JPH079378A

JPH079378A - 物品自動取扱装置

Info

Publication number: JPH079378A
Application number: JP3234855A
Authority: JP
Inventors: Norbert Kremer; クレマーノルベルト; Georges Beck; ベックジョルジュ; Andre Bock; ボックアンドレ; Charles Hennico; エニーコシャルル
Original assignee: Arbed SA; Paul Wurth SA
Current assignee: Paul Wurth SA; Arcelor Luxembourg SA
Priority date: 1990-09-26
Filing date: 1991-09-13
Publication date: 1995-01-13
Also published as: KR920006082A; BR9103237A; LU87812A1; TR25348A; EP0477661A1; US5197847A; CA2047422A1

Abstract

(57)【要約】【目的】製造誤差、作動誤差によって、物品を衝突さ
せたり、落下させたりするのを防止し、作業及び装置に
融通性をもたせ、少ない動力で済む、物品自動取扱装置
を提供する。【構成】作動アームの一端に取付けた物品自動取扱装
置において、物品を支持する吸引器（２６）と、吸引器
を支持する吸引器支持板（２８）と、この吸引器支持板
を支持し移動台（４０）の横摺動棒（３６、３８）に摺
動できる１対のブロック（３０、３２）と、作動アーム
の一端に取付けられた中央支持体（５０）と、中央支持
体（５０）に貫通し横摺動棒（３６、３８）に直角な１
対の縦摺動棒（４６、４８）と、物品の移動を監視し制
御するセンサとを具える。これにより横摺動棒（３６、
３８）と縦摺動棒（４６、４８）との軸線に直角な直線
移動と、中央支持体（５０）の回転による回転運動とに
よって、物品は運ばれ、所定位置に設置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は物品を支持する１個又は
２個以上の吸引器と、この吸引器を直線運動及び回転運
動させる移動手段と、作動アームを休止させた後、物品
を把握し、所定位置に位置決めするため移動手段を監視
し自動的に制御するセンサとを具え、作動アームの一端
に取付けた物品自動取扱装置に関するものである。ま
た、これに限定されないが、本発明は製鋼用転炉のよう
な金属包囲体の耐火ライニングを形成するための耐火煉
瓦のマニプレータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】我々は現在、転炉を構成する煉瓦のライ
ニング作業が可成り機械化されているのを目の当たりに
している。その範囲は、煉瓦を供給する回路の自動化か
ら、煉瓦ライニングプラットホームでの手作業を容易に
するシステム、更に転炉の煉瓦ライニングの全作業をロ
ボット化したシステにまで及んでいる。転炉に煉瓦ライ
ニングを行うそのような設備としては例えばフランス特
許第２６３８７７４号明細書に記載されたものがある。

【０００３】転炉の煉瓦ライニングのための自動システ
ム及びロボットシステムが導入されたのは、専ら経済的
理由と、労働を軽減する目的とのためである。しかし、
手作業に代えてロボットを使用することは、手作業を実
質的に無くすることができる場合、及び作業速度が少な
くとも速く、しかも手作業と同程度に正確である場合に
のみ考えられることである。

【０００４】煉瓦ライニングの速度と、精度とを高める
ため、ヨーロッパ公開公報第２２６０７６号には、転炉
の内側のプラットホームに作業ロボットを設置し、煉瓦
の移送の機能と、所定位置に煉瓦を設置する機能とを別
々に行っている。この機能は、ロボットの作動アームの
一端に設けた自動マニプレータによって行っている。こ
の作動アームによって、煉瓦を自動的に高速で作業帯域
にもたらすようにしている。この作業帯域はマニプレー
タの作動域を形成しており、煉瓦と煉瓦とが衝突するの
を避けるため、既に設置してある煉瓦及び転炉の壁から
所定距離に、この作業帯域を定めている。この作業帯域
内に、ロボットの作動アームを固定し、マニプレータに
よって煉瓦を低速で、正確に位置決めしている。

【０００５】このマニプレータは、煉瓦の正確な位置決
めを行う種々の素子の作用を自動的に監視し、制御する
ため、フィーラ及び移動検出器を具えている。位置決め
検出器とフィーラとによって供給された測定値により、
煉瓦の配置後の作動アームの運動を再計算することがで
きる。これにより、次ぎの煉瓦をマニプレータの作動域
内に移動させ、又は制御コンピユータを使用してロボッ
トに命令し、異なる形式の煉瓦を選択し、煉瓦ライニン
グの曲率の変化や、転炉の壁の変形に応じられるように
している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この従来のマニプレー
タは、特に把握装置の２個の爪の間に煉瓦を保持するた
め、適合性と融通性とに欠ける欠点がある。このような
保持方法を採用している結果、マニプレータは非常に正
確な作動を要求される。これは計算のどんなに小さな誤
差でも、既に設置してある煉瓦に他の煉瓦を衝突させた
り、把握装置が緩んで、既に設置してある煉瓦の上に他
の煉瓦を落下させることになるからである。またこの従
来のマニプレータは半径方向の軸線の周りに煉瓦即ちマ
ニプレータを回転させることができない欠点がある。特
に、煉瓦の設置平面がプラットホームの平面に平行でな
い場合、例えば煉瓦の設置が螺旋状に行われる場合、又
はプラットホームが水平面に対し僅かに傾斜している場
合にこの欠点が著しい。また、欠点としては、煉瓦を壁
に向け最終的に位置決めするよう押圧する前に、この煉
瓦を下にある煉瓦の上に及び隣接する煉瓦に対し横たえ
ることである。このようにすると、最終的に位置決めす
る際、下にある煉瓦及び隣接する煉瓦に対する摩擦のた
め、既に設置してある煉瓦を移動させてしまうことがあ
る。それだけでなく、この摩擦のため、大きな力を要
し、結局大きな動力と、大きなマニプレータとを必要と
することになる。

