JP3652211B2 - 搬送装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを搬送する搬送装置に関し、とくにロボットの手首に取付けられて使用する搬送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえばプレス機間でワークを搬送する場合、プレス機間にロボットを設置し、ロボットでワークを搬送する。このとき、プレス機間の間隔が大きい場合には、ロボットの手首に搬送装置を取付け、搬送装置とロボットのアームの動きとでワークを搬送する。このような搬送装置の従来技術の一例が実開平4−42390号公報「物品搬送装置」に開示される。
【0003】
この従来技術の搬送装置は、スライダーと、ワークを吸着して保持し、スライダーに沿って走行する保持手段を有する。ワークを搬送するには、まず、ロボットで搬送装置を一方のプレス機側に移動させ、スライダーの一方側端部配置される保持手段で一方のプレス機のワークを吸着保持しする。次に、ワークを保持した保持手段をスライダーの他方側端部までスライドさせるとともに、ロボットで搬送装置を他方のプレス機側に移動させる。そして、ワークが他方側のプレス機に達すると、保持手段による吸着保持を解除する。
このようにして、搬送距離が長い場合でもワークを搬送することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の搬送装置では、スクリューねじを用いて保持手段をスライドさせて搬送させるので、搬送速度が遅いといった問題を有する。
本発明の目的は、搬送速度の速い搬送装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の本発明は、ロボットの手首に設けられ、一方側に伸長した状態から収縮し、前記一方側とは反対側まで伸長可能なリンク機構と、
前記リンク機構の先端部に設けられ、被搬送物を着脱可能に保持する保持手段とを有し、
リンク機構を伸長させ、保持手段を一方側に設置されるプレス機と他方側に設置されるプレス機との間で往復動させて被搬送物を直線の搬送径路に沿って搬送する搬送装置において、
前記リンク機構は、第1アームと、
第1アームを、第1アームの基端部を回転中心として回転駆動する駆動源と、
基端部が、第1アームの先端部に回転可能に連結され、第1アームの回転に連動して回転し、先端側に前記保持手段が設けられる第2アームとを有し、
前記一方側のプレス機から他方側のプレス機に被搬送物を搬送するとき、ロボットの手首を水平に一方側から他方側に直線移動させながら、前記第1アームをその基端部を中心として第1の回転方向に回転させ、これに連動して第2アームをその基端部を中心として前記第1の回転方向とは反対方向の第2の回転方向に回転させ、前記保持手段によって保持された被搬送物が直線状に移動して、一方側のプレス機から他方側のプレス機へ搬送されることを特徴とする搬送装置である。
【0006】
本発明に従えば、伸縮して一方側と他方側との間で往復動するリンク機構を用いることによって、スクリューねじを用いる従来の搬送装置に比べて格段に速く搬送することができる。また、直線状に往復動して搬送することによって、たとえばアームを揺動させる場合と異なり、被搬送物に遠心力が作用せず、また最短の搬送経路とすることができる。
【0009】
前記リンク機構は第1アームと第2アームとを有し、たとえば第1アームの基端部がロボットの手首に取付けられる。第2アームは、第1アームの先端部に基端部が回転可能に取付けられ、第2アームの先端部に保持手段が設けられる。プレス機間でワークを搬送する場合には、この搬送装置を有するロボットを一対のプレス機間に設置する。
【0010】
一方のプレス機から他方のプレス機までワークを搬送するには、第1アームと第2アームとを開いてリンク機構を一方側に伸張させ、第1アームの先端部に設けられる保持手段を一方のプレス機まで伸ばしてワークを保持する。そして、駆動源で、第1アームを第1の回転方向に回転させる。すると、第1アームの先端部に取付けられる第2アームが、第1アームの回転に連動し、前記第1の回転方向とは反対方向の第2の回転方向に回転してリンク機構が収縮し、ワークが他方側に移動し始める。中央部では第1アームと第2アームとが重なり、完全に収縮する。
【0011】
さらに第1アームが第1の回転方向へ回転すると、これに連動して第2アームもさらに回転し、リンク機構は他方側に伸張し、ワークは他方側のプレス機に到達する。ここで、保持手段による保持状態を解除して、ワークの搬送作業が完了する。保持手段を再び一方のプレス機側に伸ばすには、第1アームを第2の方向に回転させる。すると、リンク機構が収縮して一方側まで伸び、一方のプレス機のワークを保持することができる。このような動作を繰返し、保持手段を一方のプレス機と他方のプレス機との間で往復動させて、ワークのプレス機間搬送を行うことができる。
【0012】
請求項2記載の本発明は、前記第2アームと保持手段との間に介在され、基端部が、第2アームの先端部に回転可能に連結され、先端側に保持手段が設けられる第3アームを有し、
第2アームが、基端部を回転中心として前記第2の回転方向に回転すると、これに連動して前記第3アームが、基端部を回転中心として前記第1の回転方向に回転することを特徴とする。
【0013】
