JP3587766B2

JP3587766B2 - 搬送装置

Info

Publication number: JP3587766B2
Application number: JP2000199368A
Authority: JP
Inventors: 幸治土肥
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2020-06-30
Also published as: JP2002018767A

Description

【０００１】
【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、特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り付け、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。
【０００４】
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。
【０００５】
【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。
【０００６】
また、搬送装置を駆動させるのに、スクリューを駆動させる駆動用モータを別途に必要とするため、この駆動用モータをロボットとは別に制御せねばならず、制御が複雑となる。
【０００７】
本発明の目的は、搬送速度が速く、別途に駆動用モータを必要としない搬送装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、ロボットの手首に取付けられ、被搬送物を着脱自在に保持する保持手段を有し、第１位置と第２位置との間で往復揺動するロボットのアームに同期して、保持手段を第１位置と第２位置との間で往復動させて被搬送物を第１位置から第２位置に搬送する搬送装置において、
基端部が、ロボットの手首に取付けられる第１リンク、および第１リンクの先端部に回転可能に基端部が連結される第２リンクを有するリンク機構と、
アームに対する第１リンクの回転を第２リンクに伝達し、第１リンクに対して第２リンクを回転させる回転伝達手段とを備え、
前記回転伝達手段は、第１リンクの基端部に回転自在に設けられ、かつロボットのアームに固定的に連結される太陽歯車と、第１リンクの先端部に回転自在に設けられ、かつ第２リンクの基端部に固定される遊星歯車と、太陽歯車および遊星歯車間にわたって巻掛けられるタイミングベルトとを有し、
アームを揺動させながら、ロボットの手首の手首軸によって、第１リンクをアームに対して回転させることによって、その回転は前記回転伝達手段によって第２リンクに伝達されて第２リンクを第１リンクに対して回転させ、
第１位置と第２位置との中央位置からのロボットのアームの揺動角度をαとしたとき、手首軸によって駆動される第１リンクの回転角度は、アームの揺動角度αの（９０°−α）／α倍とされ、第２リンクの回転角度が、アームに対する第１リンクの回転角度の１８０°／（９０°−α）倍となるように、前記太陽歯車の歯数に対する前記遊星歯車の歯数が設定されることを特徴とする搬送装置である。
【０００９】
本発明に従えば、搬送手段は第１リンクと第２リンクとを有するリンク機構から構成されるので、スクリューねじを駆動させてスライド変位させる従来の搬送手段に比べて格段に高速に動作することができる。ロボットは、たとえば６軸多関節型ロボットであり、第１リンクは、その手首軸によって回転駆動する。アームに対する第１リンクの回転は、回転伝達手段によって第２リンクに伝達される。これによって、第１リンクを手首軸で回転駆動させると、これに連動して第２リンクが回転する。このようにして、搬送手段に駆動用モータを別途に設けることなく、ロボットの手首軸を用いて搬送手段のリンク機構を駆動することができる。
【００１３】
図１を参照して、搬送装置の動作について説明する。ロボットのアームは、第１位置（図１の左方）と第２位置（図１の右方）と間を揺動し、搬送装置のリンク機構は、この揺動に同期して動作し、アームが第１位置側にあるとき、リンク機構は第１位置側に伸び、第２位置側にあるとき、第２位置側に伸びるように動作する。
【００１４】
図１において、ロボットのアームが、第１位置と第２位置との中央の位置にあるとき、リンクは第１位置と第２位置とをむすぶ直線状の搬送経路Ｌに対して垂直となる。またこのとき、第１リンクと第２リンクとは重なるように折り畳まれ、かつロボットのアームに沿って延びている。このときのアームの角度を絶対座標の０°とし、リンクが第２位置にあるときの揺動角度をα°とする。
