JP2019010689A - 産業用ロボットのハンドおよび産業用ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】互いに平行に配置される４本のフォークを備える産業用ロボットのハンドにおいて、４本のフォークのピッチを円滑に変更することが可能な産業用ロボットのハンドを提供する。【解決手段】ハンド３は、フォーク１８、１９の長手方向と上下方向とに直交するＹ方向の内側に配置される２本のフォーク１８と、Ｙ方向の外側に配置される２本のフォーク１９と、Ｙ方向における２本のフォーク１８のピッチを変更するフォークピッチ変更機構２６と、Ｙ方向における２本のフォーク１９のピッチを変更するフォークピッチ変更機構２７と、フォークピッチ変更機構２６による２本のフォーク１８の移動範囲のＹ方向の内側端側でフォーク１８を検知するための検知機構２１と、フォークピッチ変更機構２７による２本のフォーク１９の移動範囲のＹ方向の外側端側でフォーク１９を検知するための検知機構２２とを備えている。【選択図】図３

Description

本発明は、搬送対象物を搬送する産業用ロボットのハンドに関する。また、本発明は、このハンドを備える産業用ロボットに関する。

従来、液晶ディスプレイ用のガラス基板を搬送する産業用ロボットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の産業用ロボットのハンドは、直線状に形成される２本のフォークと、フォークの長手方向と上下方向とに直交する方向で２本のフォークのピッチを変更するフォークピッチ変更機構とを備えている。

特開２０１７−１９０６１号公報

近年、産業用ロボットで搬送されるガラス基板等の搬送対象物として、比較的幅の広い搬送対象物が使用され始めている。すなわち、フォークの長手方向に直交する方向の幅が広い搬送対象物が使用され始めている。特許文献１に記載の産業用ロボットのハンドのように２本のフォークを有するハンドによって比較的幅の広い搬送対象物を搬送すると、２本のフォークの間で、あるいは、２本のフォークの外側で、搬送対象物が大きく撓んで、搬送中の搬送対象物が不安定になる。そこで、本願発明者は、４本のフォークを備えるハンドの構造を検討している。

また、４本のフォークのうちの、フォークの長手方向に直交する方向において内側に配置される２本のフォークを内側フォークとし、外側に配置される残りの２本のフォークを外側フォークとすると、本願発明者は、４本のフォークを備えるハンドにおいて、大きさの異なる複数種類の搬送対象物が搬送可能となるように、２本の内側フォークのピッチを変更するフォークピッチ変更機構および２本の外側フォークのピッチを変更するフォークピッチ変更機構の採用を検討している。この場合、４本のフォークのピッチは、円滑に変更されることが好ましい。

そこで、本発明の課題は、互いに平行に配置される４本のフォークを備える産業用ロボットのハンドにおいて、４本のフォークのピッチを円滑に変更することが可能な産業用ロボットのハンドを提供することにある。また、本発明の課題は、このハンドを備える産業用ロボットを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の産業用ロボットのハンドは、搬送対象物を搬送する産業用ロボットのハンドにおいて、直線状に形成されるとともに互いに平行に配置される４本のフォークを備えるとともに、フォークの長手方向と上下方向とに直交する方向を直交方向とし、４本のフォークのうちの直交方向の内側に配置される２本のフォークのそれぞれを内側フォークとし、直交方向の外側に配置される残りの２本のフォークのそれぞれを外側フォークとすると、直交方向における２本の内側フォークのピッチを変更する第１フォークピッチ変更機構と、直交方向における２本の外側フォークのピッチを変更する第２フォークピッチ変更機構と、第１フォークピッチ変更機構による２本の内側フォークの移動範囲の直交方向の内側端側で内側フォークを検知するための第１検知機構と、第２フォークピッチ変更機構による２本の外側フォークの移動範囲の直交方向の外側端側で外側フォークを検知するための第２検知機構とを備えることを特徴とする。

本発明の産業用ロボットのハンドは、第１フォークピッチ変更機構による２本の内側フォークの移動範囲の直交方向の内側端側で内側フォークを検知するための第１検知機構と、第２フォークピッチ変更機構による２本の外側フォークの移動範囲の直交方向の外側端側で外側フォークを検知するための第２検知機構とを備えている。

そのため、本発明では、４本のフォークのピッチを変更するときに、第１検知機構の検知結果に基づいて、２本の内側フォークの移動範囲の直交方向の内側端側まで２本の内側フォークを一旦移動させるとともに、第２検知機構の検知結果に基づいて、２本の外側フォークの移動範囲の直交方向の外側端側まで２本の外側フォークを一旦移動させた後、２本の内側フォークを直交方向の外側に移動させるとともに、２本の外側フォークを直交方向の内側へ移動させることで、４本のフォークのピッチを変更することが可能になる。したがって、本発明では、４本のフォークのピッチを変更するときに、内側フォークと外側フォークとの接触を防止することが可能になり、その結果、４本のフォークのピッチを円滑に変更することが可能になる。

本発明において、たとえば、直交方向における２本の内側フォークの原点位置は、第１フォークピッチ変更機構による２本の内側フォークの移動範囲の直交方向の内側端側となっており、直交方向における２本の外側フォークの原点位置は、第２フォークピッチ変更機構による２本の外側フォークの移動範囲の直交方向の外側端側となっており、４本のフォークのピッチを変更するときに、第１フォークピッチ変更機構は、最初に、第１検知機構の検知結果に基づいて２本の内側フォークを原点位置に移動させ、第２フォークピッチ変更機構は、最初に、第２検知機構の検知結果に基づいて２本の外側フォークを原点位置に移動させる。

