JP2015196207A - 産業用ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】大型で高重量のワークであっても高い搬送精度を維持する。【解決手段】本技術の一形態に係るクランプ装置は、ベース部と、第１のクランプユニットと、第２のクランプユニットとを具備する。第１のクランプユニットは、第１および第２の爪部と、第１および第２の駆動源と、第１および第２のリニアガイドとを有する。第１および第２の駆動源は、第１および第２の爪部を第１のクランプ位置へ移動させる。第１および第２のリニアガイドは、第１および第２の爪部をそれぞれベース部に対して移動可能に支持する。第２のクランプユニットは、第３および第４の爪部と、第３および第４の駆動源と、第３および第４のリニアガイドとを有する。第３および第４の駆動源は、第３および第４の爪部を第２のクランプ位置へ移動させる。第３および第４のリニアガイドは、第３および第４の爪部をそれぞれベース部に対して移動可能に支持する。【選択図】図７

Description

本技術は、ワークを把持するクランプ装置およびこれを備えた産業用ロボットに関する。

例えば、光ディスク装置や角速度検出機能を有する電子機器の製造ラインにおいて、製造された機器の機能を評価する検査工程に産業用ロボットが用いられている。このロボットは、典型的には、検査対象である機器（以下、ワークともいう。）が載置される作業台、上記作業台にワークを搬送する搬送ロボット、上記作業台に載置されたワークを検査する検査ユニット等を備える。

この種の搬送ロボットは、ワークを把持するクランプユニットを備える。例えば特許文献１には、部品を把持するための３つ以上の把持爪と、これら把持爪を駆動する互いに独立した駆動源とを備えた部品把持装置が開示されている。

特開２００９−２４１１６８号公報

重量が大きい大型のワークを高精度に搬送するためには、モーメント負荷に耐えられるようにクランプユニットの剛性や強度を高くする必要がある。この場合、クランプユニットを駆動するチャッキングデバイスに高剛性で高強度のものを採用すると、クランプユニットの重量が増大し、ロボット本体の可搬重量が超過して、ワークの搬送精度が低下するという問題がある。

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、大型で高重量のワークであっても高い搬送精度を維持することができるクランプ装置およびこれを備えた産業用ロボットを提供することにある。

本技術の一形態に係るクランプ装置は、ベース部と、第１のクランプユニットと、第２のクランプユニットとを具備する。
上記第１のクランプユニットは、第１および第２の爪部と、第１および第２の駆動源と、第１および第２のリニアガイドとを有する。上記第１および第２の爪部は、第１の軸方向に相互に対向し、第１のクランプ位置でワークを上記第１の軸方向にクランプする。上記第１および第２の駆動源は、上記第１および第２の爪部にそれぞれ連結され、上記第１および第２の爪部を上記第１のクランプ位置へ移動させる。上記第１および第２のリニアガイドは、上記ベース部に設けられ、上記第１および第２の爪部をそれぞれ上記ベース部に対して移動可能に支持する。
上記第２のクランプユニットは、第３および第４の爪部と、第３および第４の駆動源と、第３および第４のリニアガイドとを有する。上記第３および第４の爪部は、上記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に相互に対向し、第２のクランプ位置で上記ワークを上記第２の軸方向にクランプする。上記第３および第４の駆動源は、上記第３および第４の爪部にそれぞれ連結され、上記第３および第４の爪部を上記第２のクランプ位置へ移動させる。上記第３および第４のリニアガイドは、上記ベース部に設けられ、上記第３および第４の爪部をそれぞれ上記ベース部に対して移動可能に支持する。

上記クランプ装置においては、第１および第２のクランプユニットによって、ワークを直交する２軸方向にクランプする。このとき、第１〜第４の爪部はそれぞれ、各々独立して設けられた第１〜第４の駆動源によって駆動されるとともに、第１〜第４のリニアガイドを介してベース部に支持される。これによりモーメント負荷に対して高い耐久性を有するとともにワークの周面を安定にクランプすることができるため、大型で高重量のワークであっても高い搬送精度を維持することが可能となる。

本技術の一形態に係る産業用ロボットは、多関節アームと、上記多関節アームに装着されたクランプ装置とを具備する。
上記クランプ装置は、ベース部と、第１のクランプユニットと、第２のクランプユニットとを有する。
上記第１のクランプユニットは、第１および第２の爪部と、第１および第２の駆動源と、第１および第２のリニアガイドとを有する。上記第１および第２の爪部は、第１の軸方向に相互に対向し、第１のクランプ位置でワークを上記第１の軸方向にクランプする。上記第１および第２の駆動源は、上記第１および第２の爪部にそれぞれ連結され、上記第１および第２の爪部を上記第１のクランプ位置へ移動させる。上記第１および第２のリニアガイドは、上記ベース部に設けられ、上記第１および第２の爪部をそれぞれ上記ベース部に対して移動可能に支持する。
上記第２のクランプユニットは、第３および第４の爪部と、第３および第４の駆動源と、第３および第４のリニアガイドとを有する。上記第３および第４の爪部は、上記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に相互に対向し、第２のクランプ位置で上記ワークを上記第２の軸方向にクランプする。上記第３および第４の駆動源は、上記第３および第４の爪部にそれぞれ連結され、上記第３および第４の爪部を上記第２のクランプ位置へ移動させる。上記第３および第４のリニアガイドは、上記ベース部に設けられ、上記第３および第４の爪部をそれぞれ上記ベース部に対して移動可能に支持する。

以上のように、本技術によれば、大型で高重量のワークであっても高い搬送精度を維持することができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

