(57)【要約】      （修正有）【課題】装置自体の高さを低くすることができ、天井高が低い工場内においても有効に設置することができる産業ロボットを提供する。【解決手段】垂直長さが少なくともワークの上下移動距離で、垂直方向に軸線を有した上下軸部材１９を垂直方向へ移動可能に支持して固定台に固定される本体フレーム３と、上下軸部材を上下方向へ移動する上下駆動部材と、基端部が上下軸部材の上部に固定され、基端部及び先端部に回転可能に軸支された第１及び第２回転体に第１旋回ベルト部材が巻き付けられた第１旋回アームと、第１または第２回転体を回転駆動する回転駆動部材と、第１旋回アーム先端側の第２回転体に固定された回転軸に基端部が固定されると共に該回転軸及び先端部に回転可能に軸支された第３及び第４回転体に第２旋回ベルト部材が巻き付けられた第２旋回アーム４１と、第４回転体に固定された旋回軸に設けられてワークを把持するハンド部１７とから構成する。【選択図】        図１
2005022001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直長さが少なくともワークの上下移動距離で、垂直方向に軸線を有した上下軸部材を垂直方向へ移動可能に支持して固定台に固定される本体フレームと、上下軸部材を上下方向へ移動する上下駆動部材と、基端部が上下軸部材の上部に固定され、基端部及び先端部に回転可能に軸支された第１及び第２回転体に第１旋回ベルト部材が巻き付けられた第１旋回アームと、第１または第２回転体を回転駆動する回転駆動部材と、第１旋回アーム先端側の第２回転体に固定された回転軸に基端部が固定されると共に該回転軸及び先端部に回転可能に軸支された第３及び第４回転体に第２旋回ベルト部材が巻き付けられた第２旋回アームと、第４回転体に固定された旋回軸に設けられてワークを把持するハンド部とからなる産業ロボット。
【請求項２】
請求項１の上下駆動部材は、上下方向にワークの移動距離に応じた間隔をおいて回転可能に支持され、一方に電動モータが連結された一対の回転体に巻き付けられたベルト部材の一部を軸部材に固定した産業ロボット。
【請求項３】
請求項１の上下駆動部材は、上下方向がワークの移動距離に応じた軸線長さで回転可能に支持されると共に電動モータが連結された送りねじと、該送りねじに噛合わされて軸部材に固定されたナット部材とからなる産業ロボット。
【請求項４】
垂直長さが少なくともワークの上下移動距離で、垂直方向に軸線を有した上下軸部材が垂直方向へ移動可能に支持され、固定台側面に固定される本体フレームと、本体フレームの上部及び下部に回転可能に軸支されると共に一方に電動モータが連結された一対の回転体に巻き付けられ、一部が上下軸部材に連結された上下ベルト部材と、上下軸部材の上部に基端部が固定され、所要の長さで水平方向へ延出する第１旋回アームと、第１旋回アームの基端部及び先端部に回転可能に軸支され、一方が電動モータに連結された一対の回転体に巻き付けられた第１旋回ベルト部材と、第１旋回アーム先端側の回転体に固定された回転軸に基端部が固定され、所要の長さで水平方向へ延出する第２旋回アームと、第２旋回アーム内に位置する回転軸に固定された回転体及び第２旋回アームの先端側に回転可能に軸支された回転体に巻き付けられた第２旋回ベルト部材と、第２旋回アームの先端部に位置する回転体に固定された旋回軸に設けられてワークを把持するハンド部とからなる産業ロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ハンド部を旋回移動してワークを所定位置間にて移動する産業ロボットに関する。
【０００２】
【従来技術】
例えば本出願人の出願に係る特許文献１には、本体フレーム上を往復移動する第１走行体と、該第１走行体に移動方向と直交する方向へ延出して設けられた直交フレーム上にて往復移動する第２走行体と、該第２走行体上にて上下方向へ往復移動する上下フレームと、該上下フレームの下部に設けられ、ワークを保持するハンド部とを備えた取出しロボットが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２８３３５７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の取出しロボットは、第１走行体に設けられた直交フレーム上を往復移動する第２走行体に対して上下フレームを昇降するように支持する構造のため、上下フレームを含む装置自体の高さが高くなることが避けられなかった。
【０００５】
このため、上記した取出しロボットを設置するには、工場の天井高さを高くする必要があり、低い天井高さの工場では設置できなかった。
【０００６】
また、上記した産業ロボットにあっては、例えば搬入装置により供給されるワークを、例えば搬出装置上に移載して移動させるものであるが、搬入装置及び搬出装置に対して取出しロボットが高くなり、これらの搬送面に近い高さでハンド部に保持されたワークを移動させることが困難で、ハンド部の移動距離自体が長くなって時間がかかる問題を有している。
【０００７】
本発明は、上記した従来の欠点を解決するために発明されたもので、その課題とする処は、装置自体の高さを低くすることができ、天井高が低い工場内においても有効に設置することができる産業ロボットを提供することにある。
