部材ハンドリング装置

【課題】平置きされた種々の形状をなす部材を倒立させ次の工程へと円滑に受け渡しすることのできる部材ハンドリング装置を提供すること。
【解決手段】倒立用ロボットの第２アーム先端に、一平面に複数の電磁石３６の配設されたマグネットハンド３０を設ける。形状の異なる複数の部材のうち最も幅狭な部材よりも小幅な吸着面に形成された電磁石が一平面に複数配設されており、前記部材の形状または重量に応じて選択的に該複数の電磁石のうちの一部または全てを使用して該部材を吸着する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材の取り回しを行う部材ハンドリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
造船等においては、鋼材から切断された板材を配送し仮溶接するサブユニット組立ラインを経てブロックが製作される。
つまり、当該サブユニット組立ラインでは、ブロックを形成するためのサブユニットが製作される。
当該サブユニット組立ラインの構成としては、例えば、溶接ラインに沿って走行する門型台車に、旋回アームを有し溶接ラインと直交する方向に移動する横行台車を設けて、旋回アームの先端部の把持装置により板材等の骨材を把持して溶接位置に配送する構成がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２５６４０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、レールの外側に配置された骨材パレット上にある骨材を把持装置により把持して持ち上げて所定位置に配送しているが、当該把持装置では、パレット上に平置きされるような板材を把持することは困難である。
鋼材から切断された板材は様々な形状をなしている上、通常はパレット上に平置きされて当該サブユニット組立ラインに運ばれてくる。このような板材を溶接位置まで円滑に配送するには、パレット上に平置きされた板材を、配送手段に円滑に受け渡す手段が必要となる。
【０００５】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、平置きされた種々の形状をなす部材を倒立させ次の工程へと円滑に受け渡しすることのできる部材ハンドリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するために、請求項１の部材ハンドリング装置では、形状の異なる複数の部材を取り回し可能な部材ハンドリング装置であって、可動自在な腕部と、該腕部の先端に設けられ、前記形状の異なる複数の部材のうち最も幅狭な部材よりも小幅な吸着面に形成された電磁石が一平面に複数配設されており、前記部材の形状または重量に応じて選択的に該複数の電磁石のうちの一部または全てを使用して該部材を吸着するマグネットハンド部とを備えることを特徴としている。
【０００７】
請求項２の部材ハンドリング装置では、請求項１において、前記マグネットハンド部は、前記一平面にて長辺及び短辺からなる矩形状の縁部に沿って前記電磁石が配設されていることを特徴としている。
請求項３の部材ハンドリング装置では、請求項２において、前記マグネットハンド部は、前記矩形状の中心部にも前記電磁石が配設されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項４の部材ハンドリング装置では、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記マグネットハンド部は、平置きされた前記部材を吸着し、該部材を所定の倒立置場に倒立させた状態で配設することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
上記手段を用いる本発明の請求項１の部材ハンドリング装置によれば、形状の異なる複数の部材を取り回し可能な部材ハンドリング装置において、可動自在な腕部の先端に、形状の異なる複数の部材のうち最も幅狭な部材よりも小幅な吸着面からなる電磁石が一平面に複数配設され、部材の形状に応じて選択的に当該複数の電磁石のうちの一部または全て使用して部材を吸着するマグネットハンド部を設ける。
【００１０】
つまり、形状の異なる複数の部材のうち最も幅狭な部材よりも小幅な吸着面に形成された複数の電磁石を部材の形状に応じて選択的に使用することで、どの部材でも少なくとも１つの電磁石の吸着面を部材の一面からはみ出ることなく確実に吸着させることができる。
これにより、１つのマグネットハンド部により、小さな部材から大きな部材までを確実に吸着し、次の工程への受け渡しを円滑に行うことができる。
【００１１】
