように本発明の清掃装置２０はカバー１２ａを清掃してもよく、レンズ１３を清掃してもよい。当然のことながら、清掃装置２０はカメラ１２の他の部位や、ロボット１１の一部分、例えばハンドを清掃することも可能である。

【0035】

図１等に示される実施形態においては、カメラ１２がロボット１１に取付けられ、清掃装置２０が固定されている。しかしながら、図示しない実施形態においては、清掃装置２０がベース２１の開口部にボルトなどを通すことによってロボット１１に取付けられ、カメラ１２が床部などに固定されていてもよい。この場合には、清掃装置２０をロボットで任意の位置に移動させられるので、複数のカメラ１２をが固定されている場合であっても、単一の清掃装置２０で複数のカメラ１２を清掃することが可能である。

【0036】

また、清掃装置２０はベース２１の開口部にボルトなどを通すこと以外の方法によって床部やロボット１１に取付けられていてもよい。さらに、清掃装置２０が着脱可能であるのが好ましい。このような場合には、単一の清掃装置２０を床部などに固定してロボット１１に備えられたカメラ１２を清掃する。そして、この清掃装置２０を床部から取外してロボット１１に取付け、別途固定されたカメラ１２を清掃することも可能である。

【0037】

典型的な実施形態を用いて本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなしに、前述した変更および種々の他の変更、省略、追加を行うことができるのを理解できるであろう。

【符号の説明】

【0038】

１ システム
１０ 制御装置
１１ ロボット
１２ 光学機器
１２ａ カバー
１３ レンズ
２０ 清掃装置
２１ ベース
２２ 格納部
２３ 第一案内部
２４ 第二案内部
３１ 巻回ローラ
３２ 巻取ローラ
３３ 清掃布
３４ 引出部
３７ 腕木
３８ 傾斜部材
３９ 洗浄液噴出部
４０ 掃除布セット機構部
４１ 平坦部
４２ 昇降部材
４３ 貫通孔
４５ 昇降部
４９ 突出部
５１ 第一ローラ
５２ 第二ローラ
５３ 第三ローラ
５４ 第四ローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】