-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkstückbefestigungswerkzeug, eine Werkstücktransportvorrichtung und ein Robotersystem.
-
In einem bekannten Robotersystem des Standes der Technik transportiert eine Transportvorrichtung ein Werkstück von einem Ort zum anderen und führen Roboter Operationen an dem Werkstück an ihren Positionen aus. Das Werkstück muss befestigt sein, sodass es sich während des Transports durch die Transportvorrichtung oder während der von den Robotern ausgeführten Operationen nicht bewegt. Typischerweise werden ein Futterwerkzeug, das sich öffnen und schließen lässt, und ein elektrischer Zylinder oder ein Luftzylinder, der das Werkzeug öffnet und schließt, verwendet, um das Werkstück zu befestigen.
-
Mittlerweile ist eine Futterroboterhand bekannt, die ein Werkstück nicht durch Nutzung einer Antriebsvorrichtung, wie etwa einem Zylinder, sondern durch Nutzung von Druckkräften von Federn einspannt und freigibt (siehe z. B. Druckschriften
JP 2016 - 196 071 A und
JP H08 - 197 474 A ).
-
Die Druckschrift
DE 10 2015 220 810 B3 offenbart einen Spannstock zur Lagefixierung eines zu bearbeitenden Werkstücks mit einem Spannstockkörper, einer um ihre Längsachse drehbar gelagerten Gewindespindel und zwei Backensystemen, die durch Drehen der Gewindespindel um ihre Längsachse relativ zueinander bewegt werden, wobei jedes Backensystem umfasst: eine Grundbacke mit einem Niederzugelement, eine Aufsatzbacke mit einer Aufsatznut, wobei die Aufsatzbacke auf dem Niederzugelement lösbar befestigbar ist, und wobei das Niederzugelement im montierten Zustand in die Aufsatznut eingreift, eine Klemmvorrichtung mit einem an der Grundbacke angebrachten, relativ zur Grundbacke beweglichen Klemmelement und einem Betätigungselement zum Betätigen des Klemmelements. Bei dem diesem Spannstock können die Aufsatzbacken schnell und ohne Verwendung von Werkzeug von den Grundbacken gelöst werden.
-
Aus der Druckschrift
DE 202 11 275 U1 ist eine Spannvorrichtung wie ein Schraubstock bekannt. Die Spannvorrichtung umfasst ein Schlittenbett, einen in dem Schlittenbett verschieblich geführten Schlitten, welcher eine Spannbacke trägt, und ein Halteorgan, welches eine weitere Spannbacke trägt. Der Schlitten und das Halteorgan weisen jeweils wenigstens zwei Befestigungsflansche für die Spannbacken auf. Die Spannbacken sind in wenigstens zwei unterschiedlichen Höhen über einer Basis des Schlittenbettes montierbar.
-
Die Druckschrift
DE 33 31 794 A1 offenbart eine Steuerung für ein Bearbeitungssystem mit beweglichen Komponenten zur Bearbeitung von Werkstücken. Hierbei sind Wandler zur Feststellung der relativen Positionen der Werkstücke sowie der Komponenten und zur Erzeugung elektrischer Signale vorgesehen. Die elektrischen Signale steuern einen Infrarotsender, der Infrarotsignale an einen entfernten Infrarotempfänger überträgt, in dem diese in elektrische Signale zur Steuerung von Arbeitsfolgen umgesetzt werden.
-
Die Druckschrift
DE 828 943 B offenbart Spannbacken für eine Spannvorrichtung für Werkstücke. Hierbei können gleichzeitig mehrere gleichartige aufeinanderliegende Werkstücken eingespannt werden. Die Spannbacken können in Verbindung mit einem Maschinenschraubstock, auf den sie aufgeschraubt werden, Verwendung finden, wobei die zu bearbeitenden Werkstücke oder ein Blechpaket unter Verwendung einer Bohrschablone auf vorteilhafte Weise gehalten und bearbeitet werden können. Die Spannbacken der Spanneinrichtung können durch Drehen der Spannbacken um 180° auf ihrer Grundfläche als normale Parallelschraubstockbacken verwendet werden.
