JP3560908B2

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Publication number: JP3560908B2
Application number: JP2000278565A
Authority: JP
Inventors: 幸治土肥
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2020-09-13
Also published as: JP2002086374A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを搬送する搬送装置に関し、特にロボットの手首に取付けられて使用する搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばプレス機間でワークを搬送する場合、プレス機間にロボットを設置し、ロボットでワークを搬送する。このとき、プレス機間の間隔が大きい場合には、ロボットの手首に搬送装置を取り付け、搬送装置とロボットのアームの動きとでワークを搬送する。このような搬送装置の従来技術の一例が実開平４−４２３９０号公報「物品搬送装置」に開示される。
【０００３】
この従来技術の搬送装置は、スライダーと、ワークを吸着して保持し、スライダーに沿って走行する保持手段とを有する。ワークを搬送するには、まず、ロボットで搬送装置を一方のプレス機側に移動させ、スライダーの一方側端部配置される保持手段で一方のプレス機のワークを吸着保持しする。次に、ワークを保持した保持手段をスライダーの他方側端部までスライドさせるとともに、ロボットで搬送装置を他方のプレス機側に移動させる。そして、ワークが他方側のプレス機に達すると、保持手段による吸着保持を解除する。
このようにして、搬送距離が長い場合でもワークを搬送することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の搬送装置では、スクリューねじを用いて保持手段をスライドさせて搬送させるので、搬送速度が遅いといった問題を有する。
【０００５】
本発明の目的は、搬送距離および搬送速度が速い搬送装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、ロボットの手首に取付けられ、被搬送物を着脱自在に保持する保持手段を有し、第1位置と第２位置との間で往復動作するロボットのアームに同期し、保持手段を前記第１位置と前記第２位置との間で往復動作させて被搬送物を直線の搬送経路に沿って前記第１位置から前記第２位置に搬送する搬送装置において、
第１リンクの基端部が、ロボットに手首に取付けられ、第１リンクの先端部に回転可能に第２リンクの基端部が連結されるリンク機構と、
前記第２リンクを回転させるリンク回転手段とを有し、
搬送時に、ロボットの手首が前記第１位置および前記第２位置間の搬送経路に沿って直線状に移動するように前記アームを移動させながら、ロボットの手首軸によって、第１リンクを第１の回転方向に回転させるとともに、前記リンク回転手段によって、第２リンクを前記第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に回転させ、
前記ロボットの手首による第１リンクの第１の回転方向への回転は、前記第１位置および前記第２位置間の中央から前記第２位置までの前記アームの揺動角度をαとしたとき、（９０°−α）／α倍に設定され、
前記リンク回転手段は、ロボットのアームの動作角度をθとし、アームに対する第１リンクの回転角度をθ１とし、第１リンクに対する第２リンクの回転角度をθ２としたとき、第２リンクをθ２＝２（θ＋θ１）となるように回転させ、
前記保持手段は、第２リンクの先端部に回転自在に設けられ、
リンク回転手段の回転を伝達し、保持手段を回転させる保持手段用回転伝達手段を有し、保持手段の回転角度が、第１リンクに対する第２リンクの回転角度θ２の１／２倍となるように、保持手段用回転伝達手段が設定され、搬送中の被搬送物の向きを一定とすることを特徴とする搬送装置である。
請求項２記載の本発明は、ロボットの手首に取付けられ、被搬送物を着脱自在に保持する保持手段を有し、第１位置と第２位置との間で往復動作するロボットのアームに同期し、保持手段を前記第１位置と前記第２位置との間で往復動させて被搬送物を直線の搬送経路に沿って前記第１位置から前記第２位置に搬送する搬送装置において、
第１リンクの基端部が、ロボットの手首に取付けられ、第１リンクの先端部に回転可能に第２リンクの基端部が連結されるリンク機構と、
前記第１リンク機構を回転させるリンク回転手段とを有し、
搬送時に、ロボットの手首が前記第１位置および前記第２位置間の搬送経路に沿って直線状に移動するように前記アームを移動させながら、前記リンク回転手段によって、第１リンクを第１の回転方向に回転させるとともに、前記ロボットの手首軸によって、第２リンクを前記第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に回転させ、
前記ロボットの手首による第１リンクの第１の回転方向への回転は、前記第１位置および前記第２位置間の中央から前記第２位置までの前記アームの揺動角度をαとしたとき、（９０°−α）／α倍に設定され、
前記リンク回転手段は、ロボットのアームの動作角度をθとし、アームに対する第１リンクの回転角度をθ１とし、第１リンクに対する第２リンクの回転角度をθ２としたとき、前記手首軸は、θ２＝２（θ＋θ１）となるように回転させ、
前記保持手段は、第２リンクの先端部に回転可能に設けられ、
手首軸の回転を伝達し、保持手段を回転させる保持手段用回転伝達手段を有し、保持手段の回転角度が、第１リンクに対する第２リンクの回転角度θ２の１／２倍となるように、保持手段用回転伝達手段が設定され、搬送中の被搬送物の向きを一定とすることを特徴とする搬送装置である。
【００１０】
図１を参照して、搬送装置の搬送動作について説明する。ロボットの設置面に、絶対座標系を設定し、この絶対座標系のｘ軸上に第１位置（図１の左方）と第２位置（図１の右方）が設定される。ロボットのアームは、第１位置と第２位置と間を往復動作し、搬送装置のリンク機構は、この往復動作に同期して動作し、アームが第１位置側にあるとき、リンク機構は第１位置側に伸び、第２位置側にあるとき、第２位置側に伸びるように伸縮動作する。
【００１１】
ロボットのアームが、第１位置と第２位置との中央の位置にあるとき、ロボットの手首は原点Ｏにあり、第２位置まで搬送したときのアームの角度をα（°）とする。リンク機構は、第１リンクと第２リンクとが重なるように折り畳まれ、中央位置Ｏでは、アームとリンク機構はｙ軸に沿って一直線に延びる。搬送時には、ロボットは手首がｘ軸に沿って直線状に移動するようにアームを揺動動作させる。このとき、ｘ軸が搬送経路となり、この搬送経路に沿って被搬送物を直線状に搬送するためには、第２リンク先端に設けられる保持手段をｘ軸に沿って移動させる必要がある。そのためには、まず、アームが０°からα°揺動する間に、第１リンクが、アームに対して（９０−α）度回転するように、手首の回転を制御する必要がある。つまり、第１リンクは、アームの揺動動作に対して、（９０−α）／α倍回転させる必要がある。
【００１２】
また、リンク機構は、図１からわかるように、絶対座標系において、ｙ軸に対する第２リンクの回転角が、常にｙ軸に対する第１リンクの回転角の２倍となるように制御する必要がある。
ここで、絶対座標系におけるｙ軸に対するアームの任意の位置の揺動角度をθ（°）とし、アームに対する第１リンクの回転角をθ１（°）とし、第１リンクに対する第２リンクの回転角をθ２（°）とした場合、ｙ軸に対する第１リンクの回転角は（θ＋θ１）となるので、
θ２＝２（θ＋θ１） …（１）
となるように、リンク機構の回転を制御すると、θ２／（θ＋θ１）＝２となる。つまり、第２リンクの回転角が第１リンクの回転角の２倍となる。このように、上記（１）式の関係を満たすように、リンク回転手段を設定することによって、ｘ軸に沿って直線状に搬送することができる。
【００１３】
手首軸で第１リンクを回転させるだけでなく、たとえば歯車などを用いて、手首軸の回転を第２リンクに伝達して回転するようにリンク機構を制御した場合には、搬送距離が変更になった場合など、歯車なども変更しなければならないが、本発明では、リンク回転手段を設け、別途にリンクの回転を制御するので、搬送距離の変更などにも容易に対応することができる。
【００１５】
図１を参照して、保持手段の回転動作について説明する。第１リンクに対する第２リンクの回転は、保持手段用回転伝達手段によって保持手段に伝達され、保持手段もアームの揺動に同期して回転する。保持手段によって保持される被搬送物が、搬送中に向きを変えないためには、ロボットのアームが０°からα°回転し、第２リンクが、第１リンクに対して１８０°回転するとき、保持手段を第２リンクに対して９０°回転させる必要がある。つまり、保持手段は、第１リンクに対する第２リンクの回転角度の１／２倍回転する。
【００１６】
したがって、第１リンクに対する第２リンクの回転角度が１／２倍となるように保持手段用回転伝達手段を設定することによって、被搬送物の向きを変えず、非反転で搬送することができる。
【００１７】
請求項３記載の本発明は、ロボットの手首に取付けられ、被搬送物を着脱自在に保持する保持手段を有し、第１位置と第２位置との間で往復動作するロボットのアームに同期し、保持手段を前記第１位置と前記第２位置との間で往復動作させて被搬送物を前記第１位置から前記第２位置に搬送する搬送装置において、
第１リンクと第２リンクとを有し、第１リンクの先端部に回転可能に第２リンクの基端部が連結されるリンク機構と、
第１リンクの基端部が、ベース部を介してロボットの手首に取付けられ、ベース部に対して第１リンクを第１の回転方向に回転させるとともに、ベース部に対する第１リンクの回転を第２リンクに伝達して第２リンクを前記第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に回転させるリンク回転手段とを有し、
搬送時に、ロボットの手首が前記第１位置および前記第２位置間の搬送経路に沿って直線状に移動するように前記アームを移動させながら、ロボットの手首の手首軸によって、アームの回転方向とは逆方向にベース部を回転させてリンク回転手段のベース部を回転させるとともに、ロボットの設置面に対して一定の角度を保持するようにベース部を移動させることを特徴とする搬送装置である。
【００１９】
本発明に従えば、第１リンクは、ロボットの手首に固定されるベース部を介して取付けられ、リンク機構は、ベース部に対する第１リンクの回転を第２リンクに伝達して、第２リンクを回転させる。このベース部は、ロボットの設置面（絶対座標系）に対して一定の角度を保持するように手首軸によって回転駆動される。また、ベース部に対して第１リンクが回転することによって、保持手段が搬送経路に（ｘ軸）に沿って直線状に移動するようにリンク回転手段を設定する。これによって、アーム手首を、搬送経路に沿って移動させると、リンク機構によって、保持手段が搬送経路に沿って移動し、第１位置から第２位置にわたって直線状に搬送することができる。
