专利名称：成型品取出装置以及成型机的制作方法
技术领域：
本发明涉及从成型机中取出成型品的成型机取出装置。本发明还涉及装备成型品取出装置的成型机。
背景技术：
在注射成形或压力机械等的各种成型机中装备在成型工序完了之后利用把持机构把持成型品或其附带物(例如流道)等的物体并从模具中自动取出的成型品取出装置已为众知。现有成型品取出装置一般具备具有多个直线动作(即直动)控制轴的直角坐标型臂构造，将可把持模具内成型品等的把持构件安装在臂前端而构成。另外，现已提出了取代直角坐标型臂构造而具备具有多个转动控制轴的垂直多关节型臂构造的成型品取出装置。
具备直角坐标型臂构造的现有成型品取出装置通常具有被固定在成型机上的带水平导向部件的基座。将基座固定在成型机上时，向成型机的侧方伸出地沿水平方向(X轴方向)延长设置基座的导向部件。该导向构件上向X轴可移动地安装具有沿与X轴正交的水平方向(Y轴方向)延长的导向臂的移动构件。导向臂上向Y轴方向可移动地支撑用于取出成型品以及其附带物(流道等)的取出机构。取出机构向与X轴以及Y轴正交的铅垂方向(Z轴方向)可移动地具备把握器(手)或吸附保持器等的把持构件。利用这样的直角坐标型臂构造，安装在其前端的取出机构的把持构件能够在XYZ轴的正交3轴坐标系内在所期望的方向上移动，能够把持模具内的成型品或其附带物(流道等)并从模具内取出。
另外，具备垂直多关节型臂构造的现有成型品取出装置例如特开平10-95028号公报(JP-A-10-95028)所记载的，具备被固定在成型机上的基座；以在成型机上延长于水平方向的第1轴线为中心可转动地安装在基座上的第1臂；以平行于第1轴线的第2轴线为中心可转动地安装在第1臂上的第2臂；以及安装在第2臂的前端、可把持成型机内物体的把持构件而构成。该垂直多关节型臂构造-般作为在第2臂前端具备手腕轴的机器人(机械手)而构成，安装在手腕轴上的把持构件在臂以及手腕的多样动作下在所期望方向移动，能够把持模具内的成型品或其附带物(流道等)并从模具内取出。也在特开平9-201849号公报(JP-A-9-201849)中公开了具备同样的垂直型多关节型臂构造的成型品取出装置。
具有上述直角坐标型臂构造的现有成型品取出装置经常固定地具备向正交的两轴～3轴方向延长的直线导轨机构，因此臂专有空间较大，搭载在成型机上时产生若干问题。例如，在顶棚低的场所，有时很难将成型取出装置搭载在成型机上部。另外，带水平导向部件的基座在成型机上以向其侧方伸出的状态被固定放置，因此会有在将成型品取出装置搭载在成型机上的状态下运送困难的趋势。此时，以分开成型机和成型品取出装置形状状态分别运送，担心运送以及设置会浪费时间和劳力。
另外，装备在直角坐标型臂构造中的直动控制轴一般机械构造上的构成零件很多，因此，有很难降低成型品取出装置的制造成本的趋势。并且，为了延长各个控制轴的直动冲程，必须将已设的直动控制轴部件置换为特别准备的长冲程直动控制轴单元。因此，在上述构成中，沿导向臂在Y轴移动的取出机构不易进行导向臂的冲程变更，因此，通常预先装备不可分割的成型品用的取出机构和附带物(流道等)用的取出机构的双方。也就是，根据需要追加或删除附带物(流道等)用的取出机构是困难的，有时导致设备过剩。
另一方面，具有上述垂直多关节型臂构造的现有成型品取出装置搭载在成型机上时，臂在成型机上沿铅垂面动作，因此还是在顶棚低的场所很难在成型机上部搭载成型取出装置。并且，作为具有手腕轴的机器人而构成的垂直多关节型臂构造，手腕的径向尺寸在其构造决定必然有比把持构件变大的趋势，因此担心在成型机的打开的模具内插入把持构件时手腕碰撞到模具而妨碍插入。为了回避这样不适合情况，必须使用在手腕碰撞到模具之前可达到模具内成型品的长把持构件，但这样长把持构件一般在把持以及取出时的微妙使用很难掌握。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够解决在从成型机取出成型品的成型品取出装置中，具备直角坐标型臂构造或垂直多关节型臂构造的现有成型品取出装置存在的上述诸多问题的成型品取出装置。
本发明的其他目的是提供一种能够解决在装备了成型品取出装置的成型机中因装备具备直角坐标型臂构造或垂直多关节型臂构造的现有成型品取出装置而产生的上述诸多问题的成型机。
为达到上述目的，本发明提供一种成型品取出装置，用于成型机中，具备可固定在成型机上的基座；以第1轴线为中心可转动地安装在基座上的第1臂；以平行于第1轴线的第2轴线为中心可转动地安装在第1臂上的第2臂；以平行于第2轴线的第3轴线为中心可转动地安装在第2臂上的第3臂；可直线动作地安装在第3臂上的升降臂；安装在升降臂上，可把持成型机内的物体的把持构件；驱动第1臂绕第1轴线转动的第1臂驱动机构；独立于第1臂驱动机构，驱动第2臂绕第2轴线转动的第2臂驱动机构；独立于第1臂驱动机构以及第2臂驱动机构，驱动第3臂绕第3轴线转动的第3臂驱动机构；以及独立于第1臂驱动机构、第2臂驱动机构以及第3臂驱动机构，使升降臂直线动作的升降臂驱动机构。
