搬运系统及搬运系统的搬运方法 |
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| 申请号 | CN201380041187.3 | 申请日 | 2013-09-06 | 公开(公告)号 | CN104507646B | 公开(公告)日 | 2017-03-08 |
| 申请人 | 川崎重工业株式会社; | 发明人 | 桥本康彦; | ||||
| 摘要 | 搬运系统（1）具备机械手（4）和悬吊装置3）。机械手（4）形成为使 工件 （2）在 水 平方向上移动而进行搬运的结构。悬吊装置（3）具有悬吊机构（16）、升降单元（15）和支持机构（10）。悬吊机构（16）形成为悬吊工件（2）的结构，升降单元15）形成为使工件（2）升降的结构。又，支持机构10）以使悬吊机构（16）能够在水平方向上移动的形式支持悬吊机构（16）。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种搬运系统，具备： |
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| 说明书全文 | 搬运系统及搬运系统的搬运方法技术领域背景技术[0002] 在制造工厂等中被搬运的工件例如有制造金属部件的金属模具、金属部件成型之前的原材料、或金属部件等，这些工件有的具有数百公斤～数吨重的重量。这样的重工件被设置于工厂内的起重机等悬吊，通过操作员在水平方向上移动该重工件以此搬运至规定位置。在使操作员进行这样的重物的移动作业及停止作业时，存在重工件接触到工厂内的内壁或机械等而重工件及内壁或机械等受损的情况。 [0003] 为了解决这样的问题，想到使用大型机械手搬运重工件。在搬运作业中，要求将重工件以高精度搬运至规定位置，为了满足这样的要求，需要使用具备高刚性的臂的大型机械手。然而，当采用高刚性的臂时，大型机械手的制造成本变得非常高。在工厂内的作业中，基本上没有提升重物这样的作业，并且特意引入具有这样的高刚性的臂的大型机械手在从成本方面考虑时是困难的。作为解决这样的成本方面的问题的方法，已知有如专利文献1那样的搬运系统。 [0004] 专利文献1的搬运系统具备平衡器（balancer）和机械手。在平衡器的梢端部设置有把持重工件的把持部。又，在平衡器的梢端部形成有座，机械手把持该座并将平衡器的把持部移动至规定位置。又，在平衡器上安装有平衡锤，通过该平衡锤保持与重工件的载荷的平衡，从而减少机械手的负荷。 [0005] 现有技术文献： [0006] 专利文献： [0007] 专利文献1：日本特开平9-1492号公报。 发明内容[0008] 发明要解决的问题： [0009] 在专利文献1的搬运系统中，仅仅是通过平衡锤保持与重工件的载荷的平衡，因此随着平衡器的姿势及重工件的高度等的变化而作用于机械手的负荷载荷变化。因此，在使重工件升降时，因平衡器的姿势及重工件的高度等而较大的负荷载荷作用于机械手。因此，在专利文献1的搬运系统中，不得不提高臂的刚性以使机械手能承受来自于重工件的负荷载荷。 [0010] 因此，本发明的目的是提供能够减少在使工件升降时作用于搬运用机械手的负荷载荷的搬运系统。 [0011] 解决问题的手段： [0012] 本发明的搬运系统具备：使工件在水平方向上移动并进行搬运的搬运用机械手；和包括悬吊所述工件的悬吊机构、使由所述悬吊机构悬吊的工件升降的升降单元、和以使所述悬吊机构能够在水平方向上移动的形式支持所述悬吊机构的支持机构的悬吊装置。 [0013] 根据本发明，悬吊装置可以使被悬吊机构悬吊的工件通过升降单元升降。又，搬运用机械手可以与悬吊机构一起使工件在水平方向上移动。因此，可以使搬运工件时的工件的升降由悬吊装置支持，可以减少作用于搬运用机械手的负荷载荷。 [0014] 在上述发明中，也可以是具备：控制通过所述悬吊装置的升降单元进行的所述工件的升降动作的第一控制装置；和控制通过所述搬运用机械手进行的所述工件的搬运动作的第二控制装置；所述搬运用机械手形成为包括引导所述工件的引导件，并且使所述引导件在水平方向以及上下方向上移动而搬运所述工件的结构；所述第一控制装置以及所述第二控制装置形成为使通过所述升降单元进行的所述工件的升降动作与通过所述搬运用机械手进行的所述引导件的上下方向的移动动作相同步的结构。 [0015] 根据上述结构，使通过搬运用机械手进行的引导件的上下方向的移动动作与通过升降单元进行的工件的升降动作同步，因此可以使引导件以及工件一体地升降。借助于此，可以防止引导部与工件独立地运动而不必要的负荷载荷作用于搬运用机械手的情况。 [0016] 在上述发明中，也可以是所述第一控制装置形成为与通过所述搬运用机械手进行的所述引导件的上下方向的移动动作同步地执行通过所述升降单元进行的所述工件的升降动作的结构。 [0017] 根据上述结构，可以实现通过搬运用机械手进行的引导件的上下方向的移动动作与通过升降单元进行的工件的升降动作相同步。 [0018] 在上述发明中，也可以是所述第二控制装置形成为与通过所述升降单元进行的所述工件的升降动作同步地执行通过所述搬运用机械手进行的所述引导件的上下方向的移动动作的结构。 [0019] 根据上述结构，可以实现通过搬运用机械手进行的引导件的上下方向的移动动作与通过升降单元进行的工件的升降动作相同步。 [0020] 在上述发明中，也可以是所述第二控制装置形成为如下结构：通过以相对于所述引导件的上下方向的运动的顺应性较低且相对于所述引导件的水平方向的运动的顺应性较高的形式设定的顺应性控制来控制通过所述搬运用机械手进行的搬运动作。 [0021] 根据上述结构，由于以相对于引导件的水平方向的运动的顺应性较高的形式设定，因此可以提高工件的水平方向的搬运精度。