ワーク搬送装置
【課題】設置に広いスペースを必要としないコンパクトな装置であるとともに、効率的なワークの搬入搬出動作ができるワーク搬送装置を提供すること。
【解決手段】支持フレーム２と、第１軸Ｊ１まわりに回動自在に支持される第１アーム３と、第１軸Ｊ１上に配置され支持フレーム２に対して相対的に姿勢を保持可能な基準姿勢保持部材と、第１アーム３に対して第１軸Ｊ１と平行な第２軸Ｊ２まわりに回動自在に支持される第２アーム５と、第１軸Ｊ１と平行であって第２軸からの距離が略等距離である第３軸Ｊ３及び第４軸Ｊ４上にそれぞれ配置され、第２アーム５に対して第３軸Ｊ３及び第４軸Ｊ４まわりにそれぞれ回動自在に支持される第１及び第２ハンド５１、５２と、を備え、第１アーム３又は第２アーム５が回動した場合であっても、支持フレーム２に対する第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢が保持されることを特徴とするワーク搬送装置。
【解決手段】支持フレーム２と、第１軸Ｊ１まわりに回動自在に支持される第１アーム３と、第１軸Ｊ１上に配置され支持フレーム２に対して相対的に姿勢を保持可能な基準姿勢保持部材と、第１アーム３に対して第１軸Ｊ１と平行な第２軸Ｊ２まわりに回動自在に支持される第２アーム５と、第１軸Ｊ１と平行であって第２軸からの距離が略等距離である第３軸Ｊ３及び第４軸Ｊ４上にそれぞれ配置され、第２アーム５に対して第３軸Ｊ３及び第４軸Ｊ４まわりにそれぞれ回動自在に支持される第１及び第２ハンド５１、５２と、を備え、第１アーム３又は第２アーム５が回動した場合であっても、支持フレーム２に対する第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢が保持されることを特徴とするワーク搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械等で加工するワークを加工位置に対し搬入搬出するワーク搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
未加工ワークを工作機械等の加工位置に搬入し、加工完了ワークを加工位置より搬出するワーク搬送装置として、例えば、図１１で示すように、多関節ロボットと、ワークを把持するハンドとを組み合わせたワーク搬送装置が知られている。図１１のワーク搬送装置は、工作機械前面から進入し、加工完了ワークをハンドにて把持して取り出し、所定位置に加工完了ワークを仮置きした後、未加工ワークをハンドにて把持し、再度工作機械前面から進入し、未加工ワークを加工位置にセットしている。また、加工完了ワークの搬出動作及び未加工ワークの搬入動作を効率化するため、１つの動作でワークを２個まとめて搬送可能なダブルハンドと、多関節ロボットと、を組み合わせたワーク搬出装置も知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、加工機械へのワーク供給をおこなうためのワーク搬送装置として、多関節ロボットとダブルハンドを組み合わせたワーク搬送装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９６２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記ワーク搬送装置は、多間接ロボットにワークを２個同時に搬送可能なダブルハンドを備えた構成のため、ワークの重量に応じた可搬重量のロボットが必要となり、設置にはロボットのハンドが他の装置と干渉しないように広いスペースが必要となるという問題があった。また、ワーク交換時やワーク搬送時におけるワークの姿勢変化により、ワークに付着したクーラントが動作経路の周囲に飛散するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、設置に広いスペースを必要としないコンパクトな機体であるとともに、効率的なワークの搬入搬出動作が可能であり、さらに搬送時のハンド姿勢を常に維持して、ワークの姿勢変化により、ワークに付着したクーラントが周囲に飛散することを抑えることができるワーク搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために提供される請求項１に記載の発明は、支持フレームと、基端側が前記支持フレームに対して第１軸まわりに回動自在に支持される第１アームと、前記第１軸上に配置され前記支持フレームに対して相対的に姿勢を保持可能な基準姿勢保持部材と、前記第１アームの先端側に配置され、前記第１アームに対して前記第１軸と平行な第２軸まわりに回動自在に支持される第２アームと、前記第１軸と平行であって前記第２軸からの距離が略等距離である第３軸及び第４軸上にそれぞれ配置され、前記第２アームに対して前記第３軸及び前記第４軸まわりにそれぞれ回動自在に支持される第１ハンド及び第２ハンドと、前記第２軸上に配置され、前記第１アーム及び前記第２アームのそれぞれに対し相対回転可能な中間回転部材と、前記支持フレームに固定され前記第１アームを前記支持フレームに対して回動させる第１アーム駆動装置と、前記第１アームに固定され前記第２アームを前記第１アームに対して回動させる第２アーム駆動装置と、前記第１アームに対する前記基準姿勢保持部材の回動を前記中間回転部材に伝達する第１伝達機構と、前記中間回転部材の回転を前記第１ハンド及び前記第２ハンドに伝達する第２伝達機構と、を備え、前記第１アーム又は前記第２アームが回動した場合であっても、前記支持フレームに対する前記第１ハンド及び前記第２ハンドの姿勢が、前記第１伝達機構及び前記第２伝達機構によって保持されることを特徴とするワーク搬送装置である。
【０００８】
上記ワーク搬送装置によれば、第２アームに第１ハンド及び第２ハンドを備えた構成となっており、ワーク２個を同時に搬送することにより、搬入搬出時の動作数を少なくし、搬送時間を短くすることができる。また、本請求項のワーク搬送装置は、第１アーム又は第２アームがワーク搬送時にどのような軌跡を描いたとしても、第１伝達機構及び第２伝達機構によって、常に、支持フレームに対する第１ハンド及び第２ハンドの姿勢が維持される。そのため、本請求項のワーク搬送装置は、ワークの姿勢を変化させることなくワークを搬送することが可能であり、ワークに付着したクーラントが周囲に飛散するおそれも少ない。さらに、本請求項のワーク搬送装置は、軸数を限定するとともに、第１〜４軸すべてが平行に配置されているため、第１ハンド及び第２ハンドの動作範囲が一平面に限定され、機体を軽量かつ小型に形成することができる。そのため、本請求項のワーク搬送装置は、設置に広いスペースを必要としない。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のワーク搬送装置であって、前記第１アームは、一対の支持部を有し、前記一対の支持部間には、前記第２アーム、前記第１ハンド及び前記第２ハンドが配置され、前記第２アームは、一対のハンド支持部を有し、前記一対のハンド支持部間に前記第１ハンド及び前記第２ハンドが支持されることを特徴とするワーク搬送装置である。
【００１０】
本請求項のワーク搬送装置は、ワークを把持する第１及び第２ハンドが、第２アームを構成する一対のハンド支持部によって両側から支持されるとともに、この第２アームが第１アームを構成する一対の支持部によってさらに両側から支持される。したがって、本請求項のワーク搬送装置は、機体全体の剛性が高く、重量が大きなワークについても安定した搬送が可能である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のワーク搬送装置であって、前記第１ハンド及び前記第２ハンドは、前記第２アームに片持ち支持されることを特徴とするワーク搬送装置である。
【００１２】
本請求項のワーク搬送装置は、第１及び第２ハンドが、第２アームに片持ち支持されている。即ち、本請求項のワーク搬送装置は、第１及び第２ハンドを可動支持する部分を、第１及び第２ハンドの片側のみに配置すればよく、機体全体をコンパクトに設計することが可能である。そのため、本請求項のワーク搬送装置は、設置スペースが狭小な場合や開口部が狭い工作機械についても対応することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のワーク搬送装置であって、回転軸が前記第１軸と同軸上に配置されるように前記支持フレームに固定されるとともに、前記基準姿勢保持部材を支持フレームに対して回動させるハンド駆動装置を備えることを特徴とするワーク搬送装置である。
【００１４】
本請求項のワーク搬送装置によれば、ハンド駆動装置によって支持フレームに対する基準姿勢保持部材の姿勢を変更することにより、第１伝達機構、中間回転部材、及び第２伝達機構を介して、支持フレームに対する第１及び第２ハンドの姿勢を変更することができる。これにより本請求項のワーク搬送装置は、例えば、工作機械及び治具ごとにワーク着脱時の姿勢が異なる場合であっても、第１及び第２ハンドの姿勢をその時々に応じて合わせることが可能となり、各種の工作機械及び治具に対応することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のワーク搬送装置であって、前記基準姿勢保持部材は前記ハンド駆動装置の回転軸に固定された歯車であり、前記第１伝達機構は、前記ハンド駆動装置の回転軸に固定された歯車と、前記中間回転部材の回転軸方向の端部に固定された歯車と、これらの歯車間を連結する歯車又は歯車列とからなり、前記第２伝達機構は、前記中間回転部材の回転軸方向の端部に固定された歯車と、前記第１及び第２ハンドの回転軸に固定された歯車と、これらの歯車間を連結する歯車又は歯車列とからなることを特徴とするワーク搬送装置である。
【００１６】
本請求項のワーク搬送装置は、伝達機構に歯車を用いることにより高い位置決め精度を確保することが可能である。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のワーク搬送装置であって、前記支持フレームに走行装置を備えたことを特徴とするワーク搬送装置である。
【００１８】
本請求項のワーク搬送装置は、並んで配置される工作機械間のワークの搬送にも使用することができる。工作機械の前面において、本請求項のワーク搬送装置を走行させてワークを搬送することにより、ライン毎の搬送装置の台数を削減するとともに、搬送効率の良い加工ラインを構成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、コンパクトな機体で、ハンド姿勢を維持した効率的な搬入搬出動作が可能なワーク搬送装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すワーク搬送装置の外観の側面図。
【図２】本発明の第１の実施形態を示すワーク搬送装置の断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態の第２アーム駆動の伝達機構を示す説明図。
【図４】本発明の第１の実施形態の第１伝達機構を示す説明図。
【図５】本発明の第１の実施形態の第２伝達機構を示す説明図。
