特開 2020-40118 高速プレス搬送ロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-40118(P2020-40118A)

(43)【公開日】2020年3月19日

(54)【発明の名称】高速プレス搬送ロボット

(51)【国際特許分類】

   B21D 43/05 20060101AFI20200225BHJP

   B25J 9/02 20060101ALI20200225BHJP

   B21D 43/04 20060101ALI20200225BHJP

   B21D 43/18 20060101ALI20200225BHJP

【ＦＩ】

   B21D43/05 U

   B25J9/02 A

   B21D43/04 C

   B21D43/18 C

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-228044(P2018-228044)

(22)【出願日】2018年12月5日

(31)【優先権主張番号】201811040906.0

(32)【優先日】2018年9月7日

(33)【優先権主張国】CN

(71)【出願人】

【識別番号】518432654

【氏名又は名称】済南昊中自動化有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】▲ほう▼ 玉新

(72)【発明者】

【氏名】李 駿

(72)【発明者】

【氏名】趙 西鵬

(72)【発明者】

【氏名】戦 青山

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707BS02

3C707FS02

3C707FT02

3C707FT11

3C707HS27

3C707HT02

3C707HT04

(57)【要約】      （修正有）

【課題】高速プレス搬送ロボットを提供する。
【解決手段】Ｙ軸部分１、Ｚ１軸部分２、Ｚ２軸部分（ブーム）３、機械アーム５及びエンドエフェクタ部分７を含み、Ｚ２軸部分（ブーム）がＹ軸部分に対して水平に運動すると、Ｚ２軸部分（ブーム）がＺ１軸部分に対して垂直に運動できるように、Ｚ１軸部分がＹ軸部分に固定して接続され、Ｚ２軸部分（ブーム）がそれぞれＺ１軸部分及びＹ軸部分と回動可能に接続され、機械アームがＺ２軸部分（ブーム）と回動可能に接続され、機械アームがＺ２軸部分（ブーム）に対して回動可能であり、エンドエフェクタ部分が機械アームに固定して接続され、各軸部分の連動によって、板材がプレス機の間を高速、高負荷、平穏に輸送される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｙ軸部分（１）、Ｚ１軸部分（２）、Ｚ２軸部分（３）、機械アーム及びエンドエフェクタ部分（７）を含み、前記Ｚ１軸部分（２）がＹ軸部分（１）に固定して接続され、前記Ｚ２軸部分（３）がそれぞれＺ１軸部分（２）及びＹ軸部分（１）と回動可能に接続され、Ｚ２軸部分（３）がＹ軸部分（１）に対して水平に運動すると同時に、Ｚ２軸部分（３）がＺ１軸部分（２）に対して垂直に運動可能であり、前記機械アームがＺ２軸部分（３）と回動可能に接続され、前記エンドエフェクタ部分（７）が機械アームに固定して接続されている高速プレス搬送ロボット。

【請求項2】

前記Ｙ軸部分（１）が第１の伝動軸（１０５）を含み、前記第１の伝動軸（１０５）には、Ｙ軸ベース（１０１）内部の両側に取り付けられたタイミングプーリ（１０６）が設けられ、前記タイミングプーリ（１０６）に第１のタイミングベルト（１０７）が取り付けられ、前記第１のタイミングベルト（１０７）に第１のスライドベース（１０８）が設けられ、第１のスライドベース（１０８）は第１の回転座（１０９）と軸受を介して接続され、前記第１のタイミングベルト（１０７）の両側に対称の第１のリニアガイドレール（１１０）が設けられ、前記第１のスライドベース（１０８）には第１のリニアガイドレール（１１０）に対応する第１のスライダが設けられ、第１のスライドベース（１０８）が第１のリニアガイドレール（１１０）に沿って水平に運動可能であり、前記第１のリニアガイドレール（１１０）にガイドレールストッパが取り付けられ、前記第１の伝動軸（１０５）の外側にわたって第１のストッパ（１１１）が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の高速プレス搬送ロボット。

【請求項3】

前記第１の伝動軸（１０５）に２つのタイミングプーリ（１０６）が設けられ、互いに対称のタイミングプーリ（１０６）にそれぞれ第１のタイミングベルト（１０７）が取り付けられ、前記第１の伝動軸（１０５）の両端及び中間には全て軸受が取り付けられて支持されている
ことを特徴とする請求項２に記載の高速プレス搬送ロボット。

【請求項4】

前記Ｚ１軸部分（２）はＺ１軸ベース（２０１）を含み、前記Ｚ１軸ベース（２０１）の底部はＹ軸ベース（１０１）に固着され、前記Ｚ１軸ベース（２０１）内の頂部に第２の伝動軸が取り付けられ、前記第２の伝動軸に第１の駆動プーリ（２０５）が設けられ、前記Ｚ１軸ベース（２０１）内の底部に第１の従動プーリ（２０６）が設けられ、前記第１の駆動プーリ（２０５）と第１の従動プーリ（２０６）に第２のタイミングベルト（２０７）が取り付けられ、前記第２のタイミングベルト（２０７）に第２のスライドベース（２０８）が設けられ、前記第２のスライドベース（２０８）は第２の回転座（２０９）と軸受を介して接続され、前記第２のタイミングベルト（２０７）の両側に第２のリニアガイドレール（２１０）が設けられ、前記第２のスライドベース（２０８）には第２のリニアガイドレール（２１０）に対応する第２のスライダが設けられ、第２のスライドベース（２０８）が第２のリニアガイドレール（２１０）に沿って垂直に運動可能であり、前記第２のリニアガイドレール（２１０）にガイドレールストッパが取り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の高速プレス搬送ロボット。

【請求項5】

前記Ｚ１軸部分（２）は増速プーリ群（２１１）とバランスシリンダ（２１２）をさらに含み、前記増速プーリ群（２１１）は、そのベースがＺ１軸ベース（２０１）の上端上に位置するように取り付けられ、前記第２のスライドベース（２０８）にワイヤロープが接続され、前記ワイヤロープが増速プーリ群（２１１）の固定シーブ溝に巻き込まれるとともに、バランスシリンダ（２１２）における可動シーブを巻回し、ワイヤロープの他端が増速プーリ群（２１１）のベースと接続されている
ことを特徴とする請求項４に記載の高速プレス搬送ロボット。

