KR102071791B1 - 산업용 로봇의 핸드 및 산업용 로봇 - Google Patents

Abstract

반송 시에 손상을 받기 쉬운 반송 대상물을 반송하는 경우라도, 반송 시에 반송 대상물이 손상을 받을 우려를 저감하는 것이 가능한 산업용 로봇의 핸드를 제공한다.
핸드(3)는, 탄소 섬유를 함유하는 수지로 형성된 포크(18, 19)와, 반송 대상물(2)이 적재되는 수지제의 복수의 적재 부재(21)를 구비하고 있다. 복수의 적재 부재(21)는, 포크(18, 19)의 긴 변 방향(X 방향)에 있어서, 포크(18, 19)의, 반송 대상물(2)을 적재 가능한 범위의 전역에 배열되고, 볼트에 의해 포크(18, 19)에 고정되어 있다. 적재 부재(21)에 형성되는 볼트의 배치 구멍의 X 방향의 폭은, 볼트의 외경보다 넓게 되어 있다. 적재 부재(21)의 X 방향의 길이는, 핸드(3)의 주위 온도가 변동되어 포크(18, 19) 및 적재 부재(21)가 신축되어도, 배치 구멍의 X 방향의 측면과 볼트의 사이에 간극이 형성되는 길이로 설정되어 있다.

Description

산업용 로봇의 핸드 및 산업용 로봇 {HAND OF INDUSTRIAL ROBOT AND INDUSTRIAL ROBOT}

본 발명은 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇의 핸드에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이 핸드를 구비하는 산업용 로봇에 관한 것이다.

종래, 액정 디스플레이용 유리 기판 등의 워크를 반송하는 산업용 로봇이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇의 핸드는, 직선상으로 형성되는 2개의 포크(적재부)를 구비하고 있다. 포크는 탄소 섬유를 함유하는 수지로 형성되어 있다. 포크에는, 워크가 적재되는 3개의 기판 지지부와, 기판 지지부에 적재된 워크를 진공 흡착하여 보유 지지하는 3개의 진공 패드가 마련되어 있다. 3개의 기판 지지부는, 포크의 긴 변 방향에 있어서 소정의 간격을 둔 상태로 포크의 상면에 고정되어 있다.

일본 특허 공개 제2006-272526호 공보

본원 발명자는, 예를 들어 2매의 유리 기판이 접합됨과 함께 2매의 유리 기판의 사이에 액정이 주입된 제조 도중의 액정 디스플레이와 같이, 반송 시에 손상을 받기 쉬운 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇의 핸드의 구조를 검토하였다. 특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇의 핸드에서는, 3개의 기판 지지부가 포크의 긴 변 방향에 있어서 소정의 간격을 둔 상태로 배치되어 있기 때문에, 핸드의, 반송 대상물을 지지하는 부분의 면적이 좁아져, 핸드에 탑재되는 반송 대상물의 상태가 안정되지 않게 될 우려가 있다. 따라서, 반송 시에 손상을 받기 쉬운 반송 대상물을 특허문헌 1에 기재된 산업용 로봇의 핸드로 반송하면, 반송 시에 반송 대상물이 손상을 받을 우려가 높아진다.

그래서, 본 발명의 과제는, 반송 시에 손상을 받기 쉬운 반송 대상물을 반송하는 경우라도, 반송 시에 반송 대상물이 손상을 받을 우려를 저감하는 것이 가능한 산업용 로봇의 핸드를 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 과제는, 이 핸드를 구비하는 산업용 로봇을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 산업용 로봇의 핸드는, 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇의 핸드에 있어서, 직선상으로 형성되는 복수의 포크와, 포크의 상면측에 고정됨과 함께 반송 대상물이 적재되는 수지제의 복수의 적재 부재를 구비하고, 포크는 탄소 섬유를 함유하는 수지로 형성되고, 복수의 적재 부재는, 포크의 긴 변 방향을 따라, 포크의, 반송 대상물을 적재 가능한 범위의 전역에 걸쳐서 서로 간격을 두고 연속하여 배열되고, 적재 부재는, 포크의 긴 변 방향을 따라 서로 간격을 둔 상태로 배치되는 복수의 볼트에 의해 포크에 고정되고, 적재 부재에는, 볼트의 일부가 배치되는 복수의 배치 구멍이 포크의 긴 변 방향을 따라 서로 간격을 둔 상태로 형성되고, 포크에는, 볼트의 축부에 형성된 수나사가 나사 삽입되는 복수의 나사 구멍이 포크의 긴 변 방향을 따라 서로 간격을 둔 상태로 형성되고, 복수의 배치 구멍 중 적어도 1개의 배치 구멍의, 포크의 긴 변 방향의 폭은, 볼트의 외경보다 넓게 되어 있고, 포크의 긴 변 방향에 있어서의 폭이 볼트의 외경보다 넓게 되어 있는 배치 구멍을 제1 배치 구멍이라고 하면, 포크의 긴 변 방향에 있어서의 적재 부재의 길이는, 핸드의 주위 온도가 변동되어 포크 및 적재 부재가 신축되어도, 포크의 긴 변 방향에 있어서의 제1 배치 구멍의 측면과 볼트의 사이에 간극이 형성되는 길이로 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 산업용 로봇의 핸드에서는, 반송 대상물이 적재되는 복수의 적재 부재는, 포크의 긴 변 방향에 있어서, 포크의, 반송 대상물을 적재 가능한 범위의 전역에 배열되어 있다. 즉, 본 발명에서는, 포크의 긴 변 방향에 있어서, 포크의, 반송 대상물을 적재 가능한 범위의 전역에 복수의 적재 부재가 이어지도록 배열되어 있다. 그 때문에, 본 발명에서는, 핸드의, 반송 대상물을 지지하는 부분의 면적을 넓게 하는 것이 가능하게 되고, 그 결과, 핸드에 탑재되는 반송 대상물의 상태를 안정시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 발명에서는, 반송 시에 손상을 받기 쉬운 반송 대상물을 반송하는 경우라도, 반송 시에 반송 대상물이 손상을 받을 우려를 저감하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에서는, 적재 부재에, 적재 부재를 포크에 고정하기 위한 볼트의 일부가 배치되는 복수의 배치 구멍이 포크의 긴 변 방향에 있어서 간격을 둔 상태로 형성되어 있고, 복수의 배치 구멍 중 적어도 1개의 배치 구멍의, 포크의 긴 변 방향의 폭은, 볼트의 외경보다 넓게 되어 있다. 또한, 포크의 긴 변 방향에 있어서의 폭이 볼트의 외경보다 넓게 되어 있는 배치 구멍을 제1 배치 구멍이라고 하면, 포크의 긴 변 방향에 있어서의 적재 부재의 길이는, 핸드의 주위 온도가 변동되어 포크 및 적재 부재가 신축되어도, 포크의 긴 변 방향에 있어서의 제1 배치 구멍의 측면과 볼트의 사이에 간극이 형성되는 길이로 설정되어 있다. 그 때문에, 본 발명에서는, 탄소 섬유를 함유하는 수지로 형성된 포크의 선팽창 계수와 수지제의 적재 부재의 선팽창 계수가 상이해도, 핸드의 주위 온도가 변동되어 포크 및 적재 부재가 신축되었을 때의 제1 배치 구멍의 측면과 볼트의 접촉을 방지하는 것이 가능하게 된다.