【図６】本発明の第１の実施形態を示すワーク搬送装置の第１アーム回動の場合の動作説明図。
【図７】本発明の第１の実施形態を示すワーク搬送装置の第２アーム回動の場合の動作説明図。
【図８】本発明の第１の実施形態を示すワーク搬送装置の第１、第２アーム回動の場合の動作説明図。
【図９】本発明の第１の実施形態を示すワーク搬送装置の第１、第２ハンド回動の場合の動作説明図。
【図１０】本発明の第２の実施形態を示すワーク搬送装置の断面図。
【図１１】従来の多関節ロボットとワークを把持するハンドを組み合わせた構成のワーク搬送装置の例を示す外観図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態のワーク搬送装置１の外観の側面図であり、図２は、図１のワーク搬送装置１の断面図である。図３〜図５は各伝達機構の説明図である。図６〜図９はワーク搬送装置１の各動作を示す説明図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態のワーク搬送装置１は、第１アーム３の基端側が、水平な第１軸Ｊ１まわりに支持フレーム２に対して回転自在に取り付けられている。第１アーム３の先端側には、第２アーム５が中央部にて第１軸Ｊ１と平行な第２軸Ｊ２まわりに回転自在に取り付けられている。第２アーム５の両端側には、第１軸Ｊ１と平行であって第２軸Ｊ２からの距離が略等距離である第３軸Ｊ３及び第４軸Ｊ４上に、第１ハンド５１及び第２ハンド５２が、それぞれ第３軸Ｊ３及び第４軸Ｊ４まわりに第２アーム５に対して回転自在に取り付けられている。
【００２３】
以下、本実施形態の構造の詳細について説明する。
第１の実施形態では、支持フレーム２に第１アーム３、第２アーム５、第１及び第２ハンド５１、５２が配置されており、第１及び第２ハンド５１、５２が、第２アーム５に片持ち支持される構成となっている。
【００２４】
本実施形態のワーク搬送装置１は、図２に示すように、床面等に設置されて全体を支持する支持フレーム２を有し、支持フレーム２には平行に立設された一対の支持枠２ａ、２ｂが形成されている。支持フレーム２の一方の支持枠２ａにはサーボモータを備えた第１アーム駆動装置９が取り付けられており、第１アーム駆動装置９の回転軸（図示せず）には減速機１０が取り付けられている。この減速機１０の出力軸７０は、第１軸Ｊ１に同軸となるように配置されている。
【００２５】
第１アーム３は、箱状に形成された高剛性の筐体であり、支持フレーム２に立設された一対の支持枠２ａ、２ｂの間に配置されている。第１アーム３は、基端側の一方の側面に第１アーム駆動装置９の減速機１０の出力軸７０が固定され、第１アーム駆動装置９を介して支持フレーム２と連結されている。第１アーム３の他方の側面には、第１アーム駆動装置９の減速機１０の出力軸７０が固定される位置と対向する位置に軸穴５５が形成されている。また、第１アーム３の先端側の所定位置には軸穴５６が形成されている。
【００２６】
第２アーム５は、箱状に形成された高剛性の筐体であり、一方の側面の中央に軸穴５７が形成されている。第２アーム５の他方の側面の両端部には、ハンド支持部材４１、４２が回転自在に支持されている。ハンド支持部材４１，４２は、それぞれの回転軸である第３軸Ｊ３及び第４軸Ｊ４が、軸穴５７の中心（第２軸Ｊ２）から等距離になるように配置される。また第２アーム５内に配置されたハンドル支持部材４１，４２の先端には、歯車３１，３４がそれぞれハンドル支持部材４１，４２と同軸回転するように固定されている。第２アーム５は、第１アーム３の先端側に形成された軸穴５６と第２アーム５の中央に形成された軸穴５７とが同軸上（第２軸Ｊ２）に対向するように配置される。そして、第１アーム３の先端側に形成された軸穴５６、及び第２アーム５の中央に形成された軸穴５７には、第２アーム支持部材１３及び中間回転部材２５が挿通されている。
【００２７】
第２アーム支持部材１３は、略円柱形状に形成された棒材であり、第２アーム５の回転軸と同軸上（第２軸Ｊ２）に配置される。第２アーム支持部材１３の第１アーム３内に配される部分には、第２アーム支持部材１３と同軸回転するプーリ１４が固定される。また、第２アーム支持部材１３は、第２アーム５側の端部が第２アーム５に固定されており、第１アーム３側の端部が第１アーム３に回転自在に支持されている。
【００２８】
中間回転部材２５は、略円筒形状であり、軸方向の長さが第２アーム支持部材１３よりも短くなるように形成される。中間回転部材２５の外周面には、歯車２４，３５が固定され、内側には、第２アーム支持部材１３が配置される。第２アーム支持部材１３は、中間回転部材２５内において回転自在に支持される。中間回転部材２５は、第２アーム支持部材１３と同様に、第２アーム５の回転軸と同軸上（第２軸Ｊ２）に配置される。中間回転部材２５は、第１アーム３の先端側の軸穴５６と第２アーム５中央部の軸穴５７のそれぞれ設置された軸受５８、５９によって回転自在に支持されている。また、中間回転部材２５が第１アーム３の軸穴５６及び第２アーム５の軸穴５７に挿入されると、歯車２５は第１アーム３内に配置され、歯車３５は第２アーム５内に配置される。
【００２９】
第１及び第２ハンド５１、５２は、コの字形状の本体部６１と、ワーククランプ装置６４とを備えている。本体部６１は、底部６０の両端から一対の側部６０ａ、６０ｂが平行に立設されている。ワーククランプ装置６４は、一対の側部６０ａ、６０ｂ間に配され、底部６０に取り付けられる。また、本体部６１の側部６０ａには支持部６２が設けられており、この支持部６２には、ハンド支持部材４１，４２が固定される。これにより、第１及び第２ハンド５１、５２は、第２アーム５に対し回転自在に支持されている。
【００３０】
第１アーム３の側面所定位置にはサーボモータを備えた第２アーム駆動装置１９が取り付けられている。第２アーム駆動装置１９の回転軸７１は、第１アーム３の側面に形成された軸穴５４から内部に挿通されており、回転軸７１の先端にはプーリ１１が固定されている。第２アーム駆動装置１９によるプーリ１１の回転は、第１アーム３内に配された伝達機構１８によりプーリ１４へと伝達される。プーリ１４には減速機２０が取り付けられており、減速機２０の出力軸（図示せず）には第２アーム支持部材１３が固定されている。
【００３１】
支持フレーム２の他方の支持枠２ｂにはサーボモータを備えたハンド駆動装置２９が取り付けられている。ハンド駆動装置２９の回転軸（図示せず）は第１軸Ｊ１に同軸であり、ハンド駆動装置２９の回転軸には減速機３０が取り付けられている。減速機３０の出力軸７２は第１アーム３の基端側に形成された軸穴５５から第１アーム３内に挿通されており、出力軸７２の先端には歯車２１（基準姿勢保持部材）が固定されている。ハンド駆動装置２９による歯車２１の回転は、第１アーム３内に配された第１伝達機構２８により中間回転部材２５に固定された歯車２４へと伝達される。歯車２４の回転は、中間回転部材２５を介して歯車３５へと伝達され、歯車３５の回転は、第２アーム５内に配された第２伝達機構３８により歯車３１、３４へと伝達される。
【００３２】
伝達機構１８は、図２及び図３に示すように、第１アーム３内に配置され、第２アーム駆動装置１９の回転軸７１に固定されたプーリ１１と減速機２０の入力軸７３に固定されたプーリ１４とにタイミングベルト（巻掛け部材）１２が巻掛けられて構成される。
【００３３】
第１伝達機構２８は、図２及び図４に示すように、第１アーム３内に配置され、ハンド駆動装置２９の回転軸に取り付けられた減速機３０の出力軸７２に固定された歯車２１（基準姿勢保持部材）と中間回転部材２５に固定された歯車２４との間に歯車列２３を配置し、歯車２１と歯車２４とを機構的に連結して構成される。なお、歯車列２３は、歯車２１と歯車２４の回転方向が同じで歯車２１と歯車２４の回転比が１：１になるように構成される。
【００３４】
第２伝達機構３８は、図２及び図５に示すように、第２アーム５内に配置され、中間回転部材２５に固定された歯車３５とハンド支持部材４１、４２に固定された歯車３１、３４との間に歯車３２、３３を配置し、歯車３５、３１、３４を機構的に連結して構成される。この歯車３５と歯車３１、３４の回転方向は同じであり、歯車３５と歯車３１、３４の回転比は１：１である。
【００３５】
第１アーム駆動装置９、第２アーム駆動装置１９、ハンド駆動装置２９は、制御装置（図示せず）と接続されており、制御装置からの指令により駆動する。
【００３６】
上記のように構成されるワーク搬送装置１の動作を説明する。
まずは、図６に示すように、第１アーム３を支持フレーム２に対しθ１だけ回動させる場合について説明する。制御装置により、第１アーム３を支持フレーム２に対しθ１だけ回動させる指令が出力されると、第１アーム駆動装置９が駆動される。第１アーム駆動装置９の回転は、減速機１０で減速され第１アーム３を支持フレーム２に対し第１軸Ｊ１まわりにθ１だけ回動させる。この時、制御装置は、ハンド駆動装置２９のモータをサーボロックし、支持フレーム２に対する歯車２１の姿勢を固定する。ここで、歯車２１は、支持フレーム２に対する第１アーム３の回転軸と同軸上（第１軸Ｊ１）に配置されている。そのため、第１アーム３が支持フレーム２に対して回動すると、第１アーム３内に配置された第１伝達機構２８は、姿勢の保持された歯車２１を中心に回動し、歯車２１に噛み合わされた歯車列２３が回転を歯車２４へ伝達する。本実施形態において、歯車列２３は、歯車２１と歯車２４の回転が同じになり、回転比が１：１になるように構成されている。そのため、第１アーム３が支持フレーム２に対しθ１回転した場合であっても、支持フレーム２に対する歯車２４の姿勢は変わらない。また、歯車２４及び歯車３５は、中間回転部材２５と同軸上（第２軸Ｊ２）に配され、ともに中間回転部材２５に固定されている。そのため、支持フレーム２に対する歯車２４の姿勢が保持されると、支持フレーム２に対する中間回転部材２５及び歯車３５の姿勢も保持される。
【００３７】
ここで、第１アーム３を支持フレーム２に対しθ１だけ回動させると、第２アーム５も第１軸Ｊ１を中心として支持フレーム２に対しθ１だけ回動する。第２伝達機構３８は、歯車３１，３４が歯車３５と回転方向が同一であり、その回転比が１：１になるように構成されている。そのため、第２アーム５が回転すると、第２アーム５内の第２伝達機構３８は、支持フレーム２に対する歯車３１，３４の姿勢が、歯車３５と同様に保持されるように回転する。その結果、歯車３１、３４が固定されたハンド支持部材４１、４２も支持フレーム２に対する姿勢が維持されるので、第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢が維持される。
【００３８】
