(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向するロボットが同時にワークを把持し、該ワークを搬送可能な搬送装置において、
各ロボットが、基部と、該基部に回動自在に取り付けられたアーム部と、該アーム部の先端に設けられた前記ワークを把持する把持部と、該把持部に取り付けられた当接手段とを備え、
対向する各ロボットの前記当接手段の前進又は後退可能な支持桿の先端同士が当接支持された状態で、前記ワークが搬送される搬送装置。
【請求項２】
対向する前記ロボットの前記把持部同士の間の距離が一定となった状態で、前記ワークが搬送される請求項１記載の搬送装置。
【請求項３】
前記当接手段がエアーシリンダーであり、
前記支持桿の前進又は後退が該エアーシリンダーによって制御されている請求項１又は２記載の搬送装置。
【請求項４】
対向するロボットのうち、少なくとも一方のロボットの把持部は、弾圧装置を介して前記アーム部に接続されており、
前記弾圧装置が前記アーム部への機械的負荷を解消する請求項１〜３のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項５】
前記弾圧装置が、前記把持部に連結固定されたＬＭレールと、該ＬＭレールに沿ってスライド可能なＬＭガイドと、下面が該ＬＭガイドに連結され、上面が前記アーム部に連結されたプレートと、該プレートの一端が当接されたストッパーと、プレートを一定の圧力でストッパーに向けて付勢する付勢手段とを備える請求項４記載の搬送装置。
【請求項６】
前記付勢手段がエアーシリンダーである請求項５記載の搬送装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の搬送装置を用いたワークの搬送方法であって、
対向する前記ロボットの前記把持部がワークを把持し、
対向する前記ロボットの前記当接手段の支持桿の先端同士を互いに当接した後、
前記把持部同士の間の距離が一定となるように前記ワークを搬送するワークの搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送装置及びそれを用いたワークの搬送方法に関し、更に詳しくは、搬送時におけるワークの撓みによる品質低下を防止し、且つワーク落下による搬送ミスも防止できる搬送装置及びそれを用いたワークの搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレス装置等のワークを加工する装置においては、搬送装置を用いてプレス装置間で連続的にワークを搬送する。
かかる搬送装置としては、様々なものが研究されており、例えば、多軸ロボットと、一端を多軸ロボットの先端に支持された第１ハンドリングアームと、該第１ハンドリングアームの他端に一端を回転自在に結合された第２ハンドリングアームと、該第２ハンドリングアームを回転駆動させるための駆動装置と、第２ハンドリングアームの他端に固定された把持装置と、を有する搬送装置が知られている（例えば、特許文献１又は２参照）。
また、ロボットと、ロボットのアームの先端部に取り付けられ、ベルトによって直線駆動されるキャリアを有する直動機構と、キャリアに取り付けられたワーク把持機構とを備える搬送装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。【０００３】
近年、産業資材の多様化に伴い、搬送されるワーク（鋼板等）も大型のものが登場している。
ところが、大型のワークを搬送する場合、従来の搬送装置ではワークを必ずしもバランスよく把持することができないため、ワークの位置が大幅にずれたり、場合によってはワークを落下させてしまうという欠点がある。【０００４】
これに対し、同期する２台の並設されたロボットを用いて、ワークを同時に把持し搬送する方法が用いられている。
すなわち、ワークの両側に向かい合うようにロボットを配置し、各ロボットが装備する固定ハンドリングアームを同期制御して１枚のワークを把持し、搬送する方法が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２２５２８６号公報
【特許文献２】特開２００１−３０１９０号公報
