JP6542830B2 - ロボット用架台 - Google Patents

Description

本発明は、ロボットを搭載するための第１の架台と、ワーク等を載置するための第２の架台とを有するロボット用架台に関する。

例えば、工作機械や射出成形機では、加工用のワークのロード／アンロードや、成形品の回収、成形品用のインサート部品のインサートを自動で行うために、ワークや成形品を回収したりインサート部品を準備したりするためのワーク架台とロボットとを組み合わせたロボットシステムが知られている。

ロボットシステムは工作機械や射出成形機に近接して設置する必要があるが、ロボット、制御装置、ワーク架台等のシステム構成部品を一体化して移動可能とすることで、工場レイアウトの変更に伴うシステムの移設や、保守のための一時的なシステムの移設への対応が容易になり利便性が向上する。一例として、工作機械や射出成形機と多関節ロボットを組み合わせ、加工用のワークや成形品、成形品用のインサート部品のロード／アンロードを行う移動可能なロボットシステムが公知である（特許文献１）。さらに、ワークや成形品、インサート部品の供給や回収を行うワーク用架台をロボットと一体化し、かつシステム全体を移動可能としたものも公知である（特許文献２）。

特開２０１０−２４７２６７号公報 特開昭６４−４０３０８号公報

ところで、ロボットの動作範囲はロボットの種類、具体的にはロボットの大きさや構造等、によって異なるため、ワーク用架台をロボットと一体にする場合にはロボットの種類に応じて最適となるよう、ロボットの種類毎に架台を設計する必要があった。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ロボットの種類毎に設計することが不要な汎用性をもつロボット用架台を提供することを目的とする。

本発明の態様は、ロボットを搭載するように構成された第１の架台と、前記ロボットにより取り扱われる対象物を載置するように構成された第２の架台と、前記第１の架台と前記第２の架台との相対距離を調整する相対距離調整機構と、を備える、ロボット用架台である。

本発明のロボット用架台によれば、例えば工作機械や射出成形機用のロボットシステムにおいて、ロボットの種類に応じて第１の架台と第２の架台との相対距離を調整することができるため、ロボットの種類によらない汎用的な架台を提供することが可能となる。これにより、従来はロボットの種類に応じてその都度行っていたシステム設計工数が軽減され、システムのコストダウンが図られる。また、第１の架台と第２の架台との相対距離を変更するだけでロボットの種類に応じた架台を用意できるため、システム立上げ工数の削減も図られる。

本発明の実施形態に係るロボット用架台（ロボットが搭載された状態）の斜視図である。 ロボット用架台の模式的斜視図である。 図３Ａは、小型のロボットの動作範囲とロボット用架台（相対距離調整前）のパレット部との関係を示す説明図である。図３Ｂは、小型のロボットの動作範囲とロボット用架台（相対距離調整後）のパレット部との関係を示す説明図である。 大型のロボットの動作範囲とロボット用架台のパレット部との関係を示す説明図である。

以下、本発明に係るロボット用架台について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

図１に示すロボット用架台１０は、ロボット１２と製造用機械（工作機械、射出成形機等）とを組み合わせたロボットシステムにおいて、ロボット１２を搭載するために用いられる。このロボット１２とロボット用架台１０とにより構成されるユニット１１は、例えば工作機械や射出成形機に近接して設置される。

ロボット用架台１０に搭載されるロボット１２は、例えば、垂直多関節型の産業用ロボットであり、複数の関節を有するアーム１４と、アーム１４を支持する機台１６とを備える。アーム１４の先端には、エンドエフェクタが取り付けられる取付部１４ａが設けられている。エンドエフェクタとしては、例えば、ロボット１２により取り扱われる対象物を把持可能なハンド等が挙げられる。ロボット１２の動作範囲（取付部１４ａの到達可能領域）は、ロボット１２の種類、具体的には、ロボット１２の大きさ、構造等によって異なる。

ロボット１２により取り扱われる対象物としては、例えば、工作機械により加工される（あるいは加工された）ワーク、射出成形用のインサート部品、射出成形機から回収した成形品等、が挙げられる。以下、当該対象物を「ワーク等」ともいう。ロボット１２は、取付部１４ａに取り付けられた図示しないエンドエフェクタを用いて、ワーク等のロード及びアンロードを行う。

ロボット用架台１０は、ロボット１２を搭載するように構成された第１の架台２０と、ワーク等を載置するように構成された第２の架台２４と、第１の架台２０と第２の架台２４との水平方向の相対距離を調整する相対距離調整機構２８とを備える。

第１の架台２０の上面２０ａにはマウント部３０を介してロボット１２の機台１６が固定されている。図１に示す第１の架台２０は、フレーム状に構成されているが、箱状に構成されてもよい。第１の架台２０の内部には、ロボット１２を統括制御する制御装置３２（数値制御装置）が配置されている。

