JPH08164531A - 物品の移送装置及びこれを用いた成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形品を金型から自動的に取り出す際に用い
る物品の移送装置において、小型化が容易で剛性を確保
し易く、さらに動作速度を高めることのできる新規の構
成を提供する。 【構成】 射出成型機１の上部に配置された物品取出装
置２においては、本体部２３に主回転軸２４が設けら
れ、これが駆動アーム２５に固定されている。駆動アー
ム２５は接続軸２６を介して把持ブロック２７に回転自
在に取付られている。本体部２３には駆動アーム２５と
平行な保持アーム２９が接続軸２８を介して回転自在に
取付られ、さらに接続軸３０を介して把持ブロック２７
に回転自在に取付られている。把持ブロック２７には、
把持アーム３１を介して把持ヘッド３２が取付られてい
る。主回転軸２４は内蔵されたモータにより回転し、駆
動アーム２５と保持アーム２９とを平行に回動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は物品の移送装置及びこれ
を用いた成形機に係り、特に、成形機における成形品を
取り出す場合に好適なロボット機構の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、射出形成機等においては、成形さ
れた成形品を金型から自動的に取り出す装置が設けられ
ている。この成形品の取り出し装置としては、直交座標
型取り出しロボットやアーム式取り出しロボットがあ
る。

【０００３】直交座標型取り出しロボットは、先端にチ
ャックを備えた把持ヘッドをＸ，Ｙ，Ｚの３軸に沿って
それぞれ移動可能に形成したものであり、各軸毎にリニ
アガイドと、エアーシリンダ、モータ及びラックアンド
ピニオン、又はサーボモータ及びボールネジ等の制御駆
動機構とを備えている。

【０００４】一方、アーム式取り出しロボットは、旋回
軸を有するアームを回動させて成形品を取り出すもので
あり、この形式において改善された構造が特公平２−３
４２９７号公報に開示されている。この構造は、主回転
軸により回動可能に形成されたアームの基部に主回転軸
に軸支された固定プーリを設け、アームの先端部には遊
転プーリを取り付け、固定プーリと遊転プーリとの間に
駆動ベルトを掛け渡したものである。そして、この遊転
プーリにチャック等を備えた成形品把持部を取り付けた
ものである。

【０００５】この機構では、主回転軸を回転させること
によりアームを回動させると、固定プーリと同期した遊
転プーリに従って、成形品把持部は常に一定の方向を向
きながらアームの回動に伴って移動する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の直交座標型取り出しロボットは、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に
伸びるレールを備えたリニアガイド等を必要とするの
で、機構が大型かつ複雑になるという問題点があった。

【０００７】一方、アーム式取り出しロボットにおいて
は、ベルト駆動により物品把持部の姿勢を維持している
ため、物品把持部の剛性を確保することが困難であり、
しかも姿勢の精度を確保することが難しいという問題点
がある。

【０００８】さらに、双方の共通の欠点として、物品把
持部の制御・駆動用の配線やエア配管が装置周囲を取り
巻くために、設置空間が増大するという問題がある。ま
た、前者は複数の直線運動を組み合わせて動作させるた
めに、後者はベルト駆動により耐久性や停止精度が不十
分なために、双方共に動作速度を高めることが困難であ
るという問題点もある。

【０００９】そこで本発明は上記各問題点を解決するも
のであり、その課題は、小型化が容易で、剛性も確保し
易く、さらに、動作速度を高めることが容易な物品の移
送装置を実現することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた手段は、回転自在に軸支された主回転
軸と、該主回転軸を制御可能に回転させる回転駆動源
と、前記主回転軸に取り付けられ、前記主回転軸の軸線
方向に対して交差する方向に延伸する第１アームと、該
第１アームの前記主回転軸取付部に対して所定距離を隔
てて回転自在に取り付けられ、前記第１アームに対して
略平行に延伸する第２アームと、前記第１アーム及び前
記第２アームの他端を相互に所定距離隔てて回転自在に
取り付けた物品把持部とを設けるものである。

