JP2002086374A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で高速かつ搬送距離の長い搬送装
置を提供する。 【解決手段】 搬送装置１は、ロボット３の上部アーム
６の手首に取付けられ、第１リンク１０、第２リンク１
１、リンク回転手段１４、および保持手段１２から構成
される。第１リンク１０の基端部は、ロボット３の手首
７に取付けられ、手首軸によって回転駆動される。第２
リンク１１の基端部は、第１リンク１０の先端部に回転
可能に連結され、第１リンク１０の先端部に設けられる
リンク回転手段１４のサーボモータＭ７によって回転す
る。保持手段１２は、第２リンク１１の先端部に回転可
能に取付けられ、第１リンク１０に対する第２リンク１
１の回転を伝達する保持手段用回転伝達手段によって回
転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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４−４２３
９０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
する保持手段とを有する。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。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。

【０００４】

【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。

【０００５】本発明の目的は、搬送距離および搬送速度
が速い搬送装置を提供することである。

【０００６】

【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、被搬送物を着脱可能
に保持する保持手段を有し、第１位置と第２位置との間
で往復動作するロボットのアームに同期し、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、第１
リンクの基端部が、ロボットの手首に取付けられ、第１
リンクの先端部に回転可能に第２リンクの基端部が連結
されるリンク機構と、リンク機構を回転させるリンク回
転手段とを有し、搬送時に、アームを往復動作させなが
ら、ロボットの手首を回転駆動する手首軸で、第１およ
び第２リンクのいずれか一方側を回転駆動するととも
に、前記リンク回転手段で第１および第２リンクのいず
れか他方側を回転駆動させることを特徴とする搬送装置
である。

【０００７】請求項２記載の本発明の前記手首軸は、第
１リンクを回転駆動し、リンク回転手段は、第２リンク
を回転駆動させることを特徴とする。

【０００８】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。
また、ロボットの手首軸でリンク機構を動作させる場合
とは異なり、リンクの回転速度を単独で設定することが
できる。

【０００９】請求項３記載の本発明は、ロボットのアー
ムの動作角度をθ（°）とし、アームに対する第１リン
クの回転角度をθ１（°）とし、第１リンクに対する第
２リンクの回転角度をθ２（°）としたとき、前記リン
ク回転手段は、θ２＝２（θ＋θ１）となるように回転
させることを特徴とする。

【００１０】図１を参照して、搬送装置の搬送動作につ
いて説明する。ロボットの設置面に、絶対座標系を設定
し、この絶対座標系のｘ軸上に第１位置（図１の左方）
と第２位置（図１の右方）が設定される。ロボットのア
ームは、第１位置と第２位置と間を往復動作し、搬送装
置のリンク機構は、この往復動作に同期して動作し、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
うに伸縮動作する。

【００１１】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、ロボットの手首は原点Ｏに
あり、第２位置まで搬送したときのアームの角度をα
（°）とする。リンク機構は、第１リンクと第２リンク
とが重なるように折り畳まれ、中央位置Ｏでは、アーム
とリンク機構はｙ軸に沿って一直線に延びる。搬送時に
は、ロボットは手首がｘ軸に沿って直線状に移動するよ
うにアームを揺動動作させる。このとき、ｘ軸が搬送経
路となり、この搬送経路に沿って被搬送物を直線状に搬
送するためには、第２リンク先端に設けられる保持手段
をｘ軸に沿って移動させる必要がある。そのためには、
まず、アームが０°からα°揺動する間に、第１リンク
が、アームに対して（９０−α）度回転するように、手
首の回転を制御する必要がある。つまり、第１リンク
は、アームの揺動動作に対して、（９０−α）／α倍回
転させる必要がある。

【００１２】また、リンク機構は、図１からわかるよう
に、絶対座標系において、ｙ軸に対する第２リンクの回
転角が、常にｙ軸に対する第１リンクの回転角の２倍と
なるように制御する必要がある。ここで、絶対座標系に
おけるｙ軸に対するアームの任意の位置の揺動角度をθ
（°）とし、アームに対する第１リンクの回転角をθ１
（°）とし、第１リンクに対する第２リンクの回転角を
θ２（°）とした場合、ｙ軸に対する第１リンクの回転
角は（θ＋θ１）となるので、 θ２ ＝ ２（θ＋θ１） …（１） となるように、リンク機構の回転を制御すると、θ２／
（θ＋θ１）＝２となる。つまり、第２リンクの回転角
が第１リンクの回転角の２倍となる。このように、上記
（１）式の関係を満たすように、リンク回転手段を設定
することによって、ｘ軸に沿って直線状に搬送すること
ができる。

