JPH0740266A

JPH0740266A - 直動型ローダ

Info

Publication number: JPH0740266A
Application number: JP5188238A
Authority: JP
Inventors: Atsuyuki Hirai; 淳之平井; Hiroshi Hamamoto; 浩志浜本; Yoshiji Hiraga; 義二平賀; Yoshio Aoyama; 義雄青山
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 1993-07-29
Filing date: 1993-07-29
Publication date: 1995-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】移動ユニットとその外部との間での電気配線
や流体配管の引き回しをなくする。【構成】走行レール１には移動ユニット２がｘ軸サー
ボモータによりｘ軸方向に移動自在に設けられる。移動
ユニット２にはグリッパ支持部材１５がｚ軸サーボモー
タ３によりｚ軸方向に移動自在に設けられ、グリッパ支
持部材１５には油圧駆動のグリッパ１８がθ回転サーボ
モータ１６により回転自在に設けられる。ｘ軸サーボモ
ータへの電力供給は、高周波インバータ４１から第１の
給電装置４２を介して高周波電磁誘導により無接触で行
なわれる。ｘ軸サーボモータの制御信号は、情報伝送部
４０から第１の情報伝送装置４３を介して高周波電磁誘
導により無接触で伝送される。同様に、ｚ軸サーボモー
タ３、θ回転サーボモータ１６、油圧発生装置２０へは
第２の給電装置４４を介して電力が供給され、第２の情
報伝送装置４５を介して情報信号が伝送される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、グリッパによりワーク
を把持し、走行レールに沿って搬送する直動型ローダに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の直動型ローダとして図１
０に示すものが知られている。以下に、従来の直動型ロ
ーダについて図１０を参照して説明する。図１０に示す
ように、直動型ローダの本体である移動ユニット１０２
は、ｘ軸方向に平行に架設された２本の走行レール１０
１に移動自在に支持されており、移動ユニット１０２内
部に設けられたｘ軸サーボモータ（不図示）を駆動させ
ることで、ｘ軸方向に往復移動される。また、移動ユニ
ット１０２の下端部には、油圧や空圧等の流体圧で駆動
されてワークを把持するグリッパ１１８が、ｚ軸サーボ
モータ１０３およびθ回転サーボモータ１１６によりそ
れぞれｚ軸方向に移動自在およびθ方向に回転自在に設
けられている。上記各サーボモータ１０３、１１６へ電
力を供給する電源、グリッパ１１８へ流体圧を供給する
流体圧源、および各サーボモータ１０３、１１６やグリ
ッパ１１８を制御する制御装置は移動ユニット１０２の
外部に設けられている。一方、各走行レール１０１と平
行にケーブルダクト１５１が架設されており、各サーボ
モータ１０３、１１６を駆動させるために電源および制
御装置に電気的に接続される各種電気配線１５５や、グ
リッパ１１８を駆動させるために流体圧源に接続される
流体配管１５６は、一括してケーブルベア１５２に収納
された状態でケーブルダクト１５１上に載置され、各サ
ーボモータ１０３、１１６への電力供給や情報伝送、お
よびグリッパ１１８への流体圧供給を行なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の直動型ローダは、移動ユニットの外部の電源や
制御装置に接続された各種電気配線、および移動ユニッ
トの外部の流体圧源に接続された流体配管を介して駆動
されるので、以下に示す問題点があった。（１）移動ユニットは各種電気配線および流体配管を伴
って移動するので、こう長が長い場合にはケーブルベア
の重量も重くなり、それを支持し移動させるためには十
分な強度および駆動力が必要となるので設備が大がかり
なものとなってしまう。（２）各種電気配線や流体配管には移動ユニットが往復
移動するたびに曲げ応力が加わり、それによる疲労で各
種電気配線や流体配管が破損しやすくなる。特に、近年
要求されているローダの高速駆動化は、電気配線や流体
配管の破損頻度を増大させ、破損したときのメンテナン
スや稼動停止による損失の発生の問題を生んできてい
る。これらの問題点を解決するために、一部ではタクタ
やトロリ等のような電極接触給電の使用が試みられた
が、油や切り粉等の介在が避けられない環境下では、安
定した給電や情報伝送ができないばかりか、電極の接触
部での摩耗の発生や安全性の問題があるものであった。
また、特にラックとピニオン機構を利用して移動ユニッ
トを移動させる構造にすると、同一の走行レール上に複
数の移動ユニットを設け、互いに動作干渉しない範囲で
各移動ユニットによる協調制御が原理的には可能である
が、実際には各移動ユニットへの配線や配管の問題、お
よびケーブルベアの配置の問題から、これが実現できな
かった。

【０００４】そこで本発明の目的は、移動ユニットとそ
の外部との間での電気配線や流体配管の引き回しをなく
し、大がかりな設備を必要とせず、しかも信頼性を向上
させる直動型ローダを提供することにある。さらには、
複数の移動ユニットによる協調制御を可能とするもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の直動型ローダは、レールに沿って移動可能に設
けられた移動ユニットと、該移動ユニットにレールと垂
直方向に移動可能に設けられ、加圧流体の供給により駆
動されるハンド部でワークを把持するグリッパとを有
し、前記移動ユニットおよびグリッパは、それぞれ外部
からの電力の供給により駆動されるとともに外部からの
情報信号の伝送により動作が制御される直動型ローダに
おいて、前記移動ユニットを移動させる移動ユニット移
動手段に電力を供給するために、高周波電源からの高周
波電圧を、高周波電磁誘導を利用して前記移動ユニット
移動手段に伝送する第１の給電装置と、制御情報信号生
成手段からの情報信号を、高周波電磁誘導を利用して前
記移動ユニットの移動を制御する移動ユニット制御手段
に伝送する第１の情報伝送装置と、前記グリッパを移動
させるグリッパ移動手段および前記グリッパのハンド部
を開閉しその動作を制御する流体圧発生装置に電力を供
給するために、前記高周波電源からの高周波電圧を、高
周波電磁誘導を利用して前記グリッパ移動手段および前
記流体圧発生装置に伝送する第２の給電装置と、前記制
御情報信号生成手段からの情報信号を、高周波電磁誘導
を利用して前記グリッパの駆動を制御するグリッパ制御
手段および前記流体圧発生装置に伝送する第２の情報伝
送装置とを有し、前記流体圧発生装置には、前記グリッ
パのハンド部によるワークの把持状態を保持する保持手
段を有することを特徴とする。