上述成型品取出装置可以还具备可独立于上述升降臂动作地安装在第3臂上的辅助臂组合体和安装在该辅助臂组合体上、可把持成型机内的其他物体的第2把持构件。
此时，上述辅助臂组合体可以还具备装卸自如地安装在第3臂上的中间基座；以平行于上述第3轴线的第4轴线为中心可转动地安装在中间基座上的第4臂；以平行于该第4轴线的第5轴线为中心可转动地安装在第4臂上的第5臂；以平行于该第5轴线的第6轴线为中心可转动地安装在第5臂上的第6臂；可直线动作地安装在第6臂上的第2升降臂；以及安装在第2升降臂上的第2把持构件。
在上述成形品取出装置中，第1臂、第2臂以及第3臂都可以具有空心构造，包含连接到第1臂驱动机构、第2臂驱动机构、第3臂驱动机构以及升降臂驱动机构的动力供给缆线的管线可以收容并敷设在该第1臂、该第2臂以及该第3臂的空心区域内。
此时，成型品取出装置可以还具备支撑上述第1臂使其可相对基座转动的第1臂支撑构件；支撑第2臂使其可相对第1臂转动的第2臂支撑构件；以及支撑第3臂使其可相对第2臂转动的第3臂支撑构件，第1臂支撑构件、第2臂支撑构件以及第3臂支撑构件可以都具有空心构造，管线可插通并敷设在第1臂支撑构件、第2臂支撑构件以及第3臂支撑构件的空心区域内。
本发明还提供装备有上述成型品取出装置的成型机。
通过参照附图的以下最佳实施方式的说明，更进一步明确本发明的上述以及其他目的、特征以及长处。在参照附图中，图1是概要表示根据本发明一实施方式的成型品取出装置和根据搭载该成型品取出装置的本发明一实施方式的成型机的立体图。
图2模式图地表示图1的成型品取出装置的概要俯视图。
图3是表示图1的成型品取出装置中的主臂构造的内部构造的概要俯视图。
图4是表示图1的成型品取出装置中的辅助臂组合体的内部构造的概要俯视图。
图5是说明图1的成型品取出装置的使用方法的一个例子的概要俯视图。
图6是图1的成型机的概要俯视图。
图7A～图7C是说明搭载在图1的成型机上的成型品取出装置的动作的一个例子的概要俯视图，是分别表示成型品起模中、成型品移动中以及成型品排出时的状态的图。
图8是表示敷设在图1的成型品取出装置的主臂构造中的管线的概要俯视图。
图9A以及图9B是说明图1的成型品取出装置中的辅助臂组合体的动作的一个例子的概要俯视图，是分别表示初期姿势以及动作后姿势的图。
图10是说明图1的成型品取出装置中的辅助臂组合体的动作的一个例子的概要俯视图，以及图11是表示敷设在图1的成型品取出装置的辅助臂组合体中的管线的概要俯视图。
具体实施例方式
本申请人于2004年3月8日在日本申请的优先专利申请(特愿2004-64666号)中，提出了具备水平多关节型臂构造的新成型品取出装置。装备在该装置中的水平多关节型臂构造具备被固定在成型机上的基座；在成型机上以在铅垂方向上延长的第1轴线为中心可转动地安装在基座上的第1臂；以平行于第1轴线的第2轴线为中心可转动地安装在第1臂上的第2臂；以平行于第2轴线的第3轴线为中心可转动地安装在第2臂上的第3臂；以及可直动地安装在第3臂上的第1升降臂而构成，第1升降臂上安装可把持成型机内成型品的第1把持构件。
该水平多关节型臂构造能够根据需要附设用于取出成型机内其他物体(流道等)的辅助臂组合体。辅助臂组合体具备被固定在第3臂上的中间基座；以平行于第3轴线的第4轴线为中心可转动地安装在中间基座上的第4臂；以平行于第4轴线的第5轴线为中心可转动地安装在第4臂上的第5臂；以平行于第5轴线的第6轴线为中心可转动地安装在第5臂上的第6臂；以及可直动地安装在第6臂上的第2升降臂，第2升降臂上安装可把持成型机内其他物体(流道等)的第2把持构件。
上述水平多关节型臂构造具备驱动第1臂绕第1轴线转动的第1臂驱动机构；驱动第2臂绕第2轴线转动的第2臂驱动机构；以及使第1升降臂直动的第1升降臂驱动机构。另外，与辅助臂组合体相关联，具备驱动第4臂绕第4轴线转动的第4臂驱动机构和使第2升降臂直动的第2升降臂驱动机构。这里，第3臂没有独立的驱动机构，被固定在第3臂上的滑轮利用皮带可同步动作地连接到第2臂驱动机构的电动机输出轴上。还有，第2臂驱动机构利用皮带可同步动作地连接到第1臂驱动机构的电动机输出轴上。因此，第3臂在第1臂驱动机构以及第2臂驱动机构的一方或双方的电动机输出下，随着第1臂以及第2臂的一方或双方的动作，保持固定姿势的同时在水平面内移动。