따라서, 본 발명에서는, 포크의 선팽창 계수와 적재 부재의 선팽창 계수가 상이해도, 핸드의 주위 온도가 변동되었을 때의 포크의 굽힘이나, 포크의 상면으로부터의 적재 부재의 들뜸을 억제하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 본 발명에서는, 포크의 선팽창 계수와 적재 부재의 선팽창 계수가 상이해도, 또한 핸드의 주위 온도가 변동되어도, 핸드에 탑재되는 반송 대상물의 상태를 안정시키는 것이 가능하게 되고, 그 결과, 반송 시에 반송 대상물이 손상을 받을 우려를 저감하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 예를 들어 배치 구멍은, 볼트의 축부의 일부가 배치되는 축부 배치 구멍과, 볼트의 헤드부가 배치되는 헤드부 배치 구멍으로 구성되고, 제1 배치 구멍의 축부 배치 구멍을 제1 축부 배치 구멍이라고 하고, 제1 배치 구멍의 헤드부 배치 구멍을 제1 헤드부 배치 구멍이라고 하면, 포크의 긴 변 방향에 있어서의 제1 축부 배치 구멍의 폭은, 볼트의 축부의 외경보다 넓게 되어 있고, 포크의 긴 변 방향에 있어서의 제1 헤드부 배치 구멍의 폭은, 볼트의 헤드부의 외경보다 넓게 되어 있고, 포크의 긴 변 방향에 있어서의 적재 부재의 길이는, 핸드의 주위 온도가 변동되어 포크 및 적재 부재가 신축되어도, 포크의 긴 변 방향에 있어서의 제1 축부 배치 구멍의 측면과 볼트의 축부의 사이에 간극이 형성되고, 또한 포크의 긴 변 방향에 있어서의 제1 헤드부 배치 구멍의 측면과 볼트의 헤드부의 사이에 간극이 형성되는 길이로 설정되어 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 예를 들어 제1 축부 배치 구멍 및 제1 헤드부 배치 구멍은, 둥근 구멍 형상으로 형성되고, 제1 축부 배치 구멍의 내경은 볼트의 축부의 외경보다 크게 되어 있고, 제1 헤드부 배치 구멍의 내경은 볼트의 헤드부의 외경보다 크게 되어 있다.

본 발명에 있어서, 예를 들어, 적재 부재는, 포크의 긴 변 방향을 따라 서로 간격을 둔 상태로 배치되는 2개의 볼트에 의해 포크에 고정되고, 적재 부재에는, 2개의 제1 배치 구멍이 포크의 긴 변 방향을 따라 서로 간격을 둔 상태로 형성되어 있다. 이 경우에는, 포크의 선팽창 계수와 적재 부재의 선팽창 계수가 상이해도, 핸드의 주위 온도가 변동되었을 때의 포크의 굽힘이나, 포크의 상면으로부터의 적재 부재의 들뜸을 방지하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 예를 들어 상하 방향으로부터 보았을 때의 적재 부재의 외형은, 포크의 긴 변 방향을 긴 변 방향으로 하는 직사각 형상으로 되어 있다. 이 경우에는, 적재 부재의 상면의 면적을 넓게 하는 것이 가능하게 된다. 즉, 개개의 적재 부재가 반송 대상물을 지지하는 부분의 면적을 넓게 하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 핸드는, 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 아암과, 아암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비하는 산업용 로봇에 사용할 수 있다. 이 산업용 로봇에서는, 반송 시에 손상을 받기 쉬운 반송 대상물을 반송하는 경우라도, 반송 시에 반송 대상물이 손상을 받을 우려를 저감하는 것이 가능하게 된다.