【０００７】本発明の目的は、煉瓦を吸引器によって保
持し、作業の適合性が大きく、作動動力を減らすことが
できる改良したマニプレータ即ち物品自動取扱装置を得
るにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明物品自動取扱装置は、吸引器を設けた吸引器
支持板と、この吸引器支持板を支持する１対のブロック
と、これ等ブロックが摺動できる横摺動棒を有する移動
台とを具え、更に作動アームの一端に取付けられた中央
支持体内に摺動できるよう収容され横摺動棒に垂直に延
在する１対の縦摺動棒を移動台が具え、横摺動棒と縦摺
動棒との軸線に対し直角に直線移動できる自由度と、回
転できる自由度とを有するよう中央支持体を作動アーム
に取付けたことを特徴とする。

【０００９】ゴム製のばね減衰パッドを介して吸引器支
持板をブロックに取付けるのが好適である。上述した既
知のマニプレータと異なり、物品をゴムの吸引器によっ
て担持しており、把握装置によって保持しない。この吸
引器による把握は、ばね減衰パッドの作用と相俟って、
作業と操作とに一層適合性を与え、ロボット工学で「受
動柔軟性（passive compliance）」と称する小さな衝撃
を吸収することができる。

【００１０】本発明の好適な実施例では、ブロックのお
のおのにそれぞれ取付けた２個の引張プーリと、移動台
の４隅にそれぞれ取付けた４個の復帰プーリと、移動台
に固着した複動圧縮空気モータと、一方のブロックを第
１の横方向に摺動させるため複動圧縮空気モータの一端
と移動台との間に掛けられ一方の復帰プーリと一方のブ
ロックの引張プーリとに掛けられた第１の引張ロープ
と、他方のブロックを第１の横方向と反対方向の第２の
横方向に摺動させるため複動圧縮空気モータの他端と移
動台との間に掛けられ２個の復帰プーリと他方のブロッ
クの引張プーリとに掛けられた第２の引張ロープと、モ
ータによって引張られる一方のプーリの運動を他方のプ
ーリにまた他方のプーリの運動を一方のプーリに互いに
伝えるため移動台の両端間に掛けられブロックのおのお
のの引張プーリと３個の復帰プーリとに掛けられた同期
ロープとを具える。

【００１１】言換えれば、モータによって第１ブロック
を一方向に引張り、引張ロープによって第２ブロックを
第１ブロックの移動に従動させ、圧縮空気モータによっ
て第２ブロックを反対方向に引張り、同期ロープによっ
て第１ブロックを第２ブロックの移動に従動させる。そ
の結果、２個のブロックの移動を完全に同期させ、モー
タで２個のブロックを同時に作動させた場合に比較し、
煉瓦がぶつかり合う危険を防止することができる。

【００１２】圧縮空気モータと、一方のブロックとを移
動センサにそれぞれ関連させてもよい。３直交座標軸に
よる移動台の位置と移動とを測定する複数個の遠隔測定
器を移動台に関連させるのが好適である。

【００１３】ピストンのロッドが中央支持体と一体であ
る空気シリンダを設け、縦摺動棒と横摺動棒との軸線に
垂直にピストンが移動するよう空気シリンダを配置し、
しかも作動アームの端部の空気シリンダのための軸受支
持体によってピストンの移動の軸線の周りに空気シリン
ダが回転自在であるように構成することができる。ピス
トンの軸線方向の移動を測定するため空気シリンダをセ
ンサに関連させることができる。

【００１４】空気シリンダと作動アームとの間の角度的
自由度を、ピストンと空気シリンダとの間の角度的自由
度によって補充するよう構成し、ピストンと空気シリン
ダとの間の角度的自由度を制御された方法で抑制するた
め、空気シリンダと一体のアームの一方の側において中
央支持体５０に２個の空気ばねを固着する。

【００１５】抑制された自由度によって許されるピスト
ンと移動台との回転の角度を測定するための角度センサ
を空気シリンダとそのピストンとに関連させることがで
きる。図面につき本発明を説明する。

