JP2000158366A - 関節型移載機構を備えたロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数の削減と構造の簡略化でコストを削
減し、１台の駆動源による作動で可般重量を軽減して高
速移動させる。制御手段での演算処理の簡略化で作業能
率を向上させる。設置位置選択の自由度を拡大する。 【解決手段】 プログラムに基づく制御信号を制御手段
３９から駆動源２０に出力して、出力回転軸２１を所定
の回転角で回転させ、第１アーム２２を旋回させる。出
力回転軸２１の回転を動力伝達機構３０によって逆方向
の回転に変換して第１関節軸２３に伝達して回転させ、
第２アーム２４を第１アーム２２の逆方向に旋回させ
る。姿勢制御機構３５により、第１関節軸２３の回転を
第２関節軸２５に対して出力回転軸２１の回転と同じ方
向で同じ回転角の回転に変換して伝達するとともに、第
３アーム２６の旋回を姿勢制御機構３５で制御し、第２
関節軸２５と把持部２９とを水平方向の直線４３上で進
退移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機によっ
て成形された成形品を型開した金型から取出すのに好適
な関節型移載機構を備えたロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、射出成形機によって成形され
た成形品を型開した金型から取出すロボットとして、図
１３に示すような直角座標型ロボットが知られている。
この直角座標型ロボットは、射出成形機１における固定
プラテン２に載置固定して射出成形機１の側方にのびる
ビーム３と、このビーム３の先端下部に取付けられた矢
印Ｙ１−Ｙ２方向にのびる第１ガイドビーム４と、この
第１ガイドビーム４に対して直動案内５を介して矢印Ｙ
１−Ｙ２方向の進退移動自在に組付けられた第１移動部
材６と、この第１移動部材６に対して矢印Ｘ１−Ｘ２方
向の進退移動自在に組付けられた第２ガイドビーム７
と、この第２ガイドビーム７に対して矢印Ｘ１−Ｘ２方
向の進退移動自在に組付けられた第２移動部材８と、こ
の第２移動部材８に固着され矢印Ｘ１−Ｘ２方向にのび
て射出成形機１に指向する把持部取付板９とを備え、こ
の把持部取付板９には、成形品をたとえば吸着保持して
金型から取出す把持部（図示省略）が取付けられてい
る。なお、第１移動部材６と第２ガイドビーム７および
第２移動部材８の個々の移動は、設定したプログラムに
基づいて制御手段１０から出力される制御信号によって
作動する複数台のサーボモータ（図示省略）の出力によ
ってなされる。

【０００３】前記構成の直角座標型ロボットによれば、
型開の状態で第２ガイドビーム７と第２移動部材８を実
線で示す位置から矢印Ｘ１方向に前進させると、タイバ
ー１１に干渉することなく二点鎖線で示す位置に到達す
る。ここで把持部は可動金型（図示省略）に保持されて
いる成形品に対向する。つぎに、第１移動部材６を矢印
Ｙ１方向（可動金型に近付く方向）に移動させることに
より、把持部は成形品に接近した取出し位置に移行し、
ここで成形品をたとえば吸着保持する。把持部による成
形品の吸着保持が完了すると、第１移動部材６を矢印Ｙ
２方向（可動金型から離れる方向）に移動させて、把持
部を可動金型との対向位置に復帰させ、ついで第２ガイ
ドビーム７と第２移動部材８を二点鎖線で示す位置から
矢印Ｘ２方向に後退させると、タイバー１１に干渉する
ことなく実線で示す位置に復帰し、この把持部による成
形品の保持を解除することにより、成形品を取出すこと
ができる。

【０００４】しかし、この種の直角座標型ロボットは、
部品点数が非常に多く構造の複雑化を招くことになるの
で、イニシャルコストが高くなるとともに、ランニング
コストも高くなる難点を有している。しかも、設置位置
が固定プラテン２の上部にのみ制限されるので、設置位
置選択の自由度が小さい。

【０００５】一方、射出成形機によって成形された成形
品を型開した金型から取出すロボットとして、図１４に
示すような多軸多関節型ロボットが知られている。この
多軸多関節型ロボットは、ベース１２の上方に鉛直方向
の軸線Ｃ１を有するウエスト軸（図示省略）を矢印Ｒ１
方向に回転自在に突出させ、このウエスト軸の上端部に
ショルダ１３を同時回転可能に取付ける。ショルダ１３
の先端部に水平方向の軸線Ｃ２を有するショルダ軸（図
示省略）を矢印Ｒ２方向に回転自在に設け、このショル
ダ軸に第１アーム（アッパーアーム）１４の基端部を同
時回転可能に取付ける。第１アーム１４の先端部に水平
方向の軸線Ｃ３を有するエルボ軸（図示省略）を矢印Ｒ
３方向に回転自在に設け、このエルボ軸に第２アーム
（フォアアーム）１５の基端部を同時回転可能に取付け
る。第２アーム１５の先端部に水平方向の軸線Ｃ４を有
するリスト軸（図示省略）を矢印Ｒ４方向に回転自在に
設け、このリスト軸にリスト１６の中心部を同時回転可
能に取付ける。リスト１６先端部に水平方向の軸線Ｃ４
に直交して第２アーム１５の前方にのびる軸線Ｃ５を有
するリストロール軸（図示省略）を矢印Ｒ５方向に回転
自在に設け、このリストロール軸に把持部取付部材１７
を同時回転可能に取付け、この把持部取付部材１７に
は、成形品を保持して金型から取出す把持部（図示省
略）が取付けられている。また、ウエスト軸、ショルダ
軸、エルボ軸、リスト軸およびリストロール軸などの関
節は、個別に設けられたサーボモータ（図示省略）の出
力によって回転し、各サーボモータは、設定したプログ
ラムに基づいて制御手段１０から出力される制御信号に
よって作動するように構成されている。つまり、複数台
の駆動源が設けられている。