-
Aus der Druckschrift
US 4 676 541 A ist eine mechanische Hand für einen Roboter bekanntt, welche ein Paar Wechselplatten aufweist, von denen jede einen Schlitz darin aufweist, um eine Zinke eines Fingers oder Greifers aufzunehmen. Die Wechselplatten sind seitlich von der Hand verschiebbar, um die Schlitze mit den Zinken auszurichten, die in einer richtig beabstandeten Anordnung in einer Palette gehalten werden können. Sicherungsstifte befinden sich in fluchtenden Bohrungen in Platten und haben einen Teil mit kleinerem Durchmesser, der einen Schlitz in einer entsprechenden Zinke durchquert, so dass beim seitlichen Verschieben der Wechselplatten der Teil mit größerem Durchmesser in Öffnungen in den Zinken eingreift, aber die Schlitze nicht durchquert. Damit werden die Finger oder Greifer in der Hand gehalten. Die Wechselplatten sind mittels einer Kolben/Zylinder-Vorrichtung beweglich, die doppelt wirkend oder einfach wirkend mit Federrückstellung ausgeführt sein kann.
-
Ein Werkzeug mit einer Antriebsvorrichtung, wie etwa einem Zylinder, hat jedoch Nachteile, da dessen Struktur komplex ist und dessen Abmessungen groß sind. Wenn ein Werkstück der Transportvorrichtung zugeführt und aus ihr entnommen wird, muss der Zylinder zum Öffnen und Schließen des Werkzeugs betätigt werden, was zu einem Problem erhöhter Taktzeit führt.
-
Druckschriften
JP 2016 - 196 071 A und
JP H08 - 197 474 A offenbaren nicht, dass die Druckkräfte der Federn zum Öffnen und Schließen des Werkzeugs der Transportvorrichtung genutzt werden.
-
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der vorstehend genannten Umstände gemacht worden und es ist eine Aufgabe davon, ein verbessertes Werkstückbefestigungswerkzeug, eine verbesserte Werkstücktransportvorrichtung und ein verbessertes Robotersystem bereitzustellen, womit ein Werkstück ohne Verwendung einer Antriebsvorrichtung schnell befestigt und freigegeben werden kann.
-
Zum Lösen der vorstehend genannten Aufgabe sehen drei Aspekte der vorliegenden Erfindung die folgenden Lösungen vor.
-
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Werkstückbefestigungswerkzeug zum Befestigen eines Werkstücks, das in einer im Wesentlichen horizontalen linearen Richtung transportiert wird. Das Werkstückbefestigungswerkzeug weist auf: ein Paar Einspannelemente, die derart angeordnet sind, dass sie einander in der im Wesentlichen horizontalen Richtung zugewandt sind, und die sich in einer entgegengesetzten Richtung, in der die Einspannelemente einander zugewandt sind, öffnen und schließen können, wobei das Paar Einspannelemente das Werkstück in einem geschlossenen Zustand zwischen diesen einspannt; und Druckelemente, die das Paar Einspannelemente in Schließrichtungen drücken. Das Paar Einspannelemente weist geneigte Flächen auf, die einander zugewandt sind, wobei die geneigten Flächen einen Winkel zueinander derart bilden, dass sich ein Abstand zwischen diesen in der entgegengesetzten Richtung, in der die geneigten Flächen einander zugewandt sind, von der Oberseite zur Unterseite sukzessive verringert.
-
Das Werkstückbefestigungswerkzeug wird erfindungsgemäß zusammen mit einem Roboter, der eine Roboterhand aufweist, verwendet. Wenn die Roboterhand, die ein Werkstück greift, sich zwischen dem Paar Einspannelemente senkt und hebt, wird das Werkstück dem Paar Einspannelemente zugeführt und aus diesem entnommen. Zu diesem Zeitpunkt, wenn sich die Roboterhand senkt, öffnet das Einspannelementepaar gegen die von den Druckelementen ausgeübten Druckkräfte und, wenn sich die Roboterhand hebt, schließt das Einspannelementepaar, indem es den von den Druckelementen ausgeübten Druckkräften nachgibt.
-
Erfindungsgemäß gelangt die Roboterhand beim Senken zwischen das Paar Einspannelemente mit den geneigten Flächen des Einspannelementepaares in Kontakt und senkt sich die Roboterhand dann entlang der geneigten Flächen. Da sich der Abstand zwischen den geneigten Flächen von der Oberseite zur Unterseite sukzessive verringert, senkt sich die Roboterhand, während sie das Einspannelementepaar aufdrückt. Danach, wenn sich die Roboterhand entlang der geneigten Flächen hebt, wird das Paar Einspannelemente durch die von den Druckelementen ausgeübten Druckkräfte geschlossen.