【００１５】
アームを０°から第２位置にむけてα°回転させるとき、第２リンクの先端に保持される被搬送物が、第１リンクと第２リンクとを結ぶ搬送経路Ｌに沿って移動するためには、アームが０°からα°揺動する間に、第１リンクはアームに対して（９０°−α）回転させる必要がある。つまり、第１リンクは、アームの揺動に対して、（９０°−α）／α倍回転させる必要がある。
【００１６】
同様に、アームが０°からα°揺動する間に、第２リンクは第１リンクに対して１８０°回転する必要がある。つまり、第２リンクは、アームに対する第１リンクの回転角度に対して、１８０°／（９０°−α）倍回転する必要がある。
【００１７】
したがって、手首軸によって駆動される第１リンクを、アームの揺動角度の（９０°−α）／α倍となるように制御し、第２リンクの回転角度が、アームに対する第１リンクの回転角度の１８０°／（９０°−α）倍となるように回転伝達手段を設定することによって、第２リンクの先端部の設けられる保持手段を第１位置から第２位置に一直線状に移動させることができ、アームの揺動角度がαのとき、第１リンクと第２リンクとは第１位置から第２位置への保持手段の移動経路上で１８０°の角度をなすことによって、搬送の動作範囲を大きく取ることができる。
【００１８】
請求項２記載の本発明は、前記リンク機構は、３個以上のリンクが直列に連結されるリンク機構か、またはダブルリンクを有するリンク機構か、またはひし形リンクを有するリンク機構であることを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、搬送装置のリンク機構は、図１１に示すようにＭ字状または図１２に示すように逆Ｎ字状であってもよく、図１３に示すように、第１リンクおよび第２リンクがそれぞれダブルリンク（平行クランク機構）を構成するものであってもよく、また図１７に示すように、第１リンクおよび第２リンクがひし形のリンク機構を構成するものであってもよく、さらにこれらを組み合わせたリンク機構であってよい。
【００２１】
請求項３記載の本発明は、前記保持手段は、第２リンクの先端部に回転可能に設けられ、第１リンクに対する第２リンクの回転を伝達して、保持手段の回転角度が、第１リンクに対する第２リンクの回転角度の１／２となるように、保持手段用回転伝達手段が設定され、搬送中の被搬送物の向きを一定とすることを特徴とする。
【００２２】
図１を参照して、保持手段の動作について説明する。第１リンクに対する第２リンクの回転は、保持手段用回転伝達手段によって保持手段に伝達され、保持手段もアームの揺動に同期して回転する。保持手段によって保持される被搬送物が、搬送中に向きを変えないためには、ロボットのアームが０°からα°回転し、第２リンクが、第１リンクに対して１８０°回転するとき、保持手段を第２リンクに対して９０°回転させる必要がある。つまり、保持手段は、第１リンクに対する第２リンクの回転角度の１／２倍回転する。
【００２３】
したがって、第１リンクに対する第２リンクの回転角度が１／２倍に拡大されて保持手段に伝達されるように保持手段用回転伝達手段を設定することによって、被搬送物の向きを変えず、非反転で搬送することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図２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３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６６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に搬送装置１が取付けられる。手首７の手首軸は、第５軸Ｊ５に垂直な第６軸Ｊ６まわりに回転する。
【００２７】
ロボット３の各関節軸Ｊ１〜Ｊ６は、それぞれ個別にサーボモータによって回転駆動され、手首軸は、第１リンク１０を、上部アーム６に対して第６軸Ｊ６まわりに回転駆動する。
【００２８】
搬送装置１は、第１リンク１０および第２リンク１１から成るリンク機構９と、第２リンク１１の先端部に設けられる保持手段１２とから構成される。第２リンク１１は、第１リンク１０と同じ長さであり、基端部１１ａが、第１リンク１０の先端部１０ｂに、前記第６軸Ｊ６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リンク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、図３の左方の第１位置にある一方のプレス機２０から図３の右方の第２位置にある他方のプレス機２１にワークＷを搬送する。ロボット３は、第６軸Ｊ６が鉛直となるように搬送装置１をほぼ水平に保持し、第１軸Ｊ１を中心として上部アーム６を揺動させるとともに、この上部アーム６の揺動に同期させて搬送装置１のリンク機構９を往復動作させる。
