(57)【要約】  本発明によれば、ハンドリングロボットは垂直伸縮マスト（１１）を含み、垂直伸縮マスト（１１）は、垂直に固定されたベース（２０）及び同期された動作の複数のセクション（２１〜２３）を備え、前記動作は速度及び加速度が制御され且つ重力伸長動作及び動力退避動作を含み、それぞれのセクションは個々に駆動され、最後のセクション（２３）はパレットに載せられる製品（３）を把持するためのヘッド（１３）を担う。該ロボットは、異なるセクション（２１〜２３）を動かすための共通の駆動シャフト（３０）を含み、前記シャフト（３０）は、それらがそれぞれ伝達部材を経由して操作するセクション（２１〜２３）の移動に適した直径を有するホイールを含む。ホイール（３１、３２）及びそれらのセクション（２１、２２）の間の伝達部材は、対応するホイール上に巻き付くベルトから構成される。把持ヘッドを担う最後のセクション（２３）に関しては、伝達動作がチェーンにより実行される。ハウジング（４６）は、各動作伝達チェーンの自由端を受容して、格納し、それぞれ曲がったらせん経路を規定するノッチを備えたブロックの形態で作られる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パレタイザーのための３つまたは４つの軸型のハンドリングロボットであって、前記パレタイザーのフレームワーク（１）の上部分に位置している梁（９）上の、製品（３）が届く方向に横断する方向に移動するために案内されるプラットホーム（８）と、伸縮垂直マスト（１１）とを備え、
伸縮垂直マスト（１１）は、前記パレタイザーの高さ要件の制限を可能にする垂直に固定されたベース（２０）を含み、前記ベース（２０）は前記プラットホーム（８）上で支持され長手方向に案内され、伸縮垂直マスト（１１）は、最後の、又は中央の、セクション（２３）が、パレットに載せられる前記製品を把持するためのヘッド（１３）を支持する幾つかのセクション（２１、２２、２３）を含み、前記セクション（２１〜２３）は異なる直径のホイール（３１、３２、３３）に接続されており、前記ホイールの前記直径はセクションの移動範囲に適合されており、該セクションに独立した接続部材によってこれらのそれぞれのホイールが取り付けられ、
前記複数のホイール（３１〜３３）は、重力的伸長動作及び動力退避動作を提供する同じ共通のシャフト（３０）に搭載され、前記セクション（２１〜２３）と前記ホイール（３１〜３３）の間の前記接続部材は、前記最後のセクション（２３）のための少なくとも１つの伝達チェーン（４３）、及び、他のセクション（２１）、（２２）のためのそれぞれのベルト（４１）、（４２）からなり、前記ベルトはそれらのそれぞれのホイールの周りに巻きついていることを特徴とするハンドリングロボット。
【請求項２】
マストの最後のセクション（２３）はそれぞれ１つのスプロケットホイール（３３）、（３３’）と協働する２つの伝達チェーン（４３）、（４３’）と結びついており、前記スプロケットホイールは駆動シャフト（３０）に並んで配置され、チェーンのうちの１つは最後のセクションの通常の動作を確保するための主要チェーンとして作用する一方、前記主要チェーン（４３）の破損の場合に保持する安全装置として他のチェーン（４３’）の張力は維持されることを特徴とする請求項１に記載のハンドリングロボット。
【請求項３】
第２チェーン（４３）のための張力手段は、最後のセクション（２３）の上部分に配置されるサポートとストップ（４５）の間に位置する弾性部材（４４）を備え、前記ストップ（４５）は、ロッドの低い先端部に配置されており、ロッドは前記第２チェーン（４３’）を延長してそれのための案内部材として使用される前記サポートの開口を貫通することを特徴とする請求項２に記載のハンドリングロボット。
【請求項４】
最後のセクション（３２）を操作するためのチェーン（４３）、（４３’）は、前記最後のセクション（２３）の上部とそれらの自由端を受け入れて貯蔵するハウジング（４６）との間のそれらのスプロケットホイール（３３）、（３３’）から延在し、前記ハウジング（４６）は前記自由端を受け入れる曲がったらせん溝を備えたブロックの形態であることを特徴とする請求項３に記載のハンドリングロボット。
【請求項５】
