JP3054555U - ハンドリングロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンドリングロボットを垂直多関節部分３軸
と走行軸を１軸にした計４軸により構成を簡潔化したハ
ンドリングロボットを提供する。 【解決手段】 ハンドリングロボット１００を第１アー
ム１２と第２アーム１３と手首水平軸１４からなる垂直
多関節部分３軸とするとともに、上記手首水平軸１４が
ハンドリングロボットの前後両作業領域（ａ），（ｂ）
を移動可能なアーム構成とし、上記ハンドリングロボッ
トを１軸の走行軸上に載せたハンドリングロボットとし
た。これにより、部品をハンドリングロボットの直進動
作だけで高速搬送できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、ハンドリングロボットに係り、ハンドリングロボットを垂直多関節 部分３軸と走行軸を１軸にした計４軸により構成し、最少限の軸数でハンド部の 直進動作と高速化とを可能としたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】

ハンドリングロボットは、一般的に３次元直角座標を直進動作すればよいから 、３軸構成であれば良い。しかし、従来のハンドリングロボットは、既存の垂直 多関節ロボットを使用し、これに走行軸を付加して広い２点間における部品搬送 を行なうために、６軸以上のものを設備している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このため、３軸以上の軸数が無駄になっているとともに、従来の垂直多関節ロ ボットは、汎用性を追求するあまり、直進速度と、その直進精度を犠牲にしてい る。また、ハンドリングロボットは、作業者の安全性を重視すべきであるが、従 来の垂直多関節ロボットには、旋回軸があるから、アーム先端の振り回し領域が 広く非常に危険なものとなっている。このような危険性を少なくするものとして 、直角座標型ロボットが採用されている。しかし、後方の空間が広く必要とし、 後方空間を無駄にしている。

【０００４】 続いて、実際の工場での部品搬送のハンドリングロボットを紹介する。部品の 手扱い姿勢は、水平状態を保持して直角座標を移動することが多く、垂直方向と 水平面の動作だけのハンドリングで十分である。この限りにおいて、直角座標型 ロボットが適していると云える。しかし、図５に示すように、工作機械Ｍ１にお けるマシンカバー１のオートドア３から外に、部品５を搬出しようとすると、ロ ボット１０のフレーム７が後方へ出っ張る不具合となる。更に、ロボット１０の 後方への部品の搬出もできない。

【０００５】 そこで、図６に示すように、走行軸（スライダ）Ｓ上に垂直多関節ロボット１ ０´を載せた方式が提供されている。この方式においては、走行軸（スライダ） Ｓにより左右幅方向に対して広い作業領域を持っている。しかし、ロボットアー ム１１は、前面方向（ａ）だけに作業領域が限定され、後面方向（ｂ）が作業出 来ない。

【０００６】 これを解消すべく、垂直多関節ロボットを使用すると、新たな問題点が発生し てしまう。例えば、図７，８に示すように、走行軸（スライダ）Ｓ上に旋回軸（ θ３００）を持つ６軸垂直多関節ロボット１０〃を載せる方式が考えられる。こ れによると、３次元動作は３軸制御で構成可能であるはずが、６軸〜７軸制御を 余儀無くされてしまい、３軸以上の制御が無駄になっている。更に、これは、６ 軸補間制御を強いられ、アームの速度も必然的に低速と成り、生産性の低下と制 御系の価格を高いものにしている。

【０００７】 本考案は、上記従来の直角座標型ロボットや走行軸（スライダ）Ｓ上に載せた 垂直多関節ロボットにおける問題点に鑑みてなされたもので、例えば、ハンドリ ングロボットを前後両作業領域にアーム移動可能な垂直多関節部分３軸とし、こ れに１軸の走行軸を付加して簡潔化したハンドリングロボットを提供することを 目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

請求項１のハンドリングロボットは、ハンドリングロボットを第１アームと第 ２アームと手首水平軸からなる垂直多関節部分３軸とするとともに、上記手首水 平軸がハンドリングロボットの前後両作業領域を移動可能なアーム構成とし、上 記ハンドリングロボットを１軸の走行軸上に載せたことを特徴とする。