本技術の一実施形態に係る産業用ロボットとしての検査装置の概略斜視図である。 上記検査装置における架台ユニットの全体を示す概略斜視図である。 上記架台ユニットの正面方向から見た断面図である。 上記架台ユニットの平面図である。 上記架台ユニットの振動面に静荷重を加えたときの変形の様子を示すシミュレーション結果である。 比較例に係る架台ユニットの振動面に静荷重を加えたときの変形の様子を示すシミュレーション結果である。 上記検査装置におけるロボット本体が備えるクランプ装置の概略構成を示す斜視図である。 上記クランプ装置の正面図である。 上記クランプ装置の平面図である。 上記クランプ装置の側面図である。 上記クランプ装置の作用を説明する平面図である。 上記クランプ装置の作用を説明する正面図である。 比較例に係るクランプ装置の概略構成を示す平面図および正面図である。 横臥状態にあるワークのクランプ手順を示すクランプ装置の平面図である。 上記クランプ装置の構成の変形例を示す正面図である。

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本技術の一実施形態に係る産業用ロボットとしての検査装置１０の概略斜視図である。検査装置１０は、電子機器（以下、ワークともいう）の製造ラインにおける製品検査工程に使用される。

［検査装置の全体構成］
検査装置１０は、ワークＷの搬送ライン２０に隣接して設置される。検査装置１０は、作業テーブル１００と、ロボット本体２００と、複数の検査ユニット３００とを有する。

作業テーブル１００の中央部には、ロボット本体２００を収容する開口部１０１が設けられている。複数の検査ユニット３００は、開口部１０１を囲むように等角度間隔で配置され、作業テーブル１００に載置されたワークＷとそれぞれ電気的に接続されて、各ワークＷの所定の電気的動作を評価する。ロボット本体２００は、搬送ライン２０と作業テーブル１００との間でワークＷを１個ずつ搬送する。ロボット本体２００は、搬送ライン２０から作業テーブル１００上の所定位置にワークＷを順次搬送し、作業テーブル１００から検査済みのワークＷを搬送ライン２０上へ順次搬送する。

ロボット本体２００および複数の検査ユニット３００の動作は、コントローラ３０によって制御される。コントローラ３０は、典型的にはコンピュータで構成される。コントローラ３０は、複数の検査ユニット３００によるワークＷの評価結果に応じて、ワークＷの搬送位置が異なるようにロボット本体２００を制御してもよい。またコントローラ３０は、ロボット本体２００および複数の検査ユニット３００のほか、搬送ライン２０の動作をも制御するように構成されてもよい。なおコントローラ３０は、検査装置１０の一部として構成されてもよい。

検査ユニット３００には、ワークＷの種類や検査内容に応じた種々の検査装置が用いられる。例えば、ワークＷが光ディスク装置等の精密可動部品を含む電子機器の場合には、光学ピックアップの動作を評価する検査装置が用いられ、ワークＷがデジタルカメラ等の手振れ補正機能を有する電子機器の場合には、角速度センサ等のモーションセンサの出力を評価する検査装置が用いられる。

ワークＷの種類、形状は特に限定されず、本実施形態では、ワークＷとして、平面視が略矩形の直方体形状を有する光ディスク装置が用いられる。ワークＷは、図１に示すように、搬送ライン２０上において横臥した姿勢で載置され、作業テーブル１００の上で直立した姿勢で載置される。なおこれに限られず、ワークＷの姿勢は、搬送装置および検査装置の構成に応じて適宜設定可能である。

検査装置１０は、作業テーブル１００およびロボット本体２００を共通に支持する架台ユニット４００を有する。架台ユニット４００は、ロボット本体２００を支持する第１の架台４１と、作業テーブル１００を支持する第２の架台４２とを有する。

［架台ユニット］
図２は架台ユニット４００の全体を示す概略斜視図、図３は架台ユニット４００の正面方向から見た断面図（図４における［Ａ］−［Ａ］線断面図）、図４は架台ユニット４００の平面図である。各図においてＸ軸およびＹ軸方向は相互に直交する水平方向を示し、Ｚ軸はこれらに直交する高さ方向を示している。

架台ユニット４００は、骨組み構造を有する立体的な金属製の枠体で構成される。架台ユニット４００は、床面Ｓから所定の高さＨ１、Ｈ２（図３参照）の位置にそれぞれロボット本体２００および作業テーブル１００を設置可能にその高さが設定されている。

架台ユニット４００は、第１の架台４１と、第２の架台４２と、連結フレーム４３とを有する。

（第１の架台）
第１の架台４１は、立体的な金属製の枠体で構成される。第１の架台４１は、ロボット本体２００を支持する第１の上端部４１Ｔと、床面Ｓに設置される第１の底部４１Ｂとを有する。

第１の架台４１は、さらに、第１のベースフレーム４１１と、第２のベースフレーム４１２との組み合わせ構造を有する。

第１のベースフレーム４１１は、第１の底部４１Ｂを含む骨組み構造を有する。すなわち第１のベースフレーム４１１は、Ｘ軸方向に延びる複数の軸部材４１１ｘと、Ｙ軸方向に伸びる複数の軸部材４１１ｙと、Ｚ軸方向に延びる複数の軸部材４１１ｚとを含み、これら複数の軸部材を相互に組み合わせた立体構造の枠体で構成される。第１の底部４１Ｂは、床面Ｓに平行な枠面で構成される。

第２のベースフレーム４１２は、第１の上端部４１Ｔを含む骨組み構造を有する。すなわち第２のベースフレーム４１２は、Ｘ軸方向に延びる複数の軸部材４１２ｘと、Ｙ軸方向に伸びる複数の軸部材４１２ｙと、Ｚ軸方向に延びる複数本の軸部材４１２ｚとを含み、これら複数の軸部材を相互に組み合わせた立体構造の枠体で構成される。第１の上端部４１Ｔは、床面Ｓに平行な枠面で構成される。

