JP2000094377A - 調心装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークなどの被搬送物の中心軸の直角方向に
対するずれのみならず、傾斜方向のずれを吸収し得るよ
うにする。 【解決手段】 移動部材に取り付けられる支持プレート
１４と、これに設けられた当接ロッド１８の円弧面１７
が接触する作動プレート２２を有し、支持プレート１４
には固定ディスク２５が取り付けられ、作動プレート２
２には調心ディスク３３が取り付けられ、調心ディスク
３３には調心ばね部材４１，４２により固定ディスク２
５の中心に向けてばね力が付与されている。当接ロッド
１８に対して軸方向に摺動自在に締結ディスク５１が設
けられており、この締結ディスク５１のディスク部５３
と、作動プレート２２に保持された鋼球４８とに両端が
接触する締結ロッド４７が固定ディスク２５と調心ディ
スク３３とに軸方向に摺動自在に支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワークやワークを把
持するハンドなどの被搬送物を把持して搬送する際に被
搬送物を所定の基準位置に位置決めし、被搬送物を把持
する際および所定の位置に配置する際における誤差を吸
収するようにした調心装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロボットアームの先端のロボットハンド
によりワークを第１の位置で把持してその位置から第２
の位置までワークを搬送し、そのワークを第２の位置で
高精度で位置決めするために、コンプライアンスモジュ
ールまたは誤差吸収装置とも言われる調心装置が使用さ
れている。この調心装置は、第１の位置と第２の位置と
の間を往復動する搬送装置に取り付けられ、この調心装
置に設けられたハンドや治具によってワークを第１の位
置で把持し、第２の位置まで搬送した後に第２の位置で
ワークの位置決めが行われることになる。ワークの位置
決めに際しては、棒状のワークを孔の中に挿入する動作
を行ったり、ワークを押圧部材により押し付ける動作を
行うことがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような作業を行う
ための従来の調心装置は、ワークを把持する部分が水平
方向に移動し得るようになっており、ワークが所定の位
置に対して水平方向にずれている場合には、調心装置に
よってワークを把持する部分の中心軸がずれることによ
ってワークを把持することができることになり、把持し
たワークを所定の位置に位置決めして配置する際に、ワ
ークの位置決め位置が水平方向にずれていても、ワーク
を位置決めして配置することができる。

【０００４】しかしながら、従来の調心装置では第２の
位置で棒状のワークを嵌合穴の中に圧入する場合に、そ
の嵌合穴が傾斜していると、ワークの圧入作業を行うこ
とができない。なぜならば、傾斜した嵌合孔の中に棒状
のワークを圧入するには、ワークを嵌合孔の傾斜に対応
させて傾斜させるとともに、圧入の進行に伴ってワーク
を水平方向に移動させる必要があるためである。

【０００５】本発明の目的は、ワークなどの被搬送物の
中心軸を傾斜させた状態でその中心軸をずらし得るよう
にすることにある。

【０００６】また、本発明の他の目的は、被搬送物を傾
斜した嵌合孔の中に圧入し得るようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の調心装置は、先
端に半球形状の円弧面が形成された当接ロッドを有し、
移動部材に取り付けられる支持プレートと、前記円弧面
に接触する当接面を有し、被搬送物が装着される作動プ
レートと、前記支持プレートに所定の隙間を介して固定
された固定ディスクと、前記固定ディスクの中心部に形
成された貫通孔を貫通する筒部、および前記固定ディス
クと平行なディスク部を備え、前記筒部で前記作動プレ
ートに固定される調心ディスクと、前記固定ディスクの
中心に向けて前記調心ディスクにばね力を付与する調心
ばね部材と、前記固定ディスクと前記調心ディスクとに
形成された支持孔に軸方向に摺動自在に配置され、前記
作動プレートに保持された鋼球に一端面が接触する締結
ロッドと、前記当接ロッドに嵌合し流体圧が供給される
シリンダ部、および前記締結ロッドの他端面に接触する
ディスク部を備えた締結ディスクとを有し、前記シリン
ダ部内に流体を供給しないときには前記作動プレートを
前記支持プレートに対して傾斜させた状態で前記支持プ
レートに沿って移動自在とし、前記シリンダ部内に流体
を供給することにより前記作動プレートを前記支持プレ
ートに締結するようにしたことを特徴とする。

