ロボットおよび成形装置
【課題】動作時にアームが通過するための広い空間を必要とすることがなく、かつアームを高速で移動させることが可能なロボットを提供する。
【解決手段】ロボット１０は、基端側に固定されたベース部１１と、ベース部１１に設けられた駆動部１２と、ベース部１１に連結され、駆動部１２からの動力により軸線方向（Ｚ方向）に沿って伸縮自在な伸縮アーム２０とを備えている。伸縮アーム２０の先端には、軸線方向（Ｚ方向）に平行なエンドエフェクタ取付面１３を有するスライダ１４が設けられている。伸縮アーム２０は、互いに連動して軸線方向（Ｚ方向）に沿って進退するとともに軸線方向に垂直な方向（Ｘ方向）に互いに積層された複数の移動体４０、６０、８０からなっている。スライダ１４は、移動体８０に対して、軸線方向（Ｚ方向）に沿って相対移動する。
【解決手段】ロボット１０は、基端側に固定されたベース部１１と、ベース部１１に設けられた駆動部１２と、ベース部１１に連結され、駆動部１２からの動力により軸線方向（Ｚ方向）に沿って伸縮自在な伸縮アーム２０とを備えている。伸縮アーム２０の先端には、軸線方向（Ｚ方向）に平行なエンドエフェクタ取付面１３を有するスライダ１４が設けられている。伸縮アーム２０は、互いに連動して軸線方向（Ｚ方向）に沿って進退するとともに軸線方向に垂直な方向（Ｘ方向）に互いに積層された複数の移動体４０、６０、８０からなっている。スライダ１４は、移動体８０に対して、軸線方向（Ｚ方向）に沿って相対移動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットおよび成形装置に係り、とりわけ動作時にアームが通過するための広い空間を必要とすることがなく、かつアームを高速で移動させることが可能なロボットおよびこのようなロボットを備えた成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ロボットを用いて、例えば射出成形機などの成形装置から、成形後の成形品を取り出すことが行われている。
【０００３】
しかしながら、従来のこのようなロボットにおいては、成形品を取り出す際にアームが通過する範囲が広いため、アームとの干渉を防止するために射出成形装置内で広い空間が必要となっている。またロボットの非動作時に、アームを収納しておくための空間も必要となる。さらに、従来のロボットにおいては、それぞれのアーム毎に各アームを制御するための駆動用サーボモータを設けたものが多い。この場合、コントローラによりこれらのアームを制御するための機構は複雑となり、かつ動作の高速化を図ることが難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９０２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、動作時にアームが通過するための広い空間を必要とすることがなく、かつアームを高速で移動させることが可能なロボットおよびこのようなロボットを備えた成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、基端側に固定されたベース部と、ベース部に設けられた駆動部と、ベース部に連結され、駆動部からの動力により軸線方向に沿って伸縮自在な伸縮アームと、伸縮アームの先端に設けられ、軸線方向に平行なエンドエフェクタ取付面を有するスライダとを備え、伸縮アームは、互いに連動して軸線方向に沿って進退するとともに軸線方向に垂直な方向に互いに積層された複数の移動体からなり、スライダは、伸縮アーム先端の移動体に対して、軸線方向に沿って相対移動することを特徴とするロボットである。
【０００７】
本発明は、各移動体は、本体と、本体に回転自在に設けられ、本体が移動することにより回転する基端側プーリと、基端側プーリに連結され、基端側プーリと連動して回転する中間プーリと、中間プーリと連動して回転する先端側プーリと、中間プーリと先端側プーリとの間に巻装された伝達ベルトとを有し、伝達ベルトは、先端側に隣接する移動体またはスライダに連結されていることを特徴とするロボットである。
【０００８】
本発明は、各移動体は、本体に張設されるとともに軸線方向に沿って延びるプーリ駆動ベルトを有し、プーリ駆動ベルトは、先端側に隣接する移動体の移動に伴って、当該先端側に隣接する移動体の基端側プーリを回転させることを特徴とするロボットである。
【０００９】
本発明は、各移動体の基端側プーリと中間プーリとは、軸線方向に垂直かつ複数の移動体の積層方向に垂直に配置された回転ロッドを介して互いに連結されていることを特徴とするロボットである。
【００１０】
本発明は、伝達ベルトは無端ベルトからなることを特徴とするロボットである。
【００１１】
本発明は、プーリ駆動ベルトは有端ベルトからなり、その両端が本体に対して固定されていることを特徴とするロボットである。
【００１２】
本発明は、各移動体の本体に、先端側に隣接する移動体またはスライダを軸線方向に沿って案内する案内部材が取り付けられていることを特徴とするロボットである。
【００１３】
本発明は、ベース部内部に、駆動部からの動力を最も基端側の移動体に伝達する直動装置が設けられていることを特徴とするロボットである。
【００１４】
本発明は、装置本体と、装置本体上に設けられ、成形品を成形するための開閉可能な金型と、装置本体上に固定され、ロボットと、ロボットのスライダのエンドエフェクタ取付面に取り付けられ、金型からの成形品を取り出すためのハンドとを備えたことを特徴とする成形装置である。
【００１５】
本発明は、金型は、固定ダイと、固定ダイに対して移動可能な可動ダイとを有し、可動ダイが固定ダイに対して移動することにより金型が開となった際、ロボットのスライダが、可動ダイと固定ダイとの間に進入することを特徴とする成形装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、伸縮アームは、互いに連動して軸線方向に沿って進退するとともに軸線方向に垂直な方向に互いに積層された複数の移動体からなっている。このことにより、伸縮アームの動作時に広い空間を必要とすることがなく、かつ伸縮アームを高速で移動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態によるロボットを示す斜視図（伸長状態）。
【図２】本発明の一実施の形態によるロボットを示す斜視図（縮退状態）。
【図３】本発明の一実施の形態によるロボットを示す正面図（図１のIII方向矢視図）。
【図４】本発明の一実施の形態によるロボットを示す左側面図（図１のIV方向矢視図）。
【図５】本発明の一実施の形態によるロボットを示す背面図（図１のＶ方向矢視図）。
【図６】本発明の一実施の形態によるロボットを示す右側面図（図１のVI方向矢視図）。
【図７】本発明の一実施の形態による成形装置を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態について、図１乃至図７を参照して説明する。ここで、図１乃至図７は、本発明の一実施の形態を示す図である。
【００１９】
（ロボットの構成）
まず、図１乃至図６により、本発明の一実施の形態によるロボットの概略について説明する。図１乃至図６は、本実施の形態によるロボットを示す図である。
【００２０】
図１乃至図６に示すように、本実施の形態によるロボット１０は、基端側に固定されたベース部１１と、ベース部１１に設けられた例えば電気サーボモータからなる駆動部１２と、ベース部１１に連結され、駆動部１２からの動力により軸線方向（Ｚ方向）に沿って伸縮自在な伸縮アーム２０とを備えている。伸縮アーム２０の先端には、軸線方向（Ｚ方向）に平行なエンドエフェクタ取付面１３を有するスライダ１４が設けられている。
