特開 2024-27359 搬送装置

(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】P2024027359

(43)【公開日】2024-03-01

(54)【発明の名称】搬送装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 65/18 20060101AFI20240222BHJP

   B25J 5/00 20060101ALI20240222BHJP

【ＦＩ】

B62D65/18 B

B25J5/00 E

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022130100

(22)【出願日】2022-08-17

(71)【出願人】

【識別番号】000146847

【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104662

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 智司

(74)【代理人】

【識別番号】100184631

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 隆

(72)【発明者】

【氏名】長末 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】前田 亮太

【テーマコード（参考）】

3C707

3D114

【Ｆターム（参考）】

3C707AS05

3C707BS10

3C707JS02

3C707MT10

3C707NS19

3C707WA16

3C707WA28

3D114DA05

3D114DA11

(57)【要約】

【課題】走行安定性を保った状態で多量の物品を搬送することができ、また、多様な産業機械を搬送することができる搬送装置を提供する。
【解決手段】物品に対して作用するエンドエフェクタを有し、このエンドエフェクタを三次元空間内で移動させるロボット２０と、ロボット２０が搭載されるロボット搭載部１２、及び搬送物Ｔが載置される搬送物載置部１３を有する搬送車１０と、搬送車１０及びロボット２０を制御する制御装置４０とを備える。搬送車１０は、その搬送物載置部１３の載置面１３ａが、ロボット搭載部１２の搭載面１２ａよりも低い位置に形成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物品に対して作用するエンドエフェクタを有し、該エンドエフェクタを三次元空間内で移動させるロボットと、
前記ロボットが搭載されるロボット搭載部、及び搬送物が載置される搬送物載置部を有する搬送車と、
前記搬送車及びロボットを制御する制御装置と、を備えた搬送装置であって、
前記搬送車は、その前記搬送物載置部の載置面が、前記ロボット搭載部の搭載面よりも低い位置に形成された搬送装置。

【請求項2】

前記ロボット搭載部と前記搬送物載置部とは隣接して設けられ、
重力方向から見た前記搬送物載置部の載置面の面積は、同じく重力方向から見た前記ロボット搭載部の載置面の面積の２倍以上１０倍以下である請求項１記載の搬送装置。

【請求項3】

前記エンドエフェクタは、前記物品として、前記搬送物載置部に載置された搬送物を保持可能に構成され、
前記制御装置は、前記搬送車を、そのロボット搭載部が産業機械に設けられた開口と対向し、且つ該ロボット搭載部が前記搬送物載置部よりも前記開口に近い位置となるように移動させるとともに、前記エンドエフェクタに前記搬送物を保持させた状態で、前記開口を通過させて、前記産業機械内に前記搬送物を搬入するように制御する請求項１又は２記載の搬送装置。

【請求項4】

前記搬送車は、前記搬送物載置部を昇降させる昇降機構を備え、
前記搬送物載置部は、少なくとも下降端位置において、その載置面が、前記ロボット搭載部の搭載面よりも低い位置に位置していることを特徴とする請求項１又は２記載の搬送装置。

【請求項5】

前記搬送車は、前記搬送物載置部を、その前記載置面に対して直交する垂直軸を中心に回転させる回転機構を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の搬送装置。

【請求項6】

前記搬送車は、前記搬送物載置部の載置面の縁部であって、前記ロボット載置部とは反対側の縁部に、起立した起立位置と、傾倒して自由端部が路面に当接した傾倒位置との間で揺動可能に設けられた揺動部材を備え、
前記揺動部材が傾倒位置にあるときに、該揺動部材上を通過することによって移動車を前記搬送物載置部の載置面上に載置させることができように構成された請求項１又は２記載の搬送装置。

【請求項7】

前記搬送車は、前記搬送物載置部の載置面にある移動車に係合して該移動車を係止する係止機構を備えている請求項６記載の搬送装置。

【請求項8】

前記搬送車の前記搬送物載置部に載置された複数の搬送物を撮像するカメラを有し、該カメラにより撮像された画像に基づいて、前記各搬送物の位置を検出する位置検出装置を更に備え、
前記エンドエフェクタは、前記物品として前記搬送物を保持可能に構成され、
前記制御装置は、前記位置検出装置により検出された各搬送物の位置に基づいて前記ロボットを制御し、前記エンドエフェクタにより前記搬送物を保持して移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１又は２記載の搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物品に対して作用するエンドエフェクタを有するロボット、このロボットが搭載されるロボット搭載部及び搬送物が載置される搬送物載置部を有する搬送車、並びに前記搬送車及びロボットを制御する制御装置を備えた搬送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、上述した搬送装置の複数台と、複数台の工作機械とから構成される加工システムとして、国際公開第２０１８／９２２２２号（下記特許文献１）に開示された工作機械システムが知られており、この工作機械システムでは、複数の自走ロボットにより、複数の工作機械に対して被加工物が搬送される。

【0003】

前記自走ロボットは、搬送車と、この搬送車上に設けられた３軸以上の自由度を持つマニピュレータとを備えて構成され、位置基準情報としての電波やレーザ光を観測することで、自身のおよその位置を認識しながら目標位置付近まで移動し、この後、目標物又は目標物に取り付けられたマーカをカメラにより認識することによって、精密な位置決めをするように構成されている。また、マニピュレータが載置される搬送車の載置面と同じ面には、工作機械に供給されるワークが載置される運搬台が設けられている。

