(57)【要約】【課題】ワークの搬送効率をより向上することができるチャック装置を提供すること。【解決手段】チャック装置１は、チャック部１０〜５０を備える。チャック部１０は、３つのチャック１１を支持する支持板１２が連結部材１３によりギア１４と連結されてなる。支持板１２は、側板６２にＹ方向に沿って上下に移動自在に支持されている。駆動側のギア８２の回転によりギア８７が回転すると、クランク機構である連結部材１３により回転運動が直線運動に変換され、支持板１２が上下に往復運動し、チャック１１も上下に往復移動する。チャック部２０〜５０も同様である。チャック装置１は、隣り合うチャック部同士の往復方向における位置にずれが生じるように構成されている。例えば、チャック部２０が前進すれば隣のチャック部１０が後退する動作を行う。これにより隣り合うチャック部の間隔を広げなくてもチャックの数を増加してワークの搬送効率を向上できる。【選択図】図１
2011125958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームに取り付けられ、対象物を保持できる第１チャック及び前記第１チャックの保持する対象物と別の対象物を保持できる第２チャックを有するチャック装置であって、
前記第１チャックを進退自在に支持する支持手段と、
前記支持手段により支持された前記第１チャックを前記第２チャックに対して相対的に進退方向における位置が異なるように進退させる進退手段と、
を備えたことを特徴とするチャック装置。
【請求項２】
前記支持手段は、前記第２のチャックを進退自在に支持し、
前記進退手段は、前記第１チャックが前進する際に前記第２チャックが後退するように進退させる、
請求項１に記載のチャック装置。
【請求項３】
前記第１チャックは、前記第２チャックと略平行に配置されており、
前記進退手段は、前記第１のチャック及び前記第２チャックを進退させる１つのモータを有している、
請求項１または２に記載のチャック装置。
【請求項４】
前記進退手段は、
前記モータからの動力により回転する駆動軸と、
前記第１チャック及び前記第２チャックにそれぞれ設けられ、前記駆動軸の回転運動をそれぞれ前記第１チャック及び前記第２チャックの往復運動に変換する複数の変換機構とをさらに有する、
請求項３に記載のチャック装置。
【請求項５】
前記変換機構は、前記駆動軸に取り付けられた駆動ギアと前記駆動ギアに噛み合わされた従動ギアとからなるギア対を有しており、
前記第１チャックの変換機構の前記ギア対は、前記第１チャックが進退方向において前記第２チャックとずれるように前記駆動ギアを前記従動ギアとのギア比が調整されている、
請求項４に記載のチャック装置。
【請求項６】
前記変換機構はクランク機構である、
請求項４又は５に記載のチャック装置。
【請求項７】
前記変換機構はスコッチヨーク機構である、
請求項４又は５に記載のチャック装置。
【請求項８】
前記第１チャックは、前記第２チャックと隣り合っている、
請求項１から７のいずれかに記載のチャック装置。
【請求項９】
前記第１チャックは、移動量が前記第２チャックの移動量と同じである、
請求項１から８のいずれかに記載のチャック装置。
【請求項１０】
前記第１チャックは、移動量が前記第２チャックの移動量よりも小さい、
請求項１から８のいずれかに記載のチャック装置。
【請求項１１】
前記変換機構は、前記駆動軸に取り付けられた駆動プーリと、当該駆動プーリに対応して設けられた従動プーリと、当該駆動プーリと当該従動プーリとに巻き掛けられ前記駆動プーリの回転力を当該従動プーリに伝達する駆動ベルトとを有しており、前記従動プーリの回転運動を前記往復運動に変換し、
前記第１チャックの変換機構の前記駆動プーリと前記従動プーリは、前記第１チャックが進退方向において前記第２チャックとずれるようにそれぞれの径の大きさが調整されている、
請求項４に記載のチャック装置。
【請求項１２】
請求項１から１１までの記載のチャック装置を備えたロボットアーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットアームに取着されるチャック装置およびロボットアームに関する。
【背景技術】
【０００２】
製造工程では、組み付け対象の部品などのワーク（work）をある位置から別の位置に搬送する動作を行う必要がある。例えば、多品種変量生産の現場では、多軸ロボットのロボットアームの先端に、多数のチャックを備えるチャック（chuck）装置を取り付け、それぞれのチャックでワークを把持した状態で、ロボットアームを移動させることによりワークを目的の位置まで搬送することが行われている。
【０００３】
図８（ａ）は、複数のチャック９０３〜９０５を備えるチャック装置９０２をロボットアーム９０１の先端に取り付けた構成例を示す図である。
図８（ａ）の例では、ワーク供給台９１０に載置されているワーク９１１〜９１３のうち、チャック９０５がワーク９１１を把持しようとしている様子を示している。この場合、チャック９０５の先端がワーク９１１の位置する方向を向くようにロボットアーム９０１の動作によりチャック装置９０２の姿勢が変更される。
【０００４】
チャック装置９０２の姿勢変更がなされるとチャック装置９０２がロボットアーム９０１によりワーク９１１に向けて下降され、チャック９０５がワーク９１１のところに到達すると、ワーク９１１がチャック９０５により把持される。
