(57)【要約】【課題】Ｘ軸ユニットを動作させるアクチュエータのパワーアップ及びＸ軸ユニットの剛性を増すことなく、複数の作業用ツールを搭載でき、ツール交換及び移動時間の無駄を軽減し作業効率の向上が可能な直角座標ロボットを提供する。【解決手段】本発明の直角座標ロボットでは、Ｘ軸方向に直線的に移動可能なＸ軸ユニット１が、Ｙ軸方向に直線的な移動可能なＹ軸ユニット２と分離独立して設けられ、該Ｘ軸ユニット上に被加工物５を載置可能とすると同時に、Ｙ軸ユニットには、Ｚ軸方向に直線的に移動可能で、各々が作業用ツール４を装備した複数のＺｎ  軸ユニット３を搭載している。これにより、Ｘ軸ユニットの負荷を軽減している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ軸方向に直線的に移動可能なＸ軸ユニットと、Ｙ軸方向に直線的に移動可能なＹ軸ユニットと、Ｚ軸方向に直線的に移動可能であって、作業用ツールを装備可能なＺ軸ユニットとを有していて、３次元方向に自由な動きを行う直角座標ロボットにおいて、
前記Ｙ軸ユニットから分離独立した前記Ｘ軸ユニット上に被加工物を載置可能にすると共に、前記Ｙ軸ユニットにそれぞれ作業用ツールを装備した複数のＺｎ  軸ユニットを搭載することを特徴とする直角座標ロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の自由度をもつ直角座標ロボットにおいて、多ツールを同時搭載可能とした直角座標ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
被加工物５を中心にしてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元の自由な動きを行う従来の３軸の直角座標ロボットにおいては、その構造が図４に示すようにＸ軸ユニット１の上にＹ軸ユニット２が載り、更にそのＹ軸ユニット２の上にＺ軸ユニット３が載るという積み重ね構造を採用していた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６２−４８０３８号公報（第２頁、第１図）
【０００４】
このような積み重ね構造の３軸の直角座標ロボットにおいては、Ｘ軸ユニットを動作させるモータ等のアクチュエータは、Ｙ軸、Ｚ軸ユニットを合わせた質量を駆動させる必要があり、可搬重量を増そうとすると、アクチュエータのパワーアップ、剛性のアップを図る必要があり、コストの増加及びサイズの増大を招くという問題がある。
そのため、この従来型のロボットにおいては、可搬重量の制限から作業用ツール４を１つしか搭載できなかった。ところが近年においては、ロボットを有効に活用するために、種々の作業を一台のロボットに行わせているために、種々の作業用ツールに交換しなければならず、ツールチェンジ及び移動時間が無駄になり、本来のロボットの作業時間が減るという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、Ｘ軸ユニットを動作させるアクチュエータのパワーアップ及びＸ軸ユニットの剛性を増すことなく、複数の作業用ツールを搭載可能とし、ツールチェンジ及び移動時間の無駄を軽減し、作業効率の向上を図ることができる直角座標ロボットを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の請求項に記載の直角座標ロボットを提供する。
請求項１に記載の直角座標ロボットは、Ｘ軸方向に直線的に移動可能なＸ軸ユニットが、Ｙ軸方向に直線的に移動可能なＹ軸ユニットと分離独立して設けられ、このＸ軸ユニット上に被加工物を載置可能とすると共に、Ｙ軸ユニットには、Ｚ軸方向に直線的に移動可能で、それぞれ作業用ツールを装備した複数のＺｎ  軸ユニットを搭載するようにしたものである。これにより、Ｘ軸ユニットをＹ軸ユニットから分離することで、Ｘ軸ユニットの負荷を軽減でき、その分複数のＺｎ  軸ユニットを搭載することができ、ツールチェンジ及びツールの移動時間の無駄を削減でき、作業効率を向上させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って本発明の実施の形態の直角座標ロボットについて説明する。図１は、本発明の直角座標ロボットの概念図であり、図２は、本発明の直角座標ロボットの正面図例であり、図３は、その側面図例である。本発明の直角座標ロボットにおいては、図１に示すようにＸ軸ユニット１は、Ｙ軸ユニット２とは分離独立して設けられており、Ｙ軸ユニット２に、Ｚ１  軸ユニット３Ａ、Ｚ２  軸ユニット３Ｂ及びＺ３  軸ユニット３Ｃの３つのＺｎ  軸ユニット３が搭載されている。各々のＺｎ  軸ユニット３は、それぞれ個別の作業用ツール４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…を装備している。
【０００８】
