JP3376275B2 - 産業用ロボット装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、格子状に配置さ
れた部材により前面に開口した多数の収蔵棚が上下及び
水平方向に隣接して構成され、これらの収蔵棚に載置さ
れた物品を把持して移送する産業用ロボット装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図５〜図７は、従来の産業用ロボット装
置を示す図で、図５は斜視図、図６は図５の産業用ロボ
ット装置の動作状況を示す平面図、図７は図６の立面図
である。図において、１は床に設置された基台で、後述
する収蔵棚の開口部の間口方向に沿って移動可能に設け
られている。２は旋回台で、基台１に鉛直軸を介して枢
着されて駆動機構により駆動されて旋回動作する。３は
旋回台２に立設された柱体、４は柱体３に設けられた昇
降機構５に駆動されて昇降する昇降台である。

【０００３】６は基部腕で、昇降台４から水平に突設さ
れて柱体３の旋回動作によって回動動作する。７は先端
腕で、基部腕６の回動端の上側に鉛直軸線を介し、かつ
軸受け付減速機８を介して枢着されている。９は減速機
８の上側に装着されて減速機８を介して先端腕７を駆動
する先端電動機、１０は出力軸が鉛直方向に配置されて
先端腕７の回動端に装着された把手電動機である。

【０００４】１１は把手電動機１０の下側に設けられて
鉛直軸線を介して装備されて把手電動機１０により入力
される軸受け付減速機、１２は減速機１１の下側に装着
された吸着把手で平面形が矩形をなし、把手電動機１０
により駆動されて水平面において回動動作する。１３は
吸着把手１２から先端腕７の長手中間に配置されて上方
に湾曲して配置された吸入管、１４は接続管で、先端腕
７の長手中間に配置されて吸入管１３に接続され、上方
に湾曲して基部腕６の長手中間に配置され柱体３内に設
けられた吸入ポンプ１５に接続されている。

【０００５】１６は立設されて互いに水平方向に離れて
配置された縦材、１７は上下方向に互いに離れて配置さ
れた棚材で、収蔵用パレットが縦材１６等によって支持
されて構成されている。１８は縦材１６及び棚材１７が
格子状に配置されて上下及び水平方向に隣接して構成さ
れ前面に開口した多数の収蔵棚、１９は収蔵棚１８のそ
れぞれに積み重ね状態に収蔵された物品で、収蔵棚１８
ごとに所定の種類が収蔵されている。なお、一つの収蔵
棚１８には他の収蔵棚１８とは異種の物品１９が収蔵さ
れているのが一般的である。また、収蔵棚１８の物品１
９と上方の棚材１７下面との間には図７に示す空隙Ａが
形成される。

【０００６】従来の産業用ロボット装置は上記のように
構成され、収蔵棚１８の物品１９を把持して出荷用パレ
ット（図示しない）に積付ける荷積み作業を行う。すな
わち、この荷積み作業では複数の収蔵棚１８それぞれに
収蔵された物品１９から、出荷指令に基づく種類ごとの
所要数を出荷用パレットに移送する次に述べるような作
業が行われる。

【０００７】すなわち、昇降台４が上昇して吸着把手１
２、先端腕７、接続管１４等からなる把持移送機構が、
収蔵棚１８の物品１９と上方の棚材１７下面との空隙Ａ
に対応する位置に配置される。次いで、基部腕６及び先
端腕７が回動動作して吸着把手１２が把持する物品１９
の上方位置に配置されて図６及び図７に示す状態とな
る。そして、昇降台４が下降して吸着把手１２を把持す
る物品１９の上面に宛がう。

【０００８】次に、吸入ポンプ１５の作用によって吸着
把手１２内を負圧として物品１９を吸着し、昇降台４が
上昇して吸着把手１２を含む把持移送機構が上昇する。
そして、基部腕６及び先端腕７が回動動作し、吸着把手
１２に把持された物品１９を出荷用パレットの上方の物
品１９の積付け位置に移送する。

【０００９】次いで、昇降台４が下降し吸着把手１２を
含む把持移送機構を下降して物品１９を出荷用パレット
に載置し、物品１９の吸着把持を解除する。その後に昇
降台４の上昇により把持移送機構が上昇して、次の物品
１９の移送動作に移行する。そして、このような積付け
動作を繰り返して出荷指令に基づく種類ごとの所要数の
物品１９を出荷用パレットに積付けるようになってい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の産
業用ロボット装置において、収蔵棚１８に収蔵された物
品１９を把持する場合に、収蔵棚１８の間口方向の両側
に縦材１６が立設されているので、吸着把手１２、基部
腕６、先端腕７、接続管１４等の把持移送機構を把持す
る物品１９の上方位置に配置するときに、把持移送機構
が縦材１６に当たらないようにする必要がある。このた
め、棚材１７面において収蔵用パレットの外縁、すなわ
ち縦材１６と図６に示すＡＢＣＤの範囲との間に意外に
大きい空所を設けることが必要になる。

