(57)【要約】【課題】  パラレルロボットにより処理されるワークのピッチを可変にするためのワークピッチ可変装置を提供する。【解決手段】  各々の下端が連結部３に連結された複数のパラレルリンク対１４、１５、１６によりワークＷに対して処理を行うパラレルロボット１において、処理すべきワークＷのピッチを可変にするためのワークピッチ可変装置４を構築する。この場合に、上下方向に延びる回転可能な回転軸４０と、回転軸４０の下端に連結され、水平方向に延びるレバーアーム４１と、レバーアーム４１の下方において水平面内の一方向に移動自在に設けられ、ワークＷを吸着保持するための複数の吸着パッド５０、５１、６０、６１、７０、７１、８０、８１と、各吸着パッドとレバーアーム４１との間をそれぞれ連結する複数の連結バー４７Ａ、４８Ａ、４７Ｂ、４８Ｂとを設ける。【選択図】  図３
2011025392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々の下端が互いに連結された複数のパラレルリンク機構によりワークに対して処理を行うパラレルロボットにおいて、処理すべきワークのピッチを可変にするためのワークピッチ可変装置であって、
前記ワークピッチ可変装置が、
上下方向に延びる回転可能な回転軸と、
前記回転軸の下端に連結され、水平方向に延びるレバーアームと、
前記レバーアームの下方において水平面内の一方向に移動自在に設けられ、ワークを処理するための複数のワーク処理部と、
前記各ワーク処理部と前記レバーアームとの間をそれぞれ連結する複数の連結バーと、
を備えたパラレルロボット用ワークピッチ可変装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記各パラレルリンク機構の前記各下端が連結部に連結されており、前記回転軸が前記連結部を挿通して下方に延びている、
ことを特徴とするパラレルロボット用ワークピッチ可変装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記回転軸の上端は、ユニバーサルジョイントを介してサーボモータに駆動連結されている、
ことを特徴とするパラレルロボット用ワークピッチ可変装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記レバーアームの端部が前記回転軸の前記下端に連結されている、
ことを特徴とするパラレルロボット用ワークピッチ可変装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記レバーアームの長手方向の中央部が前記回転軸の前記下端に連結されている、
ことを特徴とするパラレルロボット用ワークピッチ可変装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記レバーアームの長手方向の中央部が前記回転軸の前記下端に連結されており、前記レバーアームと前記各連結バーとの連結部分が、前記レバーアームの前記中央部を挟んで両側に配置されている、
ことを特徴とするパラレルロボット用ワークピッチ可変装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記各ワーク処理部が、水平面内の前記一方向に配設された支持バーに沿って移動自在に設けられている、
ことを特徴とするパラレルロボット用ワークピッチ可変装置。
【請求項８】
請求項１において、
前記各ワーク処理部が、ワークを吸着保持する吸着パッドから構成されている、
ことを特徴とするパラレルロボット用ワークピッチ可変装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記各吸着パッドが、上下方向から斜めに傾いて配設されている、
ことを特徴とするパラレルロボット用ワークピッチ可変装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラレルロボットにより処理されるワークのピッチを可変にするためのワークピッチ可変装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、様々な産業分野でパラレルロボットが用いられている。パラレルロボットは、互いに並設された複数のアクチュエータと、これらのアクチュエータによりそれぞれ駆動されるとともに、それぞれの下端が連結部を介して互いに連結された複数のパラレルリンク機構とを有している。
