JP3180055U

JP3180055U - パラレルリンクロボット

Info

Publication number: JP3180055U
Application number: JP2012005730U
Authority: JP
Inventors: 靖薬師川; 健原
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2012-11-29
Anticipated expiration: 2022-09-20

Abstract

【課題】ベース部に対するエンド部の移動速度が低下するのを防止しつつ、ベース部に対するエンド部の移動領域を拡大することができるパラレルリンクロボットを提供する。
【解決手段】パラレルリンクロボット１は、ベース部３と、ツールＴの着脱が可能となっており、ベース部３に対して移動させられるエンド部４と、ベース部３とエンド部４との間に掛け渡された少なくとも３組のリンク機構５と、を備えている。各リンク機構５は、ベース部３に配置された駆動モータ６と、駆動モータ６に連結され、駆動モータ６によって揺動させられると共に、伸縮が可能となっている第１アーム７と、第１アーム７に連結され且つエンド部４に連結された第２アーム８と、第１アーム７を伸縮させるエアシリンダ１８と、を有している。
【選択図】図２

Description

本考案は、パラレルリンクロボットに関する。

産業用ロボットとして、ベース部とエンド部との間に３組のリンク機構が並列に掛け渡されたパラレルリンクロボットが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなパラレルリンクロボットにおいては、３組のリンク機構によって、ベース部に対するエンド部の位置及び姿勢が調整され、エンド部に取り付けられたツールによって、作業対象物に所定の作業が施される。

特開２０１１−５６６６１号公報

上述したようなパラレルリンクロボットでは、リンク機構を構成するアームの長さを長くすれば、ベース部に対するエンド部の移動領域を拡大することもできるが、単にアームの長さを長くするだけでは、慣性が大きくなることに起因して、ベース部に対するエンド部の移動速度が低下するおそれがある。

そこで、本考案は、ベース部に対するエンド部の移動速度が低下するのを防止しつつ、ベース部に対するエンド部の移動領域を拡大することができるパラレルリンクロボットを提供することを目的とする。

本考案のパラレルリンクロボットは、ベース部と、ツールの着脱が可能となっており、ベース部に対して移動させられるエンド部と、ベース部とエンド部との間に掛け渡された少なくとも３組のリンク機構と、を備え、リンク機構のそれぞれは、ベース部に配置された第１駆動源と、第１駆動源に連結され、第１駆動源によって揺動させられると共に、伸縮が可能となっている第１アームと、第１アームに連結され且つエンド部に連結された第２アームと、第１アームを伸縮させる第２駆動源と、を有する。

このパラレルリンクロボットでは、ベース部側の第１アームが第２駆動源によって伸縮させられる。これにより、例えば、エンド部側の第２アームが伸縮させられるものに比べ、エンド部側の慣性が小さくなり、その結果、エンド部を高速に移動させることができる。よって、このパラレルリンクロボットによれば、ベース部に対するエンド部の移動速度が低下するのを防止しつつ、ベース部に対するエンド部の移動領域を拡大することが可能となる。

また、パラレルリンクロボットは、リンク機構の動作を制御するコントローラを更に備え、コントローラは、第２駆動源を動作させて、第１アームの全てを一斉に伸縮させてもよい。この構成によれば、エンド部を所定の姿勢に維持させつつ、ベース部に対するエンド部の移動領域を拡大することができる。或いは、コントローラは、第２駆動源を動作させて、第１アームのそれぞれを別々に伸縮させてもよい。この構成によれば、エンド部に上記所定の姿勢以外の姿勢をとらせることができる。

本考案によれば、ベース部に対するエンド部の移動速度が低下するのを防止しつつ、ベース部に対するエンド部の移動領域を拡大することができるパラレルリンクロボットを提供することが可能となる。

本考案の一実施形態のパラレルリンクロボットが適用されたパラレルリンクロボットシステムの平面図である。本考案の一実施形態のパラレルリンクロボットの側面図である。図２のパラレルリンクロボットの下面図である。図２のパラレルリンクロボットの概念図である。図２のパラレルリンクロボットの概念図である。

以下、本考案の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に示されるように、パラレルリンクロボット１は、コンベア５１によって搬送されてくる作業対象物Ｓ（例えば、パッケージされた商品等）をチャックし、コンベア５２上に載置された箱Ｃの内部に作業対象物Ｓを詰めていく産業用ロボットである。コンベア５１上には、パラレルリンクロボット１の上流側に位置するようにカメラ５３が設置されている。パラレルリンクロボット１が備えるコントローラ２は、カメラ５３によって撮像された作業対象物Ｓの画像に基づいて、当該作業対象物Ｓの状態情報（位置、向き、種類等）を取得し、パラレルリンクロボット１の動作を制御する。パラレルリンクロボット１によって所定数の作業対象物Ｓが箱Ｃに詰められると、コンベア５２は、当該箱Ｃを搬出する。本実施形態では、パラレルリンクロボット１、コンベア５１，５２及びカメラ５３によってパラレルリンクロボットシステム１０が構成されている。

図２及び図３に示されるように、パラレルリンクロボット１は、コンベア５１の上方における所定の位置に固定されたベース部３と、ベース部３に対して移動させられるエンド部４と、ベース部３とエンド部４との間に掛け渡された３組のリンク機構５と、を備えている。パラレルリンクロボット１は、３自由度のパラレルメカニズムを採用しており、３組のリンク機構５は、エンド部４を所定の姿勢（本実施形態では、水平）に維持させつつ、ベース部３に対してエンド部４を３軸並進運動させる。エンド部４は、ツールチェンジャ等の構成を有しており、作業対象物Ｓに種々の作業を施すために種々のツールＴの着脱が可能となっている。本実施形態では、作業対象物Ｓを吸引チャックするためのツールＴがエンド部４に取り付けられている。