이상과 같이, 본 발명에서는 반송 시에 손상을 받기 쉬운 반송 대상물을 반송하는 경우라도, 반송 시에 반송 대상물이 손상을 받을 우려를 저감하는 것이 가능하게 된다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 산업용 로봇의 평면도이다.
도 2는, 도 1에 도시하는 산업용 로봇의 측면도이다.
도 3은, 도 1에 도시하는 핸드의 평면도이다.
도 4는, 도 3의 E-E 단면의 단면도이다.
도 5는, 도 4의 F부의 확대도이다.
도 6은, 도 3에 도시하는 핸드의 기부의 내부의 구조를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은, 도 3에 도시하는 포크의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

(산업용 로봇의 전체 구성)

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 산업용 로봇(1)의 평면도이다. 도 2는, 도 1에 도시하는 산업용 로봇(1)의 측면도이다.

본 형태의 산업용 로봇(1)(이하, 「로봇(1)」이라고 함)은, 소정의 반송 대상물(2)을 반송하기 위한 수평 다관절형 로봇이다. 본 형태의 반송 대상물(2)은, 예를 들어 2매의 유리 기판이 접합됨과 함께 2매의 유리 기판의 사이에 액정이 주입된 제조 도중의 액정 디스플레이이며, 반송 대상물(2)은 반송 시에 손상을 받기 쉽게 되어 있다. 이 반송 대상물(2)은 직사각형의 평판상으로 형성되어 있다. 로봇(1)은, 예를 들어 액정 디스플레이의 제조 시스템에 내장되어 사용된다. 또한, 본 형태의 로봇(1)은, 크기가 상이한 복수 종류의 반송 대상물(2)을 반송하는 것이 가능하게 되어 있다(도 3 참조).

로봇(1)은, 반송 대상물(2)이 탑재되는 2개의 핸드(3)와, 2개의 핸드(3)의 각각이 선단측에 연결되는 2개의 아암(4)과, 2개의 아암(4)을 지지하는 본체부(5)와, 본체부(5)를 수평 방향으로 이동 가능하게 지지하는 베이스(6)를 구비하고 있다. 본체부(5)는, 아암(4)의 기단측을 지지함과 함께 상하 이동 가능한 아암 서포트(7)와, 아암 서포트(7)를 상하 이동 가능하게 지지하는 지지 프레임(8)과, 본체부(5)의 하단 부분을 구성함과 함께 베이스(6)에 대하여 수평 이동 가능한 기대(9)와, 지지 프레임(8)의 하단이 고정됨과 함께 기대(9)에 대하여 회동 가능한 선회 프레임(10)을 구비하고 있다.

아암(4)은, 제1 아암부(12)와 제2 아암부(13)의 2개의 아암부에 의해 구성되어 있다. 제1 아암부(12)의 기단측은, 아암 서포트(7)에 회동 가능하게 연결되어 있다. 즉, 아암(4)의 기단측은, 본체부(5)에 회동 가능하게 연결되어 있다. 제1 아암부(12)의 선단측에는, 제2 아암부(13)의 기단측이 회동 가능하게 연결되어 있다. 제2 아암부(13)의 선단측에는, 핸드(3)가 회동 가능하게 연결되어 있다. 즉, 아암(4)의 선단측에는, 핸드(3)가 회동 가능하게 연결되어 있다. 로봇(1)은, 2개의 아암(4)의 각각을 신축시키는 2개의 아암 구동 기구를 구비하고 있다.

지지 프레임(8)은, 아암 서포트(7)를 통하여 핸드(3) 및 아암(4)을 승강 가능하게 보유 지지하고 있다. 이 지지 프레임(8)은, 아암 서포트(7)를 승강 가능하게 보유 지지하는 기둥 형상의 제1 지지 프레임(14)과, 제1 지지 프레임(14)을 승강 가능하게 보유 지지하는 기둥 형상의 제2 지지 프레임(15)을 구비하고 있다. 로봇(1)은, 제1 지지 프레임(14)에 대하여 아암 서포트(7)를 승강시키는 승강 기구와, 제2 지지 프레임(15)에 대하여 제1 지지 프레임(14)을 승강시키는 승강 기구와, 제1 지지 프레임(14)을 상하 방향으로 안내하는 가이드 기구와, 아암 서포트(7)를 상하 방향으로 안내하는 가이드 기구를 구비하고 있다.

제2 지지 프레임(15)의 하단은, 선회 프레임(10)에 고정되어 있다. 선회 프레임(10)은, 상술한 바와 같이, 기대(9)에 대하여 회동 가능하게 되어 있다. 로봇(1)은, 기대(9)에 대하여 선회 프레임(10)을 회동시키는 회동 기구를 구비하고 있다. 기대(9)는, 상술한 바와 같이, 베이스(6)에 대하여 수평 이동 가능하게 되어 있다. 로봇(1)은, 베이스(6)에 대하여 기대(9)를 수평 이동시키는 수평 이동 기구를 구비하고 있다.

(핸드의 구성)

도 3은, 도 1에 도시하는 핸드(3)의 평면도이다. 도 4는, 도 3의 E-E 단면의 단면도이다. 도 5는, 도 4의 F부의 확대도이다. 도 6은, 도 3에 도시하는 핸드(3)의 기부(17)의 내부의 구조를 설명하기 위한 평면도이다. 도 7은, 도 3에 도시하는 포크(18, 19)의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.

핸드(3)는, 제2 아암부(13)의 선단측에 회동 가능하게 연결되는 기부(17)와, 직선상으로 형성되는 복수의 포크(18, 19)를 구비하고 있다. 본 형태의 핸드(3)는, 2개의 포크(18)와 2개의 포크(19)의 합계 4개의 포크(18, 19)를 구비하고 있다. 또한, 핸드(3)는, 포크(18, 19)의 상면측에 고정됨과 함께 반송 대상물(2)이 적재되는 복수의 적재 부재(21)와, 적재 부재(21)에 적재되는 반송 대상물(2)의 하면을 진공 흡착하는 복수의 흡착 기구(22)를 구비하고 있다.

