JP2012096305A - Bracket for robot arm - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワークに作用する作用部材(ワークを保持するためのクランプ機構など)をロボットアームに取り付けるためのブラケットに関する。 The present invention relates to a bracket for attaching an action member (such as a clamp mechanism for holding a workpiece) acting on a workpiece to a robot arm.
産業用ロボットの一種である小型多関節ロボットは、たとえば、自動車や自動車部品などの生産工場において、鋼板を溶接する溶接ロボットや機械加工の対象物を工作機械に搬入および搬出する搬送ロボットとして使用されている。 Small articulated robots, which are a type of industrial robot, are used, for example, as welding robots for welding steel plates and transfer robots for carrying in and out machined objects in production plants for automobiles and automobile parts. ing.
図4は、従来のロボットアーム用ブラケットの図解的な断面図である。 FIG. 4 is a schematic sectional view of a conventional robot arm bracket.
ロボットアーム用ブラケット101は、ロボットアームの先端で鉛直方向に延びる手首軸100に固定される。ロボットアーム用ブラケット101は、手首軸103の下端に固定され、上下方向に延びる略円筒状の固定円筒部102と、固定円筒部102の下端に固定され、水平姿勢をなす略円板状の固定プレート103と、固定プレート103に下方から対向する略円板状の可動プレート104とを備えている。
The
固定プレート103の中央部には、貫通孔105が形成されている。固定プレート103の下面の周縁部には、6つの保持穴106が固定プレート103の中心まわりに等角度間隔で形成されている。各保持穴106には、鋼球107が回動自在に保持されている。
A through
可動プレート104の上面には、各鋼球107と対向する位置に、断面V字状の受け穴108が形成されている。可動プレート104の中央部には、支持ボルト109が固定されている。支持ボルト109は、可動プレート104の上方に延び、貫通孔105に挿通されて、固定円筒部102内に突出している。そして、支持ボルト109の上端部と固定プレート103との間には、コイルスプリング110が圧縮状態で介裝されている。コイルスプリング110の弾性力により、可動プレート104が固定プレート103側に付勢され、各受け穴108に鋼球107が嵌り、可動プレート104が固定プレート103に対して位置決めされる。
A
たとえば、ワークに作用する作用部材としての溶接トーチが可動プレート104に取り付けられることにより、ロボットアーム用ブラケット101を備える産業用ロボットは、溶接ロボットとしての役割を果たす。可動プレート104がコイルスプリング110を介して固定プレート103に弾性的に支持されているので、たとえば、溶接トーチが移動中に他部材に接触すると、可動プレート104が固定プレート103に対して傾斜する姿勢に変位する。そのため、可動プレート104の変位を検出するための手段が設けられていれば、可動プレート104の変位の検出に応答して、溶接ロボットの動作を停止させることができ、溶接トーチが無理に移動されることによる手首軸103の破損などを防止できる。
For example, an industrial robot provided with the
しかしながら、溶接トーチが可動プレート104に取り付けられ、可動プレート104がコイルスプリング110を介して固定プレート103に弾性的に支持されているので、溶接トーチが所定位置まで移動されるときに、溶接トーチが可動プレート103とともに揺れ、溶接トーチの位置を所定位置に精度よく位置決めすることができないおそれがある。
However, since the welding torch is attached to the
本発明の目的は、作用部材を精度よく位置決めすることができる、ロボットアーム用ブラケットを提供することである。 The objective of this invention is providing the bracket for robot arms which can position an action member accurately.
前記の目的を達成するため、本発明は、ワークに作用する作用部材をロボットアームに取り付けるためのブラケットにおいて、前記ロボットアームの先端に固定され、上下方向に延びる本体部および前記本体部の下端部から周囲に張り出すフランジを有する軸状部材と、前記フランジの上面に設けられ、当該上面に対して上方に突出する少なくとも3つの突起部と、前記軸状部材の前記本体部が挿通される挿通孔を有し、前記フランジの上方に配置されて、前記突起部により下方から支持され、前記作用部材が取り付けられる可動プレートと、前記可動プレートを下方に弾性的に付勢する付勢部材とを備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a bracket for attaching an action member acting on a workpiece to a robot arm, a main body portion fixed to the tip of the robot arm and extending in the vertical direction, and a lower end portion of the main body portion. A shaft-shaped member having a flange projecting from the periphery, at least three protrusions provided on the upper surface of the flange and projecting upward with respect to the upper surface, and an insertion through which the main body of the shaft-shaped member is inserted A movable plate having a hole, disposed above the flange, supported from below by the protrusion, and to which the working member is attached; and a biasing member that elastically biases the movable plate downward It is characterized by providing.