另一方面，由于以相对于引导件的上下方向的运动的顺应性较低的形式设定，因此即使因悬吊装置的升降动作而产生的上下方向的干扰力作用于搬运用机械手，也可以防止搬运用机械手损伤或破损。 [0022] 在上述发明中，也可以是具备：控制通过所述悬吊装置的升降单元进行的所述工件的升降动作的第一控制装置；和检测所述悬吊的所述工件的载荷的载荷检测器；所述第一控制装置形成为如下结构：存储悬吊的所述工件的静止载荷，并且以使在搬运中通过所述载荷检测器检测到的所述载荷达到所存储的所述静止载荷的形式控制所述工件的升降动作。 [0023] 根据上述结构，可以使与工件相关的搬运用机械手的负荷载荷实质上为零。借助于此，搬运系统可以提起并搬运超过搬运用机械手的可搬运质量的工件。 [0024] 在上述发明中，也可以是所述悬吊机构包括安装所述工件的安装部、和在不同的位置上分别悬吊所述安装部的多个悬吊部；所述升降单元包括对每个所述悬吊部分别设置且改变所述悬吊部的悬吊长度的多个升降机构；所述第一控制装置形成为独立地驱动所述升降机构的结构。 [0025] 根据上述结构，通过独立地驱动升降机构，以此可以对于每个悬吊部分别改变其悬吊长度。借助于此，可以改变安装部的姿势。即，可以改变工件的姿势，例如可以使工件倾斜或旋转。 [0026] 在上述发明中，也可以是所述支持机构具有使所述悬吊机构在水平方向上移动的驱动单元；所述第一控制装置形成为在所述搬运用机械手使所述引导件在水平方向上移动时，与所述引导件的水平方向的运动同步地驱动所述驱动单元的结构。 [0027] 根据上述结构，可以辅助通过搬运用机械手进行的工件的水平方向的移动，从而搬运用机械手可以以更小的输出使工件在水平方向上移动。 [0028] 在上述发明中，也可以是所述引导件形成为允许相对于所述引导件的所述工件的上下方向的相对运动且在水平方向上引导并搬运所述工件的结构。 [0029] 根据上述结构，允许搬运用机械手相对于工件的上下方向的相对运动，因此可以消除在搬运工件时搬运用机械手从悬吊装置受到的上下方向的干扰力。借助于此，可以消除因所述干扰力导致的搬运机械手的负荷载荷。 [0030] 在本发明的搬运系统的搬运方法中，是具备使工件在水平方向上移动并进行搬运的搬运用机械手；和包括悬吊所述工件的悬吊机构、使由所述悬吊机构悬吊的工件升降的升降单元、和以使所述悬吊机构能够在水平方向上移动的形式支持所述悬吊机构的支持机构的悬吊装置的搬运系统的方法；该方法具有：通过所述搬运用机械手搬运所述工件的搬运工序；和通过所述升降单元使所述工件升降的升降工序。 [0031] 根据上述结构，悬吊装置可以通过升降单元使被悬吊机构悬吊的工件升降。又，搬运用机械手可以在进行搬运时使工件与悬吊机构一起在水平方向上移动。因此，可以使搬运工件时的工件的升降由悬吊装置支持，从而可以减少作用于搬运用机械手的负荷载荷。 [0032] 在上述发明中，也可以是所述搬运用机械手形成为包括引导所述工件的引导件，并且使所述引导件在水平方向以及上下方向上移动而搬运所述工件的结构；使所述搬运工序中的所述引导件的上下方向的移动动作与所述升降工序中的所述工件的升降动作相同步。 [0033] 根据上述结构，由于使通过搬运用机械手进行的引导件的上下方向的移动动作与通过升降单元进行的工件的升降动作相同步，因此可以使引导件以及工件一体地升降。借助于此，可以防止因引导部和工件独立地运动而不必要的负荷载荷作用于搬运用机械手的情况。 [0034] 在上述发明中，也可以是在所述升降工序中，与在所述搬运工序中通过所述搬运用机械手进行的所述引导件的上下方向的移动动作同步地执行通过所述升降单元进行的所述工件的升降动作。 [0035] 根据上述结构，可以实现通过搬运用机械手进行的引导件的上下方向的移动动作与通过升降单元进行的工件的升降动作相同步。 [0036] 在上述发明中，也可以是在所述搬运工序中，与在所述升降工序中通过所述升降单元进行的所述工件的升降动作同步地执行通过所述搬运用机械手进行的所述引导件的上下方向的移动动作。 [0037] 根据上述结构，可以实现使通过搬运用机械手进行的引导件的上下方向的移动动作与通过升降单元进行的工件的升降动作相同步。 [0038] 在上述发明中，也可以是在所述搬运工序中，对所述搬运用机械手执行以相对于所述引导件的上下方向的运动的顺应性较低且相对于所述引导件的水平方向的运动的顺应性较高的形式设定的顺应性控制，从而搬运所述工件。 [0039] 根据上述结构，由于以相对于引导件的水平方向的运动的顺应性较高的形式设定，因此可以提高工件的水平方向的搬运精度。另一方面，由于以相对于引导件的上下方向的运动的顺应性较低的形式设定，因此即使因悬吊装置的升降动作而产生的上下方向的干扰力作用于搬运用机械手，也可以防止搬运用机械手损伤或破损。 [0040] 在上述发明中，也可以是在所述升降工序中，存储悬吊的所述工件的静止载荷，并且以使在搬运中检测到的所述载荷达到所存储的所述静止载荷的形式使所述工件升降。 [0041] 根据上述结构，可以使与工件相关的搬运用机械手的负荷载荷实质上为零。借助于此，搬运系统可以提起并搬运超过搬运用机械手的可搬运质量的工件。 [0043] 发明效果： [0044] 根据本发明，在使工件升降时，可以减少作用于搬运用机械手的负荷载荷。 