特開 2024-146869 ワーク搬送システム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024146869

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】ワーク搬送システム及び方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/00 20060101AFI20241004BHJP

【ＦＩ】

B25J19/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】19

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024051933

(22)【出願日】2024-03-27

(31)【優先権主張番号】P 2023059183

(32)【優先日】2023-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000002174

【氏名又は名称】積水化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100120617

【弁理士】

【氏名又は名称】浅野 真理

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(72)【発明者】

【氏名】久永 芳暢

(72)【発明者】

【氏名】真弓 聡

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707BS10

3C707CY36

3C707HS27

3C707KS09

3C707NS02

3C707NS07

(57)【要約】

【課題】システム全体を小型化及び簡素化しつつ、適正な搬送動作を容易に実現できるワーク搬送システムを提供する。
【解決手段】一実施の形態によれば、ワーク搬送システムＳは、ワークＷを搬送するための力をワークＷに付与するロボット１０と、ワークＷを上下動させる移動装置２０と、を備える。移動装置２０は、ワークＷをロボット１０とともに保持する吊り下げ部２１、吊り下げ部２１を上下動させる駆動部２２、吊り下げ部２１から駆動部２２にかかる荷重の変動量を検出する荷重検出部２３、及び駆動部２２を制御する制御部２４を有する。そして、荷重検出部２３は、ロボット１０がワークＷに付与する上方又は下方への力によって生じる、吊り下げ部２１から駆動部２２にかかる荷重の変動量を検出する。そして、制御部２４は、荷重検出部２３が検出する荷重の変動量に基づいて、駆動部２２により吊り下げ部２１を上下動させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを搬送するための力を前記ワークに付与するロボットと、
前記ワークを上下動させる移動装置と、を備え、
前記移動装置は、前記ワークを前記ロボットとともに保持する吊り下げ部、前記吊り下げ部を上下動させる駆動部、前記吊り下げ部から前記駆動部にかかる荷重の変動量を検出する荷重検出部、及び前記駆動部を制御する制御部を有し、
前記荷重検出部は、前記ロボットが前記ワークに付与する上方又は下方への力によって生じる、前記吊り下げ部から前記駆動部にかかる荷重の変動量を検出し、
前記制御部は、前記荷重検出部が検出する前記荷重の変動量に基づいて、前記駆動部により前記吊り下げ部を上下動させる、ワーク搬送システム。

【請求項2】

前記制御部は、前記荷重の変動量を相殺するように前記駆動部により前記吊り下げ部を上下動させる、請求項１に記載のワーク搬送システム。

【請求項3】

前記制御部は、前記荷重の変動量を低減するように前記駆動部により前記吊り下げ部を上下動させる、請求項１に記載のワーク搬送システム。

【請求項4】

前記制御部は、前記吊り下げ部を上下動させた後、前記荷重の変動量が検出されなくなった際には、前記吊り下げ部が上下動しないように前記駆動部を制御する、請求項１乃至３のいずれかに記載のワーク搬送システム。

【請求項5】

前記ワークに接し、前記ワークを保持する治具をさらに備え、
前記治具は、前記ロボット及び前記吊り下げ部のうちの一方に設けられ、
前記ロボット及び前記吊り下げ部のうちの他方は、前記ワークに直接的に接するか又は前記治具を介して前記ワークに接することにより、前記ワークを保持する、請求項１に記載にワーク搬送システム。

【請求項6】

前記ワークは、コアと、前記コアに巻回したフィルム体と、を有し、
前記治具は、前記吊り下げ部の下端に固定される接続部分と、前記接続部分から下方に延びる第１部分及び第２部分と、を有し、
前記治具は、前記第１部分及び前記第２部分において前記ワークを保持し、
前記第１部分及び前記第２部分の間の距離は、前記フィルム体の幅以上であり、且つ前記コアの幅以下である、請求項５に記載のワーク搬送システム。

【請求項7】

前記治具は、凹部又は貫通穴からなる受入れ部および突起部のうちのいずれかを有し、
前記ロボット及び前記吊り下げ部のうちの前記他方は、前記受入れ部に上下方向の遊びをもって挿入されるか又は前記突起部を上下方向の遊びをもって受け入れる係合部を有する、請求項５に記載のワーク搬送システム。

【請求項8】

前記係合部が前記受入れ部に挿入される場合の前記遊びの寸法は、前記受入れ部の上下方向での寸法の２０％以下であり、
前記係合部が前記突起部を受け入れる場合の前記遊びの寸法は、前記係合部の上下方向での寸法の２０％以下である、請求項７に記載のワーク搬送システム。

【請求項9】

前記治具は、前記吊り下げ部に設けられ、
前記受入れ部および突起部のうちのいずれかは、水平方向において前記吊り下げ部と同一の領域に位置する、請求項７に記載のワーク搬送システム。

【請求項10】

前記治具は、前記受入れ部を有し、
前記ロボット及び前記吊り下げ部のうちの前記他方は、前記受入れ部に上下方向の遊びをもって挿入される係合部を有し、
前記係合部は、前記受入れ部に接する第１係合部分と、前記第１係合部分よりも先端側に位置する第２係合部分と、を有し、
前記第２係合部分は、前記第１係合部分から離れるにしたがって先細りする形状を有する、請求項７に記載のワーク搬送システム。

【請求項11】

前記治具は、前記受入れ部を有し、
前記ロボット及び前記吊り下げ部のうちの前記他方は、上下方向と交わる方向から、前記受入れ部に前記上下方向の遊びをもって挿入される係合部を有し、
前記受入れ部は、第１受入れ部分、及び前記第１受入れ部分と連通する第２受入れ部分を有し、
前記係合部は、前記受入れ部への挿入時に前記第１受入れ部分及び前記第２受入れ部分の順で前記受入れ部を通り、
前記第１受入れ部分の径は、前記第２受入れ部分の方に向かって小さくなる、請求項７に記載のワーク搬送システム。

【請求項12】

治具が、前記吊り下げ部に設けられ、前記吊り下げ部は、前記治具を介して前記ワークを保持し、
前記ロボットは、前記治具に接し、前記治具を介して前記ワークに力を付与する、請求項１に記載のワーク搬送システム。

【請求項13】

前記移動装置を水平方向に移動可能に支持する案内装置をさらに備える、請求項１に記載のワーク搬送システム。

【請求項14】

前記制御部は、前記荷重検出部が検出する前記荷重の変動量が、所定値以上となった際に、前記駆動部による前記吊り下げ部の上下動を開始する、請求項１乃至３のいずれかに記載のワーク搬送システム。

【請求項15】

前記制御部は、前記荷重検出部が検出する前記荷重の変動量が、所定値未満となった際に、前記駆動部による前記吊り下げ部の上下動を停止する、請求項１乃至３のいずれかに記載のワーク搬送システム。

【請求項16】

前記ロボットと前記移動装置とが前記ワークを吊り下げた状態において、前記ロボットは、前記ワークの荷重の０．１％以上５０％以下を支持する、請求項１に記載のワーク搬送システム。

【請求項17】

前記移動装置が前記ワークを吊り下げず、前記ワークの荷重を負担しない状態から、前記ロボットが前記ワークに上方向の力を継続して付与することにより、前記移動装置が負担する前記ワークの荷重が次第に増加して、前記移動装置が前記ワークを吊り下げる状態に至る、請求項１に記載のワーク搬送システム。