【０００６】前記構成の多軸多関節型ロボットによれ
ば、設定したプログラムに基づいて制御手段１０から出
力される制御信号によって各サーボモータを作動させる
ことで、射出成形機によって成形された成形品を型開し
た金型から取出すことができる。また、設置位置が固定
プラテン２（図１３参照）の上部にのみ制限されなくな
るので、前者の直角座標型ロボットと比較して、設置位
置選択の自由度を若干拡大できる。しかし、複数の関節
のそれぞれに駆動源としてのサーボモータが設けられて
いるため、可般重量が重くなって高速移動を困難にして
いる。しかも、各サーボモータを独自に作動させるため
になされる制御手段１０での演算処理が複雑になるの
で、このことからも高速移動を一層困難にしている。し
たがって、成形品の取出しサイクルタイムを大幅に短縮
して、成形品の取出し作業能率を著しく向上させること
は期待できない。さらに、複数台のサーボモータが必要
であることにより、構造の複雑化を招き、かつイニシャ
ルコストが高くなるとともに、ランニングコストも高く
なる難点を有している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前者の直角座標型ロボ
ットでは、部品点数が非常に多く構造の複雑化を招くの
で、イニシャルコストが高くなるとともに、ランニング
コストも高くなり、設置位置選択の自由度が小さい難点
を有している。また、後者の多軸多関節型ロボットで
は、前者の直角座標型ロボットと比較して、設置位置選
択の自由度を若干拡大できるものの、複数の関節のそれ
ぞれに駆動源としてのサーボモータが設けられているた
め、可般重量が重くなって高速移動を困難にしている。
しかも、各サーボモータを独自に作動させるためになさ
れる制御手段での演算処理が複雑になるので、このこと
からも高速移動を一層困難にしている。このため、成形
品の取出しサイクルタイムを大幅に短縮して、成形品の
取出し作業能率を著しく向上させることは期待できな
い。しかも、複数台のサーボモータが必要であることに
より、構造の複雑化を招き、かつイニシャルコストが高
くなるとともに、ランニングコストも高くなる難点を有
している。

【０００８】そこで、本発明は、部品点数の削減により
構造を簡略化し、イニシャルコストおよびランニングコ
ストを削減し、１台の駆動源による作動を可能にするこ
とで、可般重量の軽減により高速移動を実行すること
と、制御手段での演算処理を簡単にすることとによっ
て、成形品の取出しサイクルタイムを大幅に短縮して、
成形品の取出し作業能率を著しく向上させるとともに、
設置位置選択の自由度を大幅に拡大することができる関
節型移載機構を備えたロボットを提供することを目的と
している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明に係る関節型移載機構を備え
たロボットは、１台の数値制御可能な駆動源の出力回転
軸に基端部を同時回転可能に固着した第１アームと、こ
の第１アームの先端部に前記出力回転軸と平行かつ回転
自在に支持された第１関節軸と、この第１関節軸に基端
部を同時回転可能に固着した第２アームと、この第２ア
ームの先端部に前記第１関節軸と平行かつ回転自在に支
持された第２関節軸と、この第２関節軸に基端部を同時
回転可能に固着した第３アームと、この第３アームの先
端部に固着した把持部とを有し、前記駆動源の出力回転
軸の回転を逆方向の回転に変換して第１関節軸に伝達す
る動力伝達機構と、前記第１関節軸の回転により前記第
２関節軸を前記出力回転軸の回転と同じ方向および同じ
回転角で回転させて前記第３アームの姿勢を保持する姿
勢制御機構と、設定したプログラムに基づく制御信号を
前記駆動源に出力して、その出力回転軸を進角方向また
は退角方向に所定の回転角で正逆方向に回転させる制御
手段とを具備し、前記動力伝達機構による出力回転軸と
第１関節軸との回転角比と、前記姿勢制御機構による第
１関節軸と第２関節軸の回転角比と、前記第１アームと
第２アームのアーム比の調整によって、前記第２関節軸
と前記把持部が前記第１関節軸および第２関節軸の軸中
心線に任意の第１投影面上で直交し、かつこの任意の第
１投影面に直交する第２投影面上で前記任意の第１投影
面上または該第１投影面に平行にのびる直線上を進退移
動するように構成したことを特徴としている。