对比具备上述直角坐标型臂构造或垂直多关节型构造的现有成型品取出装置，本申请人在优先专利申请(特愿2004-64666)中提出的具有水平多关节型臂构造的成型品取出装置具备明显的优势性。作为1个优势点列举水平多关节型臂构造的臂专有空间比直角坐标型臂构造小这一优点。具体地，即使顶棚低的场所也能将成型品取出装置搭载在成型机上部，另外，通过使臂动作而调整为不向成型机侧方伸出的姿势，进而在将成型品取出装置搭载在成型机上状态下的运送变得容易。同样地，即使与臂在成型机上沿铅垂面动作的垂直多关节型臂构造相比，水平多关节型臂构造的臂在成型机上沿水平方向动作，因此具有即使在顶棚低的场所也能够将成型品取出装置搭载在成型机上部这一优点。还有，被装备在水平多关节型臂构造上的转动控制轴与直角坐标型臂构造的直动控制轴相比，一般机械构造上的构成零件少，因此有助于降低成型品取出装置的制造成本。
作为另一个优点，列举优先专利申请公开的水平多关节型臂构造不是具有手腕轴的机器人，而是在安装于转动臂末端的直动型升降臂上安装把持构件而构成的这一点。根据这种构成，不必使用不容易操纵的长把持构件，就能容易且正确地将把持构件插入到成型机的打开的模具内。还有，作为其他优点，列举相对用于取出成型机内成型品的主臂构造(第1臂～第1升降臂)，根据需要，能够附设用于取出成型机内其他物体(流道等)的辅助臂组合体这一点。根据这种构成，能够根据所期望的追加或删除成型品以外物体(流道等)用的取出机构，因此可解决设备过剩问题。具有这些优势的优先专利申请的成型品取出装置与被称为关节型机器人的现有水平多关节型机器人相比，自由度非常高，利用价值也非常高。
但是，在优先专利申请公开的具有水平多关节型臂构造的成型品取出装置中如上所述，第3臂未设有独立的驱动机构，第3臂随着第1臂以及第2臂的一方或双方的动作，保持固定姿势的同时在水平内移动而构成。其结果，例如将该成型品取出装置搭载在大型成型机时，因为取出对象的成型品的尺寸大，要求把成型品排出到充分远离成型机的场所的情况时，安装在姿势不变化的第3臂上的辅助臂组合体碰撞到第2臂等的其他构成零件上，成型品或其附带物的顺利排出陷入困境。因此，在优先申请中，提出了根据需要能够变更成型品取出装置基座在成型机上的固定位置，即使大尺寸的成型品，臂等的取出装置自身的构成零件不成为障碍物，能够排出至充分远离成型机的排出场所的构成。
本发明根据与在上述优先申请中提出的基座固定位置的可变构造不同的方法，使臂等的取出装置自身的构成零件不成为障碍物，能够把成型品排出至充分远离成型机的排出场所。
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。在附图中，相同或相似的构成要素标记共同的参照符号。
参照附图，图1表示根据本发明一实施方式的成型品取出装置10和根据装备成型品取出装置的本发明一实施方式的成型机12。在图示的实施方式中，成型品取出装置10被搭载在成型机12的静止构件(例如担持固定模具(未图示)的固定盘(未图示)等)的上面，从成型机12的打开的模具(未图示)中取出成型品或其附带物(例如流道)等的物体而构成。
如图1以及图2所示，成型品取出装置10具备可固定在成型机12上的基座14；以第1轴线16a为中心可转动地安装在基座14上的第1臂16；以平行于第1轴线16a的第2轴线18a为中心可转动地安装在第1臂16上的第2臂18；以平行于第2轴线18a的第3轴线20a为中心可转动地安装在第2臂18上的第3臂20；以及可直线动作地安装在第3臂20上的升降臂22。升降臂22安装把握器(手)或吸附保持器等的可把持成型机12的模具内物体(成型品或其附带物等)的把持构件24(图3)。
如图3所示，成型品取出装置10还具备驱动第1臂16a绕第1轴线16a转动的第1臂驱动机构26；独立于第1臂驱动机构26、驱动第2臂18绕第2轴线18a转动的第2臂驱动机构28；独立于第1臂驱动机构26以及第2臂驱动机构28、驱动第3臂20绕第3轴线3a转动的第3臂驱动机构30；以及独立于第1臂驱动机构26、第2臂驱动机构28以及第3臂驱动机构30、使升降臂22直线动作的升降臂驱动机构32。
成型品取出装置10在将基座14固定在成型机12的静止构件上的状态下，全都相对成型机12的设置地面F铅垂地配置第1轴线16a、第2轴线18a以及第3轴线20a而构成，因此，第1臂16、第2臂18以及第3臂20构成水平多关节型臂构造。另外，在成型品取出装置10中，第1臂16、第2臂18、第3臂20以及升降臂22的各自上设有相互独立的专用驱动机构26、28、30、32。因此第1臂16～第3臂20作为具有各自独立的控制轴的机械手而发挥作用。利用该多样动作将设置在末端的升降臂22以及把持构件24定位在成型机12上所给与的水平面内所期望的位置上。还有，安装在第3臂20上的升降臂22利用升降臂驱动机构32的驱动在平行于第3轴线20a的方向直线动作，相对成型机12的打开的模具顺利地取出和放入把持构件24。