チェーン（４３）、（４３’）をそれぞれ受け入れる溝（４７）及び（４７’）を備え、前記溝は前記ハウジングを構成するブロックの側面に刻まれていることを特徴とする請求項４に記載のハンドリングロボット。
【請求項６】
２つのチェーン（４３）、（４３’）の自由端のためのハウジング（４６）として用いられるブロックは熱可塑材料から作られ、回転したＬの形状で存在し、前記ブロックは、各スプロケットホイール（３３）、（３３’）の上部分を部分的に覆い、それらの周辺の約半分のための案内部材として作用することを特徴とする請求項５に記載のハンドリングロボット。
【請求項７】
スプロケットホイールの１つに関連して、ホイール（３３）を備え、例えば、フック（５６）の形状のラッチ（５５）を含む安全装置を備え、前記ラッチ（５５）は、機械的アクチュエーター（５８）により操作され、前記フック（５６）を非活動位置に維持するために圧縮空気が供給され、そして、必要な場合に、特に機械を操作者が中断させた時に、スプリングを作用させて、前記フック（５６）をホイールをロックする活動位置に配置することを特徴とする請求項２に記載のハンドリングロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パレットに載せる施設に関し、特に、運搬装置により供給される製品を掴み、それらをパレットに配置するハンドリングロボットの改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種類のパレットに載せる施設、又はパレタイザー（Ｐａｌｌｅｔｉｚｅｒ）は、ハンドリングロボットを支持するための枠組みとして使用される構造物を備えている。このロボットは３つ又は４つの軸のロボットであり、前記枠組みの上部分に配置されているレール上を動くプラットホームと、前記プラットホームにより支持され案内されている垂直マストと、前記マストの先端で、パレットに載せられる製品を保持するために適切に備えられている把持ヘッドとからなる。
【０００３】
把持ヘッドは、第４軸周りに回動することができ、供給コンベアー上の製品をしっかりと掴み、そしてパレット上にそれらを適切な向きで配置するための吸引カップを有することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】仏国特許第２６４２０５９号明細書
【特許文献２】特許第０３２４１１２１号公報
【特許文献３】米国特許第５４６５８５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種類の施設は、操作者の安全及び快適性に関する主要な制約、製品処理能力及び製品の種類、例えば、重量、寸法に関する制約、非常に低い天井であるかもしれない現存の建物に適合することができなければならないこの種類の装置を設置することに関するそれらの問題に関連する制約を含む複数の制約を受ける。
【０００６】
ロボットパレタイザーは、長期間存在しており、ロボットを収容するための空間に関するこの問題は既に言及されており、例えば、特許文献１で記載されているように解決されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明は、この種類の設置及び空間的制限に関する解決策を提供するパレタイザーのためのハンドリングロボットを提案する。
【０００８】
それは、他の制限に対する解決策をも提供する。騒音を減らすことで、環境に関連した制限に対する解決策を提供し、落下の危険に対して保護する把持ヘッドの動作の新たな制御により、特に、操作安全に関連した制限に対する解決策を提供する。
【０００９】
本発明のハンドリングロボットは、また、上述の文献で記載されているように、パレットに載せるために箱を操作するための伸縮マストの使用を提案する。この種類の伸縮マストはまた、当該技術に関する他の文献、例えば、特許文献２及び特許文献３に記載されており、これらの２つの文献はそれぞれ、バックホー（ｂａｃｋ−ｈｏｅ）の操作伸縮マスト、並びに、様々な対象物をテスト及び検査するための機器を操作するための伸縮マストを示している。
【００１０】
パレタイザーのための３つまたは４つの軸のロボットである本発明のハンドリングロボットは、
前記パレタイザーの枠組みの上部分に位置している梁上の、製品が届く方向を横断する方向に案内されるプラットホームと、伸縮垂直マストとを備え、
