JPH05254655A - 移送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で、小型で、安価な移送装置を得
る。 【構成】 アーム２５を回動自在に設け、アーム２５先
端に回転シャフト２７を介してワーク把持用の吸着ユニ
ット３３、３４を取着する。アーム２５基端部はローラ
ギアカム機構１６の出力軸２１に固定する。回転シャフ
ト２７と出力軸２１との間にタイミングベルト４１を掛
け渡し、回転シャフト２７および吸着ユニット３３、３
４の姿勢を初期状態の鉛直状態となるように制御する。
ローラギアカム機構１６は所定のカム曲線に沿って出力
し、アーム２５回動時の慣性力のワークＡへの影響を排
除する。したがって、アーム２５はスムーズかつ高速で
往復動し、ベルトコンベア１１、１２の２位置の間でこ
のワークＡを往復させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は例えば食品等を箱詰め
する場合、郵送物を仕分けする場合等に使用される移送
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、小荷物、資材、食品、工具等の移
送物（以下、ワーク）を短い距離だけ移送する移送装置
としては、例えば移送用ロボットが知られていた。この
ロボットはワークを把持するハンドをアームの先端に有
しており、このアームをロボット本体から片持ち状態で
回動させるものであった。したがって、モータ等の駆動
源によりアームを素早く回動させたりするためには、ア
ームにサーボ機構等を備える必要があり、その結果、ア
ーム自体がその強度を保持するためにも大型化してい
た。また、そのアームの駆動源としても大きなパワーを
発生するものを備える必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この結果、このような
従来の移送用ロボットにあっては、ロボット本体のみな
らずアームおよびハンドも複雑で大型化しており、その
設置場所等に制限があるという欠点があった。また、サ
ーボ機構等を含めてロボット自体の構造が複雑で高価な
ものとなっていた。

【０００４】

【発明の目的】そこで、本発明は、簡単な機構で、小型
化した移送装置を提供することを、その目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、一端部を回動
中心として回動自在に設けられたアームと、このアーム
を所定のカム曲線に基づいてその一端部を回動中心とし
て回動させるカムユニットと、このアームの先端に回動
自在に支持され、移送物を把持する把持部材と、この把
持部材を一定の姿勢に保持する姿勢制御手段と、を有す
る移送装置である。

【０００６】

【作用】本発明によれば、アームはカムユニットによっ
て駆動されてその基端部を回動中心として回動する。こ
のアームの回動の結果、把持部材は移送物を把持した状
態で当該基端部を回動中心としてそのアームの円周方向
に沿って移動する。よって、移送物を第１の位置から第
２の位置にスムーズに移送することができる。この場
合、姿勢制御手段により把持部材は一定の姿勢状態に保
持されているため、移送物の脱落等の不都合は生じな
い。また、アームはカムユニットにより所定のカム曲線
に基づいて回動される（円運動する）ため、その回動に
伴う慣性力の影響を排除することができ、素早くかつ円
滑に移送物を移送することができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１〜図５は本発明に係る移送装置の一実施例を
示すものである。

【０００８】これらの図に示すように、この移送装置
は、ワーク（例えば袋入りの食品、この食品を詰めるた
めの箱等）を搬送するベルトコンベア機構を有してい
る。このベルトコンベア機構は、水平面内において走行
可能に設けられ、ワークＡ（袋入りの食品）を搬送する
ための第１のコンベア１１と、この第１のコンベア１１
と平行で、かつ、このこのコンベア１１から水平面内で
所定距離だけ離れて並設された、ワークＢ（上記食品を
詰める箱）を搬送するための第２のコンベア１２と、を
有して構成されている。また、これらのコンベア１１、
１２の走行方向の所定位置でその上方に所定高さだけ離
れてストッパ１３、１４が上下動自在に配設されてい
る。これらのストッパ１３、１４は上記コンベア１１、
１２上のワークＡ、Ｂを所定位置に停止、位置決めする
ものである。

【０００９】そして、これらの一対のコンベア１１、１
２の上方でこれらのコンベアベルト上面から所定高さだ
け離れた位置には、これらのコンベア１１、１２を跨ぐ
ように水平なビーム１５が固設されている。このビーム
１５の上面にあってその長さ方向の中央部にはカムイン
デックスユニット１６が載置、固定されている。また、
このビーム１５上にはベース板等を介してカムインデッ
クスユニット１６を挟むように一対のモータ１７、１８
（一方が正転用、他方が逆転用）が配設、固定されてい
る。これらのモータ１７、１８は、クラッチ・ブレー
キ、ギア、減速機、カップリング等を介して上記カムイ
ンデックスユニット１６の入力軸１９に出力を伝達する
ように連結、接続されている。