【００１１】また、収蔵棚１８の再上段に収蔵された物
品１９を把持する場合に、吸着把手１２、基部腕６、先
端腕７、接続管１４等の把持移送機構を、把持する物品
１９の上方位置に配置するときに、把持移送機構が収蔵
棚１８の物品１９と上方の棚材１７下面に当たらないよ
うにする必要がある。これに対して、吸着把手１２、基
部腕６、先端腕７、接続管１４等の把持移送機構の高さ
方向が高く構成されている。このため、収蔵棚１８の物
品１９最上面、すなわち図７に示すＥＦＧＨの範囲と上
方の棚材１７下面との間に、図７に示す意外に大きい空
隙Ａを設けることになる。

【００１２】したがって、上下方向及び間口方向に互い
に隣接して配置された収蔵棚１８における間口方向及び
上下方向に余計な空所が必要になる。このため、収蔵棚
１８の物品１９の収蔵効率が低下して無駄な費用が掛か
ったり、また産業用ロボット装置の動作距離が徒に長く
なって稼働効率が低下したりするという問題点があっ
た。

【００１３】この発明は、かかる問題点を解消するため
になされたものであり、上下方向及び間口方向に互いに
隣接して配置された収蔵棚において、載置物品との間口
方向及び上下方向の余裕寸法が少なくても、収蔵棚の物
品を能率よく移送できる産業用ロボット装置を得ること
を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係る産業用ロ
ボット装置においては、基台に鉛直軸を介して枢着され
た旋回台と、この旋回台に設けられた柱体に案内されて
昇降する昇降台と、この昇降台から突設されて回動動作
する基部腕と、この基部腕の回動端の下面に一端が鉛直
軸を介して枢着されて回動動作する中間腕と、この中間
腕の回動端の上面に一端が鉛直軸を介して枢着されて回
動動作する先端腕と、この先端腕の回動端の下側に装着
されて吸着面が中間腕の下面よりも下側に配置された吸
着把手と、基部腕に設けられて中間腕を駆動する中間電
動機と、この中間腕の中間部に設けられて先端腕を駆動
する先端電動機と、基部腕、中間腕及び先端腕の長手中
空部を介して配管されて吸着把手を動作させる吸着管路
とが設けられる。

【００１５】また、この発明に係る産業用ロボット装置
においては、中空の中心部を有する軸受けが装備されて
中間腕を基部腕の回動端に枢着する中間減速機と、基部
腕の下側に設けられて巻掛伝動機構を介して中間減速機
を駆動する中間電動機と、中空の中心部を有する軸受け
が装備されて先端腕を中間腕の回動端に枢着する先端減
速機と、中間腕の長手中間の上側に設けられて巻掛伝動
機構を介して先端減速機を駆動する先端電動機と、中空
の中心部を有する軸受けが装備されて吸着把手を先端腕
の回動端に枢着する把手減速機と、先端腕の長手中間の
下側に設けられて巻掛伝動機構を介して把手減速機を駆
動する把手電動機と、基部腕、中間腕及び先端腕の長手
中空部並びに中間減速機、先端減速機及び把手減速機の
軸受け中心部を介して配管されて吸着把手を動作させる
吸着管路とが設けられる。

【００１６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１〜図４は、こ
の発明の実施の形態の一例を示す図で、図１は正面図、
図２は図１の吸着把手、基部腕、中間腕、先端腕、接続
管等の把持移送機構を一部縦断して示す拡大図、図３は
図１の産業用ロボット装置の動作状況を示す平面図、図
４は図３の立面図である。図において、１は床に設置さ
れた基台で、後述する収蔵棚の開口部の間口方向に沿っ
て移動可能に設けられている。２は旋回台で、基台１に
鉛直軸を介して枢着されて駆動機構によって駆動されて
旋回動作する。３は旋回台２に立設された柱体、４は柱
体３に設けられた昇降機構５に駆動されて昇降する昇降
台である。

