JP2004358608A

JP2004358608A - 把持装置

Info

Publication number: JP2004358608A
Application number: JP2003160158A
Authority: JP
Inventors: Tatsunari Ito; 辰成伊藤; Keiji Matsunaga; 圭司松永
Original assignee: Star Seiki Co Ltd
Current assignee: Star Seiki Co Ltd
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】大きさ等が異なる各種ワークを最適な把持力で保持することができる、単一種類の把持装置を提供する。
【解決手段】直線作動部材７に着脱可能に取り付けられるハンド部は、ハンド部本体に直線作動部材７の軸線方向へ所定の距離で移動するように支持され、直線作動部材７の作動軸が着脱可能に連結される可動部材１９と、ハンド部本体に対して上記軸線と直交する放射方向へ移動可能な少なくとも２個の移動軸と、各移動軸に対して中間部が揺動可能に支持されると共に可動部材１９の移動に伴って移動軸を中心に揺動し、先端部にワークを把持する把持部材２７が設けられた少なくとも２個の開閉度調整自在の揺動アーム２３と、移動軸を放射方向へ移動して揺動アーム２３の揺動中心を変位させる調整部材２９を備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、大きさや形状が異なる各種ワークを把持することができる把持装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、例えば実用新案文献１に示すハンドリング装置にあっては、産業用ロボットの可動アームの先端に取付けられるハンドリング装置において、少なくとも正三角形状の各辺と一致するように配置されたガイド部材と、各ガイド部材に対し、長手方向へ移動可能に支持された可動部材と、各可動部材に対し、その移動方向と直交する方向へ等しい距離で延びる爪部と、各可動部材に対し、その移動方向と一致する方向に向けて取付けられるラックギャと、各ラックギャに対して等しく噛み合されるピニオンギャを有した電動モータとを備え、前記電動モータの駆動に伴って夫々の可動部材を各ガイド部材の一方から他方へ等しく移動させることにより各爪部の先端相互を近接する方向へ移動してワークを把持している。
【０００３】
【実用新案文献１】
実公平４−５３９１１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したハンドリング装置にあっては、異なる大きさや形状のワークを把持するには、可動部材に対する爪部の取付け位置をワークの大きさや形状に応じて変更することにより各種ワークを把持可能にしている。
【０００５】
また、爪部または可動部材に歪みゲージ等の圧力検出器を設け、該圧力検出器により検出される把持力が所定圧力に達した際に電動モータを駆動停止するように制御して各種ワークを把持可能にしている。
【０００６】
しかし、前者にあっては、ワークの大きさに応じて爪部の取付け位置を変更にするのに手間がかかり、作業性が悪かった。また、後者にあっては、装置自体の構造や制御装置が複雑化して高コスト化していた。
【０００７】
この欠点は、各種ワークの大きさや形状に応じて爪部または可動部材の相互間隔が設定された多種類のハンドリング装置を予め用意しておき、把持しようとするワークの大きさ等に応じて選択されたハンドリング装置を装着することにより解決できるが、多種類のハンドリング装置を用意しておくことによる装置コストが増大すると共にその段取換え作業が煩わしかった。
【０００８】
本発明は、上記した従来の欠点を解決するために発明されたもので、その課題とする処は、大きさ等が異なる各種ワークを最適な把持力で保持することができる把持装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の課題は、単一種類で異なる大きさのワークを確実、かつ安全に保持して低コスト化を図ると共にワークを変更した際の段取換え作業を省いて作業を効率化することができる把持装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、直線作動部材に対してハンド部を着脱可能に設けた把持装置において、ハンド部は、ハンド部本体に直線作動部材の軸線方向へ所定の距離で移動するように支持され、直線作動部材の作動軸が着脱可能に連結される可動部材と、ハンド部本体に対して上記軸線と直交する放射方向へ移動可能な少なくとも２個の移動軸と、各移動軸に対して中間部が揺動可能に支持されると共に可動部材の移動に伴って移動軸を中心に揺動し、先端部にワークを把持する把持部材が設けられた少なくとも２個の揺動アームと、移動軸を放射方向へ移動して揺動アームの揺動中心を変位させる調整部材を備え、直線作動部材による軸線方向への可動部材の移動に伴って各揺動アームを開閉揺動させると共に調整部材により移動軸を放射方向へ移動して揺動アームの開閉度を可変可能にしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施形態】