-
Wie vorstehend beschrieben, ist eine Antriebsvorrichtung, etwa ein Zylinder, nicht erforderlich, da das Einspannelementepaar durch das Senken und Heben der Roboterhand und die von den Druckelementen ausgeübten Druckkräfte zum Öffnen und Schließen bewegt wird. Da das Einspannelementepaar mit dem Senken der Roboterhand gleichzeitig geöffnet und mit dem Heben der Roboterhand gleichzeitig geschlossen wird, kann das Werkstück schnell befestigt und freigegeben werden.
-
In dem vorstehenden Aspekt kann das Paar Einspannelemente derart angeordnet sein, dass sie einander in der linearen Richtung zugewandt sind.
-
Wenn das Werkstück mit hoher Geschwindigkeit in der linearen Richtung transportiert wird, wirkt eine große Trägheitskraft in der linearen Richtung auf das Werkstück aufgrund der plötzlichen Beschleunigung und Bremsung bei Beginn und Ende der Bewegung. Durch Einspannen des Werkstücks mit dem Paar Einspannelemente, die auf beiden Seiten des Werkstücks in der linearen Richtung angeordnet sind, ist es möglich, ein Bewegen und Kippen des Werkstücks aufgrund der Trägheitskraft wirksam zu verhindern.
-
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, der eine eigenständine Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Problmatik darstellt, ist eine Werkstücktransportvorrichtung, die aufweist: eine lineare Schiene, die im Wesentlichen horizontal angeordnet ist; einen Gleiter, der sich entlang der Schiene bewegt; und das Werkstückbefestigungswerkzeug gemäß dem vorstehenden Aspekt, das auf dem Gleiter bereitgestellt ist.
-
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, der ebenfalls eine eigenständine Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Problmatik darstellt, ist ein Robotersystem, das aufweist: die Werkstücktransportvorrichtung gemäß dem vorstehenden Aspekt; und den Roboter, der nahe der Schiene der Werkstücktransportvorrichtung angeordnet ist. Der Roboter senkt die Roboterhand zwischen das Paar Einspannelemente entlang der geneigten Flächen, um das Paar Einspannelemente zu öffnen. Der Roboter hebt die Roboterhand zwischen dem Paar Einspannelemente, um das Paar Einspannelemente durch von den Druckelementen ausgeübte Druckkräfte zu schließen.
-
Die vorliegende Erfindung bietet einen Vorteil dahingehend, dass es möglich ist, ein Werkstück ohne die Nutzung einer Antriebsvorrichtung zu befestigen und freizugeben.
- 1 zeigt die Konfiguration eines Robotersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Seitenansicht eines Werkstückbefestigungswerkzeugs in dem Robotersystem in 1, wobei eine Operation dargestellt ist, bei der ein Roboter dem Werkstückbefestigungswerkzeug einer Werkstücktransportvorrichtung ein Werkstück zuführt.
- 3 ist eine Seitenansicht eines Werkstückbefestigungswerkzeugs des Robotersystems in 1, wobei eine Operation dargestellt ist, bei der der Roboter dem Werkstückbefestigungswerkzeug der Werkstücktransportvorrichtung ein Werkstück zuführt.
-
Ein Werkstückbefestigungswerkzeug 1, eine Werkstücktransportvorrichtung 2 und ein Robotersystem 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
-
Wie in 1 dargestellt, umfasst das Robotersystem 100 gemäß dieser Ausführungsform die Werkstücktransportvorrichtung 2, die ein Werkstück W, das von dem Werkstückbefestigungswerkzeug 1 gehalten wird, in einer im Wesentlichen horizontalen linearen Richtung A transportiert, und mehrere Roboter 3, die nahe einer Schiene 4 der Werkstücktransportvorrichtung 2 angeordnet sind. Die mehreren Roboter 3 sind an mehreren Positionen derart angeordnet, dass sie in der linearen Richtung A voneinander beabstandet sind. 1 zeigt nur einen der mehreren Roboter 3.
-
Obgleich 1 als Beispiel ein zylindrisches Werkstück W zeigt, ist die Form des Werkstücks W nicht darauf beschränkt.
