CN110621452A - 工件保持装置 - Google Patents

Abstract

一种工件保持装置(10a)包括：多个保持爪(38)，其构造成保持工件(12a)；以及保持缸(36)，其作为爪打开/闭合部件，构造成使保持爪(38)在接近或远离第一工件(12a)的方向上移位。保持缸(36)分别设置用于保持爪(38)。因此，能够将多个保持爪(38)分别打开/闭合。保持缸(36)以可移动的方式保持在支撑盘(34)上，作为保持构件。即，通过将保持缸(36)移动到支撑盘(34)上的任意位置，保持缸(36)被固定地定位。

Description

工件保持装置

技术领域

本发明涉及一种通过多个保持爪来保持工件的工件保持装置。

背景技术

常规上，为了提高生产效率，生产线中每个过程的至少一部分已被自动化，并且机器人执行某些工作。在这种情况下，例如，如日本特开专利公报No.2013-000857中所述，将工件夹持装置(所谓的机械手)附接到机器人，用于将工件从规定地点取出，并将工件运送到另一地点。

发明内容

传统的工件夹持装置能够夹持具有简单形状的工件，例如平板形式的构件。然而，这种工件夹持装置不可能夹持各种形状的工件。例如，根据日本特开专利公报No.2013-000857的工件夹持装置能够夹持各种尺寸的工件，但是不能夹持各种形状的工件。

本发明的主要目的是提供一种工件保持装置，其可以保持具有各种形状或不同取向的工件。

根据本发明的一个实施例，本发明提供了一种工件保持装置，其包括构造成保持工件的多个保持爪。工件保持装置包括：多个爪打开/闭合构件，多个爪打开/闭合构件分别被设置用于保持爪，并且构造成使保持爪在接近或远离工件的方向上移位；保持构件，保持构件构造成分别以可移动的方式保持每个爪打开/闭合构件；以及移位构件，移位构件构造成将保持构件与保持爪一起移位。

例如，在通过移位构件的操作来运送具有特定形状的工件之后，当将要保持具有不同形状的另一工件时，可以将爪打开/闭合构件移动到可以保持工件的位置。以此方式，在本发明中，通过根据工件的形状改变爪打开/闭合构件的位置，可以保持不同形状的工件。

此外，多个保持爪分别打开/闭合。因此，例如，在操作一个保持爪以改变工件的取向从而可以容易地保持工件之后，通过操作其余的保持爪，可以保持工件。同样，通过以这种方式改变工件的取向，可以保持不同形状的工件。当然，可以组合采用移动爪打开/闭合构件和单独打开/闭合保持爪的这些技术。

优选地，可以为保持爪提供构造成磁性地吸引工件的磁体夹持器。这是因为，通过该磁性地吸引，可以防止工件与保持爪分离。

此外，优选地，可以设置构造成在接近或远离工件的方向上移位的接触部分，并且接触部分可以构造成当接触部分移位到接近工件的位置时与工件接触。通过使接触部分与工件的一部分接触，工件的取向被稳定。换句话说，抑制了工件的摆动。因此，变得容易以预定取向将运送的工件输送到预定位置。

同样在该接触部分中，可以设置构造成磁性地吸引工件的磁体夹持器。在这种情况下，例如，在将工件暂时磁性地吸引(保持)之后，可以将工件转移到保持爪的磁体夹持器。因此，可以改变工件的取向。

此外，例如，当多个工件在接触部分处被磁体夹持器磁性地吸引时，仅一个工件可被转移到保持爪的磁体夹持器。即，可以仅选择一个要运送的工件。

为了使爪打开/闭合构件能够移动，例如，可以在保持构件中形成狭缝。此外，通过允许爪打开/闭合构件沿着狭缝移动并且固定地定位在目的地，可以在爪打开/闭合构件在目的地处的操作下打开/闭合保持爪。

