JP2013107160A - Gripping part positioning device and method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically change the position of a gripping part of a workpiece chucking device, by causing the gripping part prepared on the workpiece chucking device mounted on a robot arm to be shifted and positioned in accordance with the change of the type of a workpiece, without having a driving device provided for moving the gripping part to the robot or the workpiece chucking device.SOLUTION: A gripping part positioning device 500 includes a base unit 510. The base unit 510 comprises: a workpiece chucking device positioning section 520 that positions the workpiece chucking device equipped with a gripping mechanism capable of switching between a movement-allowed state and movement-regulated state; and a gripping part positioning mechanism 530 that includes a locking recess 531 engageable with the gripping mechanism, while shifts three-dimensionally the locking recess 531 engaged with the gripping mechanism that is in the state of being allowed to be shifted in the workpiece chucking device 1, thereby causing the gripping mechanism to be moved to and positioned at a position corresponding to the to-be-gripped part of the workpiece according to the kind of the workpiece.

Description

本発明は、把持部位置決め装置および方法に関し、特に、ロボットアームに装着されて種々のワークを把持部で把持するワーク把持装置における前記把持部をワークの種類に応じて移動させて位置決めするための把持部位置決め装置および方法に関する。   The present invention relates to a gripping part positioning apparatus and method, and more particularly, to position the gripping part in a work gripping apparatus that is mounted on a robot arm and grips various works with the gripping part according to the type of the work. The present invention relates to a gripper positioning apparatus and method.

複数の部品を加工し組み付けて、多様なバリエーションを有する製品を完成させる生産ラインでは、多種類のワークに柔軟に対応して効率よく確実に搬送するための技術が採用されている(例えば、特許文献1,2)。
特許文献1では、ワークを把持するハンド部を交換するハンド部交換機構54により多種多様なワークに対応することができる。
特許文献2では、タレット式のロボットハンドにより複数のハンドを回転し切り換えて選択することで交換時間を短縮している。
In production lines that process and assemble multiple parts to complete products with various variations, technologies for flexibly handling various types of workpieces and efficiently transporting them are used (for example, patents). References 1, 2).
In Patent Document 1, it is possible to deal with a wide variety of workpieces by the hand portion replacement mechanism 54 that replaces the hand portion that grips the workpiece.
In Patent Document 2, the exchange time is shortened by rotating a plurality of hands by using a turret type robot hand, and selecting them by switching.

しかし、特許文献1のハンド部交換機構54では、ワークの種類に応じて別個のハンドを用意しなければならないので、ハンドの製作コストや置き場の確保が問題となる。また、特許文献2のタレット式のロボットハンドでは構造が複雑になるため、ロボットの先端部が重くなり動作が制約され、切り換える種類にも限界があるという問題があった。   However, in the hand part replacement mechanism 54 of Patent Document 1, separate hands must be prepared according to the type of work, and thus there is a problem in securing the production cost of the hand and securing the place. Further, since the structure of the turret type robot hand of Patent Document 2 is complicated, there is a problem in that the tip of the robot becomes heavy and the operation is restricted, and there is a limit to the type of switching.

かかる問題を解決するために、ワークの種類が変更されたときにワークを把持するワーク把持装置における把持部の位置を変更可能にすると共に、ロボットアームの先端側を軽量化するために前記把持部を移動させるための駆動装置をロボットやワーク把持装置に持たせない構成を採用することが考えられる。   In order to solve such a problem, it is possible to change the position of the gripping unit in a workpiece gripping device that grips the workpiece when the type of the workpiece is changed, and to reduce the weight of the tip side of the robot arm, the gripping unit It is conceivable to adopt a configuration in which a robot or workpiece gripping device is not provided with a driving device for moving the robot.

しかしながら、このような構成を採用した場合、ワークの種類が変更される度に、作業者がワーク把持装置における把持部の位置を変更することは可能ではあるが、作業が煩雑で時間を要したり誤差が生じたりする虞がある。一方、一連の作業を自動化して生産性を向上させるためには相応の工夫が必要である。   However, when such a configuration is adopted, it is possible for the operator to change the position of the gripping part in the work gripping device every time the type of the work is changed, but the work is complicated and takes time. Or an error may occur. On the other hand, in order to improve the productivity by automating a series of operations, appropriate measures are required.

特開平6−262281号公報JP-A-6-262281 特開平5−301189号公報JP-A-5-301189

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ロボットアームに装着されたワーク把持装置に備えられた把持部を、ロボットやワーク把持装置に把持部を移動させるための駆動装置を設けることなく、ワークの種類の変更に応じて、移動させて位置決めすることにより、ワーク把持装置における把持部の位置を自動的に変更することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a driving device for moving a gripping portion provided to a workpiece gripping device mounted on a robot arm to a robot or a workpiece gripping device is provided. The object is to automatically change the position of the gripping part in the work gripping device by moving and positioning according to the change of the type of the work without providing it.

前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ロボットアームに装着されて種々のワークを把持部で把持するワーク把持装置における前記把持部をワークの種類に応じて移動させて位置決めするための把持部位置決め装置であって、床に設置される基台と、前記基台に設けられ、前記ワーク把持装置における移動が許容された状態と規制された状態とに切り替えられ得る前記把持部を備えた前記ワーク把持装置を前記基台に位置決めするワーク把持装置位置決め部と、前記基台に設けられ、前記把持部と係合可能な係合部を備え前記ワーク把持装置における移動が許容された状態にある前記把持部と係合した前記係合部を3次元移動させることにより前記把持部をワークの種類に応じて当該ワークの被把持部に対応した位置に移動させて位置決めする把持部位置決め機構と、を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is characterized in that the gripping portion in a workpiece gripping device that is mounted on a robot arm and grips various workpieces by the gripping portion is moved according to the type of the workpiece. A gripping unit positioning device for performing the gripping operation, wherein the gripper is provided on the floor, and the gripper is provided on the base and can be switched between a permitted state and a restricted state in the workpiece gripping device. A workpiece gripping device positioning portion for positioning the workpiece gripping device provided with a portion on the base, and an engagement portion provided on the base and engageable with the gripping portion, allowing movement in the workpiece gripping device The gripper is moved to a position corresponding to the gripped part of the work according to the type of the work by moving the engaging part engaged with the gripped part in the three-dimensional state. Characterized in that and a gripper positioning mechanism for positioning Te.

この発明によれば、ロボットアームに装着されたワーク把持装置に備えられた把持部を、ロボットやワーク把持装置に把持部を移動させるための駆動装置を設けることなく、ワークの種類の変更に応じて、移動させて位置決めすることにより、ワーク把持装置における把持部の位置を自動的に変更することが可能となる。
したがって、ロボットアームの先端側を軽量化しながらバリエーションを有する種々のワークに対応することが可能となる。
According to the present invention, the gripping portion provided in the workpiece gripping device mounted on the robot arm can be changed according to the type of workpiece without providing a driving device for moving the gripping portion to the robot or the workpiece gripping device. Thus, by moving and positioning, it is possible to automatically change the position of the gripping portion in the workpiece gripping device.
Therefore, it becomes possible to deal with various workpieces having variations while reducing the weight of the tip side of the robot arm.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の把持部位置決め装置であって、前記把持部位置決め機構は、互いに直交する3軸の方向に前記係合部を移動自在に支持する支持機構と、前記3軸の方向に前記係合部を移動させるための駆動装置とを有することを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the gripping part positioning device according to claim 1, wherein the gripping part positioning mechanism supports the engaging part movably in directions of three axes orthogonal to each other. And a driving device for moving the engagement portion in the direction of the three axes.

この発明によれば、バリエーションを有するワークの種類ごとに異なる種々の位置に被把持部が形成されたワークに確実に対応することができる。また、3次元直交座標系は、極座標系よりも空間位置が把握し易く、ロボットティーチング等の作業もやり易くなるため、作業性が向上する。   According to the present invention, it is possible to reliably cope with a workpiece in which the gripped portion is formed at various positions that differ for each type of workpiece having variations. Further, the three-dimensional orthogonal coordinate system is easier to grasp the spatial position than the polar coordinate system, and the work such as robot teaching is easier to perform, so the workability is improved.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の把持部位置決め装置であって、前記支持機構は、前記3軸の方向に延在するレールと当該レールに沿って転がり軸受を介して移動可能に係合されたブロックとを備えた直動ガイド機構を有することを特徴とする。   Invention of Claim 3 is a holding part positioning apparatus of Claim 2, Comprising: The said support mechanism moves via a rolling bearing along the rail extended in the direction of the said 3 axis | shaft, and the said rail It has a linear motion guide mechanism provided with the block engaged possible.

この発明によれば、3軸の方向に延在するレールに沿って係合部を滑らかにガタ無く移動させることができる。   According to the present invention, the engaging portion can be smoothly moved without play along the rail extending in the direction of the three axes.

請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の把持部位置決め装置であって、前記係合部は、前記把持部がワークの被把持部を外側から内側に向けて押圧して把持するアウタータイプの場合には凸部であり、前記把持部がワークの被把持部を内側から外側に向けて押圧して把持するインナータイプの場合には凹部であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the gripping part positioning device according to any one of the first to third aspects, the engaging part may be configured such that the gripping part has a gripped part of a workpiece from the outside. In the case of an outer type that presses and grips inwardly, it is a convex part, and in the case of an inner type that presses and grips the gripped part of the work from the inside to the outside, it is a concave part. It is characterized by that.

この発明によれば、把持部がアウタータイプ、インナータイプ、あるいはこれらの両タイプが混在する場合にも対応することができる。また、複雑な構造のワークの把持にも対応することができる。   According to the present invention, it is possible to cope with a case where the gripping portion is an outer type, an inner type, or a combination of both types. In addition, it is possible to handle a workpiece having a complicated structure.

請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の把持部位置決め装置であって、前記係合部は、複数種類のワークに応じて、異なる径の円形断面を有する複数の前記凸部及び/又は前記凹部を有することを特徴とする。   Invention of Claim 5 is a holding part positioning apparatus of Claim 4, Comprising: The said engaging part is the said several convex part which has a circular cross section of a different diameter according to several types of workpiece | work, and / Or it has the said recessed part, It is characterized by the above-mentioned.

この発明によれば、サイズの異なる複数の把持部に適合するように、異なる径を有する複数の凸部及び/又は凹部を事前に用意しておくことができる。これにより、把持部のサイズがワークの種類によって異なる場合であっても対応可能となる。   According to this invention, a plurality of convex portions and / or concave portions having different diameters can be prepared in advance so as to be adapted to a plurality of gripping portions having different sizes. Thereby, even when the size of the gripping portion varies depending on the type of workpiece, it is possible to cope with it.

請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の把持部位置決め装置であって、前記ワーク把持装置位置決め部は、前記ワーク把持装置に設けられた把持装置側セット部にセット可能な基台側セット部が設けられ前記基台に立設された支柱を有することを特徴とする。   A sixth aspect of the present invention is the gripping unit positioning device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the workpiece gripping device positioning unit is provided in the workpiece gripping device. A base side set portion that can be set on the side set portion is provided, and has a support column that is erected on the base.

この発明によれば、ワーク把持装置と基台とを支柱を介してコンパクトな構成で位置決めすることができる。また、ワーク把持装置と基台との間において把持部を移動させるための空間を広く確保することができ、基台上における把持部位置決め機構のレイアウトの自由度が大きくなる。   According to this invention, the workpiece gripping device and the base can be positioned with a compact configuration via the support column. In addition, a wide space for moving the gripping portion between the workpiece gripping device and the base can be secured, and the degree of freedom of layout of the gripping portion positioning mechanism on the base is increased.

請求項7に記載の発明は、請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の把持部位置決め装置であって、前記把持部位置決め機構は、前記係合部の過可動を防止するストッパを有することを特徴とする。   A seventh aspect of the present invention is the gripping unit positioning device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the gripping unit positioning mechanism is a stopper that prevents the engaging unit from being overmovable. It is characterized by having.

この発明によれば、万一、係合部の走行異常が発生したとしても、係合部の移動がストッパで制限されるため、ワーク把持装置や把持部位置決め装置の保護を図ることができる。   According to the present invention, even if a running abnormality of the engaging portion occurs, the movement of the engaging portion is limited by the stopper, so that it is possible to protect the workpiece gripping device and the gripping portion positioning device.

請求項8に記載の発明は、請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の把持部位置決め装置であって、前記把持部位置決め機構は、前記係合部の移動が許容された状態と規制された状態とに切り替え可能な係止機構を有することを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the gripping part positioning device according to any one of claims 1 to 7, wherein the gripping part positioning mechanism is allowed to move the engaging part. And a locking mechanism that can be switched to a restricted state.

この発明によれば、係合部を移動させた後に所定位置に確実に停止させることができる。したがって、例えばエアシリンダ等の精密な移動制御が難しい駆動装置で係合部を移動させる場合には、前記所定位置を検知することにより係止機構を用いて係合部を停止させることができる。   According to this invention, after moving the engaging portion, it can be reliably stopped at a predetermined position. Therefore, for example, when the engaging portion is moved by a drive device that is difficult to control precisely, such as an air cylinder, the engaging portion can be stopped using the locking mechanism by detecting the predetermined position.

また、前記目的を達成するために、請求項9に記載の発明は、ロボットアームに装着されて種々のワークを把持部で把持するワーク把持装置における前記把持部をワークの種類に応じて移動させて位置決めするための把持部位置決め方法であって、床に設置された基台に設けられたワーク把持装置位置決め部に、前記ワーク把持装置における移動が許容された状態と規制された状態とに切り替え可能な前記把持部を備えた前記ワーク把持装置を、位置決めする工程(a)と、前記基台に設けられた把持部位置決め機構が、当該把持部位置決め機構に備えられ前記把持部と係合可能な係合部を3次元移動させて前記把持部と係合させる工程(b)と、前記把持部を前記ワーク把持装置における移動が許容された状態に設定する工程(c)と、前記把持部位置決め機構が、前記把持部と係合した前記係合部をワークの種類に応じて当該ワークの被把持部に対応した位置に移動させる工程(d)と、前記把持部を前記ワーク把持装置における移動が規制された状態に設定する工程(e)と、前記ワーク把持装置が複数の前記把持部を備える場合、前記工程(b)〜(e)を繰り返す工程(f)と、前記把持部位置決め機構が、前記把持部から前記係合部を離間させ、前記係合部を予め決められた係合部基準位置に復帰移動させる工程(g)と、前記ワーク把持装置位置決め部から前記ワーク把持装置を離間させ、前記ワーク把持装置を予め決められたワーク把持装置基準位置に復帰移動させる工程(h)と、を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 9 is configured to move the gripping portion in a work gripping device attached to a robot arm and gripping various workpieces by the gripping portion according to the type of the workpiece. A gripping unit positioning method for positioning the workpiece gripping device, wherein the workpiece gripping device positioning unit provided on the base installed on the floor is switched between a permitted state and a restricted state in the workpiece gripping device A step (a) of positioning the workpiece gripping device including the gripping portion that is possible, and a gripping portion positioning mechanism provided on the base can be engaged with the gripping portion provided in the gripping portion positioning mechanism A step (b) of three-dimensionally moving the engaging portion with the gripping portion, a step (c) of setting the gripping portion in a state in which movement of the workpiece gripping device is permitted, A step (d) in which a gripping portion positioning mechanism moves the engaging portion engaged with the gripping portion to a position corresponding to the gripped portion of the workpiece according to a type of the workpiece; and the gripping portion grips the workpiece A step (e) of setting the movement in the apparatus to be regulated, a step (f) of repeating the steps (b) to (e) when the work gripping device includes a plurality of the gripping units, and the gripping A step (g) in which a part positioning mechanism separates the engaging part from the gripping part and moves the engaging part back to a predetermined engaging part reference position; and A step (h) of separating the gripping device and moving the workpiece gripping device back to a predetermined workpiece gripping device reference position.