기부(17)는, 중공상으로 형성됨과 함께 상하 방향의 두께가 얇은 편평한 대략 직육면체상으로 형성되어 있다. 4개의 포크(18, 19)는, 기부(17)로부터 수평 방향의 동일 방향으로 돌출되어 있다. 또한, 4개의 포크(18, 19)는 서로 평행으로 배치되어 있다. 포크(18, 19)의 긴 변 방향(도 3 등의 X 방향)을 「전후 방향」이라고 하고, 상하 방향과 전후 방향에 직교하는 도 3 등의 Y 방향을 「좌우 방향」이라고 하면, 2개의 포크(18)는 좌우 방향의 내측에 배치되고, 2개의 포크(19)는 좌우 방향의 외측에 배치되어 있다.

포크(18, 19)는, 중공상으로 형성됨과 함께 가늘고 긴 대략 직육면체상으로 형성되어 있다. 포크(18, 19)의 상하의 양면은 평면으로 되어 있다. 또한, 포크(18, 19)의 좌우의 양측면은, 좌우 방향에 직교하는 평면으로 되어 있다. 포크(18, 19)의 상하 방향의 두께는, 포크(18, 19)의 기단부로부터 선단을 향함에 따라 점점 얇게 되어 있다(도 2 참조).

포크(18, 19)는 탄소 섬유를 함유하는 수지로 형성되어 있다. 즉, 포크(18, 19)는 탄소 섬유 강화 플라스틱으로 형성되어 있다. 포크(18, 19)에는, 탄소 섬유로서, 피치계 탄소 섬유와 PAN계 탄소 섬유가 함유되어 있다. 본 형태의 포크(18, 19)에 함유되는 탄소 섬유 중 피치계 탄소 섬유의 비율은, 약 70％로 되어 있고, 포크(18, 19)에 함유되는 탄소 섬유 중 PAN계 탄소 섬유의 비율은, 약 30％로 되어 있다. 그 때문에, 본 형태의 포크(18, 19)의 선팽창 계수는 마이너스의 값으로 되어 있다. 즉, 포크(18, 19)는, 포크(18, 19)의 온도가 상승하면 줄어든다.

적재 부재(21)는 수지로 형성되어 있다. 예를 들어, 적재 부재(21)는 폴리아세탈(POM)로 형성되어 있다. 적재 부재(21)는, 대략 직사각형의 평판상으로 형성되어 있고, 적재 부재(21)의 두께 방향과 상하 방향이 대략 일치하도록 포크(18, 19)의 상면에 고정되어 있다. 또한, 적재 부재(21)는, 대략 직사각형의 평판상으로 형성되는 적재 부재(21)의 긴 변 방향이 전후 방향과 일치하도록 포크(18, 19)의 상면에 고정되어 있다. 즉, 상하 방향으로부터 보았을 때의 적재 부재(21)의 외형은, 전후 방향을 긴 변 방향으로 하는 대략 직사각 형상으로 되어 있다. 또한, 적재 부재(21)의 선팽창 계수는 플러스의 값이며, 적재 부재(21)의 온도가 상승하면, 적재 부재(21)는 신장한다.

2개의 포크(18)의 각각 및 2개의 포크(19)의 각각에, 복수의 적재 부재(21)가 고정되어 있다. 복수의 적재 부재(21)는, 전후 방향에 있어서, 포크(18, 19)의, 반송 대상물(2)을 적재 가능한 범위의 전역에 배열되어 있다. 즉, 도 3에 도시하는 바와 같이, 복수의 적재 부재(21)는, 전후 방향에 있어서, 포크(18, 19)의, 반송 대상물(2)을 적재 가능한 범위의 전역에 이어지도록 배열되어 있다.

구체적으로는, 상술한 바와 같이, 본 형태의 로봇(1)은, 크기가 상이한 복수 종류의 반송 대상물(2)을 반송하는 것이 가능하게 되어 있고, 복수의 적재 부재(21)는, 도 3의 파선으로 나타내는 가장 큰 반송 대상물(2)이 적재되는 전후 방향의 범위의 전역에 있어서, 포크(18, 19)의 상면에 배열되어 있다. 전후 방향으로 인접하는 적재 부재(21)의 전후 방향의 간격은, 예를 들어 10(mm)로 되어 있다.

적재 부재(21)는, 전후 방향에 있어서 간격을 둔 상태로 배치되는 복수의 볼트(24)에 의해 포크(18, 19)의 상면에 고정되어 있다. 적재 부재(21)에는, 복수의 볼트(24)의 각각의 일부가 배치되는 복수의 배치 구멍(21a)이 전후 방향에 있어서 간격을 둔 상태로 형성되어 있다. 포크(18, 19)의 상면부에는, 볼트(24)의 축부(24a)에 형성된 수나사가 나사 삽입되는 복수의 나사 구멍(18a, 19a)이 전후 방향에 있어서 간격을 둔 상태로 형성되어 있다(도 5 참조).