以下に実施形態を示す図に従って本発明を説明する。
図１〜図３において、把持装置１は、例えば多関節ロボット（本体は図示せず）のアーム３先端部に取付けられ、例えば供給コンベヤ（図示せず）により所定の取出し位置に搬入されたコンテナ（図示せず）内に収容されたワークとしての食品５を取出し、該供給コンベヤに並設された製品コンベヤ（図示せず）上の容器（図示せず）内に収容させる際に食品５を把持する。
【００１２】
把持装置１は直線作動部材７と、ハンド部９とから構成され、該直線作動部材７は、例えばエアーシリンダや電磁ソレノイド等（図はエアーシリンダにより構成した例を示す）からなり、該直線作動部材７のシリンダブロック７ａ基端部はアーム３の先端部にねじ等で固定される。また、シリンダブロック７ａの先端面にはロッド７ｂの挿通を可能にする貫通孔１１ａを有した固定ベース１１が固定されている。該固定ベース１１の各隅部にはハンド部９を固定するためのねじ穴１１ｂが形成されている。
【００１３】
ロッド７ｂの先端部には、例えばＴ字形の係合部７ｃが一体または別体で設けられている。ハンド部９の固定板１３は上記したロッド７ｂを挿通する大きさの開口１３ａを有し、直線作動部材７の固定ベース１１に対してねじ１０によりねじ止めされる。また、固定板１３は下部の支持板１５に対して所定の間隔をおいて相対配置され、これら固定板１３及び支持板１５は、例えば３本の軸部材１７により上記した所定の間隔をおいて相対するように固定される。これら固定板１３及び支持板１５はハンド部本体を構成している。
【００１４】
固定板１３及び支持板１５間の各軸部材１７には可動板１９が軸線方向へ摺動するように支持される。可動板１９の下部には３個の軸支部１９ａが周方向に対して等間隔で、各軸部材１７相互間に位置するように設けられている。また、可動板１９の上部には係合部７ｃが横方向から進入して係合される逆Ｔ字形の被係合部１９ｂが設けられている。
【００１５】
上記した支持板１５の外周側には放射方向へ延出する３個の軸支部１５ａが、上記した軸支部１９ａと一致する周方向位置にそれぞれ設けられ、各軸支部１５ａには放射方向へ延出する長孔１５ｂがそれぞれ形成されている。
【００１６】
各軸支部１５ａの長孔１５ｂ内には移動軸２１が長孔１５ｂ内にて放射方向へ摺動するように支持されている。そして各移動軸２１には揺動アーム２３の中間部が揺動可能に支持され、各揺動アーム２３の上部には一端部が軸支部１９ａに揺動可能に支持されたリンクアーム２５の他端部が揺動可能に支持されている。また、各揺動アーム２３の下部には軸部材１７の軸線方向へ延出して食品５を直接把持する把持板２７がそれぞれ取付けられている。
【００１７】
上記した支持板１５の中心部には軸部材１７と一致する方向に軸線を有した調整部材としての調整ねじ２９が螺進退可能に取付けられ、該調整ねじ２９の上部には支持部材３１が取付けられている。該支持部材３１には３個の軸支部３１ａが上記した軸支部１５ａにほぼ一致する周方向箇所に設けられ、各軸支部３１ａには一端部が上記した移動軸２１に回動可能に支持された調整アーム３３の他端部が回動可能に支持されている。
【００１８】
尚、支持板１５に設けられる調整ねじ２９は、二重ねじ構造で、支持板１５に螺合された外筒ねじの内部ねじに噛合わされ、外筒ねじの回動操作に伴って軸線上下方向へ螺進退される。
【００１９】
次に、上記のように構成された把持装置１の作用を説明する。
例えば小さな食品５を保持するために把持板２７相互の間隔を狭くして把持する際の作用を説明すると、調整ねじ２９を回動操作して支持部材３１を、把持する食品５の大きさに応じて上方位置へ移動させると、支持部材３１の移動に伴って調整アーム３３の他端に支持された移動軸２１を、長孔１５ｂ内の中心側へ移動させる。
【００２０】
この状態で直線作動部材７を作動して可動板１９を軸線下方へ移動させると、リンクアーム２５を介して連結された揺動アーム２３を、長孔１５ｂの中心側へ移動した移動軸２１を中心に先端部が互いに近づく方向へ揺動して把持板２７による食品５の把持を可能にさせる。その際、揺動アーム２３の揺動支点が長孔１５ｂ内の中心側に位置するため、リンクアーム２５による揺動アーム２３の揺動角度が大きくなり、把持時における把持板２７相互の間隔を狭くさせる。これにより小さな食品５の把持を可能にする。（図３参照）
【００２１】