【００１７】６は基部腕で、昇降台４から水平に突設さ
れて柱体３の旋回動作によって回動動作する。２０は中
間腕で、基部腕６の回動端の下面に一端が中空の中心部
を有する軸受け付きの中間減速機２１により鉛直軸を介
して枢着されて回動動作する。２２は中間電動機で、基
部腕６の基部寄りの下側に設けられて巻掛伝動機構２３
を介して中間減速機２１を駆動して中間腕２０を回動動
作させる。

【００１８】７は先端腕で、中間腕２０の回動端の上側
に一端が中空の中心部を有する軸受け付きの先端減速機
２４により鉛直軸を介して枢着されて回動動作する。２
５は先端電動機で、中間腕２０の長手中間の上側に設け
られて巻掛伝動機構２６を介して先端減速機２４を駆動
して先端腕７を回動動作させる。

【００１９】１２は平面形が矩形に形成されるか、又は
円形をなす二個が互いに離れて並列に配置されてなる吸
着把手で、先端腕７の回動端の下側に中空の中心部を有
する軸受け付きの把手減速機２７により鉛直軸を介して
枢着されて回動動作する。２８は把手電動機で、先端腕
７の長手中間の下側に設けられて巻掛伝動機構２９を介
して把手減速機２７を駆動して先吸着把手１２を回動動
作させて所要の姿勢に配置する。

【００２０】３０は可撓性の吸入管からなる吸着管路
で、一端が吸着把手１２に接続されて把手減速機２７の
中空部、先端腕７の長手内、先端減速機２４の中空部、
中間腕２０の長手内及び中間減速機２１の中空部に挿通
され、他端は柱体３内に設けられた吸入ポンプ１５に接
続されている。

【００２１】１６は立設されて互いに水平方向に離れて
配置された縦材、１７は上下方向に互いに離れて配置さ
れた棚材で、収蔵用パレットが縦材１６等によって支持
されて構成されている。１８は縦材１６及び棚材１７が
格子状に配置されて上下及び水平方向に隣接して構成さ
れ前面に開口した多数の収蔵棚、１９は収蔵棚１８のそ
れぞれに積み重ね状態に収蔵された物品で、収蔵棚１８
ごとに所定の種類が収蔵されている。なお、一つの収蔵
棚１８には他の収蔵棚１８とは異種の物品１９が収蔵さ
れているのが一般的である。また、収蔵棚１８の物品１
９と上方の棚材１７下面との間には図４に示す空隙Ｂが
形成される。

【００２２】上記のように構成された産業用ロボット装
置において、収蔵棚１８の物品１９を把持して出荷用パ
レット（図示しない）に積付ける荷積み作業を行う。そ
して、この荷積み作業では複数の収蔵棚１８それぞれに
収蔵された物品１９から、出荷指令に基づく種類ごとの
所要数を出荷用パレットに移送する次に述べるような作
業が行われる。

【００２３】すなわち、昇降台４が上昇して吸着把手１
２、先端腕７、中間腕２０、吸着管路３０等からなる把
持移送機構が、収蔵棚１８の物品１９と上方の棚材１７
下面との空隙Ｂに対応する位置に配置される。次いで、
基部腕６、中間腕２０及び先端腕７が回動動作して吸着
把手１２が把持する物品１９の上方位置に配置されて図
３、図４に示す状態となる。そして、昇降台４が下降し
て吸着把手１２を把持する物品１９の上面に宛がう。

【００２４】次に、吸入ポンプ１５の作用によって吸着
把手１２内を負圧として物品１９を吸着し、昇降台４が
上昇して吸着把手１２を含む把持移送機構が上昇する。
そして、基部腕６、中間腕２０及び先端腕７が回動動作
し、吸着把手１２に把持された物品１９を出荷用パレッ
トの上方の物品１９の積付け位置に移送する。

【００２５】次いで、昇降台４が下降し吸着把手１２を
含む把持移送機構を下降して物品１９を出荷用パレット
に載置し、物品１９の吸着把持を解除する。その後に昇
降台４の上昇により把持移送機構が上昇して、次の物品
１９の移送動作に移行する。そして、このような積付け
動作を繰り返して出荷指令に基づく種類ごとの所要数の
物品１９を出荷用パレットに積付ける。

【００２６】このような吸着把手１２、先端腕７、中間
腕２０、基部腕６、吸着管路３０等からなる把持移送機
構による収蔵棚１８の物品１９の把持移送動作時に、次
に述べるように把持移送機構が動作する。すなわち、前
述の図５〜図７における先端腕７、基部腕６による把持
移送機構の場合に比べて、柱体３の旋回中心から吸着把
手１２の中心までの距離が同じであっても、中間腕２０
が設けられていることによって基部腕６が収蔵棚１８の
縦材１６から離れた位置に配置される。