請求項２の部材ハンドリング装置によれば、マグネットハンド部は、一平面上にて長辺及び短辺からなる矩形状の縁部に沿って電磁石が配設されている。
つまり、例えば細長い板材である場合には長辺に沿って配設された電磁石で吸着し、短い板材である場合には短辺に沿った電磁石で吸着する等、部材の形状に合わせて確実に吸着することができる。
【００１２】
このように部材の形状に合わせた位置で吸着することができることで、次の工程での部材の受け渡しを容易なものとすることができる。
請求項３の部材ハンドリング装置によれば、マグネットハンド部は、矩形状の中心部にも電磁石が配設されている。
これにより、例えば面積の大きな部材の場合でも、当該部材の重心位置を確実に吸着しつつ、矩形状の縁部にある電磁石でも吸着することで、当該部材を確実に吸着することができる。
【００１３】
請求項４の部材ハンドリング装置によれば、前記マグネットハンド部は、平置きされた前記部材を吸着し、腕部の可動とともに、当該部材を所定の倒立置場に倒立させた状態で配設する。
このように、平置きされた部材を所定の倒立置場に倒立させた状態で配設することで、次の工程における当該部材のピッキングが容易となり、部材を円滑に受け渡すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る部材ハンドリング装置を備えたサブユニット組立装置の平面図である。
【図２】本発明に係る部材ハンドリング装置を備えたサブユニット組立装置の正面図である。
【図３】本発明に係る部材ハンドリング装置を備えたサブユニット組立装置の側面図である。
【図４】マグネットハンドの斜視図である。
【図５】マグネットハンドの斜視図である。
【図６】倒立用ロボットの板材倒立作業工程図である。
【図７】倒立用ロボットのマグネットハンドによる板材配設時の斜視図である。
【図８】配送機構のクランプハンドによる板材把持時の斜視図である。
【図９】本発明に係る部材ハンドリング装置において各板材の形状に応じたマジックハンドの吸着位置を例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１乃至３には本発明に係る部材ハンドリング装置を備えたサブユニット組立装置の平面図、正面図、側面図、図４、５にはマグネットハンドの斜視図がそれぞれ示されている。
図１乃至３には、造船ラインの一部に設けられたサブユニット組立装置１が示されている。
【００１６】
本実施形態におけるサブユニット組立装置１は、主に、平置きされた板材を倒立させる板材倒立部２、倒立された板材を配送する配送部４、配送された板材に仮溶接を施す溶接部６から構成されている。
板材倒立部２は、倒立用ロボット１０（部材ハンドリング装置）を有している。
当該倒立用ロボット１０は、所謂６軸多関節ロボットである。詳しくは、当該倒立用ロボット１０は、基台１２に回転台１４が載置され、当該回転台１４に第１アーム１６の一端が連結されている。そして、当該第１アーム１６の他端には第２アーム１８（腕部）が連結されており、当該第２アーム１８の先端部分には回転連結部２０を介してマグネットハンド３０（マグネットハンド部）が設けられている。
【００１７】
当該倒立用ロボット１０は、図１乃至３に一点鎖線で示す領域Ａの範囲でハンドリング可能である。
また、マグネットハンド３０は、詳しくは図４、５に示すように、回転連結部２０と支軸３２を介して連結された本体部３４の一側面に複数個の電磁石３６が配設されている。
本体部３４は、断面Ｉ字状の主桁３４ａが支軸３２の軸方向と垂直をなす一方向に延びているとともに、当該主桁３４ａを垂直に貫通する複数の補助桁３４ｂが当該主桁３４ａの一端から他端にかけて所定の間隔で並設されている。
【００１８】
電磁石３６は、主桁３４ａの中央部、及び各補助桁３４ｂの両端部にそれぞれ設けられている。これは、平面視において、主桁３４ａ両端部の補助桁３４ｂに設けられた電磁石３６を短辺、その他の補助桁３４ｂに設けられた電磁石３６を長辺とする略矩形状に配設されている。また、当該矩形状の中心部に主桁３４ａ中央部に設けられた電磁石３６が位置している。
【００１９】
当該電磁石３６は円筒状をなしており、端面である吸着面は、板材倒立部２に搬送される形状の異なる複数の部材のうち最も幅狭な部材よりも小幅に形成されている。
例えば、板材倒立部２に搬送される板材の中で最も幅狭な板材が幅１００ｍｍの長板材である場合は、電磁石３６の吸着面の直径は当該長板材の幅より小径な９０ｍｍを使用する。
【００２０】
このように構成されたマグネットハンド３０は、板材の形状及び重量に応じて選択的に複数の電磁石３６のうちの一部または全てに電力を供給されることで、板材を吸着するものである。
