JP2004148486A

JP2004148486A - 汎用ハンド

Info

Publication number: JP2004148486A
Application number: JP2003140573A
Authority: JP
Inventors: Setsuo Nakamura; 節男中村; Keiichiro Suzuki; 啓一郎鈴木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2023-05-19
Also published as: JP4093110B2

Abstract

【課題】把持手段を追加することなく多品種のワークを把持可能な汎用ハンドを得る。
【解決手段】ロボットアームＲＡにより位置決めし搬送移動するフレーム８に対して前進位置方向に付勢されつつ進退移動可能であり且つ揺動自在に吸着パッド１７を支持して備え、ワークに吸着作動させたとき吸着パッド１７の進退位置と揺動をロック手段２０および拘束手段３０より拘束する吸着保持手段５、６をハンド１に設け、この吸着保持手段５、６をフレーム８に対してスライド移動可能に配置した。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを把持する汎用ハンドに関し、特に、異なるサイズや形状の多品種のワークを把持可能な汎用ハンドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からこの種の多品種のワークを把持するため、ロボット等の搬送手段の把持装置としてのハンドにワークの種類毎に対応するゲージクランプ等の把持手段を備えるものが一般的であった。
【０００３】
これは、搬送等に際して把持しようとするワークの種類に応じて適用する把持手段を切換機構により切換て使用するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、搬送しようとするワーク種類数に対応して複数の把持手段およびその切換機構を必要とし、生産するワークの種類が多くなるに連れてハンドが重くなるものであるため、ロボット等の搬送手段の可搬重量や許容イナーシャをオーバーする虞があった。
【０００５】
また、ワーク種類数に対応した複数の把持手段およびその切換機構を備え、ワークに適用している把持手段以外の把持手段はハンド上の待機位置に位置するものであり、これらの把持手段の全てと搬入工程側ゲージまたは搬出工程側ゲージとが干渉しないように形成する必要があるため、把持手段および切換機構がより一層複雑なものとならざるを得ないものであった。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、把持手段を追加することなく多品種のワークを把持可能な汎用ハンドを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多軸搬送手段により位置決めされ搬送移動されるフレームに対して所定の範囲だけ進退移動可能であり、前進位置方向に付勢され、揺動自在に支持された吸着パッドと、吸着パッドをワークに吸着作動させる吸着作動手段と、前記吸着作動手段の作動時に前記吸着パットの進退移動を拘束するロック手段および前記吸着パッドの揺動を拘束する拘束手段と、から吸着保持手段を構成し、前記吸着保持手段を多軸搬送手段により位置決めし搬送移動するフレームに対してスライド移動可能に配置したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
したがって、本発明では、フレームに対して前進位置方向に付勢されつつ進退移動可能であり且つ揺動自在に吸着パッドを支持し、ワークに吸着作動させたとき吸着パッドの進退位置と揺動をロック手段および拘束手段より拘束するよう吸着保持手段を構成し、この吸着保持手段を多軸搬送手段により位置決めし搬送移動するフレームに対してスライド移動可能に配置した。
【０００９】
このため、吸着パッドを進退方向および首振り方向でワークの形状に倣わすことができ、種類・形状の異なるワークに対しても適切に保持でき、簡単に汎用化を図ることができる。
【００１０】
しかも、種類の異なるワークに対して、追加するゲージクランプが不要であるので、複数種類のワークを選択的に搬送する場合においても、ハンドの重量増加がない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜図１０は、本発明の汎用ハンドの一例を示し、自動車のボデーサイドアウター（以下、Ｂ／Ｓ−ＯＴＲという）を把持して搬送する汎用ハンド１に適用したものである。
【００１３】
図１、２は、本発明を適用した汎用ハンド１の平面図および正面図を示す。図１、２において、この汎用ハンド１は、Ｂ／Ｓ−ＯＴＲの前後のドア開口ＦＤ、ＲＤを形成するサイドシルＳＳのフランジＳＦおよびセンタピラーＣＰ前方のフランジＰＦを夫々クランプするゲージクランプ２〜４と、Ｂ／Ｓ−ＯＴＲに一体に形成されているリアフェンダＲＦの内面に吸着可能な吸着保持手段５、６と、吸着保持手段５、６を車体前後方向に移動可能とする位置決め手段７と、ゲージクランプ２〜４および位置決め手段７により位置決めされる吸着保持手段５、６を保持しロボットアームＲＡに連結されるフレーム８と、から構成している。