【請求項18】

ワークを搬送するための力を前記ワークに付与するロボットと、
前記ワークを上下動させる移動装置と、を備え、
前記移動装置は、前記ワークを前記ロボットとともに保持する吊り下げ部、前記吊り下げ部を上下動させる駆動部、前記吊り下げ部から前記駆動部にかかる荷重の変動量を検出する荷重検出部、及び前記駆動部を制御する制御部を有し、
前記ロボットの移動可能範囲と前記吊り下げ部の下端の移動可能範囲とが重なり合うように前記ロボットが配置され、
前記制御部は、前記荷重検出部が検出する前記吊り下げ部から前記駆動部にかかる荷重の変動量に基づいて、前記駆動部により前記吊り下げ部を上下動させる、ワーク搬送システム。

【請求項19】

ワークを搬送するための力を前記ワークに付与するロボットと、前記ワークを上下動させる移動装置と、を使用するワーク搬送方法であって、
前記移動装置は、前記ワークを前記ロボットとともに保持する吊り下げ部と、前記吊り下げ部を上下動させる駆動部とを有し、
前記ロボットが前記ワークに付与する上方又は下方への力によって生じる、前記吊り下げ部から前記駆動部にかかる荷重の変動量に基づいて、前記駆動部により前記吊り下げ部を上下動させる、ワーク搬送方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワーク搬送システム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、物品搬送用のロボットを導入する工場が増えつつある。例えば、多くの工場ではワークの搬送を多関節ロボットにより行っている。

【0003】

出力が大きい多関節ロボットは、重量の大きいワークを搬送できる。現在、日本の厚生労働省が定める労働安全衛生規則では、定格出力が所定値よりも大きいモータを使用する多関節ロボットは、「産業用ロボット」というカテゴリに分類されている。この産業用ロボットは、人と協働での作業の実施を予定していないロボットとして位置付けられている。

【0004】

上記規則では、産業用ロボットを運転させる場合に、安全柵の設置等の安全対策を講じるよう定めている。安全対策は、産業用ロボットと人との距離を一定以上確保する等の対策であり、例えば産業用ロボットとともに安全柵を設置した場合には、産業用ロボットへの人の接近を抑制して、産業用ロボットを安全に運転できる。そして、出力の大きい産業用ロボットにより、重量の大きいワークを搬送できる。ただし、産業用ロボットと安全柵とが占める占有範囲が大きくなり得るため、産業用ロボットを含むシステム全体の大型化及び複雑化が問題になることがある。

【0005】

一方で、上記規則では、定格出力が所定値以下のモータを使用する多関節ロボットを、「協働ロボット」というカテゴリに分類している。協働ロボットは、人との協働作業を許容されるロボットという位置付けである。この協働ロボットについては、上記規則において安全柵の設置等の安全対策が義務付けられていない。したがって、協働ロボットを含むシステム全体の小型化及び簡素化の観点で、有利になる。ただし、重量の大きいワークの搬送を行うことが困難な点は、デメリットとなる。

【0006】

また、以上に説明したような多関節ロボットは、補助機器とともに使用されることがある。例えば特許文献１は、多関節ロボットと、移動装置とを備える搬送システムを開示する。この搬送システムでは、多関節ロボット及び移動装置のそれぞれがワークの荷重を負担する。これにより、多関節ロボット及び移動装置のうちの一方が他方の負荷を軽減できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第５９８１８１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１のシステムでは、ワークを昇降させる際、多関節ロボット及び移動装置が同期制御されて昇降する。この構成では、適正な動作の実現にあたり、多関節ロボット及び移動装置の両者を制御する制御機器の回路設計、プログラム設計、配線接続等の多くの検討事項が生じる。したがって、特許文献１のシステムの導入は、必ずしも容易ではない。

【0009】

また、特許文献１のシステムでは、安全対策義務によって生じ得るシステム全体の大型化や複雑化についての考慮がなく、これらの問題を改善するための工夫はない。

【0010】

以上に鑑みて、本発明が解決しようとする課題は、システム全体を小型化及び簡素化しつつ、適正な搬送動作を容易に実現できるワーク搬送システム及び方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は、以下の［１］～［１９］に関連する。

【0012】

［１］ ワークを搬送するための力を前記ワークに付与するロボットと、
前記ワークを上下動させる移動装置と、を備え、
前記移動装置は、前記ワークを前記ロボットとともに保持する吊り下げ部、前記吊り下げ部を上下動させる駆動部、前記吊り下げ部から前記駆動部にかかる荷重の変動量を検出する荷重検出部、及び前記駆動部を制御する制御部を有し、
前記荷重検出部は、前記ロボットが前記ワークに付与する上方又は下方への力によって生じる、前記吊り下げ部から前記駆動部にかかる荷重の変動量を検出し、
前記制御部は、前記荷重検出部が検出する前記荷重の変動量に基づいて、前記駆動部により前記吊り下げ部を上下動させる、ワーク搬送システム。

【0013】

［２］ 前記制御部は、前記荷重の変動量を相殺するように前記駆動部により前記吊り下げ部を上下動させる、［１］に記載のワーク搬送システム。

【0014】

［３］ 前記制御部は、前記荷重の変動量を低減するように前記駆動部により前記吊り下げ部を上下動させる、［１］に記載のワーク搬送システム。

【0015】

［４］ 前記制御部は、前記吊り下げ部を上下動させた後、前記荷重の変動量が検出されなくなった際には、前記吊り下げ部が上下動しないように前記駆動部を制御する、［１］乃至［３］のいずれかに記載のワーク搬送システム。

【0016】

［５］ 前記ワークに接し、前記ワークを保持する治具をさらに備え、
前記治具は、前記ロボット及び前記吊り下げ部のうちの一方に設けられ、
前記ロボット及び前記吊り下げ部のうちの他方は、前記ワークに直接的に接するか又は前記治具を介して前記ワークに接することにより、前記ワークを保持する、［１］乃至［４］のいずれかに記載にワーク搬送システム。

【0017】

［６］ 前記ワークは、コアと、前記コアに巻回したフィルム体と、を有し、
前記治具は、前記吊り下げ部の下端に固定される接続部分と、前記接続部分から下方に延びる第１部分及び第２部分と、を有し、
前記治具は、前記第１部分及び前記第２部分において前記ワークを保持し、
前記第１部分及び前記第２部分の間の距離は、前記フィルム体の幅以上であり、且つ前記コアの幅以下である、［５］に記載のワーク搬送システム。

【0018】

［７］ 前記治具は、凹部又は貫通穴からなる受入れ部および突起部のうちのいずれかを有し、
前記ロボット及び前記吊り下げ部のうちの前記他方は、前記受入れ部に上下方向の遊びをもって挿入されるか又は前記突起部を上下方向の遊びをもって受け入れる係合部を有する、［５］又は［６］に記載のワーク搬送システム。

【0019】

［８］ 前記係合部が前記受入れ部に挿入される場合の前記遊びの寸法は、前記受入れ部の上下方向での寸法の２０％以下であり、
前記係合部が前記突起部を受け入れる場合の前記遊びの寸法は、前記係合部の上下方向での寸法の２０％以下である、［７］に記載のワーク搬送システム。

【0020】

［９］ 前記治具は、前記吊り下げ部に設けられ、
前記受入れ部および突起部のうちのいずれかは、水平方向において前記吊り下げ部と同一の領域に位置する、［７］又は［８］に記載のワーク搬送システム。

【0021】

［１０］ 前記治具は、前記受入れ部を有し、
前記ロボット及び前記吊り下げ部のうちの前記他方は、前記受入れ部に上下方向の遊びをもって挿入される係合部を有し、
前記係合部は、前記受入れ部に接する第１係合部分と、前記第１係合部分よりも先端側に位置する第２係合部分と、を有し、
前記第２係合部分は、前記第１係合部分から離れるにしたがって先細りする形状を有する、［５］～［９］のいずれかに記載のワーク搬送システム。