【００１６】

【実施例】図２に示す本発明によるマニプレータをロボ
ット（図示せず）の作動アーム２０の一端に取付けて、
コンベヤの内側の移動できるプラットホームに設け、転
炉の壁２１にライニングを施す。図１及び図２では、作
動アーム２０の固定後、マニプレータの作動範囲内に既
に設置してある煉瓦２４に対し煉瓦２２を位置決めする
ための作動位置に、マニプレータを示す。円形に煉瓦を
ライニングするため、図２に示すように煉瓦２２は台形
断面を有する。更に、煉瓦ライニングを種々の曲率半径
に応じられるようにするとともに、転炉の壁の生じ得る
変形を補正し得るようにするため、一般に台形の傾斜角
の異なる２種類の煉瓦を設ける。

【００１７】図１に示すように、煉瓦を一連の吸引器２
６によってマニプレータに把握する。この一連の吸引器
２６を吸引器支持板２８の下面に設け、真空ポンプ（図
示せず）に連結する。ゴムで製造した複数個のばね減衰
パッド３４を介して２個のブロック３０、３２により吸
引器支持板２８を支持する。従って、煉瓦２２はマニプ
レータに強固に支持されていない。ばね減衰パッド３４
及び吸引器２６の可撓性とによって、吸引器支持板２８
はクッションとして作用し、小さい衝撃を吸収し、作動
のある程度の不規則性と不正確性とを補うことができ
る。この許容性によって、煉瓦ライニングを螺旋形に施
工する際、転炉の半径に応じ、煉瓦を種々の傾斜に配置
することができ、煉瓦ライニングの平面に対するプラッ
トホームの僅かな傾斜をも許容することができる。

【００１８】複数個の吸引器を設けることによって、種
々の吸引器用回路に吸引器を選択的に接続することがで
き、従って、吸引器支持板を変更することなく、種々の
長さの煉瓦を取扱うことができる。

【００１９】図２に示すように、マニプレータのフレー
ムを構成する移動台４０の一部を形成する２個の横摺動
棒３６、３８に沿って２個のブロック３０、３２を摺動
させる。

【００２０】更に、移動台４０は、横摺動棒３６、３８
に対し垂直な２個の縦摺動棒４６、４８を具え、これ等
縦摺動棒４６、４８を中央支持体５０に横切らせる。即
ち、中央支持体５０によって、摺動棒４６、４８を支持
するとともに、縦摺動棒４６、４８を縦方向に中央支持
体５０に貫通摺動させる。従って、図２の位置では、摺
動棒３６、３８上をブロック３０、３２が摺動すること
によって、吸引器支持板２８は煉瓦２２と共に、設置し
てある煉瓦２４に向け横方向に移動することができると
ともに、中央支持体５０内に摺動棒４６、４８を摺動さ
せることにより移動台４０を縦方向に移動させることに
より、既に設置してある煉瓦２４に平行に吸引器支持板
２８と煉瓦２２とを移動させることができる。摺動棒３
６、３８上のブロック３０、３２の摺動はモータの作用
によって行う。この実施例では、モータは移動台４０の
縦側面の一個に固着した圧縮空気モータ５２である。

【００２１】本発明の一要旨によれば、ブロック３０、
３２の駆動は引張ロープによって行う。この目的のた
め、移動台４０の上部の４隅に復帰プーリ５４、５６、
５８、６０を担持する。図１に示すように、これ等復帰
プーリは２重プーリで、プーリ溝を２個具え、同一のプ
ーリに２個のロープを掛けることができる。プーリ５
４、５６のプーリ溝をそれぞれ１個にしてもよいが、便
利さと、互換性との理由から全部のプーリを２重プーリ
にするのが好適である。同様に２重プーリである２個の
引張プーリ６２、６４を２個のブロック３０、３２に設
ける。破線で示した第１引張ロープ６６を移動台４０と
圧縮空気モータ５２のピストンロッド６８の一端との間
に張り、ブロック３０の引張プーリ６２と復帰プーリ５
４との周りに通す。第２引張ロープ７０を移動台４０と
圧縮空気モータ５２のピストンロッド６８の他端との間
に張り、他方のブロック３２の引張プーリ６４と復帰プ
ーリ５８、６０との周りに通す。更に、短い鎖線で示し
た同期ロープ７２を移動台４０の直径的に対向する２個
の端部に掛け、第１引張プーリ６２と、復帰プーリ５
６、５８、６０と、第２引張プーリ６４との周りに掛け
る。これ等３個のロープは既知の調整ナットによって少
なくともそれぞれの一端を固着し、張力を調整できるよ
うにするとともに、起こり得る伸びを補正できるように
する。