このロボットアーム用ブラケットは、ロボットアームの先端に固定される軸状部材を備えている。軸状部材は、上下方向に延びる本体部と、本体部の下端部からその周囲に張り出すフランジとを有している。また、ロボットアーム用ブラケットは、可動プレートを備えている。可動プレートには、挿通孔が形成されている。軸状部材の本体部が挿通孔に挿通されて、可動プレートは、フランジの上方に配置されている。そして、フランジの上面には、その上面から上方に突出する少なくとも3つの突起部が設けられている。可動プレートは、付勢部材により下方に弾性的に付勢されて、突起部により下方から支持されている。 The robot arm bracket includes a shaft-like member fixed to the tip of the robot arm. The shaft-shaped member has a main body portion extending in the vertical direction and a flange projecting from the lower end portion of the main body portion to the periphery thereof. The robot arm bracket includes a movable plate. An insertion hole is formed in the movable plate. The main body portion of the shaft-like member is inserted into the insertion hole, and the movable plate is disposed above the flange. Then, at least three protrusions projecting upward from the upper surface are provided on the upper surface of the flange. The movable plate is elastically urged downward by the urging member and is supported from below by the protrusion.
これにより、可動プレートは、軸状部材のフランジに対して付勢部材の付勢力により固定されている。そのため、可動プレートに作用部材が取り付けられて、その作用部材が所定位置まで移動されるときに、作用部材が可動プレートとともに揺れることを防止でき、作用部材を所定位置に精度よく位置決めすることができる。 Thereby, the movable plate is fixed to the flange of the shaft member by the biasing force of the biasing member. Therefore, when the action member is attached to the movable plate and the action member is moved to a predetermined position, the action member can be prevented from shaking with the movable plate, and the action member can be accurately positioned at the predetermined position. .
また、作用部材がその移動中に他部材に接触すると、可動プレートが付勢部材の付勢力に抗して変位する。そのため、可動プレートの変位を検出するための手段(センサ、スイッチなど)が設けられていれば、可動プレートの変位の検出に応答して、ロボットアームの動作を停止させることができ、作用部材が無理に移動されることによるロボットアームの破損などを防止できる。 Further, when the action member comes into contact with another member during the movement, the movable plate is displaced against the biasing force of the biasing member. Therefore, if a means (sensor, switch, etc.) for detecting the displacement of the movable plate is provided, the operation of the robot arm can be stopped in response to the detection of the displacement of the movable plate. It is possible to prevent the robot arm from being damaged by being forcibly moved.
軸状部材の本体部は、筒状に形成されていることが好適である。これにより、軸状部材の本体部内を通して、作用部材への給電のための配線などを作用部材に接続することができる。 The main body portion of the shaft-shaped member is preferably formed in a cylindrical shape. Thereby, the wiring for the electric power feeding to an action member, etc. can be connected to an action member through the main-body part of a shaft-shaped member.
本発明によれば、可動プレートに取り付けられる作用部材を所定位置に精度よく位置決めすることができながら、その作用部材がその移動中に他部材に接触したときには、ロボットアームの動作を停止させることができ、作用部材が無理に移動されることによるロボットアームの破損などを防止できる。 According to the present invention, the action member attached to the movable plate can be accurately positioned at a predetermined position, but the action of the robot arm can be stopped when the action member comes into contact with another member during the movement. It is possible to prevent the robot arm from being damaged by forcibly moving the action member.
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係るロボットアーム用ブラケットおよびこれに取り付けられたクランプ機構の平面図である。図2は、図1に示されるロボットアーム用ブラケットおよびクランプ機構の断面図であり、ワークが水平に保持された状態を示す。また、図3は、図1に示されるロボットアーム用ブラケットおよびクランプ機構の断面図であり、ワークが移動中に他部材に衝突して、ワークが傾斜した状態を示す。 FIG. 1 is a plan view of a robot arm bracket and a clamp mechanism attached thereto according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the robot arm bracket and the clamp mechanism shown in FIG. 1 and shows a state in which the workpiece is held horizontally. FIG. 3 is a cross-sectional view of the robot arm bracket and the clamp mechanism shown in FIG. 1 and shows a state where the workpiece collides with another member during the movement and the workpiece is inclined.
