JPH05131384A - 産業用ロボツト - Google Patents

産業用ロボツト

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JPH05131384A
JPH05131384A JP31851891A JP31851891A JPH05131384A JP H05131384 A JPH05131384 A JP H05131384A JP 31851891 A JP31851891 A JP 31851891A JP 31851891 A JP31851891 A JP 31851891A JP H05131384 A JPH05131384 A JP H05131384A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
slide
shaft
timing belt
swing
Prior art date
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Pending
Application number
JP31851891A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideki Sakai
秀樹 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawashima Packaging Machinery Ltd
Original Assignee
Kawashima Packaging Machinery Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawashima Packaging Machinery Ltd filed Critical Kawashima Packaging Machinery Ltd
Priority to JP31851891A priority Critical patent/JPH05131384A/ja
Publication of JPH05131384A publication Critical patent/JPH05131384A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットツールをワークの真上位置へ水平に
高速移動して高速下降し、ロボットツールがワークを掴
んだら高速上昇しへ水平に高速移動してトレイの所要箇
所の真上に位置して高速下降するように、ロボットアー
ムを高速動作できる産業用ロボット。 【構成】 回転シャフト2にスライドアーム3を支持
し、スライドアーム3の先端にスイングアーム8を枢着
し、スイングアーム8の先端に姿勢保持アーム10を取
り付け、姿勢保持アーム10に最終の縦シャフト11を
設けた。スライドアーム3は、平行するレール板31と
スライドフレーム32を有し、第一タイミングベルト巻
掛け機構33を内蔵し、第二サーボモータ4により該第
一タイミングベルト巻掛け機構33を駆動し、レール板
31を旋回ブラケット5に上下の横列に配列された複数
個のレールガイド用コロ6で上下より挟持し、ベルト固
定具7で第一タイミングベルト34を固定した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高速動作ができ、繰り
返し位置決め精度が粗くて足りる一方、処理作業の高速
化が要求される食品製造ラインや包装ライン等の高速処
理ラインに好適な,垂直スカラーロボットと極座標ロボ
ットの中間に分類される産業用ロボットに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、食品製造ラインや包装ライン等の
高速処理ラインでは製品を掴んでトレイに載せたり、箱
詰めする人手作業にとって代わる産業用ロボットの導入
が要望されているが、これまでのところ導入が著しく遅
れている。かかる産業用ロボットには、ロボットツール
をワークの真上位置へ水平に高速移動して高速下降で
き、ロボットツールがワークを掴んだら高速上昇しへ水
平に高速移動してトレイの所要箇所の真上に位置して高
速下降できる高速動作が要望される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】食品製造ラインや包装
ライン等の高速処理ラインにおいて、製品を掴んでトレ
イに載せたり、箱詰めする人手作業にとって代わる産業
用ロボットとして、垂直スカラーロボットの導入を考え
てみる。例えば、ロボットツールを水平移動する場合、
垂直スカラーロボットによれば、第一アームの揺動下降
または揺動上昇と第二アームの揺動上昇または揺動下降
の同時揺動を行う必要があるので、ロボットツールの移
動速度がラインの処理速度に全く追随できず、アームの
揺動の高速化では対応できない。次に、極座標ロボット
の導入を考えてみる。極座標ロボットでは、アームの伸
縮がボールねじとボールナットの螺動により行われるの
で、ロボットツールの移動が遅くかつアームの上下方向
野揺動に係わらずロボットツールを同一姿勢に保持でき
ないので、導入に難点がある。
【0004】本発明は、上述した点に鑑み案出したもの
で、ロボットツールをワークの真上位置へ水平に高速移
動して高速下降し、ロボットツールがワークを掴んだら
高速上昇しへ水平に高速移動してトレイの所要箇所の真
上に位置して高速下降するように、ロボットアームを高
速動作できる,垂直スカラーロボットと極座標ロボット
の中間に分類される産業用ロボットを提供することを目
的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するための手段として、第一サーボモータ1により
回動される第一軸である回転シャフト2に、第二軸であ
るスライドアーム3が支持され水平方向に往復動自在で
あり、該スライドアーム3の先端に第三軸であるスイン
グアーム8が枢着されスライドアーム3へ取り付けられ
た第三サーボモータ17によりスライドアーム3の延長
垂直面内を上下に揺動自在であり、該スイングアーム8
の先端に第四軸である姿勢保持アーム10が枢着されス
イングアーム8へ内蔵された第二タイミングベルト巻掛
け機構9の一対の同一径のタイミングベルト車の一方9
1と固定され、他方92が前記スライドアーム3に固定
されていることにより、スイングアーム8の揺動に関わ
らず一定姿勢を保つようになっており、該姿勢保持アー
ム10に第五軸である縦シャフト11が枢支され下端に
ロボットハンド取り付け部111を有し、第四サーボモ
ータ18により回転されるようになっており、スライド
アーム3は、所要離隔して横長に一体に平行するレール
板31とスライドフレーム32を有し、該レール板31
と該スライドフレーム32間に第一タイミングベルト巻
掛け機構33を内蔵し、該スライドフレーム32に設け
られた第二サーボモータ4により該第一タイミングベル
ト巻掛け機構33が駆動されるようになっており、さら
に前記レール板31が前記回転シャフト2に固定された
旋回ブラケット5に上下の横列に配列された複数個のレ
ールガイド用コロ6に上下より挟持されて水平方向に案
内され、かつ前記旋回ブラケット5より設けられたベル
ト固定具7に第一タイミングベルト34が固定されてな
る,ことを特徴とする産業用ロボットを提供するもので
ある。
【0006】
【作用】縦シャフト11は、第一軸である回転シャフト
2の回動と、第二軸であるスライドアーム3の直動と、
第三軸であるスイングアーム8の垂直揺動と、最終の第
五軸である該縦シャフト11の回転を合成してなる動作
範囲を保有する。第一サーボモータ1が駆動すると第一
