JP6693978B2

JP6693978B2 - 搬送用ツールおよびロボット

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Publication number: JP6693978B2
Application number: JP2018008766A
Authority: JP
Inventors: 峻陶山
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2018-01-23
Publication date: 2020-05-13
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Description

本発明は、搬送用ツールおよびロボットに関するものである。

従来、プレス加工装置間のワークの搬送の高速化およびリーチ拡大を図る目的で、多関節ロボットの手首先端に取り付けられワークを一方向に直線状に移動させるスライド機構からなる搬送用ツールが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この特許文献１に記載された搬送用ツールは、帯板状のフレームの表裏面に、フレームの長手方向に沿って直線移動可能にそれぞれ支持されるとともにベルトによって相互に連結された２つのスライダを備えている。

この搬送用ツールによれば、多関節ロボットの手首に固定された手首側スライダをフレームの長手方向に沿って一方向に駆動すると、ワークを支持するワーク側スライダが逆方向に移動するので、ワークの搬送を高速に行うことができるとともに、各スライダの可動範囲分のリーチ拡大を図り、各スライダの可動範囲の２倍のストロークを得ることができる。

また、特許文献１の搬送用ツールは、ワーク側スライダに、フレームの幅方向に延びる軸線回りにワークを揺動させる先端揺動軸を備えている。この先端揺動軸を作動させることにより、搬送用ツールのフレームを移動させることなく、支持したワークの姿勢を変更することができる。

米国特許出願公開第２０１２／２３９１８４号公報

特許文献１の搬送用ツールは、ワーク側スライダを軽量化するために先端揺動軸を駆動するモータを手首側スライダに配置し、タイミングベルトによって駆動することとしている。しかしながら、タイミングベルトはフレームの長さの２倍程度の長さを有するため、予張力を適正な値に維持することが困難であり、予張力の低下により、先端揺動軸を精度よく駆動することが困難となるという不都合がある。また、タイミングベルトは剛性が低いので、先端揺動軸に作用する負荷トルク変動をモータに伝達し難く、モータの電流値変化では、先端揺動軸の負荷トルク変動を迅速に検出することが困難であるという不都合がある。

本発明は、ワーク側スライダにおける小型軽量化を図りながら、先端揺動軸を精度よく駆動し、かつ、先端揺動軸における負荷トルク変動を迅速に検出することができる搬送用ツールおよびロボットを提供する。

本発明の一態様は、略帯板状のフレームと、該フレームの厚さ方向の一側に、該フレームの長手方向に沿って移動可能に設けられ、ロボットの手首に取り付けられる手首側スライダと、前記フレームの厚さ方向の他側に、該フレームの長手方向に沿って移動可能に設けられたワーク側スライダと、該ワーク側スライダに取り付けられた先端揺動軸とを備え、該先端揺動軸が、前記フレームの幅方向に延びる軸線回りに前記ワーク側スライダに揺動可能に支持されワークを支持するワーク支持部と、前記ワーク側スライダに取り付けられ前記ワーク支持部を揺動させるアクチュエータとを備え、該アクチュエータが、前記ワーク側スライダに固定されたモータと、該モータの駆動力を前記ワーク支持部に伝達する一対のギヤとを備え、少なくとも一方の前記ギヤが、前記ワーク支持部の前記軸線回りの揺動角度範囲に対応する歯を有する扇形状に形成されている搬送用ツールである。

本態様によれば、手首側スライダをロボット本体の手首に固定し、ワーク側スライダに取り付けられた先端揺動軸のワーク支持部にワークを支持させた状態で、フレームの長さ方向に手首側スライダおよびワーク側スライダを移動させることにより、ワークをフレームの長手方向に高速に搬送することができるとともに、各スライダの可動範囲分のリーチ拡大を図り、各スライダの可動範囲の２倍のストロークを得ることができる。

また、先端揺動軸のアクチュエータの作動により、ワーク支持部を揺動させることにより、ワーク支持部に支持したワークの姿勢をフレームの幅方向に延びる軸線回りに変更することができる。
この場合において、ワーク支持部がワーク側スライダに固定されたアクチュエータによって駆動されるので、アクチュエータとワーク支持部とを近接して配置することができ、アクチュエータの動力をワーク支持部に伝達するための長く剛性の低いタイミングベルトが不要となる。これにより、タイミングベルトにおいて発生する摩擦損失を大幅に低減し、アクチュエータの動力を効率よくワーク支持部に伝達して、ワーク支持部を精度よく駆動し、かつ、先端揺動軸における負荷トルク変動を迅速に検出することができる。