【００１４】
前記ゲージクランプ２〜４は、図３に示すように、固定爪１０と固定爪１０に回動可能に枢支された可動爪１１とによりパネルのフランジをクランプしてＢ／Ｓ−ＯＴＲを保持するものである。固定爪１０はフレーム８に一体のブラケットに固定支持され、可動爪１１はクランプシリンダ１２により開放位置とクランプ位置とのいずれかに位置される。図２に示すように、サイドシルＳＳの前後のドア開口ＦＤ、ＲＤを形成するフランジＳＦをクランプするゲージクランプ２、３は、上下方向に延びるフランジに直交するよう固定爪１０が略垂直に配置され、センタピラーＣＰ前方のフランジＰＦをクランプするゲージクランプ４は、前後方向に延びるフランジに直交するよう固定爪１０が略水平に配置されている。これらのフランジＳＦ、ＰＦは車種（車型）が異なるも、ゲージクランプ２〜４の位置を調整することなく共通してクランプすることができる。前記車種（車型）とは、大型から小型までのセダンや大型から小型までのワゴンの車両の種類である。
【００１５】
前記吸着保持手段５、６は、図４に示すように、スライド軸１５をスライド自在に支持し、且つ、そのスライド移動を拘束可能なロック機構２０を備えたスライドガイド１６と、吸着パッド１７をスライド軸１５の先端に揺動自在に支持し、且つ、その揺動を拘束可能な揺動拘束手段３０と、揺動拘束手段３０に保持された吸着パッド１７と、ロック機構２０および揺動拘束手段３０に選択的に正圧を供給し且つ吸着パッド１７に選択的に負圧を供給する空圧回路４０（図５参照）とで構成される。
【００１６】
前記吸着パッド１７は、基部側に比較してリング状となった先端側が軟らかい素材が使用され、吸着時に相手であるパネル等のワークをキズ付けないようにしている。この吸着パッド１７は、その素材に一般的にオイルシールやオーリング等に用いられる耐油性のポリマーゴムであるニトリルゴム（ＮＢＲ）を用いる。得られる硬度が基部側と先端側とで相違するように、ポリマーベースに含有カーボンの質・量を吸着パッド１７の先端側と基端側とで相違させて、両者を一体として加硫成形する。加硫成形工程においては先端側と基端側とが同一系統のポリマーであるため、容易に化学的に結合し一体となる。このようにして、吸着パッド１７は先端側で柔軟性が高く、基端側で剛性の高い性質を持つものとなる。
【００１７】
なお、吸着パッドの材質としては、上記ものに限定されるものではなく、他のゴム材料で形成してもよく、必要とする硬さが先端側と基端側とで異ならせることができればよい。その吸着パッド１７の硬度としては、プラスチックやゴム材料に用いられるスプリング式硬さ試験機「デュロメータ」に基づくデュロメータ硬度ＨＤＡによれば、先端側で「４０〜５０」、それ以外の基端側を含む各部分で「６０〜７０」の硬度のものが望ましい。
【００１８】
前記スライドガイド１６は、図６に詳細を示すように、スライド軸１５を摺動可能に保持するガイドチューブ２１をブラケット１８に一体に保持して備える。スライド軸１５にはコイル状のスプリング１９が周囲に配置されて揺動拘束手段３０および吸着パッド１７を進出方向に付勢している。図４は吸着パッド１７の出限状態を示し、図７は、スライド軸１５が後退位置に移動された吸着パッド１７の戻り限状態を示している。
【００１９】
図６において、前記ロック機構２０は、前記ガイドチューブ２１周囲に形成した筒状空間の内外周面にロックスリーブ２２を摺動自在に嵌合し、ロックスリーブ２２の一方の空間を空圧回路４０からのホースが連結されるシリンダ室２３に形成し、ロックスリーブ２２の他方の空間にロックスリーブ２２をシリンダ室２３側に後退させるスプリング２４を挿入して備える。前記ガイドチューブ２１には内外面を貫通する貫通穴２５を複数個設け、夫々の貫通穴２５に球体２６を半径方向に移動可能に挿入して備え、球体２６は夫々の内周側で筒状のブレーキシュー２７に接触させている。前記ロックスリーブ２２の内周面には、シリンダ室２３側に軸方向に接近するに連れて径が増加するテーパ状のロック面２８を備える。これらロックスリーブ２２、スプリング２４、球体２６、および、ブレーキシュー２７は、ロック機構（ロック手段）２０を構成する。なお、２９はスプリング２４が配置された空間の大気への開放穴である。
【００２０】
このロック機構２０は、ロックスリーブ２２がスプリング２４の付勢力によりシリンダ室２３側の後退位置にあるとき、ロックスリーブ２２のロック面２８の小径部分が前記球体２６を半径方向内方に押圧してブレーキシュー２７を介してスライド軸１５に制動を加えるよう機能する。また、ロック解除手段として機能するシリンダ室２３に圧縮空気が供給される場合には、ロックスリーブ２２がスプリング２４の付勢力に抗して前進位置に移動し、テーパ状のロック面２８の球体２６に対する半径方向内方への押圧力を解除してブレーキシュー２７のスライド軸１５への接触を解除する。