次に、図７に示すように、第２アーム５を第１アーム３に対しθ２だけ回動させる場合について説明する。制御装置により、第２アーム５を第１アーム３に対しθ２だけ回動させる指令が出力されると、第２アーム駆動装置１９が駆動される。第２アーム駆動装置１９の回転は、第２アーム駆動装置１９の回転軸に固定されたプーリ１１が回転し、伝達機構１８によりプーリ１４へと伝達される。プーリ１４の回転は減速機２０において減速され、第２アーム支持部材１３を回動させる。第２アーム支持部材１３の先端には第２アーム５が固定されており、第２アーム支持部材１３が回動することで、第２アーム５は、第１アーム３に対し第２軸Ｊ２まわりに回動する。この時、制御装置は、ハンド駆動装置２９のモータをサーボロックし、支持フレーム２に対する歯車２１の姿勢を固定する。ここで、第１アーム３は支持フレーム２に対して回転せず、歯車２１は、第１伝達機構２８および中間回転部材２５を介して歯車３５に機構的に連結されている。そのため、第２アーム５が回動したとしても、第１アーム３内に配置された第１伝達機構２８、中間回転部材２５、及び歯車３５の支持フレーム２に対するそれぞれの姿勢は保持される。
【００３９】
これにより、第２アーム５が回動すると、第２アーム５内に配置された第２伝達機構３８は、姿勢の保持された歯車３５を中心に回動し、歯車３５に噛み合わされた歯車列３２、３３が回転を歯車３１、３４へ伝達する。本実施形態において、歯車列３２、３３は、歯車３５と歯車３１、３４の回転が同じになり、回転比が１：１になるように構成されている。そのため、第２アーム５が第１アーム３に対しθ２回転した場合であっても、支持フレーム２に対する歯車３１、３４の姿勢は変わらない。その結果、歯車３１、３４が固定されたハンド支持部材４１、４２も支持フレーム２に対する姿勢が維持されるので、第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢が維持される。
【００４０】
次に、図８に示すように、第１アーム３を支持フレーム２に対しθ１回動させ、同時に第２アーム５を第１アーム３に対しθ２回動させる同時２軸制御の場合について説明する。制御装置により、第１アーム３を支持フレーム２に対しθ１回動させる指令と、第２アーム５を第１アーム３に対しθ２だけ回動させる指令が同時に出力されると、第１アーム駆動装置９及び第２アーム駆動装置１９が駆動される。第１アーム駆動装置９の回転は、第１アーム３を支持フレーム２に対し第１軸Ｊ１まわりにθ１だけ回動させる。同時に、第２アーム駆動装置１９の回転は、第２アーム支持部材１３を介して、第２アーム５を第１アーム３に対し第２軸Ｊ２まわりに回動させる。この時、制御装置（図示せず）は、ハンド駆動装置２９のモータをサーボロックし、支持フレーム２に対する歯車２１の姿勢を固定する。ここで、歯車２１は、第１アーム３の回転軸と同軸上（第１軸Ｊ１）に配置されている。そのため、第１アーム３が回動すると、第１アーム内に配置された第１伝達機構２８は、姿勢の保持された歯車２１を中心に回動し、歯車２１に噛み合わされた歯車列２３が回転を歯車２４へ伝達する。同時に、第２アーム５が回動すると、第２アーム内に配置された第２伝達機構３８は、歯車３５を中心に回動し、歯車３５に噛み合わされた歯車列３２、３３が回転を歯車３１、３４へ伝達する。
【００４１】
本実施形態において、歯車２４及び歯車３５は、中間回転部材２５と同軸上（第２軸Ｊ２）に配され、ともに中間回転部材２５に固定されている。また、歯車列２３は、歯車２１と歯車２４の回転が同じになり、回転比が１：１になるように構成されている。また、歯車列３２、３３は、歯車３５と歯車３１、３４の回転が同じになり、回転比が１：１になるように構成されている。
【００４２】
したがって、支持フレーム２に対する歯車２１の姿勢が保持されると、支持フレーム２に対する中間回転部材２５、歯車３５、及び歯車３１、３４の姿勢も保持される。そのため、第１アーム３を支持フレーム２に対しθ１回動させ、同時に第２アーム５を第１アーム３に対しθ２回動させる同時２軸制御の場合であっても、支持フレーム２に対する歯車３１、３４の姿勢は変わらない。その結果、歯車３１、３４が固定されたハンド支持部材４１、４２も支持フレーム２に対する姿勢が維持されるので、第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢が維持される。
【００４３】
次に、図９に示すように、第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢をθ３だけ回動させる場合について説明する。制御装置により、第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢を初期状態（ワーククランプ装置６４の開口部が下に向いた状態）からθ３だけ回動する指令が出力されると、ハンド駆動装置２９が駆動される。ハンド駆動装置２９の回転は、減速機３０で減速され歯車２１を支持フレーム２に対し第１軸Ｊ１まわりにθ３だけ回動させる。歯車２１を回動させると、第１アーム３内に配置された第１伝達機構２８により、歯車２１に噛み合わされた歯車列２３が回転を歯車２４へ伝達する。本実施形態において、歯車列２３は、歯車２１と歯車２４の回転が同じになり、回転比が１：１になるように構成されている。そのため、支持フレーム２に対し歯車２１をθ３回動させた場合、支持フレーム２に対する歯車２４の姿勢は歯車２１の姿勢と同様にθ３だけ回動した状態となる。また、歯車２４及び歯車３５は、中間回転部材２５と同軸上（第２軸Ｊ２）に配され、ともに中間回転部材２５に固定されている。そのため、支持フレーム２に対する歯車２４の姿勢が変更されると、支持フレーム２に対する中間回転部材２５及び歯車３５の姿勢も同様に変更される。
【００４４】
したがって、歯車２１が回動すると、第２アーム内に配置された第２伝達機構３８は、姿勢の変更された歯車３５を中心に回動し、歯車３５に噛み合わされた歯車列３２、３３が回転を歯車３１、３４へ伝達する。本実施形態において、歯車列３２、３３は、歯車３５と歯車３１、３４の回転が同じになり、回転比が１：１になるように構成されている。そのため、歯車２１が支持フレーム２に対しθ３回転した場合、歯車３１、３４の姿勢は、歯車２１と同様にθ３だけ回動した状態に変更される。その結果、歯車３１、３４が固定されたハンド支持部材４１、４２も支持フレーム２に対する姿勢も変更されるので、第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢が変更される。
【００４５】
上記のように構成される第１の実施形態のワーク搬送装置は、第１アーム３又は第２アーム５がどのように回動した場合であっても、基準姿勢保持部材の歯車２１の姿勢を保持させることで、第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢は常に維持される。したがって、ハンドにて把持したワークの姿勢を変化させることなく、ワークを搬送することが可能であり、ワークに付着したクーラントが周囲に飛散するおそれも少ない。
【００４６】
また、基準姿勢保持部材の歯車２１の姿勢を変更した後、基準姿勢保持部材の歯車２１の姿勢を保持させることで、任意の第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢を基準姿勢とすることができる。これにより、工作機械及び治具ごとにワーク着脱時の姿勢が異なる場合であっても、第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢を、その時々に応じて合わせることが可能となり、各種の工作機械及び治具に対応することができる。
【００４７】
さらに、第１の実施形態のワーク搬送装置は、第１及び第２ハンド５１、５２が、第２アーム５に片持ち支持されているため、第１及び第２ハンド５１、５２を可動支持する部分を、第１及び第２ハンド５１、５２の片側のみに配置すればよく、機体全体をコンパクトに設計することが可能である。そのため、設置スペースが狭小な場合や開口部が狭い工作機械についても対応できる。
【００４８】
［第２の実施形態］
第２の実施形態では、ワークを把持する第１及び第２ハンド５１、５２が、第２アーム５を構成する一対のハンド支持部材４１、４１’、４２、４２’によって両側から支持されるとともに、この第２アーム５が第１アーム３を構成する一対の支持部によってさらに両側から支持される構成となっている。
【００４９】
本実施形態のワーク搬送装置１０１は、図１０に示すように、床面等に設置されて全体を支持する支持フレーム２を有し、支持フレーム２には平行に立設された一対の支持枠２ａ、２ｂが形成されている。支持フレーム２の一方の支持枠２ｂにはサーボモータを備えた第１アーム駆動装置９が取り付けられており、第１アーム駆動装置９の回転軸（図示せず）には減速機１０が取り付けられている。この減速機１０の出力軸７０は、第１軸Ｊ１に同軸となるように配置されている。
【００５０】
第１アーム３は、平行に配置された一対のアーム部３ａ、３ｂと、アーム部３ａ，３ｂそれぞれの基端部を連結する連結部材３ｃによりコの字形状に構成されている。アーム部３ａ、３ｂのそれぞれは、箱状に形成された高剛性の筐体である。また第１アーム３は、支持フレーム２に立設された一対の支持枠２ａ、２ｂの間に配置されている。第１アーム３を構成するアーム部３ｂの基端側側面には、支持フレーム２に固定された第１アーム駆動装置９の減速機１０の出力軸７０が固定され、第１アーム３と支持フレーム２とが第１駆動装置９を介して連結されている。第１アーム３ａ、３ｂの先端側のそれぞれ側面には軸穴５６ａ、５６ｂが形成されている。第１アーム３ａの先端側の軸穴５６ａには、第２アーム支持部材１３ａ及び中間回転部材２５が挿通されており、第１アーム３ｂの先端側の軸穴５６ｂには、減速機２０の出力軸（図示せず）に連結された第２アーム支持部材１３ｂが挿通されている。
【００５１】
第２アーム５は一対のアーム部５ａ、５ｂにより構成されている。アーム５ａは、箱状に形成された高剛性の筐体であり、一方の側面の中央に軸穴５７が形成されている。第２アーム５ａの他方の側面の両端部には、ハンド支持部材４１、４２が回転自在に支持されている。ハンド支持部材４１、４２は、それぞれの回転軸である第３軸Ｊ３及び第４軸Ｊ４が、軸穴５７の中心（第２軸Ｊ２）から等距離になるように配置される。またアーム部５ａ内に配置されたハンドル支持部材４１，４２の先端には、歯車３１，３４がそれぞれハンドル支持部材４１，４２と同軸回転するように固定されている。第２アーム５は、第１アーム３を構成する一対のアーム部３ａ，３ｂ間において、アーム部３ａの先端側に形成された軸穴５６ａと第２アーム５のアーム部５ａの中央に形成された軸穴５７とが同軸上（第２軸Ｊ２）に対向するように配置される。そして、アーム部３ａの先端側に形成された軸穴５６ａ、及びアーム部５ａの中央に形成された軸穴５７には、第２アーム支持部材１３ａ及び中間回転部材２５が挿通されている。
【００５２】
第２アーム５ｂは、板状に形成されており、中央に第２アーム支持部材１３ｂの一端が固定されている。アーム部５ｂの両端部には、ハンド支持部材４１’、４２’のそれぞれが第３軸Ｊ３及び第４軸Ｊ４まわりに回転自在に支持されている。
【００５３】
第２アーム支持部材１３ａ、１３ｂは、それぞれ略円柱形状に形成された棒材であり、第２アーム５の回転軸と同軸上（第２軸Ｊ２）に配置される。第２アーム支持部材１３ａは、一方の端部がアーム部３ａに、他方の端部がアーム部５ａに、それぞれ回転自在に取り付けられる。また、第２アーム支持部材１３ａは、外周に中間回転部材２５が固定されている。第２アーム支持部材１３ｂには、減速機２０の出力軸及び入力軸７３とプーリ１４が固定されている。