【0022】

［１１］ 前記治具は、前記受入れ部を有し、
前記ロボット及び前記吊り下げ部のうちの前記他方は、上下方向と交わる方向から、前記受入れ部に前記上下方向の遊びをもって挿入される係合部を有し、
前記受入れ部は、第１受入れ部分、及び前記第１受入れ部と連通する第２受入れ部分を有し、
前記係合部は、前記受入れ部への挿入時に前記第１受入れ部分及び前記第２受入れ部分の順で前記受入れ部を通り、
前記第１受入れ部分の径は、前記第２受入れ部分の方に向かって小さくなる、［５］～［１０］のいずれかに記載のワーク搬送システム。

【0023】

［１２］ 治具が、前記吊り下げ部に設けられ、前記吊り下げ部は、前記治具を介して前記ワークを保持し、
前記ロボットは、前記治具に接し、前記治具を介して前記ワークに力を付与する、［１］に記載のワーク搬送システム。

【0024】

［１３］ 前記移動装置を水平方向に移動可能に支持する案内装置をさらに備える、［１］乃至［１２］のいずれかに記載のワーク搬送システム。

【0025】

［１４］ 前記制御部は、前記荷重検出部が検出する前記荷重の変動量が、所定値以上となった際に、前記駆動部による前記吊り下げ部の上下動を開始する、［１］乃至［１３］のいずれかに記載のワーク搬送システム。

【0026】

［１５］ 前記制御部は、前記荷重検出部が検出する前記荷重の変動量が、所定値未満となった際に、前記駆動部による前記吊り下げ部の上下動を停止する、［１］乃至［１４］のいずれかに記載のワーク搬送システム。

【0027】

［１６］ 前記ロボットと前記移動装置とが前記ワークを吊り下げた状態において、前記ロボットは、前記ワークの荷重の０．１％以上５０％以下を支持する、［１］乃至［１５］のいずれかに記載のワーク搬送システム。

【0028】

［１７］ 前記移動装置が前記ワークを吊り下げず、前記ワークの荷重を負担しない状態から、前記ロボットが前記ワークに上方向の力を継続して付与することにより、前記移動装置が負担する前記ワークの荷重が次第に増加して、前記移動装置が前記ワークを吊り下げる状態に至る、［１］乃至［１６］のいずれかに記載のワーク搬送システム。

【0029】

［１８］ ワークを搬送するための力を前記ワークに付与するロボットと、
前記ワークを上下動させる移動装置と、を備え、
前記移動装置は、前記ワークを前記ロボットとともに保持する吊り下げ部、前記吊り下げ部を上下動させる駆動部、前記吊り下げ部から前記駆動部にかかる荷重の変動量を検出する荷重検出部、及び前記駆動部を制御する制御部を有し、
前記ロボットの移動可能範囲と前記吊り下げ部の下端の移動可能範囲とが重なり合うように前記ロボットが配置され、
前記制御部は、前記荷重検出部が検出する前記吊り下げ部から前記駆動部にかかる荷重の変動量に基づいて、前記駆動部により前記吊り下げ部を上下動させる、ワーク搬送システム。

【0030】

［１９］ ワークを搬送するための力を前記ワークに付与するロボットと、前記ワークを上下動させる移動装置と、を使用するワーク搬送方法であって、
前記移動装置は、前記ワークを前記ロボットとともに保持する吊り下げ部と、前記吊り下げ部を上下動させる駆動部とを有し、
前記ロボットが前記ワークに付与する上方又は下方への力によって生じる、前記吊り下げ部から前記駆動部にかかる荷重の変動量に基づいて、前記駆動部により前記吊り下げ部を上下動させる、ワーク搬送方法。

【発明の効果】

【0031】

本発明によれば、システム全体を小型化及び簡素化しつつ、適正な搬送動作を容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】一実施の形態にかかるワーク搬送システムを概略的に示す図。

【図2】図１に示す矢印ＩＩの方向にワーク搬送システムを見た図。

【図3】図１に示すワーク搬送システムを構成するロボット及び治具の一部の拡大図。

【図4】図１に示すワーク搬送システムを構成するロボット及び移動装置の機能構成を示すブロック図。

【図5】図１に示すワーク搬送システムの動作を説明するフローチャート。

【図6】図１に示すワーク搬送システムの動作を説明する図。

【図7】図１に示すワーク搬送システムの動作を説明する図。

【図8】図１に示すワーク搬送システムの動作を説明する図。

【図9】図１に示すワーク搬送システムの動作を説明する図。

【図10】図１に示すワーク搬送システムを構成するロボットの移動可能範囲と移動装置の移動可能範囲との関係を説明する図。

【図11】図１に示すワーク搬送システムの一変形例を概略的に示す図。

【図12】図１に示すワーク搬送システムの他の変形例を構成するロボット及び治具の一部の拡大図。

【図13】図１に示すワーク搬送システムのさらに他の変形例を構成するロボット及び治具の一部の拡大図。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、添付の図面を参照しつつ、一実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜のために、縮尺及び寸法比などが実物のそれらから変更され誇張して示されている場合がある。

【0034】

図１は、一実施の形態にかかるワーク搬送システムＳを概略的に示す図である。図２は、図１に示す矢印ＩＩの方向にワーク搬送システムＳを見た図である。以下、まず、ワーク搬送システムＳの全体的な構成について説明する。

【0035】

＜ワーク搬送システムの構成＞
図１及び図２に示すワーク搬送システムＳは、ロボット１０と、移動装置２０と、治具３０と、案内装置４０と、を備えている。ワーク搬送システムＳは、ロボット１０及び移動装置２０により治具３０を介してワークＷを保持する。そして、ワーク搬送システムＳは、保持したワークＷを搬送する。

【0036】

ワークＷは、一例としてコンベアＣｖに載せられている。ワーク搬送システムＳは、コンベアＣｖ上で停止しているワークＷをロボット１０及び移動装置２０により上昇させ吊り下げた後、水平方向に移動させ、その後、ワークＷを降下させる。本実施の形態では、ワークＷが巻回体であり、フィルム体ＷａをコアＷｂに巻回している。コアＷｂはフィルム体Ｗａの両端から突出し、ワーク搬送システムＳは、コアＷｂの両端を治具３０で引っ掛けるようにして保持する。ただし、ワークＷの種類は特に限られない。

【0037】

ロボット１０は、ワークＷを搬送するための力をワークＷに付与する。ロボット１０は、床面に固定されるベース部１１と、ベース部１１に基端を支持された多関節アーム１２と、多関節アーム１２の先端に保持された係合部１３と、コントローラ１４と、を有する。

【0038】

ベース部１１は、一例として、多関節アーム１２が上下方向に延びる回転軸周りに回転可能となるように多関節アーム１２の基端を支持している。ベース部１１は、多関節アーム１２を回転させる電動モータを収容してもよい。なお、ベース部１１と多関節アーム１２とを回転可能に接続しなくても多関節アーム１２が所望の動作を実施可能であれば、ベース部１１は多関節アーム１２を回転可能に支持しなくてもよい。

【0039】

多関節アーム１２は直列に接続される複数のアーム要素を含む。これら複数のアーム要素における各アーム要素は、接続する他のアーム要素に対して相対回転可能となるように接続する。多関節アーム１２は先端に係合部１３を保持する。多関節アーム１２は、係合部１３をワークＷの搬送経路に沿って上下方向及び／又は水平方向に移動させる。これにより、多関節アーム１２は、ワークＷを搬送するための力を係合部１３からワークＷに付与する。

