(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のハンドの間隔を変化させることで、対象物を把持又は解放する把持機構と、
前記把持機構を駆動する把持駆動部と、
前記一対のハンドを移動可能に支持する、少なくとも一本のシャフトと、
前記シャフトを回転させるシャフト駆動部と、
把持位置又は解放位置まで前記ハンドを移動するよう、前記シャフトの回転によって伸縮する伸縮機構と、
前記把持機構が把持した対象物が載置されるコンベアベルトと、
前記シャフトの回転を前記コンベアベルトに伝達する伝達機構と、を備えた移載装置。
【請求項２】
前記コンベアベルトの搬送面での搬送速度と、前記伸縮機構の伸縮速度が等速となっている請求項１に記載の移載装置。
【請求項３】
前記シャフトから前記コンベアベルトへの動力伝達を遮断するクラッチをさらに備える請求項１、又は２に記載の移載装置。
【請求項４】
前記シャフトが、
第１のシャフトと、
前記伸縮機構の伸縮方向において、前記第１のシャフトと離間して設けられた第２のシャフトと、を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の移載装置。
【請求項５】
シャフトに移動可能に支持された一対のハンドの間隔を近づけるよう、把持駆動部を駆動するステップと、
前記把持駆動部によって、前記一対のハンドを前記シャフトに沿って近づけて、対象物を把持するステップと、
前記一対のハンドが前記対象物を把持した状態で、シャフト駆動部が前記シャフトを回転するステップと、
前記シャフトの回転によって、前記一対のハンドの伸縮機構が伸縮するステップと、
前記伸縮機構の伸縮によって、前記一対のハンドが前記対象物の解放位置まで移動するステップと、
前記把持駆動部が、前記解放位置まで移動した前記一対のハンドを駆動して、前記対象物を解放するステップと、
前記伸縮機構を伸縮させることで、前記一対のハンドが把持した対象物をコンベアベルト上まで載置するステップと、を備え、
前記シャフトの回転によって、前記コンベアベルトが回転する移載方法。
【請求項６】
前記コンベアベルトの搬送面での搬送速度と、前記一対のハンドの伸縮速度が等速になっている請求項５に記載の移載方法。
【請求項７】
クラッチによって、前記シャフトから前記コンベアベルトへの動力伝達を遮断するステップと、
前記クラッチが前記コンベアベルトへの動力伝達を遮断し、かつ前記一対のハンドが前記対象物を解放した状態で、前記一対のハンドを伸縮させるステップと、をさらに備えた請求項５、又は６に記載の移載方法。
【請求項８】
前記シャフトが、
第１のシャフトと、
前記伸縮機構の伸縮方向において、前記第１のシャフトと離間して設けられた第２のシャフトと、を備える請求項５〜７のいずれか１項に記載の移載方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移載装置、及び移載方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製造ラインにおいて、物品を移載させる移載装置が利用されている。特許文献１の物品移載装置は、遠近移動自在に設けられた一対の物品保持体を備えている。それぞれの物品保持体をそれぞれ電動モータで駆動することで、出退移動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２５３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の物品移載装置は、一対の物品保持体（ハンド）の夫々は出退用案内レールに移動自在に案内支持されている。そして、一対の出退移動用電動モータが、一対の物品保持体を出退方向に移動させている。さらに、一対の物品保持体は、横幅方向に移動自在に案内支持されている。そして、遠近移動用電動モータが物品保持体を遠近移動させている。
【０００５】
さらに、一対の物品保持体の間には、コンベアが設けられている。コンベア用電動モータは、コンベアを正逆に回転駆動する。そして、コンベアは物品保持体の出退移動と協働にて、物品を移動させる。このように、特許文献１の物品移載装置は、コンベア用電動モータ、遠近移動用電動モータ、及び一対の出退移動用電動モータが設けられている。
【０００６】
このような移載装置において、より簡素な構成が望まれている。すなわち、簡素な構成で、適切に移載することができれば、コストダウンを図ることができる。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、簡素な構成で移載することができる移載装置、及び移載方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る移載装置は、一対のハンドの間隔を変化させることで、対象物を把持又は解放する把持機構と、前記把持機構を駆動する把持駆動部と、前記一対のハンドを移動可能に支持する、少なくとも一本のシャフトと、前記シャフトを回転させるシャフト駆動部と、把持位置又は解放位置まで前記ハンドを移動するよう、前記シャフトの回転によって伸縮する伸縮機構と、を備えたものである。
【０００９】