【0004】

尚、自走ロボットが工作機械に対して行う具体的な作業については、例えば、工作機械で加工されたワークを取り出して、未加工のワークを工作機械に装着するワーク交換作業や、使用限界に至った工具を工具マガジンから取り出し、これに代わる新たな工具を工具マガジンに格納する工具交換作業などが例示される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２０１８／９２２２２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、前記自走ロボットは自身が走行する構成となっているが故に、その走行の安定性や動作性の観点から、前記マニピュレータは前記搬送車に対してコンパクト、即ち、比較的小重量且つ小スケールであるのが好ましい。また、搬送車に設けられる運搬台には搬送効率からより多くの物品を載せることができるのが好ましい。

【0007】

一方、マニピュレータが作業を行う相手の工作機械は、基本的にはオペレータが作業を行うことを前提に設計されているため、ワークを保持して回転させるワーク主軸等は、オペレータが作業し易い高さに設定されている。このため、上記従来の自走ロボットでは、前記搬送車に設けられるマニピュレータの高さが、工作機械に対するオペレータの作業位置に合わせて高い位置に設定されている。

【0008】

ところが、このように、搬送車の高い位置にマニピュレータを配設すると、マニピュレータの載置面と同じ面に設けられる運搬台も高い位置に配設されることになるため、搬送車の走行安定性を考慮すると、運搬台に多くの物品を載せることができないという問題がある。

【0009】

また、例えば、工作機械などの産業機械が配設される工場等には、測定装置、洗浄装置やバリ取り装置などの各種装置が配設されているが、このような装置を前記自走ロボットで搬送することができれば便利である。

【0010】

本発明は以上の実情に鑑みなされたものであって、走行安定性を保った状態で多量の物品を搬送することができる搬送装置の提供を一の目的とし、多様な産業機械を搬送することができる搬送装置の提供を他の目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するための本発明は、
物品に対して作用するエンドエフェクタを有し、該エンドエフェクタを三次元空間内で移動させるロボットと、
前記ロボットが搭載されるロボット搭載部、及び搬送物が載置される搬送物載置部を有する搬送車と、
前記搬送車及びロボットを制御する制御装置と、を備えた搬送装置であって、
前記搬送車は、その前記搬送物載置部の載置面が、前記ロボット搭載部の搭載面よりも低い位置に形成された搬送装置に係る。

【0012】

この搬送装置によれば、搬送車に設けられる搬送物載置部の載置面が、ロボット搭載部の搭載面よりも低い位置に形成されているので、従来に比べて、より多くの搬送物を当該搬送物載置部に載せる、或いは、より大きな搬送物を当該搬送物載置部に載せることができ、このようにしても搬送車を安定した状態で走行させることができる。また、例えば、搬送物載置部には、工場等に配設される測定装置、洗浄装置やバリ取り装置といった各種産業機械を載せることができ、このような産業機械を当該搬送装置によって搬送することができる。

【0013】

尚、ロボットのエンドエフェクタが作用する物品は、前記搬送物載置部に載置される搬送物と違う場合もあるが、搬送物と同じ場合、或いは搬送物に含まれる場合がある。また、当該搬送装置が作業対象とする産業機械としては、工作機械、並びにその周辺に設けられる材料ストッカ及び製品ストッカや、上記の測定装置、洗浄装置、バリ取り装置、或いは搬送車に搭載されるロボット以外の他のロボットなど、産業上使用されるあらゆる機械が含まれる。

【0014】

前記ロボット搭載部と前記搬送物載置部とは、これらを隣接して設けることができ、重力方向から見た前記搬送物載置部の載置面の面積は、同じく重力方向から見た前記ロボット搭載部の載置面の面積の２倍以上１０倍以下であるのが好ましく、２倍以上４倍以下であるのが特に好ましい。

【0015】

また、前記搬送装置は、その前記エンドエフェクタが、前記物品として、前記搬送物載置部に載置された搬送物を保持可能に構成され、
前記制御装置は、前記搬送車を、そのロボット搭載部が産業機械に設けられた開口と対向し、且つ該ロボット搭載部が前記搬送物載置部よりも前記開口に近い位置となるように移動させるとともに、前記エンドエフェクタに前記搬送物を保持させた状態で、前記開口を通過させて、前記産業機械内に前記搬送物を搬入するように制御する態様を採ることができる。

【0016】

また、前記搬送装置は、その前記搬送車が、前記搬送物載置部を昇降させる昇降機構を備え、前記搬送物載置部は、少なくとも下降端位置において、その載置面が、前記ロボット搭載部の搭載面よりも低い位置に位置した態様を採ることができる。

【0017】

また、前記搬送装置は、その前記搬送車が、前記搬送物載置部を、その前記載置面に対して直交する垂直軸を中心に回転させる回転機構を備えた態様を採ることができる。

【0018】

また、前記搬送装置は、その前記搬送車が、前記搬送物載置部の載置面の縁部であって、前記ロボット載置部とは反対側の縁部に、起立した起立位置と、傾倒して自由端部が路面に当接した傾倒位置との間で揺動可能に設けられた揺動部材を備え、
前記揺動部材が傾倒位置にあるときに、該揺動部材上を通過することによって移動車を前記搬送物載置部の載置面上に載置させることができように構成された態様を採ることができる。

【0019】

また、前記搬送装置は、その前記搬送車が、前記搬送物載置部の載置面にある移動車に係合して該移動車を係止する係止機構を備えた態様を採ることができる。

【0020】

また、前記搬送装置は、その前記搬送車の前記搬送物載置部に載置された複数の搬送物を撮像するカメラを有し、該カメラにより撮像された画像に基づいて、前記各搬送物の位置を検出する位置検出装置を更に備え、
前記エンドエフェクタは、前記物品として前記搬送物を保持可能に構成され、
前記制御装置は、前記位置検出装置により検出された各搬送物の位置に基づいて前記ロボットを制御し、前記エンドエフェクタにより前記搬送物を保持して移動させるように構成された態様を採ることができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明に係る搬送装置によれば、搬送車に設けられる搬送物載置部の載置面が、ロボット搭載部の搭載面よりも低い位置に形成されているので、従来に比べて、より多くの搬送物を当該搬送物載置部に載せる、或いは、より大きな搬送物を当該搬送物載置部に載せることができ、このようにしても搬送車を安定した状態で走行させることができる。また、例えば、搬送物載置部には、工場等に配設される測定装置、洗浄装置、バリ取り装置といった各種産業機械を載せることができ、このような産業機械を当該搬送装置によって搬送することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の基本的形態に係る搬送装置を示した斜視図である。