【００１０】また、前記目的を達成するために、請求項
２に記載の発明に係る関節型移載機構を備えたロボット
は、１台の数値制御可能な駆動源の出力回転軸に基端部
を同時回転可能に固着した第１アームと、この第１アー
ムの先端部に前記出力回転軸と平行かつ回転自在に支持
された第１関節軸と、この第１関節軸に基端部を同時回
転可能に固着した第２アームと、この第２アームの先端
部に前記第１関節軸と平行かつ回転自在に支持された第
２関節軸と、この第２関節軸に基端部を同時回転可能に
固着した第３アームと、この第３アームの先端部に固着
した把持部とを有し、前記駆動源の出力回転軸の回転を
逆方向の回転に変換して第１関節軸に伝達する動力伝達
機構と、前記第１関節軸の回転により前記第２関節軸を
前記出力回転軸の回転と同じ方向および同じ回転角で回
転させて前記第３アームの姿勢を保持する姿勢制御機構
と、設定したプログラムに基づく制御信号を前記駆動源
に出力して、その出力回転軸を進角方向または退角方向
に所定の回転角で正逆方向に回転させる制御手段とを具
備し、前記動力伝達機構による出力回転軸と第１関節軸
との回転角比と、前記姿勢制御機構による第１関節軸と
第２関節軸の回転角比と、前記第１アームと第２アーム
のアーム比の調整によって、前記第２関節軸と前記把持
部が前記第１関節軸および第２関節軸の軸中心線に任意
の第１投影面上で直交し、かつこの任意の第１投影面に
直交する第２投影面上で前記任意の第１投影面上または
該第１投影面に平行にのびる直線に近い大きい曲率半径
を有する疑似直線上を進退移動するように構成したこと
を特徴としている。

【００１１】請求項１に記載の発明によれば、設定した
プログラムに基づく数値制御信号を制御手段から１台の
駆動源に出力される。出力回転軸は進角方向または退角
方向に所定の回転角で回転する。出力回転軸が正逆方向
に回転することで、第１アームは前記所定の回転角に等
しい旋回角で正逆方向に旋回する。出力回転軸の正逆方
向の回転は、動力伝達機構によって逆方向の回転に変換
して第１関節軸に伝達され、該第１関節軸を動力伝達機
構によって定められた回転角で進角方向または退角方向
に回転させる。第１関節軸が正逆方向に回転すること
で、第２アームは第１関節軸の回転角に等しい旋回角で
第１アームの逆方向で正逆方向に旋回する。姿勢制御機
構によって、第１関節軸の正逆方向の回転が第２関節軸
に対して出力回転軸の回転と同じ方向および同じ回転角
の回転に変換して伝達されるとともに、第３アームの旋
回を制御してその姿勢を保持する。したがって、動力伝
達機構による出力回転軸と第１関節軸との回転角比と、
姿勢制御機構による第１関節軸と第２関節軸の回転角比
と、第１アームと第２アームのアーム比を調整すること
によって、第２関節軸と把持部とを第１関節軸および第
２関節軸の軸中心線に任意の第１投影面上で直交し、か
つこの任意の第１投影面に直交する第２投影面上で前記
任意の第１投影面上または該第１投影面に平行にのびる
直線上で進退移動させることができる。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、設定した
プログラムに基づく数値制御信号を制御手段から１台の
駆動源に出力される。出力回転軸は進角方向または退角
方向に所定の回転角で回転する。出力回転軸が正逆方向
に回転することで、第１アームは前記所定の回転角に等
しい旋回角で正逆方向に旋回する。出力回転軸の正逆方
向の回転は、動力伝達機構によって逆方向の回転に変換
して第１関節軸に伝達され、該第１関節軸を動力伝達機
構によって定められた回転角で進角方向または退角方向
に回転させる。第１関節軸が正逆方向に回転すること
で、第２アームは第１関節軸の回転角に等しい旋回角で
第１アームの逆方向で正逆方向に旋回する。姿勢制御機
構によって、第１関節軸の正逆方向の回転が第２関節軸
に対して出力回転軸の回転と同じ方向および同じ回転角
の回転に変換して伝達されるとともに、第３アームの旋
回を制御してその姿勢を保持する。したがって、動力伝
達機構による出力回転軸と第１関節軸との回転角比と、
姿勢制御機構による第１関節軸と第２関節軸の回転角比
と、第１アームと第２アームのアーム比を調整すること
によって、第２関節軸と前記把持部とを第１関節軸およ
び第２関節軸の軸中心線に任意の第１投影面上で直交
し、かつこの任意の第１投影面に直交する第２投影面上
で前記任意の第１投影面上または該第１投影面に平行に
のびる直線に近い大きい曲率半径を有する疑似直線上で
進退移動させることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態を
一部断面にして示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視
図、図３は図１のＢ−Ｂ矢視図、図４は取付位置の一例
を示す説明図であり、これらの図において、関節型移載
機構を備えたロボットは、１台のサーボモータ２０Ａお
よび減速機２０Ｂによって構成される数値制御が可能な
駆動源２０と、この駆動源２０の水平方向の出力回転軸
２１に基端部を同時回転可能に固着した第１アーム２２
と、第１アーム２２の先端部に出力回転軸２１と平行か
つ回転自在に支持された水平方向の第１関節軸２３と、
この第１関節軸２３に基端部を同時回転可能に固着した
第２アーム２４と、第２アーム２４の先端部に第１関節
軸２３と平行かつ回転自在に支持された水平方向の第２
関節軸２５と、この第２関節軸２５に基端部を同時回転
可能に固着した第３アーム２６と、第３アーム２６の先
端部に取付けた把持部取付板２７とを備え、この把持部
取付板２７には、射出成形機２８で成形された成形品
（図示省略）をたとえば吸着保持して金型から取出す複
数個の把持部２９が取付けられている。なお、この実施
の形態では、第１アーム２２と第２アーム２４のアーム
比を１対１に設定している。つまり、出力回転軸２１の
軸中心から第１関節軸２３の軸中心までの距離と、第１
関節軸２３の軸中心から第２関節軸２５の軸中心までの
距離とを同じ大きさに設定している。