【００２０】
請求項４記載の本発明の前記リンク機構は、３個以上のリンクが直列に連結されるリンク機構か、またはダブルリンクを有するリンク機構か、またはひし形リンクを有するリンク機構であることを特徴とする。
【００２１】
本発明のリンク機構は、図１２に示すようにＭ字状、または図１３に示すように逆Ｎ字状であってもよく、また図１４に示すように第１リンクおよび第２リンクがそれぞれダブルリンク（平行クランク機構）を構成するものであってもよく、また図１８に示すようにひし形のリンク機構であってもよく、さらにこれらを組み合わせたリンク機構であってもよい。
【００２２】
請求項５記載の本発明は、前記リンク回転手段は、前記第１位置および前記第２位置近傍では、リンクの回転速度を遅くし、中央ではリンクの回転速度を速くすることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、リンク機構を一定の速度で回転させると、第１位置と第２位置との中央を通過するときの被搬送物の移動速度が最速となり、第１位置および第２位置近傍では低速となる。中央位置では第１リンクと第２リンクとが折り畳まれ、リンク機構の剛性が高くなっており、リンクの回転に対する反力に耐えやすい構造となっており、第１位置および第２位置近傍で低速となることで、スムーズに搬送開始、停止することができ、安定して被搬送物を搬送することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図２は本発明の実施の一形態である搬送装置１を備えるロボットシステム２を示す側面図であり、図３はその平面図である。搬送装置１は、ロボット３の手首７に取付けられ、第１および第２位置である一対のプレス機２０，２１間でワークＷを搬送するのに用いられる。
【００２５】
ロボット３は６軸垂直多関節形ロボットであり、床に固定される基台４、下部アーム５、上部アーム６および手首７を有する。下部アーム５は、下端部が鉛直な第１軸Ｊ１まわりに旋回可能に基台４に取付けられるとともに、水平な第２軸Ｊ２まわりに前後回転可能に基台４に設けられる。下部アーム５の上端部には上部アーム６の基端部が、水平な第３軸Ｊ３まわりに上下に回転可能に取付けられる。上部アーム６の先端部に取付けられる手首７は、上部アーム６の軸線に平行な第４軸Ｊ４まわりに回転可能に取付けられるとともに、上部アーム６の軸線に垂直な第５軸Ｊ５まわりに回転可能に取付けられる。そしてこの手首７に搬送装置１が取付けられる。手首７の手首軸は、第５軸Ｊ５に垂直な第６軸Ｊ６まわりに回転する。
【００２６】
ロボット３の各関節軸Ｊ１〜Ｊ６は、それぞれ個別にサーボモータによって回転駆動され、手首軸は、第１リンク１０を、上部アーム６に対して第６軸Ｊ６まわりに回転駆動する。
【００２７】
搬送装置１は、第１リンク１０および第２リンク１１から成るリンク機構９と、リンク機構９を回転させるリンク回転手段１４と、第２リンク１１の先端部に設けられる保持手段１２とから構成される。第２リンク１１は、第１リンク１０と同じ長さであり、基端部１１ａが、第１リンク１０の先端部１０ｂに、前記第６軸Ｊ６に平行な回転軸線Ａ１まわりに回転可能に取付けられ、第２リンク１１の先端部１１ｂに保持手段１２が取付けられる。保持手段１２は、複数の吸盤１３を有し、これらの吸盤１３でワークＷを着脱可能に保持する。
【００２８】
ロボットシステム２のロボット３は２つのプレス機２０，２１の中央に設置され、図３の左方の第１位置にある一方のプレス機２０から図３の右方の第２位置にある他方のプレス機２１にワークＷを搬送する。ロボット３は、第６軸Ｊ６が鉛直となるように搬送装置１をほぼ水平に保持し、第１軸Ｊ１を中心として上部アーム６を往復動作させるとともに、この上部アーム６の往復動作に同期させて搬送装置１のリンク機構９を往復動させる。
【００２９】
次に、図４を参照してこのロボットシステム２の搬送動作をさらに詳しく説明する。
【００３０】
図４（１）に示すように、上部アーム６とともに一方のプレス機２０側へ搬送装置１を伸ばし、保持手段１２でワークＷを保持したのち、第１リンク１０が第１の回転方向（図４において時計回り）に回転し、第２リンク１１が第２の回転方向（図４において反時計回り）に回転するとともに、保持手段１２が、第１の回転方向（図４において時計回り）に回転する。このように回転させることによって、ワークＷが、保持した状態と同じ向きを維持して移動し始める。
【００３１】
さらに第１リンク１０を第１の回転方向に回転させると、図４（２）に示す状態を経て、図４（３）に示すようにプレス機２０，２１間の中央部で搬送装置１は折り畳まれる。このとき、搬送経路Ｌに垂直にロボット３の上部アーム６が配置されるとともに、第１リンク１０および第２リンク１１が折り重なって搬送経路Ｌに垂直に配置される。
【００３２】
さらに上部アーム６を他方側に揺動させるとともに、第１リンク１０を第１の回転方向に回転させることによって、ワークＷの向きを同じ向きに維持した状態で、搬送装置１は他方側に伸びる。このようにして、図４（４）の状態を経て、第１リンク１０と第２リンク１１とを一直線になるまで伸ばし、ワークＷを他方側のプレス機２１まで搬送させる。図４（５）に示すように、搬送完了後のワークＷの向きは、（１）に示す搬送開始時のワークＷの向きと同じである。
【００３３】
次に、リンク機構９について説明する。リンク機構９は、第１リンク１０と、第２リンク１１と、第１リンク１０に対して第２リンク１１を回転させるリンク回転手段１４と、第１リンク１０に対する第２リンク１１の回転を保持手段１２に伝達し、保持手段１２を回転させる保持手段用回転伝達手段１５とを含む。図５は、搬送装置１の内部構造を示す平面図であり、図６はその側面図である。
【００３４】
第１リンク１０は中空の第１リンク本体２２を有し、基端部１０ａが手首７に固定され、この第１リンク本体２２が、ロボットの手首軸を駆動するサーボモータＭ６（図示せず）によって回転駆動される。この第１リンク本体２２の先端部上部に、サーボモータＭ７を有するリンク回転手段１４が設けられる。第１リンク本体２２の先端部１０ｂには、第６軸の軸線Ｊ６に平行な回転軸線Ａ１まわりに回転自在に回転軸３４が軸支される。回転軸３４は、上端部が第１リンク本体２２の上部から突出し、この上端部に歯車１８が固定される。また、サーボモータＭ７の回転軸先端に歯車１６が固定され、この歯車１６から回転軸３４の歯車１８にわたってタイミングベルト１７が巻き掛けられる。このような構造によって、サーボモータＭ７を回転駆動することによって、回転軸３４を軸線Ａ１まわりに回転駆動することができる。
【００３５】
回転軸３４は、軸受け２８によって第１リンク本体２２に回転自在に軸支されるとともに、第２リンク１１の基端部１１ａに固定される。したがって、回転軸３４を回転することによって、第２リンク１１を回転させることができる。
【００３６】
中空の第２リンク本体３９の基端部には太陽歯車３６が設けられ、先端部に遊星歯車３７が設けられ、この遊星歯車３７に保持手段１２が連結され、遊星歯車３７とともに保持手段１２が回転する構造となっている。太陽歯車３６から遊星歯車３７にわたってタイミングベルト３８を巻きかけられ、これら太陽歯車３６、遊星歯車３７、タイミングベルト３８から保持手段用回転伝達手段１５が構成される。
【００３７】
図１で説明したように、中央から第２位置である他方側のプレス機２１まで上部アーム６の揺動角度をα（°）としたとき、手首軸によって駆動される第１リンク１０を、上部アーム６の揺動角度αの（９０−α）／α倍となるように手首軸を制御する。また、絶対座標系におけるｙ軸に対する上部アーム６の任意の位置の揺動角度をθとし、上部アーム６に対する第１リンク１０の回転角をθ１（°）とし、第１リンク１０に対する第２リンク１１の回転角をθ２（°）とした場合、ｙ軸に対する第１リンクの回転角は（θ＋θ１）となるので、
θ２＝２（θ＋θ１） …（１）
となるように、リンク機構の回転を制御すると、第２リンク１１の回転角が第１リンク１０の回転角の２倍となる。このように、上記（１）式の関係を満たすように、リンク回転手段１４を制御することによって、第２リンク１１の先端部の設けられる保持手段１２を一方のプレス機２０から他方のプレス機２１に搬送経路Ｌに沿って一直線状に移動させることができる。また、このときロボット３は、手首７が、搬送経路Ｌに沿って直線状に移動するように上部アーム６を移動させる。
【００３８】
また、第１リンク１０に対する第２リンク１１の回転角度が１／２倍に拡大されて保持手段１２に伝達されるように保持手段用回転伝達手段１５を設定することによって、被搬送物の向きを変えず、非反転で搬送することができる。つまり、保持手段用回転伝達手段１５の遊星歯車３７の歯数に対して、太陽歯車３６の歯数が、１／２となるように選ぶ。
【００３９】
また、搬送距離、すなわち第１位置と第２位置の間の距離が変更になった場合には、上部アーム６の揺動角度αを変更することによって、容易に対応することができる。
【００４０】
なお、図１においては、中央から第２位置に移動するときの状態のみを図示したものであるが、第１位置から中央までの移動に関しては、対称に現れる。また、本実施形態では、手首軸で第１リンク１０を駆動し、リンク回転手段１４のサーボモータＭ７で第２リンク１１を回転させたが、これを逆にし、手首軸で第２リンク１１を回転し、サーボモータＭ７で第１リンク１０を回転するように構成してもよい。
【００４１】
図７は、本発明の他の実施形態の搬送装置１００の構造を示す平面図であり、図８は、その側面図である。前述した搬送装置１と搬送装置１００とでは、リンク機構９を回転させるリンク回転手段１０１のみ異なるので、リンク回転手段１０１に関する構成のみ詳細に説明し、その他の構成に関しては、搬送装置１と同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００４２】
リンク機構９は、第１リンク１０と、第２リンク１１と、ベース部１０２およびサーボモータＭ７を有するリンク回転手段１０１と、第１リンク１０に対する第２リンク１１の回転を保持手段１２に伝達し、保持手段１２を回転させる保持手段用回転伝達手段１５とを含む。
【００４３】
第１リンク１０は中空の第１リンク本体２２を有し、基端部１０ａに、リンク回転手段１０１のベース部１０２が設けられる。ベース部１０２は、手首７に固定され、手首７によって第６軸Ｊ６まわりに回転駆動される。このベース部１０２に、第１リンク１０の基端部１０ａが、第６軸Ｊ６まわりに回転可能に連結される。
【００４４】