【００２２】圧縮空気モータ５２を作動させると、図２
に示す極限位置から出発して、ピストンロッド６８の移
動方向に、左に向け、同期ロープ７０によってウインチ
効果により、ブロック３２と共にプーリ６４を駆動し、
煉瓦２４に向け煉瓦２２を横方向に移動させる。この移
動はプーリ６４によって同期ケーブル７２に伝動し、そ
の結果、他のブロック３０のプーリ６２に同一のウイン
チ効果を及ぼし、ブロック３０をこれに対向するブロッ
ク３２の移動に従動させる。従って、２個のブロック３
０、３２は完全な強制的な同期運動をし、これ等ブロッ
クがそれぞれの摺動棒上で滞るのを防止することができ
る。ウインチ効果によって、ブロックの移動速度はピス
トンロッド６８の移動速度の半分であり、ピストンロッ
ド６８の引張力は各引張プーリ６２、６４に均一に分散
することに注意すべきである。

【００２３】例えば図２に示す位置に向け、右にピスト
ンロッド６８を移動させるよう、圧縮空気モータ５２を
作動させた時、引張ロープ６６によって、ブロック３２
はピストンロッド６８の作用を受ける。一方ブロック３
０の移動によりプーリ６２を介して同期ロープ７２を引
張り、その結果ブロック３２を同期して駆動するから、
吸引器支持板２８を煉瓦２４から離して横方向に動か
す。

【００２４】圧縮空気モータ５２のピストンロッド６８
の位置と移動とは、既知のセンサ７４によって測定す
る。アナログセンサ７６をブロックの１個、この場合の
ブロック３２に関連させ、両方のブロック及び煉瓦２２
の横方向の位置と移動とを測定する。

【００２５】煉瓦２２と静止煉瓦２４とが接触した瞬間
の反作用によって、横方向に移動中の煉瓦２２と静止煉
瓦２４との間の接触を自動的に検出できるよう、モータ
５２の空気による制御が可能なように設計する。また、
この空気による制御は、必要に応じ、異なる圧力でモー
タ５２を作動させるように設計されている。従って、煉
瓦２２を横方向に移動中、マニプレータは平均圧力で作
動する。煉瓦２２を静止煉瓦２４に接触保持するために
は、低圧力を使用し、一方、煉瓦の設置作業の終わり
に、煉瓦の位置を補正するためには高圧を使用する。

【００２６】中央支持体５０に貫通する摺動棒４６、４
８の摺動による移動台４０の縦方向の移動は、ウオーム
８０によって行われる。このウオームは移動台４０の軸
受内に回転自在に収容されており、２個の縦摺動棒４
６、４８の間にそれに平行にブロック５０に貫通してい
る。ウオーム８０を回転することによって、その回転の
方向に応じて、中央支持体５０に対し、一方向又は他方
向に移動台４０を移動させる。圧縮空気モータ５２を取
付けた移動台４０の縦側面に固着した電動機７８の作用
によってコグベルト８２によって、ウオーム８０を駆動
する。

【００２７】このマニプレータは、例えば赤外線又は超
音波の遠隔測定器のような一連の距離検出器を具える。
この測定を利用して、マニプレータの移動構成部材の移
動を監視し、制御し、所要に応じ、作動アームの移動を
監視し、制御し、各煉瓦の設置後の自動プログラムを再
計算する。移動台の前方に、遠隔測定器８４を設置し、
転炉の壁２１までの煉瓦の距離を決定する。この遠隔測
定器８４を、移動台４０の後部にある遠隔測定器８６に
関連させ、既に設置してある煉瓦２４の内面までの距離
を測定する。これ等２個の遠隔測定器８４、８６は、移
動台４０の縦方向の移動を行わせる電動機７８の制御に
応動する。第３の遠隔測定器８９を下方に向け垂直に指
向させ、すでに設置されている煉瓦までの煉瓦２２の高
さを測定する。この遠隔測定器８９は、以下に一層詳細
に説明するマニプレータの垂直移動に応動する。移動台
４０に固定する代わりに、所要に応じこれ等遠隔測定器
を後退自在のアームに取付け、ロボットの移動を妨害し
ないよう、収納位置に後退できるようにしてもよい。

【００２８】煉瓦を配置する平面についての２つの自由
度はモータ５２、７８によって管理されるのであるが、
この２つの自由度は、この２つの自由度を持つ平面に垂
直な１つの垂直直線自由度と、この垂直直線自由度の軸
線の周りの１つの角度的自由度とによって補充される。
中央支持体５０は、作動アーム２０の端部に担持した空
気シリンダ９２のピストン９６のロッド９０と軸受９４
によって一体になっており、この軸受により、作動アー
ム２０に対するピストン９６とそのロッド９０との移動
軸線Ｏの周りの空気シリンダ９２の回転を可能にする。
また、シリンダ９２がそのピストンを軸線方向に動かす
ことによって、作動アーム２０に対し移動台４０と煉瓦
２２とを上下動させる。この軸線方向の移動は、遠隔測
定器８９の測定の機能としての制御プロラムによって制
御されるとともに、移動検出器９８によって測定され、
制御される。この移動検出器９８は、ピストン９６とそ
のロッド９０とに対し軸線方向に移動できる軸１００に
関連しており、ピストン９６のロッド９０の凹所内に収
容されている。カバー１０２によりシリンダ９２をシー
ルする。

