(57)【要約】【課題】エアシリンダ１２によってバキュームパッド２０を進退動させる伸縮機構の捩り剛性を高めるとともに、軽量化を図る。【解決手段】ロボットの作動端に取り付けられるベース部材２と、他端側の取付け部材６との間に、３枚のプレート部材４が固定されてボックス構造の枠体を構成している。ベース部材２の下面にエアシリンダ１２が揺動自在に吊り下げ支持されている。このエアシリンダ１２のピストンロッド１４の先端に、バキュームパッド２０が取り付けられた支持プレート１８が連結されている。前記取付け部材６の外面に等間隔で案内ガイド８が固定されている。一方、支持プレート１８に３本のガイドロッド１０が固定され、前記案内ガイド８に嵌合している。３組の案内ガイド８およびガイドロッド１０が、等間隔つまり正三角形に配置されているので、捩れ剛性が高く、しかもすべての方向に均一な剛性が得られる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットの作動端に取り付けられ、物品の保持手段を進退動させる物品保持手段の伸縮機構において、
前記ロボットの作動端に取り付けられるベース部材と、このベース部材に支持され、進退動する作動ロッドを有する伸縮駆動手段と、前記作動ロッドの先端に連結され、前記物品保持手段が設けられた支持部材と、前記作動ロッドを取り囲んでベース部材側に設けられた案内ガイドと、前記支持部材に連結され、案内ガイドに案内されて、作動ロッドと同方向に進退動するガイドロッドとを備え、
前記案内ガイドおよびガイドロッドを三個所に等間隔で配置したことを特徴とする物品保持手段の伸縮機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ロボットの作動端に取り付けられ、物品を保持する保持手段を進退動させる物品保持手段の伸縮機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
グリッパやバキュームパッド等の物品保持手段によって物品を保持して移動させるロボットハンド等には、物品を保持する際、また解放する際等に、前記物品保持手段を前進、後退させるための伸縮機構が設けられている。このような物品保持手段の伸縮機構は、物品保持手段を進退動させるエアシリンダ等の駆動手段と、物品保持手段の移動を案内するガイドロッドを備えている（例えば、実用新案登録第２５３３０２９号参照）。
【０００３】
前記伸縮機構に設けられたガイドロッドは、通常、駆動手段の両側に二本平行して配置され、または、四本が駆動手段の両側にそれぞれ二本ずつ平行に配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の装置のように、ガイドロッドが二本平行に配置された構成では、捩り剛性が弱いため、各方向に高速で移動する際に捩れによる影響を受けやすいという問題があった。特に近年は、ロボットの高速化が進み、超高速で回転、横方向の移動、伸縮等の動作を繰り返すため、前述のような捩りの影響を強く受けるようになっている。また、ガイドロッドを駆動手段の周囲に四本配置した場合でも、両側に二本ずつ平行に配置されており、対向する面同士が捩れを起こしてしまうおそれがあった。さらに、前記構成において、捩り剛性を向上させて最大荷重に耐えられるように設計しようとすると、部材が太くなってしまい軽量化が困難であるという問題もあった。
【０００５】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、捩れ方向の剛性が高くロボットの高速動作に耐えることができ、しかも、重量を増加させずに剛性を高めることが可能な物品保持手段の伸縮機構を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る物品保持手段の伸縮機構は、ロボットの作動端に取り付けられ、物品の保持手段を進退動させるものであって、前記ロボットの作動端に取り付けられるベース部材と、このベース部材に支持され、進退動する作動ロッドを有する伸縮駆動手段と、前記作動ロッドの先端に連結され、前記物品保持手段が設けられた支持部材と、前記作動ロッドを取り囲んでベース部材側に設けられた案内ガイドと、前記支持部材に連結され、案内ガイドに案内されて、作動ロッドと同方向に進退動するガイドロッドとを備えており、特に、前記案内ガイドおよびガイドロッドを三個所に等間隔で配置したことを特徴とするものである。
【０００７】
この発明に係る物品保持手段の伸縮機構では、案内ガイドおよびガイドロッドを三組設け、これら三組を等間隔に配置、つまり正三角形となるように配置しており、捩れ方向に対する剛性が極めて高いので、高速で各方向に移動しても捩れによる悪影響を受けるおそれがなく、また、重量を増加させることなく剛性を高めることが可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る物品保持手段の伸縮機構の縦断面図であり、伸縮機構の収縮時を示す。また、図２は前記伸縮機構の伸張時を示す縦断面図であり、図３、図４、図５はそれぞれ、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線、ＩＶ−ＩＶ線、Ｖ−Ｖ線に沿う断面図である。
【０００９】
この物品保持手段の伸縮機構は、上部に図示しないロボットの可動端への取付け部であるほぼ六角形のベース部材２を有しており、このベース部材２の外面側に、等間隔で３枚の縦長のプレート部材４が下方に向けて固定されている（図１および図３参照）。これら３枚のプレート部材４は、上端が前記のようにベース部材２の外面に固定され、下端部４ｂが、その内側に配置されているほぼ六角形の取付け部材６の外面に固定されている（図１および図５参照）。これらベース部材２と取付け部材６および３枚のプレート部材４とによりボックス構造の枠体が構成されている。
【００１０】
