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JP2017007053A - Robot cell device - Google Patents

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JP2017007053A
JP2017007053A JP2015126365A JP2015126365A JP2017007053A JP 2017007053 A JP2017007053 A JP 2017007053A JP 2015126365 A JP2015126365 A JP 2015126365A JP 2015126365 A JP2015126365 A JP 2015126365A JP 2017007053 A JP2017007053 A JP 2017007053A
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JP
Japan
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robot
turning
arm
painting
swivel
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Application number
JP2015126365A
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Japanese (ja)
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進 菅沼
Susumu Suganuma
進 菅沼
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WORLD GIKEN KK
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WORLD GIKEN KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a robot cell device of which down-sizing of the whole can be realized.SOLUTION: A robot cell device 1 is so configured as to comprise: a pedestal 31; a revolution arm 41 of which an axis center is provided at an intermediate position in a longer direction and which is so provided as to be capable of being revolved with the axis center on the pedestal 31 as a center; a pair of rotary tables 50 which are provided at respective end parts of the revolution arm 41 in the longer direction and hold a work-piece W; a servo motor 48 which moves the rotary table 50 between a carrying-in and out position where the revolution arm 41 is revolved around the axis center thereby performing carrying-in and out of the work-piece W and a coating position where coating for the work-piece W is performed; a support pillar 33 which is so provided on the pedestal 31 as to be extended in an axial direction and which is inserted into an opening which is so formed at an axis center position of the revolution arm 41 as to penetrate; and a robot 70 which is connected to the support pillar 33 above the revolution arm 41, is located at the axis center position of the revolution arm 41 and performs a prescribed processing.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えば加工や塗装、組立などの処理をロボットの作動により行うためのロボットセル装置に関する。   The present invention relates to a robot cell device for performing processing such as processing, painting, and assembly by operating a robot.

近年、各種生産ラインへのロボットの導入が進んでおり、作業者の代わりにロボットを用いて種々の処理を自動的に行わせる自動装置が広く利用されている。例えば、塗装ブース内にロボットを設置して、該ロボットのアーム先端部にエンドエフェクタとして塗料を噴射する塗装ガンを装着し、該ロボットを動作させて塗装ガンを任意の位置に移動させることにより、被塗装物(ワーク)の表面に塗装処理を施す技術が知られている(例えば、特許文献1,2を参照)。   In recent years, robots have been introduced into various production lines, and automatic devices that automatically perform various processes using robots instead of workers are widely used. For example, by installing a robot in the paint booth, mounting a paint gun that sprays paint as an end effector on the arm tip of the robot, moving the paint gun to an arbitrary position by operating the robot, Techniques for performing a coating process on the surface of a workpiece (work) are known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開2004−154620号公報JP 2004-154620 A 特開2004−290850号公報JP 2004-290850 A

上記従来の自動装置では、ロボットの周辺に搬送装置が設置されており、この搬送装置を用いてロボットの動作範囲内(すなわち塗装位置)に被塗装物を自動的に搬送することができるようになっている。しかしながら、従来の自動装置では、塗装ブース内においてロボットと搬送装置とが完全に独立した状態で設置されているため、塗装ブース内での設置面積が増大し、装置全体が大型化するという問題があった。そこで、装置全体の大型化を抑制しつつロボットとその周辺装置(搬送装置)とをユニット化したロボットセル装置の開発が望まれている。   In the above-described conventional automatic device, a transfer device is installed around the robot so that the object to be coated can be automatically transferred within the operation range of the robot (that is, the coating position) using the transfer device. It has become. However, in the conventional automatic device, since the robot and the transfer device are installed in a completely independent state in the painting booth, there is a problem that the installation area in the painting booth increases and the whole device becomes large. there were. Therefore, it is desired to develop a robot cell device in which the robot and its peripheral device (transport device) are unitized while suppressing the increase in size of the entire device.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、装置全体の小型化を実現できるロボットセル装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a robot cell apparatus that can realize downsizing of the entire apparatus.

前記課題を解決するために、本発明に係るロボットセル装置は、基台(例えば、実施形態における台座31)と、長手方向の中間に軸心が設けられて、前記基台上に前記軸心を中心として旋回可能に設けられた旋回体(例えば、実施形態における旋回アーム41)と、前記旋回体の長手方向の各端部に設けられて処理対象物を保持する一対の保持テーブル(例えば、実施形態における回転テーブル50)と、前記旋回体を前記軸心周りに旋回させて、処理対象物を搬入出するための搬入出位置と処理対象物に対して所定の処理を行うための処理位置との間で前記保持テーブルを移動させる旋回体駆動手段(例えば、実施形態におけるサーボモータ48)と、前記基台上に前記軸心方向に延びて設けられ、前記旋回体の軸心位置に貫通形成された開口部に挿通される支持部材(例えば、実施形態における支柱33)と、前記旋回体の上方において前記支持部材に連結され、前記旋回体の軸心位置に配置されて前記所定の処理を行うロボットとを備えて構成される。   In order to solve the above-described problems, a robot cell device according to the present invention includes a base (for example, the pedestal 31 in the embodiment) and an axial center provided in the middle in the longitudinal direction, and the axial center on the base And a pair of holding tables (for example, for example, a turning arm 41 in the embodiment) and a pair of holding tables that are provided at each end in the longitudinal direction of the turning body and hold a processing object. In the embodiment, the rotary table 50), the swiveling body is swung around the axis, and a loading / unloading position for loading / unloading the processing object and a processing position for performing a predetermined process on the processing object. And a revolving body drive means (for example, servo motor 48 in the embodiment) for moving the holding table between the revolving body and the base, extending in the axial direction on the base, and penetrating through the axial position of the revolving body Formed A support member (for example, the support column 33 in the embodiment) that is inserted through the opening, and a robot that is connected to the support member above the revolving unit and is disposed at the axial center position of the revolving unit to perform the predetermined process. And is configured.

なお、上述の発明において、前記旋回体は、前記開口部を有して前記基台上に旋回可能に支持された主旋回部と、前記主旋回部の前記長手方向の外側に設けられて前記保持テーブルを支持する副旋回部と、前記副旋回部を前記主旋回部に対して前記長手方向に相対移動させて、前記軸心から前記副旋回部までの旋回半径を変化させる伸縮作動部(例えば、
実施形態における空圧シリンダ44)とを備えて構成されることが好ましい。
In the above invention, the swivel body is provided with a main swivel portion having the opening and supported on the base so as to be turnable, and provided on the outer side in the longitudinal direction of the main swivel portion. A sub-slewing unit that supports a holding table, and a telescopic operation unit that moves the sub-swing unit relative to the main turning unit in the longitudinal direction to change a turning radius from the axis to the sub-swinging unit ( For example,
The pneumatic cylinder 44) in the embodiment is preferably provided.

また、上述の発明において、作業ブース(例えば、実施形態における塗装ブース10)内の床面に前記基台が設置されて、前記作業ブース内に前記旋回体、前記保持テーブルおよび前記ロボットが収容されて構成されることが好ましい。   In the above-described invention, the base is installed on a floor surface in a work booth (for example, the painting booth 10 in the embodiment), and the revolving body, the holding table, and the robot are accommodated in the work booth. It is preferable to be configured.

本発明に係るロボットセル装置によれば、搬入出位置にある保持テーブルと処理位置にある保持テーブルとの間に生じるデッドスペースを有効利用し、セルの中核となるロボットを旋回体の旋回中心に配置して、ロボットと搬送装置(旋回体および保持テーブル)とを一体化したユニットとして構成することで、ロボットおよび搬送装置の動作範囲を十分に確保しつつも、その設置面積を低減して、セル全体の小型化および省エネルギ化を実現することが可能である。   According to the robot cell device of the present invention, the dead space generated between the holding table at the loading / unloading position and the holding table at the processing position is effectively used, and the robot serving as the core of the cell is set at the turning center of the turning body. By arranging and configuring as a unit in which the robot and the transfer device (swivel body and holding table) are integrated, while sufficiently securing the operation range of the robot and the transfer device, the installation area is reduced, It is possible to achieve downsizing and energy saving of the entire cell.