伸縮垂直マストは、前記パレタイザーの高さ要件の制限を可能にする垂直に固定されたベースから構成され、前記固定されたベース前記プラットホーム上で支持され長手方向に案内され、それらの幾つかのセクション、最後の、又は中央の、セクションは、パレットに載せられる前記製品を把持するためのヘッドを支持し、これらのセクションは、該セクションにセクションの移動範囲に適した直径の複数のホイールが独立した接続部材によって取り付けられて、該複数のホイールにより操作され、前記複数のホイールは、重力的伸長動作及び動力退避動作を提供する同じ共通のシャフトに搭載され、前記セクションと前記ホイールの間の前記接続部材は、前記最後のセクションのための少なくとも１つの伝達チェーン、及び、他のセクションのためのベルトからなり、前記ベルトはそれらのそれぞれのホイールの周りに巻きついている。
【００１１】
この配置は、負荷と駆動シャフトの間に強い接続を確立するチェーンを備え、他のセクションの動作が付随して起こるベルトを備え、柔軟な動作及び、中でも、特に静かなロボットの動作を可能にする。
【００１２】
そして本発明によれば、マストの最後のセクションは、それぞれスプロケットホイールと協働する２つの伝達チェーンと結びついており、前記複数のホイールは駆動シャフトに並んで配置され、チェーンのうちの１つは最後のセクションの通常の動作を確保するための主要チェーンとして作用する一方、前記主要チェーンの破損の場合に保持する安全装置として他のチェーンの張力は維持される。
【００１３】
本発明の別の配置では、第２チェーンの張力手段は、最後のセクションの上部分に配置されるサポートとストップの間に配置される弾性部材を含み、前記ストップは、ロッドの低い先端部に配置されており、ロッドはチェーンを延長してそれのための案内部材として使用される前記サポートの開口を貫通する。
【００１４】
さらに本発明によれば、最後のセクションを操作するためのチェーンは、前記最後のセクションの上部とチェーンの自由端を受け入れて貯蔵するハウジングとの間のそれらのスプロケットホイールから延在する。前記ハウジングは、前記対応する自由端を受け入れる曲がった螺旋溝を各面に備えたブロックの形態であり、これらの溝は前記ブロックの側面に刻まれている。
【００１５】
本発明の別の配置では、２つのチェーンの自由端のためのハウジングとして使用されるブロックは、熱可塑材料から作られ、回転したＬの形状である。前記スプロケットホイール周辺の約半分について、前記ブロックは、各スプロケットホイールの上部分を部分的に覆い、前記チェーンのための案内部材として作用する。
【００１６】
さらに本発明によれば、ロボットは、スプロケットホイールの１つに関して、ラッチを含む安全装置を備え、そのラッチは、圧縮空気が供給されたアクチュエーターにより操作され、前記フックを非活動位置に維持し、そして、必要なら、例えば機械の操作者の中断時にこのフックを活動位置に配置するスプリングを備える。
【００１７】
本発明は、さらに以下の記載及び添付の図面において、実施形態として提供され、詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】２つの位置で表わされているそのマストがついた本発明のロボットを備えたパレットを載せる施設の概略的な全体図である。退避位置が太い線で表わされ、完全に延長された位置が薄い破断線で表わされている。
【図２】図１の太い線で現れているマストの２−２からの拡大した概略水平断面図である。
【図３】図１の太い線で表わされているマストの３−３から見た拡大した部分概略垂直切断面図である。
【図４】図３の４−４から見た部分概略垂直断面図である。
【図５】図４の５−５からの拡大した断面図であり、マストの最後のセクションに結合した２つの伝達チェーンの自由端を案内するブロックの形態のハウジングを示す。
【図６】セクションを操作するノッチされたスプロケットホイールを、ロックするための安全システムのより詳しい概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に表わされたパレットに載せる施設は、より単純にパレタイザーと呼ばれる物のフレームワーク１を構成する平行６面体形状の構造物を備える。
【００２０】
