JP2002307251A - マテリアルハンドのワーク固定駒位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マテリアルハンドの小型、軽量、省スペース化
及びコスト低減を可能にしたマテリアルハンドのワーク
固定駒位置決め装置を提供する。 【解決手段】クランプ装置６ａを備えた固定のワーク固
定駒５ａと、クランプ装置６ｂを備え固定のワーク固定
駒５ａに対向して接近及び離間する可動のワーク固定駒
５ｂと、ロボットアームが着脱するロボットアームドッ
キング部材３とを備え固定のワーク固定駒５ａと可動の
ワーク固定駒５ｂとによって板金部品をクランプするマ
テリアルハンド１と、マテリアルハンド１を載置するマ
テリアルハンド置台１６とからなり、可動のワーク固定
駒５ｂに位置決めカム１３を設け、この位置決めカム１
３に当接して可動のワーク固定駒５ｂを移動位置決めす
る位置決めローラ１８を備え、位置決めローラ１８を前
記位置決めカム１３に対し進退作動するアクチュエータ
１７を前記マテリアルハンド置台１６に固定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボットで
板金部品（ワーク）を搬送するマテリアルハンドのワー
ク固定駒の位置決め装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車ボデー等の板金部品（ワ
ーク）の組み付け作業等は産業用ロボット（以下ロボッ
トと略称する）で板金部品を搬送している。それにはマ
テリアルハンドに設けられているワーク固定駒によって
ワークを掴持しているが、掴持するワークの大きさは様
々であり、掴持するワークの大きさに応じてワーク固定
駒を位置決めしている。このようなワーク固定駒の位置
決め機能を持った従来のマテリアルハンドは図４及び図
５で示す構造である。

【０００３】図４及び図５で示すように、マテリアルハ
ンド１とマテリアルハンド置台１６とから構成されてい
る。このマテリアルハンド置台１６はマテリアルハンド
１を載置して待機するものである。すなわち、マテリア
ルハンド１によって作業するロボットは、マテリアルハ
ンド１による作業以外の別の作業を行わせて有効活用す
るため、その別の作業を行っている間マテリアルハンド
１をマテリアルハンド置台１６に仮置きの状態にしてお
く役目のものであり、次回に搬送作業するワークの大き
さが変更する場合はマテリアルハンド１をマテリアルハ
ンド置台１６に載置した時にワーク固定駒の位置決めを
行ってロボットのアームがマテリアルハンド置台１６上
のマテリアルハンド１から離脱して別の作業に移るよう
にしている。

【０００４】マテリアルハンド１はメインプレート２上
に図略のロボットアームが着脱するロボットアームドッ
キング部材３が固定されており、メインプレート２の一
端には取り付けプレート４が固定され、これに固着され
ているブラケット２１にクランプ装置６ａを備えた固定
のワーク固定駒５ａが取り付けられている。また、メイ
ンプレート２の他端の下面にはクランプ装置６ｂを備え
た可動のワーク固定駒５ｂが前記固定のワーク固定駒５
ａと対向して接近、離間して位置決め可能に設けられて
いる。これら固定のワーク固定駒５ａ及び可動のワーク
固定駒５ｂのクランプ装置６ａ、６ｂはワーク把持爪を
シリンダ１９によって開閉する構造である。

【０００５】前記可動のワーク固定駒５ｂの位置決め機
構は次の通りである。メインプレート２の他端の下面に
間隔をおいて対面するブラケット７、８が固定され、こ
の一方のブラケット７にモータ等のアクチュエータ３０
が固定されている。また、両ブラケット７、８間にはリ
ニアガイド１０が摺動可能に嵌装されたガイドロッド９
と、このガイドロッド９と平行する送りねじ軸３１とが
設けられている。前記送りねじ軸３１はブレーキ付のス
ライダ１２が螺合しており、前記アクチュエータ３０の
正逆回転により前記スライダ１２を進退移動するように
なっている。このスライダ１２に前記ワーク固定駒５ｂ
が固定され、スライダ１２の進退移動によってワーク固
定駒５ｂの位置決めが行われるようになっている。