【００１４】出力回転軸２１の回転は、動力伝達機構３
０により逆方向の回転に変換して第１関節軸２３に伝達
される。動力伝達機構３０は、スペーサ３１を介して駆
動源２０における減速機２０Ｂの前側に固定され、かつ
中心部に出力回転軸２１を回転自在に挿通した太陽歯車
３２と、第１アーム２２の中間部に回転自在に支持され
て太陽歯車３２に噛み合いアイドラーとしての機能を併
有する遊星歯車３３と、第１関節軸２３に同時回転可能
に固着されて遊星歯車３３に噛み合う従動歯車３４とか
らなり、太陽歯車３２と遊星歯車３３および従動歯車３
４の歯数は、出力回転軸２１の正方向回転角に対して第
１関節軸２３が逆方向に２倍の回転角で回転することが
できるように設定されている。このため、第２アーム２
４は第１アーム２２の正方向の旋回角に対して２倍の旋
回角で逆方向に旋回することになる。

【００１５】第１関節軸２３の回転は、姿勢制御機構３
５により逆方向の回転として第２関節軸２５に伝達され
る。姿勢制御機構３５は、スペーサ３５Ａを介して第１
アーム２２の先端部に固着されるとともに、第１関節軸
２３を回転自在に挿通した固定プーリ３６と、第２関節
軸２５に同時回転可能に取付けられた回転プーリ３７
と、これら両プーリ３６、３７に掛け渡されたタイミン
グベルト３８および第２アーム２４とからなり、第１関
節軸２３の正方向回転角に対して第２関節軸２５が逆方
向に１／２倍の回転角で回転することができるように設
定されている。このため、第３アーム２６は第２アーム
２４の正方向の旋回角に対して１／２倍の旋回角で逆方
向に旋回することになり、それに伴なって把持部取付板
２７と把持部２９が第３アーム２６と同じ旋回角で同じ
方向に旋回することにより、第３アーム２６、把持部取
付板２７および把持部２９の姿勢が制御される。

【００１６】したがって、出力回転軸２１が所定の回転
角で正方向（時計まわり）に回転して、第１アーム２２
が所定の旋回角で正方向（時計まわり）に旋回すると、
第１関節軸２３は前記所定の回転角の２倍の回転角で逆
方向（反時計まわり）に回転するとともに、第２アーム
２４は前記所定の旋回角の２倍の旋回角で逆方向（反時
計まわり）に旋回する。また、第１関節軸２３が出力回
転軸２１の回転角の２倍の回転角で逆方向（反時計まわ
り）に回転し、かつ第２アーム２４が第１アーム２２の
旋回角の２倍の旋回角で逆方向（反時計まわり）に旋回
すると、第２関節軸２５は第１関節軸２３の１／２倍の
回転角で第１関節軸２３の逆方向に回転する。つまり第
２関節軸２５は出力回転軸２１と同じ回転角で第１関節
軸２３と同じ方向に回転し、第３アーム２６が第２アー
ム２４の旋回角の１／２倍の旋回角で逆方向に旋回する
ことになる。図１において、３９は制御手段を示し、こ
の制御手段３９から駆動源２０のサーボモータ２０Ａに
対して設定したプログラムに基づく制御信号が出力され
る。なお、図１、図２および図４において、４０は引き
抜きユニットを示し、固定プラテン４５の一側（反操作
側）に配置され、この引き抜きユニット４０に、プレー
ト４１およびベース４２を介して駆動源２０のサーボモ
ータ２０Ａおよび減速機２０Ｂが連結されており、引き
抜きユニット４０内に収容されたアクチュエータ（図示
省略）の作動により、関節型移載機構を備えたロボット
は図１の矢印Ｙ１−Ｙ２方向に進退移動する。

【００１７】このような構成であれば、図５に示すよう
に、第１アーム２２と第２アーム２４が鉛直軸上で重な
り合い、第３アーム２６が水平方向に直交している右側
にのびている状態において、制御手段３９から出力され
る制御信号により、駆動源２０の出力回転軸２１が時計
まわり（進角方向）に４５度の回転角で回転すると、第
１アーム２２は４５度の旋回角で時計まわりに旋回し、
第１関節軸２３は反時計まわり（退角方向）に９０度の
回転角で回転し、かつ第２アーム２４は９０度の旋回角
で反時計まわりに旋回するとともに、第２関節軸２５は
時計まわり（進角方向）に４５度の回転角で回転し、第
３アーム２６は４５度の旋回角で時計まわりに旋回し
て、図６のように水平姿勢に保持される。