本発明に従えば、搬送装置は第1〜第3アームを有し、第3アームの先端側に保持手段が設けられる構成であるので、収縮したときのリンク機構の長さに比して、伸張したときのリンク機構の長さを長くすることができ、長い距離を搬送することができる。
【0014】
請求項3記載の本発明は、前記第3アームと保持手段との間に介在され、基端部が、第3アームの先端部に回転可能に連結され、先端側に保持手段が設けられる第4アームを有し、
第3アームが、基端部を回転中心として前記第1の回転方向に回転すると、これに連動して前記第4アームが、基端部を回転中心として前記第2の回転方向に回転することを特徴とする。
【0015】
本発明に従えば、リンク機構は第1〜第4アームを有し、大略的にW字状に構成され、収縮したときのリンク機構の長さに比して、伸張させたときのリンク機構の長さをさらに長くすることができ、これによってさらに長い距離を搬送することが可能となる。
【0021】
請求項4記載の本発明は、一方側で保持したときの被搬送物の向きと、他方側まで搬送したときの被搬送物の向きとが同じになるように、第1アームの回転に連動して保持手段を回転させることを特徴とする。
【0022】
本発明に従えば、一方側から他方側へ、被搬送物の向きを変えずに搬送することができるので、プレス機間搬送に好適である。
【0025】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の一形態である搬送装置1を備えるロボットシステム2を示す側面図であり、図2はその平面図である。搬送装置1は、ロボット3の手首7に取付けられ、一対のプレス機20,21間でワークWを搬送するのに用いられる。
【0026】
ロボット3は6軸垂直多関節形ロボットであり、床に固定される基台4、下部アーム5、上部アーム6および手首7を有する。下部アーム5は、下端部が鉛直な第1軸J1まわりに旋回可能に基台4に取付けられるとともに、水平な第2軸J2まわりに前後回転可能に基台4に設けられる。下部アーム5の上端部には上部アーム6の基端部が、水平な第3軸J3まわりに上下に回転可能に取付けられる。上部アーム6の先端部に取付けられる手首7は、上部アーム6の軸線に平行な第4軸J4まわりに回転可能に取付けられるとともに、上部アーム6の軸線に垂直な第5軸J5まわりに回転可能に取付けられる。そしてこの手首7に、回転連結部8を介して搬送装置1が回転可能に取付けられる。
【0027】
回転連結部8は、サーボモータから成る回転駆動源M7を有し、手首7の第6軸J6と同軸の第7軸J7まわりに回転可能に搬送装置1を手首7に取付ける。ロボット3の各関節軸J1〜J6および第7軸J7は、それぞれ個別にサーボモータによって回転駆動される。
【0028】
搬送装置1は、第1アーム10および第2アーム11から成るリンク機構9と、第2アーム11の先端部に設けられる保持手段12とから構成され、第1アーム10の基端部10aに前記回転連結部8が設けられ、第1アーム10は、第7軸J7まわりに回転可能にロボット3に支持される。第2アーム11は、第1アーム10と同じ長さであり、基端部11aが、第1アーム10の先端部10bに、前記第7軸J7に平行な回転軸線A1まわりに回転可能に取付けられ、第2アーム11の先端部11bに保持手段12が取付けられる。保持手段12は、複数の吸盤13を有し、これらの吸盤13でワークWを着脱可能に保持する。
【0029】
ロボットシステム2のロボット3は2つのプレス機20,21の中央に設置され、一方(図2の左方)のプレス機20から他方(図2の右方)のプレス機21にワークWを搬送する。ロボット3は、第7軸J7が垂直となるように搬送装置1をほぼ水平に保持し、一方のプレス機20側にリンク機構9を伸ばして、ワークWを保持し、リンク機構9を収縮し、他方側に伸張させて他方のプレス機21にワークWを搬送する。搬送完了後、リンク機構9を再び一方側に伸ばし、前述した搬送動作を繰り返す。このように往復動して、図2に示すように、一対のプレス機20,21間を結ぶ直線である搬送経路Lに沿ってワークWを搬送することができる。
【0030】
次に、図3を参照してこのロボットシステム2の搬送動作をさらに詳しく説明する。
【0031】
まず一方のプレス機20に配置されるワークWを保持するために、図3(1)に示すように、一方のワーク20側までリンク機構9を伸ばす。このとき、リンク機構9は、ワークWの搬送経路Lに沿って第1アーム10と第2アーム11とが直線状に伸びている。このようにリンク機構9を伸張させたときに、第2アーム11の先端に設けられる保持手段12が、一方のプレス機20のワークWを保持できるように、搬送装置1を保持するロボット3の上部アーム6を一方(図3の左方)側に傾ける。
【0032】
この状態で、保持手段12の各吸盤13でワークWを吸着保持し、第1アーム10を、基端部10aの第7軸J7を中心として第1の回転方向(図3において時計回り)へ回転させると、これに連動して第2アーム11が基端部11aの回転軸線A1を中心として前記第1の回転方向とは反対方向である第2の回転方向(図3において反時計回り)へ回転し、図3(2)に示すようにリンク機構9が折りたたまれ収縮し、ワークWが他方(図3の右方)に移動し始める。このようにしてリンク機構9を収縮させるとともに、ロボット3によって上部アーム6を一方側へ回転させて、搬送装置1を搬送経路Lに沿って平行移動させる。
【0033】