【００２１】
このうち伸縮アーム２０は、図１に示す伸長位置と、図２に示す縮退位置との間で伸縮自在となっている。また伸縮アーム２０は、互いに連動して軸線方向（Ｚ方向）に沿って進退する複数（本実施の形態においては３つ）の移動体４０、６０、８０から構成されている。
【００２２】
以下、３つの移動体４０、６０、８０のうち、基端側の移動体を第１移動体４０といい、中間の移動体を第２移動体６０といい、先端側の移動体を第３移動体８０という。なお、伸縮アーム２０を構成する移動体の個数は、２個以上であれば良く、３個に限られるものではない。移動体の個数は、ロボット１０の作業内容やスライダ１４の移動距離等に応じて、適宜設定することができる。
【００２３】
一方、スライダ１４は、伸縮アーム２０先端に位置する移動体８０に対して、軸線方向（Ｚ方向）に沿って相対移動するようになっている。スライダ１４のエンドエフェクタ取付面１３には、後述するハンド１９等、適当なエンドエフェクタを取付け可能となっている。
【００２４】
以下、このようなロボット１０の構成について、図１乃至図６を用いて更に詳述する。
【００２５】
図１乃至図６に示すように、駆動部１２は、略直方体形状からなり、ベース部１１と平行に配置されている。この駆動部１２は、接続コード２５を介して図示しない電源に接続されており、この電源からの電流によって駆動するようになっている。また、駆動部１２の回転軸にはプーリ２３が直結されており、このプーリ２３にはタイミングベルト２４が巻き掛けられている。なおプーリ２３およびタイミングベルト２４は、ベース取付部１５内に収納されている。
【００２６】
ベース部１１は、全体として、軸線方向（Ｚ方向）に延びる細長形状の部材からなり、その内部には、軸線方向（Ｚ方向）に沿ってボールねじ（直動装置）１６が設けられている。このボールねじ１６は、駆動部１２からの動力を、最も基端側の第１移動体４０に伝達するためのものである。ボールねじ１６は、一対の軸受２６、２７によって軸支されたねじ軸１７と、ねじ軸１７に沿って軸線方向（Ｚ方向）に沿って直線移動可能なナット１８と、ねじ軸１７の一端に取り付けられたプーリ２８とを有している。このうちプーリ２８と、駆動部１２のプーリ２３とには、上述したタイミングベルト２４が巻き掛けられている。
【００２７】
またベース部１１のうち、第１移動体４０側の側面には、軸線方向（Ｚ方向）に沿って細長いスリット３１が形成されている。さらにボールねじ１６のナット１８には、連結具３２が連結されている。この連結具３２は、スリット３１を介して第１移動体４０の第１移動体本体４１（後述）に連結されている。したがって、ナット１８がねじ軸１７に沿って移動するのに伴って、第１移動体本体４１も軸線方向（Ｚ方向）に沿って移動するようになっている。
【００２８】
またベース部１１側面には、軸線方向（Ｚ方向）に沿って、ベースプーリ駆動ベルト３５が張設されている。このベースプーリ駆動ベルト３５は有端ベルトからなり、その両端において、それぞれブラケット３６、３７を介してベース部１１に固定されている。
【００２９】
一方、伸縮アーム２０は、上述したように、互いに連動して軸線方向（Ｚ方向）に沿って進退する３つの移動体４０、６０、８０からなっている。これらの移動体４０、６０、８０は、軸線方向に垂直な方向（すなわちＸ方向）に向けて互いに積層された構造を有している。なお、図１乃至図６に示すように、これらの移動体４０、６０、８０は、互いに略同一の構成からなっている。
【００３０】
以下、伸縮アーム２０を構成する３つの移動体４０、６０、８０の構成について更に説明する。なお本明細書中、「先端側に隣接する移動体」とは、ある移動体に隣接する２つの移動体のうち、ベース部１１（あるいは基端側）から遠い方に位置する移動体をいい、具体的には、第１移動体４０から見た第２移動体６０、あるいは第２移動体６０から見た第３移動体８０のことをいう。
【００３１】
まず、第１移動体４０について説明する。第１移動体４０は、略平板状の第１移動体本体４１と、第１移動体本体４１に回転自在に設けられ、第１移動体本体４１が軸線方向（Ｚ方向）に移動することにより回転する第１基端側プーリ４２とを有している。
【００３２】
第１基端側プーリ４２の両側には、ベースプーリ駆動ベルト３５を案内する一対のガイドプーリ４３、４４が設けられている。そして上述したベースプーリ駆動ベルト３５は、一対のガイドプーリ４３、４４に案内されて、第１基端側プーリ４２に密接する。このような構成により、第１移動体本体４１が移動する際、ベースプーリ駆動ベルト３５によって第１基端側プーリ４２が回転するようになっている。
【００３３】
第１基端側プーリ４２は、第１回転ロッド５１を介して、第１中間プーリ４５に連結されている。これにより第１基端側プーリ４２は、第１中間プーリ４５と連動して回転するようになっている。なお、第１回転ロッド５１は、軸線方向に垂直かつ移動体４０、６０、８０の積層方向に垂直（すなわちＹ方向に平行）に配置されている。
【００３４】
また第１移動体４０には、第１中間プーリ４５と連動して回転する第１先端側プーリ４６が設けられている。これら第１中間プーリ４５と、第１先端側プーリ４６との間には、無端ベルトからなる第１伝達ベルト４７が巻装されている。さらに、第１伝達ベルト４７は、Ｌ字状の第１連結部材４８を介して、先端側に隣接する第２移動体６０の第２移動体本体６１に連結されている。
【００３５】
また第１移動体本体４１には、軸線方向（Ｚ方向）に沿って延びる第１プーリ駆動ベルト５５が張設されている。第１プーリ駆動ベルト５５は有端ベルトからなり、その両端において、それぞれブラケット５６、５７を介して第１移動体本体４１に固定されている。第１プーリ駆動ベルト５５は、先端側に隣接する第２移動体６０が移動する際、この第２移動体６０の第２基端側プーリ６２を回転させるものである。
【００３６】
さらに第１移動体本体４１の側面には、第２移動体６０を軸線方向（Ｚ方向）に沿って案内する第１ガイドレール（案内部材）５３が取り付けられている。
【００３７】
続いて、第２移動体６０について説明する。第２移動体６０は、第１移動体４０と略同一の構成を有しており、略平板状の第２移動体本体６１と、第２移動体本体６１に回転自在に設けられ、第２移動体本体６１が軸線方向（Ｚ方向）に移動することにより回転する第２基端側プーリ６２とを有している。
【００３８】
第２基端側プーリ６２の両側には、第１プーリ駆動ベルト５５を案内する一対のガイドプーリ６３、６４が設けられている。そして第１プーリ駆動ベルト５５は、一対のガイドプーリ６３、６４に案内されて、第２基端側プーリ６２に密接する。このような構成により、第２移動体本体６１が移動することに伴って、第１プーリ駆動ベルト５５によって第２基端側プーリ６２が回転するようになっている。
【００３９】
第２基端側プーリ６２は、第２回転ロッド７１を介して第２中間プーリ６５に連結されており、これにより第２中間プーリ６５と連動して回転するようになっている。なお、第２回転ロッド７１は、Ｙ方向に平行に配置されている。
【００４０】
また第２移動体６０には、第２中間プーリ６５と連動して回転する第２先端側プーリ６６が設けられている。これら第２中間プーリ６５と、第２先端側プーリ６６との間には、無端ベルトからなる第２伝達ベルト６７が巻装されている。さらに、第２伝達ベルト６７は、Ｌ字状の第２連結部材６８を介して、先端側に隣接する第３移動体８０に連結されている。
【００４１】
