JP2007203402A - ロボット用ハンドおよび該ハンドを具備する搬送ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】対象物を保持する部材の間隔の調整を簡易な構造で実現することにより、軽量かつコンパクトなハンドをロボットに搭載可能にして、安価で小型のロボットを提供すること。
【解決手段】保持するパネルの幅に応じてフォーク１５の間隔を調整可能な搬送ロボット用ハンド１１であって、フォークを固設した台車２３のスライダ２３ａを連結するレール部材２２と、台車が連設されてプーリ２５、２６に巻き掛ける無端のタイミングベルト２７と、このベルトを繰り返し送って回転駆動させる送り機構３０と、を備えており、送り機構は、ベルトを挟持・解放する挟持用エアーシリンダ３１と、この挟持用シリンダをベルトの延在方向に往復移動させる送り用エアーシリンダ３２と、を具備して、プーリ２５、２６間のベルトの第１、第２ライン部２７ａ、２７ｂのそれぞれに配設されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ロボット用ハンドおよび該ハンドを具備する搬送ロボットに関し、詳しくは、平行に延在する保持部材の間隔を対象物に応じて調整した上で、その対象物を保持部材に載置または吊り下げさせるなどして保持するハンドを軽量かつコンパクトに構築するものに関する。

従来より、各種処理を施すワーク（対象物）を保持するハンドを備えて、そのワークを所望の位置に位置させたり、搬送するロボットが多用されており、例えば、フラットパネルなどを各工程に搬送することが行なわれている。

この種のロボットには、近年の多品種少量生産に対応するためにサイズの異なるワークを保持することが要求されたり、また、切り分けられることにより小サイズ化されたワークを保持することも要求される場合がある。そのワークのサイズに応じて、都度、ハンドを交換したり分解調整するのでは効率が悪いことから、ワークを保持する一対のフォーク（保持部材）の間隔を簡易に調整できるように工夫することが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２０００− ７９５９０号公報 特開２００１−３００８７９号公報

このような従来のロボット用ハンドでは、一対のフォークの間隔を調整する手段として、文献１に記載のものでは、フォーク間にシリンダを介装させて、そのシリンダのシャフトを伸縮させることにより、そのフォークを互いに接近または離隔させることにより、２種類の離隔間隔を選択できるようにして、フラットパネルなどのワークを保持するように設計されている。

しかしながら、この文献１に記載のロボット用ハンドにあっては、フォーク間を２種類の間隔にしか調整することができずに、近年の多品種少量生産や工程間のワークの保持などに対応するのには不十分である。また、長尺で重量のあるシャフトを稼動させるシリンダを搭載する必要があることから、ハンド自体が重くなってしまって、そのハンドを支持して移動させる構造の強度を十分に確保する必要があり、大型化してしまうとともにコスト高になってしまう、という問題があった。

また、文献２に記載のロボット用ハンドでは、一対のフォークの間隔を調整する手段として、互いに螺合するボールネジとナットをフォークのそれぞれに連結して、そのボールネジとナットを相対回転させることにより、そのフォークを所望の間隔になるように調整して、フラットパネルなどのワークを保持するように設計されている。

しかしながら、この文献２に記載のロボット用ハンドにあっては、長尺で重量のあるボールネジを搭載する必要があるとともに、そのボールネジあるいはナットを回転させるだけの回転力を発生する重量のあるモータなども搭載する必要があることから、ハンド自体が重くなってしまって、文献１に記載のものと同様に、大型化してしまうとともにコスト高になってしまう、という問題があった。

そこで、本発明は、対象物を保持する部材の間隔の調整を簡易な構造で実現することにより、軽量かつコンパクトなハンドをロボットに搭載可能にして、安価で小型のロボットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するロボット用ハンドの第１の発明は、対象物を保持するように平行に延在する少なくとも一対の保持部材を備えて、該保持部材の間隔を該保持対象物の幅に応じて調整することにより当該保持対象物を保持するロボット用ハンドであって、保持部材を支持しつつ該保持部材の互いの接離方向への移動を許容する支持手段と、保持部材を互いの接離方向に移動させる移動手段と、該移動手段の駆動を制御する制御手段と、を備えており、移動手段は、保持部材の接離方向の両端側に回転自在に設置されたプーリと、該プーリの正逆回転に応じた方向に移動可能に当該プーリに巻き掛けられた無端ライン部材と、該無端ライン部材を延在方向に移動させる駆動機構と、を具備し、プーリ間に張架されて該プーリの略直径の間隔で離隔する無端ライン部材の第１ライン部と第２ライン部のそれぞれに保持部材が固設されていることを特徴とするものである。