また、本態様によれば、アクチュエータがモータと一対のギヤとを備え、少なくとも一方のギヤが扇形状に形成されているので、両ギヤともに円形である場合と比較して、ワーク支持部を軸線回りに揺動させるために使用しない歯を排除することができる。これにより、使用しない歯を排除した分だけ、ギヤの重量を低減することができるとともに、使用しない歯に対応するギヤを収容する空間をなくすことができて、先端揺動軸の大型化を防止し、小型軽量化を図ることができる。

上記態様においては、前記先端揺動軸が、扇形状に形成された前記ギヤの揺動角度範囲の端部において、前記ギヤの周方向の端面を突き当てるストッパを備えていてもよい。
この構成により、ギヤの揺動角度範囲を制限するストッパをギヤの径方向外方あるいは軸方向外方のいずれの位置にも配置する必要がなく、先端揺動軸の大型化を防止することができる。また、ギヤ自体をストッパに突き当てるので、特別な部品を必要とせず、またギヤの形状を特殊な形状にする必要がない。

また、上記態様においては、前記ストッパが着脱可能に設けられていてもよい。
この構成により、ストッパを取り付けることでギヤの揺動角度範囲を制限し、ストッパを取り外してギヤの揺動角度範囲の制限を解除することで、駆動時に配置される空間の外側にギヤを容易に退避させることができる。例えば、一対のギヤが噛み合っている駆動時の状態では取り外すことが困難な減速機等の機械部品であっても、ストッパを取り外して機械部品の抜き出し経路の外側にギヤを退避させることにより、容易に取り外すことができる。

また、上記態様においては、ロボット本体と、該ロボット本体の手首先端に取り付けられる上記いずれかの搬送用ツールとを備えるロボットである。

本発明によれば、ワーク側スライダにおける小型軽量化を図りながら、先端揺動軸を精度よく駆動し、かつ、先端揺動軸における負荷トルク変動を迅速に検出することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る搬送用ツールを装着したロボットを示す斜視図である。図１のロボットに備えられた搬送用ツールを手首側スライダ側から見た斜視図である。図２の搬送用ツールをワーク側スライダ側から見た斜視図である。図２の搬送用ツールのワーク側スライダに設けられた先端揺動軸を示す正面図である。図２の先端揺動軸の一部を破断して示す平面図である。図４の先端揺動軸の従動ギヤとして円形のギヤを用いた場合の比較例を示す正面図である。図６の先端揺動軸の一部を破断して示す平面図である。図４の先端揺動軸の扇形状の従動ギヤがストッパに当たっている状態を示す正面図である。図８のストッパを取り外して従動ギヤが退避した状態を示す正面図である。図９の状態において減速機を取り外した状態を示す平面図である。図１のロボットによるプレス加工装置に対するワークの供給および取り出しを説明する斜視図である。図２の搬送用ツールに取り付けられるツールの一例を示す斜視図である。図２の搬送用ツールの先端揺動軸によりワークの角度を変更する場合のロボット本体の動作範囲を示す正面図である。図２の搬送用ツールにおいて、先端揺動軸を用いることなくワークの角度を変更する場合のロボット本体の動作範囲を示す正面図である。図２の搬送用ツールの先端揺動軸を構成するシャフトの両端に設けられるインタフェイス部の一例を示す斜視図である。図１５のインタフェイス部の他の例を示す斜視図である。図１５のインタフェイス部のシャフトへの取付の一例を示す縦断面図である。

本発明の一実施形態に係る搬送用ツール１およびロボット１００について、図面を参照しながら以下に説明する。
本実施形態に係るロボット１００は、図１に示されるように、多関節型のロボット本体３０と、ロボット本体３０の手首先端に取り付けられるスライドアーム型の搬送用ツール１とを備えている。

ロボット本体３０は、例えば、図１に示されるように、支持台２に固定される基台３と、基台３の一側面に水平な第１軸線Ａ回りに回転可能に支持される旋回ベース４と、第１軸線Ａと間隔をあけた平行な軸線（図示略）に直交する第２軸線Ｂ回りに揺動可能に支持された第１アーム５と、第１アーム５の長手方向に直線移動可能に支持された第２アーム６と、第２アーム６の先端に配置された手首ユニット（手首）７とを備えている。