【0040】

多関節アーム１２において互いに接続される２つのアーム要素の間には電動モータが設けられ、電動モータが回転することにより互いに接続される２つのアーム要素のうちの一方が他方に対して回転する。本実施の形態では、ロボット１０として、日本の厚生労働省が定める労働安全衛生規則で「協働ロボット」に分類されるロボットが使用される。この場合、ロボット１０で使用されるアーム要素間の電動モータ及びベース部１１と多関節アーム１２との間の電動モータの定格出力は、８０Ｗ以下とされる。したがって、ロボット１０は小型となり、その安全性が高い。そして、ロボット１０の周囲に安全柵を設置する等の安全対策が必要的でなくなる。

【0041】

多関節アーム１２で使用される電動モータの出力は特に限られないが、小型化の観点では、使用する電動モータの定格出力は２００Ｗ以下でもよいし、１５０Ｗ以下でもよいし、１００Ｗ以下でもよい。ただし、使用する電動モータの定格出力を８０Ｗ以下としてロボット１０を協働ロボットに分類させる場合には、安全対策の要件緩和によりワーク搬送システムＳの小型化や簡素化が図り易くなり、有利になり得る。また、ロボット１０の構成は、ワークＷの搬送経路に沿って係合部１３を移動させることが可能であれば特に限られない。例えば、ロボット１０は多関節アーム１２とは異なる構成の可動部分を用いるものでもよい。

【0042】

係合部１３は、多関節アーム１２の動作に伴いワークＷに力を付与するとともに、移動装置２０とともにワークＷを保持する。本実施の形態では、係合部１３が棒状であり、治具３０に形成された後述の貫通穴からなる受入れ部３３に挿入される。そして、係合部１３は、受入れ部３３の内周面に接した状態で多関節アーム１２が動こうとする又は動くことで、ワークＷに力を付与するとともに、ワークＷの荷重の一部を負担してワークＷを保持する。詳しくは、係合部１３は、治具３０がワークＷに下側から接してワークＷの荷重を支持する位置よりも上方の位置で治具３０に接するように構成されている。

【0043】

また本実施の形態では、上述したようにロボット１０がワークＷを係合部１３により治具３０を介して保持する。ただし、ロボット１０は、ワークＷに直接的に接することにより、ワークＷに力を付与し且つワークＷを保持してもよい。また、係合部１３は棒状であるが、例えば凹部で構成されてもよく、この場合、凹部に治具３０の一部（例えば突起）を受け入れてもよい。

【0044】

コントローラ１４は、多関節アーム１２を制御する。コントローラ１４は、詳しくはベース部１１に対して多関節アーム１２を回転させる電動モータと、多関節アーム１２の各アーム要素間に設けられる電動モータ等に駆動信号を出力し、各電動モータを制御する。コントローラ１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むコンピュータで構成されてもよい。また、コントローラ１４は、その他のプロセッサや、電気回路で構成されてもよい。

【0045】

移動装置２０は、ワークＷの搬送経路上でワークＷを上下動させる装置である。移動装置２０は、上下装置と称呼されてもよく、昇降装置と称呼されてもよい。図１、図２、図６～図９に示された移動装置２０は、ワークＷをロボット１０とともに保持する吊り下げ部２１、吊り下げ部２１を上下動させる駆動部２２、吊り下げ部２１から駆動部２２にかかる荷重の変動量を検出する荷重検出部２３、及び駆動部２２を制御する制御部２４を有している。図示された移動装置２０は、吊り下げ装置と称呼されてもよい。

【0046】

吊り下げ部２１は、駆動部２２に上端を接続し、駆動部２２から垂れ下がる索状体である。吊り下げ部２１の下端は、治具３０と接続されている。図１及び図２には、吊り下げ部２１が治具３０を吊り下げた状態が示されている。吊り下げ部２１は、ほぼ伸縮しない部材、言い換えると剛体とみなせる部材であり、例えばリンクチェーンでもよいが、特に限られるものではない。

【0047】

駆動部２２は、吊り下げ部２１を巻き上げる又は巻き出す装置である。駆動部２２は、本実施の形態では電動モータを含み、電動モータの回転により吊り下げ部２１を巻き上げる又は巻出す。移動装置２０は、吊り下げ前のワークＷを治具３０を介して引っかけた状態で、駆動部２２により吊り下げ部２１を継続的に巻き上げることでワークＷを吊り下げることができる。その後、移動装置２０は、駆動部２２により吊り下げ部２１を巻き上げることで吊り下げ状態のワークＷを上方向に移動でき、駆動部２２により吊り下げ部２１を巻き出すことで吊り下げ状態のワークＷを下方向に移動できる。

【0048】

本実施の形態では、駆動部２２が電動モータにより吊り下げ部２１を巻き上げる又は巻き出すが、駆動部２２はこの形態に限られない。例えば、駆動部２２は空圧又は液圧により吊り下げ部２１を巻き上げる又は巻き出す構成であってもよい。

【0049】

荷重検出部２３は、本実施の形態ではロードセルを含み、吊り下げ部２１から駆動部２２にかかる荷重の変動量を検出して制御部２４に提供する。詳しくは、荷重検出部２３は、吊り下げ部２１から駆動部２２にかかる荷重の基準値からの変動量を検出する。基準値は移動装置２０の動作状態に応じて更新される値である。吊り下げ部２１から駆動部２２にかかる荷重は、ワークＷを搬送するロボット１０によって変動し得る。

【0050】

例えば吊り下げ部２１に治具３０が接続される前の状態では、駆動部２２に、吊り下げ部２１のみの荷重がかかる。この場合、荷重検出部２３は、吊り下げ部２１のみの荷重を基準値として、当該基準値からの変動量を検出する。また、例えば吊り下げ部２１に治具３０が接続され、吊り下げ部２１により治具３０が吊り下げられた状態では、駆動部２２に、吊り下げ部２１及び治具３０の荷重がかかる。この場合、荷重検出部２３は、吊り下げ部２１及び治具３０の荷重を基準値として、当該基準値からの変動量を検出する。また、例えば吊り下げ部２１に治具３０を介してワークＷが吊り下げられた状態では、駆動部２２に、吊り下げ部２１及び治具３０及びワークＷの荷重がかかる。この場合、荷重検出部２３は、吊り下げ部２１及び治具３０及びワークＷの荷重を基準値として、当該基準値からの変動量を検出する。

【0051】

制御部２４は、荷重検出部２３が検出する吊り下げ部２１から駆動部２２にかかる荷重の変動量に基づいて、駆動部２２により吊り下げ部２１を上下動させる。詳しくは、本実施の形態における制御部２４は、上記荷重の変動量を低減するように駆動部２２により吊り下げ部２１を上下動させる。より詳しくは、本実施の形態における制御部２４は、上記荷重の変動量を相殺するように駆動部２２により吊り下げ部２１を上下動させる。上記荷重の変動量を相殺するとは、上記荷重の変動量が検出されなくなるまで変動量を低減させることを意味する。制御部２４は、上記荷重の変動量を相殺する場合、荷重の変動量が検出されている間、駆動部２２により吊り下げ部２１を継続的に上下動させる。

【0052】

また、制御部２４は、荷重検出部２３が検出する荷重の変動量が、所定値以上となった際に、駆動部２２による吊り下げ部２１の上下動を開始する。制御部２４は、荷重検出部２３が検出する荷重の変動量が、所定値未満となった際に、駆動部２２による吊り下げ部２１の上下動を停止する。所定値は、例えば５００ｇ以上でもよいし、１Ｋｇ以上でもよいし、１．５Ｋｇ以上でもよい。所定値は、上下動の開始と停止で異なる値でもよく、開始の基準となる所定値が、停止の基準となる所定値よりも小さくもよいし、その逆でもよい。