【００５４】
中間回転部材２５は、略円筒形状であり、軸方向の長さが第２アーム支持部材１３ａよりも短くなるように形成される。中間回転部材２５の外周面には、歯車２４，３５が固定され、内周には、第２アーム支持部材１３ａが固定されている。中間回転部材２５は、第２アーム支持部材１３ａと同様に、第２アーム５の回転軸と同軸上（第２軸Ｊ２）に配置され、第１アーム３の先端側の軸穴５６ａと第２アーム５中央部の軸穴５７のそれぞれに設置された軸受５８、５９によって回転自在に支持されている。また、中間回転部材２５がアーム部３ａの軸穴５６ａ及びアーム部５ａの軸穴５７に挿入されると、歯車２５はアーム部３ａ内に配置され、歯車３５はアーム部５ａ内に配置される。
【００５５】
第１及び第２ハンド５１、５２は、第１の実施形態１と略同一の構成であり、本体部６１の側部６０ｂに、ハンド支持部材４１’、４２’が固定される支持部６２ｂが設けられる点で相違する。よって本実施形態の第１及び第２ハンド５１、５２は、左右の側部６０ａ，６０ｂに、ハンド支持部材４１、４１’、４２、４２’が固定されることで、第２アーム５ａ、５ｂに対し、回転自在に両側から支持される。
【００５６】
第１アーム３のアーム部３ｂの側面所定位置にはサーボモータを備えた第２アーム駆動装置１９が取り付けられている。第２アーム駆動装置１９の回転軸７１は、アーム部３ｂの側面に形成された軸穴５４から内部に挿通されており、回転軸７１の先端にはプーリ１１が固定されている。第２アーム駆動装置１９によるプーリ１１の回転は、アーム部３ｂ内に配された伝達機構１８によりプーリ１４へと伝達される。プーリ１４には減速機２０が取り付けられ、減速機２０の出力軸には第２アーム支持部材１３ｂが固定されている。
【００５７】
支持フレーム２に立設された支持枠２ａにはサーボモータを備えたハンド駆動装置２９が取り付けられている。ハンド駆動装置２９の回転軸は第１軸Ｊ１に同軸であり、ハンド駆動装置２９の回転軸には減速機３０が取り付けられている。減速機３０の出力軸７２はアーム部３ａの基端側に形成された軸穴５５からアーム部３ａ内に挿通されており、出力軸７２の先端には歯車２１（基準姿勢保持部材）が固定されている。ハンド駆動装置２９による歯車２１の回転は、アーム部３ａ内の第１伝達機構２８により中間回転部材２５に固定された歯車２４へと伝達される。歯車２４の回転は、中間回転部材２５を介して歯車３５へと伝達され、歯車３５の回転は、アーム部５ａ内に配された第２伝達機構３８により歯車３１、３４へと伝達される。
【００５８】
伝達機構１８、第１伝達機構２８、第２伝達機構３８は、第１の実施形態と同様に構成される。また、第１の実施形態同様、第１アーム駆動装置９、第２アーム駆動装置１９、ハンド駆動装置２９は、制御装置（図示せず）と接続されており、制御装置からの指令により駆動する。本実施形態のワーク搬送装置１の動作については、第１の実施形態と同じであるため説明を省略する。
【００５９】
上記のように構成される第２の実施形態のワーク搬送装置１は、第１の実施形態と同様に、搬送動作時に第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢が保持されることに加え、ワークを把持する第１及び第２ハンド５１、５２が両側から支持されるため、機体全体の剛性が高く、重量が大きなワークについても安定した搬送が可能である。
【００６０】
なお、前記の第１の実施形態及び第２の実施形態は以下のように変更することもできる。
第２アーム駆動装置１９の回転を第２アーム支持部材１３へ伝達する伝達機構１８は、第２アーム駆動装置１９の回転軸に固定された歯車と、第２アーム支持部材１３、１３ｂに固定された歯車と、これらの歯車間を連結する歯車列とからなる構成としてもよい。
【００６１】
また、上記実施形態のワーク搬送装置１、１０１は、第２アーム駆動装置１９の回動軸を、第２アーム支持部材１３，１３ｂに固定された減速機２０の入力軸に連結する構成とし、伝達機構１８をなくしてもよい。これにより、部品点数を少なくし、コストを安価にできる効果が得られる。
【００６２】
上記実施形態において、基準姿勢保持部材は、歯車２１であったが、これはプーリであってもよい。この場合、第１伝達機構２８は、ハンド駆動装置２９の減速機の出力軸７２に固定されたプーリと、中間回転部材２５の回転軸方向の端部に固定されたプーリと、これらのプーリ間に巻掛けられた巻掛け部材とから構成され、これらのプーリは、回転方向が同じで、回転比が１：１となることが望ましい。これにより部品点数が少なく軽量となり、コストを安価にできる効果が得られる。
【００６３】
また、基準姿勢保持部材はハンド駆動装置２９の回転軸に固定されたリンク支持部材としてもよい。この場合、第１伝達機構２８は、ハンド駆動装置２９の減速機の出力軸７２に固定されたリンク支持部材と、中間回転部材２５の回転軸方向の端部に固定されたリンク支持部材と、これらのリンク支持部材間を連結するリンクとから構成され、これらのリンクは、回転方向が同じであり、回転比が１：１となることが望ましい。リンク機構を用いることで、組立性がよく、がたの削減効果大きいワーク搬送装置が得られる。
【００６４】
上記実施形態において、第２伝達機構３８を構成する歯車列３２、３３は、一つの歯車から構成されたが、本発明はこの様な形態に限られない。第２伝達機構３８は、歯車３５と歯車３１、３４の回転方向が同じで、歯車３５と歯車３１、３４の回転比が１：１であればよく、歯車３５及び歯車３１，３４とを連結する歯車列は、複数の歯車で構成してもよい。
【００６５】
また上記実施形態において中間回転部材２５の回転は、歯車３５を介して第２伝達機構３８に伝達されたが、本発明はこの様な構成に限定されない。例えば、中間回転部材２５の軸方向の端部にプーリを固定し、第１及び第２ハンド支持部材４１、４２のそれぞれにもプーリを固定して、中間回転部材２５に固定されたプーリと、第１及び第２ハンド支持部材４１，４２に固定されたプーリとの間に巻掛け部材を巻掛けて第２伝達機構３８を構成してもよい。これらプーリの回転比は、１：１になることが望ましい。これにより部品点数が少なく軽量となり、コストを安価にできる効果が得られる。
【００６６】
また、上記実施形態のワーク搬送装置１、１０１は、支持フレーム２が床面等に設置され移動できない態様であったが、本発明はこの様な態様に限定されない。例えば、支持フレーム２にキャスター等の走行装置を設け、工作機械の前面を走行可能に構成してもよい。これにより、ライン毎のワーク搬送装置の設置台数を削減するとともに、搬送効率の良い加工ラインを構成することが可能である。
【００６７】
本発明のワーク搬送装置は本実施形態で説明した外観、構成、動作等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。また、伝達機構１８、第１伝達機構２８、第２伝達機構３８は本実施形態にて説明した構成及び構造に限定されず、種々の構成及び構造にて実現することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１，１０１：ワーク搬送装置、
２：支持フレーム、 ２ａ，２ｂ：支持枠、
３：第１アーム、３ａ，３ｂ：アーム部、３ｃ：連結部材、
５：第２アーム、５ａ，５ｂ：アーム部、
９：第１アーム駆動装置、 １０：減速機、 １１：プーリ、 １２：タイミングベルト、
１３、１３ａ，１３ｂ：第２アーム支持部材、 １４：プーリ、 １８：伝達機構、
１９：第２アーム駆動装置、 ２０：減速機、 ２１：歯車（基準姿勢保持部材）、
２３：歯車列、２４：歯車、 ２５：中間回転部材、 ２８：第１伝達機構、
２９：ハンド駆動装置、 ３０：減速機、 ３１：歯車、 ３２：歯車、
３３：歯車、 ３４：歯車、 ３５：歯車、 ３８：第２伝達機構、
４１，４１’：第１ハンド支持部材、 ４２，４２’：第２ハンド支持部材、
５１：第１ハンド、 ５２：第２ハンド、
５４：軸穴、 ５５：軸穴、 ５６，５６ａ，５６ｂ：軸穴、 ５７：軸穴、
５８：軸受、 ５９：軸受、
６０：底部、 ６０ａ，６０ｂ：側部、 ６１：本体部、 ６２：支持部、
６４：ワーククランプ装置
７０：出力軸、 ７１：回転軸、 ７２：出力軸、７３：入力軸
２０１：工作機械、 ２０２：多関節ロボット、 ２０３：治具、２０４：仮置台、
Ｊ１：第１軸、 Ｊ２：第２軸、 Ｊ３：第３軸、 Ｊ４：第４軸、 Ｗ：ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械等で加工するワークを加工位置に対し搬入搬出するワーク搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
未加工ワークを工作機械等の加工位置に搬入し、加工完了ワークを加工位置より搬出するワーク搬送装置として、例えば、図１１で示すように、多関節ロボットと、ワークを把持するハンドとを組み合わせたワーク搬送装置が知られている。図１１のワーク搬送装置は、工作機械前面から進入し、加工完了ワークをハンドにて把持して取り出し、所定位置に加工完了ワークを仮置きした後、未加工ワークをハンドにて把持し、再度工作機械前面から進入し、未加工ワークを加工位置にセットしている。また、加工完了ワークの搬出動作及び未加工ワークの搬入動作を効率化するため、１つの動作でワークを２個まとめて搬送可能なダブルハンドと、多関節ロボットと、を組み合わせたワーク搬出装置も知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、加工機械へのワーク供給をおこなうためのワーク搬送装置として、多関節ロボットとダブルハンドを組み合わせたワーク搬送装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９６２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記ワーク搬送装置は、多間接ロボットにワークを２個同時に搬送可能なダブルハンドを備えた構成のため、ワークの重量に応じた可搬重量のロボットが必要となり、設置にはロボットのハンドが他の装置と干渉しないように広いスペースが必要となるという問題があった。また、ワーク交換時やワーク搬送時におけるワークの姿勢変化により、ワークに付着したクーラントが動作経路の周囲に飛散するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、設置に広いスペースを必要としないコンパクトな機体であるとともに、効率的なワークの搬入搬出動作が可能であり、さらに搬送時のハンド姿勢を常に維持して、ワークの姿勢変化により、ワークに付着したクーラントが周囲に飛散することを抑えることができるワーク搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために提供される請求項１に記載の発明は、支持フレームと、基端側が前記支持フレームに対して第１軸まわりに回動自在に支持される第１アームと、前記第１軸上に配置され前記支持フレームに対して相対的に姿勢を保持可能な基準姿勢保持部材と、前記第１アームの先端側に配置され、前記第１アームに対して前記第１軸と平行な第２軸まわりに回動自在に支持される第２アームと、前記第１軸と平行であって前記第２軸からの距離が略等距離である第３軸及び第４軸上にそれぞれ配置され、前記第２アームに対して前記第３軸及び前記第４軸まわりにそれぞれ回動自在に支持される第１ハンド及び第２ハンドと、前記第２軸上に配置され、前記第１アーム及び前記第２アームのそれぞれに対し相対回転可能な中間回転部材と、前記支持フレームに固定され前記第１アームを前記支持フレームに対して回動させる第１アーム駆動装置と、前記第１アームに固定され前記第２アームを前記第１アームに対して回動させる第２アーム駆動装置と、前記第１アームに対する前記基準姿勢保持部材の回動を前記中間回転部材に伝達する第１伝達機構と、前記中間回転部材の回転を前記第１ハンド及び前記第２ハンドに伝達する第２伝達機構と、を備え、前記第１アーム又は前記第２アームが回動した場合であっても、前記支持フレームに対する前記第１ハンド及び前記第２ハンドの姿勢が、前記第１伝達機構及び前記第２伝達機構によって保持されることを特徴とするワーク搬送装置である。