【図2】図１に示した搬送装置の矢視Ａ方向の正面図である。

【図3】図２に示した搬送装置の右側面図である。

【図4】ロボット搭載部の載置面の大きさと、搬送物載置部の載置面の大きさとの関係を説明するための説明図である。

【図5】基本的形態に係る搬送装置の動作態様を示した説明図である。

【図6】ロボット搭載部の載置面及び搬送物載置部の載置面と工作機械の開口底部との位置関係を説明するための説明図である。

【図7】本発明の基本的形態を発展させた発展的形態１に係る搬送装置を示した正面図である。

【図8】図７に示した搬送装置の右側面図である。

【図9】本発明の基本的形態を発展させた発展的形態２に係る搬送装置を示した正面図である。

【図10】図９に示した搬送装置の右側面図である。

【図11】発展的形態２に係る搬送装置の動作態様を示した説明図である。

【図12】発展的形態２に係る搬送装置の動作態様を示した説明図である。

【図13】発展的形態２に係る搬送装置の動作態様を示した説明図である。

【図14】本発明の基本的形態を発展させた発展的形態３に係る搬送装置を示した正面図である。

【図15】本発明の基本的形態を発展させた発展的形態４に係る搬送装置を示した正面図である。

【図16】図１５に示した搬送装置の右側面図である。

【図17】発展的形態４に係る搬送装置の動作態様を示した説明図である。

【図18】発展的形態４に係る搬送装置の変形例に係る搬送装置を示した正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、各図は、本実施形態を説明することを主眼として、その概略的な形状を図示しており、その縮尺や具体的な形状は必ずしも実際の物とは一致していない。まず、本実施形態として基本的形態に係る搬送装置について説明する。

【0024】

［基本的形態］
図１～図３に示すように、この基本的形態に係る搬送装置１は、搬送車１０、この搬送車１０に搭載されるロボット２０、及び搬送車１０内に内装される制御装置４０などから構成される。

【0025】

前記搬送車１０は、例えば、工場内における自身の位置を認識可能なセンサ（例えば、レーザ光を用いた距離計測センサ）を備えており、前記制御装置４０による制御の下、所定の制御プログラムに従い、当該工場内を無軌道で走行するように構成されている。この搬送車１０は、図示しないフレーム、及びこのフレーム（図示せず）上に設けられた車体１１を備えている。車体１１は、前記ロボット２０が搭載されるロボット搭載部１２、及び搬送物Ｔが載置される搬送物載置部１３を備えており、搬送物載置部１３の載置面１３ａが、ロボット搭載部１２の載置面１２ａよりも低い位置に設定された段付き形状を有している。これら載置面１２ａ及び載置面１３ａはそれぞれ平面に形成されるとともに、重力方向（即ち、上方）から見た状態で隣接して設けられている。尚、図２に示した搬送車１０における走行面からの前記載置面１２ａの高さＨ_１と、同じく走行面からの前記載置面１３ａの高さＨ_２との比率（Ｈ_１／Ｈ_２）は３倍以上６倍以下に設定されているのが好ましい。このような設定とすることで、従来に比べて、より多くの搬送物を当該搬送物載置部１３に載せる、或いは、より大きな搬送物を当該搬送物載置部１３に載せることができ、このようにしても搬送車１０を安定した状態で走行させることができる。因みに、図２及び図３に示した例では、前記比率（Ｈ_１／Ｈ_２）は３．４倍である。

【0026】

また、前記載置面１３ａの面積は、載置面１２ａの面積の２倍以上１０倍以下に設定されているのが好ましく、２倍以上４倍以下に設定されているのが更に好ましい。このようにすることで、目的とする適量の搬送物を搬送物載置部１３上に載置して安定して搬送することができる。図４（ａ）は、載置面１３ａの面積を載置面１２ａの面積の２倍にした例を示している。この例では、車体１０の長手方向における載置面１２ａの長さをＬ_２１、同じく長手方向における載置面１３ａの長さをＬ_３１とし、長手方向と直交する方向の載置面１２ａ及び載置面１３ａの長さをＬ_１１としたとき、長さＬ_１１：長さＬ_２１：長さＬ_３１＝２：１：２となっており、載置面１２ａの面積と載置面１３ａの面積との比は１：２になっている。また、図４（ｂ）は、載置面１３ａの面積を載置面１２ａの面積の３倍にした例を示している。この例では、前記長手方向における載置面１２ａの長さをＬ_２２、同じく長手方向における載置面１３ａの長さをＬ_３２とし、長手方向と直交する方向の載置面１２ａ及び載置面１３ａの長さをＬ_１２としたとき、長さＬ_１２：長さＬ_２２：長さＬ_３２＝２：１：３となっており、載置面１２ａの面積と載置面１３ａの面積との比は１：３になっている。

