JPH07115356B2 - ワ−ク移送ロボツト装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、成形機等の加工機にワークを投入するための
ワーク移送ロボット装置に関する。

（従来技術） 従来、成形機等の加工機より成形後のワークを取り出す
ためのロボットとしては第６図に示すものが普及してい
る。これは横型射出成形機上部に直接取り付けられ成形
後のワークを取り出すための直角座標型のロボットで、
X,Y,Zの直線駆動軸と成形品（ワーク）を金型より分離
した時の姿勢から成形機近傍に設けられたコンベアに移
載する際に水平にするため、ワーク吸着部ａが金型と平
行な状態（第６図）から金型と反対側に90゜旋回するθ
軸とから構成されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の機構では成形後金型より分離したワークをアーム
先端に設けられた把持具にて把持し、ロボットの移動に
より成形機近傍に設けられたコンベア等に排出する作業
においては問題はないが、アーム保持が連続の片持ちば
りでかつ比較的長いストロークを持つため、アームの剛
性が小さく特に把持部では前述のアームの剛性が小さい
うえ、ワークの当接方向に回転機構を有するのでワーク
の当接方向にはさらに剛性が小さかった。

ワークの当接方向の剛性が小さいためワークを金型に挿
入するインサート成形ではワークの挿入時、金型よりの
反力により把持部が傾いてしまいワークと挿入穴とのこ
じりが発生し、挿入ミスが起きたり、また挿入深さが浅
くても大型のワークでは把持部が大きくなるため、把持
部の重量軽減のため剛性を犠牲にしてまで軽量化を計ら
ないとロボット動作特性の悪化（動作時間の増大）を招
く。そのためワーク把持部の剛性がさらに小さくなるた
め外部よりのわずかの力でたわみや変形を生じ、位置精
度の劣化が生ずるのでロボットによるインサート成形の
様にワークを金型内に挿入する様な精度の必要な作業に
は挿入ミス発生の恐れが大きいという問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上述の問題点に着目してなされたもので、被挿
入面に対して略平行に摺動案内された移動ベースと、該
移動ベースに軸支され、移動ベースの移動方向と平行な
回転軸を中心に回転する旋回部材と、前記回転軸に対し
てオフセットを有する様に、かつ旋回部材とともに旋回
し、該旋回部材に対して被挿入面側に設けられたワーク
把持手段と、該ワーク把持手段を被挿入面に対して直角
に移動させる移動手段とより構成されたものである。

以下、図示した実施例に基づいて具体的に説明する。第
１図乃至第４図は第１実施例である。架台１に金型２の
開き方向と直角に第１ガイド３が設けられている。該第
１ガイド３に嵌合する軸受４を設けた第１移動ベース５
が架台１に固定された第１エアシリンダ６のロッド6aと
連結されている。該第１移動ベース５には第１移動ベー
スの摺動方向と直角に第２ガイド７が設けられている。
該第２ガイド７に嵌合する軸受８を設けた第２移動ベー
ス９が第１移動ベース５に固定された第２エアシリンダ
10のロッド10aと連結されている。

尚、本実施例に於ては、移動ストロークを多く採るため
に、移動ベースを２つの構成（第１移動ベース５と第２
移動ベース９）としたが、１つで構成してもよい。

該第２移動ベース９上面に形成されたブラケット9a,9b
に設けられた軸受11によって第１ガイド３と平行に回転
軸Ａが軸支されている。該回転軸Ａには旋回部材12の基
部12aが固着されている。また回転軸Ａにはピニオン13
が固定され、第２移動ベース９に設けられた案内部材14
によってガイドされ、かつ第２移動ベース９に設けられ
た第３エアシリンダ15のロッド15aに連結したラック16
とかみ合っている。第３エアシリンダは旋回部材12の金
型２の反対側に設けられている。17は旋回部材12の端部
に設けられた軸受18によって、前記第１ガイド３と平行
に摺動自在に軸支されたガイドロッドでその一側でフラ
ンジ19と結合している。20は旋回部材12にガイドロッド
17と平行に設けられた第４エアシリンダでそのロッド20
aがフランジ19と結合している。該フランジ19にはツー
ル保持部材21が固定されていて、該ツール保持部材には
その金型２側にワーク把持手段である吸着パッド22が設
けられ、かつ、その吸着パッド22を移動させる移動手段
であるエアシリンダ23によって前記ガイドロッド17と直
角方向に摺動駆動される軸24が軸支されている。

又、吸着パッド22は回転軸Ａに対してある距離（＝ｌ）
だけオフセットされて設けられている。

25は第２移動ベース９に旋回部材12の金型２と反対側に
設けられた支持板で、該支持板に固着されたショックア
ブソーバー26のロッド27が旋回部材12と当接するように
なっている。28は架台１の金型２側に設置されたワーク
29を収納しているワークマガジンで、バネ等公知の方法
で常にワーク29を上方に付勢するようになっている。30
は成形機である。