第２のベースフレーム４１２を構成する複数の軸部材４１２ｘ，４１２ｙ，４１２ｚは、第１のベースフレーム４１１を構成する複数の軸部材４１１ｘ，４１１ｙ，４１１ｚよりも短い軸長を有する。このように構成された第２のベースフレーム４１２は、第１のベースフレーム４１１の上部中央に設置される。

第１のベースフレーム４１１および第２のベースフレーム４１２は、上記複数の軸部材をボルト締結あるいは溶接等により結合あるいは一体化される。上記各軸部材の長さ、断面形状、太さ等は特に限定されず、ロボット本体２００を安定に支持することができる所定の剛性および強度が得られるように設計される。

ロボット本体２００は、作業テーブル１００の開口部１０１から上方に突き出るように第１の架台４１の上端部４１Ｔに設置される。開口部１０１とロボット本体２００との間には一定の隙間があり、ロボット本体２００は、作業テーブル１００とは非接触で動作する。

本実施形態において、第２のベースフレーム４１２は、第１のベースフレーム４１１に対して着脱可能に構成される。この場合、第２のベースフレーム４１２は、ロボット本体２００と共に第１のベースフレーム４１１に対して取り外される。これにより、ロボット本体２００の種類に応じて第２のベースフレーム４１２の構成を最適化することができる。

（第２の架台）
第２の架台４２は、第１の架台４１と同様に、立体的な金属製の枠体で構成される。第２の架台４２は、作業テーブル１００を支持する第２の上端部４２Ｔと、床面Ｓに設置される第２の底部４２Ｂとを有する。

第２の架台４２は、第２の底部４２Ｂと第２の上端部４２Ｔとを含む骨組み構造を有し、第１の架台４１を囲むように構成される。第２の底部４２Ｂおよび第２の上端部４２Ｔは、それぞれ床面Ｓに平行な枠面で構成される。本実施形態において第２の架台４２は、本体フレーム部４２１と、複数の補助フレーム部４２２とを有する。

本体フレーム部４２１は、Ｘ軸方向に延びる複数の軸部材４２１ｘと、Ｙ軸方向に伸びる複数の軸部材４２１ｙと、Ｚ軸方向に延びる複数本の軸部材４２１ｚとを含み、これら複数の軸部材を相互に組み合わせた直方体形状の枠体で構成される。

本体フレーム部４２１を構成する複数の軸部材４２１ｘ，４２１ｙ，４２１ｚは、第１のベースフレーム４１１を構成する複数の軸部材４１１ｘ，４１１ｙ，４１１ｚよりも長い軸長を有する。本実施形態では、Ｚ軸方向に沿った軸部材４２１ｚは、第１のベースフレーム４１１の軸部材４１１ｚと第２のベースフレーム４１２の軸部材４１２ｚとの和よりも大きい軸長を有する。

複数の補助フレーム部４２２は、本体フレーム部４２１の四側面にそれぞれ設置される。補助フレーム部４２２は、Ｘ軸方向に延びる複数の軸部材４２２ｘと、Ｙ軸方向に延びる複数の軸部材４２２ｙと、Ｚ軸方向に延びる複数本の軸部材４２２ｚとを含み、これら複数の軸部材を相互に組み合わせた直方体形状の枠体で構成される。

各補助フレーム部４２２および本体フレーム部４２１各々の上面は、相互に面一となるように構成され、これにより第２の上端部４２Ｔが形成される。第２の上端部４２Ｔの適宜の位置には、作業テーブル１００を固定するための複数のボルト締結孔が設けられている。

一方、各補助フレーム部４２２および本体フレーム部４２１各々の下面は、相互に面一となるように形成され、これにより第２の底部４２Ｂが形成される。第２の底部４２Ｂは、図示しない複数のアンカーボルトを介して床面Ｓに固定される。これらアンカーボルトによる固定位置は特に限定されず、例えば図４において符号Ｐで示す補助フレーム部４２２上の複数の固定位置において、架台ユニット４００が床面Ｓに固定される。

本体フレーム部４２１および補助フレーム部４２２は、上記複数の軸部材をボルト締結あるいは溶接等により結合あるいは一体化される。上記各軸部材の長さ、断面形状、太さ等は特に限定されず、作業テーブル１００を安定に支持することができる所定の剛性および強度が得られるように設計される。

（連結フレーム）
連結フレーム４３は、第１の底部４１Ｂと第２の底部４２Ｂとを相互に連結する複数の軸部材で構成される。第１の底部４１Ｂおよび第２の底部４２Ｂは、それぞれ同一の平面上に形成される。連結フレーム４３は、当該平面に平行な複数の軸部材で構成され、本実施形態では、図４に示すように、Ｘ軸方向に延びる複数の軸部材４３ｘで構成されるが、これに代えて又はこれに加えて、Ｙ軸方向に延びる複数の軸部材で構成されてもよい。

連結フレーム４３を構成する複数の軸部材４３ｘは、それぞれ独立した軸部材で構成されてもよいし、第１の架台４１または第２の架台４２を構成する軸部材と共通に構成されてもよい。本実施形態において軸部材４３ｘは、第１の底部４１Ｂを構成する軸部材４１１ｘと共通の軸部材で構成され、第２の底部４２Ｂを構成する本体フレーム部４２１の軸部材４２１ｙにボルト締結あるいは溶接により一体的に接合されている。