また、所定の処理を実行する際は、主旋回部に対して副旋回部を離間方向に相対移動させて(旋回体を伸長状態にして)、保持テーブル間の距離を大きくとることで、該保持テーブル間においてロボットの動作範囲を十分に確保する(ロボットと保持テーブルとの干渉を防止する)ことができる一方、旋回体を旋回させる際は、主旋回部に対して副旋回部を接近方向に相対移動させて(旋回体を縮小状態にして)、保持テーブル間の距離を小さく抑えることで、その旋回半径を短小化し、セル全体をより一層小型化することが可能である。なお、処理対象物の搬入出位置においても、主旋回部に対して副旋回部を離間方向に相対移動させて、旋回体を伸長状態とすることで、保持テーブルをより作業者の近い位置に移動させることができ、処理対象物の搬入出の作業性が向上する。   Further, when executing the predetermined processing, the sub-swivel part is moved relative to the main turning part in the separating direction (with the turning body extended), and the distance between the holding tables is increased. While it is possible to ensure a sufficient range of movement of the robot between the holding tables (to prevent interference between the robot and the holding table), when turning the turning body, the sub turning part is closer to the main turning part. By making the relative movement to (reducing the swivel body) and keeping the distance between the holding tables small, it is possible to shorten the turning radius and further downsize the entire cell. Even in the loading / unloading position of the object to be processed, the holding table can be brought closer to the operator by moving the sub-swinging part relative to the main turning part in the separating direction so that the turning body is extended. It can be moved, and the workability of carrying in / out the processing object is improved.

さらに、作業ブース内にロボットおよび搬送装置を収容して、一つのまとまりのあるセルとして構成することで、作業者がロボットに触れることなく安全性が確保されるとともに、作業環境を改善することが可能になる。   Furthermore, the robot and the transfer device are accommodated in the work booth and configured as a single unit cell, ensuring safety without touching the robot and improving the work environment. It becomes possible.

本実施形態に係るロボットセル装置を示す側断面図である。It is side sectional drawing which shows the robot cell apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るロボットセル装置の平断面図である。It is a plane sectional view of the robot cell device concerning this embodiment. 本実施形態に係るロボットセル装置の要部を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the principal part of the robot cell apparatus which concerns on this embodiment.

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。まず、図1〜3を参照して、本発明の一実施形態に係るロボットセル装置(以下、単に「ロボットセル」とも称する)の全体構成について説明する。なお、本実施形態では、ロボットセル装置を塗装システムに適用した構成を例示するが、これに限定されるものではなく、各種の生産システムに適用することが可能である。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an overall configuration of a robot cell device (hereinafter also simply referred to as “robot cell”) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a configuration in which the robot cell device is applied to a painting system is illustrated, but the present invention is not limited to this and can be applied to various production systems.

ロボットセル1は、大別して、内部に塗装室11を備えた塗装ブース10と、塗装室11内に設置された塗装ロボットユニット20とを主体に構成されている。以下の説明では、図1に示す作業者(塗装ブース10に向かい起立した姿勢の作業者)を基準に、前後、左右、上下の各方向を規定する。   The robot cell 1 is roughly divided into a painting booth 10 having a painting chamber 11 therein and a painting robot unit 20 installed in the painting chamber 11. In the following description, the front-rear, left-right, and upper-lower directions are defined based on the worker shown in FIG. 1 (the worker standing up against the painting booth 10).

塗装ブース10は、塗装処理を行うための塗装室11と、塗装室11の上方に設けられた給気室12と、塗装室11の側方に設けられた排気室13と、塗装室11および排気室13の下方に設けられて循環水を貯蔵する循環水槽14と、塗装室11内に空気を供給する給気装置(給気ファン)15と、排気室13内の空気を排出する排気装置(排気ファン)16と、塗装室11と排気室13とを仕切るための案内板17とを備えて構成される。
なお、図1では、塗装ブース10内の空気の主な流れを実線の矢印で示している。
The painting booth 10 includes a painting chamber 11 for performing a painting process, an air supply chamber 12 provided above the painting chamber 11, an exhaust chamber 13 provided on the side of the painting chamber 11, a painting chamber 11, and A circulating water tank 14 provided below the exhaust chamber 13 for storing the circulating water, an air supply device (supply fan) 15 for supplying air into the painting chamber 11, and an exhaust device for discharging the air in the exhaust chamber 13. (Exhaust fan) 16 and a guide plate 17 for partitioning the painting chamber 11 and the exhaust chamber 13 are provided.
In FIG. 1, the main flow of air in the painting booth 10 is indicated by solid arrows.

塗装室11は、略直方体状の空間として形成されており、その前方側はワークWを塗装するための塗装領域となり、その後方側は塗装前のワークWを搬入するとともに塗装後のワークWを搬出するための搬入出領域となる。   The coating chamber 11 is formed as a substantially rectangular parallelepiped space, the front side of which is a coating area for painting the workpiece W, and the rear side of the coating chamber 11 carries the workpiece W before painting and the workpiece W after painting. It becomes a carry-in / out area for carrying out.

給気装置15は、外部から空気を取り込み、この取り込んだ空気を給気室12から塗装室11へ向けて圧送する。給気室12には、ダンパ(図示せず)が設けられており、この開度を調整することにより、塗装室11への空気量(風速)の調整を行い得るようになっている。また、給気室12の出口部分には、該出口部分から案内板17の上部へ向けて延出した誘導板18が取り付けられており、塗装室11へ吐き出された空気を案内板17へ誘導するようになっている。   The air supply device 15 takes in air from the outside, and pumps the taken-in air from the air supply chamber 12 toward the coating chamber 11. The air supply chamber 12 is provided with a damper (not shown), and the amount of air (wind speed) to the coating chamber 11 can be adjusted by adjusting the opening degree. A guide plate 18 extending from the outlet portion toward the upper portion of the guide plate 17 is attached to the outlet portion of the air supply chamber 12, and the air discharged into the painting chamber 11 is guided to the guide plate 17. It is supposed to be.

案内板17は、塗装室11の前面側において、給気室12の出口近傍と循環水槽14の上部近傍との間に跨って設けられている。案内板17は、上半部が塗装室11へ向けて凹となる円弧状に湾曲しており、下半部が鉛直方向に延出している。案内板17は、ワークWの塗装位置の背後に配置されており、ワークWに塗着されなかった塗料ミスト(余剰塗料)が流れてくるようになっている。ここで、塗装室11と排気室13は、循環水槽14の水面14aと案内板17との間に形成された狭幅の隙間を介して互いに連通している。このとき、給気装置15および排気装置16の送風作用により、狭幅の隙間を通じて、塗装室11の空気(塗料ミストを含む空気流)が高速の流れで排気室13へ流出される。そして、この隙間内で生じるベンチュリー効果により、循環水槽14からの水滴が空気流に混入されることになる(その結果、空気流内の塗料が水滴に取り込まれる)。   The guide plate 17 is provided between the vicinity of the outlet of the air supply chamber 12 and the vicinity of the upper portion of the circulating water tank 14 on the front side of the coating chamber 11. The guide plate 17 is curved in an arc shape in which the upper half is concave toward the coating chamber 11, and the lower half extends in the vertical direction. The guide plate 17 is disposed behind the painting position of the workpiece W so that paint mist (excess paint) that has not been applied to the workpiece W flows. Here, the painting chamber 11 and the exhaust chamber 13 communicate with each other through a narrow gap formed between the water surface 14 a of the circulating water tank 14 and the guide plate 17. At this time, due to the air blowing action of the air supply device 15 and the exhaust device 16, the air in the coating chamber 11 (air flow including the paint mist) flows out into the exhaust chamber 13 through the narrow gap. Then, due to the venturi effect generated in the gap, water droplets from the circulating water tank 14 are mixed into the air flow (as a result, the paint in the air flow is taken into the water droplets).

排気室13の天井には、排気装置16が設けられており、排気室13内の空気は不図示のフィルタにより濾過されてから排気装置16に吸引されて外部へ排出される。また、排気室13内には、塗装室11より流入した空気流から水滴(塗料を含んだ水滴)を分離するためのエリミネータ19が設けられている。   An exhaust device 16 is provided on the ceiling of the exhaust chamber 13, and the air in the exhaust chamber 13 is filtered by a filter (not shown) and then sucked into the exhaust device 16 and discharged to the outside. In the exhaust chamber 13, an eliminator 19 is provided for separating water droplets (water droplets containing paint) from the air flow flowing in from the coating chamber 11.