【０００８】
上記ワーク搬送装置によれば、第２アームに第１ハンド及び第２ハンドを備えた構成となっており、ワーク２個を同時に搬送することにより、搬入搬出時の動作数を少なくし、搬送時間を短くすることができる。また、本請求項のワーク搬送装置は、第１アーム又は第２アームがワーク搬送時にどのような軌跡を描いたとしても、第１伝達機構及び第２伝達機構によって、常に、支持フレームに対する第１ハンド及び第２ハンドの姿勢が維持される。そのため、本請求項のワーク搬送装置は、ワークの姿勢を変化させることなくワークを搬送することが可能であり、ワークに付着したクーラントが周囲に飛散するおそれも少ない。さらに、本請求項のワーク搬送装置は、軸数を限定するとともに、第１〜４軸すべてが平行に配置されているため、第１ハンド及び第２ハンドの動作範囲が一平面に限定され、機体を軽量かつ小型に形成することができる。そのため、本請求項のワーク搬送装置は、設置に広いスペースを必要としない。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のワーク搬送装置であって、前記第１アームは、一対の支持部を有し、前記一対の支持部間には、前記第２アーム、前記第１ハンド及び前記第２ハンドが配置され、前記第２アームは、一対のハンド支持部を有し、前記一対のハンド支持部間に前記第１ハンド及び前記第２ハンドが支持されることを特徴とするワーク搬送装置である。
【００１０】
本請求項のワーク搬送装置は、ワークを把持する第１及び第２ハンドが、第２アームを構成する一対のハンド支持部によって両側から支持されるとともに、この第２アームが第１アームを構成する一対の支持部によってさらに両側から支持される。したがって、本請求項のワーク搬送装置は、機体全体の剛性が高く、重量が大きなワークについても安定した搬送が可能である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のワーク搬送装置であって、前記第１ハンド及び前記第２ハンドは、前記第２アームに片持ち支持されることを特徴とするワーク搬送装置である。
【００１２】
本請求項のワーク搬送装置は、第１及び第２ハンドが、第２アームに片持ち支持されている。即ち、本請求項のワーク搬送装置は、第１及び第２ハンドを可動支持する部分を、第１及び第２ハンドの片側のみに配置すればよく、機体全体をコンパクトに設計することが可能である。そのため、本請求項のワーク搬送装置は、設置スペースが狭小な場合や開口部が狭い工作機械についても対応することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のワーク搬送装置であって、回転軸が前記第１軸と同軸上に配置されるように前記支持フレームに固定されるとともに、前記基準姿勢保持部材を支持フレームに対して回動させるハンド駆動装置を備えることを特徴とするワーク搬送装置である。
【００１４】
本請求項のワーク搬送装置によれば、ハンド駆動装置によって支持フレームに対する基準姿勢保持部材の姿勢を変更することにより、第１伝達機構、中間回転部材、及び第２伝達機構を介して、支持フレームに対する第１及び第２ハンドの姿勢を変更することができる。これにより本請求項のワーク搬送装置は、例えば、工作機械及び治具ごとにワーク着脱時の姿勢が異なる場合であっても、第１及び第２ハンドの姿勢をその時々に応じて合わせることが可能となり、各種の工作機械及び治具に対応することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のワーク搬送装置であって、前記基準姿勢保持部材は前記ハンド駆動装置の回転軸に固定された歯車であり、前記第１伝達機構は、前記ハンド駆動装置の回転軸に固定された歯車と、前記中間回転部材の回転軸方向の端部に固定された歯車と、これらの歯車間を連結する歯車又は歯車列とからなり、前記第２伝達機構は、前記中間回転部材の回転軸方向の端部に固定された歯車と、前記第１及び第２ハンドの回転軸に固定された歯車と、これらの歯車間を連結する歯車又は歯車列とからなることを特徴とするワーク搬送装置である。
【００１６】
本請求項のワーク搬送装置は、伝達機構に歯車を用いることにより高い位置決め精度を確保することが可能である。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のワーク搬送装置であって、前記支持フレームに走行装置を備えたことを特徴とするワーク搬送装置である。
【００１８】
本請求項のワーク搬送装置は、並んで配置される工作機械間のワークの搬送にも使用することができる。工作機械の前面において、本請求項のワーク搬送装置を走行させてワークを搬送することにより、ライン毎の搬送装置の台数を削減するとともに、搬送効率の良い加工ラインを構成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、コンパクトな機体で、ハンド姿勢を維持した効率的な搬入搬出動作が可能なワーク搬送装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すワーク搬送装置の外観の側面図。
【図２】本発明の第１の実施形態を示すワーク搬送装置の断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態の第２アーム駆動の伝達機構を示す説明図。
【図４】本発明の第１の実施形態の第１伝達機構を示す説明図。
【図５】本発明の第１の実施形態の第２伝達機構を示す説明図。
【図６】本発明の第１の実施形態を示すワーク搬送装置の第１アーム回動の場合の動作説明図。
【図７】本発明の第１の実施形態を示すワーク搬送装置の第２アーム回動の場合の動作説明図。
【図８】本発明の第１の実施形態を示すワーク搬送装置の第１、第２アーム回動の場合の動作説明図。
【図９】本発明の第１の実施形態を示すワーク搬送装置の第１、第２ハンド回動の場合の動作説明図。
【図１０】本発明の第２の実施形態を示すワーク搬送装置の断面図。
【図１１】従来の多関節ロボットとワークを把持するハンドを組み合わせた構成のワーク搬送装置の例を示す外観図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態のワーク搬送装置１の外観の側面図であり、図２は、図１のワーク搬送装置１の断面図である。図３〜図５は各伝達機構の説明図である。図６〜図９はワーク搬送装置１の各動作を示す説明図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態のワーク搬送装置１は、第１アーム３の基端側が、水平な第１軸Ｊ１まわりに支持フレーム２に対して回転自在に取り付けられている。第１アーム３の先端側には、第２アーム５が中央部にて第１軸Ｊ１と平行な第２軸Ｊ２まわりに回転自在に取り付けられている。第２アーム５の両端側には、第１軸Ｊ１と平行であって第２軸Ｊ２からの距離が略等距離である第３軸Ｊ３及び第４軸Ｊ４上に、第１ハンド５１及び第２ハンド５２が、それぞれ第３軸Ｊ３及び第４軸Ｊ４まわりに第２アーム５に対して回転自在に取り付けられている。
【００２３】
以下、本実施形態の構造の詳細について説明する。
第１の実施形態では、支持フレーム２に第１アーム３、第２アーム５、第１及び第２ハンド５１、５２が配置されており、第１及び第２ハンド５１、５２が、第２アーム５に片持ち支持される構成となっている。
【００２４】
本実施形態のワーク搬送装置１は、図２に示すように、床面等に設置されて全体を支持する支持フレーム２を有し、支持フレーム２には平行に立設された一対の支持枠２ａ、２ｂが形成されている。支持フレーム２の一方の支持枠２ａにはサーボモータを備えた第１アーム駆動装置９が取り付けられており、第１アーム駆動装置９の回転軸（図示せず）には減速機１０が取り付けられている。この減速機１０の出力軸７０は、第１軸Ｊ１に同軸となるように配置されている。
【００２５】
第１アーム３は、箱状に形成された高剛性の筐体であり、支持フレーム２に立設された一対の支持枠２ａ、２ｂの間に配置されている。第１アーム３は、基端側の一方の側面に第１アーム駆動装置９の減速機１０の出力軸７０が固定され、第１アーム駆動装置９を介して支持フレーム２と連結されている。第１アーム３の他方の側面には、第１アーム駆動装置９の減速機１０の出力軸７０が固定される位置と対向する位置に軸穴５５が形成されている。また、第１アーム３の先端側の所定位置には軸穴５６が形成されている。
【００２６】
第２アーム５は、箱状に形成された高剛性の筐体であり、一方の側面の中央に軸穴５７が形成されている。第２アーム５の他方の側面の両端部には、ハンド支持部材４１、４２が回転自在に支持されている。ハンド支持部材４１，４２は、それぞれの回転軸である第３軸Ｊ３及び第４軸Ｊ４が、軸穴５７の中心（第２軸Ｊ２）から等距離になるように配置される。また第２アーム５内に配置されたハンドル支持部材４１，４２の先端には、歯車３１，３４がそれぞれハンドル支持部材４１，４２と同軸回転するように固定されている。第２アーム５は、第１アーム３の先端側に形成された軸穴５６と第２アーム５の中央に形成された軸穴５７とが同軸上（第２軸Ｊ２）に対向するように配置される。そして、第１アーム３の先端側に形成された軸穴５６、及び第２アーム５の中央に形成された軸穴５７には、第２アーム支持部材１３及び中間回転部材２５が挿通されている。
【００２７】
第２アーム支持部材１３は、略円柱形状に形成された棒材であり、第２アーム５の回転軸と同軸上（第２軸Ｊ２）に配置される。第２アーム支持部材１３の第１アーム３内に配される部分には、第２アーム支持部材１３と同軸回転するプーリ１４が固定される。また、第２アーム支持部材１３は、第２アーム５側の端部が第２アーム５に固定されており、第１アーム３側の端部が第１アーム３に回転自在に支持されている。
【００２８】