すなわち、ロボット本体３０は、基台３に対して旋回ベース４を第１軸線Ａ回りに回転させる第１軸Ｊ１と、旋回ベース４に対して第１アーム５を第２軸線Ｂ回りに揺動させる第２軸Ｊ２と、第１アーム５に対して第２アーム６を第１アーム５の長手方向に直線移動させる第３軸Ｊ３とを備えている。
手首ユニット７としては、相互に交差する軸線Ｃ，Ｄ，Ｅ回りに回転する２以上の回転軸を備えていればよい。

手首ユニット７は、相互に直交する軸線Ｃ，Ｄ，Ｅ回りに回転する３つの回転軸（第４軸Ｊ４、第５軸Ｊ５および第６軸Ｊ６）を備え、末端の回転軸Ｊ６にツール等を固定するためのフェイスプレート８が配置されている。第４軸Ｊ４は、第２アーム６に対して第１アーム５の長手方向に平行な第４軸線Ｃ回りに第１手首ハウジング９を回転させ、第５軸Ｊ５は、第４軸線Ｃに直交する第５軸線Ｄ回りに第２手首ハウジング１０を回転させ、第６軸Ｊ６は、第５軸線Ｄに直交する第６軸線Ｅ回りにフェイスプレート８を回転させる。図中、符号１１から符号１６は、それぞれ第１軸Ｊ１から第６軸Ｊ６のモータである。

第１軸Ｊ１は、旋回ベース４を水平な第１軸線Ａ回りに回転させるので、旋回ベース４および該旋回ベース４に取り付けられている第１アーム５から手首ユニット７までを振り子の態様で揺動させる。この振り子状の動作範囲は、第１軸線Ａを含む略水平面以下に配置されている。振り子状の動作によってワーク（図１１参照。）Ｗを搬送する場合においては、重力は常に加速または減速を補助する方向に作用するので、第１軸Ｊ１の作動による揺動動作は高速かつ省エネルギで行うことができる。

第２軸Ｊ２は、旋回ベース４に対する第１アーム５の傾きを変更することができる。第３軸Ｊ３は第１アーム５に対して第２アーム６を直線移動させ、第１アーム５と第２アーム６とからなるアーム全体の長さを伸縮させることができる。
すなわち、第１軸Ｊ１から第３軸Ｊ３によって、手首ユニット７を動作範囲内の任意の位置に配置することができる。そして、第４軸Ｊ４から第６軸Ｊ６によってフェイスプレート８に取り付けるワークＷの姿勢を任意に調整することができる。

本実施形態に係る搬送用ツール１は、帯板状（長方形の平板状）の形態を有するフレーム１８と、該フレーム１８を厚さ方向に挟んだ両側に配置された２つのスライダ１９，２０と備えている。

２つのスライダ１９，２０は、図２および図３に示されるように、フレーム１８の表裏面に、フレーム１８の長手方向に沿って配置されたガイドレール３１に沿って長手方向に移動可能に支持されている。また、２つのスライダ１９，２０はフレーム１８の長手方向の両端に平行な軸線回りに回転可能に支持されたプーリ３２に掛け渡されたベルト２１によって連結されている。

フレーム１８の幅方向の一端面には長手方向に沿ってラックギヤ３３が固定されている。ラックギヤ３３には、図３に示されるように、スライダ（手首側スライダ）１９に取り付けられたモータ２２のピニオンギヤ３４が噛み合っている。モータ２２を駆動することにより、スライダ１９をフレーム１８の表面において長手方向の一方向に移動させると、ベルト２１によって連結された他方のスライダ（ワーク側スライダ）２０が、ベルト２１によって牽引されることによりフレーム１８の裏側において、長手方向の他方向に移動させられる。すなわち、２つのスライダ１９，２０は、フレーム１８の長手方向に沿って、相互に逆方向に相対移動させられる。

スライダ１９は、手首ユニット７の第６軸Ｊ６に固定されている。他方のスライダ２０には、図４および図５に示されるように、ワークＷを吸着する複数の吸着パッド３５を備えたツールＳ（図１１および図１２参照。）を取り付けるワーク支持部３６と、該ワーク支持部３６をフレーム１８の幅方向に延びる軸線Ｆ回りに揺動させる先端揺動軸３７とが設けられている。