かかる構成の塗装ブース10では、給気装置15および排気装置16の作動に伴い、ワークWの塗装時に発生する余剰塗料を含んだ空気流を案内板17により下端の隙間へと流下させ、この隙間を通過する際に、循環水槽14からの水滴とともに排気室13へ吸い上げる。このとき、空気流に含まれる余剰塗料と水滴とが接触・混合される。そして、排気室13内に設けられたエリミネータ19により余剰塗料を含んだ水滴のみが捕集され、空気だけが排気装置16に吸引されて外部へ排出される。エリミネータ19により捕集された余剰塗料を含んだ水滴は、循環水槽14に滴下して適時捕集されて、循環水系から除去される。   In the painting booth 10 having such a configuration, an air flow including surplus paint generated during painting of the workpiece W is caused to flow down to the lower end gap by the guide plate 17 in accordance with the operation of the air supply device 15 and the exhaust device 16. When passing through, the water is sucked into the exhaust chamber 13 together with water droplets from the circulating water tank 14. At this time, surplus paint and water droplets contained in the airflow are brought into contact with and mixed with each other. Then, only water droplets containing excess paint are collected by an eliminator 19 provided in the exhaust chamber 13, and only air is sucked into the exhaust device 16 and discharged to the outside. The water droplets containing the excess paint collected by the eliminator 19 are dropped into the circulating water tank 14 and collected in a timely manner and removed from the circulating water system.

続いて、塗装ロボットユニット20は、該ユニット20の取り付けベースとなる架台30と、架台30上に旋回可能に設けられてワークWを搬送する搬送装置40と、搬送装置40の旋回中心に設けられてワークWに塗装を行うロボット70と、セル全体を統括的に制御する制御装置80とを主体に構成される。   Subsequently, the painting robot unit 20 is provided at a gantry 30 serving as an attachment base of the unit 20, a conveyance device 40 that is turnable on the gantry 30 and conveys the workpiece W, and a turning center of the conveyance device 40. The robot 70 for painting the workpiece W and the control device 80 for comprehensively controlling the entire cell are mainly configured.

架台30は、塗装ブース10内において工場等の床面に設置される台座31と、台座31上に配設されて搬送装置40を支持する架台本体32と、台座31上に立設されてロボット70を支持する支柱33とを有して形成されている。架台本体32は、複数枚の鋼板等を組み合わせて全体として矩形の箱状に形成されており、その中心には円筒状の支軸部34に囲まれて上下に貫通する円形の貫通孔35が開設されている。架台本体32の貫通孔35には、上下に延びる中空構造の支柱33が挿通されて該架台本体32よりも上方に突出している。支柱33の中空部には、制御装置80からロボット70のモータ等に電力
や信号を送信するための複数本の電気ケーブル(図示せず)や、後述のエア供給装置82からロボット70のエンドエフェクタ(塗装ガン72)に圧縮空気を供給するためのエア用ホース(図示せず)、制御装置80から搬送装置40のサーボモータ48,51等に電力や信号を送信するための複数本の電気ケーブル(図示せず)、エア供給装置82から搬送装置40の空圧シリンダ44等に圧縮空気を供給するためのエア用ホース(図示せず)などが挿通されている。支柱33には、上記の電気ケーブルやエア用ホースを当該支柱33の内部に引き込むための引込孔(図示せず)や、上記の電気ケーブルやエア用ホースを当該支柱33の外部に引き出すための引出孔(図示せず)が開設されている。なお、旋回アーム41内部のサーボモータ51および空圧シリンダ44等への電気ケーブルおよびエア用ホースは、支柱33と旋回アーム41との交差部(上記の中空部)に対応する部位に形成された引出孔を通じて引き回されている。この引込孔および引出孔は、架台本体32等のカバー類により完全に隠蔽されており、外部に露出することがない。なお、台座31の床下は、上記の電気ケーブルやエア用ホースなどの配線・配管類を収容するための空洞部(ボックス)になっている。そのため、塗装ブース10内において配線・配管類が外部に露出せず、良好な作業環境を維持できるとともに、他の可動部との干渉のおそれもなく、さらには外観上もすっきりとした印象を与える。また、架台本体32には、搬送装置40を旋回させるための駆動源としてサーボモータ48が取り付けられている。
The pedestal 30 includes a pedestal 31 installed on the floor of a factory or the like in the painting booth 10, a pedestal main body 32 disposed on the pedestal 31 to support the transfer device 40, and a robot erected on the pedestal 31. And a support column 33 that supports 70. The gantry main body 32 is formed in a rectangular box shape as a whole by combining a plurality of steel plates and the like, and a circular through hole 35 penetrating vertically is surrounded by a cylindrical support shaft portion 34 at the center thereof. It has been established. A vertically extending hollow support 33 is inserted into the through hole 35 of the gantry body 32 and protrudes upward from the gantry body 32. In the hollow portion of the support column 33, a plurality of electric cables (not shown) for transmitting electric power and signals from the control device 80 to the motor and the like of the robot 70, and an end effector of the robot 70 from the air supply device 82 described later. An air hose (not shown) for supplying compressed air to the coating gun 72, and a plurality of electric cables for transmitting electric power and signals from the control device 80 to the servo motors 48, 51 of the transport device 40, etc. (Not shown), an air hose (not shown) for supplying compressed air from the air supply device 82 to the pneumatic cylinder 44 of the transport device 40 and the like are inserted. The column 33 has a drawing hole (not shown) for drawing the electric cable and the air hose into the column 33 and the electric cable and the air hose for pulling the electric cable and the air hose to the outside of the column 33. A drawer hole (not shown) is opened. The electric cable and the air hose to the servo motor 51 and the pneumatic cylinder 44 in the swivel arm 41 are formed at a portion corresponding to the intersection (the hollow portion) between the support column 33 and the swivel arm 41. It is routed through the drawer hole. The drawing hole and the drawing hole are completely hidden by the covers such as the gantry main body 32 and are not exposed to the outside. Note that the floor under the pedestal 31 is a hollow portion (box) for accommodating the wiring and piping such as the electric cable and the air hose. Therefore, the wiring and piping are not exposed to the outside in the painting booth 10, and a good working environment can be maintained, there is no risk of interference with other moving parts, and a clean appearance is also given. . A servo motor 48 is attached to the gantry body 32 as a drive source for turning the transport device 40.

搬送装置40は、長手方向(水平方向)に延びて架台本体32上に旋回自在に設けられた旋回アーム41と、旋回アーム41の長手方向の両端部に設けられた一対の回転テーブル(「パレット」とも称する)50とを備えて構成される。   The conveying device 40 extends in the longitudinal direction (horizontal direction) and is provided with a revolving arm 41 that is turnable on the gantry body 32 and a pair of rotary tables (“pallets” provided at both ends of the revolving arm 41 in the longitudinal direction. And 50).