【００２９】シリンダ９２の制御のためのこの空気回路
によって、マニプレータの重量とその負荷とを自動的に
補正するとともに、移動台の下降中、煉瓦のライニング
の平面に対し煉瓦２２の接近を制御し、所定平面内に煉
瓦を静かに設置できるようにする。また、この空気回路
は、計算の誤差があった場合、設置すべき煉瓦及びその
設置位置に幾何学的誤差があった場合、空気ばねとして
作用する。更に、この空気回路は、煉瓦を設置した直後
及び煉瓦を吸引器２６から釈放した後、マニプレータの
自動的な上昇を可能とする。

【００３０】煉瓦の重量を補正することは摩擦力を減ら
すのに有利である。この補正のため、その結果として特
に移動台とモータとに一層軽い構造を選択できる利点が
ある。更に、このことにより、既に設置してある煉瓦が
摩擦のため不随意に移動する危険を減らし、ロボットと
プラットホームとに加わる反力を減らすことができる。

【００３１】空気シリンダ９２の回転に関連して、例え
ば電動機のような適切なモータ１０１を作動アーム２０
上に設け、例えばシリンダ９２の下面に設けたクラウン
歯車９７上のコグベルト又は駆動ピニオン９９を介し
て、このモータ１０１を空気シリンダ９２に作用させ
る。

【００３２】シリンダ９２と一体の制御アーム１０４に
よって、シリンダ９２の回転は中央支持体５０と、移動
台４０とに伝達する。この制御アーム１０４はＬ字状
で、そのＬ字状の一方の脚は中央支持体５０の上方に平
行に延在し、他方の脚はモータ５２、７８を設けた側と
反対側の中央支持体５０の縦側面に沿って垂直に伸びて
いる。この制御アームと同じ側に、中央支持体５０に２
個の空気ばね１０６、１０８を固着する。これ等空気ば
ね１０６、１０８は作動時、制御アーム１０４の垂直な
部分の両側に接触して、２個の止めを形成し、アーム１
０４と、シリンダ９２とに対して中央支持体５０を停止
させる。空気シリンダ９２を軸線Ｏの周りに回転させる
ことにより、制御アーム１０４の位置に応じて、軸線Ｏ
の周りのマニプレータの角度位置を変更することができ
る。従って、空気ばね１０６、１０８は、アーム１０４
の角移動に追従できるだけ、中央支持体５０及び移動台
４０に対し十分に強力でなければならない。一方、例え
ばマニプレータが固定物に偶然衝突した時のように、異
常な力を受けた時に、逃げられるだけのばね作用を空気
ばね１０６、１０８は有し、これにより異常な場合に
は、アーム１０４によって定まる方向と異なる方向を中
央支持体５０と移動台４０とが一時的に占めることがで
きるようにする。この作用は空気バネ１０６、１０８の
いずれか一方の力に抗して行われる。

【００３３】更に、圧縮空気モータ５２の作動中、制御
されて、好ましくは自動的に、２個のばね１０６、１０
８は互いに反作用を及ぼしており、これにより、２個の
空気ばね１０６、１０８の離間できる限度内で、アーム
１０４によって定まる方向から移動台４０を釈放し、移
動台４０を軸線Ｏの周りに回動できるようにする。この
回動は、空気シリンダ９２に対し、ロッド９０とそのピ
ストン９６との回転が自由であることから可能であり、
このことは、すでに配置した煉瓦２４上に煉瓦２２を自
動的に補正しながら配列するために、モータ５２によっ
て移動台４０を横方向に移動させている間、好ましいこ
とである。ロッド９０と一体に回転する軸１００の回転
の大きさを測定する角度センサ１１０によって、この回
動は検出される。次ぎの煉瓦を配置している間、空気シ
リンダ９２の角度位置を変更することによって、マニプ
レータの位置を自動的に補正するために、この測定を利
用することができる。

【００３４】図３〜図１４を参照して、煉瓦を受取り、
設置する全サイクルを次ぎに説明する。作動プラットホ
ーム上のマニプレータによって、正しく煉瓦を受取るに
は、プラットホーム上の煉瓦の方向と位置とを完全に知
っていることが必要である。これ等のパラメターの自動
的な決定は、例えば映像処理ユニットを有するカメラを
具える電子視覚システムに任せてもよい。更に、基準の
決定、位置決め、移動及び測定に関しては、基準点によ
って、マニプレータの位置を確認することが必要であ
る。この場合の基準点は図３に点ＴＣＰ（ツール中心
点）で示した点であり、この点はマニプレータの垂直軸
線上にあるのが好適である。同様に、把握すべき煉瓦１
２２も他の基準点、この場合の点ＰＵＰ（ピックアップ
点）によって確認される。

【００３５】ロボットの作動アーム１２０とマニプレー
タとはプログラムされた方向を向いているが、把握すべ
き煉瓦の上方のプログラムされた位置に、作動アーム１
２０とマニプレータとを移動させる。マニプレータ１２
４の基準点ＴＣＰが煉瓦１２２の基準点ＰＵＰに対し垂
直に一線にするためである。