本発明において、４本のフォークのピッチを変更するときに、第１フォークピッチ変更機構が２本の内側フォークを原点位置に移動させ始めるのと同時に、第２フォークピッチ変更機構が２本の外側フォークを原点位置に移動させ始めることが好ましい。このように構成すると、４本のフォークのピッチの変更時間を短縮することが可能になる。

本発明において、第１フォークピッチ変更機構は、外周面にオネジが形成されるとともに直交方向を回転の軸方向として回転して直交方向へ内側フォークを移動させる第１ネジ部材と、第１ネジ部材の端部に固定される検知板を有し第１ネジ部材の回転量を検知する第１エンコーダとを備え、第２フォークピッチ変更機構は、外周面にオネジが形成されるとともに直交方向を回転の軸方向として回転して直交方向へ外側フォークを移動させる第２ネジ部材と、第２ネジ部材の端部に固定される検知板を有し第２ネジ部材の回転量を検知する第２エンコーダとを備え、４本のフォークのピッチを変更するときに、第１フォークピッチ変更機構は、第１検知機構で内側フォークが検知された後、第１エンコーダの検知結果に基づいて内側フォークを原点位置に移動させて停止させ、第２フォークピッチ変更機構は、第２検知機構で外側フォークが検知された後、第２エンコーダの検知結果に基づいて外側フォークを原点位置に移動させて停止させることが好ましい。

このように構成すると、第１検知機構のみを用いて内側フォークを原点位置で停止させる場合と比較して、内側フォークの原点位置での停止精度を高めることが可能になる。また、このように構成すると、第２検知機構のみを用いて外側フォークを原点位置で停止させる場合と比較して、外側フォークの原点位置での停止精度を高めることが可能になる。

本発明において、たとえば、第１フォークピッチ変更機構は、原点位置に配置された内側フォークを第１エンコーダの検知結果に基づいて直交方向の外側に移動させて２本の内側フォークのピッチを変更し、第２フォークピッチ変更機構は、原点位置に配置された外側フォークを第２エンコーダの検知結果に基づいて直交方向の内側に移動させて２本の外側フォークのピッチを変更する。

本発明において、ハンドは、直交方向で隣接する内側フォークと外側フォークとが直交方向で接近したことを検知するための接近検知機構を備えることが好ましい。このように構成すると、４本のフォークのピッチを変更する際、直交方向で隣接する内側フォークと外側フォークとが接近した場合に、接近検知機構の検知結果に基づいて内側フォークや外側フォークを停止させることで、内側フォークと外側フォークとの接触を確実に防止することが可能になる。

本発明において、ハンドは、第２フォークピッチ変更機構による２本の外側フォークの移動範囲における直交方向の外側の限界位置に外側フォークが近づいたことを検知するための第２接近検知機構を備えることが好ましい。このように構成すると、第２接近検知機構の検知結果に基づいて、外側フォークの移動範囲における直交方向の外側の限界位置に外側フォークが到達する前に外側フォークを停止させることが可能になる。

本発明のハンドは、ハンドが先端側に回動可能に連結されるアームと、アームの基端側が回動可能に連結される本体部とを備える産業用ロボットに用いることができる。この産業用ロボットでは、４本のフォークのピッチを円滑に変更することが可能になる。

以上のように、本発明では、４本のフォークのピッチを円滑に変更することが可能になる。

本発明の実施の形態にかかる産業用ロボットの平面図である。 図１に示す産業用ロボットの側面図である。 図１に示すハンドの基部の内部の構造を説明するための平面図である。 図１に示すフォークの動作を説明するための平面図である。 図３のＥ部におけるフォークピッチ変更機構の構成を説明するための平面図である。 図３のＦ部におけるフォークピッチ変更機構の構成を説明するための平面図である。 図３のＧ−Ｇ方向からフォークピッチ変更機構の構成を説明するための側面図である。 図３のＨ−Ｈ方向からエンコーダ等を示す側面図である。 （Ａ）は、図３のＪ−Ｊ方向から基部の内部を示す側面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＫ部の拡大図であり、（Ｃ）は、（Ａ）のＬ部の拡大図であり、（Ｄ）は、（Ａ）のＭ部の拡大図である。 図１に示すフォークのピッチの変更動作を説明するための図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（産業用ロボットの全体構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる産業用ロボット１の平面図である。図２は、図１に示す産業用ロボット１の側面図である。

本形態の産業用ロボット１（以下、「ロボット１」とする。）は、所定の搬送対象物２を搬送するための水平多関節型のロボットである。搬送対象物２は、たとえば、液晶ディスプレイ用のガラス基板である。この搬送対象物２は、長方形の平板状に形成されている。本形態のロボット１は、大きさの異なる複数種類の搬送対象物２を搬送することが可能になっている。

ロボット１は、搬送対象物２が搭載される２個のハンド３と、２個のハンド３のそれぞれが先端側に連結される２本のアーム４と、２本のアーム４を支持する本体部５と、本体部５を水平方向に移動可能に支持するベース６とを備えている。本体部５は、アーム４の基端側を支持するとともに上下動可能なアームサポート７と、アームサポート７を上下動可能に支持する支持フレーム８と、本体部５の下端部分を構成するとともにベース６に対して水平移動可能な基台９と、支持フレーム８の下端が固定されるとともに基台９に対して回動可能な旋回フレーム１０とを備えている。