前記ボックス構造を構成している枠体（ベース部材２と取付け部材６および３枚のプレート部材４）の下端部に配置されている取付け部材６の、六角形の外面一つおきに前記３枚のプレート部材４の下端部が固定されており、これらプレート部材４の中間に位置する各外面にそれぞれ案内ガイド８が固定されている。これら３個の案内ガイド８は、外側を向いた面に縦方向のガイド溝８ａが形成されている。各ガイド溝８ａには、それぞれ、後に説明するガイドロッド１０が嵌合しており、これらガイドロッド１０が昇降する際に案内ガイド８によって案内されるようになっている。
【００１１】
前記ベース部材２の下面側の中央部に、伸縮駆動手段としてのエアシリンダ１２が揺動自在に吊り下げられている。このエアシリンダ１２は下方に向かって伸縮する作動ロッド（ピストンロッド）１４を備えており、このピストンロッド１４の先端部（下端部）に、緩衝用ゴム部材１６を介して水平な支持部材（支持プレート）１８が取り付けられている。この支持プレート１８はほぼ正方形状をしており、四隅にそれぞれ物品保持手段としてのバキュームパッド２０が取り付けられている。
【００１２】
前記支持プレート１８の上面には、３本のガイドロッド１０が等間隔で垂直に固定されており、これら各ガイドロッド１０がそれぞれ前記案内ガイド８のガイド溝８ａ内に嵌合している。３本のガイドロッド１０は、上端が連結部材２２（図４参照）に連結されており、常に等間隔の配置を維持したまま昇降できるようになっている。なお、前記エアシリンダ１２がベース部材２の底面に揺動可能に吊り下げ支持されるとともに、ピストンロッド１４と支持プレート１８との連結部に緩衝用ゴム部材１６を介在させているので、案内ガイド８の取付け誤差を吸収することができる。
【００１３】
以上の構成に係る物品保持手段の伸縮機構の作動について説明する。この伸縮機構のベース部材２がロボット（図示せず）の作動端に取り付けられる。ロボットの作動によりこの伸縮機構は、各方向に移動される。前記バキュームパッド２０によって保持される物品が搬送コンベヤ等（図示せず）によって搬送されており、４個のバキュームパッド２０がその物品の上方に達すると、エアシリンダ１２が作動してピストンロッド１４を伸張させ、支持プレート１８およびバキュームパッド２０を下降させる。ピストンロッド１４が下方へ向かって伸張する際に、各ガイドロッド１０がそれぞれ嵌合している各案内ガイド８にガイドされて下降する（図２はバキュームパッド２０が下降した状態を示す）。
【００１４】
エアシリンダ１２の作動によりバキュームパッド２０が下降して保持する物品に当接すると、バキュームパッド２０にバキュームが作用されてその物品を吸着する。その後、エアシリンダ１２によりピストンロッド１４を収縮させてバキュームパッド２０を上昇させることにより物品を取り上げる。この物品を保持しているバキュームパッド２０はロボットによりその移動先、例えば箱詰めをするケースの上方に移動され、再度エアシリンダ１２によりピストンロッド１４を伸張させてバキュームパッド２０に保持されている物品を、前記ケース内に挿入した後、バキュームを解除して物品をケース内に収納する。
【００１５】
ロボットに取り付けられた物品保持手段の伸縮機構は、ロボットの動作により四方八方に移動される場合があるが、ベース部材２と取付け部材６および３枚のプレート部材４から構成されるボックス構造の枠体に固定されている案内ガイド８と、これら案内ガイド８のガイド溝８ａに嵌合して昇降を案内されるガイドロッド１０とが、等間隔で３組配置されている。つまり平面の配置が正三角形になっているので、あらゆる方向に対してほぼ均一の剛性を得ることができ、たとえ高速での移動を繰り返しても捩れによる悪影響を受けることがない。また、作動側のエアシリンダ１２、支持プレート１８およびバキュームパッド２０等を支持している固定側を、ベース部材２、取付け部材６および３枚のプレート部材４からなるボックス構造としたので、構成する板材を薄くすることができ、しかも、前記ガイドロッド１０を従来に比較して細くすることができるので、重量を増加させることなく剛性を高めることができる。さらに、伸縮機構の剛性が大幅に向上したので、ロボットによるあらゆる方向への高速動作に耐えることができ、ロボットの高速化の要求に応じることができる。
【００１６】
なお、本発明は、前記実施の形態で説明した構造に限定されるものではなく、各部の形状、構造等を適宜変形、変更しうることはいうまでもない。例えば、バキュームパッド２０の数、配置等は適宜選択することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ロボットの作動端に取り付けられ、物品の保持手段を進退動させる物品保持手段の伸縮機構において、前記ロボットの作動端に取り付けられるベース部材と、このベース部材に支持され、進退動する作動ロッドを有する伸縮駆動手段と、前記作動ロッドの先端に連結され、前記物品保持手段が設けられた支持部材と、前記作動ロッドを取り囲んでベース部材側に設けられた案内ガイドと、前記支持部材に連結され、案内ガイドに案内されて、作動ロッドと同方向に進退動するガイドロッドとを備え、前記案内ガイドおよびガイドロッドを三個所に等間隔で配置したことにより、従来の構成と比較して大幅に剛性を向上させることができ、しかも方向によって剛性の弱い部分ができることがなく、すべての方向に均一の剛性を得ることができる。また、重量を増加させることなく剛性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る物品保持手段の伸縮機構の縦断面図である。
【図２】前記物品保持手段の伸縮機構のピストンロッドが伸張した状態を示す縦断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
２　　ベース部材
８　　案内ガイド
１０　　ガイドロッド
１２　　駆動手段
１４　　作動ロッド（ピストンロッド）
１８　　支持部材（支持プレート）
２０　　物品保持手段（バキュームパッド）
【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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