次に作用について説明する。はじめに第３エアシリンダ
15を作動させロッド15aを縮めるとラック16にかみ合っ
たピニオン13が回動し、旋回部材12が軸Ａを中心として
金型２側に旋回しワーク29と吸着パッド22が略平行にな
り成形機30の位置に停止する。

次に、エアシリンダ23を作動させ軸24を伸長させて吸着
パッド22をワーク29に当接させてからワーク29を吸着、
把持する。把持終了後、エアシリンダ23を作動させ軸24
を引っこめてから再び第３エアシリンダ15を作動させロ
ッド15aを伸長させると旋回部材12は前記と逆回転し、
支持板25に設けられたショックアブソーバー26のロッド
27に当接して、吸着パッド22が金型２と平行になる位置
に停止する。

次に、第２エアシリンダ10を作動させ第２移動ベース９
をマガジン28と反対方向に摺動させてから、第１エアシ
リンダ６と第４エアシリンダ20を同時に作動させそれぞ
れのロッドを伸長させることによりツール把持部材21を
成形機30内に挿入させ、把持したワーク29を金型２を正
対させる。そして第２エアシリンダ10を作動させ第２移
動ベース９を金型２の方向へ摺動させることにより、把
持したワーク29を金型２内に挿入（当接）させる。挿入
終了後、吸着パッド22とワーク29を離脱させてから再び
第２エアシリンダ10を作動させ、ツール保持部材21を金
型２から離した後、再び第１エアシリンダ６と第２エア
シリンダ20を作動させ、ツール保持部材21を成形機30内
から外へ後退させる。次に金型が閉じ成形が開始され
る。

成形中にロボットは前記の初めの動作を再び開始し、金
型２内に挿入されたワーク29と一体成形された成形品が
成形が終了して金型が開き、排出された後ツール保持部
材21が成形機30に再び入って動作を繰り返す。

なお、上述の実施例では金型の挿入方向であるＹ方向の
ストロークを得るのに第２エアシリンダ10とエアシリン
ダ23を用いた場合にて説明したが、この場合は挿入スト
ロークが大きくなるので金型の開き量に比べ長い挿入ス
トロークが必要な場合有利である。

又、金型の開き量が充分大きい場合は、ツール保持部材
21の巾を大きくできるから、これによりエアシリン23の
ストロークを長くすることができるので第２エアシリン
ダ10は必ずしも必要ない。

なお、吸着パッド22を設けた軸24にスプリングを装着
し、軸24を吸着パッド22の方向に付勢することにより、
ワーク29や金型２との当接時のギャップを吸収できる。
この場合、マガジン28よりワーク29を吸着する際、吸着
パッド22がワーク29に必ずしも正確に平行に当接する必
要がない場合も考えられる。この場合はエアシリンダ23
は必ずしも必要でなくＹ方向のストロークを第２エアシ
リンダ10のみで得ても良い。

又、ワーク29はマガジン28にて必ずしも水平に保持する
必要はない。マガジン28を旋回部材12が金型に挿入時の
姿勢により90゜回転しないうちに吸着パッド22がワーク
29に当接するように水平より傾けて設置する方法も考え
られる。この場合、マガジンが斜めなのでワーク29の収
容数を増加させたり、Ａ軸の回転角が小さくなるので作
業速度が速くなるという利点がある。

なお、旋回部材12は金型挿入時には第３エアシリンダ15
を常に作動させることにより、支持板25に当接し続ける
ので挿入時の旋回部材12より先端部の剛性をより高める
ことができる。なお、前記の吸着パッドと回転軸Ａの間
のオフセット量ｌを適宜調整することにより、金型交換
時に金型の高さが変化してもこれに追随できるので、第
６図に示す従来例の如く高さ方向の軸が不用になり自由
度が減るのでコストやアーム剛性の面で有利である。

又、第１実施例では回転軸Ａは第１ガイド３と平行に設
けたが、ワーク29をマガジン28内で水平に保持できない
場合、回転軸Ａと第１ガイド３をある角度を設けて設置
し吸着パッド22がワーク29との当接時、水平に対して斜
めにすることで吸着パッド22とワーク29を略平行にする
ことができる。

第４図、第５図は本発明の第２実施例である。架台101
の上部101aに軸受102によりガイドロッド103が摺動自在
に軸支されている。該ガイドロッド103と平行にエアシ
リンダ104が前記架台101の上部101aに固定されている。
該エアシリンダ104のロッド104aには移動ベース105が結
合されている。又、前記ガイドロッド103の一端も移動
ベース105に結合している。移動ベース105下部に成形さ
れたブラケット105aにロータリーアクチュエーター106
の出力回転軸106aが前記ガイドロッド103と平行になる
よう設けられている。一方、ブラケット105aには回転軸
Ｂがガイドロッド103と平行になるように回転自在に支
承されていて、その一端が前記ロータリーアクチュエー
ター106の出力軸106aとカップリング107により連結され
ている。該回転軸Ｂの他端ではツール保持部材でもある
旋回部材108が固着されている。該ツール保持部材108に
はエアシリンダ109がその軸が回転軸Ｂに対し直角かつ
オフセットを設けて固定されていて、該エアシリンダ10
9のロッド109a先端にはワーク把持手段である吸着パッ
ド110が前記ガイドロッド103と反対側に連結されてい
る。113は移動ベース105のガイドロッド103との連結部
に対し、ガイドロッド103と反対側に形成された支持部1
05bに設けられたストッパーである。111はワークマガジ
ン、112はワークである。