【特許文献３】特開２０１０−９４６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した２台のロボットを用いる搬送装置においては、２台のロボットのハンドリングアームの軸に対する水平方向の回動及び垂直方向の回動をそれぞれモータで同期制御して、ワークを把持、搬送するので、極端に低速でワークを搬送する場合には、ワークを搬送方向に直線的に送ることができる。【０００７】
しかしながら、高速でワークを送る場合には、搬送装置において必然的に生じる追従制御の誤差やハンドリングアーム等の機械伝達部（間節等）の間隙、バックラッシュ等によるガタツキが原因となって、両ハンドリングアーム同士の間隔を一定に保つように設定したとしても、約１０〜２０ｍｍ程度の間隔の変動が発生する。
具体的には、ハンドリングアームは、図６に示すように、ロボットの軸を中心に回動することになるので、上流側にあるワークを搬送してロボットに近付けた位置にしたとき、該ロボットが直動するように制御されていたとしても、その追従制御誤差や機械的伝達部のガタツキが原因となって、遠心力を受け、外側にずれた搬送軌道Ｂ（すなわちハンドリングアームが互いに近寄る軌道）を通ることになる。
そうすると、把持されているワークは、両側のロボットから矢印の方向に絞り込まれるような変動を受ける。
これにより、図７に概略で示したように、ワークＷ１自体に撓みが発生し、その結果、ワークＷ１が品質不良となる。
また、極端には、撓み近傍にてワークＷ１から吸着パットが外れ、それに連鎖するようにして他の吸着パットも次々に外れ、ワークＷ１が落下し、いわゆる重大な搬送ミスとなるのである。【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、搬送時におけるワークの撓みによる品質低下やワーク落下を防止できる搬送装置及びそれを用いたワークの搬送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】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、対向するロボットにそれぞれ当接手段を設け、その支持桿の先端同士を当接支持させることにより、アーム部を搬送軌道から強制的にずれないようにできることを見出し、本発明を完成させるに至った。【００１０】
本発明は、（１）対向するロボットが同時にワークを把持し、該ワークを搬送可能な搬送装置において、各ロボットが、基部と、該基部に回動自在に取り付けられたアーム部と、該アーム部の先端に設けられた前記ワークを把持する把持部と、該把持部に取り付けられた当接手段とを備え、対向する各ロボットの前記当接手段の前進又は後退可能な支持桿の先端同士が当接支持された状態で、ワークが搬送される搬送装置に存する。
【００１１】
本発明は、（２）対向するロボットの把持部同士の間の距離が一定となった状態で、ワークが搬送される上記（１）記載の搬送装置に存する。【００１３】
本発明は、（３）当接手段がエアーシリンダーであり、支持桿の前進又は後退が該エアーシリンダーによって制御されている上記（１）は（２）記載の搬送装置に存する。
【００１４】
本発明は、（４）対向するロボットのうち、少なくとも一方のロボットの把持部は、弾圧装置を介してアーム部に接続されており、弾圧装置が前記アーム部への機械的負荷を解消する上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の搬送装置に存する。
【００１５】
本発明は、（５）弾圧装置が、把持部に連結固定されたＬＭレールと、該ＬＭレールに沿ってスライド可能なＬＭガイドと、下面が該ＬＭガイドに連結され、上面が前記アーム部に連結されたプレートと、該プレートの一端が当接されたストッパーと、プレートを一定の圧力でストッパーに向けて付勢する付勢手段とを備える上記（４）記載の搬送装置に存する。
【００１６】
本発明は、（６）付勢手段がエアーシリンダーである上記（５）記載の搬送装置に存する。
【００１７】
本発明は、（７）上記（１）〜（６）のいずれか１つに記載の搬送装置を用いたワークの搬送方法であって、対向するロボットの把持部がワークを把持し、対向するロボットの当接手段の支持桿の先端同士を互いに当接した後、把持部同士の間の距離が一定となるようにワークを搬送するワークの搬送方法に存する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の搬送装置においては、対向するロボットの当接手段の支持桿の先端同士を当接支持させた状態でワークを搬送するので、アーム部を搬送軌道から強制的に外側にずれないようにすることができる。