【００２１】
前記揺動拘束手段３０は、図８に示すように、吸着パッド１７に固定された球状のコマ３１と、コマ３１を吸着パッド１７側から支持する固定の球面ガイド３２と、球面ガイド３２とは逆側からコマ３１を支持する可動の球面ガイド３３とを備える。可動の球面ガイド３３はスプリング３４によりコマ３１側に付勢され、スプリング３４に対抗してコマ３１からの離反方向に作動するシリンダ３５とが備えられる。
【００２２】
前記コマ３１は、吸着パッド１７の背面にボルト１７Ａを介して固定され、吸着パッド１７内に負圧を導入する通路３１Ａを中央部に貫通して備える。コマ３１の外周は球面に形成され、前記固定と可動の球面ガイド３２、３３に支持される。可動の球面ガイド３３がスプリング３４により付勢されている状態では、両球面ガイド３２、３３にロックされて吸着パッド１７の揺動移動は拘束される。可動の球面ガイド３３がシリンダ３５により離反方向に付勢されている状態では、両球面ガイド３２、３３間での移動が許容されて吸着パッド１７の揺動が許容される。
【００２３】
前記シリンダ３５は吸着パッド１７側で、前記固定の球面ガイド３２を外周ネジ３２Ａにより固定保持し、可動の球面ガイド３３を内周穴３５Ａに軸方向移動可能に支持する。またスライド軸１５側は、円筒体３５Ｂに形成され、その開口端はスライド軸１５に連結された端蓋３６により閉塞される。円筒体３５Ｂの内周には、リング状のピストン３７が摺動可能に挿入され、ピストン３７の内周には端蓋３６に摺動状態で嵌合するボス３７Ａが形成されている。ピストン３７の内周側と前記可動の球面ガイド３３とは球面ガイド３３から軸方向に伸びる円筒部材３３Ａを介して連結され、ピストン３７と球面ガイド３３とは一体に移動する。円筒部材３３Ａは円筒体３５Ｂから内方に延びるフランジ３５Ｃの先端に摺動自在に嵌合し、円筒体３５Ｂおよびフランジ３５Ｃと、円筒部材３３Ａおよびピストン３７とでシリンダ室３５Ｄが形成される。ピストン３７と端蓋３６との間には前記スプリング３４が介挿されてピストン３７を吸着パッド１７側に付勢している。端蓋３６に軸方向に設けた穴３６Ａは、ピストン３７および円筒部材３３Ａの内周、前記コマ３１の通路３１Ａを介して、スライド軸１５の貫通孔１５Ａと吸着パッド１７内とを連通させている。
【００２４】
前記揺動拘束手段３０は、シリンダ室３５Ｄに孔３５Ｅを介して、前記ロック機構２０と同期して空圧回路４０から作動流体が導入される。シリンダ室３５Ｄに作動流体が導入されていないときには、スプリング３４の付勢力がピストン３７、円筒部材３３Ａを介して可動の球面ガイド３３に作用する。この場合には、固定の球面ガイド３２との間でコマ３１をロック保持し、吸着パッド１７は揺動移動が拘束され、その揺動位置が保持される拘束状態となる。また、シリンダ室３５Ｄに作動流体を導入したときには、作動流体によりスプリング３４に対抗してピストン３７を吸着パッド１７と反対側に付勢し、円筒部材３３Ａを介して可動の球面ガイド３３を固定の球面ガイド３２から遠ざける。この場合には、コマ３１の回動が許容され、吸着パッド１７は、例えば、図示の断面位置、２点線位置等に首振り方向に揺動が可能な保持解除状態となる。
【００２５】
前記空圧回路４０は、図５に示すように、フィルタ４１、圧力調整弁４２、第１の電磁弁４３、第２の電磁弁４４、エジェクタ４５、および、ベンチュリ２６等を備える。第１の電磁弁４３は第１の切換位置で、空圧源４０Ａよりの圧縮空気を共通の空圧回路４７から並列に接続された各シリンダ室２３、３５Ｄに供給すると共に第２の電磁弁４４へ通じる通路を大気開放する。第１の電磁弁４３は、また、ソレノイドが作動した第２の切換位置では、空圧源４０Ａよりの圧縮空気を第２の電磁弁４４に供給すると共に各シリンダ２３、３５Ｄを共通の空圧回路４７を経由して大気開放する。
【００２６】
第２の電磁弁４４は、第１の切換位置で、第１の電磁弁４３を経由した圧縮空気をエジェクタ４５経由で共通の空圧回路４８から並列に接続された吸着パッド１７へ供給する。また、ソレノイドが作動した第２の切換位置では、ベンチュリ４６に圧縮空気を供給してベンチュリ作用によって負圧を発生させ、この負圧を共通の空圧回路４８から並列接続の吸着パッド１７へ供給する。前記エジェクタ４５は、所定量の空気が吸着パッド１７へ供給された場合に、その供給を停止するよう機能する。
【００２７】
第１、２の電磁弁４３、４４は、第１の電磁弁４３が第１の切換位置にある場合には、ロック機構２０および揺動拘束手段３０の作動を解除して吸着パッド１７はスライド軸１５と共に進退可能であり且つ揺動可能とする。第１の電磁弁４３が第２の切換位置に切換られると、ロック機構２０および揺動拘束手段３０が作動して吸着パッド１７の進退移動および揺動を拘束する一方、第２の電磁弁４４の切換位置に応じて吸着パッド１７に正圧もしくは負圧を供給するように作動する。前記第２の電磁弁４４とベンチュリ４６とは吸着作動手段として機能する。
【００２８】