再次参照图1以及图2，成型品取出装置10还具备对于上述主要水平多关节型臂构造根据需要可附设的辅助臂组合体34。辅助臂组合体34具备独立于升降臂22、装卸自如地安装在第3臂20上的中间基座36；以平行于第3轴线20a的第4轴线38a为中心可转动地安装在中间基座36上的第4臂38；以平行于第4轴线38a的第5轴线40a为中心可转动地安装在第4臂38上的第5臂40；以平行于第5轴线40a的第6轴线42a为中心可转动地安装在第5臂40上的第6臂42；以及可直线动作地安装在第6臂42上的第2升降臂44。该第2升降臂44上安装把握器(手)或吸附保持器等的可把持成型机12模具内物体(成型品或其附带物等)的第2把持构件46(图4)。
如图4所示，辅助臂组合体34上设有驱动第4臂38绕第4轴线38a转动的第4臂驱动机构48；与第4臂驱动机构48连动、驱动第5臂40绕第5轴线40a转动的第5臂驱动机构50；与第4臂驱动机构48以及第5臂驱动机构50连动、驱动第6臂42绕第6轴线42a转动的第6臂驱动机构52；以及独立于第4臂驱动机构48、第5臂驱动机构50以及第6臂驱动机构52、使第2升降臂44直线动作的第2升降臂驱动机构54。
辅助臂组合体34在如上述的将成型品取出装置10搭载在成型机12上的状态下，相对成型机12的设置地面F全部铅垂地配置第4轴线38a、第5轴线40a以及第6轴线42a而构成。因此，由第1臂16～第3臂20构成的水平多关节型臂构造通过附设辅助臂组合体34，进一步作为使关节数(即自由度)增加的水平多关节型臂构造而发挥作用。另外，辅助臂组合体34在第3臂20上利用第4臂驱动机构48的驱动独立于升降臂22而动作，将设置在末端的第2升降臂44以及第2把持机构46定位在成型机12上所给与的水平面内所期望的位置上。还有，后述有关第4臂驱动机构48～第6臂驱动机构52的连动作用。还有，安装在第6臂42上的第2升降臂44利用升降臂驱动机构54的驱动向平行于第6轴线42a的方向直线移动，相对成型机12的打开的模具顺利地取出和放入第2把持构件46。
如图1以及图5所示，相对由具备基座14、第1臂16、第2臂18、第3臂20以及升降臂22(含把持构件24(图3))以及它们的驱动机构26、28、30、32(图3)而构成的主臂构造56，能够根据需要安装或卸下辅助臂组合体34。因此，在以把持式从成型机12的型中只取出成型品即可的系统中只要采用以下的构成即可只将成型品取出装置10的上述主臂构造56搭载在成型机12上，使用安装在升降臂22上的把持构件24，取出成型机12模具内的成型品。另一方面，在必须以把持式还将型内附带品(例如流道)等其他物体取出的系统中采用以下的构成即可预先在上述主臂构造56上附设辅助臂组合体34，利用把持构件24取出成型品的同时(或在所期望的时间差内)使用安装在第2升降臂44上的第2把持构件46取出这种其他物体。
具有上述构成的成型品取出装置10因为采用了水平多关节型臂构造，与现有的具有直角坐标型臂构造的成型品取出装置相比，具有臂专有空间小这一优点。具体地，即使在顶棚低的场所，也能够如实施方式所示将成型品取出装置10搭载在成型机12上部。另外，如图6所示，适当使第1臂16～第3臂20(根据需要，还有第4臂38～第6臂42)动作调整为不向成型机12侧方伸出的姿势，以便在将成型品取出装置10安装在成型机12上的状态下，容易运送。
同样地，即使与具有臂在成型机上沿铅垂面动作的现有垂直多关节型臂构造的成型品取出装置相比，采用水平多关节型臂构造的成型品取出装置10的第1臂16～第3臂20(根据需要，还有第4臂38～第6臂42)在成型机12上沿水平面动作，因此即使在顶棚低的场所也能够将成型品取出装置10搭载在成型机12上部。还有，装备在成型品取出装置10上的转动控制轴(即第1臂驱动机构26～第3臂驱动机构30)相比直角坐标型臂构造的直动控制轴，一般机械构造上的构成零件少，因此有助于降低成型品取出装置10的制造成本。
另外，具有水平多关节型臂构造的成型品取出装置10不是具有如现有的具有垂直多关节型臂构造的成型品取出装置那样的手腕轴的机器人，而是通过在安装于转动型臂构造末端的直动型升降臂22(第2升降臂44)上安装把持构件24(第2把持构件46)而构成，因此不必使用不易操纵的长把持构件，能够相对成型机12的打开的模具容易且正确地取出或放入把持构件24(第2把持构件46)。还有，对于用于取出成型机12内的主要物体(例如成型品)的主臂构造56，能够根据需要安装或卸下用于取出成型机12内其他物体(例如流道)的辅助臂组合体34，因此可解决设备过剩的问题。具有这些优点的成型品取出装置10即使与被称为关节型机器人的现有水平多关节型机器人相比，自由度也非常高，利用价值也很高。