軸である回転シャフト2が回動し、第二軸であるスライ
ドアーム3が旋回される。第二サーボモータ4が駆動す
るとスライドアーム3が直動し、第三軸であるスイング
アーム8が前進または後退される。第三サーボモータ1
7が駆動するとスイングアーム8が上方または下方へ揺
動し、姿勢保持アーム10が該スイングアーム8の揺動
に関わらず一定姿勢を保って上方または下方へ移動され
る。第四サーボモータ18が駆動すると最終軸である縦
シャフト11が回動され下端のロボットハンド取り付け
部111に取り付けられるロボットハンドが回動され
る。
【0007】
【実施例】以下、本発明に係る産業用ロボットの実施例
を図面を参照して説明する。図1及び図2は、第一実施
例を示す。この実施例の産業用ロボットは、第一軸であ
る回転シャフト2に第二軸であるスライドアーム3が支
持され、スライドアーム3の先端に第三軸であるスイン
グアーム8が枢着され、スイングアーム8の先端に第四
軸である姿勢保持アーム10が取り付けられ、姿勢保持
アーム10に最終の第五軸である中空な縦シャフト11
が設けられ、該縦シャフト11の上端にホース112が
連結され、該ホース112がアーチ状に回転シャフト2
の横まで延びていて図示しない負圧発生装置に連通接続
され、縦シャフト11の下端のロボットハンド取り付け
部111にワークを吸引保持し得る吸引パッドが取り付
けられるようになっているロボットアームAを備えてい
る。
【0008】回転シャフト2は、ボックス形の下部フレ
ーム12と逆L字フレーム13に上下両端を支持され、
下端を下部フレーム12内に設けられた減速機付きの第
1サーボモータ1と連結されている。
【0009】スライドアーム3は、回転シャフト2に支
持されて水平方向に往復動自在である。該スライドアー
ム3は、所要離隔して横長に一体に平行するレール板3
1とスライドフレーム32を有し、該レール板31と該
スライドフレーム32間に第一タイミングベルト巻掛け
機構33を内蔵し、該スライドフレーム32に設けられ
た減速機付の第二サーボモータ4により該第一タイミン
グベルト巻掛け機構33が駆動されるようになってお
り、さらに前記レール板31が前記回転シャフト2に固
定された旋回ブラケット5に上下の横列に配列された複
数個のレールガイド用コロ6,・・に上下より挟持され
て水平方向に案内され、かつ前記旋回ブラケット5より
設けられたベルト固定具6に第一タイミングベルト34
が固定されてなる。ベルト固定具6は、レール板31の
下側を潜り立ち上がって第一タイミングベルト34の下
側に延びているブラケット形状である。第一タイミング
ベルト巻掛け機構33の採用により、最終軸11の水平
移動が容易であるとともに極めて大きな水平動作速度が
得られ、さらに複雑な動作となることが回避されロボッ
ト制御が単純なシーケンス制御によって達成できる。
【0010】スイングアーム8は、スライドアーム3の
先端に枢支されており、スライドアーム3へ取り付けら
れた減速機付の第三サーボモータ17によりスライドア
ーム3の延長垂直面内を上下に揺動自在である。
【0011】姿勢保持アーム10は、スイングアーム8
の先端に枢支され、スイングアーム8へ内蔵された第二
タイミングベルト巻掛け機構9の一対の同一径のタイミ
ングベルト車の一方91と固定され、該タイミングベル
ト車の他方92が前記第二軸であるスライドアーム3に
固定されていることにより、スイングアーム8の揺動に
関わらず一定姿勢を保つようになっている。
【0012】縦シャフト11は、中空軸よりなり、上端
を姿勢保持アーム10の先端に枢支され所要長さ垂下し
ている。縦シャフト11の下端には、同一高さのロボッ
トハンド取り付け部111を有している。縦シャフト1
1は、姿勢保持アーム10に取り付けられた第四サーボ
モータ18により、姿勢保持アーム10に内蔵された伝
達装置19を介して回転される。
【0013】縦シャフト11の下端には、吸引パッドを
取着し得るロボットハンド取り付け部111が設けられ
ている。該縦シャフト11の上端には、回転管ジョイン
ト113を介してホース112が連結されており、該ホ
ース112が、逆L字フレーム13の側方へアーチ状に
延びていて、図示しない遮断弁を介して図示しない負圧
発生装置に連通接続されている。従って、吸引パッドで
ワークを吸引保持し、第四サーボモータ18が駆動する
と、ワークを回動させ得る。
【0014】図3は、本発明の産業用ロボットの第二実
施例を示す。この実施例の産業用ロボットは、ダブルア
ームロボットであり、第一実施例と同一のロボットアー
ムAを備えるとともに、第一実施例と同一のロボットア
ームAと勝手反対なロボットアームA’を備えている。
二つのロボットアームA,A’は、並列に回転シャフト
2,2から縦シャフト11,11を対向するように左右
に備え、かつ両縦シャフト11,11のロボットハンド
取り付け部111が同一高さとされている。二つのロボ
ットアームA,A’を交互に駆動して、交差干渉を回避
して一つまたは複数の仕事を高速に行えるような動作範
囲を有している構成なので、一つのラインに対して設置
され、または二つのライン間に設置されて、二つの異な
る仕事を各別に分担して行うことができるのは勿論のこ
と、一つまたは複数の仕事を交互に高速に行うことがで
き、食品製造ラインや包装ライン等、繰り返し位置決め
精度が粗くて足りる一方、処理作業の高速化が要求され
る高速処理ラインに好適である。
【0015】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の産業
用ロボットによれば、第一軸である回転シャフトの回動
と、第二軸であるスライドアームの直動と、第三軸であ
るスイングアームの垂直揺動と、最終の第五軸である中
空な縦シャフトの回転を組み合わせに係るロボットアー
ムを備え、第四軸である姿勢保持アームはスイングアー
ムの回動に関わらず、姿勢を保持するように構成されて
いるので、回転シャフトの回動とスイングアームの垂直
揺動とスライドアームの直動を同時に行わず各別に行う
ことにより、ロボットツールの水平回動と水平移動と垂
直移動とを各別に高速移動でき、特に、スライドアーム
の直動が、スイングアームの第一タイミングベルトの走
行により行われる構成であるから、繰り返し位置決め精
度が粗くなるが、スイングアームの進退速度を極めて大
きく確保でき、また最終軸にロボットハンドを取り付け
れば、食品を掴んで持ち上げたり詰め込んだりする仕事
を高速動作させることができ、従って、ロボットツール
をワークの真上位置へ水平に高速移動して高速下降し、
ロボットツールがワークを掴んだら高速上昇しへ水平に
高速移動してトレイの所要箇所の真上に位置して高速下
降するように、ロボットアームを高速動作できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の産業用ロボットの要部縦断側
面図。
【図2】図1におけるII−IIの要部水平断面図。
【図3】本発明の第二実施例の産業用ロボットの要部水
平断面図。
【符号の説明】
1 第一サーボモータ 2 回転シャフト 3 スライドアーム 31 レール板 32 スライドフレーム 33 第一タイミングベルト巻掛け機構 34 第一タイミングベルト 4 第二サーボモータ 5 旋回ブラケット 6 レールガイド用コロ 7 ベルト固定具 17 第三サーボモータ 8 スイングアーム 9 第二タイミングベルト巻掛け機構 91,92 タイミングベルト車 10 姿勢保持アーム 18 第四サーボモータ 11 縦シャフト 111 ロボットハンド取り付け部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B25J 17/02 D 9147−3F