ワーク９１１がチャック９０５により把持されると、一旦、チャック装置９０２がワーク供給台９１０から離れて、チャック９０４の先端がワーク９１２の位置する方向に向くようにロボットアーム９０１によりチャック装置９０２の姿勢が変更される。
【０００５】
チャック装置９０２の姿勢変更がなされるとチャック装置９０２がワーク９１２に向けて下降され、ワーク９１２がチャック９０４により把持される。
その後、ワーク９１１、９１２がチャック９０５、９０４により把持されたまま、チャック装置９０２がワーク供給台９１０から再度、離れる。そして、チャック９０３の先端がワーク９１３の位置する方向に向くようにロボットアーム９０１によりチャック装置９０２の姿勢が変更されると、チャック装置９０２がワーク９１３に向けて下降され、チャック９０３によりワーク９１３が把持される。
【０００６】
ワーク９１１〜９１３が把持されると、ロボットアーム９０１が反転等の動作を行ってワーク９１１〜９１３が目的位置（図８（ａ）では、右側端部）に向けて搬送される。
ロボットアーム９０１をワーク供給台から目的位置まで移動させるときの動作を１回行うだけで、多数のワークを搬送することができ、ワークの搬送効率が向上する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ロボット  Ｎｏ．１７３、社団法人  日本ロボット工業会、２００６年１１月発行、ｐ．７−１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ワークの搬送効率をより向上させようとすると、チャック装置に備えられるチャックの数をより増やせば良いことになる。
しかしながら、単にチャックの数を増やす構成では、複数のチャックのうち、ワークを把持することができなくなるチャックが出て来るおそれが生じる。
すなわち、図８（ｂ）に示すように１つの筐体９２０に複数のチャック９２１、９２２・・が固定配置される構成なので、筐体９２０の大きさを変えずにチャックの数を増やそうとすると、隣り合うチャック同士の間隔が狭くなる。
【０００９】
チャック同士の間隔が狭くなれば、チャック９２１がワーク９１１を把持した状態で筐体９２０の姿勢を変更した後、チャック９２２をワーク９１２に向けて下降させようとすると、既に把持されているワーク９１１が邪魔になり、ワーク９１２を把持することができなくなるからである。
これに対して、チャック同士の間隔をできるだけ広くとることが考えられるが、チャック同士の間隔を広くとると、チャックの数が増えるに連れてチャックの並ぶ方向にチャック装置が長大になってしまい、現実的ではない。
【００１０】
本発明の課題は、ワークの搬送効率をより向上することができるチャック装置およびロボットアームを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係るチャック装置は、ロボットアームに取り付けられ、対象物を保持できる第１チャック及び第１チャックの保持する対象物と別の対象物を保持できる第２チャックを有するチャック装置であって、第１チャックを進退自在に支持する支持手段と、支持手段により支持された第１チャックを第２チャックに対して相対的に進退方向における位置が異なるように進退させる進退手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、支持手段は、第２のチャックを進退自在に支持し、進退手段は、第１チャックが前進する際に第２チャックが後退するように進退させることを特徴とする。
さらに、第１チャックは、第２チャックと略平行に配置されており、進退手段は、第１のチャック及び第２チャックを進退させる１つのモータを有していることを特徴とする。
また、進退手段は、モータからの動力により回転する駆動軸と、第１チャック及び第２チャックにそれぞれ設けられ、駆動軸の回転運動をそれぞれ第１チャック及び第２チャックの往復運動に変換する複数の変換機構とをさらに有することを特徴とする。
【００１３】
さらに、変換機構は、駆動軸に取り付けられた駆動ギアと駆動ギアに噛み合わされた従動ギアとからなるギア対を有しており、第１チャックの変換機構のギア対は、第１チャックが進退方向において第２チャックとずれるように駆動ギアを従動ギアとのギア比が調整されていることを特徴とする。
また、変換機構はクランク機構であることを特徴とする。
【００１４】
さらに、変換機構はスコッチヨーク機構であるとしても良い。
また、第１チャックは、第２チャックと隣り合っていることを特徴とする。
さらに、第１チャックは、移動量が第２チャックの移動量と同じであることを特徴とする。
また、第１チャックは、移動量が第２チャックの移動量よりも小さいとしても良い。
【００１５】
さらに、変換機構は、駆動軸に取り付けられた駆動プーリと、駆動プーリに対応して設けられた従動プーリと、駆動プーリと従動プーリとに巻き掛けられ駆動プーリの回転力を従動プーリに伝達する駆動ベルトとを有しており、従動プーリの回転運動を往復運動に変換し、第１チャックの変換機構の駆動プーリと従動プーリは、第１チャックが進退方向において第２チャックとずれるようにそれぞれの径の大きさが調整されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るロボットアームは、上記のチャック装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上記のように構成すれば、第１チャックと第２チャックの間隔を大きくとらなくても、対象物を把持することができるようになり、チャック装置を大型化することなく、対象物の搬送効率の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１に係るチャック装置の全体構成を示す図である。