附图说明[0045] 图1是示出本发明的第一实施形态的搬运系统的立体图； [0046] 图2是示出图1的搬运系统的电气结构的框图； [0047] 图3是示出图1的搬运系统所执行的第一搬运动作及第二搬运动作的步骤的流程图； [0048] 图4是示出通过图1的搬运系统搬运重工件的状态的立体图； [0049] 图5是示出通过图1的搬运系统将重工件搬运至规定位置的状态的立体图； [0050] 图6是示出本发明的第二实施形态的搬运系统的电气结构的框图； [0051] 图7是示出图6的搬运系统所执行的第三搬运动作的步骤的流程图； [0052] 图8是示出本发明的第三实施形态的搬运系统的立体图； [0053] 图9是示出图8的搬运系统的电气结构的框图； [0054] 图10是示出通过图8的搬运系统使重工件倾斜的状态的立体图； [0055] 图11是示出通过图8的搬运系统使倾斜的重工件上升的状态的立体图； [0056] 图12是示出通过图8的搬运系统将倾斜的重工件搬运至规定位置的状态的立体图； [0057] 图13是示出本发明的第四实施形态的电气结构的框图； [0058] 图14A是示出本发明的第五实施形态的搬运系统所具备的把手及把持件的图，是把手及把持件的俯视图； [0059] 图14B是示出本发明的第五实施形态的搬运系统所具备的把手及把持件的图，是把手及把持件的侧视图； [0060] 图15A是示出通过图14A的把手把持把持件的状态的图，是把手及把持件的俯视图； [0061] 图15B是示出通过图14B的把手把持把持件的状态的图，是把手及把持件的侧视图。 具体实施方式[0062] 以下，参照附图说明根据本发明的实施形态的搬运系统。另外，在以下说明中所使用的方向的概念是便于说明而使用，并不限于以下说明的方向。又，以下说明的搬运系统只是本发明的一个实施形态。因此，本发明不限于实施形态，在不脱离发明的主旨的范围内可以增加、删除、变更。 [0063] ＜第一实施形态＞ [0064] [搬运系统] [0065] 参照图1，搬运系统1是用于搬运壳体等的金属部件、成型前的金属原材料、以及用于制造金属部件的金属模具等的重工件的系统。另外，搬运系统1的搬运对象不限于重工件，也可以是一百公斤以下的工件。以下，将搬运对象简称为工件2。该搬运系统1具备悬吊装置3、机械手4、搬运用控制装置5和悬吊用控制装置6，并且使悬吊装置3与机械手4协作以搬运工件2。 [0066] [悬吊装置] [0067] 悬吊装置3具备支持机构10、升降单元15和悬吊机构16，支持机构10具有基台11、支柱构件12和两个臂13、14。基台11固定于地板或底架等上，在基台11上竖立设置有支柱构件12。支柱构件12从基台11向上方延伸，在支柱构件12的上端部设置有基端侧臂13。基端侧臂13的基端部设置于支柱构件12。基端侧臂13形成为相对于支柱构件12以作为垂直轴的L1轴为中心转动自如的结构，在基端侧臂13的梢端部设置有梢端侧臂14。梢端侧臂14也形成为其基端部相对于基端侧臂13以L2轴为中心转动自如的结构。另外，L2轴是与L1轴平行且不同于L1轴的垂直轴。在像这样转动的梢端侧臂14的梢端部设置有升降单元15。 [0068] 升降单元15包括伺服马达15a、减速器15b和卷绕鼓15c。伺服马达15a作为在后文详细说明的悬吊机构16的驱动源使用，并且形成为控制悬吊机构16的高度位置的结构。在这样构成的伺服马达15a上通过减速器15b安装有卷绕鼓15c，在卷绕鼓15c上设置有悬吊机构16。悬吊机构16具有悬吊绳17和安装机构18。悬吊绳17具有主体部17a和四个分叉部17b。对于主体部17a，包括其上端的部分卷绕在卷绕鼓15c上，剩余部分从卷绕鼓15c垂下来。主体部17a的下端部分与四个分叉部17b连接。四个分叉部17b以分叉的形式从主体部17a的下端部分向四周延伸，并且各分叉部17b的下端部分与作为安装部的安装机构18连接。 [0069] 安装机构18具有主体18a和四个安装件18b。主体18a例如是由磁性材料形成的大致矩形状的板状构件，其上表面的四个角与分叉部17b的下端部分分别连接。这些四个分叉部17b形成为大致相同的长度，主体18a的姿势保持大致水平状态。又，在主体18a的下表面的四个角上分别固定有安装件18b。安装件18b是例如由有眼螺栓（吊环螺栓）、钩、夹紧器或电磁螺线管构成的器具，并且形成为可装卸在工件2上的结构。另外，在本实施形态中，安装件18b由能够通过所施加的信号切换电磁吸附的开闭的电磁螺线管构成。 [0070] 像这样构成的悬吊装置3通过将工件2安装于安装件18b，以此可以通过悬吊机构16悬吊工件2，并且通过驱动升降单元15的伺服马达15a而卷绕悬吊绳17，以此可以提升前述工件2。又，悬吊装置3驱动伺服马达15a而卷放悬吊绳17，以此可以使悬吊的工件2下降而降落到地板或底架等上。 [0071] 在像这样使悬吊的工件2升降的悬吊装置3中，基端侧臂13以相对于支柱构件12自由运动的形式形成为转动自如的结构，且梢端侧臂14以相对于基端侧臂13自由运动的形式形成为转动自如的结构。因此，悬吊装置3的基端侧臂13及梢端侧臂14随着安装机构18的水平方向的运动而运动。借助于此，悬吊装置3通过使安装机构18在水平方向上运动以此可以将工件2移动至规定位置，机械手4作为将安装机构18在水平方向上引导并移动的装置使用。另外，后述的第四实施形态的搬运系统1C形成为通过第一驱动单元51及第二驱动单元52旋转驱动基端侧臂13及梢端侧臂14的结构。 [0072] [机械手] [0073] 作为搬运用机械手的机械手4是例如所谓的垂直多关节机械手，在本实施形态中采用五轴机械手。机械手4具备基台20、四个臂21～24和腕梢端部25。基台20固定于地板或底架等上，在基台20上设置有第一臂21。第一臂21形成为能够相对于基台20以作为垂直轴的R轴为中心转动的结构。在第一臂21的上部设置有第二臂22，第二臂22形成为能够相对于第一臂21以作为水平轴的L轴为中心在前后方向上摇动的结构。在第二臂22的上部设置有第三臂23，第三臂23形成为能够相对于第二臂22以U轴为中心转动的结构。在这里，U轴是与L轴平行且不同于L轴的水平轴。在第三臂23的梢端部设置有第四臂24，第四臂24形成为相对于第三臂23以B轴为中心转动的结构。在这里，B轴是与L轴平行且不同于L轴及U轴的水平轴。此外，在第四臂24的梢端部设置有大致圆柱状的腕梢端部25。 [0074] 腕梢端部25以使作为腕梢端部25的轴线的T轴与B轴正交的形式安装于第四臂24上，并且形成为能够相对于第四臂24以T轴为中心转动的结构。