【００１０】このカムインデックスユニット１６は、ロ
ーラギアカム機構等により構成され、詳しくは、図４に
示すように、カム軸である入力軸１９に取り付けられた
ローラギアカム２０と、出力軸２１に取り付けられたカ
ムフォロワ２２と、によって構成されている。詳しく
は、このローラギアカム機構は、入力軸（カム軸）１９
に取り付けられたつづみ形状に溝加工された立体カムで
あるローラギアカム２０と、出力軸２１に取り付けられ
たカムフォロワ２２と、を有している。ローラギアカム
２０のリブ面はテーパ状であってカムフォロワ２２の外
周面と線接触をしている。このカムテーパリブは、直線
部と、カム曲線（例えば変形正弦曲線）に基づいた曲線
部と、からなり、カムフォロワ２２が直線部に位置した
ときには、出力軸２１は停止し、固定される。また、曲
線部でカムフォロワ２２が移動し、この出力軸２１を回
転させる。したがって、入力軸１９をモータ１７、１８
によって連続等速回転させることにより、出力軸２１は
停止、移動を繰り返すこととなる。なお、このローラギ
アカム２０はＮ／Ｃ加工されたテーパリブ付の円筒カ
ム、タレットには割り出し数（またはその２，３倍）と
同数のカムフォロワ２２が出力軸２１に対して放射状に
組み付けられている。カムフォロワ２２は上記カムのリ
ブ面を摺動する、高精度、高負荷に耐えられるもの。そ
して、このテーパリブ面とカムフォロワ２２との間に適
正なプリロードをかけ、調整してある。このようになめ
らかな運動を得るカム曲線（変形正弦曲線）と超精密加
工されたローラギアカム２０を採用しているため、正確
で安定した割り出し、間欠駆動を得ることができる。そ
の結果、入力カム軸１９の回転数を高速にすることがで
き、安定したドライブを可能としている。

【００１１】また、カムインデックスユニット１６とし
ては、上記ローラギアカム機構に限られることなく、こ
の他にもバレルギアカム機構等も用いることができる。
このバレルギアカム機構は、図５に示すように、全ての
カムフォロワ５１が出力軸５２に対して平行になるよう
に取り付けてある。なお、５３はバレルカム、５４はカ
ム軸である。

【００１２】そして、このカムインデックスユニット１
６の出力軸２１の突出端部には、この出力軸２１を回動
中心として回動するアーム２５の基端部がロック部材２
６により強固に固定されている。したがって、このカム
インデックスユニット１６は、上記構成により、所定特
性を有するカム曲線、例えばサイクロイド曲線、変形台
形曲線、変形正弦曲線、変形等速度曲線、トラペクロイ
ド曲線に基づいて高速にてアーム２５を円運動させるも
のである。すなわち、このアーム２５は、図２に矢印Ｘ
で示すように、上記コンベア１１、１２の幅方向の中心
部を中心として半円運動を行うもので、コンベア１１上
のワークＡをコンベア１２上のワークＢに移送すること
ができる長さに形成されている。この所定長さのアーム
２５の先端には回動シャフト２７がベアリング２８を介
して回動自在に取り付けられている。この回動シャフト
２７は上記ビーム１５と直交する方向、すなわちコンベ
アベルトの走行方向に沿って延在するように設けられ、
図１に示すように、ボックス状の上記カムインデックス
ユニット１６のハウジング１６Ａにおけるその方向（コ
ンベアベルトの走行方向）の幅よりも長く形成されてい
る。そして、この回動シャフト２７の両端部には把持部
材を構成するプレート３０、３１の基端部がそれぞれ垂
下されて固着されている。

【００１３】これらの把持部材はいずれも同じ構成であ
って、鉛直状態に垂下されたプレート３０、３１の基端
部（上端部）が上記回動シャフト２７の両端部にそれぞ
れロック部材３２を介して固着されており、そのプレー
ト３０、３１の先端部（下端部）にはワークＡ、Ｂを吸
着、把持する吸着ユニット３３、３４が取り付けられて
いる。これらの吸着ユニット３３、３４は、下面に開口
を有するボックス３５と、このボックス３５内を真空ポ
ンプ（図外）に接続する可撓性の管３６と、を有して構
成されている。この把持部材３０、３１としては、上記
吸着ユニット３３、３４に代えて、その他のチャック機
構、ロボットハンド等を用いてもよいことはもちろんで
ある。