ワーク支持部３６は、軸線Ｆ回りに回転可能にスライダ２０に取り付けられた直棒状のシャフト３８と、例えば、図１５または図１６に示されるように、該シャフト３８の両端に固定された２つのインタフェイス部３９，４０とを備えている。２つのインタフェイス部３９，４０は、互いに平行な取付面４１を有している。これにより、インタフェイス部３９，４０にツールＳを取り付ける際の角度合わせを行う必要がなく、簡易に取り付けることができる。

先端揺動軸３７は、図４および図５に示されるように、モータ（アクチュエータ）４２と、該モータ４２の回転を減速する減速機（アクチュエータ）４３と、該減速機４３の出力トルクをシャフト３８に伝達する一対のギヤ（アクチュエータ）４４，４５とを備えている。モータ４２、減速機４３、およびシャフト３８を回転可能に支持するベアリング４６はハウジング４７に取り付けられている。

ハウジング４７はスライダ２０に固定されている。モータ４２は、シャフト３８の軸線Ｆと平行に配置されている。一対のギヤ４４，４５は、例えば、平歯車であって、減速機４３の出力軸に固定された駆動ギヤ４４と、シャフト３８に固定された従動ギヤ４５とを備えている。従動ギヤ４５を駆動ギヤ４４よりも十分に大径に形成することにより、駆動ギヤ４４の回転が減速されてシャフト３８に伝達される。

本実施形態においては、従動ギヤ４５が扇形状に形成され、周方向に部分的な角度範囲にわたって延びる外周面に、駆動ギヤ４４に噛み合う歯４５ａを有している。
また、ハウジング４７には扇形状の従動ギヤ４５の周方向の両端面をそれぞれ突き当てるストッパ４７ａが設けられている。各ストッパ４７ａは従動ギヤ４５の端面を突き当てることによって、従動ギヤ４５の揺動角度範囲を制限している。

少なくとも一方のストッパ４７ａは、例えば、図示しないボルト等の締結具によってハウジング４７に着脱可能に取り付けられている。ストッパ４７ａを取り付けた状態では、図８に示されるように、従動ギヤ４５の端面をストッパ４７ａに突き当てることにより、従動ギヤ４５の揺動角度範囲、すなわち、ワーク支持部３６に取り付けたツールＳの揺動角度範囲が制限される。

ストッパ４７ａを取り外した状態では、図９に示されるように、取り外されたストッパ４７ａ側に従動ギヤ４５をさらに揺動させることにより、減速機４３の軸線方向の投影範囲に重ならない位置まで従動ギヤ４５を退避させることができる。これにより、図１０に示されるように、減速機４３を軸線方向に取り外す際に、邪魔にならない位置に従動ギヤ４５を配置することができる。

これに対して、従動ギヤ４５として全周にわたって歯４５ａを有する円形のものを採用した場合には、図６および図７に比較例として示されるように、使用されない歯４５ａを備える分だけ従動ギヤ４５が大型化、大重量化してしまう。また、従動ギヤ４５を取り囲むハウジング４７も大型化する。

さらに、従動ギヤ４５の揺動角度範囲を制限するためのストッパ４７ａは、従動ギヤ４５の径方向の外方、あるいは、図７に示されるように、軸方向外方に配置する必要があり、大きな設置スペースが必要となって先端揺動軸３７が大型化する。また、ストッパ４７ａに突き当てる可動側のストッパ４７ｂも従動ギヤ４５とは別個に設ける必要があり、部品点数が増大する。

また、円形の従動ギヤ４５は、回転角度を変化させただけでは減速機４３の軸線方向の投影範囲に重ならない位置に退避させることはできず、従動ギヤ４５自体をシャフト３８から取り外す必要があるため、保守作業が容易ではない。
本実施形態によれば、これらの不都合がなく、先端揺動軸３７の小型軽量化を図ることができるとともに、ストッパ４７ａの着脱により揺動角度範囲の制限と、保守容易性の向上とを図ることができるという利点がある。

ツールＳは、図１１および図１２に示されるように、シャフト３８の両端の一対のインタフェイス部３９，４０にそれぞれ固定される支柱部４８と、該支柱部４８からそれぞれ枝分かれして延びる複数の分岐部４９とを備え、各分岐部４９に複数の吸着パッド３５が同一方向に向けて配置されている。
ツールＳは、例えば、図１１に示されるように、プレス加工装置２４，２５に平板状のワークＷを供給し、プレス加工装置２４，２５において加工された後のワークＷを取り出す際に、吸着パッド３５によりワークＷを吸着および解放する。