【００３６】マニプレータの方向は、既に所定位置に設
置してある煉瓦に物理的に接触させようとする煉瓦１２
２の縦側面にマニプレータの縦軸線が平行になるように
してマニプレータの方向を決定するのがよい。ロボット
と、マニプレータとの正しい位置決めが行われた時、吸
引器２６による吸引により、また空気シリンダ９２へ加
圧空気を加えることにより、更にロボットのアームを移
動させることにより、煉瓦の把握が行われる。

【００３７】次に、マニプレータ２４と煉瓦１２２とと
もに、作動アーム２０をその設置予定位置に近い帯域
に、高速で移動させる。ただし、その位置は、既に設置
してある煉瓦に衝突する危険を避けるため、その煉瓦か
ら十分離れた安全帯域内の位置である。この安全帯域の
座標は、既に設置してある煉瓦１２６の位置決め中の、
遠隔測定器とセンサとによって行われた測定により、自
動的に決定される。このようにして、定められた帯域
を、図５及び図６に煉瓦の位置によって示した。

【００３８】図５及び図６に示す予備位置においては、
転炉の壁１２８、隣接する煉瓦１２６及び一層下の煉瓦
１３０までの煉瓦１２２からの距離の測定は、マニプレ
ータ１２４の作動範囲を超過しているか否かに関して遠
隔測定器８４、８６、８８、８９によって行われる。こ
の測定が行われると、検出器によって供給された測定結
果の機能の１つとして、減速した速度で矢印の方向に作
動アームを移動させることによって、図５及び図６の予
備位置は修正され、煉瓦は図７及び図８に示す位置を占
める。この位置でロボットは固定され、煉瓦１２２の位
置決めを行うため、マニプレータを作動させる。

【００３９】次の作用は煉瓦１２２を図１０の矢印の方
向に動かし、隣接する煉瓦１２６に物理的に接触させる
ことである。この目的のため、圧縮空気モータ５２を作
動させ、引張ロープ及び同期ロープにより、煉瓦と吸引
器支持板２８とを側方に移動させる。この移動中、空気
ばね１０６、１０８を不作動にして、制御アーム１０４
に対し移動台４０と煉瓦とを垂直軸線Ｏの周りに回動さ
せる。これにより、所定位置にある煉瓦１２６に対する
煉瓦の生じ得る誤差を補正することが可能になる。この
横方向の運動と回動との組合わせによって、１０図に示
すように、煉瓦１２６の全長にわたり煉瓦１２２が正し
く接触する。この工程中、マニプレータ４０のこの回動
は角度センサ１１０によって検出し、次ぎの煉瓦を配置
するためのマニプレータの方向の再計算に利用する。同
様に、アナログセンサ７６によってブロック３２の側方
への移動を測定し、この測定を利用して次ぎの煉瓦を配
置するためのロボットの移動を再計算する。

【００４０】次ぎの工程は、煉瓦１２２を１２図の矢印
の方向に縦方向に動かすことである。この目的のため、
モータ７８を作動させ、マニプレータの移動台４０を中
央支持体５０に通して、縦方向に摺動させる。この移動
中、圧縮空気モータ５２の圧力を減少させ、煉瓦１２２
と煉瓦１２６との間の摩擦を減少させる。しかし、その
摩擦は両煉瓦の物理的な接触を保持するに十分な値に維
持する。前の煉瓦を設置している間に、行った測定の機
能の１つとして、この移動の量をプロラムする。然し、
この移動は転炉の壁１２８までの距離を測定する遠隔測
定器８４によって監視される。また、所要に応じ、例え
ば壁１２８が変形した場合、一方向又は他方向に煉瓦１
２２を縦方向に移動させるためのプログラムの補正を遠
隔測定器８４によって行わせる。

【００４１】図１２及び図１３に示す最終位置に下降さ
せることによって、煉瓦１２２の設置は完了する。この
目的のため、空気シリンダ９２を作動させ、遠隔測定器
８９によって供給された測定値の制御を受けて、移動台
を下降させる。この遠隔測定器８９は、表面１３０に接
近しつつある時、その速度を減速し、煉瓦１２２を静か
に設置できるようにする。この下降距離の大きさは、移
動検出器９８によって測定し、この測定値を、煉瓦の縦
横の移動量に相当する測定値と、制御アーム１０４の周
りの回動角の測定値とともに利用して、煉瓦の正確な位
置を計算し、次の煉瓦を設置するためのロボットの運動
を制御する。

【００４２】煉瓦１２２が最終的な正しい位置を占めた
時、圧縮空気供給源から切離して圧縮空気モータを不作
動にし、吸引器２６を真空ポンプから切離して、（必要
なら圧力源に連結して）、マニプレータから煉瓦２２を
迅速に釈放し、空気シリンダ９２の作用により、作動ア
ームに対し、マニプレータを上昇させる。