【請求項6】

前記Ｚ２軸部分（３）がＺ２軸ベース（３０１）を含み、前記Ｚ２軸ベース（３０１）内の頂部に第３の伝動軸が取り付けられ、前記第３の伝動軸に第２の駆動プーリ（３０５）が設けられ、前記Ｚ２軸ベース（３０１）内の底部に第２の従動プーリが設けられ、前記第２の駆動プーリ（３０５）と第２の従動プーリに第３のタイミングベルト（３０６）が取り付けられ、前記第３のタイミングベルト（３０６）に第３のスライドベース（３０７）が設けられ、前記Ｚ２軸ベース（３０１）の正面及び裏面の何れにも第３のリニアガイドレール（３０８）が設けられ、前記第３のリニアガイドレール（３０８）が第３のタイミングベルト（３０６）の両側に位置し、第３のスライドベース（３０７）がＺ２軸ベース（３０１）の正面の第３のリニアガイドレール（３０８）に取り付けられ、第３のスライドベース（３０７）が第３のリニアガイドレール（３０８）に沿って直動可能であり、前記Ｚ２軸ベース（３０１）の裏面の第３のリニアガイドレール（３０８）がＹ軸部分（１）と摺動可能に接続され、前記Ｚ２軸ベース（３０１）の裏面が第２の回転座（２０９）と接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の高速プレス搬送ロボット。

【請求項7】

前記機械アームはＤ１軸部分（４）、Ｅ軸部分（５）及びＤ２軸部分（６）を含み、
前記Ｄ１軸部分（４）がＺ２軸部分（３）と回動可能に接続され、
前記Ｅ軸部分（５）が駆動機構、内スリーブ（５０４）及び外スリーブ（５０３）を含み、前記外スリーブ（５０３）と内スリーブ（５０４）との間が軸受（５０５）を介して接続され、前記駆動機構の出力端が内スリーブ（５０４）の一端に固定して接続され、前記Ｄ１軸部分（４）が外スリーブ（５０３）に固定して接続され、
前記Ｄ２軸部分（６）がＤ２軸固定座（６０１）を含み、前記Ｄ２軸固定座（６０１）が内スリーブ（５０４）の他端に固定して接続され、前記Ｄ２軸固定座（６０１）内に第４の伝動軸が取り付けられ、前記第４の伝動軸に第３の駆動プーリ（６０４）が設けられ、前記Ｄ２軸固定座（６０１）内に第３の従動プーリ（６０５）が設けられ、前記第３の駆動プーリ（６０４）と第３の従動プーリ（６０５）に第４のタイミングベルト（６０６）が取り付けられ、前記第３の従動プーリ（６０５）の両端にはエンドエフェクタ部分（７）を接続する接続フランジ（６１０）が設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の高速プレス搬送ロボット。

【請求項8】

前記Ｄ２軸固定座（６０１）内に張り装置がさらに設けられ、前記張り装置が揺動レバー（６０７）、張り車（６０８）及びプッシュロッド（６０９）を含み、前記揺動レバー（６０７）の一端がＤ２軸固定座（６０１）の内壁とヒンジ接続され、揺動レバー（６０７）の他端に張り車（６０８）が設けられ、前記プッシュロッド（６０９）の一端がＤ２軸固定座（６０１）の内壁に固定して接続され、プッシュロッド（６０９）の他端が揺動レバー（６０７）の中央の凹溝内に当接し、前記プッシュロッド（６０９）が調節ナットとねじ接続され、前記張り車（６０８）が第４のタイミングベルト（６０６）に密着する
ことを特徴とする請求項７に記載の高速プレス搬送ロボット。

【請求項9】

前記エンドエフェクタ部分（７）は２つのエンドエフェクタを含み、各エンドエフェクタがそれぞれメインレバー（７０１）とサブレバー（７０３）を含み、前記メインレバー（７０１）に複数の接続具（７０２）が外装され、前記接続具（７０２）のそれぞれには互いに対称の２つのサブレバー（７０３）が接続され、サブレバー（７０３）がメインレバー（７０１）と垂直に設置され、サブレバー（７０３）の他端に吸引盤（７０４）が設けられ、前記メインレバー（７０１）の一端には機械アームに接続される接続フランジ（７０５）が設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の高速プレス搬送ロボット。

【請求項10】

前記高速プレス搬送ロボットは吊り下げ部分（８）をさらに含み、前記吊り下げ部分（８）が接続ベース（８０１）、第１のリンク（８０２）、第２のリンク（８０３）、第３のリンク（８０４）、第４のリンク（８０５）、第５のリンク（８０６）、第６のリンク（８０７）、第１のトラニオンシート（８０８）、第２のトラニオンシート（８０９）、第３のトラニオンシート（８１０）及び第４のトラニオンシート（８１１）を含み、前記第１のリンク（８０２）と第２のリンク（８０３）との一端が接続ベース（８０１）の底部の１つの端部にヒンジ接続され、第１のリンク（８０２）と第２のリンク（８０３）との他端がそれぞれ第１のトラニオンシート（８０８）と第３のトラニオンシート（８１０）とにヒンジ接続され、前記第５のリンク（８０６）と第６のリンク（８０７）との一端が接続ベース（８０１）の底部のもう１つの端部にヒンジ接続され、第５のリンク（８０６）と第６のリンク（８０７）との他端が第２のトラニオンシート（８０９）と第４のトラニオンシート（８１１）とにヒンジ接続され、前記第３のリンク（８０４）と第４のリンク（８０５）との一端が接続ベース（８０１）の頂部にヒンジ接続され、第３のリンク（８０４）と第４のリンク（８０５）との他端がそれぞれ第１のトラニオンシート（８０８）と第２のトラニオンシート（８０９）とにヒンジ接続され、前記接続ベース（８０１）がＹ軸部分に固定して接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の高速プレス搬送ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は高速プレス自動化の分野に関し、特に高速プレス搬送ロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

自動車の被覆カバーのプレス業界では、一つのワークの製造は、多くの場合、複数台のプレス機の連続プレス製造であるため、プレス機の間の板材の輸送は非常に重要であり、プレス製品の品質とプレス生産ライン全体の効率に直接影響している。