还有，具有上述构成的成型品取出装置10在例如搭载在大型成型机12上时，因为取出对象的成型品尺寸大而要求把成型品排出至充分远离成型机12的排出场所的用途中，也毫无问题地适用。参照图7A～图7B所示的根据成型品取出装置10的成型品取出作业的一个例子说明该作用效果。
在图示的成型品取出作业中，首先适当使主臂构造56以及辅助臂组合体34动作，利用把持构件24(图3)以及第2把持构件46(图4)把持成型机12型内的成型品以及其附带物(例如流道)(图7A)。其次，使主要构造56以及辅助臂组合体34动作，从模具内取出成型品以及其附带物。此时，要求成型品以及其附带物通过相对模具的成型面向规定方向(例如法线方向)移动，作为整体在大致同时地从成型面脱离，因此需要在保持把持构件24(图3)以及第2把持构件46(图4)把持成型品以及其附带物后的姿势下从成型面远离地使其移动。
其次，使升降臂22以及第2升降臂44动作，使成型品以及其附带物移动至未碰撞到成型机12上的位置之后，将成型品以及其附带物排出至成型机12的外部。这里，在已述优先专利申请中(特愿2004-64666)公开的具有水平多关节型臂构造的成型品取出装置中，根据起模时使把持构件(对应成品取出装置10的把持构件24)以及第2把持构件(对应该第2把持构件46)维持在固定姿势的同时使其移动的上述要求，第3臂(对应该第3臂20)与第1臂以及第2臂(对应该第1臂16及第2臂18)的一方或双方的动作连动，保持固定姿势的同时在水平面内移动而构成。在这种构成中，将成型品以及其附带物排出至成型机外部时，安装在姿势不变化的第3臂上的辅助臂组合体(对应成型品取出装置10的辅助臂组合体34)碰撞到第2臂等其他构成零件上，成型品或其附带物的顺利排出陷入困境。若在成型品取出装置10再现该状况，则相当于从图7A的状态将起模后的成型品或其附带物移动至不碰撞成型机12的位置之后，只使主臂构造56动作将成型品或其附带物排出至成型机12外部的状态(图7B)。
在图7B的状态中，在从成型机12取出的成型品或其附带物尺寸大的情况，很难顺利从成型机12中排出成型品。在已述的优先申请中，为了应对这样的问题，根据需要能够变更成型品取出装置的基座(对应成型品取出装置10的基座14)相对成型机的固定位置。与该方案不同，在成型品取出装置10中，利用图3所示的相互独立的第1臂驱动机构26、第2臂驱动机构28以及第3臂驱动机构30，使第1臂16、第2臂18以及第3臂20的各个作多样动作，进而能够使安装在第3臂上的升降臂22(含把持构件24)以及辅助臂组合体34(含第2把持构件46)移动至充分远离成型机12的位置。例如，从图7B的状态，使第1臂16、第2臂18以及第3臂20变位成如作为整体笔直延伸的姿势(图7C)，进而取出装置自身的构成零件不成为障碍物，能够将大尺寸的成型品以及其附带物排除至充分远离成型机12的排出场所。
装备了具有上述各种优点的成型品取出装置10的成型机12能够解决因装备具备直角坐标型臂构造或垂直多关节型臂构造的现有成型品取出装置而产生的诸多问题，并且，成型品取出装置10的构成零件不成为障碍物，能够将成型品排出至充分远离的排出场所。
再次参照图3，进一步详细说明成型品取出装置10的主臂构造56的构成。
作为机械强度优越的空心构造体形成基座14。基座14的上部设有两叉的关节部58，第1臂16一端被挟入地容纳在关节部58内，以第1轴线16a为中心可转动地被轴支撑。基座14的关节部58设置具有电动机60以及减速机62的第1臂驱动机构26，在电动机60的输出下，固定在减速机62输出端的第1臂16绕第1轴线16a被转动驱动。
基座14的关节部58还在与第1臂驱动机构26大致相对的位置上设置有第1臂支撑构件64。第1臂支撑构件64在图示实施方式中，由在第1轴线16a上同心设置的空心套筒以及轴承构成。第1臂支撑构件64支撑第1臂16使其能够相对基座14以第1轴线16a为中心顺利转动。
作为机械强度优越的空心构造体形成第1臂16。第1臂16的另一端设有两叉的关节部66，第2臂18一端被挟入地容纳在关节部66内，以第2轴线18a为中心可转动地被轴支撑。第1臂16的关节部66设置具有电动机68以及减速机70的第2臂驱动机构28，在电动机68的输出下，固定在减速机70输出端的第2臂18绕第2轴线18a被转动驱动。
第1臂16的关节部66还在与第2驱动机构28大致相对的位置上设置有第2臂支撑构件72。第2臂支撑构件72在图示实施方式中，由在第2轴线18a上同心设置的空心套筒以及轴承构成。第2臂支撑构件72支撑第2臂18使其能够相对第1臂16以第2轴线18a为中心顺利转动。