【０００６】また、前記第１の給電装置は、前記高周波
電源に接続された巻線が前記レールに沿ってループ状に
巻回された一次側伝送部と、該一次側伝送部と対向して
前記移動ユニットに固定されたコアに、前記移動ユニッ
ト移動手段に接続された巻線が巻回された二次側伝送部
とで構成され、前記第１の情報伝送装置は、制御情報信
号生成手段に接続された巻線が前記レールに沿ってルー
プ状に巻回された一次側伝送部と、該一次側伝送部と対
向して前記移動ユニットに固定されたコアに、前記移動
ユニット制御手段に接続された巻線が巻回された二次側
伝送部とで構成されるものや、高周波電磁誘導を利用し
て前記移動ユニットの移動を制御する移動ユニット制御
手段に伝送する第１の情報伝送装置にかえて、光パルス
信号を利用して前記移動ユニットの移動を制御する移動
ユニット制御手段に伝送する第１の情報伝送装置とした
ものであってもよい。この場合には、前記第１の情報伝
送装置は、制御情報信号生成手段に接続されて固定さ
れ、電気信号を光信号に変換する電気・光変換素子と、
前記移動ユニットに固定されるとともに前記移動ユニッ
ト制御手段に接続され、前記電気・光変換素子から出射
される光信号が入射されて該光信号を電気信号に変換す
る光電変換素子とで構成されるものとすることができる
さらに、前記第２の給電装置は、前記グリッパの作業ポ
イントに対応する所定の位置に固定されたコアに、前記
高周波電源に接続された巻線が巻回された一次側伝送部
と、前記グリッパが作業ポイントにあるとき該一次側伝
送部と対向するように前記移動ユニットに固定されたコ
アに、前記グリッパ移動手段および前記流体圧発生手段
に接続された巻線が巻回された二次側伝送部とで構成さ
れ、前記第２の情報伝送装置は、前記グリッパの作業ポ
イントに対応する所定の位置に固定されたコアに、前記
制御情報信号生成手段に接続された巻線が巻回された一
次側伝送部と、前記グリッパが作業ポイントにあるとき
該一次側伝送部と対向するように前記移動ユニットに固
定されたコアに、前記グリッパ制御手段および前記流体
圧発生装置に接続された巻線が巻回された二次側伝送部
とで構成されるものであってもよい。

【０００７】また、前記移動ユニット移動手段は、前記
移動ユニットに回転自在に設けられ、前記レールと平行
に配置されたラックと噛み合うピニオンギヤを回転させ
るための、前記移動ユニットに固定されたサーボモータ
とするものでもよくこの場合には、同一のレールに複数
の移動ユニットが設けられたものでもよい。そして、前
記流体圧発生装置は油圧発生装置であるとともに、前記
グリッパは油圧シリンダの駆動により前記ハンド部が開
閉される油圧グリッパであり、前記油圧発生装置は、前
記第２の給電装置を介して前記高周波電源から供給され
る電力により駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプと
前記油圧シリンダとの間に設けられ、前記第２の情報伝
送装置を介して前記制御情報信号生成手段から伝送され
る情報信号により制御されるソレノイドバルブとを有
し、前記保持手段は、前記ソレノイドバルブと前記油圧
シリンダとの間に設けられたチェックバルブであるもの
としたり、前記流体圧発生装置は空圧発生装置であると
ともに、前記グリッパは前記空圧発生装置から加圧空気
が供給されることで前記ハンド部が開かれる空圧グリッ
パであり、前記空圧発生装置は、前記第２の給電装置を
介して前記高周波電源から供給される電力により駆動さ
れるコンプレッサと、該コンプレッサと前記空圧グリッ
パとの間に設けられ、前記第２の情報伝送装置を介して
前記制御情報生成手段から伝送される情報信号により制
御される電磁バルブとを有し、前記保持手段は、前記ハ
ンド部が閉じる方向に付勢しているばねであるものとし
てもよい

【０００８】

【作用】上記のとおり構成された本発明の直動型ローダ
では、移動ユニットの移動に際しては、高周波電源から
移動ユニット移動手段への電力の伝送、および制御情報
信号生成手段から移動ユニット制御手段への情報信号の
伝送が、それぞれ第１の給電装置および第１の情報伝送
装置により高周波電磁誘導を利用して無接触で行なわれ
る。また、移動ユニットに設けられたグリッパの移動お
よびハンド部の駆動に際しても、高周波電源からグリッ
パ移動手段や流体圧発生手段への電力の伝送、および制
御情報信号生成手段からグリッパ制御手段や流体圧発生
手段への情報信号の伝送が、それぞれ第２の給電装置お
よび第２の情報伝送装置により無接触で行なわれる。従
って、高周波電源や制御情報信号生成手段と移動ユニッ
トとの間には、電気配線や流体配管が必要なくなるの
で、これら電気配線や流体配管を支持するための大がか
りな設備が必要なくなるし、電気配線や流体配管の屈曲
による破損も防止される。これは、第１の情報伝送装置
を光パルス信号により情報信号の伝送を行なうものとし
た場合でも同様である。また、流体圧発生装置には、グ
リッパのハンド部によるワークの把持状態を保持する保
持手段が設けられているので、移動ユニットの移動中
に、グリッパ移動手段や流体圧発生手段への電力の供
給、およびグリッパ制御手段や流体圧発生手段への情報
信号の伝送を行なわなくてもよい。