在像这样转动的腕梢端部25的梢端部上安装有保持件26，保持件26形成为能够保持悬吊装置3的安装机构18的主体18a的结构。作为引导件的保持件26例如由钩、有眼螺栓（吊环螺栓）或后述的手部53构成。另外，在本实施形态中，保持件26由电磁螺线管构成，通过使电流（信号）施加于电磁螺线管以此进行励磁。通过像这样励磁，以此使保持件26电磁吸附由磁性材料构成的安装机构18的主体18a，从而通过机械手4借由安装机构18保持工件2。 [0075] 又，机械手4如图2所示具备第一驱动马达至第四驱动马达31～34及腕梢端部驱动马达35。驱动马达31～35分别与各臂21～24及腕梢端部25对应设置，并且形成为使各臂21～24及腕梢端部25以对应的轴为中心分别转动或摇动的结构。这些驱动马达31～35与搬运用控制装置5电气连接，它们的动作由搬运用控制装置5所控制。 [0076] [搬运用控制装置] [0077] 参照图2，搬运用控制装置5形成为使驱动马达31～35工作而控制机械手4的动作（即姿势）的结构。又，搬运用控制装置5还与保持件26电气连接，并且形成为能够将信号施加于保持件26的结构。即，搬运用控制装置5形成为通过切换向保持件26的信号的供给及切断，以此可以切换相对于机械手4的安装机构18的吸附及脱离的结构。 [0078] 像这样构成的搬运用控制装置5形成为通过预先设定的程序或与未图示的操作单元的操作相对应的动作控制机械手4的动作的结构。另外，在本实施形态中，搬运用控制装置5形成为搬运用控制装置5按照存储于搬运用控制装置5中的程序控制机械手4的动作的结构。又，搬运用控制装置5形成为与悬吊用控制装置6电气连接，并且根据预先设定的程序或未图示的操作单元的操作将控制指令发送至悬吊用控制装置6的结构。 [0079] [悬吊装置用控制装置] [0080] 参照图2，悬吊用控制装置6形成为与悬吊装置3的安装件18b电气连接，并且切换施加于安装件18b的信号的开闭而控制相对于工件2的安装件18b的吸附及脱离的结构。又，悬吊用控制装置6形成为与伺服马达15a电气连接，并且控制伺服马达15a的旋转动作的结构。进一步详细而言，悬吊用控制装置6形成为基于由搬运用控制装置5发送的控制指令而与保持件26的上下方向的移动同步地控制伺服马达15a的旋转动作（即，升降单元15的动作）的结构。 [0081] 在像这样构成的搬运系统1中，在工件搬运时，使升降单元15的升降动作与保持件26的上下方向的移动动作同步，以此减少工件2的升降时的机械手4的负荷载荷。以下，还参照图3～图5说明搬运系统1搬运工件2时的搬运动作。 [0082] [第一搬运动作] [0083] 当工件2置于搬运开始位置且开始搬运处理的内容的指令输入至搬运用控制装置5中时，开始搬运处理（搬运方法）并转移至保持工序（步骤S1）。在保持工序中，将机械手4的保持件26安装于安装机构18。具体而言，搬运用控制装置5使驱动马达31～35工作（即控制机械手4的动作）而改变机械手4的姿势，使机械手4的保持件26与安装机构18的上表面抵接。之后，搬运用控制装置5将信号发送给保持件26，使安装机构18被保持件26电磁吸附。借助于此，通过机械手4保持安装机构18。 [0084] 接着，执行安装工序（步骤S2）。在安装工序中，将工件2安装在安装机构18上。具体而言，首先搬运用控制装置5使驱动马达31～35工作以使保持件26移动，从而使安装机构18移动至工件2上方。接着，悬吊用控制装置6将信号发送至四个安装件18b的所有电磁螺线管中，从而使安装件18b电磁吸附工件2。借助于此，工件2安装于安装机构18。 [0085] 接着，执行控制指令工序（步骤S3）。在控制指令工序中，搬运用控制装置5制作与升降单元15的动作的控制相关的控制指令，并且将该控制指令发送至悬吊用控制装置6。具体而言，搬运用控制装置5首先基于存储的程序导出该时刻以后的保持件26的上下方向的动作。在导出后，搬运用控制装置5制作用于使保持件26的上下方向的动作与安装机构18的动作相同步的控制指令，并且将该控制指令发送至悬吊用控制装置6。 [0086] 接着，并列执行搬运动作工序（步骤S4）及升降动作工序（步骤S5）。另外，在本实施形态中，基于程序制作控制指令，但是也可以将控制指令预先存储于搬运用控制装置5中并发送至悬吊用控制装置6，或者也可以将控制指令预先存储在悬吊用控制装置6中。在存储的情况下，省略控制指令工序（步骤S3），本搬运处理是从安装工序（步骤2）直接转移至搬运动作工序及升降动作工序。 [0087] 在搬运动作工序中，搬运用控制装置5根据所存储的程序控制机械手4的动作，并且使保持件26移动而将工件2移动至作为规定位置的搬运结束位置。另一方面，升降动作工序与搬运动作工序同时执行，在升降动作工序中，悬吊用控制装置6基于控制指令控制升降单元15的动作，并且通过悬吊机构16悬吊工件2，进而使该悬吊的工件2升降。该升降动作与搬运动作工序中的保持件26的上下方向的动作同步，以下详细说明该步骤。 [0088] 首先，在搬运动作工序中，为了以将工件2从搬运开始位置提升的形式控制机械手4的动作，搬运用控制装置5使驱动马达31～35工作以使保持件26上升。与此同时，在升降动作工序中，悬吊用控制装置6基于控制指令控制升降单元15的动作，并且如图4所示使工件2配合保持件26的上升速度上升。像这样使升降单元15的动作与保持件26的动作同步地提升工件2，以此可以使工件2的载荷主要由悬吊装置3负担，从而可以减少与工件2相关的机械手4的负荷载荷。因此，搬运系统1可以提升超过机械手4的可搬运质量的工件2。 [0089] 又，搬运用控制装置5对于悬吊工件2的机械手4执行顺应性控制（compliance control）。在这里所执行的顺应性控制中设定为相对于保持件26的上下方向的动作的顺应性较低，而相对于保持件26的水平方向的动作的顺应性较高。