また第２移動体本体６１には、軸線方向（Ｚ方向）に沿って延びる第２プーリ駆動ベルト７５が張設されている。第２プーリ駆動ベルト７５は有端ベルトからなり、その両端において、それぞれブラケット７６、７７を介して第２移動体本体６１に固定されている。第２プーリ駆動ベルト７５は、先端側に隣接する第３移動体８０が移動する際、この第３移動体８０の第３基端側プーリ８２を回転させるものである。
【００４２】
さらに第２移動体本体６１の側面には、第３移動体８０を軸線方向（Ｚ方向）に沿って案内する第２ガイドレール（案内部材）７３が取り付けられている。
【００４３】
続いて、第３移動体８０について説明する。第３移動体８０は、第１移動体４０および第２移動体６０と略同一の構成を有している。すなわち第３移動体８０は、略平板状の第３移動体本体８１と、第３移動体本体８１に回転自在に設けられ、第３移動体本体８１が軸線方向（Ｚ方向）に移動することにより回転する第３基端側プーリ８２とを有している。
【００４４】
第３基端側プーリ８２の両側には、第２プーリ駆動ベルト７５を案内する一対のガイドプーリ８３、８４が設けられている。そして第２プーリ駆動ベルト７５は、一対のガイドプーリ８３、８４に案内されて、第３基端側プーリ８２に密接する。これにより、第３移動体本体８１が移動する際、第２プーリ駆動ベルト７５によって第３基端側プーリ８２が回転するようになっている。
【００４５】
第３基端側プーリ８２は、第３回転ロッド９１を介して、第３中間プーリ８５に連結されている。これにより第３基端側プーリ８２は、第３基端側プーリ８２と連動して回転するようになっている。なお、第３回転ロッド９１は、Ｙ方向に平行に配置されている。
【００４６】
また第３移動体８０には、第３中間プーリ８５と連動して回転する第３先端側プーリ８６が設けられている。これら第３中間プーリ８５と、第３先端側プーリ８６との間には、無端ベルトからなる第３伝達ベルト８７が巻装されている。さらに、第３伝達ベルト８７は、Ｌ字状の第３連結部材８８を介してスライダ１４に連結されている。
【００４７】
さらに第３移動体本体８１の側面に、スライダ１４を軸線方向（Ｚ方向）に沿って案内する第３ガイドレール（案内部材）９３が取り付けられている。
【００４８】
（本実施の形態の作用）
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００４９】
まず、図示しない制御装置により、ロボット１０の動作が開始される。この場合、まず図示しない電源から、接続コード２５を介して駆動部１２に電流が流れ、駆動部１２の駆動軸が所定の方向に回転する。駆動部１２の回転軸が回転することにより、駆動部１２からの動力は、プーリ２３およびタイミングベルト２４を介して、ボールねじ１６のプーリ２８に伝達される。これにより、ボールねじ１６のねじ軸１７が所定の方向に回転する。
【００５０】
この際、ナット１８は、ねじ軸１７に沿って、基端側から先端側へ軸線方向（Ｚ方向）に沿って移動する。このようにナット１８が移動することにより、ナット１８に連結された連結具３２と、連結具３２に連結された第１移動体４０の第１移動体本体４１とが、一体となって軸線方向（Ｚ方向）に沿って移動する。
【００５１】
第１移動体本体４１が軸線方向（Ｚ方向）に移動することにより、第１基端側プーリ４２は、ベース部１１に対して固定されたベースプーリ駆動ベルト３５によって、所定の方向（例えば図５の時計回り方向）に回転する。この際、第１回転ロッド５１を介して第１中間プーリ４５も同一の方向（図３の反時計回り方向）に回転し、さらに、第１伝達ベルト４７および第１先端側プーリ４６も同一の方向（図３の反時計回り方向）に回転する。
【００５２】
第１伝達ベルト４７が所定の方向に回転することにより、第１伝達ベルト４７に連結された第１連結部材４８が、軸線方向（Ｚ方向）に沿って第１移動体本体４１に対して基端側から先端側へ移動する。これにより、第２移動体本体６１が軸線方向（Ｚ方向）に沿って移動する。
【００５３】
第２移動体本体６１が軸線方向（Ｚ方向）に移動することにより、第２基端側プーリ６２は、第１移動体４０に対して固定された第１プーリ駆動ベルト５５によって、所定の方向（図５の時計回り方向）に回転する。この際、第２回転ロッド７１を介して第２中間プーリ６５も同一の方向（図３の反時計回り方向）に回転し、同時に、第２伝達ベルト６７および第２先端側プーリ６６も同一の方向（図３の反時計回り方向）に回転する。
【００５４】
第２伝達ベルト６７が所定の方向に回転することにより、第２伝達ベルト６７に連結された第２連結部材６８は、軸線方向（Ｚ方向）に沿って第２移動体本体６１に対して基端側から先端側へ移動する。これにより、第３移動体本体８１が軸線方向（Ｚ方向）に沿って移動する。
【００５５】
第３移動体本体８１が軸線方向（Ｚ方向）に移動することにより、第３基端側プーリ８２は、第２移動体６０に対して固定された第２プーリ駆動ベルト７５によって、所定の方向（図５の時計回り方向）に回転する。この際、第３回転ロッド９１を介して第３中間プーリ８５も同一の方向（図３の反時計回り方向）に回転し、同時に、第３伝達ベルト８７および第３先端側プーリ８６も同一の方向（図３の反時計回り方向）に回転する。
【００５６】
第３伝達ベルト８７が所定の方向に回転することにより、第３伝達ベルト８７に連結された第３連結部材８８は、軸線方向（Ｚ方向）に沿って第３移動体本体８１に対して基端側から先端側へ移動する。これにより、スライダ１４が軸線方向（Ｚ方向）に沿って第３移動体本体８１に対して移動する。
【００５７】
このようにして、駆動部１２からの動力により、伸縮アーム２０が縮退位置（図２参照）から伸長位置（図１参照）まで伸長する。またこのとき、スライダ１４は、第３移動体８０に対して軸線方向（Ｚ方向）に沿って基端側から先端側に相対移動する。
【００５８】
スライダ１４が最も先端の位置まで移動し、伸縮アーム２０が伸長位置（図１参照）に達したとき、図示しない制御装置により駆動部１２が停止され、これにより伸縮アーム２０の動作も停止する。この間、図示しない制御装置は、駆動部１２の回転軸の回転量が所定の値に到達したことにより、伸縮アーム２０が伸長位置に達したと判断し、駆動部１２を停止させるようにする。
【００５９】
次に、伸縮アーム２０を伸長位置（図１参照）から縮退位置（図２参照）まで縮退させる。この場合、図示しない制御装置は、駆動部１２の駆動軸を上記所定の方向と逆方向に回転させることにより、各プーリおよび伝達ベルトを逆方向（すなわち図３の時計回り方向）に回転させる。このようにして、上述したステップと逆のステップにより、移動体４０、６０、８０を軸線方向に沿って先端側から基端側へ移動し、伸縮アーム２０を縮退させる。またこのとき、スライダ１４は、第３移動体８０に対して、軸線方向（Ｚ方向）に沿って先端側から基端側に相対移動する。
【００６０】
このように本実施の形態によれば、伸縮アーム２０は、３つの移動体４０、６０、８０からなり、これら３つの移動体４０、６０、８０は、互いに連動して軸線方向（Ｚ方向）に沿って進退するとともに、軸線方向に垂直な方向（Ｘ方向）に互いに積層されている。このことにより、伸縮アーム２０の動作時に、伸縮アーム２０が通過するための広い空間を必要とすることがない。またそれぞれの移動体４０、６０、８０の長さを短くすることができるので、縮退位置（図２参照）において、伸縮アーム２０をコンパクトに収納することができる。
【００６１】
また本実施の形態によれば、駆動部１２からの動力が、伸縮アーム２０の先端に設けられたスライダ１４に機械的に伝達される。この場合、伸縮アーム２０は、単一の駆動部１２によって駆動され、かつ伸縮アーム２０を構成する移動体４０、６０、８０が、同時に移動するようになっている。これにより、伸縮アーム２０を高速で移動させることができる。また、伸縮アーム２０を移動させるための機構を簡単なものとすることができる。