アーム４は、第１アーム部１２と第２アーム部１３との２個のアーム部によって構成されている。第１アーム部１２の基端側は、アームサポート７に回動可能に連結されている。すなわち、アーム４の基端側は、本体部５に回動可能に連結されている。第１アーム部１２の先端側には、第２アーム部１３の基端側が回動可能に連結されている。第２アーム部１３の先端側には、ハンド３が回動可能に連結されている。すなわち、アーム４の先端側には、ハンド３が回動可能に連結されている。ロボット１は、２本のアーム４のそれぞれを伸縮させる２個のアーム駆動機構を備えている。

支持フレーム８は、アームサポート７を介してハンド３およびアーム４を昇降可能に保持している。この支持フレーム８は、アームサポート７を昇降可能に保持する柱状の第１支持フレーム１４と、第１支持フレーム１４を昇降可能に保持する柱状の第２支持フレーム１５とを備えている。ロボット１は、第１支持フレーム１４に対してアームサポート７を昇降させる昇降機構と、第２支持フレーム１５に対して第１支持フレーム１４を昇降させる昇降機構と、第１支持フレーム１４を上下方向に案内するガイド機構と、アームサポート７を上下方向へ案内するガイド機構とを備えている。

第２支持フレーム１５の下端は、旋回フレーム１０に固定されている。旋回フレーム１０は、上述のように、基台９に対して回動可能となっている。ロボット１は、基台９に対して旋回フレーム１０を回動させる回動機構を備えている。基台９は、上述のように、ベース６に対して水平移動可能となっている。ロボット１は、ベース６に対して基台９を水平移動させる水平移動機構を備えている。

（ハンドの構成）
図３は、図１に示すハンド３の基部１７の内部の構造を説明するための平面図である。図４は、図１に示すフォーク１８、１９の動作を説明するための平面図である。

ハンド３は、第２アーム部１３の先端側に回動可能に連結される基部１７と、上面側に搬送対象物２が載置される複数のフォーク１８、１９とを備えている。本形態のハンド３は、２本のフォーク１８と２本のフォーク１９との合計４本のフォーク１８、１９を備えている。また、ハンド３は、フォーク１８、１９の上面側に固定されるとともに搬送対象物２が載置される複数の載置部材（図示省略）と、この載置部材に載置される搬送対象物２の下面を真空吸着する複数の吸着機構（図示省略）とを備えている。

基部１７は、中空状に形成されるとともに上下方向の厚さが薄い扁平な略直方体状に形成されている。フォーク１８、１９は、直線状に形成されている。４本のフォーク１８、１９は、基部１７から水平方向の同方向へ突出している。また、４本のフォーク１８、１９は、互いに平行に配置されている。フォーク１８、１９の長手方向（図３等のＸ方向）を「前後方向」とし、上下方向と前後方向とに直交する図３等のＹ方向を「左右方向」とすると、２本のフォーク１８は、左右方向の内側に配置され、２本のフォーク１９は、左右方向の外側に配置されている。本形態の左右方向（Ｙ方向）は、フォーク１８、１９の長手方向と上下方向とに直交する直交方向である。また、２本のフォーク１８のそれぞれは、直交方向の内側に配置される内側フォークであり、２本のフォーク１９のそれぞれは、直交方向の外側に配置される外側フォークである。

フォーク１８、１９は、炭素繊維を含有する樹脂で形成されている。また、フォーク１８、１９は、中空状に形成されるとともに細長い略直方体状に形成されている。フォーク１８、１９の上下の両面は、平面となっている。また、フォーク１８、１９の左右の両側面は、左右方向に直交する平面となっている。フォーク１８、１９の上下方向の厚さは、フォーク１８、１９の基端から先端に向かうにしたがって次第に薄くなっている（図２参照）。

フォーク１８、１９の基端部は、中空状に形成される基部１７の内部に配置されている。図３に示すように、基部１７の内部には、左右方向における２本のフォーク１８のピッチを変更する第１フォークピッチ変更機構としてのフォークピッチ変更機構２６と、左右方向における２本のフォーク１９のピッチを変更する第２フォークピッチ変更機構としてのフォークピッチ変更機構２７とが配置されている。すなわち、ハンド３は、フォークピッチ変更機構２６、２７を備えている。

フォークピッチ変更機構２６では、２本のフォーク１８のうちの一方のフォーク１８と他方のフォーク１８とが左右の逆方向へ同じ量だけ移動して２本のフォーク１８の左右方向のピッチが変更される。同様に、フォークピッチ変更機構２７では、２本のフォーク１９のうちの一方のフォーク１９と他方のフォーク１９とが左右の逆方向へ同じ量だけ移動して２本のフォーク１９の左右方向のピッチが変更される。フォークピッチ変更機構２６、２７は、たとえば、図４に示すように、ロボット１で搬送される搬送対象物２の大きさに応じて、フォーク１８、１９の左右方向のピッチを変更する。フォークピッチ変更機構２６、２７の具体的な構成については後述する。

また、基部１７の内部には、フォークピッチ変更機構２６による２本のフォーク１８の移動範囲の左右方向の内側端側でフォーク１８を検知するための検知機構２１と、フォークピッチ変更機構２７による２本のフォーク１９の移動範囲の左右方向の外側端側でフォーク１９を検知するための検知機構２２と、左右方向で隣接するフォーク１８とフォーク１９とが左右方向で接近したことを検知するための検知機構２３とが配置されている。すなわち、ハンド３は、検知機構２１〜２３を備えている。本形態の検知機構２１は、第１検知機構であり、検知機構２２は、第２検知機構であり、検知機構２３は、接近検知機構である。検知機構２１〜２３の具体的な構成については後述する。