【００１１】この場合において、前記第２アームを、そ
の内部に延伸方向に沿って伸びる挿通孔を備えた中空構
造とし、該挿通孔には、前記物品把持部に設けられた把
持機構及び／又は検出器を制御、駆動及び／又は検出す
るための伝達ラインを収容することが好ましい。

【００１２】また、前記主回転軸を、その軸線に対して
交差する方向に移動させる移動手段と、該移動手段を前
記主回転軸の回転角に応じて動作させる制御手段とを設
けることが好ましい。

【００１３】さらに、請求項１乃至請求項３のいずれか
１項に記載された物品の移送装置を成形品の取出装置と
して用いた成形機を構成することが望ましい。

【００１４】

【作用】請求項１によれば、主回転軸を回転させること
により第１アームが回動し、これに伴って第２アームも
同様に回動し、両アームがほぼ平行の状態で旋回する。
このとき、物品把持部は第１アーム及び第２アームによ
り常に一定の方向を指向した姿勢で旋回し、複雑な機構
や制御手段を要することなく動作させることができる。
この場合、第１アームと第２アームにより物品把持部を
支持していることとなるので、剛性を高め易く、重量の
大きい把持部をも高精度に支持できることとなり、しか
も高速動作が可能になる。また、２本のアームの平行リ
ンクにより物品把持部の姿勢を規定しているので、無理
無く位置精度を高めることができる。さらに、２本のア
ームのみで姿勢を制御した旋回動作を実現できるので、
移動範囲を確保しても設置容積を低減することができ、
装置の小型化を図ることができる。そして、部品把持部
の姿勢制御に伝動ベルトやギア等を必要としないので、
装置の耐久性を高めることができる。

【００１５】請求項２によれば、第２アームを中空構造
とし、その内部に伝達ラインを設置することにより、伝
達ラインを外部にとりまわす必要がなく、設置容積をさ
らに低減することができるとともに、装置の設置性及び
動作の安全性を高めることができる。

【００１６】請求項３によれば、主回転軸の移動手段を
設け、制御手段により移動手段を動作させて、主回転軸
を第１アーム及び第２アームの旋回動作に合わせて移動
させることにより、物品把持部に旋回動作以外の任意の
移動軌跡を描かせることができるので、狭い場所に接近
させる場合や複雑な進入路を有する場合にも支障なく動
作させることができる。

【００１７】請求項４によれば、上記物品の移送装置を
成形機に用いることにより、把持部の重量が大きく、又
は高精度な位置決めが必要な場合でも、成形サイクルの
高速化を図ることができるとともに、成形機としての設
置容積を低減することができる。

【００１８】

【実施例】次に、添付図面を参照して本発明に係る物品
の移送装置の実施例を説明する。この実施例は、本発明
を射出成形機１に取り付けられる成形品の取り出し装置
に適用させたものである。図１及び図２に示すように、
射出成形機１は基台上に設置されたホッパ、射出シリン
ダ、スクリュ、加熱シリンダ、射出ノズル等からなる樹
脂注入部１１と、固定盤、可動盤、タイバー、金型、型
締シリンダ等からなる成形部１２とからなる。射出成形
機１の上部には物品取出装置２が設置されている。

【００１９】成形部１２の固定盤の上面には支持体２１
が取り付け固定され、この支持体２１は、成形部１２の
上方から成形機の側方へ張出した水平張出部２１ａを備
えている。支持体２１の上にはレール部材（リニアガイ
ド）と駆動用のサーボモータとから構成されるＸ方向移
動機構２２Ｘ、Ｙ方向移動機構２２Ｙがそれぞれ形成さ
れている。これらの移動機構２２Ｘ，２２Ｙの上には、
主回転軸及びこれを回動させるための主軸モータを内蔵
する本体部２３が設けられている。

【００２０】本体部２３からは主回転軸２４が回転自在
に突出し、この主回転軸２４に対して、その軸線方向に
直交する方向に伸びる駆動アーム２５が固定されてい
る。駆動アーム２５は接続軸２６を介して回転自在に把
持ブロック２７に連結されている。一方、本体部２３の
主回転軸２４から所定距離下方へずれた位置に接続軸２
８が取り付けられ、この接続軸２８を介して本体部２３
に保持アーム２９が回転自在に取り付けられている。保
持アーム２９は、接続軸３０を介して回転自在に把持ブ
ロック２７に取り付けられている。