【００６２】
また本実施の形態によれば、各移動体４０、６０、８０は、移動体本体４１、６１、８１と、基端側プーリ４２、６２、８２と、中間プーリ４５、６５、８５と、先端側プーリ４６、６６、８６と、伝達ベルト４７、６７、８７とを有しており、伸縮アーム２０を構成する移動体４０、６０、８０の構成が、互いに略同一となっている。このことにより、スライダ１４の移動距離に応じて、移動体４０、６０、８０の個数を変化させ、伸縮アーム２０の長さを柔軟に変更することができる。また、ロボット１０を構成する部品の種類を減らすことができるので、ロボット１０の製造コストを抑えることができる。
【００６３】
また本実施の形態によれば、移動体４０、６０は、移動体本体４１、６１に張設されるとともに軸線方向（Ｚ方向）に沿って延びるプーリ駆動ベルト５５、７５を有し、このプーリ駆動ベルト５５、７５は、当該先端側に隣接する移動体６０、８０の移動に伴って、当該移動体６０、８０の基端側プーリ６２、８２を回転させるようになっている。このことにより、駆動部１２からの動力を、各移動体４０、６０、８０を介して、スライダ１４に迅速かつ効率的に伝達することができる。
【００６４】
さらに本実施の形態によれば、各移動体４０、６０、８０の基端側プーリ４２、６２、８２と、中間プーリ４５、６５、８５とは、軸線方向に垂直かつ複数の移動体の積層方向に垂直に（すなわちＹ方向に平行に）配置された回転ロッド５１、７１、９１を介して互いに連結されているので、各種伝達機構（例えばベルト、プーリ）を各移動体本体４１、６１、８１の両側に分散して配置することができ、各移動体４０、６０、８０をコンパクトに構成することができる。
【００６５】
さらに本実施の形態によれば、各移動体４０、６０、８０の移動体本体４１、６１、８１に、先端側に隣接する移動体６０、８０またはスライダ１４を軸線方向（Ｚ方向）に沿って案内するガイドレール５３、７３、９３が取り付けられているので、移動体６０、８０またはスライダ１４の移動方向を正確に規定することができる。
【００６６】
（成形装置の構成）
次に、図７により、このようなロボット１０を備えた、例えば、プラスチック射出成形機や金属ダイカスト成形機等の成形装置の一実施の形態について説明する。図７は、本実施の形態による成形装置の全体を示す概略図である。なお、図１乃至図６に示すロボット１０の用途は、これに限定されるものではないことは勿論である。
【００６７】
図７に示すように、プラスチック射出成形機や金属ダイカスト成形機等の成形装置１００は、装置本体１０１と、装置本体１０１上に設けられ、成形品Ｍを成形するための開閉可能な金型１０２とを備えている。このうち金型１０２は、固定ダイプレート１０５に取り付けられた固定ダイ１０３と、可動ダイプレート１０６に取り付けられ、固定ダイ１０３に対して離接する方向に移動可能な可動ダイ１０４とを有している。また装置本体１０１上に、金型１０２内に向けて溶融樹脂を射出する射出ユニット１０７が設けられている。
【００６８】
図７において、装置本体１０１上には、図１乃至図６に示すロボット１０が固定されている。このロボット１０において、スライダ１４のエンドエフェクタ取付面１３には、金型１０２からの成形品Ｍを取り出すためのハンド１９が取り付けられている。
【００６９】
この場合、射出成形が完了し、可動ダイ１０４が固定ダイ１０３に対して移動することにより、金型１０２が開となった際、ロボット１０の伸縮アーム２０は、縮退位置（図２）から伸長位置（図１）まで伸長する。このとき、ロボット１０のスライダ１４は、可動ダイ１０４と固定ダイ１０３との間に進入し、スライダ１４に取り付けられたハンド１９が成形品Ｍを把持することにより、成形品Ｍが可動ダイ１０４から取り出される。次いで、ロボット１０の伸縮アーム２０が伸長位置（図１）から縮退位置（図２）まで縮退し、その後、成形品Ｍはハンド１９から放されて、成形装置１００外方へ排出される。
【００７０】
このように本実施の形態によれば、伸縮アーム２０が縮退位置と伸長位置との間で伸縮動作する際、成形装置１００の内部に広い空間が必要とされることがないので、成形装置１００をコンパクトな構造とすることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０ ロボット
１１ ベース部
１２ 駆動部
１３ エンドエフェクタ取付面
１４ スライダ
１６ ボールねじ
１９ ハンド
２０ 伸縮アーム
３５、５５、７５ プーリ駆動ベルト
４０、６０、８０ 移動体
４１、６１、８１ 移動体本体
４２、６２、８２ 基端側プーリ
４５、６５、８５ 中間プーリ
４６、６６、８６ 先端側プーリ
４７、６７、８７ 伝達ベルト
４８、６８、８８ 連結部材
５１、７１、９１ 回転ロッド
５３、７３、９３ ガイドレール
１００ 成形装置
１０１ 装置本体
１０２ 金型
１０３ 固定ダイ
１０４ 可動ダイ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットおよび成形装置に係り、とりわけ動作時にアームが通過するための広い空間を必要とすることがなく、かつアームを高速で移動させることが可能なロボットおよびこのようなロボットを備えた成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ロボットを用いて、例えば射出成形機などの成形装置から、成形後の成形品を取り出すことが行われている。
【０００３】
しかしながら、従来のこのようなロボットにおいては、成形品を取り出す際にアームが通過する範囲が広いため、アームとの干渉を防止するために射出成形装置内で広い空間が必要となっている。またロボットの非動作時に、アームを収納しておくための空間も必要となる。さらに、従来のロボットにおいては、それぞれのアーム毎に各アームを制御するための駆動用サーボモータを設けたものが多い。この場合、コントローラによりこれらのアームを制御するための機構は複雑となり、かつ動作の高速化を図ることが難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９０２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、動作時にアームが通過するための広い空間を必要とすることがなく、かつアームを高速で移動させることが可能なロボットおよびこのようなロボットを備えた成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、基端側に固定されたベース部と、ベース部に設けられた駆動部と、ベース部に連結され、駆動部からの動力により軸線方向に沿って伸縮自在な伸縮アームと、伸縮アームの先端に設けられ、軸線方向に平行なエンドエフェクタ取付面を有するスライダとを備え、伸縮アームは、互いに連動して軸線方向に沿って進退するとともに軸線方向に垂直な方向に互いに積層された複数の移動体からなり、スライダは、伸縮アーム先端の移動体に対して、軸線方向に沿って相対移動することを特徴とするロボットである。
【０００７】
本発明は、各移動体は、本体と、本体に回転自在に設けられ、本体が移動することにより回転する基端側プーリと、基端側プーリに連結され、基端側プーリと連動して回転する中間プーリと、中間プーリと連動して回転する先端側プーリと、中間プーリと先端側プーリとの間に巻装された伝達ベルトとを有し、伝達ベルトは、先端側に隣接する移動体またはスライダに連結されていることを特徴とするロボットである。
【０００８】