【図２】チャック装置の各部を部分的に抜き出して示した拡大図である。
【図３】５つのチャックそれぞれの位置にずれが生じる様子を示す模式図である。
【図４】２つのチャックについての回転角と位置の関係を例示するグラフである。
【図５】実施の形態２に係るスコッチヨーク機構を用いた構成例を示す図である。
【図６】ベルト駆動機構を用いた別の構成例を示す図である。
【図７】実施の形態３に係る２次元平面上を移動可能なロボットにチャック装置が取着されている様子を示す全体構成図である。
【図８】従来の複数のチャックを備えるチャック装置をロボットアームの先端に取り付けた構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るチャック装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態に係るチャック装置１の全体構成を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における矢視断面図を示している。また、図２は、図１（ｂ）の部分拡大図を示している。図１と図２では、矢印Ｘ方向が幅方向、Ｙ方向が高さ方向、Ｚ方向が奥行き方向に相当する。以下、幅方向を左右方向、高さ方向を上下方向という場合がある。
【００２０】
図１と図２に示すように、チャック装置１は、５つのチャック部１０、２０、３０、４０、５０と、ベース６０と、駆動モータ７０、動力伝達機構８０などを備える。
ベース６０は、金属製の基台６１と側板６２、６３、６４などからなる。
基台６１は、ロボットアーム２と連結される。
側板６２〜６４は、それぞれが左右方向に間隔をおいて相互に平行な姿勢で、基台６１におけるロボットアーム２の連結部とは反対側の面に取着されている。
【００２１】
動力伝達機構８０は、駆動軸８１、ギア８２〜９１などからなる。
駆動軸８１は、側板６２、６３、６４を貫通すると共に側板６２、６２、６４に回転自在に支持されている。
ギア８２、８７は、チャック部１０に対応して設けられたギア対である。
ギア８２は、駆動軸８１に固定されている。
【００２２】
ギア８７は、側板６２に設けられたピン１４１に回転自在に支持され、ギア８２と噛み合わされている。
ギア８３、８８は、チャック部２０に対応して設けられたギア対である。
ギア８３は、駆動軸８１に固定されている。
ギア８８は、側板６２に設けられたピン２４１に回転自在に支持され、ギア８３と噛み合わされている。
【００２３】
ギア８４、８９は、チャック部３０に対応して設けられたギア対である。
ギア８４は、駆動軸８１に固定されている。
ギア８９は、側板６３に設けられたピン３４１に回転自在に支持され、ギア８４と噛み合わされている。
ギア８５、９０は、チャック部４０に対応して設けられたギア対である。
【００２４】
ギア８５は、駆動軸８１に固定されている。
ギア９０は、側板６３に設けられたピン４４１に回転自在に支持され、ギア８５と噛み合わされている。
ギア８６、９１は、チャック部５０に対応して設けられたギア対である。
ギア８６は、駆動軸８１に固定されている。
【００２５】
ギア９１は、駆動モータ７０の回転軸７１に固定されている。
駆動モータ７０が回転すると、その回転駆動力がギア９１、ギア８６、駆動軸８１、ギア８２〜８５を介してギア８７〜９０に伝達され、ギア８２〜９１が同時に回転する。
ギア８７〜９１の回転による駆動力は、チャック部１０〜５０に伝達される。
チャック部１０は、図１（ａ）に示すように３つのチャック１１、支持板１２、連結部材１３などを備える。
【００２６】
３つのチャック１１のそれぞれは、アーム１１１の先端にチャック爪１１２が設けられてなり、チャック爪（Jaw）１１２を開閉することによりワークを把持するものである。
ワークを把持する機構は、例えばモータによる電動式などが用いられる。チャック１１や駆動モータ７０などは、ロボットアームに沿うように配線された電源コード（不図示）と接続され、電源コードを介して供給される電力により動作する。この動作の制御は、ロボットアームの動作を制御するロボットアーム制御部（不図示）により行われる。
【００２７】
支持板１２は、３つのチャック１１におけるアーム１１１の基端部を支持する金属製の部材である。本実施の形態では、３つのチャック１１は、Ｚ方向に間隔をおいて並ぶと共に、図１（ａ）に示すように中央に位置するチャック１１のアーム１１１の軸芯に対し両側に位置するチャック１１それぞれのアーム１１１の軸芯が約４５°の角度をなして、３つのチャック１１の先端側での間隔が基端部側よりも広くなるように支持板１２に固定されている。
【００２８】
支持板１２の側板６２に対向する面には、図１（ｂ）に示すように２つの案内ピン１２１が設けられている。２つの案内ピン１２１は、側板６２に設けられた上下方向に沿って伸びる２本の案内溝６２１に嵌り込んでいる。案内ピン１２１が案内溝６２１を案内されることにより、支持板１２が側板６２に対して上下方向に移動自在に支持される構成になっている。
【００２９】