因此，机械手4基本上不使上下方向的约束力作用于工件2，可以由悬吊装置3负担工件2的载荷的大致全部。借助于此，可以使作用于机械手4的工件2的载荷大致为零，可以使与工件2相关的机械手4的负荷载荷大致为零。因此，可以在机械手4中采用可搬运质量小的机械手，可以谋求搬运系统的小型化及低成本化。 [0090] 在被提升的工件2达到规定的高度时，搬运用控制装置5控制机械手4的动作而停止保持件26的上升动作，同时悬吊用控制装置6也基于控制指令控制升降单元15的动作而停止工件2的上升。接着，搬运用控制装置5为了控制机械手4的动作而使驱动马达31～35工作以使保持件26水平移动，从而使工件2水平移动至搬运结束位置的上方位置。在这里，水平移动是指基本上不改变作为对象物的保持件26的高度的情况下在水平方向上移动。在使保持件26水平移动时，悬吊装置3的基端侧臂13及梢端侧臂14随着该保持件26的运动而运动，安装机构18及安装于其上的工件2与保持件26的运动联动地水平移动。这样，机械手4使由悬吊装置3悬吊的工件2水平移动。 [0091] 另一方面，悬吊用控制装置6根据控制指令控制升降单元15的动作，维持工件2的高度。借助于此，可以减少在使工件2水平移动时施加于机械手4的由工件2的载荷所产生的负荷，从而可以将能够仅主要输出使工件2水平移动的作用力的多关节机械手作为机械手4采用。用于使工件2水平移动的作用力与提升工件2的力相比相当小，因此机械手4可以采用可搬运质量小的多关节机械手，可以谋求搬运系统的小型化及低成本化。 [0092] 另外，在本实施形态中，搬运用控制装置5及悬吊用控制装置6以使工件2维持工件2的高度地水平移动的形式控制机械手4的动作及悬吊装置3的动作，但是也可以使工件2不像那样运动。即，也可以是搬运用控制装置5及悬吊用控制装置6以使工件2上升或下降的同时在水平方向上移动的形式控制机械手4的动作及悬吊装置3的动作。在该情况下，悬吊用控制装置6与提升工件2的情况相同地，基于控制指令使升降单元15的动作与保持件26的上下动作同步地控制悬吊装置3的动作。借助于此，可以与水平移动的情况相同地减少机械手 4的负荷载荷。 [0093] 当使悬吊装置3及机械手4工作而使工件2移动至搬运结束位置的上方位置时，搬运用控制装置5控制机械手4的动作而使保持件26下降，从而使工件2下降至搬运结束位置。与此同时，悬吊用控制装置6基于控制指令控制升降单元15的动作，从而如图5所示与保持件26的上升速度相配合地使工件2下降。像这样，通过使升降单元15的动作与保持件26的动作同步地使工件2下降，以此可以在不增大机械手4的负荷载荷的情况下，使悬吊于悬吊机构16的工件2下降至搬运结束位置。 [0094] 接着，执行拆卸工序（步骤S6）。在拆卸工序中，悬吊用控制装置6切断向安装件18b发送的信号，从而解除安装件18b对工件2的电磁吸附。借助于此，可以将工件2从安装机构18拆卸。 [0095] 接着，执行移动工序（步骤S7）。在移动工序中，搬运用控制装置5控制机械手4的动作而使保持件26移动，从而使安装机构18返回至原来的位置。 [0096] 接着，执行保持解除工序（步骤S8）。在保持解除工序中，搬运用控制装置5切断向保持件26的电磁螺线管发送的信号而将保持件26从安装机构18卸下。进一步地，搬运用控制装置5控制机械手4的动作而使保持件26移动，从而使机械手4执行其他作业。之后，本搬运处理结束。 [0097] 在这样构成的搬运系统1中，并不是仅通过悬吊装置3使工件2上升，而是使定位精度高的机械手4与悬吊装置3协作而使工件2移动，因此可以改善搬运至搬运结束位置的工件2的位置及高度的精度。 [0098] 尤其是，在第一搬运动作中，对机械手4执行将相对于保持件26的水平方向的运动的顺应性设定得高的顺应性控制，因此可以提高工件2的水平方向的搬运精度。另一方面，在前述顺应性控制中，相对于保持件26的上下方向的运动的顺应性设定得低，因此即使由于悬吊装置3的升降动作而产生的上下方向的干扰力作用于机械手4，也可以防止机械手4损伤或破损。另外，悬吊装置3也由比机械手4刚性低的两个臂13、14构成，因此即使上下方向的干扰力作用于悬吊装置3，也可以防止悬吊装置3损伤或破损。 [0099] 如上所述，在第一搬运动作中，使由悬吊用控制装置6控制的悬吊装置3的动作与由搬运用控制装置5控制的机械手4的动作、具体而言保持件26的上下动作同步地将工件2进行搬运。尽管像这样使悬吊装置3的动作与机械手4的动作同步地将工件2进行搬运，但是由于在悬吊装置3的动作中所同步的对象只有升降单元15的伺服马达15a，因此可以简单地使悬吊装置3的动作与机械手4的动作相协调，从而悬吊装置3的动作与机械手4的动作的协调控制变得容易。 [0100] 又，使由悬吊用控制装置6控制的悬吊装置3的动作与保持件26的上下动作同步地将工件2进行搬运，因此可以使保持件26与安装机构18相互一体地升降。借助于此，可以防止保持件26与安装机构18独立运动而导致对搬运用机械手产生不必要的负荷载荷。 [0101] 在前述的第一搬运动作中，使升降单元15的动作与保持件26的上下动作同步，但是也可以相反地使保持件26的动作与升降单元15的动作同步。以下，说明通过该同步控制搬运工件2的第二搬运动作。另外，关于第二搬运动作，主要说明与第一搬运动作不同点，对于相同步骤省略说明。 [0102] [第二搬运动作] [0103] 在第二搬运动作中，在悬吊用控制装置6中存储有预先设定的程序，悬吊用控制装置6形成为根据存储的程序控制升降单元15的动作的结构。又，悬吊用控制装置6基于存储的程序制作与机械手4的动作（主要使工件2上升下降的动作）相关的控制指令，并且将该控制指令发送至搬运用控制装置5中。搬运用控制装置5形成为基于该控制指令控制机械手4的动作的结构。 [0104] 在第二搬运动作中，在控制指令工序（步骤S3）中，悬吊用控制装置6将与机械手4的动作相关的控制指令发送至搬运用控制装置5中。