作为机械强度优越的空心构造体形成第2臂18，第2臂18的另一端设有向下的关节部74，关节部74上第3臂20的一端以第3轴线20a为中心可转动地被轴支撑。第2臂18的关节部74上设置具有电动机76以及减速机78的第3臂驱动机构30，在电动机76的输出下，固定在减速机78输出端的第3臂20绕第3轴线20a被转动驱动。
第2臂18的关节部74还设置有第3臂支撑构件80。第3臂支撑构件80在图示实施方式通过挪用第3驱动机构30的减速机78而构成。第3臂支撑构件80支撑第3臂20使其能够相对第2臂18以第3轴线20a中心顺利转动。
作为机械强度优越的空心构造体形成第3臂20。第3臂20的另一端上设置平行于第3轴线20a向下方延长的导向构造的升降臂22。第3臂20在升降臂22的相反侧设置具有电动机(未图示)以及减速机(未图示)的升降臂驱动机构32，在电动机的输出下，安装在升降臂22上的把持构件24向平行于第3轴20a的方向进行直线动作。
如此地，作为整体由空心构造体构成的主臂构造56，其第1臂16、第2臂18以及第3臂20能够在各自专用的驱动机构26、28、30的输出下各自独立轻快动作。另外，各个臂16、18、20的关节部58、66、74具有以从基座14至升降臂22的顺序臂的高度渐渐变低的构成，因此能够提供向高度方向的伸出部分小的低矮型成型品取出装置10。
还有，如图8所示，作为整体由空心构造体构成的主臂构造56能够将包含连接到第1臂驱动机构26、第2臂驱动机构28、第3臂驱动机构30、升降臂驱动机构32以及把持构件24的动力(电力或空气)供给用以及信号传达用的缆线或管的管线82收容敷设在基座14、第1臂16、第2臂18以及第3臂20的空心区域内。此时，管线82被插通并敷设在都具有空心构造的第1臂支撑构件64、第2臂支撑构件72以及第3臂支撑构件80的空心区域内。根据如此构成，可防止在主臂构造56的动作中，管线82缠绕主臂机构56或干涉外部构造体。还有，也可取代将第1臂支撑构件64、第2臂支撑构件72以及第3臂支撑构件80做成空心构造，而将第1臂驱动机构26、第2臂驱动机构28以及第3臂驱动机构30的减速机62、70、78做成空心构造，将管线82插通到这些空心区域内。
其次，参照图4进一步详细说明成型品取出装置10的辅助臂组合体34的构成。
作为机械强度优越的空心构造体形成中间基座36。中间基座36的另一端设有两叉的关节部84，第4臂38一端被挟入地容纳在关节部84内，以第4轴线38a为中心可转动地被轴支撑。中间基座36的关节部84上设置具有电动机86以及减速机88的第4臂驱动机构48，在电动机86的输出下，固定在减速机88输出端的第4臂38绕第4轴线38a被转动驱动。
中间基座36的关节部84在与第4驱动机构48大致相对的位置上还设置有第4臂支撑构件90。第4臂支撑构件90具有空心滑轮构造，其空心轴部分被固定在中间基座36上的同时环状部分被收容在第4臂38的空心区域内，并支撑第4臂38，使其能够相对中间基座36以第4轴线38a为中心顺利转动。
作为机械强度优越的空心构造体形成第4臂38。第4臂38的另一端设有向上的关节部92，关节部92上第5臂40的一端以第5轴线40a为中心可转动地被轴支撑。第4臂38的关节部92上设置具有空心滑轮94的第5臂驱动机构50。利用轴承滑轮94可转动地被支撑在第4臂38上，其环状部分被收容在第4臂38的空心区域的同时，空心轴部分突出至第4臂38的外部在末端被固定在第5臂40上。滑轮94在第4臂38的空心区域内，利用皮带96被连接到第4臂支撑构件(滑轮)90上。
第4臂38的关节部92还设置被同心收容在滑轮94的空心区域内的第5臂支撑构件98。第5臂支持构件98具有空心滑轮构造，其空心轴部分100可滑动地容纳在滑轮94中，在末端利用固定件102被固定到第4臂38上。另外，第5臂支撑构件98其环状部分被收容在第5臂40的空心区域内，并支撑第5臂40，使其能够相对第4臂38以第5轴线40a为中心顺利转动。
作为机械强度优越的空心构造体形成第5臂40，第5臂40的另一端设有向下的关节部104，关节部104上第6臂42的一端以第6轴线42a为中心可转动地被轴支撑。第5臂40的关节部104上设置具有空心滑轮106的第6臂驱动机构52。利用轴承滑轮106可转动地被支撑在第5臂40上，其环状部分被收容在第5臂40的空心区域的同时，空心轴部分突出至第5臂40的外部在末端被固定在第6臂42上。滑轮106在第5臂40的空心区域内，利用皮带108被连接到第5臂支撑构件(滑轮)98上。还有，构成第6臂支持机构52的滑轮106作为第6臂支撑构件而起作用，支撑第6臂42使其能够相对第5臂40以第6轴线42a为中心顺利转动。