【０００３】
パラレルロボットにおいては、各アクチュエータをそれぞれ駆動制御することにより、各パラレルリンク機構の下端の連結部が３次元空間内の任意の位置に配置されるので、３次元空間内での作業対象物の移動やハンドリングに好適である（例えば特表２００８−５２９８１６号公報参照）。
【０００４】
ところで、このようなパラレルロボットを用いて商品を容器に充填する際には、パラレルロボットへの商品導入前に前工程で商品同士の間隔を狭める集積処理を予め行うことなく、パラレルロボットにより商品の集積および充填処理を同時に行うことができれば、非常に効率的である。当該業界では、このような効率化を求める強い要請があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、パラレルロボットにおいて処理すべきワークのピッチを可変にすることができるワークピッチ可変装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、各々の下端が互いに連結された複数のパラレルリンク機構によりワークに対して処理を行うパラレルロボットにおいて、処理すべきワークのピッチを可変にするためのワークピッチ可変装置である。当該ワークピッチ可変装置は、上下方向に延びる回転可能な回転軸と、回転軸の下端に連結され、水平方向に延びるレバーアームと、レバーアームの下方において水平面内の一方向に移動自在に設けられ、ワークを処理するための複数のワーク処理部と、各ワーク処理部とレバーアームとの間をそれぞれ連結する複数の連結バーとを備えている。
【０００７】
請求項１の発明において、ワークのピッチを変える際には、まず、回転軸を正転または逆転させる。すると、回転軸の下端に連結されたレバーアームが水平面内で回転軸とともに回動する。このとき、レバーアームには、複数の連結バーを介して複数のワーク処理部が連結されているので、レバーアームの回動により、各連結バーを介して各ワーク処理部が水平面内の一方向に移動する。これにより、各ワーク処理部の間隔が変化する。
【０００８】
この場合には、各ワーク処理部によりワークを処理する際に、各ワーク処理部の間隔を変化させて、ワークのピッチを変えることができる。これにより、ワークの処理および集積を同時に行えるようになって、ワーク処理の効率を向上できる。
【０００９】
請求項２の発明では、請求項１において、各パラレルリンク機構の各下端が連結部に連結されており、回転軸が連結部を挿通して下方に延びている。
【００１０】
この場合、パラレルリンク機構の駆動時には、各パラレルリンク機構の各下端が連結された連結部が各パラレルリンク機構とともに移動して、ワークの処理が行われる。また、連結部の移動の際には、連結部とともに回転軸も移動することになる。
【００１１】
請求項３の発明では、請求項１において、回転軸の上端が、ユニバーサルジョイントを介してサーボモータに駆動連結されている。
【００１２】
この場合、サーボモータの駆動時には、ユニバーサルジョイントを介して回転軸が正転または逆転する。また、パラレルリンク機構の駆動時にパラレルリンク機構が水平方向に変位しようとしたとき、回転軸にユニバーサルジョイントが連結されていることにより、回転軸の水平方向の変位が許容されるとともに、回転軸が水平方向に変位した状態で回転軸が回転する。
【００１３】
請求項４の発明では、請求項１において、レバーアームの端部が回転軸の下端に連結されている。
【００１４】
この場合には、レバーアームが回転軸下端から一方の側にのみ延設されている。このため、回転軸の回転時には、レバーアームがその端部の回りを回動（揺動）する。
【００１５】
請求項５の発明では、請求項１において、レバーアームの長手方向の中央部が回転軸の下端に連結されている。
【００１６】