【００１３】手首軸で第１リンクを回転させるだけでな
く、たとえば歯車などを用いて、手首軸の回転を第２リ
ンクに伝達して回転するようにリンク機構を制御した場
合には、搬送距離が変更になった場合など、歯車なども
変更しなければならないが、本発明では、リンク回転手
段を設け、別途にリンクの回転を制御するので、搬送距
離の変更などにも容易に対応することができる。

【００１４】請求項４記載の本発明の前記保持手段は、
第２リンクの先端部に回転可能に設けられ、リンク回転
手段または手首軸の回転を伝達し、保持手段を回転駆動
させる保持手段用回転伝達手段を有し、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θ２
の１／２倍となるように、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。

【００１５】図１を参照して、保持手段の回転動作につ
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。

【００１６】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倍とな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。

【００１７】請求項５記載の本発明は、ロボットの手首
に取付けられ、被搬送物を着脱可能に保持する保持手段
を有し、第１位置と第２位置との間で往復動作するロボ
ットのアームに同期し、保持手段を第１位置と第２位置
との間で往復動作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、第１リンクと第２リン
クとを有し、第１リンクの先端部に回転可能に第２リン
クの基端部が連結されるリンク機構と、第１リンクの基
端部が、ベース部を介してロボットの手首に取り付けら
れ、ベース部に対して第１リンクを回転駆動するととも
に、ベース部に対する第１リンクの回転を第２リンクに
伝達して第２リンクを回転させるリンク回転手段とを有
し、搬送時に、アームを往復動作させながら、ロボット
の手首を回転駆動する手首軸でリンク回転手段のベース
部を回転させるとともに、リンク回転手段で、リンク機
構を回転させることを特徴とする搬送装置である。

【００１８】請求項６記載の本発明の手首軸は、アーム
の往復動作とは逆方向にベース部を回転させ、ロボット
の設置面に対して一定の角度を保持してベース部を移動
させることを特徴とする。

【００１９】本発明に従えば、第１リンクは、ロボット
の手首に固定されるベース部を介して取付けられ、リン
ク機構は、ベース部に対する第１リンクの回転を第２リ
ンクに伝達して、第２リンクを回転させる。このベース
部は、ロボットの設置面（絶対座標系）に対して一定の
角度を保持するように手首軸によって回転駆動される。
また、ベース部に対して第１リンクが回転することによ
って、保持手段が搬送経路に（ｘ軸）に沿って直線状に
移動するようにリンク回転手段を設定する。これによっ
て、アーム手首を、搬送経路に沿って移動させると、リ
ンク機構によって、保持手段が搬送経路に沿って移動
し、第１位置から第２位置にわたって直線状に搬送する
ことができる。

【００２０】請求項７記載の本発明の前記リンク機構
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。

【００２１】本発明のリンク機構は、図１２に示すよう
にＭ字状、または図１３に示すように逆Ｎ字状であって
もよく、また図１４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１８に示すように
ひし形のリンク機構であってもよく、さらにこれらを組
み合わせたリンク機構であってもよい。

【００２２】請求項８記載の本発明の前記リンク回転手
段は、第１位置および第２位置近傍では、リンクの回転
速度を遅くし、中央ではリンクの回転速度を速くするこ
とを特徴とする。

【００２３】本発明に従えば、リンク機構を一定の速度
で回転させると、第１位置と第２位置との中央を通過す
るときの被搬送物の移動速度が最速となり、第１位置お
よび第２位置近傍では低速となる。中央位置では第１リ
ンクと第２リンクとが折り畳まれ、リンク機構の剛性が
高くなっており、リンクの回転に対する反力に耐えやす
い構造となっており、第一位置および第２位置近傍で低
速となることで、スムーズに搬送開始、停止することが
でき、安定して被搬送物を搬送することができる。

【００２４】

【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、第１および第２位置であ
る一対のプレス機２０，２１間でワークＷを搬送するの
に用いられる。

