JPS6260227B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二次元方向の移動を必要とする荷の搬
送を単一の直線移動のみで行なうことのできるユ
ニバーサルロボツトに関する。

従来、ホイストやクレーンにより荷を搬送する
ロボツトにおいては、Ｘ軸アーム上を長手方向に
移動するスライダと、このスライダに支持され上
下方向に昇降するＺ軸アームの移動によつて荷の
搬送を行なつていた。そのため、荷を所定位置ま
で搬送するには必ずスライダの長手（Ｘ軸）方向
への移動と、Ｚ軸アームの高さ（Ｚ軸）方向への
昇降の二工程を必要とし、それだけ搬送のための
所要時間が長くかかつた。この所要時間の長時間
化は、大量の品物の搬送を行なう場合には非常に
大きなタイムロスとなり、この種のロボツトにお
いて所要時間の短縮化は解決の急がれている大き
な技術課題の一つであつた。

また、荷の搬送のためロボツトに二工程の移動
を行なわせるということはスライダとＺ軸アーム
の移動に２軸制御を要し、それだけ制御装置の構
造が複雑になるとともに制御装置の操作が難しく
なるといつた欠点があつた。更に、スライダとＺ
軸アームの移動の際に生じる移動誤差も、二工程
分の移動誤差が累積された状態で搬送位置の誤差
として表われるため、個々の移動誤差が小さい場
合でも両者の移動誤差の累積値が許容誤差範囲を
越え、荷の大量自動搬送が的確になされないとい
う欠点があつた。

本発明は上記の欠点に鑑みてなされたもので、
搬送のための所要時間の短縮化を図り、制御装置
の構造及び操作性を容易にするとともに、移動誤
差から生じる搬送誤差を小さくし、更には高さ
（Ｚ軸）方向の作業範囲の拡張を図るため、Ｘ軸
アームとＺ軸アームを旋回可能とすると共に、ア
ームの支持具を上下方向に昇降自在とすることに
より、二次元方向の移動を必要とする荷の搬送を
単一工程の直線移動のみで行なえるユニバーサル
ロボツトの提供を目的としたものである。

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳
細に説明する。

１は垂直状に立設された中空円筒状の支柱で、
この支柱１には支持具２が上下方向に昇降自在に
設けられている。支持具２の上下方向への昇降方
法としては、ボルトを緩め支持具２の支柱１に対
する緊締力を緩めた上で手動により支持具２を昇
降させる方法、あるいは支持具２をモータに連係
させたラツク・ピニオン等の駆動手段により自動
的に昇降・停止させる方法がある。

３は軽量材により横長に形成された水平アーム
たるＸ軸アームで、その中間部がＸ軸アーム用旋
回機構４を介して支持具２に垂直面での旋回可能
に取付けられている。Ｘ軸アーム用の旋回機構４
は、第３図に示すように支持具２の一部と旋回体
４１とによつて構成されている。この旋回体４１
の一端はＸ軸アーム３に固着されているが、他の
一端に形成した旋回体摺接面４２は、ベアリング
４３を介在させ支持具摺接面２１と相対旋回可能
に摺接しており、通常はボルト４４によつて相対
旋回しないよう支持具２に固定されている。支持
具２のボルト孔は図示してないが長孔状に穿設し
てある。したがつて、ボルト４４を緩め旋回体４
１を回動させればＸ軸アーム３は第１図の一点鎖
線で示す如く任意の角度位置に垂直面旋回するこ
とができる。

５はスライダで、上記Ｘ軸アーム３の案内軌条
３１に沿つて索体等の駆動手段により移動できる
ようＸ軸アーム３に装着されている。６は垂直ア
ームたるＺ軸アームで、軽量材により縦長に形成
されＺ軸アーム用旋回機構７を介し垂直面旋回且
つ昇降摺動自在にスライダ５に取付けられてい
る。Ｚ軸アーム用の旋回機構７は、第４図に示す
ようにスライダ５の一部と旋回体７１によつてＸ
軸アーム用旋回機構４と同様に構成されている。
すなわち、旋回体７１の一端はスライダ５に固着
されているが、他の一端に形成した旋回体摺接面
７２は、ベアリング７３を介在させスライダ摺接
面５１と相対旋回可能に摺接しており、通常はボ
ルト７４によつて相対旋回しないようスライダ５
に固定されている。したがつて、Ｚ軸アーム６は
Ｘ軸アームと同様任意の角度位置に垂直面旋回停
止することができる。