この場合には、レバーアームが回転軸下端から両側に延設されている。このため、回転軸の回転時には、レバーアームが回転軸下端の回りを回動する。
【００１７】
請求項６の発明では、請求項１において、レバーアームの長手方向の中央部が回転軸の下端に連結されており、レバーアームと各連結バーとの連結部分が、レバーアームの中央部を挟んで両側に配置されている。
【００１８】
この場合、レバーアームの回動時には、レバーアームの回転軸下端から両側の延設部分が回転軸下端の回りを回動し、このとき、当該両側の延設部分にそれぞれ連結された各連結バーが駆動されることにより、各ワーク処理部の間隔が変化する。
【００１９】
請求項７の発明では、請求項１において、各ワーク処理部が、水平面内の一方向に配設された支持バーに沿って移動自在に設けられている。
【００２０】
この場合には、回転軸の回転によりレバーアームが回動するとき、レバーアームが連結された各ワーク処理部が支持バーに沿って水平面内の一方向に移動する。
【００２１】
請求項８の発明では、請求項１において、各ワーク処理部が、ワークを吸着保持する吸着パッドから構成されている。
【００２２】
この場合には、ワークの保持が吸着パッドによって行われるとともに、各ワークのピッチを変える際には、各ワークが各吸着パッドにより吸着保持された状態で、各吸着パッドが移動することにより行われる。
【００２３】
請求項９の発明では、請求項８において、各吸着パッドが、上下方向から斜めに傾いて配設されている。
【００２４】
この場合には、各吸着パッドが斜めに配設されていることで、回転軸の回転によるレバーアームの回動により、各吸着パッドの間隔が狭められたとき、各吸着パッドに吸着保持された各ワークの一部をオーバラップさせることができる。これにより、厚みの薄い商品やシート状の商品などを効率的に集積させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように本発明によれば、上下方向に延びる回転軸と、回転軸下端に連結されたレバーアームと、レバーアームの下方において水平面内の一方向に移動自在な複数のワーク処理部と、各ワーク処理部とレバーアームとの間をそれぞれ連結する複数の連結バーとを設けたので、回転軸を回転させて、回転軸下端に連結されたレバーアームを水平面内で回転軸とともに回動させ、各連結バーを介して各ワーク処理部を水平面内の一方向に移動させることにより、各ワーク処理部の間隔を変化させることができる。これにより、各ワーク処理部で処理されるワークのピッチを変えることができる。このようにして、ワークの処理および集積を同時に行えるようになり、ワーク処理の効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例によるワークピッチ可変装置を採用するパラレルロボットの正面概略図である。
【図２】パラレルロボット（図１）の平面概略図である。
【図３】ワークピッチ可変装置（図１）の正面概略図である。
【図４】ワークピッチ可変装置（図３）の平面概略図であって、図３のIV-IV線断面に相当する図である。
【図５Ａ】ワークピッチ可変装置の作動を説明するための図であって、ワークピッチを拡げた状態を示しており、図３のV-V線断面に相当している。
【図５Ｂ】ワークピッチ可変装置の作動を説明するための図であって、ワークピッチを狭めた状態を示しており、図３のV-V線断面に相当している。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１および図２は、本発明の一実施例が適用されたパラレルロボットを示している。
【００２８】
これらの図に示すように、パラレルロボット１は、上方に架設されたフレーム２に支持されたベース部１０と、ベース部１０の下方に均等間隔で取り付けられた３個のサーボモータ１１、１２、１３と、これらのサーボモータ１１、１２、１３によりそれぞれ駆動されるパラレルリンク対１４、１５、１６とを備えている。パラレルリンク対１４、１５、１６の各上端は、サーボモータ１１、１２、１３の各出力軸にヒンジ連結されており、各下端は、各サーボモータ１１、１２、１３の下方に配設された連結部３にヒンジ連結されている。各パラレルリンク対１４、１５、１６は、それぞれサーボモータ１１、１２、１３の各出力軸から連結部３に向かって斜め下方に延びている。