前記位置決め手段７は、前記吸着保持手段５、６を車体前後方向に移動可能とするものであり、図９および図１０に示すように、車体前後方向に延びるフレーム８上に配置したスライド機構５１、５２により前記吸着保持手段５、６を支持する。
【００２９】
また、図示例では、車体前後方向に位置させて二個の吸着保持手段５、６およびスライド機構５１、５２が配置され、車体前方側の第１スライド機構５１は駆動装置５３を備え、駆動装置５３により図中の実線図示および鎖線図示のように、吸着保持手段５を車体前後方向にスライド位置を調整可能としている。また、車体後方位置の第２の吸着保持手段６は同様にフレーム８上に配置した第２のスライド機構５２により支持して備える。第２スライド機構５２は駆動装置を備える代わりに自らの移動を拘束する第２ブレーキユニット５５を備え、第２ブレーキユニット５５が作動するときスライド移動が阻止され、その作動が解除されるとき移動可能となる。
【００３０】
また、第１スライド機構５１と第２スライド機構５２との間に、第１ブレーキユニット５４による間隔拘束機構を備える。この間隔拘束機構は、第１スライド機構５１から第２スライド機構５２に向けて延ばした部材５６と、第２スライド機構５２から第１スライド機構５１に向けて延ばした部材（棒材）５７と、両部材５６、５７の相対移動を拘束する第１ブレーキユニット５４とから構成している。第１ブレーキユニット５４は、第２ブレーキユニット５５の作動時に非作動状態とされ、第２ブレーキユニット５５の非作動時に作動状態とされる。第１ブレーキユニット５４の非作動状態においては、第２ブレーキユニット５５が作動状態にあり、第１スライド機構５１のスライド移動は第２スライド機構５２に伝達されない。第１ブレーキユニット５４の作動状態においては、第２ブレーキユニット５５は非作動とされ、この状態において、駆動装置５３による第１スライド機構５１のスライド移動は間隔拘束機構を介して両者の間隔を保持したまま、第２スライド機構５２をスライド方向に移動させることができる。
【００３１】
以上の構成になる汎用ハンド１は、ゲージクランプ２〜４の可動爪１１をクランプシリンダ１２により固定爪１０から離脱させて開放状態とし、ロック機構２０および揺動拘束手段３０に作動流体としての圧縮空気を供給してロック機構２０および揺動拘束手段３０を解除することで、ワークを保持可能な状態とできる。スライド軸１５はスプリング１９により先端位置に移動し、揺動拘束手段３０はシリンダ室３５Ｄに圧縮空気が供給されることによりピストン３７がスプリング３４に抗して移動し、可動の球面ガイド３３はコマ３１の球面に緩く接触するかコマ３１の球面から若干離反して、コマ３１は両球面ガイド３２、３３の間で回転摺動可能な拘束解除状態となる。
【００３２】
図示しないロボットアームによりフレーム８を移動して、図示しない搬入工程側ゲージに保持されているワークとしてのＢ／Ｓ−ＯＴＲに対面させると、夫々のゲージクランプ２〜４の固定爪１０がサイドシルＳＳのフランジＳＦおよびセンタピラーＣＰのフランジＰＦの側面に当接し（図２参照）、各吸着カップ１７の先端がリアフェンダＲＦの内面に夫々当接する（図２参照）。各吸着カップ１７はリアフェンダＲＦの内面の傾斜形状に沿って揺動され、且つ、リアフェンダＲＦの形状に応じて後退させられる（図１１参照）。
【００３３】
この状態において、クランプシリンダ１２を作動させ、また、ロック機構２０および揺動拘束手段３０に供給していた空気を排出する一方、吸着カップ１７に負圧を供給する。各ゲージクランプ２〜４は対応するフランジを固定爪１０と可動爪１１とで挟んでクランプする。ロック機構２０はスライド軸１５の移動をロックし、揺動拘束手段３０はピストン３７がスプリング３４に付勢され可動の球面ガイド３３が固定の球面ガイド３２の方向にスプリング３４により付勢してコマ３１の回動は拘束し、吸着パッド１７はワーク表面にリング状の先端部を接触させた拘束状態に維持される。吸着パッド１７は、スライド軸１５の貫通孔１５Ａ、端蓋の穴３６Ａ、ピストン３７および円筒部材３３Ａの内周、コマ３１の通路３１Ａを介して導入された負圧によりワークを吸着して保持する。
【００３４】
この状態においては、吸着パッド１７の先端側のリング状部分がワーク形状に倣って揺動した揺動位置に保持され、吸着パッド１７のスライド位置もワーク形状に倣ってスライド軸１５がスライドした位置にロック機構２０によりロックされている。ワーク姿勢は、搬出工程側ゲージに保持されている姿勢そのままに搬送でき、搬出工程側ゲージに移載することができる。
【００３５】
搬送すべき車種が変わる場合には、一体のリアフェンダＲＦの位置および長さが変化する。このため、吸着カップ１７で吸着すべき位置を変更する必要がある。吸着保持手段５、６は位置決め手段７のスライド機構５１、５２により車体前後方向に移動可能に配置されているため、搬送すべき車種に対応して移動させることができる。この場合に、スライド機構５１、５２に夫々駆動機構を設ける場合には、第１スライド機構５１および第２スライド機構５２夫々を独立させて移動させることができる。この場合には、夫々スライド機構５１、５２のストロークに見合った駆動機構を必要とする。