旋回アーム41は、長手方向の中心に位置する軸心X周りに旋回可能である。この旋回アーム41は、架台本体32に旋回自在に支持される主旋回部42と、主旋回部42の長手方向の先端側に設けられて回転テーブル50を回転自在に支持する一対の副旋回部43と、ボトム側が主旋回部42に連結されロッド側が副旋回部43に連結された空圧シリンダ44とを有してなる。旋回アーム41は、主旋回部42と副旋回部43とが入れ子式に組み合わされて構成されており、空圧シリンダ44の伸縮作動により、主旋回部42に対して副旋回部43を長手方向に相対移動可能になっている。このように主旋回部42に対して副旋回部43を長手方向に相対移動させることで、旋回アーム41全体が水平面内にて伸長動および収縮動して、その旋回半径を変化せしめることが可能になっている。以下では、旋回アーム41を最大伸長させた状態を「全伸状態」といい、旋回アーム41を最大収縮させた状態を「全縮状態」という。それにより、旋回アーム41は、全縮状態と全伸状態との間で伸縮動して、その旋回半径を変化させる。なお、図2では、旋回アーム41の最大旋回半径Rmaxと、旋回アーム41の最小旋回半径Rminとを示している(最大旋回半径Rmaxと最小旋回半径Rminとの差分が旋回アーム41の伸縮可能なストロークである)。なお、旋回アーム41の伸縮駆動機構として、空圧シリンダ(又は油圧シリンダ)の代わりに、サーボモータ等の回転運動をボールネジ機構により旋回アーム41の直線運動(伸縮運動)に変換するように構成してもよい。   The swivel arm 41 can swivel around the axis X located at the center in the longitudinal direction. The swivel arm 41 includes a main swivel portion 42 that is pivotally supported by the gantry body 32 and a pair of sub swivel portions that are provided on the distal end side in the longitudinal direction of the main swivel portion 42 and rotatably support the rotary table 50. 43 and a pneumatic cylinder 44 whose bottom side is connected to the main turning part 42 and whose rod side is connected to the sub turning part 43. The swivel arm 41 is configured by combining a main swivel portion 42 and a sub swivel portion 43 in a nested manner, and the sub swivel portion 43 is moved in the longitudinal direction with respect to the main swivel portion 42 by the expansion and contraction operation of the pneumatic cylinder 44. The relative movement is possible. In this way, by moving the sub-slewing part 43 in the longitudinal direction relative to the main turning part 42, the entire turning arm 41 can be extended and contracted in the horizontal plane to change the turning radius. It has become. Hereinafter, a state in which the swing arm 41 is extended to the maximum is referred to as a “fully extended state”, and a state in which the swing arm 41 is maximally contracted is referred to as a “fully contracted state”. Thereby, the turning arm 41 expands and contracts between the fully contracted state and the fully extended state, and changes its turning radius. 2 shows the maximum turning radius Rmax of the turning arm 41 and the minimum turning radius Rmin of the turning arm 41 (the difference between the maximum turning radius Rmax and the minimum turning radius Rmin can be expanded and contracted of the turning arm 41). Stroke). In addition, instead of the pneumatic cylinder (or hydraulic cylinder), the rotation drive mechanism of the swing arm 41 is configured to convert the rotational motion of a servo motor or the like into the linear motion (extension motion) of the swing arm 41 by a ball screw mechanism. May be.

主旋回部42の中央下部には、歯車一体型のフランジ45がネジ等の締結手段により固定されている。フランジ45の内周面と架台本体32の支軸部34の外周面との間には、上下の軸受46が介装されており、旋回アーム41の旋回運動が円滑に案内されるようになっている。また、フランジ45の下部には、従動歯車47が一体的に形成されており、減速機(図示せず)を介してサーボモータ48の出力軸に連結された駆動歯車49と噛合状態になっている。そのため、サーボモータ48を回転駆動することにより、その回転力が両歯車47,49を介して旋回アーム41に伝達され、サーボモータ48の回転量に応じた旋回角度だけ旋回アーム41が架台本体32の支軸部34に沿って旋回するようになっている。なお、旋回アーム41の中心には、支柱33を挿通させるための開口部が形成されており、支柱33と該開口部との隙間はシール部材(図示せず)によって略密閉され
ている。
A gear-integrated flange 45 is fixed to the lower center portion of the main turning portion 42 by fastening means such as screws. Upper and lower bearings 46 are interposed between the inner peripheral surface of the flange 45 and the outer peripheral surface of the support shaft portion 34 of the gantry body 32 so that the swinging motion of the swing arm 41 is smoothly guided. ing. A driven gear 47 is formed integrally with the lower portion of the flange 45 and meshes with a drive gear 49 connected to the output shaft of the servo motor 48 via a speed reducer (not shown). Yes. Therefore, when the servo motor 48 is driven to rotate, the rotational force is transmitted to the turning arm 41 via both gears 47 and 49, and the turning arm 41 is moved by the turning angle corresponding to the rotation amount of the servo motor 48. It is made to turn along the spindle part 34. An opening for inserting the column 33 is formed at the center of the turning arm 41, and a gap between the column 33 and the opening is substantially sealed by a seal member (not shown).

回転テーブル50は、被塗装物たるワークWを保持する。なお、ワークWは、該ワークWの種類に応じた治具(図示せず)を介して回転テーブル50上に位置決めされる。回転テーブル50は、副旋回部43の上面側に軸受(図示せず)を介して回転自在に支持されており、副旋回部43の内部に配設されたサーボモータ51により減速機(図示せず)を介して鉛直軸周りに回転する。そのため、回転テーブル50は、旋回アーム41の旋回動作により公転可能であるとともに、その公転位置で自転可能である。   The turntable 50 holds a workpiece W that is an object to be coated. The workpiece W is positioned on the rotary table 50 through a jig (not shown) corresponding to the type of the workpiece W. The rotary table 50 is rotatably supported on the upper surface side of the auxiliary turning unit 43 via a bearing (not shown), and is reduced by a servo motor 51 disposed inside the auxiliary turning unit 43. )) Around the vertical axis. Therefore, the rotary table 50 can be revolved by the revolving operation of the revolving arm 41 and can rotate at the revolving position.

搬送装置40は、各回転テーブル50を搬入出位置と塗装位置との間で自動的に交換するパレット交換装置(APC)として機能する。ここで、搬入出位置とは、ワークWを機外から回転テーブル50に搬入・搬出する位置(図1では後側の回転テーブル50の位置)であり、塗装位置とは、回転テーブル50上のワークWに塗装を行う位置(図1では前側の回転テーブル50の位置)である。本実施形態では、旋回アーム41が前後方向に指向した姿勢(「基準姿勢」と称する)にあり、該旋回アーム41が全伸状態となった場合に、一方の回転テーブル50が搬入出位置に位置決めされ、他方の回転テーブル50が塗装位置に位置決めされる。そのため、旋回アーム41が基準姿勢にある場合は、作業者によりワークWを搬入出する作業と、ロボット70によりワークWを塗装する作業とを略同時に行うことができ、設備の連続運転が可能になる。なお、架台本体32には、旋回アーム41が基準姿勢(0度の旋回位置又は180度の旋回位置)にあることを検出するための検出センサ39が取り付けられている。また、旋回アーム41を該全伸状態から全縮状態にすると、各回転テーブル50がパレット交換位置に位置する。ここで、パレット交換位置とは、旋回アーム41を旋回させるときの各回転テーブル50の基準位置である。この状態から旋回アーム41を180度旋回させて、旋回アーム41を全縮状態から全伸状態にすると、上記一方の回転テーブル50が塗装位置に位置決めされ、上記他方の回転テーブル50が搬入出位置に位置決めされる。つまり、搬入出位置にある回転テーブル50(塗装前のワークW)と、塗装位置にある回転テーブル50(塗装後のワークW)とが自動的に交換されることになる。なお、本実施形態では、旋回アーム41が軸線X周りに180度の範囲で往復旋回する構成であり、旋回アーム41の回転軸部に流体継手としてのロータリジョイントを必要としない。なお、旋回アーム41の回転軸部や、回転テーブル50の回転軸部、塗装ガン72の回転軸部などに、本出願人が既に提案しているロータリジョイント技術(例えば、特許第3828624号公報、実公平2−40387号公報、実公平2−40388号公報、実公平4−44955号公報などを参照)を適用して、旋回アーム41を360度の範囲を超えて旋回可能(周回運動可能)にしたり、回転テーブル50上に空圧チャックや油圧チャックなどを配置したり、塗装ガン72による多色塗装を可能にしたりしてもよい。   The conveying device 40 functions as a pallet changing device (APC) that automatically changes each rotary table 50 between the loading / unloading position and the painting position. Here, the loading / unloading position is a position where the workpiece W is loaded / unloaded onto / from the rotary table 50 from the outside of the machine (the position of the rear rotary table 50 in FIG. 1), and the coating position is the position on the rotary table 50. This is the position where the workpiece W is coated (the position of the front rotary table 50 in FIG. 1). In the present embodiment, when the turning arm 41 is in a posture oriented in the front-rear direction (referred to as “reference posture”) and the turning arm 41 is in a fully extended state, one of the rotary tables 50 is brought into the loading / unloading position. The other rotary table 50 is positioned at the coating position. Therefore, when the revolving arm 41 is in the reference posture, the work of loading and unloading the work W by the operator and the work of painting the work W by the robot 70 can be performed substantially simultaneously, enabling continuous operation of the equipment. Become. The gantry body 32 is provided with a detection sensor 39 for detecting that the turning arm 41 is in the reference posture (0 degree turning position or 180 degree turning position). Further, when the swivel arm 41 is changed from the fully extended state to the fully contracted state, each rotary table 50 is positioned at the pallet replacement position. Here, the pallet exchange position is a reference position of each rotary table 50 when the turning arm 41 is turned. When the turning arm 41 is turned 180 degrees from this state and the turning arm 41 is changed from the fully contracted state to the fully extended state, the one rotary table 50 is positioned at the coating position, and the other rotary table 50 is set at the loading / unloading position. Is positioned. That is, the rotary table 50 (work W before painting) in the loading / unloading position and the rotary table 50 (work W after painting) in the painting position are automatically exchanged. In this embodiment, the swivel arm 41 reciprocates around the axis X in a range of 180 degrees, and a rotary joint as a fluid coupling is not required for the rotating shaft portion of the swivel arm 41. Note that the rotary joint technology (for example, Japanese Patent No. 3828624) already proposed by the present applicant is applied to the rotary shaft portion of the turning arm 41, the rotary shaft portion of the rotary table 50, the rotary shaft portion of the coating gun 72, and the like. Application of Japanese Utility Model Publication No. 2-40387, Japanese Utility Model Publication No. 2-40388, Japanese Utility Model Publication No. 4-44955, etc.), and the turning arm 41 can be turned over a range of 360 degrees (orbitable) Alternatively, a pneumatic chuck, a hydraulic chuck, or the like may be disposed on the rotary table 50, or multicolor coating by the coating gun 72 may be enabled.