（フォークピッチ変更機構の構成）
図５は、図３のＥ部におけるフォークピッチ変更機構２６、２７の構成を説明するための平面図である。図６は、図３のＦ部におけるフォークピッチ変更機構２６、２７の構成を説明するための平面図である。図７は、図３のＧ−Ｇ方向からフォークピッチ変更機構２６、２７の構成を説明するための側面図である。図８は、図３のＨ−Ｈ方向からエンコーダ３３、３８等を示す側面図である。

フォークピッチ変更機構２６は、駆動源であるモータ２９と、モータ２９の出力軸に連結される第１ネジ部材としてのネジ部材３０と、２本のフォーク１８のうちの一方のフォーク１８の基端部に固定されるスライド部材３１と、２本のフォーク１８のうちの他方のフォーク１８の基端部に固定されるスライド部材３１と、２個のスライド部材３１のそれぞれに取り付けられるとともにネジ部材３０に係合する２個のナット部材３２とを備えている。また、フォークピッチ変更機構２６は、ネジ部材３０の回転量を検知する第１エンコーダとしてのエンコーダ３３を備えている。

フォークピッチ変更機構２７は、フォークピッチ変更機構２６と同様に構成されている。すなわち、フォークピッチ変更機構２７は、モータ２９と同様に構成されるモータ３４と、ネジ部材３０と同様に構成される第２ネジ部材としてのネジ部材３５と、２本のフォーク１９のうちの一方のフォーク１９の基端部に固定されるスライド部材３６と、２本のフォーク１９のうちの他方のフォーク１９の基端部に固定されるスライド部材３６と、２個のスライド部材３６のそれぞれに取り付けられるとともにネジ部材３５に係合する２個のナット部材３７と、ネジ部材３５の回転量を検知する第２エンコーダとしてのエンコーダ３８とを備えている。

モータ２９、３４は、ＤＣモータである。ネジ部材３０、３５は、細長い棒状に形成されている。ネジ部材３０、３５の外周面には、オネジが形成されている。ネジ部材３０、３５は、ネジ部材３０、３５の軸方向と左右方向とが一致するように配置されており、左右方向を回転の軸方向として回転する。また、ネジ部材３０とネジ部材３５とは、前後方向に所定の間隔をあけた状態で配置されている。ネジ部材３０の一端には、カップリング４１を介してモータ２９の出力軸が連結され、ネジ部材３５の一端には、カップリング４１を介してモータ３４の出力軸が連結されている。

ネジ部材３０、３５は、ネジ部材３０、３５の一端側を構成する順ネジ部３０ａ、３５ａと、ネジ部材３０、３５の他端側を構成する逆ネジ部３０ｂ、３５ｂとを備えている。順ネジ部３０ａ、３５ａには、順ネジが形成され、逆ネジ部３０ｂ、３５ｂには、逆ネジが形成されている。順ネジ部３０ａと逆ネジ部３０ｂとは、別体で形成されており、カップリング４２によって繋がれている。同様に、順ネジ部３５ａと逆ネジ部３５ｂとは、別体で形成されており、カップリング４２によって繋がれている。順ネジ部３０ａ、３５ａの両端部、および、逆ネジ部３０ｂ、３５ｂの両端部は、基部１７のベースフレーム５５に取り付けられた軸受４３に回転可能に支持されている。

スライド部材３１、３６は、直方体状に形成されている。スライド部材３６は、図７に示すように、平板状の固定部材４４に固定されている。固定部材４４は、フォーク１９の基端部に固定されている。同様に、スライド部材３１は、フォーク１８の基端部に固定された固定部材４４に固定されている。ナット部材３２、３７は、直方体状に形成されている。ナット部材３２は、２個のボルト４５によってスライド部材３１に取り付けられ、ナット部材３７は、２個のボルト４５によってスライド部材３６に取り付けられている。また、フォークピッチ変更機構２６、２７は、鍔付きの円筒状に形成される円筒部材４６を備えている。円筒部材４６の内周側には、ボルト４５の軸部が挿通されている。

スライド部材３１には、ネジ部材３０との干渉を防止するための切欠き部３１ａと、ネジ部材３５との干渉を防止するための切欠き部３１ｂとが形成されている。同様に、スライド部材３６には、ネジ部材３０との干渉を防止するための切欠き部３６ａと、ネジ部材３５との干渉を防止するための切欠き部３６ｂとが形成されている。また、スライド部材３１の左右方向の一方の側面には、ボルト４５の先端部がねじ込まれるネジ穴が形成されている。スライド部材３６の左右方向の一方の側面には、ボルト４５の先端部がねじ込まれるネジ穴が形成されている。

ナット部材３２には、ネジ部材３０が挿通される挿通穴が左右方向でナット部材３２を貫通するように形成され、ナット部材３７には、ネジ部材３５が挿通される挿通穴が左右方向でナット部材３７を貫通するように形成されている。この挿通穴には、メネジが形成されている。また、ナット部材３２には、円筒部材４６が配置される配置穴が左右方向でナット部材３２を貫通するように形成され、ナット部材３７には、円筒部材４６が配置される配置穴が左右方向でナット部材３７を貫通するように形成されている。

ナット部材３２は、左右方向の一方側から円筒部材４６の内周側に挿通されるとともにスライド部材３１のネジ穴にねじ込まれるボルト４５によってスライド部材３１に取り付けられている。同様に、ナット部材３７は、左右方向の一方側から円筒部材４６の内周側に挿通されるとともにスライド部材３６のネジ穴にねじ込まれるボルト４５によってスライド部材３６に取り付けられている。

