(57)【要約】  小スペースでの使用を可能にする多関節ロボットアーム(３５)であり、所定の幅の間隔でベース部材に立設された一対の支持部材(６１)に対して第１関節(６３)によって第１アーム部材(６２)が回転可能に支持され、更にその第１アーム部材(６２)に対して第２関節(６６)によって第２アーム部材(６５)が回転可能に支持され、第２アーム部材(６５)は、第２関節(６６)とは反対側にワークを把持するロボットハンド(３６)を保持し、第１アーム部材(６２)が、第１関節(６３)および第２関節(６６)を連結する一対の側部(６２１)を有し、そうした一対の側部(６２１)の間に第２アーム部材(６５)が入り込む収納空間が設けられている。
2015145576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の幅の間隔でベース部材に立設された一対の支持部材と、前記一対の支持部材に対して第１関節によって回転支持された第１アーム部材と、前記第１アーム部材に対して第２関節によって回転支持された第２アーム部材とを備え、
前記第２アーム部材は、前記第２関節とは反対側にワークを把持するロボットハンドを保持し、前記第１アーム部材は、両端部分に前記第１関節および第２関節を有する一対の側部を有し、当該一対の側部の間に前記第２アーム部材が入り込む収納空間が存在するものであることを特徴とする多関節ロボットアーム。
【請求項２】
前記一対の支持部材は、２枚の平行な支持プレートであり、前記第１アーム部材は、前記側部に相当する平行な一対の側面プレートが幅方向の横梁材によって連結され、当該一対の側面プレートおよび横梁材により３方向を囲む前記収納空間が形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の多関節ロボットアーム。
【請求項３】
前記第１アーム部材は、前記一対の側面プレートに重量軽減孔が形成され、かつ、前記横梁材が前記側面プレートの長手方向の一部分に接合された板材であることを特徴とする請求項２に記載の多関節ロボットアーム。
【請求項４】
前記第２アーム部材は、平行な一対の側面プレートが幅方向の横梁材によって連結されたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の多関節ロボットアーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伸び状態と折りたたみ状態との間で姿勢を変化させることが可能な多関節ロボットアームに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば複数の自動加工機を介してワークの加工が行われる場合、各自動加工機との間でワークを受け渡しするためにワーク自動搬送機などが使用される。そうしたワーク自動搬送機は、ワークを持って移動する搬送位置と自動加工機の加工箇所との間に距離があるため、その間の受渡しを行う多関節ロボットアームが用いられている。下記特許文献１には加工装置に用いられた多関節ロボットアームが開示されている。具体的には、工作機械の上部にあるレールに沿って走行する多関節ロボットアームであり、ロボットベースに対して第１関節と第２関節を介して第１アームと第２アームが連結され、第２アームの先端に第３関節を介してロボットハンドが取りつけられている。そして、各関節とロボットハンドの作動により工作機械に対するワークの受け渡しが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６４１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の多関節ロボットアームは、第１関節から第３関節を有することによって複数のアームが折りたたまれるものであるが、それは複数のアームが関節を介して折りたたまれるだけの単純な構成であった。そのため、今後、自動加工機などで要求されるであろうワーク自動搬送機への小型化に応えられるものではない。すなわち、自動加工機自身の小型化や、そうした自動加工機などを複数備えた加工設備全体がコンパクト化に伴い、ワーク自動搬送機のための搬送スペースやワークの受渡しを行う加工スペースがより狭くなると考えられる。そのため、ワーク自動搬送機の主要な構成である多関節ロボットアームは、ある程度の距離のワークの受渡しを可能にしつつ、コンパクトであることが必要になる。【０００５】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、小スペースでの使用が可能な多関節ロボットアーム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】