一方、大きな食品５を把持する際には、調整ねじ２９を回動操作して支持部材３１を、把持する食品５の大きさに応じた下方位置へ移動させると、支持部材３１の移動に伴って調整アーム３３の他端に支持された移動軸２１を長孔１５ｂ内の遠心側へ移動させる。
【００２２】
この状態で直線作動部材７を作動して可動板１９を軸線下方へ移動させると、リンクアーム２５を介して連結された揺動アーム２３を、長孔１５ｂの遠心側へ移動した移動軸２１を中心に先端部が互いに近づく方向へ揺動して把持板２７による食品５の把持を可能にさせる。その際、揺動アーム２３の揺動支点が長孔１５ｂ内の遠心側に位置するため、リンクアーム２５による揺動アーム２３の揺動角度が小さくなり、把持時における把持板２７相互の間隔を広くさせる。これにより大きな食品５の把持を可能にする。（図４参照）
【００２３】
また、把持しようとする食品５を変更する際には、ハンド部９を洗浄する必要がある。この場合にあっては、直線作動部材７の固定ベース１１とハンド部９の固定板１３を固定しているねじ１０を取外した後に、直線作動部材７に対してハンド部９を横方向へスライドして被係合部１９ｂから係合部７ｃを抜き出して係合解除させることにより直線作動部材７からハンド部９を取外すことができる。
【００２４】
そして取外されたハンド部９を直接洗浄した後に、把持しようとする食品５の大きさに応じて調整ねじ２９を回動操作して長孔１５ｂ内の移動軸２１を放射方向へ適宜移動して揺動アーム２３の開閉度を調整する。
【００２５】
上記説明は、移動軸２１を長孔１５ｂ内の中心側及び遠心側へそれぞれ移動した場合について説明したが、実際には把持しようとする食品５の大きさに応じて移動軸２１を長孔１５ｂ内の中心側と遠心側との間で適宜移動して揺動アーム２３の揺動中心を設定することにより揺動アーム２３の開閉度を設定することができる。
【００２６】
本実施形態は、把持しようとする食品５の大きさに応じて軸線方向に対する支持部材３１の高さを変更することにより揺動アーム２３の揺動中心を可変して開閉度を変更して最適な把持状態を把持することができる。このため、把持しようとする食品５の大きさに応じて揺動アームの開閉度が異なる多種類の把持装置を予め用意しておく必要がなく、把持装置のコストを低減することができると共に把持しようとする食品を変更する場合に、把持装置を交換する段取換え作業を省くことができ、作業性を向上することができる。
【００２７】
本発明の変更実施形態を以下に説明する。
１．図５に示すように、支持板１５の中心部に周方向へ中心部から遠心部へ延びる３個のカム溝６１ａを周方向に対して等間隔に設けたカム板６１を回動可能に支持する。また、各移動軸２１に、一端部にカム溝６１ａを摺動するカムフォロア６３ａを設けたレバー６３の他端部を支持する。
【００２８】
そしてカム板６１を回動操作してカムフォロア６３ａがカム溝６１ａの中心側に位置したときに各移動軸２１を中心側へ、反対にカムフォロア６３ａがカム溝６１ａの遠心側に位置したときに各移動軸２１を遠心側へ位置させて揺動アーム２３の揺動中心を把持しようとするワークの大きさに応じて変位させることにより揺動アーム２３の開閉度を変更する。（図６参照）
【００２９】
尚、上記したカム板６１は支持板１５に対して回動可能で、かつ所定の位置で固定可能に構成する。
【００３０】
２．上記説明は、揺動アーム２３の上部と可動板１９とをリンクアーム２５により連結し、直線作動部材７の作動により軸線方向へ移動する可動板１９により揺動アーム２３を、移動軸２１を中心に揺動させる構成としたが、図７に示すように可動部材を軸線上方に至るに従って半径が徐々に増大する截頭円錐形状の円錐カム８１で構成すると共に揺動アーム２３を引っ張りばね等の弾性部材８３の弾性力により常に開方向へ付勢して上部を円錐カム８１のカム面に摺接するように設ける。
【００３１】
そして円錐カム８１の移動に伴ってそのカム面を摺接する揺動アーム２３を、移動調整された移動軸２１を中心に、弾性部材８３の弾性力に抗して閉鎖するように揺動させてワークを把持する。
【００３２】
３．上記説明は、食品５を把持する把持装置１として説明したが、本発明は、例えば成形品や金属部品を把持する把持装置としても使用可能である。その場合にあっては、把持しようとするものに応じて把持板を適宜選択する必要がある。
【００３３】
４．上記説明は、ハンド部本体を固定板１３及び支持板１５とこれらを連結する軸部材１７により構成したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、フレーム構造、枠構造としてもよい。
【００３４】