このため、大型のワークであっても、対向するロボットを同時に用いることで、ワークの位置が大幅にずれたり、ワークを落下させてしまうことを防止できる。
なお、対向するロボットの把持部同士の間の距離を一定とすることにより、搬送時におけるワークの撓みによる品質低下やワーク落下を防止することができる。【００１９】
本発明の搬送装置においては、支持桿が前進又は後退するよう切り替え可能となっているので、ワークを搬送する場合には、支持桿の先端同士が当接するように前進させ、ワークを搬送しない場合には、アーム部の移動の邪魔にならないように、支持桿同士を後退させることができる。
このとき、当接手段がエアーシリンダーであり、支持桿の前進又は後退がエアーシリンダーによって制御されていると、容易に支持桿を前進又は後退させることができる。【００２０】
本発明の搬送装置においては、対向するロボットのうち、少なくとも一方のロボットの把持部が弾圧装置を介してアーム部に接続されており、該弾圧装置がアーム部への機械的負荷を解消するようになっている。
例えば、把持部に固定された弾圧装置は、付勢手段により、アーム部を内側のストッパーに弾圧しており、ワーク搬送時に、把持部及びアーム部に外側への遠心力が加わると、アーム部への負荷を解消するために、アーム部をＬＭレールに沿って外側へ逃がす（案内する）働きをする。
このとき、付勢手段がエアーシリンダーであると、容易にアーム部を弾圧することができる。【００２１】
本発明のワークの搬送方法においては、対向するロボットの把持部がワークを把持し、対向するロボットの当接手段の支持桿の先端同士を互いに当接した後、把持部同士の間の距離が一定となるようにワークを搬送することにより、ワークの撓みによる品質低下やワーク落下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明に係る搬送装置の一実施形態を示す概略側面図である。
【図２】図２（ａ）は、本実施形態に係る搬送装置の当接手段の支持桿が後退した状態を示す概略側面図であり、図２（ｂ）は、本実施形態に係る搬送装置の当接手段の支持桿が前進した状態を示す概略側面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る搬送装置がワークを搬送する際の把持部の搬送軌道を示す概略上面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る搬送装置がワークを搬送する際のロボットに近付く位置における把持部の状態を示す概略側面図である。
【図５】図５（ａ）は、本実施形態に係る搬送装置における弾圧装置の詳細を示す概略側面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態からアーム部をスライドさせた状態を示す概略側面図である。
【図６】図６は、従来の搬送装置がワークを搬送する経路を示す概略上面図である。
【図７】図７は、従来の搬送装置がワークを搬送する際のロボットに近付く位置における把持部の状態を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。
また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。
更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００２４】
本発明に係る搬送装置は、向かい合う一対のロボットが同時にワークを吸着把持し、該ワークを搬送する装置である。
図１は、本発明に係る搬送装置の一実施形態を示す概略側面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る搬送装置１００は、対向するロボット（以下単に「両ロボット」ともいう。）１０を備える。
なお、両ロボット１０は、同じ構造となっている。
【００２５】
