JP2010253614A - Robot hand for use of fixture, and method of mounting/removing the fixture using the same - Google Patents

Robot hand for use of fixture, and method of mounting/removing the fixture using the same Download PDF

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Yasuhiko Fukuchi
泰彦 福地
Norihisa Handa
典久 半田
Yuichiro Nakayama
雄一朗 中山
Kazuya Ono
一也 小野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a robot hand for use of a fixture which correctly mounts/removes the fixture on/from a workpiece without interfering with the workpiece even if a position or a posture of the workpiece varies, and also to provide a method of mounting/removing the fixture using the robot hand. <P>SOLUTION: The robot hand 10 for use of the fixture is for mounting/removing the fixture 8 on/from the workpiece 1. It is equipped with: a cylindrical guide rod 12 having a fitting part 12b fitting into a fitting hole 7 provided on the workpiece 1 or a fixing member 5 fixed to it and having its axis line positioned in the direction of mounting/removing the fixture by the fitting of the fitting part 12b and the fitting hole 7; a follower mechanism 14 attached to a hand attaching part 9a of a conveyance robot 9 for holding a terminal end 12e of the guide rod so as to follow movement and swing of the guide rod; a gripper 16 capable of gripping/releasing the fixture 8; and an elevation device 18 for moving the gripper up and down along the axis line of the guide rod. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ワークに対し治具を取付け/取外しするための治具用ロボットハンドとこれを用いた治具の取付け/取外し方法に関する。   The present invention relates to a jig robot hand for attaching / detaching a jig to / from a workpiece and a jig attaching / detaching method using the same.

自動車部品、電気部品、機械部品等の生産現場では、ある部品に対し別の部品を取付け又は取外すことが頻繁に行われる。またこのような取付け/取外しをロボットを用いて実施する方法として、例えば、特許文献1が既に開示されている。   In production sites for automobile parts, electrical parts, machine parts, etc., it is frequently performed to attach or remove another part from one part. Further, for example, Patent Document 1 has already been disclosed as a method of performing such attachment / detachment using a robot.

図1は、特許文献1の方法を実施するためのロボット装置の構成図である。この図において、コンベア50によって水平な搬送方向51にワーク52が任意の位置および姿勢で搬送される。ワーク52は、一対の孔を有しており、ワーク52を3次元移動可能なロボット55によって把持し、固定位置に設けられた組立ステージ56の一対のピン57にはめ合わせて、高精度に位置決めするようになっている。
また、特許文献1の方法は、コンベア50で搬送されてきた一対の孔を有するワーク52を、2次元センサ59で撮像し、その撮像結果に基づいて、把持すべきワークの把持位置を検出してその把持位置をロボット55で把持し、ワークを3次元検出が可能な3次元センサ50の視野51にもたらし、ワークをロボットで把持した状態で、一対の孔の位置を3次元センサ50によつて検出し、一対の孔を一対のピンにはめ合うようにワークを移動するものである。
FIG. 1 is a configuration diagram of a robot apparatus for implementing the method of Patent Document 1. In FIG. In this figure, a work 52 is conveyed in an arbitrary position and posture by a conveyor 50 in a horizontal conveyance direction 51. The workpiece 52 has a pair of holes. The workpiece 52 is gripped by a robot 55 that can move three-dimensionally and is fitted to a pair of pins 57 of an assembly stage 56 provided at a fixed position, so that the workpiece 52 is positioned with high accuracy. It is supposed to be.
In the method of Patent Document 1, the workpiece 52 having a pair of holes conveyed by the conveyor 50 is imaged by the two-dimensional sensor 59, and the gripping position of the workpiece to be gripped is detected based on the imaging result. The gripping position is gripped by the robot 55, the work is brought into the field of view 51 of the three-dimensional sensor 50 capable of three-dimensional detection, and the position of the pair of holes is determined by the three-dimensional sensor 50 in a state where the work is gripped by the robot. Thus, the workpiece is moved so that the pair of holes fits with the pair of pins.

特公平6−26770号公報、「ワークのはめあい方法」Japanese Examined Patent Publication No. 6-26770, “Work Fit Method”

図2は、本発明が対象とするワークと治具の一例を示す図である。この図において、ワーク1は、例えば電動機、油圧機器等のハウジングであり、中空円筒形の空洞部2の内側にフランジ3を有し、その表面は別部品を取り付ける部品取付面3aとなっている。
部品取付面3aは、通常、機械加工等により高精度に仕上げられている。そのため、上述のワーク1を塗装する塗装工程において、部品取付面3aには塗料の付着防止のため治具4(マスキング治具)を塗装前に取り付け、塗装後に取り外す必要がある。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a workpiece and a jig targeted by the present invention. In this figure, a workpiece 1 is a housing of, for example, an electric motor or a hydraulic device, and has a flange 3 inside a hollow cylindrical hollow portion 2, and the surface thereof is a component mounting surface 3a for attaching another component. .
The component mounting surface 3a is usually finished with high accuracy by machining or the like. Therefore, in the painting process for painting the workpiece 1, the jig 4 (masking jig) needs to be attached to the component attachment surface 3a before painting and removed after painting to prevent adhesion of the paint.

