JPH06126662A - 産業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】搬送や組立作業のタクトタイムを短縮すること
ができる産業用ロボットを得ること。 【構成】Ｙ軸アーム２の前後端にプーリ11Ａ，11Ｂを設
け、このプーリ11Ａ，11Ｂにタイミングベルト10を巻装
する。Ｙ軸アームの両側にリニヤガイドレール８Ａ，８
Ｂを平行に設け、これらのリニヤガイドレール８Ａ，８
Ｂにスライダ３Ａ，３Ｂを嵌合させる。スライダ３Ａ，
３Ｂは、タイミングベルト10に接続する。各スライダ３
Ａ，３Ｂには、Ｚ軸ユニット４Ａ，４Ｂを固定し、この
Ｚ軸ユニット４Ａ，４Ｂのアーム４ａ，４ｂの先端にエ
ンドエフェクタ５，６を取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットに係
り、特に、複数のエンドエフェクタを備えた産業用ロボ
ットに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、産業用ロボットには、日
本工業規格（JISB0134）にも規定されているとおり、動
作機構上から、直角座標ロボット、円筒座標ロボット、
極座標ロボット及び関節ロボット等があるが、いずれの
形式の産業用ロボットにおいても、動作の自由度を構成
する軸の数と機構上の作動軸の数は同一であり、一つの
自由度に対しては一本の動作軸で構成されている。

【０００３】図３は、このうち、自由度が３軸の直角座
標ロボットの一例を示す斜視図である。図３において、
第１軸の支持部となるＸ軸アーム１の左右端の下面に
は、取付板１ａがぞれぞれ設けられ、各取付板１ａは、
この産業用ロボットが設置される床面に立設された一点
鎖線で示す支持枠20にそれぞれ固定されている。

【０００４】Ｘ軸アーム１の内部には、図示しないボー
ルねじと案内レールが図３において左右方向に設けら
れ、このうち、ボールねじに嵌合された図示しないナッ
トには、図示しないスライダの片側が取り付けられてい
る。Ｘ軸アーム１の右端には、出力軸がボールねじの右
端に連結された図示しない１軸駆動用のＡＣサーボモー
タ（以下、モータという）が収納されている。

【０００５】Ｘ軸アーム１の上面に後端が対置されて第
２軸の支持部となるＹ軸アーム２は、後端の下面が上述
したスライダの他側に固定され、この結果、Ｙ軸アーム
２は、上述したＸ軸アーム１の右端に収納された図示し
ないモータが駆動され、このモータに連結されたボール
ねじが回転することにより、図３の矢印Ｇ１，Ｇ２に示
すようにＸ軸方向に直線駆動される。

【０００６】Ｙ軸アーム２の内部には、Ｘ軸アーム１と
同様に、図示しないボールねじと案内レールが図３にお
いて前後方向に設けられ、このうち、ボールねじに嵌合
された図示しないナットには、図示しないスライダの左
側が取り付けられている。Ｙ軸アーム２の後端には、出
力軸がボールねじの後端に連結された図示しない２軸駆
動用のモータがＸ軸アーム１と同様に収納されている。

【０００７】Ｙ軸アーム２の右側面に左側面が対置され
て第３軸の支持部となるＺ軸ユニット４は、左側面中央
部が上述したスライダの他側に固定され、この結果、Ｚ
軸ユニット４は、上述したＹ軸アーム２の後端に収納さ
れた図示しないモータが駆動され、このモータに連結さ
れたボールねじが回転することにより、図３の矢印Ｈ
１，Ｈ２に示すようにＹ軸方向に直線駆動される。

【０００８】Ｚ軸ユニット４の内部には、管状のアーム
４ａの上部が図示しない軸受を介して上下移動自在に縦
に収納され、このアーム４ａには、中間部から上端に図
示しないラックが縦に固定されている。このラックに
は、Ｚ軸ユニット４の内部に収納された図示しない駆動
用のモータの出力軸に取り付けられた図示しないピニオ
ンが噛み合っている。この結果、アーム４ａは、Ｚ軸ユ
ニット４の内部のモータを駆動することによって、上述
したピニオンとラックで、図３の矢印Ｊに示すようにＺ
軸方向（すなわち、上下方向）に駆動される。アーム４
ａの下端には、一点鎖線で示すエンドエフェクタ５が、
図示しない駆動源を内蔵して取り付けられている。

【０００９】ところで、このように構成された産業用ロ
ボットにおいては、一台の産業用ロボットで二つの異な
る作業（例えば、異なるワークの搬送作業）を行わせる
ときには、従来は、次の二つの方法のうちのいずれか一
つの方法が採られている。