２本のフォーク１８のうちの一方のフォーク１８に固定されたスライド部材３１に保持されるナット部材３２は、順ネジ部３０ａに係合し、他方のフォーク１８に固定されたスライド部材３１に保持されるナット部材３２は、逆ネジ部３０ｂに係合している。同様に、２本のフォーク１９のうちの一方のフォーク１９に固定されたスライド部材３６に保持されるナット部材３７は、順ネジ部３５ａに係合し、他方のフォーク１９に固定されたスライド部材３６に保持されるナット部材３７は、逆ネジ部３５ｂに係合している。

２本のフォーク１８および２本のフォーク１９は、２本の共通のガイドレール４８によって左右方向に案内される。ガイドレール４８は、ガイドレール４８の長手方向と左右方向とが一致するように、ベースフレーム５５に固定されている。図７に示すように、フォーク１９の基端部に固定される固定部材４４には、２本のガイドレール４８のそれぞれに係合する２個のガイドブロック４９が固定されている。同様に、フォーク１８の基端部に固定される固定部材４４には、２本のガイドレール４８のそれぞれに係合する２個のガイドブロック４９が固定されている。

フォークピッチ変更機構２６では、モータ２９が回転してネジ部材３０が回転すると、２本のフォーク１８が左右方向へ移動する。すなわち、ネジ部材３０は、左右方向を回転の軸方向として回転して左右方向へフォーク１８を移動させる。同様に、フォークピッチ変更機構２７では、モータ３４が回転してネジ部材３５が回転すると、２本のフォーク１９が左右方向へ移動する。すなわち、ネジ部材３５は、左右方向を回転の軸方向として回転して左右方向へフォーク１９を移動させる。

また、ネジ部材３０が回転すると、上述のように、一方のフォーク１８と他方のフォーク１８とが左右の逆方向へ同じ量だけ移動して２本のフォーク１８の左右方向のピッチが変更され、ネジ部材３５が回転すると、上述のように、一方のフォーク１９と他方のフォーク１９とが左右の逆方向へ同じ量だけ移動して２本のフォーク１９の左右方向のピッチが変更される。

エンコーダ３３は、ネジ部材３０の他端部に固定される検知板５１と、ベースフレーム５５に取り付けられるセンサ５２とを備えている。同様に、エンコーダ３８は、ネジ部材３５の他端部に固定される検知板５３と、ベースフレーム５５に取り付けられるセンサ５４とを備えている。センサ５２、５４は、発光素子と受光素子とを備える透過型の光学式センサであり、発光素子と受光素子とが左右方向で対向するように配置されている。検知板５１、５３は、平板状に形成されている。

図８に示すように、検知板５１には、センサ５２の発光素子と受光素子との間を遮る遮光部５１ａが形成されている。遮光部５１ａは、ネジ部材３０の径方向の外側へ突出するように形成されている。また、遮光部５１ａは、左右方向から見たときに、ネジ部材３０の軸心に対して１８０°の範囲で円弧状に形成されている。同様に、検知板５３には、センサ５４の発光素子と受光素子との間を遮る遮光部５３ａが形成されている。遮光部５３ａは、ネジ部材３５の径方向の外側へ突出するように形成されている。また、遮光部５３ａは、左右方向から見たときに、ネジ部材３５の軸心に対して１８０°の範囲で円弧状に形成されている。

（検知機構の構成）
図９（Ａ）は、図３のＪ−Ｊ方向から基部１７の内部を示す側面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＫ部の拡大図であり、図９（Ｃ）は、図９（Ａ）のＬ部の拡大図であり、図９（Ｄ）は、図９（Ａ）のＭ部の拡大図である。

検知機構２１は、ベースフレーム５５に固定されるセンサ５６と、２本のフォーク１８のうちの一方のフォーク１８の基端部に固定される検知板５７とを備えている。検知機構２２は、ベースフレーム５５に固定されるセンサ５８と、２本のフォーク１９のうちの一方のフォーク１９の基端部に固定される検知板５９とを備えている。センサ５６、５８は、発光素子と受光素子とを有する透過型の光学式センサであり、発光素子と受光素子とが上下方向で対向するように配置されている。検知板５７、５９は、金属製の平板が所定形状に折り曲げられることで形成されている。検知板５７が固定されるフォーク１８と、検知板５９が固定されるフォーク１９とは、左右方向で隣接している。

センサ５６は、左右方向におけるベースフレーム５５の中心位置に固定されている。センサ５８は、左右方向におけるベースフレーム５５の一端側に固定されている。検知板５７、５９は、固定部材４４に固定されている。すなわち、検知板５７は、固定部材４４を介してフォーク１８の基端部に固定され、検知板５９は、固定部材４４を介してフォーク１９の基端部に固定されている。検知板５７には、センサ５６の発光素子と受光素子との間を遮る遮光部５７ａが形成されている（図６参照）。検知板５９には、センサ５８の発光素子と受光素子との間を遮る遮光部５９ａが形成されている（図６参照）。遮光部５７ａ、５９ａは、前後方向の一方側へ突出するように形成されている。

本形態では、センサ５６の発光素子と受光素子との間が遮光部５７ａに遮られると、フォークピッチ変更機構２６による２本のフォーク１８の移動範囲の左右方向の内側端側において、フォーク１８が検知される。また、センサ５８の発光素子と受光素子との間が遮光部５９ａに遮られると、フォークピッチ変更機構２７による２本のフォーク１９の移動範囲の左右方向の外側端側において、フォーク１９が検知される。