【0027】

前記搬送車１０は、前記フレーム（図示せず）に、前進方向（矢示Ｂ方向）及び後退方向（矢示Ｃ方向）に沿って所定の間隔をあけて設けられた二対の従動輪１６，１６及び従動輪１７，１７と、この従動輪１６，１６と従動輪１７，１７との間に設けられた一対の駆動輪１５，１５を備えている。また、駆動輪１５，１５、並びに従動輪１６，１６及び従動輪１７，１７は、それぞれ前記矢示Ｂ方向及びＣ方向と直交する方向に所定の間隔をあけて、前記フレーム（図示せず）に取り付けられている。また、前記駆動輪１５，１５は、それぞれ別の駆動モータによって駆動され、同速で回転することにより、前記搬送車１０が前後方向（矢示Ｂ－Ｃ方向）に直進し、異なる速度で回転することによって、前記搬送車１０は旋回的に移動する。尚、各駆動モータ（図示せず）は、前記制御装置４０による制御の下で、前記車体１１内に設けられたバッテリー１８から供給される電力によって駆動される。また、バッテリー１８には、適宜給電ユニットから非接触によって給電される。

【0028】

前記ロボット２０は、マニピュレータ部である第１アーム２１、第２アーム２２及び第３アーム２３の３つのアームを備え、これら第１アーム２１、第２アーム２２及び第３アーム２３を連設するように順次それぞれ２自由度を有する関節部２５，２６，２７によって接続した６自由度を有する多関節型のロボット（６軸多関節ロボット）である。より具体的には、第１アーム２１の一端側が、前記ロボット搭載部１２の載置面１２ａに固設された基部２４に対して、第１関節部２５を介して接続され、第１アーム２１の他端側が、第２関節部２６を介して前記第２アーム２２の一端側に接続される。また、前記第２アーム２２の他端側が、第３関節部２７を介して前記第３アーム２３の一端側に接続され、第３アーム２３の他端側に、エンドエフェクタとしてのハンド３０が装着されている。尚、第１関節部２５、第２関節部２６及び第３関節部２７はそれぞれ２つのモータを備えており、各モータは、前記制御装置４０による制御の下で、前記バッテリー１８から供給される電力によって駆動される。

【0029】

そして、前記ロボット２０は、前記制御装置４０による制御の下で、前記第１関節部２５、第２関節部２６及び第３関節部２７を構成する各モータが駆動されることで、前記ハンド３０を３次元空間（ロボット座標軸であるＸ_ｒ軸、Ｙ_ｒ軸、及びＺ_ｒ軸の直交３軸で定義される空間）内で移動させる。尚、ロボット２０の構造は、このような多関節型のものに限定されるものでは無く、利用可能な公知の全ての構造のものを採用することができる。

【0030】

前記ハンド３０は、図３に示すように、本体３１と、相互に対峙し、且つ相互に接近、離反するように、この本体３１に保持される一対の把持爪３２，３２とを備えて構成される。このハンド３０では、把持爪３２，３２が相互に接近することで、当該把持爪３２，３２によって、例えば、後述するワークＷが把持される。

【0031】

以上の構成を備えた本例の基本的形態に係る搬送装置１によれば、例えば、図５に示すように、前記搬送物載置部１３に、搬送物Ｔとして、ワークＷを整列して収納したワークトレイ４５、及び加工後の製品Ｗ’を収納する製品トレイ４６を載置した状態で、工場に配設された工作機械２００のところまで移動し、工作機械２００に対して作業を行う。

【0032】

具体的には、搬送装置１を適宜移動させてロボット搭載部１２側が工作機械２００側に位置するように停止させる。これにより、ロボット２０は工作機械２００に接近した位置となり、当該工作機械２００に対して作業し易い状態となる。そして、工作機械２００における加工が完了してドアカバー２０１が開き、その開口２０２を介して加工領域内に外部からアクセスすることができるようになると、前記制御装置４０による制御の下でロボット２０が駆動され、その前記ハンド３０が前記開口２０２から加工領域内に侵入して加工済みの製品Ｗ’を把持し、次いで開口２０２を通してハンド３０を加工領域の外に移動して、取り出した製品Ｗ’を前記製品トレイ４６内に収納する。

【0033】

次に、ロボット２０は、前記ワークトレイ４５に収納されたワークＷをハンド３０により把持して、当該ハンド３０を前記開口２０２から加工領域内に侵入させた後、工作機械２００に当該ワークＷを保持させ、この後、開口１０２を通してハンド３０を加工領域の外に移動させる。以上の動作により、ロボット２０は工作機械２００に対して製品Ｗ’の取り出しと、ワークＷの取り付けとを行う。尚、搬送車１０に対するワークトレイ４５及び製品トレイ４６の搭載及び取り出しは適宜装置によって行われる。

【0034】

尚、工作機械の開口底部の高さ位置と、前記ロボット載置部１２の載置面１２ａの高さ位置、及び前記搬送物載置部１３の載置面１３ａの高さ位置との関係は、図６に示すような関係であるのが好ましい。図６では、一例としての第１工作機械の開口底部、及び他の例としての第２工作機械の開口底部の高さ位置と、前記載置面１２ａ及び載置面１３ａの高さ位置との好ましい位置関係を示している。この図６に示すように、載置面１３ａは、いずれの工作機械（第１及び第２工作機械）の開口底部よりも下方に位置しているのが好ましいが、載置面１２ａは工作機械の開口底部よりも上方に位置していても、下方に位置していてもいずれでも良い。図６では、第１工作機械の開口底部に対し、載置面１３ａ及び載置面１２ａは、いずれもＨ_ａ１及びＨ_ａ２だけ下方に位置している。一方、第２工作機械の開口底部に対して、載置面１３ａはＨ_ｂ１だけ下方に位置し、載置面１２ａはＨ_ｂ２だけ上方に位置している。