【０００９】また、高周波電源や制御情報信号生成手段
と移動ユニットとの間に電気配線や流体配管が必要なく
なることにより、移動ユニット移動手段をラックとピニ
オン機構によるものとすれば、同一のレールに複数の移
動ユニットを設けることができ、これら複数の移動ユニ
ットによる協調制御が可能になる。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。（第１実施例）図１は、本発明の直動型ローダの第１実
施例の概略斜視図である。図１に示すように、直動型ロ
ーダの本体である移動ユニット２は、ｘ軸方向に平行に
架設された２本の走行レール１に滑動自在に支持されて
おり、後述するｘ軸移動機構によりｘ軸方向に往復移動
される。移動ユニット２の前面には、２本のガイド溝２
ａがぞれぞれｚ軸方向に沿って形成されており、これら
各ガイド溝２ａに滑動自在にグリッパ支持部材１５が設
けられている。グリッパ支持部材１５には、移動ユニッ
ト２に回転自在に支持されてｚ軸サーボモータ３により
回転されるボールねじ５が螺合するボールナット（不図
示）が設けられており、ｚ軸サーボモータ３を駆動する
ことにより、グリッパ支持部材１５は各ガイド溝２ａに
案内されてｚ軸方向に往復移動される。また、グリッパ
支持部材１５にはθ回転サーボモータ１６が固定される
とともに、油圧で駆動されるグリッパ１８がθ方向に回
転自在に設けられている。グリッパ１８とθ回転サーボ
モータ１６とは減速ギヤを介して互いに連結されてお
り、θ回転サーボモータ１６を駆動することでグリッパ
１８がθ方向に回転される。そして、グリッパ１８へ作
用させる油圧は移動ユニット２に設けられた油圧発生装
置２０から、油圧配管を介して供給される。以上説明し
たことから明らかなように、ｚ軸サーボモータ３とθ回
転サーボモータ１６とでグリッパ移動手段を構成してい
る。

【００１１】ここで、ｘ軸移動機構について図２を参照
して説明する。ｘ軸移動機構は、移動ユニット移動手段
としてのｘ軸サーボモータの回転により移動ユニット２
を移動させるもので、図２には、ｘ軸移動機構の例とし
てボールねじ機構によるものとラックとピニオン機構に
よるものとの二つの例について示した。なお、図２にお
いては、構成をわかりやすくするために移動ユニットを
簡略して図示した。まず、ボールねじ機構によるもので
は、図２の（ａ）に示すように、各走行レール１と平行
にボールねじ８を配し、ボールねじ８の一端部に、各走
行レール１の間に固定されたｘ軸サーボモータ６₁を連
結する。一方、移動ユニット２には、ボールねじ８に螺
合するボールナット９が設けられている。これにより、
ｘ軸サーボモータ６を駆動してボールねじ８を回転させ
ると、移動ユニット２がｘ軸方向に移動される。また、
ラックとピニオン機構によるものでは、図２の（ｂ）に
示すように、各走行レール１と平行にラック１０を固定
する。一方、ラック１０と噛み合うピニオンギヤ１１
と、このピニオンギヤ１１を回転させるためのｘ軸サー
ボモータ６とが移動ユニット２に設けられている。これ
により、ｘ軸サーボモータ６を駆動してピニオンギヤ１
１を回転させると、移動ユニット２がｘ軸方向に移動さ
れる。本実施例では、このラックとピニオン機構による
ものを採用している。

【００１２】上述した各サーボモータ３、６、１６や油
圧発生装置２０への電力の供給および情報信号の伝送
は、移動ユニット２の外部から移動ユニット２とは無接
触で行なわれる。以下に、その手段について図１〜図３
を主に参照して説明する。ｘ軸サーボモータ６への電力
の供給は、高周波電源としての高周波インバータ４１か
ら第１の給電装置４２を介して行なわれる。第１の給電
装置４２は、図４に示すように、高周波インバータ４１
に接続されｘ軸方向に沿ってループ状に巻回された巻線
である一次側伝送部４２ａと、移動ユニット２（図１参
照）に固定され、一次側伝送部４１ａを遊嵌するコア４
２ｃおよび一次側伝送部４２ａに対向してコア４２ｃに
巻回された巻線４２ｄからなる二次側伝送部４２ｂとで
構成される。これにより、高周波インバータ４１で作ら
れた高周波電圧が第１の給電装置４２の一次側伝送部４
２ａに加えられると、二次側伝送部４２ｂの巻線との巻
線比に従って、電磁結合により二次側伝送部４２ｂの巻
線に高周波電圧が生じる。すなわち、高周波インバータ
４１で作られた高周波電圧は、高周波電磁誘導により無
接触で二次側伝送部４２ｂに供給される。そして、二次
側伝送部４２ｂに供給された高周波電圧は、整流平滑回
路４６で整流、平滑化された後、移動ユニット制御手段
としてのｘ軸コントローラ４７を経由してｘ軸サーボモ
ータ６に供給される。整流平滑回路４６で生成された直
流電圧の一部は、ｘ軸サーボモータ６の駆動を制御する
ための情報伝送回路４８に供給される。

【００１３】また、ｘ軸サーボモータ６の駆動を制御す
るための情報は、制御情報信号生成手段としての情報伝
送部４０から第１の情報伝送装置４３を介して伝送され
る。第１の情報伝送装置４３も、第１の給電装置４２と
同様の一次側伝送部４３ａと二次側伝送部４３ｂとで構
成され、上述した第１の給電装置４２での電力伝送の原
理と同様の原理で、情報伝送部４０で生成された情報信
号を高周波電磁誘導により情報伝送回路４８に無接触で
伝送するものである。情報伝送回路４８では、情報伝送
部４０から第１の情報伝送装置４３を介して無接触で伝
送された情報信号と、ｘ軸サーボモータ６の回転を検出
するエンコーダ７からの信号とに基づいて、ｘ軸コント
ローラ４７へ信号を送りｘ軸サーボモータ６を駆動させ
る。一方、ｚ軸サーボモータ３、θ回転サーボモータ１
６、およびグリッパ１８を駆動させる油圧発生装置２０
についても、ｘ軸サーボモータ６と同様に、第２の給電
装置４４により無接触で電力が供給される。ところが、
ｚ軸サーボモータ３、θ回転サーボモータ１６、および
グリッパ１８に関しては、移動ユニット２の移動中は動
作が行なわれないので、ｘ軸方向におけるグリッパ１８
の作業ポイントだけで電力の供給を行なえばよい。その
ため、第２の給電装置４４の一次側伝送部４４ａは、グ
リッパ１８の作業ポイントに対応する所定の位置に固定
され、第２の給電装置４４の二次側伝送部４４ｂは移動
ユニット２に固定されている。第２の給電装置４４は、
図５に示すように、コア４４ｃと高周波インバータ４１
に接続された巻線４４ｄとからなる一次側伝送部４４ａ
の巻線４４ｄと対向する部位を、同じくコア４４ｅと巻
線４４ｆとからなる二次側伝送部４４ｂがｘ軸方向に通
過可能としたものである。