【００１８】図６の状態から、さらに駆動源２０の出力
回転軸２１が時計まわり（進角方向）に４５度の回転角
で回転すると、第１アーム２２は４５度の旋回角で時計
まわりに旋回し、第１関節軸２３は反時計まわり（退角
方向）に９０度の回転角で回転し、かつ第２アーム２４
は９０度の旋回角で反時計まわりに旋回するとともに、
第２関節軸２５は時計まわり（進角方向）に４５度の回
転角で回転し、第３アーム２６は４５度の旋回角で時計
まわりに旋回して、図７のように水平姿勢に保持され
る。

【００１９】すなわち、第１アーム２２、第１関節軸２
３および第２アーム２４は図８に示す運動軌跡を描いて
右方向にのび、第２関節軸２５、第３アーム２６、把持
部取付板２７および把持部２９（ただし、把持部取付板
２７と把持部２９は図８において図示していない）は、
水平方向の直線４３上を右方向に移動する。したがっ
て、図４に示すように、関節型移載機構を備えたロボッ
トをタイバー４４に干渉させることなく型開している金
型の間の中心位置に進入させて、把持部取付板２７およ
び把持部２９を可動金型（図示省略）に保持されている
成形品に対向させることができる。

【００２０】つぎに、引き抜きユニット４０内に収容さ
れたアクチュエータ（図示省略）の作動により、関節型
移載機構を備えたロボットを図１の矢印Ｙ１方向（可動
金型に近付く方向）に移動させることにより、把持部２
９は成形品に接近した取出し位置に移行し、ここで成形
品をたとえば吸着保持する。把持部２９による成形品の
吸着保持が完了すると、前記アクチュエータの作動によ
り、関節型移載機構を備えたロボットを図１の矢印Ｙ２
方向（可動金型から離れる方向）に移動させて、把持部
２９を可動金型との対向位置に復帰させる。

【００２１】図７に示すように、第１アーム２２、第２
アーム２４、第３アーム２６、把持部取付板２７および
把持部２９が水平姿勢に保持されている状態において、
制御手段３９から出力される制御信号により、駆動源２
０の出力回転軸２１が反時計まわり（退角方向）に４５
度の回転角で回転すると、第１アーム２２は４５度の旋
回角で反時計まわりに旋回し、第１関節軸２３は時計ま
わり（進角方向）に９０度の回転角で回転し、かつ第２
アーム２４は９０度の旋回角で時計まわりに旋回すると
ともに、第２関節軸２５は反時計まわり（退角方向）に
４５度の回転角で回転し、第３アーム２６は４５度の旋
回角で反時計まわりに旋回して図６の状態になる。

【００２２】図６の状態から、さらに駆動源２０の出力
回転軸２１が反時計まわり（退角方向）に４５度の回転
角で回転すると、第１アーム２２は４５度の旋回角で反
時計まわりに旋回し、第１関節軸２３は時計まわり（進
角方向）に９０度の回転角で回転し、かつ第２アーム２
４は９０度の旋回角で時計まわりに旋回するとともに、
第２関節軸２５は反時計まわり（退角方向）に４５度の
回転角で回転し、第３アーム２６は４５度の旋回角で反
時計まわりに旋回して、図５のように第１アーム２２と
第２アーム２４が鉛直軸上で重なり合い、第３アーム２
６が水平方向に直交している右側にのびている状態にな
る。したがって、関節型移載機構を備えたロボットをタ
イバー４４に干渉させることなく型開している金型の間
から退避させることができる。

【００２３】図５の状態において、制御手段３９から出
力される制御信号により、駆動源２０の出力回転軸２１
が反時計まわり（退角方向）に４５度の回転角で回転す
ると、第１アーム２２は４５度の旋回角で反時計まわり
に旋回し、第１関節軸２３は時計まわり（進角方向）に
９０度の回転角で回転し、かつ第２アーム２４は９０度
の旋回角で時計まわりに旋回するとともに、第２関節軸
２５は反時計まわり（退角方向）に４５度の回転角で回
転し、第３アーム２６は４５度の旋回角で反時計まわり
に旋回して、図９のように水平姿勢に保持される。

【００２４】図９の状態から、さらに駆動源２０の出力
回転軸２１が反時計まわり（退角方向）に４５度の回転
角で回転すると、第１アーム２２は４５度の旋回角で反
時計まわりに旋回し、第１関節軸２３は時計まわり（進
角方向）に９０度の回転角で回転し、かつ第２アーム２
４は９０度の旋回角で時計まわりに旋回するとともに、
第２関節軸２５は反時計まわり（退角方向）に４５度の
回転角で回転し、第３アーム２６は４５度の旋回角で反
時計まわりに旋回して、図１０のように水平姿勢に保持
される。