本発明は、各移動体は、本体に張設されるとともに軸線方向に沿って延びるプーリ駆動ベルトを有し、プーリ駆動ベルトは、先端側に隣接する移動体の移動に伴って、当該先端側に隣接する移動体の基端側プーリを回転させることを特徴とするロボットである。
【０００９】
本発明は、各移動体の基端側プーリと中間プーリとは、軸線方向に垂直かつ複数の移動体の積層方向に垂直に配置された回転ロッドを介して互いに連結されていることを特徴とするロボットである。
【００１０】
本発明は、伝達ベルトは無端ベルトからなることを特徴とするロボットである。
【００１１】
本発明は、プーリ駆動ベルトは有端ベルトからなり、その両端が本体に対して固定されていることを特徴とするロボットである。
【００１２】
本発明は、各移動体の本体に、先端側に隣接する移動体またはスライダを軸線方向に沿って案内する案内部材が取り付けられていることを特徴とするロボットである。
【００１３】
本発明は、ベース部内部に、駆動部からの動力を最も基端側の移動体に伝達する直動装置が設けられていることを特徴とするロボットである。
【００１４】
本発明は、装置本体と、装置本体上に設けられ、成形品を成形するための開閉可能な金型と、装置本体上に固定され、ロボットと、ロボットのスライダのエンドエフェクタ取付面に取り付けられ、金型からの成形品を取り出すためのハンドとを備えたことを特徴とする成形装置である。
【００１５】
本発明は、金型は、固定ダイと、固定ダイに対して移動可能な可動ダイとを有し、可動ダイが固定ダイに対して移動することにより金型が開となった際、ロボットのスライダが、可動ダイと固定ダイとの間に進入することを特徴とする成形装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、伸縮アームは、互いに連動して軸線方向に沿って進退するとともに軸線方向に垂直な方向に互いに積層された複数の移動体からなっている。このことにより、伸縮アームの動作時に広い空間を必要とすることがなく、かつ伸縮アームを高速で移動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態によるロボットを示す斜視図（伸長状態）。
【図２】本発明の一実施の形態によるロボットを示す斜視図（縮退状態）。
【図３】本発明の一実施の形態によるロボットを示す正面図（図１のIII方向矢視図）。
【図４】本発明の一実施の形態によるロボットを示す左側面図（図１のIV方向矢視図）。
【図５】本発明の一実施の形態によるロボットを示す背面図（図１のＶ方向矢視図）。
【図６】本発明の一実施の形態によるロボットを示す右側面図（図１のVI方向矢視図）。
【図７】本発明の一実施の形態による成形装置を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態について、図１乃至図７を参照して説明する。ここで、図１乃至図７は、本発明の一実施の形態を示す図である。
【００１９】
（ロボットの構成）
まず、図１乃至図６により、本発明の一実施の形態によるロボットの概略について説明する。図１乃至図６は、本実施の形態によるロボットを示す図である。
【００２０】
図１乃至図６に示すように、本実施の形態によるロボット１０は、基端側に固定されたベース部１１と、ベース部１１に設けられた例えば電気サーボモータからなる駆動部１２と、ベース部１１に連結され、駆動部１２からの動力により軸線方向（Ｚ方向）に沿って伸縮自在な伸縮アーム２０とを備えている。伸縮アーム２０の先端には、軸線方向（Ｚ方向）に平行なエンドエフェクタ取付面１３を有するスライダ１４が設けられている。
【００２１】
このうち伸縮アーム２０は、図１に示す伸長位置と、図２に示す縮退位置との間で伸縮自在となっている。また伸縮アーム２０は、互いに連動して軸線方向（Ｚ方向）に沿って進退する複数（本実施の形態においては３つ）の移動体４０、６０、８０から構成されている。
【００２２】
以下、３つの移動体４０、６０、８０のうち、基端側の移動体を第１移動体４０といい、中間の移動体を第２移動体６０といい、先端側の移動体を第３移動体８０という。なお、伸縮アーム２０を構成する移動体の個数は、２個以上であれば良く、３個に限られるものではない。移動体の個数は、ロボット１０の作業内容やスライダ１４の移動距離等に応じて、適宜設定することができる。
【００２３】
一方、スライダ１４は、伸縮アーム２０先端に位置する移動体８０に対して、軸線方向（Ｚ方向）に沿って相対移動するようになっている。スライダ１４のエンドエフェクタ取付面１３には、後述するハンド１９等、適当なエンドエフェクタを取付け可能となっている。
【００２４】
以下、このようなロボット１０の構成について、図１乃至図６を用いて更に詳述する。
【００２５】
図１乃至図６に示すように、駆動部１２は、略直方体形状からなり、ベース部１１と平行に配置されている。この駆動部１２は、接続コード２５を介して図示しない電源に接続されており、この電源からの電流によって駆動するようになっている。また、駆動部１２の回転軸にはプーリ２３が直結されており、このプーリ２３にはタイミングベルト２４が巻き掛けられている。なおプーリ２３およびタイミングベルト２４は、ベース取付部１５内に収納されている。
【００２６】
ベース部１１は、全体として、軸線方向（Ｚ方向）に延びる細長形状の部材からなり、その内部には、軸線方向（Ｚ方向）に沿ってボールねじ（直動装置）１６が設けられている。このボールねじ１６は、駆動部１２からの動力を、最も基端側の第１移動体４０に伝達するためのものである。ボールねじ１６は、一対の軸受２６、２７によって軸支されたねじ軸１７と、ねじ軸１７に沿って軸線方向（Ｚ方向）に沿って直線移動可能なナット１８と、ねじ軸１７の一端に取り付けられたプーリ２８とを有している。このうちプーリ２８と、駆動部１２のプーリ２３とには、上述したタイミングベルト２４が巻き掛けられている。
【００２７】
またベース部１１のうち、第１移動体４０側の側面には、軸線方向（Ｚ方向）に沿って細長いスリット３１が形成されている。さらにボールねじ１６のナット１８には、連結具３２が連結されている。この連結具３２は、スリット３１を介して第１移動体４０の第１移動体本体４１（後述）に連結されている。したがって、ナット１８がねじ軸１７に沿って移動するのに伴って、第１移動体本体４１も軸線方向（Ｚ方向）に沿って移動するようになっている。
【００２８】
またベース部１１側面には、軸線方向（Ｚ方向）に沿って、ベースプーリ駆動ベルト３５が張設されている。このベースプーリ駆動ベルト３５は有端ベルトからなり、その両端において、それぞれブラケット３６、３７を介してベース部１１に固定されている。
【００２９】
一方、伸縮アーム２０は、上述したように、互いに連動して軸線方向（Ｚ方向）に沿って進退する３つの移動体４０、６０、８０からなっている。これらの移動体４０、６０、８０は、軸線方向に垂直な方向（すなわちＸ方向）に向けて互いに積層された構造を有している。なお、図１乃至図６に示すように、これらの移動体４０、６０、８０は、互いに略同一の構成からなっている。
【００３０】
以下、伸縮アーム２０を構成する３つの移動体４０、６０、８０の構成について更に説明する。なお本明細書中、「先端側に隣接する移動体」とは、ある移動体に隣接する２つの移動体のうち、ベース部１１（あるいは基端側）から遠い方に位置する移動体をいい、具体的には、第１移動体４０から見た第２移動体６０、あるいは第２移動体６０から見た第３移動体８０のことをいう。
【００３１】
まず、第１移動体４０について説明する。第１移動体４０は、略平板状の第１移動体本体４１と、第１移動体本体４１に回転自在に設けられ、第１移動体本体４１が軸線方向（Ｚ方向）に移動することにより回転する第１基端側プーリ４２とを有している。