【００２１】保持アーム２９は、駆動アーム２５と同一
長さに形成され、かつ駆動アーム２５と平行に取り付け
られている。したがって、本体部２３、駆動アーム２
５、把持ブロック２７及び保持アーム２９は、平行リン
クを構成している。

【００２２】把持ブロック２７からは把持アーム３１が
下方に向かって延伸し、その先に把持ヘッド３２が取り
付けられている。把持ヘッド３２には、クランプ爪、真
空チャック等の種々公知の把持部が設けられる。

【００２３】図３に示すように、把持ブロック２７の内
部には、小型モータ３３と、小型モータ３３の出力軸に
固定されたプーリに掛け渡された伝動ベルト３４と、伝
動ベルト３４に係合し、把持ブロック２７に回転自在に
取り付けられたナット部材３５と、ナット部材３５に噛
合するボールネジ３６と、ボールネジ３６と同軸で軸線
方向に固定されたスプライン軸３７とからなる組立体が
収容されている。

【００２４】スプライン軸３７は把持ブロック２７の底
面部から把持アーム３１内に延伸して、把持ヘッド３２
内に突出する。ここで、ブッシング３８，３９はスプラ
イン軸３７を摺動自在に軸支するためのものである。

【００２５】スプライン軸３７の下端部はリンク４１に
接続され、リンク４１は、把持シリンダ４２に接続され
ている。把持シリンダ４２は、把持ヘッド３２の内部に
固定されたレール部４３によって水平方向に移動自在に
取り付けられている。把持シリンダ４２は、その内蔵シ
リンダにより把持部４２ａを９０度回動可能に構成さ
れ、把持部４２ａにて把持した成形品の姿勢を９０度旋
回できるようになっている。

【００２６】ここで、接続軸２８、保持アーム２９及び
接続軸３０はそれぞれ内部に貫通孔を有する中空構造と
なっており、この貫通孔には、把持ブロック２７から伸
びる配線４４、エアチュ−ブ４５が配設されている。こ
れらの配線４４、エアチューブ４５は、把持部の駆動用
の配線やエアチューブ、小型モータ３３に給電する配
線、小型モータ３３に取付けられたエンコーダ用の配
線、把持ヘッド３２に取り付ける各種センサの検出線等
である。

【００２７】このような構造により、小型モータ３３を
回転させると、伝動ベルト３４を介してナット部材３５
が回転し、ボールネジ３６を昇降させる。このボールネ
ジ３６の軸線方向の移動はスプライン軸３７に伝達さ
れ、リンク４１を介して把持シリンダ４２の水平方向の
動作に変換される。

【００２８】次に、上記構成の実施例の作用を説明す
る。図４に示すように、把持ブロック２７は主回転軸２
４の回転により駆動アーム２５が回動することによって
左右に移動するようになっている。このとき、保持アー
ム２９は駆動アーム２５に対して平行に移動するので、
把持ブロック２７、把持アーム３１及び把持ヘッド３２
は、常に垂直姿勢で移動する。

【００２９】図５は、上記物品取出装置２が成形部１２
内の金型１２ａから成形品を取り出す際の動作を示した
ものである。主回転軸２４を反時計方向に回転させる
と、駆動アーム２５及び保持アーム２９は左側に回動
し、成形部１２の上方から型開きした金型１２ａ内に、
その把持ヘッド３２が導入される。ここで、把持ヘッド
３２内に収容した上記機構により把持シリンダ４２を成
形品に向けて水平に近づけることにより把持部４２ａを
成形品に当接させて把持させる。成形品が把持される
と、把持シリンダ４２が水平方向に戻って成形品を金型
内から取り出し、再び導入位置にまで復帰する。