【００２７】このため、基部腕６の先端が縦材１６に当
たることがなく、また縦材１６を回避して吸着把手１
２、先端腕７、中間腕２０を収蔵棚１８の把持する物品
１９の上方位置に進入させることができる。したがっ
て、棚材１７面において収蔵用パレットの外縁、すなわ
ち縦材１６と図３に示すＡＢＣＤの範囲との間の空所を
少なくすることができる。

【００２８】また、収蔵棚１８の再上段に収蔵された物
品１９を把持する場合に、吸着把手１２、基部腕６、先
端腕７、接続管１４等の把持移送機構を、把持する物品
１９の上方位置に配置するときに、把持移送機構が収蔵
棚１８の物品１９と上方の棚材１７下面に当たらないよ
うにする必要がある。これに対して、吸着把手１２、基
部腕６、中間腕２０、先端腕７、接続管１４等の把持移
送機構の高さ方向が低く構成されている。このため、収
蔵棚１８の物品１９、すなわち図４に示すＥＦＧＨの範
囲と上方の棚材１７下面との間の図４に示す空隙Ｂを少
なくすることができる。

【００２９】したがって、上下方向及び間口方向に互い
に隣接して配置された収蔵棚１８における間口方向及び
上下方向の積載物品１９との間の空所を少なくすること
ができる。このため、収蔵棚１８の物品１９の収蔵効率
が向上して無駄なスペース及び費用を節減でき、また産
業用ロボット装置の動作距離が減少して稼働効率を向上
し、収蔵棚の物品の移送作業の費用を低減することがで
きる。

【００３０】なお、図１〜図４の実施の形態において吸
着把手１２の平面形が円形である場合は、把手減速機２
７、把手電動機２８及び巻掛伝動機構２９を省略して、
先端腕７の回動端に吸着把手１２を直接装着した構成で
あっても、図１〜図４の実施の形態と同等の作用を得る
ことができる。

【００３１】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、基台に
鉛直軸を介して枢着された旋回台と、この旋回台に設け
られた柱体に案内されて昇降する昇降台と、この昇降台
から突設されて回動動作する基部腕と、この基部腕の回
動端の下面に一端が鉛直軸を介して枢着されて回動動作
する中間腕と、この中間腕の回動端の上面に一端が鉛直
軸を介して枢着されて回動動作する先端腕と、この先端
腕の回動端の下側に装着されて吸着面が中間腕の下面よ
りも下側に配置された吸着把手と、基部腕に設けられて
中間腕を駆動する中間電動機と、この中間腕の中間部に
設けられて先端腕を駆動する先端電動機と、基部腕、中
間腕及び先端腕の長手中空部を介して配管されて吸着把
手を動作させる吸着管路とを設けたものである。

【００３２】これによって、吸着把手、先端腕、中間
腕、基部腕、吸着管路等からなる把持移送機構による収
蔵棚の物品の把持移送動作時に、中間腕が設けられてい
るので基部腕が収蔵棚の縦材から離れた位置に配置され
る。このため、基部腕の先端が収蔵棚の縦材に当たるこ
とがなく、収蔵棚の棚材面において積載された物品と棚
材面の外縁との間の空所を少なくすることができる。ま
た、把持移送機構の高さ方向が低く構成されているの
で、収蔵棚の再上段に収蔵された物品を把持する場合の
収蔵棚の物品と上方の収蔵棚の棚材下面との間の空隙を
少なくすることができる。したがって、上下及び間口方
向に互いに隣接して配置された収蔵棚における間口及び
上下方向の積載物品との間の空所を減少することができ
る。このため、収蔵棚の物品の収蔵効率が向上して無駄
なスペース及び費用を節減でき、また産業用ロボット装
置の動作距離が減少して稼働効率を向上し、収蔵棚の物
品の移送作業の費用を低減する効果がある。

【００３３】また、この発明は以上説明したように、中
空の中心部を有する軸受けが装備されて中間腕を基部腕
の回動端に枢着する中間減速機と、基部腕の下側に設け
られて巻掛伝動機構を介して中間減速機を駆動する中間
電動機と、中空の中心部を有する軸受けが装備されて先
端腕を中間腕の回動端に枢着する先端減速機と、中間腕
の長手中間の上側に設けられて巻掛伝動機構を介して先
端減速機を駆動する先端電動機と、中空の中心部を有す
る軸受けが装備されて吸着把手を先端腕の回動端に枢着
する把手減速機と、先端腕の長手中間の下側に設けられ
て巻掛伝動機構を介して把手減速機を駆動する把手電動
機と、基部腕、中間腕及び先端腕の長手中空部並びに中
間減速機、先端減速機及び把手減速機の軸受け中心部を
介して配管されて吸着把手を動作させる吸着管路とを設
けたものである。