この発明によれば、ロボットアームに装着されたワーク把持装置に備えられた把持部を、ロボットやワーク把持装置に把持部を移動させるための駆動装置を設けることなく、ワークの種類の変更に応じて、移動させて位置決めすることにより、ワーク把持装置における把持部の位置を自動的に変更することが可能となる。
したがって、ロボットアームの先端側を軽量化しながらバリエーションを有する種々のワークに対応することが可能となる。
According to the present invention, the gripping portion provided in the workpiece gripping device mounted on the robot arm can be changed according to the type of workpiece without providing a driving device for moving the gripping portion to the robot or the workpiece gripping device. Thus, by moving and positioning, it is possible to automatically change the position of the gripping portion in the workpiece gripping device.
Therefore, it becomes possible to deal with various workpieces having variations while reducing the weight of the tip side of the robot arm.

本発明によれば、ロボットアームに装着されたワーク把持装置に備えられた把持部を、ロボットやワーク把持装置に把持部を移動させるための駆動装置を設けることなく、ワークの種類の変更に応じて、移動させて位置決めすることにより、ワーク把持装置における把持部の位置を自動的に変更することが可能な、把持部位置決め装置および方法を提供することができる。   According to the present invention, the gripping unit provided in the workpiece gripping device attached to the robot arm can be changed according to the type of workpiece without providing a driving device for moving the gripping unit to the robot or the workpiece gripping device. Thus, it is possible to provide a gripping part positioning device and method that can automatically change the position of the gripping part in the workpiece gripping apparatus by moving and positioning.

本発明の実施形態に係る把持部位置決め装置をワーク把持装置に適用した場合の使用例を説明するためのワーク搬出工程を示す平面図である。It is a top view which shows the workpiece carrying-out process for demonstrating the usage example at the time of applying the holding | grip part positioning device which concerns on embodiment of this invention to a workpiece | work holding device. ワーク把持装置の姿勢制御装置の主要部の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the principal part of the attitude | position control apparatus of a workpiece | work holding apparatus. ワーク把持装置における把持機構の動作を示す図であり、(a)は断面図であり、(b)は先端部の側面図である。It is a figure which shows operation | movement of the holding | grip mechanism in a workpiece | work holding apparatus, (a) is sectional drawing, (b) is a side view of a front-end | tip part. ワーク把持装置における把持機構を示す図であり、(a)は斜視図であり、(b)は把持する前の状態、(c)は従動部材の分解図、(d)は把持した状態を示す。It is a figure which shows the holding mechanism in a workpiece | work holding apparatus, (a) is a perspective view, (b) is the state before holding, (c) is an exploded view of a driven member, (d) shows the state hold | gripped. . ワーク把持装置における把持機構の位置決めを把持部位置決め装置を使用して行う様子を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows a mode that the positioning of the holding | grip mechanism in a workpiece | work holding device is performed using a holding part positioning device. 姿勢制御装置における弾性機構の動作(ワークを載置するパレットの剛性が高い場合)を示す模式的正面図であり、(a)は把持機構の先端部を被把持部に挿入する前の状態、(b)は把持機構の先端部を被把持部に挿入した後の状態を示す。It is a typical front view which shows operation | movement (when the rigidity of the pallet which mounts a workpiece | work is high) in the attitude | position control apparatus, (a) is the state before inserting the front-end | tip part of a holding mechanism in a to-be-held part, (B) shows the state after inserting the front-end | tip part of a holding mechanism in a to-be-held part. 姿勢制御装置における弾性機構の動作(ワークを載置するパレットの剛性が低い場合)を示す模式的正面図であり、(a)は把持機構の先端部を被把持部に挿入する前の状態、(b)は把持機構の先端部を被把持部に挿入した後の状態を示す。It is a typical front view which shows operation | movement (when the rigidity of the pallet which mounts a workpiece | work is low) in an attitude | position control apparatus, (a) is the state before inserting the front-end | tip part of a holding mechanism in a to-be-held part, (B) shows the state after inserting the front-end | tip part of a holding mechanism in a to-be-held part. ワーク把持装置の動作を説明するための部分正面断面図であり、把持装置で把持する前の状態を示す。It is a partial front sectional view for explaining operation of a work gripping device, and shows a state before gripping with a gripping device. ワーク把持装置の動作を説明するための部分正面断面図であり、サポートシャフトがワークに当接した状態を示す。It is a fragmentary front sectional view for demonstrating operation | movement of a workpiece | work holding apparatus, and shows the state which the support shaft contact | abutted to the workpiece | work. ワーク把持装置の動作を説明するための部分正面断面図であり、サポートシャフトの外筒がワークに当接した状態を示す。It is a fragmentary front sectional view for demonstrating operation | movement of a workpiece | work holding apparatus, and shows the state which the outer cylinder of the support shaft contact | abutted to the workpiece | work. ワーク把持装置の動作を説明するための部分正面断面図であり、クランプが完了した状態を示す。It is a fragmentary front sectional view for demonstrating operation | movement of a workpiece | work holding | grip apparatus, and shows the state which clamp was completed. ワークが過剰に位置ずれを生じている場合のワーク把持装置の動作を説明するための部分正面断面図である。It is a fragmentary front sectional view for demonstrating operation | movement of the workpiece | work holding | gripping apparatus when the workpiece | work has produced the position shift excessively. 把持部位置決め装置の平面図である。It is a top view of a holding part positioning device. 把持部位置決め装置の側面図である。It is a side view of a holding part positioning device. 図13および図14に示される係合凹部を有する係合部材の周辺を示す図であり、(a)は平面図、(b)は正面図である。It is a figure which shows the periphery of the engaging member which has an engaging recessed part shown by FIG. 13 and FIG. 14, (a) is a top view, (b) is a front view. アウタータイプの把持機構を説明するための斜視図であり、(a)は外観を示し、(b)は内部構造を示す断面図である。It is a perspective view for demonstrating an outer type holding mechanism, (a) shows an external appearance, (b) is sectional drawing which shows an internal structure. アウタータイプの把持機構の構成および動作を示す断面正面図であり、(a)は把持する前の状態、(b)は把持した状態を示す。It is a sectional front view showing composition and operation of an outer type grasping mechanism, (a) shows a state before grasping, and (b) shows a grasped state. アウタータイプの把持機構を説明するための一部分解斜視図である。It is a partially exploded perspective view for demonstrating an outer type holding mechanism. ワークの被把持部がボス等の凸部である場合に使用される把持部位置決め装置の係合凸部を有する係合部材の周辺を示す図であり、(a)は平面図、(b)は正面図である。It is a figure which shows the periphery of the engaging member which has an engaging convex part of the holding part positioning device used when the to-be-held part of workpiece | work is convex parts, such as a boss | hub, (a) is a top view, (b) Is a front view.

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、本発明の実施形態に係る把持部位置決め装置が使用されるワーク把持装置1について、主として図1〜図5を参照しながら詳細に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
First, a workpiece gripping device 1 in which a gripping unit positioning device according to an embodiment of the present invention is used will be described in detail with reference mainly to FIGS.

ワーク把持装置1は、図1に示すように、多関節ロボット100のロボットアーム101の先端部102に装着して種々のバリエーションを有するワークWを把持する把持装置(ロボットハンド)として好適に使用することができる。
本実施形態では、ワーク把持装置1を後記する姿勢制御装置2に搭載して多関節ロボット100に装着する場合について説明する。
多関節ロボット100は、搬送装置200によって取り出し位置まで搬送されてきたパレット201に載置されたワークWをロボットアーム101の先端部102に装着されたワーク把持装置1(図2を併せて参照)によりワークWの被把持部Wa(図2)を3箇所で把持し、ロボットアーム101を旋回させ把持状態を解除して搬出装置300まで搬送(ワークW1参照)する工程を担っている。
As shown in FIG. 1, the workpiece gripping device 1 is suitably used as a gripping device (robot hand) that is attached to the tip 102 of the robot arm 101 of the articulated robot 100 and grips a workpiece W having various variations. be able to.
In the present embodiment, a case will be described in which the workpiece gripping device 1 is mounted on the multi-joint robot 100 by being mounted on the posture control device 2 described later.
The articulated robot 100 includes a workpiece gripping device 1 in which a workpiece W placed on a pallet 201 that has been transported to a take-out position by a transport device 200 is mounted on a distal end portion 102 of a robot arm 101 (see also FIG. 2). Thus, the gripping portion Wa (FIG. 2) of the workpiece W is gripped at three positions, and the robot arm 101 is turned to release the gripping state and transport the workpiece to the unloading device 300 (see the workpiece W1).

ここでは、製品のバリエーションに応じて被把持部Waとなる凹部や凸部の位置が変わるトランスミッションケースやトルクコンバータケース等のワークWを把持する場合を想定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、各種のワークを把持する場合に適用可能である。   Here, it is assumed that the workpiece W such as a transmission case or a torque converter case where the position of the concave portion or the convex portion that becomes the gripped portion Wa changes depending on the product variation is gripped, but the present invention is limited to this. However, the present invention can be applied to gripping various workpieces.

なお、本実施形態においては、ワーク把持装置1を姿勢制御装置2に搭載して多関節ロボット100に装着する場合について説明するが、これに限定されるものではなく、姿勢制御装置2を介さずにワーク把持装置1をロボットアーム101の先端部102に装着してもよい。   In the present embodiment, a case where the workpiece gripping device 1 is mounted on the posture control device 2 and mounted on the articulated robot 100 will be described. However, the present invention is not limited to this and the posture control device 2 is not used. In addition, the workpiece gripping device 1 may be attached to the distal end portion 102 of the robot arm 101.

ワーク把持装置1は、図2に示すように、ロボットアーム101に連結される支持プレート22と、この支持プレート22に配設されワークWの被把持部Waを把持する把持機構(把持部)11と、この把持機構11を自在移動可能に支持する自在移動機構である3軸移動機構12と、把持機構11の移動を規制する移動規制装置13と、を備えている。すなわち、把持機構11は、ワーク把持装置1における移動が許容された状態と規制された状態とに切り替えられ得る。   As shown in FIG. 2, the workpiece gripping apparatus 1 includes a support plate 22 connected to the robot arm 101 and a gripping mechanism (grip unit) 11 that is disposed on the support plate 22 and grips a gripped portion Wa of the workpiece W. And a triaxial movement mechanism 12 that is a free movement mechanism that supports the gripping mechanism 11 so as to be freely movable, and a movement restriction device 13 that restricts the movement of the gripping mechanism 11. That is, the gripping mechanism 11 can be switched between a state in which movement of the work gripping device 1 is permitted and a state in which the movement is restricted.

そして、ワーク把持装置1は、図1に示すように、把持機構11を種々のワークに適合させるために、把持機構11をワークの種類に応じて移動させて位置決めするための把持部位置決め装置500を多関節ロボット100の近傍に別途備えている。この把持部位置決め装置500の詳細については後記する。   Then, as shown in FIG. 1, the workpiece gripping device 1 is configured to move and grip the gripping mechanism 11 according to the type of workpiece in order to adapt the gripping mechanism 11 to various workpieces. Are separately provided in the vicinity of the articulated robot 100. Details of the gripper positioning device 500 will be described later.

なお、本実施形態において、ワーク把持装置1は、同様の把持機構11を3箇所に配設して、ワークWに形成された貫通穴等の凹部からなる被把持部Waを3箇所の把持機構11で把持しているが(図1参照)、3箇所に限定されるものではなく、ワークWの形状に応じて適宜1箇所でもよく、2箇所以上でもよい。3箇所に配設された把持機構11は同様の構成である。   In the present embodiment, the workpiece gripping device 1 is provided with the same gripping mechanism 11 at three locations, and the gripped portion Wa formed of a recess such as a through-hole formed in the workpiece W is gripped at three locations. 11 (see FIG. 1), the number is not limited to three, and may be appropriately one or two or more depending on the shape of the workpiece W. The gripping mechanisms 11 arranged at three locations have the same configuration.

把持機構11は、図3に示すように、くさび形状部111aが形成された駆動部材111と、駆動部材111により拡径方向に移動する従動部材112と、駆動部材111および従動部材112を収容するホルダ113と、駆動部材111を往復移動して従動部材112を駆動させる駆動手段114(図2)と、を備えている。   As shown in FIG. 3, the gripping mechanism 11 houses the driving member 111 in which the wedge-shaped portion 111 a is formed, the driven member 112 that moves in the diameter-expanding direction by the driving member 111, and the driving member 111 and the driven member 112. A holder 113 and driving means 114 (FIG. 2) for driving the driven member 112 by reciprocating the driving member 111 are provided.

駆動部材111は、図4(b)に示すように、円柱形状をなし、先端部には円周方向に3箇所形成された平坦面からなるくさび形状部111aを備えている。
従動部材112は、図4(c)に示すように、ほぼ矩形形状をなし、円周方向に並べて3箇所に配設されている。従動部材112は、外側の一方の面にくさび形状部111aに適合する勾配部112aが形成され、内側の他方の面に被把持部Waに接合する接合部112bが形成されている。
接合部112bは、被把持部Waの穴形状に適合するように断面視で円弧状に形成されているが、これに限定されるものではなく、摩擦係数の高いゴム部材やローレット等の滑り止め加工を施してもよい。
As shown in FIG. 4B, the drive member 111 has a cylindrical shape, and is provided with a wedge-shaped portion 111a having a flat surface formed at three points in the circumferential direction at the tip portion.
As shown in FIG. 4C, the driven member 112 has a substantially rectangular shape, and is arranged at three locations side by side in the circumferential direction. In the driven member 112, a slope portion 112a that fits the wedge-shaped portion 111a is formed on one outer surface, and a joint portion 112b that joins the gripped portion Wa is formed on the other inner surface.
The joint portion 112b is formed in an arc shape in a cross-sectional view so as to match the hole shape of the gripped portion Wa, but is not limited to this, and is not limited to this, such as a rubber member having a high coefficient of friction, an anti-slip material such as a knurl. Processing may be performed.