第１リンク本体２２の内部で、基端部１０ａ側に、第１太陽歯車２５が設けられる。ベース部１０２には、サーボモータＭ７および軸線Ｊ６を回転軸線とする歯車１８が設けられる。サーボモータＭ７の回転軸先端に歯車１６が固定され、この歯車１６から歯車１８にわたってタイミングベルト１７が巻き掛けられる。歯車１８は、第１リンク１０のリンク本体２２に固定される。したがって、サーボモータＭ７を回転駆動することによって、第１リンク１０を軸線Ｊ６まわりに回転駆動することができる。
【００４５】
また、歯車１８は中央に挿通孔が形成され、この挿通孔に軸１０４が挿通する。軸１０４は、軸線Ｊ６に沿って延び、上端部が、ベース部１０２のハウジング１０３に固定され、下端部に第１太陽歯車２５が固定される。つまり、第１太陽歯車２５は、ベース部１０２に固定される。第１リンク本体２２の先端部１０ｂには、第６軸の軸線Ｊ６に平行な回転軸線Ａ１まわりに回転自在に軸支される第１遊星歯車２６が設けられ、第１太陽歯車２５から第１遊星歯車２６間にわたってタイミングベルト２７が巻掛けられる。これらサーボモータＭ７、ベース部１０２、第１太陽歯車２５、第１遊星歯車２６、およびタイミングベルト２７からリンク回転手段１０１が構成される。第１遊星歯車２６は、軸受け２８によって第１リンク本体２２に回転自在に軸支されるとともに、第２リンク１１の基端部１１ａが固定され、第１遊星歯車２６と一体となって第２リンク１１が回転する。
【００４６】
中空の第２リンク本体３９の基端部には第２太陽歯車３６が設けられ、先端部に第２遊星歯車３７が設けられ、この第２遊星歯車３７に保持手段１２が連結され、第２遊星歯車３７とともに保持手段１２が回転する。第２太陽歯車３６から第２遊星歯車３７にわたってタイミングベルト３８を巻きかけられる。これらの第２太陽歯車３６、第２遊星歯車３７、タイミングベルト３８から保持手段用回転伝達手段１５が構成される。
【００４７】
図９に示すように、第２太陽歯車３６は、第１リンク本体２２に固定的に連結され、第１リンク１０と一体に回転する。第１遊星歯車２６と第２太陽歯車３６は回転軸線Ａ１を共通にもつが、図９に示すように、第１遊星歯車２６は、軸３４を介して第２リンク本体３９に固定的に接続され、第２リンク１１と一体に回転軸線Ａ１まわりに回転し、第２太陽歯車３６は、第１リンク本体２２に固定的に接続され、第１リンク１０と一体となる。第２遊星歯車３７は、第２リンク１１本体の先端部１１ａで、回転軸線Ａ１に平行な回転軸線Ａ２まわりに回転自在に、第２リンク本体３９に軸支される。
【００４８】
ベース部１０２に固定される第１太陽歯車２５から第１遊星歯車２６にわたってタイミングベルト２７が巻掛けられているので、図７に示すように、ベース部１０２を設置面（絶対座標系）に対して回転しないように固定した状態で、第１リンク１０をサーボモータＭ７で第１の回転方向（図７の紙面で時計回り）に回転させると、タイミングベルト２６が図７の矢符に示すように回転し、これによって第１遊星歯車２６が第２の回転方向（反時計まわり）に回転する。前述したように、第１遊星歯車２６と第２リンク１１とは固定されており、一体となって回転するので、第１リンク１０を第１の回転方向に回転駆動させることによって、第１遊星歯車２６とともに第２リンク１１を第２の回転方向に連動して回転させることができる。
【００４９】
つぎに、搬送装置１００の制御動作について説明する。ベース部１０２は、ロボット３の設置面（絶対座標系）に対して一定の角度を保持するように手首軸によって回転駆動する。
【００５０】
リンク回転手段１０１は、第１リンク１０と第２リンク１１とが、ｙ軸に関して対称となるように設定される。つまり、ｙ軸に対する第１リンク１０の角度が、第１リンク１０に対する第２リンク１１の角度の２倍となるように制御される。前述したように、ベース部１０２は、絶対座標系に対して角度が一定となるように制御されるので、このベース部１０２に対して上述したように、リンク機構９が回転するようにリンク回転手段１０１を設定することによって、保持手段１２が搬送経路Ｌに沿って移動し、第１位置から第２位置にわたって直線状に搬送することができる。
【００５１】
また、図１で説明したように、第１リンク１０に対する第２リンク１１の回転角度が１／２倍に拡大されて保持手段１２に伝達されるように保持手段用回転伝達手段１５を設定することによって、被搬送物の向きを変えず、非反転で搬送することができる。つまり、保持手段用回転伝達手段１５の第２遊星歯車３７の歯数に対して、第２太陽歯車３６の歯数が、１／２となるように選ぶ。
【００５２】
つぎに、図５，６に示す搬送装置１と、図７，８に示す搬送装置１００との動作の違いについて、図１０を参照して説明する。
【００５３】
搬送装置１および１００のいずれも、ロボット３の手首７を、搬送経路Ｌに沿って移動させながら、リンク機構９の第１リンク１０と第２リンク１１とを対称に開閉させて搬送する。搬送装置１００では、ベース部１０２が、絶対座標系に対して回転しないように手首７に制御される。つまり、上部アーム６が時計回りにθ°回転したとすると、ベース部１０２は、この回転を打ち消すように、逆方向（反時計回り）にθ°回転する。
【００５４】
したがって、上部アーム６に対する第１リンク１０の回転角度をθ１°とすると、絶対座標系から見た第１リンク１０の動きは、上部アーム６によって時計回りにθ°回転したものを、ベース部１０２で反時計回りにθ°戻され、これによって、ベース部１０２は、絶対座標系に対して、角度位置が変化せず、平行移動のみすることとなる。したがって、リンク機構９は、この角度位置が変化しないベース部１０２に対してリンク機構９の回転を制御するので、制御が容易である。ただし、ベース部１０２で、上部アーム６の揺動角度θ°分を相殺する動きが生じる。
【００５５】
これに対して、搬送装置１では、ベース部を用いず、手首軸で直接第１リンク１０を回転させるので、上部アームの揺動角度θ°分を相殺する動きを必要としない。
【００５６】
また、搬送装置１および搬送装置１００では、いずれも手首軸とは別途のサーボモータＭ７でリンク機構９を回転させるので、ロボットの上部アーム６の移動速度と、リンクの回転速度とを別々に制御することができる。
【００５７】
つぎに、搬送装置１および１００の搬送速度に関して図１１を参照して説明する。図１１において、（１）は、搬送装置の搬送速度、つまり絶対座標系における保持手段１２の移動速度を示し、（２）は、リンクの水平移動速度、つまり搬送装置を固定した場合の保持手段１２の移動速度であり、（３）は、リンクの回転速度であり、（４）は、ロボットの水平移動速度、つまりアーム先端の手首の移動速度である。なお、（１）の搬送速度は、（２）の搬送装置の水平移動速度と、（４）のロボットの水平移動速度とを加算したものである。
【００５８】
ここで、Ａに示す例では、リンクの回転速度（３）を、第１位置と第２位置との中央で最も速くなるように制御し、これによって搬送速度（２）が、第１位置および第２位置近傍では遅く、中央では速くなるように制御される。
【００５９】
リンク機構９は、中央では折り畳まれ、リンクの剛性が高くなっているので、高速の搬送速度に耐えることができる。また、第１位置および第２位置では、被搬送物の保持、離脱を行なうので、速度を低下する必要があり、Ａのように制御することによって、効率よく搬送することができる。
【００６０】
また、Ｂに示す例では、リンク回転手段でリンク機構９の回転速度（３）を一定とする。これによって、リンクの水平移動速度（２）における第１および第２位置と中央位置との速度の差が、Ａに示す例に比べて、極端に変化せず、緩やかに変化することとなる。
【００６１】
また、Ｃに示す例では、リンクの回転速度を中央で低下するように制御し、これによって搬送装置の水平移動速度（２）を等速度とした。本発明では、リンクを回転するリンク回転手段に、手首軸とは別途のサーボモータＭ７を用いることで、このようにリンクの回転速度を任意に制御することが可能となる。
【００６２】
図１２、１３は本発明の他の実施形態の搬送装置５５，５６を示す平面図である。搬送装置５５は、前述した搬送装置１のリンク機構のリンクを直列に連結してさらに延長したものである。搬送装置５５では、第２リンク１１の先端に第３リンク５７を設け、この第３リンク５７の先端にさらに第４リンク５８を設けたＭ字状の構造を有する。このように構成することによって、搬送装置１に比べて搬送距離を２倍にすることができる。なお、第３リンク５７および第４リンク５８は、それぞれ歯車とベルトを用いた回転伝達手段によって、リンク回転手段のサーボモータＭ７の回転が伝達される。
【００６３】
図１３に示す搬送装置５６では、第２リンク１１の長さを倍にするとともに、第３リンク５７のみ設ける構成とした。このような逆Ｎ字状の構造によって、図１２に示す搬送装置５５に比べて構造を単純にし、かつ搬送装置５５と同じ搬送距離を有するように構成できる。
【００６４】
図１４は、本発明の実施の他の形態の搬送装置４０の構成を示す平面図である。本実施形態の搬送装置４０のリンク機構４１は、前述した搬送装置１のリンク機構９と異なり、ダブルリンク（平行クランク機構）によって構成される。
【００６５】
詳しく説明すると、リンク機構４１は、前述した搬送装置１の第１リンクに対応する第１ダブルリンク４２と、搬送装置１の第２リンクに対応する第２ダブルリンク４３とから構成され、第１ダブルリンク４２は、第１〜第４リンク４４〜４７から構成され、第２ダブルリンク４３は、第１ダブルリンク４２の第４リンク４７を共通に持ち、第４〜第７リンク４７〜５０から構成される。第１ダブルリンク４２は、第１リンク４４と第３リンク４６とが平行であり、第３リンク４５と第４リンク４７とが平行である。第２ダブルリンク４３は、第４リンク４７と第６リンク４９とが平行であり、第５リンク４８と第７リンク５０とが平行である。第２ダブルリンク４３の先端の第６リンク４９に、保持手段１２が固定される。
【００６６】
第１ダブルリンク４２の第１リンク４４が、ロボット３の手首軸によって回転駆動される。第１リンク４４の先端部に取付けられる第７リンク５０は、ベルトと歯車から成る回転伝達手段によって、上部アーム６に対する第１リンク４４の回転が伝達される。また、手首に取付けられるもう一方のリンクである第２リンク４５は、リンク回転手段のサーボモータＭ７によって、常に搬送経路Ｌに平行となるように回転する。このような構成によって、第２ダブルリンク４３先端の第６リンク４９も常に搬送経路Ｌに平行となり、この第６リンク４９に固定される保持手段１２の向きも常に一定となり、非反転でワークＷは搬送される。
【００６７】
つぎに、図１５を参照して、搬送装置４０の搬送動作について説明する。ロボット３の上部アーム６を中央位置から図１５において時計回りに任意の角度θ°回転させたとき、第２リンク４５は、リンク回転手段によって−θ°回転し、第２リンク４５を搬送経路Ｌに平行を維持する。
【００６８】
中央位置にあるとき、第１リンク４４と、第４リンク４７とのなす角度θ３＝９０°であるが、上部アーム６がθ°回転したとき、