【0053】

また、制御部２４は、上述のように荷重検出部２３が検出した荷重の変動量に基づいて吊り下げ部２１を上下動させた後、荷重の変動量が検出されなくなった際には、吊り下げ部２１が上下動しないように駆動部２２を制御する。より詳しくは、本実施の形態における制御部２４は、荷重検出部２３が検出する荷重の変動量が所定値未満となった際に、荷重の変動量が検出されなくなった（相殺された）と判定し、吊り下げ部２１が上下動しないように駆動部２２を制御する。

【0054】

制御部２４による吊り下げ部２１の上下動の制御を、具体的に説明すると例えば次のようになる。
例えば吊り下げ部２１に治具３０が接続される前の状態において、作業者が吊り下げ部２１を下方に引いたとする。この場合、荷重検出部２３は、吊り下げ部２１のみの荷重に対応する基準値が増加する方向の荷重の変動量を検出する。この際、制御部２４は、変動量を基準値に戻すために吊り下げ部２１を下方向に移動させるように駆動部２２を制御する。このような吊り下げ部２１の動作は、作業者の意図する操作に沿っており、作業者は制御部２４の制御により吊り下げ部２１を意図する状態にセットすることができる。

【0055】

また、例えば吊り下げ部２１に治具３０を介してワークＷが吊り下げられた状態においては、荷重検出部２３が、吊り下げ部２１及び治具３０及びワークＷの荷重に対応する基準値に対する荷重の変動量を検出する。ここで、荷重検出部２３により基準値が増加する方向の変動量が検出された際には、制御部２４は、変動量を基準値に戻すために吊り下げ部２１を下方向に移動させるように駆動部２２を制御する。また、荷重検出部２３により基準値が減少する方向の荷重の変動量が検出された際には、制御部２４は、変動量を基準値に戻すために吊り下げ部２１を上方向に移動させるように駆動部２２を制御する。ここで、本実施の形態にかかるワーク搬送システムＳは、ロボット１０からワークＷに付与する力により、荷重検出部２３が検出する荷重の変動を発生させ、荷重の変動量に基づいて移動装置を動作させるように構成される。これにより、作業員の手作業無しにワークＷを搬送させることが可能となる。これについての詳細は後述する。

【0056】

本実施の形態における移動装置２０は、上述の駆動部２２、荷重検出部２３及び制御部２４を収容する筐体２０Ａを備える。吊り下げ部２１は、筐体２０Ａから垂れ下がるようにして延びる。筐体２０Ａの下部には複数のローラ２５が設けられている。ローラ２５は案内装置４０に支持されている。移動装置２０は、ローラ２５を案内装置４０上で転動させることにより水平方向に移動する。ワークＷを安定して保持する観点から、移動装置２０の水平方向への移動速度は、毎秒５０ｍｍ以下でもよい。

【0057】

治具３０は、ワークＷを保持するための部材であり、吊り下げ部２１の下端に接続される。本実施の形態における治具３０は、一例として、吊り下げ部２１の下端に固定される接続部分３１と、接続部分３１から下方に延びる第１部分３２Ｌ及び第２部分３２Ｒとを有する。接続部分３１は、その水平方向の中央の位置で吊り下げ部２１の下端と接続している。第１部分３２Ｌは、接続部分３１の水平方向における一方の端部に接続し、第２部分３２Ｒは、接続部分３１の水平方向における他方の端部に接続している。図示された第１部分３２Ｌ及び第２部分３２Ｒは、水平方向に距離Ｄを空けて互いから離れている。

【0058】

第１部分３２Ｌ及び第２部分３２Ｒはそれぞれ、フック形状又は釣り針形状を有する。第１部分３２Ｌ及び第２部分３２Ｒはそれぞれ、その開放部分からその内側にワークＷのコアＷｂの端部を受け入れてコアＷｂの端部に下側から接する。この状態で、治具３０が引き上げられることで、治具３０がワークＷを保持する。

【0059】

図１に示された治具３０において、第１部分３２Ｌ及び第２部分３２Ｒの間の距離Ｄは、フィルム体Ｗａの幅Ｂａ以上であり、且つコアＷｂの幅Ｂｂ以下となっている。図示された治具３０によれば、第１部分３２Ｌ及び第２部分３２Ｒは、それぞれ、フィルム体Ｗａの両端から突出したコアＷｂに下側から接することができる。したがって、第１部分３２Ｌ及び第２部分３２Ｒが互いから離れる方向に、コアＷｂが突出したワークＷを、治具３０によって安定して保持できる。

【0060】

上述したように多関節アーム１２の先端に保持された係合部１３が挿入される受入れ部３３は、図１に示すように、本実施の形態では第２部分３２Ｒのみに設けられる。すなわち、係合部１３からワークＷへの力は、ワークＷの重心位置から水平方向の一方側にずれた位置から付与され、他方側からは付与されない。受入れ部３３は、第２部分３２ＲにおけるコアＷｂとの接触位置よりも上方に形成されている。受入れ部３３は、本実施の形態では貫通穴からなるが、第２部分３２Ｒを貫通しない凹部で形成されてもよい。スリットや上下に並ぶ２つの部材の間の空間は、貫通穴又は凹部の概念に含まれる。

【0061】

また、受入れ部３３の位置は特に限られないが、比較的上側に設けられることで、係合部１３から付与される力に応じて変動する荷重検出部２３の検出値（荷重の変動量検出）の感度が良好になり得る。また、受入れ部３３は、第１部分３２Ｌのみに設けられてもよいし、第１部分３２Ｌと第２部分３２Ｒとに設けられてもよい。

【0062】

図３は、ロボット１０及び治具３０の一部の拡大図である。詳しくは、図３は多関節アーム１２の先端に保持された係合部１３と、第２部分３２Ｒにおける受入れ部３３の断面を示している。図３に示すように、係合部１３は受入れ部３３に上下方向の遊びをもって挿入される。本実施の形態では、係合部１３の上下方向での寸法をＷ１とし、受入れ部３３の上下方向での寸法Ｗ２としたとき、受入れ部３３と係合部１３との遊びの寸法（Ｗ２－Ｗ１）で表され、当該遊び（Ｗ２－Ｗ１）は、受入れ部３３の上下方向での寸法Ｗ２の２０％以下とされる。すなわち、図３に示すように「Ｗ２－Ｗ１≦０．２Ｗ２」が成り立つ。

【0063】

なお、治具３０には、受入れ部３３の代わりに突起部が設けられてもよい。例えばロボット１０の係合部１３は突起部を上下方向の遊びをもって受け入れるように凹部又は貫通穴から構成されてもよい。この場合においても、係合部と突起部との間の遊びの寸法は、凹部又は貫通穴からなる係合部の上下方向での寸法の２０％以下であることが好ましい。また、本実施の形態では治具３０が吊り下げ部２１に接続されるが、治具３０は、ロボット１０に接続されてもよい。この場合、吊り下げ部２１は、ロボット１０に接続された治具３０を介してワークＷを保持してもよい。

【0064】

図１及び図２に戻り、案内装置４０は、移動装置２０を水平方向に移動可能に支持する。案内装置４０は、水平方向に並ぶように設けられる複数の梁部４１と、複数の梁部４１に支持される一対のレール部４２とを有している。上述した移動装置２０のローラ２５は、水平方向に延びるレール部４２に支持される。

【0065】

すなわち、移動装置２０は、案内装置４０のレール部４２上で水平方向に移動可能となっている。レール部４２が延びる方向は、ワークＷの搬送経路における水平方向に延びる部分を定める。詳細は後述するが、ワークＷの搬送時においては、ロボット１０からワークＷに付与する水平方向の力により、移動装置２０が案内装置４０に案内されて、水平方向に移動する。