【０００６】
本発明の一態様における多関節ロボットアームは、所定の幅の間隔でベース部材に立設された一対の支持部材と、前記一対の支持部材に対して第１関節によって回転支持された第１アーム部材と、前記第１アーム部材に対して第２関節によって回転支持された第２アーム部材とを備え、前記第２アーム部材は、前記第２関節とは反対側にワークを把持するロボットハンドを保持し、前記第１アーム部材は、両端部分に前記第１関節および第２関節を有する一対の側部を有し、当該一対の側部の間に前記第２アーム部材が入り込む収納空間が存在するものであることを特徴とする多関節ロボットアーム。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１関節や第２関節の作動によって第１アームと第２アームとが伸びた状態と折りたたまれた状態とを作り出すことができ、所定の状態変化に伴ってロボットハンドを作動させることによりワークの受渡しが行われる。そして、多関節ロボットアームは、折りたたまれた状態では一対の上腕部の間の収納空間に前記第２アーム部材が入り込むことでコンパクトになり、限られたスペースでの使用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】複数の工作機械からななる加工機械ラインを示した斜視図である。
【図２】工作機械の内部構造である加工モジュールを示した斜視図である。
【図３】加工機械ライン内に設けられたオートローダーであり、多関節ロボットアームが伸びた状態を示した斜視図である。
【図４】加工機械ライン内に設けられたオートローダーであり、多関節ロボットアームが折りたたまれた状態を示した斜視図である。
【図５】オートローダーを示した側面図である。
【図６】図５に示すオートローダーのＡ−Ａ矢視の一部断面図である。
【図７】図５に示すオートローダーのＢ−Ｂ矢視の一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明についてその一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。先ず図１は、複数の工作機械からななる加工機械ラインを示した斜視図である。この加工機械ライン１は、ベース２上に４台の工作機械１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）が搭載されている。４台の工作機械１０は、いずれも同じ型のＮＣ旋盤であり、内部構造および全体の形状や寸法が同じものである。そして、各々の工作機械１０に対してワークの受け渡しを行うオートローダー（ワーク自動搬送機）が設けられている。ここで「加工機械ライン」とは、一定の関係をもった複数の工作機械がオートローダーによってワークの受け渡しが行われる工作機械群をいう。
【００１０】
本実施形態の工作機械１０は幅寸法が狭く、機体同士も極めて近接配置しているため、加工機械ライン１全体が非常にコンパクトである。そのため外装カバー５の前面部には作業者の目線の高さに合わせて操作パネル７が取り付けられているが、作業者は一つの操作パネル７だけでなく隣の操作パネル７も確認可能な配置である。そして、この工作機械１０は、全体が外装カバー５によって覆われており内部に加工部が設けられている。また、外装カバー５の前面部５０１の内部にはオートローダーの搬送スペースが設けられ、４台の工作機械１０Ａ〜１０Ｄの間を受渡し装置が移動可能になっている。
【００１１】
次に図２は、工作機械１０の内部構造である加工モジュールを示した斜視図である。外装カバー５を外した工作機械１０は、加工モジュール２０が前後方向に移動可能な状態でベース２上に搭載されている。図２は、加工モジュール２０が後方に引き出された状態を示している。ベース２に取り付けられた外装カバー５は後方が開いているため、加工モジュール２０は後方からそのまま引き出すことが可能である。その際、ベース２の後方に台車１７０が配置され、ベース２上の加工モジュール２０は台車１７０へと移し換えられる。また、外装カバー５の前面部分は開閉可能であるため、加工モジュール２０を前方への引き出すことも可能である。更に、各々の工作機械１０は、加工モジュール２０を外装カバー５と一体に引き出すことも可能である。よって、加工機械ライン１の工作機械１０Ａ〜１０Ｄは、全てがベース２上に組み付けられて一つになっているが、引き出し可能な各々の加工モジュール２０は独立している。