この発明では、接離方向に移動可能に支持された保持部材を固設された無端ライン部材の第１、第２ライン部は、プーリを挟んで反対になる延在方向に移動することにより、その保持部材も無端ライン部材（第１、第２ライン部）の延在方向の正逆方向に移動することになって互いに接近または離隔する方向に移動する。したがって、無端ライン部材とこれを延在方向に移動させる機構を設置するだけで、対象物を保持する保持部材を接離させることができる。

上記課題を解決するロボット用ハンドの第２の発明は、上記第１の発明の特定事項に加え、前記移動手段の駆動機構は、無端ライン部材を把持する把持部と、本体側に固設されて把持部を無端ライン部材の延在方向にスライドさせるスライド部と、を備えており、前記制御手段は、把持部による無端ライン部材の把持または解放を制御するとともに、スライド部による該把持部の正逆方向へのスライドを制御することにより、該無端ライン部材を延在方向に繰り返し送って往復移動させることを特徴とするものである。

この発明では、把持部が無端ライン部材を把持したままスライドした後に、その無端ライン部材を解放して戻る動作を繰り返し、無端ライン部材に固設した保持部材をその延在方向に往復移動させることができる。したがって、無端ライン部材を把持・解放して往復移動する機構を設置し、対象物を保持する保持部材の間隔を調整することができる。

上記課題を解決するロボット用ハンドの第３の発明は、上記第２の発明の特定事項に加え、前記駆動機構のスライド部として、シリンダやソレノイドなどの送り機構が設置されていることを特徴とするものである。

この発明では、無端ライン部材を把持・解放して往復移動する機構として、シリンダやソレノイドなどの送り機構が設置される。したがって、軽量かつコンパクトな機構の簡易な制御により無端ライン部材（保持部材）を延在方向に往復移動させることができる。

上記課題を解決するロボット用ハンドの第４の発明は、上記第２または第３の発明の特定事項に加え、前記駆動機構は、２組の把持部を備えて、一方の把持部が可動把持部としてスライド可能にスライド部に連設されるとともに、他方の把持部が不動把持部として本体側に固設されており、前記制御手段は、可動把持部が無端ライン部材を把持・スライドする際には不動把持部が無端ライン部材を解放するとともに、可動把持部が無端ライン部材を解放する際には不動把持部が無端ライン部材を把持するように駆動機構を制御することを特徴とするものである。

この発明では、可動把持部が無端ライン部材を把持したままスライドした後に、その無端ライン部材を解放して戻る際には、不動把持部が無端ライン部材を把持する。したがって、可動把持部が離した際に無端ライン部材が移動してしまうことを制限することができ、間隔を調整する保持部材がふらついてしまうことを回避することができる。

上記課題を解決するロボット用ハンドの第５の発明は、上記第２または第３の発明の特定事項に加え、前記駆動機構は、無端ライン部材の第１ライン部と第２ライン部のそれぞれに、スライド可能にスライド部に連設された把持部が配設されており、前記制御手段は、一方の把持部が無端ライン部材を把持してスライドする際には他方の把持部が無端ライン部材を解放するとともに、一方の把持部が無端ライン部材を解放する際には他方の把持部が無端ライン部材を把持してスライドすることを特徴とするものである。

この発明では、一方の把持部が無端ライン部材を把持したままスライドした後に、その無端ライン部材を解放して戻る際には、他方の把持部が無端ライン部材を把持・スライドさせることができる。したがって、一方の把持部が離した際に無端ライン部材が移動してしまうことを制限して間隔を調整する保持部材がふらついてしまうことを回避することができるとともに、その一方の把持部が戻って掴み直すまでにその無端ライン部材を他方の把持部により同一方向に送って保持部材の間隔をより迅速に調整することができる。

上記課題を解決するロボット用ハンドの第６の発明は、上記第１から第５のいずれかの発明の特定事項に加え、前記プーリは、アブソリュートエンコーダを内蔵していることを特徴とするものである。

この発明では、無端ライン部材が巻き掛けられるプーリの回転位置をアブソリュートエンコーダにより検出することができる。したがって、保持部材の位置をホームポジションに戻すなどの複雑な制御を行なうことなくその間隔を検知することができ、そのまま対象物を保持可能に保持部材の間隔の調整動作を開始することができる。

上記課題を解決するロボット用ハンドの第７の発明は、上記第１から第６のいずれかの発明の特定事項に加え、前記無端ライン部材として、タイミングベルトがプーリに巻き掛けられていることを特徴とするものである。