【００３０】導入位置に復帰した把持ヘッド３２は、図
５に示す導入時の動作とは反対に主回転軸２４を時計方
向に回転させることにより、再び実線で示す基準姿勢に
復帰する。この後、成形品を把持したまま、Ｙ方向移動
機構２２Ｙにより右側へ水平に移動し、成形品の設置場
所の上方で、主回転軸２４を時計方向に回転させ、駆動
アーム２５及び保持アーム２９を右側に回動させて、把
持ヘッド３２を垂直姿勢のまま下降させ、設置場所に成
形品を移送する。

【００３１】このような動作は、成形品の成形毎に繰り
返すように図示しない制御装置に設定されている。この
制御装置は、一般に、プロクラマブルコントローラやパ
ソコン等により構成され、成形サイクルに合わせて上記
動作がセットされる。本実施例では、成形品無しで上記
サイクルを実行して計測した取出しドライサイクルを
０．６秒、実際に成形品を把持する時間をも含めた全サ
イクルを３．０秒とすることができ、従来に比して大幅
に取出速度が向上した。

【００３２】本実施例では、２本のアームを平行に接続
することによって把持部材の姿勢を一定に保持したの
で、アームの剛性を確保することが容易であり、動作部
の重量の制限が少なくなるので、上記の様な把持シリン
ダ４２のための駆動機構を内蔵することも可能になり、
その他、設計自由度が拡大する。

【００３３】また、把持部の姿勢を保持するのに駆動ベ
ルトやギア等を介することなく精度良く行うことができ
るので、アームの動作位置を高精度に規定でき、確実か
つ経時変化の少ない動作を行うことができる。

【００３４】また、本実施例によれば、駆動ベルトやギ
ア等の伝達部材が不要となるので、振動や磨耗に強く、
高速に動作させても耐久性の高い装置を構成することが
できる。

【００３５】本実施例では、２本の平行アームにより把
持ヘッドの姿勢を保持したまま旋回させるように構成し
たので、従来の水平方向、垂直方向の長いレール部材が
不要となり、コンパクトに構成できる。特に、配線、エ
ア若しくは油圧チューブ等を把持ブロックから保持アー
ムの内部を通して本体に導入したので、配線等のとりま
わしを装置の外部にする必要がなく、従来に比して少な
い容積内に収めることが可能になる。この場合、配線等
のとりまわしによる設置困難性、危険性を回避すること
ができる。

【００３６】図６には、上記実施例の把持ブロック２
７、把持アーム３１及び把持ヘッド３２の移動を、主回
転軸２４の回転による旋回動作と、Ｙ方向移動機構２２
Ｙの水平方向の移動動作とを協調させるように制御して
行った場合を示す。即ち、主回転軸２４を回転させて駆
動アーム２５及び保持アーム２９を旋回させつつ、同時
にＹ方向移動機構２２Ｙにより本体部２３をＹ方向に移
動させる。このような協調した動作により、把持ブロッ
ク２７、把持アーム３１及び把持ヘッド３２に任意の動
きをさせることが可能になる。

【００３７】図６に示すものは、把持ブロック２７、把
持アーム３１及び把持ヘッド３２を垂直方向に下降させ
る場合を示す。駆動アーム２５及び保持アーム２９の旋
回により通常はこれらの移動軌跡は弧を描くが、その水
平方向の移動量をＹ方向移動機構２２Ｙにより相殺する
ことにより、図に示すようにほぼ垂直に把持ヘッド３２
を降下させることができる。この場合は、特に狭い場所
に把持ヘッド３２を挿入する際に効果的である。

【００３８】上記実施例においては、成形機に取付けた
成形品取出装置として構成したものについて説明した
が、本発明は上述の成形品の取り出しに限らず、物品一
般の移送装置、即ち、ロボットとして広く使用すること
ができる。