【0003】

伝統的な人工生産ラインについて、プレス機の間の板材の輸送は人力輸送を採用し、プレス機の間で少なくとも２人の労働者がプレス機の間の半製品を搬送する必要があり、人力搬送は板材の反り、衝突、位置ずれなどを招き、プレス製品の品質と効率に大きく影響している。このため、現在、ますます多くの自動車メーカーが伝統的な人力生産ラインの代わりにロボットプレス自動化ラインを採用している。ロボットプレス自動化ラインは、プレス機の間の板材の自動輸送を実現し、ロボットで人力を代替することを達成し、製品の品質及び安定性を保証することができる。現在、よく見られるロボット自動化ラインで使用されるＡＢＢ、ＫＵＫＡ、ＦＡＮＵＣ、ＹＡＳＫＡＷＡなどのプレス専用ロボットは、ロボット負荷が１００ｋｇ、腕全長が３０００ｍｍ、自動生産ラインタクトが８回／分に達し、製造の基本的なニーズを満たすことができる。
しかしながら、自動車業界の高速で高効率的な発展に伴い、自動車の年間生産量が増えつつあり、プレス機の間での板材の輸送がプレス自動化ラインの全体的なタクトタイムを制限し、現在よく見られるロボット自動化ラインの製造効率は既に効率的な製造のニーズを満たすことができなくなっている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、上記従来技術の不足を解決し、高速プレス搬送ロボットを提供することを目的とする。

【0005】

本発明でその技術課題を解決するために採用している技術案は、
Ｙ軸部分、Ｚ１軸部分、Ｚ２軸部分、機械アーム及びエンドエフェクタ部分を含み、前記Ｚ１軸部分がＹ軸部分に固定して接続され、前記Ｚ２軸部分がそれぞれＺ１軸部分及びＹ軸部分と回動可能に接続され、Ｚ２軸部分がＹ軸部分に対して水平に運動すると同時に、Ｚ２軸部分がＺ１軸部分に対して垂直に運動可能であり、前記機械アームがＺ２軸部分と回動可能に接続され、前記エンドエフェクタ部分が機械アームに固定して接続されている高速プレス搬送ロボットである。

【0006】

好ましくは、前記Ｙ軸部分が第１の伝動軸を含み、前記第１の伝動軸には、Ｙ軸ベース内部の両側に取り付けられたタイミングプーリが設けられ、前記タイミングプーリに第１のタイミングベルトが取り付けられ、前記第１のタイミングベルトに第１のスライドベースが設けられ、第１のスライドベースは第１の回転座と軸受を介して接続され、前記第１のタイミングベルトの両側に対称の第１のリニアガイドレールが設けられ、前記第１のスライドベースには第１のリニアガイドレールに対応する第１のスライダが設けられ、第１のスライドベースが第１のリニアガイドレールに沿って水平に運動可能であり、前記第１のリニアガイドレールにガイドレールストッパが取り付けられ、前記第１の伝動軸の外側にわたって第１のストッパが設けられている。

【0007】

さらに、前記第１の伝動軸に２つのタイミングプーリが設けられ、互いに対称のタイミングプーリにそれぞれ第１のタイミングベルトが取り付けられ、前記第１の伝動軸の両端及び中間には全て軸受が取り付けられて支持されている。

【0008】

好ましくは、前記Ｚ１軸部分がＺ１軸ベースを含み、前記Ｚ１軸ベースの底部がＹ軸ベースに固着され、前記Ｚ１軸ベース内の頂部に第２の伝動軸が取り付けられ、前記第２の伝動軸に第１の駆動プーリが設けられ、前記Ｚ１軸ベース内の底部に第１の従動プーリが設けられ、前記第１の駆動プーリと第１の従動プーリに第２のタイミングベルトが取り付けられ、前記第２のタイミングベルトに第２のスライドベースが設けられ、前記第２のスライドベースは第２の回転座と軸受を介して接続され、前記第２のタイミングベルトの両側に第２のリニアガイドレールが設けられ、前記第２のスライドベースには第２のリニアガイドレールに対応する第２のスライダが設けられ、第２のスライドベースが第２のリニアガイドレールに沿って垂直に運動可能であり、前記第２のリニアガイドレールにガイドレールストッパが取り付けられている。

【0009】

さらに、前記Ｚ１軸部分は増速プーリ群とバランスシリンダをさらに含み、前記増速プーリ群は、そのベースがＺ１軸ベースの上端上に位置するように取り付けられ、前記第２のスライドベースにワイヤロープが接続され、前記ワイヤロープが増速プーリ群の固定シーブ溝に巻き込まれるとともに、バランスシリンダにおける可動シーブを巻回し、ワイヤロープの他端が増速プーリ群のベースと接続されている。

【0010】

好ましくは、前記Ｚ２軸部分がＺ２軸ベースを含み、前記Ｚ２軸ベース内の頂部に第３の伝動軸が取り付けられ、前記第３の伝動軸に第２の駆動プーリが設けられ、前記Ｚ２軸ベース内の底部に第２の従動プーリが設けられ、前記第２の駆動プーリと第２の従動プーリに第３のタイミングベルトが取り付けられ、前記第３のタイミングベルトに第３のスライドベースが設けられ、前記Ｚ２軸ベースの正面及び裏面の何れにも第３のリニアガイドレールが設けられ、前記第３のリニアガイドレールが第３のタイミングベルトの両側に位置し、第３のスライドベースがＺ２軸ベースの正面の第３のリニアガイドレールに取り付けられ、第３のスライドベースが第３のリニアガイドレールに沿って直動可能であり、前記Ｚ２軸ベースの裏面の第３のリニアガイドレールがＹ軸部分と摺動可能に接続され、前記Ｚ２軸ベースの裏面が第２の回転座と接続されている。