しかし、ワーク1の奥まった部分に治具4を取り付ける場合、空洞部2の内面2a(ワークの縁部)と治具4の外面4aとの隙間が小さい(例えば1mm以下)と、治具4を取付け/取外しする際に空洞部2の内面2aに治具4の外面4aが接触して、内面2aに傷を付けたり、内面2aの塗装を剥がすおそれがある。   However, when the jig 4 is attached to the recessed part of the work 1, the jig 4 has a small gap (for example, 1 mm or less) between the inner surface 2a of the cavity 2 (the edge of the work) and the outer surface 4a of the jig 4. When attaching / detaching, the outer surface 4a of the jig 4 may come into contact with the inner surface 2a of the hollow portion 2, and the inner surface 2a may be damaged or the coating of the inner surface 2a may be peeled off.

そのため、従来は、図3に示すように、ワーク1の塗装しない部分(フランジ3の裏面)にボルト等で固定した固定部材5(例えば、搬送治具)と、下端部6aが固定部材5の中心孔5aと嵌合するガイドロッド6とを準備し、作業者による手作業で、固定部材5の中心孔5aに、ガイドロッド6の下端部6aを嵌合させて、ガイドロッド6を固定部材5の軸線上に位置決めし、このガイドロッド6の外周面6bに治具4の中心孔4bを挿入して、外周面6bで中心孔4b案内し、空洞部2の内面2aに治具4の外面4aが接触しないようにして、治具4の取付け/取外しをしていた。   Therefore, conventionally, as shown in FIG. 3, a fixing member 5 (for example, a conveying jig) fixed to a portion of the workpiece 1 that is not painted (the back surface of the flange 3) with a bolt or the like, and a lower end portion 6 a A guide rod 6 to be fitted with the center hole 5a is prepared, and the lower end portion 6a of the guide rod 6 is fitted into the center hole 5a of the fixing member 5 by a manual operation by an operator so that the guide rod 6 is fixed to the fixing member 5. The center hole 4b of the jig 4 is inserted into the outer peripheral surface 6b of the guide rod 6, guided by the outer peripheral surface 6b, and guided to the inner surface 2a of the cavity 2 by the center hole 4b. The jig 4 was mounted / removed so that the outer surface 4a was not in contact.

しかし上述したガイドロッド6は塗装の邪魔になるため、治具4の取付け後に取り外し、塗装後に再度取り付ける必要がある。
そのため、このような時間と手間がかかる手作業によるガイドロッド6及び治具4の取付け/取外しを、ロボットを用いて自動化することが、従来から要望されていた。
However, since the guide rod 6 described above becomes an obstacle to painting, it is necessary to remove it after attaching the jig 4 and attach it again after painting.
Therefore, it has been conventionally demanded to automate the mounting / removal of the guide rod 6 and the jig 4 by the manual work which takes time and labor, using a robot.

しかし、ワーク1の位置や姿勢に多少のばらつきがある場合、手作業により、固定部材5の中心孔5aに、ガイドロッド6の下端部6aを嵌合させることは可能であるが、これをロボットを用いて自動化することは困難であった。   However, when there is some variation in the position and posture of the workpiece 1, it is possible to fit the lower end portion 6a of the guide rod 6 into the center hole 5a of the fixing member 5 by manual operation. It was difficult to automate using.

また、特許文献1のように、3次元検出が可能な3次元センサを用いて、ワークの位置や姿勢を精密に検出することは、原理的には可能であるが、制御が複雑となり、そのため、タクトタイムが長くなるという問題点があった。   Further, as in Patent Document 1, it is possible in principle to precisely detect the position and posture of a workpiece using a three-dimensional sensor capable of three-dimensional detection, but the control becomes complicated, and therefore There is a problem that the tact time becomes long.

本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、ワークの位置や姿勢にばらつきがある場合でも、ワークと干渉することなく、ワークに治具を正確に取付け/取外しすることができる治具用ロボットハンドとこれを用いた治具の取付け/取外し方法を提供することにある。   The present invention has been developed to solve the above-described problems. That is, an object of the present invention is to use a jig robot hand capable of accurately attaching / detaching a jig to / from a workpiece without interfering with the workpiece even when the position and posture of the workpiece vary. It is to provide a method for attaching / detaching a jig.