作为机械强度优越的空心构造体形成第6臂42。第6臂42的另一端上设置平行于第6轴线42a向下方延长的导向构造的第2升降臂44。第6臂42在第2升降臂44的相反侧设置具有电动机(未图示)以及减速机(未图示)的升降臂驱动机构54，在电动机的输出下，安装在第2升降臂44上的第2把持构件46向平行于第6轴42a的方向直线动作。
如此地，作为整体由空心构造体构成的辅助臂组合体34，其第4臂38、第5臂40以及第6臂42能够在设置在中间基座36上的第4臂驱动机构48的输出下相互连动轻快地动作。关于该连动机构，以下参照图9A～图10进行说明。
这里，在图示实施方式中，作为用于实现所需要的连动动作的前提，将第4臂支撑构件(滑轮)90的环状部分和第5臂驱动机构50的滑轮94的环状部分的直径比设定为2∶1，第5臂支撑构件(滑轮)98的环状部分和第6臂驱动机构52的滑轮106的环状部分的直径比设定为1∶2。另外，第4臂38的关节间隔(即第4轴线38a和第5轴线40a之间的间隔)和第5臂40的关节间隔(即第5轴线40a和第6轴线42a之间的间隔)设定成相同。还有，图9A～图10以俯视模式图地表示辅助臂组合体34的连动机构，图中，标记在各个滑轮90、94(98)、106上的三角标记用于明确各滑轮90、94(98)、106的转动位置。
首先，如图9A所示，为使第4轴线38a、第5轴线40a以及第6轴线42a位于一直线L1上，而将第4臂38以及第5臂40配置呈笔直拉长的姿势。从该姿势如图9B所示，利用第4臂驱动机构48(图4)的驱动，使第4臂38绕第4轴线38a向顺时针方向只转动角度β。这期间，滑轮90因为被固定在中间基座36(图4)上因此不转动。一方面，利用皮带96被连接到滑轮90上的滑轮94，随着第4臂38的转动以滑轮90为中心移动角度β，因此根据上述直径比，在第4臂38上以第5轴线40a为中心相应地向逆时针方向转动角度2β。与其相随，被固定在滑轮94上的第5臂40相对第4臂38以第5轴线40a为中心相应地向逆时针方向转动2β度。
在滑轮94绕第5轴线40a转动期间，被同心配置在滑轮95上的滑轮98被固定在第4臂38上因此不转动(黑色三角标记)。一方面，利用皮带108被连接到滑轮98上的滑轮106随着第5臂40的上述转动，以滑轮98为中心只移动2β度，因此根据上述直径比，在第5臂40上以第6轴线42a为中心相应地向顺时针方向转动角度β。与其相随，被固定在滑轮106上的第6臂42相对第5臂40以第6轴线42a为中心相应地向顺时针方向只转动角度β。
这样一来，若使第4臂38绕第4轴线38a向顺时针方向转动角度β，则与其连动，第5臂40绕第5轴线40a相应地向逆时针方向转动角度2β的同时，第6臂42绕第6轴线42a相应地向顺时针方向转动角度β(图9B)。其结果，如图所示，第6臂42保持在第4臂38转动前的姿势(图9A)。并且，如上所述，第4臂38的关节间隔和第5臂40的关节间隔相同，因此在图9B中，由第4轴线38a和第5轴线40a和第6轴线42连成的几何形状总是具有底边在直线L1上的等腰三角形。因此，如10所示，第4臂38绕第4轴线38a转动动作期间，第6轴线42a总在直线L1上移动，第6臂42维持初期姿势的同时直线动作。
具有上述连动机构的辅助臂组合体34如已述那样具有以下构成在将成型品等从成型机12的型内取出时(即起模时)，对应使第2把持构件维持把持成型品以及其附带物时的姿势的同时使其移动这一要求，第5臂40以及第6臂42不需专用的驱动源而与第4臂38的动作连动。但是，根据与主臂构造56的特征构成相同的观点，能够在第4臂38、第5臂40以及第6臂42的各自上设置相互独立的专用驱动装置。此时，通过适当驱动各驱动机构，能够使第2把持构件维持固定姿势的同时使其移动。
即使在辅助臂组合体34中，与主臂构造56相同，如图11所示，包含连接到第4臂驱动机构48、升降臂驱动机构54以及第2把持构件46的动力(电力或空气)供给用以及信号传送用的缆线或管的管线110能够收容并敷设在中间基座36、第4臂38、第5臂40以及第6臂42的空心区域内。此时管线110被插通并敷设在都具有空心构造的滑轮90、94、98、106中的空心区域。根据如此构成，可防止在辅助臂组合体34的动作中，管线110缠绕辅助臂组合体34或干涉外部构造体。
从以上说明可明确，根据本发明，成型品取出装置通过使第1轴线相对成型机朝向铅垂方向地进行搭载而构成水平多关节型构造，因此即使是顶棚低的场所也能够搭载在成型机上部。另外，适当使第1臂～第3臂动作而调整为不向成型机侧方伸出的姿势，以便在将成型品取出装置安装在成型机上的状态下的运送变得容易。还有，装备在成型品取出装置上的转动控制轴(第1臂驱动机构～第3臂驱动机构)一般机械构造上的构成零件少，因此有助于降低成型品取出装置的制造成本。