【００３０】
次に、図４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】
図４（１）に示すように、上部アーム６とともに一方のプレス機２０側へ搬送装置１を伸ばし、保持手段１２でワークＷを保持したのち、第１リンク１０が第１の回転方向（図４において時計回り）に回転し、第２リンク１１が第２の回転方向（図４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の回転方向（図４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。
【００３２】
さらに第１リンク１０を第１の回転方向に回転させると、図４（２）に示す状態を経て、図４（３）に示すようにプレス機２０，２１間の中央部で搬送装置１は折り畳まれる。このとき、搬送経路Ｌに垂直にロボット３の上部アーム６が配置されるとともに、第１リンク１０および第２リンク１１が折り重なって搬送経路Ｌに垂直に配置される。
【００３３】
さらに上部アーム６を他方側に揺動させるとともに、第１リンク１０を第１の回転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１は他方側に伸びる。このようにして、図４（４）の状態を経て、第１リンク１０と第２リンク１１とを一直線になるまで伸ばし、ワークＷを他方側のプレス機２１まで搬送させる。図４（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。
【００３４】
次に、リンク機構９について説明する。リンク機構９は、第１リンク１０と、第２リンク１１と、ロボットの上部アーム６に対する第１リンク１０の回転を第２リンク１１に伝達し、第１リンク１０に対して第２リンク１１を回転させる回転伝達手段８と、第１リンク１０に対する第２リンク１１の回転を保持手段１２に伝達し、保持手段１２を回転させる保持手段用回転伝達手段１５とを含む。図５は、搬送装置１の内部構造を示す平面図であり、図６はその側面図である。
【００３５】
第１リンク１０は中空の第１リンク本体２２を有し、基端部１０ａが手首７に固定され、この第１リンク本体２２が、ロボットの手首軸を駆動するサーボモータＭ６によって回転駆動される。この第１リンク本体２２の内部で、基端部１０ａ側に、第１太陽歯車２５が設けられる。この第１太陽歯車２５は、ロボットの上部アーム６に対して固定的に連結されており、第１リンク１０を手首軸で回転させたとき、第１太陽歯車２５は、相対的に第１リンク１０に対して回転することになる。第１リンク本体２２の先端部１０ｂには、第６軸の軸線Ｊ６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。これらの第１太陽歯車２５、第１遊星歯車２６、およびタイミングベルト２７から回転伝達手段８が構成される。第１遊星歯車２６は、軸受け２８によって第１リンク本体２２に回転自在に軸支されるとともに、第２リンク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リンク１１が回転する。
【００３６】
中空の第２リンク本体３９の基端部には第２太陽歯車３６が設けられ、先端部に第２遊星歯車３７が設けられ、この第２遊星歯車３７に保持手段１２が連結され、第２遊星歯車３７とともに保持手段１２が回転する。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を巻きかけられる。これらの第２太陽歯車３６、第２遊星歯車３７、タイミングベルト３８から保持手段用回転伝達手段１５が構成される。
【００３７】
図７に示すように、第２太陽歯車３６は、第１リンク本体２２に固定的に連結され、第１リンク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７に示すように、第１遊星歯車２６は、軸３４を介して第２リンク本体３９に固定的に接続され、第２リンク１１と一体に回転軸線Ａ１まわりに回転し、第２太陽歯車３６は、第１リンク本体２２に固定的に接続され、第１リンク１０と一体となる。第２遊星歯車３７は、第２リンク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リンク本体３９に軸支される。