連結フレーム４３が第１の底部４１Ｂと第２の底部４２Ｂとの間に設けられるため、第１の上端部４１Ｔから第２の上端部４２Ｔに至るまでに、第１および第２の架台４１，４２を構成する複数の軸部材が介在することになる。これにより、ロボット本体２００を支持する第１の上端部４１Ｔから作業テーブル１００を支持する第２の上端部４２Ｔまでの振動伝達経路を最大限長くすることができる。したがって、ロボット本体２００の旋回、伸縮等の動作に伴って発生する振動が、ワークＷおよび検査ユニット３００が載置される作業テーブル１００へ伝達しにくくなり、ワークＷの機能評価を安定かつ適正に実施することが可能となる。

特に本実施形態において、第１の架台４１は、第１および第２のベースフレーム４１１，４１２の組み合わせ構造を有し、かつ、第２のベースフレーム４１２が第１のベースフレーム４１１よりも幅狭に構成されているため、振動面である第１の上端部４１Ｔから連結フレーム４３までの到達距離が、軸部材４１１ｘ，４１１ｙを経由する分延長される。これにより、第１の架台４１の剛性及び強度を高めつつ、作業テーブル１００への振動伝達阻止機能のさらなる向上を図ることができる。

図５および図６は、構成の異なる２つの架台に白抜き矢印で示す方向へ所定の大きさの静荷重を加えたときの変形の様子を示すシミュレーション結果である。

図５は、本実施形態の架台構造に相当するシミュレーション結果であって、第１の架台４１の上端部に水平方向から静荷重を加えたときの様子を示している。図５に示すように、変形は第１の架台４１、連結フレーム４３、第２の架台４２の底部にとどまっており、第２の架台４２の上端部における変形は認められなかった。

一方、図６は、比較例に係る架台構造に相当するシミュレーション結果である。この比較例では、共通のテーブル上にワーク、検査装置および搬送ロボットが設置される検査装置の架台構造を有し、当該架台を上記第２の架台と同一として上端部に水平方向から上記静荷重を加えたときの変形の様子を測定した。その結果、図６に示すように、変形は架台全体に及び、特に、上記テーブルを支持する上端部の変形が著しかった。このことから、本実施形態における優位性が容易に推認される。

さらに本実施形態によれば、第２の架台４２の底部４２Ｂを複数のアンカーボルトで床面Ｓに固定しているため、当該床面Ｓとの固定位置において振動伝達経路の縁切り効果を生じさせることができる。特に、第１および第２の架台４１，４２においてＺ軸方向に延びる軸部材（支柱）の直下にアンカーボルトによる固定位置を設定することで、上記効果をより顕著なものとすることができる。なお、当該アンカーボルトによる固定位置を連結フレーム４３に設定することによっても、上述と同様の効果を得ることができる。

以上のように本実施形態の架台ユニット４００によれば、ロボット本体２００によるワークＷの搬送中であっても上記機能評価を適切に行うことができるため、検査装置一台あたりのサイクルタイムを短くすることができる。また、所望とするタクトを実現するための検査装置の台数を少なくすることができる。

また本実施形態の架台ユニット４００においては、第１の架台４１および第２の架台４２が連結フレーム４３を介して一体化されているため、例えば、装置の立ち上げ時やラインのレイアウト変更時において、両架台４１，４２の所望とする設置精度を確保することができる。これにより、２つの架台が分離している場合と比較して、架台ユニットの設置作業性を高めることができる。

［ロボット本体］
続いて、ロボット本体２００の詳細について説明する。

図１に示すように、ロボット本体２００は、多関節アーム２１０と、多関節アーム２１０の先端部に接続されたハンド部２２０と、多関節アーム２１０の基端部に接続された駆動ユニット２３０とを有する。

多関節アーム２１０は、例えば垂直多関節アームで構成されるが、これに限られず、水平多関節型、ＳＣＡＲＡ（Selective Compliance Assembly Robot Arm）型、フログレグ（frog leg）型、パラレルリンク型等の他の形式の多関節アームで構成されてもよい。

駆動ユニット２３０は、第１の架台４１の第２のベースフレーム４１２との間に固定され、コントローラ３０から送信される制御指令に基づいて多関節アーム２１０およびハンド部２２０を駆動する。コントローラ３０は、多関節アーム２１０の伸縮、Ｚ軸まわりの旋回およびハンド部２２０の回転等の動作を制御する。典型的には、コントローラ３０は、当該コントローラのメモリに格納されたプログラムを実行することで、ロボット本体２００を所定のシーケンスで動作させる。

［クランプ装置］
ハンド部２２０は、ワークＷを把持可能なクランプ装置で構成される。以下、ハンド部２２０を構成するクランプ装置の詳細について説明する。

図７〜図１２は、ハンド部２２０を構成するクランプ装置５００を概略的に示す全体図であり、図７は斜視図、図８は正面図、図９は平面図、図１０は側面図、図１１はクランプ装置５００の作用を説明する平面図、図１２はその正面図である。各図においてａ軸、ｂ軸およびｃ軸は相互に直交する３軸方向を示しており、特にａ軸方向は、クランプ装置５００の正面方向を示している。

クランプ装置５００は、ベース部５０と、第１のクランプユニット５１と、第２のクランプユニット５２とを有する。

（ベース部）
ベース部５０は、アルミニウム合金等の金属材料で構成され、ａｂ平面に平行な主面を有する板状部材で構成される。

ベース部５０は、その周縁からａ軸方向およびｂ軸方向にそれぞれ突出する板状の複数の突出片５０１Ａ，５０１Ｂ，５０１Ｃおよび５０１Ｄを有する。突出片５０１Ａおよび５０１Ｂはそれぞれａ軸方向に対向し、突出片５０１Ｃおよび５０１Ｄはそれぞれｂ軸方向に対向する。突出片５０１Ａおよび５０１Ｂは、ｂ軸方向に対向して２組形成される。一方、突出片５０１Ｃおよび５０１Ｄは、突出片５０１Ｂ側へ偏った位置に１組形成される。