ロボット70は、6つの回転軸(関節軸)を有する6軸多関節型ロボットである。ロボット70は、該ロボット70の下端に設けられたベース板71を介して支柱33の上端に取り付けられて、旋回アーム41の中央位置(旋回中心)に配置されている。ロボット70は、各関節部分にモータ(図示せず)を有しており、制御装置80から出力される動作指令(制御信号)に基づき動作する。ロボット70の各関節部分には、各可動部の角度を検出するためのエンコーダ(図示せず)が組み込まれており、該検出情報が制御装置80にフィードバックされる。また、ロボット70のアーム先端には、エンドエフェクタが着脱可能に取り付けられる。本実施形態では、エンドエフェクタとして塗装ガン72が装着されている。なお、エンドエフェクタを交換することにより、ロボット70は塗装作業以外の種々の作業を実行することが可能である。塗装ガン72には、塗料用ホース(図示せず)およびエア用ホース(図示せず)を介して塗料および圧縮空気が供給される。なお、塗料用ホースは、塗料供給装置81から塗装室11内の壁面を伝って塗装ガン72に引き回されている。エア用ホースは、制御装置80に設けられたエア供給装置82から支柱3
3の内部を通って塗装ガン72に引き回されている。なお、エア供給装置82には、不図示の空気源(コンプレッサー)から圧縮空気が供給されている。
The robot 70 is a six-axis articulated robot having six rotation axes (joint axes). The robot 70 is attached to the upper end of the support column 33 via a base plate 71 provided at the lower end of the robot 70, and is arranged at the center position (turning center) of the turning arm 41. The robot 70 has a motor (not shown) at each joint portion, and operates based on an operation command (control signal) output from the control device 80. Each joint portion of the robot 70 incorporates an encoder (not shown) for detecting the angle of each movable part, and the detection information is fed back to the control device 80. An end effector is detachably attached to the arm tip of the robot 70. In this embodiment, a paint gun 72 is attached as an end effector. By exchanging the end effector, the robot 70 can execute various operations other than the painting operation. The paint gun 72 is supplied with paint and compressed air via a paint hose (not shown) and an air hose (not shown). The paint hose is routed from the paint supply device 81 to the paint gun 72 along the wall surface in the paint chamber 11. The air hose is connected to the support column 3 from the air supply device 82 provided in the control device 80.
3 is routed to the coating gun 72 through the inside of the The air supply device 82 is supplied with compressed air from an air source (compressor) (not shown).

本実施形態において、ロボット70のアーム先端には、二つ以上の塗装ガン72を装着してもよい。この場合には、複数個の塗装ガン72を用いて同じワークWを異なる角度から一度に塗装したり、複数個の塗装ガン72を用いて複数個のワークWを個別に塗装したりしてもよい。また、ワークWの機種ごとに複数の塗装ガン72をアーム先端に予め装着しておき、該機種に応じた塗装ガン72のみを塗装処理に使用することで、機種変更時に塗装ガン72を付け替える必要もなく、段取り時間等を削減できるようにしてもよい。   In the present embodiment, two or more paint guns 72 may be attached to the arm tip of the robot 70. In this case, the same workpiece W may be painted from different angles at once using a plurality of coating guns 72, or a plurality of workpieces W may be individually coated using a plurality of coating guns 72. Good. In addition, it is necessary to replace the coating gun 72 when changing the model by attaching a plurality of coating guns 72 to the arm tip in advance for each model of the workpiece W and using only the coating gun 72 corresponding to the model for the coating process. However, the setup time may be reduced.

制御装置80は、各種の演算処理を実行するCPU、制御プログラムや制御データ等が記憶されたROM、ワークエリアとして機能するRAMなどを有し、ロボットセル1全体の作動を制御する。制御装置80は、燃料供給装置81およびエア供給装置82を制御して、塗装ガン72への塗料の供給量と圧縮空気の供給圧力を調節するとともに、ロボットアームの動作を制御して、塗装ガン72の位置および姿勢を制御する。また、制御装置80は、搬送装置40に設けられた各アクチュエータの作動を制御して、旋回アーム41の旋回・伸縮位置と、回転テーブル50の回転位置とを制御する(パレット交換を実行する)。また、制御装置80は、給気装置15および排気装置16の風量などを制御して、塗装ブース10内の空調や気流などを制御する。   The control device 80 includes a CPU that executes various arithmetic processes, a ROM that stores control programs, control data, and the like, a RAM that functions as a work area, and the like, and controls the operation of the entire robot cell 1. The control device 80 controls the fuel supply device 81 and the air supply device 82 to adjust the supply amount of paint to the coating gun 72 and the supply pressure of compressed air, and also controls the operation of the robot arm to control the coating gun. The position and orientation of 72 are controlled. Further, the control device 80 controls the operation of each actuator provided in the transport device 40 to control the turning / extension / contraction position of the turning arm 41 and the rotation position of the rotary table 50 (execution of pallet exchange). . Further, the control device 80 controls the air volume and the like in the painting booth 10 by controlling the air volume of the air supply device 15 and the exhaust device 16.

次に、本実施形態に係るロボットセル1の作用について説明する。   Next, the operation of the robot cell 1 according to this embodiment will be described.

まず、ロボットセル1の稼働開始に伴い、旋回アーム41は前後方向に指向した基準姿勢において全伸状態にある。この稼働開始時において、一方の回転テーブル(便宜上、「第1回転テーブル」という)50は搬入出位置にあり、他方の回転テーブル(便宜上、「第2回転テーブル」という)50は塗装位置にある。このとき、各回転テーブル50は空の状態(ワークWが載置されていない状態)であるものとする。作業者は、第1回転テーブル50に塗装対象となるワークWを取り付ける。続いて、搬送装置40を作動させてパレット交換(旋回経路:往路)を開始させる。始めに、旋回アーム41を全縮状態にすることで、各回転テーブル50をパレット交換位置に移動させる。次いで、この全縮状態を維持しつつ旋回アーム41を180度旋回させる。このように旋回アーム41を180度旋回させた後、旋回アーム41を全縮状態から全伸状態にすると、第1回転テーブル50が塗装位置に移動し、第2回転テーブル50が搬入出位置に移動する。これにより、第1回転テーブル50(搬入出位置→塗装位置)と第2回転テーブル50(塗装位置→搬入出位置)とが交換される。   First, with the start of operation of the robot cell 1, the turning arm 41 is in a fully extended state in a reference posture oriented in the front-rear direction. At the start of operation, one rotary table (referred to as “first rotary table”) 50 is in the carry-in / out position, and the other rotary table (referred to as “second rotary table”) 50 is in the painting position. . At this time, each rotary table 50 is assumed to be in an empty state (a state in which the workpiece W is not placed). The operator attaches the workpiece W to be painted on the first turntable 50. Subsequently, the conveying device 40 is operated to start pallet exchange (turning path: forward path). First, the rotary arm 41 is moved to the pallet exchange position by bringing the swivel arm 41 into a fully contracted state. Next, the swivel arm 41 is swung 180 degrees while maintaining this fully contracted state. Thus, after turning the turning arm 41 by 180 degrees, when the turning arm 41 is changed from the fully contracted state to the fully extended state, the first rotary table 50 moves to the painting position and the second rotary table 50 moves to the loading / unloading position. Moving. Thereby, the 1st turntable 50 (carrying in / out position-> painting position) and the 2nd turntable 50 (coating position-> carrying in / out position) are exchanged.