さらに第1アーム10を第1の方向に回転させると、図3(3)に示すように、ワークWがプレス機20,21間の中央に達する。このとき、リンク機構9が完全に収縮し、リンク機構9の第1アーム10と第2アーム11とが重なる。このとき、搬送装置1はワークWの搬送経路Lに垂直となり、またワークWは第1アーム10の基端部10aの真下に配置される。
【0034】
引続き第1アーム10を第1の回転方向へ回転させるとともに、第2アーム11を第2の回転方向へ回転させることによって、図3(4)に示すように、リンク機構9が他方側に伸び始め、図3(5)に示すように、第1アーム10および第2アーム11が直線状に伸びたとき、第2アームの先端部に保持されるワークWが他方側のプレス機21に達する。ここで、保持手段12による吸着保持を解除することによって、他方側のプレス機21にワークWが載置される。
【0035】
このようにして、第1アーム10を一方側から180°回転させて、一方側へ向けて伸ばしていたリンク機構9を収縮させ、他方側へ伸張させることができ、一方から他方へワークWを搬送することができる。保持手段12を一方側のプレス機20に戻すには、第1アーム10を今度は第2の回転方向に180°回転させる。これによって、リンク機構9が中央で収縮し、さらに一方側に向けて伸張する。このようにして、第1アーム10を一方側と他方側との間で180°往復回転させることによって、ワークWのプレス機間搬送を行うことができる。この第1アームの180°の往復回転は、ロボット3の手首7によって行う。
【0036】
また搬送時に、第1アーム10の基端部10aが、ワークWの直線搬送経路Lに沿って往復移動するように、ロボット3は、手首7を搬送経路Lに沿って直線移動させる。
【0037】
図3の(1)から(3)で第1アーム10が第1の回転方向に90°回転する間に、第2アーム11は第2の回転方向に180°回転する。つまり、第1アーム10の回転角度をθとしたとき、第2アーム11の回転角度は−2θとなり、一方側から他方側へ第1アーム10が180°回転する間に第2アーム11は反対方向に360°回転することになる。この第2アーム11の回転は、第1アーム10の回転に連動して回転する。
【0038】
次に、連動して回転する第1アーム10と第2アーム11との内部機構について説明する。図4は、搬送装置1の内部機構を示す平面図であり、図5はその側面図である。
【0039】
第1アーム10は中空の第1アーム本体22を有し、回転連結部8を介して手首7に連結される。この第1アーム本体22の内部で、基端部10a側に、手首7の軸線J6と同軸の第7軸J7を回転軸線とする第1太陽歯車25が設けられる。この第1太陽歯車25は、回転連結部8のサーボモータM7によって回転駆動される。第1アーム本体22の先端部10bには、前記第7軸J7に平行な回転軸線A1まわりに回転自在に軸支される第1遊星歯車26が設けられ、第1太陽歯車25から第1遊星歯車26間にわたってタイミングベルト27が巻掛けられる。第1遊星歯車26は、軸受け28によって第1アーム本体22に回転自在に軸支されるとともに、第2アーム11の基端部11aが固定され、第1遊星歯車26と一体となって第2アーム11が回転する。
【0040】
前述したように、手首7で第1アーム10が180°回転駆動するが、回転連結部8のサーボモータM7は、この手首7による第1アーム10の回転を打ち消すように第1太陽歯車25を回転させる。つまり、手首7が第1の回転方向に180°回転するとき、第1太陽歯車25を第1の回転方向とは反対方向の第2の回転方向に180°回転させ、いわば第1太陽歯車25を回転させず、固定的に保持する。
【0041】
第1太陽歯車25から第1遊星歯車26にわたってタイミングベルト27が巻掛けられているので、図4に示すように、歯車25を固定した状態で、第1アーム10を第1の回転方向(図4の紙面で時計回り)に回転させると、タイミングベルト26が図4の矢符に示すように回転し、これによって第1遊星歯車26が第2の回転方向(反時計まわり)に回転する。前述したように、第1遊星歯車26と第2アーム11とは固定されており、一体となって回転するので、第1アーム10を第1の回転方向に回転駆動させることによって、第1遊星歯車26とともに第2アーム11を第2の回転方向に連動して回転させることができる。
【0042】
図4に示すように、第1太陽歯車25は第1遊星歯車26よりも大きく、第1太陽歯車25の歯数をNとすると、第1遊星歯車26の歯数はN/2である。したがって、第1アーム10を180°回転させると第1遊星歯車26は360°回転する。つまり、第1アーム10を第1の回転方向に180°回転させることによって、第2アーム11を第2の回転方向に360°回転させることができる。このようにして、図3で示したように、第1アーム10を一方側から他方側へ180°回転させると、これに連動して第2アーム11が反対方向に360°回転し、一方側から他方側へワークWを搬送することができる。また、第1アーム10の長さと第2アームの長さはどちらも同じWであるので、第1アーム10を180°回転させることによって、第2アーム11の先端に保持するワークWを直線状に移動させることができる。
【0043】
図6は、本発明の他の実施形態の搬送装置の動作を示す図である。この実施の形態では上述した実施形態の搬送装置1と動作のみが異なる。すなわち、図3で示したように、搬送装置1はロボット3に対して外側に折りたたまれるのに対し、図6に示すように搬送装置では内側に折りたたまれる。