另外，成型品取出装置不是具有手腕轴的机器人，而是具有在安装在转动型臂构造的末端的直动型的升降臂上安装把持构件的构成，因此不必使用不易操纵的长把持构件，就能够对成型机的打开的模具容易且正确地取出或放入把持构件。还有，利用相互独立的第1臂驱动机构、第2臂驱动机构以及第3臂驱动机构使第1臂、第2臂以及第3臂的各个进行多样动作，从而能够使安装在第3臂上的升降臂移动至充分远离成型机的位置。因此，即使是大的成型品，取出装置自身的构成部件不成为障碍物，能够将其排出至充分远离成型机的排出场所。
另外，相对用于取出成型机内主要物体(例如成型品)的主臂构造(第1臂～升降臂)，能够根据需要安装或卸下用于取出成型机内其他物体(例如流道)的辅助臂组合体，因此可解决设备过剩的问题。在辅助臂组合体构成水平多关节型臂构造的场合，即使顶棚低的场所也能够搭载在成型机上部。另外，对成型机的打开的模具能够容易且正确地取出和放入安装在第2升降臂上的第2把持构件。
以上，结合最佳实施方式说明了本发明，但本领域的技术人员在不脱离权利要求的精神及公开范围的情况下可以进行种种修正以及变更。
权利要求
1.一种成型品取出装置(10)，用于成型机(12)中，其特征在于，具备可固定在成型机上的基座(14)；以第1轴线(16a)为中心可转动地安装在上述基座上的第1臂(16)；以平行于上述第1轴线的第2轴线(18a)为中心可转动地安装在上述第1臂上的第2臂(18)；以平行于上述第2轴线的第3轴线(20a)为中心可转动地安装在上述第2臂上的第3臂(20)；可直线动作地安装在上述第3臂上的升降臂(22)；安装在上述升降臂上，可把持成型机内的物体的把持构件(24)；驱动上述第1臂绕上述第1轴线转动的第1臂驱动机构(26)；独立于上述第1臂驱动机构，驱动上述第2臂绕上述第2轴线转动的第2臂驱动机构(28)；独立于上述第1臂驱动机构以及上述第2臂驱动机构，驱动上述第3臂绕上述第3轴线转动的第3臂驱动机构(30)；以及独立于上述第1臂驱动机构、上述第2臂驱动机构以及上述第3臂驱动机构，使上述升降臂直线动作的升降臂驱动机构(32)。
2.根据权利要求1所述的成型品取出装置，其特征在于，还具备可独立于上述升降臂动作地安装在上述第3臂上的辅助臂组合体(34)；和安装在该辅助臂组合体上，可把持成型机内的其他物体的第2把持构件(46)。
3.根据权利要求2所述的成型品取出装置，其特征在于，上述辅助臂组合体还具备装卸自如地安装在上述第3臂上的中间基座(36)；以平行于上述第3轴线的第4轴线(38a)为中心可转动地安装在该中间基座上的第4臂(38)；以平行于该第4轴线的第5轴线(40a)为中心可转动地安装在该第4臂上的第5臂(40)；以平行于该第5轴线的第6轴线(42a)为中心可转动地安装在该第5臂上的第6臂(42)；可直线动作地安装在该第6臂上的第2升降臂(44)；以及安装在该第2升降臂上的上述第2把持构件。
4.根据权利要求1所述的成型品取出装置，其特征在于，上述第1臂、上述第2臂以及上述第3臂都具有空心构造，包含连接到上述第1臂驱动机构、上述第2臂驱动机构、上述第3臂驱动机构以及上述升降臂驱动机构的动力供给缆线的管线(82)收容并敷设在该第1臂、该第2臂以及该第3臂的空心区域内。
5.根据权利要求4所述的成型品取出装置，其特征在于，还具备支撑上述第1臂使其可相对上述基座转动的第1臂支撑构件(64)；支撑上述第2臂使其可相对上述第1臂转动的第2臂支撑构件(72)；以及支撑上述第3臂使其可相对上述第2臂转动的第3臂支撑构件(80)，该第1臂支撑构件、该第2臂支撑构件以及该第3臂支撑构件都具有空心构造，上述管线插通并敷设在该第1臂支撑构件、该第2臂支撑构件以及该第3臂支撑构件的空心区域内。
6.一种成型机，其特征在于，装备有根据权利要求1～5中任意一项所述的成型品取出装置。
全文摘要
本发明涉及取出成型品的成型品取出装置，其具有可固定在成型机上的基座；以第1轴线为中心可转动地安装在基座上的第1臂；以平行于第1轴线的第2轴线为中心可转动地安装在第1臂上的第2臂；以平行于第2轴线的第3轴线为中心可转动地安装在第2臂上的第3臂；可直线动作地安装在第3臂上的升降臂；安装在升降臂上，可把持物体的把持构件；驱动第1臂绕第1轴线转动的第1臂驱动机构；独立于第1臂驱动机构，驱动第2臂绕第2轴线转动的第2臂驱动机构；独立于第1臂驱动机构以及第2臂驱动机构，驱动第3臂绕第3轴线转动的第3臂驱动机构；以及独立于第1臂驱动机构、第2臂驱动机构以及第3臂驱动机构，使升降臂直线动作的升降臂驱动机构。
文档编号B29C45/40GK1803437SQ200610001260
公开日2006年7月19日 申请日期2006年1月10日 优先权日2005年1月11日
发明者木下聪, 安村充弘, 泷川隆士 申请人:发那科株式会社