本発明によれば、ワークに治具を取付け/取外しする治具用ロボットハンドであって、
ワーク又はこれに固定された固定部材に設けられた嵌合孔と嵌合する嵌合部分を先端部に有し、該嵌合部分と前記嵌合孔との嵌合により、治具の取付け/取外し方向にその軸線が位置決めされる円筒形のガイドロッドと、
搬送ロボットのハンド取付部に取り付けられ、前記ガイドロッドの末端部を、ガイドロッドの移動及び揺動に追従可能に保持する追従機構と、
前記治具を把持/開放可能な把持装置と、
該把持装置をガイドロッドの軸線に沿って昇降させる昇降装置とを備えた、ことを特徴とする治具用ロボットハンドが提供される。
According to the present invention, a jig robot hand for attaching / detaching a jig to / from a workpiece,
A fitting portion that fits into a fitting hole provided in a workpiece or a fixing member fixed to the workpiece is provided at the tip, and the fitting / attachment of the jig is performed by fitting the fitting portion with the fitting hole. A cylindrical guide rod whose axis is positioned in the removal direction;
A follow-up mechanism that is attached to the hand attachment portion of the transfer robot and holds the end portion of the guide rod so as to follow the movement and swinging of the guide rod;
A gripping device capable of gripping / releasing the jig;
There is provided a jig robot hand comprising a lifting device that lifts and lowers the gripping device along an axis of a guide rod.

本発明の実施形態によれば、前記ガイドロッドは、前記嵌合部分に連続して設けられ、前記嵌合部分を前記嵌合孔に案内するテーパ部分を有する。   According to an embodiment of the present invention, the guide rod has a tapered portion that is provided continuously to the fitting portion and guides the fitting portion to the fitting hole.

また本発明によれば、搬送ロボットのハンド取付部に取り付けられた追従機構により、円筒形のガイドロッドの末端部をガイドロッドの移動及び揺動に追従可能に保持し、
ハンド取付部を3次元的に移動し、
ワーク又はこれに固定された固定部材に設けられた嵌合孔に、ガイドロッドの先端部の嵌合部分を嵌合させて、該嵌合により治具の取付け/取外し方向にガイドロッドの軸線を位置決めし、
ガイドロッドの軸線に沿って把持装置を昇降させて治具を把持/開放する、ことを特徴とする治具用ロボットハンドを用いた治具の取付け/取外し方法が提供される。
Further, according to the present invention, the tracking mechanism attached to the hand mounting portion of the transfer robot holds the end portion of the cylindrical guide rod so as to follow the movement and swinging of the guide rod,
Move the hand mounting part three-dimensionally,
The fitting portion of the tip of the guide rod is fitted into the fitting hole provided in the workpiece or a fixing member fixed thereto, and the axis of the guide rod is set in the jig mounting / removing direction by the fitting. Positioning,
There is provided a method of attaching / detaching a jig using a jig robot hand, wherein the jig is held / released by raising / lowering a holding device along an axis of a guide rod.

上述した本発明の装置と方法によれば、ガイドロッド、追従機構、把持装置及び昇降装置を備え、搬送ロボットのハンド取付部に取り付けられた追従機構により、円筒形のガイドロッドの末端部をガイドロッドの移動及び揺動に追従可能に保持し、ワーク又はこれに固定された固定部材に設けられた嵌合孔に、ガイドロッドの先端部の嵌合部分を嵌合させて、該嵌合により治具の取付け/取外し方向にガイドロッドの軸線を位置決めし、次いで、ガイドロッドの軸線に沿って把持装置を昇降させて治具を把持/開放するので、ワークの位置や姿勢にばらつきがある場合でも、ワークと干渉することなく、ワークに治具を正確に取付け/取外しすることができる。   According to the above-described apparatus and method of the present invention, the guide rod, the tracking mechanism, the gripping device, and the lifting device are provided, and the distal end portion of the cylindrical guide rod is guided by the tracking mechanism attached to the hand mounting portion of the transport robot. Hold the rod so that it can follow the movement and swinging of the rod, and fit the fitting part of the tip of the guide rod into the fitting hole provided in the workpiece or the fixed member fixed to it. When the axis of the guide rod is positioned in the jig mounting / removal direction, and then the jig is gripped / released by moving the gripping device up and down along the axis of the guide rod. However, the jig can be accurately attached / detached to / from the workpiece without interfering with the workpiece.