上記の移載装置は、前記把持機構が把持した対象物が載置されるコンベアベルトと、前記シャフトの回転を前記コンベアベルトに伝達する伝達機構と、をさらに備えていてもよい。
【００１０】
上記の移載装置において、前記コンベアベルトの搬送面での搬送速度と、前記伸縮機構の伸縮速度が等速となっていてもよい。
【００１１】
上記の移載装置は、前記シャフトから前記コンベアベルトへの動力伝達を遮断するクラッチをさらに備えていてもよい。
【００１２】
上記の移載装置は、前記把持機構が把持した対象物が載置されるスライダボートを備え、前記伸縮機構の伸縮動作によって、前記対象物が前記スライダボード上を滑走するようにしてもよい。
【００１３】
上記の移載装置において、前記シャフトが、第１のシャフトと、前記伸縮機構の伸縮方向において、前記第１のシャフトと離間して設けられた第２のシャフトと、を備えていてもよい。
【００１４】
本実施の形態に係る移載方法は、シャフトに移動可能に支持された一対のハンドの間隔を近づけるよう、把持駆動部を駆動するステップと、前記把持駆動部によって、前記一対のハンドを前記シャフトに沿って近づけて、対象物を把持するステップと、前記一対のハンドが前記対象物を把持した状態で、シャフト駆動部が前記シャフトを回転するステップと、前記シャフトの回転によって、前記一対のハンドの伸縮機構が伸縮するステップと、前記伸縮機構の伸縮によって、前記一対のハンドが前記対象物の解放位置まで移動するステップと、前記把持駆動部が、前記解放位置まで移動した前記一対のハンドを駆動して、前記対象物を解放するステップと、を備えたものである。
【００１５】
上記の移載方法は、前記伸縮機構を伸縮させることで、前記一対のハンドが把持した対象物をコンベアベルト上まで載置するステップをさらに備え、前記シャフトの回転によって、前記コンベアベルトが回転するようにしてもよい。
【００１６】
上記の移載方法は、前記コンベアベルトの搬送面での搬送速度と、前記一対のハンドの伸縮速度が等速になっていてもよい。
【００１７】
上記の移載方法は、クラッチによって、前記シャフトから前記コンベアベルトへの動力伝達を遮断するステップと、前記クラッチが前記コンベアベルトへの動力伝達を遮断し、かつ前記一対のハンドが前記対象物を解放した状態で、前記一対のハンドを伸縮させるステップと、をさらに備えていてもよい。
【００１８】
上記の移載方法は、前記伸縮機構を伸縮させることで、前記一対のハンドが把持した対象物をスライダボード上に載置するステップをさらに備え、前記一対のハンドの伸縮によって、前記対象物が前記スライダボード上を滑走するようにしてもよい。
【００１９】
上記の移載方法において、前記シャフトが、第１のシャフトと、前記伸縮機構の伸縮方向において、前記第１のシャフトと離間して設けられた第２のシャフトと、を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡素な構成で移載することができる移載装置、及び移載方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】移載装置の全体構成を示す図である。
【図２】実施の形態１にかかる移載装置のキャリッジの構成を示す上面図である。
【図３】コンベアベルトの回転機構を示す上面図である
【図４】ハンドユニットの伸縮機構を示す正面図である。
【図５】ハンドユニットの伸縮機構を示す側面図である。
【図６】ハンドユニットの把持機構を示す正面詳細図である。
【図７】実施の形態２にかかる移載装置の構成を示す上面図である。
【図８】実施の形態２にかかる移載装置の把持機構を示す正面図である。
【図９】実施の形態２にかかる移載装置の伸縮機構を示す正面図である
【図１０】実施の形態３に係る移載装置のクラッチ部分を示す正面図である。
【図１１】実施の形態３に係る移載装置クラッチを示す詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る移動体の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００２３】
実施の形態１．
以下に、図面を参照しつつ実施の形態１にかかる移載装置とその制御方法について説明する。なお、以下の説明において、説明の明確化のため、ＸＹＺ３次元直交座標系を用いる。Ｚ方向は高さ方向である。Ｘ方向は、移載装置の幅方向、すなわち、左右方向である。Ｙ方向は、移載装置の前後方向である。
【００２４】
（全体構成）
図１（ａ）は、移載装置の全体構成を模式的に示す側面図であり、図１（ｂ）は上面図を示している。棚１０３は、多段の棚板を有する立体倉庫棚である。棚１０３の各段にワーク１０１が載置される。ワーク１０１は、移載される対象物であり、例えば、直方体状の箱型となっている。棚１０３は、サイズの異なる複数のワーク１０１を収容する。もちろん、棚１０３とワーク１０１の形状やサイズは特に限定されるものではない。
【００２５】
移載装置１００は、棚１０３に載置されているワーク１０１を把持する。そして、移載装置１００は、把持したワーク１０１を他の場所に移動して、解放する。このようにすることで、ワーク１０１を棚１０３のある位置から別の位置に移載することができる。移載装置１００の前後にはそれぞれ棚１０３が設けられている。すなわち、移載装置１００は、２つの棚１０３の間に配置されている。移載装置１００は、一方の棚１０３から他方の棚１０３へとワーク１０１を配置することができる。