【０００６】マテリアルハンド１をマテリアルハンド置
台１６に安定して載置するために、固定のワーク固定駒
５ａを固定しているブラケットに水平軸線方向に支持軸
２２を設け、この支持軸２２が支持される支持部材２０
をマテリアルハンド置台１６の一端上に固設し、ロボッ
トアームドッキング部材３の部位のメインプレート２の
下面に固定されている制御機器構造物２３に固定されマ
テリアルハンド置台１６のフレームに支持されるロール
２４と、ブラケット７に固定されマテリアルハンド置台
１６上に載置されるアーム２５とから構成されている。

【０００７】このような構造のマテリアルハンド１にお
いて、可動のワーク固定駒５ｂを位置決めする時は前述
のようにロボットによってマテリアルハンド１をマテリ
アルハンド置台１６に載置し、ロボットがマテリアルハ
ンド１に結合されている状態でロボット側に装備されて
いる制御装置によってアクチュエータ３０に指令して可
動のワーク固定駒５ｂを所定の位置に前進又は後退移動
して位置決めし、固定のワーク固定駒５ａとの対向間隔
を切替え変更している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のマテリアル
ハンドのワーク固定駒位置決め装置では、マテリアルハ
ンド１に可動のワーク固定駒５ｂを位置決めするアクチ
ュエータ３０が取り付けられているためマテリアルハン
ド１の重量が増大し、この重量が増大しているマテリア
ルハンド１を操作可能な能力を持った大型ロボットが必
要となり、ロボット価格やロボットの設置スペースが増
大する。また、アクチュエータ３０が電動モータの場合
はロボットとアクチュエータ３０との間に配線が必要で
あり、アクチュエータ３０がエアシリンダの場合はロボ
ットとアクチュエータ３０との間にエア配管を必要とす
る。これら配線、配管の何れにおいてもロボットとマテ
リアルハンド１を切り離したり結合する関係で配線、配
管の切り離し及び接続の煩わしい作業が必要があり、断
線等の故障を起こす恐れがある。さらに、アクチュエー
タ３０によってマテリアルハンド１の形態が大きくな
り、ロボットのティーチング時に他の付帯設備との干渉
が発生し易くなる等の問題を有している。

【０００９】本発明の目的とするところは、マテリアル
ハンドの小型、軽量、省スペース化及びコスト低減を可
能にしたマテリアルハンドのワーク固定駒位置決め装置
を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、請求項１に記載の通り、クランプ装置を
備えた固定のワーク固定駒と、クランプ装置を備え前記
固定のワーク固定駒に対向して接近及び離間する可動の
ワーク固定駒と、産業用ロボットのアームが着脱するロ
ボットアームドッキング部材とを備え前記固定のワーク
固定駒と可動のワーク固定駒とによって板金部品をクラ
ンプするマテリアルハンドと、このマテリアルハンドを
載置するマテリアルハンド置台とからなり、前記可動の
ワーク固定駒に位置決めカムを設け、前記位置決めカム
に当接して可動のワーク固定駒を移動位置決めする位置
決めローラを備え、この位置決めローラを前記位置決め
カムに対し進退作動するアクチュエータを前記マテリア
ルハンド置台に固定し、前記マテリアルハンドを前記マ
テリアルハンド置台に載置した状態で可動のワーク固定
駒を位置決めするようにしたことを特徴とするものであ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図１及び図２において、１はマテリ
アルハンド１であり、１６は前記マテリアルハンド１を
載置するマテリアルハンド置台１６である。

【００１２】前記マテリアルハンド１は、メインプレー
ト２上に図略のロボットアームが着脱するロボットアー
ムドッキング部材３が固定されており、メインプレート
２の一端には取り付けプレート４が固定され、これに固
着されているブラケット２１にクランプ装置６ａを備え
た固定のワーク固定駒５ａが取り付けられている。ま
た、メインプレート２の他端の下面にはクランプ装置６
ｂを備えた可動のワーク固定駒５ｂが前記固定のワーク
固定駒５ａと対向してＺ方向に接近、離間移動して位置
決め可能に設けられている。これら固定のワーク固定駒
５ａ及び可動のワーク固定駒５ｂのクランプ装置６ａ、
６ｂはワーク把持爪をシリンダ１９によって開閉する構
造である。