在该结构中，优选的是，提供引导构件，该引导构件构造成当爪打开/闭合构件移位时引导爪打开/闭合构件。因此，可以使爪打开/闭合构件沿着狭缝移动。

尽管保持爪的数量没有特别限制，但是优选地，保持爪的数量可以是三个或四个。这是因为，在这种情况下，可以充分稳定地保持工件，并且避免使用过多数量的保持爪，因此，可以避免成本增加。

在本发明中，可以移动爪打开/闭合构件，并分别打开/闭合保持爪。即，可以移动爪打开/闭合构件和保持爪，并分别打开/闭合保持爪。因此，可以在不同取向上保持和运送不同形状的工件。

通过结合附图进行的以下描述，本发明的上述和其他目的，特征和优点将变得更加明显，其中，通过说明性示例示出了本发明的优选实施例。

附图说明

图1是示意性地示出根据本发明的第一实施例的工件保持装置的主要部件的立体图；

图2是示意性地示出在第一工件被工件保持装置保持的状态下图1所示的工件保持装置的主要部件的立体图；

图3是示意性地示出在第一工件以另一取向被保持的状态下工件保持装置的主要部件的视图；

图4是示意性地示出根据本发明的第二实施例的工件保持装置的主要部件的立体图；

图5是示意性地示出在第二工件被工件保持装置的第二磁体夹持器磁性地吸引的状态下图4所示的工件保持装置的主要部件的视图；

图6是示意性地示出在图5的状态之后第二工件被释放的状态下工件保持装置的主要部件的视图；

图7是示意性地示出在两个第二工件被第二磁体夹持器磁性地吸引的状态下工件保持装置的主要部件的视图；

图8是示意性地示出在图7的状态之后使杆上升的情况下工件保持装置的主要部件的视图；

图9是示意性地示出在图8的状态之后保持爪旋转并且保持爪接触第二工件的状态下工件保持装置的主要部件的视图；

图10是示意性地示出在图9中的状态之后第二磁体夹持器置于OFF状态，并且第一磁体夹持器置于ON状态且保持爪已经返回至其原始位置的情况下工件保持装置的主要部件的视图；和

图11是示意性地示出在图10的状态之后第一磁体夹持器置于OFF状态并且释放第二工件的情况下工件保持装置的主要部件的视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的工件保持装置的优选实施例。

图1是示意性地示出根据第一实施例的工件保持装置10a的主要部件的视图。工件保持装置10a能够保持各种形状的工件，通常包括第一工件12a。

首先，将简要描述第一工件12a。在第一工件12a的一端设置有两个柱状突起14。第一工件12a包括长的平坦部分16。在平坦部分16的一端形成山状折曲部18，在平坦部分16的另一端形成弯曲部20。此外，在平坦部分16中形成通孔22和半圆形切口24，并且在弯曲部20中形成另一个通孔26。例如，第一工件12a被容纳在储料器(未示出)中，其中山状折曲部18向下定向，弯曲部20向上定向。

工件保持装置10a包括作为移位构件(运送构件)的机器人(未示出)和设置在机器人的端臂30上并构造成保持第一工件12a的保持部分32a。

保持部分32a包括：支撑盘34，其具有大致圆盘形状，作为设置在端臂30上的保持构件；作为爪打开/闭合构件的保持缸36；以及多个(在第一实施例中，三个)保持爪38。在支撑盘34中，形成四个内圆弧狭缝40和四个外圆弧狭缝42。内圆弧狭缝40沿圆定位。外圆弧狭缝42沿着另一个圆定位。这两个圆是具有共同中心的同心圆。

保持缸36分别单独地被设置用于保持爪38，以便分别打开/闭合(旋转)保持爪38。即，保持缸36的数量和保持爪38的数量相同。因此，例如，可以例如顺序地打开/闭合三个保持爪38。

在保持缸36的端表面处设置两个圆筒形的螺栓接收器(未示出)和两个配件50，用于连接到用于供给/排出压缩空气的供给/排出管。圆筒形的螺栓接收器位于外圆弧狭缝42的下方，并且一个配件50定位成与每个内圆弧狭缝40相对应。