この発明では、プーリに巻き掛けられて保持部材の固設されるタイミングベルトを把持して延在方向に移動させることができる。したがって、簡易な構造でタイミングベルトを把持して精度よく延在方向に移動させることができ、保持部材の間隔を高精度に容易かつ低コストに調整することができる。

上記課題を解決する搬送ロボットの第１の発明は、対象物を保持するように平行に延在する少なくとも一対の保持部材を備えるハンドを移動させることにより該対象物を所望の位置に搬送するロボットであって、上記の第１から第７のいずれかの発明の発明ロボット用ハンドの少なくとも一式を具備することを特徴とするものである。

この発明では、上記発明のハンドを搬送ロボットに搭載して間隔を調整した保持部材により対象物を保持して搬送することができる。したがって、上記発明の作用効果を得つつサイズの異なる対象物を所望の位置に搬送することができる。

このように本発明によれば、プーリに巻き掛けた無端ライン部材を延在方向に移動させるだけの簡易な機構により対象物を保持する保持部材の間隔を容易に調整することができ、簡易かつ軽量のハンドによりサイズの異なる対象物を保持して所望の位置に搬送することができる。また、この無端ライン部材をその延在方向に繰り返し送って移動させる機構を採用することにより、対象物を保持する保持部材の間隔を調整することができる。したがって、対象物のサイズに応じて保持部材の間隔を任意に調整可能な軽量かつ小型のハンドを搭載するロボットを提供することができ、ハンドを移動させるための機構により大型化してしまったり、コスト高になってしまうことがないようにロボットを設計することができる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図６は本発明に係るロボット用ハンドを具備する搬送ロボットの第１実施形態を示す図である。

図１において、搬送ロボット１０は、各種ワークＰを保持可能に設計された一対のハンド１１のそれぞれが多関節アーム１２の先端に設置されており、その多関節アーム１２が昇降機構１３により上下動されるとともに、移動機構１４のレール１７に沿って移動されることにより、そのハンド１１により保持する各種ワークＰを搬送することができるように構築されている。例えば、この搬送ロボット１０は、保持搬送する対象物として、液晶ディスプレーやプラズマディスプレーなどの大面積なパネルＰのワークを前工程から搬送して収納カセットＣに収納したり、その収納カセットＣ内のパネルＰを取り出して次工程に搬送するように設置されており、そのパネルＰの各工程間の移送の自動化を実現している。

ここで、搬送ロボット１０は、ハンド１１、多関節アーム１２、昇降機構１３および移動機構１４の駆動を不図示の操作盤からの入力指示や各種制御信号や各種設定情報に基づいて制御部（制御手段）により制御するようになっており、この制御部は装置各部に分散配置されたＣＰＵなどの制御ユニットにより分散制御されるように設計されている（操作盤に配設されたＣＰＵなどの制御ユニットにより統括制御させるように設計してもよいことは言うまでもない）。また、ハンド１１は、一対のフォーク（保持部材）１５を平行に延在させるように本体部１１ａで支持しており、そのフォーク１５によりパネルＰを保持する。また、昇降機構１３は、昇降シャフト１６を上下動させるとともに、この昇降機構１３の基台１６が移動機構１４のレール１７上を図中の左右方向に移動する。多関節アーム１２は、昇降機構１３の昇降シャフト１６に第１関節１８ａが連設されているとともに、ハンド１１の本体部１１ａに第２関節１８ｂが連設されており、この第１、第２関節１８ａ、１８ｂの間には、第３関節１８ｃにより連結された第１、第２アーム１９ａ、１９ｂが介装されている。

これにより、搬送ロボット１０は、多関節アーム１２の第１、第２アーム１９ａ、１９ｂが第１〜第３関節１８ａ〜１８ｃを介して回動駆動することにより、昇降シャフト１６に対してハンド１１を水平面内で移動させるとともに、そのハンド１１のフォーク１５の延在する向きを回動させることができ、このハンド１１が昇降機構１３の昇降シャフト１６により上下動するとともに移動機構１４のレール１７に沿って移動することにより、そのフォーク１５により保持するパネルＰを収納カセットＣに収納・取出して各工程間を搬送することができる。