ベース部５０の主面には、多関節アーム２１０の先端部２１１と接続される接続部５０３が設けられている。接続部５０３は、多関節アーム２１０の先端部に対して、ａ軸まわりに回動可能に接続される。

（第１のクランプユニット）
第１のクランプユニット５１は、爪部５１１Ａ，５１１Ｂ（第１および第２の爪部）と、駆動源５１２Ａ，５１２Ｂ（第１および第２の駆動源）と、リニアガイド５１３Ａ，５１３Ｂ（第１および第２のリニアガイド）とを有する。

爪部５１１Ａ，５１１Ｂは、ａ軸方向に相互に対向し、第１のクランプ位置でワークＷをａ軸方向にクランプする。駆動源５１２Ａ，５１２Ｂは、爪部５１１Ａ，５１１Ｂにそれぞれ連結され、爪部５１１Ａ，５１１Ｂを上記第１のクランプ位置へ移動させる。リニアガイド５１３Ａ，５１３Ｂは、ベース部５０に設けられ、爪部５１１Ａ，５１１Ｂをそれぞれベース部５０に対して移動可能に支持する。

爪部５１１Ａは、突出片５０１Ａにａ軸方向に移動可能に取り付けられる。爪部５１１Ｂは、突出片５０１Ｂにａ軸方向に移動可能に取り付けられる。本実施形態では、爪部５１１Ａ，５１１Ｂは、ｂ軸方向に２組配列される。

爪部５１１Ａ，５１１Ｂは、ｂ軸方向に幅方向、ｃ軸方向に長手方向を有する垂直板部５２１と、ｂ軸方向に幅方向、ａ軸方向に長手方向を有する水平板部５２２とを有する。垂直板部５２１の内面側のワークＷとの接触領域には、例えばシリコーンゴムからなる弾性からなる保護層５１１Ｒが設けられている。これにより、爪部５１１Ａ，５１１ＣとワークＷとの密着性を高めることができるとともに、クランプ時におけるワークの損傷を防止することができる。

駆動源５１２Ａは、突出片５０１Ａの一方の主面（図１０において上面）に固定され、ａ軸方向に伸縮する駆動ロッドを介して爪部５１１Ａの垂直板部５２１に連結される。駆動源５１２Ｂは、突出片５０１Ｂの一方の主面（図１０において上面）に固定され、ａ軸方向に伸縮する駆動ロッドを介して爪部５１１Ｂの垂直板部に連結される。駆動源５１２Ａ，５１２Ｂは、突出片５０１Ａ，５０１Ｂの端部あるいはその近傍にそれぞれ固定される。駆動源５１２Ａ，５１２Ｂは、エアシリンダで構成されるが、これ以外にも油圧シリンダ、電動モータ等の他のアクチュエータで構成されてもよい。

リニアガイド５１３Ａは、突出片５０１Ａの他方の主面（図１０において下面）に設置される。リニアガイド５１３Ｂは、突出片５０１Ｂの他方の主面（図１０において下面）に設置される。リニアガイド５１３Ａ，５１３Ｂは、突出片５０１Ａ，５０１Ｂ側に設置されたａ軸方向に延びるガイドレールと、当該ガイドレールに沿って移動可能であり爪部５１１Ａ，５１１Ｂの水平板部５２２に固定されたスライダとからそれぞれ構成される。

（第２のクランプユニット）
一方、第２のクランプユニット５２は、爪部５１１Ｃ，５１１Ｄ（第３および第４の爪部）と、駆動源５１２Ｃ，５１２Ｄ（第３および第４の駆動源）と、リニアガイド５１３Ｃ，５１３Ｄ（第３および第４のリニアガイド）とを有する。

爪部５１１Ｃ，５１１Ｄは、ｂ軸方向に相互に対向し、第２のクランプ位置でワークＷをｂ軸方向にクランプする。駆動源５１２Ｃ，５１２Ｄは、爪部５１１Ｃ，５１１Ｄにそれぞれ連結され、爪部５１１Ｃ，５１１Ｄを上記第２のクランプ位置へ移動させる。リニアガイド５１３Ｃ，５１３Ｄは、ベース部５０に設けられ、爪部５１１Ｃ，５１１Ｄをそれぞれベース部５０に対して移動可能に支持する。

爪部５１１Ｃ，５１１Ｄ、駆動源５１２Ｃ，５１２Ｄおよびリニアガイド５１３Ｃ，５１３Ｄの詳細は、上述した爪部５１１Ａ，５１１Ｂ、駆動源５１２Ａ，５１２Ｂおよびリニアガイド５１３Ａ，５１３Ｂと同様であるため、ここでは説明は省略する。

［クランプ装置の動作例］
爪部５１１Ａ，５１１Ｂは、駆動源５１２Ａ，５１２Ｂによって、ワークＷをａ軸方向にクランプする第１のクランプ位置（図１１Ａ、図１２）と、上記クランプ作用を解除するクランプ解除位置（図１１Ｂ）との間を移動可能に構成される。一方、爪部５１１Ｃ，５１１Ｄは、駆動源５１２Ｃ，５１２Ｄによって、ワークＷをｂ軸方向にクランプする第２のクランプ位置（図１１Ａ、図１２）と、上記クランプ作用を解除するクランプ解除位置（図１１Ｂ）との間を移動可能に構成される。