【００３２】
第１基端側プーリ４２の両側には、ベースプーリ駆動ベルト３５を案内する一対のガイドプーリ４３、４４が設けられている。そして上述したベースプーリ駆動ベルト３５は、一対のガイドプーリ４３、４４に案内されて、第１基端側プーリ４２に密接する。このような構成により、第１移動体本体４１が移動する際、ベースプーリ駆動ベルト３５によって第１基端側プーリ４２が回転するようになっている。
【００３３】
第１基端側プーリ４２は、第１回転ロッド５１を介して、第１中間プーリ４５に連結されている。これにより第１基端側プーリ４２は、第１中間プーリ４５と連動して回転するようになっている。なお、第１回転ロッド５１は、軸線方向に垂直かつ移動体４０、６０、８０の積層方向に垂直（すなわちＹ方向に平行）に配置されている。
【００３４】
また第１移動体４０には、第１中間プーリ４５と連動して回転する第１先端側プーリ４６が設けられている。これら第１中間プーリ４５と、第１先端側プーリ４６との間には、無端ベルトからなる第１伝達ベルト４７が巻装されている。さらに、第１伝達ベルト４７は、Ｌ字状の第１連結部材４８を介して、先端側に隣接する第２移動体６０の第２移動体本体６１に連結されている。
【００３５】
また第１移動体本体４１には、軸線方向（Ｚ方向）に沿って延びる第１プーリ駆動ベルト５５が張設されている。第１プーリ駆動ベルト５５は有端ベルトからなり、その両端において、それぞれブラケット５６、５７を介して第１移動体本体４１に固定されている。第１プーリ駆動ベルト５５は、先端側に隣接する第２移動体６０が移動する際、この第２移動体６０の第２基端側プーリ６２を回転させるものである。
【００３６】
さらに第１移動体本体４１の側面には、第２移動体６０を軸線方向（Ｚ方向）に沿って案内する第１ガイドレール（案内部材）５３が取り付けられている。
【００３７】
続いて、第２移動体６０について説明する。第２移動体６０は、第１移動体４０と略同一の構成を有しており、略平板状の第２移動体本体６１と、第２移動体本体６１に回転自在に設けられ、第２移動体本体６１が軸線方向（Ｚ方向）に移動することにより回転する第２基端側プーリ６２とを有している。
【００３８】
第２基端側プーリ６２の両側には、第１プーリ駆動ベルト５５を案内する一対のガイドプーリ６３、６４が設けられている。そして第１プーリ駆動ベルト５５は、一対のガイドプーリ６３、６４に案内されて、第２基端側プーリ６２に密接する。このような構成により、第２移動体本体６１が移動することに伴って、第１プーリ駆動ベルト５５によって第２基端側プーリ６２が回転するようになっている。
【００３９】
第２基端側プーリ６２は、第２回転ロッド７１を介して第２中間プーリ６５に連結されており、これにより第２中間プーリ６５と連動して回転するようになっている。なお、第２回転ロッド７１は、Ｙ方向に平行に配置されている。
【００４０】
また第２移動体６０には、第２中間プーリ６５と連動して回転する第２先端側プーリ６６が設けられている。これら第２中間プーリ６５と、第２先端側プーリ６６との間には、無端ベルトからなる第２伝達ベルト６７が巻装されている。さらに、第２伝達ベルト６７は、Ｌ字状の第２連結部材６８を介して、先端側に隣接する第３移動体８０に連結されている。
【００４１】
また第２移動体本体６１には、軸線方向（Ｚ方向）に沿って延びる第２プーリ駆動ベルト７５が張設されている。第２プーリ駆動ベルト７５は有端ベルトからなり、その両端において、それぞれブラケット７６、７７を介して第２移動体本体６１に固定されている。第２プーリ駆動ベルト７５は、先端側に隣接する第３移動体８０が移動する際、この第３移動体８０の第３基端側プーリ８２を回転させるものである。
【００４２】
さらに第２移動体本体６１の側面には、第３移動体８０を軸線方向（Ｚ方向）に沿って案内する第２ガイドレール（案内部材）７３が取り付けられている。
【００４３】
続いて、第３移動体８０について説明する。第３移動体８０は、第１移動体４０および第２移動体６０と略同一の構成を有している。すなわち第３移動体８０は、略平板状の第３移動体本体８１と、第３移動体本体８１に回転自在に設けられ、第３移動体本体８１が軸線方向（Ｚ方向）に移動することにより回転する第３基端側プーリ８２とを有している。
【００４４】
第３基端側プーリ８２の両側には、第２プーリ駆動ベルト７５を案内する一対のガイドプーリ８３、８４が設けられている。そして第２プーリ駆動ベルト７５は、一対のガイドプーリ８３、８４に案内されて、第３基端側プーリ８２に密接する。これにより、第３移動体本体８１が移動する際、第２プーリ駆動ベルト７５によって第３基端側プーリ８２が回転するようになっている。
【００４５】
第３基端側プーリ８２は、第３回転ロッド９１を介して、第３中間プーリ８５に連結されている。これにより第３基端側プーリ８２は、第３基端側プーリ８２と連動して回転するようになっている。なお、第３回転ロッド９１は、Ｙ方向に平行に配置されている。
【００４６】
また第３移動体８０には、第３中間プーリ８５と連動して回転する第３先端側プーリ８６が設けられている。これら第３中間プーリ８５と、第３先端側プーリ８６との間には、無端ベルトからなる第３伝達ベルト８７が巻装されている。さらに、第３伝達ベルト８７は、Ｌ字状の第３連結部材８８を介してスライダ１４に連結されている。
【００４７】
さらに第３移動体本体８１の側面に、スライダ１４を軸線方向（Ｚ方向）に沿って案内する第３ガイドレール（案内部材）９３が取り付けられている。
【００４８】
（本実施の形態の作用）
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００４９】
まず、図示しない制御装置により、ロボット１０の動作が開始される。この場合、まず図示しない電源から、接続コード２５を介して駆動部１２に電流が流れ、駆動部１２の駆動軸が所定の方向に回転する。駆動部１２の回転軸が回転することにより、駆動部１２からの動力は、プーリ２３およびタイミングベルト２４を介して、ボールねじ１６のプーリ２８に伝達される。これにより、ボールねじ１６のねじ軸１７が所定の方向に回転する。
【００５０】
この際、ナット１８は、ねじ軸１７に沿って、基端側から先端側へ軸線方向（Ｚ方向）に沿って移動する。このようにナット１８が移動することにより、ナット１８に連結された連結具３２と、連結具３２に連結された第１移動体４０の第１移動体本体４１とが、一体となって軸線方向（Ｚ方向）に沿って移動する。
【００５１】
第１移動体本体４１が軸線方向（Ｚ方向）に移動することにより、第１基端側プーリ４２は、ベース部１１に対して固定されたベースプーリ駆動ベルト３５によって、所定の方向（例えば図５の時計回り方向）に回転する。この際、第１回転ロッド５１を介して第１中間プーリ４５も同一の方向（図３の反時計回り方向）に回転し、さらに、第１伝達ベルト４７および第１先端側プーリ４６も同一の方向（図３の反時計回り方向）に回転する。
【００５２】
第１伝達ベルト４７が所定の方向に回転することにより、第１伝達ベルト４７に連結された第１連結部材４８が、軸線方向（Ｚ方向）に沿って第１移動体本体４１に対して基端側から先端側へ移動する。これにより、第２移動体本体６１が軸線方向（Ｚ方向）に沿って移動する。
【００５３】
第２移動体本体６１が軸線方向（Ｚ方向）に移動することにより、第２基端側プーリ６２は、第１移動体４０に対して固定された第１プーリ駆動ベルト５５によって、所定の方向（図５の時計回り方向）に回転する。この際、第２回転ロッド７１を介して第２中間プーリ６５も同一の方向（図３の反時計回り方向）に回転し、同時に、第２伝達ベルト６７および第２先端側プーリ６６も同一の方向（図３の反時計回り方向）に回転する。