【０００８】本発明にあっては、支持プレートに対して
これに沿う方向と傾斜する方向とに移動自在に調心ディ
スクを介して作動プレートが取り付けられており、作動
プレートにはワークなどの被搬送物が把持されるように
なっているので、作動プレートに被搬送物を把持させる
際、および把持された被搬送物を所定の位置に位置決め
する際に被搬送物をその中心を傾斜させながらずらし移
動させることができる。これにより、被搬送物を把持す
る際に移動部材の位置が所定の位置となっていなくて
も、その位置決め誤差を吸収して被搬送物を把持するこ
とができる。流体室に流体を供給することにより、被搬
送物を所定の基準位置にロックすることができ、搬送時
の被搬送物の振動発生を防止することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１０】図１は本発明の一実施の形態である調心装
置の外観を示す正面図であり、図２は図１におけるII−
II線に沿う拡大断面図であり、図３は図２におけるIII
−III 線に沿う断面図である。

【００１１】図１は調心装置１０が搬送装置などの移動
部材１１に取り付けられ、この調心装置１０に取り付け
られた把持装置やフィンガーなどの治具１２によって棒
状のワーク１３を把持して搬送している状態を示す。

【００１２】調心装置１０は、図２および図３に示すよ
うに、装置本体としての円板形状の支持プレート１４を
有し、この部分で移動部材１１に取り付けられるように
なっており、円筒部１５が支持プレート１４に一体に形
成されている。この支持プレート１４の中心部に取り付
けられた固定ピストン１６には、先端に半球形状の円弧
面１７が形成されたピストンロッドつまり当接ロッド１
８が一体に設けられている。

【００１３】調心装置１０は円弧面１７が接触する平坦
な当接面２１が形成された作動プレート２２を有し、こ
の作動プレート２２にねじ部材２３により固定された取
付プレート２４の部分に、ワーク１３を把持するための
治具１２が取り付けられるようになっている。作動プレ
ート２２は半球形状の円弧面１７に接触し得るようにな
っており、当接ロッド１８の中心軸Ｏに対して所定の角
度αの範囲で、たとえば１度あるいはこれ以下の角度の
範囲で傾斜移動することができる。作動プレート２２が
円弧面１７に接触した状態となると、接触点の位置を起
点として傾斜移動することになる。

【００１４】支持プレート１４にはこれに対して所定の
隙間を隔てて平行となって固定ディスク２５が取り付け
られており、図５に示すように、固定ディスク２５はね
じ部材２６により支持プレート１４に固定され、固定デ
ィスク２５と支持プレート１４との間の隙間寸法は、ね
じ部材２６に嵌合するスペーサ２７により設定されてい
る。ねじ部材２６およびスペーサ２７は、図２に示され
るように、固定ピストン１６の中心軸Ｏを中心に１２０
度の角度を隔てて３つずつ設けられている。

【００１５】固定ディスク２５の中心部には貫通孔２８
が形成されており、この貫通孔２８を貫通する筒部３１
と、固定ディスク２５と支持プレート１４との間に位置
するディスク部３２とを有する調心ディスク３３が作動
プレート２２に取り付けられている。図５に示すよう
に、調心ディスク３３はその筒部３１に一体となったフ
ランジ部３４にねじ結合されるねじ部材３５によって作
動プレート２２に固定されており、図７に示すように、
ディスク部３２にはスペーサ２７が貫通する貫通孔３０
が３つ形成されている。

【００１６】固定ディスク２５と調心ディスク３３のデ
ィスク部３２との間には、図６および図２に示すよう
に、固定ピストン１６の中心軸Ｏを中心に６０度の角度
を隔てて６つの鋼球３６が配置されており、固定ディス
ク２５は調心ディスク３３に対してこれに沿う方向、つ
まりＸ方向とＹ方向とに調整移動自在となっており、こ
の方向の移動距離は中心軸Ｏに対して直角の方向に±１
ｍｍ程度に設定されている。

【００１７】固定ディスク２５と調心ディスク３３との
間の図４に示す隙間Ｄは、鋼球３６により規制されるよ
うになっており、調心ディスク３３が支持プレート１４
に対して接近する方向に移動すると隙間Ｄは大きくな
る。当接ロッド１８と作動プレート２２との間に隙間が
形成され、作動プレート２２は支持プレート１４に対し
てＺ方向に調整移動自在となっており、このＺ方向の移
動距離は0.5 ｍｍ程度に設定されている。したがって、
作動プレート２２が当接ロッド１８の先端に接触するま
での範囲ではＺ方向に作動プレート２２は移動自在であ
り、当接ロッド１８の先端に作動プレート２２が接触し
た状態では、作動プレート２２は支持プレート１４に向
かう方向の移動が規制されることになる。

【００１８】さらに、調心ディスク３３は固定ディスク
２５に対して、角度θの範囲で回動自在となっており、
この角度θは数度の範囲に設定されており、作動プレー
ト２２は支持プレート１４に対して中心軸Ｏを中心とし
てこの角度θの範囲で回動自在となっている。