【００１４】一次側伝送部４４ａから二次側伝送部４４
ｂへの電力の供給は、一次側伝送部４４ａの巻線４４ｄ
と二次側伝送部４４ｂの巻線４４ｆとが互いに対向する
位置にあるときに行なわれ、第１の給電装置４２と同様
に、高周波インバータ４１で作られた高周波電圧は、高
周波電磁誘導により無接触で二次側伝送部４４ｂに供給
される。そして、二次側伝送部４４ｂに供給された高周
波電圧は、整流平滑回路４９で整流、平滑化された後、
ｚ軸コントローラ５０を経由してｚ軸サーボモータ３に
供給されたり、θコントローラ５２を経由してθ回転サ
ーボモータ１６に供給されたり、油圧発生装置２０に供
給される。整流平滑回路４９で生成された直流電圧の一
部は、ｚ軸サーボモータ３、θ回転サーボモータ１６、
および油圧発生装置２０の駆動を制御するための情報伝
送回路５１に供給される。以上説明したことから明らか
なように、ｚ軸コントローラ５０とθコントローラ５２
とでグリッパ制御手段が構成されている。また、ｚ軸サ
ーボモータ３、θ回転サーボモータ１６、および油圧発
生装置２０の駆動を制御するための情報の伝送について
も、電力の供給と同様にグリッパ１８の作業ポイントに
おいて行なえばよい。そこで、ｚ軸サーボモータ６、θ
回転サーボモータ１６、および油圧発生装置２０への情
報の伝送も、第２の給電装置４４と同様に一次側伝送部
４５ａがグリッパ１８の作業ポイントに対応する所定の
位置に固定されるとともに二次側伝送部４５ｂが移動ユ
ニットに固定された第２の情報伝送装置４５を介して情
報伝送部４０からの情報信号が無接触で伝送される。第
２の情報伝送装置４５は、一次側伝送部４５ａに情報伝
送部４０が接続され、二次側伝送部４５ｂに情報伝送回
路５１が接続されている他は、第２の給電装置４４と同
様の構成であるので、その説明は省略する。

【００１５】情報伝送回路５１では、情報伝送部４０か
ら第２の情報伝送装置４３を介して無接触で伝送された
情報信号と、ｚ軸サーボモータ３の回転を検出するエン
コーダ４からの信号とに基づいて、ｚ軸コントローラ５
０へ信号を送りｚ軸サーボモータ３を駆動させる。同様
に、情報伝送部４０から伝送された情報信号とθ回転サ
ーボモータ１６の回転を検出するエンコーダ１７からの
信号とに基づいてθ回転サーボモータ１６を駆動させ、
さらに、油圧発生装置２０を駆動させる。ここで、油圧
発生装置２０について図６を参照して説明する。油圧発
生装置２０は、油圧ポンプ駆動モータ２１からの駆動力
により油圧ポンプ２６で油タンク２２内の油を汲み上げ
て油圧力を発生させ、この油圧力によりグリッパ１８の
油圧シリンダ１８ａのロッド１８ｂを矢印方向に後退さ
せたり前進させることでワーク３０を把持したり放した
りするものであり、ロッド１８ｂの移動方向を切り換え
るためのソレノイドバルブ２３を有する。油タンク２２
は、油温の変化による容積変化と、ロッド１８ｂの移動
に伴う容積変化に追従するために、容積変化型（あるい
は液面開放型）のものが用いられている。また、ソレノ
イドバルブ２３と油圧シリンダ１８ａのロッド前進側油
室（図示右側の油室）とを連通する油圧配管には、チェ
ックバルブ２４と、ロッド１８ｂの前進移動が完了した
ことを検知するための前進用圧力スイッチ２５とが設け
られている。一方、ソレノイドバルブ２３と油圧シリン
ダ１８ａのロッド後退側油室（図示左側の油室）とを連
通する油圧配管には、ロッド１８ｂの後退移動が完了し
たことを検知するための後退用圧力スイッチ２８が設け
られている。さらに、油圧ポンプ２６とソレノイドバル
ブ２３とを連通する油圧配管にはリリーフバルブ２７が
設けられている。ここで、前進用圧力スイッチ２５と後
退用圧力スイッチ２８とは、それぞれマイクロスイッチ
等を用いた近接スイッチで代用することができる。

【００１６】情報伝送部４０から、第２の情報伝送装置
４５を介して無接触で伝送された情報信号は情報伝送回
路５１に入力され、この情報信号に基づいて情報伝送回
路５１では、ソレノイドバルブ２３を制御したり、各圧
力スイッチ２５、２８の確認信号を第２の情報伝送装置
４５を介して情報伝送部４０へフィードバックする。情
報信号の伝送点数が少ないときには、情報伝送回路５１
によるシリアル通信ではなく、信号点数分の高周波電磁
カップリングを備えて並列通信を行なうことができる。
一方、高周波インバータ４１から、第２の給電装置４４
を介して無接触で供給された高周波電圧は、整流平滑回
路４９において整流および平滑されて直流電圧に変換さ
れた後、油圧ポンプ駆動モータ２１に供給される。次
に、本実施例の直動型ローダの動作について図１および
図３を参照しつつ説明する。まず、高周波インバータ４
１で作られた高周波電圧を、第１の給電装置４２を介し
て無接触でｘ軸サーボモータ６に供給し、グリッパ１８
の作業ポイントに対応する所定の位置、すなわち第２の
給電装置４４の二次側伝送部４４ｂが一次側伝送部４４
ａと対向し、第２の情報伝送装置４５の二次側伝送部４
５ｂが一次側伝送部４５ａと対向する位置まで移動ユニ
ット２をｘ軸方向に移動させる。このときｘ軸サーボモ
ータ６の回転量は、情報伝送部４０から伝送された情報
信号およびｘ軸サーボモータ６の回転を検出するエンコ
ーダ７がらの出力に基づいて、情報伝送回路４８および
ｘ軸コントローラ４７により制御される。