螺栓46拧入圆筒形的螺栓接收器的螺栓孔中。螺栓46插入形成在锁定板44中的通孔中。即，螺栓46插入通孔和外圆弧狭缝42中，并进入螺栓孔。锁定板44被支撑盘34阻挡。在该结构中，螺栓46被锁定，并且保持缸36被固定地定位到支撑盘34。在图1中，三个保持缸36和保持爪38以三个保持缸36和三个保持爪38彼此隔开大致120°的方式保持在支撑盘34上。由于外圆弧狭缝42位于同一圆上，因此保持爪38也位于同一圆上。

此外，配件50进入内圆弧狭缝40。配件50从内圆弧狭缝40部分暴露。如稍后所述，在移位保持缸36时，配件50沿着内圆弧狭缝40移位以引导保持缸36。即，配件50用作引导构件。

保持爪38的一侧的端部附接到保持缸36，并且保持爪38的另外的端部朝向同心圆的中心弯曲。当保持爪38的另外的端部彼此尽可能接近地定位时，保持爪38闭合以夹持第一工件12a，即，保持爪38置于夹紧状态。保持爪38的另外的端部可以以在箭头指示的方向上彼此间隔开的方式旋转。此时，将保持爪38置于未夹紧状态以释放第一工件12a。

在同心圆的中心设置推动缸52。在推动缸52的杆54的末端设置作为接触部分的推动器56。当杆54向前(向下)移动时，推动器56接触(推动)第一工件12a的弯曲部20。当杆54向后(向上)移动时，推动器56与第一工件12a间隔开。

根据第一实施例的工件保持装置10a基本上具有上述结构。接下来，将描述工件保持装置10a的操作和效果。

例如，第一工件12a被容纳在预定的工件储料器中。机器人根据需要移动端臂30以进行位置对准，使得端臂30移动到与第一工件12a相邻的位置，并且第一工件12a的弯曲部20位于同心圆的中心，即基本上在推动器56的正下方。此时，保持爪38处于保持爪38彼此间隔开的未夹紧状态。

在这种状态下，例如，三个保持缸36同时被致动，并且三个保持爪38的末端移位接近第一工件12a。即，三个保持爪38闭合。此时，两个保持爪38接触平坦部分16的一个端表面，剩余的一个保持爪38接触平坦部分16的背表面。结果，如图2所示，保持爪38被置于夹紧状态，并且第一工件12a被保持爪38夹持。

根据需要，推动缸52被致动，并且杆54向下移动。因此，推动器56推动(接触)弯曲部20。作为该推动的结果，从上方按压第一工件12a，并且抑制了第一工件12a的摆动。即，在第一工件12a稳定的状态下，第一工件12a被牢固地夹持。

接下来，机器人以使保持部分32a和第一工件12a一起移位的方式根据需要移动端臂30。因此，第一工件12a与保持部分32a一起被运送到预定位置。此后，推动缸52被操作以使杆54向上移动。结果，推动器56与第一工件12a间隔开。此外，三个保持缸36同时操作。结果，三个保持爪38同时与第一工件12a间隔开。即，保持爪38被打开，并置于未夹紧状态。从保持爪38释放第一工件12a。

在仅可以通过保持爪38牢固地保持工件的情况下，没有特别需要推动器56来推动工件。此外，在工件的纵向方向被定向为水平方向的情况下，如图3所示，其中仅示出了两个保持爪38，并且以简化形式示出了两个保持爪38，杆54和推动器56，可以通过闭合的保持爪38来抬起工件，并且可以使用推动器56来推动工件的上端表面来保持工件。

此外，可以根据工件的形状适当地改变保持爪38的位置。即，在松开螺栓46以释放保持缸36之后，保持缸36沿着支撑盘34的圆周移位。此时，配件50沿着内圆弧狭缝40移位以引导保持缸36。如上所述，通过在支撑盘34中形成内圆弧狭缝40并将配件50以可移位的方式插入到内圆弧狭缝40中，可以容易地将保持缸36移动到预定位置。