【００１３】前記メインプレート２の他端の下面に間隔
をおいて対面固定されているブラケット７、８間にリニ
アガイド１０が摺動可能に嵌装された第１のガイドロッ
ド９と、このガイドロッド９と平行する第２のガイドロ
ッド１１とが設けられており第２のガイドロッド１１に
はブレーキ付のスライダ１２が摺動可能に嵌装されてい
る。このスライダ１２に前記可動のワーク固定駒５ｂが
固定され位置決めが行われるようになっている。

【００１４】マテリアルハンド１をマテリアルハンド置
台１６に安定して載置するために、固定のワーク固定駒
５ａを固定しているブラケット２１に水平軸線方向に支
持軸２２を設け、この支持軸２２が支持される支持部材
２０をマテリアルハンド置台１６の一端上に固設し、ロ
ボットアームドッキング部材３の部位のメインプレート
２の下面に固定されている制御機器構造物２３に固定さ
れマテリアルハンド置台１６のフレームに支持されるロ
ール２４と、ブラケット７に固定されマテリアルハンド
置台１６上に載置されるアーム２５とから構成されてい
る。

【００１５】前記可動のワーク固定駒５ｂの位置決め機
構は次の通りである。可動のワーク固定駒５ｂに位置決
めカム１３を設け、マテリアルハンド置台１６に前記位
置決めカム１３を介して可動のワーク固定駒５ｂを位置
決めするためのアクチュエータ１７を設けた構成であ
る。

【００１６】前記位置決めカム１３は図３にも示すよう
にブロックに下面が開口している山形凹傾斜面１４と、
この山形凹傾斜面１４の頂点にカム溝１５が設けられて
いる形態である。

【００１７】一方、アクチュエータ１７は複数のエアシ
リンダによってそれぞれ昇降動する複数の位置決めロー
ラ１８が可動のワーク固定駒５ｂの移動方向に所要の間
隔で並列した構造である。

【００１８】本発明は上記の通りの構造であるから、ロ
ボットによってマテリアルハンド１を前記位置決めカム
１３がマテリアルハンド置台１６側の位置決めローラ１
８と対応する向きにしてマテリアルハンド置台１６に載
置する。マテリアルハンド１をマテリアルハンド置台１
６に載置した後はロボットアームをロボットアームドッ
キング部材３から離脱してロボットを他の作業を行わせ
ても可動のワーク固定駒５ｂを位置決めすることができ
る。

【００１９】すなわち、マテリアルハンド１をマテリア
ルハンド置台１６に載置した後に複数の位置決めローラ
１８のうちで今回位置決めしようとする可動のワーク固
定駒５ｂの位置決め移動ストロークを受け持つ位置決め
ローラ１８のエアシリンダを作動して所定の位置決めロ
ーラ１８を上昇する。これにより位置決めローラ１８は
位置決めカム１３の山形凹傾斜面１４に当接して山形凹
傾斜面１４の角度で可動のワーク固定駒５ｂをＺ方向に
移動し、位置決めローラ１８が位置決めカム１３のカム
溝１５に係入したところで可動のワーク固定駒５ｂをＺ
方向の移動が停止し所定の位置決めを完了するものであ
る。

【００２０】可動のワーク固定駒５ｂのＺ方向の移動ス
トロークは複数の位置決めローラ１８によって異なり、
位置決め移動方向は前回の位置決めによって異なる。移
動ストロークについて図示の２つの位置決めローラ１８
の場合は、マテリアルハンド置台１６に近い側に位置す
る図１において左側の位置決めローラ１８では可動のワ
ーク固定駒５ｂの移動ストロークは小さく、右側の位置
決めローラ１８では可動のワーク固定駒５ｂの移動スト
ロークは左側の位置決めローラ１８よりも大きい２段階
の位置決めが得られる。