【００１７】移動ユニット２が前記所定の位置に到達し
たら、今度は高周波インバータ４１で作られた高周波電
圧を第２の給電装置４４を介して無接触でｚ軸サーボモ
ータ３、θ回転サーボモータ１６に供給するとともに、
情報伝送部４０からの情報信号を第２の情報伝送装置４
５を介して無接触で各サーボモータ３、１６に伝送して
各サーボモータ３、１６の回転を制御し、グリッパ１８
を所定の位置に位置決めする。グリッパ１８の位置決め
がなされたら、高周波インバータ４１で作られた高周波
電圧を第２の給電装置４４を介して無接触で油圧発生装
置２０に供給するとともに、情報伝送部４０からの情報
信号を第２の情報伝送装置４５を介して無接触で油圧発
生装置２０に伝送してグリッパ１８を駆動させ、ワーク
を把持する。ワークを把持する際には、図６に示したよ
うに高周波インバータ４１で作られた高周波電圧を第２
の給電装置４４を介して無接触で整流平滑回路４９に供
給し、整流平滑回路４９で直流電圧に変換されて油圧ポ
ンプ駆動モータ２１を駆動させる。油圧ポンプ駆動モー
タ２１の駆動により、油タンク２２の油が油圧ポンプ２
６で汲み上げられて油圧が発生し、その後、ソレノイド
バルブ２３のロッド後退側バルブをオンするための信号
が、第２の情報伝送装置４５を介して情報伝送部４０か
ら情報伝送回路５１へ無接触で伝送される。これによ
り、油圧シリンダ１８ａのロッド前進側油室に加圧油が
供給され、ロッド１８ａが前進しグリッパ１８はワーク
３０を把持する。ロッド１８ａの前進端までの移動完了
は前進用圧力スイッチ２５の信号を確認することによっ
て行なわれるが、この信号は情報伝送部４０にフィード
バックされる。

【００１８】ロッド１８ａの前進端までの移動完了の確
認後に、ソレノイドバルブ２３をオフするための信号
を、情報伝送部４０から情報伝送回路５１へ伝送すると
ソレノイドバルブ２３がオフされるが、このとき、チェ
ックバルブ２４の働きにより油圧シリンダ１８ａ内の油
圧は保持される。従って、グリッパ１８によりワーク３
０を把持した状態で移動ユニット２を移動させても、ワ
ーク３０はグリッパ１８に把持されたままである。ま
た、ここで発生する油圧は、ｚ軸サーボモータ（図１参
照）およびθ回転サーボモータ（図１参照）の位置決め
後のブレーキング用にも利用することができる。一方、
グリッパ１８によるワーク３０の把持を解除する場合に
は、移動ユニット２を所定の位置まで移動させ、再度油
圧ポンプ駆動モータ２１を駆動させた後、ソレノイドバ
ルブ２３のロッド後退側バルブをオンし、油圧シリンダ
１８ａのロッド１８ｂを後退させる。ロッド１８ｂの後
退完了の確認は、後退用圧力スイッチ２８からの信号を
情報伝送回路５１から第２の情報伝送装置４５を介して
情報伝送部４０へ伝送することで行なわれる。この信号
が情報伝送部４０へ送られた時点でソレノイドバルブ２
３をオフし、その後、油圧ポンプ駆動モータ２１を停止
させ、ワーク３０の把持が解除される。

【００１９】以上説明したように、油圧発生装置２０が
移動ユニット２に設けられるので、油圧配管は移動ユニ
ット２上での配管ですむ。しかも各給電装置４２、４４
および各情報伝送装置４３、４５により、各サーボモー
タ３、６、１６および油圧発生装置２０への電力の供給
や制御の伝送をを無接触で行なうことで、各サーボモー
タ３、６、１６や油圧発生装置２０の、高周波インバー
タ４１および情報伝送部４０とを接続する電機配線が必
要なくなる。その結果、油圧配管や電機配線を移動ユニ
ット２の外部と接続する必要がなくなり、これら油圧配
管や電機配線を支持するための大がかりな設備も必要な
くなる。また、移動ユニット２の移動に伴う油圧配管や
電機配線の屈曲も発生しないので、油圧配管や電機配線
の疲労による破損も防止でき、信頼性を向上させること
ができる。特に、ｘ軸移動機構を図２の（ｂ）に示した
ようにラックとピニオン機構により構成した場合には、
同一の走行レール１上に複数の移動ユニット２を設け、
互いに動作干渉をしない範囲で、それぞれの移動ユニッ
ト２による協調制御を行なうことができる。その例のい
くつかを図７に示す。図７の（ａ）に示したものは、同
一の走行レール１に二つの移動ユニット２₁、２₂を設
け、一方の移動ユニット２₂のグリッパ１８₂でワーク
３１を把持して作業台３５上に載置し、それを他方の移
動ユニット２₁のグリッパ１８₁で把持して他の場所へ
搬送するものである（受渡し作業）。図７の（ｂ）に示
したものは、大きなワーク３２を搬送する場合の例を示
したもので、一つのワーク３２を三つの移動ユニット２
₁、２ ₂、２₃のグリッパ１８₁、１８₂、１８₃で同
時に把持し搬送するものである（分担作業）。この場合
には、それぞれの移動ユニット２₁、２₂、２₃のグリ
ッパ１８₁、１８₂、１８₃のｚ方向の位置を自由に設
定できるので、ワーク３２の把持部が傾斜面となってい
る場合に特に有効である。図７の（ｃ）に示したもの
は、一方の移動ユニット２₁のグリッパ１８₁で穴の形
成された一方のワーク３３ａを把持し、他方の移動ユニ
ット２₂のグリッパ１８₂で、一方のワーク３３ａの穴
に嵌合する他方のワーク３３ｂを把持し、各移動ユニッ
ト２₁、２₂を接近させることで一方のワーク３３ａに
他方のワーク３３ｂを嵌合させるものである（共同作
業）。このように、同一の走行レール１に複数の移動ユ
ニット２を設けることで、様々な作業が可能となる。