また、搬送ロボット１０のハンド１１は、図２に示すように、パネルＰの長手方向に対して平行に延在するように一対のフォーク１５が本体部１１ａで支持されており、このフォーク１５のパネルＰに接する面や先端部分などに各種センサ１５ａや吸引口１５ｂが配設されている。この搬送ロボット１０は、ハンド１１の各種センサ１５ａによりパネルＰの有無や姿勢を検出して吸引口１５ｂを吸着させることによりそのパネルＰをフォーク１５で保持するようになっている。なお、このハンド１１は、フォーク１５の各種センサ１５ａや吸引口１５ｂの配設面を上面側にすることによりパネルＰを載置した姿勢で保持する一方、その各種センサ１５ａや吸引口１５ｂの配設面をフォーク１５の下面側にすることによりパネルＰを吊下げた姿勢で保持することができる。

そして、この搬送ロボット１０のハンド１１は、パネルＰを保持する一対のフォーク１５が本体部１１ａのフレーム２１内に組み込んだ機構により平行な姿勢を維持するように基端側を支持されているとともに、その姿勢を維持したまま互いに接近または離隔する方向にスライドさせることができるように構築されている。

このハンド１１のフレーム２１内には、図３〜図６に示すように、そのフレーム２１の長手方向と平行になるように一対のレール部材２２が固設されており、このレール部材２２の双方に跨るように２台の台車２３が設置されている。この台車２３は、外れることなく延在方向にスライド可能なスライダ２３ａを介してそれぞれのレール部材２２に設置されることにより連設されており、この台車２３にフォーク１５の基端部１５ｃが固設されている。すなわち、レール部材２２と台車２３が支持手段を構成している。

これにより、ハンド１１は、レール部材２２上に台車２３のスライダ２３ａを滑らせて接離させることにより一対のフォーク１５を平行な姿勢を維持したままパネルＰの大きさに応じて接離させることができる。なお、このフォーク１５は、内部に形成されている空洞内に内装して基端部１５ｃ側から引き出した各種センサ１５ａからの信号線Ｌ１や吸引口１５ｂに接続するチューブＴ１などを台車２３に連結されているキャリア２４に取り付けることにより移動可能になっている。

また、このハンド１１のフレーム２１内には、長手方向の両端側（フォーク１５のレール部材２２による接離方向の両端側）にプーリ２５、２６が配置されており、このプーリ２５、２６には、フォーク１５を支持する台車２３が連設された無端のタイミングベルト（無端ライン部材）２７が巻き掛けられている。このタイミングベルト２７は、一面側が断面ノコ歯形状に形成されることによりプーリ２５、２６への巻き掛け位置がずれることはないようになっており、また、プーリ２５、２６間に略直径の間隔で離隔するように張架されているタイミングベルト２７のそれぞれに、言い換えると、フォーク１５の先端側（図３中の右側）に位置するタイミングベルト２７の第１ライン部２７ａおよびフォーク１５の基端側（図３中の左側）に位置するタイミングベルト２７の第２ライン部２７ｂに、台車２３に固設された断面ノコ歯形状部材２８が噛合するように受け板２９に向かって押し付けられることによって位置ずれなく挟持する状態に固設されている。すなわち、フォーク１５がタイミングベルト２７の第１、第２ライン部２７ａ、２７ｂ毎に台車２３を介して固定されている。そして、一方のプーリ２５には、アブソリュートエンコーダ（絶対値エンコーダ）２５ａが内蔵されており、ホームポジションなどに戻してリセットなどすることなく、その回転位置を検出することができる。

これにより、ハンド１１では、プーリ２５、２６に巻き掛けられたタイミングベルト２７が正逆方向に回転する際には、そのタイミングベルト２７の第１、第２ライン部２７ａ、２７ｂが平行に反対方向に進行することになる。このため、タイミングベルト２７の第１、第２ライン部２７ａ、２７ｂ毎に固定されている台車２３のスライダ２３ａがレール部材２２上を反対方向に滑って一対のフォーク１５を対称に移動させて接離させることができるとともに、プーリ２５の回転位置を検出するアブソリュートエンコーダ２５ａからの検出信号からそのフォーク１５の位置を高精度に検知することができる。

さらに、このハンド１１のフレーム２１内には、断面ノコ歯形状部材２８と受け板２９との間で噛合・挟持して固定するタイミングベルト２７の第１、第２ライン部２７ａ、２７ｂ毎に、同様に、そのタイミングベルト２７を噛合・挟持してその延在方向に送り出すとともに、そのタイミングベルト２７の進行を許容するように解放する送り機構３０が設置されている。