【００１０】その一つは、図４（ａ）に示すように、Ｚ
軸ユニット４のアーム４ａ下端に、更に矢印Ｋ方向に揺
動する動作機構21を設けて、この動作機構21の片側の動
作軸にエンドエフェクタ（注；図４（ａ）では、吸着機
構を示す）６を取り付け、他側の動作軸にはエンドエフ
ェクタ６と異なるエンドエフェクタ７（注；図４（ａ）
では、把持機構を示す）を取り付け、これらのエンドエ
フェクタ６とエンドエフェクタ７を矢印Ｌに示すように
揺動させ切り換えて、エンドエフェクタ６で吸着による
パレッタイジング作業を、エンドエフェクタ７でワーク
把持によるパレッタイジングを行う。

【００１１】他の一つは、図４（ｂ）に示すように、Ｚ
軸ユニット４のアーム４ａの下端に、ツールチェンジヤ
24を取り付け、このツールチェンジャ24に取り付けたエ
ンドエフェクタ６と図４（ｃ）で示すエンドエフェクタ
７を交互に交換してパレッタイジングを行う。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成された産業用ロボットにおいては、それぞれ次のよ
うな問題がある。

【００１３】まず、前者の図４（ａ）の先端構造の産業
用ロボットにおいては、アーム４ａの先端に取り付けら
れた動作機構21とエンドエフェクタ６，７のために、ア
ーム４ａの先端が重くなって、Ｚ軸ユニット４の内部に
収納された駆動用のモータの容量も増やさなければなら
ないだけでなく、エンドエフェクタ６，７の切り換えに
要する時間で、作業時間が長くなる。

【００１４】また、後者の図４（ｂ），（ｃ）で示す先
端機構の産業用ロボットにおいては、エンドエフェクタ
６，７を取り換える度に、図３で示すＹ軸アーム２，Ｚ
軸ユニット４とアーム４ａを動作させなければならない
ので、これ又、作業時間が長くなるだけでなく、これら
のツールを所定の位置に固定する設備も必要となる。そ
こで、本発明の目的は、タクトタイムを短縮することの
できる、複数のエンドエフェクタを備えた産業用ロボッ
トを得ることである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の産業用ロボット
は、第１の駆動部で駆動されるアームと、このアームに
取り付けられ第２の駆動部で揺動されるベルトと、この
ベルトに連結されこのベルトによりアームに沿って互い
に逆方向に駆動される複数のエンドエフェクタを具備し
たことを特徴とする。

【００１６】

【作用】位置の異なる複数のワークも、互いに逆方向に
駆動される複数のエンドエフェクタによって、搬送点に
交互に搬送されることになる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の産業用ロボットの一実施例を
図面を参照して説明する。図１は、本発明の産業用ロボ
ットとその作業例を示す斜視図、図２は、図１の要部を
示す平面図で、図３に対応する図である。

【００１８】図１及び図２において、Ｙ軸アーム２の両
端には、図２に示すようにプーリ11Ａ，11Ｂがそれぞれ
取り付けられ、このうち、プーリ11Ａの軸は、図示しな
いモータの出力軸に連結されている。これらのプーリ11
Ａ，11Ｂには、タイミングベルト10が巻装されている。

【００１９】Ｙ軸アーム２の左右の中間部には、図２に
示すように、このＹ軸アーム２の全長に亘って、リニヤ
ガイドレール８Ａ，８Ｂがタイミングベルト10と平行に
対称的に設けられている。

【００２０】Ｙ軸アーム２の両側には、図１の矢印Ｂ
３，Ｂ４、図２の矢印Ｆ１，Ｆ２方向に移動自在のスラ
イダ３Ａがリニヤガイドレール８Ａに嵌合して設けられ
ている。このスライダ３Ａには、第１のＺ軸ユニット４
Ａの左側面が固定されている。

【００２１】同様に、Ｙ軸アーム２の他側には、図１の
矢印Ｂ１，Ｂ２、図２の矢印Ｆ３，Ｆ４方向に移動自在
で、スライダ３Ａと同一品のスライダ３Ｂがリニヤガイ
ドレール８Ｂに嵌合して設けられている。このスライダ
３Ｂには、第２のＺ軸ユニット４Ｂの右側面が固定され
ている。

【００２２】前述したプーリ11Ａ，11Ｂに巻装されたタ
イミングベルト10の前方の右側は、スライダ３Ａに結合
され、タイミングベルト10の後方の左側は、スライダ３
Ｂに結合されている。

【００２３】右側前方の第１のＺ軸ユニット４Ａから下
方に突き出たアーム４ａの下端には、エンドエフェクタ
７が図示しない駆動源を内蔵して取り付けられ、このエ
ンドエフェクタ７の先端には、ワーク14が把持されてい
る。