【0066】

＜ロボット及び移動装置の機能構成＞
次に、ロボット１０及び移動装置２０の機能構成について説明する。図４は、ロボット１０及び移動装置２０の機能構成を示すブロック図である。詳しくは、図４はロボット１０のコントローラ１４の内部構成と、移動装置２０における制御部２４と他の部分との関連を示している。

【0067】

図４に示すように、ロボット１０におけるコントローラ１４は、経路記録部１０１と、移動制御部１０２と、指令入力部１０３とを有する。経路記録部１０１には、ワークＷの搬送経路が記録されている。経路記録部１０１に記録される搬送経路は、作業者によって予め入力されることにより記録される。移動制御部１０２は、経路記録部１０１に記録されたワークＷの搬送経路に沿って、多関節アーム１２の先端の係合部１３が移動するように、多関節アーム１２を制御する。すなわち、移動制御部１０２は、ベース部１１に対して多関節アーム１２を回転させる電動モータと、多関節アーム１２の各アーム要素間に設けられる電動モータ等に駆動信号を出力する部分である。

【0068】

また指令入力部１０３は、移動開始指示を移動制御部１０２に入力する機能を有する。そして、移動制御部１０２は、移動開始指示をトリガーとして、多関節アーム１２の制御を開始する。指令入力部１０３は、一例としてコンベアＣｖの搬送準備位置（図１及び図２に示す位置）にワークＷが到達し停止したことを検出することにより、上記移動開始指示を生成してもよい。コンベアＣｖの搬送準備位置にワークＷが到達したか否かは、画像認識や、光学センサで検出されてもよい。

【0069】

本実施の形態では、図１及び図２に示す係合部１３の位置を移動基準点として、ロボット１０がワークＷの搬送のための移動を開始する。そして、ワークＷの搬送が完了した後、係合部１３が移動基準点に戻るようにロボット１０が制御される。移動制御部１０２は、係合部１３が移動基準点にある状態で指令入力部１０３から移動開始指示を入力されることにより、次にワークＷの搬送のための移動を開始してもよい。このような構成によれば、ロボット１０で順次発生する移動開示指示に基づいて、繰り返し搬送動作を行うことができる。

【0070】

移動装置２０においては、制御部２４と荷重検出部２３とが電気的に接続する。荷重検出部２３が検出する、上述した吊り下げ部２１から駆動部２２にかかる荷重の変動量は、制御部２４に常時入力される。そして、制御部２４は、上述したが、上記荷重の変動量が検出された際に、当該荷重の変動量を低減するように駆動部２２により吊り下げ部２１を上下動させる。

【0071】

上述したが、制御部２４は、詳しくは上記荷重の変動量を相殺するように駆動部２２により吊り下げ部２１を上下動させる。また、制御部２４は、荷重検出部２３が検出する荷重の変動量が、所定値以上となった際に、駆動部２２による吊り下げ部２１の上下動を開始する。また、制御部２４は、荷重検出部２３が検出する荷重の変動量が所定値未満となった際に、荷重の変動量が検出されなくなった（相殺された）と判定し、吊り下げ部２１が上下動しないように駆動部２２を制御する。

【0072】

一方で、本実施の形態における制御部２４は、手動指令入力部２０１にも電気的に接続される。手動指令入力部２０１は、作業者から指定された上昇、下降等の手動指令を制御部２４に入力する部分である。作業者は、手動指令入力部２０１により移動装置２０をマニュアル操作することもできる。例えば、作業者が上昇の指示を継続的に行った場合には、移動装置２０は吊り下げ部２１を継続的に巻き上げる。これにより、例えばワークＷを手動で吊り下げ状態にすることもできる。

【0073】

＜ワーク搬送システムの動作（搬送方法）＞
次に、図５に示すフローチャートを参照しつつ、ワーク搬送システムＳの動作を説明する。図５には２つのフローチャートが左右に並んで示されている。左側に示すフローチャートはロボット１０の動作を示し、右側のフローチャートは移動装置２０の動作を示す。

【0074】

まず、ロボット１０の動作について説明する。ロボット１０は、ステップＳ１１においてワークＷがコンベアＣｖの搬送準備位置（図１及び図２に示す位置）に到達したか否かを検出する。ワークＷの搬送準備位置への到達が検出されない場合（ステップＳ１１でＮＯの場合）、ステップＳ１１の処理が繰り返される。一方で、ワークＷの搬送準備位置への到達が検出されると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、処理がステップＳ１２に進む。

【0075】

ステップＳ１２においては、ロボット１０が指令入力部１０３により移動開始指示を生成し、当該指示により、移動制御部１０２が多関節アーム１２の先端の係合部１３の移動制御を開始する。係合部１３は、図１及び図２に示した移動基準点から移動を開始し、経路記録部１０１に記録されたワークＷの移動経路に沿って移動する。係合部１３は、その移動によりまず治具３０に水平方向及び／又は上下方向の力を加えて、治具３０がワークＷに引っ掛かる位置まで係合部１３を移動させる。その後、係合部１３が上方向に移動し、治具３０を介してワークＷを吊り上げる。そして、ワークＷを所定の高さまで吊り上げた後、係合部１３が水平方向に移動することにより、移動装置２０とともにワークＷが水平方向に移動する。

【0076】

その後、ロボット１０は、ステップＳ１３において係合部１３が移動基準点に到達した（戻った）か否かを検出する。そして、ロボット１０は、係合部１３の移動基準点への到達が検出されない場合（ステップＳ１３でＮＯの場合）、ステップＳ１３の監視処理を繰り返す。一方で、係合部１３の移動基準点への到達が検出されると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、処理がステップＳ１４に進み、係合部１３の移動を停止させる。その後、ロボット１０は、ステップＳ１１において新たな移動開始指示を待つ。

【0077】

移動装置２０においては、ステップＳ２１において、まず荷重検出部２３が検出する荷重が所定値以上（荷重の変動量が所定値以上）となったか否かが確認される。荷重検出部２３が検出する荷重が所定値未満である場合（ステップＳ２１でＮＯの場合）、移動装置２０は、ステップＳ２２において吊り下げ部２１を停止状態に維持する。言い換えると、移動装置２０は、吊り下げ部２１が上下動しないように駆動部２２を制御する。一方で、荷重検出部２３が検出する荷重が所定値以上である場合（ステップＳ２１でＹＥＳ場合）、処理がステップＳ２３に進む。

【0078】

ステップＳ２３においては、移動装置２０が、ステップＳ２１で検出された所定値以上の変動量が変動前に対して軽減する方向の変動量か否かを検出する。そして、軽減する方向の変動量であった場合（ステップＳ２３でＹＥＳの場合）、移動装置２０は、吊り下げ部２１を上方向に移動させる、すなわち、巻き上げる。一方で、軽減する方向の変動量でなかった場合（ステップＳ２３でＮＯの場合、つまり増加する方向の場合）、移動装置２０は、吊り下げ部２１を下方向に移動させる、すなわち、巻出す。ロボット１０及び移動装置２０によって保持されたワークＷを安定させる観点から、移動装置２０が吊り下げ部２１を移動させる速度は、毎秒６０ｍｍ以下でもよい。

【0079】

本実施の形態では、移動装置２０が、ロボット１０の係合部１３からワークＷに付与される力に応じて、ステップＳ２１において荷重の変動量を検出できる。これにより、移動装置２０は、ロボット１０における係合部１３の移動に従って上下動を行い、ワークＷをロボット１０とともに搬送できる。そして、この際、ワークＷの荷重を主として移動装置２０に負担させることで、ロボット１０が小型化であってもワークＷの適正な搬送を行うことができる。また、図５から明らかなように、ロボット１０と移動装置２０はそれぞれ独立に制御される。これにより、制御機器が複雑化することなく、またプログラム設計等のソフトウェアに関連する作業も複雑化することがない。