【0044】
すなわち、一方側から他方側へワークWを搬送するとき、第1アーム10は反時計回りに回転し、第2アーム11は、時計回りに回転する。この場合でも中間部では、図6(3)に示すように、第1アーム10と第2アーム11とが重なるように折りたたまれ、ロボット3の上部アーム6と搬送装置30とが搬送経路Lに対して垂直となるように一直線状に配置される。その後、さらに第1アーム10を反時計回りに回転させ、搬送装置30を他方側へ伸ばしてワークWを搬送する。
【0045】
図7は、本発明の他の実施の形態の搬送装置35の動作を示す図である。図3または図6に示す前述した搬送装置では、一方のプレス機20から他方のプレス機21に搬送させる間に、ワークWが180°反転するが、本実施形態の搬送装置35では、図7に示すようにワークWが反転しない。これは、第2アーム11の先端部に設けられる保持手段12が、第7軸J7に平行な回転軸線A2まわりに回転可能に設けられ、第1アーム10、第2アーム11の回転に連動して保持手段12が回転することによる。
【0046】
さらに詳しく説明すると、図7(1)に示すように、一方のプレス機20側へ搬送装置35を伸ばし、保持手段12でワークWを保持したのち、第1アーム10が第1の回転方向(図7において時計回り)に回転し、第2アーム11が第2の回転方向(図7において反時計回り)に回転するとともに、保持手段12が、第1の方向(図7において時計回り)に回転する。このように回転させることによって、ワークWが、保持した状態と同じ向きを維持して移動し始める。
【0047】
さらに第1アーム10を第1の方向に回転させると、図7(2)に示す状態を経て、図7(3)に示すようにプレス機20,21間の中央部で搬送装置35は折りたたまれる。このとき、搬送経路に垂直にロボット3の上部アーム6、搬送装置35の第1アーム10および第2アーム11が折り重なる。
【0048】
さらに第1アーム10を第1の方向に回転させることによって、ワークWの向きを同じ向きに維持した状態で、搬送装置35は他方側に伸びる。このようにして、図7(4)の状態を経て、第1アーム10と第2アーム11とを一直線になるまで伸ばし、ワークWを他方のプレス機21まで搬送させる。図7(5)に示すように、搬送完了後のワークWの向きは、(1)に示す搬送開始時のワークWの向きと同じである。このように、搬送装置35では第1および第2アーム10,11の回転動作に連動して保持手段12を回転させることによって、搬送時に常にワークWの向きを一定に保持し、ワークWを反転させることなく一方側から他方側へ搬送することができる。
【0049】
一方側から他方側へワークWを搬送するとき、第1アーム10が第1の回転方向(時計回り)に回転し、第2アーム11が第1アーム10に対して、第2の回転方向(反時計回り)に360°回転する。このとき図7の(1)〜(5)から判るように、保持手段12は、第2のアーム11に対して第1の回転方向(時計回り)に180°回転する。つまり、第1アーム10の回転角度をθとすると、第2アーム11の回転角度は−2θとなり、保持手段12の回転角度はθとなる。次に、このような第1アーム10の回転に連動して回転する第2アーム11および保持手段12の回転機構について説明する。
【0050】
図8は、搬送装置35の内部機構を示す平面図であり、図9はその側面図である。第1アーム10に連動して動く第2アーム11に関しては、前述した搬送装置1と同様の機構である。すなわち、第1アーム本体22の基端部に設けられる第1太陽歯車25、第1アーム本体22の先端部に設けられ、第2アーム11と一体に回転する第1遊星歯車26、およびこれらの歯車25,26にわたって巻掛けられるタイミングベルト27によって、第1アーム10を回転させることによって第2アーム11が回転する。
【0051】
保持手段12の回転もこれと同様の機構を用いる。すなわち、中空の第2アーム本体39の基端部に第2太陽歯車36を設け、先端部に第2遊星歯車37を設け、これらにタイミングベルト38を巻きかける。図10に示すように、第2太陽歯車36は、第1アーム本体22に固定的に連結され、第1アーム10と一体に回転する。第1遊星歯車26と第2太陽歯車36は回転軸線A1を共通にもつが、図10に示すように、第1遊星歯車26は、軸34を介して第2アーム本体39に固定的に接続され、第2アーム11と一体に回転軸線A1まわりに回転するが、第2太陽歯車36は、第1アーム本体22に固定的に接続され、第1アーム10と一体となる。第2遊星歯車37は、第2アーム11本体の先端部11aで、回転軸線A1に平行な回転軸線A2まわりに回転自在に、第2アーム本体39に軸支される。
【0052】
図7(1)〜(5)から分かるように、第1アーム10が第1の回転方向に180°回転する間に、第2アーム11は、第1アーム10に対して第2の回転方向に360°回転する。つまり、第2アーム11に対して、第1アーム10が相対的に、360°第1の回転方向に回転することになる。前述したように、第2太陽歯車36は第1アーム10に固定されているので、第2アーム11に対して、第1アーム10が第1の回転方向に360°回転すると、第2太陽歯車36も第2アーム11、つまり第2アーム本体39に対して第1の回転方向に360°回転する。
【0053】