【０００９】 請求項２は、請求項１記載のハンドリングロボットにおいて、第１アームの基 軸部に固定した第１固定輪と、上記第１アーム先端の第２輪体とを平行リンクさ せるべく確動ベルト等で巻き掛け、第２アーム先端に備える手首軸を平行連動さ せ、全体を３軸構成としたことを特徴とする。

【０００１０】

【作用】

請求項１によると、ハンドリングロボットを第１アームと第２アームと手首水 平軸からなる垂直多関節部分３軸とし、このハンドリングロボットを１軸の走行 軸上に載せ、合計４軸構成としたから、最少限の軸数でハンド部の直進動作だけ で部品の広範囲におよぶ搬送が可能であり、特に、第４軸目の手首軸は、単に手 首姿勢の補正を目的としたものでなく、手首に２つの部品チャックを装着させ、 これの反転用に使用される。そして、複数台の広い機械間において部品搬送を行 うとき、１軸の走行軸を走らせてハンドリングロボットを素速く移動する。

【００１１】 請求項２によると、第１アームの基軸部に第１固定輪を設け、第１アームの先 端に枢支する第２輪体を設け、これら第１固定輪と第２輪体間を確動ベルト等で 平行リンクさせ、更に、第２輪体と同軸上に固設した第３輪体を第２アームの基 端側に設け、第２アームの先端側に第４輪体を枢支させ、これら第３輪体と第４ 輪体を同じく確動ベルト等で平行リンクさせている。この第４輪体の支軸である 手首軸は、第１固定輪と平行リンクさせていることになるから、絶対位相を維持 したまま、第１アーム及び第２アームの動作が可能となる。従って、３軸構成で ３次元直角座標を移動する。

【００１２】

【考案の実施の形態】

以下、本考案を図面に示す実施形態で説明する。図１〜４は、本考案のハンド リングロボット１００，２００，３００等の外観図と要部図を示している。

【００１３】 本考案の第１実施形態のハンドリングロボット１００は、例えば、図１，２に 示すように、部品Ｐを掴むハンドＨ，Ｈである搬送具１０と、２つのアーム１２ ，１３と手首１４からなり、第１アーム１２を支持する機台Ｂを直進移動装置Ｒ の移動台Ｒ１に取付けている。そして、各アーム１２，１３，手首１４には、各 々専用のモータＭ０１，Ｍ０２，Ｍ０３を備えている。

【００１４】 上記手首１４の先端に備える搬送具１０は、受取位置（Ｅ１）と、受渡位置（ Ｅ２）間を直進移動装置Ｒの一直線の搬送軌跡Ｘで移動する。尚、多関節ロボッ トであるハンドリングロボット１００の第１アーム１２の基端部に備えたモータ Ｍ０１により第１アーム１２を揺動し、これに関節する第２アーム１３はモータ Ｍ０２により揺動され、手首１４はこのモータＭ０３により旋回され、搬送具１ ０は部品Ｐを掴んだり開放する。更に、第２アーム１３の先端は、図示するよう に、ハンドリングロボット１００の前後両作業領域（ａ），（ｂ）間を移動可能 なアーム構成となっている。

【００１５】 しかして、図２に示すように、このハンドリングロボット１００によると、３ 軸構成であるから、ハンド部Ｈである搬送具１０の３次元空間の直進動作だけで 部品Ｐの搬送が可能となり、これに伴う制御系が簡略され、且つ、補間軸数の減 少でアームのスピードアップが図れる。また、３軸目の手首１４のモータＭ０３ は、チャックＣをダブルとするための反転用に使用される。