【0035】

或いは、当該搬送車１０の搬送物載置１３には、搬送物Ｔとして、例えば、工場内に配設される測定装置、洗浄装置、バリ取り装置といった各種産業機械を載せることができ、このような産業機械を当該搬送装置１によって搬送するようにしても良い。

【0036】

以上のように、本例搬送装置１は産業機械に対して所定の作業を行うことができるが、この搬送装置１を適用可能な産業機械としては、上述した工作機械２００、並びにその周辺に設けられる材料ストッカ及び製品ストッカ、上記の測定装置、清掃装置や洗浄装置の他、本例の前記ロボット２０以外のロボットなど、産業上使用されるあらゆる機械が含まれる。また、本例では工作機械２００として公知の横形のＮＣ（数値制御）旋盤を例示するが、当然のことながら、工作機械はこれに限られるものではなく、立形の旋盤、立形及び横形のマシニングセンタの他、工具主軸とワーク主軸を備えた複合加工型の加工機械など、従前公知のあらゆる工作機械が含まれる。

【0037】

［発展的形態１］
次に、基本的形態に係る前記搬送装置１を発展させた搬送装置５０について、図７及び図８に基づいて説明する。

【0038】

図７及び図８に示すように、この搬送装置５０は、前記基本的形態に係る搬送装置１の全ての構成を備え、更に、搬送車１０に取り付けられたフレーム５１と、このフレーム５１に取り付けられた位置検出装置６０及びハンドストッカ６４とを備えている。

【0039】

前記フレーム５１は、鉛直面に沿って設けられる一対の脚フレーム５２，５３と、この脚フレーム５２，５３の上端部に接続される水平な支持フレーム５４とから構成される。前記脚フレーム５２，５３の下端部はそれぞれ前記ロボット搭載部１２の側面に固設されており、脚フレーム５２，５３の上端部及び前記支持フレーム５４は、図７に示すように、前記搬送物載置部１３の中央の上方に位置しており、その高さは、前記ロボット２０が動作する際に支障にならない高さに設定されている。

【0040】

前記位置検出装置６０は、前記支持フレーム５４の長手方向中央の下面に、下方を撮像するように配設されたカメラ６１と、このカメラ６１の上方に位置し、前記支持フレーム５４の上面に配設された処理装置６２とから構成される。処理装置６２は、カメラ６１によって撮像された画像を解析して、当該画像中に含まれる搬送物の三次元位置であって、カメラ座標系における搬送物の三次元位置を認識する処理を行う。例えば、本例の搬送装置５０では、図７及び図８に示すように、前記搬送物載置部１３に、搬送物としてワークＷがバラ積みされたコンテナ６５を載置することができ、位置検出装置６０は、このコンテナ６５内にバラ積みされたワークＷをカメラ６１によって撮像するとともに、得られた画像を処理装置６２により処理することによって、カメラ座標系における各ワークＷの三次元位置を認識する。尚、図７及び図８において、一点鎖線で示した矢印は、カメラ６１の撮像範囲を示している。

【0041】

前記ハンドストッカ６４は、前記ロボット２０に装着される交換用のハンドを保持する装置であり、本例では、図８に示すように、２つのハンド３５，３６が保持されるが、保持される交換用のハンドの個数はこれに限られるものでは無く、このハンドストッカ６４には、少なくとも１以上のハンドが保持される。

【0042】

以上の構成を備えた本例の搬送装置５０では、前記制御装置４０は、前記位置検出装置６０により検出された各搬送物の位置に基づいて前記ロボット２０を制御し、エンドエフェクタとしてのハンド３０によって搬送物を保持して移動させる。具体例としては、前記搬送物載置部１３に、搬送物として、ワークＷがバラ積みされたコンテナ６５が載置される場合には、制御装置４０は、前記位置検出装置６０により検出されたカメラ座標系における各ワークＷの三次元位置を当該位置検出装置６０から受信して、受信したカメラ座標系における各ワークＷの三次元位置をロボット座標系における三次元位置に変換し、変換した位置データに基づいて、前記ロボット２０を制御して、前記ハンド３０によりワークＷを保持してコンテナ６５内から取り出し、この後、例えば、図５に示した例のように、工作機械２００に供給するように動作させることができる。

【0043】

また、制御装置４０は、ロボット２０に装着されたハンド３０を、必要に応じて、ハンドストッカ６４に保持されたハンド３５，３６のいずれかと交換する動作を行わせる。例えば、制御装置４０は、ロボット２０に装着されたハンド３０を、ハンドストッカ６４の空きスペース（一点鎖線で示した空間）に保持させた後、ハンド３５，３６のいずれかをロボット２０の先端部に装着する。

【0044】

以上のように、本例の搬送装置５０によれば、前記搬送物載置部１３に、ワークＷがバラ積みされたコンテナ６５が載置される場合には、前記位置検出装置６０によりカメラ座標系における各ワークＷの三次元位置が検出され、このカメラ座標系における各ワークＷの三次元位置に基づいて、前記制御装置４０によりロボット座標系における各ワークＷの三次元位置が算出され、算出された位置データに基づいて、前記ロボット２０が制御され、前記ハンド３０によりワークＷを保持してコンテナ６５内から取り出すことができ、取り出したワークＷを移動させて、例えば、工作機械２００に供給することができる。また、ロボット２０に装着されたハンド３０を、把持する対象物に応じて、ハンドストッカ６４に保持されたハンド３５，３６と適宜交換することができる。