上述の第１および第２のクランプユニット５１，５２によるクランプ動作は、各々同時に行われてもよいし、異なるタイミングで行われてもよい。また、各クランプユニット５１，５２におけるクランプ力は、ワークＷを安定にクランプし搬送できるチャック力が得られる限りにおいて特に限定されない。

本実施形態において、クランプ装置５００は、２軸方向からのクランプ作用によってワークＷを安定にクランプすることができる。また、複数の爪部５１１Ａ〜５１１Ｃはそれぞれ、独立して設けられた複数の駆動源５１２Ａ〜５１２Ｄによって駆動されるとともに、リニアガイド５１３Ａ〜５１３Ｄを介して突出片５０１Ａ〜５０１Ｄに支持される。これにより、ワークＷのクランプ時に爪部５１１Ａ〜５１１Ｄに作用するモーメント負荷に対して高い耐久性が得られる。したがって本実施形態によれば、大型で高重量のワークであっても高い搬送精度を維持することが可能となる。

図１３Ａ，Ｂは、比較例に係るクランプ装置６００の概略構成を示す平面図および正面図である。

当該クランプ装置６００は、ａ軸方向に対向する一対の爪部６１１Ａ，６１１Ｂと、ｂ軸方向に対向する一対の爪部６１１Ｃ，６１１Ｄと、一対の爪部６１１Ａ，６１１Ｂを共通に駆動する第１の駆動源６１２Ａと、一対の爪部６１１Ｃ，６１１Ｄを共通に駆動する第２の駆動源６１２Ｂとを有する。第１および第２の駆動源６１２Ａ，６１２Ｂは、ワークＷの中央位置においてｃ軸方向に対向して配置される。

上記構成の比較例に係るクランプ装置６００においては、駆動源６１２Ａ，６１２Ｂと爪部６１１Ａ〜６１１ＤにおけるワークＷの支持点までの距離が長く、これにより駆動源６１２Ａ，６１２Ｂに大きなモーメント荷重が加わるため、クランプ装置６００の剛性および強度が低いと、搬送動作の高速化および搬送精度の確保が困難となる。

これに対して本実施形態のクランプ装置５００においては、爪部５１１Ａ〜５１１Ｄの駆動源５１２Ａ〜５１２Ｄがそれぞれ独立であり、かつ、各駆動源５１２Ａ〜５１２Ｄがベース部の各突出片５０１Ａ〜５０１Ｄの端部にそれぞれ固定される。このため、駆動源５１２Ａ〜５１２Ｄと爪部５１１Ａ〜５１１Ｄとの距離を小さくすることができ、したがって各駆動源５１２Ａ〜５１２Ｄに加わるモーメント荷重を小さくすることができる。これにより、ベース部５０の剛性および強度を極度に大きくすることなく、搬送動作の高速化を実現できるとともに、所定の搬送精度を維持することができる。

（クランプ方法）
次に、本実施形態のクランプ装置５００によるワークのクランプ方法について説明する。

図１４Ａ，Ｂは、横臥状態にあるワークＷのクランプ手順を示すクランプ装置５００の平面図である。

クランプ装置５００の各爪部５１１Ａ〜５１１Ｄは、多関節アーム２１０によって、搬送ライン２０上のワークＷの周面に対して所定の隙間をあけて配置される。そして、クランプ装置５００は、図１４Ａ，Ｂに示す手順でワークＷをクランプする。

まず図１４Ａに示すように、クランプ装置５００は、駆動源５１２Ａ，５１２Ｃを駆動して爪部５１１Ａと爪部５１１Ｃとを第１および第２のクランプ位置にそれぞれ移動させる。続いて、図１４Ｂに示すように、クランプ装置５００は、駆動源５１２Ｂ，５１２Ｄを駆動して残りの爪部５１１Ｂ，５１１Ｄを第１および第２のクランプ位置へそれぞれ移動させる。

ここで、本実施形態では、第１および第２のクランプユニット５１，５２は、一方側の爪部５１１Ａ，５１１Ｃについて各々の第１のクランプ位置を規制する規制部５１４Ａ，５１４Ｃ（第１および第２の規制部）を有する。規制部５１４Ａは、図１０に示すように、突出片５０１Ａの他方の主面に、爪部５１１Ａの水平板部５２２の先端と対向するように設置される。一方、規制部５１４Ｃは、図８に示すように、突出片５０１Ｃの他方の主面に、爪部５１１Ｃの水平板部５２２と対向するように設置される。

爪部５１１Ａ，５１１Ｃの第１のクランプ位置を規制することにより、これら爪部５１１Ａ，５１１Ｃのクランプ位置を基準としたワークＷの位置決めが可能となる。例えば、クランプ前においてワークＷの周面に対する爪部５１１Ａ〜５１１Ｃの位置にばらつきが生じる場合においても、爪部５１１Ａ，５１１Ｂによってクランプ装置５００に対するワークＷの２つの側面Ｗ１，Ｗ２が位置決めされる。爪部５１１Ａ，５１１ＣがワークＷに当接する前に規制部５１４Ａ，５１４Ｃによって移動規制を受けたとしても、その後の爪部５１１Ｂ，５１１Ｄの駆動によってワークＷは爪部５１１Ａ，５１１Ｃに向かって移動されるため、所期の位置決め精度が確保される。

第１のクランプ位置へ爪部５１１Ａ，５１１Ｂを移動させるときの駆動源５１２Ａ，５１２Ｂの駆動力は、それぞれ同一である場合に限られず、異なっていてもよい。同様に、第２のクランプ位置へ爪部５１１Ｃ，５１１Ｄを移動させるときの駆動源５１２Ｃ，５１２Ｄの駆動力は、それぞれ同一である場合に限られず、異なっていてもよい。