すなわち、本発明では、例えば、治具(マスキング治具)が取り付けられた状態で塗装を終えたワーク(又はこれに固定された固定部材)に対し、これに設けられた嵌合孔と嵌り合うように、ロボットによりガイドロッドを移動させる。この際、ワークの位置・姿勢にばらつきがあるため、テーパ部分でガイドロッドが案内され、追従機構で位置ずれを吸収する。
次に、ロボットハンドは把持装置を下降させて治具を把持した後、ガイドロッドに沿って上昇させる。これにより、治具をワーク縁部に接触させることなく取り外すことができる。
That is, in the present invention, for example, a workpiece (or a fixed member fixed thereto) that has been painted with a jig (masking jig) attached thereto is fitted into a fitting hole provided in the workpiece. As described above, the guide rod is moved by the robot. At this time, since the position / posture of the workpiece varies, the guide rod is guided by the tapered portion, and the displacement is absorbed by the follow-up mechanism.
Next, the robot hand lowers the gripping device to grip the jig, and then lifts it along the guide rod. Thereby, a jig | tool can be removed, without making it contact a workpiece | work edge part.

また、本発明では、治具を把持する際に、位置補正のための計測をする必要がなく、またガイド治具を取り付ける必要もないため、タクトタイムが短縮できる。
Further, in the present invention, when gripping the jig, it is not necessary to perform measurement for position correction and it is not necessary to attach a guide jig, so that the tact time can be shortened.

特許文献1の方法を実施するためのロボット装置の構成図である。It is a block diagram of the robot apparatus for implementing the method of patent document 1. FIG. 本発明が対象とするワークと治具の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the workpiece | work and jig | tool which this invention makes object. 手作業用のワーク搬送治具とガイドロッドの説明図である。It is explanatory drawing of the workpiece conveyance jig | tool and guide rod for manual operations. 本発明による治具用ロボットハンドの構成図である。It is a block diagram of the robot hand for jigs by this invention. 本発明による治具の取付け/取外し方法の作動説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the attachment / detachment method of the jig | tool by this invention.

以下、本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, the best mode for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図4は、本発明による治具用ロボットハンドの構成図である。
この図において、ワーク1は、中空円筒形の空洞部2の内側にフランジ3を有し、その表面は別部品を取り付ける部品取付面3aとなっている。また、固定部材5が、フランジ3の裏面にボルト等で固定されている。この固定部材5は、その中心位置に嵌合孔7を有し、その軸線は、後述する治具8の取付け/取外し方向と一致している。
なお、本発明において、固定部材5は、必須ではなく、これを省略して嵌合孔7をワーク1に直接設けてもよい。
FIG. 4 is a block diagram of a jig robot hand according to the present invention.
In this figure, a workpiece 1 has a flange 3 inside a hollow cylindrical hollow portion 2, and the surface thereof is a component mounting surface 3a for mounting another component. The fixing member 5 is fixed to the back surface of the flange 3 with a bolt or the like. This fixing member 5 has a fitting hole 7 at its center position, and its axis coincides with the mounting / removal direction of the jig 8 described later.
In the present invention, the fixing member 5 is not essential, and may be omitted and the fitting hole 7 may be provided directly in the workpiece 1.

また、この図において、治具8はマスキング治具であり、ワーク1の部品取付面3aに取り付けられ、塗料の付着を防止するようになっている。この治具8は、外面8a、内面8b及び中間部分8cからなる。
外面8aは、この例では円形であり、空洞部2の内面2a(ワークの縁部)との隙間が小さく(例えば1mm以下)、これにより部品取付面3aへの塗料の付着を防止するようになっている。
また、内面8bは、この例では円形であり、後述するガイドロッド12を通し、かつこれと干渉しないように、ガイドロッド12の外径より大きく設定されている。
さらに、中間部分8cは、部品取付面3aより内側が直径方向に延びる矩形平板に形成され、この部分を後述する把持装置16で把持できるようになっている。
なお、本発明において、内面8bは必須ではなく、これを省略してもよい。
Further, in this figure, a jig 8 is a masking jig and is attached to the component attachment surface 3a of the work 1 so as to prevent adhesion of paint. The jig 8 includes an outer surface 8a, an inner surface 8b, and an intermediate portion 8c.
The outer surface 8a is circular in this example, and the gap between the inner surface 2a (workpiece edge) of the cavity portion 2 is small (for example, 1 mm or less), thereby preventing the paint from adhering to the component mounting surface 3a. It has become.
In addition, the inner surface 8b is circular in this example, and is set larger than the outer diameter of the guide rod 12 so as to pass through the guide rod 12 described later and not interfere with it.
Further, the intermediate portion 8c is formed as a rectangular flat plate extending in the diametrical direction from the component mounting surface 3a, and can be gripped by a gripping device 16 described later.
In the present invention, the inner surface 8b is not essential and may be omitted.