【００２５】すなわち、第１アーム２２、第１関節軸２
３および第２アーム２４は図８に示す運動軌跡を描いて
左方向にのび、第２関節軸２５、第３アーム２６、把持
部取付板２７および把持部２９（ただし、把持部取付板
２７と把持部２９は図８において図示していない）は、
水平方向の直線４３上を左方向に移動する。ここで把持
部２９による成形品の吸着保持を解除すればよい。

【００２６】図１０に示す状態において、制御手段３９
から出力される制御信号により、駆動源２０の出力回転
軸２１が時計まわり（進角方向）に４５度の回転角で回
転すると、第１アーム２２は４５度の旋回角で時計まわ
りに旋回し、第１関節軸２３は反時計まわり（退角方
向）に９０度の回転角で回転し、かつ第２アーム２４は
９０度の旋回角で反時計まわりに旋回するとともに、第
２関節軸２５は時計まわり（進角方向）に４５度の回転
角で回転し、第３アーム２６は４５度の旋回角で時計ま
わりに旋回して図９の状態になる。

【００２７】図９の状態から、さらに駆動源２０の出力
回転軸２１が時計まわり（進角方向）に４５度の回転角
で回転すると、第１アーム２２は４５度の旋回角で時計
まわりに旋回し、第１関節軸２３は反時計まわり（退角
方向）に９０度の回転角で回転し、かつ第２アーム２４
は９０度の旋回角で反時計まわりに旋回するとともに、
第２関節軸２５は時計まわり（進角方向）に４５度の回
転角で回転し、第３アーム２６は４５度の旋回角で時計
まわりに旋回して、図５のように第１アーム２２と第２
アーム２４が鉛直軸上で重なり合い、第３アーム２６が
水平方向に直交している右側にのびている状態に復帰す
る。

【００２８】このように、請求項１に記載の発明に係る
関節型移載機構を備えたロボットは、図１３で説明した
従来の直角座標型ロボットや、図１４で説明した従来の
多軸多関節型ロボットと比較して、部品点数が削減でき
るので構造の簡略化を図ることができる。このため、イ
ニシャルコストおよびランニングコストの削減が可能に
なる。また、１台の駆動源２０のみによって作動させる
ことができるので、従来の直角座標型ロボットや多軸多
関節型ロボットと比較して、可般重量が軽減されるの
で、高速移動が可能になるとともに、制御手段３９での
演算処理が簡単になるので、成形品の取出しサイクルタ
イムを大幅に短縮して、成形品の取出し作業能率を著し
く向上させることができる。しかも、図４のように、固
定プラテン４５の一側（反操作側）に引き抜きユニット
４０を配置し、この引き抜きユニット４０に、プレート
４１およびベース４２を介して駆動源２０のサーボモー
タ２０Ａおよび減速機２０Ｂを連結した設置位置にのみ
限定されるものではなく、固定プラテン４５の一側と上
側との間の任意の位置に引き抜きユニット４０を配置
し、この引き抜きユニット４０に、プレート４１および
ベース４２を介して駆動源２０のサーボモータ２０Ａお
よび減速機２０Ｂを連結した設置位置を選択することが
できるので、関節型移載機構を備えたロボットの設置位
置選択の自由度を大幅に拡大することができる。

【００２９】前記実施の形態では、動力伝達機構３０に
より第１関節軸２３を出力回転軸２１の逆方向に２倍の
回転角で回転させ、姿勢制御機構３５により第２関節軸
２５を第１関節軸２３の逆方向に１／２倍の回転角で回
転させるとともに、第１アーム２２と第２アーム２４の
アーム比を１対１に設定した構成で説明しているが、動
力伝達機構３０による出力回転軸２１と第１関節軸２３
との回転角比と、姿勢制御機構３５による第１関節軸２
３と第２関節軸２５の回転角比とを前述の値とは異なる
値に調整して設定したり、第１アーム２２と第２アーム
２４のアーム比を前述の値とは異なる値に調整して設定
しても、前記実施の形態と同様の作用・効果を奏するこ
とができる。

【００３０】つぎに、請求項２に記載の発明について説
明する。なお、図１ないし図３で説明した請求項１に記
載の発明と異なる請求項２に記載の発明の特徴は、図１
ないし図３の動力伝達機構３０による出力回転軸２１と
第１関節軸２３との回転角比と、姿勢制御機構３５によ
る第１関節軸２３と第２関節軸２５の回転角比と、第１
アーム２２と第２アーム２４のアーム比の調整によっ
て、第２関節軸２５と把持部２９が図８の直線４３に近
い大きい曲率半径を有する疑似直線上を進退移動するよ
うに構成したことにある。したがって、この特徴部分の
みの構成を説明し、特徴部分以外の請求項１に記載の発
明と同一部分についての図示と、構造説明および動作説
明は省略する。

【００３１】図１１において、第１アーム２２と第２ア
ーム２４のアーム比を１対１＋αに設定している。つま
り、（出力回転軸２１の軸中心から第１関節軸２３の軸
中心までの距離<第１関節軸２３の軸中心から第２関節
軸２５の軸中心までの距離）の関係に設定している。