【００４３】プラットホームの上で作動アーム２０を復
帰させている間、次ぎの煉瓦を持ってくるため、２個の
空気ばね１０６、１０８を再び作用させ、作動アームに
対するマニプレータの角度的安定性と正しい方向とを確
実なものにする。同時に、モータ５２、７８を作動さ
せ、これ等動き得る素子をそれぞれの出発位置に向け移
動させるとともに、移動センサによって供給された情報
をコンピユータで処理し、セットアップデータと比較
し、次ぎの煉瓦を設置するため作動アームの通路を再計
算する。最後の煉瓦の位置の測定値とセットアップデー
タとを比較することによって、煉瓦ライニングの幾何学
的形状を考慮して、煉瓦の形式がそのままでよいか、形
式を変更する必要があるかを自動的に決定することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明物品自動取扱装置の一部を断面とする線
図的正面図である。

【図２】図２の装置の平面図である。

【図３】本発明装置により煉瓦を移送し、配置する作動
工程の１つを線図的に示す図である。

【図４】本発明装置により煉瓦を移送し、配置する作動
工程の１つを線図的に示す図である。

【図５】本発明装置により煉瓦を移送し、配置する作動
工程の１つを線図的に示す図である。

【図６】本発明装置により煉瓦を移送し、配置する作動
工程の１つを線図的に示す図である。

【図７】本発明装置により煉瓦を移送し、配置する作動
工程の１つを線図的に示す図である。

【図８】本発明装置により煉瓦を移送し、配置する作動
工程の１つを線図的に示す図である。

【図９】本発明装置により煉瓦を移送し、配置する作動
工程の１つを線図的に示す図である。

【図１０】本発明装置により煉瓦を移送し、配置する作
動工程の１つを線図的に示す図である。

【図１１】本発明装置により煉瓦を移送し、配置する作
動工程の１つを線図的に示す図である。

【図１２】本発明装置により煉瓦を移送し、配置する作
動工程の１つを線図的に示す図である。

【図１３】本発明装置により煉瓦を移送し、配置する作
動工程の１つを線図的に示す図である。

【図１４】本発明装置により煉瓦を移送し、配置する作
動工程の１つを線図的に示す図である。

【符号の説明】

２０作動アーム２１壁２２煉瓦２６吸引器２８吸引器支持板３０ブロック３４ばね減衰パッド３６横摺動棒４０移動台４６縦摺動棒５０中央支持体５２圧縮空気モータ５４復帰プーリ６２引張プーリ６６第１引張ロープ６８ピストンロッド７０第２引張ロープ７２同期ロープ７４センサ７６アナログセンサ７８電動機８０ウオーム８２コグベルト８４遠隔測定器９０ロッド９２空気シリンダ９４軸受９６ピストン９７クラウン歯車９８移動検出器９９駆動ピニオン１００軸１０１モータ１０２カバー１０４制御アーム１０６空気ばね１１０角度センサ１２２煉瓦１２４マニプレータ１２６隣接する煉瓦１３０下の煉瓦