【００３４】これによって、吸着把手、先端腕、中間
腕、基部腕、吸着管路等からなる把持移送機構による収
蔵棚の物品の把持移送動作時に、中間腕が設けられてい
るので基部腕が収蔵棚の縦材から離れた位置に配置され
る。このため、基部腕の先端が収蔵棚の縦材に当たるこ
とがなく、収蔵棚の棚材面において積載された物品と棚
材面の外縁との間の空所を少なくすることができる。ま
た、吸着管路が基部腕、中間腕及び先端腕の長手中空部
並びに中間減速機、先端減速機及び把手減速機の軸受け
中心部を介して配管されて、把持移送機構の高さ方向が
低く構成される。このため、収蔵棚の再上段に収蔵され
た物品を把持する場合の収蔵棚の物品と上方の収蔵棚の
棚材下面との間の空隙を少なくすることができる。した
がって、上下及び間口方向に互いに隣接して配置された
収蔵棚における間口及び上下方向の積載物品との間の空
所が減少し、収蔵棚の物品の収蔵効率が向上して無駄な
スペース及び費用を節減でき、また産業用ロボット装置
の動作距離が減少して稼働効率を向上し、収蔵棚の物品
の移送作業の費用を低減する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す正面図。

【図２】 図１の吸着把手、基部腕、中間腕、先端腕、
接続管等からなる把持移送機構を一部縦断して示す拡大
図。

【図３】 図１の産業用ロボット装置の動作状況を示す
平面図。

【図４】 図３の立面図。

【図５】 従来の産業用ロボット装置を示す斜視図。

【図６】 図５の産業用ロボット装置の動作状況を示す
平面図。

【図７】 図６の立面図。

【符号の説明】

１ 基台、２ 旋回台、３ 柱体、４ 昇降台、６ 基
部腕、７ 先端腕、１２ 吸着把手、２０ 中間腕、２
１ 中間減速機、２２ 中間電動機、２３ 巻掛伝動機
構、２４ 先端減速機、２５ 先端電動機、２６ 巻掛
伝動機構、２７把手減速機、２８ 把手電動機、２９
巻掛伝動機構、３０ 吸着管路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−118269（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−118405（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−290381（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−12108（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−40505（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−295403（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−168985（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−66978（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65G 1/04 B25J 9/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台に鉛直軸を介して枢着された旋回台
   と、この旋回台に設けられた柱体に案内されて昇降する
   昇降台と、この昇降台から突設されて回動動作する基部
   腕と、この基部腕の回動端の下面に一端が鉛直軸を介し
   て枢着されて回動動作する中間腕と、この中間腕の回動
   端の上面に一端が鉛直軸を介して枢着されて回動動作す
   る先端腕と、この先端腕の回動端の下側に装着されて吸
   着面が上記中間腕の下面よりも下側に配置された吸着把
   手と、上記基部腕に設けられて上記中間腕を駆動する中
   間電動機と、この中間腕の中間部に設けられ上記先端腕
   を駆動する先端電動機と、上記基部腕、中間腕及び先端
   腕の長手中空部を介して配管され上記吸着把手を動作さ
   せる吸着管路とを備えた産業用ロボット装置。
2. 【請求項２】 中空の中心部を有する軸受けが装備され
   て中間腕を基部腕の回動端に枢着する中間減速機と、上
   記基部腕の下側に設けられて巻掛伝動機構を介して上記
   中間減速機を駆動する中間電動機と、中空の中心部を有
   する軸受けが装備されて先端腕を上記中間腕の回動端に
   枢着する先端減速機と、上記中間腕の長手中間の上側に
   設けられて巻掛伝動機構を介して上記先端減速機を駆動
   する先端電動機と、中空の中心部を有する軸受けが装備
   されて吸着把手を上記先端腕の回動端に枢着する把手減
   速機と、上記先端腕の長手中間の下側に設けられて巻掛
   伝動機構を介して上記把手減速機を駆動する把手電動機
   と、上記基部腕、中間腕及び先端腕の長手中空部並びに
   上記中間減速機、先端減速機及び把手減速機の軸受け中
   心部を介して配管されて上記吸着把手を動作させる吸着
   管路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の産業用
   ロボット装置。