両ロボット１０は、いずれも、基部１と、該基部１に対して回動自在となるように取り付けられたアーム部２と、該アーム部２の先端に設けられたワークを把持する把持部３と、該把持部３に取り付けられた当接手段であるエアーシリンダー５（以下便宜的に「第１エアーシリンダー」という。）とを備える。
両ロボット１０は、基部１を軸として、図示しないモータでアーム部２を回動させることにより、把持部３に吸着把持されたワークＷを搬送する。
【００２６】
ここで、搬送装置１００においては、両ロボット１０が、同期制御されて駆動するようになっている。
すなわち、対向するロボット１０が同時に両側からワークＷを把持部３で吸着把持し、両ロボット１０のアーム部２の軸に対する水平方向の回動及び垂直方向の回動をそれぞれ図示しないモータで同期制御して、該ワークＷを搬送するようになっている。
【００２７】
把持部３は、複数の吸着パット３１を備えており、該吸着パット３１は図示しない減圧手段により減圧することが可能となっている。
搬送装置１００においては、両ロボット１０の把持部３がワークＷと接触し、吸着パット３１内が減圧されることにより、ワークＷが把持部３に吸着把持される。
なお、把持部３は、ワークＷを吸着する際に一定の上下許容幅で、ワークＷを吸着把持する。
【００２８】
上記減圧手段の減圧時の圧力（１気圧からの負圧度）は、確実にワークＷを吸着把持する観点から、−０．８〜−０．３ｋｇｆ／ｃｍ２であることが好ましい。
【００２９】
図２（ａ）は、本実施形態に係る搬送装置の当接手段の支持桿が後退した状態を示す概略側面図であり図２（ｂ）は、本実施形態に係る搬送装置の当接手段の支持桿が前進した状態を示す概略側面図である。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、搬送装置１００においては、当接手段である第１エアーシリンダー５の支持桿４がワークの進行方向に直交する方向に、前進又は後退可能であり、前進位置（図２（ｂ）参照）と後退位置（図２（ａ）参照）の２つの位置で位置決め可能となっている。
なお、両ロボット１０の第１エアーシリンダー５も、同期されて駆動するようになっている。
すなわち、両ロボット１０と同時に起動して、第１エアーシリンダー５の支持桿４が前進又は後退するようになっている。
【００３０】
搬送装置１００においては、向かい合う支持桿４が共に前進又は後退可能となっているので、ワークＷの搬送時には、後述するように、支持桿４同士を前進させてその先端同士を当接支持させ（なお、この状態では、支持桿同士は圧接状態にある）、ワークＷを搬送しない時には、邪魔にならない位置にまで支持桿４同士を後退（退避状態）させることができる。
また、搬送装置１００においては、ワークＷのサイズに応じて、支持桿４の前進具合を適宜調整することも可能である。
【００３１】
ここで、支持桿４の前進又は後退は、第１エアーシリンダー５によって制御されている。なお、第１エアーシリンダーは、シリンダ内に区画された一方のシリンダ室にエアーを流入し、他方のシリンダ室を開放することにより、支持桿４が前進し、一方のシリンダ室を開放し、他方のシリンダ室にエアーを流入することにより、支持桿４が後退するようになっている。
これにより、支持桿４の前進又は後退の程度を簡単且つ正確に調整することが可能となる。
また、支持桿４の先端同士が当接支持されている際には、両第１エアーシリンダー５は、中央でつり合うように、互いに第１第１エアーシリンダー５により所定のエアー圧がかけられており、当接支持された状態が維持されている。
なお、ワークの搬送中は常に両第１エアーシリンダー５に所定のエアー圧がかけられている。
【００３２】
図３は、本実施形態に係る搬送装置がワークを搬送する際の把持部の搬送軌道を示す概略上面図である。
図３に示すように、搬送装置１００においては、ワークＷを、上流側の位置Ｐ１からロボットに近付く位置Ｐ２を経由して下流側の位置Ｐ３まで高速で搬送する際、対向するロボット１０の第１エアーシリンダー５の支持桿４の先端同士が当接支持された状態でワークＷが搬送される。
これにより、アーム部２がロボットに近付く位置Ｐ２に近付くに従って把持部３の搬送軌道が遠心力により外側にずれること（図６参照）が抑制される。
すなわち、搬送装置１００は、両ロボット１０の第１エアーシリンダー５の支持桿４の先端同士が所定の押圧力（エアー圧）で当接支持されることにより、把持部３が強制的に搬送軌道Ａを通ることになる。