【００１４】さらに、これらのプレート３０、３１をア
ーム２５の円運動に際して一定の姿勢、すなわち鉛直状
態に保持するための姿勢制御手段として、タイミングベ
ルト４１、および、テンションローラ４２が配設されて
いる。すなわち、上記カムインデックスユニット１６の
ハウジング１６Ａの側面に垂直プレート４３が固設され
ており、この垂直プレート４３にはプーリ４４が固設さ
れている。そして、このプーリ４４はカムインデックス
ユニット１６の出力軸２１に同軸的に設けられている。
すなわち、プーリ４４は出力軸２１にベアリング４５を
介して回動自在に支持されている。なお、プーリ４４の
外周面には所定の歯が形成されている。一方、上記回動
シャフト２７にも外周面に歯付のプーリ４６がキー等を
介して固着されており、このプーリ４６と上記プーリ４
４との間には上記歯付のタイミングベルト４１が掛け渡
されている。そして、このタイミングベルト４１の中間
部にはこのタイミングベルト４１に対して所定の張力を
付与する上記テンションローラ４２が回転しながら摺接
している。なお、これらのワークＡ、Ｂの位置、アーム
２５の動き、コンベア１１、１２の走行等を制御する制
御装置等については図示していない。

【００１５】以上の構成に係る移送装置にあっては、コ
ンベア１１により搬送されたワークＡを、把持部材によ
り把持してコンベア１２上のワークＢに向かって移送す
るものである。すなわち、ワークＡ、Ｂが所定の位置に
到達すると、これをセンサにより検知し、制御装置によ
り吸着ユニット３３、３４が図１に矢印Ｙ方向に下降し
てワークＡを吸着、把持する。そして、モータ１７によ
りカムインデックスユニット１６が駆動され、図２に矢
印Ｘで示す方向に、アーム２５を回動させてワークＢの
中にワークＡを挿入する。この場合、アーム２５の円運
動は上記カムインデックスユニット１６が有するカム曲
線（例えば変形正弦曲線）に基づいてなされ、アーム２
５が水平位置から所定角度範囲で立ち上がる場合は、そ
れ以降の９０度前後での移動に比べて、その速度が遅く
なるように、また、反対側のワークＢに近ずいた所定角
度範囲でも同様に遅くなるようにしている。この結果、
所定の慣性力を減殺することができ、スムーズで高速度
の間欠円運動が可能となる。すなわち、アーム２５をカ
ム曲線に基づいた半円運動をさせることにより、慣性力
の影響を排除して可能な限りの高速度でワークＡをワー
クＢに対して移送するものである。特に３０ｋｇ程度の
荷重を有するワークに対してはこの実施例に係るアーム
２５は有効に動作するものであるが、これ以上の荷重の
ワークでもアーム長等を適宜設計することにより可能で
あることはもちろんである。なお、上記アーム２５の円
運動に際してタイミングベルト４１は回動シャフト２７
を常に一定の角度に保持しているため、吸着ユニット３
３、３４に把持されたワークＡの姿勢が崩れることはな
い。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、ワークを素早く、スム
ーズに移送することができる。また、簡単な構成で済
み、きわめて安価な移送装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る移送装置を示す正面図
である。

【図２】本発明の一実施例に係る移送装置を示すその側
面図である。

【図３】本発明の一実施例に係るアーム部分を示す断面
図である。

【図４】本発明の一実施例に係る移送装置のカムユニッ
トを示すその斜視図である。

【図５】本発明の一実施例に係るカムユニットの他の例
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１６ カムインデックスユニット ２５ アーム ３０、３１ プレート（把持部材） ３２ ボックス（把持部材） ３３、３４ 吸着ユニット（把持部材） ４１ タイミングベルト（姿勢制御手段） ４２ テンションローラ（姿勢制御手段） ４４、４６ プーリ（姿勢制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｂ６５Ｇ 47/88 Ａ 8010−3Ｆ Ｆ１６Ｈ 25/04

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端部を回動中心として回動自在に設け
   られたアームと、 このアームを所定のカム曲線に基づいてその一端部を回
   動中心として回動させるカムユニットと、 このアームの先端に回動自在に支持され、移送物を把持
   する把持部材と、 この把持部材を一定の姿勢に保持する姿勢制御手段と、
   を有することを特徴とする移送装置。