【００２９】
この構成により、パラレルロボット１の稼働時には、各サーボモータ１１、１２、１３の各出力軸の回転量および回転の向きを適宜制御することにより、各パラレルリンク対１４、１５、１６からなる各パラレルリンク機構が水平方向および鉛直方向に移動して、連結部３が一定の三次元空間内の任意の位置に配置されるようになっている。
【００３０】
また、パラレルロボット１は、ベース部１０の上部において、下向きに配置されたサーボモータ１７を有している。サーボモータ１７の出力軸（θ軸）１７ａは、ベース部１０を上下方向に貫通して下方に延設されている。
【００３１】
連結部３の下方には、本発明の一実施例によるワークピッチ可変装置４が設けられている。ワークピッチ可変装置４は、図３に示すように、サーボモータ１７の出力軸１７ａの下端にユニバーサルジョイント１７ｂを介して連結された回転軸４０を有している。回転軸４０は、連結部３を上下方向に貫通する貫通孔３ａを挿通して下方に延びている。ユニバーサルジョイント１７ｂが設けられていることで、連結部３が水平面内で移動したときに、回転軸４０がその動きに追随できるようになっているとともに、回転軸４０が上下方向から傾いた状態であってもサーボモータ１７からの回転力が回転軸４０に伝達されるようになっている。回転軸４０の下端には、水平方向（図３紙面垂直方向）に延びるレバーアーム４１がキー止めされている。
【００３２】
連結部３の下端には、水平面内に延設されたアッパープレート４２がネジ止めされている。アッパープレート４２の中央には開孔４２ａが形成されており、回転軸４０は、開孔４２ａを挿通して下方に延びている。
【００３３】
アッパープレート４２の両端には、サイドプレート４３、４４の上端がネジ止めされている。サイドプレート４３、４４の下端には、アッパープレート４２との間に所定の間隔を隔てて一対の支持バー４５、４６が取り付けられている（図４参照）。支持バー４５、４６は、互いに離隔配置されるとともに、水平面内の一方向に延びている。
【００３４】
各支持バー４５、４６には、４つの移動ブロック５、６、７、８が移動自在に設けられている。各移動ブロック５、６、７、８の各上部には、一対の貫通孔５ａ、６ａ、７ａ、８ａがそれぞれ形成されており、これらの貫通孔５ａ、６ａ、７ａ、８ａに支持バー４５、４６が係合している。
【００３５】
各移動ブロック５、６、７、８の下端には、ワークＷを処理するためのワーク処理部としての吸着パッド５０、５１；６０、６１；７０、７１；８０、８１がそれぞれ取り付けられている。なお、ここでは、吸着パッドして２個一組の例を示しているが、これに限定されるものではなく、吸着パッドとして、単一構成のものでも、また３個以上の組合せから構成されるものでもよい。
【００３６】
各移動ブロック５、６、７、８には、図４に示すように、各吸着パッド５０、５１；６０、６１；７０、７１；８０、８１からエアを吸引するための配管継手９０、９１、９２、９３がそれぞれ連結されている。これらの配管継手９０、９１、９２、９３は、真空発生装置（図示せず）に接続されている。真空発生装置は、例えば真空ポンプや真空ブロア等から構成される。
【００３７】
図３に示す例では、各吸着パッド５０、５１；６０、６１；７０、７１；８０、８１が上下方向から斜めに傾いて配設されている。これは、後述するように、ワークピッチ可変装置４により、各ワークＷのピッチを小さくした際に、隣り合う各ワークＷの一部が重なり合えるようにするためである。なお、各吸着パッド５０、５１；６０、６１；７０、７１；８０、８１の向きは、これに限定されるものではなく、鉛直下方に配向していてもよい。
【００３８】
レバーアーム４１は、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、細長い矩形状の部材であって、その長手方向中央部に回転軸４０の下端が連結されている。レバーアーム４１において、長手方向中央部を挟んで一方の側の延設部分に長短一対の連結バー４７Ａ、４８Ａの各端部が連結されており、他方の側の延設部分に長短一対の連結バー４７Ｂ、４８Ｂの各端部が連結されている。