【0011】

好ましくは、前記機械アームはＤ１軸部分、Ｅ軸部分及びＤ２軸部分を含み、
前記Ｄ１軸部分がＺ２軸部分と回動可能に接続され、
前記Ｅ軸部分が駆動機構、内スリーブ及び外スリーブを含み、前記外スリーブと内スリーブとの間が軸受を介して接続され、前記駆動機構の出力端が内スリーブの一端に固定して接続され、前記Ｄ１軸部分が外スリーブに固定して接続され、
前記Ｄ２軸部分がＤ２軸固定座を含み、前記Ｄ２軸固定座が内スリーブの他端に固定して接続され、前記Ｄ２軸固定座内に第４の伝動軸が取り付けられ、前記第４の伝動軸に第３の駆動プーリが設けられ、前記Ｄ２軸固定座内に第３の従動プーリが設けられ、前記第３の駆動プーリと第３の従動プーリに第４のタイミングベルトが取り付けられ、前記第３の従動プーリの両端にはエンドエフェクタ部分を接続する接続フランジが設けられている。

【0012】

さらに、前記Ｄ２軸固定座内に張り装置がさらに設けられ、前記張り装置が揺動レバー、張り車及びプッシュロッドを含み、前記揺動レバーの一端がＤ２軸固定座の内壁とヒンジ接続され、揺動レバーの他端に張り車が設けられ、前記プッシュロッドの一端がＤ２軸固定座の内壁に固定して接続され、プッシュロッドの他端が揺動レバーの中央の凹溝内に当接し、前記プッシュロッドが調節ナットとねじ接続され、前記張り車が第４のタイミングベルトに密着する。

【0013】

好ましくは、前記エンドエフェクタ部分は２つのエンドエフェクタを含み、各エンドエフェクタがそれぞれメインレバーとサブレバーを含み、前記メインレバーに複数の接続具が外装され、前記接続具のそれぞれには互いに対称の２つのサブレバーが接続され、サブレバーがメインレバーと垂直に設置され、サブレバーの他端に吸引盤が設けられ、前記メインレバーの一端に機械アームに接続される接続フランジが設けられている。

【0014】

好ましくは、前記搬送ロボットは吊り下げ部分をさらに含み、前記吊り下げ部分が接続ベース、第１のリンク、第２のリンク、第３のリンク、第４のリンク、第５のリンク、第６のリンク、第１のトラニオンシート、第２のトラニオンシート、第３のトラニオンシート及び第４のトラニオンシートを含み、前記第１のリンクと第２のリンクとの一端が接続ベースの底部の１つの端部にヒンジ接続され、第１のリンクと第２のリンクとの他端がそれぞれ第１のトラニオンシートと第３のトラニオンシートとにヒンジ接続され、前記第５のリンクと第６のリンクとの一端が接続ベースの底部のもう１つの端部にヒンジ接続され、第５のリンクと第６のリンクとの他端が第２のトラニオンシートと第４のトラニオンシートとにヒンジ接続され、前記第３のリンクと第４のリンクとの一端が接続ベースの頂部にヒンジ接続され、第３のリンクと第４のリンクとの他端がそれぞれ第１のトラニオンシートと第２のトラニオンシートとにヒンジ接続され、前記接続ベースがＹ軸部分に固定して接続されている。
本発明の有益な効果は、下記の通りである。

【0015】

（１）本発明に係る全体構造はブーム及びアームの連動した運動を採用して、物流方向の運動空間が狭く、プレス機のレイアウトがコンパクトで、板材の輸送距離が短く、現場面積を節約して、アーム端末の高速、平穏な往復揺動を実現して、高速ロボットの高速及び高効率、平穏な運転、コンパクトなレイアウトなどの特徴を目立たせ、プレス自動化業界の高レベル、高効率、高タクトに対する切実なニーズを満たしている。

【0016】

（２）本発明に係る吊り下げ部分は、６つのリンクがヒンジ接続される構造という固定方式を採用して、プレス機とロボットのそれぞれの運転時に発生する振動を弱め、共振の発生を避けることができ、高速プレス搬送ロボットの高速かつ安定な運転に有利である。また、リンクの長さを調整することで、多様な型式のプレス機の寸法の取り付け要求を満たすことができるだけでなく、高速ロボットの幾何公差を調整しやすくする。

【0017】

（３）本発明に係るブーム及びアームの主要部品の材質にアルミニウム合金を採用する場合は、運動部品の重量を軽減し、運動イナーシャを減らし、対応して全体の駆動エネルギー消費量を降下させ、運転コストを節約する。

【0018】

（４）本発明に係る各部品の運動軌跡は簡単で、運動学的分析によって軌跡曲線を最適化しやすく、異なる金型の軌跡を迅速に最適化でき、適応性が高く、取付後の調整作業が容易になる。

【0019】

（５）本発明に係るＥ軸部分の回転機能は、設計案が巧みで、構造強度が強く、重負荷材料の輸送に適用できるだけでなく、プレス機の間の材料が物流方向に傾斜して輸送されることを満足できる。

【0020】

（６）本発明に係るＤ２軸部分の回転運動によって、搬送板材を搬送過程で常に水平に保ち、空気抵抗を減少し、周囲の物体との干渉を防止する。Ｄ２軸部分伝動の設計において、タミングベルト伝動を採用し、精確な伝動を保証した場合、端末エンドエフェクタが材料を取る時に吸引盤と板材の接触衝撃を吸収し、減速機が直接抵抗することによる破損を避けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

本発明を構成する一部の図は、本発明をさらに理解するために提供されている。図面において、

【図1】図１は、本発明に係る高速プレス搬送ロボットの概略構造図である。

【図2】図２は、本発明に係るＹ軸部分の概略構造図である。

【図3】図３は、本発明に係るＺ１軸部分の概略構造図である。

【図4】図４は、本発明に係るＺ２軸部分（ブーム）の概略構造図である。

【図5】図５は、本発明に係る機械アームの概略構造図である。

【図6】図６は、本発明に係る機械アームの側面図である。

【図7】図７は、本発明に係るエンドエフェクタ部分の概略構造図である。

【図8】図８は、本発明に係る吊り下げ部分の概略構造図である。

【図9】図９は、本発明に係るプレス自動化ライン搬送システムの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施例における図面を結び付けて、本発明の実施例における技術案を明確かつ十分に説明する。説明する実施例は本発明の全部の実施例ではなく、一部の実施例に過ぎないことが明らかである。本発明における実施例に基づいて、当業者が進歩的な労力を払わずに取得した他の実施例の全ては、本発明の特許請求の範囲に属するべきである。