この第2太陽歯車36から第2遊星歯車37にわたってタイミングベルト38が巻き掛けられているので、第2遊星歯車37も、第1の回転方向に回転する。保持手段12は、この第2遊星歯車37に固定的に連結され、第2遊星歯車37とともに回転する。第2太陽歯車36の歯数は、第2遊星歯車37の歯数の1/2であるので、保持手段12の回転角度は、第2遊太陽歯車36回転角度の1/2となり、第1アーム10を180°回転させると、保持手段12も180°回転する。
【0054】
このようにして、回転連結部8のサーボモータM7によって第1アーム10を第1の回転方向に角度θ回転させると、第2アーム11が第2の回転方向に角度2θ回転し、保持手段12が、第1の回転方向に角度θ回転する。このように、第1アーム10、第2アーム11および保持手段12を連動させて回転させることによって、ワークWをつねに一定の方向として搬送することができる。
【0055】
また、図搬送装置35は図7に示すようにロボット3の外側に折りたたむように構成したけれども、図11に示すように、ロボット3の内側に折りたたむように構成してもよい。
【0056】
図12は本発明のさらに他の形態の搬送装置40の内部機構を示す平面図であり、図13はその側面図である。本実施形態の搬送装置40は、第1および第2アーム10,11に加えさらに第3アーム41,第4アーム42を設けたことを特徴とする。第1〜第4アーム10,11,41,42は、それぞれ同じ長さWを有する。
【0057】
第3アーム41の基端部は、第2アーム11の先端部の回転軸線A2まわりに回転自在に連結され、第4アーム42の基端部は、第3アーム41の先端部に、前記回転軸線A2に平行な回転軸線A3まわりに回転自在に連結され、第4アーム42の先端部には、前記回転軸線A3に平行な回転軸線A4まわりに回転自在に保持手段12が取付けられ、図12に示すように略M字状に連結される。
【0058】
第3および第4アーム41,42も第1および第2アーム10,11と同様に内部にそれぞれ第3、第4太陽歯車43,45、第3、第4遊星歯車44,46およびこれらに巻掛けられるタイミングベルト47,48を有し、第1アーム10の回転に連動して第2、第3、第4アーム11,41,42および保持手段12が回転する。
【0059】
ワークWを搬送するには、第1〜第4アーム10,11,41,42を一直線上に一方側のプレス機20に伸ばし、保持手段12でワークWを保持し、第1アーム10を第1の回転方向(図12で時計回り)に回転させる。すると、これに連動して第2アーム11が第2の回転方向(反時計回り)に回転し、これに連動して第3アーム41が第1の回転方向(時計回り)に回転し、これに連動して第4アーム42が第2の回転方向(反時計回り)に回転し、これに連動して保持手段12が第1の回転方向(反時計回り)に回転する。このようにして、搬送装置40が収縮し、一対のプレス機20,21の中央部で搬送装置40が完全に折りたたまれ、さらに第1アーム10を第1の方向に回転させると、第1〜第4アーム10,11,41,42が他方側に一直線状に伸び、ワークWを他方のプレス機21まで搬送することができる。このようにして、ワークWを反転させることなく搬送することが可能である。
【0060】
また、搬送装置40では折りたたんだときの搬送装置の長さがWであるのに対し、伸ばしたときの搬送装置の長さが4Wとなり、搬送装置40のみで一方から他方へ8Wの距離を搬送することができる。また図12,13で示す搬送装置40では、搬送装置40をM字状とし、ロボット3の上部アーム6側に外側に折りたたんだけれども、これと反対にW字状とし、上部アーム6の内側に折りたたむように構成してもよい。
【0061】
図14は、本発明の実施のさらに他の形態である搬送装置50の構成を示す平面図である。搬送装置50のリンク機構53は、第1〜第3アーム10,51,52を有し、第1および第3アーム10,52の長さはWであるのに対し、第2アーム51の長さは2Wである。第2アーム51の基端部は第1アーム10の先端部に回転可能に取付けられ、第3アーム52の基端部は第2アーム51の先端部に回転可能に取付けられ、第3アーム52の先端部に保持手段12が回転可能に取付けられる。これらの第1〜第3アーム10,51,52および保持手段12も前述と同様に第1アーム10の回転に連動して回転する。
【0062】
したがって、第1〜第3アーム10,51,52を直線上に一方側に伸ばし、ワークWを保持した状態で第1アーム10を第1の回転方向に回転させて搬送装置50を折りたたみ、さらに第1アーム10を第1の回転方向に回転させて他方側まで搬送装置50を伸ばすことによって、ワークWを反転させることなく搬送することができる。この搬送装置50では、第2のアーム51の長さを2Wとすることで、3つのアーム10,51,52のみで前述したM字状の搬送装置と同じ8Wの距離を搬送することができる。また、第1アーム10をロボット3の上部アーム6に対して外側に回転させる場合に限らず、内側に回転させるように構成してもよい。
【0063】
上述した各実施形態ではタイミングベルトと歯車とによって第1アーム10の回転を他のアームおよび保持手段に伝達するように構成したが、このような方法に限らず、たとえばチェーンとスプロケットホイール、または歯車列によって回転を伝達するように構成してもよい。
【0064】