この送り機構３０は、タイミングベルト２７（第１、第２ライン部２７ａ、２７ｂ）を挟持・解放する挟持用エアーシリンダ３１と、この挟持用エアーシリンダ３１自体をタイミングベルト２７の進行方向（延在方向）に往復移動させる送り用エアーシリンダ３２と、により構築されている。挟持用エアーシリンダ３１は、突出・後退するロッド３１ａの先端に断面ノコ歯形状部材３３が固設されているとともに、その断面ノコ歯形状部材３３に対面する受け板３４がシリンダ本体に位置決め固定されており、断面ノコ歯形状部材３３をタイミングベルト２７に噛合させるようにロッド３１ａが突出して受け板３４に押し付けることによりそのタイミングベルト２７を位置ずれなく挟持することができ、また、そのロッド３１ａが反対に後退することにより断面ノコ歯形状部材３３をタイミングベルト２７から離隔させてその自由な進行を許容するように解放する。また、送り用エアーシリンダ３２は、シリンダ本体がフレーム２１の床面に固設されているとともに、突出・後退するロッド３２ａの先端に挟持用エアーシリンダ３１のシリンダ本体が固設されており、タイミングベルト２７を挟持・解放する挟持用エアーシリンダ３１を移動（スライド）させることによりそのタイミングベルト２７を送ることができる。すなわち、この送り機構３０が駆動機構を構成しており、挟持用エアーシリンダ３１が把持部を、送り用エアーシリンダ３２がスライド部を構成している。

これにより、ハンド１１は、プーリ２５に内蔵されているアブソリュートエンコーダ２５ａによる検出情報などに応じて制御部が送り機構３０の挟持用エアーシリンダ３１と送り用エアーシリンダ３２のそれぞれにロッド３１ａ、３２ａを突出または後退させる圧搾空気を供給すると、プーリ２５、２６に巻き掛けられたタイミングベルト２７の第１、第２ライン部２７ａ、２７ｂの一方を挟持しつつ送り出した後に解放して戻ることを繰り返すことができ、そのタイミングベルト２７を一方向に進行（回転）させることができる。このため、送り機構３０は、タイミングベルト２７を送り用エアーシリンダ３２のロッド３２ａの進退距離で送って、そのタイミングベルト２７に連設されているフォーク１５の離隔間隔を調整することができる。

このとき、タイミングベルト２７の第１、第２ライン部２７ａ、２７ｂの挟持・解放（送り）を交互に行うように制御部が挟持用エアーシリンダ３１と送り用エアーシリンダ３２への圧搾空気の供給を制御することにより、送り機構３０の一方がタイミングベルト２７の第１、第２ライン部２７ａ、２７ｂの一方を解放するタイミングに、送り機構３０の他方がそのタイミングベルト２７の第１、第２ライン部２７ａ、２７ｂの他方を挟持することにより、タイミングベルト２７の全体が自由に回転移動してしまってフォーク１５の位置がふらつくことを制限することができる。同時に、その送り機構３０の一方がタイミングベルト２７の第１、第２ライン部２７ａ、２７ｂの一方を解放して掴み直すタイミングにも、送り機構３０の他方がそのタイミングベルト２７の第１、第２ライン部２７ａ、２７ｂの他方を挟持して送り出すことにより、迅速にフォーク１５の間隔を調整することができる。

なお、この送り機構３０の挟持用エアーシリンダ３１や送り用エアーシリンダ３２には、フォーク１５の吸引口１５ｂからのチューブＴ１を接続して吸引制御するソレノイドバルブＢ１とは別個に、フレーム２１床面のケース３５内に収装されてソレノイドバルブＢ２に接続されているチューブＴ２を介して圧搾空気の供給が制御されるようになっている。また、プーリ２５に内蔵するアブソリュートエンコーダ２５ａやソレノイドバルブＢ２に接続する信号線Ｌ２もそのケース３５内に収装されている。

したがって、このハンド１１は、プーリ２５、２６に巻き掛けたタイミングベルト２７の第１、第２ライン部２７ａ、２７ｂを挟持用エアーシリンダ３１や送り用エアーシリンダ３２によりそのプーリ２５、２６を挟んで反対方向に進行させることによりフォーク１５を接離させることができ、そのフォーク１５の離隔間隔を精度良く調整することができる。また、この挟持用エアーシリンダ３１や送り用エアーシリンダ３２は、サーボモータなどのように重くなることなく、圧搾空気を供給して短尺なロッド３１ａ、３２ａを往復移動させるだけの軽量かつコンパクトな構造で、同時に、簡易な制御によりそのタイミングベルト２７を回転駆動させることができる。