본 형태에서는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 전후 방향에 있어서 간격을 둔 상태로 배치되는 2개의 볼트(24)에 의해, 적재 부재(21)가 포크(18, 19)의 상면에 고정되어 있고, 적재 부재(21)에는, 2개의 배치 구멍(21a)이 전후 방향에 있어서 간격을 둔 상태로 형성되어 있다. 배치 구멍(21a)은, 적재 부재(21)를 상하 방향으로 관통하는 관통 구멍이다. 이 배치 구멍(21a)은, 도 5에 도시하는 바와 같이, 볼트(24)의 축부(24a)의 일부(구체적으로는 축부(24a)의 상단측 부분)가 배치되는 축부 배치 구멍(21b)과, 볼트(24)의 헤드부(24b)가 배치되는 헤드부 배치 구멍(21c)으로 구성되어 있다. 축부 배치 구멍(21b)은 배치 구멍(21a)의 하측 부분을 구성하고, 헤드부 배치 구멍(21c)은 배치 구멍(21a)의 상측 부분을 구성하고 있다.

축부 배치 구멍(21b) 및 헤드부 배치 구멍(21c)은 둥근 구멍 형상으로 형성되어 있다. 또한, 상하 방향으로부터 보았을 때 축부 배치 구멍(21b)의 중심과 헤드부 배치 구멍(21c)의 중심은 일치하고 있다. 즉, 배치 구멍(21a)은 단차를 갖는 둥근 구멍 형상으로 형성되어 있다. 2개의 배치 구멍(21a)의 축부 배치 구멍(21b)의 내경은, 볼트(24)의 축부(24a)의 외경보다 크게 되어 있다. 또한, 2개의 배치 구멍(21a)의 헤드부 배치 구멍(21c)의 내경은, 볼트(24)의 헤드부(24b)의 외경보다 크게 되어 있다. 즉, 2개의 배치 구멍(21a)은, 소위 볼트보다 큰 구멍이며, 전후 방향에 있어서의 배치 구멍(21a)의 폭은, 볼트(24)의 외경보다 넓게 되어 있다.

구체적으로는, 전후 방향에 있어서의 축부 배치 구멍(21b)의 폭은, 볼트(24)의 축부(24a)의 외경보다 넓게 되어 있고, 전후 방향에 있어서의 헤드부 배치 구멍(21c)의 폭은, 볼트(24)의 헤드부(24b)의 외경보다 넓게 되어 있다. 본 형태에서는, 1개의 적재 부재(21)에 형성되는 2개의 배치 구멍(21a)은, 전후 방향의 폭이 볼트(24)의 외경보다 넓어진 제1 배치 구멍으로 되어 있다. 또한, 2개의 축부 배치 구멍(21b)은 제1 축부 배치 구멍이고, 2개의 헤드부 배치 구멍(21c)은 제1 헤드부 배치 구멍이다.

전후 방향에 있어서의 적재 부재(21)의 길이는, 핸드(3)의 주위 온도가 변동되어 포크(18, 19) 및 적재 부재(21)가 신축되어도, 전후 방향에 있어서의 배치 구멍(21a)의 측면과 볼트(24)의 사이에 간극이 형성되는 길이로 설정되어 있다. 즉, 전후 방향에 있어서의 적재 부재(21)의 길이는, 핸드(3)의 주위 온도가 변동되어 포크(18, 19) 및 적재 부재(21)가 신축되어도, 전후 방향에 있어서의 배치 구멍(21a)의 측면과 볼트(24)가 접촉하지 않는 길이로 설정되어 있다.

구체적으로는, 전후 방향에 있어서의 적재 부재(21)의 길이는, 핸드(3)의 주위 온도가 변동되어 포크(18, 19) 및 적재 부재(21)가 신축되어도, 전후 방향에 있어서의 축부 배치 구멍(21b)의 측면과 볼트(24)의 축부(24a)의 사이에 간극이 형성되고, 또한 전후 방향에 있어서의 헤드부 배치 구멍(21c)의 측면과 볼트(24)의 헤드부(24b)의 사이에 간극이 형성되는 길이로 설정되어 있다.

예를 들어, 전후 방향에 있어서의 적재 부재(21)의 길이는 100(mm)로 되어 있다. 또한, 예를 들어 포크(18, 19)의 길이는 약 2(m)로 되어 있다. 또한, 축부 배치 구멍(21b)의 내경과 축부(24a)의 외경의 차는, 예를 들어 핸드(3)의 주위 온도가 5℃ 변동되었을 때의, 포크(18, 19)의 신축량과 적재 부재(21)의 신축량의 차이의 3배 정도로 되어 있다. 또한, 헤드부 배치 구멍(21c)의 내경과 헤드부(24b)의 외경의 차는, 축부 배치 구멍(21b)의 내경과 축부(24a)의 외경의 차보다 크게 되어 있다. 또한, 포크(18, 19)의 가장 선단부에 배치되는 적재 부재(21)의 전후 방향의 길이는, 다른 개소에 배치되는 적재 부재(21)의 전후 방향의 길이보다 짧게 되어 있다.

포크(18)에 있어서, 흡착 기구(22)는, 포크(18)의 선단측의 2개소에 설치되어 있다. 포크(19)에 있어서, 흡착 기구(22)는, 포크(19)의 선단측의 2개소와, 전후 방향에 있어서의 포크(19)의 중간 위치의 1개소의 합계 3개소에 설치되어 있다. 흡착 기구(22)가 설치되는 장소에서는, 전후 방향에 있어서의 적재 부재(21)의 간격이 넓게 되어 있고, 흡착 기구(22)는, 전후 방향에 있어서의 적재 부재(21)의 사이에 배치되어 있다.

포크(18, 19)의 기단부는, 중공상으로 형성되는 기부(17)의 내부에 배치되어 있다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 기부(17)의 내부에는, 좌우 방향에 있어서의 2개의 포크(18)의 피치를 변경하는 포크 피치 변경 기구(26)와, 좌우 방향에 있어서의 2개의 포크(19)의 피치를 변경하는 포크 피치 변경 기구(27)가 배치되어 있다. 즉, 핸드(3)는 포크 피치 변경 기구(26, 27)를 구비하고 있다.