図15は、本発明の実施のさらに他の形態の搬送装置60の構成を示す平面図である。搬送装置60のリンク機構68は、4つの第1〜第4アーム61〜64を有し、第1アーム61の基端部は、ロボット3の手首7に取付けられる回転連結部8の下に回転可能に連結され、第3アーム63の基端部も回転連結部8の下に回転可能に取付けられる。第1アーム61の先端部の下に第2アーム62の基端部が回転可能に取付けられ、第3アーム63の先端部の下に第4アーム64の基端部が回転可能に取付けられ、第2アーム62および第4アーム54の先端部の下に連結部材67を介して保持手段12が取り付けらる。第2アーム62の先端部と連結部材67とは回転可能に連結され、第4アーム64の先端と連結部材67とは、第3アーム63の先端とは異なる位置で連結部材67に回転可能に連結される。保持手段12はこの連結部材67の下に固定される。
【0065】
第1〜第4アーム61〜64はそれぞれ同じ長さWを有し、第1アーム61と第4アーム64とが平行に配置され、第2アーム62と第3アーム63とが平行に配置され、これらによってひし形のリンク機構68が構成される。
【0066】
第2アーム62と第4アーム64の先端部には、それぞれ歯車65,66が固定され、互いに噛合している。
【0067】
一方側のプレス機20のワークWを保持するには、第1および第3アーム61,63を一方側に向ける。すると、第2アーム62が第1アーム61と一直線となり、第4アーム64が第3アーム63と一直線となり、リンク機構9は一方側のプレス機20に向けて伸びる。他方側のプレス機21へワークWを搬送するには、第1アーム61を第1の回転方向へ、第3アーム63を第2の方向へ回転させ、リンク機構68を収縮させる。すると、ワークWが他方側に移動し始める。
【0068】
ワークWが第1および第3アーム62,63の基端部の下を通過するとき、第1アーム61の下に第2アーム62が重なり、第3アーム63の下に第4アーム64が重なり、第1および第3アーム61,63の基端部の下にワークWが配置される。さらに、第1アーム61を第1の回転方向(時計回り)に回転させると、ワークWがさらに他方側へ搬送され、第1アーム61と第2アーム62および第3アーム63と第4アーム64とが一直線になって伸びると、ワークWが他方側のプレス機21まで搬送される。
【0069】
保持手段12は、前述したように、第2アーム62および第4アーム64の先端部に連結部材67を介して連結され、第2アーム62の先端部と第3アーム63の先端部とは異なる位置で連結部材67に連結されるので、搬送中は連結部材67の向きが一定である。したがって、この連結部材67に固定される保持手段12の向きも一定であり、これによって、ワークWを反転させることなく、搬送することが可能である。
【0070】
図16は、本発明のさらに他の実施の形態である搬送装置70の構成を示す平面図である。搬送装置70は、大略的な構成は図15に示す搬送装置60に類似し、第1〜第4アーム71〜74によってひし形のリンク機構75が構成されるが、各アーム71〜74がそれぞれ平行クランク機構から成る。すなわち、第1アーム71は第1〜第4リンク81〜84から構成され、第2アーム72は第1アーム71のリンク84を共通に持つ4つのリンク84〜87から構成され、第3アーム73は、第1アーム71のリンク81を共通に持つ4つのリンク81,89〜91から構成され、第4アーム74は、第3アームのリンク91および第2アームのリンク87を共通に持つ4つのリンク87,91〜93から構成され、保持手段12は、第2アーム72と第4アーム74の共通のリンク87の下に取付けられる。
【0071】
第1アーム71を第2の方向(反時計回り)に一方側から下方側へ回転させることによって、ワークWを反転させることなく一方のプレス機20から他方のプレス機21に搬送することができる。
【0072】
図17は、本発明のさらに他の実施形態の搬送装置100を示す平面図である。この搬送装置100は、図12で説明したM字状の搬送装置40に類似し、4つのアーム101〜104から成るリンク機構105を有するが、本実施形態では、各アーム101〜104は、図16で示した搬送装置70と同様に、それぞれ平行クランク機構から成る。また、第1アーム101のリンク106と第2アーム102のリンク107と第3アーム103のリンク108と第4アーム104のリンク109内に、搬送装置40と同様に、歯車とタイミングベルトが内蔵される。これによって、搬送装置40と同様にリンク機構105は伸縮して、ワークWを反転させることなく、搬送することができる。また、この搬送装置100は、図17に示すようにM字状に限らず、これとは対称のW字状であってもよい。
【0073】
図18は、本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置110を示す平面図である。この搬送装置111は、図14に示す搬送装置50に類似し、3つのアーム111〜113から成るリンク機構114を有するが、各アーム111〜113は前述した搬送装置100と同様に、それぞれ平行クランク機構からなる。また、第1アーム111のリンク115と、第2アーム112のリンク116と、第3アーム113のリンク117内にはそれぞれ歯車とタイミングベルトが内蔵され、搬送装置50と同様に動作する。これによって、搬送装置110のリンク機構114も伸縮し、ワークWを反転させることなく搬送することができる。
【0074】