となる。したがって、θ３はアーム６がθ°回転時、（θ＋θ１）分増加する。なお、θ１は、アーム角度θに対して、（９０−α）／α倍で回転させると、θ＝αのとき、θ１＝９０−αとなり、第１リンク４４が、搬送経路Ｌに平行になる。
【００６９】
このとき、第４リンク４７からの従属駆動として、第４リンク４７に連なる第５リンク４８を、第４リンク４７の回転増加分（θ＋θ１）の倍、つまり２（θ＋θ１）回転させると、アーム６の動きに対して非反転、左右直進運動となる。
【００７０】
また、手首軸とサーボモータＭ７との駆動を逆にしてもよい。
図１６は、図１２で示したＭ字状の搬送装置５５にダブルリンクを適用した構造の本発明のさらに他の実施形態の搬送装置７５を示す図であり、図１７は、図１３で示した逆Ｎ字状の搬送装置５６に、ダブルリンクを適用したさらに他の実施形態の搬送装置７６を示す図である。このように、Ｍ字状、逆Ｎ字状のダブルリンク構造の搬送装置であってもよい。
【００７１】
図１８は、本発明の実施の他の形態の搬送装置６０の構成を示す平面図である。搬送装置６０のリンク機構６８は、第１〜第４リンク６１〜６４を有し、第１リンク６１の基端部および第３リンク６３の基端部は、ロボット３の手首に回転可能に取付けられる。このうち、第１リンク６１が、ロボット３の手首軸によって回転駆動され、第２リンク６２または第３リンク６３が、リンク回転手段のサーボモータＭ７によって回転される。
【００７２】
第１リンク６１の先端部の下に第２リンク６２の基端部が回転可能に取付けられ、第３リンク３の先端部の下に第４リンク６４の基端部が回転可能に取付けられ、第２リンク２および第４リンク６４の先端部の下に保持手段１２が取付けられる。第２リンク６２および第４リンク６４の先端部の下に連結部材６７を介して保持手段１２が取付けられる。第２リンク６２の先端部と連結部材６７とは回転可能に連結され、第４リンク６４の先端と連結部材６７とは、第３リンク６３の先端とは異なる位置で連結部材６７に回転可能に連結される。また、第２リンク６２の先端部と第４リンク６４の先端部には、それぞれ歯車６５，６６が固定され、これらの歯車６５，６６は互いに噛合し、この歯車６５，６６を介して連結部材６７が取付けられるので、取り付け部材６７に取付けられる保持手段１２は、水平位置姿勢を一定に保持することができる。
【００７３】
第１〜第４リンク６１〜６４はそれぞれ同じ長さを有し、第１リンク６１と第４リンク６４とが平行に配置され、第２リンク６２と第３リンク６３とが平行に配置され、これらによってひし形のリンク機構６８が構成される。手首軸およびリンク回転手段によって、リンク機構６８を折り畳んだり、伸長させたりすることができ、これによって、ワークＷを一直線状の搬送経路Ｌに沿って搬送することができる。
【００７４】
図１９は、上述した搬送装置６０に類似する本発明のさらに他の実施形態の搬送装置１２０を示す平面図である。この搬送装置１２０は、第１〜第６リンク１２１〜１２６からなるリンク機構１２７を有し、前述した搬送装置６０のリンク機構６８を２倍とした構造を有する。
【００７５】
詳しく説明すると、第１リンク１２１と第４リンク１２４は基端部がロボット３の上部アーム６先端に回転可能に取付けられ、第２リンク１２２の基端部は、第１リンク１２１の先端部の下に回転可能に取付けられ、第５リンク１２５は、第４リンク１２４の先端部の下に回転可能に取付けられ、第３リンク１２３は、第２リンク１２２の先端部の下に回転可能に取付けられ、第６リンク１２６は、第５リンク１２５の先端部の下に回転可能に取付けられ、第３リンク１２３の先端部と第６リンク１２６の下に連結部材１２７が回転可能に取付けられ、この連結部材１２７の下に保持手段１２が固定される。
【００７６】
本実施形態の搬送装置１２０も、前述した搬送装置６０と同様に、ロボット３の上部アーム６の揺動に連動して第１リンク１２１を回転駆動し、リンク回転手段のサーボモータＭ７で、第４リンク１２４を回転駆動することによって、一直線状の搬送経路Ｌに沿ってワークＷを搬送することができる。
【００７７】
図２０は、本発明のさらに他の実施の形態である搬送装置７０の構成を示す平面図である。搬送装置７０は、図１８で示した搬送装置６０の第１〜第４リンクをダブルリンクにした構造を有する。すなわち、第１ダブルリンク７１はリンク８１〜８４から構成され、第２ダブルリンク７２は第１リンク７１のリンク８４を共通に持つ４つのリンク８４〜８７から構成され、第３ダブルリンク７３は、第１ダブルリンク７１のリンク８１を共通に持つ４つのリンク８１，８９〜９１から構成され、第４ダブルリンク７４は、第３ダブルリンクのリンク９１および第２ダブルリンク７２のリンク８７を共通に持つ４つのリンク８７，９１〜９３から構成され、保持手段１２は、第２リンク７２と第４リンク７４の共通のリンク８７の下に取付けられる。
【００７８】
ロボット３の手首軸によって回転駆動するのは、第１ダブルリンク７１のリンク８２であり、ロボット３の上部アーム６に対するリンク８２の回転は、回転伝達手段によって第２ダブルリンク７２のリンク８５に伝達される。また、リンク回転手段のサーボモータＭ７によって、リンク８１が常に搬送経路Ｌに平行になるように駆動される。
【００７９】
図２１は、図１９で示した搬送装置１２０の各リンクをダブルリンクとした本発明のさらに他の実施形態の搬送装置１３０を示す図である。このような構造であっても、図２０で説明した搬送装置７０と同様に手首軸の駆動を伝達することによって、ワークＷを直線に沿って搬送することができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ロボットのアームを回転させるとともに、リンク回転手段によって手首軸とは別途にリンクを回転させるので、搬送距離に依存せずに搬送することができる。また、アームの揺動角度がαのとき、第１リンクと第２リンクとは第１位置から第２位置への保持手段の移動経路上で１８０°の角度をなすことによって、搬送の動作範囲を大きく取ることができる。
【００８１】
また、簡単な構造で、手首軸とリンク回転手段の回転運動により、直線搬送を行なうことができる。
【００８２】
また、リンク機構を用いることで、高速で、長距離を搬送することができる。また、保持手段用回転伝達手段を用いて、保持手段を回転させながら搬送することによって、非反転で両方向に搬送することができる。
【００８３】
また、リンク機構を用いるので、軽量に構成することができ、ロボットに対する負担が少なく、動特性が良好である。
【００８４】
また、ロボットがアームを伸ばした第１位置および第２位置近傍ではリンクの回転速度が遅くなるので、リンクの振動を小さくでき、停止精度を高くできる。
【００８５】
また、中央位置ではリンクの回転速度は最大となるが、この位置ではロボットアームの剛性が高く、リンクの回転に対する反力に耐えやすい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の搬送装置の動作を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の一形態である搬送装置１を用いるロボットシステム２を示す側面図である。
【図３】ロボットシステム２の平面図である。
【図４】搬送装置１による搬送過程を示す図である。
【図５】搬送装置１の内部機構を示す平面図である。
【図６】搬送装置１の内部機構を示す側面図である。
【図７】本発明の他の実施形態である搬送装置１００の内部機構を示す平面図である。
【図８】搬送装置１００の内部機構を示す側面図である。
【図９】搬送装置３５の第１遊星歯車２６、第２太陽歯車３６近傍を示す断面図である。
【図１０】搬送装置１００の搬送動作を示す図である。
【図１１】３つの制御動作例Ａ，Ｂ，Ｃにおける搬送速度（１）とリンクの水平移動速度（２）とリンクの回転速度（３）とロボットの水平移動速度（４）を示すグラフである。
【図１２】本発明の他の実施の形態の搬送装置５５を示す平面図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置５６を示す平面図である。
【図１４】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置４０を示す平面図である。
【図１５】搬送装置４０の搬送動作を説明する図である。
【図１６】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置７５を示す平面図である。
【図１７】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置７６を示す平面図である。
【図１８】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置６０を示す平面図である。
【図１９】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置１２０を示す平面図である。
【図２０】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置７０を示す平面図である。
【図２１】本発明のさらに他の実施の形態の搬送装置１３０を示す平面図である。
【符号の説明】
１，４０，５５，５６，７５，７６，６０，７０，１００，１２０，１３０搬送装置
２ロボットシステム
３ロボット
９，６８，１２７リンク機構
１０，４４，６１，１２１，１３１第１リンク
１１，６２，１２２第２リンク
１２保持手段
１４，１０１リンク回転手段
１０２ベース部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a transfer device for transferring a work, and more particularly, to a transfer device attached to a wrist of a robot for use.
[0002]
[Prior art]
For example, when a work is transferred between press machines, a robot is installed between the press machines, and the work is transferred by the robot. At this time, if the interval between the press machines is large, the transfer device is attached to the wrist of the robot, and the work is transferred by the transfer device and the movement of the arm of the robot. An example of the prior art of such a transport device is disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-42390, “Article transport device”.
[0003]
The transfer device of the related art has a slider and a holding unit that sucks and holds a work and travels along the slider. In order to transfer the work, first, the transfer device is moved to one press machine side by a robot, and the work of one press machine is sucked and held by holding means arranged at one end of the slider. Next, the holding means holding the work is slid to the other end of the slider, and the transfer device is moved to the other press by the robot. Then, when the work reaches the press machine on the other side, the suction holding by the holding means is released.
In this way, the workpiece can be transported even when the transport distance is long.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional transfer apparatus, the holding means is slid using the screw screw to transfer the sheet, so that there is a problem that the transfer speed is low.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a transfer device having a high transfer distance and a high transfer speed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a holding means which is attached to the wrist of the robot and holds the transferred object detachably, and is synchronized with the arm of the robot which reciprocates between the first position and the second position. And a transport device that reciprocates a holding unit between the first position and the second position to transport the transported object from the first position to the second position along a straight transport path.
A link mechanism in which a proximal end of the first link is attached to the wrist of the robot, and a proximal end of the second link is rotatably connected to a distal end of the first link;
Link rotating means for rotating the second link,
During the transfer, the wrist axis of the robot moves the first link to the first link while moving the arm so that the wrist of the robot moves linearly along the transfer path between the first position and the second position. While rotating in the rotational direction, the link rotating means rotates the second link in a second rotational direction opposite to the first rotational direction,
The rotation of the first link in the first rotation direction by the wrist of the robot is performed when the swing angle of the arm from the center between the first position and the second position to the second position is α. (90 ° −α) / α times,
The link rotating means sets the second link to θ2 = θ2 when the rotation angle of the first link with respect to the arm is θ1, the rotation angle of the second link with respect to the first link is θ2, and the rotation angle of the first link with respect to the arm is θ1. 2 (θ + θ1)
The holding means is rotatably provided at the tip of the second link,
A rotation transmitting unit for transmitting the rotation of the link rotating unit and rotating the holding unit, wherein a rotation angle of the holding unit is 倍 times a rotation angle θ2 of the second link with respect to the first link. And a rotation transmitting means for the holding means, wherein the direction of the conveyed object being conveyed is kept constant.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a holding means which is attached to a wrist of the robot and holds the object to be detachably detached, and is synchronized with an arm of the robot which reciprocates between the first position and the second position. And a transport device that reciprocates holding means between the first position and the second position to transport the transported object from the first position to the second position along a straight transport path.
A link mechanism in which a base end of the first link is attached to a wrist of the robot, and a base end of the second link is rotatably connected to a front end of the first link;
Link rotating means for rotating the first link mechanism,
At the time of transfer, the first link is moved by the link rotating means while moving the arm so that the wrist of the robot moves linearly along the transfer path between the first position and the second position. While rotating in the rotation direction, the second link is rotated in the second rotation direction opposite to the first rotation direction by the wrist axis of the robot,
The rotation of the first link in the first rotation direction by the wrist of the robot is performed when the swing angle of the arm from the center between the first position and the second position to the second position is α. (90 ° −α) / α times,
The link rotating means sets the operation angle of the robot arm to θ, sets the rotation angle of the first link with respect to the arm to θ1, and sets the rotation angle of the second link with respect to the first link to θ2. = 2 (θ + θ1),
The holding means is rotatably provided at the tip of the second link,
A rotation transmitting unit for transmitting the rotation of the wrist shaft and rotating the holding unit, such that a rotation angle of the holding unit is 倍 times a rotation angle θ2 of the second link with respect to the first link. And a rotation transmitting means for the holding means, wherein the direction of the conveyed object being conveyed is kept constant.
[0010]
The transfer operation of the transfer device will be described with reference to FIG. An absolute coordinate system is set on the installation surface of the robot, and a first position (left in FIG. 1) and a second position (right in FIG. 1) are set on the x-axis of the absolute coordinate system. The arm of the robot reciprocates between the first position and the second position, and the link mechanism of the transfer device operates in synchronization with the reciprocating operation. When the arm is at the first position, the link mechanism moves to the first position. When it extends to the first position side and is at the second position side, it expands and contracts to extend to the second position side.
[0011]
When the robot arm is at the center position between the first position and the second position, the wrist of the robot is at the origin O, and the angle of the arm when transported to the second position is α (°). The link mechanism is folded such that the first link and the second link overlap, and at the center position O, the arm and the link mechanism extend straight along the y-axis. At the time of transfer, the robot swings the arm so that the wrist moves linearly along the x-axis. At this time, the x-axis becomes a transport path, and in order to linearly transport the transported object along this transport path, it is necessary to move the holding means provided at the tip of the second link along the x-axis. For that purpose, first, it is necessary to control the rotation of the wrist so that the first link rotates (90-α) degrees with respect to the arm while the arm swings from 0 ° to α °. That is, the first link needs to be rotated by (90-α) / α times the swinging operation of the arm.
[0012]
Further, as can be seen from FIG. 1, the link mechanism needs to be controlled so that the rotation angle of the second link with respect to the y axis is always twice the rotation angle of the first link with respect to the y axis in the absolute coordinate system. is there.
Here, the swing angle of an arbitrary position of the arm with respect to the y-axis in the absolute coordinate system is θ (°), the rotation angle of the first link with respect to the arm is θ1 (°), and the rotation of the second link with respect to the first link is θ1 (°). When the angle is θ2 (°), the rotation angle of the first link with respect to the y-axis is (θ + θ1).
θ2 = 2 (θ + θ1) (1)
When the rotation of the link mechanism is controlled so as to be as follows, θ2 / (θ + θ1) = 2. That is, the rotation angle of the second link is twice the rotation angle of the first link. In this way, by setting the link rotating means so as to satisfy the relationship of the above expression (1), it is possible to carry the paper linearly along the x-axis.
[0013]
When the link mechanism is controlled not only to rotate the first link with the wrist shaft but also to transmit the rotation of the wrist shaft to the second link using, for example, a gear, the transport distance may change. In such a case, the gears and the like must be changed. However, in the present invention, since the link rotation means is provided and the rotation of the link is separately controlled, it is possible to easily cope with a change in the transport distance.
[0015]
The rotation operation of the holding means will be described with reference to FIG. The rotation of the second link with respect to the first link is transmitted to the holding unit by the rotation transmitting unit for the holding unit, and the holding unit also rotates in synchronization with the swing of the arm. In order for the object held by the holding means not to change its direction during the transfer, the robot arm rotates from 0 ° to α ° and the second link rotates by 180 ° with respect to the first link. , It is necessary to rotate the holding means by 90 ° with respect to the second link. That is, the holding means rotates by half the rotation angle of the second link with respect to the first link.
[0016]
Therefore, by setting the rotation transmitting means for the holding means so that the rotation angle of the second link with respect to the first link is 倍 times, it is possible to convey the non-inverted object without changing the direction of the conveyed object. .
[0017]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a holding means which is attached to a wrist of the robot and holds the transferred object detachably, and is synchronized with an arm of the robot which reciprocates between the first position and the second position. And a transport device that reciprocates a holding unit between the first position and the second position to transport the transported object from the first position to the second position.
A link mechanism having a first link and a second link, wherein a base end of the second link is rotatably connected to a distal end of the first link;
The base end of the first link is attached to the wrist of the robot via the base, rotates the first link in the first rotation direction with respect to the base, and controls the rotation of the first link with respect to the base in the first direction. Link rotating means for transmitting the second link to the second link and rotating the second link in a second rotation direction opposite to the first rotation direction;
During the transfer, the arm is moved by the wrist axis of the robot wrist while moving the arm such that the wrist of the robot moves linearly along the transfer path between the first position and the second position. Is a transport device characterized by rotating the base portion in the opposite direction to rotate the base portion of the link rotating means, and moving the base portion so as to maintain a fixed angle with respect to the installation surface of the robot. .
[0019]
According to the present invention, the first link is attached via a base portion fixed to the wrist of the robot, and the link mechanism transmits the rotation of the first link with respect to the base portion to the second link, To rotate. The base is rotatably driven by the wrist axis so as to maintain a fixed angle with respect to the robot installation surface (absolute coordinate system). Further, the link rotating means is set so that the holding means moves linearly along the (x-axis) along the transport path by rotating the first link with respect to the base portion. Thus, when the arm wrist is moved along the transport path, the holding mechanism can be moved along the transport path by the link mechanism, and can be transported linearly from the first position to the second position.
[0020]
According to a fourth aspect of the present invention, the link mechanism is a link mechanism in which three or more links are connected in series, a link mechanism having a double link, or a link mechanism having a rhombus link. I do.
[0021]
The link mechanism of the present invention may have an M-shape as shown in FIG. 12, or an inverted N-shape as shown in FIG. 13, and the first link and the second link may be respectively formed as shown in FIG. A double link (parallel crank mechanism) may be formed, or a diamond-shaped link mechanism as shown in FIG. 18 or a link mechanism combining these.
[0022]
According to a fifth aspect of the present invention, the link rotating means reduces the rotational speed of the link near the first position and the second position, and increases the rotational speed of the link near the center.
[0023]
According to the present invention, when the link mechanism is rotated at a constant speed, the moving speed of the conveyed object when passing through the center between the first position and the second position becomes the fastest, and the vicinity of the first position and the second position. Then it becomes slow. At the center position, the first link and the second link are folded, the rigidity of the link mechanism is increased, and the structure is easy to withstand a reaction force against the rotation of the link, and the speed is low near the first position and the second position. Thus, the transport can be started and stopped smoothly, and the transported object can be transported stably.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 2 is a side view showing a robot system 2 including a transfer device 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plan view thereof. The transfer device 1 is attached to the wrist 7 of the robot 3 and is used to transfer the work W between the pair of