【００２５】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。

【００２６】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Ｊ
６まわりに回転駆動する。

【００２７】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、リンク機構９を回
転させるリンク回転手段１４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。

【００２８】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を往復動作させるとともに、この上部アーム６の
往復動作に同期させて搬送装置１のリンク機構９を往復
動させる。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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、
第１リンク１０に対して第２リンク１１を回転させるリ
ンク回転手段１４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。

【００３４】第１リンク１０は中空の第１リンク本体２
２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の先端部上部に、サーボモータＭ７を有するリン
ク回転手段１４が設けられる。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Ａ
１まわりに回転自在に回転軸３４が軸支される。回転軸
３４は、上端部が第１リンク本体２２の上部から突出
し、この上端部に歯車１８が固定される。また、サーボ
モータＭ７の回転軸先端に歯車１６が固定され、この歯
車１６から回転軸３４の歯車１８にわたってタイミング
ベルト１７が巻き掛けられる。このような構造によっ
て、サーボモータＭ７を回転駆動することによって、回
転軸３４を軸線Ａ１まわりに回転駆動することができ
る。

【００３５】回転軸３４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に固定される。したがって、回
転軸３４を回転することによって、第２リンク１１を回
転させることができる。

【００３６】中空の第２リンク本体３９の基端部には太
陽歯車３６が設けられ、先端部に遊星歯車３７が設けら
れ、この遊星歯車３７に保持手段１２が連結され、遊星
歯車３７とともに保持手段１２が回転する構造となって
いる。太陽歯車３６から遊星歯車３７にわたってタイミ
ングベルト３８を巻きかけられ、これら太陽歯車３６、
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する。また、絶対
座標系におけるｙ軸に対する上部アーム６の任意の位置
の揺動角度をθとし、上部アーム６に対する第１リンク
１０の回転角をθ１（°）とし、第１リンク１０に対す
る第２リンク１１の回転角をθ２（°）とした場合、ｙ
軸に対する第１リンクの回転角は（θ＋θ１）となるの
で、 θ２ ＝ ２（θ＋θ１） …（１） となるように、リンク機構の回転を制御すると、第２リ
ンク１１の回転角が第１リンク１０の回転角の２倍とな
る。このように、上記（１）式の関係を満たすように、
リンク回転手段１４を制御することによって、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に搬送経路Ｌに沿って
一直線状に移動させることができる。また、このときロ
ボット３は、手首７が、搬送経路Ｌに沿って直線状に移
動するように上部アーム６を移動させる。

【００３８】また、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。つまり、保持手段用回転伝達手段
１５の遊星歯車３７の歯数に対して、太陽歯車３６の歯
数が、１／２となるように選ぶ。

【００３９】また、搬送距離、すなわち第１位置と第２
位置の間の距離が変更になった場合には、上部アーム６
の揺動角度αを変更することによって、容易に対応する
ことができる。

【００４０】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。
また、本実施形態では、手首軸で第１リンク１０を駆動
し、リンク回転手段１４のサーボモータＭ７で第２リン
ク１１を回転させたが、これを逆にし、手首軸で第２リ
ンク１１を回転し、サーボモータＭ７で第１リンク１０
を回転するように構成してもよい。

【００４１】図７は、本発明の他の実施形態の搬送装置
１００の構造を示す平面図であり、図８は、その側面図
である。前述した搬送装置１と搬送装置１００とでは、
リンク機構９を回転させるリンク回転手段１０１のみ異
なるので、リンク回転手段１０１に関する構成のみ詳細
に説明し、その他の構成に関しては、搬送装置１と同一
の参照符号を付し、説明を省略する。

【００４２】リンク機構９は、第１リンク１０と、第２
リンク１１と、ベース部１０２およびサーボモータＭ７
を有するリンク回転手段１０１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。

【００４３】第１リンク１０は中空の第１リンク本体２
２を有し、基端部１０ａに、リンク回転手段１０１のベ
ース部１０２が設けられる。ベース部１０２は、手首７
に固定され、手首７によって第６軸Ｊ６まわりに回転駆
動される。このベース部１０２に、第１リンク１０の基
端部１０ａが、第６軸Ｊ６まわりに回転可能に転結され
る。