本実施形態では、一方側の駆動源５１２Ａ，５１２Ｃが、他方側の駆動源５１２Ｂ，５１２Ｃよりも駆動力が大きく設定されており、これにより一方側の爪部５１１Ａ，５１１Ｃは、第１および第２のクランプ位置へ向けて、他方側の爪部５１１Ｂ，５１１Ｄよりも大きな駆動力で移動させられるように構成される。駆動源５１２Ａ，５１２Ｃの駆動力（第１の駆動力）と、駆動源５１２Ｂ，５１２Ｄの駆動力（第２の駆動力）との差は特に限定されないが、例えば、第１の駆動力は、第２の駆動力の１．５倍以上に設定される。

上記構成によれば、爪部５１１Ａ，５１１ＣがワークＷの側面Ｗ１，Ｗ２に接触しているか否かによらず、爪部５１１Ａ，５１１Ｃは上記第１の駆動力で規制部５１４Ａ，５１４Ｃに押し付けられる。この状態において爪部５１１Ｂ，５１１Ｄは、ワークＷの他の側面を上記第２の駆動力で押し付ける。これにより、ワークＷは、爪部５１１Ａ，５１１Ｃに常に押し付けられた状態でクランプされるため、搬送中においてもクランプ装置５００に対して所定の位置決め精度が確保されることになる。

なお、ワークＷの基準面（Ｗ１，Ｗ２）を支持する爪部５１１Ａ，５１１Ｃは、リニアガイド５１３Ａ，５１３Ｃを構成するスライダの数を増やす等して、他の爪部５１１Ｂ，５１１Ｄと比較して剛性あるいは強度が高い設計とされてもよい。

上述のようにしてクランプされたワークＷは、多関節アーム２１０によって側面Ｗ１が下向きとなる直立姿勢に変換された後、作業テーブル１００の所定の検査位置に搬送される。このとき、検査位置には、クランプ装置５００の爪部５１１Ａを収容可能な逃げ部が設けられることで、移載後におけるクランプ解除動作が可能となる。検査ユニット３００は、搬送されたワークＷに対して電気的に接続された後、所定の検査動作を実行する。

一方、検査装置１０は、作業テーブル１００から検査済みのワークＷを搬送ライン２０上に搬送する。このときも図１４Ａ，Ｂに示した手順で、クランプ装置５００により作業テーブル１００上のワークＷをクランプする。

以上、本技術の実施形態について説明したが、本技術は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば以上の実施形態では、産業用ロボットとして、ワークの電気的な動作を検査する検査装置を例に挙げて説明したが、これに代えて、組立てユニットや溶接ユニットを備えた他の産業用ロボットにも適用可能である。

また以上の実施形態では、第１の架台４１にワーク搬送用のロボット本体２００が設置され、第２の架台４２に検査ユニット３００およびワークＷを支持する作業テーブル１００が設置されたが、これに限られない。例えば、第１および第２の架台に振動源となる他の装置が設置される場合においても、両架台間における振動の伝達（クロストーク）が抑制されるため、両架台上において精度の要求される独立した作業を実施することが可能となる。

また以上の実施形態では、第２の架台４２は第１の架台４１を囲むように配置されたが、両架台のレイアウトは特に限定されない。架台の数も２台に限られず、３台以上の架台が連結フレームを介して連結された種々の架台構造について本技術は適用可能である。

さらに、クランプ装置５００の爪部５１１Ａ〜５１１Ｃの形状は、上述の例に限られない。例えば図１４に示すように、爪部の先端をワークＷ側に屈曲させてもよい。この場合、爪部の垂直板部５２１と水平板部５２２との間に斜面部５２３を設け、この斜面部５２３の表面に保護層５１１Ｒと同様の保護層５１５Ｒが取り付けられてもよい。これにより、ワークＷの高さ位置を規制できるため、３軸方向におけるワークＷのクランプ位置精度を向上させることができる。

なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）ベース部と、
第１の軸方向に相互に対向し、第１のクランプ位置でワークを前記第１の軸方向にクランプする第１および第２の爪部と、前記第１および第２の爪部にそれぞれ連結され前記第１および第２の爪部を前記第１のクランプ位置へ移動させる第１および第２の駆動源と、前記ベース部に設けられ前記第１および第２の爪部をそれぞれ前記ベース部に対して移動可能に支持する第１および第２のリニアガイドと、を有する第１のクランプユニットと、
前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に相互に対向し、第２のクランプ位置で前記ワークを前記第２の軸方向にクランプする第３および第４の爪部と、前記第３および第４の爪部にそれぞれ連結され前記第３および第４の爪部を前記第２のクランプ位置へ移動させる第３および第４の駆動源と、前記ベース部に設けられ前記第３および第４の爪部をそれぞれ前記ベース部に対して移動可能に支持する第３および第４のリニアガイドと、を有する第２のクランプユニットと
を具備するクランプ装置。
（２）上記（１）に記載のクランプ装置であって、
前記第１のクランプユニットは、前記第１のクランプ位置における前記第１の爪部の位置を規制する第１の規制部を有し、
前記第２のクランプユニットは、前記第２のクランプ位置における前記第３の爪部の位置を規制する第２の規制部を有する
クランプ装置。
（３）上記（２）に記載のクランプ装置であって、
前記第１の爪部に対する前記第１の駆動源の駆動力は、前記第２の爪部に対する前記第２の駆動源の駆動力よりも大きく設定され、
前記第３の爪部に対する前記第３の駆動源の駆動力は、前記第４の爪部に対する前記第４の駆動源の駆動力よりも大きく設定される
クランプ装置。
（４）上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載のクランプ装置であって、
前記ベース部の周縁部は、前記第１の軸方向および前記第２の軸方向にそれぞれ突出する複数の突出片を有し、
前記第１〜第４の爪部および前記第１〜第４のリニアガイドは、前記複数の突出片にそれぞれ設けられる
クランプ装置。
（５）上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載のクランプ装置であって、
前記第１〜第４の爪部は、ワークとの接触位置に弾性材料からなる保護層を有する
クランプ装置。
（６）多関節アームと、
前記多関節アームに装着されたクランプ装置とを具備し、
前記クランプ装置は、
ベース部と、
第１の軸方向に相互に対向し、第１のクランプ位置でワークを前記第１の軸方向にクランプする第１および第２の爪部と、前記第１および第２の爪部にそれぞれ連結され前記第１および第２の爪部を前記第１のクランプ位置へ移動させる第１および第２の駆動源と、前記ベース部に設けられ前記第１および第２の爪部をそれぞれ前記ベース部に対して移動可能に支持する第１および第２のリニアガイドと、を有する第１のクランプユニットと、
前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に相互に対向し、第２のクランプ位置で前記ワークを前記第２の軸方向にクランプする第３および第４の爪部と、前記第３および第４の爪部にそれぞれ連結され前記第３および第４の爪部を前記第２のクランプ位置へ移動させる第３および第４の駆動源と、前記ベース部に設けられ前記第３および第４の爪部をそれぞれ前記ベース部に対して移動可能に支持する第３および第４のリニアガイドと、を有する第２のクランプユニットと
を有する
産業用ロボット。