【００１９】図７に示すように、固定ディスク２５と調
心ディスク３３の外周部には、収容溝３７，３８がそれ
ぞれ形成されるとともに、９０度の角度を隔てて４つの
切り欠き部３９ａ，３９ｂが形成されている。それぞれ
の切り欠き部３９ａ，３９ｂの位置には調心ピン４０が
配置され、それぞれの収容溝３７，３８に装着されるリ
ング状の調心ばね部材４１，４２を調心ピン４０に形成
された係合溝４３，４４に係合させることにより、調心
ピン４０は両方のディスク２５，３３に装着されてい
る。これにより、調心ディスク３３には固定ディスク２
５の中心に向けてばね力が付与されており、作動プレー
ト２２の中心は支持プレート１４の中心に向かう方向の
ばね力が付与されて調心機能を有している。この調心ば
ね部材４１，４２としては、鋼などのばね鋼からなる金
属製のばねでも良く、ゴムや樹脂などの弾性を有するば
ねでも良い。

【００２０】図７に示すように、固定ディスク２５と調
心ディスク３３とに１２０度の角度を隔てて３つずつ形
成された支持孔４５，４６には、軸方向に摺動自在に中
空の締結ロッド４７が配置されている。作動プレート２
２に形成された収容溝４８には鋼球４９が配置され、締
結ロッド４７の一端面には、鋼球４９が接触するように
なっており、それぞれの一端面には図３に示すように鋼
球４９が接触するテーパ面が形成されている。

【００２１】固定ピストン１６には締結ディスク５１が
組み込まれており、この締結ディスク５１は固定ピスト
ン１６に嵌合されるシリンダ部５２と、これに一体とな
り支持プレート１４と締結ロッド４７の他端面との間に
位置するディスク部５３とを有している。シリンダ部５
２と固定ピストン１６との間には圧力室５４が形成され
ており、この中には支持プレート１４に形成された流路
５５ａとこれに連通して固定ピストン１６に形成された
流路５５ｂとを介して圧縮空気などの流体が供給される
ようになっている。固定ピストン１６にはシリンダ部５
２に接触するシール部材５６が設けられ、固定ピストン
１６に設けられた当接ロッド１８に接触するシール部材
５７が押さえ部材５８によりシリンダ部５２に取り付け
られている。圧力室５４内の流体の供給を停止した状態
のもとでは、締結ディスク５１を戻すためのばね部材５
９が設けられている。

【００２２】したがって、圧力室５４内に流体が供給さ
れていないときには、図３に示すように、鋼球４９には
締結ロッド４７による押し付け力が加えられておらず、
作動プレート２２は支持プレート１４に沿う方向つまり
ＸＹ方向に調整移動可能であり、支持プレート１４に対
して接近離反移動する方向、つまりＺ方向に調整移動可
能である。さらに、中心軸Ｏを中心に角度θの範囲で調
整回動可能であり、角度αの範囲で調整傾斜移動可能で
ある。このように圧力室５４内に流体が供給されていな
い状態のもとでは、移動部材１１が図示しないロボット
ハンドや搬送装置によってワーク１３の位置に位置決め
されたときに、その位置に誤差が存在したり、ワーク１
３の位置が所定の位置からずれていても、その誤差は作
動プレート２２が前述した各方向に調整移動できるの
で、吸収されることになり、ワーク１３の治具１２によ
る把持動作つまり掴んで持つ動作が確実に行われる。

【００２３】次いで、ワーク１３が把持された後に、圧
力室５４内に流路５５ａに接続されたジョイント部６１
から流体を供給すると、図３に示すように締結ディスク
５１は後退した状態から、図４に示すように前進した状
態となり、締結ディスク５１は作動プレート２２に向け
て移動し、締結ディスク５１はそのディスク部５３が締
結ロッド４７を鋼球４９に向けて移動して鋼球４９を締
め付けてロックすることになる。これにより、作動プレ
ート２２は支持プレート１４に対してＸおよびＹ方向
と、Ｚ方向に所定基準位置となり、かつ中心軸Ｏを中心
に角度θがゼロの角度となり、中心軸Ｏに対して所定の
角度αがゼロ度となった基準位置の状態で作動プレート
２２は支持プレート１４に締結されることになる。

【００２４】この状態で移動部材１１により調心装置１
０を介してワーク１３を搬送するときには、ワーク１３
はＸ，ＹおよびＺ方向に所定の基準位置となるととも
に、回動角度および傾斜角度がゼロとなった基準姿勢で
搬送されることになり、ワーク１３は調心装置によって
ロックされることから、ワーク１３を所定の姿勢ないし
位置の状態にロックして搬送することができ、搬送時に
ワーク１３が振動することを防止できる。