ロボットアーム1の先端には、図2,3に示されるように、鉛直方向に延びる手首軸2が昇降可能に設けられている。手首軸2は、円筒形状の中空軸であり、その下端部には、周囲に張り出すフランジ3が形成されている。手首軸2には、ロボットアーム用ブラケット4を介して、ワークWを保持するためのクランプ機構5が取り付けられる。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
ロボットアーム用ブラケット4は、軸状部材6を備えている。軸状部材6は、上下方向に延びる円筒状の本体部7と、本体部7の上端部から周囲に張り出す上フランジ8と、本体部7の下端部から周囲に張り出す下フランジ9とを一体的に有している。そして、上フランジ8が手首軸2のフランジ3に固定されることにより、軸状部材6が手首軸2に取り付けられている。
The
下フランジ9の上面には、6つの保持穴10が本体部7の周方向に等間隔を空けて(等角度間隔で)形成されている。各保持穴10には、鋼球11が回転可能に保持されている。鋼球11の上半分程度の部分は、突起部として、下フランジ9の上面に対して上方に突出している。
On the upper surface of the lower flange 9, six
下フランジ9の上方には、可動プレート12が設けられている。可動プレート12は、図1に示されるように、平面視略四角形状のプレート本体部13と、プレート本体部13の隣り合う2つの角部からプレート本体部13の対角線の延長線上を延びる延設部14とを一体的に有する薄板状をなしている。
A
プレート本体部13の中央には、図2,3に示されるように、円形の挿通孔15が形成されている。挿通孔15には、軸状部材6の本体部7が遊びを有して挿通されている。
A
プレート本体13の下面には、各鋼球11と対向する位置に、下方に開放される断面五角形状(ホームベース形状)の受け穴16が形成されている。
On the lower surface of the
プレート本体13の上面には、平面視で各鋼球11と同じ位置に、断面略U字状のスプリング収容部17が形成されている。スプリング収容部17内には、コイルスプリング18が収容されている。コイルスプリング18は、その上端部が軸状部材6の上フランジ8に固定され、上フランジ8とスプリング収容部17の底部との間に圧縮状態で介在されている。コイルスプリング18の弾性力により、可動プレート12が下方に付勢されて、可動プレート12の受け穴16の内面が鋼球11に当接し、可動プレート12が鋼球11に弾性的に支持されている。
On the upper surface of the
ワークWの上面には、2つの位置決め穴19が形成されている。可動プレート12の各延設部14の先端部には、各位置決め穴19に対応して、位置決めピン20が設けられている。位置決めピン20は、延設部14から下方に延びている。各位置決めピン20が位置決め穴19に嵌合することにより、可動プレート12がワークWに対して位置決めされる。
Two positioning holes 19 are formed on the upper surface of the workpiece W. Positioning pins 20 are provided at the distal ends of the extending
クランプ機構5は、複数の上クランプ部材21を備えている。ワークWには、複数の挟持部22が形成されている。上クランプ部材21は、各挟持部22に対応して設けられ、可動プレート12のプレート本体部13に取り付けられて、プレート本体部13から下方に延びている。
The
また、クランプ機構5は、ロータリシリンダ23および下クランプ部材24を備えている。ロータリシリンダ23は、シリンダ本体25からロッド26が下方に延びるように、可動プレート12のプレート本体部13に取り付けられている。下クランプ部材24は、ロータリシリンダ23のロッド26の先端部に固定されている。下クランプ部材24は、ロッド26の先端部からロッド26の進退方向と直交する方向に延びる薄板状に形成されている。
The
クランプ機構5によりワークWが保持されるときには、ロボットアーム1が動かされて、各上クランプ部材21がワークWの挟持部22に対して鉛直上方に対向するように、可動プレート12がワークWの上方の所定位置に配置される。その後、手首軸2が下降されて、各上クランプ部材21が挟持部22に押し当てられる。このとき、下クランプ部材24は、ワークWと接触しない位置に退避されている。そして、上クランプ部材21が挟持部22に押し当てられると、ロータリシリンダ23のロッド26の回転により、下クランプ部材24が1つの挟持部22に下方から対向する位置に配置される。そして、ロータリシリンダ23のロッド26の収縮により、下クランプ部材24が挟持部22に押し当てられる。その結果、上クランプ部材21および下クランプ部材24により挟持部22が挟持され、クランプ機構5によるワークWの保持が達成される。
When the workpiece W is held by the
そして、ロボットアーム用ブラケット4には、マイクロスイッチ27が取り付けられている。具体的には、軸状部材6の上フランジ8には、その上面から水平方向に延び、下方に屈曲する断面L字状の支持部材28が固定されている。マイクロスイッチ27は、図2に示されるように、可動プレート12が水平姿勢をなす状態で、先端のアクチュエータ29がスプリング収容部17の外側面に対して微小な間隔を空けて対向するか、または、アクチュエータ29がスプリング収容部17の外側面に触れる程度に接触するように、支持部材28における上下方向に延びる部分に支持されている。
A
たとえば、ロボットアーム1およびクランプ機構5の働きにより、工作機械で機械加工されたワークWが別の工作機械に搬送される。ロボットアーム1の動きを制御する制御装置に対するティーチングミスなどが原因で、ワークWまたはクランプ機構5(下クランプ部材24)が搬送中に他部材に衝突することがある。ワークWまたはクランプ機構5が他部材に衝突すると、その後のロボットアーム1の動きに伴って、図3に示されるように、可動プレート12がワークWとともに水平姿勢から傾斜姿勢に変位する。この変位により、スプリング収容部17の外側面がマイクロスイッチ27のアクチュエータ29に強く押圧され、マイクロスイッチ27がオンになる。マイクロスイッチ27がオンになると、それに応答して、ワークWまたはクランプ機構5が他部材に衝突したと判断され、ロボットアーム1の動作が停止される。
For example, the work W machined by the machine tool is transferred to another machine tool by the actions of the robot arm 1 and the