【００３８】
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５に示すように、歯車２５を固定した状態で、第１リンク１０を第１の回転方向（図５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５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リンク１１とは固定されており、一体となって回転するので、第１リンク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リンク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。
【００３９】
図１で説明したように、中央から第２位置である他方側のプレス機２１まで上部アーム６の揺動角度をα（°）としたとき、手首軸によって駆動される第１リンク１０を、上部アーム６の揺動角度αの（９０°−α）／α倍となるように手首軸を制御し、第２リンク１１の回転角度が、上部アーム６に対する第１リンクの回転角度の１８０°／（９０°−α）倍となるように回転伝達手段８を設定することによって、第２リンク１１の先端部の設けられる保持手段１２を一方のプレス機２０から他方のプレス機２１に一直線状に移動させることができる。
【００４０】
第１リンク１０が、上部アーム６の揺動角度αの（９０°−α）／α倍となるように手首軸を制御するとは、具体例を挙げると、たとえば、アーム６の揺動角度αが３０°のとき、第１リンク１０の回転角度を、アーム６に対して２倍となるように制御し、揺動角度αが４５°のとき、第１リンク１０の回転角度を、アーム６の揺動角度と同じになるように制御し、揺動角度が６０°のとき、第１リンク１０の回転角度を、アーム６の揺動角度の１／２となるように制御する。
【００４１】
また、第２リンク１１の回転角度が、上部アーム６に対する第１リンクの回転角度の１８０°／（９０°−α）倍となるように回転伝達手段８を設定するとは、具体例を挙げると、たとえばアーム６の揺動角度αが３０°のとき、第１リンク１０に対する第２リンク１１の回転角度が３倍となるように回転伝達手段８を設定し、揺動角度αが４５°のとき、第２リンク１１の回転角度が４倍となるように設定し、揺動角度αが６０°のとき、第２リンク１１の回転角度が６倍となるように設定する。
【００４２】
つまり、回転伝達手段８の第１遊星歯車２６の歯数に対して、第１太陽歯車２５の歯数が、１８０°／（９０°−α）倍となるように選ぶ。
【００４３】
同様に、図１で説明したように、第１リンク１０に対する第２リンク１１の回転角度が１／２倍に拡大されて保持手段１２に伝達されるように保持手段用回転伝達手段１５を設定することによって、被搬送物の向きを変えず、非反転で搬送することができる。
【００４４】
つまり、保持手段用回転伝達手段１５の第２遊星歯車３７の歯数に対して、第２太陽歯車３６の歯数が、１／２となるように選ぶ。
【００４５】
なお、図１においては、中央から第２位置に移動するときの状態のみを図示したものであるが、第１位置から中央までの移動に関しては、対称に現れる。
【００４６】
図８は、上部アーム６の手首先端の移動速度（ａ）と、リンクの回転速度（ｂ）と、ワークＷの移動速度（ｃ）との関係を示すグラフである。
【００４７】
アーム６が第一位置から第２位置まで揺動するとき、第１リンク１０は、１８０°回転する。ロボット３は、上部アーム６の手首先端が、搬送経路Ｌに沿って一定速度で移動するように制御される。したがって、図８（ａ）に示すように、手首先端が一定速度で移動すると、リンクの回転速度は、図８（ｂ）に示すように、中央で最も速くなる。
【００４８】
したがって、ワークＷの移動速度は、図８（ｃ）に示すように、アーム６の移動速度に比べて中央部で格段に速い速度で移動する。
【００４９】
リンク機構９は、第１位置および第２位置近傍では第１リンク１０と第２リンク１１とが開き、剛性が低くなっているが、中央部では第１リンク１０と第２リンク１１とが重なって折り畳まれ、剛性が高くなっている。したがって、上部アーム６を一定速度で移動させることによって、剛性の低い第１位置、第２位置近傍では移動速度を遅くし、剛性の高い中央部では移動速度を速くして安定に搬送することができる。
【００５０】
また逆に、図９（ａ）に示すように、第１位置と第２位置との中央部において、上部アーム６の先端部の移動速度が遅くなるように上部アーム６の揺動速度を制御し、これによってリンクの回転速度が一定となるように制御してもよい。