第２の架台２４は、第１の架台２０に対して水平方向に隣接して配置されている。図１に示す第２の架台２４は、フレーム状に構成されているが、箱状に構成されてもよい。第２の架台２４は、第１の架台２０よりも高く構成されている（第２の架台２４の上面２４ａは、第１の架台２０の上面２０ａよりも高い）。なお、第２の架台２４は、搭載されるロボット１２の種類によっては、第１の架台２０と同じ高さか、あるいは第１の架台２０よりも低く構成されてもよい。

第２の架台２４の上面２４ａには、ワーク等を載置するためのパレット部３４が設けられている。パレット部３４は、底部３４ａと、底部３４ａの周縁部から全周に亘って上方に延出した周壁部３４ｂとを有する。

第２の架台２４の上部には、ロボット用架台１０を移動させる際に作業者が握ることが可能なグリップハンドル３６が設けられている。グリップハンドル３６は、第２の架台２４の、第１の架台２０に対向する側とは反対側に設けられている。なお、グリップハンドル３６は、第２の架台２４の他の部位に設けられてもよく、あるいは、第１の架台２０に設けられてもよい。グリップハンドル３６は設けられていなくてもよい。

相対距離調整機構２８は、ロボット１２の種類に応じて予め設定された第１の架台２０と第２の架台２４との複数の相対距離から１つの距離を選択可能であるとともに、調整（選択）された相対距離を固定可能である。第１の架台２０と第２の架台２４とは、相対距離調整機構２８によって互いに連結され、一体的に移動可能である。本実施形態では、相対距離調整機構２８は、第１の架台２０及び第２の架台２４の下部同士を連結している。なお、相対距離調整機構２８は、第１の架台２０及び第２の架台２４の各下部よりも上方の位置で、第１の架台２０と第２の架台２４とを連結するものであってもよい。

具体的に、相対距離調整機構２８は、第１の架台２０に設けられた複数（図示例では２つ）の第１連結部３８と、第２の架台２４に設けられた複数（図示例では２つ）の第２連結部４０と、複数の第１連結部３８と複数の第２連結部４０とを相互固定する複数の固定部品４２とを有する。第１連結部３８は、第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離調整方向（矢印Ｘ方向）に沿って延在するとともに当該相対距離調整方向に直交する水平方向（矢印Ｙ方向）に互いに離間して設けられている。第２連結部４０は、相対距離調整方向に沿って延在するとともに当該相対距離調整方向に直交する水平方向に互いに離間して設けられている。

図２に模式的に示すように、相対距離調整機構２８は、第１の架台２０に対して固定された位置に設けられた複数（図示例では相対距離調整方向に５つ）のボルト挿通孔４６と、第２の架台２４に対して固定された位置に設けられたネジ部４８（雌ネジ／ネジ孔）と、複数のボルト挿通孔４６の１つに挿入されるとともにネジ部４８と螺合したボルト５０とを有する。

複数のボルト挿通孔４６は、第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離調整方向（矢印Ｘ方向）に間隔を置いて配置されている。複数のボルト挿通孔４６の各々は、ロボット１２の種類に応じた位置に設けられている。図２において、複数のボルト挿通孔４６は、第１の架台２０から相対距離調整方向に沿って水平方向に突出した２つの第１連結部３８の両方に設けられている。なお、相対距離調整方向に間隔を置いて設けられるボルト挿通孔４６の数は、２〜４個、あるいは、６個以上であってもよい。

第１連結部３８は、第１の架台２０から第２の架台２４に向かって突出したアーム状（バー状）の形態を有し、複数のボルト挿通孔４６は第１連結部３８の厚さ方向に貫通して形成されている。

なお、搭載されるロボット１２の種類に応じて第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離を調整する際に、使用すべきボルト挿通孔４６を容易かつ正確に把握できるように、複数のボルト挿通孔４６の各々の近傍に、ロボット１２の種類に応じた識別記号（文字、数字、記号、あるいはそれらの組合せ）が付されていてもよい。

ネジ部４８は、２つの第２連結部４０に１つずつ設けられている。なお、図１では、第２の架台２４の下部フレーム２４ｂが第２連結部４０を構成している形態を示しているが、図２のように、第２連結部４０は、第２の架台２４から第１の架台２０に向かって突出するアーム状（バー状）の形態を有していてもよい。

ボルト５０は、上述した固定部品４２であり、ネジ部４８に螺合する雄ネジ５０ａを有する。ボルト５０は、１つの第１連結部３８と１つの第２連結部４０に対して１つ（本実施形態では合計２つ）設けられている。ボルト５０がボルト挿通孔４６に挿通されるとともにネジ部４８に螺合して、ボルト５０が締め付けられることにより、第１連結部３８と第２連結部４０とが相互固定される。これにより、第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離が固定されかつ維持される。