press machines

20 and 21 at the first and second positions.
[0025]
The robot 3 is a 6-axis vertical articulated robot and includes a base 4 fixed to the floor, a lower arm 5, an upper arm 6, and a wrist 7. The lower arm 5 is attached to the base 4 so that the lower end can pivot around a vertical first axis J1 and can rotate back and forth about a horizontal second axis J2. The base end of the upper arm 6 is attached to the upper end of the lower arm 5 so as to be rotatable up and down around a horizontal third axis J3. The wrist 7 attached to the tip of the upper arm 6 is rotatably mounted around a fourth axis J4 parallel to the axis of the upper arm 6 and rotatable around a fifth axis J5 perpendicular to the axis of the upper arm 6. Attached to Then, the transport device 1 is attached to the wrist 7. The wrist axis of the wrist 7 rotates around a sixth axis J6 perpendicular to the fifth axis J5.
[0026]
Each joint axis J1 to J6 of the robot 3 is individually driven to rotate by a servomotor, and the wrist axis drives the first link 10 to rotate about the sixth axis J6 with respect to the upper arm 6.
[0027]
The transport device 1 includes a link mechanism 9 including a first link 10 and a second link 11, link rotating means 14 for rotating the link mechanism 9, and a holding means 12 provided at a distal end of the second link 11. You. The second link 11 has the same length as the first link 10, and the base end 11a is attached to the distal end 10b of the first link 10 so as to be rotatable around the rotation axis A1 parallel to the sixth axis J6. Then, the holding means 12 is attached to the distal end portion 11b of the second link 11. The holding unit 12 has a plurality of suction cups 13, and the work W is detachably held by these suction cups 13.
[0028]
The robot 3 of the robot system 2 is installed at the center of the two