【００５１】
つぎに、図１０を参照して、保持したワークＷの水平姿勢角度について説明する。
【００５２】
ロボット３の上部アーム６が中央から第２位置に揺動したときの揺動角度をαとし、アーム６の任意の位置での揺動角度をθとし、第1リンク１０の回転角度をθ１とし、第２リンク１１の回転角度をθ２とし、保持手段１２の回転角度をθ３とすると、

となる。このときのワークＷの水平姿勢角度Θは、

となり、常に一定である。
ここで、第1リンク１０の回転角度θ１を微量分φ回転させると、

となり、

となる。
【００５３】
したがって、微量分φに対してα／（９０°−α）倍の回転角度比でΘの角度が変化する。この変化する割合は、ロボット３の上部アーム６のそのときの揺動角度θによらず、システム設定の角度αによって決まる。
【００５４】
つまり、微量分φによるワーク保持手段１２の姿勢変更は、両端のワーク吸着保持点、または吸着解除点だけでなく、途中位置でも可能で、ワーク保持手段１２を、搬送装置１へ取付けるときに微調整することができる。
【００５５】
図１１、１２は本発明の他の実施形態の搬送装置５５，５６を示す平面図である。搬送装置５５は、前述した搬送装置１のリンク機構のリンクを直列に連結してさらに延長したものである。搬送装置５５では、第２リンク１１の先端に第３リンク５７を設け、この第３リンク５７の先端にさらに第４リンク５８を設けたＭ字状の構造を有する。このように構成することによって、搬送装置１に比べて搬送距離を２倍にすることができる。なお、第３リンク５７および第４リンク５８は、それぞれ歯車とベルトを用いた回転伝達手段によって、ロボット３の上部アーム６に対する第１リンク１１の回転が伝達される。
【００５６】
図１２に示す搬送装置５６では、第２リンク１１の長さを倍にするとともに、第３リンク５７のみ設ける構成とした。このような逆Ｎ字状の構造によって、図１１に示す搬送装置５５に比べて構造を単純にし、かつ搬送装置５５と同じ搬送距離を有するように構成できる。
【００５７】
図１３は、本発明の実施の他の形態の搬送装置４０の構成を示す平面図である。本実施形態の搬送装置４０のリンク機構４１は、前述した搬送装置１のリンク機構９と異なり、ダブルリンク（平行クランク機構）によって構成される。
【００５８】
詳しく説明すると、リンク機構４１は、前述した搬送装置１の第１リンクに対応する第１ダブルリンク４２と、搬送装置１の第２リンクに対応する第２ダブルリンク４３とから構成され、第１ダブルリンク４２は、第１〜第４リンク４４〜４７から構成され、第２ダブルリンク４３は、第１ダブルリンク４２の第４リンク４７を共通に持ち、第４〜第７リンク４７〜５０から構成される。第１ダブルリンク４２は、第１リンク４４と第３リンク４６とが平行であり、第３リンク４５と第４リンク４７とが平行である。第２ダブルリンク４３は、第４リンク４７と第６リンク４９とが平行であり、第５リンク４８と第７リンク５０とが平行である。第２ダブルリンク４３の先端の第６リンク４９に、保持手段１２が固定される。
【００５９】
第１ダブルリンク４２の第１リンク４４が、ロボット３の手首軸によって回転駆動される。第１リンク４４の先端部に取付けられる第７リンク５０は、前述した搬送装置１と同様に、ベルトと歯車から成る回転伝達手段と同様の機構によって、上部アーム６に対する第１リンク４４の回転が伝達される。また、手首に取付けられるもう一方のリンクである第２リンク４５は、歯車などの回転伝達手段によって、上部アーム６に対する第１リンク４４の回転が伝達され、この第２リンク４５は、常に搬送経路Ｌに平行となるように回転する。このような構成によって、第２ダブルリンク４３先端の第６リンク４９も常に搬送経路Ｌに平行となり、この第６リンク４９に固定される保持手段１２の向きも常に一定となり、非反転でワークＷは搬送される。
【００６０】
つぎに、図１４を参照して、搬送装置４０の搬送動作について説明する。ロボット３の上部アーム６を中央位置から図１２において時計回りにα（°）回転させて第２位置に搬送するものとする。ロボット３は、上部アーム６を揺動させるとともに、手首軸で第１リンク４４を回転させる。すると、回転伝達手段によって、上部アーム６に対する第１リンク４４の回転が、第７リンク５０に伝達されて、第７リンク５０が反時計回りに回転するとともに、第２リンク４５も反時計回りに回転する。このように回転し、上部アーム６の揺動角度がα°となったとき、リンク機構４１は一直線状に伸び、ワークＷを第２位置まで搬送することができる。