なお、上記の構成と異なり、第２連結部４０に複数のボルト挿通孔４６が設けられ、第１連結部３８にネジ部４８が設けられてもよい。あるいは、第１連結部３８及び第２連結部４０の一方に複数のボルト挿通孔４６が設けられ、第１連結部３８及び第２連結部４０の他方に別のボルト挿通孔が設けられ、複数のボルト挿通孔４６の１つと当該別のボルト挿通孔にボルト５０が挿通され、ボルト５０にナットが螺合されることにより、第１連結部３８と第２連結部４０とが相互固定されてもよい。

第１連結部３８と第２連結部４０とを相互固定する構造は、ボルト５０を用いたものに限らず、他の構造であってもよい。例えば、第１連結部３８と第２連結部４０の一方及び他方に、相互に係合し合う凹部及び凸部がそれぞれ設けられるとともに、当該凹部及び凸部の係合状態を保持する拘束部材が設けられてもよい。この場合、当該拘束部材が、固定部品４２の一形態に該当する。

必要に応じてロボット用架台１０を移動できるように、ロボット用架台１０の下部には、複数のキャスタ５２が設けられている。具体的に、第１の架台２０の下部に複数のキャスタ５２が設けられるとともに、第２の架台２４の下部に複数のキャスタ５２が設けられている。図２では、第１の架台２０から突出した第１連結部３８にもキャスタ５２が設けられている。なお、第１連結部３８にキャスタ５２が設けられていなくてもよい。図２において、第２の架台２４から突出した第２連結部４０にキャスタ５２が設けられていてもよい。

図１において、ロボット用架台１０の位置を固定できるように、ロボット用架台１０の下部には、複数のストッパ５４が設けられている。各ストッパ５４は、上下方向に位置調整可能であり、ロボット用架台１０が設置される床面に当接することで、ロボット用架台１０の位置を固定できるようになっている。

次に、上記のように構成されたロボット用架台１０の作用を説明する。

図３Ａにおいて、ロボット用架台１０の第１の架台２０には、ロボット１２として小型のロボット１２ａが搭載されており、第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離は、当該ロボット１２ａにとって最適な距離に調整される前の状態である。このため、第２の架台２４に設けられたパレット部３４は、少なくとも部分的に、ロボット１２ａの動作範囲Ｒ１（取付部１４ａの到達可能領域）に収まっていない。一方、図３Ｂでは、第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離が、相対距離調整機構２８により、ロボット１２ａにとって最適な距離に調整されている。すなわち、図３Ｂでは、第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離が、図３Ａの場合よりも近づけられており、パレット部３４は、ロボット１２ａの動作範囲Ｒ１内に収まっている。

図４において、ロボット用架台１０の第１の架台２０には、ロボット１２として、図３Ａに示したロボット１２ａよりも大型のロボット１２ｂが搭載されている。図４に示す第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離は、図３Ａに示す第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離と同じであるが、ロボット１２ｂが搭載されたロボット用架台１０のパレット部３４は、ロボット１２ｂの動作範囲Ｒ２内に収まっている。従って、図４では、第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離が、ロボット１２ｂにとって最適な距離となっている。

なお、ロボット１２ｂよりも大型のロボット１２（図示しないが「ロボット１２ｃ」という）がロボット用架台１０に搭載される場合であって、図４に示す第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離では当該ロボット１２ｃにとって第２の架台２４が近すぎる場合には、当該ロボット１２ｃの動作範囲内になるように第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離を調整すればよい。この場合の相対距離は、図４に示す第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離よりも大きく設定される。

この場合、本実施形態に係るロボット用架台１０は、以下の効果を奏する。

ロボット用架台１０によれば、例えば工作機械や射出成形機用のロボットシステムにおいて、ロボット１２の種類（動作範囲Ｒ１、Ｒ２）に応じて第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離を調整することができるため、ロボット１２の種類によらない汎用的な架台を提供することが可能となる。これにより、従来はロボット１２の種類に応じてその都度行っていたシステム設計工数が軽減され、システムのコストダウンが図られる。また、第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離を変更するだけでロボット１２の種類に応じた架台を用意できるため、システム立上げ工数の削減も図られる。

相対距離調整機構２８は、ロボット１２の種類に応じて予め設定された複数の相対距離から１つの距離を選択可能である。これにより、ロボット１２の種類に応じた適切な相対距離に容易に変更することが可能となる。

第１の架台２０と第２の架台２４とは、相対距離調整機構２８によって互いに連結され、一体的に移動可能である。これにより、工場レイアウトの変更に伴うシステムの移設や、保守のための一時的なシステムの移設への対応が容易になり、利便性が向上する。