続いて、今回のパレット交換により、搬入出位置に移動してきた第2回転テーブル(空の状態)50に対して、塗装前のワークWを取り付けておく。一方、第1回転テーブル50が塗装位置に移動(塗装対象のワークWがロボット70の動作範囲に移動)すると、ロボット70の作動が開始される(塗装処理が開始される)。ロボット70は、予め設定された原位置から動作を開始し、動作の終了時には原位置に復帰する。ロボット70には、ワークWの表面(被塗装面)に沿った塗装ガン72の移動経路についての情報が予め教示(ティーチング)されている。ロボット70は該ティーチング情報に基づいて動作し、ロボットアーム先端の塗装ガン72を上記移動経路に沿って移動させる。ロボット70と塗装ガン72は同期的に作動し、塗装ガン72はロボット70の動きと連動して塗料をワークWに向けて噴射する。このとき、第1回転テーブル50を回転させることで、ワークWの全周面に対して均一に塗装を行うことができる。また、旋回アーム41を前後方向に指向した基準姿勢から所定の旋回角度(例えば±15°)の範囲で往復旋回(首振り)させるとともに、旋回アーム41を長手方向に伸縮動させることで、ワークWの中心位置をオフセットしたり、塗装ガン72とワークWとの離間距離(塗装距離)を微調整したり、ワ
ークWの裏側や陰になる部位などをロボット70を無理な姿勢にせずとも好適に塗装することができる。このように、ロボット70の三次元動作と、旋回アーム41の旋回・伸縮動作と、回転テーブル50の回転動作とを相互に組み合わせて、計9軸の多自由度の制御を実現することができる。また、ロボット70、旋回アーム41および回転テーブル50が互いに連係することで、塗装ブース10内における実質的な作業範囲を拡大することが可能になる。
Subsequently, the workpiece W before painting is attached to the second rotary table (empty state) 50 that has been moved to the carry-in / out position by this pallet exchange. On the other hand, when the first rotary table 50 moves to the painting position (the workpiece W to be painted moves to the operation range of the robot 70), the operation of the robot 70 is started (the painting process is started). The robot 70 starts operating from a preset original position and returns to the original position when the operation ends. The robot 70 is previously taught (teaching) information about the movement path of the coating gun 72 along the surface (surface to be coated) of the workpiece W. The robot 70 operates based on the teaching information and moves the coating gun 72 at the tip of the robot arm along the movement path. The robot 70 and the painting gun 72 operate synchronously, and the painting gun 72 injects paint toward the workpiece W in conjunction with the movement of the robot 70. At this time, it is possible to uniformly coat the entire circumferential surface of the workpiece W by rotating the first rotary table 50. Further, the revolving arm 41 is reciprocated (oscillated) within a range of a predetermined revolving angle (for example, ± 15 °) from the reference posture oriented in the front-rear direction, and the revolving arm 41 is expanded and contracted in the longitudinal direction, thereby It is suitable without offsetting the center position of W, finely adjusting the separation distance (painting distance) between the paint gun 72 and the workpiece W, or leaving the robot 70 in an unreasonable posture such as the back side of the workpiece W or the shadowed portion. Can be painted on. As described above, the three-dimensional operation of the robot 70, the turning / extending / contracting operation of the turning arm 41, and the rotating operation of the rotary table 50 can be combined with each other to realize a control with a total of nine degrees of freedom. . In addition, since the robot 70, the turning arm 41, and the rotary table 50 are linked to each other, the substantial work range in the painting booth 10 can be expanded.

こうして第1回転テーブル50のワークWに対して塗装が終了すると、ロボット70が原位置に復帰するとともに、搬送装置40が作動されてパレット交換(旋回経路:復路)が開始される。このとき、ロボット70の原位置はロボットアームを上方に退避させた位置に設定されており、これによりロボット70の周囲に空きスペースが確保される。そのため、旋回アーム41を全縮状態にしても、回転テーブル50とロボット70が干渉することなく、パレット交換時の旋回半径を小さく抑えることができる。こうしてパレット交換を開始させると、始めに旋回アーム41が全伸状態から全縮状態となることで、各回転テーブル50がパレット交換位置に移動する。次いで、旋回アーム41を全縮状態のまま180度旋回(反転)させることで、第1回転テーブル50と第2回転テーブル50との位置を入れ替える。そして、旋回アーム41を全縮状態から全伸状態にさせることで、第1回転テーブル50を搬入出位置に移動させ、第2回転テーブル50を塗装位置に移動させる。これにより、第1回転テーブル50(塗装位置→搬入出位置)と第2回転テーブル50(搬入出位置→塗装位置)とが交換される。   When the coating on the workpiece W of the first turntable 50 is thus completed, the robot 70 returns to the original position, and the transport device 40 is operated to start pallet exchange (turning path: return path). At this time, the original position of the robot 70 is set to a position where the robot arm is retracted upward, and thereby an empty space is secured around the robot 70. Therefore, even if the turning arm 41 is fully contracted, the turning radius at the time of pallet replacement can be kept small without interference between the rotary table 50 and the robot 70. When the pallet replacement is started in this way, first, the turning arm 41 is changed from the fully extended state to the fully contracted state, so that each rotary table 50 is moved to the pallet replacement position. Subsequently, the position of the 1st turntable 50 and the 2nd turntable 50 is replaced by turning (reversing) 180 degree | times with the turning arm 41 fully retracted. Then, by turning the turning arm 41 from the fully contracted state to the fully extended state, the first rotary table 50 is moved to the carry-in / out position, and the second rotary table 50 is moved to the coating position. Thus, the first rotary table 50 (painting position → loading / unloading position) and the second rotary table 50 (loading / loading position → painting position) are exchanged.

そして、パレット交換後、搬入出位置にある第1回転テーブル50から前述の塗装処理が施されたワークWを取り外すとともに、この第1回転テーブル50に塗装前の新しいワークWを取り付ける。一方、塗装位置にある第2回転テーブル50には、前述の塗装処理中にワークWが前もって取り付けられているので、ロボット70および塗装ガン72等を作動させて、前述の塗装処理と同様の手順に従って該ワークWに対して塗装が行われる。以降、ワークWの搬入出→パレット交換→塗装処理→パレット交換→…といった流れで、一連の作業が繰り返し行われる。   Then, after replacing the pallet, the workpiece W that has been subjected to the above-described coating process is removed from the first rotary table 50 at the carry-in / out position, and a new workpiece W before painting is attached to the first rotary table 50. On the other hand, since the workpiece W is previously attached to the second rotary table 50 in the painting position during the above-described painting process, the robot 70 and the painting gun 72 are operated to perform the same procedure as the above-described painting process. Thus, the workpiece W is painted. Thereafter, a series of operations are repeatedly performed in the flow of loading / unloading the workpiece W → pallet replacement → painting process → pallet replacement →.

以上、本実施形態に係るロボットセル1によれば、搬入出位置にある回転テーブル50と塗装位置にある回転テーブル50との間に生じるデッドスペースを有効利用し、セルの中核となるロボット70を旋回アーム41の旋回中心に配置して、ロボット70と搬送装置40とを一体化したユニットとして構成することで、ロボット70および搬送装置40の動作範囲を十分に確保しつつも、塗装室11内での設置面積を低減して、セル全体の小型化および省エネルギ化を実現することが可能である。また、本実施形態に係るロボットセル1によれば、生産性と汎用性を兼ね備え、品質安定性が高く、品種変動・生産量変動等による変種変量生産にも柔軟に対応することができる。   As described above, according to the robot cell 1 according to this embodiment, the dead space generated between the turntable 50 at the loading / unloading position and the turntable 50 at the painting position is effectively used, and the robot 70 serving as the core of the cell is installed. By disposing the robot 70 and the transfer device 40 as a unit that is arranged at the turning center of the turning arm 41, the operating range of the robot 70 and the transfer device 40 is sufficiently secured, and the inside of the coating chamber 11 is maintained. Therefore, it is possible to reduce the installation area of the cell and to reduce the size and energy of the entire cell. Further, the robot cell 1 according to the present embodiment has both productivity and versatility, has high quality stability, and can flexibly cope with variable quantity production due to product type variation / production amount variation.