【００２５】この状態で第２の位置までワーク１３を搬
送した後に、そのワーク１３を第２の位置で位置決めす
る際に、その位置がずれていても、圧力室５４内の流体
を排出すると、前述のように、調心ディスク３３はＸ，
ＹおよびＺの３軸方向にずれ移動し得る状態となるとと
もに、αおよびθの方向に回動および傾斜移動し得る状
態となるので、確実にワークを位置決めすることができ
る。

【００２６】たとえば、棒状のワークを嵌合穴の中に圧
入する場合に、その嵌合穴が傾斜していても、ワークを
調心装置によって傾斜させるとともに、ＸおよびＹ方向
にずらし移動させることができるので、嵌合穴が傾斜し
ていても、ワークをその中に確実に嵌合させて位置決め
することができる。

【００２７】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。

【００２８】

【発明の効果】本発明にあっては、支持プレートに設け
られた当接ロッドの円弧面に接触する作動プレートには
調心ディスクが固定され、支持プレートに固定された固
定ディスクに対して調心ディスクは支持プレートに沿う
方向と、当接ロッドの中心軸の方向に調整移動可能であ
り、しかも、当接ロッドの中心軸に対して回動および傾
斜移動可能となっているので、作動プレートに治具など
を介して被搬送物を把持したり、把持した被搬送物を所
定の位置に位置決めする際に、被搬送物を前述したそれ
ぞれの方向に調整移動させることができる。これによ
り、被搬送物を把持する際に移動部材の位置が所定の位
置となっていなくても、あるいは被搬送物が所定の位置
に位置決めされていなくとも、その位置決め誤差を吸収
して被搬送物を把持することができる。また、被搬送物
を所定の位置に搬送した後に、その位置で被搬送物を位
置決めする際に、その位置がずれていても、確実にその
位置に被搬送物を位置決めすることができ、たとえば、
棒状の被搬送物を嵌合穴の中に圧入する際には、嵌合孔
が傾斜していても被搬送物の傾斜角度を保持しながら、
ＸＹ方向に被搬送物を移動させることにより確実に圧入
操作を行うことができる。被搬送物を搬送するときに
は、流体室に流体を供給することによって、被搬送物を
調心装置により所定の基準位置に調心させてロックする
ことができ、搬送時に被搬送物が振動することを防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である調心装置の外観を
示す正面図である。

【図２】図１におけるII−II線に沿う拡大断面図であ
る。

【図３】図２におけるIII −III 線に沿う断面図であ
る。

【図４】締結ディスクが作動した状態における図３と同
様の部分を示す断面図である。

【図５】図２におけるＶ−Ｖ線に沿う半断面図である。

【図６】図２におけるVI−VI線に沿う半断面図である。

【図７】固定ディスクと調心ディスクと締結ディスクを
示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１０ 調心装置 １１ 移動部材 １２ 治具 １３ ワーク（被搬送物） １４ 支持プレート １６ 固定ピストン １７ 円弧面 １８ 当接ロッド ２２ 作動プレート ２５ 固定ディスク ２７ スペーサ ２８ 貫通孔 ３０ 貫通孔 ３１ 筒部 ３２ ディスク部 ３３ 調心ディスク ３６ 鋼球 ３７ 収容溝 ３９ 切り欠き部 ４０ 調心ピン ４１，４２ 調心ばね部材 ４３ 係合溝 ４７ 締結ロッド ４８ 収容溝 ４９ 鋼球 ５１ 締結ディスク ５２ シリンダ部 ５３ ディスク部 ５４ 圧力室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に半球形状の円弧面が形成された当
   接ロッドを有し、移動部材に取り付けられる支持プレー
   トと、 前記円弧面に接触する当接面を有し、被搬送物が装着さ
   れる作動プレートと、 前記支持プレートに所定の隙間を介して固定された固定
   ディスクと、 前記固定ディスクの中心部に形成された貫通孔を貫通す
   る筒部、および前記固定ディスクと平行なディスク部を
   備え、前記筒部で前記作動プレートに固定される調心デ
   ィスクと、 前記固定ディスクの中心に向けて前記調心ディスクにば
   ね力を付与する調心ばね部材と、 前記固定ディスクと前記調心ディスクとに形成された支
   持孔に軸方向に摺動自在に配置され、前記作動プレート
   に保持された鋼球に一端面が接触する締結ロッドと、 前記当接ロッドに嵌合し流体圧が供給されるシリンダ
   部、および前記締結ロッドの他端面に接触するディスク
   部を備えた締結ディスクとを有し、 前記シリンダ部内に流体を供給しないときには前記作動
   プレートを前記支持プレートに対して傾斜させた状態で
   前記支持プレートに沿って移動自在とし、前記シリンダ
   部内に流体を供給することにより前記作動プレートを前
   記支持プレートに締結するようにしたことを特徴とする
   調心装置。