このフレームワーク１は、３つ又は４つの軸を備えたハンドリングロボット２を受けいれるように準備された一種の台（ｇａｎｔｒｙ）を形成し、前記ロボット２は、コンベアー４により供給された製品３を持ち上げ、該施設の基準のフレーム６内に位置するパレット５上にそれらを配置する。
【００２１】
ロボット２は、ガイドレール１０により案内され且つ適切にモーター化された手段の効果によりフレームワーク１の上側梁９に沿って動くオーバーヘッド移動プラットホーム８と、モーター化されたベルト１２のような適切な手段の効果によって動く前記プラットホーム８により支持され案内される垂直マスト１１とから構成される。
【００２２】
プラットホーム８は、製品３が到着する方向を横断する方向に動き、マスト１１は、前記製品の到着する方向と平行な方向の長手方向に動く。
【００２３】
マスト１１は、製品３を捕まえることを可能にするように配置されるヘッド１３を備える。このヘッドは、パレット５上で製品の配置について適切な位置に前記製品を整列させるために、垂直軸周りに回動することができ、前記回動軸はロボット２の第４軸を構成する。
【００２４】
ヘッド１３は、例えば、幾つかの吸引カップ１４から構成されている把持装置を備えている。
【００２５】
横断方向及び長手方向のヘッド１３の動作は、それぞれ、フレームワーク１に対するプラットホーム８の動作及びプラットホーム８に対するマスト１１の動作から生ずる。
【００２６】
ヘッド１３の垂直動作は、マスト１１により確保され、本発明の状況において、マスト１１は伸縮する。このマスト１１は、実際は、その垂直位置が固定されたベース２０、及び図１の薄い破断線により表わされ、前記ベースの下で、下方に延在する幾つかのセクション２１〜２３から構成されている。
【００２７】
ベース２０はフレームワーク１より僅かに上に突出しており、それが垂直には動かないことから考えると、これは施設の最大高さ要件を規定し、前記高さ要件は実際的にはフレームワーク１の高さに制限され、これは現存する建物にパレッタイザーの容易な設置を可能にする。
【００２８】
このベース２０は、図３に示される案内レール２４によりプラットホーム８上で長手方向に案内される。
【００２９】
図面に詳しく描かれた実施形態において、伸縮マスト１１はベース２０を備え、ベース２０に第１セクション２１が案内され、このセクション２１は第２セクション２２を案内し、そしてそのセクション２２は最後のセクション２３を案内する。その最後のセクション２３は、中心にあり、上述した製品３を把持するためのヘッド１３を支持する。該セクション２１及び２２は、ベース２０と最後のセクション２３の間の接続として作用し、この組立品は、把持ヘッド１３にとって有利な垂直移動距離を有することを可能にする。
【００３０】
全てのこれらのセクション２１〜２３は、パレタイザーの囲みの範囲内で、ベース２０の下で、垂直に動く。それらの下方動作は、単純な重力によるが、制御されており、上方動作はモーター化された手段により引き起こされる。
【００３１】
各セクションのこれらの上方及び下方動作は同期されており、それらの速度及び加速は、下に詳しく説明されるようにモーターで制御されている。
【００３２】
図２は、マスト１１の異なる部材の水平断面図を概略的に示す。ベース２０から始めると、それらは連続して、
−第１中間セクション２１、これは前記ベースに対して長手垂直平面に配置される１組の案内レール２５により垂直に案内されるものであり、
−第２中間セクション２２、これは同じ垂直平面に配置される１組の案内レール２６により同様の方法で垂直に案内されるものであり、
−最後のセクション２３、これも前記垂直平面に配置される１組の案内レール２７により案内されるものである。
【００３３】
これらの異なるセクション２１〜２３はすべて垂直に一緒に動き、それらの動作は以下に詳しく示す手段により同期されている。実際に、慣行に反し、セクションは、移動制限ストップの手段により互いに動くことはない。
【００３４】
把持ヘッド１３は、それぞれのセクション２１、２２、及び２３のための案内レール２５、２６、及び２７と同じ垂直平面に配置されていることにも注目すべきである。この配置は、持ち上げ力をマストの中央軸上に集中することを可能にし、摩擦及び中央の最後のセクション２３の端部にある負荷のオーバーハングによってもたらされる突き出し問題を避ける。