具体而言，悬吊用控制装置6基于存储的程序制作用于使机械手4的动作与通过升降单元15进行的工件1的升降动作同步的控制指令，并且将该控制指令发送至搬运用控制装置5中。 [0105] 接着，并列执行搬运动作工序（步骤S4）及升降动作工序（步骤S5）。在升降动作工序中，悬吊用控制装置6基于存储于其中的程序控制升降单元15的动作，在搬运动作工序中，搬运用控制装置5基于所接收的控制指令以及存储于搬运用控制装置5中的程序控制机械手4的动作，使保持件26移动而使工件2移动至作为规定位置的搬运结束位置。对于搬运动作工序中的搬运动作，使其与升降动作工序的升降动作中的升降单元15的动作同步，以下说明该步骤。 [0106] 在升降动作工序中，悬吊用控制装置6根据存储于其中的程序控制升降单元15的动作，从而将工件2从搬运开始位置提升。与此同时，在搬运动作工序中，搬运用控制装置5基于控制指令使驱动马达31～35工作，使保持件26与通过升降单元15升降的安装机构18的上升速度相配合地上升。通过像这样使保持件26的上升动作与升降单元15的动作同步地使工件2上升，以此使工件2被悬吊装置3悬吊。之后，在被悬吊的工件2到达规定的高度时，悬吊用控制装置6控制升降单元15的动作而维持工件2的高度。与此同时，搬运用控制装置5基于存储于其中的程序或控制指令控制机械手4的动作而使保持件26水平移动，从而使工件2水平移动至搬运结束位置的上方位置。 [0107] 当使工件2移动至搬运结束位置的上方位置时，悬吊用控制装置6控制升降单元15的动作而使工件2下降。与此同时，搬运用控制装置5根据控制指令控制机械手4的动作，以使保持件26与升降单元15的动作同步的形式使保持件26下降，从而使工件2下降至搬运结束位置。然后，使工件2下降至搬运结束位置。之后，执行拆卸工序（步骤S6）。 [0108] 通过这样的第二搬运方法搬运工件2的情况下所发挥的作用效果与通过第一搬运方法搬运工件2的情况下所发挥的作用效果相同。另外，也可以形成为搬运系统1具备第一搬运方法和第二搬运方法的两者，操作员可以对第一搬运方法和第二搬运方法进行选择而使搬运系统1工作的结构。 [0109] ＜第二实施形态＞ [0110] 第二实施形态的搬运系统1A与第一实施形态的搬运系统1结构类似。以下，关于第二实施形态的搬运系统1A的结构，主要说明与第一实施形态的搬运系统1的不同点，对于相同结构标以相同符号并省略其说明。另外，以下说明的另一实施形态也是相同的。 [0111] 第二实施形态的搬运系统1A具备悬吊装置3A及机械手4，悬吊装置3A如图6所示具备转矩传感器19。转矩传感器19具有检测伺服马达15a的转矩的功能。又，转矩传感器19与悬吊用控制装置6A电气连接，将检测的转矩发送至悬吊用控制装置6A。悬吊用控制装置6A接收通过转矩传感器19检测的转矩，根据接收的转矩控制升降单元15的动作。以下，参照图7说明搬运系统1A搬运工件2时的第三搬运动作。 [0112] [第三搬运动作] [0113] 当工件2置于搬运开始位置且搬运用控制装置5（或悬吊用控制装置6A）被输入开始搬运处理的内容的指令时开始搬运处理，并且转移至安装工序（步骤S11）。在安装工序中，将工件2安装于安装机构18。具体而言，搬运用控制装置5控制机械手4及保持件26的动作，将保持件26安装于安装机构18。进一步地，搬运用控制装置5控制机械手4及保持件26的动作而使保持件26移动，将安装机构18移动至工件2上方。接着，悬吊用控制装置6A对四个安装件18b均发送信号，使安装件18b电磁吸附工件2。之后，搬运用控制装置5切断向保持件26的信号，使保持件26从安装机构18卸下而从安装机构18上放开保持件26。 [0114] 接着，执行转矩检测工序（步骤S12）。在转矩检测工序中，悬吊用控制装置6A控制升降单元15的动作而提升工件2，并且通过转矩传感器19检测将工件2悬吊时的伺服马达15a的输出转矩。通过转矩传感器19检测的转矩作为静止转矩（静止载荷）存储于悬吊用控制装置6A中。另外，为了正确检测静止转矩而在安装工序中从安装机构18上放开保持件26，但是也可以在不放开的情况下检测转矩并将由此检测的转矩作为静止转矩存储于悬吊用控制装置6A中。接着，执行保持工序（步骤S13）。在保持工序中，搬运用控制装置5控制机械手4及保持件26的动作，将保持件26再次安装于安装机构18而使机械手4保持安装机构18。 [0115] 接着，并列执行搬运动作工序（步骤S14）及升降动作工序（步骤S15）。在搬运动作工序中，搬运用控制装置5根据所存储的程序控制机械手4的动作，使保持件26移动而使工件2移动至搬运结束位置。又，与搬运动作工序同时地执行升降动作工序。在作为转矩维持工序的升降动作工序中，悬吊用控制装置6A以规定时间间隔（例如0.1秒～2秒）从转矩传感器19发送转矩，并以使接收到的转矩变成静止转矩的形式调节伺服马达15a的输出转矩。借助于此，悬吊用控制装置6A可以与工件2的高度及位置无关地将伺服马达15a的输出转矩维持不变。即，可以与工件2的高度及位置无关地将悬吊工件2时的悬吊装置3A的悬吊力维持为工件2的静止载荷。借助于此，可以在使与工件2相关的机械手4的负荷载荷实质上变为零的状态下将工件2移动至作为规定位置的搬运结束位置，可以搬运超过机械手4的可搬运质量的工件2。当通过机械手4使工件2移动至搬运结束位置时，转矩维持动作结束。 [0116] 接着执行拆卸工序（步骤S16），之后依次执行移动工序（步骤S17）及保持解除工序（步骤S18）。 [0117] 在拆卸工序中，悬吊用控制装置6解除安装件18b对工件2的电磁吸附而从安装机构18上拆卸工件2，在移动工序中，搬运用控制装置5控制机械手4的动作而使保持件26移动，使安装机构18返回至原来的位置。在保持解除工序中，搬运用控制装置5从安装机构18上卸下保持件26，使机械手4执行其他的作业。