-
Das Robotersystem 100 weist eine Steuereinheit auf (nicht dargestellt), die den Gesamtbetrieb des Systems 100 steuert. Die Werkstücktransportvorrichtung 2 wird von der Steuereinheit gesteuert, das Werkstück W von der vorgelagerten Seite zur nachgelagerten Seite zu transportieren, wobei das Werkstück W an den Positionen der Roboter 3 nach Bedarf vorübergehend angehalten wird. Die mehreren Roboter 3 werden von der Steuereinheit gesteuert, vorgegebene Operationen an dem Werkstück W auszuführen, das von der Werkstücktransportvorrichtung 2 transportiert wird.
-
Die Werkstücktransportvorrichtung 2 umfasst die lineare Schiene 4, die im Wesentlichen horizontal angeordnet ist, einen Gleiter 5, der sich entlang der Schiene 4 bewegt, und das Werkstückbefestigungswerkzeug 1, das auf dem Gleiter 5 bereitgestellt ist. Der Gleiter 5 weist eine im Wesentlichen horizontale Oberseite 5a auf, auf der das Werkstückbefestigungswerkzeug 1 bereitgestellt ist. Die Werkstücktransportvorrichtung 2 transportiert das Werkstück W auf dem Gleiter 5 in die lineare Richtung A durch Bewegen des Gleiters 5 in die lineare Richtung A, die die Längsrichtung der Schiene 4 ist.
-
Das Werkstückbefestigungswerkzeug 1 umfasst ein Paar der Einspannelemente 61 und 62, die auf der Oberseite 5a des Gleiters 5 derart angeordnet sind, dass sie einander in der linearen Richtung A zugewandt sind und sich in der linearen Richtung A öffnen und schließen können, und ein Paar der Druckelemente 71 und 72, die auf beiden Seiten des Paares der Einspannelemente 61 und 62 in der linearen Richtung A angeordnet sind und das Paar der Einspannelemente 61 und 62 in Schließrichtungen drücken.
-
Die Einspannelemente 61 und 62 sind auf der Oberseite 5a derart gelagert, dass sie in der linearen Richtung A bewegbar sind. Das Paar der Einspannelemente 61 und 62 öffnet bei Bewegung in die Richtungen voneinander weg und schließt bei Bewegung in die Richtungen aufeinander zu.
-
Insbesondere weist das erste Einspannelement 61, wie in 2 und 3 dargestellt, zwei Stäbe 81 auf, die parallel zueinander sind und sich von dem zweiten Einspannelement 62 in der linearen Richtung A weg erstrecken. Die beiden Stäbe 81 sind durch einen Befestigungsteil 91, der an der Oberseite 5a befestigt ist, derart gelagert, dass sie in der linearen Richtung A bewegbar sind. Ebenso weist das zweite Einspannelement 62, wie in 2 und 3 dargestellt, zwei Stäbe 82 auf, die parallel zueinander sind und sich von dem ersten Einspannelement 61 in der linearen Richtung A weg erstrecken. Die beiden Stäbe 82 sind durch einen Befestigungsteil 92, der an der Oberseite 5a befestigt ist, derart gelagert, dass sie in der linearen Richtung A bewegbar sind.
-
Die Einspannelemente 61 und 62 können derart gelagert sein, dass sie in der linearen Richtung A auf andere Art bewegbar sind.
-
Die Druckelemente 71 und 72 sind beispielsweise Schraubenfedern, die in der linearen Richtung A angeordnet sind. Das erste Druckelement 71 ist zwischen dem ersten Einspannelement 61 und dem Befestigungsteil 91 angeordnet und drückt das erste Einspannelement 61 in Richtung des zweiten Einspannelements 62. Das zweite Druckelement 72 ist zwischen dem zweiten Einspannelement 62 und dem Befestigungsteil 92 angeordnet und drückt das zweite Einspannelement 62 in Richtung des ersten Einspannelements 61. Das Paar der Einspannelemente 61 und 62 spannt das dazwischen angeordnete Werkstück W mittels der Druckkräfte, die von den Druckelementen 71 und 72 ausgeübt werden, ein, um das Werkstück W an dem Gleiter 5 zu befestigen.