【００２６】
移載装置１００は、Ｘ方向に移動可能になっている。すなわち、移載装置１００が、２つの棚１０３の間をＸ方向に沿って走行する。例えば、移載装置１００は、Ｘ方向に延びたレールやガイドに沿ってスライド移動する。さらに、移載装置１００に設けられたキャリッジ１０２は上下方向に移動可能になっている。すなわち、移載装置１００のキャリッジ１０２は、Ｚ方向に沿って昇降する。例えば、移載装置１００のキャリッジ１０２は、Ｚ方向に延びたレールやガイドに沿ってスライド移動する。これにより、高さの異なる棚１０３へのワーク１０１の移動が可能になる。このように、移載装置１００は、棚１０３に載置されているワーク１０１を別の位置に自在に移載することができる。
【００２７】
（キャリッジ１０２の構成）
次に、移載装置１００の主要部であるキャリッジ１０２の構成について、図２を用いて説明する。図２は、キャリッジ１０２の構成を示す上面図である。キャリッジ１０２は伸縮動作用サーボモータ１、プーリ２、スプライン軸３、ギヤ４、カウンターギヤ５、増速ギヤ６、コンベアプーリ７、コンベアベルト８、アイドラ９、スプライン軸１３、ギヤ１４、カウンターギヤ１５、増速ギヤ１６、コンベアプーリ１７、アイドラ１９を備えている。プーリ２、スプライン軸３、ギヤ４、カウンターギヤ５、増速ギヤ６、コンベアプーリ７、アイドラ９、スプライン軸１３、ギヤ１４、カウンターギヤ１５、増速ギヤ１６、コンベアプーリ１７、及びアイドラ１９が、コンベアベルト８を回転させる回転機構１０を構成する。さらに、キャリッジ１０２は、把持動作用サーボモータ２１、プーリ２２、右ネジ２３、左ネジ２４、カップリング２５、ハンドユニット２６及びベース１０５等を備えている。なお、図２では、説明の明確化のため、一部の構成について省略して図示している。
【００２８】
ベース１０５のＸＹ平面に沿って配置された平板である。ベース１０５の上には、把持動作用サーボモータ２１〜ハンドユニット２６が設置されている。例えば、ベース１０５上に、把持動作用サーボモータ２１、伸縮動作用サーボモータ１、スプライン軸３、１３などがボルト、ブラケット、軸受などによって取り付けられている。
【００２９】
ベース１０５の上には、１対のスプライン軸３、１３が配置されている。それぞれのスプライン軸３、１３は、Ｘ軸に沿って配置され、Ｘ軸と平行な回転軸周りに回転する。スプライン軸３とスプライン軸１３は平行に配置されている。２本のスプライン軸３がＹ方向に離間して配置されている。スプライン軸３の一端側には、動力を発生させる伸縮動作用サーボモータ１が設けられている。伸縮動作用サーボモータ１は、プーリ２と連結されている。プーリ２は、スプライン軸３と連結されている。伸縮動作用サーボモータ１の動力はプーリ２を介して、スプライン軸３に伝達する。したがって、伸縮動作用サーボモータ１はスプライン軸３を回転させるシャフト駆動部となる。なお、スプライン軸３の数は特に限定されるものではなく、例えば、１本でも、３本以上であってもよい。
【００３０】
キャリッジ１０２は、一対のハンドユニット２６を有している。スプライン軸３、１３は、ハンドユニット２６を移動可能に支持している。一対のハンドユニット２６はＸ方向に離間して配置されている。一対のハンドユニット２６は、ワーク１０１を両側から把持するために設けられている。一対のハンドユニット２６の間隔が変化するように、ハンドユニット２６は±Ｘ方向に移動する。
【００３１】
（コンベアベルト８の回転機構１０）
まず、コンベアベルト８の回転機構１０について、説明する。上記のように、伸縮動作用サーボモータ１は、スプライン軸３を回転させる。そして、伸縮動作用サーボモータ１の動力がスプライン軸３を介してコンベアベルト８に伝わって、コンベアベルト８が回転する。すなわち、回転機構１０は、スプライン軸３の回転をコンベアベルト８まで伝達する。回転機構１０は、スプライン軸３と、ギヤ４と、カウンターギヤ５、増速ギヤ６、及びコンベアプーリ７を備えている。
【００３２】
スプライン軸３はギヤ４と連結している。ギヤ４は、カウンターギヤ５と連結している。ギヤ４は、カウンターギヤ５よりも大きくなっている。カウンターギヤ５は、増速ギヤ６と連結している。増速ギヤ６は、コンベアプーリ７と連結している。従って、スプライン軸３の回転は、ギヤ４、カウンターギヤ５、増速ギヤ６を介して、コンベアプーリ７に伝達する。ギヤ４、カウンターギヤ５、増速ギヤ６、及びコンベアプーリ７は、それぞれＸ方向と平行な軸周りに回転する。
【００３３】
コンベアベルト８は、コンベアプーリ７からコンベアプーリ１７に渡って設けられている。コンベアプーリ７、及びコンベアプーリ１７は、コンベアベルト８を回転可能に支持している。さらに、コンベアベルト８の内周側にはコンベアベルト８のたわみを防ぐアイドラ９、１９が設けられている。すなわち、コンベアプーリ７、１７、及びアイドラ９、１９は、コンベアベルト８に張力をかけるように配置されている。ここでは、Ｘ方向と平行な直線に対して、アイドラ９は、アイドラ１９と対称に配置されている。
【００３４】