【００５４】
第２伝達ベルト６７が所定の方向に回転することにより、第２伝達ベルト６７に連結された第２連結部材６８は、軸線方向（Ｚ方向）に沿って第２移動体本体６１に対して基端側から先端側へ移動する。これにより、第３移動体本体８１が軸線方向（Ｚ方向）に沿って移動する。
【００５５】
第３移動体本体８１が軸線方向（Ｚ方向）に移動することにより、第３基端側プーリ８２は、第２移動体６０に対して固定された第２プーリ駆動ベルト７５によって、所定の方向（図５の時計回り方向）に回転する。この際、第３回転ロッド９１を介して第３中間プーリ８５も同一の方向（図３の反時計回り方向）に回転し、同時に、第３伝達ベルト８７および第３先端側プーリ８６も同一の方向（図３の反時計回り方向）に回転する。
【００５６】
第３伝達ベルト８７が所定の方向に回転することにより、第３伝達ベルト８７に連結された第３連結部材８８は、軸線方向（Ｚ方向）に沿って第３移動体本体８１に対して基端側から先端側へ移動する。これにより、スライダ１４が軸線方向（Ｚ方向）に沿って第３移動体本体８１に対して移動する。
【００５７】
このようにして、駆動部１２からの動力により、伸縮アーム２０が縮退位置（図２参照）から伸長位置（図１参照）まで伸長する。またこのとき、スライダ１４は、第３移動体８０に対して軸線方向（Ｚ方向）に沿って基端側から先端側に相対移動する。
【００５８】
スライダ１４が最も先端の位置まで移動し、伸縮アーム２０が伸長位置（図１参照）に達したとき、図示しない制御装置により駆動部１２が停止され、これにより伸縮アーム２０の動作も停止する。この間、図示しない制御装置は、駆動部１２の回転軸の回転量が所定の値に到達したことにより、伸縮アーム２０が伸長位置に達したと判断し、駆動部１２を停止させるようにする。
【００５９】
次に、伸縮アーム２０を伸長位置（図１参照）から縮退位置（図２参照）まで縮退させる。この場合、図示しない制御装置は、駆動部１２の駆動軸を上記所定の方向と逆方向に回転させることにより、各プーリおよび伝達ベルトを逆方向（すなわち図３の時計回り方向）に回転させる。このようにして、上述したステップと逆のステップにより、移動体４０、６０、８０を軸線方向に沿って先端側から基端側へ移動し、伸縮アーム２０を縮退させる。またこのとき、スライダ１４は、第３移動体８０に対して、軸線方向（Ｚ方向）に沿って先端側から基端側に相対移動する。
【００６０】
このように本実施の形態によれば、伸縮アーム２０は、３つの移動体４０、６０、８０からなり、これら３つの移動体４０、６０、８０は、互いに連動して軸線方向（Ｚ方向）に沿って進退するとともに、軸線方向に垂直な方向（Ｘ方向）に互いに積層されている。このことにより、伸縮アーム２０の動作時に、伸縮アーム２０が通過するための広い空間を必要とすることがない。またそれぞれの移動体４０、６０、８０の長さを短くすることができるので、縮退位置（図２参照）において、伸縮アーム２０をコンパクトに収納することができる。
【００６１】
また本実施の形態によれば、駆動部１２からの動力が、伸縮アーム２０の先端に設けられたスライダ１４に機械的に伝達される。この場合、伸縮アーム２０は、単一の駆動部１２によって駆動され、かつ伸縮アーム２０を構成する移動体４０、６０、８０が、同時に移動するようになっている。これにより、伸縮アーム２０を高速で移動させることができる。また、伸縮アーム２０を移動させるための機構を簡単なものとすることができる。
【００６２】
また本実施の形態によれば、各移動体４０、６０、８０は、移動体本体４１、６１、８１と、基端側プーリ４２、６２、８２と、中間プーリ４５、６５、８５と、先端側プーリ４６、６６、８６と、伝達ベルト４７、６７、８７とを有しており、伸縮アーム２０を構成する移動体４０、６０、８０の構成が、互いに略同一となっている。このことにより、スライダ１４の移動距離に応じて、移動体４０、６０、８０の個数を変化させ、伸縮アーム２０の長さを柔軟に変更することができる。また、ロボット１０を構成する部品の種類を減らすことができるので、ロボット１０の製造コストを抑えることができる。
【００６３】
また本実施の形態によれば、移動体４０、６０は、移動体本体４１、６１に張設されるとともに軸線方向（Ｚ方向）に沿って延びるプーリ駆動ベルト５５、７５を有し、このプーリ駆動ベルト５５、７５は、当該先端側に隣接する移動体６０、８０の移動に伴って、当該移動体６０、８０の基端側プーリ６２、８２を回転させるようになっている。このことにより、駆動部１２からの動力を、各移動体４０、６０、８０を介して、スライダ１４に迅速かつ効率的に伝達することができる。
【００６４】
さらに本実施の形態によれば、各移動体４０、６０、８０の基端側プーリ４２、６２、８２と、中間プーリ４５、６５、８５とは、軸線方向に垂直かつ複数の移動体の積層方向に垂直に（すなわちＹ方向に平行に）配置された回転ロッド５１、７１、９１を介して互いに連結されているので、各種伝達機構（例えばベルト、プーリ）を各移動体本体４１、６１、８１の両側に分散して配置することができ、各移動体４０、６０、８０をコンパクトに構成することができる。
【００６５】
さらに本実施の形態によれば、各移動体４０、６０、８０の移動体本体４１、６１、８１に、先端側に隣接する移動体６０、８０またはスライダ１４を軸線方向（Ｚ方向）に沿って案内するガイドレール５３、７３、９３が取り付けられているので、移動体６０、８０またはスライダ１４の移動方向を正確に規定することができる。
【００６６】
（成形装置の構成）
次に、図７により、このようなロボット１０を備えた、例えば、プラスチック射出成形機や金属ダイカスト成形機等の成形装置の一実施の形態について説明する。図７は、本実施の形態による成形装置の全体を示す概略図である。なお、図１乃至図６に示すロボット１０の用途は、これに限定されるものではないことは勿論である。
【００６７】
図７に示すように、プラスチック射出成形機や金属ダイカスト成形機等の成形装置１００は、装置本体１０１と、装置本体１０１上に設けられ、成形品Ｍを成形するための開閉可能な金型１０２とを備えている。このうち金型１０２は、固定ダイプレート１０５に取り付けられた固定ダイ１０３と、可動ダイプレート１０６に取り付けられ、固定ダイ１０３に対して離接する方向に移動可能な可動ダイ１０４とを有している。また装置本体１０１上に、金型１０２内に向けて溶融樹脂を射出する射出ユニット１０７が設けられている。
【００６８】
図７において、装置本体１０１上には、図１乃至図６に示すロボット１０が固定されている。このロボット１０において、スライダ１４のエンドエフェクタ取付面１３には、金型１０２からの成形品Ｍを取り出すためのハンド１９が取り付けられている。
【００６９】
この場合、射出成形が完了し、可動ダイ１０４が固定ダイ１０３に対して移動することにより、金型１０２が開となった際、ロボット１０の伸縮アーム２０は、縮退位置（図２）から伸長位置（図１）まで伸長する。このとき、ロボット１０のスライダ１４は、可動ダイ１０４と固定ダイ１０３との間に進入し、スライダ１４に取り付けられたハンド１９が成形品Ｍを把持することにより、成形品Ｍが可動ダイ１０４から取り出される。次いで、ロボット１０の伸縮アーム２０が伸長位置（図１）から縮退位置（図２）まで縮退し、その後、成形品Ｍはハンド１９から放されて、成形装置１００外方へ排出される。
【００７０】
このように本実施の形態によれば、伸縮アーム２０が縮退位置と伸長位置との間で伸縮動作する際、成形装置１００の内部に広い空間が必要とされることがないので、成形装置１００をコンパクトな構造とすることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０ ロボット