検知機構２３は、２本のフォーク１９のうちの他方のフォーク１９の基端部に固定されるセンサ６０と、２本のフォーク１８のうちの他方のフォーク１８の基端部に固定される検知板６１とを備えている。センサ６０は、発光素子と受光素子とを有する透過型の光学式センサであり、発光素子と受光素子とが上下方向で対向するように配置されている。検知板６１は、金属製の平板が所定形状に折り曲げられることで形成されている。センサ６０が固定されるフォーク１９と、検知板６１が固定されるフォーク１８とは、左右方向で隣接している。

センサ６０は、固定部材４４に固定されている。すなわち、センサ６０は、固定部材４４を介してフォーク１９の基端部に固定されている。検知板６１は、固定部材４４に固定されている。すなわち、検知板６１は、固定部材４４を介してフォーク１８の基端部に固定されている。検知板６１には、センサ６０の発光素子と受光素子との間を遮る遮光部６１ａが形成されている（図５参照）。遮光部６１ａは、前後方向の一方側へ突出するように形成されている。本形態では、センサ６０の発光素子と受光素子との間が遮光部６１ａに遮られると、左右方向で隣接するフォーク１８とフォーク１９とが左右方向で接近したことが検知される。

また、左右方向におけるベースフレーム５５の一端側には、センサ６２が固定されている。センサ６２は、センサ５８に隣接するように配置されている。また、センサ６２は、センサ５８よりも左右方向の外側に配置されている。センサ６２は、発光素子と受光素子とを有する透過型の光学式センサであり、発光素子と受光素子とが上下方向で対向するように配置されている。検知板５９には、センサ６２の発光素子と受光素子との間を遮る遮光部５９ｂが形成されている（図６参照）。

本形態では、センサ６２と検知板５９とによって、フォークピッチ変更機構２７による２本のフォーク１９の移動範囲における左右方向の外側の限界位置にフォーク１９が近づいたことを検知するための検知機構２４が構成されており、センサ６２の発光素子と受光素子との間が遮光部５９ｂに遮られると、フォークピッチ変更機構２７による２本のフォーク１９の移動範囲における左右方向の外側の限界位置にフォーク１９が近づいたことが検知される。本形態の検知機構２４は、第２接近検知機構である。

（フォークのピッチの変更動作）
図１０は、図１に示すフォーク１８、１９のピッチの変更動作を説明するための図である。

ロボット１では、ロボット１で搬送される搬送対象物２の大きさが決まると、ロボット１が搬送対象物２を搬送する搬送動作の前に、必要に応じて、フォークピッチ変更機構２６は、２本のフォーク１８の左右方向のピッチを変更し、フォークピッチ変更機構２７は、２本のフォーク１９の左右方向のピッチを変更する。すなわち、フォークピッチ変更機構２６、２７は、ロボット１による搬送対象物２の搬送動作中に、フォーク１８、１９の左右方向のピッチを変更することはない。

本形態では、左右方向における２本のフォーク１８の原点位置は、フォークピッチ変更機構２６による２本のフォーク１８の移動範囲の左右方向の内側端側となっている（図１０（Ｂ）参照）。また、左右方向における２本のフォーク１９の原点位置は、フォークピッチ変更機構２７による２本のフォーク１９の移動範囲の左右方向の外側端側となっている（図１０（Ｂ）参照）。４本のフォーク１８、１９のピッチを変更するときには、フォークピッチ変更機構２６は、最初に、検知機構２１の検知結果に基づいて２本のフォーク１８を原点位置に移動させ、フォークピッチ変更機構２７は、最初に、検知機構２２の検知結果に基づいて２本のフォーク１９を原点位置に移動させる（図１０（Ａ）、（Ｂ）参照）。

すなわち、４本のフォーク１８、１９のピッチを変更するときに、フォークピッチ変更機構２６は、最初に、２本のフォーク１８を原点位置に向かって左右方向の内側に移動させ、フォークピッチ変更機構２７は、最初に、２本のフォーク１９を原点位置に向かって左右方向の外側に移動させる。具体的には、４本のフォーク１８、１９のピッチを変更するときに、フォークピッチ変更機構２６は、検知機構２１でフォーク１８が検知された後、エンコーダ３３の検知結果に基づいてフォーク１８を原点位置に移動させて停止させ、フォークピッチ変更機構２７は、検知機構２２でフォーク１９が検知された後、エンコーダ３８の検知結果に基づいてフォーク１９を原点位置に移動させて停止させる。

より具体的には、フォークピッチ変更機構２６は、センサ５６の発光素子と受光素子との間を遮光部５７ａが遮った後、たとえば、センサ５２の発光素子と受光素子との間を遮光部５１ａが遮るまでネジ部材３０を回転させて、フォーク１８を原点位置に停止させる。あるいは、フォークピッチ変更機構２６は、センサ５６の発光素子と受光素子との間を遮光部５７ａが遮ってから、たとえば、センサ５２の発光素子と受光素子との間を遮っている遮光部５１ａが一旦、センサ５２の発光素子と受光素子との間から外れた後、再び、センサ５２の発光素子と受光素子との間を遮るまでネジ部材３０を回転させて、フォーク１８を原点位置に停止させる。