【００１２】
ベース２には１台の加工モジュール２０に対して２本レール１６１が設置され、そのレール１６１上に車輪を載せた加工モジュール２０が配置される。従って、レール１６１上を車輪が転がることにより、加工モジュール２０がベース２の長手方向、つまり工作機械１０の前後方向に移動可能になっている。特に前方への移動は自走可能な構成になっている。具体的には、可動ベッド１６に歯を下向きにしたラック１６２が固定され、ベース２の前方部分にピニオンを装着した引出用モータ１６３が固定されている。ラック１６２は可動ベッド１６から前方へ突出すようにして固定され、加工モジュール２０がベース２に搭載された際にラック１６２がピニオンに噛み合い、引出用モータ１６３の駆動によって加工モジュール２０が前後方向に移動する。
【００１３】
次に、本実施形態の工作機械１０は、エンドミルやドリルなどの回転工具、或いはバイトなどの切削工具を保持したタレットを備えるタレット旋盤である。そのため加工モジュール２０は、工作物（ワーク）を把持する主軸チャック１１を備えた主軸台１２、工具が取り付けられたタレット装置１３、そのタレット装置１３をＺ軸やＸ軸に沿って移動させるＺ軸駆動装置やＸ軸駆動装置、駆動部を制御するための加工制御装置１５などを備えている。ここで、Ｚ軸は、把持したワークを回転させる主軸台１２の回転軸（主軸）と平行な水平軸である。Ｘ軸は、Ｚ軸に対して直交し、タレット装置１３の工具をＺ軸に対して進退させる移動軸であり、本実施形態では垂直方向である。Ｘ軸方向は、図１に示す工作機械１０及び加工機械ライン１の両方とも上下方向である。
【００１４】
加工モジュール２０は、ベース２の上を移動できるように、車輪を備えた可動ベッド１６を備え、その可動ベッド１６上に主軸台１２が固定されている。主軸台１２は、回転自在に支持された主軸に主軸チャック１１と主軸側プーリとが一体になり、主軸用サーボモータの回転が与えられるよう構成されている。一方、タレット装置１３は、Ｚ軸スライド２２に搭載され、更にそのＺ軸スライド２２がＸ軸スライド２６に搭載されている。Ｚ軸スライド２２は、Ｘ軸スライド２６に固定されたベース２１内を摺動することにより、Ｚ軸に平行な水平方向に移動自在な構成となっている。
【００１５】
Ｚ軸駆動装置には、Ｚ軸スライド２２をＺ軸方向に移動させるため、Ｚ軸用サーボモータ２３の回転出力を直進運動に変換するボールネジ駆動方式が採用されている。すなわち、Ｚ軸用サーボモータ２３の駆動によりボールネジが回転し、その回転運動がボールナットの直線運動に変換され、Ｚ軸スライド２２がＺ軸と平行な方向に移動するよう構成されている。
【００１６】
可動ベッド１６には２本のガイドを備えたコラム２５が起立して固定され、そのガイドに対してＸ軸スライド２６が摺動自在に取り付けられている。Ｘ軸スライド２６は、コラムに沿った昇降が可能であり、このＸ軸駆動装置にもモータの回転出力をＸ軸スライド２６の昇降運動に変換するため、ボールネジ駆動方式が採用されている。Ｘ軸用サーボモータ２８の駆動によりボールネジが回転し、その回転運動がボールナットの直線運動に変換され、Ｘ軸スライド２６の昇降が可能になる。
【００１７】
続いて、加工機械ライン１内に設けられたオートローダーについて説明する。図３及び図４はオートローダーを示した斜視図であり、図３は多関節ロボットアームが伸びた状態を示し、図４は多関節ロボットアームが折りたたまれた状態を示している。更に、図５は、オートローダー３を示した側面図である。そして、図６は、図５に示すオートローダー３のＡ−Ａ矢視の一部断面図であり、図７は、同じく図５に示すオートローダー３のＢ−Ｂ矢視の一部断面図である。
【００１８】
このオートローダー３は、加工機械ライン１の前方側に配置されている。具体的には、前述したように外装カバー５の前面部５０１の内部であり、ベース２の前方側に設けられたスペースである。オートローダー３は、そのスペースを受渡し装置がＹ軸方向に移動し、４台ある工作機械１０Ａ〜１０Ｄとの間でワークの受渡しを行うものである。図３及び図４にはその２台分の範囲について示している。ここでも外装カバー５を省略した図を示しているが、実際にはオートローダー３も外装カバー５内に収められる。