本発明の他の課題は、連結される他の装置に対し、高さがほぼ一致するようにマッチングさせてハンド部の無駄な移動を低減して移動時間を短縮することができる産業ロボットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、垂直長さが少なくともワークの上下移動距離で、垂直方向に軸線を有した上下軸部材を垂直方向へ移動可能に支持して固定台に固定される本体フレームと、上下軸部材を上下方向へ移動する上下駆動部材と、基端部が上下軸部材の上部に固定され、基端部及び先端部に回転可能に軸支された第１及び第２回転体に第１旋回ベルト部材が巻き付けられた第１旋回アームと、第１または第２回転体を回転駆動する回転駆動部材と、第１旋回アーム先端側の第２回転体に固定された回転軸に基端部が固定されると共に該回転軸及び先端部に回転可能に軸支された第３及び第４回転体に第２旋回ベルト部材が巻き付けられた第２旋回アームと、第４回転体に固定された旋回軸に設けられてワークを把持するハンド部とからなることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施形態】
以下に実施形態を示す図に従って本発明を説明する。
図１〜図１１において、産業ロボット１の本体フレーム３は水平方向へ所定の長さで延出し、ワークを移載処理するためのテーブル５の側端部上面に固定される。そして該本体フレーム３には水平方向へ延出し、所要の間隔をおいた一対のガイドロッド７が固定され、該ガイドロッド７には可動フレーム９が軸線方向へ摺動するように支持されている。該可動フレーム９には本体フレーム３の長手方向両端部に回転可能にそれぞれ支持され、一方にサーボモータ等の数値制御可能な電動モータ１１が連結されたスプロケットや歯付きプーリ等からなる左右一対の回転体１３に巻き付けられたチェーンや歯付きベルト等の水平ベルト部材１５の一部が固定され、電動モータ１１の回転駆動に伴って水平方向へ往復移動される。
【００１０】
上記した可動フレーム９は後述するハンド部１７の上下ストロークにほぼ一致する上下長さで、その上部には上下方向に軸線を有した上下軸部材１９及び上下軸部材１９に平行する軸線を有したガイドロッド２１が上下方向へ摺動するように支持されている。可動フレーム９の上部及び下部にはスプロケットや歯付きプーリ等からなる上下一対の回転体２３が回転可能にそれぞれ軸支され、上方に位置する回転体２３にはサーボモータ等の数値制御可能な電動モータ２５が連結されている。また、一対の回転体２３にはチェーンや歯付きベルト等からなるベルト部材２７が巻き付けられ、該上下ベルト部材２７の一部は上下軸部材１９の下部に連結部材２９を介して連結されている。これにより上下軸部材１９は電動モータ２５の回転駆動に伴って上下方向へ往復移動される。
【００１１】
上記した上下軸部材１９及びガイドロッド２１の軸上端部には本体フレーム３の延出方向とほぼ直交する水平方向へ所定の長さで延出する固定アーム３１の基端部が固定され、該固定アーム３１の基端部及び先端部にはスプロケットや歯付きプーリ等からなる一対の回転体３３が回転可能に軸支されている。基端側に位置する回転体３３には固定アーム３１の基端部に固定されたサーボモータ等の数値制御可能な電動モータ３５が連結されている。また、一対の回転体３３にはチェーンや歯付きベルト等からなるベルト部材３７が巻付けられ、該ベルト部材３７は電動モータ３５の回転駆動に伴って往復走行される。
【００１２】
上記した固定アーム３１にはテンション部材３８が取付けられている。該テンション部材３８は中心部が軸３８ａにより回動可能に軸支されたほぼ４分割円盤形状で、外周側の周方向へ延出する長孔３８ｂが形成された回動板３８ｃと、長孔３８ｂ内を挿通して固定アーム３１に固定可能な固定ねじ３８ｄと、回動板３８ｃに回転可能に軸支され、ベルト部材３７に圧接するテンションローラ３８ｅとから構成される。
【００１３】
固定アーム３１の先端側に位置する回転体３３には回転軸３９が固定され、該回転軸３９は水平方向へ所定の長さで延出する旋回アーム４１の基端部に設けられたボス４３に回り止めされて固定される。旋回アーム４１の基端部内に位置するボス４３は外周面に歯が形成されて歯付き回転体を構成している。また、旋回アーム４１の先端部には回転可能に軸支された旋回軸４５に固定されたスプロケットや歯付きプーリ等の回転体４７が設けられ、ボス４３と回転体４７にはチェーンや歯付きベルト等からなるベルト部材４９が巻き付けられている。
【００１４】
これにより固定アーム３１内のベルト部材３７が所定の方向へ走行して回転軸３９を回転させると、旋回アーム４１は回転軸３９を中心に回動すると共に該回転軸３９と一体に回動するボス４３に巻き付けられたベルト部材４９を回動角に応じた距離で走行させることにより旋回軸４５を回動し、ハンド部１７を回転させる。
【００１５】
上記した旋回アーム３３にはテンション部材５１が取付けられている。該テンション部材５１は固定アーム３１に設けられるテンション部材３８と同様であるため、符号３８ａ〜３８ｅに対応する各部材については５１ａ〜５１ｅの符号を付して詳細な説明を省略する。