コンベアプーリ７、１７、及びアイドラ９、１９の回転軸は、Ｘ方向と平行となっている。コンベアプーリ７とコンベアプーリ１７はＹ方向に離間して配置され、コンベアプーリ７とコンベアプーリ１７との間に、アイドラ９、１９が配置されている。したがって、伸縮動作用サーボモータ１の動力によって、コンベアベルト８が回転する。これにより、ワーク１０１がコンベアベルト９上に載置されると、伸縮動作用サーボモータ１がコンベアベルト８を回転させる。これにより、ワーク１０１をＹ方向に搬送することができる。このように、回転機構１０が回転することでコンベアベルト８が回転する。
【００３５】
なお、コンベアベルト８を介して、スプライン軸３〜コンベアプーリ７までの動力伝達機構と、スプライン軸１３〜コンベアプーリ１７までの動力伝達機構は、対称に配置されている。すなわち、Ｘ方向に平行な直線に対して、スプライン軸３〜コンベアプーリ７までの動力伝達機構とスプライン軸１３〜コンベアプーリ１７までの動力伝達機構が線対称に配置されている。したがって、コンベアベルト８の回転が、コンベアプーリ１７、増速ギヤ１６、カウンターギヤ１５、及びギヤ１４を介して、スプライン軸１３に伝達する。伸縮動作用サーボモータ１の動力によって、スプライン軸１３が回転する。そして、スプライン軸３とスプライン軸１３は同じ回転速度で同じ方向に回転する。このように、伸縮動作用サーボモータ１は、コンベアベルト８の搬送駆動力を発生する。さらに、伸縮動作用サーボモータ１の回転方向を反転させることで、搬送方向を反転させることができる。
【００３６】
（ハンドユニット２６の伸縮機構）
次に、ハンドユニット２６とその伸縮機構の構成について、図３を用いて説明する。図３は、ハンドユニット２６を示す正面図である。ハンドユニット２６は、ピニオン４１、ラック４２、テレスコピックベアリング４３、及びハンド４４を備えている。伸縮動作用サーボモータ１の動力をハンド４４に伝える伸縮機構４０はプーリ２、スプライン軸３、ピニオン４１、ラック４２、及びテレスコピックベアリング４３を有している。なお、ハンド４４はワーク１０１に当接するハンドプレートであり、ハンド４４がワーク１０１の両側からワーク１０１を把持する。
【００３７】
伸縮動作用サーボモータ１は、１対のハンドユニット２６の伸縮動作の動力を発生する。上記のように、伸縮動作用サーボモータ１からの動力は、プーリ２を介して、スプライン軸３に伝達する。スプライン軸３は、ピニオン４１と連結している。したがって、スプライン軸３の回転によって、ピニオン４１が回転する。ピニオン４１は、Ｘ方向と平行な軸周りに回転する。ピニオン４１は、Ｙ方向に延びたラック４２と連結している。したがって、ピニオン４１の回転によってラック４２がＹ方向に移動する。
【００３８】
ラック４２とハンド４４とはテレスコピックベアリング４３を介して連結されている。テレスコピックベアリング４３は、＋Ｙ方向、及び−Ｙ方向に伸縮可能に設けられ、ハンド４４を支持している。したがって、Ｙ方向が伸縮機構４０の伸縮方向となる。ラック４２のＹ方向の移動によって、ハンド４４がＹ方向に移動する。このように、ラック４２とピニオン４１は、伸縮動作用サーボモータ１の回転運動を直線運動に変換する。したがって、ハンド４４がＹ方向に沿って直線移動する。
【００３９】
以上、左側のハンドユニット２６と右側のハンドユニット２６は同様になっている。すなわち、左側のハンドユニット２６の伸縮機構４０は、右側のハンドユニット２６の伸縮機構４０と同様になっている。例えば、１対のハンドユニット２６は、Ｙ方向に平行な直線に対して対称配置されている。したがって、左右に離間して配置されたハンド４４が連動して移動する。すなわち、２つのハンド４４が同じ速度で同じ方向に前後移動する。このように、ハンドユニット２６は、前後方向に伸縮する伸縮機構４０を有しており、棚１０３の位置まで伸縮する。スプライン軸３の回転によって、ハンドユニット２６は、ワーク１０１を把持する把持位置、あるいは、ワーク１０１を解放する解放位置まで伸縮する。
【００４０】
このように、伸縮動作用サーボモータ１は、スプライン軸３を回転させることで、ハンドユニット２６を伸縮させる。すなわち、伸縮動作用サーボモータ１が伸縮機構４０を伸縮させることで、ハンドユニット２６が伸縮する。従って、１つの伸縮動作用サーボモータ１で２つのハンドユニット２６を伸縮動作させることができる。これにより、ハンドユニット２６のハンド４４が、所望の把持位置又は解放位置までＹ方向に移動する。
【００４１】
上記したように伸縮動作用サーボモータ１は、ハンドユニット２６の伸縮動作だけではなく、コンベアベルト８の搬送動作の動力を発生させる。例えば、ハンドユニット２６の伸縮動作と、コンベアベルト８の搬送動作が協働して、ワーク１０１を移動させている。すなわち、回転するコンベアベルト８上のワーク１０１を把持するハンドユニット２６が伸縮している。これにより、重いワーク１０１の移載が可能になる。
【００４２】
(コンベアベルト８とハンドユニット２６の等速動作機構)