포크 피치 변경 기구(26)는, 구동원인 모터(29)와, 모터(29)의 출력축에 연결되는 나사 부재(30)와, 2개의 포크(18) 중 한쪽에 고정되는 너트 부재(도시 생략)와, 2개의 포크(18) 중 다른 쪽에 고정되는 너트 부재(도시 생략)를 구비하고 있다. 포크 피치 변경 기구(27)는, 포크 피치 변경 기구(26)와 마찬가지로 구성되어 있다. 즉, 포크 피치 변경 기구(27)는, 모터(29)와 마찬가지로 구성되는 모터(34)와, 나사 부재(30)와 마찬가지로 구성되는 나사 부재(35)와, 2개의 포크(19) 중 한쪽에 고정되는 너트 부재(도시 생략)와, 2개의 포크(19) 중 다른 쪽에 고정되는 너트 부재(도시 생략)를 구비하고 있다.

나사 부재(30, 35)는 가늘고 긴 막대상으로 형성되어 있다. 나사 부재(30, 35)는, 나사 부재(30, 35)의 축 방향과 좌우 방향이 일치하도록 배치되어 있고, 기부(17)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 나사 부재(30, 35)는, 나사 부재(30, 35)의 일단측을 구성하는 순 나사부(30a, 35a)와, 나사 부재(30, 35)의 타단측을 구성하는 역 나사부(30b, 35b)를 구비하고 있다. 순 나사부(30a, 35a)에는 순 나사가 형성되고, 역 나사부(30b, 35b)에는 역 나사가 형성되어 있다.

한쪽 포크(18)에 고정되는 너트 부재는 순 나사부(30a)에 걸림 결합하고, 다른 쪽 포크(18)에 고정되는 너트 부재는 역 나사부(30b)에 걸림 결합하고 있다. 마찬가지로, 한쪽 포크(19)에 고정되는 너트 부재는 순 나사부(35a)에 걸림 결합하고, 다른 쪽 포크(19)에 고정되는 너트 부재는 역 나사부(35b)에 걸림 결합하고 있다. 2개의 포크(18) 및 2개의 포크(19)는, 2개의 공통된 가이드 레일(36)에 의해 좌우 방향으로 안내된다. 가이드 레일(36)은, 가이드 레일(36)의 긴 변 방향과 좌우 방향이 일치하도록 기부(17)에 고정되어 있다. 포크(18, 19)에는, 가이드 레일(36)에 걸림 결합하는 가이드 블록(도시 생략)이 설치되어 있다.

포크 피치 변경 기구(26)에서는, 모터(29)가 회전하여 나사 부재(30)가 회전하면, 한쪽 포크(18)와 다른 쪽 포크(18)가 좌우의 역방향으로 동일한 양만큼 이동하여 2개의 포크(18)의 좌우 방향의 피치가 변경된다. 마찬가지로, 포크 피치 변경 기구(27)에서는, 모터(34)가 회전하여 나사 부재(35)가 회전하면, 한쪽 포크(19)와 다른 쪽 포크(19)가 좌우의 역방향으로 동일한 양만큼 이동하여 2개의 포크(19)의 좌우 방향의 피치가 변경된다.

본 형태에서는, 로봇(1)으로 반송되는 반송 대상물(2)의 크기가 결정되면, 로봇(1)이 반송 대상물(2)을 반송하는 반송 동작 전에, 포크 피치 변경 기구(26)는, 필요에 따라 2개의 포크(18)의 좌우 방향의 피치를 변경하고, 포크 피치 변경 기구(27)는, 필요에 따라 2개의 포크(19)의 좌우 방향의 피치를 변경한다. 즉, 포크 피치 변경 기구(26, 27)는, 로봇(1)에 의한 반송 대상물(2)의 반송 동작 중에, 포크(18, 19)의 좌우 방향의 피치를 변경하는 일은 없다. 포크 피치 변경 기구(26, 27)는, 예를 들어 도 7에 도시하는 바와 같이, 로봇(1)으로 반송되는 반송 대상물(2)의 크기에 따라, 포크(18, 19)의 좌우 방향의 피치를 변경한다.

(본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는, 반송 대상물(2)이 적재되는 복수의 적재 부재(21)는, 전후 방향에 있어서, 포크(18, 19)의, 반송 대상물(2)을 적재 가능한 범위의 전역에 배열되어 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 핸드(3)의, 반송 대상물(2)을 지지하는 부분의 면적을 넓게 하는 것이 가능하게 되고, 그 결과, 핸드(3)에 탑재되는 반송 대상물(2)의 상태를 안정시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 본 형태에서는, 반송 시에 손상을 받기 쉬운 반송 대상물(2)을 반송하는 경우라도, 반송 시에 반송 대상물(2)이 손상을 받을 우려를 저감하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 형태에서는, 적재 부재(21)에 형성되는 2개의 배치 구멍(21a)의 내경은, 볼트(24)의 외경보다 크게 되어 있고, 전후 방향에 있어서의 적재 부재(21)의 길이는, 핸드(3)의 주위 온도가 변동되어 포크(18, 19) 및 적재 부재(21)가 신축되어도, 전후 방향에 있어서의 배치 구멍(21a)의 측면과 볼트(24)의 사이에 간극이 형성되는 길이로 설정되어 있다. 그 때문에, 본 형태에서는, 탄소 섬유를 함유하는 수지로 형성된 포크(18, 19)의 선팽창 계수와 수지제의 적재 부재(21)의 선팽창 계수가 상이해도, 핸드(3)의 주위 온도가 변동되었을 때의 배치 구멍(21a)의 측면과 볼트(24)의 접촉을 방지하는 것이 가능하게 된다.