【0023】

図１〜７に示す高速プレス搬送ロボットは、Ｙ軸部分１、Ｚ１軸部分２、Ｚ２軸部分３、機械アーム及びエンドエフェクタ部分７を含み、前記Ｚ１軸部分２がＹ軸部分１に固定して接続され、前記Ｚ２軸部分３がそれぞれＺ１軸部分２及びＹ軸部分１と回動可能に接続され、Ｚ２軸部分３がＹ軸部分１に対して水平に運動すると同時に、Ｚ２軸部分３がＺ１軸部分２に対して垂直に運動可能になり、前記機械アームがＺ２軸部分３と回動可能に接続され、機械アームがＺ２軸部分３に対して回動可能であり、前記エンドエフェクタ部分７が機械アームに固定して接続される。

【0024】

図２に示すように、前記Ｙ軸部分１が第１のサーボモータ１０２、第１の減速機１０３、第１の減速機取付座１０４、Ｙ軸ベース１０１及び第１の伝動軸１０５を含み、前記第１の減速機取付座１０４がＹ軸ベース１０１の両側に取り付けられており、前記第１の減速機１０３が第１の減速機取付座１０４に取り付けられており、前記第１のサーボモータ１０２が第１の減速機１０３と直連される。前記第１の減速機１０３の出力軸と第１の伝動軸１０５とはロックディスクの方式で接続され、この方式により大きなトルクを伝達できるだけでなく、着脱しやすい。前記第１の伝動軸１０５にタイミングプーリ１０６が設けられてＹ軸ベース１０１内に取り付けられており、前記タイミングプーリ１０６に第１のタイミングベルト１０７が取り付けられ、前記第１のタイミングベルト１０７に第１のスライドベース１０８が設けられており、第１のスライドベース１０８が第１の回転座１０９と軸受を介して接続され、１つの受動回転対偶を形成する。前記第１のタイミングベルト１０７の両側には対称の第１のリニアガイドレール１１０が設けられており、第１のリニアガイドレール１１０が第１のサーボモータ１０２の軸線方向と垂直に配置され、前記第１のスライドベース１０８には第１のリニアガイドレール１１０に対応する第１のスライダが設けられており、第１のスライドベース１０８が第１のリニアガイドレール１１０に沿って水平に往復運動可能であり、受動回転対偶は直動可能だけでなく、回転運動可能である。前記第１のリニアガイドレール１１０にガイドレールストッパが取り付けられており、前記第１の伝動軸１０５の外側にわたって第１のストッパ１１１が設けられている。

【0025】

好ましくは、前記第１の伝動軸１０５に２つのタイミングプーリ１０６が設けられてもよく、互いに対称のタイミングプーリ１０６にそれぞれ第１のタイミングベルト１０７が取り付けられており、前記第１の伝動軸１０５の両端及び中間には全て軸受が取り付けられて支持され、ロボットの運動部材による板材全体の輸送方向の輸送動力を受けるために用いられ、第１の伝動軸１０５の中間軸受の支持は、輸送動力の均一を避け、かつ、大きな輸送力を満足するために、両タイミングベルト伝動を採用する。

【0026】

動力源は２台の小パワーのダブルモータで駆動してもよく、１台の大パワーのモータで駆動してもよく、本実施例では、小パワーの２台の第１のサーボモータ１０２で駆動する。伝動及びテンションのための第１のタイミングベルト１０７が第１のスライドベース１０８の内側に取り付けられ、長ねじを調節することによって第１のタイミングベルト１０７の弛め・テンションを調節し、往復の隙間の誤差を減少する。Ｙ軸部分１の第１のタイミングベルト１０７のベルト断裂検出スイッチが第１のスライドベース１０８に取り付けられており、第１の伝動軸１０５の外側にわたって第１のストッパ１１１が設けられており、第１のリニアガイドレール１１０にガイドレールストッパが実装され、検出スイッチにより第１のタイミングベルト１０７のベルト断裂が検出されると、ガイドレールストッパは即時に第１のリニアガイドレール１１０をロックさせ、第１のスライドベース１０８の移動を防止し、ベルト断裂した後の機器の破損を避ける。

【0027】

図３に示すように、前記Ｚ１軸部分２はＺ１軸ベース２０１を含み、前記Ｚ１軸ベース２０１の底部がＹ軸ベース１０１における第１のサーボモータ１０２の中央に固着され、Ｚ１軸ベース２０１が加工の位置決めストレートポートによりＹ軸部分１に固定されて取り付け精度が保証される。前記Ｚ１軸ベース２０１の頂部の両側に第２の減速機取付座２０４が設けられており、前記第２の減速機取付座２０４に第２の減速機２０３が取り付けられ、前記第２の減速機２０３が第２のサーボモータ２０２と直連され、前記第２の減速機２０３の出力軸と第２の伝動軸とがロックディスクの方式で接続され、この方式により大きなトルクを伝達できるだけでなく、着脱しやすい。」前記第２の伝動軸には第１の駆動プーリ２０５が設けられており、前記Ｚ１軸ベース２０１の底部に第１の従動プーリ２０６が設けられており、前記第１の駆動プーリ２０５と第１の従動プーリ２０６がともにＺ１軸ベース２０１内に取り付けられており、前記第１の駆動プーリ２０５と第１の従動プーリ２０６に第２のタイミングベルト２０７が取り付けられており、前記第２のタイミングベルト２０７に第２のスライドベース２０８が設けられている。前記第２のスライドベース２０８は第２の回転座２０９と軸受を介して接続され、１つの受動回転対偶を形成し、前記第２のタイミングベルト２０７の両側に第２のリニアガイドレール２１０が設けられており、第２のリニアガイドレール２１０が第２のサーボモータ２０２の軸線方向と垂直に配置され、前記第２のスライドベース２０８には第２のリニアガイドレール２１０に対応する第２のスライダが設けられており、第２のスライドベース２０８が第２のリニアガイドレール２１０に沿って垂直に運動可能である。このように、この受動回転対偶は直動可能だけでなく、回転運動可能であり、前記第２のリニアガイドレール２１０にガイドレールストッパが取り付けられている。前記Ｚ１軸部分２は増速プーリ群２１１とバランスシリンダ２１２をさらに含み、前記増速プーリ群２１１は、そのベースがＺ１軸ベース２０１の上端上に位置するように取り付けられており、前記第２のスライドベース２０８にワイヤロープが接続され、前記ワイヤロープが増速プーリ群２１１の固定シーブ溝に巻き込まれるとともに、バランスシリンダ２１２における可動シーブを巻回し、ワイヤロープの他端が増速プーリ群２１１のベースと接続される。