さらに、本実施形態では、ハンドユニット２６の伸縮速度と、コンベアベルト８の搬送速度を等速にしている。以下、ハンドユニット２６の伸縮速度とコンベアベルト８の搬送速度を等速にするための機構について、図４を用いて説明する。図４は、回転機構１０の主要部分を示す上面図である。なお、図４は、スプライン軸３と連結された回転機構１０を示すが、上記のようにスプライン軸１３にも同様の回転機構１０が設けられている。
【００４３】
図４に示すように、コンベアベルト８の回転機構１０は、スプライン軸３、ギヤ４、カウンターギヤ５、増速ギヤ６、コンベアプーリ７を備えている。スプライン軸３は、コンベアプーリ７を貫通して、コンベアプーリ７と同軸で回転する。すなわち、スプライン軸３は、コンベアプーリ７に設けられた貫通穴を貫通している。したがって、スプライン軸３は、コンベアベルト８の内側と通るように配置されている。そして、カウンターギヤ５と増速ギヤ６とが同軸で回転する。
【００４４】
ここで、図３に示したように、コンベアベルト８の搬送面と、ハンドユニット２６のラック４２の歯面は、異なる高さとなっている。例えば、ワーク１０１の受け渡しのため、常に渡す側の高さを高くして、ワーク１０１を受け取り側へ流動しやすくしている。より具体的には、ハンドユニット２６のラック４２の歯面がコンベアベルト８の搬送面よりも高くなっている。こうすること、ハンドユニット２６が把持したワーク１０１をコンベアベルト８の搬送面よりも高い位置にすることができる。ハンドユニット２６が把持したワーク１０１のコンベアベルト８上への移載を容易に行うことができる。
【００４５】
コンベアベルト８の搬送面は、ハンドユニット２６のラック４２の歯面よりも低い位置に配置される。ここで、コンベアベルト８の搬送面と、ラック４２の歯面の位置を、図５に示す。図５は、回転機構１０の一部の構成を示す側面図である。コンベアベルト８の搬送面Ｐは、ハンドユニット２６のラック４２の歯面Ｒよりも、低くなっている。したがって、Ｚ方向において、コンベアベルト８の搬送面Ｐは、ラック４２の歯面Ｒよりもスプライン軸３の軸中心に近くなる。
【００４６】
そのため、本実施の形態では、図４に示すように、コンベアベルト８の回転機構１０に増速ギヤ６を用いている。換言すると、スプライン軸３は、コンベアプーリ７を貫通しているものの、コンベアプーリ７に直接連結していない。カウンターギヤ５及び増速ギヤ６を介して、スプライン軸３の回転をコンベアプーリ７に伝達している。これにより、ピニオン４１に比して、コンベアプーリ７の回転速度を速くすることができる。すなわち、ピニオン４１は、スプライン軸３と直接連結しているため、ピニオン４１とスプライン軸３とは、同軸かつ等速で回転する。一方、スプライン軸３とコンベアプーリ７の間に増速器を設けているため、コンベアプーリ３はスプライン軸３よりも高速に回転する。例えば、カウンターギヤ５は、ギヤ４よりも小さくなっているため、回転速度が増加する。さらに、増速ギヤ６が、回転速度を増加する。
【００４７】
このようにすることで、カウンターギヤ５、及び増速ギヤ６が、コンベアベルト８の搬送速度とハンドユニット２６の伸縮速度を一致させている。コンベアベルト８の搬送面Ｐと、ハンドユニット２６のラック４２の歯面Ｒとの高さの差によって、速度が異なってしまうのを防ぐことができる。もちろん、増速ギヤ６を用いる代わりに、ハンドユニット２６の伸縮機構４０に減速ギヤを用いてもよい。すなわち、コンベアベルト８の搬送面とラック４２の歯面とのスプライン軸３からの距離の違いに応じて、適切な変速ギヤを用いることができる。コンベアベルト８の回転機構１０と、ハンドユニット２６の伸縮機構４０の一方又は両方に変速器を用いることが可能である。これにより、コンベアベルト８の搬送面Ｐでの搬送速度と、ハンド４４の伸縮速度を等速にすることができ、キャリッジ１０２が適切にワーク１０１を搬入、及び搬出する。
【００４８】
（ハンドユニット２６の把持動作）
次に、一対のハンドユニット２６の把持動作について、図６を用いて説明する。図６は、ハンドユニット２６の把持機構２０を示す正面図である。把持機構２０は、プーリ２２、右ネジ２３、左ネジ２４、カップリング２５、ハンドユニット２６、右ネジナット２７、及び左ネジナット２８を備えている。把持動作用サーボモータ２１は把持機構２０を駆動する把持駆動部である。すなわち、把持動作用サーボモータ２１は把持機構２０に伝える動力を発生する。
【００４９】
右ネジ２３と左ネジ２４は、Ｘ方向に沿って設けられている。そして、カップリング２５は、右ネジ２３と左ネジ２４とを一体に連結している。右ネジ２３と左ネジ２４は、Ｘ方向と平行な軸周りを、回転する。すなわち、右ネジ２３と左ネジ２４は、ベース１０５に回転可能に支持されている。そして、一対のハンドユニット２６の一方が、右ネジナット２７を介して、右ネジ２３に連結され、他方が、左ネジナット２８を介して左ネジ２４に連結されている。すなわち、右ネジ２３と左ネジ２４は、一対のハンドユニット２６を駆動可能に支持している。
【００５０】
把持動作用サーボモータ２１の回転動力は、プーリ２２を介して、右ネジ２３及び左ネジ２４に伝達される。右ネジ２３及び左ネジ２４の回転は、右ネジナット２７、及び左ネジナット２８を介して、ハンドユニット２６に伝達される。右ネジ２３と左ネジ２４は、例えば、ボールネジである。したがって、把持動作用サーボモータ２１の回転運動を直線運動に変換する。これにより、ハンドユニット２６がＸ方向に移動する。右ネジ２３と左ネジ２４を用いているため、一対のハンドユニット２６が反対方向に移動する。これにより、ハンドユニット２６がＸ方向に移動して、遠近動作を行う。ハンドユニット２６が開閉することで、ワーク１０１をクランプ、アンクランプすることができる。