連結部材１３は、金属製の棒状部材であり、一方端が支持板１２に設けられた軸１３１に回転自在に支持され、他方端がギア８７の主面に設けられたピン１３２に回転自在に支持されている。また、連結部材１３は、ギア８７の回転運動を支持板１２の上下方向における直進運動に変換するクランク機構を構成する。
このような構成において、駆動モータ７０による回転駆動力が駆動軸８１、ギア８２を介してギア８７に伝わり、ギア８２とギア８７が図１（ａ）の矢印方向に回転すると、連結部材１３を介して支持板１２が上下方向に往復運動を行う。これにより、３つのチャック１１が一体的に上下方向に往復する動作を行うことになる。
【００３０】
他のチャック部２０〜５０もチャック部１０と略同じ構成になっている。
すなわち、図２に示すようにチャック部２０は、３つのチャック２１、支持板２２、連結部材２３などを備える。なお、３つのチャック２１のうち２本については図示していない。このことはチャック部３０〜５０について同様である。
３つのチャック２１は、支持板２２に固定されている。
【００３１】
支持板２２は、２本の案内ピン２２１が側板６２に設けられた案内溝６２２に嵌め込まれ、側板６２に上下方向に移動自在に支持されている。
連結部材２３は、一方端が支持板２２に設けられた軸２３１に回転自在に支持され、他方端がギア８８の主面に設けられたピン２３２に回転自在に支持されている。
ギア８３が回転することによりギア８３が噛み合っているギア８８が回転すると、ギア８８の回転運動がクランク機構を構成する連結部材２３を介して支持板２２の直進運動に変換され、支持板２２が上下方向に往復運動を行い、３つのチャック２１が一体的に上下方向に往復する動作を行う。
【００３２】
同様に、チャック部３０は、３つのチャック３１、支持板３２、連結部材３３などを備える。３つのチャック３１は、支持板３２に固定されている。
支持板３２は、２本の案内ピン３２１が側板６３に設けられた案内溝６３１に嵌め込まれ、側板６３に上下方向に移動自在に支持されている。
連結部材３３は、一方端が支持板３２に設けられた軸３３１に回転自在に支持され、他方端がギア８９の主面に設けられたピン３３２に回転自在に支持されている。
【００３３】
ギア８４の回転によりギア８４と噛み合っているギア８９が回転すると、ギア８９の回転運動が連結部材３３を介して支持板３２の直進運動に変換され、支持板３２が上下方向に往復運動を行い、３つのチャック３１が上下方向に往復動作する。
チャック部４０は、３つのチャック４１、支持板４２、連結部材４３などを備える。
３つのチャック４１は、支持板４２に固定されている。
【００３４】
支持板４２は、２本の案内ピン４２１が側板６３に設けられた案内溝６３２に嵌め込まれ、側板６３に上下方向に移動自在に支持されている。
連結部材４３は、一方端が支持板４２に設けられた軸４３１に回転自在に支持され、他方端がギア９０の主面に設けられたピン４３２に回転自在に支持されている。
ギア８５の回転によりギア８５と噛み合っているギア９０が回転すると、ギア９０の回転運動が連結部材４３を介して支持板４２の直進運動に変換され、支持板４２が上下方向に往復運動を行い、３つのチャック４１が上下方向に往復動作する。
【００３５】
チャック部５０は、３つのチャック５１、支持板５２、連結部材５３などを備える。
３つのチャック５１は、支持板５２に固定されている。
支持板５２は、２本の案内ピン５２１が側板６４に設けられた案内溝６４１に嵌め込まれ、側板６４に上下方向に移動自在に支持されている。
連結部材５３は、一方端が支持板５２に設けられた軸５３１に回転自在に支持され、他方端がギア９１の主面に設けられたピン５３２に回転自在に支持されている。ギア９１が回転すると、この回転運動が連結部材５３を介して支持板５２の直進運動に変換され、支持板５２が上下方向に往復運動を行い、３つのチャック５１が上下方向に往復動作する。
【００３６】
本実施の形態では、チャック部１０〜５０のそれぞれについて、往復運動のストローク（移動量）が略同じであり（各チャック部においてストロークが略同じになるように連結部材とギアの連結位置が調整されている。）、移動方向が平行になっている。
このようにチャック部１０〜５０は、駆動モータ７０の回転により同時に往復する動作を行う。
【００３７】
隣り合うチャック部同士については往復運動の位相が相互に異なり、各チャックの往復運動により各チャック部１０〜５０の往復方向における位置にずれが生じるように、ギア８２〜９１のうち相互に噛み合っているギア対のそれぞれのギア比が予め調整されている。
図３は、５つのチャックそれぞれの位置にずれが生じている様子を示す模式図である。
【００３８】
図３において、基準位置とは、基準のチャック、例えばチャック１１が往復運動のストロークのうち最下点にあるときの支持板の上下方向上方側端部の位置を示したものである。また、０°、α°、β°は、駆動モータ７０の回転角を示しており、角度０°は、基準チャックが基準位置にあるときの角度であり、α°、β°は、０°からの回転角を表している。また、把持対象となるワーク（不図示）がチャック装置よりもＹ方向下流の位置に存在するものとする。
【００３９】
駆動モータ７０の回転角が０°のときには、チャック１１〜５１のうち、図３の上下方向においてチャック１１と５１が最下位にあり、チャック２１、３１、４１がチャック１１と５１よりも上位に位置する状態（基準姿勢）になっている。