【００３９】
レバーアーム４１の下面において、長手方向中央部を挟んで一方の側には、当該中央部から近い順に、上下方向の支軸５５、６５の各上端が固定されている。連結バー４７Ａの一端は、支軸５５が取り付けられる取付孔を有しており、支軸５５の回りに例えば軸受を介して回動自在に支持されている。同様に、連結バー４８Ａの一端は、支軸６５が取り付けられる取付孔を有しており、支軸６５の回りに例えば軸受を介して回動自在に支持されている。
【００４０】
連結バー４７Ａの他端は、移動ブロック５の上方まで延びている。移動ブロック５の上面には、支軸５６の下端が固定されている。連結バー４７Ａの他端は、支軸５６が取り付けられる取付孔を有しており、支軸５６の回りに例えば軸受を介して回動自在に支持されている。連結バー４８Ａの他端は、移動ブロック６の上方まで延びている。移動ブロック６の上面には、支軸６６の下端が固定されている。連結バー４８Ａの他端は、支軸６６が取り付けられる取付孔を有しており、支軸６６の回りに例えば軸受を介して回動自在に支持されている。
【００４１】
レバーアーム４１の下面において、長手方向中央部を挟んで他方の側には、当該中央部から近い順に、上下方向の支軸７５、８５の各上端が固定されている。連結バー４７Ｂの一端は、支軸７５が取り付けられる取付孔を有しており、支軸７５の回りに例えば軸受を介して回動自在に支持されている。同様に、連結バー４８Ｂの一端は、支軸８５が取り付けられる取付孔を有しており、支軸８５の回りに例えば軸受を介して回動自在に支持されている。
【００４２】
連結バー４７Ｂの他端は、移動ブロック７の上方まで延びている。移動ブロック７の上面には、支軸７６の下端が固定されている。連結バー４７Ｂの他端は、支軸７６が取り付けられる取付孔を有しており、支軸７６の回りに例えば軸受を介して回動自在に支持されている。連結バー４８Ｂの他端は、移動ブロック８の上方まで延びている。移動ブロック８の上面には、支軸８６の下端が固定されている。連結バー４８Ｂの他端は、支軸８６が取り付けられる取付孔を有しており、支軸８６の回りに例えば軸受を介して回動自在に支持されている。
【００４３】
この構成により、回転軸４０を正転または逆転させると、レバーアーム４１が回転軸４０の回りに回動して図５Ａまたは図５Ｂのいずれかの位置に配置され、このとき、各連結バー４７Ａ、４８Ａ、４７Ｂ、４８Ｂを介して、各移動ブロック５、６、７、８が支持バー４５、４６に沿って移動することにより、各吸着パッド５０、５１；６０、６１；７０、７１；８０、８１に吸着保持されたワークＷが移動して、隣り合う各ワークＷの間隔（ピッチ）が拡げられたピッチ拡大位置（図５Ａ参照）と、隣り合う各ワークＷのピッチが狭められたピッチ縮小位置（図５Ｂ参照）とをとり得るようになっている。
【００４４】
上述のように構成されるパラレルロボット１においては、ワークＷの供給時には、各サーボモータ１１、１２、１３の各出力軸の回転量および回転の向きを適宜制御することにより、各パラレルリンク対１４、１５、１６からなる各パラレルリンク機構を水平方向および鉛直方向に移動させて、連結部３をワークＷの上方に移動させ、各ワークＷをそれぞれ対応する吸着パッド５０、５１；６０、６１；７０、７１；８０、８１により吸着保持する（図３参照）。このとき、レバーアーム４１は、図５Ａに示すピッチ拡大位置に配置されていたとする。
【００４５】
この状態から、サーボモータ１７（図１）を駆動して回転軸４０を回転させ、回転軸下端が連結されたレバーアーム４１を、図５Ｂに示すピッチ縮小位置まで回動させる。このレバーアーム４１の回動時には、レバーアーム４１に各一端が連結された連結バー４７Ａ、４８Ａが図５Ａ左方に移動するとともに、同様にレバーアーム４１に各一端が連結された連結バー４７Ｂ、４８Ｂが図５Ａ右方に移動する。すると、連結バー４７Ａ、４８Ａの各他端が連結された各移動ブロック５、６とともに各吸着パッド５０、５１；６０、６１が図５Ａ左方に移動し、同様に連結バー４７Ｂ、４８Ｂの各他端が連結された各移動ブロック７、８とともに各吸着パッド７０、７１；８０、８１が図５Ａ右方に移動する。