【００２０】一方、図２の（ａ）に示したように、ｘ軸
移動機構をボールねじ機構により構成した場合には、同
一の走行レール１には一つの移動ユニット２しか設ける
ことができず、また、ボールねじ８の加工限界によって
こう長が制限されたり高速駆動時の振動が生じる場合が
あるが、移動ユニット２の駆動源が固定側にあるので第
１の給電装置４２および第１の情報伝送装置４３は必要
なくなる。本実施例では、油圧発生装置２０を移動ユニ
ットに設けた場合の例について述べたが、油圧発生装置
２０をグリッパ支持部材１５に設けることもできる。こ
の場合、第１の給電装置４２や第１の情報伝送装置４３
と同様の第３の給電装置および情報伝送装置（不図示）
を用いて、油圧発生装置２０への電力の供給および制御
情報の伝送を無接触で行なうことができる。すなわち、
第２の給電装置４４の二次側伝送部４４ｂに接続された
第３の給電装置の一次側伝送部、および第２の情報伝送
装置４５の二次側伝送部４５ｂに接続された第３の情報
伝送装置の一次側伝送部の巻線を、それぞれｚ軸方向に
ループ状に巻回して移動ユニット２に支持する一方、各
二次側伝送部をグリッパ支持部材１５に固定すれば、グ
リッパ支持部材１５の移動ストロークの全域において、
第２の給電装置４４に供給された電力および第２の情報
伝送装置４５に伝送された情報信号の、油圧発生装置２
０への伝送が無接触で行なわれる。このように、油圧発
生装置２０をグリッパ支持部材１５に設けることで、グ
リッパ１８をｚ軸方向に移動させたときの油圧配管の屈
曲がなくなるので、油圧配管の寿命を延長させることが
できる。これは、特にグリッパ１８のストロークが大き
い場合に有効である。

【００２１】さらに、油圧発生装置２０をグリッパ１８
と一体に取り付けることもできる。こうすることによっ
て、グリッパ１８が回転すると油圧発生装置２０もグリ
ッパ１８と一体となって回転するので油圧配管のねじれ
も発生せず、油圧配管の寿命をより向上させることがで
きる。この場合には、上述した第３の給電装置および情
報伝送装置に加え、さらに、高周波電磁誘導を利用して
電力および情報信号を無接触で伝送する回転型の第４の
給電装置および情報伝送装置（不図示）を、グリッパ１
８の回転軸に設けることによって、油圧発生装置への電
力および情報信号の伝送を無接触で行なうことができ
る。この回転型の給電装置および情報伝送装置というの
は、グリッパ支持部材１５に固定された一次側伝送部に
対して二次側伝送部が回転自在に設けられたものであ
る。（第２実施例）第１実施例では、ｘ軸サーボモータ６の
駆動を制御するための情報伝送回路４８と、情報伝送部
４０との間の情報信号の伝送を、高周波電磁誘導を利用
して行なう場合の例について示したが、本実施例は、こ
れを光カップラにより無接触で行なうものである。図８
は、本発明の直動型ローダの第２実施例の第１の情報伝
送装置を説明するための要部斜視図である。なお、図８
においては、構成をわかりやすくするために移動ユニッ
トを簡略して図示した。

【００２２】図８に示すように、走行レール６１には、
固定側発光素子６３および固定側受光素子６５が固定さ
れ、両者はそれぞれ情報伝送部６８に接続されている。
一方、移動ユニット６２には、固定側発光素子６３から
出射された光が入射される移動側受光素子６４と、固定
側受光素子６５へ光を入射させる移動側発光素子６６と
が固定されている。これら移動側受光素子６４および移
動側発光素子６６は、それぞれ、ｘ軸コントローラ（不
図示）を介してｘ軸サーボモータ（不図示）の駆動を制
御するための信号が伝送される、第１実施例と同様の情
報伝送回路（不図示）に接続されている。そして、高周
波インバータ６９で作られた高周波電圧は第１の給電装
置７０を介して無接触で整流平滑回路６７に供給され、
整流平滑回路６７で整流平滑化された直流電圧が、移動
側受光素子６４および移動側発光素子６６に供給され
る。ここで、発光素子とは、電気信号を光信号に変換す
る電気・光変換素子であり、受光素子とは、光信号を電
気信号に変換する光電変換素子である。また、固定側発
光素子６３および移動側発光素子６６としては、赤外線
発光ダイオードやレーザダイオード等を用いることがで
きる。その他の構成については第１実施例のものと同様
でよいので、その説明は省略する。

【００２３】上記構成に基づき、ｘ軸サーボモータへの
指令情報やシーケンス情報は、情報伝送部６８から固定
側発光素子６３に送られ、固定側発光素子６３の電気・
光変換によって光パルス信号となって固定側発光素子６
３から出射される。固定側発光素子６３から出射された
光パルス信号は移動側受光素子６４に入射し、ここで電
気信号に変換されて情報伝送回路に送られる。一方、ｘ
軸サーボモータのフィードバック情報は、情報伝送回路
から移動側発光素子６６に送られ、移動側発光素子６６
の電気・光変換によって光パルス信号となって移動側発
光素子６６から出射される。移動側発光素子６６から出
射された光パルス信号は固定側受光素子６５に入射し、
ここで電気信号に変換されて情報伝送部６８に送られ
る。すなわち、情報伝送部６８と情報伝送回路との間で
の情報信号の伝送が、光パルス信号により無接触で行な
われる。（第３実施例）図９は、本発明の直動型ローダの第３実
施例の要部構成を示す正面図である。上述した実施例で
は、油圧で駆動されるグリッパを用いた例を示したが、
把持力が小さくてよい場合には、空圧で駆動されるグリ
ッパを用いることができる。そこで本実施例では、ワー
ク９５を把持するグリッパとして空圧グリッパ８３を用
いており、空圧グリッパ８３を駆動するための空圧発生
装置９０が移動ユニット８２に取り付けられている。空
圧発生装置９０は、空圧を発生させるコンプレッサ９２
と、コンプレッサ９２を駆動させるコンプレッサモータ
９１と、レギュレータ９３と、電磁バルブ９４とで構成
され、電磁バルブ９４が開かれることで、エア配管を介
して空圧グリッパ８３に加圧空気が供給される。一方、
空圧グリッパ８３は、圧縮ばね８３ｂのばね力によりハ
ンド部８３ａが閉じる方向に付勢されており、空圧発生
装置９０から加圧空気が供給されることで、圧縮ばね８
３ｂのばね力に抗してハンド部８３ａが開かれるもので
ある。コンプレッサモータ９１へは、高周波インバータ
８１で作られて第２の給電装置８４を介して無接触で供
給された高周波電圧が、整流平滑回路８６で整流平滑化
された後、供給される。電磁バルブ９４の制御は、第２
の情報伝送装置８５を介して情報伝送部８０から情報伝
送回路８７に無接触で伝送された情報信号により行なわ
れる。その他の構成については第１実施例のものと同様
であるので、その説明は省略する。