各リンク機構５は、ベース部３に配置された駆動モータ（第１駆動源）６と、駆動モータ６に連結された第１アーム７と、第１アーム７に連結され且つエンド部４に連結された１対の第２アーム８と、第１アーム７に内蔵されたエアシリンダ（第２駆動源）１８と、を有している。各リンク機構５において、駆動モータ６は、ベース部３に設けられたブラケット３ａに固定されている。第１アーム７におけるベース部３側の基端部７ａは、駆動モータ６の回転軸６ａに固定されている。これにより、第１アーム７は、駆動モータ６によって揺動させられる。なお、各駆動モータ６の回転軸６ａの中心線は、同一平面Ｐ１（本実施形態では、水平面）上に位置しており、互いに交差する位置関係を有している。

第１アーム７は、エアシリンダ１８が内蔵された本体部７１と、本体部７１に対して進退可能となっている進退部７２と、を有している。進退部７２は、エアシリンダ１８によって、基端部７ａと反対側に前進させられると共に、基端部７ａ側に後退させられる。つまり、第１アーム７は、伸縮が可能となっており、エアシリンダ１８によって伸縮させられる。なお、本体部７１におけるベース部３側の端部は、第１アーム７におけるベース部３側の基端部７ａに相当しており、進退部７２における第２アーム８側の端部は、第１アーム７における第２アーム８側の先端部７ｂに相当している。

各リンク機構５において、第１アーム７における第２アーム８側の先端部７ｂは、１対の第２アーム８における第１アーム７側の基端部８ａ，８ａ間に位置しており、各第２アーム８の基端部８ａは、ボールジョイント９ａを介して第１アーム７の先端部７ｂに両側から連結されている。一方、エンド部４の一部は、１対の第２アーム８におけるエンド部４側の先端部８ｂ，８ｂ間に位置しており、各第２アーム８の先端部８ｂは、ボールジョイント９ｂを介してエンド部４の当該一部に両側から連結されている。更に、１対の第２アーム８は、基端部８ａ，８ａ間に掛け渡された第１リンク部１１と、先端部８ｂ，８ｂ間に掛け渡された第２リンク部１２と、によって、平行四辺形リンクを構成している。

以上説明したように、パラレルリンクロボット１では、ベース部３側の第１アーム７がエアシリンダ１８によって伸縮させられる。これにより、例えば、エンド部４側の第２アーム８が伸縮させられるものに比べ、エンド部４側の慣性が小さくなり、その結果、エンド部４を高速に移動させることができる。よって、パラレルリンクロボット１によれば、ベース部３に対するエンド部４の移動速度が低下するのを防止しつつ、ベース部３に対するエンド部４の移動領域を拡大することが可能となる。

ここで、コントローラ２が、エアシリンダ１８を動作させて、第１アーム７の全てを一斉に伸縮させれば、エンド部４を所定の姿勢（本実施形態では、水平）に維持させつつ、ベース部３に対するエンド部４の移動領域を拡大することができる。図４及び図５は、パラレルリンクロボット１の概念図である。図４に示される第１アーム７が縮んだ状態に比べ、図５に示される第１アーム７が伸びた状態の方が、ベース部３から離れる側（本実施形態では、下側）に移動領域Ｒが拡大する。

また、コントローラ２が、エアシリンダ１８を動作させて、第１アーム７のそれぞれを別々に伸縮させれば、エンド部４に上記所定の姿勢以外の姿勢をとらせることができる。これにより、例えば、エンド部４に上記所定の姿勢以外の姿勢をとらせることで拡大した移動領域を、エンド部４にツールＴを着脱するための領域として利用することが可能となる。

以上、本考案の一実施形態について説明したが、本考案は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、パラレルリンクロボット１は、３組のリンク機構５を備えるものに限定されず、４組以上のリンク機構５を備えていてもよい。また、第１アーム７を揺動させる駆動源は、駆動モータ６に限定されず、他のアクチュエータであってもよい。更に、第１アーム７を伸縮させる駆動源は、エアシリンダ１８に限定されず、駆動モータによってワイヤを巻き取ることで伸縮させるなど、他のアクチュエータであってもよい。

１…パラレルリンクロボット、２…コントローラ、３…ベース部、４…エンド部、５…リンク機構、６…駆動モータ（第１駆動源）、７…第１アーム、８…第２アーム、１８…エアシリンダ（第２駆動源）。

Claims

ベース部と、
ツールの着脱が可能となっており、前記ベース部に対して移動させられるエンド部と、
前記ベース部と前記エンド部との間に掛け渡された少なくとも３組のリンク機構と、を備え、
前記リンク機構のそれぞれは、
前記ベース部に配置された第１駆動源と、
前記第１駆動源に連結され、前記第１駆動源によって揺動させられると共に、伸縮が可能となっている第１アームと、
前記第１アームに連結され且つ前記エンド部に連結された第２アームと、
前記第１アームを伸縮させる第２駆動源と、を有する、パラレルリンクロボット。
前記リンク機構の動作を制御するコントローラを更に備え、
前記コントローラは、前記第２駆動源を動作させて、前記第１アームの全てを一斉に伸縮させる、請求項１記載のパラレルリンクロボット。
前記リンク機構の動作を制御するコントローラを更に備え、
前記コントローラは、前記第２駆動源を動作させて、前記第１アームのそれぞれを別々に伸縮させる、請求項１記載のパラレルリンクロボット。