presses

20 and 21, and is moved from one press 20 at the first position on the left in FIG. 3 to the other at the second position on the right in FIG. The work W is transported to the press 21. The robot 3 holds the transfer device 1 substantially horizontally so that the sixth axis J6 is vertical, reciprocates the upper arm 6 about the first axis J1, and synchronizes with the reciprocating operation of the upper arm 6. The link mechanism 9 of the transport device 1 is reciprocated.
[0029]
Next, the transport operation of the robot system 2 will be described in more detail with reference to FIG.
[0030]
As shown in FIG. 4A, the transfer device 1 is extended to one of the presses 20 together with the upper arm 6, and after the work W is held by the holding means 12, the first link 10 is moved in the first rotation direction (FIG. 4), the second link 11 rotates in the second rotation direction (counterclockwise in FIG. 4), and the holding means 12 moves in the first rotation direction (clockwise in FIG. 4). Rotate. By rotating in this manner, the workpiece W starts to move while maintaining the same orientation as the held state.
[0031]
When the first link 10 is further rotated in the first rotation direction, the transport device 1 is moved through the state shown in FIG. 4 (2) at the center between the

press machines

20 and 21 as shown in FIG. 4 (3). Will be folded. At this time, the upper arm 6 of the robot 3 is arranged perpendicular to the transport path L, and the first link 10 and the second link 11 are folded and arranged perpendicular to the transport path L.
[0032]
Further, by swinging the upper arm 6 to the other side and rotating the first link 10 in the first rotation direction, the transfer device 1 extends to the other side while maintaining the work W in the same direction. . In this way, through the state of FIG. 4D, the first link 10 and the second link 11 are extended until they are aligned, and the work W is transported to the press 21 on the other side. As shown in FIG. 4 (5), the direction of the work W after the completion of the transfer is the same as the direction of the work W at the start of the transfer shown in (1).
[0033]
Next, the link mechanism 9 will be described. The link mechanism 9 holds the first link 10, the second link 11, link rotating means 14 for rotating the second link 11 with respect to the first link 10, and the rotation of the second link 11 with respect to the first link 10. Rotation transmitting means 15 for holding means for transmitting to the means 12 and rotating the holding means 12. FIG. 5 is a plan view showing the internal structure of the transport device 1, and FIG. 6 is a side view thereof.
[0034]
The first link 10 has a hollow first link main body 22 and a base end 10a is fixed to the wrist 7, and the first link main body 22 is a servomotor M6 (not shown) for driving a wrist axis of the robot. Is driven to rotate. A link rotating means 14 having a servomotor M7 is provided above the distal end of the first link body 22. A rotating shaft 34 is rotatably supported on the distal end portion 10b of the first link body 22 so as to be rotatable around a rotation axis A1 parallel to the axis J6 of the sixth shaft. The upper end of the rotating shaft 34 protrudes from the upper part of the first link body 22, and the gear 18 is fixed to the upper end. A gear 16 is fixed to the tip of the rotation shaft of the servo motor M7, and a timing belt 17 is wound around the gear 16 and the gear 18 of the rotation shaft 34. With such a structure, the rotation shaft 34 can be rotationally driven around the axis A1 by driving the servo motor M7 to rotate.
[0035]
The rotation shaft 34 is rotatably supported by the first link body 22 by the bearing 28 and is fixed to the base end 11 a of the second link 11. Therefore, by rotating the rotation shaft 34, the second link 11 can be rotated.
[0036]
A sun gear 36 is provided at the base end of the hollow second link body 39, and a planetary gear 37 is provided at the tip end. The holding means 12 is connected to the planetary gear 37, and the holding means 12 is formed together with the planetary gear 37. It has a rotating structure. The timing belt 38 is wound around the sun gear 36 and the planetary gear 37, and the sun gear 36, the planetary gear 37, and the timing belt 38 constitute the rotation transmission unit 15 for the holding unit.
[0037]
As described with reference to FIG. 1, when the swing angle of the upper arm 6 is α (°) from the center to the press 21 on the other side, which is the second position, the first link 10 driven by the wrist shaft is The wrist axis is controlled so that the swing angle α of the upper arm 6 becomes (90−α) / α times. The swing angle of an arbitrary position of the upper arm 6 with respect to the y-axis in the absolute coordinate system is θ, the rotation angle of the first link 10 with respect to the upper arm 6 is θ1 (°), and the second link with respect to the first link 10 is If the rotation angle of 11 is θ2 (°), the rotation angle of the first link with respect to the y axis is (θ + θ1),
θ2 = 2 (θ + θ1) (1)
When the rotation of the link mechanism is controlled such that the rotation angle of the first link 10 becomes twice as large as the rotation angle of the first link 10. As described above, by controlling the link rotating means 14 so as to satisfy the relationship of the above-described formula (1), the holding means 12 provided at the distal end of the second link 11 can be moved from one press machine 20 to the other press machine. 21 can be moved in a straight line along the transport path L. At this time, the robot 3 moves the upper arm 6 so that the wrist 7 moves linearly along the transport path L.
[0038]
In addition, by setting the rotation transmitting means 15 for the holding means such that the rotation angle of the second link 11 with respect to the first link 10 is enlarged by a factor of two and transmitted to the holding means 12, the orientation of the transferred object can be improved. , And can be conveyed in a non-inverted state. That is, the number of teeth of the sun gear 36 is selected to be １／ of the number of teeth of the planetary gear 37 of the rotation transmitting means 15 for holding means.
[0039]
Further, when the transport distance, that is, the distance between the first position and the second position is changed, it can be easily coped with by changing the swing angle α of the upper arm 6.
[0040]
Note that FIG. 1 shows only the state when moving from the center to the second position, but the movement from the first position to the center appears symmetrically. Further, in the present embodiment, the first link 10 is driven by the wrist axis, and the second link 11 is rotated by the servo motor M7 of the link rotating means 14. However, this is reversed, and the second link 11 is rotated by the wrist axis. The first link 10 may be configured to rotate and the first link 10 to be rotated by the servo motor M7.
[0041]
FIG. 7 is a plan view showing the structure of a transfer device 100 according to another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a side view thereof. Since only the link rotating means 101 for rotating the link mechanism 9 is different between the transport apparatus 1 and the transport apparatus 100 described above, only the configuration relating to the link rotating means 101 will be described in detail, and the other configurations will be the same as those of the transport apparatus 1. The reference numerals are assigned and the description is omitted.
[0042]
The link mechanism 9 transmits a first link 10, a second link 11, a link rotating means 101 having a base portion 102 and a servomotor M7, and a rotation of the second link 11 with respect to the first link 10 to a holding means 12. , A rotation transmitting means 15 for holding means for rotating the holding means 12.
[0043]
The first link 10 has a hollow first link main body 22, and a base 102 of a link rotating means 101 is provided at a base end 10 a. The base 102 is fixed to the wrist 7 and is driven to rotate about the sixth axis J6 by the wrist 7. The base end 10a of the first link 10 is connected to the base 102 so as to be rotatable around a sixth axis J6.
[0044]
A first sun gear 25 is provided inside the first link body 22 on the base end 10a side. The base portion 102 is provided with the servomotor M7 and the gear 18 having the axis J6 as a rotation axis. A gear 16 is fixed to the tip of the rotation shaft of the servomotor M7, and a timing belt 17 is wound around the gear 16 and the gear 18. The gear 18 is fixed to the link body 22 of the first link 10. Therefore, the first link 10 can be rotationally driven around the axis J6 by rotationally driving the servo motor M7.
[0045]
Further, an insertion hole is formed in the center of the gear 18, and the shaft 104 is inserted into the insertion hole. The shaft 104 extends along the axis J6, and the upper end is fixed to the housing 103 of the base 102, and the first sun gear 25 is fixed to the lower end. That is, the first sun gear 25 is fixed to the base 102. A first planetary gear 26 rotatably supported around a rotation axis A1 parallel to the axis J6 of the sixth shaft is provided at the distal end portion 10b of the first link body 22. A timing belt 27 is wound around the planetary gears 26. The link rotating means 101 is composed of the servo motor M7, the base 102, the first sun gear 25, the first planetary gear 26, and the timing belt 27. The first planetary gear 26 is rotatably supported on the first link main body 22 by a bearing 28, the base end 11 a of the second link 11 is fixed, and the second planetary gear 26 is integrally formed with the first planetary gear 26. The link 11 rotates.
[0046]
A second sun gear 36 is provided at the base end of the hollow second link body 39, and a second planetary gear 37 is provided at the distal end. The holding means 12 is connected to the second planetary gear 37, The holding means 12 rotates together with the planetary gear 37. The timing belt 38 is wound around the second sun gear 36 and the second planetary gear 37. The second sun gear 36, the second planetary gear 37, and the timing belt 38 constitute the rotation transmission unit 15 for the holding unit.
[0047]
As shown in FIG. 9, the second sun gear 36 is fixedly connected to the first link main body 22 and rotates integrally with the first link 10. The first planetary gear 26 and the second sun gear 36 have a common rotation axis A1, but as shown in FIG. 9, the first planetary gear 26 is fixedly connected to a second link body 39 via a shaft 34. Then, the second sun gear 36 is fixedly connected to the first link main body 22 and is integrated with the first link 10 by rotating around the rotation axis A1 integrally with the second link 11. The second planetary gear 37 is rotatably supported by the second link main body 39 at the tip end 11a of the second link 11 main body so as to be rotatable around a rotation axis A2 parallel to the rotation axis A1.
[0048]
Since the timing belt 27 is wound around the first sun gear 25 fixed to the base 102 and the first planetary gear 26, as shown in FIG. 7, the base 102 is moved with respect to the installation surface (absolute coordinate system). When the first link 10 is rotated in the first rotation direction (clockwise on the paper surface of FIG. 7) by the servo motor M7 in a state where the first belt 10 is fixed so as not to rotate, the timing belt 26 is turned as shown by the arrow in FIG. , Whereby the first planetary gear 26 rotates in the second rotational direction (counterclockwise). As described above, the first planetary gear 26 and the second link 11 are fixed and rotate integrally, so that the first planetary gear 26 is driven to rotate in the first rotational direction to rotate the first planetary gear 26 in the first rotational direction. The second link 11 can be rotated together with the gear 26 in the second rotation direction.
[0049]
Next, a control operation of the transport device 100 will be described. The base unit 102 is rotationally driven by a wrist axis so as to maintain a fixed angle with respect to the installation surface (absolute coordinate system) of the robot 3.
[0050]
The link rotating means 101 is set so that the first link 10 and the second link 11 are symmetric with respect to the y-axis. That is, the angle of the first link 10 with respect to the y-axis is controlled to be twice the angle of the second link 11 with respect to the first link 10. As described above, since the base unit 102 is controlled so that the angle with respect to the absolute coordinate system is constant, the link rotation is performed on the base unit 102 such that the link mechanism 9 rotates as described above. By setting the means 101, the holding means 12 can move along the transport path L and can be transported linearly from the first position to the second position.
[0051]
Further, as described with reference to FIG. 1, the rotation transmitting unit 15 for the holding unit is set such that the rotation angle of the second link 11 with respect to the first link 10 is enlarged to 倍 times and transmitted to the holding unit 12. Thus, the transported object can be transported in a non-inverted direction without changing its direction. That is, the number of teeth of the second sun gear 36 is selected to be １／ of the number of teeth of the second planetary gear 37 of the rotation transmitting means 15 for the holding means.
[0052]
Next, the difference between the operation of the transfer apparatus 1 shown in FIGS. 5 and 6 and the operation of the transfer apparatus 100 shown in FIGS. 7 and 8 will be described with reference to FIG.
[0053]
Each of the