【0028】

動力源は２台の小パワーのダブルモータで駆動してもよく、１台の大パワーのモータで駆動してもよく、本実施例では、小パワーの２台の第２のサーボモータ２０２で駆動する。第２のタイミングベルト２０７の弛め・テンションを適宜にし、伝動システムの安定性を保証するように、第２のタイミングベルト２０７のテンションは第２のスライドベース２０８内側の長ねじを調節することによって実現される。

【0029】

前記第２のリニアガイドレール２１０にガイドレールストッパが取り付けられており、第２のタイミングベルト２０７がベルト断裂した、またはバランスシリンダ２１２でワイヤロープが突然に断裂したとき、ガイドレールストッパは即時にガイドレールをロックさせ、第２のスライドベース２０８の移動を防止し、ベルト断裂した後の機器の破損を避ける。バランスシリンダ２１２は増速プーリ群２１１により高速プレス搬送ロボット１１（図９参照）の運動部分の全体な重量をバランスさせることによって、Ｚ１軸部分２の駆動電力を減少し、動作エネルギー消費量を減らす。バランスシリンダ２１２は吊り下げ部分８（図１参照）に固定され、ワイヤロープの一端が第２のスライドベース２０８に固定され、他端が増速プーリ群２１１のベースに固定され、増速プーリ群２１１を増速させることによって、Ｚ１軸部分２の第２のスライドベース２０８の上下運動の速度をバランスシリンダ２１２の運動速度の２倍に等しくさせ、シリンダ速度を半分に減少させるとともに、増速プーリ群２１１によりシリンダの運動距離をＺ１軸部分２の第２のスライドベース２０８の運動距離の半分に等しくさせると、シリンダの取り付け空間を減少させるだけでなく、シリンダの運動速度をも降下させる。

【0030】

図４に示すように、Ｚ２軸部分３が高速プレス搬送ロボット１１に対して、ロボットのアームに相当し、前記Ｚ２軸部分３がＺ２軸ベース３０１を含み、Ｚ２軸ベース３０１が運動部分の質量を軽減するために、アルミニウム板で接続されてなり、このようにして、Ｚ１軸部分２、Ｙ軸部分１の電力配置を減少する。前記Ｚ２軸ベース３０１の頂部の両側に第３の減速機取付座３０４が設けられており、前記第３の減速機取付座３０４に第３の減速機３０３が取り付けられており、前記第３の減速機３０３が第３のサーボモータ３０２と直結される。前記第３の減速機３０３の出力軸と第３の伝動軸とはロックディスクの方式で接続され、この方式により大きなトルクを伝達できるだけでなく、着脱しやすい。前記第３の伝動軸に第２の駆動プーリ３０５が設けられており、前記Ｚ２軸ベース３０１の底部に第２の従動プーリが設けられており、前記第２の駆動プーリ３０５と第２の従動プーリがともにＺ２軸ベース３０１内に取り付けられており、前記第２の駆動プーリ３０５と第２の従動プーリに第３のタイミングベルト３０６が取り付けられ、前記第３のタイミングベルト３０６に第３のスライドベース３０７が設けられている。前記Ｚ２軸ベース３０１の正面及び裏面の何れにも第３のリニアガイドレール３０８が設けられており、前記第３のリニアガイドレール３０８が第３のタイミングベルト３０６の両側に位置し、前記第３のスライドベース３０７には第３のリニアガイドレール３０８に対応する第３のスライダが設けられている。第３のスライドベース３０７はＺ２軸ベース３０１の正面の第３のリニアガイドレール３０８に取り付けられており、第３のスライドベース３０７は第３のリニアガイドレール３０８に沿って直動可能である。第３のスライドベース３０７の運動の安全性を防護するために、前記Ｚ２軸ベース３０１の底部の両側にダンパ３０９が設けられており、Ｚ２軸ベース３０１の頂部の両側に第２のストッパ３１０が設けられている。前記Ｙ軸部分１の第１の回転座１０９には第３のリニアガイドレール３０８に対応する第４のスライダが設けられており、前記Ｚ２軸部分３とＹ軸部分１とがＺ２軸ベース３０１の裏面の第３のリニアガイドレール３０８を介して第４のスライダと摺動可能に接続されることによって、Ｚ２軸ベース３０１がＹ軸部分１の第１のスライドベース１０８に沿って直動可能であるだけでなく、Ｙ軸部分１の第１のスライドベース１０８の周りを回動可能である。また、前記Ｚ２軸ベース３０１の裏面がＺ１軸部分２の第２の回転座２０９に接続されることによって、Ｚ２軸部分３がＺ１軸部分２の第２のリニアガイドレール２１０に沿って上下直動可能であるだけでなく、Ｚ１軸部分２の第２の回転座２０９の周りを回動可能である。このようにして、Ｚ２軸部分３がＹ軸部分１とＺ１軸部分２から形成される平面内で運動することが保証される。

【0031】

本実施例では、ダブルモータ駆動を採用し、対称的に配置して取り付けられ、重心を対称面に保ち、Ｚ２軸部分３が往復して揺動する際の応力の不均一による、Ｚ２軸部分３が揺動する際の駆動及び安定な運転への影響を避ける。人員の死傷及び機器の破損から第３のスライドベース３０７が運動する安全性の防護のために、第３のスライドベース３０７が取り付け時又は異常運転時に第３のリニアガイドレール３０８から脱離することを防止するために、Ｚ２軸ベース３０１に第２のストッパ３１０とダンパ３０９が取り付けられている。