【００４６】
このとき、レバーアーム４１の端部に連結された連結バー４８Ａ、４８Ｂの方が、レバーアーム４１の中央寄りの位置に連結された連結バー４７Ａ、４７Ｂよりも移動量が大きいため、レバーアーム４１が図５Ａの位置から図５Ｂの位置まで移動すると、各吸着パッドにより吸着保持された各ワークＷの間隔（ピッチ）が狭められる。図５Ｂに示す例では、隣り合う各ワークＷの一部がオーバラップした状態が示されている。このようなオーバラップが可能なのは、図３に示すように、２個一組の各吸着パッドが上下方向から斜めに傾いて配置されていることにより、２個一組の各吸着パッドで吸着保持された各ワークＷが水平方向から斜めに傾いて配置され、隣り合う各ワークＷの対向端に上下方向の段差が生じているためである。こうしたオーバラップにより、厚みの薄いワークやシート状のワークを効率よく集積できる。
【００４７】
次に、再び、各サーボモータ１１、１２、１３の各出力軸の回転量および回転の向きを適宜制御することにより、各パラレルリンク対１４、１５、１６からなる各パラレルリンク機構を水平方向および鉛直方向に移動させて、連結部３をワークＷの移載位置（例えば容器の上方位置）まで移動させる。この状態から、各吸着パッド５０、５１；６０、６１；７０、７１；８０、８１による吸着保持状態を解除することにより、各吸着パッド５０、５１；６０、６１；７０、７１；８０、８１により吸着保持されていた各ワークＷが容器内に導入される。
【００４８】
このとき、各ワークＷのピッチが狭められて集積された状態で容器内に導入されるので、容器内に隙間なくワークＷを充填できるようになって、充填効率を向上できるとともに、容器内への導入に先立って前工程でワークＷの集積処理を行う必要がなくなり、ワークＷの集積および充填をパラレルロボットを用いてほぼ同時に行えるようになるので、ワーク処理の効率を向上できる。
【００４９】
なお、各連結バー４７Ａ、４８Ａ、４７Ｂ、４８Ｂとレバーアーム４１との連結位置は、前記実施例に示すものには限定されない。長短一対の連結バーのうち、長い方の連結バー４７Ａ、４７Ｂをレバーアーム４１の端部に連結し、短い方の連結バー４８Ａ、４８Ｂをレバーアーム４１の中央寄りの位置に連結するようにしてもよい。
【００５０】
この場合、ピッチ拡大位置とピッチ縮小位置は、前記実施例の場合と逆になる。
【００５１】
また、前記実施例では、回転軸４０の下端をレバーアーム４１の長手方向中央部に連結して、複数の連結バーをレバーアーム４１の長手方向中央部を挟んで両側部分に連結した例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。
【００５２】
レバーアームを前記実施例のものよりも短めの部材にして、レバーアームの端部に回転軸４０の下端を連結するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、パラレルロボットに有用であり、とくにパラレルロボットにおいてワークの集積を要求されるものに適している。
【符号の説明】
【００５４】
１：  パラレルロボット
１４、１５、１６：  パラレルリンク対
１７：  サーボモータ
１７ｂ：  ユニバーサルジョイント
３：  連結部
４：  ワークピッチ可変装置
４０：  回転軸
４１：  レバーアーム
４５、４６：  支持バー
４７Ａ、４８Ａ：  連結バー
４７Ｂ、４８Ｂ：  連結バー
５０、５１：  吸着パッド（ワーク処理部）
６０、６１：  吸着パッド（ワーク処理部）
７０、７１：  吸着パッド（ワーク処理部）
Ｗ；  ワーク
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】特表２００８−５２９８１６号公報
【図１】
2011025392.tif 000003
【図２】
2011025392.tif 000004
【図３】
2011025392.tif 000005
【図４】
2011025392.tif 000006
【図５Ａ】
2011025392.tif 000007
【図５Ｂ】
2011025392.tif 000008