따라서, 본 형태에서는, 포크(18, 19)의 선팽창 계수와 적재 부재(21)의 선팽창 계수가 상이해도, 핸드(3)의 주위 온도가 변동되었을 때의 포크(18, 19)의 굽힘이나, 포크(18, 19)의 상면으로부터의 적재 부재(21)의 들뜸을 방지하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 본 형태에서는, 포크(18, 19)의 선팽창 계수와 적재 부재(21)의 선팽창 계수가 상이해도, 또한 핸드(3)의 주위 온도가 변동되어도, 핸드(3)에 탑재되는 반송 대상물(2)의 상태를 안정시키는 것이 가능하게 되고, 그 결과, 반송 시에 반송 대상물(2)이 손상을 받을 우려를 저감하는 것이 가능하게 된다.

(다른 실시 형태)

상술한 형태는, 본 발명의 적합한 형태의 일례이기는 하지만, 이것에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 변형 실시가 가능하다.

상술한 형태에 있어서, 적재 부재(21)에 형성되는 2개의 배치 구멍(21a) 중 한쪽 배치 구멍(21a)의 내경은, 볼트(24)의 외경과 대략 동등하게 되어 있어도 된다. 즉, 한쪽 배치 구멍(21a)의 축부 배치 구멍(21b)의 내경이 볼트(24)의 축부(24a)의 외경과 대략 동등하게 되고, 또한 한쪽 배치 구멍(21a)의 헤드부 배치 구멍(21c)의 내경이 볼트(24)의 헤드부(24b)의 외경과 대략 동등하게 되어 있어도 된다. 즉, 1개의 배치 구멍(21a)만이 볼트보다 큰 구멍으로 되어 있어도 된다. 이 경우에는 1개의 배치 구멍(21a)이 제1 배치 구멍으로 된다. 이 경우라도, 핸드(3)의 주위 온도가 변동되었을 때의 포크(18, 19)의 굽힘이나, 포크(18, 19)의 상면으로부터의 적재 부재(21)의 들뜸을 방지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상술한 형태에 있어서, 적재 부재(21)는, 전후 방향에 있어서 간격을 둔 상태로 배치되는 3개 이상의 볼트(24)에 의해 포크(18, 19)에 고정되어 있어도 된다. 이 경우에는, 볼트(24)의 개수에 따른 3개 이상의 배치 구멍(21a)이 전후 방향에 있어서 간격을 둔 상태로 적재 부재(21)에 형성되어 있다. 또한, 이 경우에는, 3개 이상의 배치 구멍(21a) 중 적어도 1개의 배치 구멍(21a)의 내경은, 볼트(24)의 외경보다 크게 되어 있다. 이 경우에는, 볼트(24)의 외경보다 내경이 크게 되어 있는 배치 구멍(21a)이 제1 배치 구멍으로 된다.

이 경우, 모든 배치 구멍(21a)의 내경이 볼트(24)의 외경보다 크게 되어 있거나, 또는 1개의 배치 구멍(21a)을 제외한 나머지 배치 구멍(21a)의 내경이 볼트(24)의 외경보다 크게 되어 있으면, 핸드(3)의 주위 온도가 변동되었을 때의 포크(18, 19)의 굽힘이나, 포크(18, 19)의 상면으로부터의 적재 부재(21)의 들뜸을 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 적어도 2개의 배치 구멍(21a)을 제외한 나머지 배치 구멍(21a)의 내경이 볼트(24)의 외경보다 크게 되어 있는 경우라도, 핸드(3)의 주위 온도가 변동되었을 때의 포크(18, 19)의 굽힘이나, 포크(18, 19)의 상면으로부터의 적재 부재(21)의 들뜸을 억제하는 것이 가능하게 된다.

상술한 형태에 있어서, 적재 부재(21)에 형성되는 배치 구멍(21a)은, 전후 방향을 긴 변 방향으로 하는 긴 구멍이어도 된다. 즉, 축부 배치 구멍(21b) 및 헤드부 배치 구멍(21c)은, 전후 방향을 긴 변 방향으로 하는 긴 구멍이어도 된다. 이 경우라도, 핸드(3)의 주위 온도가 변동되어 포크(18, 19) 및 적재 부재(21)가 신축되었을 때, 전후 방향에 있어서의 배치 구멍(21a)의 측면과 볼트(24)의 사이에 간극이 형성되도록, 배치 구멍(21a)이 형성되어 있다.

상술한 형태에 있어서, 좌우 방향에 있어서의 2개의 포크(18)의 피치는 고정되어 있어도 되고, 좌우 방향에 있어서의 2개의 포크(19)의 피치는 고정되어 있어도 된다. 또한, 상술한 형태에 있어서, 핸드(3)가 구비하는 포크의 수는 2개 또는 3개여도 되고, 5개 이상이어도 된다. 이 경우에는, 좌우 방향에 있어서의 복수의 포크의 피치가 변경 가능하게 되어 있어도 되고, 고정되어 있어도 된다.

상술한 형태에 있어서, 상하 방향으로부터 보았을 때의 적재 부재(21)의 외형은, 좌우 방향을 긴 변 방향으로 하는 대략 직사각 형상으로 되어 있어도 되고, 대략 정사각 형상으로 되어 있어도 된다. 또한, 상하 방향으로부터 보았을 때의 적재 부재(21)의 외형은, 대략 정사각형 및 대략 직사각형 이외의 사각 형상으로 되어 있어도 되고, 사각 형상 이외의 다각 형상이나 원 형상이나 타원 형상으로 되어 있어도 된다. 또한, 상술한 형태에서는, 로봇(1)은 수평 다관절형 로봇이지만, 본 발명이 적용되는 로봇은 수평 다관절형 로봇 이외의 산업용 로봇이어도 된다. 예를 들어, 본 발명이 적용되는 로봇은, 일본 특허 공개 제2017-19061호 공보에 개시된 산업용 로봇이어도 된다.