中間回転部材２５は、略円筒形状であり、軸方向の長さが第２アーム支持部材１３よりも短くなるように形成される。中間回転部材２５の外周面には、歯車２４，３５が固定され、内側には、第２アーム支持部材１３が配置される。第２アーム支持部材１３は、中間回転部材２５内において回転自在に支持される。中間回転部材２５は、第２アーム支持部材１３と同様に、第２アーム５の回転軸と同軸上（第２軸Ｊ２）に配置される。中間回転部材２５は、第１アーム３の先端側の軸穴５６と第２アーム５中央部の軸穴５７のそれぞれ設置された軸受５８、５９によって回転自在に支持されている。また、中間回転部材２５が第１アーム３の軸穴５６及び第２アーム５の軸穴５７に挿入されると、歯車２５は第１アーム３内に配置され、歯車３５は第２アーム５内に配置される。
【００２９】
第１及び第２ハンド５１、５２は、コの字形状の本体部６１と、ワーククランプ装置６４とを備えている。本体部６１は、底部６０の両端から一対の側部６０ａ、６０ｂが平行に立設されている。ワーククランプ装置６４は、一対の側部６０ａ、６０ｂ間に配され、底部６０に取り付けられる。また、本体部６１の側部６０ａには支持部６２が設けられており、この支持部６２には、ハンド支持部材４１，４２が固定される。これにより、第１及び第２ハンド５１、５２は、第２アーム５に対し回転自在に支持されている。
【００３０】
第１アーム３の側面所定位置にはサーボモータを備えた第２アーム駆動装置１９が取り付けられている。第２アーム駆動装置１９の回転軸７１は、第１アーム３の側面に形成された軸穴５４から内部に挿通されており、回転軸７１の先端にはプーリ１１が固定されている。第２アーム駆動装置１９によるプーリ１１の回転は、第１アーム３内に配された伝達機構１８によりプーリ１４へと伝達される。プーリ１４には減速機２０が取り付けられており、減速機２０の出力軸（図示せず）には第２アーム支持部材１３が固定されている。
【００３１】
支持フレーム２の他方の支持枠２ｂにはサーボモータを備えたハンド駆動装置２９が取り付けられている。ハンド駆動装置２９の回転軸（図示せず）は第１軸Ｊ１に同軸であり、ハンド駆動装置２９の回転軸には減速機３０が取り付けられている。減速機３０の出力軸７２は第１アーム３の基端側に形成された軸穴５５から第１アーム３内に挿通されており、出力軸７２の先端には歯車２１（基準姿勢保持部材）が固定されている。ハンド駆動装置２９による歯車２１の回転は、第１アーム３内に配された第１伝達機構２８により中間回転部材２５に固定された歯車２４へと伝達される。歯車２４の回転は、中間回転部材２５を介して歯車３５へと伝達され、歯車３５の回転は、第２アーム５内に配された第２伝達機構３８により歯車３１、３４へと伝達される。
【００３２】
伝達機構１８は、図２及び図３に示すように、第１アーム３内に配置され、第２アーム駆動装置１９の回転軸７１に固定されたプーリ１１と減速機２０の入力軸７３に固定されたプーリ１４とにタイミングベルト（巻掛け部材）１２が巻掛けられて構成される。
【００３３】
第１伝達機構２８は、図２及び図４に示すように、第１アーム３内に配置され、ハンド駆動装置２９の回転軸に取り付けられた減速機３０の出力軸７２に固定された歯車２１（基準姿勢保持部材）と中間回転部材２５に固定された歯車２４との間に歯車列２３を配置し、歯車２１と歯車２４とを機構的に連結して構成される。なお、歯車列２３は、歯車２１と歯車２４の回転方向が同じで歯車２１と歯車２４の回転比が１：１になるように構成される。
【００３４】
第２伝達機構３８は、図２及び図５に示すように、第２アーム５内に配置され、中間回転部材２５に固定された歯車３５とハンド支持部材４１、４２に固定された歯車３１、３４との間に歯車３２、３３を配置し、歯車３５、３１、３４を機構的に連結して構成される。この歯車３５と歯車３１、３４の回転方向は同じであり、歯車３５と歯車３１、３４の回転比は１：１である。
【００３５】
第１アーム駆動装置９、第２アーム駆動装置１９、ハンド駆動装置２９は、制御装置（図示せず）と接続されており、制御装置からの指令により駆動する。
【００３６】
上記のように構成されるワーク搬送装置１の動作を説明する。
まずは、図６に示すように、第１アーム３を支持フレーム２に対しθ１だけ回動させる場合について説明する。制御装置により、第１アーム３を支持フレーム２に対しθ１だけ回動させる指令が出力されると、第１アーム駆動装置９が駆動される。第１アーム駆動装置９の回転は、減速機１０で減速され第１アーム３を支持フレーム２に対し第１軸Ｊ１まわりにθ１だけ回動させる。この時、制御装置は、ハンド駆動装置２９のモータをサーボロックし、支持フレーム２に対する歯車２１の姿勢を固定する。ここで、歯車２１は、支持フレーム２に対する第１アーム３の回転軸と同軸上（第１軸Ｊ１）に配置されている。そのため、第１アーム３が支持フレーム２に対して回動すると、第１アーム３内に配置された第１伝達機構２８は、姿勢の保持された歯車２１を中心に回動し、歯車２１に噛み合わされた歯車列２３が回転を歯車２４へ伝達する。本実施形態において、歯車列２３は、歯車２１と歯車２４の回転が同じになり、回転比が１：１になるように構成されている。そのため、第１アーム３が支持フレーム２に対しθ１回転した場合であっても、支持フレーム２に対する歯車２４の姿勢は変わらない。また、歯車２４及び歯車３５は、中間回転部材２５と同軸上（第２軸Ｊ２）に配され、ともに中間回転部材２５に固定されている。そのため、支持フレーム２に対する歯車２４の姿勢が保持されると、支持フレーム２に対する中間回転部材２５及び歯車３５の姿勢も保持される。
【００３７】
ここで、第１アーム３を支持フレーム２に対しθ１だけ回動させると、第２アーム５も第１軸Ｊ１を中心として支持フレーム２に対しθ１だけ回動する。第２伝達機構３８は、歯車３１，３４が歯車３５と回転方向が同一であり、その回転比が１：１になるように構成されている。そのため、第２アーム５が回転すると、第２アーム５内の第２伝達機構３８は、支持フレーム２に対する歯車３１，３４の姿勢が、歯車３５と同様に保持されるように回転する。その結果、歯車３１、３４が固定されたハンド支持部材４１、４２も支持フレーム２に対する姿勢が維持されるので、第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢が維持される。
【００３８】
次に、図７に示すように、第２アーム５を第１アーム３に対しθ２だけ回動させる場合について説明する。制御装置により、第２アーム５を第１アーム３に対しθ２だけ回動させる指令が出力されると、第２アーム駆動装置１９が駆動される。第２アーム駆動装置１９の回転は、第２アーム駆動装置１９の回転軸に固定されたプーリ１１が回転し、伝達機構１８によりプーリ１４へと伝達される。プーリ１４の回転は減速機２０において減速され、第２アーム支持部材１３を回動させる。第２アーム支持部材１３の先端には第２アーム５が固定されており、第２アーム支持部材１３が回動することで、第２アーム５は、第１アーム３に対し第２軸Ｊ２まわりに回動する。この時、制御装置は、ハンド駆動装置２９のモータをサーボロックし、支持フレーム２に対する歯車２１の姿勢を固定する。ここで、第１アーム３は支持フレーム２に対して回転せず、歯車２１は、第１伝達機構２８および中間回転部材２５を介して歯車３５に機構的に連結されている。そのため、第２アーム５が回動したとしても、第１アーム３内に配置された第１伝達機構２８、中間回転部材２５、及び歯車３５の支持フレーム２に対するそれぞれの姿勢は保持される。
【００３９】
これにより、第２アーム５が回動すると、第２アーム５内に配置された第２伝達機構３８は、姿勢の保持された歯車３５を中心に回動し、歯車３５に噛み合わされた歯車列３２、３３が回転を歯車３１、３４へ伝達する。本実施形態において、歯車列３２、３３は、歯車３５と歯車３１、３４の回転が同じになり、回転比が１：１になるように構成されている。そのため、第２アーム５が第１アーム３に対しθ２回転した場合であっても、支持フレーム２に対する歯車３１、３４の姿勢は変わらない。その結果、歯車３１、３４が固定されたハンド支持部材４１、４２も支持フレーム２に対する姿勢が維持されるので、第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢が維持される。
【００４０】
次に、図８に示すように、第１アーム３を支持フレーム２に対しθ１回動させ、同時に第２アーム５を第１アーム３に対しθ２回動させる同時２軸制御の場合について説明する。制御装置により、第１アーム３を支持フレーム２に対しθ１回動させる指令と、第２アーム５を第１アーム３に対しθ２だけ回動させる指令が同時に出力されると、第１アーム駆動装置９及び第２アーム駆動装置１９が駆動される。第１アーム駆動装置９の回転は、第１アーム３を支持フレーム２に対し第１軸Ｊ１まわりにθ１だけ回動させる。同時に、第２アーム駆動装置１９の回転は、第２アーム支持部材１３を介して、第２アーム５を第１アーム３に対し第２軸Ｊ２まわりに回動させる。この時、制御装置（図示せず）は、ハンド駆動装置２９のモータをサーボロックし、支持フレーム２に対する歯車２１の姿勢を固定する。ここで、歯車２１は、第１アーム３の回転軸と同軸上（第１軸Ｊ１）に配置されている。そのため、第１アーム３が回動すると、第１アーム内に配置された第１伝達機構２８は、姿勢の保持された歯車２１を中心に回動し、歯車２１に噛み合わされた歯車列２３が回転を歯車２４へ伝達する。同時に、第２アーム５が回動すると、第２アーム内に配置された第２伝達機構３８は、歯車３５を中心に回動し、歯車３５に噛み合わされた歯車列３２、３３が回転を歯車３１、３４へ伝達する。
【００４１】
本実施形態において、歯車２４及び歯車３５は、中間回転部材２５と同軸上（第２軸Ｊ２）に配され、ともに中間回転部材２５に固定されている。また、歯車列２３は、歯車２１と歯車２４の回転が同じになり、回転比が１：１になるように構成されている。また、歯車列３２、３３は、歯車３５と歯車３１、３４の回転が同じになり、回転比が１：１になるように構成されている。
【００４２】
したがって、支持フレーム２に対する歯車２１の姿勢が保持されると、支持フレーム２に対する中間回転部材２５、歯車３５、及び歯車３１、３４の姿勢も保持される。そのため、第１アーム３を支持フレーム２に対しθ１回動させ、同時に第２アーム５を第１アーム３に対しθ２回動させる同時２軸制御の場合であっても、支持フレーム２に対する歯車３１、３４の姿勢は変わらない。その結果、歯車３１、３４が固定されたハンド支持部材４１、４２も支持フレーム２に対する姿勢が維持されるので、第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢が維持される。
【００４３】