【0032】

図５と６に示すように、前記機械アームはＤ１軸部分４、Ｅ軸部分５及びＤ２軸部分６を含み、
前記Ｄ１軸部分４が第４のサーボモータ４０１、第４の減速機４０３及び第４の減速機取付座４０２を含み、前記第４のサーボモータ４０１が第４の減速機４０３と直連され、前記第４の減速機４０３が前記第４の減速機取付座４０２に固定して接続されるとともに、Ｚ２軸部分３の第３のスライドベース３０７と接続され、第４の減速機４０３がＺ２軸部分３の第３のスライドベース３０７に取り付けられており、第４のサーボモータ４０１が第４の減速機４０３の回動を駆動し、第４の減速機４０３の出力端が固定されると、第４の減速機４０３が第４の減速機取付座４０２の回動を駆動し、Ｄ１軸部分４全体を揺動させ、アームの往復揺動機能を実現する。第４の減速機取付座４０２はアルミニウムの材質で加工されてなり、強度の要求を満足する場合に、ロボットの前段の運動部材の重量を軽減し、駆動電力を減少し、運転エネルギー消費量を節約した。

【0033】

前記Ｅ軸部分５が駆動機構を含み、前記駆動機構が第５のサーボモータ５０１と第５の減速機５０２を含み、前記第５のサーボモータ５０１と第５の減速機５０２がともに第４の減速機取付座４０２内に取り付けられており、前記第５のサーボモータ５０１が第５の減速機５０２と直結され、前記第５の減速機５０２の出力端が内スリーブ５０４の一端に固定して接続され、前記第４の減速機取付座４０２が外スリーブ５０３に固定して接続され、前記外スリーブ５０３と内スリーブ５０４との間が、軸受５０５を介して接続され、Ｅ軸部分５の第５の減速機５０２がＤ１軸部分４の第４の減速機取付座４０２内に取り付けられており、Ｄ１軸部分４に対して回転運動し、駆動の第５のサーボモータ５０１が第４の減速機取付座４０２内に内蔵され、前段の寸法を減少し、ロボット前段がプレス機９内へ入る際の干渉を避ける。Ｅ軸部分５の回転機能により、プレス機９の間の板材が物流方向に傾斜して輸送されるという機能を満足し、外スリーブ５０３とＤ１軸部分４の第４の減速機取付座４０２とが嵌合して固定され、内スリーブ５０４が第５の減速機５０２の出力軸に接続され、回転運動し、内外スリーブの間に軸受５０５が介在され、アーム前段の応力を強めることによって、高速プレス搬送ロボット１１の負荷を保証する。

【0034】

前記Ｄ２軸部分６がＤ２軸固定座６０１を含み、前記Ｄ２軸固定座６０１が内スリーブ５０４の他端に固定して接続され、前記Ｄ２軸固定座６０１の一方側に第６の減速機６０３が設けられており、前記第６の減速機６０３が第６のサーボモータ６０２と直結され、前記第６の減速機６０３の出力軸が第４の伝動軸にカップリングを介して接続され、前記第４の伝動軸に第３の駆動プーリ６０４が設けられており、前記Ｄ２軸固定座６０１に第３の従動プーリ６０５が設けられており、前記第３の駆動プーリ６０４と第３の従動プーリ６０５がともにＤ２軸固定座６０１内に取り付けられており、前記第３の駆動プーリ６０４と第３の従動プーリ６０５に第４のタイミングベルト６０６が取り付けられており、前記第３の従動プーリ６０５の両端にエンドエフェクタ部分７を接続する接続フランジ６１０が設けられている。前記Ｄ２軸固定座６０１内に張り装置がさらに設けられており、前記張り装置が揺動レバー６０７、張り車６０８及びプッシュロッド６０９を含み、前記揺動レバー６０７の一端がＤ２軸固定座６０１の内壁とヒンジ接続され、揺動レバー６０７の他端に張り車６０８が設けられており、前記プッシュロッド６０９の一端がＤ２軸固定座６０１の内壁に固定して接続され、プッシュロッド６０９の他端が揺動レバー６０７の中央の凹溝内に当接し、前記プッシュロッド６０９が調節ナットとねじ接続され、前記張り車６０８が第４のタイミングベルト６０６に密着する。

【0035】

第６の減速機６０３がＤ２軸固定座６０１に取り付けられており、第６のサーボモータ６０２が第６の減速機６０３を介して第３の駆動プーリ６０４を駆動し、第４のタイミングベルト６０６を介して第３の従動プーリ６０５を駆動し、その中央位置にテンションのために張り車６０８が設けられており、張り車６０８が揺動レバー６０７の一端に取り付けられており、揺動レバー６０７の他端がヒンジ接続でＤ２軸固定座６０１に固定され、プッシュロッド６０９の距離を調節することによって、さらに第４のタイミングベルト６０６に対するテンションを実現し、外側から操作すると、調節しやすくなり、ここに第４のタイミングベルト６０６伝動を採用し、精確な伝動を保証する場合に、端末エンドエフェクタ部分７が材料を取る時に吸引盤７０４と板材の接触衝撃を抵抗し、第６の減速機６０３が直接抵抗することによる破損を避けることができる。本実施例において、Ｄ２軸部分６の回転作用は板材を輸送過程で水平に保つように用いられ、さらに空気抵抗を減少し、板材と周囲の物体との干渉を防止する。第３の従動プーリ６０５には接続フランジ６１０が取り付けられており、端末エンドエフェクタ部分７の接続方式に応じて交換することができるので、端末エンドエフェクタ部分７の接続が容易になる。

【0036】

本実施例において、前記第４の減速機４０３と第４の減速機取付座４０２はＲＶ減速機とＲＶ減速機取付座であり、ＲＶ減速機は小寸法で、軽重量の特徴を有し、Ｄ１軸部分４の外形全体の寸法を小さくし、重量を減少する。