なお、このときの支持桿４の先端同士を当接支持させた際の第１エアーシリンダー５内のエアー圧は、第１エアーシリンダー５が外側にずれようとする遠心力よりも大きく設定することが重要である。
また、搬送装置１００においては、両ロボット１０の第１エアーシリンダー５の支持桿４の先端同士が当接支持されることにより、把持部３が直動することになるので、搬送時における対向するロボット１０の把持部３同士の間の距離が常に一定となる。
【００３３】
図４は、本実施形態に係る搬送装置がワークを搬送する際のロボットに近付く位置における把持部の状態を示す概略側面図である。
搬送装置１００においては、搬送時における対向するロボット１０の把持部３同士の間の距離Ｈが常に一定となるので、ワークを搬送する際のロボットに近付く位置Ｐ２においても、図７に示すように、ワークＷが撓むことを防止できる。
これにより、ワークＷの品質低下やワークＷ落下を防止できる。
【００３４】
本実施形態に係る搬送装置１００において、対向するロボットのうち、一方のロボットの把持部３は、弾圧装置を介してアーム部２に接続されている。
図５（ａ）は、本実施形態に係る搬送装置における弾圧装置の詳細を示す概略側面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態からアーム部をスライドさせた状態を示す概略側面図である。なお、図１、図２及び図４においては、弾圧装置を省略している。
図５（ａ）に示すように、弾圧装置６は、把持部３に一体に固定されたＬＭレール６１と、該ＬＭレール６１に沿ってスライド可能なＬＭガイド６２と、下面がＬＭガイド６２に一体に固定され、上面がアーム部２に一体に固定されたプレート６３と、該プレート６３の一端が当接可能であり把持部３に一体に固定されたストッパー６４と、プレート６３を一定の圧力でストッパー６４に向けて付勢する付勢手段であるエアーシリンダー６５（以下便宜的に「第２エアーシリンダー」という。）とを備える。
【００３５】
搬送装置１００において、把持部３に固定された弾圧装置６は、アーム部２が上流側の位置Ｐ１又は下流側の位置Ｐ３にあるとき（図３参照）、第２エアーシリンダー６５により、アーム部２を、プレート６３を介して内側のストッパーに弾圧している（図５でいう左方向）。
これにより、プレート６３は、ストッパー６４に当接された位置で固定された状態となっている。
すなわち、把持部３とアーム部２とが位置固定されている。
なお、アーム部２が上流側の位置Ｐ１又は下流側の位置Ｐ３にあるとき、対向するロボット１０の当接手段（第１エアーシリンダー５）の支持桿４の先端同士は、所定圧で当接された状態にある。
【００３６】
そして、例えば、上述したように、ワークＷをロボットに近付く位置Ｐ２に搬送する際には、把持部３及びアーム部２に外側への遠心力が加わる。
このとき、上述した対向するロボット１０の第１エアーシリンダー５の支持桿４の先端同士が当接状態にあるので、把持部３同士の間の距離Ｈは、常に一定となっている。
一方、アーム部２には、このような当接手段が設けられていないので、遠心力により搬送軌道から外側にずれようとする。
すなわち、アーム部２は、外側への負荷を受けることになる。
これに対し、搬送装置１００においては、図５（ｂ）の矢印に示すように、アーム部２が、プレート６３を介してＬＭレール６１上をスライドして外側に移動するようになっているので、アーム部２への無理な負荷が解消されることになる。
【００３７】
ここで、付勢手段による弾圧は、第２エアーシリンダー６５によって制御されている。なお、第２エアーシリンダーは、シリンダ内に区画された一方のシリンダ室にエアーを流入し、他方のシリンダ室を開放することにより、常にプレート６３をストッパー６４に弾圧した状態となっている。
このように、付勢手段として、第２エアーシリンダー６５を用いることで、容易にアーム部を弾圧することが可能となる。
【００３８】
搬送装置１００において、上記弾圧装置（第２エアーシリンダー）は、把持部３をストッパー６４に押し付けてアーム部２に対し固定することができ、一方で、ロボットの把持部３が外側へ移動する場合、アーム部２を外側へ案内することができる。
このため、アーム部２への機械的負荷を解消することができる。