また、Ｚ軸アーム６は旋回体７１により昇降摺
動自在に保持されており、モータに連係されたラ
ツク・ピニオン等の駆動手段により自動的に摺動
され、あるいは手動的に摺動される。このＺ軸ア
ーム６の下端には、荷の把持具８が設けられてい
る。

１０はロボツト全体を支持する台車で、支柱１
を固定載置し車輪１１とアンカー１２によつて移
動且つ停止可能となつている。したがつて、本発
明ロボツトを所定の位置に移動させることによつ
て、ロボツトの汎用性を高めることができる。も
つとも、支柱１を床面に固定させることもでき
る。

なお、上記Ｘ軸用及びＺ軸用アームの旋回機構
の駆動手段として流体シリンダあるいは電動機等
による自動的な手段を利用することもできる。ま
た、両旋回機構の摺接部としてベアリングを介在
させないものも充分使用できる。

次に、上記の如く構成からなる本発明の作用に
ついて説明する。

まず、荷の搬送に先立ちロボツトの調整を行な
う。すなわち、Ｘ軸アーム３上の荷の搬送始点と
搬送終点の高度差が、荷の搬送取出し位置と搬送
排出位置の高度差と等しくなるようＸ軸アーム３
を旋回機構４によつて所定の角度だけ旋回させ
る。Ｘ軸アーム３が旋回されると、通常Ｘ軸アー
ム３と90度の交差位置関係で取付けられているＺ
軸アーム６もＸ軸アーム３の旋回角度だけ傾斜し
た状態となり、把持具８による荷の把持ができな
くなる。そこで、荷の把持が正常に行なえるよう
Ｚ軸アーム６をＸ軸アーム３の旋回角度と同じ角
度だけ旋回機構７によつて旋回させ、垂直な状態
にする。次いで、Ｚ軸アーム６がＸ軸アーム３上
の搬送始点及び搬送終点に停止したとき、Ｚ軸ア
ーム下端の把持具８が搬送取付し位置及び搬送排
出位置で荷の取出し及び排出を行なえるよう支持
具２の高さを調整する。これらの各部の調整によ
りロボツトは第１図の一点鎖線で示す如く状態に
なる。

このように調整されたロボツトにおける荷の搬
送は、第７図に示す如く搬送始点（搬送取出し位
置）Ａ（またはＢ）から搬送終点（搬送排出位
置）Ｂ（またはＡ）まで直線移動させる単一工程
のみで可能となる。すなわち、Ｚ軸アーム６を保
持するスライダ５のＡ―Ｂ間の単一の直線移動の
みで搬送が行なえ、従来のロボツトの如く、搬送
取出し位置Ａと搬送排出位置Ｂとの高度差（Ａ―
Ｃ間）及び距離差（Ｂ―Ｃ間）をスライダ５及び
Ｚ軸アーム６によつてそれぞれ別個に移動させる
必要がない。

更に第５図に示す方法によつても本発明を用い
ることができる。すなわち、搬送する荷８０を傾
斜した台部８１に搬送・載置するような場合は、
この傾斜度に合わせてＸ軸アーム３を傾斜させ、
この時Ｚ軸アーム６はＸ軸アーム３に対し90度の
交差位置関係を保つたままにしておけば、高低差
のある搬送始点から搬送終点までの荷搬送を、傾
斜したＸ軸アーム３上の移動によつて単一の一軸
移動によつてなすことができ、しかもＺ軸アーム
６は、傾斜した台部８１に対しては垂直状態を維
持しているから、そのままの傾斜位置で出没動作
を行なえば、荷８０の傾斜面への載置を簡単な単
一動作でなすことができる。このように、荷の搬
送において、高低差に傾斜度が加わつた場合は、
上記のようにＸ軸アーム３だけを旋回させて座標
変換させることにより、本来極めて複雑な動作を
強いられる作業を極めて簡単になすことができ
る。