【0080】

ロボット１０と移動装置２０とがワークＷを吊り下げた状態において、ロボット１０は、ワークＷの荷重の０．１％以上５０％以下を支持してもよい。本発明者が実際に作成したワーク搬送システムＳでは、３００ＫｇのワークＷを、ロボット１０が負担するワークＷの荷重を１５Ｋｇ以下、又は１０Ｋｇ以下、又は５Ｋｇ以下として、ワークＷの適正な搬送を実施可能であったことが確認されている。

【0081】

次に、図２及び図６乃至図９を参照しつつワーク搬送システムＳによるワークＷの搬送の流れの一例を具体的に説明する。以下に説明する例では、コンベアＣｖ上のワークＷをロボット１０及び移動装置２０により吊り上げた後、水平方向に移動させ、その後、ワークＷを降下させる

【0082】

上述したように、図２は、係合部１３が移動基準点にある状態を示す。ワークＷの搬送を開始する際には、係合部１３が、移動基準点から図６に示す保持開始点まで移動させられる。図６に示す保持開始点では、治具３０の第１部分３２Ｌ及び第２部分３２ＲがそれぞれワークＷのコアＷｂの下側に回り込む。

【0083】

移動基準点から保持開始点まで治具３０を移動させる際、ロボット１０は係合部１３を主として水平方向と下方向とに移動させる。係合部１３が水平方向に移動するとき、治具３０は係合部１３から水平方向の力を受ける。この係合部１３からの水平方向の力は、治具３０を介して移動装置２０に伝わる。そして、移動装置２０が案内装置４０に案内されて、水平方向に移動する。また、係合部１３が下方向に移動するとき、治具３０は係合部１３から下方向の力を受ける。この係合部１３からの下方向の力は、治具３０を介して移動装置２０に伝わり、移動装置２０は、荷重検出部２３により荷重が増加する方向の変動を検出する。この検出に応じて、詳しくは所定値以上の変動量の発生に応じて、移動装置２０は制御部２４により吊り下げ部２１を巻き出す。これにより、係合部１３の下方向の移動に追従して、吊り下げ部２１が下方向に移動する。

【0084】

次いで、図７に示すように、ロボット１０は、係合部１３を図６に示す移動基準点から上方向へ移動させる。このとき、移動装置２０がワークＷを吊り下げず、ワークＷの荷重を負担しない状態から、ロボット１０がワークＷに上方向の力を継続して付与する。これにより、移動装置２０が負担するワークＷの荷重が次第に増加して、移動装置２０がワークＷを吊り下げる状態に至る。このとき、詳しくは、ロボット１０がワークＷに上方向の力を付与することで、荷重検出部２３で荷重が軽減する方向の荷重の変動量が検出され、吊り下げ部２１が上方向に移動する。この後、制御部２４は、荷重の変動量が検出されなくなることで、吊り下げ部２１が上下動しないように駆動部２２を制御する。その後、ロボット１０がワークＷに付与する上方向の力により、荷重検出部２３で荷重が軽減する方向の荷重の変動量が再度検出される。そして、吊り下げ部２１が上方向に再度移動する。この動作を繰り返すことにより、移動装置２０がワークＷを吊り下げる状態に至る。ここで、荷重検出部２３は吊り下げ部２１から駆動部２２にかかる荷重の基準値からの変動量を検出するが、吊り下げ過程においては、制御部２４が荷重の変動量が検出されなくなることで吊り下げ部２１が上下動しないように駆動部２２を制御し、当該制御毎に、基準値が更新される。なお、ワークＷの吊り下げは、手動操作により行われてもよい。この場合には、吊り下げ状態の形成の後に、ロボット１０の動作を開始させてもよい。

【0085】

次いで、図８に示すように、ロボット１０は、係合部１３を図７に示す位置から水平方向へ移動させる。このとき、ロボット１０は、係合部１３を水平方向に移動させ、治具３０は係合部１３から水平方向の力を受ける。これにより、移動装置２０が案内装置４０に案内されて水平方向に移動する。

【0086】

その後、図９に示すように、ロボット１０は、係合部１３を図８に示す位置から下方向へ移動させる。係合部１３が下方向に移動するとき、治具３０は係合部１３から下方向の力を受ける。この係合部１３からの下方向の力は、治具３０を介して移動装置２０に伝わり、移動装置２０は、荷重検出部２３により荷重が増加する方向の変動を検出する。この検出に応じて、詳しくは所定値以上の変動量の発生に応じて、移動装置２０は制御部２４により吊り下げ部２１を巻き出す。これにより、係合部１３の下方向の移動に追従して、吊り下げ部２１が下方向に移動する。そして、ワークＷが目標位置にまで到達する。その後は、治具３０がワークＷから離れるようにロボット１０が係合部１３を移動させた後、係合部１３を図２に示す移動基準点に戻す。

【0087】

図１０は、ロボット１０の移動可能範囲と移動装置２０の移動可能範囲との関係を説明する図である。図１０においては、詳しくは、符号ＲＲがロボット１０の移動可能範囲を示し、符号ＨＲが、移動装置２０の吊り下げ部２１の下端の移動可能範囲を示す。ロボット１０の移動可能範囲ＲＲは、詳しい図示はしないが、本例では上方向に先細りとなる概略円錐状に規定される。図１０においては移動可能範囲ＲＲを上側から見た状態を示している。吊り下げ部２１の下端の移動可能範囲ＨＲは、上下方向に立ち上がる矩形によって規定される。本実施の形態では、ロボット１０の移動可能範囲ＲＲと吊り下げ部２１の移動可能範囲とが重なり合うようにロボット１０が配置される。このような配置関係により、ロボット１０と移動装置２０の協働によるワークＷの搬送が可能となる。

【0088】

以上に説明した実施の形態にかかるワーク搬送システムＳは、ワークＷを搬送するための力をワークＷに付与するロボット１０と、ワークＷを上下動させる移動装置２０と、を備える。移動装置２０は、ワークＷをロボット１０とともに保持する吊り下げ部２１、吊り下げ部２１を上下動させる駆動部２２、吊り下げ部２１から駆動部２２にかかる荷重の変動量を検出する荷重検出部２３、及び駆動部２２を制御する制御部２４を有する。そして、荷重検出部２３は、ロボット１０がワークＷに付与する上方又は下方への力によって生じる、吊り下げ部２１から駆動部２２にかかる荷重の変動量を検出する。そして、制御部２４は、荷重検出部２３が検出する荷重の変動量に基づいて、駆動部２２により吊り下げ部２１を上下動させる。詳しくは、制御部２４は、上記荷重の変動量を低減するように、より詳しくは上記荷重の変動量を相殺するように駆動部２２により吊り下げ部２１を上下動させる。

【0089】

以上のような構成では、ロボット１０からワークＷに付与する力により、荷重検出部２３が検出する荷重を変動させることができ、ロボット１０からの力に応じて荷重検出部２３が検出する荷重の変動量に基づき、移動装置２０を上下動させることが可能となる。これにより、作業員の手作業無しに、ロボット１０の動きに従ってロボット１０とともに移動装置２０でワークＷを保持しつつ、ワークＷを上下方向に搬送させることが可能となる。そして、ロボット１０と移動装置２０とでワークＷの荷重を負担するため、ロボット１０の小型化が図れる。そして、ロボット１０と移動装置２０との間で情報のやり取りをしなくてもワークＷを適正に搬送できる。したがって、システム全体を小型化及び簡素化しつつ、適正な搬送動作を容易に実現できる。

