JP2010017834A - マテリアルハンド用クランプ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの基準孔への差し込み時には、左右のクランプ部の間隔を狭めて挿入するため、ワークズレの発生が少なく、シリンダーロッドを伸長させて内側から左右のクランプ溝によって押圧するため、クランプ力が大きく搬送中にワークの落下することを防止する。
【解決手段】シリンダー１と、支持部２０及び支持部に直角方向に設ける頭部２１とからなるＴ字状支持体２と、スライドクランプユニット３とを有し、スライドクランプユニット３は、Ｔ字状支持体の頭部に沿って左右に移動可能である左右のクランプ部３０と、左右のクランプ部３０のそれぞれとシリンダーロッド１０との間に２つのリンク３２を回動自在に設けてなり、シリンダーロッドの伸長により左右のクランプ部３０のクランプ溝３１によってワークをクランプ状態にし、シリンダーロッドの縮短によりアンクランプ状態にするマテリアルハンド用クランプ機構による。
【選択図】図３

Description

この発明は、自動車製造工場などの組立工程等において使用されるワーク搬送、ワーク組立などの作業を行う作業用ロボットのマテリアルハンド用クランプ機構に関する。

自動車等の製造工場において、各々の組立工程では多数のマテリアルハンド（マテハン）を有する作業用ロボットが使用されており、それらの作業用ロボットは予め指定された制御装置によってワークに対して、マテリアルハンドによってワークの一定の大きさの基準孔にクランプして、そのワークを一定の定められた位置、場所に搬送し、組立する作業を行っていた。

従来の作業用ロボットが使用していたマテリアルハンド用クランプ機構１００は、図８に示すようなピンクランプシリンダータイプと呼ばれるもので、シリンダー本体１０１にワークＷのワーク基準孔Ｈの内径に近い径のピン１０２を固定して設けており、そのピン１０２にシリンダーロッドの伸縮によって開閉するクランプ部１０３が設けられていた。

そして、図８に示される従来のマテリアルハンド用クランプ機構１００は、ピン１０２がワーク基準孔Ｈに挿入された後、シリンダーロッドの伸長によって閉じていたクランプ部１０３が左右に開きシリンダー本体１０４の端面との間にワークＷを挟み込んで、クランプし、ワークＷを適宜決められた位置等に搬送していた。

しかし図８に示される従来のマテリアルハンド用クランプ機構１００であると、ピン１０２の外径がワーク基準孔Ｈの内径に近いため、ピン１０２の差し込み時に、ワークズレが発生しやすく、ピン１０２とワークＷとの衝突が起こり製品にマイナスの影響がでる課題があった。

また、図８に示される従来のマテリアルハンド用クランプ機構１００であると、ワークＷは、左右に開いたクランプ部１０３とシリンダー本体１０４の端面との間にワークＷを挟み込んでいるが、左右のクランプ部１０３のクランプ面積が広く取れないため、クランプ不良で作業中にワークＷが落下してしまうという問題点があった。

上記課題を解決するために、シリンダーロッド及びシリンダー本体からなるシリンダーと、シリンダー本体にシリンダーロッドが伸長する方向に固定されて設けられる支持部及び支持部の先端に直角方向に設ける頭部とからなるＴ字状支持体と、スライドクランプユニットとを有し、
スライドクランプユニットは、先端部にクランプ溝をそれぞれ設けた左右のクランプ部と、左右のクランプ部のそれぞれとシリンダーロッドとの間に互いに回動可能に設けられる２つのリンクとからなり、左右のクランプ部は、Ｔ字状支持体の頭部に沿って左右にスライド移動可能であり、
シリンダーロッドは、Ｔ字状支持体の支持部に沿って伸縮可能であり、
シリンダーロッドの伸長により左右のクランプ部の間隔を広げ左右のクランプ溝によってワークをクランプ状態にし、シリンダーロッドの縮短により左右のクランプ部の間隔を狭めワークをアンクランプ状態にすることが可能なことを特徴とするマテリアルハンド用クランプ機構を提案する。