【００３５】
セクション２１〜２３の同期化された動作は、衝撃や突然に動作することがなく、ヘッド１３が滑らかに移動することを可能にし、それはまたこの種類の装置から余分な騒音を排除するものである。
【００３６】
セクション２１〜２３はそれぞれ、駆動部材２９に接続されており、この駆動部材２９はすべての前記セクションに共通である。この接続はホイールによってなされており、ホイールは単一のシャフト３０により支持されており、単一のシャフトは、前記駆動部材２９のシャフトであり、この接続は、図３で示されるように、例えばチェーン及びベルトのような伝達部材によりなされている。
【００３７】
この図３において、ガイドレール２４によってプラットホーム８により支持され案内されるベース２０を見ることができ、このベース２０は駆動部材２９のシャフト３０により横断されている。
【００３８】
このシャフト３０は、プラットホーム８を横断して配置され、幾つかのホイールを備え、
−第１ホイール３１、これは第１中間セクション２１にベルト４１により接続され、
−第２ホイール３２、これは第２中間セクション２２に、またベルト４２により接続され、
−第３及び第４ホイール３３、３３’、これらは同一であって、個別の伝達チェーン４３及び４３’により最後のセクションに接続されている。
【００３９】
様々なホイール３１〜３３及び３３’の直径は、それらの各セクションの垂直移動距離に適合されている。ホイール３３、３３’の直径は大体第１ホイール３１の直径の３倍であり、第２ホイール３２の直径は大体第１ホイール３１の直径の２倍である。
【００４０】
ベルト４１及び４２は、歯車付きのベルトであり、その先端は、それぞれホイール３１及び３２上並びにセクション２１及び２２上に繋がれている。それらは、それらの各ホイールに格納されており、それらが、前記セクションの動作によって問題のホイール上に巻き付くか又はほどかれることを意味する。
【００４１】
これらのベルト４１及び４２は、セクション２１及び２２で、各タブ５１、５２により繋がれている。前記取り付けタブは、図２で示されるように、僅かに互いからオフセットされている。
【００４２】
ホイール３３及び３３’はスプロケットホイールであり、それは各伝達チェーン４３、４３’と噛み合う。
【００４３】
チェーン４３は、タブ５３で、セクション２３の上部分に固定されており、前記タブは、ガイドレール２５〜２７の平面に垂直な中央横断平面に位置している。
【００４４】
ホイール３３及びそのチェーン４３は最後のセクション２３の動作を主に担う。
【００４５】
ホイール３３’及びその対応するチェーン４３’は、他のチェーン４３の破断の危険を予防するための安全装置を構成する。張力は、より詳細には別個に表わされているように、弾性部材４４により単にチェーン４３’で維持され、それは、連続し直接には、最後のセクション２３の操作に参加していない。
【００４６】
弾性部材４４は、最後のセクション２３の上部分に配置されているサポートとストップ４５の間に位置しており、前記ストップ４５は、チェーン４３’の先端に位置するロッドの低い先端部に配置されており、それは前記サポートの開口を横断することにより前記チェーンを伸ばしており、前記サポートがそれについての案内部として使用される。
【００４７】
各可動式セクションの上部分に配置されている、純粋に機械的なストップ５４は、必要な場合にこれらの異なる可動式セクションの動作に対する制限を確立する。
【００４８】
チェーン４３及び４３’は、それらの各ホイール３３及び３３’から延在し、１つの側がセクション２３に降り、そして他の側では、それらは自由であり、対応する端部がハウジング４６に貯蔵されている。
【００４９】
このハウジング４６は熱可塑材料のブロックの形態である。それは各側面に溝４７、４７’を含み、それはそれぞれのチェーン４３及び４３’の自由端を受け入れ、それぞれのために曲がったらせん経路を規定する。
【００５０】
これらの溝４７及び４７’は、ハウジング４６を構成するブロックに刻まれ、図５で表わされているようにＴの形状である。このＴ形状は各チェーン４３及び４３’がその固有ホイール上で滑動すること及びその各溝４７、４７’の長さに沿って中央に維持することを可能にする。
【００５１】
加えて、ポリエチレンのような熱可塑材料が使用される材料の特性は、滑動を促進し、