以上のように、ロボットアーム用ブラケット4は、ロボットアーム1の先端に固定される軸状部材6を備えている。軸状部材6は、上下方向に延びる本体部7と、本体部7の下端部からその周囲に張り出す下フランジ9とを有している。また、ロボットアーム用ブラケット4は、可動プレート12を備えている。可動プレート12には、挿通孔15が形成されている。軸状部材6の本体部7が挿通孔15に挿通されて、可動プレート12は、下フランジ9の上方に配置されている。そして、下フランジ9の上面には、その上面から上方に突出する6つの鋼球11が設けられている。可動プレート12は、コイルスプリング18により下方に弾性的に付勢されて、鋼球11により下方から支持されている。
As described above, the
これにより、可動プレートは、軸状部材6の下フランジ9に対してコイルスプリング18の付勢力により弾性的に固定されている。そのため、可動プレート12にクランプ機構5が取り付けられて、そのクランプ機構5がワークWの上方の所定位置まで移動されるときに、クランプ機構5が可動プレート12とともに揺れることを防止でき、クランプ機構5を所定位置に精度よく位置決めすることができる。
Thereby, the movable plate is elastically fixed to the lower flange 9 of the shaft-like member 6 by the biasing force of the
また、可動プレート12の変位によりマイクロスイッチ27がオンになると、これに応答して、ワークWまたはクランプ機構5が他部材に衝突したと判断されて、ロボットアーム1の動作が停止される。これにより、ワークWまたはクランプ機構5が他部材に衝突した後にロボットアーム1が無理に動かされることによる手首軸2などの破損を防止できる。
Further, when the
軸状部材6の本体部7は、円筒状に形成されている。また、手首軸2は、円筒形状の中空軸である。これにより、ロータリシリンダ23への給電のための配線を、手首軸2および軸状部材6の本体部7内を通し、本体部7から下方に引き出して、ロータリシリンダ23に接続することができる。よって、ロータリシリンダ23への配線の引き回しが容易である。
The
以上、本発明の一実施形態について説明したが、この実施形態には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, various design changes can be made to this embodiment within the scope of the matters described in the claims.
1 ロボットアーム
4 ロボットアーム用ブラケット
5 クランプ機構(作用部材)
6 軸状部材
7 本体部
9 下フランジ(フランジ)
11 鋼球(突起部)
12 可動プレート
15 挿通孔
18 コイルスプリング(付勢部材)
20 位置決めピン(作用部材)
21 上クランプ部材(作用部材)
23 ロータリシリンダ(作用部材)
24 下クランプ部材(作用部材)
1
6 Shaft-shaped
11 Steel balls (protrusions)
12
20 Positioning pin (action member)
21 Upper clamp member (action member)
23 Rotary cylinder (working member)
24 Lower clamp member (action member)
Claims (2)
前記ロボットアームの先端に固定され、上下方向に延びる本体部および前記本体部の下端部から周囲に張り出すフランジを有する軸状部材と、
前記フランジの上面に設けられ、当該上面に対して上方に突出する少なくとも3つの突起部と、
前記軸状部材の前記本体部が挿通される挿通孔を有し、前記フランジの上方に配置されて、前記突起部により下方から支持され、前記作用部材が取り付けられる可動プレートと、
前記可動プレートを下方に弾性的に付勢する付勢部材とを含む、ロボットアーム用ブラケット。 A bracket for attaching an action member acting on a workpiece to a robot arm,
A shaft-like member having a flange fixed to the tip of the robot arm and extending in the vertical direction and a flange projecting from the lower end of the main body,
At least three protrusions provided on the upper surface of the flange and projecting upward with respect to the upper surface;
A movable plate having an insertion hole through which the main body portion of the shaft-shaped member is inserted, disposed above the flange, supported from below by the protrusion, and to which the action member is attached;
A robot arm bracket including a biasing member that resiliently biases the movable plate downward.
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0529692U (en) * | 1991-09-26 | 1993-04-20 | 沖電気工業株式会社 | Overload prevention device in the hand part of the robot |
JPH1148183A (en) * | 1997-08-06 | 1999-02-23 | B L Auto Tec Kk | Overload protecting device for robot arm |
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2010
- 2010-10-29 JP JP2010243979A patent/JP2012096305A/en active Pending
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