同様に、フォークピッチ変更機構２７は、センサ５８の発光素子と受光素子との間を遮光部５９ａが遮った後、たとえば、センサ５４の発光素子と受光素子との間を遮光部５３ａが遮るまでネジ部材３５を回転させて、フォーク１９を原点位置に停止させる。あるいは、フォークピッチ変更機構２７は、センサ５８の発光素子と受光素子との間を遮光部５９ａが遮ってから、たとえば、センサ５４の発光素子と受光素子との間を遮っている遮光部５３ａが一旦、センサ５４の発光素子と受光素子との間から外れた後、再び、センサ５４の発光素子と受光素子との間を遮るまでネジ部材３５を回転させて、フォーク１９を原点位置に停止させる。

その後、フォークピッチ変更機構２６は、原点位置に配置されたフォーク１８をエンコーダ３３の検知結果に基づいて左右方向の外側に移動させて２本のフォーク１８のピッチを変更し、フォークピッチ変更機構２７は、原点位置に配置されたフォーク１９をエンコーダ３８の検知結果に基づいて左右方向の内側に移動させて２本のフォーク１９のピッチを変更する（図１０（Ｂ）、（Ｃ）参照）。なお、４本のフォーク１８、１９のピッチを変更するときには、フォークピッチ変更機構２６が２本のフォーク１８を原点位置に移動させ始めるのと同時に、フォークピッチ変更機構２７が２本のフォーク１９を原点位置に移動させ始める。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、左右方向における２本のフォーク１８の原点位置は、フォークピッチ変更機構２６による２本のフォーク１８の移動範囲の左右方向の内側端側となっており、左右方向における２本のフォーク１９の原点位置は、フォークピッチ変更機構２７による２本のフォーク１９の移動範囲の左右方向の外側端側となっている。また、本形態では、４本のフォーク１８、１９のピッチを変更するときに、フォークピッチ変更機構２６は、最初に、２本のフォーク１８を原点位置に移動させ、フォークピッチ変更機構２７は、最初に、２本のフォーク１９を原点位置に移動させている。

さらに、本形態では、その後、フォークピッチ変更機構２６が、原点位置に配置されたフォーク１８を左右方向の外側に移動させて２本のフォーク１８のピッチを変更し、フォークピッチ変更機構２７が、原点位置に配置されたフォーク１９を左右方向の内側に移動させて２本のフォーク１９のピッチを変更している。そのため、本形態では、４本のフォーク１８、１９のピッチを変更するときに、フォーク１８とフォーク１９との接触を防止することが可能になる。したがって、本形態では、４本のフォーク１８、１９のピッチを円滑に変更することが可能になる。

本形態では、４本のフォーク１８、１９のピッチを変更するときに、フォークピッチ変更機構２６が２本のフォーク１８を原点位置に移動させ始めるのと同時に、フォークピッチ変更機構２７が２本のフォーク１９を原点位置に移動させ始めている。そのため、本形態では、４本のフォーク１８、１９のピッチの変更時間を短縮することが可能になる。

本形態では、４本のフォーク１８、１９のピッチを変更するときに、フォークピッチ変更機構２６は、検知機構２１でフォーク１８が検知された後、エンコーダ３３の検知結果に基づいてフォーク１８を原点位置に移動させて停止させている。そのため、本形態では、検知機構２１のみを用いてフォーク１８を原点位置で停止させる場合と比較して、フォーク１８の原点位置での停止精度を高めることが可能になる。

同様に本形態では、４本のフォーク１８、１９のピッチを変更するときに、フォークピッチ変更機構２７は、検知機構２２でフォーク１９が検知された後、エンコーダ３８の検知結果に基づいてフォーク１９を原点位置に移動させて停止させているため、検知機構２２のみを用いてフォーク１９を原点位置で停止させる場合と比較して、フォーク１９の原点位置での停止精度を高めることが可能になる。

本形態では、ハンド３は、左右方向で隣接するフォーク１８とフォーク１９とが左右方向で接近したことを検知するための検知機構２３を備えている。そのため、本形態では、４本のフォーク１８、１９のピッチを変更する際、左右方向で隣接するフォーク１８とフォーク１９とが接近した場合に、検知機構２３の検知結果に基づいてフォーク１８、１９を停止させることで、フォーク１８とフォーク１９との接触を確実に防止することが可能になる。

本形態では、ハンド３は、フォークピッチ変更機構２７による２本のフォーク１９の移動範囲における左右方向の外側の限界位置にフォーク１９が近づいたことを検知するための検知機構２４を備えている。そのため、本形態では、検知機構２４の検知結果に基づいて、フォーク１９の移動範囲における左右方向の外側の限界位置にフォーク１９が到達する前にフォーク１９を停止させることが可能になる。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

上述した形態において、検知機構２１でフォーク１８が検知されたとき（すなわち、センサ５６の発光素子と受光素子との間が遮光部５７ａに遮られたとき）にフォーク１８を停止させることで、フォーク１８を原点位置に移動させても良い。すなわち、検知機構２１のみの検知結果に基づいて、フォーク１８を原点位置に移動させても良い。同様に、検知機構２２でフォーク１９が検知されたときにフォーク１９を停止させることで、フォーク１９を原点位置に移動させても良い。すなわち、検知機構２２のみの検知結果に基づいて、フォーク１９を原点位置に移動させても良い。

上述した形態において、フォークピッチ変更機構２６が２本のフォーク１８を原点位置に移動させ始めた後に、フォークピッチ変更機構２７が２本のフォーク１９を原点位置に移動させ始めても良い。また、上述した形態において、フォークピッチ変更機構２７が２本のフォーク１９を原点位置に移動させ始めた後に、フォークピッチ変更機構２６が２本のフォーク１８を原点位置に移動させ始めても良い。