【００４４】第１リンク本体２２の内部で、基端部１０
ａ側に、第１太陽歯車２５が設けられる。ベース部１０
２には、サーボモータＭ７および軸線Ｊ６を回転軸線と
する歯車１８が設けられる。サーボモータＭ７の回転軸
先端に歯車１６が固定され、この歯車１６から歯車１８
にわたってタイミングベルト１７が巻き掛けられる。歯
車１８は、第１リンク１０のリンク本体２２に固定され
る。したがって、サーボモータＭ７を回転駆動すること
によって、第１リンク１０を軸線Ｊ６まわりに回転駆動
することができる。

【００４５】また、歯車１８は中央に挿通孔が形成さ
れ、この挿通孔に軸１０４が挿通する。軸１０４は、軸
線Ｊ６に沿って延び、上端部が、ベース部１０２のハウ
ジング１０３に固定され、下端部に第１太陽歯車２５が
固定される。つまり、第１太陽歯車２５は、ベース部１
０２に固定される。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。これらサーボモータ
Ｍ７、ベース部１０２、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からリンク回転手
段１０１が構成される。第１遊星歯車２６は、軸受け２
８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。

【００４６】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。

【００４７】図９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１
０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９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。

【００４８】ベース部１０２に固定される第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７に示すように、ベー
ス部１０２を設置面（絶対座標系）に対して回転しない
ように固定した状態で、第１リンク１０をサーボモータ
Ｍ７で第１の回転方向（図７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７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。

【００４９】つぎに、搬送装置１００の制御動作につい
て説明する。ベース部１０２は、ロボット３の設置面
（絶対座標系）に対して一定の角度を保持するように手
首軸によって回転駆動する。

【００５０】リンク回転手段１０１は、第１リンク１０
と第２リンク１１とが、ｙ軸に関して対称となるように
設定される。つまり、ｙ軸に対する第１リンク１０の角
度が、第１リンク１０に対する第２リンク１１の角度の
２倍となるように制御される。前述したように、ベース
部１０２は、絶対座標系に対して角度が一定となるよう
に制御されるので、このベース部１０２に対して上述し
たように、リンク機構９が回転するようにリンク回転手
段１０１を設定することによって、保持手段１２が搬送
経路Ｌに沿って移動し、第１位置から第２位置にわたっ
て直線状に搬送することができる。

【００５１】また、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。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。

【００５２】つぎに、図５，６に示す搬送装置１と、図
７，８に示す搬送装置１００との動作の違いについて、
図１０を参照して説明する。

【００５３】搬送装置１および１００のいずれも、ロボ
ット３の手首７を、搬送経路Ｌに沿って移動させなが
ら、リンク機構９の第１リンク１０と第２リンク１１と
を対称に開閉させて搬送する。搬送装置１００では、ベ
ース部１０２が、絶対座標系に対して回転しないように
手首７に制御される。つまり、上部アーム６が時計回り
にθ°回転したとすると、ベース部１０２は、この回転
を打ち消すように、逆方向（反時計回り）にθ°回転す
る。

【００５４】したがって、上部アーム６に対する第１リ
ンク１０の回転角度をθ１°とすると、絶対座標系から
見た第１リンク１０の動きは、上部アーム６によって時
計回りにθ°回転したものを、ベース部１０２で反時計
回りにθ°戻され、これによって、ベース部１０２は、
絶対座標系に対して、角度位置が変化せず、平行移動の
みすることとなる。したがって、リンク機構９は、この
角度位置が変化しないベース部１０２に対してリンク機
構９の回転を制御するので、制御が容易である。ただ
し、ベース部１０２で、上部アーム６の揺動角度θ°分
を相殺する動きが生じる。

【００５５】これに対して、搬送装置１では、ベース部
を用いず、手首軸で直接第１リンク１０を回転させるの
で、上部アームの揺動角度θ°分を相殺する動きを必要
としない。

【００５６】また、搬送装置１および搬送装置１００で
は、いずれも手首軸とは別途のサーボモータＭ７でリン
ク機構９を回転させるので、ロボットの上部アーム６の
移動速度と、リンクの回転速度とを別々に制御すること
ができる。