このように本実施形態においては、プーリ２５、２６に巻き掛けた無端のタイミングベルト２７を正逆方向に繰り返し送ることで軽量で簡易な機構により、パネルＰを保持する一対のフォーク１５の離隔間隔を高精度に容易かつ迅速に調整することができ、サイズの異なるパネルＰを保持して所望の位置に搬送することができる。したがって、保持・搬送するパネルＰのサイズに応じてフォーク１５の間隔を調整可能な軽量かつ小型のハンド１１として、設置面積の小さなコンパクトで安価な搬送ロボット１０とすることができる。

次に、図７は本発明に係るロボット用ハンドを具備する搬送ロボットの第２実施形態を示す図である。ここで、本実施形態は、上述実施形態と略同様に構成されているので、同様の構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する（以下で説明する他の態様においても同様）。

図７において、搬送ロボット１０のハンド１１は、上述実施形態における一方の送り機構３０に代えて、ここでは、プーリ２６側に配置された送り機構３０に代えて、固定機構４０がフレーム２１の床面に固設されている。この固定機構４０は、固定用エアーシリンダ４１のロッド４１ａの先端に断面ノコ歯形状部材４２を固設するとともに、その断面ノコ歯形状部材４２にタイミングベルト２７の第２ライン部２７ｂを介して対面するように受け板４３がシリンダ本体に位置決め固定されている。すなわち、送り機構３０の挟持用エアーシリンダ３１が可動把持部を構成する一方、固定機構４０の固定用エアーシリンダ４１が不動把持部を構成している。なお、この固定用エアーシリンダ４１は、タイミングベルト２７の進行方向にずれないように、そのロッド４１ａと断面ノコ歯形状部材４２にガイド部材４４ａ、４４ｂが固設されている。

そして、この固定機構４０は、ソレノイドバルブＢ２から圧搾空気の供給を受けることにより、タイミングベルト２７の第１ライン部２７ａを送り機構３０が挟持して送るタイミングにはタイミングベルト２７の第２ライン部２７ｂを解放する一方、タイミングベルト２７の第１ライン部２７ａを送り機構３０が解放するタイミングにはタイミングベルト２７の第２ライン部２７ｂを挟持して位置決め固定するように制御部により駆動制御される。すなわち、第１ライン部２７ａ側の送り機構３０がタイミングベルト２７を繰り返し送ってフォーク１５の離隔間隔を調整する一方、その送り機構３０がタイミングベルト２７を解放して持ち替える際にフォーク１５の位置がふらついてずれてしまうことを制限するようにそのタイミングベルト２７を第２ライン部２７ｂ側の固定機構４０により挟持して固定する。

このように本実施形態においては、上述実施形態による作用効果に加えて、２箇所の送り機構３０の駆動を制御するのではなく、１箇所の送り機構３０を駆動制御して、その送り機構３０がタイミングベルト２７を持ち替えるタイミングに固定機構４０を駆動させるだけで良い。このことから、タイミングベルト２７に連設したフォーク１５を移動させる速度は低下するが、より簡易な駆動制御によりそのフォーク１５の離隔間隔を調整することができる。なお、このハンド１１により保持するパネルＰのサイズに応じてフォーク１５の離隔間隔を調整する時間は通常十分にあることから、一般的な搬送ロボット１０の場合には本実施形態のように送り機構３０は１式で十分である。したがって、搬送ロボット１０の軽量化および小型化と共に制御の簡素化をより進めて低コスト化を図ることができる。

次に、図８は本発明に係るロボット用ハンドを具備する搬送ロボットの第３実施形態を示す図である。

図８において、搬送ロボット１０のハンド１１は、タイミングベルト２７に代えて、単なる無端ベルト５１がプーリ２５の外周に押さえ板５２をボルト５３によりネジ止めすることにより固設されており、プーリ２５の回転に対して無端ベルト５１が位置ずれすることなく正逆方向に進行させることができる。

ここで、プーリ２５は、無端ベルト５１が一箇所で固設されて略半周程度しか回転させることができないことから、その回転量でフォーク１５を必要な間隔に接離させることができるようにその直径が設定されている。言い換えると、上述実施形態の場合には、タイミングベルト２７を用いることによりプーリ２５、２６の径をフォーク１５の離隔間隔に制限されることなく設定することができ、レール部材２２をタイミングベルト２７の内側や外側に自由にレイアウトすることができる。

このように本実施形態においては、タイミングベルト２７を用いることなく、上述実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、図９は本発明に係るロボット用ハンドを具備する搬送ロボットの第４実施形態を示す図である。