この発明によれば、ワークの基準孔への差し込み時には、左右のクランプ部の間隔を狭めてワーク基準孔Ｈに挿入することができるため、従来に比較してワークズレが発生することが少なくなるという効果がある。

また、シリンダーロッドを伸長させてワーク基準孔Ｈの内側から左右のクランプ溝によって押圧するため、従来のクランプ部よりクランプ力が大きく搬送中にワークの落下することを防止することができる。

この発明の実施形態であるマテリアルハンド用クランプ機構を示し、ワークＷの基準孔Ｈをクランプした状態を示す正面図である図１、同じくその平面図である図２，ワークＷの基準孔Ｈからアンクランプした状態を示す正面図である図３、同じくその平面図である図４、この発明の実施形態であるマテリアルハンド用クランプ機構の斜視図である図５、図５のＡＡ線断面図である図６、ワークＷの平面図であり、ワークＷに２つの基準孔Ｈがある場合、それぞれ左右のクランプ溝によってクランプする場合のクランプ方向を示す説明図である図７に基づいて説明する。

この発明の実施形態であるマテリアルハンド用クランプ機構は、シリンダーロッド１０及びシリンダー本体１１からなるシリンダー１と、支持部２０及び頭部２１とからなるＴ字状支持体２と、スライドクランプユニット３とを有している。

Ｔ字状支持体２の支持部２０は、長方形の板状体又は四角筒体又は四角柱体からなり、基端部をシリンダー本体１１に固定しており、シリンダーロッド１０が伸長する方向に固定されている。支持部２０の先端部に、支持部２０の長手方向とは直角方向に設ける円柱体からなる頭部２１を設け、スライドクランプユニット３の左右のクランプ部３０、３０をスライド移動可能に設けている。

スライドクランプユニット３は、Ｔ字状支持体２の頭部２１に沿って左右にスライド移動可能であり、その左右の両先端面に水平方向に形成されているクランプ溝３１を有する左右のクランプ部３０、３０と、その左右クランプ部３０、３０のそれぞれとシリンダーロッド１０の先端部との間に設けられる左右のリンク３２Ｌ、３２Ｒとからなる。

左右のリンク３２Ｌ、３２Ｒは、共に下端部でシリンダーロッド１０の上端部と回動可能に連結しており、上端部で左右のクランプ部３０、３０と回動可能に連結している。図６に左右のリンク３２Ｌ、３２Ｒの下端部とシリンダーロッド１０の上端部との連結形態を示しており、シリンダーロッド１０に設けた回動軸１０ａに左右のリンク３２Ｌ、３２Ｒの下端部が回動可能に連結している。

シリンダー１のシリンダーロッド１０は、伸縮可能であり、Ｔ字状支持体２の支持部２０の長手方向に往復移動する。シリンダーロッド１０が、伸長すると２つのリンク３２Ｌ、３２Ｒは、上端部が左右のクランプ部３０，３０に回動自在に連結しているので、左右のクランプ部３０、３０を左右に互いの間隔が広がるように頭部２１に沿ってスライド移動する。また逆にシリンダーロッド１０が縮短するとリンク３２、３２を介して左右のクランプ部３０、３０の互いの間隔が狭まるように頭部２１に沿ってスライド移動する。

次に、この発明の実施形態であるマテリアルハンド用クランプ機構の作用について説明する。作業用ロボットに備えられるマテリアルハンド用クランプ機構は、予め定められた使用対称であるワークＷの基準孔Ｈの内径の大きさの違いに対応して左右のクランプ部３０、３０の互いの間隔や、ワークＷの厚さに対応してクランプ溝３１の幅を決めておく。