図4において、本発明の治具用ロボットハンド10は、ワーク1に治具8を取付け/取外しする装置であり、ガイドロッド12、追従機構14、把持装置16及び昇降装置18を備える。   In FIG. 4, the jig robot hand 10 of the present invention is an apparatus for attaching / detaching the jig 8 to / from the workpiece 1, and includes a guide rod 12, a follow-up mechanism 14, a gripping device 16, and an elevating device 18.

ガイドロッド12は、この例では、同軸上に直列に配置されたガイド部分12a、嵌合部分12b及びテーパ部分12cからなる。ガイド部分12aと嵌合部分12bは、円筒形であり、嵌合部分12bの直径はガイド部分12aの直径より小さく、その間に段差12dを有する。   In this example, the guide rod 12 includes a guide portion 12a, a fitting portion 12b, and a tapered portion 12c that are coaxially arranged in series. The guide portion 12a and the fitting portion 12b are cylindrical, and the diameter of the fitting portion 12b is smaller than the diameter of the guide portion 12a and has a step 12d therebetween.

嵌合部分12bは、上述したワーク1又はこれに固定された固定部材5に設けられた嵌合孔7と嵌合し、嵌合部分12bと嵌合孔7との嵌合により、ガイドロッド12の軸線を治具8の取付け/取外し方向に位置決めするように、嵌合孔7との嵌合部分の長さと隙間が設定されている。
また、テーパ部分12cは、嵌合部分12bに連続してその先端側に設けられ、嵌合部分12bを嵌合孔7に案内するようになっている。テーパ部分12cのテーパ角度及び長さは、ワーク1の位置と姿勢のばらつきを許容できる範囲で、十分大きく設定されている。
さらに、段差12dは、固定部材5の上面と接触し、ガイドロッド12の固定部材5に対する高さを一定にするようになっている。
The fitting portion 12b is fitted into the fitting hole 7 provided in the workpiece 1 or the fixing member 5 fixed thereto, and the guide rod 12 is fitted by fitting the fitting portion 12b and the fitting hole 7 together. The length of the fitting portion with respect to the fitting hole 7 and the gap are set so that the axis of the fitting portion 7 is positioned in the attaching / detaching direction of the jig 8.
Further, the tapered portion 12c is provided on the distal end side continuously to the fitting portion 12b and guides the fitting portion 12b to the fitting hole 7. The taper angle and length of the taper portion 12c are set to be sufficiently large as long as variations in the position and posture of the workpiece 1 can be allowed.
Further, the step 12d is in contact with the upper surface of the fixing member 5 so that the height of the guide rod 12 relative to the fixing member 5 is constant.

追従機構14は、この例では、ガイドロッド12の末端部12eに固定された揺動板14a、搬送ロボット9のハンド取付部9aに取り付けられた固定板14b、及びその間を連結する撓み部材14cからなる。
撓み部材14cは、例えば、弾性ゴム又はコイルばねであり、ガイドロッド12に外力が作用しないときには、ガイドロッド12の軸心をハンド取付部9aの軸心に保持する。
また、撓み部材14cは、ガイドロッド12の嵌合部分12b又はテーパ部分12cに外力が作用するときには、固定板14bに対し揺動板14aが移動又は揺動して、ガイドロッド12の末端部12eを、ガイドロッド12の移動及び揺動に追従可能に保持するようになっている。
なお、固定板14bに対する揺動板14aの最大移動量及び最大揺動角度は、ワーク1の位置と姿勢のばらつきを許容できる範囲で、十分大きく設定されている。
In this example, the follow-up mechanism 14 includes a swing plate 14a fixed to the distal end portion 12e of the guide rod 12, a fixed plate 14b attached to the hand attachment portion 9a of the transport robot 9, and a flexible member 14c that connects between them. Become.
The bending member 14c is, for example, an elastic rubber or a coil spring, and holds the shaft center of the guide rod 12 at the shaft center of the hand mounting portion 9a when no external force acts on the guide rod 12.
Further, when an external force is applied to the fitting portion 12b or the tapered portion 12c of the guide rod 12, the bending member 14c moves or swings with respect to the fixed plate 14b, so that the end portion 12e of the guide rod 12 is moved. Is held so as to be able to follow the movement and swinging of the guide rod 12.
Note that the maximum movement amount and the maximum swing angle of the swing plate 14a with respect to the fixed plate 14b are set to be sufficiently large as long as variations in the position and posture of the workpiece 1 can be allowed.