【００１９】
ところで、このオートローダー３は、その搬送スペースが図１に示す外装カバーの前面部５０１内の狭い空間である。そのため、オートローダー３にはコンパクトな構成であることが要求される。また、隣り合う工作機械１０同士は、ワークを加工する各々の加工領域が外装カバー５によって仕切られている。そのため、オートローダー３はＹ軸方向の短い幅寸法内でワークの受渡しを行わなければならない。従って、オートローダー３は、こうした狭い搬送スペースや加工スペースに対応する必要があり、特にオートローダー３の多関節ロボットアームがそうした要求を満たす構成であることが求められる。
【００２０】
先ず、オートローダー３は、ワークを反転させる反転装置３２と、その反転装置３２や工作機械１０などの間でワークの受渡しを行うための受渡し装置３３、そしてその反転装置３２や受渡し装置３３を搭載して複数の工作機械１０の間を行き来する走行装置３１を備えている。そして、このオートローダー３がワークを搬送する場合には、走行装置３１の駆動により、図４に示す折りたたみ状態の受渡し装置３３が反転装置３２とともに工作機械１０Ａ〜１０Ｄの間を移動し、ワークの加工面が裏表反転する必要がある場合には搬送中にワークが反転装置３２に受渡しされ、ワークの反転が行われる。そして、工作機械１０に対しては、受渡装置３３が図４の折りたたみ状態から図３の伸び状態に変形してワークの受渡しが行われる。
【００２１】
そこで次に、各装置について説明する。走行装置３１は、ベース２の前面部に支持板４１が固定され、その支持板４１に工作機械１０Ａから１０Ｄの方向であるＹ軸方向に延びたラック４２や２本のレール４３が固定されている。一方、走行台４５にはレール４３を掴んだ状態で摺動する走行スライド４４が固定されている。そのため、走行台４５は一定の姿勢を保ってＹ軸方向に移動することができる。その走行台４５には走行用モータ４７が設けられ、その回転軸に固定されたピニオン４６がラック４２に噛合している。従って、走行用モータ４７の駆動によってピニオン４６に回転が与えられれば、ラック４２をピニオン４６が転動することにより走行台４５がＹ軸方向に移動することになる。
【００２２】
また、走行台４５には、その上方に軸受けを介して旋回テーブル４８が回転自在に取り付けられている。そして、走行台４５の内側には旋回用モータ４９が固定され、その回転軸には減速機を介して旋回テーブル４８が連結されている。この旋回テーブル４８上に反転装置３２や受渡し装置３３が搭載されている。従って、受渡し装置３３は、旋回テーブル４８の回転により、加工モジュール２０の方向（Ｚ軸方向）だけではなく、加工機械ライン１へワークを搬入及び搬出を行うため外部に配置されたワーク供給パレットやワーク排出パレットへも向きを変えることができる。
【００２３】
次に、旋回テーブル４８上に搭載された反転装置３２は、左右一対の把持爪５１を有し、その把持爪５１を開閉させる把持用シリンダ５２が設けられている。把持用シリンダ５２の作動により一対の把持爪５１が互いに接近してワークを掴み、離れることによりワークを解放する。また、把持用シリンダ５２の下には圧縮エアを作動流体として回転を発生させる回転アクチュエータ５３が設けられ、把持爪５１によって把持したワークを水平面上で１８０°回転させることができる。
【００２４】
続いて、受渡し装置３３は、伸び状態と折りたたみ状態との間で姿勢を変化させることが可能な多関節ロボットアーム３５と、その先端部に組み付けられたロボットハンド３６とを備えたものである。多関節ロボットアーム３５は、旋回テーブル４８上に所定の間隔で配置された一対の支持プレート６１が起立して固定され、その上端部に上腕部材６２が第１関節機構６３を介して連結され、更に上腕部材６２には前腕部材６５が第２関節機構６６を介して連結されている。そのため、多関節ロボットアーム３５は、第１関節機構６３および第２関節機構６６の駆動により、図４に示す起立した折りたたみ状態と、図３に示す伸び状態との間で姿勢を変化させることが可能な構成となっている。
【００２５】