【００５１】
例えば、一対のハンドユニット２６が互いに接近することで、ワーク１０１を把持する。また、一対のハンドユニット２６が互いに離れていくことで、把持しているワーク１０１を解放する。例えば、左側のハンドユニット２６が＋Ｘ方向、右側のハンドユニット２６が−Ｘ方向に移動することで、ハンドユニット２６の間隔が狭くなって、ワーク１０１をクランプする。あるいは、左側のハンドユニット２６が−Ｘ方向、右側のハンドユニット２６が＋Ｘ方向に移動することで、ハンドユニット２６の間隔が広がっていき、ワーク１０１をアンクランプする。このように、ハンドユニット２６が遠近動作を行う。
【００５２】
このように、一対のハンドユニット２６の間隔が変化することで、ハンドユニット２６がワーク１０１を把持又は解放する。すなわち、把持動作用サーボモータ２１がハンドユニユニット２６間の距離を変えることで、クランプ動作、及びアンクランプ動作を行う。また、多品種のワーク１０１に対応するために、把持動作用サーボモータ２１は、トルク制御されている。そして、設定されているトルクに達したときの位置情報と照らし合わせて、ワーク１０１のサイズとクランプを確認する。そして、ワークのクランプが完了したら、伸縮動作用サーボモータ１を動作させて、搬送を開始する。
【００５３】
（移載方法）
次に、移載装置１００を用いた移載方法について説明する。まず、棚１０３上のワーク１０１をキャリッジ１０２上に搬入する動作について説明する。キャリッジ１０２を対象となるワーク１０１の位置までＸ方向、及びＺ方向に移動させる。一対のハンドユニット２６をワーク１０１の幅よりも離した状態、すなわち、開状態とする。伸縮動作用サーボモータ１がハンドユニット２６を棚１０３まで伸長させる。そして、Ｙ方向において、ハンドユニット２６が棚１０３上のワーク１０１の位置、すなわち、把持位置まで移動したら、把持動作用サーボモータ２１が、一対のハンドユニット２６を接近させる。すなわち、スプライン軸３、１３に移動可能に支持された一対のハンド４４の間隔を近づけるよう、把持動作用サーボモータ２１を駆動する。これにより、一対のハンドユニット２６が閉状態となって、ワーク１０１をクランプする。
【００５４】
ワーク１０１を把持した状態で、伸縮動作用サーボモータ１がスプライン軸３、１３を回転させて、ハンドユニット２６を伸縮させる。すなわち、伸縮動作用サーボモータ１がハンドユニット２６を収縮させて、元の位置に戻す。このとき、棚１０３に載置されていたワーク１０１は、コンベアベルト８の上に搬入される。そして、ハンドユニット２６と等速で搬送するコンベアベルト８がワーク１０１を搬送する。このように、コンベアベルト８とハンドユニット２６が協働して、棚１０３上のワーク１０１をキャリッジ１０２上に搬入する。
【００５５】
次に、キャリッジ１０２上のワーク１０１を棚１０３に搬出する動作について説明する。キャリッジ１０２が、ワーク１０１を移載する位置までＸ方向、及びＺ方向移動する。把持動作用サーボモータ２１を駆動することで、コンベアベルト８上にあるワーク１０１を一対のハンドユニット２６が把持する。既に、ハンドユニット２６がワーク１０１を把持している場合は、把持動作用サーボモータ、２１を駆動しなくてもよい。そして、伸縮動作用サーボモータ１を駆動して、コンベアベルト８を回転させるとともに、ハンドユニット２６を伸長させる。すなわち、ハンドユニット２６がワーク１０１を把持した状態で、コンベアベルト８がワーク１０１を棚１０３の方向に移動させる。
【００５６】
そして、ハンドユニット２６が棚１０３の解放位置まで伸長して、ワーク１０１を棚１０３の上に搬出する。把持動作用サーボモータ２１を駆動して、一対のハンドユニット２６を遠ざけて、アンクランプする。これにより、棚１０３上にワーク１０１が解放され、ワーク１０１を移載することができる。その後、伸縮動作用サーボモータ１を動作して、ハンドユニット２６を元の位置に戻す。このようにして、ワーク１０１を棚１０３に移載することができる。
【００５７】
上記の構成とすることで、少ない数のサーボモータで、移載動作を行うことができる。すなわち、一対のハンドユニット２６の遠近動作を１つの把持動作用サーボモータ２１が担っている。さらに、ハンドユニット２６の伸縮動作と、コンベアベルト８の回転動作を１つの伸縮動作用サーボモータ１が担っている。こうすることで、合計２つのサーボモータのみによって、移載動作を行うことができる。これにより、部品コストや製造コストを大幅に削減することができる。
【００５８】
さらに、スプライン軸３、１３は、ハンドユニット２６の遠近移動をガイドしている。例えば、スプライン軸３、１３が、ピニオン４１を貫通している。そして、スプライン軸３、１３に沿って、ハンドユニット２６が直動する。これにより、遠近移動する一対のハンドユニット２６をバランスよく支持することができる。よって、重いワーク１０１であっても、適切に移載することができる。
【００５９】