transport devices

1 and 100 transports the first link 10 and the second link 11 of the link mechanism 9 symmetrically while moving the wrist 7 of the robot 3 along the transport path L. In the transfer device 100, the wrist 7 controls the base unit 102 so as not to rotate with respect to the absolute coordinate system. That is, assuming that the upper arm 6 rotates clockwise by θ °, the base unit 102 rotates by θ ° in the opposite direction (counterclockwise) so as to cancel this rotation.
[0054]
Therefore, assuming that the rotation angle of the first link 10 with respect to the upper arm 6 is θ1 °, the movement of the first link 10 as viewed from the absolute coordinate system is the rotation of the first link 10 clockwise θ ° by the upper arm 6, Is returned counterclockwise by θ °, so that the base unit 102 moves only in parallel with respect to the absolute coordinate system without changing its angular position. Therefore, since the link mechanism 9 controls the rotation of the link mechanism 9 with respect to the base portion 102 whose angular position does not change, the control is easy. However, a movement occurs in the base portion 102 to offset the swing angle θ ° of the upper arm 6.
[0055]
On the other hand, in the transport device 1, the first link 10 is directly rotated by the wrist axis without using the base portion, so that a movement for offsetting the swing angle θ ° of the upper arm is not required.
[0056]
Further, in each of the transfer device 1 and the transfer device 100, the link mechanism 9 is rotated by the servo motor M7 separate from the wrist axis, so that the movement speed of the upper arm 6 of the robot and the rotation speed of the link are separately controlled. can do.
[0057]
Next, the transport speed of the

transport devices

1 and 100 will be described with reference to FIG. In FIG. 11, (1) indicates the transfer speed of the transfer device, that is, the moving speed of the holding unit 12 in the absolute coordinate system, and (2) indicates the horizontal movement speed of the link, that is, the holding unit when the transfer device is fixed. 12, (3) is the rotational speed of the link, and (4) is the horizontal moving speed of the robot, that is, the moving speed of the wrist at the tip of the arm. The transfer speed of (1) is obtained by adding the horizontal movement speed of the transfer device of (2) and the horizontal movement speed of the robot of (4).
[0058]
Here, in the example shown in A, the rotation speed (3) of the link is controlled so as to be the highest at the center between the first position and the second position, whereby the transport speed (2) is reduced to the first position and the first position. The control is performed so as to be slow near the second position and fast at the center.
[0059]
Since the link mechanism 9 is folded in the center and the rigidity of the link is high, the link mechanism 9 can withstand a high transport speed. At the first position and the second position, the transported object is held and separated, so that it is necessary to reduce the speed. By controlling as shown in A, the transported object can be transported efficiently.
[0060]
Further, in the example shown in B, the rotation speed (3) of the link mechanism 9 is made constant by the link rotating means. As a result, the difference in speed between the first and second positions and the center position in the horizontal movement speed (2) of the link does not change extremely but changes gently as compared with the example shown in A.
[0061]
Further, in the example shown in C, the rotation speed of the link is controlled to decrease at the center, whereby the horizontal movement speed (2) of the transport device is made equal. In the present invention, by using a servo motor M7 separate from the wrist axis for the link rotating means for rotating the link, it is possible to arbitrarily control the rotational speed of the link in this way.
[0062]
12 and 13 are plan views showing

transfer devices

55 and 56 according to another embodiment of the present invention. The transfer device 55 is obtained by further connecting the links of the link mechanism of the transfer device 1 described above in series. The transport device 55 has an M-shaped structure in which a third link 57 is provided at the tip of the second link 11 and a fourth link 58 is further provided at the tip of the third link 57. With this configuration, the transport distance can be doubled as compared with the transport device 1. The rotation of the servomotor M7 of the link rotating means is transmitted to the third link 57 and the fourth link 58 by rotation transmitting means using a gear and a belt, respectively.
[0063]
13, the length of the second link 11 is doubled, and only the third link 57 is provided. With such an inverted N-shaped structure, the structure can be simplified as compared with the transfer device 55 shown in FIG. 12, and can be configured to have the same transfer distance as the transfer device 55.
[0064]
FIG. 14 is a plan view showing a configuration of a transport device 40 according to another embodiment of the present invention. The link mechanism 41 of the transport device 40 of the present embodiment is configured by a double link (parallel crank mechanism), unlike the link mechanism 9 of the transport device 1 described above.
[0065]
More specifically, the link mechanism 41 includes a first double link 42 corresponding to the first link of the transport device 1 and a second double link 43 corresponding to the second link of the transport device 1. The double link 42 includes first to fourth links 44 to 47, and the second double link 43 has the fourth link 47 of the first double link 42 in common, and the fourth to seventh links 47 to 50. Be composed. In the first double link 42, the first link 44 and the third link 46 are parallel, and the third link 45 and the fourth link 47 are parallel. In the second double link 43, the fourth link 47 and the sixth link 49 are parallel, and the fifth link 48 and the seventh link 50 are parallel. The holding means 12 is fixed to the sixth link 49 at the tip of the second double link 43.
[0066]
The first link 44 of the first double link 42 is driven to rotate by the wrist axis of the robot 3. The rotation of the first link 44 with respect to the upper arm 6 is transmitted to the seventh link 50 attached to the distal end portion of the first link 44 by a rotation transmission unit including a belt and a gear. The second link 45, which is the other link attached to the wrist, is rotated by the servo motor M7 of the link rotating means so as to be always parallel to the transport path L. With such a configuration, the sixth link 49 at the tip of the second double link 43 is also always parallel to the transport path L, and the direction of the holding means 12 fixed to the sixth link 49 is always constant. Is transported.
[0067]
Next, the transport operation of the transport device 40 will be described with reference to FIG. When the upper arm 6 of the robot 3 is rotated clockwise at an arbitrary angle θ ° in FIG. 15 from the center position, the second link 45 is rotated by −θ ° by the link rotating means, and the second link 45 is moved along the transport path L. Keep parallel to
[0068]
When at the center position, the angle θ3 between the first link 44 and the fourth link 47 is 90 °, but when the upper arm 6 rotates by θ °,

It becomes. Therefore, θ3 increases by (θ + θ1) when the arm 6 rotates by θ °. When θ1 is rotated by (90−α) / α times the arm angle θ, when θ = α, θ1 = 90−α, and the first link 44 is parallel to the transport path L. Become.
[0069]
At this time, as a subordinate drive from the fourth link 47, when the fifth link 48 connected to the fourth link 47 is rotated by twice the rotation increase (θ + θ1) of the fourth link 47, that is, by 2 (θ + θ1), the arm 6 Non-reversal, left and right rectilinear movement.
[0070]
Further, the drive of the wrist axis and the drive of the servomotor M7 may be reversed.
FIG. 16 is a view showing a transfer device 75 of still another embodiment of the present invention having a structure in which a double link is applied to the M-shaped transfer device 55 shown in FIG. 12, and FIG. It is a figure which shows the conveyance apparatus 76 of further another embodiment which applied the double link to the conveyance apparatus 56 of the reverse N shape. As described above, a transfer device having an M-shaped or inverted N-shaped double link structure may be used.
[0071]
FIG. 18 is a plan view showing a configuration of a transport device 60 according to another embodiment of the present invention. The link mechanism 68 of the transfer device 60 has first to fourth links 61 to 64, and the base end of the first link 61 and the base end of the third link 63 are rotatably attached to the wrist of the robot 3. Can be Among them, the first link 61 is rotationally driven by the wrist axis of the robot 3, and the second link 62 or the third link 63 is rotated by the servo motor M7 of the link rotating means.
[0072]
The base end of the second link 62 is rotatably mounted below the distal end of the first link 61, and the base end of the fourth link 64 is rotatably mounted below the distal end of the third link 3, The holding means 12 is attached below the distal ends of the second link 4 and the fourth link 64. The holding means 12 is attached below the distal ends of the second link 62 and the fourth link 64 via a connecting member 67. The distal end of the second link 62 and the connecting member 67 are rotatably connected, and the distal end of the fourth link 64 and the connecting member 67 are rotatably connected to the connecting member 67 at a position different from the distal end of the third link 63. Be linked.