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ノルベルトクレマールクセンブルグ国エル−3542 デュデランジュリュドュパルク 124 (72)発明者ジョルジュベックルクセンブルグ国エル−1127 ルクセンブルグスクアールアンドレ 10 (72)発明者アンドレボックルクセンブルグ国エル−1224 ルクセンブルグリュリュドヴィッヒファウベートーヴェン９ (72)発明者シャルルエニーコルクセンブルグ国エル−8707 コセルダンジュリュデヴィステン１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物品を支持する１個又は２個以上の吸引
器と、この吸引器を直線運動及び回転運動させる移動手
段と、作動アームを休止させた後、物品を把握し、所定
位置に位置決めするため、前記移動手段を監視し自動的
に制御するセンサとを具え、作動アームの一端に取付け
た物品自動取扱装置において、前記吸引器（２６）を設
けた吸引器支持板（２８）と、この吸引器支持板（２
８）を支持する１対のブロック（３０、３２）と、これ
等ブロック（３０、３２）が摺動できる横摺動棒（３
６、３８）を有する移動台（４０）とを具え、更に前記
作動アーム（２０）の前記一端に取付けられた中央支持
体（５０）内に摺動できるよう収容され前記横摺動棒
（３６、３８）に垂直に延在する１対の縦摺動棒（４
６、４８）を前記移動台（４０）が具え、前記横摺動棒
（３６、３８）と前記縦摺動棒（４６、４８）との軸線
に対し直角に直線移動できる自由度と、回転できる自由
度とを有するよう前記中央支持体を前記作動アームに取
付けたことを特徴とする物品自動取扱装置。
【請求項２】ゴム製のばね減衰パッドを介して前記吸
引器支持板（２８）を前記ブロック（３０、３２）に取
付けたことを特徴とする請求項１に記載の物品自動取扱
装置。
【請求項３】前記ブロック（３０、３２）のおのおの
にそれぞれ取付けた２個の引張プーリ（６２、６４）
と、前記移動台（４０）の４隅にそれぞれ取付けた４個
の復帰プーリ（５４、５６、５８、６０）と、前記移動
台（４０）に固着した複動圧縮空気モータ（５２）と、
一方の前記ブロック（３０）を第１の横方向に摺動させ
るため前記複動圧縮空気モータ（５２）の一端と前記移
動台（４０）との間に掛けられ一方の復帰プーリ（５
４）と一方の前記ブロック（３０）の前記引張プーリ
（６２）とに掛けられた第１の引張ロープ（６６）と、
他方の前記ブロック（３２）を第１の横方向と反対方向
の第２の横方向に摺動させるため前記複動圧縮空気モー
タ（５２）の他端と前記移動台（４０）との間に掛けら
れ２個の復帰プーリ（５８、６０）と他方の前記ブロッ
ク（３２）の前記引張プーリ（６４）とに掛けられた第
２の引張ロープ（７０）と、前記モータ（５２）によっ
て引張られる一方の前記プーリの運動を他方のプーリ
に、また他方のプーリの運動を一方のプーリに互いに伝
えるため前記移動台（４０）の両端間に掛けられ前記ブ
ロック（３０、３２）のおのおのの引張プーリと３個の
復帰プーリ（５６、５８、６０）とに掛けられた同期ロ
ープ（７２）とを具えたことを特徴とする請求項１に記
載の物品自動取扱装置。
【請求項４】前記移動台（４０）の軸受内に収容され
前記中央支持体（５０）に貫通し前記摺動棒（４６、４
８）の中央部にこれ等摺動棒に平行に延在するウオーム
（８０）と、前記移動台（４０）を前記中央支持体（５
０）に対し縦方向に摺動させるため前記移動台（４０）
に固着され前記ウオーム（８０）を回転駆動する電動機
（７８）とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の
物品自動取扱装置。
【請求項５】前記圧縮空気モータ（５２）と、一方の
前記ブロック（３２）とを移動センサ（７４、７６）に
それぞれ関連させたことを特徴とする請求項３に記載の
物品自動取扱装置。
【請求項６】前記圧縮空気モータ（５２）の圧力を調
整自在にしたことを特徴とする請求項３に記載の物品自
動取扱装置。
【請求項７】３直交座標軸による前記移動台（４０）
の位置と移動とを測定する複数個の遠隔測定器（８４、
８６、８９）を前記移動台（４０）に関連させたことを
特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の物品自
動取扱装置。
【請求項８】ピストン（９６）のロッド（９０）が前
記中央支持体（５０）と一体である空気シリンダ（９
２）を設け、前記縦摺動棒と前記横摺動棒との軸線に垂
直に前記ピストン（９６）が移動するよう前記空気シリ
ンダ（９２）を配置し、しかも前記作動アーム（２０）
の端部の前記空気シリンダ（９２）のための軸受支持体
（９４）によって前記ピストン（９６）の移動の軸線の
周りに前記空気シリンダ（９２）が回転自在であるよう
に構成したことを特徴とする請求項１に記載の物品自動
取扱装置。
【請求項９】前記ピストン（９６）の軸線方向の移動
を測定するため空気シリンダ（９２）をセンサ（９８）
に関連させたことを特徴とする請求項８に記載の物品自
動取扱装置。
【請求項１０】前記空気シリンダ（９２）と前記作動
アーム（２０）との間の角度的自由度を、前記ピストン
（９６）と前記空気シリンダ（９２）との間の角度的自
由度によって補充するよう構成し、前記ピストン（９
６）と空気シリンダ（９２）との間の角度的自由度を制
御された方法で抑制するため、前記空気シリンダ（９
２）と一体のアーム（１０４）の一方の側において前記
中央支持体（５０）に２個の空気ばね（１０６、１０
８）を固着したことを特徴とする請求項８に記載の物品
自動取扱装置。
【請求項１１】抑制された自由度によって許される前
記ピストン（９６）と前記移動台（４０）との回転の角
度を測定するため空気シリンダ（９２）とそのピストン
（９６）とに関連する角度センサ（１１０）を設けたこ
とを特徴とする請求項１０に記載の物品自動取扱装置。
【請求項１２】前記アーム（１０４）によって前記移
動台（４０）の方向を変更するため、モータ（１０１）
の制御を受けて駆動ピニオン（９９）によって作動する
クラウン歯車（９７）を前記空気シリンダ（９２）に設
けたことを特徴とする請求項１０に記載の物品自動取扱
装置。
【請求項１３】請求項１〜１２のいずれか１項に記載
の物品自動取扱装置を設けたロボット。
【請求項１４】前記ロボットを単に物品の運搬のみに
使用し、前記物品自動取扱装置を前記ロボットの休止
後、単に物品の設置のみに使用することを特徴とする請
求項１３に記載のロボット。
【請求項１５】包囲体の内部の煉瓦ライニングのため
請求項１３及び１４のいずれか１項に記載のロボットの
使用方法。
【請求項１６】前記包囲体が冶金学の転炉であること
を特徴とする請求項１５に記載のロボットの使用方法。