次に、図９に示すように、第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢をθ３だけ回動させる場合について説明する。制御装置により、第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢を初期状態（ワーククランプ装置６４の開口部が下に向いた状態）からθ３だけ回動する指令が出力されると、ハンド駆動装置２９が駆動される。ハンド駆動装置２９の回転は、減速機３０で減速され歯車２１を支持フレーム２に対し第１軸Ｊ１まわりにθ３だけ回動させる。歯車２１を回動させると、第１アーム３内に配置された第１伝達機構２８により、歯車２１に噛み合わされた歯車列２３が回転を歯車２４へ伝達する。本実施形態において、歯車列２３は、歯車２１と歯車２４の回転が同じになり、回転比が１：１になるように構成されている。そのため、支持フレーム２に対し歯車２１をθ３回動させた場合、支持フレーム２に対する歯車２４の姿勢は歯車２１の姿勢と同様にθ３だけ回動した状態となる。また、歯車２４及び歯車３５は、中間回転部材２５と同軸上（第２軸Ｊ２）に配され、ともに中間回転部材２５に固定されている。そのため、支持フレーム２に対する歯車２４の姿勢が変更されると、支持フレーム２に対する中間回転部材２５及び歯車３５の姿勢も同様に変更される。
【００４４】
したがって、歯車２１が回動すると、第２アーム内に配置された第２伝達機構３８は、姿勢の変更された歯車３５を中心に回動し、歯車３５に噛み合わされた歯車列３２、３３が回転を歯車３１、３４へ伝達する。本実施形態において、歯車列３２、３３は、歯車３５と歯車３１、３４の回転が同じになり、回転比が１：１になるように構成されている。そのため、歯車２１が支持フレーム２に対しθ３回転した場合、歯車３１、３４の姿勢は、歯車２１と同様にθ３だけ回動した状態に変更される。その結果、歯車３１、３４が固定されたハンド支持部材４１、４２も支持フレーム２に対する姿勢も変更されるので、第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢が変更される。
【００４５】
上記のように構成される第１の実施形態のワーク搬送装置は、第１アーム３又は第２アーム５がどのように回動した場合であっても、基準姿勢保持部材の歯車２１の姿勢を保持させることで、第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢は常に維持される。したがって、ハンドにて把持したワークの姿勢を変化させることなく、ワークを搬送することが可能であり、ワークに付着したクーラントが周囲に飛散するおそれも少ない。
【００４６】
また、基準姿勢保持部材の歯車２１の姿勢を変更した後、基準姿勢保持部材の歯車２１の姿勢を保持させることで、任意の第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢を基準姿勢とすることができる。これにより、工作機械及び治具ごとにワーク着脱時の姿勢が異なる場合であっても、第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢を、その時々に応じて合わせることが可能となり、各種の工作機械及び治具に対応することができる。
【００４７】
さらに、第１の実施形態のワーク搬送装置は、第１及び第２ハンド５１、５２が、第２アーム５に片持ち支持されているため、第１及び第２ハンド５１、５２を可動支持する部分を、第１及び第２ハンド５１、５２の片側のみに配置すればよく、機体全体をコンパクトに設計することが可能である。そのため、設置スペースが狭小な場合や開口部が狭い工作機械についても対応できる。
【００４８】
［第２の実施形態］
第２の実施形態では、ワークを把持する第１及び第２ハンド５１、５２が、第２アーム５を構成する一対のハンド支持部材４１、４１’、４２、４２’によって両側から支持されるとともに、この第２アーム５が第１アーム３を構成する一対の支持部によってさらに両側から支持される構成となっている。
【００４９】
本実施形態のワーク搬送装置１０１は、図１０に示すように、床面等に設置されて全体を支持する支持フレーム２を有し、支持フレーム２には平行に立設された一対の支持枠２ａ、２ｂが形成されている。支持フレーム２の一方の支持枠２ｂにはサーボモータを備えた第１アーム駆動装置９が取り付けられており、第１アーム駆動装置９の回転軸（図示せず）には減速機１０が取り付けられている。この減速機１０の出力軸７０は、第１軸Ｊ１に同軸となるように配置されている。
【００５０】
第１アーム３は、平行に配置された一対のアーム部３ａ、３ｂと、アーム部３ａ，３ｂそれぞれの基端部を連結する連結部材３ｃによりコの字形状に構成されている。アーム部３ａ、３ｂのそれぞれは、箱状に形成された高剛性の筐体である。また第１アーム３は、支持フレーム２に立設された一対の支持枠２ａ、２ｂの間に配置されている。第１アーム３を構成するアーム部３ｂの基端側側面には、支持フレーム２に固定された第１アーム駆動装置９の減速機１０の出力軸７０が固定され、第１アーム３と支持フレーム２とが第１駆動装置９を介して連結されている。第１アーム３ａ、３ｂの先端側のそれぞれ側面には軸穴５６ａ、５６ｂが形成されている。第１アーム３ａの先端側の軸穴５６ａには、第２アーム支持部材１３ａ及び中間回転部材２５が挿通されており、第１アーム３ｂの先端側の軸穴５６ｂには、減速機２０の出力軸（図示せず）に連結された第２アーム支持部材１３ｂが挿通されている。
【００５１】
第２アーム５は一対のアーム部５ａ、５ｂにより構成されている。アーム５ａは、箱状に形成された高剛性の筐体であり、一方の側面の中央に軸穴５７が形成されている。第２アーム５ａの他方の側面の両端部には、ハンド支持部材４１、４２が回転自在に支持されている。ハンド支持部材４１、４２は、それぞれの回転軸である第３軸Ｊ３及び第４軸Ｊ４が、軸穴５７の中心（第２軸Ｊ２）から等距離になるように配置される。またアーム部５ａ内に配置されたハンドル支持部材４１，４２の先端には、歯車３１，３４がそれぞれハンドル支持部材４１，４２と同軸回転するように固定されている。第２アーム５は、第１アーム３を構成する一対のアーム部３ａ，３ｂ間において、アーム部３ａの先端側に形成された軸穴５６ａと第２アーム５のアーム部５ａの中央に形成された軸穴５７とが同軸上（第２軸Ｊ２）に対向するように配置される。そして、アーム部３ａの先端側に形成された軸穴５６ａ、及びアーム部５ａの中央に形成された軸穴５７には、第２アーム支持部材１３ａ及び中間回転部材２５が挿通されている。
【００５２】
第２アーム５ｂは、板状に形成されており、中央に第２アーム支持部材１３ｂの一端が固定されている。アーム部５ｂの両端部には、ハンド支持部材４１’、４２’のそれぞれが第３軸Ｊ３及び第４軸Ｊ４まわりに回転自在に支持されている。
【００５３】
第２アーム支持部材１３ａ、１３ｂは、それぞれ略円柱形状に形成された棒材であり、第２アーム５の回転軸と同軸上（第２軸Ｊ２）に配置される。第２アーム支持部材１３ａは、一方の端部がアーム部３ａに、他方の端部がアーム部５ａに、それぞれ回転自在に取り付けられる。また、第２アーム支持部材１３ａは、外周に中間回転部材２５が固定されている。第２アーム支持部材１３ｂには、減速機２０の出力軸及び入力軸７３とプーリ１４が固定されている。
【００５４】
中間回転部材２５は、略円筒形状であり、軸方向の長さが第２アーム支持部材１３ａよりも短くなるように形成される。中間回転部材２５の外周面には、歯車２４，３５が固定され、内周には、第２アーム支持部材１３ａが固定されている。中間回転部材２５は、第２アーム支持部材１３ａと同様に、第２アーム５の回転軸と同軸上（第２軸Ｊ２）に配置され、第１アーム３の先端側の軸穴５６ａと第２アーム５中央部の軸穴５７のそれぞれに設置された軸受５８、５９によって回転自在に支持されている。また、中間回転部材２５がアーム部３ａの軸穴５６ａ及びアーム部５ａの軸穴５７に挿入されると、歯車２５はアーム部３ａ内に配置され、歯車３５はアーム部５ａ内に配置される。
【００５５】
第１及び第２ハンド５１、５２は、第１の実施形態１と略同一の構成であり、本体部６１の側部６０ｂに、ハンド支持部材４１’、４２’が固定される支持部６２ｂが設けられる点で相違する。よって本実施形態の第１及び第２ハンド５１、５２は、左右の側部６０ａ，６０ｂに、ハンド支持部材４１、４１’、４２、４２’が固定されることで、第２アーム５ａ、５ｂに対し、回転自在に両側から支持される。
【００５６】
第１アーム３のアーム部３ｂの側面所定位置にはサーボモータを備えた第２アーム駆動装置１９が取り付けられている。第２アーム駆動装置１９の回転軸７１は、アーム部３ｂの側面に形成された軸穴５４から内部に挿通されており、回転軸７１の先端にはプーリ１１が固定されている。第２アーム駆動装置１９によるプーリ１１の回転は、アーム部３ｂ内に配された伝達機構１８によりプーリ１４へと伝達される。プーリ１４には減速機２０が取り付けられ、減速機２０の出力軸には第２アーム支持部材１３ｂが固定されている。
【００５７】
支持フレーム２に立設された支持枠２ａにはサーボモータを備えたハンド駆動装置２９が取り付けられている。ハンド駆動装置２９の回転軸は第１軸Ｊ１に同軸であり、ハンド駆動装置２９の回転軸には減速機３０が取り付けられている。減速機３０の出力軸７２はアーム部３ａの基端側に形成された軸穴５５からアーム部３ａ内に挿通されており、出力軸７２の先端には歯車２１（基準姿勢保持部材）が固定されている。ハンド駆動装置２９による歯車２１の回転は、アーム部３ａ内の第１伝達機構２８により中間回転部材２５に固定された歯車２４へと伝達される。歯車２４の回転は、中間回転部材２５を介して歯車３５へと伝達され、歯車３５の回転は、アーム部５ａ内に配された第２伝達機構３８により歯車３１、３４へと伝達される。
【００５８】
伝達機構１８、第１伝達機構２８、第２伝達機構３８は、第１の実施形態と同様に構成される。また、第１の実施形態同様、第１アーム駆動装置９、第２アーム駆動装置１９、ハンド駆動装置２９は、制御装置（図示せず）と接続されており、制御装置からの指令により駆動する。本実施形態のワーク搬送装置１の動作については、第１の実施形態と同じであるため説明を省略する。
【００５９】
上記のように構成される第２の実施形態のワーク搬送装置１は、第１の実施形態と同様に、搬送動作時に第１及び第２ハンド５１、５２の姿勢が保持されることに加え、ワークを把持する第１及び第２ハンド５１、５２が両側から支持されるため、機体全体の剛性が高く、重量が大きなワークについても安定した搬送が可能である。
【００６０】
なお、前記の第１の実施形態及び第２の実施形態は以下のように変更することもできる。
第２アーム駆動装置１９の回転を第２アーム支持部材１３へ伝達する伝達機構１８は、第２アーム駆動装置１９の回転軸に固定された歯車と、第２アーム支持部材１３、１３ｂに固定された歯車と、これらの歯車間を連結する歯車列とからなる構成としてもよい。
【００６１】
また、上記実施形態のワーク搬送装置１、１０１は、第２アーム駆動装置１９の回動軸を、第２アーム支持部材１３，１３ｂに固定された減速機２０の入力軸に連結する構成とし、伝達機構１８をなくしてもよい。これにより、部品点数を少なくし、コストを安価にできる効果が得られる。
【００６２】
上記実施形態において、基準姿勢保持部材は、歯車２１であったが、これはプーリであってもよい。この場合、第１伝達機構２８は、ハンド駆動装置２９の減速機の出力軸７２に固定されたプーリと、中間回転部材２５の回転軸方向の端部に固定されたプーリと、これらのプーリ間に巻掛けられた巻掛け部材とから構成され、これらのプーリは、回転方向が同じで、回転比が１：１となることが望ましい。これにより部品点数が少なく軽量となり、コストを安価にできる効果が得られる。