-
Die gegenüberliegenden Flächen 61a und 62a des Paares der Einspannelemente 61 und 62 sind geneigte Flächen mit einem Winkel zueinander. Der Abstand zwischen den geneigten Flächen 61a und 62a in der linearen Richtung A verringert sich von der Oberseite zur Unterseite sukzessive. Die geneigten Flächen 61a und 62a sind ebene Oberflächen oder gekrümmte Oberflächen, die von den oberen Enden bis zu den unteren Enden gleichmäßig durchgehend sind. Obgleich die geneigten Flächen 61a und 62a in den Zeichnungen als ebene Oberflächen dargestellt sind, können die geneigten Flächen 61a und 62a gekrümmte Oberflächen sein. Obwohl beide geneigte Flächen 61a und 62a in den Zeichnungen im gleichen Winkel bezogen auf die vertikale Richtung in entgegengesetzte Richtungen geneigt sind, können die geneigten Flächen 61a und 62a in unterschiedlichen Winkeln geneigt sein. Alternativ kann sich von dem Paar der geneigten Flächen 61a und 62a eine in die vertikale Richtung erstrecken und kann die andere bezogen auf die vertikale Richtung geneigt sein.
-
Die Bezugszeichen 61b und 62b kennzeichnen Halteteile, die die Außenflächen des Werkstücks W halten. Die Halteteile 61b und 62b sind unterhalb der geneigten Flächen 61a und 62a vorgesehen. Die Halteteile 61b und 62b weisen Aussparungen auf, in die das Werkstück W in der linearen Richtung A passt, um das Werkstück W auf beiden Seiten in der linearen Richtung A und auf beiden Seiten in der Richtung senkrecht zur linearen Richtung A zu halten.
-
Die Roboter 3 weisen jeweils einen Arm 3a und eine Roboterhand 3b auf, die an einem Ende des Arms 3a angebracht ist und sich in der linearen Richtung A öffnen und schließen kann. Obwohl der in 1 dargestellte Roboter 3 ein sechsachsiger Knickarmroboter ist, kann der Roboter 3 von einer anderen Art sein.
-
Der Arm 3a kann die Roboterhand 3b in der im Wesentlichen vertikalen Richtung heben und senken.
-
Die Roboterhand 3b weist ein Paar Greifklauen auf, die einander in der linearen Richtung A zugewandt sind und ein Werkstück W dazwischen greifen. Wenn sich das Greifklauenpaar in die Richtungen voneinander weg bewegt, öffnet sich die Roboterhand 3b, und wenn sich das Greifklauenpaar in die Richtungen aufeinander zu bewegt, schließt sich die Roboterhand 3b.
-
Der Abstand in der linearen Richtung A zwischen den oberen Enden der geneigten Flächen 61a und 62a des Paares der Einspannelemente 61 und 62 in geschlossenem Zustand ist größer als die Abmessung in der linearen Richtung A der Roboterhand 3b in geöffnetem Zustand, sodass die
Roboterhand 3b in geöffnetem Zustand zwischen das Paar der Einspannelemente 61 und 62 in geschlossenem Zustand von oben eingebracht werden kann.
-
Als Nächstes wird die Operation des derart ausgebildeten Robotersystems 100 beschrieben.
-
Als Erstes führt ein Roboter 3 auf der vorgelagerten Seite dem Werkstückbefestigungswerkzeug 1 der Werkstücktransportvorrichtung 2 ein Werkstück W zu. Wie in 2 dargestellt, greift der Roboter 3 bei der Operation des Zuführens des Werkstücks W das Werkstück W mit der Roboterhand 3b und senkt die Roboterhand 3b von oberhalb des Paares der Einspannelemente 61 und 62, um die Roboterhand 3b zwischen das Paar der Einspannelemente 61 und 62 einzubringen.
-
Da sich der Abstand zwischen den geneigten Flächen 61a und 62a des Paares der Einspannelemente 61 und 62 von der Oberseite zur Unterseite sukzessive verringert, gelangt die Roboterhand 3b mit dem Paar der geneigten Flächen 61a und 62a in Kontakt, während sie sich senkt, und drückt das Paar der Einspannelemente 61 und 62 in die Öffnungsrichtungen. Die Kraft, mit der der Roboter 3 die Roboterhand 3b senkt, ist in ausreichendem Maße größer als die von den Druckelementen 71 und 72 ausgeübten Druckkräfte. Daher senkt sich die Roboterhand 3b, während sie das Paar der Einspannelemente 61 und 62 gegen die von den Druckelementen 71 und 72 ausgeübten Druckkräfte aufdrückt, entlang der geneigten Flächen 61a und 62a in eine Position, in der das Werkstück W die Oberseite 5a berührt oder ihr nahe kommt.