【００６１】
このとき、手首軸によって駆動される第１リンク４４を、上部アーム６の揺動角度αの（９０°−α）／α倍となるように手首軸を制御し、上部アーム６に対する第１リンク４４の回転を第７リンク５０に伝達するする回転伝達手段は、上部アーム６の揺動角度の１８０°／（９０°−α）倍に拡大するように設定され、上部アーム６に対する第１リンク４４の回転を第４リンク４５に伝達するする回転伝達手段は、上部アーム６の揺動角度と同じ角度だけ第４リンク４５を回転させるように設定される。このように設定されることによって、保持手段１２を搬送経路Lに沿って一直線状に搬送することができる。
【００６２】
図１５は、図１１で示したＭ字状の搬送装置５５にダブルリンクを適用した構造の本発明のさらに他の実施形態の搬送装置７５を示す図であり、図１６は、図１２で示した逆Ｎ字状の搬送装置５６に、ダブルリンクを適用したさらに他の実施形態の搬送装置７６を示す図である。このように、Ｍ字状、逆Ｎ字状のダブルリンク構造の搬送装置であってもよい。
【００６３】
図１７は、本発明の実施の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、第１〜第４リンク６１〜６４を有し、第１リンク６１の基端部および第３リンク６３の基端部は、ロボット３の手首に回転可能に取付けられる。このうち、第１リンク６１が、ロボット３の手首軸によって回転駆動される。
【００６４】
第１リンク６１の先端部の下に第２リンク６２の基端部が回転可能に取付けられ、第３リンク３の先端部の下に第４リンク６４の基端部が回転可能に取付けられ、第２リンク２および第４リンク６４の先端部の下に保持手段１２が取付けられる。第２リンク６２および第４リンク６４の先端部の下に連結部材６７を介して保持手段１２が取り付けられる。第２リンク６２の先端部と連結部材６７とは回転可能に連結され、第４リンク６４の先端と連結部材６７とは、第３リンク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。また、第２リンク６２の先端部と第４リンク６４の先端部には、それぞれ歯車６５，６６が固定され、これらの歯車６５，６６は互いに噛合し、この歯車６５，６６を介して連結部材６７が取付けられるので、取り付け部材６７に取付けられる保持手段１２は、水平位置姿勢を一定に保持することができる。
【００６５】
第１〜第４リンク６１〜６４はそれぞれ同じ長さを有し、第１リンク６１と第４リンク６４とが平行に配置され、第２リンク６２と第３リンク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。手首軸によって回転駆動される第１リンク６１の上部アーム６に対する回転は、歯車などを用いて第３リンク６３に伝達され、手首軸によって第１リンク６１を回転させることによって、リンク機構６８を折り畳んだり、伸長させたりすることができる。次に、図１８を参照して、リンク機構６８の動きについて説明する。
【００６６】
ロボット３の上部アーム６が中央位置にあるとき、第１リンク６１の下に第２リンク６２が重なり、第３リンク６３の下に第４リンク６４が重なってリンク機構６８が折り畳まれている。上部アーム６を図１８において時計回りに揺動させるとともに、第１リンク６１を手首軸で時計回りに回転させると、第１リンク６１の回転に連動して第２リンク６２および第３リンク６３が反時計周りに回転し、第４リンク６４が時計周りに回転し、やがて第１リンク６１と第２リンク６２と、第３リンク６３と第４リンク６４とが一直線になって伸び、ワークＷが他方側のプレス機２１まで搬送される。
【００６７】
中央位置から第２位置である他方側のプレス機２１まで上部アーム６の揺動角度をα（°）としたとき、手首軸によって駆動される第１リンク６１を、上部アーム６の揺動角度αの（９０°−α）／α倍となるように手首軸が制御され、第３リンク６３が、（９０°＋α）／α倍となるように、上部アーム６に対する第１リンク６１の回転が第３リンク６３に伝達され、これによって、ワークＷを一直線状の搬送経路Lに沿って搬送することができる。
【００６８】
図１９は、上述した搬送装置６０に類似する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リンク１２１〜１２６からなるリンク機構１２７を有し、前述した搬送装置６０のリンク機構６８を２倍とした構造を有する。