1: 로봇(산업용 로봇)
2: 반송 대상물
3: 핸드
4: 아암
5: 본체부
18, 19: 포크
18a, 19a: 나사 구멍
21: 적재 부재
21a: 배치 구멍(제1 배치 구멍)
21b: 축부 배치 구멍(제1 축부 배치 구멍)
21c: 헤드부 배치 구멍(제1 헤드부 배치 구멍)
24: 볼트
24a: 축부
24b: 헤드부
X: 포크의 긴 변 방향

Claims (8)

1. 반송 대상물을 반송하는 산업용 로봇의 핸드에 있어서,
   직선상으로 형성되는 복수의 포크와, 상기 포크의 상면측에 고정됨과 함께 상기 반송 대상물이 적재되는 수지제의 복수의 적재 부재를 구비하고,
   상기 포크는, 탄소 섬유를 함유하는 수지로 형성되고,
   복수의 상기 적재 부재는, 상기 포크의 긴 변 방향을 따라, 상기 포크의, 상기 반송 대상물을 적재 가능한 범위의 전역에 걸쳐서 서로 간격을 두고 연속하여 배열되고,
   상기 적재 부재는, 상기 포크의 긴 변 방향을 따라 서로 간격을 둔 상태로 배치되는 복수의 볼트에 의해 상기 포크에 고정되고,
   상기 적재 부재에는, 상기 볼트의 일부가 배치되는 복수의 배치 구멍이 상기 포크의 긴 변 방향을 따라 서로 간격을 둔 상태로 형성되고,
   상기 포크에는, 상기 볼트의 축부에 형성된 수나사가 나사 삽입되는 복수의 나사 구멍이 상기 포크의 긴 변 방향을 따라 서로 간격을 둔 상태로 형성되고,
   복수의 상기 배치 구멍 중 적어도 1개의 상기 배치 구멍의, 상기 포크의 긴 변 방향의 폭은, 상기 볼트의 외경보다 넓게 되어 있고,
   상기 포크의 긴 변 방향에 있어서의 폭이 상기 볼트의 외경보다 넓게 되어 있는 상기 배치 구멍을 제1 배치 구멍이라고 하면,
   상기 포크의 긴 변 방향에 있어서의 상기 적재 부재의 길이는, 상기 핸드의 주위 온도가 변동되어 상기 포크 및 상기 적재 부재가 신축되어도, 상기 포크의 긴 변 방향에 있어서의 상기 제1 배치 구멍의 측면과 상기 볼트의 사이에 간극이 형성되는 길이로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 핸드.
2. 제1항에 있어서, 상기 배치 구멍은, 상기 볼트의 상기 축부의 일부가 배치되는 축부 배치 구멍과, 상기 볼트의 헤드부가 배치되는 헤드부 배치 구멍으로 구성되고,
   상기 제1 배치 구멍의 상기 축부 배치 구멍을 제1 축부 배치 구멍이라고 하고, 상기 제1 배치 구멍의 상기 헤드부 배치 구멍을 제1 헤드부 배치 구멍이라고 하면,
   상기 포크의 긴 변 방향에 있어서의 상기 제1 축부 배치 구멍의 폭은, 상기 볼트의 상기 축부의 외경보다 넓게 되어 있고,
   상기 포크의 긴 변 방향에 있어서의 상기 제1 헤드부 배치 구멍의 폭은, 상기 볼트의 상기 헤드부의 외경보다 넓게 되어 있고,
   상기 포크의 긴 변 방향에 있어서의 상기 적재 부재의 길이는, 상기 핸드의 주위 온도가 변동되어 상기 포크 및 상기 적재 부재가 신축되어도, 상기 포크의 긴 변 방향에 있어서의 상기 제1 축부 배치 구멍의 측면과 상기 볼트의 상기 축부의 사이에 간극이 형성되고, 또한 상기 포크의 긴 변 방향에 있어서의 상기 제1 헤드부 배치 구멍의 측면과 상기 볼트의 상기 헤드부의 사이에 간극이 형성되는 길이로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 핸드.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 축부 배치 구멍 및 상기 제1 헤드부 배치 구멍은 둥근 구멍 형상으로 형성되고,
   상기 제1 축부 배치 구멍의 내경은, 상기 볼트의 상기 축부의 외경보다 크게 되어 있고,
   상기 제1 헤드부 배치 구멍의 내경은, 상기 볼트의 상기 헤드부의 외경보다 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는 핸드.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적재 부재는, 상기 포크의 긴 변 방향을 따라 서로 간격을 둔 상태로 배치되는 2개의 상기 볼트에 의해 상기 포크에 고정되고,
   상기 적재 부재에는, 2개의 상기 제1 배치 구멍이 상기 포크의 긴 변 방향을 따라 서로 간격을 둔 상태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 핸드.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상하 방향으로부터 보았을 때의 상기 적재 부재의 외형은, 상기 포크의 긴 변 방향을 긴 변 방향으로 하는 직사각 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 핸드.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 핸드와, 상기 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 아암과, 상기 아암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
7. 제4항에 기재된 핸드와, 상기 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 아암과, 상기 아암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
8. 제5항에 기재된 핸드와, 상기 핸드가 선단측에 회동 가능하게 연결되는 아암과, 상기 아암의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 본체부를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.

Images