相対距離調整機構２８は、第１の架台２０と第２の架台２４との水平方向の相対距離を変更するように構成されている。これにより、ロボット１２の動作範囲に合わせて第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離を適切に変更することが可能となる。

相対距離調整機構２８は、調整された相対距離を固定可能である。これにより、ロボット１２の種類に応じて調整された第１の架台２０と第２の架台２４との適切な相対距離を確実に維持することができる。

相対距離調整機構２８は、第１の架台２０に設けられ、第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離調整方向に沿って延在するとともに当該相対距離調整方向に直交する水平方向に互いに離間した複数の第１連結部３８と、第２の架台２４に設けられ、相対距離調整方向に沿って延在するとともに当該相対距離調整方向に直交する水平方向に互いに離間した複数の第２連結部４０と、複数の第１連結部３８と複数の第２連結部４０とを相互固定する複数の固定部品４２とを有する。これにより、ロボット１２の種類に応じて調整された第１の架台２０と第２の架台２４との適切な相対距離を安定的かつ確実に維持することができる。

相対距離調整機構２８は、第１の架台２０及び第２の架台２４の一方に対して固定された位置に第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離調整方向に間隔を置いて設けられた複数のボルト挿通孔４６と、第１の架台２０及び第２の架台２４の他方に対して固定された位置に設けられたネジ部４８と、複数のボルト挿通孔４６の１つに挿入されるとともに、ネジ部４８と螺合したボルト５０とを有する。これにより、第１の架台２０と第２の架台２４との相対距離を簡単に調整することができるとともに、調整後の相対距離を安定的かつ確実に維持することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。

１０…ロボット用架台 １２…ロボット
２０…第１の架台 ２４…第２の架台
２８…相対距離調整機構 ３８…第１連結部
４０…第２連結部 ４２…固定部品
４６…ボルト挿通孔 ４８…ネジ部
５０…ボルト

Claims (7)

1. ロボットを搭載するように構成された第１の架台と、
   前記ロボットにより取り扱われる対象物を載置するように構成された第２の架台と、
   前記第１の架台と前記第２の架台との相対距離を調整し、調整された前記相対距離を固定可能である相対距離調整機構と、
   を備え、
   前記相対距離調整機構は、
   前記第１の架台に設けられ、前記第１の架台と前記第２の架台との相対距離調整方向に沿って延在するとともに当該相対距離調整方向に直交する水平方向に互いに離間した複数の第１連結部と、
   前記第２の架台に設けられ、前記相対距離調整方向に沿って延在するとともに当該相対距離調整方向に直交する水平方向に互いに離間した複数の第２連結部と、
   前記複数の第１連結部と前記複数の第２連結部とを相互固定する複数の固定部品と、
   を有する、ロボット用架台。
2. ロボットを搭載するように構成された第１の架台と、
   前記ロボットにより取り扱われる対象物を載置するように構成された第２の架台と、
   前記第１の架台と前記第２の架台との相対距離を調整し、調整された前記相対距離を固定可能である相対距離調整機構と、
   を備え、
   前記相対距離調整機構は、
   前記第１の架台及び前記第２の架台の一方に対して固定された位置に前記第１の架台と前記第２の架台との相対距離調整方向に間隔を置いて設けられた複数のボルト挿通孔と、
   前記第１の架台及び前記第２の架台の他方に対して固定された位置に設けられたネジ部と、
   前記複数のボルト挿通孔の１つに挿入されるとともに、前記ネジ部と螺合したボルトと、
   を有する、ロボット用架台。
3. 請求項１または２に記載のロボット用架台であって、
   前記第１の架台と前記第２の架台とは、前記相対距離調整機構によって互いに連結され、一体的に移動可能である、ロボット用架台。
4. ロボットを搭載するように構成された第１の架台と、
   前記ロボットにより取り扱われる対象物を載置するように構成された第２の架台と、
   前記第１の架台と前記第２の架台とを互いに連結し、前記第１の架台と前記第２の架台との相対距離を調整する相対距離調整機構と、
   を備え、
   前記第１の架台と前記第２の架台とは、前記相対距離調整機構によって互いに連結され、一体的に水平方向に移動可能である、ロボット用架台。
5. 請求項４に記載のロボット用架台であって、
   前記相対距離調整機構は、調整された前記相対距離を固定可能である、ロボット用架台。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のロボット用架台であって、
   前記相対距離調整機構は、ロボットの種類に応じて予め設定された複数の相対距離から１つの距離を選択可能である、ロボット用架台。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のロボット用架台であって、
   前記相対距離調整機構は、前記第１の架台と前記第２の架台との水平方向の相対距離を変更するように構成されている、ロボット用架台。
   
   

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