【００５７】つぎに、搬送装置１および１００の搬送速
度に関して図１１を参照して説明する。図１１におい
て、（１）は、搬送装置の搬送速度、つまり絶対座標系
における保持手段１２の移動速度を示し、（２）は、リ
ンクの水平移動速度、つまり搬送装置を固定した場合の
保持手段１２の移動速度であり、（３）は、リンクの回
転速度であり、（４）は、ロボットの水平移動速度、つ
まりアーム先端の手首の移動速度である。なお、（１）
の搬送速度は、（２）の搬送装置の水平移動速度と、
（４）のロボットの水平移動速度とを加算したものであ
る。

【００５８】ここで、Ａに示す例では、リンクの回転速
度（３）を、第１位置と第２位置との中央で最も速くな
るように制御し、これによって搬送速度（２）が、第１
位置および第２位置近傍では遅く、中央では速くなるよ
うに制御される。

【００５９】リンク機構９は、中央では折り畳まれ、リ
ンクの剛性が高くなっているので、高速の搬送速度に耐
えることができる。また、第１位置および第２位置で
は、被搬送物の保持、離脱を行なうので、速度を低下す
る必要があり、Ａのように制御することによって、効率
よく搬送することができる。

【００６０】また、Ｂに示す例では、リンク回転手段で
リンク機構９の回転速度（３）を一定とする。これによ
って、リンクの水平移動速度（２）における第１および
第２位置と中央位置との速度の差が、Ａに示す例に比べ
て、極端に変化せず、緩やかに変化することとなる。

【００６１】また、Ｃに示す例では、リンクの回転速度
を中央で低下するように制御し、これによって搬送装置
の水平移動速度（２）を等速度とした。本発明では、リ
ンクを回転するリンク回転手段に、手首軸とは別途のサ
ーボモータＭ７を用いることで、このようにリンクの回
転速度を任意に制御することが可能となる。

【００６２】図１２、１３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、リンク回転手段のサーボモータＭ７の回転が伝達さ
れる。

【００６３】図１３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１２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。

【００６４】図１４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。

【００６５】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。

【００６６】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、
ベルトと歯車から成る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、リンク回転手段のサーボモータＭ７によっ
て、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。

【００６７】つぎに、図１５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１５において時計回りに任意の角度
θ°回転させたとき、第２リンク４５は、リンク回転手
段によって−θ°回転し、第２リンク４５を搬送経路Ｌ
に平行を維持する。

【００６８】中央位置にあるとき、第１リンク４４と、
第４リンク４７とのなす角度θ３＝９０°であるが、上
部アーム６がθ°回転したとき、 となる。したがって、θ３はアーム６がθ°回転時、
（θ＋θ１）分増加する。なお、θ１は、アーム角度θ
に対して、（９０−α）／α倍で回転させると、θ＝α
のとき、θ１＝９０−αとなり、第１リンク４４が、搬
送経路Ｌに平行になる。

【００６９】このとき、第４リンク４７からの従属駆動
として、第４リンク４７に連なる第５リンク４８を、第
４リンク４７の回転増加分（θ＋θ１）の倍、つまり２
（θ＋θ１）回転させると、アーム６の動きに対して非
反転、左右直進運動となる。

【００７０】また、手首軸とサーボモータＭ７との駆動
を逆にしてもよい。図１６は、図１２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
１７は、図１３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７
６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。

【００７１】図１８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、第２リンク６２または第３リンク６３
が、リンク回転手段のサーボモータＭ７によって回転さ
れる。

【００７２】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６
４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。

【００７３】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。手首軸およびリンク回転手段によって、
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、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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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、リンク回
転手段のサーボモータＭ７で、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。

【００７７】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１８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８
１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。

【００７８】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。また、リンク回転手段のサーボモータＭ
７によって、リンク８１が常に搬送経路Ｌに平行になる
ように駆動される。

【００７９】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。

【００８０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、リンク回
転手段によって手首軸とは別途にリンクを回転させるの
で、搬送距離に依存せずに搬送することができる。

【００８１】また、簡単な構造で、手首軸とリンク回転
手段の回転運動により、直線搬送を行なうことができ
る。

【００８２】また、リンク機構を用いることで、高速
で、長距離を搬送することができる。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、非反転で両方向に搬送することがで
きる。