図９において、搬送ロボット１０のハンド１１は、タイミングベルト２７の第１、第２ライン部２７ａ、２７ｂのそれぞれに代えて、２本の単なるベルト６１、６２がプーリ２５の外周に押さえ板６３をボルト６４によりネジ止めすることにより固設されており、プーリ２５、２６の回転に対してベルト６１、６２が位置ずれすることなく正逆方向に進行させることができる。

このベルト６１、６２は、プーリ２５、２６が一方向に回転する際にそれぞれ別個の外周の上側と下側に重なることなく巻付可能に固設されることにより、そのプーリ２５、２６は正逆方向に略１周弱程度回転することができる。

ここで、プーリ２５、２６は、上述実施形態と同様に、略１周弱程度しか回転することができないことから、その回転量でフォーク１５を必要な間隔に接離させることができるようにその直径が設定されている。

このように本実施形態においても、タイミングベルト２７を用いることなく、上述実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、図１０は本発明に係るロボット用ハンドを具備する搬送ロボットの第５実施形態を示す図である。

図１０において、搬送ロボット１０のハンド１１は、送り機構３０の挟持用エアーシリンダ３１に代えて、電気的にプランジャ７１ａを突出・後退させることのできる挟持用ソレノイド７１が送り用エアーシリンダ３２のロッド３２ａの先端に固設されている。

この挟持用ソレノイド７１には、挟持用エアーシリンダ３１への圧搾空気に代えて、電気信号を供給・遮断する構成にすることにより断面ノコ歯形状部材３３と受け板３４の間でタイミングベルト２７を挟持することができる。

このように本実施形態においては、タイミングベルト２７の挟持・解放をシリンダ駆動によらずに、電気的に行って上述実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、図１１は本発明に係るロボット用ハンドを具備する搬送ロボットの第６実施形態を示す図である。

図１１において、搬送ロボット１０のハンド１１は、送り機構３０の挟持用エアーシリンダ３１と共に送り用エアーシリンダ３２にも代えて、電気的にプランジャ７２ａを突出・後退させることのできる送り用ソレノイド７２が挟持用ソレノイド７１のプランジャ７１ａの先端に固設されている。

この送り用ソレノイド７２にも、挟持用ソレノイド７１と同様に、送り用エアーシリンダ３２への圧搾空気に代えて、電気信号を供給・遮断する構成にすることによりタイミングベルト２７を挟持する挟持用ソレノイド７１を往復運動させることができる。

このように本実施形態においては、タイミングベルト２７の送り出しをシリンダ駆動によらずに、電気的に行って上述実施形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、ここでは、送り機構３０の送り用エアーシリンダ３２を送り用ソレノイド７２に代えることを説明するが、固定機構４０の固定用エアーシリンダ４１をソレノイドに変更しても良いことは言うまでもない。

これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。例えば、上述の実施形態では、無端ライン部材として無端タイミングベルト２７などを用いる場合を一例に説明するが、これに限るものではなく、チェーンなどを用いても良いことは言うまでもない。また、フォーク１５の位置を検知するためにプーリ２５内にアブソリュートエンコーダ２５ａを内蔵する場合を一例に説明するが、これに限るものではなく、フォーク１５の位置を直接、近接センサなどにより検出するように設計してもよいことは言うまでもない。さらに、一対のフォーク１５を搭載するハンド１１を一例に説明するが、これに限るものではなく、複数本の可動／不動のフォークを具備させる場合にも適用することができることは言うまでもない。

本発明に係るロボット用ハンドを具備する搬送ロボットの第１実施形態を示す図であり、（ａ）はその搬送ロボットの概略全体構成を示す平面図、（ｂ）はその立面図である。 そのハンドのフォークの要部構成を示す平面図である。 そのハンドの本体部分の全体構成を示す平面図である。 そのハンドの本体部分の要部構成を示す一部拡大平面図である。 そのハンドの本体部分の送り機構付近を示す一部断面透視図である。 そのハンドの本体部分のプーリ付近を示す一部断面透視図である。 本発明に係るロボット用ハンドを具備する搬送ロボットの第２実施形態を示す図であり、そのハンドの本体部分の要部構成を示す一部拡大平面図である。 本発明に係るロボット用ハンドを具備する搬送ロボットの第３実施形態を示す図であり、（ａ）はそのハンドのプーリ部分を示す平面図、（ｂ）はその透視立面図である。 本発明に係るロボット用ハンドを具備する搬送ロボットの第４実施形態を示す図であり、（ａ）はそのハンドのプーリ部分を示す平面図、（ｂ）はその透視立面図である。 本発明に係るロボット用ハンドを具備する搬送ロボットの第５実施形態を示す図であり、（ａ）はそのハンドの送り機構部分をフォークの延長方向から見たときの側面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はそのフォークの直交方向から見たときの側面図である。 本発明に係るロボット用ハンドを具備する搬送ロボットの第６実施形態を示す図であり、（ａ）はそのハンドの送り機構部分をフォークの延長方向から見たときの側面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はそのフォークの直交方向から見たときの側面図である。