次に作用について説明する。ロータリーアクチュエータ
ー106の作動によりツール保持部材108を旋回させ、吸着
パッド110をワーク112に当接させる。この時、エアシリ
ンダ109を用いると吸着パッド110とワーク112を平行に
当接することができる。ワーク112吸着後、エアシリン
ダ109を後退させロータリーアクチュエーター106を反転
させ、ツール保持部材108をストッパ113に当接、押圧さ
せた後、エアシリンダ104を作動させツール保持部材108
を成形機（図示省略）内に移動させ金型（図示省略）と
正対させる。

次にエアシリンダ109を作動前後させ、吸着したワーク1
12を金型に当接させ、ワーク112を金型に引き渡した後
エアシリンダ109を後退させたのち、エアシリンダ104を
後退させツール保持部材108を成形機により後退させ１
サイクルを終了する。

なお、ロータリーアクチュエーター106、ツール保持部
材108、エアシリンダ109およびワークマガジン111をロ
ボット摺動軸を通る鉛直面と対称に対に設けることによ
り、両側の金型にワークを移送することもできる。

（効 果） 本発明は、被挿入面に対して略平行に摺動案内された移
動ベースと、該移動ベースに軸支され、移動ベースの移
動方向と平行な回転軸を中心に回転する旋回部材と、前
記回転軸に対してオフセットを有する様に、かつ旋回部
材とともに旋回し、該旋回部材に対して被挿入面側に設
けられたワーク把持手段と、該ワーク把持手段を被挿入
面に対して直角に移動させる移動手段とより構成したの
で、従来例に比べロボットの移動部の基部よりツール保
持部材までの片持ちばり部分並びに自由度を少なく構成
できる。そのためツール保持部材における剛性が大きい
のでインサート成形等挿入反力を受けたり、高精度を要
求される作業に対して有効であり、よって、インサート
ワークを高精度で挿入することができ、かつ安価で高信
頼性のワーク移送ロボット装置を提供できる。

また、旋回部材を移動ベースの移動方向と平行な軸を中
心に回転させることにより、その旋回部材の旋回範囲が
狭く、よって、少ない領域で済み、又、それ故に、危険
な領域も狭まるものである。

又、第１実施例の旋回部材の回動にはエアシリンダとラ
ックアンドピニオンによる方法以外に、ロータリーアク
チュエーターやクレビス型やトラニオン型のエアシリン
ダによる方法にて代替しても良い。又エアシリンダの代
りにサーボモーター等プログラマブルなアクチュエータ
ーを用いることによりロボットのフレキシビリテイを増
大させることもできる。成形サイクルが多少長くなって
も構わない場合は、本発明のロボットにより成形後のワ
ーク取り出しを行なわせ、その後インサート作業を行な
わせても良い。

第２実施例ではワークの大きさは第１実施例より小さい
場合に限定されるが、構成要素を簡略化できるので第１
実施例と同等の効果の他に装置全体を安価に提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例斜視図、第２図は第１図の
旋回部材の正面図、第３図は第２図の右側面図、第４図
は本発明の第２実施例斜視図、第５図は第４図の移動ベ
ース部の斜視図、第６図は従来装置の駆動部分の斜視図
である。 １……架台、２……金型、５……第１移動ベース、６…
…第１エアシリンダ、９……第２移動ベース、10……第
２エアシリンダ、Ａ……回転軸、12……旋回部材、15…
…第３エアシリンダ、20……第４エアシリンダ、21……
ツール保持部材、22……吸着パッド、23……エアシリン
ダ、28……ワークマガジン、29……ワーク、101……架
台、104……エアシリンダ、105……移動ベース、106…
…ロータリーアクチュエーター、108……ツール保持部
材、Ｂ……回転軸、110……吸着パッド、111……ワーク
マガジン、112……ワーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被挿入面に対して略平行に摺動案内された
   移動ベースと、該移動ベースに軸支され、移動ベースの
   移動方向と平行な回転軸を中心に回転する旋回部材と、
   前記回転軸に対してオフセットを有する様に、かつ旋回
   部材とともに旋回し、該旋回部材に対して被挿入面側に
   設けられたワーク把持手段と、該ワーク把持手段を被挿
   入面に対して直角に移動させる移動手段とより構成され
   たワーク移送ロボット装置。