【００８３】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。

【００８４】また、ロボットがアームを伸ばした第１位
置および第２位置近傍ではリンクの回転速度が遅くなる
ので、リンクの振動を小さくでき、停止精度を高くでき
る。

【００８５】また、中央位置ではリンクの回転速度は最
大となるが、この位置ではロボットアームの剛性が高
く、リンクの回転に対する反力に耐えやすい。

【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】本発明の他の実施形態である搬送装置１００の
内部機構を示す平面図である。

【図８】搬送装置１００の内部機構を示す側面図であ
る。

【図９】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１０】搬送装置１００の搬送動作を示す図である。

【図１１】３つの制御動作例Ａ，Ｂ，Ｃにおける搬送速
度（１）とリンクの水平移動速度（２）とリンクの回転
速度（３）とロボットの水平移動速度（４）を示すグラ
フである。

【図１２】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１３】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置５
６を示す平面図である。

【図１４】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置４
０を示す平面図である。

【図１５】搬送装置４０の搬送動作を説明する図であ
る。

【図１６】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置７
５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７
６を示す平面図である。

【図１８】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置６
０を示す平面図である。

【図１９】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置１
２０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７
０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１
３０を示す平面図である。

【符号の説明】

１，４０，５５，５６，７５，７６，６０，７０，１０
０，１２０，１３０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 １４，１０１ リンク回転手段 １０２ ベース部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットの手首に取付けられ、被搬送物
   を着脱可能に保持する保持手段を有し、第１位置と第２
   位置との間で往復動作するロボットのアームに同期し、
   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、 第１リンクの基端部が、ロボットの手首に取付けられ、
   第１リンクの先端部に回転可能に第２リンクの基端部が
   連結されるリンク機構と、 リンク機構を回転させるリンク回転手段とを有し、 搬送時に、アームを往復動作させながら、ロボットの手
   首を回転駆動する手首軸で、第１および第２リンクのい
   ずれか一方側を回転駆動するとともに、前記リンク回転
   手段で第１および第２リンクのいずれか他方側を回転駆
   動させることを特徴とする搬送装置。
2. 【請求項２】 前記手首軸は、第１リンクを回転駆動
   し、リンク回転手段は、第２リンクを回転駆動させるこ
   とを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
3. 【請求項３】 ロボットのアームの動作角度をθ（°）
   とし、アームに対する第１リンクの回転角度をθ１
   （°）とし、第１リンクに対する第２リンクの回転角度
   をθ２（°）としたとき、前記リンク回転手段は、θ２
   ＝２（θ＋θ１）となるように回転させることを特徴と
   する請求項１または２記載の搬送装置。
4. 【請求項４】 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、リンク回転手段または手首軸の回
   転を伝達し、保持手段を回転駆動させる保持手段用回転
   伝達手段を有し、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θ２の１／２倍となるよう
   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３記載
   の搬送装置。
5. 【請求項５】 ロボットの手首に取付けられ、被搬送物
   を着脱可能に保持する保持手段を有し、第１位置と第２
   位置との間で往復動作するロボットのアームに同期し、
   保持手段を第１位置と第２位置との間で往復動作させて
   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、 第１リンクと第２リンクとを有し、第１リンクの先端部
   に回転可能に第２リンクの基端部が連結されるリンク機
   構と、 第１リンクの基端部が、ベース部を介してロボットの手
   首に取付けられ、ベース部に対して第１リンクを回転駆
   動するとともに、ベース部に対する第１リンクの回転を
   第２リンクに伝達して第２リンクを回転させるリンク回
   転手段を有し、 搬送時に、アームを往復動作させながら、ロボットの手
   首を回転駆動する手首軸でリンク回転手段のベース部を
   回転させるとともに、リンク回転手段で、リンク機構を
   回転させることを特徴とする搬送装置。
6. 【請求項６】 手首軸は、アームの往復動作とは逆方向
   にベース部を回転させ、ロボットの設置面に対して一定
   の角度を保持してベース部を移動させることを特徴とす
   る請求項５記載の搬送装置。
7. 【請求項７】 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１〜６のいずれか
   １つに記載の搬送装置。
8. 【請求項８】 前記リンク回転手段は、第１位置および
   第２位置近傍では、リンクの回転速度を遅くし、中央で
   はリンクの回転速度を速くすることを特徴とする請求項
   １〜７のいずれか１つに記載の搬送装置。