【００２４】上記構成に基づき、移動ユニット８２が所
定の位置まで移動されたら、コンプレッサモータ９１を
駆動してコンプレッサ９２で空圧を発生させるととも
に、電磁バルブ９４を開いて空圧グリッパ８３に加圧空
気を供給し、ハンド部８３ａを開かせる。この状態で空
圧グリッパ８３をワーク９５の位置までｚ軸方向に移動
させた後、コンプレッサモータ９１を停止させるととも
に空圧グリッパ８３に供給されていた加圧空気を逃す
と、圧縮ばね８３ｂのばね力によりハンド部８３ａが閉
じられワーク９５が把持される。このように、ワーク９
５の把持は圧縮ばね８３ｂのばね力により行なわれるの
で、このまま移動ユニット８２を移動させてもワーク９
５を把持した状態を保つことができ、ワーク９５を搬送
することができる。把持されたワーク９５を開放する際
には、再び空圧グリッパ８３に加圧空気を供給してハン
ド部８３ａを開けばよい。本実施例では、圧縮ばね８３
ｂにより空圧グリッパ８３のハンド部８３ａを閉じた状
態に保持する場合の例を示したが、それに限らず、機械
的なロック機構を用いたり、真空パッドをグリッパとす
る構成も可能である。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。高周波電磁誘
導を利用して電力を伝送する給電装置および情報信号を
伝送する情報伝送装置を有することで、高周波電源から
の電力の供給や制御情報信号生成手段からの情報信号の
伝送は無接触で行なわれる。その結果、高周波電源や制
御情報信号生成手段と移動ユニットとの間には、電気配
線や流体配管が必要なくなるので、これら電気配線や流
体配管を支持するための大がかりな設備が必要なくなる
し、電気配線や流体配管の屈曲による破損も防止するこ
とができ、信頼性が向上する。これは、第１の情報伝送
装置を光パルス信号により情報信号の伝送を行なうもの
とした場合でも同様である。また、流体圧発生装置に
は、グリッパのハンド部によるワークの把持状態を保持
する保持手段が設けられているので、移動ユニットの移
動中に、グリッパ移動手段や流体圧発生手段への電力の
供給、およびグリッパ制御手段や流体圧発生手段への情
報信号の伝送を行なわずに、ワークを搬送することがで
きる。

【００２６】また、移動ユニット移動手段をラックとピ
ニオン機構によるものとすることで、高周波電源や制御
情報信号生成手段と移動ユニットとの間に電気配線や流
体配管が必要なくなるので、移動ユニット移動手段をラ
ックとピニオン機構によるものとすることで同一のレー
ルに複数の移動ユニットを設けることができ、これら複
数の移動ユニットによる協調制御を行なうことができる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の直動型ローダの第１実施例の概略斜視
図である。

【図２】図１に示した直動型ローダの移動ユニットのｘ
軸移動機構の例を示し、同図（ａ）はボールねじ機構に
よる場合の概略斜視図、同図（ｂ）はラックとピニオン
機構による場合の概略斜視図である。

【図３】図１に示した直動型ローダの電気的な構成を示
すブロック図である。

【図４】図１に示した直動型ローダの第１の給電装置の
概略斜視図である。

【図５】図１に示した直動型ローダの第２の給電装置の
概略斜視図である。

【図６】図１に示した直動型ローダの油圧発生装置の構
成図である。

【図７】図１に示した直動型ローダで複数の移動ユニッ
トを設けた場合の作業の例を示す図で、同図（ａ）は受
渡し作業を行なう場合、同図（ｂ）は分担作業を行なう
場合、同図（ｃ）は共同作業を行なう場合をそれぞれ示
す。

【図８】本発明の直動型ローダの第２実施例の第１の情
報伝送装置を説明するための要部斜視図である。

【図９】本発明の直動型ローダの第３実施例の要部構成
を示す正面図である。

【図１０】従来の直動型ローダの概略斜視図である。

【符号の説明】

１、６１走行レール２、６２、８２移動ユニット２ａガイド溝３ｚ軸サーボモータ４、７、１７エンコーダ５、８ボールねじ６ｘ軸サーボモータ９ボールナット１０ラック１１ピニオンギヤ１５グリッパ支持部材１６ θ回転サーボモータ１８グリッパ１８ａ油圧シリンダ１８ｂロッド２０油圧発生装置２１油圧ポンプ駆動モータ２２油タンク２３ソレノイドバルブ２４チェックバルブ２５前進用圧力スイッチ２６油圧ポンプ２７リリーフバルブ２８後退用圧力スイッチ３０、９５ワーク４０、６８、８０情報伝送部４１、６９、８１高周波インバータ４２、７０第１の給電装置４２ａ、４３ａ、４４ａ、４５ａ一次側伝送部４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ、４５ｂ二次側伝送部４３第１の情報伝送装置４４、８４第２の給電装置４５、８５第２の情報伝送装置４６、４９、６７、８６整流平滑回路４７ｘ軸コントローラ４８、５１、８７情報伝送回路５０ｚ軸コントローラ５２ θコントローラ６３固定側発光素子６４移動側受光素子６５固定側受光素子６６移動側発光素子８３空圧グリッパ８３ａハンド部８３ｂ圧縮ばね９０空圧発生装置９１コンプレッサモータ９２コンプレッサ９３レギュレータ９４電磁バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浜本浩志福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号株式会社安川電機内 (72)発明者平賀義二福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号株式会社安川電機内 (72)発明者青山義雄愛知県名古屋市昭和区吹上町１丁目65番地２