また、ロボット本体３０には、図１に示されるように、手首ユニット７のフェイスプレート８と該フェイスプレート８に固定される一方のスライダ１９とを所定の傾斜角度をなして固定する傾斜連結部材２３が備えられている。
傾斜連結部材２３は、第１アーム５を第２軸線Ｂ回りに所定角度だけ揺動させるとともに、手首ユニット７を真っ直ぐに配置したとき、すなわち、第４軸線Ｃと第６軸線Ｅとが一直線上に配置された状態で、搬送用ツール１の幅方向および長手方向が略水平となるように、手首ユニット７の第６軸Ｊ６と搬送用ツール１とを連結する。

このように構成された本実施形態に係る搬送用ツール１およびロボットの作用について、特に、図１１に示されるプレス加工システム５０のように、間隔をあけて隣接する２つのプレス加工装置２４，２５間において、ワークＷの供給および取り出しを行う場合について説明する。
ロボット本体３０によれば、図１に示されるように、第１アーム５を第２軸線Ｂ回りに所定角度だけ揺動させることにより、搬送用ツール１のフレーム１８を略水平の姿勢に配置する。このとき、搬送用ツール１の幅方向の中心が、図１１に示されるように、プレス加工装置２４，２５の中心を結ぶ直線（プレス中心線）Ｐ上に配置する。

次いで、図１１に示されるように、旋回ベース４を基台３に対して第１軸線Ａ回りに一方向に回転させて、第１アーム５および第２アーム６を振り子状に動作させるとともに、手首ユニット７の各回転軸Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６を動作させることによって、搬送用ツール１の略水平な姿勢と、長手方向および幅方向を一定方向に保ちながら、搬送用ツール１をプレス中心線Ｐに沿って移動させる。また、このとき搬送用ツール１のモータ２２を作動させて、フレーム１８が、第１アーム５の揺動方向前方に延びる態様で２つのスライダ１９，２０を相対移動させる。

これにより、手首ユニット７をプレス加工装置２４，２５の外部に配置した状態で、搬送用ツール１のみを一方のプレス加工装置２４内に挿入することができる。そして、この位置で、スライダ２０に設けたツールＳによってプレス加工装置２４内のワークＷ、例えば、プレス加工の一工程が終了した板金を吸着してプレス加工装置２４の金型（図示略）から取り外すことができる。

この状態で、旋回ベース４、第１アーム５および第２アーム６を振り子状に動作させて手首ユニット７を他方のプレス加工装置２５に近接させ、手首ユニット７を動作させて搬送用ツール１の姿勢を維持するとともに、搬送用ツール１を作動させて、フレーム１８およびツールＳで把持したワークＷが他方のプレス加工装置２５内に挿入されるよう２つのスライダ１９，２０を相対移動させる。この場合にも、搬送用ツール１はプレス中心線Ｐに沿って移動させられるので、ツールＳを作動させて、搬送してきたワークＷを解放し、他方のプレス加工装置２５の金型に引き渡すことができる。

すなわち、搬送用ツール１は帯板状のフレーム１８を有し、手首ユニット７と比較して、厚さ寸法を十分に小さく構成できる。したがって、プレス加工装置２４，２５内の上下に開かれた金型間の狭い隙間であっても、搬送用ツール１を容易に挿入してワークＷの把持または解放を行うことができる。
特に、プレス加工装置２４，２５間でワークＷを搬送する場合には、プレス加工装置２４，２５の金型が開き始めた直後にワークＷを把持するためのツールＳを進入させ、金型が閉じる直前にプレス加工装置２４，２５内から退出させることにより、プレス工程の効率化を図ることが求められている。したがって、厚さ寸法の小さい搬送用ツール１は、プレス加工装置２４，２５内に進入する機構として好適である。

また、３軸Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６の手首ユニット７によって搬送用ツール１の姿勢を一定に維持しながら、旋回ベース４の回転、第１アーム５の揺動および第２アーム６の直線移動によって、手首ユニット７を直線状の軌跡に沿って移動させるので、搬送用ツール１を同一平面内で移動させることができて、プレス加工装置２４，２５の各部と搬送用ツール１との干渉を回避することができるという利点がある。