スプロケットホイール３３及び３３’上で送られる際にチェーン４３、４３’のリンクにおいて固着現象が生じて不適切な噛み合いが起こることを避ける。
【００５２】
ハウジング４６を構成するブロックは、ホイール３３及び３３’の間のシャフト２９に垂直に配置されている。このハウジング４６は、回転されたＬの形状であり、ホイール３３及び３３’を覆い、それはそれらの周辺部分を包む。
【００５３】
２つのチェーン４３及び４３’は、各ホイール３３及び３３’の周辺の上側部分の周りに巻きつき、それらはハウジング４６によって覆われ、案内される。
【００５４】
対応するチェーン４３、４３’はそのスプロケットホイール３３及び３３’を離れる際に、それは、案内部４８の手段により、ハウジング４６のそれぞれの溝４７、４７’中の入口に向けられている。ただ１つの案内部４８が図面に表われ、特に図４で表わされている。
【００５５】
この案内部４８は、対応するチェーンがスプロケットホイールを離れることを助け、セクション２３が持ち上がり、逆動作でそれをホイールと噛み合うように案内するときには、この案内部は、チェーン４３の外側端部を、ハウジング４６の入口に向けて、随伴して方向付ける。
【００５６】
各チェーン４３、４３’は、曲がったらせん経路に追従する。その経路は最初にブロックの１つの側上でループし、前記ループは、対応するホイール３３、３３’上を通過する直線的な経路により追従され、その後、前記ブロックの他の側上で、その高さが外側セクションの移動距離の約１／４である大きな垂直ループを形成する。
【００５７】
図６は、緊急の際に、ほとんど瞬間的にマスト１１の様々なセクション、そして製品３を把持するためのヘッド１３をロックするために動作する安全装置の詳細を示す。
【００５８】
この安全装置はラッチ５５を備え、ラッチ５５は、シャフト３０及び全ての他のホイールを止めるためにホイールの１つと協働する。表わされた実施形態において、ラッチ５５は、フック５６の形態であり、スプロケットホイール３３のノッチ５７と協働し、前記ノッチ５７は、図４で示されているように、前記ホイールの歯の下に位置している周辺部に沿って通常分散され、開口部の形態を有する。
【００５９】
フック５６は、自動的にアクチュエーター５８により発動する。空気圧式であるこのアクチュエーターは、空気圧力が加えられた場合に、フック５６を非活動位置に維持し、例えば、統合スプリングのような弾性部材の影響下で、圧力がない場合は自動的に活動位置にする。
【００６０】
フック５６は、操作者が例えば機械の中断を実行する必要があると判断した場合には、操作者により直接的に活性化することができる。それは、例えば製品３を運ぶ吸引カップ１４に空気を供給することが起こった場合のように、把持ヘッド１３で事件が起こった場合に、自動的に活性化することもできる。
【符号の説明】
【００６１】
１  フレームワーク
２  ハンドリングロボット
３  製品
４  コンベアー
５  パレット
８  プラットホーム
９  梁
１０  ガイドレール
１１  垂直マスト
１２  ベルト
１３  把持ヘッド
１４  吸引カップ
２０  ベース
２１  セクション
２２  セクション
２３  セクション
２５  案内レール
２６  案内レール
２７  案内レール
２９  駆動部材
３０  シャフト
３１  ホイール
３２  ホイール
３３  ホイール
３３’  ホイール
４１  ベルト
４２  ベルト
４３  チェーン
４３’  チェーン
４６  ハウジング
４７  溝
４７’  溝
４８  案内部
５１  タブ
５２  タブ
５３  タブ
５５  ラッチ
５６  フック
５７  ノッチ
５８  アクチュエーター
【図１】
2010540259.tif 000003
【図２】
2010540259.tif 000004
【図３】
2010540259.tif 000005
【図４】
2010540259.tif 000006
【図５】
2010540259.tif 000007
【図６】
2010540259.tif 000008
【国際調査報告】
2010540259.tif 000009
2010540259.tif 000010
2010540259.tif 000011
2010540259.tif 000012