なお、第２エアーシリンダー６５のエアー圧は、第１第１エアーシリンダー５のエアー圧よりも小さく設定される。
【００３９】
以上より、本実施形態に係る搬送装置１００によれば、対向するロボットの第１エアーシリンダー５の支持桿４の先端同士を当接支持させた状態でワークを搬送するので、アーム部を搬送軌道から強制的に外側にずれないようにすることができる。
このため、大型のワークＷであっても、対向するロボット１０を同時に用い、両ロボット１０の第１エアーシリンダー５の支持桿４の先端同士を当接支持させた状態でワークＷを搬送することで、ワークＷの位置が大幅にずれたり、ワークＷを落下させてしまうことを防止できる。
また、搬送装置１００は、弾圧装置６を備えることにより、把持部３の直動を維持しつつ、アーム部２への負荷を解消することが可能となる。
【００４０】
次に、搬送装置１００を用いたワークの搬送方法について説明する。
まず、本実施形態に係るワークＷの搬送方法においては、両ロボット１０の把持部３がワークＷを吸着把持する。
そして、その位置で両ロボット１０の第１エアーシリンダー５の支持桿４を前進させ、支持桿４の先端同士を互いに当接支持させる。
このとき、ワークＷが撓まないように支持桿４の先端同士を当接支持させる。このとき、両第１エアーシリンダー５には所定のエアー圧がかけられる。
【００４１】
この状態を維持したまま、両ロボット１０のアーム部２を回動させ（Ｐ１→Ｐ３）、ワークＷを搬送する。
このとき、両ロボット１０の第１エアーシリンダー５の支持桿４の先端同士が当接支持されているので、把持部３同士の間の距離は、常に一定となる。
【００４２】
搬送後は、把持部３がワークＷを解放すると共に、第１エアーシリンダー５が支持桿４を後退させる。
そして、両ロボット１０の把持部３が次のセットされたワークＷの位置まで戻ることになる。このとき、第１エアーシリンダー５の支持桿は後退（退避状態）しているので邪魔にならない。
このような操作が繰り返されることにより、連続してワークＷが搬送されることになる。
【００４３】
本発明のワークの搬送方法においては、対向するロボット１０の把持部３がワークＷを吸着把持し、対向するロボット１０の第１エアーシリンダー５の支持桿４の先端同士を互いに当接した後、把持部３同士の間の距離が一定となるようにワークＷを搬送することにより、ワークＷの撓みが生じない。
そのため、ワークＷの品質の低下がない。
また、ワークＷ自体が撓まないので、吸着パット３１が外れるようなことがない。
したがって、上記ワークの搬送方法によれば、ワークＷの撓みによる品質低下やワークＷ落下を防止することができる。
【００４４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
【００４５】
本実施形態に係る搬送装置１００においては、当接手段として、第１エアーシリンダー５を用いているが、これと同様な直動機構で機能を備えるものであれば、これに限定されない。
例えば、ショックアブソーバ、ボールネジ、ラックピニオン、リニアモーター等を組み合わせて適宜使うことも可能である。
【００４６】
本実施形態に係る搬送装置１００においては、付勢手段として、第２エアーシリンダー６５が用いられているが、同様にこれに限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の搬送装置は、プレス加工の分野で好適に用いられる。
特に、大型のワークを搬送する場合には、搬送時におけるワークの撓みによる品質低下やワーク落下を防止することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・基部
２・・・アーム部
３・・・把持部
４・・・支持桿
５・・・第１エアーシリンダー
６・・・弾圧装置
１０・・・ロボット
３１・・・吸着パット
６１・・・ＬＭレール
６２・・・ＬＭガイド
６３・・・プレート
６４・・・ストッパー
６５・・・第２エアーシリンダー
１００・・・搬送装置
Ａ，Ｂ・・・搬送軌道
Ｐ１・・・上流側の位置
Ｐ２・・・ロボットに近付く位置
Ｐ３・・・下流側の位置
Ｗ・・・ワーク
【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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