Gears

65 and 66 are fixed to the distal end of the second link 62 and the distal end of the fourth link 64, respectively. The

gears

65 and 66 mesh with each other, and are connected to each other through the

gears

65 and 66. Since the 67 is attached, the holding means 12 attached to the attachment member 67 can keep the horizontal position and posture constant.
[0073]
The first to fourth links 61 to 64 have the same length, the first link 61 and the fourth link 64 are arranged in parallel, the second link 62 and the third link 63 are arranged in parallel, These form a diamond-shaped link mechanism 68. The link mechanism 68 can be folded or extended by the wrist shaft and the link rotating means, so that the workpiece W can be transported along the straight transport path L.
[0074]
FIG. 19 is a plan view showing a transport device 120 according to still another embodiment of the present invention, which is similar to the transport device 60 described above. The transport device 120 has a link mechanism 127 including first to sixth links 121 to 126, and has a structure in which the link mechanism 68 of the transport device 60 described above is doubled.
[0075]
More specifically, the first link 121 and the fourth link 124 have their base ends rotatably attached to the distal end of the upper arm 6 of the robot 3, and the base end of the second link 122 is located at the distal end of the first link 121. The fifth link 125 is rotatably mounted below the distal end of the fourth link 124, and the third link 123 is rotatably mounted below the distal end of the second link 122. The sixth link 126 is rotatably mounted below the distal end of the fifth link 125, and the connecting member 127 is rotatably mounted below the distal end of the third link 123 and the sixth link 126. The holding means 12 is fixed below the connecting member 127.
[0076]
Similarly to the above-described transfer device 60, the transfer device 120 of the present embodiment also drives the first link 121 to rotate in conjunction with the swing of the upper arm 6 of the robot 3, and uses the servo motor M7 of the link rotation unit to rotate the first link 121. By rotating and driving the four links 124, the work W can be transported along the linear transport path L.
[0077]
FIG. 20 is a plan view showing a configuration of a transport device 70 according to still another embodiment of the present invention. The transport device 70 has a structure in which the first to fourth links of the transport device 60 shown in FIG. 18 are double links. That is, the first double link 71 is composed of links 81 to 84, the second double link 72 is composed of four links 84 to 87 that share the link 84 of the first link 71, and the third double link 73 is The fourth double link 74 includes a link 91 of the third double link 72 and a link 87 of the second double link 72. The holding means 12 is attached below the common link 87 of the second link 72 and the fourth link 74.
[0078]
It is the link 82 of the first double link 71 that is rotationally driven by the wrist axis of the robot 3, and the rotation of the link 82 with respect to the upper arm 6 of the robot 3 is transmitted to the link 85 of the second double link 72 by the rotation transmitting means. Is done. Further, the link 81 is driven by the servo motor M7 of the link rotating means so that the link 81 is always parallel to the transport path L.
[0079]
FIG. 21 is a diagram showing a transport device 130 according to still another embodiment of the present invention in which each link of the transport device 120 shown in FIG. 19 is a double link. Even with such a structure, the work W can be conveyed along a straight line by transmitting the drive of the wrist shaft similarly to the conveyance device 70 described with reference to FIG.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the arm of the robot is rotated and the link is rotated separately from the wrist axis by the link rotating means, the transport can be performed without depending on the transport distance. Further, when the swing angle of the arm is α, the first link and the second link form an angle of 180 ° on the movement path of the holding means from the first position to the second position, so that the transport operation range is Can be greatly increased.
[0081]
Further, with a simple structure, linear conveyance can be performed by the rotational movement of the wrist shaft and the link rotating means.
[0082]
Further, by using the link mechanism, it is possible to convey a long distance at a high speed. In addition, by using the rotation transmission means for the holding means and conveying while rotating the holding means, it is possible to convey in both directions without reversing.
[0083]
Further, since the link mechanism is used, the structure can be made lightweight, the load on the robot is small, and the dynamic characteristics are good.
[0084]
In addition, since the rotational speed of the link becomes slow near the first position and the second position where the robot extends the arm, the vibration of the link can be reduced, and the stopping accuracy can be increased.
[0085]
At the center position, the rotational speed of the link is maximum, but at this position, the rigidity of the robot arm is high, and it is easy to withstand the reaction force against the rotation of the link.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining the operation of a transport device of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a robot system 2 using the transfer device 1 according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of the robot system 2.
FIG. 4 is a view showing a transfer process by the transfer device 1.
FIG. 5 is a plan view showing an internal mechanism of the transport device 1.
FIG. 6 is a side view showing an internal mechanism of the transport device 1.
FIG. 7 is a plan view showing an internal mechanism of a transport device 100 according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a side view showing an internal mechanism of the transport device 100.
FIG. 9 is a sectional view showing the vicinity of a first planetary gear 26 and a second sun gear 36 of the transfer device 35.
FIG. 10 is a view showing a transfer operation of the transfer device 100.
FIG. 11 is a graph showing a transport speed (1), a link horizontal movement speed (2), a link rotation speed (3), and a robot horizontal movement speed (4) in three control operation examples A, B, and C. is there.
FIG. 12 is a plan view showing a transfer device 55 according to another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a plan view showing a transfer device 56 according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a plan view showing a transfer device 40 according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram illustrating a transport operation of the transport device 40.
FIG. 16 is a plan view showing a transfer device 75 according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a plan view showing a transfer device 76 according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a plan view showing a transfer device 60 according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a plan view showing a transfer device 120 according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a plan view showing a transfer device 70 according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a plan view showing a transfer device 130 according to still another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,40,55,56,75,76,60,70,100,120,130 conveying device
2 Robot system
3 Robot
9,68,127 Link mechanism
10,44,61,121,131 1st link
11,62,122 2nd link
12 holding means
14,101 Link rotating means
102 Base

Claims

The robot has a holding means attached to a wrist of the robot, the holding means detachably holding an object to be transported, synchronized with an arm of the robot reciprocating between a first position and a second position, and moving the holding means to the first position. A transfer device that reciprocates between the first position and the second position to transfer the transferred object from the first position to the second position along a linear transfer path;
A link mechanism in which a proximal end of the first link is attached to the wrist of the robot, and a proximal end of the second link is rotatably connected to a distal end of the first link;
Link rotating means for rotating the second link,
During the transfer, the wrist axis of the robot moves the first link to the first link while moving the arm so that the wrist of the robot moves linearly along the transfer path between the first position and the second position. While rotating in the rotational direction, the link rotating means rotates the second link in a second rotational direction opposite to the first rotational direction,
The rotation of the first link in the first rotation direction by the wrist of the robot is performed when the swing angle of the arm from the center between the first position and the second position to the second position is α. (90 ° −α) / α times,
The link rotating means sets the second link to θ2 = θ2 when the rotation angle of the first link with respect to the arm is θ1, the rotation angle of the second link with respect to the first link is θ2, and the rotation angle of the first link with respect to the arm is θ1. 2 (θ + θ1)
The holding means is rotatably provided at the tip of the second link,
A rotation transmitting unit for transmitting the rotation of the link rotating unit and rotating the holding unit, wherein a rotation angle of the holding unit is 倍 times a rotation angle θ2 of the second link with respect to the first link. Wherein a rotation transmitting means for the holding means is set, and the direction of the conveyed object being conveyed is kept constant.

The robot has a holding means attached to a wrist of the robot, the holding means detachably holding an object to be carried, and the holding means is moved to the first position in synchronization with an arm of the robot reciprocating between a first position and a second position. And a transport device that reciprocates between the first position and the second position to transport the transported object from the first position to the second position along a linear transport path.
A link mechanism in which a base end of the first link is attached to a wrist of the robot, and a base end of the second link is rotatably connected to a front end of the first link;
Link rotating means for rotating the first link mechanism,
At the time of transfer, the first link is moved by the link rotating means while moving the arm so that the wrist of the robot moves linearly along the transfer path between the first position and the second position. While rotating in the rotation direction, the second link is rotated in the second rotation direction opposite to the first rotation direction by the wrist axis of the robot,
The rotation of the first link in the first rotation direction by the wrist of the robot is performed when the swing angle of the arm from the center between the first position and the second position to the second position is α. (90 ° −α) / α times,
The link rotating means sets the operation angle of the robot arm to θ, sets the rotation angle of the first link with respect to the arm to θ1, and sets the rotation angle of the second link with respect to the first link to θ2. = 2 (θ + θ1),
The holding means is rotatably provided at the tip of the second link,
A rotation transmitting unit for transmitting the rotation of the wrist shaft and rotating the holding unit, such that a rotation angle of the holding unit is 倍 times a rotation angle θ2 of the second link with respect to the first link. And a rotation transmitting means for the holding means, wherein the direction of the conveyed object during conveyance is fixed.

The robot has a holding means attached to a wrist of the robot, the holding means detachably holding an object to be carried, and the holding means is moved to the first position in synchronization with an arm of the robot reciprocating between a first position and a second position. A transfer device that reciprocates between the first position and the second position to transfer the transferred object from the first position to the second position.
A link mechanism having a first link and a second link, wherein a base end of the second link is rotatably connected to a distal end of the first link;
The base end of the first link is attached to the wrist of the robot via the base, rotates the first link in the first rotation direction with respect to the base, and controls the rotation of the first link with respect to the base in the first direction. Link rotating means for transmitting the second link to the second link and rotating the second link in a second rotation direction opposite to the first rotation direction;
During the transfer, the arm is moved by the wrist axis of the robot wrist while moving the arm such that the wrist of the robot moves linearly along the transfer path between the first position and the second position. Is a transport device characterized by rotating the base portion in the opposite direction to rotate the base portion of the link rotating means, and moving the base portion so as to maintain a fixed angle with respect to the installation surface of the robot.

4. The link mechanism according to claim 1, wherein the link mechanism is a link mechanism in which three or more links are connected in series, a link mechanism having a double link, or a link mechanism having a rhombus link. The transport device according to any one of the preceding claims.

The link rotating means decreases the rotational speed of the link near the first position and the second position, and increases the rotational speed of the link at the center. 3. The transfer device according to claim 1.