-
Während des weiteren Aufdrückens des Paares der Einspannelemente 61 und 62 öffnet der Roboter 3 als Nächstes die Roboterhand 3b, um das Werkstück W freizugeben, und positioniert das Werkstück W zwischen dem Paar der Einspannelemente 61 und 62. Danach hebt der Roboter 3 die Roboterhand 3b in geöffnetem Zustand in eine Position über dem Paar der Einspannelemente 61 und 62. Während sich die Roboterhand 3b zwischen dem Paar der Einspannelemente 61 und 62 hebt, wird das Paar der Einspannelemente 61 und 62 durch die von den Druckelementen 71 und 72 ausgeübten Druckkräfte sukzessive geschlossen. Wenn die Roboterhand 3b die geneigten Flächen 61a und 62a verlässt, ist das Werkstück W von dem Paar der Einspannelemente 61 und 62 eingespannt und an dem Gleiter 5 befestigt.
-
Nachdem das Werkstück W mittels des Werkstückbefestigungswerkzeugs 1 an dem Gleiter 5 befestigt ist, wird das Werkstück W von der Werkstücktransportvorrichtung 2 transportiert und einer Operation, wie zum Beispiel Zerspanen, durch einen anderen Roboter 3 unterzogen. Dann entnimmt ein Roboter 3 auf der nachgelagerten Seite das Werkstück W aus dem Werkstückbefestigungswerkzeug 1 der Werkstücktransportvorrichtung 2.
-
Beim Entnehmen des Werkstücks W senkt der Roboter 3 die Roboterhand 3b in geöffnetem Zustand von oberhalb des Paares der Einspannelemente 61 und 62 und bringt die Roboterhand 3b zwischen das Paar der Einspannelemente 61 und 62 ein. Die Roboterhand 3b gelangt mit dem Paar der geneigten Flächen 61a und 62a in Kontakt, während sie sich senkt, und senkt sich, wobei sie das Paar der Einspannelemente 61 und 62 gegen die von den Druckelementen 71 und 72 ausgeübten Druckkräfte aufdrückt, in eine Position, in der die Roboterhand 3b das Werkstück W greifen kann. Zu diesem Zeitpunkt wird durch das Öffnen des Paares der Einspannelemente 61 und 62 das von dem Paar der Einspannelemente 61 und 62 befestigte Werkstück W freigegeben.
-
Danach schließt der Roboter 3 die Roboterhand 3b, um das Werkstücks W zu greifen, und hebt die geschlossene Roboterhand 3b in eine Position über dem Paar der Einspannelemente 61 und 62. Während sich die Roboterhand 3b zwischen dem Paar der Einspannelemente 61 und 62 hebt, wird das Paar der Einspannelemente 61 und 62 durch die von den Druckelementen 71 und 72 ausgeübten Druckkräfte geschlossen.
-
Der Roboter 3 kann die geschlossene Roboterhand 3b zwischen das Paar der Einspannelemente 61 und 62 einbringen und die Roboterhand 3b zwischen dem Paar der Einspannelemente 61 und 62 öffnen.
-
Wie vorstehend beschrieben wurde, öffnet sich in dieser Ausführungsform das Paar der Einspannelemente 61 und 62 mit dem Senken der Roboterhand 3b und schließt sich mit dem Heben der Roboterhand 3b aufgrund der geneigten Flächen 61a und 62a, die an dem Paar der Einspannelemente 61 und 62 vorgesehen sind, und der Druckelemente 71 und 72 zum Drücken des Paares der Einspannelemente 61 und 62 in die Schließrichtungen. Dies führt zu einem Vorteil dahingehend, dass es möglich ist, das Werkstück W mit einem einfachen und kompakten Mechanismus zu befestigen und freizugeben, verglichen mit einem Fall, in dem eine Antriebsvorrichtung, etwa ein Zylinder, verwendet wird. Dies führt zu dem Vorteil, dass es möglich ist, Gewicht und Kosten des Werkstückbefestigungswerkzeugs 1 zu reduzieren. Da sich das Paar der Einspannelemente 61 und 62 beim Senken und Heben der Roboterhand 3b gleichzeitig öffnet bzw. schließt, besteht hier ein Vorteil darin, dass die Taktzeit für das Zuführen und Entnehmen des Werkstücks W verringert werden kann im Vergleich zu einem Fall, in dem das Paar der Einspannelemente 61 und 62 von der Antriebsvorrichtung zum Öffnen und Schließen betrieben wird.