【００３６】
図９、１０に示す位置決め手段７においては、一方の第１スライド機構５１にのみ駆動機構５３を配置し、他方の第２スライド機構５２には駆動機構を設けずに第１スライド機構５１の作動によりスライド移動するよう構成している。以下、この位置決め手段７の作動について説明する。
【００３７】
ここで、説明の前提として図１２に示すように、第１スライド機構５１と第２スライド機構５２のストロークを、例えば、夫々、１００ｍｍ、４００ｍｍとし、第１スライド機構５１の基準位置から、車種Ａ（１００ｍｍ、８００ｍｍ）、車種Ｂ（７０ｍｍ、６５０ｍｍ）の各位置に第１スライド機構５１および第２スライド機構５２の吸着保持手段５、６を位置させる必要があるものとする。さらに、車種Ｃ（５０ｍｍ、８５０ｍｍ）の各位置にも位置させる。そして、今現在車種ＡのＢ／Ｓ−ＯＴＲの搬送を行い、次に、車種ＢのＢ／Ｓ−ＯＴＲを搬送する必要がある場合について、説明する。
【００３８】
車種Ａを搬送したのであるから、吸着保持手段５、６は基準位置から１００ｍｍと８００ｍｍとに位置している（時点ｔ０）。第１スライド機構５１は３０ｍｍ基準位置に近づき、第２スライド機構５２は１５０ｍｍ基準位置に近づく必要がある。
【００３９】
先ず、第１ブレーキユニット５４が作動され、第２ブレーキユニット５５が開放される。この状態では第１および第２のスライド機構５１、５２は一体となってスライド移動可能となる。
【００４０】
次いで、第１スライド機構５１を基準位置側に１００ｍｍ（第１スライド機構５１の限界ストローク）前進移動させ、第１ブレーキユニット５４を介して第２スライド機構５２も基準位置側に１００ｍｍ前進させる（時点ｔ１〜ｔ２、この状態においては、第１スライド機構５１に保持した吸着保持手段５は基準位置に、第２スライド機構５２に保持した吸着保持手段６は基準位置から７００ｍｍの位置に夫々位置する）。
【００４１】
次いで、第１ブレーキユニット５４を解放し、第２ブレーキユニット５５を作動させ、第１スライド機構５１を基準位置から１００ｍｍ後方へ後退させる。第２スライド機構５２は第２ブレーキユニット５５により移動が阻止されており、第１ブレーキユニット５４が解放しているため、第１スライド機構５１のみが１００ｍｍ基準位置から離れ、第２スライド機構５２は停止したままとなる（時点ｔ３〜ｔ４）。この移動は、第１スライド機構５１のみを移動させる空移動となる。
【００４２】
次に、第１ブレーキユニット５４を作動させ、第２ブレーキユニット５５の作動を解放し、第１スライド機構５１を５０ｍｍ前進させる。第２スライド機構５２に保持された吸着保持手段６は基準位置から６５０ｍｍに位置し、第１スライド機構５１に保持した吸着保持手段６は基準位置から５０ｍｍに位置する（時点ｔ５〜ｔ６）。
【００４３】
そして、第１ブレーキユニット５４を解放し、第２ブレーキユニット５５を作動させ、第１スライド機構５１を基準位置から２０ｍｍ後方へ後退させる。第２スライド機構５２は第２ブレーキユニット５５により移動が阻止されており、第１ブレーキユニット５４が解放しているため、第１スライド機構５１のみが２０ｍｍ基準位置から離れ、第２スライド機構５２は停止したままとなる（時点ｔ７〜ｔ８）。
【００４４】
以上の作動により、第１スライド機構５１の吸着保持手段５は基準位置から７０ｍｍに位置し、第２スライド機構５２の吸着保持手段６は基準位置から６５０ｍｍに位置し、車種Ｂを把持するに最適な吸着カップ１７の位置が得られる。
【００４５】
上記第１および第２スライド機構５１、５２、第１および第２ブレーキユニット５４、５５の作動は、吸着カップ１７の現在位置と次に位置させる吸着カップ１７の位置との距離に応じて、第１スライド機構５１の往復回数が変化する。第１スライド機構５１のストロークを多く取るほどその空移動が少なくなり、ストロークを小さくするほどその空移動を多く必要とする。第１スライド機構５１のストロークを小さく設定することは、その駆動装置５３を小型化でき、ハンド１のフレーム８上の重量を節約する効果を期待できる。
【００４６】
なお、車種Ｂから車種Ａ、車種Ａから車種Ｃ、車種Ｃから車種Ａ、車種Ｂから車種Ｃ、車種Ｃから車種Ｂへの位置変更も同様に作動させることができる。いずれの作動もロボットの未使用の軸制御プログラム、例えば、第７軸の作動プログラムに記憶させておけば、搬入されてくるワークとしてのＢ／Ｓ−ＯＴＲの種類に対応して吸着パッド１７の位置を自動的に変更させることができる。
【００４７】
図１３〜図１５は、位置決め手段の他の実施例を示し、従動軸である第２吸着保持手段６を保持する第２スライド機構５２の原点自動確認または原点自動復を帰可能としたものである。図１３は位置決め手段の正面図、図１４は同じく位置決め手段の平面図、図１５は位置決め手段の（Ａ）状態から（Ｂ）状態への動作を説明する平面図である。なお、図１３および図１４において、吸着保持手段５、６、第１および第２スライド機構５１、５２、間隔保持機構７および第２ブレーキユニット５５の構成は、図９〜図１１に示す位置決め手段と同様に構成されている。
【００４８】