基準姿勢では、少なくとも２つの隣り合うチャック部同士が、その往復方向における位置（隣り合うチャックの位置）にずれを生じていることが判る。
【００４０】
一方、回転角がα°になると、チャック２１が最下位にあり、他のチャック１１、３１〜５１がチャック２１よりも上位に位置する状態（姿勢α）になっており、回転角がβ°のときには、チャック３１が最下位にあり、他のチャック１１、２１、４１、５１がチャック３１よりも上位に位置する状態（姿勢β）になっている。姿勢α、βのときも基準姿勢のときと同様に隣り合うチャックの位置がそれぞれずれている。
【００４１】
ここでは、回転角０°＜α°＜β°の関係があり、基準姿勢（角度０°）から駆動モータ７０を回転させて回転角がα°になったときに姿勢αになり、姿勢αから（β−α）分の角度だけ回転させると姿勢βになるように回転角とギア比の関係が調整されている。
図４は、チャック１１と２１についての回転角と位置の関係を例示するグラフである。
図４に示すように、チャック１１は、角度が０°からβ°までの間、ワークに対して後退する動きを行い、チャック２１は、角度が０°からα°までの間、ワークに対して前進して、角度がα°になると最下点に達し、α°からβ°までの間では後退する動きを行っている。他のチャックとの関係については図示していないが、チャック１１、２１の関係と同様に隣り合うもの同士に位相差が生じるように往復運動（進退）を行う。
【００４２】
このように駆動モータ７０の回転角の大きさに応じて、隣り合うチャックの位置にずれを生じさせるようにしているため、次の効果が得られる。
すなわち、例えば基準姿勢においてチャック１１でワークを把持した状態から、姿勢αに遷移させると、その姿勢の遷移の間にチャック１１が後退しつつチャック２１が前進する動作を行って姿勢αになる。
【００４３】
姿勢αになると、チャック２１がチャック１１よりもワークに向かう方向に飛び出るようになる。
このため、姿勢αでは、チャック１１がワークを把持したままであっても、そのワークが邪魔にならず、チャック２１を用いて別のワークを把持することが可能になる。
さらに、姿勢αから姿勢βに遷移させると、その間にチャック１１〜３１では、チャック１１、２１が後退しつつチャック３１が前進する動作を行って姿勢βになる。
【００４４】
姿勢βになると、チャック３１が他のチャックよりもワークに向かう方向に飛び出るようになる。
このため、姿勢βでは、チャック１１、２１の双方がワークを把持したままであっても、それらのワークが他のチャックが別のワークを把持することの邪魔にならず、チャック３１を用いてさらに別のワークを把持することが可能になる。他の隣り合うチャック同士についても、ギア比の調整により同様の動作を行わせることにより、把持されているワークが他のチャックが別のワークを把持することの邪魔にならない状態で、まだワークを把持していないチャックで別のワークを把持することができる。
【００４５】
従来では、複数のチャックがベースに固定されていたことから、図８（ｂ）に示すようにチャック９２１が把持しているワーク９１１が邪魔になって、隣のチャック９２２が別のワークを把持することができない場合があり、チャックの数を増やすには、隣り合うチャックの間隔を大きくとらざるを得なかった。
これに対して、本実施の形態では、チャック同士の往復方向への位置にずれが設けられることにより、あるチャックＡがワークを把持していても、そのチャックＡを隣のチャックＢよりも後退させる、またはチャックＢをチャックＡよりも前進させた状態にすればチャックＡが把持しているワークが邪魔にならない状態でチャックＢが別のワークを把持することができるようになる。従って、隣り合うチャック同士の間隔を大きくとらなくてもチャックの数を増やすことができる。
【００４６】
換言すると、チャック部同士がベース６０からワークに対する方向に前進、後退する方向（進退方向）における位置がずれるように構成すれば、隣り合うチャック部同士の間隔を広げずにチャックの数を増やすことができ、ワークの搬送性を向上せることができる。
また、各チャック部について往復動作の移動方向が略平行であり移動量も同じなので、各チャック部で移動方向や移動量が個別に異なる構成に比べて、チャックの支持機構を同じ構成のものを用いることができる。
【００４７】
チャックの姿勢制御は、ロボットアーム制御部（以下、「制御部」という。）により実行される。具体的には、制御部は、駆動モータ７０の回転角とチャックの姿勢とを予め対応付けた情報（回転角α°に対して姿勢α、回転角β°に対して姿勢βなど）と、基準のチャックが基準位置に位置したことを検出するセンサなどの検出器の検出結果とを取得する。そして、チャックの姿勢をある目標の姿勢に遷移させる場合には、当該姿勢αへの遷移に必要なモータの回転角を読み出して、基準のチャックが基準位置にある状態から、読み出した回転角だけ駆動モータ７０を回転駆動させる。
【００４８】
この姿勢制御を行うためのプログラムがロボットアームの動作制御用のプログラムと共に制御部にインストールされる。
すなわち、チャック１１〜５１を用いて複数のワークを把持する場合に、チャックの姿勢がどの姿勢にあるときにどのチャックでどのワークを掴み、次のワークを掴むのにどの姿勢に遷移させてどのチャックでどこまでチャック装置を移動させれば良いかをロボットアームとワークのそれぞれの座標軸上での位置関係に基づいて予め決められる。
【００４９】