また、従来よりも小型のロボット70を採用したとしても、旋回アーム41と回転テーブル50との組合せによりワークWの位置決めの自由度が向上するため、従来同様の塗装範囲を確保できるとともに、多品種対応にも適している。さらに、電気ケーブルやエア用ホースを支柱33の内部を通してロボット70に接続して塗装室11内での露出を防止することで、環境性能を向上させることができる。   Even if a robot 70 smaller than the conventional one is adopted, the combination of the swivel arm 41 and the rotary table 50 improves the degree of freedom of positioning of the workpiece W, so that the same coating range as the conventional one can be secured, and a wide variety Suitable for correspondence. Further, environmental performance can be improved by connecting an electric cable or air hose to the robot 70 through the inside of the column 33 to prevent exposure in the painting chamber 11.

また、ワークWの塗装時には、旋回アーム41を全伸状態にして、回転テーブル50間の距離を大きくとることで、該回転テーブル50間においてロボット70の動作範囲を十分に確保する(ロボット70と回転テーブル50との干渉を防止する)ことができる一方、パレット交換時には、旋回アーム41を全縮状態にして、回転テーブル50間の距離を小さく抑えることで、その旋回半径を短小化し、セル全体をより一層小型化することができる。なお、ワークWの搬入出位置においても、旋回アーム41は全伸状態となっている
ので、回転テーブル50をより作業者の近い位置に移動させることができ、ワークWの搬入出の作業性が向上する。
Further, when the workpiece W is painted, the swivel arm 41 is fully extended and the distance between the rotary tables 50 is increased, so that a sufficient operating range of the robot 70 is ensured between the rotary tables 50 (the robot 70 and the robot 70). On the other hand, when the pallet is replaced, the swivel arm 41 is fully contracted to keep the distance between the turntables 50 small, thereby shortening the swivel radius and the entire cell. Can be further reduced in size. Even in the work W loading / unloading position, the swing arm 41 is fully extended, so that the rotary table 50 can be moved to a position closer to the operator, and the work W loading / unloading workability is improved. improves.

また、塗装ブース10内にロボット70および搬送装置40を収容して、一つのまとまりのあるセルとして構成することで、作業者がロボット70に触れることなく安全性が確保されるとともに、作業環境を改善することが可能になる。   In addition, the robot 70 and the transport device 40 are accommodated in the painting booth 10 and configured as one united cell, so that safety is ensured without the operator touching the robot 70 and the work environment is reduced. It becomes possible to improve.

これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described so far, the scope of the present invention is not limited thereto.

上述の実施形態では、旋回アーム41が軸線X周りに180度の範囲で往復旋回する構成であったが、これに限定されるものではなく、旋回アーム41が軸線X周りに周回的に旋回する構成であってもよい。また、上述の実施形態では、回転テーブル50を搬入出位置および塗装位置の2カ所で位置決めする構成であったが、これに限定されるものではなく、旋回アーム41の旋回範囲内において回転テーブル50を3カ所以上で位置決めする構成であってもよい。   In the above-described embodiment, the revolving arm 41 reciprocally revolves around the axis X in the range of 180 degrees. However, the present invention is not limited to this, and the revolving arm 41 revolves around the axis X circumferentially. It may be a configuration. In the above-described embodiment, the rotary table 50 is positioned at the two positions of the carry-in / out position and the painting position. However, the present invention is not limited to this, and the rotary table 50 is within the turning range of the turning arm 41. May be configured to be positioned at three or more locations.

また、上述の実施形態では、旋回アーム41を搬入出位置および塗装位置の両位置において全伸状態にする構成であったが、これに限定されるものではなく、旋回アーム41を塗装位置でのみ全伸状態とする構成、または、旋回アーム41を塗装位置でのみ全伸状態とする構成であってもよい。さらに、上述の実施形態では、旋回アーム41を全縮状態と全伸状態との間で姿勢変化させたが、これに限定されるものではなく、旋回アーム41の伸縮状態をさらに複数段階で姿勢変化させたり、旋回アーム41を長手方向の任意の位置まで伸縮動させたりしてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the revolving arm 41 is configured to be fully extended at both the loading / unloading position and the painting position. However, the present invention is not limited to this, and the revolving arm 41 is only at the painting position. The structure which makes it a full extension state, or the structure which makes the turning arm 41 a full extension state only in the painting position may be sufficient. Furthermore, in the above-described embodiment, the posture of the swing arm 41 is changed between the fully contracted state and the fully extended state. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, the swivel arm 41 may be expanded and contracted to an arbitrary position in the longitudinal direction.

また、上述の実施形態では、作業者(オペレータ)が回転テーブル50上にワークWを着脱する構成であったが、これに限定されるものではなく、例えば、本実施形態のロボットセル1と別のロボットセル又は自動装置(加工装置、組立装置、表面処理装置、搬送装置などを含む)との間の工程間に、ワーク搬送装置を設置して、当該工程間においてワークWを自動的に搬送可能に構成してもよい。つまり、上記のワーク搬送装置により、ロボットセル1と別のロボットセル又は自動装置との間のワークWの搬入出(受け渡し)をお行うようにしてもよい。この場合、ワーク搬送装置を上述の実施形態の搬送装置40の如く構成して、その旋回アームを旋回動および伸縮動可能に構成してもよい。また、この場合に、旋回アームの先端に回転テーブルを設置して、回転テーブルを旋回アームに対して相対的に回転可能(自転可能)に構成してもよい。また、この場合に、ロボットセル1の旋回アーム41とワーク搬送装置の旋回アームとが基準姿勢となった場合、両旋回アームのうち、少なくともいずれか一方が伸長作動した際に、ワークW、回転テーブル(ワークWを保持した回転テーブル)又はワーク保持具(回転テーブルに載置されてワークWを保持した治具やチャックなど)を、一方の旋回アームから他方の旋回アームへ載せ替えられるように構成してもよい。つまり、回転テーブル又はワーク保持具を工程間共通の仕様にして、ワークWを共通の回転テーブル又はワーク保持具ごと各工程間にて搬送するようにしてもよい。また、その際は、両旋回アームのうち、少なくとも一方の旋回アームを、ワークWの載せ替え時における芯高を合わせるため、昇降可能に構成してもよい。このような構成によれば、各工程間および各ライン間における仕掛品を削減できるとともに、製造コストの低減や製造ラインにおける省スペース化を図ることが可能となる。   In the above-described embodiment, the operator (operator) attaches and detaches the workpiece W on the rotary table 50. However, the present invention is not limited to this, and is different from the robot cell 1 of the present embodiment, for example. A workpiece transfer device is installed between processes with a robot cell or an automatic device (including a processing device, an assembly device, a surface treatment device, a transfer device, etc.), and the workpiece W is automatically transferred between the processes. You may comprise. That is, the work W may be carried in and out (delivered) between the robot cell 1 and another robot cell or an automatic device by the work transfer device. In this case, the workpiece transfer device may be configured like the transfer device 40 of the above-described embodiment, and the swing arm may be configured to be capable of swinging and extending and retracting. In this case, a rotary table may be installed at the tip of the swivel arm, and the turntable may be configured to be rotatable (rotatable) relative to the swivel arm. Further, in this case, when the turning arm 41 of the robot cell 1 and the turning arm of the workpiece transfer device are in the reference posture, when at least one of the turning arms is extended, the workpiece W is rotated. A table (a rotary table that holds the workpiece W) or a workpiece holder (a jig or chuck that is placed on the rotary table and holds the workpiece W) can be transferred from one swing arm to the other. It may be configured. That is, the rotary table or the work holder may be set to a specification common to the processes, and the workpiece W may be conveyed between the processes together with the common rotary table or the work holder. In that case, at least one of the swivel arms may be configured to be movable up and down in order to adjust the center height when the work W is replaced. According to such a configuration, it is possible to reduce work-in-process items between processes and lines, and it is possible to reduce manufacturing costs and save space on the manufacturing lines.