さらに、第１アーム５に対してその長手方向に第２アーム６を直線移動させることで、第１アーム５と第２アーム６とからなるアーム全体の形態を、常に略直線状に維持することができ、第１アーム５および第２アーム６の各部がプレス加工装置２４，２５の各部や周辺機器に干渉することを回避することができるという利点もある。

また、搬送用ツール１は、２つのスライダ１９，２０を水平方向に相対移動させることにより、フレーム１８を水平移動させるので、フレーム１８の移動方向をワークＷの搬送方向に一致させておくことにより、ワークＷの搬送時に手首ユニット７を大きく移動させなくても、搬送用ツール１の作動によってワークＷを高速に搬送することができるという利点がある。

また、ロボット本体３０においては、傾斜連結部材２３によって、手首ユニット７の第６軸線Ｅを搬送用ツール１のフレーム１８の幅方向に傾斜させて取り付けているので、搬送用ツール１のフレーム１８を略水平な姿勢のまま移動させる際に、手首ユニット７の各回転軸Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６に無理な動作をさせずに済むという利点がある。

すなわち、傾斜連結部材２３によって、手首ユニット７の全ての回転軸Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６を原点位置に配置した状態でも搬送用ツール１のフレーム１８を略水平な姿勢に設定することにより、ワークＷの搬送中の手首ユニット７の各回転軸Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６の回転角度は大きくならず、ワークＷの搬送速度を向上することができるという利点がある。ここで、原点位置とは、図１に示されるように、第４軸線Ｃと第６軸線Ｅとが一直線上に配置される状態である。

また、本実施形態に係る搬送用ツール１においては、２つのスライダ１９，２０の内、手首ユニット７の第６軸Ｊ６に固定されるスライダ１９とは、フレーム１８の反対側に配置されるスライダ２０に、先端揺動軸３７を介してツールＳが取り付けられているので、先端揺動軸３７の動作によって、フレーム１８の幅方向に沿う軸線Ｆ回りのツールＳの角度を変更することができる。

プレス加工されるワークＷの形状の多様化により、プレス加工装置２４，２５の金型からワークＷを取り外す方向は鉛直方向には限られない。このような場合に、図１３に示されるように、先端揺動軸３７を動作させてツールＳを傾斜させることにより、搬送用ツール１の姿勢を変更しなくてもツールＳの傾きをワークＷの取り出し方向に合わせることができる。図１３は傾斜連結部材２３を有しない場合を示している。

仮に、先端揺動軸３７を使用することなく、あるいは、先端揺動軸３７を有しない場合には、図１４に示されるように、ツールＳの傾きの変更は、ロボット本体３０の手首ユニット７の位置の移動による搬送用ツール１の姿勢変更を伴うことになり、第２アーム６や手首ユニット７および搬送用ツール１がプレス加工装置２４，２５や周辺機器と干渉する可能性が高くなる。図１４において破線は、ツールＳによってワークＷを把持するための手首ユニット７の動作範囲を示している。

すなわち、本実施形態に係る搬送用ツール１は、図１３に示されるように、先端揺動軸３７を備えることにより、プレス加工装置２４，２５や周辺機器との干渉を容易に回避することができ、また、ツールＳの角度変更のための旋回ベース４、第１アーム５、第２アーム６および手首ユニット７の動作を最小限に抑えて、搬送時間の増大を防止することができるという利点がある。

さらに、本実施形態に係る搬送用ツール１によれば、ワーク支持部３６を軸線Ｆ回りに揺動させるための動力を発生するモータ４２がワーク支持部３６を回転可能に支持するスライダ２０上にワーク支持部３６に近接して搭載されているので、従来のようにフレーム１８の長手方向の寸法の２倍の長さを有する先端揺動軸駆動用のベルト（図示略）で駆動する必要がなく、ワーク支持部３６を効率よく揺動させることができる。その結果、ベルト駆動の場合に発生する摩擦を低減して動力を効率よく利用でき、ワーク支持部３６を駆動するためのモータ４２を小型化することができる。

さらに、モータ４２の出力をリジッドな機械要素である減速機４３およびギヤ４４，４５を介してシャフト３８に伝達しているので、シャフト３８に作用する負荷トルクの変動をモータ４２の電流値変化によって容易に検出することができる。これにより、ツールＳやワークＷが周辺機器と干渉したか否か等を高精度に検出することができる。また、先端揺動軸駆動用のベルトと比較してメインテナンス頻度を大幅に低減することができるという利点もある。