１０…検査装置
２０…搬送ライン
４１…第１の架台
４２…第２の架台
４３…連結フレーム
５０…ベース部
５１…第１のクランプユニット
５２…第２のクランプユニット
１００…作業テーブル
２００…ロボット本体
２１０…多関節アーム
３００…検査ユニット
４００…架台ユニット
４１１…第１のベースフレーム
４１２…第２のベースフレーム
５００…クランプ装置
５１１Ａ〜５１１Ｄ…爪部
５１１Ｒ，５１５Ｒ…保護層
５１２Ａ〜５１２Ｄ…駆動源
５１３Ａ〜５１３Ｄ…リニアガイド
５１４Ａ，５１４Ｃ…規制部
Ｗ…ワーク

Claims (6)

1. ベース部と、
   第１の軸方向に相互に対向し、第１のクランプ位置でワークを前記第１の軸方向にクランプする第１および第２の爪部と、前記第１および第２の爪部にそれぞれ連結され前記第１および第２の爪部を前記第１のクランプ位置へ移動させる第１および第２の駆動源と、前記ベース部に設けられ前記第１および第２の爪部をそれぞれ前記ベース部に対して移動可能に支持する第１および第２のリニアガイドと、を有する第１のクランプユニットと、
   前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に相互に対向し、第２のクランプ位置で前記ワークを前記第２の軸方向にクランプする第３および第４の爪部と、前記第３および第４の爪部にそれぞれ連結され前記第３および第４の爪部を前記第２のクランプ位置へ移動させる第３および第４の駆動源と、前記ベース部に設けられ前記第３および第４の爪部をそれぞれ前記ベース部に対して移動可能に支持する第３および第４のリニアガイドと、を有する第２のクランプユニットと
   を具備するクランプ装置。
2. 請求項１に記載のクランプ装置であって、
   前記第１のクランプユニットは、前記第１のクランプ位置における前記第１の爪部の位置を規制する第１の規制部を有し、
   前記第２のクランプユニットは、前記第２のクランプ位置における前記第３の爪部の位置を規制する第２の規制部を有する
   クランプ装置。
3. 請求項２に記載のクランプ装置であって、
   前記第１の爪部に対する前記第１の駆動源の駆動力は、前記第２の爪部に対する前記第２の駆動源の駆動力よりも大きく設定され、
   前記第３の爪部に対する前記第３の駆動源の駆動力は、前記第４の爪部に対する前記第４の駆動源の駆動力よりも大きく設定される
   クランプ装置。
4. 請求項１に記載のクランプ装置であって、
   前記ベース部の周縁部は、前記第１の軸方向および前記第２の軸方向にそれぞれ突出する複数の突出片を有し、
   前記第１〜第４の爪部および前記第１〜第４のリニアガイドは、前記複数の突出片にそれぞれ設けられる
   クランプ装置。
5. 請求項１に記載のクランプ装置であって、
   前記第１〜第４の爪部は、ワークとの接触位置に弾性材料からなる保護層を有する
   クランプ装置。
6. 多関節アームと、
   前記多関節アームに装着されたクランプ装置とを具備し、
   前記クランプ装置は、
   ベース部と、
   第１の軸方向に相互に対向し、第１のクランプ位置でワークを前記第１の軸方向にクランプする第１および第２の爪部と、前記第１および第２の爪部にそれぞれ連結され前記第１および第２の爪部を前記第１のクランプ位置へ移動させる第１および第２の駆動源と、前記ベース部に設けられ前記第１および第２の爪部をそれぞれ前記ベース部に対して移動可能に支持する第１および第２のリニアガイドと、を有する第１のクランプユニットと、
   前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に相互に対向し、第２のクランプ位置で前記ワークを前記第２の軸方向にクランプする第３および第４の爪部と、前記第３および第４の爪部にそれぞれ連結され前記第３および第４の爪部を前記第２のクランプ位置へ移動させる第３および第４の駆動源と、前記ベース部に設けられ前記第３および第４の爪部をそれぞれ前記ベース部に対して移動可能に支持する第３および第４のリニアガイドと、を有する第２のクランプユニットと
   を有する
   産業用ロボット。