【００２１】位置決め移動方向については前回の位置決
めによって今回位置決めしようとする位置決めローラ１
８は位置決めカム１３の山形凹傾斜面１４の当接位置が
異なる。例えば図３で示すように、右側の位置決めロー
ラ１８によって前回位置決めしたときの位置決めカム１
３は点線で示す位置である。このような状態で今回左側
の位置決めローラ１８によって位置決めするときには左
側の位置決めローラ１８は位置決めカム１３の山形凹傾
斜面１４の図３において左側の傾斜面に当接して位置決
めカム１３を左側に移動する。すなわち、左側の位置決
めローラ１８がカム溝１５に係入するまで可動のワーク
固定駒５ｂをＺ方向に前進移動するのである。また、前
回位置決めが図３の実線で示す位置決めカム１３位置の
場合で右側の位置決めローラ１８によって位置決めする
ときには、右側の位置決めローラ１８は位置決めカム１
３の山形凹傾斜面１４の図３において右側の傾斜面に当
接し位置決めカム１３を左側に移動して右側の位置決め
ローラ１８がカム溝１５に係入するまで可動のワーク固
定駒５ｂをＺ方向に後退移動する。

【００２２】尚、図面及び上記の実施例では２つ位置決
めローラ１８で２段階の移動ストロークにより可動のワ
ーク固定駒５ｂを位置決めする態様であるが、位置決め
ローラ１８を２つ以上並列して設置することにより可動
のワーク固定駒５ｂを２段階以上で位置決めすることが
可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によると、マテリア
ルハンドの可動のワーク固定駒に位置決めカムを設け、
前記位置決めカムに当接して可動のワーク固定駒を移動
位置決めする位置決めローラを備え、この位置決めロー
ラを前記位置決めカムに対し進退作動するアクチュエー
タをマテリアルハンド置台に固定したことにより、マテ
リアルハンドは小型、軽量、省スペース化され、ロボッ
トのティーチング時に他の付帯設備との干渉の問題を解
消し、大型ロボットが不要となりコストを低減する。ま
た、ロボットとマテリアルハンドとの間に配線、配管が
不要となりロボットとマテリアルハンドを切り離したり
結合する際の配線、配管の切り離し及び接続の煩わしい
作業が省略され、断線等の故障もなくなる。さらに加え
て、マテリアルハンドをマテリアルハンド置台に載置し
た後はロボットアームをロボットアームドッキング部材
から離脱してロボットを他の作業を行わせても可動のワ
ーク固定駒を位置決めすることができる等の利点を有し
ている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の斜視図

【図２】図１のＡ矢視図

【図３】位置決めカムと位置決めローラとの関係を示す
図

【図４】従来装置の斜視図

【図５】図４のＢ矢視図

【符号の説明】

１ マテリアルハンド ２ メインプレート ３ ロボットアームドッキング部材 ４ 取り付けプレート ５ａ 固定のワーク固定駒 ５ｂ 可動のワーク固定駒 ６ａ クランプ装置 ６ｂ クランプ装置 ７ ブラケット ８ ブラケット ９ 第１のガイドロッド １０ リニアガイド １１ 第２のガイドロッド １２ スライダ １３ 位置決めカム １４ 山形凹傾斜面 １５ カム溝 １６ マテリアルハンド置台 １７ アクチュエータ １８ 位置決めローラ １９ シリンダ ２０ 支持部材 ２１ ブラケット ２２ 支持軸 ２３ 制御機器構造物 ２４ ロール ２５ アーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C007 AS05 BT14 CY03 CY13 CY36 DS01 EV07 EV08 EV12 EW03 HS01 HS14 HT33 HT38 LV07 MS12 MT03 MT04 NS24

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランプ装置を備えた固定のワーク固定
   駒と、クランプ装置を備え前記固定のワーク固定駒に対
   向して接近及び離間する可動のワーク固定駒と、産業用
   ロボットのアームが着脱するロボットアームドッキング
   部材とを備え前記固定のワーク固定駒と可動のワーク固
   定駒とによって板金部品をクランプするマテリアルハン
   ドと、このマテリアルハンドを載置するマテリアルハン
   ド置台とからなり、前記可動のワーク固定駒に位置決め
   カムを設け、前記位置決めカムに当接して可動のワーク
   固定駒を移動位置決めする位置決めローラを備え、この
   位置決めローラを前記位置決めカムに対し進退作動する
   アクチュエータを前記マテリアルハンド置台に固定し、
   前記マテリアルハンドを前記マテリアルハンド置台に載
   置した状態で可動のワーク固定駒を位置決めするように
   したことを特徴とするマテリアルハンドのワーク固定駒
   位置決め装置。