なお、上述の実施形態では、本発明に係るロボットセル装置を塗装工程に適用させた場合を例示して説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、加工工程、組立工程、検査工程、又は、これらの組み合わせなど、各種の生産工程に適用可能である。従って、本発明によれば、汎用性及び付加価値の非常に高いロボットセル装置を提供することが
できる。
In the above-described embodiment, the case where the robot cell device according to the present invention is applied to the painting process is described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the machining process, the assembly process, and the inspection process Or, it is applicable to various production processes such as a combination thereof. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a robot cell apparatus having very high versatility and added value.

1 ロボットセル装置
10 塗装ブース(作業ブース)
20 塗装ロボットユニット
30 架台
31 台座(基台)
32 架台本体
33 支柱(支持部材)
40 搬送装置
41 旋回アーム(旋回体)
42 主旋回部
43 副旋回部
44 伸縮アーム(伸縮作動部)
48 サーボモータ(旋回体駆動手段)
50 回転テーブル(保持テーブル)
70 ロボット
72 塗装ガン
80 制御装置
X 軸心
1 Robot cell device 10 Painting booth (work booth)
20 Coating Robot Unit 30 Base 31 Base (Base)
32 Base body 33 Post (support member)
40 Conveying device 41 Swivel arm (swivel body)
42 main turning part 43 sub turning part 44 telescopic arm (extension operating part)
48 Servo motor (revolving body drive means)
50 Rotating table (holding table)
70 Robot 72 Paint Gun 80 Controller X Axis Center

前記課題を解決するために、本発明に係るロボットセル装置は、基台(例えば、実施形態における台座31)と、長手方向の中間に軸心が設けられて、前記基台上に前記軸心を中心として旋回可能に設けられた旋回体(例えば、実施形態における旋回アーム41)と、前記旋回体の長手方向の各端部に回転可能に設けられて処理対象物を保持する一対の保持テーブル(例えば、実施形態における回転テーブル50)と、前記旋回体に設けられて前記保持テーブルを前記軸心と平行な軸周りに回転させる回転駆動手段(例えば、実施形態におけるサーボモータ51)と、前記旋回体を前記軸心周りに旋回させて、処理対象物を搬入出するための搬入出位置と処理対象物に対して所定の処理を行うための処理位置との間で前記保持テーブルを移動させる旋回駆動手段(例えば、実施形態におけるサーボモータ48)と、前記基台上に前記軸心方向に延びて設けられ、前記旋回体の軸心位置に貫通形成された開口部に挿通される中空の支持部材(例えば、実施形態における支柱33)と、前記旋回体の上方において前記支持部材に連結され、前記旋回体の軸心位置に配置されて前記所定の処理を行うロボットとを備え、前記旋回体は、前記開口部を有して前記基台上に旋回可能に支持された主旋回部と、前記主旋回部の前記長手方向の外側に設けられて前記保持テーブルを支持する副旋回部と、前記副旋回部を前記主旋回部に対して前記長手方向に相対移動させて、前記軸心から前記保持テーブルまでの距離を変化させる伸縮駆動手段(例えば、実施形態における空圧シリンダ44)とを備え、前記支持部材の下端には、前記軸心方向に延びて形成された前記中空部の下側の開口端となる第1挿通孔が設けられ、前記基台には、前記第1挿通孔と整合する位置に上下に貫通された第2挿通孔が設けられ、前記支持部材の前記中空部には、前記ロボット、前記回転駆動手段、前記旋回駆動手段および前記伸縮駆動手段に動力を供給するための動力配線が通されており、前記動力配線が、前記第1挿通孔および前記第2挿通孔を通して前記基台下に形成された空洞部に挿通されて前記基台上に露出されていないことを特徴とするIn order to solve the above-described problems, a robot cell device according to the present invention includes a base (for example, the pedestal 31 in the embodiment) and an axial center provided in the middle in the longitudinal direction, and the axial center on the base And a pair of holding tables that hold the object to be processed so as to be rotatable at each end in the longitudinal direction of the swivel body. (For example, the rotary table 50 in the embodiment), rotation drive means (for example, the servo motor 51 in the embodiment) provided on the revolving body and rotating the holding table around an axis parallel to the axis, The holding table is moved between a loading / unloading position for loading / unloading the processing object and a processing position for performing predetermined processing on the processing object by rotating the revolving body around the axis. Causing rotation drive means (e.g., a servo motor 48 in the embodiment) and, provided extending in the axial direction on the base, a hollow is inserted into the opening formed through the central axial position of the orbiting body A support member (e.g., the support column 33 in the embodiment) and a robot connected to the support member above the revolving body and arranged at an axial center position of the revolving body to perform the predetermined processing , The swivel body has a main swivel portion that has the opening and is supported on the base so as to be swivelable, and a sub swivel portion that is provided outside the main swivel portion in the longitudinal direction and supports the holding table. Telescopic drive means for changing the distance from the axis to the holding table by moving the auxiliary turning portion relative to the main turning portion in the longitudinal direction (for example, the pneumatic cylinder 44 in the embodiment) And In addition, the lower end of the support member is provided with a first insertion hole serving as an opening end on the lower side of the hollow portion formed extending in the axial direction, and the first insertion hole is provided in the base. A second insertion hole penetrating up and down is provided at a position aligned with the first and second holes, and power is supplied to the hollow portion of the support member to the robot, the rotation driving unit, the turning driving unit, and the telescopic driving unit. The power wiring is inserted through the first insertion hole and the second insertion hole into the cavity formed under the base and is not exposed on the base. It is characterized by that .

なお、上述の発明において、前記旋回体を前記軸心周りに180度の範囲で往復旋回させて、前記搬入出位置と前記処理位置との間で前記保持テーブルを移動させるように構成することが好ましい。 In the above-described invention, the revolving body is reciprocally swung around the axis within a range of 180 degrees, and the holding table is moved between the loading / unloading position and the processing position. preferable.

Claims (3)

基台と、
長手方向の中間に軸心が設けられて、前記基台上に前記軸心を中心として旋回可能に設けられた旋回体と、
前記旋回体の長手方向の各端部に設けられて処理対象物を保持する一対の保持テーブルと、
前記旋回体を前記軸心周りに旋回させて、処理対象物を搬入出するための搬入出位置と処理対象物に対して所定の処理を行うための処理位置との間で前記保持テーブルを移動させる旋回体駆動手段と、
前記基台上に前記軸心方向に延びて設けられ、前記旋回体の軸心位置に貫通形成された開口部に挿通される支持部材と、
前記旋回体の上方において前記支持部材に連結され、前記旋回体の軸心位置に配置されて前記所定の処理を行うロボットとを備えて構成されるロボットセル装置。
The base,
An axis is provided in the middle of the longitudinal direction, and a revolving body provided on the base so as to be rotatable about the axis;
A pair of holding tables provided at each end in the longitudinal direction of the swivel body to hold the processing object;
The holding table is moved between a loading / unloading position for loading / unloading a processing object and a processing position for performing a predetermined process on the processing object by rotating the revolving body around the axis. Revolving body drive means for causing
A support member provided on the base so as to extend in the axial direction and inserted through an opening formed at the axial center position of the revolving unit;
A robot cell apparatus comprising: a robot that is connected to the support member above the swing body and is arranged at an axial center position of the swing body and performs the predetermined processing.
前記旋回体は、前記開口部を有して前記基台上に旋回可能に支持された主旋回部と、前記主旋回部の前記長手方向の外側に設けられて前記保持テーブルを支持する副旋回部と、前記副旋回部を前記主旋回部に対して前記長手方向に相対移動させて、前記軸心から前記副旋回部までの旋回半径を変化させる伸縮作動部とを備えて構成されることを特徴とする請求項1に記載のロボットセル装置。   The swivel body has a main swivel portion that has the opening and is supported on the base so as to be swivelable, and a sub swivel that is provided outside the main swivel portion in the longitudinal direction and supports the holding table. And an extension / contraction operation unit that moves the auxiliary turning part relative to the main turning part in the longitudinal direction to change a turning radius from the axial center to the auxiliary turning part. The robot cell device according to claim 1. 作業ブース内の床面に前記基台が設置されて、前記作業ブース内に前記旋回体、前記保持テーブルおよび前記ロボットが収容されて構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載のロボットセル装置。   The said base is installed in the floor surface in a work booth, The said rotary body, the said holding table, and the said robot are accommodated in the said work booth, It is comprised, The structure of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. Robot cell device.
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