図19は、本発明のさらに他の実施形態の搬送装置120を示す平面図である。この搬送装置120は、第1〜第6アーム121〜126からなるリンク機構127を有する。第1ア―ム121と第4アーム124は基端部が回転連結部8の下に回転可能に取付けられ、第2アーム122の基端部は、第1アーム121の先端部の下に回転可能に取付けられ、第5アーム125は、第4アーム124の先端部の下に回転可能に取付けられ、第3アーム123は、第2アーム122の先端部の下に回転可能に取付けられ、第6アーム126は、第5アーム125の先端部の下に回転可能に取付けられ、第3アーム123の先端部と第6アーム126の下に連結部材127が回転可能に取付けられ、この連結部材127の下に保持手段12が固定される。
【0075】
第3アーム123の先端部と第6アーム126の先端部には互いに噛合する歯車128,129が固定されており、リンク機構127を伸縮させ、ワークWを一方側から他方側に移動させることができる。
【0076】
第2アーム122と第5アーム125は、それぞれ中央部で互いに回転自在に連結される。図20は、第2アーム122と第5アーム125との連結状態を示す斜視図である。なお、図解の便宜のため、第2アーム122を、図19および図20で斜線を施して示す。第2アーム122は、上第2アーム122bと下第2アーム122aとから構成され、これらが中央部で連結される。そして、第5アームも同様に、上第5アーム125bと下第5アーム125aとから構成され、これらが中央部で上下に連結されて固定され一体となる。一対の第2アーム122a、122bは、この第5アーム125の連結部を上下に挟み、第5アーム125の内部で連結されて一体となっている。
【0077】
図19から分かるように、ワークWを一方側から他方側に移動させるとき、中央で第2アーム122と第5アーム125とが重なり、他方側では交差の向きが逆となる。第2アーム122と第5アーム125とが重なるとき、上第5アーム125bの下を下第2アーム122aが通過し、上第2アーム122bの下を下第5アーム125aが通過する。これによって、各アーム121〜126が干渉することなくワークWを一方側から他方側に搬送することができる。
【0078】
また、図20に示すように、第2アーム122と第5アーム125との連結部では、それぞれ上下方向に半分に切り欠かれている。この切欠きによって、ワークWの移動中に第2アーム122と第5アーム125とが互いに干渉することが防がれる。
【0079】
図21は本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置130を示す平面図である。この搬送装置130は、図19示す搬送装置120に類似し、第1アーム131〜第6アーム136から構成されるリンク機構を有するが、各アーム131〜136はそれぞれ平行クランク機構からなる。したがって、第2アーム132のリンク132a,132bと第5アーム135のリンク135a,135bとは図20で示したように、中央部で上下に分かれて連結される。
【0080】
また、第1アーム132のリンク131a,131bと、第2アーム132a,132bとはリンク140aを介して連結される。図22に示されるように、第2アーム132a,132bの端部は上下に半分に切りかかれており、リンク140aは、この切りかかれた部分に設けられる。これによって、ワークW搬送中に、リンク140aが第5アーム135の各リンク135a,135bに干渉することが防がれる。このような構成は、第2アーム132と第3アーム133との連結部のリンク140d、第4アーム134と第5アーム135との連結部のリンク140b、第5アーム135と第6アーム136との連結部のリンク140cにおいても同様である。
【0081】
図23は、第3アーム133のリンク133a,133bと第6アームのリンク136a,136bとの連結部を示す斜視図である。図に示すように、第3アーム133のリンク133aの先端部と第6アームのリンク136aの先端部はそれぞれ上下に半分に切りかかれ、この切りかかれた部分にリンク141が連結される。これによって、ワークW搬送時にリンク133aとリンク136bとが干渉することが防がれる。リンク133bとリンク136bとの連結も同様である。そして、これらの連結部の下にリンク141が連結され、このリンク141の下には保持手段12が固定される。このような搬送装置130のリンク機構を伸縮させ、ワークWを一方側から他方側へ搬送することができる。
【0082】
上述した各実施形態では各搬送装置はロボットの手首に取付ける構成としたが、本発明はこのような形態に限らず、たとえば第1アームの基端部を床に対して固定的に保持し、搬送装置のみで搬送するように構成してもよい。また、保持手段は上述したような吸着保持に限らず、ハンドなどを用いて把持するように構成してもよい。
【0083】
【発明の効果】
以上のように本発明の搬送装置は、リンク機構を伸縮させ、一方側と他方側との間で往復動させて被搬送物を搬送するので、スクリューねじを用いてスライドさせる従来の搬送装置に比べて、格段に速く搬送することができる。
【0084】
またリンク機構は、第1アームと、第1アームの先端部に回転可能に設けられ、第1アームの第1の回転方向に連動して、第1の回転方向とは反対方向である第2の回転方向に回転する第2アームとを有し、第2アームの先端に被搬送物を保持する保持手段を設け、第1アームを第1の回転方向に一方側から他方側へ回転することによって、被搬送物を直線状に搬送することができる。