把持装置16は、この例では、治具8の中間部分8cを把持する開閉爪16aと、開閉爪16aを開閉させる開閉用アクチュエータ16bとからなり、治具8の中間部分8cを把持/開放できるようになっている。
なお、把持装置16は、この例に限定されず、治具8の中間部分8cを把持/開放できる限りで、他の把持機構、例えば、吸引パッドや電磁石であってもよい。
In this example, the gripping device 16 includes an opening / closing claw 16a that grips the intermediate portion 8c of the jig 8 and an opening / closing actuator 16b that opens and closes the opening / closing claw 16a, and can grip / release the intermediate portion 8c of the jig 8. It is like that.
The gripping device 16 is not limited to this example, and may be another gripping mechanism, such as a suction pad or an electromagnet, as long as the intermediate portion 8c of the jig 8 can be gripped / released.

昇降装置18は、把持装置16をガイドロッド12の外面に沿って案内するリニアガイド18aと、把持装置16をガイドロッドの軸線に沿って昇降させる昇降用アクチュエータ18bとからなり、把持装置16をガイドロッド12の軸線に沿って昇降させるようになっている。
昇降用アクチュエータ18bは、この例では2本の空圧シリンダであるが、把持装置16をガイドロッド12の軸線に沿って昇降できるかぎりで、1本でもよい。また、把持装置16を昇降させる駆動源は、空圧・電動など種類を問わない。
The lifting device 18 includes a linear guide 18 a that guides the gripping device 16 along the outer surface of the guide rod 12, and a lifting actuator 18 b that lifts and lowers the gripping device 16 along the axis of the guide rod, and guides the gripping device 16. It moves up and down along the axis of the rod 12.
The lift actuator 18b is two pneumatic cylinders in this example, but may be one as long as the gripping device 16 can be lifted and lowered along the axis of the guide rod 12. The drive source for raising and lowering the gripping device 16 may be any type such as pneumatic or electric.

図5は、本発明による治具の取付け/取外し方法の作動説明図である。この図において、治具の取外しは、(A)(B)(C)の順で行い、治具の取付けは、逆に(C)(B)(A)の順で行う。
以下、(A)(B)(C)の順による治具の取外しを説明する。
FIG. 5 is an operation explanatory view of a method of attaching / detaching a jig according to the present invention. In this figure, the jig is removed in the order of (A), (B) and (C), and the jig is attached in the order of (C), (B) and (A).
Hereinafter, the removal of the jig in the order of (A), (B), and (C) will be described.

図5(A)において、治具8はマスキング治具であり、ワーク1の部品取付面3aに取り付けられ、塗料の付着を防止するようになっている。また、この例で、ワーク1の姿勢は、その軸心が鉛直軸からわずか(この例では約3度)に傾斜した状態にある。
また、本発明の治具用ロボットハンド10は、ワーク1の上方に位置しており、ガイドロッド12に外力が作用しない状態であり、ガイドロッド12の軸心はハンド取付部9aの軸心(図で鉛直軸)に保持されている。
この状態において、ハンド取付部9aを3次元的に移動し、ガイドロッド12のテーパ部分12cの先端(下端)を固定部材5の嵌合孔7に位置決めする。この位置決めには、2次元画像又は3次元データを利用してもよい。
In FIG. 5A, a jig 8 is a masking jig and is attached to the component attachment surface 3a of the workpiece 1 so as to prevent adhesion of paint. Further, in this example, the posture of the work 1 is in a state where the axis of the workpiece 1 is slightly inclined (about 3 degrees in this example) from the vertical axis.
The jig robot hand 10 of the present invention is located above the workpiece 1 and is in a state in which no external force acts on the guide rod 12. The axis of the guide rod 12 is the axis of the hand mounting portion 9a ( (Vertical axis in the figure).
In this state, the hand attachment portion 9 a is moved three-dimensionally, and the tip (lower end) of the tapered portion 12 c of the guide rod 12 is positioned in the fitting hole 7 of the fixing member 5. For this positioning, a two-dimensional image or three-dimensional data may be used.

図5(A)の状態から、ガイドロッド12の段差12dが、固定部材5の上面に接触するまで、ハンド取付部9aを下降させると、図5(B)に示すように、ガイドロッド12の先端部の嵌合部分12bが固定部材5の嵌合孔7と嵌合し、この嵌合により治具8の取付け/取外し方向(この例で傾斜した軸線)にガイドロッド12の軸線が位置決めされる。
次いで、ガイドロッド12の軸線に沿って昇降装置18により把持装置16を下降させて、治具8を把持する。
When the hand attachment portion 9a is lowered from the state of FIG. 5A until the step 12d of the guide rod 12 contacts the upper surface of the fixing member 5, as shown in FIG. The fitting portion 12b at the distal end is fitted into the fitting hole 7 of the fixing member 5, and this fitting positions the axis of the guide rod 12 in the mounting / removing direction of the jig 8 (inclined axis in this example). The
Next, the gripping device 16 is lowered by the lifting device 18 along the axis of the guide rod 12 to grip the jig 8.