図１３および図１４において、第２スライド機構５２には、スライドレール５２Ａ上若しくはスライドレール５２Ａ側方に、第２吸着保持手段６の原点位置（以下、原点という）の軸方向（スライド方向）の前後位置の原点指標としての永久磁石よりなるマグネット６０Ａ、６０Ｂ（原点指標マグネット）を設置する。また、第２スライド機構５２のスライダ５２Ｂに、第２吸着保持装置６が原点に位置するとき、前記スライドレール５２Ａの原点表示指標である一対のマグネット６０Ａ、６０Ｂ間の原点６０に対向させて位置指標としての永久磁石よりなるマグネット６１（位置指標マグネット）を設置する。前記位置指標マグネット６１は第２スライド機構５２による第２吸着保持手段６の移動に連れて移動し、第２吸着保持手段６が原点６０に接近するとき、一対の原点指標マグネット６０Ａ、６０Ｂのいずれか一方と接触せずに正対した後、一対の原点指標マグネット６０Ａ、６０Ｂ間の原点６０に正対するよう移動される。前記一対の原点指標マグネット６０Ａ、６０Ｂと位置指標マグネット６１とは、互いに反発するように極性を異ならせて夫々スライドレール５２Ａおよびスライダ５２Ｂに設置する。
【００４９】
前記一対の原点指標マグネット６０Ａ、６０Ｂと位置指標マグネット６１とに設定する磁界強度を小さく設定して前記互いの反発力が小さい場合には、第１および第２ブレーキユニット５４、５５を非作動とした際に反発力によってスライダ５２Ｂを原点６０方向若しくは原点６０離反方向に移動させることができず、その利用が磁束による原点位置の確認に制限される。しかし、前記一対の原点指標マグネット６０Ａ、６０Ｂと位置指標マグネット６１とに設定する磁界強度を高く設定して前記互いの反発力が大きい場合には、第１および第２ブレーキユニット５４、５５を非作動とした際に反発力によってスライダ５２Ｂを原点６０方向若しくは原点６０離反方向に移動させることができ、その利用が磁束による原点位置の確認に加えて、機械的原点への復帰機能を持たせることができる。
【００５０】
即ち、図１５は従動軸の原点復帰の動作例を示したものであり、以下、図１５に基づいて説明する。
【００５１】
図１５（Ａ）は、第１および第２ブレーキユニット５４、５５のブレーキ作動およびブレーキ開放を行いつつ、第１スライド機構５１をスライド駆動して、第２スライド機構の第２吸着保持手段を制御上の原点に復帰させた状態を示す。図示例では、制御上の原点が第２スライド機構５２の機械的原点６０から寸法Ｌだけずれていることを示している。このように、制御上の原点が機械的な原点６０からのずれは、制御タイミングのずれや摩擦によるヒステリシス等何らかの影響により生じることである。
【００５２】
このような場合には、上記のように、先ず第２スライド機構５２の第２吸着保持手段６を制御上の原点に戻すようにする。
【００５３】
次いで、第１および第２ブレーキユニット５４、５５を同時にブレーキ開放状態とする。図示例のように、制御上の原点が大きくずれていない場合には、位置指標マグネット６１が一対の原点指標マグネット６０Ａ、６０Ｂ間に相対している。従って、第１および第２ブレーキユニット５４、５５を同時にブレーキ開放状態とすると、第２スライド機構５２のスライド移動が自由な状態となり、位置指標マグネット６１と一対の原点指標マグネット６０Ａ、６０Ｂとの反発力によって、位置指標マグネット６１は原点６０に相対するよう第２スライド機構５２のスライダ５２Ｂ（第２吸着保持手段６）とともに移動され、一対の原点指標マグネット６０Ａ、６０Ｂとの反発力が釣合った原点６０に相対した位置（機械的原点位置に復帰した位置）で停止させることができる。
【００５４】
また、何らかの影響で制御上の原点に戻したときに、位置指標マグネット６１が一対の原点指標マグネット６０Ａ、６０Ｂ間に位置せず、一対の原点指標マグネット６０Ａ、６０Ｂより外側に相対する場合には、位置指標マグネット６１と一対の原点指標マグネット６０Ａ、６０Ｂとの反発力で機械的原点６０から離れる方向に移動される場合が生じる。
【００５５】
この場合には、第１および第２ブレーキユニット５４、５５のブレーキ開放状態において、手動で位置指標マグネット６１の位置を目視で確認しつつ一対の原点指標マグネット６０Ａ、６０Ｂ同士の間の位置に戻せば、上記と同様に、位置指標マグネット６１と一対の原点指標マグネット６０Ａ、６０Ｂとの反発力によって、位置指標マグネット６１は原点６０に相対するよう移動され、一対の原点指標マグネット６０Ａ、６０Ｂとの反発力が釣合った原点６０に相対した位置（機械的原点位置に復帰した位置）で停止させることができる。
【００５６】
従って、この実施例においては、位置指標マグネット６１と機械的原点を挟んで一対の原点指標マグネット６０Ａ、６０Ｂを備えることによって、自動で第２吸着保持手段６の原点位置確認をすることができる。しかも、マグネットを用いて非接触状態で原点を確認することができるため、原点を復帰するためのアクチュエータ、動力、制御が不要であり、何らかの影響で第２吸着保持手段６の原点が不明になった場合でも、手動で原点付近に第２吸着保持手段６を戻せば制御的な原点と機械的な原点の位置合わせを行うことができる。