また、当該倒立用ロボット１０の周囲には、図示しないフォークリフト等により板材の載ったパレットが配設されるパレット置場４０、空になったパレットが配設される空パレット置場４２、倒立状態で板材が配設される倒立板材置場４４が形成されている。
【００２１】
当該倒立板材置場４４上には、板材を倒立状態で支持する支持部材４４ａが複数設けられている。当該各支持部材４４ａは、板材の形状に対応し、板材の下部の少なくとも２箇所に位置するよう配設されており、各箇所において当該板材を挟むように立設された一対の支持板で構成されている。なお、面積の大きな板材を支持するための支持板は上方に長く、面積の小さな板材を支持するための支持板は上方に短い形状をなしている。
【００２２】
配送部４は、板材倒立部２及び溶接部６を間に挟むよう敷設された一対の第１レール４６ａ、４６ｂ及び当該第１レール４６ａ、４６ｂ上を走行する２機の第１門型フレーム４８、４８を有している。なお、当該２機の第１門型フレーム４８、４８はそれぞれ同様の構成をなしており、以下１機の第１門型フレーム４８について説明する。
当該第１門型フレーム４８は、板材倒立部２及び溶接部６に跨っており、各第１レール４６ａ、４６ｂ上に立設された脚部５０ａ、５０ｂ、及び当該各脚部５０ａ、５０ｂの上部に架設された梁部５２から構成されている。
【００２３】
そして、当該梁部５２には、当該梁部５２の長手方向に沿って摺動可能な配送機構５４（配送手段）が設けられている。
当該配送機構５４は、昇降するポスト部材５６の下端にクランプハンド５８が設けられている。当該クランプハンド５８は、板材の上部を把持するとともに、ポスト部材５６の長手方向を回転軸として回転可能である。つまり、第１門型フレーム４８に設けられている当該配送機構５４は、直交３軸に１つの回転軸を加えた可動範囲を有しており、倒立した板材を確実に配送することができるとともに、溶接に適した方向に板材を配設することができる。
【００２４】
溶接部６は、上記板材倒立部２より一側にて、上記第１レール４６ａ、４６ｂと同一方向に延びて敷設された一対の第２レール６０ａ、６０ｂ及び、当該第２レール６０ａ、６０ｂ上を走行する２機の第２門型フレーム６２、６２を有している。なお、当該２機の第２門型フレーム６２、６２はそれぞれ同様の構成をなしており、以下１機の第２門型フレーム６２について説明する。
【００２５】
当該第２門型フレーム６２は、第２レール６０ａ、６０ｂ上に立設された脚部６４ａ、６４ｂ、当該各脚部６４ａ、６４ｂの上部に架設された梁部６６から構成されている。
そして、当該梁部６６の長手方向中央部には、図１及び２の一点鎖線で示す領域Ｂを可動範囲とし、板材に仮溶接を施す溶接ロボット６８（溶接手段）が設けられている。
また、一対の第２レール６０ａ、６０ｂの間には溶接ロボット６８により仮溶接された後のサブユニットを一方向に搬送する台車コンベア７０が設けられている。
【００２６】
以下、このように構成された本発明に係る部材ハンドリング装置を備えたサブユニット組立装置におけるサブユニット組立工程について説明する。
図６乃至８を参照すると、図６には倒立用ロボット１０の板材倒立作業工程図、図７には倒立用ロボット１０のマグネットハンド３０による板材配設時の斜視図、図８には配送機構５４のクランプハンド５８による板材把持時の斜視図、図９には本発明に係る部材ハンドリング装置において各板材の形状に応じたマジックハンド３０の吸着位置を例示した図がそれぞれ示されている。
【００２７】
当該サブユニット組立工程では、鋼材から切断された種々の形状の板材がパレット７２上に平置きされて、フォークリフト等の搬送手段により、図６（ａ）に示すように、倒立用ロボット１０周囲のパレット置場４０に配設される。なお、図６（ａ）では、パレット置場４０に配設されたパレット７２上に、比較的面積の大きな大板材７４及び比較的面積の小さな小板材７６が載っているものとする。
【００２８】
そして、図６（ｂ）、（ｃ）、図５に示すように、倒立用ロボット１０のマグネットハンド３０がパレット７２上に平置きされた大板材７４を吸着し、当該大板材７４を倒立させながら倒立板材置場４４へハンドリングする。そして、当該倒立ロボット１０は当該大板材７４の形状に応じた支持部材４４ａに支持されて倒立するよう配設する。
倒立板材置場４４に配設された大板材７４は、図６（ｄ）、図８に示すように、配送機構５４のクランプハンド５８により把持され、溶接部６へと配送される。このとき、当該クランプハンド５８は大板材７４の上部を把持して持ち上げて配送する。また、倒立用ロボット１０はマグネットハンド３０により小板材７６を吸着し、図６（ｅ）に示すように、当該小板材７６を倒立板材置場４４に配設する。そして、図６（ｆ）に示すように、当該小板材７６も配送機構５４のクランプハンド５８により溶接部６へと配送される。