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第一サーボモータにより回動される第一
    軸である回転シャフトに、第二軸であるスライドアーム
    が支持され水平方向に往復動自在であり、該スライドア
    ームの先端に第三軸であるスイングアームが枢着されス
    ライドアームへ取り付けられた第三サーボモータにより
    スライドアームの延長垂直面内を上下に揺動自在であ
    り、該スイングアームの先端に第四軸である姿勢保持ア
    ームが枢着されスイングアームへ内蔵された第二タイミ
    ングベルト巻掛け機構の一対の同一径のタイミングベル
    ト車の一方と固定され他方が前記スライドアームに固定
    されていることにより、スイングアームの揺動に関わら
    ず一定姿勢を保つようになっており、該姿勢保持アーム
    に第五軸である縦シャフトが枢支され下端にロボットハ
    ンド取り付け部を有し、第四サーボモータにより回転さ
    れるようになっており、スライドアームは、所要離隔し
    て横長に一体に平行するレール板とスライドフレームを
    有し、該レール板と該スライドフレーム間に第一タイミ
    ングベルト巻掛け機構を内蔵し、該スライドフレームに
    設けられた第二サーボモータにより該第一タイミングベ
    ルト巻掛け機構が駆動されるようになっており、さらに
    前記レール板が前記回転シャフトに固定された旋回ブラ
    ケットに上下の横列に配列された複数個のレールガイド
    用コロに上下より挟持されて水平方向に案内され、かつ
    前記旋回ブラケットより設けられたベルト固定具に第一
    タイミングベルトが固定されてなる、ことを特徴とする
    産業用ロボット。
JP31851891A 1991-11-06 1991-11-06 産業用ロボツト Pending JPH05131384A (ja)

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Cited By (4)

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