【0090】

特にロボット１０として「協働ロボット」を使用した場合、つまり多関節アーム１２で使用される電動モータの定格電流を全て８０Ｗ以下にした場合には、ロボット１０の周囲に安全柵を設置する等の安全対策が必要的でなくなる。この場合には、特に効果的に、ワーク搬送システムＳの全体を小型化及び簡素化できる。

【0091】

また、制御部２４は、吊り下げ部２１を上下動させた後、荷重の変動量が検出されなくなった際には、吊り下げ部２１が上下動しないように駆動部２２を制御する。これにより、特にワークＷの吊り上げ時において、吊り下げ部２１が安定的に吊り上げ動作を行うことが可能となり、ワークＷを安定的に搬送できる。

【0092】

また、制御部２４は、荷重検出部２３が検出する荷重の変動量が、所定値以上となった際に、駆動部２２による吊り下げ部２１の上下動を開始する。また、制御部２４は、荷重検出部２３が検出する荷重の変動量が、所定値未満となった際に、駆動部２２による吊り下げ部２１の上下動を停止する。このように荷重検出部２３の不感帯（変動量が、０～所定値未満）を設定することにより、例えば吊り下げ部２１の巻き取りの後に巻出しが急に開始される状況の発生が抑制され、ひいては吊り下げ部２１の巻き取りの後に巻出しが急に開始されることに起因して吊り下げ部２１が行ったり来たりするような状況の発生が抑制される。これにより、ワークＷをスムーズに搬送できる。

【0093】

また、ワーク搬送システムＳは、ワークＷに接し、ワークＷを保持する治具３０をさらに備える。治具３０は、ロボット１０及び吊り下げ部２１のうちの一方（本例ではロボット１０）に設けられる。そして、ロボット１０及び吊り下げ部２１のうちの他方（本例では吊り下げ部２１）は、ワークＷに治具３０を介してワークＷに接することにより、ワークＷを保持する。このように治具３０を用いてワークＷを保持する場合には、例えばワークＷの形状に合わせて治具３０の構成を定めることにより、ワークＷを安定的に保持できる。

【0094】

特に治具３０は、凹部又は貫通穴からなる受入れ部３３を有し、ロボット１０は受入れ部３３に上下方向の遊びをもって挿入される係合部１３を有する。そして、受入れ部３３と係合部１３との間の遊びの寸法は、受入れ部３３の上下方向での寸法の２０％以下である。このように受入れ部３３に遊びをもって係合部１３が挿入される場合にも、例えば吊り下げ部２１の巻き取りの後に巻出しが急に開始される状況の発生が抑制され、ひいては吊り下げ部２１の巻き取りの後に巻出しが急に開始されることに起因して吊り下げ部２１が行ったり来たりするような状況の発生が抑制される。これにより、ワークＷをスムーズに搬送できる。

【0095】

また、ワーク搬送システムＳは、移動装置２０を水平方向に移動可能に支持する案内装置４０をさらに備える。これにより、ワークＷを水平方向に搬送できる。

【0096】

以上、本発明の一実施の形態を説明したが、上記実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

【0097】

以下、図１１～図１３を参照しながら変形の一例を説明する。以下の説明では、上述の具体例と同様に構成され得る部分の説明が省略される。図１１～図１３において、上述の具体例と対応する部分は、同一の符号によって示される。

【0098】

治具３０における受入れ部３３の位置は、図２に示された位置と異なってもよい。受入れ部３３は、図１１に示すように、水平方向において吊り下げ部２１と同一領域に位置してもよい。言い換えると、図示された受入れ部３３は、上下方向に延びる吊り下げ部２１の延長線上に配置されている。さらに言い換えると、吊り下げ部２１及び受入れ部３３を水平面に投影したとき、受入れ部３３は、吊り下げ部２１と重なる。受入れ部３３を図１１に示すように配置することによって、治具３０は、ワークＷを安定して保持できる。

【0099】

図１２に示すように、係合部１３は、先端、すなわち多関節アーム１２から離れた位置において先細りした棒状の形状を有してもよい。図示された係合部１３は、第１係合部分１３１、及び第１係合部分１３１に接続した第２係合部分１３２を含んでいる。図示された第２係合部分１３２は、第１係合部分１３１よりも先端側に位置している。第２係合部分１３２は、第１係合部分１３１から離れるにしたがって先細りする形状を有している。図示された多関節アーム１２がワークＷを搬送するための力をワークＷに付与するとき、係合部１３は、図１２に示された状態からさらに挿入され、第１係合部分１３１において、下側から受入れ部３３に接する。

【0100】

図１２に示された係合部１３の形状によれば、ロボット１０と治具３０との間に位置ずれが生じた場合でも、受入れ部３３は、第２係合部分１３２に沿って移動できる。図１２には、受入れ部３３に対して上側に位置ずれした状態で挿入される係合部１３が示されている。図１２に示された状態から係合部１３がさらに挿入されることによって、治具３０は、第２係合部分１３２に沿って上側に移動する。図示された状態から治具３０が上側に移動することによって、ロボット１０と治具３０との間の位置ずれが低減される。したがって、係合部１３２をこのような形状とすることによって、係合部１３は、位置ずれした状態で挿入されても、治具３０を安定して保持できる。

【0101】

また、ロボット１０と治具３０との間の位置ずれを低減できる構成として、図１３に示すように、受入れ部３３が、第１受入れ部分３３１及び第２受入れ部分３３２を含んでもよい。図示された第１受入れ部３３１及び第２受入れ部３３２は、係合部１３が挿入される挿入方向において隣り合っている。図示された第２受入れ部３３２は、第１受入れ部３３１と連通している。図示された挿入方向は、上下方向と交わる方向である。

【0102】

図１３に示された係合部１３は、受入れ部３３への挿入時に、第１受入れ部３３１及び第２受入れ部３３２の順で受入れ部３３を通る。図示された状態では、係合部１３の先端は、第１受入れ部３３１に到達している。係合部１３の先端は、第１受入れ部３３１に接している。図示された多関節アーム１２がワークＷを搬送するための力をワークＷに付与するとき、係合部１３は、図１３に示された状態からさらに挿入され、下側から第２受入れ部３３２に接する。

【0103】

図１３に示された第１受入れ部分３３１の径は、第２受入れ部分３３２の方に向かって小さくなっている。図示された第１受入れ部分３３１の径は、第２受入れ部分３３２に近付くにしたがって、次第に小さくなっている。図１３に示された状態から係合部１３がさらに受入れ部３３に挿入されるとき、第２受入れ部分３３２の方に向かって小さくなる第１受入れ部３３１の形状に沿って上側に移動する。図示された状態から治具３０が上側に移動することによって、ロボット１０と治具３０との間の位置ずれが低減される。したがって、受入れ部３３をこのような形状とすることによって、係合部１３は、位置ずれした状態で挿入されても、治具３０を安定して保持できる。

【符号の説明】

【0104】

Ｓ…ワーク搬送システム
１０…ロボット
１１…ベース部
１２…多関節アーム
１３…係合部
１４…コントローラ
１０１…経路記録部
１０２…移動制御部
１０３…指令入力部
２０…移動装置
２１…吊り下げ部
２２…駆動部
２３…荷重検出部
２４…制御部
２０１…手動指令入力部
３０…治具
３１…接続部分
３２Ｌ…第１部分
３２Ｒ…第２部分
３３…受入れ部
４０…案内装置
４１…梁部
４２…レール部
Ｗ…ワーク
Ｗａ…フィルム体
Ｗｂ…コア
Ｃｖ…コンベア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】