【００５７】
なお、上記した他の位置決め手段では、永久磁石よりなるマグネットを利用して位置指標マグネット６１および一対の原点指標マグネット６０Ａ、６０Ｂを構成しているものについて説明したが、図示しないが、電磁石よりなるマグネットを利用して、これらを構成してもよい。ただし、この場合には、原点復帰の必要が生じたときのみ磁力を発生するようにすると経済的である。本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００５８】
（ア）フレーム８に対して前進位置方向に付勢されつつ進退移動可能であり且つ揺動自在に吸着パッド１７を支持し、ワークとしてのＢ／Ｓ−ＯＴＲに吸着作動させたとき吸着パッド１７の進退位置と揺動をロック手段２０および拘束手段３０より拘束するようにして吸着保持手段５、６を構成し、この吸着保持手段５、６を多軸搬送手段としてのロボットアームＲＡにより位置決めし搬送移動するフレーム８に対してスライド移動可能に配置した。このため、吸着パッド１７を進退方向および首振り方向でワークの形状に倣わすことができ、種類・形状の異なるワークに対しても適切に保持でき、簡単に汎用化を図ることができる。しかも、種類の異なるワークに対して、追加するゲージクランプが不要であるので、複数種類のワークを選択的に搬送する場合においても、ハンドの重量増加がない。
【００５９】
（イ）吸着保持手段５、６は複数個がフレーム８上に配置され、吸着保持手段５、６は一方の吸着保持手段５をスライド移動させる駆動軸としての第１スライド機構５１と一方の吸着保持手段５に追従して他方の吸着保持手段６をスライド移動させる従動軸としての第２スライド機構５２とを備え、第１スライド機構５１の駆動装置５３は多軸搬送手段としてのロボットの使用されていない軸制御用コントローラにより制御するようにしている。このため、２個の吸着パッド１７の位置を、一個の駆動装置５３で変更ができ、多軸搬送手段であるロボットの、例えば、７軸目のコントローラで制御でき、駆動軸専用の制御機器が不要となる。また、駆動装置５３を１式としたことにより、安価・軽量化を図ることができる。
【００６０】
（ウ）一方の吸着保持手段５と他方の吸着保持手段６とは、両者の間隔を拘束可能な間隔拘束機構としての第１ブレーキユニット５４により連結され、他方の吸着保持手段６には前記第１ブレーキユニット５４の非作動時に作動し作動時に非作動となって他方の吸着保持手段６の移動を拘束するブレーキ手段としての第２ブレーキユニット５５を備え、第１ブレーキユニット５４の作動時には一方の吸着保持手段５と他方の吸着保持手段６とは一体的にスライド移動可能であり、第１ブレーキユニット５４の非作動時には一方の吸着保持手段５のみがスライド移動可能である。このため、第１ブレーキユニット５４と第２ブレーキユニット５５との作動に連係させて一方の吸着保持手段５を往復作動させることで両吸着保持手段５、６の位置を任意に調整でき、第２吸着保持手段５のスライド機構５１の作動ストロークを短縮でき、駆動装置５３およびスライド機構５１、５２の安価・軽量化が図れる。
【００６１】
（エ）従動軸としての第２スライド機構５２は、第２吸着保持手段６の原点位置６０前後に位置させて固定軸であるスライドレール５２Ａ上に設置された一対のマグネット６０Ａ、６０Ｂと、スライドレール５２Ａに対して軸上を移動する可動軸であるスライダ５２Ｂ上に配置され、前記スライドレール５２Ａ上の一対のマグネット６０Ａ、６０Ｂと反発するマグネット６１とを備え、前記間隔拘束機構としての第１ブレーキユニット５４およびブレーキ手段としての第２ブレーキユニット５５による拘束の解除時に、スライダ５２Ｂを上記マグネット６０Ａ、６０Ｂ、６１の反発力利用して原点６０に復帰可能としたため、制御的な原点と機械的な原点６０の位置合わせ確認作業が、制御的に原点に戻し、次いで第１および第２ブレーキユニット５４、５５を開放するのみで自動的にできる。また、何らかの影響で第２スライド機構５２の位置が不明になった場合でも、手動で原点近傍に戻すのみで原点復帰が容易にできる。マグネット６０Ａ、６０Ｂ、６１は永久磁石で構成しても電磁石で構成してもよく、電磁石で構成する場合には、原点確認が必要な時点で作動させればよいため、経済的である。
【００６２】
（オ）固定軸であるスライドレール５２Ａ上および可動軸であるスライダ５２Ｂ上の各マグネット６０Ａ、６０Ｂ、６１は、永久磁石よりなるマグネットで構成すると、原点を復帰するための新たなアクチュエータ、動力、制御が不要である。
【００６３】
（カ）ワークは、前後ドアの開口縁およびリアフェンダを一体に備えるボデーサイドアウターパネルＢ／Ｓ−ＯＴＲであり、汎用ハンド１は、前記ドアの開口縁のフランジＳＦ、ＰＦを位置決め保持するゲージクランプ２〜４を備え、前記吸着保持手段５、６はリアフェンダＲＦの内面に吸着パッド１７を吸着させて保持するものである。このため、前後ドアの開口縁にあるフランジＳＦ、ＰＦの位置を車種間で共用することにより、車種間のリアフェンダＲＦ形状の相違に対して吸着保持手段５、６を追従させることで、ハンド１の構造を非常にシンプルとでき、大幅な軽量化を図ることが出来る。