さらに、増速ギヤ６等を用いることで、コンベアベルト８の搬送速度とハンドユニット２６の伸縮速度を等速にすることができる。すなわち、コンベアベルト８上でのワーク１０１の搬送と、ハンドユニット２６の伸縮動作が同期する。これにより、ワークの搬入、及び搬出を適切に行うことができる。
【００６０】
実施の形態２．
本実施の形態にかかる移載装置１００について、図７〜図９を用いて説明する。図７は、キャリッジ１０２の構成を示す上面図である。図８は、把持機構２０の構成を示す正面図である。図９は、伸縮機構４０の構成を示す正面図である。本実施の形態に係る移載装置は、コンベアベルト８の代わりに、スライダボード５１が設けられている。なお、移載装置１００の基本的な構成については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。例えば、ハンドユニット２６の伸縮機構４０、及び把持機構２０については、実施の形態１と同様になっているため、説明を省略する。
【００６１】
スライダボード５１は、コンベアベルト８の代わりに配置されている。例えば、スライダボード５１は、コンベアベルト８の搬送面に対応する高さに固定されている。スライダボード５１は、摩擦抵抗の少ないシートであり、Ｙ方向を長手方向として配置されている。ハンドユニット２６が搬入したワーク１０１は、スライダボード５１上をＹ方向に滑走する。ハンドユニット２６の伸縮動作によって、スライダボード５１上に載置されたワーク１０１を移動させることが可能になる。
【００６２】
さらに、本実施の形態では、キャリッジ１０２がタイミングプーリ５３、及びタイミングベルト５４を備えている。タイミングプーリ５３、及びタイミングベルト５４は、実施形態１の回転機構１０の代わりに設けられている。複数のタイミングプーリ５３は、ベース１０５に回転可能に支持されている。タイミングベルト５４は、タイミングプーリ５３に回転可能に支持されている。一つのタイミングプーリ５３は、スプライン軸３と同軸で回転する。別のタイミングプーリ５３は、スプライン軸１３と同軸で回転する。
【００６３】
タイミングプーリ５３、及びタイミングベルト５４は、スプライン軸３とスプライン軸１３を連結している。例えば、スプライン軸３、１３の＋Ｘ側に、タイミングプーリ５３が設けられている。タイミングプーリ５３は、スプライン軸３とともに回転する。伸縮動作用サーボモータ１からの動力が、スプライン軸３、タイミングプーリ５３、及びタイミングベルト５４等を介して、スプライン軸１３に伝達する。これにより、２本のスプライン軸３、１３を同期して回転駆動することができる。
【００６４】
また、本実施の形態では、スライダボード５１の両端にローラ５２が設けられている。すなわち、２つのローラ５２の一方が、スライダボード５１の＋Ｙ側に配置され、他方が−Ｙ側に配置されている。２つのローラ５２の間に、スライダボート５１が配置される。ローラ５２は、Ｘ方向を回転軸として、ベース１０５に回転可能に支持されている。ローラ５２は、スライダボード５１の近傍、すなわち、スライダボート５１と図１で示した棚１０３との間に配置される。図８に示すように、ローラ５２は、スライダボート５１の搬送面とほぼ同じ高さになっている。
【００６５】
棚１０３にワーク１０１を搬出する場合、及び棚１０３からワーク１０１を搬入する場合、ローラ５２上をワーク１０１が通過する。ローラ５２が回転することで、ワーク１０１を送り出すことができる。すなわち、棚１０３からスライダボード５１への搬入、及びスライダボード５１から棚１０３への搬出をローラ５２が補助する。これにより、容易にワーク１０１を移載することができる。
【００６６】
本実施の形態では、ローラ５２は、モータなどによって駆動しないフリータイプとしている。もちろん、ローラ５２は、モータで駆動する駆動力を持ったタイプであってもよい。例えば、ワーク１０１が軽い場合は、フリータイプとすることが好ましい。これにより、ローラ５２の駆動機構が不要となり、装置構成を簡素化することができる。また、重量物を移載する場合、駆動力を持ったタイプとすることが好ましい。伸縮動作用サーボモータ１がローラ５２の駆動力を発生させてもよく、他のモータで発生させてもよい。
【００６７】
このように、ハンドユニット２６の伸縮に伴って、ワーク１０１がスライダボード上を滑走する。本実施の形態では、コンベアベルト８をスライダボード５１に置換することで、ワーク１０１を持ち替えることができる。これにより、ハンドユニット２６のテレスコピックベアリング４２のストロークよりも長いストロークを得ることができる。この動作について以下に説明する。
【００６８】
例えば、実施の形態１と同様に、ハンドユニット２６がスライダボート５１上にワーク１０１を搬入する。そして、把持動作用サーボモータ２１が動作して、ハンドユニット２６がワーク１０１をアンクランプする。ワーク１０１をアンクランプしたら、伸縮動作用サーボモータ１が動作して、原位置に戻す。このとき、ワーク１０１が静止したまま、伸縮機構４０が収縮する。その後、把持動作用サーボモータ２１が動作して、再度、ハンドユニット２６がワーク１０１をクランプする。ワーク１０１をクランプした状態で、伸縮動作用サーボモータ１が動作すると、搬入方向と同じ方向にワーク１０１がさらに移動する。このように伸縮動作を２回行うことで、テレスコピックベアリング４２のストロークの２倍のストロークで、ワーク１０１を移動することができる。もちろん、上記の処理を繰り返し行うことで、テレスコピックベアリング４２のストロークの２倍以上のストロークで、ワーク１０１を移動させることができる。