図5(B)の状態から、ガイドロッド12の軸線に沿って昇降装置18により把持装置16を上昇させると、図5(C)の状態となり、この状態から、ハンド取付部9aを3次元的に移動し、別の位置に搬送する。
上述したように、ガイドロッド12の軸線に沿って把持装置16を昇降させて治具8を把持/開放するので、ワーク1の位置や姿勢にばらつきがある場合でも、ワークと干渉することなく、ワークに治具8を正確に取付け/取外しすることができる。
When the gripping device 16 is raised by the lifting device 18 along the axis of the guide rod 12 from the state shown in FIG. 5B, the state shown in FIG. 5C is obtained. Move to another position.
As described above, since the jig 8 is held / released by moving the holding device 16 up and down along the axis of the guide rod 12, even if the position and posture of the work 1 vary, without interfering with the work, The jig 8 can be accurately attached / detached to / from the workpiece.

治具の取付けは、上述した工程と逆に(C)(B)(A)の順で行う。   The jig is attached in the order of (C), (B), and (A) in reverse to the above-described steps.

上述した本発明の装置と方法によれば、ガイドロッド12、追従機構14、把持装置16及び昇降装置18を備え、搬送ロボット9のハンド取付部9aに取り付けられた追従機構14により、円筒形のガイドロッド12の末端部12eをガイドロッドの移動及び揺動に追従可能に保持し、ワーク1又はこれに固定された固定部材5に設けられた嵌合孔7に、ガイドロッド12の先端部(嵌合部分12b)を嵌合させて、該嵌合により治具8の取付け/取外し方向にガイドロッド12の軸線を位置決めし、次いで、ガイドロッド12の軸線に沿って把持装置16を昇降させて治具を把持/開放するので、ワークの位置や姿勢にばらつきがある場合でも、ワークと干渉することなく、ワークに治具を正確に取付け/取外しすることができる。   According to the apparatus and method of the present invention described above, the guide rod 12, the tracking mechanism 14, the gripping device 16, and the lifting / lowering device 18 are provided, and the cylindrical mechanism is formed by the tracking mechanism 14 attached to the hand mounting portion 9 a of the transport robot 9. The distal end portion 12e of the guide rod 12 is held in the fitting hole 7 provided in the workpiece 1 or the fixing member 5 fixed to the workpiece 1 so that the end portion 12e of the guide rod 12 can follow the movement and swinging of the guide rod. The fitting portion 12b) is fitted, the axis of the guide rod 12 is positioned in the mounting / removal direction of the jig 8 by the fitting, and then the gripping device 16 is moved up and down along the axis of the guide rod 12. Since the jig is held / released, the jig can be accurately attached / detached to / from the workpiece without interfering with the workpiece even when the position and posture of the workpiece vary.

すなわち、本発明では、例えば、治具8(マスキング治具)が取り付けられた状態で塗装を終えたワーク1(又はこれに固定された固定部材5)に対し、これに設けられた嵌合孔7と嵌り合うように、ロボットによりガイドロッド12を移動させる。この際、ワーク1の位置・姿勢にばらつきがあるため、テーパ部分12cでガイドロッド12が案内され、追従機構14で位置ずれを吸収する。
次に、ロボットハンド9は把持装置16を下降させて治具8を把持した後、ガイドロッド12に沿って上昇させる。これにより、治具8をワーク縁部に接触させることなく取り外すことができる。
That is, in the present invention, for example, a fitting hole provided in a workpiece 1 (or a fixing member 5 fixed thereto) that has been painted with a jig 8 (masking jig) attached thereto. The guide rod 12 is moved by the robot so as to be fitted with 7. At this time, since the position / posture of the workpiece 1 varies, the guide rod 12 is guided by the tapered portion 12 c and the positional deviation is absorbed by the follower mechanism 14.
Next, the robot hand 9 lowers the gripping device 16 to grip the jig 8 and then lifts it along the guide rod 12. Thereby, the jig | tool 8 can be removed, without contacting a workpiece | work edge part.