保持爪38可以根据工件的形状或取向分别旋转(闭合)。这种情况将描述为第二实施例，其中，为保持爪38设置了磁体夹持器。与第一实施例相同的第二实施例的组成元件用相同的附图标记标记，并且省略其详细描述。

图4是示意性地示出根据第二实施例的工件保持装置10b的主要部件的立体图。工件保持装置10b被构造成拾取平板形式的多个第二工件12b中的一个，并将拾取的第二工件12b运送到预定位置。

工件保持装置10b包括作为位移构件(运送构件)的机器人以及被设置用于端臂30来保持第二工件12b的保持部分32b。

保持部分32b包括支撑盘34，四个保持缸36，四个保持爪38和推动缸52。在支撑盘34中形成四个内圆弧狭缝40和四个外圆弧狭缝42。保持缸36通过锁定板44和螺栓46固定地定位到支撑盘34。

第一磁体夹持器60设置在彼此相对的保持爪38的每个末端。用于供给/排出压缩空气的供给/排出管(未示出)连接到第一磁体夹持器60。当供给压缩空气时，第一磁体夹持器60磁性地吸引第二工件12b，并且当压缩空气被排放时，第一磁体夹持器60与第二工件12b分离。

另外，在推动缸52的杆54的末端设置大致圆盘形式的第二磁体夹持器62。与第一磁体夹持器60一样，当压缩空气通过未示出的供给/排出管被供给时，第二磁体夹持器62磁性地吸引第二工件12b，并且当压缩空气被排出时，第二磁体夹持器62与第二工件12b分离。由于已知上述结构，因此省略了第一磁体夹持器60和第二磁体夹持器62的详细描述。

接下来，将描述根据第二实施例的工件保持装置10b的操作和效果。

机器人根据需要移动端臂30以进行位置对准，使得端臂30移动到与储料器相邻的位置，并且平行布置的预定的一个第二工件12b定位在由内圆弧狭缝40和外圆弧狭缝42形成的同心圆的中心，即基本上在第二磁体夹持器62的正下方。此时，保持爪38处于保持爪38彼此间隔开的未夹紧状态。

在这种状态下，推动缸52被操作，并且杆54下降。结果，如图5所示，第二磁体夹持器62接触第二工件12b的上表面。应当注意，在图5中，以及类似地，在随后的附图中，仅示出了两个保持爪38，并且以简化形式示出了两个保持爪38，杆54，第一磁体夹持器60和第二磁体夹持器62。此外，第一磁体夹持器60和第二磁体夹持器62由双框表示。在与第二工件12b相邻的框中添加的阴影表示磁体夹持器处于ON状态。在远离第二工件12b的框中添加的阴影表示磁体夹持器处于OFF状态。即，在前一种情况下，第二工件12b磁性地吸引第二磁体夹持器62，而在后一种情况下，第二工件12b从第二磁体夹持器62释放。

在图5所示的状态下，第二磁体夹持器62处于ON状态。因此，与第二磁体夹持器62接触的第二工件12b被磁性地吸引，因此，第二工件12b被第二磁体夹持器62保持。

在被磁性地吸引的第二工件12b的数量为一个的情况下，可以在该状态下执行运送。即，机器人根据需要移动端臂30，并且使保持部分32b和第二工件12b一起移位。结果，第二工件12b与保持部分32b一起被运送到预定位置。之后，如图6所示，将第二磁体夹持器62置于OFF状态。第二磁体夹持器62与第二工件12b间隔开，并且推动缸52被操作以使杆54向上移动。以这种方式，第二工件12b从第二磁体夹持器62释放。

应当注意，如图7所示，第二磁体夹持器62可以磁性地吸引多个第二工件12b。在这种情况下，如图8所示，在杆54上升后，例如如图9所示，仅操作一个保持缸36，并且一个保持爪38的第一磁体夹持器60接触第二工件12b的面对第一磁体夹持器60的一个主表面。此时，第一磁体夹持器60置于ON状态，第二磁体夹持器62置于OFF状态。