符号の説明

１０……搬送ロボット １１……ハンド １２……多関節アーム １３……昇降機構 １４……移動機構 １５……フォーク １５ａ……各種センサ １５ｂ……吸引口 １６……昇降シャフト ２１……フレーム ２２……レール部材 ２３……台車 ２３ａ……スライダ ２５、２６……プーリ ２５ａ……アブソリュートエンコーダ ２７……タイミングベルト ２７ａ……第１ライン部 ２７ｂ……第２ライン部 ２８、３３、４２……断面ノコ歯形状部材 ２９、３４、４３……受け板 ３０……送り機構 ３１……挟持用エアーシリンダ ３２……送り用エアーシリンダ ４０……固定機構 ４１……固定用エアーシリンダ ５１……無端ベルト ５２、６３……押さえ板 ５３、６４……ボルト ６１、６２……ベルト ７１……挟持用ソレノイド ７２……送り用ソレノイド Ｂ１、Ｂ２……ソレノイドバルブ Ｃ……収納カセット Ｌ１、Ｌ２……信号線 Ｐ……パネル Ｔ１、Ｔ２……チューブ

Claims (8)

1. 対象物を保持するように平行に延在する少なくとも一対の保持部材を備えて、該保持部材の間隔を該保持対象物の幅に応じて調整することにより当該保持対象物を保持するロボット用ハンドであって、
   保持部材を支持しつつ該保持部材の互いの接離方向への移動を許容する支持手段と、保持部材を互いの接離方向に移動させる移動手段と、該移動手段の駆動を制御する制御手段と、を備えており、
   移動手段は、保持部材の接離方向の両端側に回転自在に設置されたプーリと、該プーリの正逆回転に応じた方向に移動可能に当該プーリに巻き掛けられた無端ライン部材と、該無端ライン部材を延在方向に移動させる駆動機構と、を具備し、
   プーリ間に張架されて該プーリの略直径の間隔で離隔する無端ライン部材の第１ライン部と第２ライン部のそれぞれに保持部材が固設されていることを特徴とするロボット用ハンド。
2. 前記移動手段の駆動機構は、無端ライン部材を把持する把持部と、本体側に固設されて把持部を無端ライン部材の延在方向にスライドさせるスライド部と、を備えており、
   前記制御手段は、把持部による無端ライン部材の把持または解放を制御するとともに、スライド部による該把持部の正逆方向へのスライドを制御することにより、該無端ライン部材を延在方向に繰り返し送って往復移動させることを特徴とする請求項１に記載のロボット用ハンド。
3. 前記駆動機構のスライド部として、シリンダやソレノイドなどの送り機構が設置されていることを特徴とする請求項２に記載のロボット用ハンド。
4. 前記駆動機構は、２組の把持部を備えて、一方の把持部が可動把持部としてスライド可能にスライド部に連設されるとともに、他方の把持部が不動把持部として本体側に固設されており、
   前記制御手段は、可動把持部が無端ライン部材を把持・スライドする際には不動把持部が無端ライン部材を解放するとともに、可動把持部が無端ライン部材を解放する際には不動把持部が無端ライン部材を把持するように駆動機構を制御することを特徴とする請求項２または３に記載のロボット用ハンド。
5. 前記駆動機構は、無端ライン部材の第１ライン部と第２ライン部のそれぞれに、スライド可能にスライド部に連設された把持部が配設されており、
   前記制御手段は、一方の把持部が無端ライン部材を把持してスライドする際には他方の把持部が無端ライン部材を解放するとともに、一方の把持部が無端ライン部材を解放する際には他方の把持部が無端ライン部材を把持してスライドすることを特徴とする請求項２または３に記載のロボット用ハンド。
6. 前記プーリは、アブソリュートエンコーダを内蔵していることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のロボット用ハンド。
7. 前記無端ライン部材として、タイミングベルトがプーリに巻き掛けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のロボット用ハンド。
8. 対象物を保持するように平行に延在する少なくとも一対の保持部材を備えるハンドを移動させることにより該対象物を所望の位置に搬送するロボットであって、
   上記請求項１から７のいずれかに記載のロボット用ハンドの少なくとも一式を具備することを特徴とする搬送ロボット。

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