【0045】

［発展的形態２］
次に、前記搬送装置１を発展させた他の形態に係る搬送装置７０について、図９－図１３に基づいて説明する。

【0046】

図９－図１３に示すように、この搬送装置７０は、前記基本的形態に係る搬送装置１の全ての構成を備え、更に、搬送車１０に取り付けられた昇降装置７１を備えている。

【0047】

昇降装置７１は、長手方向の中間位置が連結ロッド８６によって相互にリンクするリンクアーム８０，８１及びリンクアーム８２，８３、このリンクアーム８０，８１及びリンクアーム８２，８３を駆動する駆動機構７２、並びにリンクアーム８０，８１及びリンクアーム８２，８３上に載置される載置台８９などから構成される。尚、本例では、載置台８９に搬送物が載置される。したがって、本例では、この載置台８９が実質的に搬送物載置部として機能する。

【0048】

リンクアーム８０，８１は連結ロッド８６の一端側にそれぞれ回転可能に連結され、同様に、リンクアーム８２，８３は連結ロッド８６の他端側にそれぞれ回転可能に連結され、これにより、リンクアーム８０，８１及びリンクアーム８２，８３はそれぞれアルファベットのＸ字状に連結されている。また、リンクアーム８０，８２の下方側の端部は連結ロッド８４により、それぞれ当該連結ロッド８４に対して回転可能に連結され、上方側の端部は連結ロッド８７により、それぞれ当該連結ロッド８７に対して回転可能に連結されている。同様に、リンクアーム８１，８３の下方側の端部は連結ロッド８５により、それぞれ当該連結ロッド８６に対して回転可能に連結され、上方側の端部は連結ロッド８８により、それぞれ当該連結ロッド８８に対して回転可能に連結されている。

【0049】

前記載置台８９は、平面視矩形をした部材であり、その周縁には下方に垂下するスカート部８９ａが設けられており、このスカート部８９ａによって囲まれる下面８９ｂが、リンクアーム８０，８１，８２，８３の上端部に当接した状態で、当該リンクアーム８０，８１，８２，８３上に載置されている。また、前記ロボット搭載部１２側の前記載置台８９には、一対のガイドロッド９２，９５が貫通した状態で設けられている。このガイドロッド９２，９５は、所定間隔をあけて垂設されており、その上端部がブラケット９３，９６によって、前記ロボット搭載部１２の側面１２ｂに固設され、その下端部がブラケット９４，９７によって、前記搬送物載置部１３の載置面１３ａ上に固設されている。斯くして、載置台８９は、矢示Ｂ－Ｃ方向への移動がガイドロッド９２，９５との係合関係によって制止されるとともに、矢示Ｂ－Ｃ方向と垂直な水平方向への移動が、リンクアーム８０，８１の上端部及びリンクアーム８２，８３の上端部とスカート部８９ａとの係合関係によって制止される。

【0050】

前記駆動機構７２は、前記搬送物載置部１３の載置面１３ａの上方に、前記矢示Ｂ－Ｃに沿って設けられた駆動ネジ７４、前記載置面１３ａ上に設けられて、前記駆動ネジ７４を回転可能に支持する軸受７５，７６，７７、前記駆動ネジ７４を正逆方向に回転させる駆動モータ７３などから構成される。前記駆動ネジ７４は前記載置面１３ａの中央部分に設けられ、図９及び図１１において図示した右端部が軸受７５によって支持され、その左側の端部が、前記ロボット搭載部１２の側面１２ｂを貫通して、当該ロボット搭載部１２内に設けられた軸受７７によって支持された状態で、前記駆動モータ７３の出力軸に連結されている。尚、駆動モータ７３は、前記制御装置４０による制御の下で、前記バッテリー１８から供給される電力によって駆動される。

【0051】

この駆動ネジ７４はその中央部を境として、その一方のネジ部７４ａと他方のネジ部７４ｂとが相互に逆ネジとなっており、この中央部が軸受７６によって回転自在に支持されている。また、ネジ部７４ａには、ナット７８が螺合しており、このナット７８には、相対的に回転可能に前記連結ロッド８４が貫通されている。同様に、ネジ部７４ｂには、ナット７９が螺合しており、このナット７９には、相対的に回転可能に前記連結ロッド８５が貫通されている。

【0052】

斯くして、前記駆動モータ７３により前記駆動ネジ７４を一方向に回転させると、前記ナット７８とナット７９とが相互に接近する方向に移動し、駆動ネジ７４を逆方向に回転させると、ナット７８とナット７９とが相互に離反する方向に移動する。そして、ナット７８及びナット７９が接近する方向に移動すると、これらにそれぞれ係合した連結ロッド８４，８５、この連結ロッド８４，８５にそれぞれ係合したリンクアーム８０，８１の下端部、並びにリンクアーム８２，８３の下端部が相互に接近する方向に移動し、これにより、リンクアーム８０，８１の上端部、並びにリンクアーム８２，８３の上端部が上方に移動し、これとともに前記載置台８９が上方に移動する。

【0053】

一方、ナット７８及びナット７９が離反する方向に移動すると、これらにそれぞれ係合した連結ロッド８４，８５、この連結ロッド８４，８５にそれぞれ係合したリンクアーム８０，８１の下端部、並びにリンクアーム８２，８３の下端部が相互に離反する方向に移動し、これにより、リンクアーム８０，８１の上端部、並びにリンクアーム８２，８３の上端部が下方に移動し、これとともに前記載置台８９が下方に移動する。尚、上述したように、載置台８９は、水平方向への移動が制止されているので、水平方向に移動することなく、垂直方向に上下動する。また、載置台８９の上面（載置面）８９ａは、その高さ位置が、ロボット搭載部１２の載置面１２ａよりも低い位置となっている。

【0054】

以上のように構成された本例の搬送装置７０によれば、前記駆動モータ７３により前記駆動ネジ７４を回転させて、前記ナット７８とナット７９とを接近させることにより、前記載置台８９が上方に移動し（図１１参照）、駆動ネジ７４を逆の方向に回転させて、ナット７８とナット７９とを相互に離反する方向に移動させることにより、前記載置台８９が下方に移動する（図９及び図１０参照）。