上腕部材６２は、平行に配置された一対の上腕プレート６２１同士が直交する横梁プレート６２２によって連結され、立体的な形状をしている。特に、横梁プレート６２２は、上腕プレート６２１の前方側端部を繋ぐように形成されている。そのため、上腕部材６２は、後方側つまりベース２（加工モジュール２０）側に開放され、図４に示すように前腕部材６５が入り込む収納空間が形成されている。また、上腕プレート６２１には中央部分に重量を落とすための大きな軽量孔６２３が形成され、横梁プレート６２２は上腕プレート６２１の長手方向の一部に形成されている。こうして上腕部材６２は、立体的な形状にすることによって収納空間を得るとともに剛性を高める一方、余分な部分を切り欠くなどして全体の重量を軽減させている。
【００２６】
上腕部材６２は、左右一対の上腕プレート６２１が同じく左右に設けられた一対の支持プレート６１に対して回転可能な状態で支持されている。具体的には支持プレート６１と上腕部材６２との間には第１関節機構６３が設けられ、上腕部材６２の角度調整が行われるようになっている。その第１関節機構６３は、支持プレート６１の下方側に第１関節用モータ７１が取り付けられ、その回転軸にプーリ７１１が固定されている。一方、支持プレート６１の上端部側にはシャフト７３１が回転自在に設けられ、そのシャフト７３１にプーリ７３２が固定されている。そして、その上下に配置されたプーリ７１１とプーリ７３２との間にタイミングベルト７２が掛け渡されている。
【００２７】
シャフト７３１は、支持プレート６１の上端部に固定された減速機７３３に連結され、その減速機７３３にはプーリ７３２とは反対側に配置された回転カバー７３４が連結されている。ここでの減速機７３３は、プーリ７３２から入力した第１関節用モータ７１の回転を減速させ、その減速させた回転を回転カバー７３４側に出力するものである。そして、回転カバー７３４には上腕部材６２の上腕プレート６２１が固定されているため、第１関節用モータ７１からの回転は減速機７３３を介して上腕部材６２に伝えられ、その上腕部材６２を傾かせる。
【００２８】
第１関節機構６３は、こうした第１関節用モータ７１の回転が伝達される駆動側回転部６３１と、もう一方の従動側回転部６３２が構成されている。従動側回転部６３２は、支持プレート６１の上端部に径の大きいシャフト７４１が固定され、そこに回転カバー７４２が軸受７４３を介して組付けられている。そして、回転カバー７４２には上腕プレート６２１が固定されている。従って、第１関節用モータ７１の駆動により駆動側回転部６３１側で上腕部材６２に回転が与えられれば、もう一方の従動側回転部６３２において上腕部材６２の回転を支持することとなる。
【００２９】
次に、上腕部材６２には、第１関節機構６３とは反対側の端部に、前腕部材６５を回転させるための第２関節機構６６が設けられている。前腕部材６５は、左右一対の平行な前腕プレート６５１が横梁プレート６５２によって連結されたものである。そして、前腕部材６５は、その前腕プレート６５１が上腕プレート６２１と平行になるようにして、一対の上腕プレート６２１の間に挟まれるようにして組み付けられている。すなわち、図７に示すように、前腕部材６５の一端部側が第２関節機構６６によって上腕部材６２に連結されている。また、前腕部材６５他端部側にはロボットハンド３６が保持されている。
【００３０】
第２関節機構６６は、第１関節機構６２と同様に、左右の一方に駆動側回転部６６１が構成され、他方には従動側回転部６６２が構成されている。駆動側回転部６６１は、前腕プレート６５１に第２関節用モータ７５が固定され、その回転軸がシャフト７６１を介して減速機７６２に連結されている。ここでの減速機７６２は、上腕プレート６２１と前腕プレート６５１との両方に固定されており、シャフト７６１から入力した第２関節用モータ７５の回転を減速させ、その減速した回転を前腕プレート６５２側に出力するものである。よって、第２関節用モータ７５からの回転は減速機７６２を介して前腕部材６５に伝えられ、その前腕部材６５を傾かせることとなる。
【００３１】
一方、従動側回転部６６２は、前腕プレート６５１の端部に径の大きいシャフト７７１が固定され、そこに回転カバー７７２が軸受７７３を介して組付けられている。そして、回転カバー７７２には上腕プレート６２１が固定され、シャフト７７１が回転カバー７７２内で回転可能になっている。従って、第１関節用モータ７５の駆動により駆動側回転部６６１側で前腕部材６５に回転が与えられれば、もう一方の従動側回転部６６２において前腕部材６５の回転を支持することとなる。
【００３２】