结果，如图10所示，与第一磁体夹持器60接触的第二工件12b从通过第二磁体夹持器62的磁力的结合被释放，并被第一磁体夹持器60磁性地吸引。同时，不与第一磁体夹持器60接触的第二工件12b从通过第二磁体夹持器62的磁力的结合被释放，并与保持部分32b分离。此后，操作保持缸36，并打开闭合的保持爪38以返回其原始位置。即，第二工件12b由第一磁体夹持器60保持，使得第二工件12b的纵向方向在水平方向上取向。

接下来，机器人根据需要操作端臂30，并移位由第一磁体夹持器60保持的保持部分32b和第二工件12b。因此，第二工件12b和保持部分32b一起被运送到预定位置。之后，如图11所示，第一磁体夹持器60置于OFF状态。结果，第二工件12b从第一磁体夹持器60释放。

如上所述，为每个保持爪38提供了保持缸36。通过允许保持爪38分别地打开/闭合(或旋转)，能够分类并保持仅并列设置的多个第二工件12b中的一个。即，可以仅运送所需数量的第二工件12b。

此外，从图5和图10可以看出，可以以不同的取向运送第二工件12b。因此，可以理解，在工件具有不同形状的情况下，通过适当地设置取向，可以适当地运送各个工件。以与第一实施例的情况相同的方式，根据需要，可以将保持爪38的位置变更为适当的位置。这样，在根据第二实施例的工件保持装置10b中，也可以保持各种形状的工件。

本发明不特别限于第一实施例和第二实施例。在不脱离本发明的主旨的情况下，可以进行各种修改。

例如，保持爪38的数量不限于三个或四个。保持爪38的数量可以是两个，或者四个或更多。

此外，不必设置第一磁体夹持器60，第二磁体夹持器62，推动缸52和推动器56。工件保持装置可以具有省略了这些部件部分的结构。

Claims (7)

1.一种工件保持装置(10a)，其特征在于，所述工件保持装置包括多个保持爪(38)，所述多个保持爪(38)构造成保持工件(12a)，所述工件保持装置(10a)包括：

多个爪打开/闭合构件(36)，所述多个爪打开/闭合构件分别被设置用于所述保持爪(38)，并且构造成使所述保持爪(38)在接近或远离所述工件(12a)的方向上移位；

保持构件(34)，所述保持构件构造成以可移动的方式分别保持每个所述爪打开/闭合构件(36)；和

移位构件，所述移位构件构造成使所述保持构件(34)与所述保持爪(38)一起移位。

2.根据权利要求1所述的工件保持装置(10a)，其特征在于，进一步包括磁体夹持器(60)，所述磁体夹持器被设置用于所述保持爪(38)，所述磁体夹持器(60)构造成磁性地吸引所述工件(12a)。

3.根据权利要求1或2所述的工件保持装置(10a)，其特征在于，进一步包括接触部分(56)，所述接触部分(56)构造成在接近或远离所述工件(12a)的方向上移位，并且构造成在所述接触部分(56)移位到接近所述工件(12a)的位置时接触所述工件(12a)。

4.根据权利要求3所述的工件保持装置(10b)，其特征在于，进一步包括磁体夹持器(62)，所述磁体夹持器被设置用于所述接触部分(56)，所述磁体夹持器(62)构造成磁性地吸引所述工件(12b)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的工件保持装置(10a)，其特征在于，其中在所述保持构件(34)中形成狭缝(40)，并且所述狭缝(40)构造成允许所述爪打开/闭合构件(36)沿着所述狭缝(40)移动或固定地定位。

6.根据权利要求5所述的工件保持装置(10a)，其特征在于，进一步包括引导构件(50)，所述引导构件(50)构造成当所述爪打开/闭合构件(36)移位时引导所述爪打开/闭合构件(36)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的工件保持装置(10a)，其特征在于，其中保持爪(38)的数量为三个或四个。