次いで、作業用ロボットはワークＷをクランプしていない状態では常にクランプ部３０、３０をアンクランプ状態にしておく。すなわちシリンダーロッド１０を縮短させ、左右のクランプ部３０、３０の互いの間隔を最小にしておく。この状態で作業用ロボットは決められたワークＷの位置まで行き、シリンダーロッド１０を伸長させ左右のクランプ部３０、３０をワークＷの基準孔Ｈへ差し込む。

この状態で、シリンダーロッド１０を伸長させる。するとリンク３２Ｌ、３２Ｒを介して左右のクランプ部３０、３０が押されて頭部２１方向に沿って互いに間隔を離す方向に左右にスライド移動する。そして、左右のクランプ溝３１、３１によってワークＷの基準孔Ｈを内側から押圧してクランプする。シリンダー１のシリンダーロッド１０が伸長する方向に圧力を掛けていることによってクランプ状態が保たれる。ワークＷは、このクランプ機構を備えたマテリアルハンドを有する作業用ロボットによって搬送、組立等の作業が行われる。

次に、ワークＷを定められた場所まで運搬後アンクランプする場合は、逆にシリンダーロッド１０を縮短させる。するとリンク３２Ｌ、３２Ｒを介して左右のクランプ部３０、３０が引っ張られ頭部２１方向に沿って互いに近づく方向にスライド移動し、左右のクランプ溝３１、３１はワークＷの基準孔Ｈの内側から離れ、互いの左右のクランプ部３０、３０の間隔は狭まり、アンクランプ状態となる。

この状態で作業用ロボットが動くことによってスムースにクランプしていたワークＷから離れ、次の作用に移ることができる。

また、ワークＷが図７のように２つ以上の基準孔Ｈを有する場合、２つのクランプ部３０、３０に移動する方向は直交する方向にした方が、作業用ロボットによって搬送、組み立て作業のときに落下しにくい。

この発明は、自動車製造工場などの組立工程等において使用されるワーク搬送用、組立用ロボットのマテリアルハンドに利用する。

この発明の実施形態であるマテリアルハンド用クランプ機構を示し、ワークＷの基準孔Ｈをクランプした状態を示す正面図、 図１の平面図 この発明の実施形態であるマテリアルハンド用クランプ機構を示し、ワークＷの基準孔Ｈからアンクランプした状態を示す正面図 図３の平面図 この発明の実施形態であるマテリアルハンド用クランプ機構の斜視図 図５のＡＡ線断面図 ワークの平面図であり、ワークに２つの基準孔Ｈがある場合、それぞれ左右のクランプ溝によってクランプする場合のクランプ方向を示す説明図 従来のマテリアルハンド用クランプ機構がワークをクランプした状態の正面図

符号の説明

１ シリンダー
１０ シリンダーロッド
１０ａ 回動軸
１１ シリンダー本体
２ Ｔ字状支持体
２０ 支持部
２１ 頭部
３ スライドクランプユニット
３０ クランプ部
３１ クランプ溝
３２ リンク

Claims (1)

1. シリンダーロッド及びシリンダー本体からなるシリンダーと、シリンダー本体にシリンダーロッドが伸長する方向に固定されて設けられる支持部及び支持部の先端に直角方向に設ける頭部とからなるＴ字状支持体と、スライドクランプユニットとを有し、
   スライドクランプユニットは、先端部にクランプ溝をそれぞれ設けた左右のクランプ部と、左右のクランプ部のそれぞれとシリンダーロッドとの間に互いに回動可能に設けられる２つのリンクとからなり、左右のクランプ部は、Ｔ字状支持体の頭部に沿って左右にスライド移動可能であり、
   シリンダーロッドは、Ｔ字状支持体の支持部に沿って伸縮可能であり、
   シリンダーロッドの伸長により左右のクランプ部の間隔を広げ左右のクランプ溝によってワークをクランプ状態にし、シリンダーロッドの縮短により左右のクランプ部の間隔を狭めワークをアンクランプ状態にすることが可能なことを特徴とするマテリアルハンド用クランプ機構。

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