【００６４】
なお、上記実施形態において、吸着パッド１７を備えた吸着保持手段５、６を２個装備するものについて説明したが、図示しないが、他のゲージクランプと共に一個の吸着保持手段をスライド可能に備えたものであってもよく、また、３個以上の吸着保持手段を一部の吸着保持手段をスライドさせて備えるものであってもよい。また、ゲージクランプを備えることなく複数の吸着保持手段を備え、しかも、一部の吸着保持手段をワークに対応してスライドさせるものであってもよい。
【００６５】
また、上記実施形態において、ワークとしてボデーサイドアウターパネルＢ／Ｓ−ＯＴＲを対象とする汎用ハンドについて説明したが、図示しないが、他のパネル状若しくはブロック状のワークを搬送するハンドにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す汎用ハンドの平面図。
【図２】同じく汎用ハンドの正面図。
【図３】ゲージクランプの側面図。
【図４】吸着保持手段の側面図。
【図５】空圧回路を示す回路図。
【図６】スライドガイドの部分断面図。
【図７】戻り限状態の吸着保持手段の側面図。
【図８】揺動拘束手段の部分断面図。
【図９】位置決め手段の平面図。
【図１０】位置決め手段の正面図。
【図１１】吸着保持手段のボデーサイドアウターへの当接状態を示す側面図。
【図１２】位置決め手段の作動を説明するタイムチャート。
【図１３】位置決め手段の他の実施例の正面図。
【図１４】図１３に示す他の位置決め手段の平面図。
【図１５】図１３および図１４に示す他の位置決め手段の（Ａ）状態から（Ｂ）状態への動作を説明する平面図。
【符号の説明】
Ｂ／Ｓ−ＯＴＲワークとしてのボデーサイドアウターパネル
ＲＡ多軸搬送手段としてのロボットのアーム
１汎用ハンド
２〜４ゲージクランプ
５、６吸着保持手段
７位置決め手段
８フレーム
１５スライド軸
１６スライドガイド
１７吸着パッド
２０ロック手段
３０揺動拘束手段（拘束手段）
４０吸着作動手段としての空圧回路
５１駆動軸としての第１スライド機構
５２従動軸としての第２スライド機構
５３駆動軸としての駆動装置
５４間隔拘束機構としての第１ブレーキユニット
５５ブレーキ手段としての第２ブレーキユニット
６０原点
６０Ａ、６０Ｂ原点指標としてのマグネット
６１位置指標としてのマグネット

Claims

多軸搬送手段により位置決めされ搬送移動されるフレームと、
所定の範囲だけフレームに対して進退移動可能であり、付勢手段により前進位置方向に付勢され、揺動自在に支持された吸着パッドと、
吸着パッドをワークに吸着作動させる吸着作動手段と、
前記吸着作動手段の作動時に前記吸着パットの進退移動を拘束するロック手段と、
前記吸着作動手段の作動時に前記吸着パッドの揺動を拘束する拘束手段と、から吸着保持手段を構成し、
前記吸着保持手段を多軸搬送手段により位置決めし搬送移動するフレームに対してスライド移動可能に配置したことを特徴とする汎用ハンド。
前記吸着保持手段は複数個がフレーム上に配置され、吸着保持手段は一方の吸着保持手段をスライド移動させる駆動軸と一方の吸着保持手段に追従して他方の吸着保持手段をスライド移動させる従動軸とを備え、駆動軸は多軸搬送手段の使用されていない軸制御用コントローラにより制御することを特徴とする請求項１に記載の汎用ハンド。
前記一方の吸着保持手段と他方の吸着保持手段とは、両者の間隔を拘束可能な間隔拘束機構により連結され、他方の吸着保持手段は前記間隔拘束機構の非作動時に作動し作動時に非作動となって他方の吸着保持手段の移動を拘束するブレーキ手段を備え、間隔拘束機構の作動時には一方の吸着保持手段と他方の吸着保持手段とは一体的にスライド移動可能であり、間隔拘束機構の非作動時には一方の吸着保持手段のみがスライド移動可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の汎用ハンド。
前記従動軸は、他方の吸着保持手段の原点位置前後に位置させて固定軸上に設置された一対のマグネットと、固定軸に対して軸上を移動する可動軸上に配置され、前記固定軸上の一対のマグネットと反発するマグネットとを備え、これらのマグネットの反発力を利用して従動軸は原点に復帰可能としたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の汎用ハンド。
前記固定軸上および可動軸上の各マグネットは、永久磁石よりなるマグネットで構成したことを特徴とする請求項４に記載の汎用ハンド。
前記ワークは、前後ドアの開口縁およびリアフェンダを一体に備えるボデーサイドアウターパネルであり、
汎用ハンドは、前記ドアの開口縁のフランジを位置決め保持するゲージクランプを備え、前記吸着保持手段はリアフェンダの内面に吸着パッドを吸着させて保持するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載の汎用ハンド。