詳しく説明すると、第１リンク１２１と第４リンク１２４は基端部がロボット３の上部アーム６先端に回転可能に取付けられ、第２リンク１２２の基端部は、第１リンク１２１の先端部の下に回転可能に取付けられ、第５リンク１２５は、第４リンク１２４の先端部の下に回転可能に取付けられ、第３リンク１２３は、第２リンク１２２の先端部の下に回転可能に取付けられ、第６リンク１２６は、第５リンク１２５の先端部の下に回転可能に取付けられ、第３リンク１２３の先端部と第６リンク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。
【００６９】
本実施形態の搬送装置１２０も、前述した搬送装置６０と同様に、ロボット３の上部アーム６の揺動に連動して第１リンク１２１を回転駆動し、ロボット３の上部アーム６に対する第１リンク１２１の回転を、第４リンク１２４に伝達し、第１リンク１２１の回転に連動して第４リンク１２４を回転駆動することによって、一直線状の搬送経路Ｌに沿ってワークＷを搬送することができる。
【００７０】
図２０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、図１７で示した搬送装置６０の第１〜第４リンクをダブルリンクにした構造を有する。すなわち、第１ダブルリンク７１はリンク８１〜８４から構成され、第２ダブルリンク７２は第１リンク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ダブルリンク７３は、第１ダブルリンク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ダブルリンク７４は、第３ダブルリンクのリンク９１および第２ダブルリンク７２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リンク７２と第４リンク７４の共通のリンク８７の下に取付けられる。
【００７１】
ロボット３の手首軸によって回転駆動するのは、第１ダブルリンク７１のリンク８２であり、ロボット３の上部アーム６に対するリンク８２の回転は、回転伝達手段によって第２ダブルリンク７２のリンク８５に伝達される。さらに、上部アーム６に対するリンク８２の回転は、歯車などの回転伝達手段によってリンク８１に伝達される。このリンク８１は、搬送中に常に搬送経路Ｌに平行となるように、回転伝達手段のギヤ比は設定される。この場合、ロボットの上部アーム６に対して、（９０°−α）／α倍リンク８２が回転するよう手首軸を駆動し、リンク８５は、リンク８３に対して９０°／（９０°−α）倍回転するように回転伝達手段は設定され、リンク８１は、リンク８３に対してα／（９０°−α）倍回転するように設定する。
【００７２】
また、他の駆動方法として、手首軸でリンク８２を回転駆動し、手首に連結される他の２つのリンク８１，９０を、歯車を用いて回転を伝達するように構成してもよい。この場合、リンク８２は、ロボット３の上部アーム６に対して、（９０°−α）／α倍回転させ、リンク９０は、上部アーム６に対して（９０°−α）／α倍回転させる。
【００７３】
図２１は、図１９で示した搬送装置１２０の各リンクをダブルリンクとした本発明のさらに他の実施形態の搬送装置１３０を示す図である。このような構造であっても、図２０で説明した搬送装置７０と同様に手首軸の駆動を伝達することによって、ワークＷを直線に沿って搬送することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、リンク機構を用いて搬送装置を構成することによって、被搬送物を第１位置から第２位置に一直線状の搬送経路に沿って移動させ、高速で、長距離を搬送し、アームの揺動角度がαのとき、第１リンクと第２リンクとは第１位置から第２位置への保持手段の移動経路上で１８０°の角度をなすことによって、搬送の動作範囲を大きく取ることができる。
【００７５】
また、手首軸で第１リンクを回転させて搬送装置を駆動させることによって、別途にモータを必要とせず、ロボットに備えられる駆動源で駆動することができ、コストダウンが図られる。
【００７６】
また、保持手段用回転伝達手段を用いて、保持手段を回転させながら搬送することによって、非反転で搬送することができる。
【００７７】
また、リンク機構を用いるので、軽量に構成することができ、ロボットに対する負担が少なく、動特性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の搬送装置の動作を説明するための図である。
【図２】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３】ロボットシステム２の平面図である。