この決められた通りにロボットアームが動くようにプログラムが作成され、制御部にインストールされる。このような制御を行うことにより、本例では最大で１５個のワークを把持した状態でロボットアームをワーク載置台から目的の位置まで一回の移動操作で搬送することができる。多品種変量生産の場合には、搬送対象のワークの数や大きさ、形状などが変わるので、それぞれの場合に応じてプログラムが更新されることになる。
【００５０】
チャックの姿勢は、ギア比の調整により任意に代えることができる。
例えば、チャック部１０〜５０のそれぞれについて往復運動の周期を相互に異ならせると共に、特定の回転角ではチャック部１０〜５０の全てを基準位置に位置させつつ、回転角を可変させることにより、隣り合うチャックの位置がずれるように動く構成をとることもできる。
【００５１】
図３、図４では、各チャックについて進退方向に位置がずれる様子を模式的に示したが、これが一例であることはいうまでもない。生産現場毎に、その生産現場に適した各チャックの進退方向における動作が実行されるようにギア比などが予め調整される。
なお、上記では、隣り合うチャックの位置にずれを生じさせる方法として、ギア比を調整する構成をとったが、これに限られない。例えば、各チャック部それぞれに対応して設けられたギア対（ギア８２、８７の対、ギア８３、８８の対など）のギア比を全て同じにする構成をとるとしても良い。この構成をとれば、チャック部１０〜５０の往復運動の周期が全て同じになるが、例えばクランク機構において相互に７２°ずつの位相差をつければ、隣り合うチャック部同士が７２°に相当する分だけ進退の動き（ベース６０に対する位置）がずれた状態で往復運動を行うことになる。
【００５２】
また、チャック部１０、３０、５０を一つの組Ａ、チャック部２０、４０を別の一つの組Ｂとして、組ＡとＢの位相差を１８０°にすれば、一方の組のチャック部が前進するときに、他方の組のチャック部が後退する関係になり、隣り合うチャックの進退方向における位置を時間的にずらすことが可能になる。
＜実施の形態２＞
上記実施の形態１では、ギア駆動機構を用いるとしたが、本実施の形態では、ギア駆動機構に代えてスコッチヨーク機構を用いるとしており、この点が実施の形態１と異なっている。以下、説明の重複を避けるため、実施の形態１と同じ内容についてはその説明を省略し、同じ機能を有する構成要素については、同符号を付すものとする。
【００５３】
図５は、本実施の形態に係るスコッチヨーク機構を用いた構成例を示す図である。
図５に示すように、チャック部６００は、チャック６０１と、支持板６０２と、クランクピン軸受６０３などを備える。
チャック６０１は、チャック１１と同じものであり、支持板６０２に支持される。図５では、１つしか示されていないが、図１（ａ）に示すように３つなど複数でも良い。
【００５４】
支持板６０２は、側板６２に対向する面に設けられた２本の案内ピン１２１が側板６２に設けられた上下方向に伸びる２本の案内溝６２１に嵌め込まれることにより、側板６２に上下方向に移動自在に支持されている。
クランクピン軸受６０３は、円板状であり、支持板６０２の中央に設けられた、Ｚ方向に伸びる長孔６０７に嵌め込まれており、駆動軸８１に偏心して取り付けられている。
【００５５】
駆動モータ７０により駆動軸８１が回転すると、クランクピン軸受６０３が支持板６０２の長孔６０７の中を転がるように回転することにより、支持板６０２を上下方向に往復運動させる。これによりチャック６０１が上下方向に往復する動作を行う。
図５では、チャック部６００を一つだけ示しているが、図１（ｂ）に示すようにＸ方向（左右方向）に５つのチャック部６００が間隔をおいて並べて配されている。
【００５６】
５つのチャック部６００のそれぞれについて、駆動軸８１に対するクランクピン軸受６０３の固定位置が周方向にずらされており、隣り合うチャックの位置にずれが生じるようになっている。スコッチヨーク機構をとることにより、駆動機構におけるギアの数を減らして装置全体の構成をより簡素化することができる。
なお、他の例としてベルト駆動機構をとるとしても良い。
【００５７】
図６は、ベルト駆動機構の例を示す図である。
図６に示すように、チャック部７００は、チャック７０１と、支持板７０２と、連結部材７０３などを備える。また、ベルト伝達機構としての駆動部７１０は、プーリ７１１、７１２と、駆動ベルト７１３などを備える。
チャック７０１、支持板７０２、連結部材７０３は、上記チャック１１、支持板１２、連結部材１３と同じ構成のものである。
【００５８】
プーリ７１２は、側板６２に回転自在に支持され、プーリ７１１は、駆動軸８１に固定されている。駆動ベルト７１３は、プーリ７１１、７１２に巻き架けられている。
駆動モータ７０の回転により駆動軸８１が回転すると、その回転駆動力がプーリ７１１、駆動ベルト７１３を介してプーリ７１２に伝わる。プーリ７１２が回転すると、クランク機構を構成する連結部材７０３を介して支持板７０２が上下方向に往復運動を行い、チャック７０１が上下方向に往復する動作を行う。
【００５９】
駆動側であるプーリ７１１と従動側であるプーリ７１２間を駆動ベルト７１３で接続するので、ギアで連結する構成に比べて設計の自由度が高まる。