なお、勾配部112aは、平坦面からなるくさび形状部111aに適合するように平坦面で形成され、接合部112bはワークWの被把持部Waに適合するように断面視で円弧状に形成されているが、これに限定されるものではなく、ワークWの重量や摺動部の耐摩耗性、加工性の難易度等を考慮して適宜定めればよく、例えば勾配部112aとくさび形状部111aを断面視で円弧状に形成してもよい。   The gradient portion 112a is formed with a flat surface so as to fit the wedge-shaped portion 111a made of a flat surface, and the joint portion 112b is formed in an arc shape in cross section so as to fit the gripped portion Wa of the workpiece W. However, the present invention is not limited to this, and may be appropriately determined in consideration of the weight of the workpiece W, the wear resistance of the sliding portion, the difficulty of workability, and the like. For example, the gradient portion 112a and the wedge-shaped portion You may form 111a in circular arc shape by sectional view.

ホルダ113は、図3に示すように、駆動部材111を図3(a)の上下方向に往復移動自在に支持する本体部113aと、この本体部113aの先端に螺合して接合された先端部113b(図4(a)参照)と、を備えている。
そして、ホルダ113は、本体部113aの内周面113cで駆動部材111を往復移動自在に支持し、先端部113bの支持部113d,113e(図3(b)参照)で従動部材112を図3(a)の左右方向(水平方向)に往復移動自在に支持している。
As shown in FIG. 3, the holder 113 has a main body portion 113a that supports the drive member 111 so as to be reciprocally movable in the vertical direction of FIG. 3A, and a front end that is screwed and joined to the front end of the main body portion 113a. Part 113b (see FIG. 4A).
The holder 113 supports the drive member 111 so as to be reciprocally movable on the inner peripheral surface 113c of the main body 113a, and the driven member 112 is supported by the support portions 113d and 113e (see FIG. 3B) of the tip 113b. It is supported so as to be capable of reciprocating in the left-right direction (horizontal direction) of (a).

駆動手段114は、図2に示すように、エアシリンダ等の往復駆動手段を駆動部材111に連結し、駆動部材111を往復移動できるように構成している。
把持機構11は、駆動手段114により、駆動部材111を図3(a)の上下方向に往復移動することで、従動部材112を図3(a)の左右方向に移動して(図4(b)参照)、ワークWの被把持部Waに従動部材112の接合部112bを押し付けるようにして(図4(d)参照)、ワークWを把持する機構である(図2参照)。
As shown in FIG. 2, the driving means 114 is configured such that a reciprocating driving means such as an air cylinder is connected to the driving member 111 so that the driving member 111 can reciprocate.
The gripping mechanism 11 moves the driven member 112 in the left-right direction in FIG. 3A by reciprocating the driving member 111 in the vertical direction in FIG. )), And a mechanism for gripping the workpiece W (see FIG. 2) by pressing the joint 112b of the driven member 112 of the gripped portion Wa of the workpiece W (see FIG. 4D).

3軸移動機構12は、図2に示すように、支持プレート22に配設されたX軸方向移動機構121と、このX軸方向移動機構121に支持されたY軸方向移動機構122と、このY軸方向移動機構122にブラケット124を介して支持されたZ軸方向移動機構123と、を備えている。
3軸移動機構12は、3軸とも同様に構成され、例えば、X軸方向移動機構121では、X軸方向に配設されたガイドレール121aと、このガイドレール121aに沿って移動自在に配設されたホルダ121bと、を備えている。
かかる構成により、ワーク把持装置1は、3軸移動機構12により、把持機構11を前後(X軸)、左右(Y軸)、上下(Z軸)方向の3軸方向に自在に移動できるように支持している。
As shown in FIG. 2, the three-axis moving mechanism 12 includes an X-axis direction moving mechanism 121 disposed on the support plate 22, a Y-axis direction moving mechanism 122 supported by the X-axis direction moving mechanism 121, And a Z-axis direction moving mechanism 123 supported by a Y-axis direction moving mechanism 122 via a bracket 124.
The three-axis moving mechanism 12 is configured in the same manner as the three axes. For example, in the X-axis direction moving mechanism 121, a guide rail 121a disposed in the X-axis direction and a movable movement along the guide rail 121a are disposed. Holder 121b.
With this configuration, the workpiece gripping device 1 can be moved freely in the three axis directions of the front and rear (X axis), left and right (Y axis), and vertical (Z axis) directions by the three axis moving mechanism 12. I support it.

なお、本実施形態においては3軸移動機構12を採用したが、これに限定されるものではなく、ワークWの被把持部Waの位置関係を考慮して適宜自由度を設定するものであり、1軸や2軸でもよいし、さらに回転軸を備えた移動機構を採用することもできる。   In the present embodiment, the triaxial moving mechanism 12 is adopted, but the present invention is not limited to this, and the degree of freedom is appropriately set in consideration of the positional relationship of the gripped portion Wa of the workpiece W. One or two axes may be used, and a moving mechanism provided with a rotating shaft may be employed.

移動規制装置13は、3軸とも同様に構成され、それぞれX軸方向移動機構121、Y軸方向移動機構122、およびZ軸方向移動機構123に設けられている。例えば、X軸方向移動機構121では、ガイドレール121aをクランプしてホルダ121bの移動を規制するロック機構を採用している。ただし、移動規制装置13におけるロック方式は、特に限定されるものではなく、エア式、電磁式等の種々の形態を採用することができる。   The movement restricting device 13 is configured in the same manner for the three axes, and is provided in the X-axis direction moving mechanism 121, the Y-axis direction moving mechanism 122, and the Z-axis direction moving mechanism 123, respectively. For example, the X-axis direction moving mechanism 121 employs a lock mechanism that clamps the guide rail 121a and restricts the movement of the holder 121b. However, the locking method in the movement restricting device 13 is not particularly limited, and various forms such as an air type and an electromagnetic type can be adopted.

かかる構成により、ワーク把持装置1は、移動規制装置13より、把持機構11をワークWの被把持部Waに位置合わせした状態でロックして移動しないように保持することができる。
このため、ワーク把持装置1は、後記する把持部位置決め装置500により(図5参照)、把持機構11を自在な位置に調整して被把持部Waの位置が異なる種々のワークに柔軟に対応することができる。
With this configuration, the workpiece gripping device 1 can be held by the movement restricting device 13 so that the gripping mechanism 11 is locked and moved in a state of being aligned with the gripped portion Wa of the workpiece W.
For this reason, the workpiece gripping device 1 flexibly responds to various workpieces having different gripped portion Wa positions by adjusting the gripping mechanism 11 to a free position by a gripping portion positioning device 500 described later (see FIG. 5). be able to.

<姿勢制御装置>
姿勢制御装置2は、図2に示すように、ロボットアーム101の先端部102に固定する固定プレート21と、固定プレート21に対してワーク把持装置1の支持プレート22を弾性支持する弾性機構3と、支持プレート22の変位検知手段4と、ワーク把持装置1の姿勢を検知する姿勢検知装置6と、を備えている。
なお、本実施形態においては、姿勢検知装置6を備えた場合について説明するが、これに限定されるものではなく、ワークWがパレット201(図1)に正規の状態で位置決めされている場合には姿勢検知装置6を備えなくともよい。
<Attitude control device>
As shown in FIG. 2, the posture control device 2 includes a fixed plate 21 that is fixed to the distal end portion 102 of the robot arm 101, and an elastic mechanism 3 that elastically supports the support plate 22 of the workpiece gripping device 1 with respect to the fixed plate 21. The displacement detecting means 4 of the support plate 22 and the posture detecting device 6 for detecting the posture of the workpiece gripping device 1 are provided.
In the present embodiment, the case where the posture detection device 6 is provided will be described. However, the present invention is not limited to this. When the workpiece W is positioned on the pallet 201 (FIG. 1) in a normal state, May not include the attitude detection device 6.

固定プレート21は、支持プレート22を支持するベースとなる部材であり、平面視で矩形形状をなしている(図1参照)。
支持プレート22は、固定プレート21に四隅に配設された弾性機構3(図1を併せて参照)を介して弾性支持されている。支持プレート22には、把持機構11がワークWの所定の箇所(本実施形態では3箇所)を確実に把持できるように、姿勢検知装置6が所定の箇所(本実施形態では3箇所)に配設されている。
The fixed plate 21 is a member that serves as a base for supporting the support plate 22 and has a rectangular shape in plan view (see FIG. 1).
The support plate 22 is elastically supported by the fixed plate 21 via elastic mechanisms 3 (see also FIG. 1) disposed at the four corners. At the support plate 22, the posture detection device 6 is arranged at predetermined locations (three locations in the present embodiment) so that the gripping mechanism 11 can securely grip the predetermined locations (three locations in the present embodiment) of the workpiece W. It is installed.

弾性機構3は、図2に示すように、固定プレート21と支持プレート22の間に配設されたコイルスプリング31により、支持プレート22を固定プレート21から離れる方向(図2の下方向)に付勢して、支持プレート22を固定プレート21に対して弾性支持している。   As shown in FIG. 2, the elastic mechanism 3 is attached to the support plate 22 in a direction away from the fixed plate 21 (downward in FIG. 2) by a coil spring 31 disposed between the fixed plate 21 and the support plate 22. Thus, the support plate 22 is elastically supported with respect to the fixed plate 21.

なお、本実施形態においては、弾性機構3のばね部材としてコイルスプリング31を採用したが、これに限定されるものではなく、姿勢制御に必要な荷重および撓み量が確保できるものであれば、ねじりコイルばね、板ばね、皿ばね等の種々のばね部材を採用することができる。また、ばね部材に限定されるものではなく、ガススプリングを採用することもできる。   In the present embodiment, the coil spring 31 is employed as the spring member of the elastic mechanism 3, but the present invention is not limited to this, and the torsion is possible as long as the load and the amount of deflection necessary for posture control can be secured. Various spring members such as a coil spring, a leaf spring, and a disc spring can be employed. Moreover, it is not limited to a spring member, A gas spring can also be employ | adopted.

すなわち、ワーク把持装置1の動作内容に応じて、その姿勢制御に必要な荷重や撓み量(ストローク)を考慮して、適宜適切なばね部材またはガスプリングを選択して好適な姿勢制御を実現する。ばね部材は、たわみ量に応じて荷重が比例するので、姿勢制御力を徐々に増大させる用途に適し、ガススプリングは、たわみ量が変化しても一定の荷重を発生することができるので、当初から安定した一定の姿勢制御力を確保する用途に適する。   That is, according to the operation content of the workpiece gripping device 1, a suitable posture member is realized by appropriately selecting an appropriate spring member or gas spring in consideration of a load and a deflection amount (stroke) necessary for the posture control. . The spring member is suitable for applications that gradually increase the attitude control force because the load is proportional to the amount of deflection, and the gas spring can generate a constant load even if the amount of deflection changes. Suitable for applications that ensure a stable and constant attitude control force.

変位検知手段4は、支持プレート22の固定プレート21に対する変位を検知する検知装置であり、近接センサ等の検知装置が使用される。
変位検知手段4は、支持プレート22の原位置を検知する第1検知器41および第1被検知部41aと、ワーク把持装置1による把持位置を検知する第2検知器42および第2被検知部42aと、支持プレート22の過剰変位を検知する第3検知器43および第3被検知部43aと、を備えている。
The displacement detection means 4 is a detection device that detects the displacement of the support plate 22 relative to the fixed plate 21, and a detection device such as a proximity sensor is used.
The displacement detection means 4 includes a first detector 41 and a first detected portion 41a for detecting the original position of the support plate 22, and a second detector 42 and a second detected portion for detecting the grip position by the workpiece gripping device 1. 42a, and a third detector 43 and a third detected portion 43a that detect excessive displacement of the support plate 22.

かかる構成により、支持プレート22が図8に示す原位置から固定プレート21に近づく方向に移動し、第2被検知部42aが第2検知器42の位置までくるとワーク把持装置1による把持位置にあることを検知し(図9参照)、支持プレート22が把持位置を行き過ぎて第3被検知部43aが第3検知器43の位置までくると支持プレート22の過剰変位を検知することができる(図12(c)参照)。   With this configuration, the support plate 22 moves in the direction approaching the fixed plate 21 from the original position shown in FIG. 8, and when the second detected portion 42 a reaches the position of the second detector 42, the gripping position by the workpiece gripping device 1 is reached. If it is detected (see FIG. 9) and the support plate 22 passes the gripping position and the third detected portion 43a reaches the position of the third detector 43, the excessive displacement of the support plate 22 can be detected ( (Refer FIG.12 (c)).

姿勢検知装置6は、図2に示すように、ワークWに当接させるサポートシャフト5と、サポートシャフト5の先端に設けられた可撓性部材5aと、サポートシャフト5を出没自在に内装する外筒61と、サポートシャフト5をワークWに押し付ける方向に付勢する付勢手段62と、サポートシャフト5がワークWに当接していることを検知する当接検知手段63と、外筒61を図3の上下方向に移動するエアシリンダ64と、を備えている。   As shown in FIG. 2, the posture detection device 6 includes a support shaft 5 that is brought into contact with the workpiece W, a flexible member 5 a provided at the tip of the support shaft 5, and an exterior that allows the support shaft 5 to be retractable. The cylinder 61, the urging means 62 that urges the support shaft 5 in the direction in which the support shaft 5 is pressed against the work W, the contact detection means 63 that detects that the support shaft 5 is in contact with the work W, and the outer cylinder 61 are illustrated. 3 and an air cylinder 64 that moves in the vertical direction.

ここで、可撓性部材5aは、例えば、ゴム、発泡スチロール、スポンジ等を使用して、サポートシャフト5をワークWに当接させたときの衝撃力を緩和しワークWの損傷を防止することができる。
また、エアシリンダ64は、ワーク把持装置1における把持機構11の位置決めの際に姿勢検知装置6がワークWに干渉しないように外筒61およびサポートシャフト5を上方に逃がすための装置であり、外筒61およびサポートシャフト5を下方に下げた状態でサポートシャフト5がワークWと当接可能になる。
Here, the flexible member 5a may use, for example, rubber, foamed polystyrene, sponge, or the like to relieve the impact force when the support shaft 5 is brought into contact with the workpiece W and prevent damage to the workpiece W. it can.
The air cylinder 64 is a device for allowing the outer cylinder 61 and the support shaft 5 to escape upward so that the posture detection device 6 does not interfere with the workpiece W when positioning the gripping mechanism 11 in the workpiece gripping device 1. The support shaft 5 can come into contact with the workpiece W in a state where the tube 61 and the support shaft 5 are lowered.