【００３９】また、把持ブロック２７から把持ヘッド３
２に至る方向、即ちこれらの部材の姿勢は垂直姿勢に限
定されることはなく、本体部２３に対する接続点を変更
することにより必要に応じて任意方向に設定できる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は以下の効
果を奏する。請求項１によれば、主回転軸を回転させる
ことにより第１アームが回動し、これに伴って第２アー
ムも同様に回動し、両アームがほぼ平行の状態で旋回す
る。このとき、物品把持部は第１アーム及び第２アーム
により常に一定の方向を指向した姿勢で旋回し、複雑な
機構や制御手段を要することなく動作させることができ
る。この場合、第１アームと第２アームにより物品把持
部を支持していることとなるので、剛性を高め易く、重
量の大きい把持部をも高精度に支持できることとなり、
しかも高速動作が可能になる。また、２本のアームの平
行リンクにより物品把持部の姿勢を規定しているので、
無理無く位置精度を高めることができる。さらに、２本
のアームのみで姿勢を制御した旋回動作を実現できるの
で、移動範囲を確保しても設置容積を低減することがで
き、装置の小型化を図ることができる。そして、部品把
持部の姿勢制御に伝動ベルトやギア等を必要としないの
で、装置の耐久性を高めることができる。

【００４１】請求項２によれば、第２アームを中空構造
とし、その内部に伝達ラインを設置することにより、伝
達ラインを外部にとりまわす必要がなく、設置容積をさ
らに低減することができるとともに、装置の設置性及び
動作の安全性を高めることができる。

【００４２】請求項３によれば、主回転軸の移動手段を
設け、制御手段により移動手段を動作させて、主回転軸
を第１アーム及び第２アームの旋回動作に合わせて移動
させることにより、物品把持部に旋回動作以外の任意の
移動軌跡を描かせることができるので、狭い場所に接近
させる場合や複雑な進入路を有する場合にも支障なく動
作させることができる。

【００４３】請求項４によれば、上記物品の移送装置を
成形機に用いることにより、把持部の重量が大きく、又
は高精度な位置決めが必要な場合でも、成形サイクルの
高速化を図ることができるとともに、成形機としての設
置容積を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る物品の移送装置の実施例を示す概
略構成正面図である。

【図２】同実施例の概略構成側面図である。

【図３】同実施例の把持ブロック、把持アーム及び把持
ヘッドの部分を拡大して示す拡大断面図である。

【図４】同実施例の把持ブロック、把持アーム及び把持
ヘッドの部分の旋回動作を示す説明図である。

【図５】同実施例の成形品取り出し時における旋回動作
を示す説明図である。

【図６】同実施例の把持ブロック、把持アーム及び把持
ヘッドの部分を垂直に移動させるようにＹ方向移動機構
を制御しながら動作させた場合を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 射出成形機 ２ 物品取出装置 ２２Ｘ Ｘ方向移動機構 ２２Ｙ Ｙ方向移動機構 ２３ 本体部 ２４ 主回転軸 ２５ 駆動アーム ２６，２８，３０ 接続軸 ２７ 把持ブロック ２９ 保持アーム ３１ 把持アーム ３２ 把持ヘッド ４２ 把持シリンダ ４２ａ 把持部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在に軸支された主回転軸と、該主
   回転軸を制御可能に回転させる回転駆動源と、前記主回
   転軸に取り付けられ、前記主回転軸の軸線方向に対して
   交差する方向に延伸する第１アームと、該第１アームの
   前記主回転軸取付部に対して所定距離を隔てて回転自在
   に取り付けられ、前記第１アームに対して略平行に延伸
   する第２アームと、前記第１アーム及び前記第２アーム
   の他端を相互に所定距離隔てて回転自在に取り付けた物
   品把持部とを備えたことを特徴とする物品の移送装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記第２アームは、
   その内部に延伸方向に沿って伸びる挿通孔を備えた中空
   構造を備え、該挿通孔には、前記物品把持部に設けられ
   た把持機構及び／又は検出器を制御、駆動及び／又は検
   出するための伝達ラインを収容したことを特徴とする物
   品の移送装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記主回転軸を、そ
   の軸線に対して交差する方向に移動させる移動手段と、
   該移動手段を前記主回転軸の回転角に応じて動作させる
   制御手段とを設けたことを特徴とする物品の移送装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に
   記載された物品の移送装置を成形品の取出装置として用
   いた成形機。