【００６３】
また、基準姿勢保持部材はハンド駆動装置２９の回転軸に固定されたリンク支持部材としてもよい。この場合、第１伝達機構２８は、ハンド駆動装置２９の減速機の出力軸７２に固定されたリンク支持部材と、中間回転部材２５の回転軸方向の端部に固定されたリンク支持部材と、これらのリンク支持部材間を連結するリンクとから構成され、これらのリンクは、回転方向が同じであり、回転比が１：１となることが望ましい。リンク機構を用いることで、組立性がよく、がたの削減効果大きいワーク搬送装置が得られる。
【００６４】
上記実施形態において、第２伝達機構３８を構成する歯車列３２、３３は、一つの歯車から構成されたが、本発明はこの様な形態に限られない。第２伝達機構３８は、歯車３５と歯車３１、３４の回転方向が同じで、歯車３５と歯車３１、３４の回転比が１：１であればよく、歯車３５及び歯車３１，３４とを連結する歯車列は、複数の歯車で構成してもよい。
【００６５】
また上記実施形態において中間回転部材２５の回転は、歯車３５を介して第２伝達機構３８に伝達されたが、本発明はこの様な構成に限定されない。例えば、中間回転部材２５の軸方向の端部にプーリを固定し、第１及び第２ハンド支持部材４１、４２のそれぞれにもプーリを固定して、中間回転部材２５に固定されたプーリと、第１及び第２ハンド支持部材４１，４２に固定されたプーリとの間に巻掛け部材を巻掛けて第２伝達機構３８を構成してもよい。これらプーリの回転比は、１：１になることが望ましい。これにより部品点数が少なく軽量となり、コストを安価にできる効果が得られる。
【００６６】
また、上記実施形態のワーク搬送装置１、１０１は、支持フレーム２が床面等に設置され移動できない態様であったが、本発明はこの様な態様に限定されない。例えば、支持フレーム２にキャスター等の走行装置を設け、工作機械の前面を走行可能に構成してもよい。これにより、ライン毎のワーク搬送装置の設置台数を削減するとともに、搬送効率の良い加工ラインを構成することが可能である。
【００６７】
本発明のワーク搬送装置は本実施形態で説明した外観、構成、動作等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。また、伝達機構１８、第１伝達機構２８、第２伝達機構３８は本実施形態にて説明した構成及び構造に限定されず、種々の構成及び構造にて実現することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１，１０１：ワーク搬送装置、
２：支持フレーム、 ２ａ，２ｂ：支持枠、
３：第１アーム、３ａ，３ｂ：アーム部、３ｃ：連結部材、
５：第２アーム、５ａ，５ｂ：アーム部、
９：第１アーム駆動装置、 １０：減速機、 １１：プーリ、 １２：タイミングベルト、
１３、１３ａ，１３ｂ：第２アーム支持部材、 １４：プーリ、 １８：伝達機構、
１９：第２アーム駆動装置、 ２０：減速機、 ２１：歯車（基準姿勢保持部材）、
２３：歯車列、２４：歯車、 ２５：中間回転部材、 ２８：第１伝達機構、
２９：ハンド駆動装置、 ３０：減速機、 ３１：歯車、 ３２：歯車、
３３：歯車、 ３４：歯車、 ３５：歯車、 ３８：第２伝達機構、
４１，４１’：第１ハンド支持部材、 ４２，４２’：第２ハンド支持部材、
５１：第１ハンド、 ５２：第２ハンド、
５４：軸穴、 ５５：軸穴、 ５６，５６ａ，５６ｂ：軸穴、 ５７：軸穴、
５８：軸受、 ５９：軸受、
６０：底部、 ６０ａ，６０ｂ：側部、 ６１：本体部、 ６２：支持部、
６４：ワーククランプ装置
７０：出力軸、 ７１：回転軸、 ７２：出力軸、７３：入力軸
２０１：工作機械、 ２０２：多関節ロボット、 ２０３：治具、２０４：仮置台、
Ｊ１：第１軸、 Ｊ２：第２軸、 Ｊ３：第３軸、 Ｊ４：第４軸、 Ｗ：ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持フレームと、
基端側が前記支持フレームに対して第１軸まわりに回動自在に支持される第１アームと、
前記第１軸上に配置され前記支持フレームに対して相対的に姿勢を保持可能な基準姿勢保持部材と、
前記第１アームの先端側に配置され、前記第１アームに対して前記第１軸と平行な第２軸まわりに回動自在に支持される第２アームと、
前記第１軸と平行であって前記第２軸からの距離が略等距離である第３軸及び第４軸上にそれぞれ配置され、前記第２アームに対して前記第３軸及び前記第４軸まわりにそれぞれ回動自在に支持される第１ハンド及び第２ハンドと、
前記第２軸上に配置され、前記第１アーム及び前記第２アームのそれぞれに対し相対回転可能な中間回転部材と、
前記支持フレームに固定され前記第１アームを前記支持フレームに対して回動させる第１アーム駆動装置と、
前記第１アームに固定され前記第２アームを前記第１アームに対して回動させる第２アーム駆動装置と、
前記第１アームに対する前記基準姿勢保持部材の回動を前記中間回転部材に伝達する第１伝達機構と、
前記中間回転部材の回転を前記第１ハンド及び前記第２ハンドに伝達する第２伝達機構と、を備え、
前記第１アーム又は前記第２アームが回動した場合であっても、前記支持フレームに対する前記第１ハンド及び前記第２ハンドの姿勢が、前記第１伝達機構及び前記第２伝達機構によって保持されることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載のワーク搬送装置であって、
前記第１アームは、一対の支持部を有し、
前記一対の支持部間には、前記第２アーム、前記第１ハンド及び前記第２ハンドが配置され、
前記第２アームは、一対のハンド支持部を有し、
前記一対のハンド支持部間に前記第１ハンド及び前記第２ハンドが支持されることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項３】
請求項１に記載のワーク搬送装置であって、
前記第１ハンド及び前記第２ハンドは、前記第２アームに片持ち支持されることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のワーク搬送装置であって、
回転軸が前記第１軸と同軸上に配置されるように前記支持フレームに固定されるとともに、前記基準姿勢保持部材を支持フレームに対して回動させるハンド駆動装置を備えることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のワーク搬送装置であって、
前記基準姿勢保持部材は前記ハンド駆動装置の回転軸に固定された歯車であり、
前記第１伝達機構は、
前記ハンド駆動装置の回転軸に固定された歯車と、
前記中間回転部材の回転軸方向の端部に固定された歯車と、
これらの歯車間を連結する歯車又は歯車列とからなり、
前記第２伝達機構は、
前記中間回転部材の回転軸方向の端部に固定された歯車と、
前記第１及び第２ハンドの回転軸に固定された歯車と、
これらの歯車間を連結する歯車又は歯車列とからなることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のワーク搬送装置であって、
前記支持フレームに走行装置を備えたことを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項１】
支持フレームと、
基端側が前記支持フレームに対して第１軸まわりに回動自在に支持される第１アームと、
前記第１軸上に配置され前記支持フレームに対して相対的に姿勢を保持可能な基準姿勢保持部材と、
前記第１アームの先端側に配置され、前記第１アームに対して前記第１軸と平行な第２軸まわりに回動自在に支持される第２アームと、
前記第１軸と平行であって前記第２軸からの距離が略等距離である第３軸及び第４軸上にそれぞれ配置され、前記第２アームに対して前記第３軸及び前記第４軸まわりにそれぞれ回動自在に支持される第１ハンド及び第２ハンドと、
前記第２軸上に配置され、前記第１アーム及び前記第２アームのそれぞれに対し相対回転可能な中間回転部材と、
前記支持フレームに固定され前記第１アームを前記支持フレームに対して回動させる第１アーム駆動装置と、
前記第１アームに固定され前記第２アームを前記第１アームに対して回動させる第２アーム駆動装置と、
前記第１アームに対する前記基準姿勢保持部材の回動を前記中間回転部材に伝達する第１伝達機構と、
前記中間回転部材の回転を前記第１ハンド及び前記第２ハンドに伝達する第２伝達機構と、を備え、
前記第１アーム又は前記第２アームが回動した場合であっても、前記支持フレームに対する前記第１ハンド及び前記第２ハンドの姿勢が、前記第１伝達機構及び前記第２伝達機構によって保持されることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載のワーク搬送装置であって、
前記第１アームは、一対の支持部を有し、
前記一対の支持部間には、前記第２アーム、前記第１ハンド及び前記第２ハンドが配置され、
前記第２アームは、一対のハンド支持部を有し、
前記一対のハンド支持部間に前記第１ハンド及び前記第２ハンドが支持されることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項３】
請求項１に記載のワーク搬送装置であって、
前記第１ハンド及び前記第２ハンドは、前記第２アームに片持ち支持されることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のワーク搬送装置であって、
回転軸が前記第１軸と同軸上に配置されるように前記支持フレームに固定されるとともに、前記基準姿勢保持部材を支持フレームに対して回動させるハンド駆動装置を備えることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のワーク搬送装置であって、
前記基準姿勢保持部材は前記ハンド駆動装置の回転軸に固定された歯車であり、
前記第１伝達機構は、
前記ハンド駆動装置の回転軸に固定された歯車と、
前記中間回転部材の回転軸方向の端部に固定された歯車と、
これらの歯車間を連結する歯車又は歯車列とからなり、
前記第２伝達機構は、
前記中間回転部材の回転軸方向の端部に固定された歯車と、
前記第１及び第２ハンドの回転軸に固定された歯車と、
これらの歯車間を連結する歯車又は歯車列とからなることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のワーク搬送装置であって、
前記支持フレームに走行装置を備えたことを特徴とするワーク搬送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−４０６７８（Ｐ２０１２−４０６７８Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７４６５６（Ｐ２０１１−７４６５６）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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