-
Wenn das Werkstück W mit hoher Geschwindigkeit von der Werkstücktransportvorrichtung 2 transportiert wird, ist es wichtig, das Werkstück W derart zu befestigen, dass ein Bewegen und Kippen des Werkstücks W aufgrund der Trägheitskraft in der linearen Richtung A verhindert wird. Insbesondere wirkt bei Beginn der Bewegung aufgrund der plötzlichen Beschleunigung eine große Trägheitskraft, die zu der nachgelagerten Seite in der linearen Richtung A hin gerichtet ist, auf das Werkstück W und wirkt, wenn die Bewegung endet, aufgrund der plötzlichen Bremsung eine große Trägheitskraft, die zu der vorgelagerten Seite in der linearen Richtung A hin gerichtet ist, auf das Werkstück W. Indessen wirkt kaum eine Trägheitskraft in der Richtung senkrecht zur linearen Richtung A auf das Werkstück W.
-
In dieser Ausführungsform ist das Werkstück W dadurch, dass das Paar der Einspannelemente 61 und 62, die beidseitig des Werkstücks W in der linearen Richtung A angeordnet sind, das Werkstück W in der linearen Richtung A einspannt, in der linearen Richtung A stabil befestigt. Dies führt zu einem Vorteil dahingehend, dass es möglich ist, ein Bewegen und Kippen des Werkstücks W aufgrund plötzlicher Beschleunigung oder Bremsung wirksam zu verhindern.
-
In 2 und 3 befinden sich die Außenflächen der Roboterhand 3b und die geneigten Flächen 61a und 62a in Oberflächenkontakt miteinander. Die Formen der Außenflächen der Roboterhand 3b und der geneigten Flächen 61a und 62a können jedoch derart gestaltet sein, dass die Außenflächen der Roboterhand 3b und die geneigten Flächen 61a und 62a Linien- oder Punktkontakt miteinander bilden.
-
Es ist auch möglich, die Anordnung derart zu gestalten, dass Rollen, die um Drehachsen senkrecht zu der linearen Richtung A drehbar sind, auf den Außenflächen der Roboterhand 3b vorgesehen sind und die Rollen und die geneigten Flächen 61a und 62a einander berühren. Durch das Vorsehen der Rollen kann eine beim Senken der Roboterhand 3b auftretende Reibungskraft verringert werden.
-
Obwohl beide Einspannelemente 61 und 62 des Paares in der linearen Richtung A bewegbar sind und von den Druckelementen 71 und 72 in die Schließrichtungen bewegt werden, kann in dieser Ausführungsform stattdessen nur ein Element des Paares der Einspannelemente 61 und 62 in der linearen Richtung A bewegbar sein und von dem Druckelement 71 oder 72 in die Schließrichtung gedrückt werden.
-
Obwohl das Paar der Einspannelemente 61 und 62 derart angeordnet ist, dass sie einander in der linearen Richtung A zugewandt sind, kann in dieser Ausführungsform, wenn das Werkstück W von der Werkstücktransportvorrichtung 2 mit niedriger Geschwindigkeit transportiert wird, wenn die Beschleunigung oder Bremsung bei Beginn oder Ende der Bewegung mäßig ist oder in anderen Fällen, das Paar der Einspannelemente 61 und 62 derart angeordnet sein, dass sie einander in einer Richtung zugewandt sind, die die lineare Richtung A schneidet.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Werkstückbefestigungswerkzeug
- 2
- Werkstücktransportvorrichtung
- 3
- Roboter
- 3a
- Arm
- 3b
- Roboterhand
- 4
- Schiene
- 5
- Gleiter
- 61, 62
- Einspannelement
- 61a, 62a
- geneigte Fläche
- 71, 72
- Druckelement
- 100
- Robotersystem
- A
- lineare Richtung
- W
- Werkstück