【0055】

そして、例えば、図１２に示すように、搬送物として、ワークＷが整列され且つ積層された状態で収容されたコンテナ９８を載置台８９上に載置して、前記制御装置４０による制御の下で、ロボット２０を動作させて、そのハンド３０によりワークＷを順次把持して取り出す場合に、上層のワークＷを取り出した後、下層に位置するワークＷを取り出す際に、当該ワークＷの位置がロボット２０の可動範囲外にある場合には、図１３に示すように、前記駆動機構７２により載置台８９及びコンテナ９８を上方に移動させることにより、当該ロボット２０により下層に位置するワークＷを取り出すことが可能になる。

【0056】

或いは、特に図示はしないが、本例の搬送装置７０によれば、適宜脚部を備え、この脚部によって地面との間に空間を有する装置、例えば、測定装置、洗浄装置やバリ取り装置といった産業機械を搬送することができる。この場合、制御装置４０は、昇降装置７１の載置台８９を下端位置まで降下させた状態で、搬送車１０を駆動して、その昇降装置７１側を当該産業機械の前記空間内に進入させ、ついで、昇降装置７１を駆動して、載置台８９を上昇させることにより、載置台８９上に産業機械を載せ、当該産業機械が地面から上方に離れた状態にする。そして、この後、搬送車１０を走行させて、当該産業機械を所望の位置に移動させ、ついで、昇降装置７１を駆動して載置台８９を下端位置まで降下させることにより、当該産業機械を設置した後、搬送車１０を駆動して、当該産業機械の前記空間内に後退させる。以上により、前記産業機械を或る位置から所望の位置に搬送することができる。尚、当然のことながら、搬送可能な産業機械は上例の測定装置、洗浄装置やバリ取り装置に限定されるものでは無く、他の産業機械を搬送することができる。

【0057】

［発展的形態３］
次に、前記搬送装置１を発展させた更に他の形態に係る搬送装置１００について、図１４に基づいて説明する。

【0058】

図１４に示すように、この搬送装置１００は、前記基本的形態に係る搬送装置１の全ての構成を備え、更に、搬送車１０に取り付けられた回転テーブル装置１０１を備えている。この回転テーブル装置１０１は、前記搬送車１０の搬送物載置部１３上に、垂直な回転軸を中心として回転自在に設けられた回転テーブル１０２と、この回転テーブル１０２内に内蔵され、当該回転テーブル１０２を回転させる駆動モータ（図示せず）とを備えている。尚、駆動モータ（図示せず）は、前記制御装置４０による制御の下で、前記バッテリー１８から供給される電力によって駆動される。

【0059】

本例の搬送装置１００によれば、例えば、図１４に示すように、搬送物として、ワークＷが整列され且つ積層された状態で収容されたコンテナ１０３が回転テーブル１０２上に載置された状態で、前記制御装置４０による制御の下、ロボット２０を動作させることにより、そのハンド３０によってワークＷを順次把持して取り出すことができる。そして、ロボット２０が、その手前側に位置するワークＷを取り出した後、奥側に位置するワークＷを取り出す際に、当該ワークＷの位置がロボット２０の可動範囲外にある場合には、前記回転テーブル１０２を前記垂直軸回りに１８０°回転させることにより、奥側にあったワークＷを手前側に移動させることができ、このようにすることで、コンテナ１０３内の全てのワークＷをロボット２０によって取り出すことが可能になる。尚、本例の搬送装置１００では、前記回転テーブル１０２が実質的に搬送物載置部として機能する。

【0060】

［発展的形態４］
次に、前記搬送装置１を発展させた更に他の形態に係る搬送装置１１０について、図１５－図１７に基づいて説明する。

【0061】

図１５－図１７に示すように、この搬送装置１１０は、前記基本的形態に係る搬送装置１の全ての構成を備え、更に、搬送車１０の搬送物載置部１３の矢示Ｃ方向における端部に設けられた跳ね上げ式のスロープ装置１１１を備えている。

【0062】

前記スロープ装置１１１は、前記搬送物載置部１３の載置面１３ａの端部であって、前記矢示Ｃ方向における端部に、当該矢示Ｃ方向と直交する方向に所定間隔をあけて設けられた一対のブラケット１１３，１１４と、一端側が前記ブラケット１１３，１１４によって回転自在に支持された揺動部材１１２と、前記ブラケット１１３に付設され、前記揺動部材１１２を揺動させる駆動モータ１１５とを備えている。

【0063】

そして、揺動部材１１２は、前記駆動モータ１１５に駆動されて、ブラケット１１３，１１４を中心に旋回移動し、垂直方向に起立した位置（図１７に示した位置）と、傾倒してその自由端である前記他端側が路面（走行面）に当接した傾倒位置（図１５及び図１６に示した位置）との間で揺動する。そして、前記傾倒位置にあるときに、前記揺動部材１１２の上面１１２ａは、その前記他端側が前記路面に接し、且つ前記一端側が前記載置面１３ａに接続したスロープ面を形成する。そして、搬送物として、車輪によって移動する、例えば、チップバケットなどの移動車１２５を、前記上面１１２ａ上を移動させることで、当該移動車１２５を前記搬送物載置部１３の載置面１３ａ上に乗り移らせることができる。尚、前記駆動モータ１１５は、前記制御装置４０による制御の下で、前記バッテリー１８から供給される電力によって駆動される。