【００１６】 そして、ハンドリングロボット１００は、直進移動装置Ｒの移動台Ｒ１である １軸の走行軸上に載せられているから、複数台の広い工作機械間Ｍ１，Ｍ２にお いて部品Ｐの搬送を行なうとき、１軸の走行軸を走らせてハンドリングロボット １００を素早く移動することができる。このとき、ハンドリングロボットには、 旋回軸をもたないから、オペレータは関節部の回転動作を意識しなくても良く、 省スペース化と安全性が確保される。

【００１７】 尚、本考案に使用するハンドリングロボット１００は、部品Ｐに対して、ピッ クアンドプレースの動作を行なっているから、スカラ型ロボットを垂直姿勢に配 置しても良い。更に、ピックアンドプレース動作をさせない、単なる水平方向移 動だけであれば、本考案の出願人に係る先の出願の多関節ロボット（特願平６ー ２７９９７８号）をハンドリングロボット２００として採用できる。

【００１８】 上記ハンドリングロボット２００の第２実施形態を、図３により説明する。こ のハンドリングロボット２００は、第１アーム１２を支持する機台部にモータＭ ０１を備え、このモータＭ０１で第１アーム１２を旋回するとともに、第２アー ム１３も連動して逆方向に旋回させ、第２アーム１３の先端に備えるハンド部Ｈ を水平方向に直進移動させる。尚、第２アーム１３の先端は、ハンドリングロボ ット２００の前後両作業領域（ａ），（ｂ）間を移動可能なアーム構成となって いる。

【００１９】 本考案のハンドリングロボット１００，２００は、上記のように構成されてお り、以下の作用を奏する。ハンドリングロボット１００，２００を第１アーム１ ２と第２アーム１３と手首水平軸１４からなる垂直多関節部分３軸とし、このハ ンドリングロボット１００，２００を１軸の走行軸上に載せ、合計４軸構成とし たから、最少限の軸数でハンド部Ｈの直進動作だけで部品の搬送が可能である。 特に、第４軸目の手首軸は、単に手首姿勢の補正を目的としたものでなく、手首 に２つの部品チャックを装着させ、これの反転用に使用される。そして、複数台 の広い機械間において部品搬送を行うとき、１軸の走行軸を走らせてハンドリン グロボットを素速く移動することができる。

【００２０】 更に、第２アーム１３の先端は、ハンドリングロボット１００，２００の前後 両作業領域（ａ），（ｂ）間を移動可能なアーム構成となっているから、部品Ｐ は左右の工作機械Ｍ１，Ｍ２間の搬送の他、前後両側に配置した工作機械への部 品Ｐの搬送を、垂直多関節部分３軸と１軸の走行軸だけにより広範囲に実行でき る。

【００２１】 また、本考案のハンドリングロボットは、図４に示す第３実施形態のハンドリ ングロボット３００としても良い。その構成は、第１アーム１２の基軸部に回転 不能にベース固定した第１固定輪Ａを設け、第１アーム１２の先端に枢支する第 ２輪体Ｂを設け、これら第１固定輪Ａと第２輪体Ｂ間を確動ベルトＢ１等で連結 する。これにより、両輪を同位相に平行リンクさせる。更に、第２輪体Ｂと同軸 上に固設した第３輪体Ｃと、第２アーム１２の先端側に第４輪体Ｄを枢支させ、 これら第３輪体Ｃと第４輪体Ｄを同じく確動ベルトＢ２等で平行リンクさせてい る。この第４輪体の支軸である手首軸は、第１固定輪と平行リンクさせているこ とになるから、手首軸を垂直又は水平に絶対位相を維持したまま、第１アーム及 び第２アームの動作が可能となる。従って、３軸構成で３次元直角座標を移動す る。上記構成は、スカラ型ロボット（水平多関節ロボット）と同一構成である。

【００２２】 また、図４に示す第３実施形態のハンドリングロボット３００によると、手首 水平軸が水平姿勢のまま移動され、この制御が不要となる。チャックをダブルと するための反転に使用される駆動軸は、空圧によるロータリーシリンダ等でも可 能である。