【００３２】このような第１アーム２２と第２アーム２
４が鉛直軸上で重なり合い、第３アーム２６が水平方向
に直交している右側にのびている状態において、制御手
段３９から出力される制御信号により、駆動源２０の出
力回転軸２１が時計まわりに所定の回転角で回転する
と、第１アーム２２、第１関節軸２３および第２アーム
２４は図１２に示す運動軌跡を描いて右方向にのび、第
２関節軸２５、第３アーム２６、把持部取付板２７およ
び把持部２９（ただし、把持部取付板２７と把持部２９
は図１２において図示していない）は、水平方向の直線
４３に近い大きい曲率半径を有する疑似直線４６上を右
方向に移動する。したがって、図４に示すように、関節
型移載機構を備えたロボットをタイバー４４に干渉させ
ることなく型開している金型の間の中心位置に進入させ
て、把持部取付板２７および把持部２９を可動金型（図
示省略）に保持されている成形品に対向させることがで
きる。

【００３３】この状態において、制御手段３９から出力
される制御信号により、駆動源２０の出力回転軸２１が
反時計まわり（退角方向）に４５度の回転角で回転する
と、第１アーム２２、第１関節軸２３および第２アーム
２４は図１２に示す運動軌跡を描いて左方向にのび、第
２関節軸２５、第３アーム２６、把持部取付板２７およ
び把持部２９（ただし、把持部取付板２７と把持部２９
は図１２において図示していない）は、水平方向の直線
４３に近い大きい曲率半径を有する疑似直線４６上を左
方向に移動して、図１１の状態になる。したがって、関
節型移載機構を備えたロボットをタイバー４４に干渉さ
せることなく型開している金型の間から退避させること
ができる。

【００３４】図１１の状態において、制御手段３９から
出力される制御信号により、駆動源２０の出力回転軸２
１が反時計まわり（退角方向）に４５度の回転角で回転
すると、第１アーム２２、第１関節軸２３および第２ア
ーム２４は図１２に示す運動軌跡を描いて左方向にの
び、第２関節軸２５、第３アーム２６、把持部取付板２
７および把持部２９（ただし、把持部取付板２７と把持
部２９は図１２において図示していない）は、水平方向
の直線４３に近い大きい曲率半径を有する疑似直線４６
上を左方向に移動する。ここで把持部２９による成形品
の吸着保持を解除すればよい。

【００３５】この状態において、制御手段３９から出力
される制御信号により、駆動源２０の出力回転軸２１が
時計まわり（進角方向）に４５度の回転角で回転する
と、第１アーム２２、第１関節軸２３および第２アーム
２４は図１２に示す運動軌跡を描いて右方向にのび、第
２関節軸２５、第３アーム２６、把持部取付板２７およ
び把持部２９は、水平方向の直線４３に近い大きい曲率
半径を有する疑似直線４６上を右方向に移動して図１１
の状態に復帰する。

【００３６】このように、請求項２に記載の発明に係る
関節型移載機構を備えたロボットは、図１３で説明した
従来の直角座標型ロボットや、図１４で説明した従来の
多軸多関節型ロボットと比較して、部品点数が削減でき
るので構造の簡略化を図ることができる。このため、イ
ニシャルコストおよびランニングコストの削減が可能に
なる。また、１台の駆動源２０のみによって作動させる
ことができるので、従来の直角座標型ロボットや多軸多
関節型ロボットと比較して、可般重量が軽減されるの
で、高速移動が可能になるとともに、制御手段３９での
演算処理が簡単になるので、成形品の取出しサイクルタ
イムを大幅に短縮して、成形品の取出し作業能率を著し
く向上させることができる。しかも、図４のように、固
定プラテン４５の一側（反操作側）に引き抜きユニット
４０を配置し、この引き抜きユニット４０に、プレート
４１およびベース４２を介して駆動源２０のサーボモー
タ２０Ａおよび減速機２０Ｂを連結した設置位置にのみ
限定されるものではなく、固定プラテン４５の一側と上
側との間の任意の位置に引き抜きユニット４０を配置
し、この引き抜きユニット４０に、プレート４１および
ベース４２を介して駆動源２０のサーボモータ２０Ａお
よび減速機２０Ｂを連結した設置位置を選択することが
できるので、関節型移載機構を備えたロボットの設置位
置選択の自由度を大幅に拡大することができる。

【００３７】前記実施の形態では、動力伝達機構３０に
より第１関節軸２３を出力回転軸２１の逆方向に２倍の
回転角で回転させ、姿勢制御機構３５により第２関節軸
２５を第１関節軸２３の逆方向に１／２倍の回転角で回
転させるとともに、第１アーム２２と第２アーム２４の
アーム比を１対１＋αに設定した構成で説明している
が、動力伝達機構３０による出力回転軸２１と第１関節
軸２３との回転角比と、姿勢制御機構３５による第１関
節軸２３と第２関節軸２５の回転角比とを前述の値とは
異なる値に調整して設定したり、第１アーム２２と第２
アーム２４のアーム比を前述の値とは異なる値に調整し
て設定しても、前記実施の形態と同様の作用・効果を奏
することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る関節
型移載機構を備えたロボットは、従来の直角座標型ロボ
ットや多軸多関節型ロボットと比較して、部品点数が削
減できるので構造の簡略化を図ることができる。このた
め、イニシャルコストおよびランニングコストの削減が
可能になる。また、１台の駆動源のみによって作動させ
ることができるので、従来の直角座標型ロボットや多軸
多関節型ロボットと比較して、可般重量が軽減されるの
で、高速移動が可能になるとともに、制御手段での演算
処理が簡単になるので、成形品の取出しサイクルタイム
を大幅に短縮して、成形品の取出し作業能率を著しく向
上させることができる。しかも、設置位置選択の自由度
を大幅に拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明の一実施の形態を一部断
面にして示す平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。