図２において、Ｘ軸ユニット１は、ベース６に固定されている。Ｘ軸ユニット１は、基本的にＸ軸ガイド部１１と、Ｘ軸走行部１２及びＸ軸駆動機構１３とより構成されている。Ｘ軸ガイド部１１上を図２において左右方向にＸ軸に沿って直線往復動するＸ軸走行部１２には、被加工物５を保持する受け治具１４が取り付けられていると共に、その下部にはナット部（図示せず）が一体化されて固定されている。Ｘ軸駆動機構１３は、モータ１３ａと、このモータ１３ａに直結したボールネジ（図示せず）及びこのボールネジに螺合したナット部とから構成されている従来公知のボールネジ機構である。したがって、モータ１３ａを正転又は逆転することによって、ボールネジに螺合したナット部と一体化されたＸ軸走行部１２が、Ｘ軸方向に往復動する。
【０００９】
図２，３において、Ｙ軸ユニット２は、ベース６上に取り付けられた棚台７上に固定されている。Ｙ軸ユニット２は、Ｘ軸ユニット１と同様に基本的にＹ軸ガイド部２１と、Ｙ軸走行部２２及びＹ軸駆動機構２３とより構成されている。Ｙ軸ガイド部２１上を図２において紙の表裏方向（図３において左右方向）にＹ軸に沿って直線往復動するＹ軸走行部２２は、直立部２２ａと水平部２２ｂとを有す断面Ｌ字形状をしていて、水平部２２ｂの下部にはラック部（図示せず）が一体化されて固定されている。Ｙ軸駆動機構２３は、モータ２３ａと、このモータ２３ａの回転軸に固定されたピニオン（図示せず）及びこのピニオンに噛合するラック部とから構成されている従来公知のラック・ピニオン機構である。したがって、モータ２３ａを正転又は逆転することによって、ピニオンに噛合するラック部と一体化されたＹ軸走行部２２が、Ｙ軸方向に往復動する。
【００１０】
図３に示されるようにＺｎ  軸ユニット３として、ネジ締めユニット（Ｚ１  軸ユニット）３Ａとスタンプ捺印ユニット（Ｚ２  軸ユニット）３Ｂとが設けられており、これらのユニット３Ａ，３ＢがＹ軸走行部２２の直立部２２ａに固定して取り付けられている。ネジ締めユニット３Ａは、Ｚ軸ガイド部３１Ａ、Ｚ軸走行部３２Ａ、Ｚ軸駆動機構３３Ａ及び作業用ツール４Ａとしてのモータ４１Ａとドライバー４２Ａとを備えている。Ｚ軸ガイド部３１Ａ上を図２，３において上下方向にＺ軸に沿って直線往復動するＺ軸走行部３２Ａには、作業用ツール４Ａが搭載されている。Ｚ軸駆動機構３３Ａは、前述したＸ軸駆動機構と同様の従来公知のボールネジ機構を採用しており、モータ、ボールネジ、ナット部の３者からなり、ナット部がＺ軸走行部３２Ａに一体的に固定されている。作業用ツール４Ａのドライバー４２Ａは、モータ４１Ａの回転軸に直結している。このようにして、Ｚ軸駆動機構３３Ａを駆動することによって、Ｚ軸走行部３２Ａが作業用ツール４Ａを伴なってＺ軸方向に往復動する。また、ドライバー４２Ａはモータ４１Ａによって正・逆回転する。
【００１１】
スタンプ捺印ユニット３Ｂも、図示されていないが、ネジ締めユニット３Ａと同様に、Ｚ軸ガイド部、Ｚ軸走行部及びＺ軸駆動機構とを備えており、更に作業用ツール４Ｂとしてスタンプ回転シリンダ４１Ｂとスタンプチャック４２Ｂとを有している。スタンプチャック４２Ｂはスタンプを保持するものであり、スタンプ回転シリンダ４１Ｂは、スタンプを流体圧によって押圧するものである。このようにして、スタンプ捺印ユニット３ＢをＺ軸方向に往復動させることができ、またスタンプを押圧して捺印することができる。
【００１２】
以上の実施形態の説明においては、Ｘ軸ユニット１、Ｙ軸ユニット２及びＺｎ  軸ユニット３のそれぞれの駆動機構として、ボールネジ機構やラック・ピニオン機構を特定して使用するものとして記載しているが、他の公知の直線駆動機構も含めて、それぞれ適宜の駆動機構を採用できるものである。また、モータとしてのアクチュエータも、電動式に限らず、油圧又は空圧等を利用した機械式のものを採用してもよい。更に作業用ツールとして２つの場合で説明しているが、必要に応じ更に多くの作業用ツールを搭載することも可能である。
【００１３】
以上説明したように、本発明においては、Ｘ軸ユニットが他のＹ軸ユニットとＺｎ  軸ユニットとは分離し独立して設けられているので、Ｘ軸ユニットの負荷を軽減することができ、その軽減した分だけ、Ｚｎ  軸ユニットをＹ軸ユニットに追加して搭載することができるようになる。これにより、複数の作業を単に作業用ツールをＹ軸方向に移動するだけで行えるので、作業時間の軽減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の直角座標ロボットの概念図である。
【図２】本発明の実施の形態の直角座標ロボットの正面図である。
【図３】本発明の実施の形態の直角座標ロボットの側面図である。
【図４】従来の直角座標ロボットの概念図である。
【符号の説明】
１…Ｘ軸ユニット
１１…Ｘ軸ガイド部
１２…Ｘ軸走行部
１３…Ｘ軸駆動機構部
１３ａ，２３ａ…モータ
１４…受け治具
２…Ｙ軸ユニット
２１…Ｙ軸ガイド部
２２…Ｙ軸走行部
２３…Ｙ軸駆動部
３…Ｚｎ  軸ユニット
３Ａ…ネジ締めユニット（Ｚ１  軸ユニット）
３１Ａ…Ｚ軸ガイド部
３２Ａ…Ｚ軸走行部
３３Ａ…Ｚ軸駆動部
３Ｂ…スタンプ捺印ユニット（Ｚ２  軸ユニット）
４，４Ａ，４Ｂ…作業用ツール
４１Ａ…モータ
４２Ａ…ドライバー
４１Ｂ…スタンプ回転シリンダ
４２Ｂ…スタンプチャック
５…被加工具
６…ベース
７…棚台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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