【００１６】
上記した旋回軸４５の軸端部にはワークを把持するハンド部１７が取付けられている。該ハンド部１７としては把持するワークに応じて適宜選択されるもので、図は基端部が揺動可能に支持され、例えばエアーシリンダにより開閉作動される一対の爪部を有した構造のものを示す。
【００１７】
次に、動作を説明する。尚、説明の便宜上、テーブル５の一方には多数のワークが整列収容されたコンテナを搬入する搬入コンベヤが、また他方にはコンテナから取出されたワークを搬出する搬出コンベヤ（いずれも図示せず）が配置され、産業ロボット１はワークを順次取出すものとする。
【００１８】
産業ロボット１は、本体フレーム３を図示右方へ、また可動フレーム９を上方へ移動させた状態で待機させる。このとき、固定アーム３１に対して旋回アーム４１は図に示すように固体アーム２３側へ旋回した状態で待機している。
【００１９】
上記状態にて搬入コンベヤの搬送駆動に伴ってテーブル５上にコンテナが搬入されると、電動モータ３５を回転駆動してベルト部材３７を走行させて回転軸３９を回転させることにより固定アーム３１に対して旋回アーム４１を旋回してハンド部１７をコンテナ４９に収容された所定のワークの上方に位置させる。このとき、旋回アーム４１の旋回に伴ってベルト部材４９を走行させることにより旋回軸４５を回転してハンド部１７をワークの上方に位置するように回動させる。（図１２に実線で示す）
【００２０】
次に、上記状態にて電動モータ２５を回転駆動して上下ベルト部材２７を走行させることにより可動フレーム９を下方向へ移動させることによりハンド部１７を、ワークを把持可能な位置へ移動させる（図１３参照）。そしてハンド部１７を作動してワークを把持させた後に電動モータ２５を逆転駆動して可動フレーム９を上方へ移動させた後、電動モータ１１を回転駆動して可動フレーム９を図１２に示す右側へ移動してテーブル５の搬出側へ移動させる。
【００２１】
次に、電動モータ３５を駆動制御してベルト部材３７を走行させて回転軸３９を回転させることにより固定アーム３１に対して旋回アーム４１を旋回してワークを把持したハンド部１７を搬出コンベヤ５３上に載置されたトレイ（図示せず）の上方へ移動させた後に、電動モータ２５を駆動制御して上下ベルト部材２７を走行させることにより可動フレーム９を下方向へ移動してワークを把持したハンド部１７をトレイ上面に近接させる。そして上記状態にてハンド部１７によるワークの把持を解除してトレイ５５上に移載させる。（図１２に一点鎖線で示す）
【００２２】
そして上記と逆に駆動制御してハンド部１７を搬入コンベヤ５１の上方へ戻した後に、電動モータ３５を駆動制御してベルト部材３７を走行させて回転軸３９を回転させることにより固定アーム３１に対して旋回アーム４１を旋回してワークを把持したハンド部１７を、コンテナ４９に収容されて次に取出されるワークの上方に位置させ、上記した動作に従って次のワークの取出し、移動、把持解除動作を実行する。
【００２３】
本実施形態は、テーブル５面に対して高さを必要最小限の高さにすることができ、装置全体を小型化し、天井高が低い工場内においても設置することができる。また、上下方向に対するハンド部１７の移動距離を最小限とすることができ、全体としての移動時間を短縮して高速化することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、装置自体の高さを低くすることができ、天井高が低い工場内においても有効に設置することができる。また、連結される他の装置に対し、高さがほぼ一致するようにマッチングさせてハンド部の無駄な移動を低減して移動時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】産業ロボットの全体斜視図である。
【図２】アーム駆動機構の説明図である。
【図３】昇降機構の斜視図である。
【図４】テンション機構の部分平面図である。
【図５】産業ロボットの正面図である。
【図６】産業ロボットの背面図である。
【図７】産業ロボットの右側面図である。
【図８】産業ロボットの左側面図である。
【図９】産業ロボットの平面図である。
【図１０】産業ロボットの底面図である。
【図１１】産業ロボットの全体斜視図である。
【図１２】水平方向に対するハンド部の移動及び旋回状態を示す説明図である。
【図１３】上下方向に対するハンド部の移動状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１−産業ロボット、３−本体フレーム、５−テーブル、９−可動フレーム、１７−ハンド部、１９−上下軸部材、３１−固定アーム、４１−旋回アーム、
【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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【図８】
2005022001.tif 000010
【図９】
2005022001.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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