【0037】

図７に示すように、前記エンドエフェクタ部分７は２つのエンドエフェクタを含み、各エンドエフェクタがそれぞれメインレバー７０１とサブレバー７０３を含み、前記メインレバー７０１に２つの接続具７０２が外装され、前記接続具７０２のそれぞれにも互いに対称の２つのサブレバー７０３が接続されており、サブレバー７０３がメインレバー７０１と垂直に配置され、サブレバー７０３の他端に吸引盤７０４が設けられており、前記メインレバー７０１の一端には接続フランジ６１０に接続される接続フランジ７０５が設けられている。接続フランジ７０５はエンドエフェクタの取り付けに用いられ、エンドエフェクタの自動化交換を容易にするために、快速交換装置に変更してもよく、接続具７０２を介してサブレバー７０３をメインレバー７０１に取り付け、板材の形状及び重量に基づいてサブレバー７０３の配置を調整し、吸引盤７０４が板材を吸い取るためにサブレバー７０３に取り付けられており、さらに、１つの金型（図９の符号参照）で２つのワークを成形する中心距離が変化する板材の輸送に対して、エンドエフェクタの両端には、駆動のためのシリンダ又はサーボモータが取り付けられている。

【0038】

図８に示すように、前記搬送ロボットは吊り下げ部分８をさらに含み、前記吊り下げ部分８が接続ベース８０１、第１のリンク８０２、第２のリンク８０３、第３のリンク８０４、第４のリンク８０５、第５のリンク８０６、第６のリンク８０７、第１のトラニオンシート８０８、第２のトラニオンシート８０９、第３のトラニオンシート８１０及び第４のトラニオンシート８１１を含み、前記接続ベース８０１が三角形を呈し、前記第１のリンク８０２、第２のリンク８０３、第３のリンク８０４、第４のリンク８０５、第５のリンク８０６及び第６のリンク８０７の両端にそれぞれイヤリング継手が設けられているとともに、正逆ワイヤの構造を採用し、前記第１のリンク８０２と第２のリンク８０３との一端のイヤリング継手が接続ベース８０１底部の一つの端部にヒンジ接続され、第１のリンク８０２と第２のリンク８０３との他端のイヤリング継手がそれぞれ第１のトラニオンシート８０８と第３のトラニオンシート８１０とにヒンジ接続され、前記第５のリンク８０６と第６のリンク８０７との一端のイヤリング継手が接続ベース８０１底部のもう１つの端部にヒンジ接続され、第５のリンク８０６と第６のリンク８０７との他端のイヤリング継手が第２のトラニオンシート８０９と第４のトラニオンシート８１１とにヒンジ接続され、前記第３のリンク８０４と第４のリンク８０５との一端のイヤリング継手が接続ベース８０１の頂部にヒンジ接続され、第３のリンク８０４と第４のリンク８０５との他端のイヤリング継手がそれぞれ第１のトラニオンシート８０８と第２のトラニオンシート８０９とにヒンジ接続され、前記接続ベース８０１に複数の接続ジャケット８１２が設けられており、前記接続ジャケット８１２に雄ねじが設けられており、接続ベース８０１にマッチングする雌ねじが設けられており、前記接続ジャケット８１２がロックナットを貫通して接続ベース８０１とねじ接続され、前記接続ジャケット８１２内部の貫通孔をねじが貫通し、前記接続ベース８０１とＹ軸ベース１０１とが接続ジャケット８１２内部のねじを介して固定して接続される。

【0039】

前記高速プレス搬送ロボット１１はＹ軸部分１とＺ１軸部分２によりＺ２軸部分３（ブーム）の揺動を駆動し、アーム部分がＺ２軸部分３（ブーム）で直動及び回転運動し、各軸部分の連動により、プレス機９の間での板材の高速、高負荷、平穏な輸送を図る。

【0040】

上記実施例を参照して本発明を詳しく説明したが、当業者にとって、依然として上記各実施例に記載の技術案を変更する、又は、そのうちの一部の構成要件に対して均等的な置換を行うことが可能であり、本発明の思想及び原則の範囲内で行われる一切の変更、均等的な置換、改善などは、本発明の特許請求の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0041】

１：Ｙ軸部分、１０１：Ｙ軸ベース、１０２：第１のサーボモータ、１０３：第１の減速機、１０４：第１の減速機取付座、１０５：第１の伝動軸、１０６：タイミングプーリ、１０７：第１のタイミングベルト、１０８：第１のスライドベース、１０９：第１の回転座、１１０：第１のリニアガイドレール、１１１：第１のストッパ、２：Ｚ１軸部分、２０１：Ｚ１軸ベース、２０２：第２のサーボモータ、２０３：第２の減速機、２０４：第２の減速機取付座、２０５：第１の駆動プーリ、２０６：第１の従動プーリ、２０７：第２のタイミングベルト、２０８：第２のスライドベース、２０９：第２の回転座、２１０：第２のリニアガイドレール、２１１：増速プーリ群、２１２：バランスシリンダ、 ３：Ｚ２軸部分、３０１：Ｚ２軸ベース、３０２：第３のサーボモータ、３０３：第３の減速機、３０４：第３の減速機取付座、３０５：第２の駆動プーリ、３０６：第３のタイミングベルト、３０７：第３のスライドベース、３０８：第３のリニアガイドレール、３０９：ダンパ、３１０：第２のストッパ、４：Ｄ１軸部分、４０１：第４のサーボモータ、４０２：第４の減速機取付座、４０３：第４の減速機、５：Ｅ軸部分、５０１：第５のサーボモータ、５０２：第５の減速機、５０３：外スリーブ、５０４：内スリーブ、５０５：軸受、６：Ｄ２軸部分、６０１：Ｄ２軸固定座、６０２：第６のサーボモータ、６０３：第６の減速機、６０４：第３の駆動プーリ、６０５：第３の従動プーリ、６０６：第４のタイミングベルト、６０７：揺動レバー、６０８：張り車、６０９：プッシュロッド、６１０：接続フランジ、７：エンドエフェクタ部分、７０１：メインレバー、７０２：接続具、７０３：サブレバー、７０４：吸引盤、７０５：接続フランジ、８：吊り下げ部分、８０１：接続ベース、８０２：第１のリンク、８０３：第２のリンク、８０４：第３のリンク、８０５：第４のリンク、８０６：第５のリンク、８０７：第６のリンク、８０８：第１のトラニオンシート、８０９：第２のトラニオンシート、８１０：第３のトラニオンシート、８１１：第４のトラニオンシート、８１２：接続ジャケット、９：プレス機、１０：プレス金型、１１：高速プレス搬送ロボット。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】