当接検知手段63は、近接センサ等からなり、サポートシャフト5がワークWに当接してから所定の移動量S(図9(a)参照)だけ移動し、外筒61の先端面とサポートシャフト5の先端面が面一となった状態で(図10(a)参照)、対面する位置に移動してきた被検知部63aにより、サポートシャフト5がワークWに当接してから所定の移動量だけ移動したことを検知する。   The contact detection means 63 is composed of a proximity sensor or the like, and moves by a predetermined movement amount S (see FIG. 9A) after the support shaft 5 contacts the workpiece W, and the front end surface of the outer cylinder 61 and the support shaft When the support shaft 5 comes into contact with the workpiece W by the detected portion 63a that has moved to the facing position in a state where the front end surface of the surface 5 is flush (see FIG. 10A), a predetermined movement amount is obtained. Detects movement.

付勢手段62は、特に限定されず、コイルスプリング等を採用することができるが、付勢手段62の弾性係数は、弾性機構3のコイルスプリング31の弾性係数よりも小さく(弾性機構3の弾性係数が付勢手段62の弾性係数よりも大きく)なるように設定されている。   The biasing means 62 is not particularly limited, and a coil spring or the like can be adopted. However, the elastic coefficient of the biasing means 62 is smaller than the elastic coefficient of the coil spring 31 of the elastic mechanism 3 (the elasticity of the elastic mechanism 3). The coefficient is set to be larger than the elastic coefficient of the biasing means 62).

かかる構成により、図9に示すように、サポートシャフト5がワークWに当接してから移動する移動量S(図9(a)参照)よりも、その間にコイルスプリング31(図5参照)が撓む移動量S′(図9(b)参照)の方が小さくなる。   With this configuration, as shown in FIG. 9, the coil spring 31 (see FIG. 5) is bent more than the movement amount S (see FIG. 9A) that moves after the support shaft 5 abuts against the workpiece W. The amount of movement S ′ (see FIG. 9B) is smaller.

姿勢検知装置6は、ブラケット124に支持されて、ワーク把持装置1の把持機構11の近傍に配設されている。
姿勢検知装置6は、当接検知手段63により、ワークWを把持する従動部材112がワークWの被把持部Waに適正に挿入された状態であることを検知することができる。
The posture detection device 6 is supported by the bracket 124 and is disposed in the vicinity of the gripping mechanism 11 of the workpiece gripping device 1.
The posture detection device 6 can detect that the driven member 112 that grips the workpiece W is properly inserted into the gripped portion Wa of the workpiece W by the contact detection means 63.

つまり、ロボットアーム101(図1参照)の先端部102を近づけてサポートシャフト5がワークWに当接した状態で、さらに先端部102をワークWに近づける方向に移動させると、ワーク把持装置1とともに外筒61が図3の下方に移動してサポートシャフト5が付勢手段62の付勢力に抗して外筒61内に収容され、外筒61の先端面とサポートシャフト5の先端面が面一となってワークWに当接する。   That is, when the tip 102 of the robot arm 101 (see FIG. 1) is brought close to the support shaft 5 in contact with the workpiece W and the tip 102 is moved further toward the workpiece W, together with the workpiece gripping device 1. The outer cylinder 61 moves downward in FIG. 3 so that the support shaft 5 is accommodated in the outer cylinder 61 against the urging force of the urging means 62, and the distal end surface of the outer cylinder 61 and the distal end surface of the support shaft 5 are surfaces. It comes into contact with the workpiece W together.

このとき、同時に把持機構11の先端部では、ワークWを把持する従動部材112がワークWの被把持部Waに適正に挿入された状態となるように把持機構11に対して姿勢検知装置6が適正な位置および高さに配設されている。   At this time, at the tip of the gripping mechanism 11, the posture detection device 6 is placed on the gripping mechanism 11 so that the driven member 112 that grips the work W is properly inserted into the gripped portion Wa of the work W. It is arranged at an appropriate position and height.

このため、姿勢検知装置6は、サポートシャフト5がワークWに当接してから所定の移動量だけ移動し外筒61の先端面とサポートシャフト5の先端面が面一となった状態を当接検知手段63によって検知することで、ワークWを把持する従動部材112がワークWの被把持部Waに適正に挿入された状態となっていることを確認することができる。   For this reason, the posture detection device 6 contacts the state where the front end surface of the outer cylinder 61 and the front end surface of the support shaft 5 are flush with each other by a predetermined amount of movement after the support shaft 5 contacts the workpiece W. By detecting by the detection means 63, it can be confirmed that the driven member 112 that grips the workpiece W is properly inserted into the gripped portion Wa of the workpiece W.

次に、ワーク把持装置1を姿勢制御装置2に搭載して多関節ロボット100に装着して適用する場合の動作について図6から図12を参照しながら説明する。
<弾性機構3の動作>
まず、弾性機構3の動作について、主として図6と図7を参照しながら説明する。参照する図6はワークを載置するパレットの剛性が高い場合の弾性機構3の動作を示す模式的正面図であり、(a)は把持機構11の先端部を被把持部に挿入する前の状態、(b)は把持機構11の先端部を被把持部に挿入した後の状態を示す。図7はワークを載置するパレットの剛性が低い場合の弾性機構3の動作を示す模式的正面図である。
なお、図6と図7では、説明の便宜上、ワークWの傾き等を誇張して表現するが、実際には微小な変形量である。
Next, operations when the workpiece gripping device 1 is mounted on the posture control device 2 and applied to the articulated robot 100 will be described with reference to FIGS. 6 to 12.
<Operation of elastic mechanism 3>
First, the operation of the elastic mechanism 3 will be described with reference mainly to FIGS. FIG. 6 to be referred to is a schematic front view showing the operation of the elastic mechanism 3 when the rigidity of the pallet on which the workpiece is placed is high. FIG. 6A is a diagram before the tip of the gripping mechanism 11 is inserted into the gripped portion. The state, (b) shows the state after the tip of the gripping mechanism 11 is inserted into the gripped part. FIG. 7 is a schematic front view showing the operation of the elastic mechanism 3 when the rigidity of the pallet on which the workpiece is placed is low.
In FIGS. 6 and 7, for convenience of explanation, the inclination of the workpiece W and the like are exaggerated, but in reality, the amount of deformation is very small.

ここで、パレット201(図1参照)は、目的や用途に応じて種々の形態が採用されるが、例えば、金属製のアングル材等で構成する場合には一般的に剛性が高く、合成樹脂等で構成する場合には剛性が低くなるため、弾性機構3の付勢力(弾性支持力)とパレット201の剛性との関係により以下のように弾性機構3は異なる機能を奏する。   Here, the pallet 201 (see FIG. 1) may be in various forms depending on the purpose and application. For example, when the pallet 201 is made of a metal angle material or the like, the pallet 201 generally has high rigidity and is made of synthetic resin. Since the rigidity of the elastic mechanism 3 is low, the elastic mechanism 3 has different functions depending on the relationship between the urging force (elastic supporting force) of the elastic mechanism 3 and the rigidity of the pallet 201 as follows.

<パレットの剛性が高い場合>
ワークを載置するパレットの剛性が高い場合には、弾性機構3は、ワークWの姿勢に合わせてワーク把持装置1の姿勢を制御するように動作する傾向を示す。
すなわち、弾性機構3は、図1に示すように、例えば、パレット201に載置されたワークWを把持機構11で把持しようとする際に、パレット201に載置されたワークWが所定の位置からずれていたり傾いていたりしている場合には、このずれ等によるずれ量に応じてワークWに対するワーク把持装置1の姿勢を制御する。
<When pallet rigidity is high>
When the rigidity of the pallet on which the workpiece is placed is high, the elastic mechanism 3 tends to operate so as to control the posture of the workpiece gripping device 1 in accordance with the posture of the workpiece W.
That is, as shown in FIG. 1, for example, when the elastic mechanism 3 tries to grip the workpiece W placed on the pallet 201 with the gripping mechanism 11, the workpiece W placed on the pallet 201 is moved to a predetermined position. When the workpiece is deviated or inclined, the posture of the workpiece gripping device 1 with respect to the workpiece W is controlled according to the amount of deviation due to this deviation or the like.

具体的には、図6(a)に示すように、ワークWに角度αの傾きがある場合には、ロボットアーム101(図1参照)によりワーク把持装置1をワークWに対して所定の位置に配置し、把持機構11の先端部をワークWの被把持部Waに挿入する際に、ワークWの傾き角度αに応じてワークWの被把持部Waから支持プレート22を時計回りに回転させようとするモーメントMが反作用的に加えられる。   Specifically, as shown in FIG. 6A, when the workpiece W has an inclination of an angle α, the robot arm 101 (see FIG. 1) moves the workpiece gripping device 1 to a predetermined position with respect to the workpiece W. When the tip of the gripping mechanism 11 is inserted into the gripped portion Wa of the workpiece W, the support plate 22 is rotated clockwise from the gripped portion Wa of the workpiece W according to the inclination angle α of the workpiece W. The moment M to be applied is applied reactively.

そして、図6(b)に示すように、このようにして加えられたモーメントMがワークWに対するワーク把持装置1の角度αの傾きを適宜柔軟に吸収し、傾き角度αに応じて支持プレート22の位置や傾斜角度を補正することで、姿勢制御装置2は、ワークWに対するワーク把持装置1の姿勢を好適に制御することができる。   Then, as shown in FIG. 6B, the moment M applied in this way absorbs the inclination of the angle α of the workpiece gripping device 1 with respect to the workpiece W flexibly as appropriate, and the support plate 22 according to the inclination angle α. By correcting the position and the inclination angle, the posture control device 2 can suitably control the posture of the workpiece gripping device 1 with respect to the workpiece W.

<パレットの剛性が低い場合>
ワークを載置するパレットの剛性が低い場合には、弾性機構3は、ワークWの姿勢をワーク把持装置1に合わせるように動作する傾向を示す。
すなわち、弾性機構3は、図1に示すように、例えば、パレット201に載置されたワークWを把持機構11で把持しようとする際に、パレット201に載置されたワークWが所定の位置からずれていたり傾いていたりしている場合には、このずれ等を補正して、ワークWの姿勢をワーク把持装置1に合わせるように機能する。
<When pallet rigidity is low>
When the rigidity of the pallet on which the workpiece is placed is low, the elastic mechanism 3 tends to operate so as to match the posture of the workpiece W with the workpiece gripping device 1.
That is, as shown in FIG. 1, for example, when the elastic mechanism 3 tries to grip the workpiece W placed on the pallet 201 with the gripping mechanism 11, the workpiece W placed on the pallet 201 is moved to a predetermined position. When the workpiece W is deviated or tilted, the misalignment or the like is corrected, and the workpiece W functions to match the posture of the workpiece gripping device 1.

具体的には、図7(a)に示すように、把持機構11の先端部をワークWの被把持部Waに挿入する際に、弾性機構3はその付勢力(弾性支持力)により、傾き角度αでパレット201(図1参照)に載置されているワークWに付勢力(押圧力)を付与するため、パレット201のしなりや変形等によりワークWを反時計回りに回転させようとするモーメントM′が加えられる。   Specifically, as shown in FIG. 7A, when the distal end portion of the gripping mechanism 11 is inserted into the gripped portion Wa of the workpiece W, the elastic mechanism 3 is tilted by its urging force (elastic support force). In order to apply an urging force (pressing force) to the workpiece W placed on the pallet 201 (see FIG. 1) at an angle α, the workpiece W is rotated counterclockwise by bending or deformation of the pallet 201. Moment M 'is applied.

そして、図7(b)に示すように、このようにして加えられたモーメントM′は、ワークWの姿勢が傾き角度αよりも小さいα′になるように作用するため、ワーク把持装置1とワークWとのずれを好適に補正してワークWの姿勢をワーク把持装置1に合わせることができる。   Then, as shown in FIG. 7B, the moment M ′ applied in this way acts so that the posture of the workpiece W becomes α ′ smaller than the inclination angle α. The posture of the workpiece W can be adjusted to the workpiece gripping device 1 by suitably correcting the deviation from the workpiece W.

なお、この例ではパレットのしなりや変形を小さくする方向でワークWにワーク把持装置1が正対するように機能する場合を説明したが、姿勢制御装置2が、パレットのしなりや変形を大きくする方向でワークWにワーク把持装置1が正対するように機能する場合もあり得る。   In this example, the case where the workpiece gripping device 1 functions so as to face the workpiece W in the direction of reducing the bending and deformation of the pallet has been described. However, the posture control device 2 greatly increases the bending and deformation of the pallet. The workpiece gripping device 1 may function so as to face the workpiece W in the direction in which the workpiece W is directed.

また、本実施形態においては、便宜上、パレット201の剛性が高い場合と低い場合に分けて説明したが、実際には厳格に区別されるものではなく、弾性機構3による付勢力(弾性支持力)とパレット201の剛性との関係等により複合的に動作するが、弾性機構3による付勢力を適宜調整することで好適にワークWにワーク把持装置1が正対するように制御することができる。   In the present embodiment, for the sake of convenience, the case where the rigidity of the pallet 201 is high and the case where the rigidity is low has been described separately. However, in actuality, the pallet 201 is not strictly distinguished. However, it is possible to control the workpiece gripping device 1 so as to face the workpiece W suitably by appropriately adjusting the biasing force of the elastic mechanism 3.

<ワーク把持装置の動作>
ワーク把持装置1の動作について、図8から図11を参照しながら説明する。参照する図において、図8は把持装置でワークを把持する前の状態、図9はサポートシャフトがワークに当接した状態、図10はサポートシャフトの外筒がワークに当接した状態、図11はクランプが完了した状態を示す部分正面断面図である。
<Operation of workpiece gripping device>
The operation of the workpiece gripping apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 8 is a state before the workpiece is gripped by the gripping device, FIG. 9 is a state where the support shaft is in contact with the workpiece, FIG. 10 is a state where the outer cylinder of the support shaft is in contact with the workpiece, FIG. FIG. 5 is a partial front sectional view showing a state where clamping is completed.