また、本実施形態に係る搬送用ツール１によれば、減速機４３の出力軸をワーク支持部３６に直結することなく、一対のギヤ４４，４５を介して連結しているので、モータ４２をワーク支持部３６の軸線Ｆ上に同軸に配置せずに済み、ワーク支持部３６をフレーム１８の幅方向の両側に延ばして、両端に一対のインタフェイス部３９，４０を設けることができる。

これにより、図１１に示されるように、比較的大きなワークＷを搬送するために、ツールＳおよびワークＷをフレーム１８の幅方向の両側に延びる位置関係に配置する場合に、ツールＳをフレーム１８の幅方向の両側に配置されたインタフェイス部３９，４０に取り付けて、フレーム１８をツールＳおよびワークＷのほぼ重心位置に容易に配置することができる。これにより、大きなツールＳおよびワークＷの重量バランスを容易に保ちながら搬送することができるという利点がある。

また、本実施形態においては、減速機４３の出力軸とワーク支持部３６との間の一対のギヤ４４，４５が、減速機４３の出力の回転を減速してワーク支持部３６に伝達する減速比を有しているので、減速機４３の出力トルクを増幅してワーク支持部３６に伝達することができる。これにより、モータ４２および減速機４３のさらなる小型軽量化を図ることができる。

なお、本実施形態においては、先端揺動軸３７が、シャフト３８を揺動させる軸線Ｆに平行に配置されたモータ４２を備え、モータ４２および減速機４３からの動力を一対のギヤ４４，４５によってシャフト３８に伝達することとしたが、これに限定されるものではなく、モータ４２をシャフト３８に交差させて配置し、ベベルギヤによって動力を伝達することにしてもよい。また、動力伝達部としては、平歯車からなる一対のギヤ４４，４５に限定されるものではなく、複数のギヤからなるギヤ列によって構成してもよい。

また、シャフト３８の両端のインタフェイス部３９，４０としては、シャフト３８に一体に固定されているものの他、図１７に示されるように、くさび効果を利用して丸棒状のシャフト３８の外周面に摩擦により着脱可能に固定される摩擦継手５１を採用することにしてもよい。これにより、ツールＳに合わせて適切なインタフェイス部３９，４０を採用することができる。

また、本実施形態においては、一対のギヤ４４，４５の内、従動ギヤ４５を扇形状のギヤとしたが、これに代えて、駆動ギヤ４４のみを扇形状としてもよいし、ギヤ４４，４５を両方とも扇形状としてもよい。

１搬送用ツール
７手首ユニット（手首）
１８フレーム
１９スライダ（手首側スライダ）
２０スライダ（ワーク側スライダ）
３６ワーク支持部
３７先端揺動軸
４２モータ（アクチュエータ）
４３減速機（アクチュエータ）
４４駆動ギヤ（ギヤ、アクチュエータ）
４５従動ギヤ（ギヤ、アクチュエータ）
４５ａ歯
４７ａストッパ
１００ロボット

Claims

略帯板状のフレームと、
該フレームの厚さ方向の一側に、該フレームの長手方向に沿って移動可能に設けられ、ロボットの手首に取り付けられる手首側スライダと、
前記フレームの厚さ方向の他側に、該フレームの長手方向に沿って移動可能に設けられたワーク側スライダと、
該ワーク側スライダに取り付けられた先端揺動軸とを備え、
該先端揺動軸が、前記フレームの幅方向に延びる軸線回りに前記ワーク側スライダに揺動可能に支持されワークを支持するワーク支持部と、前記ワーク側スライダに取り付けられ前記ワーク支持部を揺動させるアクチュエータとを備え、
該アクチュエータが、前記ワーク側スライダに固定されたモータと、該モータの駆動力を前記ワーク支持部に伝達する一対のギヤとを備え、
少なくとも一方の前記ギヤが、前記ワーク支持部の前記軸線回りの揺動角度範囲に対応する歯を有する扇形状に形成されている搬送用ツール。
前記先端揺動軸が、扇形状に形成された前記ギヤの揺動角度範囲の端部において、前記ギヤの周方向の端面を突き当てるストッパを備える請求項１に記載の搬送用ツール。
前記ストッパが着脱可能に設けられている請求項２に記載の搬送用ツール。
ロボット本体と、該ロボット本体の手首先端に取り付けられる請求項１から請求項３のいずれかに記載の搬送用ツールとを備えるロボット。