【0085】
また、アームの回転に連動して保持手段も回転するように構成することによって、被搬送物を反転させることなく搬送することが可能である。
【0086】
第3アーム、またさらに第4アームを設けることによって、搬送距離を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態である搬送装置1を用いるロボットシステム2を示す側面図である。
【図2】ロボットシステム2の平面図である。
【図3】搬送装置1による搬送過程を示す図である。
【図4】搬送装置1の内部機構を示す平面図である。
【図5】搬送装置1の内部機構を示す側面図である。
【図6】搬送装置1の他の形態の搬送過程を示す図である。
【図7】搬送装置35の搬送過程を示す図である。
【図8】搬送装置35の内部機構を示す平面図である。
【図9】搬送装置35の内部機構を示す側面図である。
【図10】搬送装置35の第1遊星歯車26、第2太陽歯車36近傍を示す断面図である。
【図11】搬送装置35の他の形態の搬送過程を示す図である。
【図12】搬送装置40の内部機構を示す平面図である。
【図13】搬送装置11の内部機構を示す側面図である。
【図14】搬送装置50の構成を示す平面図である。
【図15】搬送装置60の構成を示す平面図である。
【図16】搬送装置70の構成を示す平面図である。
【図17】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置100を示す平面図である。
【図18】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置110を示す平面図である。
【図19】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置120を示す平面図である。
【図20】第2アーム122と第5アーム125との連結状態を示す斜視図である。
【図21】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置130を示す平面図である。
【図22】第1アーム131a,131bと第2アーム132a,132bとの連結状態を示す斜視図である。
【図23】第3アーム133a,133bと第6アーム136a,136bとの連結状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
1,35,40,50,60,70,100,110,120,130, 搬送装置
2 ロボットシステム
3 ロボット
8 回転連結部
9,53,68,75,105 リンク機構
10,61,71,101,111,121,131 第1アーム
11,51,62,72,102,112,122,132 第2アーム
12 保持手段
41,52,41,63,73,103,113,123,133 第3アーム
42,42,64,74,104,124,134, 第4アーム
Claims (4)
- ロボットの手首に設けられ、一方側に伸長した状態から収縮し、前記一方側とは反対側まで伸長可能なリンク機構と、
前記リンク機構の先端部に設けられ、被搬送物を着脱可能に保持する保持手段とを有し、
リンク機構を伸長させ、保持手段を一方側に設置されるプレス機と他方側に設置されるプレス機との間で往復動させて被搬送物を直線の搬送径路に沿って搬送する搬送装置において、
前記リンク機構は、第1アームと、
第1アームを、第1アームの基端部を回転中心として回転駆動する駆動源と、
基端部が、第1アームの先端部に回転可能に連結され、第1アームの回転に連動して回転し、先端側に前記保持手段が設けられる第2アームとを有し、
前記一方側のプレス機から他方側のプレス機に被搬送物を搬送するとき、ロボットの手首を水平に一方側から他方側に直線移動させながら、前記第1アームをその基端部を中心として第1の回転方向に回転させ、これに連動して第2アームをその基端部を中心として前記第1の回転方向とは反対方向の第2の回転方向に回転させ、前記保持手段によって保持された被搬送物が直線状に移動して、一方側のプレス機から他方側のプレス機へ搬送されることを特徴とする搬送装置。 - 前記第2アームと保持手段との間に介在され、基端部が、第2アームの先端部に回転可能に連結され、先端側に保持手段が設けられる第3アームを有し、
第2アームが、基端部を回転中心として前記第2の回転方向に回転すると、これに連動して前記第3アームが、基端部を回転中心として前記第1の回転方向に回転することを特徴とする請求項1記載の搬送装置。 - 前記第3アームと保持手段との間に介在され、基端部が、第3アームの先端部に回転可能に連結され、先端側に保持手段が設けられる第4アームとを有し、
第3アームが、基端部を回転中心として前記第1の回転方向に回転すると、これに連動して前記第4アームが、基端部を回転中心として前記第2の回転方向に回転することを特徴とする請求項2記載の搬送装置。 - 一方側で保持したときの被搬送物の向きと、他方側まで搬送したときの被搬送物の向きとが同じになるように、第1アームの回転に連動して保持手段を回転させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の搬送装置。
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