次に、ロボットハンド３６は、左右両側の回転支持部７８によって前腕プレート６５１に対して回転可能に取り付けられている。片側の回転支持部７８には回転軸にプーリが設けられ、前腕部材６５に固定されたハンド用モータ７９のプーリとの間でベルト８１が掛け渡されている。従って、ハンド用モータ７９の駆動によりロボットハンド３６が回転して角度調整が行われる。そのロボットハンド３６は、３本のチャック爪８２が油圧によって作動するクランプ機構を有し、ワークの把持及び解放が可能な構成となっている。そのクランプ機構は、図７に示す面と、その反対側の面にも構成されている。
【００３３】
このように多関節ロボットアーム３５は、ベース部材（本実施形態では旋回テーブル４８）に対して所定の幅間隔で一対の支持プレート６１が固定され、それを基部として上腕部材６２が第１関節機構６３を介して、また前腕部材６５が第２関節機構６６を介してそれぞれ連結されている。そして、この多関節ロボットアーム３５の幅寸法は、外装カバー５で囲まれた工作機械１０内部へ上腕部材６２や前腕部材６５が入り込む大きさになるように抑えられている。つまり、幅方向の最も外側に位置する上腕プレート６２１の間隔が工作機械１０の幅間隔に対応して構成されている。
【００３４】
また、多関節ロボットアーム３５には、その幅方向のほぼ中央部分にロボットハンド３６が取り付けられている。そして、ロボットハンド３６は、多関節ロボットアーム３５の幅方向両側から回転支持されている。そのロボットハンド３６を保持した前腕部材６５は上腕部材６２より小さく、図４に示すように上腕部材６５の収納空間に収まる大きさで形成されている。上腕部材６２は、横梁プレート６２２を小さくして支持プレート６１側に大きな開口部分が形成され、多関節ロボットアーム３５の折りたたみ作動により、例えば股下を通すようなイメージで反転装置３２とワークの受渡しができるようになっている。また、支持プレート６１には外側面にストッパ６１１が形成され、多関節ロボットアーム３５の伸び状態と折りたたみ状態との際に、上腕部材６２の姿勢（傾き）を一定にするようになっている。
【００３５】
続いて、本実施形態の作用について説明する。加工機械ライン１では、ワークが供給パレットからオートローダー３により取り出され、工作機械１０Ａから順番に工作機械１０Ｄへと搬送される。工作機械１０ではタレット装置１３の割出しによって加工内容に対応した工具が選択される。例えば、穴あけ加工ではエンドミルなどの回転工具が選択され、タレット装置１３に搭載された加工用モータの駆動により回転工具に回転が与えられる。また、旋削加工やバリ取り加工ではバイトなどの切削工具が選択される。そして、Ｘ軸駆動装置やＺ軸駆動装置によってＸ軸及びＺ軸方向にタレット装置１３が移動し、主軸台１２の主軸チャック１１にセットされたワークに対する工具の位置が調整されて所定の加工が行われる。
【００３６】
オートローダー３は、走行用モータ４７の駆動によって回転するピニオン４６がラック４２を転動してＹ軸方向に移動する。その際、走行スライド４４がレール４３を掴んで摺動することにより、受渡し装置３３などの姿勢を保って移動する。搬送中の受渡し装置３３は、多関節ロボットアーム３５が図４に示す折りたたみ状態である。そして、対象となる工作機械１０の前に停止してワークの受渡しが行われる。ワークの受渡しの際には、多関節ロボットアーム３５が、図４に示す折りたたみ状態から図３に示す伸び状態になる。すなわち、多関節ロボットアーム３５は、上腕部材６２が工作機械１０（ベース２）側へと傾いて前傾姿勢になるとともに、上腕部材６２から出た前腕部材６５が、その上腕部材６２よりも前方へと配置される。
【００３７】
このとき多関節ロボットアーム３５では、第１関節用モータ７１が駆動し、その回転がタイミングベルト７２を介してシャフト７３１に伝わり、更に減速機７３３を介して上腕部材６２に伝えられる。そのため、上腕部材６２は図４に示す起立した状態から図３に示す前傾姿勢になる。また、第２関節用モータ７５が駆動し、その回転がシャフト７６１を介して減速機７６２に伝わり、上腕部材６２に対して前腕部材６５が回転する。そのため、前腕部材６５は、図４に示す収納状態から上腕部材６２内の収納空間を出て図３に示すように前方へと送り出される。こうした伸び状態によりロボットハンド３６が工作機械１０の主軸チャック１１に近づけられる。一方で、第１関節用モータ７１と第２関節用モータ７５とを逆回転させることにより、図３に示す伸び状態から図４に示す折りたたみ状態に戻される。
【００３８】