【００２３】 以上のように、本考案のハンドリングロボット１００，２００，３００によ ると、下記の効果を奏する。先ず、最少限の軸数によりハンド部の直進動作だけ で部品の搬送が可能となり、これに伴う制御系も簡略されて制御装置のコンパク ト化並びに低廉化が可能になった。 また、４軸目は、チャックをダブルとするための反転用に使用される。更に、 ３軸構成の直進補間動作であるから、実測値でハンド部のスピードを１７６０ｍ ｍ／秒の高速化を可能としている。 また、走行軸も２０００ｍｍ／秒の高速化を可能としている。しかも、１０ｋ ｇの可搬重量の搬送を可能としている。

【００２４】 また、ハンドリングロボットは、１軸の走行軸上に載せられているから、複数 台の広い機械間や前後両側の作業領域において部品搬送を行なうときも、１軸の 走行軸を走らせてハンドリングロボットを素速く移動することができる。このと き、ハンドリングロボットに旋回軸をもたないから、オペレータは関節部の回転 動作を意識しなくても良く、省スペース化と安全性が確保される。

【００２５】 本考案は、上記実施形態に限定されず、考案の要旨内での設計変更が自由に出 来ること勿論である。例えば、ロボット詳細構成は、上記各実施形態に限定され ないし、ロボットの使用箇所や対象機械及び搬送部品も図示のものに限定されず 、あらゆる分野における部品搬送に使用できる。

【００２６】

【考案の効果】

本考案の請求項１によると、ハンドリングロボットを第１アームと第２アーム と手首水平軸からなる垂直多関節部分３軸とし、このハンドリングロボットを１ 軸の走行軸上に載せ、合計４軸構成としたから、最少限の軸数でハンド部の直進 動作だけで部品の搬送が可能であり、特に、第４軸目の手首軸は、単に手首姿勢 の補正を目的としたものでなく、手首に２つの部品チャックを装着させ、これの 反転用に使用される。そして、複数台の広い機械間や前後両側の作業領域におい て、部品搬送を素速く行える効果が発揮される。

【００２７】 請求項２によると、手首時は水平又は垂直の絶対位相を維持したまま、第１ア ーム及び第２アームの動作が可能となり、３軸構成で３次元直角座標を移動でき る効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施形態のハンドリングロボット
の斜視図である。

【図２】本考案のハンドリングロボットの平面図であ
る。

【図３】本考案の第２実施形態のハンドリングロボット
の斜視図である。

【図４】本考案の第３実施形態のハンドリングロボット
の機構図である。

【図５】従来の直角座標ロボットをハンドリングロボッ
トとした正面図である。

【図６】従来の多関節ロボットをハンドリングロボット
とした斜視図である。

【図７】従来の多関節ロボットをハンドリングロボット
とした斜視図である。

【図８】従来の多関節ロボットをハンドリングロボット
とした平面図である。

【符号の説明】

１０ 搬送具 １２ 第１アーム １３ 第２アーム １４ 手首 Ｂ 機台 １００，２００，３００ ハンドリングロ
ボット Ｈ，Ｈ ハンド Ｒ 直進移動装置 Ｒ１ 移動台 Ｘ 一直線の搬送軌
跡 Ｍ０１，Ｍ０２，Ｍ０３ モータ Ｍ１，Ｍ２ 工作機械

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンドリングロボットを第１アームと第
   ２アームと手首水平軸からなる垂直多関節部分３軸とす
   るとともに、上記手首水平軸がハンドリングロボットの
   前後両作業領域を移動可能なアーム構成とし、上記ハン
   ドリングロボットを１軸の走行軸上に載せたことを特徴
   とするハンドリングロボット。
2. 【請求項２】 第１アームの基軸部に固定した第１固定
   輪と、上記第１アーム先端の第２輪体とを平行リンクさ
   せるべく確動ベルト等で巻き掛け、第２アーム先端に備
   える手首軸を平行連動させ、全体を３軸構成としたこと
   を特徴とする請求項１記載のハンドリングロボット。