図６の例ではチャック部７００が一つだけ示されているが、図１（ｂ）に示すように５つのチャック部７００が左右方向に間隔をおいて配置され、各チャック部７００に対応して駆動部７１０が設けられている。プーリ７１１、７１２の径の大きさによりチャックの進退方向における動きの周期が可変されるので、予め５つのチャック部７００のそれぞれに対して、対応するプーリ７１１、７１２の径が各チャックの往復方向における位置にずれが生じるように調整される。
【００６０】
なお、チャック部の数が５つに限られないことはいうまでもなく、複数であれば良い。また、図６は、一つのチャック部７００に一つのチャック７０１を配する構成例を示しているが、複数のチャックを配する構成であっても良い。さらに、あるチャック部に一つのチャックを配置し、別のチャック部に複数のチャックを配置する構成をとるとしても良い。これらのことは、上記の各実施の形態における構成例について同様である。
【００６１】
＜実施の形態３＞
図７は、２次元平面上を移動可能なロボット８０２のロボットアーム８０３にチャック装置８０１が取着されている様子を示す全体構成図である。
図７に示すチャック装置８０１は、上記のチャック装置１と基本的に同じものであるが、チャック部１０〜５０（図１（ｂ）参照）には、１つのチャック１１〜５１だけが設けられ、合計５つのチャック１１〜５１により、５つのワークを搬送可能な構成例を示している。
【００６２】
図７に示すように、ロボットアーム８０３はＸ−Ｙ方向に沿って移動自在であり、例えばワーク載置台８１０上に載置されている５つのワーク８１１〜８１５を把持する場合には、次のような動作を行う。すなわち、例えばチャック１１〜５１の順にワーク８１１〜８１５を掴んでいく場合には、駆動モータ７０を駆動させてチャックの姿勢をチャック１１が使用される場合の姿勢（具体的には、基準姿勢）になるように遷移させつつ、ロボットアーム８０３を移動させて、チャック１１でワーク８１１を把持する。
【００６３】
チャック１１でワーク８１１を把持したまま、一旦、ロボットアーム８０３をワーク載置台８１０から離間させて、次に駆動モータ７０を駆動させてチャックの姿勢をチャック２１が使用される場合の姿勢（具体的には、姿勢α）に遷移させつつ、ロボットアーム８０３を移動させて、チャック２１でワーク８１２を把持する。
チャック１１、２１でワーク８１１、８１２を把持したまま、ロボットアーム８０３をワーク載置台８１０から離間させて、駆動モータ７０を駆動させてチャックの姿勢をチャック３１が使用される場合の姿勢（具体的には、姿勢β）に遷移させつつ、ロボットアーム８０３を移動させて、チャック３１でワーク８１３を把持する。
【００６４】
同様に、チャック１１〜３１でワーク８１１〜８１３を把持したまま、ロボットアーム８０３をワーク載置台８１０から離間させる。駆動モータ７０を駆動させてチャックの姿勢をチャック４１が使用される場合の姿勢に遷移させつつ、ロボットアーム８０３を移動させて、チャック４１でワーク８１４を把持する。
最後に、チャック１１〜４１でワーク８１１〜８１４を把持したまま、ロボットアーム８０３をワーク載置台８１０から離間させ、駆動モータ７０を駆動させてチャックの姿勢をチャック５１が使用される場合の姿勢に遷移させつつ、ロボットアーム８０３を移動させて、チャック５１でワーク８１５を把持する。
【００６５】
５つのワーク８１１〜８１５を把持すると、目的の位置にあるワーク組付対象８２０までロボットアーム８０３を矢印（破線）で示すようにＸ方向とＹ方向に沿って移動させて組付対象８２０に向かう。
組付対象８２０に到着すると、ワークを把持したときと同様にロボット８０２を動作させる。すなわち、ワークの一つずつについて、そのワークを把持しているチャックが組み付けに適した位置、例えば他のチャックよりも前進している状態になるようにチャックの姿勢を変えつつ、ロボットアーム８０３の移動によりチャック装置８０１を組付対象８２０に接近させて、組付対象８２０に対してワークを所定の位置に載置したり所定の部位に嵌め込んだりするなどの組み付けを行った後、組付対象８２０から一旦、離れるといった動作を所定の順序で繰り返し行う。
【００６６】
このようにチャック装置８０１を多軸ロボットよりも簡易な構成の直線動作ロボットに用いることにより、直線動作ロボットの多機能化を図ることができる。
（変形例）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
【００６７】
（１）上記の実施の形態１では、回転運動を直線運動に変更する機構としてクランク機構等を用いるとしたが、これに限られない。例えば、ラックピニオン式の機構により直線往復駆動を行う構成をとるとしても良い。
（２）上記の実施の形態１では、一つのチャック部に３つのチャックが配置され、３つのチャックが１つの支持板に固定される構成例を説明したが、これに限られない。
【００６８】
例えば、１つのチャック部において隣り合うチャック同士の位置にずれが生じるように各チャックがワークに対する方向に進退自在に支持される構成をとるとしても良い。図８（ｂ）に示す５つのチャックのそれぞれが進退自在に支持される構成に相当する。
また、各チャックが直線の往復運動を行う構成例を説明したが、これに限られることもない。例えば、カーブに沿って往復運動をする構成であっても良い。また、往復が同じ経路を沿うものでなくても良く、例えば往路と復路が別の構成であっても構わない。
【００６９】
（３）上記の実施の形態では、各チャックの進退方向における移動量を各チャックで同じとしたが、移動量に差をつけるとしても良い。例えば、進退方向に長いワークをチャックＡが把持した状態でチャックＢが短いワークを把持するような場合には、ストロークが同じであれば、長いワークが邪魔になることが想定される。