ワーク把持装置1がワークWに当接しない状態から(図8(a))、ロボットアーム101の先端部102をサポートシャフト5がワークWに当接するまで近づけた状態で(図9(a))、さらに先端部102をワークWに近づける方向にSだけ移動させると、図10(a)に示すように、ワーク把持装置1とともに外筒61が図3の下方に移動してサポートシャフト5が付勢手段62の付勢力に抗して外筒61内に収容され、外筒61の先端面とサポートシャフト5の先端面が面一となってワークWに当接する。   From the state in which the workpiece gripping device 1 does not contact the workpiece W (FIG. 8A), the tip 102 of the robot arm 101 is brought close to the support shaft 5 in contact with the workpiece W (FIG. 9A). Further, when the tip 102 is moved by S in the direction approaching the workpiece W, as shown in FIG. 10A, the outer cylinder 61 moves downward along with the workpiece gripping device 1 in FIG. The outer cylinder 61 is accommodated in the outer cylinder 61 against the urging force of the urging means 62, and the distal end surface of the outer cylinder 61 and the distal end surface of the support shaft 5 are flush with each other and abut against the workpiece W.

そして、このようにして外筒61の先端面とサポートシャフト5の先端面が面一となった状態を当接検知手段63によって検知する。つまり、当接検知手段63は、サポートシャフト5がワークWに当接してから所定の移動量だけ移動したことを対面する位置に移動してきた被検知部63aにより検知する。   Then, the contact detection means 63 detects a state in which the front end surface of the outer cylinder 61 and the front end surface of the support shaft 5 are flush with each other. In other words, the contact detection means 63 detects that the support shaft 5 has moved by a predetermined amount of movement after contacting the workpiece W by the detected portion 63a that has moved to the facing position.

一方、変位検知手段4は、図10(b)に示すように、ワーク把持装置1による把持位置を検知する第2検知器42が対面する位置に移動してきた第2被検知部42aの存在を検知する。このようにして、姿勢制御装置2は、ワーク把持装置1が正規の把持位置に位置決めされたことを確認する。   On the other hand, as shown in FIG. 10B, the displacement detection means 4 detects the presence of the second detected portion 42a that has moved to the position where the second detector 42 that detects the grip position by the workpiece gripping device 1 faces. Detect. In this way, the posture control device 2 confirms that the workpiece gripping device 1 has been positioned at the regular gripping position.

このとき、ワーク把持装置1が正規の把持位置に位置決めされた状態であれば、同時に把持機構11の先端部では、ワークWを把持する従動部材112が所定の隙間δ(図10(a)参照)を形成してワークWの被把持部Waに適正に挿入された状態となっている。   At this time, if the workpiece gripping device 1 is positioned at the regular gripping position, the driven member 112 that grips the workpiece W at the tip of the gripping mechanism 11 simultaneously has a predetermined gap δ (see FIG. 10A). ) And is properly inserted into the gripped portion Wa of the workpiece W.

このようにして、姿勢検知装置6は、サポートシャフト5がワークWに当接してから所定の移動量だけ移動し外筒61の先端面とサポートシャフト5の先端面が面一となった状態を当接検知手段63によって検知することで、ワークWを把持する従動部材112がワークWの被把持部Waに適正に挿入された状態となっていることを確認することができる。   In this way, the attitude detection device 6 moves a predetermined amount after the support shaft 5 abuts against the workpiece W, and the state where the tip surface of the outer cylinder 61 and the tip surface of the support shaft 5 are flush with each other. By detecting by the contact detection means 63, it can be confirmed that the driven member 112 that grips the workpiece W is properly inserted into the gripped portion Wa of the workpiece W.

そして、図11に示すように、ワークWに対してワーク把持装置1が所定の姿勢で位置決めされた状態で、把持機構11は、駆動手段114により、駆動部材111を従動部材112に押し込むように移動して(図11(a)参照)、ワークWの被把持部Waに従動部材112を押し付けるようにしてワークWを把持する。   Then, as shown in FIG. 11, the gripping mechanism 11 pushes the driving member 111 into the driven member 112 by the driving unit 114 in a state where the workpiece gripping device 1 is positioned in a predetermined posture with respect to the workpiece W. The workpiece W is moved (see FIG. 11A), and the workpiece W is gripped so as to press the driven member 112 of the gripped portion Wa of the workpiece W.

<ワークが過剰にずれている場合の動作>
図1におけるパレット201に載置されたワークWが振動や外的要因により過剰な位置ずれを生じている場合におけるワーク把持装置1の姿勢制御装置2の動作について図12を参照しながら説明する。
姿勢制御装置2は、弾性機構3によっても姿勢制御しきれないようなワークWが過剰な位置ずれを生じている場合には、その状態を姿勢検知装置6および変位検知手段4によって検知する。
<Operation when the workpiece is excessively displaced>
The operation of the posture control device 2 of the workpiece gripping device 1 when the workpiece W placed on the pallet 201 in FIG. 1 is excessively displaced due to vibration or external factors will be described with reference to FIG.
The posture control device 2 detects the state by the posture detection device 6 and the displacement detection means 4 when the work W that cannot be posture-controlled by the elastic mechanism 3 is excessively displaced.

ワークWが所定の載置状態から過剰にずれている場合には、図12(a)に示すように、把持機構11の先端部がワークWの被把持部Waに接近しようとすると、ワークWが過剰にずれているため把持機構11の先端部をワークWの被把持部Waに挿入することができずに把持機構11の先端部がワークWに当接する。   When the workpiece W is excessively deviated from the predetermined placement state, as shown in FIG. 12A, when the tip of the gripping mechanism 11 tries to approach the gripped portion Wa of the workpiece W, the workpiece W Is excessively displaced, the tip of the gripping mechanism 11 cannot be inserted into the gripped portion Wa of the workpiece W, and the tip of the gripping mechanism 11 contacts the workpiece W.

把持機構11の先端部がワークWに当接した状態では、ロボットアーム101の先端部102を移動させて、サポートシャフト5がワークWに当接するまで近づけようとしても、図12(b)に示すように、サポートシャフト5をワークWに当接させることができない。   In the state where the tip of the gripping mechanism 11 is in contact with the workpiece W, the tip 102 of the robot arm 101 is moved so as to approach the support shaft 5 until it contacts the workpiece W, as shown in FIG. Thus, the support shaft 5 cannot be brought into contact with the workpiece W.

このため、当接検知手段63は、サポートシャフト5が所定の移動量Sだけ移動して、外筒61の先端面とサポートシャフト5の先端面が面一となった状態を検知することができない。   For this reason, the contact detection means 63 cannot detect a state in which the support shaft 5 moves by a predetermined movement amount S and the front end surface of the outer cylinder 61 and the front end surface of the support shaft 5 are flush with each other. .

そして、サポートシャフト5がワークWに当接していることを検知しない状態のままで、変位検知手段4により第2検知器42が対面する位置に移動してきた第2被検知部42aにより支持プレート22がワーク把持位置まで変位したことを検知する。   The support plate 22 is detected by the second detected portion 42a that has been moved to a position where the second detector 42 faces by the displacement detection means 4 without detecting that the support shaft 5 is in contact with the workpiece W. Is detected to have moved to the workpiece gripping position.

しかしながら、変位検知手段4は、第2検知器42により支持プレート22がワーク把持位置まで変位したことを検知しても、当接検知手段63によりサポートシャフト5がワークWに当接していることを検知しないので、ワーク把持装置1がワークWに対して正規の位置に位置決めされたと判定することができない。   However, even if the displacement detection means 4 detects that the support plate 22 has been displaced to the workpiece gripping position by the second detector 42, the contact detection means 63 indicates that the support shaft 5 is in contact with the workpiece W. Since it is not detected, it cannot be determined that the workpiece gripping device 1 has been positioned at a normal position with respect to the workpiece W.

このため、ロボットアーム101の先端部102をさらに移動させると、図12(c)に示すように、姿勢制御装置2は、変位検知手段4により第3検知器43が対面する位置に移動してきた第3被検知部43aにより支持プレート22の過剰変位を検知する。   For this reason, when the distal end portion 102 of the robot arm 101 is further moved, the posture control device 2 has moved to a position where the third detector 43 faces by the displacement detection means 4 as shown in FIG. An excessive displacement of the support plate 22 is detected by the third detected portion 43a.

このようにして、姿勢制御装置2は、当接検知手段63によりサポートシャフト5がワークWに当接していることを検知しない状態で、変位検知手段4により支持プレート22の過剰変位を検知することで、ワークWが過剰にずれていると判断し、ワーク把持装置1によりワークWを把持しようとする際に生じる過度な負荷を未然に検知して回避することができる。   In this way, the posture control device 2 detects the excessive displacement of the support plate 22 by the displacement detection unit 4 in a state where the contact detection unit 63 does not detect that the support shaft 5 is in contact with the workpiece W. Thus, it is determined that the workpiece W is excessively displaced, and an excessive load generated when the workpiece gripping device 1 tries to grip the workpiece W can be detected and avoided in advance.

次に、把持部位置決め装置500について詳細に説明する。
<把持部位置決め装置>
図13は、把持部位置決め装置の平面図である。図14は、把持部位置決め装置の側面図である。図15は、図13および図14に示される係合凹部を有する係合部材の周辺を示す図であり、(a)は平面図、(b)は正面図である。
Next, the gripper positioning device 500 will be described in detail.
<Grip part positioning device>
FIG. 13 is a plan view of the gripper positioning device. FIG. 14 is a side view of the gripper positioning device. 15A and 15B are views showing the periphery of the engaging member having the engaging recess shown in FIGS. 13 and 14, wherein FIG. 15A is a plan view and FIG. 15B is a front view.

図5、図13および図14に示すように、把持部位置決め装置500は、床Fに設置されるベースユニット(基台)510を有しており、ベースユニット510には、ワーク把持装置1における移動が許容された状態と規制された状態とに切り替えられ得る把持機構11を備えた前記ワーク把持装置1をベースユニット510に位置決めするワーク把持装置位置決め部520が設けられている。   As shown in FIGS. 5, 13, and 14, the gripper positioning device 500 includes a base unit (base) 510 installed on the floor F, and the base unit 510 includes the base unit 510. A workpiece gripping device positioning unit 520 is provided for positioning the workpiece gripping device 1 including the gripping mechanism 11 that can be switched between a state in which movement is permitted and a state in which the movement is restricted, on the base unit 510.

ワーク把持装置位置決め部520は、ベースユニット510の上板511に立設された支柱521,521を有しており、支柱521,521には、ワーク把持装置1の支持プレート22に設けられた略円筒形状のガイド部材(把持装置側セット部)221にセット可能なガイドポスト(基台側セット部)522,522が設けられている。ここでは、例えばAをBにセットするとは、AとBが特定の関係(位置関係)を満たした場合にAおよびBの両要素が一体化され、挙動を一にする関係にすることをいう。AやBは、例えば把持装置側セット部や基台側セット部である。   The workpiece gripping device positioning unit 520 has support columns 521 and 521 that are erected on the upper plate 511 of the base unit 510, and the support plates 22 of the workpiece gripping device 1 are provided on the support columns 521 and 521. Guide posts (base side set portions) 522 and 522 that can be set on a cylindrical guide member (holding device side set portion) 221 are provided. Here, for example, setting A to B means that when A and B satisfy a specific relationship (positional relationship), both elements of A and B are integrated and the behavior is unified. . A and B are, for example, a holding device side set unit and a base side set unit.

かかる構成により、ワーク把持装置位置決め部520のガイドポスト522に支持プレート22に設けられたガイド部材221を嵌合させることで、ロボットアーム101(図1参照)の先端部102に装着されたワーク把持装置1を、把持部位置決め装置500に対して位置決めできるようになっている。   With this configuration, the work piece attached to the distal end portion 102 of the robot arm 101 (see FIG. 1) can be grasped by fitting the guide member 221 provided on the support plate 22 to the guide post 522 of the work grasping device positioning unit 520. The device 1 can be positioned with respect to the gripper positioning device 500.

ここで、ワーク把持装置1とベースユニット510とを支柱521,521を介してコンパクトな構成で位置決めすることができる。また、ワーク把持装置1とベースユニット510との間において把持機構11を移動させるための空間を広く確保することができ、基台上における後記する把持部位置決め機構530のレイアウトの自由度が大きくなる。   Here, the workpiece gripping device 1 and the base unit 510 can be positioned with a compact configuration via the columns 521 and 521. Further, it is possible to secure a wide space for moving the gripping mechanism 11 between the workpiece gripping device 1 and the base unit 510, and the degree of freedom of layout of the gripping portion positioning mechanism 530 described later on the base is increased. .

ベースユニット510には、把持機構11と係合可能な係合凹部(係合部)531を備えた把持部位置決め機構530が設けられている。把持部位置決め機構530は、ワーク把持装置1における移動が許容された状態にある把持機構11と係合した係合凹部531を3次元移動させることにより把持機構11をワークW(図2参照)の種類に応じて当該ワークWの被把持部Wa(図2参照)に対応した位置に移動させて位置決めする機能を有している。   The base unit 510 is provided with a gripping portion positioning mechanism 530 having an engaging recess (engaging portion) 531 that can be engaged with the gripping mechanism 11. The gripper positioning mechanism 530 moves the gripping mechanism 11 of the work W (see FIG. 2) by three-dimensionally moving the engaging recess 531 engaged with the gripping mechanism 11 that is allowed to move in the work gripping device 1. Depending on the type, the workpiece W has a function of positioning by moving it to a position corresponding to the gripped portion Wa (see FIG. 2).

図13および図14に示すように、把持部位置決め機構530は、X軸の方向に係合凹部531を移動自在に支持する第1支持機構541と、X軸の方向に係合凹部531を移動させるための第1駆動装置542とを有するX軸ユニット540を備えている。第1支持機構541は、X軸の方向に延在する第1レール543と当該第1レール543に沿って転がり軸受(図示せず)を介して移動可能に係合された第1ブロック544とを備えた第1直動ガイド機構545を有している。第1レール543は、ベースユニット510の上板511上に固定されている。また、第1ブロック544には、第1支持部546が固定されている。第1駆動装置542は、第1支持部546の下面に固定された第1ナット部547(図13参照)と、第1ナット部547に螺合されるボールねじ548(図13参照)と、ボールねじ548を回転駆動するモータ549とを有しており、回転するボールねじ548のねじ送り作用により、第1ナット部547、ひいては第1支持部546をX軸の方向に移動させることが可能となっている。   As shown in FIGS. 13 and 14, the gripper positioning mechanism 530 moves the engagement recess 531 in the X-axis direction and the first support mechanism 541 that supports the engagement recess 531 in the X-axis direction. An X-axis unit 540 having a first drive device 542 for causing the The first support mechanism 541 includes a first rail 543 extending in the X-axis direction and a first block 544 that is movably engaged with the first rail 543 via a rolling bearing (not shown). The 1st linear motion guide mechanism 545 provided with this is provided. The first rail 543 is fixed on the upper plate 511 of the base unit 510. A first support 546 is fixed to the first block 544. The first driving device 542 includes a first nut portion 547 (see FIG. 13) fixed to the lower surface of the first support portion 546, a ball screw 548 (see FIG. 13) screwed into the first nut portion 547, And a motor 549 that rotationally drives the ball screw 548, and the screw feed action of the rotating ball screw 548 can move the first nut portion 547, and thus the first support portion 546, in the X-axis direction. It has become.