【図４】搬送装置１による搬送過程を示す図である。
【図５】搬送装置１の内部機構を示す平面図である。
【図６】搬送装置１の内部機構を示す側面図である。
【図７】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８】ロボットのアームの移動速度（ａ）と第２リンクの回転角速度（ｂ）とワークの移動速度（ｃ）との関係を示すグラフである。
【図９】ロボットのアームの移動速度（ａ）と第２リンクの回転角速度（ｂ）とワークの移動速度（ｃ）との関係を示すグラフである。
【図１０】ワークＷの水平位置姿勢角度を説明する図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態の搬送装置５５を示す平面図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置５６を示す平面図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置４０を示す平面図である。
【図１４】搬送装置４０の搬送動作を説明する図である。
【図１５】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置７５を示す平面図である。
【図１６】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置７６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６０を示す平面図である。
【図１８】搬送装置６０の搬送動作を説明する図である。
【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】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置７０を示す平面図である。
【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。
【符号の説明】
１，４０，５５，５６，７５，７６，６０，７０，１２０，１３０，搬送装置
２ロボットシステム
３ロボット
９，６８，１２７リンク機構
１０，４４，６１，１２１，１３１第１リンク
１１，６２，１２２第２リンク
１２保持手段

Claims

ロボットの手首に取付けられ、被搬送物を着脱自在に保持する保持手段ンを有し、第１位置と第２位置との間で往復移動するロボットのアームに同期して、保持手段を第１位置と第２位置との間で往復揺動するロボットのアームに同期して、保持手段を第１位置と第２位置との間で往復動させて被搬送物を第１位置から第２位置に搬送する搬送装置において、
基端部が、ロボットの手首に取付けられる第１リンク、および第１リンクの先端部に回転可能に基端部が連結される第２リンクを有するリンク機構と、
アームに対する第１リンクの回転を第２リンクに伝達し、第１リンクに対して第２リンクを回転させる回転伝達手段とを備え、
前記回転伝達手段は、第１リンクの基端部に回転自在に設けられ、かつロボットのアームに固定的に連結される太陽歯車と、第１リンクの先端部に回転自在に設けられ、かつ第２リンクの基端部に固定される遊星歯車と、太陽歯車および遊星歯車間にわたって巻掛けられるタイミングベルトとを有し、
アームを揺動させながら、ロボットの手首の手首軸によって、第１リンクをアームに対して回転させることによって、その回転は前記回転伝達手段によって第２リンクに伝達されて第２リンクを第１リンクに対して回転させ、
第１位置と第２位置との中央位置からのロボットのアームの揺動角度をαとしたとき、手首軸によって駆動される第１リンクの回転角度は、アームの揺動角度αの（９０°−α）／α倍とされ、第２リンクの回転角度が、アームに対する第１リンクの回転角度の１８０°／（９０°−α）倍となるように、前記太陽歯車の歯数に対する前記遊星歯車の歯数が設定されることを特徴とする搬送装置。
前記リンク機構は、３個以上のリンクが直列に連結されるリンク機構か、またはダブルリンクを有するリンク機構か、またはひし形リンクを有するリンク機構であることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
前記保持手段は、第２リンクの先端部に回転可能に設けられ、第１リンクに対する第２リンクの回転を伝達して、保持手段の回転角度が、第１リンクに対する第２リンクの回転角度の１／２となるように、保持手段用回転伝達手段が設定され、搬送中の被搬送物の向きを一定とすることを特徴とする請求項１または２記載の搬送装置。