１１ ベース部
１２ 駆動部
１３ エンドエフェクタ取付面
１４ スライダ
１６ ボールねじ
１９ ハンド
２０ 伸縮アーム
３５、５５、７５ プーリ駆動ベルト
４０、６０、８０ 移動体
４１、６１、８１ 移動体本体
４２、６２、８２ 基端側プーリ
４５、６５、８５ 中間プーリ
４６、６６、８６ 先端側プーリ
４７、６７、８７ 伝達ベルト
４８、６８、８８ 連結部材
５１、７１、９１ 回転ロッド
５３、７３、９３ ガイドレール
１００ 成形装置
１０１ 装置本体
１０２ 金型
１０３ 固定ダイ
１０４ 可動ダイ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端側に固定されたベース部と、
ベース部に設けられた駆動部と、
ベース部に連結され、駆動部からの動力により軸線方向に沿って伸縮自在な伸縮アームと、
伸縮アームの先端に設けられ、軸線方向に平行なエンドエフェクタ取付面を有するスライダとを備え、
伸縮アームは、互いに連動して軸線方向に沿って進退するとともに軸線方向に垂直な方向に互いに積層された複数の移動体からなり、
スライダは、伸縮アーム先端の移動体に対して、軸線方向に沿って相対移動することを特徴とするロボット。
【請求項２】
各移動体は、
本体と、
本体に回転自在に設けられ、本体が移動することにより回転する基端側プーリと、
基端側プーリに連結され、基端側プーリと連動して回転する中間プーリと、
中間プーリと連動して回転する先端側プーリと、
中間プーリと先端側プーリとの間に巻装された伝達ベルトとを有し、
伝達ベルトは、先端側に隣接する移動体またはスライダに連結されていることを特徴とする請求項１記載のロボット。
【請求項３】
各移動体は、本体に張設されるとともに軸線方向に沿って延びるプーリ駆動ベルトを有し、プーリ駆動ベルトは、先端側に隣接する移動体の移動に伴って、当該先端側に隣接する移動体の基端側プーリを回転させることを特徴とする請求項２記載のロボット。
【請求項４】
各移動体の基端側プーリと中間プーリとは、軸線方向に垂直かつ複数の移動体の積層方向に垂直に配置された回転ロッドを介して互いに連結されていることを特徴とする請求項２または３記載のロボット。
【請求項５】
伝達ベルトは無端ベルトからなることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項記載のロボット。
【請求項６】
プーリ駆動ベルトは有端ベルトからなり、その両端が本体に対して固定されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項記載のロボット。
【請求項７】
各移動体の本体に、先端側に隣接する移動体またはスライダを軸線方向に沿って案内する案内部材が取り付けられていることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項記載のロボット。
【請求項８】
ベース部内部に、駆動部からの動力を最も基端側の移動体に伝達する直動装置が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載のロボット。
【請求項９】
装置本体と、
装置本体上に設けられ、成形品を成形するための開閉可能な金型と、
装置本体上に固定され、請求項１乃至８のいずれか一項記載のロボットと、
ロボットのスライダのエンドエフェクタ取付面に取り付けられ、金型からの成形品を取り出すためのハンドとを備えたことを特徴とする成形装置。
【請求項１０】
金型は、固定ダイと、固定ダイに対して移動可能な可動ダイとを有し、
可動ダイが固定ダイに対して移動することにより金型が開となった際、ロボットのスライダが、可動ダイと固定ダイとの間に進入することを特徴とする請求項９記載の成形装置。
【請求項１】
基端側に固定されたベース部と、
ベース部に設けられた駆動部と、
ベース部に連結され、駆動部からの動力により軸線方向に沿って伸縮自在な伸縮アームと、
伸縮アームの先端に設けられ、軸線方向に平行なエンドエフェクタ取付面を有するスライダとを備え、
伸縮アームは、互いに連動して軸線方向に沿って進退するとともに軸線方向に垂直な方向に互いに積層された複数の移動体からなり、
スライダは、伸縮アーム先端の移動体に対して、軸線方向に沿って相対移動することを特徴とするロボット。
【請求項２】
各移動体は、
本体と、
本体に回転自在に設けられ、本体が移動することにより回転する基端側プーリと、
基端側プーリに連結され、基端側プーリと連動して回転する中間プーリと、
中間プーリと連動して回転する先端側プーリと、
中間プーリと先端側プーリとの間に巻装された伝達ベルトとを有し、
伝達ベルトは、先端側に隣接する移動体またはスライダに連結されていることを特徴とする請求項１記載のロボット。
【請求項３】
各移動体は、本体に張設されるとともに軸線方向に沿って延びるプーリ駆動ベルトを有し、プーリ駆動ベルトは、先端側に隣接する移動体の移動に伴って、当該先端側に隣接する移動体の基端側プーリを回転させることを特徴とする請求項２記載のロボット。
【請求項４】
各移動体の基端側プーリと中間プーリとは、軸線方向に垂直かつ複数の移動体の積層方向に垂直に配置された回転ロッドを介して互いに連結されていることを特徴とする請求項２または３記載のロボット。
【請求項５】
伝達ベルトは無端ベルトからなることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項記載のロボット。
【請求項６】
プーリ駆動ベルトは有端ベルトからなり、その両端が本体に対して固定されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項記載のロボット。
【請求項７】
各移動体の本体に、先端側に隣接する移動体またはスライダを軸線方向に沿って案内する案内部材が取り付けられていることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項記載のロボット。
【請求項８】
ベース部内部に、駆動部からの動力を最も基端側の移動体に伝達する直動装置が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載のロボット。
【請求項９】
装置本体と、
装置本体上に設けられ、成形品を成形するための開閉可能な金型と、
装置本体上に固定され、請求項１乃至８のいずれか一項記載のロボットと、
ロボットのスライダのエンドエフェクタ取付面に取り付けられ、金型からの成形品を取り出すためのハンドとを備えたことを特徴とする成形装置。
【請求項１０】
金型は、固定ダイと、固定ダイに対して移動可能な可動ダイとを有し、
可動ダイが固定ダイに対して移動することにより金型が開となった際、ロボットのスライダが、可動ダイと固定ダイとの間に進入することを特徴とする請求項９記載の成形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２３５３９７（Ｐ２０１１−２３５３９７Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０９２０４（Ｐ２０１０−１０９２０４）
【出願日】平成２２年５月１１日（２０１０．５．１１）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１１日（２０１０．５．１１）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]