【００６９】
このように、ワーク１０１の持ち替え動作を行うことで、様々な大きさのワーク１０１に対応することができる。さらに、Ｙ方向において、棚１０３内の移載位置を変更することも可能になる。アンクランプ状態での伸縮機構４０の伸縮量に応じて、棚１０３上での移載位置を調整することができる。すなわち、搬入と搬出のストロークを自在に調整することができる。よって、Ｙ方向における棚１０３への移載位置を任意に変更することができる。例えば、Ｙ方向において、棚１０３の奥や手前にワーク１０１を移載することができる。
【００７０】
実施の形態３．
本実施の形態に係る移載装置について、実施の形態１のコンベアベルト８の回転機構１０にクラッチを設けている。本実施の形態に係る移載装置について、図１０、図１１を用いて説明する。図１０は、スプライン軸３に連結されたクラッチの構成を示す正面図である。図１１はクラッチの詳細を示す図である。なお、図１０では、ワーク１０１をクランプした状態のハンドユニット２６と、ワーク１０１をアンクランプしている状態のハンドユニット２６を示している。本実施の形態にかかる移載装置の基本的構成は、実施の形態１の移載装置１００と同様になっている。すなわち、クラッチ以外の構成は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００７１】
本実施形態では、スプライン軸３にクラッチ６０が連結されている。そして、クラッチ６０を介して、スプライン軸３と実施の形態１で示した回転機構１０(図１０、図１１では不図示)が連結されている。クラッチ６０は、スプライン軸３からコンベアベルト８への動力伝達を遮断する。クラッチ６０をつなげることで、スプライン軸３の回転がコンベアベルト８に伝達され、クラッチ６０を切ることで、スプライン軸３の回転がコンベアベルト８に伝達されなくなる。
【００７２】
したがって、回転機構１０の動作を停止した状態で、伸縮機構４０がハンドユニット２６を伸縮させることが可能となる。すなわち、ワーク１０１がコンベアベルト８上で静止した状態で、伸縮機構４０がハンドユニット２６を伸縮させる。これにより、実施の形態２と同様にワーク１０１の持ち替え動作が可能になる。
【００７３】
例えば、コンベアベルト８上にワーク１０１が搬入された後、クラッチ６０を切るとともに、把持動作用サーボモータ２１を駆動して、ワーク１０１をアンクランプする。アンクランプ状態かつクラッチ６０が遮断した状態で、伸縮動作用サーボモータ１を駆動して、伸縮機構４０を伸縮させる。このとき、ワーク１０１が静止したまま、伸縮機構４０が収縮する。この後、把持動作用サーボモータ２１がハンドユニット２６を駆動すると、再度、ハンドユニット２６がワーク１０１をクランプする。そして、クランプ状態で、クラッチ６０をつなげる。クラッチ６０をつなげたら、伸縮動作用サーボモータ１を駆動して、伸縮機構４０を伸長させる。
【００７４】
このようにすることで、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。すなわち、テレスコピックベアリング４２の２ストローク以上、ワーク１０１を移動することができる。様々な大きさのワーク１０１を所望の位置に移載することが可能になる。すなわち、棚１０３上の任意の位置への移載が可能になる。クラッチ６０を切り離している状態での伸縮機構４０の伸縮量に応じて、棚１０３上での移載位置を調整することができる。また、コンベアベルト８を駆動しているため、より重量の大きいワーク１０１を適切に移載することができる。
【００７５】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１  伸縮動作用サーボモータ、  ２  プーリ、  ３  スプライン軸、  ４  ギヤ
５  カウンターギヤ、  ６  増速ギヤ、  ７  コンベアプーリ、  ８  コンベアベルト
９  アイドラ、  １０  回転機構、  １２  プーリ、  １３  スプライン軸
１４  ギヤ、  １５  カウンターギヤ、  １６  増速ギヤ、  １７  コンベアプーリ
１９  アイドラ、  ２０  把持機構、  ２１  把持動作用サーボモータ、
２２  左ネジ、  ２３  右ネジ、  ２４  カップリング、  ２５  カップリング、
２６  ハンドユニット、  ４０  伸縮機構、  ４１  ピニオン、  ４２  ラック、
１００  移載装置、  １０１  ワーク、  １０２  キャリッジ、  １０３  棚
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005884787.tif 000009
【図９】
0005884787.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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