【００２４】同様にして、第２のＺ軸ユニット４Ｂから
下方に突き出た図１の点線で示すアーム４ｂの先端に
は、図４（ａ），（ｂ）で示したエンドエフェクタ６が
取り付けられている。

【００２５】このように構成された産業用ロボットにお
いては、Ｙ軸アーム２の基端に収納された図示しないモ
ータを駆動することによって回転するプーリ11Ａに従っ
て、タイミングベルト10が駆動され、それに伴い、スラ
イダ３Ａ，３Ｂは、片側のスライダ３Ａが図１において
矢印Ｂ３の方向に駆動されるときには、他側のスライダ
３ＢはＢ２方向に、スライダ３Ａが矢印Ｂ４の方向に駆
動されるときには、他側のスライダ３Ｂは矢印Ｂ１の方
向に、互いに逆の方向に移動する。次に、直角座標ロボ
ットの典型的な作業であるワークの組付け作業の例でそ
の動作を説明する。

【００２６】図１に示すように、ベルトコンベア16によ
って、搬送台16ａに載置された状態で右方向から矢印Ｄ
で示すように送られてきたワーク17に対して、右側のエ
ンドエフェクタ７で把持したワーク14を供給するときに
は、タイミングベルト10とスライダ３Ｂで後方に駆動さ
れた左側のエンドエフェクタ６は、左側のパレット13Ｂ
の上面に載置された平板状のワーク18を吸着する。

【００２７】逆に、右側のエンドエフェクタ７で右側の
パレット13Ａの上面に載置されたワークを把持するとき
には、同じくタイミングベルト10とスライダ３Ａで前方
に駆動された左側のエンドエフェクタ６で吸着したワー
ク18をワーク17に供給する。

【００２８】これらのワーク14，18のローディング，ア
ンローディング中において、図１における矢印Ａ１，Ａ
２及び図２における矢印Ｅ１，Ｅ２で示すＹ軸アーム２
のＸ軸方向の移動距離は、左右のパレット13Ａ，13Ｂの
上に載置されたワーク14，18の間隔から、左右のアーム
４ａ，４ｂの間隔を減じた値となり、わずかの移動距離
でよく、更に、図１の矢印Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４及び
図２の矢印Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４で示す２軸方向のＺ
軸ユニット４Ａ，４Ｂの動作も、片側が前方に位置する
ときには、他側をパレット上に位置させることができる
ので、ワーク14，18のワーク17への供給時間を短時間で
行うことができる。

【００２９】なお、上記実施例においては、Ｚ軸ユニッ
ト４Ａ，４Ｂの移動をプーリ11Ａ，11Ｂとタイミングベ
ルト10で行った例で説明したが、位置決め精度によって
は、スプロケットとチェーンで行ってもよい。

【００３０】また、上記実施例においては、三軸直交形
の直角座標ロボットの場合で説明したが、例えば、円筒
座標形の産業用ロボットおよび関節形ロボットや極座標
形の産業用ロボットのアームに上記タイミングベルトを
設けて、二個のエンドエフェクタを取り付けてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上、本発明によれば、第１の駆動部で
駆動されるアームと、このアームに取り付けられ第２の
駆動部で揺動されるベルトと、このベルトに連結されこ
のベルトによりアームに沿って互いに逆方向に駆動され
る複数のエンドエフェクタを具備することで、位置の異
なる複数のワークを、互いに逆方向に駆動される複数の
エンドエフェクタによって、搬送点に交互に搬送したの
で、タクトタイムを短縮することのできる複数のエンド
エフェクタを備えた産業用ロボットを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の産業用ロボットの一実施例を示す斜視
図。

【図２】本発明の産業用ロボットの一実施例を示す要部
平面図。

【図３】従来の産業用ロボットの一例を示す平面図。

【図４】（ａ）は、従来の産業用ロボットの最終段の動
作軸を示す斜視図。（ｂ）は、（ａ）と異なる従来の産
業用ロボットの（ａ）と異なる最終段の動作軸を示す斜
視図。（ｃ）は、従来の産業用ロボットに取り付けられ
るエンドエフェクタの一例を示す斜視図。

【符号の説明】

１…Ｘ軸アーム、２…Ｙ軸アーム、３Ａ，３Ｂ…スライ
ダ、４Ａ，４Ｂ…Ｚ軸ユニット、５，６，７…エンドエ
フェクタ、８Ａ，８Ｂ…リニヤガイドレール、10…タイ
ミングベルト、11Ａ，11Ｂ…プーリ、14，17，18…ワー
ク、16…ベルトコンベア。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の駆動部で駆動されるアームと、こ
   のアームに取り付けられ第２の駆動部で揺動されるベル
   トと、このベルトに連結されこのベルトにより前記アー
   ムに沿って互いに逆方向に駆動される複数のエンドエフ
   ェクタを具備したことを特徴とする産業用ロボット。