ワークの受け渡しでは、ハンド用モータ７９の駆動により、その回転がベルト８１を介して回転支持部７８に伝えられる。そのため、ロボットハンド３６が回転して角度調整が行われる。ロボットハンド３６では、作動油の供給及び排出によって３本のチャック爪８２が径方向に移動し、ワークの把持及び解放が行われる。そして、そのワークが表裏両面に加工が行われる場合には、受渡し装置３３から反転装置３２に対してワークが受渡しされる。その受渡しは、前述したように多関節ロボットアーム３５が折りたたみ状態になり、ロボットハンド３６に把持されたワークが上腕部材６２の下方開口部分を通って反転装置３２へと送られる。
【００３９】
以上に説明した本実施形態の多関節ロボットアーム３５は、上腕部材６２が収納空間を有し、ロボットハンド３６を保持した前腕部材６５がその収納空間に収まるように折りたたまれた状態を作り出すことができる。そのため、多関節ロボットアーム３５がコンパクトになり、外装カバー５の前面部５０１で覆われた狭い搬送スペース内でも受渡し装置３３を移動させることができる。そして、多関節ロボットアーム３５が伸びた状態では、離れた位置にある工作機械１０の主軸チャック１１との間でワークの受渡しを行うことができる。
【００４０】
ロボットハンド３６は、多関節ロボットアーム３５を幅方向に見た場合に、そのほぼ中央部分に配置されて両端が支持されている。そして、多関節ロボットアーム３５は、自重のほかロボットハンド３６やワークの重量を左右両側で支えるように構成されている。そのため、多関節ロボットアーム３５の各部分にかかる荷重を小さくすることができ、各部分の部材や装置の軽量化あるいは小型化が可能になる。この点、上腕部材６２は、その立体的な形状によって収納空間を得るとともに剛性が高められている。そして、上腕プレート６２１から剛性に影響のない程度に余分な部分を切り欠くことによって軽量化され、第１関節用モータ７１への負荷が軽減されるため、モータの小型化に寄与している。また、受渡し装置３３が軽量化されることにより走行用モータ４７への負荷が軽減され、モータの小型に寄与する。
【００４１】
本実施形態では、多関節ロボットアーム３５が工作機械１０を相手として構成されている。工作機械１０は特に幅寸法が短くコンパクトなものであり、ワークの受渡しを行う相手となる主軸チャック１１が幅方向のほぼ中央付近に配置されている。多関節ロボット３５はこうした狭い幅を通して作業をすることに有効である。また、多関節ロボットアーム３５は、工作機械１０側だけではなく、その反対側に配置された反転装置３２との間でもワークの受渡しを可能にしている。
【００４２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
前記実施形態では、加工機械ライン１に組み込まれた多関節ロボットアームを示して説明したが、本発明の多関節ロボットアームは受渡し装置を構成するものに限定されるわけではない。
また、多関節ロボットアームの構成も前記実施形態に限定されるわけではない。例えば、前腕部材６５は左右一対の前腕プレートによってロボットハンド３６を両端支持しているが、片側支持するようなものであってもよい。
また、上腕部材６２は、一対の上腕プレート６２１間の力の伝達を横梁プレート６２２が行っている。この点、力の伝達に対する剛性が得られれば、例えば、横梁プレート６２２に代えて幅の狭い板材を前腕部材６５側端部に設けたり、或いは横梁プレート６２２を無くして前腕部材６５によって行わせるようにしてもよい。これにより、上腕部材６２を図３に示した傾きとは反対側に大きく傾かせることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１：加工機械ライン  ２：ベース  ３：オートローダー  ５：外装カバー  １０：工作機械  １１：主軸チャック  ３１：走行装置  ３２：反転装置  ３３：受渡し装置  ３５：多関節ロボットアーム  ３６：ロボットハンド  ６１：支持プレート  ６２：上腕部材  ６２１：上腕プレート  ６２２：横梁プレート  ６３：第１関節機構  ６５：前腕部材  ６６：第２関節機構
【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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【国際調査報告】
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