このような場合には、チャックＢの移動量をチャックＡよりも大きく設定しておけば、移動量の大きい分、チャックＢをワークに近づけることができ、チャックＡが把持しているワークの邪魔にならないようにしてチャックＢがワークを把持することが可能になる。
【００７０】
（４）上記の実施の形態１では、一つの駆動モータ７０を共用してその回転駆動力を複数のチャック部に分配する構成をとることによりモータの数を減らすようにしたが、これに限られず、例えば各チャック部に独立してモータを設けるとしても良い。
このように構成すれば、ワークの把持に用いるべきチャックだけを進退方向に一杯まで前進させつつ、他のチャックを一杯まで後退させる姿勢をとることにより、他のチャックで既に把持されているワークがより邪魔にならないようにして、一杯まで前進させたチャックを用いてワークを把持することができる。各チャック部に設けられたモータ、ギア、連結部材などが各チャックをずれが生じるように駆動させる駆動手段を構成する。
【００７１】
また、回転駆動力を出力する駆動モータ７０を用いる構成に限られず、例えば出力軸を進退させる、いわゆる直動モータを用いることもできる。直動モータを用いれば、回転運動を直線運動に変換するクランク機構などが不要になり、構成を簡素化できる。
さらに、モータに限られることもない。複数のチャックをベース６０からワークに向かう方向に進退させるための駆動力を出力するものであれば良く、例えばモータ以外のアクチュエータ、具体的にはソレノイドや油圧シリンダーなどを用いるとしても良い。
【００７２】
（５）上記の実施の形態では、チャック部１０〜５０のそれぞれの往復動作時の移動方向が略平行である構成例を説明したが、複数のチャック部がベース６０からワークに向かう方向に進退自在に支持される構成であれば、平行であることに限られない。
例えば、２つのチャック部がその先端側が扇状に開くように並べられて、一方のチャック部の前進する方向と他方のチャック部の前進する方向が交差しない方向にそれぞれのチャック部の進退動作が実行される構成などをとることが考えられる。このような構成にすれば、あるチャックＡが前進すればするほど、チャックＡの先端側であるチャック爪と隣のチャックＢとの間隔が広がることになり、チャックＡがワークを把持する際に隣のチャックＢにより既に把持されているワークが把持の邪魔になるといったことがより生じ難くなる。
【００７３】
（６）上記の実施の形態におけるチャック、支持板、ベースなどの部材の形状、大きさ、材料などが上記のものに限られないことはいうまでもなく、使用環境や把持対象のワークの種類などに応じて適切な形状、大きさ、材料等が決められる。また、５つのチャック部１０〜５０を備えるとしたが、これに限られず、複数であれば良い。また、チャックの姿勢をロボットアーム制御部で制御する構成例を説明したが、ロボットアームの動作を制御する制御部とは別の制御部が担当するようにしても良い。
【００７４】
さらに、上記の実施の形態では、隣り合うチャック部同士が進退方向における位置がずれるように構成するとしたが、隣り合うものに限られない。少なくとも２つのチャック部が相対的に進退方向における位置がずれるように構成されれば良い。例えば、複数のチャックのうち、一のチャックがベースに固定され、別のチャックがベースに対して進退自在である構成も含まれる。また、チャックとしてワークを把持するものを用いる構成例を説明したが、これに限られない。ワークを保持するものであれば良く、例えば吸引によりワークを保持するものもチャックに含まれる。
【００７５】
また、上記実施の形態及び上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、ワークを把持するチャックを複数、備えるチャック装置に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１、８０１      チャック装置
２、８０３      ロボットアーム
１０、２０、３０、４０、５０、６００、７００      チャック部
１１、２１、３１、４１、５１、６０１、７０１      チャック
１２、２２、３２、４２、５２、６０２、７０２      支持板
１３、２３、３３、４３、５３、７０３      連結部材
６０      ベース
６１      基台
６２、６３、６４      側板
７０      駆動モータ
８０      動力伝達機構
８１      駆動軸
８２〜９１      ギア
１２１、２２１、３２１、４２１、５２１      案内ピン
６０３      クランクピン軸受
６０７      長孔
６２１、６２２、６３１、６３２、６４１      案内溝
７１０      駆動部
７１１、７１２      プーリ
７１３      駆動ベルト
【図１】
2011125958.tif 000003
【図２】
2011125958.tif 000004
【図３】
2011125958.tif 000005
【図４】
2011125958.tif 000006
【図５】
2011125958.tif 000007
【図６】
2011125958.tif 000008
【図７】
2011125958.tif 000009
【図８】
2011125958.tif 000010