第６図は本発明の第２の実施例を示すもので、
Ｘ軸アーム３が長い場合あるいは重量の大きい荷
を搬送する場合等にロボツトが不安定状態になる
のを防止し、ロボツトの安定を図るため支柱１を
２本設けたものである。本実施例の場合は、２本
の支柱１，１にそれぞれ昇降自在な支持具２を設
け、これらの支持具間に支持杆２０を架設し、こ
の支持杆２０の一部と旋回体４１によつて第３図
に示す第１の実施例と同様の旋回機構４を構成し
ている。この旋回機構４を介して支持杆２０に取
付けられているＸ軸アーム３、スライダ５及びＺ
軸アーム６等は総て第１の実施例と同様に構成さ
れている。３０は２本の支柱２を支持する基台で
ある。第２の実施例においては移動のできない基
台を示したが、複数本の支柱の支持に第１の実施
例の如く移動且つ停止可能な台車を用いることも
できる。

以上の如く本発明のユニバーサルロボツトによ
れば、搬送取出し位置と搬送排出位置の間に高度
差及び距離差がある場合でも、予めこれらの差に
応じてＸ軸アームとＺ軸アームを旋回調整し、且
つＸ軸アームの高さ位置を調整しておけば、以後
の荷の搬送は、Ｚ軸アームをスライダを介してＸ
軸アーム上を直線移動させる単一の工程のみで行
なうことができる。

したがつて、従来の高さ（Ｚ軸）方向及び長手
（Ｘ軸）方向の二工程の直線移動を行なつていた
ロボツトに較べ搬送時間の短縮化が図れる。ま
た、スライダの移動のみを制御すればよいことか
ら制御装置の制御軸を１軸にすることができて制
御装置の簡潔化と精度向上を図ることができると
共に、Ｚ軸アームの移動を必ずしも自動化する必
要がなくなることから、索体あるいはシリンダ等
の駆動手段の省略も可能となる。

更に、単一工程の直線移動だけで搬送できると
いうことは、移動誤差も一工程分だけで従来のロ
ボツトに較べて小さく、正確且つ精密な搬送が可
能となる。しかも、上記した制御装置の精度向上
と相俟つて搬送の正確さと精密さはより一層向上
する。

また一方、本発明のユニバーサルロボツトは、
搬送の迅速化、正確化及び制御装置等の簡潔化、
精度向上といつた効果を生ずることにとどまら
ず、作業範囲の拡張化を図れるといつた効果をも
生ずる。すなわち、従来、Ｚ軸アームの高さ方向
の移動範囲内に限定されていた搬送取出し位置と
搬送排出位置の最高高度差を少なくとも支柱の高
さと同じにすることができ、更に、支持具を支柱
の高い部分に固定した状態でＸ軸アームを旋回傾
斜させれば、搬送取出し位置と搬送排出位置の高
度差を支柱の高さ以上とすることもでき、著るし
く作業範囲の拡張を図れ広い用途に使用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の正面図、第２図
は第１図の側面図、第３図はＸ軸支持部の拡大断
面図、第４図はＺ軸支持部の拡大断面図、第５図
は第１図の使用状態説明図、第６図は第２実施例
の正面図、第７図は本発明のユニバーサルロボツ
トにおける搬送移動工程と従来のロボツトにおけ
る搬送移動工程の状態図を示したものである。 １…支柱、２…支持具、３…Ｘ軸アーム、４…
Ｘ軸アーム用の旋回機構、５…スライダ、６…Ｚ
軸アーム、７…Ｚ軸アーム用の旋回機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 支柱に設けた支持具に水平アームたるＸ軸ア
   ームを取付けると共に、該Ｘ軸アームの横長手方
   向に摺動するスライダに垂直アームたるＺ軸アー
   ムを取付けたロボツトにおいて、 上記Ｘ軸アームを、垂直面旋回自在で任意位置
   に固定可能となるよう旋回体と固定手段等からな
   る旋回機構を介して上記支持具に取付けてなり、 且つ上記Ｚ軸アームを、垂直面旋回自在で任意
   位置に固定可能となるよう旋回体と固定手段等か
   らなる旋回機構を介して上記スライダに取付けて
   なり、 更に上記支持具を、上記支柱に対し昇降自在に
   取付けてなることを特徴とするユニバーサルロボ
   ツト。