また、把持部位置決め機構530は、Y軸の方向に係合凹部531を移動自在に支持する第2支持機構551と、Y軸の方向に係合凹部531を移動させるための第2駆動装置552とを有するY軸ユニット550を備えている。第2支持機構551は、Y軸の方向に延在する第2レール553と当該第2レール553に沿って転がり軸受(図示せず)を介して移動可能に係合された第2ブロック554とを備えた第2直動ガイド機構555を有している。第2レール553は、第1支持部546上に固定されている。また、第2ブロック554には、第2支持部556が固定されている。第2駆動装置552は、第2支持部556の下面に固定された第2ナット部(図示せず)と、第2ナット部に螺合されるボールねじ558(図13参照)と、ボールねじ558を回転駆動するモータ559(図14参照)とを有しており、回転するボールねじ558のねじ送り作用により、第2ナット部、ひいては第2支持部556をY軸の方向に移動させることが可能となっている。   In addition, the gripper positioning mechanism 530 includes a second support mechanism 551 that supports the engagement recess 531 so as to be movable in the Y-axis direction, and a second drive device 552 that moves the engagement recess 531 in the Y-axis direction. Y-axis unit 550 having The second support mechanism 551 includes a second rail 553 extending in the Y-axis direction and a second block 554 movably engaged with the second rail 553 via a rolling bearing (not shown). The 2nd linear motion guide mechanism 555 provided with this is provided. The second rail 553 is fixed on the first support portion 546. A second support portion 556 is fixed to the second block 554. The second driving device 552 includes a second nut portion (not shown) fixed to the lower surface of the second support portion 556, a ball screw 558 (see FIG. 13) screwed to the second nut portion, and a ball screw. And a motor 559 (see FIG. 14) that rotationally drives the 558, and the second nut portion and thus the second support portion 556 are moved in the Y-axis direction by the screw feeding action of the rotating ball screw 558. Is possible.

また、把持部位置決め機構530は、Z軸の方向に係合凹部531を移動自在に支持する第3支持機構561と、Z軸の方向に係合凹部531を移動させるための第3駆動装置562とを有するZ軸ユニット560を備えている。第3支持機構561は、Z軸の方向に延在する第3レール563と当該第3レール563に沿って転がり軸受(図示せず)を介して移動可能に係合された第3ブロック564とを備えた第3直動ガイド機構565を有している。第3レール563は、第2支持部556の側面に鉛直方向に沿って固定されている。また、第3ブロック564には、第3支持部566が固定されている。第3駆動装置562は、第3支持部566の側面に固定された第3ナット部567と、第3ナット部567に螺合されるボールねじ568(図14参照)と、ボールねじ568を回転駆動するモータ569(図14参照)とを有しており、回転するボールねじ568のねじ送り作用により、第3ナット部567、ひいては第3支持部566をZ軸の方向(上下方向)に移動させることが可能となっている。   In addition, the gripper positioning mechanism 530 includes a third support mechanism 561 that supports the engagement recess 531 so as to be movable in the Z-axis direction, and a third drive device 562 that moves the engagement recess 531 in the Z-axis direction. Z-axis unit 560 having The third support mechanism 561 includes a third rail 563 extending in the Z-axis direction and a third block 564 movably engaged with the third rail 563 via a rolling bearing (not shown). The third linear motion guide mechanism 565 having the above is included. The third rail 563 is fixed to the side surface of the second support portion 556 along the vertical direction. Further, a third support portion 566 is fixed to the third block 564. The third driving device 562 rotates a third nut portion 567 fixed to the side surface of the third support portion 566, a ball screw 568 (see FIG. 14) screwed into the third nut portion 567, and the ball screw 568. The third nut portion 567 and thus the third support portion 566 are moved in the Z-axis direction (vertical direction) by the screw feeding action of the rotating ball screw 568. It is possible to make it.

ここで、第1支持機構541、第2支持機構551、および第3支持機構561は、互いに直交するX軸、Y軸、およびZ軸の3軸の方向に係合凹部531を移動自在に支持する支持機構を構成している。また、第1直動ガイド機構545、第2直動ガイド機構555、および第3直動ガイド機構565は、直動ガイド機構を構成している。このように、支持機構は、直動ガイド機構を有しているため、3軸の方向に延在するレールに沿って係合凹部531を滑らかにガタ無く移動させることができる。   Here, the first support mechanism 541, the second support mechanism 551, and the third support mechanism 561 support the engagement concave portion 531 so as to be movable in the directions of the three axes of the X axis, the Y axis, and the Z axis orthogonal to each other. The supporting mechanism is configured. The first linear motion guide mechanism 545, the second linear motion guide mechanism 555, and the third linear motion guide mechanism 565 constitute a linear motion guide mechanism. Thus, since the support mechanism has the linear motion guide mechanism, the engagement recess 531 can be smoothly moved without play along the rail extending in the direction of the three axes.

また、第1駆動装置542、第2駆動装置552、および第3駆動装置562は、3軸の方向に係合凹部531を移動させるための駆動装置を構成している。駆動装置は、モータ549,559,569の回転軸(図示せず)、ひいてはボールねじ548,558,568の回転角度位置を制御することにより、係合凹部531の移動制御を行うことができる。このような構成によれば、バリエーションを有するワークの種類ごとに異なる種々の位置に被把持部Wa(図2参照)が形成されたワークWに確実に対応することができる。また、3次元直交座標系は、極座標系よりも空間位置が把握し易く、ロボットティーチング等の作業もやり易くなるため、作業性が向上する。   The first driving device 542, the second driving device 552, and the third driving device 562 constitute a driving device for moving the engaging recess 531 in the directions of the three axes. The drive device can control the movement of the engagement recess 531 by controlling the rotation shafts (not shown) of the motors 549, 559, and 569, and thus the rotation angle positions of the ball screws 548, 558, and 568. According to such a structure, it can respond | correspond reliably to the workpiece | work W in which the to-be-gripped part Wa (refer FIG. 2) was formed in the various positions which differ for every kind of workpiece | work which has a variation. Further, the three-dimensional orthogonal coordinate system is easier to grasp the spatial position than the polar coordinate system, and the work such as robot teaching is easier to perform, so the workability is improved.

把持部位置決め機構530は、第1ブロック544、第2ブロック554、および第3ブロック564、ひいては係合凹部531の過可動を防止するストッパ571,572,573をそれぞれ有している。このような構成によれば、万一、各ブロック544,554,564、ひいては係合凹部531の走行異常が発生したとしても、各ブロック544,554,564、ひいては係合凹部531の移動がストッパ571,572,573で制限されるため、ワーク把持装置1(図5参照)や把持部位置決め装置500の保護を図ることができる。   The gripper positioning mechanism 530 includes first blocks 544, second blocks 554, and third blocks 564, and thus stoppers 571, 572, and 573 that prevent over-movement of the engagement recess 531. According to such a configuration, even if a running abnormality occurs in each of the blocks 544, 554, 564, and hence the engaging recess 531, the movement of each of the blocks 544, 554, 564, and thus the engaging recess 531 is stopped. Since it is limited by 571, 572, 573, the workpiece gripping device 1 (see FIG. 5) and the gripper positioning device 500 can be protected.

また、把持部位置決め機構530は、係合凹部531のX軸、Y軸、およびZ軸の3軸の方向の基準位置をそれぞれ検出する基準位置検出部581,582,583を有している。ここでは、基準位置検出部581,582,583は、リミットスイッチであり、第1支持部546、第2支持部556、および第3支持部566に設けられた被検出部と当接することにより、予め決められた係合部基準位置を検出する。さらに、把持部位置決め機構530は、係合凹部531のX軸、Y軸、およびZ軸の3軸の方向の移動限界位置を検出するオーバーラン検出部を有している。符号584,585は、Y軸の方向の限界位置を検出するオーバーラン検出部を例示しており、X軸、およびZ軸の方向の限界位置を検出するオーバーラン検出部も同様に設けられている。また、把持部位置決め機構530は、ガイドポスト522にセットされるワーク把持装置1のガイド部材221を検出するガイド部材検出部586を有している。   In addition, the gripper positioning mechanism 530 includes reference position detection units 581, 582, and 583 that detect reference positions in the X axis, Y axis, and Z axis directions of the engagement recess 531, respectively. Here, the reference position detectors 581, 582, 583 are limit switches, and come into contact with detected parts provided in the first support part 546, the second support part 556, and the third support part 566, A predetermined engagement portion reference position is detected. Furthermore, the gripper positioning mechanism 530 has an overrun detection unit that detects a movement limit position of the engagement concave portion 531 in the directions of the X axis, the Y axis, and the Z axis. Reference numerals 584 and 585 exemplify an overrun detection unit for detecting a limit position in the Y-axis direction, and an overrun detection unit for detecting a limit position in the X-axis and Z-axis directions is also provided. Yes. The gripper positioning mechanism 530 includes a guide member detection unit 586 that detects the guide member 221 of the workpiece gripping device 1 set on the guide post 522.

図15に示すように、第3支持部566の上端に設けられた取付板535には、係合凹部531を有する係合部材532が取り付けられている。ここでは、係合凹部531は、複数種類のワークW(図2参照)に応じて、異なる径の円形断面を有する複数の凹部531a,531b,531cから構成されており、係合部材532は、凹部531a,531b,531cをそれぞれ有する複数の部材532a,532b,532cから構成されている。部材532a,532b,532cは、ねじ部材536により取付板535に固定されるフランジ部533a,533b,533cと、フランジ部533a,533b,533cの上面にそれぞれ形成される円柱部534a,534b,534cとをそれぞれ備えており、円柱部534a,534b,534cの上面中央に、所定深さの凹部531a,531b,531cがそれぞれ形成されている。   As shown in FIG. 15, an engagement member 532 having an engagement recess 531 is attached to the attachment plate 535 provided at the upper end of the third support portion 566. Here, the engagement recess 531 is composed of a plurality of recesses 531a, 531b, and 531c having circular cross sections with different diameters according to a plurality of types of workpieces W (see FIG. 2). It comprises a plurality of members 532a, 532b, 532c having recesses 531a, 531b, 531c, respectively. The members 532a, 532b, and 532c are flange portions 533a, 533b, and 533c fixed to the mounting plate 535 by a screw member 536, and column portions 534a, 534b, and 534c formed on the upper surfaces of the flange portions 533a, 533b, and 533c, respectively. And recesses 531a, 531b, and 531c having predetermined depths are respectively formed in the center of the upper surfaces of the cylindrical portions 534a, 534b, and 534c.

このような構成によれば、サイズの異なる複数の把持機構11に適合するように、異なる径を有する複数の凹部531a,531b,531cを事前に用意しておくことができる。これにより、把持機構11(図5参照)のサイズがワークWの種類によって異なる場合であっても対応可能となる。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、第3支持部566の取付板535に一種類のワークWに対応する一つの凹部を備えた係合凹部が配設されるように構成されていてもよい。   According to such a configuration, a plurality of recesses 531a, 531b, and 531c having different diameters can be prepared in advance so as to be adapted to a plurality of gripping mechanisms 11 having different sizes. Accordingly, even when the size of the gripping mechanism 11 (see FIG. 5) varies depending on the type of the workpiece W, it is possible to cope with it. However, the present invention is not limited to this, and the mounting plate 535 of the third support portion 566 is configured to be provided with an engaging concave portion having one concave portion corresponding to one kind of workpiece W. It may be.

次に、把持部位置決め装置500を用いて、ワーク把持装置1における把持機構11をワークWの種類に応じて移動させて位置決めする把持部位置決め方法について説明する。   Next, a description will be given of a gripping unit positioning method in which the gripping mechanism 11 in the workpiece gripping device 1 is moved and positioned according to the type of the workpiece W using the gripping unit positioning device 500.

<把持部位置決め方法>
まず、多関節ロボット100を駆動させることにより、ロボットアーム101の先端部102に装着されたワーク把持装置1を移動させて、ワーク把持装置1のガイド部材221を、把持部位置決め装置500のワーク把持装置位置決め部520のガイドポスト522に嵌合させる。これにより、ワーク把持装置1を把持部位置決め装置500に対して位置決めする。ガイド部材検出部586がガイド部材221を検出することにより、ワーク把持装置1の把持部位置決め装置500へのセットが完了したものと判断される。
<Grip part positioning method>
First, the articulated robot 100 is driven to move the workpiece gripping device 1 attached to the tip 102 of the robot arm 101, so that the guide member 221 of the workpiece gripping device 1 is gripped by the gripping unit positioning device 500. It is fitted to the guide post 522 of the apparatus positioning unit 520. As a result, the workpiece gripping device 1 is positioned with respect to the gripper positioning device 500. When the guide member detection unit 586 detects the guide member 221, it is determined that the setting of the workpiece gripping device 1 to the gripping portion positioning device 500 has been completed.

続いて、ベースユニット510に設けられた把持部位置決め機構530が、当該把持部位置決め機構530に備えられ把持機構11と係合可能な係合凹部531を3次元移動させて、把持機構11の先端が係合凹部531に挿入されるようにして係合凹部531を把持機構11と係合させる。ここで、把持機構11は、係合凹部531を内側から外側に向けて押圧して把持する。   Subsequently, the gripping part positioning mechanism 530 provided in the base unit 510 moves the engagement recess 531 provided in the gripping part positioning mechanism 530 and engageable with the gripping mechanism 11 three-dimensionally, and thereby the tip of the gripping mechanism 11. Is inserted into the engaging recess 531, and the engaging recess 531 is engaged with the gripping mechanism 11. Here, the gripping mechanism 11 presses and grips the engaging recess 531 from the inside to the outside.

そして、把持機構11をワーク把持装置1における3次元移動が許容された状態に設定する。続いて、把持部位置決め機構530が、把持機構11と係合した係合凹部531をワークWの種類に応じて当該ワークWの被把持部Waに対応した位置に移動させる。   Then, the gripping mechanism 11 is set to a state in which three-dimensional movement in the work gripping device 1 is allowed. Subsequently, the gripping portion positioning mechanism 530 moves the engaging recess 531 engaged with the gripping mechanism 11 to a position corresponding to the gripped portion Wa of the workpiece W according to the type of the workpiece W.