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レールに沿って移動可能に設けられた移
動ユニットと、該移動ユニットにレールと垂直方向に移
動可能に設けられ、加圧流体の供給により駆動されるハ
ンド部でワークを把持するグリッパとを有し、前記移動
ユニットおよびグリッパは、それぞれ外部からの電力の
供給により駆動されるとともに外部からの情報信号の伝
送により動作が制御される直動型ローダにおいて、前記移動ユニットを移動させる移動ユニット移動手段に
電力を供給するために、高周波電源からの高周波電圧
を、高周波電磁誘導を利用して前記移動ユニット移動手
段に伝送する第１の給電装置と、制御情報信号生成手段からの情報信号を、高周波電磁誘
導を利用して前記移動ユニットの移動を制御する移動ユ
ニット制御手段に伝送する第１の情報伝送装置と、前記グリッパを移動させるグリッパ移動手段および前記
グリッパのハンド部を開閉しその動作を制御する流体圧
発生装置に電力を供給するために、前記高周波電源から
の高周波電圧を、高周波電磁誘導を利用して前記グリッ
パ移動手段および前記流体圧発生装置に伝送する第２の
給電装置と、前記制御情報信号生成手段からの情報信号を、高周波電
磁誘導を利用して前記グリッパの駆動を制御するグリッ
パ制御手段および前記流体圧発生装置に伝送する第２の
情報伝送装置とを有し、前記流体圧発生装置には、前記グリッパのハンド部によ
るワークの把持状態を保持する保持手段を有することを
特徴とする直動型ローダ。
【請求項２】前記第１の給電装置は、前記高周波電源
に接続された巻線が前記レールに沿ってループ状に巻回
された一次側伝送部と、該一次側伝送部と対向して前記
移動ユニットに固定されたコアに、前記移動ユニット移
動手段に接続された巻線が巻回された二次側伝送部とで
構成され、前記第１の情報伝送装置は、制御情報信号生成手段に接
続された巻線が前記レールに沿ってループ状に巻回され
た一次側伝送部と、該一次側伝送部と対向して前記移動
ユニットに固定されたコアに、前記移動ユニット制御手
段に接続された巻線が巻回された二次側伝送部とで構成
される請求項１に記載の直動型ローダ。
【請求項３】高周波電磁誘導を利用して前記移動ユニ
ットの移動を制御する移動ユニット制御手段に伝送する
第１の情報伝送装置にかえて、光パルス信号を利用して
前記移動ユニットの移動を制御する移動ユニット制御手
段に伝送する第１の情報伝送装置とした請求項１に記載
の直動型ローダ。
【請求項４】前記第１の情報伝送装置は、制御情報信
号生成手段に接続されて固定され、電気信号を光信号に
変換する電気・光変換素子と、前記移動ユニットに固定
されるとともに前記移動ユニット制御手段に接続され、
前記電気・光変換素子から出射される光信号が入射され
て該光信号を電気信号に変換する光電変換素子とで構成
される請求項３に記載の直動型ローダ。
【請求項５】前記第２の給電装置は、前記グリッパの
作業ポイントに対応する所定の位置に固定されたコア
に、前記高周波電源に接続された巻線が巻回された一次
側伝送部と、前記グリッパが作業ポイントにあるとき該
一次側伝送部と対向するように前記移動ユニットに固定
されたコアに、前記グリッパ移動手段および前記流体圧
発生手段に接続された巻線が巻回された二次側伝送部と
で構成され、前記第２の情報伝送装置は、前記グリッパの作業ポイン
トに対応する所定の位置に固定されたコアに、前記制御
情報信号生成手段に接続された巻線が巻回された一次側
伝送部と、前記グリッパが作業ポイントにあるとき該一
次側伝送部と対向するように前記移動ユニットに固定さ
れたコアに、前記グリッパ制御手段および前記流体圧発
生装置に接続された巻線が巻回された二次側伝送部とで
構成される請求項１ないし４のいずれか１項に記載の直
動型ローダ。
【請求項６】前記移動ユニット移動手段は、前記移動
ユニットに回転自在に設けられ、前記レールと平行に配
置されたラックと噛み合うピニオンギヤを回転させるた
めの、前記移動ユニットに固定されたサーボモータであ
る請求項１ないし５のいずれか１項に記載の直動型ロー
ダ。
【請求項７】同一のレールに複数の移動ユニットが設
けられた請求項６に記載の直動型ローダ。
【請求項８】前記流体圧発生装置は油圧発生装置であ
るとともに、前記グリッパは油圧シリンダの駆動により
前記ハンド部が開閉される油圧グリッパであり、前記油圧発生装置は、前記第２の給電装置を介して前記
高周波電源から供給される電力により駆動される油圧ポ
ンプと、該油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間に設け
られ、前記第２の情報伝送装置を介して前記制御情報信
号生成手段から伝送される情報信号により制御されるソ
レノイドバルブとを有し、前記保持手段は、前記ソレノイドバルブと前記油圧シリ
ンダとの間に設けられたチェックバルブである請求項１
ないし７のいずれか１項に記載の直動型ローダ。
【請求項９】前記流体圧発生装置は空圧発生装置であ
るとともに、前記グリッパは前記空圧発生装置から加圧
空気が供給されることで前記ハンド部が開かれる空圧グ
リッパであり、前記空圧発生装置は、前記第２の給電装置を介して前記
高周波電源から供給される電力により駆動されるコンプ
レッサと、該コンプレッサと前記空圧グリッパとの間に
設けられ、前記第２の情報伝送装置を介して前記制御情
報生成手段から伝送される情報信号により制御される電
磁バルブとを有し、前記保持手段は、前記ハンド部が閉じる方向に付勢して
いるばねである請求項１ないし７のいずれか１項に記載
の直動型ローダ。