【図４】取付位置の一例を示す説明図である。

【図５】基本姿勢の概略図である。

【図６】金型間への進入途中と退避途中の姿勢を示す概
略図である。

【図７】金型間への進入姿勢を示す概略図である。

【図８】進退移動時の軌跡を示す説明図である。

【図９】成形品開放位置への移動途中と基本姿勢への復
帰途中の姿勢を示す概略図である。

【図１０】成形品開放位置への移動完了時の姿勢を示す
概略図である。

【図１１】請求項２に記載の発明の基本姿勢の一実施の
形態を示す概略図である。

【図１２】請求項２に記載の発明の進退移動時の軌跡を
示す説明図である。

【図１３】第１従来例の概略構成図である。

【図１４】第２従来例の概略構成図である。

【符号の説明】

２０ １台の駆動源 ２１ 駆動源の出力回転軸 ２２ 第１アーム ２３ 第１関節軸 ２４ 第２アーム ２５ 第２関節軸 ２６ 第３アーム ２９ 把持部 ３０ 動力伝達機構 ３５ 姿勢制御機構 ３９ 制御手段 ４３ 直線 ４６ 疑似直線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １台の数値制御可能な駆動源の出力回転
   軸に基端部を同時回転可能に固着した第１アームと、こ
   の第１アームの先端部に前記出力回転軸と平行かつ回転
   自在に支持された第１関節軸と、この第１関節軸に基端
   部を同時回転可能に固着した第２アームと、この第２ア
   ームの先端部に前記第１関節軸と平行かつ回転自在に支
   持された第２関節軸と、この第２関節軸に基端部を同時
   回転可能に固着した第３アームと、この第３アームの先
   端部に固着した把持部とを有し、前記駆動源の出力回転
   軸の回転を逆方向の回転に変換して第１関節軸に伝達す
   る動力伝達機構と、前記第１関節軸の回転により前記第
   ２関節軸を前記出力回転軸の回転と同じ方向および同じ
   回転角で回転させて前記第３アームの姿勢を保持する姿
   勢制御機構と、設定したプログラムに基づく制御信号を
   前記駆動源に出力して、その出力回転軸を進角方向また
   は退角方向に所定の回転角で正逆方向に回転させる制御
   手段とを具備し、前記動力伝達機構による出力回転軸と
   第１関節軸との回転角比と、前記姿勢制御機構による第
   １関節軸と第２関節軸の回転角比と、前記第１アームと
   第２アームのアーム比の調整によって、前記第２関節軸
   と前記把持部が前記第１関節軸および第２関節軸の軸中
   心線に任意の第１投影面上で直交し、かつこの任意の第
   １投影面に直交する第２投影面上で前記任意の第１投影
   面上または該第１投影面に平行にのびる直線上を進退移
   動するように構成したことを特徴とする関節型移載機構
   を備えたロボット。
2. 【請求項２】 １台の数値制御可能な駆動源の出力回転
   軸に基端部を同時回転可能に固着した第１アームと、こ
   の第１アームの先端部に前記出力回転軸と平行かつ回転
   自在に支持された第１関節軸と、この第１関節軸に基端
   部を同時回転可能に固着した第２アームと、この第２ア
   ームの先端部に前記第１関節軸と平行かつ回転自在に支
   持された第２関節軸と、この第２関節軸に基端部を同時
   回転可能に固着した第３アームと、この第３アームの先
   端部に固着した把持部とを有し、前記駆動源の出力回転
   軸の回転を逆方向の回転に変換して第１関節軸に伝達す
   る動力伝達機構と、前記第１関節軸の回転により前記第
   ２関節軸を前記出力回転軸の回転と同じ方向および同じ
   回転角で回転させて前記第３アームの姿勢を保持する姿
   勢制御機構と、設定したプログラムに基づく制御信号を
   前記駆動源に出力して、その出力回転軸を進角方向また
   は退角方向に所定の回転角で正逆方向に回転させる制御
   手段とを具備し、前記動力伝達機構による出力回転軸と
   第１関節軸との回転角比と、前記姿勢制御機構による第
   １関節軸と第２関節軸の回転角比と、前記第１アームと
   第２アームのアーム比の調整によって、前記第２関節軸
   と前記把持部が前記第１関節軸および第２関節軸の軸中
   心線に任意の第１投影面上で直交し、かつこの任意の第
   １投影面に直交する第２投影面上で前記任意の第１投影
   面上または該第１投影面に平行にのびる直線に近い大き
   い曲率半径を有する疑似直線上を進退移動するように構
   成したことを特徴とする関節型移載機構を備えたロボッ
   ト。