また、本発明では、治具8を把持する際に、位置補正のための計測をする必要がなく、またガイド治具を取り付ける必要もないため、タクトタイムが短縮できる。   Further, in the present invention, when gripping the jig 8, it is not necessary to perform measurement for position correction and it is not necessary to attach a guide jig, so that the tact time can be shortened.

なお、本発明の対象は、上述した治具に限らず、ワークのくぼみ部へ入り込んでいる物体であればよい。   The subject of the present invention is not limited to the jig described above, but may be any object that enters the recessed portion of the workpiece.

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, a various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention.

1 ワーク、2 空洞部、2a 内面、
3 フランジ、3a 部品取付面、
5 固定部材、7 嵌合孔、
8 治具、8a 外面、8b 内面、8c 中間部分、
9 搬送ロボット、9a ハンド取付部、
10 治具用ロボットハンド、
12 ガイドロッド、12a ガイド部分、
12b 嵌合部分、12c テーパ部分、
12d 段差、12e 末端部、
14 追従機構、14a 揺動板、
14b 固定板、14c 撓み部材、
16 把持装置、16a 開閉爪、
16b 開閉用アクチュエータ、
18 昇降装置、18a リニアガイド、
18b 昇降用アクチュエータ
1 work, 2 hollow part, 2a inner surface,
3 Flange, 3a Component mounting surface,
5 fixing member, 7 fitting hole,
8 jig, 8a outer surface, 8b inner surface, 8c middle part,
9 Transfer robot, 9a Hand mounting part,
10 Robot hand for jigs,
12 guide rod, 12a guide part,
12b fitting part, 12c taper part,
12d step, 12e end,
14 following mechanism, 14a swinging plate,
14b fixing plate, 14c bending member,
16 gripping device, 16a opening and closing claw,
16b actuator for opening and closing,
18 Lifting device, 18a Linear guide,
18b Lifting actuator

Claims (3)

ワークに治具を取付け/取外しする治具用ロボットハンドであって、
ワーク又はこれに固定された固定部材に設けられた嵌合孔と嵌合する嵌合部分を先端部に有し、該嵌合部分と前記嵌合孔との嵌合により、治具の取付け/取外し方向にその軸線が位置決めされる円筒形のガイドロッドと、
搬送ロボットのハンド取付部に取り付けられ、前記ガイドロッドの末端部を、ガイドロッドの移動及び揺動に追従可能に保持する追従機構と、
前記治具を把持/開放可能な把持装置と、
該把持装置をガイドロッドの軸線に沿って昇降させる昇降装置とを備えた、ことを特徴とする治具用ロボットハンド。
A jig robot hand for attaching / detaching a jig to / from a workpiece,
A fitting portion that fits into a fitting hole provided in a workpiece or a fixing member fixed to the workpiece is provided at the tip, and the fitting / attachment of the jig is performed by fitting the fitting portion with the fitting hole. A cylindrical guide rod whose axis is positioned in the removal direction;
A follow-up mechanism that is attached to the hand attachment portion of the transfer robot and holds the end portion of the guide rod so as to follow the movement and swinging of the guide rod;
A gripping device capable of gripping / releasing the jig;
A jig robot hand comprising: a lifting device that lifts and lowers the gripping device along an axis of a guide rod.
前記ガイドロッドは、前記嵌合部分に連続して設けられ、前記嵌合部分を前記嵌合孔に案内するテーパ部分を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の治具用ロボットハンド。   2. The jig robot hand according to claim 1, wherein the guide rod has a tapered portion that is provided continuously with the fitting portion and guides the fitting portion to the fitting hole. 搬送ロボットのハンド取付部に取り付けられた追従機構により、円筒形のガイドロッドの末端部をガイドロッドの移動及び揺動に追従可能に保持し、
ハンド取付部を3次元的に移動し、
ワーク又はこれに固定された固定部材に設けられた嵌合孔に、ガイドロッドの先端部の嵌合部分を嵌合させて、該嵌合により治具の取付け/取外し方向に ガイドロッドの軸線を位置決めし、
ガイドロッドの軸線に沿って把持装置を昇降させて治具を把持/開放する、ことを特徴とする治具用ロボットハンドを用いた治具の取付け/取外し方法。
The tracking mechanism attached to the hand mounting part of the transfer robot holds the end of the cylindrical guide rod so that it can follow the movement and swinging of the guide rod,
Move the hand mounting part three-dimensionally,
Fit the fitting part of the tip of the guide rod into the fitting hole provided in the workpiece or the fixed member fixed to it, and the axis of the guide rod in the mounting / removal direction of the jig by this fitting Positioning,
A jig attachment / detachment method using a jig robot hand, wherein the jig is grasped / released by raising / lowering a grasping device along an axis of a guide rod.
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