上述した形態において、センサ５６、５８、６０、６２は、反射型の光学式センサであっても良い。また、センサ５６、５８、６０、６２は、近接センサや静電容量センサ等の光学式センサ以外のセンサであっても良い。また、上述した形態では、ロボット１は、水平多関節型のロボットであるが、本発明が適用されるロボットは、水平多関節型のロボット以外の産業用ロボットであっても良い。たとえば、本発明が適用されるロボットは、上述の特許文献１に開示された産業用ロボットであっても良い。

１ ロボット（産業用ロボット）
２ 搬送対象物
３ ハンド
４ アーム
５ 本体部
１８ フォーク（内側フォーク）
１９ フォーク（外側フォーク）
２１ 検知機構（第１検知機構）
２２ 検知機構（第２検知機構）
２３ 検知機構（接近検知機構）
２４ 検知機構（第２接近検知機構）
２６ フォークピッチ変更機構（第１フォークピッチ変更機構）
２７ フォークピッチ変更機構（第２フォークピッチ変更機構）
３０ ネジ部材（第１ネジ部材）
３３ エンコーダ（第１エンコーダ）
３５ ネジ部材（第２ネジ部材）
３８ エンコーダ（第２エンコーダ）
Ｘ フォークの長手方向
Ｙ 直交方向

Claims (8)

1. 搬送対象物を搬送する産業用ロボットのハンドにおいて、
   直線状に形成されるとともに互いに平行に配置される４本のフォークを備えるとともに、
   前記フォークの長手方向と上下方向とに直交する方向を直交方向とし、４本の前記フォークのうちの前記直交方向の内側に配置される２本の前記フォークのそれぞれを内側フォークとし、前記直交方向の外側に配置される残りの２本の前記フォークのそれぞれを外側フォークとすると、
   前記直交方向における２本の前記内側フォークのピッチを変更する第１フォークピッチ変更機構と、前記直交方向における２本の前記外側フォークのピッチを変更する第２フォークピッチ変更機構と、前記第１フォークピッチ変更機構による２本の前記内側フォークの移動範囲の前記直交方向の内側端側で前記内側フォークを検知するための第１検知機構と、前記第２フォークピッチ変更機構による２本の前記外側フォークの移動範囲の前記直交方向の外側端側で前記外側フォークを検知するための第２検知機構とを備えることを特徴とするハンド。
2. 前記直交方向における２本の前記内側フォークの原点位置は、前記第１フォークピッチ変更機構による２本の前記内側フォークの移動範囲の前記直交方向の内側端側となっており、
   前記直交方向における２本の前記外側フォークの原点位置は、前記第２フォークピッチ変更機構による２本の前記外側フォークの移動範囲の前記直交方向の外側端側となっており、
   ４本の前記フォークのピッチを変更するときに、前記第１フォークピッチ変更機構は、最初に、前記第１検知機構の検知結果に基づいて２本の前記内側フォークを原点位置に移動させ、前記第２フォークピッチ変更機構は、最初に、前記第２検知機構の検知結果に基づいて２本の前記外側フォークを原点位置に移動させることを特徴とする請求項１記載のハンド。
3. ４本の前記フォークのピッチを変更するときに、前記第１フォークピッチ変更機構が２本の前記内側フォークを原点位置に移動させ始めるのと同時に、前記第２フォークピッチ変更機構が２本の前記外側フォークを原点位置に移動させ始めることを特徴とする請求項２記載のハンド。
4. 前記第１フォークピッチ変更機構は、外周面にオネジが形成されるとともに前記直交方向を回転の軸方向として回転して前記直交方向へ前記内側フォークを移動させる第１ネジ部材と、前記第１ネジ部材の端部に固定される検知板を有し前記第１ネジ部材の回転量を検知する第１エンコーダとを備え、
   前記第２フォークピッチ変更機構は、外周面にオネジが形成されるとともに前記直交方向を回転の軸方向として回転して前記直交方向へ前記外側フォークを移動させる第２ネジ部材と、前記第２ネジ部材の端部に固定される検知板を有し前記第２ネジ部材の回転量を検知する第２エンコーダとを備え、
   ４本の前記フォークのピッチを変更するときに、前記第１フォークピッチ変更機構は、前記第１検知機構で前記内側フォークが検知された後、前記第１エンコーダの検知結果に基づいて前記内側フォークを原点位置に移動させて停止させ、前記第２フォークピッチ変更機構は、前記第２検知機構で前記外側フォークが検知された後、前記第２エンコーダの検知結果に基づいて前記外側フォークを原点位置に移動させて停止させることを特徴とする請求項２または３記載のハンド。
5. 前記第１フォークピッチ変更機構は、原点位置に配置された前記内側フォークを前記第１エンコーダの検知結果に基づいて前記直交方向の外側に移動させて２本の前記内側フォークのピッチを変更し、
   前記第２フォークピッチ変更機構は、原点位置に配置された前記外側フォークを前記第２エンコーダの検知結果に基づいて前記直交方向の内側に移動させて２本の前記外側フォークのピッチを変更することを特徴とする請求項４記載のハンド。
6. 前記直交方向で隣接する前記内側フォークと前記外側フォークとが前記直交方向で接近したことを検知するための接近検知機構を備え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ハンド。
7. 前記第２フォークピッチ変更機構による２本の前記外側フォークの移動範囲における前記直交方向の外側の限界位置に前記外側フォークが近づいたことを検知するための第２接近検知機構を備え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ハンド。
8. 請求項１から７のいずれかに記載のハンドと、前記ハンドが先端側に回動可能に連結されるアームと、前記アームの基端側が回動可能に連結される本体部とを備えることを特徴とする産業用ロボット。

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