【００２９】
また、倒立用ロボット１０は、図６（ｆ）、（ｇ）に示すように、パレット置場４０に置かれたパレット７２上に板材がなくなった場合には、マグネットハンド３０により当該パレット７２を吸着し、空パレット置場４２に配設する。そして、空のパレット７２は図示しないフォークリフト等の搬送手段により搬送される。
溶接部６へと配送された各板材は、溶接ロボット６８により仮溶接が施されサブユニットが製作され、当該サブユニットは台車コンベア７０に載せられて次の工程へと移行する。
【００３０】
以上のように、当該サブユニット組立装置１は、パレット７２上に平置きされた板材を、倒立用ロボット１０により倒立させて倒立部材置場４４に配設し、当該倒立された板材を配送機構５４のクランプハンド５８により把持して溶接部６へと配送する。
ここで、板材倒立部２に搬送される板材は、上記大板材７４や小板材７６の他にも、図９に示すように様々な形状のものがある。
【００３１】
それに対して、倒立用ロボット１０に設けられているマグネットハンド３０は、板材の形状及び重量に応じて選択的に複数の電磁石３６のうちの一部または全て使用して当該板材を吸着する。
当該マグネットハンド３０に設けられている各電磁石３６は、搬送されてくる板材の中で最も幅狭な板材（例えば図９（ｄ）、（ｅ）の板材）よりも小幅な吸着面に形成されていることから、どの板材であっても少なくとも１つの電磁石３６の吸着面がはみ出ることなく吸着される。
【００３２】
また、マグネットハンド３０は、一平面上にて長辺及び短辺からなる矩形状の縁部及び中央部に電磁石３６が配設されていることで、図９に示すように、細い板材や面積の大きな板材等であっても、板材の重心位置及びその周囲を確実に吸着することができる。さらに、板材の大きさに応じて長辺及び短辺の使用する電磁石３６を使い分けられることで、倒立板材置場４４の支持部材４４ａに対応する位置を残しつつ吸着し、当該倒立板材置場４４への配設を容易に行うことができる。
【００３３】
そして、当該倒立用ロボット１０により、平置きされた板材を倒立板材置場４４に倒立させた状態で配設することで、クランプハンド５８による板材の把持が容易となり、部材を円滑に受け渡すことができる。
以上で本発明に係る部材ハンドリング装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
【００３４】
例えば、上記実施形態では、本発明に係る倒立用ロボット１０を造船におけるサブユニット組立装置１に適用させているが、当該倒立用ロボット１０の使用はこれに限られるものではなく、他にも組立装置等に適用させてもよい。
また、上記実施形態では、長辺及び短辺からなる略矩形状の縁部及び中央部に電磁石を配設しているが、当該電磁石の配列はこれに限られるものではなく、搬送されてくる部材の形状に適応した配列であればよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、倒立用ロボット１０は６軸多関節ロボットであるが、部材ハンドリング装置はこれに限られるものではなく、可動自在な腕部を有する装置であればよい。
【符号の説明】
【００３６】
１サブユニット組立装置
２板材倒立部
４配送部
６溶接部
１０倒立用ロボット（部材ハンドリング装置）
１６第１アーム
１８第２アーム（腕部）
３０マグネットハンド（マグネットハンド部）
３２支軸
３４本体部
３４ａ主桁
３４ｂ補助桁
３６電磁石
５４配送機構
５８クランプハンド
６８溶接ロボット
７０台車コンベア
７２パレット
７４大板材
７６小板材

【特許請求の範囲】
【請求項１】
形状の異なる複数の部材を取り回し可能な部材ハンドリング装置であって、
可動自在な腕部と、
該腕部の先端に設けられ、前記形状の異なる複数の部材のうち最も幅狭な部材よりも小幅な吸着面に形成された電磁石が一平面に複数配設されており、前記部材の形状または重量に応じて選択的に該複数の電磁石のうちの一部または全てを使用して該部材を吸着するマグネットハンド部と、
を備えることを特徴とする部材ハンドリング装置。
【請求項２】
前記マグネットハンド部は、前記一平面にて長辺及び短辺からなる矩形状の縁部に沿って前記電磁石が配設されていることを特徴とする請求項１記載の部材ハンドリング装置。
【請求項３】
前記マグネットハンド部は、前記矩形状の中心部にも前記電磁石が配設されていることを特徴とする請求項２記載の部材ハンドリング装置。
【請求項４】
前記マグネットハンド部は、平置きされた前記部材を吸着し、該部材を所定の倒立置場に倒立させた状態で配設することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の部材ハンドリング装置。

【図１】