続いて、移動規制装置13により3軸移動機構12の移動を規制することで、把持機構11をワーク把持装置1における3次元移動が規制された状態に設定する(ロックする)。ここで、把持機構11は、係合凹部531の把持を解除する。ワーク把持装置1が複数の把持機構11を備える場合、前記工程を繰り返す。これにより、ワーク把持装置1における把持機構11が、ワークWの種類に応じて移動させられて位置決めされる。   Subsequently, the movement restricting device 13 restricts the movement of the three-axis moving mechanism 12, thereby setting (locking) the gripping mechanism 11 in a state in which the three-dimensional movement in the work grasping device 1 is restricted. Here, the gripping mechanism 11 releases the gripping of the engaging recess 531. When the workpiece gripping device 1 includes a plurality of gripping mechanisms 11, the above steps are repeated. Thereby, the gripping mechanism 11 in the workpiece gripping device 1 is moved and positioned according to the type of the workpiece W.

次に、把持部位置決め機構530が、把持機構11から係合凹部531を離間させ、係合凹部531を基準位置検出部581,582,583による検出位置まで移動させることにより予め決められた係合部基準位置に復帰移動させる。続いて、多関節ロボット100を駆動させることにより、ロボットアーム101の先端部102に装着されたワーク把持装置1を移動させて、把持部位置決め装置500のワーク把持装置位置決め部520からワーク把持装置1を離間させ、ワーク把持装置1を予め決められた把持装置基準位置に復帰移動させる。   Next, the gripping portion positioning mechanism 530 moves the engagement concave portion 531 away from the gripping mechanism 11 and moves the engagement concave portion 531 to the detection positions by the reference position detection portions 581 582, and 583, thereby making a predetermined engagement. Return to the reference position. Subsequently, by driving the articulated robot 100, the workpiece gripping device 1 attached to the tip portion 102 of the robot arm 101 is moved, and the workpiece gripping device 1 is moved from the workpiece gripping device positioning unit 520 of the gripping portion positioning device 500. And the workpiece gripping device 1 is moved back to a predetermined gripping device reference position.

前記したように、本実施形態では、ワーク把持装置1における把持機構11をワークWの種類に応じて移動させて位置決めするための把持部位置決め装置500は、床Fに設置されるベースユニット510を有しており、ベースユニット510には、ワーク把持装置1における移動が許容された状態と規制された状態とに切り替えられ得る把持機構11を備えたワーク把持装置1をベースユニット510に位置決めするワーク把持装置位置決め部520と、把持機構11と係合可能な係合凹部531を備えワーク把持装置1における移動が許容された状態にある把持機構11と係合した係合凹部531を3次元移動させることにより把持機構11をワークWの種類に応じて当該ワークWの被把持部Waに対応した位置に移動させて位置決めする把持部位置決め機構530と、が設けられている。   As described above, in this embodiment, the gripper positioning device 500 for positioning by moving the gripping mechanism 11 in the workpiece gripping device 1 according to the type of the workpiece W includes the base unit 510 installed on the floor F. The base unit 510 includes a workpiece gripping device 1 provided with a gripping mechanism 11 that can be switched between a state in which movement of the workpiece gripping device 1 is allowed and a state in which the workpiece gripping device 1 is restricted. A gripping device positioning portion 520 and an engagement recess 531 that can be engaged with the gripping mechanism 11 are provided, and the engagement recess 531 engaged with the gripping mechanism 11 that is allowed to move in the workpiece gripping device 1 is three-dimensionally moved. As a result, the gripping mechanism 11 is moved to a position corresponding to the gripped portion Wa of the workpiece W according to the type of the workpiece W and positioned. A gripper positioning mechanism 530, are provided.

このような本実施形態によれば、ロボットアーム101に装着されたワーク把持装置1に備えられた把持機構11を、ロボットやワーク把持装置1に把持機構11を移動させるための駆動装置を設けることなく、ワークWの種類の変更に応じて、移動させて位置決めすることにより、ワーク把持装置1における把持機構11の位置を自動的に変更することが可能となる。
したがって、ロボットアーム101の先端側を軽量化しながらバリエーションを有する種々のワークに対応することが可能となる。
According to the present embodiment, the gripping mechanism 11 provided in the workpiece gripping device 1 attached to the robot arm 101 is provided with a driving device for moving the gripping mechanism 11 to the robot or the workpiece gripping device 1. Instead, the position of the gripping mechanism 11 in the work gripping device 1 can be automatically changed by moving and positioning in accordance with the change in the type of the work W.
Therefore, it is possible to cope with various workpieces having variations while reducing the weight of the tip side of the robot arm 101.

次に、前記した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成(変形例)に関して説明する。前述した実施形態と同様の構成および作用は、以下の実施形態に取り込まれるものとして詳細な説明を適宜省略し、相違する点について主に説明する。
<変形例>
Next, an embodiment in which a part of the configuration of the above-described embodiment is changed will be described with respect to the changed configuration (modified example). The same configurations and operations as those of the above-described embodiment will be omitted from the detailed description as being taken into the following embodiments, and differences will be mainly described.
<Modification>

例えば、把持部位置決め機構530は、係合凹部531の移動が許容された状態と規制された状態とに切り替え可能な係止機構(図示せず)を有していてもよい。このように構成すれば、係合凹部531を移動させた後に所定位置に確実に停止させることができる。したがって、例えばエアシリンダ等の精密な移動制御が難しい駆動装置で係合凹部531を移動させる場合には、前記所定位置を検知することにより前記係止機構を用いて係合凹部531を停止させることができる。   For example, the gripper positioning mechanism 530 may include a locking mechanism (not shown) that can be switched between a state in which the movement of the engagement recess 531 is allowed and a state in which the movement is restricted. If comprised in this way, after moving the engagement recessed part 531, it can be made to stop reliably in a predetermined position. Therefore, for example, when the engagement recess 531 is moved by a drive device that is difficult to control precisely, such as an air cylinder, the engagement recess 531 is stopped using the locking mechanism by detecting the predetermined position. Can do.

この場合、前記係止機構は、電磁石、ギア駆動制御、直動ガイド機構の油圧制御、直動ガイド機構の空圧制御、および直動ガイド機構の電気制御などのいずれかを用いて、ブロック544,554,564、ひいては係合凹部531の移動が許容された状態と規制された状態とに切り替える構成とされ得る。このように、前記係止機構を具体的に提示されたものの中から選択して用いることにより、ブロック544,554,564、ひいては係合凹部531を所定位置に確実に移動して停止させることができる。   In this case, the locking mechanism uses any one of an electromagnet, a gear drive control, a hydraulic control of the linear guide mechanism, a pneumatic control of the linear guide mechanism, and an electric control of the linear guide mechanism. , 554, 564 and by extension, the engagement recess 531 can be switched between a permitted state and a restricted state. Thus, by selecting and using the locking mechanism from those specifically presented, the blocks 544, 554, 564 and eventually the engagement recess 531 can be reliably moved to a predetermined position and stopped. it can.

また、前記した実施形態においては、被把持部WaがワークWに形成された貫通穴等の凹部であり、凹部を内側から外側に向けて押圧して把持するインナータイプの把持機構を採用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、被把持部がボス等の凸部である場合には、凸部を外側から内側に向けて押圧して把持するコレットチャック方式のアウタータイプの把持機構を採用することもできる。   Further, in the above-described embodiment, when the gripped portion Wa is a concave portion such as a through hole formed in the workpiece W, and an inner type gripping mechanism that presses and grips the concave portion from the inside to the outside is employed. However, the present invention is not limited to this, and when the gripped portion is a convex portion such as a boss, the outer type of the collet chuck type that presses and grips the convex portion from the outside to the inside. A gripping mechanism can also be employed.

アウタータイプの把持機構11′について図16〜図18を参照しながら説明する。参照する図16はアウタータイプの把持機構を説明するための斜視図であり、(a)は外観を示し、(b)は内部構造を示す断面図である。図17はアウタータイプの把持機構の構成および動作を示す断面正面図であり、(a)は把持する前の状態、(b)は把持した状態を示す。図18はアウタータイプの把持機構の構成を説明するための一部分解斜視図である。なお、以下の説明において、前記した実施形態とは把持機構11との相違のみであるので他の構成の詳細な説明は省略する。   The outer-type gripping mechanism 11 ′ will be described with reference to FIGS. FIG. 16 to be referred to is a perspective view for explaining an outer-type gripping mechanism, in which (a) shows an external appearance and (b) is a cross-sectional view showing an internal structure. FIG. 17 is a cross-sectional front view showing the configuration and operation of the outer-type gripping mechanism, where (a) shows a state before gripping and (b) shows a gripped state. FIG. 18 is a partially exploded perspective view for explaining the configuration of the outer-type gripping mechanism. In the following description, since only the difference from the above-described embodiment is the gripping mechanism 11, detailed description of other configurations is omitted.

把持機構11′は、図16および図17に示すように、くさび形状部111a′が形成された駆動部材111′と、くさび形状部111a′に適合する勾配部112a′が形成され拡径および縮径方向に移動する従動部材112′と(図18を併せて参照)、駆動部材111′に内設され従動部材112′を軸方向に移動自在に支持するホルダ113′と、従動部材112′を往復移動して従動部材112′を拡径および縮径させる駆動手段114(図2参照)に連結されたコレットバー114a′と、を備えている。   As shown in FIGS. 16 and 17, the gripping mechanism 11 ′ includes a drive member 111 ′ having a wedge-shaped portion 111 a ′ and a gradient portion 112 a ′ that fits the wedge-shaped portion 111 a ′. A driven member 112 ′ that moves in the radial direction (see also FIG. 18), a holder 113 ′ that is provided in the drive member 111 ′ and supports the driven member 112 ′ so as to be movable in the axial direction, and a driven member 112 ′. And a collet bar 114a ′ connected to driving means 114 (see FIG. 2) for reciprocating and expanding and contracting the driven member 112 ′.

駆動部材111′は、従動部材112′を拡径縮径するように駆動する部材であり、前記した実施形態におけるホルダ113(図3参照)と同様に3軸移動機構12側に固定されている。
駆動部材111′は、図17(a)に示すように、内部に凹部111b′が形成された筒状の胴部111c′と、胴部111c′の先端部に螺入して結合されたリング形状の蓋部111d′と、蓋部111d′の内周部に形成された前記くさび形状部111a′と、を備えている。
The drive member 111 ′ is a member that drives the driven member 112 ′ to expand and contract the diameter, and is fixed to the triaxial moving mechanism 12 side in the same manner as the holder 113 (see FIG. 3) in the above-described embodiment. .
As shown in FIG. 17 (a), the drive member 111 'includes a cylindrical barrel portion 111c' having a recess 111b 'formed therein, and a ring that is screwed into and coupled to the distal end portion of the barrel portion 111c'. A lid portion 111d 'having a shape and the wedge-shaped portion 111a' formed on the inner peripheral portion of the lid portion 111d 'are provided.

従動部材112′は、図18に示すように、円周方向に隙間を挟んで3体を並べて全体としてコレット形状をなすように鍔状をなした根元部112c′で連結されている。
従動部材112′の外周部は、図17(a)に示すように、先端側が拡径されたテーパからなる勾配部112a′が形成されている。従動部材112′の内周部は、被把持部Wa′である凸部に適合させた貫通穴からなる被把持部Wa′との接合部112b′が形成されている。
As shown in FIG. 18, the driven member 112 ′ is connected by a base portion 112 c ′ having a bowl shape so that three bodies are arranged in a circumferential direction with a gap therebetween to form a collet shape as a whole.
As shown in FIG. 17 (a), the outer peripheral portion of the driven member 112 'is formed with a gradient portion 112a' having a taper whose diameter is enlarged at the tip end side. The inner peripheral portion of the driven member 112 ′ is formed with a joint portion 112 b ′ with a gripped portion Wa ′ including a through hole adapted to a convex portion that is the gripped portion Wa ′.

ホルダ113′は、図18に示すように、円周方向に隙間が形成されるようにして3体を並べて配設され、全体としてリング状をなして駆動部材111′内に軸方向(図17における上下方向)に摺動自在に内設されている。ホルダ113′の内周部には、周方向に沿ってリング溝113a′が形成され、このリング溝113a′内に従動部材112′の根元部112c′とコレットバー114a′の先端部114b′が埋設されている。
ホルダ113′は、従動部材112′とコレットバー114a′を一体として連結するように保持し、駆動部材111′に対して、従動部材112′を軸方向(図17における上下方向)に摺動自在に支持するとともに、縮径および拡径方向に移動自在に支持している。
As shown in FIG. 18, three holders 113 ′ are arranged side by side so as to form a gap in the circumferential direction, and form a ring shape as a whole in the drive member 111 ′ in the axial direction (FIG. 17). In the vertical direction). A ring groove 113a ′ is formed along the circumferential direction in the inner peripheral portion of the holder 113 ′, and a root portion 112c ′ of the driven member 112 ′ and a tip end portion 114b ′ of the collet bar 114a ′ are formed in the ring groove 113a ′. Buried.
The holder 113 ′ holds the driven member 112 ′ and the collet bar 114 a ′ so as to be integrally connected, and the driven member 112 ′ is slidable in the axial direction (vertical direction in FIG. 17) with respect to the drive member 111 ′. And is supported so as to be movable in the direction of diameter reduction and diameter expansion.

コレットバー114a′は、棒状の形状をなし、円盤状に拡径された先端部114b′と、駆動部材111′の凹部111b′に摺動自在に内設されるガイドリング114c′と、を備えている。コレットバー114a′の先端部114b′は、従動部材112′の根元部112c′に当接した状態でホルダ113′の内周部に埋設されている。   The collet bar 114a 'has a rod-like shape, and includes a distal end portion 114b' whose diameter is increased in a disk shape, and a guide ring 114c 'that is slidably provided in the concave portion 111b' of the drive member 111 '. ing. The tip end portion 114b 'of the collet bar 114a' is embedded in the inner peripheral portion of the holder 113 'while being in contact with the root portion 112c' of the driven member 112 '.

かかる構成により、把持機構11′は、図17(a)に示すように、駆動手段114(図2参照)により、コレットバー114a′を図17(a)の下方向に移動すると、従動部材112を図17(a)の拡径方向に移動して、非把持状態にすることができる。
一方、図17(b)に示すように、把持機構11′は、駆動手段114(図2参照)により、コレットバー114a′を図17(b)の上方向に移動すると、従動部材112′を縮径方向に移動して、ワークW′の被把持部Wa′に従動部材112′の接合部112b′を押し付けるようにして、ワークW′を把持することができる。
With this configuration, as shown in FIG. 17A, the gripping mechanism 11 ′ moves the driven member 112 when the collet bar 114 a ′ is moved downward in FIG. 17A by the driving means 114 (see FIG. 2). Can be moved in the diameter increasing direction of FIG.
On the other hand, as shown in FIG. 17B, when the gripping mechanism 11 ′ moves the collet bar 114a ′ upward in FIG. 17B by the driving means 114 (see FIG. 2), the driven member 112 ′ is moved. The workpiece W ′ can be gripped by moving in the diameter reducing direction and pressing the joint 112b ′ of the driven member 112 ′ of the workpiece W ′ of the workpiece W ′.