５．上記説明は、３本の揺動アーム２３によりワークを把持する構成としたが、揺動アームの本数としては、２本、４本のように、ワークの形状や大きさに応じて少なくとも２本以上で構成すればよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は、大きさ等が異なる各種ワークを最適な把持力で保持することができる。また、単一種類で異なる大きさのワークを確実かつ安全に保持して低コスト化を図ると共にワークを変更した際の段取換え作業を省いて作業を効率化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ロボット装置のアーム先端に取付けられる把持装置の概略を示す斜視図である。
【図２】把持装置の分解斜視図である。
【図３】大きい開閉度で揺動アームを揺動させる状態を示す説明図である。
【図４】小さい開閉度で揺動アームを揺動させる状態を示す説明図である。
【図５】調整部材の変更実施形態を示す説明図である。
【図６】変更実施形態に係る調整部材の作用を示す説明図である。
【図７】揺動機構の変更実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１−把持装置、７−直線作動部材、９−ハンド部、１３−ハンド部本体の一部を構成する固定板、１５−ハンド部本体の一部を構成する支持板、１５ａ−軸支部、１５ｂ−長孔、１９−可動部材としての可動板、２１−移動軸、２３−揺動アーム、２５−リンクアーム、２９−調整部材の一部を構成する調整ねじ、３３−調整部材の一部を構成する調整アーム

Claims

直線作動部材に対してハンド部を着脱可能に設けた把持装置において、ハンド部は、ハンド部本体に直線作動部材の軸線方向へ所定の距離で移動するように支持され、直線作動部材の作動軸が着脱可能に連結される可動部材と、ハンド部本体に対して上記軸線と直交する放射方向へ移動可能な少なくとも２個の移動軸と、各移動軸に対して中間部が揺動可能に支持されると共に可動部材の移動に伴って移動軸を中心に揺動し、先端部にワークを把持する把持部材が設けられた少なくとも２個の揺動アームと、移動軸を放射方向へ移動して揺動アームの揺動中心を変位させる調整部材を備え、直線作動部材による軸線方向への可動部材の移動に伴って各揺動アームを開閉揺動させると共に調整部材により移動軸を放射方向へ移動して揺動アームの開閉度を可変可能にした把持装置。
請求項１の揺動アームは、可動部材に揺動可能に支持された開閉アームの他端部が揺動可能に支持され、可動部材の移動に伴って移動軸を中心に揺動する把持装置。
請求項１において、可動部材は軸線方向に向かって偏位するカム面を有したカム部材とすると共に移動軸に支持された揺動アームを弾性部材により常にその弾性力により開方向へ付勢して一端部をカム面に摺接可能にし、可動部材の移動に伴ってカム面に摺接する揺動アームを弾性部材の弾性力に抗して揺動可能にする把持装置。
請求項１において、直線作動部材の作動軸に係合部を設けると共に可動部材に被係合部を設けて着脱可能にした把持装置。
請求項１の調整部材は、ハンド部本体に対して螺進退可能に設けられたねじと、一端部がねじの先端部に揺動可能にそれぞれ支持されると共に他端部が対応するそれぞれの移動軸に揺動可能に支持される調整アームからなる把持装置。
請求項１の調整部材は、中心側と遠心側の間で周方向に延びる少なくとも２個のカム溝を有し、ハンド部本体に回動可能に支持されるカム部材と、移動軸に支持されると共にカム溝に摺動可能に支持されるカムフォロアとからなり、カム部材の回動操作により移動軸を放射方向へ移動可能にした把持装置。
請求項１の移動軸は、ハンド部本体に設けた放射方向へ延出する長孔に摺動可能に支持した把持装置。
請求項１の移動軸は、ハンド部本体に対して放射方向へ移動可能に支持された軸支部に軸支された把持装置。
直線作動部材に対し、作動軸を挿通して固定される固定部材及び支持部材を軸部材により所定の間隔をおいて相対配置してなるハンド部本体と、ハンド部本体の軸部材に対して軸線方向へ所定の距離で移動するように支持され、直線作動部材の作動軸が係脱可能に連結される可動部材と、ハンド部本体に対して上記軸線と直交する放射方向へ適宜の距離で移動可能に支持された少なくとも２個の移動軸と、各移動軸に対して中間部が揺動可能に支持され、先端部にワークを把持する把持部材が取付けられた少なくとも２個の揺動アームと、一端部が可動部材に揺動可能に支持されると共に他端部が対応するそれぞれの揺動アームの一端部に揺動可能に支持された開閉アームと、各揺動アーム間のハンド部本体に上記軸線方向へ螺進退可能に設けられた調整ねじと、一端部が調整ねじの先端部に揺動可能にそれぞれ支持されると共に他端部が対応するそれぞれの移動軸に揺動可能に支持された調整アームとを備え、直線作動部材による可動部材の軸線方向への移動に伴って各揺動アームを開閉揺動させると共に軸線方向に対する調整ねじの螺進退に伴って揺動する各調整アームにより対応するそれぞれの移動軸を放射方向へ移動して揺動アームの開閉度を可変可能にした把持装置。