当像这样从安装机构18上卸下保持件26时，搬运处理结束。 [0118] 像这样执行第三搬运方法的搬运系统1A除了前述的作用效果以外，还发挥与执行第一搬运方法的搬运系统1所发挥的优异的作用效果相同的作用效果。 [0119] 另外，在第二实施形态的搬运系统1A中，为了检测伺服马达15a的输出转矩而采用转矩传感器19，但是也可以不使用转矩传感器19而基于输入至伺服马达15a的电流值检测前述输出转矩。 [0120] ＜第三实施形态＞ [0121] 第三实施形态的搬运系统1B具备机械手4B及悬吊装置3B。机械手4B是六轴机械手，并且形成为第四臂24相对于第三臂23以S轴为中心转动的结构。在本实施形态中，S轴是与U轴正交，且与第四臂24的轴一致的轴。又，在第四臂24的梢端部上设置有第五臂27，第五臂27形成为相对于第四臂24以B轴为中心转动的结构。在第五臂27的梢端部设置有腕梢端部25，腕梢端部25形成为相对于第五臂27以T轴为中心转动的结构。 [0122] 又，机械手4B除了旋转驱动第一臂至第四臂21～24及腕梢端部25的驱动马达31～35以外还具备第五驱动马达36，第五驱动马达36形成为旋转驱动第五臂27的结构。该第五驱动马达36与搬运用控制装置5B电气连接，搬运用控制装置5形成为控制第五驱动马达36的动作的结构。 [0123] 悬吊装置3B如图8所示具备升降单元15B。升降单元15B具有大致十字状的支持件40，支持件40由两个杆状构件40a、40b构成。两个杆状构件40a、40b以相互正交的形式配置，支持件40的作为两个杆状构件40a、40b正交的点的中心点转动自如地安装于梢端侧臂14的梢端部上。在这样安装于梢端侧臂14上的两个杆状构件40a、40b的长度方向的两端部上分别设置有升降机构41～44。 [0124] 各升降机构41～44分别具有与第一实施形态的升降单元15相同的结构，并且悬吊绳17B卷绕在其卷绕鼓15c上。作为悬吊部的悬吊绳17B从卷绕鼓15c垂下，悬吊绳17B的下端部分分别与安装机构18的主体18a（安装部）的四个角连接。又，如图9所示，各升降机构41～44与悬吊用控制装置6B电气连接，并且各自的动作由悬吊用控制装置6B独立地进行控制。 [0125] 在像这样构成的搬运系统1B中，通过控制升降单元15B的动作，以此可以使工件2升降。因此，搬运系统1B可以通过与前述的三个搬运方法相同的方法搬运工件2，发挥与第一实施形态的搬运系统1及第二实施形态的搬运系统1A相同的作用效果。此外，搬运系统1B独立地控制各升降机构41～44的动作，以此可以改变安装机构18的姿势，即可以改变悬吊的工件2的姿势（例如使工件2倾斜或旋转）。以下，参照图10至图12说明在升降动作中（步骤S5）变更工件2的姿势的情况。 [0126] 在升降动作工序（步骤S5）中，悬吊用控制装置6B根据程序或控制指令控制各升降机构41～44的动作，在使工件2提升的同时改变其姿势。具体而言，悬吊用控制装置6B独立地控制各升降机构41～44的伺服马达15a的旋转速度（即，卷绕鼓15c的卷扬速度），从而调节各悬吊绳17B的悬吊长度。在这里，悬吊长度是指从卷绕鼓15c垂下的（即卷放的）部分的长度。在本实施形态中，以按照第三升降机构43、第四升降机构44、第二升降机构42及第一升降机构41的顺序依次变快的形式设定卷扬速度，从而如图10所示以使工件2向纸面正面侧倾斜的形式调节各悬吊绳17B的悬吊长度。然后，当工件2的姿势变成规定的姿势时，悬吊用控制装置6B以卷扬速度一致的形式控制各升降机构41～44的动作，从而如图11所示保持规定的姿势上升至规定的高度。另外，变更工件2的姿势的方法也可以采用使卷扬速度相同而改变卷扬时间的方法，而并非采用如上述那样变更各升降机构41～44的卷扬速度的方法。 [0127] 又，在搬运动作工序（步骤S4）中搬运用控制装置5基于程序或控制指令控制机械手4的动作的过程与姿势变更动作同时进行，从而与工件2的姿势相配合地变更保持件26的姿势。借助于此，机械手4即使在工件2的姿势变更中以及姿势变更后也可以通过安装机构18保持悬吊的工件2，并且通过搬运用控制装置5控制机械手4的动作而使保持件26移动，以此可以如图12所示在保持工件2变更姿势的状态下将工件2移动至搬运结束位置。 [0128] 像这样在本实施形态的搬运系统1B中，可以变更工件2的姿势并进行搬运，因此可以将工件2与安装面或载置面垂直地置于安装面或载置面不处于水平状态的位置上，可以防止角部接触到所述面上或局部的应力作用于此处而所述面受到损伤的情况。又，在搬运系统1B中，通过高精度地控制各升降单元15的伺服马达15a的输出轴的角位移量或输出轴，以此可以以高精度的平衡状态保持工件2的姿势。 [0129] 除此以外，第三实施形态的搬运系统1B发挥与第一实施形态的搬运系统1相同的作用效果。 [0130] ＜第四实施形态＞ [0131] 第四实施形态的搬运系统1C具备悬吊装置3C及机械手4。悬吊装置3C具备支持机构10C，支持机构10C如图13所示具有两个驱动单元51、52。作为驱动单元的第一驱动单元51及第二驱动单元52具有未图示的伺服马达以及减速器，并且形成为分别转动基端侧臂13及梢端侧臂14的结构。这些两个驱动单元51、52与悬吊用控制装置6C电气连接，悬吊用控制装置6C形成为基于程序或控制指令独立地控制各驱动单元51、52的动作的结构。 [0132] 在像这样构成的搬运系统1C中，在如第一搬运方法那样使悬吊装置3C的动作追随机械手4的动作的情况下，搬运用控制装置5制作用于使安装机构18的动作不仅与保持件26的上下方向的动作同步而且与包括前后左右方向的全方向的动作同步的控制指令，并且将该控制指令发送至悬吊用控制装置6C。另一方面，在如第二搬运方法那样使机械手4的动作追随悬吊装置3C的动作的情况下，悬吊用控制装置6C制作用于使保持件26的动作不仅与安装机构18的上下方向的动作同步而且与包括前后左右方向的全方向的动作同步的控制指令，并且将该控制指令发送至搬运用控制装置5中。 [0133] 像这样在搬运用控制装置5与悬吊用控制装置6C之间交换控制指令，以此可以执行前述的第一搬运方法至第三搬运方法。又，在搬运系统1C中，可以通过驱动单元51、52转动臂13、14，因此可以使悬吊装置3C辅助通过机械手4进行的搬运作业，从而机械手4可以以更小的输出使工件2在水平方向上移动。 [0134] 除此以外，第四实施形态的搬运系统1C发挥与第一实施形态的搬运系统1相同的作用效果。 [0135] ＜第五实施形态＞ [0136] 第五实施形态的搬运系统1D具备悬吊装置3D以及机械手4D。悬吊装置3D具有安装机构18D，安装机构18D具有主体18a、安装件18b以及把持件18c。把持件18c如图14A及图14B所示是大致圆柱状的构件，设置于主体18a的上表面。更详细说明的话，把持件18c配置于主体18a的上表面的中心位置，并且从其上表面向上方延伸。 [0137] 又，如图14A及图14B所示，机械手4D在腕梢端部25的梢端部分设置有手部53。作为引导件的手部53形成为大致U字状，具有两个手指部53a、53b。该两个手指部53a、53b形成为大致圆弧状，它们的周方向一端部通过摇动销54相互可摇动地连接。像这样构成的手部53形成为如下结构：通过使两个手指部53a、53b摇动而使另一端部接近及相隔开，以此可以进行开闭，通过打开而将把持件18c放入至手部53内，并且通过如图15A及图15B所示进行关闭，以此可以把持手部53内的把持件18c的侧表面。 [0138] 在像这样可开闭的手部53的内周面部隔着等间隔设置有三个滚珠55，滚珠55的一部分从手部53的内周面部突出。又，滚珠55以转动的形式配置在手部53的内周面部上，允许通过手部53把持的把持件18c绕轴线转动以及在轴线方向上移动。 [0139] 像这样构成的手部53与第一实施形态的搬运系统1的保持件26相同地，为了通过安装机构18保持工件2而使用。因此，机械手4D通过手部53把持安装机构18D，并且通过手部53对把持件18c施加水平方向的作用力，以此可以在水平方向上引导并移动工件2。另一方面，手部53允许把持件18c的轴线方向的运动。因此，在把持件18c在上下方向上延伸的情况下，手部53可以避开从把持件18c受到的上下方向的干扰力。借助于此，可以消除因前述干扰力而导致的机械手4D的负荷载荷。 [0140] 在像这样构成的搬运系统1D中，允许相对于把手53的安装机构18D的轴线方向的移动，因此即使不使升降单元15的升降动作与手部53的上下方向的动作同步，也可以减少机械手4D的负荷载荷。因此，可以与手部53的上下方向的动作相比延迟地进行升降单元15的升降动作。因此，不需要执行同步控制，可以使通过搬运用控制装置5以及悬吊用控制装置6进行的机械手4D及悬吊装置3D的动作控制变得简单； [0141] 另外，使手部53把持安装机构18D的把持件18c，以此可以通过除了引导工件2的方面不同以外与第一搬运方法及第二搬运方法相同的方法搬运工件2，从而第五实施形态的搬运系统1D发挥与第一实施形态的搬运系统1相同的作用效果。 [0142] ＜其他实施形态＞ [0143] 在第一实施形态至第五实施形态的搬运系统1、1A～1D中，搬运用控制装置5对机械手4、4B、4D执行顺应性控制，但是没有必要必须执行顺应性控制。也可以在机械手4、4B、4D的臂21～24以及腕梢端部25中的任意一个中夹设软吸收器（soft absorber）等的缓冲构件，从而通过物理结构得到与顺应性控制相同的作用效果。此外，悬吊装置3、3A～3D的悬吊机构16、16B没有必要必须由悬吊绳17、17B构成，也可以是空气气缸、油压缸或滚珠丝杠，只要是能够在上下方向上伸缩或使安装机构18升降的机构即可。 [0144] 又，在第一实施形态至第五实施形态的搬运系统1、1A～1D中，保持件26或手部53通过安装机构18、18D搬运工件2，但是也可以是保持件26或手部53直接搬运工件2的结构。又，机械手4、4B、4D由垂直多关节机械手构成，但是机械手的种类不限，也可以是水平三轴机械手。 [0145] 此外，在第一实施形态至第五实施形态的搬运系统1、1A～1D中，升降单元15设置在梢端侧臂14上，但是也可以设置在支柱构件12上。在该情况下，卷绕在卷绕鼓15c上的悬吊绳17的主体部17a以沿着两个臂且从梢端侧臂14的梢端部向下方垂下的形式配置。 [0146] 由上述说明，本领域技术人员明了本发明的较多的改良和其他实施形态等。因此，上述说明仅作为例示解释，是以向本领域技术人员教导实施本发明的最优选的形态为目的提供。在不脱离本发明的精神的范围内，可以实质上变更其结构和/或功能的具体内容。 [0147] 符号说明： [0148] 1、1A～1D 搬运系统； [0149] 2 工件； [0150] 3、3A～3D 悬吊装置； [0151] 4、4B、4D 机械手； [0152] 5 搬运用控制装置； [0153] 6、6A～6C 悬吊用控制装置； [0154] 10 支持机构； [0155] 15 升降单元； [0156] 16 悬吊机构； [0157] 17B 悬吊绳； [0158] 18 安装机构； [0159] 18c 把持件； [0160] 18D 安装机构； [0161] 19 转矩传感器； [0162] 26 保持件； [0163] 41 第一升降单元； [0164] 42 第二升降单元； [0165] 43 第三升降单元； [0166] 44 第四升降单元； [0167] 51 第一驱动单元； [0168] 52 第二驱动单元； [0169] 53 手部； [0170] 55 滚珠。 |
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