なお、前記したアウタータイプの把持機構11′においては、駆動部材111′を軸(上下)方向で移動しないように固定し、駆動手段114(図2参照)により従動部材112′が駆動部材111′に対して軸方向に移動することで縮径して把持するようにしたが、これに限定されるものではなく、従動部材112′を軸方向で移動しないように固定し、駆動手段114により駆動部材111′を従動部材112′に対して軸方向に移動して従動部材112′を縮径して把持してもよい。   In the outer-type gripping mechanism 11 'described above, the driving member 111' is fixed so as not to move in the axial (vertical) direction, and the driven member 112 'is fixed to the driving member 111' by the driving means 114 (see FIG. 2). However, the present invention is not limited to this, and the driven member 112 ′ is fixed so as not to move in the axial direction and is driven by the driving means 114. The member 111 ′ may be moved in the axial direction with respect to the driven member 112 ′ to reduce the diameter of the driven member 112 ′ and may be gripped.

図19は、ワークの被把持部がボス等の凸部である場合に使用される把持部位置決め装置の係合凸部を有する係合部材の周辺を示す図であり、(a)は平面図、(b)は正面図である。   FIG. 19 is a view showing the periphery of an engaging member having an engaging convex portion of a gripping portion positioning device used when the gripped portion of the workpiece is a convex portion such as a boss, and (a) is a plan view. (B) is a front view.

図19(a)(b)に示すように、第3支持部566の上端に設けられた取付板535には、係合凸部591を有する係合部材592が取り付けられている。ここでは、係合凸部591は、複数種類のワークW′(図17参照)に応じて、異なる径の円形断面を有する複数の凸部591a,591b,591cから構成されており、係合部材592は、凸部591a,591b,591cをそれぞれ有する複数の部材592a,592b,592cから構成されている。部材592a,592b,592cは、ねじ部材536により取付板535に固定されるフランジ部593a,593b,593cをそれぞれ備えており、フランジ部593a,593b,593cの上面に、所定高さの凸部591a,591b,591cがそれぞれ形成されている。   As shown in FIGS. 19A and 19B, an engagement member 592 having an engagement convex portion 591 is attached to the attachment plate 535 provided at the upper end of the third support portion 566. Here, the engagement convex portion 591 is composed of a plurality of convex portions 591a, 591b, and 591c having circular cross sections with different diameters according to a plurality of types of workpieces W ′ (see FIG. 17). Reference numeral 592 includes a plurality of members 592a, 592b, and 592c having convex portions 591a, 591b, and 591c, respectively. Each of the members 592a, 592b, and 592c includes flange portions 593a, 593b, and 593c that are fixed to the mounting plate 535 by a screw member 536, and a convex portion 591a having a predetermined height on the upper surface of the flange portions 593a, 593b, and 593c. , 591b and 591c are formed.

このような構成によれば、サイズの異なる複数の把持機構11に適合するように、異なる径を有する複数の凸部591a,591b,591cを事前に用意しておくことができる。これにより、把持機構11(図5参照)のサイズがワークW′の種類によって異なる場合であっても対応可能となる。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、第3支持部566の取付板535に一種類のワークW′に対応する一つの凸部を備えた係合凸部が配設されるように構成されていてもよい。   According to such a configuration, a plurality of convex portions 591a, 591b, and 591c having different diameters can be prepared in advance so as to be adapted to a plurality of gripping mechanisms 11 having different sizes. As a result, even when the size of the gripping mechanism 11 (see FIG. 5) differs depending on the type of the workpiece W ′, it is possible to cope with it. However, the present invention is not limited to this, and an engagement convex portion having one convex portion corresponding to one kind of workpiece W ′ is disposed on the mounting plate 535 of the third support portion 566. It may be configured.

前記したように、把持機構と係合可能な係合部は、把持機構がワークの被把持部を外側から内側に向けて押圧して把持するアウタータイプの場合には係合凸部591とし、把持機構がワークの被把持部を内側から外側に向けて押圧して把持するインナータイプの場合には係合凹部531とすることができる。   As described above, the engaging portion that can be engaged with the gripping mechanism is the engaging convex portion 591 in the case of the outer type in which the gripping mechanism presses and grips the gripped portion of the workpiece from the outside to the inside. In the case of an inner type in which the gripping mechanism presses and grips the gripped portion of the workpiece from the inside to the outside, the engagement recess 531 can be formed.

このように構成すれば、把持機構11がアウタータイプ、インナータイプ、あるいはこれらの両タイプが混在する場合にも対応することができる。また、複雑な構造のワークの把持にも対応することができる。   If comprised in this way, it can respond also when the holding | grip mechanism 11 is an outer type, an inner type, or these both types coexist. In addition, it is possible to handle a workpiece having a complicated structure.

なお、ワークの被把持部が凸部である場合に、当該凸部は、前記したボス等の円柱形状に限定されるものではなく、リブ等の直方体形状(衝立形状)であってもよい。この場合、把持機構11′は、リブ等の直方体形状の凸部の相対する2面を挟むように外側から内側に向けて押圧してワークを把持するものであり、この把持機構11′と係合可能な把持部位置決め機構の係合凸部は、ワークの被把持部であるリブ等の直方体形状の凸部に対応した形状に形成される。   In addition, when the to-be-gripped part of a workpiece | work is a convex part, the said convex part is not limited to column shape, such as an above-described boss | hub, A rectangular parallelepiped shape (partition shape), such as a rib, may be sufficient. In this case, the gripping mechanism 11 ′ grips the workpiece by pressing inward from the outside so as to sandwich the two opposing faces of the rectangular parallelepiped convex portions such as ribs. The engaging convex portion of the gripping portion positioning mechanism that can be combined is formed in a shape corresponding to a rectangular parallelepiped convex portion such as a rib that is a gripped portion of the workpiece.

以上、本発明について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、前記実施形態(変形例を含む)に記載した構成に限定されるものではなく、前記した構成を適宜組み合わせ乃至選択することを含め、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to the structure described in the said embodiment (a modification is included), The above-mentioned structure is combined thru | or selected suitably. In the range which does not deviate from the meaning, the structure can be changed suitably.

1 ワーク把持装置
11,11′ 把持機構(把持部)
101 ロボットアーム
221 ガイド部材(把持装置側セット部)
500 把持部位置決め装置
510 ベースユニット(基台)
520 ワーク把持装置位置決め部
521 支柱
522 ガイドポスト(基台側セット部)
530 把持部位置決め機構
531 係合凹部(係合部)
541,551,561 支持機構
542,552,562 駆動装置
543,553,563 レール
544,554,564 ブロック
545,555,565 直動ガイド機構
571,572,573 ストッパ
591 係合凸部(係合部)
F 床
W,W′ ワーク
Wa,Wa′ 被把持部
1 Work Gripping Device 11, 11 'Gripping mechanism (gripping part)
101 robot arm 221 guide member (gripping device side set part)
500 Grasping part positioning device 510 Base unit (base)
520 Work gripper positioning unit 521 Support column 522 Guide post (base side set unit)
530 Gripping part positioning mechanism 531 Engaging recess (engaging part)
541, 551, 561 Support mechanism 542, 552, 562 Driving device 543, 553, 563 Rail 544, 554, 564 Block 545, 555, 565 Linear motion guide mechanism 571, 572, 573 Stopper 591 Engaging protrusion (engaging portion) )
F Floor W, W 'Work Wa, Wa' Grabbed part

Claims (9)

ロボットアームに装着されて種々のワークを把持部で把持するワーク把持装置における前記把持部をワークの種類に応じて移動させて位置決めするための把持部位置決め装置であって、
床に設置される基台と、
前記基台に設けられ、前記ワーク把持装置における移動が許容された状態と規制された状態とに切り替えられ得る前記把持部を備えた前記ワーク把持装置を前記基台に位置決めするワーク把持装置位置決め部と、
前記基台に設けられ、前記把持部と係合可能な係合部を備え前記ワーク把持装置における移動が許容された状態にある前記把持部と係合した前記係合部を3次元移動させることにより前記把持部をワークの種類に応じて当該ワークの被把持部に対応した位置に移動させて位置決めする把持部位置決め機構と、
を備えたことを特徴とする把持部位置決め装置。
A gripper positioning device for positioning by moving the gripper according to the type of workpiece in a workpiece gripper mounted on a robot arm and gripping various workpieces by a gripper.
A base installed on the floor;
A workpiece gripping device positioning unit that is provided on the base and positions the workpiece gripping device with the gripping portion that can be switched between a state in which movement of the workpiece gripping device is allowed and a state of restriction in the workpiece gripping device. When,
The engagement portion that is provided on the base and includes an engagement portion that can be engaged with the grasping portion and that is engaged with the grasping portion that is allowed to move in the workpiece grasping device is three-dimensionally moved. A gripper positioning mechanism that moves and positions the gripper to a position corresponding to the gripped part of the workpiece according to the type of the workpiece,
A gripping part positioning device comprising:
前記把持部位置決め機構は、互いに直交する3軸の方向に前記係合部を移動自在に支持する支持機構と、前記3軸の方向に前記係合部を移動させるための駆動装置とを有することを特徴とする請求項1に記載の把持部位置決め装置。   The gripping portion positioning mechanism includes a support mechanism that supports the engagement portion so as to be movable in directions of three axes orthogonal to each other, and a drive device for moving the engagement portion in the direction of the three axes. The gripping part positioning device according to claim 1. 前記支持機構は、前記3軸の方向に延在するレールと当該レールに沿って転がり軸受を介して移動可能に係合されたブロックとを備えた直動ガイド機構を有することを特徴とする請求項2に記載の把持部位置決め装置。   The said support mechanism has a linear motion guide mechanism provided with the rail extended in the direction of the said 3 axis | shaft, and the block engaged so that the movement along the rail was possible via a rolling bearing. Item 3. The gripper positioning device according to Item 2. 前記係合部は、前記把持部がワークの被把持部を外側から内側に向けて押圧して把持するアウタータイプの場合には凸部であり、前記把持部がワークの被把持部を内側から外側に向けて押圧して把持するインナータイプの場合には凹部であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の把持部位置決め装置。   The engaging portion is a convex portion in the case of an outer type in which the gripping portion presses and grips the gripped portion of the workpiece from the outside to the inside, and the gripping portion grips the gripped portion of the workpiece from the inside. The gripping part positioning device according to any one of claims 1 to 3, wherein the gripping part positioning device is a concave part in the case of an inner type that presses and grips outward. 前記係合部は、複数種類のワークに応じて、異なる径の円形断面を有する複数の前記凸部及び/又は前記凹部を有することを特徴とする請求項4に記載の把持部位置決め装置。   5. The gripper positioning device according to claim 4, wherein the engagement portion includes a plurality of the convex portions and / or the concave portions having circular cross sections having different diameters according to a plurality of types of workpieces. 前記ワーク把持装置位置決め部は、前記ワーク把持装置に設けられた把持装置側セット部にセット可能な基台側セット部が設けられ前記基台に立設された支柱を有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の把持部位置決め装置。   The workpiece gripping device positioning section includes a support column that is provided with a base side set portion that can be set on a gripping device side set portion provided in the workpiece gripping device and is erected on the base. The gripper positioning device according to any one of claims 1 to 5. 前記把持部位置決め機構は、前記係合部の過可動を防止するストッパを有することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の把持部位置決め装置。   The gripping part positioning device according to any one of claims 1 to 6, wherein the gripping part positioning mechanism includes a stopper that prevents the engaging part from being over-movable. 前記把持部位置決め機構は、前記係合部の移動が許容された状態と規制された状態とに切り替え可能な係止機構を有することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の把持部位置決め装置。   The gripping part positioning mechanism has a locking mechanism that can be switched between a state in which the movement of the engaging part is allowed and a state in which the movement is restricted. The gripper positioning device described in 1. ロボットアームに装着されて種々のワークを把持部で把持するワーク把持装置における前記把持部をワークの種類に応じて移動させて位置決めするための把持部位置決め方法であって、
床に設置された基台に設けられたワーク把持装置位置決め部に、前記ワーク把持装置における移動が許容された状態と規制された状態とに切り替え可能な前記把持部を備えた前記ワーク把持装置を、位置決めする工程(a)と、
前記基台に設けられた把持部位置決め機構が、当該把持部位置決め機構に備えられ前記把持部と係合可能な係合部を3次元移動させて前記把持部と係合させる工程(b)と、
前記把持部を前記ワーク把持装置における移動が許容された状態に設定する工程(c)と、
前記把持部位置決め機構が、前記把持部と係合した前記係合部をワークの種類に応じて当該ワークの被把持部に対応した位置に移動させる工程(d)と、
前記把持部を前記ワーク把持装置における移動が規制された状態に設定する工程(e)と、
前記ワーク把持装置が複数の前記把持部を備える場合、前記工程(b)〜(e)を繰り返す工程(f)と、
前記把持部位置決め機構が、前記把持部から前記係合部を離間させ、前記係合部を予め決められた係合部基準位置に復帰移動させる工程(g)と、
前記ワーク把持装置位置決め部から前記ワーク把持装置を離間させ、前記ワーク把持装置を予め決められたワーク把持装置基準位置に復帰移動させる工程(h)と、
を備えたことを特徴とするワーク把持装置の把持部位置決め方法。
A gripping part positioning method for positioning by moving the gripping part according to the type of work in a work gripping apparatus that is mounted on a robot arm and grips various works by a gripping part,
The workpiece gripping device provided with the gripping portion that can be switched between a state in which movement of the workpiece gripping device is allowed and a state of restriction in a workpiece gripping device positioning portion provided on a base installed on the floor. Positioning step (a);
A step (b) in which a gripping portion positioning mechanism provided on the base is engaged with the gripping portion by three-dimensionally moving an engaging portion provided in the gripping portion positioning mechanism and engageable with the gripping portion; ,
Setting the gripping part in a state in which movement of the work gripping device is permitted;
A step (d) in which the gripper positioning mechanism moves the engaging part engaged with the gripper to a position corresponding to the gripped part of the work according to the type of the work;
Setting the gripping part in a state in which movement of the work gripping device is restricted;
When the workpiece gripping device includes a plurality of the gripping units, the step (f) of repeating the steps (b) to (e);
A step (g) in which the gripper positioning mechanism separates the engagement portion from the gripper and returns the engagement portion to a predetermined engagement portion reference position;
Separating the workpiece gripping device from the workpiece gripping device positioning section and returning the workpiece gripping device to a predetermined workpiece gripping device reference position (h);
A method for positioning a gripping part of a workpiece gripping apparatus, comprising:
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