【0064】

以上の構成を備えた搬送装置１１０によれば、前記制御装置４０による制御の下で、前記駆動モータ１１５を駆動して揺動部材１１２を傾倒させると、図１５に示すように、前記揺動部材１１２の前記他端側が前記路面に接した状態となる。そして、前記移動車１２５を、前記揺動部材１１２の上面１１２ａ上を移動させることで、同図１５に示すように、当該移動車１２５を前記搬送物載置部１３の載置面１３ａ上に乗り移らせることができる。この後、前記駆動モータ１１５を駆動して、図１７に示すように、前記揺動部材１１２を起立させ、この状態で、搬送車１０を走行させることで、当該移動車１２５を所望の位置に移動させることができる。尚、搬送車１０を走行させる際に、移動車１２５が慣性によって矢示Ｂ－Ｃ方向に移動する可能性があるが、矢示Ｂ方向への移動は、ロボット搭載部１２の側面１２ｂによって制限され、矢示Ｃ方向への移動は、揺動部材１１２によって制限される。

【0065】

以上のように、この搬送装置１１０によれば、適宜移動車１２５を搬送物載置部１３の載置面１３ａ上に乗り移らせた状態で、所望の位置に移動させることができる。

【0066】

尚、この搬送装置１１０において、図１８に示すように、適宜駆動モータ（図示せず）により駆動されて、垂直方向に出退するねじ軸１３０（係止機構）を前記搬送物載置部１３の載置面１３ａに設け、このねじ軸１３０を進出させることで、前記移動車１２５の下面に係合させるようにしても良い。このように、ねじ軸１３０を移動車１２５に係合させることによって、当該移動車１２５が矢示Ｂ－Ｃ方向に移動するのを制止することができる。一方、ねじ軸１３０を後退させることで、移動車１２５は矢示Ｂ－Ｃ方向に自由に移動することが可能となる。

【0067】

以上、本発明の具体的な実施の形態について説明したが、本発明が採り得る態様は、何ら上例のものに限定されるものでは無い。

【0068】

例えば、本発明では、上述した基本的形態の搬送装置１に、同じく上述した発展的形態に係る搬送装置５０，７０，１００，１１０が備えた構成の二以上を選択的に組み合わせた態様を採ることができる。

【0069】

繰り返しになるが、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

【符号の説明】

【0070】

１ 搬送装置
１０ 搬送車
１１ 車体
１２ ロボット搭載部
１２ａ 載置面
１３ 搬送物載置部
１３ａ 載置面
１８ バッテリー
２０ ロボット
２１ 第１アーム
２２ 第２アーム
２３ 第３アーム
２４ 基部
２５ 第１関節部
２６ 第２関節部
２７ 第３関節部
４０ 制御装置
５０ 搬送装置
５１ フレーム
６０ 位置検出装置
７０ 搬送装置
７１ 昇降装置
１００ 搬送装置
１０１ 回転テーブル
１１０ 搬送装置
１１１ スロープ装置

【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】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【手続補正書】

【提出日】2023-04-07

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物品に対して作用するエンドエフェクタを有し、該エンドエフェクタを三次元空間内で移動させるロボットと、
前記ロボットが搭載されるロボット搭載部、及び搬送物が載置される搬送物載置部を有する搬送車と、
前記搬送車及びロボットを制御する制御装置と、を備えた搬送装置であって、
前記搬送車は、その前記搬送物載置部の載置面が、前記ロボット搭載部の搭載面よりも低い位置に形成され、
前記エンドエフェクタは、前記物品として、前記搬送物載置部に載置された搬送物を保持可能に構成され、
前記制御装置は、前記搬送車を、そのロボット搭載部が産業機械に設けられた開口と対向し、且つ該ロボット搭載部が前記搬送物載置部よりも前記開口に近い位置となるように移動させるとともに、前記エンドエフェクタに前記搬送物を保持させた状態で、前記開口を通過させて、前記産業機械内に前記搬送物を搬入するように制御し、
前記搬送車は、前記搬送物載置部を昇降させる昇降機構を備え、
前記搬送物載置部は、少なくとも下降端位置において、その載置面が、前記ロボット搭載部の搭載面よりも低い位置に位置しており、
前記ロボット搭載部の搭載面は、前記搬送物載置部が下降端位置にあるときの載置面よりも、前記産業機械の開口底部位置に近い位置となっている搬送装置。

【請求項2】

前記ロボット搭載部と前記搬送物載置部とは隣接して設けられ、
重力方向から見た前記搬送物載置部の載置面の面積は、同じく重力方向から見た前記ロボット搭載部の載置面の面積の２倍以上１０倍以下である請求項１記載の搬送装置。

【請求項3】

前記搬送車は、前記搬送物載置部を、その前記載置面に対して直交する垂直軸を中心に回転させる回転機構を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の搬送装置。

【請求項4】

前記搬送車は、前記搬送物載置部の載置面の縁部であって、前記ロボット載置部とは反対側の縁部に、起立した起立位置と、傾倒して自由端部が路面に当接した傾倒位置との間で揺動可能に設けられた揺動部材を備え、
前記揺動部材が傾倒位置にあるときに、該揺動部材上を通過することによって移動車を前記搬送物載置部の載置面上に載置させることができように構成された請求項１又は２記載の搬送装置。

【請求項5】

前記搬送車は、前記搬送物載置部の載置面にある移動車に係合して該移動車を係止する係止機構を備えている請求項４記載の搬送装置。

【請求項6】

前記搬送車の前記搬送物載置部に載置された複数の搬送物を撮像するカメラを有し、該カメラにより撮像された画像に基づいて、前記各搬送物の位置を検出する位置検出装置を更に備え、
前記制御装置は、前記位置検出装置により検出された各搬送物の位置に基づいて前記ロボットを制御し、前記エンドエフェクタにより前記搬送物を保持して移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１又は２記載の搬送装置。